供电系统规范

　GB 50052-1995 供配电系统设计规范 序言

　 依据国家计委计综[1986]250 号文通知要求，由机械工业部负责主编，具体由机械工业部第二设计研究院会同相关单位共同编制《供配电系统设计规范》GB 50052-95，经建设部 1995 年 7 月 12 日以建标[1995]324 号文同意公布。

　为便于广大设计、施工、科研、相关单位人员在使用本规范时能正确了解和实施条文要求，《供配电系统设计规范》编制组依据国家计委相关编制标准、规范条文说明统一要求，按《供配电系统设计规范》章、节、条次序，编制了《供配电系统设计规范条文说明》，供中国各相关部门和单位参考。在使用中如发觉本条文说明有欠妥之处，请将意见函寄机械工业部第二设计研究院《供配电系统设计规范》管理组（地址：杭州市石桥路 338 号，邮政编码：310022），

　 目录

　 第一章

　总则 第二章

　负荷分级及供电要求 第三章

　电源及供电系统 第四章

　电压选择和电能质量 第五章

　无功赔偿 第六章

　低压配电 第一章

　总则 第 1.0.2 条

　 因为目前部分工业用电负荷增大，有些企业内部设有 110kV 等级变电所，甚至有此些为 220kV 等级。本规范为适应通常常见情况，特要求适适用于 110kV 及以下电压等级供配电系统。

　第 1.0.3 条

　一个地域供配系统假如没有一个全方面计划，往往造成资金浪费、能耗增加等不合理现象。所以，在供配电系统设计中，应由供电部门和用电单位全方面计划，从国家整体利益出发，判别供配电系统合理性。

　第 1.0.4 条

　 依据原机械电子工业部及国家计委等部门联合通知，要”激励推广节能机电产品和淘汰能耗高、落后机电产品”，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：”基础建设、技术改造项目和更新设备全部应优先采取节能产品。设计部门在进行工程设计时仍采取国家已公布淘汰产品，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

　电力负荷分级意义，在于正确地反应它对供电可*性要求界限，方便合适地选择符合中国实际水平供电方法，满足中国四个现代化需要，提升投资效益。区分电力负荷对供电可*性要求，在于因停电在政治或经济上造成损失或影响程序。损失越大，对供电可*性要求越高；损失越小，对供电可*要求就越低。

　条文中”关键企业”是指中央各部委指定大型骨干企业（有些部门相关键企业名单）。

　条文中”关键原料”是指比较稀缺工农业原料。

　 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）时间则较实际停电时间长很多。

　因为各部门各行业一级负荷、二级负荷很多，本规范只能对负荷分级作标准性要求，具体划分须由中央各部委分别在部委标准中要求（现在有些部已经有要求）。

　停电通常分为计划检修停电和事故停电两种，因为计划检修停电事先通知用电部门，故可采取方法避免损失或损失降低至最低程度。条文中是按事故停电损失来划分负荷等级。

　通常负荷中尤其关键负荷，在工业生产中如：正常电源中止时处理安全停产所必需应急照明、通讯系统；确保安全停产自动控制装置等。民用建筑中如：大型金融中心关键电子计算机系统和防盗报警系统；大型国际比赛场馆统计系统和监控系统等。

　第 2.0.2 条

　 一级负荷供电要求

　一、本款对一级负荷应由两个电源供电作了较明确要求，即两个电源不能同时损坏，因为只有满足这个基础条件，才可能维护其中一个电源继续供电，这是必需满足要求。

　二、一级负荷中尤其关键负荷供电要求。

　多年来供电系统运行实践经验证实，从电力网引接两回路电源进线加备用自投（BZT）供电方法，不能满足一级负荷中尤其关键负荷对供电可*性及连续性要求，有发生全部停电事故是由内部故障引发，有是由电力网故障引发，因地域大电力网在主网电压上部是并网，所以用电部门不管从电网取几回电源进线，也无法得到严格意义上两个独立电源。所以，电力网多种故障，可能引发全部电源进线同时推进电源，造成停电事故。当有自备发电站时，虽可利用低周解列方法，提升供电可*性，但运行经验证实，仍不能完全避免全部停电事故发生。因为内部故障或继电保护误动作交织在一起，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处理这个问题。所以，电网并列运行自备电站，通常不宜作为应急电源使用，对一级负荷中尤其关键负荷要由和电网不并列、独立应急电源供电。

　工程设计中，对于其它专业提出尤其关键负荷，应仔细研究，凡能采取非电气保安方法者，应尽可能降低尤其关键负荷负荷量，需要双重保安方法者除外。

　严禁应急电源和工作电源并列运行，目标在于预防电源故障时可能拖垮应急电源。旋转型不中止电源，采取平时原动机不工作，发电机挂在工作电源上作电动机运转运行方法时，不能认为是并网，为了预防误并网，原动机开启指令，必需由工作电源主开关辅助接点发出。含有频率跟踪五一节静止型不间断电源，可和工作电源并列运行，实践证实是可*。

　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，电气部门从未确保过供电不中止，即使供电中止也不罚款。所以，应急电源应是和电网在电气上独立各式电源，比如：蓄电池、柴油发电机等。

　供电网络中有效地独立于正常电源专用馈电线路即是指确保两个供电线路不大可能同时中止供电线路。

　 第 2.0.4 条

　 应急电源类型选择，应依据一级负荷中尤其关键负荷容量、许可中止供电时间，和要求电源为交流或直流等条件来进行。因为蓄电池装置供电稳定、可*、无切换时间、投资较少，故凡许可停电时间为毫秒级，且容量不大尤其关键负荷，可采取直流电源者，应由蓄电池装置作为应急电源。若尤其关键负荷要求交流电源供电，许可停电时间为毫秒级，且容量不大，可采取静止型不间断供电装置。若尤其关键负荷中有需驱动电动机负荷，开启电流冲击负荷较大，又许可停电时间为毫秒级，可采取机械贮能电机型不间断供电装置。若尤其关键负荷中有需要驱动电动机负荷，开启电流冲击负荷较大，但许可停电时间为 15s 以上，可采取快速自开启发电机组，这是考虑通常快速自开启发电机组通常自开启时间为 10s 左右。对于带有自动投入装置独立于正常电源专用馈电线路，是考虑自投装置动作时间，适适用于许可中止供电时间大于自投装置动作时间者。

　大型企业中，往往同时使用多个应急电源，为了使多种应急电源设备亲密配合，充足发挥作用，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 2.0.5 条

　 对于二级负荷，因为其停电造成损失较大，且其包含范围也比一级负荷广，其供电方法确实定，如能依据供电费用及供配电系统停电几率所带来停电损失等综合比较来确定是合理。现在条文中对二级负荷供电要求是依据本规范负荷分级标准和目前供电情况确定。

　 图 2.0.4

　应急电源接线示例

　 对二级负荷供电方法，因其停电影响还是比较大，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域供电条件困难时，才许可由一回 6kV 及以上专用架空线供电。这点关键考虑电缆发生故障后有时检验故障点和修复需时较长，而通常架空线路修复

　方便（此点和电缆故障率无关）。当线路自配电所引出采取电缆线路时，必需要采取两根电缆组成电缆线路，其每根电缆应能承受二极负荷为 100％，且互为热备用。

　 线路常见故障不包含铁塔倾倒或龙卷风引发极少见故障。

　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投资少，发电成本低，而用电单位通常自备中小型电厂则相反，故只有在条文各款要求情况下，才宜设置自备电源。

　第一款对一级负荷中尤其关键负荷供电，是按本规范第 2.0.2 条第二款”尚应增设应急电源”要求所以需要设置自备电源。为了确保一级负荷供电条件也有需要设置自备电源。

　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型式是一项挖掘工厂企业潜力，处理电力供需矛盾技术方法。但各企业是否建自备电站，需经过全方面技术经济比较决定。利用常年稳定余热、压差、废气进行发电，技术经济指标优越，并能充足利用能源。

　第 3.0.2 条

　 应急电源和正常电源之间必需采取可*方法预防并列运行，目标在于确保应急电源专用性，预防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。比如应急电源原动机开启命令必需由正常电源主开关辅助接点发出，而不是由继电器接点发出，因为继电器有可能误动作而造成和正常电源误并网。含有应急电源蓄电池组静止不间断电源装置，其正常电源是经整流步骤变为直流才和蓄电池组并列运行，在对蓄电源系统故障时，利用蓄电池组直流储能放电而自动经逆变步骤不间断地提供交流电源，但因为整流步骤存在所以蓄电池组不会向正常电源进线侧反馈，也就确保了应急电源专用性。

　第 3.0.3 条

　 多年运行经验证实，变压器和线路全部是可*

　 供电元件，用电单位在一电源检修或事故同时另一电源又发生事故情况是极少，而且这种事故往往全部是因为误操作造成，在加强维护管理、健全必需规章制度后是能够避免。假如不着眼于维护水平提升，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，不仅造成大量浪费而且事故也终难避免。

　第 3.0.4 条

　 两回电源线路采取同级电压能够相互备用，提升设备利用率，如能满足一级和二级负荷用电要求时，亦可采取不一样电压供电。

　第 3.0.5 条

　 当有一级负荷用电单位难以从地域电网取得第二电源而有可能从邻近单位取得第二电源时，经过协商并取得供电部门同意，宜就近取得第二电源，能够节省建设自备电站投资。对一级负荷用电单位，从邻近用单位取得第二电源时，其要求应和第 2.0.2 条要求一样，不能降低。

　第 3.0.6 条

　 一级和二级负荷在忽然停电后将造成不一样程序严重损失。所以在作供配电系统设计时，当确定在事故情况下线路经过容量时，应能满足第 2.0.2 条和第 2.0.5 条要求一级和二级负荷用电要求。

　第 3.0.7 条

　 假如供电系统结线复杂，配电层次过多，不仅管理不便，操作繁复，而且因为串联元件过多，因元件故障和操作错误而产生事故可能性也随之增加。所以复杂供电系统可*性并不一定高，不受运行和维修人员欢迎；配电级数过多，继电保护整定时限级数也随之增多，而电力系统许可许继电保护时限级数对 10kV 来说正常也只限于两级；如配电级数出现三级，则中间一级势必需和下一级或上一级之间无选择性。

　同一电压配电级数为两级，比如由低压侧为 10kV 总变电所或地域变电所配电至 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

　 配电系统采取放射式供电可*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*性要求较低，可用树干式，线路数量少，投资也少。负荷较大高层建筑，多层二级和一级负荷，可用分区树干式环式，降低配电电缆线路和高压开关柜数量，从而对应

　少占电缆竖井和高压配电室面积。住宅区多属三级负荷，也有高层二级和一级负荷，所以以树干或环式为主，但依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*近负荷中心位置，能够节省线村、降低电能损耗，提升电压质量，这是供配电系统设计一条关键标准。至于对负荷较大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*近各低压负荷中心位置一个形式。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 220/380V 低压配电电压，这么既简化供配电系统，又节省投资和电能，提升电压质量。又如铁路供电特点是用电点负荷均为低压，小而集中，但用电点多而又远离，当高压配电电压为35kV时，各变电所亦可采取35kV直降至220/380V低压配电系统。

　第 3.0.10 条

　 通常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，能够降低变压器空载损耗。当变压器定时修检照明及其所供一部分负荷继续供电，从而提升了供电可*性。

　第 3.0.11 条

　 小负荷当在低压供电合理情况下，其用电应由供电部门统一计划，尽可能由公共 220/380V 低压网络供电，使分区配电变压器和线路得到充足利用。

　第四章

　电压选择和电能质量

　 第 4.0.1 条

　 用电单位需要功率大，供电电压应对应提升，这是通常规律。选择供电电压和输送距离相关，也和供电线路回路数相关。输送距离长，为降低线路电压损失，宜提升供电电压等级。供电线路回路多，则每回路送电容量对应降低，能够降低供电电压等级。用电设备特征，比如波动负荷大，宜由容量大电网供电，也就是要提升供电电压等级。还要看用电单位所在地点电网提供什么电压方便和经济。所以，供电电压选择，不易找出严格规律，只能订标准。

　第 4.0.2 条

　 现在中国公用电力系统已逐步由 10kV 替换 6kV 电压。所以，采取 10kV 有利于相互支援，有利于未来发展。故当供电电压为 35k

　 V 及以上时，企业内部配电电压宜采取 10kV；且采取 10kV 配电电压能够节省有色金属，降低电能损耗和电压损失等，显然是合理。

　当企业有 6kV 用电设备时，如采取 10kV 配电，则其 6kV 用电设备通常经 10/6kV 中间变压器供电。比如在大、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，采取 10kV 配电电压反而不经济，而采取 6kV 是合理。

　 因为各类企业性质、规模及用电情况不一，6kV 用电负荷窨占多大比重时宜采取 6kV，极难得出一个统一规律，所以，条文中没有要求此百分数，相关部门可视各类企业特点，依据技术经济比较，企业发展远景及过去积累成熟经验确定。

　当有企业有 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 大型企业内，比如重型机器厂，可采取三绕组主变压器，以 35kV 专供大型电热设备，以 10kV 作为动力和照明配电电压。

　第 4.0.3 条

　 在一些情况下，采取 35kV 电压作为配电电压比采取较低电压能降低配变电级数、简化结线。比如：一些大型企业（如大型钢铁企业）其车间负荷较大，可采取若干个 35kV 降压变电所分别设在车间旁负荷中心位置，并以 35kV 线路直接在厂区配电。这么能够大大缩短低压线路，降低有色金属和电能消耗量。又如一些企业其负荷不大又较集中，均为低压用电负荷，因工厂在郊区取得 10（6）kV 电源困难，当采取 35kV 供电，并经 35/0.38kV直降变压器对低压负荷配电，这么能够降低变电级数，从而能够节省电能和投资，并能够提升电能质量，此时，宜采取 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、环境条件影响，难以实现；且投资高，占分多，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问题，并非仅关系某一部门，从政策角度来看，则是落实节能方针和逐步实现技术现代化关键问题。为使用电设备正常运行和有合理使用寿命，设计供配电系统时应验算用电设备对电压偏差要求。在各用电单位受电端有

　 一定电压偏差范围，同时因为用电单位本身负荷改变，往往使此范围更为增大。所以，在供电设计中应了解电源电压及本单位负荷改变情况，进行本单位电动机、照明电压偏差计算。条文中要求电压偏差值，对电动机系依据国家标准《电机基础技术要求》（GB 755-81）第 4.1 条要求：”电动机当电源电压（如为交流电源时频率为额定）和额定值偏差不超出+5％时，输出功率仍维护额定值”。

　对照明系依据《工业企业照明设计标准》中相关要求：”灯端电压通常不宜高于其额定电压 105％，亦不宜低于其额定电压 95％（通常工作场所）及 90％（对露天工作场所照明、远离变电所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 照明）”

　对于其它用电设备，其许可电压偏差要求应符适用电设备制造标准要求；当无特殊要求时，依据通常运行经验及考虑和电动机、照明对许可电压偏差值基础一致，故条文要求为+5％。

　用电设备，尤其是用得最多异步电动机，端子电压如偏离 GB 755-81 要求许可电压偏差范围，将造成它们性能变劣，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）较远电动机，如电动机端电压低于额定值 95％时，仍能确保电动机温升符合 GB755-81 要求（电压为额定值 95％）时温升许可超出最大值：1000kW 及以下为 10K，1000kW 及以下为 5K），且堵转转矩、最小转矩、最大转矩均能满足要求时，则电动机端电压可低于 95％（但不得低于 90％），即电动机额定功率合适选得大些，使其常常处于轻载状态，这时电动机效率不比满载时低，但要增加电网无功负荷。

　下面列举国外方面数据以供比较：

　美国家标准准------美国电动机标准（NEMA 标准）要求电动机许可电压偏差范围为+10％，美国供电标准也为+10％，参见第 4.0.7 条说明。

　美国家标准准 BS4999 第 31 部分，1972 年版 31.3.2 条要求：电动机在电压为95％~105％额定电压范围内应能提供额定功率；

　 在美国本土（U.K）使用电动机，按供电规范要求，其范围应为 94％~106％（供电规范中要求为+6％）。

　相关达成许可电压极限时温升，和中国家标准准均相同（略）。

　澳大利亚标准和英国基础一样，为+6％。

　1990 年 4 月中国公布了国家标准《电能质量供电电压许可偏差》（GB12325-90），要求了”35kV 及以上供电电压正、负偏差绝对值之和不超出额定电压+7％。220V 单相供电电压许可偏差为额定电压+7％、-10％”。这些数值是指供电部门电网对用户供电点处数值，也是依据中国电网现在水平所制订标准，当然和设备制造标准有差异、有矛盾。所以在上述标准内也有二点附注，即：①用电设备额定工况电压许可偏差仍由各自标准要求，比如旋转电机按《旋转电机基础技术要求》要求；②对电压有特殊要求用户，供电电压偏差由供电协议确定。

　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，就能够在一定程度上降低电压偏差。

　因为电网各点电压水平高低不一，合理选择变压器改变（如选 35+2×2.5％ / 10.5 变比还是 38.5+2×2.5％ / 10.5 变比）和电压分接头，即可将供配电系统电压调整在合理水平上。但这只能改变电压水平而不能缩小偏差范围。

　供电元件电压损失和其阻抗成正比，在技术经济合理时，降低变压级数，增加线路截面，采取电缆供电，能够降低电压损失，从而缩小电压偏差范围。

　合理赔偿无功功率能够缩小电压偏差范围，见第 4.0.6 条说明。若因过赔偿而多支出电费，也是不合理。

　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，图 4.0.5 所表示，因为 Y,yn0 结线变压器零序阻抗较大，不对称情况较严重，所以应尽可能使三相负荷分布均匀。

　一样，线间负荷不平衡，则引发线间电压不平衡，增大了电压偏差。

　图 4.0.5

　不对称电压向量图

　 第 4.0.6 条

　 产生电压偏差关键原因是系统滞后无功负荷所引发系统电压损失。所以，当负荷改变时，对应调整电容器接入容量就能够改变系统中电压损失，从而在一定程度上缩小电压偏差范围，调整无功功率后，电压损失改变可按下式计算：

　对于线路：

　 对于变压器：

　 式中△Q c -----增加或降低电容器容量（kvar）； X l -----线路电抗（Ω）； E k -----变压器短路电压（％）； U k -----线路电压（kV）； S T -----变压器容量（kVA）。

　并联电抗器投入量能够看作是并联电容器切除器。计算式同上。

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

　一样，和调整电容器和电抗器容量原理相同，如调整同时电动机励磁电流，使同时电动机超前或滞后运行，藉以改变同时电动机产生或消耗无功功率，也一样能够达成电压调整目标。

　二班制或以二班制为主工厂（一班制工厂也是如此），白天高峰负荷时电压偏低，所以将变压器抽头调在” –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变压器，改用低压联络线供电，增加变压器和线路中电压损耗，就能够降低用电设备过高电压。在调查中不乏这么实例，她们在轻载时切断部分变压器，既降低了变压器空载损耗，又起到电压调整作用。

　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法用电设备端电压比较（也有称稳压为顺调压）。

　图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 0 ~ +5%；各用电单位重负荷和轻负荷出现时间大致上一致；最大负荷为最小负荷

　 4 倍，和此对应供电元件电压损失近似分取为 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，用电设备上电压偏差在逆调压方法下可控制在+3.2％~ -4.9％，在稳压方法下为+3.2% ~ -9.9％，不调压时则为+8.2％~ -9.9％。依据此分析，在电力系统合理设计和用电单位负荷曲线大致一致条件下，只在 110kV 区域变电所实施逆调压，大部分用电单位电压质量要求就可满足。所以条文要求了”35kV”以上电压变电所中降压变压器，直接向 35kV、10（6）kV 电网送电时”应采取有载调压变压器，变电所通常是公用区域变电所，也有大企业总变电所。反之，假如中小企业全部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*性，从国家整体利益看，是很不合理。

　图 4.0.7 供电端按逆调压、移民压和不调压三种运行方法比较

　注：实线表示重负荷时情况、虚线表示轻负荷时情况；括号内数字为供电元件电压损失，无括号数字为电压偏差。

　据向上海地域电业部门调查：该地域 220kV 区域变电全部设有载调压变压器，有是无载调压；110kV 基础上全部设有载调压；因所内有些人值班，全部由人工调整。以后建设 110kV 变电所全部设有载调压。

　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，在采取地域集中调压方法后，还不能满足电压质量要求，此时，可在 35kV 变电所也采取有载调压变压器。

　以下列出美国家标准准处理调压问题资料，以供供鉴。但应注意美国电动机标准是+10%，不是+5%。从美国家标准准中也能够看出，她们也是从整体上考虑调压，而不是”各自为政”。

　美国电压标准（ANSI C84-la-1980）要求：

　1．供电系统设计要按”范围 A”进行，出现”范围 B”电压偏差范围应是极少见，出现后京戏即采取方法设法达成”范围 A”要求。

　2.”范围 A”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：（包含 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。

　4.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

　 基于上述原因，10（6）kV 变电所变压器无须有载调压。条文中指出，在符合更严格条件时，10（6）kV 变电所才可有载调压。

　第 4.0.9 条

　 在区域变电所实施逆调压方法可使用电设备受电电压偏差得到改善，详见 4.0.7 条说明。但只采取有载调压变压器和逆调压是不够，

　同时应在有载调压后电网中装设足够可调整无功电源（电力电容器、调相机等）。因为当变电所调高输送电压后，线路中原来有功负荷 P 和无功负荷 Q 全部对应增加，尤其是因网路电抗相当大，网路中变压器电压损失和

　 线路电压损失增加量均和无功负荷增加量 ΔQ 成正比，能够抵消变压器调高电压效果。所以在网路中应设置无功电源以减小无功负荷 Q，并应可调，方能达成预期调压效果。计算电压损失改变公式见第 4.0.6 条说明。

　逆调压范围要求为 0~+5％，4.0.7 条说明图中证实用电设备端子上已能达成电压偏差为+5％要求。中国现行变压器有载调压分接头，220、110、63kV 均为+8×1.25％，35kV 为+3×2.5％，10（6）kV 为+4×2.5％。

　实施本条要求需要投入较多资金，在有条件时先做试点工作，逐步推广实施。

　第 4.0.10 条

　中国已于 1990 年 4 月 20 日公布了国家标准《电能质量电压许可波动和闪变》（GB 12326-90），要求了电力系统公共供电点由冲击性功率负荷产生电压波动和闪变电压许可值。

　电弧炉等冲击性负荷引发电压波动和闪变对其它用电设备影响甚大，如照明闪烁，显象管图象变形，电动机转速不均，电子设备、自控设备或一些仪器工作不正常，从而影响正常生产，所以应主动采取方法加以限制。

　第一、二两款是考虑线路阻抗作用。

　第三款是考虑变压器阻抗作用。冲击性负荷以弧焊机为例，机器制造焊接车间或工段弧焊机群总容量很大时，宜由专用配电变压器供电。

　第四款，相关炼钢电弧炉引发电压波标准，各国全部有部分具体要求。比如瑞士要求是：百分比，单台时≤1.2％~ 1.6％，双台时≥2.0％~2.7％，三台及以上时≤2.8％~ 3.7％.在中国，《电热设备电力装置设计规范》对电弧炉工作短路引发供电母线电压波动值作了限制要求。本款要求”对于大功率电弧炉炉用电变压器由短路容量较大电网供电”，通常就是由更高电压等级电网供电。但在电压波动能满足限制要求时，应选择一次性电压较低变压器，有利于确保断路器频繁操作性能。当然也可采取其它方法，比如：

　1.

　采取电抗器，限制工作短路电流小于电炉变压器额定电流 3.5 倍（将降低钢产量）。

　2.

　 采取静止赔偿装置。静止赔偿装置对大功率电弧炉或其它大功率冲击性负荷引发电压波动和闪变和产生谐波有很好赔偿作用，但它价格昂贵，故在条文中不直接推荐。

　 为使大家了解静止赔偿装置（SVC，static var compensator），现将其使用状态作简明介绍。

　国际上有 60 年代就采取 SVC，近几年发展很快，在输电工程和工业上全部有应用。SVC 类型有：

　PC/TCR（固定电容器/晶闸管控制电抗器）型； TSC（晶闸管投切电容器）型； TSC/TCR 型；

　SR（自饱和电抗器）型。

　其中 PC/TCR 型是用得较多一个。

　TCR 和 TSC 本身产生谐波，全部附有消除设施。

　自饱和电抗器型 SVC 特点和优点有：

　1.

　 可*性高。第四届国际交流和直流输电会议于 1985 年 9 月在伦敦英国电机工程师学会（IEE）召开，SVC 是会议三个中心议题之一。会议上教授介绍，自饱和电抗器式和晶闸管式 SVC 事故率之比为 1：7。

　2.

　 反应速度愈加快。

　3.

　 维护方便，维护费用低。

　4.

　 过载能力强。会议上教授又介绍实例，容量为 192MvarSVC，可过载到 800Mvar（大于 4 倍），连续 0.5s 而无问题。如晶闸管式 SVC 要达成这么大过载能力，须大大放大阀片尺寸，从而大幅度提升了成本。

　5.

　自饱和电抗器有其独特结构特点，比如：三相用 9 个铁芯柱，线圈连接也比较特殊，目标是本身平衡 5 次、7 次等高次谐波，还采取一个小型 3 柱网形电抗器（Mesh Reactor）来降低更高次谐波影响。但其制造工艺和电力变压器是相同，所以通常电力变压器厂生产设备、制造工艺和试验设备全部有条件制造这种自饱和电抗器。

　6.

　 自饱和电抗器噪音水平为 80dB，需要装在隔音室内。

　7.

　 成套 SVC 没有一定标准，但组成 SVC 各项部件则有各自标准，如自饱和电抗器标准大部分和电力变压器相同，只是饱和曲线斜率、谐波和噪音水平等要求有所不一样。因为自饱和电抗器可*性高、谐波和噪音水

　 平等要求有所不一样。因为自饱和电抗器可*性高、电子元件少、维护方便，同时中国一定条件电力变压器厂全部能制造，所以中国应快速发展自饱和电抗器式 SVC。

　中国原能源部电力科学研究院研制成功两套自饱和电抗器式 SVC 已用于轧机冲击负荷赔偿。

　第 4.0.11 条

　谐波对电力系统危害通常有：

　1.

　交流发电机、变压器、电动机、线路等增加损耗； 2.

　 电容器、电缆绝缘损坏； 3.

　 电子计算机失控，电子设备误触发，电子元件测试无法进行； 4.

　 继电保护误动作或拒动； 5.

　 感应型电度表计量不正确； 6.

　 电力系统干扰通讯线路。

　相关电力系统谐波限制，各工业化国家因为考虑问题不一样，所采取指标类型、限值有很大差异。如谐波次数，低次通常取 2，最高次则 10、25、40、50 不等，有些国家不作限制，而西德只取 5、7、11、13 次。在所用指标上，有只要求一个指标，如前苏联只要求了总电压畸变值小于 5％，而美国则就不一样电压等级和供电系统分别要求了电压畸变值，英国则要求三级了限制标准等。近期各国正在谐波限值不停制订更完善和严格要求，但还没有国际公认推荐标准。

　中国国家标准谐波限值，现在正由相关部门进行研究制订。

　现介绍部分男外谐波限值，现在正由相关部门进行研究制订。

　 现介绍部分国外谐波限值具体要求：

　1．英国电气委员会工程技术导则 G5/3. 第一级要求：按表 4.0.11-1 要求，供电部门可无须考虑谐波电流产生情况。

　 第一级要求中换流器和

　交流调压器最大容量

　表 4.0.11-1 供电电压（kV）

　三相换流器（kVA）

　三相交流调压器（kVA）

　3 脉冲 6 脉冲 12 脉冲 6 组可控硅 3 组可控硅 3 组二级管 0.

　 415 6.6 和 11 8 85 12 130 250 14 150 10 100 第二级要求：设备容量如超出第一级要求，但满足下列要求时，许可接入供电系统。

　（1）

　用户全部设备在安装处任何相上所产生谐波电流全部不超出表 4.0.11-2中所列数值； （2）

　新负荷接入系统之前在公共点谐波电压不超出表 4.0.11-3 值 75％； （3）

　短路容量不是太小。

　 第二级要求用户接入系统处

　谐波电流许可值

　 表 4.0.11-2 供电电压（Kv）

　谐波电流次数及限（有效值 A）

　2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 0.415 6.6和11 33 132 48 13 11 5 34 8 7 4 22 6 5 3 59 10 9 4 11 4 4 2 40

　8 6 3 9 3 3 1 8 3 2 1 7 3 2 1 19 7 6 3 6 2 2 1 16 6 5 3 5 2 2 1 5 2 1 1 5 2 1 1 6 2 2 1 4 1 1 1 6 1 1 1 第三级要求：接上新负荷载后电压畸变不应超出表 4.0.11-3 要求。

　 供电系统任何点谐波电压最大许可值

　表 表 4.0.11-3 供电电压 （kV）

　谐波电压总值（％）

　单独谐波电压值（％）

　奇次 偶次 0.415 6.6 和 11 33 和 66 132 5 4 3 1.5 4 3 2 1 2 1.75 1 0.5

　 1.

　 美国国家标准 ANSI/IEEE Std 519-1981 静止换流器谐波控制和无功赔偿导则，其电力系统电压畸变限值见表 4.0.11-4 及表 4.0.11-5. 中压和高压电力系统电压畸变限值（％）

　表 表 4.0.11-4 电压等级（kV）

　专线系统 通常系统 2.4~69 115 及以上 8 1.5 5 1.5

　 460V 低压系统电压畸变限值

　表 表 4.0.11-5 系统类别 ρ A N (Vm) 电压畸变 （％）

　特殊场所 通常系统 专线系统 10 5 2 16400 22800 36500 3 5 10 注：①p ------总阻抗/整流器支路阻抗。

　②A N ----整流槽降面积。

　③特殊场所指静止整流器从一相换到另一相时出现槽降电压改变速度会引发误触发事故场所。通常系统指静止整流器和通常见电设备适用电力系统。专线系统指专供静止整流器和对电压波形畸变不敏感负荷电力系统。

　3.日本电力会社要求。其高次谐波电压限值见表 4.0.11-6. 高次谐波电压限值

　 表 表 4.0.11-6 电压等级 （kV）

　各高次谐波电压（％）

　总畸变电压 （％）

　66 及以下 154 及以下 1 0.5 2 1 4．西德 VDEN 标准。其电压畸变限值见表 4.0.11-7.

　 条文提出对降低电网电压正弦波形畸变率方法，说明以下：

　第一款．

　由短路容量较大电网供电，通常指由电压等级高电网供电和由主变压器大电网供电。电网短路容量大，则承受非线性负荷能力高。

　 电压畸变限值

　 表 表 4.0.11-7

　 谐波次数 电压畸变限值 5 7 11 13 中压线路 5 次+7 次 11 次+13 次=3％

　中压线路上变换装置 3％ 3％ 2％ 2％ 第二款。1.整流变压器相数多，整流脉数也随之增多。也可由安排整流变压器二次侧接线方法来增加整流脉冲数。比如有一台整流变压器，二次侧有△和 Y三相线圈各一组，各接三相桥式整流器，把这两个整流器直流输出串联或并联（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，次数低谐波被消去，变压器一次侧谐波含量越小。

　2.

　比如有两台 Y/△*整流变压器，若将其中一台加移相线圈，使两台变压器一次侧根本圈有 15 0 相角差，两台综合效应在理论上可大大改善向电力系统注入谐波。

　3.

　 因静止整流器直流负荷通常不常常波动，谐波次数和含量不常常变更，故宜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谐波次数。有还装有一组高通滤波器，以消除更高次数谐波。这种方法设备费用和占分面积较多，设计时应注意。

　第二款．

　参看第 6.0.7 条说明。

　第 4.0.12 条

　相关三相电压和电流不对称度限值，中国还未制订国家标准 第一款。

　是通常设计标准。

　第二款。

　是向设计人员提供具体准则，设计由公共低压电

　 网供电 220V 照明用户时，在什么情况下能够单相供电。本款要求是华东各省市供电局现行做法，照明用户或若干照明用户适用一个进线点，电流小于或等于 30A，用单相 220V 供电。上海沿用此措施 30 余年，未发觉弊病，线路投资显著降低，线路损耗也增加不多，在小区内，供电局会考虑将很多 220V 单相进户均衡分分配到三相上去。

　第五章

　无功赔偿 第 5.0.1 条

　 在用电单位中，大量用电设备是异步电动机、电力变压器、电阻炉、电弧炉、照明等，前两项用电设备在电网中滞后无功功率比重最大，有可达全厂负荷 80％，甚至更大。所以在设计中正确选择电动机、变压器等容量，能够提升负荷率，对提升自然功率因数含相关键意义。

　用电设备中电弧炉、矿热炉、电渣重熔等短网流过电流很大，而且轻易产生很大涡流损失，所以在部署和安装上采取合适方法降低电抗，可提升自然功率因数。在通常工业企业和民用建筑中，线路感抗也占一定比重，设法降低线路损耗，也是提升自然功率因数一个关键步骤。

　另外，在工艺条件许可时，采取同时电动机超前运行，选择带有自动空载切作装置电焊机和其它间隙工作制生产设备，均可提升用电单位自然功率因数。现在中国带有自动空载切除装置用电设备还不多，即使有些厂家生产附加空载切除装置，往往因为使用不便等原因难以坚持使用，从节能和提升自然功率因数条件出发，对于间歇制工作生产设备应大量生产内藏式空载切除装置。

　第 5.0.2

　当采取第 5.0.1 条多种方法进行提升自然功率因数后，尚不能达成电网合理运行要求时，应采取人工赔偿无功功率。

　人工赔偿无功功率，常常采取两种方法，一个是同时电动机超前运行，一个是采取电容器赔偿。同时电动机价格贵，操作控制复杂，本身损耗也较大，不仅采取小容量同时电动机不经济，即使容量较大而且长久同时电动机也正为异步

　电动机加电容量赔偿所替换，同时操作工作往往担心同时电动机超前运行会增加维修工作量，常常将设计中超前运行同时电动机作滞后运行，丧失了采取同时电动机优点，所以，除上述工艺条件合适者外，不宜选择同时电动机。当然，经过技术经济比较，当采取同时电动机作为无功赔偿装置确实合理时，也可采取同时电动机作为无功赔偿装置。

　工业和民用建筑中所用并联电容器价格全家，便于安装，维修工作量、损耗全部比较小，能够多种容量，分组轻易，扩建方便，既能满足现在运行要求，又 能避免因为考虑未来发展使现在装设容量过大，所以应采取并联电力电容器作为人工赔偿关键设备。

　第 5.0.2 条

　 为了尽可能降低线损和电压降，宜采取就分平衡无功功率标准来装设电容器。依据 1983 年《全国电力设备价格汇编》，高、低压电容器每千乏售价基础相同。现在中国生产金属喷涂聚丙烯薄膜绕制干式电容器，在真空条件下加工，用热固性树脂密封，电气性能得到确保；电容器元件间装有导热板，散热条件好；元件周围用不燃、惰性无毒蛭石颗粒填满，可吸引热能，预防起火和爆炸；装有放电电阻，断电后 1min 内，端电压下降到 50V 以下。包含放电电阻总损耗小于 0.5W/kvar，有自愈性，体积小，重量轻，可垂直或水平安装，许可 300 倍额定电流涌流 1000 次。所以高压部分应由高压电容器赔偿。

　并联电容器单独就分赔偿就是将电容器安装在电气设备周围，能够最大程度分降低线损和释放系统容量，在一些情况下还能够缩小馈电线路截面积，降低有色金属消耗，但电容器利用率往往不高，首次投资及维护费用增加。从提升电容器利用率和避免遭致损坏见解出发，宜用于以下范围：

　1.

　选择长久运行电气设备，为其配置单独赔偿电容器。因为电气设备长久运行，电容器利用率高，在其运行时，电容器恰好接在线路上，如压缩机、风机、水泵等。

　2.

　首先在容量较大用电设备上装设单独赔偿电容器，对于大容量电气设备，电容器轻易取得比较良好效益，而且相对地减小涌流。

　因为每千瓦电容器价格随电容器容量增加而降低，也就是电容器容量小时，其电容器箱价格相对比较大，所以现在最好只考虑 5kvar 及以上电容器进行单独就地赔偿，这么能够完全采取干式低压电容器。现在生产干式低压电容器每个单元内装有限流线圈，可有效分限制涌流；同时每个单元还装有过热保护装置，当电容器温升超出额定值时，能自动分将电容器从线路中切除；另外每个单元内均装有放电电阻，当电容器从电源断开后，可在要求时间内，将电容器残压降到安全值以内。因为这种电容器有比较多功效，电容器箱内不需再增加元件，简化了线路，提升了可靠性。

　因为基础无功功率相当稳定，为便于维护管理，宜在配、变电所内集中赔偿。

　 低压电容器分散在车间内能够赔偿线路无功功率，对应地降低电能损耗及电压损失。中国调查结果说明，电容器运行损耗率只有 0.25％，但不适适用于环境恶劣车间。所以在正常环境车间内，在进行就地赔偿以后，宜在无功功率不大且相对集中地方分散赔偿。

　第5.0.3条

　 对于工业企业中工厂或车间和整幢民用建筑物或其一层需要进行需要进行无功赔偿时，宜依据负荷运行情况绘制无功功率曲线，依据该曲线及无功赔偿要求，决定赔偿容量。中国外类似工厂和高层及民用建筑全部有负荷运行曲线，可利用这些类似建筑资料计算无功赔偿容量。

　当无法取得无功功率曲线时，可采取下列常见公式计算无功赔偿容量 Q c 。

　Q c

　= P(tgφ 1

　– tgφ 2 )

　 (kvar)

　 (5.0.4-1) 式中

　P----用电设备计算负荷(kW)；

　tgφ 1 ----赔偿前用电设备自然功率因数正切值；

　tgφ 2 ----赔偿后用电设备功率因数正切值；通常按 cosφ 2 大于 0.9 考虑。

　同时还必需满足下式：

　 Q c

　< P min tgφ 1min

　(5.0.4-2) 式中 P min

　 ---- 用电设备最小负载时有功功率（kW）；

　tgφ 1min ---- 用电设备在最小负荷下，赔偿前功率因数正 切值

　第 5.0.5 条

　 高压电容器因为专用断路器和自动投切装置还未形式系列，即使也有些产品，但质量还不稳定；低压电容器自动投切装置产品品种甚多，但能坚持使用者不多，当然也有管理不善问题，但质量不够理想也是关键原因。鉴于这种情况，凡可不用自动赔偿或采取自动赔偿效果不大地方均不宜装设自动无功赔偿装置。这条所列基础无功功率是当用电设备投入运行时所需最小无功功率，常年稳定无功功率及在运行期间恒定无功功率均不需自动赔偿。对于投切次数甚少电容器组，按中国并联电容器国家标准（JB1629-75、1983）A.5.3条要求次数为每十二个月许可不超出 1000 次，在这些情况下全部宜采取手动投切无功功率赔偿装置。常年运行高压电动机，投切次数，也可用手动投切。

　 第 5.0.6 条

　 因为过赔偿要罚款，假如无功功率不稳定，且改变较大，采和自动投切可取得合理经济效果时，宜装设无功自动赔偿装置。

　电网上装设电容器后，电压升高率按下列计算：

　电压升高率（ΔU％）

　=

　电容器容量（kvar）× 变压器阻抗百分数

　(5.0.6)

　变压器容量（kVA）

　装有电容器电网，对于有些电压敏感用电设备，在轻载时因为电容器作用，线路电压往往升得更高，会造成这种用电设备（如灯泡）损坏或严重影响寿命及使用效能，当能避免设备损坏，且经过经济比较，认为合理时，宜装设无功自动赔偿装置。

　为了满足电压偏差许可值要求，在多种负荷下有不一样无功功率调整值，假如在多种运行状态下全部需要不超出电压偏差允值，只有采取自动赔偿才能满足时，就必需采取无功自动赔偿装置。

　第 5.0.7 条

　 因为高压无功自动赔偿装置对切换元件要求比较高，且价格较高，检修维护也较困难，所以当赔偿效果相同时，宜优先采取低压无功自动赔偿装置。

　第 5.0.8 条

　 依据中国现有设备情况及运行经验，当采取自动无功赔偿装置时，宜依据本条提出三种方法加以选择。

　电网电压水平和无功功率有着亲密关系，采取调压降低电压偏差，必需有足够可调整无功功率，不然将造成电网其它部分电压下降。且在工业企业和民用建筑中造成电容器端子电压升高原因很多，如电容器装置接入电网后引发电网电压升高，轻负荷引发电压升高，系统电压波动所引发电压升高。多年来，因为采取大容量整流装置日益增加，高次谐波引发电网电压升高。依据 IEC 标准《电力电容器》第 15.1 条要求：”电容器适合于端子间电压有效值升到不超出 1.10倍额定电压值下连续运行”。中国多数制造厂要求：电容器只许可在不超出 1.05 倍额定电压下长久运行，只能在 1.1 倍额定电压（瞬时过电压除外）下短期运行（一昼夜）。当电网电压过高时，将引发电容器内部有功功率损耗显著增加，使电容器介质遭受势力击穿，影响其使用寿命。另 外电网电压过高时，除了电容器过载外，还影响其使用寿命。另外电网电压过高时，除了电容器过载外，还会引发邻近电器铁芯磁经过饱和，从而产生高次谐波对电容器更不利。有些用电设备，对电压波动很敏感，比如白炽灯，当电压升高 5％时，寿命将缩短 50％，工业企业中车间内白炽灯因为电压升高烧毁灯泡事已屡见不鲜。另外，因为工艺需要，必需降低电压偏差值，也需要按电压参数调整无功功率。如供电变压器已采取自动电压...