建筑电气xppt课件.ppt

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1、第3章 建筑供电与配电,一、电力系统的构成发电厂 发电机 电力网 变电设备（升压及降压）电力线路（各种电压等级）电能用户用电设备,2电力网 功能 变换电压 分配电能 输送电能 组成 变电所（升压和降压）配电所 电力线路,电网的电压 低压：0.22/0.38 高压：3、6、10、35、（60）、110、（154）超高压：220、330和500KV 划分高低压的界线：1kV,变电所 功能 接受电能 变化电压 分配电能 分类 升压 降压 枢纽 区域 用户 组成 变压器 配电装置 配电所 功能 接受电能 分配电能 组成 配电装置,升压变电所,降压变电所,降压变电所,降压变电所,3电力用户（用电设备）消

2、耗电能的场所，将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 70%是电动机类设备 20%是照明用电设备 高压用电设备：额定电压在1kV以上 低压用电设备：额定电压在1kV以下,二、负荷分级与供电要求 电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。,1一级负荷 属下列情况之一者均为一级负荷：（1）中断供电将造成人身伤亡者。（2）中断供电将造成重大政治影响者。（3）中断供电将造成重大经济损失者。（4）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。,对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通讯枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的大量

3、人员集中的公共场所等的一级负荷为特别重要负荷。中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。,2二级负荷 属下列情况者均为二级负荷：（1）中断供电将造成较大政治影响者。（2）中断供电将造成较大经济损失者。（3）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。3三级负荷 不属于一级和二级的电力负荷。,供电要求 1一级负荷的供电要求（1）应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。供给一级负荷的两个电源应在最末一级配电盘（箱）处切换。,（2）一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。为保证特

4、别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。（3）常用的应急电源有下列几种：1）独立于正常电源的发电机组。2）供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路。3）蓄电池。,（4）根据允许的中断时间可分别选择下列应急电源：1）静态交流不间断电源装置适用于允许中断供电时间为毫秒级的供电。2）带有自动投入装置的独立于正常电源的专门馈电线路，适用于允许中断供电时间为1.5s以上的供电。3）快速自起动的柴油发电机组，适用于允许中断供电时间为15s以上的供电。,2二级负荷的供电要求 应采用两个电源供电 或用两回路送到适宜的配电点。3三级负荷的供电要求 对供电无特殊要求。,三、电压选择和电能质量 用电设

5、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；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。,电能质量 电压、频率和波形。常用的指标 电压偏移、频率偏差 电压偏差：指用电设备的实际端电压偏离其额定电压的百分数。,用电设备端子处电压偏移允许值（1）一般电动机5%，特殊情况下-10%+5%。（2）电梯电动机7%。（3）照明：在一般工作场所为5%；在视觉要求较高的屋内场所为-2.5%+5%；远离变电所的小面积一般工作场所,可为-5%+10%；应急照明、道路照明和警卫照明为-10%+5%。（4）其他用电设备，当无特殊要求时为5%。,第二节 变电所和配电所,2.1

6、供配电系统常用电气设备电力变压器（power transformer）是变电所的核心设备，通过它将一种电压的交流电能转换成另一种电压的交流电能，以满足输电、供电、配电或用电的需要。干式变压器 油浸式变压器,2.常用变压器的容量系列我国目前的变压器产品容量系列为：100kVA、125 kVA、160 kVA、200 kVA、250 kVA、315 kVA、500 kVA、630 kVA、800 kVA、1000 kVA、1250 kVA、1600 kVA等。,2.1.2 高压开关设备1.高压断路器2.高压隔离开关4.高压负荷开关5.高压熔断器,高压断路器（circuit-breaker）是带有强

7、力灭弧装置的高压开关设备，是供配电系统中重要的开关设备，它能够开断和闭合正常线路与故障线路，主要用于供配电系统发生故障时与保护装置配合自动切断系统的短路电流。高压断路器通常按照灭弧介质分类，主要有:少油断路器（已基本淘汰）真空断路器SF6（六氟化硫）断路器高压断路器的型号含义,SN10-10型断路器,ZN28-12型,ZN28A-12型,VD4型,瓷柱式,落地罐式,隔离开关的主要功能是隔离电源，当它处于分闸状态时，有着明显的断口，使处于其后的高压母线、断路器等电力设备与电源或带电高压母线隔离，以保障检修工作的安全。由于不设灭弧装置，隔离开关一般不允许带负荷操作，即不允许接通和分断负荷电流（和断

8、路器配合使用时，要严格遵守操作顺序，即停电时，应先使断路器跳闸，后拉开隔离开关；送电时，应先合隔离开关，再闭合断路器）。但可用来分合一定的小电流，如励磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路以及电压互感器和避雷器等。,高压负荷开关是一种介乎隔离开关与断路器之间的结构简单的高压电器，具有简单的灭弧装置，常用来分合负荷电流和较小的过负荷电流，但不能分断短路电流。此外，负荷开关还大多数具有明显的断口，具有隔离开关的作用。负荷开关常与熔断器联合使用，由负荷开关分断负荷电流，利用熔断器切断故障电流。因此在容量不是很大、同时对保护性能的要求也不是很高时，负荷开关与熔断器组合起来便可取代断

9、路器，从而降低设备投资和运行费用。这种形式广泛应用于城网改造和农村电网。,真空式,SF6式,油浸式,压气式,高压熔断器（fuse）是供配电网络中人为设置的最薄弱的元件。当其所在电路发生短路或长期过载时，它便因过热而熔断，并通过灭弧介质将熔断时产生的电弧熄灭，最终开断电路，以保护电力电路及其他的电气设备。,跌落式熔断器,限流式熔断器,低压断路器,刀开关,低压负荷开关,2.1.3 低压开关设备,播放动画,2.1.4 互感器电压互感器（potential transformer）和电流互感器（current transformer）常统称为互感器，从基本结构和原理来说，互感器是一种特殊的变压器。电力

10、系统中的电压及电流，数值相差范围极大。为了减少测量仪表的规格，简化其生产过程，保证测量人员的安全操作，对于高电压、大电流均采用互感器降压、变流后再进行测量。同时互感器也可以作为继电保护和信号装置的电源，以使控制和保护装置与高压回路隔开。,电压互感器可以扩大测量范围，相当于是一种降压变压器。它是由两个或者三个互相绝缘的线圈绕在同一个铁芯上构成的，二次侧额定电压为100V。电压互感器的使用注意事项电压互感器在使用时，二次侧不能短路。为了安全起见，电压互感器二次侧必须有一端接地。,电流互感器将主回路的大电流变换成小电流，供计量和继电保护用。电流互感器二次侧额定电流通常为5A或1A。电流互感器的使用注

11、意事项 电流互感器二次侧不允许开路；电流互感器二次侧必须一点接地；注意电流互感器二次绕组的极性。,2.预装式变电站预装式变电站（prefabricated substation）俗称箱式变电站。预装式变电站就是一种把高压开关设备，配电变压器和低压配电装置按一定线路方案排布成一体的预制型户内、户外紧凑式配电设备。,特别适用于城网建设与改造，具有成套性强，体积小，占地少，能深入负荷中心，提高供电质量，减少损耗，送电周期短，选址灵活，对环境适应性强，安装方便，运行安全可靠及投资少，见效快等一系列优点。预装式变电站三个主要部分（高压配电装置，变压器及低压配电装置）的布置方式一般有两种：“目”字形和“品

12、”字形。“目”字形布置接线方便，而“品”字形布置接线紧凑。,3高压开关柜开关柜是金属封闭式开关设备的俗称。按照国标GB3906的定义，金属封闭开关设备是指除进出线外，完全被金属外壳包住的开关设备。高压开关柜（high voltage switchgear）结构紧凑，占地面积小，安装工作量小，使用和维修方便，且有多种接线方案以供选择，故用户使用极为便利。,（1）空气绝缘金属封闭开关设备（开关柜）1）分类铠装式 各室间用金属板隔离且接地，如KYN1-10型间隔式 各室间是用一个或多个非金属板隔离，如JYN2-10型 箱式 具有金属外壳，但间隔数目少于铠装式或隔离式，如XGN2-10型,2）型式高压

13、断路器的置放有两种型式：落地式 断路器手车本身落地，推入柜内。如KYN1-10型和JYN2-10型。中置式 手车装于柜子中部，如KYN18型中置柜，手车的装卸需要装卸车。目前中置式开关柜越来越多。,4低压开关柜低压开关柜又叫低压配电屏。是按一定的线路方案将有关低压设备组装在一起的成套配电装置。其结构形式主要有固定式、抽屉式两大类。固定式开关柜常见的型号有GGD等。抽出式开关柜常见的型号有GCK、GCL、DOMINO、MNS、SIVACON等。,返回目录,2.3 变电所的结构与布置,2.3.1 变电所的分类及位置的确定1变电所的分类（1）在供配电系统中，一般将110kV/10（6）kV或35kV

14、/10（6）kV的变电所称为区域变电所或总降压变电所。（2）10（6）kV/0.4kV的变配电所称为用户变电所，在工业企业中则称为车间变电所。（3）10kV配电站又称开闭所，在城市电网中使用较为普遍。,2变电所位置的确定变电所位置的确定遵循以下原则：（1）接近负荷中心（2）进出线方便（3）靠近电源侧（4）满足供电半径的要求（5）运输设备方便（6）避免设在有剧烈震动和高温的场所（7）避免设在多尘或有腐蚀性气体的场所（8）避免设在潮湿或易积水场所（9）避免设在有爆炸危险的区域或有火灾危险区域的正上面或正下面,2.3.2 成套配电装置配电装置就是根据主接线的要求连接起来，用来接受和分配电能的若干电气

15、设备的组合。其目的是满足主接线的电气要求。构成配电装置的电气设备除了主接线图中所表达的一次回路电气设备之外，还包括为使主接线得以正常工作所需的二次回路电气设备，如控制电器、保护电器和测量电器等。,目前变电所310kV配电设备及低压配电设备多采用成套配电装置。成套配电装置按主接线要求，将一、二次回路中电气元件按顺序连接组装在有金属框架构成的柜体中。成套配电装置可分为高压成套配电装置（即高压开关柜）及低压成套配电装置（含配电屏、柜、箱）两大类。,1高压成套配电装置的使用同一系列不同规格的开关柜内有不同的元件组合方案。如KYN系列开关柜规格有KYN-10-01，KYN-10-02，KYN-10-03

16、等，其对应的柜内接线方案如图所示。,将不同规格的开关柜作适当的组合就可构成一种主接线形式。图（a）所示为一般形式的主接线图，图（b）所示是经过适当变换，由开关柜组合起来的主接线图，又叫做主接线配置图或开关柜排列图。,2低压成套配电装置的使用每种类型开关柜（或配电屏或配电箱）不同规格内有不同的元件组合，同高压开关柜一样，将它们作适当的组合就可构成一种主接线方案。,2.3.3 变电所的总体布置变电所的总体布置主要是指变压器室、高压配电室、低压配电室、电容器室、控制室(值班室)、休息室、工具间等布置方案，对露天变电所来讲，变压器是放置在室外的，不设变压器室。这里主要介绍室内变电所的总体布置方案。,变

17、电所总体布置方案应满足下列要求:(1)35kV户内变电所宜采用双层布置，610kV变电所宜采用单层布置。采用双层布置时，变压器应设在底层；采用单层布置时，变压器宜露天或半露天安装。(2)变电所各室的布置应当紧凑合理，便于进出线设备的连接，便于设备的操作、搬运、检修、试验和巡视，还要考虑发展的可能性。(3)高低压配电室的位置应便于进出线，变压器室的位置应便于运输、安装和维护。低压配电室应靠近变压器室，电容器室宜与变压器室及相应电压等级的配电室相连。变压器室和电容器室应尽量避免西晒，并尽可能利用自然采光和自然通风。,(4)当有两台变压器时，每台油量为100kg及以上的三相变压器，应设在单独的变压器

18、室内。干式变压器和不带可燃油的高低压配电装置，可设在同一房间内。(5)从安全角度考虑，配电室、变压器室、电容器室的门应向外开，相邻配电室之间有门时，该门应双向开启或向低压室方向开启。但变电所的门窗不宜直接通向相邻的酸、碱、蒸汽、粉尘和噪声严重的场所。(6)控制室、值班室应尽量靠近高低压配电室，且有门直通，控制室、值班室的大门应朝外开。控制室、值班室和辅助房间的位置应便于运行人员工作和管理。有些工厂变电所的控制室、值班室是合在一起的，为了值班人员的方便，应设置厕所和上、下水设施。(7)配电室、控制室、值班室等的地面，宜高出室外地面150300mm。当附设于车间内时，则可与车间的地面相平。,第三节

19、 民用建筑的配电系统,一、放射式接线 1.定义：从电源点用专用开关及专用线路直接送到户或设备的受电端，沿线没有其他负荷分支的接线称为放射式接线，也称专用线供电。2使用场合：用电设备容量大、负荷性质重要、潮湿及腐蚀性环境的场所供电。3分类：单电源单回路放射式、双回路放射式接线。,二、树干式接线 1定义：树干式接线是指由高压电源母线上引出的每路出线，沿线要分别连到若干个负荷点或用电设备的接线方式。2特点：一般情况下,其有色金属消耗量较少，采用的开关设备较少。其干线发生故障时,影响范围大,供电可靠性较差;3.这种接线多用于用电设备容量小而分布较均匀的用电设备。,放射式,树干式,环式,供电可靠性较高，

20、所用开关设备及配电线路也较多。多用于用电设备容量大，负荷性质重要，车间内负荷排列不整齐及车间为有爆炸危险的厂房等情况。,引出的配电干线较少，采用的开关设备较少，干线出现故障就会使所连接的用电设备均受到影响，供电可靠性较差。,供电可靠性高，一般线路故障或检修只是引起短时停电或不停电，经切换操作后就可恢复供电。保护装置整定配合比较复杂，所以低压环形供电多采用开环运行。,低压配电线路的联接方式主要是放射式和树干式两种。,某校实验楼树形供电线路示意图,去教学楼,去宿舍 食堂,2层配电箱,11层配电箱,1层配电箱,去报告厅,实验楼,配电变压器,配电柜,低压配电系统的接线方式,低压配电电压应采用22038

21、0V。带电导体系统的型式宜采用单相二线制、两相三线制、三相三线制和三相四线制。在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，且无特殊要求时，宜采用树干式配电。用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的车间、建筑物内，宜采用放射式配电。,当部分用电设备距供电点较远，而彼此相距很近、容量很小的次要用电设备，可采用链式配电，但每一回路环链设备不宜超过5台，其总容量不宜超过10KW。平行的生产流水线或互为备用的生产机组，根据生产要求，宜由不同的回路配电；同一生产流水线的各用电设备，宜由同一回路配电。,高层建筑低压配电,高层建筑低压配电系统应将照明与电力负荷分成不同的配电系统；消防及其

22、他防灾用电设施的配电宜自成体系。对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射式配电；对各层配电间的配电宜采用下列方式之一：(1)采用树干式；(2)采用分区树干式。高层建筑内的消防及其他防灾用电设施的工作电源与备用电源应在末端一级配电箱自动切换。,3.4 负荷计算及无功补偿,3.4.1 负荷曲线与计算负荷3.4.2 用电设备额定容量的确定3.4.3 负荷计算的方法3.4.4 功率损耗与电能损耗3.4.5 变电所中变压器台数与容量的选择3.4.6 功率因数与无功功率补偿,3.4.1 负荷曲线与计算负荷,3.4.1.1 负荷曲线 负荷曲线（load curve）是指用于表达电力负荷随时间变化情况

23、的函数曲线。在直角坐标系中，纵坐标表示负荷（有功功率或无功功率）值，横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位）。,1负荷曲线的分类按负荷的功率性质分：可分为有功负荷曲线和无功负荷曲线；按所表示的负荷变动的时间分：可分为日负荷、月负荷和年负荷曲线。,2年最大负荷和年最大负荷利用小时数（1）年最大负荷Pmax 年最大负荷Pmax就是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率，因此年最大负荷也称为半小时最大负荷P30。（2）年最大负荷利用小时数Tmax 年最大负荷利用小时数又称为年最大负荷使用时间Tmax，它是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷Pmax(或P30)持续运行所消耗

24、的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。,下图为某厂年有功负荷曲线，此曲线上最大负荷Pmax就是年最大负荷，Tmax为年最大负荷利用小时数。,3.平均负荷Pav 平均负荷Pav，就是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间内消耗的电能W除以时间t的值，即Pav=W/t 年平均负荷为Pav=Wa/8760,3.4.1.2 计算负荷（calculated load）通常将以半小时平均负荷为依据所绘制的负荷曲线上的“最大负荷”称为计算负荷，并把它作为按发热条件选择电气设备的依据，用Pca(Qca、Sca、Ica)或P30(Q30、S30、I30)表示。,规定取“半小时平均负

25、荷”的原因：一般中小截面导体的发热时间常数为10min以上，根据经验表明，中小截面导线达到稳定温升所需时间约为 3=31030（min），如果导线负载为短暂尖峰负荷，显然不可能使导线温升达到最高值，只有持续时间在30min以上的负荷时，才有可能构成导线的最高温升。,3.4.1.3 负荷计算的意义和目的负荷计算主要是确定计算负荷，如前所述，若根据计算负荷选择导体及电器，则在实际运行中导体及电器的最高温升不会超过允许值。计算负荷是设计时作为选择工厂供配电系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器等的额定参数的依据。正确确定计算负荷意义重大，是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行

26、的必要手段。,返回目录,3.4.2 用电设备额定容量的确定,3.4.2.1 用电设备的工作方式 用电设备按其工作方式可分为三种：（1）连续运行工作制（长期工作制）（2）短时运行工作制（短暂工作制）（3）断续运行工作制（重复短暂工作制）,连续运行工作制（长期工作制）在规定的环境温度下连续运行，设备任何部分温升均不超过最高允许值，负荷比较稳定。如通风机水泵、空气压缩机、皮带输送机、破碎机、球磨机、搅拌机、电机车等机械的拖动电动机，以及电炉、电解设备、照明灯具等，均属连续运行工作制的用电设备。,短时运行工作制（短暂工作制）用电设备的运行时间短而停歇时间长，在工作时间内，用电设备的温升尚未达到该负荷下

27、的稳定值即停歇冷却，在停歇时间内其温度又降低为周围介质的温度，这是短暂工作的特点。如机床上的某些辅助电动机（如横梁升降、刀架快速移动装置的拖动电动机）及水闸用电动机等设备。这类设备的数量不多。,断续运行工作制（重复短暂工作制）用电设备以断续方式反复进行工作，其工作时间（t）与停歇时间（t0）相互交替。工作时间内设备温度升高，停歇时间温度又下降，若干周期后，达到一个稳定的波动状态。如电焊机和吊车电动机等。断续周期工作制的设备，通常用暂载率表征其工作特征，取一个工作周期内的工作时间与工作周期的百分比值，即为，即：式中 t，t0工作时间与停歇时间，两者之和为工作周期T。,3.2.2 用电设备额定容量

28、的计算在每台用电设备的铭牌上都有“额定功率”PN，但由于各用电设备的额定工作方式不同，不能简单地将铭牌上规定的额定功率直接相加，必须先将其换算为同一工作制下的额定功率，然后才能相加。经过换算至统一规定的工作制下的“额定功率”称为“设备额定容量”，用Pe表示。,（1）长期工作制和短时工作制的设备容量 Pe=PN（2）重复短暂工作制的设备容量 吊车机组用电动机（包括电葫芦、起重机、行车等）的设备容量统一换算到=25%时的额定功率（kW），若其N不等于25%时应进行换算，公式为:电焊机及电焊变压器的设备容量统一换算到100%时的额定功率（kW）。若其铭牌暂载率N不等于100%时，应进行换算，公式为:

29、,（3）电炉变压器的设备容量 电炉变压器的设备容量是指在额定功率因数下的额定功率（kW），即：Pe=PN=SNcos,（4）照明设备的设备容量白炽灯、碘钨灯设备容量就等于灯泡上标注的额定功率（kW）；荧光灯还要考虑镇流器中的功率损失（约为灯管功率的20%），其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍（kW）；高压水银荧光灯亦要考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的10%），其设备容量应为灯泡额定功率的1.1倍（kW）；金属卤化物灯：采用镇流器时亦要考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的10%），故其设备容量应为灯泡额定功率的1.1倍（kW）。,（5）不对称单相负荷的设备容量当有多台单相用电设备时，应

30、将它们均匀地分接到三相上，力求减少三相负载不对称情况。设计规程规定，在计算范围内，单相用电设备的总容量如不超过三相用电设备总容量的15%时，可按三相对称分配考虑，如单相用电设备不对称容量大于三相用电设备总容量的15%时，则设备容量Pe 应按三倍最大相负荷的原则进行换算。,设备接于相电压或线电压时，设备容量Pe的计算如下：单相设备接于相电压时Pe3Pem式中 Pe等效三相设备容量；Pem最大负荷所接的单相设备容量。单相设备接于线电压时式中 Pel接于同一线电压的单相设备容量。,返回目录,3.3 负荷计算的方法,负荷计算的方法有：需要系数法、二项式法、利用系数法、形状系数法、附加系数法.需要系数法

31、比较简便因而广泛使用。这里仅介绍需要系数法。,需要系数需要系数考虑了以下的主要因素：式中 K同时使用系数，为在最大负荷工作班某组工作着的用电设备容量与接于线路中全部用电设备总额定容量之比；KL负荷系数，用电设备不一定满负荷运行，此系数表示工作着的用电设备实际所需功率与其额定容量之比；wl线路供电效率；用电设备组在实际运行功率时的平均效率。,实际上，上述系数对于成组用电设备是很难确定的，而且对一个生产企业或车间来说，生产性质,工艺特点，加工条件，技术管理和劳动组织以及工人操作水平等因素，都对Kd有影响。所以Kd只能靠测量统计确定,见附录表35。上述各种因素可供设计人员在变动的系数范围内选用时参考

32、。,3.3.1 需要系数法 由负荷端逐级向电源端进行计算,1单台用电设备的计算负荷（1）有功计算负荷：考虑到单台用电设备总会有满载运行的时候，其计算负荷Pca1为式中 Pe换算到统一暂载率下的电动机的额定容量；用电设备在额定负载下的的效率。（2）无功计算负荷：Qca1=Pca1tan式中 用电设备功率因数角。计算目的：用于选择分支线导线及其上的开关设备。,2.用电设备组的计算负荷（1）有功计算负荷：Pca2=KdPe Kd用电设备组的需要系数，见附录表3；Pe用电设备组的设备额定容量之和，但不包括备用设备容量。（2）无功计算负荷：Qca2=Pca2tanwm tanwm值见附录表3。（3）视在

33、计算负荷：计算目的：用于选择各组配电干线及其上的开关设备。,当Kd值有一定变动范围时，取值要作具体分析。如台数多时，一般取用较小值，台数少时取用较大值；设备使用率高时，取用较大值，使用率低时取用较小值。当一条线路内的用电设备的台数较小（n3台）时，一般是将用电设备额定容量的总和作为计算负荷，或者采用较大的Kd值(0.851)。,3确定车间配电干线或车间变电所低压母线上的计算负荷（1）总有功计算负荷：Pca3Pca2（2）总无功计算负荷：Qca3Qca2（3）总视在计算负荷：Pca3、Qca3、Sca3车间变电所低压母线上的有功、无功及视在计算负荷；Pca2、Qca2各用电设备组的有功、无功计算

34、负荷的总和最大负荷时的同时系数。考虑各用电设备组的最大计算负荷不会同时出现而引入的系数。的范围值见附录表6。注意：当变电所的低压母线上装有无功补偿用的静电电容器组，其容量为Qc3,则当计算Qca3时，要减去无功补偿容量，即Qca3Qca2Qc3 计算目的：用于选择车间配电干线及其上的开关设备，或者用于低压母线的选择及车间变电所电力变压器容量的选择。,例3.3.1 一机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW；另接通风机3台共5kW；电葫芦4个共6kW（FCN=40%）试求计算负荷。,解：冷加工电动机组：查附录表3可得Kd=0.160.2（取0.2），cos=0.5，tan

35、=1.73，因此Pca(1)=KdPe=0.250=10(kW)Qca(1)=P ca(1)tanwm=101.73=17.3(kvar)Sca(1)=P ca(1)/coswm=10/0.5=20(kVA),通风机组：查附录表3可得Kd=0.70.8（取0.8），cos=0.8，tan=0.75，因此Pca(2)=KdPe=0.85=4(kW)Qca(2)=P ca(2)tanwm=40.75=3(kvar)Sca(2)=P ca(2)/coswm=4/0.8=5(kVA),电葫芦：由于是单台设备，可取Kd=1，查附录表3可得cos=0.5，tan=1.73，因此Pca(3)=Pe=3.79

36、=3.79(kW)Qca(3)=Pca(3)tanwm=3.791.73=6.56(kvar)Sca(3)=Pca(3)/coswm=3.79/0.5=7.58(kVA),取同时系数为0.9，因此总计算负荷为Pca()Pca=0.9（10+4+3.79）=16.01(kW)Qca()Qca=0.9（17.3+3+6.56=24.17(kW),为了使人一目了然，便于审核，实际工程设计中常采用计算表格形式，如下表所示。,返回目录,6.1 电气设备选择的一般原则,返回,6.2 低压开关设备的选择,6.2.3 低压熔断器的选择1额定电压选择 对于般的高压熔断器，其额定电压必须大于或等于电网的额定电压。

37、对于充填石英砂具有限流作用的熔断器，则只能用在等于其额定电压的电网中，因为这种类型的熔断器能在电流达最大值之前就将电流截断，致使熔断器熔断时产生过电压。,6.2 低压开关电器选择,6.2.1 低压断路器的选择1.低压断路器的种类和类型按用途常分为：配电用断路器；电动机保护用断路器;照明用断路器;漏电保护用断路器。按结构型式分有塑壳式和框架式两大类。,6.2 低压开关电器选择,2.低压断路器脱扣电流的整定（1)低压断路器过流脱扣器额定电流的选择 过流脱扣器额定电流应大于或等于线路的计算电流，即：式中：过流脱扣器额定电流；线路的计算电流。,第四节 配电线路导线截面选择的条件,一、四个条件,按允许载

38、流量选择导线和电缆的截面,按允许电压损失选择导线和电缆截面,按经济电流密度选择导线和电缆截面,按机械强度选择导线和电缆截面,电力线路截面的选择和校验项目,校验的项目，选择的依据,二、按允许载流量选择导线和电缆的截面,导体的温升,按允许载流量选择导体截面,中性线（N线）截面的选择一般要求中性线截面应不小于相线截面的一半，即 对三相系统分出的单相线路或两相线路，中性线电流与相线电流相等。因此，S0与S相等。对三次谐波电流突出的线路，中性线电流可能会超过相线电流，因此中性线截面应不小于相线截面。,三相相线截面的选择中性线和保护线截面的选择,按允许载流量选择导体截面,保护线（PE线）截面的选择 当16

39、mm2时 当16mm235mm2时 16mm2 当35mm2时保护中性线（PEN线）截面的选择 对三相四线制系统中，保护中性线兼有中性线和保护线的双重功能，截面选择应同时满足上述二者的要求，并取其中较大者作为保护中性线截面。,按允许电压损失选择导线和电缆截面,（1）先取导线或电缆的电抗平均值，求出无功负荷在电抗上引起的电压损失：,（2）根据出此时的。有功负荷在电阻上引起的电压损失，线路的允许电压损失。,（3）由，将（式中 为导线的电导率）代入，可计算出导线或电缆的截面为：并根据此值选出相应的标准截面。（4）根据所选的标准截面及敷设方式，查出r0和x0，计算线路实际的电压损失，与允许电压损失比较

40、。如不大于允许电压损失则满足要求，否则加大导线或电缆截面，重新校验，直到所选截面满足允许电压损失的要求为止。,5.4 按经济电流密度选择导线和电缆截面,经济电流密度Jec与年最大负荷利用小时数有关，年最大负荷利用小时数越大，负荷越平稳，损耗越大，经济截面因而也就越大，经济电流密度就会变小。,按经济电流密度计算经济截面的公式为:根据上式计算出截面后，从手册或附录表中选取一种与该值最接近（可稍小）的标准截面，再校验其他条件即可。,线路的结构与敷设,2.5.1 架空线架空线路是用杆塔将导线悬挂在空中，导线利用绝缘瓷瓶支持在杆塔的横担上。架空线路主要由导线（一般为钢芯铝绞线）、杆塔、绝缘瓷瓶和线路金具

41、等基本元件组成。,优点：1）设备简单，造价低。2）露置空中，易于检修和维护。3）利用空气绝缘，建造比较容易。缺点：1）侵占地面位置，有碍交通。2）易受环境影响、安全可靠性较差。3）影响厂区美化。,2.5.2 电缆线路电缆线路与架空线路相比，具有运行可靠，不易受外界影响，不占地面的优点，但同时也具有投资大，敷设维修困难，难于发现和排除故障的缺点。1.电缆的结构电缆主要由导体、绝缘层、护套层和铠装层组成。,2.电缆敷设电缆的敷设路径要求尽量最短，转弯最少，尽量避免与各种地下管道交叉，散热要好。常用的电缆敷设方式有：直接埋地敷设电缆沟电缆桥架另外还有电缆隧道、电缆排管等方式，但较少使用。,直接埋地敷

42、设 首先挖一深0.71m的壕沟，于沟底填上100mm的细砂或软土，再铺设电缆，然后填以沙土，加上保护板，最后回填沙土。这种方式电缆易受机械损伤，土壤化学腐蚀，可靠性差，检修不便，多用于根数不多的线路。,电缆沟电缆沟敷设占地少，走向灵活，能容纳较多电缆，但检修维护也不方便，适用于多条电缆走向相同的情况，在容易积水的场所不宜使用。,电缆桥架电缆敷设在电缆桥架内，电缆桥架装置是由支架、盖板、支臂和线槽等组成。电缆桥架敷设克服了电缆沟敷设电缆时存在的积水、积灰、易损坏电缆等多种弊病，改善了运行条件，具有占用空间少、投资省、建设周期短、便于采用全塑电缆和工厂系列化生产等优点。,1绝缘导线的结构和敷设绝缘

43、导线按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。除重要回路及震动场所或对铝有腐蚀的场所应采用铜芯绝缘导线外，一般应优先选用铝芯绝缘导线。绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。明敷是导线直接或在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面及绗架、支架等处。暗敷是导线在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部，或者在混凝土板孔内敷线等。,2.5.3 车间线路的结构和敷设车间线路，包括室内配电线路和室外配电线路。室内配电线路大多采用绝缘导线，但配电干线则采用裸导线（裸母线结构），少数采用电缆。室外配电线路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配电线路，都采用绝缘导线，也包括车间之间用绝缘导线敷设的短距离的

44、低压架空线路。,2.裸导线的结构和敷设车间内的配电裸导线大多采取硬母线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩形等，其材质有铜、铝和钢。车间中以采用LMY型硬铝母线最为普遍。现代化的生产车间，大多采用封闭式母线（亦称母线槽）布线，封闭式母线安全、灵活、美观，但耗用钢材较多，投资较大。,为了识别裸导线相序，以利于运行维护和检修，GB2681-81电工成套装置中的导线颜色规定交流三相系统中的裸导线应按表所示涂色。裸导线涂色不仅用来辨别相序及其用途，而且能防蚀和改善散热条件。,返回目录,电缆埋地敷设,当沿同一路径敷设的室外电缆根数为8根及以下且场地有条件时，宜采用直接埋地敷设。电缆在室外直接埋地敷设的深度

45、不应小于0.70m，穿越农田时不应小于1m，并应在电缆上下各均匀铺设100mm厚的细砂或软土，然后覆盖混凝土保护板或类似的保护层，覆盖的保护层应超过电缆两则各50mm。,电缆沟或隧道内敷设,当电缆与地下管网交叉不多，地下水位较低，且无高温介质和熔化金属液体流入可能的地区，同一路径的电缆根数为18根及以下时，宜采用电缆沟敷设。多于18根时，宜采用电缆隧道敷设。电缆沟在进入建筑物处应设防火墙。电缆隧道进入建筑物处，以及在变电所围墙处，应设带门的防火墙,电缆沟宜采用钢筋混凝土盖板，每块盖板的重量不宜超过50kg。电缆隧道的净高不应低于1.90m，有困难时局部地段可适当降低。隧道内应采取通风措施，一般

46、为自然通风。电缆隧道长度大于7m时，两端应设出口(包括入孔)，两个出口间的距离超过75m时，尚应增加出口。人孔井的直径不应小于0.70m。,（3）敷设在电缆沟中,1盖板；2电缆支架；3预埋铁件,电缆在排管内敷设,电缆排管敷设方式，适用于电缆数量不多(一般不超过12根)，而道路交叉较多，路径拥挤,又不宜采用直埋或电缆沟敷设的地段。排管可采用石棉水泥管、UPVC管或混凝土管。电缆排管安装时应符合下列条件：(1)不小于0.5%的排水坡度，并在入孔井内设集水坑，以便集中排水；(2)排管顶部距地面不宜小于0.7m，在人行道下面的排管可不小于0.5m；(3)排管沟底部应垫平夯实，并应铺设不少于80mm厚的

47、混凝土垫层。,电 缆 桥 架 布 线,电缆桥架水平敷设时的距地高度一般不宜低于2.50m，垂直敷设时距地1.80m以下部分应加金属盖板保护。电缆桥架多层敷设时，其层间距离一般为：控制电缆间不应小于0.20m；电力电缆间不应小于0.30m；弱电电缆与电力电缆间不应小于0.50m，如有屏蔽盖板可减少到0.30m；桥架上部距顶棚或其他障碍物不应小于0.30m。,电缆桥架与各种管道平行或交叉最小净距,竖 井 内 布 线,选择竖井位置时，应考虑下列因素：(1)宜靠近用电负荷中心，减少干线电缆沟道的长度。(2)不得和电梯井、管道井共用同一竖井。(3)避免邻近烟道、热力管道及其他散热量大或潮湿的设施。(4)

48、在条件允许时宜避免与电梯井及楼梯间相邻。,竖井的井壁应是耐火极限不低于1h的非燃烧体。竖井在每层楼应设维护检修门并应开向公共走廓，其耐火等级不应低于丙级。楼层间应做防火密封隔离。竖井大小除满足布线间隔及端子箱、配电箱布置所必须尺寸外，并宜在箱体前留有不小于0.80m的操作、维护距离。,四、插接式母线,第四节 电气照明,一、照明基本概念 光是能量的一种形态，这种能量能从一个物体传播到另一个物体，在传播过程中无需任何物质作为媒介。这种能量的传递方式被称为辐射。,光通量 光源在单位时间内，向周围空间辐射出使人眼产生光感觉的能量称为光通量，符号为，单位流明（lm）。,只有可见光区的辐射功率能转变为光通

49、量。光通量的大小取决于辐射功率的大小和光谱光效率。波长为555nm的辐射通量能够完全转变为光通量。光通量与光源的辐射强度有关，还与波长有关。人眼对波长555nm的黄、绿光最敏感。40W白炽灯光通量为350lm36W荧光灯光通量为2500lm（T8）,发光强度 发光强度是表征光源在给定方向上单位立体角内辐射的光通量，称为光源在该方向上的发光强度。符号为I，单位：坎德拉（cd）。发光强度是表征光源（物体）发光能力大小的物理量。,0,裸光源（40W）,配灯具光源（40W）,平均光强为28cd,平均光强为7080cd,如配镜面反射罩，光强可达数百cd,光通与光强的关系：在光通量不变的情况下，随着配置灯

50、具的不同，发光强度可以发生变化；,照度 被照物体表面单位面积接收到的光通量。用符号E表示，单位：勒克司（lx）。如果光通（lm）均匀地投射在面积为S（m）的表面上，则该平面的照度值为：,照度是用来表达被照面上光的强弱的，判别被照物上的照明情况。,晴朗满月夜 0.2 lx 白天良好采光 100500 lx晴天室外太阳散射 1000 lx 中午太阳直射 10万 lx 20 lx是刚能识别人脸，作为交通区域内的最低照度。100 lx 是交通区能接受的照度水平，效果最好。200 lx是所有工作室以及人需要在其中停留较长时间的最低照度。,常见照度,当采用某方向发光强度为I的点状光源照明时，被照面上某点的