注册电气考试系列讲座---供配电系统设计

供配电系统设计

n   供配电系统设计应贯彻执行国家的技术经济政策，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。

n   供配电系统设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。

供配电系统设计

n   供配电系统设计应根据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，以近期为主。

n   供配电系统设计应采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。

负荷分级及供电要求

n   电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定：

一级负荷

n    一、符合下列情况之一时，应为一级负荷：
１．中断供电将造成人身伤亡时。
２．中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。
３．中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。

二级负荷、三级负荷

n    符合下列情况之一时，应为二级负荷：
１．中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。
２．中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。
三、不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。

一级负荷的供电电源

n   一、一级负荷应由两个电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。

n   二、一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统。

二级负荷的供电系统

n   二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6KV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。

应急电源类型

n   可作为应急电源的电源类型：

一、独立于正常电源的发电机组。

二、供电网络中独立于正常电源的专用

的馈电线路。

三、蓄电池。

四、干电池。

根据允许中断供电的时间
选用应急电源

n   一、允许中断供电时间为15s以上的供电，可选用快速自启动的发电机组。

n   二、自投装置的动作时间能满足允许中断供电时间的，可选用带有自动投入装置的独立于正

    常电源的专用馈电线路。

n   三、允许中断供电时间为毫秒级的供电，可选用蓄电池静止型不间断供电装置、蓄电池机械贮能电机型不间断供电装置。

供配电系统设计应注意的问题

n   应急电源与正常电源之间必须采取防止并列运行的措施。

n   供配电系统的设计，除一级负荷中特别重要负荷外，不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计。

n   需要两回电源线路的用电单位，宜采用同级电压供电。

供配电系统设计应注意的问题

n   有一级负荷的用电单位当难以从地区电力网取得两个电源而有可能从邻近单位取得第二电源时，宜从该单位取得第二电源。

n    同时供电的两回及以上供配电线路中一回路中断供电时，其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷。

n   供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级。

供配电系统设计应注意的问题

n    高压配电系统宜采用放射式。根据变压器的容量、分布及地理环境等情况，亦可采用树干式或环式。

n   据负荷的容量和分布，配变电所宜靠近负荷中心。当配电电压为35KV时亦可采用直降至220~380V配电电压。

n   在用电单位内部邻近的变电所之间宜设置低压联络线。

供电、用电电压的确定

n   用电单位的供电电压应根据用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、当地公共电网现状及其发展规划等因素，经技术经济比较确定。

n   当供电电压为35KV及以上时，用电单位的一级配电电压应采用10KV；当6KV用电设备的总容量较大，选用6KV经济合理时，宜采用6KV。低压配电电压（二级）应采用220~380V。

电压选择和电能质量

n   正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值（以额定电压的百分数表示）宜符合下列要求：

一、电动机为±５％。

二、照明：在一般工作场所为±5%；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为＋5%、－10%；应急照明、道路照明和警卫照明等为＋5%、－10%。

三、其它用电设备当无特殊规定时为±5%。

电压选择和电能质量

n   供配电系统的设计为减小电压偏差，应符合下列要求：

一、正确选择变压器的变压比和电压分接头。

二、降低系统阻抗。

三、采取补偿无功功率措施。

四、宜使三相负荷平衡。

有载调压变压器的选用

n   变电所中的变压器在下列情况之一时，应采用有载调压变压器：
一、35KV以上电压的变电所中的降压变压器，直接向35KV、10(6)KV电网送电时。
二、35KV降压变电所的主变压器，在电压偏差不能满足要求时。

有载调压变压器的选用

n   10(6)KV配电变压器不宜采用有载调压变压器；但在当地10(6)KV电源电压偏差不能满足要求，且用电单位有对电压要求严格的设备，单独设置调压装置技术经济不合理时，亦可采用10(6)KV有载调压变压器。

n   电压偏差应符合用电设备端电压的要求，35KV以上电网的有载调压宜实行逆调压方式。逆调压的范围宜为额定电压的0～＋5%。

冲击性负荷的供电措施

n   为了降低冲击性负荷引起的电网电压波动和电压闪变（不包括电动机启动时允许的电压下降），宜采取下列措施：
一、采用专线供电。
二、与其它负荷共享配电线路时，降低配电线路阻抗。
三、较大功率的冲击性负荷或冲击性负荷群与对电压波动、闪变敏感的负荷分别由不同的变压器供电。
四、对于大功率电弧炉的炉用变压器由短路容量较大的电网供电。

控制谐波引起的电压波形畸变

n    控制各类非线性用电设备所产生的谐波引起的电网电压正弦波形畸变率，宜采取下列措施：
一、各类大功率非线性用电设备变压器由短路容量较大的电网供电。
二、对大功率静止整流器，采取下列措施：
１．提高整流变压器二次侧的相数和增加整流器的整流脉冲数。
２．多台相数相同的整流装置，使整流变压器的二次侧有适当的相角差。
３．按谐波次数装设分流滤波器。

  三、选用D，yn11结线组别的三相配电变压器。

供配电设计中无功补偿  

n   采用电力电容器作为无功补偿装置时，宜就地平衡补偿，低压部分的无功功率宜由低压电容器补偿；高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿。容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率宜单独就地补偿。补偿基本无功功率的电容器组，宜在配变电所内集中补偿。在环境正常的车间内，低压电容器宜分散补偿。

供配电设计中无功补偿

n   电容器分组时，应满足下列要求：
一、分组电容器投切时，不应产生谐振。
二、适当减少分组组数和加大分组容量。
三、应与配套设备的技术参数相适应。
四、应满足电压偏差的允许范围。

低压配电系统的接线方式

n   第6.0.1条 压配电电压应采用220~380V。带电导体系统的型式宜采用单相二线制、两相三线制、三相三线制和三相四线制。

n   第6.0.2条 在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，且无特殊要求时，宜采用树干式配电。

n   第6.0.3   条用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的车间、建筑物内，宜采用放射式配电。

低压配电系统的接线方式

n    第6.0.4条   当部分用电设备距供电点较远，而彼此相距很近、容量很小的次要用电设备，可采用链式配电，但每一回路环链设备不宜超过5台，其总容量不宜超过10KW。容量较小用电设备的插座，采用链式配电时，每一条环链回路的设备数量可适当增加。

n    第6.0.5条   在高层建筑物内，当向楼层各配电点供电时，宜采用分区树干式配电；但部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式配电。

n    第6.0.6条   平行的生产流水线或互为备用的生产机组，根据生产要求，宜由不同的回路配电；同一生产流水线的各用电设备，宜由同一回路配电。

低压电网中TN及TT系统接地型式

n   在TN及TT系统接地型式的低压电网中，宜选用D，yn11结线组别的三相变压器作为配电变压器。
注：ＴＮ系统在此系统内，电源有一点与地直接连接，负荷侧电气装置的外露可导电部分则通过保护线（PE线）与该点连接。其定义应符合现行国家标准《电力装置的接地设计规范》的规定。TT系统在此系统内，电源有一点与地直接连接，负荷侧电气装置的外露可导电部分连接的接地极和电源的接地极无电气联系。其定义应符合现行国家标准《电力装置的接地设计规范》的规定。