第4章-建筑供配电网络

第四章建筑供配电网络第一节高层建筑用电负荷的特点与级别第二节供配电网络结构（重点）第三节导线和电缆截面的选择方法（重点/难点）第四节选择电线和电缆截面的综合分析第一节高层建筑用电负荷的特点与级别高层建筑中主要用电负荷及供电级别：《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)《高层民用建筑防火规范》(GB50045-95)一、给排水动力负荷:生活水泵：高层普通住宅、高层宿舍为二级负荷消防水泵：一类高层的按一级负荷供电；二类高层的按二级负荷供电。高层建筑中夏季制冷、冬季制热设备。冷冻机组、冷、热水机组等设备。在一些建筑中，当有大量一级负荷时，其附属的锅炉房、冷冻站、空调机房的动力和照明为二级负荷。其余为三级负荷。二、冷冻机组动力负荷三、电梯负荷客梯、货梯、自动扶梯、消防电梯。客梯：重要办公建筑的客梯为一级负荷；高层普通住宅、高层宿舍、高等学校教学楼、计算中心、银行、大型百货商场等的客梯动力为二级负荷。自动扶梯：大型百货商场的为二级负荷。消防电梯：同消防水泵，一级或二级负荷。新风机、送风机、排风机、防排烟风机等。消防用的防排烟风机、正压送风机等属于一级或二级负荷。四、通风机负荷五、照明负荷大型百货商场营业厅、门厅照明，重要办公建筑的主要办公室、档案室及主要通道照明，一、二级旅馆的宴会厅、高级客房、主要通道照明为一级负荷；省、部级办公建筑的主要办公室、档案室及主要通道照明，银行的营业厅、门厅等为二级负荷。应急照明的负荷等级视高层建筑的类型而定。一般为三级负荷。功率较大的用380V三相电源供电。厨房供电线路须配管暗敷，开关设备操作方便、安全、可靠，严防漏电、触电。六、电炊设备用电负荷七、插座用电负荷有单相的、三相的，均属于三级负荷。注意三相平衡和对称。1.防灾中心用电负荷天灾、地灾、水灾、火灾、人灾，其监测设备的供电按该建筑的最高负荷级别确定。2.程控数字通信及传真系统用电负荷程控数字通信系统交流电源的负荷等级宜与该建筑中的电气设备的最高负荷等级系统。3.办公自动化系统用电负荷一二级旅馆、大型百货商场的经营管理用及设备管理用电子计算机系统电源，计算中心、银行的主要业务用电子计算机系统电源等为一级负荷。八、弱电设备负荷4.卫星电视及共用天线电视系统用电负荷一般为三级负荷。如与保安系统合用电源，等级提高。5.保安监察系统用电负荷宾馆、银行、商场、车站等场所设置摄像机，根据建筑物的重要程度确定负荷等级。6.国际体育竞赛场馆的电子记时记分和摄录像及广播系统用电、照明用电负荷均为一级负荷，其中，记时计分用电子计算机系统电源为特别重要负荷。7.高层建筑内自备发电机室照明及控制用电负荷为一级负荷供电。第二节供配电网络结构一、供配电网络结构:高压网络－1kV以上放射式、树干式、环式低压网络－1kV及以下放射式、树干式、环式、链式1.放射式线路特点：配电母线上每路或两路馈电出线仅给一个负荷点单独供电。可靠性高；继电保护整定等易于实现；接线简单明了；开关设备多，投资大；适于供较重要的和容量较大的负荷；只限于两级以内。（一）高压线路接线方式高压放射式线路0.4kV0.4kV0.4kV0.4kVQSQSQSQSQFQFQFQF10kV高压配电线电源进线10kV车间变电所220/380V2.树干式线路特点：配电母线上每路馈电出线给同一方向的多个负荷点供电。出线少，开关设备和导线耗用少，投资省。可靠性低。适于负荷容量较小的三级。干线连接变压器不超过5台，总安装容量不大于3000kVA。高压树干式线路电缆分支箱3.环形线路特点：把两回树干式配电线路的末端或中部连接起来构成环式网络。可靠性高（相对于树干式）。但继电保护比较复杂，整定配合也较困难；一般采用“开口运行”，开环点为电压差最小的点；环形线路载流量按所接的全部变压器容量计算，有色金属消耗量大单电源环形只适于允许停电半小时以内的二级负荷。双电源环形可用于一、二级负荷，但可靠性低于放射式。通常采用以高压负荷开关的高压环形柜组成，特适于城市电网。双电源高压环形线路ⅡⅠ10kV电源进线1#变电所2#变电所3#变电所220/380V220/380V220/380V1.放射式线路特点：配电母线上每路或两路馈电出线仅给一个负荷点单独供电。可靠性高；继电保护整定等易于实现；接线简单明了；开关设备多，投资大；适于供较重要的和容量较大的负荷；只限于两级以内。（二）低压线路接线方式低压放射式线路10kV电源进线220/380Va)单回路放射式b)双回路放射式AT10.38kVATn双电源自动切换箱1.放射式线路MSTSAP0.38kVMM配电箱用电设备APn0.38kVSTSAP1AP2配电箱低压电缆分支箱2.树干式线路b)双回路树干式a)单回路树干式双电源自动切换箱0.38kVSTSAT2AT1ATn多用于各变电所低压侧之间的联络线，彼此连成环形，互为备用。3.环形线路正常时备用电源不供电，即也采用开环运行方式0.38kVSTS10.38kVSTS30.38kVSTS24.链式线路适用于从配电箱对彼此相距很近、容量很小的次要用电设备的配电。相连的用电设备一般不宜多于5台，总容量不宜超过10kW。ALb）ALAPMMMa）照明箱26AL21AW26AW27FALAL机房照明机房空调公用照明电度表箱（或层间配电箱）AL节日彩灯低压配电柜AP生化处理（楼外）B1AP给排水泵消防泵AT1F2AL7AL8F1AW7AW8AL8AW14AL14AW15F20AW15AW15AL20ALAT电梯21F21AL1ALE某高层住宅低压配电系统图（竖向配电系统图）•AA（低压配电柜）•AL-B（地下室照明配电箱）•AL（照明配电箱）•ALE（应急照明配电箱）•AT-DT（电梯控制箱）•AP（动力配电箱）•AC（控制箱）•DD（户内弱电箱）•APE（应急动力配电箱）•W3—6—AL—1—A1，•W3—6表示此回路由3号变压器所供电的6号配电柜馈出，•AL—1—A1表示本回路所接的第一个配电箱为AL—1—A1,1代表一层；A1代表A号竖井馈出的1号配电箱。[例如]某银行营业办公楼，集中空调负荷180kW，生活水泵3×10kW，消防水泵2×25kW，空调机水泵2×7.5kW，办公及宿舍照明负荷160kW，弱电负荷10kW，电梯10kW。主变容量315kVA环氧树脂浇注干式变压器1台。一路10kV电缆供电二、一般高层建筑供配电网络结构一路高层建筑供配电系统图10kV电缆进线，采用隔离开关柜带电压互感器、电流互感器元件，作用有：引入市电电源，电压、电流、有功、无功功率测量，母线绝缘测量仪表。也可采用断路器柜或负荷开关柜，但均不合适。选用干式变压器，而不使用油浸变压器，以免油易燃易爆造成火灾。10kV高压断路器选用真空断路器，0.4kV侧选用自动空气断路器，有过流脱扣分闸、热脱扣（过负荷）分闸、失压（或欠压）脱扣分闸等自动保护功能。[例如]两路10kV电源供电，自备电源为800kW柴油发动机组，两个市电都停电，才启动自备发电机供给一级负荷和部分二级负荷。1.两个独立市电电源，使用一个电源A，另一电源B为备用。三、多功能超高层建筑供配电网络结构G1与G2互为闭锁。1合闸时，2必须是已分闸位置为条件；2合闸时，1必须是已分闸位置为条件；1、2可以同时处于分闸位置；决不允许1、2同时处于合闸位置。两个独立电源不一定完全同步，电压幅值、相位、频率不一定相等，并车运行出现短路环流，造成事故。2.电气闭锁方法合闸电路L1为G1号断路器合闸线圈1.1表示G1断路器分闸位置第1对常闭触点2.1表示G2号断路器分闸位置的常闭触点当G1和G2断路器都处于断开位置时，按下G1号断路器合闸按钮SA1，A电源与母线接通供电，此时1.1和1.2断开。再按SA1时，L1不会再合闸。如此时误将按钮SA2按下，发生误操作时，由于1.2已经断开，L2不带电，G2号断路器拒绝合闸。SA11.12.1L1SA21.22.1L2当两个独立市电A及B都失电后，确认停电后，可立即启动柴油发电机组发电，供给一级负荷用电及部分二级负荷用电。闭锁条件的原则是绝不允许柴油发电机组与市电A（或B）非同期并车发生短路故障，烧毁发电机。3.自备电源的运行条件4.一级负荷供电的安全性措施一级负荷都集中联接在第五段母线上。第五段母线电源取自市电A或B，也可取自备用电源G，组成了分别向三个独立电源供给一级负荷的安全可靠的保证措施。在中层上应建立小变电所进行供电。在底层设总变电所，但用380V低压向超高层顶部送电，功率损耗和电压损失较大，不能满足供电质量要求。在中层以上设置小变电所，用10kV电缆送至变电所，经变压后供给380/220V负荷用电。一般只要两台变压器T2、T3，用单母线分段接线方式，变压器可独立运行，互为备用四、超高层大厦供配电网络结构五、配电用电线电缆的结构结构：导线（裸绞线）、电杆、横担、拉线、绝缘子和金具等特点：投资省，易维护，但不美观、占空间。型号：铝绞线LJ钢芯铝绞线LGJ铜绞线TJ敷设：严格遵守有关规范，选择好路经及导线排列方式，注意线路的档距、弧垂及相邻构件的距离。（一）架空线架空线路的基本结构1—导线；2—绝缘子；3—横担；4—金具；5—拉线；6—电杆架空线路的档距和弧垂导线换位示意橡胶聚氯乙稀交联聚乙烯矿物绝缘（二）电力电缆特点：运行可靠、美观、维护工作量小，但造价高，故障时不易排除。几根（单根）绞绕的绝缘导线三相统包绝缘（对地）高压电缆采用，使各相分布电容及电容电流均衡。导线:绝缘层:屏蔽层:结构保护层敷设：直接埋地敷设、利用电缆沟、利用电缆桥架室内敷设、利用管道（钢管、塑料管、混凝土管）、利用电缆隧道、海底水中等。保护屏蔽层、绝缘层铠装层:外护套:内护层:外护层防止外部机械损伤（需要时）保护铠装层、防腐应遵守GB50217-94《电力工程电缆设计规范》。项目型号含义旧符号项目型号含义旧符号类别Z油浸纸绝缘Z外护套02聚氯乙烯套－V聚氯乙烯绝缘V03聚乙烯套1,11YJ交联聚乙烯绝缘YJ20裸钢带铠装20,120X橡皮绝缘X（21）钢带铠装纤维外被2,12导体L铝芯L22钢带铠装聚氯乙烯套22,29T铜芯（一般不注）T23钢带铠装聚乙烯套内护套Q铅包Q30裸细钢丝铠装30,130L铝包L（31）细圆钢丝铠装纤维外被3,13V聚氯乙烯护套V32细圆钢丝铠装聚氯乙烯套23,39特征P滴干式P33细圆钢丝铠装聚乙烯套D不滴流式D（40）裸粗圆钢丝铠装50,150F分相铅包式F41粗圆钢丝铠装纤维外被（42）粗圆钢丝铠装聚氯乙烯套59,25（43）粗圆钢丝铠装聚乙烯套441双粗圆钢丝铠装纤维外被电力电缆全型号表示示例电力电缆型号中各符号的含义（三）硬母线硬母线分裸母线和母线槽两种。母线槽按绝缘方式可分为密集绝缘型和空气绝缘型两种。母线槽适用于高层建筑、标准厂房或机床设备密集的车间，对于工艺变化周期短的车间配电尤为适宜。此外还可用于变压器与低压配电柜间的连接。（四）绝缘导线绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。绝缘导线大量应用于从配电箱至用电设备的配电分支或末端线路。绝缘导线的结构主要由导电芯线（多采用铜导体）、绝缘层（橡皮或塑料）组成。具有护套层的绝缘导线称为护套绝缘导线。（一）电力电缆敷设方式1.电缆沿竖井敷设平面竖井由底层一直通向顶层。电力电缆井弱电井六、供配电网络的敷设方式竖井平面图2.直接埋地敷设施工简单，电缆散热性能好；维护检修困难，易受机械损伤、化学腐蚀等；用于埋设根数不多（少于6根）的地方3.敷设在混凝土管中最常用、最经济的方法；当电缆数量较多或容易受到外界损伤的场所，为了避免损坏和减少对地下其他管道的影响，可将电缆敷设在混凝土管中。4.电缆沿电缆沟敷设室内电缆沟的钢筋混凝土盖板，盖上后应与地面取平。电缆支架用角钢焊接制成。施工参照通用标准图集。电缆敷设在电缆沟中1—盖板；2—电缆支架；3—预埋铁件5.电缆沿电缆桥架敷设电缆桥架－－用钢板制成长槽，配有钢盖板。梯级式电缆桥架：在工字钢支架上安装一层至多层直通桥架，适用于