第一章簡述供配電系統及電力系統和自備電源的基本知識
第一節供配電系統的基本知識
以工廠為例，其供配電系統是指工廠企業所需的電力從進場起到所有用電裝置入端止的整個供配電線路及其中變配電裝置。
（一） 具有高壓配電所的供配電系統（一般用於高壓配電所有10kv的電源進線）
（二） 具有總降壓變電所的供配電系統（一般用於總降壓變電所有35kv的電源進線）
（三） 高壓深入負荷中心的企業供配電系統
如果當地公共電網電壓為35kv,而企業的環境條件和裝置條件有允許採用35kv架空線和較經濟的電氣裝置時，則可考慮採用35kv線路直引入靠近負荷中心的車間變電所，經電力變壓器直接將為低壓用電裝置所需的電壓220|380v.這種高壓深入負荷中心的直配方式，可以節省一級中間電壓，從而簡化了供配電系統，節省有色金屬，降低電能損耗和電壓損耗，減少執行費用，提高供電質量。但是選用這種高壓直配方式必須考慮企業內有滿足35kv架空線的「安全走廊」，以確保供電安全。
第二節使用者自備電源基本知識
對於使用者的重要負荷，一般要求在正常供電電源之外，設定應急的自備電源。
最常用的自備電源是柴油發電機組。對於重要的計算機系統等，除了應設柴油發電機組外，往往還另設不間斷電源ups。對於電源頻率和電壓穩定要求很高的場所，宜採用穩頻穩壓不停電電源。
（一） 採用柴油發電機組的自備電源
採用柴油發電機組作應急自備電源，有下列優點：
1） 柴油發電機組操作簡便，起動迅速。當公共電網停電時，柴油發電機組一般能在10~15s內起動並接上負荷，這是汽輪發電機組無法做到的，水輪發電機組更是望塵莫及。
2） 柴油發電機組效率較高，功率範圍大，可從幾kw到幾千kw，而且體積小，重量輕。特別是在高層建築中，採用體型緊湊的高效柴油發電機組是最合適的。
3） 柴油發電機組的燃料採用柴油，其儲存和運輸比較方便，這一優點是以燃煤為主的汽輪發電機組無法比擬的。
4） 執行可靠，維修方便。作為應急的備用電源，可靠性是非常重要的指標，離開可靠性，就談不上「應急」。因此，我們專案部攪拌站就採用250kw的柴油發電機作為應急的自備電源。
第三節電力系統的中性點執行方式及
低壓配電系統的接地型式
一、 電力系統的中性點執行方式
我國電力系統中電源（包括發電機和電力變壓器）的中性點有下列三種執行方式：一種是中性點不接地的執行方式；一種是中性點經阻抗（通常是經消弧線圈）接地的執行方式；再一種是中性點直接接地或經低電阻接地的執行方式。前兩種系統在發生單相接地故障時的接地電流較小，因此又統稱為「小接地電流系統」；後一種系統發生單相接地故障時即形成單相接地短路，電流較大，因此稱為「大接地電流系統」。
電力系統中性點執行方式對電力系統的執行特別是在系統發生單相接地故障時有明顯的影響，而且還影響到系統二次側保護裝置及監視、測量系統的選擇與執行，因此有必要予以充分的重視和研究。
（二） 中性點不接地的電力系統
這種中性點不接地系統，高壓多用於3~10kv系統，低壓則用於三相三線制的it系統。但必須指出，這種系統接地時，系統的三個線電壓不論其相位和量值都沒有改變，因此系統中的所有裝置仍可照常執行。但是這種狀態不能長次下去，以免在另一相又接地形成兩相接地短路，這將產生很大的短路電流，可能損壞線路和裝置。
因此這種系統必須裝設單相接地保護或裝設絕緣監視裝置。
（三） 中性點經消弧線圈接地的電力系統
這種系統的執行方式，主要用於35~66kv的電力系統。
（四） 中性點直接接地或經低阻接地的電力系統
110kv及以上的電力系統通常都採用中性點直接接地的執行方式。在低壓配電系統中，三相四線制的tn系統和tt系統也都採用中性點直接接地的執行方式，這主要是考慮到同時接用三相裝置和單相裝置的需要，另位也考慮到在發生單相接地故障時相線對地電壓不致公升高而有利於人聲安全的保障。
一、 低壓配電系統的接地型式
低壓配電系統，按其中電氣裝置的外露可導電部分保護接地的型式不同，分為tn系統、tt系統、it系統。
（一） tn系統
tn系統的電源中性點直接接地，並從中性點引出有中性線（n線）、保護線（pe線）或將n線與pe線合而為一的保護中性線（pen線），而系統中電氣裝置的外露可導電部分則接pe線或pen線。
具有n線或pen線的三相系統，統稱為「三相四線制」系統。沒有n線或pen線的三相系統，則稱為「三相三線制」系統。tn系統屬於三相四線制系統。
中性線（n線）的功能：（1）用來接額定電壓為系統相電壓的單相用電裝置，如照明燈等；（2）用來傳導三相系統中的不平衡電流和單相電流；（3）用來減小負荷中性點的電位偏移。
保護線（pe線）是為了保障人身安全、防止觸電事故的公共接地線。系統中的外露可導電部分通過pe線接地，可使裝置在發生接地（殼）故障時降低觸電危險。
保護中性線(pen線)，是n線與pe線合而為一的導體，兼有n線和pe線的功能。pen線在我國電力界習慣稱為「零線」。因此裝置外露可導電部分接pen線（包括pe線）的這種接地型式也稱為「接零」。
1、tn-c系統
tn-c系統的電源中性點引出一根pen線，其中裝置的外露可導電部分均接至pen線。
2、tn-s系統
tn-s系統的電源中性點分別引出n線和pe線，其中裝置的外露可導電部分接至pe線。由於此種系統的pe線和n線分開，pe線中沒有電流通過，因此所有接pe線的裝置之間不會產生電磁干擾，所以這種系統適用於對抗電磁干擾較高的資料處理、電磁檢測等試驗場所。又由於pe線與n線分開，pe線斷線時不會使接pe線的裝置外露可導電部分帶電，因此比較安全。
所以這種系統也適用於安全要求較高的場所，如潮濕易觸電的浴池等地及我們專案的鋼筋場 。
3、tn-c-s系統
這種系統較靈活，兼有tn-c 系統和tn-s 系統的優越性。
第四節供電質量要求及電力使用者
供配電電壓的選擇
一、 供電質量概述
供電質量包括電能質量和供電可靠性兩方面。
電能質量是指電壓、頻率和波形的質量。電能質量的主要指標有：頻率偏差、電壓偏差、電壓波動和閃變、電壓波形畸變引起的高次諧波及三相電壓不平衡度等。
供電可靠性可用供電企業對電力使用者全年實際供電小時數與全年總小時數（8760h）的百分比值來衡量，也可用全年的停電次數和停電持續時間來衡量。供電裝置計畫檢修時，對35kv及以上電壓供電的使用者停電次數，每年不應超過1次；對於10kv供電的使用者，每年停電次數不應超過3次。
二、 供電電壓及電壓偏差
（一）供電電網和電力裝置的額定電壓
我國的三相交流電網和電力裝置（包括發電機、電力變壓器和用電裝置等）的額定電壓，按gb 156——2003《標準電壓》規定，「低壓」，指1000v及以下的電壓；「高壓」，是指1000v以上的電壓。
（二） 電壓偏差允許值
gb 50052----1995《供配電系統設計規範》規定：正常運**況下，用電裝置端子處的電壓偏差允許值宜符合下列條件：
（1） 電動機規定為 +5%、-5%.
(2) 電氣照明在一般工作場所為+5%、-5%；對於遠離變電所的小面積一般工作場所，難以滿足上述要求時，可為+5%、-10%；應急照明和警衛照明為+5%、-10%。
三、電力使用者供配電電壓的選擇
（一）電力使用者供電電壓的選擇
電力使用者供電電壓的選擇，主要取決於當地供電企業供電的電壓等級，同時也要考慮使用者用電裝置的電壓、容量及供電距離等因素。
電力使用者的用電裝置容量在100kw及以下，或需用變壓器容量在50kva及以下時，一般採用低壓三相四線制供電；但特殊情況（例如供電點距離使用者太遠時）也可採用高壓供電。
（二）電力使用者高壓配電電壓的選擇
電力使用者高壓配電電壓的選擇，主要取決於該使用者高壓用電裝置的電壓、容量和數量等因素。
（三） 電力使用者低壓配電電壓的選擇
電力使用者的低壓配電電壓，通常採用220|380v，其中線電壓380v用來接用三相電力裝置及額定電壓為380v的單相裝置，而相電壓220v用來接額定電壓為220v的單相裝置和照明燈具。
第二章供配電系統的主要電氣裝置
第一節電氣裝置概述
供配電系統擔負輸送和分配電力這一主要任務的電路，稱為「一次迴路」，也稱「主電路」。供配電系統中用來控制、指示、監測和保護一次電路及其中電氣裝置執行的迴路，稱為「二次電路」。
相應地，供配電系統中的電氣裝置分為兩大類：一次電路中的所有電氣裝置，稱為「一次裝置」。二次迴路中的所有電氣裝置，稱為「二次裝置」。
供配電系統的主要電氣裝置是指其一次裝置。一次裝置按其功能可分為以下幾類：
（1） 變換裝置指按系統工作要求改變電壓或電流的裝置，例如電力變壓器、電壓互感器、電流互感器及變流裝置等。
（2） 控制裝置指按系統工作要求來控制電路通斷的裝置，例如各種高低壓開關。
（3） 保護裝置指用來對系統進行過電流和過電壓保護的裝置，例如高低壓熔斷器和避雷器。
（4） 無功補償裝置指用來補償系統中的無功功率、提高功率因數的裝置，例如高低壓熔斷器和避雷器。
（5） 成套配電裝置它是按照一定線路方案的要求，將有關一次裝置和二次裝置組合為一體的電氣裝置，例如高低壓開關櫃、動力和照明配電箱等。
第二節電力變壓器和互感器
一、電力變壓器
電力變壓器按功用分，有公升壓變壓器和降壓變壓器兩大類。使用者變電所都採用降壓變壓器。二次側為低壓配電電壓的降壓變壓器，通常稱為「配電變壓器」。
電力變壓器按容量系列分，有r8系列和r10容量系列兩大類。所謂r8容量系列，是指容量等級是按大約1.33倍數遞增的。
所謂r10容量系列，是指容量等級是按大約1.26倍數遞增的。r10系列的容量等級較密，便於合理選用，是國際電工委員會（iec）推薦的，我國現在生產的電力變壓器容量等級均採用這一系列，如容量100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000kva等。
電力變壓器按相數分，有單相和三相兩大類，使用者變電所通常都採用三相變壓器。
電力變壓器按調壓方式分，有無載調壓和有載調壓兩大型別。使用者變電所大多採用無載調壓變壓器。
電力變壓器按繞組導體材質分，有銅繞組變壓器和鋁繞組變壓器兩大類，使用者大多採用鋁繞組變壓器，現在一般採用更為節能的s9型等銅繞組變壓器。
電力變壓器按結構效能分，有普通變壓器、全密封變壓器和防雷變壓器等。使用者變電所大多採用普通變壓器（包括油浸式和乾式變壓器）。
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