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1、第 3 章 建筑供电与配电,授课大纲： 电力系统与电力网 变电所和配电所 低压配电 三相负荷的计算 低压供配电线路导线的选择,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,电能的传输,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,4、太阳能发电,三种方法: 其一：直接将日光转换为电流。 其二：产生蒸汽推动发电机。 其三：利用日光将水分解，利用氢作为发电的燃料。 上述三种方法均须有稳定的日照及广大的土地,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,4、太阳能发电,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室, 3-1 电力系统和电力网,3.1.1 电力系统的组成,发电、输电和配电系统组成，如图-1所示。,发电
2、厂 电网（输电网+配电网） 电力用户,电力系统,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,1、发电,发电厂主要包括：,火力发电厂 水力发电厂 核能发电厂 其他能源发电,共同特点： 原动机+发电机,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,2.输电,输送的电功率：,(当P和cos 一定时，U越高，I越小，输电线路上的能量损耗下降，而且可以减少输电线的截面积，节省造价。),建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,升压 变压器,降压 变压器,负载 (电灯) (电动机) (电炉),3.配电,低压：1KV以下； 高压：1KV及以上的包括1KV、3KV、6KV、10KV、 35KV、110KV、220K
3、V、33KV、500KV等,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,3.1.2 电力网的电压等级,电压等级：10级,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,3.1.3用电负荷的分类,电力负荷：指配电网上连接的一切用电设备所需要 的功率。,正常用电负荷,动力负荷：各种机床、水泵、空调机、 通风机、电梯等,照明负荷：各种灯具、家用电器、弱电用电设备（电话、广播、有线电视的、楼宇自控、办公自动化等）,防灾用电负荷,防灾动力：消火栓泵、喷淋泵、排烟机、加压送风机、防火卷帘门、消防电梯和防盗门窗等,应急照明负荷：疏散指示照明、事故照明、警卫照明、障碍照明等,火灾和防盗报警负荷：火灾报警及联动器、消防
4、通信、消防广播、防盗报警器、防盗监控器等,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,电力负荷的分级：,按其使用性质和重要程度分为三级，并以此采用相应的供电措施来满足对供电可靠性的要求。,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室, 3-2 变电所和配电所,3.2.1 变电所和配电所的分类,户外变电所,附设变电所,独立变电所,变台,附设配电所,独立配电所,配变电所,1.变、配电所的类型,（1）接近负荷中心，进出线方便； （2）尽量避免设在多尘和有腐蚀气体的场所； （3）避免设在有剧烈震动的场所和低洼积水地区； （4）尽可能结合土建工程规划设计，以减少投资和电能损耗，节约有色金属的消耗等。,2.配变
5、电所的位置确定,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,1.接线图的分类,主接线图（一次接线图）,副接线图（二次接线图）,变压器、高压开关、高压熔断器、低压开关、互感器等,一次电气设备,二次电气设备,电压互感器 电流互感器,测量仪表、保护继电器等,互感器属一次设备,3.2.2变配电所的电气接线图,表示电能传送和分配路线。,表示测量、控制、信号显示、保护和自动调节一次设备运行的电路。,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,3.变电所主接线举例,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,4.配电所主接线举例,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,3.2.3变电所和配电所的主要电气设备,高
6、压电 气设备,低压电 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,短路保护,隔断高压电源,通断负荷电流,接通和切断高压负荷电流,自动空气断路器,隔离开关,负荷开关,熔断器,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,3.2.4 变、配电所的布置、结构及对土建设计的要求,1.变、配电所的布置对土建的要求,（1）考虑运行安全，变压器室的大门不应朝向露天仓库和堆放杂物 的地方； （2）炎热地区，变压器室应避免西晒的阳光； （3）变、配电所各室的大门都应朝外开，以便在紧急情况时人员的 疏散； （4）变、配电所的方位应便于室内进出线； （5）当值班室与低压配电室合并时，低压配电屏的正面或侧
7、面离墙 的距离不得小于3米，当少量的高压开关柜与低压配电屏同室 时，两者间的距离不得小于2米； （6）变、配电所的总体布置方案应该因地制宜、合理设计。 （图3-14和图3-15 所示）,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,610KV的变电所是由高压配电室、变压器室和低压配电室三部分组成。,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,3-3 低压配电,各负荷独立受电，一旦发生故障只限其本身，不影响其他回路，可靠性高。,由总配电盘到分配电盘采用链式连接。优点是节约投资，施工方便；但是故障影响范围大。,变电所配出的是放射式，分支是树干式。分配电箱中既有放射式，也有树干式。,3.3.1 低压配电方
8、式,放射式,树干式,混合式,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,3-3 低压配电,3.3.2 用电负荷分组配电,住户配电箱典型接线,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,3.断路器,断路器是一种自动切断电路故障的电器，主要用于保护低压电器设备，使它们免遭过电流、断路和欠压等不正常情况的危害。,3.3.3.1常用低压电器,功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失 压时自动分断电路。 特点：操作安全，分断能力较高。 分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式） 结构：触点系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,万能式低压断路器结构图,单极 双极,
9、三极 四极,低压断路器的图形及文字符号,3.断路器,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,（1）低压配电线路的短路保护,熔断器,熔体额定电流小于或等于电缆或穿管绝缘导线允许载流量的2.5倍,断路器,断路器过电流脱扣器的整定电流一般应小于或等于绝缘导线或电缆的允许载流量的1.1倍,3.3.3.2 用电设备及配电线路的保护,低压配电线路的保护,或,熔体额定电流小于或等于明敷导线允许载流量的1.5倍,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,低压配电线路的保护,（2）低压配电线路的过负荷保护,（3）低压配电线路的过电压保护,（4）上下级保护电器之间的配合,熔断器熔体的额定电流或断路器过电流脱扣器
10、的整定电流小于或等于导线允许载流量的0.8倍。,采用分级装设过电压保护的措施,3.3.3.2 用电设备及配电线路的保护,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,5.断路器选择的一般条件,选择低压断路器时应注意以下几方面: 低压断路器的额定电流和额定电压应大于或等于线路、设备的正常工作电压和工作电流。 低压断路器的极限分断能力应大于或等于电路最大短路电流。 欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压。 过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流。,例题见书,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,3.4.4 负荷分析计算法,合计18KW,（1）支路：灯具9KW 一般插座4KW 窗式空调
11、器2x2.5kW,（2）支路：灯具37KW 一般插座38KW 窗式空调器15x2.5kW,合计112.5KW,（3）支路：灯具34KW 一般插座23.5KW 窗式空调器12x2.5kW,合计87.5KW,例如：某照明系统有3条支路，主路中的负荷是：,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,根据以上3条支路的负荷情况，干路的负荷容量为：,干路：灯具80KW （9+37+34=80） 一般插座65.5KW(4+38+23.5=65.5) 窗式空调器72.5KW（2x2.5+15x2.5）,合计218KW,对各支路进行负荷计算： （1）支路1：确定各用电设备的需要系数，灯具取0.9；一般插座取0.
12、6；窗式空调器取1。进行计算，结果为,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,（2）支路2：确定各用电设备的需要系数，灯具取0.8；一般插座取0.3；窗式空调器取0.8。进行计算，结果为,（3）支路3：确定各用电设备的需要系数，灯具取0.8；一般插座取0.4；窗式空调器取0.8。进行计算，结果为,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,对干路进行负荷计算： 确定各用电设备的需要系数，灯具取0.8；一般插座取0.3；窗式空调器取0.75。进行计算，结果为,3.4.5 变压器容量的选择,建筑物供电变压器的总装机容量,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室, 3-5 低压供电线路导线的选择,3
13、.5.1导线选择的一般原则和要求,1.按使用环境及敷设方式选择 2.按发热条件选择 3.按电压损失选择 4.安机械强度选择 5.选择室内、外线路导线的基本原则 6.选用电缆线的原则 7.适当考虑发展需要,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,3.5.2电线、电缆的型号和截面的选择,3.5.2.1 常用电线、电缆的型号规格与敷设方式的标准 室内：绝缘电线和绝缘电缆线； 室外：裸导线或绝缘电缆线,绝缘导线的分类：,塑料绝缘,橡皮绝缘,铜 芯,铝 芯,单 芯,多 芯,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,1.塑料绝缘电线,聚氯乙烯绝缘电线,铜芯电线（BV）,铝芯电线（BLV）,B L V 2
14、5,导线标称截面为25mm2,聚氯乙烯塑料绝缘（X 为橡皮绝缘）,铝芯导线（铜芯不用字母表示）,布线用的电线,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,2.橡皮绝缘电线,铜芯棉纱编织橡皮绝缘线（BX）,铝芯棉纱编织橡皮绝缘线（BLX）,铜芯玻璃丝编织橡皮绝缘线（BBX）,铝芯玻璃丝编织橡皮绝缘线（BBLX）,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,3. 电缆线,按绝缘材料分,按用途分,电力电缆,控制电缆,油浸纸绝缘电缆,橡皮绝缘电缆,塑料绝缘电缆,电缆组成,保 护 层,绝 缘 层,线 芯,单 芯,双 芯,三 芯,多 芯,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,塑料绝缘电缆的主要型号,铝芯聚
15、氯乙烯绝缘和聚氯乙烯外护套电力电缆（VLV）,铜芯聚氯乙烯塑料绝缘电缆（VV）,橡皮绝缘电缆的主要型号,铝芯橡皮绝缘和聚氯乙烯外护套电力电缆（XLV）,铜芯橡皮绝缘电缆（XV）,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,导线的标注形式：,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,3.5.2.3导线和电缆截面的选择,导线截面选择应满足的要求： （1）有足够的机械强度，避免因刮风、结冰或施工等原因被拉断； （2）长期过负荷电流不应该使导线过热，以避免损坏绝缘或造成短路、失火等事故； （3）线路上的电压损失不能过大。电力线路的电压损失一般不能超过额定电压的10%，照明线路不能超过5%。,建筑设备（电
16、）,电气工程及其自动化教研室,1.选择的方法,（1）对于距离 的线路，一般先按发热条件的计算方法选择导线截面，然后用电压损失条件和机械强度条件进行校验；,（2）对于距离 的线路，一般先按允许电压损失的计算方法选择导线截面，然后用发热条件和机械强度条件进行校验。,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,2.按发热条件选择导线截面,总计算电流,3.按允许电压损失选择导线截面,电压损失：线路的始端电压与终端电压有效值的代数差，,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,计算电压损失的公式,导线截面,感性负载线路，在进行计算时需要进行修正,阻性负载,建筑设备（电）,电气工程及其自动化教研室,三相四线制供电线路中，零线截面可以根据流过的最大电流值按发热条件进行选择。一般根据经验可按不小于相线截面的1/2选择。,4.零线截面的选择方法,对于可能发生逐相切断电源的三相线路，零线截面应与相线
