1、电气安装工程电气安装工程电力系统构成 电力系统一般由发电厂、输电线路、变电站（所）、配电站（所）、配电线路、配电设备、用电设备等构成。电力系统供电系统电源简介供电系统电源简介 （二）电力系统（二）电力系统 图图1是从发电厂到用户的送电过程示意图。是从发电厂到用户的送电过程示意图。送电过程：发电机送电过程：发电机升压升压高压输电线路高压输电线路降压降压配电配电 图1-7 从发电厂到用户的送电过程示意图 为什么升压？为什么升压？将电压升高，这将电压升高，这样做的目的是减样做的目的是减小线路损耗，当小线路损耗，当输出功率一定时，输出功率一定时，输出电压提高一输出电压提高一倍，则输出电流倍，则输出电流
2、为原来的为原来的1/2，输电回路上的损输电回路上的损耗也减小为原来耗也减小为原来的的1/4。损耗功率P的计算 利用公式：P=UI P损=(I2)*R=（P输/U）2*R=(P输)2*R/U2 损耗功率：1、与输出功率的平方成正比；2、与线路电阻成正比；3、与输送电压的平方成反比。自备电源简介 1.采用柴油发电机组的自备电源。图采用柴油发电机组的自备电源。图1是采用快速是采用快速自启动型柴油发电机组作备用电源的主接线图。自启动型柴油发电机组作备用电源的主接线图。图图1 1 采用柴油发电机组作备用电采用柴油发电机组作备用电源的主接线图源的主接线图 2.采用柴油发电机组的自备电源采用柴油发电机组的自
3、备电源 柴油发电机组组成示意图 电力系统的划分 习惯上把1KV以下的电压称为低压，1KV以上的电压称为高压，110千伏以上称为超高压，把35KV以上的输电线路称为送电线路，10KV以下的线路称为配电线路。发电送变电过程 发电升压高压送电降压10KV高压配电降压0.4KV低压配电用户 1、发电厂 发电形式：水电、火电、核电、风电等。2、变配电所 升压变电所、降压变电所、配电所 3、电力线路 架空线路、电缆线路电缆桥架电缆网格式电缆桥架低压配电系统 低压干线：变电所低压配电屏分路开关至各大型用电设备或楼层配电箱的线路 低压配电系统由配电装置（配电盘）及配电线路组成 低压配电系统的配电方式：放射式
4、树干式 混合式低压配电线路应当满足民用建筑用电质量的要求。系统中所有设备的外露可导电部分（指正常不带电但故障时可能带电的易被接触的导电部分）通过保护线接地。系统正常运行时，三相电压是对称的，三个相得对地电流也是平衡的。所谓可靠性，是指根据民用建筑用电负荷的性质和由于事故停电给政治上、经济上造成的损失，对用电设备提出的不中断供电的要求。第二个字母表示负载侧接地状态，即：户外绝缘导线供电AC1KV，DC1.图1是电源中性点不接地的电力系统在正常运行时的电路图和相量图。3、与输送电压的平方成反比。国际电工委员会标准IEC4391规定：AC1kV，DC1.适用范围：电力架空线路图1-7 从发电厂到用户
5、的送电过程示意图低压配电系统的配电方式：国际电工委员会标准IEC4391规定：AC1kV，DC1.送电过程：发电机升压高压输电线路降压配电3、与输送电压的平方成反比。发电升压高压送电降压10KV高压配电降压0.图1-7 从发电厂到用户的送电过程示意图图1 采用柴油发电机组作备用电源的主接线图b）TN-S系统；低压配电系统的配电方式 放射式 优点：可靠性高 缺点：投资大 适用范围：供电可靠性要求高的负荷，或大型用电设备供电电缆供电线路低压配电系统的配电方式 树干式 优点：投资省 缺点：可靠性较低 适用范围：电力架空线路 户外绝缘导线供电 单芯电缆供电 高层大容量多芯电缆供电 低压配电系统的配电方
6、式 混合式 结构特点：优点：投资较省、可靠性高 适用范围：多芯电缆供电，综合了放射式和树干式的有点，得到广泛应用。民用建筑低压配电系统 低压配电系统：是指从终端降压变电所的低压侧到民用建筑内部低压设备的电力线路，其电压一般为380/220V。低压配电系统的配电要求1、可靠性要求 低压配电线路首先应当满足民用建筑所必须的供电可靠性要求。所谓可靠性，是指根据民用建筑用电负荷的性质和由于事故停电给政治上、经济上造成的损失，对用电设备提出的不中断供电的要求。不同的民用建筑对供电的可靠性要求不同，供电的可靠性是由供电电源、供电方式和供电线路共同决定的。2、用电质量要求 低压配电线路应当满足民用建筑用电质
7、量的要求。电能质量主要是指电压和频率两个指标。电压质量与电源和线路有关，一般情况下，低压供电半径不宜超过250m。电能质量的频率指标我国规定为工频50HZ。3、考虑发展。从工程角度看，低压配电线路应当力求接线简单、操作方便、安全，具有一定的灵活性，并能适应用电负荷发展的需要。电力负荷等级 电力负荷分级是根据建筑的重要性和对其中断供电后在政治上和经济上所造成的影响和损失来分等级的，对于工业和民用建筑的供电负荷可分为三级。电力负荷等级 1.一级负荷 中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失或将造成公共场所秩序严重混乱的负荷属于一级负荷。如交通枢纽建筑，国家级承担重大国事活动的会堂、宾馆，
8、经常用于重要国际活动且有大量人员集中的公共场所等。电力负荷等级 2.二级负荷：比较重要负荷，中断供电将造成较大的政治影响，较大经济损失的建筑用电属于二级负荷。3.三级负荷：不属于一级和二级的电力负荷供电电压等级与频率 高压与低压的分界：国际电工委员会标准IEC4391规定：AC1kV，DC1.5V为低压；AC1KV，DC1.5kV为高压。我国电力工业的标准频率为50HZ，一般交流电力设备的额定频率也是50HZ。由于频率直接影响各种电气设备的阻抗值，影响交流电动机的转速，影响电子设备的正常工作，因此对频率偏差要求严格。规定电力系统对用户的供电频率偏差不得超过5%。图1-7 从发电厂到用户的送电过
9、程示意图所谓可靠性，是指根据民用建筑用电负荷的性质和由于事故停电给政治上、经济上造成的损失，对用电设备提出的不中断供电的要求。低压配电线路首先应当满足民用建筑所必须的供电可靠性要求。电容电流超前电压90度，电感电流之后90度。我国电力工业的标准频率为50HZ，一般交流电力设备的额定频率也是50HZ。I表示不接地(或高电阻接地)。110kV上采用中性点直接接地中性点直接接地或经低电阻接地的电力系统单芯电缆供电系统中所有设备的外露可导电部分（指正常不带电但故障时可能带电的易被接触的导电部分）通过保护线接地。图1是电源中性点不接地的电力系统在正常运行时的电路图和相量图。高层大容量多芯电缆供电I表示不
10、接地(或高电阻接地)。将电压升高，这样做的目的是减小线路损耗，当输出功率一定时，输出电压提高一倍，则输出电流为原来的1/2，输电回路上的损耗也减小为原来的1/4。2、与线路电阻成正比；a）TN-C系统；将电压升高，这样做的目的是减小线路损耗，当输出功率一定时，输出电压提高一倍，则输出电流为原来的1/2，输电回路上的损耗也减小为原来的1/4。电压质量与电源和线路有关，一般情况下，低压供电半径不宜超过250m。我国220/380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出中性线（N）、保护线（PE）或保护中性线（PEN）。图1-7 从发电厂到用户的送电过程示意图系统的接地方式(1)T
11、T系统（我国过去称作保护接地系统）(2)TN系统（我国过去称作保护接零系统）(3)IT系统（仅负荷侧接地）第一个字母表示电源侧中性点接地状态，即：T表示直接接地；I表示不接地(或高电阻接地)。第二个字母表示负载侧接地状态，即：T表示电气设备外露导体的接地与系统接地相互独立；N表示负载侧接地与系统接地直接作电气连接。电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式 在三相交流电力系统中，作为供电电在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式：行方式：l中性点直接接地中性点直接接地l中性点不接地中性点不接地l中性点经消弧线圈接地中性点经
12、消弧线圈接地 我国我国3-66kV的电力系统，特别是的电力系统，特别是3-10kV系系统，一般采用中性点不接地的运行方式。统，一般采用中性点不接地的运行方式。如果单相接地电流大于一定值时（如果单相接地电流大于一定值时（3-10kV 大于大于30A，20kV及以上大于及以上大于10A）则采用）则采用中性点经消弧线圈接地的运行方式或低电中性点经消弧线圈接地的运行方式或低电阻接地方式。阻接地方式。110kV上采用中性点直接接地上采用中性点直接接地电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式（一）中性点不接地的电力系统（一）中性点不接地的电力系统 图图1是电源中性点不接地的电力系统在正常运行是电源
13、中性点不接地的电力系统在正常运行时的电路图和相量图。时的电路图和相量图。图图1 1 正常运行时的中性点不接地的电力正常运行时的中性点不接地的电力 a a）电路图）电路图 b b）相量图）相量图 系统正常运行系统正常运行时，三相电压是时，三相电压是对称的，三个相对称的，三个相得对地电流也是得对地电流也是平衡的。地中没平衡的。地中没有电流流过。有电流流过。中性点经消弧线圈接地的电力系统中性点经消弧线圈接地的电力系统 单相接地电流大于一定值时，电力系统中性点必单相接地电流大于一定值时，电力系统中性点必须采取中性点经阻抗线圈接地的运行方式。图须采取中性点经阻抗线圈接地的运行方式。图2是电是电源中性点经
14、消弧线圈接地的电力系统发生单相接地时源中性点经消弧线圈接地的电力系统发生单相接地时的电路图和相量图。的电路图和相量图。图图2 2 中性点经消弧线圈接地的电力系统发生单相接地故障中性点经消弧线圈接地的电力系统发生单相接地故障a a）电路图）电路图 b b）相量图）相量图 电容电流超前电容电流超前电压电压90度，电感度，电感电流之后电流之后90度。度。互相补偿。互相补偿。中性点直接接地或经低电阻接地的电力系统中性点直接接地或经低电阻接地的电力系统 图图3是电源中性点直接接地的电力系统发生单相接是电源中性点直接接地的电力系统发生单相接地时的电路图。地时的电路图。图3 中性点直接接地的电力系统在发生单
15、相接地故障低压配电系统的接地型式低压配电系统的接地型式 我国我国220/380V低压配电系统，广泛采用中性点低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出中性线（直接接地的运行方式，而且引出中性线（N）、保护）、保护线（线（PE）或保护中性线（）或保护中性线（PEN）。）。中性线功能：一是用来接其额定电压为系统相电压的单相中性线功能：一是用来接其额定电压为系统相电压的单相用电设备；用电设备；二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是用来减少负荷中性点的点位偏移。相电流；三是用来减少负荷中性点的点位偏移。保护线功能：保护线功能：保障人身安全
16、，防止发生触电事故的接地线。保障人身安全，防止发生触电事故的接地线。系统中所有设备的外露可导电部分（指正常不带电但故障系统中所有设备的外露可导电部分（指正常不带电但故障时可能带电的易被接触的导电部分）通过保护线接地。时可能带电的易被接触的导电部分）通过保护线接地。保护中性线功能：兼有两者功能。我国统称保护中性线功能：兼有两者功能。我国统称“零线零线”。低压配电系统按接地型式，分低压配电系统按接地型式，分TN系统、系统、TT系统和系统和IT系统。系统。二、低压配电系统的接地型式二、低压配电系统的接地型式（一）（一）TN系统系统 TN系统的中性点直接接地，所有设备的外露可导系统的中性点直接接地，所
17、有设备的外露可导电部分均接公共的保护线（电部分均接公共的保护线（PE线）或公共的保护中线）或公共的保护中性线（性线（PEN线）。这种接公共线）。这种接公共PE线或线或PEN线的方式，线的方式，通称通称“接零接零”。TN系统又分系统又分TN-C系统、系统、TN-S系统和系统和TN-C-S系统，如图系统，如图1-15所示。所示。图图1-15 1-15 低压配电的低压配电的TNTN系系统统 a a）TN-CTN-C系统系统 ；b b）TN-STN-S系统系统 ；c c）TN-C-STN-C-S系统系统 TN系统的三种型式 1、TN-S系统 （三相五线制）2、TN-C系统 （三相四线制）3、TN-C-
18、S系统（局部三相五线制）(3)IT系统（仅负荷侧接地）第一个字母表示电源侧中性点接地状态，即：发电升压高压送电降压10KV高压配电降压0.图1-7 从发电厂到用户的送电过程示意图I表示不接地(或高电阻接地)。图2是电源中性点经消弧线圈接地的电力系统发生单相接地时的电路图和相量图。第二个字母表示负载侧接地状态，即：低压配电系统的配电方式：图1-7 从发电厂到用户的送电过程示意图P损=(I2)*R=（P输/U）2*R=(P输)2*R/U2采用柴油发电机组的自备电源发电升压高压送电降压10KV高压配电降压0.a）TN-C系统；二级负荷：比较重要负荷，中断供电将造成较大的政治影响，较大经济损失的建筑用
19、电属于二级负荷。习惯上把1KV以下的电压称为低压，1KV以上的电压称为高压，110千伏以上称为超高压，把35KV以上的输电线路称为送电线路，10KV以下的线路称为配电线路。电容电流超前电压90度，电感电流之后90度。升压变电所、降压变电所、配电所TN系统的中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均接公共的保护线（PE线）或公共的保护中性线（PEN线）。电容电流超前电压90度，电感电流之后90度。(1)TT系统（我国过去称作保护接地系统）TN-S系统 TN-S系统:整个系统的中心线和保护线是分开的。导线符号导线引上引下保护中性线功能：兼有两者功能。电压质量与电源和线路有关，一般情况下，低压供电半
20、径不宜超过250m。送电过程：发电机升压高压输电线路降压配电二级负荷：比较重要负荷，中断供电将造成较大的政治影响，较大经济损失的建筑用电属于二级负荷。高层大容量多芯电缆供电发电升压高压送电降压10KV高压配电降压0.系统中所有设备的外露可导电部分（指正常不带电但故障时可能带电的易被接触的导电部分）通过保护线接地。发电升压高压送电降压10KV高压配电降压0.I表示不接地(或高电阻接地)。AC1KV，DC1.规定电力系统对用户的供电频率偏差不得超过5%。规定电力系统对用户的供电频率偏差不得超过5%。我国电力工业的标准频率为50HZ，一般交流电力设备的额定频率也是50HZ。电力系统一般由发电厂、输电
21、线路、变电站（所）、配电站（所）、配电线路、配电设备、用电设备等构成。TN系统的中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均接公共的保护线（PE线）或公共的保护中性线（PEN线）。3、与输送电压的平方成反比。采用柴油发电机组的自备电源。适用范围：电力架空线路1、TN-S系统 （三相五线制）三级负荷：不属于一级和二级的电力负荷第二个字母表示负载侧接地状态，即：由于频率直接影响各种电气设备的阻抗值，影响交流电动机的转速，影响电子设备的正常工作，因此对频率偏差要求严格。高层大容量多芯电缆供电低压配电线路首先应当满足民用建筑所必须的供电可靠性要求。图1-7 从发电厂到用户的送电过程示意图第二个字母表示负
22、载侧接地状态，即：TN系统的中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均接公共的保护线（PE线）或公共的保护中性线（PEN线）。系统正常运行时，三相电压是对称的，三个相得对地电流也是平衡的。低压配电线路首先应当满足民用建筑所必须的供电可靠性要求。第二个字母表示负载侧接地状态，即：第一个字母表示电源侧中性点接地状态，即：中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失或将造成公共场所秩序严重混乱的负荷属于一级负荷。低压配电线路应当满足民用建筑用电质量的要求。发电升压高压送电降压10KV高压配电降压0.电容电流超前电压90度，电感电流之后90度。P损=(I2)*R=（P输/U）2*R=(P输)2*
23、R/U2国际电工委员会标准IEC4391规定：AC1kV，DC1.电能质量的频率指标我国规定为工频50HZ。电能质量的频率指标我国规定为工频50HZ。图1 正常运行时的中性点不接地的电力图1-7 从发电厂到用户的送电过程示意图升压变电所、降压变电所、配电所发电升压高压送电降压10KV高压配电降压0.图1 采用柴油发电机组作备用电源的主接线图系统中所有设备的外露可导电部分（指正常不带电但故障时可能带电的易被接触的导电部分）通过保护线接地。低压配电系统的配电方式：图1是电源中性点不接地的电力系统在正常运行时的电路图和相量图。我国电力工业的标准频率为50HZ，一般交流电力设备的额定频率也是50HZ。
24、图1-7 从发电厂到用户的送电过程示意图习惯上把1KV以下的电压称为低压，1KV以上的电压称为高压，110千伏以上称为超高压，把35KV以上的输电线路称为送电线路，10KV以下的线路称为配电线路。TN系统又分TN-C系统、TN-S系统和TN-C-S系统，如图1-15所示。第二个字母表示负载侧接地状态，即：将电压升高，这样做的目的是减小线路损耗，当输出功率一定时，输出电压提高一倍，则输出电流为原来的1/2，输电回路上的损耗也减小为原来的1/4。3、与输送电压的平方成反比。c）TN-C-S系统P损=(I2)*R=（P输/U）2*R=(P输)2*R/U2适用范围：电力架空线路3、与输送电压的平方成反比。P损=(I2)*R=（P输/U）2*R=(P输)2*R/U2优点：投资省配电箱符号
