济南大学工厂供电第2章

内容提要：本章介绍了用户供电系统的电力负荷与负荷计算，介绍了供电电压以及电源的选择，还介绍了配电系统的设计，最后简单介绍了供电系统的电能节约与电能质量控制。第2章用户供电系统第2章用户供电系统第一节电力负荷与负荷计算第二节供电电压与电源的选择第三节用户变电所第四节变电所的电气主接线第五节变电所的二次接线第六节高低压配电网第七节用户供电系统的电能损耗与节约第八节供电系统的方案比较第一节电力负荷与负荷计算

一、关于负荷的基本概念

a)连续运行工作制

b)短期运行工作制

c)断续周期工作制1.设备安装容量设备安装容量PN（亦称设备功率）是指连续工作的用电设备铭牌上的标称功率PE。但是，用电设备往往因工作性质不同而具有不同的运行工作制，这时，从供电安全和经济性两方面来考虑，应按设备铭牌功率予以折算。连续运行工作制短期运行工作制断续周期工作制能长期连续运行，每次连续工作时间超过8小时，运行时负荷比较稳定。在计算其设备容量时，直接查取其铭牌上的额定容量。这类设备的工作时间较短，停歇时间较长。在计算其设备容量时，直接查取其铭牌上的额定容量。这类设备的工作呈周期性，时而工作时而停歇，如此反复，且工作时间与停歇时间有一定比例。断续周期工作制的设备，可用负荷持续率来表征其工作特性。负荷持续率（FC）：为一个工作周期内工作时间与工作周期的百分比，用FC表示。

――工作时间――停歇时间。与之和为整个周期时间，不应超过10min。应为“等效”换算，即按同一周期内相同发热条件进行换算。设备安装容量的计算a.对一般长期连续工作制和短时工作制的用电设备组,设备安装容量就是所有用电设备铭牌额定容量之和。b.对断续工作制的用电设备组,设备安装容量就是将所有设备在不同负荷持续率的铭牌额定容量统一换算到一个规定的负荷持续率下的功率之和。假设设备在FC下的额定容量为PE,则换算到FC′下的设备安装容量PN.M换算后容量铭牌容量铭牌负荷持续率规定的负荷持续率对电焊机组要求统一换算到FC′=100%对吊车电动机组要求统一换算到FC′=25%一般来说，交流电焊机铭牌上应标注下列参数：1、初级电压（V）；2、次级空载电（V）；

3、额定工作电压（V）；

4、额定焊接电流（A）；

5、电流调节范围（A）；

6、额定负载持续率（%）；

7、相数（相）；8、频率（HZ）；

9、冷却方式（F）；10、额定输入容量（KVA）；

11、使用焊条直径（mm）；

12、效率（%）；13、功率因数；

14、重量（kg）；

15、外形尺寸。2.负荷与负荷曲线电力负荷是指单台用电设备或一组用电设备从电源取用的电功率，包括有功功率、无功功率和视在功率。在生产过程中，由于生产过程的变化或用电设备使用上的随机性，实际负荷都是随着时间而变化的。电力负荷随时间变化的曲线称为负荷曲线。

图2-1日负荷曲线与年负荷曲线a)日有功负荷曲线b)年有功负荷曲线负荷曲线

a.含义：负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形。它绘制在直角坐标纸上，纵坐标表示负荷（有功负荷P或无功负荷Q）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位）。负荷曲线所包络的面积，就是工厂在生产期间耗用的电能。b.种类：

工厂负荷曲线有功负荷曲线按负荷对象车间负荷曲线按负荷功率性质某类设备无功负荷曲线

年负荷曲线

按负荷变动时间月负荷曲线日负荷曲线工作班负荷曲线

c.负荷曲线的绘制

负荷曲线多绘制成梯形，横坐标一般按半小时分格，以便确定“半小时最大负荷”。见图d.负荷曲线的作用

从各种负荷曲线上，可以直观地了解电力负荷变动的情况。通过对负荷曲线的分析，可以更深入地掌握负荷变动的规律，并从中获得一些对设计和运行有用的统计参数。我国日负荷曲线时间间隔△t取为30min，△t与导体的发热时间常数τ有关，导体截面越大，τ

越大。τ一般在10min左右，导体达到热稳定温升需(3～4)τ

，所以△t选30min是合适的。3.平均负荷、最大负荷、有效负荷与计算负荷

（1）平均负荷Pav

平均负荷是指电力负荷在一段时间内的平均值。电力用户的年平均负荷Pav可由年电能消耗量与年工作时间之比来计算：

（2）最大负荷Pmax

最大负荷是指一年中典型日负荷曲线（全年至少出现3次的最大负荷工作班内的负荷曲线）中的最大负荷，即30min内消耗电能最大时的平均负荷，记作Pmax或P30。

（3）有效负荷Pe

有效负荷是指由典型工作班负荷曲线（工作班时间为T）按下式计算所得的有效值：对同一负荷曲线，有效负荷大于平均负荷而小于最大负荷。

（4）计算负荷Pc

（含义）电力用户的实际负荷并不等于用户中所有用电设备额定功率之和，这是因为：1）并非所有设备都同时投入工作。2）并非所有设备都能工作于额定状态。3）并非所有设备的功率因数都相同。4）还应考虑用电设备的效率与配电设备的功率损耗。因此，在用户供电系统设计中，必须首先找出这些用电设备的等效负荷。所谓等效是指用电设备在实际运行中对配电设备所产生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等，或实际负荷产生的最大温升与等效负荷产生的温升相等。从等效的含义上讲，前述“半小时最大平均负荷”就是等效负荷。等效负荷可以作为供电系统设计和电气设备选择的依据。在供电系统设计中，将等效负荷称为计算负荷Pc。

计算负荷是供电系统设计的基础。什么是负荷计算求计算负荷的这项工作，称为负荷计算。什么是计算负荷

根据已知的工厂的用电设备安装容量求取确定的、预期不变的最大假想负荷。也就是通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷。本教材用PC

表示。计算负荷目的

作为选择工厂电力系统供电线路的导线截面，变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据。计算负荷与实际负荷的关系、区别4.负荷系数、利用系数、需要系数与形状系数（1）负荷系数负荷系数是指平均负荷与最大负荷之比，它反映了负荷的平稳程度。负荷系数常分为有功负荷系数和无功负荷系数：

（2）利用系数利用系数是针对用电设备组而言的。利用系数Kx定义为用电设备组在最大负荷工作班内消耗的平均负荷Pav与该设备组的总安装容量PN之比，即

（3）需要系数需要系数也是针对用电设备组而言的。需要系数Kd定义为用电设备组的最大负荷Pmax（或P30）与该设备组的总安装容量PN之比，即（4）形状系数形状系数也是针对用电设备组或用户整体而言的。形状系数Kz定义为有效负荷Pe与平均负荷Pav之比，即

5.年最大负荷利用小时数Tmax年最大负荷利用小时数Tmax是这样一个假想时间：电力负荷按照最大负荷Pmax持续运行Tmax时间所消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能Wa。如图2-2所示,年最大负荷Pmax延伸到Tmax的横线与两坐标轴所包围的矩形面积，恰好等于年负荷曲线与两坐标轴所包围的面积，即全年实际消耗的电能Wa，因此年最大负荷利用小时数为年负荷曲线和年最大负荷利用小时包括：计算负荷PSQ二、负荷的估算

1.单位产品耗电量法若已知某企业的产品和产量，查表可得该产品的单位产品耗电量ω和该类工厂的年最大负荷利用小时数Tmax，进而按下式求出企业年电能需要量Wa和计算负荷Pc。2.负荷密度法已知建筑面积A(m2)，并查表得到同类建筑的负荷密度指标(W/m2)，则计算负荷Pc可按下式求得：应用范围：在制定建厂规划或初步设计时，尚无具体设备参数和工艺加工流程时，采用估算法。3.形状系数法1）将用电设备分组，求出各用电设备组的总安装容量.2）查出各用电设备组的利用系数及对应的功率因数，计算平均负荷：3）根据负荷的平稳程度，适当选择形状系数Kz的值（一般情况下可取Kz=1.15），按下式估计计算负荷：利用系数有效负荷三、负荷的计算

需要系数法常用方法：附加系数法二项式系数法利用系数法需要系数法比较简便因而广泛使用，但当用电设备台数少而功率相差悬殊时，需要系数法的计算结果往往偏小。当设备台数多，容量差别不大时，一般可采用需要系数法。故不适用于低压配电线路的计算，而适用于计算变、配电所的负荷、全厂计算负荷。附加系数法考虑设备不同容量、不同台数以及投入工作随机性等因素对计算负荷的影响。不仅能够确定车间及全厂的计算负荷，也可以用来确定低压配电线路和分支线路的计算负荷。二项式系数法也比较简便，它考虑了数台大功率设备工作时对负荷影响的附加功率，但计算结果往往偏大，一般用于低压配电支干线和配电箱的负荷计算。全厂或大型车间变电所的计算负荷需要系数法求计算负荷的步骤：

1）将用电设备分组，求出各组用电设备组的设备安装容量。2）查出各组用电设备组相应的需要系数及对应的功率因数。

于是3）用需要系数法求车间或全厂计算负荷时，应从负荷端逐级算向电源端，而且需要在各级配电点乘以同期系数。需要系数法求计算负荷

考虑到设备可能在额定工况下运行，单台用电设备的计算负荷就取设备的安装容量。考虑到电动机的运行效率，单台电动机的计算负荷Pc.M应按下式计算：

1．单台用电设备的计算负荷当计算配电干线（譬如，第j条）上的计算负荷时，首先将用电设备分组，求出各组用电设备的总安装容量PN.i，然后查表得到各组用电设备的需要系数kd.i及对应的功率因数cosi和功率因数正切值tani，则对于设备台数为3台及以下的用电设备组，其计算负荷应取各设备功率之和；4台用电设备的计算负荷宜取设备功率之和乘以0.9的系数。2．用电设备组的计算负荷车间或全厂的负荷计算以车间内用电设备组或配电干线的计算负荷为基础，从负荷端逐级向电源端计算，而且需要在各级配电点乘以同期系数K，即3．车间或全厂的计算负荷求出变压器低压侧总计算负荷后，变压器高压侧的计算负荷等于低压侧计算负荷与变压器功率损耗之和。在初步设计时，变压器的功率损耗可按下式近似估算4．单相用电设备计算负荷的确定当单相用电设备的总容量小于三相设备总容量的15％时，不论单相设备如何分配，均可直接按三相平衡负荷计算；若单相用电设备的总容量大于三相用电设备总容量的15％时，则需将其换算成三相等效负荷后，再参与负荷计算。单相用电设备换算为三相等效设备容量的方法如下：1）单相设备接于相电压时，将三相线路中单相用电设备容量最大的一相乘以3作为三相等效设备容量。2）单相设备接于线电压时，首先应将接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容量，然后再分相计算各相的设备容量，取最大负荷相的设备容量的3倍来作为等效的三相负荷容量。接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容量时，换算公式如下：例：电焊变压器３台，电压３８０V，

求计算负荷。解：1）将电焊机的FC值归算至１００％，则2）计算各相平均担负的负荷S3S1S2abc负荷最大相为b相故计算负荷为：四、功率因数及其提高

在交流电路中，电压与电流之间的相位差（

）的余弦叫做功率因数，用符号表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即

功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。

PSQ补充：功率因数对供电系统的影响SPQ供电系统中输送的有功功率一定的情况下，无功功率增大，功率因数就会降低。功率因数降低会引起以下情况：（2）增加设备和电力线路上的有功功率损耗和电能损耗。若功率因数降低，有功不变时，无功就要增加，势必增大系统中的电流，使得系统中的有功功率损耗和电能损耗增大。（1）系统中总电流的增加，使系统中的电气元件容量增大，从而使工厂内部的启动控制设备、测量仪表等规格尺寸增大，因而增大了初投资费用。（3）功率因数过低使线路的电压损耗增大，使得调压困难。（4）对发电设备来说，无功电流的增大，使发电机转子的去磁效应增加，电压降低，过渡增大励磁电流，转子温升超过允许范围，为保证转子的正常工作，发电机就不能达到预定的出力，也使原动机的出力相对降低。无功功率对电力系统及工厂内部的供电系统都有不良影响。供电部门对工厂企业用户按功率因数收取电费。1．工厂的功率因数分类和计算

瞬时功率因数平均功率因数最大负荷时功率因数指运行中的工厂供用电系统在某一时刻的功率因数值

P——功率表测出的三相有功功率读数；U——电压表测出的线电压读数；I——电流表测出的线电流读数。指某一规定时间段内功率因数的平均值指配电系统运行在年最大负荷时（计算负荷）的功率因数WP——有功电度表读数；Wq——无功电度表读数。

P30——工厂的有功计算负荷；S30——工厂的视在计算负荷。

代表某一瞬间状态的无功功率的变化情况，用来判断工厂的无功功率需要量是否稳定工业用户电费的收取要按月平均功率因数的高低调整工业电力用户在电网高峰负荷时的功率因数应在0.90（带负荷调压系统）和0.85(其它)以上，否则应增添无功补偿装置自然功率因数总功率因数指用电设备或工厂在没有安装人工补偿装置时的功率因数指用电设备或工厂设置了人工补偿后的功率因数2．功率因数的提高

高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调压装置的电力用户，功率因数应达到0.9以上，其他用户功率因数应在0.85以上。人工补偿无功功率提高自然功率因数提高功率因数降低各用电设备所需的无功功率主要方法（无功功率电源）发电机（同步发电机，既发有功，又发无功）静止电容器（并联电容器）调相机（只能发无功功率的发电机）静止无功补偿器（与静电电容器对应）静止无功发生器（与同步调相机对应）电力电子器件无功补充装置3．补偿容量和补偿后计算负荷的计算

（1）补偿容量的计算(2)补偿后计算负荷的计算

确定电容器的个数

补偿后总的无功计算负荷为

补偿后的视在计算负荷为

以某企业变电所为例，说明需要系数法求计算负荷的方法。(1)单台用电设备的计算负荷对单台电动机

――电动机额定功率。――电动机在额定负荷下的效率。

对单台电热设备、电炉变压器等长期连续工作制和短时工作制设备，设备额定容量作为计算负荷。对单台断续周期工作制的设备，其设备容量均作为计算负荷。计算目的：用于选择分支线及其上的开关设备用电设备的功率因数角(2)用电设备组的计算负荷

将用电设备组按需要系数表上的分类方法详细地分成若干组，即将工艺性质相同的且需要系数相近的用电设备合并成组，然后进行各用电设备组的负荷计算。有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷用电设备组的加权功率因数角

计算目的：用于选择各组配电干线及其上的开关设备(3)确定车间配电干线或变电所低压母线上的计算负荷当车间配电干线上接有多个用电设备组时，需将该干线上各用电设备组的计算负荷相加，然后乘以最大负荷同时系数即得该干线上的计算负荷。同样的方法计算低压母线上的计算负荷。总有功计算负荷总无功计算负荷总视在计算负荷同时系数，可查表得

计算目的：用于选择车间配电干线及其上的开关设备或用于低压母线的选择及车间变电所电力变压器容量的选择。若变电所的低压母线上装有无功补偿装置，设其容量为计算无功计算负荷时，要减去无功补偿容量，即(4)确定车间变电所中变压器高压侧的计算负荷将车间变电所低压母线的计算负荷加上车间变压器的功率损耗，可得高压侧负荷。变压器有功损耗变压器无功损耗但计算负荷时，车间变压器尚未选出，一般按经验公式估算。对SJL1型电力变压器对SL7、S7、S9、S10等低损耗型电力变压器

计算目的：用于选择车间变电所高压配电线及其上的开关设备。(5)确定全车间变电所中高压母线上的计算负荷当车间变电所的高压母线上接有多台电力变压器和多台高压用电设备时，将车间各变压器高压侧计算负荷及高压用电设备计算负荷相加，即得车间变电所的高压母线上的计算负荷。车间高压用电设备的计算负荷

计算目的：用于选择车间变电所高压母线的选择。(6)总降压变电所出线上的计算负荷应将计算负荷加上供电线路上的功率损耗。但由于厂区范围不大，且高压线路中电流较小，故高压配电线路中的功率损耗较小，在负荷计算中可以忽略不计。则有

计算目的：用于选择总降压变电所出线及其上的开关设备。(7)确定总降压变电所低压侧母线的计算负荷将总降压变电所各出线上的计算负荷分别相加后，乘以各自的最大负荷同时系数，可得总降压变电所低压侧母线上的计算负荷。如果总降压变电所低压侧母线上需装设无功补偿装置，则计算无功计算负荷时，应减去补偿设备的容量。

计算目的：用于选择总降压变电所低压母线以及选择总降压变电所主变压器容量。(8)确定全厂总计算负荷将总降压变电所低压侧母线上的计算负荷加上主变压器的功率损耗，即得全厂总计算负荷。

计算目的：全厂总计算负荷的数值可作为向供电部门申请全厂用电的依据，并作为原始资料进行高压供电线路的电气计算，选择高压进线导线及进线开关设备。还可求得全厂最大负荷时的功率因数和需要系数的计算值总设备容量只有当设备台数比较多，容量足够大，且无特大型用电设备时，才趋于一个稳定数值。因此，需要系数法比较适用于求全厂或大型车间变电所的计算负荷。从负荷端逐级算向电源端，而且在各级配电点乘以同时系数。五、供电系统负荷计算示例

某用户供电系统结构和负荷数据如图2-4所示，按照需要系数法，各级负荷计算如下。例图2-4负荷计算示例图解(1)通风机通风机：PN=29kW，查表得Kd＝0.85和tan=0.75，于是（2）高频加热设备高频加热设备：PN=80kW，查表得Kd=0.6和tan=1.02，于是（3）机加工车间冷加工机床：PN=50kW，查表得Kd=0.16和tan=1.73；热加工机床：PN=92kW，查表得Kd=0.25和tan=1.33；于是1.用电设备组的负荷计算（4）点焊机点焊机：PN=90kW，查表得Kd=0.35和tan=1.33，于是取1＃变电所各组负荷的同期系数为：K

=0.90，于是2.1＃变电所低压侧计算负荷采用电容器分组自动投切的低压集中补偿方式，设补偿后功率因数为cos=0.93，则补偿后变压器低压侧计算负荷为108kW+j30kvar，Sc=112kVA。1＃变电所变压器损耗按下式估算：1＃变电所高压侧计算负荷为：3.低压集中补偿容量的计算4.变电所高压侧计算负荷取全厂负荷的同期系数为：K

=0.90，于是5.全厂总计算负荷序号用电设备组名称台数设备容量/KW计算负荷1通风机290.850.80.7525192高频加热设备800.61.0248493机加工车间500.161.731523280.251.334点焊机900.351.333242低压集中补偿容量90kVar1＃变电所低压侧同时系数0.66－108120163变压器损耗有功损耗1kW无功损耗6kVar－－－变电所高压侧－－－109362#变电所计算负荷－－－4392003#变电所计算负荷－－－320136全厂负荷总计同时系数取0.92－781335850电力负荷计算表补充：二项式系数法考虑一定数量大容量对计算负荷的影响而得出的计算方法。基本公式用电设备的平均功率用电设备组的设备容量用电设备组中x台容量最大的设备投入运行时增加的附加负荷X台最大容量的设备容量、的计算与需要系数法的计算相同。b、c为二项式系数，可查表得到。1）将用电设备分组，求出各用电设备组的总安装容量.2）查出各用电设备组的利用系数及对应的功率因数，计算平均负荷：补充：附加系数法

考虑了设备不同容量不同台数，以及投入工作随机性因素，对计算负荷结果产生影响。步骤：a）同形状系数法（1）、（2）；

b）求出上述用电设备组的加权利用系数

c）求出上述用电设备组的等效台数d）查曲线

e）利用，求出计算负荷的有功功率和无功功率。每台用电设备的额定功率负荷计算例题

例１：某分支线供给一台由三相异步电动机驱动的通风机用电，该电动机的额定功率，额定电压，功率因数，效率试求其计算电流。解：工作制为连续运行工作制，例２：有一台吊车用三相异步电动机，额定负载持续率FC%=40%时的铭牌功率为11kW，额定电压为380V，试求其计算电流。解：工作制为短续周期工作制，起重类。取例３：某玻璃纤维厂纺织车间的动力配电箱引出一条干线，配电给48台织布机用电，每台织布机装有一台额定电压为380V，额定功率为0.75kW的三相异步电动机，试求该干线上的计算电流。解：查手册得工作制：连续运行工作制例４：某机械修理车间220/380V低压进线配电给下列用电设备用电：1）小批生产金属冷加工机床３６台，共178kW，其中较大容量电动机有１５kW１台，１１kW３台，７.５kW２台。2）卫生用通风机１２台，每台为0.75kW3）5t行车２台，每台行车装有１１kW电动机１台，５kW电动机２台和２.２kW电动机１台，FC%=25%4）实验室用单相电烘箱３台，每台容量为１０kW5）白炽灯照明设备14.76kW

试确定该车间低压进线的计算负荷。解：１）用电设备分组，确定各用电设备有功、无功计算负荷。a.小批生产金属冷加工机床组，查表取b.卫生用通风机，查表取c.起重机组，工作制为断续周期工作制,FC=25%,故不用换算。查表取d.电烘箱组，照明组，属单相用电设备电烘箱取最大相负荷照明器２）确定车间低压进线的计算负荷，取同期系数

视在功率例５：某水泥厂磨机车间变电所设有一台SL7-630/6

型变压器，其低压侧计算负荷为Pc=420kW,Qc=310KVar，试求该变压器的有功功率损耗和无功功率损耗。解：查表得SL7-630/6型变压器参数为变压器低压侧的视在计算负荷为：变压器的有功损耗和无功功率损耗为：例６：某厂10/0.4KV变电所，其二次侧有功计算负荷Pc=610kW，无功计算负荷Qc=485kVar，拟采用低压集中补偿方式将功率因数提高到0.9，试选择并联电容器的容量。解：未补偿前功率因数cosφ1

为：对应于取平均负荷系数补偿容量：选一台PZJ-1-1型低压无功自动补偿屏，其总安装容量为150kVar，满足要求。第二节供电电压与电源的选择

对工厂供电系统的基本要求：安全、可靠、合理、经济供电系统设计主要解决的问题电压的选择、电源的选择变电所的设置和布局、变压器数量和容量的确定变电所接线方式及高低压配电网的配电方式高低压配电网的结构负荷计算一、线路电压损失线路存在阻抗，有负荷电流流过，线路首末端存在电压之差电压降落：线路首末端电压的相量差称为线路的电压降落。电压损失：线路首末端电压的幅值差称为线路的电压损失。记作记作ABP+jQRX

1.对末端接有集中负荷的一段线路P、Q为线路上的负荷线路AB的电压降：电压降的纵分量电压降的横分量线路AB的电压损失：电压损失百分数：2.对分段接有负荷的线路分段负荷的电压损失计算示意图若导线截面相同可见，输送功率与输送距离的乘积决定着线路上的电压损失，常称其为负荷距，是判断电压质量的一个重要技术指标。二、电压与负荷容量和输送距离的关系由于受导线截面的限制和线路电压损失的要求，每一标称电压下线路的输送能力是有限的。1）导线截面限制输送能力如对截面240mm2的架空铝导线，可承载的最大电流约216A，设10kV电压下可输送的最大功率为：2）电压损失对输送能力的限制最大负荷下的传输距离可见，10kV电压下，

240mm2的架空铝导线，最大输送功率为3000kW，此功率下的最大传输距离约为5km。表2-6三、电压的选择用户供电系统的电压等级应符合电力系统的额定电压。由于用户负荷相对较小、供电距离较短，故从安全和经济的角度考虑，用户供电系统的电压等级一般在35kV及以下1．供电电压的选择

供电电压的选择应根据用电容量和供电距离参照表2-6并考虑当地电网现状、用户的用电负荷性质及未来发展规划等因素综合而定。一般用户的供电电压为6~10kV，大中型工业企业的供电电压可为35kV。对于个别电力用户，当用电负荷很大、输电距离长且有大功率冲击性负荷(如电弧炼钢炉、轧钢设备及大型整流装置等)时，在技术经济合理的条件下，可考虑采用更高一级电压供电。选择工厂供电电压的主要依据：

用电负荷的大小供电距离的长短受地区变电所实际电压和用户经济条件的限制2．高压配电电压的选择

用户供电系统的高压配电电压一般采用6~10kV。由于10kV技术经济指标好，如供电系统能耗和有色金属耗量均较小，因而高压配电电压应首选10kV。当用户有多台6kV用电设备、且容量较大、在技术经济上合理时，才采用6kV。当用户有少量3kV电动机时，可用10(6)／3kV专用变压器供电。3．低压配电电压的选择

1000V以下的电压，除非因为安全所规定的特殊电压外，对于供给用户直接使用的交流动力及照明电压，我国是380／220V。对于矿山和油田等特殊场合，由于负荷分散，供电距离长，为了保证电压质量，动力用电可采用660／380V或1140/660V。四、电源的选择由于生产性质或使用场合的不同，不同用户或同一用户内的不同设备对供电可靠性的要求是不同的。可靠性即根据用电负荷的性质和突然中断其供电在政治或经济上造成损失或影响的程度对用电设备提出的不允许中断供电的要求。供电电源首先应满足用电负荷的特定要求。1．负荷等级按照用电负荷对供电可靠性的要求，即中断供电对人身生命、生产安全造成的危害及对经济影响的程度，用电负荷分为下列三级：

(1)一级负荷（关键负荷）突然停电将关乎人身生命安全，或在经济上造成重大损失，或在政治上造成重大不良影响者。(2)二级负荷（重要负荷）突然停电将在经济上造成较大损失，或在政治上造成不良影响者。(3)三级负荷（一般负荷）不属于一级和二级负荷者。

原则：依据负荷对供电可靠性的要求2．电源及其选择电力用户可由多种电源供电，以满足不同设备对电力和供电可靠性的需要。直接来自电力系统的电源是绝大多数电力用户的主要电能来源，它为用户提供了满足长期稳定持续供电需要的大宗电能，属于正常电源。除正常电源外，用户根据需要可以设置一些应急电源，以备正常电源故障中断时的急需之用。譬如，独立于正常电源的备用发电机组、独立于正常电源的备用馈电线路、蓄电池组、不间断电源（UPS）等。各级用电负荷的供电电源和供电方式，应根据负荷对供电可靠性的要求和地区供电条件，按下列原则考虑确定：（1）一级负荷应由两个独立电源供电，有特殊要求的一级负荷，两个独立电源应来自两个不同的地点。两个供电电源应在设备的控制箱内实现自动切换，切换时间应满足设备允许中断供电的要求。除正常电源外，还需增设应急电源。（2）二级负荷应由两回线路供电，并可在配电装置内实现切换，当一回线路故障时，应不影响另一回线路供电。当负荷较小或取得两回线路有困难时，可由一回专用线路供电。小容量负荷可以采用一路电源加不间断电源，或一路电源加设备自带的蓄电池组在末端实现切换。（3）三级负荷对供电方式无特殊要求，但在不增加投资或经济允许的情况下，也应尽量提高供电可靠性。第三节用户变电所用户变电所是用户供电系统的主要组成部分，它向用户分配电能并进行控制，其组成结构如图2-7所示。图2-7用户供电系统结构框图1－总降压变电所2－配电所3－10(6)kV变电所4－高压用电设备变电所:

担负着从电力系统受电，经过变压，然后配电的任务。配电所：担负着从电力系统受电，然后直接配电的任务。变配电所是工厂供电系统的枢纽。变电所的组成:

变压器、配电装置、保护及控制设备、测量仪表以及其它附属设施及有关建筑物组成。一、变电所的作用与组成总降压变电所将进线35~110kV降为6~10kV，配电给10(6)kV变压器或高压用电设备，然后由10(6)kV变电所再次降压为380/220V供给低压用电设备。如果进线电压为10(6)kV，则可在用户区内设置10(6)kV总配电所。由35kV直接供电的35/0.4kV变电所称为直接降压变电所。高低压开关、供配电线路和测量保护设备等是变电所中的主要电气设备，实现着电能的控制与分配和供电系统的监视与保护。

安全、可靠、合理、经济是对用户供电系统的基本要求，也是对用户变电所的要求。变电所的设计要保证操作人员安全和供用电设备安全，变电所的设置要满足用电负荷对供电可靠性和电能质量的要求，同时，既要考虑用户用电负荷进一步发展的需要，又要努力降低建设投资和年运行费用。工厂变电所分为总降压变电所和车间变电所。对变电所的要求：二、变电所的设置1．总降压变电所或总配电所当用户供电电压为35kV及以上时，一般应考虑设置总降压变电所。对于以35kV供电的用户，若用户没有高压用电设备，为简化供电系统，减少投资和电能损耗，在周围环境允许时，也可以不设总降压变电所，而以35／0.4kV的变压器直接向负荷供电。总降压变电所可以设置1~2台降压变压器。当供电电压为10(6)kV且有多台高压用电设备或10(6)kV变电所较多时，宜设置总配电所。对负荷不大的小型用户，可将总配电所与某个10(6)kV变电所合并，扩充为变配电所，或仅设一个独立式变电所。2.10(6）kV变电所（车间变电所）

车间变电所的设置主要取决于车间负荷的大小、车间之间的距离、各车间之间工艺联动要求以及经济效果。车间负荷较小时，可邻近车间或工艺上有联动要求的车间合建一个车间变电所车间负荷较大时，可单独建立一个车间变电所车间负荷很大时，一个车间内可建两个或两个以上车间变电所一个车间变电所一般设置1～2台变压器，单台变压器的容量不宜大于1250kVAP37三、变电所位置的确定1.尽量，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。2.进出线方便。3.靠近电源侧。4.设备运输方便。5.不应设在有剧烈振动或高温的场所。6.不应设在多尘或腐蚀性气体场所；无法远离时，不应设在污源盛行风向的下侧。7.不应设在厕所、浴室或其它经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。

8.不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方。9.不应设在地势低洼和可能积水的场所。1.变配电所所址选择的一般原则2.负荷中心的确定负荷指示图P24图2-8负荷矩法损耗最小法接近负荷中心（1）负荷指示图负荷指示图是将电力负荷按一定比例（比如以1mm2面积代表0.5kVA）

用负荷圆的形式标示在工厂或车间的平面上。负荷圆的半径r，由车间（建筑）的计算负荷得负荷圆的比例图2-8负荷指示图注：1．圆中带斜线者为动力负荷，不带斜线者为照明负荷

2．分线值为示例，分子为动力负荷，分母为照明负荷各车间（建筑）的负荷圆的圆心应与车间（建筑）的“重心”（负荷中心）大致相符。在负荷均匀分布的车间（建筑）内，这一重心就是车间（建筑）的中心。在负荷分布不均匀的车间（建筑）内，这一重心应偏向负荷集中的一侧。通过负荷指示图可以直观和概略地确定工厂（或车间）的负荷中心，再结合上述选择变配电所所址的其他条件全面考虑，分析比较几种方案，最后选择最佳方案来确定变配电所的所址。（2）

负荷距法确定负荷中心A.按负荷功率距法确定负荷中心设有负荷P1、P2和P3（均表示有功计算负荷）分布如右图。它们在任选的直角坐标系中的坐标分别为P1

（x1,y1）、P2

（x2,y2）、P3

（x3,y3）设总负荷的负荷中心位于坐标P(x,y)处。仿照力学中求重心的力矩方程可得写成一般式负荷中心坐标为静态负荷中心计算法只考虑了各负荷的功率和位置，未考虑各负荷的工作时间，负荷中心被认为是固定不变的。补充B.按负荷电能距法确定负荷中心考虑负荷中心不只与负荷的功率有关，而且与负荷的工作时间有关，提出按负荷电能距法确定负荷中心的方法，即动态负荷中心计算法类似负荷功率距法的公式，按电能距法确定负荷中心的公式为各负荷的有功计算负荷各负荷的年有功电能消耗各负荷的年最大负荷利用小时（3）损耗最小法确定负荷中心A.按有色金属消耗量最小法确定负荷中心坐标原点任选，假设(x,y)处为负荷中心则有色金属消耗的体积为第i回线导线截面第i回线导线长度假设各回导线的电流密度相同导线电流密度P25图2-9负荷分布示意图为求有色金属消耗量最小，令可以得出根据上式，可解出（x,y）的坐标B.按线路功率损耗最小法确定负荷中心按线路功率损耗最小的条件，也可求出（x,y）的坐标，结果同上须说明：负荷中心虽然是选择变配电所的重要因素，但不是唯一因素，因此负荷中心的计算不要求十分精确。实际上负荷中心是随机变动的，因此精确计算也是不必要的。3.变电所位置的确定（1）总降压变电所位置的确定（2）车间变电所位置的选择按变配电所所址选择的一般原则以及未来发展，根据具体情况综合考虑，确定总降压变电所的位置。原则上应深入到车间负荷中心，但要考虑工艺、建筑、运输及低压配电方式和结构等因素，在设计时尽量满足“尽量接近负荷中心”这一基本要求。目前，车间变电所的位置主要有独立变电所附设变电所箱式变电所地下变电所P25-26四、电力变压器的选择S9系列电力变压器的基本结构：铁芯和一、二次绕组（一、二、三次绕组）电力变压器全型号如：SL7-800/10选择变压器的一般原则a.首选低损耗节能型。b.当厂区配电母线电压偏差不能满足要求时，总降压变压器可选用有载调压变压器。c.车间变压器一般选用普通变压器。d.在具有三级高压的大型工厂变电所，如通过主变压器各侧的功率均达该变压器容量的15％以上，宜采用三绕组变压器。e.对于10（6）/0.4kV变压器，其绕组型式可为Y，yn0或D，yn11接法。f.变压器的台数应根据供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合考虑而定。g.变压器的容量的确定，要考虑正常负荷、过负荷能力和经济运行条件。（一）

变压器的过负荷能力变压器是具有过负荷潜力的。正常过负荷事故过负荷1.正常过负荷A.由于昼夜负荷变化不均匀而考虑的过负荷由变压器日运行负荷曲线的填充系数和最大负荷持续时间决定填充系数定义为算出填充系数后查表确定允许过负荷系数，用表示。B.由于夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷如果夏季（6、7、8三个月）的平均日负荷曲线中的最大负荷低于变压器的实际容量时，则每低1％，可在冬季（12、1、2三个月）过负荷1％，但此项过负荷不得超过15％，即允许过负荷系数为以上两部分过负荷可以同时考虑，即变压器总的过负荷系数为室内变压器，过负荷不得超过20％。室外变压器，过负荷不得超过30％。2.事故过负荷P27当供电系统发生故障或并列运行变压器中一台故障退出运行时，运行中变压器可在急救过程中过负荷运行一段时间。(二)变压器的经济运行经济运行：是指能使系统的有功损耗最小、经济效益最佳的一种运行方式。为了计算设备的无功损耗在电力系统中引起的有功损耗增加量，引入一个换算系数无功功率经济当量：是表示电力系统多发送1kVar的无功功率时，将使电力系统增加的有功功率损耗kW数，符号为该值与电力系统的容量、结构及计算点的具体位置等多种因素有关。对工厂变配电所，对由发电机直配的工厂，可取对经两级变压的工厂，可取对经三级及以上变压的工厂，可取P53变压器是变电所的主要耗电设备，变电所的经济运行主要取决于变压器的经济运行。1.单台变压器运行的经济运行变压器的有功损耗归算值：变压器的有功损耗加上变压器无功损耗所换算的等效有功损耗式中变压器的损耗率要使变压器运行在经济负荷下，就必须满足变压器单位容量的有功损耗归算值为最小值的条件，于是为变压器的负荷率可得到满足经济运行条件的变压器经济负荷率一般变压器的经济负荷率约为70％左右2.两台等容量变压器经济运行的临界负荷根据单台及两台变压器并列运行时功率损耗归算值相等，可导出单台与两台变压器并列运行方式之间的临界容量的计算公式右图为的与S的关系曲线Scra图中两条曲线的交点a对应的变压器负荷为变压器经济运行的临界负荷。当S<Scr时，宜一台运行当S>Scr时，宜两台运行例：某厂变电所有两台SL7-6300/35变压器，其参数为：△P0.T=8.2kW,△PCu.N.T=41kW,△I0.T%=2,△uk%=7.5,kq=0.07.试求单台及两台并列运行的经济运行区。解：利用临界容量计算公式，可求得当总负荷超过4270kVA时，两台变压器并列运行较为经济。（三）、变电所主变压器数量和容量的选择1.变电所主变压器台数的选择选择主变压器台数时应考虑以下原则1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器。对只有二级负荷而无一级负荷的变电所，可以只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其它变电所相联的联络线作为备用电源。2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，可考虑采用两台变压器。3）除上述情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可采用两台或以上变压器。4）在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。对三级负荷，宜采用一台变压器。2.变电所主变压器容量的选择变压器的容量首先要满足在计算负荷下变压器能够长期可靠运行。1）只装一台主变压器的变电所主变压器容量（设计中，一般可概略地当作其额定容量）应满足全部用电设备总计算负荷的需要，即2）装有两台主变压器的变电所每台变压器的容量（设计中，一般可概略地当作其额定容量）应同时满足以下两个条件a.任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷的大约60％～70％的需要b.任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要对于设有两台主变压器的变电所，通常选用两台等容量的变压器，有两种备用方式明备用：一台变压器工作，另一台变压器停止运行作为备用。两台变压器均按最大

负荷时负荷率为100%负荷考虑。暗备用：两台变压器同时投入运行，正常情况下每台变压器各承担约全部负荷的

50％。每台变压器的容量宜按全部最大负荷的70％选择。3）车间变电所主变压器的单台容量上限

一般不宜大于1000KVA(或1250KVA)居住小区变电所内的油浸式变压器单台容量，不宜大于630KVA。4）适当考虑负荷的发展应适当考虑今后5～10年电力负荷的增长，留有一定余地，同时要考虑变压器的正常过负荷能力例某10/0.4kV变电所，总计算负荷为1400kVA，其中一、二级负荷

730kVA。试初步选择其主变压器的台数和容量。解：根据变电所有一、二级负荷情况，确定选两台主变压器。其容量

SN.T=(0.6~0.7)×1400kV.A＝（800～900）kVA，且因此初步确定每台主变压器容量为1000kVA。五、变电所的主要电气设备及其作用一次设备二次设备一次设备变换设备控制设备保护设备补偿设备成套设备电力变压器、电流互感器、电压互感器高压断路器、负荷开关、隔离开关等熔断器、避雷器静电电容器高压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱由图纸看变电所的构成开关柜线路正常时，用来通断负荷电流；线路故障时，用来切断巨大的短路电流。应具有良好的灭弧装置和较强的灭弧能力。（1）高压断路器线路正常时，用来通断负荷电流；但不能用来切断短路电流。只有简单的灭弧装置其灭弧能力有限。（2）负荷开关负荷开关必须与高压熔断器配合使用，切断故障电流。没有灭弧装置，其灭弧能力很小。不允许带负荷操作。仅当电气设备停电检修时，用来隔离电源，造成一个明显的断开点。（3）隔离开关过负荷或短路时，利用熔体熔断来切除故障。（4）熔断器（5）避雷器主要用来抑制架空线路等设备的雷电过电压和操作过电压。35kV氧化锌避雷器PT:

potentialtransformer将主回路中的大电流变换为小电流，供计量和继电保护用。CT二次侧不能开路二次侧额定电流通常为5A或1A将高电压变换为低电压，供计量和继电保护用。PT二次侧不能短路二次侧额定电压通常为100V（7）电压互感器和电流互感器CT:

currenttransformer（8）高压开关柜第四节变电所的电气主接线一、电气主接线及其要求电气主接线表示电能从电源分配给用电设备的主要电路，主接线图应表示出所有的电气设备及其连接关系。由于三相交流电力装置中三相连接方法相同，为清晰起见，主接线图通常只表示电气装置的一相连接，因而主接线图也称为单线图。二次接线图：用来控制、指示、测量和保护一次电路及其设备运行的电路图也叫二次电路、二次回路、二次接线主接线图：表示电力系统中的电能输送和分配路线的电路图。图中应表示出所有的电气设备及其联接关系。也叫一次电路、一次回路

灵活就是在保障安全可靠的前提下，主接线能够适应不同的运行方式。例如负荷较轻时，能方便地切除不必要的变压器，而在负荷增大时，又能方便地投入，以利于经济运行。检修时操作简单，不致中断供电等。经济是在满足以上要求的前提下，尽量降低建设投资和年运行费用。但是，在投资增加不多或经济许可的情况下，应尽量提高供电可靠性，减少停电损失。

安全包括设备安全和人身安全。因此，电气设计必须遵照国家标准和电气设计规范，正确设计电气回路，合理选择电气设备，严格配置正常监视系统和故障保护系统，全面考虑各种保障人身安全的技术措施。

可靠就是变电所的主接线应能满足各级负荷对供电可靠性的要求。提高供电可靠性的途径很多，例如，设置备用电源并采用备用电源自动投入装置、多路并联供电等。电气设备是供电系统中最薄弱的元件，为了使供电系统工作可靠，接线方式应力求简单清晰，减少电气设备的数目。安全、可靠、灵活、经济是对变电所主接线的基本要求。还应考虑未来的发展。二、母线制母线是从变电所的变压器或配电所的电源进线到各条馈出线路之间的电气主干线。作用：起着从电源接收电能和给各馈出线分配电能的作用。母线制：指变压器或电源进线与各条馈出线路之间的连接方式。母线制单母线制单母线分段制双母线制工厂供电系统一般不采用双母线制。1.单母线制优点：线路简单,投资费用少。缺点：

可靠性差，灵活性低，母线及母线隔离开关故障或检修时，将影响全部负荷用电。适用于只有一回进线的情况，三级负荷图2-12单母线制2.单母线分段制两回电源进线的情况，宜采用单母线分段制，母线分段开关可采用隔离开关或断路器优点：

可靠性、灵活性较不分段单母线高；一段母线故障或检修时，另一段可担负50%的负荷缺点：

某分段母线，母线隔离开关故障检修,电源只能通过一回进线供电,供电效率低，50%用户停电。适用：基本上可满足一、二级负荷的要求。图2-13单母线分段制a)用隔离开关分段b)用断路器分段3.双母线制优点：

1)轮流检修母线而不致引起供电中断.2)检修任一母线隔离开关仅使本回路断开.3)工作母线故障时,通过备用母线能迅速恢复供电.

缺点：

投资费用,维护费用太高.极少采用.工厂供电系统不推荐使用。图2-14双母线制将设备由一种状态转变为另一种状态的过程叫倒闸，所进行的操作叫倒闸操作。通过操作隔离开关、断路器以及挂、拆接地线将电气设备从一种状态转换为另一种状态或使系统改变了运行方式。这种操作就叫倒闸操作。倒闸操作必须执行操作票制和工作监护制。电气设备的三种状态：运行、备用、检修三、总降压变电所的主接线35～110/6~10kV总降压变电所特点：1）根据负荷类型，电源进线一般为1回或2回。2）变压器台数不超过2台。供电线路与变压器连接成高压侧无母线的线路－变压器组方式或桥形接线方式。4)6～10kV侧母线采用单母线或单母线分段制。特点：简单经济，但供电可靠性不高适用于二、三级负荷1.线路－变压器组接线(1)一回线路—变压器组接线合闸时：先合QS1、QS2，再合QF1、QF2打开时：先打开QF1、QF2，再打开QS1、QS2倒闸操作：保护跳闸：变压器内部故障；变压器二次侧母线故障对图a：对图b：对图c：一回电源进线，一台主变降压，供电到厂内配电。P31`P32`适用于一、二级负荷(2)两回线路—变压器组接线两回电源进线配以单母线分段制若某一回电源进线或变压器任一元件故障，则该回路另一元件也不能投入工作。缺点：线路或变压器得不到充分利用。2.桥形接线内桥外桥(a)内桥接线(b)外桥接线桥形特点：在两台变压器一次侧进线处用一桥臂将两回线路相连。桥臂处在线路断路器内侧，靠近变压器称为内桥接线。桥臂处在线路断路器外侧，靠近电源方向称为外桥接线。适用于一、二级负荷线路和变压器都能得到充分利用L1故障时T1故障时a.内桥接线优：可靠性高，线路检修方便，运行灵活。缺：变压器检修复杂，需经“倒闸操作”，线路复杂，投资费用高。

多用于电源进线较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需经常切换的总降压变电所。如果L1线路停电检修或发生故障时，则断开QF1，投入QF3，即可由线路L2恢复对变压器T1的供电。线路检修相对方便如果T1故障，先打开QF1、QF3、QS5，再闭合QF1、QF3，恢复L1的使用。变压器检修复杂内桥接线b.外桥接线与内桥接线适用的场合不同。适用于电源进线较短而变电所负荷变动较大，适于经济运行需经常切换变压器的总降压变电所。如果变压器T1停电检修或发生故障时，则断开QF1，投入QF3，使两路电源进线又恢复并列运行。变压器检修相对方便外桥接线如果L1线路停电检修或发生故障时，则断开QF1、QS1，投入QF3、QF1，即可由线路L2恢复对变压器T1的供电。线路检修复杂四、10(6)kV配电所的主接线配电所作用：是厂内电能的中转站，它接受电能并将电能重新分配。母线制：单母线或单母线分段制。位置设置：尽量接近负荷中心，经常与车间变电所设在一起。每个配电所的馈出线一般不少于4～5回。P33五、车间变电所主接线常用方案常采用电缆配电六、变电所主接线的绘制变电所主接线图应说明：①电源电压、电源进线回路数和线路结构；②变电所的接线方式和运行方式；③高压开关柜和低压配电屏的类型和电路方案；④高低压电气设备的型号及规格；⑤各条馈出线的回路编号、名称及容量等。变电所主接线中各支路的开关设备及其连接关系通常做成高压开关柜和低压配电屏以供选用，见附录表24、25。主接线的绘制应与柜、屏的实际布局相对应；绘制变电所主接线图时，所有电气设备均表示处于不带电状态。通常变电所主接线的高低压部分分别绘制。图2-23某35kV变电所高压配电系统图变电所主接线图应说明：①电源电压、电源进线回路数和线路结构；②变电所的接线方式和运行方式；③高压开关柜和低压配电屏的类型和电路方案；④高低压电气设备的型号及规格；⑤各条馈出线的回路编号、名称及容量等。图2-24某10kV变电所低压配电系统图变电所主接线图应说明：①电源电压、电源进线回路数和线路结构；②变电所的接线方式和运行方式；③高压开关柜和低压配电屏的类型和电路方案；④高低压电气设备的型号及规格；⑤各条馈出线的回路编号、名称及容量等。第五节变电所的二次接线

二次接线的基本概念一次设备是指直接生产、输送和分配电能的设备，主电路中的变压器、高压断路器、隔离开关、电抗器、并联补偿电力电容器、电力电缆、送电线路以及母线等设备都属于一次设备。

电气设备分类：一次设备二次设备测量表计、控制及信号设备、继电保护装置、自动装置、远动装置等二次接线：用来控制、指示、测量和保护一次电路及其设备运行的电路，表示二次设备互连关系的电路称为二次接线或二次回路对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备称为二次设备。

操作电源回路

测量表计回路按用途分：断路器控制和信号回路中央信号回路继电保护和自动装置回路二次接线分类：按电源分：交流回路直流回路反映二次接线间关系的图称为二次回路图。二次回路的接线图原理接线图展开接线图定时限过电流保护的原理图

定时限过电流保护的展开图

安装接线图图2-25变电所二次系统与一次系统的关系一、电气测量仪表及测量回路使用目的：为了监视供电系统一次设备的运行状态和计量一次系统消耗的电能，保证供电系统安全、可靠、优质和经济合理地运行，工厂供电系统必须装设一定数量地电气测量仪表。2.按用途分常用测量仪表电能计量仪表对一次电路的电力运行参数作经常测量、选择测量和记录用的仪表各种电度表3.对仪表要求

1）准确度高，误差小。

2）误差不应随时间、温度、湿度和外磁场影响而变化。

3）仪表本身消耗功率应越小越好。

4）有足够的绝缘强度、耐压和短时过载能力。

5）有良好的读数装置。

6）构造坚固，使用维护方便。4.变配电装置中各部分仪表的配置测量仪表设置参考表附录表5

6-10kV高压线路电气测量仪表接线原理图：

图2-26DS2：三相三线有功电度表DX2：三相三线无功电度表6-10kV母线的电压测量及绝缘监视接线图：

图2-27二、断路器的控制回路和信号回路断路器的控制回路：就是指控制（操作）高压断路器跳、合闸的回路。取决于断路器操动机构的型式和操作电源的类别。电磁操作机构只能采用直流操作电源，弹簧电磁操作机构和手动操作机构可交直流两用，一般采用交流操作电源。断路器的信号回路：用来指示断路器各种操作的回路。灯光和音响信号按用途分断路器位置信号事故信号预告信号显示断路器正常工作的位置状态红灯亮：合闸位置绿灯亮：跳闸位置显示断路器在事故情况下的工作状态红灯闪光：自动重合闸绿灯闪光：自动跳闸事故音响信号和光字牌在一次设备出现不正常状态时或在故障初期发出报警信号如：发预告音响信号同时光字牌亮（1）电磁操作机构（CD）：利用电磁力直接合闸，合闸电流很大，所以合闸回路不能直接利用控制开关接点接通，必须采用中间继电器。10kV，35kV（2）弹簧储能操作机构（CT）：利用预先储存在弹簧内的位能来进行合闸。合闸电流小，合闸回路可以直接利用控制开关接点接通。但结构复杂，加工工艺及材料要求高，调试困难。（3）液压操作机构（CY）：靠压缩气体作为能源，以液压油作为传递媒介来进行合闸。合闸电流小，合闸回路可以直接利用控制开关接点接通。且压力高，传动快，动作准确，出力均匀。（4）气动操作机构（CQ）：以压缩空气储能和传递能量的机构。合闸电流小，合闸回路可以直接利用控制开关接点接通。但结构复杂，需配备空气压缩设备。（5）电动操作机构（CJ）断路器的操作机构断路器的两种控制方式：集中控制就地控制按控制地点分（1）集中控制。在主控制室的控制台上，用控制开关或按钮通过控制电缆去接通或断开断路器的跳、合闸线圈，对断路器进行控制。一般对发电机、主变压器、母线、厂用变压器35kV以上线路等主要设备都采用集中控制。（2）就地（分散）控制。在断路器安装地点（配电现场）就地对断路器进行跳、合闸操作（可电动或手动）。一般对10kV线路以及厂用电动机等采用就地控制，可大大减少主控制室的占地面积和控制电缆数。对断路器的控制和信号回路的要求：控制开关定义：控制开关又称万能转换开关，是由运行人员手动操作，发出控制命令使断路器进行跳、合闸的装置。类型：发电厂和变电所常用的控制开关为LW系列自动复位的控制开关，有三种类型：

（1）LW2系列控制开关：是跳、合闸操作都分两步进行，手柄和触点盒有两个固定位置和两个操作位置的封闭式控制开关。此种开关常用于火电厂和有人值班的变电所中。

（2）LW1系列控制开关：是跳、合闸操作只用一步，其手柄和触点只有一个固定位置和两个操作位置的控制开关。此种开关常用于无人值班的变电所和水电站中。

（3）LWX系列强电小型控制开关：其跳、合闸为一步进行，近年来在各种集控台的控制和300MW以上机组的分控室中已被广泛应用。下面以LW2型控制开关为例说明控制开关的结构及作用。

跳闸后（手柄在水平位置）预备合闸合闸合闸后（手柄在垂直位置）预备跳闸跳闸合闸操作：手柄扳到预备合闸，将手柄右旋45°为合闸位置，手放开后在自复弹簧的作用下，手柄复位于垂直位置，成为合闸后位置；跳闸操作：先将手柄左旋至水平位置，即预备跳闸位置，再左旋45°即为跳闸位置，手放开后在自复弹簧的作用下，手柄复位于水平位置，成跳闸后位置。LW2－Z型控制开关结构图控制开关外形图左视图图2-29LW2-Z型控制开关触点表表中×表示触点闭合该控制开关有6种操作位置控制着断路器的分合闸过程。图2-28QFYR－BCQF1QF2跳闸后预备合闸合闸合闸后预备跳闸跳闸闪光继电器１）手动合闸跳闸后位置辅助触点QF2闭合控制开关SA10-11闭合绿灯GN亮电阻R1合闸接触器KO不动作表示断路器处于跳闸位置，且控制电源和合闸回路完好。合闸前预备合闸控制开关SA9-10闭合绿灯改接在闪光母线BF上绿灯闪光合闸位置控制开关SA5-8闭合合闸接触器KO动作合闸线圈YO带电合闸完成后辅助触点QF2断开切断合闸电源QF1闭合合闸后控制开关SA13-16闭合红灯RD亮表示断路器在合闸状态手动操作控制开关的手柄：预备合闸→合闸

2）自动合闸：断路器在“跳闸”位置。自动装置的中间继电器接点ＫＭ闭合→KO动作→触点闭合→ＹＯ通电→断路器