建筑电气第三章.ppt

3电力和配电系统、目录、3.1负荷分类和电源要求、1、电力系统的基本概念电力是发电厂生产的，最终从变电站、配电发送给用户。但是，大部分发电厂都建在远离电力的能源基地附近，经常需要通过电力线路给用户。为了减少输电线路电力损失，在电力输送时加速，利用高压输电线路向用户输送电力；为了满足用户对电压的要求，在传送给用户后，用户必须通过降级，并合理地将电力分配给用户或生产现场的各个电气设备，如图所示。供配电系统，3.1负荷分类和电源要求，3.1负荷分类和电源要求，(1)供配电基本要求中国电力法规定：“电力生产和电网运行必须遵循安全、可靠、高质量、经济的原则。电网运行要持续稳定，保证电源的可靠性。此外，国家还规定：“为了电力供应和使用，实行安全用电、计划用电管理的原则。”因此，供电和配电建筑的基本要求是安全、可靠、质量、经济、合理的。安全：在供电、分配和使用时，要避免个人事故和设备事故，实现电源安全。可靠性：发电、供电系统正常运行时，必须不间断地为用户供电。质量：必须满足用户对电能质量的要求。3.1负荷分类和电力要求，经济：对电力供配电系统的投资少，运营成本低，最大限度地节约电力和有色金属消耗。在供电系统中，必须采用符合当前国家标准的高效、能耗低、性能领先的电气产品，不能采用明确淘汰的产品。合理：在供配电工作中，要合理处理局部和全局、当前及长期等关系。要兼顾局部利益和当前利益，但要根据总体考虑、优先供应选择的原则，做好供配电工作。为了提高电力的可靠性和经济性，通过电网并行运行各发电站，形成庞大的共同动力系统。在所有类型的发电厂中，发电机、增压变压器、输电线路和各、3.1负荷分类和电源要求，连接各电力设备组的统一整体电力系统是完整发电、输电、变电站、配电和电力使用的电力系统。2、电力系统配置电力系统是由发电、输电、变电站、配电和电力使用组成的电力生产和消费系统。其功能是通过发电装置将自然界的第一次能源转换为电力，然后通过输电、输电、配电等向每个用户供电。为了实现这些功能，电力系统在各个方面都有相应的信息和控制系统，通过电力生产过程的测量、调整、控制、保护、通信和调度，确保安全、经济、优秀的电力供应。3.1负荷分类和电源要求，电力系统的主要结构是电源(水电站、火电厂、核电站等)、变电站(增压变电站、负荷中心变电站等)、输电线和负荷中心。此外，每个电源都连接在一起，可以在不同地区之间进行电源交换和调节，从而提高电源的安全性和经济性。由输电线路和变电站组成的网络通常称为电力网。电力系统的信息和控制系统由多种检测设备、通信设备、安全设备、自动控制设备和监控自动化、调度自动化系统组成。电力系统的结构必须以高新技术设备和高经济性为基础，保证电力生产和消费的合理协调。一般结构如图所示。3.1负荷分类和电源要求，3.1负荷分类和电源要求，(1)发电设备和电气设备以外的电力网络电力系统部分。电力网络包括传输、变电站和分配三个方面。将分散在广大地区的发电站和用户捆绑在一起，将中央生产的电力发送给数万户分散的电力使用者。结构：电网的主要配置是电力线、变电站和换流站。功能分类，包括输电线、地区电网、联络线、配电网。电力网络、电力系统和电力系统之间的关系如图所示。3.1负荷分类和电源要求，3.1负荷分类和电源要求，网络互连：电源网络通过联络线连接区域电力系统的技术措施。网络连接可以获得多种技术和经济优势。通过区域电能相互支持，可以大大提高电源的可靠性，减少设备事故导致电源中断的备用容量。可以更合理地配置电力，减少联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合电力系统中发电设备的总容量。各个负荷在整个系统负荷中的比例减少，从而降低了对系统电能质量的影响。联合系统的总容量减少了单个发电机组开放、3.1负荷分类和电源要求、停止、甚至故障、对系统的影响，因此可以使用单个机器容量更大的高效装置。多种类型的发电设备(水电站、核电站、火电厂、抽水蓄能电站等)更合理、最大限度地利用，可以提高运营的经济性。利用不同地区的气候差异、时间差异、更合理的发展特性及电气特性交换电力。如果网络结构合理，日程控制得当，可以提高整个系统的稳定性。另一方面，由于网络连接，系统规模越来越大，相互之间的影响也越来越高，对系统的结构、控制手段配备、通信设施的完善、联络线运行监控和控制、系统运行时间表等提出了更高的要求。3.1负荷分类和电力要求，(2)发电站，又称发电站，将埋在自然中的各种主要能源转换为电能(二次能源)的工厂。发电站根据使用的能源分为水力发电站、火力发电站、核电站、风力发电站、太阳能发电站、地热发电站、潮汐发电站等。(3)变电站：电力验收、电压转换、配电。枢纽变电站、中间变电站、终端变电站(4)配电站：电力验收、配电(5)电力线：架空线路、电缆架空线路：绝缘导线、裸电线、3.1负荷分类和电源要求，3，建筑供配电系统及其配置电源系统提供的电力(1)有高压配电所的大型大型建筑，有总电阻变电站，将35 220 kv电压降低到6 10kv电压，为各建筑物小型变电站供电，小型变电站将6 10kv降低到220/380V电压，为低压电气设备供电。3.1负荷分类和电源要求，中等规模建筑设备电源，一般电源输入线6 10kv，高压配电站后，将电力分成高压配电站，分别传输到各建筑变电站，220/380V低压，电源。3.1负荷分类和电源要求，(2)只有一个变电站(或变电站)的电源系统小型建筑设施电源，如果所需功率容量大于1000kVA，一个变电站通常从6 10kv降低到220/380V。如果建筑物所需容量大于160kVA，则通常使用低压电源直接为区域220/380V公共电网供电，因此工厂只需要低压配电室，如下图所示。使用电力作为低压电源的能源来源的小型工厂电源和用户，即电力突然中断时产生的损失和影响程度不同。损失或影响越大，对电源可靠性的要求就越高。因此，必须对电源负载进行分类，并使用不同的电源方法应对不同等级的电源负载。我国的GB50052-95 供配电系统设计规范根据电力负荷对电力的可靠性和电源中断造成的损失或影响程度，定义为3个等级：3.1负荷等级和电源要求、3.1负荷等级和电源要求、1、1级负荷1级负荷1级负荷在电力中断的情况下会造成人员伤亡，在经济上和政治上具有重大的危害，具有重大经济和政治意义的电力设备的正常工作人员停电导致重大产品报废、设备损坏、重要交通、通信枢纽、信息中心、国营酒店、大型体育建筑、大量经常用于国际活动的人员集中的公共场所的重要电力负荷等。JGJ/T16-2008 民用建筑电气设计规范法规：国家政府办公大楼主要办公室、会议室；电视台、电视台直接播出的电视演播厅、中心室；特殊、一流剧场舞台照明、电声设备；一、二级酒店宴会厅、餐厅、高级房间；科研机构、高校重要实验室电源；县以上医院急诊室、手术部、婴儿室；高层建筑消防泵、烟雾控制设施、长廊照明、梯子电源、变频调速(恒压供水)、3.1负荷分类和电源要求、家用泵电源等属于一级负荷。在一级负荷下中断供电会导致爆炸、中毒、火灾等情况的负荷，在不允许停电的特别重要的地方，在一级负荷下被归类为特别重要的负荷。2.二次负载二次负载被定义为电力供应中断会造成经济和政治上的巨大损失，影响重要电气装置的正常工作人员。停电造成的主要设备损坏、大量产品报废导致大型电影剧场、大型购物中心等大量人员集中的重要公共场所的秩序混乱等。3.第三次负荷第三次负荷定义为不属于第一次和第二次的电力负荷。1.一级负载的电源会导致一级负载的电源中断，从而导致严重后果，必须由双电源供电。如果一个电源出现故障，另一个电源不会同时受到影响并损坏，这样才能继续通电。考虑到电网的实际情况，故障时电源全部丢失，可能会发生停电事故。因此，在一级负载下，特别重要的负载，除了电网供应的两个电源外，还应增设紧急电源，严禁将额外负载连接到紧急电源系统，以确保电源的可靠性。3.1负载分类和电源要求、3.1负载分类和电源要求、3.1负载分类和电源要求、应急电源定义为用作应急电源系统一部分的电源。可以用作紧急电源的有电池、独立于正常电源的发电机组、独立于供电网络正常电源的专用供电线路等。二次负载的电源要求必须使用双电路电路电路为二次负载供电。如果地区电源条件困难或负载低，次要负载可能由单周期6KV以上电压等级的专用架空线路或电缆提供。单个电缆线路通电后，将应用两条电缆组成的线路，每条电缆可以承受100%的辅助负载。请参阅表3.1，其中列出了我国对电力系统和设备的标准电压。电力系统的发电、输配、正常运行的电气设备的电压必须符合额定电压。标准电压是电压等级系列。在电力系统中，一般称1000V以下、1000V以上至35kV为中压，35kV以上至220kV为高压，220kV以上为EHV。3.2电压和电压质量，3.2电压和电压质量，1 .电压偏差的概念电压偏差定义为实际工作电压与系统公称电压偏差的相对值的百分比。即：(3-1)电压偏差实际上导致电压长期偏离公称值，对设备的正常运行产生重大影响。例如，如果实际工作电压低于公称值(低电压)，则作为动力的感应电动机的转矩减少、电流增加、温度升高会降低工作效率，影响产品质量，缩短电动机寿命。气体放电灯容易或反复点火，降低照度等。实际运行功率、3.2电压和电压质量、3.2电压和电压质量、电压高于公称值(过电压)时，电气光源的照度增加，但寿命缩短。感应电动机电流将增加，温度增加，绝缘损坏，缩短电机寿命；会永久损坏电子产品的绝缘。2.电压偏差的允许值需要这样说明电压偏差的允许范围。我国GB/T12325-2008标准中规定。220V单相电源电压的允许偏差范围为标称电压的7%、-10%、20kV以下三相电源电压的允许偏差为标称电压的7%、35kV以上供应电压的正负偏差绝对值之和，要求不超过标称电压的10%(如果上下偏差均为正值或负值，则为最大绝对值)。此外，电源距离长、短路容量小、电压偏差有特殊要求的用户可以通过电源双方协商解决。3.2电压和电压质量，3 .调整供配电系统的供配电系统经常会因潮流重新分配、工作方式改变等原因，造成供电电压的大偏差。为了满足电气装置的电压要求，必须采取调整电压的措施。典型的电压调节方法包括：(1)电源变压器电压调节普通电源变压器有一个励磁电压调节装置，称为分接开关。将高压绕组连接到分接开关上的电压分断连接器。可以通过修改电压拆分连接件的位置来调节电压，但只能在变压器未完全充电的情况下进行调整。如果对电压调节的要求高，需要经常使用负载电压调节器的话，可以使用负载电压调节器。3.2电压和电压质量，(2)感应电动机、电源变压器、接触器、继电器、焊机、带电感镇流器的气体放电灯等多种感性负载，减少供电和配电系统中使用无功补偿产生的相位歇斯底里症，增加电压损失。利用并联电容器补偿感应无功，可以减少系统电压损失，提高电压水平。安装在变电站后，利用分组切换方式，可以对供电范围实施中心电压调节功能。串行电容补偿，取决于线路负荷的变化，可用于具有自调节能力的配电网的本地电压调节。3.2电压和电压质量，(3)消除辅助负载，增加供电线路导线截面，缩短供电线路，缩短电源距离，提高供电线路的功率因数，代替架空线路的阻抗相对较小的电缆线路，三相负载平衡等其他电压调节方式也可以有效地改善电压偏差。1 .电压波动和闪存概念以及危险电压波动表示栅格电压的rms (rms)值的连续波动或连续变化。闪光灯是电光源的照度变化刺激人眼的主观感觉，是在一定时间内作用于光源的可变电压的累积效果。供配电系统的负载急剧变化可能导致电压波动。各种短路故障会引起负荷突变，电压会大幅度波动。轧机、电炉、焊机、大厦的电梯等正常运行时不稳定的负荷会引起供电和配电系统的电压波动。3.2电压和电压质量，3.2电压和电压质量，电压波动会导致电机速度不均匀，影响产品质量；自动控制装置故障，异常计算机电子信息系统操作，硬件损坏，引起人的视觉不便和疲劳，产生影响工作和学习的照明闪光。对电压波动敏感的精密仪器实验结果等产生影响。2.电压波动的计算和极限电压波动是对电压波动大小的测量，表示电压平均平方(有效)值曲线中两个相邻极值电压的差异，以栅格公称电压UN的百分比表示。(3-2)表达式：电压平均平方(有效)值曲线中两个相邻极值电压的差值。系统标称电压。、3.2电压和电压质量，国家标准GB/T12326-2008规定了用户在电力系统公共连接点处发生的电压变化的限制。请参阅表3.2。公共连接点(PCC)是电源系统中一个或多个用户的连接位置。，可以通过公式计算表3.2电压变化限制、3.2电压和电压质量以及实际负荷引起的电压变化值。三相负荷的有效、无功变化、系统发生的电压变化如下。(3-3)表达式：分别是电网的等效电阻和电抗。考虑了高压电网，因此上述公式简化为(3-4)式：在共同连接点的正常小型运行模式下的短路容量。最大段落容量乘以0.7即可使用。如果负荷波动是无功功率的变化量，则三相平衡负荷的电压变化简单计算为、3.2电压和电压质量、(