供配电系统的设计 PPT课件

布的淘汰产品。
1.0.6 供配电系统设计除应遵守本规范外，尚应符合国家现行有关 标准的规定。
2 术语
2.0.1 一级负荷中特别重要的负荷 Vital Load in First Grade
Load
中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重 要场所的不允许中断供电的负荷。
2.0.2 双重电源 Duplicate Supply 一个负荷的电源是由两个电路提供的，这两个电路就安全供电
次
7 低压配电
本规范用词说明 引用标准目录
1 总则
1.0.1 为使供配电系统设计贯彻执行国家的技术经济政策，做到保 障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理，制定本规范。
1.0.2 本规范适用于用户端供配电系统新建、扩建和改建工程的设计。
说明：由于工业用电负荷增大，有些企业内部设有110kV电压等级的变电所， 甚至有些企业（如石化行业）已建220kV电压等级用户终端变电所。本规范原 规定其适用范围为110kV及以下的供配电系统，与目前适用状况已显示出一定 的局限性，且在现有的标准中也没有任何关于强制要求公用供电部门保证安 全供电的条文，公用供电部门为实现和用户签订的合同中可靠供电，自然会 按实际需要考虑到用哪一级的供电电压。为此，本规范修订为：适用于用户 端供配电系统新建、扩建和改建工程的设计。
认真总结实践经验，并参考了有关国际标准和国外先进标准，先后完成了
初稿、征求意见稿、送审稿和报批稿等阶段，最后经有关部门审查定稿。 本规范主要技术内容包括：1.总则；2.术语；3.负荷分级及供电要求；
4.电源及供电系统；5.电压选择和电能质量；6.无功补偿；7.低压配电。
目
1 总则 2 术语 3 负荷分级及供电要求 4 电源及供电系统 5 电压选择和电能质量 6 无功补偿

第三节 变电所变压器的选择
三、变压器台数及容量的选择
第三节 变电所变压器的选择
（一）总降压变电所主变压器台数和容量的确定 考虑因素：供电条件、负荷性质、用电容量、运行方式等。 1．变压器台数的确定： （1）满足用电负荷对供电可靠性的要求： 在有一、二级负荷的变电所中，选择两台甚至多于两台主变；
第三节 变电所变压器的选择
四．变压器的容量及过负荷能力 电力变压器的额定容量：在标准规定的环境温度下（最高温度40度，年平均温度20度）和使用年限（一般20 年）内，所能连续输出的最大视在功率 (kVA)。
第三节 变电所变压器的选择
1.变压器的实际容量计算 由于现场使用环境的平均温度与标准的温度规定有差异，使得变压器的实际容量与额定容量并不相等。 一般规定，如果变压器安装地点的年平均气温 时，则年平均气温每升高1℃，变压器的容量应相应减小1％；对应着每低1℃，变压器的容量应相应增加1％。 因此，变压器的实际容量(出力)应计入一个温度校正系数。
第三节 变电所变压器的选择
二、变压器型号的选择 1．变压器（文字符号T） 双绕组、三绕组变压器图形符号分别如图所示； 主要完成电压等级的变换。
第三节 变电所变压器的选择
2．分类 （1）按功能分：升压变压器和降压变压器； （2）按相数分：单相和三相变压器； （3）绕组导体的材料：铜绕组和铝绕组； 铜绕组电阻率小，但价格贵；铝绕组的电阻率大，但是价格便 宜； （4）冷却方式和绕组绝缘分：油浸式和干式； 其中：油浸式包括：油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式以及强迫油循环冷却式等。 干式变压器主要包括：浇注式、开启式、充气式（SF6 ）。 （5）按用途分：普通变压器和特种变压器； （6）调压方式：无载调压变压器和有载调压变压器；

d、安全监视。各种仪表监视、电气监视和计算机监视不 能因停电而丢失数据。采用UPS不间断电源。
19
4。低压配电系统的电源
4、保安电源的设计 由于电网是一个整体，一旦电网发上大事故，则从电
网取的电源可能全部消失。因此，原则上保安电源应独 立与电网之外。
a.、长期保安电源的设计 容量大的负荷，选用能自启动的柴油发电机为宜。 容量小的负荷，选用不停电电源（UPS）较方便。 属于本电源供电的支流操作电源和信号电源，选用蓄 电池。
交 铁 压流 企 。系 业统 内高 不压采与用低660压V的标划准分额，定按电绝压缘，电因压此等低级压应配以电1系00统0V的为电分压界定线为。3由80V于线钢电
24
控制电压：常用AC220V，一般采用380V±5%/220V的控制变压器供电。
5。低压配电系统的电压
（2）电压偏移值
电气设备对电压偏移值的要求，见表3、表4（国家标准220/380V电压允许偏差为 额定电压的+7%~ -10%）。
22
5。低压配电系统的电压
（1）标准额定电压，见下面表1、表2。 表1 按GB156—80规定的标准额定电压摘录
① 仅用于仪表用互感器、继电器等控制系统；
② 仅用于矿井下、热工仪表和机床控制；
③ 仅适用于单台设备的特殊供电要求；
④ 仅用于煤矿井下及特殊场合。
23
5。低压配电系统的电压
表2 按GB156—80规定的开关装置控制电压和辅助电路的标准额定电压
设备，因此应符合各种低压用电设备的技术条件，它又要从 高压系统取得电能，所以必须与高压系统的技术要求相协调。
2
1。 概述与特点
• 低压配电系统的范围是指从低压降压变压器到用电设备

容错型 （fault tolerant） 容错系统是具有两套或 两套以上相同配置的系统，在同一时刻，至少有两套 系统在工作。按容错系统配置的场地设备，至少能经 受住一次严重的突发设备故障或人为操作失误事件而 不影响系统的运行。
2020/12/10
3
国家机房标准
冗余型 （redundance）冗余系统是通过重复配置 系统的一些部件，当系统发生故障时，冗余配置的部 件介入并承担故障部件的工作，由此减少系统的故障 时间。
充。根据显示、指示需要，在配电柜盘面上安装智能 电量监测仪表和红（C相）、绿（B相）、黄（A相） 三色指示灯，可随时监测三相线电压、相电压、电流、 功率因数、有功功率、无功功率等，供值班人员参考 和记录。考虑到扩展，配电柜预留一定的备用开关及 扩展空间，使整个供配电系统安全、优质、稳定、经 济且维护简便。
2020/12/10
13
由于电子信息系统机房中的空调负荷主要来自于计算 机主机设备、外部辅助设备的发热量，其大约占到机房空 调总负荷的80-97%；而在服务器、存储、网络等主设备中 服务器的份额又大约占到设备散热量的80%。所以随着服 务器集成密度的持续增高，服务器机柜设备区就成为了机 房内主要的热岛区域。
6
数据中心供配电系统情况
数据中心主机房用电负荷为一级负荷，设计为 “大楼双路市电+UPS不间断电源+柴油发电机”的供 电方式，配电采用380V/200V、 50Hz、三相五线电 （零线和地线分开设置，且零地线之间电压小于1V）、 TN-S接地方式的系统。
2020/12/10
7
配电柜的介绍
各配电柜的介绍 配电柜内部采用模块化设计，装配灵活，便于扩
ห้องสมุดไป่ตู้
照明系统平面图

10KV馈出线
12
变电站/开闭所/配电房
开闭所的适用范围
开闭所作为变电站的延伸，其产权归属于供电部门，没有 电费计量装置，适用于用电负荷相对集中，用户产权相互独 立的场合。
例如： 光谷金融港，光谷生物城，用电产权彼此独立，而用电负 荷点较多，故设置多座开闭所。
13
变电站/开闭所/配电房
中心配电房位于变电站或开闭 所的下一级，在配电网中起到 电源支撑、分配的作用，它能
供电方案的选择
全主全备的适用场合： 全主全备是从高压端控制切换供电回路，每一路都 可以承载全部的负荷容量，其投入的建设成本很大，因 此，全主全备一般用于一、二级负荷，例如：行政事业 单位、银行、医院以及对供电可靠性有特殊要求的工厂 等。
供电方案的选择
进线柜
全主全备项目应用案例： 金融港二期汉口银行数据中心及九江银行光谷数据中 心：采用全主全备的供电方式，两路进线，主备供负荷比 例为1:1，以满足供电可靠性要求。
供电方案的选择
环网线路接入示意图
供电方案的选择 全主全备： 一路电源工作、一路电源 备用的运行方式，主备供负荷 比例,1:1，正常情况下，母线 分段开关是闭合的，由主供回 路对全系统进行供电，如果主 供电源进线发生故障或进行检 修时，在切除该进线后，互锁 机构动作，备供合闸，立即投 入运行，对全系统进行供电， 满足系统负荷要求。
供电方案的选择
供配电系统主接线的基本要求 （1）可靠性：应满足各级电力负荷对供电可靠性的要求。 例如，对一、二级重要负荷，其主接线方案应考虑两台主 变压器，且应为双电源供电。 （2）安全性：应符合国家标准和有关技术规范要求，能充 分保证人身和设备的安全。 （3）灵活性：应能适应供电系统所需的各种运行方式，便 于操作维护，并能适应负荷的发展，有扩充改建的可能性。 （4）经济性：在满足上述要求的前提下，应尽量使主接线 简单，投资少，运行费用低。

频率：一般用电设备要求频率的变化范围为 -0.5Hz～+0.5Hz。 波形：要求系统输出波形为较严格的正弦波。
变配电系统投资要少，运行费用要低，并尽可能节约电能和 减少有色金属损耗。
第一章 建筑供配电工程概述
第二节 电力系统组成
第一章 第二节 电力系统的组成
电力系统：
包括发电、变电（升压和降压）、输电、配电、用电五部分。这个系统实
注意：当变3压5k器V一及次以绕上组线直路接。与发电机相连时，其额定电压应与发电机
的额定电压相同。
可以不考虑线路上的电 压损失，只需要补偿满
➢变压器的二次绕组：对于用电设备而言，相载当于时电变源压。器绕组上的电 压损失即可，用于10kV
及以下线路。
当变压器二次侧供电线路较长时：应比同级电网额定电压高10% 当变压器二次侧供电线路较短时：应比同级电网额定电压高5%
例1-1 已知下图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机
和变压器的额定电压。
G
T1
变压~器T1的二次侧 供电距离较长，其
额定电压应10比kV线路
额定电压高10%
110kV
变T2压器T6k1V的一次绕组与 发电机直接相连，其一 次侧的额定电压应与发 电机的额定电压相同
发电机G的额定电压：UN·G=1.05×10=10.5（kV） 变压器T1的额定电压： U1N=10.5（kV） 变压器T2的二次侧供
U2N=1.1×110=121（kV电虑）距线离路较上短的，电可压不损考失 变压器T1的变比为：10.5/121kV
图1-6为供电线路上的 电压变化示意图。
图1-6 供电线路上的电压变化示意图
表1-2 电力网的额定电压与传输功率和传输距离之间的关系

变压器 M 10/0.4kv
200m
负荷60kw
1
40m 40m
30m N
负荷110KW
3
2
负荷25KW
解：总有功负荷为: P总=负荷①+负荷②+负荷③×K =60+25+110×0.6=117KW 故由S=PL/C△U=117×200/50×5=93.6 mm² 或由S=4M=4117×0.2=93.6 mm² 故可选YJLV-95,而实际中应选大于95一级规格的线应 为120 mm²,而N线、PE应为S/2即60mm²,故选70 mm² 如果三相负载基本对称,则N取70 mm²,若不对称应取 120 mm².所以按上述分析MN段干线采用组合电缆即五芯 电缆：YJLV-0.6/1KV-3×120+2×70 或YJLV-0.6/1KV-4×120+70
MEB-总等电位连接；LEB-局部等电位连接
3．等电位连接导线的选择
1总等电位连接主母线的截面积,应不小于其中最大PE线 截面积的一半,但不小于6平方毫米.采用铜导线,其截面积 可不超过25 平方毫米.
2连接两个外露可导电部分的局部等电位线,其截面积不 应小于接至该两个外露可导电部分的较小PE线的截面积.
三相四线制和三相五线制配电系统
工作接地与保护接地
1．工作接地
为保证电力系统和电气设备在正常和事故情况 下可靠地运行,人为地将电力系统的中性点及电气设 备的某一部分直接或经消弧线圈与大地作金属连接, 称为工作接地.
2．保护接地
将在故障情况下可能呈现危险的对地电压的设 备外露可导电部分进行接地称为保护接地.
故此N线、PE线、PEN线应遵守以下规定来选截面： 1、变压器低压母线,低压开关柜中性母线N及保护

用
功
用
用 用
用调
调
用
用用
补
机
电房
客
补
机机
偿
组
源
房
偿
组组
三四
照
D W 1 5 - 8 0 0 D W 1 明5 - 4 0 0
备应 急
用 照 明
消
排
消
备
备
备
防烟防
用用
用
水送电
泵风梯
DW15-300 DW15-100 DW15-100 DW15-100
应急 电源 系统
(柴油 发电 机组)
为确保楼内消防供电的可 靠性，在地下四层设有应急柴 油发电机组。当市电停电时,应 急母线失电，柴油发电机应在 15s内自动启动向220/380V应急 母线供电。
式
A－－建筑面积 ㎡
该建筑用电量大，负荷要求高。
变
高压配电系统（放射式）
配
市电由上级变电站送来两路独立的10kv 高压电源，正常工作时，两路电源同时供
电
电，互为备用，各负担50%负荷，一路电 源发生故障时，另一路电源供全部负荷。
系
低压配电系统（放射式）
统
低压为220/380V采用TN-S系统。另外
致 谢
敬请老师批评指正！
!
的
组容量等因素综合考虑决定。
选
3.本次设计按重要和消防负荷的大小来选择 其容量。
择
断路器的选择：
根据负荷计算对断路器的型号进行
主
选择以电流为准。 电流互感器的选择：
要
根据负荷计算来选择电流互感器。
设
并联电容器的选择： 根据补偿容量进行选择并联电容器。

低压
通常指1kV以下的电压等级，适 用于工厂内部各个负荷中心的配 电。
02
工厂供配电系统的一次设 备
工厂供配电系统的电源设备
01
02
03
电源设备
电源设备是工厂供配电系 统的核心，负责提供电能 。常见的电源设备包括发 电机、变压器等。
变压器
变压器是用于改变电压的 设备，通过升高或降低电 压以满足不同设备的用电 需护电缆和被保护设备组成，其中保护装置包括熔断器、断路器、漏电保护器等，保护电 缆则负责传输保护信号。
保护回路的工作原理
当被保护设备发生过载、短路、欠压等故障时，相应的保护装置会感知到故障并切断电源，通过保护电 缆将保护信号传递给其他保护装置或控制系统，实现故障的及时处理和设备的保护。
优化资源配置
合理配置电源、线路等资源，降低能 耗和运行成本，提高经济效益。
适应生产需求
根据工厂生产工艺和设备特点，合理 设计供配电系统，满足生产需求。
符合环保要求
采取有效措施减少供配电系统的噪音 、电磁干扰等对环境的影响。
工厂供配电系统的电压等级
高压
通常指35kV以上的电压等级，适 用于大容量、远距离的输配电。
工厂供配电系统的故障处理
故障诊断与定位
通过监控系统实时监测供配电系统运行状态，快速诊断和定位故 障点。
紧急处置措施
在故障发生时，采取紧急处置措施，如切断故障线路、启动备用 设备等，以保障生产安全。
故障原因分析
对故障原因进行深入分析，找出根本原因，采取有效措施防止类 似故障再次发生。
05
工厂供配电系统的节能与 环保
噪声控制
采取减振、消声等措施，降低设备运行噪声对环境的影响。
电磁辐射防护

三、建筑物用电负荷的分类和类别
（3）不属于一级和二级负荷者应为三级负 荷。
2．建筑物负荷类别
➢（1）照明和划入照明电价的非工业负荷 ➢（2）非工业负荷 ➢（3）普通工业用电
四、低压配电
➢低压配电方式是指低压干线的配线方式。
低压配电一般采用380/220V中性点直接 接地的系统。
➢低压配电的结线方式主要有放射式、树
➢① 中断供电将造成人身伤亡时； ➢② 中断供电将造成重大政治影响者； ➢③ 中断供电将造成重大经济损失者； ➢④ 中断供电将造成公共场所的秩序严重
混乱者。
三、建筑物用电负荷的分类和类别
（2）符合下列情况之一时，应为二级负荷：
➢① 中断供电将造成较大政治影响者； ➢② 中断供电将造成较大经济损失者； ➢③ 中断供电将造成公共场所秩序混乱者
（3）高层建筑常用的供电方案
第三节 变 配 电 室
➢物业小区供配电系统是指从高压电网引
入电源，到各用户的所有电气设备、配 电线路的组合。
➢变配电所（室）是小区供配电系统的枢
纽，它担负着接受电能、变换电压、分 配电能的任务。
物业小区变配电系统构成示意图
一、低压配电箱（盘）
➢配电箱（盘）是直接向低压用电设备分
➢ ③ 管内导线不允许出现接头和扭拧现象，所有
导线的接头和分支都应在接线盒内进行。
➢ ④ 不同回路和不同电压的导线除特殊情况外不
应穿在同一根管内。
➢ ⑤ 塑料管布线一般适用于室内和有酸碱腐蚀性
介质的场所，但在宜受机械损伤的场所不宜明 敷。
三、建筑物用电负荷的分类和类别
1. 将民用建筑用电负荷分为三级： （1）符合下列情况之一时，应为一级负荷：
干式和混合式三种。