4 供配电系统解析

4 电源及供电系统
4.0.1 修订概要
#4.0.1用户宜设置自备电源的条件，原有四款保留，仅2款中“废气”一 词改为“废弃物 ”。 增加：“5 有设置分布式电源的条件，能源利用效率高、经济合理时。” #4.0.2 应急电源与正常电源之间，应采取防止并列运行的措施。当有特 殊要求，应急电源向正常电源转换需短暂并列运行时，应采取安全运 行的措施。 （按:强条，红字为新增。） 取消了原#3.0.5“从邻近单位取得第二电源”一条。
3.3 负荷分级和供电要求的悖论
*负荷分级以单台用电设备为基准，而供电要求则针对整个用户的电源； 这就形成一个悖论，无法理清。 例如，二级负荷最低要求以一回高压专用架空线供电，显然是指整个 用户，不适用于某一台设备。 *用户内部高、低压配电系统的接线如何满足各级负荷的要求，规范条文 并无规定。 *新版规范的条文说明中写有：“在工程设计中，特别是对大型的工矿企 业，有时对某个区域的负荷定性比确定单个的负荷特性更具有可操作 性”。接着提出了按整个生产装置的负荷特性确定负荷分级意见。最 后明确：“如果区域负荷的特性为一级负荷，则应该按照一级负荷的 供电要求对整个区域供电；如果区域负荷特性是二级负荷，则对整个 区域按照二级负荷的供电要求进行供电，对其中少量的特别重要负荷 按照规定供电。 *这就出现了三种划分法：整个用户、某一区域、生产装置或单台设备。 这种“三位一体”的负荷分级，剪不断，理还乱。
4 110kV及以下供配电系统 —以GB50052-2009为纲讲解
【卞铠生】
0 概述
0.1 本章内容
* 负荷分级与供电要求（《指导书》在3章，现移至此） * 供电电源、供电电压、供电系统设计原则 * 应急电源系统 * 电能质量及其改善措施 * 无功补偿的基本原则、容量计算；并联电容器装置
0.2 考试大纲要求和相关标准
除以上情况外，均应从电力系统取得电源。
4.2 供配电系统设计原则
#4.0.3 除一级负荷巾的特别重要负荷外. 不应按一个电源系统检修或故 障的同时另一电源也发生故障进行设计。 #4.0.4 需要两回电源线路的用户. 宜采用同级电压供电。但根据各级负 荷的不同需要和地区供电条件. 亦可采用不同电压供电。 #4.0.5 同时供电的两回及以上供配电线路中. 当有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。 #4.0.6 供配电系统应简单可靠，同一电压等级的配电级数高压不宜多于 两级；低压不宜多于三级。 #4.0.7 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。 #4.0.8 根据负荷的容量和分布，配变电所应靠近负荷中心. 当配电压为 35 kV 时， 亦可采用直降至低压配电电压。. #4.0.9 在用户内部邻近的变电所之间，宜设置低压联络线。 #4.0.10 小负荷的用户宜接人地区低压电网。.
3.1 负荷分级要点
关键词：供电可靠性；中断供电后果。 3.1.1 一级负荷 -1 人身伤害。 -2 重大损失。 -3 重要用电单位。 其中，特别重要负荷：人身伤亡、重大设备损坏、灾难性后果等。 3.1.2 二级负荷 -1 较大损失。 -2 较重要用电单位。 可见，二级负荷难以界定。 3.1.3 三级负荷 不属于一级和二级的负荷。 3.1.4 规范只做原则规定，具体分级由各行业划定。 负荷分级示例： *机械工厂见《机械工厂电力设计规范》。 *民用建筑见《民用建筑电气设计规范》。 *消防负荷见有关规范强条。 （参见《配电设计手册》和《指导书》1章强条末尾。）
3.2 供电要求要点
3.2.1 一级负荷 应由不能同时损坏的双重电源供电；必要时设自备电源。 3.2.2 特别重要负荷 双重电源，再加应急电源。 应急电源：独立的发电机组，独立的专用线路，蓄电池，干电池。 3.2.3 二级负荷 宜由两回线路供电；条件困难时，可由一回6kV及以上、专用、架 空线供电。 （三个关键词：高压、专用者可靠 ， 架空线的检修时间短。） 可见，二级负荷的供电要求难以掌握。 3.2.4 三级负荷 无特殊要求。 3.2.5 备用电源 各级负荷的备用电源设置可根据用电需要确定。 备用电源的负荷严禁接入应急供电系统。
应急电源系统接线
-1 -2 -3 -4 -5 与正常电源完全分开，严禁其他负荷接入。 应有可靠的联锁（电气+机械），防止与正常电源并列或反送。 应急线路应在末级配电箱处自投。 为便于发现故障，应急线路宜经常带电压。 应急电源应为IT系统，220V负荷应经变压器接入。
柴油发电机组的功能要求和容量选择
2.2 参考评述
区分应急电源和备用电源 ，向国际标准靠拢了一大步。如果再进一步， 把应急（安全）负荷从一级负荷中分出来，概念会更清晰。）
3.负荷分级及供电要求
3.0.1 修订概要
#3.0.1 负荷分级条文的实质改变是：一级负荷的情况改为“人身伤害”； 把 “人身伤亡”者列入一级负荷中特别重要的负荷。 其他内容基本未变，仅删去“重大损失”的举例，但移至说明。 #3.0.2（强条）一级负荷应由双重电源供电，当一电源发生故障时，另 一电源不应同时受到损坏。（按：原为“两个电源”，下同。） #3.0.3 一级负荷中特别重要的负荷的供电，应符合下列要求： 1 除应由 双重电源供电外，尚应增设应急电源，并不得将其它负荷接入应急供 电系统。 2 设备的供电电源的切换时间，应满足设备允许中断供电 的要求。（按：以上三条为“强条”。） #3.0.7…….二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路供电。（按： 取消了“两根电缆组成”的提法。） #3.0.8 各级负荷的备用电源设置可根据用电需要确定。（按：新增。） #3.0.9 备用电源的负荷严禁接入应急供电系统。 （按：新增强条.3 《供配电系统设计规范》的 特殊地位
GB50052的主要内容
1.总则；2.术语；3.负荷分级及供电要求；4.电源及供电系统；5.电压选 择和电能质量；6.无功补偿；7.低压配电 这些是供配电系统设计的纲，涉及可靠性、灵活性、经济、节能等原则 问题。因此，本规范最重要。
GB50052的特殊地位
1.计划经济时代的产物，源于前苏联电站部规程。 2.控制基本建设投资，功不可没。 3.协调供电用电关系，作用巨大，今后仍然。 4.是唯一由双方合编的、受供电部门重视的“工业与民用”电气规范。 5.双方在电能质量问题上的僵持，“抗战八年”，使全套14篇规范难产！ 6.各用电部门对负荷分级的执着，也曾使该篇在部审会议上未能通过。 7.负荷分级的条文已被很多规范标准引用，欲修订之，何其难哉！
* 考试大纲要求
熟悉供配电系统的电压等级及选择的原则； 熟悉应急电源的选择； 了解电能质量要求及改善措施； 熟悉供配电系统的接线方式及特点； 掌握无功补偿设计要求； 熟悉抑制谐波的措施； 掌握电压偏差的要求及改善措施。
考试大纲要求和相关标准（续）
* 相关规范标准
《供配电系统设计规范》 GB50052—2009 《民用建筑电气设计规范》 JGJ 16—2008 《10kV及以下变电所设计规范》GB50053—1994（2013版为20kV） 《35~110kV变电所设计规范》GB 50059-2011 《并联电容器装置设计规范》GB50227—2008 《电能质量 供电电压偏差》GB/T12325-2008 《电能质量 电压波动和闪变》GB/T12326-2008 《电能质量 公用电网谐波》GB/T14549-1993 《电能质量 三相电压不平衡》GB/T15543-2008 ……………………………………………………………………
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1.1 修订概要
总 则
（本讲稿章号与规范一致；代“#”的为规范条号。）
#1.0.2原适用范围为110kV及以下的供配电系统。修订为：适用于新建、 扩建和改建工程的用户端的供配电系统的设计。 #1.0.5 供配电系统设计应采用符合国家现行有关标准的高效节能、环保、 安全、性能先进的电气产品。
1.2 参考评述
4.0.2 参考评述
*两条修订，堪称突破。 *应急电源与正常电源并列问题，北京奥运会前曾有争论，但终获同意。 *应急电源与备用电源分开叙述为宜。
4.1 电源选择要点
#4. 0.1 符合下列条件之一时. 用户宜设置自备电源： 1 需要设置自备电源作为一级负荷中的特别重要负荷的应急电源时或 第二电源不能满足一级负荷的条件时。. 2 设置自备电源比从电力系统取得第二电源经济合理时。 3 有常年稳定余热、压差、废弃物可供发电，技术可靠、经济合 理时。 4 所在地区偏僻，远离电力系统，设置自备也源经济合理时。. 5 有设置分布式电源的条件，能源利用效率高、经济合理时。
适用范围限定为用户端” ；条文说明中又强调：“现有的标准中也没有 任何关于强制要求公用供电部门保证安全供电的条文”。 这从根本上否定了本规范协调供用电双方的重要作用，是一个原则性错 误。如果电源方面不配合，负荷分级、供电要求、电能质量等核心条 文如何落实？！
2 术 语
2.1 修订概要
#2.0.2 双重电源 ：一个负荷的电源是由两个电路提供的，这两个电路就 安全供电而言被认为是互相独立的。（按：原称两个电源。） #2.0.4和#2.0.5：区分了应急电源和备用电源 。 #2.0.6 分布式电源 ：分布式电源主要是指布置在电力负荷附近，能源利 用效率高并与环境兼容，可提供电、热（冷）的发电装置，如微型燃 气轮机、太阳能光伏发电、燃料电池、风力发电和生物质能发电等。 （按：新增内容。）
负荷分级及供电要求（续）
3.0.2 参考评述
*一级负荷的情况改为“人身伤害”，把 “人身伤亡”者列入一级负荷 中特别重要的负荷，使二者界定明确。改得很好！ 术语中“一级负荷中特别重要的负荷”的定义，应相应修改。 *关于负荷分级，意见分歧很大：主张取消、保留、大改、小改的都有。 在征求意见稿中，规范组提过“中改”方案：关键负荷、重要负荷、 一般负荷”。但最终是基本维持现状，令人遗憾。 *在国际标准IEC和美国法规NEC中，均无负荷分级，但有应急电源、备 用电源的设置要求。 *应急负荷不应混入一级负荷，应在最高层次上与其他负荷并列。应其关 键词是安全，不应涉及经济损失。 *备用电源主要针对经济损失。如何设置，可用经济评估法。