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1、第十二章供配电系统供配电系统2013.5.建筑设备工程12.1 供电系统电源的形式：城市电网中的某一点，如变电所、变压器、电杆、电缆的出线和接线转接箱。供电：电源将高压10kV或低压380/220V送入建筑物中。配电：进入建筑物的电能，经配电装置分配给各个用电设备。 2建筑设备工程12.1 供电系统供配电系统：利用电气设备将电源与用电设备联系在一起的整体。分界开关：城市电网与建筑供配电系统的分界点。之前由供电部门管理，之后由建筑用电单位管理。3建筑设备工程建筑设备工程12.1 供电系统1. 一级负荷一级负荷中的特别重要负荷重要交通枢纽；国宾馆；国家级及承担重大国事活动的会堂；国家级大型体育中心
2、；重要国际活动大量人员集中的公共场所一级负荷中因停电导致：实时处理计算机及网络工作异常；发生爆炸、火灾以及严重中毒。5建筑设备工程12.1 供电系统1. 一级负荷一级负荷的供电要求双电源供电。当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷中的特别重要负荷：双电源加应急电源。6建筑设备工程12.1 供电系统应急电源的反应时间：静态交流不间断电源允许中断时间毫秒级；带自动投入装置的专用馈电线路允许中断时间1.5s以上；快速自启动柴油发电机组允许中断时间15s以上。7建筑设备工程12.1 供电系统2. 二级负荷二级负荷特征中断供电导致：较大政治影响；公共场所秩序混乱。二级负荷的供电要求
3、双回路供电。由上一级变电所两段母线上引入两个回路，当发生变压器故障或线路常见故障时，不致中断供电或能迅速恢复。88负荷较小或地区供电困难时，可一路6kV以上专用架空线路供电。建筑设备工程12.1 供电系统3. 三级负荷三级负荷特征除一、二级以外的电力负荷。供电要求无特殊要求，可由单电源供电。99建筑设备工程12.1 供电系统负荷分级实例：一级负荷：u重要办公建筑：客梯电力；主要办公室、会议室、总值班室、档案室、主要通道照明。1010建筑设备工程12.1 供电系统一级负荷：u一、二级旅馆（四星以上酒店）：传媒电源宴会厅电声、新闻摄影、录像电源；通道照明宴会厅、餐厅、娱乐厅、高级客房、康乐设施、厨
4、房及主要通道照明；动力能源地下室污水泵、雨水泵、厨房、部分客梯电力。11建筑设备工程12.1 供电系统一级负荷：u高等学校、科研院所重要实验室。u市级以上气象台、计算中心主要业务性计算机系统、气象雷达、电报及传真收发设备、卫星云图接收机、语言广播电源；天气绘图及预报照明。1212建筑设备工程12.1 供电系统一级负荷：u大型博物馆防盗信号电源；珍贵展品展室的照明。u监狱警卫照明。1313建筑设备工程12.1 供电系统二级负荷：u高层普通住宅、宿舍客梯、生活水泵电源；主要通道、楼梯照明。u部、省级办公建筑客梯电力；主要办公室、会议室、总值班室、档案室、主要通道照明。u高等学校教学楼客梯电力；主要
5、通道照明。14建筑设备工程12.1 供电系统二级负荷：u一、二级旅馆其余客梯电力；一般客房照明。u市级以上气象台、计算中心客梯电力。u大型博物馆、展览馆展览用电。u冷库主要设备。三级负荷：农业用电15建筑设备工程12.1 供电系统负荷分类按电价不同划分的用电类型，重庆市分为：1.居民生活用电（0.432元）；2.非居民照明用电（0.645元）；3.商业用电（0.765元）；4.非工业、普通工业用电（0.515元）；5.大工业用电（0.417元）；6.农业生产用电（0.422元）；7.贫困县农业排灌用电（0.190元）。16建筑设备工程12.1 供电系统二、电源电压及引入方式选择依据：外网电压等
6、级；建筑用电负荷大小；用户与电源距离；供电回路数；发展规划。17建筑设备工程12.1 供电系统单相低压柱上变压器架空引入外网电压：10kV/380V/220V引入电源：220V单相适应对象：单相低压用电设备；单幢建筑、用电负荷量：6.6kW18建筑设备工程12.1 供电系统三相四线柱上变压器架空引入外网电压：10kV/380V/220V引入电源：380/220V三相四线适应对象：有单相和三相低压用电设备；建筑物较大、用电负荷量：250kW19建筑设备工程12.1 供电系统高压供电外网电压：10kV引入电源：10kV内设变压器室，提供10kV/380V/220V供电适应对象：有高压用电设备（10
7、 kV）；建筑物很大、用电负荷量：250 kW或变压器：160 kVA20建筑设备工程12.2 建筑用电负荷建筑用电负荷建筑物各类用电的统称。作用：l决定电源电压级别；l进行变配电系统图设计；l选择变配电设备；l选择变配电所的位置。21建筑设备工程12.2 建筑用电负荷一、负荷容量1. 设备容量（装机容量）所有安装的用电设备的额定功率之总和，kW。2. 计算容量通过计算求出的实际使用负荷容量，kW。3. 装表容量计量用电度表所表明的容量，A。用户限定在装表容量下使用电力。装表容量在20A及以下时，允许采用单相供电，一般均采用三相供电，以利于三相负荷平衡和减少电压损失。22建筑设备工程2312.
8、2 建筑用电负荷二、用电负荷的计算负荷曲线和负荷种类1.负荷曲线用电负荷（功率或电流）随时间变化的曲线。可清晰直观反映负荷实际变化情况。建筑设备工程2412.2 建筑用电负荷二、用电负荷的计算负荷曲线和负荷种类2.负荷种类最大负荷（计算负荷）消耗电能量最多的半小时平均功率。是按发热条件选择电气设备的依据。Pjs 计算有功功率；Qjs 计算无功功率；Sjs 计算视在功率。建筑设备工程2512.2 建筑用电负荷尖峰负荷电动机起动时连续12秒的最大平均负荷。是短时最大负荷。Pjf 尖峰有功功率；Qjf 尖峰无功功率；Sjf 尖峰视在功率。作用：校核电路中的电压损失和波动作为选择保护元件（如熔断器、自
9、动开关等）的依据作为检验电动机自启动条件。建筑设备工程2612.2 建筑用电负荷平均负荷用电设备在某时间段内的平均功率。 Pp=Wt / t 教材式（12-1）Pp 平均功率，kW；Wt 用电设备在t时间内所消耗的电能，kWh；t 实际用电时间，h。日平均负荷取t=24；年平均负荷按365天计算，t=8760h。作用：计算某段时间内的用电量；确定补偿电容的大小。常用Pp、Qp、Sp 表示。建筑设备工程2712.2 建筑用电负荷负荷系数（负荷率）平均负荷与最大负荷的比值。反映负荷波动程度。有功负荷系数 ： = Pp / Pjs 教材式（12-2）无功负荷系数 ： = Qp / Qjs 教材式（1
10、2-2）建筑设备工程2812.2 建筑用电负荷负荷计算方法单位建筑面积安装功率法（单位指标法）；需要系数法；二项系数法；利用系数法。方案设计阶段可采用单位指标法；初设、施工图设计阶段宜采用需要系数法；住宅设计各阶段单位指标法。建筑设备工程2912.2 建筑用电负荷负荷计算方法1.单位指标法单位面积电力负荷乘以建筑面积。单位面积负荷指标：建筑设备工程3012.2 建筑用电负荷2.需要系数法需要系数用电设备组计算负荷Pjs与装机容量Ps的比值。Kx = Pjs / Ps 教材式（12-3）由需要系数Kx和已安装设备总容量，求计算负荷的方法需要系数法。建筑设备工程3112.2 建筑用电负荷需要系数K
11、x的确定影响因素：设备效率设备台数工作情况线路损耗维护管理及人员操作水平一般通过实测确定。建筑设备工程3212.2 建筑用电负荷设备容量Ps的确定动力设备只考虑工作设备，不考虑备用设备；多组设备考虑同时使用系数。照明设备白炽灯等热辐射光源铭牌额定容量；荧光灯等气体放电光源额定功率加镇流器损耗。建筑设备工程3312.2 建筑用电负荷3.功率因数有功功率P与视在功率S的比值。cos= P / S有功功率P在电阻上消耗的功率，瓦(W)。电能转变为热能。建筑设备工程3412.2 建筑用电负荷无功功率Q电感、电容与电源间能量互换的功率，乏(Var)电感元件：通直流，阻交流电容元件：通交流，隔直流建筑设备
12、工程3512.2 建筑用电负荷交流电路中的纯电感：其电流称为无功电流。无功电流与电压的乘积称为无功功率。无功电流在感性负载上不作功，但在供电线路上要造成电压降，消耗电能。电能磁场能电能磁场能建筑设备工程3612.2 建筑用电负荷视在功率S电路中总电压U与总电流I 的乘积，伏安(VA)。具有功率的形式，但不等于电路中实际消耗的功率。建筑设备工程3712.2 建筑用电负荷功率因数有功功率P与视在功率S的比值。电阻型用电设备（如白炽灯、电阻电热器等），功率因数：cos1；其它用电设备的功率因数：cos 0.9低压供电的用电单位：cos0.85当达不到上述值，要采用电容器进行无功补偿。12.3 电气设
13、备的选择电气设备的分类：按工作电压分： 高压设备大于1000 V 低压设备小于1000 V按作用地位分： 一次设备用电负荷直接通过的各种设备，如导线、开关等，图纸上粗线表示； 二次设备使一次设备安全正常工作的辅助设备，如检测、信号、保护设备等，图纸上用细线表示。4112.3 电气设备的选择一、导线与电缆类型选择1.导体材料选择铝、铜室外架空线路铝芯或铜芯祼绞线或绝缘导线；高压线路常采用钢芯铝绞线。424312.3 电气设备的选择2.绝缘材料选择橡皮绝缘普通橡皮，外缠棉纱或玻璃丝。普通橡胶易老化，寿命短，不宜采用；氯丁橡皮绝缘性能强，耐油、耐老化，适宜室外敷设。434412.3 电气设备的选择
14、塑料绝缘绝缘性能良好，制造工艺简单，价格低，常用于室内配电线路。聚氯乙烯、聚乙烯、交联聚乙烯等多种。油浸纸绝缘耐热性能强，介质损耗低，耐高电压，寿命长，主要用于电缆。444512.3 电气设备的选择截面选择按发热条件（允许温升）选择，按机械强度及电压损失校核。1.按允许温升选择截面允许载流量在允许长期工作温度时通过的最大电流。使导线通过的实际工作负荷电流不超过导线允许载流量。454612.3 电气设备的选择2.按经济电流密度校核经济电流密度综合考虑电力损耗和有色金属耗量满足经济要求的每mm2截面导线和电缆的电流强度。3.线路电压损失校核电流通过电阻、电感会产生电压降，使线路末端电压小于始端，影
15、响用电设备正常运行。要求：按允许温升条件选择断面后，还需校验电压损失。4.导线的机械强度校验正常工作时必须承受一定的拉力，以防断线。满足机械强度的最小截面要求查设计手册。464712.3 电气设备的选择二、开关设备作用：控制电路通断。分手动和自动两类。刀开关又称刀闸。手动操作。用于低压电路（500V），通断交直流电源。474812.3 电气设备的选择自动空气开关手动合闸，自动跳闸。500V以下交直流电路。1.过载自动空气开关481.接触刀片；2.弹簧；3.搭扣支点；4.搭扣；5.电磁铁；6.衔铁原理：l正常电流，磁铁吸力小，搭扣如图所示；l过载或短路时，电流增大，磁铁吸力增加吸动搭扣，接触刀片
16、被弹簧拉开，切断电路。 4912.3 电气设备的选择2.欠压自动空气开关49原理：l电磁线圈接在线电压上，正常电压，磁铁吸力大可吸住搭扣，保持线路接通；l欠压或失压时，电磁吸力变小，搭扣被弹簧拉开，接触刀片也被弹簧拉开，切断电路。 1.接触刀片；2.弹簧；3.搭扣支点；4.搭扣；5.电磁铁；6.弹簧5012.3 电气设备的选择三、保护设备熔断器俗称保险丝。短路或严重过载时，自动熔断，保护线路和设备不致损坏。热继电器以被控对象发热状态为动作信号的一种保护电器。50受热状态常温状态5112.3 电气设备的选择漏电保护开关在检测与判断到触电或漏电故障时，能自动切断电路的保护装置。带过流保护具有漏电保护、过载和短路保护功能，不需再配熔断器或空开。不带过流保护只有漏电保护功能，使用时需另配相应的过流保护装置。51建筑设备工程12.4 室内外电气配线一、供配电线路的接线方案接线类型 1. 低压供配电系统引入电源电压为380V/220V a式：521.接户线2.进户线3.分界开关4.配电支路适用于城市电网离建筑物较近1324建筑设备工程一、供配电线路的接线方案接线类型 1. 低压供配电系统引入电源电
