供配电系统基本知识和运行方式

1.发电厂 发电厂是生产电能的工厂，它是把非电形式
的能量转换成电能。发电厂的种类很多，一般根 据所利用能源的不同分为火力发电厂、水力发电 厂、原子能发电厂。此外，还有风力、地热、潮 汐、太阳能等发电厂。
2.变、配电所 变电所是接受电能、变换电压和分配电能的
场所，由电力变压器和配电装置组成。
变电所按变压的性质和作用又可分为升压变 电所和降压变电所两大类。升压变电所的任务是 将低电压变换为高电压，以利于电能的传输。降 压变电所的任务是将高电压变换到一个合理的电 压等级，一般建在靠近用电负荷中心的地点。
(2) 高压深入负荷中心的一次变压系统
对于某些中小型建筑或建筑群，如果本地电 源电压为35 kV，且各种条件允许时，可直接采 用35 kV作为配电电压，将35 kV线路直接引入靠 近负荷中心的变电所，再由车间变电所一次变压 为380/220 V，供低压用电设备使用，如图1.4所 示。
(3) 只有一个变电所的供电系统 对于小型建筑或建筑群，由于用电较少，通
3.电力线路
电力线路又称输电线。电力线路的作用是输 送电能，并把发电厂、变配电所和电能用户连接 起来。
电力线路按其用途及电压等级分为输电线路 和配电线路。电压在35 kV及以上的电力线路称 为输电线路；电压在10 kV及以下的电力线路称 为配电线路。电力线路按其架设方法可分为架空 线路和电缆线路；按其传输电流的种类又可分为 交流线路和直流线路。
常只设一个将6～10 kV电压降为380/220 V电压的 变电所，如图1.5所示。
3.低压供电的小型供电系统 某些小型建筑或建筑群也采用380/220 V低压
电源进线，只需设置一个低压配电室，将电能直 接分配给各低压用电设备使用，如图1.6所示。
图1.3 具有高压配电所的供电系统
图1.4 高压深入负荷中心的一次变压系统
（4） 经济应使供电系统的投资少、运行费 用低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消 耗量。
1.2 额定电压及供电质量
1.2.1 额定电压
所谓额定电压，就是用电设备、发电机、变压 器正常运行并具有最经济的工作电压，也就是正常 情况下所规定的电压。
国家标准规定的三相交流电网和电气设备的额 定电压如表1.1所示（见P5）。 1.电力线路的额定电压
4.电力变压器的额定电压
（1）变压器一次绕组的额定电压
当变压器直接与发电机相连，如图1.8中变压 器T1，则其一次绕组的额定电压应与发电机额定 电压相同，即高于同级线路额定电压5％；当变 压器不与发电机相连，而是连接在线路上，如图 1.8中变压器T2，则可将变压器看做是线路上的 用电设备，因此其一次绕组额定电压应与线路额 定电压相同。
供配电系统基本知识和运行方式
1.1 供配电系统概述 1.2 额定电压及供电质量 1.3 电力系统中性点运行方式
1.1 供配电系统概述
1.1.1 电力系统的基本概念及组成
电能是现代人们生产和生活的重要能源。 建筑供配电就是指建筑所需电能的供应和分 配问题。 电力系统是由发电厂、电力网和电能用户组 成的一个发电、输电、变配电和用电的整体。图 1.1所示是电力系统的组成。 电力系统中的各级电压线路及其联系的变配 电所，称为电力网。
电力线路的额定电压等级是国家根据国民经济 发展的需要及电力工业的水平，经全面技术经济分 析后确定的，它是确定各类用电设备额定电压的基 本依据。
2.用电设备的额定电压
用电设备运行时，电力线路上要有负荷电流 流过，因而在电力线路上引起电压损耗，造成电 力线路上各点电压略有不同，如图1.7所示。但成 批生产的用电设备，其额定电压不可能按使用地 点的实际电压来制造，而只能按线路首端与末端 的平均电压即电力线路的额定电压UN来制造。 所以用电设备的额定电压与同级电力线路的额定 电压是相等的。
（2） 变压器二次绕组的额定电压 变压器二次绕组的额定电压是指变压器一次
绕组接上额定电压而二次绕组开路时的电压，即 空载电压。变压器在满载运行时，二次绕组内约 有5％的阻抗电压降，因此分两种情况讨论。
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3.发电机的额定电压
由于同一等级电压的线路允许电压损耗为 ±5％，即整个线路允许有10％的电压损耗，因 此，为了维持线路首端与末端平均电压的额定值， 线路首端(电源端)电压应比线路额定电压高5％， 而发电机是接在线路首端的，所以规定发电机的 额定电压高于同级线路额定电压5％，用以补偿 线路上的电压损耗，如图1.7所示。
4.电能用户
电能用户又称电力负荷。在电力系统中，一 切消费电能的用电设备均称为电能用户。
用电设备按其用途可分为动力用电设备(如电 动机等)、工艺用电设备(如电解、电镀、冶炼、 电焊、热处理等)、电热用电设备(如电炉、干燥 箱、空调器等)、照明用电设备和试验用电设备等， 它们将电能转换为机械能、热能和光能等不同形 式，以满足生产、生活的不同需要。
图1.2 二次变压供电方式
2.一次变压的供电系统 (1) 具有高压配电所的一次变压系统
一般中型建筑或建筑群多采用6～10 kV电源 进线，经高压配电所将电能分配给各分变电所， 由分变电所将6～10 kV电压降至380/220 V，供低 压用电设备使用。同样，高压用电设备直接由高 压配电所的6～10 kV母线供电，如图1.3所示。
图1.5 只有一个降压变电所的供电系统 (a) 装有一台电力变压器;(b) 装有两台电力变压器
图1.6 低压进线的小型供电系统
1.1.3 供配电的基本要求
（1） 安全在电能的供应、分配和使用中， 不应发生人身事故和设备事故。
（2） 可靠应满足电能用户对供电可靠性的 要求。
（3） 优质应满足电能用户对电压质量和频 率等方面的要求。
图1.1 电力系统的组成
1.1.2 供配电系统的组成
建筑供配电系统是指所需的电力能源从进入 建筑物（或小区）开始到所有用电设备终端的整 个电路。
建筑供配电系统由总降压变电所(或高压配电 所)、高压配电线路、分变电所、低压配电线路及 用电设备组成。
1.二次变压的供电系统 大型建筑群和某些
负荷较大的中型建筑， 一般采用具有总降压变 电所的二次变压供电系 统，如图1.2所示。