建筑供电负荷等级与安全风险

一、电力系统的电压和频率

（一）电压等级

我国电网电压等级比较多，不同电压等级作用也不相同。根据要输送的功率容量和输送距离，选择合适、经济的输送电压。但考虑到安全和降低用电设备的制造成本，选择的电压低一些比较合适。我国规定交流电网的额定电压等级有220V、380V、3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV等。

通常把lkV及以上的电压称为高压，把lkV以下的电压称为低压。低压是相对高压而言的，不表明它对人身没有危险。

（二）各种电压等级的适用范围

我国电力系统中，220kV及以上的电压用于输送距离在几百千米的主干线；110kV电压用于中、小电力系统的主干线，输送距离在100km左右；35kV电压则用于电力系统的二次网络或大型工厂内部供电，输送距离在30km左右；6～10kV电压用于送电距离在10km左右的城镇和工业与民用建筑施工供电；电动机等用电设备一般采用线电压380V和单相电压220V供电；照明一般采用380/220V三相四线制供电，如图6.7所示。

图6.7 380/220V 三相四线制动力

（三）额定电压和频率

电力系统所有设备都要求在一定的电压和频率下工作，系统的电压和频率直接影响着电气设备的运行。我国规定使用的工频交流电频率为50Hz，线/相电压为380/220V。

电气设备都是按照在额定电压下工作能获得最佳的经济效果来设计的，因此，电气设备的额定电压必须与所接电力线路的额定电压等级相同，否则就会影响其性能和使用寿命，使总的经济效果下降。如当电压下降时，感应电动机的输出转矩将下降，使得转速下降；而端电压升高会使设备使用寿命缩短，甚至烧毁，所以，用电设备的端电压波动不能过大，一般允许电压偏移为± （5％～10％）。

（四）民用建筑供电系统

小范围民用建筑设施的供电，只需要设一个简单的降压变电室 （所），把电源进线6～10kV经过降压变压器直接变为低压380/220V三相四线制。大型民用建筑设施的供电，一般电压选为6～10kV，经过高压配电所，再用几路高压配电线将电能分别送到各建筑物变电所，降为380/220V电压供给用电设备工作使用。

（五）电力负荷的分类

根据供电中断造人身伤亡和设备安全的影响、政治影响和经济损失程度，电能用户可以分为三个等级 （表6.2）。

表6.2 建筑供电负荷等级

1.一级负荷

中断供电后将造成大量人身伤亡，或造成重大设备损坏、或破坏复杂性的工艺过程使生产长期不能恢复，破坏重要交通枢纽、重要通信设施、重要宾馆以及用于国际活动的公共场所的正常工作秩序，造成政治和经济上重大损失的电能用户，称为一级负荷。对于一级负荷，要求采用至少两个独立的电源同时供电，设置自动投入装置控制两个电源的转换。所谓 “独立”，是指其中任意一个电源发生事故或因检修需要停电时，不致影响另一个电源继续供电。

2.二级负荷

中断供电后将造成比较大的经济损失、损坏生产设备、产品大量减产、生产较长时间才能恢复以及影响交通枢纽、通信设施等正常工作，造成大小城市、重要公共场所 （如大型体育馆、大型影剧院等）的秩序混乱的电能用户，称为二级负荷。二级负荷要用两个独立电源供电，只有一个电源供电时，必须采用两个回路。

3.三级负荷

凡不属于一级负荷和二级负荷的一般电力负荷，称为三级负荷。三级负荷对供电没有特殊要求，一般都为单回路供电，但在可能情况下也应尽力提高供电的可靠性。民用建筑中，一般把重要的医院、大型的商场、体育场、影剧院、重要的宾馆和电信电视中心列为一级负荷，其他的大多数属三级负荷。

二、用电负荷的计算

在工业和民用建筑的供电设计中，“负荷”是指电气设备正常工作时的功率或线路中流过的电流 （当电压为一定时，电流与功率成正比），而不是指它们的阻抗。

（一）计算负荷

用电设备工作除了要求有正常工作电压以外，最重要的就是要满足负荷电流的要求，而负荷电流大小与计算负荷关系很大。

计算负荷是按发热条件选择供电系统中的电气设备的一个假设负荷，计算负荷产生的热效应和实际变动负荷产生的最大热效应是等效的。根据计算负荷选择导线、电缆及控制保护电器，以计算负荷连续运行时，导体及电器的最高温升不会超过其允许值。通常把根据半小时的平均负荷所绘制的负荷曲线上的最大负荷作为计算负荷，并作为按发热条件选择电气设备的依据。

（二）计算负荷的确定

确定计算负荷的方法很多，常用的有需要系数法、二项式系数法、利用系数法等。由于需要系数法比较简单而广泛使用，在此详细介绍。

1.设备的容量Pe

（1）设备的额定功率：每台用电设备的铭牌上都标有 “额定功率”PN（一般指有功功率，kW）。

（2）用电设备的工作制：由于各用电设备的额定工作条件不同，有的是长期工作制，有的是重复短时工作制，因此这些铭牌上的额定功率不能简单的直接相加，而必须先换算到同一工作制下的额定功率，然后才能相加。

用电设备按其工作方式可分为以下三种：

①长期连续工作制：在规定的环境温度下作连续工作，在设备的任何部分产生的温度和温升都不超过允许值。

②短时运行工作制：用电设备的运行时间短而停歇时间长，在工作时间内，用电设备来不及发热到稳定温升就开始冷却，而其发热足以在停歇时间冷却到周围环境的温度。

③断续运行工作制：用电设备以断续方式反复进行工作，其工作时间t与停歇时间t0相互交替。重复短时 （断续）工作制，也称为断续周期工作制。通常用负荷持续率来表示在一个工作周期工作时间的长短，负荷持续率又称负荷暂载率，用ε表示，即

式中，T——工作周期；

t——工作周期内的工作时间；

t0——工作周期内的停歇时间。

（3）设备容量的确定：对长期连续工作制和短时运行工作制的用电设备，设备容量就是铭牌上的额定功率；对重复短时断续工作制 （断续周期工作制）的用电设备，设备容量就是将设备在某一负荷持续率ε的铭牌容量 “统一等效”换算到一个规定的负荷持续率下的功率。

①电焊机及电焊装置的设备容量：统一换算到ε＝100％，因此其设备容量的换算公式为

式中，SN、PN——电焊机的铭牌容量 （前者为视在功率，后者为有功功率）；

εN——与铭牌容量对应的负荷持续率 （计算中用小数）；

cosφ——铭牌规定的额定功率因数，与PN或SN相对应。

②起重机电动机：要求统一换算到ε＝25％，因此其换算公式为

式中，PN——起重机电动机的铭牌功率；

εN——与铭牌功率相对应的负荷持续率 （计算中用小数）；

ε25——值为25％的负荷持续率，即ε25＝25％＝0.25。

③各种照明设备的设备容量：纯电阻负载白炽灯、碘钨灯的设备容量是指灯泡上标出的额定功率；对有镇流器的气体放电光源，必须考虑镇流器中的功率损失。对高压水银灯，其设备容量应为灯泡额定功率的1.1倍；对金属卤化物灯，其设备容量应为灯泡额定功率的1.1倍；对荧光灯，其设备容量为灯管额定功率的1.2倍。

下列用电设备在进行负荷计算时，不列入设备容量之内：备用生活水泵、备用电热水器、备用空调制冷设备及其他备用设备；消防水泵、专用消防梯及消防状态下才使用的送风机、排烟机等，在非正常状态下投入使用的电气设备；当夏季有吸收式制冷的空调系统，而冬季则利用锅炉取暖时，在后者容量小于前者情况下的锅炉设备。

2.计算负荷Pe

用电设备的计算负荷包括有功、无功和视在计算负荷。当确定了备用电设备容量之后，就可以对用电设备分类，即将工艺性质相同，并有相近的需要系数的用电设备合并成一组，进行用电设备组的负荷计算。

先进行有功计算负荷的计算，然后根据设备功率因数cosφ和功率三角形关系确定无功、视在功率的计算负荷。

（1）需要系数Kx：与用电设备的工作性质、设备效率、设备台数、设备拖动方案、线路效率以及工艺设计等因素有关，还与操作工人的技术熟练程度和生产组织等多种因素有关。计算这些因素复杂又困难，通常根据对各类负荷的实际测量，进行统计分析，将所有影响计算负荷的因素综合成一个系数，以列表形式给出来 （表6.3）。

（2）有功计算负荷：等于同类用电设备的设备容量总和∑Pe。乘以需要系数KX，即

式中，Pc——有功计算负荷 （kW）；

∑Pe——同类设备的总设备容量（kW）；

Kx——同类设备的需要系数见表6.3。

（3）无功计算负荷：计算公式为

式中，Qc——无功计算负荷 （kVar）；

Pc——有功计算负荷 （kW）；

tanφ——对应于用电设备组cosφ的正切值（cosφ为用电设备组的平均功率因数），见表6.4。

表6.3 民用建筑照明需要系数

表6.4 照明设备cosφ和tanφ

（4）视在计算负荷：视在计算负荷 （容量）根据有功计算负荷和无功计算负荷确定，计算式为

（5）计算电流：表示供配电线路通过的最大电流，计算式为

式中，Ic——计算电流 （A）；

UN——用电设备的额定电压 （kV）；

Sc——用电设备视在计算负荷 （kV·A）。

（6）用电设备计算负荷计算步骤如图6.8所示。

图6.8 计算负荷计算步骤方框图

三、电气设备及其选择

建筑工程中常用的电气设备有动力设备、照明设备、低压控制设备、保护设备、导线和电缆、变压器设备等，本节主要讲述电气工程常用的低压控制设备、保护设备、导线和电缆、变压器等设备及其选择。

（一）低压控制设备及其选择

1.刀开关

常用的刀开关有开启式负荷开关 （胶盖闸刀）和封闭式负荷开关 （铁壳闸），其功能是不频繁的接通电路，作为通断一般照明和动力线路的电源，并利用开关中的熔断器作短路保护。

（1）开启式负荷开关：又称胶盖闸刀开关，其结构如图6.9所示。由瓷底座和上下胶木盖构成，内设刀座、刀片熔断器。常见型号有HK1型和HK2型，其额定电流有5A、10A、15A、30A、60A，按极数分为二极开关和三极开关。胶盖内没有灭弧装置，拉闸时产生的电弧容易损伤刀开关，所以不能频繁操作。

胶盖闸刀的额定电流IN应不小于电路中的工作电流，额定电压应大于线路中的工作电压。

（2）封闭式负荷开关：封闭式负荷开关又称铁壳闸，其结构如图6.10所示，其外壳为钢质铁壳，内设刀片和刀座、灭弧罩、熔断器、操作联锁机构。

铁壳闸可作为电动机的电源开关，但不宜频繁操作，其铁壳盖与操作手柄有机械联锁，只有操作手柄处于停电状态时，才能打开铁壳盖，比较安全。

铁壳盖的型号有HH3型、HH4型、HH10型、HH11型等，HH10型的额定电流有10A、15A、20A、30A、60A、100A，HH11型的额定电流有100A、200A、300A、400A。铁壳闸极数一般为三极。

图6.9 胶壳闸刀开关

图6.10 铁壳闸刀开关

铁壳闸的额定电流IN一般可按电功机额定电流的3倍选择，其额定电压UN大于线路的工作电压。

2.低压断路器

低压断路器又称为自动空气开关，是一种使用最广泛的低压控制设备。它不但可以接通和分断电路的正常工作电流，还具有过载保护和短路保护功能。当线路发生过载和短路故障时，能自动跳闸切断故障电流，所以又称为自动断路器。

低压断路器有DZ系列、DW系列等，还有由国外引进的C系列小型空气断路器、ME系列框架式空气断路器等多种系列产品。

低压断路器的工作原理如图6.11所示，其结构包括主触头和辅助触头、脱扣机构。低压断路器的主触头接通和分断线路的工作电流有灭弧装置，辅助触头主要用于控制电路。

图6.11 低压断路器工作原理图

1—电磁线圈；2、5—拉力弹簧；3—锁扣；4—顶杆；6—失压电磁线圈；7—双金属片；8—发热电阻

低压断路器中的脱扣机构主要用于线路的各种保护，按其保护功能可分为热脱扣器、电磁脱扣器、失压脱扣器等几种。低压断路器工作原理：如图6－11所示，将自动空气断路器合闸，锁扣3将主触头锁住，使其处于接通状态，当通过断路器主触头的电流过载时，发热电阻8过热，使双金属片7受热弯曲向上，通过顶杆4使锁扣脱扣，拉力弹簧2起作用，使断路器主触头跳闸，切断过载电流，实现过载保护；当线路出现短路时，短路电流通过电磁线圈1使其动作，通过顶杆4使脱扣器脱扣，同样可使断路器主触头跳闸，切断短路故障电流，实现短路保护。当线路正常电压供电时，失压电磁线圈6及顶杆4、锁扣3不动作，使断路器处于合闸状态。当线路停电时，失压电磁线圈释放，顶杆4在拉力弹簧5的拉力作用下，使锁扣3脱扣，断路器主触头自动跳闸，实现失压保护。

低压断路器型号的表示如下：

低压断路器一般作为照明线路和动力线路的电源开关，不宜频繁操作，并作为线路过载、短路、失压等多种保护电器使用。

（二）低压断路器 （自动空气开关）的选择

（1）额定电压UN的选择：低压断路器的额定电压UN应大于线路的工作电压。

（2）额定电流IN的选择：低压断路器的额定电流IN应大于或等于线路中的计算电流Ijs。

（3）开关的断流能力Ioc：低压断路器的断流能力是切断的短路电流的能力，其断流能力应大于或等于线路中的短路电流。

（4）脱扣器的动作整定电流IOP：对于采用热脱扣器和复式脱扣器的自动空气开关，其脱扣器的动作整定电流可按以下情况选择：热脱扣器的动作整定电流IOP≥1.1js；电磁脱扣器的动作整定电流IOP≥1.35IPK，IPK是线路中出现的尖峰电流，对于电动机来说，尖峰电流是电动机的起动电流。

（三）低压保护设备及选择

低压保护设备主要有低压熔断器、低压断路器中的保护元件、热继电器等。

1.低压熔断器

低压熔断器可实现对线路的短路保护和严重过载保护。当线路出现短路故障或严重过载故障时，其熔体熔断切断电源。熔断器的种类主要有瓷插式、螺旋式、封闭式、毛填料封闭式等类型。

（1）瓷插式熔断器：其结构如图6.12所示，其结构简单，瓷座的动触头两端接熔丝，其熔体的额定电流规格有0.5A、1A、2A、3A、5A、7A、10A、15A、20A、25A、30A、35A、40A、45A、50A、60A、70A、75A、80A、100A，熔断器的额定电流的规格有5A、10A、15A、20A、30A、60A、100A等。

（2）螺旋式熔断器：其结构如图6.13所示，其熔丝装在熔管内，熔丝熔断时其电弧不与外部空气接触。熔断器的额定电流规格有15A、60A、100A三种。

图6.12 瓷插式熔断器

1—动触头；2—熔丝；3—静触头；4—瓷盒；5—瓷座

图6.13 螺旋式熔断器

1—瓷帽；2—金属管；3—色片；4—熔丝管；5—瓷套；6—底座；7—下接线端；8—上接线端

瓷插式熔断器的型号意义如下：

螺旋式熔断器的型号意义如下：(www.xing528.com)

（3）封闭式熔断器：其结构如图6.14所示，它有密封保护管 （纤维管），内装熔片。当熔片熔化时，密封管内气压很高，能起灭弧作用，还能避免相间短路，常作为大容量负载的短路保护。

图6.14 封闭式熔断器

管；3—黄铜帽；4—刀座；5—特种垫圈；6—刀形接触片；7—熔片

封闭式熔断器型号意义如下：

（4）有填料封闭式熔断器：其结构如图6.15所示，它有限流作用及较大的极限分断能力，瓷管内填充硅砂，起灭弧作用。其熔体用两个冲压成栅状铜片和低熔点锡桥连成，具有限流作用，并采用分段灭弧方式，具有较大的断流能力。该熔断器以色片作为熔丝熔断的指示器，当色片不见，则表示熔体已熔断，需及时更换。

3—盖板；4—指示器；5—熔丝指示器；6—硅砂；7—熔体

图6.15 有填料式熔断器

有填料封闭式熔断器型号意义如下：

2.熔断器

熔丝的选择对于照明负载，熔断器的熔丝额定电流IRN应稍大于或等于负荷计算电流Ijs，即IRN≥Ijs；对于电动机负载，熔断器熔丝额定电流IRN应按电动机的额定电流IN的1.5～2.5倍选择，即IRN＝ （1.5～2.5）IN；对于多台电动机负载，其供电干线总保险的熔断器的熔丝额定电流IRN可按下式：

式中，IM——额定电流最大的电动机的电流；

∑IN（n－1）——除电流最大的电动机的额定电流以外的其余电动机额定电流之和。

常见的熔断器和熔体额定电流见表6.5。

表6.5 常见熔断器和熔体的额定电流

四、配电线路导线截面的选择

配电线路导线截面选择就是根据设备工作时产生的电流大小、导线敷设的环境和方式等因素选择合适大小的配电导线。导线选择是否恰当，将直接影响设备能否正常工作和经济效益的合理性，因此，导线选择在电气计算中具有十分重要的意义。

（一）配电线路常用的导线型号

1.绝缘导线的型号

配电线路常用绝缘导线的型号有BX型、BLX型、BLV型、BV（BVV）型。BX型表示橡胶绝缘铜芯导线，BLX型表示橡胶绝缘铝芯导线，BV（BVV）型表示聚氯乙烯塑料 （双塑）绝缘铜芯导线，BLV型表示聚氯乙烯塑料绝缘铝芯导线。

常用导线截面规格有1.0mm2、1.5mm2、2.5mm2、4mm2、6mm2、10mm2、16mm2、25mm2、35mm2、50mm2、70mm2、95mm2、120mm2、150mm2、185mm2、240mm2等。例如，BVV－16表示导线的标称截面积为16mm2的聚氯乙烯双塑绝缘铜芯导线。

2.电力电缆的线芯

电力电缆的线芯可分为三芯、四芯、五芯等多种，标称截面主要有4mm2、6mm2、10mm2、16mm2、25mm2、35mm2、50mm2、70mm2、95mm2、120mm2、150mm2、185mm2、240mm2等。

电力电缆的型号及品种主要有以下几个方面：

（1）35kV及以下电力电缆型号及产品表示方法如下：

①用汉语拼音第一个字母的大写表示绝缘种类、导体材料、内护层材料和结构特点，如用Z代表纸、L代表铝、Q代表铅、F代表分相、ZR代表阻燃、NH代表耐火。

②用数字表示外护层构成，有两位数字。无数字代表无铠装层，无外被层。第一位数字表示铠装，第二位数字表示外被，如粗钢丝铠装纤维外被表示为41。

③电缆型号按电缆结构的排列一般依次序为：绝缘材料、导体材料、内护层、外护层。

④电缆产品用型号、额定电压和规格表示方法是在型号后再加上说明额定电压、芯数和标称截面积的阿拉伯数字，如VV42－10（3×50）表示铜芯、聚氯乙烯绝缘、粗钢线铠装、聚氯乙烯护套、额定电压10kV、3芯、标称截面积50mm2的电力电缆。

（2）电力电缆型号各部分的代号及其含义如下：

①绝缘种类：V代表聚氯乙烯，X代表橡胶，Y代表聚乙烯，YJ代表交联聚乙烯，Z代表纸。

②导体材料：L代表铝，T（省略）代表铜。

③内护层：V代表聚氯乙烯护套，Y代表聚乙烯护套，L代表铝护套，Q代表铅护套，H代表橡胶护套，F代表氯丁橡胶护套。

④特征：D代表不滴流，F代表分相，CY代表充油，P代表贫油干绝缘，P代表屏蔽，Z代表直流。

⑤控制层：0代表无控制层，2代表双钢带，3代表细钢丝，4代表粗钢丝。

⑥外被层：0代表无外被层，1代表纤维外被，2代表聚氯乙烯护套，3代表聚乙烯护套。

⑦阻燃电缆在代号前加ZR，耐火电缆在代号前加NH。

（3）充油电缆型号及产品表示方法：充油电缆型号由产品系列代号和电缆结构各部分代号组成。自容式充油电缆产品系列代号为CY。外护套结构从里到外用加强层、铠装层、外被层的代号组合表示。绝缘种类、导体材料、内护层代号及各代号的排列次序以及产品的表示方法与35kV及以下电力电缆相同。例如，CYZQ102 220/1×4表示铜芯、纸绝缘、铅护套、铜带径向加强、无铠装、聚氯乙烯护套、额定电压为220kV、单芯、标称截面积为400mm2的自容式充油电缆。

充油电缆外护层代号含义为：

①加强层：1代表铜带径向加强，2代表不锈钢带径向加强，3代表钢带径向加强，4代表不锈钢带径向、窄不锈钢带纵向加强。

②铠装层：0代表无铠装，2代表钢带铠装，3代表细钢丝铠装，4代表粗钢丝铠装。

③外被层：1代表纤维层，2代表聚氯乙烯护套，3代表聚乙烯护套。

（二）配电线路导线截面选择

1.最小截面满足机械强度要求

导线本身的重量以及风雨冰雪等外加压力都要求导线具有一定的机械强度，以保证在安装和运行中不致折断。在不同的敷设方式下，导线按机械强度要求允许截面不得低于表6.6中规定的最小截面。

表6.6 低压导线按机械强度选择最小截面积

2.按导线允许载流量选择

导线必须承受负载电流长时间通过所引起的温升。配电导线在通过一定的电流时，由于本身电阻的作用及电流的热效应而使导线发热，如果导线温升超过一定限度，导线的绝缘和机械强度都会遭到损坏。所以，一定截面积的导线只能允许一定的电流通过，该电流值大小称为安全载流量 （允许载流量）。导线允许载流量大小是根据导线的用途、材料、绝缘种类、允许温升和表面散热条件决定的。表6.7给出了BV导线在不同敷设条件下的长期连续负荷的允许载流量。

根据导线的安全载流量选择导线截面的原则是：导线的安全载流量要满足导线计算电流的要求。导线计算电流Ijs可按下式计算：

3.按允许电压损失选择

为了保证供电质量，配电导线上的电压损失应低于其最大允许值。

式中，ΔU——线路首末端绝对的电压降；

U1——线路首端 （变压器的出线端）电压；

U2——线路末端 （负载端）电压。

对不同等级的电压，绝对值ΔU不能确切地表达电压损失的程度，所以工程上常用它与额定电压UN的百分比来表示相对电压损失的程度，即

当给定线路输送电功率P（kW）、送电距离 （单程线路长度）L（m）、允许相对电压损失ε（％），就可根据下面工程计算中的简化公式计算出相应导线截面S（mm2），即

式中，C——与导线材料、送电电压及配电方式有关的系数，见表6.8。

表6.7 BV导线在不同敷设条件允许载流量

续表

表6.8 按允许电压计算导线截面C值

根据机械强度、允许载流量、允许电压损失三个方面选择导线截面积时，应取其中最大的截面积作为依据，再根据电线的产品目录中选用等于或稍大于所求的截面积等级的导线。选择导线截面积时，虽然三个因素要同时加以考虑，但实际上往往并不需要全部去计算，而根据主要因素去考虑选择。一般来讲，长距离的低压输电线路中，电压损失是主要因素，导线截面积应根据电压损失来考虑；短距离线路可根据允许通过电流来决定；小负荷、短距离则只考虑机械强度就可以了。

五、配电箱 （盘）和变电室

建筑配电系统需要各种配电装置，建筑配电装置由照明电箱 （盘）、柜和动力配电箱（盘）、柜构成，建筑供电系统需要将高压供电变为低压供电，以满足建筑配电系统电力负荷需要。因此，需设置各级变配电室 （所），完成变配电任务。

（一）配电箱 （盘）、柜

建筑配电系统由低压配电装置和配电线路组成，低压配电装置由各级配电箱 （盘）、柜构成，其作用是集中和分配电能，并起着对配电线路及用电设备控制和保护作用。配电线路起着将电源的电能向用电设备传输的作用，并保证配电系统的稳定和提供足够的负荷电流。

建筑配电系统一般由动力配电系统和照明配电系统组成，两种配电系统可由同一电源供电，也可分别由动力电源和照明电源独立供电，避免动力配电系统的电压变动对照明配电系统电压质量产生影响。

1.低压配电系统的主接线

低压配电系统的主接线是指变压器低压侧配电系统的主电路。低压配电系统的电源是指为其供电的变电所的电力变压器，一般分为单电源供电和双电源供电两种方式，低压配电系统常用的电源接线方式见表6.9。

表6.9 低压配电系统常用的电源接线方式

续表

由表6.9可知，低压电源主接线方式一般采用单母线不分段和单母线分段两种方式。单母线分段的电源主接线在母线分段处安装继母线联络开关 （刀开关或低压断路器），单母线不分段的电源主接线采用单电源供电时，可采用刀开关或断路器做电源开关。单母线不分段的电源主接线采用双电源供电时，每个电源上均设主开关，此时两个电源中有一个作为备用电源。电源主接线采用母线配电方式可提高配电系统供电可靠性，在电源处设置的配电柜应采用母线配电方式，并设电源主开关和配电分路开关。

2.低压配电系统的接线方式 （图6.16）

（1）放射式接线：在每处配电点一般均采用这种方式，放射式接线供电可靠性高，各配电回路之间互不影响，故障停电范围小。

（2）树干式接线：这种接线方式简单，配电设备少。但可靠性差，停电范围大。

（3）链式接线：这种接线方式适用电设备距电源较远而彼此相距很近，且用电设备容量较小的配电场所。链式接线配电箱或用电设备，一般不超过5台或总容量不超过10kW。

图6.16 低压配电系统的接线方式

3.低压配电系统的电压

（1）动力配电系统的电压采用380V/220V三相电压，以满足三相动力用电设备的额定电压。

（2）照明配电系统的电压采用220V单相电压，以满足单相220V照明设备的需要；照明系统配电干线多采用三相四线制，因此，仍需采用380V/220V三相电压供电。

（3）低压配电系统的控制装置与保护装置。

①控制装置：低压配电系统的控制装置指的是各种开关、负荷开关、空气自动断路器等，在配电箱、柜内应设置干线总开关和各支路开关，以实现对配电线路停、送电控制。

②保护装置：低压配电系统的保护装置指的是实现短路保护、过负荷保护和漏电保护的各种保护电器。短路保护可用各种熔断器实现，也可以用有瞬时或短延时脱扣自动空气断路器实现保护。

过负荷保护可用具有常延时脱扣的自动空气断路器实现保护，漏电保护可用具有漏电保护器的自动空气断路器实现保护。

以上各种保护装置必须安装在电源主开关和配电线路控制开关处，满足前、后级保护选择性要求。在三相四线配电系统中，中性线不允许安装保护装置及开关。

（二）变配电室

建筑供电系统由高压电源、变配电所和输配电线路组成。变配电所的主要任务是用来变换供电电压，集中和分配电能，并实现对供电设备和线路的控制与保护。

1.变配电所的基本组成

变配电所的主要设备有电力变压器和高、低压配电装置。根据变配电所的布置要求，应设置变压器室、高压配电室、低压配电室，分别安装电力变压器、高压配电装置、低压配电装置。为了值班的需要，还应设置值班室和卫生间。

2.变配电所的类型

变配电室按整体结构分为屋内式、屋外式和组合式三种形式。按变电所所处的位置，又可分为独立式、附设式、地下室和户外杆上或台上变配电所，其中，独立变配电所设在独立建筑物内，向周围分散建筑物供电。大型公共建筑物由于电力负荷大，一般可设置地下变配电室向大型建筑物供电。

3.一般要求

（1）各室之间及各室内部应合理布置，布置应紧凑，便于设备的操作、巡视、搬运、检修和试验，并应考虑发展的可能性。

（2）尽量利用自然采光和自然通风，适当安排各室的相对位置，使配电室的位置便于进出线，低压配电室应靠近变压器室，使接线最短、顺直，控制室、值班室和辅助间的位置应有利于运行人员的工作和管理。

（3）各室的地面应比室外地面高出150～300mm。

（4）有人值班的变电所应设有单独的控制室或值班室，并设有其他辅助生活设施。

（5）对于建筑物内的变电所，由于采用了无油变配电设备，允许高压配电装置、变压器、低压配电装置布置于一室。

变电所一般布置方案如图6.17所示。高压开关柜外廓尺寸一般可取1250mm× 1250mm×3200mm（宽×深×高），柜子离后面墙距离不小于200mm；低压配电室宽度一般不小于800mm，屏后距离墙宜为1000mm（最低600mm）；变压器距离墙壁/大门的最小距离一般为600～1000mm（容量大，距离也大）。

图6.17 变电所一般布置方案

4.变压器室

（1）油浸式变压器应安装在单独的变压器室内。变压器与变压器室墙壁和门的净距不应小于l.0m。宽面推进时，低压侧宜向外；窄面推进时，油枕宜向外。

（2）变压器室内可安装与变压器有关的负荷开关，如隔离开关和熔断器。

（3）确定变压器室尺寸时，要考虑留有发展余地，一般按能安装大一级容量变压器考虑。

5.低压配电室

（1）低压开关柜一般不靠墙安装，柜后距墙约1m；柜前操作通道推荐尺寸，从盘面起单列为1.8m，双列为2.5m。

（2）低压配电室兼作值班室，柜前正面不得小于3m。

（3）低压配电室长度超过8m时，应在两端开门；配电装置长度大于6m时，柜后应设两个通向本室或其他房间的出口。

（4）供给一级负荷的配电装置，母线分段处应设防火隔板。低压配电室的布置如图6.18所示。

图6.18 低压配电室的布置