照明供配电PPT课件

1 3照明供配电 一 用电负荷的计算 用电负荷的正确计算是合理选择电气设备的保证 1 负荷曲线 负荷曲线是功率或电流随时间而变化的曲线 按功率性质分有功负荷曲线和无功负荷曲线 按横坐标持续的时间 可分为年 月 日的或某一负荷班的负荷曲线 了解负荷的实际变化情况 有利于进行供电设计和运行管理工作 2 负荷的种类 最大负荷即计算负荷 指消耗电能最多的半小时的平均功率 亦即连续30min的最大平均负荷 用P30 Q30 S30表示 可依此作为按发热条件选择电气设备的依据 故又称计算负荷 常用Pjs 有功功率 Ojs 无功功率 和Sjs 视在功率 表示 Qjs Pjstan kW Sjs Pjs cos kW 1 有功功率 刻意转化成其他形式能量 热 光 动能 的能量 以P来表示 单位为W 一般来说 有功功率是相对于纯阻性负载来说的 2 无功功率 功率从能量源传递到负载并能反映功率交换情况的功率就是无功功率 以Q来表示 单位为Var 它的产生是由于感性负载 容性负载 以及电压和电流的失真 这种功率可导致额外的电流损失 3 视在功率 有功功率和无功功率的几何之和 即平方和的均方根 它用来表示电气设备的容量 以S来表示 单位为VA 4 功率因数在交流电路中电压与电流相位差 的余弦叫做功率因数 在数值上等于有用功与总功率间的比率 其值大小与电路的负荷性质用关 对于电阻性负载 其电压与电流的位相差为0 因此 电路的功率因数为1 而纯电感电路 电压与电流的位相差为 2 并且是电压超前电流 在纯电容电路中 电压与电流的位相差则为 2 即电流超前电压 在后两种电路中 功率因数都为0 对于一般性负载的电路 功率因数就介于0与1之间 2 尖峰负荷 连续1 2s内最大平均负荷 可看作短时最大负荷 可依此校核电路中的电压损失和电压波动 作为选择保护元件 如熔断器 自动开关和继电保护装置等 的依据和检验电动机启动条件 常用Pjf Qjf和Sjf表示 3 平均负荷 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值 平均负荷可用于计算某段时间内的用电量和确定补偿电容的大小 常以Pp Qp和Sp表示 3 负荷计算的方法 负荷计算的方法有单位面积安装功率法 需要系数法 二项式法和利用系数法等 在建筑电气设计中 方案设计阶段可采用单位建筑面积安装功率法 初步设计阶段多采用需要系数法 建筑物单位建筑面积的安装功率与建筑物的种类 等级 附属设备情况和房间用途等条件有关 查取一个单位面积的电力负荷 乘以总建筑面积 即得建筑物的总用电负荷 进而可估算出供配电系统的规模 主要设备和投资费用 从而可满足方案或初步设计的要求 1 单位建筑面积安装功率法 2 需要系数法 需要系数Kx是用电设备组所需要的计算负荷 最大负荷 Pjs与其设备装机容量Ps的比值 即Kx Pjs Ps 根据需要系数Kx 求总安装容量为Ps的用电设备组所需计算负荷Pjs的方法称需要系数法 Pjs KxPs KxPe kW 根据所求出的计算功率 可进一步求出线路中的计算电流Ijs 若为单项负载 可按下式计算 Ijs Pjs 1000 Vex cos A 若为三相负载 可按下式计算 Vex 配电线路的相电压 数值等于单相用电设备的额定电压 一般为220V VeL 配电线路的线电压 数值等于三相用电设备的额定电压 一般为380V 照明需要系数表 二 电气设备的选择 1 设备容量Ps的确定 1 动力设备容量 长期工作制用电设备的容量 就是其铭牌额定容量 Ps Pe 短期和反复短期容量 是将其在某一工作状态下的铭牌额定容量换算到标准工作状态下的功率 多组动力设备的计算负荷 考虑到接入同一干线的各组用电设备的最大负荷并不是同时出现的情况 在确定干线总负荷时 引入一个同时系数Kt计算 2 照明设备容量 对于白炽灯等热辐射光源可取其铭牌额定功率 对于荧光灯和高压水银灯等气体放电光源 还应计入镇流器的功率损耗 即比灯管的额定功率有所应增加 2 导线和电缆的选择 导线的型式 塑料绝缘铜芯 铝芯导线 BV BLV橡皮绝缘铜芯 铝芯导线 BX BLX氯丁橡胶绝缘铜芯 铝芯导线 BXF BLXF 在图纸中表示时 型号 截面 敷设方式和部位及穿管直径和管材种类均是其重要内容 导线的截面和根数通常写在型号的后面 截面单位为mm2 表示形式为 b c d e fb 导线型号 c 导线根数 d 导线截面 e 导线敷设方式及管材管径 f 敷设部位 如BLX 3 4 1 2 5 SC25 WC表示3根4mm2和1根2 5mm2的铝芯橡皮线穿管径为25mm的焊接钢管沿墙暗敷 导线型号代号 导线敷设方式代号 导线敷设部位代号 2 电缆的型式电缆型号内容包含其用途类别 绝缘材料 导体材料 铠装保护层等 在电缆型号后面还有芯线根数 截面 工作电压和长度 如YJLV22 3 120 10 300表示铝芯 交联聚乙烯绝缘 聚氯乙烯内护套 双钢带铠装 聚氯乙烯外护套 3芯120mm2 电压10KV 长度为300米的电力电缆 如 聚氯乙稀绝缘及护套铜芯 铝芯电缆 VV VLV橡皮绝缘聚氯乙稀护套铜芯 铝芯电缆 XV XLV交联聚乙稀绝缘聚氯乙稀护套铜芯 铝芯电缆 YJV YJLV油浸纸绝缘铅包铜芯 铝芯电缆 ZQ ZLQ油浸纸绝缘铝包铜芯 铝芯电缆 ZL ZLL 电缆型号 电缆的外护层代号的含义 3 导线截面选择条件 选择导线截面可按导线允许温升 电压损失条件和机械强度三种方法选择 三者都必须保障的安全条件 在设计中 按允许温升进行导线截面的选择 按允许电压进行校核 并应满足机械强度的要求 按发热条件选择导线截面的方法 第1步是负荷计算 即计算线路的工作电流 第2步是在选择导线截面后按允许电压损失进行校验 计算线路的工作电流是先计算支线上的工作电流 然后再计算分干线 干线的工作电流 换句话说 按发热条件选择导线截面的方法 首先是确定支线的截面 然后才确定分干线 干线的截面 这里所指支线是指由分配电箱至各出线口 灯头 灯管或插座 的供电线路 对于照明支线则是单相回路 按发热条件选择导线截面的方法分为2步 第1步按线路的计算工作电流初选导线截面第2步按线路的选择性保护的等级原则终选导线截面 熔断器 熔丝的选择性保护的等级原则是分干线的熔丝等级比支线的容丝等级大一级干线的熔丝等级应比分干线的熔丝等级大1级 等等 这佯 依据导线的载流量和容丝丝等级的配合表 就可以进行导线的截面的初选和终选 线路工作电流的计算步骤为 1 确定各相 A B C相 各类用电设备的安装容量 2 分别计算A B C相的工作电流 然后以最大一相工作电流来计算分干线的工作电流及功率因数 3 线路中有插座时 插座按其容量的20 及cos 0 8进行计算 三 低压配电系统接地方式 1 按国际电工委员会 IEC 的规定低压电网有五种接地方式 接地方式 第一个字母 T或I 表示电源中性点的对地关系 第二个字母 N或T 表示装置的外露导电部分的对地关系 横线后面的字母 S C或C S 表示保护线与中性线的结合情况 S表示中性线和保护线是分开的 C表示中性线和保护线是合一的 T through 通过 表示电力网的中性点 发电机 变压器的星形联结的中间结点 是直接接地系统 N一neutral 中性点 表示电气设备正常运行时不带电的金属外露部分与电力网的中性点采取直接的电气连接 即 保护接零 系统 TN S系统 公共PE线上 正常情况下没有电流通过 不会对结于PE线上的其它设备产生电磁干扰 用于环境条件较差 对安全可靠性要求较高及设备对电磁干扰要求较严的场所 TN C系统 当三相负荷不平衡或只有单相用电设备时 PEN线上有电流通过 用于三相负荷比较平衡 而且单相负荷容量比较小的工厂 车间的供配电系统中 TN C S系统 用于配电系统末端环境条件较差或有数据处理等设备的场所 中性线与保护线有一部分是共同的 局部采用专设的保护线 TT系统 适用于对数据处理 精密检测装置等供电 电气设备外露可导电部分通过与系统接地点无关的接地体直接接地 所有设备的外露可导电部分都是经各自的PE线分别直接接地 各自的PE线间无电磁联系 国外应用较广泛 我国通常采用接保护线保护 很少采用 IT系统 用于不允许停电的场所 或者要求严格地连续供电的地方 如电力炼钢 大医院的手术室 地下矿井 电源中性点不接地 或经过高阻抗电阻接地 设备的外露可导电部分都是经各自的PE线分别直接接地 在供电距离不是很长时 供电的可靠性高 安全性好 在TN C及TN C S系统中 严禁单独断开PEN线 当保护电器的PEN极断开时 必须联动全部相线极一起断开 在TN C及TN C S系统中 当需要装设中性线断线保护电器时 必须将所在回路全部相线连同PEN线一起断开 且PE线应在保护电器负荷端同N线分接 严禁隔离或断开PE线 在TN TT系统中 无电源转换或虽有电源转换但零序电流分量很小的三相四线配电线路 隔离电器或开关电器不宜断开N线IT系统中如有中性线引出的三相四线回路及单相相电压回路 其开关电器均须将N线同相线一起断开 功能性开关电器必须使相线比N线先断开 且中性线先于相线或与相线同时接通 民用建筑电气设计规范 有关规定 在TN TT系统中 如果单相相电压回路前端已装设具有检测中性线对地电压的中性线断线保护的双极开关和具有电气专业人员维护的用户 则其后各级开关电器均可不切断N线 但开关电器宜有防止相线与N线接错的信号指示装置 在TN TT系统中 如果单相相电压回路首端未装设具有检测中性线对地电压的中性线断线保护的双极开关时 则各级隔离电器应将N线同相线一起断开 在含有较大零序电流分量的TN TT系统的线路中 进行电源转换或联络用的功能性开关电器应将N线与相线一起断开或接通 且不应使这些线路并联运行 除非该装置是为这种情况特殊设计的 当两个电源或线路的中性线有可能并联运行时 不应采用TN C或TN C S系统 N线上严禁安装可以单独操作的单极开关电器 短路保护电器应装设在低压配电线路不接地的各相 或极 上 但对于中性点不接地且N线不引出的三相三线配电系统 可只在二相 或极 上装设保护电器 在TT或TN S系统中 当N线的截面与相线相同 或虽小于相线但已能为相线上的保护电器所保护 N线上可不装设保护 当N线不能被相线保护电器所保护时 应另在N线上装设保护电器保护 将相应相线电路断开 但不必断开N线 在TT或TN S系统中 N线上不宜装设电器将N线断开 当需要断开N线时 应装设相线和N线一起切断的保护电器 当装设漏电电流动作的保护电器时 应能将其所保护的回路所有带电导线断开 在TN系统中 当能可靠地保持N线为地电位时 N线可不需断开 在TN C系统中 严禁断开PEN线 不得装设断开PEN线的任何电器 当需要在PEN线装设电器时 只能相应断开相线回路 低压配电设计规范 有关规定 在三相四线制配电系统中 中性线 以下简称N线 的允许载流量不应小于线路中最大不平衡负荷电流 且应计入谐波电流的影响 以气体放电灯为主要负荷的回路中 中性线截面不应小于相线截面 采用单芯导线作保护中性线 以下简称PEN线 干线 当截面为铜材时 不应小于10mm2 为铝材时 不应小于16mm2 采用多芯电缆的芯线作PEN线干线 其截面不应小于4mm2 当保护线 以下简称PE线 所用材质与相线相同时 PE线最小截面应符合下表的规定 道路照明配电系统的接地形式宜采用TN S系统或TT系统 金属灯杆及构件 灯具外壳 配电及控制箱屏等的外露可导电部分 应进行保护接地 并应符合国家现行相关标准的要求 城市道路照明设计标准 有关规定 四 低压配电系统的配电线路 低压配电系统的配电线路由配电装置 配电盘 及配电线路 干线及分支线 组成 配电方式有放射式 树干式及混合式等 放射式 各用电设备均由电源以单独的线路供电 放射式的优点是各个负荷独立受电 因而故障范围一般仅限于本回路 线路发生故障需要检修时 只切断本回路而不影响其它回路 同时回路中电动机起动引起的电压的波动 对其他回路的影响也较小 缺点是所需开关和线路较多 因此当放射式配电一般多用于比较重要的负荷 放射式 树干式 各用电设备公用一条供电线路 树干式的特点是建设费用低和故障影响的范围较大 当干线上所接用的配电盘不多时 仍然比较可靠 所以在多数情况下一个大系统都采用树干与放射式相混合的配电方式 树干式 混合式 从低压电源引入的总配电装置 第一级配电点 开始 至末端照明支路配电盘为止 配电级数一般不宜多于三级 每一级配电线路的长度不宜大于30m 如从变 配电所的低压配电装置算起 则配电级数一般不多于四级 总配电长度一般不宜超过200m 每路干线的负荷计算电流一般不宜大于200A 1 箱内配电回路的划分按照明灯具的使用功能的不同划分成不同配电支路 一般情况下 用做功能性照明 庭院道路灯 草坪灯 和景观照明 照树灯 照墙灯及地埋装饰灯等 的灯具应采用不同的路由 且各回路漏电断路器后均加装接触器 作为手动或自动开关灯具之用 各回路接触器通过控制线路和弱电控制器相连接 可实现智能自动控制 2 照明系统中的每一单相回路 不宜超过16A 灯具为单独回路时数量不宜超过25个 大型建筑组合灯具每一单相回路不宜超过25A 光源数量不宜超过60个 建筑物轮廓灯每一单相回路不宜超过100个 民用建筑电气设计规范 有关规定 五 电气施工图内容 1 图纸目录 列出新绘制的图纸 所选用的标准图纸或重复利用的图纸等的编号及名称 2 设计总说明 即首页 内容一般包括施工图的设计依据 设计指导思想 本工程项目的设计规模和工程概况 电气材料的用料和施工要求说明 主要设备规格型号 采用新材料 新技术或者特殊要求的做法说明 系统图和平面图中没有交代清楚的内容 例如 进户线的距地标高 配电箱的安装高度 部分干线和支线的敷设方式和部位 导线种类和规格及截面积大小等内容 对于简单的工程 可在电气图纸上写成文字说明 3 配电系统图 它能表示整体电力系统的配电关系或配电方案 从配电系统图中能够看到该工程配电的规格 各级控制关系 各级控制设备和保护设备的规格容量 各路负荷用电容量及导线规格等 4 平面图 它表征了建筑各层的照明 动力 电话等电气设备的平面位置和线路走向 它是安装电器和敷设支路管线的依据 根据用电负荷的不同而有照明平面图 动力平面图 防雷平面图 电话平面图等 5 大样图 表示电气安装工程中的局部作法明晰图 例如舞台聚光灯安装大样图 灯头盒安装大样图等 6 二次接线图 它表示电气仪表 互感器 继电器及其它控制回路的接线图 例如加工非标准配电箱就需要配电系统图和二次接线图 7 设备材料表 为了便于施工单位计算材料 采购电气设备 编制工程概 预 算和编制施工组织计划等方面的需要 电气工程图纸上要列出主要设备材料表 表中应列出主要电气设备材料的规格 型号 数量以及有关的重要数据 要求与图纸一致 而且要按照序号编号 设备材料表是电气施工图中不可缺少的内容 1 电气照明平面图 电气照明平面图描述的主要对象是照明电气线路和照明设备 通常包括如下内容 1 电源进线和电源配电箱及各配电箱的形式 安装位置 以及电源配电箱内的电气系统 2 照明线路中导线的根数 线路走向 3 照明灯具的类型 灯泡及灯管功率 灯具的安装方式 安装位置等 4 照明开关的类型 安装位置及接线等 5 插座及其它日用电气的类型 容量 安装位置及接线等 六 照明电气施工图的识读 灯具标注的一般形式如下式所示 a 同类照明器具的个数 b 灯具类型 c 照明器具内安装灯泡或灯管的数量