第7章供配电技术

（2）需要系数的构成
1．同时工作系数：同时工作系数kt反映在最大 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；
2．负荷系数：用负荷系数kf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与正在运 行的用电设备总设备容量的比值；
3．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组的平 均效率d； 4．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，因此在计算负荷 时要考虑一个线路效率l ；
7.2.2
负荷的分类
1．按负荷特征分类 (1)连续工作制负荷 (2)短时工作制负荷 (3)重复短时工作制负荷
2．按供电对象分类 (1)照明负荷 (2)民用建筑照明 (3)通讯及数据处理设备负荷
7.2.3
负荷分级
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，分为一级负荷、 二级负荷、三级负荷。 1．一级负荷 属下列情况者均为一级负荷： (1)中断供电将造成人身伤亡者。 (2)中断供电将造成重大政治影响者。 (3)中断供电将造成重大经济损失者。 (4)中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。
3．核能发电厂
核裂变能 核反应堆 热能 汽轮机
发电机
机械能 电能
秦山核电站全景
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，1991年12月15日首次并网发电。总装机 容量为 300 万千瓦。
秦山核电站汽轮机厂房
4．电厂风力
中国第一个大型风电厂，也是亚洲最大的风力 发电站。目前安装有200台风车，年发电量为1800万 瓦。
(1)中断供电将造成较大政治影响者。 (2)中断供电将造成较大经济损失者。 (3)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
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。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷 可由一回路 10 (6) kV及以上专用架空线供电。
民用建筑常用用电设备组的需要系数及功率因数
用电设备组名称 需要系数 kx 功率因数 cos 照明 0.7～0.8 0.9～0.95 （就地补偿 后） 冷冻机房 锅炉房、热力站 水泵房 通风机 电梯 厨房 洗衣房 窗式空调 舞台照明 100～200kW 200kW 以上 0.5 1 0.65～0.75 0.65～0.75 0.6～0.7 0.6～0.7 0.18～0.22 0.35～0.45 0.3～0.35 0.35～0.45 0.6 0.8 0.75 0.8 0.8 0.8 0.85 0.85 0.8 1 交流梯 备注
源： 1．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。 2．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 1.5 s 以上的 供电。 3．快速自起动的柴油发电机组，适用于允许中 断供电时间为 15 s 以上的供电。
2．二级负荷
属下列情况者均为二级负荷：
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 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。 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
(1)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。 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(箱)处换。
（3） 用需要系数法计算电力负荷的步骤 供电系统中具有代表性的各点的电力负荷计算图
计算时一般按图中的G、F、E、D、C、B、A的顺 序逐级确定各点的计算负荷。
内能连续输出或耗用的最大功率。
3．负荷持续率(暂载率)
一个工作周期内的工作时间 t 与工作周期T的百 分比 t 100% T 4．用电设备的负荷系数 设备在最大负荷时输出或耗用的功率P与设备额 定容量之比。 表征设备容量的利用程度。
5．计算负荷
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荷值。它是供电设计计算的基本
5．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，在负荷计算中要考 虑一个工作系数Kg 。 综合考虑上述因素后，用需要系数 Kx 表示
KX
Kt K f K g
d 1
建筑工地常用用电设备组的需要系数及功率因数
用 电 设 备 组 名 称 通风机和水泵 运输机、传送带 混凝土及砂浆搅拌机 破碎机、筛、泥泵、砾 石洗涤机 起重机、 掘土机、 升降 机 电焊机 建筑室内照明 工地住宅、 办公室照明 变电所 室外照明 需用系数 kx 0.75～0.85 0.52～0.60 0.65～0.70 0.70 0.25 0.45 0.80 0.40～0.70 0.50～0.70 1.0 功率因数 cos 0.80 0.75 0.65 0.70 0.70 0.45 1.0 1.0 1.0 1.0 tg 0.75 0.88 1.77 1.02 1.02 1.98 0 0 0 0
新疆达板城风电厂
5．其它类型发电厂
大型太阳能光伏并网发电站
地热发电厂
日本松川地热发电站
是 1966 年启动的日本第一
座地热发电站，是世界上
第四座地热发电站。
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。 建造潮汐电站的费用昂贵，全世界很少。
7.1.3
供电质量要求
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: 电压、频率和波形的质量。 2．供电可靠性： 全年停电次数和停电持续时间。
1．电能质量
(1)电压偏移
U UN U 100% UN
电压偏移允许值 5 (2)电压波动：
10
由于负荷的急剧变化引起是指电压在短时间内 的快速变动情况。 10 kV以下电网不超过 2.5
(3)频率偏差 定义：频率偏差是指供电的实际频率与电网的 标准频率的差值。 我国电网的标准频率为 50 Hz，又叫工频。
7.1.4
电压等级
1．100 V以下：12 V、24 V、36 V。 2．100 V 1 000 V：127 V、220 V、380 V。 3．1 000 V以上：3 kV、6 kV、10 kV、35 kV 、 110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。
输电电压的高低取决于
输送距离 输送容量 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 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 效益。
各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离
线路电压（kV） 0.38 线路类型 架空 电缆 6 架空 电缆 10 架空 电缆 35 63 110 220 500 750 架空 架空 架空 架空 架空 架空 输送功率（kW） 100 175 2000 3000 3000 5000 2000～15000 3500～30000 10000～50000 100000～500000 输送距离（km） 0.25 0.35 3～10 8 5～15 10 20～50 30～100 50～150 200～300
第七章 建筑供电
与安全用电
第7章
建筑供电与安全用电
7.1 电力系统概述 7.2 电力负荷的计算 7.3 10 kV变电站 7.4 低压配电系统 7.5 安全用电 7.6 建筑防雷
7.1 电力系统概述
7.1.1 电力系统基本概念 下图是发电厂到用户的送电过程
1．电力系统
通过各级电压的电力线路，将发电厂、变电所 和电力用户连接起来的一个发电、输电、变电、配 电和用电的整体。
电力系统示意图
7.1.2 发电厂基本知识
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。根据其所采用的一次能
源不同进行分类。
1．水利发电厂(水电站)
水轮机 发电机 机械能 电能
水流位能
三峡枢纽工程
2．火力发电厂
燃料化学能 锅炉 热能 汽轮机
机械能
发电机
电能
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。 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LING(液化天然气)火力 发电等种类。
(2)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。为保证特别重要负荷的供 电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。 (3)常用的应急电源有下列几种： 1．独立于正常电源的发电机组。 2．供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电 线路。 3．蓄电池。
(4)根据允许的中断时间可分别选择下列应急电
偏差允许值：频率偏差一般不超过 0.25 Hz。
当电网容量大于 3 000 MW时，频率偏差不超过 0.2 Hz。
调整：调整频率的办法是增大或减小电力系统 发电机有功功率。
抑制高次谐波。
降低三相不平衡度：低压配电系统中，各相之 间容量之差不宜超过 15%。
2．供电可靠性
供电可靠性指标是根据用电负荷的等级要求制 定量供电可靠性的指标，用全年平均供电时间的。 衡占全年时间百分数表示。 例如，全年时间 8760 小 时 ， 用 户 全 年 停 电 时 间 为 87.6 小时，即停电时间占 全 年 的 1 ， 供 电 可 靠性为 99%。