电工电子第7章--供配电技术.pptx

第第7章章 建筑供电与安全用电建筑供电与安全用电7.1 7.1 电力系统概述电力系统概述7.2 7.2 电力负荷的计算电力负荷的计算 7.3 10kV7.3 10kV变电站变电站7.4 7.4 低压配电系统低压配电系统7.5 7.5 安全用电安全用电7.6 7.6 建筑防雷建筑防雷7.1 7.1 电力系统概述电力系统概述7.1.1 电力系统基本概念电力系统基本概念下图是发电厂到用户的送电过程下图是发电厂到用户的送电过程 1 1 电力系统电力系统 通过各级电压的电力线路，将发通过各级电压的电力线路，将发电厂、变电所和电力用户连接起电厂、变电所和电力用户连接起来的一个发电、输电、变电、配来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体电和用电的整体。2 2 电网（电力网）电网（电力网）电力系统中各级电压的电力线路及其联电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所。系的变电所。主要作用是变换电压、传送电能，负责主要作用是变换电压、传送电能，负责将发电厂生产的电能经过输电线路，送到用将发电厂生产的电能经过输电线路，送到用户。户。电网往往以电压等级来区分，电网往往以电压等级来区分，如如35kV电网。电网。3 3 电力用户（用电设备）电力用户（用电设备）消耗电能的场所，将电能通过用电消耗电能的场所，将电能通过用电设备转换为满足用户需求的其他形式的设备转换为满足用户需求的其他形式的能量。能量。例如：电动机将电能转换为机械能、例如：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。将电能转换为光能等。电力用户根据供电电压分为：电力用户根据供电电压分为：高压用户高压用户 10kV以上以上 低压用户低压用户 380/220V电力系统示意图电力系统示意图 7.1.2 发电厂基本知识发电厂基本知识 是生产电能的场所，是将自然界蕴藏是生产电能的场所，是将自然界蕴藏的各种天然能源转换为电能的工厂。根据的各种天然能源转换为电能的工厂。根据其所采用的一次能源不同进行分类。其所采用的一次能源不同进行分类。1 1 水利发电厂（水电站）水利发电厂（水电站）水流位能水流位能机械能机械能水轮机水轮机电能电能发电机发电机 三峡枢纽工程三峡枢纽工程 2 火力发电厂燃料化学能燃料化学能热能热能锅炉锅炉汽轮机汽轮机机械能机械能电能电能发电机发电机 火力发电一般是指利用石油、煤炭和天然气火力发电一般是指利用石油、煤炭和天然气等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成等燃料燃烧时产生的热能来加热水，使水变成高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电高温、高压水蒸气，然后再由水蒸气推动发电机来发电的方式的总称。机来发电的方式的总称。火力发电根据使用的燃料不同，可分为石火力发电根据使用的燃料不同，可分为石油火力发电、煤炭火力发电和油火力发电、煤炭火力发电和LINGLING（液化天然（液化天然气）火力发电等种类。气）火力发电等种类。3 核能发电厂核裂变能核裂变能热能热能核反应堆核反应堆汽轮机汽轮机机械能机械能电能电能发电机发电机秦山核电站全景秦山核电站全景 秦山核电站是中国自己设计、建设、调试和秦山核电站是中国自己设计、建设、调试和运营的第一座核电站，运营的第一座核电站，19911991年年1212月月1515日首次并网日首次并网发电。总装机容量为发电。总装机容量为300300万千瓦。万千瓦。秦秦山山核核电电站站汽汽轮轮机机厂厂房房 中国第一个大型风电中国第一个大型风电厂，也是亚洲最大的风厂，也是亚洲最大的风力发电站。目前安装有力发电站。目前安装有200台风车，年发电量为台风车，年发电量为1800万瓦。万瓦。4 风力发电厂风力发电厂新疆达板城风电厂新疆达板城风电厂 5 5 其它类型发电厂其它类型发电厂大型太阳能光伏并网发电站大型太阳能光伏并网发电站地地热热发发电电厂厂 日本松川地热发电站是日本松川地热发电站是19661966年启动的日年启动的日本第一座地热发电站，是世界上第四座地热本第一座地热发电站，是世界上第四座地热发电站。发电站。潮汐能发电厂潮汐能发电厂当潮水流进或流出大坝时，都通过水轮机而发电。当潮水流进或流出大坝时，都通过水轮机而发电。建造潮汐电站的费用昂贵，全世界很少。建造潮汐电站的费用昂贵，全世界很少。供电质量指标是评价供电质量优劣的标准参数。供电质量指标是评价供电质量优劣的标准参数。1 电能质量电能质量:电压、频率和波形的质量。电压、频率和波形的质量。2 供电可靠性：供电可靠性：全年停电次数和停电持续时间。全年停电次数和停电持续时间。7.1.3 7.1.3 供电质量要求供电质量要求 1 1 电能质量电能质量（1）电压偏移）电压偏移电压偏移允许值电压偏移允许值 5%10%（2）电压波动：）电压波动：由于负荷的急剧变化引起由于负荷的急剧变化引起是指电压在短时间内是指电压在短时间内的快速变动情况的快速变动情况。10kV以下电网不超过以下电网不超过2.5%（3 3）、频率偏差）、频率偏差 定定义义：频频率率偏偏差差是是指指供供电电的的实实际际频频率率与与电电网的标准频率的差值。网的标准频率的差值。我国电网的标准频率为我国电网的标准频率为50Hz50Hz，又叫工频。，又叫工频。偏偏差差允允许许值值：频频率率偏偏差差一一般般不不超超过过 0.25Hz0.25Hz。当当电电网网容容量量大大于于3000MW3000MW时时，频频率率偏偏差差不不超超过过 0.2Hz0.2Hz。调调整整：调调整整频频率率的的办办法法是是增增大大或或减减小小电电力力系统发电机有功功率。系统发电机有功功率。抑制高次谐波抑制高次谐波降低三相不平衡度：低压配电系降低三相不平衡度：低压配电系统中，各相之间容量之差不宜超统中，各相之间容量之差不宜超过过15%供供电电可可靠靠性性指指标标是是根根据据用用电电负负荷荷的的等等级级要要求求制制定定的的。衡衡量量供供电电可可靠靠性性的的指指标标，用用全全年年平平均供电时间占全年时间百分数表示。均供电时间占全年时间百分数表示。例例如如，全全年年时时间间87608760小小时时，用用户户全全年年停停电电时时间间为为87.687.6小小时时，即即停停电电时时间间占占全全年年的的1%1%，供供电可靠性为电可靠性为99%99%。2 2 供电可靠性供电可靠性 7.1.4 电压等级电压等级1 100V以下：以下：12V、24V、36V。2 100V1000V：127V、220V、380V。3 1000V以上：以上：3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。输电电压的高低取决于输电电压的高低取决于输送距离输送距离输送容量输送容量 线路在输送的功率和距离一定的情况下，电压线路在输送的功率和距离一定的情况下，电压愈高则电流愈小，导线截面和线路中的功率损耗愈愈高则电流愈小，导线截面和线路中的功率损耗愈小。同时，电压愈高线路的绝缘要求愈高，变压器小。同时，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，选择电压等级要权衡经济和开关设备的价格愈高，选择电压等级要权衡经济效益。效益。各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离 7.2 电力负荷及其计算电力负荷及其计算 7.2.1 电力负荷的概念电力负荷的概念 负荷：负荷：又称负载，又称负载，指发电机或变指发电机或变电所供给用户的电力，其衡量标电所供给用户的电力，其衡量标准是电气设备中的功率或电流。准是电气设备中的功率或电流。满负荷满负荷满负荷又叫满载，指负荷恰好达到电气设备铭满负荷又叫满载，指负荷恰好达到电气设备铭牌所规定的数值。牌所规定的数值。最大负荷最大负荷最大负荷有时又称尖峰负荷，指系统或设备在最大负荷有时又称尖峰负荷，指系统或设备在一段时间内用电最大负荷值。一段时间内用电最大负荷值。最小负荷最小负荷又称低谷负荷，指系统或设备在一段时间内用又称低谷负荷，指系统或设备在一段时间内用电最小负荷值。电最小负荷值。7.2.2 负荷的分类负荷的分类 1 1按负荷特征分类按负荷特征分类（1 1）连续工作制负荷。）连续工作制负荷。（2 2）短时工作制负荷。）短时工作制负荷。（3 3）重复短时工作制负荷。）重复短时工作制负荷。2 2按供电对象分类按供电对象分类（1 1）照明负荷。）照明负荷。（2 2）民用建筑照明。）民用建筑照明。（3 3）通讯及数据处理设备负荷。）通讯及数据处理设备负荷。7.2.3 负荷分级负荷分级 电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。级负荷、二级负荷、三级负荷。1 1一级负荷一级负荷 属下列情况者均为一级负荷：属下列情况者均为一级负荷：（1 1）中断供电将造成人身伤亡者。）中断供电将造成人身伤亡者。（2 2）中断供电将造成重大政治影响者。）中断供电将造成重大政治影响者。（3 3）中断供电将造成重大经济损失者。）中断供电将造成重大经济损失者。（4 4）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通讯枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事要的通讯枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷为活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷为特别重要负荷。特别重要负荷。中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。一级负荷的供电要求一级负荷的供电要求 （1 1）应由两个独立电源供电，当一个电源发生）应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷容量较大或有高压电气设备时，应采一级负荷容量较大或有高压电气设备时，应采用两路高压电源。如一级负荷容量不大时，应优用两路高压电源。如一级负荷容量不大时，应优先采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源，先采用从电力系统或临近单位取得第二低压电源，亦可采用应急发电机组，如一级负荷仅为照明或亦可采用应急发电机组，如一级负荷仅为照明或电话站负荷时，宜采用畜电池组作为备用电源。电话站负荷时，宜采用畜电池组作为备用电源。供给一级负荷的两个电源应在最末一级配电盘供给一级负荷的两个电源应在最末一级配电盘（箱）处切换。（箱）处切换。（2 2）一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个电）一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。为保证特别重要负源外，还必须增设应急电源。为保证特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。（3 3）常用的应急电源有下列几种：）常用的应急电源有下列几种：1 1）独立于正常电源的发电机组。）独立于正常电源的发电机组。2 2）供电网络中有效地独立于正常电源的专门）供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路。馈电线路。3 3）蓄电池。）蓄电池。（4 4）根据允许的中断时间可分别选择下列应）根据允许的中断时间可分别选择下列应急电源：急电源：1 1）静态交流不间断电源装置适用于允许中断）静态交流不间断电源装置适用于允许中断供电时间为毫秒级的供电。供电时间为毫秒级的供电。2 2）带有自动投入装置的独立于正常电源的专）带有自动投入装置的独立于正常电源的专门馈电线路，适用于允许中断供电时间为门馈电线路，适用于允许中断供电时间为1.5s1.5s以以上的供电。上的供电。3 3）快速自起动的柴油发电机组，适用于允许）快速自起动的柴油发电机组，适用于允许中断供电时间为中断供电时间为15s15s以上的供电。以上的供电。2 2二级负荷二级负荷 属下列情况者均为二级负荷：属下列情况者均为二级负荷：（1 1）中断供电将造成较大政治影响者。）中断供电将造成较大政治影响者。（2 2）中断供电将造成较大经济损失者。）中断供电将造成较大经济损失者。（3 3）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。二级负荷的供电要求二级负荷的供电要求 应做到当发生电力变压器故障或线路常见故障应做到当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。对二时不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。对二级负荷应采用两个电源供电，或用两回路送到适级负荷应采用两个电源供电，或用两回路送到适宜的配电点。当配电系统低压侧为单母线分段且宜的配电点。当配电系统低压侧为单母线分段且母联断路器采用自动投入方式时，也可选用线路母联断路器采用自动投入方式时，也可选用线路可靠独立出线的单回路供电。在负荷较小或地区可靠独立出线的单回路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路供电条件困难时，二级负荷可由一回路1010（6 6）kVkV及以上专用架空线供电。及以上专用架空线供电。三级负荷的供电要求三级负荷的供电要求 对供电无特殊要求。当以三级负荷为主，但对供电无特殊要求。当以三级负荷为主，但有少量的一级负荷供电时，其第二电源可采用自有少量的一级负荷供电时，其第二电源可采用自备应急发电机组或逆变器作为一级负荷的备用电备应急发电机组或逆变器作为一级负荷的备用电源。源。3 3三级负荷三级负荷 不属于一级和二级的电力负荷。不属于一级和二级的电力负荷。建筑类别建筑类别建筑物名称建筑物名称用用电电设设备备及及部部位位负荷级别负荷级别住宅建筑住宅建筑高层普通建筑高层普通建筑电梯、照明电梯、照明二级二级旅馆建筑旅馆建筑高级旅馆高级旅馆宴宴会会厅厅、新新闻闻摄摄影影、高高级级客客房、电梯等房、电梯等一级一级普通旅馆普通旅馆主要照明主要照明二级二级办公建筑办公建筑省省、市市、部部级级办公楼办公楼会会议议厅厅、总总值值班班室室、电电梯梯、档档案案室室、主主要要照明照明一级一级银行银行主主要要业业务务用用计计算算机机及及外外部部电电源源、防防盗盗信信号号电源电源一级一级7.2.4 负荷计算中的相关概念负荷计算中的相关概念1 负荷：用电设备所消耗的电功负荷：用电设备所消耗的电功率或线路中通过的电流。率或线路中通过的电流。2 2 用电设备的额定容量用电设备的额定容量：是指用电设备在额定电压下，在是指用电设备在额定电压下，在规定的使用寿命内能连续输出或规定的使用寿命内能连续输出或耗用的最大功率。耗用的最大功率。3 3 负荷持续率（暂载率）负荷持续率（暂载率）一个工作周期内的工作时间一个工作周期内的工作时间t t与工作周期与工作周期T T的百分比的百分比4 用电设备的负荷系数用电设备的负荷系数设备在最大负荷时输出或耗用的功设备在最大负荷时输出或耗用的功率率P与设备额定容量之比。与设备额定容量之比。表征设备容量的利用程度。表征设备容量的利用程度。5 5 计算负荷计算负荷通过统计计算求出的、用来按发热通过统计计算求出的、用来按发热条件选择供配电系统中各元件的负条件选择供配电系统中各元件的负荷值。荷值。是供电设计计算的基本依据。是供电设计计算的基本依据。7.2.5 三相电力负荷的计算三相电力负荷的计算 1 需要系数法需要系数法 2 负荷密度估算法负荷密度估算法 3 住宅建筑的负荷计算住宅建筑的负荷计算 由于电气设备的额定工作条件不同，就会造成由于电气设备的额定工作条件不同，就会造成各用电设备不会在同一时间一起工作；一起工作各用电设备不会在同一时间一起工作；一起工作的设备不会都在满负荷情况下运行；同时设备和的设备不会都在满负荷情况下运行；同时设备和线路存在功率损耗；所有这些因素综合起来，使线路存在功率损耗；所有这些因素综合起来，使系统内最大负荷与全系统用电设备总容量之间存系统内最大负荷与全系统用电设备总容量之间存在差异，前者要比后者小，两者的比值为需要系在差异，前者要比后者小，两者的比值为需要系数。数。1 需要系数法需要系数法（1）定义）定义 1 1）同时工作系数：同时工作系数）同时工作系数：同时工作系数k kt t反映在最反映在最大负荷时，正在工作运行的用电设备的设备容量大负荷时，正在工作运行的用电设备的设备容量与全部用电设备总设备容量的比值；与全部用电设备总设备容量的比值；2 2）负荷系数：用负荷系数）负荷系数：用负荷系数k kf f反映在最大负荷反映在最大负荷时，正在工作运行的用电设备的实际需要的功率时，正在工作运行的用电设备的实际需要的功率与正在运行的用电设备总设备容量的比值；与正在运行的用电设备总设备容量的比值；（2）需要系数的构成）需要系数的构成 3 3）平均效率：各用电设备在工作时都有一定）平均效率：各用电设备在工作时都有一定的功率损耗，在计算负荷时要考虑一个用电设备的功率损耗，在计算负荷时要考虑一个用电设备组的平均效率组的平均效率 d d；4 4）线路效率：给各用电设备组供电的线路，）线路效率：给各用电设备组供电的线路，在输送电能时要产生线路的功率损耗，因此在计在输送电能时要产生线路的功率损耗，因此在计算负荷时要考虑一个线路效率算负荷时要考虑一个线路效率 l l；5 5）工作系数：加工条件和工人的操作水平也）工作系数：加工条件和工人的操作水平也将影响用电设备的实际功率，因此，在负荷计算将影响用电设备的实际功率，因此，在负荷计算中要考虑一个工作系数中要考虑一个工作系数 。综合考虑上述因素后，用需要系数综合考虑上述因素后，用需要系数 表示表示建筑工地常用用电设备组的需要系数及功率因数建筑工地常用用电设备组的需要系数及功率因数民用建筑常用用电设备组的需要系数及功率因数民用建筑常用用电设备组的需要系数及功率因数供电系统中具有代表性的各点的电力负荷计算供电系统中具有代表性的各点的电力负荷计算图图 计算时一般按图中的计算时一般按图中的G G、F F、E E、D D、C C、B B、A A的的顺序逐级确定各点的计算负荷。顺序逐级确定各点的计算负荷。（3）用需要系数法计算电力负荷的步骤用需要系数法计算电力负荷的步骤 对单台设备供电的支线（图中的对单台设备供电的支线（图中的G G点）的计算点）的计算 即用电设备的设备容量（即用电设备的设备容量（）的确定。对不同）的确定。对不同工作制的用电设备，其设备容量应按下列方法确定：工作制的用电设备，其设备容量应按下列方法确定：1 1）长期工作制电动机的设备容量：等于其铭牌上的）长期工作制电动机的设备容量：等于其铭牌上的额定功率，额定功率，kW。步骤步骤12 2）反复短时工作制电动机的设备容量：指统一换算）反复短时工作制电动机的设备容量：指统一换算到暂载率到暂载率 2525时的额定功率（时的额定功率（kW），即），即式中式中 换算到换算到 2525时电动机的设备容量时电动机的设备容量 kW；铭牌暂载率，以百分值代入公式；铭牌暂载率，以百分值代入公式；电动机的铭牌额定功率，电动机的铭牌额定功率，kW。3 3）电焊机及电焊设备的设备容量：指统一换算到）电焊机及电焊设备的设备容量：指统一换算到暂载率暂载率 100100时的额定功率，即时的额定功率，即 式中式中 换算到换算到 100100时电焊设备的时电焊设备的 设备容量，设备容量，kWkW；铭牌暂载率，以百分值代入公式铭牌暂载率，以百分值代入公式；直流电焊机的铭牌额定功率，直流电焊机的铭牌额定功率，kW；交流电焊机的铭牌额定视在功率，交流电焊机的铭牌额定视在功率，kVA；电焊设备的铭牌额定功率因数。电焊设备的铭牌额定功率因数。4）照明设备的设备容量）照明设备的设备容量a）白炽灯、碘钨灯设备容量等于灯泡上标出）白炽灯、碘钨灯设备容量等于灯泡上标出的额定功率，的额定功率，kW。b）带镇流器的荧光灯的设备容量为）带镇流器的荧光灯的设备容量为1.2倍的额倍的额定功率，定功率，kW，电子型起动的荧光灯的设备容量为，电子型起动的荧光灯的设备容量为荧光灯灯管的额定功率。荧光灯灯管的额定功率。c）高压水银灯、金属卤化物灯其设备容量为）高压水银灯、金属卤化物灯其设备容量为1.1倍的额定功率，倍的额定功率，kW。5 5）不对称单相负荷的设备容量）不对称单相负荷的设备容量 a a）多台单相设备应均匀地分配在三相上；）多台单相设备应均匀地分配在三相上；b b）在计算范围内，若单相设备的总容量小于）在计算范围内，若单相设备的总容量小于三相用电设备总容量的三相用电设备总容量的1515时，可按三相平衡分时，可按三相平衡分配负荷考虑；配负荷考虑；c c）如单相用电设备不对称容量大于三相用电）如单相用电设备不对称容量大于三相用电设备总容量的设备总容量的1515时，则设备容量应按三倍最大时，则设备容量应按三倍最大相负荷计算。相负荷计算。6 6）短时工作制设备的设备容量为零。）短时工作制设备的设备容量为零。无功计算负荷无功计算负荷 式中式中 铭牌给出的对应于铭牌给出的对应于coscos 的正切值；的正切值；有功计算负荷，有功计算负荷，kWkW。7）单相负荷的计算）单相负荷的计算 单相负荷应尽可能均匀分配在三相上。当计算单相负荷应尽可能均匀分配在三相上。当计算范围内单相用电设备容量之和小于总设备容量的范围内单相用电设备容量之和小于总设备容量的15%时，可按三相平衡负荷计算。时，可按三相平衡负荷计算。a）单）单相负荷接在相电压相负荷接在相电压式中式中 三相等效计算负荷，三相等效计算负荷，kW；三个相负荷中最大的相负荷，三个相负荷中最大的相负荷，kW。b）单相负荷接在线电压）单相负荷接在线电压 式中式中 三相等效计算负荷，三相等效计算负荷，kW；三个线负荷中最大的线负荷，三个线负荷中最大的线负荷，kW。确定用电设备组（图中的确定用电设备组（图中的F F点）的有功计算负点）的有功计算负荷（荷（）、无功计算负荷（）、无功计算负荷（）和计算容）和计算容量（量（）在计算设备组单台的设备容量（在计算设备组单台的设备容量（）后，可以）后，可以根据所提供的需要系数根据所提供的需要系数 ，得到设备组的有功计，得到设备组的有功计算负荷算负荷 式中式中 需用系数；需用系数；单台电气设备的设备容量单台电气设备的设备容量，kW。步骤步骤2 设备组的无功计算负荷设备组的无功计算负荷式中式中 正切值正切值tgtg ；有功计算负荷，有功计算负荷，kWkW。设备组的计算容量设备组的计算容量 设备组的计算电流设备组的计算电流 式中式中 系统的额定电压，系统的额定电压，kVkV。设备组的功率因数设备组的功率因数 低压干线（图中低压干线（图中E E点）的计算负荷点）的计算负荷将各用电设备组计算负荷按有功功率和无将各用电设备组计算负荷按有功功率和无功功率分别相加，计算公式如下：功功率分别相加，计算公式如下：步骤步骤3 低压母线（图中的低压母线（图中的D D点）的计算负荷点）的计算负荷在确定低压母线的计算负荷时，应该考虑各在确定低压母线的计算负荷时，应该考虑各干线最大负荷不可能同时出现的影响，应引入干线最大负荷不可能同时出现的影响，应引入一个同时工作系数，故母线的计算负荷为一个同时工作系数，故母线的计算负荷为步骤步骤4同时工作系数一般在同时工作系数一般在0.71.0之间，当母之间，当母线出线干线数量较多时线出线干线数量较多时kP和和kQ取较小值，反取较小值，反之取较大值。之取较大值。最大负荷时的同时工作系数最大负荷时的同时工作系数kP的值的值 企业企业10kV10kV输电线路、母线及高压进线（图输电线路、母线及高压进线（图中的中的C C、B B、A A点）计算负荷的确定点）计算负荷的确定 这几点的计算负荷只需要在这几点的计算负荷只需要在D D点负荷的基础点负荷的基础上考虑相应配电变压器或降压变压器、线路的功上考虑相应配电变压器或降压变压器、线路的功率损耗以及同时工作系数后确定。率损耗以及同时工作系数后确定。步骤步骤5某施工工地用电设备清单如下表所列某施工工地用电设备清单如下表所列举例举例混凝土搅拌机混凝土搅拌机砂浆搅拌机砂浆搅拌机电焊机电焊机 先把暂载率换算成先把暂载率换算成100100时的设备容量时的设备容量电焊机是单相用电设备，其中电焊机是单相用电设备，其中3 3台均匀分接在三相中，台均匀分接在三相中，剩下一台应进行单相负荷计算剩下一台应进行单相负荷计算【解解】1 1确定各用电器的设备容量确定各用电器的设备容量P P起重机：起重机：暂载率要求换算到暂载率要求换算到 25时，而本题中已时，而本题中已是是 25，不必换算。，不必换算。砾石洗涤机砾石洗涤机照明设备照明设备 认为认为10kW的照明负荷平衡分配于三相线路中。的照明负荷平衡分配于三相线路中。2 2确定各组的计算负荷确定各组的计算负荷（1）混凝土搅拌机组混凝土搅拌机组（2）砂浆搅拌机砂浆搅拌机 因只有一台电动机，因只有一台电动机，但，但要考虑设备本身的效率要考虑设备本身的效率（3）电焊机电焊机（4）起重机起重机（5）砾石洗涤机砾石洗涤机 因只有一台电动机，因只有一台电动机，但要考虑本身的效率但要考虑本身的效率（6）照明设备照明设备 认为所有照明设备不同时使用认为所有照明设备不同时使用3确定总计算负荷，取确定总计算负荷，取 视在计算负荷是选择变压器容量的依据。计视在计算负荷是选择变压器容量的依据。计算电流是选择导线截面和开关设备的依据。算电流是选择导线截面和开关设备的依据。负荷计算结果负荷计算结果 2 负荷密度估算法负荷密度估算法 负荷密度估算法是已知不同类型的负负荷密度估算法是已知不同类型的负荷在单位面积上的需求量，乘以建筑面积荷在单位面积上的需求量，乘以建筑面积或使用面积得到的负荷量。如某餐厅面积或使用面积得到的负荷量。如某餐厅面积为为200m200m2 2，负荷密度为，负荷密度为120VA/m120VA/m2 2，则此餐厅，则此餐厅的负荷量是的负荷量是24kVA24kVA。香港某公司提供的负载密度（香港某公司提供的负载密度（VA/m2VA/m2）国内在进行电气方案设计阶段使用单位指标法国内在进行电气方案设计阶段使用单位指标法的优点，主要便于确定供电方案和选择变压器的的优点，主要便于确定供电方案和选择变压器的容量和台数。下表是变压器装置指标。容量和台数。下表是变压器装置指标。变压器装置指标表变压器装置指标表 3 住宅建筑的负荷计算住宅建筑的负荷计算 普通住宅每户用电负荷的标准普通住宅每户用电负荷的标准 根据根据住宅设计规范住宅设计规范（GB50096-1999GB50096-1999）中规）中规定，住宅的电气负荷计算不是按照灯具、插座等定，住宅的电气负荷计算不是按照灯具、插座等电气设备的容量进行计算，而是按照住宅的每套电气设备的容量进行计算，而是按照住宅的每套的类型可类别进行计算的。的类型可类别进行计算的。国家标准国家标准住宅设计规范住宅设计规范每套住宅的用电负荷标每套住宅的用电负荷标准及电能表的规格准及电能表的规格7.3 107.3 10kV配电站配电站 变电所担负着从电力网受电、经过变压、变电所担负着从电力网受电、经过变压、然后分配电能的任务。变电所是供电系统枢纽，然后分配电能的任务。变电所是供电系统枢纽，占有特殊重要的地位。占有特殊重要的地位。变电所的类型很多，工业与民用建筑设施变电所的类型很多，工业与民用建筑设施的变电所大都采用的变电所大都采用10kV进线，将进线，将10kV高压降高压降为为400230V的低压，供用户使用。的低压，供用户使用。1 所址选择的一般原则所址选择的一般原则1 1）尽量靠近负荷中心）尽量靠近负荷中心2 2）进出线方便）进出线方便3 3）接近电源侧）接近电源侧4 4）设备运输方便）设备运输方便5 5）尽量避开剧烈震动和高温场所）尽量避开剧烈震动和高温场所6 6）不宜设在多尘和有腐蚀性气体的场所）不宜设在多尘和有腐蚀性气体的场所 7.3.17.3.1变配电所的型式和组成变配电所的型式和组成 7）不应设在厕所、浴室或其他经常积水场）不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方所的正下方8）不应设在有爆炸和火灾危险环境的正上）不应设在有爆炸和火灾危险环境的正上方和正下方方和正下方9）应尽量与车间变电所或有大量高压设备）应尽量与车间变电所或有大量高压设备的厂房合建。的厂房合建。10）不应妨碍企业和车间发展）不应妨碍企业和车间发展1 所址选择的一般原则（续）所址选择的一般原则（续）2 变配电所的结构变配电所的结构 10kV10kV变电所按其变压器及高低压开关变电所按其变压器及高低压开关设备安装位置，可分为：设备安装位置，可分为：1）室内型）室内型2）半室内型）半室内型3）室外型）室外型4）组合式成套变电所）组合式成套变电所室内型变电所平面布置图室内型变电所平面布置图室外性室外性杆上式或高台式变电所杆上式或高台式变电所此类变电所的变压器一般此类变电所的变压器一般位于室外的电线杆塔上，或在位于室外的电线杆塔上，或在专门的变压器台墩上，一般用专门的变压器台墩上，一般用于负荷分散的小城市居民区和于负荷分散的小城市居民区和工厂生活区以及小型工厂和矿工厂生活区以及小型工厂和矿山等。变压器容量较小，一般山等。变压器容量较小，一般在在315kVA315kVA及以下。及以下。组合式成套变电所组合式成套变电所组合式变电站，具有组合式变电站，具有结构紧凑、成套性强、结构紧凑、成套性强、运行安全可靠、维护运行安全可靠、维护方便、造型美观、移方便、造型美观、移动方便、占地面积小动方便、占地面积小等特点。等特点。7.3.2 变配电系统常用电气设备变配电系统常用电气设备变变配配电电所所(室室)是是由由高高压压配配电电室室、变变压压器器室室和和低低压压配配电电室室3部部分分组组成成，我我国国建建筑筑中中常常引引用用的的高高压压电电多多在在610KV，只只有有少少数数特特大大型型民民用用建建筑筑，才才采采用用35kV供供电电，当当采采用用610KV电电压压供供电电的的建建筑筑设设置置的的变变配配电电所所(室室)被称为被称为610KV变配电所变配电所(室室)。1.高压电气设备高压电气设备变配电所中，承担传输和分配电能到各变配电所中，承担传输和分配电能到各用电场所的配电线路称为一次电路（主用电场所的配电线路称为一次电路（主电路），一次电路中所有电气设备称为电路），一次电路中所有电气设备称为一次设备。用来测量、控制、信号显示一次设备。用来测量、控制、信号显示和保护一次电路及其中设备运行的电路，和保护一次电路及其中设备运行的电路，称为二次电路（二次回路），二次回路称为二次电路（二次回路），二次回路中的所有电气设备，称为中的所有电气设备，称为“二次设备二次设备”。常用的高压一次设备常用的高压一次设备高压熔断器高压熔断器高压隔离开关高压隔离开关高压负荷开关高压负荷开关高压断路器高压断路器高压开关柜高压开关柜高压断路器高压断路器高压断路器俗称高压开关或高压遮断器，它高压断路器俗称高压开关或高压遮断器，它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。它的作用是接通和切断高压负荷电流，并在它的作用是接通和切断高压负荷电流，并在严重过载和短路时自动跳闸，切断过载电流严重过载和短路时自动跳闸，切断过载电流和短路电流。和短路电流。操作原则：断开电路时，先断断路操作原则：断开电路时，先断断路器，后拉隔离开关；接通电路时，器，后拉隔离开关；接通电路时，先合隔离开关，后合断路器。先合隔离开关，后合断路器。常用：多油断路器（常用：多油断路器（DW），少油断），少油断路器（路器（SN），真空断路器（），真空断路器（ZN）一般一般610kV的户内高压配电装置中的户内高压配电装置中都采用少油断路器。都采用少油断路器。真空断路器（真空断路器（ZN27-12）高压少油断路器高压少油断路器(SN10-10系列系列)多油断路器（多油断路器（DW10-10）高压隔离开关高压隔离开关用来隔离电源，将需要检修的设备与电用来隔离电源，将需要检修的设备与电源可靠断开。源可靠断开。没有专门的灭弧装置。没有专门的灭弧装置。分为户内和户外两大类。分为户内和户外两大类。高压熔断器高压熔断器1、户内高压管式熔断器（、户内高压管式熔断器（RN1、RN2型）型）2、户外跌落式熔断器（、户外跌落式熔断器（RW型）型）高压负荷开关高压负荷开关高压负荷开关具有灭弧装置，专门用在高压负荷开关具有灭弧装置，专门用在高压装置中通断负荷电流。高压装置中通断负荷电流。只能通断一定的负荷电流，所以它的断只能通断一定的负荷电流，所以它的断流能力不大，不能用来开断短路电流，流能力不大，不能用来开断短路电流，它必须和高压熔断器串联使用。它必须和高压熔断器串联使用。分户内式和户外式两大类。分户内式和户外式两大类。高压开关柜高压开关柜 高压开关柜是一种柜式的成套配电高压开关柜是一种柜式的成套配电设备。设备。它按一定的接线方案将所需的一、它按一定的接线方案将所需的一、二次设备，如开关设备、监测仪表、保二次设备，如开关设备、监测仪表、保护电器及一些操作辅助设备组装成一个护电器及一些操作辅助设备组装成一个总体。总体。在变配电所中作为控制电力变压器在变配电所中作为控制电力变压器和电力线路之用。和电力线路之用。XGN2-12型高压开关柜高压开关柜2、低压电气设备、低压电气设备低低压压配配电电盘盘：用用于于变变压压器器低低压压侧侧的的首首级级配电系统，作为动力、照明配电之用。配电系统，作为动力、照明配电之用。动动力力配配电电箱箱：用用于于工工企企、事事业业、高高层层建建筑筑，交交流流380V三三相相四四线线制制系系统统，作作为为动动力、照明配电或电动机控制。力、照明配电或电动机控制。配配电电盘盘是是直直接接向向低低压压用用电电设设备备分分配配电电能能的的控控制制、计量盘。计量盘。按按照照用用电电设设备备的的种种类类分分为为：照照明明配配电电盘盘和和照照明明动力配电盘。动力配电盘。配电盘可明装在墙外或暗装镶嵌在墙体内。配电盘可明装在墙外或暗装镶嵌在墙体内。箱体材料有木制、塑料制和钢板制。箱体材料有木制、塑料制和钢板制。配电盘有标准定型产品和非标准定型产品。配电盘有标准定型产品和非标准定型产品。配配电电盘盘明明装装时时，应应在在墙墙内内适适当当位位置置预预埋埋木木砖砖或或铁铁件件，若若不不加加说说明明，盘盘底底离离地地面面的的高高度度一一律律为为1.2m。配配电电盘盘暗暗装装时时，应应在在墙墙面面适适当当部部位位预预留留洞洞口口，若不加说明，底口距地面高度则为若不加说明，底口距地面高度则为1.4m。配配电电盘盘面面根根据据接接线线方方案案和和所所选选设设备备类类型型、型型号号和尺寸，结合配电工艺要求确定其尺寸。和尺寸，结合配电工艺要求确定其尺寸。配电盘应尽量选适合要求的定型标准配电箱。配电盘应尽量选适合要求的定型标准配电箱。7.4.3 变配电所的主结线变配电所的主结线（一次接线）（一次接线）指由各种开关电器、电力变压器、母线、指由各种开关电器、电力变压器、母线、电力电缆、移相电容器等电气设备，依电力电缆、移相电容器等电气设备，依一定次序相连接的接受电能和分配电能一定次序相连接的接受电能和分配电能的电路。的电路。一般民用建筑变电所接线一般民用建筑变电所接线（1 1）负荷特点）负荷特点一一般般民民用用建建筑筑多多指指九九层层及及以以下下多多层层住住宅宅、机关、学校等三级负荷。机关、学校等三级负荷。（2 2）主接线）主接线多幢一般民用建筑一般共用一个变电所，多幢一般民用建筑一般共用一个变电所，变电所内多设置一台变压器，由电网引入单回变电所内多设置一台变压器，由电网引入单回电源。电源。一般民用建筑变电所主接线一般民用建筑变电所主接线630kVA及以下露天变电所接线；及以下露天变电所接线；对于变压器容量在对于变压器容量在630kVA及以下的露天变电所，其电源及以下的露天变电所，其电源进线一般经过跌落式熔断器接进线一般经过跌落式熔断器接入变压器。入变压器。对于室内变电所变对于室内变电所变压器容量在压器容量在320kVA320kVA及以及以下，且变压器不经常进下，且变压器