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1第2章供配电系统l供配电系统是指由变配电所通过架空线路或电缆线路等供电线路向建筑物供电。进入建筑物经过各级配电控制设备（配电箱、柜）和配电线路向照明设备和动力设备供电的系统。2．1电力系统和电力网l为了提高供电的可靠性和实现经济运行，常将许多的发电厂和电力网连接在一起并联运行，由发电厂、电力网和用户组成的统一整体称为电力系统。22．1．1电力系统和电力网l发电厂：将化学能、风能、水能、核能、低热能等转化为电能。l电力网——输、配电线路和变电所，即连接发电厂和用户的中间环节。包括输电网和配电网两大部分。l输电网——由35kV及以上的输电线路和与其相连接的变电所组成的网络，输电网的作用是将电力输送到各个地区或直接送给大型用户。输电网又称为区域电力网或地方电力网，是电力系统的主要网络。l配电网——是由lOkV及以下的配电线路和配电变压器所组成的，它的作用是将电力分配到各类用户。l配电线路——直接供电给用户的线路。用户电压如果是380／220V，则称为低压配电线路。把电压降为380／220V的用户变压器称为用户配电变压器。如果用户是高压电气设备，这时的供电线路称为高压配电线路，连接用户配电变压器及其前级变电所的线路也称为高压配电线路；3图13-1电力系统示意图2.1.2电力网的电压等级l电力网的电压等级是比较多的，不同的电压等级有不同的作用。从输电的角度看，电压越高则输送的距离就越远，传输的容量越大，电能的损耗就越小；但电压越高，要求绝缘水平也越高，因而造价也越高。电压的等级也不宜太多，否则输变电容量重复太多，也不易实现电机、变压器及其他用电设备的生产标准化，电网的接线也比较复杂零乱。目前，我国电力网的电压等级主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、500kV等等级。4电压标准：l第一类额定电压电压值在100V以下，主要用于安全照明、蓄电池、断路器及其它开关设备的操作电源。l第二类额定电压电压值在100V以上，1000V以下，主要用于低压动力和照明。用电设备的额定电压，直流分110、220、440V几等，交流分380／220V和230／127V两等。建筑用电的电压主要属于这一范围。l第三类额定电压电压值在1000V以上，主要作为高压用电设备及发电、输电的额定电压值。建筑电源引入方式l（1）建筑物较小或用电设备负荷量较小，而且均为单相、低压用电设备时，可由电力系统的变压器引入单相220V的电源；l（2）建筑物较大或用电设备的容量较大，但全部为单相和三相低压用电设备时，可由电力系统的变压器引入三相380/220V的电源；l（3）建筑物很大或用电设备的容量很大，虽全部为单相和三相低压用电设备，但综合考虑技术和经济因素，应由变电所引入三相高压6kV或10kV的电源经降压后供用电设备使用。52.1.3用电负荷的分类l划分负荷等级需要看建筑物的类别和用电负荷的性质。按《建筑电气设计技术规程》，对用电负荷等级划为3类。一级负荷l(1)中断供电将造成人员伤亡l(2)中断供电将造成重大政治影响l(3)中断供电将造成重大经济损失l(4)中断供电将造成公共场所的秩序严重混乱1、一级负荷l（1）一级负荷对电源的要求l一级负荷中有普通一级负荷和特别重要的一级负荷之分。l普通一级负荷应由两个电源供电，且当其中一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。l特别重要的一级负荷，除由满足上述条件的两个电源供电外，尚应增设应急电源专门对此类负荷供电。62、二级负荷l(1)中断供电将造成较大政治影响l(2)中断供电将造成较大经济损失l(3)中断供电将造成公共场所秩序混乱l宜由两回线路供电，当电源来自于同一区域变电站的不同变压器时，即可认为满足要求。3、三级负荷l凡不属一级和二级负荷者。l一般以单电源供电即可。72．1．4供电系统的方案l供电系统应根据负荷等级，按照供电安全可靠，投资费用较少，维护运行方便，系统简单显明等原则进行选择。（一）单电源供电方案l（1）单电源、单变压器、低压母线不分段系统。该系统供电可靠性较低，系统中电源、变压器、开关及母线中任一环节发生故障或检修时，均不能保证供电。但接线简单显明，造价低，可适用于三级负荷。8（1）（2）（3）（4）l（2）单电源、双变压器、低压母线不分段系统。该系统中除变压器有备用外，其余环节均无备用，一般情况下，变压器发生故障的可能性比其它元件少得多，故该方案和方案（1）相比，可靠性增加不多而投资却大为增加，故不常选用。9l（3）单电源、单变压器、低压母线分段系统。仅在低压母线上增加一个分段开关，投资增加不多，但可靠性却比方案（1）大大提高。可适用于一、二级负荷。l（4）单电源、双变压器、低压母线分段系统。该方案与方案（2）有同样的缺点，故不予推荐。（二）双电源供电方案l（1）双电源、单变压器、母线不分段系统。因变压器远比电源故障和检修次数要少，故此方案投资较省而可靠性较高，可适用于二级负荷。l（2）双电源、单变压器、低压母线分段系统。此方案比方案（1）设备增加不多，而可靠性明显提高，可适用于二级负荷。10（2）（1）l（3）双电源、双变压器、低压母线不分段系统。此方案不分段的低压母线，限制变压器备用作用的发挥，故不宜选用。l（4）双电源、双变压器、低压母线分段系统。该系统中各基本设备均有备用，供电可靠性大为提高，可适用于一、二级负荷。11（3）（4）l（5）双电源、双变压器、高压母线分段系统。因高压设备价格贵，故该方案比方案（4）投资大，并且存在方案（3）的缺点，故一般不宜选用。l（6）双电源、双变压器、高低压母线均分段系统。该方案的投资虽高，但供电的可靠性提高更大，适合一级负荷。12（5）（6）2．2低压配电l低压配电方式是指低压干线的配线方式。低压配电干线一般是指从变电所低压配电屏分路开关至各大型用电设备或楼层配电盘的线路。用电负荷分组配电系统是指负荷的分组组合系统。132．2．1低压配电方式l低压配电的结线方式可分为放射式、树干式和混合式三大类。l放射式——是一独立负荷或一集中负荷均由一单独的配电线路供电，它一般用在下列场所。l(1)供电可靠性高的场所（消防泵、生活水泵和中央空调制冷机组）l(2)单台设备容量较大的场所（电梯）l(3)容量比较集中的地方。l树干式——是一独立负荷或一集中负荷按它所处的位置依次连接到某一条配电干线上。树干式配电所需配电设备及线材较少，系统灵活性好，但干线故障时影响范围大，一般适用于用电设备比较均匀，容量不大，又无特殊要求的场合l混合式——放射式和树干式的组合14放射式树干式混合式2．3用电负荷计算l负荷计算的目的在于正确地选择电气设备和电工材料，在进行负荷计算时，要考虑环境及社会因素的影响，并应为将来的发展留有适当余量。l负荷曲线是表征用电负荷随时间而变动的一种图形。可分为日负荷曲线和年负荷曲线15l最大负荷——消耗电能最多的半小时的平均功率，可依此作为按发热条件选择电气设备的依据，又称为计算负荷；l尖峰负荷——连续1到2秒的最大平均负荷，即短时最大负荷；l平均负荷——指用电设备在某段时间内所消耗的电能除以该段时间所得的平均功率值。l设计负荷——以最大30min的平均负荷作为选择电气设备的依据2．3．2负荷计算常用方法l（1）单位建筑面积安装功率法l方案设计阶段可采用单位建筑面积安装功率法，对住宅类建筑在各个设计阶段均可用此方法。16序号建筑物名称单位建筑面积安装功率（W/m2）备注1国内高层住宅10—352香港高层住宅10—603国内主要饭店、宾馆30—6070—120无空调有空调4国外饭店、宾馆60—70120—140一般的高级的5国外办公大楼100建筑面积安装功率表l（2）需要系数法l当一个供电范围内的所有电气设备正常使用的时候，由于各种原因，该供电范围的计算负荷Pc总会比电气设备的总容量小，它们的比值称为需要系数l根据需要系数Kx求总安装容量为Pj的用电设备组所需计算负荷P的方法为需要系数法。cdi1PK=Pni=∑17建筑类别需要系数Kx建筑类别需要系数Kx厂房（有自然采光）0．8—0．9宿舍区0．6—0．8厂房（无自然采光）0．9—1医院0．5办公楼0．7—0．8食堂0．9—0．95设计室0．9—0．95商店0．9科研楼0．8—0．9学校0．6—0．7仓库0．5—0．7展览馆0．7—0．8锅炉房0．9旅馆0．6—0．7照明需要系数表导线选择nn配电线路导线截面选择是建筑电气设计配电线路导线截面选择是建筑电气设计内容中的重要组成部分。内容中的重要组成部分。nn建筑配电导线有两大类：建筑配电导线有两大类：裸线：一般用于室外，供电稳定性、：一般用于室外，供电稳定性、安全性差，成本低。安全性差，成本低。绝缘线：可用于室内或室外。：可用于室内或室外。导线的布置方式有：导线的布置方式有：架空及及埋设两种方式两种方式18配电线路常用导线型号l（一）电线l按绝缘材料不同，电线可分为橡皮绝缘线和塑料绝缘线；按芯线材料不同，可分为铜芯线和铝芯线；按芯线构造不同，可分为单芯、多芯线和软线。配电线路常用导线型号l（1）聚氯乙烯绝缘线（通称塑料绝缘线）这类电线绝缘性能良好，价格较低，不用棉纱和橡胶，室内明敷或穿管都可取代橡皮绝缘线，生产量大，应用广泛。l缺点是对气温适应性能较差，低温时易变硬发脆，高温或日光下绝缘老化较快，不宜室外敷设。l主要型号有：BLV、BV、BVR、BLVV、BVV。字母“L”表示的为铝芯线，无字母“L”的为铜芯线。字母“V”表示塑料绝缘护套，只有1个字母V的为单层，有2个字母V的为双层。19配电线路常用导线型号l(2)橡皮绝缘线这类电线弯曲性能较好，对气温适应较广，有棉纱编织和玻璃丝编织2种，其中玻璃丝编织线可用于室外架空线或进户线。棉纱编织有延燃、易霉的缺点。l主要型号有：BLX、BX(棉纱编织)，以及BBLX、BBX(玻璃丝编织)。配电线路常用导线型号l（二）电缆l电缆的结构包括导电芯、绝缘层、铅包或铝包和保护层几个部分。l从导电芯来看，有铜芯电缆和铝芯电缆；按芯数又可分为单芯、双芯、三芯及四芯等。20配电线路常用导线型号l(1)油浸纸绝缘电力电缆这种电缆有铅包或铝包两种护套，其特点是耐热性能强、耐电压强度高、使用寿命长。但弯曲性能较差，绝缘层内有油介质，不能在过低温度和两端高差过大的情况下敷设。铅包护套质软，韧性好，化学性能稳定，但线重且价格贵。铝包护套轻，成本低，但加工较难。l主要型号有ZQ、ZLQ(铅包)和ZL、ZLL铝包)。配电线路常用导线型号l（2）聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆(即全塑料电缆)这种电缆的绝缘性能、弯曲性能、抗腐蚀性能均较好，且护套轻、耐油、耐酸碱腐蚀、不延燃、接头制作简便、价格便宜。l缺点是绝缘电阻率较油浸纸低，耐腐蚀性能不完善，在含有三氯乙烯、二硫化碳、苯等化学物质的场合不适用。l主要型号有VV、VLV。21配电线路常用导线型号配电线路导线截面的选择ØØ选择导线截面的原则：选择导线截面的原则：ØØ按照按照发热条件发热条件选择导线及电缆截面，发热条件选择导线及电缆截面，发热条件由最高允许温升来决定，即最高允许温度（由绝由最高允许温升来决定，即最高允许温度（由绝缘材料性质决定，一般为缘材料性质决定，一般为656500CC与环境温度之差值与环境温度之差值..相线截面:满足其最大允许载流量要求,中性线(零线):不小于相线截面的50%;保护线(PE):不小于相线截面的50%;但相线截面小于等于16mm2,保护线等于相线截面22配电线路导线截面的选择配电线路导线截面的选择ØØ选择导线截面的原则：选择导线截面的原则：ØØ导线满足其所能承担的导线满足其所能承担的最低机械强度最低机械强度的要求；的要求；23配电线路导线截面的选择ØØ导线上的导线上的电压损失电压损失应在规定的容许电压损失之应在规定的容许电压损失之内。在一般照明及动力供电系统中，线路的容许电内。在一般照明及动力供电系统中，线路的容许电压损失小于压损失小于5%5%。事故照明则为。事故照明则为66％％例5-2某建筑施工工地需要电压为380/220,计