3.2 高压供配电系统

3.2.1  运行经验表明，由于变压器和线路的故障率都很低，企业内部，一电源系统事故或检修，另一系统同时故障的情况极为罕见，且多由操作引起，可以通过加强管理、健全制度加以避免。所以，除一级负荷中特别重要负荷外，在配电系统的设计中不应考虑这种重叠性故障。

3.2.2  当冶炼厂厂区集中且送电距离都在10kV经济输电半径之内时，集中设置一个降压变电所显然是合理的。当厂区面积较大、负荷分散，采用35kV及以上电压作为企业内部一次配电在技术经济上合理时，可在各负荷集中点另设降压变电所。当各集中负荷点分别从地区电力网直接取得电源有利时，亦可分别设置总降压变电所。

3.2.3  大、中型冶炼厂，三级负荷占全厂负荷的比重一般都不大，在已经确定采用两回及以上外部线路供电时，按任一回路中断供电，其余回路满足全部用电的条件选择导线，除获得更高的供电可靠性外，一般不会给线路投资带来大的影响。另外，线路备用容量的增加与主变压器不同，也不引起供电贴费和电费的增加。

    输电线路施工复杂、工期长、建设费用高，但其建设费用并非与负荷能力成正比，按变电所后期容量设计线路，初期增加投资有限，对企业的后期扩建却十分有利，故宜一次建设到位。当企业前、后期负荷相差较大，可能先、后以不同电压供电时，线路可按满足后期电压和输送容量建设，初期降压运行。

3.2.4  大、中型冶炼厂降压变电所，采用两台变压器可以相互备用，并满足一、二级负荷对供电可靠性等的要求，与采用多台变压器相比，主接线简单、运行灵活、节省投资，应该是最基本的选择。

3.2.5  设一台变压器时，留有必要的裕量，是为了满足生产过程中，因工艺调整可能增加的少量用电。

    由于变压器故障后难以修复，如果没有必要的备用容量，故障检修会造成长时间停产，故设两台及以上变压器时，要求按一台退出运行，其余变压器仍能保证全厂一、二级负荷的用电确定容量。无原则地增大主变压器容量，也是不应该的，不仅造成设备的浪费，也会使供电贴费、电费增加，给企业带来损失。设计时应遵循负荷分级的原则，严格控制一、二级负荷，如：负荷计算中，可以剔除那些在限制用电时不需同时使用的设备，以尽量减少变压器的备用容量。条文中未提及各类冶炼厂一、二级负荷占全厂负荷的比例。因为情况复杂，即便同金属品种的冶炼厂，由于工艺流程和工艺设备的不同，其电力负荷的组成也有差异，用一个固定的百分数来确定主变压器容量并不科学，设计中只能以负荷计算结果作为依据。

    同一变电所中，容量一致，有利于负荷的均匀分配，便于接线，且当任一台主变压器退出运行时，事故备用率相同，供电可靠性最高。但如有需以专线馈电的大容量设备（如电炉），使得两段母线的负荷明显不对称时，也可考虑采用不同容量的主变压器。

3.2.7  冶炼厂变电所的主接线，一般根据电压等级和进出线回路数确定，应力求供电可靠、运行灵活、维护方便和节省投资；还应便于扩建，在前、后期的过渡中，原有一、二次设备的变动应最小，能最大限度地减少停电损失并易于保证施工安全。

    1  线路——变压器接线适用于单电源、单变压器的变电所。当电源引自电力系统时，为使企业变电所能有相对的独立性，应在变压器一次侧装设带保护或不带保护的断路器。由企业内部以干线式供电时，根据变压器容量的大小和重要程度，可在变压器一次侧装设带有保护的断路器或熔断器。仅当企业内部以专线供电，且能满足继电保护要求时，才可采用典型的线路一变压器组接线，即在变压器一次侧仅装设隔离开关。

    单母线接线适用于单电源、多回路出线的变电所，仅当由企业内部以专线供电，且满足继电保护要求时，方考虑在母线进线侧不装设断路器。

    2  本款适用于双回路进线的变电所，多回路进线变电所可参照执行。条文中的“出线回路”为主变压器回路和线路馈出回路的总称。

    桥形接线断路器少，节省投资。小容量变电所，还可采用隔离开关“桥”。为提高供电可靠性和简化继电保护，桥形接线宜采用正常断开桥开关的方式运行。因桥形接线向单母线接线的过渡比较困难，不适用于有发展前景的变电所。

    单母线分段接线，供电可靠性高、接线简单、操作简便灵活，且便于扩建，是变电所常用的接线方式。当为终端变电所时，分段断路器开断运行，用户可由不同母线分别供电，从而获得两个电源。一段母线检修时，另一段母线仍能不间断供电。但单母线接线在一段母线或母线隔离开关检修时，接于该段母线上的所有回路都需在检修期间内停电，故对于负荷重要、出线回路数多，母线分段停运不能保证一级负荷和正常生产所需的最低负荷时，宜采用双母线接线。

3.2.8  当10（6）kV母线短路电流大于断路器的断流能力，又不允许对主变采取增多台数、减小容量的办法降低短路电流时，采用大量高断流能力的断路器作馈线开关是不可取的。条文中列出了限制6kV～10kV线路短路电流的主要措施：

    1  变压器分列运行，限流效果显著，且不增加任何投资，应尽量采用。设计中可不考虑变压器在转换电源时的短时并列。

    2  高阻抗低损耗变压器用于限流，可以简化配电装置的结构，近年来已逐渐推广。

    3  变压器回路中装设电抗器或分裂电抗器，也是一种常用的限流措施。但采用分裂电抗器时，如一臂的馈出线上发生短路，另一臂的母线电压会突然升高，电动机的无功电流也会增大，应在系统的继电保护设计中予以考虑。变压器回路设电抗器还能较好地适应系统发展，当变电所有可能由前期的小容量变压器更换成后期的大容量变压器时，前期只需预留装设电抗器的场地，限流措施可推至后期实施。

    出线上装设电抗器投资最高，配电室一般需两层配置，建筑结构复杂。但出线上装设电抗器，在馈出线发生三相短路时，能维持母线有一定的剩余电压，并能减少10（6）kV冲击负荷引起的母线电压波动。因冶炼厂配电系统常有这种需要，故在本规范中仍予保留，设计中，一般按保持60％～70％剩余电压选择电抗器。

3.2.9  向企业直接供电的电网电压称为外部供电电压，企业内部各级供、配电系统的电压称为内部配电电压。本条为6kV及以上配电电压的选择原则：

    1  企业配电电压一般采用10kV。采用10kV可以减小导线截面、节约有色金属、降低线损和压降，且与我国公用电力系统电压一致，有利于相互支援，故应优先采用。

    2  目前，从电机产品情况看，10kV电动机已逐步向小容量发展，与6kV电动机相比，价格相差不大，在城市的配电网络、水厂以及污水处理厂已普遍采用10kV电动机。因此，在新建的冶炼厂应积极采用10kV电动机，如遇工艺专业选用的机械设备配的是6kV电动机，应与机械设备制造部门协商改用10kV电动机。在特殊情况下（如大型风机出于调速的需要）出现6kV电动机时，可设10kV/6kV中间降压变压器对其供电。对老企业原有的6kV电动机，根据具体情况，有条件的也可逐步过渡到10kV电动机。

    3  大型冶炼厂厂区范围大，为使高压深入负荷中心，也可考虑以35kV作为一次配电电压向大容量用电设备或分区降压变电所配电，再由分区降压变电所以10kV作为二次配电电压向各车间、工段配电。如厂区的线路走廊、环境条件允许，也可用35kV及以上的电压作为一次配电电压，用35kV/0.4（0.66）kV直接降压对车间供电，这样做，可以减少变电级数、节省投资、降低损耗，并可提高电压质量。

    4  同一电压的配电级数多，继电保护的级数随之增加，延长了继电保护和自动装置的动作时间，不利于及时恢复供电和电动机的自启动。配电层次的增加，还会使操作复杂，管理不便，故障机会增多。所以在条文中对同一电压的配电级数不宜多于二级的要求是符合现行国家标准《供配电系统设计规范》GB 50052中同一电压配电级数规定要求。

3.2.14  配电所6kV～10kV母线进线开关及分段开关的选择，牵涉到配电所内部关系和整体性操作要求，故作此规定：

    1  由电网供电的配电所，进线设断路器，一方面可使企业停电、检修都比较灵活安全，减少了操作过程中的联系工作；另一方面也是近年来各供电局的要求，目的是为了使企业内部故障或停电时，均不动作供电局的馈电断路器。

    非专线供电时，为避免配电所内部故障影响同回路的其他配电点，应在进线侧装设带保护的断路器。

    2  为方便母线带负荷转换和防止倒母线时一段母线的故障影响到另一段，配电所的母线分段开关宜采用带保护的断路器。

3.2.15  带熔断器的负荷开关代替断路器可降低造价，对不太重要的馈出线，在满足断流容量、动热稳定和保护选择性配合的情况下，可以采用。由于隔离开关不能开、合负载电流，除所带的变压器回路有条件利用低压侧电器切断负荷外，隔离开关熔断器不适用于变配电所的馈出线回路。条文中的熔断器加负荷开关指熔断器设在电源侧，目的是便于负荷开关检修。

3.2.16  高压电器检修时，在被检修电器与电源之间设隔离开关，以形成明显的断开点，并置于检修人员的监视之下，这是确保安全的重要措施。避雷器一般仅在雷雨季节前进行检查和试验，可趁母线停电时拉开互感器的隔离开关将其取出，故不需单独装设。

3.2.17  根据理论分析，电容器组的合闸过电压一般不大于2Uex。但在合闸过程中，如断路器触头出现弹跳，并引起多次重击穿，其过电压可达4.8Uex，对电容器的安全运行十分不利。为了限制电容器组的操作过电压，应选用断开时不重击穿、合闸时无弹跳的断路器。对于固定投入、不常操作的10kV电容器组，可采用切合容量大的断路器。对于频繁投切的分组电容器，可采用重击穿或然率较小的断路器，所以35kV及以上的电容器组，宜采用SF6断路器，因35kV真空断路器尚不成熟，暂不推荐。

    采用灭弧性能强的快速断路器开断空载电力变压器、电炉变压器、并联电抗补偿装置及空载线路都会产生程度不同的操作过电压，应在断路器与切合对象之间配置阻容吸收装置或金属氧化锌避雷器。

    避雷器吸取的能量和阻容吸收装置，需根据被保护对象的容量和回路元件进行计算。设计中，可提供用电设备的性质和容量，由制造厂随同断路器配套供应。

3.2.18  本条为10（6）kV配电方式的确定原则：

    1  放射式配电回路，相互间互不影响，可靠性最高，且有利于单独进行控制，故适用于高压用电设备和主要生产车间的配电。

    2  电缆干线配电是由一回线路带多台变压器，可靠性不如放射式。但对负荷较大的车间或同一生产流程的相邻车间，当原本采用放射式供电的回路，因采用单台变压器容量过大，需改用两台或多台时，用干线式配电，就比较合适，既不会降低原有的供电可靠性，又可节省出线开关和电缆线路的投资。

3.2.19  D，yn11接线与Y，yn0接线的同容量变压器相比，前者空载损耗与负载损耗虽略大于后者，但三次及三的倍数次谐波激磁电流可在原边的“△”形绕组内环流，有利于抑制高次谐波电流。另外，D，yn11接线比Y，yn0接线的零序阻抗要小得多，有利于单相接地短路故障的切除。还有，当接用单相不平衡负荷时，Y，yn0接线的变压器要求中性线电流不超过低压绕组额定电流的25％，影响了变压器在非对称负荷情况下设备能力的充分利用，而D，yn11接线变压器，从电磁原理上可不受三相负荷对称与否的影响，能生产出中性电流为100％额定电流的变压器。在TN及TT系统接地形式的低压电网中，只要与原有采用Y，yn0接线的低压系统没有电气联系，且无误并的可能，均宜采用D，yn11接线组别的变压器。