3供電(ɡònɡdiàn)與配電系統精品資料目錄負荷分級與供電要求1電壓與電壓質量2電力系統中性點運行方式及低壓供配電接地形式3供配電線路結構形式4變配電所及其主結線5負荷計算6短路電流計算7精品資料上次(shànɡcì)課內容回顧3.1負荷(fùhè)分級與供電要求1、電力系統的基本概念建筑供配電的基本要求是：安全、可靠、優質、經濟、合理。2、電力系統組成電力系統是由發電、輸電、變電、配電和用電等環節組成的電能生產與消費系統。（1）電力網絡電力系統中除發電設備和用電設備以外的部分。電力網絡包括輸電、變電和配電3個環節。

（2）發電廠（3）變電所（4）配電所（5）電力線路精品資料上次課內容(nèiróng)回顧3.1負荷分級(fēnjí)與供電要求3、建筑供配電系統及其組成(1)具有高壓配電所的供電系統大型、特大型建筑設有總降壓變電站向各樓宇小變電站供電，小變電站對低壓用電設備供電。(2)只有一個變電所（或變配電所）的供電系統小型建筑設施的供電，當所需電力容量不大于1000kVA時，一般只需一個6～10kV降為220／380V的變電所。精品資料上次課內容(nèiróng)回顧3.1負荷分級(fēnjí)與供電要求3.1.1負荷分級1、一級負荷一級負荷定義2.二級負荷

二級負荷定義

3.三級負荷三級負荷定義為：不屬于一級和二級的電力負荷。

精品資料上次(shànɡcì)課內容回顧3.1負荷分級(fēnjí)與供電要求3.1.2供電要求1.一級負荷的供電要求由雙電源供電；特別重要的負荷應增設應急電源。2.二級負荷的供電要求宜用雙回線路給二級負荷供電。或由單回6KV及以上電壓等級的專用架空線路或電纜供電。精品資料上次(shànɡcì)課內容回顧3.2電壓(diànyā)與電壓(diànyā)質量3.2.1標準電壓標準電壓是一個電壓等級系列。電力系統中，通常把1000V及以下稱為低壓，1000V以上至35kV為中壓，35kV以上至220kV為高壓，220kV以上為超高壓。3.2.2電壓偏差及調整1.電壓偏差的概念

電壓偏差定義為：實際運行電壓與系統標稱電壓偏差的相對值的百分數。2.電壓偏差的允許值3.電壓偏差的調整(1)電力變壓器調壓；(2)采用無功補償調壓；(3)其他的調壓手段精品資料上次(shànɡcì)課內容回顧3.2電壓(diànyā)與電壓(diànyā)質量3.2.3電壓波動與閃變

1.電壓波動和閃變的概念與危害

電壓波動是指電網電壓的方均根值(有效值)一連串的變動或連續的變化。

閃變是指電光源照度變化對人眼形成刺激的主觀感受，是波動電壓作用于光源在一段時間內引起的積累效應。2.電壓變動的計算與限值3.閃變的限值4.電壓波動的抑制精品資料上次課內容(nèiróng)回顧3.2電壓(diànyā)與電壓(diànyā)質量3.2.4公用電網諧波1.諧波的概念及其危害電力系統工頻交流電的波形會發生畸變。2.公用電網諧波的限值與計算3.公用電網諧波的抑制措施精品資料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(bùwéi)120°時，則稱此三相電壓或電流不平衡。不平衡的三相電壓或電流，按對稱分量法（將三組不對稱分量分解成三組對稱向量之和），可分解為正序分量（a、b、c三相幅值相等，相位為a相超前b相120°，b相超前c相120°）、負序分量（a、b、c三相幅值相等，相序與正序相反）和零序分量（a、b、c三相幅值、相位均相等）。3.2電壓(diànyā)與電壓(diànyā)質量3.2.5三相不平衡性精品資料3.2電壓(diànyā)與電壓(diànyā)質量由于負序電壓的存在，使三相感應電動機產生一個反向轉矩，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(róngliàng)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。精品資料3.2電壓(diànyā)與電壓(diànyā)質量

GB／T15543—1995《電能質量·三相電壓允許不平衡度》規定：(1)正常允許2％，短時不超過4％。(2)接于公共連接點的每個用戶(yònghù)一般不得超過1.3％。1、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U2與電壓正序分量的方均根值U1的百分比值來表示，即精品資料3.2電壓(diànyā)與電壓(diànyā)質量2、改善三相不平衡的措施(1)供配電設計和安裝中，應盡量使三相負荷均衡分配。三相系統中各相安裝的單相用電設備容量之差應不超過15％。(2)將不平衡負荷接到不同(bùtónɡ)的供電點，以減小其集中連接造成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對三相不平衡度的影響可大大減小。(4)采用可調的平衡化裝置平衡化裝置包括：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（SVG)。精品資料1.頻率偏差及其危害我國電力系統的標稱頻率(即工頻頻率)是50Hz，系統中所有設備按照此頻率設計、制造并運行(yùnxíng)。標稱頻率就是指系統設計選定的頻率。電力系統在運行(yùnxíng)當中，實際頻率與標稱頻率之間可能有偏差，這個差值為頻率偏差。

3.2電壓(diànyā)與電壓(diànyā)質量3.2.6電網頻率精品資料3.2電壓(diànyā)與電壓(diànyā)質量頻率偏差影響電力系統的工頻頻率與發電機組轉速嚴格對應，而發電機組的轉速取決于輸入、輸出(shūchū)能量的平衡，且具有機械慣性。這樣，發電機發出的功率與用電設備、線路消耗的電能之間的平衡，關系到工頻頻率的變化。當系統用電超過或低于發電廠的出力時，電力系統的頻率就要降低或升高，發電廠出力變化也同樣會引起系統頻率的改變。

精品資料3.2電壓(diànyā)與電壓(diànyā)質量頻率偏差影響系統低頻率運行，會降低發電、供電、用電設備的效率，影響產品質量(chǎnpǐnzhìliànɡ)，對許多設備造成積累性疲勞傷害，如汽輪機的葉片振動加大而產生裂紋，以致斷裂事故等等。系統頻率大幅度低于標稱值時，將威脅系統的安全穩定，能引起電壓崩潰。系統高頻率運行，可增加系統和用戶的無謂損耗，使旋轉、往復動作設備超速運轉，造成毀滅性傷害等等。精品資料3.2電壓(diànyā)與電壓(diànyā)質量2.頻率偏差限值與頻率調整GB/T15945-2008標準中規定：①電力系統正常運行下頻率偏差的限值為±0.2HZ，當系統的容量較小時，可放寬到±0.5HZ。②周期性或非周期性的快速從電力系統中取用功率(gōnglǜ)的沖擊性負荷，引起系統頻率變化的限值為±0.2HZ。為防止系統在低于或高于標稱頻率下運行，要求提高負荷預測精度，減小計劃發出電力與實際負荷的偏差，進一步發揮自動發電控制(AGC)的作用。電力系統運行時的頻率調整可有一次調頻、二次調頻等。精品資料在三相交流電力系統中，當作為供電電源的發電機或變壓器的三相繞組為星形連接時中性點有三種(sānzhǒnɡ)運行方式：（1）電源中性點不接地（2）中性點經阻抗接地（3）中性點直接接地前兩種稱為小接地電流系統，后一種稱為大接地電流系統。3.3電力系統中性點運行方式及低壓(dīyā)供配電接地形式3.3.1電力系統中性點運行方式精品資料3.3電力系統中性點運行(yùnxíng)方式及低壓供配電接地形式1.中性點不接地系統即系統中所有電源的中性點都不接地，如圖3.1所示。線路正常運行時，對地有分布電容存在(cúnzài)，此時相電壓對稱，三個相的對地電容電流Ico也對稱。這樣，三個相的對地電容電流的相量和為零，大地中沒有電流流過。各相的對地電壓為其相電壓。精品資料3.3電力系統中性點運行方式(fāngshì)及低壓供配電接地形式當系統發生單相接地故障(gùzhàng)時，假設L3相接地，則L3相對地電壓為零，如圖3.2所示。L1相對地電壓：（3-13）L2相對地電壓：（3-14）

圖3.2單相接地時中性點不接地系統的電路與相量圖

精品資料3.3電力系統中性點運行方式及低壓(dīyā)供配電接地形式由圖可知，L3相接地(jiēdì)時，非故障L1、L2兩相對地電壓都由相電壓升高到線電壓，即升高了倍。L3相接地(jiēdì)時的接地(jiēdì)電流：（3-15）

圖3.2單相接地時中性點不接地系統的電路與相量圖

精品資料3.3電力系統中性點運行方式及低壓供配電接地(jiēdì)形式由上式可看出，接地電流有效值是故障(gùzhàng)時非故障(gùzhàng)對地電容電流有效值的倍，故障(gùzhàng)時非故障(gùzhàng)對地電容電流有效值又是正常下對地電容電流有效值的倍，所以中性點不接地系統中單相接地電流的有效值是正常下對地電容電流有效值的3倍，即：（3-16）一般電纜的單位電容為200～400pF/m左右，架空線單位電容為5～6pF/m，電纜線路的接地電容電流是同等長度架空線路的37倍左右。電纜線路單相接地電流有效值的經驗計算公式為：（3-17）式中：系統標稱電壓，kV。電纜長度，km。

精品資料3.3電力系統中性點運行方式及低壓供配電接地(jiēdì)形式由(3-17)式可類推出架空線以及電纜、架空混合線路的單相接地電流有效值公式。顯然，當中性點不接地系統中發生單相接地故障時，接地電流為電容性電流，數值較小，不構成短路；并且故障時系統線電壓的對稱性也沒遭受破壞，所以三相用電設備仍能正常運行；為防止(fángzhǐ)絕緣損壞及再有一相發生接地時，造成兩相接地短路事故，在中性點不接地系統中，要裝設專門的絕緣監視裝置和單相接地保護。當系統發生單相接地故障時，絕緣監視裝置動作于信號，提醒運行人員及時處理故障；當有可能危及人身及設備安全時，則采用零序的單相接地保護，動作于跳閘。在我國的中壓系統特別是3～10kV，一般采用中性點不接地的運行方式。我國的低壓系統中也有中性點不接地的形式。精品資料3.3電力系統中性點運行方式及低壓(dīyā)供配電接地形式2.中性點經消弧線圈(阻抗)接地系統中性點不接地系統當線路較長、回路多、電網比較龐大時，發生單相接地的接地電流較大，會在接地點形成斷續電弧，引起危險的過電壓。因此，在單相接地的電容性電流大于規定值的電力系統中，電源(diànyuán)中性點必須采取經消弧線圈接地的運行方式，如圖3.3所示。精品資料3.3電力系統(diànlìxìtǒnɡ)中性點運行方式及低壓供配電接地形式消弧線圈實際上是一個單相(分匝式或連續可調型)電抗器，接于電源中性點與大地之間。系統發生單相接地時，接地點的電流為接地電容電流與消弧線圈電感(diànɡǎn)電流之和，兩電流相互抵消，小于生弧電流，沒有電弧產生。中性點不接地系統和中性點經消弧線圈(阻抗)接地系統發生單相接地時的接地電流較小，所以統稱為小接地電流系統。精品資料3.3電力系統中性點運行(yùnxíng)方式及低壓供配電接地形式3.中性點直接接地(jiēdì)(或經低阻抗)接地(jiēdì)系統如圖3.4所示，此系統單相接地(jiēdì)時，形成單相接地(jiēdì)短路。單相短路電流遠大于線路的正常負荷電流，因此系統單相接地(jiēdì)時，短路保護裝置動作于跳閘，切除故障。精品資料3.3電力系統中性點運行方式及低壓供配電接地(jiēdì)形式中性點直接接地系統(xìtǒng)發生單相接地時，非故障相的對地電壓不會升高。因此此系統(xìtǒng)中的供用電設備對地絕緣只需按相電壓考慮。中性點直接接地接地系統(xìtǒng)通常用于110kV及以上的超高壓系統(xìtǒng)，主要考慮的是絕緣成本。我國的低壓系統(xìtǒng)中也有中性點直接接地的形式。中性點直接接地(或經低阻抗)接地系統(xìtǒng)又稱為大接地電流系統(xìtǒng)。精品資料按IEC（國際電工委員會）規定，低壓配電系統接地制式一般由2個字母組成（必要時可加后續字母）第一個字母表示電源中性點與地的關系（T：直接接地，I：非直接接地）；第二個字母表示設備的外露可導電部分與地的關系（T：獨立于電源接地點的直接接地，N：直接與電源接地點或與該點引出的導體相聯接）；后續字母表示中性線（N線）和保護線（PE線）之間的關系（C：合并為PEN線，S：分開）因此，低壓配電系統，按保護接地形式(xíngshì)，分為TN系統、TT系統和IT系統。3.3電力系統中性點運行方式(fāngshì)及低壓供配電接地形式3.3.2低壓供配電接地型式精品資料1.TN系統TN系統為中性點直接接地的運行方式，又分為TN-C、TN-S、TN-C-S系統。TN系統中，引出(yǐnchū)有中性線(N線)、保護線(PE線)或保護中性線(PEN線)。中性線(N線)用于接相電壓用電設備，流回單相及三相不平衡電流，減小負載中性點的電位偏移。保護線(PE線)連接正常情況下不帶電，但故障下可能會帶電的并易被觸及的外露可導電部分(例如設備金屬外殼、金屬構件、構架等)，防止發生觸電，以保障人身及設備安全。保護中性線(PEN線)將中性線(N線)與保護線(PE線)的功能合二為一。PEN線在我國稱為“零線”，俗稱“地線”。3.3電力系統中性點運行方式(fāngshì)及低壓供配電接地形式精品資料3.3電力系統中性點運行(yùnxíng)方式及低壓供配電接地形式1）TN-C系統如圖3.5所示。TN-C系統又叫三相四線制系統，在我國低壓配電系統中曾經(céngjīng)應用普遍。精品資料3.3電力系統中性點運行方式(fāngshì)及低壓供配電接地形式1）TN-C系統TN-C系統從電源引出四根線，分別是：L1、L2、L3、PEN線，其中PEN線兼有的N線與PE線的作用。因PEN線中可能有不平衡電流通過，因此(yīncǐ)對設備有電磁干擾，并且PEN線斷線后，可使與其相連的外露可導電部分帶電。TN-C系統發生單相接地時構成接地短路，線路保護裝置動作，把故障切除。精品資料3.3電力系統中性點運行方式(fāngshì)及低壓供配電接地形式2）TN-S系統TN-S系統，如圖3.6所示。屬于三相五線制系統，N線與PE線分開，設備的外露可導電部分接PE線。該系統在發生單相接地短路故障時，線路的保護裝置動作，切除故障。此系統PE線上沒有(méiyǒu)電流，即使中性點偏移也沒有(méiyǒu)對地電壓。所以，TN-S系統主要用于對安全要求高、對抗電磁干擾要求高的場所。精品資料3.3電力系統中性點運行(yùnxíng)方式及低壓供配電接地形式3）TN-C-S系統此低壓供配電系統的前一部分為TN-C系統，后一部分通常從進戶總配電箱開始(kāishǐ)PEN線分開為PE和N線，形成TN-S系如圖3.7所示。該系統兼有TN-C系統和TN-S系統的特點，是廣泛采用的低壓供配電系統。一般場所采用TN-C系統，對安全要求和抗電磁干擾要求高的場所，則采用TN-S系統。在民用建筑中，許多電源進線采用的是TN-C系統，進入建筑物內變為TN-S系統。應注意的是，PEN自分開后，PE線與N線不能再合并，否則將喪失分開后形成的TN-S系統的特點。精品資料3.3電力系統中性點運行方式及低壓(dīyā)供配電接地形式2.TT系統TT系統的電源中性點直接接地，從電源也引出四根線，分別是：L1、L2、L3、N線，屬于三相四線制系統。設備的外露可導電部由各自的PE線單獨接地，如圖3.8所示。TT系統中的接地PE線各自獨立，相互無電氣聯系，沒有電磁干擾問題。該系統在發生單相接地故障時，通過故障點和工作接地構成回路形成單相短路，線路的保護動作，切除故障。該系統因絕緣不良(bùliáng)而漏電時，漏電電流可能較小，無法使線路的過電流保護動作。所以該系統要裝設靈敏度較高的漏電保護裝置。TT系統系統適用于安全要求較高，抗電磁干擾要求嚴格的場所。精品資料3.3電力系統中性點運行(yùnxíng)方式及低壓供配電接地形式3.IT系統IT系統屬于三相三線制系統，如圖3.9所示。其電源中性點不接地，或經高阻抗接地。該系統單相接地時接地電流小，能繼續供電給三相負載(fùzài)。所以主要用于對連續供電要求較高及有易燃易爆危險的場所，如礦井、醫院的手術室等等場所。精品資料1.單回路放射式結構如圖3.10所示。這種供電方式(fāngshì)的特點是每個用戶由變電所(配電所)一條線路送電過去，供電的可靠性較高。當任意一個回路故障時，由線路首端在變電所內的保護動作，不影響其它回路供電。3.4供配電線路(xiànlù)結構形式3.4.1放射式結構精品資料3.4供配電線路結構(jiégòu)形式2.雙回路放射(fàngshè)式結構對于重要的用戶(如一級負荷)，單回路放射(fàngshè)式結構不滿足供電可靠性要求，則可采用雙回路放射(fàngshè)式接線，如圖3.11所示。當雙回路放射(fàngshè)式結構采用交叉供電的形式時，可保證用戶得到兩個電源，以保證一級負荷的供電要求。此種結構形式常見于中壓和低壓供配電系統中。精品資料1.單回樹干式結構如圖3.12所示，樹干式結構就是由電源端向負荷端配出主干線，在干線上再引出數條分支線向用戶供電。樹干式結構比放射式結構要節省設備和導線。其不足之處在于，一旦干線發生故障(gùzhàng)，所有支線用戶將全部受影響，所以單回路樹干式結構一般用于向三級負荷供電。3.4供配電線路(xiànlù)結構形式3.4.2樹干式結構精品資料3.4供配電線路結構(jiégòu)形式2.雙回樹干式結構對于可靠性要求高的用戶，可采用雙回路干線對其送電。兩條干線路互為備用，可將雙回路干線引自不同的電源，如圖3.13所示。雙回樹干式結構可以向二級以上負荷供電(ɡònɡdiàn)。這種結構在中、低壓系統中應用廣泛。精品資料環式的線路結構，如圖3.14所示。常見于