1、內(nèi)容提要：本章介紹了用戶供電系統(tǒng)的電力負荷和負荷補償，介紹了供電電壓和電源的選擇，變電所的主接線和二次布線，介紹了配電系統(tǒng)的設(shè)置補償，最后簡要介紹了供電系統(tǒng)的節(jié)電和電能質(zhì)量控制。第2章用戶供電系統(tǒng)、第2章用戶供電系統(tǒng)、第1節(jié)電力負荷和負荷補正算第2節(jié)供電電壓和電源的選擇第3節(jié)用戶變電所第4節(jié)變電所的電主接線第5節(jié)變電所的二次接線第6節(jié)高低壓配電網(wǎng)第7節(jié)用戶供電系統(tǒng)的電力損失和節(jié)約第8節(jié)供電系統(tǒng)的方案比較、第1節(jié)電力負荷和負荷補正算一、 與負載有關(guān)的基本概念是： a )連續(xù)運轉(zhuǎn)動作系統(tǒng)b )短期運轉(zhuǎn)動作系統(tǒng)c )斷續(xù)周期動作系統(tǒng)：負載持續(xù)率(臨時負載率) FC，1 .設(shè)備安裝容量、設(shè)備安裝容量P

2、N (也稱為設(shè)備電力)是連續(xù)運轉(zhuǎn)的消耗電力設(shè)備標牌上的標稱電力PE。 使用的電氣設(shè)備有不同的運行工作制，必須用設(shè)備銘牌的電力換算。設(shè)備安裝容量的確定、短時間工作控制重復(fù)的設(shè)備容量電動葫蘆起重機針織面料用電滾子：電焊機及電焊電壓互感器、長時間工作控制和短時間工作控制的設(shè)備容量： PN.M=PE，(2)電焊機的設(shè)備安裝容量電焊機是短時間工作控制重復(fù)的設(shè)備，其設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算， 2臺電焊機解： (1)由于金屬切削工作母機的設(shè)備安裝容量金屬切削工作母機是長期連續(xù)工作制設(shè)備，20臺金屬切削工作母機的總?cè)萘繛?，有實例的小批量生產(chǎn)工廠的380V生產(chǎn)線上連接有20臺(其中10.5kW-4臺、7.5kW-8臺

3、、5kW-8臺)金屬切削機床(3) 電動葫蘆起重機的設(shè)備安裝容量電動葫蘆起重機為重復(fù)短時工作制設(shè)備，其設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算，故1臺電動葫蘆起重機的容量為： (4)工廠的總設(shè)備安裝容量為：某小批量生產(chǎn)工廠的380V線路上連接有金屬切削工作母機的修訂20臺(其中10.5kW-4臺，7.2 .負載和負荷曲線、電力負荷： ) 電力負荷隨時間變化的曲線叫做負荷曲線。圖2-1日負荷曲線和年負荷曲線a )日有效負荷曲線b )年有效負荷曲線、負荷曲線作用負荷曲線分類：按作圖方式。 按電力的性質(zhì)分開。 按時間分開。 3 .平均負載、最大負載、有效載重和校正負載、(1)平均負載Pav、(2)最大負載Pmax、(3)

4、有效載重Pe、平均負載和最大負載、電力用戶的實際負載不等于用戶所有電功耗設(shè)備的額定功率之和。 在用戶供電系統(tǒng)的設(shè)定糾正中，首先需要找到這些個的電功耗設(shè)備的等效負荷。 等效：實際變動負荷引起的最大熱效果與等效負荷引起的熱效應(yīng)相等，或者實際負荷引起的最大溫度上升與等效負荷引起的溫度上升相等。 在供電系統(tǒng)設(shè)定修正中，將等效負荷稱為修正負荷Pc。 補正負荷可以作為供電系統(tǒng)的設(shè)定補正和電氣設(shè)備的選擇依據(jù)。 (4)負載Pc，4 .負載系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)和形狀系數(shù)、(1)負載系數(shù)、(2)利用系數(shù)、(3)需要系數(shù)、(4)形狀系數(shù)1 )將電功耗設(shè)備分組，求出各電功耗設(shè)備組的總安裝容量其理論依據(jù)是相似性原理

5、。 所謂負荷修正算，是求修正算負荷Pc，Qc，Sc和Ic負荷修正算的方法，需要系數(shù)法，尺二項式法，附加系數(shù)法等。 其中，系數(shù)法的適用最寬是必要的。 三、需要負荷的補正，一臺電氣設(shè)備的補正負荷，從電氣設(shè)備銘牌給出的功率因數(shù)角的正切值，2用電氣設(shè)備組的補正負荷，系數(shù)法的適用范圍。 設(shè)備臺數(shù)少的處理。3配電干線的補正負荷、4工廠或者全工廠電壓互感器的低壓側(cè)的補正負荷、5工廠或者全工廠電壓互感器的高壓側(cè)的補正負荷、6單相用電氣設(shè)備的補正負荷的確定、單相用電氣設(shè)備的總?cè)萘啃∮谌嘣O(shè)備的總?cè)萘康?5時，可以直接用三相平衡負荷補正的單相用電氣設(shè)備的總?cè)萘看笥谌嘤秒姎庠O(shè)備的總?cè)萘康?5 單相設(shè)備連接相電壓單

6、相設(shè)備連接線電壓、四、功率因數(shù)及其提高、1 )瞬時功率因數(shù)、1功率因數(shù)分類和校正、2 )平均功率因數(shù)、3 )自然力率4 )總功率因數(shù)、(1)傳送到系統(tǒng)的總電流增加。 (2)增加輸電線路中的有功功率損耗和功率損耗。 (3)線路的電壓損失增大。 (4)發(fā)電機輸出功率相對下降。2功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響、3功率因數(shù)的提高、高壓：功率因數(shù)在0.9以上的其他用戶：功率因數(shù)在0.85以上。手動補償無功功率，提高自然力率，提高功率因數(shù)，1 )采用提高自然力率，降低各電功耗設(shè)備所需無功功率的措施：電滾子減輕空載運行負載使不得電力變壓器在輕負載運行下不要更改輕負載電機的接線，2 ) 手動補償無功功率手動補償無功

7、功率，當采用提高電氣設(shè)備自然力效率的方法仍未達到供電規(guī)則要求的數(shù)值時，需要設(shè)置專用無功補償電源，手動補償無功功率。 手動補償無功功率的方法主要有以下三種：并聯(lián)電容器補償、同步電滾子補償、動態(tài)無功補償、電容器補償原理和方式、無功補償應(yīng)遵循就近平衡的原則。 補償裝置應(yīng)盡可能接近無效負載。 根據(jù)補償電容器的安裝位置，分為內(nèi)蕾絲花邊補償和集中補償。 原理：接受前感后方法：并聯(lián)靜電電容器，電容器的補償方式，輸入蕾絲花邊補償：優(yōu)點：補償效果最好。 缺點：電容器利用率低。 集中補償：優(yōu)點：電容器利用率高。 缺點：補償效果差一點。 具體分為組集中補償、低壓集中補償、高壓集中補償。 低壓集中補償：補償6(10)

8、kV電壓互感器的低壓側(cè)的無功功率。 高壓集中補償：補償高壓用電氣設(shè)備的無功功率和6(10)kV電壓互感器的無功損耗。圖2-3決定補償電容器的配置方式、各補償方式的補償范圍、5補償電容和補償后校正運算負荷的校正運算、(1)補償電容的校正運算、(2)補償后校正運算負荷的校正運算、電容器的個數(shù)，補償后總無效校正運算負荷為補償后的預(yù)測校正運算，例如圖2-4的負荷校正運算例圖、(1)通風(fēng)機： pn=29kkkn 顯示查找表為Kd0.85和tan=0.75，(2)射頻加熱設(shè)備射頻加熱設(shè)備： PN=80kW熱加工機： PN=28kW，顯示查找表為Kd=0.25和tan=1.52。 因此，1 .電氣設(shè)備組負載

9、修正運算、(4)點熔接機點熔接機： PN=90kW、顯示查找表為Kd=0.35和tan=1.33，因此，1變電所各組的負載的同步系數(shù)為K=0.90、1變電所電壓互感器損耗、1變電所高壓側(cè)校正負載、3 .低壓集中補償電容的校正運算、4 .變電所高壓側(cè)校正負載、全工廠負載的同步系數(shù)為K=0.90，因此，5 .全工廠總校正運算負載、第2節(jié)供電電壓和電源的選擇(2)具有多個集中負載線路的電壓損耗、總電壓損耗， 用各負載功率進行補償：線路截面全長相等，則負載距離、二、電壓、負載電容和傳輸距離的關(guān)系，由于導(dǎo)線截面的限制和線路電壓損耗的要求，每個標稱電壓線路的輸電能力是有限的。 1 )對于截面a的引線，如果

10、設(shè)可搭載的最大電流為Imax，則其可輸送的最大電力為：例如，對于截面240mm2的鋁芯架線，如果設(shè)在滿足經(jīng)濟性的條件下可容許的最大電流為216A，負載功率因數(shù)為0.8，則為10kV電壓2 ) 根據(jù)線路電壓損失的要求確定傳輸距離：例如對于截面為240mm2的鋁芯架線，設(shè)線間幾何距離為1m，負載功率因數(shù)為0.8，則10kV電壓下的最大負載距離為：最大負載下的傳輸距離為：3，電壓的選擇，一般用戶的供電電壓為610kV，中型工業(yè)企業(yè)的對于各個特殊電力需求者，在技術(shù)經(jīng)濟合理的條件下，可以考慮采用更高水平的電壓供電。 2高壓配電電壓的選擇與用戶供電系統(tǒng)的高壓配電電壓一樣，采用610kV。 建議10kV的用

11、戶有多臺6kV用的電氣設(shè)備，容量大，技術(shù)經(jīng)濟合理的情況下，采用6kV。 3低壓配電電壓的選擇，在我國為380220V。 礦山、油田等特殊情況下，電功耗可采用660380V或1140/660V。 四、電源的選擇是根據(jù)電氣設(shè)備供電可靠性的要求選擇供電電源、1負載等級、(1)一次負載(牛鼻子負載)、(2)二次負載(牛鼻子負載)、(3)三次負載(一般負載)、(2電源的正常電源。 應(yīng)急電源。 一次負載由兩個獨立的電源提供，有特別要求的一次負載，需要增設(shè)緊急電源。 二次負載由二次電路供電的三次負載對供電方式?jīng)]有特別的要求。 獨立電源是指不受其他電源影響的電源。 具備以下條件的電廠或變電所不同母線都屬于獨立

12、電源：各母線的電源來自不同的發(fā)電機，并隨后輸入變更分配的各個環(huán)節(jié)都是排隊運行。 母線段之間沒有聯(lián)系，或者即使有聯(lián)系，當一方母線發(fā)生故障時，可以自動切斷聯(lián)系，不會影響其他母線的繼續(xù)供電。第三節(jié)用戶變電所，圖2-7用戶供電系統(tǒng)配置分塊圖1總降壓變電所2配電所310(6)kV變電所4高壓用電氣設(shè)備，一、變電所的作用和配置，變電所的主要作用是降低電壓、配電。 用戶變電所按電壓等級：總降壓變電所和10(6)kV變電所(在工業(yè)企業(yè)中稱為工廠變電所)。 高低壓開關(guān)、配電線路、測量保護設(shè)備等是變電所的主要電氣設(shè)備。 安全、可靠、合理、經(jīng)濟是用戶對供電系統(tǒng)的基本要求，也是用戶變電所的要求。 二、變電所的設(shè)置和位

13、置的確定，1總降壓變電所或總配電所，當用戶供電電壓在35kV以上時，應(yīng)考慮設(shè)置總降壓變電所。 有12臺電壓互感器。 供電電壓為10(6)kV，有多臺高壓用電氣設(shè)備時，最好設(shè)置總配電所。 對于負荷小的小規(guī)模用戶，可以合并總配電所和某10(6)kV變電所，擴展到配電所，或只設(shè)置一個獨立型變電所。 總降壓變電所的位置必須接近負載中心，適當接近電源的接通方向。、210(6)kV變電所、10(6)kV變電所(工廠變電所)的設(shè)置主要取決于工廠(或小區(qū))負荷的大小、工廠(或小區(qū))間的距離。 1個10(6)kV變電所一般設(shè)有12臺電壓互感器，1臺電壓互感器的容量一般在1600kVA以下。10(6)kV變電所的

14、形式，帶獨立變電所的變電所箱形變電所地下變電所，按三、電壓互感器的選擇、電力變壓器分類：繞組形式分為二繞組電壓互感器、三繞組變壓器和自耦合變壓器。 可根據(jù)相數(shù)分為單相電壓互感器、三相變壓器、多相電壓互感器。 按制冷方式分為油浸自冷、油浸風(fēng)冷、浸水冷和空氣自冷等。 根據(jù)不同的絕緣介質(zhì)有油浸式電壓互感器、干式變壓器和充氣電壓互感器等。 根據(jù)調(diào)壓方式，分為有負載調(diào)壓變壓器、無勵磁調(diào)壓變壓器。 根據(jù)中性點的絕緣水平，分為全隔離變壓器和半隔離變壓器。單相電壓互感器、三相電力變壓器、油浸電壓互感器、干式變壓器、三、電壓互感器選擇，并選擇低損耗能源節(jié)約型。 調(diào)壓方式的選擇。 繞組形式的選擇。 選定電壓互感器

15、臺數(shù)。 確定電壓互感器容量。 選擇電壓互感器的線圈接線模式。 三、電壓互感器的選擇、一電壓互感器的過載能力、正常過載事故過載、自然循環(huán)油冷二繞組電壓互感器的允許過載百分率、電壓互感器急救時的允許過載百分率和時間、三、電壓互感器的選擇、二電壓互感器的經(jīng)濟運行、電壓互感器的經(jīng)濟運行，是變壓器運行中傳輸單位kVA產(chǎn)生的有效功率損失最小的。 電壓互感器的經(jīng)濟運行與電壓互感器的負荷率有關(guān)，通常單一電壓互感器的經(jīng)濟運行負荷率約為70。 多臺并聯(lián)運轉(zhuǎn)的電壓互感器也存在經(jīng)濟運行的問題。3電壓互感器數(shù)的選擇、電壓互感器臺數(shù)的選擇：通常為12臺。 一、二次負荷大時，請采用2臺。 另一方面，二次負載小，可以從低壓側(cè)

16、取出容量一盞茶的應(yīng)用備份電源，也可以設(shè)置1臺。 三級負荷時，通常采用一臺。 但是，如果負荷大或者認為經(jīng)濟合理，也可以采用2臺。三、電壓互感器的選擇、三電壓互感器容量的選擇、單一電壓互感器的額定容量必須在修正負荷以上。 兩臺并聯(lián)運轉(zhuǎn)的電壓互感器應(yīng)滿足以下容量： 3、電壓互感器選擇、3電壓互感器容量選擇、兩臺電壓互感器安裝的變電所、兩臺電壓互感器等。 其單個電壓互感器的容量選擇基于其備用方式。 明備用：一方的電壓互感器工作，另一方的電壓互感器停止做備用。 此時，認為兩個電壓互感器的最大負荷時的電壓互感器負荷率都是100。 暗備用：兩臺電壓互感器開始在云同步上運行，通常一臺電壓互感器各承擔約全負荷的50。 此時，希望用全最大負載的70來選定每臺電壓互感器的容量。 黑暗的備用應(yīng)用很廣泛！ 四、變電所的主要電氣設(shè)備由一次設(shè)備和二次設(shè)備組成：一次設(shè)備：指直接生產(chǎn)、運輸、分配電能的設(shè)備。 包括電壓互感器、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、并聯(lián)補償電力電容器、電力電纜、輸電線路、母線等。 也稱為一次部分。 二次設(shè)備：監(jiān)視、測量、控制、保護一次設(shè)備的運行狀態(tài)的輔助電氣設(shè)備稱為二次設(shè)備。 包括量測儀器、控制信號電路、繼電保護裝置、剎車器裝置、遠程裝置等。 也稱為二次部分。 通常從電壓傳感器、電流傳感器、