供电技术自动化与电气工程系岑毅南课程安排 （ 48学时）
供电技术是自动化等专业的一门专业课
先修课：,电路,,,电子技术基础,,,电机与拖动,。
理论讲授,讲述基本原理和设计方法（ 44学时）
实验课,根据实验指导书的要求自己完成（ 4学时）
参考书,
黄纯华编著 工厂供电 天津大学出版社
工厂配电线路及变电所设计计算
王崇林编著 供电技术 （第二版） 煤炭工业出版社
工厂电工手册涉及内容
工厂电力负荷及其计算
短路电流及其计算
变电所及其一次系统
工厂电力线路
供电系统的过电流保护
供电系统二次回路和自动装置
电气安全、接地与防雷
工厂的电气照明学习目的
是一门经典、实用学科
在各领域广泛应用：工业生产、控制系统、
商业、军事（雷达站）民用等方面。
就业主要方向通过供电技术课程的学习，使学生掌握中小型工厂供电系统和电气照明运行、维护和管理，所必需的基本理论和基本知识、
基本计算及实际运行等技术。
课程要求本课程是专业课，是实践性较强的课程。通过本课程的学习，要求：
掌握工厂供配电系统的设计方法
掌握电气设备的安全运行、管理和维护等技术
掌握继电保护方案选择和继电保护整定计算
掌握电气照明平面图的设计考核方法
本课为考试课
成绩包括：
出勤,6分，旷课一次，扣 2分
作业,6分，少交一次或抄作业扣 2分
提问,3分
试验,20分
考试,65分第 1章 概述主要内容,
工厂供电的意义、要求
电力系统、工厂供电系统
电力系统电压与电能质量
电力系统中性点运行方式和低压配电系统接地型式重点,难点了解,? 电力系统的相关概念
工厂供配电系统设计的主要内容掌握,? 电压与电能质量关系
电力系统中性点运行方式分析重点：
额定电压计算
保证电能质量措施
电力系统中性点运行方式分析 难点
1.1工厂供电的意义、要求
工厂供电工厂生产设备所需电能的供应与分配 。
如：钢厂 ----轧钢机、炼钢炉、水泵和风机等。
煤矿 -----采煤机、运输机、提升机、水泵、
风机等
1.1.1工厂供电意义
供电是企业不可缺少的重要环节。
电能便于生产和远距离传输 ----成本低。
电能是机械化、自动化的主要动力。
减轻劳动强度、提高生产效率和质量。
一旦停电会影响生产，甚至发生重大的人身事故。
如：煤矿淹井、煤尘和瓦斯爆炸化工厂爆炸，医院手术室
学好工厂供电具有十分重要的意义
1.1.2工厂供电的要求
安全：
可靠：
优质：（电能质量和数量）
经济：
电能的供应、分配和使用中不发生事故。
需要学习供电技术掌握相关知识、设计规范、操作规程等满足电能用户对供电可靠性的要求。
1.1.2工厂供电的要求
可靠性,
供配电系统不间断供电的时间概率。用 a表示
%1 0 0~0
全年时间全年连续工作时间 Ta
a大，可靠性越高供配电系统应满足电能用户对可靠性的要求
1.1.2工厂供电的要求
优质供配电系统应保证供电的质量和数量。
数量 ----能供应的电能大于等于使用电能
质量衡量质量优劣的指标有 （第三节介绍）
电压波动和偏移频率波动波形畸变率不对称度
NU%5
Hz2.0
%5?
%2?
1.1.2工厂供电的要求
经济在技术上合理的前提下，经济投入最少。
包括：
设备投资 ----成本、运输、安装、调试等费用
年运行费 ----电费、维护费、折旧费、人员工资等
1.2电力系统及工厂供电系统
电力系统由不同类型的发电机，配电装置，输、配电线路，
升压及降压变电所和用户组成一个整体，对电能进行不间断的生产和分配。
G
发电机 升压变压器 高压输电线路降压变压器 高压配电线路降 压 变 压器低 压 配 电线路
35~500kV 6~10kV 220/380V
G
3.15~500kV
电力系统送电过程示意图
1.2.1电力系统
G G G G
G
G
G 工厂总降压变电所车间变电所
35~110k
V线路
35~110kV
地方电网水电站地区变电所
6~10Kv电网大型水 （ 核 ）
电站
220~500kV 超高压输电线路热电厂
220~330Kv 区域电网枢纽变电所
220/380V
6.3~10.5kV
地区变电所
1.2.1电力系统
发电厂,生产电能的工厂，即把各种形态的一次能源通过发电设备转换为电能。有火电、水电、核电、风力、地热、
潮汐、太阳能等。
电力网,输送和分配电能的通道。由变压器和输配电线路组成。华北、东北、华中、华东、南方和西北电网。
变电站,变换电压和接受、分配电能的场所。分为升压变电站和降压变电站两种。其中降压变电站又可分为地方降压变电站、企业降压变电站、车间变电站。
配电所,只有受电和配电开关控制设备，而没有变压器的场所。
电能用户,包括工业、企业在内的所有用户（用电单位）
1.2.2 发电厂
水电厂通过拦河坝，使水位增高，开闸使水沿管从高处向下流入水轮机，利用位能推动叶轮转动，发电。
火电厂利用燃料的化学能生产电能。如：燃煤电厂。
燃煤烧锅炉，加热水变为蒸汽推动汽轮机发电。
1.2.2 发电厂 —— 热电厂
煤流：煤场 — 皮带 — 煤仓 — 煤斗 — 磨煤机 — 锅炉 — 渣斗 — 冲灰沟 — 炉渣
水汽流：凝结水泵 — 低压加热器 — 除氧器 —
给水泵 — 高压加热器 — 锅炉汽包加热器 — 汽轮机 — 凝结器 --凝结水泵补水电能：开关 — 升压变压器 — 开关 — 输电线路电力系统 ---电源 -电网 -用电户
G G G G
G
G
G 工厂总降压变电所车间变电所
35~110k
V线路
35~110kV
地方电网水电站地区变电所
6~10Kv电网大型水 （ 核 ）
电站
220~500kV 超高压输电线路热电厂
220~330Kv 区域电网枢纽变电所
220/380V
6.3~10.5kV
地区变电所
1.2.3 工厂的自备电源
对大型企业有 重要的用电设备，供电可靠性要求较高，应有应急自备电源 。
自备电源柴油发电机组（常用）
不间断电源 （重要计算机系统用）
柴油发电机组优点：
操作简便、起动迅速（电网停电时,10~15s可供电）
效率高、功率范围大、体积小。
运行可靠、维护方便
公共电网不间断电源
特点：
效率高、体积小。
无噪声、振动
可靠高、维护费用低
容量相对较小
用于电能质量要求高的场所
正常时：公共电网供电，同时电池充电；
电网没电时：切换到电池供电
1.2.4 工厂供配电系统
工厂供配电系统从电力系统送来的中、高压电能在企业内部进行变压和分配到各用电设备。
构成,
工厂总降压变电所、高压配电线路、车间变电站、低压配电线路、用电设备等。
工厂的规模不同，供配电系统也不同。可分为大中型工厂和中小型工厂，如图所示。
1.2.3.1 大中型工厂供配电系统
特点：
35~110kV电源进线
设总降压站 （供 10kV
设备）
设车间变电所 （供低压设备）
（规模大、设备数量多、容量大、有中压设备。）
两级变电
1.2.3.2 中小型工厂供配电系统
特点：
10kV电源进线
设配电所 （供 10kV
设备）
设车间变电所 （供低压设备）
（规模小、中压设备数量少、
主要是低压设备）
低压电源进线见书
（很少用）
小型供电系统
一级变电
1.3 额定电压与电能质量
1.3.1 概念
额定电压是用电设备（电动机、白炽灯等）、发电机和变压器正常工作时具有最好技术经济指标的电压。
电网额定电压
发电机额定电压
变压器额定电压
用电设备额定电压
NU
NG UU 05.1?
NNTNNT UUUU 1.1;,2.1
Ne UU?
远距离近距离
(10kV及以下 )
考虑到线路在输送负荷电流时必然产生电压损失，为了补偿电网上的电压损失 。
其原因是变压器的二次额定电压是指空载电压而言，变压器绕组的电压损失约为电网额定电压的 5%，再高 5%左右，补偿电网上的电压损失。
NNT UU 05.1.2?
我国电网和电力设备的额定电压平均额定电压,线路始端的电压和末端电压的平均值。
Nav U
UUU 05.1
2
21
低压 中压 高压 超高压例题
已知图示系统中线路的额定电压，试求发电机和变压器的额定电压。
解：
1T的额定电压为 6.3/121kV
2T的额定电压为 110/10.5kV
G
发电机
2WL
110kV
2T
G
1WL
6KV
1T
kVUU WLNG 3.605.1 1,
kVUU
kVUU
WLNNT
GNNT
1211.1;3.6
2.2.1
.1.1
kVUU
kVUU
WLNNT
WLNNT
5.1005.1;110
2.2.2
2.1.2
1.3.2电压偏差与电压调整
电压偏差 (Voltage deviation)：
加在设备上实际电压与额定值的偏差百分数
%1 0 0%?
N
N
U
UU
U?
偏差对设备的影响
MU 有较大的冲击，减少寿命
nU 影响生产效率和产品质量
允许电压偏差 （ 7~10） %
电压调整的措施
选择合适的线缆截面，以减小电压损失；
采用无功功率补偿装置，提高功率因数，减小电压损失；
改变系统运行方式，如并联运行；若轻载，
可切除一台变压器等
调整变压器一次接线，来调电压不变不变
211
2111
1
2
2;
UNU
UNUU
N
N
U
1.3.3电压波动及其抑制
电压波动电网电压剧烈变化时最高电压与最低电压之差的百分比
%1 0 0% m i nm a x?
NU
UU
U?
电压波动的危害
MU 影响电机起动上下波动会造成转子振动，照明灯光的闪烁。
原因：冲击性负荷的频繁接入电压波动 抑制措施
对冲击性负荷用专用的变压器、专线供电；
增大供电系统容量，减少系统阻抗，减少负载对电压的影响；
加静止型的无功补偿装置能减小无功冲击。
1.3.4电网谐波的抑制
原因,
大型变流设备的使用，还有电弧炉、气体放电灯等冲击型设备，使电网上存在谐波。
影响,
谐波使变压器、电机、互感器等损耗增大，发热增加，寿命缩短。造成继电器误动和互感器计量不准。
措施,
变压器采用 Yd,Dy联接，可消除 3次及 3的倍数次波
增加整流器相数，使整流波形脉波数越多，谐波量减少。
装分流滤波器，吸收高次谐波。
1.3.5三相不平衡及其改善
电压不平衡度：
原因,单相负荷在三相电网分配不均
影响,增加变压器、电机损耗，发热增加，寿命缩短
措施,
单相设备尽量均衡分配，各相负荷差不超过 15%
使不平衡负荷分散连接
加可调的平衡化设备
%100%
1
2
U
UU?
负序电压方均根值与正序电压方均根值百分比
1.3.6工厂供配电电压的选择
供电电压
依据工厂用电设备的电压、容量、供电距离等。
见表 1-2 电力线路合理的输送功率和输送距离
配电电压
用电设备的电压
1.4电力系统中性点运行方式
1.4.1概念
电力系统中性点：供电电源的发电机或变压器三相绕组接成星形的中点。
中性点运行方式：系统中性点与地的连接方式。
中性点不接地
中性点经消弧线圈接地
中性点直接接地小接地 电流 系统大接地 电流 系统
1.4.2 中性点不接地系统
电网对地存在分布电容 C，若三相对称
电网正常 时
流入分布电容的电流对称
中性点与地电位相同，地中无电流流过
1.4.2 中性点不接地系统
C相单相接地时三相负载不对称 电流见图
C相电位为零
非故障相电压升高
中性点与地之间存在电位差
线电压不变设备可继续运行
接地电流为
3
0
...
3
3
33
3
'
C
C
A
C
A
ACBCACE
I
X
U
X
U
IIII
3 5 0
35 c a bohN
E
llUI
1.4.2 中性点不接地系统
单相接地后特点：
故障相电位为零
非故障相相电压升高为线电压 — 电网按线电压设计
中性点与地之间存在电位差 ----零序电压
线电压不变设备可继续运行 2小时
接地电流为 3倍零序电流，较小，电流保护不动作
我国 6~35kV中压采用
10kV单相接地电流应小于 30A
35kV单相接地电流应小于 10A
1.4.3中性点经消弧线圈接地当 10kV单相接地电流应大于 30A,35kV单相接地电流应大于 10A，发生单相接地时会产生间歇电弧，
造成过电压，因此要采用中性点经消弧线圈接地 。
接地电流
LBAE IIII
用电感电流补偿电容电流，可减少接地电流
1.4.3中性点经消弧线圈接地
补偿方式
欠补偿
完全补偿
过补偿
CL II?
CL II?
CL II?
易谐振，不采用产生谐振过电压，不用采用
1.4.4中性点直接接地
特点
接地电流很大，可是保护动作
非故障相相电压不变，
可按相电压设计，电网造价低
人触电很危险
110kV以上电网和低压电网采用
1.5 工厂供电设计的主要内容
1.5.1一般设计原则
遵循国家标准、设计规范要求
GB50052-95,供配电系统设计规范,
GB50053-94,10kV及以下变电所设计规范,
GB50054-95,低压配电设计规范,
安全可靠、先进合理、经济
近期为主、考虑发展
节约能源、节约有色金属
1.5.2 工厂供电设计的主要内容
工厂供电设计包括
变配电所设计 ---供配电系统、变压器、开关设备
配电线路设计 — 线缆的选择
电气照明设计 ---光源、灯具线缆选择及布置
工厂供电设计一般分为两个阶段
扩大初步设计阶段
施工设计阶段。
设 计前需要收集的原始资料
工厂总平面图,各车间土建平、剖面图；
生产工艺、全厂所有 用电设备性质、容量、台数、
平面布置等有关技术数据；
全厂的年产量或年产值及年最大负荷利用小时；
向供电部门了解：
电源系统电抗、对功率因数要求
继电保护方式，电流保护动作时间
电能计量方式，电费收取方式
向气象、地质部门了解
年、月、日平均最高温度、主导风向、年雷暴日数
土壤温度、土壤电阻、冻土层深度
地震烈度、最高洪水水位扩大初步设计的主要内容（一）
（ 1）按照工艺、公用设计所提供的资料，计算车间及全厂的计算负荷；
（ 2）根据车间环境及计算负荷数字，选择车间变电所位置及变压器容量、数量；
（ 3）根据负荷等级，全厂计算负荷，选定供电电源、电压等级及供电方式；
（ 4）确定提高功率因数的补偿措施；
（ 5）选择总降压变电所（配电所）位置、变压器台数及容量；
扩大初步设计的主要内容（二）
（ 6）确定总降压变电所（配电所）接线图和厂区内的高压配电方案；
（ 7）选择高压电气设备及配电网路载流导体的截面，
必要时，并需进行短路条件下动稳定及热稳定的校验；
（ 8）选择继电保护及供电系统的自动化方式，进行参数的整定计算；
（ 9）提出变电所和工厂建筑物的防雷措施、接地方式及接地电阻的设计计算；
（ 10）选定高压变电所的控制及调度方式；
（ 11）核算建设所需器材与总投资。
扩大初步设计需提交的技术资料
设计说明书
供电系统总体布置图
变配电所主电路图
平、剖面图
二次回路图
设备材料清单及工程概（预）算报上级主管部门审批。
施工设计在初步设计经主管部门批准后，为满足安装施工要求而进行的技术设计,重点是施工图设计。
对初步设计原则方案进行必要计算和完善
安装施工图的绘制
提交资料
施工说明书
各项工程的平、剖面图
各种设备的安装图
设备及材料明细表及工程预算本章小结
电力系统、工厂供电系统概念
电力系统、变电所、配电所、工厂供电系统
电力系统电压与保证电能质量措施
电压偏移、电压波动、谐波、不平衡度
电力系统中性点运行方式
中性点不接地、经消弧线圈接地、直接接地
工厂供电初步设计的主要内容及步骤
供电技术是自动化等专业的一门专业课
先修课：,电路,,,电子技术基础,,,电机与拖动,。
理论讲授,讲述基本原理和设计方法（ 44学时）
实验课,根据实验指导书的要求自己完成（ 4学时）
参考书,
黄纯华编著 工厂供电 天津大学出版社
工厂配电线路及变电所设计计算
王崇林编著 供电技术 （第二版） 煤炭工业出版社
工厂电工手册涉及内容
工厂电力负荷及其计算
短路电流及其计算
变电所及其一次系统
工厂电力线路
供电系统的过电流保护
供电系统二次回路和自动装置
电气安全、接地与防雷
工厂的电气照明学习目的
是一门经典、实用学科
在各领域广泛应用：工业生产、控制系统、
商业、军事（雷达站）民用等方面。
就业主要方向通过供电技术课程的学习，使学生掌握中小型工厂供电系统和电气照明运行、维护和管理，所必需的基本理论和基本知识、
基本计算及实际运行等技术。
课程要求本课程是专业课，是实践性较强的课程。通过本课程的学习，要求：
掌握工厂供配电系统的设计方法
掌握电气设备的安全运行、管理和维护等技术
掌握继电保护方案选择和继电保护整定计算
掌握电气照明平面图的设计考核方法
本课为考试课
成绩包括：
出勤,6分，旷课一次，扣 2分
作业,6分，少交一次或抄作业扣 2分
提问,3分
试验,20分
考试,65分第 1章 概述主要内容,
工厂供电的意义、要求
电力系统、工厂供电系统
电力系统电压与电能质量
电力系统中性点运行方式和低压配电系统接地型式重点,难点了解,? 电力系统的相关概念
工厂供配电系统设计的主要内容掌握,? 电压与电能质量关系
电力系统中性点运行方式分析重点：
额定电压计算
保证电能质量措施
电力系统中性点运行方式分析 难点
1.1工厂供电的意义、要求
工厂供电工厂生产设备所需电能的供应与分配 。
如：钢厂 ----轧钢机、炼钢炉、水泵和风机等。
煤矿 -----采煤机、运输机、提升机、水泵、
风机等
1.1.1工厂供电意义
供电是企业不可缺少的重要环节。
电能便于生产和远距离传输 ----成本低。
电能是机械化、自动化的主要动力。
减轻劳动强度、提高生产效率和质量。
一旦停电会影响生产，甚至发生重大的人身事故。
如：煤矿淹井、煤尘和瓦斯爆炸化工厂爆炸，医院手术室
学好工厂供电具有十分重要的意义
1.1.2工厂供电的要求
安全：
可靠：
优质：（电能质量和数量）
经济：
电能的供应、分配和使用中不发生事故。
需要学习供电技术掌握相关知识、设计规范、操作规程等满足电能用户对供电可靠性的要求。
1.1.2工厂供电的要求
可靠性,
供配电系统不间断供电的时间概率。用 a表示
%1 0 0~0
全年时间全年连续工作时间 Ta
a大，可靠性越高供配电系统应满足电能用户对可靠性的要求
1.1.2工厂供电的要求
优质供配电系统应保证供电的质量和数量。
数量 ----能供应的电能大于等于使用电能
质量衡量质量优劣的指标有 （第三节介绍）
电压波动和偏移频率波动波形畸变率不对称度
NU%5
Hz2.0
%5?
%2?
1.1.2工厂供电的要求
经济在技术上合理的前提下，经济投入最少。
包括：
设备投资 ----成本、运输、安装、调试等费用
年运行费 ----电费、维护费、折旧费、人员工资等
1.2电力系统及工厂供电系统
电力系统由不同类型的发电机，配电装置，输、配电线路，
升压及降压变电所和用户组成一个整体，对电能进行不间断的生产和分配。
G
发电机 升压变压器 高压输电线路降压变压器 高压配电线路降 压 变 压器低 压 配 电线路
35~500kV 6~10kV 220/380V
G
3.15~500kV
电力系统送电过程示意图
1.2.1电力系统
G G G G
G
G
G 工厂总降压变电所车间变电所
35~110k
V线路
35~110kV
地方电网水电站地区变电所
6~10Kv电网大型水 （ 核 ）
电站
220~500kV 超高压输电线路热电厂
220~330Kv 区域电网枢纽变电所
220/380V
6.3~10.5kV
地区变电所
1.2.1电力系统
发电厂,生产电能的工厂，即把各种形态的一次能源通过发电设备转换为电能。有火电、水电、核电、风力、地热、
潮汐、太阳能等。
电力网,输送和分配电能的通道。由变压器和输配电线路组成。华北、东北、华中、华东、南方和西北电网。
变电站,变换电压和接受、分配电能的场所。分为升压变电站和降压变电站两种。其中降压变电站又可分为地方降压变电站、企业降压变电站、车间变电站。
配电所,只有受电和配电开关控制设备，而没有变压器的场所。
电能用户,包括工业、企业在内的所有用户（用电单位）
1.2.2 发电厂
水电厂通过拦河坝，使水位增高，开闸使水沿管从高处向下流入水轮机，利用位能推动叶轮转动，发电。
火电厂利用燃料的化学能生产电能。如：燃煤电厂。
燃煤烧锅炉，加热水变为蒸汽推动汽轮机发电。
1.2.2 发电厂 —— 热电厂
煤流：煤场 — 皮带 — 煤仓 — 煤斗 — 磨煤机 — 锅炉 — 渣斗 — 冲灰沟 — 炉渣
水汽流：凝结水泵 — 低压加热器 — 除氧器 —
给水泵 — 高压加热器 — 锅炉汽包加热器 — 汽轮机 — 凝结器 --凝结水泵补水电能：开关 — 升压变压器 — 开关 — 输电线路电力系统 ---电源 -电网 -用电户
G G G G
G
G
G 工厂总降压变电所车间变电所
35~110k
V线路
35~110kV
地方电网水电站地区变电所
6~10Kv电网大型水 （ 核 ）
电站
220~500kV 超高压输电线路热电厂
220~330Kv 区域电网枢纽变电所
220/380V
6.3~10.5kV
地区变电所
1.2.3 工厂的自备电源
对大型企业有 重要的用电设备，供电可靠性要求较高，应有应急自备电源 。
自备电源柴油发电机组（常用）
不间断电源 （重要计算机系统用）
柴油发电机组优点：
操作简便、起动迅速（电网停电时,10~15s可供电）
效率高、功率范围大、体积小。
运行可靠、维护方便
公共电网不间断电源
特点：
效率高、体积小。
无噪声、振动
可靠高、维护费用低
容量相对较小
用于电能质量要求高的场所
正常时：公共电网供电，同时电池充电；
电网没电时：切换到电池供电
1.2.4 工厂供配电系统
工厂供配电系统从电力系统送来的中、高压电能在企业内部进行变压和分配到各用电设备。
构成,
工厂总降压变电所、高压配电线路、车间变电站、低压配电线路、用电设备等。
工厂的规模不同，供配电系统也不同。可分为大中型工厂和中小型工厂，如图所示。
1.2.3.1 大中型工厂供配电系统
特点：
35~110kV电源进线
设总降压站 （供 10kV
设备）
设车间变电所 （供低压设备）
（规模大、设备数量多、容量大、有中压设备。）
两级变电
1.2.3.2 中小型工厂供配电系统
特点：
10kV电源进线
设配电所 （供 10kV
设备）
设车间变电所 （供低压设备）
（规模小、中压设备数量少、
主要是低压设备）
低压电源进线见书
（很少用）
小型供电系统
一级变电
1.3 额定电压与电能质量
1.3.1 概念
额定电压是用电设备（电动机、白炽灯等）、发电机和变压器正常工作时具有最好技术经济指标的电压。
电网额定电压
发电机额定电压
变压器额定电压
用电设备额定电压
NU
NG UU 05.1?
NNTNNT UUUU 1.1;,2.1
Ne UU?
远距离近距离
(10kV及以下 )
考虑到线路在输送负荷电流时必然产生电压损失，为了补偿电网上的电压损失 。
其原因是变压器的二次额定电压是指空载电压而言，变压器绕组的电压损失约为电网额定电压的 5%，再高 5%左右，补偿电网上的电压损失。
NNT UU 05.1.2?
我国电网和电力设备的额定电压平均额定电压,线路始端的电压和末端电压的平均值。
Nav U
UUU 05.1
2
21
低压 中压 高压 超高压例题
已知图示系统中线路的额定电压，试求发电机和变压器的额定电压。
解：
1T的额定电压为 6.3/121kV
2T的额定电压为 110/10.5kV
G
发电机
2WL
110kV
2T
G
1WL
6KV
1T
kVUU WLNG 3.605.1 1,
kVUU
kVUU
WLNNT
GNNT
1211.1;3.6
2.2.1
.1.1
kVUU
kVUU
WLNNT
WLNNT
5.1005.1;110
2.2.2
2.1.2
1.3.2电压偏差与电压调整
电压偏差 (Voltage deviation)：
加在设备上实际电压与额定值的偏差百分数
%1 0 0%?
N
N
U
UU
U?
偏差对设备的影响
MU 有较大的冲击，减少寿命
nU 影响生产效率和产品质量
允许电压偏差 （ 7~10） %
电压调整的措施
选择合适的线缆截面，以减小电压损失；
采用无功功率补偿装置，提高功率因数，减小电压损失；
改变系统运行方式，如并联运行；若轻载，
可切除一台变压器等
调整变压器一次接线，来调电压不变不变
211
2111
1
2
2;
UNU
UNUU
N
N
U
1.3.3电压波动及其抑制
电压波动电网电压剧烈变化时最高电压与最低电压之差的百分比
%1 0 0% m i nm a x?
NU
UU
U?
电压波动的危害
MU 影响电机起动上下波动会造成转子振动，照明灯光的闪烁。
原因：冲击性负荷的频繁接入电压波动 抑制措施
对冲击性负荷用专用的变压器、专线供电；
增大供电系统容量，减少系统阻抗，减少负载对电压的影响；
加静止型的无功补偿装置能减小无功冲击。
1.3.4电网谐波的抑制
原因,
大型变流设备的使用，还有电弧炉、气体放电灯等冲击型设备，使电网上存在谐波。
影响,
谐波使变压器、电机、互感器等损耗增大，发热增加，寿命缩短。造成继电器误动和互感器计量不准。
措施,
变压器采用 Yd,Dy联接，可消除 3次及 3的倍数次波
增加整流器相数，使整流波形脉波数越多，谐波量减少。
装分流滤波器，吸收高次谐波。
1.3.5三相不平衡及其改善
电压不平衡度：
原因,单相负荷在三相电网分配不均
影响,增加变压器、电机损耗，发热增加，寿命缩短
措施,
单相设备尽量均衡分配，各相负荷差不超过 15%
使不平衡负荷分散连接
加可调的平衡化设备
%100%
1
2
U
UU?
负序电压方均根值与正序电压方均根值百分比
1.3.6工厂供配电电压的选择
供电电压
依据工厂用电设备的电压、容量、供电距离等。
见表 1-2 电力线路合理的输送功率和输送距离
配电电压
用电设备的电压
1.4电力系统中性点运行方式
1.4.1概念
电力系统中性点：供电电源的发电机或变压器三相绕组接成星形的中点。
中性点运行方式：系统中性点与地的连接方式。
中性点不接地
中性点经消弧线圈接地
中性点直接接地小接地 电流 系统大接地 电流 系统
1.4.2 中性点不接地系统
电网对地存在分布电容 C，若三相对称
电网正常 时
流入分布电容的电流对称
中性点与地电位相同，地中无电流流过
1.4.2 中性点不接地系统
C相单相接地时三相负载不对称 电流见图
C相电位为零
非故障相电压升高
中性点与地之间存在电位差
线电压不变设备可继续运行
接地电流为
3
0
...
3
3
33
3
'
C
C
A
C
A
ACBCACE
I
X
U
X
U
IIII
3 5 0
35 c a bohN
E
llUI
1.4.2 中性点不接地系统
单相接地后特点：
故障相电位为零
非故障相相电压升高为线电压 — 电网按线电压设计
中性点与地之间存在电位差 ----零序电压
线电压不变设备可继续运行 2小时
接地电流为 3倍零序电流，较小，电流保护不动作
我国 6~35kV中压采用
10kV单相接地电流应小于 30A
35kV单相接地电流应小于 10A
1.4.3中性点经消弧线圈接地当 10kV单相接地电流应大于 30A,35kV单相接地电流应大于 10A，发生单相接地时会产生间歇电弧，
造成过电压，因此要采用中性点经消弧线圈接地 。
接地电流
LBAE IIII
用电感电流补偿电容电流，可减少接地电流
1.4.3中性点经消弧线圈接地
补偿方式
欠补偿
完全补偿
过补偿
CL II?
CL II?
CL II?
易谐振，不采用产生谐振过电压，不用采用
1.4.4中性点直接接地
特点
接地电流很大，可是保护动作
非故障相相电压不变，
可按相电压设计，电网造价低
人触电很危险
110kV以上电网和低压电网采用
1.5 工厂供电设计的主要内容
1.5.1一般设计原则
遵循国家标准、设计规范要求
GB50052-95,供配电系统设计规范,
GB50053-94,10kV及以下变电所设计规范,
GB50054-95,低压配电设计规范,
安全可靠、先进合理、经济
近期为主、考虑发展
节约能源、节约有色金属
1.5.2 工厂供电设计的主要内容
工厂供电设计包括
变配电所设计 ---供配电系统、变压器、开关设备
配电线路设计 — 线缆的选择
电气照明设计 ---光源、灯具线缆选择及布置
工厂供电设计一般分为两个阶段
扩大初步设计阶段
施工设计阶段。
设 计前需要收集的原始资料
工厂总平面图,各车间土建平、剖面图；
生产工艺、全厂所有 用电设备性质、容量、台数、
平面布置等有关技术数据；
全厂的年产量或年产值及年最大负荷利用小时；
向供电部门了解：
电源系统电抗、对功率因数要求
继电保护方式，电流保护动作时间
电能计量方式，电费收取方式
向气象、地质部门了解
年、月、日平均最高温度、主导风向、年雷暴日数
土壤温度、土壤电阻、冻土层深度
地震烈度、最高洪水水位扩大初步设计的主要内容（一）
（ 1）按照工艺、公用设计所提供的资料，计算车间及全厂的计算负荷；
（ 2）根据车间环境及计算负荷数字，选择车间变电所位置及变压器容量、数量；
（ 3）根据负荷等级，全厂计算负荷，选定供电电源、电压等级及供电方式；
（ 4）确定提高功率因数的补偿措施；
（ 5）选择总降压变电所（配电所）位置、变压器台数及容量；
扩大初步设计的主要内容（二）
（ 6）确定总降压变电所（配电所）接线图和厂区内的高压配电方案；
（ 7）选择高压电气设备及配电网路载流导体的截面，
必要时，并需进行短路条件下动稳定及热稳定的校验；
（ 8）选择继电保护及供电系统的自动化方式，进行参数的整定计算；
（ 9）提出变电所和工厂建筑物的防雷措施、接地方式及接地电阻的设计计算；
（ 10）选定高压变电所的控制及调度方式；
（ 11）核算建设所需器材与总投资。
扩大初步设计需提交的技术资料
设计说明书
供电系统总体布置图
变配电所主电路图
平、剖面图
二次回路图
设备材料清单及工程概（预）算报上级主管部门审批。
施工设计在初步设计经主管部门批准后，为满足安装施工要求而进行的技术设计,重点是施工图设计。
对初步设计原则方案进行必要计算和完善
安装施工图的绘制
提交资料
施工说明书
各项工程的平、剖面图
各种设备的安装图
设备及材料明细表及工程预算本章小结
电力系统、工厂供电系统概念
电力系统、变电所、配电所、工厂供电系统
电力系统电压与保证电能质量措施
电压偏移、电压波动、谐波、不平衡度
电力系统中性点运行方式
中性点不接地、经消弧线圈接地、直接接地
工厂供电初步设计的主要内容及步骤
