建築供配電系統詳解,純乾貨,拿出來複習一下!

來源：電氣設計圈

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一、電力系統簡介

由各種電壓的電力線路將發電廠、變電所和電力用戶聯繫起來的一個發電、輸電、變電、配電和用電的整體，統稱電力系統。電力系統由電源、電力網、電力用戶組成。

1.電源

電源按其利用能源不同分為:水利發電、火力發電、核能發電、風力發電、地熱發電、潮汐發電、太陽能發電。其能量轉換過程基本都是：各原能源一機械能一電能。電力系統中的電源主要指發電廠。

2.電力網

⑴標準電壓等級:

標準電壓包括：0.4、3、6、10、35、66、110、220、330、500、750kV。

＊就整個電力網而言，0.4kV作為低壓配電電壓，3、6、10kV作為中壓配電電壓，35、66、110kV作為高壓配電電壓，220、330、500kV作為高壓輸電電壓，750kV及以上作為超高壓輸電電壓。

＊對於建築電氣而言，電壓大於1kV都稱高壓，小於1kV稱為低壓。

＊我國電力網目前一般採用五級電壓，即0.4、10、35、110、220或330kV。

⑵電網設施

電網設施包括整個輸配電環節上的各級變電站所、開閉所、電力線等。 其中電力線包括架空線路和埋地電纜線路，對於35kV及以上的架空線路需要考慮高壓電力線走廊的位置和寬度。

⑶接線方式

電力網中線路的接線方式有放射型、環型、網孔型等。

二、建築配供電系統基本概念

建築供配電系統包括從電源進戶起到用電設備的輸入端止的整個電路，主要功能是完成在建築內接受電能、變換電壓、分配電能、輸送電能的任務。

1.負荷分級及供電電源要求

根據電力負荷供電可靠性及中斷供電在政治上造成影響或在經濟上造成損失的程度，分為一級負荷、二級負荷和三級負荷。

1）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濟損失者。

④中斷供電將造成公共場所秩序嚴重混亂者。

＊一級負荷應由兩個電源供電，特別重要負荷的供電還必須增設應急電源，並嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。

2）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濟損失者。

③中斷供電將造成公共場所秩序混亂者。

＊一般採用二迴路供電，供電變壓器宜選兩臺，負荷較小或地區供電條件困難時，允許由一回6kV及以上的架空線供電。

3）三級負荷

不屬於一級和二級的負荷。三級負荷對供電無特殊要求。

2.電壓的選擇和電能質量

1）電壓等級

我國標準規定的電網和用電設備額定電壓等級為：低壓配電電壓應採用220／380V，高壓供電電壓為6、10、35、 110kV等。

2）電壓選擇

用電設備容量在250kW以上時，應以高壓10kV供電，用電設備容量在250kW以下時， 一般應以低壓方式供電.低壓配電電壓應採用220／380V。當線路電流不超過30A時，可用220V單相供電。

多數大中型民用建築以10kV電壓供電，少數特大型民用建築可由35kV電壓供電。

3）電能質量

我國一般交流電力設備的額定頻率50Hz，稱之為 「工頻」

＊ 電壓質量指標

⑴電壓偏移指設備的端電壓與其額定電壓有偏差。電壓偏差會明顯縮短電動機、螢光燈、和電機的壽命。

⑵電壓波動電壓波動由負荷急劇變動引起的。解決措施為增大供電容量，減小系統阻抗，減小和切除引起波動的負荷。

⑶螢光燈、電動機等非線性元件的使用所產生的高次諧波也是影響電能質量的因素之一。

4）供電可靠性

供電可靠率定義為一年內電力部門對某用戶供電時間減去平均停電時間，再除以應供電時間得到的百分比。我國目前供電可靠率的平均水平大約是99.96％。

三、用電負荷計算

1.負荷種類

⑴計算負荷，也稱最大負荷，是指消耗電量最多的30分鐘時間內的平均功率。用來作為按發熱條件選擇電氣設備的依據。

⑵尖峰負荷，指持續1s到2s時間內的最大平均負荷，可看作短時最大負荷。用來作為選擇熔斷器和自動開關等保護元件和設備的依據。

⑶平均負荷，指電氣系統和設備在某段時間內所消耗的電能除以該段時間所得到的平均功率值。用來計算某段時間內用電量並確定補償電容大小。

＊ 註：平均負荷與最大負荷的比值稱為 負荷係數或負荷率，它可以反映負荷波動程度。

2.有功功率、無功功率、視在功率、功率因數

⑴有功功率：在交流電路中，凡是消耗在電阻元件上、功率不可逆轉換的那部分功率（如轉變為熱能、光能或機械能）稱為有功功率，簡稱「有功」， 用「P」表示，單位是瓦（W）或千瓦（KW）。

⑵無功功率：為了反映以下事實並加以表示，將電感或電容元件與交流電源往復交換的功率稱之為無功功率。

⑶視在功率：交流電源所能提供的總功率，稱之為視在功率或表現功率，在數值上是交流電路中電壓與電流的乘積。視在功率用S表示。單位為伏安（VA）或千伏安（KVA）。它通常用來表示交流電源設備（如變壓器）的容量大小。 樹上鳥教育電氣設計培訓課程

⑷功率因數：有功功率與視功率的比值。

四、低壓配電線路

1.低壓配電系統的接線方式

低壓配電系統的接線方式有三種，分別是放射式、樹幹式和混合式。

①放射式配電線路特點：發生故障時互不影晌，供電可靠性高，但導線消耗量大，開關控制設備較多，投資高。適用於對供電可靠住要求高的場合。

②樹幹式配電線路特點：開關設備少，導線的消耗裡也較少;系統的靈活性好，但幹線上發生故障時，影響範圍大，供電可靠性較低;適用於供電容量小而負載分布較均勻的場合。

2.電線、電纜的選擇和敷設

1）導線和電纜線芯截面的選擇應滿足要求：

①在額定電流下，導線和電纜的溫升不應超過允許值；

②在額定電流下，導線和電纜上的電壓損失不應超過容許值；

③導線的截面不應小於最小允許截面，對於電纜不必校驗機械強度；

④導線和電纜，還應滿足工作電壓的要求。

2）導線的敷設

導線的敷設按敷設位置可分為：

①明敷：導線直接或者在線管、線槽等保護體內.敷設於牆壁、頂棚的表面。

②暗敷：導線在線管、線槽等保護體內，敷設於牆壁、頂棚、地坪及樓板等內部。

3）電纜的敷設

①埋地敷設：埋深不應小於0.7m，並應敷於凍土層之下，上下各鋪100mm厚的軟土或砂層，電纜在溝內應波狀放置，預留1.5％的長度。

②電纜溝敷設：室外電纜溝的蓋板宜高出地面100mm，以減少地面水流入溝內。當有礙交 通和排水時，採用有覆蓋層的電纜溝，蓋板頂低於地面300mm。溝內應考慮分段排水，每50m設一集水井，溝底向集水井應有不小於0.5％ 的坡度。

③電纜穿管敷設：管內徑不能小於電纜外徑的1.5倍。管的彎曲半徑為管外徑的10倍.且不應小於所穿電纜的最小彎曲半徑。電纜穿管時，若無彎頭，長度不宜超過50m；有一個彎頭時不宜超過20m；有兩個彎頭時，應設電纜井，電纜中間接線盒應放在電纜井內，接線盒周圍應有火災延燃設施。

＊ 註：電纜在室內埋地、穿牆或穿樓板時，應穿管保護。水平明敷時距地應不小於2.5m。垂直明敷時，高度1.8m以下部分應有防止機械損傷的措施。

3.電力平面圖

電力平面圖是表示建築物內電力設備和配電線路平面布置的圖紙。主要表現電力線路的敷設位置、敷設方式、導線型號、截面、根數、線管的管徑和種類，各種用電設備照明燈、插座、吊扇及配電設備配電箱、開關的型號、數量、安裝方式和相對位置。

1）室內配電線路表示方法

電力及照明線路在平面圖中一般採用「單線圖」表示手法，為表示導線的根數，通常在「單線」上打短斜線並標註數字來表示。其基本格式可表示為：

A一B一C×D一E 一F

A一線路編號或線路用途

B一導線型號

C一導線根數

D一導線截面(mm2)，不同截面時要分別標註。

E一配線方式和穿管管徑。

F一敷設部位。

＊ 電力設備（配電箱）標註格式為 ：

A一設備編號

B一設備型號

C一設備功率

D一導線型號

E一導線根數

F一導線截面

G一導線敷設方式

五、低壓電器和配電箱

1.常見的低壓電器有：

1）負荷開關

負荷開關是介於斷路器和隔離開關之間的一種開關電器，具有簡單的滅弧裝置，能切斷額定負荷電流和一定的過載電流，但不能切斷短路電流。

2）低壓斷路器（自動空氣開關）

低壓斷路器是一種只要電路中電流超過額定電流就會自動斷開的開關。

3）隔離開關

隔離開關的主要作用是隔離電源電壓，並造成一個明顯的斷開點，保證檢修人員在檢修電氣設備時的安全。

4）熔斷器

俗稱保險絲，當發生短路或嚴重過載時，自動熔斷，從而切斷電路。熔斷器按結構可分為插入式、旋塞式和管式三種。

5）電錶 主要指電能計量的電鍍表。

2.開關及插座

1）照明開關分類

①按使用方式：拉線式和翹板式。

②按安裝方式分：明裝和安裝。

2）插座

室內插座一般安裝高度0.3m，空通插座距地2m以上，潮溼場所採用密封型並帶保護地線觸頭插座，安裝高度不低於1.5m。託兒所、幼兒園及小學等兒童活動場所安裝高度不低於1.8m。

六、變配電室和自備應急電源

變配電室是用來安裝和布置高壓開關櫃，變壓器和低壓配電櫃的專用房間。

1.變配電室的位置選擇依據

⑴接近負荷中心

⑵進出線方便

⑶接近電源側

⑷設備吊裝、運輸方便

⑸不宜設置在劇烈振動的場所。

⑹不宜設在，多塵、多霧或有腐蝕性氣體的場所，無法遠離時，不應設置在下風側。

⑺不宜設置在地勢低洼，易於積水的場所。

⑻不宜設置在地下室最下面一層，若只有一層，應適當抬高所在地面。

2.變配電所的形式

⑴建築物內變電所

⑵建築物外附式變電所

⑶獨立式變電所

⑷箱式變電所

3.高壓開關室 設計 要求：

⑴門應為向外開的防火門，應能滿足設備搬運和人員出入條件。

⑵具備時宜設固定的自然採光窗，窗外應加鋼絲網或採用夾絲玻璃防止雨、雪和小動物進入窗臺距室外地坪宜不小於1.8m；

⑶需要設置可開啟的採光窗時，應採用百葉窗內加鋼絲網10mm×10mm，防止雨、雪和小動物進入；

4.變壓器室設計要求

⑴變壓器室的大門一般按變壓器外形尺寸加0.5m。當一扇門的寬度為 1.5m及以上時，應在大門上開一小門，小門寬0.8m，高1.8m。

⑵屋面應有隔熱層及良好的防水、排水設施，一般不設女兒牆，一般不設採光窗。

⑶進風窗和出風窗一般採用百葉窗，須採取措施防雨、雪和小動物進人室內。

⑷乾式變壓器的金屬網狀遮擋高度不低於1.7m。