建筑电气供配电系统设计知识点详解版「建筑电气强电设计指导与实例」

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由各种电压的电力线路将发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，统称电力系统。电力系统由电源、电力网、电力用户组成。

一、低压配电系统的接线方式及特点

(1)带电导体的形式：所谓带电导体是指正常通过工作电流的相线和中性线(包括PEN线但不包括PE线)。宜选用单相两线、两相三线、三相三线、三相四线。

(2)系统接地的形式：所谓配电系统接地是指电源点的对地关系和负荷侧电气装置(指负荷侧的所有电气设备及其间相互连接的线路的组合)的外露导电部分(指电气设备的金属外壳、线路的金属支架套管及电缆的金属铠装等)的对地关系。

以三相系统为例，系统接地的型式有TN、TT、IT三种系统。TN系统按N线(中性线)与PE线(保护线)的组合情况还分TN—S、TN—C—S和TN—C三种系统。

二、配电系统设计的基本原则

（1）低压配电系统应满足生产和使用所需的供电可靠性和电能质量的要求，同时应注意接线简单，操作方便安全，配电系统的层次不宜超过二级。

（2）在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，又无特殊要求时，宜采用树干式配电。

（3）当用电设备容量大，或负荷性质重要，或在有潮湿、腐蚀性环境的车间、建筑内，宜采用放射式配电。

（4）当一些用电设备距供电点较远、而彼此相距很近、容量很小的次要用电设备，可采用链式配电。但每一回路链接设备不宜超过5台、总容量不超过10kW。当供电给小容量用电设备的插座，采用链式配电时，每一回路的链接设备数量可适当增加。

（5）在高层建筑内，当向楼层各配电点供电时，宜用分区树干式配电;但部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式配电。

（6）平行的生产流水线或互为备用的生产机组，根据生产要求，宜由不同的母线或线路配电;同一生产流水线的各用电设备，宜由同一母线或线路配电。

（7）在TN及TT系统接地型式的低压电网中，宜选用Dyn11结线组别的三相变压器作为配电变压器。

（8）单相用电设备的配置应力求三相平衡。

（9）当采用220/380V的TN及TT系统接地型式的低压电网时，照明和其他电力设备宜由同一台变压器供电。必要时亦可单独设置照明变压器供电。

（10）配电系统的设计应便于运行、维修，生产班组或工段比较固定时，一个大厂房可分车间或工段配电;多层厂房宜分层设置配电箱，每个生产小组可考虑设单独的电源开关。实验室的每套房间宜有单独的电源开关。

（11）在用电单位内部的邻近变电所之间宜设置低压联络线。

（12）由建筑物外引来的配电线路，应在屋内靠近进线点，便于操作维护的地方装设隔离电器。

三、了解无功补偿设计要求

1、并联电容器接入电网的基本要求

（1）高压并联电容器装置接入电网的设计，应按全面规划、合理布局、分级补偿、就地平衡的原则确定最优补偿容量和分布方式。

（2）变电所里的电容器安装容量，应根据本地区电网无功规划以及国家现行标准《电力系统电压和无功电力技术导则》和《全国供用电规则》的规定计算后确定。当不具备设计计算条件时，电容器安装容量可按变压器容量的10%～30%确定。

（3）电容器分组容量，应根据加大单组容量、减少组数的原则确定。

2、并联电容器补偿容量计算

（1）功率因数计算。

（2）补偿容量计算。

3、并联电容器接线方式

（1）高压并联电容器装置，在同级电压母线上无供电线路和有供电线路时，可采用各分组回路直接接入母线，并经总回路接入变压器的接线方式。

（2）高压电容器组的接线方式，应符合下列规定;

● 电容器组宜采用单星形接线或双星形接线。

● 电容器组的每相或每个桥臂，由多台电容器串联组合时，应采用先并联后串联的接线方式。

● 低压电容器或电容器组，可采用三角形接线或中性点不接地的星形接线方式。

四、电压等级的确定

民用建筑直流供配电系统的电压等级一直是行业争论的焦点之一。根据GB / T 35727 -2017《中低压直流配电电压导则》、GB / T 156 - 2017《标准电压》等标准，民用建筑直流供配电系统建议采用表4的电压等级。

因此，关于民用建筑直流供配电系统的电压等级可以得出如下结论：

a. 中压电压等级优先选择 ± 35 kV、± 10 kV、± 3 kV、3 kV、± 1. 5 kV。

b. 低压电压等级优先选择1. 5 kV、± 0. 75 kV、0. 75 kV、± 0. 375 kV、0. 22 kV、± 0. 11 kV。

c. 特低电压系统的电压等级优先选择96 V、72 V、60 V、48 V、36 V、24 V、12 V、6 V。

经过实际工程使用，并积累经验，上述电压等级尚有优化的空间，逐步减少直流标准电压等级的数量。根据现有交流供配电系统的成熟经验，当用电设备的安装容量在250 kW及以上时，建议采用中压直流供电；当用电设备总容量在250 kW以下，可由低压直流供电。

为便于工程应用，民用建筑物内直流供配电系统的电压等级不能过多，相应的配电级数也不可过多。建议民用建筑物中压直流供配电系统的电压等级不多于两级，低压直流配电系统不多于三级，而配电级数与电压等级相适应。此建议与交流供配电系统相似。

需要说明，这里是指建筑物内直流供配电的电压等级，不是用电设备内部的电压等级。对于用电设备而言，只需与配电系统留有供电接口，用电设备内部可能有多个电压等级，需产品设计考虑。