第 1 章 供配电系统 §1.1 概述 §1.2 建筑的供配电系统 1.2.1...

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1 1 第第第第第第第第§1.1 §1.1 第第 第第 §1.2 §1.2 第第第第第第第第第第第第第第1.2.1 1.2.1 第第第第第第第第第第第第第第第 第第第第第第第第第第第第第第第 1.2.2 1.2.2 第第第第 第第第第 1.2.3 1.2.3 第第第 第第第第 第第第 第第第第 1.2.4 1.2.4 第第第第第第第第第 第第第第第第第第第 1.2.5 1.2.5 第第第第第 第第第第第 1.2.6 1.2.6 第第第第第第 第第第 第第第第第第 第第第

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第 1 章 供配电系统 §1.1 概述 §1.2 建筑的供配电系统 1.2.1 电力负荷分级及其供电可靠性要求 1.2.2 供电电源 1.2.3 供电系统主要形式 1.2.4 民用建筑供配电线路 1.2.5 供配电设备 1.2.6 建筑供配电系统图实例. §1.3 建筑电气照明系统 1.3.1 基本组成 1.3.2 建筑照明系统的分类 §1.4 建筑动力系统 1.4.1 动力设备的配电 1.4.2 动力设备的控制 §1.5 变配电所布置图实例 §1.6 建筑装饰与建筑电气的关系. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 第 1 章 供配电系统 §1.1 概述 §1.2 建筑的供配电系统 1.2.1 电力负荷分级及其供电可靠性要求 1.2.2 供电电源 1.2.3 供电系统主要形式

第第 11 章 供配电系统章 供配电系统• §1.1 §1.1 概述概述 • §1.2 §1.2 建筑的供配电系统建筑的供配电系统 • 1.2.1 1.2.1 电力负荷分级及其供电可靠性要求电力负荷分级及其供电可靠性要求• 1.2.2 1.2.2 供电电源供电电源 • 1.2.3 1.2.3 供电系统主要形式供电系统主要形式 • 1.2.4 1.2.4 民用建筑供配电线路民用建筑供配电线路• 1.2.5 1.2.5 供配电设备供配电设备• 1.2.6 1.2.6 建筑供配电系统图实例建筑供配电系统图实例

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•§1.3 §1.3 建筑电气照明系统建筑电气照明系统• 1.3.1 1.3.1 基本组成基本组成• 1.3.2 1.3.2 建筑照明系统的分类建筑照明系统的分类•§1.4 §1.4 建筑动力系统 建筑动力系统 • 1.4.1 1.4.1 动力设备的配电动力设备的配电• 1.4.2 1.4.2 动力设备的控制 动力设备的控制 •§1.5 §1.5 变配电所布置图实例变配电所布置图实例• §1.6 §1.6 建筑装饰与建筑电气的关系 建筑装饰与建筑电气的关系

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§1.1 §1.1 概述概述 建筑供配电系统是建筑电气的最基本系统,建筑供配电系统是建筑电气的最基本系统,

它对电能起着接受、更换和分配的作用,向它对电能起着接受、更换和分配的作用,向各种用电设备提供电能。各种用电设备提供电能。

系统应既能满足供电可靠性和运行维护的安系统应既能满足供电可靠性和运行维护的安全、灵活、方便的要求,又要使系统投资少,全、灵活、方便的要求,又要使系统投资少,做到技术上合理和经济上节约。做到技术上合理和经济上节约。

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建筑用电,差不多都是电力系统供给的。建筑用电,差不多都是电力系统供给的。一般的建筑采用低压供电,高层建筑采一般的建筑采用低压供电,高层建筑采用用 10kv10kv 甚至甚至 35kv35kv 供电。供电。

供配电设计是建筑电气设计的重要内容。供配电设计是建筑电气设计的重要内容。为做好建筑供配电系统的设计,必须对为做好建筑供配电系统的设计,必须对电力系统有所了解。电力系统有所了解。

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1.1.1 1.1.1 电力系统的组成电力系统的组成•由各种电压的电力线路及一些发电由各种电压的电力线路及一些发电厂、变电所和电能用户联系起来的厂、变电所和电能用户联系起来的一个发电、输电、变电和用电的整一个发电、输电、变电和用电的整体,称为电力系统。体,称为电力系统。•图图 1—11—1 是一个大型电力系统的示意图。是一个大型电力系统的示意图。

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•电力系统示意电力系统示意~ ~

~110KV 110KV

110KV

110KV110KV

110KV

110KV

220KV 35KV

35KV

35KV

35KV

35KV

35KV

35KV

35KV

110KV

10KV

10KV

10KV

10KV

0.4KV0.4KV

0.4KV0.4KV

电力网电力网

枢纽变电站

地区枢纽变电站

低压变电所

10KV 变电所

负荷变电站

火力发电站

水力发电站

负荷变电站 发电厂

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• 11 .发电厂.发电厂 发电厂是将自然界蕴藏的各种一次能源发电厂是将自然界蕴藏的各种一次能源(( 如煤、水、风和原子能等如煤、水、风和原子能等 )) 转换为电能转换为电能(( 称二次能源称二次能源 )) ,并向外输出电能的工厂。,并向外输出电能的工厂。 发电厂的种类很多,根据所利用能源的发电厂的种类很多,根据所利用能源的不同,有火力电厂、水力发电厂、原于能发不同,有火力电厂、水力发电厂、原于能发电厂、地热发电厂、潮汐发电厂以及风力发电厂、地热发电厂、潮汐发电厂以及风力发电厂、太阳能发电厂等。电厂、太阳能发电厂等。 在现代的电力系统中,各国都以火力发在现代的电力系统中,各国都以火力发电厂和水力发电厂为主。近些年来,各国正电厂和水力发电厂为主。近些年来,各国正在大力发展原子能发电。在大力发展原子能发电。

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•22 .变电所.变电所 变电所是接受电能、变换电压和分配电能的变电所是接受电能、变换电压和分配电能的

场所,主要由电力变压器和高低压配电装置场所,主要由电力变压器和高低压配电装置组成,是电力系统中的重要组成部分。组成,是电力系统中的重要组成部分。

按照变压的性质和作用不同,又可以分为升按照变压的性质和作用不同,又可以分为升压变电所和降压变电所两种,装有升压变压压变电所和降压变电所两种,装有升压变压器的变电所叫做升压变电所,装有降压变压器的变电所叫做升压变电所,装有降压变压器的变电所叫做降压变电所。器的变电所叫做降压变电所。

仅用来接受和分配电能而不改变电压的场所仅用来接受和分配电能而不改变电压的场所称为配电所。称为配电所。

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• 33 .电力网.电力网电力系统中各种不同电压等级的电力线路及其所联电力系统中各种不同电压等级的电力线路及其所联

系的变电所,称为电力网。其任务是将发电厂生产系的变电所,称为电力网。其任务是将发电厂生产的电能输送、变换和分配到电能用户。的电能输送、变换和分配到电能用户。

电力网按其功能常分为输电网和配电网两大类。电力网按其功能常分为输电网和配电网两大类。由由 35KV35KV 及以上的输电线路和与其连接的变电所组成及以上的输电线路和与其连接的变电所组成

的电力网称为输电网,它是电力系统的主要网络。的电力网称为输电网,它是电力系统的主要网络。它的作用是将电能输送到各个地区或直接输送给大它的作用是将电能输送到各个地区或直接输送给大型用户。型用户。

由由 10kv10kv 及以下的配电线路和配电变压器所组成的电及以下的配电线路和配电变压器所组成的电力网称为配电网。它的作用是将电能分配给各类不力网称为配电网。它的作用是将电能分配给各类不同的用户。 同的用户。

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•44 .电能用户.电能用户 电能用户是所有用电设备的总称。电能用户是所有用电设备的总称。

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1.1.2 1.1.2 电力系统的电压电力系统的电压•一切电力设备都是在一定的电压下和频率一切电力设备都是在一定的电压下和频率下工作的。电压和频率是衡量电能质量的下工作的。电压和频率是衡量电能质量的两个基本参数。我国交流电力设备的额定两个基本参数。我国交流电力设备的额定频率为频率为 50Hz50Hz ,此频率通常为“工频”。,此频率通常为“工频”。•电气设备的额定电压是保证设备正常运行,电气设备的额定电压是保证设备正常运行,并获得最佳经济效果的电压。如果设备的并获得最佳经济效果的电压。如果设备的端电压偏离其额定电压,则设备的工作性端电压偏离其额定电压,则设备的工作性能和寿命都将受到影响。能和寿命都将受到影响。•对建筑供配电系统来说,提高电能质量主对建筑供配电系统来说,提高电能质量主要是提高电压的质量。要是提高电压的质量。

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11 ..三相交流电网和电力设备的额定电三相交流电网和电力设备的额定电压压 (( 11)电网)电网 (( 线路线路 )) 的额定电压的额定电压电网的额定电压等级是国家根据国民经济发电网的额定电压等级是国家根据国民经济发

展的需要以及电力工业的现有水平,经过全展的需要以及电力工业的现有水平,经过全面的技术经济分析后确定的。它是确定各类面的技术经济分析后确定的。它是确定各类电力设备额定电压的基本依据电力设备额定电压的基本依据 ..

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(( 22)用电设备的额定电压)用电设备的额定电压 M3M3 用电设备的额定电压规定与同级电用电设备的额定电压规定与同级电

网的额定电压同。网的额定电压同。由于用电设备运行时线路上要产生由于用电设备运行时线路上要产生

电压降,所以线路上各点电压都略电压降,所以线路上各点电压都略有不同有不同 ..

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(( 33)发电机的额定电压)发电机的额定电压发电机的额定电压规定高于同级电网发电机的额定电压规定高于同级电网额定电压额定电压 5%5% 。。由于电力线路允许的电压偏差一般为由于电力线路允许的电压偏差一般为±5%±5%,即整个线路允许有,即整个线路允许有 10%10%的电的电压损失,压损失,所以为了维持线路的平均电压在额定所以为了维持线路的平均电压在额定值,线路首端(电源端)的电压可较线值,线路首端(电源端)的电压可较线路额定电压高路额定电压高 55%,而线路末端则可较%,而线路末端则可较线路额定电压低线路额定电压低 5%.5%.

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(( 4)4) 变压器的额定电压变压器的额定电压 当变压器的一次绕组与发电机直接连当变压器的一次绕组与发电机直接连接时,其一次绕组的额定电压等于发电接时,其一次绕组的额定电压等于发电机额定电压,即高于同级电网额定电压机额定电压,即高于同级电网额定电压5%5%。。当变压器不与发电机相连,而是连接在当变压器不与发电机相连,而是连接在线路上时,可把它看做用电设备,其一线路上时,可把它看做用电设备,其一次绕组额定电压应与电网额定电压相同。次绕组额定电压应与电网额定电压相同。

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22 .电压偏移.电压偏移各种电气设备都有额定的工作电压,但各种电气设备都有额定的工作电压,但在实际运行时,电气设备的端电压往往在实际运行时,电气设备的端电压往往会因电力系统负荷的变化或用户本身负会因电力系统负荷的变化或用户本身负荷的变化而偏离额定值。荷的变化而偏离额定值。在用电高峰时长线路的末端,电压往往在用电高峰时长线路的末端,电压往往低于额定值。低于额定值。在低负荷时线路的始端,电压往往高于在低负荷时线路的始端,电压往往高于额定值。为此,引入电压偏移的概念。额定值。为此,引入电压偏移的概念。

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( 1)电压偏移的含义。电压偏移是指用电设备的实际端电压 U 与设备额定电压 UN之差,通常用它对额定电压UN 的百分值来表示,即

%100%

N

N

UUUU

在电力系统中,用电设备的端电压无论是偏高还是偏低,都会对设备的工作性能和使用寿命产生不良影响。

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(( 2)2) 允许的电压偏移。国家标准允许的电压偏移。国家标准 GB50052—9GB50052—955《供配电系统设计规范》规定:正常运行情《供配电系统设计规范》规定:正常运行情况下,用电设备端子处电压偏差的允许值宜符况下,用电设备端子处电压偏差的允许值宜符合下列要求:合下列要求: ① ① 电动机为电动机为±5%±5% 。。 ② ② 照明。在一般工作场所为照明。在一般工作场所为 ±5%±5% ;对于远离;对于远离变电所的小面积一般工作场所,难以满足上述变电所的小面积一般工作场所,难以满足上述要求时,可为要求时,可为 +5%+5% 、–、– 1010 %%;应急照明、道;应急照明、道路照明和警卫照明等为路照明和警卫照明等为 +5%+5%、–、– 10%10% 。。 ⑧ ⑧ 其他用电设备,当无特殊规定时为其他用电设备,当无特殊规定时为±5%±5% 。。 当电网电压不能满足要求时,必须采取相应的当电网电压不能满足要求时,必须采取相应的电压调整措施。电压调整措施。

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1.2.1 1.2.1 电力负荷分级及其供电可靠性要求电力负荷分级及其供电可靠性要求 电力网上用电设备所消耗的功率,称电力网上用电设备所消耗的功率,称为用户的“用电负荷”或“电力负荷”。为用户的“用电负荷”或“电力负荷”。用户供电的可靠性程度,是由用电负用户供电的可靠性程度,是由用电负荷的性质来决定的。荷的性质来决定的。根据建筑物的类别和用电负荷的性质,根据建筑物的类别和用电负荷的性质,按《民用建筑电气设计规范》规定,对按《民用建筑电气设计规范》规定,对用电负荷划分为三个等级:用电负荷划分为三个等级:

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•11 .一级负荷.一级负荷 中断供电将造成人员伤亡者;中断供电将造成人员伤亡者;中断供电将造成重大政治影响者;中断供电将造成重大政治影响者;中断供电将造成重大经济损失者;中断供电将造成重大经济损失者;中断供电将造成公共场所秩序严重中断供电将造成公共场所秩序严重 混乱者。混乱者。如火车站,大会堂,重要宾馆,通讯交如火车站,大会堂,重要宾馆,通讯交通枢纽,重要医院的手术室,炼钢炉,通枢纽,重要医院的手术室,炼钢炉,国家级重点文物保护场所等。国家级重点文物保护场所等。

Page 21: 第 1 章 供配电系统 §1.1 概述 §1.2 建筑的供配电系统 1.2.1 电力负荷分级及其供电可靠性要求 1.2.2 供电电源 1.2.3 供电系统主要形式

•22 .二级负荷.二级负荷中断供电将造成较大政治影响者;中断供电将造成较大政治影响者;中断供电将造成较大经济损失者,中断供电将造成较大经济损失者, 如大量产品和原材料报废,大量减产或如大量产品和原材料报废,大量减产或发生重大设备损坏事故,重点企业连续发生重大设备损坏事故,重点企业连续生产过程需要长时间才能恢复;生产过程需要长时间才能恢复;供电将造成公共场所秩序混乱者。供电将造成公共场所秩序混乱者。

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•33 .三级负荷.三级负荷 凡不属一级和二级负荷者。凡不属一级和二级负荷者。下面对民用建筑及工业建筑的常用设备下面对民用建筑及工业建筑的常用设备

及部位的负荷分级列表分类,如下及部位的负荷分级列表分类,如下表表1.21.2所示:所示:

各个级别的负荷对用电的可靠性有不同各个级别的负荷对用电的可靠性有不同的要求,以一级要求最重要、最严格的要求,以一级要求最重要、最严格 ,,二级、三级逐渐降低要求。二级、三级逐渐降低要求。

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建筑类别建筑类别 建筑物名称建筑物名称 用电设备及部位用电设备及部位 负荷级别负荷级别住宅建筑住宅建筑 高层普通住宅高层普通住宅 电梯、照明电梯、照明 二级二级旅馆建筑旅馆建筑 高级旅馆高级旅馆 宴会厅、新闻摄影、高级客房电梯等宴会厅、新闻摄影、高级客房电梯等 一级一级

普通旅馆普通旅馆 主要照明主要照明 二级二级办公建筑办公建筑 省、市、部级办公室省、市、部级办公室 会议室、总值班室、电梯、档案室、主要照明会议室、总值班室、电梯、档案室、主要照明 一级一级

银行银行 主要业务用计算机及外部设备电源、防盗信号电源主要业务用计算机及外部设备电源、防盗信号电源 一级一级

教学建筑教学建筑教学楼教学楼 教室及其他照明教室及其他照明 二级二级实验室实验室 一级一级

科研建筑科研建筑 科研所重要实验室,计算科研所重要实验室,计算中心、气象台中心、气象台主要用电设备主要用电设备 一级一级电梯电梯 二级二级

文娱建筑文娱建筑 大型剧院大型剧院 舞台、电声、贵宾室、广播及电视转播、化装照明舞台、电声、贵宾室、广播及电视转播、化装照明 一级一级医疗建筑医疗建筑 县级及以上医院县级及以上医院 手术室、分娩室、急症室、婴儿室、理疗室、广播照明手术室、分娩室、急症室、婴儿室、理疗室、广播照明 一级一级

细菌培养室、电梯等细菌培养室、电梯等 二级二级商业建筑商业建筑 省辖市及以上百货省辖市及以上百货大楼大楼

营业厅主要照明营业厅主要照明 一级一级其他附属其他附属 二级二级

博物建筑博物建筑 省、市、自治区及以上博省、市、自治区及以上博物馆、展览管物馆、展览管珍贵展品室的照明、防盗信号电源珍贵展品室的照明、防盗信号电源 一极一极商品展览用电商品展览用电 二级二级

商业仓库建商业仓库建筑筑 冷库冷库 大型冷库、有特殊要求的冷酷压缩机及附属设备、电梯、库内照大型冷库、有特殊要求的冷酷压缩机及附属设备、电梯、库内照明明 二级二级司法建筑司法建筑 监狱监狱 警卫信号警卫信号 一极一极

表 1.2 民用建筑常用重要电力负荷级别

Page 24: 第 1 章 供配电系统 §1.1 概述 §1.2 建筑的供配电系统 1.2.1 电力负荷分级及其供电可靠性要求 1.2.2 供电电源 1.2.3 供电系统主要形式

• 1. 1. 一级负荷的供电要求一级负荷的供电要求 — — 级负荷应由两个独立电源供电,按照生产需要和允许停级负荷应由两个独立电源供电,按照生产需要和允许停电时间,采用双电源自动或手动切换的接线,或双电源对多电时间,采用双电源自动或手动切换的接线,或双电源对多台一级用电设备分组同时供电的接线,具体供电形式见图台一级用电设备分组同时供电的接线,具体供电形式见图 4-4-33 。。 所谓独立电源,是指若干电源中任一电源发生故障或停止供所谓独立电源,是指若干电源中任一电源发生故障或停止供电时,不影响其他电源继续供电。同时,具备下列两个条件电时,不影响其他电源继续供电。同时,具备下列两个条件的发电厂或变电所的不同母线段,均属独立电源。的发电厂或变电所的不同母线段,均属独立电源。• 1)1) 每段母线的电源来自不同发电机或变压器.每段母线的电源来自不同发电机或变压器.• 2)2) 母线段之间无联系,或虽有联系但在一段发生故障时,能母线段之间无联系,或虽有联系但在一段发生故障时,能自动将其联系切断,不影响另一段母线继续供电。自动将其联系切断,不影响另一段母线继续供电。 对于一级负荷中特别重要的负荷,除要求有上述两个电源外,对于一级负荷中特别重要的负荷,除要求有上述两个电源外,还要求增设应急电源。还要求增设应急电源。 常用的应急电源有:独立于正常电源之外的发电机组、干电常用的应急电源有:独立于正常电源之外的发电机组、干电池、蓄电池、专门供电线路等。池、蓄电池、专门供电线路等。

Page 25: 第 1 章 供配电系统 §1.1 概述 §1.2 建筑的供配电系统 1.2.1 电力负荷分级及其供电可靠性要求 1.2.2 供电电源 1.2.3 供电系统主要形式

•2. 2. 二级负荷的供电要求二级负荷的供电要求 对于二级负荷,应由二回线路供电,对于二级负荷,应由二回线路供电,供电变压器也应有两台供电变压器也应有两台 ((这两台变压器这两台变压器不一定在同一变电所不一定在同一变电所 )) 。在其中一回路。在其中一回路或一台变压器发生常见故障时,二级负或一台变压器发生常见故障时,二级负荷应做到不致中断供电,或中断后能迅荷应做到不致中断供电,或中断后能迅速恢复供电。速恢复供电。•3. 3. 三级负荷的供电要求三级负荷的供电要求 三级负荷属不重要负荷,对供电无特殊三级负荷属不重要负荷,对供电无特殊要求。但在条件允许的情况下,应尽量要求。但在条件允许的情况下,应尽量提高供电的可靠性和连续性。提高供电的可靠性和连续性。

Page 26: 第 1 章 供配电系统 §1.1 概述 §1.2 建筑的供配电系统 1.2.1 电力负荷分级及其供电可靠性要求 1.2.2 供电电源 1.2.3 供电系统主要形式

1.2.2 1.2.2 供电电源供电电源•供电电源应根据建筑物内的用电负荷的大小供电电源应根据建筑物内的用电负荷的大小和用电设备的额定电压数值以及供电可靠性和用电设备的额定电压数值以及供电可靠性要求等因素确定。一般有如下几种方式:要求等因素确定。一般有如下几种方式:• (1)(1)单相单相 220V220V 电源电源 用于建筑物较小或用电设备负荷量较小,而用于建筑物较小或用电设备负荷量较小,而且均为单相、低压用电设备的场合。且均为单相、低压用电设备的场合。• (2)(2)三相三相 380380// 220V220V 电源电源 用于建筑物较大或用电设备的容量较大,但用于建筑物较大或用电设备的容量较大,但全部为单相和三相低压用电设备而且总设备全部为单相和三相低压用电设备而且总设备功率在功率在 240kW240kW 以下的场合。以下的场合。

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(3)l0kV 高压供电电源用于建筑物很大或用电设备的容量很大,虽全部为单相和三相低压用电设备,但采用高压供电在技术和经济上合理且满足供电部门要求的场合。此时,在建筑物内应装设变压器,布置变电室。若建筑物内有高压用电设备时 , 应引入高压电源供其使用,同时装设变压器,满足低压用电设备的电压要求。

Page 28: 第 1 章 供配电系统 §1.1 概述 §1.2 建筑的供配电系统 1.2.1 电力负荷分级及其供电可靠性要求 1.2.2 供电电源 1.2.3 供电系统主要形式

1.2.3 1.2.3 供电系统主要形式供电系统主要形式

•供电系统应根据负荷等级,按照供电供电系统应根据负荷等级,按照供电安全可靠、投资费用少、维护运行方安全可靠、投资费用少、维护运行方便、系统接线简单等原则进行设计,便、系统接线简单等原则进行设计,图图 1—31—3 是一些可供选择的方案。是一些可供选择的方案。

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图 1-3 常用供电系统方案

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• 方案方案 aa为一路高压进线单台变压器情况为一路高压进线单台变压器情况 该系统供电可靠性较差,系统中电源、变压器、开该系统供电可靠性较差,系统中电源、变压器、开关及母线中任一环节出现故障或检修时,均不能保关及母线中任一环节出现故障或检修时,均不能保证供电,但接线简单,造价低,可适用三级负荷。证供电,但接线简单,造价低,可适用三级负荷。• 方案方案 bb为一路高压进线,双台变压器,低压母线分为一路高压进线,双台变压器,低压母线分段供电方式段供电方式 与方案与方案 aa 比较,除变压器有备用外,其他环节也无比较,除变压器有备用外,其他环节也无备用,一般情况下,变压器出现故障或检修的可能备用,一般情况下,变压器出现故障或检修的可能性比其他元件少得多,故其可靠性增加不多而投资性比其他元件少得多,故其可靠性增加不多而投资大为增加。对于电力负荷较大需设置两台变压器或大为增加。对于电力负荷较大需设置两台变压器或考虑变压器经济运行而选择两台变压器的情况可采考虑变压器经济运行而选择两台变压器的情况可采用此供电方式。用此供电方式。

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•方案方案 cc 为一路高压进线,单台变压器,低压为一路高压进线,单台变压器,低压备用的供电方式,适用于建筑中只有少量一备用的供电方式,适用于建筑中只有少量一级负荷的情况。级负荷的情况。•方案方案 dd 为一路高压进线,柴油发电机作为备为一路高压进线,柴油发电机作为备用的供电方式,当一级负荷第二电源取得需用的供电方式,当一级负荷第二电源取得需大量投资时采用。大量投资时采用。•方案方案 ee 为二路高压进线,一用一备,单台变为二路高压进线,一用一备,单台变压器的供电方式,因变压养远比电源故障和压器的供电方式,因变压养远比电源故障和检修要少,故投资增加不多而可靠性较高,检修要少,故投资增加不多而可靠性较高,可适用于二级负荷。可适用于二级负荷。•方案方案 ff 为二路高压进线,两台变压器,低压为二路高压进线,两台变压器,低压母线分段的供电方式,该系统基本设备均有母线分段的供电方式,该系统基本设备均有备用,供电可靠性高,可适用于一、二级负备用,供电可靠性高,可适用于一、二级负荷。荷。

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• 方案方案 gg为二路高压进线,两台变压器,高压母线为二路高压进线,两台变压器,高压母线分段,低压母线也分段的供电方式,该系统投资分段,低压母线也分段的供电方式,该系统投资虽高但供电可靠性更高,可试用于一级负荷。虽高但供电可靠性更高,可试用于一级负荷。• 方案方案 hh为在方案为在方案 gg的基础上增加了柴油发电机作的基础上增加了柴油发电机作为第三电源,适用于一级负荷中的特别重要负荷为第三电源,适用于一级负荷中的特别重要负荷的供电。目前,超高层建筑及重要的高层建筑大的供电。目前,超高层建筑及重要的高层建筑大多采用此供电方式。多采用此供电方式。• 需要指出的是,电力用户的供电电压,供电方式需要指出的是,电力用户的供电电压,供电方式的确定应从供用电安全,经济,合理和便于管理,的确定应从供用电安全,经济,合理和便于管理,依据当地电网规划、供电条件等因素进行技术经依据当地电网规划、供电条件等因素进行技术经济比较,与供电部门协商确定。济比较,与供电部门协商确定。

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1.2.4 1.2.4 民用建筑供配电线路民用建筑供配电线路

•建筑电气配电系统的接线方法最常用的有建筑电气配电系统的接线方法最常用的有放射式、树干式和混合式三种。下面以放射式、树干式和混合式三种。下面以 383800// 220V220V 低压配电系统为例,简单介绍一低压配电系统为例,简单介绍一下它们的特点。下它们的特点。

1. 配电系统的接线方式

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•(( 11)放射式系统)放射式系统•放射式系统又可分为单电源单回路放射式放射式系统又可分为单电源单回路放射式[[ 图图 4—4(a)]4—4(a)]和双回路交叉放射式和双回路交叉放射式 (( 图图 4—4—4(b)]4(b)] 两种。两种。•单电源单回路放射式是从配电母线上引出单电源单回路放射式是从配电母线上引出一回线路直接向用电设备配电,沿线不交一回线路直接向用电设备配电,沿线不交接其他负荷。接其他负荷。•双电源双回路交叉放射式是从两个电源配双电源双回路交叉放射式是从两个电源配电母线引出二回线路直接向用电设备配电,电母线引出二回线路直接向用电设备配电,沿线也不支接其他设备。沿线也不支接其他设备。

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图 1-4 配电系统接线方式

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•放射式配电系统优点是线路敷设简单,配放射式配电系统优点是线路敷设简单,配电设备集中,操作维护方便,保护容易,电设备集中,操作维护方便,保护容易,线路故障、停电影响范围小,供电可靠性线路故障、停电影响范围小,供电可靠性较高,单电源单回路放射式可符合二级负较高,单电源单回路放射式可符合二级负荷供电要求,双电源双回路放射式,当电荷供电要求,双电源双回路放射式,当电源为相互独立时,可符合一级负荷供电要源为相互独立时,可符合一级负荷供电要求。求。• 放射式配电的缺点是母线出线回路较多,放射式配电的缺点是母线出线回路较多,需要配电设备较多,有色金属消耗量也较需要配电设备较多,有色金属消耗量也较多。放射式配电方式一般运用于容量大,多。放射式配电方式一般运用于容量大,负荷集中或重要的用电设备。负荷集中或重要的用电设备。

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•(( 22)树干式系统)树干式系统 树干式配电系统又可分为直接连接树干式树干式配电系统又可分为直接连接树干式配电配电 [[图图 1—4(c)]1—4(c)] 与链串型树干式配电与链串型树干式配电 [[ 图图 11—4(d)]—4(d)] 系统两种。系统两种。直接连接树干式配电直接连接树干式配电是从配电母线引出一路是从配电母线引出一路配电干线,每个用电负荷从该干线上直接接配电干线,每个用电负荷从该干线上直接接出分支线供电的方式。出分支线供电的方式。这种配电方式的这种配电方式的优点优点是配电系统出线回路减是配电系统出线回路减少,敷设简单,配电设备的数量较少。从而少,敷设简单,配电设备的数量较少。从而可减少有色金属消耗量,节省投资,可减少有色金属消耗量,节省投资,缺点缺点是线路故障影响的停电范围大,供电可是线路故障影响的停电范围大,供电可靠性差,一般只适用于三级负荷。靠性差,一般只适用于三级负荷。

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为了充分发挥树干式系统的优点,尽可能减轻其缺为了充分发挥树干式系统的优点,尽可能减轻其缺点所造成的影响,可以采用点所造成的影响,可以采用链串型树干式系统链串型树干式系统。。

这种改进后的树干式系统特点是干线引入某一用电这种改进后的树干式系统特点是干线引入某一用电设备母线上,然后再引出走向另一个用电设备母线,设备母线上,然后再引出走向另一个用电设备母线,在干线进出的两侧均安装开关设备。在干线进出的两侧均安装开关设备。

链串型树干式可以减少某一段线路故障而引起的停链串型树干式可以减少某一段线路故障而引起的停电范围,供电可靠性有所提高。电范围,供电可靠性有所提高。

实际运行经验表明,只要施工质量符合要求,干线实际运行经验表明,只要施工质量符合要求,干线上的分支点不超过上的分支点不超过 44~~ 55 个,这种方式供电还是可个,这种方式供电还是可靠的,且故障容易恢复。它适用于用电设备的布置靠的,且故障容易恢复。它适用于用电设备的布置比较均匀,容量不大,又无特殊要求的场合。比较均匀,容量不大,又无特殊要求的场合。

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• (( 33)混合式系统)混合式系统 混合式即为放射式和树干式相结合的最常用的配电方式。混合式即为放射式和树干式相结合的最常用的配电方式。

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• 低压配电系统低压配电系统– 组成:由配电装置(配电盘)及配电线路(干组成:由配电装置(配电盘)及配电线路(干线及分支线)组成。线及分支线)组成。– 配电方式:放射式、树干式及混合式等数种。配电方式:放射式、树干式及混合式等数种。•放射式的优点:各个负荷独立受电,故障范围一般仅限于本回路,切断本回路并不影响其他回路;电动机的启动引起的电压波动对其他回路影响较小。•放射式的缺点:所需开关和线路较多,因而建设费用高。•应用场合:多用于比较重要的负荷。

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• 低压配电系统低压配电系统•树干式的优点:建设费用低。•树干式的缺点:故障影响范围较大•应用场合:干线所接配电盘不多的情况。

•混合式的特点:综合树干式与放射式的优点。避免了两者的缺点,增加了配电灵活性。

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•(( 44)建筑配电系统常用形式)建筑配电系统常用形式建筑电气的高压配电系统大多采用放射式接建筑电气的高压配电系统大多采用放射式接

线方式,低压配电系统(特别是大型高层建线方式,低压配电系统(特别是大型高层建筑筑 )) 大多采用放射式和树干式相结合的混合大多采用放射式和树干式相结合的混合式配电方式。式配电方式。

建筑物地下设备层,大容量的用电设备较多,建筑物地下设备层,大容量的用电设备较多,应采用电缆放射式对单台设备或设备组供电,应采用电缆放射式对单台设备或设备组供电,电缆可沿电缆沟、电缆支架或电缆托盘敷设,电缆可沿电缆沟、电缆支架或电缆托盘敷设,如电缆数量较少,线路较短,则可采用穿管如电缆数量较少,线路较短,则可采用穿管暗敷,这样可不影响地面使用。暗敷,这样可不影响地面使用。

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建筑上部各层配电可采用分区树干式,所谓分区,就是将整个楼层依次分为若干供电区,分区层数一般为 2—6 层,每区可以是个配电回路,也可分为照明、一般动力等几个回路,如图 1—5 。图中 (b) 是在 (a) 方式中增加了一公用备用回路, (c) 方式中增加了一个中间配电箱,各层分配电箱前有保护装置,提高了供电可靠性。建筑上部各层也可采用由底层到顶层垂直大树干式向所有各层供电,如图 1—5(d) 。

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图 1-5 典型的低压配电系统

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• 不论是分区树干式或是大树干式的垂直主干线,现不论是分区树干式或是大树干式的垂直主干线,现在常用的有在常用的有电缆、绝缘母线槽及大电流分支电缆电缆、绝缘母线槽及大电流分支电缆三三种形式。种形式。电缆一般用于楼层不多,负荷不太大的建筑物,电缆一般用于楼层不多,负荷不太大的建筑物,绝缘母线槽电流大,插接方便,广泛使用于大型或绝缘母线槽电流大,插接方便,广泛使用于大型或高层建筑,高层建筑,最近发展起来的大电流分支电缆因其安装简单,供最近发展起来的大电流分支电缆因其安装简单,供电可靠,投资省等优点,大有取代绝缘母线槽之势。电可靠,投资省等优点,大有取代绝缘母线槽之势。• 楼顶电梯回路不能同楼层用电回路共用,应由变电楼顶电梯回路不能同楼层用电回路共用,应由变电所低压母线引出单独回路供电。所低压母线引出单独回路供电。• 对建筑内消防电梯、消防水泵、排烟风机、正压送对建筑内消防电梯、消防水泵、排烟风机、正压送风机、事故照明等属于重要的消防用电设备,应由风机、事故照明等属于重要的消防用电设备,应由两个回路供电,并在末级配电箱内实现自动切换。两个回路供电,并在末级配电箱内实现自动切换。

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•建筑物内无论是配电线路还星信号线建筑物内无论是配电线路还星信号线路,按构造区分,均可分为导线和电路,按构造区分,均可分为导线和电缆两大类。缆两大类。•通常对导线型式和敷设方式的选择是通常对导线型式和敷设方式的选择是一起考虑的。一起考虑的。•导线敷设方式的选择主要考虑安全、导线敷设方式的选择主要考虑安全、经济和适当的美观,并取决于环境条经济和适当的美观,并取决于环境条件。件。

2.2. 线路的敷设线路的敷设

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• (1)(1)导线的敷设导线的敷设• 导线可分为裸导线和绝缘导线两大类。在民用建导线可分为裸导线和绝缘导线两大类。在民用建筑中,几乎不采用裸导线,故对裸导线的敷设不作筑中,几乎不采用裸导线,故对裸导线的敷设不作讨论。讨论。• 绝缘导线按芯线材质分,有铜芯和铝芯两种。绝缘导线按芯线材质分,有铜芯和铝芯两种。• 绝缘导线按绝缘材料分,有橡皮绝缘绝缘导线按绝缘材料分,有橡皮绝缘 (( 如如 BLXBLX、、BXBX、、 BLXFBLXF、、 BXF)BXF) 的和塑料绝缘的和塑料绝缘 (BLV(BLV 、、 BV)BV) 的的两种。两种。塑料绝缘导线塑料绝缘导线的绝缘性能好,耐油和抗酸碱的绝缘性能好,耐油和抗酸碱腐蚀,价格较低,且节约大量橡胶和棉纱,因此在腐蚀,价格较低,且节约大量橡胶和棉纱,因此在室内明敷和穿管敷设中应优先选用塑料绝缘导线。室内明敷和穿管敷设中应优先选用塑料绝缘导线。但塑料绝缘在低温时要变硬发脆,高温时又易软化,但塑料绝缘在低温时要变硬发脆,高温时又易软化,因此室外敷设宜优先选用橡皮绝缘导线。因此室外敷设宜优先选用橡皮绝缘导线。

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表 1.4 500伏常用绝缘导线型号、规格与用途型型号号 名称名称 线芯标称截面积(平方毫 线芯标称截面积(平方毫米)米) 主要使用范围主要使用范围

BVBV 铜芯聚氯乙烯绝缘线铜芯聚氯乙烯绝缘线0.80.8,, 1.01.0,, 1.51.5,, 2.52.5,, 4.04.0,, 66,, 1010,, 1616,, 2525,, 3535,, 5050,, 7070,, 9595

户内明设或穿管敷设用户内明设或穿管敷设用

BLBLVV 铝芯聚氯乙烯绝缘线铝芯聚氯乙烯绝缘线 2.52.5,, 44,, 66,, 1010,, 1616,, 2525,, 3535,, 5050,, 7070,, 9595

同上同上

BVBVVV

铜芯聚氯乙烯绝缘及护套铜芯聚氯乙烯绝缘及护套线线1.01.0,, 1.51.5,, 2.52.5,, 44,, 55,,66,, 88,, 1010单芯、双芯、三芯单芯、双芯、三芯

户内明设,可用铝卡敷户内明设,可用铝卡敷设或直接埋入墙或天棚设或直接埋入墙或天棚的抹灰层内。的抹灰层内。BLBLVVVV

铝芯聚氯乙烯绝缘及护套铝芯聚氯乙烯绝缘及护套线线1.51.5。,。, 2.52.5,, 44,, 55,, 66,,88,, 1010,,单芯、双芯、三芯单芯、双芯、三芯 同上同上

BVBVRR 铜芯聚氯乙烯软线铜芯聚氯乙烯软线 0.80.8,, 1.01.0,, 1.51.5,, 2.52.5,, 44,, 66,, 1010,, 1616,,

2525,, 3535,, 5050用于要求较柔软电线的用于要求较柔软电线的场合场合

BLBLVRVR 铝芯聚氯乙烯软线铝芯聚氯乙烯软线 0.80.8,, 1.01.0,, 1.51.5,, 2.52.5,, 44,, 66,, 1010,, 1616,,

2525,, 3535,, 5050同上同上

RVRVSS

铜芯聚氯乙烯绝缘双绞连铜芯聚氯乙烯绝缘双绞连接接软线软线0.20.2,, 0.30.3,, 0.40.4,, 0.50.5,,0.60.6,, 0.70.7,, 0.80.8,, 1.01.0,,1.51.5,, 22,, 2.52.5,,

用于移动日用电器的连用于移动日用电器的连接接RVRVBB

铜芯聚氯乙烯绝缘平行连铜芯聚氯乙烯绝缘平行连接接软线软线0.20.2,, 0.30.3,, 0.40.4,, 0.50.5,,0.60.6,, 0.70.7,, 0.80.8,, 1.01.0,,1.51.5,, 22,, 2.52.5,, 同上同上

BXBXFF 铜芯氯丁橡皮绝缘线铜芯氯丁橡皮绝缘线

0.80.8,, 1.01.0,, 1.51.5,, 2.52.5,, 44,, 66,, 1010,, 1616,,2525,, 3535,, 5050,, 7070,,9595

户口外明敷设户口外明敷设

BLBLXFXF 铝芯氯丁橡皮绝缘线铝芯氯丁橡皮绝缘线 2.52.5,, 44,, 66,, 1010,, 1616,,2525,, 3535,, 5050,, 7070,, 9595,, 同上同上BBBBXX

铜芯橡皮绝缘玻璃丝编织铜芯橡皮绝缘玻璃丝编织线线0.80.8,, 1.01.0,, 1.51.5,, 2.52.5,,44,, 66,, 1010,, 1616,, 2525,,3535,, 5050,, 7070,, 9595,, 户内外明设或穿管敷设户内外明设或穿管敷设

BBBBIXIX

铝芯橡皮绝缘玻璃丝编织铝芯橡皮绝缘玻璃丝编织线线2.52.5,, 44,, 66,, 1010,, 1616,, 2525,, 3535,, 5050,, 7070,, 9595

同上同上

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绝缘导线的敷设方式可分为明敷绝缘导线的敷设方式可分为明敷 (( 明配线明配线 ))和暗敷和暗敷 ((暗配线暗配线 )) 两种。两种。• 明配线明配线就是将导线沿墙壁、天花板、桁架、就是将导线沿墙壁、天花板、桁架、柱子等明敷设。柱子等明敷设。•明配线通常有瓷明配线通常有瓷 (( 塑塑 )) 夹板配线、瓷瓶配线、夹板配线、瓷瓶配线、瓷珠配线、槽板配线、钢瓷珠配线、槽板配线、钢 ((塑料塑料 ))管配线、管配线、铅皮卡铅皮卡 ((钢精扎头钢精扎头 )) 配线、塑料钢钉电线卡配线、塑料钢钉电线卡配线及钢索配线等配线方式。配线及钢索配线等配线方式。•在现代建筑中已较少采用明配线。在现代建筑中已较少采用明配线。

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•暗配线是将导线穿管埋设于墙壁、顶棚、地暗配线是将导线穿管埋设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等处的内部,或在混凝土板孔内敷坪及楼板等处的内部,或在混凝土板孔内敷线称为暗配线。暗配线可以保持建筑内表面线称为暗配线。暗配线可以保持建筑内表面整齐美观、方便施工、节约线材。整齐美观、方便施工、节约线材。

•暗敷的管子可采用暗敷的管子可采用金属管或硬塑料管金属管或硬塑料管。穿管。穿管暗敷时应沿最近的路径敷设,井应尽量减少暗敷时应沿最近的路径敷设,井应尽量减少弯曲,弯曲,其弯曲半径应不小于管外径的其弯曲半径应不小于管外径的 1010 倍。倍。

•导线穿管敷设时,导线总截面导线穿管敷设时,导线总截面 (( 包括外护包括外护套套 )) 不应超过管子内截面积的不应超过管子内截面积的 4040 %。%。穿线穿线管径选择有表可查。管径选择有表可查。

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• (2)(2) 电缆线路的敷设电缆线路的敷设 电缆的种类很多,按其所用的绝缘材料不同,电缆的种类很多,按其所用的绝缘材料不同,

电力电缆可分为油浸纸绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆可分为油浸纸绝缘电力电缆、橡皮绝缘电力电缆、聚氯乙烯绝缘电力电缆三类。电力电缆、聚氯乙烯绝缘电力电缆三类。

一般都由线芯、绝缘层和保护层三个部分组成。一般都由线芯、绝缘层和保护层三个部分组成。线芯分为单芯、双芯、三芯、四芯及多芯。线芯分为单芯、双芯、三芯、四芯及多芯。

其中聚氯乙烯绝缘电力电缆,由于制造工艺简单,其中聚氯乙烯绝缘电力电缆,由于制造工艺简单,没有敷设落差的限制,工作温度可以提高,电缆没有敷设落差的限制,工作温度可以提高,电缆的敷设、维护、接续比较简便,又有较好的抗腐的敷设、维护、接续比较简便,又有较好的抗腐蚀性和一定的机械强度,目前已广泛用于民用建蚀性和一定的机械强度,目前已广泛用于民用建筑的低压电力电缆线路中。筑的低压电力电缆线路中。

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•电缆敷设的方法很多,分为直接埋地敷电缆敷设的方法很多,分为直接埋地敷设、电缆地沟设、电缆地沟 (( 或地下隧道或地下隧道 )) 内敷设、内敷设、管道中敷设,以及沿建筑明敷设等。管道中敷设,以及沿建筑明敷设等。

•采用何种敷设方式,应从节省投资、方采用何种敷设方式,应从节省投资、方便施工、运行安全、易于维修和散热等便施工、运行安全、易于维修和散热等方面考虑。 方面考虑。

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•①①直接埋地敷设直接埋地敷设•其优点是施工简单、投资省、散热条件好,其优点是施工简单、投资省、散热条件好,故应优先考虑采用。故应优先考虑采用。•埋深一般不小于埋深一般不小于 0.7m0.7m,上下各铺,上下各铺 100mm100mm厚的软土或砂层,上盖保护板。应敷于冻土厚的软土或砂层,上盖保护板。应敷于冻土层下。不得在其他管道上面或下面平行敷设。层下。不得在其他管道上面或下面平行敷设。•电缆在沟内应波状放置,顶留电缆在沟内应波状放置,顶留 1.5%1.5% 的长度,的长度,以免冷缩受拉。以免冷缩受拉。•电缆应与其他管道设施保持规定的距离。电缆应与其他管道设施保持规定的距离。•在含有腐蚀性物质的土壤中或有地电流的地在含有腐蚀性物质的土壤中或有地电流的地方,电缆不宜直接埋地。如必需埋地时,宜方,电缆不宜直接埋地。如必需埋地时,宜选用塑料护套电缆或防腐电缆。选用塑料护套电缆或防腐电缆。

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•②② 电缆沟敷设。电缆沟敷设。•室内电缆沟的盖板应与室内地面齐平。在易室内电缆沟的盖板应与室内地面齐平。在易积水积灰处宜用水泥砂浆或沥青将盖板缝隙积水积灰处宜用水泥砂浆或沥青将盖板缝隙抹死。经常开启的电缆沟盖板宜采用钢盖板。抹死。经常开启的电缆沟盖板宜采用钢盖板。•室外电缆沟的盖板宜高出地面室外电缆沟的盖板宜高出地面 100mm100mm ,以,以减少地面水流入沟内。当有碍交通和排水时,减少地面水流入沟内。当有碍交通和排水时,采用有覆盖层的电缆沟,盖板顶低于地面采用有覆盖层的电缆沟,盖板顶低于地面 30300mm0mm。。•沟盖板一般采用钢筋混凝土盖板,每块重量沟盖板一般采用钢筋混凝土盖板,每块重量以两人能提起为宜,一般不超过以两人能提起为宜,一般不超过 50kg50kg 。。•沟内应考虑分段排水,每沟内应考虑分段排水,每 50m50m设一集水井,设一集水井,沟底向集水井应有不小于沟底向集水井应有不小于 0.50.5%的坡度。%的坡度。•电缆沟进户处应设有防火隔墙。电缆沟进户处应设有防火隔墙。

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•③③电缆穿管敷设电缆穿管敷设•管内径不能小于电缆外径的管内径不能小于电缆外径的 1.51.5 倍。倍。管的弯曲半径为管外径的管的弯曲半径为管外径的 1010倍,且不倍,且不应小于所穿电缆的最小弯曲半径。应小于所穿电缆的最小弯曲半径。•电缆在室内埋地、穿墙或穿楼板时,电缆在室内埋地、穿墙或穿楼板时,应穿管保护。应穿管保护。•水平明敷时距地应不小于水平明敷时距地应不小于 2.5m2.5m。垂。垂直明敷时,高度直明敷时,高度 1.8m1.8m以下部分应有以下部分应有防止机械损伤的措施。防止机械损伤的措施。

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3.3. 电力负荷的计算电力负荷的计算•在建筑供配电设计中,所谓“负荷”在建筑供配电设计中,所谓“负荷”是指电气设备和线路中通过的电流和是指电气设备和线路中通过的电流和消耗的功率(电压一定时,电流与功消耗的功率(电压一定时,电流与功率成正比)。率成正比)。•进行供配电设计首先遇到的问题是建进行供配电设计首先遇到的问题是建筑物需要多少电,即电力负荷的计算筑物需要多少电,即电力负荷的计算问题,并由此作为整个供配电系统设问题,并由此作为整个供配电系统设备选择和向供电部门申请用电的依据。备选择和向供电部门申请用电的依据。

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• 建筑物各种用电设备在运行中负荷是时大时小的,但建筑物各种用电设备在运行中负荷是时大时小的,但不应超过其额定容量,此外,各台用电设备的最大负不应超过其额定容量,此外,各台用电设备的最大负荷一般不会在同一时间出现,荷一般不会在同一时间出现,• 所以,建筑电力负荷总比建筑物中各用电设备的额定所以,建筑电力负荷总比建筑物中各用电设备的额定容量之和要小。容量之和要小。• 正确计算建筑电力负荷值在经济、技术两方面都有重正确计算建筑电力负荷值在经济、技术两方面都有重大意义。大意义。• 电力负荷计算过大,将造成投资和设备的浪费,反之,电力负荷计算过大,将造成投资和设备的浪费,反之,如电力负荷计算过小,则导线、开关电器、变压器等如电力负荷计算过小,则导线、开关电器、变压器等设备由过热危险,使线路及各种电气设备的绝缘老化,设备由过热危险,使线路及各种电气设备的绝缘老化,过早损坏,甚至引起电气火灾。过早损坏,甚至引起电气火灾。• 进行电力负荷计算的目的是为了合理选择供配电系统进行电力负荷计算的目的是为了合理选择供配电系统中的开关电器、变压器等元件,使电气设备和材料得中的开关电器、变压器等元件,使电气设备和材料得到充分利用和安全运行。到充分利用和安全运行。

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(( 11)用电设备的工作制)用电设备的工作制•用电设备的工作制是指用电设备的工作方用电设备的工作制是指用电设备的工作方式,它对于电力负荷的大小有直接影响,式,它对于电力负荷的大小有直接影响,按照工作方式的不同,可将用电设备分为按照工作方式的不同,可将用电设备分为三类:三类:• 11)长期工作制设备)长期工作制设备•这是指长期连续工作,可以达到稳定温升,这是指长期连续工作,可以达到稳定温升,符合比较平稳的用电设备,如照明灯具、符合比较平稳的用电设备,如照明灯具、空调、通风机、生产生活水泵等。空调、通风机、生产生活水泵等。

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• 22)短期工作设备)短期工作设备 这是指工作时间较短,常达不到稳定温升,而这是指工作时间较短,常达不到稳定温升,而停用时间较长可冷却到周围环境温度的用电设停用时间较长可冷却到周围环境温度的用电设备,如房间换气扇、锅炉补水泵等。备,如房间换气扇、锅炉补水泵等。• 33)反复短期工作制设备)反复短期工作制设备 这是指时而工作时而停用,反复交替工作,工这是指时而工作时而停用,反复交替工作,工作时间短,常达不到稳定温升,停用时间也短,作时间短,常达不到稳定温升,停用时间也短,常冷却不到环境温度,工作周期一般不超过常冷却不到环境温度,工作周期一般不超过 110min0min,运行一段时间后温升稳定在某一范围,运行一段时间后温升稳定在某一范围内反复波动的用电设备,如电梯、吊车、电焊内反复波动的用电设备,如电梯、吊车、电焊机等,反复短期工作制设备的工作情况,可用机等,反复短期工作制设备的工作情况,可用暂载率来表示。暂载率来表示。

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•暂载率是指一个工作周期内工作时间与工作暂载率是指一个工作周期内工作时间与工作及停用总时间比值的百分数:及停用总时间比值的百分数: Jc = Tg/(Tg+Tt)×100% Jc = Tg/(Tg+Tt)×100% 式中 式中 Jc——Jc——用电设备暂载率;用电设备暂载率; Tg——Tg——工作周期内的工作时间;工作周期内的工作时间; Tt——Tt——工作周期内的停用时间;工作周期内的停用时间;•同一设备,在不同暂载率下工作时,其输出同一设备,在不同暂载率下工作时,其输出功率是不同的,因而所需输入的电功率也是功率是不同的,因而所需输入的电功率也是不同的,在对反复短期工作制设备进行负荷不同的,在对反复短期工作制设备进行负荷计算时,应搞清楚其实际工作的暂载率。计算时,应搞清楚其实际工作的暂载率。

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(( 22 ))负荷曲线和负荷种类负荷曲线和负荷种类• 11)负荷曲线)负荷曲线负荷曲线是指电力负荷(功率或电流)随时负荷曲线是指电力负荷(功率或电流)随时间而变化的曲线。间而变化的曲线。因建筑内各用电设备的工作情况是经常变化因建筑内各用电设备的工作情况是经常变化的,所以,负荷曲线是沿时间轴波动变化的的,所以,负荷曲线是沿时间轴波动变化的曲线。曲线。横轴表示时间、纵轴表示负荷大小。横轴表示时间、纵轴表示负荷大小。负荷曲线按负荷的功率性质分为有功负荷曲负荷曲线按负荷的功率性质分为有功负荷曲线和无功负荷曲线。按负荷持续时间,负荷线和无功负荷曲线。按负荷持续时间,负荷曲线分为年、月、日负荷曲线。曲线分为年、月、日负荷曲线。

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日负荷曲线

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•日负荷曲线一般用日负荷曲线一般用 30min30min平均负荷逐平均负荷逐点绘制或阶梯式绘址,点绘制或阶梯式绘址,

•年负荷曲线通常是根据典型的冬日和夏年负荷曲线通常是根据典型的冬日和夏日负荷曲线来绘制。这种负荷曲线从大日负荷曲线来绘制。这种负荷曲线从大到小依次排列,反映了全年负荷变动与到小依次排列,反映了全年负荷变动与负荷持续时间的关系,又称年负荷持续负荷持续时间的关系,又称年负荷持续时间曲线。时间曲线。

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•22)负荷种类)负荷种类•①① 最大负荷最大负荷 最大负荷是指消耗电能最多的半小时平均功率,最大负荷是指消耗电能最多的半小时平均功率,也就是负荷曲线上的最大值,用也就是负荷曲线上的最大值,用 P30P30 ,, Q30Q30 表表示,可以此作为按发热条件选择电气设备的依据,示,可以此作为按发热条件选择电气设备的依据,又称计算负荷,用又称计算负荷,用 PjsPjs,, QjsQjs ,, SjsSjs ,, IjsIjs 表示,表示,电力负荷计算的就是此数值。电力负荷计算的就是此数值。•②② 尖峰负荷尖峰负荷 尖峰负荷是指连续尖峰负荷是指连续 1-2s1-2s 的最大平均负荷,可看的最大平均负荷,可看作短时最大负荷,可以此作为计算电压波动、选作短时最大负荷,可以此作为计算电压波动、选择熔断器即自动空气开关、继电保护器等计算的择熔断器即自动空气开关、继电保护器等计算的依据。用依据。用 PjfPjf ,, QjfQjf ,, IjfIjf 表示。表示。

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•③③ 平均负荷平均负荷 平均负荷是指用电设备在某段时间内所消耗平均负荷是指用电设备在某段时间内所消耗的电能除以该段时间所得的平均功率值,即的电能除以该段时间所得的平均功率值,即

Pp=Wp/tPp=Wp/tQp=Wq/tQp=Wq/t

式中 式中 PpPp、、 Qp——Qp——平均有功、无功负荷;平均有功、无功负荷; W——W——用电设备在时间用电设备在时间 tt内所消耗的电能;内所消耗的电能; t——t——实际用电时间,对年平均负荷取 实际用电时间,对年平均负荷取 8760h8760h,,对日平均负荷取对日平均负荷取 24h24h。。

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•④④负荷系数负荷系数 负荷系数是指平均负荷与最大负荷之比。负荷系数是指平均负荷与最大负荷之比。 有功负荷系数:有功负荷系数: α= Pp/Pjsα= Pp/Pjs ;; 无功负荷系数:无功负荷系数: β= Qp/Qjsβ= Qp/Qjs 。。 负荷系数又称负荷率,也可称为负荷曲线填负荷系数又称负荷率,也可称为负荷曲线填充系数,用以反映负荷波动程度。充系数,用以反映负荷波动程度。

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(( 33)负荷计算方法)负荷计算方法•影响电力负荷的因素很多,实际负荷情况影响电力负荷的因素很多,实际负荷情况很复杂,而且并不固定,因而必须选择正很复杂,而且并不固定,因而必须选择正确的计算方法,以使计算结果尽量符合实确的计算方法,以使计算结果尽量符合实际,力求合理。际,力求合理。•负荷计算的方法由单位建筑面积功率法、负荷计算的方法由单位建筑面积功率法、需要系数法、二项系数法和利用系数法等。需要系数法、二项系数法和利用系数法等。•在建筑电气设计的方案设计和初步设计阶在建筑电气设计的方案设计和初步设计阶段,可采用单位面积功率法;段,可采用单位面积功率法;•在施工图设计阶段,多采用需要系数法。在施工图设计阶段,多采用需要系数法。

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•11)单位面积功率法)单位面积功率法•建筑物单位建筑面积所需电力负荷与建筑物单位建筑面积所需电力负荷与建筑物种建筑物种类类(办公楼、住宅或宾馆)、(办公楼、住宅或宾馆)、等级等级(普通的或(普通的或高级的)、高级的)、附属设备情况附属设备情况(有无空调)和(有无空调)和房间房间用途用途(卧室或绘图)等条件有关,而且随着生(卧室或绘图)等条件有关,而且随着生活和生产水平的提高,其标准也日益提高。活和生产水平的提高,其标准也日益提高。•有关部门通过大量的调查分析,提出了一些有关部门通过大量的调查分析,提出了一些推推荐值供有关人员选用,如荐值供有关人员选用,如表表1.51.5。。•查取表中的数值,乘以总建筑面积,即得建筑查取表中的数值,乘以总建筑面积,即得建筑物的电力负荷,进而可以估算出供配电系统的物的电力负荷,进而可以估算出供配电系统的规模、主要设备和投资费用,从而满足方案或规模、主要设备和投资费用,从而满足方案或初步设计的要求。初步设计的要求。

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表 1.5 民用建筑用电负荷估算指标建筑分类建筑分类指标(指标( W/mW/m22))

范围范围 平均平均(一)住宅(一)住宅 1.1.一般住宅一般住宅 2.2.中等家庭公寓中等家庭公寓 3.3.高级家庭公寓高级家庭公寓 4.4.豪华家庭公寓豪华家庭公寓 5.5.有集中空调的家庭有集中空调的家庭公寓公寓

5.91-10.705.91-10.7010.76-16.1410.76-16.1421.52-26.5021.52-26.5043.04-64.5043.04-64.50

7.537.5313.4513.4525.8025.8048.4048.4027.6027.60

(二)商业(二)商业 1.1.商店:无空调商店:无空调 有空调有空调 2.2.餐厅、咖啡馆餐厅、咖啡馆 3.3.办公室办公室 4.4.旅馆旅馆 5.5.自选市场自选市场 6.6.电影院电影院

80.70-107.6080.70-107.6048.40-124.0048.40-124.00129.00-140.00129.00-140.00161.00-172.00161.00-172.00

43.0043.00194.00194.00247.00247.0096.8096.8071.0071.00134.50134.50172.00172.00

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• 22 ))需要系数法需要系数法• 需要系数需要系数 KxKx是用电设备组所需的最大负荷是用电设备组所需的最大负荷 PjsPjs与与总设备安装容量总设备安装容量 PsPs的比值,即的比值,即Kx=Pjs/PsKx=Pjs/Ps• 根据需要系数根据需要系数 KxKx求总安装设备容量为求总安装设备容量为 PsPs的用电的用电设备组的计算负荷设备组的计算负荷 PjsPjs的方法称为需要系数法。的方法称为需要系数法。• 用电设备安装设备容量有大有小,根据大量资料数用电设备安装设备容量有大有小,根据大量资料数据分析比较,性质相同的用电设备有相近的需要系据分析比较,性质相同的用电设备有相近的需要系数,数,• 所以,用需要系数法计算电力负荷时,应在计算范所以,用需要系数法计算电力负荷时,应在计算范围内将用电设备按不同性质分为各个用电设备组,围内将用电设备按不同性质分为各个用电设备组,先求得各组用电设备的计算负荷,再计算各组用电先求得各组用电设备的计算负荷,再计算各组用电设备总的电力负荷。设备总的电力负荷。

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①① 基本计算公式基本计算公式• 对单组用电设备:对单组用电设备:

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•对多组用电设备:对多组用电设备:

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sP

eU

xK

tan

xK tan

pK qK

式中 —— 单组用电设备各装接设备容量之和(不包括备用设备)

——相电压;

——单组用电设备的需要系数; 单组用电设备与运行功率因数相对应的正切值;(、 可从表1.6中查取)

——各组用电设备最大负荷时有功和无功的同期系数,是考虑到各用电设备组的最大计算负荷不会同时出现而引用的一个系数,根据其计算范围,其数值可在 0.8-0.95之间选取。

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costan

表 1.6 建筑电气设备需要系数表

此数据为旅游宾馆推荐值,可供其它建筑参考

0.750.880.750.751.731.021.020.75

0.800.750.800.800.500.700.700.80

0.65-0.750.65-0.750.60-0.700.60-0.700.18-0.220.30-0.350.35-0.450.34-0.45

冷冻机房锅炉房水泵房通风机电梯洗衣房厨房

窗式空调器

40W30W1000W400W250W125W1000W250-

400W

0.01.602.161.171.331.481.981.982.29

白炽灯卤钨灯1.0荧光灯0.530.42荧光高压汞

灯0.650.600.560.45金属卤化物0.45高压钠灯0.40

0.40-0.600.70-0.800.80-0.900.80-0.900.85-0.950.80-0.900.70-0.800.80-0.900.35-0.450.60-0.700.50-0.600.70-0.800.60-0.700.65-0.75

照明负荷住宅楼办公楼科研楼教学楼商店餐厅社会旅馆

社会旅馆(附对外餐厅)旅游宾馆医院门诊楼医院病房楼电影院剧场体育馆

备注

功率因数

需要系数Kx用电设备组名称

此数据为旅游宾馆推荐值,可供其它建筑参考

0.750.880.750.751.731.021.020.75

0.800.750.800.800.500.700.700.80

0.65-0.750.65-0.750.60-0.700.60-0.700.18-0.220.30-0.350.35-0.450.34-0.45

冷冻机房锅炉房水泵房通风机电梯洗衣房厨房

窗式空调器

40W30W1000W400W250W125W1000W250-

400W

0.01.602.161.171.331.481.981.982.29

白炽灯卤钨灯1.0荧光灯0.530.42荧光高压汞

灯0.650.600.560.45金属卤化物0.45高压钠灯0.40

0.40-0.600.70-0.800.80-0.900.80-0.900.85-0.950.80-0.900.70-0.800.80-0.900.35-0.450.60-0.700.50-0.600.70-0.800.60-0.700.65-0.75

照明负荷住宅楼办公楼科研楼教学楼商店餐厅社会旅馆

社会旅馆(附对外餐厅)旅游宾馆医院门诊楼医院病房楼电影院剧场体育馆

备注

功率因数

需要系数Kx用电设备组名称

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②②几个需要说明的问题几个需要说明的问题aa ))需要系数的确定需要系数的确定• 需要系数是考虑到同组的用电设备不一定都同时需要系数是考虑到同组的用电设备不一定都同时工作,同时工作的设备也不一定都满负荷运行而工作,同时工作的设备也不一定都满负荷运行而引入的系数,引入的系数,• 所以需要系数总是小于所以需要系数总是小于 11 的,的,• 实际上需要系数不仅与设备的效率、台数、工作实际上需要系数不仅与设备的效率、台数、工作情况有关,而且与维护管理水平、人员操作水平情况有关,而且与维护管理水平、人员操作水平等因素也有关,等因素也有关,• 故一般通过实测确定,以便尽可能符合实际。需故一般通过实测确定,以便尽可能符合实际。需要系数的数值不是一成不变的,它将随着生产发要系数的数值不是一成不变的,它将随着生产发展,技术水平提高而变化。展,技术水平提高而变化。

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• bb )设备容量的确定)设备容量的确定• 电力设备容量电力设备容量 PsPs只考虑工作设备,不包括备用设只考虑工作设备,不包括备用设备,其值与用电设备组的工作制有关,应按工作备,其值与用电设备组的工作制有关,应按工作制分组分别确定。制分组分别确定。• 一般长期工作制和短期工作制的用电设备的设备一般长期工作制和短期工作制的用电设备的设备容量,就是其铭牌额定功率。而反复短期用电设容量,就是其铭牌额定功率。而反复短期用电设备的设备容量是将其在某一工作状态的铭牌额定备的设备容量是将其在某一工作状态的铭牌额定功率换算至统一工作状态下的额定功率。这种工功率换算至统一工作状态下的额定功率。这种工作制的用电设备主要有电焊机和吊车电动机。我作制的用电设备主要有电焊机和吊车电动机。我国电焊机铭牌额定暂载率有国电焊机铭牌额定暂载率有 50%50%、、 60%60%、、 75%75%、、100%100%四种。需要系数法负荷计算规定统一换算四种。需要系数法负荷计算规定统一换算至至 Jc=100%Jc=100%,即 ,即

ceces JP100%/JPP

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•我国吊车电动机铭牌额定暂载率有我国吊车电动机铭牌额定暂载率有 15%15% 、、25%25% 、、 40%40% 、、 50%50% 四种,需要系数法四种,需要系数法负荷计算统一换算至负荷计算统一换算至 Jc=25%Jc=25% ,即,即ceces J2P25.0/JPP

这种情况在工业设备中较为常见,对民用建筑碰到的不多。 照明设备容量,对于白炽灯等热辐射电光源可取其铭牌额定功率作为设备容量。 对于荧光灯和高压汞灯等气体放电光源,还应计入整流器 的功率损耗,前者应增加 20% ,后者应增加 8% 。

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•CC)单相用电设备的设备容量)单相用电设备的设备容量• 建筑电气用电设备存在大量单相负载,应建筑电气用电设备存在大量单相负载,应将它们均匀地分到三相上,力求减少三相将它们均匀地分到三相上,力求减少三相不平衡。不平衡。•设计规定,在计算范围内单相不平衡负载设计规定,在计算范围内单相不平衡负载不超过三相平衡负载的不超过三相平衡负载的 15%15% ,设备容量可,设备容量可按单相设备功率之和计算,按单相设备功率之和计算,•如如超过超过 15%15% ,则应以最大相负荷,则应以最大相负荷 33倍倍作为作为单相用电设备的设备容量。单相用电设备的设备容量。

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住宅建筑用电设备住宅建筑内的用电设备均为单相电器。

容量 <100W 的电器有:收录机、音响、电视机、 影碟机、电扇、台灯、 计算机、抽油烟机、 消毒柜等;100W< 容量 <200W 的电器有:洗衣机、电冰箱、 饮水器等;容量 <1KW 的电器有:电烤箱、微波炉、电饭煲、 电熨斗、电吹风等;容量 >1KW 的电器有:电热水器、空调、电暖器等。

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4.4.导线截面的选择导线截面的选择• (1)(1)导线选择的内容导线选择的内容• 导线选择的内容包括型号及敷设方式的选择、导导线选择的内容包括型号及敷设方式的选择、导

线截面的选择两大部分。线截面的选择两大部分。• 型号可反映导线的材料和绝缘方式。型号可反映导线的材料和绝缘方式。 如如 BXBX型表示铜芯橡皮线;型表示铜芯橡皮线; BLXBLX型表示铝芯橡型表示铝芯橡皮线;皮线; BVBV 型表示铜芯塑料线;型表示铜芯塑料线; BLVBLV 型表示铝型表示铝芯塑料线,等等。芯塑料线,等等。

• 导线形式导线形式 (( 型号型号 )) 应与所选择的敷设方式及环境应与所选择的敷设方式及环境条件相适应。条件相适应。

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导线截面是导线选择的主要内容,直接影响着技术经济效果。在图纸中表示时,导线的敷设方式、敷设部位、截面和根数通常写在型号的后面,截面的单位为 mm2 。如: BV—3×25+1×16/ SC32—WC—FC表示 3 根 25mm2 、 l 根 16 mm2 的塑料绝缘铜芯导线穿Ф32钢管,沿墙、沿地板 (暗 )敷设 (WC 、 FC表示敷设部位及方式 ) 。

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• (2)(2)导线截面的选择导线截面的选择• 1)1)导线截面的选择条件导线截面的选择条件• 为了保证供电系统安全、可靠、优质,经济地运为了保证供电系统安全、可靠、优质,经济地运行,导线和电缆截面的选择必须满足以下条件:行,导线和电缆截面的选择必须满足以下条件:• ① ①发热条件发热条件 导线和电缆导线和电缆 ((含母线含母线 )) 在通过计算电流时产生的在通过计算电流时产生的发热温度,不应超过其正常运行时的最高允许温发热温度,不应超过其正常运行时的最高允许温度。度。• ② ②电压损耗电压损耗 导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗,导线和电缆在通过计算电流时产生的电压损耗,不应超过正常运行时允许的电压损耗值。对于工不应超过正常运行时允许的电压损耗值。对于工厂内较短的高压线路,可不进行电压损耗校验。厂内较短的高压线路,可不进行电压损耗校验。

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•③③经济电流密度经济电流密度 高压线路及特大电流的低压线路,一般应按高压线路及特大电流的低压线路,一般应按规定的经济电流密度选择导线和电缆的截面,规定的经济电流密度选择导线和电缆的截面,以使线路的年运行费用接近于最小,节约电以使线路的年运行费用接近于最小,节约电能和有色金属。所选截面,称为“经济截能和有色金属。所选截面,称为“经济截面”.此种选择原则,称为“年费用支出最面”.此种选择原则,称为“年费用支出最小”原则。小”原则。•④④机械强度机械强度 导线的截面应不小于最小允许截面,如导线的截面应不小于最小允许截面,如表表1.71.7所示.由于电缆的机械强度很好,因此电所示.由于电缆的机械强度很好,因此电缆不校验机械强度,但需要校验短路热稳定缆不校验机械强度,但需要校验短路热稳定度。度。•此外,对于绝缘导线和电缆,还需要满足工此外,对于绝缘导线和电缆,还需要满足工作电压的要求。作电压的要求。

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表 1.7 按机械强度确定的绝缘导线线芯最小截面用途用途 线芯的最小截面线芯的最小截面 /mm/mm22

铜芯软线铜芯软线 铜线铜线 铝线铝线

照明用灯头引下线照明用灯头引下线 民用建筑、屋内民用建筑、屋内工业建筑、屋内工业建筑、屋内屋外屋外0.40.40.50.51.01.0

0.50.50.80.81.01.0

1.51.52.52.52.52.5

移动式用电设备移动式用电设备 生产用生产用生活用生活用 0.20.21.01.0

架设在绝缘支持件上的架设在绝缘支持件上的绝缘导线,其支持点间绝缘导线,其支持点间距为距为

1m1m以下,屋内以下,屋内屋外屋外2m2m以下,屋内以下,屋内屋外屋外6m6m及以下及以下12m12m及以下及以下12—25m12—25m穿管敷设的绝缘导线穿管敷设的绝缘导线

1.01.0

1.01.01.51.51.01.01.51.52.52.52.52.54.04.01.01.0

1.51.52.52.52.52.52.52.54.04.06.06.010102.52.5

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• 根据设计经验,根据设计经验,低压动力线低压动力线因其负荷电流较大,因其负荷电流较大,所以一般先按发热条件选择截面,再校验电压损所以一般先按发热条件选择截面,再校验电压损耗和机械强度。耗和机械强度。

• 低压照明线低压照明线,因照明对电压要求较高,所以一般,因照明对电压要求较高,所以一般先按允许电压损耗来选择截面,然后校验其发热先按允许电压损耗来选择截面,然后校验其发热条件和机械强度。条件和机械强度。

• 而对长距离、大电流及而对长距离、大电流及 35kV35kV 以上的以上的高压线路高压线路,则,则往往先按经济电流密度来选择截面再校验其他条往往先按经济电流密度来选择截面再校验其他条件。件。

• 按以上经验选择,通常较易满足要求,较少返工。按以上经验选择,通常较易满足要求,较少返工。

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•下面主要介绍按发热条件选择计算下面主要介绍按发热条件选择计算一般三相线路的导线和电缆截面的一般三相线路的导线和电缆截面的问题。问题。•关于机械强度,对于建筑物关于机械强度,对于建筑物 ((群群 )) 电电力线路来说,无需详细计算,只按力线路来说,无需详细计算,只按最小截面校验就行了。最小截面校验就行了。

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• 2)2) 导线截面的选择导线截面的选择• ①①三相系统相线截面的选择三相系统相线截面的选择• 电流通过导线,产生能耗,使导线发热。裸导线的电流通过导线,产生能耗,使导线发热。裸导线的温度过高时,会使接头处的氧化加剧,增大接触电温度过高时,会使接头处的氧化加剧,增大接触电阻,使之进一步氧化,如此恶性循环,最后可发展阻,使之进一步氧化,如此恶性循环,最后可发展到断线。到断线。

• 而绝缘导线和电缆的温度过高时,可使绝缘加速老而绝缘导线和电缆的温度过高时,可使绝缘加速老化甚至烧毁,或引起火灾。化甚至烧毁,或引起火灾。

• 因此,导线正常发热温度不得超过导线额定负荷时因此,导线正常发热温度不得超过导线额定负荷时的最高允许温度的最高允许温度 (( 如如常用的常用的 BVBV塑料绝缘导线最高塑料绝缘导线最高允许温度为允许温度为 65℃65℃)) 。。

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• 按发热条件选择三相系统中的相线截面时,应按发热条件选择三相系统中的相线截面时,应使其允许载流量使其允许载流量 IIxx。不小于通过相线的计算电。不小于通过相线的计算电流流 IIjsjs,即,即

IIxx≥I≥Ijsjs• 所谓导线的允许载流量,就是在规定的环境温所谓导线的允许载流量,就是在规定的环境温度及相应的敷设条件下,导线能够连续承受而度及相应的敷设条件下,导线能够连续承受而不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。不致使其稳定温度超过允许值的最大电流。

• BVBV铜芯塑料绝缘导线穿钢管敷设时的载流量铜芯塑料绝缘导线穿钢管敷设时的载流量见见表表1.81.8。。

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表 1.8 聚氯乙烯绝缘铜导线钢管敷设的允许载流量 (单位: A;最高允许温度: 65℃)

额定额定截面截面(( mmmm22 ))

22根单芯线穿管根单芯线穿管管管径径

33根单芯线穿管根单芯线穿管管管径径

44~~ 55根单芯线穿管根单芯线穿管44根根穿管穿管管径管径

55根根穿穿管管管管径径环境温度环境温度 环境温度环境温度 环境温度环境温度

2525℃℃

3030℃℃

3535℃℃

4040℃℃ 25℃25℃ 3030

℃℃3535℃℃

4040℃℃

2525℃℃

3030℃℃

3535℃℃

4040℃℃

铜铜芯芯

1.01.01.51.52.52.544661010161625253535505070709595121200151500181855

1414191926263535474765658282107107133133165165205205250250290290330330380380

1313171724243232434360607676100100124124154154191191233233271271308308355355

12121616222230304040565670709292115115142142177177216216250250285285328328

11111515202027273737515164648484105105130130162162197197229229261261300300

151515151515151515152020252525253232404050505050505070707070

13131717242431314141575773739595115115146146183183225225260260300300340340

12121515222228283838535368688888107107136136171171210210243243280280317317

111114142020262635354949636382829999121266151588191944222244252599292944

101013131818242432324545575775759090115115144144177177205205237237268268

151515151515151515152020252532323232404050505050505070707070

11111616222228283737505065658585101055131300161655202000232300262655303000

101014142020262634344646606079799898121121154154187187215215247247280280

9913131919242432324343565673739090111122141422171733191988222299252599

8812121717222229293939515167678383102102130130158158181181209209307307

151515151515151520202525252532324040505050507070707070708080

15151515151520202525252532323232404050507070707080808080101000

备备注注 表中表中 44~~ 55根单芯导线穿管的载流量,系指根单芯导线穿管的载流量,系指 TN—CTN—C 系统或系统或 TN—STN—S 系统的相线载流量,其系统的相线载流量,其 NN线或线或 PENPEN线可有不平衡电流通过。如果是线可有不平衡电流通过。如果是平衡三相导线穿管,另一导线为单纯的平衡三相导线穿管,另一导线为单纯的 PEPE线,则虽为线,则虽为 44根线穿管,但其载流量只按根线穿管,但其载流量只按 33根线穿管确定。表中管径单位为根线穿管确定。表中管径单位为 mmmm。。

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•应该注意的是同一导线截面,在不同的敷设应该注意的是同一导线截面,在不同的敷设条件下其允许载流量是不同的,甚至相差很条件下其允许载流量是不同的,甚至相差很大。如果导线敷设地点的环境温度与导线允大。如果导线敷设地点的环境温度与导线允许载流量所采用的环境温度不同时,则导线许载流量所采用的环境温度不同时,则导线的允许载流量应乘以的允许载流量应乘以温度校正系数温度校正系数 KθKθ,即,即

0

1

al

alk

al

1

0

式中: ——导线额定负荷时的最高允许温度; ——导线的允许载流量所采用的环境温度;

——导线敷设地点的实际环境温度;

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•这里所说的“这里所说的“环境温度环境温度”,是按发热”,是按发热条件选择导线和电缆的特定温度。条件选择导线和电缆的特定温度。•在室外,环境温度一般取当地最热月在室外,环境温度一般取当地最热月平均最高气温。在室内,则取当地最平均最高气温。在室内,则取当地最热月平均最高气温加热月平均最高气温加 5℃5℃ 。。•对土中直埋的电缆,则取当地最热月对土中直埋的电缆,则取当地最热月地下地下 0.80.8~~ 1m1m的土壤平均温度,亦的土壤平均温度,亦可近似地取为当地最热月平均气温。可近似地取为当地最热月平均气温。

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•②② 中性线截面的选择中性线截面的选择•三相四线制系统中的中性线,要通过系统的三相四线制系统中的中性线,要通过系统的

不平衡电流和零序电流,不平衡电流和零序电流,•因此中性线的允许载流量,不应小于三相系因此中性线的允许载流量,不应小于三相系

统的最大不平衡电流,同时应考虑谐波电流统的最大不平衡电流,同时应考虑谐波电流的影响。的影响。

•一般三相四线制线路的中性线截面一般三相四线制线路的中性线截面 A0A0 ,应,应不小于相线截面不小于相线截面 AφAφ的的 5050 %,即%,即

A0≥0.5AφA0≥0.5Aφ

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•由三相四线制线路引出的两相三线线路和单由三相四线制线路引出的两相三线线路和单相线路,由于其中性线电流与相线电流相等,相线路,由于其中性线电流与相线电流相等,因此它们的中性线截面因此它们的中性线截面 A0A0 应与相线截面应与相线截面 AφAφ相等,即相等,即A0=AφA0=Aφ

•对于三次谐波电流相当突出的三相四线制线对于三次谐波电流相当突出的三相四线制线路,由于各相的三次谐波电流都要通过中性路,由于各相的三次谐波电流都要通过中性线,使得中性线电流可能接近甚至超过相电线,使得中性线电流可能接近甚至超过相电流,因此这种情况下,中性线截面流,因此这种情况下,中性线截面 A0A0 宜等宜等于或大于相线截面于或大于相线截面 AφAφ 即即A0≥AφA0≥Aφ

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•③③保护线保护线 (PE(PE线线 ))截面的选择。截面的选择。• 保护线耍考虑三相系统发生单相短路故障时保护线耍考虑三相系统发生单相短路故障时单相短路电流通过时的短路热稳定度。单相短路电流通过时的短路热稳定度。•根据短路热稳定度的要求,保护线根据短路热稳定度的要求,保护线 (PE(PE线线 ))截面截面 AAPEPE,按《低压配电设计规范》,按《低压配电设计规范》 (GB500(GB50054—95)54—95)规定;规定;a.a. 当当 A≤16mmA≤16mm22 AAPEPE≥A≥Aφφb.b. 当当 16mm16mm22<A≤35 mm<A≤35 mm22 AAPEPE≥16 mm≥16 mm22c.c. 当当 A>35 mmA>35 mm22 AAPEPE≥0.5A≥0.5Aφφ

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•④④保护中性线保护中性线 (PEN(PEN 线线 ))截面的选择。截面的选择。•保护中性线兼有保护线和中性线的双保护中性线兼有保护线和中性线的双

重功能,因此其截面选择应同时满足重功能,因此其截面选择应同时满足上述保护线和中性线的要求,取其中上述保护线和中性线的要求,取其中的最大值。 的最大值。

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1.2.51.2.5  供配电设备 供配电设备•供配电设备主要有变压器、高压配电装置、供配电设备主要有变压器、高压配电装置、

低压配电装置。低压配电装置。11 .. 变压器变压器•变压器起着变换电压的作用,常用的变压器起着变换电压的作用,常用的 10kV10kV

变电所中变压器将高压变电所中变压器将高压 l0kVl0kV 变为低压变为低压 380380// 220v220v 。根据冷却方式的不同,通常采用。根据冷却方式的不同,通常采用的配电变压器有油浸式变压器和干式变压的配电变压器有油浸式变压器和干式变压器。器。

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22 .. 高压配电装置高压配电装置• 高压配电装置是用于安放高压电器设备的柜式成套装置,高压配电装置是用于安放高压电器设备的柜式成套装置,起着接受电能、分配电能的作用,起着接受电能、分配电能的作用,• 柜内安装有高压开关设备、测量仪表、保护设备及一些柜内安装有高压开关设备、测量仪表、保护设备及一些操作辅助设备。操作辅助设备。• 按其结构可分为固定式和手车式两种。 按其结构可分为固定式和手车式两种。

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33 .. 低压配电装置低压配电装置• 低压配电装置是用于安放低压电器设备的成套柜式装置,低压配电装置是用于安放低压电器设备的成套柜式装置,

可分为固定式和抽屉式。里面安装有低压开关设备、保护设可分为固定式和抽屉式。里面安装有低压开关设备、保护设备及一些操作辅助设备等,主要就是低压电器。备及一些操作辅助设备等,主要就是低压电器。

• 低压电器指电压在低压电器指电压在 500V500V 以下的各种控制设备、各种继电以下的各种控制设备、各种继电器及各种保护设备等。在建筑工程中常用的低压电器设备有器及各种保护设备等。在建筑工程中常用的低压电器设备有刀开关、熔断器、低压断路器、接触器及磁力起动器等。刀开关、熔断器、低压断路器、接触器及磁力起动器等。

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(( 11 ))刀开关刀开关• 刀开关是最简单的手动控制设备,功能是不频繁的接通刀开关是最简单的手动控制设备,功能是不频繁的接通

和断开容量不大的低压供电线路,并兼作电源隔离开关。和断开容量不大的低压供电线路,并兼作电源隔离开关。• 按工作原理和结构形式,刀开关可分为胶盖闸刀开关、铁按工作原理和结构形式,刀开关可分为胶盖闸刀开关、铁壳开关、熔断式刀开关、组合开关等几种。壳开关、熔断式刀开关、组合开关等几种。

• 如果按极数分有单极、双极、三极等三种,每种又有单投如果按极数分有单极、双极、三极等三种,每种又有单投和双投之分。和双投之分。

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(( 22 ))熔断器熔断器•熔断器是最简单的一种保护电器,它串联在电熔断器是最简单的一种保护电器,它串联在电路中,是电路中受热最为薄弱的环节,路中,是电路中受热最为薄弱的环节,•当电路中发生过电流当电路中发生过电流 ((包括短路及过负荷包括短路及过负荷 ))时,时,熔断器内的熔体由于发热温度达到其熔点而熔熔断器内的熔体由于发热温度达到其熔点而熔断,切断故障电路,使电路中的其他电气设备断,切断故障电路,使电路中的其他电气设备不应过电流而损坏。不应过电流而损坏。•熔体的熔断时间与电流的大小有关,当通过熔熔体的熔断时间与电流的大小有关,当通过熔体的电流越大时,熔断的时间越短。体的电流越大时,熔断的时间越短。•由于熔断器价格便宜、结构简单、维护方便以由于熔断器价格便宜、结构简单、维护方便以及尺寸小,在低压电路中得到广泛使用。 及尺寸小,在低压电路中得到广泛使用。

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(( 33)低压断路器)低压断路器•低压断路器是应用最广泛的一种控制设备,低压断路器是应用最广泛的一种控制设备,也称也称自动空气断路器自动空气断路器,,或自动空气开关或自动空气开关。。•低压断路器在结构上有较好的灭孤性能,可低压断路器在结构上有较好的灭孤性能,可以接通、断开正常负荷电流以接通、断开正常负荷电流 (( 正常分合闸正常分合闸 )) ,,并可自动切断短路故障电流。并可自动切断短路故障电流。•其主要用于配电线路和电气设备的过负荷、其主要用于配电线路和电气设备的过负荷、低电压、单相接地和短路保护,常用作配电低电压、单相接地和短路保护,常用作配电箱中的总开关和分路开关。箱中的总开关和分路开关。•低压断路器按其用途分类可分为配电线路保低压断路器按其用途分类可分为配电线路保护用、电动机保护用、照明线路保护用及漏护用、电动机保护用、照明线路保护用及漏电保护用等几种,见电保护用等几种,见表表1.91.9。。

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•按低压断路器结构分类又可分为按低压断路器结构分类又可分为 DWDW 系列系列及及 DZDZ 系列两类,系列两类, DWDW 系列是敞开式结构,系列是敞开式结构,一般装在配电屏内;一般装在配电屏内; DZDZ 系列是塑壳式结构,系列是塑壳式结构,属于保护式一般可装在配电屏、配电箱或属于保护式一般可装在配电屏、配电箱或配电板上. 配电板上. •按脱扣器的类型可分为励磁脱扣、过电流按脱扣器的类型可分为励磁脱扣、过电流脱扣脱扣 (( 有瞬时脱扣、短延时、长延时三种有瞬时脱扣、短延时、长延时三种 ))和失压脱扣等。和失压脱扣等。•按操动机构分类又可分为手动、电动(包按操动机构分类又可分为手动、电动(包括电磁操作和电动机操作)两种。括电磁操作和电动机操作)两种。

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过载自动空气开关1— 接触刀片; 2—弹簧; 3—搭扣支

点;4—搭扣; 5— 电磁铁; 6—衔铁

欠压自动空气开关1— 接触刀片; 2—弹簧;3—搭扣支点; 4—搭扣;

5— 电磁铁; 6—弹簧

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(( 44 ))接触器接触器• 接触器也称为电磁开关,它是利用电磁铁的吸力来接触器也称为电磁开关,它是利用电磁铁的吸力来控制触头动作的。接触器按其电流可分为直流接触控制触头动作的。接触器按其电流可分为直流接触器和交流接触器两类,在建筑工程中常用交流接触器和交流接触器两类,在建筑工程中常用交流接触器。器。• 当线圈通电当线圈通电 ((被激励被激励 ))后,衔铁被吸合,拉杆把所后,衔铁被吸合,拉杆把所有的常开触点闭合有的常开触点闭合 ((这时所有常闭触点断开这时所有常闭触点断开 )) ,负,负载通电运行。这种切换主电路的触头称为主触头,载通电运行。这种切换主电路的触头称为主触头,可以通断较大电流;而切换控制电路的触头称为辅可以通断较大电流;而切换控制电路的触头称为辅助触头,通断电流小。容量较大的接触器主触头上助触头,通断电流小。容量较大的接触器主触头上有灭弧罩。有灭弧罩。• 接触器主要的技术数据有额定电压、额定电流接触器主要的技术数据有额定电压、额定电流 ((均均指主触头指主触头 )) 、电磁线圈额定电压等。应用中一般选、电磁线圈额定电压等。应用中一般选其额定电流应大于负载工作电流,通常负载额定电其额定电流应大于负载工作电流,通常负载额定电流为接触器额定电流的流为接触器额定电流的 7070%~%~ 8080%。%。

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( 5)漏电保护开关

电流动作型漏电保护开关工作原理图

TAN—零序互感器; A—放大器;YR—脱扣器; QF— 低压断路器

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1.2.6 1.2.6 建筑供配电系统图实例建筑供配电系统图实例11 ..系统图及其特点系统图及其特点•电气系统图描述的对象是系统或分系统,电气系统图描述的对象是系统或分系统,一般用图形符号或带注释的框来绘制,大一般用图形符号或带注释的框来绘制,大的系统图可以表示大型区域电力网,小的的系统图可以表示大型区域电力网,小的系统图可以表示一个用电设备的供电关系。系统图可以表示一个用电设备的供电关系。

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•电气系统图的基本特点:电气系统图的基本特点:(1)(1) 电气系统图所描述的对象是系统或分系统。电气系统图所描述的对象是系统或分系统。电气系统图可用来表示大型区域电力网,也电气系统图可用来表示大型区域电力网,也可用来描述一个较小的供电系统。可用来描述一个较小的供电系统。(2)(2) 电气系统图所描述的是系统的基本组成和电气系统图所描述的是系统的基本组成和主要特征,而不是全部。主要特征,而不是全部。(3)(3) 电气系统图对内容的描述是概略的而不是电气系统图对内容的描述是概略的而不是详细的,但其概略程度则依描述对象的不同详细的,但其概略程度则依描述对象的不同而不同。而不同。描述一个大型电气系统,只要画出发电厂、描述一个大型电气系统,只要画出发电厂、变电所、输电线路即可。变电所、输电线路即可。描述某一设备的供电系统,则应将熔断器、描述某一设备的供电系统,则应将熔断器、开关等主要元器件表示出来开关等主要元器件表示出来。。

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(4)(4) 在电气系统图中,表示多线系统,通常采在电气系统图中,表示多线系统,通常采用用单线表示法单线表示法,表示系统的构成,一般采,表示系统的构成,一般采用图形符号。用图形符号。 对于某一具体的电气装置的电气系统图,对于某一具体的电气装置的电气系统图,也可采用也可采用框形符号框形符号。这种框形符号绘制的。这种框形符号绘制的图又称为框图。图又称为框图。•这种形式的框图与系统图没有原则性的区这种形式的框图与系统图没有原则性的区别,两者都是用符号绘制的系统图,但在别,两者都是用符号绘制的系统图,但在实际应用中,框图多用于表示一个分系统实际应用中,框图多用于表示一个分系统或具体设备、装置的概况。或具体设备、装置的概况。

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•22 ..系统图实例系统图实例•以下将介绍几幅常见的供配电系统图,以下将介绍几幅常见的供配电系统图,

并对其进行介绍说明,以期大家能够更并对其进行介绍说明,以期大家能够更好的明白掌握供配电系统图的知识。好的明白掌握供配电系统图的知识。

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•图图1—71—7为某工程的高压配电系统图,从图为某工程的高压配电系统图,从图中可以看出,中可以看出, 10KV10KV 高压电源线进入高压电源线进入 11号号进线柜后,通过进线柜后,通过 10KV10KV 计量柜和计量柜和 10KV10KV 母线母线P.TP.T柜,然后分别经过柜,然后分别经过 22号变压器号变压器 10KV10KV 开开关柜和关柜和 11号变压器号变压器 10KV10KV 开关柜,变压后开关柜,变压后向建筑设备供电。图中还标出了一次主要向建筑设备供电。图中还标出了一次主要设备和二次主要设备的名称、型号、规格、设备和二次主要设备的名称、型号、规格、数量,同时标出了二次图编号以及回路名数量,同时标出了二次图编号以及回路名称和开关柜型号等,以方便阅读。称和开关柜型号等,以方便阅读。

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图1—7 高压配电系统

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•图图1—81—8则为某建筑内低压配电系统图,该系则为某建筑内低压配电系统图,该系统图的组成更为具体。本系统图采用树干式统图的组成更为具体。本系统图采用树干式配电方式,电力经配电方式,电力经 11号变压器进入号变压器进入 11 号变压号变压器进线柜,然后依次通过四个配电屏,第一器进线柜,然后依次通过四个配电屏,第一个配电屏向个配电屏向 11段干线电缆,水泵房,以及两段干线电缆,水泵房,以及两个备用回路供电。第二个配电屏向消控中心、个备用回路供电。第二个配电屏向消控中心、载客电梯、以及两个备用回路供电。第三个载客电梯、以及两个备用回路供电。第三个配电屏通向补偿柜,第四个通向联络柜,从配电屏通向补偿柜,第四个通向联络柜,从本图中可以很明了的识别系统图的构成,电本图中可以很明了的识别系统图的构成,电能的分配,线路的连接顺序。 能的分配,线路的连接顺序。

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图 1—8 低压配电系统图

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•图图1-91-9、、 1-101-10、、 1-111-11、、 1-121-12为附录二案例为附录二案例工程完整的配电系统图,分别为配电干线工程完整的配电系统图,分别为配电干线图、电缆分线箱接线图、配电箱接线图、图、电缆分线箱接线图、配电箱接线图、漏电开关箱接线图。漏电开关箱接线图。

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图1-9 配电干线图

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图1-10 电缆交接箱接线图

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图 1-11 配电箱接线图

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图 1-12 PK漏电开关箱接线图

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• 1AL1AL(( 2AL2AL)配电箱共引出)配电箱共引出 1414 个单相回路(个单相回路( WW11~~ W14W14),从图中可以算出这个数字,计算如),从图中可以算出这个数字,计算如下:下:L1L1相总功率:相总功率: 8KW+8KW+8KW + 8KW =32KW8KW+8KW+8KW + 8KW =32KWL2L2相总功率:相总功率: 8KW+8KW+8KW + 8KW =32KW8KW+8KW+8KW + 8KW =32KWL3L3相总功率相总功率 8KW+8KW+8KW+8KW+0.6KW+0.5K8KW+8KW+8KW+8KW+0.6KW+0.5KW=33.1KWW=33.1KW

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•然后计算三相平均功率与最大或最小功率相然后计算三相平均功率与最大或最小功率相差范围是否超过差范围是否超过 15%15%,若超过,若超过 15%15% ,则取,则取总功率为三相功率中最大功率的总功率为三相功率中最大功率的 33 倍,若没倍,若没有超过,则取总功率为三相功率之和。有超过,则取总功率为三相功率之和。•平均功率:(平均功率:( 32+32+33.132+32+33.1 )) /3=32.37KW/3=32.37KW•验算:(验算:( 33.1-32.3733.1-32.37 )) /32.37=2.26%<15/32.37=2.26%<15%%•该设计中,总功率取最大功率该设计中,总功率取最大功率 33.133.1 的的 33倍,倍,即即 33.1×3=99.3KW33.1×3=99.3KW 44KW.798.03.99KPP cejs

2A.1349.0380732.1

1044.79cosU3

PI

3

l

jsjs

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•熔断器选用熔断器选用 JXM2-225M/3300JXM2-225M/3300 ,其额定电,其额定电流为流为 160A160A,大于,大于 134.2A134.2A,又不超出太多,,又不超出太多,可以满足要求。可以满足要求。•有了回路有了回路 WP1WP1 (( WP2WP2)得功率,我们再)得功率,我们再回到图回到图 1-101-10 ,,•总功率为总功率为 Pe= 99.3+99.3=198.6KWPe= 99.3+99.3=198.6KW

09KW.12965.06.198KPP cejs

0A.2189.0380732.1

1009.129cosU3

PI

3js

js

l

0A.2189.0380732.1

1009.129cosU3

PI

3js

js

l

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•熔断器选用熔断器选用 JXM3L-400/Q-4300JXM3L-400/Q-4300 ,动作电,动作电流流 IeIe为为 250A250A,满足要求。,满足要求。•图图 1-11 1AL1-11 1AL(( 2AL2AL)配电箱共有)配电箱共有 1414 个回个回路,路, W1W1 到到 W12W12 用途为住宅,用途为住宅, W13W13 回路用回路用途为梯道照明,途为梯道照明, W14W14 为弱电间用电,所有为弱电间用电,所有回路均为单相回路,如回路均为单相回路,如 W1W1回路,为回路,为 L1L1相,相,由三根截面积由三根截面积 25mm25mm22 的塑料铜芯线组成,的塑料铜芯线组成,穿直径穿直径 32mm32mm的焊接钢管沿墙敷设,其功的焊接钢管沿墙敷设,其功率为率为 8KW8KW,电流为,电流为 40.4A40.4A ,计算如下:,计算如下:

4A.409.0220

108cosUP

US

I3

e

js

e

jsjs

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•其断路器型号选为其断路器型号选为 LAS-60/C50-1PLAS-60/C50-1P,额定,额定电流电流 50A50A,为一极开关,储藏间照明选用,为一极开关,储藏间照明选用断路器型号为断路器型号为 LAS-60/C10-1PLAS-60/C10-1P,额定电流,额定电流为为 10A10A,为一极开关。电表选用,为一极开关。电表选用 DD862-4 DD862-4 15A15A(( 6060)) AA。 。

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1.3.1 1.3.1 基本组成基本组成•应用电光源进行采光,保证人们在建筑物内应用电光源进行采光,保证人们在建筑物内正常从事生产和生活活动,满足其他特殊需正常从事生产和生活活动,满足其他特殊需要的照明设施,称“建筑电气照明系统”。要的照明设施,称“建筑电气照明系统”。•电气照明系统由电气和照明两个部分组成,电气照明系统由电气和照明两个部分组成,其中电气系统分为供电系统和配电系统,其中电气系统分为供电系统和配电系统,系统应满足用电设备对供电可靠性和对供电系统应满足用电设备对供电可靠性和对供电质量的要求,并适应建筑的发展;质量的要求,并适应建筑的发展;照明系统由照明器、照明线路、照明控制照明系统由照明器、照明线路、照明控制电器及保护电器等组成。电器及保护电器等组成。

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§1.3 §1.3 建筑电气照明系统建筑电气照明系统 1.3.1 1.3.1 基本组成基本组成 1.1. 电气系统电气系统 •是指电能的产生、输送、分配、控制和消耗是指电能的产生、输送、分配、控制和消耗使用的系统,是由电源、导线、控制和保护使用的系统,是由电源、导线、控制和保护设备(开关的熔断器)、用电设备(各种照设备(开关的熔断器)、用电设备(各种照明灯具等)组成。如明灯具等)组成。如图图1—131—13所示。图中包所示。图中包括对照明部分、空调插座、热水器插座、其括对照明部分、空调插座、热水器插座、其他插座以及备用等用途的配电。图中还表示他插座以及备用等用途的配电。图中还表示出了各个回路的名称,导线的型号及空气开出了各个回路的名称,导线的型号及空气开关型号等。关型号等。

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图 1—13 某电气系统漏电开关箱系统图

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2.2. 照明系统 照明系统 •是指光能的产生、传播、分配(反射、折是指光能的产生、传播、分配(反射、折射和透射)和消耗吸收的系统,由电源、射和透射)和消耗吸收的系统,由电源、控制器、室内空间、建筑内表面、建筑形控制器、室内空间、建筑内表面、建筑形状、工作面等组成。状、工作面等组成。

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• 3.3. 电气和照明系统的关系 电气和照明系统的关系 •电气和照明是两套系统,既相互独立又紧电气和照明是两套系统,既相互独立又紧密联系。密联系。•两套系统的功能是不同的,在设计中所遵两套系统的功能是不同的,在设计中所遵循的基本理论(分属电学和光学)、所依循的基本理论(分属电学和光学)、所依据的基本参数(分别为瓦特据的基本参数(分别为瓦特 WW和流明和流明 llmm)、所采用的基本运算方法都不同,分)、所采用的基本运算方法都不同,分别通过照明的光学部分设计和照明的电气别通过照明的光学部分设计和照明的电气部分设计来完成。 部分设计来完成。

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•两套系统之间又是紧密相关的。连接点就是两套系统之间又是紧密相关的。连接点就是灯具,灯具可同时用瓦特和流明两类参数表灯具,灯具可同时用瓦特和流明两类参数表示其性能。灯具是电气系统的末端,又是照示其性能。灯具是电气系统的末端,又是照明系统的始端。电气设计应满足照明设计的明系统的始端。电气设计应满足照明设计的要求,而照明设计应和建筑设计紧密配合。要求,而照明设计应和建筑设计紧密配合。•所以在实际工作中,一般程序是根据建筑设所以在实际工作中,一般程序是根据建筑设计的要求进行照明设计,再根据照明设计的计的要求进行照明设计,再根据照明设计的成果进行电气设计,最后完成统一的电气照成果进行电气设计,最后完成统一的电气照明设计。如明设计。如图图1-141-14所示。所示。•电照设计的基础资料:建筑设计的平、立、电照设计的基础资料:建筑设计的平、立、剖面图,以及该建筑内生产、生活用电工艺剖面图,以及该建筑内生产、生活用电工艺•要求。照明设计的主要成果有照明平面图、要求。照明设计的主要成果有照明平面图、供电系统图。供电系统图。

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图 1-14 电气照明设计成果图

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1.3.2 1.3.2 建筑照明系统的分类建筑照明系统的分类•建筑照明系统是将电能转化为光能的系建筑照明系统是将电能转化为光能的系

统,按照在建筑中所起的作用的不同,统,按照在建筑中所起的作用的不同,可将建筑照明系统分为视觉照明系统和可将建筑照明系统分为视觉照明系统和气氛照明系统。气氛照明系统。

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•1.1. 视觉照明系统视觉照明系统 •它是指在自然采光不足之处或是夜间,提它是指在自然采光不足之处或是夜间,提供必要的照度,满足人们的视觉要求(属供必要的照度,满足人们的视觉要求(属生理要求)保证所从事的生产、生活活动生理要求)保证所从事的生产、生活活动正常进行而采用的照明系统。根据具体的正常进行而采用的照明系统。根据具体的工作条件可以分为工作照明、事故照明工作条件可以分为工作照明、事故照明(备用照明、应急照明)、障碍照明。 (备用照明、应急照明)、障碍照明。

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•(( 11)工作照明)工作照明是保证人们的工作和生活正常进行所采用是保证人们的工作和生活正常进行所采用的照明的照明 ..工作照明是电气照明中的基本类型。工作照明是电气照明中的基本类型。 在建筑内,正常情况下需要照明的全部空在建筑内,正常情况下需要照明的全部空间所采用的照明都是工作照明。间所采用的照明都是工作照明。 沿警戒区周围装设的警卫照明、为检修沿警戒区周围装设的警卫照明、为检修设备而使用的移动照明均为工作照明。设备而使用的移动照明均为工作照明。

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(( 22 ))事故照明事故照明是当工作中的照明事故中断时,供暂时是当工作中的照明事故中断时,供暂时继续工作或人员疏散用的照明。继续工作或人员疏散用的照明。事故照明应采用能瞬时可靠点燃的白炽事故照明应采用能瞬时可靠点燃的白炽灯或卤钨灯。灯或卤钨灯。若事故照明平时作为工作照明的一部分若事故照明平时作为工作照明的一部分经常点燃,而且当发生事故时不需要切经常点燃,而且当发生事故时不需要切换事故照明电源的情况下,也可以采用换事故照明电源的情况下,也可以采用其他电光源其他电光源。。

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(( 33 ))备用照明备用照明 是供人们暂时继续工作用 的事故照明。应是供人们暂时继续工作用 的事故照明。应在下列场所采用:在下列场所采用:•当工作照明故障,由于工作中断或误操作当工作照明故障,由于工作中断或误操作将引起火灾、爆炸、人员中毒等严重危险将引起火灾、爆炸、人员中毒等严重危险的场所,如锅炉房、煤气站;的场所,如锅炉房、煤气站;•可能引起生产过程长期破坏的场所,如电可能引起生产过程长期破坏的场所,如电子计算机房;子计算机房;•重要的生产车间,如水泵房等。重要的生产车间,如水泵房等。

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•(( 44 ))应急照明应急照明 是供人员安全疏散用的事故照明。应急灯是供人员安全疏散用的事故照明。应急灯应涂成红色或注上箭头、文字说明等标记。应涂成红色或注上箭头、文字说明等标记。•(( 55)障碍照明)障碍照明 是装设于高大建筑物的顶部,作为飞行照是装设于高大建筑物的顶部,作为飞行照明标志的照明。明标志的照明。

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• 2.2. 气氛照明系统气氛照明系统(( 11)建筑彩灯(节日彩灯、泛光彩灯))建筑彩灯(节日彩灯、泛光彩灯) 夜晚用于装饰建筑物的照明系统。夜晚用于装饰建筑物的照明系统。(( 22)专用彩灯)专用彩灯 它是满足各种专门需要的气氛照明,如喷泉照明、它是满足各种专门需要的气氛照明,如喷泉照明、舞池照明等。配合周围环境和节目内容,不断变化舞池照明等。配合周围环境和节目内容,不断变化灯光组合的色彩和图案,能给人以美好的艺术享受。灯光组合的色彩和图案,能给人以美好的艺术享受。• 以采光为主要目的的视觉照明系统,也需要用其灯以采光为主要目的的视觉照明系统,也需要用其灯具的光、色、体、型和布置来发挥相应的烘托气氛具的光、色、体、型和布置来发挥相应的烘托气氛作用。以创造气氛为主要目的的气氛照明系统,当作用。以创造气氛为主要目的的气氛照明系统,当然也应以产生足够的照度为前提。无论哪种照明系然也应以产生足够的照度为前提。无论哪种照明系统,都应当和整个建筑相互协调、紧密配合。统,都应当和整个建筑相互协调、紧密配合。

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§1.4 §1.4 建筑动力系统建筑动力系统•动力及控制系统,是指应用电机拖动的机动力及控制系统,是指应用电机拖动的机械设备,为整个建筑提供舒适、方便的生械设备,为整个建筑提供舒适、方便的生产、生活条件而设置的各种系统。产、生活条件而设置的各种系统。•如供暖、通风、供水、排水、热水供应、如供暖、通风、供水、排水、热水供应、运输等系统。维持这些系统工作的机械设运输等系统。维持这些系统工作的机械设备,都是靠电动机来拖动的,备,都是靠电动机来拖动的,•因此,动力及控制系统实质上就是给电动因此,动力及控制系统实质上就是给电动机配电以及对电动机进行控制的系统。机配电以及对电动机进行控制的系统。

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1.4.1 1.4.1 动力设备的配电动力设备的配电• 建筑物内动力设备的种类繁多,总的负荷容量大。建筑物内动力设备的种类繁多,总的负荷容量大。• 动力设备的容量大小也参差不齐,空调机组可达动力设备的容量大小也参差不齐,空调机组可达到到 500kW500kW以上,而有些动力设备只有几百瓦至以上,而有些动力设备只有几百瓦至几千瓦的功率。几千瓦的功率。• 另外,不同动力设备的供电可靠性要求也是不一另外,不同动力设备的供电可靠性要求也是不一样的。样的。• 因此,在确定动力设备的配电方式时,应根据设因此,在确定动力设备的配电方式时,应根据设备容量的大小、供电可靠性要求的高低,并结合备容量的大小、供电可靠性要求的高低,并结合电源情况、设备位置,注意接线简单、操作维护电源情况、设备位置,注意接线简单、操作维护方便等因素综合考虑。方便等因素综合考虑。

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(1)(1) 消防用电设备的配电消防用电设备的配电(2)(2) 空调动力设备的配电空调动力设备的配电•在动力设备中,空调动力是最大的动力设备,在动力设备中,空调动力是最大的动力设备,它的容量大,设备种类多,包括空调制冷机它的容量大,设备种类多,包括空调制冷机组组 (( 或冷水机组、热泵或冷水机组、热泵 )) 、冲却水泵、冷冻、冲却水泵、冷冻水泵、冷却塔风机、空凋机、新风机、风机水泵、冷却塔风机、空凋机、新风机、风机盘管等。盘管等。•空调制冷机组空调制冷机组 (( 或冷水机组、热泵或冷水机组、热泵 )) 的功率的功率很大,大多在很大,大多在 200kW200kW以上,有的超过以上,有的超过 500k500kWW,因此多采用直配方式配电,即从变电所,因此多采用直配方式配电,即从变电所低压母线直接引来电源到机组控制柜。低压母线直接引来电源到机组控制柜。

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•冷却水泵、冷冻水泵的台数一般较多,且冷却水泵、冷冻水泵的台数一般较多,且留有备用,单台设备容量有几十千瓦,多留有备用,单台设备容量有几十千瓦,多数采用降压起动,对其配电一般采用两级数采用降压起动,对其配电一般采用两级配电方式,即从变电所低压母线引来一路配电方式,即从变电所低压母线引来一路或几路电源到泵房动力配电箱,再由动力或几路电源到泵房动力配电箱,再由动力配电箱引出线至各个泵的起动控制柜。配电箱引出线至各个泵的起动控制柜。• 空调机、新风机的功率大小不一,分布范空调机、新风机的功率大小不一,分布范围比较大,可以采用多级配电。围比较大,可以采用多级配电。

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• (3)(3) 电梯和自动扶梯的配电电梯和自动扶梯的配电•电梯和自动扶梯是建筑物中重要的垂直运电梯和自动扶梯是建筑物中重要的垂直运输设备,必须安全可靠。输设备,必须安全可靠。•考虑到运输的轿厢和电源设备在不同的地考虑到运输的轿厢和电源设备在不同的地点,维修人员不可能在同一地点观察到两点,维修人员不可能在同一地点观察到两者的运行情况。虽然单台电梯的功率不大,者的运行情况。虽然单台电梯的功率不大,但为了确保电梯的安全及各台电梯之间互但为了确保电梯的安全及各台电梯之间互不影响,每台电梯应由不影响,每台电梯应由专用回路供电专用回路供电..•电梯和自动扶梯的电源线路,一般用电缆电梯和自动扶梯的电源线路,一般用电缆或绝缘导线。或绝缘导线。•电梯的电源一般引至机房电源箱;自动扶电梯的电源一般引至机房电源箱;自动扶梯的电源一般引至高端地坑的扶梯控制箱。梯的电源一般引至高端地坑的扶梯控制箱。

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• (4)(4) 生活给水装置的配电生活给水装置的配电•生活给水装置主要包括水泵,一般变压器生活给水装置主要包括水泵,一般变压器出口处引一路电源送至泵房动力配电箱,出口处引一路电源送至泵房动力配电箱,然后送至各泵控制设备。然后送至各泵控制设备。

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1.4.2 1.4.2 动力设备的控制动力设备的控制•对电动机的控制应用最广泛的是采用各种对电动机的控制应用最广泛的是采用各种继电器和接触器组成的继电——接触控制继电器和接触器组成的继电——接触控制系统。在系统中通过各种控制电器之间动系统。在系统中通过各种控制电器之间动作的联锁关系作的联锁关系 (( 如自锁、顺序联锁和互斥联如自锁、顺序联锁和互斥联锁等锁等 )) ,达到不同的控制目的。,达到不同的控制目的。•控制电器是一种用于接通和断开电路中电控制电器是一种用于接通和断开电路中电流的电器。按其性能和用途可分为四种:流的电器。按其性能和用途可分为四种:

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• (1)(1) 接触器接触器 用于远距离频烦接通和分断交直流主电路用于远距离频烦接通和分断交直流主电路(( 大电流电路大电流电路 )) 或大容量控制电路。接触器本或大容量控制电路。接触器本身具有低压、失压保护作用。身具有低压、失压保护作用。• (2)(2) 继电器继电器 根据一定的信号如电压、电流或时间来接通根据一定的信号如电压、电流或时间来接通或断开小电流电路,通常用来接通和断开接或断开小电流电路,通常用来接通和断开接触器的线圈电路,有中间继电器触器的线圈电路,有中间继电器 (( 扩大接通控扩大接通控制电路数目制电路数目 )) 、电压继电器、电压继电器 (( 失压、欠压保失压、欠压保护护 )) 、电流继电器、电流继电器 ((短路和过载保护短路和过载保护 )) 、热继、热继电器电器 ((过载保护过载保护 )) 和时间继电器和时间继电器 (( 延时通断延时通断 ))等。等。

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• (3)(3) 控制器控制器 用来转换电路中的电阻。用来转换电路中的电阻。• (4)(4) 主令电器主令电器 用来在控制电路中发布命令,有按钮、行用来在控制电路中发布命令,有按钮、行程开关和转换开关等。程开关和转换开关等。

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§1.5 §1.5 变配电所布置图实例变配电所布置图实例• 图图1—151—15为某配电室电气设备布置平面图。变配电为某配电室电气设备布置平面图。变配电所设备布置的特点有:所设备布置的特点有:• 11)变配电设备均为无油设备。变压器、高低压)变配电设备均为无油设备。变压器、高低压开关柜、电容器屏、直流电源屏均布置在相对标开关柜、电容器屏、直流电源屏均布置在相对标高高 -0.5-0.5米处,四壁以及顶棚、地板六个面全部采米处,四壁以及顶棚、地板六个面全部采用一级耐火材料的钢筋混凝土防火墙及甲级耐火用一级耐火材料的钢筋混凝土防火墙及甲级耐火钢门封闭间隔。钢门封闭间隔。• 22)开两樘)开两樘 22米的双开门与外界沟通,为设备运米的双开门与外界沟通,为设备运输及安全消防通道,两樘门均向外开启。输及安全消防通道,两樘门均向外开启。• 3)3) 电源从外部通过电源从外部通过 33 根截面积根截面积 120mm2120mm2 的电缆的电缆穿直径穿直径 150mm150mm镀锌钢管直埋引入。然后通过电镀锌钢管直埋引入。然后通过电缆沟引致缆沟引致 1#1#和和 2#2#变压器。变压器。

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图 1—15 配电室电气设备布置平面图

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• 44)低压系统有两台)低压系统有两台 400KV400KV 变压器,各台变压器,各台变压器单母线分列运行,必要时手动联络。变压器单母线分列运行,必要时手动联络。• 5)5) 为保证消防设备供电可靠性,在低压配电为保证消防设备供电可靠性,在低压配电室内设一台室内设一台 250KW250KW的三相应急电源装置的三相应急电源装置 EEPSPS 作为应急电源,连续供电时间作为应急电源,连续供电时间 180180 分钟,分钟,平时处于充电状态,一旦发生火灾时,自动平时处于充电状态,一旦发生火灾时,自动投入应急母线运行。投入应急母线运行。• 66)设备安装间距、维护通道、操作距离均)设备安装间距、维护通道、操作距离均符合规范、标准的规定符合规范、标准的规定。。