建筑供配电第1章概论

第一章

概论01040203建筑供配电的意义、要求及课程任务建筑供配电系统及其电源与负荷电力系统的电压电力系统的中性点运行方式主要内容第一、二节1.电力负荷的分级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重点难点建筑供配电的意义、要求及课程任务

电力是国民经济和社会生活中的主要能源和动力，是现代文明的物质技术基础。

现代化的大型建筑一般都有风机、水泵、电梯、电灯、电话、电视、电脑和火灾自动报警及消防系统等等。随着建筑物高度的增加和功能的扩展，现代建筑对电气设备和供电可靠性的依赖程度越来越高，电气设备在工程造价中所占比重也越来越大。而电能供应如果突然中断，则将对现代化的大型建筑造成严重的后果，甚至可能发生人身伤亡事故。由此可见，供配电技术对于保证现代化建筑的正常工作具有十分重大的意义。01

第一节建筑供配电的意义、要求及课程任务供配电工作要很好地为国民经济服务，并切实搞好安全用电、节约用电和计划用电（俗称“三电”）工作，必须达到下列基本要求：（2）可靠（1）安全（3）优质（4）经济“三电”基本要求本课程的基本任务第一节建筑供配电的意义、要求及课程任务主要是讲述工业与民用建筑内部的电能供应和分配问题，使学生初步掌握一般工业与民用建筑供配电系统运行维护及简单设计计算所必需的基本理论和基本知识，为今后从事供配电技术工作奠定初步的基础。本课程实践性较强，学习时应注重理论联系实际，培养实际应用能力。

建筑供配电系统及其电源和负荷一、建筑供配电系统的基本知识为了接受和分配从电力系统送来的电能，各类建筑都需要有一个内部的供配电系统。

在本书中，所谓“低压”，是指低于1kV的电压；而1kV以上的电压则称为“高压”。一些小型建筑只有低压负荷且容量不大，此时只有低压配电系统。对于中型工业建筑或大、中型民用建筑，其电源进线电压一般为10kV；此时，建筑内的供配电系统就包括高压和低压两部分。此外，某些大型工业建筑的电源进线电压可为35kV及以上02第二节建筑供配电系统及其电源和负荷

1.具有高压配电所的供电系统图1-1是一个比较典型的中型工业建筑（或大、中型民用建筑）供电系统的系统图（flash），图1-2是其平面布线图（flash）。为使图形简明，系统图、布线图及后面将涉及的主电路图，一般都绘成“单线图”的形式。必须说明，这里绘出的系统图中未绘出其中的开关电器，但示意性地绘出了高低压母线上和低压联络线上装设的开关。

图1-1具有高压配电所的供电系统图图1-2图1-1所示供电系统的平面布线图从图1-1可以看出，此高压配电所有两条10kV的电源进线，分别接在高压配电所的两段母线上。所谓“母线”，就是用来汇集和分配电能的导体，又称“汇流排”。这种利用一台开关分隔开的单母线结线形式，称为“单母线分段制”。当一条电源进线发生故障或进行检修而被切除时，可以闭合分段开关，由另一条电源进线来对整个配电所的负荷供电。

第二节建筑供配电系统及其电源和负荷这种具有双电源的高压配电所的运行方式有两种：

其一，分段开关正常情况下是打开的，配电所由两条电源进线供电，当一路电源故障时，通过倒闸操作合上分段开关，变成一路电源供电；

其二，分段开关正常情况下是闭合的，整个配电所由一条电源进线供电，通常来自公共高压配电网络；而另一条电源进线则作为备用，此时可从邻近单位取得备用电源。若采用环网柜的供电方式，则结线方式将更为简单。

2.只有一个变电所(或变配电所)的供电系统第二节建筑供配电系统及其电源和负荷点击添加文本点击添加文本点击添加文本对于小型工业与民用建筑，当所需电力容量不大于1000kVA时，通常只设一个将10kV的电压降为220/380V低压的降压变电所，其系统图如图1-3所示。这种变电所相当于工厂的车间变电所。如果建筑所需电力不大于160kVA，则通常采用低压进线，直接由当地的220/380V公共电网供电，此时只需设置一个低压配电所（俗称“配电间”），通过低压配电间直接向各建筑物配电。综上所述，变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能；配电所的任务是接受电能和分配电能。两者的区别，在于变电所装设有电力变压器，较之配电所多了变压的任务。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电力用户所需的电力是由发电厂生产的。但发电厂大多建设在能源基地附近，往往离用电负荷很远。为了减少输电损失，发电厂发出的电压一般要经升压变压器升压；而用电负荷的电压一般是低压，因此升压输送的电能最后又要经降压变压器降压。如图1-4所示，是从发电厂到用户输送电能的过程示意图（flash）。

发电、输电、变电、配电和用电的全过程，对电能本身来说实际上是在同一瞬间实现的，这是交流电能的一大特点。点击添加文本图1-4从发电厂到用户的送电过程示意图（一）发电厂第二节建筑供配电系统及其电源和负荷水力发电厂火力发电厂核能发电厂风力发电厂地热发电厂潮汐能发电厂太阳能发电厂这里只简介水力发电厂、火力发电厂和核能发电厂。发电厂按其利用的能源不同，可分为：水力发电厂水轮机发电机第二节建筑供配电系统及其电源和负荷水流位能机械能电能水电站的能量转换过程是1汽轮机发电机锅炉第二节建筑供配电系统及其电源和负荷水电站的能量转换过程是2火力发电厂和热电厂燃料化学能热能电能机械能第二节建筑供配电系统及其电源和负荷核电站的能量转换过程是核能发电厂3汽轮机发电机核反应堆核裂变能热能电能机械能第二节建筑供配电系统及其电源和负荷我国的电力建设方针优化火电结构把节约放在首位大力发展水电开发与节约并举适当发展核电积极减少环境污染因地制宜开发新能源同步建设电网第二节建筑供配电系统及其电源和负荷图1-5是一个大型电力系统的系统图。(flash)由各种电压的电力线路，将各种发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为“电力系统”。

（二）电力系统图1-5大型电力系统的系统图第二节建筑供配电系统及其电源和负荷电力负荷应根据其对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度，分为:（一）电力负荷的分级三、电力负荷指用电设备或用电单位（用户）指用电设备或用户所消耗的电功率或电流这里所讲的电力负荷是指前者本书中的电力负荷有两个含义：一级负荷二级负荷三级负荷第二节建筑供配电系统及其电源和负荷符合下列情况之一时，应为一级负荷：在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为“特别重要的负荷”。例如重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷；以及大型金融中心的防火、防盗报警系统和重要的计算机系统，大型国际比赛场馆的记分系统和监控系统等。

1．一级负荷

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

中断供电将造成公共场所秩序严重混乱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、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第二节建筑供配电系统及其电源和负荷

中断供电将在政治、经济上造成较大损失时

中断供电将影响重要用电单位的正常工作时2．二级负荷例如主要设备损坏、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消防用电的负荷等级，应符合现行的《高层民用建筑设计防火规范》GB50045--1995和《建筑设计防火规范》GBJ16--1995的规定。3．三级负荷不属于一级和二级负荷者皆为三级负荷。消防电梯火灾自动报警消防水泵防排烟设施自动灭火装置火灾应急照明电动防火门窗卷帘民用建筑中第二节建筑供配电系统及其电源和负荷（二）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属重要负荷一级负荷中“特别重要的负荷”

应由两个独立电源供电。当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏，以维持继续供电。即两个电源应来自不同的变配电所或者来自同一变配电所的不同母线。除由两个独立电源供电外，还应增设“应急电源”，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。可作为“应急电源”的电源有：

独立于正常电源的发电机组

供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路

蓄电池

干电池2．二级负荷对供电电源的要求

第二节建筑供配电系统及其电源和负荷3．三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。二级负荷也属重要负荷，但其重要程度次于一级负荷。二级负荷宜由两回线路供电，供电变压器一般也应有两台。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空