工廠供電 第1章 概論

1、第一章第一章 概概 論論 第一節(jié)第一節(jié) 工廠供電的意義、要求及課程任務工廠供電的意義、要求及課程任務 第二節(jié)第二節(jié) 工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠、電力系統(tǒng)與工廠的自備電源工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠、電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 第三節(jié)第三節(jié) 電力系統(tǒng)的電壓與電能質量電力系統(tǒng)的電壓與電能質量 一. 工廠供電系統(tǒng)概況 二. 發(fā)電廠和電力系統(tǒng)簡介 三. 工廠自備電源簡介 一. 概 述 二. 三相交流電網和電力設備的額定電壓 三. 電壓偏差與電壓調整 四. 電壓波動及其抑制 五. 電網諧波及其抑制 六. 三相不平衡及其改善 七. 工廠供配電電壓的選擇 第四節(jié)第四節(jié) 電力系統(tǒng)中性點運行方式及低壓配電系統(tǒng)接地型式電力系統(tǒng)中

2、性點運行方式及低壓配電系統(tǒng)接地型式 復習思考題復習思考題 習習 題題 一. 電力系統(tǒng)的中性點運行方式 二. 低壓配電系統(tǒng)的接地型式 內容提要：內容提要：本章概述工廠供電有關的一些基本知識和基本問題，為學習本課程奠定一個初步的基礎。首先扼要說明工廠供 電的意義、要求及本課程的任務，然后簡介一些典型的工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠、電力系統(tǒng)和工廠自備電源的基本知識，接著重 點講述電力系統(tǒng)的電壓和電能質量問題，最后講述電力系統(tǒng)的中性點運行方式和低壓配電系統(tǒng)的接地型式。 第一節(jié)第一節(jié) 工廠供電的意義、要求及課程任務工廠供電的意義、要求及課程任務 工廠供電（plant power supply），是指工廠所需電能

3、的供應和分配，也稱工廠配電。 眾所周知，電能是現代工業(yè)生產的主要能源和動力。電能既易于由其他形式的能量轉換而來，也易于轉換為其他形式的能 量以供應用。電能的輸送和分配既簡單經濟，又便于控制、調節(jié)和測量，有利于實現生產過程自動化，而且現代社會的信息技 術和其他高新技術無一不是建立在電能應用的基礎之上的。因此電能在現代工業(yè)生產及整個國民經濟生活中的應用極為廣泛。 在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產的主要能源和動力，但是它在產品成本中所占的比重一般很小（除電化等工業(yè)外）。例如 在機械工業(yè)中，電費開支僅占產品成本的5%左右。從投資額來看，一般機械工業(yè)在供電設備上的投資，也僅占總投資的5%左 右。因此電能在工

4、業(yè)生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占比重多少，而是在于工業(yè)生產實現電氣化以 后，可以大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利 于實現生產過程自動化。從另一方面來說，如果工廠供電突然中斷，則對工業(yè)生產可能造成嚴重的后果。例如某些對供電可靠 性要求很高的工廠，即使是極短時間的停電，也會引起重大設備損壞，或引起大量產品報廢，甚至可能發(fā)生重大的人身事故， 給國家和人民帶來經濟上或生態(tài)環(huán)境上甚至政治上的重大損失。因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產，實現工業(yè)現代化， 具有十分重要的意義。 工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產服

5、務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并做好節(jié)能和環(huán)保工作，就必須達到以下 基本要求： (1) 安全 在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。 (2) 可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性即連續(xù)供電的要求。 (3) 優(yōu)質 應滿足電能用戶對電壓和頻率等的質量要求。 (4) 經濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。 第一章第一章 概概 論論 從圖1-1可以看出，該廠的高壓配電所有兩條10kV的電源進線， 分別接在高壓配電所的兩段母線上。這兩段母線間裝有一個分段隔 離開關（又稱聯(lián)絡隔離開關）形成所謂“單母線分段制”。在任一 條電源進線發(fā)生故障或進行

6、檢修而被切除后，可以利用分段隔離開 關的閉合，由另一條電源進線恢復對整個配電所特別是其重要負荷 的供電。這類接線的配電所通常的運行方式是：分段隔離開關閉合， 整個配電所由一條電源進線供電，其電源通常來自公共電網（電力 系統(tǒng)），而另一條電源進線作為備用，通常從鄰近單位取得備用電 源。 此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，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(fā)展。例如計劃用電問題，就不能只考慮一個單位的局部利益，更要有全局觀點。 本課程的任務，主要是講述中小型工廠內部的電能供應和分配問題，并講述電氣照明，使學生初步掌握中小型工廠供電系 統(tǒng)和電氣照明

7、運行維護和簡單設計計算所必需的基本理論和基本知識，為今后從事工廠供電技術工作奠定一定的基礎。 第二節(jié)第二節(jié) 工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠、電力系統(tǒng)與工廠的自備電源工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠、電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 一一. 工廠供電系統(tǒng)概況工廠供電系統(tǒng)概況 一般中型工廠的電源進線電壓是610kV。電能先經高壓配電 所（high-voltage distribution substation，縮寫HDS）集中，再由高 壓配電線路將電能分送到各車間變電所（shop transformer substation，縮寫STS），或由高壓配電線路直接供給高壓用電設備。 車間變電所內裝設有配電變壓器，將610kV的高壓

8、降為一般低壓 用電設備所需的電壓如220/380V（220V為相電壓，380V為線電 壓），然后由低壓配電線路將電能分送給低壓用電設備使用。 圖1-1是一個比較典型的中型工廠供電系統(tǒng)簡圖。該圖未繪出各 種開關電器（除母線和低壓聯(lián)絡線上裝設的聯(lián)絡開關外），而且只 用一根線來表示三相線路，即繪成單線圖的形式。 圖1-1 中型工廠供電系統(tǒng)簡圖 圖1-1所示高壓配電所有四條高壓配電線，供電給三個車間變電所。其中1號車間變電所和3號車間變電所都只裝有一臺配 電變壓器，而2號車間變電所裝有兩臺，并分別由兩段母線供電，其低壓側又采取單母線分段制，因此對重要的低壓用電設備 可由兩段母線交叉供電。各車間變電所的

9、低壓側，設有低壓聯(lián)絡線相互連接，以提高供電系統(tǒng)運行的可靠性和靈活性。此外， 該高壓配電所還有一條高壓配電線，直接供電給一組高壓電動機；另有一條高壓配電線，直接與一組并聯(lián)電容器相連。3號車 間變電所低壓母線上也連接有一組并聯(lián)電容器。這些并聯(lián)電容器都是用來補償無功功率以提高功率因數用的。 圖1-2是圖1-1（右下重現便于對照閱讀）所示工廠供電系統(tǒng)的平面布線示意圖。 圖1-2 圖1-1所示工廠供電系統(tǒng)的平面布線示意圖圖1-1 中型工廠供電系統(tǒng)簡圖 對于大型工廠及某些電源進線電壓為35kV及以上的中型工廠，一般經兩次降壓，也就是電源進廠以后，先經總降壓變電所， 其中裝有較大容量的電力變壓器，將35kV

10、及以上的電源電壓降為610kV的配電電壓，然后通過高壓配電線將電能送到各個車 間變電所，也有的中間經高壓配電所再送到車間變電所，最后車間變電所經配電變壓器降為一般低壓用電設備所需的電壓。其 簡圖如圖1-3所示。 圖1-3 具有總降壓變電所的工廠供電系統(tǒng)簡圖 有的35kV進線的工廠，只經一次降壓，即35kV線路直接引入靠近負荷中心的車間變電所，經車間變電所的配電變壓器直 接降為低壓用電設備所需的電壓，如圖1-4所示。這種供電方式，稱為高壓深入負荷中心的直配方式。這種直配方式，可以省 去一級中間變壓，從而簡化了供電系統(tǒng)接線，節(jié)約了投資和有色金屬，降低了電能損耗和電壓損耗，提高了供電質量。然而這 要

11、根據廠區(qū)的環(huán)境條件是否滿足35kV架空線路深入負荷中心的“安全走廊”要求而定，否則不能采用，以確保供電安全。 圖1-4 高壓深入負荷中心的工廠供電系 統(tǒng)簡圖 對于小型工廠，由于其容量一般不大于1000kVA或稍多，因此通常只設一個降壓變電所，將610kV降為低壓用電設備所 需的電壓，如圖1-5所示。 圖1-5 只設一個降壓變電所的小型工廠供電系統(tǒng)簡圖 a) 裝有一臺變壓器 b）裝有兩臺主變壓器 如果工廠所需容量不大于160kVA時，一般采用低壓電源進線，直接由公共低壓電網供電。因此工廠只需設一個低壓配電 間，如圖1-6所示。 圖1-6 低壓進線的小型工廠供電系統(tǒng)簡圖 由以上分析可知，配電所的任

12、務是接受電能和分配電能，不改變電壓；而變電所的任務是接受電能、變換電壓和分配電 能。供電系統(tǒng)中的母線（busbar），又稱匯流排，其任務是匯集和分配電能。而工廠供電系統(tǒng)，是指從電源線路進廠起到高 低壓用電設備進線端止的整個電路系統(tǒng)，包括工廠內的變配電所和所有的高低壓供配電線路。 二二. 發(fā)電廠和電力系統(tǒng)簡介發(fā)電廠和電力系統(tǒng)簡介 由于電能的生產、輸送、分配和使用的全過程，實際上是在同一瞬間實現的，彼此相互影響，因此我們除了了解工廠供電 系統(tǒng)概況外，還需了解工廠供電系統(tǒng)電源方向的發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的一些基本知識。 (一) 發(fā)電廠 發(fā)電廠（power plant）又稱發(fā)電站，是將自然界蘊藏的各種一次能

13、源轉換為電能（二次能源）的工廠。 發(fā)電廠按其所利用的能源不同，分為水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠以及風力發(fā)電廠、地熱發(fā)電廠、太陽能發(fā)電廠 等類型。 1. 水力發(fā)電廠 水力發(fā)電廠簡稱水電廠或水電站，它利用水流的位能來生產電能。當控制水流的閘門打開時，水流沿進水管進入水輪機蝸 殼室，沖動水輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電。其能量轉換過程是： 水流位能機械能 電 能 水輪機發(fā)電機 由于水電站的發(fā)電容量與水電站所在地點上下游的水位差（即落差，又稱水頭）及流過水輪機的水量（即流量）的乘積成 正比，所以建造水電站，必須用人工的辦法來提高水位。最常用的提高水位的辦法，是在河流上建造一道很高的攔河壩，形成 水庫，提高

14、上游水位，使壩的上下游形成盡可能大的落差，水電站就建在壩的后邊。這類水電站，稱為壩后式水電站。我國一 些大型水電站包括長江三峽水電站就屬于這種類型。另一種提高水位的辦法，是在具有相當坡度的彎曲河段上游，筑一低壩， 攔住河水，然后利用溝渠或隧道，將上游水流直接引至建設在彎曲河段末端的水電站。這類水電站，稱為引水式水電站。還有 一類水電站，是上述兩種方式的綜合，由高壩和引水渠道分別提高一部分水位。這類水電站，稱為混合式水電站。 水電建設的初投資較大，建設周期較長，但發(fā)電成本較低，僅為火電發(fā)電成本的1/31/4；而且水電屬于清潔、可再生的 能源，有利于環(huán)境保護；同時水電建設，通常還兼有防洪、灌溉、航

15、運、水產養(yǎng)殖和旅游等多項功能。而我國的水力資源十分 豐富（特別是我國的西南地區(qū)），居世界首位。因此我國確定要大力發(fā)展水電，并實施“西電東送”工程，以促進整個國民經 濟的發(fā)展。 2. 火力發(fā)電廠 火力發(fā)電廠簡稱火電廠，它利用燃料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，都將煤塊粉碎 成煤粉燃燒。煤粉在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，推動汽輪機帶動發(fā)電機旋轉發(fā)電。其能量轉 換過程是： 燃料化學能熱 能機械能 鍋爐汽輪機 電 能 發(fā)電機 現代火電廠一般都根據節(jié)能減排和環(huán)保要求，考慮了“三廢”（廢水、廢汽、廢渣）的綜合利用或循環(huán)使用。有的不僅發(fā) 電，而且供熱。

16、兼供熱能的火電廠，稱為熱電廠。 火電建設的重點，是煤炭基地的坑口電站。我國一些嚴重污染環(huán)境的低效火電廠，已按節(jié)能減排的要求陸續(xù)予以關停。我 國火電發(fā)電量在整個發(fā)電量中的比重已逐年降低。 3. 核能發(fā)電廠 核能（原子能）發(fā)電廠通稱核電站，它主要是利用原子核的裂變能來生產電能。其生產過程與火電廠基本相同，只是以核 反應堆（俗稱原子鍋爐）代替燃煤鍋爐，以少量的核燃料代替大量的煤炭。其能量轉換過程是： 核裂變能熱 能機械能 核反應堆 汽輪機 電 能 發(fā)電機 由于核能是巨大的能源，而且核電也是相當安全和清潔的能源，所以世界上很多國家都很重視核電建設，核電在整個發(fā)電 量中的比重逐年增長。我國在上世紀80年

17、代就確定要適當發(fā)展核電，并已陸續(xù)興建了秦山、大亞灣、嶺澳等多座大型核電站。 4. 風力發(fā)電、地熱發(fā)電和太陽能發(fā)電簡介 (1) 風力發(fā)電：它建在有豐富風力資源的地方，利用風力的動能來生產電能。風能是一種取之不盡的清潔、價廉和可再生的 能源，因此我國確定要大力發(fā)展。但是風能的能量密度較小，因此單機容量不可能很大；而且它是一種具有隨機性和不穩(wěn)定性 的能源，因此風力發(fā)電必須配備一定的蓄電裝置，以保證其連續(xù)供電。 (2) 地熱發(fā)電：它建在有足夠地熱資源的地方，利用地球內部蘊藏的大量地熱資源來生產電能。地熱發(fā)電不消耗燃料，運行 費用低。它不象火力發(fā)電那樣，要排出大量灰塵和煙霧，因此地熱還是屬于比較清潔的能

18、源。但是地下水和蒸氣中大多含有硫 化氫、氨和砷等有害物質，因此對其排出的廢水要妥善處理，以免污染環(huán)境。 (3) 太陽能發(fā)電：它利用太陽的光能或熱能來生產電能。利用太陽光能發(fā)電，是通過光電轉換元件如光電池等直接將太陽光 能轉換為電能。這已廣泛應用在人造地球衛(wèi)星和宇航裝置上。利用太陽熱能發(fā)電，可分直接轉換和間接轉換兩種方式。溫差發(fā) 電、熱離子發(fā)電和磁流體發(fā)電，均屬于熱電直接轉換。而通過集熱裝置和熱交換器，加熱給水，使之變?yōu)檎羝?，推動汽輪發(fā)電 機發(fā)電，與火電發(fā)電相同，屬于間接轉換發(fā)電。太陽能發(fā)電廠建在常年日照時間較長的地方。太陽能是一種十分安全、經濟、 沒有污染而且是取之不盡的能源。我國的太陽能資源

19、也相當豐富，利用太陽能發(fā)電大有可為。 (二) 電力系統(tǒng) 為了充分利用動力資源，減少燃料運輸，降低發(fā)電成本，因此有必要在有水力資源的地方建造水電站，而在有燃料資源的 地方建造火電廠。但這些有動力資源的地方，往往離用電中心較遠，所以必須用高壓輸電線路進行遠距離輸電，如圖1-7所示。 圖1-7 從發(fā)電廠到用戶的送電過程示意圖 由各級電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體，稱為電 力系統(tǒng)（power system）。圖1-8是一個大型電力系統(tǒng)簡圖。 電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電 所，稱為電力網或電網（power network）。但習

20、慣上， 電網或系統(tǒng)往往以電壓等級來區(qū)分，如說10kV電網或 10kV系統(tǒng)。這里所說的電網或系統(tǒng)，實際上是指某一 電壓級的相互聯(lián)系的整個電力線路。 電網可按電壓高低和供電范圍大小分為區(qū)域電網 和地方電網。區(qū)域電網的范圍大，電壓一般在220kV及 以上。地方電網的范圍較小，最高電壓一般不超過 110kV。工廠供電系統(tǒng)就屬于地方電網的一種。 電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動力部分及其熱能系統(tǒng)和熱 能用戶，就稱為動力系統(tǒng)。 現在各國建立的電力系統(tǒng)越來越大，甚至建立跨 國的電力系統(tǒng)或聯(lián)合電網。我國規(guī)劃，到2020年，要 在做到水電、火電、核電和新能源合理利用和開發(fā)的 基礎上，形成全國聯(lián)合電網，實現電力資源在全國范

21、 圍內的合理配置和可持續(xù)發(fā)展。 建立大型電力系統(tǒng)或聯(lián)合電網，可以更經濟合理 地利用動力資源，首先是充分利用水力資源，減少燃 料運輸費用，減少電能消耗和溫室氣體排放，降低發(fā) 電成本，保證電能質量（即電壓和頻率合乎規(guī)范要 求），并大大提高供電可靠性，有利于整個國民經濟 的持續(xù)發(fā)展。 圖1-8 大型電力系統(tǒng)簡圖 (一) 采用柴油發(fā)電機組的自備電源 采用柴油發(fā)電機組作應急自備電源具有下列優(yōu)點： (1) 柴油發(fā)電機組操作簡便，啟動迅速。當公共電網供電中斷時，一般 能在1015s的短時間內啟動并接上負荷，這是汽輪發(fā)電機組無法作到的。 (2) 柴油發(fā)電機組效率較高（其熱效率可達30%40%），功率范圍大 （

22、從幾千瓦至幾千千瓦），且體積較小，重量較輕，便于搬運和安裝。特 別是在高層建筑中，采用體型緊湊的高效柴油發(fā)電機組作備用電源是最為 合適的。 (3) 柴油發(fā)電機組的燃料是柴油，它儲存和運輸都很方便。這是以煤為 燃料的汽輪發(fā)電機組所無法相比的。 (4) 柴油發(fā)電機組運行可靠，維護方便。作為應急的備用電源?？煽啃?是非常重要的指標。運行如果不可靠，就談不上“應急”之需。 柴油發(fā)電機組也有運行中噪聲和振動較大、過載能力較小等缺點。因 此在柴油發(fā)電機房的選址和布置上，應該考慮減小其對周圍環(huán)境的影響， 盡量采取減振和消聲的措施。在選擇機組容量時，應根據應急負荷的要求 留有一定的裕量；投運時，應避免過負荷和

23、特大沖擊負荷的影響。 柴油發(fā)電機組按啟動控制方式分，有普通型、自啟動型和全自動化型 等型。作為應急電源，應選自啟動型或全自動化型。自啟動型柴油發(fā)電機 組在公共電網停電時，能自行啟動；全自動化型，則不僅在公共電網停電 時能自行啟動，而且在公共電網恢復供電時能使柴油發(fā)電機組自動退出運 行。 圖1-9是采用快速自啟動型柴油發(fā)電機組作備用電源的主接線圖，正常 供電電源為10kV公共電網。 圖1-9 采用柴油發(fā)電機組作備用電源的主接線圖 三三. 工廠的自備電源簡介工廠的自備電源簡介 對于工廠的重要負荷，一般要求在正常供電電源之外，設置應急自備電源。最常用的自備電源是柴油發(fā)電機組。對于重要 的計算機系統(tǒng)等

24、，則還須另設不停電電源（亦稱不間斷電源，uninterrupted power supply，縮寫UPS）。 (二) 采用交流不停電電源的自備電源 交流不停電電源（UPS）主要由整流器（UR）、逆變器（UV）和蓄電池組（GB）等三部分組成，其示意圖如圖1-10 所示。 公共電網正常供電時，交流電源經晶閘管整流器UR轉換為直流，對蓄電池組GB充電。當公共電網突然停電時，電子開 關QV在保護裝置作用下進行切換，使UPS投入工作，蓄電池組GB放電，經逆變器UV轉換為交流，恢復對重要負荷的供電。 不停電電源（UPS）較之柴油發(fā)電機組，具有體積小、效率高、無噪聲、無振動、維護費用低、可靠性高等優(yōu)點，但其

25、 容量相對較小，主要用于電子計算機中心、工業(yè)自動控制中心等重要場所。 要求頻率和電壓質量較高的場合，宜采用高精度的穩(wěn)頻穩(wěn)壓式不停電電源作備用電源。其穩(wěn)頻穩(wěn)壓系統(tǒng)主要是通過逆變 器來實現的。穩(wěn)頻工作由逆變器中觸發(fā)電路的穩(wěn)頻觸發(fā)系統(tǒng)來實現。當采用晶體振蕩器為振蕩源組成分頻式觸發(fā)電路時，可 使逆變器具有相當穩(wěn)定的輸出頻率。而交流輸出電壓的穩(wěn)定工作則多從對逆變器進行調制性控制來實現。單脈沖脈寬調制法 最為簡便實用，因而被廣泛應用。 圖1-10 不停電電源（UPS）組成示意圖 GB 公共電網公共電網 重要負荷重要負荷 電子開關電子開關QV UV UR 正常情況下，重要負荷由公共電網供電，交流電經整流器1

26、整成直流電，并向逆變器3供電。為了保證供電質量，在逆變 器3之前裝設有直流濾波器2，使整流后的脈動電壓轉換為無脈動的直流電壓。在逆變器3將直流電逆變?yōu)榻涣麟姷倪^程中， 可通過反饋控制環(huán)節(jié)實現交流電的穩(wěn)壓和穩(wěn)頻。逆變器3的輸出端又聯(lián)接有變壓器4，采取級聯(lián)方式，既可改變電壓，又可吸 收諧波，使逆變器3的方波輸出變換為階梯波輸出。為了使輸出的交流電波形改善，又在變壓器4之后裝設了交流濾波器5， 從而使交流濾波器5輸出的交流電為純正弦波。通過以上幾個環(huán)節(jié)的處理，可使電源的輸出為穩(wěn)壓、穩(wěn)頻且為純正弦波的高 質量電壓。 在公共電網正常供電情況下，蓄電池組7通過整流器8將電網的交流電整成直流電而得到充電。

27、當公共電網停電時，保護裝置使電子開關（符號QV）6動作，其觸點QV1-2閉合，使蓄電池組7對逆變器3的回路放電， 從而使其交流輸出端可不間斷地對重要負荷供電。與此同時，電子開關觸點QV3-4斷開。在公共電網恢復供電時，保護裝置 又使電子開關6的觸點切換，QV1-2斷開，切斷蓄電池組放電回路，而QV3-4閉合，接通電網的供電回路。 這種穩(wěn)頻穩(wěn)壓式不停電電源系統(tǒng)通常還配備足夠容量的快速自啟動的柴油發(fā)電機組作備用電源，以彌補蓄電池組容量之 不足。 穩(wěn)頻穩(wěn)壓式不停電電源的工作原理電路簡圖如圖1-11所示。 圖1-11 穩(wěn)頻穩(wěn)壓式不停電電源的工作原理電路簡圖 1-整流器 2-直流濾波器 3-逆變器 4-

28、級聯(lián)變壓器 5-交流濾波器 6-電子開關 7-蓄電池組 8-整流器 公共公共 電網電網 重要重要 負荷負荷 uQV 3 4 1 25 6 78 蓄電池蓄電池 QV u 3 4 1 2 第三節(jié)第三節(jié) 電力系統(tǒng)的電壓與電能質量電力系統(tǒng)的電壓與電能質量 一一. 概概 述述 電力系統(tǒng)中的所有設備，都是在一定的電壓和頻率下工作的。電壓和頻率是衡量電能質量的兩個基本參數。 我國一般交流電力設備的額定頻率為50Hz，此頻率通稱為“工頻”（工業(yè)頻率）。按電力工業(yè)部1996年發(fā)布施行的 供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定：在電力系統(tǒng)正常情況下，工頻的頻率偏差一般不得超過0.5Hz。如果電力系統(tǒng)容量達到300萬 kW 或以上時，頻

29、率偏差則不得超過0.2Hz。在電力系統(tǒng)非正常狀況下，頻率偏差不應超過1Hz。但是頻率的調整，主 要依靠發(fā)電廠來調整發(fā)電機的轉速。 對工廠供電系統(tǒng)來說，提高電能質量主要是提高電壓質量的問題。電壓質量是按照國家標準或規(guī)范對電力系統(tǒng)電壓的 偏差、波動、波形及其三相的對稱性（平衡性）等的一種質量評估。 電壓偏差是指電氣設備的端電壓與其額定電壓之差，通常以其對額定電壓的百分值來表示。 電壓波動是指電網電壓有效值（方均根值）的快速變動。電壓波動值以用戶公共供電點在時間上相鄰的最大與最小電 壓方均根值之差對電網額定電壓的百分值來表示。電壓波動的頻率用單位時間內電壓波動（變動）的次數來表示。 電壓波形的好壞，

30、以其對正弦波形畸變的程度來衡量。 三相電壓的平衡情況，以其不平衡度來衡量。 二二. 三相交流電網和電力設備的額定電壓三相交流電網和電力設備的額定電壓 按GB/T156-2007標準電壓規(guī)定，我國三相交流電網和發(fā)電機的額定電壓如表1-1所示。表中的變壓器一、二次繞 組額定電壓，是依據我國電力變壓器標準產品規(guī)格確定的。 (一) 電網(電力線路)的額定電壓 電網(電力線路)的額定電壓(標稱電壓)等級,是國家根據國民經濟發(fā)展的需要和電力工業(yè)發(fā)展的水平，經全面的技術經 濟分析后確定的.它是確定各類電力設備額定電壓的基本依據. 表表1-1 1-1 我國三相交流電網和電力設備的額定電壓我國三相交流電網和電力

31、設備的額定電壓 825750750 550500500 363 330330 242 220220 121110110 72.5 6666 38.53535 _13.8,15.75,18 20,22,24,26 13.8,15.75,18 20,22,24,26 _ 10.5, 1110, 10.510.510 6.3, 6.66, 6.36.36 3.15, 3.33, 3.153.153 高 壓 0.690.660.690.66 0.400.380.400.38低 壓 二次繞組一次繞組 電力變壓器額定電壓/kV發(fā)電機 額定電壓/kV 電網和用電設備 額定電壓/kV 分 類 10001000

32、1100 (二) 用電設備的額定電壓 由于電力線路運行時（有電流通過時）要產生電壓降，所以線路上各點的電壓略有不同，如圖1-12中虛線所示。但是批 量生產的用電設備，其額定電壓不可能按使用處線路的實際電壓來制造，而只能按線路首端與末端的平均電壓即電網的額定 電壓UN（N為英文nominal的縮寫）來制造。因此用電設備的額定電壓規(guī)定與同級電網的額定電壓相同。 但是在此必須指出：按GB/T11022-1999高壓開關設備和控制設備標準的共同技術要求規(guī)定，高壓開關設備和控制 設備的額定電壓按其允許的最高工作電壓來標注，即其額定電壓不得小于它所在系統(tǒng)可能出現的最高電壓，如表1-2所示。我 國現在生產的

33、高壓設備大多已按此新規(guī)定標注。 表表1-2 系統(tǒng)的額定電壓、最高電壓和部分高壓設備的額定電壓系統(tǒng)的額定電壓、最高電壓和部分高壓設備的額定電壓 （單位：kV） 3.5 6.9 12 40.5 6.9 11.5 40.5 3.6 7.2 12 40.5 3.5 6.9 11.5 40.5 3 6 10 35 熔 斷 器 額定電壓 穿墻套管 額定電壓 高壓開關、互感器及支柱 絕緣子的額定電壓 系 統(tǒng) 最高電壓 系 統(tǒng) 額定電壓 (三) 發(fā)電機的額定電壓 由于電力線路允許的電壓偏差一般為5%，即整個 線路允許有10% 的電壓損耗，因此為了維持線路的平均 電壓在額定電壓值，線路首端(電源端)的電壓應較線

34、路額 定電壓高5%，而線路末端電壓則較線路額定電壓低5%， 如圖1-12所示。所以發(fā)電機額定電壓按規(guī)定應高于同級 電網（線路）額定電壓5%。 圖圖1-12 用電設備和發(fā)電機的額定電壓說明用電設備和發(fā)電機的額定電壓說明 (四) 電力變壓器的額定電壓 1. 電力變壓器一次繞組的額定電壓 分兩種情況：(1)當變壓器直接與發(fā)電機相連時，如圖1-13中的變壓器T1，其一次繞組額定電壓應與發(fā)電機額定電壓相同， 即高于同級電網額定電壓5%。(2)當變壓器不與發(fā)電機相連而是連接在線路上時，如圖1-13中的變壓器T2，則可將它看作是線 路的用電設備，因此其一次繞組額定電壓應與電網額定電壓相同。 圖圖1-13 電

35、力變壓器的額定電壓說明電力變壓器的額定電壓說明 2. 電力變壓器二次繞組的額定電壓 亦分兩種情況：(1)變壓器二次側供電線路較長，如為較大的高壓電網時，如圖1-13中的變壓器T1，其二次繞組額定電壓 應比相連電網額定電壓高10%，其中有5%是用于補償變壓器滿負荷運行時繞組內部的約5%的電壓降，因為變壓器二次繞組的 額定電壓是指變壓器一次繞組加上額定電壓時二次繞組開路的電壓；此外，變壓器滿負荷時輸出的二次電壓還要高于電網額定 電壓5%，以補償線路上的電壓損耗。(2)變壓器二次側供電線路不長，如為低壓電網或直接供電給高低壓用電設備時，如圖1- 13中的變壓器T2，其二次繞組額定電壓只需高于電網額定

36、電壓5%，僅考慮補償變壓器滿負荷時繞組內部5%的電壓降。 (五) 電壓高低的劃分 我國現在統(tǒng)一以1000V（或略高，如GB1497-1985低壓電器基本標準規(guī)定：交流50Hz、額定電壓1200V及以下或直 流額定電壓1500V及以下的電器，屬于其標準所指的低壓電器）為界線來劃分電壓的高低，如前表1-1所示： 低壓指額定電壓在1000V及以下者； 高壓指額定電壓在1000V以上者。 此外，尚有細分為低壓、中壓、高壓、超高壓和特高壓者：1000V及以下為低壓；1000V至10kV或35kV為中壓；35kV或 以上至110kV或220kV為高壓；220kV或330kV及以上為超高壓；800kV及以上

37、為特高壓。不過這種電壓高低的劃分，尚無統(tǒng) 一標準，因此劃分的界線并不十分明確。 . 電壓對設備運行的影響 () 對感應電動機的影響當感應電動機端電壓較其額定電壓低10時，由于轉矩與端電壓平方成正比( )，因 此其實際轉矩將只有額定轉矩的81，而負荷電流將增大510以上，溫升將增高1015以上，絕緣老化程度將比規(guī) 定增加一倍以上，從而明顯地縮短電機的使用壽命。而且由于轉矩減小，轉速下降，不僅會降低生產效率，減少產量，而且還 會影響產品質量，增加廢、次品。當其端電壓較其額定電壓偏高時，負荷電流和溫升也將增加，絕緣相應受損，對電機同樣不 利，也要縮短其使用壽命。 () 對同步電動機的影響當同步電動機

38、的端電壓偏高或偏低時，由于轉矩也要按電壓平方成正比變化，因此同步電動機 的電壓偏差，除了不會影響其轉速外，其他如對轉矩、電流和溫升等的影響，均與感應電動機相同。 () 對電光源的影響電壓偏差對白熾燈的影響最為顯著。當白熾燈的端電壓降低10%時，燈泡的使用壽命將延長23倍， 但發(fā)光效率將下降30% 以上，燈光明顯變暗，照度降低，嚴重影響人的視力健康，降低工作效率，還可能增加事故。當其端電 壓升高10% 時，發(fā)光效率將提高1/3，但其使用壽命將大大縮短，只有原來的1/3左右。電壓偏差對熒光燈及其他氣體放電燈的 影響不像對白熾燈那樣明顯，但也有一定的影響。當其端電壓偏低時，燈管不易啟燃。如果多次反復

39、啟燃，則燈管壽命將大受 影響；而且電壓降低時，照度下降，影響視力工作。當其電壓偏高時，燈管壽命又要縮短。 3. 允許的電壓偏差 GB500521995供配電系統(tǒng)設計規(guī)范規(guī)定，在系統(tǒng)正常運行情況下，用電設備端子處的電壓偏差允許值(以額定電壓 的百分數表示)宜符合下列要求： (1) 電動機為5%； (2) 電氣照明：在一般工作場所為5%；對于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(wèi)照明等，為 5% 10%。 (3) 其他用電設備，當無特殊規(guī)定時為5%。 2 MU 三三. 電壓偏差與電壓調整電壓偏差與電壓調整 (一) 電壓偏差的有關概念 1.

40、電壓偏差的含義 電壓偏差又稱電壓偏移，是指給定瞬間設備的端電壓與設備額定電壓之差對額定電壓的百分值，即 %100% N N UU U U (1-1) (二) 電壓調整的措施 為了滿足用電設備對電壓偏差的要求，供電系統(tǒng)必須采取相應的電壓調整措施： (1) 正確選擇無載調壓型變壓器的電壓分接頭或采用有載調壓變壓器 我國工廠供電系統(tǒng)中應用的610kV電力變壓器， 一般為無載調壓型，其高壓繞組（一次繞組）有UN5%的電壓分接頭，并裝設有無載調壓分接開關，如圖1-14所示。如果 設備端電壓偏高，則應將分接開關換接到+5%的分接頭，以降低設備端電壓。如果設備端電壓偏低，則應將分接開關換接到- 5%的分接頭

41、，以升高設備端電壓。但是這只能在變壓器無載條件下進行調節(jié)，使設備端電壓較接近于設備額定電壓，而不能 按負荷的變動實時地自動調節(jié)電壓。如果用電負荷中有的設備對電壓偏差要求嚴格，采用無載調壓型變壓器滿足不了要求， 而這些設備單獨裝設調壓裝置在技術經濟上又不合理時，可以采用有載調壓型變壓器，使之在負荷情況下自動調節(jié)電壓，保 證設備端電壓的穩(wěn)定。 圖1-14 電力變壓器的分接開關 a) 分接開關接線 b) 分接開關結構 1-帽 2-密封墊圈 3-操動螺母 4-定位釘 5-絕緣盤 6-靜觸頭 7-動觸頭 (2) 合理減小系統(tǒng)的阻抗 由于供電系統(tǒng)中的電壓損耗與系統(tǒng)中各元件包括變壓器和線路的阻抗成正比，因此

42、可考慮減少 系統(tǒng)的變壓級數、適當增大導線電纜的截面或以電纜取代架空線等來減小系統(tǒng)阻抗，降低電壓損耗，從而減小電壓偏差，達 到電壓調整的目的。但是增大導線電纜的截面及以電纜取代架空線，要增加線路投資，因此應進行技術經濟的分析比較，合 理時才采用。 (3) 合理改變系統(tǒng)的運行方式 在一班制或兩班制的工廠或車間中，工作班的時間內，負荷重，往往電壓偏低， 因此需 要將變壓器高壓繞組的分接頭調在-5%的位置上。但這樣一來，到晚上負荷輕時，電壓就會過高。這時如能切除變壓器，改 用與相鄰變電所相連的低壓聯(lián)絡線供電，既可減少這臺變壓器的電能損耗，又可由于投入低壓聯(lián)絡線而增加線路的電壓損耗， 從而降低所出現的高

43、電壓。對于兩臺變壓器并列運行的變電所，在負荷輕時切除一臺變壓器，同樣可起到降低電壓過高的作 用。 (4) 盡量使系統(tǒng)的三相負荷均衡 在有中性線的低壓配電系統(tǒng)中，如果三相負荷分布不均衡，則將使負荷端中性點電位偏 移，造成有的相電壓升高，從而增大線路的電壓偏差。為此，應使三相負荷分布盡可能均衡，以降低電壓偏差。 (5) 采用無功功率補償裝置 電力系統(tǒng)中由于存在大量的感性負荷，如電力變壓器、感應電動機、電焊機、高頻爐、氣體 放電燈等，因此會出現相位滯后的無功功率，導致系統(tǒng)的功率因數降低及電壓損耗和電能損耗增大。為了提高系統(tǒng)的功率因 數，降低電壓損耗和電能損耗，可采用并聯(lián)電容器或同步補償機，使之產生相

44、位超前的無功功率，以補償系統(tǒng)中相位滯后的 無功功率。這些專門用于補償無功功率的并聯(lián)電容器和同步補償機，統(tǒng)稱為無功補償設備。由于并聯(lián)電容器無旋轉部分，具 有安裝簡便、運行維護方便、有功損耗小、組裝靈活和便于擴充等優(yōu)點，因此并聯(lián)電容器在工廠供電系統(tǒng)中獲得了廣泛的應 用。但必須指出，采用專門的無功補償設備，雖然電壓調整的效果顯著，卻增加了額外投資，因此在進行電壓調整時，應優(yōu) 先考慮前面所述各項措施，以提高供電系統(tǒng)的經濟效果。 四四. 電壓波動及其抑制電壓波動及其抑制 (一) 電壓波動的有關概念 1. 電壓波動的含義 電壓波動是指電網電壓有效值（方均根值）的連續(xù)快速變動。 電壓波動值，以用戶公共供電點

45、在時間上相鄰的最大與最小電壓有效值U max與U min之差對電網額定電壓UN的百分值來表 示，即 maxmin %100% N UU U U (1-2) 五五. 電網諧波及其抑制電網諧波及其抑制 (一) 電網諧波的有關概念 1. 電網諧波的含義 諧波（harmonic），是指對周期性非正弦交流量進行傅里葉級數分解所得到的大于基波頻率整數倍的各次分量，通常稱為 高次諧波，而基波是指其頻率與工頻（50Hz）相同的分量。 向公用電網注入諧波電流或在公用電網中產生諧波電壓的電氣設備，稱為諧波源。 2. 電壓波動的產生與危害 電壓波動是由于負荷急劇變動的沖擊性負荷所引起。負荷急劇變動，使電網的電壓損耗

46、相應變動，從而使用戶公共供 電點的電壓出現波動現象。例如電動機的啟動、電焊機的工作、特別是大型電弧爐和大型軋鋼機等沖擊性負荷的投入運行， 均會引起電網電壓的波動。 電網電壓波動可影響電動機的正常啟動，甚至使電動機無法啟動；會引起同步電動機的轉子振動；可使電子設備和電 子計算機無法正常工作；可使照明燈光發(fā)生明顯的閃變，嚴重影響視覺，使人無法正常生產、工作和學習。因此GB12326 2000電能質量電壓波動和閃變規(guī)定了電力系統(tǒng)連接點的電壓波動和閃變的限值。 (二) 電壓波動的抑制措施 抑制電壓波動可采取下列措施： (1) 對負荷變動劇烈的大型電氣設備，采用專用線路或專用變壓器單獨供電。這是最簡便有

47、效的辦法。 (2) 設法增大供電容量，減小系統(tǒng)阻抗，例如將單回路線路改為雙回路線路，或將架空線路改為電纜線路等，使系統(tǒng)的 電壓損耗減小，從而減小負荷變動時引起的電壓波動。 (3) 在系統(tǒng)出現嚴重的電壓波動時，減少或切除引起電壓波動的負荷。 (4)對大容量電弧爐的爐用變壓器，宜由短路容量較大的電網供電，一般是選用更高電壓等級的電網供電。 (5) 對大型沖擊性負荷，如果采取上列措施仍達不到要求時，可裝設能“吸收”沖擊性無功功率的靜止型無功補償裝置 （static var compensator，縮寫SVC）。SVC是一種能吸收隨機變化的沖擊性無功功率和動態(tài)諧波電流的無功補償裝置， 其類型有多種，而

48、以自飽和電抗器型（SR型）的效能最好，其電子元件少，可靠性高，反應速度快，維護方便經濟，且我 國一般變壓器廠均能制造，是最適于在我國推廣應用的一種SVC。 就電力系統(tǒng)中的三相交流發(fā)電機發(fā)出的電壓來說，可認為其波形基本上是正弦量，即電壓波形中基本上無直流和諧 波分量。但是由于電力系統(tǒng)中存在著各種各樣的諧波源，特別是大型變流設備和電弧爐等的日益廣泛應用，使得諧波干擾 成了當前電力系統(tǒng)中影響電能質量的一大“公害”，亟待采取對策。 2. 諧波的產生與危害 電網諧波的產生，主要在于電力系統(tǒng)中存在各種非線性元件。因此，即使電力系統(tǒng)中電源的電壓波形為正弦波，也會 由于非線性元件的存在，使得電網中總有諧波電流

49、或電壓存在。產生諧波的電氣元件很多，例如熒光燈和高壓鈉燈等氣體 放電燈、感應電動機、電焊機、變壓器和感應電爐等，都要產生諧波電流或電壓。最為嚴重的是大型晶閘管變流設備和大 型電弧爐，它們產生的諧波電流最為突出，是造成電網諧波的主要因素。 諧波對電氣設備的危害很大。諧波電流通過變壓器，可使變壓器鐵心損耗明顯增加，從而使變壓器出現過熱，縮短其 使用壽命。諧波電流通過交流電動機，不僅會使電動機的鐵心損耗明顯增加，而且會使電動機轉子發(fā)生振動現象，嚴重影 響機械加工的產品質量。諧波對電容器的影響更為突出，諧波電壓加在電容器兩端時，由于電容器對于諧波的阻抗很小， 因此電容器很容易過負荷甚至燒毀。此外，諧波

50、電流可使電力線路的電能損耗和電壓損耗增加；可使計量電能的感應式電 能表計量不準確；可使電力系統(tǒng)發(fā)生電壓諧振，從而在線路上引起過電壓，有可能擊穿線路設備的絕緣；還可能造成系統(tǒng) 的繼電保護和自動裝置發(fā)生誤動作；并可對附近的通信設備和通信線路產生信號干擾。因此GB/T145491993電能質 量公用電網諧波對諧波電壓限值和諧波電流允許值均作了規(guī)定。 (二) 電網諧波的抑制 抑制電網諧波，可采取下列措施： (1) 三相整流變壓器采用Yd或Dy聯(lián)結 由于3次及3的整數倍次諧波在三角形聯(lián)結的繞組內形成環(huán)流，而星形聯(lián)結的繞組 內不可能產生3次及3的整數倍次諧波電流，因此采用Yd或Dy聯(lián)結的三相整流變壓器，能

51、使注入電網的諧波電流中消除3次 及3的整數倍次的諧波電流。又由于電力系統(tǒng)中的非正弦交流電壓或電流通常是正、負兩半波對時間軸是對稱的，不含直流 分量和偶次諧波分量，因此采用Yd或Dy聯(lián)結的整流變壓器后，注入電網的諧波電流只有5、7、11等次諧波。這是抑制高 次諧波最基本的方法。 (2) 增加整流變壓器二次側的相數 整流變壓器二次側的相數越多，整流波形的脈波數越多，其次數低的諧波被消除的也 越多。例如，整流相數為6相時，出現的5次諧波電流為基波電流的18.5%，7次諧波電流為基波電流的12%。如果整流相數增 加到12相時，則出現的5次諧波電流降為基波電流的4.5%,7次諧波電流降為基波電流的3%,

52、都差不多減少了75%。由此可見， 增加整流相數對高次諧波抑制的效果相當顯著。 (3) 使各臺整流變壓器二次側互有相角差 多臺相數相同的整流裝置并列運行時，使其整流變壓器的二次側互有適當的相 角差，這與增加二次側的相數效果相類似，也能大大減少注入電網的高次諧波。 (4) 裝設分流濾波器 在大容量靜止“諧波源”（如大型晶閘管整流器）與電網連接處，裝設如圖1-15所示的分流濾波器， 使濾波器的各組R-L-C回路分別對需要消除的5、7、11等次諧波進行調諧，使之發(fā)生串聯(lián)諧振。由于串聯(lián)諧振回路的阻抗 極小，從而使這些次數的諧波電流被它分流吸收而不致注入到公用電網中去。 圖1-15 裝設分流濾波器吸收高次

53、諧波 (5) 選用Dyn11聯(lián)結組三相配電變壓器 由于Dyn11聯(lián)結的變壓器 高壓繞組為三角形聯(lián)結，使3次及3的整數倍次的高次諧波在繞組內形 成環(huán)流而不致注入到高壓電網中去，從而抑制了高次諧波。 (6) 其他抑制諧波的措施 例如限制電力系統(tǒng)中接入的變流設備和 交流調壓裝置的容量，或提高對大容量非線性設備的供電電壓，或者 將“諧波源”與不能受干擾的負荷電路從電網的接線上分開，都能有 助于諧波的抑制或消除。 六六. 三相不平衡及其改善三相不平衡及其改善 (一) 三相不平衡的產生及其危害 在三相供電系統(tǒng)中，如果三相的電壓或電流幅值或有效值不等，或者三相的電壓或電流相位差不為120時，則稱此三 相電壓

54、或電流不平衡。 三相供電系統(tǒng)在正常運行方式下出現三相不平衡的主要原因，是三相負荷不平衡所引起的。 不平衡的三相電壓或電流，按對稱分量法，可分解為正序分量、負序分量和零序分量。由于負序分量的存在，就使三相 系統(tǒng)中的三相感應電動機在產生正向轉矩的同時，還產生一個反向轉矩，從而降低電動機的輸出轉矩，并使電機繞組電流增 大，溫升增高，縮短電動機的使用壽命。對三相變壓器來說，由于三相電流不平衡，當最大相電流達到變壓器額定電流時， 其他兩相卻低于額定值，從而使變壓器容量不能得到充分利用。對多相整流裝置來說，三相電壓不對稱，將嚴重影響多相觸 發(fā)脈沖的對稱性，使整流裝置產生較大的諧波，進一步影響電能質量。 (

55、二) 電壓不平衡度及其允許值 電壓不平衡度，用電壓負序分量的方均根值U 2 與電壓正序分量的方均根值U1 的百分比值來表示，即 2 1 %100% U U U (1-3) GB/T15543-1995電能質量三相電壓允許不平衡度規(guī)定： (1) 正常允許2%，電壓不平衡度短時不超過4%； (2) 接于公共連接點的每個用戶電壓不平衡度一般不得超過1.3%。 (三) 改善三相不平衡的措施 (1) 使三相負荷均衡分配 在供配電設計和安裝中，應盡量使三相負荷均衡分配。三相系統(tǒng)中各相裝設的單相用電設備 容量之差應不超過15%。 (2) 使不平衡負荷分散連接 盡可能將不平衡負荷接到不同的供電點，以減少其集中

56、連接造成電壓不平衡度可能超過允 許值的問題。 (3) 將不平衡負荷接入更高電壓的電網 由于更高電壓的電網具有更大的短路容量，因此接入不平衡負荷時對三相不平 衡度的影響可大大減小。例如電網短路容量大于負荷容量50倍時，就能保證連接點的電壓不平衡度小于2%。 (4) 采用三相平衡化裝置 三相平衡化裝置包括具有分相補償功能的靜止型無功補償裝置（SVC）和靜止無功電源（static var generator，縮寫SVG）。SVG基本上不用儲能元件，而是充分利用三相交流電的特點，使能量在三相之間及時轉移來實 現補償。與SVC相比，SVG可大大減小平衡化裝置的體積和材料消耗，而且響應速度快，調節(jié)性能好，

57、它綜合了無功補償、諧 波抑制和改善三相不平衡的優(yōu)點，是值得推廣應用的一種先進產品。 七七. 工廠供配電電壓的選擇工廠供配電電壓的選擇 (一) 工廠供電電壓的選擇 工廠供電的電壓，主要取決于當地電網的供電電壓等級，同時也要考慮工廠用電設備的電壓、容量和供電距離等因素。由 于在同一輸送功率和輸送距離條件下，供電電壓越高，則線路電流越小，從而使線路導線或電纜截面越小，可減少線路的投資 和有色金屬消耗量。各級電壓電力線路合理的輸送功率和輸送距離，如表1-3所示。 表表1-3 1-3 各級電壓線路合理的輸送功率和輸送距離各級電壓線路合理的輸送功率和輸送距離 線路電壓/kV線路結構輸送功率/kW 輸送距離

58、/km 0.38 0.38 6 6 10 10 35 66 110 220 架空線 電纜 架空線 電纜 架空線 電纜 架空線 架空線 架空線 架空線 100 175 1000 3000 2000 5000 200010000 350030000 1000050000 100000500000 0.25 0.35 10 8 620 10 2050 30100 50150 200300 供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定：供電企業(yè)（指供電電網）供電的額定電壓，低壓有單相220V，三相380V；高壓有10、35（66）、 110、220kV。并規(guī)定：除發(fā)電廠直配電壓可采用3kV或6kV外，其他等級的電壓應逐步過渡到上

59、述額定電壓。如果用戶需要的 電壓等級不在上列范圍時，應自行采用變壓措施解決。用戶需要的電壓等級在110kV及以上時，其受電裝置應作為終端變電所 設計，其方案需經省電網經營企業(yè)審批。 (二) 工廠高壓配電電壓的選擇 工廠供電系統(tǒng)的高壓配電電壓，主要取決于工廠高壓用電設備的電壓和容量、數量等因素。 工廠采用的高壓配電電壓通常為10kV。如果工廠擁有相當數量的6kV用電設備，或者供電電源電壓就是從鄰近發(fā)電廠 取得的6.3kV直配電壓，則可考慮采用6kV作為工廠的高壓配電電壓。如果不是上述情況，或者6kV用電設備不多時，則應 仍用10kV作高壓配電電壓，而少數6kV用電設備則通過專用的10/6.3kV

60、變壓器單獨供電。3kV不能作為高壓配電電壓。如 果工廠有3kV用電設備，則應通過10/3.15kV變壓器單獨供電。 如果當地電網供電電壓為35kV，而廠區(qū)環(huán)境條件又允許采用35kV架空線路和較經濟的35kV電氣設備時，則可考慮采 用35kV作為高壓配電電壓深入工廠各車間負荷中心，并經車間變電所直接降為低壓用電設備所需的電壓。這種高壓深入負 荷中心的直配方式，可以省去一級中間變壓，大大簡化供電系統(tǒng)接線，節(jié)約投資和有色金屬，降低電能損耗和電壓損耗， 提高供電質量，因此有一定的推廣價值。但必須考慮廠區(qū)要有滿足35kV 架空線路深入各車間負荷中心的“安全走廊”，以 確保安全。 (三) 工廠低壓配電電壓