第十九章 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。

　　㈠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。

　　㈡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

　　⑴配电所 配电所是接受电能和分配电能的场所。配电所由配电装置组成。

　　⑵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。

　　㈢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：

　　⑴电动机为±5%额定电压;

　　⑵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。

　　⑶其他用电设备当无特殊规定时为±5%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、经济损失所造成的影响程度进行分级，将其分为三级。

　　㈠一级负荷

　　1.符合下列情况之一时，应视为一级负荷

　　⑴中断供电将造成人身伤亡时。

　　⑵中断供电将在经济上造成重大损失时。

　　⑶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

　　⑴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到损坏。

　　⑵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。

　　⑴应急电源有以下几种：

　　①独立于正常电源的发电机组;②供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路;③蓄电池;④干电池。

　　⑵根据允许中断供电的时间可分别选择下列应急电源：

　　①快速自动启动的应急发电机组，适用于允许中断供电时间为15～30s以内的供电;

　　②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;

　　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。

　　㈡二级负荷

　　1.符合下列情况之一时，应视为二级负荷

　　⑴中断供电将在经济上造成较大损失时。

　　⑵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。

　　㈢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。

　　㈠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。

　　㈡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。