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供配电系统及安全防护知识


信息来源:长沙UPS电源     发布时间:2016/5/4 20:58:16     浏览量:1443

一)、供配电系统构成
1、我国电力系统构成
电力系统是发电厂、电力网和用电设备组成的统一整体。电力网由变电所、配电所及各种电压等级的电力线路组成,它是电力系统的一部分。
    图1-1是电力系统示意图。电能由发电厂发出,经电力网变换、输送、分配,然后供给用电设备消费使用。
图1-1 电力系统示意图
    发电厂是把各种形式能量转换成电能的工厂。按照被转换能源的不同,发电厂有不同的类型,主要有火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂。
    火力发电厂主要设备有锅沪、汽轮机、发电机,它是利用燃料(主要是煤)燃烧产生热能来生产电能。水力发电厂主要由水库、水轮机、发电机等组成,它是将水流中的位能转换成电能。核能发电厂是以原子能反应堆和蒸发器代替锅炉,利用原子核的核能来产生电能。
    变电所是接受电能、变换电压和分配电能的场所。将低电压变换成高电压称为升压变电所,一般建在发电厂附近;将高电压变换成低电压称为降压变电所,一般建在用电负荷中心。主要用来接受和分配电能。不改变电压的场所称为配电所,多建在建筑物内部。变配电所在规划设计中,要尽量接近负荷中心,进出线方便,避免多尘和有腐蚀性气体的场所,避免有剧烈振动和低洼积水地区。
    电力线路是输送电能的通道。由于发电厂离电能用户都较远,所以需要各种不同电压等级的电力线路,将发电厂生产的电能源源不断的输送到电能用户。
    电力负荷就是消费电能的用电设备。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、冶炼、热处理等;电热用电设备,如电护,空调等;照明用电设备等.它们分别将电能转换成机械能、热能、光能,以适应生产和生活对电能的需要。按我国各类电能用户统计资料表明,工业是电力系统的最大电能用户,约占总电量的73%。
在我国电力系统中,110kV及以上电压多作为主干线电压.35kV多用于大型工厂.建筑群的内部供电网络,6~10kV多作为一般工厂内部、建筑物、建筑工地的高压配电电压,380/22oV电压等级多作为工厂内部,建筑物内的低压配电电压。关于用电设备,一般是380/220V低压电器,也有6kV或10kV的高压电动机。
2、民用建筑供电系统
    民用建筑的供电系统根据负荷的大小,采用不同的方案。
    对于小型民用建筑,由于负荷较小,则可采用一个降压变电所,将6~10kV电压经变压器降压为380/220V供用户使用。其供电系统如图1-2所示。若小型民用建筑用电量较小,附近已有低压电源,且变压器容量足够,则可不再安装变压器,而设立一个低压配电室由该变压器供电。
    对于中型民用建筑物。由于负荷较大且分散,则可设立高压配电所,由6~10kV电源进线,然后分别引出几路高压出线,在各负荷相对集中地点设立降压变电所,将电压降为380/220V供给各用户,如图1-3所示。
    对于大型民用建筑,由于负荷很大,分布更广,采用6~10kV电压在经济技术上均不合理,必须采用35kV电压,进行两次降压。这时应设立总变电所,将35kV降为6~10kV电压,然后用高压配电线将电能送至各负荷中心,并设立变电所再降至380/220V如图1-4所示。
   
图1-2 小型民用建筑物的供电系统                 图1-3 中型民用建筑物的供电系统
图1-4 大型民用建筑物的供电系统
3、电力负荷的分类
   根据用电设备在生产和社会生活中的重要性,以及供电中断对人身和设备安全的影响。电能用户分为三个等级。对于不同等级的电能用户,其供电要求也不同。
    供电中断将造成人身伤亡,或造成重大设备损坏,或破坏复杂的工艺过程使生产长期不能恢复,或破坏重要交通枢纽、通讯设施、宾馆、公共场所的正常秩序,带来极大政治经济损失者,属于“一级负荷”。一级负荷要求有两个独立的电源供电,当一个电源发生故障或检修时,另一个电源能继续供电,保证供电不中断。
    供电中断将造成经济较大损失,设备局部损坏,产品大量减产,生产较长时间才能恢复,以及影响交通枢纽,通讯设备等正常工作,造成城市及重要公共场所,如大型体育场,大型影剧院等秩序混乱的电能用户属于二级负荷。二级负荷应由两条线路供电,即一条线路工作时,另一条线路处于备用,当采用两条线路有困难时,则允许由一条专用架空线供电。
    不属于一级和二级负荷的电能用户均为三级负荷。三级负荷对供电无特殊要求,允许较长时间停电,可用单回线路供电。
    在民用建筑中,重要的医院、大型商场、体育馆、影剧院、重要宾馆、银行和电信电视中心应列人一级负荷。一般民用建筑都属于三级负荷。
对于一级负荷,应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷除上述两个电源外,还必须增设应急电源。为保证对特别重要的负荷的供电,严禁将其他负荷接入应急供电系统。
常用的应急电源可有下列几种:
a.独立于正常电源的发电机组。
b.供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路。
c.蓄电池。
根据允许的供电中断时间可分别选择下列应急电源:
a.静态交流不间断电源装置(允许中断时间为毫秒级的供电)
b.带有自动投入装置的独立于正常电源的专门馈电线路(允许中断时间为1.5秒以上)
c.快速自启动的柴油发电机组(允许中断时间为15秒以上)
4、数据中心电力系统
图1-5 数据中心电力系统示意图
数据中心因属于一级负荷,其电力供电方案请参考一级负荷设置。
(1)10kV系统:包括开闭所(10kV配电站,负责向一片区域供电)、高压户(即由供电局直接向其收费的用户,由供电局装表计量)、低压户(不由供电局直接向其收费的用户)、П接室(在建筑物变配电室内,由供电局进行管理,内设П接箱和计量。功能为便于管理以及同时向其它建筑物供电)、高压开关柜(对高压电力进行保护、分配、计量和联络)、环网柜(采用绝缘介质为六氟化硫的断路器,简单化的高压开关柜)
(2)变压器:可分:油浸变压器(绝缘介质为油,民用建筑基本淘汰)、干式变压器(无绝缘油,不易燃烧 ;主要性能取决于绝缘材料的性能,现在多采用环氧树脂作为绝缘材料 ;允许短时间过负载。在有强迫风冷的情况下,可过负载较长时间;变压器可以和低压开关柜直接连接)
(3)低压配电系统:
①低压配电柜:对380V电力进行保护、分配、联络和计量,有抽屉式,固定式多种;
②电力电缆:常用的有YJV(交联聚乙烯绝缘,聚氯乙烯护套电力电缆)和VV(聚氯乙烯绝缘,聚氯乙烯护套电力电缆)两种电缆;
            YJV电缆的优越性:i.载流量大;ii.燃烧时,有毒气体排放少;iii.性能价格比高
③插接式母线 :即紧密绝缘型母线槽,载流量>400A时使用;
④预分支电缆:适用于现代高层建筑和现代化厂房的一种新型垂直主电缆;载流量〈1000A;具有的优越性:经济,施工时间短,施工工艺简单等
⑤电气竖井:建筑物内电力系统集中敷设的区域。
图1-6 电气竖井经典布置图
⑥框架式空气开关:又称为万能式断路器,所有器件集中在一个金属框架内,内装多种附件和智能脱扣器,以实现多种功能,额定电流>630A;
⑦塑壳式空气开关(MCCB):所有器件集中在一个塑料壳架内,额定电流>63A;有智能型(即脱扣器电流连续可调)和普通型(即脱扣器电流分级可调);
⑧微型断路器(MCB):额定电流〈100A;结构紧凑,体积小;适于安装;
⑨接地系统:包括TN-C系统,TN-S系统,TN-C-S系统,TT系统,IT系统;在现代民用建筑中,通常采用TN-S系统,TN-C-S系统;机房接地方式的分类:交流工作地,安全保护地,防雷接地和直流工作地;
⑩应急照明:疏散照明:0.5Lx;安全照明:10Lx;备用照明:正常照度的10%~100%
11柴油发电机组:一种应急电源设备;供电对象是一级负荷或重要负荷;
确定柴油发电机组容量的基本原则:按稳定负荷计算发电机容量;按最大电动机起动电流进行校验。
图1-7 数据中心电力系统示意图


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