電力系統是發(fā)電廠(chǎng)、電力網(wǎng)和用電設備組成的統一整體。電力網(wǎng)由變電所、配電所及各種電壓等級的電力線(xiàn)路組成，它是電力系統的一部分。

    圖1-1是電力系統示意圖。電能由發(fā)電廠(chǎng)發(fā)出，經(jīng)電力網(wǎng)變換、輸送、分配，然后供給用電設備消費使用。

圖1-1 電力系統示意圖

    發(fā)電廠(chǎng)是把各種形式能量轉換成電能的工廠(chǎng)。按照被轉換能源的不同，發(fā)電廠(chǎng)有不同的類(lèi)型，主要有火力發(fā)電廠(chǎng)、水力發(fā)電廠(chǎng)、核能發(fā)電廠(chǎng)。

    火力發(fā)電廠(chǎng)主要設備有鍋滬、汽輪機、發(fā)電機，它是利用燃料(主要是煤)燃燒產(chǎn)生熱能來(lái)生產(chǎn)電能。水力發(fā)電廠(chǎng)主要由水庫、水輪機、發(fā)電機等組成，它是將水流中的位能轉換成電能。核能發(fā)電廠(chǎng)是以原子能反應堆和蒸發(fā)器代替鍋爐，利用原子核的核能來(lái)產(chǎn)生電能。

    變電所是接受電能、變換電壓和分配電能的場(chǎng)所。將低電壓變換成高電壓稱(chēng)為升壓變電所，一般建在發(fā)電廠(chǎng)附近;將高電壓變換成低電壓稱(chēng)為降壓變電所，一般建在用電負荷中心。主要用來(lái)接受和分配電能。不改變電壓的場(chǎng)所稱(chēng)為配電所，多建在建筑物內部。變配電所在規劃設計中，要盡量接近負荷中心，進(jìn)出線(xiàn)方便，避免多塵和有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，避免有劇烈振動(dòng)和低洼積水地區。

    電力線(xiàn)路是輸送電能的通道。由于發(fā)電廠(chǎng)離電能用戶(hù)都較遠，所以需要各種不同電壓等級的電力線(xiàn)路，將發(fā)電廠(chǎng)生產(chǎn)的電能源源不斷的輸送到電能用戶(hù)。

    電力負荷就是消費電能的用電設備。用電設備按其用途可分為;動(dòng)力用電設備，如電動(dòng)機等;工藝用電設備，如電解、冶煉、熱處理等;電熱用電設備，如電護，空調等;照明用電設備等.它們分別將電能轉換成機械能、熱能、光能，以適應生產(chǎn)和生活對電能的需要。按我國各類(lèi)電能用戶(hù)統計資料表明，工業(yè)是電力系統的大電能用戶(hù)，約占總電量的73%。

在我國電力系統中，110kV及以上電壓多作為主干線(xiàn)電壓.35kV多用于大型工廠(chǎng).建筑群的內部供電網(wǎng)絡(luò )，6~10kV多作為一般工廠(chǎng)內部、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(chǎng)內部，建筑物內的低壓配電電壓。關(guān)于用電設備，一般是380/220V低壓電器，也有6kV或10kV的高壓電動(dòng)機。

2、民用建筑供電系統

    民用建筑的供電系統根據負荷的大小，采用不同的方案。

    對于小型民用建筑，由于負荷較小，則可采用一個(gè)降壓變電所，將6~10kV電壓經(jīng)變壓器降壓為380/220V供用戶(hù)使用。其供電系統如圖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，而設立一個(gè)低壓配電室由該變壓器供電。

    對于中型民用建筑物。由于負荷較大且分散，則可設立高壓配電所，由6~10kV電源進(jìn)線(xiàn)，然后分別引出幾路高壓出線(xiàn)，在各負荷相對集中地點(diǎn)設立降壓變電所，將電壓降為380/220V供給各用戶(hù)，如圖1-3所示。

    對于大型民用建筑，由于負荷很大，分布更廣，采用6~10kV電壓在經(jīng)濟技術(shù)上均不合理，必須采用35kV電壓，進(jìn)行兩次降壓。這時(shí)應設立總變電所，將35kV降為6~10kV電壓，然后用高壓配電線(xiàn)將電能送至各負荷中心，并設立變電所再降至380/220V如圖1-4所示。

圖1-2 小型民用建筑物的供電系統                 圖1-3 中型民用建筑物的供電系統

圖1-4 大型民用建筑物的供電系統

3、電力負荷的分類(lèi)

   根據用電設備在生產(chǎn)和社會(huì )生活中的重要性，以及供電中斷對人身和設備安全的影響。電能用戶(hù)分為三個(gè)等級。對于不同等級的電能用戶(hù)，其供電要求也不同。

    供電中斷將造成人身傷亡，或造成重大設備損壞，或破壞復雜的工藝過(guò)程使生產(chǎn)長(cháng)期不能恢復，或破壞重要交通樞紐、通訊設施、賓館、公共場(chǎng)所的正常秩序，帶來(lái)極大政治經(jīng)濟損失者，屬于“一級負荷”。一級負荷要求有兩個(gè)獨立的電源供電，當一個(gè)電源發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一個(gè)電源能繼續供電，保證供電不中斷。

    供電中斷將造成經(jīng)濟較大損失，設備局部損壞，產(chǎn)品大量減產(chǎn)，生產(chǎn)較長(cháng)時(shí)間才能恢復，以及影響交通樞紐，通訊設備等正常工作，造成城市及重要公共場(chǎng)所，如大型體育場(chǎng)，大型影劇院等秩序混亂的電能用戶(hù)屬于二級負荷。二級負荷應由兩條線(xiàn)路供電，即一條線(xiàn)路工作時(shí)，另一條線(xiàn)路處于備用，當采用兩條線(xiàn)路有困難時(shí)，則允許由一條專(zhuān)用架空線(xiàn)供電。

    不屬于一級和二級負荷的電能用戶(hù)均為三級負荷。三級負荷對供電無(wú)特殊要求，允許較長(cháng)時(shí)間停電，可用單回線(xiàn)路供電。

    在民用建筑中，重要的醫院、大型商場(chǎng)、體育館、影劇院、重要賓館、銀行和電信電視中心應列人一級負荷。一般民用建筑都屬于三級負荷。

對于一級負荷，應由兩個(gè)電源供電，當一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源應不致同時(shí)受到損壞。一級負荷中特別重要的負荷除上述兩個(gè)電源外，還必須增設應急電源。為保證對特別重要的負荷的供電，嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。

常用的應急電源可有下列幾種：

a.獨立于正常電源的發(fā)電機組。

b.供電網(wǎng)絡(luò )中有效地獨立于正常電源的專(zhuān)門(mén)饋電線(xiàn)路。

c.蓄電池。

根據允許的供電中斷時(shí)間可分別選擇下列應急電源：

a.靜態(tài)交流不間斷電源裝置（允許中斷時(shí)間為毫秒級的供電）

b.帶有自動(dòng)投入裝置的獨立于正常電源的專(zhuān)門(mén)饋電線(xiàn)路（允許中斷時(shí)間為1.5秒以上）

c.快速自啟動(dòng)的柴油發(fā)電機組（允許中斷時(shí)間為15秒以上）

4、數據中心電力系統

圖1-5 數據中心電力系統示意圖

數據中心因屬于一級負荷，其電力供電方案請參考一級負荷設置。

（1）10kV系統：包括開(kāi)閉所（10kV配電站，負責向一片區域供電）、高壓戶(hù)（即由供電局直接向其收費的用戶(hù)，由供電局裝表計量）、低壓戶(hù)（不由供電局直接向其收費的用戶(hù)）、П接室（在建筑物變配電室內，由供電局進(jìn)行管理，內設П接箱和計量。功能為便于管理以及同時(shí)向其它建筑物供電）、高壓開(kāi)關(guān)柜（對高壓電力進(jìn)行保護、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(jiǎn)單化的高壓開(kāi)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(wú)絕緣油，不易燃燒 ；主要性能取決于絕緣材料的性能，現在多采用環(huán)氧樹(shù)脂作為絕緣材料 ；允許短時(shí)間過(guò)負載。在有強迫風(fēng)冷的情況下，可過(guò)負載較長(cháng)時(shí)間；變壓器可以和低壓開(kāi)關(guān)柜直接連接）

（3）低壓配電系統：

①低壓配電柜：對380V電力進(jìn)行保護、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，聚氯乙烯護套電力電纜）和VV（聚氯乙烯絕緣，聚氯乙烯護套電力電纜）兩種電纜；

            YJV電纜的優(yōu)越性：i.載流量大；ii.燃燒時(shí)，有毒氣體排放少；iii.性能價(jià)格比高

③插接式母線(xiàn) ：即緊密絕緣型母線(xiàn)槽，載流量>400A時(shí)使用；

④預分支電纜：適用于現代高層建筑和現代化廠(chǎng)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，施工時(shí)間短，施工工藝簡(jiǎn)單等

⑤電氣豎井：建筑物內電力系統集中敷設的區域。

圖1-6 電氣豎井經(jīng)典布置圖

⑥框架式空氣開(kāi)關(guān)：又稱(chēng)為萬(wàn)能式斷路器，所有器件集中在一個(gè)金屬框架內，內裝多種附件和智能脫扣器，以實(shí)現多種功能，額定電流>630A；

⑦塑殼式空氣開(kāi)關(guān)（MCCB）：所有器件集中在一個(gè)塑料殼架內，額定電流>63A；有智能型（即脫扣器電流連續可調）和普通型（即脫扣器電流分級可調）；

⑧微型斷路器（MCB）：額定電流〈100A；結構緊湊，體積��；適于安裝；

⑨接地系統：包括TN-C系統，TN-S系統，TN-C-S系統，TT系統，IT系統；在現代民用建筑中，通常采用TN-S系統，TN-C-S系統；機房接地方式的分類(lèi)：交流工作地，安全保護地，防雷接地和直流工作地；

⑩應急照明：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)電機組：一種應急電源設備；供電對象是一級負荷或重要負荷；

確定柴油發(fā)電機組容量的基本原則：按穩定負荷計算發(fā)電機容量；按大電動(dòng)機起動(dòng)電流進(jìn)行校驗。

圖1-7 數據中心電力系統示意圖