建筑供配电与照明课件八

课题1

供配电系统基本知识1.1供配电系统概述1.2额定电压及供电质量1.3电力系统中性点运行方式1.1供配电系统概述电能是现代人们生产和生活的重要能源。建筑供配电就是指建筑所需电能的供应和分配问题。

电力系统是由发电厂、电力网和电能用户组成的一个发电、输电、变配电和用电的整体。图1.1所示是电力系统的组成。电力系统中的各级电压线路及其联系的变配电所，称为电力网。1.1.1电力系统的基本概念及组成1.发电厂发电厂是生产电能的工厂，它是把非电形式的能量转换成电能。发电厂的种类很多，一般根据所利用能源的不同分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂。此外，还有风力、地热、潮汐、太阳能等发电厂。2.变、配电所变电所是接受电能、变换电压和分配电能的场所，由电力变压器和配电装置组成。变电所按变压的性质和作用又可分为升压变电所和降压变电所两大类。升压变电所的任务是将低电压变换为高电压，以利于电能的传输。降压变电所的任务是将高电压变换到一个合理的电压等级，一般建在靠近用电负荷中心的地点。3.电力线路电力线路又称输电线。电力线路的作用是输送电能，并把发电厂、变配电所和电能用户连接起来。电力线路按其用途及电压等级分为输电线路和配电线路。电压在35kV及以上的电力线路称为输电线路；电压在10kV及以下的电力线路称为配电线路。电力线路按其架设方法可分为架空线路和电缆线路；按其传输电流的种类又可分为交流线路和直流线路。4.电能用户电能用户又称电力负荷。在电力系统中，一切消费电能的用电设备均称为电能用户。用电设备按其用途可分为动力用电设备(如电动机等)、工艺用电设备(如电解、电镀、冶炼、电焊、热处理等)、电热用电设备(如电炉、干燥箱、空调器等)、照明用电设备和试验用电设备等，它们将电能转换为机械能、热能和光能等不同形式，以满足生产、生活的不同需要。图1.1电力系统的组成

建筑供配电系统是指所需的电力能源从进入建筑物（或小区）开始到所有用电设备终端的整个电路。建筑供配电系统由总降压变电所(或高压配电所)、高压配电线路、分变电所、低压配电线路及用电设备组成。1.1.2供配电系统的组成1.二次变压的供电系统大型建筑群和某些负荷较大的中型建筑，一般采用具有总降压变电所的二次变压供电系统，如图1.2所示。图1.2二次变压供电方式2.一次变压的供电系统(1)具有高压配电所的一次变压系统一般中型建筑或建筑群多采用6～10kV电源进线，经高压配电所将电能分配给各分变电所，由分变电所将6～10kV电压降至380/220V，供低压用电设备使用。同样，高压用电设备直接由高压配电所的6～10kV母线供电，如图1.3所示。(2)高压深入负荷中心的一次变压系统对于某些中小型建筑或建筑群，如果本地电源电压为35kV，且各种条件允许时，可直接采用35kV作为配电电压，将35kV线路直接引入靠近负荷中心的变电所，再由车间变电所一次变压为380/220V，供低压用电设备使用，如图1.4所示。(3)只有一个变电所的供电系统对于小型建筑或建筑群，由于用电较少，通常只设一个将6～10kV电压降为380/220V电压的变电所，如图1.5所示。3.低压供电的小型供电系统某些小型建筑或建筑群也采用380/220V低压电源进线，只需设置一个低压配电室，将电能直接分配给各低压用电设备使用，如图1.6所示。图1.3具有高压配电所的供电系统图1.4高压深入负荷中心的一次变压系统图1.5只有一个降压变电所的供电系统(a)装有一台电力变压器;(b)装有两台电力变压器图1.6低压进线的小型供电系统

（1）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）可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。

（3）优质应满足电能用户对电压质量和频率等方面的要求。

（4）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减少有色金属的消耗量。1.1.3供配电的基本要求1.2额定电压及供电质量1.2.1额定电压

所谓额定电压，就是用电设备、发电机、变压器正常运行并具有最经济的工作电压，也就是正常情况下所规定的电压。国家标准规定的三相交流电网和电气设备的额定电压如表1.1所示（见P5）。1.电力线路的额定电压电力线路的额定电压等级是国家根据国民经济发展的需要及电力工业的水平，经全面技术经济分析后确定的，它是确定各类用电设备额定电压的基本依据。2.用电设备的额定电压用电设备运行时，电力线路上要有负荷电流流过，因而在电力线路上引起电压损耗，造成电力线路上各点电压略有不同，如图1.7所示。但成批生产的用电设备，其额定电压不可能按使用地点的实际电压来制造，而只能按线路首端与末端的平均电压即电力线路的额定电压UN来制造。所以用电设备的额定电压与同级电力线路的额定电压是相等的。3.发电锣机的蓬额定亩电压由于复同一热等级拔电压多的线六路允因许电委压损质耗为±5％，即遮整个线帐路允许荷有10％的电俯压损耗僚，因此抹，为了梳维持线芝路首端秀与末端沿平均电抢压的额海定值，堂线路首俱端(电源端)电压应摩比线路塞额定电俩压高5％，孝而发赢电机培是接挑在线窗路首分端的涝，所顽以规疑定发坝电机莫的额咸定电凭压高拥于同镰级线按路额己定电军压5％，用允以补偿冲线路上话的电压讽损耗，如图1.权7所示。4.电力变印压器的旋额定电弄压（1）变压栗器一次凡绕组的导额定电武压当变蒸压器武直接弦与发初电机越相连两，如图1.8中变压甘器T1，则谁其一朝次绕详组的骑额定篇电压洁应与裳发电猫机额贝定电纸压相车同，申即高酱于同宴级线范路额励定电玩压5％；蛋当变疾压器好不与尊发电首机相驱连，找而是留连接偶在线除路上迟，如图1.8中变压饿器T2，则可品将变压崇器看做嚷是线路毛上的用问电设备插，因此抚其一次滑绕组额香定电压台应与线公路额定毙电压相抄同。（2）据变压谅器二拦次绕易组的辱额定尝电压变压娃器二宫次绕境组的撕额定咽电压乱是指仰变压蠢器一月次绕鲜组接逃上额骆定电朝压而逆二次护绕组读开路旁时的治电压棍，即纱空载民电压针。变诵压器颠在满睁载运扒行时献，二逗次绕倦组内底约有5％的辣阻抗柄电压搬降，疮因此脾分两袋种情元况讨趋论。如果变膝压器二杯次侧供涌电线路忠很长(例如艳较大洞容量伞的高说压线喜路)，则变芒压器二阻次绕组制额定电侮压一方益面要考姓虑补偿轰变压器鉴二次绕惯组本身5％的阻引抗电压士降，另坊一方面低还要考灿虑变压恶器满载准时输出旷的二次毅电压要常满足线矩路首端提应高于躬线路的丧额定电黎压5％，贵以补尺偿线劝路上梅的电麻压损其耗。如果麦变压霞器二外次侧薯供电绩线路喜不长(例如临为低走压线承路或棚直接鬼供电危给高格、低维压用便电设礼备的恋线路)，则变庙压器二公次绕组没的额定惊电压只朋需高于虑其所接这线路额刻定电压着的5％，即躬仅考虑蛙补偿变签压器内赞部5％的注阻抗似电压挣降，如图1.径8中变压吓器T2。综上所右述，在播同一电氏压等级禁中，电辛力系统记中各个更环节(发电捎机、基变压停器、持电力铃线路撕、用旷电设症备)的额乐定电辰压数咐值并呜不都氧相同认。图1.7用电设现备和发甲电机的佣额定电卵压图1.7用电设委备和发届电机的滑额定电哪压图1.猴8电力宽变压数器的召额定厉电压图1.粘8电力变藏压器的获额定电予压1.供电柜质量止的主辫要指莲标（1）电清压额定电炒压是指泼用电泉设备她处在渴最佳莲运行趟状态亚的工起作电飘压。栗当施柔加于淋用电年设备释两端叔的电追压与土用电丹设备陕的额有定电各压差扑别较饼大时灾，将顷对用别电设冈备产趁生较跃大危切害。秘对电健动机扔而言带，当梯电压敌降低贩时，歼其转弓矩急丧剧减誓小，娘使得鲜转速碰降低拨，甚立至停论转，碰从而朋导致余产生骑废品洗，甚浇至引合起重宰大事纵故。纲用电茄设备甚除对玩供电灯电压烈的高升低有棍要求锹之外吵，还贯要考储虑供佩电电见压波拣形畸泻变的夕问题离。1.甜2.睛2供电羊质量（2）产频率我国宵采用菊的工称业频粪率(简称俱工频)为50素H炮z。当搭电力窑网低若于额肌定频镇率运罩行时疼，所葱有电醋力用袍户的罢电动辟机转帜速都拾将相督应降蛮低，续因而芹用户让将受毯到不匹同程棍度的茄影响鞋。电薄力网庆频率累的变馋化对免供电锋系统陆运行干的稳妨定性济影响牧很大丹，因霉而对倘频率绘的要坟求比厚对电掠压的蝇要求威更严控格，帜频率敌的变静化范节围不堪应超倾过±0.醒5H令z。2.电压偏礼移和电瓣压调整（1）电懂压偏移电压偏男移是指青用电设冬备端电厘压U与用响电设挂备额妹定电袭压UN差值与UN的百洲分比释，即ΔU%皮=(U检-UN)/樱UN×10属0(1.哀1)电压突偏移鸟是由浇于供罪电系畏统改床变运皆行方紫式或换电力堤负荷小缓慢恒变化茫等因者素引析起的劣，其委变化延是相绩当缓师慢的改。（2）景电压栗调整为了减物小电压妇偏移，拦保证用异电设备许在最佳麦状态下葵运行，冲供电系巩统必须粉采取相应续的电荐压调型整措雾施，即:①还合理懒选择棒变压就器的娃电压烟分接驳头或浅采用丘有载切调压熔型变至压器槐，使脉之在慨负荷慨变动查的情龙况下掏有效伟地调龙节电幅压，提保证额用电势设备岭端电渠压的腔稳定北。②合戒理地减双少供电揪系统的已阻抗，岗以降低盲电压损叛耗，从龟而缩小尘电压偏规移范围给。③当尽量阴使系虹统的素三相针负荷搂均衡妻，以防减小平电压容偏移椒。④杯合理望地改摘变供谜电系疯统的侵运行踢方式供，以仆调整券电压掘偏移咬。⑤痛采用众无功消功率絮补偿摧装置燃，提穴高功猾率因捎数，吼降低并电压弄损耗间，缩姥小电拜压偏禽移范判围。1.高压马供电间电压始的选傍择供电毁系统呼的高阿压配斜电电墓压主肠要取籍决于品当地标供电笨系统现电源桐电压梁及高威压用泰电设宾备的辰电压景和容掩量等棕因素养。对于事大型校工厂杀和某蹦些电炭力负董荷较危大的精中型泻工厂娘，设涌备容酱量在20涉00～50魄00柳0kV·暂A、输祥送电轧能距拥离在20～15怪0米km的，智可采拿用35～110贞kV电压提供电是。对于联中小臂型工款厂，冶设备亩容量晌在10仔0～20冬00kV壳·A、输灿送电拿能距咱离在4～20待km的，姻可采报用6～10算kV电压胁供电翁。1.粘2.滤3电压的雅选择确定高荒压供电绑电压时榆，应对脸各种方圣案的技害术和经脑济指标盈进行全拢面比较酿。表1.2（见P7）列数出了较各级族电压疏线路役合理垮的输飞送功释率和盲输送济距离想。采用10还k饺V作为寸高压挪供电枝电压者的用屈电单席位，杆如果歉有6k洒V的高压忧用电设窄备(如6惊kV高压版电机)，则位可通循过专露用的10陵/6法.3藏k零V变压器喜单独供夹电。2.低压配装电电压累的选择供电系喉统的低达压配电学电压主氧要取决芬于低压当用电设恶备的电茶压，通死常采用380语/22机0V。其商中线刑电压380晕V接三牌相动拾力设仍备，末相电宏压220讽V供电给证照明及锈其他220岔V的单迈相设均备。伏对于滩容易村发生兼触电匆或有谋易燃析易爆黑的个砖别部输位，驻可考险虑采祖用22载0/洪12摆7关V作为低另压配电马电压。装对于一新些有特熔殊要求耐的场所熔，应根畏据国家杆有关规方定，局集部采用拒安全电储压供电妈。1.局3电力侄系统渐中性熄点运破行方早式选择组电力顶系统蚁中性再点接桥地方巷式是纲一个鱼综合郑性问慎题。抚它与丑电压秀等级红、单役相接粒地短精路电粥流、额过电唯压水载平、龙保护茎配置谱等有少关，晌直接袄影响夏电网闻的绝翅缘水狗平、星系统娃供电督的可辰靠性索和连装续性舌、主宝变压工器和惨发电瞎机的线运行晃安全乒以及找对通慎信线污路的袍干扰杨等。考虑到舅电力系闷统运行餐的可靠齐性、安巩全性、你经济性兔及人身托安全等洞因素，哭电力系们统中性啄点常采祥用不接棵地、经倚消弧线消圈接地滤、高电尺阻接地赞和直接粪接地等剖运行方雹式。1.伏3.叼1电力扣系统侨中性庭点的逗运行选方式1.中性点耗不接地俗的电力越系统中性点胁不接地逢方式即想电力系库统的中鬼性点不魂与大地羊相接。电力系叙统中的诉三相导拔线之间可和各相瞎导线对降地之间弹都存在叮着分布飘电容。菠设三相魔系统是兼对称的裤，则各种相对地窃均匀分卖布的电胜容可由流集中电申容C表示，帅线间电禾容电流况数值较专小，可档不考虑锡，如图1.9那(a)所示。系统扬正常井运行沟时，念三个美相电塞压1、2、3是对称此的，三泻相对地扁电容电曲流C1、C2、C3也是对必称的，个其相量姑和为零唇，所以壶中性点凳没有电擦流流过轻。各相置对地电辛压就是氏其相电赚压，如图1.铁9(巡寿b)所示。当系统司任何一迹相绝缘己受到破赏坏而接断地时，赌各相对沉地电压牙、对地里电容电贼流都要恼发生改五变。当岭故障相(假定为皮第3相)完全接坟地时，如图1.1甲0(a具)所示接地的眨第3相对地振电压为窄零，即U3'=0，但线拘间电压爱并没有到发生变好化。非接户地相纤第1相对阿地电湿压U1'=U1+(罢-U3)=U13第2相对冲地电到压U2'=U2+(能-U3)=U23即非政接地耳两相玩对地聋电压淘均升疮高√3倍，变叮为线电运压，如图1.稳10核(b挽)所示。当第3相接地蹦时，由隶于第1、2两相对窑地电压煌升高√3倍，钥使得环这两帽相对瓣地电汁容电拔流也劣相应姨地增端大√3倍，舌即从图1.赴10艺(b残)的相此量图狐可知汉，第3相接护地点束接地输电容谢电流泳为即中较性点寨不接康地系码统单略相接见地电脆容电跃流为棉正常罚运行艰时每美相对转地电季容电员流的3倍。从图1.1铜0(b缎)的相丹量图涨还可放看出植，系迟统的壶三个馆线电拔压无走论相静位和野量值面均未蚊发生诵变化抄，因晓此系井统中引所有鞠用电竞设备进仍可斗继续腿运行妹。中性孙点不曲接地怪系统资发生薄一相霜接地贼时有捎以下形特点拆：①谦经故住障相撑流入轰故障熄点的白电流业为正洋常时抹本电瓜压等省级每模相对标地电要容电国流的3倍。②鞋中性临点对票地电绵压升荷高为楼相电箱压。③非槐故障相淡的对地趟电压升逮高为线盘电压。④终线电屠压与枯正常飞时的壶相同察。2.中性点主经消弧没线圈接惩地的电宵力系统在中性额点不接爹地系统阴中，当锤单相接斜地电流备超过规摆定数值钢时电弧灿不能自唐行熄灭际，一般贞采用经更消弧线盟圈接地猫措施来航减小接偏地电流标，使故锄障电弧选自行熄迁灭，这蹄种方式哀称为中面性点经阔消弧线妨圈接地伞方式，如图1.1少1所示。3.中性豆点经绝高电食阻接梯地的道电力捡系统当接桌地电驶容电前流超即过允摄许值幸时，域也可臭采用晃中性傅点经批高电粗阻接鞭地方渡式。漂此种屡接地帽方式辆和经搞消弧赵线圈樱接地哨方式醉相比摊，改捡变了则接地夕电流溉相位站，加孩速泄谎放回感路的帆残余肥电荷悦，促波使接复地电蓝弧自安熄，云从而坡降低帖弧光暂间歇惠接地调过电拘压，夺同时额可提让供足踩够的数电流舞和零节序电拳压，泻使接岛地保诉护可勇靠动农作。一般很用于糕大型秋发电辆机中泄性点遍或单汉相接膀地故细障电府容较关少的10（6）kV配电系过统中。题这种方小式适用饲于接地陡电容电虾流小于10刷A的场合咬。（1）贯当发辆电机蚕或变这压器10（6）kV绕组为Y接线时失，其原鹅理接线境图如图1.霸12所示。电阻为通过预接地齿变压隐器接舱入中限性点淹，将孝会使松变压呢器中钳性点炕接地捐电阻杰的一千次值池增加户到原泼来N2倍，即R′=维N2R（2）伞当变溪压器10（6）kV绕组商为△骑接线夺时，挪其原治理接河线图如图1.贷13所示。4.中性点堂直接接婆地的电固力系统在电力基系统中瞎采用中庭性点直姜接接地捆方式，俯就是把描中性点捉直接和庄大地相王接，这闷种方式真可以防聚止中性文点不接蜻地系统暮中单相珍接地时息产生的仪间歇电兵弧过电堪压。中性虏点直颂接接芝地系岗统又熟称为色大电遭流接剖地系炸统，如图1.绩14所示。另外摊，还引有中券性点血经低闲电阻凶接地魄系统谎。随着我里国现代野化建设矩事业的订发展，嚷城市电吴网也正私在向电境缆化发渡展，35妖k凑V、10哀(6瓶)净kV电网事的电瓜容电协流也懂在成菠比例纺增加茧。变压顷器35～10呜kV侧一徒般采堪用△大接线和，所祸以多碎数选络用一澡台Z形接压线的跪所用默变压蒙器中纲性点皂处接锦以低津电阻耐。35寻kV、10(仇6)李kV系统刘低电窗阻接哭地如图1.尺15所示。图1.闸9正常运双行时中揭性点不行接地的穗电力系叫统(a葡)电路图湿；(b)相量查图图1.医9正常沸运行登时中仰性点旅不接剩地的云电力野系统(a心)电路图快；(b辉)相量图图1.1晶0一相接做地时的步中性点颤不接地枕系统（a）电枝路图；疏（b）相络量图图1.肃10一相铸接地横时的岸中性道点不庆接地汪系统（a）电原路图；土（b）勇相量唇图图1.1凡0一相雀接地显时的广中性这点不宴接地还系统（a）电央路图；智（b）相留量图图1.1复1一相接终地时的爆中性点眼经消弧伙线圈接慎地系统（a）电膝路图；刻（b）心相量奔图图1.1含2笛1萝0(6萄)k纸V绕组为Y接线光时，搭中性灵点经柏高电逃阻接悼地原竖理图图1.盟13耍10改(6造)起kV绕组为屡△接线耽时，中职性点经蜡高电阻共接地原伟理图图1.1祥4一相接小地时的洽中性点刚直接接闷地系统图1.什15侵35烈(1争0)冠k醉V经低海电阻颗接地素系统我国翠的低都压配热电系摘统通监常采便用三逮相四鹿线制来，即38吗0/专22警0羊V低压罚配电膜系统易，该振系统服采用亚电源强中性灯点直齿接接铲地方趟式，区而且蜂引出台中性领线(N线)或保护腰线(PE线)。这种翁将中性量点直接坊接地，利而且引香出中性块线或保奇护线的铺三相四蔑线制系挪统，称留为TN系统。在低压巧配电的TN系统中塞，中性添线(N线)一是用来患接驳倍相电勒压220虽V