1建筑供电系统概论资料

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1、第一章 建筑供电系统概论,第一章 建筑供电系统概论,1.1 电力系统简介 1.2 建筑供电系统 1.3 各类建筑供电系统典型方案,1.1 电力系统简介,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。,电力系统的基本概念及组成,送电过程：发电机升压高压输电线路降压配电,一、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、

2、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。,二、变、配电所 引入电源不经过电力变压器变换，直接以同级电压重新分配给附近的变电所或供给各用电设备的电能供配场所称为配电所; 而将引入电源经过电力变压器变换成另一级电压后，再由配电线路送至各变电所或供给各用电负荷的电能供配场所称为变配电所，简称为变电所。,变、配电所的主要电气设备 高压熔断器 高压隔离开关 高压负荷开关 高压断路器 高压开关柜,高压熔断器,高 压 负 荷 开 关,高 压 隔 离 开 关,高 压 熔 断 器,高压断路器,三、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

3、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35 kV及以上的电力线路称为输电线路；电压在10 kV及以下的电力线路称为配电线路。 电压等级 交流电力网的额定电压等级有： 220V/380V、3KV、6KV、10KV、35KV、110KV、220KV 习惯上把1KV级以上的电压称为高压，1KV以下的称为低压。,各种电压等级的适用范围,四.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

4、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。,建筑供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。,1.2 建筑供电系统,一、用电负荷等级划分及其对供电电源的要求 （1） 一级负荷 符合下列条件之一的，为一级负荷。 中断供电将造成人身伤亡的负荷。如医院急诊室、监护病房、手术室等处的负荷。 中断供电将在政治、经济上造成重大损失的负荷。, 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的负荷，如：重要交通枢

5、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负荷。,（2） 二级负荷 符合下列条件之一的，为二级负荷。 中断供电将在政治、经济上造成较大损失的负荷。 中断供电将影响重要用电单位的正常工作的负荷。,（3） 三级负荷 不属于一、二级负荷者为三级负荷。 在一个工业企业或民用建筑中，并不一定所有用电设备都属于同一等级的负荷，因此在进行系统设计时应根据其负荷级别分别考虑。,二 .电压偏移和电源质量 1.供电质量的主要指标 （1） 电压 额定电压是指用电设备处在最佳运行状态的工作电压。当施加于用电设备两端的电压与用电设备的额定电压差别较大时，将对用电

6、设备产生较大危害。对电动机而言，当电压降低时，其转矩急剧减小，使得转速降低，甚至停转，从而导致产生废品，甚至引起重大事故。用电设备除对供电电压的高低有要求之外，还要考虑供电电压波形畸变的问题。,（2） 频率 我国采用的工业频率(简称工频)为50 Hz。当电力网低于额定频率运行时，所有电力用户的电动机转速都将相应降低，因而用户将受到不同程度的影响。电力网频率的变化对供电系统运行的稳定性影响很大，因而对频率的要求比对电压的要求更严格，频率的变化范围不应超过0.5 Hz。,2.电压偏移 电压偏移是指用电设备端电压U与用电设备额定电压UN差值与UN的百分比，即 U%=(U-UN)/UN100 (1.1

7、) 电压偏移是由于供电系统改变运行方式或电力负荷缓慢变化等因素引起的，其变化是相当缓慢的。,三、 中性点运行方式 （一）电力系统中性点接地方式 在电力系统中，当变压器或发电机的三相绕组为星形联结时，其中性点可有两种运行方式：中性点接地和中性点不接地。中性点直接接地系统常称大电流接地系统，中性点不接地和中性点经消弧线圈(或电阻)接地的系统称小电流接地系统。,1、中性点不接地系统 特点： （1）发生单相接地时，其余两相对地电压升高3倍 （2）允许短时运行，但应装设单相接地保护或绝缘监视装置。当发生单相接地故障时发出报警信号或指示，提醒值班人员采取措施。,2、中性点经消弧线圈接地系统,主要用于35K

8、V电力系统 规程规定：当3-10KV系统Ic30A。20KV系统Ic10A时须采用经消弧线圈接地方式 消弧线圈作用：用消弧线圈IL补偿接地点的电容电流IC消弧抑制谐振过电压 1、2合称为小电流接地系统。,3、中性点直接接地系统,主要用于110KV以上电力系统 特点： （1）发生单相接地故障时，其余两相电压不会升高。对绝缘要求降低。 （2）单相短路故障时，短路电流很大，可动作于跳闸。 亦称大电流接地系统。,我国的低压系统（1KV以下）中变压器一般采用的是星型接法：中性点有直接接地、不接地，我国的低压系统及普通的居民用电（380/220 V）中一般是采用中性点直接接地。 而且引出中性线(N线)或保

9、护线(PE线)。称为TN系统。,（二） 低压供电系统中性点接地方式,（1）N线（中性线） 中性点的引出线，此点是直接接地的，且只在电源处（变压器低压侧处）有一点接地，我们通常的220V家用电所看到的零线就是这根，因为它是只在变压器处中性点接地，因此，不是电力系统内部的人，一般看不到此点的接地点，而且整个零线(N)有且只有这一点接地； A、 用来接额定电压为相电压的单相设备 B、用来传导三相系统中不平衡电流的单相电流 C、减小负荷电位偏移 （2）PE线（保护线） 是为保障人身安全，防止发生触电事故而设的接地线。 保护和防静电及避免电气设备电磁干扰作用的，这是直接接地的，接地方式视情况而定，有的是

10、在电源处统一接地，有的是在电气设备处就地接地，也有的直接接到中性线（N）上，在用电设备侧它是直接接到设备外壳上的，正常情况下无电流通过，而火线和零线是有电流通过的。 （3）相线即火线（L）,1.TN-C系统（三相四线制） 保护接零 PEN线中可有电流通过，其断线，会造成人身触电危险，且会造成有的相电压升高而烧毁单相用电设备。PEN线须连接牢固。 应用：对安全及电磁干扰要求不高的场所。,TNC系统需依靠N线中的不平衡电流来维持三相电压的均衡，所以TNC系统一般适用于三相负荷较平衡的场合。目前，住宅用户却绝大部分是单相用户，难以实现三相负荷的平衡，N线中将有较大的、不稳定的不平衡电流流过，而且大量

11、家电设备(如日光灯)使用中产生的高次谐波也叠加到中性线N上，使中性点接地电位偏移。一旦PEN线发生断路故障或PEN线接触电阻增大时，中性点电位将严重地偏移，使家电设备外露可导电的金属外壳带电，造成电击事故的发生。所以新规范中已明确规定居民住宅供电不再使用TNC系统了。,2 、TNS系统（三相五线制）保护单独接地 应用：电子设备、实验场所。,PE线与N线除在变压器中性点共同接地外，两线从变电站低压母线处便分开了，所以不管中性线N是否带电，PE线均不带电。因此，TNS接地系统明显提高了使用安全性。,3 TNCS系统(即a、b的组合) 运行方式灵活，兼有TNC系统和TNS系统的优越性，经济实用。 应

12、用：现代企业、民用建筑。,TT系统（三相四线制）,每台设备均经过各自的PE线单独接地。 特点：抗电磁干扰；若有设备因绝缘不良或损坏使其外露可导电部分带电时，漏电电流一般很小不足以使线路过流保护装置动作，增加了触电危险。 要求：必须装设灵敏的漏电保护装置。 应用：电子设备。,四、供电线路的分支方式,一.二次变压的供电系统 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,1.3 各类建筑供电系统典型方案,二 .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610 kV电源进线，经高压

13、配电所将电能分配给各分变电所，由分变电所将610 kV电压降至380/220 V，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610 kV母线供电，如图1.3所示。,图1.3 具有高压配电所的供电系统,(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35 kV，且各种条件允许时，可直接采用35 kV作为配电电压，将35 kV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380/220 V，供低压用电设备使用，如图1.4所示。,图1.4 高压深入负荷中心的一次变压系统,(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610 kV电压降为380/220 V电压的变电所，如图1.5所示。,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,三 .低压供电的小型供电系统 某些小型建筑或建筑群也采用380/220 V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1.6 低压进线的小型供电系统,