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课题4低配电系统设计4.1低配电系统接线4.2住宅配电系统设计4.3水泵站动力配电系统设计4.4电梯工程动力配电设计4.1低配电系统接线低压配电系统是指电压等级在1kV以下的配电网络，它是电力系统的重要组成部分，是城市建设的重要基础设施。低压配电系统主要由配电线路（架空、电缆）、配电装置和用电设备等组成。用户通过柱上变压器、开闭所（开关站）、配电站（室）或者箱式变电站取得电压等级为380/220V的电能。低压配电系统应能满足生产和使用所需的供电可靠性和电能质量的要求，还要注意做到接线简单，操作方便、安全，具有一定的灵活性。低压线路的供电半径不宜过大，应能满足末端电压质量的要求，市区一般为250m，繁华地区为150m。好的接线方式可以使低压配电系统灵活机动，运行经济，可靠性高，易于维护，且可以降低成本。低压配电系统常见的接线方式主要有放射式、树干式、链式和环网式四种。放射式接线是指每一个用户都采用专线供电，如图4.1所示。4.1.1放射式图4.1放射式1.放射式接线的特点（1）供电可靠性较高。各用户独立受电，故障范围一般仅限于本回路。各支线互不干扰，当某线路发生故障需要检修时，只切断该回路而不影响其他回路，同时回路中电动机启动引起的电压波动对其他回路的影响也较小。（2）配电设备集中，检修比较方便。（3）系统灵活性较差。（4）有色金属（线路）消耗量较多，需要的开关设备较多。2.放射式接线的适用范围这种接线方式多用于设备容量大或对供电可靠性要求高的设备配电。（1）容量大、负荷集中或重要的用电设备。（2）需要集中控制的设备。（3）有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜将配电及保护启动设备放在现场的场合。树干式接线是指每条用电线路都从干线接出，如图4.2所示。4.1.2树干式图4.2树干式1.树干式接线的特点树干式接线的优点是配电设备及有色金属消耗少，投资省，结构简单，施工方便，易于扩展，灵活性好。其缺点是供电可靠性较差，一旦干线任一处发生故障，都有可能影响到整条干线，故障影响的范围较大。2.树干式接线的适用范围树干式接线常用于明敷设回路，设备容量较小，对供电可靠性要求不高，用电设备布置比较均匀又无特殊要求的设备。链式接线也是指在一条供电干线上接出多条用电线路。与树干式不同的是，其线路的分支点在用电设备上或分配电箱内，即后面设备的电源引自前面设备的端子，如图4.3所示。链式接线链接的设备一般不超过5台，总容量不超过10kW。4.1.3链式图4.3链式1.链式接线的特点链式接线的优点是线路上没有分支点，采用的开关设备少，节省有色金属。其缺点是线路或设备检修以及线路发生故障时，相连设备全部停电，供电的可靠性差。2.链式接线的适用范围链式接线适用于供电距离较远，彼此相距较近的不重要的小容量用电设备。这种配电方式适用于暗敷设线路，供电可靠性要求不高的小容量设备，一般串联的设备不宜超过3～4台，总容量不宜超过10kW。由一个或一个以上来自不同电源（不同变电所或同一变电所的不同母段线）的中压（1～10kV）配电线路供电的一台或多台配电变压器作为电源，干线形成闭环，如图4.4（a）所示。低压环网式如图4.4（b）所示。环网式接线的可靠性比较高。开环点的选择原则是：开环点两侧的电压差最小，一般使两路干线负荷功率尽可能接近。4.1.4环网式环网内线路导线通过的负荷电流应考虑故障情况下环内通过的负荷电流。因导线截面要求相同，故环网式线路的有色金属消耗量大，这是环网供电线路的缺点。当线路的任一线段发生故障时，切断(拉开)故障线段两侧的隔离开关，将故障线段切除后即可恢复供电。开环点断路器可以使用自动或手动投入。双电源环网式供电适用于一级、二级负荷；单电源环网式适用于允许停电半小时以内的二级负荷。综上所述，这几种配电系统接线各有其优缺点。在实际应用中，应针对不同负荷采用不同的接线方式。工厂车间或建筑物内，当大部分用电设备容量不大、无特殊要求时，宜采用树干式接线方式配电；当用电设备容量大或负荷性质重要，或在潮湿、腐蚀性的车间、建筑内，宜采用放射式接线方式配电；对高层建筑，当向各楼层配电点供电时，宜用分区树干式接线方式配电；而对部分容量较大的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式接线方式配电。对冲击性负荷和容量较大的电焊设备，应设单独线路或专用变压器进行供电。对一个工厂可分车间进行配电，对住宅小区可分块进行配电。对用电单位内部的邻近变电所之间应设置低压联络线。图4.4环网式（a）高压；（b）低压4.2住宅配电系统设计4.2.1室内配电箱系统在户内靠近入口附近的承重墙上安装一台户用配电箱，箱内设照明、插座和空调等支路断路器。户内仅有一路插座回路时，此回路应装漏电断路器。当插座回路多于两路时，可装漏电保护器，各插座回路分设单极断路器。家用空调器单独设回路。家用空调器在市场上的产品很多，有窗机、分体机、柜式机和家用集中空调，其用电量差别大，在室内的安装方式也不一样。高位安装时，且外壳为不导电体的空调器，其保护回路不需要安装漏电保护。落地安装的空调器，其保护回路应有漏电保护功能。常用户内配电箱系统如图4.5所示。图4.5中配电箱尺寸考虑安装10极断路器，选择箱体尺寸为430mm×280mm×90mm。图中(a)、(b)、©与(d)、(e)、(f)的区别只是在箱内进线处增加了一台双极隔离开关。在(b)和(e)中插座回路采用漏电断路器作为出线保护；而在(c)和(f)中，插座回路选用漏电保护器，加单极断路器的出线保护方式。图4.5户内配电箱系统1.层数多层住宅一般指六层及以下层数的住宅。多层住宅的建筑方式大致可分为三类。第一类从首层至顶层均为住户。第二类降低首层层高，将首层设计为楼上住户能使用的储藏间；或者增加首层层高，将首层作为商业用房，其余各层为住户。第三类在六层以上增加阁楼，由内楼梯连成一户，此阁楼也可作为储藏室。另外，还有的多层住宅建有地下室或半地下室，作为库房或存车处等用房。4.2.2多层住宅配电系统多层住宅单元一般设计为一梯二户或一梯三户，户型以二居室或三居室为主，每户用电量一般按2.5kW或3kW考虑。2.负荷等级多层住宅均属于三类用电负荷，电力负荷包括住宅用电(照明、插座和空调电源)、公共楼梯灯、电视放大器电源和保安对讲设备用电电源等。在确定多层住宅的低压配电系统及用户计量方式时，应符合当地供电部门的要求。3.电源引入电源引入方式采用埋地电缆或架空线路，电源为交流220／380V，系统接地形式在无特殊要求时可采用TN-S或TN-C-S接地系统。在多层住宅中，若建有地下室或首层为储藏室，可将电缆分支箱(π接箱)安装在房间内，选用高架式π接箱。若多层住宅从首层至顶层均为住户时，进线电源电缆应从楼的中间单元引入至首层楼梯间，π接箱选落地式或非标架式。π接箱的安装如图4.6所示。电源电缆引入π接箱内进线刀开关后，从另一刀开关下引出本楼的供电电源线。电源线可使用电缆或BV铜导线，其直径应与供电电缆相等或相近。从π接箱引出的电源线引至楼内的总断路器箱，箱内安装一台三相带漏电保护功能的断路器，其漏电电流值可选择300mA或500mA，漏电保护的作用是防止配电线路的电气火灾，电气线路引发的火灾主要是由接地电弧短路引起的。接地电弧短路时，电弧短路的电流值小，断路器和熔断器不能及时切断电源，而漏电断路器对电弧短路电流有很高的动作灵敏度，能及时切断供电电源，防止电气火灾发生。三相电源引入总断路器箱后，若楼内的单元数不多于3个，箱内安装一台漏电断路器。若多于3个单元，可安装两台漏电断路器。漏电断路器的出线分别引至各单元首层的电度表箱。一般采用铜导线穿钢管保护，沿首层地面暗敷设或沿地下层顶板明敷设。另外，若不选用π接箱作为配电电源的电缆分支箱，也可采用三到四个单元(联体或临近单元)为一个供电单位，提供一路低压电缆。每单元在首层或地下层设一个配电小间(4m2左右)，选用高层照明柜(非标)，适当改型，也可形成较好的供电系统。4.系统图设计多层住宅配电系统的配电方式为树干式，每单元住户用电的垂直干线均为单相交流电源。下面以一梯二户和一梯三户为例，系统图如图4.7所示。其中AW1为一梯二户的首层电度表箱，AW3为一梯三户的首层电度表箱。AW2、AW4分别为一梯二户和一梯三户的标准层电度表箱。户内配电箱(AL箱)已在前面叙述过了。每个表箱的配电系统如图4.7所示。图4.6π接箱安装示意图图4.7多层住宅配电系统1.层数普通高层住宅层数为10～18层，属二类建筑；19～28层为一类高层建筑。此部分的电气设计内容不包括超高层建筑电气设计(需要特殊设计方案)。4.2.3高层住宅配电系统2.负荷等级根据《民用建筑电气设计规范》及《火灾报警与消防联动控制》的规定，普通高层住宅按二级负荷供电，19层及以上的住宅按一级负荷供电。高层住宅主要消防设备有消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警及消防联动装置、火灾应急照明和电动防火门窗、卷帘、阀门等。3.电源引入高层住宅楼内供电电源采用电缆埋地引入方式。电压为交流220／380V，采用TNS或TN-C-S接地系统。照明与动力电源电缆分别引入楼内π接箱或配电柜。一座高层住宅的建筑面积决定着引入楼内所需照明电缆的数量。每一根电缆接至一台π接箱。π接箱与配电柜的数量一一对应。π接箱安装在地下一层的专用房间内，此房间应安排在外线电缆易于引入的方向。π接箱选用高架型，室内设计应满足下列要求：（1）π接箱的前面应有1.5m的操作距离，箱体背后距墙应有1m的距离，留作电缆的敷设位置。在特殊情况下，也可以靠墙安装。（2）在π接箱室应预留125钢管6根。供电电缆穿钢管沿π接箱室的地面引至π接箱。钢管在室外的埋深与住宅楼的室内外高差有关，用地下一层的层高减去室内外高差，再减去楼板厚度，等于钢管在室外的埋深，但钢管埋深不应低于室外地坪下0.7m，钢管另一侧接至电缆井，预埋钢管应有向室外电缆井倾斜的坡度。（3）π接箱室不允许有上下水管及煤气管道等非本室用管路通过。（4）π接箱室至总配电室的线路距离不应超过15m。（5）为防止外面的水流入，配电室的地面可做门槛或将地面抬高一个踏步。外线电缆引入π接箱室后，电缆可明敷设至π接箱进线刀开关，也可以沿地面做沟，沟上盖盖板敷设至刀开关。4.配电室配电室与π接箱室位于同层相邻或邻近的专用房间，且应满足下列要求：(1)配电室至对外出口通道的距离不应超过20m，并且通道不得穿越其他房间。(2)配电室应设有能开启的采光通风窗。如果用专用窗井采光时，窗井上应加雨篷和防护网。(3)配电室不允许上下水、煤气等管道穿越。配电室的地面应向外泛水。(4)配电柜前应有1.5m的操作距离，柜后距墙应有0.8m的安装距离。柜边一侧应有不小于0.8m的过人通道。配电柜进线电缆由π接箱引入。一般情况下，若配电室与π接箱室相邻，电缆沿地沟内敷设后加盖板；若两室不相邻，电缆在桥架内沿顶板敷设。在高层住宅内有时需要建变电所，其变压器容量不超过1250kV·A，且为干式变压器。变配电室安排在高层住宅地下层时，其上层不应直接为住宅，且不能安装在最底层。在高低压配电室的下面应有一层电缆夹层，其净高应为1.8m。变电所净高不应小于3.8m。由于高层住宅大多数是剪力墙结构，所以变电所的平面布置一定要与结构专业协商确定。变压器及高低压开关柜的运输通道是采用坡道运输还是窗井吊装方式，在实际工程中根据具体设计确定。5.配电系统高层住宅分板式和塔式两种。配电线路在楼内沿强电竖井敷设，楼内强电竖井位置的选择，宜靠近住户集中的地方，竖井内敷设照明、动力电缆及层配电箱，敷设电缆的数量由具体用电负荷及所需安装的动力设备确定。电缆或绝缘电线可采用金属线槽、电缆桥架或穿金属管等布线方式。竖井的面积除满足布线间距及配电设备所必需的宽度外，并应在箱体前留有不小于0.8m的操作、维护距离，这个距离可通过打开竖井门后利用公共走道来弥补，这样可使竖井的深度仅包括电气设备的安装距离，可不包括其操作、维护距离。配电系统及计量方式应满足下列要求：(1)照明系统采用树干式配电。根据每层户数的多少，每一或