室内供配电线路

第6章室内供配电线路第6章室内供配电线路6.1室内供配电要求及配电方式6.2保护装置及选择6.4低压配电箱了解低压配电系统的配电要求。本章要求：理解用电设备及配电线路的保护。掌握低压配电系统的配电方式，各种低压保护装置的选择。第6章室内供配电线路了解低压箱作用与分类。6.1低压配电系统的配电要求及配电方式民用建筑一般从市电高压10kV或低380/220V取得电源，称为供电；然后将电源分配到各个用电负荷，称为配电；采用各种元件（如开关、导线）及设备（如配电箱）把电源与负荷连接起来，即组成了民用建筑的供配电系统。室内供配电定义：从建筑物的配电室或配电箱，至各层分配电箱或各层用户单元开关箱之间的供配电系统。一般是低压配电系统。6.1.1低压配电系统的配电要求（1）可靠性要求低压配电线路首先应当满足民用建筑所必须的供电可靠性要求。供电的可靠性是由供电电源、供电方式和供电线路共同决定的。•衡量供电可靠性的指标为供电可用率。全年用户平均可用电时间占全年时间的百分数表示，如：全年时间8760h，用户平均全年停电时间87.65h，即停电时间占全年的1%，反映供电可靠的供电可用率为99%。•国家电力公司提出：为了提高城市电力网安全运行水平，增强抗御自然灾害和事故的能力，要求城市供电可用率指标达99.9%，大中城市供电可用率指标要求达到99.99%。（3）考虑发展低压配电线路要能适应用电负荷发展的需要。例如：居民区远期用电负荷密度（单位面积的耗电量）（2）用电质量要求压配电线路应当满足民用建筑用电质量的要求。（4）其他要求民用建筑低压配电系统还应满足：1.配电系统的电压等级一般不宜超过两级；2.为便于维修，多层建筑宜分层设置配电箱，每套房间宜有独立的电源开关；3.单相用电设备应适当配置，力求达到三相负荷平衡；4.由建筑物外引来的配电线路，应在屋内靠近进线处便于操作维护的地方装设开关设备；5.应节省有色金属的消耗，减少电能的消耗，降低运行费用等。6.1.2低压配电系统的基本配电方式•民用建筑低压配电线路的设计主要包括：供电线路的形式、配电方式、导线的选择、线路敷设、线路控制和保护等几个方面。其中配电方式的选择对提高用电的可靠性和节省投资有着重要意义。•低压配电方式是指低压干线的配线方式。低压配电干线一般是指从变电所低压配电屏分路开关至各大型用电设备或楼层配电盘的线路。•低压配电的结线方式可分为放射式、树干式和混合式三大类。图6.1低压配电线路的基本配电方式（a）放射式；（b）树干式；（c）混合式1.放射式（如图a）优点：各个负荷独立受电，供电可靠性较高，故障时影响面较小，配电设备集中，检修方便；电压波动相互间影响较小。缺点：开关设备数量多，有色金属消耗较多，相应的投资也较大。使用场合：1.容量大（电梯），负荷集中或重要的用电设备（消防泵、生活水泵和中央空调制冷机组）；2.每台设备的负荷虽不大，但位于变电所的不同方向；3.需要集中连锁起动或停止的设备；4.对于有腐蚀介质或有爆炸危险的场所，其配电及保护起动设备不宜放在现场，必须由与之相隔离的馈出线路。•由低压配电屏分路开关至各大型用电设备或各楼层配电箱的电路。2.树干式（如图b）优点：配电设备及有色金属的消耗较少。缺点：但干线故障时影响范围大。一般用于用电设备的分布比较均匀、容量不大、又无特殊要求的场合。使用场合：•树干式配电一般只适于用电设备的布置比较均匀、容量不大、又无特殊要求的场合。•树干式配电必须考虑干线的电压质量，两种情况不适合采用树干式配电：1.容量较大的用电设备，因为它将导致干线的电压质量明显下降，影响到接在同一干线上的其他用电设备的正常工作。因此容量大的用电设备必须采用放射式供电。2.对电压质量要求严格的用电设备，不宜接在树干式界限上，也采用放射式供电。混合式—此接线方式是放射式和树干式的综合运用，具有两者的优点，是现代建筑中应用最为广泛的。6.1.3高层民用建筑供配电1、高层建筑的定义◆在1972年在美国召开的国际高层建筑委员会上提出将9层及9层以上建筑定义为高层建筑。◆美国对高层建筑的起始高度定为22-25m或7层以上。◆日本规定为11层或33m。◆德国规定为22层（从室内地面起）。◆法国规定住宅50m以上，其他建筑28m以上。◆在我国，关于高层建筑的界限规定也未统一，行业标准《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》（JGJ-91）规定，8层及8层以上的钢筋混凝土民用建筑属于高层建筑。◆《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-1992）和国家标准《高层民用建筑设计防火规范》中规定，10层及10层以上的住宅建筑和建筑高度超过24m的公共建筑为高层建筑。其中，建筑高度为建筑物室外地面到房檐口或屋面层的高度，屋顶上的附属建筑均不计入建筑高度和层数内，住在的地下室和顶板高出室外地面不超过1.5m者也不计入层数内。•公安部又把高层建筑分为两类：1.指楼层在19层以上或建筑高度在50m以上的高层建筑，称为一类高层；2.指楼层在10-18层或者建筑高度在24-50m的高层建筑，称为二类高层。高层建筑物按防火等级分类表名称一类高层建筑二类高层建筑居住建筑高级住宅19层及19层以上普通住宅10~18层普通住宅公共建筑医院高级酒店建筑高度超过50m或每层建筑面积超过1000m商业楼、展览楼、综合楼建筑高度超过50m或每层建筑面积超过1500m商住楼。中央级和省级广播电视楼网局级和省级电力调度楼省级邮政楼，防灾指挥调度楼藏书超过100万册的图书馆、书库重要的科研楼、办公楼、档案楼建筑高度超过50m的科研楼和普通宾馆、办公楼、科研楼等。除一类建筑物以外的商业楼、展览楼、综合楼、商住楼、图书馆、书库。省级以下的邮政楼、，防灾指挥调度楼，广播电视楼，电力调度楼建筑高度不超过50m的教学楼和普通宾馆、办公楼、科研楼、档案楼等。2.负荷特征高层建筑除较高外，其具有面积大、功能复杂、设备多、耗电量大的特点。与一般的单层与多层建筑相比，高层建筑对设备的要求很多。高层建筑配电系统的特点：用电设备种类多，负荷容量大、线路较长，对电源的可靠程度要求较高，电气系统多且复杂，电气设备有较高的防火要求、电气线路多、自动化程度高等方面。在40层以上的高层建筑中，电梯设备较多，此类负荷大部分集中于大楼的顶部。宜将变压器上、下层配置或者上、中、下层分别配置。供电变压器的供电范围大约为15-20层。如纽约的世界贸易中心共110层，变压器配置在第7、41、75、108层，日本的新宿中心大厦共60层，变压器配置在地下4层和地面40层，纽约的帝国大厦共102层，变压器配置在地下2层、地面41层及84层。•负荷分布及变压器的配置高层民用建筑用电负荷与一般民用建筑相比有以下特征：1.增加了特殊的用电设备。如在生活方面：生活电梯、无塔送水泵和空调机组；在消防方面：消防用水泵、电梯、消烟风机、火灾报警系统；在照明方面：事故照明和疏散标志灯；在弱电方面：独立的天线系统和电话系统等。2.高层民用建筑的用电量大而集中。高层建筑其用电负荷不但有大量的照明负荷，而且还有电梯、水泵、空调等动力负荷，因此，用电量大而集中。除了电梯、水泵、空调设备外，其余设备和照明均按全部运行计算。3.高层民用建筑用电可靠性要求很高。一类建筑的消防用电设备为一级负荷，二类建筑的消防设备、生活电梯、货载电梯、生活水泵为二级负荷，事故照明、疏散标志灯、楼梯照明也相应地为一级负荷或二级负荷。一级负荷应采用两个独立电源供电。这两个独立电源可取自城市电网，它们之间可有相互联系，但当发生一种故障且主保护装置失灵时，仍有一个电源不中断供电。在大型的保护完善和运行可靠的城市电网条件下，这两个独立电源溯其源端应至少是引自35kV及以上枢纽变电站的两段母线；也可一个取自城市电网，另一个设自备电源。二级负荷应有两个电源供电。这两个电源端宜取自城市端电网的10kV负荷变电站的两段母线；有困难时，两个电源可引自任意两台变压器的0.4kV低压母线。3、高层民用建筑的低压配电方式1.高层民用建筑中容量大的重要负荷或比较集中的负荷采用放射式供电，直接从变压器低压母线向用电设备直接供电；2.对于均匀分布的负荷：如照明、风机等，采用树干式；3.对消防用电设备应采用单独的供电回路；4.事故照明配电线路也要自成系统。•高层建筑的配电方式可有多种形式，每种配电形式都与相应的配电装置和敷设方式相联系，而各有优缺点。常用的几种方式如图所示。一般性负荷多数采用分区树干式配电。每个回路干线对1个供电区域配电，供电的可靠性较高。每个回路干线配电的楼层数量一般为5~6层。对一般高层住宅，可适当增加分区层数，但最多不超过10层。图b与图a基本相同，只增加了一个公用的备用回路。备用回路也采用大树干的配电方式。增加了线路的可靠性。图c增加了中间配电箱，各分层配电箱的前端有总的保护装置，配电的可靠性更高。图d适用于楼层数量多、负荷大的高层建筑，采用大树干的配电方式，各层配电箱设于电气竖井内，通过专用插件与电气竖井内的接插式母线连接。可以大量减少低压配电屏的数量，安装维修方便，容易寻找故障。•对重要负荷及容量较大的集中性负荷，如：消防与其他防灾用电设备及重要用电负荷，宜采用从低压配电屏到配电箱之间以放射式配电，即设置专用垂直干线回路。且正常回路与备用回路不共管、不共线。两回路在末端配电箱前设互投箱进行自动切换。电气竖井•高层建筑的低压配电干线以垂直敷设为主。高层建筑层数多，低压供电距离长，供电负荷大，为了减少线路电压损失及电能损耗，干线截面都比较大，敷设在专用的电缆竖井内，一般的电气竖井均建楼层配电小间，层间配电箱均设在此处，层间配电箱经插接进线开关从母线上取得电源。强电与弱电的电气竖井应分别设置，如条件不允许，也可将强电与弱电分别设立在电气竖井两侧。6.2低压保护装置及选择6.2.1用电设备及配电线路的保护民用建筑用电主要有：照明、家用电器、办公电器、实验设备、医疗机械、商业及服务业修理机械、炊事机械、影视通讯设备、建筑机械、暖通给排水设备等。这些用电设备按其使用电能的形式可归纳为：照明；电热器；电动机；小型变压器等。为了使用安全，要采取相应的保护措施。1.照明设备的保护在民用建筑中，照明电器、风扇、小型排风机、小容量的空调器和电热器等，一般均从照明支路取用电流，通常划归照明负荷用电设备范围，所以都可由照明支路的保护装置作为他们的保护。•照明支路的保护主要考虑对照明用电设备的短路保护。对于要求不高的场所，可用熔断器保护；对于要求较高的场合，则采用带短路脱扣器的自动保护开关进行保护。2、电力用电设备的保护电力用电设备：负载电流6A以上或容量在1.2kw以上的较大容量用电设备。对于电力负荷，一般不允许从照明插座取用电源，需要单独从电力配电箱或照明配电箱中分路供电。电热器：单独回路装设短路保护，可采用熔断器或者自动开关。电动机：单独分路装设短路保护、过载保护装置。开采用熔断器和带过载保护的磁力启动器进行保护，或由带短路和过载保护的自动开关进行保护。3、低压配电线路的保护1）短路保护场合：所有的低压配电线路设备：采用熔断器或自动开关2）过负荷保护场合：由易燃外层无保护型线路电线构成的明配线路设备：采用熔断器或自动开关3）过压保护：配电盘上装设带过压保护功能的漏电保护开关等。4）上下级保护电器之间的配合（不要求）胶盖瓷质手柄刀式动触头进线座静触头瓷底座熔体出线座胶盖紧固螺钉(1)结构组成1.胶盖闸刀开关6.2.2刀开关、熔断器的选择一、刀开关•胶盖闸刀开关价格便宜、使用方便，在工民建筑中广泛应用。单相双极刀开关用在照明电路或其他单相电路上，三相胶盖闸刀开关在小电流配电系统中用来接通和切断电路，也可用于小容量三相异步电动机的全压起动操作。HK□－□/□极数开启式负荷开关额定电流设计序号（2）符号及型号含义例HK1-30/2HK1-60/3型号含义：QS符号：HK系列开启式负荷开关的主要技术数据型号极数额定电流（A）额定电压（V）可控制电动机最大容量（kW）配用熔丝规格熔丝成分（％）熔丝线径（mm）220V380V铅锡锑HK1-15