建筑供配电及照明 第一章 概论

1、第一章第一章概论概论第一章概论第一节建筑供配电的意第一节建筑供配电的意 义、要求及课程任务义、要求及课程任务第二节建筑供配电系统及第二节建筑供配电系统及其电源和负荷其电源和负荷第三节电力系统的电压第三节电力系统的电压第四节电力系统的中性点第四节电力系统的中性点运行方式运行方式第一节建筑供配电的意义、要求及课程任务(1) 安全安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。(2) 可靠可靠应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。(3) 优质优质应满足电能用户对电压质量和频率质量等方面的要求。(4) 经济经济应使供电系统的投资少，运行费用低，并尽可能地节约电能和有色金属。第二节建筑

2、供配电系统及其电源和负荷第二节建筑供配电系统及其电源和负荷1Z1.tif1.具有高压配电所的工厂供电系统一、建筑供配电系统的基本知识第二节建筑供配电系统及其电源和负荷1Z2.tif2.具有总降压变电所的工厂供电系统第二节建筑供配电系统及其电源和负荷1Z3.tif3.高压深入负荷中心的工厂供电系统4.只有一个变电所或配电所的供电系统第二节建筑供配电系统及其电源和负荷1Z4.tif二、 发电厂和电力系统的基本知识第二节建筑供配电系统及其电源和负荷图1-5只有一个降压变电所的工厂供电系统图第二节建筑供配电系统及其电源和负荷图1-6从发电厂到用户的送电过程示意图1.发电厂(1) 水力发电厂水力发电厂简

3、称“水电厂”或“水电站”。第二节建筑供配电系统及其电源和负荷(2) 火力发电厂和热电厂火力发电厂简称“火电厂”或“火电站”。(3) 核能发电厂核能发电厂又称“核电站”。2.电力系统1Z7.tif第二节建筑供配电系统及其电源和负荷 三、电力负荷三、电力负荷1.电力负荷的分级电力负荷的分级(1) 一级负荷一级负荷符合下列情况之一时，应为一级负荷：中断供电将造成人身伤亡时；中断供电将在政治、经济上造成重大损失时，例如重大设备损坏、大量产品报废、用重要原料生产的产品大量报废以及国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复时；中断供电将造成公共场所秩序严重混乱时。 (2) 二级负荷二级负荷符

4、合下列情况之一时，应为二级负荷：中断供电将在政治、经济上造成较大损失时，例如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需长时间才能恢复、重点企业大量减产时；中断供电将影响重要用电单位的正常工作时，例如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱时。第二节建筑供配电系统及其电源和负荷(3) 三级负荷三级负荷不属于一级和二级负荷者皆为三级负荷。2.各级电力负荷对供电电源的要求各级电力负荷对供电电源的要求(1) 一级负荷对供电电源的要求一级负荷对供电电源的要求一级负荷属重要负荷，应由两个独立电源供电。(2) 二级负荷对

5、供电电源的要求二级负荷对供电电源的要求二级负荷也属重要负荷，但其重要程度次于一级负荷。(3) 三级负荷对供电电源的要求三级负荷对供电电源的要求三级负荷属不重要负荷，对供电电源无特殊要求。第二节建筑供配电系统及其电源和负荷仅当建筑物为高层建筑时，其客梯电力、楼梯照明为二级负荷。此处系指高等学校，科研院所中一旦中断供电将造成人身伤亡或重大政治影响、经济损失的实验室，例如生物制品实验室等。在面积较大的银行营业厅中，供暂时工作用的应急照明为一级负荷。该一级负荷为特别重要负荷。重要通信枢纽的一级负荷为特别重要负荷。第三节电力系统的电压一、概述二、三相交流电网和电力设备的额定电压1.电网(电力线路)的额定

6、电压2.用电设备的额定电压第三节电力系统的电压表1-2我国三相交流电网和电力设备的额定电压分类电网和用电设备额定电压/kV发电机额定电压/kV电力变压器额定电压/kV一次绕组二次绕组低压038040038040066069066069表1-2我国三相交流电网和电力设备的额定电压高压33153，315315，336636，6363，661010510，105105，11138，1575，18，20，22，24，26138，1575，18，20，22，24，2635353856666726110110121220220242330330363500500550第三节电力系统的电压1Z8.tif3.

7、发电机的额定电压4.电力变压器的额定电压第三节电力系统的电压(1) 电力变压器一次绕组的额定电压若变压器直接与发电机相连，如图1-9中的变压器T1，则其一次绕组额定电压应与发电机额定电压相同，即高于电网额定电压5%。图1-9电力变压器的额定电压(2) 电力变压器二次绕组的额定电压变压器二次绕组的额定电压是指变压器在其一次绕组加上额定电压时的二次绕组开路电压(空载电压)。第三节电力系统的电压1) 如果变压器二次侧的供电线路较长(如为较大容量的高压电网)，则变压器二次绕组额定电压一方面要考虑补偿绕组本身5%的电压降，另一方面还要考虑变压器满载时输出的二次电压仍要高于二次侧电网额定电压5%(因变压器

8、处在其二次侧线路的首端)，所以这种情况的变压器二次绕组额定电压应高于二次侧电网额定电压10%，如图1-9中变压器T1。2) 如果变压器二次侧的供电线路不长(例如低压电网或直接供电给高低压用电设备的线路)，则变压器二次绕组的额定电压，只需高于二次侧电网额定电压5%，仅考虑补偿变压器满载时绕组本身5%的电压降，如图1-9中变压器T2。三、电压偏差和电压调整1.电压偏差第三节电力系统的电压1) 电动机为5%。2) 照明：在一般工作场所为5%；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难于满足上述要求时，可为+5%、-10%；应急照明、道路照明和警卫照明等为+5%、-10%。3) 其他用电设备当无特殊规定时

9、为5%。2.电压调整第三节电力系统的电压(1) 正确选择变压器的电压分接头或采用有载调压变压器我国工厂供电系统中应用的610kV电力变压器，通常为无载调压型，其高压绕组有U1N5%U1N的电压分接头，并装设有无载调压分接开关，如图1-10所示。图1-10电力变压器的分接头和分接开关第三节电力系统的电压(2) 降低系统阻抗供电系统中各元件的电压降是与各元件的阻抗成正比的，因此在技术经济合理时，减少系统的变压级数，增大线路截面，或以电缆取代架空线，都能降低系统阻抗，减少电压降，从而缩小电压偏差的范围。(3) 尽量使三相负荷平衡在三相四线制系统中，如果三相负荷分布不均衡，则将使负荷端中性点的电位偏移

10、，造成有的相电位升高，从而增大线路的电压偏差。(4) 合理地改变系统的运行方式在生产为一班制或两班制的工厂中，在工作班的时间内，负荷重，往往电压偏低，因而需要将变压器高压绕组的分接头调在-5%UN的位置。第三节电力系统的电压(5) 采用无功功率补偿装置由于系统中存在大量的感性负载(如感应电动机、高频电炉、气体放电灯等)，加上系统中感抗很大的变压器，从而使系统产生大量相位滞后的无功功率，降低功率因数cos，增加系统的电压降。四、电压波动和闪变及其抑制*1.电压波动和闪变的概念2.电压波动和闪变的抑制(1) 采用专线或专用变压器供电对大容量的冲击性负荷如电弧炉、轧钢机等，采用专线或专用变压器供电是

11、降低电压波动对其他设备影响的最简便有效的办法。第三节电力系统的电压(2) 降低线路阻抗当冲击性负荷与其他负荷共用供电线路时，应设法降低供电线路的阻抗，例如将单回路改为双回路供电，或者将架空线路供电改为电缆供电等，从而减少冲击性负荷引起的电压波动。(3) 选用短路容量较大或电压等级较高的电网供电对大型电弧炉的炉用变压器由短路容量较大或电压等级较高的电网供电，也能有效地降低冲击性负荷引起的电压波动。(4) 采用静止补偿装置对大容量电弧炉及其他大容量冲击负荷，在采取以上措施尚达不到要求时，可装设能“吸收”冲击性无功功率的静止补偿装置SVC (Static Var Compensator)。五、高次谐

12、波及其抑制*1.高次谐波的概念第三节电力系统的电压1Z11.tif(1) 大容量的非线性负荷由短路容量较大的电网供电电网的短路容量越大，它承受非线性负荷的能力越强。第三节电力系统的电压(2) 三相整流变压器采用Yd或Dy联结这种联结可以消除3的整数倍的高次谐波。(3) 增加整流变压器二次侧的相数整流变压器二次侧的相数增多，整流脉冲数也随之增多，其次数较低的谐波分量被消去的也越多。(4) 装设分流滤波器分流滤波器又称调谐滤波器，由能对需要消除的各次谐波进行调谐的多组RLC串联谐振电路所组成，如图1-11所示。(5) 装设静止补偿装置(SVC)对大型电弧炉和硅整流设备，亦可装设SVC来吸收高次谐波电流，以减小这些用电设备对系统产生的谐波干扰。第四节电力系统的中性点运行方式一、概述图1-12低压配电的TN系统第四节电力系统的中性点运行方式图1-13低压配电的TT系统第四节电力系统的中性点运行方式图1-14低压配电的IT系统二、中性点不接地的电力系统第四节电