[资料][弘毅|讲堂]捋一捋建筑强电系统

发表于2015-11-22    897人浏览    0人跟帖    总热度:10  


来源:建筑工程鲁班联盟

建筑强电系统主要分为三大组成部分:

一、高压配电系统

二、低压配电系统

三、建筑防雷与接地系统

下面逐一进行解读,分享给盟友交流学习。


一、高压配电系统


1、高压系统的概念

电压等级为1000V及以上的电压即为高压。


高压主要分为三类

发电电压:6KV、10kv、15kv等

输送电压:35kv、110kv、220kv、380kv、500kv等

区域电压:6kv、10kv等


电力系统的概念

由发电、输电、变电、配电、用电的设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体。

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如图所示:发电厂发出电能,经升压变压器升压后,传输给区域变电站的降压变压器,再由降压变压器降压后,传输给配电变压器,最后由配电变压器将10KV电压变为380V/220v供给用户使用。


2、高压系统的负荷分类

高压用电负荷分为:一级负荷、二级负荷、三级负荷


一级负荷


是指突然中断供电将造成重大政治影响、人身伤亡和重大经济损失的用电单位。包括:中央与国家的办公机构、国家级的大会堂、国际候机厅、省级以上的大型体育场馆、大型商场、重要交通、通信枢纽等属于一级供电负荷。

           

一级负荷的供电方式主要有两种:

1、分别由两个不同的发电厂引来的两路高压线路供电。

2、由两个不同的区域变电站引来的两路高压线路供电。这两个区域变电站的上一级可以出自同一发电厂。

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二级负荷


是指突然断电会造成人员伤亡和重大经济损失、造成公共场所秩序混乱和严重影响生产的用电单位。包括:市县级医院、三星级的宾馆酒店、高档写字楼、高档住宅区、大型工矿企业等均属于二级供电负荷。


二级负荷的供电方式主要有两种:

1、两路高压线路来自于同一区域变电站的不同高压开关或不同母线段。

2、一路专用高压供电,配备发电机组、UPS或EPS电源。

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三级负荷


即不属于一级和二级的供电用户均属于三级负荷。

供电方式:单路高压进线,无需配备发电机、UPS或EPS电源。


3、高压系统的配电方案


一、二级负荷常用的高压配电方案主要有以下两种:


(1)平时两路高压电源同时对各自负荷供电,母线联络开关断开,当其中一路故障时,母线联络开关联通,由另一路电源供电全部负荷。此方案常用于商业楼、高级宾馆、大型办公楼,有较高的供电可靠性。

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(2)平时由主供高压电源供电,备用电源断开,当主供电源故障时,备用电源投入供电。此方案不需要母线联络柜,对节省投资和减小高压配电室建筑面积均有利。

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4、高压配电设备的组成


高压配电的主要设备有:

1、进线隔离柜:即内置高压隔离开关,保证高压电器及装置在检修工作时的安全。

2、高压进线柜:即内置高压断路器,主要是分断、闭合电路,有继电保护功能。

3、压变柜:即内置电压互感器,是将10kV电压变换成100V,提供仪表和二次控制回路的操作电源。

4、计量柜:即内置电压互感器、电流互感器,电能计量表等,计量电能消耗量。

5、馈电柜:即出线柜,配电至变压器。

6、联络柜:即操纵两路高压母线的联通或断开。

7、直流屏:即把交流电源转化为直流电源为高压设备和二次回路提供操作、测量、保护用的直流电源。


高压柜的种类


固定式高压柜

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手车式高压柜

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在检修时,拉出手车有明显的断口,操作起来既安全又方便。


10KV变电站柜组

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中央信号屏:一般放在值班室内,采用智能微机报警装置。可以显示全部高低压开关柜的事故信号并报警。

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5、高压配电系统的主要元器件


高压隔离开关

特点:保证高压电器及装置在检修工作时的安全,起隔离电压的作用,不能通断负荷电流和短路电流,不具有灭弧功能。

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图形文字符号

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户内

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户外

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高压负荷开关

特点:功能介于高压断路器和高压隔离开关之间的电器,高压负荷开关具有简单的灭弧装置,能通断负荷电流,但不能断开短路电流,所以它一般与高压熔断器串联使用,借助熔断器来进行短路保护 。

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图形及文字符号

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FN:户内型

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FW:户外型

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高压断路器

特点:不仅可以切断或联通负荷电流,而且当系统发生故障时通过继电器保护装置的作用,切断过负荷电流和短路电流,它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。

图形及文字符号

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变压器(TM)

变换电压等级的设备。也就是把高压变成动力、照明及其他负荷使用的电压。

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油浸式变压器

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干式变压器

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箱式变压器

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10KV变电所平面布置图

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二、低压配电系统


1、低压配电系统的分类


常用低压分为:

单相电:俗称照明电,220V

三相电:俗称动力电,380V


低压负荷分类:

属于一级负荷的设备有:消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警装置、火灾事故照明、疏散指示标志和电动的防火门、防火卷帘等消防用电设备、保安设备以及重要业务用的计算机、通信设备等。

属于二级负荷的设备有:客梯、生活供水泵房、污水泵等。

属于三级负荷的设备有:空调、新风机、普通照明等。


2、低压配电系统图


低压配电的常用形式:

1、放射式;2、树干式;3、链式。

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3、低压配电设备的组成


低压配电设备主要有:

变电所内:低压进线柜、馈线柜、联络柜、电容补偿柜等;

低压配电间或控制房:配电箱、计量表箱、控制箱、双电源切换箱等。

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4、应急发电机组


在大中型建筑物内设置的应急发电机大部分为柴油发电机组。

柴油发电机组主要组成:柴油发动机、交流发电机、油箱、控制屏。

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柴油发动机是以柴油为燃料的内燃机,是将化学能转变成机械能的一种装置。在发电机组中起到带动发电机运转的作用。

交流发电机是将机械能转变成电能的装置。


发电机组的配电方案


市电与发电机组自动切换的方案


如图所示当市电中断,自动控制柜延时3秒钟起动机组,机组起动成功后,ATS自动投向机组侧,给负载供电。

当市电恢复,自动控制柜关闭机组,ATS自投向市电侧,恢复市电供电。
自动控制柜具有自动保护的功能,当发生以下情况会自动报警或关闭机组:机组三次起动失败,低油压,高水温,过电压,欠电压,过载,短路,超速。


发电机冗余方案

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自动切换控制柜

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柴油发电机房的布置

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5、UPS和EPS系统


UPS全称为“不间断电源系统”,主要由主机、蓄电池及电池柜等组成。

UPS工作原理如图所示:当市电正常时,UPS将市电稳压后供给负载,此时的UPS就是一台交流稳压器,同时向电池组充电,切换开关处于市电侧、;当市电中断时,继电器动作,切换开关自动投入到逆变侧,电池组的电能通过逆变器向负载供应交流电。UPS主要为计算机等电子设备提供不间断的电力供应。


UPS工作原理图

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EPS全称为紧急电力供给,是一种允许短时电源中断的应急电源装置,主要作为高层建筑中的应急照明、消防设施以及特别重要负荷的备用电源。


EPS和UPS主要区别:

1、EPS主要解决市电故障时的应急供电问题,适用于各种设备;

UPS主要是为计算机等电子设备提供用电保障。

2、UPS供电切换时间很短,一般为  0~10ms,感觉不到断电;

EPS切换时间相对较长,一般为0.1~5s。

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6、建筑常用电线电缆的种类


聚氯乙烯绝缘电线:BV、BLV、BVR、BVVB、BLVVB等俗称布电线,电压等级450/750V。

聚氯乙烯绝缘电缆:VV、VLV、VV22、VLV22。电压有0.6KV~110KV等多种。

交联聚乙烯绝缘电缆:YJV、YJLV、YJV22、YJLV22等。

控制电缆:KVV、KVV22、KVVP、KYJV等,主要用于电器间的电路连接与控制。

阻燃电缆、耐火电缆:ZR、NH


BV

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BVR、BVVB

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YJV、YJV22

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KVV、KVVP

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建筑常用的穿线方式有:

焊接钢管或镀锌钢管用SC表示
薄壁电线管—JDG(套接紧定式镀锌钢管)

KBG (扣压式镀锌钢管)

塑料管—PC (硬管)

FPC(半硬管)

KPC(波纹管)

电缆桥架—CT

金属软管—CP

钢线槽—SR


敷设部位的表示方式:

沿墙面敷设―WE

暗敷设在顶板内―CC

沿柱或跨柱敷设―CLE

墙内暗敷设―WC

暗敷设在梁内―BC

暗敷设在柱内―CLC  

沿顶板面敷设―CE

暗敷设在地面内―FC        


电缆敷设的表示方式:

例如:

ZR-BV-3X2.5—PC20—WC

NH-YJV-3X120+1X70—SC100—WE

KYJV-7X1.5—KBG32—FC

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7、住宅配电系统简介

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低压配电系统

住户配电箱接线方式

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C65N-C16/1P为断路器型号、1P表示单相单极、C16表示整定电流16安培,C65N施耐德品牌。

VIGI(30mA)代表漏电保护开关,漏电动作电流为30mA。

漏电保护开关是漏电保护器与断路器一起构成的开关,一般安装在进线回路上,当进线回路中发生漏电或绝缘破坏,漏电保护开关可将主电路断开,防止人身触电和电气火灾。

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三、建筑防雷与接地系统


建筑物的防雷分三个等级

一类防雷建筑物:制造、使用或贮存火炸药及其制品的危险建筑物,因电火花而引起爆炸、爆轰,会造成巨大破坏和人身伤亡者。民用建筑一般不采用。

二类防雷建筑物:高度超过100米的建筑;国家级的建筑物;年预计雷击次数大于0.3的住宅、办公楼等一般民用建筑物。

三类防雷建筑物:省级建筑物;年预计雷击次数大于或等于0.06且小于或等于0.3的住宅、办公楼等一般民用建筑物。


雷电主要有三类

直击雷:雷云直接对建筑物放电的现象称为直击雷。

雷电感应:雷电感应是雷电的第二次作用,即雷电流产生 的电磁效应和静电效应。

雷电波侵入:当架空线路或架空金属管道遭受雷击,以及由于雷云在附近放电,在导线上感应出很高的电动势,沿线路或管路将高电位引进建筑物内部,称为雷电波侵入。  


1、防雷装置的组成

接闪器:吸引和接受雷电流的金属导体,常见接闪器的形式有避雷针、避雷带、避雷网或金属屋面等。

引下线:将接闪器收到的雷电流引至接地装置。引下线一般采用圆钢或扁钢制成,或利用建筑机构中的主钢筋。

接地装置:接收引下线传来的雷电流,并以最快的速度泄入大地。接地方式分为联合接地(R≤4Ω)和独立接地(R≤10Ω)。

浪涌保护器(避雷器):作用是把窜入电力线、信号传输线的雷电流泄入大地,保护设备不受冲击。

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2、建筑接地系统


建筑低压配电系统的接地形式有:

TN、TT、IT三种接地形式。

民用建筑常用的接地系统为TN系统,分为TN-S 、TN-C、TN-C-S三种形式。

TN-S系统:是指在整个系统中,中性线(N线)和保护线(PE线)是分开的,只是在变压器处汇合,俗称三相五线制。

TN-C系统:是指在整个系统中,中性线与保护线是合一的,称为PEN线,即保护接零系统,俗称三相四线制。

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