9.1 建筑供配电系统概述

主讲人：霍海娥建筑设备第9章建筑供配电工程9.1建筑供配电系统概述9.2建筑电气常用设备及材料9.3电气线路工程9.4建筑电气照明工程施工图识读9.5建筑电气照明工程图的识读案例9.1.1供配电系统的组成电能由发电厂产生，通常把发电机发出的电压经变压器变换后再送至用户。由发电、送配电和用电构成一个整体，即电力系统。建筑供配电系统是电力系统的组成部分。一个完整的供电系统由四个部分组成，即各种不同类型的发电厂、变配电所、输电线路、电力用户。从发电厂到电力用户的送电过程如图9-1所示。9.1建筑供配电系统概述

1．发电厂将自然界中的一次能源转换成电能的工厂就是发电厂。按一次能源介质划分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂等。此外还有小容量的太阳能发电厂、风力发电厂、地热发电厂和潮汐发电厂等，正在研究的还有磁流体发电和氢能发电等。2．变、配电所变、配电所是变换电能电压和接受分配电能的场所。如果仅用以接受电能和分配电能则称为变电所，仅用以分配电能，则称为配电所。对于变电所来说，可以分为升压变电所和降压变电所。升压变电所是将低电压变成高电压，一般建9.1建筑供配电系统概述

立在发电厂厂区内；降压变电所是将高电压变成适合用户的低电压，一般建立在靠近用户的中心地点。3．输电线路输电线路是输送电能的通道，将发电厂、变配电所和电力用户联系起来。输电线路的形式可以分为架空线路和电缆线路两种。目前，我国主要以架空输电为主，只有在遇到繁华地区、河流湖泊等，才采用电缆的形式。为了减少输送过程的电能损失，通常采用35KV以上的高压线路输电。4．电力用户电力用户是供电系统的终端，也称为电力负荷。在供电系统中，一切消耗电能9.1建筑供配电系统概述

的用电设备均称为电力用户。按照其用途可分为：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）、照明用电设备等。它们分别将电能转换成机械能、热能和光能等不同形式，以满足生产和生活的需要。9.1建筑供配电系统概述

9.1.2变压器1．配电变压器的作用及分类配电变压器指一次侧电压为10（20）kV及以下的配电网用电力变压器，是根据电磁感应定律变化交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器，它可以把一种电压、电流的交流电能转换成相同频率的另一种电压、电流的交流电能。一般能将电压从6~20kV降至400V左右输入用户。额定容量是其主要参数，用以表征传输电能的大小，以“kV?A”和“MV?A”表示。配电变压器分类：(1)按相数分有单相和三相变压器。9.1建筑供配电系统概述

(2)按变压器本身的绕组数可分为双绕组变压器和三绕组变压器。(3)按绕组导体的材质分有铜绕组和铝绕组变压器。(4)按冷却方式和绕组绝缘分有油浸式、干式两大类。其中，油浸式变压器又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等，而干式变压器又有浇注式、开启式、充气式（SF6)等。(5)按用途分有普通变压器和特种变压器。三相油浸自冷式双绕组变压器，在配电网中使用非常广泛，占据重要地位。常见配电变压器如图9-2所示。9.1建筑供配电系统概述

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2．配电变压器的铭牌数据配电变压器的铭牌数据通常包括相数、冷却方式、绕阻线圈材质、额定容量和额定电压等内容。如图9-3所示。9.1建筑供配电系统概述

如SJL-1000/10表示该配电变压器为三相油浸式变压器，其绕阻材质为铝，额定容量为1000KVA，额定电压为10KV。9.1建筑供配电系统概述

9.1.3高压设备1．高压隔离开关高压隔离开关主要用于隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。其结构特点是断开后有明显可见的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及相间绝缘是足够可靠的。高压隔离开关没有专门的灭弧装置，不允许带负荷操作。它可用来通断一定的小电流，如励磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路以及电压互感器和避雷器等。高压隔离开关按安装地点分为户内式和户外式两大类，按有无接地可分为不接9.1建筑供配电系统概述

地、单接地、双接地三类，按使用特性分为母线型和穿墙套管型。户内高压隔离开关如图9-4所示。9.1建筑供配电系统概述

2．高压负荷开关高压负荷开关是一种功能介于高压断路器和高压隔离开关之间的电器，高压负荷开关常与高压熔断器串联配合使用，用于控制电力变压器。高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因为能通断一定的负荷电流和过负电流，但它不能断开短路电流，所以一般与高压熔断器串联使用，借助熔断器进行短路保护。断路器如图9-5所示。9.1建筑供配电系统概述

3．高压断路器高压断路器是电力系统中最重要的控制保护装置。正常时用以接通和切断负载电源。在发生短路故障或者严重过载时，在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障，保证电网的无故障部分正常运行。高压断路器按其采用的灭弧方式不同分为：油断路器、空气断路器、真空断路器等。其中使用最广泛的是油断路器，在高层建筑中多采用真空断路器。常见的几种断路器如图9-6所示。9.1建筑供配电系统概述

4．高压熔断器高压熔断器主要用于高压电力线路及其设备的短路保护。按其装设场所不同可分为户内式和户外式。在6-10KV系统中，户内广泛采用RN1/RN2型管式熔断器，户外则广泛采用RW4等跌落式熔断器。高压熔断器如图9-7所示。9.1建筑供配电系统概述

5．高压配电柜高压配电柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中其通断、控制和保护等作用，电压等级在3.6KV-550KV之间的电器设备。其主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器、高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几部分。高压配电柜如图9-8所示。9.1建筑供配电系统概述

6．高压绝缘子高压绝缘子用于变配电装置中，在导电部分起绝缘作用。根据安装地点的不同，绝缘子可分为户内和户外。如图9-9所示。9.1建筑供配电系统概述

9.1.4低压设备1．低压刀开关低压刀开关是一种结构较为简单的手动电器，它的最大特点是有一个刀形动触头。基本组成部分是闸刀（动触头）、刀座（静触头）和底板，接通或切断电路是由人工操纵闸刀完成的。刀开关的型号是以H字母打头的，种类规格繁多，并有多种衍生产品。按其操作方式分，有单投和双投；按极数分，有单极、双极和三极；按灭弧结构分，有带灭弧罩的和不带灭弧罩的等。刀开关常用于不频繁地接通和切断交流和直流电路，装有灭弧室的可以切断负荷电流，其它的只作隔离开关使用。低压刀开关的外形如图9-10所示。9.1建筑供配电系统概述

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2．低压断路器断路器具有良好的灭弧性能，它能带负荷通断电路，可以用于电路的不频繁操作，同时它又能提供短路、过负荷和失压保护，是低压供配电线路中重要的开关设备。断路器主要由触头系统、灭弧系统、脱扣器和操作机构等部分组成。它的操作机构比较复杂，主触头的通断可以手动，也可以电动。低压断路器如图9-11所示。9.1建筑供配电系统概述

3．低压熔断器低压熔断器是常用的一种简单的保护电器，主要作为短路保护，在一定的条件下也可以起过负荷保护的作用。熔断器工作时是串接于电路中的，其工作的原理是，当线路中出现故障时，通过熔体的电流大于规定值，熔体产生过量的热而被熔断，电路由此而被分断。常见低压熔断器有瓷插式熔断器、密闭管式熔断器、螺旋式熔断器、填充料式熔断器、自复式熔断器等。如图9-12所示。9.1建筑供配电系统概述

4．低压配电柜低压成套开关设备和控制设备俗称低压开关柜，亦称低压配电柜。它是指交、直流电压在1000V以下的成套电气装置。生产厂按照电气接线的要求，针对使用场合、控制对象及主要电气元件的特点将相应的低压电器，其中主要包括配电电器（断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器等），控制电器（接触器、起动器、万能转换开关、按钮、信号灯、各种继电器等），测量电路（电流互感器、测量仪表等）以及母线、载流导体和绝缘子等，按一定的线路方案，装配在封闭式或敞开式的金属柜体内，作为电力系统中接收和分配电能之用。低压配电柜如图9-13所示。9.1建筑供配电系统概述

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9.1.5低压配电系统1．低压配电系统方式低压配电方式是指低压干线的配线方式。低压配电一般采用380/220V中性点直接接地的系统。低压配电的结线方式常用的有放射式、树干式和混合式三种，如图9-14所示。9.1建筑供配电系统概述

（1）放射式配电是一独立负荷或一集中负荷由一单独的配电线路供电，它一般用在供电可靠性要求高或单台设备容量较大的场所以及容量比较集中的地方。放射式的优点是各个独立负荷由配电盘（屏）供电，若某一用电设备或其供电线路发生故障时，则故障范围仅限本回路，对其他设备没有影响，也不会影响其他回路的正常工作；而缺点是所需的开关和线路较多，电能的损耗大，投资费用较高。（2）树干式配电是指一独立负荷或一集中负荷按它所处的位置依次连接到某一条配电干线上的供电方式。其优点是投资费用低、施工方便，易于扩展。缺点是干线发生故障时，影响范围大，供电可靠性较差。一般适用于用电设备比9.1建筑供配电系统概述

较均匀、容量不大，又无特殊要求的场合。（3）混合式是由放射式和树干式相结合配线方式。一般用于楼层的配电。在实际工程中，照明配电系统不是单独采用某一种形式的低压配电方式，多数是综合形式，如在一般民用住宅所采用的配电形式多数为放射式与树干式的结合，其中总配电箱向每个楼梯间配电为放射式，楼梯间向不同楼层间的配电箱为树干式配电。2．低压配电系统的供电线路低压供配电线路，系指由市电电力网引至受电端的电源引入线。低压供配电线路是供配电系统的重要组成部分，担负着将变电所380/220V的低压电能输送和9.1建筑供配电系统概述

分配给用电设备的任务。由于民用建筑中电力设备通常分为动力和照明两大类，所以民用建筑的供电线路也相应地分为动力（负荷）线路和照明（负荷）线路两类。（1）动力负荷线路在民用建筑中，动力用电设备主要有：电梯、自动扶梯、冷库、空调机房、风机、水泵，以及医用动力用电设备和厨房动力用电设备等。动力用电设备部分属于三相负荷，少部分容量较大的电热用电设备如空调机、干燥箱、电炉等，它们虽属于单相负荷，但也归类于动力用电设备。对于上述动力负荷，一般采用三相三线制供电线路，对于容量较大的单相动力负荷，应尽可能平衡地接到9.1建筑供配电系统概述

三相线路上。（2）照明负荷线路在民用建筑中，照明用电设备主要有供给工作照明、事故照明和生活照明的各种灯具，还有家用电器中的电视机、窗式空调机、电风扇、电冰箱、洗衣机，以及日用电热电器，如电饭煲、电熨斗、电热水器等，它们一般都由插座进行供电，它们虽不是照明器具，但都是由照明线路供电，所以统归为照明负荷。在照明线路设计和负荷计算中，除了应考虑各种照明灯具外，还必须考虑到家用电器和日用电热电器的需要和发展。照明负荷一般都是单相负荷，采用220V两线制线路供电；当单相负荷计算电流超过30A时，应采用380/220V三相四线制线路供电。9.1建筑供配电系统概述

9.1.6建筑电气照明系统的组成照明供电系统一般由以下几部分组成。1.接户线和进户线：从室外的低压架空线上接到用电建筑的外墙上铁横担的一段引线为接户线，它是室外供电线路的一部分，从铁横担到室内配电箱的一段称为进户线，它是室内供电的起点。进户线一般设在建筑物的背面或侧面，线路尽可能短，且便于维修。进户线距离室外地坪高度不低于3.5m，穿墙时要安装瓷管或钢管。2.配电箱：是接受和分配电能的装置，内部装有接通和切断电路的开关和作为防止短路故障保护设备的熔断器，以及度量耗电量的电表等。配电箱的供电半流的通断，和电表相连的总开关可控制整个线路系统。9.1建筑供配电系统概述

径一般为30m，配电箱的支线数量不宜过多，一般是69个回路，配电箱的安装常见的是明装和暗装两种。明装的箱底距地面为2m，暗装的箱底距地面1.5m。3.干线：从总配电箱引至分配电箱的供电线路。4.支线：从配电箱引至电灯的供电线路，亦称为回路。每条支线连接的灯数一般不超过20盏（插座也按灯计算）。5.用