电力系统是发电厂、电力网和用电设备组成的统一整体。电力网由变电所、配电所及各种电压等级的电力线路组成，它是电力系统的一部分。

    图1-1是电力系统示意图。电能由发电厂发出，经电力网变换、输送、分配，然后供给用电设备消费使用。

图1-1 电力系统示意图

    发电厂是把各种形式能量转换成电能的工厂。按照被转换能源的不同，发电厂有不同的类型，主要有火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂。

    火力发电厂主要设备有锅沪、汽轮机、发电机，它是利用燃料(主要是煤)燃烧产生热能来生产电能。水力发电厂主要由水库、水轮机、发电机等组成，它是将水流中的位能转换成电能。核能发电厂是以原子能反应堆和蒸发器代替锅炉，利用原子核的核能来产生电能。

    变电所是接受电能、变换电压和分配电能的场所。将低电压变换成高电压称为升压变电所，一般建在发电厂附近;将高电压变换成低电压称为降压变电所，一般建在用电负荷中心。主要用来接受和分配电能。不改变电压的场所称为配电所，多建在建筑物内部。变配电所在规划设计中，要尽量接近负荷中心，进出线方便，避免多尘和有腐蚀性气体的场所，避免有剧烈振动和低洼积水地区。

    电力线路是输送电能的通道。由于发电厂离电能用户都较远，所以需要各种不同电压等级的电力线路，将发电厂生产的电能源源不断的输送到电能用户。

    电力负荷就是消费电能的用电设备。用电设备按其用途可分为;动力用电设备，如电动机等;工艺用电设备，如电解、冶炼、热处理等;电热用电设备，如电护，空调等;照明用电设备等.它们分别将电能转换成机械能、热能、光能，以适应生产和生活对电能的需要。按我国各类电能用户统计资料表明，工业是电力系统的大电能用户，约占总电量的73%。

在我国电力系统中，110kV及以上电压多作为主干线电压.35kV多用于大型工厂.建筑群的内部供电网络，6~10kV多作为一般工厂内部、建筑物、建筑工地的高压配电电压，380/22oV电压等级多作为工厂内部，建筑物内的低压配电电压。关于用电设备，一般是380/220V低压电器，也有6kV或10kV的高压电动机。

2、民用建筑供电系统

    民用建筑的供电系统根据负荷的大小，采用不同的方案。

    对于小型民用建筑，由于负荷较小，则可采用一个降压变电所，将6~10kV电压经变压器降压为380/220V供用户使用。其供电系统如图1-2所示。若小型民用建筑用电量较小，附近已有低压电源，且变压器容量足够，则可不再安装变压器，而设立一个低压配电室由该变压器供电。

    对于中型民用建筑物。由于负荷较大且分散，则可设立高压配电所，由6~10kV电源进线，然后分别引出几路高压出线，在各负荷相对集中地点设立降压变电所，将电压降为380/220V供给各用户，如图1-3所示。

    对于大型民用建筑，由于负荷很大，分布更广，采用6~10kV电压在经济技术上均不合理，必须采用35kV电压，进行两次降压。这时应设立总变电所，将35kV降为6~10kV电压，然后用高压配电线将电能送至各负荷中心，并设立变电所再降至380/220V如图1-4所示。

图1-2 小型民用建筑物的供电系统                 图1-3 中型民用建筑物的供电系统

图1-4 大型民用建筑物的供电系统

3、电力负荷的分类

   根据用电设备在生产和社会生活中的重要性，以及供电中断对人身和设备安全的影响。电能用户分为三个等级。对于不同等级的电能用户，其供电要求也不同。

    供电中断将造成人身伤亡，或造成重大设备损坏，或破坏复杂的工艺过程使生产长期不能恢复，或破坏重要交通枢纽、通讯设施、宾馆、公共场所的正常秩序，带来极大政治经济损失者，属于“一级负荷”。一级负荷要求有两个独立的电源供电，当一个电源发生故障或检修时，另一个电源能继续供电，保证供电不中断。

    供电中断将造成经济较大损失，设备局部损坏，产品大量减产，生产较长时间才能恢复，以及影响交通枢纽，通讯设备等正常工作，造成城市及重要公共场所，如大型体育场，大型影剧院等秩序混乱的电能用户属于二级负荷。二级负荷应由两条线路供电，即一条线路工作时，另一条线路处于备用，当采用两条线路有困难时，则允许由一条专用架空线供电。

    不属于一级和二级负荷的电能用户均为三级负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。

    在民用建筑中，重要的医院、大型商场、体育馆、影剧院、重要宾馆、银行和电信电视中心应列人一级负荷。一般民用建筑都属于三级负荷。

对于一级负荷，应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷除上述两个电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要的负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。

常用的应急电源可有下列几种：

a.独立于正常电源的发电机组。

b.供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路。

c.蓄电池。

根据允许的供电中断时间可分别选择下列应急电源：

a.静态交流不间断电源装置（允许中断时间为毫秒级的供电）

b.带有自动投入装置的独立于正常电源的专门馈电线路（允许中断时间为1.5秒以上）

c.快速自启动的柴油发电机组（允许中断时间为15秒以上）

4、数据中心电力系统

图1-5 数据中心电力系统示意图

数据中心因属于一级负荷，其电力供电方案请参考一级负荷设置。

（1）10kV系统：包括开闭所（10kV配电站，负责向一片区域供电）、高压户（即由供电局直接向其收费的用户，由供电局装表计量）、低压户（不由供电局直接向其收费的用户）、П接室（在建筑物变配电室内，由供电局进行管理，内设П接箱和计量。功能为便于管理以及同时向其它建筑物供电）、高压开关柜（对高压电力进行保护、分配、计量和联络）、环网柜（采用绝缘介质为六氟化硫的断路器，简单化的高压开关柜）

（2）变压器：可分：油浸变压器（绝缘介质为油，民用建筑基本淘汰）、干式变压器（无绝缘油，不易燃烧 ；主要性能取决于绝缘材料的性能，现在多采用环氧树脂作为绝缘材料 ；允许短时间过负载。在有强迫风冷的情况下，可过负载较长时间；变压器可以和低压开关柜直接连接）

（3）低压配电系统：

①低压配电柜：对380V电力进行保护、分配、联络和计量，有抽屉式，固定式多种；

②电力电缆：常用的有YJV（交联聚乙烯绝缘，聚氯乙烯护套电力电缆）和VV（聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套电力电缆）两种电缆；

            YJV电缆的优越性：i.载流量大；ii.燃烧时，有毒气体排放少；iii.性能价格比高

③插接式母线 ：即紧密绝缘型母线槽，载流量>400A时使用；

④预分支电缆：适用于现代高层建筑和现代化厂房的一种新型垂直主电缆；载流量〈1000A；具有的优越性：经济，施工时间短，施工工艺简单等

⑤电气竖井：建筑物内电力系统集中敷设的区域。

图1-6 电气竖井经典布置图

⑥框架式空气开关：又称为万能式断路器，所有器件集中在一个金属框架内，内装多种附件和智能脱扣器，以实现多种功能，额定电流>630A；

⑦塑壳式空气开关（MCCB）：所有器件集中在一个塑料壳架内，额定电流>63A；有智能型（即脱扣器电流连续可调）和普通型（即脱扣器电流分级可调）；

⑧微型断路器（MCB）：额定电流〈100A；结构紧凑，体积小；适于安装；

⑨接地系统：包括TN-C系统，TN-S系统，TN-C-S系统，TT系统，IT系统；在现代民用建筑中，通常采用TN-S系统，TN-C-S系统；机房接地方式的分类：交流工作地，安全保护地，防雷接地和直流工作地；

⑩应急照明：疏散照明：0.5Lx；安全照明：10Lx；备用照明：正常照度的10%~100%

11柴油发电机组：一种应急电源设备；供电对象是一级负荷或重要负荷；

确定柴油发电机组容量的基本原则：按稳定负荷计算发电机容量；按大电动机起动电流进行校验。

图1-7 数据中心电力系统示意图