電氣設計-民用建筑.pptx

電氣設計-民用建筑,供配電系統(tǒng) 一、負荷分級 （主要規(guī)范：GB50052-2009、JGJ16-2008、GB50016-2006 、 GB50045-2005 ） 劃分原則:供電可靠性要求、中斷供電對人身安全、經(jīng)濟損失上所造成的影響程度。 一級負荷：1）人身傷害；2）經(jīng)濟上重大損失；3）影響重要用電單位； 一級負荷特別重要負荷： 1）人員傷亡；2）重大設備損壞；3）中毒、爆炸和火災情況； 二級負荷：1）經(jīng)濟上較大損失；2）影響較重要用電單位； （評價：上述太過于籠統(tǒng)、抽象，很難理解。對于民用建筑， JGJ16-2008附錄A明細了上述負荷的區(qū)別。但表中對于消防負荷的負荷分級不明確，此時對于消防負荷詳見 JGJ16-2008 3.2.3條，基本上消防負荷與民用建筑的最高負荷等級相同。 對于工業(yè)建筑，首先看消防負荷,參照規(guī)范GB50016-2006 11.1.1,對于其它用電負荷分級根據(jù)不同行業(yè)標準為準） 難點:主要是對不同建筑不同用電負荷把握不準,缺少實際經(jīng)驗,解決方法就是平時多看,多留意,積累經(jīng)驗.這個是整個供配電系統(tǒng)的總綱,非常重要,不能錯. 二、供電要求 一級負荷應由雙重電源供電,當一路電源發(fā)生故障時,另一路電源不應同時受到損壞 一級負荷中特別重要的負荷供電,應滿足下列要求: 除采用雙重電源供電外,尚應增設應急電源,并嚴禁將其他負荷接入應急供電系統(tǒng) 設備的供電電源的切換時間,應滿足設備允許中斷供電的要求 二級負荷的供電系統(tǒng),宜由兩回路供電。在負荷較小或地區(qū)供電困難時，二級負荷可由一回6KV及以上專用架空線供電,負荷計算 供電電源 供配電系統(tǒng) 電能質(zhì)量 電壓選擇,電力線路的基本概念 輸送電能的線路通稱為電力線路 電力線路分為輸電線路和配電線路 由發(fā)電廠向電力負荷中心輸送電能的線路及電力系統(tǒng)之間的聯(lián)絡線稱為輸(送)電線路;由電力負荷中心向各個電能用戶分配電能的線路稱為配電線路 電力線路由導線和桿塔及其它器件構(gòu)成,將發(fā)電廠、變電站、用戶互相連接，構(gòu)成電力系統(tǒng)或電力網(wǎng)，用以輸送電能。 電力線路從其負擔的輸送電能的能力可分為輸電線路、高壓配電線路，低壓配電線路。 從發(fā)電廠或變電站升壓，把電力輸送到降壓變電站的高壓電力線路，叫輸電線路。電壓一般在35KV以上。降壓變電站把電力送到一般用戶的線路，叫低壓配電線路，電壓一般為380V,220V。 電力線路的類型 根據(jù)電力線路的架設方式不同，電力線路分為架空電力線路和電力電纜線路 架空電力線路的構(gòu)造 架空電力線路由導線、桿塔、絕緣子、防震錘、避雷線及金具等主要器件組成 圖片架空線路-1.jpg 導線的結(jié)構(gòu),導線的功能是用于輸送電能，是電力線路的主要組成部分，它不但要具有良好的導電性能，同時還應具備機械強度高、抗腐蝕性強、質(zhì)輕價廉等特點。 導線的結(jié)構(gòu)可分為單股、多股和空心導線 圖片架空線路-2.jpg 按導線使用的材料可分為： 鋁絞線(LJ):導電率高，質(zhì)輕價廉。但機械強度差，耐腐蝕性差，多用于檔距不大的10KV以下的架空線路。 鋼芯鋁絞線(LGJ):多股鋁線繞在鋼芯外層。由于集膚效應電流主要通過鋁導線通過，而機械荷載主要由鋼芯承擔。因機械強度大，在架空線路中廣泛應用。 鋁合金絞線(LHJ):機械強度大，耐腐蝕性好，導電率高，應用于一般的輸電線路。 銅絞線(TJ):機械強度大，耐腐蝕性好，導電率高于鋁，但成本高。 鋼絞線(TJ):機械強度高，但導電率差，且容易生銹，集膚效應嚴重，只用于負荷小，年利用率低線路及避雷線。 導線的型號 架空線路導線的型號由導線材料、結(jié)構(gòu)、載流截面三部分組成 例如：LGJJ-300表示加強型鋼芯鋁絞線，截面積為300mm2 圖片架空線路-3.jpg,導線的適用 輸配電線路采用多股裸導線，若輸送功率大，對導線的機械強度要求高，應采用鋼芯鋁導線。 220KV及以上的線路，采用分裂導線。（減少電暈和干擾，提高線路的輸電能力） 架空線一般采用裸露導線，低壓配電線路一般采用外包絕緣導線。 桿塔 在架空電力線路中桿塔的作用是架設固定導線。根據(jù)桿塔在電力線路中的位置和受力情況，又分為不同類型。 圖片架空線路-4.jpg 輸電線路的的術(shù)語 檔距:相鄰桿塔導線懸掛點之間的水平距離為檔距,用字母L表示 弧垂:導線上任意點到懸掛點連接之間在鉛垂方向的距離,用字母f表示. 限距:導線到地面的最小距離,用字母h表示 耐張段:兩個耐張桿塔之間的距離 圖片架空線路-5.jpg 直線桿塔 直線桿塔位于線路的直線段上,用于支撐線路的垂直荷載(如重力)和水平荷載(如風荷載),因為安裝在兩個耐張桿塔之間的,又稱中間桿塔. 直線桿塔上的導線是用線夾和懸式絕緣子串掛在橫擔上.,直線桿塔在正常情況下,支撐線路的垂直荷載和水平荷載,當線路一側(cè)發(fā)生斷線的時候,它要承受相鄰兩檔導線的不平衡張力. 直線桿塔在架空線中用的最多,約占塔桿數(shù)的80%. 圖片架空線路-6.jpg 耐張桿塔 線路在運行中可能發(fā)生斷線事故,為了防止事故的擴大,在一定距離內(nèi)安裝耐張桿塔。耐張桿塔上的導線是用耐張絕緣子串(或碟式絕緣子)和耐張線夾固定在桿塔上。耐張桿塔在正常情況下，承受與直線桿塔相同的荷載，承受導線和避雷線的不平衡張力。 當桿塔一側(cè)發(fā)生斷線時，它要承受斷線張力，防止整個桿塔順線路方向傾倒，將線路故障（如斷線、倒桿）限制在一個耐張段內(nèi)。 圖片架空線路-7.jpg 轉(zhuǎn)角桿塔 線路所經(jīng)的路徑盡量走直線，在需要改變線路走向的轉(zhuǎn)彎處設置的桿塔叫轉(zhuǎn)角桿塔。由于兩側(cè)導線的張力不在一條直線上，因而除承受線路的垂直和水平荷載外，還有角度力 圖片架空線路-8.jpg,接地系統(tǒng) 一、現(xiàn)狀情況 現(xiàn)在的有關(guān)接地方面的設計有如卞鎧生老師說的“在電氣技術(shù)領(lǐng)域中，接地無處不在，現(xiàn)在接地的叫法種類繁多，分類混亂。實際上，某些接 地已超出電氣裝置，涉及非電設施，如防靜電接地、陰極保護接地。接地問題的混亂程度，從下列五花八門的名詞可見一斑：交流地、直流地 、安全地、信號地、邏輯地、參考地、技術(shù)地、屏蔽地、電磁兼容性地等，甚至搞出來一個“功率地”（此處power當指電源）！我們既不必 拘泥學院派的種種分類，更不要理會供貨商似是而非的要求。” 1）按GB/T 50065-2011交流電氣裝置的接地設計規(guī)范，接地種類包括：系統(tǒng)（工作）接地、保護接地、雷電接地、靜電接地. （1）系統(tǒng)（工作）接地：電力系統(tǒng)的一點或多點功能性接地 （2）保護接地：為了電氣安全，將系統(tǒng)、裝置或設備中的一點或多點接地。 （3）雷電保護接地：為雷電保護裝置（避雷針、避雷線和避雷器等）向大地泄放雷電流而設的接地。 （4）防靜電接地：為防止靜電對易燃油、天然氣儲罐和管道等的危險作用而設的接地。 （電氣安全主要是是涉及到防觸電，當然也涉及到防火，但是如果防觸電能解決，當然防火就解決了） 2）按GB/T 17045-2006電擊防護 裝置和設備的通用部分，接地歸納為兩大類：保護（防護）接地、功能接地。 （1）保護（防護）接地：為了電氣安全目的，將一系統(tǒng)、裝置或設備中的一點或多點接地。 （2）功能接地：為了電氣安全之外的目的，將系統(tǒng)、裝置或設備中的一點或多點接地。 3）按工業(yè)與民用配電設計手冊（第三版）接地分為：功能性接地 、保護接地、電磁兼容性接地 （1）功能接地：用于保證設備（系統(tǒng)）的正常運行，或使設備（系統(tǒng)）可靠而正確地實現(xiàn)其功能。 如：系統(tǒng)（工作）接地：根據(jù)系統(tǒng)運行的需要進行的接地，如電力系統(tǒng)的中性點接地、電話系統(tǒng)中將直流電源正極接地等。 信號電路接地：設置一個等電位點作為電子設備基準電位，簡稱信號地。 （2）保護性接地：以人身和設備安全為目的的接地。 如：保護接地：電氣裝置的外露導電部分、配電裝置的構(gòu)架和線路桿塔等，由于絕緣損壞有可能帶電，為防止其危及人身和設備的安全而設 的接地。 雷電防護性接地：為雷電防護裝置（避雷針、避雷線和避雷器等）向大地泄放雷電流而設的接地，用以消除或減輕雷電危及人身和設備 損壞。 防靜電接地：將靜電導入大地防止其危害的接地。如對易燃油、天然氣儲罐和管道以及電子器件、設備為防止靜電的危害而設的接地。 陰極保護接地：使被保護金屬表面成為電化學原電池的陰極，以防止該表面腐蝕的接地。保護做法可采用犧牲陽極法和外部電流源抵消 氧化法。 （3）電磁兼容性接地:電磁兼容性是使器件、電路、設備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作，且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷 擾。為此目的所做的接地為電磁兼容性接地，比如屏蔽接地。 4）按不同的分類法，可有不同的接地種類。 二、常用接地的分塊處理 1）基本分類： 卞鎧生老師說在設計和施工中，常用的接地可歸為三大類:電氣裝置接地、雷電保護接地、信息技術(shù)裝置接地。鑒于高、低壓電氣裝置的接地,理念、適用標準、習慣做法等方面存在很大差異，可進一步分為高壓和低壓兩部分。我們將按上述四個板塊編寫手冊； 在不同板塊交界處， 充分利用現(xiàn)行標準予以整合，使之兼容。 所以我建議把常用的接地分為高壓電氣裝置接地、低壓電氣裝置接地、雷電保護接地、信息技術(shù)裝置接地。 2）分類處理： 目前我國關(guān)于接地的規(guī)范標準，政出多門，正如卞鎧生老師說的“接地問題的困難程度，從規(guī)范的難產(chǎn)亦可佐證：GB50065-2011交流電氣裝 置的接地設計規(guī)范的前一版是GBJ 65-1983工業(yè)與民用電力裝置的接地設計規(guī)范，兩版相隔28年。還應指出，該標準早在1974年即已定 稿，直到1983年才頒布，技術(shù)上已跨過37年！多年來，大家都執(zhí)行電力行業(yè)標準DL/T 621-1997交流電氣裝置的接地和IEC有關(guān)標準。 A. 高壓電氣裝置接地 GB/T 50065-2011交流電氣裝置的接地設計規(guī)范； 這本規(guī)范 主要是講 GB50064-20XX交流電氣裝置的過電壓保護設計規(guī)范（現(xiàn)為DL/T 620-1997交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合。 B. 低壓（建筑物）電氣裝置接地 GB/T 16895.1-2008 低壓電氣裝置 第1部分：基本原則、一般特性評估和定義； GB 16895.21-2011低壓電氣裝置 第4-41部分：安全防護 電擊防護； GB/T 17045-2006電擊防護 裝置和設備的通用部分 GB 16895.7/.8/.9/.13/.14/.19/.24/.25/.26等建筑物電氣裝置 第7部分(施工場所、狹窄可導電場所、數(shù)據(jù)處理設備、浴室、桑拿、游泳池、 醫(yī)療場所、展覽陳列、游樂場等)【以上是防護接地（防電擊）的依據(jù)?！?GB 16895.3-2004建筑物電氣裝置 第5部分：電氣設備的選擇和安 裝 第54章：接地配置、保護導體和保護聯(lián)結(jié)導體【接地配置的具體要求】； GB/T 16895.10-2010低壓電氣裝置 第4-41部分：安全防護 電壓騷擾和電磁騷擾防護【高、低壓共用接地裝置的依據(jù)】。 C. 建筑物防雷接地 GB 50057-2010建筑物防雷設計規(guī)范（ GB 50343-2012建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范 和GB 50689-2011 通信局（站）防雷與接地 工程設計規(guī)范，與GB 50057不協(xié)調(diào)，僅供參考。） D. 信息技術(shù)裝置接地 GB/T 16895.10-2010低壓電氣裝置 第4-41部分：安全防護 電壓騷擾和電磁騷擾防護； 各信息技術(shù)系統(tǒng)（弱電系統(tǒng)）設計規(guī)范中有關(guān)接地的條款。 （ GB/T 16895.17-2002建筑物電氣裝置 第五部分：電氣設備的選擇和安裝 第548節(jié)：信息技術(shù)裝置的接地配置和等電位聯(lián)結(jié)，未明確是否 被GB/T 16895.10-2010代替，僅供參考。） E. 國內(nèi)外接地系統(tǒng)的差異 接地在電氣技術(shù)上具有很高的重要性、普遍性和復雜性。各種系統(tǒng)均有多種復雜的接地要求，而且是與系統(tǒng)緊密聯(lián)系的組成部分。脫離所在系 統(tǒng)論述接地，既無意義、也不現(xiàn)實。因此，接地問題不可能全部納入一個標準。 無論是國際標準（IEC）還是先進國家標準（如NEC），接地要求均列入所在系統(tǒng)的相關(guān)標準中。接地標準或章節(jié)中，僅包括接地的具體配置。,按國際慣例，供電部門(發(fā)電、輸電、變配電)和用電部門(工業(yè)與民用供配電或建筑物電氣裝置)遵循各自的標準。 今后，我國的接地規(guī)范標準應向國際標準和國際慣例靠攏：接地要求與接地配置分開；供電部門與用電部門分 開；宣貫IEC標準，參照IEEE標準，做到各接地系統(tǒng)兼容。 三、概述 1、基本概念 （1）地： 能提供或接受大量電荷可用來作為穩(wěn)定良好的基準電位或參考電位的物體，一般指大地，理論上約定為零電位。而工程上通過接地極與大地作 電接觸的局部地，其電位不一定等于零。 電子設備中的電位參考點（基準點）也稱為“地”，但不一定與大地相連。 （2）接地： 在系統(tǒng)、裝置或設備的給定點與局部地之間做電連接。 （3）接地極 為電氣裝置或電力系統(tǒng)提供至大地的低阻抗通路而埋入土壤或特定的導電介質(zhì)（如混凝土或焦炭）中，與大地有電接觸的可導電部分，稱為接 地極。兼作接地極用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道、建構(gòu)筑物和設備基礎的鋼筋等稱為自然接地體。 （4）接地導體（接地線） 為系統(tǒng)、裝置或設備的給定點與接地極或接地網(wǎng)之間提供導電通路或部分導電通路的導體。 （5）接地裝置（接地極系統(tǒng)） 由接地極、接地導體、總接地端子或接地母線組成的系統(tǒng)稱為接地極系統(tǒng)（接地裝置）。一般取總接地端子或接地母線為電位參考點。 （6） 接地配置（接地系統(tǒng)） 一個系統(tǒng)、裝置或設備的接地所包含的全部電氣連接和器件。 2、 接地的分類 根據(jù)接地的不同作用，一般分為功能性接地和保護性接地兩大類，概念詳見第一節(jié)。另外功能和保護兼有的接地（電磁兼容接地） 。電磁兼容性（EMC）接地，既有功能性接地（抗干擾）、又有保護性接地（抗損害）的含義。 3、共用接地 根據(jù)電氣裝置的要求，接地配置可以兼有或分別地承擔防護和功能兩種功能。對于防護目的的要求，始終應當予以優(yōu)先考慮。 建筑物內(nèi)通常有多種接地，如電力系統(tǒng)接地、電氣裝置保護接地、電子信息設備信號電路接地、防雷接地等。如果用于不同目的的多個接地系 統(tǒng)分開獨立接地，不但受場地的限制難以實施，而且不同的地電位會帶來的不安全隱患，不同系統(tǒng)接地導體間的耦合也會引起相互干擾。因此 接地導體少、系統(tǒng)簡單經(jīng)濟、便于維護、可靠性高且低阻抗的共用接地系統(tǒng)應運而生。 （1）每幢建筑物本身應采用一個接地系統(tǒng)，共用接地系統(tǒng)的構(gòu)成詳見13.11.3.3和12.8.1.2。 （2）各個建、構(gòu)筑物可分別設置本身的共用接地系統(tǒng)。 每個獨立接閃桿或每組接閃線是單獨的一個構(gòu)筑物，應有各自的接地裝置。 （3）功能上密切聯(lián)系的一組鄰近建、構(gòu)筑物，宜設置一套共用接地系統(tǒng)。 （4）在一定條件下，變電所的保護接地和低壓系統(tǒng)接地可以共用接地裝置，詳見12.2.9。,按國際慣例，供電部門(發(fā)電、輸電、變配電)和用電部門(工業(yè)與民用供配電或建筑物電氣裝置)遵循各自的標準。 今后，我國的接地規(guī)范標準應向國際標準和國際慣例靠攏：接地要求與接地配置分開；供電部門與用電部門分 開；宣貫IEC標準，參照IEEE標準，做到各接地系統(tǒng)兼容。 三、概述 1、基本概念 （1）地： 能提供或接受大量電荷可用來作為穩(wěn)定良好的基準電位或參考電位的物體，一般指大地，理論上約定為零電位。而工程上通過接地極與大地作 電接觸的局部地，其電位不一定等于零。 電子設備中的電位參考點（基準點）也稱為“地”，但不一定與大地相連。 （2）接地： 在系統(tǒng)、裝置或設備的給定點與局部地之間做電連接。 （3）接地極 為電氣裝置或電力系統(tǒng)提供至大地的低阻抗通路而埋入土壤或特定的導電介質(zhì)（如混凝土或焦炭）中，與大地有電接觸的可導電部分，稱為接 地極。兼作接地極用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道、建構(gòu)筑物和設備基礎的鋼筋等稱為自然接地體。 （4）接地導體（接地線） 為系統(tǒng)、裝置或設備的給定點與接地極或接地網(wǎng)之間提供導電通路或部分導電通路的導體。 （5）接地裝置（接地極系統(tǒng)） 由接地極、接地導體、總接地端子或接地母線組成的系統(tǒng)稱為接地極系統(tǒng)（接地裝置）。一般取總接地端子或接地母線為電位參考點。 （6） 接地配置（接地系統(tǒng)） 一個系統(tǒng)、裝置或設備的接地所包含的全部電氣連接和器件。 2、 接地的分類 根據(jù)接地的不同作用，一般分為功能性接地和保護性接地兩大類，概念詳見第一節(jié)。另外功能和保護兼有的接地（電磁兼容接地） 。電磁兼容性（EMC）接地，既有功能性接地（抗干擾）、又有保護性接地（抗損害）的含義。 3、共用接地 根據(jù)電氣裝置的要求，接地配置可以兼有或分別地承擔防護和功能兩種功能。對于防護目的的要求，始終應當予以優(yōu)先考慮。 建筑物內(nèi)通常有多種接地，如電力系統(tǒng)接地、電氣裝置保護接地、電子信息設備信號電路接地、防雷接地等。如果用于不同目的的多個接地系 統(tǒng)分開獨立接地，不但受場地的限制難以實施，而且不同的地電位會帶來的不安全隱患，不同系統(tǒng)接地導體間的耦合也會引起相互干擾。因此 接地導體少、系統(tǒng)簡單經(jīng)濟、便于維護、可靠性高且低阻抗的共用接地系統(tǒng)應運而生。 （1）每幢建筑物本身應采用一個接地系統(tǒng)，共用接地系統(tǒng)的構(gòu)成詳見13.11.3.3和12.8.1.2。 （2）各個建、構(gòu)筑物可分別設置本身的共用接地系統(tǒng)。 每個獨立接閃桿或每組接閃線是單獨的一個構(gòu)筑物，應有各自的接地裝置。 （3）功能上密切聯(lián)系的一組鄰近建、構(gòu)筑物，宜設置一套共用接地系統(tǒng)。 （4）在一定條件下，變電所的保護接地和低壓系統(tǒng)接地可以共用接地裝置，詳見12.2.9。,等電位 1)大地可以看做是良導體，擁有無窮負荷。 2)飛機上的接地(其實飛機金屬結(jié)構(gòu)當做地，以機體為參考電位以機體為參考電位,其實也可以說是等電位，防電磁干擾、安全、 信號地等均以機體為參考點。,3) 配電系統(tǒng)接地 (1)系統(tǒng)接地和保護接地目的 變壓器單點接地，是系統(tǒng)接地，但也有保護接地功能。設備處接地為保護接地，當然也可能兼顧防靜電接地、防電磁干擾。 (2)變壓器中性點定義 變壓器中性點在IEC中叫 star point,即星接繞組的公共點,此點引出PEN,而非中性線,星形結(jié)點更貼切，中性點也行。 (3)系統(tǒng)接地的作用 兩句話：1 相導體鉗位，降低絕緣 2保護，如前述。 (4)有系統(tǒng)接地與無系統(tǒng)接地的區(qū)別 TN系統(tǒng)正常和故障時，相線對地電壓不超過220V,