第一章供电系统概述

1、第一章 绪论第一节 电力系统概念及组成 第二节 电力系统的标准电压第三节 建筑供配电的负荷分级及供电要求第四节 建筑电气设计的内容、程序与要求第五节 建筑电气施工的内容、程序与要求第一节 电力系统概念及组成 一、电能 1.能源类型 一次能源和二次能源常规能源和新能源再生能源与非再生能源含能体能源和过程性能源 2. 电能的特点 （1）电能不能储存 生产、输送、分配、使用同时完成。 （2）暂态过程非常迅速 电能以电磁波的形式传播，传播速度为300kmms。 （3）和国民经济各部门间的关系密切 。 二、电力系统的基本概念 1. 电力系统的构成 发电厂 发电机 变电设备升压及降压 电力线路各种电压等级

2、 电能用户用电设备（一）发电厂（站） 发电厂（站）由建筑物、能量转换设备和全部必要的辅助设备组成的生产电能的工厂。火力发电站由燃煤或碳氢化合物获得热能的热力发电站(将热能转变为电能的发电站)。 发电过程为：燃料充分燃烧后，使锅炉内的水变成高温高压的蒸汽，推动汽轮机转动，带动与之联轴的发电机旋转发电。火力发电站水电站将水流能量转变为电能的电站。 发电过程为：有落差的水流冲动水轮机，带动与之连轴的发电机旋转发电。三峡水电站 其他：太阳能电站、风力电站 、地热电站 、潮汐电站 等。 其他：太阳能电站、风力电站 、地热电站 、潮汐电站 等。2 电力网 电力网输电、配电的各种装置和设备、变电站、电力线路

3、的组合。 电力线路电力系统两点间用于输配电的导线、绝缘材料和附件组成的设施。 变电站电力系统的一部分，它集中在一个地方，主要包括输电或配电线路的终端、开关设备及控制设备、变压器和建筑物，通常还包括电力系统安全和控制所需的设施（例如保护装置）。超高压远距离输电网地方电力网区域电力网110kV35kV35kV500kV220kV110kV10 kV水力发电厂火力发电厂变电所变电所A A：枢纽：枢纽变电所变电所变电所变电所CC：地方：地方：地方：地方变电所变电所变电所变电所DD：终端：终端：终端：终端变电所变电所变电所变电所B B：中间中间中间中间 3 3电力用户（用电设备）电力用户（用电设备） 消

4、耗电能消耗电能的场所，将电能通过用电设的场所，将电能通过用电设备转换为满足用户需求的其他形式的能量备转换为满足用户需求的其他形式的能量 （a）电梯主机）电梯主机 （b）高层生活用水变频恆压水泵）高层生活用水变频恆压水泵 （c）中央空调主机 （d）屋顶的水塔 三、供配电系统三、供配电系统 1 1供电电源供电电源 电力系统的电力系统的电力网电力网 用户的用户的自备发电机自备发电机 2 2配电网配电网 （1 1）作用：）作用：接受电能、变换电压、分接受电能、变换电压、分配电能配电能 （2 2）组成：）组成：总降压变电所、高压输电总降压变电所、高压输电线路、配电所、低压配电线路线路、配电所、低压配电线

5、路3 3用电设备用电设备（1 1）作用：）作用：消耗电能消耗电能 70%70%是电动机类设备是电动机类设备 20%20%是照明用电设备是照明用电设备（2 2）结构：与电力系统相似）结构：与电力系统相似（3 3）分类：）分类： 高压用电设备：额定电压在高压用电设备：额定电压在1kV1kV以上以上 低压用电设备：额定电压在低压用电设备：额定电压在1kV1kV以下以下 第二节第二节 电力系统的标准电压电力系统的标准电压 一、一、电网的电压电网的电压 0.22/0.38、3、6、10、35、（、（60）、）、110、（154）、）、220、330、500KV 、750KV、1000KV和和 500KV

6、 800KV 高压配电网：高压配电网：110kV、66kV； 中压配电网：中压配电网：10kV、6kV； 低压配电网：低压配电网：0.4kV（220V/380V）。）。 二、电压选择二、电压选择 用电设备容量在用电设备容量在250kW250kW或需要变压或需要变压器容量在器容量在160kVA160kVA以上以上者，应以者，应以高压高压方方式供电；式供电；以下者以下者，应以，应以低压低压方式供电，方式供电，特殊情况下也可以高压方式供电特殊情况下也可以高压方式供电。 三、电能质量三、电能质量 1.电电压偏差压偏差 （1）电压偏差指用电设备的）电压偏差指用电设备的实实际端电压际端电压偏离其偏离其额定

7、电压额定电压的的百分数百分数。 %100%NNUUUU（2 2）原因：）原因：系统系统滞后的无功负荷滞后的无功负荷 （3）用电设备端子处电压偏移允许值 1）一般电动机5%，特殊情况下-10%+5%。 2）电梯电动机7%。 3）照明：在一般工作场所为5%；在视觉要求较高的屋内场所为-2.5%+5%；远离变电所的小面积一般工作场所,可为-5%+10%；应急照明、道路照明和警卫照明为-10%+5%。 4）其他用电设备，当无特殊要求时为5%。 （4）供电电压允许偏差值 1）10kV及以下三相供电电压允许偏差为标称系统电压的7%； 2）220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的+7%、-10%； 3）

8、对供电电压允许偏差有特殊要求的用人单位，应与供电企业协议确定。 2.电压波动 （1）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波动频率来衡量电压波动的程度。其变化速度等于或大于每秒0.2时称为电压波动。kVUkVU,minmax波动值用电设备端电压的最小波动值用电设备端电压的最大%100%minmaxNUUUU （2）电压波动允许值 1）用电设备端子电压水平允许值10%，配电母线电压波动允许值2.5%。 2）公共供电点（电力系统中两个或多个用户的连接处）：10kV以下系统2.5%；35110kV系统2%。 3）电弧炉引起的配电母线电压波动值按照公共供电点电压波动允许值； 4）较大功率

9、的电阻焊机引起的配电母线电压波动值按2.5%考虑，波动频率小于1Hz （3）电压闪变 负荷急剧的波动造成供配电系统瞬时三电压升高，照度随之急剧变化，使人眼对灯闪感到不适，这种现象称为电压闪变。 3. 不对称度及改善措施 （1）不对称度是衡量多相负荷平衡状态的指标，多相系统的电压负序分量与电压正序分量之比值称为电压的不对称度，电流负序分量与电流正序分量之比值称为电流的不对称度，均以百分数表示。 （2）不对称度允许值 电力系统公共连接点正常运行方式下不平衡度允许值为2%，短时不得超过4%，每个用户不得超过1.3%。 4. 频率偏差 供电的实际频率与电网的标准频率的差值。 （1）电网装机容量在300

10、0MkW及以上的，为0.2Hz； （2）电网装机容量在3000MkW以下的，为0.5Hz。 （3）在电力系统非正常状况下，供电频率允许偏差不应超过1.0Hz。 七、谐波及改善措施 1. 正弦波形畸变率 （1）n次谐波电压、电流含有率%1001UUHRUnn%1001IIHRInn （2）电压、电流总谐波畸变率）电压、电流总谐波畸变率 %100%100122221UUUUTHDnnnnu）（%100%100122221IIIITHDnnnni）（nUnI1U1In次谐波电压、电流的方均根值，次谐波电压、电流的方均根值，kV，A基波电压、电流的方均根值，基波电压、电流的方均根值， kV、A （3）

11、谐波电压的总平均畸变系数）谐波电压的总平均畸变系数 tttnndttUt221）（ttnU谐波电压的总平均畸变系数变化时间，n次谐波电压的方均根值，kV3s第三节第三节 建筑供配电的负荷分级及供建筑供配电的负荷分级及供电要求电要求 一、负荷分级 电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。 1 符合下列情况之一时，应为一级负荷： 1）中断供电将造成人身伤亡时。 2）中断供电将在政治、经济上造成重大影响或损失时。 3）中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作，或造成公共场所秩序严重混乱时。例如：重要通信枢纽、重要交通枢

12、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以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。 在一级负荷中，当中断供电后将影响实时处理重要的计算机及计算机网络正常工作以及特别重要场所中不允许中断供电的负荷，为特别重要的负荷。 2. 符合下列情况之一时，应为二级负荷： 1）中断供电将造成较大政治影响时。 2）中断供电将造成较大经济损失时。 3）中断供电将影响重要用电单位的正常工作，或造成公共场所秩序混乱时。 3. 不属于一级负荷和二级负荷的用电负荷应为三级负荷。4. 民用建筑中消防用电的负荷等级，应符合下列规定（高层民用建筑设计防

13、火规范GB50045、建筑设计防火规范GBJ16）： （1）一类高层民用建筑的消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明及疏散标志、防烟及排烟设施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯机器排水泵、电动的防火卷帘及门窗以及阀门等消防用电为一级负荷，二类高层民用建筑内的上述消防用电应为二级负荷。 （2）特、甲等剧场，（1）所列的消防用电为一级负荷，乙、丙等剧场应为二级负荷。 （3）特等体育场馆的应急照明为一级负荷中的特别重要负荷；甲等体育场馆的应急照明为一级负荷。5. 当在主体建筑中有一级负荷中特别重要负荷时，直接影响其运行的空调用电应为一级负荷。当在主体建筑中有大量一级负荷时，直接影响其运

14、行的空调用电应为二级负荷。6. 重要电信机房的交流电源，其负荷级别应与该建筑工程中最高等级的用电负荷相同。 7. 区域性的生活给水泵房、采暖锅炉房及换热站的用电负荷，应根据工程规模、重要性等因素合理确定负荷等级，且不低于二级。8. 有特殊要求的用电负荷，应根据实际情况与有关部门协商确定。三、供电要求三、供电要求1 一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。2 一级负荷中的特别重要负荷，尚应增设应急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。 3 二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。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

15、供电。当采用架空线时，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，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。4 三级负荷可按约定供电。三、供配电系统的电源三、供配电系统的电源 电源及供配电系统设计，应符合下列规定： 1 10（6）kV供配电线路宜深入负荷中心。根据负荷容量和分布，宜使总变电所和配电所靠近建筑物用电负荷中心。 2 同时供电的两路及以上供配电线路中，其中一个回路中断供电时，其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷的供电要求。3 在设计供配电系统时，除一级负荷中的特别重要负荷，不应按一个电源系统检修或故障的同时，另一电源又发生故障进行设计。四、应急电源 下列电源可

16、作为应急电源：1 供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路。2 独立于正常电源的发电机组。3 蓄电池。根据允许中断供电的时间，可分别选择下列应急电源：1 快速自动起动的应急发电机组，适用于允许中断供电时间为1530s的供电。2 带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路，适用于允许中断时间大于电源切换时间的供电。3 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级的供电。4 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。第四节第四节 建筑电气设计的内容、程序建筑电气设计的内容、程序与要求与要求 一、设计内容一、设计内容1供电系统供电系统 （1）供电设计）供电设计 （2）电力负荷计算）电力负荷计算 （3）短路电流计算）短路电流计算 （4）高压接线）高压接线 （5）低压配电线路设计）低压配电线路设计 （6）电气设备选择）电气设备选择（7）继电控制与保护）继电控制与保护（8）电能质量）电能质量 （9）变配电所设计）变配电所设计（10）电梯）电梯2照明系统 （1）电光源 （2）照度计算 （3）灯具选型 （4）应急照明3电气安全系统（1）安全用电（2）防雷（3）防火二、设计程序二、设计程序 调查研究 编制设计文件 审核报批 交施工单位 施工前技术交底；施工中技术处理；施工后工程验收。三、设计要求 编制供电设计说明书