長沙科電電子科技有限公司
Changsha Kedian Electronic Technology Co., Ltd
科電UPS電源·始于2008
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電力系統(tǒng)是發(fā)電廠、電力網(wǎng)和用電設(shè)備組成的統(tǒng)一整體。電力網(wǎng)由變電所、配電所及各種電壓等級的電力線路組成，它是電力系統(tǒng)的一部分。
圖1-1是電力系統(tǒng)示意圖。電能由發(fā)電廠發(fā)出，經(jīng)電力網(wǎng)變換、輸送、分配，然后供給用電設(shè)備消費(fèi)使用。
圖1-1 電力系統(tǒng)示意圖
發(fā)電廠是把各種形式能量轉(zhuǎn)換成電能的工廠。按照被轉(zhuǎn)換能源的不同，發(fā)電廠有不同的類型，主要有火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠。
火力發(fā)電廠主要設(shè)備有鍋滬、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)，它是利用燃料(主要是煤)燃燒產(chǎn)生熱能來生產(chǎn)電能。水力發(fā)電廠主要由水庫、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等組成，它是將水流中的位能轉(zhuǎn)換成電能。核能發(fā)電廠是以原子能反應(yīng)堆和蒸發(fā)器代替鍋爐，利用原子核的核能來產(chǎn)生電能。
變電所是接受電能、變換電壓和分配電能的場所。將低電壓變換成高電壓稱為升壓變電所，一般建在發(fā)電廠附近;將高電壓變換成低電壓稱為降壓變電所，一般建在用電負(fù)荷中心。主要用來接受和分配電能。不改變電壓的場所稱為配電所，多建在建筑物內(nèi)部。變配電所在規(guī)劃設(shè)計中，要盡量接近負(fù)荷中心，進(jìn)出線方便，避免多塵和有腐蝕性氣體的場所，避免有劇烈振動和低洼積水地區(qū)。
電力線路是輸送電能的通道。由于發(fā)電廠離電能用戶都較遠(yuǎn)，所以需要各種不同電壓等級的電力線路，將發(fā)電廠生產(chǎn)的電能源源不斷的輸送到電能用戶。
電力負(fù)荷就是消費(fèi)電能的用電設(shè)備。用電設(shè)備按其用途可分為;動力用電設(shè)備，如電動機(jī)等;工藝用電設(shè)備，如電解、冶煉、熱處理等;電熱用電設(shè)備，如電護(hù)，空調(diào)等;照明用電設(shè)備等.它們分別將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、熱能、光能，以適應(yīng)生產(chǎn)和生活對電能的需要。按我國各類電能用戶統(tǒng)計資料表明，工業(yè)是電力系統(tǒng)的大電能用戶，約占總電量的73%。
在我國電力系統(tǒng)中，110kV及以上電壓多作為主干線電壓.35kV多用于大型工廠.建筑群的內(nèi)部供電網(wǎng)絡(luò)，6~10kV多作為一般工廠內(nèi)部、建筑物、建筑工地的高壓配電電壓，380/22oV電壓等級多作為工廠內(nèi)部，建筑物內(nèi)的低壓配電電壓。關(guān)于用電設(shè)備，一般是380/220V低壓電器，也有6kV或10kV的高壓電動機(jī)。
2、民用建筑供電系統(tǒng)
民用建筑的供電系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷的大小，采用不同的方案。
對于小型民用建筑，由于負(fù)荷較小，則可采用一個降壓變電所，將6~10kV電壓經(jīng)變壓器降壓為380/220V供用戶使用。其供電系統(tǒng)如圖1-2所示。若小型民用建筑用電量較小，附近已有低壓電源，且變壓器容量足夠，則可不再安裝變壓器，而設(shè)立一個低壓配電室由該變壓器供電。
對于中型民用建筑物。由于負(fù)荷較大且分散，則可設(shè)立高壓配電所，由6~10kV電源進(jìn)線，然后分別引出幾路高壓出線，在各負(fù)荷相對集中地點(diǎn)設(shè)立降壓變電所，將電壓降為380/220V供給各用戶，如圖1-3所示。
對于大型民用建筑，由于負(fù)荷很大，分布更廣，采用6~10kV電壓在經(jīng)濟(jì)技術(shù)上均不合理，必須采用35kV電壓，進(jìn)行兩次降壓。這時應(yīng)設(shè)立總變電所，將35kV降為6~10kV電壓，然后用高壓配電線將電能送至各負(fù)荷中心，并設(shè)立變電所再降至380/220V如圖1-4所示。
圖1-2 小型民用建筑物的供電系統(tǒng) 圖1-3 中型民用建筑物的供電系統(tǒng)
圖1-4 大型民用建筑物的供電系統(tǒng)
根據(jù)用電設(shè)備在生產(chǎn)和社會生活中的重要性，以及供電中斷對人身和設(shè)備安全的影響。電能用戶分為三個等級。對于不同等級的電能用戶，其供電要求也不同。
供電中斷將造成人身傷亡，或造成重大設(shè)備損壞，或破壞復(fù)雜的工藝過程使生產(chǎn)長期不能恢復(fù)，或破壞重要交通樞紐、通訊設(shè)施、賓館、公共場所的正常秩序，帶來極大政治經(jīng)濟(jì)損失者，屬于“一級負(fù)荷”。一級負(fù)荷要求有兩個獨(dú)立的電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障或檢修時，另一個電源能繼續(xù)供電，保證供電不中斷。
供電中斷將造成經(jīng)濟(jì)較大損失，設(shè)備局部損壞，產(chǎn)品大量減產(chǎn)，生產(chǎn)較長時間才能恢復(fù)，以及影響交通樞紐，通訊設(shè)備等正常工作，造成城市及重要公共場所，如大型體育場，大型影劇院等秩序混亂的電能用戶屬于二級負(fù)荷。二級負(fù)荷應(yīng)由兩條線路供電，即一條線路工作時，另一條線路處于備用，當(dāng)采用兩條線路有困難時，則允許由一條專用架空線供電。
不屬于一級和二級負(fù)荷的電能用戶均為三級負(fù)荷。三級負(fù)荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。
在民用建筑中，重要的醫(yī)院、大型商場、體育館、影劇院、重要賓館、銀行和電信電視中心應(yīng)列人一級負(fù)荷。一般民用建筑都屬于三級負(fù)荷。
對于一級負(fù)荷，應(yīng)由兩個電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不致同時受到損壞。一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷除上述兩個電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對特別重要的負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。
常用的應(yīng)急電源可有下列幾種：
a.獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組。
b.供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨(dú)立于正常電源的專門饋電線路。
c.蓄電池。
根據(jù)允許的供電中斷時間可分別選擇下列應(yīng)急電源：
a.靜態(tài)交流不間斷電源裝置（允許中斷時間為毫秒級的供電）
b.帶有自動投入裝置的獨(dú)立于正常電源的專門饋電線路（允許中斷時間為1.5秒以上）
c.快速自啟動的柴油發(fā)電機(jī)組（允許中斷時間為15秒以上）
圖1-5 數(shù)據(jù)中心電力系統(tǒng)示意圖
數(shù)據(jù)中心因?qū)儆谝患壺?fù)荷，其電力供電方案請參考一級負(fù)荷設(shè)置。
（1）10kV系統(tǒng)：包括開閉所（10kV配電站，負(fù)責(zé)向一片區(qū)域供電）、高壓戶（即由供電局直接向其收費(fèi)的用戶，由供電局裝表計量）、低壓戶（不由供電局直接向其收費(fèi)的用戶）、П接室（在建筑物變配電室內(nèi)，由供電局進(jìn)行管理，內(nèi)設(shè)П接箱和計量。功能為便于管理以及同時向其它建筑物供電）、高壓開關(guān)柜（對高壓電力進(jìn)行保護(hù)、分配、計量和聯(lián)絡(luò)）、環(huán)網(wǎng)柜（采用絕緣介質(zhì)為六氟化硫的斷路器，簡單化的高壓開關(guān)柜）
（2）變壓器：可分：油浸變壓器（絕緣介質(zhì)為油，民用建筑基本淘汰）、干式變壓器（無絕緣油，不易燃燒 ；主要性能取決于絕緣材料的性能，現(xiàn)在多采用環(huán)氧樹脂作為絕緣材料 ；允許短時間過負(fù)載。在有強(qiáng)迫風(fēng)冷的情況下，可過負(fù)載較長時間；變壓器可以和低壓開關(guān)柜直接連接）
（3）低壓配電系統(tǒng)：
①低壓配電柜：對380V電力進(jìn)行保護(hù)、分配、聯(lián)絡(luò)和計量，有抽屜式，固定式多種；
②電力電纜：常用的有YJV（交聯(lián)聚乙烯絕緣，聚氯乙烯護(hù)套電力電纜）和VV（聚氯乙烯絕緣，聚氯乙烯護(hù)套電力電纜）兩種電纜；
YJV電纜的優(yōu)越性：i.載流量大；ii.燃燒時，有毒氣體排放少；iii.性能價格比高
③插接式母線 ：即緊密絕緣型母線槽，載流量>400A時使用；
④預(yù)分支電纜：適用于現(xiàn)代高層建筑和現(xiàn)代化廠房的一種新型垂直主電纜；載流量〈1000A；具有的優(yōu)越性：經(jīng)濟(jì)，施工時間短，施工工藝簡單等
⑤電氣豎井：建筑物內(nèi)電力系統(tǒng)集中敷設(shè)的區(qū)域。
圖1-6 電氣豎井經(jīng)典布置圖
⑥框架式空氣開關(guān)：又稱為萬能式斷路器，所有器件集中在一個金屬框架內(nèi)，內(nèi)裝多種附件和智能脫扣器，以實(shí)現(xiàn)多種功能，額定電流>630A；
⑦塑殼式空氣開關(guān)（MCCB）：所有器件集中在一個塑料殼架內(nèi)，額定電流>63A；有智能型（即脫扣器電流連續(xù)可調(diào)）和普通型（即脫扣器電流分級可調(diào)）；
⑧微型斷路器（MCB）：額定電流〈100A；結(jié)構(gòu)緊湊，體積小；適于安裝；
⑨接地系統(tǒng)：包括TN-C系統(tǒng)，TN-S系統(tǒng)，TN-C-S系統(tǒng)，TT系統(tǒng)，IT系統(tǒng)；在現(xiàn)代民用建筑中，通常采用TN-S系統(tǒng)，TN-C-S系統(tǒng)；機(jī)房接地方式的分類：交流工作地，安全保護(hù)地，防雷接地和直流工作地；
⑩應(yīng)急照明：疏散照明：0.5Lx；安全照明：10Lx；備用照明：正常照度的10%~100%
11柴油發(fā)電機(jī)組：一種應(yīng)急電源設(shè)備；供電對象是一級負(fù)荷或重要負(fù)荷；
確定柴油發(fā)電機(jī)組容量的基本原則：按穩(wěn)定負(fù)荷計算發(fā)電機(jī)容量；按大電動機(jī)起動電流進(jìn)行校驗(yàn)。
圖1-7 數(shù)據(jù)中心電力系統(tǒng)示意圖
