建筑电气强电系统基础知识：高低压配电系统、防雷与接地系统

强电系统主要分为三部分：  高压配电系统、低压配电系统、防雷与接地系统。

（1）高压系统的概念

高压 就是电压等级为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

电力系统的概念是： 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。

（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。

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。

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。

一、二级负荷常用的高压配电方案主要有以下两种：

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。

（3）高压柜的种类

高压配电系统的主要元器件：

10KV变电所平面布置图

（4）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：

在一类建筑中，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。 （5）低压配电系统图

低压配电的常用形式： 放射式 、树干式 、链式。

（6）低压配电设备的组成

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。

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。

发电机组的配电方案：

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。

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。

（7）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

建筑常用的穿线方式有：

焊接钢管或镀锌钢管用——SC、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。

住宅配电系统简介：

《多层住宅配电系统图》

低压配电系统：

（8）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。

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。

（9）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。

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。