第七章低壓配電系統(tǒng)第一節(jié)低壓配電系統(tǒng)的組成形式和特點第二節(jié)各類典型建筑低壓配電系統(tǒng)的構成第三節(jié)低壓

第七章低壓配電系統(tǒng)第一節(jié)低壓配電系統(tǒng)的組成形式和特點第二節(jié)各類典型建筑低壓配電系統(tǒng)的構成第三節(jié)低壓配電系統(tǒng)中電纜和導線型號及截面的選擇計算第四節(jié)低壓配電系統(tǒng)及電氣開關設備、保護裝置的選擇計算第五節(jié)低壓配電系統(tǒng)、配電工程的設計一、低壓配電系統(tǒng)組成形式應滿足的要求(1)可靠性要求所謂可靠性，是指根據民用建筑用電負荷的性質和由于事故停電給政治上、經濟上造成的損失，對用電設備提出的不中斷供電的要求。電能質量主要是指電壓和頻率兩個指標。供電的可靠性是由供電電源、供電方式和供電線路共同決定的。第一節(jié)低壓配電系統(tǒng)的組成形式和特點(2)用電質量要求在設計線路時，必須考慮線路的電壓損失。一般情況下，低壓供電半徑不宜超過250m。(3)考慮發(fā)展低壓配電線路應當力求接線簡單，操作方便、安全，具有一定的靈活性，并能適應用電負荷增大的需要。(4)其他要求①配電系統(tǒng)的電壓等級一般不宜超過兩級；⑤應節(jié)省有色金屬的消耗，減少電能的消耗，降低運行費用等。②多層建筑宜分層設置配電箱，每套房間宜有獨立的電源開關；③單相用電設備應適當配置，力求達到三相負荷平衡；④由建筑物外引來的配電線路，應在屋內靠近進線處便于操作維護的地方裝設開關設備；民用建筑低壓配電一般采用220/380V中性點直接接地系統(tǒng)。二、低壓配電系統(tǒng)的特點和基本形式(一)一般普通建筑低壓配電系統(tǒng)基本組成形式和特點。民用建筑低壓配電線路的基本配電方式(也叫基本接線方式)有：放射式、樹干式和混合式三種，如圖所示，圖示中的AP1~APn表示各配電箱。(a)放射式(b)樹干式(c)混合式1.放射式優(yōu)點：配電線路相對獨立，發(fā)生故障互不影響，供電可靠性較高；配電設備比較集中，便于維修。缺點：放射式接線要求在變電所低壓側設置配電盤，這就導致系統(tǒng)的靈活性差，再加上干線較多，有色金屬消耗也較多。對于下列情況，低壓配電系統(tǒng)采用放射式接線：(1)容量大、負荷集中或重要的用電設備；(2)每臺設備的負荷雖不大，但位于變電所的不同方向；(3)需要集中連鎖起動或停止的設備；(4)對于有腐蝕介質或有爆炸危險的場所，其配電及保護起動設備不宜放在現(xiàn)場，必須由與之相隔離的房間饋出線路。2.樹干式優(yōu)點：不需要在變電所低壓側設置配電盤，而是從變電所低壓側的引出線經過低壓斷路器或隔離開關直接引至室內。這種配電方式使變電所低壓側結構簡化，減少電氣設備需用量，有色金屬的消耗也減少，更重要的是提高了系統(tǒng)的靈活性。缺點：當干線發(fā)生故障時，停電范圍很大。(1)容量較大的用電設備；(2)對于電壓質量要求嚴格的用電設備。樹干式配電一般只適于用電設備的布置比較均勻、容量不大、又無特殊要求的場合。對于下列情況，低壓配電系統(tǒng)不宜采用放射式接線：3.混合式是放射式和樹干式的綜合運用，具有兩者的優(yōu)點，在現(xiàn)代建筑中應用最為廣泛。高層建筑用電負荷與一般民用建筑相比有以下特征：(1)在高層建筑中增設了特殊的用電設備。19層以上或建筑高度在50m以上的高層建筑，稱為一類高層；10至18層或者建筑高度在24－50m的高層民用建筑，稱為二類高層。一般規(guī)定10層及10層以上的住宅建筑和高度超過24m的其他民用建筑屬于高層建筑。(二)高層建筑低壓配電系統(tǒng)的基本形式和特點1.高層建筑的負荷特征如在生活方面有生活電梯、無塔送水泵和空調機組；在消防方面有消防用水泵、電梯、消煙風機、火災報警系統(tǒng)；在照明方面增設了事故照明和疏散標志燈等。(2)高層建筑的用電量大而集中。(3)高層建筑用電可靠性要求很高。一類建筑的消防用電設備為一級負荷，二類建筑的消防設備為二級負荷，高層建筑的生活電梯、載貨電梯、生活水泵也屬二級負荷，事故照明、疏散標志燈、樓梯照明也相應地為一級負荷或二級負荷。2.高層建筑的供電電源為了保證高層建筑供電的可靠性，一般采用兩個6~10kV的高壓電源供電。如果當地供電部門只能提供一個高壓電源時，必須在高層建筑內部設立柴油發(fā)電機組作為備用電源。目前新建的一些高層建筑，還采用三個電源供電，即兩個市電電源再加上一組備用柴油發(fā)電機組。要求備用電源在電網發(fā)生事故時，至少能使高層建筑的生活電梯、安全照明、消防水泵、消防電梯及其他通訊系統(tǒng)等仍能繼續(xù)供電。在40層以上的高層建筑中，電梯設備較多，負荷大部分集中于大樓的頂部，豎向中斷層數較多，通常設有分區(qū)電梯和中間泵站，因此，宜將變壓器上、下層配置或者上、中、下層配置，供電變壓器的供電范圍大約為15～20層。由于變壓器深入負荷中心而進入樓內，從防火的要求考慮，應采用干式變壓器和低壓斷路器。3.高層建筑的低壓配電系統(tǒng)的組成形式一般宜將電力和照明分成兩個配電系統(tǒng)，事故照明和防火、報警等裝置應自成系統(tǒng)。對于高層建筑中容量較大的集中負荷或重要負荷（或大型負荷）采用放射式供電，從變壓器低壓母線向用電設備直接供電。對于高層建筑中各樓層的照明、風機等均勻分布的負荷，采用分區(qū)樹干式向各樓層供電。(c)雙干線(b)交叉式單干線(a)單干線對消防用電設備應采用單獨的供電回路，其配電設備應有明顯的標志，按照水平方向防火和垂直方向防火，分區(qū)進行放射式供電。消防用電設備的兩個電源(主電源和備用電源)應在最末一級配電箱處自動切換，自備發(fā)電設備應設有自起動裝置。高層建筑中的事故照明配電線路也要自成系統(tǒng)。事故照明電源必須與工作照明電源分開，當裝有兩臺以上變壓器時，事故照明與工作照明的供電干線應取自不同的變壓器。如果僅有一臺變壓器時，它們的供電干線要在低壓配電屏上或母干線上分開，二者的配電線路和控制開關要分開裝設。(三)建筑群體低壓配電系統(tǒng)的基本形式和特點建筑群體一般采用10kV的供電電壓，有條件時也可以采用35kV的供電電壓。為了保證供電可靠性，應至少有兩個獨立電源，具體數量應視負荷大小及當地電網條件而定。兩路獨立電源運行方式，原則上是兩路同時供電，互為備用。建筑群體低壓配電系統(tǒng)的組成形式多采用環(huán)網式供電和格式網絡供電。1.環(huán)網式供電系統(tǒng)環(huán)網式供電的可靠性高，一般采用雙線環(huán)網式結構；雙電源環(huán)形結構在運行時，往往是開環(huán)運行的，即在環(huán)網的某一點將開關斷開。此時，環(huán)演變?yōu)殡p電源供電的樹干式線路。環(huán)網內線路的導線通過的負荷電流應考慮故障情況下環(huán)內通過的負荷電流，導線截面要求相同，因此，環(huán)網供電線路的金屬消耗量大，這是環(huán)網供電的缺點。當線路的任一線段發(fā)生故障時，切斷故障線路兩側的隔離開關，將故障線路切除后，即可恢復供電；開環(huán)點的斷路器可以使用手動或自動投入。雙電源環(huán)網式供電方式適用于一級或二級負荷供電，單電源環(huán)網式供電方式適用于允許停電半小時的二級負荷。1.格式網絡供電系統(tǒng)格式網絡供電目前主要應用在歐美大城市負荷密集區(qū)的低壓配電系統(tǒng)，這種接線的特點是所有低壓配電線路(220/380V)沿街布置，在街口連接起來，構成一個個的格子。第二節(jié)各類典型建筑低壓配電系統(tǒng)的構成一、住宅類建筑低壓配電系統(tǒng)住宅類建筑的用電負荷主要是照明負荷和小部分的動力負荷，用電負荷的等級一般為三級，在考慮低壓配電系統(tǒng)構成時主要根據電能計量方式的不同來構成配電系統(tǒng)。(一)建筑內只有照明負荷的低壓配電系統(tǒng)1.分散電能計量方式普通住宅是以一個用戶作為一個用電單元，即每戶一個電能計量單位。每個用戶將自己使用的電能計量表裝入自己使用的配電箱內，稱為分散電能計量方式。2.集中電能計量方式目前將用戶的電能計量表和用戶的配電箱分開設置，用戶使用的配電箱稱為用戶箱，裝設在住戶的室內。而將電能計量表集中起來裝設在一個固定的位置便于抄收和管理。分散計量方式的低壓配電系統(tǒng)框圖集中電能計量方式的配電系統(tǒng)框圖(1)電梯、集中空調機組和給水泵等三相用電設備，它們屬于公共使用的負荷。住宅類建筑中所謂的動力負荷主要有兩類：(二)既有照明又有動力負荷的低壓配電系統(tǒng)(2)在住宅類建筑中的商業(yè)、服務業(yè)用電負荷。電能的計費費率是不同于普通居民用電計費費率，要設置單獨的計費裝置。既有照明又有動力負荷的低壓配電系統(tǒng)框圖(三)高層住宅建筑的低壓配電系統(tǒng)用電負荷的等級包括三級和部分二級負荷。二級負荷主要是消防用電負荷如：消防用電梯、疏散指示用的照明、滅火用的各種水泵、排煙和送風風機和一些監(jiān)控設備等。供電電源采用兩個低壓220/380伏的低壓電源供應，通常一路電源是由電業(yè)部門提供的低壓電力網供應，另一路使用柴油發(fā)電機組、蓄電池組和投入控制裝置組成?？刂蒲b置應該設置在距用電設備的最近處，也就是說在供電線路的末端進行切換。三級負荷有一般動力和一般照明負荷兩類，它們的配電系統(tǒng)構成原則和普通居民住宅建筑完全一致。照明用電負荷的計量方式一般采用集中計量方式，將每個用戶的電能表集中放置在一個固定的計量箱內，在公共位置設置。動力用電負荷采用統(tǒng)一計量方式，在動力總配電箱或總電源引入裝置內設置電能計量表。二、公用建筑類低壓配電系統(tǒng)的構成公用建筑是指按照使用功能可以分為教學樓、辦公樓和商業(yè)服務業(yè)用房。按照建筑物的高度可以分為多層和高層。按照用電負荷的等級可以分為二級負荷和三級負荷。按照用電性質可以分為照明負荷和動力負荷。(一)僅有三級負荷的配電系統(tǒng)采用單電源供電，由于動力負荷和照明負荷的計費方式和費率不一致需要單獨分別計量，公用建筑中計費的單位是根據用電單位的數量確定。1.總配電裝置完成電源的引入、分配和總的保護同時完成對動力回路和照明回路的用設備的計量。照明供電回路采用三相五線制即TN-C-S、動力供電回路采用三相四線制即TN—C。2.公用建筑照明用電的負荷容量較大，一般要設置分配電箱和層配電箱，不同部分用電單位對供電電源可靠性的要求也不同，對要求標準高的用電單位采用放射式的接線方式、要求不高的采用鏈式接線方式。3.動力配電系統(tǒng)主要針對于商業(yè)和服務業(yè)用戶而言，與照明系統(tǒng)一樣不同部分用電單位對供電電源可靠性的要求也不同，可以視情況分別采用放射式的接線方式和采用鏈式接線方式。(二)既有二級負荷又有三級負荷的配電系統(tǒng)系統(tǒng)的構成框圖原則上與高層住宅建筑的低壓配電系統(tǒng)完全一致，只是在計量方式上有一點卻別而已。(三)二級負荷用電容量較大的低壓配電系統(tǒng)大型或高層建筑，其用電負荷多為二級負荷或一級負荷，為了保證這些負連續(xù)穩(wěn)定的工作，通常采用雙路電源供電。1.雙電源互為備用雙電源互為備用供電系統(tǒng)根據電氣負荷切換方式的不同，雙電源互為備用供電方式又可分為自投不自復和自投自復兩種，自投不自復是指其中一路電源停電后，其所接負荷能自動切換到另一路電源繼續(xù)工作，而當該電源恢復供電后，其負荷不能自動復位，需要人工手動復位。自投自復則是當故障電源恢復供電后，其負荷能夠自動復位。2.雙電源一用一備兩路電源的其中一路作為主電源供給建筑內的負荷正常工作，另一路作為備用電源，備用電源平時不工作，當主電源停電時，控制裝置自動切斷主電源，接通備用電源，使負荷繼續(xù)工作。根據切換方式的不同，兩路電源一用一備也分為自投不自復和自投自復兩種方式。雙電源一用一備供電系統(tǒng)第三節(jié)低壓配電系統(tǒng)中電纜和導線型號及截面的選擇計算低壓配電系統(tǒng)中常用的導線有導線、電纜兩大類。一、常用導線、電纜的型號和規(guī)格及其選擇選擇導線和電纜主要考慮型號和截面兩方面的因素。(一)導線導線分裸導線和絕緣導線兩大類。按照絕緣材料的不同，導線可分為塑料絕緣導線和橡膠絕緣導線。按芯線材料不同，可分為銅芯線和鋁芯線。按芯線構造不同，可分為單芯線、多芯線和軟線等。1.裸導線裸導線是沒有絕緣層的導線，多用鋁、銅、鋼制成，按其構造形式分為單線和絞線兩種。絞線具有一定的機械強度，同時可以避免趨表效應(或集膚效應)，所以架空電力線、電纜芯線都用絞合線。2.絕緣導線(1)絕緣導線的型號表示中，各字母的含義如下：字母含義字母含義B在第一位：布線在第二位：外護套為玻璃絲編制在第三位：外形為扁平型F丁掅聚氯乙烯復合物X橡皮絕緣R軟線L鋁芯，無Ｌ為銅芯S雙絞線V聚氯乙烯絕緣P屏蔽VV第一個V表示聚氯乙烯絕緣第二個V表示聚氯乙烯護套(2)常用的絕緣導線導線類型符號表示應用場所塑料絕緣導線BV、BLV不宜在室外敷設塑料護套線BVV、BLVV室內沿墻、沿天棚（非燃體）卡釘或線槽明敷氯丁橡皮絕緣線BXF、BLXF適宜在室外敷設塑料絕緣軟線BVR、RV、RVS用于500V或250V及以下的移動設備的供電線路耐高溫的絕緣導線BV-105、BLV-105、RV-105用于環(huán)境溫度較高的場所塑料絕緣屏蔽導線BVP、BVP—105、RVP—105、RVP、BVVP—105、RVVP用于靠近有抗電磁干擾要求的設備及設備的線路，或自身有防外界電磁干擾要求的線路(二)電纜按其用途可分為電力電纜和控制電纜兩大類；按其絕緣材料的不同，可分為油浸紙絕緣電纜、橡皮絕緣電纜和塑料絕緣電纜三大類；按線芯的數量可分為單芯、雙芯、三芯及多芯。電纜一般都由線芯、絕緣層和保護層三個主要部分組成。絕緣種類線芯內護層派生結構外護套代號代號代號代號第一數字第二數字Z:紙V:聚氯乙烯X:橡膠XD:丁基橡膠XE:乙丙橡膠Y:聚乙烯YJ:交聯(lián)聚乙烯E:乙丙烯L:鋁芯T:銅芯H:橡套HP:非燃性護套HF:氯丁膠HD:耐寒橡膠V:聚氯乙烯護套VF:復合物Y:聚乙烯護套L:鋁包Q:鉛包D:不滴流Ｆ:分相CY:充油G:高壓P:屏蔽Z:直流C:濾塵用或重型0:無1:鋼帶2:雙鋼帶3:細圓鋼絲4:粗圓鋼絲0:無1:纖維線包2:聚氯乙烯護套3:聚乙烯護套4:－(1)普通電力電纜型號名稱適用范圍VV?、VLV、?VY、?VLY?聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯/聚乙烯護套電力電纜

敷設在室內、隧道及管道中，電纜不能承受機械外力作用VV22、?VLV22、?VV23、?VLV23聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯/聚乙烯護套鋼帶鎧裝電力電纜敷設在室內、隧道內直埋土壤，能承受機械外力作用YJV

、YJLV、?YJY?、YJLY交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯/聚乙烯護套電力電纜敷設在室內、隧道及管道中，電纜不能承受機械外力作用YJV22、?YJLV22、

YJV23?、YJLV23交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯/聚乙烯護套鋼帶鎧裝電力電纜敷設在室內、隧道內直埋土壤，能承受機械外力作用(2)控制電纜型號名稱用途KYV銅芯聚乙烯絕緣、聚氯乙烯護套控制電纜敷設在室內、電纜溝內、管道內及地下KVV銅芯聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護套控制電纜KXV銅芯橡皮絕緣、聚氯乙烯護套控制電纜KXF銅芯橡皮絕緣、氯丁護套控制電纜KYVD銅芯聚乙烯絕緣、耐寒塑料護套控制電纜KXVD銅芯橡皮絕緣、耐寒塑料護套控制電纜KXHF銅芯橡皮絕緣、非燃性橡套控制電纜KYV22銅芯聚乙烯絕緣、聚氯乙烯護套內鋼帶鎧裝控制電纜敷設在室內、電纜溝內、管道內及地下，能承受較大的機械力。KVV22銅芯聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護套內鋼帶鎧裝控制電纜KXV22銅芯橡皮絕緣、聚氯乙烯護套內鋼帶鎧裝控制電纜(3)礦物電纜礦物絕緣電纜具有不燃、無煙、無毒和耐火的特性，通常由銅導體、氧化鎂絕緣材料、銅或銅合金護套構成。礦物絕緣電纜可采用有機材料包覆作為外護套，其外護套應滿足無鹵、低煙、阻燃的要求。型號名稱BTTZ重型銅芯銅護套礦物絕緣電纜BTTVZ重型銅芯銅護套礦物絕緣聚氯乙烯外套電纜WD-BTTYZ重型銅芯銅護套礦物絕緣低煙無鹵外套電纜BTTQ輕型銅芯銅護套礦物絕緣電纜BTTVQ輕型銅芯銅護套礦物絕緣聚氯乙烯外套電纜WD-BTTYQ輕型銅芯銅護套礦物絕緣低煙無鹵外套電纜(三)母線母線又稱匯流排，它是用來匯集和分配電流的導體。一般多為裸導體，其優(yōu)點是散熱效果好，允許通過的電流大，安裝簡便，投資費用低。但也有不足之處，母線間距離大，需占較大的空間位置。母線按材質可以分為三種：1.銅母線：具有較低的電阻(電阻率為0.017Ω·mm2/m)，導電性能好，機械強度高，防腐性能好，但價格較高。TMY——硬銅母線，TMR—軟銅母線。2.鋁母線：其電阻較銅稍大(電阻率為0.029Ω·mm2/m)，導電性能低于銅，機械度較銅為小，表面易氧化，易于受化學氣體腐蝕，但是其質地輕軟，易于加工，價格低廉。LMY—鋁母線，LMR—軟鋁母線3.鋼母線：其電阻同銅、鋁相比為最大(電阻率為0.13~0.15Ω·mm2/m)，導電性能差，機械強度高，價格低廉，被廣泛用于接地裝置中作為接地母線。GMY—鋼母線母線按使用場所可以分為以下兩種：１.插接式母線在建筑供電的系統(tǒng)中，插接式母線是作為額定電壓500V、額定電流2000A以下供電線路的干線（通常稱為母線）來使用。插接母線和與其配套的插接母線的配電箱構成了一個完整的供電系統(tǒng)。根據使用的性質可以分為動力插接母線和照明插接母線。插接式母線槽由金屬外殼、絕緣瓷插座及金屬母線組成。金屬母線采用鋁或銅制作。母線槽的型號：代號功能代號功能A母線槽BY變容量接頭S始端母線槽BX變向接頭Z終端蓋SC十字型垂直接頭LSＬ型水平接頭ZSＺ型水平接頭LCＬ型垂直接頭ZCＺ型垂直接頭P膨脹接頭GH始端接線盒母線用功能單元代號：2.預制分支電纜預制分支電纜是一種新型的電纜，它是將電纜的分支頭預先制成，減少了在施工中要進行電纜分支的工序，并且主干線電纜不需要斷開，這樣使得安全性大大的提高。(一)電纜和導線截面選擇的原則二、常用導線、電纜截面的選擇(1)滿足發(fā)熱條件—按導線長期允許載流量選擇截面；(2)滿足電壓損失不超過允許值的條件—按規(guī)定的電壓損失百分值來校驗導線截面；(3)滿足經濟運行條件—按經濟電流密度選擇導線截面；(4)滿足在故障時的熱穩(wěn)定條件—對所選截面應大于熱穩(wěn)定最小截面；(5)滿足有機械強度要求—應大于機械強度所允許的最小截面。(二)選擇導線截面時，一般可按下列步驟進行：(1)對于距離L≤200m且負荷電流較大的供電線路，一般先按發(fā)熱條件的計算方法選擇導線截面，然后按電壓損失條件和機械強度條件進行校驗。(2)對于距離L＞200m且電壓水平要求較高的供電線路，應先按允許電壓損失的計算方法選擇截面，然后用發(fā)熱條件和機械強度條件進行校驗。(3)對于高壓線路，一般先按經濟電流密度選擇導線截面，然后用發(fā)熱條件和電壓損失條件進行校驗。對于高壓架空線路，還必須校驗其機械強度。(三)按發(fā)熱條件選擇電纜和導線截面導體的正常發(fā)熱溫度不得超過規(guī)定的允許值。各種導體在正常和短路時的最高允許溫度及熱穩(wěn)定系數導體的種類及材料最高允許溫度熱穩(wěn)定系數C正常短路母線銅

70300171銅(有錫層)

85200164鋁

7020087油浸紙絕緣電纜銅芯1～3kV802501486kV6522014510kV60220148鋁芯1～3kV80200846kV652009010kV6520092橡膠絕緣導線和電纜銅芯

60150112鋁芯

6515074聚氯乙烯絕緣導線和電纜銅芯

65130100鋁芯

6513065銅芯聚氯乙烯絕緣導線(BV)穿鋼管敷設時的載流量表見教材P217~218。1.相線截面的選擇按發(fā)熱條件選擇校驗三相線路中的相線截面A?時，應使其允許載流量Ial不小于通過相線的計算電流Ic，即：按規(guī)定，選擇導體所在的環(huán)境溫度：戶外(含戶外電纜溝)，采用當地最熱月平均最高氣溫；戶內(含戶內電纜溝)，可采用當地最熱月平均最高氣溫加5°C；直接埋地電纜，則取當地最熱月地下0.8m的土壤平均溫度，或近似地取當地最熱月平均氣溫。按發(fā)熱條件選擇的導體截面A?，還應該校驗導體(指絕緣導線和電纜)與其保護裝置(指熔斷器或低壓斷路器過流脫扣器)是否配合得當，而不允許發(fā)生絕緣導線或電纜已經過熱或起燃而保護裝置不動作的情況。否則，應改選保護裝置，或適當加大絕緣導線或電纜的線芯截面．2.中性線截面的選擇低壓三相四線制線路中的中性線(N線)，按規(guī)定，其載流量不應小于此線路中的最大不平衡負荷電流，同時應考慮諧波電流的影響。一般三相負荷基本平衡的低壓線路的中性線截面A0，宜不小于相線截面A?的50%，即：A0≥0.5A?對3次諧波電流相當突出的三相線路，中性線截面宜選為與相線截面相等或相近，即A0≈A?對由三相線路分出的兩相三線線路和單相雙線線路中的中性線，由于其中性線的電流與相線電流完全相等，因此其中性線截面應與相線截面相等，即：A0=A?低壓供電系統(tǒng)中保護線(PE線PEN線)的選擇有如下的規(guī)定：其電導一般不得小于相線電導的50%，因此保護線的截面APE在選擇時應遵守以下規(guī)定：3.保護線截面的選擇(1)當相線的截面積為16mm2以下時，保護線同相線截面積一致；(2)當相線的截面積為16mm2~35mm2之間時，保護線的截面積采用16mm2；(3)當相線的截面積大于35mm2時，保護線的截面積為相線截面積的1/2。(四)按電壓損失條件選擇電纜和導線截面當有電流流過導線時，由于線路中存在電阻、電感等因素，必將引起電壓降落。如果電源端的輸出電壓為U1，而負載端得到的電壓為U2，那么線路上電壓損失的絕對值為：?U＝U1—U2

工程上常用?U與額定電壓UN的百分比來表示相對電壓損失，即：按供電規(guī)則中規(guī)定：對35kV及以上供電的電壓質量有特殊要求的用戶，電壓變動幅度不應超過額定電壓的±5％；10kV及以下高壓供電的和低壓電力用戶，電壓變動幅度不應超過額定電壓的±7％；對低壓照明用戶，電壓變動幅度不應超過額定電壓的±5~10％。按電壓損耗條件選擇電纜和導線截面的常用方法有：計算法和查表法。(1)線路終端負荷的電壓損失計算當負荷集中在線路的終端時，線路的電壓損失可以用下式計算：式中:?Us—線路的電壓損失，VI、?—流過線路的負荷電流，A；線路所帶負荷的功率因數角；R、X—線路的每相電阻、電抗，Ω；P、Q－線路所帶負荷的有功功率，W；無功功率，var；r0、x0－線路每千米電阻、電抗，Ω／km；L－線路的長度，km。(2)在一條線路上接有多個負荷時，而且每個負荷的功率因數不一樣，每段線路的導線截面不同，計算最后一個用電設備處的電壓損失值的計算方法：有三個用戶分別接在線路的A、B、C三個點上,計算電壓損失時，求出每段的電壓損失,然后將各段的電壓損失相加，以求出總的電壓損失。第一段線路(OA段)負荷功率P1=p1+p2+p3，Q1=q1+q2+q3電壓損失?U1=(P1R1+Q1X1)/UN第二段線路(AB段)負荷功率P2=p2+p3，Q2=q2+q3電壓損失?U2=(P2R2+Q2X2)/UN第三段線路(BC段)負荷功率P3=p3，Q3=q3電壓損失?U3=(P3R3+Q3X3)/UN整個線路的電壓損失?Us=?U1+?U2+?U3如果有n段線路，則總的電壓損失為：?Us=(∑PiRi+∑QiXi)/UN如果各段線路的導線型號和截面相同，則：?Us=(r0∑PiLi+x0∑QiLi)/UN式中：

Pi—第i線路所帶的有功負荷；Qi—第i段線路的電阻、電抗Ω，長度，km；【例題7-2】某動力供電系統(tǒng)線路電壓為：220/380V，系統(tǒng)為TN-C形式，具體連接方式如圖：OR1、X1P1、Q1P2、Q2Pn、QnR2、X2Rn、XnL1L2LnABC圖中O為變電所的低壓母線引出位置；A點為某建筑的總配電箱；B點為分配電箱；C點為接入一個單臺電動機。計算C點處電壓損失的數值，并檢驗是否符合要求；如果不符合應如何調整。條件如下：1.整條線路的導線采用鋁芯塑料絕緣線穿鋼管暗敷設。2.OA段長度(LOA)為150m；導線的截面為70mm2，AB段長度(LAB)為50m；導線的截面為50mm2，BC段長度(LBC)為30m；導線的截面為2.5mm2。3.A點處的計算有功功率(PA)為80kW，功率因數為0.8，B點處的計算有功功率(PB)為60kW，功率因數為0.8，C點處的計算有功功率(PC)7.5kW，功率因數為0.8。解：導線截面mm2鋁芯導體Ω/km銅芯導體Ω/km電阻r0(650C)電抗x0電阻r0(650C)電抗x02.514.600.138.690.1349.150.125.430.12251.480.100.880.10500.750.090.440.09700.530.090.320.091.查上表得到各個段內的每單位長度的電阻值(r0)和電抗值(x0)，計算每段長度內的電阻R和電抗值X。OA段：r0=0.53，x0＝0.09，ROA=r0LOA＝0.53×0.15=0.0795Ω,XOA＝x0LOA=0.09×0.15=0.0135Ω。AB段：r0=0.75，x0＝0.9，RAB=r0LAB＝0.75×0.05=0.0375Ω,XAB＝x0LAB＝0.9×0.05=0.045Ω。BC段：r0=14.6，x0＝0.13，RBC=r0LBC＝14.6×0.03=0.438Ω,XBC＝x0LBC＝0.13×0.03=0.0039Ω。2.確定作用于各個干線段內的有功功率P和無功功率Q。OA段內：總功率為A、B、C三點功率之和。有功功率POA＝PA＋PB＋PC＝80+60+7.5=147.5kW，無功功率QOA＝POAtanθ=147.5×0.75＝110.625kvar。AB段內：總功率為B、C兩點功率之和。有功功率PAB＝PB＋PC＝60+7.5=67.5kW，無功功率QAB＝PABtanθ=67.5×0.75=50.625kvar。BC段內：總功率為C點的功率。有功功率PBC＝PC＝7.5kW，無功功率QBC＝PBCtanθ＝7.5×0.75=5.625kvar。3.計算每段的電壓損失，確定總的電壓損失。利用公式計算結果如下：4.檢驗電壓損失的數值是否符合要求根據規(guī)定：正常運行的條件下，電動機這類的用電設備的端處電壓偏移值的允許值不應超出和低于額定電壓的5%。本題中電壓偏移的百分數值為：(50.55/380)×100%＝13.3％，超出規(guī)定的數值。5.調整的方法(1)不改變導線的材質，加大導線的截面；(2)改變導線的材質，將鋁芯改成銅芯。(五)導線滿足機械強度的要求導線滿足機械強度的要求是指在不同敷設條件下絕緣導線應滿足最小允許截面的要求。絕緣導線最小允許截面(mm)序號用途、敷設方式線芯的最小截面(mm)銅芯軟線銅線鋁線1照明用的燈頭線室內室外

0.41.01.01.02.52.52穿管敷設的絕緣導線1.01.02.53移動式單片機用電設備生活用生產用0.751.0

4板孔穿線敷設的導線

1.02.5(六)室內常用的導線、電纜的型號選擇1.額定電壓的要求導線、電纜的耐電壓的額定數值必須大于其所在線路的額定電壓數值。4.敷設形式的要求電力負荷的等級越高對導線和電纜的可靠性的要求越高。2.電力負荷等級的要求3.敷設環(huán)境的要求敷設的環(huán)境可以分為：一般的環(huán)境、有防火要求的環(huán)境、有防水要求的環(huán)境以及高原和寒冷的環(huán)境。導線和電纜的敷設方式有兩種即：明敷設和暗敷設。第四節(jié)低壓配電系統(tǒng)及電氣開關設備、保護裝置的選擇計算一、用電設備及供配電線路保護1.照明用電設備的保護照明支路的保護主要考慮對照明用電設備的短路保護。2.電力用電設備的保護在民用建筑中，常把負載電流為6A以上或容量在1.2kW以上的較大容量用電設備劃歸電力用電設備。對于電熱器類用電設備，一般只考慮短路保護。對于電動機類用電負荷在需要單獨分路裝設保護裝置時，除裝設短路保護外，還應裝設過載保護。3.低壓供配電線路的保護(1)低壓配電線路的短路保護當采用熔斷器作短路保護時，熔體的額定電流應小于或等于電纜或穿管絕緣導線允許載流量的2.5倍；對于明敷絕緣導線，由于絕緣等級偏低，絕緣容易老化等原因，熔體的額定電流應小于或等于導線允許載流量的1.5倍。當采用自動開關作短路保護時，由于其過電流脫扣器具有延時性并且可調，可以避開線路中的短時過負荷電流，所以，過電流脫扣器的整定電流一般應小于或等于絕緣導線或電纜的允許載流量的1.1倍。短路保護還應考慮線路末端發(fā)生短路時保護裝置動作的可靠性，當上述保護裝置作為供配電線路的短路保護時，要求在被保護線路的末端發(fā)生單相接地短路以及兩相短路時，其短路電流值應大于或等于熔斷器熔體額定電流的4倍；如用低壓斷路器保護，則應大于或等于低壓斷路器過電流脫扣器整定電流的1.5倍。(2)低壓供配電線路的過負荷保護1)不論在何種房間內，由易燃外層無保護型導線(如BX、BLX、BXS型電線)構成的明配線路。2)所有照明配電線路。對于無火災危險及無爆炸危險的倉庫中的照明線路，可以不裝設過負荷保護。過負荷保護一般可由熔斷器或自動開關構成，熔斷器熔體的額定電流或低壓斷路器過電流脫扣器的整定電流應小于或等于導線允許載流量的0.8倍。(3)低壓供配電線路的過壓保護1)當上下級均采用熔斷器保護時，一般要求上一級熔斷器熔體的額定電流比下一級熔體的額定電流大2~3級(此處的“級”系指同一系列熔斷器本身的電流等級)。2)當上下級保護均采用低壓斷路器時，應使上一級低壓斷路器脫扣器的額定電流大于下一級脫扣器的額定電流，一般大于或等于1.2倍。3)當電源側采用低壓斷路器開關，負載側采用熔斷器時，應滿足熔斷器在考慮了正誤差后的熔斷特性曲線在低壓斷路器的保護特性曲線之下。4)當電源側采用熔斷器，負載側采用低壓斷路器時，應滿足熔斷器在考慮了負誤差后的熔斷特性曲線在低壓斷路器考慮了正誤差后的保護特性曲線之上。二、熔斷器保護裝置選擇與計算示例(一)保護用電設備選擇及計算示例1.保護電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇保護電力變壓器的熔體電流，根據經驗，應滿足下式要求:IN.FE=(1.5~2)I1N.T式中I1N.T—電力變壓器的額定一次電流。2.保護電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇由于電壓互感器二次側的負荷很小，因此保護高壓電壓互感器的RN2型熔斷器的熔體額定電流一般均為0.5A。3.保護電動機的熔斷器熔體電流的選擇對于單臺電動機的情況：熔體的額定電流等于或稍大于電路的實際工作電流的1.5~2.5倍，即IRN≥I或IRN=(1.1～1.5)I對于多臺電動機的情況選擇多臺電動機的供電干線總熔體的額定電流可以按下式計算，即IRN=(1.5~2.5)INM+∑IN(N-1)式中

INM—設備中最大的一臺電動機的額定電流，A；IN(N-1)—設備中除了最大的一臺電動機外的其它所有電動機的額定電流，A。(二)保護線路選擇與計算熔斷器主要用作電路的短路保護電器。為了將短路故障范圍縮小到最小限度，熔斷器在電路中的配置一定要遵循“選擇性保護”的原則。既總是最靠近短路點的熔斷器熔斷，雖然它前邊的熔斷器流過同樣的短路電流，也不應熔斷，這就叫做“選擇性保護”或“選擇性動作”。1.保護線路的熔斷器熔體電流的選擇(1)熔體額定電流IN.FE應不小于線路的計算電流Ic，以使熔體在線路正常運行時不致熔斷；(2)熔體額定電流IN.FE還應躲過線路的尖峰電流Ipk，以使熔體在線路出現(xiàn)尖峰電流時也不致熔斷；(3)熔斷器保護還應與被保護的線路相配合，使之不致發(fā)生因出現(xiàn)過負荷或短路引起絕緣導線或電纜過熱甚至起燃而熔體不熔斷的事故。2.熔斷器的選擇(1)熔斷器的額定電壓UN.FU應不低于線路的額定電壓UN；

(2)熔斷器的額定電流IN.FU應不小于它所安裝的熔體額定電流IN.FE；

(3)熔斷器的類型應符合安裝條件(戶內和戶外)及被保護設備的技術要求。3.前后級熔斷器之間的配合和示例前后級熔斷器之間的選擇性配合，就是在線路上發(fā)生故障時，應該是最靠近故障點的熔斷器最先熔斷，切除故障部分，從而使系統(tǒng)的其他部分迅速恢復正常運行。假設支線WL2的首端k點發(fā)生三相短路，則三相短路電流Ik要同時流過FU2和FU1。但是按保護選擇性要求，應該是FU2的熔體首先熔斷，切除故障線路WL2，而FU1不再熔斷，干線WL1恢復正常。三、低壓斷路器保護裝置選擇計算(一)低壓斷路器在保護用電設備時瞬時(或短延時)過電流脫扣器的整定瞬時過流脫扣器的動作電流應躲開線路的尖峰電流。所謂尖峰電流就是單臺或多臺用電設備在持續(xù)1~2s所通過的最大負荷電流Ipk，如電動機的啟動電流。IOP≥KrelIpk

式中IOP—瞬時(或短延時)過電流脫扣器的整定電流，A；DW型瞬時脫扣器動作電流IOP=(10~20)IN.TK，IN.TK為脫扣器的額定電流；DW型短延時IOP＝(3～6)IN.TK，DZ型瞬時脫扣器動作電流IOP＝(2~12)IN.TK

；尖峰電流Ipk的確定如下：Krel一可靠系數。DW型(開關動作時間大于0.02S)，取Krel=1.3~1.35；DZ型(開關動作時間小于0.02S)，取Krel=1.2~2。Ipk一配電線路中的尖峰電流，A。1)線路供電給單臺電動機時，線路的尖峰電流等于電動機的啟動電流，即Ipk=Iqd；2)線路供電給多臺電動機時，線路的尖峰電流可按下式確定Ipk＝Iqdl十Ipk(N-1)式中Ipk—尖峰電流，A；Iqd—電動機的啟動電流，A；

Iqd1—啟動電流最大的一臺電動機的啟動電流，A；Ipk(N-1)—線路中除去啟動電流最大的一臺電動機外的計算電流，A。(二)保護線路選擇及計算示例1.低壓斷路器過流脫扣器的選擇IN.OR≥Ic

過流脫扣器的額定電流IN.OR應不小于線路的計算電流Ic，即2.低壓斷路器熱脫扣器的選擇IN.TR≥Ic

熱脫扣器的額定電流IN.T也應不小于線路的計算電流Ic，即3.低壓斷路器的選擇UN.QF≥UN

(1)低壓斷路器的額定電壓UN.QF，應不低于線路的額定電壓UN，即(2)低壓斷路器的額定電流IN.QF應不小于它所安裝的脫扣器額定電流IN.OR和IN.TR，即對過流脫扣器IN.QF≥IN.OR

對熱脫扣器IN.QF≥IN.TR

低壓斷路器的類型應符合安裝條件、保護性能及操作方式的要求，由此同時選擇其操作機構型式。4.低壓斷路器過流脫扣器動作電流的整定低壓斷路器可根據保護要求裝設瞬時過流脫扣器、短延時過流脫扣器和長延時過流脫扣器。前兩種脫扣器作短路保護，后一種大多作過負荷保護。它們的動作電流(又稱整定電流或脫扣電流)IOP的整定要求如下：(1)瞬時過流脫扣器的動作電流IOP(0)，應躲過線路的尖峰電流Ipk，即IOP(0)≥KrelIpk

式中Krel—可靠系數，對塑殼式斷路器(如DZ型)，可取1.7~2；對萬能式斷路器(如DW型)，可取1.35；對供多臺設備的干線，可取1.3。(2)短延時過流脫扣器的動作電流Iop(s)，也應躲過線路的尖峰電流Ipk，即IOP(s)≥KrelIpk式中Krel—可靠系數，可取為1.2。短延時過流脫扣器的動作時間一般分0.2s、0.4s和0.6s三種，按前后保護裝置保護選擇性要求來整定，應使前一級保護的動作時間比后一級保護的動作時間長一個時間級差。(5)低壓斷路器熱脫扣器動作電流的整定熱脫扣器的動作電流IOP.TR也應躲過線路的計算電流Ic，即IOP.TR≥KrelIc式中Krel—可靠系數，亦可取為1.1。(3)過流脫扣器的動作電流IOP還應與被保護線路相配合，使之不致發(fā)生因出現(xiàn)過負荷或短路引起絕緣導線或電纜過熱甚至起燃而斷路器不脫扣切斷線路的事故，因此還應滿足以下條件：IOP(l)≥KOLIal式中Ial—絕緣導線和電纜的允許載流量；KOL—絕緣導線和電纜的允許短時過負荷系數，對瞬時和短延時過流脫扣器，一般取4.5；對長延時過流脫扣器，作短路保護時，取1.l，只作過負荷保護時，取1。(三)前后級低壓斷路器之間的配合和示例一般來說，要保證前后兩低壓斷路器之間的選擇性動作，前一級斷路器宜采用帶短延時的過流脫扣器，而且其動作電流大于后一級瞬時過流脫扣器動作電流一級以上，至少前一級的動作電流IOP.1應大于或等于后一級動作電流IOP.2的1.2倍，即IOP.1≥1.2IOP.2

第五節(jié)低壓配電系統(tǒng)、配電工程的設計一、配電系統(tǒng)的配置形式和作用(一)低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置在建筑供配電系統(tǒng)中的低壓配電系統(tǒng)通常采用三級配電形式，即總配電箱、分配電箱和負荷配電箱，總配電箱和分配電箱主要作用是電能的分配，它的保護對象是配電線路。負荷配電箱除了要實現(xiàn)對負荷線路進行保護外，它還要承擔對用電負荷出現(xiàn)的短路、過負荷等故障出現(xiàn)時對用電負荷進行保護。(二)低壓斷路器在低壓配電系統(tǒng)中的配置總配電箱設置總的斷路器是為了實現(xiàn)電源總分斷作用和總配電箱內母線的保護，分支斷路器實現(xiàn)線路的保護作用。分配電箱中設置了總的低壓隔離開關，為了實現(xiàn)更換斷路器，每個分支回路斷路器實現(xiàn)線路的保護作用。負荷配電箱列出了三種電動機的控制和保護形式，無論是那一種都設置了斷路器作用是對電動機和線路進行保護。1.保護配置(1)配電線路應裝設短路保護保護電器應裝設在每回路的電源側、線路的分支處和線路截面減小處。(2)符合下列情況之一者，線路截面減小處或分支處可以不裝設保護電器：1)上級保護已能保護截面減小的全段線路或全段分支線時；2)線路首端保護電器的熔絲電流或脫扣器整定電流小于15A時；3)室外架空配電線路，但道路照明的每個燈具宜加裝熔斷器；4)配電裝置內部從母線上接往保護電器的分支線。(3)下列線路應裝設過負荷保護：1)居住建筑、重要倉庫和公共建筑中的照明線路；2)有可能長時間過負荷的電力線路，但裸導體除外；3)在燃燒體或難燃燒體結構上，帶有延燃性外護套絕緣導線的線路；(4)除自動切換的線路外，配電線路不宜裝設低電壓保護。(5)TT系統(tǒng)、觸電危險性較高的場合、或TN系統(tǒng)中單相接地短路不能在要求的時間內切除故障時，可采用漏電保護。2.配置要求(1)熔斷器應裝在不接地的各相上。PEN及N線上不應裝設熔斷器。(2)低壓斷路器的過電流脫扣器應裝在不接地的各相上。(3)單相用電設備的PEN線及N線上可裝設過電流脫扣器，但其過電流脫扣器動作后必須同時開斷相線，嚴禁保護設備開斷PE線。(5)配電線路各級之間保護應具有選擇性，當達不到此要求時，應盡量使變壓器低壓側第一級保護具有選擇性；上下級熔絲電流盡量保持適當級差。低壓斷路器除帶長延時脫扣器外，應帶瞬時脫扣器，或采用復式脫扣器。(4)熔體額定電流或長延時脫扣器整定電流，應盡量接近而又不小于線路負荷計算電流，并在出現(xiàn)正常尖峰電流時不會產生誤動作。二、低壓動力配線平面圖、配電系統(tǒng)圖的讀識(一)低壓動力配電系統(tǒng)圖配電系統(tǒng)圖是用單線來表示三相線路并采用國家規(guī)定的圖形、文字符號和繪制方法來表示出線路中配電設備與用電設備的連接方式，配電設備之間的連接方式，以及配電設備中所設置的用電設備保護和開關、控制裝置的規(guī)格、型號等有關數據。(二)低壓動力配線平面圖低壓動力配線平面圖應分為室外和室內兩種類型。低壓動力配線平面圖是在建筑平面圖