第1章电力系统概念及组成：..ppt

建筑电气buildingelectricity,建筑电气buildingelectricity主编李云副主编孙良杨廷方赵成奇参编段姣姣吴兴应主审陈文黎灿兵,1.绪论2建筑供配电的负荷计算与无功功率补偿3建筑设备电气与控制4变配电所工程5电缆的选择与施工安装6建筑照明系统7高层建筑供配电8建筑施工现场临时供电设计9建筑物防雷及接地系统10建筑电气安全技术11建筑中的弱电系统12建筑电气设计,1绪论,本章主要讲授电力系统、建筑供配电系统的基本概念、特点；电力系统的额定电压；电力负荷分级原则、分级及其供电要求；建筑供配电施工的内容、程序与要求；建筑电气设计与有关单位及专业间的协调；建筑电气课程性质、要求和学校方法，达到以下目标：（1）掌握电力系统、建筑供配电系统的基本概念、特点；（2）掌握电力系统的额定电压；（3）掌握电力负荷分级原则、分级及其供电要求；（4）了解建筑供配电施工的内容、程序与要求；（5）了解建筑电气课程性质、要求和学校方法。,1电能的特点：电能易于与其它形式的能源相互转化；输配简单经济；可以精确控制、调节和测量。,1.1电力系统概念及组成,2003年全国人均用电150KWh/人。预计到2050年，全国总装机容量可达1518亿kw,每年总发电量可达78万亿kwh。例某一办公楼各种能源比例：电力84%（照明插座42%，一般动力21%，空调机14%，冷冻机7%,全国用电情况：,电力系统由发电厂、输配电网、变电所及电力用户组成的统一整体。（见图1-1电力系统示意图）,2电力系统概念及组成：,(1)发电厂：,发电厂是生产电能的工厂，是将自然界蕴藏的各种一次能源（如热能、水的势能、太阳能及核能）转变为电能。,1）火力发电厂,火力发电厂简称火电厂，它是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能来生产电能的。我国的火电厂主要是燃煤。煤粉在锅炉的炉膛内充分燃烧，将锅炉内的水烧成高温高压的蒸汽，推动汽轮机转动，使与它联轴的发电机旋转发电。其能量转换过程是：,2）水力发电厂,水力发电厂简称水电厂或水电站。它是利用水流的位能来生产电能的。当控制水流的闸门打开时，水流沿进水管进入水轮机蜗壳室，冲动水轮机，带动发电机发电。其能量转换过程是：,3）核能发电厂,核能发电厂又称为原子能发电厂，简称为核电厂或核电站。它主要是利用原子核的裂变能来生产电能。它的生产过程与火电厂基本相同，主要区别是以核反应堆（俗称原子锅炉）代替了燃煤锅炉，以少量的核燃料代替了大量的煤炭。其能量转换过程是：,(2)输配电网：,是进行电能输送的通道。输电线路配电线路输电线路:将发电厂发出的经升压后的电能送到邻近负荷中心的枢纽变电站，或连接相邻的枢纽变电站，由枢纽变电站将电能送到地区变电站，其电压等级一般在220kV以上;,配电线路:将电能从地区变电站经降压后输送到电能用户的线路，其电压等级一般为110kV及以下。,(3)变电站：是变换电压和交换电能的场所。组成:变压器和配电装置。分类:升压变电站和降压变电站。配电所：对仅装有受、配电设备而没有变压器。1)升压变电站:将发电厂发出的电能进行升压处理，便于大功率和远距离传输。,2)降压变电站:对电力系统的高电压进行降压处理，以便电气设备的使用。枢纽变电站：起到对整个电力系统各部分的纽带联结作用，负责对整个系统中电能转输和分配；区域变电站：是将枢纽变电站送来的电能做一次降压后分配给电能用户；,用户变电站:接受区域变电站的电能，将其降压为能满足用电设备电压要求的电能且合理地分配给各用电设备。（4）电力用户：就是电能消耗的场所。是从电力系统中汲取电能，并将电能转化为机械能、热能、光能等。如电动机、电炉、照明器等设备。,3建筑供配电系统及其组成：,高压（10kV）配电线路、变电站(包括配电站)、低压配电线路和用电设备组成；一般民用建筑的供电电压在10kV及以下，只有少数特大型民用建筑物及用电负荷大的工业建筑供电电压在35110kV之间。,应放在10kV及以下电源及供配电系统、防雷接地系统、照明系统、电气传动控制系统和智能建筑系统。,建筑供配电学习的重点,4电力系统运行的特点,（1）电能生产的重要性：转换方便，易于大量生产、集中管理、远距离输送、自动控制（2）系统暂态过程的快速性：元件的投人和退出故障(3）电能发、输、配、用的同时性：系统结构合理，便于运行调度,1.2电力系统的额定电压,额定电压是指能使电气设备长期运行的最经济的电压。1电力系统额定电压的规定输送设备成本标准化见表1我国三相交流电网和电力设备的额定电压,2用电设备、发电机、变压器的额定电压分析：,（l）用电设备的额定电压：电气设备的额定电压等级与电网额定电压等级相对应。（2）发电机：发电机的额定电压一般比同级电网额定电压高出5%，用于补偿电网上的电压损失。,变压器的额定电压分为一次和二次绕组。对于一次绕组，1）当变压器接于电网时额定电压与电网一致；2）当变压器接于发电机输出端则其额定电压应与发电机额定电压相同。,（3）变压器：,对于二次绕组，额定电压是指空载电压，考虑到变压器承载时自身电压损失（按5%计），变压器二次绕组额定电压应比电网额定电压高5%；当二次侧输电距离较长时，还应考虑到线路电压损失（按5%计），此时二次绕组额定电压应比电网额定电压高l0%。,3在配电设计中，用电设备端子的电压偏差不应超过表1-2的允许值。4电压等级选择：（1）城镇的高压配电电压宜采用10KV，低压配电电压应采用380/220V。,（2）用电单位（或称为用户）的供电电压应根据其计算容量、供电距离、用电设备特性、供电回路数量、远景规划及当地公共电网的现状和发展规划等技术经济因素综合考率确定。,（3）小负荷用户宜接入当地低压电网，当用户的计算容量为200kVA或用电设备单台功率250kW；当供电距离250m，计算负荷100kVA者，宜采用高压供电。,1.3建筑供配电的负荷分级及供电要求,1.1供电可靠性供电质量:主要由电能质量和供电可靠性两大指标来衡量。电能质量:指标包括电压、波形和频率的质量供电可靠性:是指供电企业对用户的供电连续性，,1.2等级负荷,这里“负荷”的概念是指用电设备1符合下列情况之一时，应为一级负荷：2符合下列情况之一时，应为二级负荷：3不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。,1.4各级负荷的供电措施：1.一级负荷用户和设备的供电措施:（1）一级负荷的供电电源应符合下列要求：1）一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。而且当一个电源中断供电时，另一个,1.3各类负荷分级：见表1-3,电源应能承担本用户的全部一级负荷设备的供电（根据当地电源的可靠程度及用户要求，在巳有两路市电的情况下，同增设自备电源）。2）当一级负荷设备容量在200kW以上或有高压用电设备时，应采用两个高压电源，这两个高压电源一般是由当地电力系统的两个区域变电站分别引来。,两个电源的电压等级宜相同。但根据负荷需要及地区供电条件，采用不同电压更经济合理时，亦可经当地供电部门同意，采用不同电压供电；或自备柴油发电机。,3）当需双电源供电的用电设备容量在100kW及以下，又难于从地区电力网取得第二电源时，宜从邻近单位取得第二低压电源，否则应设EPS或柴油发电机组备用电源。4）作为应急用电的自备电源与电力网的正常电源之间必须采取防止,并列运行的措施。5）分散的小容量一级负荷：如电话机房、消防中心（控制室），应急照明等，亦可采用设备自带的蓄电池（干电池）或集中供电的EPS作为自备应急电源。,（2）一级负荷的供配电系统应符合下列要求：1）一级负荷用户的变配电室内的高低压配电系统，均应采用单母线分段系统。分列运行互为备用。,2）一级负荷设备应采用双电源供电，并在最末一级配电装置处自动切换。3）不同级别的负荷不应共用供电回路。4）为一级负荷供电的低压配电系统，应简单可靠，尽量减少配电级数。,（3）特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。2二级负荷用户和设备的供电措施二级负荷的供电系统应做到当电力变压器或线路发生常见故障时，,不致中断供电或中断供电能及时恢复（1）二级负荷用户的供电可根据当地电网的条件，采取下列方式之一：1）宜由两个回路供电，其第二回路可来自地区电力网或邻近单位，也可用自备柴油发电机组（但必须采取防止与正常电源并联运行的措施）。,2）由同一座区域变电站的两段母线分别引来的两个回路供电。3）在负荷较小或地区变电条件困难时，可由一路6kV及以上专用的架空线路供电，或采用两根电缆供电，其每根电缆应能承担全部二级负荷。（2）二级负荷设备的供电应根据本单位的供电条件级负荷的重要程度，采取下列方式之一：,1）双电源（或双回路）供电，在最末一级配电装置内自动切换。2）双电源（或双回路）供电到适当的配电点自动互投后用专线送到用电设备或其控制装置上。3）由变电所引出可靠的专用单回路供电。4）应急照明等分散的小容量负荷，可采用一路市电加EPS或用一路电,4几个重要的基础概念或问题,（1）用电单位与用电设备：用电单位即负荷用户，用电单位的供电要求和措施都是依赖于外部电源条件的，其负荷等级是对引入外部电源或供电线路供电可靠性的要求；用电设备的供电要求及供电措施则主要依赖于单位内部的电源条件，其负荷等级是对该单位外部及内部电源和供电线路可靠性的要求。最末一级配电装置是指用电设备附近的直配电源箱或设备控制箱。（2）双电源和双回路（3）配电箱、双切箱、双切配电箱、控制箱、配电控制箱及双切配电控制箱（盘、柜）：配电箱是强调对电能进行“一进几出”式分配的配电装置；,（4）同一级别的负荷，消防设备和非消防设备的供电要求是不同的：一级消防负荷要求采用相互独立的双电源供电，且双电源在最末一级配电装置处自动切换；二级消防负荷要求采用双回路供电（有条件时宜采用双电源），且双回路在最末一级配电装置处自动或手动切换，也就是要求一、二级消防负荷必须在最末一级配电装置处“双切”（对三级消防负荷的电源和回路数量不做要求）。非消防负荷则不论其负荷等级为一级或是二级，都不要求必须在最末一级配电装置处进行“双切”，非消防二级负荷甚至不要求必须采用双回路供电。当经济技术条件允许时，一、二级非消防负荷也应在末端配电装置处“双切”；无条件时，非消防一、二级负荷可以在负荷附近适当的配电点进行“双切”后用专线送到用电设备或者用电设备的控制装置上即可。另外，不论是一级还是二级消防负荷，规范均强调其供电回路的专用性，即从低压配电室（或建筑物的第一级配电装置处）起直至最末一级配电装置处始终要与非消防配电线路严格独立分开（亦即不得把非消防设备接入消防专用回路）。应当注意一、二级负荷对“双切”的时间和是否必须采用自动切换的要求不同。（5）不同等级的负荷不应混接于同一供电回路。为特别重要一级负荷供电的回路中严禁接入其它级别的负荷，为普通一级负荷或二级负荷供电的回路中不应其他级别的负荷。（6）各级负荷用户的低压配电系统构成均应简单可靠，尽量简约配电级数（对电能进行一次分配算一个配电级数，一般一个“配电路由”上经过n个配电箱即可视为配电级数为n）。一般情况下，一级负荷设备的配电级数不应超过三级，二级负荷设备的配电级数不宜超过三级，三级负荷设备的配电级数不宜超过四级。（7）为避免发生倒送电等各类事故，用电单位的自备电源与电力系统电源之间必须采取防止其并列运行的机械联锁或电气连锁的技术措施。自备电源的容量一般均可按仅满足一、二级负荷的需要选取。,1建筑供配电工程施工电气安装工程，一般可分为三大阶段，即施工准备阶段、安装施工阶段和竣工验收阶段。电气安装工程施工前的准备工作是一项有计划、有步骤、阶段性的工作，贯串于施工的全过程,1.4建筑电气施工的内容、程序与要求,在以三级负荷为主，有少量一、二级负荷的用户，可设置仅满足一、二级负荷需要的自备电源。4常用的应急电源有下列几种：（1)独立于正常电源的发电机组。（2)供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路（3)蓄电池（包括大容量UPS或EPS不间断电源）。,(1)熟悉、会审图纸。图纸是工程的语言、施工的依据。(2)熟悉和工程有关的其他技术资料(3)编制施工方案。(4)编制工程预算。(5)组织机具的调配和材料的采购、进场。(6)有计划地组织施工队伍进场。(7)全面检查现场施工条