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    供配電系統及安全防護知識


    信息來源:長沙UPS電源     發布時間:2016/5/4 20:58:16     瀏覽量:4053

    一)、供配電系統構成
    1、我國電力系統構成
    電力系統是發電廠、電力網和用電設備組成的統一整體。電力網由變電所、配電所及各種電壓等級的電力線路組成,它是電力系統的一部分。
        圖1-1是電力系統示意圖。電能由發電廠發出,經電力網變換、輸送、分配,然后供給用電設備消費使用。
    圖1-1 電力系統示意圖
        發電廠是把各種形式能量轉換成電能的工廠。按照被轉換能源的不同,發電廠有不同的類型,主要有火力發電廠、水力發電廠、核能發電廠。
        火力發電廠主要設備有鍋滬、汽輪機、發電機,它是利用燃料(主要是煤)燃燒產生熱能來生產電能。水力發電廠主要由水庫、水輪機、發電機等組成,它是將水流中的位能轉換成電能。核能發電廠是以原子能反應堆和蒸發器代替鍋爐,利用原子核的核能來產生電能。
        變電所是接受電能、變換電壓和分配電能的場所。將低電壓變換成高電壓稱為升壓變電所,一般建在發電廠附近;將高電壓變換成低電壓稱為降壓變電所,一般建在用電負荷中心。主要用來接受和分配電能。不改變電壓的場所稱為配電所,多建在建筑物內部。變配電所在規劃設計中,要盡量接近負荷中心,進出線方便,避免多塵和有腐蝕性氣體的場所,避免有劇烈振動和低洼積水地區。
        電力線路是輸送電能的通道。由于發電廠離電能用戶都較遠,所以需要各種不同電壓等級的電力線路,將發電廠生產的電能源源不斷的輸送到電能用戶。
        電力負荷就是消費電能的用電設備。用電設備按其用途可分為;動力用電設備,如電動機等;工藝用電設備,如電解、冶煉、熱處理等;電熱用電設備,如電護,空調等;照明用電設備等.它們分別將電能轉換成機械能、熱能、光能,以適應生產和生活對電能的需要。按我國各類電能用戶統計資料表明,工業是電力系統的大電能用戶,約占總電量的73%。
    在我國電力系統中,110kV及以上電壓多作為主干線電壓.35kV多用于大型工廠.建筑群的內部供電網絡,6~10kV多作為一般工廠內部、建筑物、建筑工地的高壓配電電壓,380/22oV電壓等級多作為工廠內部,建筑物內的低壓配電電壓。關于用電設備,一般是380/220V低壓電器,也有6kV或10kV的高壓電動機。
    2、民用建筑供電系統
        民用建筑的供電系統根據負荷的大小,采用不同的方案。
        對于小型民用建筑,由于負荷較小,則可采用一個降壓變電所,將6~10kV電壓經變壓器降壓為380/220V供用戶使用。其供電系統如圖1-2所示。若小型民用建筑用電量較小,附近已有低壓電源,且變壓器容量足夠,則可不再安裝變壓器,而設立一個低壓配電室由該變壓器供電。
        對于中型民用建筑物。由于負荷較大且分散,則可設立高壓配電所,由6~10kV電源進線,然后分別引出幾路高壓出線,在各負荷相對集中地點設立降壓變電所,將電壓降為380/220V供給各用戶,如圖1-3所示。
        對于大型民用建筑,由于負荷很大,分布更廣,采用6~10kV電壓在經濟技術上均不合理,必須采用35kV電壓,進行兩次降壓。這時應設立總變電所,將35kV降為6~10kV電壓,然后用高壓配電線將電能送至各負荷中心,并設立變電所再降至380/220V如圖1-4所示。
       
    圖1-2 小型民用建筑物的供電系統                 圖1-3 中型民用建筑物的供電系統
    圖1-4 大型民用建筑物的供電系統
    3、電力負荷的分類
       根據用電設備在生產和社會生活中的重要性,以及供電中斷對人身和設備安全的影響。電能用戶分為三個等級。對于不同等級的電能用戶,其供電要求也不同。
        供電中斷將造成人身傷亡,或造成重大設備損壞,或破壞復雜的工藝過程使生產長期不能恢復,或破壞重要交通樞紐、通訊設施、賓館、公共場所的正常秩序,帶來極大政治經濟損失者,屬于“一級負荷”。一級負荷要求有兩個獨立的電源供電,當一個電源發生故障或檢修時,另一個電源能繼續供電,保證供電不中斷。
        供電中斷將造成經濟較大損失,設備局部損壞,產品大量減產,生產較長時間才能恢復,以及影響交通樞紐,通訊設備等正常工作,造成城市及重要公共場所,如大型體育場,大型影劇院等秩序混亂的電能用戶屬于二級負荷。二級負荷應由兩條線路供電,即一條線路工作時,另一條線路處于備用,當采用兩條線路有困難時,則允許由一條專用架空線供電。
        不屬于一級和二級負荷的電能用戶均為三級負荷。三級負荷對供電無特殊要求,允許較長時間停電,可用單回線路供電。
        在民用建筑中,重要的醫院、大型商場、體育館、影劇院、重要賓館、銀行和電信電視中心應列人一級負荷。一般民用建筑都屬于三級負荷。
    對于一級負荷,應由兩個電源供電,當一個電源發生故障時,另一個電源應不致同時受到損壞。一級負荷中特別重要的負荷除上述兩個電源外,還必須增設應急電源。為保證對特別重要的負荷的供電,嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。
    常用的應急電源可有下列幾種:
    a.獨立于正常電源的發電機組。
    b.供電網絡中有效地獨立于正常電源的專門饋電線路。
    c.蓄電池。
    根據允許的供電中斷時間可分別選擇下列應急電源:
    a.靜態交流不間斷電源裝置(允許中斷時間為毫秒級的供電)
    b.帶有自動投入裝置的獨立于正常電源的專門饋電線路(允許中斷時間為1.5秒以上)
    c.快速自啟動的柴油發電機組(允許中斷時間為15秒以上)
    4、數據中心電力系統
    圖1-5 數據中心電力系統示意圖
    數據中心因屬于一級負荷,其電力供電方案請參考一級負荷設置。
    (1)10kV系統:包括開閉所(10kV配電站,負責向一片區域供電)、高壓戶(即由供電局直接向其收費的用戶,由供電局裝表計量)、低壓戶(不由供電局直接向其收費的用戶)、П接室(在建筑物變配電室內,由供電局進行管理,內設П接箱和計量。功能為便于管理以及同時向其它建筑物供電)、高壓開關柜(對高壓電力進行保護、分配、計量和聯絡)、環網柜(采用絕緣介質為六氟化硫的斷路器,簡單化的高壓開關柜)
    (2)變壓器:可分:油浸變壓器(絕緣介質為油,民用建筑基本淘汰)、干式變壓器(無絕緣油,不易燃燒 ;主要性能取決于絕緣材料的性能,現在多采用環氧樹脂作為絕緣材料 ;允許短時間過負載。在有強迫風冷的情況下,可過負載較長時間;變壓器可以和低壓開關柜直接連接)
    (3)低壓配電系統:
    ①低壓配電柜:對380V電力進行保護、分配、聯絡和計量,有抽屜式,固定式多種;
    ②電力電纜:常用的有YJV(交聯聚乙烯絕緣,聚氯乙烯護套電力電纜)和VV(聚氯乙烯絕緣,聚氯乙烯護套電力電纜)兩種電纜;
                YJV電纜的優越性:i.載流量大;ii.燃燒時,有毒氣體排放少;iii.性能價格比高
    ③插接式母線 :即緊密絕緣型母線槽,載流量>400A時使用;
    ④預分支電纜:適用于現代高層建筑和現代化廠房的一種新型垂直主電纜;載流量〈1000A;具有的優越性:經濟,施工時間短,施工工藝簡單等
    ⑤電氣豎井:建筑物內電力系統集中敷設的區域。
    圖1-6 電氣豎井經典布置圖
    ⑥框架式空氣開關:又稱為萬能式斷路器,所有器件集中在一個金屬框架內,內裝多種附件和智能脫扣器,以實現多種功能,額定電流>630A;
    ⑦塑殼式空氣開關(MCCB):所有器件集中在一個塑料殼架內,額定電流>63A;有智能型(即脫扣器電流連續可調)和普通型(即脫扣器電流分級可調);
    ⑧微型斷路器(MCB):額定電流〈100A;結構緊湊,體積;適于安裝;
    ⑨接地系統:包括TN-C系統,TN-S系統,TN-C-S系統,TT系統,IT系統;在現代民用建筑中,通常采用TN-S系統,TN-C-S系統;機房接地方式的分類:交流工作地,安全保護地,防雷接地和直流工作地;
    ⑩應急照明:疏散照明:0.5Lx;安全照明:10Lx;備用照明:正常照度的10%~100%
    11柴油發電機組:一種應急電源設備;供電對象是一級負荷或重要負荷;
    確定柴油發電機組容量的基本原則:按穩定負荷計算發電機容量;按大電動機起動電流進行校驗。
    圖1-7 數據中心電力系統示意圖


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