濟(jì)南大學(xué)工廠供電第2章

內(nèi)容提要：本章介紹了用戶(hù)供電系統(tǒng)的電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算，介紹了供電電壓以及電源的選擇，還介紹了配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，最后簡(jiǎn)單介紹了供電系統(tǒng)的電能節(jié)約與電能質(zhì)量控制。第2章用戶(hù)供電系統(tǒng)第2章用戶(hù)供電系統(tǒng)第一節(jié)電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算第二節(jié)供電電壓與電源的選擇第三節(jié)用戶(hù)變電所第四節(jié)變電所的電氣主接線第五節(jié)變電所的二次接線第六節(jié)高低壓配電網(wǎng)第七節(jié)用戶(hù)供電系統(tǒng)的電能損耗與節(jié)約第八節(jié)供電系統(tǒng)的方案比較第一節(jié)電力負(fù)荷與負(fù)荷計(jì)算

一、關(guān)于負(fù)荷的基本概念

a)連續(xù)運(yùn)行工作制

b)短期運(yùn)行工作制

c)斷續(xù)周期工作制1.設(shè)備安裝容量設(shè)備安裝容量PN（亦稱(chēng)設(shè)備功率）是指連續(xù)工作的用電設(shè)備銘牌上的標(biāo)稱(chēng)功率PE。但是，用電設(shè)備往往因工作性質(zhì)不同而具有不同的運(yùn)行工作制，這時(shí)，從供電安全和經(jīng)濟(jì)性?xún)煞矫鎭?lái)考慮，應(yīng)按設(shè)備銘牌功率予以折算。連續(xù)運(yùn)行工作制短期運(yùn)行工作制斷續(xù)周期工作制能長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，每次連續(xù)工作時(shí)間超過(guò)8小時(shí)，運(yùn)行時(shí)負(fù)荷比較穩(wěn)定。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，直接查取其銘牌上的額定容量。這類(lèi)設(shè)備的工作時(shí)間較短，停歇時(shí)間較長(zhǎng)。在計(jì)算其設(shè)備容量時(shí)，直接查取其銘牌上的額定容量。這類(lèi)設(shè)備的工作呈周期性，時(shí)而工作時(shí)而停歇，如此反復(fù)，且工作時(shí)間與停歇時(shí)間有一定比例。斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，可用負(fù)荷持續(xù)率來(lái)表征其工作特性。負(fù)荷持續(xù)率（FC）：為一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間與工作周期的百分比，用FC表示。

――工作時(shí)間――停歇時(shí)間。與之和為整個(gè)周期時(shí)間，不應(yīng)超過(guò)10min。應(yīng)為“等效”換算，即按同一周期內(nèi)相同發(fā)熱條件進(jìn)行換算。設(shè)備安裝容量的計(jì)算a.對(duì)一般長(zhǎng)期連續(xù)工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備組,設(shè)備安裝容量就是所有用電設(shè)備銘牌額定容量之和。b.對(duì)斷續(xù)工作制的用電設(shè)備組,設(shè)備安裝容量就是將所有設(shè)備在不同負(fù)荷持續(xù)率的銘牌額定容量統(tǒng)一換算到一個(gè)規(guī)定的負(fù)荷持續(xù)率下的功率之和。假設(shè)設(shè)備在FC下的額定容量為PE,則換算到FC′下的設(shè)備安裝容量PN.M換算后容量銘牌容量銘牌負(fù)荷持續(xù)率規(guī)定的負(fù)荷持續(xù)率對(duì)電焊機(jī)組要求統(tǒng)一換算到FC′=100%對(duì)吊車(chē)電動(dòng)機(jī)組要求統(tǒng)一換算到FC′=25%一般來(lái)說(shuō)，交流電焊機(jī)銘牌上應(yīng)標(biāo)注下列參數(shù)：1、初級(jí)電壓（V）；2、次級(jí)空載電（V）；

3、額定工作電壓（V）；

4、額定焊接電流（A）；

5、電流調(diào)節(jié)范圍（A）；

6、額定負(fù)載持續(xù)率（%）；

7、相數(shù)（相）；8、頻率（HZ）；

9、冷卻方式（F）；10、額定輸入容量（KVA）；

11、使用焊條直徑（mm）；

12、效率（%）；13、功率因數(shù)；

14、重量（kg）；

15、外形尺寸。2.負(fù)荷與負(fù)荷曲線電力負(fù)荷是指單臺(tái)用電設(shè)備或一組用電設(shè)備從電源取用的電功率，包括有功功率、無(wú)功功率和視在功率。在生產(chǎn)過(guò)程中，由于生產(chǎn)過(guò)程的變化或用電設(shè)備使用上的隨機(jī)性，實(shí)際負(fù)荷都是隨著時(shí)間而變化的。電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線稱(chēng)為負(fù)荷曲線。

圖2-1日負(fù)荷曲線與年負(fù)荷曲線a)日有功負(fù)荷曲線b)年有功負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線

a.含義：負(fù)荷曲線是表征電力負(fù)荷隨時(shí)間變動(dòng)情況的一種圖形。它繪制在直角坐標(biāo)紙上，縱坐標(biāo)表示負(fù)荷（有功負(fù)荷P或無(wú)功負(fù)荷Q）值，橫坐標(biāo)表示對(duì)應(yīng)的時(shí)間（一般以小時(shí)為單位）。負(fù)荷曲線所包絡(luò)的面積，就是工廠在生產(chǎn)期間耗用的電能。b.種類(lèi)：

工廠負(fù)荷曲線有功負(fù)荷曲線按負(fù)荷對(duì)象車(chē)間負(fù)荷曲線按負(fù)荷功率性質(zhì)某類(lèi)設(shè)備無(wú)功負(fù)荷曲線

年負(fù)荷曲線

按負(fù)荷變動(dòng)時(shí)間月負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線工作班負(fù)荷曲線

c.負(fù)荷曲線的繪制

負(fù)荷曲線多繪制成梯形，橫坐標(biāo)一般按半小時(shí)分格，以便確定“半小時(shí)最大負(fù)荷”。見(jiàn)圖d.負(fù)荷曲線的作用

從各種負(fù)荷曲線上，可以直觀地了解電力負(fù)荷變動(dòng)的情況。通過(guò)對(duì)負(fù)荷曲線的分析，可以更深入地掌握負(fù)荷變動(dòng)的規(guī)律，并從中獲得一些對(duì)設(shè)計(jì)和運(yùn)行有用的統(tǒng)計(jì)參數(shù)。我國(guó)日負(fù)荷曲線時(shí)間間隔△t取為30min，△t與導(dǎo)體的發(fā)熱時(shí)間常數(shù)τ有關(guān)，導(dǎo)體截面越大，τ

越大。τ一般在10min左右，導(dǎo)體達(dá)到熱穩(wěn)定溫升需(3～4)τ

，所以△t選30min是合適的。3.平均負(fù)荷、最大負(fù)荷、有效負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷

（1）平均負(fù)荷Pav

平均負(fù)荷是指電力負(fù)荷在一段時(shí)間內(nèi)的平均值。電力用戶(hù)的年平均負(fù)荷Pav可由年電能消耗量與年工作時(shí)間之比來(lái)計(jì)算：

（2）最大負(fù)荷Pmax

最大負(fù)荷是指一年中典型日負(fù)荷曲線（全年至少出現(xiàn)3次的最大負(fù)荷工作班內(nèi)的負(fù)荷曲線）中的最大負(fù)荷，即30min內(nèi)消耗電能最大時(shí)的平均負(fù)荷，記作Pmax或P30。

（3）有效負(fù)荷Pe

有效負(fù)荷是指由典型工作班負(fù)荷曲線（工作班時(shí)間為T(mén)）按下式計(jì)算所得的有效值：對(duì)同一負(fù)荷曲線，有效負(fù)荷大于平均負(fù)荷而小于最大負(fù)荷。

（4）計(jì)算負(fù)荷Pc

（含義）電力用戶(hù)的實(shí)際負(fù)荷并不等于用戶(hù)中所有用電設(shè)備額定功率之和，這是因?yàn)椋?）并非所有設(shè)備都同時(shí)投入工作。2）并非所有設(shè)備都能工作于額定狀態(tài)。3）并非所有設(shè)備的功率因數(shù)都相同。4）還應(yīng)考慮用電設(shè)備的效率與配電設(shè)備的功率損耗。因此，在用戶(hù)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須首先找出這些用電設(shè)備的等效負(fù)荷。所謂等效是指用電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中對(duì)配電設(shè)備所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)與等效負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等，或?qū)嶋H負(fù)荷產(chǎn)生的最大溫升與等效負(fù)荷產(chǎn)生的溫升相等。從等效的含義上講，前述“半小時(shí)最大平均負(fù)荷”就是等效負(fù)荷。等效負(fù)荷可以作為供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和電氣設(shè)備選擇的依據(jù)。在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將等效負(fù)荷稱(chēng)為計(jì)算負(fù)荷Pc。

計(jì)算負(fù)荷是供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。什么是負(fù)荷計(jì)算求計(jì)算負(fù)荷的這項(xiàng)工作，稱(chēng)為負(fù)荷計(jì)算。什么是計(jì)算負(fù)荷

根據(jù)已知的工廠的用電設(shè)備安裝容量求取確定的、預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。也就是通過(guò)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來(lái)按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱(chēng)為計(jì)算負(fù)荷。本教材用PC

表示。計(jì)算負(fù)荷目的

作為選擇工廠電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面，變壓器容量、開(kāi)關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷與實(shí)際負(fù)荷的關(guān)系、區(qū)別4.負(fù)荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)與形狀系數(shù)（1）負(fù)荷系數(shù)負(fù)荷系數(shù)是指平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比，它反映了負(fù)荷的平穩(wěn)程度。負(fù)荷系數(shù)常分為有功負(fù)荷系數(shù)和無(wú)功負(fù)荷系數(shù)：

（2）利用系數(shù)利用系數(shù)是針對(duì)用電設(shè)備組而言的。利用系數(shù)Kx定義為用電設(shè)備組在最大負(fù)荷工作班內(nèi)消耗的平均負(fù)荷Pav與該設(shè)備組的總安裝容量PN之比，即

（3）需要系數(shù)需要系數(shù)也是針對(duì)用電設(shè)備組而言的。需要系數(shù)Kd定義為用電設(shè)備組的最大負(fù)荷Pmax（或P30）與該設(shè)備組的總安裝容量PN之比，即（4）形狀系數(shù)形狀系數(shù)也是針對(duì)用電設(shè)備組或用戶(hù)整體而言的。形狀系數(shù)Kz定義為有效負(fù)荷Pe與平均負(fù)荷Pav之比，即

5.年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax是這樣一個(gè)假想時(shí)間：電力負(fù)荷按照最大負(fù)荷Pmax持續(xù)運(yùn)行Tmax時(shí)間所消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能Wa。如圖2-2所示,年最大負(fù)荷Pmax延伸到Tmax的橫線與兩坐標(biāo)軸所包圍的矩形面積，恰好等于年負(fù)荷曲線與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積，即全年實(shí)際消耗的電能Wa，因此年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為年負(fù)荷曲線和年最大負(fù)荷利用小時(shí)包括：計(jì)算負(fù)荷PSQ二、負(fù)荷的估算

1.單位產(chǎn)品耗電量法若已知某企業(yè)的產(chǎn)品和產(chǎn)量，查表可得該產(chǎn)品的單位產(chǎn)品耗電量ω和該類(lèi)工廠的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax，進(jìn)而按下式求出企業(yè)年電能需要量Wa和計(jì)算負(fù)荷Pc。2.負(fù)荷密度法已知建筑面積A(m2)，并查表得到同類(lèi)建筑的負(fù)荷密度指標(biāo)(W/m2)，則計(jì)算負(fù)荷Pc可按下式求得：應(yīng)用范圍：在制定建廠規(guī)劃或初步設(shè)計(jì)時(shí)，尚無(wú)具體設(shè)備參數(shù)和工藝加工流程時(shí)，采用估算法。3.形狀系數(shù)法1）將用電設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備組的總安裝容量.2）查出各用電設(shè)備組的利用系數(shù)及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)，計(jì)算平均負(fù)荷：3）根據(jù)負(fù)荷的平穩(wěn)程度，適當(dāng)選擇形狀系數(shù)Kz的值（一般情況下可取Kz=1.15），按下式估計(jì)計(jì)算負(fù)荷：利用系數(shù)有效負(fù)荷三、負(fù)荷的計(jì)算

需要系數(shù)法常用方法：附加系數(shù)法二項(xiàng)式系數(shù)法利用系數(shù)法需要系數(shù)法比較簡(jiǎn)便因而廣泛使用，但當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)少而功率相差懸殊時(shí)，需要系數(shù)法的計(jì)算結(jié)果往往偏小。當(dāng)設(shè)備臺(tái)數(shù)多，容量差別不大時(shí)，一般可采用需要系數(shù)法。故不適用于低壓配電線路的計(jì)算，而適用于計(jì)算變、配電所的負(fù)荷、全廠計(jì)算負(fù)荷。附加系數(shù)法考慮設(shè)備不同容量、不同臺(tái)數(shù)以及投入工作隨機(jī)性等因素對(duì)計(jì)算負(fù)荷的影響。不僅能夠確定車(chē)間及全廠的計(jì)算負(fù)荷，也可以用來(lái)確定低壓配電線路和分支線路的計(jì)算負(fù)荷。二項(xiàng)式系數(shù)法也比較簡(jiǎn)便，它考慮了數(shù)臺(tái)大功率設(shè)備工作時(shí)對(duì)負(fù)荷影響的附加功率，但計(jì)算結(jié)果往往偏大，一般用于低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算。全廠或大型車(chē)間變電所的計(jì)算負(fù)荷需要系數(shù)法求計(jì)算負(fù)荷的步驟：

1）將用電設(shè)備分組，求出各組用電設(shè)備組的設(shè)備安裝容量。2）查出各組用電設(shè)備組相應(yīng)的需要系數(shù)及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)。

于是3）用需要系數(shù)法求車(chē)間或全廠計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)從負(fù)荷端逐級(jí)算向電源端，而且需要在各級(jí)配電點(diǎn)乘以同期系數(shù)。需要系數(shù)法求計(jì)算負(fù)荷

考慮到設(shè)備可能在額定工況下運(yùn)行，單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷就取設(shè)備的安裝容量?？紤]到電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率，單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算負(fù)荷Pc.M應(yīng)按下式計(jì)算：

1．單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷當(dāng)計(jì)算配電干線（譬如，第j條）上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，首先將用電設(shè)備分組，求出各組用電設(shè)備的總安裝容量PN.i，然后查表得到各組用電設(shè)備的需要系數(shù)kd.i及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)cosi和功率因數(shù)正切值tani，則對(duì)于設(shè)備臺(tái)數(shù)為3臺(tái)及以下的用電設(shè)備組，其計(jì)算負(fù)荷應(yīng)取各設(shè)備功率之和；4臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷宜取設(shè)備功率之和乘以0.9的系數(shù)。2．用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷車(chē)間或全廠的負(fù)荷計(jì)算以車(chē)間內(nèi)用電設(shè)備組或配電干線的計(jì)算負(fù)荷為基礎(chǔ)，從負(fù)荷端逐級(jí)向電源端計(jì)算，而且需要在各級(jí)配電點(diǎn)乘以同期系數(shù)K，即3．車(chē)間或全廠的計(jì)算負(fù)荷求出變壓器低壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷后，變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷等于低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷與變壓器功率損耗之和。在初步設(shè)計(jì)時(shí)，變壓器的功率損耗可按下式近似估算4．單相用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定當(dāng)單相用電設(shè)備的總?cè)萘啃∮谌嘣O(shè)備總?cè)萘康?5％時(shí)，不論單相設(shè)備如何分配，均可直接按三相平衡負(fù)荷計(jì)算；若單相用電設(shè)備的總?cè)萘看笥谌嘤秒娫O(shè)備總?cè)萘康?5％時(shí)，則需將其換算成三相等效負(fù)荷后，再參與負(fù)荷計(jì)算。單相用電設(shè)備換算為三相等效設(shè)備容量的方法如下：1）單相設(shè)備接于相電壓時(shí)，將三相線路中單相用電設(shè)備容量最大的一相乘以3作為三相等效設(shè)備容量。2）單相設(shè)備接于線電壓時(shí)，首先應(yīng)將接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量，然后再分相計(jì)算各相的設(shè)備容量，取最大負(fù)荷相的設(shè)備容量的3倍來(lái)作為等效的三相負(fù)荷容量。接于線電壓的單相設(shè)備容量換算為接于相電壓的設(shè)備容量時(shí)，換算公式如下：例：電焊變壓器３臺(tái)，電壓３８０V，

求計(jì)算負(fù)荷。解：1）將電焊機(jī)的FC值歸算至１００％，則2）計(jì)算各相平均擔(dān)負(fù)的負(fù)荷S3S1S2abc負(fù)荷最大相為b相故計(jì)算負(fù)荷為：四、功率因數(shù)及其提高

在交流電路中，電壓與電流之間的相位差（

）的余弦叫做功率因數(shù)，用符號(hào)表示，在數(shù)值上，功率因數(shù)是有功功率和視在功率的比值，即

功率因數(shù)的大小與電路的負(fù)荷性質(zhì)有關(guān)，如白熾燈泡、電阻爐等電阻負(fù)荷的功率因數(shù)為1，一般具有電感或電容性負(fù)載的電路功率因數(shù)都小于1。功率因數(shù)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要的技術(shù)數(shù)據(jù)。功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的一個(gè)系數(shù)。

PSQ補(bǔ)充：功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響SPQ供電系統(tǒng)中輸送的有功功率一定的情況下，無(wú)功功率增大，功率因數(shù)就會(huì)降低。功率因數(shù)降低會(huì)引起以下情況：（2）增加設(shè)備和電力線路上的有功功率損耗和電能損耗。若功率因數(shù)降低，有功不變時(shí)，無(wú)功就要增加，勢(shì)必增大系統(tǒng)中的電流，使得系統(tǒng)中的有功功率損耗和電能損耗增大。（1）系統(tǒng)中總電流的增加，使系統(tǒng)中的電氣元件容量增大，從而使工廠內(nèi)部的啟動(dòng)控制設(shè)備、測(cè)量?jī)x表等規(guī)格尺寸增大，因而增大了初投資費(fèi)用。（3）功率因數(shù)過(guò)低使線路的電壓損耗增大，使得調(diào)壓困難。（4）對(duì)發(fā)電設(shè)備來(lái)說(shuō)，無(wú)功電流的增大，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的去磁效應(yīng)增加，電壓降低，過(guò)渡增大勵(lì)磁電流，轉(zhuǎn)子溫升超過(guò)允許范圍，為保證轉(zhuǎn)子的正常工作，發(fā)電機(jī)就不能達(dá)到預(yù)定的出力，也使原動(dòng)機(jī)的出力相對(duì)降低。無(wú)功功率對(duì)電力系統(tǒng)及工廠內(nèi)部的供電系統(tǒng)都有不良影響。供電部門(mén)對(duì)工廠企業(yè)用戶(hù)按功率因數(shù)收取電費(fèi)。1．工廠的功率因數(shù)分類(lèi)和計(jì)算

瞬時(shí)功率因數(shù)平均功率因數(shù)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)指運(yùn)行中的工廠供用電系統(tǒng)在某一時(shí)刻的功率因數(shù)值

P——功率表測(cè)出的三相有功功率讀數(shù)；U——電壓表測(cè)出的線電壓讀數(shù)；I——電流表測(cè)出的線電流讀數(shù)。指某一規(guī)定時(shí)間段內(nèi)功率因數(shù)的平均值指配電系統(tǒng)運(yùn)行在年最大負(fù)荷時(shí)（計(jì)算負(fù)荷）的功率因數(shù)WP——有功電度表讀數(shù)；Wq——無(wú)功電度表讀數(shù)。

P30——工廠的有功計(jì)算負(fù)荷；S30——工廠的視在計(jì)算負(fù)荷。

代表某一瞬間狀態(tài)的無(wú)功功率的變化情況，用來(lái)判斷工廠的無(wú)功功率需要量是否穩(wěn)定工業(yè)用戶(hù)電費(fèi)的收取要按月平均功率因數(shù)的高低調(diào)整工業(yè)電力用戶(hù)在電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)在0.90（帶負(fù)荷調(diào)壓系統(tǒng)）和0.85(其它)以上，否則應(yīng)增添無(wú)功補(bǔ)償裝置自然功率因數(shù)總功率因數(shù)指用電設(shè)備或工廠在沒(méi)有安裝人工補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)指用電設(shè)備或工廠設(shè)置了人工補(bǔ)償后的功率因數(shù)2．功率因數(shù)的提高

高壓供電的工業(yè)用戶(hù)和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)壓裝置的電力用戶(hù)，功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.9以上，其他用戶(hù)功率因數(shù)應(yīng)在0.85以上。人工補(bǔ)償無(wú)功功率提高自然功率因數(shù)提高功率因數(shù)降低各用電設(shè)備所需的無(wú)功功率主要方法（無(wú)功功率電源）發(fā)電機(jī)（同步發(fā)電機(jī)，既發(fā)有功，又發(fā)無(wú)功）靜止電容器（并聯(lián)電容器）調(diào)相機(jī)（只能發(fā)無(wú)功功率的發(fā)電機(jī)）靜止無(wú)功補(bǔ)償器（與靜電電容器對(duì)應(yīng)）靜止無(wú)功發(fā)生器（與同步調(diào)相機(jī)對(duì)應(yīng)）電力電子器件無(wú)功補(bǔ)充裝置3．補(bǔ)償容量和補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算

（1）補(bǔ)償容量的計(jì)算(2)補(bǔ)償后計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算

確定電容器的個(gè)數(shù)

補(bǔ)償后總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為

補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷為

以某企業(yè)變電所為例，說(shuō)明需要系數(shù)法求計(jì)算負(fù)荷的方法。(1)單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)

――電動(dòng)機(jī)額定功率。――電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)荷下的效率。

對(duì)單臺(tái)電熱設(shè)備、電爐變壓器等長(zhǎng)期連續(xù)工作制和短時(shí)工作制設(shè)備，設(shè)備額定容量作為計(jì)算負(fù)荷。對(duì)單臺(tái)斷續(xù)周期工作制的設(shè)備，其設(shè)備容量均作為計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算目的：用于選擇分支線及其上的開(kāi)關(guān)設(shè)備用電設(shè)備的功率因數(shù)角(2)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷

將用電設(shè)備組按需要系數(shù)表上的分類(lèi)方法詳細(xì)地分成若干組，即將工藝性質(zhì)相同的且需要系數(shù)相近的用電設(shè)備合并成組，然后進(jìn)行各用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算。有功計(jì)算負(fù)荷無(wú)功計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備組的加權(quán)功率因數(shù)角

計(jì)算目的：用于選擇各組配電干線及其上的開(kāi)關(guān)設(shè)備(3)確定車(chē)間配電干線或變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷當(dāng)車(chē)間配電干線上接有多個(gè)用電設(shè)備組時(shí)，需將該干線上各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷相加，然后乘以最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)即得該干線上的計(jì)算負(fù)荷。同樣的方法計(jì)算低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷。總有功計(jì)算負(fù)荷總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷總視在計(jì)算負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可查表得

計(jì)算目的：用于選擇車(chē)間配電干線及其上的開(kāi)關(guān)設(shè)備或用于低壓母線的選擇及車(chē)間變電所電力變壓器容量的選擇。若變電所的低壓母線上裝有無(wú)功補(bǔ)償裝置，設(shè)其容量為計(jì)算無(wú)功計(jì)算負(fù)荷時(shí)，要減去無(wú)功補(bǔ)償容量，即(4)確定車(chē)間變電所中變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷將車(chē)間變電所低壓母線的計(jì)算負(fù)荷加上車(chē)間變壓器的功率損耗，可得高壓側(cè)負(fù)荷。變壓器有功損耗變壓器無(wú)功損耗但計(jì)算負(fù)荷時(shí)，車(chē)間變壓器尚未選出，一般按經(jīng)驗(yàn)公式估算。對(duì)SJL1型電力變壓器對(duì)SL7、S7、S9、S10等低損耗型電力變壓器

計(jì)算目的：用于選擇車(chē)間變電所高壓配電線及其上的開(kāi)關(guān)設(shè)備。(5)確定全車(chē)間變電所中高壓母線上的計(jì)算負(fù)荷當(dāng)車(chē)間變電所的高壓母線上接有多臺(tái)電力變壓器和多臺(tái)高壓用電設(shè)備時(shí)，將車(chē)間各變壓器高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及高壓用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷相加，即得車(chē)間變電所的高壓母線上的計(jì)算負(fù)荷。車(chē)間高壓用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷

計(jì)算目的：用于選擇車(chē)間變電所高壓母線的選擇。(6)總降壓變電所出線上的計(jì)算負(fù)荷應(yīng)將計(jì)算負(fù)荷加上供電線路上的功率損耗。但由于廠區(qū)范圍不大，且高壓線路中電流較小，故高壓配電線路中的功率損耗較小，在負(fù)荷計(jì)算中可以忽略不計(jì)。則有

計(jì)算目的：用于選擇總降壓變電所出線及其上的開(kāi)關(guān)設(shè)備。(7)確定總降壓變電所低壓側(cè)母線的計(jì)算負(fù)荷將總降壓變電所各出線上的計(jì)算負(fù)荷分別相加后，乘以各自的最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可得總降壓變電所低壓側(cè)母線上的計(jì)算負(fù)荷。如果總降壓變電所低壓側(cè)母線上需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置，則計(jì)算無(wú)功計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)減去補(bǔ)償設(shè)備的容量。

計(jì)算目的：用于選擇總降壓變電所低壓母線以及選擇總降壓變電所主變壓器容量。(8)確定全廠總計(jì)算負(fù)荷將總降壓變電所低壓側(cè)母線上的計(jì)算負(fù)荷加上主變壓器的功率損耗，即得全廠總計(jì)算負(fù)荷。

計(jì)算目的：全廠總計(jì)算負(fù)荷的數(shù)值可作為向供電部門(mén)申請(qǐng)全廠用電的依據(jù)，并作為原始資料進(jìn)行高壓供電線路的電氣計(jì)算，選擇高壓進(jìn)線導(dǎo)線及進(jìn)線開(kāi)關(guān)設(shè)備。還可求得全廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)和需要系數(shù)的計(jì)算值總設(shè)備容量只有當(dāng)設(shè)備臺(tái)數(shù)比較多，容量足夠大，且無(wú)特大型用電設(shè)備時(shí)，才趨于一個(gè)穩(wěn)定數(shù)值。因此，需要系數(shù)法比較適用于求全廠或大型車(chē)間變電所的計(jì)算負(fù)荷。從負(fù)荷端逐級(jí)算向電源端，而且在各級(jí)配電點(diǎn)乘以同時(shí)系數(shù)。五、供電系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算示例

某用戶(hù)供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷數(shù)據(jù)如圖2-4所示，按照需要系數(shù)法，各級(jí)負(fù)荷計(jì)算如下。例圖2-4負(fù)荷計(jì)算示例圖解(1)通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)：PN=29kW，查表得Kd＝0.85和tan=0.75，于是（2）高頻加熱設(shè)備高頻加熱設(shè)備：PN=80kW，查表得Kd=0.6和tan=1.02，于是（3）機(jī)加工車(chē)間冷加工機(jī)床：PN=50kW，查表得Kd=0.16和tan=1.73；熱加工機(jī)床：PN=92kW，查表得Kd=0.25和tan=1.33；于是1.用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算（4）點(diǎn)焊機(jī)點(diǎn)焊機(jī)：PN=90kW，查表得Kd=0.35和tan=1.33，于是取1＃變電所各組負(fù)荷的同期系數(shù)為：K

=0.90，于是2.1＃變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷采用電容器分組自動(dòng)投切的低壓集中補(bǔ)償方式，設(shè)補(bǔ)償后功率因數(shù)為cos=0.93，則補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為108kW+j30kvar，Sc=112kVA。1＃變電所變壓器損耗按下式估算：1＃變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：3.低壓集中補(bǔ)償容量的計(jì)算4.變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷取全廠負(fù)荷的同期系數(shù)為：K

=0.90，于是5.全廠總計(jì)算負(fù)荷序號(hào)用電設(shè)備組名稱(chēng)臺(tái)數(shù)設(shè)備容量/KW計(jì)算負(fù)荷1通風(fēng)機(jī)290.850.80.7525192高頻加熱設(shè)備800.61.0248493機(jī)加工車(chē)間500.161.731523280.251.334點(diǎn)焊機(jī)900.351.333242低壓集中補(bǔ)償容量90kVar1＃變電所低壓側(cè)同時(shí)系數(shù)0.66－108120163變壓器損耗有功損耗1kW無(wú)功損耗6kVar－－－變電所高壓側(cè)－－－109362#變電所計(jì)算負(fù)荷－－－4392003#變電所計(jì)算負(fù)荷－－－320136全廠負(fù)荷總計(jì)同時(shí)系數(shù)取0.92－781335850電力負(fù)荷計(jì)算表補(bǔ)充：二項(xiàng)式系數(shù)法考慮一定數(shù)量大容量對(duì)計(jì)算負(fù)荷的影響而得出的計(jì)算方法?；竟接秒娫O(shè)備的平均功率用電設(shè)備組的設(shè)備容量用電設(shè)備組中x臺(tái)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷X臺(tái)最大容量的設(shè)備容量、的計(jì)算與需要系數(shù)法的計(jì)算相同。b、c為二項(xiàng)式系數(shù)，可查表得到。1）將用電設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備組的總安裝容量.2）查出各用電設(shè)備組的利用系數(shù)及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)，計(jì)算平均負(fù)荷：補(bǔ)充：附加系數(shù)法

考慮了設(shè)備不同容量不同臺(tái)數(shù)，以及投入工作隨機(jī)性因素，對(duì)計(jì)算負(fù)荷結(jié)果產(chǎn)生影響。步驟：a）同形狀系數(shù)法（1）、（2）；

b）求出上述用電設(shè)備組的加權(quán)利用系數(shù)

c）求出上述用電設(shè)備組的等效臺(tái)數(shù)d）查曲線

e）利用，求出計(jì)算負(fù)荷的有功功率和無(wú)功功率。每臺(tái)用電設(shè)備的額定功率負(fù)荷計(jì)算例題

例１：某分支線供給一臺(tái)由三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的通風(fēng)機(jī)用電，該電動(dòng)機(jī)的額定功率，額定電壓，功率因數(shù)，效率試求其計(jì)算電流。解：工作制為連續(xù)運(yùn)行工作制，例２：有一臺(tái)吊車(chē)用三相異步電動(dòng)機(jī)，額定負(fù)載持續(xù)率FC%=40%時(shí)的銘牌功率為11kW，額定電壓為380V，試求其計(jì)算電流。解：工作制為短續(xù)周期工作制，起重類(lèi)。取例３：某玻璃纖維廠紡織車(chē)間的動(dòng)力配電箱引出一條干線，配電給48臺(tái)織布機(jī)用電，每臺(tái)織布機(jī)裝有一臺(tái)額定電壓為380V，額定功率為0.75kW的三相異步電動(dòng)機(jī)，試求該干線上的計(jì)算電流。解：查手冊(cè)得工作制：連續(xù)運(yùn)行工作制例４：某機(jī)械修理車(chē)間220/380V低壓進(jìn)線配電給下列用電設(shè)備用電：1）小批生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床３６臺(tái)，共178kW，其中較大容量電動(dòng)機(jī)有１５kW１臺(tái)，１１kW３臺(tái)，７.５kW２臺(tái)。2）衛(wèi)生用通風(fēng)機(jī)１２臺(tái)，每臺(tái)為0.75kW3）5t行車(chē)２臺(tái)，每臺(tái)行車(chē)裝有１１kW電動(dòng)機(jī)１臺(tái)，５kW電動(dòng)機(jī)２臺(tái)和２.２kW電動(dòng)機(jī)１臺(tái)，F(xiàn)C%=25%4）實(shí)驗(yàn)室用單相電烘箱３臺(tái)，每臺(tái)容量為１０kW5）白熾燈照明設(shè)備14.76kW

試確定該車(chē)間低壓進(jìn)線的計(jì)算負(fù)荷。解：１）用電設(shè)備分組，確定各用電設(shè)備有功、無(wú)功計(jì)算負(fù)荷。a.小批生產(chǎn)金屬冷加工機(jī)床組，查表取b.衛(wèi)生用通風(fēng)機(jī)，查表取c.起重機(jī)組，工作制為斷續(xù)周期工作制,FC=25%,故不用換算。查表取d.電烘箱組，照明組，屬單相用電設(shè)備電烘箱取最大相負(fù)荷照明器２）確定車(chē)間低壓進(jìn)線的計(jì)算負(fù)荷，取同期系數(shù)

視在功率例５：某水泥廠磨機(jī)車(chē)間變電所設(shè)有一臺(tái)SL7-630/6

型變壓器，其低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為Pc=420kW,Qc=310KVar，試求該變壓器的有功功率損耗和無(wú)功功率損耗。解：查表得SL7-630/6型變壓器參數(shù)為變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：變壓器的有功損耗和無(wú)功功率損耗為：例６：某廠10/0.4KV變電所，其二次側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷Pc=610kW，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷Qc=485kVar，擬采用低壓集中補(bǔ)償方式將功率因數(shù)提高到0.9，試選擇并聯(lián)電容器的容量。解：未補(bǔ)償前功率因數(shù)cosφ1

為：對(duì)應(yīng)于取平均負(fù)荷系數(shù)補(bǔ)償容量：選一臺(tái)PZJ-1-1型低壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償屏，其總安裝容量為150kVar，滿足要求。第二節(jié)供電電壓與電源的選擇

對(duì)工廠供電系統(tǒng)的基本要求：安全、可靠、合理、經(jīng)濟(jì)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要解決的問(wèn)題電壓的選擇、電源的選擇變電所的設(shè)置和布局、變壓器數(shù)量和容量的確定變電所接線方式及高低壓配電網(wǎng)的配電方式高低壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)負(fù)荷計(jì)算一、線路電壓損失線路存在阻抗，有負(fù)荷電流流過(guò)，線路首末端存在電壓之差電壓降落：線路首末端電壓的相量差稱(chēng)為線路的電壓降落。電壓損失：線路首末端電壓的幅值差稱(chēng)為線路的電壓損失。記作記作ABP+jQRX

1.對(duì)末端接有集中負(fù)荷的一段線路P、Q為線路上的負(fù)荷線路AB的電壓降：電壓降的縱分量電壓降的橫分量線路AB的電壓損失：電壓損失百分?jǐn)?shù)：2.對(duì)分段接有負(fù)荷的線路分段負(fù)荷的電壓損失計(jì)算示意圖若導(dǎo)線截面相同可見(jiàn)，輸送功率與輸送距離的乘積決定著線路上的電壓損失，常稱(chēng)其為負(fù)荷距，是判斷電壓質(zhì)量的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。二、電壓與負(fù)荷容量和輸送距離的關(guān)系由于受導(dǎo)線截面的限制和線路電壓損失的要求，每一標(biāo)稱(chēng)電壓下線路的輸送能力是有限的。1）導(dǎo)線截面限制輸送能力如對(duì)截面240mm2的架空鋁導(dǎo)線，可承載的最大電流約216A，設(shè)10kV電壓下可輸送的最大功率為：2）電壓損失對(duì)輸送能力的限制最大負(fù)荷下的傳輸距離可見(jiàn)，10kV電壓下，

240mm2的架空鋁導(dǎo)線，最大輸送功率為3000kW，此功率下的最大傳輸距離約為5km。表2-6三、電壓的選擇用戶(hù)供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)應(yīng)符合電力系統(tǒng)的額定電壓。由于用戶(hù)負(fù)荷相對(duì)較小、供電距離較短，故從安全和經(jīng)濟(jì)的角度考慮，用戶(hù)供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)一般在35kV及以下1．供電電壓的選擇

供電電壓的選擇應(yīng)根據(jù)用電容量和供電距離參照表2-6并考慮當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)現(xiàn)狀、用戶(hù)的用電負(fù)荷性質(zhì)及未來(lái)發(fā)展規(guī)劃等因素綜合而定。一般用戶(hù)的供電電壓為6~10kV，大中型工業(yè)企業(yè)的供電電壓可為35kV。對(duì)于個(gè)別電力用戶(hù)，當(dāng)用電負(fù)荷很大、輸電距離長(zhǎng)且有大功率沖擊性負(fù)荷(如電弧煉鋼爐、軋鋼設(shè)備及大型整流裝置等)時(shí)，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的條件下，可考慮采用更高一級(jí)電壓供電。選擇工廠供電電壓的主要依據(jù)：

用電負(fù)荷的大小供電距離的長(zhǎng)短受地區(qū)變電所實(shí)際電壓和用戶(hù)經(jīng)濟(jì)條件的限制2．高壓配電電壓的選擇

用戶(hù)供電系統(tǒng)的高壓配電電壓一般采用6~10kV。由于10kV技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好，如供電系統(tǒng)能耗和有色金屬耗量均較小，因而高壓配電電壓應(yīng)首選10kV。當(dāng)用戶(hù)有多臺(tái)6kV用電設(shè)備、且容量較大、在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上合理時(shí)，才采用6kV。當(dāng)用戶(hù)有少量3kV電動(dòng)機(jī)時(shí)，可用10(6)／3kV專(zhuān)用變壓器供電。3．低壓配電電壓的選擇

1000V以下的電壓，除非因?yàn)榘踩?guī)定的特殊電壓外，對(duì)于供給用戶(hù)直接使用的交流動(dòng)力及照明電壓，我國(guó)是380／220V。對(duì)于礦山和油田等特殊場(chǎng)合，由于負(fù)荷分散，供電距離長(zhǎng)，為了保證電壓質(zhì)量，動(dòng)力用電可采用660／380V或1140/660V。四、電源的選擇由于生產(chǎn)性質(zhì)或使用場(chǎng)合的不同，不同用戶(hù)或同一用戶(hù)內(nèi)的不同設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求是不同的?？煽啃约锤鶕?jù)用電負(fù)荷的性質(zhì)和突然中斷其供電在政治或經(jīng)濟(jì)上造成損失或影響的程度對(duì)用電設(shè)備提出的不允許中斷供電的要求。供電電源首先應(yīng)滿足用電負(fù)荷的特定要求。1．負(fù)荷等級(jí)按照用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，即中斷供電對(duì)人身生命、生產(chǎn)安全造成的危害及對(duì)經(jīng)濟(jì)影響的程度，用電負(fù)荷分為下列三級(jí)：

(1)一級(jí)負(fù)荷（關(guān)鍵負(fù)荷）突然停電將關(guān)乎人身生命安全，或在經(jīng)濟(jì)上造成重大損失，或在政治上造成重大不良影響者。(2)二級(jí)負(fù)荷（重要負(fù)荷）突然停電將在經(jīng)濟(jì)上造成較大損失，或在政治上造成不良影響者。(3)三級(jí)負(fù)荷（一般負(fù)荷）不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者。

原則：依據(jù)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求2．電源及其選擇電力用戶(hù)可由多種電源供電，以滿足不同設(shè)備對(duì)電力和供電可靠性的需要。直接來(lái)自電力系統(tǒng)的電源是絕大多數(shù)電力用戶(hù)的主要電能來(lái)源，它為用戶(hù)提供了滿足長(zhǎng)期穩(wěn)定持續(xù)供電需要的大宗電能，屬于正常電源。除正常電源外，用戶(hù)根據(jù)需要可以設(shè)置一些應(yīng)急電源，以備正常電源故障中斷時(shí)的急需之用。譬如，獨(dú)立于正常電源的備用發(fā)電機(jī)組、獨(dú)立于正常電源的備用饋電線路、蓄電池組、不間斷電源（UPS）等。各級(jí)用電負(fù)荷的供電電源和供電方式，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求和地區(qū)供電條件，按下列原則考慮確定：（1）一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，有特殊要求的一級(jí)負(fù)荷，兩個(gè)獨(dú)立電源應(yīng)來(lái)自?xún)蓚€(gè)不同的地點(diǎn)。兩個(gè)供電電源應(yīng)在設(shè)備的控制箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，切換時(shí)間應(yīng)滿足設(shè)備允許中斷供電的要求。除正常電源外，還需增設(shè)應(yīng)急電源。（2）二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線路供電，并可在配電裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)切換，當(dāng)一回線路故障時(shí)，應(yīng)不影響另一回線路供電。當(dāng)負(fù)荷較小或取得兩回線路有困難時(shí)，可由一回專(zhuān)用線路供電。小容量負(fù)荷可以采用一路電源加不間斷電源，或一路電源加設(shè)備自帶的蓄電池組在末端實(shí)現(xiàn)切換。（3）三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電方式無(wú)特殊要求，但在不增加投資或經(jīng)濟(jì)允許的情況下，也應(yīng)盡量提高供電可靠性。第三節(jié)用戶(hù)變電所用戶(hù)變電所是用戶(hù)供電系統(tǒng)的主要組成部分，它向用戶(hù)分配電能并進(jìn)行控制，其組成結(jié)構(gòu)如圖2-7所示。圖2-7用戶(hù)供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖1－總降壓變電所2－配電所3－10(6)kV變電所4－高壓用電設(shè)備變電所:

擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過(guò)變壓，然后配電的任務(wù)。配電所：擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，然后直接配電的任務(wù)。變配電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐。變電所的組成:

變壓器、配電裝置、保護(hù)及控制設(shè)備、測(cè)量?jī)x表以及其它附屬設(shè)施及有關(guān)建筑物組成。一、變電所的作用與組成總降壓變電所將進(jìn)線35~110kV降為6~10kV，配電給10(6)kV變壓器或高壓用電設(shè)備，然后由10(6)kV變電所再次降壓為380/220V供給低壓用電設(shè)備。如果進(jìn)線電壓為10(6)kV，則可在用戶(hù)區(qū)內(nèi)設(shè)置10(6)kV總配電所。由35kV直接供電的35/0.4kV變電所稱(chēng)為直接降壓變電所。高低壓開(kāi)關(guān)、供配電線路和測(cè)量保護(hù)設(shè)備等是變電所中的主要電氣設(shè)備，實(shí)現(xiàn)著電能的控制與分配和供電系統(tǒng)的監(jiān)視與保護(hù)。

安全、可靠、合理、經(jīng)濟(jì)是對(duì)用戶(hù)供電系統(tǒng)的基本要求，也是對(duì)用戶(hù)變電所的要求。變電所的設(shè)計(jì)要保證操作人員安全和供用電設(shè)備安全，變電所的設(shè)置要滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量的要求，同時(shí)，既要考慮用戶(hù)用電負(fù)荷進(jìn)一步發(fā)展的需要，又要努力降低建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用。工廠變電所分為總降壓變電所和車(chē)間變電所。對(duì)變電所的要求：二、變電所的設(shè)置1．總降壓變電所或總配電所當(dāng)用戶(hù)供電電壓為35kV及以上時(shí)，一般應(yīng)考慮設(shè)置總降壓變電所。對(duì)于以35kV供電的用戶(hù)，若用戶(hù)沒(méi)有高壓用電設(shè)備，為簡(jiǎn)化供電系統(tǒng)，減少投資和電能損耗，在周?chē)h(huán)境允許時(shí)，也可以不設(shè)總降壓變電所，而以35／0.4kV的變壓器直接向負(fù)荷供電。總降壓變電所可以設(shè)置1~2臺(tái)降壓變壓器。當(dāng)供電電壓為10(6)kV且有多臺(tái)高壓用電設(shè)備或10(6)kV變電所較多時(shí)，宜設(shè)置總配電所。對(duì)負(fù)荷不大的小型用戶(hù)，可將總配電所與某個(gè)10(6)kV變電所合并，擴(kuò)充為變配電所，或僅設(shè)一個(gè)獨(dú)立式變電所。2.10(6）kV變電所（車(chē)間變電所）

車(chē)間變電所的設(shè)置主要取決于車(chē)間負(fù)荷的大小、車(chē)間之間的距離、各車(chē)間之間工藝聯(lián)動(dòng)要求以及經(jīng)濟(jì)效果。車(chē)間負(fù)荷較小時(shí)，可鄰近車(chē)間或工藝上有聯(lián)動(dòng)要求的車(chē)間合建一個(gè)車(chē)間變電所車(chē)間負(fù)荷較大時(shí)，可單獨(dú)建立一個(gè)車(chē)間變電所車(chē)間負(fù)荷很大時(shí)，一個(gè)車(chē)間內(nèi)可建兩個(gè)或兩個(gè)以上車(chē)間變電所一個(gè)車(chē)間變電所一般設(shè)置1～2臺(tái)變壓器，單臺(tái)變壓器的容量不宜大于1250kVAP37三、變電所位置的確定1.盡量，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。2.進(jìn)出線方便。3.靠近電源側(cè)。4.設(shè)備運(yùn)輸方便。5.不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所。6.不應(yīng)設(shè)在多塵或腐蝕性氣體場(chǎng)所；無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污源盛行風(fēng)向的下側(cè)。7.不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其它經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰。

8.不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。9.不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。1.變配電所所址選擇的一般原則2.負(fù)荷中心的確定負(fù)荷指示圖P24圖2-8負(fù)荷矩法損耗最小法接近負(fù)荷中心（1）負(fù)荷指示圖負(fù)荷指示圖是將電力負(fù)荷按一定比例（比如以1mm2面積代表0.5kVA）

用負(fù)荷圓的形式標(biāo)示在工廠或車(chē)間的平面上。負(fù)荷圓的半徑r，由車(chē)間（建筑）的計(jì)算負(fù)荷得負(fù)荷圓的比例圖2-8負(fù)荷指示圖注：1．圓中帶斜線者為動(dòng)力負(fù)荷，不帶斜線者為照明負(fù)荷

2．分線值為示例，分子為動(dòng)力負(fù)荷，分母為照明負(fù)荷各車(chē)間（建筑）的負(fù)荷圓的圓心應(yīng)與車(chē)間（建筑）的“重心”（負(fù)荷中心）大致相符。在負(fù)荷均勻分布的車(chē)間（建筑）內(nèi)，這一重心就是車(chē)間（建筑）的中心。在負(fù)荷分布不均勻的車(chē)間（建筑）內(nèi)，這一重心應(yīng)偏向負(fù)荷集中的一側(cè)。通過(guò)負(fù)荷指示圖可以直觀和概略地確定工廠（或車(chē)間）的負(fù)荷中心，再結(jié)合上述選擇變配電所所址的其他條件全面考慮，分析比較幾種方案，最后選擇最佳方案來(lái)確定變配電所的所址。（2）

負(fù)荷距法確定負(fù)荷中心A.按負(fù)荷功率距法確定負(fù)荷中心設(shè)有負(fù)荷P1、P2和P3（均表示有功計(jì)算負(fù)荷）分布如右圖。它們?cè)谌芜x的直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為P1

（x1,y1）、P2

（x2,y2）、P3

（x3,y3）設(shè)總負(fù)荷的負(fù)荷中心位于坐標(biāo)P(x,y)處。仿照力學(xué)中求重心的力矩方程可得寫(xiě)成一般式負(fù)荷中心坐標(biāo)為靜態(tài)負(fù)荷中心計(jì)算法只考慮了各負(fù)荷的功率和位置，未考慮各負(fù)荷的工作時(shí)間，負(fù)荷中心被認(rèn)為是固定不變的。補(bǔ)充B.按負(fù)荷電能距法確定負(fù)荷中心考慮負(fù)荷中心不只與負(fù)荷的功率有關(guān)，而且與負(fù)荷的工作時(shí)間有關(guān)，提出按負(fù)荷電能距法確定負(fù)荷中心的方法，即動(dòng)態(tài)負(fù)荷中心計(jì)算法類(lèi)似負(fù)荷功率距法的公式，按電能距法確定負(fù)荷中心的公式為各負(fù)荷的有功計(jì)算負(fù)荷各負(fù)荷的年有功電能消耗各負(fù)荷的年最大負(fù)荷利用小時(shí)（3）損耗最小法確定負(fù)荷中心A.按有色金屬消耗量最小法確定負(fù)荷中心坐標(biāo)原點(diǎn)任選，假設(shè)(x,y)處為負(fù)荷中心則有色金屬消耗的體積為第i回線導(dǎo)線截面第i回線導(dǎo)線長(zhǎng)度假設(shè)各回導(dǎo)線的電流密度相同導(dǎo)線電流密度P25圖2-9負(fù)荷分布示意圖為求有色金屬消耗量最小，令可以得出根據(jù)上式，可解出（x,y）的坐標(biāo)B.按線路功率損耗最小法確定負(fù)荷中心按線路功率損耗最小的條件，也可求出（x,y）的坐標(biāo)，結(jié)果同上須說(shuō)明：負(fù)荷中心雖然是選擇變配電所的重要因素，但不是唯一因素，因此負(fù)荷中心的計(jì)算不要求十分精確。實(shí)際上負(fù)荷中心是隨機(jī)變動(dòng)的，因此精確計(jì)算也是不必要的。3.變電所位置的確定（1）總降壓變電所位置的確定（2）車(chē)間變電所位置的選擇按變配電所所址選擇的一般原則以及未來(lái)發(fā)展，根據(jù)具體情況綜合考慮，確定總降壓變電所的位置。原則上應(yīng)深入到車(chē)間負(fù)荷中心，但要考慮工藝、建筑、運(yùn)輸及低壓配電方式和結(jié)構(gòu)等因素，在設(shè)計(jì)時(shí)盡量滿足“盡量接近負(fù)荷中心”這一基本要求。目前，車(chē)間變電所的位置主要有獨(dú)立變電所附設(shè)變電所箱式變電所地下變電所P25-26四、電力變壓器的選擇S9系列電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)：鐵芯和一、二次繞組（一、二、三次繞組）電力變壓器全型號(hào)如：SL7-800/10選擇變壓器的一般原則a.首選低損耗節(jié)能型。b.當(dāng)廠區(qū)配電母線電壓偏差不能滿足要求時(shí)，總降壓變壓器可選用有載調(diào)壓變壓器。c.車(chē)間變壓器一般選用普通變壓器。d.在具有三級(jí)高壓的大型工廠變電所，如通過(guò)主變壓器各側(cè)的功率均達(dá)該變壓器容量的15％以上，宜采用三繞組變壓器。e.對(duì)于10（6）/0.4kV變壓器，其繞組型式可為Y，yn0或D，yn11接法。f.變壓器的臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等綜合考慮而定。g.變壓器的容量的確定，要考慮正常負(fù)荷、過(guò)負(fù)荷能力和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件。（一）

變壓器的過(guò)負(fù)荷能力變壓器是具有過(guò)負(fù)荷潛力的。正常過(guò)負(fù)荷事故過(guò)負(fù)荷1.正常過(guò)負(fù)荷A.由于晝夜負(fù)荷變化不均勻而考慮的過(guò)負(fù)荷由變壓器日運(yùn)行負(fù)荷曲線的填充系數(shù)和最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間決定填充系數(shù)定義為算出填充系數(shù)后查表確定允許過(guò)負(fù)荷系數(shù)，用表示。B.由于夏季欠負(fù)荷而在冬季考慮的過(guò)負(fù)荷如果夏季（6、7、8三個(gè)月）的平均日負(fù)荷曲線中的最大負(fù)荷低于變壓器的實(shí)際容量時(shí)，則每低1％，可在冬季（12、1、2三個(gè)月）過(guò)負(fù)荷1％，但此項(xiàng)過(guò)負(fù)荷不得超過(guò)15％，即允許過(guò)負(fù)荷系數(shù)為以上兩部分過(guò)負(fù)荷可以同時(shí)考慮，即變壓器總的過(guò)負(fù)荷系數(shù)為室內(nèi)變壓器，過(guò)負(fù)荷不得超過(guò)20％。室外變壓器，過(guò)負(fù)荷不得超過(guò)30％。2.事故過(guò)負(fù)荷P27當(dāng)供電系統(tǒng)發(fā)生故障或并列運(yùn)行變壓器中一臺(tái)故障退出運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行中變壓器可在急救過(guò)程中過(guò)負(fù)荷運(yùn)行一段時(shí)間。(二)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：是指能使系統(tǒng)的有功損耗最小、經(jīng)濟(jì)效益最佳的一種運(yùn)行方式。為了計(jì)算設(shè)備的無(wú)功損耗在電力系統(tǒng)中引起的有功損耗增加量，引入一個(gè)換算系數(shù)無(wú)功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量：是表示電力系統(tǒng)多發(fā)送1kVar的無(wú)功功率時(shí)，將使電力系統(tǒng)增加的有功功率損耗kW數(shù)，符號(hào)為該值與電力系統(tǒng)的容量、結(jié)構(gòu)及計(jì)算點(diǎn)的具體位置等多種因素有關(guān)。對(duì)工廠變配電所，對(duì)由發(fā)電機(jī)直配的工廠，可取對(duì)經(jīng)兩級(jí)變壓的工廠，可取對(duì)經(jīng)三級(jí)及以上變壓的工廠，可取P53變壓器是變電所的主要耗電設(shè)備，變電所的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要取決于變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。1.單臺(tái)變壓器運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行變壓器的有功損耗歸算值：變壓器的有功損耗加上變壓器無(wú)功損耗所換算的等效有功損耗式中變壓器的損耗率要使變壓器運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)負(fù)荷下，就必須滿足變壓器單位容量的有功損耗歸算值為最小值的條件，于是為變壓器的負(fù)荷率可得到滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件的變壓器經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率一般變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率約為70％左右2.兩臺(tái)等容量變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷根據(jù)單臺(tái)及兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)功率損耗歸算值相等，可導(dǎo)出單臺(tái)與兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行方式之間的臨界容量的計(jì)算公式右圖為的與S的關(guān)系曲線Scra圖中兩條曲線的交點(diǎn)a對(duì)應(yīng)的變壓器負(fù)荷為變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷。當(dāng)S<Scr時(shí)，宜一臺(tái)運(yùn)行當(dāng)S>Scr時(shí)，宜兩臺(tái)運(yùn)行例：某廠變電所有兩臺(tái)SL7-6300/35變壓器，其參數(shù)為：△P0.T=8.2kW,△PCu.N.T=41kW,△I0.T%=2,△uk%=7.5,kq=0.07.試求單臺(tái)及兩臺(tái)并列運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)。解：利用臨界容量計(jì)算公式，可求得當(dāng)總負(fù)荷超過(guò)4270kVA時(shí)，兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì)。（三）、變電所主變壓器數(shù)量和容量的選擇1.變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮以下原則1）應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)變壓器。對(duì)只有二級(jí)負(fù)荷而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所，可以只采用一臺(tái)變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其它變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源。2）對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可考慮采用兩臺(tái)變壓器。3）除上述情況外，一般車(chē)間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。但是負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可采用兩臺(tái)或以上變壓器。4）在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。對(duì)三級(jí)負(fù)荷，宜采用一臺(tái)變壓器。2.變電所主變壓器容量的選擇變壓器的容量首先要滿足在計(jì)算負(fù)荷下變壓器能夠長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。1）只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量（設(shè)計(jì)中，一般可概略地當(dāng)作其額定容量）應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷的需要，即2）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量（設(shè)計(jì)中，一般可概略地當(dāng)作其額定容量）應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件a.任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷的大約60％～70％的需要b.任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要對(duì)于設(shè)有兩臺(tái)主變壓器的變電所，通常選用兩臺(tái)等容量的變壓器，有兩種備用方式明備用：一臺(tái)變壓器工作，另一臺(tái)變壓器停止運(yùn)行作為備用。兩臺(tái)變壓器均按最大

負(fù)荷時(shí)負(fù)荷率為100%負(fù)荷考慮。暗備用：兩臺(tái)變壓器同時(shí)投入運(yùn)行，正常情況下每臺(tái)變壓器各承擔(dān)約全部負(fù)荷的

50％。每臺(tái)變壓器的容量宜按全部最大負(fù)荷的70％選擇。3）車(chē)間變電所主變壓器的單臺(tái)容量上限

一般不宜大于1000KVA(或1250KVA)居住小區(qū)變電所內(nèi)的油浸式變壓器單臺(tái)容量，不宜大于630KVA。4）適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展應(yīng)適當(dāng)考慮今后5～10年電力負(fù)荷的增長(zhǎng)，留有一定余地，同時(shí)要考慮變壓器的正常過(guò)負(fù)荷能力例某10/0.4kV變電所，總計(jì)算負(fù)荷為1400kVA，其中一、二級(jí)負(fù)荷

730kVA。試初步選擇其主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。解：根據(jù)變電所有一、二級(jí)負(fù)荷情況，確定選兩臺(tái)主變壓器。其容量

SN.T=(0.6~0.7)×1400kV.A＝（800～900）kVA，且因此初步確定每臺(tái)主變壓器容量為1000kVA。五、變電所的主要電氣設(shè)備及其作用一次設(shè)備二次設(shè)備一次設(shè)備變換設(shè)備控制設(shè)備保護(hù)設(shè)備補(bǔ)償設(shè)備成套設(shè)備電力變壓器、電流互感器、電壓互感器高壓斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)等熔斷器、避雷器靜電電容器高壓開(kāi)關(guān)柜、低壓配電屏、動(dòng)力和照明配電箱由圖紙看變電所的構(gòu)成開(kāi)關(guān)柜線路正常時(shí)，用來(lái)通斷負(fù)荷電流；線路故障時(shí)，用來(lái)切斷巨大的短路電流。應(yīng)具有良好的滅弧裝置和較強(qiáng)的滅弧能力。（1）高壓斷路器線路正常時(shí)，用來(lái)通斷負(fù)荷電流；但不能用來(lái)切斷短路電流。只有簡(jiǎn)單的滅弧裝置其滅弧能力有限。（2）負(fù)荷開(kāi)關(guān)負(fù)荷開(kāi)關(guān)必須與高壓熔斷器配合使用，切斷故障電流。沒(méi)有滅弧裝置，其滅弧能力很小。不允許帶負(fù)荷操作。僅當(dāng)電氣設(shè)備停電檢修時(shí)，用來(lái)隔離電源，造成一個(gè)明顯的斷開(kāi)點(diǎn)。（3）隔離開(kāi)關(guān)過(guò)負(fù)荷或短路時(shí)，利用熔體熔斷來(lái)切除故障。（4）熔斷器（5）避雷器主要用來(lái)抑制架空線路等設(shè)備的雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓。35kV氧化鋅避雷器PT:

potentialtransformer將主回路中的大電流變換為小電流，供計(jì)量和繼電保護(hù)用。CT二次側(cè)不能開(kāi)路二次側(cè)額定電流通常為5A或1A將高電壓變換為低電壓，供計(jì)量和繼電保護(hù)用。PT二次側(cè)不能短路二次側(cè)額定電壓通常為100V（7）電壓互感器和電流互感器CT:

currenttransformer（8）高壓開(kāi)關(guān)柜第四節(jié)變電所的電氣主接線一、電氣主接線及其要求電氣主接線表示電能從電源分配給用電設(shè)備的主要電路，主接線圖應(yīng)表示出所有的電氣設(shè)備及其連接關(guān)系。由于三相交流電力裝置中三相連接方法相同，為清晰起見(jiàn)，主接線圖通常只表示電氣裝置的一相連接，因而主接線圖也稱(chēng)為單線圖。二次接線圖：用來(lái)控制、指示、測(cè)量和保護(hù)一次電路及其設(shè)備運(yùn)行的電路圖也叫二次電路、二次回路、二次接線主接線圖：表示電力系統(tǒng)中的電能輸送和分配路線的電路圖。圖中應(yīng)表示出所有的電氣設(shè)備及其聯(lián)接關(guān)系。也叫一次電路、一次回路

靈活就是在保障安全可靠的前提下，主接線能夠適應(yīng)不同的運(yùn)行方式。例如負(fù)荷較輕時(shí)，能方便地切除不必要的變壓器，而在負(fù)荷增大時(shí)，又能方便地投入，以利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。檢修時(shí)操作簡(jiǎn)單，不致中斷供電等。經(jīng)濟(jì)是在滿足以上要求的前提下，盡量降低建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用。但是，在投資增加不多或經(jīng)濟(jì)許可的情況下，應(yīng)盡量提高供電可靠性，減少停電損失。

安全包括設(shè)備安全和人身安全。因此，電氣設(shè)計(jì)必須遵照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，正確設(shè)計(jì)電氣回路，合理選擇電氣設(shè)備，嚴(yán)格配置正常監(jiān)視系統(tǒng)和故障保護(hù)系統(tǒng)，全面考慮各種保障人身安全的技術(shù)措施。

可靠就是變電所的主接線應(yīng)能滿足各級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。提高供電可靠性的途徑很多，例如，設(shè)置備用電源并采用備用電源自動(dòng)投入裝置、多路并聯(lián)供電等。電氣設(shè)備是供電系統(tǒng)中最薄弱的元件，為了使供電系統(tǒng)工作可靠，接線方式應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰，減少電氣設(shè)備的數(shù)目。安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)是對(duì)變電所主接線的基本要求。還應(yīng)考慮未來(lái)的發(fā)展。二、母線制母線是從變電所的變壓器或配電所的電源進(jìn)線到各條饋出線路之間的電氣主干線。作用：起著從電源接收電能和給各饋出線分配電能的作用。母線制：指變壓器或電源進(jìn)線與各條饋出線路之間的連接方式。母線制單母線制單母線分段制雙母線制工廠供電系統(tǒng)一般不采用雙母線制。1.單母線制優(yōu)點(diǎn)：線路簡(jiǎn)單,投資費(fèi)用少。缺點(diǎn)：

可靠性差，靈活性低，母線及母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，將影響全部負(fù)荷用電。適用于只有一回進(jìn)線的情況，三級(jí)負(fù)荷圖2-12單母線制2.單母線分段制兩回電源進(jìn)線的情況，宜采用單母線分段制，母線分段開(kāi)關(guān)可采用隔離開(kāi)關(guān)或斷路器優(yōu)點(diǎn)：

可靠性、靈活性較不分段單母線高；一段母線故障或檢修時(shí)，另一段可擔(dān)負(fù)50%的負(fù)荷缺點(diǎn)：

某分段母線，母線隔離開(kāi)關(guān)故障檢修,電源只能通過(guò)一回進(jìn)線供電,供電效率低，50%用戶(hù)停電。適用：基本上可滿足一、二級(jí)負(fù)荷的要求。圖2-13單母線分段制a)用隔離開(kāi)關(guān)分段b)用斷路器分段3.雙母線制優(yōu)點(diǎn)：

1)輪流檢修母線而不致引起供電中斷.2)檢修任一母線隔離開(kāi)關(guān)僅使本回路斷開(kāi).3)工作母線故障時(shí),通過(guò)備用母線能迅速恢復(fù)供電.

缺點(diǎn)：

投資費(fèi)用,維護(hù)費(fèi)用太高.極少采用.工廠供電系統(tǒng)不推薦使用。圖2-14雙母線制將設(shè)備由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的過(guò)程叫倒閘，所進(jìn)行的操作叫倒閘操作。通過(guò)操作隔離開(kāi)關(guān)、斷路器以及掛、拆接地線將電氣設(shè)備從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)或使系統(tǒng)改變了運(yùn)行方式。這種操作就叫倒閘操作。倒閘操作必須執(zhí)行操作票制和工作監(jiān)護(hù)制。電氣設(shè)備的三種狀態(tài)：運(yùn)行、備用、檢修三、總降壓變電所的主接線35～110/6~10kV總降壓變電所特點(diǎn)：1）根據(jù)負(fù)荷類(lèi)型，電源進(jìn)線一般為1回或2回。2）變壓器臺(tái)數(shù)不超過(guò)2臺(tái)。供電線路與變壓器連接成高壓側(cè)無(wú)母線的線路－變壓器組方式或橋形接線方式。4)6～10kV側(cè)母線采用單母線或單母線分段制。特點(diǎn)：簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但供電可靠性不高適用于二、三級(jí)負(fù)荷1.線路－變壓器組接線(1)一回線路—變壓器組接線合閘時(shí)：先合QS1、QS2，再合QF1、QF2打開(kāi)時(shí)：先打開(kāi)QF1、QF2，再打開(kāi)QS1、QS2倒閘操作：保護(hù)跳閘：變壓器內(nèi)部故障；變壓器二次側(cè)母線故障對(duì)圖a：對(duì)圖b：對(duì)圖c：一回電源進(jìn)線，一臺(tái)主變降壓，供電到廠內(nèi)配電。P31`P32`適用于一、二級(jí)負(fù)荷(2)兩回線路—變壓器組接線兩回電源進(jìn)線配以單母線分段制若某一回電源進(jìn)線或變壓器任一元件故障，則該回路另一元件也不能投入工作。缺點(diǎn)：線路或變壓器得不到充分利用。2.橋形接線內(nèi)橋外橋(a)內(nèi)橋接線(b)外橋接線橋形特點(diǎn)：在兩臺(tái)變壓器一次側(cè)進(jìn)線處用一橋臂將兩回線路相連。橋臂處在線路斷路器內(nèi)側(cè)，靠近變壓器稱(chēng)為內(nèi)橋接線。橋臂處在線路斷路器外側(cè)，靠近電源方向稱(chēng)為外橋接線。適用于一、二級(jí)負(fù)荷線路和變壓器都能得到充分利用L1故障時(shí)T1故障時(shí)a.內(nèi)橋接線優(yōu)：可靠性高，線路檢修方便，運(yùn)行靈活。缺：變壓器檢修復(fù)雜，需經(jīng)“倒閘操作”，線路復(fù)雜，投資費(fèi)用高。

多用于電源進(jìn)線較長(zhǎng)因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多、并且變電所的變壓器不需經(jīng)常切換的總降壓變電所。如果L1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開(kāi)QF1，投入QF3，即可由線路L2恢復(fù)對(duì)變壓器T1的供電。線路檢修相對(duì)方便如果T1故障，先打開(kāi)QF1、QF3、QS5，再閉合QF1、QF3，恢復(fù)L1的使用。變壓器檢修復(fù)雜內(nèi)橋接線b.外橋接線與內(nèi)橋接線適用的場(chǎng)合不同。適用于電源進(jìn)線較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大，適于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換變壓器的總降壓變電所。如果變壓器T1停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開(kāi)QF1，投入QF3，使兩路電源進(jìn)線又恢復(fù)并列運(yùn)行。變壓器檢修相對(duì)方便外橋接線如果L1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開(kāi)QF1、QS1，投入QF3、QF1，即可由線路L2恢復(fù)對(duì)變壓器T1的供電。線路檢修復(fù)雜四、10(6)kV配電所的主接線配電所作用：是廠內(nèi)電能的中轉(zhuǎn)站，它接受電能并將電能重新分配。母線制：?jiǎn)文妇€或單母線分段制。位置設(shè)置：盡量接近負(fù)荷中心，經(jīng)常與車(chē)間變電所設(shè)在一起。每個(gè)配電所的饋出線一般不少于4～5回。P33五、車(chē)間變電所主接線常用方案常采用電纜配電六、變電所主接線的繪制變電所主接線圖應(yīng)說(shuō)明：①電源電壓、電源進(jìn)線回路數(shù)和線路結(jié)構(gòu)；②變電所的接線方式和運(yùn)行方式；③高壓開(kāi)關(guān)柜和低壓配電屏的類(lèi)型和電路方案；④高低壓電氣設(shè)備的型號(hào)及規(guī)格；⑤各條饋出線的回路編號(hào)、名稱(chēng)及容量等。變電所主接線中各支路的開(kāi)關(guān)設(shè)備及其連接關(guān)系通常做成高壓開(kāi)關(guān)柜和低壓配電屏以供選用，見(jiàn)附錄表24、25。主接線的繪制應(yīng)與柜、屏的實(shí)際布局相對(duì)應(yīng)；繪制變電所主接線圖時(shí)，所有電氣設(shè)備均表示處于不帶電狀態(tài)。通常變電所主接線的高低壓部分分別繪制。圖2-23某35kV變電所高壓配電系統(tǒng)圖變電所主接線圖應(yīng)說(shuō)明：①電源電壓、電源進(jìn)線回路數(shù)和線路結(jié)構(gòu)；②變電所的接線方式和運(yùn)行方式；③高壓開(kāi)關(guān)柜和低壓配電屏的類(lèi)型和電路方案；④高低壓電氣設(shè)備的型號(hào)及規(guī)格；⑤各條饋出線的回路編號(hào)、名稱(chēng)及容量等。圖2-24某10kV變電所低壓配電系統(tǒng)圖變電所主接線圖應(yīng)說(shuō)明：①電源電壓、電源進(jìn)線回路數(shù)和線路結(jié)構(gòu)；②變電所的接線方式和運(yùn)行方式；③高壓開(kāi)關(guān)柜和低壓配電屏的類(lèi)型和電路方案；④高低壓電氣設(shè)備的型號(hào)及規(guī)格；⑤各條饋出線的回路編號(hào)、名稱(chēng)及容量等。第五節(jié)變電所的二次接線

二次接線的基本概念一次設(shè)備是指直接生產(chǎn)、輸送和分配電能的設(shè)備，主電路中的變壓器、高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電抗器、并聯(lián)補(bǔ)償電力電容器、電力電纜、送電線路以及母線等設(shè)備都屬于一次設(shè)備。

電氣設(shè)備分類(lèi)：一次設(shè)備二次設(shè)備測(cè)量表計(jì)、控制及信號(hào)設(shè)備、繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置等二次接線：用來(lái)控制、指示、測(cè)量和保護(hù)一次電路及其設(shè)備運(yùn)行的電路，表示二次設(shè)備互連關(guān)系的電路稱(chēng)為二次接線或二次回路對(duì)一次設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)的輔助電氣設(shè)備稱(chēng)為二次設(shè)備。

操作電源回路

測(cè)量表計(jì)回路按用途分：斷路器控制和信號(hào)回路中央信號(hào)回路繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置回路二次接線分類(lèi)：按電源分：交流回路直流回路反映二次接線間關(guān)系的圖稱(chēng)為二次回路圖。二次回路的接線圖原理接線圖展開(kāi)接線圖定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理圖

定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的展開(kāi)圖

安裝接線圖圖2-25變電所二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)的關(guān)系一、電氣測(cè)量?jī)x表及測(cè)量回路使用目的：為了監(jiān)視供電系統(tǒng)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和計(jì)量一次系統(tǒng)消耗的電能，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行，工廠供電系統(tǒng)必須裝設(shè)一定數(shù)量地電氣測(cè)量?jī)x表。2.按用途分常用測(cè)量?jī)x表電能計(jì)量?jī)x表對(duì)一次電路的電力運(yùn)行參數(shù)作經(jīng)常測(cè)量、選擇測(cè)量和記錄用的儀表各種電度表3.對(duì)儀表要求

1）準(zhǔn)確度高，誤差小。

2）誤差不應(yīng)隨時(shí)間、溫度、濕度和外磁場(chǎng)影響而變化。

3）儀表本身消耗功率應(yīng)越小越好。

4）有足夠的絕緣強(qiáng)度、耐壓和短時(shí)過(guò)載能力。

5）有良好的讀數(shù)裝置。

6）構(gòu)造堅(jiān)固，使用維護(hù)方便。4.變配電裝置中各部分儀表的配置測(cè)量?jī)x表設(shè)置參考表附錄表5

6-10kV高壓線路電氣測(cè)量?jī)x表接線原理圖：

圖2-26DS2：三相三線有功電度表DX2：三相三線無(wú)功電度表6-10kV母線的電壓測(cè)量及絕緣監(jiān)視接線圖：

圖2-27二、斷路器的控制回路和信號(hào)回路斷路器的控制回路：就是指控制（操作）高壓斷路器跳、合閘的回路。取決于斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的型式和操作電源的類(lèi)別。電磁操作機(jī)構(gòu)只能采用直流操作電源，彈簧電磁操作機(jī)構(gòu)和手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)可交直流兩用，一般采用交流操作電源。斷路器的信號(hào)回路：用來(lái)指示斷路器各種操作的回路。燈光和音響信號(hào)按用途分?jǐn)嗦菲魑恢眯盘?hào)事故信號(hào)預(yù)告信號(hào)顯示斷路器正常工作的位置狀態(tài)紅燈亮：合閘位置綠燈亮：跳閘位置顯示斷路器在事故情況下的工作狀態(tài)紅燈閃光：自動(dòng)重合閘綠燈閃光：自動(dòng)跳閘事故音響信號(hào)和光字牌在一次設(shè)備出現(xiàn)不正常狀態(tài)時(shí)或在故障初期發(fā)出報(bào)警信號(hào)如：發(fā)預(yù)告音響信號(hào)同時(shí)光字牌亮（1）電磁操作機(jī)構(gòu)（CD）：利用電磁力直接合閘，合閘電流很大，所以合閘回路不能直接利用控制開(kāi)關(guān)接點(diǎn)接通，必須采用中間繼電器。10kV，35kV（2）彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)（CT）：利用預(yù)先儲(chǔ)存在彈簧內(nèi)的位能來(lái)進(jìn)行合閘。合閘電流小，合閘回路可以直接利用控制開(kāi)關(guān)接點(diǎn)接通。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工藝及材料要求高，調(diào)試?yán)щy。（3）液壓操作機(jī)構(gòu)（CY）：靠壓縮氣體作為能源，以液壓油作為傳遞媒介來(lái)進(jìn)行合閘。合閘電流小，合閘回路可以直接利用控制開(kāi)關(guān)接點(diǎn)接通。且壓力高，傳動(dòng)快，動(dòng)作準(zhǔn)確，出力均勻。（4）氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)（CQ）：以壓縮空氣儲(chǔ)能和傳遞能量的機(jī)構(gòu)。合閘電流小，合閘回路可以直接利用控制開(kāi)關(guān)接點(diǎn)接通。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需配備空氣壓縮設(shè)備。（5）電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)（CJ）斷路器的操作機(jī)構(gòu)斷路器的兩種控制方式：集中控制就地控制按控制地點(diǎn)分（1）集中控制。在主控制室的控制臺(tái)上，用控制開(kāi)關(guān)或按鈕通過(guò)控制電纜去接通或斷開(kāi)斷路器的跳、合閘線圈，對(duì)斷路器進(jìn)行控制。一般對(duì)發(fā)電機(jī)、主變壓器、母線、廠用變壓器35kV以上線路等主要設(shè)備都采用集中控制。（2）就地（分散）控制。在斷路器安裝地點(diǎn)（配電現(xiàn)場(chǎng)）就地對(duì)斷路器進(jìn)行跳、合閘操作（可電動(dòng)或手動(dòng)）。一般對(duì)10kV線路以及廠用電動(dòng)機(jī)等采用就地控制，可大大減少主控制室的占地面積和控制電纜數(shù)。對(duì)斷路器的控制和信號(hào)回路的要求：控制開(kāi)關(guān)定義：控制開(kāi)關(guān)又稱(chēng)萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，是由運(yùn)行人員手動(dòng)操作，發(fā)出控制命令使斷路器進(jìn)行跳、合閘的裝置。類(lèi)型：發(fā)電廠和變電所常用的控制開(kāi)關(guān)為L(zhǎng)W系列自動(dòng)復(fù)位的控制開(kāi)關(guān)，有三種類(lèi)型：

（1）LW2系列控制開(kāi)關(guān)：是跳、合閘操作都分兩步進(jìn)行，手柄和觸點(diǎn)盒有兩個(gè)固定位置和兩個(gè)操作位置的封閉式控制開(kāi)關(guān)。此種開(kāi)關(guān)常用于火電廠和有人值班的變電所中。

（2）LW1系列控制開(kāi)關(guān)：是跳、合閘操作只用一步，其手柄和觸點(diǎn)只有一個(gè)固定位置和兩個(gè)操作位置的控制開(kāi)關(guān)。此種開(kāi)關(guān)常用于無(wú)人值班的變電所和水電站中。

（3）LWX系列強(qiáng)電小型控制開(kāi)關(guān)：其跳、合閘為一步進(jìn)行，近年來(lái)在各種集控臺(tái)的控制和300MW以上機(jī)組的分控室中已被廣泛應(yīng)用。下面以LW2型控制開(kāi)關(guān)為例說(shuō)明控制開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)及作用。

跳閘后（手柄在水平位置）預(yù)備合閘合閘合閘后（手柄在垂直位置）預(yù)備跳閘跳閘合閘操作：手柄扳到預(yù)備合閘，將手柄右旋45°為合閘位置，手放開(kāi)后在自復(fù)彈簧的作用下，手柄復(fù)位于垂直位置，成為合閘后位置；跳閘操作：先將手柄左旋至水平位置，即預(yù)備跳閘位置，再左旋45°即為跳閘位置，手放開(kāi)后在自復(fù)彈簧的作用下，手柄復(fù)位于水平位置，成跳閘后位置。LW2－Z型控制開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)圖控制開(kāi)關(guān)外形圖左視圖圖2-29LW2-Z型控制開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)表表中×表示觸點(diǎn)閉合該控制開(kāi)關(guān)有6種操作位置控制著斷路器的分合閘過(guò)程。圖2-28QFYR－BCQF1QF2跳閘后預(yù)備合閘合閘合閘后預(yù)備跳閘跳閘閃光繼電器１）手動(dòng)合閘跳閘后位置輔助觸點(diǎn)QF2閉合控制開(kāi)關(guān)SA10-11閉合綠燈GN亮電阻R1合閘接觸器KO不動(dòng)作表示斷路器處于跳閘位置，且控制電源和合閘回路完好。合閘前預(yù)備合閘控制開(kāi)關(guān)SA9-10閉合綠燈改接在閃光母線BF上綠燈閃光合閘位置控制開(kāi)關(guān)SA5-8閉合合閘接觸器KO動(dòng)作合閘線圈YO帶電合閘完成后輔助觸點(diǎn)QF2斷開(kāi)切斷合閘電源QF1閉合合閘后控制開(kāi)關(guān)SA13-16閉合紅燈RD亮表示斷路器在合閘狀態(tài)手動(dòng)操作控制開(kāi)關(guān)的手柄：預(yù)備合閘→合閘

2）自動(dòng)合閘：斷路器在“跳閘”位置。自動(dòng)裝置的中間繼電器接點(diǎn)ＫＭ閉合→KO動(dòng)作→觸點(diǎn)閉合→ＹＯ通電→斷路器