供配电技术课件

概述

本章概述供電技術有關的一些知識，為學習本課奠定一個基礎。首先簡要說明供電工作的意義、要求及課程任務，其次講述供配電系統及發電廠、電力系統基本知識，及供電品質的一些要求及企業供配電電壓的選擇，然後介紹用電的申請及用戶受電工程的建設要求。

第一節

供配電工作的意義、要求及課程任務

供配電技術，就是研究電力的供應和分配問題。電力是現代工業生產的主要能源和動力，是現代文明的物質基礎。因此做好供配電工作，對於保證企業生產的正常進行和實現工業現代化具有十分重要的意義。供配電工作要很好地為工業生產和國民經濟服務，切實保證工業生產和國民經濟的需要，切實搞好安全用電、節約用電、計畫用電（合稱“三電”）工作，必須達到以下要求：（1）安全（2）可靠（3）優質（4）經濟

此外，在供配電工作中，應合理地處理局部與全部、當前與長遠的關係，既要照顧局部和當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發展。本課程作為工礦企業供電教材，採取了以供電為主，工廠、礦山供電兼顧的原則。本課程在章節順序上是按供電設計步驟的先後順序排列的。其目的是改變過去那種純粹的以幫助學生學習和掌握課堂教學內容而留作業的方法，讓學生通過平時作業就能進行供電設計能力的培養訓練，並使學生瞭解所學知識的重要性及用途，激發學生的學習興趣。通過本課程的學習和最後的實驗、實習、設計等實踐性教學環節的進行使學生能夠熟悉國家各項技術經濟政策，掌握有關供電方面的規程、規定；能夠正確的選擇和使用供電設備，

為維護和管理電氣設備奠定良好的基礎；能夠正確合理的分析、設計和確定供電方案，選擇、計算、整定、試驗各類保護裝置；能夠正確合理的確定設備佈置方案；能夠對設計中的各種可行方案進行技術經濟指標的分析和比較，確定最佳方案。通過本課程的學習，要求學生在搞懂有關供電基本理論和基本原則的基礎上，學會供電設計的方法，學會如何運用所學知識解決供電設計、運行和管理工作中可能出現的問題；使學生具有工礦企業變電所初步設計和簡單的施工設計能力，具有電氣設備安裝、測試、運行維護和常見故障分析處理的初步能力。

第二節供配電系統及發電廠和電力系統基礎知識一、用電企業的供配電系統基礎知識(一)具有高壓配電所的企業供配電系統圖1-1是一個有代表性的中型企業供配電系統圖。按國家標準GB6988-1986《電氣製圖》定義。系統圖和主電路圖一般都有一根線來表示三相線路,即將系統圖和主電路圖繪成“單線圖”形式。圖1-1

圖1-1具有高壓配電所的企業供配電系統的系統圖（二）具有總降壓變電所的企業供配電系統圖1-2是一個典型的具有總降壓變電所的大中型企業供配電系統的系統圖。

圖1-2（三）高壓深入負荷中心的企業供配電系統如圖1-3所示，這種高壓深入負荷中心的支配方式，可以節省一級中間變壓，從而簡化了供配電系統，節約有色金屬，降低電能損耗和電壓損耗，提高供電品質。

圖1-3高壓深入負荷中心的供配電系統的系統圖（四）只有一個變電所或配電所的企業供配電系統如圖1-4所示，這種降壓變電所相當於上述的車間變電所。圖1-4只有一個降壓變電所的企業供配電系統的系統圖二、發電廠基本知識發電廠按其利用的能源不同，分為水力發電廠、火力發電廠、核能發電廠以及風力、地熱、太陽能和潮汐能發電廠等類型。（一）水力發電廠水電站的發電容量與水電站所在地點上下游的水位差（通稱“水頭”或“落差”）和流過水輪機的水流量的乘積成正比，因此建造水電站，必須用人工的辦法來提高水位，通常水力發電廠有“壩後式水電站”、“引水式水電站”和“混合式水電站”。水電站的能量轉換過程是：

（二）火力發電站“火電廠”它利用燃料（煤、天然氣、石油等）的化學能來生產電能。我國的火電廠以燃煤為主。為了提高燃煤效率，現代火電廠都把煤塊粉碎成煤粉，用鼓風機吹入鍋爐的爐膛內充分燃燒，將鍋爐內的水燒成高溫高壓的蒸汽，推動氣輪機轉動，帶動與它聯軸的發電機旋轉發電。火電廠的能量轉換過程是：（三）核能發電廠核能發電廠又稱“原子能發電廠”簡稱“核電站”，它是利用原子核的裂變能來生產電能的工廠，其生產過程與火電廠基本相同，只是以核反應爐代替了燃煤鍋爐。核電站的能量轉換過程是：

（四）其他類型發電廠我國確定21世紀在發展常規能源的同時，還要發展風能、地熱能、太陽能和潮汐能等，以保持能源與國民經濟及環保事業的協調發展。三、電力系統基本知識（一）電力的生產和輸送過程如圖1-5所示圖1-5從發電廠到用戶的送電過程（二）電力生產的特點電力是一種特殊商品。電力生產具有不同於一般商品的下列特點：（1）同時性（2）集中性（3）快速性（4）先行性（三）電力系統、電力網及動力系統的概念

通過各級電壓的電力線路，將發電廠、變電所和電力用戶連接起來的一個發電、輸電、變電、配電和用電的整體，稱為“電力系統”。發電廠與電力用戶之間的輸電、變電和配電的整體，包括所有變電所餓各級電壓線路，稱為“電力網”或“電網”。電力系統加上發電廠的動力部分及熱能系統和熱能用戶，稱為“動力系統”。圖1-6大型電力系統的系統圖

建立大型電力系統（聯合電網）有下列優越性：1）可以更經濟合理地利用動力資源，首先利用水力資源和其他清潔、價廉、可再生的能源。2）可以減少電能的損耗，降低發電成本和輸配電成本。3）可以更好的保證電能品質，大大提高供電可靠性。（四）電力系統的中性點運行方式我國電力系統中電源的中性點有三種運行方式：一種是中性點不接地；一種是中性點經阻抗接地；另一種是中性點直接接地。前兩種系統又稱為“小接地電流的電力系統”後一種系統稱為“大接地電流的電力系統”。1、中性點不接地的電力系統中性點不接地的電力系統正常時的電路圖和相量圖如圖1-7所示，圖中三相交流的相序代號統一採用A、B、C。系統正常運行時，三個相的相電壓是對稱

的，三個相的對地電容電流也是對稱的，如圖1-7所示。這時三個相的對地電容電流的相量和為零因此沒有電流在地中流過。各相對地電壓均為相電壓。圖1-7正常運行時的中性點不接地的電力系統當系統發生單相接地故障時，假設C相接地，如圖1-8a所示。這時C相對地電壓為零，而A相對地電壓

B相對地電壓

如圖所示。由此可見，C相接地時，完好的A、B兩相對地電壓均由原來的相電壓升高到線電壓，即升高為原對地電壓的倍。

發生單相接地故障時的中性點不接地電力系統

因此要注意這種系統的設備的相絕緣，不能只按相電壓來考慮，而要按線電壓來考慮。

C相接地時，系統的接地電流為A、B兩相對地電容電流之和。

即由圖1-8b的相量圖可知，在相位上正好較C相電壓超前90度。而的量值，由於IC=IC、A，其中IC、A=U’A/XC=UA/XC=ICO，因此IC=3ICO，即系統單相接地時的接地電容電流為正常運行時每相對地電容電流的3倍。

由於線路對地電容C難於準確確定，所以ICO和IC也不好根據C來準確計算。在工程中通常採用下列公式來計算必須指出：當中性點不接地的電力系統發生單相接地時，由圖1-8b的相量圖看出，系統的三個線電壓無論其相位和量值均無改變，因此系統中的所有設備仍可照常運行。但是這種狀態不能長此下去，以免在另一相又接地時形成兩相接地短路，這將產生很大的短路電流。

因此，規定單相接地運行時間不應超過2h。

為了保證運行安全，在中性點不接地系統中裝有絕緣監視裝置或接地保護裝置。當發生單相接地故障時及時發出報警信號，此時，值班人員儘快查找並排除故障，經2h故障仍未消除时，应切除此故障线路。如有备用线路，应将负荷转移到备用线路上去。此外，当接地电容电流超过一定限度（3~10KV電網約為30A，35KV電網約為10A），接地点会产生断续电弧。断续电弧加在电网的电感与接地电容构成的L、C振盪電路中引起諧振，在系統中產生過電壓，其數值可達正常電壓的3~4倍，可能使絕緣薄弱處擊穿，形成短路故障。為此，對接地電流超過一定限度的電網，不宜採用中性點不接地的運行方式。2、中性點直接接地的電力系統

中性點直接接地的電力系統發生單相接地時即形成單相接地短路。單相短路電流比線路正常負荷電流大得多，對系統危害很大。

因此這種系統中裝設的短路保護裝置動作，切斷線路，切除接地故障部分，使系統的其他部分恢復正常運行。110KV及以上的電力系統通常都採取中性點直接接地的運行方式。在低壓配電系統中，三相四線制的TN系統和TT系統也都採取中性點直接接地方式。3、中性點經消弧線圈接地的電力系統單相接地電容電流IC大於一定值時電力系統中性點就應改為經消弧線圈接地的運行方式，如圖1-9所式。消弧線圈實際上就是一種帶有鐵心的電感線圈，其電阻很小，感抗很大，而且可以調節。當此系統發生單相接地時，流過接地點的總電流是接地電容電流與流過消弧線圈的電感電流的相量和。由於超前90度，而滯後90度（如圖1-9b）,所以與在接地點互相補償，可使接地電流小於最小生弧電流，從而消除接地點的電弧，這樣也就不致出現危險的諧振過電壓現象了。

圖1-9中性點經消弧線圈接地的電力系統

必須指出，中性點經消弧線圈接地系統和中性點不接地系統一樣，當出現一相接地時，其他兩相對地電壓也為正常時對地電壓的倍，因此單相接地運行時間同樣不應超過2h。这种经消弧线圈接地的中性点运行方式，主要用于35~66KV的電力系統。4、低壓配電系統的接地型式

1）TN系統（見圖）

TN系統的電源中性點直接接地，並從中性點引出有中性線（N線）、保護線（PE線）或将N線與PE線合而為一的保護中性線（PEN線）這種接地型式，在我國習慣上稱為“接零”。

中性線（N線）的功能，一是用來接用額定電壓為相電壓的單相用電設備，如照明燈等；二是用來傳導三相系統中的不平衡電流和單相電流；三是用來減小負荷中性點的電位便移。保護線（PE線）的功能，是為保障人身安全、防止觸電事故的公共接地線。系統中的設備外露可導電部分通過PE線接地，可在設備發生接地故障時降低觸電危險

（1）TN—C系統（見圖）其中性點引出PEN線，此種系統由於N線與PE線合而為一，節約了導線材料，比較經濟。但由於PEN線中有電流通過，可對接PEN線的某些設備產生電磁干擾，因此此種系統不適於對抗電磁干擾要求高的場所。

此外，如果PEN線斷線，可使接PEN線的設備外露可導電部分帶電而造成人身觸電危險，因此TN—C系統也不適於安全要求高的場所。PEN線上不得裝設開關和熔斷器，以免PEN線斷開造成事故。（2）TN—S系統（見圖）由於PE線與N線分開，PE線中沒有電流通過，因此不會對設備產生電磁干擾，所以這種系統適合於對抗電磁干擾要求高的數據處理、電磁檢測等實驗場所。當PE線斷線時不會使接PE線的設備外露可導電部分帶電，因此比較安全，所以這種系統也適合於安全要求較高的場所。（3）TN—C—S系統（見圖）此系統比較靈活，對安全要求較高及對抗電磁干擾要求較高的場所，採用TN—S系統，而其他情況下則採用TN—C系統。因此TN—C—S系統兼有TN—C系統和TN—S系統的優越性，經濟實用。這種系統在現代企業中應用日益廣泛。2)TT系統（見圖）這種系統適於對抗電磁干擾要求較高的場所。但這種系統若有設備因絕緣不良或損壞使其外露可導電部分帶電時，由於其漏電電流一般很小往往不足以使線路的過電流保護裝置動作，從而增加了觸電危險，因此為保障人身安全，此種系統中必須裝設靈敏的漏電保護裝置。

3)IT系統（見圖）此系統各設備之間也不會發生電磁干擾，而且在發生一相接地時，設備仍可繼續運行，但需裝設單相接地保護，以便在發生一相接地故障時發出報警信號。此種IT系統主要用於對連續供電要求較高及有易燃易爆的場所，如礦山、井下等地

第三節供電品質要求及用電企業供配電電壓的選擇一、供電品質概述供電品質包括電能品質和供電可靠性兩方面。

電能品質是指電壓、頻率和波形的品質。電能品質的主要指標有：頻率偏差、電壓偏差、電壓波動和閃變、高次諧波（電壓波形畸變）及三相電壓不平衡度等。

供電可靠性可用供電企業對用戶全年供電小時數與全年總小時數（8760h）的百分比來衡量；也可用全年的停電次數及停電持續時間來衡量。《供電營業規則》規定：供電企業應不斷改善供電可靠性，減少設備檢修和電力系統事故對用戶的停電次數及每次停電持續時間。供電設備計畫檢修時，對35KV及以上電壓供電的用戶的停電次數，每年不應超過1次；對10KV供電的用戶，每年不應超過3次。

二、供電頻率、頻率偏差及其改善措施（一）供電頻率及其允許偏差

《供電營業規則》規定：供電企業供電的額定頻率為交流50HZ。在電力系統正常狀況下，供電頻率的允許偏差為：電網裝機容量在300萬KW及以上的，為+0.2HZ；電網裝機容量在300萬KW以下的，為+0.5HZ。在電力系統非正常狀況下，供電頻率的允許偏差不應超過+1.0HZ。

（二）频率偏差的影响及其改善措施電力設備只有在額定頻率下運行才能獲得最佳的經濟效果。若頻率偏差過大，還會影響廣播、通信、電視和自動裝置的正常運行，使音像品質下降或發生錯誤動作。

改善供電頻率偏差可採取以下措施：

1）加速電力建設，增加系統的裝機容量和調節負荷高峰的能力。

2）做好計畫用電工作，搞好負荷調整，移峰填穀，並採取技術措施來減少衝擊性負荷的影響。

3）裝設低周減載自動裝置及排定低周停限電序次，以保證在電網頻率降低時，適時的切除部分非重要負荷，以保證重要負荷的穩定連續供電。

三、供電電壓、電壓偏差及其調整措施（一）供電電網和電力設備的額定電壓我國國家標準GB156—1993《標準電壓》規定的三相交流電網和電力設備（含用電設備和發電機、電力變壓器）的額定電壓，如表1-1所示。

表1-1我國三相交流電網和電力設備的額定電壓分類電網和用電設備額定電壓/KV發電機額定電壓/KV電力變壓器額定電壓/KV一次繞組二次繞組低壓0.380.660.400.690.380.660.400.69高壓3610

-

35661102203305003.156.310.513.8，15.7518，20，2224，26------3，3.156，6.310，10.513.8，15.7518，20，2224，2635661102203305003.15，3.36.3，6.610.5，11

-

38.572.61212423635501、電網額定電壓電網（線路）的額定電壓（標稱電壓）等級是國家根據國民經濟的發展需要和電力工業的發展水準，經全面技術經濟分析後確定的，它是確定其他電力設備額定電壓的基本依據。2、用電設備額定電壓由於用電設備運行時要線上路中產生電壓損耗，因而造成線路上各點的電壓略有不同，如圖的虛線所示。3、發電機額定電壓

由於電力線路一般允許的電壓偏差為+5%，即整個線路允許有10%的電壓損耗，因此為維持線路首端電壓與末端電壓的平均值在額定值，處於線路首端的發電機額定電壓應高於電網額定電壓5%，如下圖所示

4、電力變壓器一、二次繞組額定電壓（1）電力變壓器一次繞組額定電壓如一次繞組與發電機直接相連，如下圖中的變壓器T1，則其額定電壓應與發電機額定電壓相同。如一次繞組不與發電機直接相連，如圖中的變壓器T2，則應將變壓器看作電網的用電設備，其一次繞組額定電壓應與電網額定電壓相同。（2）電力變壓器二次繞組額定電壓

如果變壓器二次側的出線較長，如圖中變壓器T1，則變壓器二次繞組額定電壓一方面要考慮補償繞組本身5%的電壓降，另一方面要考慮其滿載時二次電壓仍要高於二次側電網額定電壓5%，所以變壓器二次繞組額定電壓應高於二次側電網額定電壓10%。如果變壓器二次側的出線不長則變壓器二次側繞組額定電壓，只需高於二次側電網額定電壓5%。

（二）電壓偏差及其允許值1、電壓偏差的定義：2、電壓偏差允許值

GB50052—1995《供配電系統設計規範》規定：正常運行情況下，用電設備端子處的電壓偏差允許值（以UN的百分值表示）宜符合下列要求：（1）電動機：規定為+5%（2）照明：在一般工作場所為+5%；對於遠離變電所的小面積一般工作場所難以滿足上述要求時，可為+5%、-10%；應急照明、道路照明和警衛照明等為+5%、-10%。

3、電壓偏差的影響及其調整措施電力設備也只有在額定電壓下運行才能獲得最佳的經濟效果。

為了減小電壓偏差值，供配電系統可採取下列措施進行：電壓調整：（1）正確選擇變壓器的電壓分接頭或採用有載調壓變壓器，如圖所示。（2）降低系統阻抗：在技術經濟合理時，減少系統的變壓級數，增大線路導線截面，或以電纜取代架空線，都能有效的降低系統阻抗，減少電壓降，從而縮小電壓偏差的範圍。（3）儘量使三相負荷平衡（4）合理地改變系統的運行方式（5）採用無功功率補償裝置四、電壓波動、閃變及其抑制措施（一）電壓波動和閃變的概念電壓波動是由於負荷急劇變動引起的。負荷的急劇變動，使系統的電壓損耗也相應快速變化，從而使電氣設備的端電壓出現波動現象。例如電焊機、電弧爐和軋鋼機等衝擊性負荷，都回引起電網電壓波動。

因此，國家標準GB12326—1990《電能品質.電壓允許波動和閃變》規定了系統由衝擊性負荷產生的電壓波動允許值和閃變電壓允許值，10KV及以下電網的電壓波動不得超過2.5%，35~110JV不得超過2%。（二）電壓波動和閃變的抑制措施對電壓波動和閃變可採取下列抑制措施（1）採用專線或專用變壓器供電（2）減小線路阻抗（3）選用短路容量較大或電壓等級較高的電網供電（4）採用靜止補償裝置五、高次諧波及其抑制措施高次諧波是指一個非正弦波按傅裏葉級數分解後所含的頻率為基波頻率整數倍的所有諧波分量，但由於系統中有各種非線性元件存在，因而在系統中和用戶處的線路中出現了高次諧波，使電壓或電流波形發生一定程度的畸變。當前，高次諧波的干擾已成為電力系統中影響電能品質的一大“公害”。高次諧波電流通過變壓器，可使變壓器的鐵芯損耗明顯增加，從而使變壓器出現過熱，縮短使用壽命。高次諧波電流通過交流電動機，不僅會使電動機鐵心損耗明顯增加，而且還會使電動機轉子發生振動，嚴重影響機械加工的產品品質。高次諧波的存在，還可能使系統的繼電保護和自動裝置誤動或拒動，並可對附近的通信線路和設備產生信號干擾。因此，國家標準GB/T14549—1993《電能品質.公用電網諧波》規定了公用電網中諧波電壓限值和諧波電流允許值。

（二）高次諧波的抑制措施對系統的高次諧波可採取下列抑制措施：（1）三相整流變壓器採用Yd或Dy結線（2）增加整流變壓器二次側的相數（3）使各臺整流變壓器二次側互有相角差（4）裝設分流濾波器，如圖所示。（5）選用Dyn11聯結組別的三相配電變壓器（6）其他措施六、三相電壓不平衡度及其補償措施三相不平衡電壓按對稱分量法，可分解為正序分量、負序分量和零序分量等三個對稱分量。由於負序分量的存在，對系統中的電氣設備的運行產生不良影響。三相電壓不平衡，還影響多相整流設備觸發脈衝的對稱性，出現更多的高次諧波，進一步影響電能品質。國家標準GB/T15543—1995《電能品質.三相電壓允許不平衡度》規定：電力系統公共連接點，正常不平衡度允許值為2%，短時不得超過4%；接於公共連接點的每用戶，電壓不平衡度一般不得超過1.3%。造成系統三相電壓不平衡的主要原因，是單相負荷在三相系統中的容量分配和接入位置的不合理、不均衡。七、用電企業供配電電壓的選擇（一）用電企業供電電壓的選擇

用電企業供電電壓的選擇，主要取決於當地供電企業供電的電壓等級及用戶用電設備的電壓、容量和供電距離等因素。

《供電營業規則》規定：供電企業供電的額定電壓、低壓有單相220V，三相380V；高壓10、35（66）、110、220KV。用戶需要的電壓等級字110V及以上时，其受电装置应作为终端变电所设计，其方案需经省电网经营企业审批。用戶用電設備容量在100KW及以下，或需用變壓器容量在50KVA及以下時，一般宜採用低壓三相四線制供電，但特殊情況下也可採用高壓供電。（二）用電企業高壓配電電壓的選擇用電企業高壓配電電壓的選擇，主要取決於該用戶高壓用電設備的電壓、容量和數量等因素。（三）用電企業低壓配電電壓的選擇用電企業（用戶）低壓配電電壓，通常採用220/380V，採用較高的電壓配電，不僅可減少線路的電壓損耗，保證遠端負荷的電壓水準，而且能減小導線截面和線路投資，增大供電半徑，減少變電點，簡化供配電系統，因此提高低壓配電電壓有其明顯的經濟效益，也是節電的一種有效措施，我國採用660V的用户，现在只限于采矿、石油和化工等少数部门。第四節用戶用電的申請及用戶受電工程的建設要求一、用戶用電的申請要求用戶需新裝用電或增加用電容量或變更用電，都必須按《供電營業規則》的規定，事先到當地供電企業用電營業場所提出申請，辦理手續。（一）新裝用電及增加用電的申請用戶申請新裝用電或增加用電時，應向當地供電企業提供用電工程專案批准的檔及有關的用電資料，包括用電地點、電力用途、用電性質、用電設備清單、用電負荷、保安電力、用電規劃等，並按照供電企業規定的格式如實填寫用電申請及辦理所需手續。新建受電工程專案在立項階段，用戶應與供電企業聯繫，就工程供電的可能性、用電容量和供電條件等，達成意向性協議，方可定址，確定專案。

如因供電企業供電能力不足或政府規定限制的用電專案，供電企業應通知用戶暫緩辦理。供電企業對已受理的用電申請，應儘快確定供電方案，在下列期限內正式書面通知用戶；低壓電力用戶最長不超過10天；高壓單電源用戶最長不超過5天。在正式供電前，申請用電用戶應與供電企業根據平等自願、協商一致的原則簽訂《供用電合同》，確定供用電雙方的權利和義務。《供用電合同》應具備下列條款：1）供電方式、供電品質和供電時間；2）用電容量和用電地址、用電性質；3）計量方式和電價、電費結算方式；4）供用電設施維護責任的劃分；5）合同的有效期限；6）違約責任；7）雙方共同認為應當約定的其他條款。

《供用電合同》的變更或解除，必須依法進行。必須注意：與供電企業協商確定的供電方案有規定的有效期，有效期從供電方案正式通知書發出之日起至交納供電貼費、受電工程開工之日止。《供電營業規則》規定；高壓供電方案的有效期為一年，低壓供電方案的有效期為三個月，逾期將予註銷。（二）變更用電的申請變更用電，包括減容、暫停、暫換、遷址、移表、暫拆、過戶、分戶、並戶、銷戶、改壓和改類等。

按《供電營業規則》規定，變更用電也需事先提出申請，並攜帶有關證明檔，到當地供電企業用電營業場所辦理手續，變更《供用電合同》。

二、用戶受電工程的建設要求戶受電工程建設應滿足下列要求：1、用戶受電工程的建設與改造，一貫符合當地電網建設與改造的總體規劃。2、用戶新裝、增裝或改裝受電工程的設計、安裝、試驗與運行，應符合國家有關標準；國家尚未制訂標準的，應符合電力行業標準；國家和電力行業尚未制訂標準的，應符合省、自治區、直轄市電力管理部門的有關規定和規程。3、用戶受電工程的設計檔和有關資料，應一式兩份，送交供電企業審核。4、供電企業對用戶送審的受電工程設計檔和有關資料，應按《供電營業規則》的有關規定進行審核。審核的時間，對高壓供電的用戶，最長不超過一個月；對低壓供電的用戶，最長不超過10天。5、用戶受電工程在施工期間，供電企業應根據審核同意的設計和有關施工標準，對用戶受電工程中的隱蔽工程進行中間檢查。6、用戶受電工程施工、試驗完工後，應向供電企業提出工程竣工報告，報告應包括1）工程竣工圖及說明；2）電氣試驗及保護整定調試記錄；3）安全用具的試驗報告；4）隱蔽工程的施工及試驗記錄；5）運行管理的有關規定和制度；6）值班人員名單及資格；7供電企業認為必要的其他資料或記錄

復習思考題1-1供電工作對工業生產有何重要作用？對供配電工作有哪些基本要求？1-2工廠供配電系統包括哪些範圍？變電所和配電所各自的任務是什麼？1-3什麼叫電力系統和電力網？建立大型電力系統（聯合電網）有哪些好處？1-4電力系統的電源中性點有哪幾種運行方式？什麼叫小電流接地電力系統和大電流接地電力系統？在系統發生單相接地故障時，上述兩種系統的相對地的電壓和線電壓各如何變化？為什麼小電流接地系統在發生單相接地時可允許短時繼續運行不允許長期運行？應採取什麼對策？1-5供電品質包括哪些內容？供電可靠性如何衡量？1-6什麼叫電壓偏差？電壓偏差對電氣設備運行有什麼影響？如何進行電壓調整？1-7什麼叫電壓波動和閃動？電壓波動是如何產生的？對電氣設備運行有什麼影響？如何抑制電壓波動？1-8用戶用電申請和用戶受電設施建設中應注意哪些問題？為什麼要交納供電貼費？為什麼要簽訂供用電合同？1-9試確定下圖供電系統中變壓器T1和線路WL1、WL2的額定電壓。

1-10某廠有若干車間變電所，互有低壓聯絡線相連。其中某一車間變電所，裝有一臺無載調壓型配電變壓器，高壓繞組有+5%、0、-5%三個電壓分接頭“0”位置運行，但白天生產時，低壓母線電壓只有360V，而晚上不生產時，低壓母線電壓又高達410V。問此變電所低壓母線晝夜的電壓偏差範圍（%）為多少？宜採取哪些改善措施。1-11試確定下圖供電系統中發電機和所有電力變壓器的額定電壓。1-12某10KV電網，架空線路總長度70km,電纜線路總長度15km。試求此中性點不接地的電力系統發生單相接地時的接地電容電流，並判斷此系統的中性點是否需要改為經消弧線圈接地?

供配电一次系统

2.1供配電系統常用電氣設備522.1.1

電力變壓器

電力變壓器（powertransformer）是變電所的核心設備，通過它將一種電壓的交流電能轉換成另一種電壓的交流電能，以滿足輸電、供電、配電或用電的需要。1.常用電力變壓器的種類（1）按相數分類：有三相電力變壓器和單相電力變壓器。大多數場合使用三相電力變壓器，在一些低壓單相負載較多的場合，也使用單相變壓器。（2）按繞組導電材料分類：有銅繞組變壓器和鋁繞組變壓器。目前一般均採用銅繞組變壓器。（3）按絕緣介質分類：有油浸式變壓器和幹式變壓器。油浸式變壓器由於價格低廉而得到了廣泛應用；幹式變壓器有不易燃燒、不易爆炸的特點，特別適合在防火、防爆要求高的場合使用，絕緣形式有環氧澆注式、開啟式、六氟化硫（SF6）充氣式和纏繞式等。干式变压器现已在中压等级的电网中逐步得到了广泛的应用。532.常用變壓器的容量系列

我國目前的變壓器產品容量系列為R10系列，即變壓器容量等級是按為倍數確定的，如：100kVA、125kVA、160kVA、200kVA、250kVA、315kVA、500kVA、630kVA、800kVA、1000kVA、1250kVA、1600kVA等。542.1.2高壓開關設備1.高壓斷路器2.高壓隔離開關4.高壓負荷開關5.高壓熔斷器55

高壓斷路器（circuit-breaker）是帶有強力滅弧裝置的高壓開關設備，是供配電系統中重要的開關設備，它能夠開斷和閉合正常線路與故障線路，主要用於供配電系統發生故障時與保護裝置配合自動切斷系統的短路電流。 高壓斷路器通常按照滅弧介質分類，主要有:少油斷路器（已基本淘汰）真空斷路器SF6（六氟化硫）斷路器高壓斷路器的型號含義5657SN10-10型斷路器5859ZN28-12型ZN28A-12型VD4型60瓷柱式落地罐式

隔離開關的主要功能是隔離電源，當它處於分閘狀態時，有著明顯的斷口，使處於其後的高壓母線、斷路器等電力設備與電源或帶電高壓母線隔離，以保障檢修工作的安全。由於不設滅弧裝置，隔離開關一般不允許帶負荷操作，即不允許接通和分斷負荷電流（和斷路器配合使用時，要嚴格遵守操作順序，即停電時，應先使斷路器跳閘，後拉開隔離開關；送電時，應先合隔離開關，再閉合斷路器）。 但可用來分合一定的小電流，如勵磁電流不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路以及電壓互感器和避雷器等。6162

高壓負荷開關是一種介乎隔離開關與斷路器之間的結構簡單的高壓電器，具有簡單的滅弧裝置，常用來分合負荷電流和較小的過負荷電流，但不能分斷短路電流。此外，負荷開關還大多數具有明顯的斷口，具有隔離開關的作用。

負荷開關常與熔斷器聯合使用，由負荷開關分斷負荷電流，利用熔斷器切斷故障電流。因此在容量不是很大、同時對保護性能的要求也不是很高時，負荷開關與熔斷器組合起來便可取代斷路器，從而降低設備投資和運行費用。這種形式廣泛應用於城網改造和農村電網。6364真空式SF6式油浸式壓氣式

高壓熔斷器（fuse）是供配電網路中人為設置的最薄弱的元件。當其所在電路發生短路或長期超載時，它便因過熱而熔斷，並通過滅弧介質將熔斷時產生的電弧熄滅，最終開斷電路，以保護電力電路及其他的電氣設備。65跌落式熔斷器限流式熔斷器66低壓斷路器刀開關低壓負荷開關2.1.3低壓開關設備播放動畫2.1.4互感器

電壓互感器（potentialtransformer）和電流互感器（currenttransformer）常統稱為互感器，從基本結構和原理來說，互感器是一種特殊的變壓器。電力系統中的電壓及電流，數值相差範圍極大。為了減少測量儀錶的規格，簡化其生產過程，保證測量人員的安全操作，對於高電壓、大電流均採用互感器降壓、變流後再進行測量。同時互感器也可以作為繼電保護和信號裝置的電源，以使控制和保護裝置與高壓回路隔開。67

電壓互感器可以擴大測量範圍，相當於是一種降壓變壓器。它是由兩個或者三個互相絕緣的線圈繞在同一個鐵芯上構成的，二次側額定電壓為100V。電壓互感器的使用注意事項①電壓互感器在使用時，二次側不能短路。②為了安全起見，電壓互感器二次側必須有一端接地。68

電流互感器將主回路的大電流變換成小電流，供計量和繼電保護用。電流互感器二次側額定電流通常為5A或1A。電流互感器的使用注意事項①電流互感器二次側不允許開路；②電流互感器二次側必須一點接地；③注意電流互感器二次繞組的極性。692.1.5組合電器成套裝置1．環網供電單元

環網供電單元（TheUnitofRingNetworkPowerSupply）由間隔組成，一般至少有三個間隔組成，即兩個環纜進出間隔和一個變壓器回路間隔。70

城網一般用環纜，在用架空線的地方，可將架空線引至環網供電單元旁，再由電纜引進和引出，如圖所示。712.預裝式變電站

預裝式變電站（prefabricatedsubstation）俗稱箱式變電站。預裝式變電站就是一種把高壓開關設備，配電變壓器和低壓配電裝置按一定線路方案排布成一體的預製型戶內、戶外緊湊式配電設備。72

特別適用於城網建設與改造，具有成套性強，體積小，占地少，能深入負荷中心，提高供電品質，減少損耗，送電週期短，選址靈活，對環境適應性強，安裝方便，運行安全可靠及投資少，見效快等一系列優點。

預裝式變電站三個主要部分（高壓配電裝置，變壓器及低壓配電裝置）的佈置方式一般有兩種：

“目”字形和

“品”字形。

“目”字形佈置接線方便，而

“品”字形佈置接線緊湊。

7374753．高壓開關櫃

開關櫃是金屬封閉式開關設備的俗稱。按照國標GB3906的定義，金屬封閉開關設備是指除進出線外，完全被金屬外殼包住的開關設備。

高壓開關櫃（highvoltageswitchgear）結構緊湊，占地面積小，安裝工作量小，使用和維修方便，且有多種接線方案以供選擇，故用戶使用極為便利。

76（1）空氣絕緣金屬封閉開關設備（開關櫃）1）分類鎧裝式各室間用金屬板隔離且接地，如KYN1-10型間隔式各室間是用一個或多個非金屬板隔離，如JYN2-10型箱式

具有金屬外殼，但間隔數目少於鎧裝式或隔離式，如XGN2-10型777879802）型式高壓斷路器的置放有兩種型式：落地式斷路器手車本身落地，推入櫃內。如KYN1-10型和JYN2-10型。中置式手車裝於櫃子中部，如KYN18型中置櫃，手車的裝卸需要裝卸車。目前中置式開關櫃越來越多。81823）高壓開關櫃的型號含義 高壓開關櫃型號的表示和含義如下

834）“五防”功能 高壓開關櫃必須裝設防止電氣誤操作的裝置，具體功能為：防止誤分、誤合斷路器；防止帶負荷推拉小車；防止誤入帶電間隔；防止帶電掛接地線或合接地開關；防止接地開關在接地位置時送電。

84（2）SF6絕緣金屬封閉開關設備（充氣櫃）

以SF6氣體絕緣的開關櫃簡稱充氣櫃。此產品的高壓元件諸如母線、斷路器、隔離開關、互感器等封閉在充有較低壓力（一般0.02~0.05MPa）的SF6氣體的殼體內。最大特點是不受外界環境條件的影響，可用在環境惡劣的場所。還有一個重要特點是：由於使用性能優異的SF6絕緣，大大縮小了櫃體的外形尺寸。與空氣絕緣相比，SF6充氣櫃的安裝面積為其26%，體積為其27%。同時，由於充氣櫃配有性能良好的無油開關，大大減少了維修和檢修工作量。

854．低壓開關櫃

低壓開關櫃又叫低壓配電屏。是按一定的線路方案將有關低壓設備組裝在一起的成套配電裝置。其結構形式主要有固定式、抽屜式兩大類。固定式開關櫃常見的型號有GGD等。抽出式開關櫃常見的型號有GCK、GCL、DOMINO、MNS、SIVACON等。

86返回目錄2.2變電所的電氣主接線872.2.1對主接線的基本要求1.主接線的定義

變電所的電氣主接線是由電力變壓器、各種開關電器、電流互感器、電壓互感器、母線、電力電纜或導線、移相電容器、避雷器等電氣設備以一定次序相連接的接受和分配電能的電路。2.主接線的要求（1）安全性必須保證在任何可能的運行方式及檢修狀態下運行人員及設備的安全。（2）可靠性能滿足各級用電負荷供電可靠性要求。（3）靈活性主接線應在安全、可靠的前提下，力求接線簡單運行靈活，應能適應各種可能的運行方式的要求。（4）經濟性在滿足以上要求的條件下，力求達到最少的一次投資與最低的年運行費用最低。882.2.2有匯流母線的主接線

母線（bus）實質上是主接線電路中接受和分配電能的一個電氣聯結點，形式上它將一個電氣聯結點延展成一條線，以便於多個進出線回路的聯結。 有匯流母線的主接線是我國目前廣泛採用的接線形式，按母線設置組數的不同，又可分為單母線接線和雙母線接線兩大類。

891．單母線接線

常用的單母線接線方式有單母線制和單母線分段制。90單母線制

單母線制形式如圖所示，是有匯流母線的主接線中結構最為簡單的一類。在這種接線中所有電源和引出線回路都連接於同一母線上。 單母線制的可靠性和靈活性都較低，母線或連接於母線上的任一隔離開關發生故障或檢修時，都將影響全部負荷的用電。

單母線分段接線

為了提高單母線接線的供電可靠性和靈活性，可採用斷路器分段的單母線接線，如圖所示，圖中的QF3稱為分段斷路器。912.雙母線接線

對於特別重要的負荷，當採用單母線分段接線，可靠性不能滿足要求時，可考慮採用雙母線接線，如圖所示。W1為工作母線，W2為備用母線，其間通過斷路器QF連接起來，QF稱為母聯斷路器。922.2.3無匯流母線的主接線

前面分析的各種有母線的主接線形式中所採用的斷路器數目一般都大於連接回路的數目，造成整個配電裝置占地面積大，建設成本高。對於一些對經濟性要求較高的場合，在滿足主接線可靠性要求的前提下，可考慮採用無匯流母線的主接線。 常見的有單元式接線和橋式接線。

931.單元式接線——線路-變壓器組接線

單元式接線用於只有一回進線和一回出線的場合，只有一種運行方式，如圖所示。這種這主接線形式只適用於向三級負荷供電。942.橋式接線

當只有兩臺變壓器和兩條線路時，可以採用橋式接線。橋式接線是單母線分段接線中進出線回路數相同，且取消進線或出線斷路器時的特殊情況，將此時的母線分段斷路器稱為橋斷路器。

95橋式接線按照橋斷路器的位置可分為：內橋式接線外橋式接線96

橋斷路器在進線斷路器的內側（即變壓器側），則稱為內橋式接線，如圖(a)所示。 橋斷路器在進線斷路器的外側（即進線側），則稱為外橋式接線，如圖(b)所示。97

內橋式接線的特點是：線路的投切比較方便，變壓器的投切比較複雜，所以內橋式接線適用於進線線路較長，負荷比較平穩，變壓器不需要經常投切的場合。

外橋式接線的特點和內橋相反：它適用於進線線路較短、負荷變化較大，變壓器需要經常切換的場合。

98

橋式接線有工作可靠、靈活、使用的電器少、裝置簡單清晰和建設費用低等優點，並且它特別容易發展為單母線分段和雙母線接線。因此廣泛使用在220kV及以下的變電所中，具有兩路電源的工廠企業變電所也普遍採用，還可以作為建設初期的過渡接線。992.2.4變電所的主接線舉例1.總降壓變電所常見的主接線

負荷大多為一類和二類負荷的化工廠、煤氣廠、煉油廠等大型工業企業採用35~10kV的線路兩回路供電時，一般高壓側多採用內橋式接線，低壓側採用單母線分段接線。如圖所示。

1002.車間變電所主接線

車間變電所供電線路往往較短，並考慮廠區美化因素，常採用電纜配電。這時車間變電所主接線的典型方案如圖所示。圖（a）在變壓器高壓側不設開關，變壓器的操作和保護在總降壓變電所饋出線處實現，低壓母線故障由低壓側斷路器保護。當需要在車間變電所操作空載變壓器時，可選用圖（b）或圖（c）所示方案，其中，圖（b）適用於變壓器容量不大於630kVA的變電所。

101

當車間變電所由架空線供電時，其典型方案如圖所示。圖（a）和圖（b）適用於變壓器容量不大於630kVA的變電所，圖（c）則適用於變壓器容量較大的變電所。1022.3變電所的結構與佈置1032.3.1變電所的分類及位置的確定1．變電所的分類（1）在供配電系統中，一般將110kV/10（6）kV或35kV/10（6）kV的變電所稱為區域變電所或總降壓變電所。（2）10（6）kV/0.4kV的變配電所稱為用戶變電所，在工業企業中則稱為車間變電所。（3）10kV配電站又稱開閉所，在城市電網中使用較為普遍。2．變電所位置的確定

變電所位置的確定遵循以下原則：（1）接近負荷中心（2）進出線方便（3）靠近電源側（4）滿足供電半徑的要求（5）運輸設備方便（6）避免設在有劇烈震動和高溫的場所（7）避免設在多塵或有腐蝕性氣體的場所（8）避免設在潮濕或易積水場所（9）避免設在有爆炸危險的區域或有火災危險區域的正上面或正下麵1042.3.2成套配電裝置

配電裝置就是根據主接線的要求連接起來，用來接受和分配電能的若干電氣設備的組合。其目的是滿足主接線的電氣要求。 構成配電裝置的電氣設備除了主接線圖中所表達的一次回路電氣設備之外，還包括為使主接線得以正常工作所需的二次回路電氣設備，如控制電器、保護電器和測量電器等。105

目前變電所3~10kV配電設備及低壓配電設備多採用成套配電裝置。成套配電裝置按主接線要求，將一、二次回路中電氣元件按順序連接組裝在有金屬框架構成的櫃體中。成套配電裝置可分為高壓成套配電裝置（即高壓開關櫃）及低壓成套配電裝置（含配電屏、櫃、箱）兩大類。1061．高壓成套配電裝置的使用

同一系列不同規格的開關櫃內有不同的元件組合方案。如KYN系列開關櫃規格有KYN-10-01，KYN-10-02，KYN-10-03等，其對應的櫃內接線方案如圖所示。

107

將不同規格的開關櫃作適當的組合就可構成一種主接線形式。圖（a）所示為一般形式的主接線圖，圖（b）所示是經過適當變換，由開關櫃組合起來的主接線圖，又叫做主接線配置图或开关柜排列图。1082．低壓成套配電裝置的使用

每種類型開關櫃（或配電屏或配電箱）不同規格內有不同的元件組合，同高壓開關櫃一樣，將它們作適當的組合就可構成一種主接線方案。1092.3.3變電所的總體佈置

變電所的總體佈置主要是指變壓器室、高壓配電室、低壓配電室、電容器室、控制室(值班室)、休息室、工具間等佈置方案，對露天變電所來講，變壓器是放置在室外的，不設變壓器室。這裏主要介紹室內變電所的總體佈置方案。110變電所總體佈置方案應滿足下列要求:

(1)35kV戶內變電所宜採用雙層佈置，6~10kV變電所宜採用單層佈置。採用雙層佈置時，變壓器應設在底層；採用單層佈置時，變壓器宜露天或半露天安裝。(2)變電所各室的佈置應當緊湊合理，便於進出線設備的連接，便於設備的操作、搬運、檢修、試驗和巡視，還要考慮發展的可能性。(3)高低壓配電室的位置應便於進出線，變壓器室的位置應便於運輸、安裝和維護。低壓配電室應靠近變壓器室，電容器室宜與變壓器室及相應電壓等級的配電室相連。變壓器室和電容器室應儘量避免西曬，並盡可能利用自然採光和自然通風。111(4)當有兩臺變壓器時，每臺油量為100kg及以上的三相變壓器，應設在單獨的變壓器室內。幹式變壓器和不帶可燃油的高低壓配電裝置，可設在同一房間內。(5)從安全角度考慮，配電室、變壓器室、電容器室的門應向外開，相鄰配電室之間有門時，該門應雙向開啟或向低壓室方向開啟。但變電所的門窗不宜直接通向相鄰的酸、堿、蒸汽、粉塵和雜訊嚴重的場所。(6)控制室、值班室應儘量靠近高低壓配電室，且有門直通，控制室、值班室的大門應朝外開。控制室、值班室和輔助房間的位置應便於運行人員工作和管理。有些工廠變電所的控制室、值班室是合在一起的，為了值班人員的方便，應設置廁所和上、下水設施。(7)配電室、控制室、值班室等的地面，宜高出室外地面150～300mm。當附設於車間內時，則可與車間的地面相平。112

變電所常用的幾種平面佈置方案，如圖所示。113返回目錄2.4供配電網路的網路結構114

供配電網路常用的典型網路結構分為：放射式樹幹式環式2.4.1放射式1.單回路放射式網路結構

這種供電方式的特點是供電可靠性較高，當任意一回線路故障時，不影響其他回路供電，且操作靈活方便，易於實現保護和自動化。可用於對容量較大、位置較分散的三級負荷供電。此種網路結構在中壓和低壓系統中均比較常見。

1152.雙回路放射式網路結構

對於重要的用戶，為保證供電回路故障時，不影響對用戶供電，可採用雙回路放射式接線，如下圖所示。 一次投資較大，因此一般僅用於確需高可靠性的用戶，並可將雙回路的電源端接於不同的電源，以保證電源和線路同時得以備用，可向一、二級負荷供電。此種網路結構在中壓和低壓系統中均常見。1163.帶公共備用線的放射式網路結構

當二級負荷比較分散時，也可採用帶公共備用線的放射式接線，以節省投資，如下圖所示。此種網路結構一般在中壓系統中應用。

1172.4.2樹幹式網路結構1.單回路樹幹式網路結構

如下圖所示，樹幹式網路結構就是由電源端向負荷端配出幹線，在幹線的沿線引出數條分支線向用戶供電。 一般用於向三級負荷供電。1182.雙回路樹幹式網路結構

對於要求高可靠性的用戶，採用雙回路幹線，使線路互為備用，同時可將雙回路引自不同的電源，如圖所示，實現電源和線路的兩種備用，達到向一、二級負荷供電的目的。這種結構在中、低壓系統中均廣泛應用。

1192.4.3環式網路結構

環式網路結構一般用於中壓系統或高壓系統，尤其在城市供配電網路中得到廣泛應用。可用於對二、三級負荷供電。如圖所示，電源可為多個或一個，通常採用開環運行方式。1202.4.4各種網路結構的適用對象1.中壓系統（1）對於城市非重要用戶及郊區，可靠性要求不高，可採用樹幹式結構。（2）對負荷密度大，且供電要求高的用戶可採用雙電源雙回路樹幹式或環式結構。（3）對於提供雙電源有困難，用戶的供電可靠性要求又較高的情況，可採用放射式結構。1212.低壓系統

在低壓供電系統中，環式結構較少使用，常見的網路結構形式是放射式結構和樹幹式結構。（1）對於單臺設備容量較大或較重要場合，一般採用放射式結構。（2）對於非重要用電設備，用電性質相近，又便於線路敷設時，一般採用樹幹式結構。（3）對於重要用電設備，可採用雙電源雙回路樹幹式結構或雙電源雙回路放射式結構。122返回目錄2.5供電網路的結構與敷設1232.5.1架空線

架空線路是用杆塔將導線懸掛在空中，導線利用絕緣瓷瓶支持在杆塔的橫擔上。架空線路主要由導線（一般為鋼芯鋁絞線）、杆塔、絕緣瓷瓶和線路金具等基本元件組成。優點：1）設備簡單，造價低。2）露置空中，易於檢修和維護。3）利用空氣絕緣，建造比較容易。缺點：1）侵佔地面位置，有礙交通。2）易受環境影響、安全可靠性較差。3）影響廠區美化。1242.5.2電纜線路

電纜線路與架空線路相比，具有運行可靠，不易受外界影響，不占地面的優點，但同時也具有投資大，敷設維修困難，難於發現和排除故障的缺點。1.電纜的結構 電纜主要由導體、絕緣層、護套層和鎧裝層組成。1252.電纜敷設

電纜的敷設路徑要求儘量最短，轉彎最少，儘量避免與各種地下管道交叉，散熱要好。

常用的電纜敷設方式有：直接埋地敷設電纜溝電纜橋架 另外還有電纜隧道、電纜排管等方式，但較少使用。

126直接埋地敷設

首先挖一深0.7～1m的壕溝，於溝底填上100mm的細砂或軟土，再鋪設電纜，然後填以沙土，加上保護板，最後回填沙土。這種方式電纜易受機械損傷，土壤化學腐蝕，可靠性差，檢修不便，多用於根數不多的線路。127電纜溝

電纜溝敷設占地少，走向靈活，能容納較多電纜，但檢修維護也不方便，適用於多條電纜走向相同的情況，在容易積水的場所不宜使用。128電纜橋架

電纜敷設在電纜橋架內，電纜橋架裝置是由支架、蓋板、支臂和線槽等組成。電纜橋架敷設克服了電纜溝敷設電纜時存在的積水、積灰、易損壞電纜等多種弊病，改善了運行條件，具有佔用空間少、投資省、建設週期短、便於採用全塑電纜和工廠系列化生產等優點。1292.5.3車間線路的結構和敷設

車間線路，包括室內配電線路和室外配電線路。室內配電線路大多採用絕緣導線，但配電幹線則採用裸導線（裸母線結構），少數採用電纜。室外配電線路指沿車間外牆或屋簷敷設的低壓配電線路，都採用絕緣導線，也包括車間之間用絕緣導線敷設的短距離的低壓架空線路。1301．絕緣導線的結構和敷設

絕緣導線按芯線材質分，有銅芯和鋁芯兩種。除重要回路及震動場所或對鋁有腐蝕的場所應採用銅芯絕緣導線外，一般應優先選用鋁芯絕緣導線。 絕緣導線的敷設方式，分明敷和暗敷兩種。明敷是導線直接或在管子、線槽等保護體內，敷設於牆壁、頂棚的表面及絎架、支架等處。暗敷是導線在管子、線槽等保護體內，敷設於牆壁、頂棚、地坪及樓板等內部，或者在混凝土板孔內敷線等。

1312.裸導線的結構和敷設

車間內的配電裸導線大多採取硬母線的結構，其截面形狀有圓形、管形和矩形等，其材質有銅、鋁和鋼。車間中以採用LMY型硬鋁母線最為普遍。現代化的生產車間，大多採用封閉式母線（亦稱母線槽）佈線，封閉式母線安全、靈活、美觀，但耗用鋼材較多，投資較大。 132

為了識別裸導線相序，以利於運行維護和檢修，GB2681-81《電工成套裝置中的導線顏色》規定交流三相系統中的裸導線應按表所示塗色。裸導線塗色不僅用來辨別相序及其用途，而且能防蝕和改善散熱條件。133

交流三相系統中裸導線的塗色黃綠雙色淡藍紅綠黃塗漆顏色PE線N線和PEN線C線B線A線裸導線類別返回目錄

负荷计算及无功补偿

3.1負荷曲線與計算負荷1353.1.1負荷曲線

負荷曲線（loadcurve）是指用於表達電力負荷隨時間變化情況的函數曲線。在直角坐標系中，縱坐標表示負荷（有功功率或無功功率）值，橫坐標表示對應的時間（一般以小時為單位）。

1．負荷曲線的分類按負荷的功率性質分：

可分為有功負荷曲線和無功負荷曲線；按所表示的負荷變動的時間分：

可分為日負荷、月負荷和年負荷曲線。1361371382．年最大負荷和年最大負荷利用小時數（1）年最大負荷Pmax

年最大負荷Pmax就是全年中負荷最大的工作班內消耗電能最大的半小時的平均功率，因此年最大負荷也稱為半小時最大負荷P30。（2）年最大負荷利用小時數Tmax

年最大負荷利用小時數又稱為年最大負荷使用時間Tmax，它是一個假想時間，在此時間內，電力負荷按年最大負荷Pmax(或P30)持續運行所消耗的電能，恰好等於該電力負荷全年實際消耗的電能。

139

下圖為某廠年有功負荷曲線，此曲線上最大負荷Pmax就是年最大負荷，Tmax為年最大負荷利用小時數。1403.平均負荷Pav

平均負荷Pav，就是電力負荷在一定時間t內平均消耗的功率，也就是電力負荷在該時間內消耗的電能W除以時間t的值，即Pav=W/t

年平均負荷為Pav=Wa/8760

1413.1.2計算負荷（calculatedload）

通常將以半小時平均負荷為依據所繪製的負荷曲線上的“最大負荷”稱為計算負荷，並把它作為按發熱條件選擇電氣設備的依據，用Pca(Qca、Sca、Ica)或P30(Q30、S30、I30)表示。

142規定取“半小時平均負荷”的原因： 一般中小截面導體的發熱時間常數τ為10min以上，根據經驗表明，中小截面導線達到穩定溫升所需時間約為3τ=3×10＝30（min），如果导线负载为短暂尖峰负荷，显然不可能使导线温升达到最高值，只有持续时间在30min以上的負荷時，才有可能構成導線的最高溫升。1433.1.3負荷計算的意義和目的

負荷計算主要是確定計算負荷，如前所述，若根據計算負荷選擇導體及電器，則在實際運行中導體及電器的最高溫升不會超過允許值。計算負荷是設計時作為選擇工廠供配電系統供電線路的導線截面、變壓器容量、開關電器及互感器等的額定參數的依據。正確確定計算負荷意義重大，是供電設計的前提，也是實現供電系統安全、經濟運行的必要手段。144返回目錄3.2用電設備額定容量的確定1453.2.1用電設備的工作方式用電設備按其工作方式可分為三種：

（1）連續運行工作制（長期工作制）（2）短時運行工作制（短暫工作制）（3）斷續運行工作制（重複短暫工作制）連續運行工作制（長期工作制）

在規定的環境溫度下連續運行，設備任何部分溫升均不超過最高允許值，負荷比較穩定。如通風機水泵、空氣壓縮機、皮帶輸送機、破碎機、球磨機、攪拌機、電機車等機械的拖動電動機，以及電爐、電解設備、照明燈具等，均屬連續運行工作制的用電設備。146短時運行工作制（短暫工作制）

用電設備的運行時間短而停歇時間長，在工作時間內，用電設備的溫升尚未達到該負荷下的穩定值即停歇冷卻，在停歇時間內其溫度又降低為周圍介質的溫度，這是短暫工作的特點。如機床上的某些輔助電動機（如橫樑升降、刀架快速移動裝置的拖動電動機）及水閘用電動機等設備。這類設備的數量不多。147斷續運行工作制（重複短暫工作制）

用電設備以斷續方式反復進行工作，其工作時間（t）與停歇時間（t0）相互交替。工作時間內設備溫度升高，停歇時間溫度又下降，若干週期後，達到一個穩定的波動狀態。如電焊機和吊車電動機等。斷續週期工作制的設備，通常用暫載率ε表徵其工作特徵，取一個工作週期內的工作時間與工作週期的百分比值，即為ε，即：式中t，t0——工作時間與停歇時間，兩者之和為工作週期T。1483.2.2用電設備額定容量的計算 在每臺用電設備的銘牌上都有“額定功率”PN，但由於各用電設備的額定工作方式不同，不能簡單地將銘牌上規定的額定功率直接相加，必須先將其换算为同一工作制下的额定功率，然後才能相加。經過換算至統一規定的工作制下的“額定功率”稱為“設備額定容量”，用Pe表示。149（1）長期工作制和短時工作制的設備容量

Pe=PN（2）重複短暫工作制的設備容量①吊車機組用電動機（包括電葫蘆、起重機、行車等

）的設備容量統一換算到ε=25%時的額定功率（kW），若其εN不等於25%時應進行換算，公式為:②電焊機及電焊變壓器的設備容量統一換算到ε＝100%時的額定功率（kW）。若其铭牌暂载率εN不等於100%時，應進行換算，公式為:150（3）電爐變壓器的設備容量

電爐變壓器的設備容量是指在額定功率因數下的額定功率（kW），即：Pe=PN=SN·cos

Ｎ

151（4）照明設備的設備容量①白熾燈、碘鎢燈設備容量就等於燈泡上標注的額定功率（kW）；②螢光燈還要考慮鎮流器中的功率損失（約為燈管功率的20%），其設備容量應為燈管額定功率的1.2倍（kW）；③高壓水銀螢光燈亦要考慮鎮流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），其設備容量應為燈泡額定功率的1.1倍（kW）；④金屬鹵化物燈：採用鎮流器時亦要考慮鎮流器中的功率損失（約為燈泡功率的10%），故其設備容量應為燈泡額定功率的1.1倍（kW）。152（5）不對稱單相負荷的設備容量

當有多臺單相用電設備時，應將它們均勻地分接到三相上，力求減少三相負載不對稱情況。設計規程規定，在計算範圍內，單相用電設備的總容量如不超過三相用電設備總容量的15%時，可按三相對稱分配考慮，如單相用電設備不對稱容量大於三相用電設備總容量的15%時，則設備容量Pe應按三倍最大相負荷的原則進行換算。153設備接於相電壓或線電壓時，設備容量Pe的計算如下：單相設備接於相電壓時

Pe＝3Pe·m

式中Pe——等效三相設備容量；

Pe·m

——最大負荷所接的單相設備容量。單相設備接於線電壓時

式中Pe·l——接於同一線電壓的單相設備容量。154返回目錄3.3負荷計算的方法155負荷計算的方法有： 需要係數法、二項式法、利用係數法、形狀係數法、附加係數法.

需要係數法比較簡便因而廣泛使用。這裏僅介紹需要係數法。需要係數 需要係數考慮了以下的主要因素：式中K

——同時使用係數，為在最大負荷工作班某組工作著的用電設備容量與接於線路中全部用電設備總額定容量之比；

KL——負荷係數，用電設備不一定滿負荷運行，此係數表示工作著的用電設備實際所需功率與其額定容量之比；

ηwl——線路供電效率；

η——用電設備組在實際運行功率時的平均效率。156

實際上，上述係數對於成組用電設備是很難確定的，而且對一個生產企業或車間來說，生產性質,工藝特點，加工條件，技術管理和勞動組織以及工人操作水準等因素，都對Kd有影響。所以Kd只能靠測量統計確定,見附錄表3~5。上述各種因素可供設計人員在變動的係數範圍內選用時參考。1573.3.1需要係數法

由負荷端逐級向電源端進行計算1581．單臺用電設備的計算負荷（1）有功計算負荷：

考慮到單臺用電設備總會有滿載運行的時候，其計算負荷Pca·1為式中Pe—換算到統一暫載率下的電動機的額定容量；

η—用電設備在額定負載下的的效率。

（2）無功計算負荷：Qca·1=Pca·1tan

式中

—用電設備功率因數角。

計算目的：用於選擇分支線導線及其上的開關設備。1592.用電設備組的計算負荷（1）有功計算負荷：Pca·2=Kd∑Pe

Kd—用電設備組的需要係數，見附錄表3；

∑Pe—用電設備組的設備額定容量之和，但不包括備用設備容量。（2）無功計算負荷：Qca·2=Pca·2tan

wm

tan

wm值見附錄表3。（3）視在計算負荷：計算目的：用於選擇各組配電幹線及其上的開關設備。

160當Kd值有一定變動範圍時，取值要作具體分析。如台數多時，一般取用較小值，台數少時取用較大值；設備使用率高時，取用較大值，使用率低時取用較小值。當一條線路內的用電設備的台數較小（n<3臺）時，一般是將用電設備額定容量的總和作為計算負荷，或者採用較大的Kd值(0.85~1)。1613．確定車間配電幹線或車間變電所低壓母線上的計算負荷（1）總有功計算負荷：Pca·3＝Ｋ∑ΣPca·2（2）總無功計算負荷：Qca·3＝Ｋ∑ΣQca·2（3）總視在計算負荷：Pca·3、Qca·3、Sca·3－車間變電所低壓母線上的有功、無功及視在計算負荷；ΣPca·2、ΣQca·2－各用電設備組的有功、無功計算負荷的總和Ｋ∑－最大負荷時的同時係數。考慮各用電設備組的最大計算負荷不會同時出現而引入的係數。Ｋ∑的範圍值見附錄表6。注意：當變電所的低壓母線上裝有無功補償用的靜電電容器組，其容量為Qc3,則當計算Qca·3時，要減去無功補償容量，即Qca·3＝Ｋ

·ΣQca·2－Qc3

計算目的：用於選擇車間配電幹線及其上的開關設備，或者用於低壓母線的選擇及車間變電所電力變壓器容量的選擇。1624.確定車間變電所中變壓器高壓側的計算負荷Pca·4＝Pca·3+ΔPTQca·4＝Qca·3+ΔQT

Pca·４、Qca·４、Sca·４－車間變電所中變壓器高壓側的有功、無功及視在計算負荷（kW、kvar及kVA）；

ΔPT、ΔQT－變壓器的有功損耗與無功損耗（kW、kvar）。 計算目的：用於選擇車間變電所高壓配電線及其上的開關設備

163在計算負荷時，車間變壓器尚未選出，無法根據變壓器的有功損耗與無功損耗的理論公式進行計算，因此一般按下列經驗公式估算：對SJL1等型電力變壓器：ΔPT≈0.02Sca·3

（kW）ΔQT≈0.08Sca·3

（kvar）對SL7、S7、S9、S10等低損耗型電力變壓器：ΔPT≈0.015Sca·3

（kW）ΔQT≈0.06Sca·3

（kvar）式中Sca·3－變壓器低壓母線上的計算負荷（kVA