建筑额定电压及供电电压的选择

【摘 要】电能在社会生产的各个领域和社会生活的各个方面都得到了非常广泛的应用，电能的输送和分配简单、经济，易于控制、调节和测量。建筑供配电研究的是建筑所需电能的供应和分配问题，是建筑电气的重要内容。本文着重介绍供配电系统的组成、掌握建筑额定电压及供配电设备的选择等主要内容。

【关键词】建筑；额定；电压；供电；电压；选择

电能在社会生产的各个领域和社会生活的各个方面都得到了非常广泛的应用，电能的输送和分配简单、经济，易于控制、调节和测量。建筑供配电研究的是建筑所需电能的供应和分配问题，是建筑电气的重要内容。

1、供配电系统的组成

1.1电力系统的组成

由发电厂的发电机、升压及降压变电设备、电力网及电能用户（用电设备）组成的发电、输电、变配电和用电的系统称为电力系统。

1.1.1发电厂。发电厂是生产电能的场所，其作用是将自然界中的一次能源转换为用户可以直接使用的二次能源――电能。根据利用能源的不同可分为火力发电厂、水力发电厂、核电厂，此外还有潮汐发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂、风力发电厂等。

1.1.2电力网。电力系统中的各级电压线路及其联系的变配电所称为电力网。电力网是电力系统的重要组成部分，其作用是将电能从发电厂输送并分配给各个电能用户。

变电所是接受电能、变换电压和分配电能的场所，由电力变压器和配电装置组成，可分为升压变电所和降压变电所两大类。没有电力变压器的称为配电所，它不具有电压变换能力。

电力线路是输送电能的通道，各种不同电压等级的电力线路将发电厂、变电所与电能用户联系起来，使电能输送到用户。按其用途及电压等级，电力线路可分为输电线路和配电线路。电压在35kV及以上的电力线路称为输电线路，电压在10kV以下的电力线路称为配电线路。

1.1.3电力用户。电力用户也称电力负荷。在电力系统中，一切消费电能的用电设备均称为电力用户，电能通过用电设备转换为满足用户需求的其他形式的能量。例如：电动机将电能转换为机械能，电热设备将电能转换为热能，照明设备将电能转换为光能等。按其用途，用电设备可分为动力用电设备、工艺用电设备、电热用电设备、照明用电设备等。

1.2配电系统的组成

发电系统发出的电能经由输电系统的输送，最后由配电系统分配给各个用户。通常将电力系统中从降压配电变电站出口到用户端的这一段系统称为配电系统。它是由多种配电设备组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的电力网络系统，作为电力系统的最后一个环节直接面向终端用户，直接关系着广大用户的用电可靠性和用电质量，因而在电力系统中具有重要的地位。

1.2.1供电电源。配电系统的电源可以取自电力系统的电力网或企业、用户的自备发电机。

1.2.2配电网。配电网由企业或用户的总降压变电所、高压输电线路、车间降压变电所、低压配电线路组成，其作用是接受电能、变换电压、分配电能。

2、额定电压及供电电压的选择

2.1额定电压

所谓额定电压，就是受电器、发电机和变压器正常运行并具有最经济效果时的电压，也就是正常情况下所规定的电压。由于电气设备生产的标准化，电气设备的额定电压必须统一，发电机、变压器、受电设备和输配电线路的额定电压必须分成若干等级。目前，根据我国国民经济发展的需要，从技术经济的合理性及电机电器制造工业的工艺水平等因素考虑，国家颁布制定了我国电力网的电压等级（单位：kV）：0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550共10级。

第一类额定电压。第一类额定电压是100V以下的电压，主要用于安全照明、蓄电池及开关设备的直流操作电源。第二类额定电压。第二类额定电压是大于100V、小于1kV的电压，主要用于电力及照明设备。第三类额定电压。第三类额定电压是1kV以上的电压，主要用于发电机、送电线路、变压器及受电器.

2.2电力网的额定电压

电力网由于有电压损失，其线路始端比末端电压要高，所以把始端与末端电压的算术平均值规定为各级电力网的额定电压。

2.3用电设备的额定电压

用电设备的额定电压是按电力网的额定电压制定的，规定与同级电力网的额定电压相同。

2.4发电机的额定电压

发电机的额定电压规定比同级电力网额定电压高5%，用以补偿电能在电力网传输时产生的电压损失。

2.5电力变压器的额定电压

变压器具有发电机和用电设备的双重地位，它的一次绕组是接受电能的，相当于用电设备，而二次绕组是输出电能的，相当于一个发电机，因此变压器一次绕组的额定电压应等于用电设备的额定电压。

电力变压器的一次绕组的额定电压。根据连接情况不同分为两种：当变压器直接与发电机相连时，其一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同，即高出同级电力网额定电压5%。当变压器不与发电机相连，而直接与电力网相连时，其一次绕组的额定电压与电力网的额定电压相同，即等于同级电力网额定电压。

电力变压器二次绕组的额定电压。该电压是指一次绕组在额定电压作用下，二次绕组的空载电压，也分两种情况讨论：变压器满载时，变压器的二次绕组的额定电压一方面要补偿变压器二次绕组自身的阻抗电压降，另一方面为弥补线路中的电压损失，变压器的二次绕组的额定电压要满足线路始端应高于线路的额定电压5%，因此变压器二次绕组的额定电压规定比同级电力网额定电压高10%。当变压器靠近用户，供电半径较小时，由于线路较短，线路的电压损失可以忽略不计，这时变压器的二次绕组的额定电压应高于电力网额定电压5%，用以补偿变压器自身的电压损失。

综上所述，在同一电压等级中，电力系统中各个环节，如发电机、变压器、电力线路、用电设备等的额定电压数值并不都相同。

2.6供电电压的选择

用电单位供电电压的选择原则上应根据用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、当地公共电网现状及其发展规划等因素，经技术经济比较确定。通常情况下，对容量分界而言，单相用电设备容量10kW是低压单相和低压三相供电用电单位的容量分界，而用电设备容量100kW或需用变压器容量50kVA是低压三相供电与高压供电用电单位的容量分界；对供电方式而言，用电设备容量在250kW或需要变压器容量在160kVA以上者，应以高压方式供电，用电设备容量在250kW或需要变压器容量在160kVA以下者，应以低压方式供电，特殊情况下也可以高压方式供电。

线路在输送的功率和距离一定的情况下，电压愈高则电流愈小，导线截面和线路中的功率损耗也愈小。同时，电压愈高线路的绝缘要求愈高，变压器和开关设备的价格愈高。因此选择电压等级要权衡经济效益。

参考文献

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[2]魏金成.建筑电气.2版.重庆：重庆大学出版社，2008

[3]段春丽，黄仕元.建筑电气.北京：机械工业出版社，2006