(完整版)工业与民用配电设计手册

⒈负荷计算的内容和目的⒉负荷计算的方法第二节设备功率的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 ⒈单台用电设备的设备功率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 ⒉用电设备组的设备功率⒊变电所或建筑物的总设备功率⒋柴油发电机的负荷统计第三节需要系数法确定计算负荷⋯⋯⋯⋯3 ⑴用电设备组的计算负荷⑵配电干线或车间变电所的计算负荷⑶配电所或总降压变电所的计算负荷⋯⋯⋯⋯⋯7 ⑷对于台数较少的用电设备（4 台及以下）的计算负荷用系数⑸自备柴油发电机组的计算负荷第四节利用系数法确定计算负荷⋯⋯⋯⋯7 ⑴用电设备组在最大负荷班内的平均负荷⑵平均利用系数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 ⑶用电设备的有效台数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8 ⑷计算负荷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9 ⑸例1-1第五节单位面积功率法和单位指标法确定计算负荷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 ⒈单位面积功率（或负荷密度）法⒉单位指标法⒊单位产品耗电法第六节单相负荷计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12 ⒈计算原则⒉单相负荷换算为等效三相负荷的一般方法⒊单相负荷换算为等效三相负荷的简化方法⋯13 ⒋例1-2第七节电弧炉负荷计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14第八节尖峰电流的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15起动时的尖峰电流公式⑶对于自起动的一组电动机⑷供电给起重机的线路第九节企业年电能消耗量计算⋯⋯⋯⋯⋯15 ⑴用年平均负荷来确定（公式）⑵单位产品耗电量法第十节电网损耗计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯16 ⒈电网中的功率损耗⑴三相线路中有功及无功功率损耗（公式）⑵电力变压器的有功及无功功率损耗（公式）⑶变压器空载无功损耗公式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 9 ⑷变压器满载无功损耗公式⑸变压器负荷率不大于85% 时，功率损耗公式⒉电网中电能损耗⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 20⑴供电线路年有功电能损耗公式⑵变压器年有功电能损耗第十一节无功功率补偿⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯20一、提高用电设备的自然功率因数二、采用并联电力电容器补偿⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ⒈功率因数计算⑴补偿前平均功率因数公式⑵已经投入使用的用户，其平均功率因数⒉补偿容量的计算⑴补偿容量的计算方法⑵补偿计算负荷下的功率因数三、利用同步电动机补偿⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22 ⒈同步电动机输出无功功率公式一⒉同步电动机输出无功功率公式二四、电力电容器补偿、控制及安装方式的选择⋯23五、全厂负荷计算及无功功率补偿计算实例⋯⋯23第一节负荷分级及供电要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25一、规范对负荷分级的原则规定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25㈠一级负荷及一级负荷中特别重要的负荷（4 条）㈡二级负荷（2 条）㈢三级负荷、部分行业的负荷分级⒈机械工厂的负荷分级表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 26⒉民用建筑负荷分级⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 27三、一级负荷对供电电源的要求（2 条）⒈应由两个电源供电，一个电源故障时，另一个不应同时损坏⒉特别重要的负荷，还必须增设应急电源四、二级负荷对供电电源的要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27⒈应由两个电源供电，即两回线路供电，供电变压器亦应有两台⒉负荷较小地区可由一回6kV 及以上专用架空线供电；采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的电缆段供电，每根应能承受100% 的二级负荷第二节供配电系统设计要则⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29 ⒉用电单位宜设置自备电源时符合的条件（4 条）⒊应急电源与正常电源之间必须采取防止并列运行的措施（保证专用性、防止反送电）⒋除特别重要的负荷外，不应考虑电源检修时，另一个又发生故障⒌需要两回电源线路的用电单位，宜采用同级电压⒍有一级负荷的用电单位，难从地区电力网取得两个电源时，宜从临近单位取得第二电源⒎同时供电的两回及以上供配电线路中，一回中断时，其余能满足全部一级、二级负荷的用电需要同一电压供配电系统的变配电级数不宜多于两级⒏变电所、配电所宜靠近负荷中心，可将35kV 直降至220 ／380V 配电电压⒐单位内部邻近的变电所之间宜设置低压联络线⒑小负荷的一般用电单位宜纳入地区低压电网⒒冲击性负荷引起的电网电压波动和电压闪变（不含电动机起动），宜采取下列措施（4 条）⒓非线性用电设备的谐波引起的电网电压正弦波形畸变率，应采取的措施（4 条）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30 第三节高压配电系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30一、电压选择⒈3kV 及以上交流三相系统的标称电压及电气设备的最高电压值（表）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31⒉各级电压线路的送电能力（表）⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31⒊决定配电电压高低的因素⒋供电电压为35kV 及以上的单位，配电电压宜采用35kV二、接地方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯31 ㈠接地种类⒈中性点直接接地（大接地电流系统、有效接地）⑴零序电抗与正序电抗的比值X0／X1≤ 3，零序电阻与正序电抗的比值R0／X1≤ 1⑵过电压水平、设备绝缘水平低，动态电压升高不超过系统额定电压的80%⑶单相接地电流大。

供电连续性差⑷要保证任何故障，不应使系统解列为不接地⑸变压器中性点接地点的数量要求①零序电抗与正序电抗的比值X0／X1≤3，零序电阻与正序电抗的比值R0／X1≤1，以使单相接地时健全相上工频过电压不超过阀型避雷器灭弧电压②X0／X1 还应大于1～1.5，使单相接地短路⑴单台电动机、电弧炉或电焊变压器的支线尖峰电流公式⑵接有多台电动机的配电线路，只考虑一台电动机电流不超过三相短路电流⑹普通变压器中性点应经隔离开关接地、应在中性点装设避雷器保护⑺终端变电所的变压器中性点一般不接地点的残余电流不宜超过10A ，必要时电网分区。

采用过补偿方式⑶消弧线圈装设地点，不宜多台安装在一处；断开一、二回线路时，大部分不致失去补偿⑷消弧线圈的连接①直接接于YN,d 或YN,yn,d 接线的变压器中性点上，也可接在ZN,yn 接线变压器的中性点上，容量不超过三相总容量的50% ，并不得大于任一相容量②接于YN,yn 接线的变压器中性点上，容量不超过三相总容量的20%③不应接在零序磁通经铁心闭路的YN,yn 接线的变压器③无中性点或中性点未引出时，应装设专用变压器⑸两台变压器合用一台消弧线圈时，应分别经隔离开关与变压器中性点相连。

运行时只合其中一组隔离开关，避免虚幻接地现象⒋中性点经电阻接地⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 33 ⑴中性点经高电阻接地①限制单相接地故障电流，阻值数百- 数千②可消除大部分谐振过电压，限制单相间歇弧光接地过电压③单相接地故障电流小于10A ，不中断供电④系统绝缘水平较高⑤主要用于发电机回路⑵中性点经低电阻接地①用于6 ～35kV 由电缆构成的送、配电网络②阻值一般在10～20Ω ③单相接地故障电流为100 ～1000A ④用于以电缆为主，不容易发生瞬时性单相接地故障且系统电容电流比较大的配电系统⒌电网中性点各种接地方式的比较（表）㈡中性点接地方式的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯34 ⒈选择中性点接地方式时应考虑的因素（5 条）⒉系统接地要求（3 条）⑴3～10kV 不直接连接发电机的系统和35k 系统，根据单相接地故障电容电流的大小，采用不接地或消弧线圈接地方式（2 条）⑵6～35kV 主要由电缆构成的送、配电网络，单相接地故障电容电流较大时，可采用低、中电阻接地⑶6kV 和10kV 配电系统以及发电厂厂用电系统，⑵变压比和电压分接头的选择见第六章⑶35kV 降压变电所的主变压器应采用有载调压变压器，10（6）kV 不宜采用⒌按并列运行条件选择变压器变电所变压器并列运行的条件（表）⒍变压器阻抗电压（u k%）的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 40 ⑴满足系统电压偏差和电压波动要求（第六章）⑵满足限制低压系统短路电流的要求（4、11 章）㈡35kV 主变压器台数和容量的选择⋯⋯⋯⋯⋯40⒈采用三相变压器，容量按5-10 年预期选择，至少留有15%-25% 的裕量⒉有一、二级负荷的变电所中宜装设两台主变压器⒊装有两台及以上主变压器的变电所中，断开一台时，其余能保证全部一、二级负荷，且不小于60%全部负荷⒋具有三种电压的变电所中，各侧绕组的功率均达到该变压器的15%以上时，宜采用三绕组变压器⒌过载能力满足运行要求⒍变电所两台或多台主变压器经济运行的条件（表）㈢10（6）kV 配电变压器台数和容量的选择⋯⋯⋯41 ⒈宜装设两台及以上变压器的条件（3 条）⒉装有两台及以上变压器的变电所中，断开一台时，其余能保证全部一、二级负荷的用电⒊昼夜或季节性波动较大的负荷，可采用容量不一致的变压器⒋一般情况下，动力和照明宜共用变压器。

可设专用变压器的条件（6 条）㈣配电变压器能效及技术经济评价⋯⋯⋯⋯⋯41⒈配电变压器能效评价方法及基本计算公式⑴配电变压器的综合能效费用计算公式⑵配电变压器单位空载损耗的基本费用 A 系数⑶配电变压器单位负载损耗的基本费用 B 系数⑷不同功率因数及年最大负载利用小时数（Tmax）时的年最大负载损耗小时τ （表）⑸不同行业的年最大负荷利用小时数（Tmax）与年最大负载损耗小时τ的典型值（表）⋯⋯⋯⋯⋯43 ⒉计算实例二、变配电所的电气主接线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯46 ㈠主接线的一般要求⒉35kV 室内、外配电装置的接线⑴35kV 室外配电装置，有两回路电源线和两台变压器时，主接线可采用“桥形接线”①电源线路较长时，应采用内桥接线，可增设带隔离开关的跨条②电源线路较短，需切换变压器、或桥上有穿越功率时，应采用外桥⑵35kV 出线为两回路以上或采用室内配电装置，宜采用单母线或分段单母线接线⑶10（6）kV 侧宜采用单母线、分段单母线接线⒊10（6）kV 配电所主接线宜采用单母线或分段单母线接线；要求高时，可采用双母线接线⒋10（6）kV 配电所专用电源线的进线开关宜采用断路器或带熔断器的负荷开关；也可采用隔离开关或隔离触头⒌高压断路器的电源侧及可能反馈电能的一侧，必须装设高压隔离开关或隔离触头⒍高分断能力和频繁操作性能的断路器⒎10（6）kV 母线的分段处，宜装设断路器；可装设隔离开关或隔离触头组的情况（4 条）⒏10（6）kV 两配电所之间的联络线上断路器的装设要求⒐避雷器及其隔离开关的装设要求⒑每段高压母线应装设一组电压互感器，采用专用熔断器保护⒒由地区电网供电的变配电所电源进线处，宜装设计费用的专用电压、电流互感器⒓所用变压器宜采用高压熔断器保护㈡35kV 变电所的主接线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯46 常用35kV 变电所的主接线图及特点（表）⒉中性点不接地⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 32 ⑴单相接地故障电流小，供电可靠性高⑵要求系统绝缘水平较高⑶线路很长时，接地电容电流大⒊中性点经消弧线圈接地⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 32 ⑴3～63kV 电网当单相接地电流超过规定值时，可采用消弧线圈补偿电流⑵消弧线圈接地方式，正常情况下，中性点的长时间电压位移不应超过电网标称相电压的15%，故障单相接地故障电容电流较小时，可采用高电阻接地三、配电方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯35 ⒈高压配电系统宜采用放射式、也可采用树干式、环式及其组合式（各种特点）⒉10（6）kV 配电系统接线方式及特点（表）第四节变压器选择和变配电所主接线⋯⋯37 一、变压器选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37㈠变压器类型的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37 ⒈各类变压器性能比较（表）⒉按环境条件选择变压器各类变压器的适用范围和参考型号（表）⋯⋯38⒊变压器绕组连接组别的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 38 三相变压器常用连接组和适用范围（表）⒋变压器调压方式的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 39 ⑴一般应采用无载手动调压变压器㈢10(6)kV 配变电所的主接线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5010(6)kV 配变电所的主接线图及特点(表)㈣10(6)kV 配变电所主要设备的配置⋯⋯⋯⋯5110(6)kV 配变电所主要设备的配置及使用条件㈤10(6)／0.4kV 变电所的接线及电器选择⋯⋯53⒈10(6)／0.4kV 变电所高压接线常用方案⋯53⒉10(6) ／0.4kV 户内型成套变电所高、低接线方案⒊10(6) ／0.4kV 户外型成套变电所高、低接线方案⒋10(6)／0.4kV 变电所高、低压侧电器及母线规格⑴一般装设两台所用变压器，防止两台并列运行⑵允许装设一台所用变压器的情况(3 条) ⑶当所内380V 配电变压器满足要求时，可不装设专用所用变压器⑷所用变压器一般不供所外用电⒉10(6)kV 配电所⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯56⑴宜引自所内或就近的配电变压器220／380V 侧。