變配電所與備用電源

變配電所與備用電源第一頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)二、民用建筑中變配電所位置的選擇第五章第一節(jié)民用建筑中的變配電所設(shè)置在負(fù)荷邊緣，則增加了低壓網(wǎng)路的長(zhǎng)度，加大了低壓供電半徑，增大了電壓損耗和功率損耗。高壓深入到理論上的負(fù)荷中心，會(huì)引起輸送功率倒送的現(xiàn)象。變配電所位置對(duì)變配電系統(tǒng)合理運(yùn)行是非常重要，應(yīng)根據(jù)下列要求綜合考慮確定：1)接近負(fù)荷中心。2)進(jìn)出線方便。3)接近電源側(cè)。4)設(shè)備吊裝，運(yùn)輸方便。5)不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)的場(chǎng)所。6)不宜設(shè)在多塵，水霧或有腐蝕性氣體場(chǎng)所，如無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污源的下風(fēng)側(cè)。7)不應(yīng)設(shè)在廁所，浴室或其它經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方或貼鄰。8)不應(yīng)設(shè)在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所以內(nèi)和不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所的正上方和正下方。9)變配電所為獨(dú)立建筑物時(shí)，不宜設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。10)高層建筑地下層變配電所的位置，宜選擇在通風(fēng)，散熱條件較好的場(chǎng)所。11)變配電所位于地下室或其它地下建筑時(shí)，不宜設(shè)在最底層。當(dāng)?shù)叵聝H有一層時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)抬高該所地面等防水措施。第二頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)三、室內(nèi)變電所的組成與布置第五章第一節(jié)民用建筑中的變配電所電容器室和值班室高壓配電室變壓器室低壓配電室室內(nèi)變電所的組成：對(duì)于干式變壓器，由于無油，無污染，無爆炸危險(xiǎn)，因此，在變電所的布置上可以不要單獨(dú)的變壓器室，而將變壓器放在低壓配電室的一端。1.高壓配電室高壓配電室主要根據(jù)變壓器高壓側(cè)的配電要求，安放高壓電源進(jìn)線及各種高壓配電設(shè)備。開關(guān)柜布置通常采用單列布置和雙列布置，每種布置有靠墻和離墻兩種排列。對(duì)于高壓配電柜離墻排列時(shí)，柜后離墻距離應(yīng)不小于1m；柜間距離，單列排列時(shí)不小于2m，雙列排列時(shí)不小于2.5m。第三頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)第五章第一節(jié)民用建筑中的變配電所2.變壓器室變壓器室主要用來安放電力變壓器，當(dāng)然也包括高壓進(jìn)線和低壓配出線。右圖所示為安裝油浸式變壓器變電室的一種布置方案，其高壓側(cè)采用電纜進(jìn)線，低壓側(cè)為母線配出。當(dāng)變電所有多臺(tái)干式變壓器布置在同一個(gè)變壓器室內(nèi)時(shí)，變壓器防護(hù)外殼間的凈距不應(yīng)小于表5－2所列數(shù)值，表中的A和B如下圖所示。第四頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)第五章第一節(jié)民用建筑中的變配電所2.

低壓配電室低壓配電室主要是根據(jù)低壓配電的要求配置各種低壓配電設(shè)備，包括低壓刀開關(guān)、低壓斷路器、低壓配電母線或由這些配電設(shè)備組成的各種低壓成套設(shè)備即低壓配電柜。低壓配電柜為了便于維修，應(yīng)盡量離墻安裝。當(dāng)采用成排布置且長(zhǎng)度超過6m時(shí)，柜后的通道應(yīng)有兩個(gè)通向本室或其它房間的出口，并宜布置在通道的兩邊。當(dāng)兩個(gè)出口之間的距離超過15m時(shí)，其間還應(yīng)增加出口。3.值班室對(duì)于有人值班的變配電所，應(yīng)設(shè)單獨(dú)的值班室（可兼做控制室）。值班室與高壓配電室應(yīng)直通或經(jīng)過走廊相通，值班室應(yīng)有門直接通向戶外或通向走廊。當(dāng)變配電所有低壓配電室時(shí)，值班室可以與低壓配電室合并，此時(shí)在值班人員經(jīng)常工作的一面或一端，低壓配電裝置到墻的距離應(yīng)不小于3m。第五頁，共22頁。第二節(jié)電力變壓器建筑配電與設(shè)計(jì)一、電力變壓器的容量標(biāo)準(zhǔn)及型號(hào)標(biāo)注第五章第二節(jié)電力變壓器變壓器的容量系列：我國(guó)在民用建筑中常用的R10容量系列—容量按倍數(shù)增加。1010電力變壓器的型號(hào)標(biāo)注包括相數(shù)、絕緣方式、導(dǎo)體材料、額定容量、額定電壓等內(nèi)容。常用的字符含義如下：S－三相D－單相J－油浸自冷(只用于單相變壓器)C－成型固體G－空氣式Z－有載調(diào)壓L－鋁線(銅線無此標(biāo)志)型號(hào)下角數(shù)字為設(shè)計(jì)序號(hào)型號(hào)后面的數(shù)字：

分子為額定容量(kVA)分母為高壓線圈電壓等級(jí)(kV)例：S9－500/10表示：三相油浸自冷式銅線電力變壓器，額定容量為500kVA，高壓線圈電壓為10kV，設(shè)計(jì)序號(hào)9。SC9－1000/10表示：三相環(huán)氧樹脂澆注干式電力變壓器，額定容量為1000kVA，高壓線圈電壓為10kV，設(shè)計(jì)序號(hào)9。第六頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)二、油浸式電力變壓器第五章第二節(jié)電力變壓器三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。由于油浸式電力變壓器內(nèi)充有大量的可燃性絕緣油，會(huì)造成相應(yīng)的污染，也存在著較大的火災(zāi)隱患，因此在民用建筑中應(yīng)用受到了限制。第七頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)三、干式電力變壓器第五章第二節(jié)電力變壓器目前我國(guó)使用的干式變壓器主要是環(huán)氧樹脂澆注式，占全國(guó)生產(chǎn)的干式變壓器的95%以上。這種干式電力變壓器具有絕緣強(qiáng)度高、抗短路強(qiáng)度大、防災(zāi)性能突出、環(huán)保性能優(yōu)越、免維護(hù)、運(yùn)行損耗低、運(yùn)行效率高、噪聲低、體積小、重量輕、不需單獨(dú)的變壓器室、安裝方便、無需調(diào)試等特點(diǎn)，適合組成成套變電站深入負(fù)荷中心，使用于高層建筑、地鐵、隧道等場(chǎng)所及其它防火要求較高的場(chǎng)合。從結(jié)構(gòu)上講，干式變壓器很簡(jiǎn)單，如圖5－7所示。它由鐵芯、低壓繞組、高壓繞組、低壓端子、高壓端子、彈性墊塊、夾件和小車以及填料型樹脂絕緣等部分組成。第八頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)四、各類電力變壓器性能對(duì)比第五章第二節(jié)電力變壓器種

類

油

浸

H級(jí)浸

漬干式

SCL澆鑄干式

SC澆

鑄干式

SF6

絕緣等級(jí)

A

H

B

F

E

額定電壓(kV)

<500

35

35

35

154

使用環(huán)境

戶內(nèi)外

戶內(nèi)

戶內(nèi)(外)(加外殼)

同左

戶內(nèi)外

可燃性

可

難

難

難

難

爆炸性

可

無

無

無

無

耐潮濕性

吸潮

吸潮

不吸潮

不吸潮

不吸潮

短路后線圈平均溫度最大充許值(°C)

180

350

200

350

180

功率損耗

中

大

較小

小

中

短路機(jī)械強(qiáng)度

強(qiáng)

強(qiáng)

特強(qiáng)

特強(qiáng)

強(qiáng)

絕緣特性

穩(wěn)定

不穩(wěn)定

穩(wěn)定

穩(wěn)定

穩(wěn)定

耐震性

稍強(qiáng)

強(qiáng)

特強(qiáng)

特強(qiáng)

稍強(qiáng)

噪聲

中

大

小

小

中

運(yùn)行費(fèi)用

中

大

小

小

中

檢修

復(fù)雜

較復(fù)雜

簡(jiǎn)單

簡(jiǎn)單

復(fù)雜

保養(yǎng)

難

較難

容易

容易

難

表5－6

各類電力變壓器設(shè)計(jì)應(yīng)用特對(duì)比第九頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)五、電力變壓器的選擇第五章第二節(jié)電力變壓器1.變壓器類型的選擇一類高、低層主體建筑內(nèi)，嚴(yán)禁設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的變配電所。二類高、低層主體建筑內(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的變配電所。因此，設(shè)置在一類高、低層主體建筑中的變壓器，應(yīng)選用干式、氣體絕緣或非可燃性液體絕緣的變壓器；二類高、低層主體建筑中也宜如此。2.變壓器聯(lián)接組別的選擇10kV/0.40kV/0.23kV系統(tǒng)電力變壓器的聯(lián)接組別一般有Y，yn12和D，yn11兩種。具有下列情況之一者，宜選用D，yn11型變壓器：1)三相不平衡負(fù)荷超過變壓器每相額定功率的15%以上者。2)需要提高單相短路電流值，確保低壓?jiǎn)蜗嘟拥乇Ｗo(hù)裝置動(dòng)作靈敏度者。3)需要限制三次諧波含量者。第十頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)第五章第二節(jié)電力變壓器3.變壓器臺(tái)數(shù)的選擇主要是根據(jù)用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，也就是用電負(fù)荷的級(jí)別來決定。有大量的一級(jí)負(fù)荷或者雖為二級(jí)負(fù)荷但從保安角度(如消防等)需設(shè)置時(shí)都應(yīng)選擇兩臺(tái)變壓器。當(dāng)季節(jié)性負(fù)荷比較大時(shí)，也可以選擇兩臺(tái)變壓器。4.變壓器容量的選擇1)只裝有一臺(tái)變壓器的變電所主變壓器的容量SN應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷SC的需要，即：

CNSS32)裝有兩臺(tái)變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量SN應(yīng)該同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：

(1)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷70%的需要，即：

CNS7.0S3(2)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)計(jì)算負(fù)荷SC(I,II)的需要，即：

()II,ICNSS33)低壓為0.4kV變電所中單臺(tái)變壓器的容量不宜大于1000kVA，當(dāng)用電設(shè)備容量較大，負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，可采用較大容量主變壓器。第十一頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)第五章第二節(jié)電力變壓器例5－1：解：已知一民用建筑總計(jì)算負(fù)荷Sc=890kVA，其中一、二級(jí)負(fù)荷SI,II=600kVA，若在主體建筑內(nèi)設(shè)置變電所，試選擇變壓器。1.變壓器臺(tái)數(shù)選擇：2.變壓器容量選擇：因有大量的一、二級(jí)計(jì)算負(fù)荷，為滿足供電可靠性要求，應(yīng)選擇兩臺(tái)變壓器。1)單臺(tái)變壓器的容量SN

0.7Sc=0.7890=623(kVA)所以可選擇單臺(tái)變壓器的容量為630kVA，滿足上述兩個(gè)條件。2)單臺(tái)變壓器的容量SN

SI,II=600(kVA)3.考慮到主體建筑內(nèi)設(shè)置的變電所，應(yīng)選擇干式變壓器，查表5－5選擇SC9630/10/0.4變壓器兩臺(tái)。第十二頁，共22頁。第三節(jié)自備應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組建筑配電與設(shè)計(jì)一、柴油發(fā)電機(jī)組的組成第五章第三節(jié)自備應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組屬于下列情況之一者，宜設(shè)自備應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組：1.為保證一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷用電。2.用電負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷，但從市電取得第二電源有困難或技術(shù)經(jīng)濟(jì)不合理時(shí)?；拘筒裼桶l(fā)電機(jī)組成：柴油機(jī)發(fā)電機(jī)控制裝置散熱裝置等第十三頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)二、柴油發(fā)電機(jī)組分類第五章第三節(jié)自備應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組柴油發(fā)電機(jī)組按功能可分為普通型、自起動(dòng)型和自動(dòng)化型三種。1.普通機(jī)組需要人工操作控制啟停。2.自起動(dòng)機(jī)組能夠在市電中斷供電時(shí)單臺(tái)機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)，并在15秒內(nèi)向負(fù)荷供電。而當(dāng)市電恢復(fù)正常后自動(dòng)切換至市電并自動(dòng)延時(shí)停機(jī)。3.自動(dòng)化機(jī)組按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可以分為1、2、3三個(gè)等級(jí)：1)1級(jí)具有自啟動(dòng)、自投入、自保護(hù)、自動(dòng)停機(jī)功能，并可無人值守連續(xù)工作4個(gè)小時(shí)；2)2級(jí)除能達(dá)到1級(jí)的全部要求外，還應(yīng)能自動(dòng)補(bǔ)給，實(shí)現(xiàn)無人值守240小時(shí)；3)3級(jí)除能達(dá)到2級(jí)的全部要求外，還應(yīng)能自動(dòng)轉(zhuǎn)移啟動(dòng)命令，具有自動(dòng)并列、自動(dòng)解列功能，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)頻調(diào)載。隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及柴油發(fā)電機(jī)組控制的需要，出現(xiàn)了與計(jì)算機(jī)通信，接受計(jì)算機(jī)控制的智能型機(jī)組，實(shí)現(xiàn)遙控、遙測(cè)、遙信功能。第十四頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)三、柴油發(fā)電機(jī)組特性第五章第三節(jié)自備應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組柴機(jī)發(fā)電機(jī)組應(yīng)始終處于準(zhǔn)備啟動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)市電中斷時(shí)，機(jī)組應(yīng)立即啟動(dòng)，并在15秒內(nèi)投入正常帶負(fù)荷運(yùn)行。機(jī)組應(yīng)與電力系統(tǒng)連鎖，不得與其并列運(yùn)行。當(dāng)市電恢復(fù)時(shí)，機(jī)組應(yīng)自動(dòng)退出工作并延時(shí)停機(jī)。一般情況下柴油發(fā)電機(jī)組起動(dòng)及供電特性如右圖所示。在柴油發(fā)電機(jī)起動(dòng)之后不要立即將全部負(fù)荷投入，而要根據(jù)負(fù)荷的性質(zhì)，分時(shí)投入。一般應(yīng)先起動(dòng)大容量電動(dòng)機(jī)，然后再依次起動(dòng)中小容量電動(dòng)機(jī)。對(duì)于負(fù)載大且負(fù)載變化也較大的場(chǎng)合，采用多臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組的并聯(lián)運(yùn)行的方式要比采用單臺(tái)大容量機(jī)組經(jīng)濟(jì)合理，可以根據(jù)負(fù)載的大小調(diào)整投入運(yùn)行的臺(tái)數(shù)，而且當(dāng)一臺(tái)機(jī)組檢修或發(fā)生故障時(shí)，其它機(jī)組仍可向負(fù)載供電，這樣即提高供電的可靠性，保證供電質(zhì)量，又可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。在機(jī)組并列運(yùn)行時(shí)一般采用手動(dòng)準(zhǔn)同期。若兩臺(tái)自啟動(dòng)機(jī)組需并列運(yùn)行時(shí)，應(yīng)采用自動(dòng)同期，在機(jī)組間同期后再向負(fù)荷供電。第十五頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)四、柴油發(fā)電機(jī)組的選用第五章第三節(jié)自備應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組按《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：柴油發(fā)電機(jī)組的容量與臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)應(yīng)急負(fù)荷大小和投入順序以及單臺(tái)電動(dòng)機(jī)最大起動(dòng)容量等因素綜合考慮確定。當(dāng)應(yīng)急負(fù)荷較大時(shí)，可采用多機(jī)并列運(yùn)行，機(jī)組臺(tái)數(shù)宜為2~4臺(tái)。單臺(tái)發(fā)電機(jī)容量的選擇：初步設(shè)計(jì)階段可按供電變壓器容量的10%～20%來估算柴油發(fā)電機(jī)組的容量；施工圖階段可根據(jù)一級(jí)負(fù)荷、消防負(fù)荷以及某些重要的二級(jí)負(fù)荷容量，按下列方法計(jì)算的最大容量確定：1)按穩(wěn)定負(fù)荷計(jì)算發(fā)電機(jī)容量；2)按最大的單臺(tái)電動(dòng)機(jī)或成組電動(dòng)機(jī)的需要計(jì)算發(fā)電機(jī)的容量；3)按啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)電機(jī)母線允許電壓降計(jì)算發(fā)電機(jī)容量。當(dāng)有電梯負(fù)荷時(shí)，在全壓起動(dòng)最大容量籠型電動(dòng)機(jī)情況下，發(fā)電機(jī)母線電壓不應(yīng)低于額定電壓的80%；當(dāng)無電梯負(fù)荷時(shí)，其母線電壓不應(yīng)低于額定電壓的75%。第十六頁，共22頁。第四節(jié)不間斷電源系統(tǒng)建筑配電與設(shè)計(jì)第五章第四節(jié)不間斷電源系統(tǒng)符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)設(shè)置不間斷電源裝置：1.當(dāng)用電負(fù)荷不允許中斷供電時(shí)；2.允許中斷時(shí)間為毫秒級(jí)的重要場(chǎng)所的應(yīng)急備用電源。不間斷電源由整流器、逆變器、交流靜態(tài)開關(guān)和蓄電池組等部分組成。其結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。第十七頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)一、不間斷電源的分類第五章第四節(jié)不間斷電源系統(tǒng)不間斷電源按容量的大小可分為：1.小型不間斷電源，其容量在1000VA及以下。其輸入電壓為交流220V，可做為微型計(jì)算機(jī)（一般單機(jī)功耗為200～300W）和精密電子儀器配套使用的備用電源。2.中型不間斷電源，其容量在2～15kVA。其輸入電壓亦為交流220V，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、航空管理系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)、精密含儀器、科研、醫(yī)院、銀行等系統(tǒng)中，做為不間斷電源。3.大型不間斷電源，其容量在20kVA及以上。其輸入電壓為交流380V，主要為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、衛(wèi)星通訊系統(tǒng)、精密儀器儀表、高靈敏度用電設(shè)備提供連續(xù)、穩(wěn)定、可靠干凈的交流電源。第十八頁，共22頁。建筑配電與設(shè)計(jì)第五章第四節(jié)不間斷電源系統(tǒng)不間斷電源按其工作方式可以分為后備式和在線式。后備式不間斷電源后備式不間斷電源的優(yōu)點(diǎn)是電網(wǎng)正常情況下逆變器不工作，所以損耗較低，但由于電網(wǎng)與逆變器之間供電的轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，一般為幾十毫秒，因此對(duì)于供電可靠性要求嚴(yán)格的負(fù)載，這種不間斷電源不能滿足要求。