【正文】 在經(jīng)濟上造成較大損失，或在政治上造成不良影響者。如突然停電將造成主要設備損壞或大量產(chǎn)品報廢或大量減產(chǎn)的工廠用電負荷，交通和通信樞紐用電負荷，大量人員集中的公共場所等。 (3)三級負荷（一般負荷） 不屬于一級和二級負荷者。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 250） 2）電源及其選擇 電力用戶可由多種電源供電，以滿足不同設備對電力和供電可靠性的需要。 直接來自電力系統(tǒng)的電源是絕大多數(shù)電力用戶的主要電能來源，它為用戶提供了滿足長期穩(wěn)定持續(xù)供電需要的大宗電能，屬于正常電源。 除正常電源外，用戶根據(jù)需要可以設置一些應急電源，以備正常電源故障中斷時的急需之用。譬如，獨立于正常電源的備用發(fā)電機組、獨立于正常電源的備用饋電線路、蓄電池組、不間斷電源（ UPS）等。 各級用電負荷的供電電源和供電方式，應根據(jù)負荷對供電可靠性的要求和地區(qū)供電條件，按下列原則考慮確定： 2 用戶供電系統(tǒng)（ 251） （ 1）一級負荷 應由兩個獨立電源供電，有特殊要求的一級負荷，兩個獨立電源應來自兩個不同的地點。兩個供電電源應在設備的控制箱內實現(xiàn)自動切換，切換時間應滿足設備允許中斷供電的要求。除正常電源外，還需增設應急電源。 （ 2）二級負荷 應由兩回線路供電，并可在配電裝置內實現(xiàn)切換，當一回線路故障時，應不影響另一回線路供電。當負荷較小或取得兩回線路有困難時，可由一回專用線路供電。小容量負荷可以采用一路電源加不間斷電源，或一路電源加設備自帶的蓄電池組在末端實現(xiàn)切換。 （ 3）三級負荷 對供電方式無特殊要求，但在不增加投資或經(jīng)濟允許的情況下，也應盡量提高供電可靠性。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 252） 三、用戶變電所 用戶變電所是用戶供電系統(tǒng)的主要組成部分，它向用戶分配電能并進行控制，其組成結構如圖 27所示。 圖 27 用戶供電系統(tǒng)結構框圖 1－總降壓變電所 2－配電所 3－ 10(6)kV變電所 4－高壓用電設備 2 用戶供電系統(tǒng)（ 253） 變電所的作用與組成 變電所的主要作用是降低電壓并向用電設備或用電設備組配電。 降壓變壓器是用戶變電所的最重要的設備。用戶供電通常采用高壓 (35～ 110)kV或中壓 (6～ 10)kV進線，而大多數(shù)用電設備是低壓設備，必須通過變壓器降壓使用。 用戶變電所按電壓等級分為總降壓變電所和 10(6)kV變電所（在工業(yè)企業(yè)稱為車間變電所）。 高低壓開關、供配電線路和測量保護設備等是變電所中的主要電氣設備，實現(xiàn)著電能的控制與分配和供電系統(tǒng)的監(jiān)視與保護。 安全、可靠、合理、經(jīng)濟是對用戶供電系統(tǒng)的基本要求，也是對用戶變電所的要求。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 254） 變電所的設置 1）總降壓變電所或總配電所 當用戶供電電壓為 35kV及以上時，一般應考慮設置總降壓變電所。對于以 35kV供電的用戶，若用戶沒有高壓用電設備，為簡化供電系統(tǒng)，減少投資和電能損耗，在周圍環(huán)境允許時，也可以不設總降壓變電所，而以 35／ 荷供電?？偨祲鹤冸娝梢栽O置 1～ 2臺降壓變壓器。 當供電電壓為 10(6)kV且有多臺高壓用電設備或 10(6)kV變電所較多時，宜設置總配電所。對負荷不大的小型用戶，可將總配電所與某個 10(6)kV變電所合并，擴充為變配電所，或僅設一個獨立式變電所。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 255） 2） 10(6)kV變電所 10(6)kV變電所（在工廠供電系統(tǒng)中常稱為車間變電所）的設置主要取決于車間（或小區(qū)）負荷的大小、車間（或小區(qū)）之間的距離、各生產(chǎn)車間之間工藝聯(lián)動要求以及經(jīng)濟效果。車間（或小區(qū)）負荷較小時，可考慮幾個鄰近車間（或小區(qū)）或工藝上有聯(lián)動要求的車間合建一個變電所，合建時要考慮低壓線路供電的負荷矩。車間（或小區(qū)）負荷較大時，可考慮單獨建立一個變電所。當車間（或小區(qū)）負荷很大時，也可在該車間（或小區(qū)）建立多個變電所。 根據(jù)負荷的大小和負荷等級，一個 10(6)kV變電所一般設置 1～ 2臺變壓器，單臺變壓器容量一般不大于 1600kVA。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 256） 變電所位置的確定 1）總降壓變電所或總配電所 總降壓變電所的位置應接近負荷中心，并適當靠近電源的進線方向，以便使有色金屬耗量最少和線路功率及電能損耗最小。同時，還應考慮變電所周圍的環(huán)境、進出線的方便和設備運輸?shù)姆奖恪? 在確定負荷中心時，通常畫出負荷指示圖，如圖 28所示。在工廠或車間總平面圖上，根據(jù)不同的電壓、負荷類型 (動力或照明 )，按照負荷大小畫成圓，圓心為車間負荷的重心，圓的直徑 )π/(2 nSd ? ，其中 S為負荷的視在容量， n為比例尺，如 lmm2=kVA／ n。通過觀察負荷指示圖，可以大致確定負荷中心，必要時也可按下述計算方法求取。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 257） 圖 28 負荷指示圖 注： 1．圓中帶斜線者為動力負荷，不帶斜線者為照明負荷 2．分線值為示例，分子為動力負荷，分母為照明負荷 2 用戶供電系統(tǒng)（ 258） 圖 29給出全廠負荷分布示意圖，坐標原點可任選。假設在 (x， y)處設置總降壓變電所，則有色金屬消耗的體積 V為 ? ?nn lAlAlAV ???? ...3 2211 (233) 式中 Ai—— 第 i回線路的導線截面 (i=1， 2， 3， … ， n)； li—— 第 i回線路的導線長度。 假定各回導線的電流密度相同，則式(39)可改寫為 ? ? ? ? ?????????????? ni iiinnnnyyxxSUJlSlSlSUJJlIlIlIV12222112211 )()(3...3/...3式中 J—— 導線電流密度 (A／ mm2)， J=I/A； (xi、 yi)—— 第 i個負荷點在坐標系中的坐標位置。 圖 29 負荷分布示意圖 2 用戶供電系統(tǒng)（ 259） 0???xV 0???yV?????????????????????0)()(0)()(1 221 22niiiiiniiiiiyyxxyySyyxxxxS為求其有色金屬消耗量最少，令 和 可以得出： 根據(jù)式（ 234），可以解出（ x， y）的坐標。 用上述方法，按線路功率損耗最小的條件，也可求出（ x， y）的坐標，其結果如式 (234)所示。 (234) 2 用戶供電系統(tǒng)（ 260） 2） 10(6)kV變電所 10(6)kV變電所的位置也應深入到低壓負荷的中心，但往往受到生產(chǎn)工藝和建筑的制約?？紤]到運輸?shù)姆奖慵斑M出線方式， 10(6)kV變電所的位置主要有以下幾種類型： (1)獨立變電所 具有獨立完整的變電所建筑。主要是用在負荷過于分散，將變電所建在任一廠房均不合適，或由于生產(chǎn)環(huán)境的限制，如防火、防爆、防塵、有腐蝕性氣體等，才考慮設置獨立變電所。設置獨立變電所時要考慮低壓的合理送電容量及距離。獨立式變電所具有建筑費用高、饋電距離遠、線路損耗大等缺點。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 261） (2)附設變電所 附設變電所利用廠房一面或兩面墻壁建造，如圖 210所示。當廠房生產(chǎn)面積有限、生產(chǎn)環(huán)境特殊、或因生產(chǎn)工藝要求設備經(jīng)常變動時，宜采用外附式，否則應采用內附式。附設變電所最好布置在廠房較長的一邊上，并使其略偏向電源的方向，在兩個跨度或三個跨度的廠房，也可以將變電所棋布在廠房的兩端。如果廠房布局允許，也可將變電所設置在廠房內部或梁架上，以便供電點最大程度地接近負荷中心。 圖 210 附設變電所位置示意圖 a)內附式 b)外附式 2 用戶供電系統(tǒng)（ 262） (3)箱式變電所 箱式變電所集配電變壓器和開關電器于一體，裝配在箱內，整體可獨立置于戶外，具有體積小、安裝靈活、無需建筑等特點，適用于小型工業(yè)企業(yè)、居民小區(qū)、廣場和道路照明等場合。 (4)地下變電所 地下變電所設于地下，通風不良，投資較大，用于有防空等特殊要求的場合，此外，民用高層建筑的變電所常設置在地下室內。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 263） 變壓器的選擇 為了降低電能損耗，變壓器應首選低損耗節(jié)能型。當廠區(qū)配電母線電壓偏差不能滿足要求時，總降壓變壓器可選用有載調壓變壓器。車間變壓器一般采用普通變壓器。在具有三級高壓的大型工廠變電所，如通過主變壓器各側的功率均達到該變壓器容量的 15％以上，宜采用三繞組變壓器。 對于 10(6)/，其繞組型式可以是 Yyn0或Dynll接法，但 Dynll接法具有零序過電流保護靈敏度高和抑制零序諧波等優(yōu)點，宜優(yōu)先采用。 變壓器臺數(shù)應根據(jù)供電條件、負荷性質、用電容量和運行方式等綜合確定。在確定變壓器容量時，除考慮正常負荷外，還應考慮到變壓器的過負荷能力和經(jīng)濟運行條件。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 264） 1）變壓器的過負荷能力 變壓器在額定條件下可以持續(xù)正常運行。但實際情況是，變壓器在許多時間內的實際負荷遠小于額定容量，因而使得變壓器在不降低規(guī)定使用壽命的條件下具有一定的短期過負荷能力。 變壓器的過負荷分為正常過負荷和事故過負荷兩種。 (1)正常過負荷 在實際運行中，變壓器的負荷和環(huán)境溫度是經(jīng)常變化的。當負荷較輕或環(huán)境溫度較低時，絕緣材料的老化速度減緩；當出現(xiàn)過負荷或環(huán)境溫度較高時，絕緣材料的老化加速。因此，在不降低變壓器預期使用壽命條件下，上述兩種運行方式可以互相補償。 (2)事故急救過負荷 即使在變壓器正常過負荷的情況下，其絕緣老化程度也只相當于絕緣自然損壞率的 80％，余量 20％是為了滿足急救過負荷而儲備的。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 265） 2）變壓器的經(jīng)濟運行 變壓器是變電所中電能損耗最大的設備，因此，變電所的經(jīng)濟運行主要取決于變壓器的經(jīng)濟運行。所謂變壓器的運行是經(jīng)濟的，是指變壓器在運行中傳輸單位 kVA所消耗的有功功率損耗最小。顯然，變壓器的經(jīng)濟運行與變壓器負荷率（變壓器實際容量占額定容量之百分比）有關。通常，變壓器的經(jīng)濟負荷率約在70%左右。 對于多臺并列運行的變壓器，也存在經(jīng)濟運行方式的問題。隨著負荷的變化，可以改變運行變壓器的臺數(shù)，以便在不同的負荷區(qū)間，總運行損耗最小。 關于變壓器的經(jīng)濟運行條件和并列運行條件的具體計算，請參閱本章第七節(jié) “ 供電系統(tǒng)中的電能損耗與節(jié)約 ” 。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 266） 3）變壓器數(shù)量和容量的選擇 (1)變壓器臺數(shù)的選擇 一個變電所中變壓器的臺數(shù)通常為 (1～ 2)臺。當一、二級負荷較大時，為滿足供電可靠性，應采用兩臺變壓器供電。若一、二級負荷較小，并且可由低壓側取得足夠容量的備用聯(lián)絡電源，也可裝設一臺變壓器。當負荷為三級時，宜采用一臺變壓器。但當負荷較大或認為經(jīng)濟合理時，也可采用兩臺變壓器。 (2)變壓器容量的選擇 變壓器的容量首先要滿足在計算負荷下變壓器能夠長期可靠運行。 單臺變壓器的額定容量 SNT與計算負荷 SC的關系應滿足： CNT SS ? (235) 2 用戶供電系統(tǒng)（ 267） (236) 對于兩臺并列運行的變壓器，則應滿足 ???????????C I ICI2NTC I ICI1NTC2NT1NTSSSSSSSSS式中 SNT SNT2—— 分別為并列運行的兩臺變壓器的額定容量； SC I、 SC II—— 分別為負荷 SC中一級和二級負荷的容量。 變壓器容量的選擇除必須滿足上述基本要求外，還應考慮：①為適用工廠發(fā)展和調整的需要，變壓器容量應留有 15％～ 25％的裕量。②滿足變壓器經(jīng)濟運行條件。 2 用戶供電系統(tǒng)（ 268） 對于設有兩臺變壓器的變電所，通常選用兩臺等容量的變壓器，單臺變壓器的容量視它們的備用方式而定： (1)明備用 一臺變壓器工作，另一臺變壓器停止運行作為備用。此時，兩臺變壓器均按最大負荷時變壓器負荷率為 100％考慮。 (2)暗備用 兩臺變壓器同時運行，正常情況下每臺變壓器各承擔約全部負荷的 50％。因此，每臺變壓器的容量宜按全部最大負荷的 70％選擇。 變壓器互為暗備用的特點是：①正常情況下，變壓器最大負荷率約為 70％，符合變壓器經(jīng)濟運行要求，并留有一定裕量。②若一臺變壓器故障，另一臺變壓器可以在承擔全部最大負荷的情況下繼續(xù)運行一段時間，這段時間完全有可能調整生產(chǎn)，切除部分不重要負荷，保證生產(chǎn)秩序。