朱志祥

摘 要：現(xiàn)階段，我國有兩個(gè)電網(wǎng)，即國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)。電網(wǎng)的全面覆蓋對電力傳輸?shù)陌踩?、?jīng)濟(jì)性、美觀性提出了更高的科研要求。本文先簡述電力傳輸?shù)募夹g(shù)發(fā)展，重點(diǎn)敘述現(xiàn)階段電力傳輸和在建筑電氣方面的技術(shù)應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：照明;配電系統(tǒng);電氣的發(fā)展;電網(wǎng);電力傳輸

引 言

愛迪生發(fā)明電燈泡的故事可謂家喻戶曉，更長壽命的燈泡的發(fā)明為電氣進(jìn)入建筑打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。利用蒸汽機(jī)推動(dòng)線圈在磁場旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電流而發(fā)明了發(fā)電機(jī)。若在技術(shù)上能夠?qū)㈦娔軅鬏數(shù)角Ъ胰f戶的問題，工廠和住宅就有了動(dòng)力的來源。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，世界上第一家供電公司誕生于1879年美國的舊金山，一座實(shí)驗(yàn)電廠向周邊的用戶出售了電能。

用戶在接受到電能后，在小區(qū)內(nèi)部如何進(jìn)行配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)？當(dāng)國家的電網(wǎng)規(guī)模越來越廣泛，電力傳輸在技術(shù)更新上有哪些現(xiàn)階段和未來的發(fā)展呢？本文將一一闡述：

一、用戶端的配電系統(tǒng)

下圖是國內(nèi)某用戶低壓配電系統(tǒng)的具體型式：

此圖為某小區(qū)變電所的典型案例。即通常所說的“兩進(jìn)線一母聯(lián)”。兩條高壓線路同時(shí)供電，非消防電源的單電源設(shè)備僅僅從其中一臺(tái)變壓器側(cè)低壓出線柜引出;而電梯、消防泵等消防電源以及其他重要一、二級負(fù)荷的用電，接自兩臺(tái)變壓器的出線柜。若當(dāng)1#變壓器停電或故障，雙電源設(shè)備將在末端切換，使用另一臺(tái)變壓器的電能，請情況下雙電源的重要負(fù)荷設(shè)備仍然有電運(yùn)行，以確保安全。此時(shí)，1#變壓器的三級負(fù)荷處于停電狀態(tài)，以確保一、二級負(fù)荷的正常運(yùn)行。

中間的低壓母聯(lián)柜，正常情況下處于分閘狀態(tài)?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，同時(shí)其中一臺(tái)變壓器停電或故障時(shí)，母聯(lián)柜合閘，且同時(shí)故障變壓器出線開關(guān)自動(dòng)分閘聯(lián)鎖。

二、電力聯(lián)網(wǎng)

供電系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)或弊端——發(fā)出的電能必須與消耗的電能相等。時(shí)至今日，人們依然無法對大量電能進(jìn)行有效存儲(chǔ)，比如抽水儲(chǔ)能、蓄電池儲(chǔ)能、制冰儲(chǔ)能、燒開水儲(chǔ)能……均不能很好解決這個(gè)問題。為此建立多臺(tái)發(fā)電機(jī)組——水力、風(fēng)力、火力、太陽能、核電……聯(lián)結(jié)成電網(wǎng)，火力、風(fēng)力等發(fā)電作為補(bǔ)充電能，更加經(jīng)濟(jì)與高效。

因此，在某些時(shí)候供電公司直接購買電力比自己直接發(fā)電更加經(jīng)濟(jì)。以我國為例，三峽發(fā)電站為用戶提供了絕大部分的電能，在水資源匱乏的季節(jié)，供電公司可以購買風(fēng)力、太陽能等小發(fā)電廠的電能。

三、電力傳輸及安全保護(hù)

電力聯(lián)網(wǎng)也帶來了新的問題——系統(tǒng)短路故障的可能性增加，需要準(zhǔn)確及時(shí)的大容量的斷路器切斷局部故障電流，否則如同多米諾骨牌效應(yīng)，會(huì)波及到整個(gè)電網(wǎng)，導(dǎo)致大面積停電的事故。

通過導(dǎo)線進(jìn)行的電力傳輸?shù)娜魏我粋€(gè)故障都會(huì)導(dǎo)致電流值的變化。高壓架空線路的故障方面，我國在35萬kV以上高壓線路加裝避雷線保護(hù)，雷電高發(fā)地區(qū)即便10kV線路也加裝了避雷線。通過變壓器、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)低阻抗對地連接將部分故障電流接入大地，斷路器的動(dòng)作能夠在故障時(shí)隔離其余部分的電流。在電力傳輸方面的很多經(jīng)驗(yàn)證明，高速而技術(shù)先進(jìn)的斷路器能夠消除大部分故障電流。因此，斷路器的研發(fā)依然是今后持續(xù)研究的重點(diǎn)課題。

隨著新的熔斷器、絕緣子、接地裝置等保護(hù)設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步，滅弧技術(shù)的不斷改進(jìn)，交流電機(jī)的廉價(jià)性，利用變壓器很方便的升壓降壓，等等優(yōu)點(diǎn)逐步被大多數(shù)人承認(rèn)。

如下圖：

高壓電的傳輸方面，100年前發(fā)明了可以承受較大機(jī)械強(qiáng)度的懸垂式絕緣子。各類高壓保護(hù)開關(guān)的不斷發(fā)明和技術(shù)進(jìn)步，也使得高壓線路更加安全。

低壓系統(tǒng)方面，陸續(xù)研制出了各類斷路器和測量保護(hù)設(shè)備，使得“斷電保護(hù)”成為了建筑電氣的一門專業(yè)學(xué)科。住宅類建筑電氣的低壓配電系統(tǒng)型式大多采用三相五線制的TN-S、TN-C以及兩者的結(jié)合，在工廠設(shè)備配電保護(hù)方面采用設(shè)備金屬外殼直接就地接地的IT型式，均是對人生安全方面的保護(hù)的技術(shù)。

即便技術(shù)的不斷改進(jìn)使得用電安全性極大的提高，但包括歐美等發(fā)達(dá)國家在內(nèi)近年來也出現(xiàn)過數(shù)次大面積停電的事故，經(jīng)濟(jì)損失巨大。而觸電身亡的人身事故每年不計(jì)其數(shù)，更是觸目驚心。因此，人類在利用電能的同時(shí)依然在進(jìn)一步地研究用電的安全性技術(shù)。

結(jié)束語

早期的建筑電氣僅僅是照明。而現(xiàn)代建筑則包括照明、動(dòng)力用電、消防聯(lián)動(dòng)、智能化、數(shù)字信息等等內(nèi)容。地球面積有限，人類活動(dòng)場所的擴(kuò)大使得建筑物必然向高空發(fā)展，電梯技術(shù)的進(jìn)步使得無數(shù)的摩天大樓出現(xiàn);防盜、防火、防雷的要求使得建筑電氣系統(tǒng)的智能化及聯(lián)動(dòng)技術(shù)越來越完善;在人類使用建筑電氣的終端，包括空調(diào)、電視、冰箱在內(nèi)的家用電器、辦公生活所用的電腦、手機(jī)等等建筑電氣范疇的產(chǎn)品均改變著我們的生活?？傊?，人類的生活離不開建筑和電氣，建筑電氣技術(shù)的進(jìn)步又不斷改善著我們的生活。

參考文獻(xiàn)

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