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1、一级建筑师考试建筑物理与设备知识笔记（五）建筑电气第一节供配电系统一、电力系统发电厂、电力网、电能用户三者组合成的一个整体。 发电厂根据所转换的一次能源的种类，可分为火力发电厂，其燃料是煤、石油或天然气；水力发电厂，其动力是水力；核电站，其一次能源是核能；此外，还有风力发电站、太阳能发电站等。电力网它包括：各种电压等级的电力线路及变电所、配电所。1.输电线路输电线路的额定电压等级为：500、330、220、110、(63)35、10kV和220/380V。电力网电压在1kV及以上的电压称为高压，lkV以下的电压称为低压。在民用建筑中常见的等级电压为1OkV。2.变配电所 配电所 配电所是接受电
2、能和分配电能的场所。配电所由配电装置组成。变电所变电所是接受电能、改变电能电压和分配电能的场所。变电所按功能分为升压变电所和降压变电所，升压变电所经常与发电厂合建在一起，我们一般说的变电所基本都是降压变电所。变电所由变压器和配电装置组成，通过变压器改变电能电压，通过配电装置分配电能。根据供电对象的不同，变电所分为区域变电所和用户变电所，区域变电所是为某一区域供电，属供电部门所有和管理，用户变电所是为某一用电单位供电，属用电单位所有和管理。电能用户用电设备按其用户可分为：1.动力用电设备把电能转换为机械能，例如水泵、风机、电梯等。 2.照明用电设备把电能转换为光能，例如各种电光源。3.电热用电设
3、备把电能转换为热能，例如电烤箱、电加热器。 4.工艺用电设备把电能转换为化学能，例如电解、电镀。二、供电的质量：电压偏差、电压波动、频率偏差。供电质量指标是评价供电质量优劣的标准参数。 1.电压偏差电压偏差是指用电设备的实际端电压偏离其额定电压的百分数。产生电压偏差的主要原因是系统滞后的无功负荷所引起的系统电压损失。正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值宜符合下列要求： 电动机为5额定电压；照明：在一般工作场所为5额定电压；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为+5，-10额定电压；应急照明、道路照明和警卫照明等为+5，-10额定电压。其他用电设备当无特殊规定时为5
4、额定电压。 2.电压波动电压波动是由于用户负荷的剧烈变化引起的。电压波动直接影响系统中其他电气设备的运行。电压波动是指电压在短时间内的快速变动情况，通常以电压幅度波动值和电压波动频率来衡量电压波动的程度。电压波动的幅值为3.频率偏差频率偏差是指供电的实际频率与电网的标准频率的差值。我国电网的标准频率为50Hz，又叫工频。当电网频率降低时，用户电动机的转速将降低，因而将影响工厂产品的产量和质量。频率变化对电力系统运行的稳定性造成很大的影响。频率偏差一般不超过0.25Hz。调整频率的办法是增大或减少电力系统发电机有功功率。三、电力负荷分级及供电要求根据电力负荷对供电可靠性的要求及中断供电对人身安全
5、、经济损失所造成的影响程度进行分级，将其分为三级。 一级负荷1.符合下列情况之一时，应视为一级负荷中断供电将造成人身伤亡时。中断供电将在经济上造成重大损失时。中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如，重要电信枢纽、重要的经济信息中心、特级或甲级体育建筑、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的重要用电负荷。在一级负荷中，当中断供电将造成重大设备损坏或发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为一级负荷中特别重要的负荷。 2.一级负荷的供电要求一级负荷应由双重电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受
6、到损坏。对于一级负荷中特别重要的负荷，应增设应急电源，并不得将其他负荷接入应急供电系统。3.应急电源类型选择应急电源类型应根据一级负荷中特别重要负荷的容量、允许中断供电的时间、要求的电源为直流或交流等条件进行选择。应急电源有以下几种：独立于正常电源的发电机组；供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路；蓄电池；干电池。根据允许中断供电的时间可分别选择下列应急电源：快速自动启动的应急发电机组，适用于允许中断供电时间为1530s以内的供电； 带有自动投入装置、独立于正常电源的专用馈电线路，适用于允许中断供电时间大于电源切换时间的供电；不间断电源装置(UPS)，适用于要求连续供电或允许中断供电时间为毫秒
7、级的供电；应急电源装置(EPS)，适用于允许中断供电时间为毫秒级的应急照明供电。 二级负荷1.符合下列情况之一时，应视为二级负荷 中断供电将在经济上造成较大损失时。 中断供电将影响较重要用电单位的正常工作。2.二级负荷的供电要求二级负荷的供电系统，宜由两回路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线路时，可为一回路架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，每根电缆应能承受100的二级负荷。三级负荷不属于一级和二级负荷的电力负荷为三级负荷。三级负荷可按约定供电。四、电压选择用电单位的供电电压应根据用电容量、用电设备
8、特性、供电距离、供电线路的回路数、当地公共电网现状及其发展规划等因素，经技术经济比较而确定。用电设备容量在250kW或需用变压器容量在160kVA以上者，应以高压方式供电；用电设备容量在250kW或需用变压器容量在160kVA以下者，应以低压方式供电，特殊情况也可以高压方式供电。多数大中型民用建筑以10kV电压供电，少数特大型民用建筑以35kV电压供电。第二节变配电所和自备电源一、变配电设备 变压器 按冷却方式不同分为油浸式、干式。干式分空气绝缘、环氧树脂浇注式、六氟化硫等。一类、二类高层建筑应选用干式(即气体绝缘)非可燃性液体绝缘的变压器。 高压开关柜柜式成套配电设备。作用：在变电所中控制电
9、力变压器、电力线路。分固定式、手车式。低压开关柜低压成套配电装置，用于500V的供电系统中，提供电力和照明配电。分固定式、抽屉式。静电电容器分为油浸式、干式。高层建筑内应选用干式电容器。 配电箱配电箱是用户用电设备的供电和配电点，对室内线路起计量、控制、保护作用，属于小型成套电气设备，可分为照明配电箱，电力配电箱。二、变配电所位置的选择 1.接近负荷中心。2.进出线方便。 3.接近电源侧。 4.设备吊装、运输方便。5.不应设在有剧烈振动的场所。6.不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，不应设在污染源的下风侧。7.不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻
10、。8.不应设在爆炸危险场所以内和不宜设在火灾危险场所的正上方或正下方，如布置在爆炸危险场所范围以内和布置在与火灾危险场所的建筑物毗连时，应符合爆炸和火灾危险场所电力装置设计规范的规定。9.变配电所为独立建筑时，不宜设在地势低洼和可能积水的场所。10.高层建筑地下层变配电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所。11.变配电所位于高层建筑的地下层时，应避免洪水或积水从其他渠道淹渍配电所的可能性，不宜设在最底层，当地下仅有一层时，应采取适当抬高该所的地面等防水措施。12.高层建筑的变配电所，宜设在地下层或首层，当建筑物高度超过100m时，也可在高层区的避难层或上技术层内设置变电所。13.一类高、
11、低层主体建筑物内，严禁设置装有可燃性油电气设备的变配电所，二类高、低层主体建筑物内，不宜设置装有可燃性油电气设备的变配电所，如受条件限制必须设置时，宜采用难燃性油的变压器并应设在首层靠外墙部位或地下层，且不应设在人员密集场所的上方或下方、贴邻或疏散出口两旁，并应采取相应的防火和排油措施。14.无特殊防火要求的多层建筑中，装有可燃性油电气设备的变电所，可设在底层靠外墙部位，但不应设在人员密集场所的上方、下方、贴邻或疏散出口两旁。三、变配电所对建筑的要求及设备布置1.可燃油油浸电力变压器室的耐火等级应为一级。非燃(或难燃)介质的电力变压器室、高压配电装置室和高压电容器室的耐火等级应二级。低压配电装
12、置和低压电容器室的耐火等级应三级。2.配变电所的门应为防火门，并应符合以下要求：有下列情况之一时，配变电所的门应为甲级防火门；配变电所位于高层主体建筑(或裙房)内，通向其他相邻房间的门； 配变电所位于多层建筑物的二层或更高层通向其他相邻房间的门； 配变电所位于地下层时或下面有地下层时，通向相邻房间或过道的门；配变电所附近堆有易燃物品或通向汽车库的门。有下列情况之一时，配变电所的门应为乙级防火门：配变电所位于多层建筑物的一层时，通向相邻房间或走道的门； 配变电所位于高层主体建筑(或裙房)内，通向过道的门；配变电所位于多层建筑物的二层或更高层，通向走道的门。 配变电所直接通向室外的门应为丙级防火门
13、。3.变压器室的通风窗，应采用非燃烧材料。4.变压器室及配电装置室门的宽度宜按最大不可拆卸部件宽度+0.30m，高度宜按不可拆卸部件最大高度+0.5m。5.当配电装置室设在楼上时，应设吊装设备的吊装孔或吊装平台，吊装平台、门或吊装孔的尺寸，应能满足吊装最大设备的需要，吊钩与吊装孔的垂直距离应满足吊装最高设备的需要。6.高压配电室和电容器室，宜设不能开启的自然采光窗，窗口下沿距室外地面高度宜1.8m，临街的一面不宜开窗。7.变压器室、配电装置室、电容器室的门应向外开，并装有锁。装有电气设备的相邻房间之间有门时，门应向低压配电室开启。8.变配电所各房间经常开启的门窗，不应直通相邻的酸、碱、蒸汽、粉
14、尘和噪声严重的建筑。9.长度7m的配电装置室应设两个出口，并宜布置在配电室的两端。楼上、楼下均为配电装置室时，位于楼上的配电装置室至少应设置一个出口，通向室外的平台或通道。10.变压器室、配电装置室、电容器室等应有防止雨、雪和小动物从采光窗、通风窗、门、电缆沟等进入室内的措施。11.地上配变电所内的变压器室宜采用自然通风，地下配变电所的变压器室应设机械送排风系统，夏季的排风温度宜45，进风和排风的温差宜15。12.变压器室和电容器室尽量避免西晒，控制室、值班室尽可能朝南。 13.变配电所的电缆沟应采取防水、排水措施。14.变压器室、电容器室、配电装置室、控制室内不应有与其无关的管道明敷线路通过
15、。15.值班室与高压配电室宜直通或经过通道相通，值班室应有门直接通向户外或通向通道。有人值班的配变电所，宜设有上下水设施。16.配电装置各回路的相序排列应一致。硬导体的各相应涂色，色别应为：A相黄色、B相绿色、C相红色。绞线可只标明相别。17.高压配电装置距室内屋顶(除梁外)的距离0.8m，距梁底0.6m。 18.成排布置的配电屏，其长度超过6m，屏后的通道应设两个出口，并宜布置在通道的两端，当两出口之间的距离超过15m时，其间尚应增加出口。19.成排布置的配电屏，其屏前和屏后的通道宽度，应民用建筑电气设计规范表4.7.4中所列数值。20.配变电所中消防设施的设置：一类建筑的配变电所宜设火灾自动报警及固定式灭火装置；二类建筑的配变电所可设火灾自动报警及手提式灭火装置。四、柴油发电机房1.符合下列情况之一时，宜设自备应急柴油发电机组： 为保证一
