第七章低压配电设备及导线的选择

第七章低压配电设备及导线的选择

第一节建筑电气的基本作用与分类

本课程从第七章直到第十章是属于建筑电气的内容。建筑电气是以电能、电气设备和电气技术为手段，创造、维持与改善室内的电、光、热、声环境的一门科学。随着建筑技术的迅速发展和现代化建筑的出现，建筑电气所涉及的范围已由原来的单一的供配电、照明、防雷和接地，发展成为以近代物理学、电磁学、无线电电子学、光学、声学等理论为基础，应用于建筑工程领域内的一门新兴学科。由于计算机和自动控制技术的发展与应用，对建筑物内部的给排水系统、空调制冷系统、自动消防系统、保安监控系统、通讯、广播及共用电视天线系统、经营管理系统等实行最佳控制和最佳管理，因此建筑电气已成为现代化建筑的一个重要标志。

根据使用功能的不同，可将建筑电气大致分为五类：

一. 创造光、温度、空气和声音等理想环境的设备（如照明、空调机、广播系统等）。

二. 追求快捷、高效工作方式的设备（电梯、电话、电视、信息通讯等）。

三. 加强防灾、减灾能力的设备（火灾自动报警及联动设备、电视监控、建筑防雷等）。

四. 自动控制和优化设备性能的设备（利用计算机等技术，控制设备的经济运行、远程监控、遥控等）。

五. 提供生产工艺、办公设备、日用电器的能源。

在日常生活中，人们根据安全电压的习惯，通常将建筑电气分成强电与弱电两大类。强电部分包括：供电，配电，照明，自动控制与调节，建筑防雷保护；弱电部分包括：通信，电视，电脑管理系统，有线广播，呼叫信号，公共显示及时钟系统，火灾自动报警及消防系统，保安系统等。

第二节电能的产生、输送与分配

自然界中蕴藏的能量是极其丰富的。各种非电形式的能源，都可以方便的通过发电厂转换成电能。按所利用的能源的不同，有火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂、风力发电等。

一、电能的产生、输送与分配

为了充分而合理地利用自然资源，大、中型发电厂，一般都建在能源蕴藏地，例如水力发电厂建在江河、峡谷及水库等水力资源丰富的地方；火力发电厂建在燃料产地及交通方便的地方。而用电地区则可能离发电厂很远，所以需要将产生的电能进行远距离输送。考虑到经济性，采用

较高电压输送更经济（当输送功率一定时，电压越高，则线路中电流就会越小，需要的有色金属就会减少)。发电厂受绝缘处理水平的限制，发出的电压不能太高，目前发电机

通常采用的电压等级为6、10kV，所以在输电时，除供

给发电厂附近的用户外，大部分经过升压变压器先将电

压升高，然后输送出。一般输出距离越远、输送功率越

大，则输电电压就需要越高。目前国内输电电压有110

kV、220 kV、500 kV等。线路电压等级与输送容量及输

送距离的关系，见表7-1。

线路电压等级与输送容

量及输送距离的关

系表7-1

线路额定电压

(kV) 输送容

量

（MW）

输送距离

（km）

线路额定

电压

(kV)

输送容量

（MW）

输送距离

（km）

0.38 ＜0.1 ＜0.6 110 10.0~50.0 150~50

3 0.1~1.0 3~1 220 100.0~300

.0

300~100

6 0.1~1.2 15~4 330 200.0~100

0.0

600~200

10 0.2~2.0 20~6 500 800.0~200

0.0

1000~400

35 2.0~10.

50~20 750

我国正在建设中的长江三峡电厂，总装机容量为1820万kw，年发电量847亿度/年，是世界之最。

为了满足用电设备对工作电压的要求，在用电地区需设置降压变电所，将电压降低。通常，在用电地区设置降压变电所，将输电电压降低到6~10kV，然后分配到居住区等负荷中心，由变电所或配电变压器，将电压降低到380/220V，给低压用电设备供电。

供电电源电压主要是根据负荷大小，供电距离以及该地区可能提供的电源电压，与电力部门协商确定。由电源、电力网以及电能用户等组成的整体，称为电力系统，如图7-1所示。

各种类型的发电厂，通过电力网将电能输送和分配给用户。电力网做成环网，这样可以避免由于个别发电机因检修或发生故障，而造成用电地区大面积停电，从而提高供电的可靠性。此外，还可以根据季节的不同，以及电网的总负荷，来调配水力发电厂和火力发电厂的负荷，以达到总供电与总负荷基本平衡，节省能源，提高效率，保证电网运行的安全性和经济性。

发电厂区域变电所用户

图7-1 从发电厂至用户的输配电过程示意图

二、标准额定电压

国家对发电、输电、用电及所有用电设备的额定电压均有统一的规定,按照不同电压分成若干个标准电压等级。标准电压等级是根据国民经济发展需要,考虑技术经济上的合理性以及电机、电器的制造水平等因素，经全面分析研究而确定的。目前执行的交流单相、三相标准额定电压，见表7-2。

我国标准规定的三相交流电网和电力设备的额定电

压表7-2

分类

电网和用电设

备额定电压（kV）

发电机额定电压

（kV）

电力变压器额定电压（kV）

一次绕组

二次绕

组

低压0.22 0.23 0.22 0.23 0.38 0.40 0.38 0.40 0.66 0.69 0.66 0.69

高压

3 3.15 3及3.15 3.15及3.3 6 6.3 6及6.3 6.3及6.6 10 10.5 10及10.5 10.5及11

-

13.8,15.75,18.

20

13.8,15.75,18.2

-

35 - 35 38.5

63 - 63 69

110 - 110 121 220 - 220 242 330 - 330 363 500 - 500 550

此外,还有100V以下的额室电压:12V,24V,36V主要用于安全照明。

由于用电设备接在电力线路上，在传输电能时有负荷电流通过，线路上会产生相应的电压损失。为保证用户设备端的实际电压等于或接近于额定电压，必须使网络首端电压高于电网的额定电压，用以补偿网络上的电压损失。因此发电机额定电压必须比相应电力网和用电设备额定电压高5%；变压器二次线圈的额定电压高于用电设备额定电压的5%或10%。

三、电能质量

（一）电压偏移

电压偏移指供电电压偏离（高于或低于）用电设备额定电压的数值占用设备额定电压值的百分数，即

（7-1）