GB5005295供配电系统设计规范条文说明.docx

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GB5005295供配电系统设计规范条文说明

供配电系统设计规范

GB50052-95

条文说明

第一章总则

第1.0.2条由于当前一些工业用电负荷增大，有些企业内部设有110kV等级的变电所，甚至有些为220kV等级的。

本规范为适应一般常用情况，特规定适用于110kV及以下电压等级的供配电系统。

第1.0.3条一个地区的供配电系统如果没有一个全面的规划，往往造成资金浪费、能耗增加等不合理现象。

因此，在供配电系统设计中，应由供电部门与用电单位全面规划，从国家整体利益出发，判别供配电系统合理性。

第1.0.5条根据原机械电子工业部及国家计委等部门的联合通知，要“鼓励推广节能机电产品和淘汰能耗高、落后的机电产品”，自1982年以来，已陆续推广和公布了十五批之多。

并在通知中反复重申：

“基本建设、技术改造项目和更新设备都应优先采用节能产品。

设计部门在进行工程设计时仍采用国家已公布的淘汰产品的，一律视为劣质设计……”。

第二章负荷分级及供电要求

第2.0.1条电力负荷分级的意义，在于正确地反映它对供电可靠性要求的界限，以便恰当地选择符合我国实际水平的供电方式，满足我国四个现代化建设的需要，提高投资的效益。

区分电力负荷对供电可靠性要求，在于因停电在政治或经济上造成损失或影响的程度。

损失越大，对供电可靠性的要求越高；损失越小，对供电可靠性的要求就越低。

条文中“重点企业”是指中央各部委指定的大型骨干企业（有些部门有重点企业名单）。

条文中“重要原料”是指比较稀缺的工农业原料。

条文中“长时间才能恢复”（或较长时间才能恢复）是指停电时间即使很短，但影响工作（或生产）的时间则较实际停电时间长很多。

由于各部门各行业的一级负荷、二级负荷很多、本规范只能对负荷分级作原则性规定，具体划分须由中央各部委分别在部委标准中规定（目前有些部已有规定）。

停电一般分为计划检修停电和事故停电两种，由于计划检修停电事先通知用电部门，故可采取措施避免损失或将损失减少至最低限度。

条文中是按事故停电的损失来划分负荷等级的。

一级负荷中特别重要的负荷，在工业生产中如：

正常电源中断时处理安全停产所必须的应急照明、通讯系统；保证安全停产的自动控制装置等。

民用建筑中如：

大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统；大型国际比赛场馆的记分系统以及监控系统等。

第2.0.2条一级负荷的供电要求。

一、本款对一级负荷应由两个电源供电作了较明确的规定，即两个电源不能同时损坏，因为只有满足这个基本条件，才可能维持其中一个电源继续供电，这是必须满足的要求。

二、一级负荷中特别重要负荷的供电要求。

近年来供电系统的运行实践经验证明，从电力网引接两回路电源进线加备用自投（BZT）的供电方式，不能满足一级负荷中特别重要负荷对供电可靠性及连续性的要求，有的发生全部停电事故是由内部故障引起，有的是由电力网故障引起，因地区大电力网在主网电压上部是并网的，所以用电部门无论从电网取几回电源进线，也无法得到严格意义上的两个独立电源。

因此，电力网的各种故障，可能引起全部电源进线同时失去电源，造成停电事故。

当有自备发电站时，虽可利用低周解列措施，提高供电的可靠性，但运行经验证明，仍不能完全避免全部停电的事故发生。

由于内部故障或继电保护的误动作交织在一起，造成自备电站电源和电网均不能向负荷供电，低周解列装置无法完全解决这个问题。

因此，正常与电网并列运行的自备电站，一般不宜作为应急电源使用，对一级负荷中特别重要的负荷要由与电网不并列的、独立的应急电源供电。

工程设计中，对于其它专业提出的特别重要负荷，应仔细研究，凡能采取非电气保安措施者，应尽可能减少特别重要负荷的负荷量，需要双重保安措施者除外。

禁止应急电源与工作电源并列运行，目的在于防止电源故障时可能拖垮应急电源。

旋转型不中断电源，采用平时原动机不工作，发电机挂在工作电源上作电动机运转的运行方式时，不能认为是并网，为了防止误并网，原动机的启动指令，必须由工作电源主开关的辅助接点发出。

具有频率跟踪环节的静止型不间断电源，可与工作电源并列运行，实践证明是可靠的。

第2.0.3条多年来实际运行经验表明，电气故障是无法限制在某个范围内部的，电力部门从未保证过供电不中断，即使供电中断也不罚款。

因此，应急电源应是与电网在电气上独立的各式电源，例如：

蓄电池、柴油发电机等。

供电网络中有效地独立于正常电源的专用的馈电线路即是指保证两个供电线路不可能同时中断供电的线路。

第2.0.4条应急电源类型的选择，应根据一级负荷中特别重要负荷的容量、允许中断供电的时间，以及要求的电源为交流或直流等条件来进行。

由于蓄电池装置供电稳定、可靠、无切换时间、投资较少，故凡允许停电时间为毫秒级，且容量不大的特别重要负荷，可采用直流电源者，应由蓄电池装置作为应急电源。

若特别重要负荷要求交流电源供电，允许停电时间为毫秒级，且容量不大的，可采用静止型不间断供电装置。

若特别重要负荷中有需驱动的电动机负荷，启动电流冲击负荷较大的，又允许停电时间为毫秒级，可采用机械贮能电机型不间断供电装置或柴油机不间断供电装置。

若特别重要负荷中有需要驱动的电动机负荷，启动电流冲击负荷较大，但允许停电时间为15s以上的，可采用快速自启动的发电机组，这是考虑一般快速自启动的发电机组一般自启动时间为10s左右。

对于带有自投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路，是考虑自投装置的动作时间，适用于允许中断供电时间大于自投装置的动作时间者。

大型企业中，往往同时使用几种应急电源，为了使各种应急电源密切配合，充分发挥作用，应急电源接线示例见图2.0.4（以蓄电池、不间断供电装置、柴油发电机同时使用为例）。

第2.0.6条对于二级负荷，由于其停电造成的损失较大，且其包括的范围也比一级负荷广，其供电方式的确定，如能根据供电费用及供配电系统停电几率所带来的停电损失等综合比较来确定是合理的。

目前条文中对二级负荷的供电要求是根据本规范的负荷分级原则和当前供电情况确定的。

对二级负荷的供电方式，因其停电影响还是比较大的，故应由两回路线路供电，供电变压器亦应有两台（两台变压器不一定在同一变电所）。

只有当负荷较小或地区供电条件困难时，才允许由一回6kV及以上的专用架空线供电。

这点主要考虑电缆发生故障后有时检查故障点和修复需时较长，而一般架空线路修复方便（此点和电缆的故障率无关）。

当线路自配电所引出采用电缆线时，必须要采用两根电缆组成的电缆线路，其每根电缆应能承受的二级负荷为100%，且互为热备用。

线路常见不包括铁塔倾倒或龙卷风引起的极少见的故障。

第三章电源及供电系统

第3.0.1条电力系统所属大型电厂其单位功率的投资少，发电成本低，而用电单位一般的自备中小型电厂则相反，故只有在条文各款规定的情况下，才宜设置自备电源。

第一款对一级负荷中特别重要负荷的供电，是按本规范第2.0.2条第二款“尚应增设应急电源”的要求因而需要设置自备电源。

为了保证一级负荷的供电条件也有需要设置自备电源的。

第二、四款设置自备电源需要经过技术经济比较后才定。

第三款设置自备电站的型式是一项挖掘工厂企业潜力,解决电力供需矛盾的技术措施。

但各企业是否建自备电站，需经过全面技术经济比较决定。

利用常年稳定的余热、压差、废气进行发电，技术经济指标优越，并能充分利用能源。

第3.0.2条应急电源与正常电源之间必须采取可靠措施防止并列运行，目的在于保证应急电源的专用性，防止正常电源系统故障时应急电源向正常电源系统负荷送电而失去作用。

例如应急电源原动机的启动命令必须由正常电源主开关的辅助接点发出，而不是由继电器的接点发出，因为继电器有可能误动作而造成与正常电源误并网。

具有应急电源蓄电池组的静止不间断电源装置，其正常电源是经整流环节变为直流才与蓄电池组并列运行的，在对蓄电池组进行浮充储能的同时经逆变环节提供交流电源，当正常电源系统故障时，利用蓄电池组直流储能放电而自动经逆变环节不间断地提供交流电源，但由于整流环节的存在因而蓄电池组不会向正常电源进线侧反馈，也就保证了应急电源的专用性。

第3.0.3条多年运行经验证明，变压器和线路都是可靠的供电元件，用电单位在一电源检修或事故的同时另一电源又发生事故的情况是极少的，而且这种事故往往都是由于误操作造成，在加强维护管理、健全必要的规章制度后是可以避免的。

如果不着眼于维护水平的提高,只在供配电系统上层层保险，过多地建设电源线路和变电所，不但造成大量浪费而且事故也终难避免。

第3.0.4条两回电源线路采用同级电压可以互相备用，提高设备利用率，如能满足一级和二级负荷用电要求时，亦可采用不同电压供电。

第3.0.5条当有一级负荷的用电单位难以从地区电网取得第二电源而有可能从邻近单位取得第二电源时，经过协商并征得供电部门同意，宜就近取得第二电源，可以节省建设自备电站的投资。

对一级负荷的用电单位，从邻近用电单位取得第二电源时，其要求应与第2.0.2条要求一样，不能降低。

第3.0.6条一级和二级负荷在突然停电后将造成不同程度的严重损失。

因此在作供配电系统设计时，当确定在事故情况下线路通过容量时，应能满足第2.0.2条和第2.0.5条规定的一级和二级负荷用电的要求。

第3.0.7条如果供电系统结线复杂，配电层次过多，不仅管理不便，操作繁复，而且由于串联元件过多，因元件故障和操作错误而产生事故的可能性也随之增加。

所以复杂的供电系统可靠性并不一定高，不受运行和维修人员的欢迎，配电级数过多，继电保护整定时限的级数也随之增多，而电力系统容许继电保护的时限级数对10kV来说正常也只限于两级，如配电级数出现三级，则中间一级势必要与下一级或上一级之间无选择性。

同一电压的配电级数为两级，例如由低压侧为10kV的总变电所或地区变电所配电至10kV配电所，再从该配电所以10kV配电给配电变压器，则认为10kV配电级数为两级。

第3.0.8条配电系统采用放射式则供电可靠性高，便于管理，但线路和高压开关柜数量多。

而如对辅助生产区，多属三级负荷，供电可靠性要求较低，可用树干式，线路数量少，投资也少。

负荷较大的高层建筑，多属二级和一级负荷，可用分区树干式或环式，减少配电电缆线路和高压开关柜数量，从而相应少占电缆竖井和高压配电室的面积。

住宅区多属三级负荷，也有高层二级和一级负荷，因此以树干式或环式为主，但根据线路走廊等情况也可用放射式。

第3.0.9条将总变电所、配电所、变电所建在靠近负荷中心位置，可以节省线材、降低电能损耗，提高电压质量，这是供配电系统设计的一条重要原则。

至于对负荷较大的大型建筑和高层建筑分散设置变电所，这也是将变电所建在靠近各自低压负荷中心位置的一种形式。

郊区小化肥厂等用电单位，如用电负荷均为低压又较集中，当供电电压为35kV时可用35kV直降至220/380低压配电电压，这样既简化供配电系统，又节约投资和电能，提高电压质量。

又如铁路的供电特点是用电点的负荷顽均为低压，小而集中，但用电点多而又远离，当高压配电电压为35kV时，各变电所亦可采用35kV直降至220/380V的低压配电系统。

第3.0.10条一般动力和照明负荷是由同一台变压器供给，在节假日或周期性、季节性轻负荷时，将变压器退出运行并把所带负荷切换到其它变压器上，可以减少变压器的空载损耗。

当变压器定期检修或故障时，可利用低压联络线来保证该变电所的检修照明及其所供的一部分负荷继续供电，从而提高了供电可靠性。

第3.0.11条小负荷当在低压供电合理的情况下，其用电应由供电部门统一规划，尽量由公共的220/380V低压网络供电，使地区配电变压器和线路得到充分利用。

第四章电压选择和电能质量

第4.0.1条用电单位需要的功率大，供电电压应相应提高，这是一般规律。

选择供电电压和输送距离有关，也和供电线路的回路数有关。

输送距离长，为降低线路电压损失，宜提高供电电压等级。

供电线路的回路多，则每回路的送电容量相应减少，可以降低供电电压等级。

用电设备特性，例如波动负荷大，宜由容量大的电网供电，也就是要提高供电电压的等级。

还要看用电单位所在地点的电网提供什么电压方便和经济。

所以，供电电压的选择，不易找出严格的规律，只能订原则。

第4.0.2条目前我国公用电力系统已逐步由10kV取代6kV电压。

因此，采用10kV有利于互相支援，有利于将来的发展。

故当供电电压为35kV及以上时，企业内部的配电电压宜采用10kV，用采用10kV配电电压可以节约有色金属，减少电能损耗和电压损失等，显然是合理的。

当企业有6kV用电设备时，如采用10kV配电，则其6kV用电设备一般经10/6kV中间变压器供电。

例如在大、中型化工厂，6kV高压电动机负荷较大，则10kV方案中所需的中间变压器容量及其损耗就较大，开关设备和投资也增多，采用10kV配电电压反而不经济，而采用6kV是合理的。

由于各类企业的性质、规模及用电情况不一，6kV用电负荷究竟占多大比重时宜采用6kV，很难得出一个统一的规律。

因此，条文中没有规定此百分数，有关部门可视各类企业的特点，根据技术经济比较、企业发展远景及过去积累的成熟经验确定。

当企业有3kV电动机时，应配用10（6）/3kV专用变压器，但不推荐以3kV作为配电电压。

在供电电压为220或110kV的大型企业内，例如重型机器厂，可采用三绕组主变压器，以35kV供大型电热设备，以10kV作为动力和照明配电电压。

第4.0.3条在某些情况下，采用35kV电压作为配电电压比采用较低电压能减少配变电级数、简化结线。

例如：

某些大型企业（如大型钢铁企业）其车间负荷较大，可采用若干个35kV的降压变电所分别设在车间旁的负荷中心位置，并以35kV线路直接在厂区配电，而不采用设置大容量总降压变电所以较低的电压配电。

这样可以大大缩短低压线路，降低有色金属和电能消耗量。

又如某些企业其负荷不大又较集中，均为低压用电负荷，因工厂位于效区取得10（6）kV电源困难，当采用35kV供电，并经35/0.38kV直降变压器对低压负荷配电，这样可以减少变电级数，从而可以节约电能和投资，并可以提高电能质量，此时，宜采用35kV电压作为配电电压。

35kV以上电压作为企业内直配电压，通常受到设备、线路走廊、环境条件的影响，难以实现，且投资高，占地多，故不推荐。

第4.0.4条电压偏差问题是普遍关系到全国工业和生活用电单位利益的问题，并非仅关系某一部门，从政策角度来看，则是贯彻节能方针和逐步实现技术现代化的重要问题。

为使用电设备正常运行和有合理的使用寿命，设计供配电系统时应验算用电设备对电压偏差的要求。

在各用电单位的受电端有一定的电压偏差范围，同时由于用电单位本身负荷的变化，往往使此范围更为增大。

因此，在供电设计中应了解电源电压及本单位负荷变化的情况，进行本单位电动机、照明电压偏差计算。

条文中规定的电压偏差值，对电动机系根据国家标准《电机基本技术要求》（GB755-81）第4.1条规定：

“电动机当电源电压（如为交流电源时频率为额定）与额定值的偏差不超过±5%时，输出功率仍能维持额定值”。

对照明系根据《工业企业照明设计标准》中有关的规定：

“灯的端电压一般不宜高于其额定电压的105%，亦不宜低于其额定电压的95%（一般工作场所）及90%（对露天工作场所照明、远离变电所的小面积工作场所难于满足95%时，对应急照明、道路照明、警卫照明及电压为12～42V的照明）”。

对于其它用电设备，其允许电压偏差的要求应符合用电设备制造标准的规定，当无特殊规定时，根据一般运行经验及考虑与电动机、照明对允许电压偏差值基本一致，故条文规定为±5%。

用电设备，尤其是用得最多的异步电动机，端子电压如偏离GB755-81规定的允许电压偏差范围，将导致它们的性能变劣，寿命降低，及在不合理运行下增加运行费用，故要求验算端子电压。

对于少数距电源（变电所等）较远的电动机，如电动机端电压低于额定值的95%时，仍能保证电动机温升符合GB755-81的规定（电压为额定值的95%时温升允许超过的最大值：

1000kW及以下为10K，1000kW以上为5K），且堵转转矩、最小转矩、最大转矩均能满足传动要求时，则电动机的端电压可低于95%（但不得低于90%），即电动机的额定功率适当选得大些，使其经常处于轻载状态，这时电动机的效率不比满载时低，但要增加电网的无功负荷。

下面列举国外这方面的数据以供比较：

美国标准——美国电动机的标准（NEMA标准）规定电动机允许电压偏差范围为±10%，美国供电标准也为±10%，参见第4.0.7条说明。

英国标准BS4999第31部分，1972年版31.3.2条规定：

电动机在电压为95%～105%额定电压范围内应能提供额定功率；在英国本土（U.K）使用的电动机，按供电规范的要求，其范围应为94%～106%（供电规范中规定为±6%）。

关于达到允许电压极限时的温升，与我国标准均相同（略）。

澳大利亚标准与英国基本一样，为±6%。

1990年4月我国公布了国家标准《电能质量供电电压允许偏差》（GB12325-90），规定了“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%。

10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。

220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%”。

这些数值是指供电部门电网对用户供电点处的数值，也是根据我国电网目前水平所制订的标准，当然与设备制造标准有差异、有矛盾。

因而在上述标准内也有二点附注，即：

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《旋转电机基本技术要求》规定，②对电压有特殊要求的用户，供电电压偏差由供用电协议确定。

第4.0.5条在供配电系统设计中，正确选择供电元件和系统结构，就可以在一定程度上减少电压偏差。

由于电网各点的电压水平高低不一，合理选择变压器的变化（如选35±2×2.5%/10.5的变比还是38.5±2×2.5%/10.5的变比）和电压分接头，即可将供配电系统的电压调整在合理的水平上。

但这只能改变电压水平而不能缩小偏差范围。

供电元件的电压损失与其阻抗成正比，在技术经济合理时，减少变压级数，增加线路截面，采用电缆供电，可以减少电压损失，从而缩小电压偏差范围。

合理补偿无功功率可以缩小电压偏差范围，见第4.0.6条说明。

若因过补偿而多支出电费，也是不合理的。

在三相四线制中，如三相负荷分布不均（相线对中性线），将产生零序电压，使零点移位，一相电压降低，另一相电压升高，增大了电压偏差，如图4.0.5所示。

由于Y，yn0结线变压器零序阻抗较大，不对称情况较严重，因此应尽量使三相负荷分布均匀。

同样，线间负荷不平衡，则引起线间电压不平衡，增大了电压偏差。

第4.0.6条产生电压偏差的主要因素是系统滞后的无功负荷所引起的系统电压损失。

因此，当负荷变化时，相应调整电容器的接入容量就可以改变系统中的电压损失，从而在一定程度上缩小电压偏差的范围。

调整无功功率后，电压损失的变化可按下式计算：

对于线路：

（4.0.6-1）

对于变压器：

（4.0.6-2）

式中

——增加或减少的电容器容量（Kvar）；

——线路电抗（Ω）；

——变压器短路电压（%）；

——线路电压（KV）

——变压器容量（KVA）。

并联电抗器的投入量可以看作是并联电容器的切除量。

计算式同上。

并联电抗器在35kV以上区域变电所或大型企业的变电所内有时装设，用于补偿各级电压上并联电容器过多投入和电缆电容等形成的超前电流，抑制轻负荷时电压过高效果也很好，中小型企业的变电所无此装置。

同样，与调整电容器和电抗器容量的原理相同，如调整同步电机的励磁电流，使同步电动机超前或滞后运行，藉以改变同步电机产生或消耗的无功功率，也同样可以达到电压调整的目的。

二班制或以二班制为主的工厂（一班制工厂也是如此），白天高峰负荷时电压偏低，因此将变压器抽头调在“-5%”位置上，但到夜间负荷轻时电压就过高，这时如切断部分负载的变压器，改用低压联络线供电，增加变压器和线路中的电压损耗，就可以降低用电设备的过高电压。

在调查中不乏这样的实例。

他们在轻载时切断部分变压器，既降低了变压器的空载损耗，又起到了电压调整的作用。

第4.0.7条图4.0.7表示供电端按逆调压、稳压和不调压三种运行方式用电设备端电压的比较（也有称稳压为顺调压）。

图上设定逆调压时35kV母线变动范围为额定电压的0～+5%，各用电单位的重负荷和轻负荷出现的时间大体上一致，最大负荷为最小负荷的4倍，与此相应供电元件的电压损失近似地取为4倍，35kV、10kV和380V线路在重负荷时电压损失分别为4%、2%和5%，35/10kV及10/0.38kV变压器调分接头各提升电压2.5%及5%。

由图可知,用电设备上的电压偏差在逆调压方式下可控制在+3.2%～-4.9%，在稳压方式下为3+.2%～-9.9%，不调压时则为+8.2%～-9.9%。

根据此分析，在电力系统合理设计和用电单位负荷曲线大体一致的条件下，只在110kV区域变电所实行逆调压，大部分用电单位的电压质量要求就可满足。

因此条文规定了“35kV以上电压的变电所中的降压变压器，直接向35kV、10（6）kV电网送电时”应采用有载调压变压器，变电所一般是公用的区域变电所，也有大企业的总变电所。

反之，如果中小企业都装置有载调压变压器，不仅增加投资和维护工作量，还将影响供电可靠性，从国家整体利益看，是很不合理的。

据向上海地区电业部门调查：

该地区的220kV区域变电所有的设有载调压变压器，有的是无载调压；110kV的基本上都设有载调压；因所内有人值班，都由人工调节。

今后建设的110kV变电所都设有载调压。

少数用电单位可能因其负荷曲线特殊，或距区域变电所过远等原因，在采用地区集中调压方式后，还不能满足电压质量要求，此时，可在35kV变电所也采用有载调压变压器。

以下列出美国标准处理调压问题的资料，以供借鉴。

但应注意美国电动机标准是±10%，不是±5%。

从美国标准中也可以看出，他们也是从整体上考虑调压，而不是“各自为政”。

美国电压标准（ANSIC84-la-1980）的规定：

1.供电系统设计要按“范围A”进行，出现“范围B”的电压偏差范围应是极少见的，出现后应即采取措施设法达到“范围A”的要求。

2.“范围A”的要求：

115～120V系统：

有照明时：

用电设备处110～125V；供电点114～126V。

无照明时：

用电设备处108～125V；供电点114～126V。

460～480V系统：

（包括480/277V三相四线制系统）

有照明时：

用电设备处440～500V；供电点456～504V。

无照明时：

用电设备处432～500V；供电点456～504V。

13200V系统：

供电点12870～13860V。

3.电动机额定电压：

115V、230V、460V等。

照明额定电压：

120V、240V等。

从美国电压标准中计算出的电压偏差百分数：

对电动机；用电设备处（电机端子）无照明时+8.7%、-6%，有照明时+8.7%，-4.4%；供电点+9.6%，-0.9%。

对照明：

用电设备处+4.2%，-8.3%；供电点+5%，-5%。

对高压电源（额定电压按13200V）：

照明+5%，-2.5%；电动机+9.6%，-1.7%。

第4.0.8条基本上述原因，10（6）kV变电所的变压器不必有载调压。

条文中指出，在符合更严格的条件时，10（6）kV变电所才可有载调压。

第4.0.9条在区域变电所实行逆调压方式可使用电设备的受电电压偏差得到改善，详见4.0.7条说明。

但只采用有载调压变压器和逆调压是不够的，同时应在有载调压后的电网中装设足够的可调整的无功电源（电力电容器、调相机等）。

因为当变电