建筑供配电复习资料.doc

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系统发生单相接地故障时，由于中性点的钳位作用，非故障相对地电流不会有明显上升，不会导致系统绝缘击穿。 2、 中性点不接地系统中性点不接地、经高阻抗接地、经消弧线圈接地1) 系统发生单相接地故障时，只有较小的导线对地电容电流通过故障点，非故障相仍可继续运行，有利于提高供电可靠性。2) 系统发生单相接地故障时，系统中性点对地电压由零上升至相电压，非故障相电压升至线电压；倘若接地点不稳定，产生间歇性电弧，则会产生严重过电压，对绝缘不利。3、 应用高压输配电（110KV及以上）高电压等级线路的绝缘问题较突出，一般采用中性点接地系统。中压系统（35KV、10KV）满足过电压绝缘要求，主要采用中性点不接地系统。低压配电系统中性点运行方式取决于供电可靠性和安全性第二章 供配电系统的构成2.1负荷等级1、负荷分级分 级分级条件电源要求一级a 中断供电将造成人生伤亡的负荷。如：监护病房、手术室、急诊室。b 中断供电将在政治、经济上造成重大损失。如：由于停电，使重大设备损坏、重大产品报废。c 中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位。如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、大型体育场、国际性公共场所。由两个电源供电：a) 两个不同发电厂；b) 两个不同区域变电站；c) 一个区域变电站、一个自备发电设备。d 特别重要负荷：当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾。如：应急照明、通信系统、保证安全停产的自动装置；金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统、大型国际比赛的记分系统和监控系统。两个电源+独立应急电源二级a 中断供电将在政治、经济上造成较大损失。b 中断供电将影响重要用电单位的正常工作。两回路供电，同一区域变电站的不同变压器即可。三级不属于一、二级负荷无特殊要求2.2变、配电所主结线1、记忆1) 电气主结线图又称为电气一次结线，表示电能传送和分配的电路。2) 电气主结线可以用单线来表示三相电路。3) 电气主结线按国家标准图形符号和文字符号绘制。4) 主结线只表达电气设备之间的电气连接关系，与安装地点无关。2、单母线结线类 型特 点适用范围单母线结线单进线回路(a)接线简单、清晰；使用设备少三级负荷双进线回路(b)a 并列运行b 一用一备一、二级负荷单母线分段结线(c)一回电源检修或故障时，另一回电源能带起全部重要负荷。常用主结线形式之一旁路母线(d)使供电回路在检修时不断电110KV及以上的区域变电站高压主结线无母线结线(e)单元式一进一出三级负荷内桥式一、二级负荷外桥式一、二级负荷2.3变、配电站结构与布置1、变电站站址选择1) 接近负荷中心：有色金属耗量小和线路电能损耗小。2) 进出线方便：有足够的进出线走廊，提供给架空进线、电缆沟或电缆隧道。3) 靠近电源侧：变电站应靠近电源进线侧布置，以免功率倒送。4) 满足供电半径要求:保证末端用电设备处的电压满足电能质量要求。5) 运输设备方便：变配电设备体积较大，不易拆卸，应预留运输通道。6) 避免有剧烈震动和高温的场所。7) 避免多尘或有腐蚀的场所：如无法避免，应避免设在主导风向的下侧。8) 避免设在潮湿或易积水的场所：以避免导致设备绝缘损坏。9) 避免设在有爆炸危险的区域或设在有火灾危险区域的正上面或正下面。2.4供配电网络结构1、放射式类 型特 点适用范围单回路中压和低压系统双回路中压和低压系统的一、二级负荷带公共备用线中压系统2、树干式类 型特 点适用范围单回路三级负荷双回路一、二级负荷4、 环式类 型特 点适用范围单环式三级负荷双环式一、二级负荷第三章 负荷计算3.2负荷计算方法1、需要系数法需要系数：与同时使用情况、满载情况有关。类 型情 况公式或取值例 题单台设备每组中只有一台电气设备例1单组设备同组设备台数3；例2、例3同组设备台数3多组设备多个性质不同的电气设备；例4例1：某中央空调机组包括制冷主机1台156KW，2台冷却水泵222KW（一备一用），2台冷冻水泵230KW（一备一用），一台冷却塔7.5KW。则该组设备的计算负荷应为：例2：某宾馆大堂有6台电梯，每台额定功率18KW，其计算负荷为：例3：某住宅楼有36户住户，每户电负荷5KW，其计算负荷为：例4：某办公楼内共有40W荧光灯（配自感武镇流器）300盏，普通单相插座240只，荧光灯和插座均已对称地接入三相市电电源。试按需要系数法进行负荷计算。 解荧光灯设备组的需要系数取，功率因数取，则 设备容量 计算负荷 插座设备组的需要系数取，平均功率因数取，则设备容量 计算负荷 取，则配电干线上的计算负荷为 计算电流为 2、二项式法适用范围：设备台数少、功率相差大负荷组成：一部分是用电设备的均值负荷，一部分是大功率设备影响 3、负荷密度法计算范围的使用面积，单位为；符合密度指标，单位为。4、单位指标法单位用电指标，单位为、；单位数量。5、住宅用电量指标法住宅用电量指标，单位为；供电范围内的住宅数；住宅用电同时系数。6、各种负荷计算方法的适用范围1) 指标法中，除了住宅用电量指标法外的其他方法一般只用作供配电系统的前期负荷估算。2) 需要系数法是最为常用的方法，适合用电设备数量多，且容量相差不大的情况。3) 当设备组中设备容量相差悬殊时，使用二项式法可以得到较为准确的结果。7、AC220单相用电设备的三相等效负荷当有单相用电设备时，应以容量最大相为确定系统电气设备参数的依据。设单相设备视在功率最大的一相的有功功率为(其功率因数为)，即以该相负荷为计算依据，即等效的三角形负荷应为： 3.4功率因数计算与无功功率补偿1、对供配电系统功率因数的要求10KV及以上用户不低于0.90；0.38KV用户不低于0.85。2、功率因数计算有功负荷系数；无功负荷系数。3、补偿容量计算设用户补偿前的平均功率因数为，要求补偿后达到，则补偿前 补偿后 无功补偿量 4、补偿电器数量计算对三相电容器，必须是整数；对单相电容器，不仅必须是整数，还必须是3的倍数，因为补偿是针对三相系统的。5、补偿电容器的接线方式分 类特 点适用范围三角形接在线电压上，若一只电容器被击穿，就会形成相间短路。低压系统（0.38KV）星形发生击穿，只是电容器承受电压由相电压升高为线电压，故障电流仅为正常时的3倍，远小于短路电流。高压系统（10KV以上）第四章 短路电流计算4.1短路现象类 型符 号特 点中性点接地系统三相短路两相短路单相短路两相接地短路中性点不接地系统三相短路两相短路异地短路4.2三相短路暂态分析1、短路全电流系 统短路冲击电流瞬时值短路冲击电流有效值低压中高压4.3短路计算1、元件阻抗计算元 件公 式意 义备 注线路架空线路线路长度（）每公里电抗值（）每公里电阻值（）变压器阻抗有名值变压器额定电压KV变压器额定容量MVA变压器短路电压百分数电抗成份大于电阻成份电缆线路电阻和电抗成份相当变压器在中高压系统中，以电抗为主2、短路容量短路点所在电网电压的平均值；某点短路时的三相短路电流稳态值。【记忆】高压；低压。3、两相短路电流计算 4、校验无限大容量电力系统中：因而，用首端三相短路电流校验短路效应；再用末端两相短路电流校验保护相间短路继电保护装置的灵敏度。5、量纲选取IKA；UKV短路或断流容量MVA；设备容量KW、KVA阻抗6、各类电流关系最小短路电流 断路器的整定值 正常尖峰负荷I例：试计算下图所示系统中k1，k2点的短路电流。解：用有名值法进行计算绘制k1及k2点短路时的等效电路。1. 求k1点的短路电流及短路容量k1点计算电压：1) 求等效电路中各元件电抗电力系统电抗：架空线电抗： 短路点电抗： 2) 计算k1点的短路电流及短路容量2. 求k2点的短路电流及短路容量k2点计算电压：1) 求等效电路中各元件电抗电力系统电抗：架空线电抗： 变压器电抗： 短路点电抗： 2) 计算k2点的短路电流及短路容量4.4低压配电系统中的短路计算例：某变电所的变压器为S9型，它的低压配电线路系统如下图所示，已知变压器高压侧短路容量，求：1) 在变压器低压侧出线端k1处的三相短路电流；2) 在电缆头k2处的三相短路电流。解：计算k1、k2处三相短路电流1) 计算短路电路各元件的阻抗，单位为m。a 根据前述公式算得：高压系统的电抗变压器阻抗变压器电阻变压器电抗b 可由手册查得刀开关接触电阻自动开关接触电阻自动开关线圈电阻自动开关线圈电抗c电缆相线的电阻电缆相线的电抗2) 计算短路电路的总阻抗，单位为m。a k1点短路电路的总阻抗b k2点短路电路的总阻抗3) 计算短路电流。按无限容量系统计算。a k1点的三相短路电流b k2点的三相短路电流4.5短路电流的电动力效应1、平置的三相导体中，中间相的导体受力为其两边导体产生点动力的迭加，因此，中间相得受力最为严重，该作用力的最大值为：2、对母线等硬质导体的动稳定校验弯曲力矩（为绝缘子跨距）当母线档数为1-2时，；当母线档数为2以上时，。母线截面系数（） （为母线水平宽度，为垂直高度）母线应力例1：已知某车间变电所380V侧母线短路时，电力系统供给的短路稳定态电流，该母线采用LMY10010硬铝母线，水平平放，档距为900mm，档数大于2，相邻两母线轴线距离160mm，试求该母线三相短路时所承受的最大动力，并校验其动稳定性。解：已知， ，水平平放：，1) 母线在三相短路时承受的最大动力为：2) 校验母线短路时的动稳定度母线在作用下的弯曲力矩为 母线的截面系数： 母线在三相短路时允许应力为： 已知硬铝母线允许应力为母线满足动稳定度要求。4.6短路电流的热效应1、短路电流持续时间主保护动作时间；断路器全分闸时间。2、假想时间当时，则忽略0.05。例：已知某铜芯交联电缆，正常时通过的电流为，短路电流，首端断路器动作时间，线路继电保护器动作时间，试对该电缆进行热稳定校验。解：按发热条件预选电缆截面：（直埋，载流量为）， 故 预选截面的电缆不能满足热稳定要求。欲满足热稳定要求，选择导线截面为。第五章 电气设备及线缆选择5.1选择原则1、参数要求 设备额定参数；电网参数。2、校验1) 短路电流校验动热稳定设备允许通过的极限电流设备热稳定电流2) 按设备装置地点的三相短路容量检验开关电器的断流能力5.2中压电气开关设备选择1、中压断路器类 型特 点备 注分类少油式a 价格便宜性能可靠b 因灭弧介质为油，不能用于有较高防火防爆场所c 不能用于频繁操作的场所又油、传动机构、框架组成真空a 触头开距短，灭弧室体积小，操作机构动作快b 燃弧时间短，应接入浪涌吸收装置c 触头寿命长，能较频繁操作d 体积小，重量轻，防火防爆性能好由真空灭弧室、绝缘体传动件、机架组成 a 断流能力强，灭弧速度快，不易燃b 寿命长，可频繁操作，机械性能高c 免维修期长，加工精度高，价格高绝缘强度高，电弧熄灭后，恢复绝缘快操作机构手动a 操作机构结构简单b 操作受人力限制，合闸时间长c 用于小容量断路器或不经常操作的断路器靠人为动力合闸电磁a 操作机构结构简单，运行可靠b 需要配备蓄电池或整流设备做电源，价格较贵c 可频繁操作用电磁铁产生合闸动力弹簧a 操作机构成套性强，运行可靠b 不需配附加设备c 广泛应用于民用建筑工程利用弹簧贮存的能量进行合闸选择a 主要是分段能力校核，因为最小电流为630A，一般满足要求b 断路器的最小整定值为630A，分段能力要求额定电流 2、中压负荷开关a 具有简单的灭弧装置，常用来分合负荷电流和较小负荷电流，到不能分断短路电流；b 常与熔断器一起使用，借助于熔断器切除故障电流，广泛用于10kV；c 适用于无油化、不检修、要求频繁操作的场所。3、中压隔离开关无灭弧装置，有明显可视断点，不能带负荷分合闸，主要用于隔离电源。4、中压熔断器中压熔断器常与中压负荷开关配合使用。1) 熔体a 电压要求 （熔断器额定电压；系统标称电压；熔断器最高工作电压；熔断器装设处最高工作电压）b 电流要求a 用作线路保护时 可靠系数，。b 用作变压器保护时 变压器额定电流。2) 熔断器（壳）5.3低压电气开关设备选择1、2、低压断路器的保护特性两段式：过载长延时和短路瞬动、过载长延时和短路短延时三段式：过载长延时、短路短延时和短路瞬动3、漏电保护装置漏电保护装置由零序电流互感器、漏电脱扣器、实验装置等组成。零序电流互感器测出电气回路的不平衡电流。4、熔断器熔断器熔体的选择应保证在正常工作电流和设备启动的尖峰电流下不发生误动。1) 对于电流平稳的照明设备等（线路计算电流）2) 对于有电动机设备的电路（启动电流最大电动机的启动电流，其他电动机额定电流之和）5、级间配合下级断路器的保护特性曲线位于上级断路器保护特性曲线的下方，且互不相交。a值以下热脱扣器不反应，可以长期工作。5.6电力变压器和柴油发电机的选择1、变压器的选择1) 分类干式变压器：不易燃烧、不易爆炸。用于有防火、防爆要求的场所。油浸式变压器：过载能力强，散热能力好，价格便宜。多用于工矿企业。2) 台数的确定a 三级负荷：一般采用单台变压器供电。当单台干式变压器容量（或单台油浸式变压器容量）时，由于国产开关分段能力问题，考虑选2台。b 季节性负荷：设备较多时，可采用单台，不使用时，可切除，减少空载负荷。c 较大冲击性负荷：采用单独供电，避免对其他负荷供电质量产生影响。d 一、二级负荷：应采用两台或多台进行供电，相互备用。3) 容量的确定a 单台变压器容量不大于。若负荷集中确实有需要，可采用的。b 最大负荷率一般取为，为正常运行时计算负荷。c 两台变压器互为备用时，另一台容量应能保证向一、二级负荷供电。d 保证电动机启动要求，直接启动的鼠笼式电动机最大容量不应超过变压器容量的。2、柴油发电机的选择1) 启动方式选择柴油发电机组应与电网之间有互锁关系，不得并联运行。中性点接地运行方式。2) 台数选择柴油发电机一般不易超过2台，多台机组应选择型号、规格和特性相同的成套设备，所用燃油性质应一致。3) 容量的选择根据应急负荷大小及单台电动机最大的启动容量、启动时母线电压降等因素综合确定。第六章 防雷与接地一、防雷装置1、2、防直击雷的引下线不应少于2根，其间距不应大于12m（一类）、18m（二类）、25m（三类）。3、二、接地分类三、防雷措施a.分流 利用避雷针、避雷带或避雷网等将雷电流沿引下线安全地流入大地，防止雷电直接击在建筑物和设备上。 b.屏蔽 计算机系统所有的金属导线,包括电力电缆、通信电缆和信号线均采用屏蔽线或穿金属管屏蔽（且强电线路与弱电线路不能同槽或同沟敷设，分别做好屏蔽后并保持相应的安全距离），在机房建设中，利用建筑物钢筋网和其他金属材料，使机房形成一个屏蔽笼（即法拉弟笼）。用以防止外来电磁波（含雷电的电磁波和静电感应）干扰机房内设备。 c.等电位连接 将机房内所有金属物体，包括电缆屏蔽层、金属管道、金属门窗、设备外壳等金属构件进行直接或间接（即通过防雷器）电气连接。 d.接地 在计算机网络系统中，为保证其稳定可靠的工作、保证雷击电流能安全迅速通过防雷器对大地泄放，保护计算机网络设备和人身安全，解决环境电磁干扰及静电危害，需要一个良好的接地系统。接地和等电位连接方式。可参照下图： e.过电压保护 在电子设备的信号线、电源线上安装相应的过电压保护器，利用其非线性效应，将线路上过高的脉冲电压滤除，保护设备不被过电压破坏。主要的保护器件为间隙、氧化锌压敏电阻、二极或三极放电管、快速箝位二极管等，根据需要进行组合成相应的防雷保护器。四、防雷分区LPZ0A：在建筑物外，不受外部保护装置的区域。LPZ0B：在建筑物外部受外保护装置保护的区域。LPZ1：建筑物内部区域，有小部分雷电能量进入的可能性。LPZ2：建筑物内部区域，有低的浪涌通过电压进入的可能性。LPZ3：建筑物内部区域（也可能是设备的金属外壳）。五、总等电位连接第七章 电气照明一、概念1、距高比（L相邻照明器之间的距离；h照明器到工作面的距离）2、单位面积安装功率（比功率）（P灯具安装总容量W；A被照面积m2）例：如图所示为某一教学楼教室平面图，已知该教室的建筑层高为，面积为，要求课桌面（距地高处）设计照度为。试根据其用途在图上用给定图例完成室内照明平面图（包括灯具、开关位置及线路布置）。解：1、照度计算计算高度（灯到工作面垂直距离），照度计算，查表得：单位面积安装功率。安装总功率计算灯管数初选14根2、灯具布置设灯距地面2.8米，则计算高度。取，则灯具安装的最大间距为由于灯距端墙距离要满足，每根灯管长度为，取 。根据教室布灯原则，采用直管荧光灯连续成行多列垂直于黑板面布置。那么，灯管需分3列布置，每列5根，则在初选的基础上增加1根，确定为15根，则距墙距离分别为及，满足要求。另外，为了满足黑板面的照度要求，在黑板上方设置局部照明。根据右表查得局部照明设置3根灯管即可。3、灯具开关、线路布置（如教室照明平面图）4、插座布置（如教室插座布置平面图）普通教室及合班教室的前后墙上应各设1-2组电源插座。所以，在教室的前后墙上各留2组插座，并根据要求预留电视机、电话及信息插座。另外，根据用户需求在