項目一　供配電系統認知

任務　認識供配電系統

【任務概述】

電力系統是將發電廠、變電站、電力線路和用電設備聯系在一起組成的一個發電、輸電、變電、配電和用電的整體。為建立電力系統的整體概念，本次任務組織學生到學校周邊地區的火電廠、變電所、大型工廠企業配電室、開關廠、學院配電房等現場參觀，以便對電力系統的發電、變電、配電、用電等不同環節有一個感性認識，熟悉供配電系統的組成、額定電壓、中性點的運行方式，了解供配電系統的基本概念和基本要求，區分供配電系統的電氣一、二次設備，為后面課程的開展奠定基礎。要求學生在參觀過程中做好參觀記錄，參觀結束后提交一份參觀總結報告。

【相關知識】

當前我國經濟建設飛速發展，作為先行工業的電力系統，其建設步伐異常迅猛。隨著三峽電廠的建成，我國電網將以三峽為中心，連接華中、華東、川渝的大規模中部電網；初步形成以華北電網為中心，包括西北、東北、山東的大規模北部電網；南方電網也將隨著龍灘、小灣水電站及貴州煤電基地的開發，進一步加強我國南部電網的結構，增加云南外送的電力，最終形成全國統一的特大規模電網。作為電力系統從業技術人員，通過對供配電系統基礎知識的學習，要求了解國內外供配電技術的發展概況及電力系統的組成，熟悉電力系統的相關基本概念，了解電力系統的運行特點，熟悉供電質量及其改善措施，掌握電力用戶供配電電壓的選擇，熟悉工廠供配電系統的基本結構組成。

一、我國電力工業發展概況及電力系統的組成

1.我國電力工業發展概況

眾所周知，電能已廣泛用于現代工業、農業、交通運輸、科學技術、國防建設及社會生活等方方面面，人們的工作和生活離不開電能。電力工業作為電能生產和建設行業，在國民經濟中具有極其重要的地位。電力工業是先行工業和基礎工業，國家發展必須優先發展電力工業。電力工業的發展水平是國家經濟發展水平的標志，是衡量一個國家綜合國力強弱的重要尺碼。

1949年以來，我國發電工業取得了快速發展，取得了輝煌的成就：目前全國已有東北、華北、華東、華中、西北、南方、川渝等多個跨省電網，全國總裝機容量達到15.6億千瓦，年發電量達6萬億千瓦時，居世界第二位，僅次于美國。現在，我國已經進入了大機組、大電廠、大電網、超高壓、遠距離輸電發展的新時期，先進的計算機技術、網絡技術、控制技術和通信技術已普遍應用于電力系統，輸變電設備正在向數字化、智能化、信息化、自動化方向發展。

然而，由于我國大部分能源資源分布在西部地區，而東部沿海地區經濟發達，電力負荷增長迅速，電力供需矛盾突出，所以在新形勢下，加強電網建設、拓展電力市場、提高電力工業的整體效益刻不容緩。另外，由于能源危機日益緊迫，在能源開發方面，必須由化石能源發電逐步向開發新能源發電方向轉變，這是新時代的歷史使命。

2.電力系統的結構和組成

電能是由發電廠生產的，但發電廠往往距離城市和工業中心很遠，因此電能必須經過線路才能輸送到城市和工業企業。為了減少輸電的電能損耗，輸送電能時要升壓，采用高壓輸電線路將電能輸送給用戶，同時為了滿足用戶對電壓的要求，輸送到用戶之后不但要經過降壓，而且還要合理地將電能分配到用戶的各個用電設備。

為了提高供電的可靠性和經濟性，將分散于各地的眾多發電廠用電力網連接起來并聯工作，以期實現大容量、遠距離的輸送電能。這種將發電機、升壓變電站、高壓輸電網、降壓變電站、高壓配電網和用戶連接在一起構成的統一整體就是電力系統，用于實現完整的發電、輸電、變電、配電和用電。如圖1-1所示為電力系統組成示意圖，如圖1-2所示為電力系統結構圖。

由電力系統加上發電廠動力裝置構成的整體稱作動力系統。其中，由各類升壓變電所、輸電線路、降壓變電所組成的電能傳輸和分配的網絡稱為電力網。電力網按其功能的不同可分為輸電網和配電網：輸電網的電壓等級一般在110kV以上，是輸送電能的通道；配電網的電壓等級一般在110kV及以下，是分配電能的通道。隨著電力系統規模的擴大，配電網的電壓等級將逐步相應地提高。按供電范圍的大小和電壓等級的高低，電力網還可分為地方電力網、區域電力網和超高壓輸電網3種類型。一般情況下，地方電力網的電壓不超過35kV，區域電力網的電壓為110～220kV，電壓為330kV及以上的為超高壓遠距離輸電網。

3.電力系統運行的特點

電力系統是一個有機的整體，電力系統中任何一個主要設備運行情況的改變，都將影響整個電力系統的正常運行。

發電廠發出的交流電不能直接儲存，決定了電能的生產、輸送、分配和使用必須同時進行，而且要保持動態平衡。由于能量的轉換是以功率的形式表現出來的，所以要時刻保持電力系統有功功率和無功功率的平衡。

有功功率平衡：發電廠發出的有功功率，扣除廠用電和網損之后，要與用戶消耗的有功功率完全相等。如果發出的有功功率多了，系統的頻率就會升高；反之就會降低。我國規定頻率標準為50Hz、裝機容量在3GW以上的電網，頻率偏差不得超過±0.2Hz。

無功功率平衡：無功功率產生于“容性裝置”中（如發電機、調相機、電力電容器及高壓輸電線路的充電電容），消耗在“感性裝置”中（異步電動機、電抗器、輸電線路的電抗等）。無功功率的平衡體現在電壓水平上，無功過剩電壓升高，無功不足電壓降低。電壓過高、過低都會對電氣設備和電力系統自身的安全產生很大的危害。無功嚴重不足時還能造成“電壓崩潰”使局部電網瓦解。

電力系統的運行狀態是不斷變化的動態，除了設備的計劃停送電外，異常和事故對系統的沖擊是隨機的；正常情況下電力系統的負荷和機組功率的變化也是隨機的。

電力系統負荷變化的隨機性：電力系統的總負荷是由千千萬萬個電能用戶的用電負荷疊加起來構成的。在高峰（上午和晚上）和低谷（中午和夜間）之間，負荷之差可達最大負荷的30%～50%。

發電機的功率不是固定不變的，有時需要人為調整。當頻率波動時機組在調整器的作用下功率會有擺動，在主機異常或輔機故障時機組功率也會出現大幅度下降等。

由于電力系統的上述隨機變化，電力系統要求各級調度部門必須運用一切手段不斷進行調節和控制，以維持電力系統的電力平衡，保證電力系統的頻率和中樞點電壓合格。

二、發電廠、變電所的類型

1.發電廠的類型

電能是由一次能源轉換而得到的，所以發電廠的類型一般根據一次能源來分類，主要有以下幾種。

（1）火電廠

火電廠是以煤、石油、天然氣為燃料，燃料燃燒時的化學能被轉換成熱能，再借助汽輪機等熱力機械將熱能轉換成機械能，再由同軸連接的發電機將機械能轉換成電能。

火電廠又分為凝汽式電廠和熱電廠兩種類型。凝汽式電廠僅向用戶供出電能。我國多數凝汽式電廠一般建在各煤礦、煤炭基地及附近，或建在鐵路交通便利的地方，這類火電廠發出來的電能，通過高壓輸電線路送到負荷中心。

熱電廠不僅向用戶供電，同時還向用戶供熱。由于供熱距離不宜太遠，所以熱電廠多建在城市和用戶附近。熱電機組的發電功率與熱力用戶的用熱有關，用熱量多時熱電機組相應多發電，用熱少時熱電機組發出的電能相應減少。

（2）水電廠

水力發電廠簡稱水電廠，也稱水電站，是將水的位能和勢能轉變為電能的工廠。水電廠的生產過程是：用攔河大壩攔截水流形成高水位，再用壓力水管將水流引入水輪機蝸殼，推動水輪機轉動，將水的位能轉換為機械能，由水輪機帶動發電機旋轉，于是機械能就可轉換成電能，做過功的水，經過尾水管再往下游排泄。

（3）核電廠

核電廠是利用核能發電的工廠，其發電過程與火電廠發電過程相似，它利用原子能反應堆代替火電廠的鍋爐，原子反應堆中的核燃料不斷發生裂變產生熱能，利用這種熱能產生高溫、高壓蒸汽，蒸汽被送到汽輪機中，推動與汽輪機同軸的發電機運轉發出電能。

核電站的主要優點是：可以大量節省煤炭、石油、天然氣等燃料，有利于減少二氧化硫及灰塵等有害物質對城市的污染。

（4）其他發電廠

除了以上三種主要的能源用于發電外，還有其他形式的一次能源被用來發電，如風力發電、太陽能發電、潮汐發電、地熱發電等，這些統稱為新能源，目前正在廣泛開發中。

圖1-3所示為幾種典型的發電廠。

2.變電所的類型

發電廠通常建立在距離一次能源豐富或傳輸便利的地域，與電能用戶有一定的距離。為了經濟、可靠、快速地把電能從發電廠輸送至用戶，必須經過變電所升高電壓，因此，升壓變電所一般安裝在發電廠中，不另設變電所。由于高壓危險，距離用戶較近時還必須把傳送的高壓降低，電網中的降壓變電所的作用就是在傳遞電能的同時降低電壓。所以，變電所是匯集電源、升降電壓和分配電力的場所，是聯系發電廠和用戶的中間環節，如圖1-4所示。

電力網中的變電所除了有升壓、降壓的分類方法外，還可按它們在電力系統的地位和作用分為系統樞紐變電所、地區變電所、工廠企業變電所以及終端變電所等。

（1）樞紐變電所

樞紐變電所位于電力系統的樞紐點，匯集多個大電源和多條重要線路，在電力系統中具有極其重要的地位。高壓側多為330kV以上，變電容量大；全站停電后將造成大面積停電，或系統瓦解，樞紐變電所對電力系統運行的穩定性和可靠性起著重要作用。

（2）地區變電所

地區變電所是供電給一個地區的主要供電點。一般從2～3個輸電線路受電，受電電壓通常為110～220kV，供電給中低壓下一級變電所。

（3）工廠企業變電所

工廠企業變電所是專供電給某工廠企業用電的降壓變電所，受電電壓可以是220kV、110kV或35kV及10kV，因工廠企業大小而異。

（4）終端變電所

為了提高系統的供電質量，終端變電所一般建設在負荷中心，盡可能靠近用電多的地方，高壓側引入線10～110kV經降壓后向用戶供電。

三、電力系統中性點運行方式

電力系統的中心點是指三相繞組做星形連接的變壓器和發電機的中性點。電力系統中性點與大地之間的電氣連接方式，稱為電力系統中性點運行方式。在電力系統中，中性點的運行方式有：中性點不接地、中性點經消弧線圈接地和中性點直接接地3種。前兩種接地系統稱為小接地系統，后一種接地系統又稱為大接地系統。

1.中性點不接地的三相系統

（1）正常運行情況

中性點不接地系統正常運行時，電力系統的三相導線之間及各相對地之間，沿導線全長都分布有電容，這些電容在電壓作用下將有附加的電容電流通過。為了便于分析，可認為三相系統是對稱的，對地電容電流可用集中于線路中央的電容來代替，相間電容可不予考慮。

系統正常運行時，電源三相相電壓分別為、、，是對稱的，如圖1-5所示。此時各相對地分布電壓為相電壓，三相對地電容電流分別為、、也是對稱的，中性點N點的電位為零。

（2）單相接地故障

當中性點不接地系統由于絕緣損壞發生單相接地故障時，各相對地電壓和電容電流的情況將發生明顯變化。下面以金屬性接地故障為例進行分析，中性點不接地系統單相接地情況如圖1-6所示。

金屬性接地又稱完全接地。設C相在k點發生單相接地，此時C相對地電壓為零。而中性點對地電壓不再為零。

'N=-　　 （1-1）

A相對地電壓為

'A=-=　　 （1-2）

B相對地電壓為

'B=-=　　 （1-3）

經分析可知，中性點不接地系統發生單相接地故障時，系統的3個線電壓無論其相位和大小均保持不變，系統中所有設備仍可照常運行，故允許其繼續運行2h。

而非故障相對地電壓升高到原來相電壓的倍，變為線電壓，因此這種系統的設備相絕緣，不能只按相電壓來考慮，而要按線電壓來考慮。

另外，非故障相對地電壓的升高，又造成對地電容電流相應增大，各相對地電容電流分別升至為'AC、'BC、'CC，C相在k點的對地短路電流為，C相的線路阻抗為Xc，而'CC=0，則

=-（'AC+'BC）　　 （1-4）

'AC===　　 （1-5）

='AC=3　　 （1-6）

結論：單相接地時流過接地點的電流為正常運行的每相對地電容電流的3倍，會引起電弧，此電弧的強弱與接地電流的大小成正比。

（3）適用范圍

當線路不長，電壓不高時，接地點的電流數值較小，電弧一般能自動熄滅。特別是在35kV及以下的系統中，絕緣方面的投資增加不多，而供電可靠性較高的優點比較突出，中性點宜采用不接地方式。

目前，我國中性點不接地系統的適用范圍有以下幾種。

① 電壓等級在500V以下的三相三線制系統；

② 3～10kV系統接地電流小于或等于30A時；

③ 20～35kV系統接地電流小于或等于10A時；

④ 與發電機有直接電氣聯系的3～20kV系統，如要求發電機帶單相接地故障運行，則接地電流小于或等于5A時。

2.中性點經消弧線圈接地方式的三相系統

在中性點不接地系統中發生單相接地時，如果接地電流較大，將會在接地點產生斷續電弧，這就可能使線路發生諧振過電壓現象。為了克服這個缺點，可將電力系統的中性點經消弧線圈單相接地，如圖1-7所示。

消弧線圈實際上是一種帶有鐵芯的電感線圈，其電阻很小，感抗很大，其鐵芯柱有很多間隙，以避免磁飽和，使消弧線圈有一個穩定的電抗值。系統正常運行時，中性點電位為零，沒有電流流過消弧線圈。

當系統發生單相接地（設C相）短路故障時，C相對短路電流為，流過消弧線圈的電流為，且　　　　　　　　　　　　　+'AC+'BC-=0

因此

=-（'AC+'BC）

由此可知，單相接地短路電流是電感電流與其他兩相對地電容電流之差，選擇適當大小消弧線圈電感L，可使值減小。

中性點采用經消弧線圈接地方式，就是在系統發生單相接地故障時，消弧線圈產生的電感電流補償單相接地電容電流，以使通過接地點電流減少能自動滅弧。消弧線圈接地方式在技術上不僅擁有了中性點不接地系統的所有優點，而且還避免了單相故障可能發展為兩相或多相故障，產生過電壓損壞電氣設備絕緣和燒毀電壓互感器等危害。　

在各級電壓網絡中，當單相接地故障時，通過故障點的總的電容電流超過下列數值時，必須盡快安裝消弧線圈。

① 對3～6kV電網，故障點總電容電流超過30A；

② 對10kV電網，故障點總電容電流超過20A；

③ 對22～66kV電網，故障點總電容電流超過10A。

3.中性點直接接地的三相系統

中性點直接接地的系統稱為大接地電流系統，如圖1-8所示。

這種系統正常運行時，由于三相系統對稱，中性點的電壓為零，中性點沒有電流流過。當發生單相接地時，由于接地相直接通過大地與電源構成單相回路，故稱這種故障為單相短路。單相短路電流Ik非常大，必須通過繼電保護裝置立即動作，使斷路器斷開，切除故障部分，以防止Ik造成更大的傷害。如果故障是瞬時的，可利用重合閘恢復正常運行。

目前我國電壓為110kV及以上的電力系統，廣泛采用中性點直接接地的運行方式。

四、低壓配電系統的接地方式

我國380V/220V低壓配電系統廣泛采用中性點直接接地的運行方式，而且引出有中性線（N線），保護線（PE線），或保護中性線（PEN線）。電氣設備在使用時必須采用接地或接零的保護措施，故低壓配電系統就可分為TN系統，TT系統和IT系統。

1.TN系統

TN系統的中性點直接接地，所有設備的外露可導電部分均接公共的保護線（PE線）或保護中性線（PEN線），這種保護方式稱為“保護接零”。TN系統又分為TN-C系統（N線與PE線全部合并）、TN-S系統（N線與PE線全部分開）、TN-C-S系統（N線與PE線前一部分合并，后一部分分開），如圖1-9所示。

2.TT系統

TT系統中所有設備的外露可導電部分，均各自經PE線單獨接地，如圖1-10所示。

3.IT系統

IT系統中所有設備的外露可導電部分，也都各自經PE線單獨接地，如圖1-11所示。它與TT系統不同的是，其電源中性點不接地或經高阻抗接地，且通常不引出中性線。

五、電力系統的供電質量及其改進措施

1.供配電的電能質量

供電電能的質量是以電壓、頻率和波形來衡量的。

（1）電壓

電力系統要求電壓穩定在其額定電壓下。這是因為，如果電網電壓偏差過大，不僅影響電力系統的正常運行，而且對用電設備的危害也很大。對照明負荷來說，白熾燈對電壓的變化是敏感的。當電壓降低時，白熾燈的發光效率會急劇下降；當電壓上升時，白熾燈的使用壽命將大為縮短。對異步電動機而言，最大轉矩與其端電壓的平方成正比。當端電壓下降時，轉矩急劇減小，以致轉差率增大，從而使得定子、轉子電流都顯著增大，引起電動機的溫度上升，加速絕緣的老化，甚至可能燒毀電動機。同時，轉矩減小會使電動機轉速降低，甚至停轉，導致工廠產生廢品，甚至導致重大事故。

電壓偏差：以電壓實際值與額定值之差ΔU對額定電壓的百分值ΔU%來表示的，即

ΔU%=×100%　　 （1-7）

在電力系統正常情況下，供電企業供到用戶受電端的供電電壓允許偏差見表1-1。

（2）頻率

我國規定的電力系統的額定頻率為50Hz，電網裝機容量為300萬千瓦以上時，供電頻率允許偏差為±0.2Hz；電網裝機容量為300萬千瓦以下時，供電頻率允許偏差為±0.5Hz；在電力系統非正常情況下，供電頻率允許偏差不應超過±1.0Hz。

（3）波形

通常，要求電力系統給用戶供電的電壓及電流的波形為標準的正弦波。為此，首先要求發電機發出符合標準的正弦波形電壓。其次，在電能輸送和分配過程中不應使波形產生畸變。電壓波形的畸變程度用電壓正弦波畸變率來衡量，也稱為電壓諧波畸變率，要求其畸變率小于3%。

2.提高電能質量的措施

電能質量的改善，在工礦企業中通常采用以下措施。

① 就地進行無功功率補償，及時調整無功功率補償量。

② 調整同步電動機的勵磁電流，使其超前或滯后運行，產生超前或滯后的無功功率，以達到改善系統功率因數和調整電壓偏差的目的。

③ 正確選擇有載或無載調壓變壓器的分接頭（開關），以保證設備端電壓穩定。

④ 盡量使系統的三相負荷平衡，以降低電壓偏差。

⑤ 采用電抗值最小的高低壓配電線路方案。架空線路的電抗約為0.4Ω/km；電纜線路的電抗約為0.08Ω/km。條件許可下，應盡量優先采用電纜線路供電。

六、供配電電壓的選擇

工廠供配電電壓的高低，對電能質量及降低電能損耗均有重大的影響。在輸送功率一定的情況下，若提高供電電壓，就能減少電能損耗，提高用戶端電壓質量。但從另一方面講，電壓等級越高，對設備的絕緣性能要求隨之增高，投資費用相應增加。因此，供配電電壓的選擇主要取決于用電負荷的大小和供電距離的長短。各級電壓電力網的經濟輸送距離的參考值見表1-2。

1.供配電系統電力變壓器的額定電壓

① 電力變壓器連接于線路上時，其一次繞組的額定電壓應與配電網的額定電壓相同，高于供電電網額定電壓5%。

② 電力變壓器的二次繞組額定電壓是指變壓器的一次繞組施加額定電壓，而二次繞組開路時的空載電壓。考慮到變壓器在滿載運行時，二次繞組內約有5%的電壓降，另外二次側供電線路較長等原因，變壓器的二次繞組端電壓應高于供電電網電壓10%，其中5%用來補償變壓器峰荷時繞組內部的壓降，另外的5%用于補償變壓器二次繞組連接的配電線路的電壓損耗。

2.電壓等級劃分及適用范圍

（1）高、低壓的劃分

我國現在統一以1000V為界限將電壓劃分為低壓和高壓2種電壓等級。

低壓——指額定電壓在1000V以下者；

高壓——指額定電壓在1000V以上者。

另外，也可劃分為低壓、中壓、高壓、超高壓、特高壓4種電壓等級。

低壓——指額定電壓在1000V以下者；

中壓——指額定電壓在1000V～10kV者；

高壓——指額定電壓在35～220kV者；

超高壓——指額定電壓在330～500kV者；

特高壓——指額定電壓在1000kV以上者。

（2）電壓的適用范圍

220kV及其以下電壓為輸電電壓，用來完成電能的遠距離輸送。

110kV及以下電壓，一般為配電電壓，完成對電能進行降壓處理并按一定的方式分配至電能用戶。35～110kV配電網為高壓配電網，10～35kV配電網為中壓配電網，1kV以下為低壓配電網。3kV、6kV、10kV是工礦企業高壓電氣設備的供電電壓。

供配電系統中的所有設備，都是在一定的電壓和頻率下工作的，為使供配電設備實現生產標準化、系列化，供配電系統中的電力變壓器、電力線路及各種供配電設備，均按規定的額定電壓進行設計和制造，電氣設備長期在額定電壓下運行，其技術與經濟指標最佳。

3.企業對配電電壓的選擇

工礦企業的生產、國民經濟建設發展使用的電能，一般都取自于電力網輸送來的電能，經過配電設備后，饋電分布給各個用戶。因此，配電所或配電設置實際上起著電力“轉運站”的作用，它上連電源，下接成千上萬的電能用戶，起著承上啟下的樞紐作用。

我國大型工礦企業供配電系統的配電電壓應根據用電容量、用電設備特性、供電距離、供電線路的回路數、當地公共電網現狀及發展規劃等因素，經技術經濟比較后確定。用戶對配電電壓的選擇，一般規律是用戶所需的功率大，供配電電壓等級應相應提高；輸電線路越長，供配電電壓等級要求也越高，以降低線路電壓損耗；供電線路的回路數多，通常考慮降低供配電電壓等級；用電設備中若波動負荷多，宜由容量大的電網供電，以提高配電電壓等級。這些規律僅是從用戶配電角度考慮的，權衡這些規律選擇配電電壓等級，還要看用戶所在地的電網能否方便和經濟地提供用戶所需要的電壓。

工礦企業用戶的供配電電壓有高壓和低壓兩種，高壓供電通常指6～10kV及以上的電壓等級。中、小型企業通常采用6～10kV的電壓等級，當6kV用電設備的總容量較大，選用6kV就比較經濟合理；對大型工廠，宜采用35～110kV電壓等級，以節約電能和投資。低壓供配電是指采用1kV及以下的電壓等級。大多數低壓用戶采用380V/220V的電壓等級，在某些特殊場合，例如礦井下，因用電負荷往往離變配電所較遠，為保證遠端負荷的電壓水平，要采用660V電壓等級。

目前提倡提高低壓供配電的電壓等級，目的是減少線路的電壓損耗，保證遠端負荷的電壓水平，減小導線截面積和線路投資，增大供配電半徑，減少變配電點，簡化供配電系統。因此，提高低壓供配電的電壓等級有其明顯的經濟效益，也是節電的一項有效措施，在世界上已經成為一種發展趨勢。

七、工廠供配電系統的構成及布置

工廠供配電系統是指企業所需的電力能源從進入企業到分配至所有用電設備終端的整個電路組成。工廠供配電系統一般包括工廠總降壓變電所、高壓配電線路、車間變配電所、低壓配電線路及用電設備等環節，如圖1-12所示。

根據用戶對供配電系統的基本要求，合理選擇和布置工廠供配電系統的電氣設備、繼電保護、控制方式和測量儀表，可最大限度地提高供配電系統運行的經濟性和可靠性。

1.工廠供配電系統的構成

（1）工廠供配電系統的負荷

供配電系統的負荷，按其對供電可靠性的要求，通常分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三類負荷。

Ⅰ類負荷：若對此類負荷停電，將會造成人身傷亡、重大設備損壞等嚴重事故，破壞生產秩序，給國民經濟帶來極大損失或造成重大的政治影響。因此要求Ⅰ類負荷由兩個獨立的電源供電，而對特別重要的Ⅰ類負荷，應由兩個獨立的電源點供電。

Ⅱ類負荷：若對此類負荷停電，將會造成工廠生產機器部分停止運轉，或生產流程紊亂且難以恢復，致使產品大量減產，工廠內部交通停頓，造成一定的經濟損失，或使城市居民的正常生活受到影響。Ⅱ類負荷在工礦企業中占有的比例最大，因此應由兩個回路供電，也可以由一回專用架空線路供電。

Ⅲ類負荷：指短時停電不會造成嚴重后果的用戶，一般所有不屬于Ⅰ、Ⅱ類負荷的其他負荷均屬于Ⅲ類負荷。通常Ⅲ類負荷對供電無特殊要求，較長時間停電也不會直接造成用戶的經濟損失，因此，Ⅲ類負荷可采用間單回路供電。例如工廠附屬車間和居民用電等。

大、中型工廠中的Ⅰ類、Ⅱ類負荷往往占到總負荷的60%～80%，因此，即便是短時停電也會造成企業相當可觀的經濟損失。學習供配電技術，就是要掌握工廠的負荷分類及其對供電可靠性的要求，在設計新建或改造企業供電系統時，按照實際情況進行方案的擬定和分析比較，使確定的供電方案在技術、經濟上最合理。

（2）企業供配電系統的設備組成

供配電系統一般由電力變壓器、配電裝置、保護裝置、操作機構、自動裝置、測量儀表及附屬設備構成。

電力變壓器：在供配電系統中的作用是，將一種電壓的電能轉變為另一種或幾種電壓的電能供給用電單位。變電所或配電房中的電力變壓器，通常是將高壓電能轉變為低壓電能，饋電給用電設備。

配電裝置：其作用是接受和分配電能，配電裝置包括母線、開關、斷路器、操作機構、自動裝置、測量儀表以及儀用互感器等。供配電系統中的保護裝置也屬于配電裝置，按其工作電壓的不同又可分為高壓配電裝置和低壓配電裝置。

2.工廠供配電系統布置

供配電系統的設備一般包括開關設備、互感器、避雷器、熔斷器、連接母線等，并按照一定的順序連接、布置而成。

大多工礦企業用電單位的供配電系統分有戶內式和戶外式兩種。目前中小型企業6～10kV變配電所多采用戶內式結構。戶內式變配電所主要由三部分組成：高壓配電室、變壓器室、低壓配電室。此外，有的還設有高壓電容器室和值班室。與戶內變配電室相邊的戶外電氣設備安裝在屋外，一般用于35kV及以通電壓級，如圖1-13所示。

（1）供配電系統布置的總體要求

① 便于運行維護和檢修：值班室一般應盡量靠近高低壓配電室，特別是靠近高壓配電室，且有直通門或與走廊相通。

② 運行要安全：變壓器室的大門應向外開并避開露天倉庫，以利于在緊急情況下人員出入和處理事故。門最好朝北開，不要朝西開，以防“西曬”。

③ 進出線方便：如果是架空線進線，則高壓配電室宜位于進線側。戶內供配電的變壓器一般宜靠近低壓配電室。

④ 節約占地面積和建筑費用：當供配電場所有低壓配電室時，值班室可與其合并。但這時低壓電屏的正面或側面離墻不得小于3m。

⑤ 高壓電力電容器組應裝設在單獨的高壓電容器室內，該室一般臨近高壓配電室，兩室之間砌防火墻。低壓電力電容器柜裝在低壓配電室內。

⑥ 留有發展余地，且不妨礙車間和工廠的發展。在確定供配電場所的總體布置方案時應因地制宜，合理設計，通過幾個方案的技術經濟比較，力求獲得最優方案。

（2）供配電裝置和各設備間距離的要求

為保證供配電系統運行中電氣設備及人員的安全和檢修維護工作及搬運的方便，供配電裝置中的帶電導體的相間、導體相對地面之間都應有一定的距離，以保證設備運行或過電壓時空氣絕緣不會被擊穿，這個距離稱為電氣間距。

由于戶外供配電裝置受環境的影響，電氣間距比戶內供配電裝置要大。表1-3和表1-4分別表示戶外、戶內供配電裝置的最小安全凈距。即表中的A1和A2，其中A1為最基本電氣間距。其余各值是在A1和A2的基礎上考慮運行維護、檢修和搬運工具等活動范圍計算而得。

例如表1-4中B1表示戶內帶電部分到柵欄的凈距，要防止運行人員手臂誤入柵欄時發生的觸電事故，運行人員的手臂長度一般不大于750mm，當電壓為35kV時

B1=A1+750=300+750=1050（mm）

又如表1-4中C值，是指無遮欄裸導體至地面的高度，要使運行人員舉手時不發生觸電事故，一般運行人員舉手時高度不超過2300mm，當電壓為35kV時，為保證安全，則

C=A1+2300=300+2300=2600（mm）

戶內配電裝置最小安全凈距的校驗圖如圖1-14所示，戶外配電裝置最小安全凈距的校驗圖如圖1-15所示。