第13章建筑电系统

1、1安徽新华学院土木与环境工程学院2内容提要：内容提要： 现代工农业及整个社会生活中电力应用非现代工农业及整个社会生活中电力应用非常广泛，一般建筑采用低压供电，高层建筑通常广泛，一般建筑采用低压供电，高层建筑通常常10kV电压供电。建筑供配电是建筑电气的电压供电。建筑供配电是建筑电气的重要内容，为更好的理解建筑供配电系统，本重要内容，为更好的理解建筑供配电系统，本章着重介绍了电力系统和电力网、电力网电压章着重介绍了电力系统和电力网、电力网电压的分级、建筑供电系统的中性点接地运行和常的分级、建筑供电系统的中性点接地运行和常用的建筑物配电方式实例。用的建筑物配电方式实例。安徽新华学院土木与环境工程学

2、院313.0 电力系统简介电力系统简介13.1 建筑供电系统建筑供电系统13.2 各类建筑物供电系统典型方案各类建筑物供电系统典型方案第第13章章 建筑电气系统建筑电气系统安徽新华学院土木与环境工程学院41 电力系统概念电力系统概念 2 我国电网电压等级我国电网电压等级13.0 电力系统简介安徽新华学院土木与环境工程学院5 1 电力系统概念电力系统概念图图1.1电力系统示意图电力系统示意图 安徽新华学院土木与环境工程学院61 电力系统概念电力系统概念发电厂：发电厂是将一次能源（如水力、火力、发电厂：发电厂是将一次能源（如水力、火力、风力、原子能等）转换成二次能源（电能）的场风力、原子能等）转换

3、成二次能源（电能）的场所。所。电力网：电力网是输送和分配电能的渠道，它包电力网：电力网是输送和分配电能的渠道，它包括变电所、配电所及各种电压等级的电力线路。括变电所、配电所及各种电压等级的电力线路。 变电所：接受电能、变换电压和分配电能的场所，变电所：接受电能、变换电压和分配电能的场所，可分为升压变电所和降压变电所两大类。可分为升压变电所和降压变电所两大类。 配电所：不具有电压变换能力。配电所：不具有电压变换能力。 电力线路：输送电能的通道。电力线路：输送电能的通道。安徽新华学院土木与环境工程学院7电力网：电力网： 输电网：输电网：35kV及以上输电线路及变压器组成的及以上输电线路及变压器组成

4、的 网络网络 配电网：配电网：10kV及以下配电线路及配电变压器组及以下配电线路及配电变压器组 成的网络成的网络电力用户电力用户:电力用户也称电力负荷。在电力系电力用户也称电力负荷。在电力系统中，一切消费电能的用电设备均称为电力统中，一切消费电能的用电设备均称为电力用户。用户。安徽新华学院土木与环境工程学院82 我国电网电压等级我国电网电压等级 电压等级主要有电压等级主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、500kV等。等。 高压高压:是指电网电压在是指电网电压在1kV及以上及以上 低压：是指低压：是指 1kV以下的电压以下的电压安徽新华学院土木与环境工程学院91

5、建筑供电系统的组成： 2电力负荷分级3电力负荷供电要求4电压偏移和电压质量5 建筑供电系统的中性点接地方式6 供电线路的分支方式供电线路的分支方式13.1 建筑供电系统组成安徽新华学院土木与环境工程学院101 建筑供电系统的组成：建筑供电系统的组成：从取得电源到用电负荷之间的线路从取得电源到用电负荷之间的线路，加上线路中间，加上线路中间各种分支、控制及保护装置，即组成建筑供配电系各种分支、控制及保护装置，即组成建筑供配电系统统建筑供电系统。建筑供电系统。图图1.2建筑供配电系统图建筑供配电系统图 安徽新华学院土木与环境工程学院112 电力负荷分级电力负荷分级 分为三级分为三级一级负荷：指中断供

6、电将造成人身伤亡者，一级负荷：指中断供电将造成人身伤亡者，造成重大政治影响和经济损失，或造成公共造成重大政治影响和经济损失，或造成公共场所秩序严重混乱的电力负荷，属于一级负场所秩序严重混乱的电力负荷，属于一级负荷。荷。二级负荷：当中断供电将造成较大政治影响、二级负荷：当中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失或将造成公共场所秩序混乱的较大经济损失或将造成公共场所秩序混乱的电力负荷，属于二级负荷。电力负荷，属于二级负荷。三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般电三级负荷：不属于一级和二级负荷的一般电力负荷，均属于三级负荷。力负荷，均属于三级负荷。安徽新华学院土木与环境工程学院123电力负荷供电要求电

7、力负荷供电要求一级负荷：一级负荷： 两个电源供电，一用一备，当一个电源发生故障时，两个电源供电，一用一备，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。另一个电源应不致同时受到损坏。 应急电源有：发电机组、专门馈电线路、蓄电池。应急电源有：发电机组、专门馈电线路、蓄电池。二级负荷：二级负荷： 两个电源供电，一用一备，两个电源应做到当发生两个电源供电，一用一备，两个电源应做到当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电（或电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电（或中断供电后能迅速恢复）中断供电后能迅速恢复）三级负荷三级负荷 供电电源无要求，一般为一路电源供电即可，但在供电电源无要求

8、，一般为一路电源供电即可，但在可能的情况下，也应提高其供电的可靠性。可能的情况下，也应提高其供电的可靠性。 安徽新华学院土木与环境工程学院13图图1.3电源高供低备主结线方案电源高供低备主结线方案安徽新华学院土木与环境工程学院144电压偏移和电压质量 电源的质量可以从电压偏移、频率的变化、电源的质量可以从电压偏移、频率的变化、波形的畸变、三相不平衡等方面来衡量。波形的畸变、三相不平衡等方面来衡量。电压偏移：实际电压与电压偏移：实际电压与额定电压额定电压的差异的差异电压偏移额定电压实际电压UUUUUUUNNN100% 图图1.4电压偏移示意图电压偏移示意图安徽新华学院土木与环境工程学院15 电压

9、质量电压质量（1）电压偏移调整措施）电压偏移调整措施l合理选择变压器的电压比和电压分接头合理选择变压器的电压比和电压分接头l合理选择导线截面，以减少系统阻抗合理选择导线截面，以减少系统阻抗l合理补偿无功功率合理补偿无功功率l尽量使系统的三相负荷平衡尽量使系统的三相负荷平衡安徽新华学院土木与环境工程学院16（2）频率变化控制在）频率变化控制在1HZ之间之间（3）波形畸变）波形畸变l各类大功率非线性用电设备的变压器尽各类大功率非线性用电设备的变压器尽量选用高电压；量选用高电压；l提高变压器二次侧的相数和增加整流脉提高变压器二次侧的相数和增加整流脉冲冲l按谐波次数装设分流滤波器按谐波次数装设分流滤波

10、器安徽新华学院土木与环境工程学院17（4）三相不平衡）三相不平衡l单相用电设备应均匀分布在三相电源中；单相用电设备应均匀分布在三相电源中；l由地区公共低压电网供电的由地区公共低压电网供电的220V照明负照明负荷，当线路电流小于荷，当线路电流小于30A时，可用单相时，可用单相220V供电，否则用供电，否则用220/380V的三相四线的三相四线制供电。制供电。安徽新华学院土木与环境工程学院185 建筑供电系统的中性点接地方式建筑供电系统的中性点接地方式中性点接地方式：是指供电系统中变中性点接地方式：是指供电系统中变压器的中性点与大地连接的方式。压器的中性点与大地连接的方式。（一）（一）10kV10

11、kV配电网中性点接地方式配电网中性点接地方式1.1.不接地；不接地；2.2.经销弧线圈接地；经销弧线圈接地；3.3.直接接地。直接接地。安徽新华学院土木与环境工程学院19（二）低压供电系统的中性点接地方式 建筑供电系统采用TN系统，即变压器中性点直接接地，而用电设备的金属外壳与零线或专用保护线（PE）连接。TNC系统 图1-5 aTNS系统 图1-5 bTNCS系统 图1-5 c安徽新华学院土木与环境工程学院20图 1-5 a TNC安徽新华学院土木与环境工程学院21图 1-5 b TNS安徽新华学院土木与环境工程学院22图 1-5 c TNCS安徽新华学院土木与环境工程学院23TNCTNCS

12、TNS安徽新华学院土木与环境工程学院24（三）（三）TNC、TNS、TNCS系统的特点系统的特点 TNC系统适用于三相对称负荷，使用系统适用于三相对称负荷，使用时与操作人员接触少；时与操作人员接触少；TNS系统适用于三相不对称负荷，对系统适用于三相不对称负荷，对电源要求高，使用时与操作人员接触较电源要求高，使用时与操作人员接触较多；多；TNCS系统适用于三相不对称负荷，系统适用于三相不对称负荷，对电源要求不高，使用时与操作人员接对电源要求不高，使用时与操作人员接触较多。触较多。安徽新华学院土木与环境工程学院256 供电线路的分支方式供电线路的分支方式低压配电系统是由配电装置和配电线路组成。低低

13、压配电系统是由配电装置和配电线路组成。低压配电方式是指低压干线的配电方式。低压配电压配电方式是指低压干线的配电方式。低压配电方式有放射式、树干式、混合式三种形式。方式有放射式、树干式、混合式三种形式。 放射式：放射式：由总配电箱直接供电给分配电箱或负载的配电方式。优点：独立受电，供电可靠性高，控制灵活，易于实现集中控制。缺点：线路多，有色金属消耗量大，系统灵活性较差。适用于设备容量大、要求集中控制的设备、要求供电可靠性高的重要设备配电回路，以及有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜将配电及保护起动设备放在现场者。安徽新华学院土木与环境工程学院26 树干式树干式是指由总配电箱至各分配电箱之间采用一条干

14、线连接的配电方式。优点：投资费用低、施工方便，易于扩展。缺点：干线发生故障时，影响范围大，供电可靠性较差。常用于明敷设回路，设备容量较小，对供电可靠性要求不高的设备。 安徽新华学院土木与环境工程学院27l在实际工程中，照明配电系统不是单独采用某一种形式的低压配电方式，多数是综合形式，如在一般民用住宅所采用的配电形式多数为放射式与树干式的结合。l总配电箱向每个楼梯间配电为放射式，楼梯间内不同楼层间的配电箱为树干式配电 安徽新华学院土木与环境工程学院28链式在一条供电干线上带多个用电设备或分配电箱。优点：线路上无分支点，适合穿管敷设或电缆线路，节省有色金属。缺点：供电的可靠性差。适用于暗敷设线路，

15、供电可靠性要求不高的小容量设备，串联的设备不宜超过3-4台，总容量不宜超过10kW 安徽新华学院土木与环境工程学院2913.2 建筑供电系统设备选择建筑供电系统设备选择一、小型建筑供电系统一、小型建筑供电系统二、多单元住宅楼供电系统三、小区供电系统图图1-6 1-6 小区供电系统小区供电系统安徽新华学院土木与环境工程学院30图图1-7 一般高层建筑供电系统一般高层建筑供电系统安徽新华学院土木与环境工程学院31四、大型或高层建筑物供电系统四、大型或高层建筑物供电系统（一）双电源互为备用（一）双电源互为备用图图1-8 1-8 双电源互为备用供电系统双电源互为备用供电系统安徽新华学院土木与环境工程学

16、院32（二）双电源一用一备（二）双电源一用一备图图1-9 1-9 双电源一用一备供电系统双电源一用一备供电系统安徽新华学院土木与环境工程学院33五、超高层建筑供电系统的特点和要求五、超高层建筑供电系统的特点和要求（一）超高层建筑供电系统的特点（一）超高层建筑供电系统的特点（二）超高层建筑供电系统的要求（二）超高层建筑供电系统的要求变电所变电所1、变电所内的高压开关柜、电力变压器要求有、变电所内的高压开关柜、电力变压器要求有较好的防火性能；较好的防火性能；2、低压配电屏采用自动空气开关；、低压配电屏采用自动空气开关；3、配电干线使用插接式母线或电缆。、配电干线使用插接式母线或电缆。安徽新华学院土

17、木与环境工程学院34配电系统1、将照明负荷、动力负荷、空调负荷分开配电；2、动力负荷、空调负荷用放射式配电，照明负荷用混合式配电，即分区树干式，10层为一个配电区，用一条干线配电；图保护功能：要求保护装置与消防系统联动自动化程度高：设有设备运行监控，用计算机实现供配电系统及设备管理的自动化安徽新华学院土木与环境工程学院35是制造厂为了使产品能在给定的工作是制造厂为了使产品能在给定的工作条件下正常运行而规定的正常容许值。额定条件下正常运行而规定的正常容许值。额定值有额定电压值有额定电压UNUN与额定电流与额定电流ININ或额定功率或额定功率PN PN 。必须注意的是，电气设备的电压、电。必须注意

18、的是，电气设备的电压、电流的实际值不一定等于它们的额定值。流的实际值不一定等于它们的额定值。安徽新华学院土木与环境工程学院36建筑供配电系统图建筑供配电系统图 安徽新华学院土木与环境工程学院37小结小结1、我国电网电压等级主要有、我国电网电压等级主要有0.22、0.38、3、 6、10、35、110、220、330、500kV等。等。2、电源的质量可以从电压偏移、频率的变电源的质量可以从电压偏移、频率的变化、波形的畸变、三相不平衡等方面来化、波形的畸变、三相不平衡等方面来衡量。衡量。3、电力负荷分级分为三级，一级负荷两个或两电力负荷分级分为三级，一级负荷两个或两个以上独立电源供电；二级负荷，两个电源或个以上独立电源供电；二级负荷，两个电源或回路供电；三级负荷对供电电源无要求。回路供电；三级负荷对供电电源无要求。安徽新华学院土木与环境工程学院384 4、从低压供电系统的中性点接地方式看、从低压供电系统的中性点接地方式看 建筑供电建筑供