現(xiàn)代供電技術(shù)(余建明)

1、 現(xiàn)代供電技術(shù)現(xiàn)代供電技術(shù)余健明余健明自動化與信息工程學院自動化與信息工程學院1 1 緒論（緒論（1-11-1） n電能是能源的主要組成部分，它與其它能源比較，易于轉(zhuǎn)化，電能是能源的主要組成部分，它與其它能源比較，易于轉(zhuǎn)化，輸配簡單，便于調(diào)節(jié)測量、準確控制。因此，保證可靠、安全、輸配簡單，便于調(diào)節(jié)測量、準確控制。因此，保證可靠、安全、經(jīng)濟、高質(zhì)量的供電，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人民生活影響很大。合經(jīng)濟、高質(zhì)量的供電，對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人民生活影響很大。合理用電已成為目前的當務之急。理用電已成為目前的當務之急。一、電力系統(tǒng)的基本概念一、電力系統(tǒng)的基本概念1 1、電力系統(tǒng)的構(gòu)成、電力系統(tǒng)的構(gòu)成 如圖如圖1-11

2、-1所示，電力系統(tǒng)由各種不同類型的發(fā)電廠、輸配所示，電力系統(tǒng)由各種不同類型的發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)及電力用戶組成。它們分別完成電能的生產(chǎn)、輸送、分配電網(wǎng)及電力用戶組成。它們分別完成電能的生產(chǎn)、輸送、分配及使用。及使用。 在目前的電力系統(tǒng)中，主要的發(fā)電廠為以煤、石油和天然在目前的電力系統(tǒng)中，主要的發(fā)電廠為以煤、石油和天然氣作為燃料的火力發(fā)電廠、利用水力發(fā)電的水力發(fā)電廠和利用氣作為燃料的火力發(fā)電廠、利用水力發(fā)電的水力發(fā)電廠和利用核能發(fā)電的原子能發(fā)電廠。此外，利用可再生能源的風能、太核能發(fā)電的原子能發(fā)電廠。此外，利用可再生能源的風能、太陽能、地下熱能和潮汐能發(fā)電也在不斷發(fā)展與研究中，有的已陽能、地下熱能和

3、潮汐能發(fā)電也在不斷發(fā)展與研究中，有的已具有一定的規(guī)模。具有一定的規(guī)模。 1 1 緒論緒論 （1-21-2）圖圖1-1 1-1 電力系統(tǒng)示意圖電力系統(tǒng)示意圖1 1 緒論緒論 （1-31-3） 輸電網(wǎng)絡(luò)的作用是將各個發(fā)電廠通過高壓輸電網(wǎng)絡(luò)的作用是將各個發(fā)電廠通過高壓( (如如220220、330330、500kV500kV甚至甚至750kV)750kV)線路相互連接，使所有同步發(fā)電機之間并列線路相互連接，使所有同步發(fā)電機之間并列運行，并同時將發(fā)電廠發(fā)出的電能送到各個負荷中心。由于每運行，并同時將發(fā)電廠發(fā)出的電能送到各個負荷中心。由于每條線路輸送功率大小以及傳輸距離不同，在同一個輸電網(wǎng)絡(luò)中條線路輸送

4、功率大小以及傳輸距離不同，在同一個輸電網(wǎng)絡(luò)中可能需要采用幾種不同等級的電壓，這就要求在輸電網(wǎng)絡(luò)中采可能需要采用幾種不同等級的電壓，這就要求在輸電網(wǎng)絡(luò)中采用各種不同容量的升、降壓變電所。電能傳輸?shù)姆绞椒譃榻涣饔酶鞣N不同容量的升、降壓變電所。電能傳輸?shù)姆绞椒譃榻涣鬏旊姾椭绷鬏旊妰煞N形式。輸電和直流輸電兩種形式。 組成大型電力系統(tǒng)的優(yōu)點有：組成大型電力系統(tǒng)的優(yōu)點有： 1)1)發(fā)電量不受地方負荷的限制，可以增大單臺機組容量，充發(fā)電量不受地方負荷的限制，可以增大單臺機組容量，充分利用地方自然資源，提高發(fā)電效率，降低電能成本。分利用地方自然資源，提高發(fā)電效率，降低電能成本。 2)2)充分利用各類發(fā)電廠的特

5、點，合理地分配負荷，使系統(tǒng)能充分利用各類發(fā)電廠的特點，合理地分配負荷，使系統(tǒng)能保持在最經(jīng)濟的條件下運行。保持在最經(jīng)濟的條件下運行。 3)3)在減少備用機組的情況下，能提高對用戶供電的可靠性。在減少備用機組的情況下，能提高對用戶供電的可靠性。 1 1 緒論（緒論（1-41-4） 2 2、電力網(wǎng)的額定電壓、電力網(wǎng)的額定電壓 電力網(wǎng)的額定電壓等級是根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要、技術(shù)經(jīng)濟的合理電力網(wǎng)的額定電壓等級是根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要、技術(shù)經(jīng)濟的合理性以及電氣設(shè)備的制造水平等因素，經(jīng)全面分析論證，由國家統(tǒng)一制定和性以及電氣設(shè)備的制造水平等因素，經(jīng)全面分析論證，由國家統(tǒng)一制定和頒布的。我國公布的標準額定電壓

6、如表頒布的。我國公布的標準額定電壓如表1-11-1所示。所示。表表1-1 1-1 我國交流電力網(wǎng)和電氣設(shè)備的額定電壓我國交流電力網(wǎng)和電氣設(shè)備的額定電壓 電力網(wǎng)和用電設(shè)備 額定電壓 發(fā)電機 額定電壓 電力變壓器額定電壓 一次繞組 二次繞組 低壓（V） 220127 380220 660380 230 400 690 220127 380220 660380 230133 400230 690400高壓（kV） 3 6 10 35110 220 330 500 750 3.15 6.3 10.5 13.8,15.75,18,20-3及3.156及6.310及10.513.8,15.75,18,20

7、351102203305007503.15及3.36.3及6.6lO.5及1138.5121242363550-1 1 緒論（緒論（1-51-5） 電氣設(shè)備的額定電壓如下：電氣設(shè)備的額定電壓如下： 1 1）用電設(shè)備的額定電壓）用電設(shè)備的額定電壓 它是設(shè)備最經(jīng)濟合理的工作電壓，它應與電網(wǎng)的額定電壓一致。它是設(shè)備最經(jīng)濟合理的工作電壓，它應與電網(wǎng)的額定電壓一致。 2 2）發(fā)電機的額定電壓）發(fā)電機的額定電壓 發(fā)電機的額定電壓一般比同級電網(wǎng)額定電壓高出發(fā)電機的額定電壓一般比同級電網(wǎng)額定電壓高出5 5。 3 3）電力變壓器的額定電壓）電力變壓器的額定電壓 變壓器的額定電壓分為一次和二次。對于一次額定電壓，

8、當變壓器接于變壓器的額定電壓分為一次和二次。對于一次額定電壓，當變壓器接于 電網(wǎng)末端時，性質(zhì)上等同于電網(wǎng)上的一個負荷（如用戶降壓變電所的變壓電網(wǎng)末端時，性質(zhì)上等同于電網(wǎng)上的一個負荷（如用戶降壓變電所的變壓 器），故其額定電壓與電網(wǎng)一致；當變壓器接于發(fā)電機引出端時（如發(fā)電器），故其額定電壓與電網(wǎng)一致；當變壓器接于發(fā)電機引出端時（如發(fā)電 廠升壓變壓器），則其額定電壓應與發(fā)電機額定電壓相同，即比同級電網(wǎng)廠升壓變壓器），則其額定電壓應與發(fā)電機額定電壓相同，即比同級電網(wǎng) 額定電壓高出額定電壓高出5 5。對于二次額定電壓，是指變壓器的空載電壓，考慮到變。對于二次額定電壓，是指變壓器的空載電壓，考慮到變 壓

9、器承載時自身電壓損失（通常在額定工作情況下約為壓器承載時自身電壓損失（通常在額定工作情況下約為5 5），變壓器二次），變壓器二次 側(cè)額定電壓應比電網(wǎng)額定電壓高側(cè)額定電壓應比電網(wǎng)額定電壓高5 5；當二次側(cè)輸電距離較長時，還應考慮；當二次側(cè)輸電距離較長時，還應考慮 到線路電壓損失（約到線路電壓損失（約5 5），此時，變壓器二次側(cè)額定電壓應比電網(wǎng)額定電），此時，變壓器二次側(cè)額定電壓應比電網(wǎng)額定電 壓高壓高1010。 1 1 緒論（緒論（1-61-6） 3 3、電力系統(tǒng)的中性點運行方式、電力系統(tǒng)的中性點運行方式 電力系統(tǒng)的中性點是指星形聯(lián)結(jié)的變壓器或發(fā)電機的中性電力系統(tǒng)的中性點是指星形聯(lián)結(jié)的變壓器或發(fā)

10、電機的中性點。其中性點運行方式可分為中性點有效接地系統(tǒng)和中性點非點。其中性點運行方式可分為中性點有效接地系統(tǒng)和中性點非有效接地系統(tǒng)兩大類。中性點有效接地系統(tǒng)即中性點直接接地有效接地系統(tǒng)兩大類。中性點有效接地系統(tǒng)即中性點直接接地系統(tǒng)，中性點非有效接地系統(tǒng)包括中性點不接地和中性點經(jīng)消系統(tǒng)，中性點非有效接地系統(tǒng)包括中性點不接地和中性點經(jīng)消弧線圈弧線圈( (或電阻或電阻) )接地，使接地電流被控制到較小數(shù)值的系統(tǒng)。接地，使接地電流被控制到較小數(shù)值的系統(tǒng)。 1 1）中性點不接地系統(tǒng)）中性點不接地系統(tǒng) 在正常運行時，各相對地電壓在正常運行時，各相對地電壓 、 、 是對稱的，其值是對稱的，其值為相電壓為相電

11、壓 ；各相對地電容相同（設(shè)線路單位長度電容為；各相對地電容相同（設(shè)線路單位長度電容為 ，線路長度為線路長度為 ），電容電流對稱且超前相電壓），電容電流對稱且超前相電壓9090，其值，其值為為 ，故三相電容電流矢量和為零。，故三相電容電流矢量和為零。AUBUCUUl0ClUCI0c01 1 緒論（緒論（1-71-7） 但是，當發(fā)生一相接地故障時但是，當發(fā)生一相接地故障時( (如如C C相相, ,圖圖1-21-2所示所示) )，故障相對地電，故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓將升高至壓為零，非故障相對地電壓將升高至原來相電壓的原來相電壓的 倍，而線電壓在大倍，而線電壓在大小和相位上都沒有變化。故

12、障相對地小和相位上都沒有變化。故障相對地電容被短接，非故障相由于對地電壓電容被短接，非故障相由于對地電壓的升高其電容電流升至原來電容電流的升高其電容電流升至原來電容電流的的 倍。此時，流經(jīng)故障點的電流倍。此時，流經(jīng)故障點的電流 為非故障相為非故障相A A、B B兩相電容電流的矢量兩相電容電流的矢量和和 ，其有效，其有效值為值為 。 33(1)C(A)(1)C(B)1(C(C)(1)kIIIIc00(1)k333IlUCI(1)kI圖圖1-2 1-2 中性點不接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障發(fā)生單相接地故障1 1 緒論（緒論（1-81-8） 以上分析表明，中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障

13、時，以上分析表明，中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，線間電壓不變，而非故障相對地電壓升高到原來相電壓的倍，線間電壓不變，而非故障相對地電壓升高到原來相電壓的倍，故障相電容電流增大到原來的故障相電容電流增大到原來的3 3倍。因此，對中性點不接地系倍。因此，對中性點不接地系統(tǒng)應注意：統(tǒng)應注意： （1 1）電氣設(shè)備對地絕緣要求必須按線電壓數(shù)值來考慮。）電氣設(shè)備對地絕緣要求必須按線電壓數(shù)值來考慮。 （2 2）若單相接地電容電流超過規(guī)定值）若單相接地電容電流超過規(guī)定值(6(610kV10kV線路為線路為30A30A，35kV35kV線路為線路為10A)10A)，會產(chǎn)生穩(wěn)定電弧致使電網(wǎng)出現(xiàn)暫態(tài)過電壓，會

14、產(chǎn)生穩(wěn)定電弧致使電網(wǎng)出現(xiàn)暫態(tài)過電壓，危及電氣設(shè)備安全。這時應采危及電氣設(shè)備安全。這時應采 取中性點經(jīng)消弧線圈（或電阻）取中性點經(jīng)消弧線圈（或電阻）接地的運行方式。接地的運行方式。1 1 緒論（緒論（1-91-9） 2. 2.中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng) 消弧線圈實際上是一個鐵心消弧線圈實際上是一個鐵心可調(diào)的電感線圈，安裝在變壓器可調(diào)的電感線圈，安裝在變壓器或發(fā)電機中性點與大地之間，如或發(fā)電機中性點與大地之間，如圖圖1-31-3所示。當系統(tǒng)發(fā)生單相接地所示。當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，接地故障相與消弧線圈故障時，接地故障相與消弧線圈構(gòu)成了另一個回路，接地電流中構(gòu)成了另一個回路，

15、接地電流中增加了一個感性電流增加了一個感性電流 ，它和裝，它和裝設(shè)消弧線圈前的電容電流方向相設(shè)消弧線圈前的電容電流方向相反，相互補償，減小了接地點的反，相互補償，減小了接地點的故障電流，使電弧易于自行熄滅，故障電流，使電弧易于自行熄滅，從而提高了供電可靠性。從而提高了供電可靠性。LI圖圖1-3 1-3 中性點經(jīng)消弧線圈接中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障1 1 緒論（緒論（1-101-10） 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，與中性點不接地的系統(tǒng)一中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，與中性點不接地的系統(tǒng)一樣，非故障相電壓仍升高樣，非故障相電壓仍升高

16、 倍，三相導線之間的線電壓仍然平衡，電力系統(tǒng)可倍，三相導線之間的線電壓仍然平衡，電力系統(tǒng)可以繼續(xù)運行。以繼續(xù)運行。 電力系統(tǒng)經(jīng)消弧線圈接地時，有三種補償方式，即全補償、欠補償和過補償。電力系統(tǒng)經(jīng)消弧線圈接地時，有三種補償方式，即全補償、欠補償和過補償。 全補償方式即全補償方式即 ，此時系統(tǒng)將發(fā)生串聯(lián)諧振，產(chǎn)生危險的高電壓和過，此時系統(tǒng)將發(fā)生串聯(lián)諧振，產(chǎn)生危險的高電壓和過電流，可能造成設(shè)備的絕緣損壞，影響系統(tǒng)的安全運行。因此，一般系統(tǒng)都不電流，可能造成設(shè)備的絕緣損壞，影響系統(tǒng)的安全運行。因此，一般系統(tǒng)都不采用全補償方式。采用全補償方式。 欠補償方式即欠補償方式即 ，此時接地點有未被補償?shù)碾娙蓦娏?/p>

17、流過，當系統(tǒng)運，此時接地點有未被補償?shù)碾娙蓦娏髁鬟^，當系統(tǒng)運行方式改變而切除部分線路時，整個系統(tǒng)的對地電容電流將減少，有可能發(fā)展行方式改變而切除部分線路時，整個系統(tǒng)的對地電容電流將減少，有可能發(fā)展成為全補償方式，從而出現(xiàn)上述嚴重后果，所以也很少被采用。成為全補償方式，從而出現(xiàn)上述嚴重后果，所以也很少被采用。 過補償方式即過補償方式即 ，在過補償方式下，即使系統(tǒng)運行方式改變而切除部，在過補償方式下，即使系統(tǒng)運行方式改變而切除部分線路時，也不會發(fā)展成為全補償方式，致使系統(tǒng)發(fā)生諧振。因此，實際工程分線路時，也不會發(fā)展成為全補償方式，致使系統(tǒng)發(fā)生諧振。因此，實際工程中大都采用過補償方式。消弧線圈的過補

18、償度一般為中大都采用過補償方式。消弧線圈的過補償度一般為5 51010。3(1)LkII(1)LkII(1)LkII1 1 緒論（緒論（1-111-11） 3. 3.中性點直接接地系統(tǒng)中性點直接接地系統(tǒng) 當發(fā)生一相對地絕緣破壞時，即構(gòu)成單相接地故障，供電中斷，當發(fā)生一相對地絕緣破壞時，即構(gòu)成單相接地故障，供電中斷，可靠性降低。但是由于中性點接地的鉗位作用，非故障相對地電可靠性降低。但是由于中性點接地的鉗位作用，非故障相對地電壓不變，電氣設(shè)備絕緣水平可按相電壓考慮。此外，在壓不變，電氣設(shè)備絕緣水平可按相電壓考慮。此外，在380380220V220V低壓供電系統(tǒng)中，采用中性點直接接地，因此可以減少

19、中性點的低壓供電系統(tǒng)中，采用中性點直接接地，因此可以減少中性點的電壓偏差，同時可以防止一相接地時出現(xiàn)超過電壓偏差，同時可以防止一相接地時出現(xiàn)超過250V250V的危險電壓。的危險電壓。 在我國電力系統(tǒng)中，在我國電力系統(tǒng)中，110kV110kV及以上高壓系統(tǒng)，為降低設(shè)備絕緣要及以上高壓系統(tǒng)，為降低設(shè)備絕緣要求，多采用中性點直接接地運行方式；求，多采用中性點直接接地運行方式；6 635kV35kV中壓系統(tǒng)中，為提中壓系統(tǒng)中，為提高供電可靠性，首選中性點不接地運行方式，當接地電流不滿足高供電可靠性，首選中性點不接地運行方式，當接地電流不滿足要求時，可采用中性點經(jīng)消弧線圈（或電阻）接地的運行方式；要求

20、時，可采用中性點經(jīng)消弧線圈（或電阻）接地的運行方式；低于低于1kV1kV的低壓配電系統(tǒng)中，通常為中性點直接接地運行方式。的低壓配電系統(tǒng)中，通常為中性點直接接地運行方式。 LI1 1 緒論（緒論（1-121-12） 二、用戶供電系統(tǒng)的特點和決定供電質(zhì)量的主要指標二、用戶供電系統(tǒng)的特點和決定供電質(zhì)量的主要指標 1 1、用戶供電系統(tǒng)的特點、用戶供電系統(tǒng)的特點 用戶供電系統(tǒng)由用戶內(nèi)部變配電所、供電線路和用電設(shè)備用戶供電系統(tǒng)由用戶內(nèi)部變配電所、供電線路和用電設(shè)備等組成，其中變配電所是電力系統(tǒng)的終端降壓變配電所。對于等組成，其中變配電所是電力系統(tǒng)的終端降壓變配電所。對于某些大型工業(yè)企業(yè)，在可靠性要求或技術(shù)

21、經(jīng)濟比較合理時，也某些大型工業(yè)企業(yè)，在可靠性要求或技術(shù)經(jīng)濟比較合理時，也可建立自備發(fā)電站。可建立自備發(fā)電站。 用戶供電系統(tǒng)的供電電壓一般在用戶供電系統(tǒng)的供電電壓一般在110kV110kV以下。以下。2 2、決定供電質(zhì)量的主要指標、決定供電質(zhì)量的主要指標 決定用戶供電質(zhì)量的指標為電壓、頻率和可靠性。決定用戶供電質(zhì)量的指標為電壓、頻率和可靠性。1 1 緒論（緒論（1-131-13） 1 1）電壓）電壓 理想的供電電壓應該是幅值恒為額定值的三相對稱正弦理想的供電電壓應該是幅值恒為額定值的三相對稱正弦電壓。由于供電系統(tǒng)存在阻抗、用電負荷的變化和用電負荷的電壓。由于供電系統(tǒng)存在阻抗、用電負荷的變化和用電

22、負荷的性質(zhì)性質(zhì)( (如沖擊性負荷、非線性負荷如沖擊性負荷、非線性負荷) )等因素，實際供電電壓無論等因素，實際供電電壓無論是在幅值上、波形上還是三相對稱性上都可能與理想電壓之間是在幅值上、波形上還是三相對稱性上都可能與理想電壓之間存在著偏差。存在著偏差。 (1)(1)電壓偏差電壓偏差 電壓偏差是指電網(wǎng)實際電壓與額定電壓之差。電壓偏差是指電網(wǎng)實際電壓與額定電壓之差。實際電壓偏高或偏低對用電設(shè)備的良好運行都有影響。我國對實際電壓偏高或偏低對用電設(shè)備的良好運行都有影響。我國對用電單位的供電額定電壓及容許偏差規(guī)定：用電單位的供電額定電壓及容許偏差規(guī)定： 35kV35kV及以上供電電壓：電壓正、負偏差絕

23、對值之和為及以上供電電壓：電壓正、負偏差絕對值之和為1010； 10kV10kV及以下三相供電電壓：及以下三相供電電壓：7 7； 220V220V單相供電電壓：單相供電電壓：7 7，1010。 1 1 緒論（緒論（1-141-14） (2) (2)電壓波動和閃變電壓波動和閃變 電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均根值）的電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均根值）的連續(xù)快速變化稱為電壓波動。由電壓波動引起的燈光閃爍對人連續(xù)快速變化稱為電壓波動。由電壓波動引起的燈光閃爍對人眼腦產(chǎn)生的刺激效應稱為電壓閃變。眼腦產(chǎn)生的刺激效應稱為電壓閃變。 (3)(3)高次諧波高次諧波 電網(wǎng)電壓波形發(fā)生非正弦畸變時，電壓中出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波

24、形發(fā)生非正弦畸變時，電壓中出現(xiàn)高次諧波。高次諧波的產(chǎn)生，除電力系統(tǒng)自身背景諧波外，在高次諧波。高次諧波的產(chǎn)生，除電力系統(tǒng)自身背景諧波外，在用戶方面主要由大功率變流設(shè)備、電弧爐等非線性用電設(shè)備所用戶方面主要由大功率變流設(shè)備、電弧爐等非線性用電設(shè)備所引起。高次諧波的存在將導致供電系統(tǒng)能耗增大、電氣設(shè)備尤引起。高次諧波的存在將導致供電系統(tǒng)能耗增大、電氣設(shè)備尤其是靜電電容器過流及絕緣老化加快，并會干擾自動化裝置和其是靜電電容器過流及絕緣老化加快，并會干擾自動化裝置和通信設(shè)施的正常工作。通信設(shè)施的正常工作。 (4)(4)三相不對稱三相不對稱 三相電壓不對稱指三個相電壓在幅值和相位三相電壓不對稱指三個相電

25、壓在幅值和相位關(guān)系上存在偏差。三相不對稱主要由系統(tǒng)運行參數(shù)不對稱、三關(guān)系上存在偏差。三相不對稱主要由系統(tǒng)運行參數(shù)不對稱、三相用電負荷不對稱等因素引起。供電系統(tǒng)的不對稱運行，對用相用電負荷不對稱等因素引起。供電系統(tǒng)的不對稱運行，對用電設(shè)備及供配電系統(tǒng)都有危害，低壓系統(tǒng)的不對稱運行還會導電設(shè)備及供配電系統(tǒng)都有危害，低壓系統(tǒng)的不對稱運行還會導致中性點偏移，從而危及人身和設(shè)備安全。致中性點偏移，從而危及人身和設(shè)備安全。 1 1 緒論（緒論（1-151-15） 2 2）頻率）頻率 一個交流電力系統(tǒng)只能有一個頻率。我國規(guī)定的電力系統(tǒng)一個交流電力系統(tǒng)只能有一個頻率。我國規(guī)定的電力系統(tǒng)標稱頻率標稱頻率( (俗

26、稱工頻俗稱工頻) )為為50Hz50Hz。國際上標稱頻率有。國際上標稱頻率有50Hz50Hz和和60Hz60Hz兩兩種。種。 當電能供需不平衡時，系統(tǒng)頻率便會偏離其標稱值。頻率當電能供需不平衡時，系統(tǒng)頻率便會偏離其標稱值。頻率偏差不僅影響用電設(shè)備的工作狀態(tài)、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，更重偏差不僅影響用電設(shè)備的工作狀態(tài)、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，更重要地影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。要地影響到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。 大多數(shù)國家規(guī)定頻率偏差在大多數(shù)國家規(guī)定頻率偏差在( (0.10.10.3)Hz0.3)Hz之間。在我之間。在我國，國，300300萬萬kWkW以上的電力系統(tǒng)以上的電力系統(tǒng) 頻率偏差規(guī)定為頻率偏差規(guī)定為0.

27、2Hz0.2Hz；而；而300300萬萬kWkW以下的小容量電力系以下的小容量電力系統(tǒng)，其頻率偏差規(guī)定為統(tǒng)，其頻率偏差規(guī)定為0.5Hz0.5Hz。1 1 緒論（緒論（1-161-16） 3 3）可靠性）可靠性 供電可靠性指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力，應根據(jù)負荷等級來保證供電系統(tǒng)的供電可靠性指供電系統(tǒng)持續(xù)供電的能力，應根據(jù)負荷等級來保證供電系統(tǒng)的可靠性。衡量供電系統(tǒng)供電可靠性的主要指標有：可靠性。衡量供電系統(tǒng)供電可靠性的主要指標有： (1)(1)供電可靠率供電可靠率 在統(tǒng)計期間內(nèi)，對用戶有效供電時間總小時數(shù)與統(tǒng)計期間小時在統(tǒng)計期間內(nèi)，對用戶有效供電時間總小時數(shù)與統(tǒng)計期間小時數(shù)的比值。即數(shù)的比值。即

28、（1-11-1） (2)(2)用戶平均停電時間用戶平均停電時間 用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均停電小時數(shù)。即用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均停電小時數(shù)。即 （1-21-2） (3)(3)用戶平均停電次數(shù)用戶平均停電次數(shù) 用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均停電次數(shù)。用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均停電次數(shù)。 （1-31-3） (4)(4)用戶平均故障停電次數(shù)用戶平均故障停電次數(shù) 用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均故障停電次數(shù)。即用戶在統(tǒng)計期間內(nèi)的平均故障停電次數(shù)。即 （1-41-4）統(tǒng)計期間時間用戶平均停電時間供電可靠率1001每次停電持續(xù)時間 每次停電用戶數(shù)用戶平均停電時間總供電戶數(shù)每次停電用戶數(shù)用戶平均停電次數(shù)總用戶數(shù)每次故障停電用戶數(shù)用戶平

29、均故障停電時間總用戶數(shù)2 2 用戶供電系統(tǒng)（用戶供電系統(tǒng)（2-12-1） 用戶供電系統(tǒng)的基本設(shè)計目標是為各電力用戶的生產(chǎn)活動用戶供電系統(tǒng)的基本設(shè)計目標是為各電力用戶的生產(chǎn)活動和人民生活提供一個安全、可靠、合理、優(yōu)質(zhì)的供電環(huán)境。近和人民生活提供一個安全、可靠、合理、優(yōu)質(zhì)的供電環(huán)境。近年來，工業(yè)生產(chǎn)過程和設(shè)備與日俱新，自動化水平日益提高，年來，工業(yè)生產(chǎn)過程和設(shè)備與日俱新，自動化水平日益提高，商業(yè)用電和人民生活用電更是日益豐富，這些都對供電系統(tǒng)提商業(yè)用電和人民生活用電更是日益豐富，這些都對供電系統(tǒng)提出了更高的要求，也使得供電系統(tǒng)更加復雜。盡管不同用戶的出了更高的要求，也使得供電系統(tǒng)更加復雜。盡管不同

30、用戶的供電系統(tǒng)會因具體情況不同而異，但是電氣設(shè)計的基本要素是供電系統(tǒng)會因具體情況不同而異，但是電氣設(shè)計的基本要素是相同的，它們包括：相同的，它們包括：n電力負荷及其計算；電力負荷及其計算；n供電電壓的選擇與調(diào)整；供電電壓的選擇與調(diào)整；n電源（包括備用電源和應急電源）的選擇；電源（包括備用電源和應急電源）的選擇；n配電系統(tǒng)（包括變電所和配電網(wǎng)）的設(shè)計；配電系統(tǒng)（包括變電所和配電網(wǎng)）的設(shè)計；n供電系統(tǒng)的電能節(jié)約與電能質(zhì)量控制；供電系統(tǒng)的電能節(jié)約與電能質(zhì)量控制； 掌握上述要素，再考慮到不同用戶的具體情況加以靈活運掌握上述要素，再考慮到不同用戶的具體情況加以靈活運用，則可以設(shè)計出滿足用戶要求的用戶供電

31、系統(tǒng)。用，則可以設(shè)計出滿足用戶要求的用戶供電系統(tǒng)。 2 2 用戶供電系統(tǒng)（用戶供電系統(tǒng)（2-22-2） 一、電力負荷與負荷計算一、電力負荷與負荷計算 1 1、關(guān)于負荷的基本概念、關(guān)于負荷的基本概念 1 1）設(shè)備安裝容量）設(shè)備安裝容量 設(shè)備安裝容量（亦稱設(shè)備功率）是指連續(xù)工作的用電設(shè)備銘牌上的標稱功設(shè)備安裝容量（亦稱設(shè)備功率）是指連續(xù)工作的用電設(shè)備銘牌上的標稱功率。但是，用電設(shè)備往往因工作性質(zhì)不同而具有不同的運行工作制，這時，率。但是，用電設(shè)備往往因工作性質(zhì)不同而具有不同的運行工作制，這時，從供電安全和經(jīng)濟性兩方面來考慮，應按設(shè)備銘牌功率予以折算。用電設(shè)備從供電安全和經(jīng)濟性兩方面來考慮，應按設(shè)備

32、銘牌功率予以折算。用電設(shè)備工作制分為：工作制分為： (1)(1)連續(xù)運行工作制連續(xù)運行工作制 此類用電設(shè)備的連續(xù)運行時間較長，通常不小于此類用電設(shè)備的連續(xù)運行時間較長，通常不小于10min10min。此類設(shè)備的銘牌容量就作為設(shè)備安裝容量。此類設(shè)備的銘牌容量就作為設(shè)備安裝容量。 (2)(2)短時運行工作制短時運行工作制 此類用電設(shè)備的連續(xù)工作時間很短、但停歇時間相對很此類用電設(shè)備的連續(xù)工作時間很短、但停歇時間相對很長。這類設(shè)備的數(shù)量很少。在計算包含短時工作制設(shè)備在內(nèi)的一組用電設(shè)備長。這類設(shè)備的數(shù)量很少。在計算包含短時工作制設(shè)備在內(nèi)的一組用電設(shè)備的計算負荷時，若此類設(shè)備容量相對較小，則一般不予考慮

33、。的計算負荷時，若此類設(shè)備容量相對較小，則一般不予考慮。 (3)(3)斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工作制 此類設(shè)備有一定的運行周期（小于此類設(shè)備有一定的運行周期（小于10min10min），時而工作，），時而工作，時而停歇，反復運行。時而停歇，反復運行。2 2 用戶供電系統(tǒng)（用戶供電系統(tǒng)（2-32-3） 2 2）負荷與負荷曲線）負荷與負荷曲線 電力負荷是指單臺用電設(shè)備或一組用電設(shè)備從電源取用的電電力負荷是指單臺用電設(shè)備或一組用電設(shè)備從電源取用的電功率，包括有功功率、無功功率和視在功率。電力負荷隨時間變功率，包括有功功率、無功功率和視在功率。電力負荷隨時間變化的曲線稱為負荷曲線?；那€稱為負荷曲線。

34、 根據(jù)負荷曲線繪制的時間長度，負荷曲線可有工作班（根據(jù)負荷曲線繪制的時間長度，負荷曲線可有工作班（8 8小時）小時）負荷曲線、日負荷曲線、周負荷曲線、月負荷曲線和年負荷曲線，負荷曲線、日負荷曲線、周負荷曲線、月負荷曲線和年負荷曲線，其中日負荷曲線和年負荷曲線最為常用。日負荷曲線表示在一天其中日負荷曲線和年負荷曲線最為常用。日負荷曲線表示在一天中一定時間間隔中一定時間間隔 t t內(nèi)的平均負荷隨時間的變化情況，年負荷曲線內(nèi)的平均負荷隨時間的變化情況，年負荷曲線表示全年負荷變動與負荷持續(xù)時間關(guān)系的曲線，如圖表示全年負荷變動與負荷持續(xù)時間關(guān)系的曲線，如圖2-12-1所示。所示。通常，年負荷曲線是由不同

35、季節(jié)典型日負荷曲線推算而來的。通常，年負荷曲線是由不同季節(jié)典型日負荷曲線推算而來的。 2 2 用戶供電系統(tǒng)（用戶供電系統(tǒng)（2-42-4）n在我國，求計算負荷的日負荷曲在我國，求計算負荷的日負荷曲線時間間隔線時間間隔 t t取為取為30min30min。 t t的取的取值與導體的發(fā)熱時間常數(shù)值與導體的發(fā)熱時間常數(shù) 有關(guān)，有關(guān)，導體截面越大，發(fā)熱時間常數(shù)導體截面越大，發(fā)熱時間常數(shù) 越越大。由于中小截面（大。由于中小截面（35mm235mm2以下）以下）導體的發(fā)熱時間常數(shù)導體的發(fā)熱時間常數(shù) 一般在一般在10min10min左右，而導體達到穩(wěn)定溫升需要左右，而導體達到穩(wěn)定溫升需要(34)(34) 的時

36、間，因此時間間隔選為的時間，因此時間間隔選為30min30min是合適的。是合適的。n通過對負荷曲線的分析，可以掌通過對負荷曲線的分析，可以掌握負荷變化的規(guī)律，并從中獲得握負荷變化的規(guī)律，并從中獲得一些對電氣設(shè)計和運行有指導意一些對電氣設(shè)計和運行有指導意義的統(tǒng)計參數(shù)。義的統(tǒng)計參數(shù)。 圖圖2-1 2-1 日負荷曲線與年負荷曲線日負荷曲線與年負荷曲線a)a)日有功負荷曲線日有功負荷曲線 b)b)年有功負荷曲線年有功負荷曲線2 2 用戶供電系統(tǒng)（用戶供電系統(tǒng)（2-52-5） 3 3）平均負荷、最大負荷、有效負荷與計算負荷）平均負荷、最大負荷、有效負荷與計算負荷 (1)(1)平均負荷平均負荷P Pav

37、 av 平均負荷是指電力負荷在一段時間內(nèi)的平均平均負荷是指電力負荷在一段時間內(nèi)的平均值。電力用戶的年平均負荷值。電力用戶的年平均負荷P Pavav可由年電能消耗量與年工作時間可由年電能消耗量與年工作時間之比來計算：之比來計算： (2-4)(2-4) 式中，式中，W Wa a年電能消耗量（年電能消耗量（kWhkWh）；）； T Tgzgz年工作時間（年工作時間（h h），若全年無間斷工作，則），若全年無間斷工作，則 T Tgzgz=8760h=8760h。 (2)(2)最大負荷最大負荷P Pmaxmax 最大負荷是指一年中典型日負荷曲線（全年最大負荷是指一年中典型日負荷曲線（全年至少出現(xiàn)至少出現(xiàn)

38、3 3次的最大負荷工作班內(nèi)的負荷曲線）中的最大負荷，次的最大負荷工作班內(nèi)的負荷曲線）中的最大負荷，即即30min30min內(nèi)消耗電能最大時的平均負荷，記作內(nèi)消耗電能最大時的平均負荷，記作P Pmaxmax或或P P3030。gzaavTWP2 2 用戶供電系統(tǒng)（用戶供電系統(tǒng)（2-62-6） (3) (3)有效負荷有效負荷P Pe e 有效負荷是指由典型工作班負荷曲線（工作有效負荷是指由典型工作班負荷曲線（工作班時間為班時間為T T）按下式計算所得的有效值：）按下式計算所得的有效值： (2-5)(2-5) 對同一負荷曲線而言，有效負荷大于平均負荷而小于最大負對同一負荷曲線而言，有效負荷大于平均負

39、荷而小于最大負荷。有效負荷是從等效發(fā)熱的角度出發(fā)的，因此也可作為電氣設(shè)荷。有效負荷是從等效發(fā)熱的角度出發(fā)的，因此也可作為電氣設(shè)計的依據(jù)。計的依據(jù)。 (4)(4)計算負荷計算負荷P Pc c 電力用戶的實際負荷并不等于用戶中所有用電力用戶的實際負荷并不等于用戶中所有用電設(shè)備額定功率之和。電設(shè)備額定功率之和。因此，在用戶供電系統(tǒng)設(shè)計中，必須首先因此，在用戶供電系統(tǒng)設(shè)計中，必須首先找出這些用電設(shè)備的等效負荷。所謂等效是指用電設(shè)備在實際運找出這些用電設(shè)備的等效負荷。所謂等效是指用電設(shè)備在實際運行中對配電設(shè)備所產(chǎn)生的最大熱效應與等效負荷產(chǎn)生的熱效應相行中對配電設(shè)備所產(chǎn)生的最大熱效應與等效負荷產(chǎn)生的熱效應

40、相等，或?qū)嶋H負荷產(chǎn)生的最大溫升與等效負荷產(chǎn)生的溫升相等。等，或?qū)嶋H負荷產(chǎn)生的最大溫升與等效負荷產(chǎn)生的溫升相等。TdtPTP02e12 2 用戶供電系統(tǒng)（用戶供電系統(tǒng)（2-72-7） (3) (3)有效負荷有效負荷P Pe e 有效負荷是指由典型工作班負荷曲線（工作有效負荷是指由典型工作班負荷曲線（工作班時間為班時間為T T）按下式計算所得的有效值：）按下式計算所得的有效值： (2-5)(2-5) 對同一負荷曲線而言，有效負荷大于平均負荷而小于最大負對同一負荷曲線而言，有效負荷大于平均負荷而小于最大負荷。有效負荷是從等效發(fā)熱的角度出發(fā)的，因此也可作為電氣設(shè)荷。有效負荷是從等效發(fā)熱的角度出發(fā)的，因

41、此也可作為電氣設(shè)計的依據(jù)。計的依據(jù)。 (4)(4)計算負荷計算負荷P Pc c 電力用戶的實際負荷并不等于用戶中所有用電力用戶的實際負荷并不等于用戶中所有用電設(shè)備額定功率之和。電設(shè)備額定功率之和。因此，在用戶供電系統(tǒng)設(shè)計中，必須首先因此，在用戶供電系統(tǒng)設(shè)計中，必須首先找出這些用電設(shè)備的等效負荷。所謂等效是指用電設(shè)備在實際運找出這些用電設(shè)備的等效負荷。所謂等效是指用電設(shè)備在實際運行中對配電設(shè)備所產(chǎn)生的最大熱效應與等效負荷產(chǎn)生的熱效應相行中對配電設(shè)備所產(chǎn)生的最大熱效應與等效負荷產(chǎn)生的熱效應相等，或?qū)嶋H負荷產(chǎn)生的最大溫升與等效負荷產(chǎn)生的溫升相等。等，或?qū)嶋H負荷產(chǎn)生的最大溫升與等效負荷產(chǎn)生的溫升相等。

42、TdtPTP02e12 2 用戶供電系統(tǒng)（用戶供電系統(tǒng)（2-82-8） 4 4）負荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)與形狀系數(shù)）負荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)與形狀系數(shù) (1)(1)負荷系數(shù)負荷系數(shù) 負荷系數(shù)是指平均負荷與最大負荷之比，它反映負荷系數(shù)是指平均負荷與最大負荷之比，它反映了負荷的平穩(wěn)程度。負荷越平穩(wěn)，則負荷系數(shù)越大。負荷系數(shù)常了負荷的平穩(wěn)程度。負荷越平穩(wěn)，則負荷系數(shù)越大。負荷系數(shù)常分為有功負荷系數(shù)分為有功負荷系數(shù) 和無功負荷系數(shù)和無功負荷系數(shù) ： （2-62-6） 由于變壓器和電機等設(shè)備在空載的情況下也需要一定的無功電由于變壓器和電機等設(shè)備在空載的情況下也需要一定的無功電流來建立工作磁場，而

43、這部分無功功率基本不隨有功負荷有無而流來建立工作磁場，而這部分無功功率基本不隨有功負荷有無而變，因此，無功負荷曲線比有功負荷曲線變化平穩(wěn)一些。通常，變，因此，無功負荷曲線比有功負荷曲線變化平穩(wěn)一些。通常，工業(yè)企業(yè)的有功負荷系數(shù)工業(yè)企業(yè)的有功負荷系數(shù) =0.65=0.650.750.75，無功負荷系數(shù)，無功負荷系數(shù) =0.70=0.700.820.82；智能建筑的有功負荷系數(shù)；智能建筑的有功負荷系數(shù) =0.35=0.350.800.80，無功，無功負荷系數(shù)負荷系數(shù) =0.40=0.400.850.85。maxmaxavQQPPav2 2 用戶供電系統(tǒng)（用戶供電系統(tǒng)（2-92-9） (2) (2)

44、利用系數(shù)利用系數(shù) 利用系數(shù)是針對用電設(shè)備組而言的。利用系數(shù)利用系數(shù)是針對用電設(shè)備組而言的。利用系數(shù)K Kx x定義為用電設(shè)備組在最大負荷工作班內(nèi)消耗的平均負荷定義為用電設(shè)備組在最大負荷工作班內(nèi)消耗的平均負荷P Pavav與該與該設(shè)備組的總安裝容量設(shè)備組的總安裝容量 P PN N之比。之比。 對某一用電設(shè)備組，統(tǒng)計其在最大負荷工作班的耗電量，除對某一用電設(shè)備組，統(tǒng)計其在最大負荷工作班的耗電量，除以該工作班的時間，便可以求出在該工作班內(nèi)的平均負荷。附錄以該工作班的時間，便可以求出在該工作班內(nèi)的平均負荷。附錄表表1 1為部分用電設(shè)備組的利用系數(shù)為部分用電設(shè)備組的利用系數(shù)KxKx值。值。 (3)(3)

45、需要系數(shù)需要系數(shù) 需要系數(shù)也是針對用電設(shè)備組而言的。需要系數(shù)需要系數(shù)也是針對用電設(shè)備組而言的。需要系數(shù)KdKd定義為用電設(shè)備組的最大負荷定義為用電設(shè)備組的最大負荷P Pmaxmax（或（或P P3030）與該設(shè)備組的總）與該設(shè)備組的總安裝容量安裝容量 P PN N之比。之比。 需要系數(shù)反映了計算負荷與設(shè)備安裝容量之間的關(guān)系。附錄需要系數(shù)反映了計算負荷與設(shè)備安裝容量之間的關(guān)系。附錄表表2 2列出了各種類型用電設(shè)備組的需要系數(shù)值。列出了各種類型用電設(shè)備組的需要系數(shù)值。2 2 用戶供電系統(tǒng)（用戶供電系統(tǒng)（2-102-10） (4) (4)形狀系數(shù)形狀系數(shù) 形狀系數(shù)也是針對用電設(shè)備組或用戶整體形狀系數(shù)

46、也是針對用電設(shè)備組或用戶整體而言的。形狀系數(shù)而言的。形狀系數(shù)KzKz定義為有效負荷定義為有效負荷P Pe e與平均負荷與平均負荷P Pavav之比。之比。 形狀系數(shù)與負荷的平穩(wěn)程度有關(guān)。當負荷曲線無間斷時，形狀系數(shù)與負荷的平穩(wěn)程度有關(guān)。當負荷曲線無間斷時，1 1 K Kz1.5zR3時才計算時才計算X的影響。因的影響。因X=R3時，時，用用R代替代替Z，誤差，誤差5.4%，在工程允許范圍內(nèi)。，在工程允許范圍內(nèi)。 3) 低壓配電網(wǎng)電器及元件的電阻多以低壓配電網(wǎng)電器及元件的電阻多以m計，因而計，因而用有名值比較方便。用有名值比較方便。 3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-41) 4) 因低壓配

47、電網(wǎng)的非周期分量衰減快，因低壓配電網(wǎng)的非周期分量衰減快， 值在值在11.3范圍。范圍。 可通過求出可通過求出XR比值后在圖比值后在圖3-8中的曲線查中的曲線查出，也可按下式直接計算出，也可按下式直接計算 圖圖38沖擊系數(shù)沖擊系數(shù) 與與 的關(guān)系曲線的關(guān)系曲線 shkshkXRek1shshkXR3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-42) 二、低壓配電網(wǎng)中各主要元件的阻抗計算二、低壓配電網(wǎng)中各主要元件的阻抗計算 1.高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗 由于配電變壓器一次側(cè)可視為由于配電變壓器一次側(cè)可視為無窮大功率電源供電來考慮。高壓系統(tǒng)阻抗一般可忽略無窮大功率電源供電來考慮。高壓系統(tǒng)阻抗一般可忽略不

48、計。若需精確計算時，歸算至低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗不計。若需精確計算時，歸算至低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗可按下式計算：可按下式計算：式中式中 歸算至低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗歸算至低壓側(cè)的高壓系統(tǒng)阻抗(m) 配電變壓器低壓側(cè)電網(wǎng)的平均線電壓配電變壓器低壓側(cè)電網(wǎng)的平均線電壓(V) 配電變壓器高壓側(cè)的短路容量配電變壓器高壓側(cè)的短路容量(MVA) 23avS(3)k10UZSSZavU)3(kS3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-43) 在工程實用計算中，一般高壓側(cè)系統(tǒng)電抗在工程實用計算中，一般高壓側(cè)系統(tǒng)電抗 ；高壓側(cè)系統(tǒng)電阻高壓側(cè)系統(tǒng)電阻 。 2.配電變壓器的阻抗配電變壓器的阻抗 變壓器電阻變壓器電阻式中式中

49、 PCuNT 變壓器額定負荷下的短路損耗變壓器額定負荷下的短路損耗(kW) SNT 變壓器的額定容量變壓器的額定容量(kVA) UNT2 變壓器二次側(cè)的額定電壓變壓器二次側(cè)的額定電壓(V) SS0.995XZSS0.1RX2TN2T2NTNCuTSUPR3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-44) 變壓器阻抗變壓器阻抗式中式中 uk %變壓器的短路電壓百分數(shù)。變壓器的短路電壓百分數(shù)。 變壓器的電抗變壓器的電抗 3.長度在長度在(10-15)m以上的母線的阻抗以上的母線的阻抗 母線的電阻母線的電阻式中式中 母線的電阻母線的電阻 (m) l 母線長度母線長度 (m) 母線材料的電阻率母線材料的電

50、阻率 (mm2)/m A 母線截面積母線截面積 (mm2) TN2T2N00kT100SUuZ2T2TTRZX3M10AlRMR3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-45) 水平排列的平放矩形母線，每相母線的電抗水平排列的平放矩形母線，每相母線的電抗 可可按下式計算：按下式計算：式中式中 母線的電抗母線的電抗 (m) l 母線長度母線長度 (m) 母線的相間幾何均距母線的相間幾何均距(mm) b 母線寬度母線寬度 (mm) 在工程實用計算中，母線的電抗亦可采用以下近似在工程實用計算中，母線的電抗亦可采用以下近似公式計算：公式計算：母線截面積在母線截面積在500 mm2以下時以下時母線截面積在

51、母線截面積在500 mm2以上時以上時 MXbDlXavM4lg145. 0MXavDmlX17. 0MmlX13. 0M3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-46) 4.電流互感器一次線圈的電阻及電抗，低壓斷路器電流互感器一次線圈的電阻及電抗，低壓斷路器過流線圈的電阻以及刀開關(guān)和低壓斷路器的觸頭接觸電過流線圈的電阻以及刀開關(guān)和低壓斷路器的觸頭接觸電阻通常由制造廠家提供，計算時可參考相應的產(chǎn)品手冊。阻通常由制造廠家提供，計算時可參考相應的產(chǎn)品手冊。三、低壓配電網(wǎng)的短路計算三、低壓配電網(wǎng)的短路計算 三相阻抗相同的低壓配電系統(tǒng)、短路電流可根據(jù)下三相阻抗相同的低壓配電系統(tǒng)、短路電流可根據(jù)下式計算式

52、計算式中式中 低壓側(cè)平均線電壓（低壓側(cè)平均線電壓（V）；）； R及及X電源至短路點的總電阻及總電抗電源至短路點的總電阻及總電抗 (m)； 三相短路電流周期分量有效值三相短路電流周期分量有效值(kA)。 (3)avZ223 ()UIRXavU)3(ZI3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-47) 通常在三相不接地系統(tǒng)中只在其中一相或兩相裝設(shè)通常在三相不接地系統(tǒng)中只在其中一相或兩相裝設(shè)電流互感器（見圖電流互感器（見圖3-9），雖然是三相對稱短路，但各），雖然是三相對稱短路，但各相短路電流周期分量相短路電流周期分量 不相等，要校驗低壓斷路器的不相等，要校驗低壓斷路器的最大短路容量時要用不裝設(shè)電流互

53、感器（如最大短路容量時要用不裝設(shè)電流互感器（如B相）短路相）短路電流。電流。 但要校驗電流互感器的穩(wěn)定度時，可按但要校驗電流互感器的穩(wěn)定度時，可按AB或或BC相相間的短路電流值算，即間的短路電流值算，即式中式中 、 分別為電流互感器一次側(cè)的電阻和分別為電流互感器一次側(cè)的電阻和 電抗電抗(m)。 )3(ZI)( 322av)3(BZXRUI2TA2TAav(3)BCZ(3)ABZ)2()2(XXRRUIITARTAX3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-48) 圖圖3-9 三相系統(tǒng)中只有三相系統(tǒng)中只有A、C兩相裝設(shè)電流互感器兩相裝設(shè)電流互感器 3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-49) 不

54、對稱短路電流的計算方法不對稱短路電流的計算方法一一 、對稱分量法、對稱分量法 對稱分量法指出，任意一組不對稱的相量對稱分量法指出，任意一組不對稱的相量 、 和和 ，可分解為對稱的正序、負序和零序三個分量之，可分解為對稱的正序、負序和零序三個分量之和：即和：即 但因正序的但因正序的A、B、C三相按反時針相差三相按反時針相差120。角，角，而負序的三相則按順時針相差而負序的三相則按順時針相差120。角，零序的三相同角，零序的三相同向。向。 AFBFCFC0C2C1CB0B2B1BA0A2A1AFFFFFFFFFFFF3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-50) 令令 ， ， ，顯然顯然 的關(guān)系，

55、將式的關(guān)系，將式(3-53)的右邊第二、第三的右邊第二、第三行的分量都用第一行的行的分量都用第一行的A相分量來表示，相分量來表示， ， ， ， 式式(3-53)可改寫為可改寫為簡寫成簡寫成其逆變換關(guān)系是其逆變換關(guān)系是 23j21ej12023j21ej24021ej3603012A12B1FFA1C1FFA2B2FFA22C2FFA0A2A122CBA11111FFFFFFA120ABCFTFABC1A120FTF3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-51) 這里這里式式(3-53)有變量有變量12個，但式個，但式(3-54)變量減至變量減至6個。個。 應該說明：式應該說明：式(3-54)式

56、式(3-56)各式的變量既可是電各式的變量既可是電壓壓 也可是電流也可是電流 ，但變量必須是周期分量。，但變量必須是周期分量。 1111131221TUI3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-52) 二、利用對稱分量法分析供電系統(tǒng)中不對稱短路二、利用對稱分量法分析供電系統(tǒng)中不對稱短路 當供電系統(tǒng)內(nèi)某處發(fā)生三相不對稱短路時，短路點當供電系統(tǒng)內(nèi)某處發(fā)生三相不對稱短路時，短路點的三相電壓的三相電壓 、 和和 不對稱，可利用式不對稱，可利用式(3-56)將這將這組不對稱電壓分解成三組各自對稱的正序、負序和零序組不對稱電壓分解成三組各自對稱的正序、負序和零序分量。這樣，研究供電系統(tǒng)不對稱短路只需舉出其

57、中一分量。這樣，研究供電系統(tǒng)不對稱短路只需舉出其中一相相(往往是往往是A相相)來分析即可。圖來分析即可。圖3-10a是一個簡化的供電是一個簡化的供電系統(tǒng)計算圖，圖中系統(tǒng)計算圖，圖中k處的處的 、 、 是從該點的不對稱是從該點的不對稱三相電壓分解出來的各序電壓分量。在這個系統(tǒng)中，線三相電壓分解出來的各序電壓分量。在這個系統(tǒng)中，線路上相應地要流過正序、負序和零序電流，各序電流流路上相應地要流過正序、負序和零序電流，各序電流流經(jīng)回路的不同相序阻抗產(chǎn)生相應的壓降經(jīng)回路的不同相序阻抗產(chǎn)生相應的壓降, KAUKBUKCUk1Uk2Uk0U3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-53) 其值可以表示為其值可

58、以表示為k0k2k1021k0k2k1.0.00.00.0.IIIjXjXjXUUU3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-54) 圖圖310 用對稱分量法分析供電系統(tǒng)的不對稱短路用對稱分量法分析供電系統(tǒng)的不對稱短路a）供電系統(tǒng)不對稱短路的計算圖）供電系統(tǒng)不對稱短路的計算圖 b)正序網(wǎng)絡(luò)正序網(wǎng)絡(luò) c) 負序網(wǎng)絡(luò)負序網(wǎng)絡(luò) d)零序網(wǎng)絡(luò)零序網(wǎng)絡(luò) 3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-55) 由于各回路相互獨立，其等效圖如圖由于各回路相互獨立，其等效圖如圖3-10的的b）、）、c）、）、d）。）。 無論是正常情況或是故障情況，電源發(fā)電機的電勢無論是正常情況或是故障情況，電源發(fā)電機的電勢總被認為是純

59、正弦的正序?qū)ΨQ電動勢，不存在負序和零總被認為是純正弦的正序?qū)ΨQ電動勢，不存在負序和零序分量。綜合三序網(wǎng)絡(luò)的方程為序分量。綜合三序網(wǎng)絡(luò)的方程為 k0k2k1021k0k2k1.0.00.00.0.00IIIjXjXjXUUUE3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-56) 式中的電源電動勢式中的電源電動勢 為已知量，為已知量， 、 、 可根可根據(jù)短路點的三相不對稱電壓分解得出，故只需求出各序據(jù)短路點的三相不對稱電壓分解得出，故只需求出各序網(wǎng)絡(luò)的序阻抗值網(wǎng)絡(luò)的序阻抗值X1、X2和和X0短路處的電流短路處的電流 、 和和 即可求出，并根據(jù)式即可求出，并根據(jù)式(3-54)合成各相短路電流的周期分合成各

60、相短路電流的周期分量值。為此，用對稱分量法的一個關(guān)鍵是求從電源點至量值。為此，用對稱分量法的一個關(guān)鍵是求從電源點至短路點的各序網(wǎng)絡(luò)阻抗值。短路點的各序網(wǎng)絡(luò)阻抗值。三、供電系統(tǒng)元件的各序阻抗三、供電系統(tǒng)元件的各序阻抗(1) 正序阻抗正序阻抗 正序阻抗即各個元件在三相對稱工作時的正序阻抗即各個元件在三相對稱工作時的基波阻抗值，也就是在計算三相對稱短路時所采用的阻基波阻抗值，也就是在計算三相對稱短路時所采用的阻抗值。抗值。 Ek1Uk2Uk0Uk1Ik2Ik0I3.3.短路電流計算短路電流計算 (3-57) (2)負序阻抗負序阻抗 因交流電路中同一靜止元件相與相之間的因交流電路中同一靜止元件相與相之