《建筑设计规范大全》GB50052-2023 供配电系统设计规范.PDF

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1、UDC 中华人民共和国国家标准GIB P GB 50052-2009 供配电系统设计规范Code for design electric power supply systems 2009-11-11 发布2010-07-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中华人民共和国国家标准供配电系统设计规范Code for design electric power supply systems GB 50052-2009 主编部门:中国机械工业联合会批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期20 1 0 年7 月1 日中国计划出版社2010北京中华

2、人民共和国住房和城乡建设部公告第437号关于发布国家标准供配电系统设计规范的公告现批准供配电系统设计规范为国家标准，编号为GB 500522009，自2010年7月1日起实施。其中，第3.O.1、3.0.2、3.0.3、3.o.9,4.O.2条为强制性条文，必须严格执行。原供配电系统设计规范)GB5005295同时废止。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部二00九年+一月十一日前言本规范是根据原建设部关于印发二00一二00二年度工程建设国家标准制订、修订计划的通知(建标(2002J85号)要求，由中国联合工程公司会同有关设计研究单位共同修订完成的

3、。在修订过程中，规范修订组在研究了原规范内容后，经广泛调查研究、认真总结实践经验，并参考了有关国际标准和国外先进标准，先后完成了初稿、征求意见稿、送审稿和报批稿等阶段，最后经有关部门审查定稿。本规范共分7章，主要内容包括:总则，术语，负荷分级及供电要求，电源及供电系统，电压选择和电能质量，无功补偿，低压配电等。修订的主要内容有:1.对原规范的适用范围作了调整;2.增加了有设置分布式电源的条件，能源利用於率高、经济合理时作为设置自备电源的条件之一当有特殊要求，应急电源向正常电源转换需短暂并列运行时，应采取安全运行的措施;660V等级的低压配电电压首次列入本规范;3.对保留的各章所涉及的主要技术内

4、容也进行了补充、完善和必要的修改。本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，中国机械工业联合会负责日常管理工作，中国联合工程公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，请各单位注意总结经验，积累资料，随时将有关意见和有关资料寄送至中国联合工程公司(地址:浙江省杭州市石桥路338号，邮政编码:310022,E-mail:或)，以供今后修订时参考。本规范组织单位、主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人员名单:组织单位:中国机械工业勘察设计协会主编单位:中国联合工程公司参编单位:中国寰球工程公司中国航空工业规划设计研究院中国电

5、力工程顾问集团西北电力设计院中建国际(深圳)设计顾问有限公司主要起草人:吕适翔陈文良陈济良熊延高凤荣陈有福钱丽辉丁杰弓普站徐辉主要审查人员:田有连杜克俭钟景华王素英陈众励李道本曾涛张文才高小平杨彤李平 2 目次1总则.2术语(2)3 负荷分级及供电要求.4 电源及供电系统5 电压选择和电能质量.6 无功补偿7 低压配电.本规范用词说明引用标准名录附:条文说明.1 Contents 1 General provisionsw.(1)2 Te口丑S(2)3 Load classification and power supply requirement.(4)4 Power source and

6、power supply system(6)5 Voltage selection and quality of electric energy(8)6 Reactive power compensation(11)7 L V distribution(14)Explanation of wording in this code(16)List of quoted standards.(1 7)Addition:Explanation of provisions(19)2 1总则1.0.1 为使供配电系统设计贯彻执行国家的技术经济政策，做到保障人身安全、供电可靠、技术先进和经济合理，制定本规范

7、。1.O.2 本规范适用于新建、扩建和改建工程的用户端供配电系统的设计。1.O.3 供配电系统设计应按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，统筹兼顾，合理确定设计方案。1.O.4 供配电系统设计应根据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，在满足近期使用要求的同时，兼顾未来发展的需要。1.O.5 供配电系统设计应采用符合国家现行有关标准的高效节能、环保、安全、性能先进的电气产品。1.O.6 本规范规定了供配电系统设计的基本技术要求。当本规范与国家法律、行政法规的规定相抵触时，应按国家法律、行政法规的规定执行。1.O.7 供配电系统设计除应遵守本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

8、1 2术语2.0.1 一级负荷中特别重要的负荷vital load in first grade load 中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷。2.0.2 双重电源duplicate supply 一个负荷的电源是由两个电路提供的，这两个电路就安全供电而言被认为是互相独立的。2.0.3 应急供电系统(安全设施供电系统)electric supply sys-terns for safety services 用来维持电气设备和电气装置运行的供电系统，主要是:为了人体和家畜的健康和安全，和/或为避免对环境或其他设备造成损失以符合国家规范要求。注g供

9、电系统包括电源和连接到电气设备端子的电气回路。在某些场合，它也可以包括设备。2.0.4 应急电源(安全设施电源electricsource for safety serv Ices 用作应急供电系统组成部分的电源。2.0.5 备用电源stand-by electric source 当正常电源断电时，由于非安全原因用来维持电气装置或其某些部分所需的电源。2.0.6 分布式电源distributed generation 分布式电源主要是指布置在电力负荷附近，能源利用效率高并与环境兼容，可提供电、热(冷)的发电装置，如微型燃气轮机、太阳能光伏发电、燃料电池、风力发电和生物质能发电等。2.0.7

10、逆调压方式inverse voltage regulation rnode 逆调压方式就是负荷大时电网电压向高调，负荷小时电网电压向低调，以补偿电网的电压损失。2.0.8 基本无功功率basic reactive power 当用电设备投入运行时所需的最小无功功率。如该用电设备有空载运行的可能，则基本无功功率即为其空载无功功率。如其最小运行方式为轻负荷运行，则基本无功功率为在此轻负荷情况下的无功功率。2.0.9 隔离电器isolator 在执行工作、维修、故障测定或更换设备之前，为人提供安全的电器设备。2.0.10 TN系统TN system 电力系统有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通

11、过保护线与该接地点相连接。根据中性导体(N)和保护导体(PE)的配置方式，TN系统可分为如下三类:1 TN-C系统，整个系统的N、PE线是合一的。2 TN-C-S系统，系统中有一部分线路的N、PE线是合一的。3 TN-S系统，整个系统的N、PE线是分开的。2.0.11 TT系统TT system 电力系统有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护线接至与电力系统接地点无关的接地极。2.0.12 IT系统IT system 电力系统与大地间不直接连接，电气装置的外露可导电部分通过保护接地线与接地极连接。3 3 负荷分级及供电要求3.0.1 电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在对人身

12、安全、经济损失上所造成的影响程度进行分级，并应符合下列规定:1 符合下列情况之一时，应视为一级负荷。1)申断供电将造成人身伤害肘。2)中断供电将在经济上造成重大损失时。3)中断供电将影晌重要用电单位的正常工作。2 在-级负荷中，当中断供电将造成人员伤亡或重大设备损坏或发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为一级负荷申特别重要的负荷。3 符合下列情况之-时，应视为二级负荷。1 中断供电将在经济上造成较大损失时。2)中断供电将影晌较重要用电单位的正常工作。4 不属于-级和二级负荷者应为三级负荷。3.0.2 一级负荷应由双重电源供电，当-电源发生故障时，另一电

13、源不应同时受到损坏。3.0.3 一级负荷中特别重要的负荷供电，应符合下列要求:1 除应由双重电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。2 设备的供电电源的切换时间，应满足设备允许中断供电的要求。3.0.4 下列电源可作为应急电源:1 独立于正常电源的发电机组。2 供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路。3 蓄电池。4 4 于电池。3.0.5 应急电源应根据允许中断供电的时间选择，并应符合下列规定:1 允许中断供电时间为15s以上的供电，可选用快速自启动的发电机组。2 自投装置的动作时间能满足允许中断供电时间的，可选用带有自动投入装置的独立于正常电源之外的专用馈电线路。3

14、 允许中断供电时间为毫秒级的供电，可选用蓄电池静止型不间断供电装置或柴油机不间断供电装置。3.0.6 应急电源的供电时间，应按生产技术上要求的允许停车过程时间确定。3.0.7 二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路供电。3.0.8 各级负荷的备用电源设置可根据用电需要确定。3.0.9 备用电源的负荷严禁接入应急供电系统。5 4 电源及供电系统4.0.1 符合下列条件之一时，用户宜设置自备电源:1 需要设置自备电源作为一级负荷中的特别重要负荷的应急电摞时或第二电源不能满足一级负荷的条件时。2 设置自备电源比从电力系统取得第

15、二电源经济合理时。3 有常年稳定余热、压差、废弃物可供发电，技术可靠、经济合理时。4所在地区偏僻，远离电力系统，设置自备电源经济合理时。5 有设置分布式电源的条件，能源利用效率高、经济合理时。4.0.2 应急电源与正常电源之间，应采取防止并列运行的措施。当有特殊要求，应急电源向正常电源转换需短暂并到运行时，应采取安全运行的措施。4.0.3 供配电系统的设计，除一级负荷中的特别重要负荷外，不应按一个电掘系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计。4.0.4 需要两回电源线路的用户，宜采用同级电压供电。但根据各级负荷的不同需要及地区供电条件，亦可采用不同电压供电。4.0.5 同时供电的两回及以

16、上供配电线路中，当有一回路中断供电时，其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷。4.O.6 供配电系统应简单可靠，同一电压等级的配电级数高压不宜多于两级;低压不宜多于三级。4.0.7 高压配电系统宜采用放射式。根据变压器的容量、分布及地理环境等情况，亦可采用树干式或环式。6 4.O.8 根据负荷的容量和分布，配变电所应靠近负荷中心。当配电电压为35kV时，亦可采用直降至低压配电电压。4.0.9 在用户内部邻近的变电所之间，宜设置低压联络线。4.0.10 小负荷的用户，宜接入地区低压电网。7 5 电压选择和电能质量5.0.1 用户的供电电压应根据用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、

17、当地公共电网现状及其发展规划等因素，经技术经济比较确定。5.0.2 供电电压大于等于35kV时，用户的一级配电电压宜采用10kV;当他V用电设备的总容量较大，选用6kV经济合理时，直采用6kV;低压配电电压宜采用220V/380V，工矿企业亦可采用660V;当安全需要时，应采用小于50V电压。5.0.3 供电电压大于等于35kV，当能减少配变电级数、简化结线及技术经济合理时，配电电压直采用35kV或相应等级电压。5.0.4 正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值宜符合下列要求:1 电动机为士5%额定电压。2 照明:在一般工作场所为士5%额定电压;对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满

18、足上述要求时，可为十5%，-10%额定电压;应急照明、道路照明和警卫照明等为+5%，-10%额定电压。3 其他用电设备当无特殊规定时为士5%额定电压。5.0.5 计算电压偏差时，应计入采取下列措施后的调压效果:量。1 自动或于动调整并联补偿电容器、并联电抗器的接入容2 自动或手动调整同步电动机的励磁电流。3 改变供配电系统运行方式。5.0.6 符合在下列情况之一的变电所中的变压器，应采用有载调压变压器:8 1 大于35kV电压的变电所中的降压变压器，直接向35kV、10kV、6kV电网送电时。2 35kV降压变电所的主变压器，在电压偏差不能满足要求时。5.0.7 10、6kV配电变压器不宜采用

19、有载调压变压器p但在当地10、6kV电源电压偏差不能满足要求，且用户有对电压要求严格的设备，单独设置调压装置技术经济不合理时，亦可采用10、6kV有载调压变压器。5.0.8 电压偏差应符合用电设备端电压的要求，大于等于35kV电网的有载调压宜实行逆调压方式。逆调压的范围为额定电压的。+5%。5.0.9 供配电系统的设计为减小电压偏差，应符合下列要求:1 应正确选择变压器的变压比和电压分接头。2 应降低系统阻抗。3 应采取补偿无功功率措施。4 宜使三相负荷平衡。5.0.10 配电系统中的波动负荷产生的电压变动和闪变在电网公共连接点的限值，应符合现行国家标准电能质量电压波动和闪变)GB12326的

20、规定。5.0.11 对波动负荷的供电，除电动机启动时允许的电压下降情况外，当需要降低波动负荷引起的电网电压波动和电压闪变时，宜采取下列措施:1 采用专线供电。2 与其他负荷共用配电线路时，降低配电线路阻抗。3 较大功率的波动负荷或波动负荷群与对电压波动、闪变敏感的负荷，分别由不同的变压器供电。4 对于大功率电弧炉的炉用变压器，由短路容量较大的电网供电。5 采用动态无功补偿装置或动态电压调节装置。9 5.0.12 配电系统中的谐波电压和在公共连接点注入的谐波电流允许限值，宜符合现行国家标准电能质量公用电网谐波GB/T 14549的规定。5.0.13 控制各类非线性用电设备所产生的谐波引起的电网电

21、压正弦波形晴变率，宜采取下列措施:1 各类大功率非线性用电设备变压器，由短路容量较大的电网供电。2 对大功率静止整流器，采用增加整流变压器二次侧的相数和整流器的整流脉冲数，或采用多台相数相同的整流装置，并使整流变压器的二次侧有适当的相角差，或按谐波次数装设分流滤波器。3 选用D，ynll接线组别的三相配电变压器。5.0.14 供配电系统中在公共连接点的三相电压不平衡度允许限值，宜符合现行国家标准电能质量三相电压允许不平衡度GB/T 15543的规定。5.0.15 设计低压配电系统时，宜采取下列措施，降低三相低压配电系统的不对称度:1 220V或380V单相用电设备接入220V/380V三相系统

22、时，宜使兰相平衡。2 由地区公共低压电网供电的220V负荷，线路电流小于等于60A时，可采用220V单相供电;大于60A时，宜采用220V/380V三相四线制供电。10 6元功补偿6.0.1 供配电系统设计中应正确选择电动机、变压器的容量，并应降低线路感抗。当工艺条件允许时，宜采用同步电动机或选用带空载切除的间歇工作制设备。6.0.2 当采用提高自然功率因数措施后，仍达不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。6.0.3 用户端的功率因数值，应符合国家现行标准的有关规定。6.0.4 采用并联电力电容器作为无功补偿装置时，宜就地平衡补偿，并符合下列要求:1 低压部分的无功功率

23、，应由低压电容器补偿。2 高压部分的无功功率，宜由高压电容器补偿。3 容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率，宜单独就地补偿。4 补偿基本无功功率的电容器组，应在配变电所内集中补偿。5 在环境正常的建筑物内，低压电容器宜分散设置。6.0.5 无功补偿容量，宜按无功功率曲线或按以下公式确定:Qc=P(tanj-tan2)式中:Qc一一无功补偿容量(kvar);P一一用电设备的计算有功功率也W);tan1一一补偿前用电设备自然功率因数的正切值;(6.O.5)tan也补偿后用电设备功率因数的正切值，取COS2不小于O.9值。6.0.6 基本无功补偿容量，应符合以下表达式的要求:QCmin

24、GB755的有关规定确定的;照明系根据现行国家标准建筑照明设计标准GB50034中的有关规定确定的。对于其他用电设备，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基本一致，故条文规定为:!:5%额定电压。用电设备，尤其是用的最多的异步电动机，端子电压如偏离现行国家标准旋转电机定额和性能GB755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，故要求验算端电压。对于少数距电源较远的电动机，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现行国家标准旋转电机定额和性能GB755的

25、规定，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 40 压偏差范围为士10%，美国供电标准也为:!:1O%，参见第5.0.6条说明。英国标准因4999第31部分规定: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(UK)使用的电动机，按供电规范的要求，其范围应为94%106%(供电规范中规定士6%)。澳大利亚标准与英国基本

26、一样，为士6%。在我国，根据现行国家标准电能质量供电电压允许偏差GBjT 12325，各级电压的供电电压允许偏差也有一定规定，这些数值是指供电部门电网对用户供电处的数值，也是根据我国电网目前水平所制定的标准，当然与设备制造标准有差异、有矛盾。因而在上述标准内也增加了第(4)条内容，即对供电电压允许偏差有特殊要求的用户，由供用电政方协议确定。s.O.5 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:对于变压器:Ul=Q

27、三c 10U UT=Qc手%oJT 式中Qc-一增加或减少的电容器容量(kvar);X1一线路电抗(0);Ek-一变压器短路电压(%);Uk一线路电压(kV);ST一一变压器容量(kV.A)。(1)(2)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 41 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，如调整同步电动机的励磁电流，使同步电动机超前或滞后运行，籍以改变同步电动机产生或消耗的无功功率，也

28、同样可以达到电压调整的目的。一班制、二班制或以二班制为主的工厂，白天高峰负荷时电压偏低，因此将变压器抽头调在一5%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，又起到电压调整的作用。5.0.6 图2表示供电端按逆调压、稳压(顺调压)和不调压兰种运行方式用电设备端电压的比较。因上设定逆调压和不调压时35kV母线电压变动范围为额定电压的0+5%;各用户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

29、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%;35kV/10kV及10kV/0.38kV变压器分接头各提升电压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十3.2%-4.9%，在稳压方式下为+3.2%-9.9%，不调压时则为十8.2%-9.9%。根据此分析，在电力系统合理设计和用户负荷曲线大体一致的条件下，只在llokV区域变电所实行逆调压，大部分用户的电压质量要求就可满足。因此条文规定了大于35kV电压的变电所中的降压变压器，直接向35、10、6kV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

30、，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。少数用户可能因其负荷曲线特殊，或距区域变电所过远等原 42 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变电所也采用有载变压器。V 所J归f电配l丁的变川-、式Jm域:片到严区f火-工厂总降压变电所车间变电所用电设备 kD1。-4.9+5 也稳压-9.9。+8.2+5 不调压图2供电端按逆调压、稳压和不调压三种运行方式比较注2实线表示重负荷时的情况，虚线表示轻负荷时的情况;括号内数字为供电元件的电-9.9 原损失，无括号数字为

31、电压偏差。43 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%.不是士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(ANSIC84一1a一1980)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:115V120V系统:有照明时:用电设备处110V125V;供电点114V126V。无照明时:用电设备处108V 125V;供电点114V126V。460V480V系统(包括480V/277V三相四线制系统):有照明时:用电设备处440V5

32、00V;供电点456V504V。无照明时:用电设备处432V500V;供电点456V504V。13200V系统:供电点12870V 13860V 0 3 电动机额定电压:115、230、460V等。照明额定电压:120、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%;有照明时十8.7%、-4.4%;供电点十9.6%、一0.9%。对照明:用电设备处十4.2%、-8.3%;供电点+5%、-5%。对高压电源(额定电压按13200V):照明十5%、2.5%;电动机+9.6%、一1.7%。44 5.0.7 基于第5.0.6条所述原因，10、6

33、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、6kV变电所才可有载调压。5.0.8 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，详见本规范第5.O.6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)。因为当变电所调高输送电压后，线路中原来的有功负荷和无功负荷都相应增加，尤其是因网路的电抗相当大，网路中的变压器电压损失和线路电压损失的增加量均与无功负荷增加量成正比，可以抵消变压器调高电压的效果，所以在回路中应设置无功电源以减小无功负荷，并应可调，方能达到预期的调压效果。计算电压

34、损失变化的公式见本规范第5.O.5条说明。逆调压的范围规定为0+5%，本规范第5.O.6条文说明图中证明用电设备端子上已能达到电压偏差为:l:5%的要求。我国现行的变压器有载调压分接头，220、110、63kV均为士8X1.25%，35kV为:l:3X2.5%，10、6kV为士4X2.5%o5.0.9 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

35、加线路截面，采用电缆供电，或改变系统运行方式，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，见本规范5.O.5 说明。若因过补偿而多支出费用，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 45 电压偏差，如图3所示。由于Y，ynO接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。VA VB 图3不对称电压向量图5.0.11 电弧炉等波动负荷引起的电压波动和闪变对其他用电设备影响甚大，如照明闪烁，显

36、像管图像变形，电动机转速不均，电子设备、自控设备或某些仪器工作不正常，从而影响正常生产，因而应积极采取措施加以限制。1、2这两款是考虑线路阻抗的作用。3 本款是考虑变压器阻抗的作用。波动负荷以弧焊机为例，机器制造厂焊接车间或工段的弧焊机群总容量很大时，宜由专用配电变压器供电。当然，对电压波动和闪变比较敏感的负荷也可以采用第5款的措施。4 有关炼钢电弧炉引起电压波动的标准，在我国，现行国家标准电热设备电力装置设计规范GB50056对电弧炉工作短路引起的供电母线的电压波动值作了限制的规定。本款规定对于大功率电弧炉的炉用变压器，由短路容量较大的电网供电一般就是由更高电压等级的电网供电。但在电压波动能

37、满足限制要求时，应选用一次电压较低的变压器，有利于保证断路器的频繁操作性能。当然也可以采取其他措施，例如:46 1)采用电抗器，限制工作短路电流不大于电炉变压器额定电流的3.5倍(将降低钢产量)。2)采用静止补偿装置。静止补偿装置对大功率电弧炉或其他大功率波动性负荷引起的电压波动和闪变以及产生的谐波有很好的补偿作用，但它的价格昂贵，故在条文中不直接推荐。5 采用动态补偿或调节装置，直接对波动电压和电压闪变进行动态补偿或调解，以达到快速改善电压的目的。为使人们了解静止补偿装置CSVC,static var compensator)、动态无功补偿装置和动态电压调节装置，现将其使用状况作简要介绍。1

38、 静止补偿装置CSVC)。国际上在20世纪60年代就采用SVC，近几年发展很快，在输电工程和工业上都有应用。SVC的类型有:PC/TCRC固定电容器/晶闸管控制电抗器)型;TSCC晶闸管技切电容器)型;TSC/TCR型;SRC自饱和电抗器)型。其中PC/TCR型是用的较多的一种。TCR和TSC本身产生谐波，都附有消除设施。自饱和电抗器型SVC的特点有:1)可靠性高。第四届国际交流与直流输出会议于1985年9月在伦敦英国电机工程师学会CIEE)召开，SVC是会议的三个中心议题之一。会议上专家介绍，自饱和电抗器式与晶闸管式SVC的事故率之比为1:7。2)反映速度更快。3)维护方便，维护费用低。4)

39、过载能力强。会议上专家又介绍实例，容量为192Mvar的SVC，可过载到800Mvar(大于4倍)，持续0.5s而无问题。如晶闸管式SVC要达到这样大的过载能力，需大大放大间片的尺寸，从而大幅度提高了成本。5)自饱和电抗器有其独特的结构特点，例如:三相的用9个芯柱，线圈的连接也比较特殊，目的是自身平衡5次、7次等高次谐波，还采用一个小型的3柱网形电抗器(MeshReactor)来减少更高次谐波的影响。但其制造工艺和电力变压器是相同的，所以一般电力变压器厂的生产设备、制造工艺和试验设备都有条件制造这种自饱和电抗器。6)自饱和电抗器的噪音水平约为80dB，需要装在隔音室内。7)成套的SVC没有一定

40、的标准，但组成SVC的各项部件则有各自的标准，如自饱和电抗器的标准大部分和电力变压器相同，只是饱阳曲线的斜率、谐波和噪声水平等的规定有所不同。由于自饱和电抗器的可靠性高、电子元件少、维护方便，同时我国有一定条件的电力变压器厂都能制造，所以我国应迅速发展自饱和电抗器式的SVC。我国原能源部电力科学研究院研制成功的两套自饱和电抗器式SVC已用于轧机波动负荷的补偿。2 动态无功补偿装置。动态无功补偿装置是在原静止无功补偿装置的基础上，采用成熟、可靠的晶闸管控制电抗器和固定电容器组，即TCR+FC的典型结构，准确迅速地眼踪电网或负荷的动态波动，对变化的无功功率进行动态补偿。动态无功补偿装置克服了传统的

41、静态无功补偿装置响应速度慢及机械触点经常烧损等缺点，动态响应速度小于20ms，控制灵活，能进行连续、分相和近似线性的无功功率调节，具有提高功率因数、降低损耗、稳定负载电压、增加变压器带载能力及抑制谐波等功能。3 动态电压调节装置。动态电压调节装置(DVR，dynamic voltage regulator)，也称作动态电压恢复装置(dynamicvoltage restorer)，是一种基于柔性交流输电技术(FlexibleAC Transmission System，简称FACTS)原理的新型电能质量调节装置，主要用于补偿供电电网产生的电压跌落、闪变和谐波等，有效抑制电网电压波动对敏感负载的

42、影响，从而保证电网的供电质量。串联型动态电压调节器是配电网络电能质量控制调节设备中的代表。DVR装置串联在系统与敏感负荷之间，当供电电压波形发生畸变时，DVR装置迅速输出补偿电压，使合成的电压动态维持恒定，保证敏感负荷感受不到系统电压波动，确保对敏感负荷的供电质量。与以往的无功补偿装置如自动投切电容器组装置和SVC相比具有如下特点:1)响应时间更快。以往的无功补偿装置响应时间为几百毫秒至数秒，而DVR为毫秒级。2)抑制电压闪变或跌落，对畸变输入电压有很强的抑制作用。3)抑制电网产生的谐波。4)控制灵活简便，电压控制精准，补偿效果好。5)具有自适应功能，既可以断续调节，也可以连续调节被控系统的参

43、数，从而实现了动态补偿。国外对DVR技术的研究开展得较早，形成了一系列的产品并得到广泛应用。西屋(Westinghouse)公司于1996年8月为美国电科院(EPRI)研制了世界上第一台DVR装置并成功投入工业应用;随后ABB、西门子等公司也相继推出了自己的产品，由ABB公司为以色列一家半导体制造厂生产的容量为2X22.5MV A、世界上最大的DVR于2000年投入运行。我国在近几年也开展了对DVR技术的研究工作，并相继推出了不少产品，但目前产品还主要集中于低压配电网络，高压供电网络中的产品还较少。49 5.0.12 谐波对电力系统的危害一般有:.-f丁;1 交流发电机、变压器、电动机、线路等

44、增加损耗;2 电容器、电缆绝缘损坏p3 电子计算机失控、电子设备误触发、电子元件测试无法进4 继电保护误动作或误动;5 感应型电度表计量不准确:6 电力系统干扰通信线路。关于电力系统的谐波限制，各工业化国家由于考虑问题不同，所采取的指标类型、限值有很大的差别。如谐波次数、低次一般取2次，最高次则取19、25、40、50次不等。有些国家不作限制，而德国只取5、7、11、13次。在所用指标上，有的只规定一个指标，如前苏联只规定了总的电压畸变值不大于5%，而美国就不同电压等级和供电系统分别规定了电压畸变值，英国则规定三级限制标准等。近期各国正在对谐波的限制不断制订更完善和严格的要求，但还没有国际公认

45、的推荐标准。我国对谐波的限值标准已经制定。现行国家标准电能质量公用电网谐波)GB/T14549，对交流额定频率为50Hz，标称电压110kV及以下的公用电网谐波的允许值已给出了明确的限制要求。国外一些国家的谐波限值的具体规定如下:1 英国电气委员会工程技术导则G5/3。第一级规定:按表l规定，供电部门可不必考虑谐波电流的产生情况。第二级规定:设备容量如超过第一级规定，但满足下列规定时，允许接入电力系统。1)用户全部设备在安装处任何相上所产生的谐波电流都不超过表2中所列的数值;2)新负荷接人系统之前在公共点的谐波电压不超过表3值的 50 75%;3)短路容量不是太小。第三级规定:接上新负载后的电

46、压畸变不应超过表3的规定。2 美国国家标准ANSI/IEEEStd 519静止换流器谐波控制和无功补偿导则，其电力系统电压畸变限值见表4及表5。3 日本电力会社的规定。其高次谐波电压限值见表6。4 德国VDEN标准。其电压畸变限值见表7。表1第一级规定中换流器和交流调压器最大容最气相换流器(kV.A)兰相交流调器(kV.A)供电电(kV)3脉冲6脉冲12脉冲6组可控硅3组可控硅3组二极管0.415 8 12 14 10 6.6和1185 130 250 150 100 表2第二级规定的用户接入系统处谐波电流允许值供电电谐波电流次数及限值(有效值A)(kV)2 3 4 5 6 7 8 9 10

47、11 12 13 14 15 16 17 18 19 0.415 48 34 22 59 11 40 9 8 7 I 19 6 16 5 5 5 6 4 6 6.6和1113 8 6 10 4 8 3 3 3 7 2 6 2 2 2 2 l 33 11 7 5 9 4 6 3 2 2 6 2 5 2 1 2 1 1 132 5 4 3 4 2 3 l 1 1 3 1 3 1 1 1 I l 1 表3供电系统任何点的谐波电压最大允许值供电电压谐波电总值单独的谐波电压值(%)(kV)(%)奇次偶次0.415 5 4 2 6.6和114 3 1.75 33 3 2 1 132 1.5 1 o.5 5

48、1 表4中压和高压电力系统谐波电压畸变限值供电电压(kV)专线系统(%)一般系统(%)2.469 8 5 115及以上1.5 1.5 表5460V低压系统的谐波电压睛变限值系统类别p AN(V，)电ffi畸变(%)特殊场合10 16400 3 一般系统5 22800 5 专线系统2 36500 10 注:1 P为总阻抗/整流器支路的阻抗。2 AN为整流槽降面积。3 特殊场合指静止整流器从一招换到另一相时出现的槽降电压变化速度会引起误触发事故的场合。一般系统指静止整流器与一般用电设备合用的电力系统。专线系统指专供静止整流器与对电压波形畸变不敏感负荷的电力系统。电压等级(kV)66及以下154及以

49、上表6高次谐波电压限值各高次谐波电压(%)O.5 表7电压畸变限值 5 7 中压线路5次十7次=5%中压线路上的变换装置3%3%总畸变电j王(%)2 11 13 11次+13次二3%2%2%5.0.13 条文提出对降低电网电压正弦波形畸变率的措施，说明如下:1 由短路容量较大的电网供电，一般指由电压等级高的电网 52 供电和由主变压器大的电网供电。电网短路容量大，则承受非线性负荷的能力高。2 整流变压器的相数多，整流脉冲数也随之增多。也可由安排整流变压器二次侧的接线方式来增加整流脉冲数。例如有一台整流变压器，二次侧有A和Y三相线圈各一组，各接兰相桥式整流器，把这两个整流器的直流输出串联或并联(

50、加平衡电抗)接到直流负荷，即可得到十二脉冲整流电路。整流脉冲数越高，次数低的谐波被削去，变压器一次谐波含量越小。例如有两台y/D.y整流变压器，若将其中一台加移相线圈，使两台变压器的一次侧主线圈有15。相角差，两台的综合效应在理论上可大大改善向电力系统注入谐波。因静止整流器的直流负荷一般不经常波动，谐波的次数和含量不经常变更，故应按谐波次数装设分流滤波器。滤波器由L-C-R电路组成，系列用串联谐振原理，各调谐在谐振频率为需要消除的谐波的次数。有的还装有一组高通滤波器，以消除更高次数的谐波。这种方法设备费用和占地面积较多，设计时应注意。3 参看本规范第7.O.7条说明。5.0.15 1 本款是一