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1、第十章 建筑施工供电与安全用电,1,第十章,建筑施工供电 与 安全用电,2,第十章 建筑施工供电与安全用电,本章重点,电力系统的基本概念 电力负荷的分类 变电所 安全用电 建筑防雷技术,3,第十章 建筑施工供电与安全用电,一、电力系统的组成,电 力 系 统,发电厂,电力网络,电力负荷,变电所,配电所,电力线路,第一节 电力系统概述,4,第十章 建筑施工供电与安全用电,电力系统组成示意图,5,第十章 建筑施工供电与安全用电,从发电厂至用户的输配电示意图,6,第十章 建筑施工供电与安全用电,电力系统示意图（虚线框内为工业企业供电系统）,7,第十章 建筑施工供电与安全用电,8,第十章 建筑施工供电与
2、安全用电,一般电力系统都是由各种类型的发电厂和变电所变压器、用输电线路和配电设备等联系起来的组成一个庞大的网络（电力网），这样做的优点：,提高供电可靠性 可实现经济运行 可提高设备利用率（系统内设备可互为备用）,9,第十章 建筑施工供电与安全用电,电力线路,定义：一般35kV以上的电压输送电线路 分类：架空线、电缆,钢芯铝绞线具有较大的抗拉强度，主要用于架空输电线路，可使跨越杆（塔）距加长，降低线路造价。,注：为防止电晕影响，220KV以上的输电导线采用4分裂导线，,10,第十章 建筑施工供电与安全用电,电力调度指令系统,11,第十章 建筑施工供电与安全用电,二、电压等级,定义 我国规定的交流
3、网电压等级：,分类及适用范围,1kV: 6kV,10kV,35kV,110kV,220kV, 330kV,500kV,发电、输电及高压用电设备,低压:低于1kV 高压:高于1kV、低于330kV 超高压:高于330kV,12,第十章 建筑施工供电与安全用电,第二节 电力负荷的分类和计算,分类依据：根据电力负荷在社会、政治、经济生活中的重要程度分类 一级负荷、二级负荷、三级负荷,一、负荷的分类,13,第十章 建筑施工供电与安全用电,二、负荷计算,计算负荷:是用来按发热条件选择各种电器设备和导线截面的一个假定负荷值。可以用来选择比较符合实际需要的变压器、配电设备和导线截面等。 负荷的计算方法：需要
4、系数法、二项式法、利用系数法等。,在实际工程进行配电系统的设计施工时，首先解决的问题是用电量有多大，即负荷计算问题。计算过大会造成设备和投资的浪费，计算过小会使线路设备发热严重，加速绝缘老化损坏设备。为此引入“计算负荷”概念。,14,第十章 建筑施工供电与安全用电,1.设备容量Ps的确定,长期连续工作制及其设备容量的确定： 断续周期工作制及其设备容量的确定： 工作周期一般不超过10min,用“暂载率”（负荷持续率）来标称其工作性质:,N设备铭牌标定的暂载率； 规规定的暂载率，电焊机为100%，起重机为25%,15,第十章 建筑施工供电与安全用电,照明装置设备容量的确定 1.白炽灯、碘钨灯类光源
5、可认为是电阻性负载:Ps=PN 2.荧光灯、高压水银汞灯等考虑到镇流器中功率消耗约占20%，因此Ps=1.2PN 不对称单相负荷的设备容量 1.单相负荷接于各相电压:2.单相负荷接于同一线电压:,16,第十章 建筑施工供电与安全用电,2.确定用电设备组的负荷,整个系统的用电设备同时运行的可能性同时运行系数 ； 设备组的负荷系数 设备的平均效率 配电线路的效率 其他：工作条件、工人操作水平等。 以上所有影响负荷计算的因素合成一个小于1的系数 这种计算方法就是需要系数法,17,第十章 建筑施工供电与安全用电,需要系数法就是将用设备组的设备容 量乘以一个与附录一中同性质、同类 型设备的需要系数，所得
6、结果就是计 算负荷。,18,第十章 建筑施工供电与安全用电,注意：,19,第十章 建筑施工供电与安全用电,3.多组用电设备计算负荷的确定当设计系统中含多组用电设备时，先将性质相同的且具有相同的需要系数和功率因数的用电设备分组，按P173公式（10-1）（10-2）计算出每个用电设备组的计算负荷。然后考虑各用电设备组的最大负荷一般不同时出现的因素，将各用电设备组的有功计算负荷分别相加，再乘以同时系数，同时系数一般取0.7-1。其公式为,20,第十章 建筑施工供电与安全用电,例10-1 某施工工地用电设备清单如表所列,试做负荷分析和计算。,解：(1)首先确定各用电器的设备容量 混凝土搅拌机： 31
7、030kW，砂浆搅拌机： 4.5kW， 电焊机：（先把暂载率换算成100%时的设备容量，取功率因数0.45）,21,第十章 建筑施工供电与安全用电,电焊机是单相用电设备，其中3台均匀分接在三相中，剩下一台进行单相负荷计算：,起重机：(起重机的暂载率要求换算到25%时，而本题中的起重机的暂载率已是25%，不必换算。),砾石洗涤机:,照明设备:,(认为10KW的照明负荷平衡分配于三相线路中),22,第十章 建筑施工供电与安全用电,混泥土搅拌机组 :,(2)确定各组的计算负荷,砂浆搅拌机：只有一台电动机，1，考虑本身效率0.9,cos=0.65,tg=1.17,电焊机:KX=0.45， cos=0.
8、45， tg=1.98,起重机:KX=0.25，cos=0.7，tg=1.02,23,第十章 建筑施工供电与安全用电,砾石洗涤机:只有一台电动机，KX=1，考虑本身的效率0.9，cos=0.7，tg=1.02,照明设备：认为所有照明设备不同时使用，Kx=0.75，cos=1，tg=0,（3）确定总计算负荷，取K=0.9,24,第十章 建筑施工供电与安全用电,计算负荷中视在功率的计算是选择变压器容量的依据，计算电流是选择导线截面和开关设备的依据。为了清楚起见，将负荷计算结果列于表内。这样就得到了进一步设计所需要的基本数据,25,第十章 建筑施工供电与安全用电,第三节 小型变电所的设计与施工,1.
9、类型、结构：10kV变电所 :室内型、半室外型、室外型以及成套变电站等,一、变电所的类型、结构与选址,变电所是供电系统的枢纽,26,第十章 建筑施工供电与安全用电,a.室内型变电所平面布置图,特点:变电所安全、可靠，受环境影响小，维护、监测、管理方便，但建筑费用高，一般用于大中型企业和高层建筑。,27,第十章 建筑施工供电与安全用电,b.半室外型变电所结构图,低压配电设备放在室内，变压器和高压设备放在室外。 特点:建筑面积小，变压器散热通风条件好。,28,第十章 建筑施工供电与安全用电,c.10kV室外变电所结构图,特点:占地面积小、结构简单、进出线方便、变压器易于通风散热，适用于320kVA
10、以下的变压器。 多为建筑施工工地和城市生活区采用。,(a)双杆式 (b)地台式,29,第十章 建筑施工供电与安全用电,d.成套变电站(组合式变电站),它包括高压设备箱、变压器箱和低压配电箱三个单元，各单元均有制造厂家成套供应。 优点：安装方便、工期短、易搬迁、占地面积小，因此，便于深入负荷中心，从而减少电能损耗和电压损失，节约有色金属，提高经济效益。 在国外应用已相当广泛，特别是在高层建筑中得到普遍应用。在我国也已开始应用，变压器容量可达1000kVA。,30,第十章 建筑施工供电与安全用电,2.变电所位置的选择,综合考虑确定： 尽量靠近负荷中心，距离功率较大的负荷点一般不宜超过300m，以免
11、为了限制线路电压损失和电能损耗而过大的增加导线截面，使线路造价过高。 尽量靠近高压线,保证进、出线方便。 保证运输方便，便于变压器和配电屏的搬运。 不能设在地势低洼可能积水处和有剧烈震动、有易燃易爆物质的场所。 不应设在多尘和有腐蚀性气体的场所。 应该有利于安全、不妨碍建筑施工。,31,第十章 建筑施工供电与安全用电,二、建筑变配电系统常用电器设备,主电路(主结线称一次电路一次主结线):在变配电所中担负接受和分配电能任务的电路 。 一次设备：一次电路中的所有设备 二次电路二次接线二次回路 二次设备（低压电器设备）,二次回路是通过电流互感器和电压互感器与主电路相联系的。,32,第十章 建筑施工供
12、电与安全用电,一次设备,1.高压隔离开关(大河站图片、3D) 有明显可见的断开间隙 没有灭弧装置，不能通断负荷电流2.高压断路器(大河站图片、3D) 无明显可见的断开间隙 有专门的灭弧介质，可通断大电流 通常配合高压隔离开关使用3.高压负荷开关： 结构上有明显可见的断开间隙 具有简单的灭弧装置，所以能通断一定的负荷电流，当装有热脱扣器时，也能在过负荷时自动跳闸。 注意：但不能开断短路电流，如有高压熔断器与之串联使用，则利用熔断器来作短路保护。,33,第十章 建筑施工供电与安全用电,4.高压熔断器 (1) RN1、RN2 型室内高压管式熔断器 RN1 型：主要用作高压线路和设备的短路保护，也能作
13、过负荷保护，熔体通过主电路电流，结构尺寸较大 ； RN2 型：只用于高压电压互感器的短路保护，由于电压互感器二次侧全部接阻抗很大的电压线圈,所以它接近于空载工作,其熔体通过二次侧电流，电流额定值一般只有0.5A,因此结构尺寸较小。,34,第十章 建筑施工供电与安全用电,(2)RW型室外高压跌落式熔断器 适用条件： 周围空间没有导电尘埃和腐蚀气体、没有易燃易爆危险及剧烈震动的户外场所 应用： 做610kV线路和变压器的短路保护 可在一定条件下，直接用高压绝缘钩棒（俗称令克棒）来操作熔管的分合，以断开和接通小容量的空载变压器、空载线路和小负荷电流。如在其上部动、静触头上装上灭弧罩，还可带负荷操作
14、。,35,第十章 建筑施工供电与安全用电,5.阀型避雷器 能使雷电流顺畅地向大地泄放 。,阀型避雷器组成部件及特性 (a) 单火花间隙 (b) 阀片 (c) 阀电阻的电压-电阻特性,36,第十章 建筑施工供电与安全用电,6.低压配电装置 低压配电装置是按照一定的接线方案，将所用的低压电器组装成的一种低压配电成套设备。 组成：由刀开关、熔断器、自动空气开关、交流接触器、电流互感器、计量设备以及金属柜架和面板等组成 如低压配电屏、动力配电箱、照明配电箱、控制箱等。,37,第十章 建筑施工供电与安全用电,三、变电站的主结线,主结线：由变压器、各种高低压配电设备、母线、电线电缆、补偿电器等电气设备，按
15、一定顺序连接的接受电能、变换电压和分配电能的主电路结构。 基本原则 ：安全性 、可靠性 、灵活性 、经济性 主结线图：以规定电器设备图形符号用单线图的形式来表示的主结线结构。,38,第十章 建筑施工供电与安全用电,1.高压侧采用隔离开关 熔断器户外跌落式熔断器的变电所主结线方式,建筑工地常采用的10kV小容量变电所常见主结线方式：,变电所停电和送电操作的程序比较麻烦，应用于不重要的三级负荷的 小容量(500kVA)变电所。,39,第十章 建筑施工供电与安全用电,2.高压侧采用负荷开关熔断器的变电所主结线,主结线也是比较简单经济，操作方便灵活，但供电可靠性仍然不高，一般也只用于三级负荷的变电所。
16、,40,第十章 建筑施工供电与安全用电,四、变压器的参数计算与选择,参数选择：主要包括型号的选择，额定电压的确定以及容量的选择 。 选择原则：选节能型，同时也要考虑环境条件。 变压器容量的大小应根据用户低压侧用电量总计算负荷 Sjs的大小、变压器台数来确定，一般三级负荷选一台变压器，且所选变压器的额定容量SN应满足全部低压侧用电设备总计算负荷的需要。 注意：单台供电的变压器（高压为10KV,低压为0.4KV）的容量不宜大于1000KVA，而且要留有15-25%的富裕量。,41,第十章 建筑施工供电与安全用电,变压器应尽量安装在负荷中心或接近大容量用电设备。 高压进线与低压出线方便,且应尽量靠近高压电源。 变压器的低压侧电压为0.4kV时，考虑到线路的电压损失，其供电半径(既低压供电线路长度)以500m为宜,最大不超过800m。 安装位置远离剧烈震动、多尘和有腐蚀气体的场所，并且运输方便和易于安装。 应符合爆炸和危险场所电力装置的有关规定。,
