《建筑供配電》課件-第一章 　概論

第一章

概論01040203建筑供配電的意義、要求及課程任務(wù)建筑供配電系統(tǒng)及其電源與負(fù)荷電力系統(tǒng)的電壓電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式主要內(nèi)容第一、二節(jié)1.電力負(fù)荷的分級(jí)2.各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求重點(diǎn)難點(diǎn)建筑供配電的意義、要求及課程任務(wù)

電力是國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活中的主要能源和動(dòng)力，是現(xiàn)代文明的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。

現(xiàn)代化的大型建筑一般都有風(fēng)機(jī)、水泵、電梯、電燈、電話、電視、電腦和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防系統(tǒng)等等。隨著建筑物高度的增加和功能的擴(kuò)展，現(xiàn)代建筑對(duì)電氣設(shè)備和供電可靠性的依賴程度越來越高，電氣設(shè)備在工程造價(jià)中所占比重也越來越大。而電能供應(yīng)如果突然中斷，則將對(duì)現(xiàn)代化的大型建筑造成嚴(yán)重的后果，甚至可能發(fā)生人身傷亡事故。由此可見，供配電技術(shù)對(duì)于保證現(xiàn)代化建筑的正常工作具有十分重大的意義。01

第一節(jié)建筑供配電的意義、要求及課程任務(wù)供配電工作要很好地為國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)，并切實(shí)搞好安全用電、節(jié)約用電和計(jì)劃用電（俗稱“三電”）工作，必須達(dá)到下列基本要求：（2）可靠（1）安全（3）優(yōu)質(zhì)（4）經(jīng)濟(jì)“三電”基本要求本課程的基本任務(wù)第一節(jié)建筑供配電的意義、要求及課程任務(wù)主要是講述工業(yè)與民用建筑內(nèi)部的電能供應(yīng)和分配問題，使學(xué)生初步掌握一般工業(yè)與民用建筑供配電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)及簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)計(jì)算所必需的基本理論和基本知識(shí)，為今后從事供配電技術(shù)工作奠定初步的基礎(chǔ)。本課程實(shí)踐性較強(qiáng)，學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注重理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用能力。

建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷一、建筑供配電系統(tǒng)的基本知識(shí)為了接受和分配從電力系統(tǒng)送來的電能，各類建筑都需要有一個(gè)內(nèi)部的供配電系統(tǒng)。

在本書中，所謂“低壓”，是指低于1kV的電壓；而1kV以上的電壓則稱為“高壓”。一些小型建筑只有低壓負(fù)荷且容量不大，此時(shí)只有低壓配電系統(tǒng)。對(duì)于中型工業(yè)建筑或大、中型民用建筑，其電源進(jìn)線電壓一般為10kV；此時(shí)，建筑內(nèi)的供配電系統(tǒng)就包括高壓和低壓兩部分。此外，某些大型工業(yè)建筑的電源進(jìn)線電壓可為35kV及以上02第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷

1.具有高壓配電所的供電系統(tǒng)圖1-1是一個(gè)比較典型的中型工業(yè)建筑（或大、中型民用建筑）供電系統(tǒng)的系統(tǒng)圖（flash），圖1-2是其平面布線圖（flash）。為使圖形簡(jiǎn)明，系統(tǒng)圖、布線圖及后面將涉及的主電路圖，一般都繪成“單線圖”的形式。必須說明，這里繪出的系統(tǒng)圖中未繪出其中的開關(guān)電器，但示意性地繪出了高低壓母線上和低壓聯(lián)絡(luò)線上裝設(shè)的開關(guān)。

圖1-1具有高壓配電所的供電系統(tǒng)圖圖1-2圖1-1所示供電系統(tǒng)的平面布線圖從圖1-1可以看出，此高壓配電所有兩條10kV的電源進(jìn)線，分別接在高壓配電所的兩段母線上。所謂“母線”，就是用來匯集和分配電能的導(dǎo)體，又稱“匯流排”。這種利用一臺(tái)開關(guān)分隔開的單母線結(jié)線形式，稱為“單母線分段制”。當(dāng)一條電源進(jìn)線發(fā)生故障或進(jìn)行檢修而被切除時(shí)，可以閉合分段開關(guān)，由另一條電源進(jìn)線來對(duì)整個(gè)配電所的負(fù)荷供電。

第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷這種具有雙電源的高壓配電所的運(yùn)行方式有兩種：

其一，分段開關(guān)正常情況下是打開的，配電所由兩條電源進(jìn)線供電，當(dāng)一路電源故障時(shí)，通過倒閘操作合上分段開關(guān)，變成一路電源供電；

其二，分段開關(guān)正常情況下是閉合的，整個(gè)配電所由一條電源進(jìn)線供電，通常來自公共高壓配電網(wǎng)絡(luò)；而另一條電源進(jìn)線則作為備用，此時(shí)可從鄰近單位取得備用電源。若采用環(huán)網(wǎng)柜的供電方式，則結(jié)線方式將更為簡(jiǎn)單。

2.只有一個(gè)變電所(或變配電所)的供電系統(tǒng)第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本對(duì)于小型工業(yè)與民用建筑，當(dāng)所需電力容量不大于1000kVA時(shí)，通常只設(shè)一個(gè)將10kV的電壓降為220/380V低壓的降壓變電所，其系統(tǒng)圖如圖1-3所示。這種變電所相當(dāng)于工廠的車間變電所。如果建筑所需電力不大于160kVA，則通常采用低壓進(jìn)線，直接由當(dāng)?shù)氐?20/380V公共電網(wǎng)供電，此時(shí)只需設(shè)置一個(gè)低壓配電所（俗稱“配電間”），通過低壓配電間直接向各建筑物配電。綜上所述，變電所的任務(wù)是接受電能、變換電壓和分配電能；配電所的任務(wù)是接受電能和分配電能。兩者的區(qū)別，在于變電所裝設(shè)有電力變壓器，較之配電所多了變壓的任務(wù)。二、發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的基本知識(shí)第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷電力用戶所需的電力是由發(fā)電廠生產(chǎn)的。但發(fā)電廠大多建設(shè)在能源基地附近，往往離用電負(fù)荷很遠(yuǎn)。為了減少輸電損失，發(fā)電廠發(fā)出的電壓一般要經(jīng)升壓變壓器升壓；而用電負(fù)荷的電壓一般是低壓，因此升壓輸送的電能最后又要經(jīng)降壓變壓器降壓。如圖1-4所示，是從發(fā)電廠到用戶輸送電能的過程示意圖（flash）。

發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的全過程，對(duì)電能本身來說實(shí)際上是在同一瞬間實(shí)現(xiàn)的，這是交流電能的一大特點(diǎn)。點(diǎn)擊添加文本圖1-4從發(fā)電廠到用戶的送電過程示意圖（flash）（一）發(fā)電廠第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷水力發(fā)電廠火力發(fā)電廠核能發(fā)電廠風(fēng)力發(fā)電廠地?zé)岚l(fā)電廠潮汐能發(fā)電廠太陽能發(fā)電廠這里只簡(jiǎn)介水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠和核能發(fā)電廠。發(fā)電廠按其利用的能源不同，可分為：水力發(fā)電廠水輪機(jī)發(fā)電機(jī)第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷水流位能機(jī)械能電能水電站的能量轉(zhuǎn)換過程是1汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)鍋爐第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷水電站的能量轉(zhuǎn)換過程是2火力發(fā)電廠和熱電廠燃料化學(xué)能熱能電能機(jī)械能第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷核電站的能量轉(zhuǎn)換過程是核能發(fā)電廠3汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)核反應(yīng)堆核裂變能熱能電能機(jī)械能第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷我國的電力建設(shè)方針優(yōu)化火電結(jié)構(gòu)把節(jié)約放在首位大力發(fā)展水電開發(fā)與節(jié)約并舉適當(dāng)發(fā)展核電積極減少環(huán)境污染因地制宜開發(fā)新能源同步建設(shè)電網(wǎng)第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷圖1-5是一個(gè)大型電力系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。(flash)由各種電壓的電力線路，將各種發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個(gè)發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體，稱為“電力系統(tǒng)”。

（二）電力系統(tǒng)圖1-5大型電力系統(tǒng)的系統(tǒng)圖第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成損失或影響的程度，分為:（一）電力負(fù)荷的分級(jí)三、電力負(fù)荷指用電設(shè)備或用電單位（用戶）指用電設(shè)備或用戶所消耗的電功率或電流這里所講的電力負(fù)荷是指前者本書中的電力負(fù)荷有兩個(gè)含義：一級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷：在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為“特別重要的負(fù)荷”。例如重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場(chǎng)館、經(jīng)常用于國際活動(dòng)的大量人員集中的公共場(chǎng)所等用電單位中的重要電力負(fù)荷；以及大型金融中心的防火、防盜報(bào)警系統(tǒng)和重要的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，大型國際比賽場(chǎng)館的記分系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)等。

1．一級(jí)負(fù)荷

中斷供電將造成人身傷亡時(shí)

中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)

中斷供電將造成公共場(chǎng)所秩序嚴(yán)重混亂時(shí)例如重大設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、國民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)時(shí)第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷

中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)

中斷供電將影響重要用電單位的正常工作時(shí)2．二級(jí)負(fù)荷例如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)時(shí)例如交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負(fù)荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場(chǎng)等較多人員集中的重要的公共場(chǎng)所秩序混亂時(shí)。第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷消防用電的負(fù)荷等級(jí)，應(yīng)符合現(xiàn)行的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045--1995和《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ16--1995的規(guī)定。3．三級(jí)負(fù)荷不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者皆為三級(jí)負(fù)荷。消防電梯火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警消防水泵防排煙設(shè)施自動(dòng)滅火裝置火災(zāi)應(yīng)急照明電動(dòng)防火門窗卷簾民用建筑中第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷（二）各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求

1．一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求一級(jí)負(fù)荷屬重要負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷中“特別重要的負(fù)荷”

應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞，以維持繼續(xù)供電。即兩個(gè)電源應(yīng)來自不同的變配電所或者來自同一變配電所的不同母線。除由兩個(gè)獨(dú)立電源供電外，還應(yīng)增設(shè)“應(yīng)急電源”，并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)?？勺鳛椤皯?yīng)急電源”的電源有：

獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組

供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專用的饋電線路

蓄電池

干電池2．二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求

第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷3．三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求

三級(jí)負(fù)荷屬不重要負(fù)荷，對(duì)供電電源無特殊要求。二級(jí)負(fù)荷也屬重要負(fù)荷，但其重要程度次于一級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷宜由兩回線路供電，供電變壓器一般也應(yīng)有兩臺(tái)。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時(shí)，二級(jí)負(fù)荷可由一回6kV及以上專用的架空線路或電纜供電。當(dāng)采用架空線時(shí)，可為一回架空線供電；當(dāng)采用電纜線路時(shí)，應(yīng)采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應(yīng)能承受100％的二級(jí)負(fù)荷。即要求當(dāng)變壓器或線路故障時(shí)不致中斷供電或者中斷后能迅速恢復(fù)供電。第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷需要說明，負(fù)荷分級(jí)是在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下為解決電力供應(yīng)短缺問題而采用的辦法；而且，在具體實(shí)行中也存在一些問題，例如一、二級(jí)負(fù)荷有多少應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷供電等。電力系統(tǒng)的電壓一、概述03電力系統(tǒng)中的所有電氣設(shè)備，都是規(guī)定有一定的工作電壓和頻率的。電氣設(shè)備在其額定電壓和頻率下工作時(shí)，其綜合的經(jīng)濟(jì)效果最好。一般認(rèn)為，電壓、頻率和供電連續(xù)可靠，是表征電能質(zhì)量的基本指標(biāo)。第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓我國采用的工業(yè)頻率（簡(jiǎn)稱“工頻”）為50HZ，頻率偏差范圍一般規(guī)定為±0.5HZ。如電力系統(tǒng)容量達(dá)3000MW及以上時(shí)，則頻率偏差范圍規(guī)定為±0.2HZ。頻率的調(diào)整主要依靠發(fā)電廠（發(fā)電廠有一種“自動(dòng)按頻率減負(fù)荷裝置”）。電壓質(zhì)量，不只是指對(duì)額定電壓來說是電壓偏高或偏低即電壓偏差的問題，而且包括電壓波動(dòng)以及電壓波形是否畸變即所含高次諧波是否超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的問題。二、三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓我國規(guī)定的三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓，如表1-2所示。表1-2我國三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓

分類電網(wǎng)和用電設(shè)備額定電壓/kV

發(fā)電機(jī)額定電壓/kV

電力變壓器額定電壓/kV

一次繞組二次繞組

低壓0.380.400.380.40

0.660.690.660.69

33.153，3.153.15，3.3

66.36，6.36.3，6.6

1010.510，10.510.5，11

－13.8，15.75，18，20，22，24，2613.8，15.75，18，20，22，24，26－

35－3538.5

66－6672.5

110－110121

220－220242

330－330363

500－500550

750－750825（800）

1000－10001100（二）用電設(shè)備的額定電壓第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓電網(wǎng)的額定電壓等級(jí)是國家根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要及電力工業(yè)的水平，經(jīng)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定的。它是確定各類電力設(shè)備額定電壓的基本依據(jù)。表1-2中電網(wǎng)額定電壓等級(jí)是GB156－2007《標(biāo)準(zhǔn)電壓》所規(guī)定的。（一）電網(wǎng)（電力線路）的額定電壓由于用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)要在線路中產(chǎn)生電壓損耗，因而造成線路上各點(diǎn)電壓略有不同，如圖1-6的虛線所示。（三）發(fā)電機(jī)的額定電壓第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓由于同一電壓的線路一般允許的電壓偏差是±5％，即整個(gè)線路允許有10％的電壓損耗，因此，為了維持線路首端與末端的平均電壓在額定值，線路首端電壓應(yīng)較電網(wǎng)額定電壓高5％，如圖1-6所示。而發(fā)電機(jī)是接在線路首端的，所以規(guī)定發(fā)電機(jī)額定電壓高于所供電網(wǎng)額定電壓5％。圖1-6用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)的額定電壓（四）電力變壓器的額定電壓第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓電力變壓器一次繞組的額定電壓01若變壓器不與發(fā)電機(jī)直接相連，而是連接在線路的其他部位，則應(yīng)將變壓器看作是線路上的用電設(shè)備。因此變壓器的一次繞組額定電壓應(yīng)與供電電網(wǎng)額定電壓相同，如圖1-7中的變壓器T2。若變壓器直接與發(fā)電機(jī)相連，如圖1-7中的變壓器T1，則其一次繞組額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相同，即高于電網(wǎng)額定電壓5％。第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓電力變壓器二次繞組的額定電壓02如果變壓器二次側(cè)的供電線路較長(zhǎng)（如為較大容量的高壓電網(wǎng)），則變壓器二次繞組額定電壓一方面要考慮補(bǔ)償繞組本身5％的電壓降，另一方面還要考慮變壓器滿載時(shí)輸出的二次電壓仍要高于二次側(cè)電網(wǎng)額定電壓5％（因變壓器處在其二次側(cè)線路的首端），所以這種情況的變壓器二次繞組額定電壓應(yīng)高于二次側(cè)電網(wǎng)額定電壓10％，如圖1-7中變壓器T1變壓器二次繞組的額定電壓是指變壓器在其一次繞組加上額定電壓時(shí)的二次繞組開路電壓（空載電壓）。而變壓器在滿載運(yùn)行時(shí)，其繞組內(nèi)有大約5％的阻抗電壓降，因此應(yīng)分兩種情況討論：1圖1-7電力變壓器的額定電壓如果變壓器二次側(cè)的供電線路不長(zhǎng)（如為低壓電網(wǎng)，或直接供電給高低壓用電設(shè)備的線路），則變壓器二次繞組的額定電壓，只需高于二次側(cè)電網(wǎng)額定電壓5％，僅考慮補(bǔ)償變壓器滿載時(shí)繞組本身5％的電壓降，如圖1-7中變壓器T2。2

(一）電壓偏差用電設(shè)備端子處的電壓偏差△U，是以設(shè)備端電壓U與設(shè)備額定電壓UN差值的百分值來表示的，即電壓偏差是由于系統(tǒng)運(yùn)行方式改變及負(fù)荷緩慢變化而引起的，其變動(dòng)相當(dāng)緩慢。按GB50052－2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，正常運(yùn)行情況下，用電設(shè)備端子處電壓偏差允許值（以UN的百分?jǐn)?shù)表示）宜符合下列要求：第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓電壓偏差和電壓調(diào)整03第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓010302電動(dòng)機(jī)為±5％。照明：在一般工作場(chǎng)所為±5％；對(duì)于遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場(chǎng)所，難于滿足上述要求時(shí)，可為＋5％、－10％；應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明等為＋5％、－10％。其他用電設(shè)備當(dāng)無特殊規(guī)定時(shí)為±5％。第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓0104050203正確選擇變壓器的電壓分接頭或采用有載調(diào)壓變壓器降低系統(tǒng)阻抗

盡量使三相負(fù)荷平衡合理地改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式采用無功功率補(bǔ)償裝置措施為了減小電壓偏差，供電系統(tǒng)必須采取相應(yīng)的電壓調(diào)整措施：（二）電壓調(diào)整電力變壓器調(diào)壓（flash）第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓電壓波動(dòng)和閃變及其抑制04(一)電壓波動(dòng)和閃變的概念（二）電壓波動(dòng)和閃變的抑制為了降低或抑制沖擊性負(fù)荷引起的電壓波動(dòng)和電壓閃變，宜采取下列措施：1234第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓采用專線或?qū)Ｓ米儔浩鞴╇?/p>

降低線路阻抗

用短路容量較大或電壓等級(jí)較高的電網(wǎng)供電

采用靜止補(bǔ)償裝置（一）高次諧波的概念第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓高次諧波及其抑制05高次諧波是指對(duì)周期性非正弦波形按傅里葉方法分解后所得到的頻率為基波頻率整數(shù)倍的所有高次分量，而基波頻率就是50Hz。高次諧波簡(jiǎn)稱“諧波”。當(dāng)前，高次諧波的干擾已成為電力系統(tǒng)中影響電能質(zhì)量的一大“公害”。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549－1993《電能質(zhì)量·公用電網(wǎng)諧波電壓》規(guī)定了公用電網(wǎng)中諧波電壓限值和諧波電流允許值。第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓12345大容量的非線性負(fù)荷由短路容量較大的電網(wǎng)供電三相整流變壓器采用Yd或Dy聯(lián)結(jié)增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)裝設(shè)分流濾波器裝設(shè)靜止補(bǔ)償裝置（svc）抑制高次諧波,宜采取下列措施：（二）高次諧波的抑制電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式

一、概述我國電力系統(tǒng)中電源（含發(fā)電機(jī)和電力變壓器）的中性點(diǎn)通常有三種運(yùn)行方式：一種是中性點(diǎn)不接地；一種是中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地；再有一種是中性點(diǎn)直接接地。前兩種稱為小接地電流系統(tǒng)，后一種稱為大接地電流系統(tǒng)。04我國3～66kV的電力系統(tǒng)，大多數(shù)采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式CEI按照IEC（國際電工委員會(huì)）規(guī)定，低壓配電系統(tǒng)接地制式一般由兩個(gè)字母組成(必要時(shí)可加后續(xù)字母)。第一個(gè)字母表示電源中性點(diǎn)與地的關(guān)系（T表示直接接地，I表示非直接接地）第二個(gè)字母表示設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分與地的關(guān)系（T表示獨(dú)立于電源接地點(diǎn)的直接接地，N表示直接與電源系統(tǒng)接地點(diǎn)或與該點(diǎn)引出的導(dǎo)體相聯(lián)結(jié)）后續(xù)字母表示中性線（N線）與保護(hù)線（PE線）之間的關(guān)系（C表示合并為PEN線，S表示分開）。第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式

TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)都是中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，且都引出有中性線（N線），因此也稱為“三相四線制系統(tǒng)”。但TN系統(tǒng)中的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分采取與公共的保護(hù)線（PE線）或保護(hù)中性線（PEN線）相連接的保護(hù)方式，如圖1-10所示；因此，低壓配電系統(tǒng)，按保護(hù)接地的型式。123

TN系統(tǒng)TT系統(tǒng)IT系統(tǒng)圖1-10低壓配電的TN系統(tǒng)a)TN-C系統(tǒng)b)TN-S系統(tǒng)c)TN-C-S系統(tǒng)而TT系統(tǒng)中的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分則采取經(jīng)各自的PE線直接接地的保護(hù)方式，如圖1-11所示。IT系統(tǒng)的中性點(diǎn)不接地或經(jīng)阻抗（約1000Ω）接地，且通常不引出中性線，因此它一般為三相三線制系統(tǒng)，其中設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分，與TT系統(tǒng)一樣，也是經(jīng)各自的PE線直接接地，如圖1-12所示。圖1-11低壓配電的TT系統(tǒng)圖1-11低壓配電的IT系統(tǒng)第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式各個(gè)國家和地區(qū)可能采用不同的低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地型式，甚至同一地區(qū)也采用不同的形式。按照IEC標(biāo)準(zhǔn)，配電系統(tǒng)有兩種分類法：一是按上述接地系統(tǒng)分類，分為以下等系統(tǒng)：

ITTTTN由于傳統(tǒng)習(xí)慣的影響，我國有些電氣人員經(jīng)常將TN-S系統(tǒng)中三相的稱為三相五線制系統(tǒng)，單相的稱為單相三線制系統(tǒng)，嚴(yán)格地講這些稱呼都是不規(guī)范的。按照IEC標(biāo)準(zhǔn)，帶電導(dǎo)體是指正常工作時(shí)帶電的導(dǎo)體，相線（L線）和中性線（N線）是帶電導(dǎo)體，保護(hù)接地線（PE線）不是帶電導(dǎo)體。帶電導(dǎo)體系統(tǒng)按帶電導(dǎo)體的相數(shù)和根數(shù)分類，在根數(shù)中都不計(jì)PE線。按IEC規(guī)定，交流的帶電導(dǎo)體系統(tǒng)有：第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式另一是按帶電導(dǎo)體分類：第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式010203060504單相兩線系統(tǒng)單相三線系統(tǒng)兩相三線系統(tǒng)兩相五線系統(tǒng)三相三線系統(tǒng)三相四線系統(tǒng)（注意：不論有無PE線都被稱作三相四線系統(tǒng)）電力系統(tǒng)中電源中性點(diǎn)的不同運(yùn)行方式，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行特別是在發(fā)生單相接地故障時(shí)有明顯的影響，而且還影響到電力系統(tǒng)二次側(cè)的保護(hù)裝置及監(jiān)察測(cè)量系統(tǒng)的選擇與運(yùn)行，因此有必要予以研究。總之，按按系統(tǒng)接地形式分類與系統(tǒng)帶電導(dǎo)體形式分類，這是兩種不同性質(zhì)的分類方法，不能混為一談。第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式圖1-13正常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)二、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)a)電路圖b)相量圖圖1-13是中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)的電路圖和相量圖。三相交流系統(tǒng)的相間及相與地間都存在著分布電容。這里只考慮相與地間的分布電容，而且用集中電容C來表示，如圖1-13a所示。第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式圖1-14單相接地時(shí)的中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)a)電路圖b)相量圖如圖1-14b所示，由此可見，C相接地時(shí)，完好的A、B兩相對(duì)地電壓由原來的相電壓高到了線電壓，即升高為原對(duì)地電壓的倍C相接地時(shí)，系統(tǒng)的接地電流（電容電流）

應(yīng)為A、B兩相對(duì)地電容電流之和。由于一般習(xí)慣將從相線到地的電流方向規(guī)定為電流正方向，因此而由圖1-14b的相量圖可知，

在相位上正好較C相電壓超90o。再分析

的量值。第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式由于線路對(duì)地的分布電容C不便計(jì)算，因此

和

也不便根據(jù)C來確定。工程上一般采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算其單相接地電容電流。此經(jīng)驗(yàn)公式的數(shù)值方程為第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式ICUNlohlcab式中系統(tǒng)的單相接地電容電流（單位為A）系統(tǒng)的額定電壓（單位為kV）同一電壓UN的具有電聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度（單位為km）同一電壓UN的具有電聯(lián)系的電纜線路總長(zhǎng)度（單位為km）第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式因此我國有關(guān)規(guī)程規(guī)定：中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，可允許暫時(shí)繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)。但必須同時(shí)通過系統(tǒng)中裝設(shè)的單相接地保護(hù)或絕緣監(jiān)察裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)或提示，以提醒運(yùn)行值班人員注意，采取措施，查找和消除接地故障；如有備用線路，則可將負(fù)荷轉(zhuǎn)移到備用線路上去。在經(jīng)過2小時(shí)后，如接地故障尚未消除，則應(yīng)切除故障線路，以防故障擴(kuò)大。必須指出：當(dāng)中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)中發(fā)生一相接地時(shí)，由圖1-16b相量圖可以看出，系統(tǒng)的三個(gè)線電壓無論相位和量值均未發(fā)生變化，因此系統(tǒng)中的所有設(shè)備仍可照常運(yùn)行。但是如果另一相又發(fā)生接地故障，則形成兩相接地短路，將產(chǎn)生很大的短路電流，損壞線路及其設(shè)備。第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)圖1-15為中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)在單相接地時(shí)的電路圖和相量圖。在上述中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)中，如果接地電容電流較大，將在接地點(diǎn)產(chǎn)生斷續(xù)電弧，這就可能使線路發(fā)生電壓諧振現(xiàn)象。由于線路既有電阻、電感，又有電容，因此發(fā)生一相弧光接地時(shí)，就可能形成一個(gè)R－L－C的串聯(lián)諧振電路，從而可使線路上出現(xiàn)危險(xiǎn)的過電壓（可達(dá)線路相電壓2.5～3倍），有可能使線路上絕緣薄弱地點(diǎn)的絕緣擊穿。為了消除單相接地時(shí)接地點(diǎn)出現(xiàn)間歇性電弧，因此，按規(guī)定，在單相接地電容電流大于一定值（如前面“概述”中所說）時(shí)，系統(tǒng)中性點(diǎn)必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。圖1-15單相接地時(shí)的中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)a）電路圖b）相量圖第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，通過接地點(diǎn)的電流為接地電容電流?c與流過消弧線圈的電感電流?L之和（消弧線圈可看作一個(gè)電感L）。由于?c比?c超前90°，而?L比?c滯后90°,因此?L與?c在接地點(diǎn)相互補(bǔ)償。如果接地點(diǎn)電流補(bǔ)償?shù)叫∮谧钚∩‰娏鲿r(shí)，接地點(diǎn)就不會(huì)產(chǎn)生電弧，從而也不會(huì)出現(xiàn)上述的電壓諧振現(xiàn)象了。

在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，與中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)一樣，在發(fā)生單相接地故障時(shí)，三個(gè)線電壓不變，因此可允許暫時(shí)繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)；但必須發(fā)出指示信號(hào)，以便采取措施，查找和消除故障，或?qū)⒐收暇€路的負(fù)荷轉(zhuǎn)移到備用線路上去。而且這種系統(tǒng)，在一相接地時(shí)，另兩相對(duì)地電壓也要升高到線電壓，即升高為原對(duì)地電壓的倍。四、中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式圖1-16為中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)在單相接地時(shí)的情形。這種系統(tǒng)發(fā)生單相接地，就造成單相短路(用符號(hào)k（1）表示)，其單相短路電流Ik（1）比線路的正常負(fù)荷電流要大許多倍，通常要使線路上的斷路器（開關(guān)）自動(dòng)跳閘或者使熔斷器熔斷，將短路故障部分切除，恢復(fù)其他無故障部分的系統(tǒng)正常運(yùn)行。圖1-16單相接地時(shí)的中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式至于低壓配電系統(tǒng)，TN系統(tǒng)和TT系統(tǒng)均采取中性點(diǎn)直接接地的方式，而且引出有中性線（N線）或保護(hù)中性線（PEN線），這除了便于接用單相負(fù)荷外，還考慮到安全保護(hù)的要求，一旦發(fā)生單相接地故障，即形成單相短路，快速切除故障，有利于保障人身安全，防止觸電。中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)在發(fā)生一相接地時(shí)，其他兩相對(duì)地電壓不會(huì)升高，因此這種系統(tǒng)中的供用電設(shè)備的相絕緣只需按相電壓考慮，而不必按線電壓考慮。這對(duì)110kV以上的超高壓系統(tǒng)，是很有經(jīng)濟(jì)技術(shù)價(jià)值的，因?yàn)楦邏弘娖魈貏e是超高壓電器的絕緣問題，是影響其設(shè)計(jì)和制造的關(guān)鍵問題。絕緣要求的降低，實(shí)際上就降低了高壓電器的造價(jià)，同時(shí)改善了高壓電器的工作環(huán)境，所以我國規(guī)定110kV以上的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)均采用直接接地的運(yùn)行方式。第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式五、中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地的電力系統(tǒng)隨著10kV中壓配電系統(tǒng)不斷擴(kuò)大，特別是大城市中大量采用電纜，致使接地電容電流增大（由公式1-3可知，同樣長(zhǎng)度的電纜引起的電容電流比架空線大得多）。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)，電弧不能自行熄滅；間歇性電弧或諧振引起的過電壓，損壞配電設(shè)備和線路，從而導(dǎo)致中斷供電。為了解決上述問題，我國一些大城市的10kV系統(tǒng)采用了中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地的方式。第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式因此，電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式，應(yīng)依據(jù)國家的有關(guān)規(guī)定，并根據(jù)實(shí)際情況而確定。電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式，是一個(gè)涉及面很廣的問題。

10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)采用經(jīng)低電阻接地方式后，變電所的接地故障電壓可能升高，為防止這種過電壓經(jīng)變電所共同接地系統(tǒng)沿低壓線傳導(dǎo)到用戶，應(yīng)將變電所低壓側(cè)的接地獨(dú)立設(shè)置。01020304050607供電可靠性

過電壓絕緣配合短路電流弱電系統(tǒng)的干擾繼電保護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性不同程度的影響第五章變配電所及建筑供配電系統(tǒng)1234567變配電所的主結(jié)線電力線路的結(jié)構(gòu)與敷設(shè)變配電所的結(jié)構(gòu)與布置電力線路的結(jié)線方式供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算思考題習(xí)題第五節(jié)第一部分1.選擇導(dǎo)體截面的六個(gè)條件2.按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體截面N線，PE線，PEN線截面選擇重點(diǎn)難點(diǎn)05供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算一、概述2允許電壓損耗3經(jīng)濟(jì)電流密度4機(jī)械強(qiáng)度56為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)。經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，電力線路的導(dǎo)線和電纜等載流導(dǎo)體截面的選擇一般應(yīng)滿足下列條件：發(fā)熱條件1短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)和熱穩(wěn)定度導(dǎo)體與保護(hù)電器的配合二、按發(fā)熱條件選擇校驗(yàn)導(dǎo)線和電纜的截面電流通過導(dǎo)體（包括母線、導(dǎo)線和電纜，下同），由于導(dǎo)體存在電阻，必然產(chǎn)生電能損耗，使導(dǎo)體發(fā)熱。裸導(dǎo)體的溫度升高時(shí)，會(huì)使接頭處氧化加劇，增大接觸電阻，使之進(jìn)一步氧化，如此惡性循環(huán)，甚至可發(fā)展到斷線。絕緣導(dǎo)線和電纜的溫度過高時(shí)，可使絕緣損壞，甚至引起火災(zāi)。因此導(dǎo)體的正常發(fā)熱溫度不得超過附錄表A-21所示的允許值。第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算（一）按發(fā)熱條件選擇相線截面按發(fā)熱條件選擇三相線路中的相線截面A時(shí)，應(yīng)使其允許載流量Ial不小于通過相線的計(jì)算電流I30，即

Ial≥I30

（5-1）導(dǎo)體的允許載流量，就是在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，導(dǎo)體能夠連續(xù)承受而不致使其穩(wěn)定溫度超過規(guī)定值的最大電流。如果導(dǎo)體敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度與導(dǎo)體允許載流量所采用的環(huán)境溫度不同時(shí)，則導(dǎo)體的允許載流量應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)（5-2）第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算（二）低壓線路的中性線（N線）、保護(hù)線（PE線）和保護(hù)中性線（PEN線）截面的選擇1、中性線截面的選擇低壓三相四線制（ＴＮ或ＴＴ）線路中的中性線（Ｎ線），按規(guī)定，其載流量不應(yīng)小干線路中的最大不平衡負(fù)荷電流，同時(shí)應(yīng)考慮諧波電流的影響。一般三相負(fù)荷基本平衡的低壓線路中的中性線截面Ao，宜不小于相線截面Aph的50％，即（5-3）對(duì)３次諧波電流突出的三相線路，由于各相的３次諧波電流都要通過中性線，使得中性線電流可能接近甚至等于或超過相電流，在這種情況下，中性線截面宜選為與相線截面相等或更大，即（5-4）AphAph第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算從圖5-51可以看出，由于相位的原因，3次諧波在N線上是疊加而不是抵消。所以現(xiàn)在新設(shè)計(jì)的建筑物中N線截面一般都選為與相線截面相等，而電腦機(jī)房等場(chǎng)所則更是選N線為相線截面的2倍左右。對(duì)由三相線路分出的兩相三線線路和單相雙線線路中的中性線，由于其中性線的電流與相線電流相等，因此中性線截面應(yīng)與相線截面相等，即圖5-513次諧波在N線上疊加Aph（5-5）第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算２.保護(hù)線截面的選擇低壓系統(tǒng)中的保護(hù)線（PE線），按GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)其材質(zhì)與相線相同時(shí)，其最小截面應(yīng)符合表5-16的要求。第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算3.保護(hù)中性線截面的選擇低壓系統(tǒng)中的保護(hù)中性線（PEN線）的截面，應(yīng)同時(shí)滿足上述中性線（N線）和保護(hù)線（PE線）選擇的條件，即并且，按GB50054-2008規(guī)定，采用單芯導(dǎo)線為PEN干線時(shí)，銅芯截面不應(yīng)小于10mm2，鋁芯截面不應(yīng)小于16mm2；采用多芯電纜的芯線為PEN干線時(shí)，截面不應(yīng)小于4mm2。

第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算例5-1

有一條采用BLV型鋁芯塑料線明敷的220/380V的TN-S線路，計(jì)算電流為86A，敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度為35℃。試按發(fā)熱條件選擇此線路的導(dǎo)線截面。第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算三、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜的截面經(jīng)濟(jì)電流密度就是能使線路的“年費(fèi)用支出”接近于最小而又適當(dāng)考慮節(jié)約有色金屬條件的導(dǎo)線和電纜的電流密度值。我國規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度如表5-17所示。所謂“年費(fèi)用支出”B，是指線路投資費(fèi)折算到一年的支出加上線路的年運(yùn)行費(fèi)（含維修管理費(fèi)、電能損耗費(fèi)等）。按GB50217-2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的計(jì)算公式為B=0.11Z＋1.11N，式中，Z為線路投資費(fèi)，N為線路年運(yùn)行費(fèi)。按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇的導(dǎo)線和電纜截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面

，即(5-7)按上式計(jì)算出

后，一般應(yīng)選最接近的（可選稍小的）標(biāo)準(zhǔn)截面。第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算第五節(jié)第二部分線路電壓損耗的計(jì)算選擇導(dǎo)體截面的諸多條件之間的配合重點(diǎn)難點(diǎn)05供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算四、線路電壓損耗的計(jì)算線路的允許電壓損耗1

由于線路存在著阻抗，因此在負(fù)荷電流通過線路時(shí)就要產(chǎn)生電壓損耗。按規(guī)定，高壓配電線路的電壓損耗，一般不應(yīng)超過線路額定電壓的5％。從變壓器低壓母線到用電設(shè)備受電端上的低壓配電線路的電壓損耗，也一般不應(yīng)超過用電設(shè)備額定電壓的5％；對(duì)視覺要求較高的照明線路，則為2％～3％。如果線路的電壓損耗值超過了允許值，則應(yīng)適當(dāng)加大導(dǎo)線或電纜的截面，使之滿足允許的電壓損耗要求。第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算2集中負(fù)荷的三相線路電壓損耗的計(jì)算以帶兩個(gè)集中負(fù)荷的三相線路（圖5-52a）為例。線路圖中的負(fù)荷電流都用小寫I表示，各段線路電流都用大寫I表示；各線段的長(zhǎng)度、每相電阻和電抗分別用小寫l、r和x表示，各負(fù)荷點(diǎn)至線路首端的長(zhǎng)度、每相電阻和電抗分別用大寫L、R和X表示，如圖5-52a所示。以線路末端的相電壓Uph2作參考軸（為簡(jiǎn)化起見，這里將相量簡(jiǎn)寫為U，省去

；其余相量亦同樣簡(jiǎn)化。）繪制該線路的電壓、電流相量圖，如圖5-52b所示。由于線路上的電壓降相對(duì)于線路電壓來說很小，所以Uph1與Uph2間的相位差θ實(shí)際很小，因此負(fù)荷電流i1與電壓Uph1間的相位差φ1可近似地繪成i1與Uph2（參考軸）間的相位差。圖5-52帶有兩個(gè)集中負(fù)荷的三相線路（a）單線圖（b）相量圖第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算123456作相量圖（圖5-52b）的步驟如下：⑴在水平方向作矢量Ph2·=Uoa；

⑵由O點(diǎn)繪負(fù)荷電流1i和2i,其相位分別滯后1ph2為j·U角和2j角；

⑶由a點(diǎn)作矢量22riab=，平行于2i；

⑷由b點(diǎn)作矢量22xibc=，超前o902i；

⑸連直線Oc，即得·ph1U；

⑹由c點(diǎn)作矢量12ricd=，平行于2i；

第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算789101112第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算線路電壓降線路電壓損耗由圖5-52b的相量圖可知線路首端電壓與末端電壓的相量差。線路首端電壓與末端電壓的代數(shù)差。定義定義第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算=￠￠+￠￠+￠￠+￠￠+￠￠+￠=D·gffeeddccbbaUph

=+++++11111212212222222sincossincossincosjjjjjjxirixirixiri

=+++++11111122122212sincossin)(cos)(jjjjxirixxirri

=111111222222sinXcosRsinXcosRjjjjiiii+++

將上式中的jUD換算為UD，并以帶任意個(gè)集中負(fù)荷的一般公式來表示，即為

??+=+=D·)(3)sincos(3XiRiiXiRUrajj

(5-8)

ai負(fù)荷電流的有功分量)cos(jiia=；

式中

ri負(fù)荷電流的無功分量)sin(jiir=。

第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算如果用各線段中的負(fù)荷電流來計(jì)算，則將上面式中的負(fù)荷電流變換為線段電流，寫成一般公式，即為如果用負(fù)荷功率來計(jì)算，則利用，代入式（5-8），即可得如果用線段功率來計(jì)算，則利用，代入式（5-9），即可得（5-9）（5-10）（5-11）第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算(5-12)如果線路的感抗相對(duì)于線路的電阻來說小到可以忽略，或者負(fù)荷的cosφ≈1，則這種線路稱為“無感”線路?！盁o感”線路的電壓損耗計(jì)算公式為第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算(5-13)也可查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，按導(dǎo)線型號(hào)、截面和線間幾何均距直接查得。附錄表A-24列出了LJ、LGJ型鋁絞線的值，附錄表A-26列出了BLX型和BLV型鋁心絕緣線的值，供參考。如果全線路的導(dǎo)線材料和相線截面相同，且可不計(jì)感抗或者負(fù)荷cosφ≈1，則這種線路稱為“均一無感”線路?！熬粺o感”線路的電壓損耗計(jì)算公式為而線路電壓損耗的百分值則為第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算（5-14）（5-15）第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算將式（5-14）代入式（5-15），既得“均一無感”的三相線路電壓損耗百分值為（5-16）式中計(jì)算系數(shù)，如表5-18所列，表中值是在導(dǎo)線工作溫度為及的單位為的單位為時(shí)的數(shù)值。第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算對(duì)于“均一無感”的單相線路及直流線路，由于其負(fù)荷電流（或功率）要通過來回兩根導(dǎo)線，所以總的電壓損耗為一根導(dǎo)線電壓損耗的2倍，而三相線路的電壓損耗實(shí)際上就是一根相線上的電壓損耗，因此這種單相和直流線路的電壓損耗百分值為對(duì)“均一無感”的兩相三線線路，經(jīng)過推證可得電壓損耗百分值為（5-17）（5-18）第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算對(duì)于“均一無感”線路，由，可得按允許電壓損耗選擇導(dǎo)線截面的公式為此式常用于照明線路導(dǎo)線截面的選擇某6kV三相架空線路，采用型鋁絞線，水平等距排列，線距為0.8m。該線路負(fù)荷，線路長(zhǎng)2.5㎞。試計(jì)算其電壓損耗百分值。（5-19）例5-3

第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算某220/380V的TN-C線路，采用的四根導(dǎo)線穿焊接鋼管埋地敷設(shè)，在距線路首端30m處，接有20kW電阻爐1個(gè)，在末端接有30kW電阻爐1個(gè)。線路全長(zhǎng)80m。試計(jì)算該線路的電壓損耗百分值。例5-4

第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算因此整個(gè)線路由分布負(fù)荷所產(chǎn)生的電壓損耗為設(shè)線路帶有一段均勻分布負(fù)荷，如圖5-53所示。單位長(zhǎng)度線路上的負(fù)荷電流為，微小線段的負(fù)荷電流則為。這一負(fù)荷電流通過線路（長(zhǎng)度、電阻為）產(chǎn)生的電壓損耗為3均勻分布負(fù)荷的三相線路電壓損耗的計(jì)算第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算令為與均勻分布負(fù)荷等效的集中負(fù)荷，則有上式說明：帶有均勻分布負(fù)荷的線路，在計(jì)算其電壓損耗時(shí)，可以將分布負(fù)荷集中于分布線段的中點(diǎn)，按集中負(fù)荷的方法計(jì)算。（5-20）第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算圖5-53負(fù)荷均勻分布線路（a）帶有均勻分布負(fù)荷的線路（b）變換為集中負(fù)荷的線路圖5-54例5-5的線路

某220/380V的TN-C線路，如圖5-54a所示。線路擬采用BLX-500型導(dǎo)線戶內(nèi)明敷，環(huán)境溫度為25℃，允許電壓損耗為5%。試選擇導(dǎo)線截面。解

1.線路的等效變換將圖5-54a所示帶有均勻分布負(fù)荷的線路，等效變換圖為圖5-54b所示集中負(fù)荷的線路。第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算原分布負(fù)荷原集中負(fù)荷例5-5

第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算2.按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面線路中的最大負(fù)荷（計(jì)算負(fù)荷）為第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算3.校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查附錄表A-23，知戶內(nèi)明敷的鋁芯絕緣線的芯線最小截面為2.5㎜2，現(xiàn)所選導(dǎo)線A=16㎜2,故滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。4.校驗(yàn)電壓損耗查附錄表A-25，知R0=2.16Ω/km，X0=0.265Ω/km，因此線路的電壓損耗為第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算要求的第五節(jié)供配電系統(tǒng)載流導(dǎo)體的選擇計(jì)算圖5-54a所示帶有均勻分布負(fù)荷的線路，等效變換為圖5-54b所示的帶兩個(gè)集中負(fù)荷的線路。正巧這兩個(gè)集中負(fù)荷也完全相同（這是一個(gè)特例），因此又可看作是“均勻分布負(fù)荷”，將這兩個(gè)負(fù)荷等效集