工程用电负荷等级的划分

/用电负荷的划分一、负荷分级

由于不行能对全部的用电单位和用电设备都实行相同的供电措施，所以供配电设计应首先对用电单位和用电设备进行负荷分级。负荷分级应依据用电单位（即电能用户）和用电设备的规模、功能、性质及其在政治、经济上的重要性进行确定。负荷分级的目的和意义在于依据不同的负荷级别确定用电单位和用电设备的供电要求和供电措施，以保证供电系统的平安性、牢靠性、先进性和合理性。国际上普遍的做法是将负荷按应急电源自动切换的允许中断供电时间划分为0s、小于0.15s、0.5s、15s和大于15s五个级别，而我国则是沿用前苏联的做法，按用电单位或用电设备突然中断供电所导致后果的紧急性和严峻程度分为一、二、三级。1．1符合下列一种或几种条件者，应划分为一级负荷：（1）中断供电将造成人身伤亡者。例如医院手术室的照明及电力负荷、婴儿恒温箱、心脏起搏器等单位或设备。

（2）中断供电将在政治、经济上造成重大损失者。例如国宾馆、国家级会堂以及用于担当重大国事活动的场所，中断供电将造成重大设备损坏、重大产品报废、连续生产过程被打乱须要长时间才能复原的重点企业、一类高层建筑的消防设备等用电单位或设备。

（3）中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作者。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、不低于四星级标准的宾馆、大型体育场馆、大型商场、大型对外营业的餐饮单位以及经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等重要用电单位或设备。

（4）中断供电将造成公共秩序严峻混乱的特别重要公共场所。例如大型剧院、大型商场、重要交通枢纽等。

对于重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及担当重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心、经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或者中断供电将会发生爆炸、火灾、严峻中毒以及特别重要场所中不允许中断供电的一级负荷为特别重要负荷。

1．2符合下列一种或几种条件者，应划分为二级负荷：

（1）中断供电将造成较大政治影响者。例如省部级办公楼、民用机场中处特别重要和一般一级负荷外的用电负荷等。

（2）中断供电将造成较大经济损失者。例如中断供电将造成主要设备损坏、大量产品报废的企业、中型百货商场、二类高层建筑的消防设备、四星级以上宾馆客房照明等用电单位或用电设备。

（3）中断供电将影响正常工作的重要用电单位或用电设备。例如小型银行（储蓄所）、通信枢纽、电视台的电视电影室等。

（4）中断供电将造成公共秩序混乱的较多人员集中的公共场所。例如丙级影院剧场、中型百货商场、交通枢纽等用电单位或用电设备。

1．3不属于一级负荷和二级负荷的用电单位或用电设备为三级负荷。

1．4人防工程负荷分级

人防工程用电负荷应分别按平常和战时用电负荷的重要性、供电连续性及中断供电后可能造成的损失或影响程度分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。平常用电负荷分级，应同时满足《人民防空地下室设计规范》和地面同类建筑国家现行有关标准之规定。战时用电负荷分级，应符合下列规定：

（1）一级负荷

①中断供电将危及人员生命平安；

②中断供电将严峻影响通信、警报的正常工作；

③不允许中断供电的重要机械、设备；

④中断供电将造成人员秩序严峻混乱或恐慌；

（2）二级负荷

①中断供电将严峻影响医疗救援工程、防空专业队工程、人员掩蔽工程和配套工程的正常工作；

②中断供电将影响生存环境；

（3）三级负荷：除一、二级负荷外的其它用电负荷。

1．5由于各行业的各类负荷很多，通用性规范只能对负荷分级作原则性规定，详细行业中负荷等级详细的划分需在相应行业标准中规定。常用的重要用电负荷分级（含人防战时负荷分级）注：我国的用电负荷只有一、二、三共三个负荷等级。表格中“一级（特）”表示一级负荷中的特别重要负荷，它也属于一级负荷，不能将其和一、二、三级负荷并列为第四种负荷级别。

关于负荷分级须要留意以下几点：

（1）用电单位（建筑物、群）的负荷级别由该建筑物的规模、性质、功能及单位内各类用电设备的负荷等级共同确定。对建筑内部的最高等级用电设备而言，其负荷级别可能和该建筑物的负荷等级相同，也可能高出一级（例如当某建筑内一级负荷设备用电量很小时，经技术经济比较后该建筑物可能按二级负荷用户供电）。电气工程师应首先依据建筑专业供应的设计资料并会同建筑专业共同确认一项建筑工程的建筑类别和等级，然后比照负荷等级划分表确定电能用户（用电单位）及用电设备的负荷等级，当某种用电负荷在通用性和专项性负荷等级表的负荷级别相冲突时，应按等级较高者划分执行。表中未列出的负荷可以类比确定负荷等级。

（2）表中所列序号1～3分别为一类高层建筑、二类高层建筑和非高层建筑的通用性负荷等级划分，其它则为专项性负荷等级划分。

（3）当主体建筑内有特别重要的一级负荷（即所谓的特别重要负荷）时，和特别重要负荷相关的空调负荷应划为一级负荷；当主体建筑内有一级负荷时，和一级负荷有关的主要通道照明应为一级负荷，二级负荷用电单位同理类推；主体建筑内有大量一级负荷设备时，其附属的锅炉房、冷冻站、空调机房的电力和照明应为二级负荷；重要电讯机房的电源为一级负荷，其沟通电源的负荷级别应和该用电单位的最高等级的电力负荷相同；表7-1中列为一级负荷的电子计算机及其系统机房和已记录的媒体存放间的应急照明应为一级负荷。

（4）民用建筑中消防用电的负荷等级，应符合国家现行的《供配电系统设计规范》、《高层民用建筑设计防火规范》、《建筑设计防火规范》等相关规范的规定。一类和二类高层建筑的消防用电应分别按一级和二级负荷要求供电，非高层民用建筑的消防用电除表7-1所列项目及专项设计规范另有规定外均可按三级负荷要求供电。

（5）非高层住宅（包括底部设置商业服务用房的非高层住宅）的电梯电力应为三级负荷。

（6）飞机库、冷库、煤炭工业矿井、殡仪馆等用电单位（电能用户）及其用电设备的用电负荷级别参见有关现行的行业或专业设计规范，对无明确规定的较重要的用电负荷，应和有关部门共同协商确定其负荷等级。

1．6规范中关于负荷分级的几个问题

（1）关于医院：相关规范用词是县级及县级以上的医院，设置这种前提条件有所不妥，因为有些县级以下的医院同样有手术部、CT扫描室等重要用电负荷。编者认为取消县级及县级以上的附加条件为好，最至少应当依据医疗机构的分级方法，用“二级”取代“县级”或将二者并列。

（2）关于旅馆饭店：关于旅馆分级，现行规范多是套用《旅馆建筑设计规范》JGJ62-90的提法，将旅馆建筑由高至低划分为一、二、三、四、五、六级6个建筑等级。由于JGJ62-90制定和实施较早，当今社会经济得到长足的发展，国际和国内社会普遍用星级来划分等级，故本书将“星级”提法列入旅游建筑划分等级表。

（3）关于排污泵和航空障碍标记灯：规范规定一类高层建筑的排污泵和航空障碍标记灯应按一级负荷要求供电，二类高层建筑的排污泵和航空障碍标记灯应按二级负荷要求供电；由于变配电房、柴油发电机房、消防水泵房内及消防电梯机坑内的排污泵、变配电设备机房所在地下层的排污泵（人防口部排污泵除外），以及航空障碍标记灯在火灾状况下也不能断电，所以可以考虑将其划归消防设备，由屋顶消防专用电源箱供电。

（4）关于生活水泵：为避开生活水泵负荷级别过低导致火灾发生时生活用水过早被切断，可能因此“延误战机”，酿成严峻后果，因此可以考虑一类和二类高层建筑的全部生活水泵分别按一级和二级负荷供电。

二、各级负荷的供电要求及其供电措施

2．1几个重要的基础概念或问题

（1）．用电单位和用电设备：用电单位即负荷用户，用电单位的供电要求和措施都是依靠于外部电源条件的，其负荷等级是对引入外部电源或供电线路供电牢靠性的要求；用电设备的供电要求及供电措施则主要依靠于单位内部的电源条件，其负荷等级是对该单位外部及内部电源和供电线路牢靠性的要求。最末一级配电装置是指用电设备旁边的直配电源箱或设备限制箱。

（2）．双电源和双回路:①双电源是指相对相互独立的两个电源。对负荷用户或负荷设备而言所谓的双电源包含着两层意思：一是双电源，二是回路（可能距离会很短，例如自带蓄电池的应急灯）；它既强调两个电源的相互备用或一用一备，又强调两回线路的相互备用或一用一备。②双回路则只是指两回线路，它只强调供配电线路的相互备用或一用一备，它对电源无要求，即指此双回路可以由一个公共的电源供电，也可以由两个不同的电源供电。

（3）．配电箱、双切箱、双切配电箱、限制箱、配电限制箱及双切配电限制箱（盘、柜）：①配电箱是强调对电能进行“一进几出”式支配的配电装置；②双切箱是用于对双电源或双回路在主电源或主回路故障时将用电负荷切换到其次电源或其次回路的一种配电装置，仅强调切换；③双切配电箱既强调切换又强调支配的配电装置；④限制箱主要强调其对受控设备的限制功能；⑤配电限制箱既强调支配电能，又强调限制受控设备的功能；⑥双切配电限制箱在强调双切及电能支配的同时还强调限制功能。国家规范和标准图集基本未对这些概念详加区分，但读者应有此相关概念。

（4）．同一级别的负荷，消防设备和非消防设备的供电要求是不同的：一级消防负荷要求接受相互独立的双电源供电，且双电源在最末一级配电装置处自动切换；二级消防负荷要求接受双回路供电（有条件时宜接受双电源），且双回路在最末一级配电装置处自动或手动切换，也就是要求一、二级消防负荷必需在最末一级配电装置处“双切”（对三级消防负荷的电源和回路数量不做要求）。非消防负荷则不论其负荷等级为一级或是二级，都不要求必需在最末一级配电装置处进行“双切”，非消防二级负荷甚至不要求必需接受双回路供电。当经济技术条件允许时，一、二级非消防负荷也应在末端配电装置处“双切”；无条件时，非消防一、二级负荷可以在负荷旁边适当的配电点进行“双切”后用专线送到用电设备或者用电设备的限制装置上即可。另外，不论是一级还是二级消防负荷，规范均强调其供电回路的专用性，即从低压配电室（或建筑物的第一级配电装置处）起直至最末一级配电装置处始终要和非消防配电线路严格独立分开（亦即不得把非消防设备接入消防专用回路）。

应当留意一、二级负荷对“双切”的时间和是否必需接受自动切换的要求不同。

（5）．不同等级的负荷不应混接于同一供电回路。为特别重要一级负荷供电的回路中严禁接入其它级别的负荷，为一般一级负荷或二级负荷供电的回路中不应其他级别的负荷。

（6）．各级负荷用户的低压配电系统构成均应简洁牢靠，尽量简约配电级数（对电能进行一次支配算一个配电级数，一般一个“配电路由”上经过n个配电箱即可视为配电级数为n）。一般状况下，一级负荷设备的配电级数不应超过三级，二级负荷设备的配电级数不宜超过三级，三级负荷设备的配电级数不宜超过四级。

（7）．为避开发生倒送电等各类事故，用电单位的自备电源和电力系统电源之间必需实行防止其并列运行的机械联锁或电气连锁的技术措施。自备电源的容量一般均可按仅满足一、二级负荷的须要选取。

2．2一级负荷的供电要求及其供电措施

2．2．1.一级负荷的供电要求：

一级负荷应由两路电源供电，当一路电源发生故障时，另一路电源不应同时受到损坏（即两路独立电源）。特别重要的一级负荷，应考虑在第一路电源检修或故障的同时其次路电源也发生故障的可能性，所以除由独立双电源供电外，尚应增设第三路应急电源。当一级负荷用户的一路电源或线路故障时，其次路电源或线路应能承担该单位的全部一级负荷及一级负荷中的特别重要负荷。特别重要一级负荷用户变电站内的低压配电系统中应设置专供一级负荷及特别重要一级负荷的应急供电系统（包括一般一级负荷及特别重要一级负荷），此系统严禁接入中其他级别的用电负荷。

2．2．2一级负荷用户及一级负荷设备的供电措施：

（1）一级负荷应由两路独立电源供电，这两路电源不应同时发生故障，每路电源均应有担当本用户全部一级负荷的实力。事实上，因地区大电网在主网上是并网的，所以用电单位无论从电网取几回路电源进线都无法得到严格意义上的两个独立电源，电网的各种故障可能引起全部电源进线同时断电。因此，一般对用电单位从电网取得双电源的要求是一种非严格意义上的相对独立的两路电源。

独立双（三）电源是指当其中任一回路电源因检修或事故而中断供电时，其它电源不会因此受到影响，能够接着供电的两路或三路电源。凡满足下列条件之一者均可视为满足一级负荷供电要求（其中的任一项所指的双电源均可视为独立双电源）：

①两路电源分别来自不同发电厂（包括自备电厂）的电源回路。

②两路电源分别来自不同变电站的电源回路。

③两路电源分别来自不同发电厂和变电站的电源回路。

④两路电源分别来自不同发电厂和区域变电站。

⑤两路电源分别来自不同的区域变电站。

⑥两路电源回路来自同一区域变电站的不同母线段。

⑥两路电源分别来自一路高压电源和自备发电机（或UPS或EPS）

⑦两路电源分别来自一路高压电源和一路取自市政或邻近单位的低压电源

（2）当地电业部门规定或要求一级负荷用户设置自备电源，或者一级负荷用户只具备一路外部电源条件时应设置自备电源（视工程及负荷状况选用柴油发电机组或EPS等）；一级负荷用户当具有两路外部电源条件时，假如此两路电源非严格独立，则“宜”设置柴油发电机组或EPS等自备电源；一级负荷用户常年有稳定的余热、废气或压差可供发电，或者因处于偏远地区、远离电力系统等缘由，经技术经济比较，设置自备电源比从电力系统取得其次路电源合理时宜设置自备电源。

（3）一级负荷用户变电站内的高压配电系统和低压配电系统均应接受单母线分段、分列运行，互为备用的做法。

（4）依据一级负荷容量大小选用适当的供电方式。当一级负荷容量较大（一般以200KW为参考点）或有10kV用电设备时，在电网条件允许的状况下应接受两路10kV、20kV或35kV电源供电。当一级负荷容量较小时，应优先从电力公网或友邻单位取得其次路低压电源，亦可接受快速自启动自备发电机组（一般为柴油发动机组）。当一级负荷仅为照明或电信负荷等弱电负荷时，宜接受UPS或EPS作为备用电源。

（5）特别重要负荷用户，在具备两路市网电源条件的状况下，一般应依据特别重要负荷容量大小再设快速自启动自备发动机组或UPS或EPS。也可以接受三路电源均取自电力系统的供电方案。

（6）下列电源可作为应急电源（其启动指令必需由正常电源主开关的帮助接点发出），应经技术经济比较选用其中的一种或几种的组合：

①独立于正常电源的自备发电机组或公用发电机组；

②电力网中有效地独立于正常电源回路的专用供电回路；

③UPS或EPS。

（7）应依据用电负荷对允许中断供电时间的要求选用不同的应急电源（技术比较）：

①允许中断供电时间为30s以上时，可接受一般非快速自动起动的应急发电机组；

②允许中断供电时间为15～30s时，可接受在线式快速自动起动的应急发电机组；

③允许中断供电时间为1.5～15s时，可接受带有自动投入装置的独立于正常电源回路的专用供电回路;

④允许中断供电时间为0～1.5s时，可依据详细状况接受牢靠的EPS或UPS等。

2．3二级负荷的供电要求及其供电措施

2．3．1二级负荷的供电要求：

二级负荷的供电系统应做到当电力变压器或供电线路发生常见故障时不致于中断供电或中断供电后能快速刚好复原供电。二级负荷宜由两回线路供电。在负荷较小或地区