第1章 供配电系统

（2)允许的电压偏移。国家标准GB50052—95 2)允许的电压偏移 国家标准GB50052— 允许的电压偏移。 供配电系统设计规范》规定： 《供配电系统设计规范》规定：正常运行情况 下，用电设备端子处电压偏差的允许值宜符合 下列要求： 下列要求： ①电动机为±5%。 电动机为±5%。 照明。在一般工作场所为±5%； ②照明。在一般工作场所为±5%；对于远离 变电所的小面积一般工作场所， 变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述 要求时，可为+5%、 10％ 应急照明、 要求时，可为+5%、–10％；应急照明、道路 照明和警卫照明等为+5%、 10%。 照明和警卫照明等为+5%、–10%。 其他用电设备，当无特殊规定时为±5%。 ⑧其他用电设备，当无特殊规定时为±5%。 当电网电压不能满足要求时， 当电网电压不能满足要求时，必须采取相应的 电压调整措施。 电压调整措施。
建筑用电，差不多都是电力系统供给的。 建筑用电，差不多都是电力系统供给的。 一般的建筑采用低压供电， 一般的建筑采用低压供电，高层建筑采 10kv甚至 甚至35kv供电 供电。 用10kv甚至35kv供电。 供配电设计是建筑电气设计的重要内容。 供配电设计是建筑电气设计的重要内容。 为做好建筑供配电系统的设计， 为做好建筑供配电系统的设计，必须对 电力系统有所了解。 电力系统有所了解。
4．电能用户 电能用户是所有用电设备的总称。 电能用户是所有用电设备的总称。
1.1.2 电力系统的电压
一切电力设备都是在一定的电压下和频率 下工作的。 下工作的。电压和频率是衡量电能质量的 两个基本参数。 两个基本参数。我国交流电力设备的额定 频率为50Hz，此频率通常为“工频” 频率为50Hz，此频率通常为“工频”。 电气设备的额定电压是保证设备正常运行， 电气设备的额定电压是保证设备正常运行， 并获得最佳经济效果的电压。 并获得最佳经济效果的电压。如果设备的 端电压偏离其额定电压， 端电压偏离其额定电压，则设备的工作性 能和寿命都将受到影响。 能和寿命都将受到影响。 对建筑供配电系统来说， 对建筑供配电系统来说，提高电能质量主 要是提高电压的质量。 要是提高电压的质量。
1.1.1 电力系统的组成
由各种电压的电力线路及一些发电 厂、变电所和电能用户联系起来的 一个发电、输电、 一个发电、输电、变电和用电的整 称为电力系统。 体，称为电力系统。
图1—1是一个大型电力系统的示意图。 是一个大型电力系统的示意图。
电力系统示意
110KV
低压变电所
10KV 0.4KV 0.4KV
（1）电压偏移的含义。 ）电压偏移的含义。 电压偏移是指用电设备的实际端电压U与设备 电压偏移是指用电设备的实际端电压 与设备 额定电压UN之差，通常用它对额定电压UN 额定电压 之差，通常用它对额定电压 之差 的百分值来表示， 的百分值来表示，即
U − UN ∆U % = × 100% UN
在电力系统中， 在电力系统中，用电设备的端电压无论是 偏高还是偏低， 偏高还是偏低，都会对设备的工作性能和使 用寿命产生不良影响。 用寿命产生不良影响。
表1.2 民用建筑常用重要电力负荷级别
建筑类别 住宅建筑 旅馆建筑 建筑物名称 高层普通住宅 高级旅馆 普通旅馆 省、市、部级办公室 银行 教学楼 教学建筑 实验室 科研所重要实验室，计算 科研所重要实验室， 中心、 中心、气象台 大型剧院 县级及以上医院 省辖市及以上百货 大楼 省、市、自治区及以上博 物馆、 物馆、展览管 冷库 监狱 主要用电设备 电梯 舞台、电声、贵宾室、广播及电视转播、化装照明 舞台、电声、贵宾室、广播及电视转播、 手术室、分娩室、急症室、婴儿室、理疗室、广播照明 手术室、分娩室、急症室、婴儿室、理疗室、 细菌培养室、电梯等 细菌培养室、 商业建筑 营业厅主要照明 其他附属 珍贵展品室的照明、防盗信号电源 珍贵展品室的照明、 商品展览用电 大型冷库、有特殊要求的冷酷压缩机及附属设备、电梯、 大型冷库、有特殊要求的冷酷压缩机及附属明 宴会厅、新闻摄影、高级客房电梯等 宴会厅、新闻摄影、 主要照明 会议室、总值班室、电梯、档案室、 会议室、总值班室、电梯、档案室、主要照明 主要业务用计算机及外部设备电源、防盗信号电源 主要业务用计算机及外部设备电源、 教室及其他照明 负荷级别 二级 一级 二级 一级 一级 二级 一级 一级 二级 一级 一级 二级 一级 二级 一极 二级 二级 一极
3．电力网 电力系统中各种不同电压等级的电力线路及其所联 系的变电所，称为电力网。 系的变电所，称为电力网。其任务是将发电厂生产 的电能输送、变换和分配到电能用户。 的电能输送、变换和分配到电能用户。 电力网按其功能常分为输电网和配电网两大类。 电力网按其功能常分为输电网和配电网两大类。 由35KV及以上的输电线路和与其连接的变电所组成 35KV及以上的输电线路和与其连接的变电所组成 的电力网称为输电网，它是电力系统的主要网络。 的电力网称为输电网，它是电力系统的主要网络。 它的作用是将电能输送到各个地区或直接输送给大 型用户。 型用户。 由10kv及以下的配电线路和配电变压器所组成的电 10kv及以下的配电线路和配电变压器所组成的电 力网称为配电网。 力网称为配电网。它的作用是将电能分配给各类不 同的用户。 同的用户。
110KV
水力发电站
~
火力发电站
35KV 110KV
~
地区枢纽 0.4KV 变电站
10KV变电所
0.4KV 35KV 10KV 10KV 110KV 35KV 35KV 35KV
负荷变电站
110KV
电力网
35KV 35KV 110KV 220KV
110KV
电力网
10KV
110KV 35KV
枢纽变电站
2．电压偏移
各种电气设备都有额定的工作电压， 各种电气设备都有额定的工作电压，但 在实际运行时， 在实际运行时，电气设备的端电压往往 会因电力系统负荷的变化或用户本身负 荷的变化而偏离额定值。 荷的变化而偏离额定值。 在用电高峰时长线路的末端， 在用电高峰时长线路的末端，电压往往 低于额定值。 低于额定值。 在低负荷时线路的始端， 在低负荷时线路的始端，电压往往高于 额定值。为此，引入电压偏移的概念。 额定值。为此，引入电压偏移的概念。
1.2.1 电力负荷分级及其供电可靠性要求
电力网上用电设备所消耗的功率，称 电力网上用电设备所消耗的功率， 为用户的“用电负荷” 电力负荷” 为用户的“用电负荷”或“电力负荷”。 用户供电的可靠性程度， 用户供电的可靠性程度，是由用电负荷 的性质来决定的。 的性质来决定的。 根据建筑物的类别和用电负荷的性质， 根据建筑物的类别和用电负荷的性质， 民用建筑电气设计规范》规定， 按《民用建筑电气设计规范》规定，对 用电负荷划分为三个等级： 用电负荷划分为三个等级：
（2）用电设备的额定电压M3 用电设备的额定电压M3 用电设备的额定电压规定与同级电 网的额定电压同。 网的额定电压同。 由于用电设备运行时线路上要产生 电压降， 电压降，所以线路上各点电压都略 有不同. 有不同.
（3）发电机的额定电压 发电机的额定电压规定高于同级电网额 定电压5%。 定电压5%。 由于电力线路允许的电压偏差一般为 5%，即整个线路允许有10%的电压 ±5%，即整个线路允许有10%的电压 损失， 损失， 所以为了维持线路的平均电压在额定值， 所以为了维持线路的平均电压在额定值， 线路首端（电源端） 线路首端（电源端）的电压可较线路额 定电压高5％，而线路末端则可较线路 定电压高5％，而线路末端则可较线路 额定电压低5%. 额定电压低5%.
（4)变压器的额定电压 4)变压器的额定电压 当变压器的一次绕组与发电机直接连接 时，其一次绕组的额定电压等于发电机 额定电压，即高于同级电网额定电压5%。 额定电压，即高于同级电网额定电压5%。 当变压器不与发电机相连， 当变压器不与发电机相连，而是连接在 线路上时，可把它看做用电设备， 线路上时，可把它看做用电设备，其一 次绕组额定电压应与电网额定电压相同。 次绕组额定电压应与电网额定电压相同。
~
发电厂
负荷变电站
1．发电厂 发电厂是将自然界蕴藏的各种一次能源 (如煤、水、风和原子能等)转换为电能(称二 如煤、 风和原子能等)转换为电能( 次能源) 并向外输出电能的工厂。 次能源)，并向外输出电能的工厂。 发电厂的种类很多， 发电厂的种类很多，根据所利用能源的 不同，有火力电厂、水力发电厂、 不同，有火力电厂、水力发电厂、原于能发 电厂、地热发电厂、 电厂、地热发电厂、潮汐发电厂以及风力发 电厂、太阳能发电厂等。 电厂、太阳能发电厂等。 在现代的电力系统中， 在现代的电力系统中，各国都以火力发 电厂和水力发电厂为主。近些年来， 电厂和水力发电厂为主。近些年来，各国正 在大力发展原子能发电。 在大力发展原子能发电。
2．变电所
变电所是接受电能、变换电压和分配电能的 变电所是接受电能、 场所， 场所，主要由电力变压器和高低压配电装置 组成，是电力系统中的重要组成部分。 组成，是电力系统中的重要组成部分。 按照变压的性质和作用不同， 按照变压的性质和作用不同，又可以分为升 压变电所和降压变电所两种， 压变电所和降压变电所两种，装有升压变压 器的变电所叫做升压变电所， 器的变电所叫做升压变电所，装有降压变压 器的变电所叫做降压变电所。 器的变电所叫做降压变电所。 仅用来接受和分配电能而不改变电压的场所 称为配电所。 称为配电所。
1．三相交流电网和电力设备的额定电 压
（1）电网(线路)的额定电压 电网(线路) 电网的额定电压等级是国家根据国民经济发 展的需要以及电力工业的现有水平， 展的需要以及电力工业的现有水平，经过全 面的技术经济分析后确定的。 面的技术经济分析后确定的。它是确定各类 电力设备额定电压的基本依据. 电力设备额定电压的基本依据.
2．二级负荷 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； 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， 如大量产品和原材料报废，大量减产或 如大量产品和原材料报废， 发生重大设备损坏事故， 发生重大设备损坏事故，重点企业连续 生产过程需要长时间才能恢复； 生产过程需要长时间才能恢复； 供电将造成公共场所秩序混乱者。 供电将造成公共场所秩序混乱者。