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建筑电气技术 2006年7月13日 星期四 2 第第3 3章章 建筑供电系统建筑供电系统 绪言：通过本节内容的学习，了解并掌握建筑供电系统的组成、供电负荷计算、高压供电接线、配电系统接线、线路导线的选择等。内容框架：供电系统概述 供电负荷计算 高压供电接线 配电系统接线 线路导线的选择 重点/难点：供电负荷计算 preceding 2006年7月13日 星期四 3 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 1.1 供电系统的组成供电系统的组成 1电力系统的组成电力系统的组成 main body 2006年7月13日 星期四 4 2006年7月13日 星期四 5 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 提问：2为什么要升压供电？因为：因为：电流，传输距离，热能消耗，电能损失 所以所以：在传输容量一定的条件下，输电电压，输电电流，电能消耗 我国常用的输电电压等级：有35kV、110kV、220kV、330kV、500kV等多种 电力的传输线路：架空线路、电缆线路 2006年7月13日 星期四 6 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 组成：组成：发电厂：发电厂：是生产电能的场所。主要有火力发电厂、水利发电厂、核能发电厂、潮汐发电、地热发电、太阳能发电、风力发电等。升压及降压变电设备：升压及降压变电设备：电力网：电力网：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。配电系统配电系统(电力用户电力用户)：位于电力系统的末端，主要承担将电力系统的电能传输给电力用户的作用。电力用户主要是消耗电能的场所。电力用户根据供电电压分为高压用户（其额定电压在电力用户根据供电电压分为高压用户（其额定电压在1kv1kv以上）、低压用户（额定电压是以上）、低压用户（额定电压是220220380V380V）。）。main body 2006年7月13日 星期四 7 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 升压变电升压变电 6、10、15kv 升升110、220、500kv 降压变电降压变电 110、220、500kv降降6、10、kv 例例 我国居民用电我国居民用电:1996年年1130亿亿kw h 2000年年1690亿亿kw h 2005年年2700亿亿kw h 2010年年3920亿亿kw h 小知识：小知识：三峡电站共有单机三峡电站共有单机70万千瓦的机组万千瓦的机组26台，总装机量台，总装机量1820万千瓦，年发电万千瓦，年发电847亿千瓦时，相当于亿千瓦时，相当于6个半葛洲坝电站和个半葛洲坝电站和10个大亚湾核电站，每年为个大亚湾核电站，每年为全国人均提供全国人均提供70千瓦时电。电站单机容量、总装机容量、年发电量都堪千瓦时电。电站单机容量、总装机容量、年发电量都堪称世界第一。称世界第一。我国小水电行业经过我国小水电行业经过50多年的发展多年的发展,如今装机容量已经超过两座如今装机容量已经超过两座三峡电站三峡电站,惠及农村人口惠及农村人口3亿多人。亿多人。目前目前,我国有我国有4万多家小水电站万多家小水电站,装机总量逾装机总量逾4000万千瓦。万千瓦。2006年7月13日 星期四 8 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 2配电系统的组成配电系统的组成 组成：组成：供电电源：供电电源：可以取自电力系统的电力网或企业、用可以取自电力系统的电力网或企业、用户的自备发电。户的自备发电。配电网：配电网：主要作用是接受电能、变换电压、分配电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能。由企业或用户的总降压变电所(或高压配电所或高压配电所)、高压输电线路、车间降压变电所高压输电线路、车间降压变电所(或配电所或配电所)、低压、低压配电线路组成。配电线路组成。用电设备：用电设备：是指专门消耗电能的电气设备。是指专门消耗电能的电气设备。配电系统的电源是电力系统中的电力网，电力系统的配电系统的电源是电力系统中的电力网，电力系统的用户实际上就是配电系统。用户实际上就是配电系统。main body 2006年7月13日 星期四 9 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 1.2 供电的质量供电的质量“供电质量指标供电质量指标“-是评价供电质量优劣的标准是评价供电质量优劣的标准参数。参数。1电压偏移电压偏移 “电压偏移电压偏移“-指用电设备的实际端电压偏离其额指用电设备的实际端电压偏离其额定电压的百分数。定电压的百分数。U UN N用电设备的额定电压用电设备的额定电压(kV)(kV)；U U用电设备的实际端电压用电设备的实际端电压(kV)(kV)。产生电压偏移的产生电压偏移的主要原因主要原因：系统滞后的无功负荷和线：系统滞后的无功负荷和线路损耗所引起的系统电压损失。路损耗所引起的系统电压损失。main body 2006年7月13日 星期四 10 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 电压偏移允许值确定：电压偏移允许值确定：一般电动机一般电动机5 5，特殊情况下，特殊情况下-10101515；电梯电动机电梯电动机7 7；照明在一般工作场所为照明在一般工作场所为5 5，在视觉要求，在视觉要求较高的屋内场所为较高的屋内场所为-2.52.55 5，对于远，对于远离变电所的小面积工作场所，难以满足要求离变电所的小面积工作场所，难以满足要求时，可为时，可为-5 51010；应急照明、道路照明和警卫照明为应急照明、道路照明和警卫照明为-10105 5；其他用电设备，当无特殊要求时为其他用电设备，当无特殊要求时为5 5；医用医用x x射线诊断机射线诊断机-10101010。main body 2006年7月13日 星期四 11 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 2电压波动电压波动 “电压波动电压波动“-是指电压在短时间内的快速变动情况，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。通常以电压幅度波动值和电压波动频率来衡量。电压波动的主要原因：电压波动的主要原因：用户负荷的剧烈变化。例如电焊用户负荷的剧烈变化。例如电焊机、碎石用的电动机等。机、碎石用的电动机等。电压波动后果：电压波动后果：直接影响系统中的其他电气设备的运行。直接影响系统中的其他电气设备的运行。电压波动幅度值：电压波动幅度值：U UMaxMax用电设备端电压的最大波动值用电设备端电压的最大波动值(kV)(kV)；U UMinMin用电设备端电压的最小波动值用电设备端电压的最小波动值(kV)(kV)。main body 2006年7月13日 星期四 12 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 3频率偏差频率偏差 “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是指供电的实际频率与电网的标准频率的差值。的差值。我国的标准频率为我国的标准频率为50Hz50Hz，又叫“工频“。，又叫“工频“。不良影响：不良影响：电网频率降低，用户电动机的转速将降低，电网频率降低，用户电动机的转速将降低，将影响产品的质量。对电力系统运行的稳定性也造成将影响产品的质量。对电力系统运行的稳定性也造成很大的影响。很大的影响。频率偏差要求：频率偏差要求：一般不超过一般不超过0.25Hz0.25Hz，当电网容量大于，当电网容量大于3000MW3000MW时，频率偏差不超过时，频率偏差不超过0.2Hz0.2Hz。调整频率的办法：调整频率的办法：增大或减小电力系统发电机有功功率。增大或减小电力系统发电机有功功率。main body 2006年7月13日 星期四 13 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 4供电可靠性供电可靠性 “供电可靠性指标供电可靠性指标”-是根据用电负荷的等级要求制定是根据用电负荷的等级要求制定的，衡量供电可靠性的指标，用全年平均供电时间占的，衡量供电可靠性的指标，用全年平均供电时间占全年时间百分数表示。全年时间百分数表示。例如，全年时间例如，全年时间87608760小时，用户全年停电时间为小时，用户全年停电时间为876876小时，小时，供电可靠性为供电可靠性为9999。5电子计算机供电电源的电能质量电子计算机供电电源的电能质量 略。略。6高次谐波的抑制高次谐波的抑制 由于电力系统中某些设备和负荷的非线性特性而引起的由于电力系统中某些设备和负荷的非线性特性而引起的波形畸变。通常在波形畸变。通常在50HZ基频信号上，叠加基频信号上，叠加150HZ，300HZ或更高频率的信号。或更高频率的信号。略。略。main body 2006年7月13日 星期四 14 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 1.3 供电电压的确定供电电压的确定 1选择电压的一般原则选择电压的一般原则 配电电压选择的考虑因素：配电电压选择的考虑因素：地区供电电源的电压、用地区供电电源的电压、用电设备的总容量、用电设备的特征、供电距离、供电设备的总容量、用电设备的特征、供电距离、供电线路的回路数量、用电单位的远景规划、当地公电线路的回路数量、用电单位的远景规划、当地公共电网现状、它的发展规划及经济合理。共电网现状、它的发展规划及经济合理。供电方式供电方式:高压方式供电高压方式供电-用电设备容量在用电设备容量在250kw250kw或需要变压器或需要变压器容量在容量在160kVA160kVA以上者；以上者；低压方式供电低压方式供电-用电设备容量在用电设备容量在250kw250kw或需要变压器或需要变压器容量在容量在160kVA160kVA以下者，特殊情况下也可以高压方式以下者，特殊情况下也可以高压方式供电。供电。main body 2006年7月13日 星期四 15 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 2电力线路合理输送功率和输送距离电力线路合理输送功率和输送距离 电压愈高则电流愈小，导线截面和线路中的电压愈高则电流愈小，导线截面和线路中的功率损耗愈小。功率损耗愈小。电压愈高线路的绝缘要求愈高，变压器和开电压愈高线路的绝缘要求愈高，变压器和开关设备的价格愈高。关设备的价格愈高。选择电压等级要权衡经济效益。选择电压等级要权衡经济效益。main body 2006年7月13日 星期四 16 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 3额定电压额定电压 额定电压额定电压-是用电设备、发电机和变压器正常工是用电设备、发电机和变压器正常工作时具有最好技术经济指标的电压。作时具有最好技术经济指标的电压。(1)额定电压的确定：额定电压的确定：电网的额定电压：电网的额定电压：线路首末两端电压的平均值应等线路首末两端电压的平均值应等于电网额定电压，作为其它电力设备额定电压的依于电网额定电压，作为其它电力设备额定电压的依据；据；用电设备的额定电压：用电设备的额定电压：用电设备额定电压等于电网用电设备额定电压等于电网额定电压；额定电压；发电机的额定电压：发电机的额定电压：发电机的额定电压规定比同级发电机的额定电压规定比同级电网电压高电网电压高5 5。因为电网在传输功率时有电压损失；。因为电网在传输功率时有电压损失；main body 2006年7月13日 星期四 17 第第1 1节节 供电系统概述供电系统概述 电力变压器一次绕组的额定电压：电力变压器一次绕组的额定电压：两种：当变压器两种：当变压器直接与发电机相连时，其一次绕组的额定电压与发直接与发电机相连时，其一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同，即高出同级电网额定电压电机的额定电压相同，即高出同级电网额定电压5 5；当变压器直接与电网相连时，其一次绕组的额定电当变压器直接与电网相连时，其一次绕组的额定电压与同级电网的额定电压相同。压与同级电网的额定电压相同。电力变压器二次绕组的额定电压：电力变压器二次绕组的额定电压：是二次绕组的空是二次绕组的空载电压。变压器自身电压降和线路中的电压损失，载电压。变压器自身电压降和线路中的电压损失，变压器的二次绕组的额定电压应比同级电网额定电变压器的二次绕组的额定电压应比同级电网额定电压高压高1010；（若变压器靠近用户，线路的电压损失；（若变压器靠近用户，线路的