第13章建筑供電

與安全用電13.1電力系統(tǒng)概述13.1.1電力系統(tǒng)基本概念下圖是發(fā)電廠到用戶的送電過程1電力系統(tǒng)

通過各級電壓的電力線路，將發(fā)電廠、變電所和電力用戶連接起來的一個發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。2電網(wǎng)（電力網(wǎng)）電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所。主要作用是變換電壓、傳送電能，負責將發(fā)電廠生產(chǎn)的電能經(jīng)過輸電線路，送到用戶。電網(wǎng)往往以電壓等級來區(qū)分，如35kV電網(wǎng)。3電力用戶（用電設備）

消耗電能的場所，將電能通過用電設備轉換為滿足用戶需求的其他形式的能量。例如：電動機將電能轉換為機械能、電熱設備將電能轉換為熱能、照明設備將電能轉換為光能等。

電力用戶根據(jù)供電電壓分為：

高壓用戶10kV以上低壓用戶380/220V13.1.2發(fā)電廠基本知識是生產(chǎn)電能的場所，是將自然界蘊藏的各種天然能源轉換為電能的工廠。根據(jù)其所采用的一次能源不同進行分類。1水利發(fā)電廠（水電站）水流位能機械能水輪機電能發(fā)電機三峽樞紐工程三峽工程設計安裝26臺70萬千瓦發(fā)電機組。機組全部投產(chǎn)后年平均發(fā)電847億千瓦時。2火力發(fā)電廠燃料化學能熱能鍋爐汽輪機機械能電能發(fā)電機3核能發(fā)電廠核裂變能熱能核反應堆汽輪機機械能電能發(fā)電機秦山核電站全景秦山核電站是中國自己設計、建設、調試和運營的第一座核電站，1991年12月15日首次并網(wǎng)發(fā)電。總裝機容量為300萬千瓦。秦山核電站汽輪機廠房中國第一個大型風電廠，也是亞洲最大的風力發(fā)電站。目前安裝有200臺風車，年發(fā)電量為1800萬瓦。4風力發(fā)電廠新疆達板城風電廠5其它類型發(fā)電廠大型太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電站地熱發(fā)電廠日本松川地熱發(fā)電站是1966年啟動的日本第一座地熱發(fā)電站，是世界上第四座地熱發(fā)電站。潮汐能發(fā)電廠當潮水流進或流出大壩時，都通過水輪機而發(fā)電。建造潮汐電站的費用昂貴，全世界很少。13.1.3電壓等級1100V以下：12V、24V、36V。2100V~1000V：127V、220V、380V。31000V以上：3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。13.2電力負荷1電力負荷的概念負荷：又稱負載，指發(fā)電機或變電所供給用戶的電力，其衡量標準是電氣設備中的功率或電流。

滿負荷

滿負荷又叫滿載，指負荷恰好達到電氣設備銘牌所規(guī)定的數(shù)值。最大負荷

最大負荷有時又稱尖峰負荷，指系統(tǒng)或設備在一段時間內用電最大負荷值。最小負荷

又稱低谷負荷，指系統(tǒng)或設備在一段時間內用電最小負荷值。

13.2.2負荷分級 電力負荷應根據(jù)供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟上所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。

1．一級負荷

屬下列情況者均為一級負荷：（1）中斷供電將造成人身傷亡者。（2）中斷供電將造成重大政治影響者。（3）中斷供電將造成重大經(jīng)濟損失者。（4）中斷供電將造成公共場所秩序嚴重混亂者。（1）應由兩個獨立電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應不致同時受到損壞。（2）一級負荷中的特別重要負荷，除上述兩個電源外，還必須增設應急電源。為保證特別重要負荷的供電，嚴禁將其他負荷接入應急供電系統(tǒng)。（3）常用的應急電源有下列幾種：1）獨立于正常電源的發(fā)電機組。2）供電網(wǎng)絡中有效地獨立于正常電源的專門饋電線路。3）蓄電池。

一級負荷的供電要求

2．二級負荷

屬下列情況者均為二級負荷：（1）中斷供電將造成較大政治影響者。（2）中斷供電將造成較大經(jīng)濟損失者。（3）中斷供電將造成公共場所秩序混亂者。

二級負荷的供電要求

應做到當發(fā)生電力變壓器故障或線路常見故障時不致中斷供電（或中斷后能迅速恢復）。對二級負荷應采用兩個電源供電，或用兩回路送到適宜的配電點。

三級負荷的供電要求

對供電無特殊要求。3．三級負荷

不屬于一級和二級的電力負荷。建筑類別建筑物名稱用電設備及部位負荷級別住宅建筑高層普通建筑電梯、照明二級旅館建筑高級旅館宴會廳、新聞攝影、高級客房、電梯等一級普通旅館主要照明二級辦公建筑省、市、部級辦公樓會議廳、總值班室、電梯、檔案室、主要照明一級銀行主要業(yè)務用計算機及外部電源、防盜信號電源一級13.310kV變電所變電所擔負著從電力網(wǎng)受電、經(jīng)過變壓、然后分配電能的任務。變電所是供電系統(tǒng)樞紐，占有特殊重要的地位。變電所的類型很多，工業(yè)與民用建筑設施的變電所大都采用10kV進線，將10kV高壓降為400／230V的低壓，供用戶使用。1變配電所的結構

10kV變電所按其變壓器及高低壓開關設備安裝位置，可分為：室內型變電所平面布置圖室外性——桿上式或高臺式變電所 此類變電所的變壓器一般位于室外的電線桿塔上，或在專門的變壓器臺墩上，一般用于負荷分散的小城市居民區(qū)和工廠生活區(qū)以及小型工廠和礦山等。變壓器容量較小，一般在315kVA及以下。組合式成套變電所

組合式變電站，具有結構緊湊、成套性強、運行安全可靠、維護方便、造型美觀、移動方便、占地面積小等特點。

2變配電系統(tǒng)常用電氣設備變配電所(室)是由高壓配電室、變壓器室和低壓配電室3部分組成，我國建筑中常引用的高壓電多在6~10KV，只有少數(shù)特大型民用建筑，才采用35kV供電，當采用6~10KV電壓供電的建筑設置的變配電所(室)被稱為6~10KV變配電所(室)。常用的高壓一次設備高壓熔斷器高壓隔離開關高壓負荷開關高壓斷路器高壓開關柜真空斷路器（ZN27-12）高壓少油斷路器(SN10-10系列)多油斷路器（DW10-10

）高壓隔離開關用來隔離電源，將需要檢修的設備與電源可靠斷開。沒有專門的滅弧裝置。分為戶內和戶外兩大類。高壓熔斷器1、戶內高壓管式熔斷器（RN1、RN2型）2、戶外跌落式熔斷器（RW型）高壓負荷開關高壓負荷開關具有滅弧裝置，專門用在高壓裝置中通斷負荷電流。只能通斷一定的負荷電流，所以它的斷流能力不大，不能用來開斷短路電流，它必須和高壓熔斷器串聯(lián)使用。分戶內式和戶外式兩大類。高壓開關柜

高壓開關柜是一種柜式的成套配電設備。它按一定的接線方案將所需的一、二次設備，如開關設備、監(jiān)測儀表、保護電器及一些操作輔助設備組裝成一個總體。在變配電所中作為控制電力變壓器和電力線路之用。XGN2-12型高壓開關柜

2、低壓電氣設備低壓配電盤：用于變壓器低壓側的首級配電系統(tǒng)，作為動力、照明配電之用。動力配電箱：用于工企、事業(yè)、高層建筑，交流380V三相四線制系統(tǒng)，作為動力、照明配電或電動機控制。13.3.3變配電所的主結線

（一次接線）指由各種開關電器、電力變壓器、母線、電力電纜、移相電容器等電氣設備，依一定次序相連接的接受電能和分配電能的電路。

一般民用建筑變電所主接線

（a）630kVA及以下露天變電所接線；

（b）320kVA及以下室內變電所接線；

（c）320kVA以上室內變電所接線圖（a）：對于變壓器容量在630kVA及以下的露天變電所，其電源進線一般經(jīng)過跌落式熔斷器接入變壓器； 圖（b）：對于室內變電所變壓器容量在320kVA及以下，且變壓器不經(jīng)常進行投切操作時，高壓側可采用隔離開關和戶內式高壓熔斷器；

圖（c）：如變壓器經(jīng)常進行投切操作，或變壓器容量在320kVA以上時，高壓側應采用負荷開關和高壓熔斷器。13.4低壓配電系統(tǒng)是供配電系統(tǒng)的重要組成部分，擔負著將變電所380/220V的低壓電能輸送和分配給用電設備的任務。低壓配電系統(tǒng)的基本形式

1放射式2樹干式3混合式1放射式優(yōu)點：各個負荷獨立受電，其特點是配電線路相互獨立，因而具有較高的可靠性，故障范圍一般僅限于本回路，線路發(fā)生故障需要檢修時也只切斷本回路而不影響其他回路；同時回路中電動機的起動引起的電壓波動對其他回路的影響也較小。缺點：所需開關和線路較多,因而建設費用較高。放射式配電多用于比較重要的負荷，如空調機組、消防水泵等。2樹干式

樹干式由配電裝置引出一條線路同時向若干用電設備配電。優(yōu)點：有色金屬耗量少、造價低。缺點：干線故障時影響范圍大，可靠性較低。一般用于用電設備的布置比較均勻、容量不大、又無特殊要求的場合，如用于一般照明的樓層分配電箱等。3混合式

混合式系統(tǒng)是放射式和樹干式配電的結合形式從低壓電源引入的總配電裝置(第一級配電點)開始，至末端照明支路配電盤為止，配電級數(shù)一般不宜多于三級，每一級配電線路的長度不宜大于30m。如從變電所的低壓配電裝置算起，則配電級數(shù)一般不多于四級,總配電長度一般不宜超過200m，每路干線的負荷計算電流一般不宜大于200A?；旌鲜脚潆姺绞郊骖櫫朔派涫胶蜆涓墒絻煞N配電方式的特點是，將兩者進行組合的配電方式，如高層建筑中，當每層照明負荷都較小時，可以從低壓配電屏放射式引出多條干線，將樓層照明配電箱分組接入干線，局部為樹干式。

具有備用電源的配電方式對于建筑物內重要的用電負荷，為保證供電的可靠性，除正常供電電源外，還應設置一應急電源作為備用，應急電源一般采用柴油發(fā)電機組，也可以是專門的獨立于常用電源的供電線路。13.4.2配電導線

截面的選擇

1線路導線截面的選擇在配電線路中，使用的導線主要有電線和電纜。導線的選擇分類型和截面兩方面的選擇。導線的選擇，直接關系有色金屬的消耗量與線路的投資，以及電力網(wǎng)的安全、可靠、經(jīng)濟、合理地運行。導線截面的選擇原則導線截面的選擇應滿足發(fā)熱條件、電壓損失、機械強度等要求，以保證安全、可靠、經(jīng)濟、合理地運行。13.5.3低壓配電系統(tǒng)的短路保護為了保證用電設備、電線和電纜的可靠工作，還必須采用短路保護措施，以避免因用電設備或線路的短路事故，而燒毀用電設備或電線，發(fā)生火災事故等。常用的短路保護裝置有熔斷器、負荷開關、斷路器等。RL1系列螺旋式熔斷器RC1插入式熔斷器常見熔斷器2斷路器

斷路器又稱為自動空氣開關，是低壓配電系統(tǒng)中的重要保護電器之一。它能夠對電路發(fā)生的短路、過載及欠電壓進行保護，能自動分斷電路。塑殼式斷路器的開關等元器件均裝于塑殼內，體積小。重量輕，一般為手動操作，適于對小電流（幾安至數(shù)百安）的保護。①塑殼式斷路器。C45N系列DZ系列塑料外殼式斷路器

框架式斷路器的結構為斷開式，它通過各種傳動機構實現(xiàn)手動（直接操作、杠桿連動等）或自動（電磁鐵、電動機或壓縮空氣）操作，適于對大電流（幾百安至數(shù)千安）的保護。②框架式斷路器DW系列13.5安全用電

13.5.1安全用電基本知識13.5.2低壓配電系統(tǒng)的接地13.5.1安全用電基本知識1安全電壓安全用電是指用電過程中的人身安全和電氣設備的安全運行，為了防止觸電事故的發(fā)生，有必要根據(jù)用電場所的不同環(huán)境規(guī)定安全電壓。一般說50～60Hz的交流電：人能感到的觸電電流約為1mA；能夠自行擺脫電源的觸電電流10mA；觸電電流達到50mA以上，將引起心室顫動；

因此，國際電工委員會規(guī)定的安全電流（擺脫電流）為30mA·s。我國建筑業(yè)規(guī)定的安全電壓有3個等級：12V、24、36V。根據(jù)工作環(huán)境的不同確定具體電壓值。應該注意，安全電壓是一個相對的概念，某一種工作環(huán)境中的安全電壓，在另一種工作環(huán)境中可能不再是安全的！2防止觸電的措施為防止觸電事故的發(fā)生，確保用電安全，除了必須建立完善的安全管理制度，還需要在電氣設計和施工中采取有效的防護措施。這些措施包括：（2）保護接地與保護接零系統(tǒng)1）防止直接觸電措施，加強電氣隔離與絕緣的措施。

（3）設置漏電保護裝置13.5.2低壓配電系統(tǒng)的接地

在建筑低壓配電系統(tǒng)中，按其接地的目的不同，分為工作接地和保護接地。此外，還有防靜電接地、防雷接地、弱電系統(tǒng)接地。（1）工作接地：為了保證供電系統(tǒng)和電氣設備的正常工作而進行的接地。如