建筑供配電第1章概論

第一章

概論01040203建筑供配電的意義、要求及課程任務(wù)建筑供配電系統(tǒng)及其電源與負(fù)荷電力系統(tǒng)的電壓電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式主要內(nèi)容第一、二節(jié)1.電力負(fù)荷的分級(jí)2.各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求重點(diǎn)難點(diǎn)建筑供配電的意義、要求及課程任務(wù)

電力是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活中的主要能源和動(dòng)力，是現(xiàn)代文明的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。

現(xiàn)代化的大型建筑一般都有風(fēng)機(jī)、水泵、電梯、電燈、電話、電視、電腦和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防系統(tǒng)等等。隨著建筑物高度的增加和功能的擴(kuò)展，現(xiàn)代建筑對(duì)電氣設(shè)備和供電可靠性的依賴程度越來越高，電氣設(shè)備在工程造價(jià)中所占比重也越來越大。而電能供應(yīng)如果突然中斷，則將對(duì)現(xiàn)代化的大型建筑造成嚴(yán)重的后果，甚至可能發(fā)生人身傷亡事故。由此可見，供配電技術(shù)對(duì)于保證現(xiàn)代化建筑的正常工作具有十分重大的意義。01

第一節(jié)建筑供配電的意義、要求及課程任務(wù)供配電工作要很好地為國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù)，并切實(shí)搞好安全用電、節(jié)約用電和計(jì)劃用電（俗稱“三電”）工作，必須達(dá)到下列基本要求：（2）可靠（1）安全（3）優(yōu)質(zhì)（4）經(jīng)濟(jì)“三電”基本要求本課程的基本任務(wù)第一節(jié)建筑供配電的意義、要求及課程任務(wù)主要是講述工業(yè)與民用建筑內(nèi)部的電能供應(yīng)和分配問題，使學(xué)生初步掌握一般工業(yè)與民用建筑供配電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)及簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)計(jì)算所必需的基本理論和基本知識(shí)，為今后從事供配電技術(shù)工作奠定初步的基礎(chǔ)。本課程實(shí)踐性較強(qiáng)，學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注重理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用能力。

建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷一、建筑供配電系統(tǒng)的基本知識(shí)為了接受和分配從電力系統(tǒng)送來的電能，各類建筑都需要有一個(gè)內(nèi)部的供配電系統(tǒng)。

在本書中，所謂“低壓”，是指低于1kV的電壓；而1kV以上的電壓則稱為“高壓”。一些小型建筑只有低壓負(fù)荷且容量不大，此時(shí)只有低壓配電系統(tǒng)。對(duì)于中型工業(yè)建筑或大、中型民用建筑，其電源進(jìn)線電壓一般為10kV；此時(shí)，建筑內(nèi)的供配電系統(tǒng)就包括高壓和低壓兩部分。此外，某些大型工業(yè)建筑的電源進(jìn)線電壓可為35kV及以上02第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷

1.具有高壓配電所的供電系統(tǒng)圖1-1是一個(gè)比較典型的中型工業(yè)建筑（或大、中型民用建筑）供電系統(tǒng)的系統(tǒng)圖（flash），圖1-2是其平面布線圖（flash）。為使圖形簡(jiǎn)明，系統(tǒng)圖、布線圖及后面將涉及的主電路圖，一般都繪成“單線圖”的形式。必須說明，這里繪出的系統(tǒng)圖中未繪出其中的開關(guān)電器，但示意性地繪出了高低壓母線上和低壓聯(lián)絡(luò)線上裝設(shè)的開關(guān)。

圖1-1具有高壓配電所的供電系統(tǒng)圖圖1-2圖1-1所示供電系統(tǒng)的平面布線圖從圖1-1可以看出，此高壓配電所有兩條10kV的電源進(jìn)線，分別接在高壓配電所的兩段母線上。所謂“母線”，就是用來匯集和分配電能的導(dǎo)體，又稱“匯流排”。這種利用一臺(tái)開關(guān)分隔開的單母線結(jié)線形式，稱為“單母線分段制”。當(dāng)一條電源進(jìn)線發(fā)生故障或進(jìn)行檢修而被切除時(shí)，可以閉合分段開關(guān)，由另一條電源進(jìn)線來對(duì)整個(gè)配電所的負(fù)荷供電。

第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷這種具有雙電源的高壓配電所的運(yùn)行方式有兩種：

其一，分段開關(guān)正常情況下是打開的，配電所由兩條電源進(jìn)線供電，當(dāng)一路電源故障時(shí)，通過倒閘操作合上分段開關(guān)，變成一路電源供電；

其二，分段開關(guān)正常情況下是閉合的，整個(gè)配電所由一條電源進(jìn)線供電，通常來自公共高壓配電網(wǎng)絡(luò)；而另一條電源進(jìn)線則作為備用，此時(shí)可從鄰近單位取得備用電源。若采用環(huán)網(wǎng)柜的供電方式，則結(jié)線方式將更為簡(jiǎn)單。

2.只有一個(gè)變電所(或變配電所)的供電系統(tǒng)第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本對(duì)于小型工業(yè)與民用建筑，當(dāng)所需電力容量不大于1000kVA時(shí)，通常只設(shè)一個(gè)將10kV的電壓降為220/380V低壓的降壓變電所，其系統(tǒng)圖如圖1-3所示。這種變電所相當(dāng)于工廠的車間變電所。如果建筑所需電力不大于160kVA，則通常采用低壓進(jìn)線，直接由當(dāng)?shù)氐?20/380V公共電網(wǎng)供電，此時(shí)只需設(shè)置一個(gè)低壓配電所（俗稱“配電間”），通過低壓配電間直接向各建筑物配電。綜上所述，變電所的任務(wù)是接受電能、變換電壓和分配電能；配電所的任務(wù)是接受電能和分配電能。兩者的區(qū)別，在于變電所裝設(shè)有電力變壓器，較之配電所多了變壓的任務(wù)。二、發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的基本知識(shí)第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷電力用戶所需的電力是由發(fā)電廠生產(chǎn)的。但發(fā)電廠大多建設(shè)在能源基地附近，往往離用電負(fù)荷很遠(yuǎn)。為了減少輸電損失，發(fā)電廠發(fā)出的電壓一般要經(jīng)升壓變壓器升壓；而用電負(fù)荷的電壓一般是低壓，因此升壓輸送的電能最后又要經(jīng)降壓變壓器降壓。如圖1-4所示，是從發(fā)電廠到用戶輸送電能的過程示意圖（flash）。

發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的全過程，對(duì)電能本身來說實(shí)際上是在同一瞬間實(shí)現(xiàn)的，這是交流電能的一大特點(diǎn)。點(diǎn)擊添加文本圖1-4從發(fā)電廠到用戶的送電過程示意圖（一）發(fā)電廠第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷水力發(fā)電廠火力發(fā)電廠核能發(fā)電廠風(fēng)力發(fā)電廠地?zé)岚l(fā)電廠潮汐能發(fā)電廠太陽能發(fā)電廠這里只簡(jiǎn)介水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠和核能發(fā)電廠。發(fā)電廠按其利用的能源不同，可分為：水力發(fā)電廠水輪機(jī)發(fā)電機(jī)第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷水流位能機(jī)械能電能水電站的能量轉(zhuǎn)換過程是1汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)鍋爐第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷水電站的能量轉(zhuǎn)換過程是2火力發(fā)電廠和熱電廠燃料化學(xué)能熱能電能機(jī)械能第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷核電站的能量轉(zhuǎn)換過程是核能發(fā)電廠3汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)核反應(yīng)堆核裂變能熱能電能機(jī)械能第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷我國(guó)的電力建設(shè)方針優(yōu)化火電結(jié)構(gòu)把節(jié)約放在首位大力發(fā)展水電開發(fā)與節(jié)約并舉適當(dāng)發(fā)展核電積極減少環(huán)境污染因地制宜開發(fā)新能源同步建設(shè)電網(wǎng)第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷圖1-5是一個(gè)大型電力系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。(flash)由各種電壓的電力線路，將各種發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個(gè)發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體，稱為“電力系統(tǒng)”。

（二）電力系統(tǒng)圖1-5大型電力系統(tǒng)的系統(tǒng)圖第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成損失或影響的程度，分為:（一）電力負(fù)荷的分級(jí)三、電力負(fù)荷指用電設(shè)備或用電單位（用戶）指用電設(shè)備或用戶所消耗的電功率或電流這里所講的電力負(fù)荷是指前者本書中的電力負(fù)荷有兩個(gè)含義：一級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷：在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為“特別重要的負(fù)荷”。例如重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場(chǎng)館、經(jīng)常用于國(guó)際活動(dòng)的大量人員集中的公共場(chǎng)所等用電單位中的重要電力負(fù)荷；以及大型金融中心的防火、防盜報(bào)警系統(tǒng)和重要的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，大型國(guó)際比賽場(chǎng)館的記分系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)等。

1．一級(jí)負(fù)荷

中斷供電將造成人身傷亡時(shí)

中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)

中斷供電將造成公共場(chǎng)所秩序嚴(yán)重混亂時(shí)例如重大設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)時(shí)第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷

中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)

中斷供電將影響重要用電單位的正常工作時(shí)2．二級(jí)負(fù)荷例如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)時(shí)例如交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負(fù)荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場(chǎng)等較多人員集中的重要的公共場(chǎng)所秩序混亂時(shí)。第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷消防用電的負(fù)荷等級(jí)，應(yīng)符合現(xiàn)行的《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045--1995和《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ16--1995的規(guī)定。3．三級(jí)負(fù)荷不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者皆為三級(jí)負(fù)荷。消防電梯火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警消防水泵防排煙設(shè)施自動(dòng)滅火裝置火災(zāi)應(yīng)急照明電動(dòng)防火門窗卷簾民用建筑中第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷（二）各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求

1．一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求一級(jí)負(fù)荷屬重要負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷中“特別重要的負(fù)荷”

應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞，以維持繼續(xù)供電。即兩個(gè)電源應(yīng)來自不同的變配電所或者來自同一變配電所的不同母線。除由兩個(gè)獨(dú)立電源供電外，還應(yīng)增設(shè)“應(yīng)急電源”，并嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)?？勺鳛椤皯?yīng)急電源”的電源有：

獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組

供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專用的饋電線路

蓄電池

干電池2．二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求

第二節(jié)建筑供配電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷3．三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求

三級(jí)負(fù)荷屬不重要負(fù)荷，對(duì)供電電源無特殊要求。二級(jí)負(fù)荷也屬重要負(fù)荷，但其重要程度次于一級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷宜由兩回線路供電，供電變壓器一般也應(yīng)有兩臺(tái)。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時(shí)，二級(jí)負(fù)荷可由一回6kV及以上專用的架空線路或電纜供電。當(dāng)采用架空