民用建筑电气设计规范培训-第3章供配电系统.ppt

3 供配电系统 一 本章内容与原版本相比有下列特点: 1 去政治色彩，突出民用建筑电气规范特点。 去政治色彩：按照国际惯例，制定技术标准应与政治无关的原则将原规范第3.1.1条 电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。在一级负荷中，当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，应为特别重要的负荷。 前段改为:用电负荷应根据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。,2 突出民用建筑电气设计规范特点: 民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷分级表，此表主要修改和补充了国家及省部级重要建筑、剧场、体育建筑、商场及超市、汽车库及停车场、旅游饭店、医院等各类建筑用电负荷的分级。 1）原规范表3.1.2 常用重要电力负荷级别的序号18 大型百货商店营业厅为一级负荷, 此规定的标准太高了, 备用电源容量很大,不经济。 本次修订改为：营业厅的备用照明为一级负荷。因备用照明的照度为正常照度的10，备用电源容量较原来小了40。,二 本章重点内容 3.2 负荷分级及供电要求 3.2.1 用电负荷应根据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。各级负荷应符合下列规定： 1 符合下列情况之一时，应为一级负荷： 1）中断供电将造成人身伤亡； 2）中断供电将造成重大影响或重大损失； 3）中断供电将破坏有重大影响的用电单位的正常工作，或造成公共场所秩序严重混乱。例如：重要通信枢纽、重要交通枢纽、重要的经济信息中心、特级或甲级体育建筑、国宾馆、承担重大国事活动的会堂、经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的重要用电负荷。,在一级负荷中，当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，应为特别重要的负荷。 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影响或损失； 2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作或造成公共场所秩序混乱。 3 不属于一级和二级的用电负荷应为三级负荷。 【注释】 根据电力负荷因事故中断供电造成的损失或影响的程度，区分其对供电可靠性的要求，进行负荷分级。损失或影响越大，对供电可靠性的要求越高。电力负荷分级的意义在于正确地反映它对供电可靠性要求的界限，以便根据负荷等级采取相应的供电方式，减少因事故中断供电造成的损失或影响的程度，提高投资的经济效益和社会效益。,根据民用建筑特点，条文对一级负荷中特别重要负荷作了规定。一级负荷中特别重要的负荷，如大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统、大型国际比赛场馆的计时记分系统以及监控系统等。重要的实时处理计算机及计算机网络一旦中断供电将会丢失重要数据，因此列为一级负荷中特别重要负荷。另外，大多数民用建筑中通常不含有中断供电将发生中毒、爆炸和火灾的负荷，如果个别建筑物内含有此类负荷，应列为一级负荷中特别重要负荷。 3.2.2 民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷的分级，应符合本规范附录A的规定。 【注释】 本规范附录A为民用建筑中各类建筑物的主要用电负荷的分级，如表3-1所示。,注：1 负荷分级表中“一级*”为一级负荷中特别重要负荷； 2 各类建筑物的分级见现行的有关设计规范； 3 本表未包含消防负荷分级，消防负荷分级见第3.2.3条及相关的国家标准、规范； 4 当序号123各类建筑物与一类或二类高层建筑的用电负荷级别不相同时，负荷级别应按其中高者确定。,由于各类建筑中应列入一级、二级负荷的用电负荷很多，难以将各类建筑中的所有用电负荷全部列出，因此本规范仅对负荷分级作了原则性规定并给出常用用电负荷分级表，其它类似的负荷可根据工程的具体情况参照表中的负荷分级确定。 表3-1根据原规范表3.1.2修改补充而成。主要修改和补充了国家及省部级重要建筑、剧场、体育建筑、商场及超市、汽车库及停车场、旅游饭店、医院等各类建筑用电负荷的分级。 国家及省部级防灾、电力调度、交通指挥中心等是国家及各部委、各省(自治区)十分重要的指挥、决策机关，一旦停电将产生严重后果，造成极大混乱，因此其计算机系统用电列为一级负荷中特别重要负荷。,地(市)级及以上气象台也是十分重要的部门，直接为工农业生产和各项事业服务，及时、准确地做好气象预报，其社会效益、经济效益、环境效益是无法估量的。由于气象业务信息量大，要求处理速度快，所以气象业务用的电子计算机系统列为一级负荷中特别重要负荷。其它列为一级负荷的范围，是在事故中断供电时，保证气象业务正常进行。 广播电台、特别是电视台近年来发展很快，节目录制及播出等专业设备有了很大的发展，节目规模不断扩大，对供电可靠性的要求明显提高，因此对国家及省、市、自治区的电视台及广播电台等的负荷级别作了规定。,大型博物馆、展览馆为了防止珍贵文物及其它珍贵展品被盗，其安防系统电源、珍贵展品展室的照明列为一级负荷中特别重要负荷。 藏书上百万册的重要图书馆，读者众多，社会影响很大，为提高藏书的社会效益、经济效益，检索用电子计算机系统及安防系统用电列为一级负荷中特别重要负荷。 特级或甲级体育场（馆）规模较大、设施齐全，可能承办全国性和国际性比赛，国内和国外的电台、电视台要进行现场转播，所以按照事故中断供电不影响体育比赛及重要场所的使用以及电台、电视台现场转播分别确定一级负荷中特别重要负荷或一级负荷的范围。体育建筑的分级是根据行业标准体育建筑设计规范JGJ31的规定对原规范中体育建筑级别的划分作了调整。,特、甲等剧场经常有国家级剧团或外国剧团举办大型演出活动，观看演出的可能有国家领导人、重要外宾，所以有关演出的电力负荷列为一级，以便在事故停电时保证演出正常进行。大型演出灯光控制非常复杂，方案很多，有单控、成组控制、编场控制，必须把各种方案输入计算机，在演出过程中调光计算机如中断供电，灯光就会失去控制，演出将受到严重影响，所以调光用电子计算机系统列为一级负荷中特别重要负荷。 甲等电影院是重要的公众娱乐场所，特别是近年来一些城市出现了建筑标准和服务标准较高的“电影厅”，如果其放映设备和工作照明中断供电，将造成较大的影响和经济损失，所以列为二级负荷。,由于近年来国内各大中城市均兴建了一批大中型超市，所以对超市的负荷分级作了补充规定。大型商场、超市经营商品品种繁多、营业额大，为了提高经营管理水平，大都建立了电子计算机经营管理系统。为了及时准确地反映经营状况，大型商场、超市中重要的经营管理用计算机系统列为一级负荷中特别重要负荷；若为一般性的经营管理用计算机系统，可列为一级负荷。大型商场及超市营业厅的备用照明用电列为一级负荷，通常大型商场及超市营业厅的照明用电量均较大，以往将所有照明用电均列为一级负荷的做法对供配电系统的要求过高，因此在设有备用照明的情况下，大型商场及超市营业厅的一般照明用电不必列为一级负荷,中型商场、超市的营业厅、门厅照明通常列为二级负荷。因商场、超市的具体组成形式各有不同，设计中尚应根据具体工程的实际情况确定用电负荷级别。 由于金融业务的重要性决定了银行主要业务用电子计算机必须正确、可靠地工作并应确保其安全性，否则将造成直接或间接的巨大损失，所以其重要的计算机系统和安防系统用电列为一级负荷中特别重要负荷。 民用航空港的负荷分级，根据中国民用航空局的要求确定。,铁路旅客站的负荷分级，根据铁路电力设计规范确定。 水运客运站的负荷分级，根据港口工程技术规范确定。 公路汽车客运站的负荷分级，考虑到目前国内高速公路发展很快，新建客运站的规模均较大，旅客较多。为保证公共场所秩序，因此规定一、二级站为二级负荷。 旅游饭店级别的划分是根据国家标准旅游饭店星级的划分及评定GB/T14308-2003中的规定对原规范中的一、二级旅馆作了相应的调整。,考虑到目前在星级较高的旅游饭店中常举办规模较大的各类会议，而且对网络的使用要求日益提高，因此对电声和录像设备、新闻摄影、计算机等用电负荷的级别作了补充规定。 医院的等级是根据国家卫生部医院分级管理办法的具体规定，对原规范中的医院级别划分作了调整。二级及以上医院可能进行大手术，为保证患者生命安全，凡急诊部、手术部、监护病房以及与其有关的房间、医疗器械等电力、照明负荷为一级负荷。 一类和二类高层建筑中的电梯、部分场所的照明、生活水泵等用电负荷如果中断供电将影响全楼的公共秩序和安全，对用电可靠性的要求比多层建筑明显提高，因此对其负荷的级别作了相应的划分。,此外，为了确保对各类民用建筑及建筑群消防用电的供电，根据高层建筑设计防火规范、建筑设计防火规范、剧场建筑设计防火规范、体育建筑设计规范等规范的规定，并考虑到近年来国内城镇街区及建筑物的规模不断扩大，为其配套的区域消防泵房（有的建在建筑群中某一单体建筑内，有的单独建设）的规模通常较大，对供电可靠性的要求很高，其用电负荷应为一级负荷。,3.2.3 民用建筑中消防用电的负荷等级，应符合下列规定： 1 一类高层民用建筑的消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明及疏散指示标志、防烟及排烟设施、自动灭火系统、消防水泵、消防电梯及其排水泵、电动的防火卷帘及门窗以及阀门等消防用电应为一级负荷，二类高层民用建筑内的上述消防用电应为二级负荷； 2 特、甲等剧场，本条1款所列的消防用电应为一级负荷，乙、丙等剧场应为二级负荷； 3 特级体育场(馆)及游泳馆的应急照明为一级负荷中的特别重要负荷；甲级体育场(馆)及游泳馆的应急照明为一级负荷。,3.2.4 当主体建筑中有一级负荷中特别重要负荷时，直接影响其运行的空调用电应为一级负荷；当主体建筑中有大量一级负荷时，直接影响其运行的空调用电应为二级负荷。 3.2.5 重要电信机房的交流电源，其负荷级别应与该建筑工程中最高等级的用电负荷相同。 3.2.6 区域性的生活给水泵房、采暖锅炉房及换热站的用电负荷，应根据工程规模、重要性等因素合理确定负荷等级，且不应低于二级。 3.2.7 有特殊要求的用电负荷，应根据实际情况与有关部门协商确定。 3.2.8 一级负荷的供电电源应符合下列要求： 1 一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏；,2 对于一级负荷中的特别重要负荷，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统。 【注释】 一级负荷的供电电源 第1款 规定了一级负荷应由两个电源供电，此电源应为两个独立电源，而且不能同时断电。因为只有满足这个基本条件，才可能保证其中一个电源断电后，有一个电源继续供电，这是必须满足的要求。两个电源宜同时工作，也可一用一备。 第2款 对一级负荷中特别重要负荷的供电要求做了规定，除应满足本条第1款要求的两个电源供电外，还必须增设应急电源。 为了保证对一级负荷中特别重要负荷的供电可靠性，需严格界定负荷等级，并严禁将其它负荷接入应急电源系统。,近年来供电系统的运行经验证明，从电力网引接两个电源进线加备用自投（BZT）的供电方式，不能满足一级负荷中特别重要负荷对供电可靠性及连续性的要求。有的发生全部停电事故是由内部故障引起的，有的是由电力网故障引起的。因地区大电力网在主网电压上部是并网的，所以用电部门无论从电网取几个电源进线，也无法得到严格意义上的两个独立电源。因此，电力网的各种故障，可能引起全部电源进线同时失去电源，造成停电事故。 当电网设有自备发电站时，由于内部故障和继电保护的误动作交织在一起，可能造成自备电站电源和电网均不能向负荷供电的事故。因此，正常与电网并列运行的自备电站，一般不宜作为应急电源使用，对一级负荷中特别重要的负荷要由与电网不并列的、独立的应急电源供电。,禁止应急电源与工作电源并列运行，目的在于防止工作电源故障时可能拖垮应急电源。 多年来实际运行经验表明，电气故障是无法限制在某个范围内部的，电力企业难以确保供电不中断，因此应急电源应是与电网在电气上独立的各种电源，例如蓄电池、柴油发电机等。,3.2.9 二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回路架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。 【注释】 对二级负荷的供电方式，其停电影响较大，因此宜由两回线路供电，供电变压器也宜选两台（两台变压器可不在同一变电所）。只有当负荷较小或地区供电条件困难时，才允许由一回6kV及以上的专用架空线或电缆供电。当线路自上一级配电所用电缆引出时必须采用两根电缆组成的电缆线路，其每根电缆应能承受二级负荷的100%。 3.2.10 三级负荷可按约定供电。,3.3 电源及供配电系统 3.3.1 电源及供配电系统设计，应符合下列规定： 1 10(6)kV供电线路宜深入负荷中心。根据负荷容量和分布，宜使配变电所及变压器靠近建筑物用电负荷中心； 【注释】 电源及供配电系统 第1款 供配电线路深入负荷中心，将配变电所及变压器设在靠近负荷中心的位置，可降低电能损耗、提高电压质量、节省线材，这是供配电系统设计时的一条重要原则。,2 同时供电的两路及以上供配电线路中，其中一路中断供电时，其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷的供电要求； 3 在设计供配电系统时，除一级负荷中的特别重要负荷外，不应按一个电源系统检修或故障的同时，另一电源又发生故障进行设计； 【注释】第3款 长期的运行经验表明，用电单位在一个电源检修或事故的同时另一电源又发生事故的情况极少，且这种事故多数是由于误操作造成的，可通过加强维护管理、健全必要的规章制度来解决。,4 当符合下列条件之一时，用电单位宜设置自备电源： 1) 一级负荷中含有特别重要负荷； 2) 设置自备电源较从电力系统取得第二电源经济合理或第二电源不能满足一级负荷要求； 3) 所在地区偏僻，远离电力系统，设置自备电源作为主电源经济合理。 【注释】第4款 电力系统所属的大型电厂其单位功率的投资少，发电成本低，而用电单位的自备中、小型电厂则相反，故只有在条文规定的情况下，才宜设置自备电源。,1）项规定了设置自备电源作为第三电源的条件。按本规范第3.2.8条2款的规定，一级负荷中特别重要负荷，除两个电源外，还必须增设应急电源，因而需要设置自备电源； 2）项规定了设置自备电源作为第二电源的条件； 3）项规定了设置自备电源作为第一电源的条件。 5 应急电源与正常电源之间必须采取防止并列运行的措施；,5 应急电源与正常电源之间必须采取防止并列运行的措施； 【注释】第5款 应急电源与正常电源之间必须采取可靠措施防止并列运行，其目的在于保证应急电源的专用性，防止正常电源系统故障时应急电源向正常电源系统负荷送电而失去作用。例如应急电源原动机的启动命令必须由正常电源主开关的辅助接点发出，而不是由继电器的接点发出，因为继电器有可能误动作而造成与正常电源误并网。,具有应急电源蓄电池组的静止不间断电源装置，其正常电源是经整流环节变为直流才与蓄电池组并列运行的，在对蓄电池组进行浮充储能的同时经逆变环节提供应急交流电源，当正常电源系统故障时，利用蓄电池组直流储能放电而自动经逆变环节不间断地提供应急交流电源，由于整流环节的存在，在正常电源断电时且整流环节不损坏的情况下，蓄电池组不会向正常电源进线侧反馈，也就保证了应急电源的专用性。,根据现行国家标准低压开关设备与控制设备转换开关电器GB/T1404811规定，对于采用自动转换开关电器（ATSE）作为转换装置的系统，为防止在切换过程中正常电源和应急电源间发生并列运行，ATSE在切换过程中的断电时间不应小于50ms。同时，ATSE装置主触头受短路电流冲击后，触头不允许熔焊，以防止ATSE切换后正常电源和应急电源间发生并列运行。 6 需要两回电源线路的用电单位，宜采用同级电压供电。根据各级负荷的不同需要及地区供电条件，也可采用不同电压供电；,【注释】第6款 两回电源线路采用同级电压可以互相备用，提高设备利用率，如能满足一级和二级负荷用电要求时，也可以采用不同电压供电。 7 10(6)kV系统的配电级数不宜多于两级； 【注释】第7款 如果供电系统结线复杂，配电层次过多，不仅管理不便，操作繁复，而且由于串联元件过多，因元件故障和操作错误而产生事故的可能性也随之增加。所以复杂的供电系统可靠性并不一定高。,配电级数过多，继电保护整定时限的级数也随之增多，而电力系统容许继电保护的时限级数,对l0kV来说正常情况下也只限于两级，如配电级数出现三级，则中间一级势必要与下一级或上一级之间无选择性。 8 10(6)kV配电系统宜采用放射式。根据变压器的容量、分布及地理环境等情况，亦可采用树干式或环式。,【注释】第8款 配电系统采用放射式供电可靠性高，便于管理，但线路和开关柜数量增多。而对于供电可靠性要求较低者可采用树干式，线路数量少，可节约投资。负荷较大的高层建筑，多含二级和一级负荷，可用分区树干式或环式，以减少配电电缆线路和开关柜数量，从而相应少占电缆竖井和高压配电室的面积。,3.3.2 下列电源可作为应急电源： 1 供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路； 2 独立于正常电源的发电机组； 3 蓄电池。 3.3.3 根据允许中断供电的时间，可分别选择下列应急电源： 1 快速自动启动的应急发电机组，适用于允许中断供电时间为1530s的供电； 2 带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路，适用于允许中断供电时间大于电源切换时间的供电；,3 不间断电源装置（UPS），适用于要求连续供电或允许中断供电时间为毫秒级的供电； 4 应急电源装置（EPS），适用于允许中断供电时间为毫秒级的应急照明供电。 【注释】 应急电源类型的选择应根据用电负荷的容量、允许中断供电的时间以及要求的电源为交流或直流等条件来进行。由于蓄电池装置供电稳定、可靠、切换时间短，因此对于允许停电时间为毫秒级、容量不大的特别重要负荷且可采用直流电源者，可由蓄电池装置作为应急电源。如果特别重要负荷要求交流电源供电，且容量不大的，可采用UPS静止型不间断供电装置（通常适用于计算机等电容性负载）。,对于应急照明负荷，可采用EPS应急电源（通常适用于电感及阻性负载）供电。如果特别重要负荷中有电动机负荷，启动电流冲击较大，但允许停电时间为30s以内的，可采用快速自启动的柴油发电机组，这是考虑快速自启动的柴油发电机组自启动时间一般为10s左右。对于带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路，是考虑其自投装置的动作时间，适用于允许中断供电时间大于电源切换时间的应急电源供电。,3.3.4 住宅（小区）的供配电系统，宜符合下列规定： 1 住宅（小区）的10(6)kV供电系统宜采用环网方式； 2 高层住宅宜在底层或地下一层设置10(6)/0.4kV户内变电所或预装式变电站； 3 多层住宅小区、别墅群宜分区设置10(6)/0.4kV预装式变电站。 【注释】 供宅（小区）的供配电系统 第1款 目前全国各地住宅（小区）的10（6）kV供电系统较为普遍地采用了环网供电方式。环网供电可在一定程度上提高供电的可靠性和灵活性，并具有较好的经济性。,第2款 新建的高层住宅通常设有地下层，尽可能将10（6）kV/0.4kV户内变电所设置在地下层或相应的附属房间内（也可将一体化式的预装式变电站设置在室内），可节省占地面积，并使建筑物或园区的周围环境更加美观。 第3款 多层住宅小区、别墅群，可根据建筑物的具体分布及用电负荷的大小、供电半径等实际情况分区设置10（6）kV/0.4kV预装式变电站，但应尽可能避免将预装式变电站设置在影响园区美观的位置，需要时也可采用地埋预装式变电站。,