第4章 110kV及以下供配电系统(2013-4)

第4章110kV及以下供配电系统1本章考试大纲要求熟悉供配电系统的接线方式及特点熟悉供配电系统的电压等级及选择的原则熟悉应急电源的选择了解电能质量要求及改善措施掌握无功补偿设计要求熟悉抑制谐波的措施掌握电压偏差的要求及改善措施2与本章相关的规程规范和手册[5]《供配电系统设计规范》GB50052—2009[11]《35～110kv变电站设计规范》GB50059—2011[6]《10kV及以下变电所设计规范》GB50053—1994[12]《3～110kv高压配电装置设计规范》GB50060-2008[21]《并联电容器装置设计规范》GB50227—2008[29]《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620-1997[62]《工业和民用配电设计手册》(第三版)水利电力出版社，2005[60]《电力工程电气设计手册》1册水利电力出版社，1989[63]《钢铁企业电力设计手册》冶金工业出版社，19963与电能质量相关的国家规范[34]《电能质量供电电压偏差》GB12325-2008[35]《电能质量电压波动和闪变》GB12326-2008[37]《电能质量三相电压不平衡度》GB/T15543-2008[66]《电能质量电力系统频率偏差》GB/T15945-2008*

[36]《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-93

*指导书上未列此规范，现补充编号为[66]4供配电系统电源的确定原则供电电源的分类：工作电源—用户维护正常生产而配置的长期供电电源备用电源—在工作电源停电时才投入的供电电源，其供电对象

与工作电源完全一样应急电源—当工作电源和备用电源全部停电时，为向一级负荷

中的特别重要负荷供电的电源自备电源—用户自备的电源，如自建中、小型电厂

分布式电源—分布在电力负荷附近，能源利用效率并与环境兼

容，可提供电、热(冷)的发电装置，如微型燃气

轮机、太阳能光伏发电、燃料电池、风力发电和

生物质能发电等（[5]2.0.6条）

双重电源—一个负荷的电源是由两个电路提供的，这两个电源

就安全供电而言被认为是互相独立的（[5]2.0.2条）5供配电系统电源的确定原则一、二级负荷对供电电源的要求

1）一级负荷应由双重电源供电，当一电源发生故障时，另一

电源不应同时受到损坏。双重电源可分别来自不同电网的电源，或来自同一电网但运行时电路互相间联系很弱，或来自同一电网但其间的电气距离较远（[5]3.0.2条） 2）一级负荷中特别重要负荷的供电，应符合下列要求:

（1）除应由双重电源供电外，尚应增设应急电源，并严

禁将其他负荷接入应急电源系统

（2）设备的供电电源切换时间，应满足设备允许中断供

电的要求（[5]3.0.3条）

尽量采取非电气保安措施，以减少特别重要的负荷量 3）二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或

地区供电条件困难时，可由一回6kv及以上专用的架空线路

供电（[5]3.0.7条）6供配电系统电源的确定原则自备电源的设置原则（[5]4.0.1条）

在下列情况下用电单位宜考虑设置自备电源：满足一级负荷中的特别重要负荷时或第二电源不能满足一级负荷的条件时工厂生产中有余热、压差、废弃物可利用并经比较后经济合理时用户远离电力系统，自建电厂比系统取得电源经济合理时有设置分布式电源的条件，能源利用率高，经济合理时7应急电源的选择下列电源可作为应急电源：（[5]3.0.4条)蓄电池装置用于允许停电时间为毫秒级，容量不大而可采用直流电

干电池

源供电的特别重要负荷静止型不间断用于允许停电时间为毫秒级，容量不大且要求用交流电供电装置源供电的特别重要负荷静止型应急用于特别重要负荷中需要驱动电动机负荷，但容量不大

电源

的场合快速自启动的用于特别重要负荷中需要驱动电动机负荷，启动电流柴油发电机组大，但允许停电时间为15秒以上的场合独立于正常电用于允许中断供电时间大于自投装置的动作时间的场合源的专用馈电线路

为保证应急电源的独立性，它与正常电源之间必须有防止并列运行的措施。当有特殊要求时，应急电源向正常电源转换需要短时并列运行时，应采取安全运行的措施([5]4.0.2条)8供配电系统的设计原则供配电系统的设计，除一级负荷中的特别重要负荷外，不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计。因用电单位在一个电源检修或事故的同时另一电源又发生事故的情况是极少的，要有也往往是误操作造成，为了防止在供配电系统上层层保险，不考虑上述事故同时发生，应强调加强维护管理，健全必要的规章制度以防止误操作（[5]4.0.3条）需要两回电源线路的用户宜采用同级电压，这是从设备可相互备用，提高设备利用率的角度考虑的。但按各级负荷的不同需要及地区供电条件，也可采用不同电压供电（[5]4.0.4条）一、二级负荷突然停电后会造成严重损失，故同时供电的两回及以上线路中一回路中断供电时，其余线路应能满足全部一、二级负荷的用电（[5]4.0.5条）供配电系统接线应简单易于管理操作，同一电压等级的配电级数高压不宜多于两级，低压不宜多于三级。因层次过多、串联元件过多易增加误操作而产生事故。10kV系统变配电级数不宜多于二级是从继电保护的时限考虑，电力系统容许的级数为两级，如设计成三级，则势必会出现有一个上下级之间无选择性([5]4.0.6条）用电负荷小而集中，又均为低压，可用35kV直降至380/220V供电（[5]4.0.8条）910供配电电压的选择用电单位的供电电压应根据用电容量，供电距离，用电设备特性及可能从当地电网取得的电压等因素，经技术经济比较后确定（[5]5.0.1条）一般供配电电压常用的电压见下表供电电压大于等于35kv时，用户的一级配电电压宜采用10kv。一般不推荐采用6kV作为配电电压，只有在6kv高压电动机负荷较大的企业，为节省中间变压器，经技术比较合理时，才采用6kv配电电压（[5]5.0.2条）工矿企业也可采用660v作为配电电压（[5]5.0.2条）11用电负荷供电电压配电电压用电负荷特大的企业220kV、110kV110kV、35kV、10kV用电负荷较大的企业110kV、35kV35kV、10kV用电负荷不大的企业10kV380/220V用电负荷很小的企业接入地区低压电网供配电系统的接线方式及特点

电源系统接线方式电源系统接线方式典型的有以下几种：（[63]上册1.3.4节）单母线一路电源线，一段母线分段单母线两路电源线，两段母线，中间用隔离开关或断路器连接双母线两路及以上电源线，两段平行母线，每一回进出线均可通过隔离开关与任一段母线连接内桥接线一般两路电源，两台主变压器，再加母线分段如都用断路器，则需要五台，为节省二台断路器，可采用桥式接线，母联断路器（我们也叫桥接断路器）在进线断路器内侧的（人站在主变位置面对进线）叫内桥。内桥接线用于电源线路较长或不需要经常投切主变压器的场合。外桥接线如母联断路器在主变压器断路器外侧的，叫外桥。用于电源线路较短或经常需要投切主变压器的场合。12供配电系统的接线方式及特点

电源系统接线方式扩大内桥接线两路电源、三台变压器时可采用扩大外桥接线两路电源、三台变压器时可采用桥形接线中的跨条

1、内桥接线跨条断路器检修时，为了保持线路的继续运行，可加装正常断开运行的跨条，跨条安装在进线断路器的外侧。

2、外桥接线的跨条当主变压器断路器检修时，为了保持主变压器的继续运行，可加装正常断开运行的跨条，跨条安在主变压器断路器的内侧。跨条上为什么要安装两台串联的隔离开关，其目的是隔离开关要检修时，不致于要停运两条进线或两台主变压器

线路变压器组一路电源线路，一台变压器，无母线1314供配电系统的接线方式及特点

电源系统接线方式的选择在满足变电站运行要求的前提下，变电站高压侧宜采用断路器较少或不设置断路器的接线这里强调的是应满足运行要求。例如，采用线路变压器组接线时，主变压器应有可靠的保护，如不用断路器时，可采取远方跳电源侧断路器的措施，如采用线路分支接线时，分支线需包括在线路的继电保护范围之内，且线路分支线应不使原来的系统继电保护性能显著变坏([11]3.2.2条)35～110kv电气接线宜采用桥形、扩大桥形、线路变压器组或线路分支接线、单母线或单母线分段的接线。35～66kv线路为8回及以上时，宜采用双母线接线。110kv线路为6回及以上时，宜采用双母线接线在线路较多时采用双母线，其特点是便于系统中的功率分配，母线事故后停电范围小恢复供电快，便于对母线及母线设备进行检修试验，对供电影响较小。92版规范提到在不允许停电检修断路器时要装设旁路设施，新规范考虑电网技术与设备水平的不断提高，不再建议装设旁路设施（[11]3.2.3及3.2.4条）

15供配电系统的接线方式及特点

电源系统主母线接线方式

当变电所装有两台及以上主变压器时，6～10kv电气接线宜采用单母线分段，分段方式应满足当一台主变压器停运时，有利于其他主变压器的负荷分配的要求。92版规范提到当不允许停电检修断路器时，可设旁路母线，本版规范予以删除

（[11]3.2.5条）

接在母线上的避雷器和电压互感器，可合用一组隔离开关。接在变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关

（[11]3.2.7条）16供配电系统的接线方式及特点

高压配电装置的一般规定配电装置各回路的相序排列宜一致。可按面对出线，自左至右、由远而近、从上到下的顺序，相序排列分别为A,B,C，相色标志分别为黄、绿、红（[12]2.0.2条)66～110kv敞开式配电装置，母线避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关([12]2.0.5条）66～110kv敞开式配电装置，断路器两侧隔离开关的断路器侧、线路隔离开关的线路侧，宜配置接地开关。这是从保证设备和线路检修时的人身安全，因为接地开关比检修时装接携带型接地方便和可靠（[12]2.0.6条）66～110kv敞开式配电装置，每段母线上应配置接地开关，保证检修时的人身安全([12]2.0.7条）屋内、屋外配电装置的隔离开关与相应的断路器和接地刀闸之间应装设闭锁装置。屋内配电装置低式布置时，还应设置防止误入带电间隔的闭锁装置([12]2.0.10条）17供配电系统的接线方式及特点

高压配电装置的一般规定与气体绝缘金属封闭开关设备配电装置(GIS)连接并需单独检修的电气设备、母线和出线，均应配置接地开关出线回路的线路侧接地开关应采用具有关合动稳定电流能力的快速接地开关（[12]6.0.2条)GIS配电装置母线需装设避雷器时，避雷器和电压互感器可合设一组隔离开关或隔离断口([12]6.0.3条）GIS配电装置应在套管与架空线路连接处装设避雷器，避雷器宜采用敞开式金属氧化物避雷器。为的是考虑敞开式避雷器的接地端与GIS金属外壳连接后可增大GIS的内部波阻抗，提高避雷器的保护效果（[12]6.0.4条）18供配电系统的接线方式及特点

高压供配电系统接线方式放射式——供电可靠，便于管理，检修互不影响，但投资大,见[63]《钢铁企业电力设计手册》上册P11表1-5及P24表1-9树干式——多个用户共用一条线供电，可靠性低，线路故障或检修时，用户都要停电，但线路投资低，见同上表1-9环网式——供电可靠性较高运行比较灵活，分开环网式和闭环网式两种，为简化继电保护，一般采用开环网式，线路故障或检修时，倒闸操作比较麻烦，见同上表1-9根据用户需要又派生出：单侧供电双回路树干式；单侧供电环式及双侧供电环式等。见同上表1-919供配电系统的接线方式及特点

10kV及以下变配电所主接线一般10kV及以下变配电所的母线较短，事故很少，故单母线或单母线分段的接线已能满足供电要求。只有当供电连续性要求很高，对母线难以停电检修时，可采用双母线（[6]3.2.1条）专用电源线的进线开关，用电单位往往要求装设，便于停电检修，有的还要求装设继电保护，因此进线开关宜采用断路器或带熔断器的负荷开关。当无继电保护和自动装置要求，且出线回路少无需带负荷操作时，可采用隔离开关或隔离触头([6]3.2.2条）非专用电源线一般为树干式供电，为避免发生事故时扩大停电面，故在进线侧应装设带保护的开关设备([6]3.2.4条）母线分段宜装断路器，可迅速恢复供电（[6]3.2.5条）两配电所之间的联络线，应在供电侧的配电所装设断路器，另侧装隔离开关或负荷开关；当两侧的供电可能性相同时，应在两侧都装设断路器（[6]3.2.6条）固定式配电装置的出线侧以及用熔断器负荷开关的进线侧，要装隔离开关的目的是检修时有一个明显的断开点，用架空线无反馈电源可能时也需要，是防止检修时架空线遭雷击或其它跨越线路脱落搭接在上面。有反馈可能的电缆线路也要装设（[6]3.2.9及10条）20供配电系统的接线方式及特点

10kV及以下变配电所主接线母线避雷器可在母线停电时取下，进行雷雨季节前的检查和试验，故可与电压互感器合用一组隔离开关。架空进出线上的避雷器可带电接入或退出，故不需装隔离开关([6]3.2.11条）配电变压器的一次侧如系树干式供电，应装带保护的开关设备以避免扩大事故面，如系放射式供电，则装设隔离开关是为了要有一个明确的断开点，但在本变电所内的变压器，由于距离近，停电检修联系方便，能防止误操作，故可不设开关（[6]3.2.13条）变压器二次侧电压为6kv或3kv的总开关，可采用隔离开关或隔离触头，但出线回路较多、有并列运行要求或有继电保护和自动装置要求时，应采用断路器（[6]3.2.14条）配电变压器低压380/220侧宜采用断路器或隔离开关。断路器能带负荷切断电源，断电后恢复送电快。安装隔离开关只是提供一个明显的断开点。当有继电保护或自动切换电源有求时，低压侧总开关和分断开关均应采用断路器（[6]3.2.15条）21供配电系统的接线方式及特点

低压配电系统的型式

根据IEC标准，配电系统有两个特征，即带电导体系统的型式和系统接地的型式。

(1)带电导体系统的型式我国常用的有：单相两线制，两相三线制，三相三线制，三相四线制。见[5]《供配电系统设计规范》GB50052-2009条文说明第7.0.1条

(2)系统接地的型式由二个字母及后续字母组成，第一个字母表示电源对地的关系，第二个字母表示电器装置外露导电部分对地的关系，后续字母表示中性线与保护线之间的关系以三相系统为例，系统接地的型式有：TN、TT、IT三种型式。TN系统按N线（中性线）与PE线（保护线）的分合情况又分为TN-S、TN-C-S、TN-C三种，详见同上规范条文说明第7.0.1条22供配电系统的接线方式及特点低压配电系统的型式法语英语注解

第一个字母TTerreSolidgrounding直接接地IIsolantIsolate隔绝第二个字母NNeutreNeutral与电源系统

接地点或与该点引

出的导线相连TTerreSolidgrounding直接接地

后续字母CCombinaism

Combine中性线N与保护线PE合

并为PEN线SSeperateurSeparate中性线N与保护线PE分开IEC标准取用法语字头来表示接地型式23供配电系统的接线方式及特点

低压配电系统设计的基本原则在正常环境下，中小容量用电设备且无特殊要求时，宜采用树干式配电是因为结构简单，投资省，维护工作量小，我国已积累了一定的运行经验（[5]7.0.2条）用电设备容量大，或负荷重要或在潮湿，腐蚀性环境下，则宜用放射式配电，以防止环境对干线的影响，提高供电可靠性（[5]7.0.3条）供电距离远，而彼此相距很近的次要小负荷，可采用链式配电，是为了节约线路投资，但数量控制在不超过5台，总容量不超过10kW,但对小负荷用的插座，链式配电的数量可适当增加（[5]7.0.4条）在多层建筑物内，由总配电箱至楼层配电箱宜采用树干式或分区树干式配电。对于容量较大的集中负荷或重要用电设备如电梯、消防水泵、加压水泵等，应从配电室以放射配电；楼层配电箱至用户配电箱，应采用放射式配电。在高层建筑物内，向楼层各配电点供电时，宜采用分区树干式配电；由楼层配电间或竖井内配电箱至用户配电箱的配电，应采取放射式配电；对部分容量较大的集中负荷或重要用电设备，应从变电所低压配电室以放射式配电（[5]7.0.5条）24供配电系统的接线方式及特点

低压配电系统设计的基本原则平行生产流水线或互为备用的生产机组，宜由不同母线和线路供电，以防止母线和线路停电时，生产线或生产机组将全部停运，但同一生产线的用电设备，则可用同一母线和线路供电，因流水线上只要有部分设备停电，整个流水线也得停电（[5]7.0.6条）由于D,yn11接线与Y,yn0结线的变压器相比，具有有利于抑制高次谐波，零序阻抗小，连接单相负荷不受25％容量的限制，故配电变压器宜采用D,yn11接线([5]7.0.7条）。如采用Y,y0接线组别的三相变压器时，其由单相不平衡负荷引起的中性线电流不得超过低压绕组额定电流的25%，且其一相的电流在满载时不得超过额定电流值（[5]7.0.8条）在TN、TT系统220/380V电网中，一般动力和照明可合用一台变压器，但当动力负荷中有较大的功率冲击负荷引起低压波动时，可单独设置照明变压器([5]7.0.9条）由建筑物引来的配电线路，应在屋内分界点便于操作维护的地方装设隔离电器，是为了检修室内线路或设备时可明显表达电源的切断（[5]7.0.10条）25供配电系统的接线方式及特点配电系统中性点接地方式中性点的接地方式与供配电系统的电压等级、单相接地故障电流、过电压水平、保护装置配置等有关，直接影响系统的可靠性、连续性、主变压器和发电机的运行安全性以及对通讯线路的干扰等。常用的中性点接地方式有：直接接地不接地消弧线圈接地电阻接地（有高电阻接地及低电阻接地两种）26供配电系统的接线方式及特点

配电系统中性点接地方式中性点直接接地

A相接地时零序电流分布27供配电系统的接线方式及特点

配电系统中性点接地方式

中性点直接接地系统的单相短路电流很大，对通信线路干扰严重，故障后线路和设备须立即切除，增加了断路器的负担，中断了供电的连续性，但由于过电压较低，绝缘水平可下降，减少了设备造价，用于110kv及以上的电网，经济效率显著。28供配电系统的接线方式及特点

配电系统中性点接地方式2）中性点不接地

A相接地时零序电流的分布

29供配电系统的接线方式及特点

配电系统中性点接地方式中性点不接地系统实际上是经容抗接地的系统，该容抗是由电网中的架空线路、电缆线路、电动机和变压器绕组等对地耦合电容所组成，发生单相接地时，例如A相接地如图所示，A相对地电容被短接，破坏了原先电容电流的对称性，中性点N出现零序分量。如为金属性短路时，仅非故障对地电压升高而线电压对称性并未受到破坏，故允许电网带接地故障继续运行1-2小时。30供配电系统的接线方式及特点

配电系统中性点接地方式

中性点不接地系统简单，供电连续性好，但由于过电压水平高，要求有较高的绝缘水平，一般用于6～66kv电网中。接地电容电流通常是不大的，所形成的接地电弧很不稳定而会自动熄灭。但当线路很长或有大量电缆时，电容电流会很大，以致电弧不能熄灭，因此要对它进行限制。[29]《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620-19973.1.2条规定：当不超过下列数值时，应采用不接地方式：a)3～10kv钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35kv、66kv系统，10A。b)3～10kv非钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统，电压为3kv和6kv时，30A；10kv时，20A。c)3～10kv电缆线路构成的系统，30A31供配电系统的接线方式及特点

配电系统中性点接地方式3）中性点经消弧线圈接地

A相接地时零序电流的分布

32供配电系统的接线方式及特点

配电系统中性点接地方式在中性点与地之间接入可调节电感电流的消弧线圈，由于电感电流与电容电流在相位上差180°，因此发生单相接地故障时，如电感电流等于电容电流，称为全补偿，电感电流大于电容电流，称为过补偿，电感电流小于电容电流，称为欠补偿。我们不能将消弧线圈调节在全补偿或欠补偿运行。在正常运行时，全补偿会使消弧线圈电感和对地电容组成L-3C的串联回路，将会产生串联谐振过电压，致使中性点位移电压升高到最大而超过允许值，而欠补偿则在电容值改变时，例如切除部分线路有可能使消弧线圈处于谐振点运行。因此，消弧线圈必须在过补偿状态下运行33供配电系统的接线方式及特点

配电系统中性点接地方式

消弧线圈接地系统的优点是流过故障点的残余电流很小，使接地电弧不能维持而立即熄弧，使电网迅速恢复正常，缺点是运行维护复杂，因实际电网参数往往随改变接线方式或改变运行方式而改变，为保证过补偿运行，就需要运行人员及时调节补偿电流。在电容电流变化大的场所，为减经运行人员的劳动强度，宜选用自动跟踪动态补偿式消弧线圈。当接地电容电流超过[29]3.1.2条所列的数值时，应采用这种接地方式34供配电系统的接线方式及特点

配电系统中性点接地方式4）中性点经电阻接地

A相接地时

零序电流的分布

35供配电系统的接线方式及特点

配电系统中性点接地方式

在中性点与地之间接入一电阻，当发生单相接地时，由于人为地增加了一个较电容电流大而相位相差90°的有功电流，使流过故障点的电流比不接地电网增加倍以上。与接消弧线圈相比，改变了接地电流的相位，加速泄放回路中的残余电荷，促使接地电弧熄灭，从而降低弧光接地过电压，同时可提供足够的电流和零序电压，使继电保护可靠动作。电阻接地有高电阻及低电阻两种。高电阻限制单相接地故障电流小于10A，可在故障条件下持续运行，但系统的绝缘水平要求较高，可用于6～10kv电容电流较小的配电系统（[29]3.1.5条）。低电阻采用接地故障电流100～1000A,因过电压水平低，对具有大量高压电动机的工业企业来说，是非常有利的，且可选用绝缘水平较低的电缆及设备，但接地故障后要保护跳闸，中断供电。用于6～35kv接地电容电流较大的以电缆为主构成的配电系统（[29]3.1.4条）。36供配电系统的接线方式及特点

发电机系统中性点的接地方式

发电机定子绕组发生单相接地，在中性点不接地的情况下，接地点流过的电流是发电机本身及其引出回路所连接元件（主母线,厂用分支线，主变低压绕组等）的对地电容电流。该电流超过[29]《过电压保护》规范DL/T620-1997中表1所规定的允许值时，将烧伤定子铁芯，进而损坏定子绕组绝缘，引起匝间或相间短路。故规范作了如下规定：

3～20kv具有发电机的系统，发电机内部发生单相接地故障不要求瞬时切机时，如电容电流不大于表1允许值时，应采用不接地方式，适用于125MW及以下的中小机组。如大于表1允许值时，应采用消弧线圈接地方式，适用于电容电流大于表1允许值的中小机组或200MW及以上大机组要求能带单相接地故障运行时。对要求瞬时切机时，宜采用高电阻接地方式，电阻器一般接在发电机中性点变压器的二次绕组上，适用于200MW及以上的大机组。([29]3.1.3条)发电厂厂用电系统，单相接地故障电容电流较小时，为防止谐振，间歇性电弧接地过电压等对设备的损害，可采用高电阻接地方式([29]3.1.5条）0

3738中性点接地方式的比较注：在电容电流变化较大的场所，宜采用自动跟踪动态补偿式消弧线圈，可改善运行条件。39变压器选择35～110KV变电站主变压器选择要求在有一、二级负荷的变电站中，应装设两台主变压器，当技术经济比较合理时，可装设两台以上主变压器。如中、低压侧可由电力网取得足够容量的工作电源时，也可设一台主变压器（[11]3.1.2条）装有两台及以上主变压器时，当断开一台后，其余主变的容量(包括过负荷能力）应保证用户的一、二级负荷用电，删除了92版规范中不应小于60%的全部负荷的要求（[11]3.1.3条）具有三种电压的变电站，如通过主变各侧绕组的功率达到该主变额定容量的15%以上时，宜采用三绕组变压器（[11]3.1.4条）电力潮流变化大和电压偏差大的变电站，经计算普通变压器不能满足电力系统和用户对电压质量要求时，应采用有载调压变压器（[11]3.1.6条）40变压器选择35～110KV变电站站用变压器选择要求

在有两台以上主变压器的变电站中，宜装设两台容量相同可互为备的站用变压器。如能从变电站外引入一个可靠的低压备用电源时，亦可装一台站用变压器当35kv变电站，只有一回电源进线及一台主变压器时，可在电源进线断路器之前装设一台所用变压器，为在主变停电时有站用电源（[11]3.6.1条）

装设有消弧线圈的变电站采用接地变压器引出中性点时，接地变压器可作为站用变压器使用，其容量应满足消弧线圈和站用电的容量要求（[11]3.6.2条）

站用电接线及供电方式宜符合下列要求：1）宜采用中性点直接接地的TN系统，宜采用动力和照明合用的供电方式，额定电压宜为380/220V2)低压母线宜采用单母线分段接线，每台变压器各接一段母线；也可采用单母线，两台变压器宜经过切换接一段母线3重要负荷宜采用双回路供电方式（[11]3.6.3条）

41变压器的选择10KV及以下变电所变压器选择要求符合下列条件之一时，宜设两台及以上变压器1、有大量一，二级负荷。考虑有一台变压器故障检修时，仍能保证其供电2、季节性负荷变化很大。负荷轻时可少投入变压器，以经济运行，节约电能。3、集中负荷较大（[6]3.3.1条）

装有两台及以上变压器的变电所，当其中一台变压器断开时，其余变压器的容量应满足一级及二级负荷的用电（[6]3.3.2条）单台变压器容量(低压为0.4KV的)不宜超1250KVA。这是从满足低压断路器的断流容量考虑的。实际上目前高断流容量的断路器已能生产,单台变压器容量可以放大（[6]3.3.3条）42变压器的选择10KV及以下变电所变压器选择要求一般情况下，动力和照明宜共用变压器。但在下列情况下，动力与照明变压器宜分开，设专用照明变压器1、照明负荷较大,共用变压器会严重影响照明质量及灯泡寿命时2、单台单相负荷较大时3、冲击性负荷较大，严重影响电能质量时4、低压配电采用IT系统，因其带电部分与大地不直接连接，必须设照明变压器（[6]3.3.4条）多层或高层主体建筑内变电所，为防火灾，宜选用不燃或难燃型变压器，例如干式或SF6变压器（[6]3.3.5条）在多尘或有腐蚀性气体场所，应选用防尘型或防腐型变压器（[6]3.3.6条）名称产生原因干扰源采取措施电压质量电压偏差电路中所有串联元件阻抗引起的电压损失，例如变压器和线路负荷的昼夜和季节变化装设并联电容器组等电压波动电压闪变由冲击性负荷引起无功功率急剧变化而产生。例如炼钢电弧炉在熔化期，其运行工作点在正常运行点和工作短路之间变化，产生无功冲击，在工作短路时，无功冲击最大。低速咬钢，带钢升速轧制的连轧机也会在此过程下出现大的无功冲击炼钢电弧炉整流电源与直流传动交—交变频传动大型电焊机大型X光机接入较高的电压级装设动态无功补偿装置(SVC)不平衡度炼钢电弧炉在运行中由于炉料的不均匀性和电极的不断分相调整，使三相电流严重不平衡，导致负序电流的产生电气化铁路的单相电机车，也会出现大容量的三相不平衡负荷炼钢电弧炉单相电机车接入较高的电压级尽量使三相负荷平衡装设能分相调节的SVC波形质量谐波炼钢电弧炉由于电弧伏安特性的非线性和燃烧不稳定性，导致电流波形严重畸变。变流装置与变频装置均为非线性负荷，也使电流波形发生畸变，产生各次谐波电流炼钢电弧炉整流装置变频装置单相电机车气体放电灯接入较高的电压级增加整流装置的脉动数装设滤波器频率质量频率偏差大型电弧炉和大型连轧机在产生大量无功功率冲击的同时，也产生大量有功功率的冲击，有可能使电网频率波动超过允许值炼钢电弧炉整流电源与直流传动交—交变频传动交—直—交变频传动由电力系统承担有功功率冲击用电设备对电能质量的影响和干扰源43电能质量要求

电压损失电压损失是指串联电路中阻抗元件两端电压的代数差，则工程上作近似计算时，只取电压降的横向分量DE，略去EF的误差，故([62]P253)44电能质量要求

电压损失用相对于系统标称电压的百分数来表示，为式中系统标称电压,kV负荷电流,A

负荷功率因数,阻抗元件的电阻和电抗,([62]P254)45电能质量要求

电压损失46电能质量要求

变压器电压损失式中变压器额定容量，kVA变压器阻抗电压的有功分量，％变压器阻抗电压的无功分量，％变压器的阻抗电压，％变压器的短路损耗,kW变压器的负载率负荷的功率因数三相负荷的有功功率,kW三相负荷的无功功率,kvar([62]P254)47电能质量要求线路电压损失

线路种类线路损失计算公式符号说明三相平衡负荷线路线路电压损失，％系统标称损失，kV负荷电流，A负荷功率因数负荷的有功功率，kW线路长度，km三相线路单位长度的电阻和电抗，三相线路单位电流长度的电压损失，%/A.km三相线路单位功率长度的电压损失，%/kw.km线电压的单相负荷线路相电压的单相负荷线路48电能质量要求

电压偏差及其允许值

电压偏差为地区电网和企业供配电系统运行方式的改变或所供负荷缓慢变化时，各点电压随之变化，此电压与系统标称电压的偏差并以系统标称电压的百分数来表示，即

用电设备的端子电压偏离额定值时，性能将受到影响，见[62]《工业与民用配电设计手册》第三版P256表6-2供电电压允许偏差见[34]《电能质量供电电压允许偏差》GB/T12325-2008。用电设备端子处允许电压偏差见[5]《供配电系统设计规范》GB50052-20095.0.4条49电能质量要求

电压偏差计算

如在某段时间内线路或其它供电元件首段的电压偏差为，线路损失为，则线路末端的电压差为当有变压器或其它调压设备时，还应计入该类设备的电压提升，即式中——线路首端电压偏差，％

——回路中电压损失总和，％

——变压器分接头设备的电压提升，％50电能质量要求

电压偏差计算

电压偏差应符合用电设备端电压的要求，大于等于35kv电网的有载调压宜实行逆调压方式。逆调压的范围为额定电压的0～＋5%（[5]5.0.8条）逆调压方式是负荷大时电网电压向高调，负荷小时电网电压向低调，以补偿电网电压损失（[5]2.0.7条）具体做法是负荷大时变压器一次侧的分接头往低调，变比变小，二次电压升高，但调后变电所的二次电压不应低于标称电压，即0%。例如二次电压为10kv,则不应低于10kv;负荷小时变压器一次侧的分接头往高调，变比变大，二次电压降低，但调后变电所的二次电压不应高于标称电压的+5%,即不应高于10.5kv51电能质量要求

改善电压偏差的主要措施供配电系统的设计为减小电压偏差，应符合下列要求：（[5]5.0.9条）正确选择变压器的变比和电压分接头降低配电系统阻抗，如用电缆代替架空线，加大导体截面等对无功功率进行补偿，如在适当地点装设并联电容器组和同步电动机尽量使三相负荷平衡

52电能质量要求

电压波动和闪变用电负荷如发生急剧而频繁地变化，引起配电系统内电压的急剧变化，变化中两个相邻、持续1s以上的电压方均根值

与之间的差称为电压变动

，用标称电压

的百分数表示，为

电压波动为一系列电压变动或连续的改变，电压波动值为相邻电压方均根值的两个极值

和

之差，用标称电压

的百分数表示，为电压闪变为由于冲击负荷周期性从电网中取用快速变动的功率，使电压快速变化从而引起人眼对灯闪的明显感觉53对于平衡三相负荷式中——三相负荷容量的变化量——公共连接点的短路容量如已知三相负荷的有功功率和无功功率的变化量分别为和时，则式中,分别为电网阻抗的电阻分量和电抗分量在高压电网中，一般

则以上式中，，要根据负荷变化确定54电能质量要求

电压波动估算电能质量要求

电弧炉的闪变估算方法55电弧炉在运行过程中，特别是在熔化期，随机且大幅度波动的无功功率会引起供电母线严重的电压波动和闪变。熔化期电极和炉料（或熔化后钢水）接触可以有开路和短路两种端状态，于是出现了最大无功变量

电弧炉在公共连接点引起的最大电压波动

，式中Ssc为电力系统正常运行较小方式下的短路容量，如缺乏此数据时，可取电炉投产时系统最大短路容量乘系数0.7进行计算。电弧炉在公共连接点引起的闪变可按下列经验公式进行粗略地计算：

式中

Klt–交流电弧炉，取0.48Klt–直流电弧炉，取0.30Klt–康斯丁（consteel）电弧炉，取0.25Klt–精炼电弧炉，取0.20([35]附录C)

电能质量要求

电压波动和闪变的限值电力系统公共连接点由波动负荷产生的电压波动限值与变动频度、电压等级有关，其限值见规范[35]《电能质量电压波动和闪变》GB12326-2008表1电力系统公共连接点，在系统正常运行的较小方式下，以一周（168h）为测量周期，所有长时间闪变Plt由应满足该规范表2所列的限值电压闪变限值根据用户负荷大小，其协议用电容量占供电容量的比例以及系统电压，分别按三级作不同的规定和处理，详见该规范第5.2节56电能质量要求

降低电压波动和闪变的措施

对波动负荷的供电，可采取以下措施:([5]5.0.11条）采用专线供电与其他负荷共用配电线路时，降低配电线路的阻抗较大功率的波动负荷或波动负荷群与对电压波动、闪变敏感的负荷，分别由不同的变压器供电对于大功率电弧炉的炉用变压器，由短路容量大的电网供电采用动态无功补偿装置或动态电压调节装置57电能质量要求

不平衡度及其限值1)不平衡度是指三相电力系统中三相不平衡的程度。用电压、电流负序基波分量或零序基波分量与正序基波分量的方均根值百分比表示，即

=U2/U1×100%

=U0/U1×100%式中三相电压的正序分量方均根值，V三相电压的负序分量方均根值，V三相电压的零序分量方均根值，V将上式中U1、U2、U2换为I1、I2、I0则为电流的不平衡度和（[37]附录A.1）58电能质量要求

不平衡度及其限值2）电力系统公共连接点电压不平衡度限值为：电网正常运行时，负序电压不平衡度不超过2%，短时不得超过4%。低压系统零序电压暂不作规定，但各相必需满足[37]《电能质量三相电压不平衡》GB/T15543-2008的要求注1：不平衡度为在系统正常运行的小方式（或较小方式）下，最大的生产（运行）周期中负荷所引起的电压不平衡度的实测值注2：低压系统是指标称电压不大于1kv的供电系统接于公共连接点的每个用户引起该点负序电压不平衡度允许值一般为1.3%，短时不超过2.6%。根据连接点的负荷状况以及邻近发电机、继电保护和自动装置安全运行要求，该值允许适当变动，但必须满足上条要求。59电能质量要求

不平衡度的近似计算设公共连接点的正序阻抗与负序阻抗相等，则负序电压不平衡度为：

式中：I2—负序电流值，ASk—公共连接点三相短路容量，VAUL—线电压，V相间单相负荷引起的负序电压不平衡度可近似为

式中：SL—单相负荷容量，VA

（[37]公式（A.3)及（A.4)）60电能质量要求

三相不对称的危害及其改善措施(1)危害负序电流注入电网，会构成对系统以负序为启动元件的相关保护的误启动甚至误动作交流电动机产生负序力矩增加线路损耗(2)改善措施设计低压配电系统时，220V或380V单相用电设备接入220/380V三相系统，宜使三相平衡（[5]5.0.15条）由地区公共低压电网供电的220v负荷，线路电流小于等于60A时，可采用220v单相供电；大于60A时，宜采用220/380v三相四线供电([5]5.0.15条）接入较高的电压级装置三相能分别控制的无功补偿装置，例如相控电抗器型(TCR)的动态无功补偿装置(SVC)61电能质量要求

频率偏差及其限值频率偏差为频率的实际值和标称值之差电力系统正常频率偏差限值为±0.2HZ。当系统容量较小时，偏差限值可放宽到±0.5HZ冲击负荷引起的系统频率变化为±0.2HZ，根据冲击负荷性质和大小及系统的条件也可适当变动限值，但应保证近区电力网、发电机组和用户的安全，稳定运行以及正常供电。([66]3节及附录A)62电能质量要求

频率偏差的危害及改善措施电力系统如长期处于低频运行，则：电动机转速将下降导致生产率下降造成交流电钟不准利用发电机的调速器来调整频率。对企业的用户来说，冲击性的有功功率负荷一般由电力系统来承担63谐波电流产生原因以及对电力系统的危害

谐波源

工业企业中存在大量非线性负荷，例如交流电弧炉以及用于轧机、卷扬机、电机车和电解设备等供电的变流装置和变频装置，照明用的气体放电灯等都是主要的谐波发生源。这类非线性负荷产生的波形，可按傅里叶级数分析，分解成基波分量和具有基波分量整数倍的谐波分量