6110kV及以下电源及供配电系统Word格式.docx
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0.25
175
0.35
0.66
170
0.4
300
0.6
3
100～1000
3～1
6
2000
10～3
3000
8
10
15～5
5000
35
2000～8000
50～20
66
3500～20000
100～25
110
10000～30000
150～50
6.2.2电能质量要求
在串联电路中，阻抗元件两端电压相量的几何差称为电压降。
图6.1为阻抗串联电路，
间的电压降为
（a）阻抗串联电路（b）相量图
图6.1阻抗串联电路及电压损失
电压损失是指串联电路中阻抗元件两端电压的代数差，如图6.1（b）中
间的电压损失为
在工程计算中，电压损失取为电压降的横向分量
，而误差
忽略不计，即
kV
通常用相对于系统标称电压的百分数表示，即
式中
——
段所在系统的标称电压，kV；
——负荷电流，A；
——负荷的功率因数；
、
——阻抗元件的电阻和电抗（感抗），Ω。
线路电压损失按下式计算：
三相平衡负荷线路
线电压的单相负荷线路
相电压的单相负荷线路
以上式中
——线路电压损失，%；
——系统标称电压，kV；
——负荷功率因数；
——负荷的有功功率，kW；
——线路长度，km；
——三相线路单位长度的电阻和电抗，Ω/km；
——三相线路单位电流长度的电压损失，%/（A·
km）；
——三相线路单位功率长度的电压损失，%/（kW·
变压器的电压损失按下式计算：
——变压器的额定容量，kVA；
——变压器阻抗电压的有功分量，%，
；
——变压器阻抗电压的无功分量，%，
——变压器的阻抗电压，%；
——变压器的短路损耗，kW；
——变压器的负荷率，即实际负荷与额定容量
的比值；
——三相负荷的有功功率，kW；
——三相负荷的无功功率，kvar。
在不同功率因数下，满负荷的10（6）/0.4kV变压器的电压损失见表2。
当为其他负荷率时可用此表数据按比例计算，当功率因数低于0.5时，电压损失可按下式估算：
表2-1在不同功率因数下满负荷时10（6）/0.4kV变压器的电压损失%
SL7和S7型变压器容量（kVA）
200
250
315
400
500
630
800
1000
1250
1600
1
0.95
0.9
0.8
0.7
0.5
1.7
2.7
3.1
3.5
3.8
3.9
4
1.6
3.7
1.5
2.6
3.4
2.5
2.9
1.4
3.6
1.3
4.2
4.4
1.2
1.1
2.4
4.3
2.3
2.8
4.1
注SL7和S7型变压器的阻抗电压为4.5%；
但容量不大于500kVA的为4%。
表2-2在不同功率因数下满负荷时10（6）／0.4kV变压器的电压损失单位：
%
cosφ
SC（B）9和S9型变压器容量（kVA）
1.0
0.9（0.9）
2.2
2.1
2.0（2.2）
2.0
2.5（2.7）
3.2
3.3
3.0（3.4）
3.4（3.8）
3.6（4.1）
4.0
3.8（4.3）
注1.SC（B）9和S9型变压器阻抗电压为4%（630kVA括号内为阻抗电压为6%），但容量≥630kVA时SC（B）9型变压器阻抗电压为为6%；
S9型变压器阻抗电压为为4.5%。
2.每栏中第二行为S9型变压器的压降值。
（1）电压偏差
电压偏差指用当供配电系统改变运行方式和负荷缓慢地变化使供配电系统各点的电压也随之改变，各点的实测电压与系统标称电压之差，通常用与系统标称电压的百分比值数表示。
用公式表示为
——用电设备的实测电压，kV。
电压偏差移对常用电气设备特性的影响
各类用电设备都是按照在额定电压下运行而设计和制造的。
这些设备在额定电压下运行时，具有最佳的技术性能和经济指标，当电压偏差额定值过大时，用电设备的性能将受影响而恶化。
表3端子电压偏差移对常用电气设备特性的影响
名称
与电压U的关系
电压偏差值
-10%
+10%
异步电动机：
白炽灯
启动转矩和最大转矩
U2
-19%
+21%
光通量
≈U3.6
-32%
+39%
滑差率
U-2
+23%
-17%
使用寿命④
≈U-14
+330%
-70%
启动电流
U
-10~12%
气体放电灯④
满载电流①
+11%
-7%
荧光灯光通量
≈U2
-20%
+22%
满载温升①
+6~7%
-3~4%
荧光灯使用寿命④
-35%
同步电动机②：
高压水银灯光通量
≈U3
-27%
+30%
与异步电动机相似，但
转速最大转矩（拖出转矩）
常数
不变
金属卤化物灯光通量
高压钠灯光通量
-37%
+50%
电热设备③：
输出热能
①数据仅供参考,其值因设计和制造而已。
②如果采用晶闸管励磁,且其交流测电源是与同步电动机共用的,则其最大转矩与段段端子电
压的平方成正比变化。
③电压长期偏高将使电热元件寿命缩短.
④灯泡,灯管的使用寿命是指其光效下降到初始值的70（百分号）时的燃用时间.气体放电灯
在电压过高或过低都会缩短使用寿命,电压过低时起辉困难,电压过高时镇流器将过热而
缩短寿命。
电力系统常见的用电设备是异步电动机、各种电热设备、照明电器以及日益增多的各种家用电器。
其中异步电动机的最大转矩（功率）与端电压的平方成正比，如果电压降低过多，电动机不仅可能停止转动，而且由于此时定子电流增大，将使绕组温度升高而过热，严重时将烧毁电动机；
照明电器的发光效率、光通量和使用寿命均与电压有关，电压降低时，发光不足，影响人的视力和工作效率，电压偏高时，照明电器的寿命将缩短；
电炉等电热设备的出力大致与电压的平方成正比，电压降低就会延长电炉的冶炼时间，从而降低生产率。
电压偏差额定值过大，除了影响用户的用电设备正常运行外，对电力系统本身运行也有不利影响。
例如电压降低，将加大网络中的功率损耗和电能损耗，甚至危及电力系统运行的稳定性，而电压过高，则可能损害各种电气设备的绝缘。
因此，电力系统正常运行时，应力求保持系统中各节点电压在额定值。
但由于系统中用电负荷的变化和系统运行方式的改变，网络中的电压损耗总要发生变化，要严格保证所有节点在任何时刻均为额定电压是不可能的，总会出现电压偏移，由于大多数用电设备在稍许偏离额定值的电压下运行，仍有良好的技术性能，因此，从技术上和经济上综合考虑，合理地规定各类负荷的允许电压偏差是完全必要的。
正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值（以额定电压的百分数表示）宜符合下列要求：
1）电动机为±
5%。
2）照明：
在一般工作场所为±
5%；
对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为+5%，-10%；
应急照明、道路照明和警卫照明等为+5%、-10%。
3）其它用电设备当无特殊规定时为±
供电电压允许偏差
1）35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%。
注：
如供电电压上下偏差同号（均为正或负）时，按较大的偏差绝对值作为衡量依据。
2）10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±
7%。
3）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。
①用电设备额定工况的电压允许偏差仍由各自标准规定，例如旋转电机按GB755《旋转电机
基本技术要求》规定。
②对电压有特殊要求的用户，供电电压允许偏差由供用电协议确定。
线路电压损失允许值
在配电设计中，应按照用电设备端子电压偏差允许值的要求和变压器高压侧电压偏差的具体情况，确定线路电压损失允许值。
当缺乏计算资料时，线路电压损失允许值如下:
从配电变压器二次侧母线算起的低压线路5%
从配电变压器二次侧母线算起的供给有照明负荷的低压线路3%～5%
从110（35）/10（6）kV变压器二次侧母线算起的10（6）kV母线5%
低压侧线路允许电压损失计算值见下表。
表4-1变压器高压侧为恒定额定电压时，低压侧线路允许电压损失计算值①%
负荷率
400、500
1000、1250
0.6~0.5
7
6.5
8.5
7.5
5.5
9
①本表按用电设备允许电压偏差为±
5%，变压器空载电压比低压系统标称电压高5%（相当于变压器高压侧为恒定额定电压）进行计算，将允许总的电压损失10%扣除变压器电压损失，即得本表数据。
当照明允许电压偏差为＋5%~2.5%时，应按本表数据减少2.5%。
表4-2变压器高压侧为恒定额定电压时，低压侧线路允许电压损失计算值单位%
SC（B）9型变压器容量（kVA）
8.8
8.7
9.0
9.1
8.9
9.1（9.1）
9.2
9.3
7.7
7.6
7.8
7.9
8.0（7.8）
8.0
7.3
7.2
7.4
7.5（7.3）
6.8
6.7
6.9
7.0（6.6）
6.6
6.4
6.6（6.2）
6.2
6.3
6.4（5.9）
5.9
6.0
6.1
6.2（5.7）
5.7
5.8
9.3（9.3）
9.4
9.5
8.2
8.1
8.3
8.4（8.2）
8.4
7.1
7.3（7.0）
7.0
7.1（6.8）
6.9（6.6）
本表按用电设备允许电压偏差为
5%，变压器空载电压比低压系统标称电压高5%（相当于变压器高压侧为恒定额定电压）进行计算，将允许总的电压损失10%扣除变压器电压损失，及得本表数据。
当照明允许偏差为+5%—-2.5时，应按本表数据减少2.5%。
供配电系统的设计为减小电压偏差，应符合下列要求：
1）正确选择变压器的变压比和电压分接头。
选择分接头的目的是通过改变变压器的变压比，使最大负荷引起的电压负偏差与最小负荷引起的电压正偏差得到调整，使之保持在各自的合理范围内，但不能缩小正负偏差之间的范围，变压器分接头与二次空载电压和电压提升的关系见下表。
表4–3变压器分接头与二次空载电压和电压提升的关系
10（6）±
5%/0.4kV变压器分接头
＋5%
－5%
变压器二次空载电压①（V）
380
420
电压提升①
＋10%
①变压器一次端子电压为网络标称电压10（6）kV时。
2）降低系统阻抗。
例如尽量缩短线路长度，采用电缆代替架空线，加大电缆或导线的截面等。
3）采取补偿无功功率措施。
（1）调整并联补偿电容器组的接入容量。
投入电容器后线路及变压器电压损失减少的数据，可查表5，或按以下两式估算：
线路δul＇≈ΔQc
100%
变压器ΔUT＇≈ΔQc
%
式中ΔQc——并联电容器的投入容量，kvar；
Xl——线路的电抗，Ω；
Un——系统标称电压，kV；
SrT——变压器的额定容量，kVA；
uT——变压器的阻抗电压，%。
表5投入电容器后电压损失减少的数据
供电元件
配电变压器
每千米架空线路
每千米电缆线路
容量（kVA）
电压（kV）
投入100kvar电容器
后电压提高值（%）
1.27
0.71
0.56
0.45
0.36
28
0.11
0.04
0.022
0.008
电压提高1%须投入
电容器容量（kvar）
79
125
140
178
222
278
900
2500
18
4500
12500
电网电压过高时往往也是电力负荷较低，功率因数偏高的时候，适时减少电容器组投入的容量，能同时起到合理补偿无功功率和调整电压偏差水平的作用。
如果采用的是低压电容器，调压效果更显著，应尽量采用按功率因数或电压调整的自动装置。
（2）调整同步电动机的同步励磁电流。
在名牌规定值的范围内适当调整同步电动机的励磁电流，使其超前或滞后运行，就能产生或消耗无功功率，从而达到改变网络负荷的功率因数和调整电压偏差的目的。
4）宜使三相负荷平衡。
5）改变配电系统运行方式。
如切、合联络线或将变压器分、并列运行，借助改变配电系统的阻抗，调整电压偏差。
6）采用有载调压变压器。
a）35kV以上电压的降压变电所中的主变压器直接向35kV、10（6）kV电网送电时，应采用有载调压变压器，并宜实行逆调压，逆调压的范围宜为额定电压的0～+5%。
b）少数用电单位因其负荷曲线特殊或距集中有载调压的110kV及以上地区变电所过远等原因，35kV降压变电所的主变压器，在电压偏差还不能满足电压质量要求时，应用有载调压变压器。
c）10（6）kV配电变压器不宜采用有载调压变压器，但在当地10（6）kV电源电压偏差不能满足要求，且用电单位有对电压要求严格的设备，单独设置调压装置技术经济又不合理时，亦可采用10（6）kV有载调
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