【文章內(nèi)容簡介】 在民用建筑中，重要的交通樞紐、重要的通訊樞紐、以及經(jīng)常用于重要活動的大量人員集中的公共場所等，由于電源突然中斷造成正常秩序嚴(yán)重混亂的用電負(fù)荷為一級負(fù)荷。3 在一個區(qū)域內(nèi)，當(dāng)用電負(fù)荷中一級負(fù)荷占大多數(shù)時，本區(qū)域的負(fù)荷作為一個整體可以認(rèn)為是一級負(fù)荷；在一個區(qū)域內(nèi)，當(dāng)用電負(fù)荷中一級負(fù)荷所占的數(shù)量和容量都較少時，而二級負(fù)荷所占得數(shù)量和容量較大時，本區(qū)域的負(fù)荷作為一個整體可以認(rèn)為是二級負(fù)荷。在確定一個區(qū)域的負(fù)荷特性時，應(yīng)分別統(tǒng)計(jì)特別重要負(fù)荷、一、二、三級負(fù)荷的數(shù)量和容量，并研究在電源出現(xiàn)故障時需向該區(qū)域保證供電的程度。在工程設(shè)計(jì)中，特別是對大型的工礦企業(yè)，有時對某個區(qū)域的負(fù)荷定性比確定單個的負(fù)荷特性更具有可操作性。按照用電負(fù)荷在生產(chǎn)使用過程中的特性，對一個區(qū)域的用電負(fù)荷在整體上進(jìn)行確定，其目的是確定整個區(qū)域的供電方案以及作為向外申請用電的依據(jù)。如在一個生產(chǎn)裝置中只有少量的用電設(shè)備生產(chǎn)連續(xù)性要求高，不允許中斷供電，其負(fù)荷為一級負(fù)荷，而其它的用電設(shè)備可以斷電，其性質(zhì)為三級負(fù)荷，則整個生產(chǎn)裝置的用電負(fù)荷可以確定為三級負(fù)荷；如果生產(chǎn)裝置區(qū)的大部分用電設(shè)備生產(chǎn)的連續(xù)性都要求很高，停產(chǎn)將會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，則可以確定本裝置的負(fù)荷特性為一級負(fù)荷。如果區(qū)域負(fù)荷的特性為一級負(fù)荷，則應(yīng)該按照一級負(fù)荷的供電要求對整個區(qū)域供電；如果區(qū)域負(fù)荷特性是二級負(fù)荷，則對整個區(qū)域按照二級負(fù)荷的供電要求進(jìn)行供電，對其中少量的特別重要負(fù)荷按照規(guī)定供電。 條文采用的“雙重電源”一詞引用了 IEC50（601）中的術(shù)語第6010219條“duplicate supply”。因地區(qū)大電力網(wǎng)在主網(wǎng)電壓上部是并網(wǎng)的，用電部門無論從電網(wǎng)取幾回電源進(jìn)線，也無法得到嚴(yán)格意義上的兩個獨(dú)立電源。所以這里指的雙重電源可以是分別來自不同電網(wǎng)的電源，或來自同一電網(wǎng)但在運(yùn)行時電路互相之間聯(lián)系很弱，或者來自同一個電網(wǎng)但其間的電氣距離較遠(yuǎn)，一個電源系統(tǒng)任意一處出現(xiàn)異常運(yùn)行時或發(fā)生短路故障時，另一個電源仍能不中斷供電，這樣的電源都可視為雙重電源。一級負(fù)荷的供電應(yīng)由雙重電源供電，而且不能同時損壞，只有滿足這兩個基本條件，才可能維持其中一個電源繼續(xù)供電，這是必須滿足的條件。雙重電源可一用一備，亦可同時工作，各供一部分負(fù)荷。 一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷的供電除由雙重電源供電外，尚需增加應(yīng)急電源。由于在實(shí)際中很難得到兩個真正獨(dú)立的電源，電網(wǎng)的各種故障都可能引起全部電源進(jìn)線同時失去電源，造成停電事故。對特別重要負(fù)荷要由與電網(wǎng)不并列的、獨(dú)立的應(yīng)急電源供電。工程設(shè)計(jì)中，對于其它專業(yè)提出的特別重要負(fù)荷，應(yīng)仔細(xì)研究，凡能采取非電氣保安措施者，應(yīng)盡可能減少特別重要負(fù)荷的負(fù)荷量。 多年來實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，電氣故障是無法限制在某個范圍內(nèi)部的，電力部門從未保證過供電不中斷，即使供電中斷也不罰款。因此，應(yīng)急電源應(yīng)是與電網(wǎng)在電氣上獨(dú)立的各式電源，例如：蓄電池、柴油發(fā)電機(jī)等。供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨(dú)立與正常電源的專用的饋電線路即是指保證兩個供電線路不大可同時中斷供電的線路。正常與電網(wǎng)并聯(lián)運(yùn)行的自備電站一般不宜作為應(yīng)急電源使用。 應(yīng)急電源類型的選擇，應(yīng)根據(jù)特別重要負(fù)荷的容量、允許中斷供電的時間，以及要求的電源為交流或直流等條件來進(jìn)行。由于蓄電池裝置供電穩(wěn)定、可靠、無切換時間、投資較少，故凡允許停電時間為毫秒級，且容量不大的特別重要負(fù)荷，可采用直流電源者，應(yīng)由蓄電池裝置作為應(yīng)急電源。若特別重要負(fù)荷要求交流電源供電，允許停電時間為毫秒級，且容量不大，可采用靜止型不間斷供電裝置。若有需要驅(qū)動的電動機(jī)負(fù)荷，若負(fù)荷不大，可以采用靜止型應(yīng)急電源，負(fù)荷較大，允許停電時間為15s 以上的可采用快速啟動的發(fā)電機(jī)組，這是考慮快速啟動的發(fā)電機(jī)組一般啟動時間在10s 以內(nèi)。大型企業(yè)中，往往同時使用幾種應(yīng)急電源，為了使各種應(yīng)急電源設(shè)備密切配合，充分發(fā)揮作用，(以蓄電池、不間斷供電裝置、柴油發(fā)電機(jī)同時使用為例)。 對于二級負(fù)荷，由于其停電造成的損失較大，且其包括的范圍也比一級負(fù)荷廣，其供電方式的確定，如能根據(jù)供電費(fèi)用及供配電系統(tǒng)停電幾率所帶來的停電損失等綜合比較來確定是合理的。目前條文中對二級負(fù)荷的供電要求是根據(jù)本規(guī)范的負(fù)荷分級原則和當(dāng)前供電情況確定的。對二級負(fù)荷的供電方式，因其停電影響還是比較大的，故應(yīng)由兩回線路供電。兩回線路與雙重電源略有不同，二者都要求線路有兩個獨(dú)立部分，而后者還強(qiáng)調(diào)電源的相對獨(dú)立。只有當(dāng)負(fù)荷較小，或地區(qū)供電條件困難時，才允許由一回 6kV 及以上的專用架空線供電。這點(diǎn)主要考慮電纜發(fā)生故障后有時檢查故障點(diǎn)和修復(fù)需時較長，而一般架空線路修復(fù)方便（此點(diǎn)和電纜的故障率無關(guān)）。當(dāng)線路自配電所引出采用電纜線路時，應(yīng)采用兩回線路。 備用電源與應(yīng)急電源是兩個完全不同用途的電源。備用電源是當(dāng)正常電源斷電時，由于非安全原因用來維持電氣裝置或其某些部分所需的電源；而應(yīng)急電源，又稱安全設(shè)施電源，是用作應(yīng)急供電系統(tǒng)組成部分的電源。本條文從安全角度考慮，其目的是為了防止其它負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)， 條1 款相一致。4 電源及供電系統(tǒng) 電力系統(tǒng)所屬大型電廠其單位功率的投資少，發(fā)電成本低，而用戶一般的自備中小型電廠則相反。分布式電源與一般意義上的中小型電廠有本質(zhì)的區(qū)別，除了電之外，還同時供熱供冷，是多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對能源的梯級利用，能夠提高能源的綜合利用效率，環(huán)境負(fù)面影響小，經(jīng)濟(jì)效益好。故在原規(guī)范條文第1 款至第4 款的基礎(chǔ)上增加了第5 款條文，在條文各款規(guī)定的情況下，用戶宜設(shè)置自備電源。第 1 款對一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷的供電， 條第1 款“尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源”的要求因而需要設(shè)置自備電源。為了保證一級負(fù)荷的供電條件也有需要設(shè)置自備電源的。第 4 款設(shè)置自備電源需要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才定。第 3 款設(shè)置自備電源的型式是一項(xiàng)挖掘工廠企業(yè)潛力，解決電力供需矛盾的技術(shù)措施。但各企業(yè)是否建自備電站，需經(jīng)過全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。利用常年穩(wěn)定的余熱、壓差、廢棄物進(jìn)行發(fā)電，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)越，并能充分利用能源，還可減少溫室氣體和其他污染物的排放。廢棄物是指可以綜合利用的廢棄資源，如煤矸石、煤泥、煤層氣、焦化煤氣等。第 5 款設(shè)置自備電源的型式是未來大型電網(wǎng)的有力補(bǔ)充和有效支撐。分布式電源的一次能源包括風(fēng)能、太陽能、水力、海洋能、地?zé)岷蜕镔|(zhì)能等可再生能源，也包括天然氣等不可再生的清潔能源；二次能源為分布在用戶端的熱電冷聯(lián)產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)以直接滿足用戶多種需求的能源梯級利用。當(dāng)今技術(shù)比較成熟、世界上應(yīng)用較廣的最主要方式是燃?xì)鉄犭娎渎?lián)產(chǎn)，它利用十分先進(jìn)的燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)燃燒潔凈的天然氣發(fā)電，對做功后的余熱進(jìn)一步回收，用來制冷、供暖和供生活熱水。從而實(shí)現(xiàn)對能源的梯級利用，提高能源的綜合利用效率。這種系統(tǒng)尤其適用于賓館、飯店、高檔寫字樓、高級公寓、學(xué)校、機(jī)關(guān)、醫(yī)院以及電力品質(zhì)及安全系數(shù)要求較高和電力供應(yīng)不足的用戶。分布式電源所發(fā)電力應(yīng)以就近消化為主，原則上不允許向電網(wǎng)反送功率，但利用可再生能源發(fā)電的分布式電源除外。用戶大部分用電可以自己解決，不足部分由大電網(wǎng)補(bǔ)充，可以顯著降低對大電網(wǎng)的依賴性，提高供電可靠性。分布式電源一般產(chǎn)生電、熱、冷或熱電聯(lián)產(chǎn)，熱力和電力不外銷，與外購電和外購熱相比具有經(jīng)濟(jì)性。 應(yīng)急電源與正常電源之間應(yīng)采取可靠措施防止并列運(yùn)行，目的在于保證應(yīng)急電源的專用性，防止正常電源系統(tǒng)故障時應(yīng)急電源向正常電源系統(tǒng)負(fù)荷送電而失去作用，例如應(yīng)急電源原動機(jī)的啟動命令必須由正常電源主開關(guān)的輔助接點(diǎn)發(fā)出，而不是由繼電器的接點(diǎn)發(fā)出，因?yàn)槔^電器有可能誤動而造成與正常電源誤并網(wǎng)。有個別用戶在應(yīng)急電源向正常電源轉(zhuǎn)換時，為了減少電源轉(zhuǎn)換對應(yīng)急設(shè)備的影響，將應(yīng)急電源與正常電源短暫并列運(yùn)行，并列完成后立即將應(yīng)急電源斷開。當(dāng)需要并列操作時，應(yīng)符合下列條件：應(yīng)取得供電部門的同意；應(yīng)急電源需設(shè)置頻率、相位和電壓的自動同步系統(tǒng)；正常電源應(yīng)設(shè)置逆功率保護(hù)；并列及不并列運(yùn)行時故障情況的短路保護(hù)、電擊保護(hù)都應(yīng)得到保證。具有應(yīng)急電源蓄電池組的靜止不間斷電源裝置，其正常電源是經(jīng)整流環(huán)節(jié)變?yōu)橹绷鞑排c蓄電池組并列運(yùn)行的，在對蓄電池組進(jìn)行浮充儲能的同時經(jīng)逆變環(huán)節(jié)提供交流電源，當(dāng)正常電源系統(tǒng)故障時，利用蓄電池組直流儲能放電而自動經(jīng)逆變環(huán)節(jié)不間斷地提供交流電源，但由于整流環(huán)節(jié)的存在因而蓄電池組不會向正常電源進(jìn)線側(cè)反饋，也就保證了應(yīng)急電源的專用性。IEC60364－5－551： 條發(fā)電設(shè)備可能與公用電網(wǎng)并列運(yùn)行時，對電氣裝置的附加要求，也有相關(guān)的規(guī)定。 多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，變壓器和線路都是可靠的供電元件，用戶在一電源檢修或事故的同時另一電源又發(fā)生事故的情況是極少的，而且這種事故往往都是由于誤操作造成，在加強(qiáng)維護(hù)管理，健全必要的規(guī)章制度后是可以避免的，如果不著眼于維護(hù)水平的提高，只在供配電系統(tǒng)上層層保險，過多地建設(shè)電源線路和變電所，不但造成大量浪費(fèi)而且事故也終難避免。 兩回電源線路采用同級電壓可以互相備用，提高設(shè)備利用率，如能滿足一級和二級負(fù)荷用電要求時，亦可采用不同電壓供電。 一級和二級負(fù)荷在突然停電后將造成不同程度的嚴(yán)重?fù)p失，因此在做供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，當(dāng)確定線路通過容量時，應(yīng)考慮事故情況下一回路中斷供電時， 條、 條規(guī)定的一級負(fù)荷和二級負(fù)荷用電的要求。 如果供配電系統(tǒng)結(jié)線復(fù)雜，配電層次過多，不僅管理不便，操作頻繁，而且由于串聯(lián)元件過多，因元件故障和操作錯誤而產(chǎn)生事故的可能性也隨之增加。所以復(fù)雜的供配電系統(tǒng)導(dǎo)致可靠性下降，不受運(yùn)行和維修人員的歡迎；配電級數(shù)過多，繼電保護(hù)整定時限的級數(shù)也隨之增多，而電力系統(tǒng)容許繼電保護(hù)的時限級數(shù)對10kV 來說正常也只限于兩級；如配電級數(shù)出現(xiàn)三級，則中間一級勢必要與下一級或上一級之間無選擇性。高壓配電系統(tǒng)同一電壓的配電級數(shù)為兩級，例如由低壓側(cè)為10kV 的總變電所或地區(qū)變電所配電至10kV 配電所，再從該配電所以10kV 配電給配電變壓器，則認(rèn)為10kV 配電級數(shù)為兩級。低壓配電系統(tǒng)的配電級數(shù)為三級，例如從低壓側(cè)為380V 的變電所低壓配電屏至樓門配電箱，再從樓門配電箱至層配電箱，最后從層配電箱至戶配電箱，則認(rèn)為380V 配電級數(shù)為三級。 配電系統(tǒng)采用放射式則供電可靠性高，便于管理，但線路和高壓開關(guān)柜數(shù)量多，而如對輔助生產(chǎn)區(qū)，多屬三級負(fù)荷，供電可靠性要求較低，可用樹干式，線路數(shù)量少，投資也少。負(fù)荷較大的高層建筑，多屬二級和一級負(fù)荷，可用分區(qū)樹干式或環(huán)式，減少配電電纜線路和高壓開關(guān)柜數(shù)量，從而相應(yīng)少占電纜豎井和高壓配電室的面積。住宅區(qū)多屬三級負(fù)荷，也有高層二級和一級負(fù)荷，因此以環(huán)式或樹干式為主，但根據(jù)線路路徑等情況也可用放射式。 將總變電所、配電所、變電所建在靠近負(fù)荷中心位置，可以節(jié)省線材、降低電能損耗，提高電壓質(zhì)量，這是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一條重要原則。至于對負(fù)荷較大的大型建筑和高層建筑分散設(shè)置變電所，這也是將變電所建在靠近各自低壓負(fù)荷中心位置的一種形式。郊區(qū)小化肥廠等用電單位，如用電負(fù)荷均為低壓又較集中，當(dāng)供電電壓為35kV 時可用35kV 直降至低壓配電電壓，這樣既簡化供配電系統(tǒng)，又節(jié)省投資和電能，提高電壓質(zhì)量。又如鐵路、軌道交通的供電特點(diǎn)是用電點(diǎn)的負(fù)荷均為低壓，小而集中，但用電點(diǎn)多而又遠(yuǎn)離，當(dāng)高壓配電電壓為35kV 時，各變電所亦可采用35kV 直降至低壓配電系統(tǒng)。 一般動力和照明負(fù)荷是由同一臺變壓器供電，在節(jié)假日或周期性、季節(jié)性輕負(fù)荷時，將變壓器退出運(yùn)行并把所帶負(fù)荷切換到其它變壓器上，可以減少變壓器的空載損耗。當(dāng)變壓器定期檢修或故障時，可利用低壓聯(lián)絡(luò)線來保證該變電所的檢修照明及其所供的一部分負(fù)荷繼續(xù)供電，從而提高了供電可靠性。 小負(fù)荷當(dāng)在低壓供電合理的情況下，其用電應(yīng)由供電部門統(tǒng)一規(guī)劃，盡量由公共的220/380V 低壓網(wǎng)絡(luò)供電，使地區(qū)配電變壓器和線路得到充分利用。各地供電部門對低壓供電的容量有不同的要求。根據(jù)《供電營業(yè)規(guī)則》第二章第八條規(guī)定：“用戶單相用電設(shè)備總?cè)萘坎蛔?0kW 的可采用低壓220V 供電。”第二章第九條規(guī)定：“用戶用電設(shè)備容量在100kW 以下或需用變壓器容量在50kVA及以下者，可采用低壓三相四線制供電，特殊情況亦可采用高壓供電。用電負(fù)荷密度較高的地區(qū)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，采用低壓供電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性明顯優(yōu)于高壓供電時，低壓供電的容量界限可適當(dāng)提高。”上海市電力公司供電營業(yè)細(xì)則第二章第九條第（2）規(guī)定：“非居民用戶：用戶單相用電設(shè)備總?cè)萘?0kW 及以下的，可采用低壓單相220V 供電。用戶用電設(shè)備容量在350kW 以下或最大需量在150kW 以下的，采用低壓三相四線380V供電?！?05 電壓選擇和電能質(zhì)量 用戶需要的功率大，供電電壓應(yīng)相應(yīng)提高，這是一般規(guī)律。選擇供電電壓和輸送距離有關(guān)，也和供電線路的回路數(shù)有關(guān)。輸送距離長，為降低線路電壓損失，宜提高供電電壓等級。供電線路的回路多，則每回路的送電容量相應(yīng)減少，可以降低供電電壓等級。用電設(shè)備特性，例如波動負(fù)荷大，宜由容量大的電網(wǎng)供電，也就是要提高供電電壓的等級。還要看用戶所在地點(diǎn)的電網(wǎng)提供什么電壓方便和經(jīng)濟(jì)。所以，供電電壓的選擇，不易找出嚴(yán)格的規(guī)律，只能定原則。 目前我國公用電力系統(tǒng)除農(nóng)村和一些偏遠(yuǎn)地區(qū)還有采用 3kV 和6kV 外，已基本采用10kV，特別是城市公用配電系統(tǒng)，更是全部采用10kV。因此，采用10kV 有利于互相支援，有利于將來的發(fā)展。故當(dāng)供電電壓為35kV 及以上時，企業(yè)內(nèi)部的配電電壓宜采用10kV；且采用10kV 配電電壓可以節(jié)約有色金屬，減少電能損耗和電壓損失等，顯然是合理的。當(dāng)企業(yè)有 6kV 用電設(shè)備時，如采用10kV 配電，則其6kV 用電設(shè)備一般經(jīng)10/6kV 中間變壓器供電。例如在大、中型化工廠，6kV 高壓電動機(jī)負(fù)荷較大，則10kV 方案中所需的中間變壓器容量及損耗就較大，開關(guān)設(shè)備和投資也