《建筑供配電與照明》PPT課件.ppt

1、課程的意義，要求和課程塔斯克，教學(xué)目標(biāo)和基本要求：配電系統(tǒng)的一般設(shè)置修訂方法熟悉老虎鉗格拉夫象征符應(yīng)用規(guī)范和高低壓電氣設(shè)備的選擇應(yīng)用能力照明的設(shè)計主要內(nèi)容，第一章配電系統(tǒng)第二章建筑照明系統(tǒng)第三章建筑防雷系統(tǒng)第四章電氣接地系統(tǒng)第五章電源裝置， 課程的意義、要求及課程任務(wù)、國家電力信息網(wǎng)的統(tǒng)訂數(shù)據(jù)中國1990年發(fā)電機(jī)總裝機(jī)容量為13789萬kW，總發(fā)電量為6213億kWh，人均發(fā)電量為543.3kWh，人均耗電量為4550 1995年發(fā)電機(jī)總裝機(jī)容量為21722萬kW，總發(fā)電量為9942億kWh，人均2000年發(fā)電機(jī)總裝機(jī)容量為31932萬kW，總發(fā)電量為13510億kWh，人均發(fā)電量為10811

2、kWh，人均耗電量為999.6kWh。 電能產(chǎn)量和使用已成為衡量國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)識牌之一。 課程意義、要求和課程任務(wù)、電力線路運(yùn)行的基本要求是： (1)安全在電能的供給、分配和使用方面，不得發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 (2)切實(shí)滿足電力用戶的供電可靠性即連續(xù)供電的要求(3)質(zhì)量要滿足電力用戶的電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量等要求。 (4)經(jīng)濟(jì)要減少供電系統(tǒng)的投資，降低營運(yùn)成本，盡量節(jié)約電力和非鐵金屬。 第一章建設(shè)配電系統(tǒng)，第一節(jié)供電系統(tǒng)簡介一、電力線路組成電力線路是指由電廠、變電所、電力網(wǎng)及電功耗設(shè)備組成的整體統(tǒng)一。 第一節(jié)供電系統(tǒng)概要、1.1.1發(fā)電站是生產(chǎn)電能的工廠。 原始能量的轉(zhuǎn)換是將其

3、他形式的能源，如煤、石油、天燃?xì)?、水力、原子核能源、風(fēng)能、太陽能、地?zé)?、潮汐能源等通過發(fā)電設(shè)備轉(zhuǎn)換成電能。 我國以火力發(fā)電為主，其次是水力發(fā)電和核發(fā)電。 第一節(jié)供電系統(tǒng)概要、熱電站、水電站、發(fā)電站、熱電站是指以煤、油、天燃?xì)獾葹槿剂系陌l(fā)電站。 使燃料燃燒，加熱鍋爐的水，利用高溫高壓的水蒸氣驅(qū)動蒸汽輪機(jī)，驅(qū)動與之相連的發(fā)電機(jī)發(fā)電。 水電站是將水的勢能和動能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電站。 主要分為堤壩式和取水式水電站。 核能發(fā)電廠、核能發(fā)電廠也被稱為核能發(fā)電廠，利用核裂變能量轉(zhuǎn)換為熱能，再利用原子反應(yīng)堆以熱電站方式發(fā)電。地?zé)?、潮汐、波浪、第一?jié)供電系統(tǒng)綜述、張家口發(fā)電廠、第一節(jié)供電系統(tǒng)綜述、水電站、第一節(jié)供

4、電系統(tǒng)綜述、秦山核能發(fā)電廠、第一節(jié)供電系統(tǒng)綜述、1.1.2配電所、變電所變化的變電站只要接受電能并分配電能，就稱為配電所。 變電所的所有升壓和降壓的分升壓變電所大多在發(fā)電站內(nèi)建設(shè)，使電力上升后，進(jìn)行長距離輸送。 降壓變電所大多設(shè)置在電功耗區(qū)域，在適當(dāng)降低高電壓電力后，向某地區(qū)和用戶供電。1.1.3電力網(wǎng)、電力線路中各級電壓的電力線及與其相連的變電所統(tǒng)稱為電力網(wǎng)，簡稱為電力網(wǎng)。 電力網(wǎng)是電力線路的一部分，是輸電線路和配電線的總稱，是輸送電力、分配電力的通道。 電力網(wǎng)由各種不同的電壓等級和不同結(jié)構(gòu)類型的線路構(gòu)成，從電壓的高低可以把電力網(wǎng)分成低壓網(wǎng)、中壓網(wǎng)、高壓網(wǎng)等。 電壓在1kV以下、220V、3

5、80V、1kV到10kV、6kV、10kV高于10kV、35kV、110kV、220kV、500kv，在我國主要是指電功耗設(shè)備的作用：所謂電功耗設(shè)備，指專門消耗電力的電氣設(shè)備。 據(jù)統(tǒng)訂，電氣設(shè)備中70%為電滾子類設(shè)備，20%左右為照明用電氣設(shè)備。結(jié)構(gòu)：與電力線路極為相似，配電系統(tǒng)的電源是電力線路內(nèi)的電力網(wǎng)，而電力線路用戶實(shí)際上是配電系統(tǒng)。 分類：高壓用電器：額定電壓在1kV以上。 低壓用電氣設(shè)備：額定電壓在1kV以下。電力線路的特點(diǎn)、功率與其他能量的生產(chǎn)和運(yùn)用有明顯差異：1.功率不能大量儲存，傳輸速度快，傳輸距離遠(yuǎn)。 電能是發(fā)電輸電配電消耗幾乎是在云同步進(jìn)行的。 2 .電力線路中的過渡過程非常

6、短。 電力線路短路或從一種運(yùn)行狀態(tài)切換到另一種運(yùn)行狀態(tài)的過渡過程非常短，只有百分之幾到幾千分之幾秒。 需要繼電保護(hù)裝置。 3 .自動化方便，分配控制簡單，可遠(yuǎn)程自動控制。 實(shí)現(xiàn)了電力線路的計算機(jī)監(jiān)控和管理，大大提高了配電系統(tǒng)的可靠性、安全性和靈活性。 電力系統(tǒng)、思考：電力系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的理由，因?yàn)殡娏υO(shè)備使用的電力最終來自發(fā)電站，所以為什么不從單一發(fā)電站直接向電力用戶供電，而構(gòu)成電力網(wǎng)絡(luò)呢？ 實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的原始能量運(yùn)輸困難，當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)工廠利用發(fā)電站的季節(jié)優(yōu)勢，提高供電可靠性，避免因個別發(fā)電機(jī)的故障和檢修給用戶造成供電中斷。 提高設(shè)備利用率的系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備相互備用，北林高等院校電氣教研室21、1.2.

7、4建設(shè)電氣系統(tǒng)，建筑供電一般先從電力網(wǎng)取10kV的高壓發(fā)生器，再用電壓互感器將10kV的高壓轉(zhuǎn)換為220/380V的三相四線式低壓電源，分配給各個電功耗。 從取電到用電負(fù)荷之間的線路，加上線路中間的各種分支、控制及保護(hù)具，即構(gòu)成建筑配電系統(tǒng)，簡稱建筑供電系統(tǒng)。 從電力系統(tǒng)的角度來看，建筑供電系統(tǒng)從其用戶即建筑物內(nèi)的電功耗設(shè)備的角度來看，建筑供電系統(tǒng)就是它們的電源。供電、配電、北林研究生院電氣教室22、某建筑物的供電系統(tǒng)圖、由電力網(wǎng)引入10kV的三相三線式高壓發(fā)生器，經(jīng)10kV變電所轉(zhuǎn)換為220/380V的三相四線式低壓電源，并分為三個電路，分別給三棟建筑物供電，在每棟建筑物內(nèi)，通過配電盤，建筑

8、電氣二、電力線路電壓1、電力網(wǎng)額定電壓：初末兩端電壓值不同，取平均值國內(nèi)： 220v 380v； 6kv； 10kv； 35kv； 110kv； 220kv； 500kv等，2，電力設(shè)備的額定電壓：是指電氣設(shè)備可以長時間運(yùn)行的最經(jīng)濟(jì)的電壓，電功耗設(shè)備的額定電壓和電力網(wǎng)的額定電壓是一致的。 線路的容許電壓偏差一般是5，3 .發(fā)電機(jī)的額定電壓，3 .發(fā)電機(jī)的額定電壓發(fā)電機(jī)的額定電壓比供電網(wǎng)的額定電壓高5%，怎么理解呢？ 4、電壓互感器的額定電壓、初級繞組：(接受電能，相當(dāng)于電氣設(shè)備)電壓互感器直接接通發(fā)電機(jī)時，其初級繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同，即比同級電力網(wǎng)的額定電壓高5%。 如果電壓互

9、感器直接與電網(wǎng)相連，其初級繞組的額定電壓等于電網(wǎng)的額定電壓，即等于類電網(wǎng)的額定電壓。 次級線圈：(相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，發(fā)送電力)供電線路長時，比額定電力網(wǎng)電壓高10%。 供應(yīng)線較短時，提高電網(wǎng)額定電壓的5%。 電力變壓器的額定電壓、二、供電質(zhì)量指標(biāo)：電壓片偏移、電壓變動、頻率、供電可靠性、電壓變動定義是電壓在短時間內(nèi)快速變動的情況下，通常以電壓幅度變動值和變動頻率測定電壓變動的程度。 理由是系統(tǒng)負(fù)荷急劇變化，電功耗設(shè)備端電壓的最大變動值、KV、電功耗設(shè)備端電壓的最小變動值、KV、國家規(guī)定的電壓變動范圍為-5% 5%。 電壓片偏移、電功耗設(shè)備的實(shí)際路端電壓偏離額定電壓的百分率。實(shí)際路端電壓、額定電壓、

10、GB12325電能質(zhì)量供電電壓允許偏差對用電氣設(shè)備供電電壓偏差允許范圍的規(guī)定：一般電滾子為5。 自動電梯的馬達(dá)是7。 對于一般車間5視覺感知要求較高的室內(nèi)場所為5，-2.5遠(yuǎn)離變電所的小面積一般車間，照明較難滿足上述要求時，照明可為5，-10緊急照明、道路照明照明、警備員照明為5，-10。 其他電氣設(shè)備，如無特別規(guī)定則為5。 頻率偏差、定義頻率偏差是指供電的實(shí)際頻率與網(wǎng)格的標(biāo)準(zhǔn)頻率之差。 我國電力網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz，也被稱為商用頻率。 偏差容許值頻率偏差一般在0.25Hz以下。 在電力網(wǎng)容量超過3000MW的情況下，頻率偏差為0.2Hz以下。 定義可靠性、供電可靠性的指標(biāo)是根據(jù)電功耗的等級

11、要求制定的。 對供電信任度的要求取決于建筑用電負(fù)荷的等級。 電力供應(yīng)可靠性測量電力供應(yīng)可靠性的指標(biāo)，在用戶消耗電力的時間內(nèi)不中斷的概率。 供電可靠性(1電功耗平均供電中斷時間/統(tǒng)訂期間時間) 100例如年時間8760小時，用戶的年供電中斷時間87.6小時，即供電中斷時間占年的1%，供電可靠性為99%。 可靠性標(biāo)準(zhǔn)城市供電可靠性達(dá)到99.9%，以大中城市為中心的城區(qū)街道供電可靠性達(dá)到99.99%。電壓選擇的一般原則、(1)影響配電電壓的因素：區(qū)域供電電源電壓用電氣設(shè)備的總?cè)萘坑秒姎庠O(shè)備的特征供電距離供電線電路數(shù)用電單位的遠(yuǎn)景規(guī)劃當(dāng)?shù)毓搽娏W(wǎng)現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)劃經(jīng)濟(jì)合理因素、(2) 供電方式：用電設(shè)

12、備容量為250kW或者必要電壓互感器容量為160kVA以上者電功耗設(shè)備容量為250kW或者必要電壓互感器容量為160kVA以下者可以用低壓方式供電，特殊情況下可以用高壓方式供電。 配電系統(tǒng)設(shè)置修訂的基礎(chǔ)知識、原則：安全、可靠性、經(jīng)濟(jì)、節(jié)約。 一、確定配電系統(tǒng)設(shè)置修訂程序和要求1、方案意見書2，放大初步設(shè)置修訂收集相關(guān)圖紙和技術(shù)要求，并向當(dāng)?shù)毓╇姴块T、氣象部門、消防部門等收集相關(guān)資料。 選擇合理的供電電源、電壓，采用合理的防雷措施和消防措施，進(jìn)行負(fù)荷訂正計算確定配電方案和耗電量。 安裝修訂深度標(biāo)準(zhǔn)制作一定深度的規(guī)范化圖紙。 提交主要設(shè)備和材料清單，制作概算，制作設(shè)定修訂說明書給上級部門批準(zhǔn)3，報

13、告設(shè)定修訂圖設(shè)定修訂資料數(shù)據(jù)，完成設(shè)定修訂圖設(shè)定修訂，制作材料清單，制作設(shè)定修訂說明書，制作工程預(yù)算查書。 配電系統(tǒng)設(shè)定修訂的內(nèi)容，1、配電線路設(shè)定修訂的兩面：建筑外部配電線路設(shè)定修訂建筑內(nèi)部配電線路設(shè)定修訂2、配電所設(shè)定修訂負(fù)荷修訂計算和無效補(bǔ)償變電所位置確定電壓互感器容量、臺數(shù)、形式確定變電所高、低壓系統(tǒng)主接線方案確定自備電源及其設(shè)備選擇短路電流修訂計算開關(guān)， 導(dǎo)線電纜等設(shè)備的選擇二次電路方案和繼電保護(hù)的選擇和調(diào)整防雷保護(hù)和接地裝置設(shè)置修訂變電所內(nèi)電照明設(shè)置修訂圖3照明設(shè)置修訂：室內(nèi)、戶外照明系統(tǒng)設(shè)置修訂4防雷接地設(shè)置修訂：防雷等級、防雷對策。 第二節(jié)負(fù)荷補(bǔ)正，一、負(fù)荷是指發(fā)電機(jī)或變電所向

14、用戶供給的電力。 流過電氣設(shè)備(發(fā)電機(jī)、電壓互感器)和電路的電力和電流。 設(shè)備負(fù)荷通常用電力表示線路負(fù)荷，用電流值表示發(fā)電機(jī)、電壓互感器等電氣設(shè)備負(fù)荷，電滾子類負(fù)荷指其輸入電力，根據(jù)民用建筑電氣設(shè)置修訂規(guī)范，電功耗可分為以下三個等級：一級負(fù)荷二級負(fù)荷三級負(fù)荷，全負(fù)荷：滿載，負(fù)荷剛好達(dá)到電氣設(shè)備標(biāo)牌規(guī)定的數(shù)值最大負(fù)荷：系統(tǒng)或設(shè)備在一定時間內(nèi)可消耗的最大負(fù)荷瞬時值，最小負(fù)荷：系統(tǒng)或設(shè)備在一定時間內(nèi)可消耗的最小負(fù)荷瞬時值，負(fù)荷分類，負(fù)荷動作控制的區(qū)分， 電功耗設(shè)備按其工作方式分為3種： 1連續(xù)工作控制負(fù)載2短時間工作控制負(fù)載3重復(fù)短時間工作控制負(fù)載1照明負(fù)載2動力負(fù)載3消防負(fù)載4通訊及數(shù)據(jù)處理設(shè)備負(fù)

15、載，1連續(xù)工作控制(長期工作控制)在規(guī)定的環(huán)境溫度下連續(xù)工作，設(shè)備的任何部分的溫度上升都不超過最高允許值，負(fù)載比較穩(wěn)定例如電爐、空調(diào)、電熱設(shè)備、照明燈具、通風(fēng)機(jī)泵、空氣壓縮機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、碎石機(jī)、球磨粉機(jī)、混料器、電動機(jī)等機(jī)械拖動電動機(jī)等，都是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)動作控制的電氣設(shè)備。 2短時間運(yùn)行控制(短時間運(yùn)行控制)用電氣設(shè)備的運(yùn)行時間短休止時間長，在運(yùn)行時間內(nèi)，用電氣設(shè)備的溫度上升還沒有達(dá)到該負(fù)荷下的穩(wěn)定值，即休止蒸發(fā)制冷，在休止時間內(nèi)其溫度又下降到周圍介質(zhì)的溫度，這是短時間運(yùn)行的特征。 工作母機(jī)上的一些輔助電機(jī)(如橫梁升降、刀架高速移動裝置的拖動電機(jī))和水閘用電機(jī)等設(shè)備。 這種設(shè)備的數(shù)量很少。 3斷

16、續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)動作控制(重復(fù)短時間動作控制)用電氣設(shè)備斷續(xù)地反復(fù)動作，其動作時間(t )和休止時間(t0)相互交換。 工作時間內(nèi)設(shè)備溫度上升，休止時間溫度又下降，數(shù)周期后達(dá)到穩(wěn)定的波動狀態(tài)。 例如，電焊機(jī)、電動葫蘆起重機(jī)馬達(dá)等。 間歇周期工作制的設(shè)備通常以臨時負(fù)荷率表示其工作特征，將一個工作周期內(nèi)的工作時間和工作周期的百分比值，即式中的t、t0工作時間和休止時間，兩者之和作為工作周期t。 負(fù)荷曲線的概念，圖1是一組工廠的日負(fù)荷曲線，(a )是用點(diǎn)連接的負(fù)荷曲線，(b )是用點(diǎn)描繪成梯形的負(fù)荷曲線。 表示電功耗的經(jīng)時變化的格拉夫，用日有效負(fù)荷曲線a )點(diǎn)連接的負(fù)荷曲線b )點(diǎn)描繪梯形的負(fù)荷曲線，24h內(nèi)

17、的負(fù)荷變動的情況，年負(fù)荷曲線的其他的形式用每年的最大負(fù)荷(通常取每天的最大負(fù)荷30小時平均)描繪，稱為每年最大負(fù)荷曲線。 年最大負(fù)荷曲線，P30？縱軸引起的功率差異、有功功率負(fù)荷曲線、無效電力負(fù)荷曲線、橫軸引起的時間差異、日負(fù)荷曲線、月負(fù)荷曲線、年負(fù)荷曲線、補(bǔ)正負(fù)荷的定義：實(shí)際使用的總負(fù)荷用“補(bǔ)正負(fù)荷”表示。 修正負(fù)荷也稱為必要負(fù)荷或最大負(fù)荷。 修正負(fù)荷是虛擬的持續(xù)性負(fù)荷，其熱效應(yīng)在云同步期必須與實(shí)際變動負(fù)荷的最大熱效果相等。 因此，根據(jù)“補(bǔ)正負(fù)荷”選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備，實(shí)際運(yùn)行中的最高溫上升不會超過允許值。 通常，根據(jù)30分鐘平均負(fù)荷制作的負(fù)荷曲線上的“最大負(fù)荷”稱為修正負(fù)荷，以P30(Q30、S30、I30 )表示，作為在發(fā)熱條件下選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。 一般中小斷面導(dǎo)體的發(fā)熱時間常數(shù)在10min以上，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，中小斷面導(dǎo)線達(dá)到穩(wěn)定溫度上升所需要的時間約為3=31030(min )，如果導(dǎo)線負(fù)載是暫時的峰值負(fù)載，顯然使導(dǎo)線溫度上升到最高值是不可能的，持續(xù)時間只有30， 各電氣設(shè)備的銘牌有“額定功率”PN，但由于各電