建筑设备工程第14章-建筑供配电系统课件.ppt
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1、第第14章章 建筑供配电系统建筑供配电系统 14.1供配电系统供配电系统14.2用电负荷的计算用电负荷的计算14.3电气设备的选择电气设备的选择14.4电缆、导线和母线槽电缆、导线和母线槽14.1供配电系统供配电系统1.电力系统的构成为了提高供电的可靠性和经济性,将各发电厂通过电力网连接起来,并联运行,组成庞大的联合动力系统。将各种类型发电厂中的发电机、升压(降压)变压器、输电线路以及各种用电设备组联系在一起构成的统一的整体,用以实现完整的发电、输电、变电、配电和用电。由发电厂的发电机、升压及降压变电设备、电力网及电能用户(用电设备)组成的系统统称为电力系统,如图14-1所示。(1)发电厂发电
2、厂是生产电能的场所,在这里可以把自然界中的一次能源转换为用户可以直接使用的二次能源电能。根据发电厂所取用的一次能源不同,主要有火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂等发电形式,此外还有潮汐发电、地热发电、太阳能发电、风力发电等。无论发电厂采用哪种发电形式,最终将其他能源转换为电能的设备是14.1.1供配电系统的构成供配电系统的构成14.1供配电系统供配电系统1.电力系统的构成14.1.1供配电系统的构成供配电系统的构成14.1供配电系统供配电系统发电机。(2)电力网电力网的主要作用是变换电压、传送电能,由升压和降压变电所和与之对应的电力线路组成,负责将发电厂生产的电能经过输电线路,送到用户(用电设
3、备)。(3)电力用户(用电设备)电力用户主要是消耗电能的场所,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,如电动机将电能转换为机械能、电热设备将电能转换为热能、照明设备将电能转换为光能等。2.电能传输的过程发电机生产的电能,受发电机制造电压的限制,不能远距离输送。因此,通常使发电机的电压经过升压达220500kV,再通过超高压远距离输电网送往远离发电厂的城市或工业集中地区,通过那里的区域降压14.1.1供配电系统的构成供配电系统的构成14.1供配电系统供配电系统变电所将电压降到35110kV,然后再用35110kV的高压输电线路将电能送至区域降压变电所,降至610kV配电或终端变电所
4、,如图14-2所示。3.配电系统的组成(1)供电电源配电系统的电源可以取自电力系统的电力网或企业、用户的自备发电机。(2)配电网配电网的主要作用是接受电能、变换电压、分配电能,由企业或用户的总降压变电所(或高压配电所)、高压输电线路、车间降压变电所(或配电所)、低压配电线路组成,负责将电源得到的电能经过输电线路直接输送到用电设备。(3)用电设备用电设备是指专门消耗电能的电气设备。据统计,用电设备中60%70%是电动机类设备,30%40%是照明用电设备。14.1.1供配电系统的构成供配电系统的构成14.1供配电系统供配电系统14.1.1供配电系统的构成供配电系统的构成14.1供配电系统供配电系统
5、实际上配电系统的基本结构与电力系统是极其相似的,所不同的是配电系统的电源是电力系统中的电力网。4.供电电压配电系统中的用电设备根据额定电压分为高压用电设备和低压用电设备。高压用电设备主要指额定电压在1kV以上,低压用电设备的额定电压在1kV以下。表14-1所示是我国交流电网和电力设备的额定电压。14.1.1供配电系统的构成供配电系统的构成14.1供配电系统供配电系统14.1.1供配电系统的构成供配电系统的构成14.1供配电系统供配电系统1.所址选择变电所的所址应根据下列要求,经技术、经济等因素综合分析和比较后确定:1)宜接近负荷中心。2)宜接近电源侧。3)应方便进出线。4)应方便设备运输。5)
6、不应设在有剧烈振动或高温的场所。6)不宜设在多尘或有腐蚀性物质的场所,当无法远离时,不应设在污染源盛行风向的下风侧,或应采取有效的防护措施。7)不应设在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的正下方处,也不宜设在与上述场所相贴邻的地方。当贴邻时,相邻的隔墙应做无渗漏、14.1.2变变(配配)电所电所14.1供配电系统供配电系统无结露的防水处理。8)当与有爆炸危险的建筑物毗连时,变电所的所址应符合现行国家标准GB 500582014爆炸危险环境电力装置设计规范的有关规定。9)不应设在地势低洼和可能积水的场所。10)不宜设在对防电磁干扰有较高要求的设备机房的正上方、正下方或与其贴邻的场所,当需要设在上
7、述场所时,应采取防电磁干扰的措施。油浸变压器的车间内变电所,不应设在三、四级耐火等级的建筑物内;当设在二级耐火等级的建筑物内时,建筑物应采取局部防火措施。在多层建筑物或高层建筑物的裙房中,不宜设置油浸变压器的变电所,当受条件限制必须设置时,应将油浸变压器的变电所设置在建筑物首层靠外墙的部位,且不得设置在人员密集场所的正上方、正下方、贴14.1.2变变(配配)电所电所14.1供配电系统供配电系统邻处以及疏散出口的两旁。高层主体建筑内不应设置油浸变压器的变电所。在多层或高层建筑物的地下层设置非充油电气设备的配电所、变电所时,应符合下列规定:1)当有多层地下层时,不应设置在最底层;当只有地下一层时,
8、应采取抬高地面和防止雨水、消防水等积水的措施。2)应设置设备运输通道。3)应根据工作环境要求加设机械通风、去湿设备或空气调节设备。高层或超高层建筑物根据需要可以在避难层、设备层和屋顶设置配电所、变电所,但应设置设备的垂直搬运及电缆敷设的措施。露天或半露天的变电所,不应设置在下列场所:1)有腐蚀性气体的场所。14.1.2变变(配配)电所电所14.1供配电系统供配电系统2)挑檐为燃烧体或难燃体和耐火等级为四级的建筑物旁。3)附近有棉、粮及其他易燃、易爆物品集中的露天堆场。4)容易沉积可燃粉尘、可燃纤维、灰尘或导电尘埃且会严重影响变压器安全运行的场所。2.型式变电所型式的选择应符合下列规定:1)负荷
9、较大的车间和动力站房,宜设附设变电所、户外预装式变电站或露天、半露天变电所。2)负荷较大的多跨厂房,负荷中心在厂房的中部且环境许可时,宜设车间内变电所或预装式变电站。3)高层或大型民用建筑内,宜设户内变电所或预装式变电站。4)负荷小而分散的工业企业,民用建筑和城市居民区,宜设独立变电所14.1.2变变(配配)电所电所14.1供配电系统供配电系统或户外预装式变电站。当条件许可时,也可设附设变电所。5)城镇居民区、农村居民区和工业企业的生活区,宜设户外预装式变电站,当环境允许且变压器容量小于或等于400kVA时,可设杆上式变电站。3.布置非充油的高、低压配电装置和非油浸型的电力变压器,可设置在同一
10、房间内,当二者相互靠近布置时,应符合下列规定:1)在配电室内相互靠近布置时,二者的外壳均应符合现行国家标准GB 42082008外壳防护等级(IP代码)中IP2X防护等级的有关规定。2)在车间内相互靠近布置时,二者的外壳均应符合现行国家标准GB 42082008外壳防护等级(IP代码)中IP3X防护等级的有关14.1.2变变(配配)电所电所14.1供配电系统供配电系统规定。户内变电所每台油量大于或等于100kg的油浸三相变压器,应设在单独的变压器室内,并应有储油或挡油、排油等防火设施。有人值班的变电所,应设单独的值班室。值班室应与配电室直通或经过通道相通,且值班室应有直接通向室外或通向变电所外
11、走道的门。当低压配电室兼作值班室时,低压配电室的面积应适当增大。变电所宜单层布置。当采用双层布置时,变压器应设在底层,设于二层的配电室应设搬运设备的通道、平台或孔洞。高、低压配电室内,宜留有适当的配电装置备用位置。低压配电装置内,应留有适当数量的备用回路。由同一配电所供给一级负荷用电的两回电源线路的配电装置,宜分开布置在不同的配电室;当布置在同一配电室时,配电装置宜分列布置;14.1.2变变(配配)电所电所14.1供配电系统供配电系统当配电装置并排布置时,在母线分段处应设置配电装置的防火隔板或有门洞的隔墙。供给一级负荷用电的两回电源线路的电缆不宜通过同一电缆沟;当无法分开时,应采用阻燃电缆,且
12、应分别敷设在电缆沟或电缆夹层的不同侧的桥(支)架上;当敷设在同一侧的桥(支)架上时,应采用防火隔板隔开。大、中型和重要的变电所宜设辅助生产用房。14.1.2变变(配配)电所电所14.1供配电系统供配电系统1.放射式接线从电源点用专用开关及专用线路直接送到用户或设备的受电端,沿线没有其他负荷分支的接线方式称为放射式接线,也称专用线供电。当配电系统采用放射式接线时,引出线发生故障时互不影响,供电可靠性较高,切换操作方便,保护简单。但其有色金属消耗量较多,采用的开关设备较多,投资大。这种接线多用于用电设备功率大、负荷性质重要、潮湿及腐蚀性环境的场所供电。电缆配电网放射式接线形式主要有单回路放射式、双
13、回路放射式、带低压开闭所放射式,如图14-3所示。2.树干式接线树干式接线是指由高压电源母线上引出的每路出线,沿线要分别连到若干个负荷点或用电设备的接线方式。树干式接线的特点是:有色金属消耗量较少,采用的开关设备较少;但14.1.3配电系统配电系统14.1供配电系统供配电系统其干线发生故障时,影响范围大,供电可靠性较差。这种接线多用于用电设备功率小而分布较均匀的用电设备。树干式接线有直接树干式和链串树干式,如图14-4所示。3.环式普通环式接线是在同一个变电站的供电范围内,把不同的两回配电线路的末端或中部连接起来构成环式网络,如图14-5所示。14.1.3配电系统配电系统14.1供配电系统供配
14、电系统14.1.3配电系统配电系统14.1供配电系统供配电系统14.1.3配电系统配电系统14.1供配电系统供配电系统电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上所造成的影响程度进行分级。1.一级负荷符合下列情况之一时,应视为一级负荷:1)中断供电将造成人身伤害时。2)中断供电将在经济上造成重大损失时。3)中断供电将影响重要用电单位的正常工作时。在一级负荷中,当中断供电将造成人员伤亡或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。2.二级负荷符合下列情况之一时,应视为二级负荷:14.1.4负荷等级与
15、供电要求负荷等级与供电要求14.1供配电系统供配电系统1)中断供电将在经济上造成较大损失时。2)中断供电将影响较重要用电单位的正常工作时。3.三级负荷不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。4.一级负荷供电一级负荷应由双重电源供电,当一电源发生故障时,另一电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷供电,应符合下列要求:1)除应由双重电源供电外,尚应增设应急电源,并严禁将其他负荷接入应急供电系统。2)设备的供电电源的切换时间,应满足设备允许中断供电的要求。下列电源可作为应急电源:14.1.4负荷等级与供电要求负荷等级与供电要求14.1供配电系统供配电系统1)独立于正常电源的发电机组。2)供电网络
16、中独立于正常电源的专用的馈电线路。3)蓄电池。4)干电池。应急电源应根据允许中断供电的时间选择,并应符合下列规定:1)允许中断供电时间为15s以上的供电,可选用快速自启动的发电机组。2)自投装置的动作时间能满足允许中断供电时间的,可选用带有自动投入装置的独立于正常电源之外的专用馈电线路。3)允许中断供电时间为毫秒级的供电,可选用蓄电池静止型不间断供电装置或柴油机不间断供电装置。应急电源的供电时间,应按生产技术上要求的允许停车过程时间确定。14.1.4负荷等级与供电要求负荷等级与供电要求14.2用电负荷的计算用电负荷的计算1.设备组的有功计算负荷在计算设备组单台的设备功率(Pe)后,可以根据所提
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