【正文】 統(tǒng)采用放射式則供電可靠性高，便于管理，但線路和高壓開(kāi)關(guān)柜數(shù)量多。而如對(duì)輔助生產(chǎn)區(qū)，多屬三級(jí)負(fù)荷，供電可靠性要求較低，可用樹(shù)干式，線路數(shù)量少，投資也少。負(fù)荷較大的高層建筑，多屬二級(jí)和一級(jí)負(fù)荷，可用分區(qū)樹(shù)干式或環(huán)式，減少配電電纜線路和高壓開(kāi)關(guān)柜數(shù)量，從而相應(yīng)少占電纜豎井和高壓配電室的面積。住宅區(qū)多屬三級(jí)負(fù)荷，也有高層二級(jí)和一級(jí)負(fù)荷，因此以樹(shù)干式或環(huán)式為主，但根據(jù)線路走廊等情況也可用放射式。 將總變電所、配電所、變電所建在靠近負(fù)荷中心位置，可以節(jié)省線材、降低電能損耗，提高電壓質(zhì)量，這是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一條重要原則。至于對(duì)負(fù)荷較大的大型建筑和高層建筑分散設(shè)置變電所，這也是將變電所建在靠近各自低壓負(fù)荷中心位置的一種形式。郊區(qū)小化肥廠等用電單位，如用電負(fù)荷均為低壓又較集中，當(dāng)供電電壓為35kV時(shí)可用35kV直降至220/380低壓配電電壓，這樣既簡(jiǎn)化供配電系統(tǒng)，又節(jié)約投資和電能，提高電壓質(zhì)量。又如鐵路的供電特點(diǎn)是用電點(diǎn)的負(fù)荷頑均為低壓，小而集中，但用電點(diǎn)多而又遠(yuǎn)離，當(dāng)高壓配電電壓為35kV時(shí)，各變電所亦可采用35kV直降至220/380V的低壓配電系統(tǒng)。 一般動(dòng)力和照明負(fù)荷是由同一臺(tái)變壓器供給，在節(jié)假日或周期性、季節(jié)性輕負(fù)荷時(shí)，將變壓器退出運(yùn)行并把所帶負(fù)荷切換到其它變壓器上，可以減少變壓器的空載損耗。當(dāng)變壓器定期檢修或故障時(shí)，可利用低壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)保證該變電所的檢修照明及其所供的一部分負(fù)荷繼續(xù)供電，從而提高了供電可靠性。 小負(fù)荷當(dāng)在低壓供電合理的情況下，其用電應(yīng)由供電部門(mén)統(tǒng)一規(guī)劃，盡量由公共的220/380V低壓網(wǎng)絡(luò)供電，使地區(qū)配電變壓器和線路得到充分利用。第四章 電壓選擇和電能質(zhì)量 用電單位需要的功率大，供電電壓應(yīng)相應(yīng)提高，這是一般規(guī)律。 選擇供電電壓和輸送距離有關(guān)，也和供電線路的回路數(shù)有關(guān)。輸送距離長(zhǎng)，為降低線路電壓損失，宜提高供電電壓等級(jí)。供電線路的回路多，則每回路的送電容量相應(yīng)減少，可以降低供電電壓等級(jí)。用電設(shè)備特性，例如波動(dòng)負(fù)荷大，宜由容量大的電網(wǎng)供電，也就是要提高供電電壓的等級(jí)。還要看用電單位所在地點(diǎn)的電網(wǎng)提供什么電壓方便和經(jīng)濟(jì)。所以，供電電壓的選擇，不易找出嚴(yán)格的規(guī)律，只能訂原則。 目前我國(guó)公用電力系統(tǒng)已逐步由10kV取代6kV電壓。因此，采用10kV有利于互相支援，有利于將來(lái)的發(fā)展。故當(dāng)供電電壓為35kV及以上時(shí)，企業(yè)內(nèi)部的配電電壓宜采用10kV，用采用10kV配電電壓可以節(jié)約有色金屬，減少電能損耗和電壓損失等，顯然是合理的。 當(dāng)企業(yè)有6kV用電設(shè)備時(shí)，如采用10kV配電，則其6kV用電設(shè)備一般經(jīng)10/6kV中間變壓器供電。例如在大、中型化工廠，6kV高壓電動(dòng)機(jī)負(fù)荷較大，則10kV方案中所需的中間變壓器容量及其損耗就較大，開(kāi)關(guān)設(shè)備和投資也增多，采用10kV配電電壓反而不經(jīng)濟(jì)，而采用6kV是合理的。 由于各類企業(yè)的性質(zhì)、規(guī)模及用電情況不一，6kV用電負(fù)荷究竟占多大比重時(shí)宜采用6kV，很難得出一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)律。因此，條文中沒(méi)有規(guī)定此百分?jǐn)?shù)，有關(guān)部門(mén)可視各類企業(yè)的特點(diǎn)，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較、企業(yè)發(fā)展遠(yuǎn)景及過(guò)去積累的成熟經(jīng)驗(yàn)確定。 當(dāng)企業(yè)有3kV電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)配用10(6)/3kV專用變壓器，但不推薦以3kV作為配電電壓。 在供電電壓為220或110kV的大型企業(yè)內(nèi)，例如重型機(jī)器廠，可采用三繞組主變壓器，以35kV供大型電熱設(shè)備，以10kV作為動(dòng)力和照明配電電壓。 在某些情況下，采用35kV電壓作為配電電壓比采用較低電壓能減少配變電級(jí)數(shù)、簡(jiǎn)化結(jié)線。例如：某些大型企業(yè)(如大型鋼鐵企業(yè))其車(chē)間負(fù)荷較大，可采用若干個(gè)35kV的降壓變電所分別設(shè)在車(chē)間旁的負(fù)荷中心位置，并以35kV線路直接在廠區(qū)配電，而不采用設(shè)置大容量總降壓變電所以較低的電壓配電。這樣可以大大縮短低壓線路，降低有色金屬和電能消耗量。又如某些企業(yè)其負(fù)荷不大又較集中，均為低壓用電負(fù)荷，因工廠位于效區(qū)取得10(6)kV電源困難，當(dāng)采用35kV供電，并經(jīng)35/，這樣可以減少變電級(jí)數(shù)，從而可以節(jié)約電能和投資，并可以提高電能質(zhì)量，此時(shí)，宜采用35kV電壓作為配電電壓。 35kV以上電壓作為企業(yè)內(nèi)直配電壓，通常受到設(shè)備、線路走廊、環(huán)境條件的影響，難以實(shí)現(xiàn)，且投資高，占地多，故不推薦。 電壓偏差問(wèn)題是普遍關(guān)系到全國(guó)工業(yè)和生活用電單位利益的問(wèn)題，并非僅關(guān)系某一部門(mén)，從政策角度來(lái)看，則是貫徹節(jié)能方針和逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)現(xiàn)代化的重要問(wèn)題。為使用電設(shè)備正常運(yùn)行和有合理的使用壽命，設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算用電設(shè)備對(duì)電壓偏差的要求。在各用電單位的受電端有一定的電壓偏差范圍，同時(shí)由于用電單位本身負(fù)荷的變化，往往使此范圍更為增大。因此，在供電設(shè)計(jì)中應(yīng)了解電源電壓及本單位負(fù)荷變化的情況，進(jìn)行本單位電動(dòng)機(jī)、照明電壓偏差計(jì)算。 條文中規(guī)定的電壓偏差值，對(duì)電動(dòng)機(jī)系根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電機(jī)基本技術(shù)要求》(GB75581)：“電動(dòng)機(jī)當(dāng)電源電壓(如為交流電源時(shí)頻率為額定)與額定值的偏差不超過(guò)177。5%時(shí)，輸出功率仍能維持額定值”。 對(duì)照明系根據(jù)《工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中有關(guān)的規(guī)定：“燈的端電壓一般不宜高于其額定電壓的105%，亦不宜低于其額定電壓的95%(一般工作場(chǎng)所)及90%(對(duì)露天工作場(chǎng)所照明、遠(yuǎn)離變電所的小面積工作場(chǎng)所難于滿足95%時(shí)，對(duì)應(yīng)急照明、道路照明、警衛(wèi)照明及電壓為12～42V的照明)”。 對(duì)于其它用電設(shè)備，其允許電壓偏差的要求應(yīng)符合用電設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)無(wú)特殊規(guī)定時(shí)，根據(jù)一般運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及考慮與電動(dòng)機(jī)、照明對(duì)允許電壓偏差值基本一致，故條文規(guī)定為177。5%。 用電設(shè)備，尤其是用得最多的異步電動(dòng)機(jī)，端子電壓如偏離GB75581規(guī)定的允許電壓偏差范圍，將導(dǎo)致它們的性能變劣，壽命降低，及在不合理運(yùn)行下增加運(yùn)行費(fèi)用，故要求驗(yàn)算端子電壓。 對(duì)于少數(shù)距電源(變電所等)較遠(yuǎn)的電動(dòng)機(jī)，如電動(dòng)機(jī)端電壓低于額定值的95%時(shí)，仍能保證電動(dòng)機(jī)溫升符合GB75581的規(guī)定(電壓為額定值的95%時(shí)溫升允許超過(guò)的最大值：1000kW及以下為10K，1000kW以上為5K)，且堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、最小轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩均能滿足傳動(dòng)要求時(shí)，則電動(dòng)機(jī)的端電壓可低于95%(但不得低于90%)，即電動(dòng)機(jī)的額定功率適當(dāng)選得大些，使其經(jīng)常處于輕載狀態(tài)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的效率不比滿載時(shí)低，但要增加電網(wǎng)的無(wú)功負(fù)荷。 下面列舉國(guó)外這方面的數(shù)據(jù)以供比較： 美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)——美國(guó)電動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)(NEMA標(biāo)準(zhǔn))規(guī)定電動(dòng)機(jī)允許電壓偏差范圍為177。10%，美國(guó)供電標(biāo)準(zhǔn)也為177。10%。 英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)BS4999第31部分，：電動(dòng)機(jī)在電壓為95%～105%額定電壓范圍內(nèi)應(yīng)能提供額定功率；在英國(guó)本土()使用的電動(dòng)機(jī)，按供電規(guī)范的要求，其范圍應(yīng)為94%～106%(供電規(guī)范中規(guī)定為177。6%)。 關(guān)于達(dá)到允許電壓極限時(shí)的溫升，與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)均相同(略)。 澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)與英國(guó)基本一樣，為177。6%。 1990年4月我國(guó)公布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》(GB 1232590)，規(guī)定了“35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過(guò)額定電壓的10%。10kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的177。7%。220V單相供電電壓允許偏差為額定電壓的+7%、10%”。這些數(shù)值是指供電部門(mén)電網(wǎng)對(duì)用戶供電點(diǎn)處的數(shù)值，也是根據(jù)我國(guó)電網(wǎng)目前水平所制訂的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然與設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)有差異、有矛盾。因而在上述標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)也有二點(diǎn)附注，即：①用電設(shè)備額定工況的電壓允許偏差仍由各自標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，例如旋轉(zhuǎn)電機(jī)按《旋轉(zhuǎn)電機(jī)基本技術(shù)要求》規(guī)定，②對(duì)電壓有特殊要求的用戶，供電電壓偏差由供用電協(xié)議確定。 在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，正確選擇供電元件和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，就可以在一定程度上減少電壓偏差。 由于電網(wǎng)各點(diǎn)的電壓水平高低不一，合理選擇變壓器的變化(如選35177。2%/177。2%/)和電壓分接頭，即可將供配電系統(tǒng)的電壓調(diào)整在合理的水平上。但這只能改變電壓水平而不能縮小偏差范圍。 供電元件的電壓損失與其阻抗成正比，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，減少變壓級(jí)數(shù)，增加線路截面，采用電纜供電，可以減少電壓損失，從而縮小電壓偏差范圍。 合理補(bǔ)償無(wú)功功率可以縮小電壓偏差范圍。若因過(guò)補(bǔ)償而多支出電費(fèi)，也是不合理的。 在三相四線制中，如三相負(fù)荷分布不均(相線對(duì)中性線)，將產(chǎn)生零序電壓，使零點(diǎn)移位，一相電壓降低，另一相電壓升高，增大了電壓偏差。由于Y，yn0結(jié)線變壓器零序阻抗較大，不對(duì)稱情況較嚴(yán)重，因此應(yīng)盡量使三相負(fù)荷分布均勻。 同樣，線間負(fù)荷不平衡，則引起線間電壓不平衡，增大了電壓偏差。 產(chǎn)生電壓偏差的主要因素是系統(tǒng)滯后的無(wú)功負(fù)荷所引起的系統(tǒng)電壓損失。因此，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，相應(yīng)調(diào)整電容器的接入容量就可以改變系統(tǒng)中的電壓損失，從而在一定程度上縮小電壓偏差的范圍。調(diào)整無(wú)功功率后，電壓損失的變化可按下式計(jì)算： 對(duì)于線路： () 對(duì)于變壓器： () 式中——增加或減少的電容器容量(Kvar)； ——線路電抗(Ω)； ——變壓器短路電壓(%)； ——線路電壓(KV) ——變壓器容量(KVA)。 并聯(lián)電抗器的投入量可以看作是并聯(lián)電容器的切除量。計(jì)算式同上。 并聯(lián)電抗器在35kV以上區(qū)域變電所或大型企業(yè)的變電所內(nèi)有時(shí)裝設(shè)，用于補(bǔ)償各級(jí)電壓上并聯(lián)電容器過(guò)多投入和電纜電容等形成的超前電流，抑制輕負(fù)荷時(shí)電壓過(guò)高效果也很好，中小型企業(yè)的變電所無(wú)此裝置。 同樣，與調(diào)整電容器和電抗器容量的原理相同，如調(diào)整同步電機(jī)的勵(lì)磁電流，使同步電動(dòng)機(jī)超前或滯后運(yùn)行，藉以改變同步電機(jī)產(chǎn)生或消耗的無(wú)功功率，也同樣可以達(dá)到電壓調(diào)整的目的。 二班制或以二班制為主的工廠(一班制工廠也是如此)，白天高峰負(fù)荷時(shí)電壓偏低，因此將變壓器抽頭調(diào)在“5%”位置上，但