第十二章供配電系統(tǒng)課件

第十二章供配電系統(tǒng)第十二章供配電系統(tǒng)第十二章供配電系統(tǒng)12.1.2.電力系統(tǒng)及其組成電力系統(tǒng)——發(fā)電廠、變電站、電力線路和電能用戶組成的一個整體。發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。根據(jù)一次能源的不同，有火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠和核能發(fā)電廠，此外，還有風力發(fā)電廠、地熱發(fā)電廠和潮汐發(fā)電廠等。變電所的功能是接受電能、變換電壓和分配電能。電力線路將發(fā)電廠、變電所和電能用戶聯(lián)接起來，完成輸送電能和分配電能的任務。所有消耗電能的用電設備或用電單位稱為電能用戶。2同濟大學浙江學院第十二章供配電系統(tǒng)第十二章供配電系統(tǒng)第十二章供配電系統(tǒng)12.12.1.2.電力系統(tǒng)及其組成電力系統(tǒng)——發(fā)電廠、變電站、電力線路和電能用戶組成的一個整體。發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。根據(jù)一次能源的不同，有火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠和核能發(fā)電廠，此外，還有風力發(fā)電廠、地熱發(fā)電廠和潮汐發(fā)電廠等。變電所的功能是接受電能、變換電壓和分配電能。電力線路將發(fā)電廠、變電所和電能用戶聯(lián)接起來，完成輸送電能和分配電能的任務。所有消耗電能的用電設備或用電單位稱為電能用戶。2同濟大學浙江學院12.1.2.電力系統(tǒng)及其組成電力系統(tǒng)——發(fā)電廠、變電站、電12.1.3.建筑供配電系統(tǒng)民用建筑的供配電系統(tǒng)由高壓配電線路(10kV)、變電站(包括配電站)、低壓配電線路和用電設備組成。

M變電站高壓配電站高壓配電線路低壓配電線路用電設備6—10kV0.38/0.22kV3同濟大學浙江學院12.1.3.建筑供配電系統(tǒng)M變電站高壓配電站高壓配電線路一般民用建筑的供電電壓在10kV以下,只有少數(shù)特大型民用建筑物或建筑群及用電負荷大的工業(yè)建筑供電電壓在35—110kV之間.建筑電氣的學習重點為:10kV及以下電源和供配電系統(tǒng)、防雷及接地系統(tǒng)、電氣照明系統(tǒng)和智能建筑系統(tǒng)。12.1.4.電力系統(tǒng)運行的特點12.1.4.1.電能生產(chǎn)、輸送方便和應用廣泛，因此電能是國民經(jīng)濟的主要能源。12.1.4.2.電力系統(tǒng)暫態(tài)過程的快速性12.1.4.3.電能發(fā)、輸、配、用的同時性4同濟大學浙江學院一般民用建筑的供電電壓在10kV以下,只有少數(shù)特大型民用建筑12.2.電力系統(tǒng)的額定電壓12.2.1.定義:額定電壓是電氣設備能長期運行的最經(jīng)濟的電壓12.2.2.規(guī)定:原則為：安全、經(jīng)濟、有利于制造和運行電壓低當然安全，但對于一定功率的電能應用,因P=UI，電壓高電流就小，則輸送同樣功率的電能時，輸電線路上的電能損耗、電壓降就小，則經(jīng)濟而且用戶端電壓波動小,線路的截面大小還受機械強度的限制，截面不能太小，因此額定電壓的確定要按安全、經(jīng)濟、有利于制造和運行的原則綜合考慮。為保證產(chǎn)品生產(chǎn)的標準化和系列化各國都制定了標準，標準電壓等級不應過多，否則也不利于電氣設備的制造和運行業(yè)的發(fā)展。我國的國家標準為“標準電壓”（GB156--1993）。5同濟大學浙江學院12.2.電力系統(tǒng)的額定電壓12.2.1.定義:額定電壓是電12.2.3.用電設備入口電壓偏差的允許值如表1-2所示表1-2用電設備入口電壓偏差的允許值名稱正常情況下特殊情況下電壓偏差允許值(%)事故、道路、警衛(wèi)照明電壓偏差允許值(%)電動機+5---5+5---10名稱照明燈視覺要求較高的場所其它設備無特殊規(guī)定時一般工作場所+5---10+5---2.5+5---5+5---512.2.4.電壓等級選擇(1)城鎮(zhèn):高壓配電電壓宜采用10kV,低壓配電電壓應采用380V/220V;(2)用戶:根據(jù)其計算容量、供電距離、設備特性、供電回路數(shù)、遠景規(guī)劃及當?shù)仉娋W(wǎng)現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃等技術經(jīng)濟因素綜合考慮確定；小用戶一般直接接入低壓電網(wǎng)；較大用戶，如計算負荷大于100kVA或供電距離大于250m時宜采用高壓電網(wǎng)。6同濟大學浙江學院12.2.3.用電設備入口電壓偏差的允許值如表1-2所示表112.3.建筑供配電系統(tǒng)的負荷分級及供電要求12.3.1.供配電的基本要求

安全可靠和優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟；電能質(zhì)量指標有電壓、波形和頻率的質(zhì)量；電壓偏差過大電網(wǎng)的電壓偏差過大時，不僅影響電力系統(tǒng)的正常運行，而且對用電設備的危害很大。以照明用的白熾燈為例，當加在燈泡上的電壓低于其額定電壓時，發(fā)光效率降低，使人的身體健康受影響，降低勞動生產(chǎn)率。白熾燈的端電壓降低10%，發(fā)光效率下降30%以上，燈光明顯變暗；端電壓升高10%時，發(fā)光效率將提高1/3，但使用壽命將只有原來的1/3。電壓偏差對熒光燈等氣體放電燈的影響不像白熾燈那么明顯，但也會影響起燃，同樣影響照度和壽命。7同濟大學浙江學院12.3.建筑供配電系統(tǒng)的負荷分級及供電要求12.3.1.供供電電壓的波形畸變 電力系統(tǒng)的供電電壓（或電流）的波形畸變，使電能質(zhì)量下降，產(chǎn)生高次諧波，諧波電流增加了電網(wǎng)的能量損耗，降低旋轉(zhuǎn)電機、變壓器、電纜等電氣元件的壽命，還將影響電子設備的正常工作，使自動化、遠動、通信都受到干擾。頻率偏差 我國工業(yè)標準電流頻率為50Hz，有些工業(yè)企業(yè)有時采用較高的頻率，以提高生產(chǎn)效率。 電網(wǎng)低頻率運行時，所有用戶的交流電動機轉(zhuǎn)速都將相應降低，因而許多工廠的產(chǎn)量和質(zhì)量都將不同程度地受到影響。 頻率的變化對電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性影響很大，因而對頻率的要求比對電壓的要求嚴格得多，一般不得超過±0.5%，電網(wǎng)容量在300萬千瓦及以上者不得超過±2%。頻率的調(diào)整主要依靠發(fā)電廠。8同濟大學浙江學院供電電壓的波形畸變 電力系統(tǒng)的供電電壓（或電流）的波形畸變，12.3.2.負荷等級12.3.2.1.按對供電可靠性要求的負荷分類我國將電力負荷按其對供電可靠性的要求及中斷供電在政治上、經(jīng)濟上造成的損失或影響的程度劃分為三級。

(1)一級負荷

一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成重大損失者，如重大設備損壞、重大產(chǎn)品報廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢，國民經(jīng)濟中重點企業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂而需要長時間恢復等；中斷供電將有重大政治、經(jīng)濟影響的用電單位的正常工作的負荷者。供電可靠性是指供電企業(yè)對用戶的供電連續(xù)性，一般用供電企業(yè)的實際全年供電小時數(shù)與全年總小時數(shù)的百分比來衡量，也可用全年的仃電次數(shù)和仃電持續(xù)時間來衡量。9同濟大學浙江學院12.3.2.負荷等級12.3.2.1.按對供電可靠性要求(2)二級負荷二級負荷為中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成較大損失者，如主要設備損壞、大量產(chǎn)品報廢，連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復，重點企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電系統(tǒng)將影響重要用電單位正常工作的負荷者；中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要公共場所秩序混亂者。(3)三級負荷

三級負荷為不屬于一級和二級負荷者。對一些非連續(xù)性生產(chǎn)的中小型企業(yè)，停電僅影響產(chǎn)量或造成少量產(chǎn)品報廢的用電設備，以及一般民用建筑的用電負荷等均屬三級負荷。教材第316頁表12-3列了常用民用負荷的級別10同濟大學浙江學院(2)二級負荷(3)三級負荷教材第316頁表12-3列了常用12.3.4.各級負荷對供電電源的要求12.3.4.1. 一級負荷應要求由兩個獨立電源供電。而對特別重要的一級負荷，應由兩個獨立電源點供電。 一級負荷通常又叫做保安負荷。對保安負荷必須備有應急使用的可靠電源，以便當工作電源突然中斷時，保證工廠安全停產(chǎn)。這種為安全停產(chǎn)而應急使用的電源稱為保安電源。獨立電源同時具備下列兩個條件的發(fā)電廠、變電站的不同母線均屬獨立電源：（1）每段母線的電源來自不同的發(fā)電機；（2）母線段之間無聯(lián)系，或雖有聯(lián)系，但當其中一段母線發(fā)生故障時，能自動斷開聯(lián)系，不影響其余母線段繼續(xù)供電。 所謂獨立電源點主要是強調(diào)幾個獨立電源來自不同的地點，并且當其中任一獨立電源點因故障而停止供電時，不影響其他電源點繼續(xù)供電。11同濟大學浙江學院12.3.4.各級負荷對供電電源的要求12.3.4.1. 12.3.4.2.二級負荷 這類負荷允許短時停電幾分鐘。它在工業(yè)企業(yè)內(nèi)部占的比例最大。 二級負荷應由兩個回路供電，兩個回路應盡可能引自不同的變壓器或母線段。當取得兩個回路確實有困難時，允許由一回專用架空線路供電。12.3.4.3三級負荷 三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可采用單回路供電。12同濟大學浙江學院12.3.4.2.二級負荷 這類負荷允許短時停電幾分鐘。它12.4.1.

計算負荷的意義與目的進行建筑供配電設計的依據(jù):設計時首先要確定建筑供配電系統(tǒng)的計算負荷,從而可確定供配電系統(tǒng)的導體截面、確定變壓器容量、選擇保護設備等等。而計算負荷不等于設備容量之和，因為設備不會同時滿負荷工作，必須按設備的特性確定一個合理的計算負荷。12.4電力負荷計算負荷曲線是電力負荷隨時間變化的圖形。12.4.2.1.日負荷曲線：負荷在一晝夜間（0-24h）變化情況,見教材p312圖12-2。制作方法：（1）以某個監(jiān)測點為參考點，在24h中各個時刻記錄有功功率表的讀數(shù)，逐點繪制而成折線形狀，稱折線形負荷曲線。（2）通過接在供電線路上的電度表，每隔半小時的時間間隔將其讀數(shù)記錄下來，求出0.5h的平均功率，再依次將這些點畫在坐標上，把這些點連成階梯狀的是階梯形負荷曲線。12.4.2.負荷曲線電力負荷計算就是確定用電設備的計算負荷,是建筑供配電設計時的依據(jù).13同濟大學浙江學院12.4.1.計算負荷的意義與目的進行建筑供配電設計的依據(jù)12.4.2.3.負荷曲線的一個重要物理量--需要系數(shù)

需要系數(shù)定義式中常用建筑電氣設備的需要系數(shù)見書上第313頁至第19頁表12-2(a).設備的銘牌額定功率Pr經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”稱為設備容量，用Ps來表示。14同濟大學浙江學院12.4.2.3.負荷曲線的一個重要物理量--需要系數(shù)需要12.4.3.負荷計算

12.4.3.1單位容量法這是在方案設計階段所采用的方法,首先根據(jù)建筑物的類型、等級、附屬設備情況及房間的用途確一個單位面積的電力負荷，再根據(jù)當?shù)氐纳钕M水平作相應的調(diào)整。書p312頁表12-1給出了一些電力負荷估算指標的推薦值。12.4.3.2需要系數(shù)法所有用電設備的計算負荷并不等于其設備容量，兩者之間存在一個比值關系，因此前面引進了需要系數(shù)的概念，即15同濟大學浙江學院12.4.3.負荷計算12.4.3.1單位容量法12.4單組用電設備的計算負荷式中，KX為需要系數(shù)；Ps為設備容量；tgφ為設備功率因數(shù)角的正切值。有功功率無功功率視在功率計算電流多組用電設備的計算負荷,還應在各單組負荷之和上打一折扣,叫同時系數(shù).16同濟大學浙江學院單組用電設備的計算負荷式中，KX為需要系數(shù)；Ps為設備容量12.5.建筑用電負荷及其特征隨著城市建筑用地的日趨減少,現(xiàn)代建筑迅速向空間發(fā)展和具有現(xiàn)代化的多功能性.這對建筑電氣的設計和施工提出了更高的要求,涉及的內(nèi)容不斷擴大.就目前建筑供配電而言,主要用電負荷有如下幾種:12.5.1.給排水動力負荷1)消防泵、噴淋泵：為建筑物的最高負荷等級，一般均有備用機組.2)生活水泵:因與人們的生活密切,也為建筑物的最高負荷等級.12.5.2.冷凍機組動力負荷提高生活舒適性,主要是空調(diào),一般為三級,但對采暖鍋爐及其配套設備一般為二級或三級負荷.12.5.3.電梯負荷分為消防電梯和非消防電梯,消防電梯為建筑物的最高負荷等級，非消防電梯中客梯一般為二級或三級負荷,貨梯可用三級負荷.17同濟大學浙江學院12.5.建筑用電負荷及其特征隨著城市建筑用地的日趨減少,12.5.4.照明負荷分為兩類:1)應急照明和消防設備用房照明:一般為建筑物的最高負荷等級,火災時絕對不能仃電.2)普通照明:根據(jù)對象,可為一級、二級或三級負荷。12.5.5.風機負荷高層建筑中一般都有地下層,用作仃車場、蓄水池、生活污水處理池、冷凍機及機組設備和變電所等用房,還有地下商場,要將室新鮮空氣送入室內(nèi),這種風機稱為新風風機,還要將混濁空氣抽出到室外,稱為抽風機或排風機.另外,火災時煙霧會使人窒息死亡,必須設置專用的防煙和排煙風機,火災時用正壓力送風機把室外新鮮空氣送入防煙樓梯間,加大樓梯間內(nèi)的空氣壓力,防止煙氣進入樓梯間內(nèi),便于人員安全疏散.對于消防系統(tǒng)使用的風機,根據(jù)建筑的使用性質(zhì)的不同,分為一或二級,而且須與防災中心聯(lián)動控制.18同濟大學浙江學院12.5.4.照明負荷分為兩類:2)普通照明:根據(jù)對象12.5.6.弱電設備負荷高層智能建筑物的弱電系統(tǒng)相當于智能中樞神經(jīng)其功能為:防災減災滅災,各種通信及對數(shù)據(jù)信息進行傳遞、交換、應答.弱電系統(tǒng)的供電電源按建筑物的最高供電負荷等級供電.用于大型百貨商店(商場)、大型金融中心(銀行)經(jīng)營管理的電子計算機系統(tǒng)和防盜報警系統(tǒng)是特別重要負荷.弱電系統(tǒng)用電負荷主要包括:防災中心、程控數(shù)字通信及傳真系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、衛(wèi)星電視及公用天線電視、保安監(jiān)察電視系統(tǒng)、大型國際比賽場館的計時記分電子計算機系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)、大型百貨商店(商場)、大型金融中心(銀行)經(jīng)營管理的電子計算機系統(tǒng)和防盜報警系統(tǒng)等等的用電負荷.19同濟大學浙江學院12.5.6.弱電設備負荷弱電系統(tǒng)的供電電源按建筑物的最高12.6.建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償(參考)12.6.1功率因數(shù)的計算

1)瞬時功率因數(shù)2)最大負荷功率因數(shù)

3)平均功率因數(shù)

由消耗的電能計算式中，Wa為某一時間內(nèi)消耗的有功電能（kWh）；Wm為某一時間內(nèi)消耗的無功電能（kvarh）。20同濟大學浙江學院12.6.建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償(參考)12.6.14)供電部門對用戶功率因數(shù)的要求:

高壓用戶應cosφ≥0.9,

低壓用戶應cosφ≥0.85.12.6.2.功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響及提高功率因數(shù)的方法

1)功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響

●電能損耗增加●電壓損失增大:因降低,則電流在同樣的有功功率下升高,使電壓損失增大;●供電設備利用率降低:在功率因數(shù)降低后，不得不降低輸送的有功功率P來控制電流I的值，這樣就降低了供電設備的供電能力。21同濟大學浙江學院4)供電部門對用戶功率因數(shù)的要求:12.6.2.功率因數(shù)人工補償功率因數(shù)方法

●并聯(lián)電容器

●同步電動機補償

●調(diào)相機(僅發(fā)無功功率的同步發(fā)電機)補償

●動態(tài)無功補償2)

提高功率因數(shù)的方法12.6.3.并聯(lián)電容器補償

1)并聯(lián)電容器的型號并聯(lián)電容器的型號由文字和數(shù)字兩部分組成，型號各部分所表示的意義如下：例如：BW0.4-12-1型即為單相戶內(nèi)型十二烷基苯浸漬(W)的并聯(lián)(B)電容器，額定電壓為0.4kV、容量為12kvar,1表示單相。但文字的意義往往各制造廠自定義的.應用時要查設計手冊或制造廠提供的產(chǎn)品說明書.22同濟大學浙江學院人工補償功率因數(shù)方法2)提高功率因數(shù)的方法12.6.32)

補償容量和電容器臺數(shù)的確定補償容量：Qcc=Pav（tgφav1－tgφav2）

式中，Qcc為補償容量；Pav為平均有功負荷，tgφav1為補償前平均功率因數(shù)角的正切值；tgφav2為補償后平均功率因數(shù)角的正切值；例12-2

如某一工廠的計算負荷為2400kW，平均功率因數(shù)為0.67。要使其平均功率因數(shù)提高到0.9（在10kV側(cè)固定補償），問需要裝設多大容量的并聯(lián)電容器？如果采用BWF-10.5-40-1型電容器，需裝設多少個？解tgφav1=tg(arccos0.67)=1.1080tg

φav2=tg(arccos0.9)=0.484323同濟大學浙江學院2)

補償容量和電容器臺數(shù)的確定式中，Qcc為補償容量；PQcc=Pav（tgφav1－tgφav2）=αPc（tgφav1－tgφav2）=0.75×2400×(1.1080-0.4843)＝1122.66kvarn=Qcc/qcN=1122.66/40=28個考慮三相均衡分配，應裝設30個，每相10個，此時并聯(lián)電容器的實際值為30×40=1200kvar，此時的實際平均功率因數(shù)為滿足要求。24同濟大學浙江學院Qcc=Pav（tgφav1－tgφav2）=αPc（12.7建筑供配電系統(tǒng)的接線方式

12.7.1變電所高壓系統(tǒng)常用主接線

線路—變壓器組接線；單母線接線；橋式接線。12.7.1.1.線路—變壓器組單元接線①結構：當只有一路電源供電線路和一臺變壓器時，可采用線路—變壓器組接線。QS-隔離開關,QF-斷路器,FU-熔斷器,QL-負荷開關,QDK-熔斷器式開關（如下右圖）②特點：接線簡單，所用電氣設備少，配電裝置簡單，節(jié)約建設投資;該單元中任一設備發(fā)生故障時，變電所全部停電，可靠性不高;③適用范圍：小容量三級負荷、小型工廠或非生產(chǎn)性用戶.25同濟大學浙江學院12.7建筑供配電系統(tǒng)的接線方式

12.7.1變電所高壓系12.7.1.2.

單母線接線（1）

單母線不分段接線①結構：（如右圖）②特點：接線簡單清晰，使用設備少，經(jīng)濟性比較好，發(fā)生誤操作的可能性小?？煽啃院挽`活性差。當電源線路、母線或母線隔離開關發(fā)生故障或進行檢修時，全部用戶供電中斷。③適用范圍：可用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負荷用戶，或有備用電源的二級負荷用戶。

26同濟大學浙江學院12.7.1.2.單母線接線（1）

單母線不分段接線②特(2)單母線分段接線①結構：可采用隔離開關或斷路器分段，隔離開關分段因倒閘操作不便，現(xiàn)已不再采用。②特點：供電可靠性高，操作靈活。除母線故障或檢修外，可對用戶連續(xù)供電。缺點：母線故障或檢修時，仍有50%左右的用戶停電。③適用范圍：在具有兩路電源進線時，采用單母線分段接線，可對一、二級負荷供電，特別是裝設了備用電源自動投入裝置后，更加提高了單母線用斷路器分段接線的供電可靠性。27同濟大學浙江學院(2)單母線分段接線①結構：可采用隔離開關或斷路器分段，隔12.7.2建筑供配電的低壓系統(tǒng)接線方式典型的低壓主接線有以下幾種:12.7.2.1.照明供電系統(tǒng)Wh(a)×(b)Wh×(c)Wh如右圖所示,僅適用于按照明電價計費的三級負荷,其中圖(a)的電度表為直通式(60A及以下),主開關為負荷開關,因而后面要加熔斷器,以在有短路故障時切斷電源.圖(b)的主開關為自動空氣開關,可跳開故障電流,因而不用熔斷器,圖(c)接線用于60A以上電度表經(jīng)電流互感器接入,主開關也用自動空氣開關.28同濟大學浙江學院12.7.2建筑供配電的低壓系統(tǒng)接線方式典型的低壓主接線有12.7.2.2單電源照明及動力供電線路×Wh×Wh線路如右圖所示,適用于60A以下線路,否則要加電流互感器電度表.12.7.2.3.雙電源照明供電線路雙電源照明供電方案有”一用一備”和”互為備用”兩種類型.不管那種類型,供電部門均要求兩個電源不能并聯(lián)運行,須有可靠的電氣及機械互鎖功能.兩個電源的切換方式有”手動”和”自動”兩種.29同濟大學浙江學院12.7.2.2單電源照明及動力供電線路×Wh×Wh線路如12.7.2.4低壓放射式結線

[低壓放射式結線]

特點：供電可靠性較高，所用開關設備及配電線路也較多。多用于用電設備容量大，或負荷性質(zhì)重要，或車間內(nèi)負荷排列不整齊，或車間為有爆炸危險的廠房，必須由與車間隔離的房間引出線路等情況。

6-10kV380/220V12.7.2.5低壓樹干式結線

[低壓樹干式結線]

特點：引出配電干線較少，采用的開關設備自然較少，但供電可靠性差。在機械加工車間、工具車間和機修車間應用比較普遍.6-10kV380/220V30同濟大學浙江學院6-10kV380/220V12.7.2.5低壓樹干式結線12.8

電線、電纜及電器設備的選擇電線、電纜及電氣設備的選擇是供配電系統(tǒng)設計的重要步驟，其選擇的恰當與否將影響到整個系統(tǒng)能否安全可靠的運行，故必須遵循一定的選擇原則。本章對常用的電線、電纜及高、低壓電器即高壓斷路器、高壓隔離開關、母線、絕緣子、高低壓熔斷器及成套配電裝置（高壓開關柜）等分別介紹了其選擇方法，為合理、正確使用電氣設備提供了依據(jù)。31同濟大學浙江學院12.8電線、電纜及電器設備的選擇電線、電纜及電氣設備的12.8.1導線和電纜的選擇包括兩方面內(nèi)容：①選擇型號；②選擇截面導線和電纜的選擇根據(jù)其使用環(huán)境、工作條件等因素確定。戶外架空線路10KV及以上電壓等級一般采用裸導線，380V電壓等級一般采用絕緣導線。

12.8.1.1.1裸導線常用的型號：（1）鋁絞線（LJ）

導電性能較好，重量輕，對風雨作用的抵抗力較強，但對化學腐蝕作用的抵抗力較差。

多用于6-10kV的線路。（2）鋼芯鋁絞線（LGJ）

在機械強度要求較高的場合和35kV及以上的架空線路上多被采用。12.8.1.1導線、電纜型號的選擇32同濟大學浙江學院12.8.1導線和電纜的選擇包括兩方面內(nèi)容：①選擇型號；②（3）銅絞線（TJ）:導電性能好，機械強度好，對風雨和化學腐蝕作用的抵抗力都較強，但價格較高,用于重要場合.（4）防腐鋼芯鋁絞線（LGJF）:具有鋼芯鋁絞線的特點，同時防腐性好，一般用在沿海地區(qū)、咸水湖及化工工業(yè)地區(qū)等周圍有腐蝕性物質(zhì)的高壓和超高壓架空線路上。

12.8.1.1.2.常用電力電纜型號及選擇原則（1）電力電纜型號的表示和含義□□□□□─□—3×□＋1×□依次含義為：類別代號：Z—油浸紙絕緣電力電纜

V—聚氯乙烯絕緣電力電纜YJ—交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜

X—橡膠絕緣電力電纜;33同濟大學浙江學院（3）銅絞線（TJ）:導電性能好，機械強度好，對風雨和化學腐導體材質(zhì)：L—鋁導體,LH—鋁合金導體,T—銅導體,TR—軟銅導體;內(nèi)護套代號：Q—鉛包,

L—鋁包（現(xiàn)不生產(chǎn)）,V—聚氯乙烯護套;特征代號:P—滴干式,D—不滴流式,F—分相鉛包式;外護層代號：02—聚氯乙烯套,

03—聚乙烯套,20—裸鋼帶鎧裝,30—裸細圓鋼絲鎧裝,40—裸粗圓鋼絲鎧裝;額定電壓（V）；相線芯數(shù)；相線芯截面（mm2）；中性線芯數(shù)；中性線芯截面（mm2）.（2）常用型號及選擇原則①塑料絕緣電力電纜（BLV、BLVV、BVR）結構簡單，重量輕、抗酸堿、耐腐蝕，敷設安裝方便。常用的有兩種：聚氯乙烯絕緣及護套電纜和交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜。34同濟大學浙江學院導體材質(zhì)：L—鋁導體,LH—鋁合金導體,T—銅導體,TR—②油浸紙滴干絕緣鉛包電力電纜可用于垂直或高落差處，敷設在室內(nèi)、電纜溝、隧道或土壤中，能承受機械壓力，但不能承受大的拉力。

12.8.1.1.3.常用的絕緣導線型號選擇

塑料絕緣的絕緣性能良好，價格低，可節(jié)約橡膠和棉紗，在室內(nèi)敷設時常用。

常用塑料絕緣線型號有：BLV(BV),BLVV(BVV),BVR.B表示布導線,V表示聚氯乙烯,R表示軟導線,L表示鋁芯,銅芯不表示,例如BV表示銅芯聚氯乙烯絕緣導線,BVV銅芯聚氯乙烯護套聚氯乙烯絕緣導線.35同濟大學浙江學院②油浸紙滴干絕緣鉛包電力電纜12.8.1.1.3.常用的12.8.1.2導線、電纜截面的選擇

(1)按允許載流量選擇導線和電纜的截面;

(2)按允許電壓損失選擇導線和截面;

(3)按經(jīng)濟電流密度選擇導線和電纜截面;

(4)按機械強度選擇導線和電纜截面;這是對架空線路而言的,要求所選的截面不小于其最小允許截面(可查有關規(guī)范),對電纜不必校驗其機械強度;

(5)滿足短路穩(wěn)定度的條件（熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定）.12.8.1.2.1原則36同濟大學浙江學院12.8.1.2導線、電纜截面的選擇(1)按允許載流量選12.8.1.2.2按允許載流量選擇導線和電纜截面這是按發(fā)熱條件(允許溫升)選擇導線截面的原則.允許載流量可查有關標準和手冊。12.8.1.2.3按機械強度選擇導線和電纜截面

按機械強度允許的最小截面見書上表12-5.12.8.1.2.4按允許電壓損失選擇導線和截面電壓損失一般以百分數(shù)表示，即電壓損失的有名值與額定電壓之比的百分數(shù)表示線路的電壓損失不宜超過規(guī)定值：高壓配電線路的電壓損失，一般不超過線路額定電壓的5%；從變壓器低壓側(cè)母線到用電設備受電端的低壓配電線路的電壓損失，一般不超過5%；對視覺要求較高的照明電路，則為2%-3%.

37同濟大學浙江學院12.8.1.2.2按允許載流量選擇導線和電纜截面這是按發(fā)12.8.2開關和熔斷器的選擇12.8.2.1.高壓斷路器選擇按斷路器使用場合、環(huán)境條件來選擇型號，然后再選擇額定電壓、額定電流值，最后校驗動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和斷流容量。12.8.2.1.1。高壓斷路器用途正常運行時接通或切斷負荷電流，故障時切斷故障電流.12.8.2.1.2.類型:高壓斷路器由導電回路、滅弧室、外殼、絕緣支體操作和傳動機構等部分組成，按滅弧介質(zhì)和滅弧方式有下列類型：（1）油斷路器：有多油和少油斷路器兩種；38同濟大學浙江學院12.8.2開關和熔斷器的選擇12.8.2.1.高壓斷路器（2）空氣斷路器：滅弧介質(zhì)為壓縮空氣，壓縮空氣起三個作用：吹弧，絕緣，分合閘操作動力.優(yōu)點:斷流容量大、分閘速度快，但結構復雜、價格貴和維護要求高，一般用于國家電網(wǎng)及以上的大型電站和變電所。（3）六氟化硫斷路器：采用氣體SF6作為滅弧介質(zhì)，它在電弧作用下分解為低氟化物，可大量吸收電弧熱量，使電弧迅速冷卻而熄滅.這種斷路器動作快、斷流容量大、壽命長、無火災和爆炸危險、可頻繁通斷、體積小等優(yōu)點，雖價格偏高、維護要求嚴格，但仍受歡迎，用于全封閉的組合電器中.（4）真空斷路器：利用空氣稀薄的高絕緣強度來滅弧，這種斷路器開距小、動作快、燃弧時間短、斷流能力強、結構簡單、重量輕、體積小、無噪聲、壽命長、容易維修、無爆炸危險等優(yōu)點，在10kV及以下系統(tǒng)應用廣泛，但分斷感性負載會因操作過電壓而擊毀系統(tǒng)中的設備，必須配置專用的R-C吸收裝置或金屬氧化物避雷器.39同濟大學浙江學院（2）空氣斷路器：滅弧介質(zhì)為壓縮空氣，壓縮空氣起三個作用：吹12.8.2.2高壓隔離開關選擇隔離開關只需要選擇額定電壓和額定電流，校驗動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。型式有戶外型(GW)和戶內(nèi)型(GN).隔離開關用于隔離電源,以保證安全檢修其它電氣設備.隔離開關沒有滅弧能力,不能拉電流.12.8.2.3.高壓負荷開關選擇用于接通和斷開負荷電流,為了切斷短路電流,須與高壓熔斷器使用.型式有FN型戶內(nèi)式和FW型戶外式.選擇:除環(huán)境條件和額定值外,要進行動、熱穩(wěn)定和斷流容量校驗。40同濟大學浙江學院12.8.2.2高壓隔離開關選擇隔離開關只需要選擇額定電壓12.8.2.4

高壓熔斷器的選擇型式也分為RN型戶內(nèi)式和RW型戶外式,用來保護線路、變壓器及電壓互感器等設備。12.8.2.5自動空氣開關選擇:自動空氣開關是一種低壓開關,其作用與高壓斷路器類似.針對不同的負荷如照明負荷、電動機類負荷、配電線路等對象來選擇，參見有關手冊.12.9變配電所12.9.1.

建筑變配電所的類型12.9.1.1電壓等級:建筑變配電所的電壓等級大多為6～10kV,將10kV高壓降為0.38kV/0.22kV低壓,對低壓設備供電.從整體結構來分:室內(nèi)型、半室外型、室外型及成套變電站；12.9.1.2.變配電所的類型與布置41同濟大學浙江學院12.8.2.4高壓熔斷器的選擇型式也分為RN型戶內(nèi)式和R從變電站所處位置來分：12.9.1.2.1.獨立變配電所:供給分散的用電負荷,或周圍環(huán)境限制,如車間、建筑物內(nèi)有腐蝕性氣體或易燃易爆氣體等環(huán)境限制，必須建立獨立變配電所.中大城市的居民住宅區(qū)多采用獨立變電所.12.9.1.2.2.附設變配電所(1)內(nèi)附式變配電所:設于建筑物內(nèi)與建筑物共用外墻.保持了建筑物外觀整齊,多層建筑可用此方案.(2)外附式變配電所:設于建筑物外,可與建筑物共用一面墻.在大型民用建筑中,它經(jīng)常與冷凍機房、鍋爐房等用電量較大的建筑物設置在一起。(3)外附露天式:與外附式相似,但變壓器裝于室外.變壓器周圍不小于0.8m處設1.7m固定圍攔或圍墻.結構簡單,但維護條件差,用于小負荷處并且不重要處.42同濟大學浙江學院從變電站所處位置來分：12.9.1.2.1.獨立變配電所:(4)室內(nèi)式:設于建筑物內(nèi).在負荷較大時,可使變電所接近負荷,但要有防火措施.12.9.1.2.3.地下變配電所:節(jié)省用地,在大型建筑物中針對地下冷凍機房、水泵房而設.12.9.1.2.4.桿上式或高臺式變電所:用于負荷分散的小城市生活區(qū)和工廠生活區(qū),及小型工礦企業(yè),變壓器容量在315kVA以下.12.9.1.2.5.組合式變電所:又稱為箱式變電站.特點為可使變配電系統(tǒng)統(tǒng)一化,而且體積小、按裝方便、性價比高，適用于城市建筑、生活小區(qū)、中小型工廠、鐵路及油田等.目前廣泛被采用.組合式變電所的組成:高壓配電裝置、電力變壓器和低壓配電裝置三部分組成.43同濟大學浙江學院(4)室內(nèi)式:設于建筑物內(nèi).在負荷較大時,可使變電所接近負12.9.2.變配電所的布置戶內(nèi)式：變壓器、配電裝置安置于室內(nèi)，工作條件好，運行管理方便；戶內(nèi)式又分為單層布置和雙層布置，視投資和土地情況而定.35kV戶內(nèi)變電所宜采用雙層布置，6-10kV變配電所宜采用單層布置。戶外式：變壓器，配電裝置全部安裝于室外；混合式：部分裝于室內(nèi)、部分裝于室外。44同濟大學浙江學院12.9.2.變配電所的布置戶內(nèi)式：變壓器、配電裝置安置于室變電所的布置主要由變壓器室2、高壓配電室1、低壓配電室3、電容器室5、控制室（值班室）4、休息室、工具間等組成。45同濟大學浙江學院變電所的布置主要由變壓器室2、高壓配電室1、低壓配電室3、電12.10電氣安全與保護接地12.10.1.觸電的概念及其危害

當人體不同部位接觸不同電位時，就有電流流過人體，這就是觸電。觸電分直接觸電和間接觸電兩類。

觸電事故可分為“電擊”與“電傷”兩類。電擊是指電流通過人體內(nèi)部，破壞人的心臟、呼吸與神經(jīng)系統(tǒng)；電傷是指由電流的各種效應對人體造成的傷害。安全電流是指人體觸電后最大的擺脫電流。我國規(guī)定為30mA（50Hz交流），觸電時間按不超過1s計，即30mA·s。46同濟大學浙江學院12.10電氣安全與保護接地12.10.1.觸電的概念及其12.10.2工作接地、保護接地、重復接地

(1)工作接地在正常或故障情況下為了保證電氣設備可靠地運行，而將電力系統(tǒng)中某一點接地稱為工作接地。例如電源（發(fā)電機或變壓器）的中性點直接（或經(jīng)消弧線圈）接地，電壓互感器一次側(cè)線圈的中性點接地，防雷設備的接地。

(2)保護接地在故障情況下可能呈現(xiàn)危險的對地電壓的設備外露可導電部分進行接地稱為保護接地。

例如電氣設備上與帶電部分相絕緣的金屬外殼接地。(3)重復接地

將零線上的一處或多處通過接地裝置與大地再次連接，稱重復接地。47同濟大學浙江學院12.10.2工作接地、保護接地、重復接地(1)工作接地12.10.3漏電保護漏電保護用來彌補保護接地的不足,進行防觸電保護.正常情況下,主回路對稱三相電流之和為零,但當人體接觸帶電體或主線路或設備絕緣損壞時,這三相電流之和就不等于零,稱之為剩余電流.由于一般這剩余電流較小,不會使上述保護裝置動作.而加裝漏保護.一般在中小型建筑中安裝二級漏電保護,一級裝于進線配電箱一級裝于用護配搭箱,如教材p328頁圖12-18所示.在家用電器回路,采用30mA及以下的值作為剩余電流保護裝置的動作電流.對于居住建筑,當干線電流不大于150A時,總的漏電開可選用額定漏電動作電流100mA,動作時間為0.2—0.5s,干線電流大于150A時,總的漏電開可選用額定漏電動作電流300mA,動作時間為0.1—0.2s,用戶漏電開關可選用額定漏電動作電流30mA.48同濟大學浙江學院12.10.3漏電保護漏電保護用來彌補保護接地的不足,進行12.11建筑防雷

12.11.1.1過電壓及雷電概述

過電壓指在電氣設備或線路上出現(xiàn)的超過正常工作要求并對其絕緣構成威脅的電壓。

過電壓按產(chǎn)生原因可分為內(nèi)部過電壓和外部過電壓。

(1)內(nèi)部過電壓內(nèi)部過電壓是由于電力系統(tǒng)正常操作、事故切換、發(fā)生故障或負荷驟變時引起的過電壓，可分為操作過電壓、弧光接地過電壓及諧振過電壓。內(nèi)部過電壓一般不超過系統(tǒng)正常運行時額定相電壓的3～4倍.(2)雷電過電壓

雷電過電壓亦稱外部過電壓或大氣過電壓，是由于電力系統(tǒng)中的設備或建筑物遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應而引起的過電壓或電網(wǎng)其它地方遭雷擊后沿電網(wǎng)傳過來的雷電波。

12.11.1過電壓和防雷49同濟大學浙江學院12.11建筑防雷

12.11.1過電壓和防雷49同濟大12.11.1.2.防雷設備12.11.1.2.1.接閃器

接閃器是用來接受直接雷擊的金屬物體。

1）避雷針

接閃的金屬桿稱為避雷針，主要用于保護露天變配電設備及建筑物.

避雷針的保護范圍，以其能防護直擊雷的空間來表示，按國家標準GB50057--1994《建筑物防雷設計規(guī)范》采用“滾球法”來確定。2)避雷線

接閃的金屬線稱避雷線或架空地線，主要用于保護輸電線路。

3)避雷帶和避雷網(wǎng)

接閃的金屬帶、金屬網(wǎng)稱避雷帶、避雷網(wǎng)，主要用于保護建筑物。

避雷帶和避雷網(wǎng)的保護范圍應是其所處的整幢高層建筑。

50同濟大學浙江學院12.11.1.2.防雷設備12.11.1.2.1.接閃12.11.1.2.2.避雷器避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)，以免危及被保護設備的絕緣。

避雷器的類型有閥型避雷器、排氣式避雷器、金屬氧化物避雷器、保護間隙。12.11.2.建筑物的防雷措施1）建筑物防雷分類及防雷要求建筑物根據(jù)其重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷電事故的概率和后果，按對防雷的要求分成三類。凡在存放爆炸物品或正常情況下能形成爆炸性混合物，因電火花而會發(fā)生爆炸，致使房屋毀壞和造成人身傷亡者屬第一類防雷建筑。應有防直接雷、感應雷和雷電侵入波措施。制造、使用或儲存爆炸物質(zhì)的建筑物，但電火花不易引起爆炸或不致引起巨大破壞或人身事故，或國家級重要建筑物，屬第二類防雷建筑。應有防直接雷和雷電侵入波措施，有爆炸危險的也應有防感應雷措施。不屬第一、二類建筑物但需實施防雷保護者，如住宅、辦公樓、高度在15m以上的煙囪、水塔等孤立高聳的建筑物屬于第三類建筑物。應有防直接雷和雷電侵入波措施。51同濟大學浙江學院12.11.1.2.2.避雷器避雷器是用來防止雷電產(chǎn)2）建筑物防雷措施①防直擊雷第一、二類建筑物裝設獨立避雷針或架空避雷線（網(wǎng)），使被保護的建筑物及風帽、放散管等突出屋面的物體均處于接閃器的保護范圍內(nèi)。第三類建筑物宜采用裝設在建筑物上的避雷針或避雷帶或其混合的接閃器；引下線不應少于兩根；建筑物宜利用鋼筋混凝土屋面板、粱、柱和基礎鋼筋作為接閃器、引下線和接地裝置。高層建筑物裝設避雷帶和避雷網(wǎng)。②防感應雷

對非金屬屋面應敷設避雷網(wǎng)，室內(nèi)一切金屬管道和設備，

均應良好接地并且不得有開口環(huán)路，以防止感應過電壓；③防雷電侵入波低壓線路采用全電纜直接埋地敷設；架空線路采用電纜入戶,電纜金屬外皮與電氣設備接地相連；對低壓架空進出線，在進出處裝設避雷器。架空金屬管道、埋地或地溝內(nèi)的金屬管道，在進出建筑物處，應與防雷接地裝置相連。52同濟大學浙江學院2）建筑物防雷措施②防感應雷

對非金屬屋面應敷設避雷網(wǎng)3)接地裝置(1)定義:電氣設備的某部份與大地之間做良好的電氣聯(lián)接稱接地。埋入地中并直接與土壤相接觸的金屬導體，稱接地體或接地極。電氣設備應接地部分與接地體（極）相連接的金屬導體（線）稱為接地線。接地體與接地線總稱接地裝置。由若干接地體在大地中用接地線相互連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。所有上述接地設備的整體稱為接地裝置.53同濟大學浙江學院3)接地裝置(1)定義:電氣設備的某部份與大地之間做良好的電 謝謝大家！ 謝謝大家！第十二章供配電系統(tǒng)第十二章供配電系統(tǒng)第十二章供配電系統(tǒng)12.1.2.電力系統(tǒng)及其組成電力系統(tǒng)——發(fā)電廠、變電站、電力線路和電能用戶組成的一個整體。發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。根據(jù)一次能源的不同，有火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠和核能發(fā)電廠，此外，還有風力發(fā)電廠、地熱發(fā)電廠和潮汐發(fā)電廠等。變電所的功能是接受電能、變換電壓和分配電能。電力線路將發(fā)電廠、變電所和電能用戶聯(lián)接起來，完成輸送電能和分配電能的任務。所有消耗電能的用電設備或用電單位稱為電能用戶。2同濟大學浙江學院第十二章供配電系統(tǒng)第十二章供配電系統(tǒng)第十二章供配電系統(tǒng)12.12.1.2.電力系統(tǒng)及其組成電力系統(tǒng)——發(fā)電廠、變電站、電力線路和電能用戶組成的一個整體。發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。根據(jù)一次能源的不同，有火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠和核能發(fā)電廠，此外，還有風力發(fā)電廠、地熱發(fā)電廠和潮汐發(fā)電廠等。變電所的功能是接受電能、變換電壓和分配電能。電力線路將發(fā)電廠、變電所和電能用戶聯(lián)接起來，完成輸送電能和分配電能的任務。所有消耗電能的用電設備或用電單位稱為電能用戶。56同濟大學浙江學院12.1.2.電力系統(tǒng)及其組成電力系統(tǒng)——發(fā)電廠、變電站、電12.1.3.建筑供配電系統(tǒng)民用建筑的供配電系統(tǒng)由高壓配電線路(10kV)、變電站(包括配電站)、低壓配電線路和用電設備組成。

M變電站高壓配電站高壓配電線路低壓配電線路用電設備6—10kV0.38/0.22kV57同濟大學浙江學院12.1.3.建筑供配電系統(tǒng)M變電站高壓配電站高壓配電線路一般民用建筑的供電電壓在10kV以下,只有少數(shù)特大型民用建筑物或建筑群及用電負荷大的工業(yè)建筑供電電壓在35—110kV之間.建筑電氣的學習重點為:10kV及以下電源和供配電系統(tǒng)、防雷及接地系統(tǒng)、電氣照明系統(tǒng)和智能建筑系統(tǒng)。12.1.4.電力系統(tǒng)運行的特點12.1.4.1.電能生產(chǎn)、輸送方便和應用廣泛，因此電能是國民經(jīng)濟的主要能源。12.1.4.2.電力系統(tǒng)暫態(tài)過程的快速性12.1.4.3.電能發(fā)、輸、配、用的同時性58同濟大學浙江學院一般民用建筑的供電電壓在10kV以下,只有少數(shù)特大型民用建筑12.2.電力系統(tǒng)的額定電壓12.2.1.定義:額定電壓是電氣設備能長期運行的最經(jīng)濟的電壓12.2.2.規(guī)定:原則為：安全、經(jīng)濟、有利于制造和運行電壓低當然安全，但對于一定功率的電能應用,因P=UI，電壓高電流就小，則輸送同樣功率的電能時，輸電線路上的電能損耗、電壓降就小，則經(jīng)濟而且用戶端電壓波動小,線路的截面大小還受機械強度的限制，截面不能太小，因此額定電壓的確定要按安全、經(jīng)濟、有利于制造和運行的原則綜合考慮。為保證產(chǎn)品生產(chǎn)的標準化和系列化各國都制定了標準，標準電壓等級不應過多，否則也不利于電氣設備的制造和運行業(yè)的發(fā)展。我國的國家標準為“標準電壓”（GB156--1993）。59同濟大學浙江學院12.2.電力系統(tǒng)的額定電壓12.2.1.定義:額定電壓是電12.2.3.用電設備入口電壓偏差的允許值如表1-2所示表1-2用電設備入口電壓偏差的允許值名稱正常情況下特殊情況下電壓偏差允許值(%)事故、道路、警衛(wèi)照明電壓偏差允許值(%)電動機+5---5+5---10名稱照明燈視覺要求較高的場所其它設備無特殊規(guī)定時一般工作場所+5---10+5---2.5+5---5+5---512.2.4.電壓等級選擇(1)城鎮(zhèn):高壓配電電壓宜采用10kV,低壓配電電壓應采用380V/220V;(2)用戶:根據(jù)其計算容量、供電距離、設備特性、供電回路數(shù)、遠景規(guī)劃及當?shù)仉娋W(wǎng)現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃等技術經(jīng)濟因素綜合考慮確定；小用戶一般直接接入低壓電網(wǎng)；較大用戶，如計算負荷大于100kVA或供電距離大于250m時宜采用高壓電網(wǎng)。60同濟大學浙江學院12.2.3.用電設備入口電壓偏差的允許值如表1-2所示表112.3.建筑供配電系統(tǒng)的負荷分級及供電要求12.3.1.供配電的基本要求

安全可靠和優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟；電能質(zhì)量指標有電壓、波形和頻率的質(zhì)量；電壓偏差過大電網(wǎng)的電壓偏差過大時，不僅影響電力系統(tǒng)的正常運行，而且對用電設備的危害很大。以照明用的白熾燈為例，當加在燈泡上的電壓低于其額定電壓時，發(fā)光效率降低，使人的身體健康受影響，降低勞動生產(chǎn)率。白熾燈的端電壓降低10%，發(fā)光效率下降30%以上，燈光明顯變暗；端電壓升高10%時，發(fā)光效率將提高1/3，但使用壽命將只有原來的1/3。電壓偏差對熒光燈等氣體放電燈的影響不像白熾燈那么明顯，但也會影響起燃，同樣影響照度和壽命。61同濟大學浙江學院12.3.建筑供配電系統(tǒng)的負荷分級及供電要求12.3.1.供供電電壓的波形畸變 電力系統(tǒng)的供電電壓（或電流）的波形畸變，使電能質(zhì)量下降，產(chǎn)生高次諧波，諧波電流增加了電網(wǎng)的能量損耗，降低旋轉(zhuǎn)電機、變壓器、電纜等電氣元件的壽命，還將影響電子設備的正常工作，使自動化、遠動、通信都受到干擾。頻率偏差 我國工業(yè)標準電流頻率為50Hz，有些工業(yè)企業(yè)有時采用較高的頻率，以提高生產(chǎn)效率。 電網(wǎng)低頻率運行時，所有用戶的交流電動機轉(zhuǎn)速都將相應降低，因而許多工廠的產(chǎn)量和質(zhì)量都將不同程度地受到影響。 頻率的變化對電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性影響很大，因而對頻率的要求比對電壓的要求嚴格得多，一般不得超過±0.5%，電網(wǎng)容量在300萬千瓦及以上者不得超過±2%。頻率的調(diào)整主要依靠發(fā)電廠。62同濟大學浙江學院供電電壓的波形畸變 電力系統(tǒng)的供電電壓（或電流）的波形畸變，12.3.2.負荷等級12.3.2.1.按對供電可靠性要求的負荷分類我國將電力負荷按其對供電可靠性的要求及中斷供電在政治上、經(jīng)濟上造成的損失或影響的程度劃分為三級。

(1)一級負荷

一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成重大損失者，如重大設備損壞、重大產(chǎn)品報廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢，國民經(jīng)濟中重點企業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂而需要長時間恢復等；中斷供電將有重大政治、經(jīng)濟影響的用電單位的正常工作的負荷者。供電可靠性是指供電企業(yè)對用戶的供電連續(xù)性，一般用供電企業(yè)的實際全年供電小時數(shù)與全年總小時數(shù)的百分比來衡量，也可用全年的仃電次數(shù)和仃電持續(xù)時間來衡量。63同濟大學浙江學院12.3.2.負荷等級12.3.2.1.按對供電可靠性要求(2)二級負荷二級負荷為中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成較大損失者，如主要設備損壞、大量產(chǎn)品報廢，連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復，重點企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電系統(tǒng)將影響重要用電單位正常工作的負荷者；中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要公共場所秩序混亂者。(3)三級負荷

三級負荷為不屬于一級和二級負荷者。對一些非連續(xù)性生產(chǎn)的中小型企業(yè)，停電僅影響產(chǎn)量或造成少量產(chǎn)品報廢的用電設備，以及一般民用建筑的用電負荷等均屬三級負荷。教材第316頁表12-3列了常用民用負荷的級別64同濟大學浙江學院(2)二級負荷(3)三級負荷教材第316頁表12-3列了常用12.3.4.各級負荷對供電電源的要求12.3.4.1. 一級負荷應要求由兩個獨立電源供電。而對特別重要的一級負荷，應由兩個獨立電源點供電。 一級負荷通常又叫做保安負荷。對保安負荷必須備有應急使用的可靠電源，以便當工作電源突然中斷時，保證工廠安全停產(chǎn)。這種為安全停產(chǎn)而應急使用的電源稱為保安電源。獨立電源同時具備下列兩個條件的發(fā)電廠、變電站的不同母線均屬獨立電源：（1）每段母線的電源來自不同的發(fā)電機；（2）母線段之間無聯(lián)系，或雖有聯(lián)系，但當其中一段母線發(fā)生故障時，能自動斷開聯(lián)系，不影響其余母線段繼續(xù)供電。 所謂獨立電源點主要是強調(diào)幾個獨立電源來自不同的地點，并且當其中任一獨立電源點因故障而停止供電時，不影響其他電源點繼續(xù)供電。65同濟大學浙江學院12.3.4.各級負荷對供電電源的要求12.3.4.1. 12.3.4.2.二級負荷 這類負荷允許短時停電幾分鐘。它在工業(yè)企業(yè)內(nèi)部占的比例最大。 二級負荷應由兩個回路供電，兩個回路應盡可能引自不同的變壓器或母線段。當取得兩個回路確實有困難時，允許由一回專用架空線路供電。12.3.4.3三級負荷 三級負荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可采用單回路供電。66同濟大學浙江學院12.3.4.2.二級負荷 這類負荷允許短時停電幾分鐘。它12.4.1.

計算負荷的意義與目的進行建筑供配電設計的依據(jù):設計時首先要確定建筑供配電系統(tǒng)的計算負荷,從而可確定供配電系統(tǒng)的導體截面、確定變壓器容量、選擇保護設備等等。而計算負荷不等于設備容量之和，因為設備不會同時滿負荷工作，必須按設備的特性確定一個合理的計算負荷。12.4電力負荷計算負荷曲線是電力負荷隨時間變化的圖形。12.4.2.1.日負荷曲線：負荷在一晝夜間（0-24h）變化情況,見教材p312圖12-2。制作方法：（1）以某個監(jiān)測點為參考點，在24h中各個時刻記錄有功功率表的讀數(shù)，逐點繪制而成折線形狀，稱折線形負荷曲線。（2）通過接在供電線路上的電度表，每隔半小時的時間間隔將其讀數(shù)記錄下來，求出0.5h的平均功率，再依次將這些點畫在坐標上，把這些點連成階梯狀的是階梯形負荷曲線。12.4.2.負荷曲線電力負荷計算就是確定用電設備的計算負荷,是建筑供配電設計時的依據(jù).67同濟大學浙江學院12.4.1.計算負荷的意義與目的進行建筑供配電設計的依據(jù)12.4.2.3.負荷曲線的一個重要物理量--需要系數(shù)

需要系數(shù)定義式中常用建筑電氣設備的需要系數(shù)見書上第313頁至第19頁表12-2(a).設備的銘牌額定功率Pr經(jīng)過換算至統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的“額定功率”稱為設備容量，用Ps來表示。68同濟大學浙江學院12.4.2.3.負荷曲線的一個重要物理量--需要系數(shù)需要12.4.3.負荷計算

12.4.3.1單位容量法這是在方案設計階段所采用的方法,首先根據(jù)建筑物的類型、等級、附屬設備情況及房間的用途確一個單位面積的電力負荷，再根據(jù)當?shù)氐纳钕M水平作相應的調(diào)整。書p312頁表12-1給出了一些電力負荷估算指標的推薦值。12.4.3.2需要系數(shù)法所有用電設備的計算負荷并不等于其設備容量，兩者之間存在一個比值關系，因此前面引進了需要系數(shù)的概念，即69同濟大學浙江學院12.4.3.負荷計算12.4.3.1單位容量法12.4單組用電設備的計算負荷式中，KX為需要系數(shù)；Ps為設備容量；tgφ為設備功率因數(shù)角的正切值。有功功率無功功率視在功率計算電流多組用電設備的計算負荷,還應在各單組負荷之和上打一折扣,叫同時系數(shù).70同濟大學浙江學院單組用電設備的計算負荷式中，KX為需要系數(shù)；Ps為設備容量12.5.建筑用電負荷及其特征隨著城市建筑用地的日趨減少,現(xiàn)代建筑迅速向空間發(fā)展和具有現(xiàn)代化的多功能性.這對建筑電氣的設計和施工提出了更高的要求,涉及的內(nèi)容不斷擴大.就目前建筑供配電而言,主要用電負荷有如下幾種:12.5.1.給排水動力負荷1)消防泵、噴淋泵：為建筑物的最高負荷等級，一般均有備用機組.2)生活水泵:因與人們的生活密切,也為建筑物的最高負荷等級.12.5.2.冷凍機組動力負荷提高生活舒適性,主要是空調(diào),一般為三級,但對采暖鍋爐及其配套設備一般為二級或三級負荷.12.5.3.電梯負荷分為消防電梯和非消防電梯,消防電梯為建筑物的最高負荷等級，非消防電梯中客梯一般為二級或三級負荷,貨梯可用三級負荷.71同濟大學浙江學院12.5.建筑用電負荷及其特征隨著城市建筑用地的日趨減少,12.5.4.照明負荷分為兩類:1)應急照明和消防設備用房照明:一般為建筑物的最高負荷等級,火災時絕對不能仃電.2)普通照明:根據(jù)對象,可為一級、二級或三級負荷。12.5.5.風機負荷高層建筑中一般都有地下層,用作仃車場、蓄水池、生活污水處理池、冷凍機及機組設備和變電所等用房,還有地下商場,要將室新鮮空氣送入室內(nèi),這種風機稱為新風風機,還要將混濁空氣抽出到室外,稱為抽風機或排風機.另外,火災時煙霧會使人窒息死亡,必須設置專用的防煙和排煙風機,火災時用正壓力送風機把室外新鮮空氣送入防煙樓梯間,加大樓梯間內(nèi)的空氣壓力,防止煙氣進入樓梯間內(nèi),便于人員安全疏散.對于消防系統(tǒng)使用的風機,根據(jù)建筑的使用性質(zhì)的不同,分為一或二級,而且須與防災中心聯(lián)動控制.72同濟大學浙江學院12.5.4.照明負荷分為兩類:2)普通照明:根據(jù)對象12.5.6.弱電設備負荷高層智能建筑物的弱電系統(tǒng)相當于智能中樞神經(jīng)其功能為:防災減災滅災,各種通信及對數(shù)據(jù)信息進行傳遞、交換、應答.弱電系統(tǒng)的供電電源按建筑物的最高供電負荷等級供電.用于大型百貨商店(商場)、大型金融中心(銀行)經(jīng)營管理的電子計算機系統(tǒng)和防盜報警系統(tǒng)是特別重要負荷.弱電系統(tǒng)用電負荷主要包括:防災中心、程控數(shù)字通信及傳真系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、衛(wèi)星電視及公用天線電視、保安監(jiān)察電視系統(tǒng)、大型國際比賽場館的計時記分電子計算機系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)、大型百貨商店(商場)、大型金融中心(銀行)經(jīng)營管理的電子計算機系統(tǒng)和防盜報警系統(tǒng)等等的用電負荷.73同濟大學浙江學院12.5.6.弱電設備負荷弱電系統(tǒng)的供電電源按建筑物的最高12.6.建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償(參考)12.6.1功率因數(shù)的計算

1)瞬時功率因數(shù)2)最大負荷功率因數(shù)

3)平均功率因數(shù)

由消耗的電能計算式中，Wa為某一時間內(nèi)消耗的有功電能（kWh）；Wm為某一時間內(nèi)消耗的無功電能（kvarh）。74同濟大學浙江學院12.6.建筑供配電系統(tǒng)無功功率的補償(參考)12.6.14)供電部門對用戶功率因數(shù)的要求:

高壓用戶應cosφ≥0.9,

低壓用戶應cosφ≥0.85.12.6.2.功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響及提高功率因數(shù)的方法

1)功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響

●電能損耗增加●電壓損失增大:因降低,則電流在同樣的有功功率下升高,使電壓損失增大;●供電設備利用率降低:在功率因數(shù)降低后，不得不降低輸送的有功功率P來控制電流I的值，這樣就降低了供電設備的供電能力。75同濟大學浙江學院4)供電部門對用戶功率因數(shù)的要求:12.6.2.功率因數(shù)人工補償功率因數(shù)方法

●并聯(lián)電容器

●同步電動機補償

●調(diào)相機(僅發(fā)無功功率的同步發(fā)電機)補償

●動態(tài)無功補償2)

提高功率因數(shù)的方法12.6.3.并聯(lián)電容器補償

1)并聯(lián)電容器的型號并聯(lián)電容器的型號由文字和數(shù)字兩部分組成，型號各部分所表示的意義如下：例如：BW0.4-12-1型即為單相戶內(nèi)型十二烷基苯浸漬(W)的并聯(lián)(B)電容器，額定電壓為0.4kV、容量為12kvar,1表示單相。但文字的意義往往各制造廠自定義的.應用時要查設計手冊或制造廠提供的產(chǎn)品說明書.76同濟大學浙江學院人工補償功率因數(shù)方法2)提高功率因數(shù)的方法12.6.32)

補償容量和電容器臺數(shù)的確定補償容量：Qcc=Pav（tgφav1－tgφav2）

式中，Qcc為補償容量；Pav為平均有功負荷，tgφav1為補償前平均功率因數(shù)角的正切值；tgφav2為補償后平均功率因數(shù)角的正切值；例12-2

如某一工廠的計算負荷為2400kW，平均功率因數(shù)為0.67。要使其平均功率因數(shù)提高到0.9（在10kV側(cè)固定補償），問需要裝設多大容量的并聯(lián)電容器？如果采用BWF-10.5-40-1型電容器，需裝設多少個？解tgφav1=tg(arccos0.67)=1.1080tg

φav2=tg(arccos0.9)=0.484377同濟大學浙江學院2)

補償容量和電容器臺數(shù)的確定式中，Qcc為補償容量；PQcc=Pav（tgφav1－tgφav2）=αPc（tgφav1－tgφav2）=0.75×2400×(1.1080-0.4843)＝1122.66kvarn=Qcc/qcN=1122.66/40=28個考慮三相均衡分配，應裝設30個，每相10個，此時并聯(lián)電容器的實際值為30×40=1200kvar，此時的實際平均功率因數(shù)為滿足要求。78同濟大學浙江學院Qcc=Pav（tgφav1－tgφav2）=αPc（12.7建筑供配電系統(tǒng)的接線方式

12.7.1變電所高壓系統(tǒng)常用主接線

線路—變壓器組接線；單母線接線；橋式接線。12.7.1.1.線路—變壓器組單元接線①結構：當只有一路電源供電線路和一臺變壓器時，可采用線路—變壓器組接線。QS-隔離開關,QF-斷路器,FU-熔斷器,QL-負荷開關,QDK-熔斷器式開關（如下右圖）②特點：接線簡單，所用電氣設備少，配電裝置簡單，節(jié)約建設投資;該單元中任一設備發(fā)生故障時，變電所全部停電，可靠性不高;③適用范圍：小容量三級負荷、小型工廠或非生產(chǎn)性用戶.79同濟大學浙江學院12.7建筑供配電系統(tǒng)的接線方式

12.7.1變電所高壓系12.7.1.2.

單母線接線（1）

單母線不分段接線①結構：（如右圖）②特點：接線簡單清晰，使用設備少，經(jīng)濟性比較好，發(fā)生誤操作的可能性小?？煽啃院挽`活性差。當電源線路、母線或母線隔離開關發(fā)生故障或進行檢修時，全部用戶供電中斷。③適用范圍：可用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負荷用戶，或有備用電源的二級負荷用戶。

80同濟大學浙江學院12.7.1.2.單母線接線（1）

單母線不分段接線②特(2)單母線分段接線①結構：可采用隔離開關或斷路器分段，隔離開關分段因倒閘操作不便，現(xiàn)已不再采用。②特點：供電可靠性高，操作靈活。除母線故障或檢修外，可對用戶連續(xù)供電。缺點：母線故障或檢修時，仍有50%左右的用戶停電。③適用范圍：在具有兩路電源進線時，采用單母線分段接線，可對一、二級負荷供電，特別是裝設了備用電源自動投入裝置后，更加提高了單母線用斷路器分段接線的供電可靠性。81同濟大學浙江學院(2)單母線分段接線①結構：可采用隔離開關或斷路器分段，隔12.7.2建筑供配電的低壓系統(tǒng)接線方式典型的低壓主接線有以下幾種:12.7.2.1.照明供電系統(tǒng)Wh(a)×(b)Wh×(c)Wh如右圖所示,僅適用于按照明電價計費的三級負荷,其中圖(a)的電度表為直通式(60A及以下),主開關為負荷開關,因而后面要加熔斷器,以在有短路故障時切斷電源.圖(b)的主開關為自動空氣開關,可跳開故障電流,因而不用熔斷器,圖(c)接線用于60A以上電度表經(jīng)電流互感器接入,主開關也用自動空氣開關.82同濟大學浙江學院12.7.2建筑供配電的低壓系統(tǒng)接線方式典型的低壓主接線有12.7.2.2單電源照明及動力供電線路×Wh×Wh線路如右圖所示,適用于60A以下線路,否則要加電流互感器電度表.12.7.2.3.雙電源照明供電線路雙電源照明供電方案有”一用一備”和”互為備用”兩種類型.不管那種類型,供電部門均要求兩個電源不能并聯(lián)運行,須有可靠的電氣及機械互鎖功能.兩個電源的切換方式有”手動”和”自動”兩種.83同濟大學浙江學院12.7.2.2單電源照明及動力供電線路×Wh×Wh線路如12.7.2.4低壓放射式結線

[低壓放射式結線]

特點：供電可靠性較高，所用開關設備及配電線路也較多。多用于用電設備容量大，或負荷性質(zhì)重要，或車間內(nèi)負荷排列不整齊，或車間為有爆炸危險的廠房，必須由與車間隔離的房間引出線路等情況。

6-10kV380/220V12.7.2.5低壓樹干式結線

[低壓樹干式結線]

特點：引出配電干線較少，采用的開關設備自然較少，但供電可靠性差。在機械加工車間、工具車間和機修車間應用比較普遍.6-10kV380/220V84同濟大學浙江學院6-10kV380/220V12.7.2.5低壓樹干式結線12.8

電線、電纜及電器設備的選擇電線、電纜及電氣設備的選擇是供配電系統(tǒng)設計的重要步驟，其選擇的恰當與否將影響到整個系統(tǒng)能否安全可靠的運行，故必須遵循一定的選擇原則。本章對常用的電線、電纜及高、低壓電器即高壓斷路器、高壓隔離開關、母線、絕緣子、高低壓熔斷器及成套配電裝置（高壓開關柜）等分別介紹了其選擇方法，為合理、正確使用電氣設備提供了依據(jù)。85同濟大學浙江學院12.8電線、電纜及電器設備的選擇電線、電纜及電氣設備的12.8.1導線和電纜的選擇包括兩方面內(nèi)容：①選擇型號；②選擇截面導線和電纜的選擇根據(jù)其使用環(huán)境、工作條件等因素確定。戶外架空線路10KV及以上電壓等級一般采用裸導線，380V電壓等級一般采用絕緣導線。

12.8.1.1.1裸導線常用的型號：（1）鋁絞線（LJ）

導電性能較好，重量輕，對風雨作用的抵抗力較強，但對化學腐蝕作用的抵抗力較差。

多用于6-10kV的線路。（2）鋼芯鋁絞線（LGJ）

在機械強度要求較高的場合和35kV及以上的架空線路上多被采用。12.8.1.1導線、電纜型號的選擇86同濟大學浙江學院12.8.1導線和電纜的選擇包括兩方面內(nèi)容：①選擇型號；②（3）銅絞線（TJ）:導電性能好，機械強度好，對風雨和化學腐蝕作用的抵抗力都較強，但價格較高,用于重要場合.（4）防腐鋼芯鋁絞線（LGJF）:具有鋼芯鋁絞線的特點，同時防腐性好，一般用在沿海地區(qū)、咸水湖及化工工業(yè)地區(qū)等周圍有腐蝕性物質(zhì)的高壓和超高壓架空線路上。

12.8.1.1.2.常用電力電纜型號及選擇原則（1）電力電纜型號的表示和含義□□□□□─□—3×□＋1×□依次含義為：類別代號：Z—油浸紙絕緣電力電纜

V—聚氯乙烯絕緣電力電纜YJ—交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜

X—橡膠絕緣電力電纜;87同濟大學浙江學院（3）銅絞線（TJ）:導電性能好，機械強度好，對風雨和化學腐導體材質(zhì)：L—鋁導體,LH—鋁合金導體,T—銅導體,TR—軟銅導體;內(nèi)護套代號：Q—鉛包,

L—鋁包（現(xiàn)不生產(chǎn)）,V—聚氯乙烯護套;特征代號:P—滴干式,D—不滴流式,F—分相鉛包式;外護層代號：02—聚氯乙烯套,

03—聚乙烯套,20—裸鋼帶鎧裝,30—裸細圓鋼絲鎧裝,40—裸粗圓鋼絲鎧裝;額定電壓（V）；相線芯數(shù)；相線芯截面（mm2）；中性線芯數(shù)；中性線芯截面（mm2）.（2）常用型號及選擇原則①塑料絕緣電力電纜（BLV、BLVV、BVR）結構簡單，重量輕、抗酸堿、耐腐蝕，敷設安裝方便。常用的有兩種：聚氯乙烯絕緣及護套電纜和交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜。88同濟大學浙江學院導體材質(zhì)：L—鋁導體,LH—鋁合金導體,T—銅導體,TR—②油浸紙滴干絕緣鉛包電力電纜可用于垂直或高落差處，敷設在室內(nèi)、電纜溝、隧道或土壤中，能承受機械壓力