供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范

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1中華人民共和國國家標準供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范Code for design of electric power supply systemsGB 50052-95主編部門：中華人民共和國機械工業(yè)部批準部門：中華人民共和國建設(shè)部施行日期：1996 年 5月 1日第一章 總則第 1.0.1條 為使供配電系統(tǒng)設(shè)計貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，做到保障人身安全，供電可靠，技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，制訂本規(guī)范。第 1.0.2條 本規(guī)范適用于 110KV及以下的供配電系統(tǒng)新建和擴建工程的設(shè)計。第 1.0.3條 供配電系統(tǒng)設(shè)計必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計方案。第 1.0.4條 供配電系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，做到遠近期結(jié)合，以近期為主。第 1.0.5條 供配電系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)采用符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的效率高、能耗低、性能先進的電氣產(chǎn)品。第 1.0.6條 供配電系統(tǒng)設(shè)計除應(yīng)遵守本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準和規(guī)范的規(guī)定。第二章 負荷分級及供電要求第 2.0.1條 電力負荷應(yīng)根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟上所造成損失或影響的程度進行分級，并應(yīng)符合下列規(guī)定：一、符合下列情況之一時，應(yīng)為一級負荷：１．中斷供電將造成人身傷亡時。２．中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失時。例如：重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報2廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢、國民經(jīng)濟中重點企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時間才能恢復等。３．中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟意義的用電單位的正常工作。例如：重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場館、經(jīng)常用于國際活動的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要電力負荷。在一級負荷中，當中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，應(yīng)視為特別重要的負荷。二、符合下列情況之一時，應(yīng)為二級負荷：１．中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失時。例如：主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等。２．中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。例如：交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要的公共場所秩序混亂。三、不屬于一級和二級負荷者應(yīng)為三級負荷。第 2.0.2條 一級負荷的供電電源應(yīng)符合下列規(guī)定：一、一級負荷應(yīng)由兩個電源供電；當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應(yīng)同時受到損壞。二、一級負荷中特別重要的負荷，除由兩個電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴禁將其它負荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。第 2.0.3條 下列電源可作為應(yīng)急電源：一、獨立于正常電源的發(fā)電機組。二、供電網(wǎng)絡(luò)中獨立于正常電源的專用的饋電線路。三、蓄電池。四、干電池。第 2.0.4條 根據(jù)允許中斷供電的時間可分別選擇下列應(yīng)急電源：一、允許中斷供電時間為 15s以上的供電，可選用快速自啟動的發(fā)電機組。二、自投裝置的動作時間能滿足允許中斷供電時間的，可選用帶有自動投入裝置的獨立于正常電源的專用饋電線路。三、允許中斷供電時間為毫秒級的供電，可選用蓄電池靜止型不間斷供電裝置、蓄電池機械貯能電機型不間斷供電裝置或柴油機不間斷供電裝置。第 2.0.5條 應(yīng)急電源的工作時間，應(yīng)按生產(chǎn)技術(shù)上要求的停車時間考慮。當與自動啟動的發(fā)電機組配合使用時，不宜少于 10min。第 2.0.6條 二級負荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回線路供電。在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時，二級負荷可由一回 6KV及以上專用的架空線路或電纜供電。當采用架空線時，可為一回架空線供電；當采用電纜線路時，應(yīng)采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應(yīng)能承受 100%的二級負荷。3第三章 電源及供電系統(tǒng)第 3.0.1條 符合下列情況之一時，用電單位宜設(shè)置自備電源：一、需要設(shè)置自備電源作為一級負荷中特別重要負荷的應(yīng)急電源時或第二電源不能滿足一級負荷的條件時。二、設(shè)置自備電源較從電力系統(tǒng)取得第二電源經(jīng)濟合理時。三、有常年穩(wěn)定余熱、壓差、廢氣可供發(fā)電，技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理時。四、所在地區(qū)偏僻，遠離電力系統(tǒng)，設(shè)置自備電源經(jīng)濟合理時。第 3.0.2條 應(yīng)急電源與正常電源之間必須采取防止并列運行的措施。第 3.0.3條 供配電系統(tǒng)的設(shè)計，除一級負荷中特別重要負荷外，不應(yīng)按一個電源系統(tǒng)檢修或故障的同時另一電源又發(fā)生故障進行設(shè)計。第 3.0.4條 需要兩回電源線路的用電單位，宜采用同級電壓供電。但根據(jù)各級負荷的不同需要及地區(qū)供電條件，亦可采用不同電壓供電。第 3.0.5條 有一級負荷的用電單位難以從地區(qū)電力網(wǎng)取得兩個電源而有可能從鄰近單位取得第二電源時，宜從該單位取得第二電源。第 3.0.6條 同時供電的兩回及以上供配電線路中一回路中斷供電時，其余線路應(yīng)能滿足全部一級負荷及二級負荷。第 3.0.7條 供電系統(tǒng)應(yīng)簡單可靠，同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)不宜多于兩級。第 3.0.8條 高壓配電系統(tǒng)宜采用放射式。根據(jù)變壓器的容量、分布及地理環(huán)境等情況，亦可采用樹干式或環(huán)式。第 3.0.9條 據(jù)負荷的容量和分布，配變電所宜靠近負荷中心。當配電電壓為 35KV時亦可采用直降至 220/380V配電電壓。第 3.0.10條 在用電單位內(nèi)部鄰近的變電所之間宜設(shè)置低壓聯(lián)絡(luò)線。第 3.0.11條 小負荷的用電單位宜接入地區(qū)低壓電網(wǎng)。第四章 電壓選擇和電能質(zhì)量第 4.0.1條 用電單位的供電電壓應(yīng)根據(jù)用電容量、用電設(shè)備特性、供電距離、供電線路的回路數(shù)、當?shù)毓搽娋W(wǎng)現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)劃等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較確定。第 4.0.2條 當供電電壓為 35KV及以上時，用電單位的一級配電電壓應(yīng)采用 10KV；當6KV用電設(shè)備的總?cè)萘枯^大，選用 6KV經(jīng)濟合理時，宜采用 6KV。低壓配電電壓應(yīng)采用220/380V。4第 4.0.3條 當供電電壓為 35KV，能減少配變電級數(shù)、簡化結(jié)線，及技術(shù)經(jīng)濟合理時，配電電壓宜采用 35KV。第 4.0.4條 正常運行情況下，用電設(shè)備端子處電壓偏差允許值（以額定電壓的百分數(shù)表示）宜符合下列要求：一、電動機為±５％。二、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(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明等為＋5%、－10%。三、其它用電設(shè)備當無特殊規(guī)定時為±5%。第 4.0.5條 供配電系統(tǒng)的設(shè)計為減小電壓偏差，應(yīng)符合下列要求：一、正確選擇變壓器的變壓比和電壓分接頭。二、降低系統(tǒng)阻抗。三、采取補償無功功率措施。四、宜使三相負荷平衡。第 4.0.6條 計算電壓偏差時，應(yīng)計入采取下列措施后的調(diào)壓效果：一、自動或手動調(diào)整并聯(lián)補償電容器、并聯(lián)電抗器的接入容量。二、自動或手動調(diào)整同步電動機的勵磁電流。三、改變供配電系統(tǒng)運行方式。第 4.0.7條 變電所中的變壓器在下列情況之一時，應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器：一、35KV 以上電壓的變電所中的降壓變壓器，直接向 35KV、10(6)KV 電網(wǎng)送電時。二、35KV 降壓變電所的主變壓器，在電壓偏差不能滿足要求時。第 4.0.8條 10(6)KV 配電變壓器不宜采用有載調(diào)壓變壓器；但在當?shù)?10(6)KV電源電壓偏差不能滿足要求，且用電單位有對電壓要求嚴格的設(shè)備，單獨設(shè)置調(diào)壓裝置技術(shù)經(jīng)濟不合理時，亦可采用 10(6)KV有載調(diào)壓變壓器。第 4.0.9條 電壓偏差應(yīng)符合用電設(shè)備端電壓的要求，35KV 以上電網(wǎng)的有載調(diào)壓宜實行逆調(diào)壓方式。逆調(diào)壓的范圍宜為額定電壓的 0～＋5%。第 4.0.10條 對沖擊性負荷的供電需要降低沖擊性負荷引起的電網(wǎng)電壓波動和電壓閃變（不包括電動機啟動時允許的電壓下降）時，宜采取下列措施：一、采用專線供電。二、與其它負荷共享配電線路時，降低配電線路阻抗。三、較大功率的沖擊性負荷或沖擊性負荷群與對電壓波動、閃變敏感的負荷分別由不同的變壓器供電。四、對于大功率電弧爐的爐用變壓器由短路容量較大的電網(wǎng)供電。第 4.0.11條 控制各類非線性用電設(shè)備所產(chǎn)生的諧波引起的電網(wǎng)電壓正弦波形畸變率，宜采取下列措施：5一、各類大功率非線性用電設(shè)備變壓器由短路容量較大的電網(wǎng)供電。二、對大功率靜止整流器，采取下列措施：１．提高整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)和增加整流器的整流脈沖數(shù)。２．多臺相數(shù)相同的整流裝置，使整流變壓器的二次側(cè)有適當?shù)南嘟遣?。３．按諧波次數(shù)裝設(shè)分流濾波器。三、選用 D，yn11 結(jié)線組別的三相配電變壓器。注：D，yn11 結(jié)線組別的三相配電變壓器是指表示其高壓繞組為三角形、低壓繞組為星形且有中性點和“11”結(jié)線組別的三相配電變壓器。第 4.0.12條 設(shè)計低壓配電系統(tǒng)時宜采取下列措施，降低三相低壓配電系統(tǒng)的不對稱度。一、220V 或 380V單相用電設(shè)備接入 220V/380V三相系統(tǒng)時，宜使三相平衡。二、由地區(qū)公共低壓電網(wǎng)供電的 220V照明負荷，線路電流小于或等于 30A時，可采用220V單相供電；大于 30A時，宜以 220V/380V三相四線制供電。第五章 無功補償?shù)?5.0.1條 供配電設(shè)計中應(yīng)正確選擇電動機、變壓器的容量，降低線路感抗。當工藝條件適當時，宜采取采用同步電動機或選用帶空載切除的間歇工作制設(shè)備等，提高用電單位自然功率因數(shù)的措施。第 5.0.2條 當采用提高自然功率因子措施后，仍達不到電網(wǎng)合理運行要求時，應(yīng)采用并聯(lián)電力電容器作為無功補償裝置。當經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，確認采用同步電動機作為無功補償裝置合理時，可采用同步電動機。第 5.0.3條 采用電力電容器作為無功補償裝置時，宜就地平衡補償，低壓部分的無功功率宜由低壓電容器補償；高壓部分的無功功率宜由高壓電容器補償。容量較大，負荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備的無功功率宜單獨就地補償。補償基本無功功率的電容器組，宜在配變電所內(nèi)集中補償。在環(huán)境正常的車間內(nèi)，低壓電容器宜分散補償。第 5.0.4條 無功補償容量宜按無功功率曲線或無功補償計算方法確定。第 5.0.5條 無功補償裝置的投切方式，具有下列情況之一時，宜采用手動投切的無功補償裝置。一、補償?shù)蛪夯緹o功功率的電容器組。二、常年穩(wěn)定的無功功率。三、經(jīng)常投入運行的變壓器或配、變電所內(nèi)投切次數(shù)較少的高壓電動機及高壓電容器組。第 5.0.6條 無功補償裝置的投切方式，具有下列情況之一時，宜裝設(shè)無功自動補償裝置。一、避免過補償，裝設(shè)無功自動補償裝置在經(jīng)濟上合理時。二、避免在輕載時電壓過高，造成某些用電設(shè)備損壞，而裝設(shè)無功自動補償裝置在經(jīng)6濟上合理時。三、只有裝設(shè)無功自動補償裝置才能滿足在各種運行負荷的情況下的電壓偏差允許值時。第 5.0.7條 當采用高、低壓自動補償裝置效果相同時，宜采用低壓自動補償裝置。第 5.0.8條 無功自動補償?shù)恼{(diào)節(jié)方式，宜根據(jù)下列原則確定：一、以節(jié)能為主進行補償時，采用無功功率參數(shù)調(diào)節(jié)；當三相負荷平衡時，亦可采用功率因子參數(shù)調(diào)節(jié)。二、提供維持電網(wǎng)電壓水平所必要的無功功率及以減少電壓偏差為主進行補償者，應(yīng)按電壓參數(shù)調(diào)節(jié)，但已采用變壓器自動調(diào)壓者除外。三、無功功率隨時間穩(wěn)定變化時，按時間參數(shù)調(diào)節(jié)。第 5.0.9條 電容器分組時，應(yīng)滿足下列要求：一、分組電容器投切時，不應(yīng)產(chǎn)生諧振。二、適當減少分組組數(shù)和加大分組容量。三、應(yīng)與配套設(shè)備的技術(shù)參數(shù)相適應(yīng)。四、應(yīng)滿足電壓偏差的允許范圍。第 5.0.10條 接在電動機控制設(shè)備側(cè)電容器的額定電流，不應(yīng)超過電動機勵磁電流的 0.9倍；其饋電線和過電流保護裝置的整定值，應(yīng)按電動機－電容器組的電流確定。第 5.0.11條 高壓電容器組宜串聯(lián)適當參數(shù)的電抗器。低壓電容器組宜加大投切容量或采用專用投切接觸器。當受諧波量較大的用電設(shè)備影響的線路上裝設(shè)電容器組時，宜串聯(lián)電抗器。第六章 低壓配電第 6.0.1條 壓配電電壓應(yīng)采用 220/380V。帶電導體系統(tǒng)的型式宜采用單相二線制、兩相三線制、三相三線制和三相四線制。第 6.0.2條 在正常環(huán)境的車間或建筑物內(nèi)，當大部分用電設(shè)備為中小容量，且無特殊要求時，宜采用樹干式配電。第 6.0.3條 當用電設(shè)備為大容量，或負荷性質(zhì)重要，或在有特殊要求的車間、建筑物內(nèi)，宜采用放射式配電。第 6.0.4條 當部分用電設(shè)備距供電點較遠，而彼此相距很近、容量很小的次要用電設(shè)備，可采用鏈式配電，但每一回路環(huán)鏈設(shè)備不宜超過 5臺，其總?cè)萘坎灰顺^ 10KW。容量較小用電設(shè)備的插座，采用鏈式配電時，每一條環(huán)鏈回路的設(shè)備數(shù)量可適當增加。7第 6.0.5條 在高層建筑物內(nèi)，當向樓層各配電點供電時，宜采用分區(qū)樹干式配電；但部分較大容量的集中負荷或重要負荷，應(yīng)從低壓配電室以放射式配電。第 6.0.6條 平行的生產(chǎn)流水線或互為備用的生產(chǎn)機組，根據(jù)生產(chǎn)要求，宜由不同的回路配電；同一生產(chǎn)流水線的各用電設(shè)備，宜由同一回路配電。第 6.0.7條 在 TN及 TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中，宜選用 D，yn11 結(jié)線組別的三相變壓器作為配電變壓器。注：ＴＮ系統(tǒng)——在此系統(tǒng)內(nèi)，電源有一點與地直接連接，負荷側(cè)電氣裝置的外露可導電部分則通過保護線（PE 線）與該點連接。其定義應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《電力裝置的接地設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。TT系統(tǒng)——在此系統(tǒng)內(nèi)，電源有一點與地直接連接，負荷側(cè)電氣裝置的外露可導電部分連接的接地極和電源的接地極無電氣聯(lián)系。其定義應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《電力裝置的接地設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。第 6.0.8條 在 TN及 TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中，當選用 Y，yn0 結(jié)線組別的三相變壓器時，其由單相不平衡負荷引起的中性線電流不得超過低壓繞組額定電流的 25%，且其一相的電流在滿載時不得超過額定電流值。注：Y，yn0 結(jié)線組別的三相變壓器是指表示其高壓繞組為星形、低壓繞組亦為星形且有中性點和“0”結(jié)線組別的三相變壓器。第 6.0.9條 當采用 220/380V的 TN及 TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)時，照明和其它電力設(shè)備宜由同一臺變壓器供電。必要時亦可單獨設(shè)置照明變壓器供電。第 6.0.10條 由建筑物外引入的配電線路，應(yīng)在室內(nèi)靠近進線點便于操作維護的地方裝設(shè)隔離電器。8附錄一 名詞解釋本規(guī)范用名詞 曾用名詞 解 釋一級負荷中特別重要的負荷 中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷應(yīng)急電源 在正常電源發(fā)生故障情況下，為確保一 級負荷中特別重要負荷的供電電源電壓偏差 電壓偏移供配電系統(tǒng)改變運行方式和負荷緩慢地變化使供配電系統(tǒng)各點的電壓也隨之變化，各點的實際電壓與系統(tǒng)額定電壓之差△Ｕ稱為電壓偏差。電壓偏差△Ｕ也常用與系統(tǒng)額定電壓的比值，以百分數(shù)表示 逆調(diào)壓方式 逆調(diào)壓方式就是負荷大時電網(wǎng)電壓向高調(diào)，負荷小時電網(wǎng)電壓向低調(diào)，以補償電網(wǎng)的電壓損失電壓波動 一系列的電壓變動或電壓包絡(luò)線的周期性變動，電壓的最大值與最小值之差與系統(tǒng)額定電壓的比值以百分數(shù)表示，其變化速度等于或大于每秒 0.2%時稱為電壓波動 電壓閃變 負荷急劇的波動造成供配電系統(tǒng)瞬時電壓升降，照度隨之急劇變化，使人眼對燈閃感到不適，這種現(xiàn)象稱為電壓閃變不對稱度 不對稱度是衡量多相負荷平衡狀態(tài)的指針。多相系統(tǒng)的電壓負序分量與電壓正序分量之比值稱為電壓不對稱度；電流負序分量與電流正序分量之比值稱為電流不對稱度；均以百分數(shù)表示電壓正弦波形畸變率 電壓正弦波形畸變率基本無功功率 當用電設(shè)備投入運行時所需的最小無功功率。如該用電設(shè)備有空載運行的可能，9則基本無功功率即為其空載無功功率。如其最小運行方式為輕負荷運行，則基本無功功率為在此輕負荷情況下的無功功率 中華人民共和國國家標準供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB 50052-95條文說明主編單位：機械工業(yè)部第二設(shè)計研究院第一章 總 則第 1.0.2條 由于當前一些工業(yè)用電負荷增大，有些企業(yè)內(nèi)部設(shè)有 110kV等級的變電所，甚至有些為 220kV等級的。本規(guī)范為適應(yīng)一般常用情況，特規(guī)定適用于 110kV及以下電壓等級的供配電系統(tǒng)。第 1.0.3條 一個地區(qū)的供配電系統(tǒng)如果沒有一個全面的規(guī)劃，往往造成資金浪費、能耗增加等不合理現(xiàn)象。因此，在供配電系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)由供電部門與用電單位全面規(guī)劃，從國家整體利益出發(fā)，判別供配電系統(tǒng)合理性。第 1.0.5條 根據(jù)原機械電子工業(yè)部及國家計委等部門的聯(lián)合通知，要“鼓勵推廣節(jié)能機電產(chǎn)品和淘汰能耗高、落后的機電產(chǎn)品”，自 1982年以來，已陸續(xù)推廣和公布了十五批之多。并在通知中反復重申：“基本建設(shè)、技術(shù)改造項目和更新設(shè)備都應(yīng)優(yōu)先采用節(jié)能產(chǎn)品。設(shè)計部門在進行工程設(shè)計時仍采用國家已公布的淘汰產(chǎn)品的，一律視為劣質(zhì)設(shè)計……”。第二章 負荷分級及供電要求第 2.0.1條 電力負荷分級的意義，在于正確地反映它對供電可靠性要求的界限，以便恰當?shù)剡x擇符合我國實際水平的供電方式，滿足我國四個現(xiàn)代化建設(shè)的需要，提高投資的效益。10區(qū)分電力負荷對供電可靠性要求，在于因停電在政治或經(jīng)濟上造成損失或影響的程度。損失越大，對供電可靠性的要求越高；損失越小，對供電可靠性的要求就越低。條文中“重點企業(yè)”是指中央各部委指定的大型骨干企業(yè)(有些部門有重點企業(yè)名單)。條文中“重要原料”是指比較稀缺的工農(nóng)業(yè)原料。條文中“長時間才能恢復”(或較長時間才能恢復)是指停電時間即使很短，但影響工作(或生產(chǎn))的時間則較實際停電時間長很多。由于各部門各行業(yè)的一級負荷、二級負荷很多、本規(guī)范只能對負荷分級作原則性規(guī)定，具體劃分須由中央各部委分別在部委標準中規(guī)定(目前有些部已有規(guī)定)。停電一般分為計劃檢修停電和事故停電兩種，由于計劃檢修停電事先通知用電部門，故可采取措施避免損失或?qū)p失減少至最低限度。條文中是按事故停電的損失來劃分負荷等級的。一級負荷中特別重要的負荷，在工業(yè)生產(chǎn)中如：正常電源中斷時處理安全停產(chǎn)所必須的應(yīng)急照明、通訊系統(tǒng)；保證安全停產(chǎn)的自動控制裝置等。民用建筑中如：大型金融中心的關(guān)鍵電子計算機系統(tǒng)和防盜報警系統(tǒng)；大型國際比賽場館的記分系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等。第 2.0.2條 一級負荷的供電要求。一、本款對一級負荷應(yīng)由兩個電源供電作了較明確的規(guī)定，即兩個電源不能同時損壞，因為只有滿足這個基本條件，才可能維持其中一個電源繼續(xù)供電，這是必須滿足的要求。二、一級負荷中特別重要負荷的供電要求。近年來供電系統(tǒng)的運行實踐經(jīng)驗證明，從電力網(wǎng)引接兩回路電源進線加備用自投(BZT)的供電方式，不能滿足一級負荷中特別重要負荷對供電可靠性及連續(xù)性的要求，有的發(fā)生全部停電事故是由內(nèi)部故障引起，有的是由電力網(wǎng)故障引起，因地區(qū)大電力網(wǎng)在主網(wǎng)電壓上部是并網(wǎng)的，所以用電部門無論從電網(wǎng)取幾回電源進線，也無法得到嚴格意義上的兩個獨立電源。因此，電力網(wǎng)的各種故障，可能引起全部電源進線同時失去電源，造成停電事故。當有自備發(fā)電站時，雖可利用低周解列措施，提高供電的可靠性，但運行經(jīng)驗證明，仍不能完全避免全部停電的事故發(fā)生。由于內(nèi)部故障或繼電保護的誤動作交織在一起，造成自備電站電源和電網(wǎng)均不能向負荷供電，低周解列裝置無法完全解決這個問題。因此，正常與電網(wǎng)并列運行的自備電站，一般不宜作為應(yīng)急電源使用，對一級負荷中特別重要的負荷要由與電網(wǎng)不并列的、獨立的應(yīng)急電源供電。工程設(shè)計中，對于其它專業(yè)提出的特別重要負荷，應(yīng)仔細研究，凡能采取非電氣保安措施者，應(yīng)盡可能減少特別重要負荷的負荷量，需要雙重保安措施者除外。禁止應(yīng)急電源與工作電源并列運行，目的在于防止電源故障時可能拖垮應(yīng)急電源。旋轉(zhuǎn)型不中斷電源，采用平時原動機不工作，發(fā)電機掛在工作電源上作電動機運轉(zhuǎn)的運行方式時，不能認為是并網(wǎng)，為了防止誤并網(wǎng)，原動機的啟動指令，必須由工作電源11主開關(guān)的輔助接點發(fā)出。具有頻率跟蹤環(huán)節(jié)的靜止型不間斷電源，可與工作電源并列運行，實踐證明是可靠的。第 2.0.3條 多年來實際運行經(jīng)驗表明，電氣故障是無法限制在某個范圍內(nèi)部的，電力部門從未保證過供電不中斷，即使供電中斷也不罰款。因此，應(yīng)急電源應(yīng)是與電網(wǎng)在電氣上獨立的各式電源，例如：蓄電池、柴油發(fā)電機等。供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨立于正常電源的專用的饋電線路即是指保證兩個供電線路不可能同時中斷供電的線路。第 2.0.4條 應(yīng)急電源類型的選擇，應(yīng)根據(jù)一級負荷中特別重要負荷的容量、允許中斷供電的時間，以及要求的電源為交流或直流等條件來進行。由于蓄電池裝置供電穩(wěn)定、可靠、無切換時間、投資較少，故凡允許停電時間為毫秒級，且容量不大的特別重要負荷，可采用直流電源者，應(yīng)由蓄電池裝置作為應(yīng)急電源。若特別重要負荷要求交流電源供電，允許停電時間為毫秒級，且容量不大的，可采用靜止型不間斷供電裝置。若特別重要負荷中有需驅(qū)動的電動機負荷，啟動電流沖擊負荷較大的，又允許停電時間為毫秒級，可采用機械貯能電機型不間斷供電裝置或柴油機不間斷供電裝置。若特別重要負荷中有需要驅(qū)動的電動機負荷，啟動電流沖擊負荷較大，但允許停電時間為15s以上的，可采用快速自啟動的發(fā)電機組，這是考慮一般快速自啟動的發(fā)電機組一般自啟動時間為 10s左右。對于帶有自投入裝置的獨立于正常電源的專用饋電線路，是考慮自投裝置的動作時間，適用于允許中斷供電時間大于自投裝置的動作時間者。大型企業(yè)中，往往同時使用幾種應(yīng)急電源，為了使各種應(yīng)急電源密切配合，充分發(fā)揮作用，應(yīng)急電源接線示例見圖 2.0.4(以蓄電池、不間斷供電裝置、柴油發(fā)電機同時使用為例)。12第 2.0.6條 對于二級負荷，由于其停電造成的損失較大，且其包括的范圍也比一級負荷廣，其供電方式的確定，如能根據(jù)供電費用及供配電系統(tǒng)停電幾率所帶來的停電損失等綜合比較來確定是合理的。目前條文中對二級負荷的供電要求是根據(jù)本規(guī)范的負荷分級原則和當前供電情況確定的。對二級負荷的供電方式，因其停電影響還是比較大的，故應(yīng)由兩回路線路供電，供電變壓器亦應(yīng)有兩臺(兩臺變壓器不一定在同一變電所)。只有當負荷較小或地區(qū)供電條件困難時，才允許由一回 6kV及以上的專用架空線供電。這點主要考慮電纜發(fā)生故障后有時檢查故障點和修復需時較長，而一般架空線路修復方便(此點和電纜的故障率無關(guān))。當線路自配電所引出采用電纜線時，必須要采用兩根電纜組成的電纜線路，其每根電纜應(yīng)能承受的二級負荷為 100%，且互為熱備用。線路常見不包括鐵塔傾倒或龍卷風引起的極少見的故障。第三章 電源及供電系統(tǒng)第 3.0.1條 電力系統(tǒng)所屬大型電廠其單位功率的投資少，發(fā)電成本低，而用電單位一般的自備中小型電廠則相反，故只有在條文各款規(guī)定的情況下，才宜設(shè)置自備電源。13第一款對一級負荷中特別重要負荷的供電，是按本規(guī)范第 2.0.2條第二款“尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源”的要求因而需要設(shè)置自備電源。為了保證一級負荷的供電條件也有需要設(shè)置自備電源的。第二、四款設(shè)置自備電源需要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較后才定。第三款設(shè)置自備電站的型式是一項挖掘工廠企業(yè)潛力,解決電力供需矛盾的技術(shù)措施。但各企業(yè)是否建自備電站，需經(jīng)過全面技術(shù)經(jīng)濟比較決定。利用常年穩(wěn)定的余熱、壓差、廢氣進行發(fā)電，技術(shù)經(jīng)濟指標優(yōu)越，并能充分利用能源。第 3.0.2條 應(yīng)急電源與正常電源之間必須采取可靠措施防止并列運行，目的在于保證應(yīng)急電源的專用性，防止正常電源系統(tǒng)故障時應(yīng)急電源向正常電源系統(tǒng)負荷送電而失去作用。例如應(yīng)急電源原動機的啟動命令必須由正常電源主開關(guān)的輔助接點發(fā)出，而不是由繼電器的接點發(fā)出，因為繼電器有可能誤動作而造成與正常電源誤并網(wǎng)。具有應(yīng)急電源蓄電池組的靜止不間斷電源裝置，其正常電源是經(jīng)整流環(huán)節(jié)變?yōu)橹绷鞑排c蓄電池組并列運行的，在對蓄電池組進行浮充儲能的同時經(jīng)逆變環(huán)節(jié)提供交流電源，當正常電源系統(tǒng)故障時，利用蓄電池組直流儲能放電而自動經(jīng)逆變環(huán)節(jié)不間斷地提供交流電源，但由于整流環(huán)節(jié)的存在因而蓄電池組不會向正常電源進線側(cè)反饋，也就保證了應(yīng)急電源的專用性。第 3.0.3條 多年運行經(jīng)驗證明，變壓器和線路都是可靠的供電元件，用電單位在一電源檢修或事故的同時另一電源又發(fā)生事故的情況是極少的，而且這種事故往往都是由于誤操作造成，在加強維護管理、健全必要的規(guī)章制度后是可以避免的。如果不著眼于維護水平的提高,只在供配電系統(tǒng)上層層保險，過多地建設(shè)電源線路和變電所，不但造成大量浪費而且事故也終難避免。第 3.0.4條 兩回電源線路采用同級電壓可以互相備用，提高設(shè)備利用率，如能滿足一級和二級負荷用電要求時，亦可采用不同電壓供電。第 3.0.5條 當有一級負荷的用電單位難以從地區(qū)電網(wǎng)取得第二電源而有可能從鄰近單位取得第二電源時，經(jīng)過協(xié)商并征得供電部門同意，宜就近取得第二電源，可以節(jié)省建設(shè)自備電站的投資。對一級負荷的用電單位，從鄰近用電單位取得第二電源時，其要求應(yīng)與第 2.0.2條要求一樣，不能降低。第 3.0.6條 一級和二級負荷在突然停電后將造成不同程度的嚴重損失。因此在作供配電系統(tǒng)設(shè)計時，當確定在事故情況下線路通過容量時，應(yīng)能滿足第 2.0.2條和第 2.0.5條規(guī)定的一級和二級負荷用電的要求。第 3.0.7條 如果供電系統(tǒng)結(jié)線復雜，配電層次過多，不僅管理不便，操作繁復，而且由于串聯(lián)元件過多，因元件故障和操作錯誤而產(chǎn)生事故的可能性也隨之增加。所以復雜的供電系統(tǒng)可靠性并不一定高，不受運行和維修人員的歡迎，配電級數(shù)過多，繼電保護整定時限的級數(shù)也隨之增多，而電力系統(tǒng)容許繼電保護的時限級數(shù)對 10kV來說正常也只限于兩級，如配電級數(shù)出現(xiàn)三級，則中間一級勢必要與下一級或上一級之間無選擇性。14同一電壓的配電級數(shù)為兩級，例如由低壓側(cè)為 10kV的總變電所或地區(qū)變電所配電至10kV配電所，再從該配電所以 10kV配電給配電變壓器，則認為 10kV配電級數(shù)為兩級。第 3.0.8條 配電系統(tǒng)采用放射式則供電可靠性高，便于管理，但線路和高壓開關(guān)柜數(shù)量多。而如對輔助生產(chǎn)區(qū)，多屬三級負荷，供電可靠性要求較低，可用樹干式，線路數(shù)量少，投資也少。負荷較大的高層建筑，多屬二級和一級負荷，可用分區(qū)樹干式或環(huán)式，減少配電電纜線路和高壓開關(guān)柜數(shù)量，從而相應(yīng)少占電纜豎井和高壓配電室的面積。住宅區(qū)多屬三級負荷，也有高層二級和一級負荷，因此以樹干式或環(huán)式為主，但根據(jù)線路走廊等情況也可用放射式。第 3.0.9條 將總變電所、配電所、變電所建在靠近負荷中心位置，可以節(jié)省線材、降低電能損耗，提高電壓質(zhì)量，這是供配電系統(tǒng)設(shè)計的一條重要原則。至于對負荷較大的大型建筑和高層建筑分散設(shè)置變電所，這也是將變電所建在靠近各自低壓負荷中心位置的一種形式。郊區(qū)小化肥廠等用電單位，如用電負荷均為低壓又較集中，當供電電壓為 35kV時可用 35kV直降至 220/380低壓配電電壓，這樣既簡化供配電系統(tǒng)，又節(jié)約投資和電能，提高電壓質(zhì)量。又如鐵路的供電特點是用電點的負荷頑均為低壓，小而集中，但用電點多而又遠離，當高壓配電電壓為 35kV時，各變電所亦可采用 35kV直降至 220/380V的低壓配電系統(tǒng)。第 3.0.10條 一般動力和照明負荷是由同一臺變壓器供給，在節(jié)假日或周期性、季節(jié)性輕負荷時，將變壓器退出運行并把所帶負荷切換到其它變壓器上，可以減少變壓器的空載損耗。當變壓器定期檢修或故障時，可利用低壓聯(lián)絡(luò)線來保證該變電所的檢修照明及其所供的一部分負荷繼續(xù)供電，從而提高了供電可靠性。第 3.0.11條 小負荷當在低壓供電合理的情況下，其用電應(yīng)由供電部門統(tǒng)一規(guī)劃，盡量由公共的 220/380V低壓網(wǎng)絡(luò)供電，使地區(qū)配電變壓器和線路得到充分利用。第四章 電壓選擇和電能質(zhì)量第 4.0.1條 用電單位需要的功率大，供電電壓應(yīng)相應(yīng)提高，這是一般規(guī)律。選擇供電電壓和輸送距離有關(guān)，也和供電線路的回路數(shù)有關(guān)。輸送距離長，為降低線路電壓損失，宜提高供電電壓等級。供電線路的回路多，則每回路的送電容量相應(yīng)減少，可以降低供電電壓等級。用電設(shè)備特性，例如波動負荷大，宜由容量大的電網(wǎng)供電，也就是要提高供電電壓的等級。還要看用電單位所在地點的電網(wǎng)提供什么電壓方便和經(jīng)濟。所以，供電電壓的選擇，不易找出嚴格的規(guī)律，只能訂原則。第 4.0.2條 目前我國公用電力系統(tǒng)已逐步由 10kV取代 6kV電壓。因此，采用 10kV有利于互相支援，有利于將來的發(fā)展。故當供電電壓為 35kV及以上時，企業(yè)內(nèi)部的配電電壓宜采用 10kV，用采用 10kV配電電壓可以節(jié)約有色金屬，減少電能損耗和電壓損失等，顯然是合理的。15當企業(yè)有 6kV用電設(shè)備時，如采用 10kV配電，則其 6kV用電設(shè)備一般經(jīng) 10/6kV中間變壓器供電。例如在大、中型化工廠，6kV 高壓電動機負荷較大，則 10kV方案中所需的中間變壓器容量及其損耗就較大，開關(guān)設(shè)備和投資也增多，采用 10kV配電電壓反而不經(jīng)濟，而采用 6kV是合理的。由于各類企業(yè)的性質(zhì)、規(guī)模及用電情況不一，6kV 用電負荷究竟占多大比重時宜采用6kV，很難得出一個統(tǒng)一的規(guī)律。因此，條文中沒有規(guī)定此百分數(shù)，有關(guān)部門可視各類企業(yè)的特點，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較、企業(yè)發(fā)展遠景及過去積累的成熟經(jīng)驗確定。當企業(yè)有 3kV電動機時，應(yīng)配用 10(6)/3kV專用變壓器，但不推薦以 3kV作為配電電壓。在供電電壓為 220或 110kV的大型企業(yè)內(nèi)，例如重型機器廠，可采用三繞組主變壓器，以 35kV供大型電熱設(shè)備，以 10kV作為動力和照明配電電壓。第 4.0.3條 在某些情況下，采用 35kV電壓作為配電電壓比采用較低電壓能減少配變電級數(shù)、簡化結(jié)線。例如：某些大型企業(yè)(如大型鋼鐵企業(yè))其車間負荷較大，可采用若干個 35kV的降壓變電所分別設(shè)在車間旁的負荷中心位置，并以 35kV線路直接在廠區(qū)配電，而不采用設(shè)置大容量總降壓變電所以較低的電壓配電。這樣可以大大縮短低壓線路，降低有色金屬和電能消耗量。又如某些企業(yè)其負荷不大又較集中，均為低壓用電負荷，因工廠位于效區(qū)取得 10(6)kV電源困難，當采用 35kV供電，并經(jīng)35/0.38kV直降變壓器對低壓負荷配電，這樣可以減少變電級數(shù)，從而可以節(jié)約電能和投資，并可以提高電能質(zhì)量，此時，宜采用 35kV電壓作為配電電壓。35kV以上電壓作為企業(yè)內(nèi)直配電壓，通常受到設(shè)備、線路走廊、環(huán)境條件的影響，難以實現(xiàn)，且投資高，占地多，故不推薦。第 4.0.4條 電壓偏差問題是普遍關(guān)系到全國工業(yè)和生活用電單位利益的問題，并非僅關(guān)系某一部門，從政策角度來看，則是貫徹節(jié)能方針和逐步實現(xiàn)技術(shù)現(xiàn)代化的重要問題。為使用電設(shè)備正常運行和有合理的使用壽命，設(shè)計供配電系統(tǒng)時應(yīng)驗算用電設(shè)備對電壓偏差的要求。在各用電單位的受電端有一定的電壓偏差范圍，同時由于用電單位本身負荷的變化，往往使此范圍更為增大。因此，在供電設(shè)計中應(yīng)了解電源電壓及本單位負荷變化的情況，進行本單位電動機、照明電壓偏差計算。條文中規(guī)定的電壓偏差值，對電動機系根據(jù)國家標準《電機基本技術(shù)要求》(GB755-81)第4.1條規(guī)定：“電動機當電源電壓(如為交流電源時頻率為額定)與額定值的偏差不超過±5%時，輸出功率仍能維持額定值”。對照明系根據(jù)《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計標準》中有關(guān)的規(guī)定：“燈的端電壓一般不宜高于其額定電壓的 105%，亦不宜低于其額定電壓的 95%(一般工作場所)及 90%(對露天工作場所照明、遠離變電所的小面積工作場所難于滿足 95%時，對應(yīng)急照明、道路照明、警衛(wèi)照明及電壓為 12～42V 的照明)”。16對于其它用電設(shè)備，其允許電壓偏差的要求應(yīng)符合用電設(shè)備制造標準的規(guī)定，當無特殊規(guī)定時，根據(jù)一般運行經(jīng)驗及考慮與電動機、照明對允許電壓偏差值基本一致，故條文規(guī)定為±5%。用電設(shè)備，尤其是用得最多的異步電動機，端子電壓如偏離 GB755-81規(guī)定的允許電壓偏差范圍，將導致它們的性能變劣，壽命降低，及在不合理運行下增加運行費用，故要求驗算端子電壓。對于少數(shù)距電源(變電所等)較遠的電動機，如電動機端電壓低于額定值的 95%時，仍能保證電動機溫升符合 GB755-81的規(guī)定(電壓為額定值的 95%時溫升允許超過的最大值：1000kW及以下為 10K，1000kW 以上為 5K)，且堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、最小轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩均能滿足傳動要求時，則電動機的端電壓可低于 95%(但不得低于 90%)，即電動機的額定功率適當選得大些，使其經(jīng)常處于輕載狀態(tài)，這時電動機的效率不比滿載時低，但要增加電網(wǎng)的無功負荷。下面列舉國外這方面的數(shù)據(jù)以供比較：美國標準——美國電動機的標準(NEMA 標準)規(guī)定電動機允許電壓偏差范圍為±10%，美國供電標準也為±10%，參見第 4.0.7條說明。英國標準 BS4999第 31部分，1972 年版 31.3.2條規(guī)定：電動機在電壓為 95%～105%額定電壓范圍內(nèi)應(yīng)能提供額定功率；在英國本土(U.K)使用的電動機，按供電規(guī)范的要求，其范圍應(yīng)為 94%～106%(供電規(guī)范中規(guī)定為±6%)。關(guān)于達到允許電壓極限時的溫升，與我國標準均相同(略)。澳大利亞標準與英國基本一樣，為±6%。1990年 4月我國公布了國家標準《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》(GB 12325-90)，規(guī)定了“35kV 及以上供電電壓正、負偏差的絕對值之和不超過額定電壓的 10%。10kV 及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%。220V 單相供電電壓允許偏差為額定電壓的+7%、-10%”。這些數(shù)值是指供電部門電網(wǎng)對用戶供電點處的數(shù)值，也是根據(jù)我國電網(wǎng)目前水平所制訂的標準，當然與設(shè)備制造標準有差異、有矛盾。因而在上述標準內(nèi)也有二點附注，即：①用電設(shè)備額定工況的電壓允許偏差仍由各自標準規(guī)定，例如旋轉(zhuǎn)電機按《旋轉(zhuǎn)電機基本技術(shù)要求》規(guī)定，②對電壓有特殊要求的用戶，供電電壓偏差由供用電協(xié)議確定。第 4.0.5條 在供配電系統(tǒng)設(shè)計中，正確選擇供電元件和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，就可以在一定程度上減少電壓偏差。由于電網(wǎng)各點的電壓水平高低不一，合理選擇變壓器的變化(如選 35±2×2.5%/10.5的變比還是 38.5±2×2.5%/10.5的變比)和電壓分接頭，即可將供配電系統(tǒng)的電壓調(diào)整在合理的水平上。但這只能改變電壓水平而不能縮小偏差范圍。供電元件的電壓損失與其阻抗成正比，在技術(shù)經(jīng)濟合理時，減少變壓級數(shù)，增加線路截面，采用電纜供電，可以減少電壓損失，從而縮小電壓偏差范圍。17合理補償無功功率可以縮小電壓偏差范圍，見第 4.0.6條說明。若因過補償而多支出電費，也是不合理的。在三相四線制中，如三相負荷分布不均(相線對中性線)，將產(chǎn)生零序電壓，使零點移位，一相電壓降低，另一相電壓升高，增大了電壓偏差，如圖 4.0.5所示。由于Y，yn0 結(jié)線變壓器零序阻抗較大，不對稱情況較嚴重，因此應(yīng)盡量使三相負荷分布均勻。同樣，線間負荷不平衡，則引起線間電壓不平衡，增大了電壓偏差。第 4.0.6條 產(chǎn)生電壓偏差的主要因素是系統(tǒng)滯后的無功負荷所引起的系統(tǒng)電壓損失。因此，當負荷變化時，相應(yīng)調(diào)整電容器的接入容量就可以改變系統(tǒng)中的電壓損失，從而在一定程度上縮小電壓偏差的范圍。調(diào)整無功功率后，電壓損失的變化可按下式計算：對于線路：18并聯(lián)電抗器的投入量可以看作是并聯(lián)電容器的切除量。計算式同上。并聯(lián)電抗器在 35kV以上區(qū)域變電所或大型企業(yè)的變電所內(nèi)有時裝設(shè)，用于補償各級電壓上并聯(lián)電容器過多投入和電纜電容等形成的超前電流，抑制輕負荷時電壓過高效果也很好，中小型企業(yè)的變電所無此裝置。同樣，與調(diào)整電容器和電抗器容量的原理相同，如調(diào)整同步電機的勵磁電流，使同步電動機超前或滯后運行，藉以改變同步電機產(chǎn)生或消耗的無功功率，也同樣可以達到電壓調(diào)整的目的。二班制或以二班制為主的工廠(一班制工廠也是如此)，白天高峰負荷時電壓偏低，因此將變壓器抽頭調(diào)在“-5%”位置上，但到夜間負荷輕時電壓就過高，這時如切斷部分負載的變壓器，改用低壓聯(lián)絡(luò)線供電，增加變壓器和線路中的電壓損耗，就可以降低用電設(shè)備的過高電壓。在調(diào)查中不乏這樣的實例。他們在輕載時切斷部分變壓器，既降低了變壓器的空載損耗，又起到了電壓調(diào)整的作用。第 4.0.7條 圖 4.0.7表示供電端按逆調(diào)壓、穩(wěn)壓和不調(diào)壓三種運行方式用電設(shè)備端電壓的比較(也有稱穩(wěn)壓為順調(diào)壓)。圖上設(shè)定逆調(diào)壓時 35kV母線變動范圍為額定電壓的 0～+5%，各用電單位的重負荷和輕負荷出現(xiàn)的時間大體上一致，最大負荷為最小負荷的 4倍，與此相應(yīng)供電元件的電壓損失近似地取為 4倍，35kV、10kV 和 380V線路在重負荷時電壓損失分別為 4%、2%和5%，35/10kV 及 10/0.38kV變壓器調(diào)分接頭各提升電壓 2.5%及 5%。19由圖可知,用電設(shè)備上的電壓偏差在逆調(diào)壓方式下可控制在+3.2%～-4.9%，在穩(wěn)壓方式下為+3.2%～-9.9%，不調(diào)壓時則為+8.2%～-9.9%。根據(jù)此分析，在電力系統(tǒng)合理設(shè)計和用電單位負荷曲線大體一致的條件下，只在 110kV區(qū)域變電所實行逆調(diào)壓，大部分用電單位的電壓質(zhì)量要求就可滿足。因此條文規(guī)定了“35kV 以上電壓的變電所中的降壓變壓器，直接向 35kV、10(6)kV 電網(wǎng)送電時”應(yīng)采用有載調(diào)壓變壓器，變電所一般是公用的區(qū)域變電所，也有大企業(yè)的總變電所。反之，如果中小企業(yè)都裝置有載調(diào)壓變壓器，不僅增加投資和維護工作量，還將影響供電可靠性，從國家整體利益看，是很不合理的。據(jù)向上海地區(qū)電業(yè)部門調(diào)查：該地區(qū)的 220kV區(qū)域變電所有的設(shè)有載調(diào)壓變壓器，有的是無載調(diào)壓；110kV 的基本上都設(shè)有載調(diào)壓；因所內(nèi)有人值班，都由人工調(diào)節(jié)。今后建設(shè)的 110kV變電所都設(shè)有載調(diào)壓。少數(shù)用電單位可能因其負荷曲線特殊，或距區(qū)域變電所過遠等原因，在采用地區(qū)集中調(diào)壓方式后，還不能滿足電壓質(zhì)量要求，此時，可在 35kV變電所也采用有載調(diào)壓變壓器。以下列出美國標準處理調(diào)壓問題的資料，以供借鑒。但應(yīng)注意美國電動機標準是±10%，不是±5%。從美國標準中也可以看出，他們也是從整體上考慮調(diào)壓，而不是“各自為政”。美國電壓標準(ANSI C84-la-1980)的規(guī)定：1.供電系統(tǒng)設(shè)計要按“范圍 A”進行，出現(xiàn)“范圍 B”的電壓偏差范圍應(yīng)是極少見的，出現(xiàn)后應(yīng)即采取措施設(shè)法達到“范圍 A”的要求。2.“范圍 A”的要求：115～120V 系統(tǒng)：有照明時：用電設(shè)備處 110～125V；供電點 114～126V。無照明時：用電設(shè)備處 108～125V；供電點 114～126V。460～480V 系統(tǒng)：(包括 480/277V三相四線制系統(tǒng))有照明時：用電設(shè)備處 440～500V；供電點 456～504V。無照明時：用電設(shè)備處 432～500V；供電點 456～504V。13200V系統(tǒng)：供電點 12870～13860V。3.電動機額定電壓：115V、230V、460V 等。照明額定電壓：120V、240V 等。從美國電壓標準中計算出的電壓偏差百分數(shù)：對電動機；用電設(shè)備處(電機端子)無照明時+8.7%、-6%，有照明時+8.7%，-4.4%；供電點+9.6%，-0.9%。對照明：用電設(shè)備處+4.2%，-8.3%；供電點+5%，-5%。對高壓電源(額定電壓按 13200V)：照+明+5%，-2.5%；電動機+9.6%，-1.7%。20注：實線表示重負荷時的情況，虛線表示輕負荷時的情況；括號內(nèi)數(shù)字為供電元件的電壓損失，無括號數(shù)字為電壓偏差。第 4.0.8條 基本上述原因，10(6)kV 變電所的變壓器不必有載調(diào)壓。條文中指出，在符合更嚴格的條件時，10(6)kV 變電所才可有載調(diào)壓。第 4.0.9條 在區(qū)域變電所實行逆調(diào)壓方式可使用電設(shè)備的受電電壓偏差得到改善，詳見 4.0.7條說明。但只采用有載調(diào)壓變壓器和逆調(diào)壓是不夠的，同時應(yīng)在有載調(diào)壓后的電網(wǎng)中裝設(shè)足夠的可調(diào)整的無功電源(電力電容器、調(diào)相機等)。因為當變電所調(diào)高輸送電壓后，線路中原來的有功負荷 P和無或負荷 Q都相應(yīng)增加，尤其是因網(wǎng)路的電抗相當大，網(wǎng)路中的變壓器電壓損失和線路電壓損失的增加量均與無功負荷增加量△Q21成正比，可以抵消變壓器調(diào)高電壓的效果。所以在網(wǎng)路中應(yīng)設(shè)置無功電源以減小無功負荷 Q，并應(yīng)可調(diào)，方能達到預(yù)期的調(diào)壓交果。計算電壓損失變化的公式見第 4.0.6條說明。逆調(diào)壓的范圍規(guī)定為 0～+5%，4.0.7 條說明圖中證明用電設(shè)備端子上已能達到電壓偏差為±5%的要求。我國現(xiàn)行的變壓器有載調(diào)壓分接頭，220、110、63kV 均為±8×1.25%，35kV 為±3×2.5%，10(6)kV 為±4×2.5%。實行本條規(guī)定需要投入較多資金，在有條件時先做試點工作，逐步推廣實行。第 4.0.10 我國已于 1990年 4月 20日公布了國家標準《電能質(zhì)量電壓允許波動和閃變》(GB 12326-90)，規(guī)定了電力系統(tǒng)公共供點由沖擊性功率負荷產(chǎn)生的電壓波動和閃變電壓允許值。電弧爐等沖擊性負荷引起的電壓波動和閃變對其它用電設(shè)備影響甚大，如照明閃爍，顯象管圖象變形，電動機轉(zhuǎn)速不均，電子設(shè)備、自控設(shè)備或某些儀器工作不正常，從而影響正常生產(chǎn)，因而應(yīng)積極采取措施加以限制。第一、二兩款是考慮線路阻抗的作用。第三款是考慮變壓器阻抗的作用。沖擊性負荷以弧焊機為例，機器制造廠焊接車間或工段的弧焊機群總?cè)萘亢艽髸r，宜由專用配電變壓器供電。第四款，有關(guān)煉鋼電弧爐引起電壓波動的標準，各國都有一些具體規(guī)定。例如瑞士的規(guī)定是： 的比值，單臺時≤1.2%～1.6%，雙臺時≤2.0%～2.7%三臺及以上時≤2.8%～3.7%。在我國，《電熱設(shè)備電力裝置設(shè)計規(guī)范》對電弧爐工作短路引起的供電母線的電壓波動值作了限制的規(guī)定。本款規(guī)定“對于大功率電弧爐的爐用變壓器由短路容量較大的電網(wǎng)供電”，一般就是由更高電壓等級的電網(wǎng)供電。但在電壓波動能滿足限制要求時，應(yīng)選用一次電壓較低的變壓器，有利于保證斷路器的頻繁操作性能。當然也可采取其它措施，例如：1.采用電抗器，限制工作短路電流不大于電爐變壓器額定電流的 3.5倍(將降低鋼產(chǎn)量)。2.采用靜止補償裝置。靜止補償裝置對大功率電弧爐或其它功率沖擊性負荷引起的電壓波動和閃變以及產(chǎn)生的諧波有很好的補償作用，但它的價格昂貴，故在條文中不直接推薦。為使人們了解靜止補償裝置(SVC，static var compensator)，現(xiàn)將其使用狀況作簡要介紹。國際上在 60年代就采用 SVC，近幾年發(fā)展很快，在輸電工程和工業(yè)上都有應(yīng)用。SVC的類型有：PC/TCR(固定電容器/晶閘管控制電抗器)型；TSC(晶閘管投切電容器)型；TSC/TCR型；22SR(自飽和電抗器)型。其中 PC/TCR型是用得較多的一種。TCR和 TSC本身產(chǎn)生諧波，都附有消除設(shè)施。自飽和電抗器型 SVC的特點與優(yōu)點有：1.可靠性高。第四屆國際交流與直流輸電會議于 1985年 9月在倫敦英國電機工程師學會(IEE)召開，SVC 是會議的三個中心議題之一。會議上專家介紹，自飽和電抗器式與晶閘管式 SVC的事故率之比為 1：7。2.反應(yīng)速度更快。3.維護方便，維護費用低。4.過載能力強。會議上專家又介紹實例，容量為 192Mvar的 SVC，可過載到800Mvar(大于 4倍)，持續(xù) 0.5s而無問題。如晶閘管式 SVC要達到這樣大的過載能力，須大大放大閥片的尺寸，從而大幅度提高了成本。5.自飽和電抗器有其獨特的結(jié)構(gòu)特點，例如：三相的用 9個鐵芯柱，線圈的連接也比較特殊，目的是自身平衡 5次、7 次等高次諧波，還采用一個小型的 3柱網(wǎng)形電抗器(Mdsh Reactor)來減少更高次諧波的影響。但其制造工藝和試驗設(shè)備都有條件制造這種自飽和電抗器。6.自飽和電抗器的噪音水平約為 80dB，需要裝在隔音室內(nèi)。7.成套的 SVC沒有一定的標準，但組成 SVC的各項部件則有各自的標準，如自飽和電抗器的標準大部分和電力變壓器相同，只是飽和曲線的斜率、諧波和噪音水平等的規(guī)定有所不同。由于自飽和電抗器的可靠性高、電子元件少、維護方便，同時我國有一定條件的電力變壓器廠都能制造，所以我國應(yīng)迅速發(fā)展自飽和電抗器式的 SVC。我國原能源部電力科學研究院研制成功的兩套自飽和電抗器式 SVC已用于軋機沖擊負荷的補償。第 4.0.11條 諧波電力系統(tǒng)的危害一般有：1.交流發(fā)電機、變壓器、電動機、線路等增加損耗；2.電容器、電纜絕緣損壞；3.電子計算機失控，電子設(shè)備誤觸發(fā)，電子元件測試無法進行；4.繼電保護誤動作或拒動；5.感應(yīng)型電度表計量不準確；6.電力系統(tǒng)干擾通訊線路。關(guān)于電力系統(tǒng)的諧波限制，各工業(yè)化國家由于考慮問題不同，所采用的指標類型、限值有很大的差別。如諧波次數(shù)，低次一般取 2，最高次則 19、25、40、50 不等，有些國家不作限制，而西德只取 5、7、11、13 次。在所用指標上，有的只規(guī)定一個指標，如前蘇聯(lián)只規(guī)定了總的電壓畸變值不大于 5%，而美國則就不同電壓等級和供電系統(tǒng)分別規(guī)定了電壓畸變值，英國則規(guī)定三級限制標準等。近期各國正在對諧波的限值不斷制訂更完善和嚴格的要求，但還沒有國際公認的推薦標準。我國國家標準諧波限值，目前正由有關(guān)部門進行研究制訂。23現(xiàn)介紹一些國外的諧波限值的具體規(guī)定：1英國電氣委員會工程技術(shù)導則 G5/3。第一級規(guī)定：按表 4.0.11-1規(guī)定，供電部門可不必考慮諧波電流的產(chǎn)生情況。第一級規(guī)定中換流器和交流調(diào)壓器最大容量 表 4.0.11-1三相換流器(kvA) 三相交流調(diào)壓器(kvA)供電電壓(kv) 3脈沖 6脈沖 12脈沖 6組可控硅 3組可控硅 3組二極管0.415 8 12 14 100.6和 11 85 130 250 150 100第二級規(guī)定：設(shè)備容量如超過第一級規(guī)定，但滿足下列規(guī)定時，允許接入供電系統(tǒng)。（1）用戶全部設(shè)備在安裝處任何相上所產(chǎn)生的諧波電流都不超過表 4.0.11-2中所列數(shù)值；（2）新負荷接入系統(tǒng)之前在公共點的諧波電壓不超過表 4.0.11-3值的 75%；（3）短路容量不是太小。第二級規(guī)定的用戶接入系統(tǒng)處的諧波電流允許值 表 4.0.11-2諧波電流次數(shù)及限值（有效值 A）供電電壓(kv) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 190.415 48 34 22 59 11 40 9 8 7 19 6 16 5 5 5 6 4 66.6和 11 13 8 6 10 4 8 3 3 3 7 2 6 2 2 2 2 1 132 11 7 5 9 4 6 3 2 2 6 2 5 2 1 1 2 1 1132 5 4 3 4 2 3 1 1 1 3 1 3 1 1 1 1 1 1第三級規(guī)定：接上新負載后的電壓畸變不應(yīng)超過表 4.0.11-3的規(guī)定。242 美國國家標準 ANSI/IEEE Std519-1981靜止換流器諧波控制和無功補償導則，其電力系統(tǒng)電壓畸變限值見表 4.0.11-4及表 4.1.11-5。3 日本電力會社的規(guī)定。其高次諧波電壓限值見表 4.0.11-6。4 西德 VDEN標準。其電壓畸變限值見表 4.0.11-7。條文提出對降低電網(wǎng)電壓正弦波畸變率的措施，說明如下：25第一款。由短路容量較大的電網(wǎng)供電，一般指由電壓等級高的電網(wǎng)供電和由主變壓器大的電網(wǎng)供電。電網(wǎng)短路容量大，則承受非線性負荷的能力高。第二款。1.整流變壓器的相數(shù)多，整流脈沖數(shù)也隨之增多。也可由安排整流變壓器二次側(cè)的接線方式來增加整流脈沖數(shù)。例如有一臺整流變壓器，二次側(cè)有△和 Y三相線圈各一組，各接三相橋式整流器，把這兩個整流器的直流輸出串聯(lián)或并聯(lián)(加平衡電抗)接到直流負荷，即可得到十二脈沖整流電路。整流脈沖數(shù)越高，次數(shù)低的諧波被消去，變壓器一次側(cè)諧波含量越小。2.例如有兩臺 Y/△Y 整流變壓器，若將其中一臺加移相線圈，使兩臺變壓器的一次側(cè)主線圈有 15°相角差，兩臺的綜合效應(yīng)在理論上可大大改善向電力系統(tǒng)注入諧波。3.因靜止整流器的直流負荷一般不經(jīng)常波動，諧波的次數(shù)和含量不經(jīng)常變更，故宜按諧波次數(shù)裝設(shè)分流濾波器。濾波器由 L-C-R電路組成，系列用串聯(lián)諧振原理，各調(diào)諧在諧振頻率為需要消除的諧波的次數(shù)。有的還裝有一組高通濾波器，以消除更高次數(shù)的諧波。這種方法設(shè)備費用和占地面積較多，設(shè)計時應(yīng)注意。第三款。參看第 6.0.7條說明。第 4.0.12條 關(guān)于三相電壓和電流的不對稱度限值，我國尚未制訂國家標準。第一款。是一般設(shè)計原則。第二款。是向設(shè)計人員提供具體的準則，設(shè)計由公共低壓電網(wǎng)供電的 220V照明用戶時，在什么情況下可以單相供電。本款的規(guī)定是華東各省市供電局的現(xiàn)行做法，照明用戶或若干照明用戶合用一個進線點，電流小于或等于 30A的，用單相 220V供電。上流沿用此辦法 30余年，未發(fā)現(xiàn)弊病，線路投資明顯減少，線路損耗也