有關電的基本知識.ppt

北京北三環(huán)東路30號,PAGE1,臨時用電設計課件,中國建筑科學研究院建筑工程軟件研究所 2007.03,北京北三環(huán)東路30號,PAGE2,一、基本知識和概念,北京北三環(huán)東路30號,PAGE3,臨時用電有關概念和要求,1.概念：為了保證施工現(xiàn)場的施工用電需求， 對施工現(xiàn)場的機械、照明等用電 設備的用電量以及對設備和人員采取的措施需要進行設計，來保證施工現(xiàn)場的安全和用電需求的過程就是臨時用電的設計。 2.規(guī)定根據(jù)國家行業(yè)標準施工現(xiàn)場臨時用電安全技術規(guī)范JGJ46-2005規(guī)定：臨時用電設備在5臺及以上或設備總?cè)萘吭?0kW及以上者，應編制臨時用電施工組織設計。 3.臨時用電組織設計是一個單獨的專業(yè)技術文件，為保障其對臨時用電工程和施工現(xiàn)場用電安全的指導作用，其相關圖紙需要單獨繪制，不允許與其它專業(yè)施工組織設計混在一起。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE4,臨時用電設計內(nèi)容,臨時用電施工組織設計應包括如下內(nèi)容： 1. 現(xiàn)場勘測；2.確定電源進線、變電所或配電室、配電裝置、用電設備位置及線路走向；3.進行負荷計算；4.選擇變壓器；5.設計配電系統(tǒng)：1)設計配電線路，選擇導線或電纜；2)設計配電裝置、選擇電器；3）設計接地裝置；4）繪制臨時施工用電工程圖紙，主要包括用電工程總平面圖，配電裝置布置圖、配電系統(tǒng)接線圖、接地裝置設計圖。6.設計防雷裝置；7.確定防護措施；8.確定安全用電措施和電氣防火措施。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE5,臨時用電設計內(nèi)容,說明：1.臨時用電工程圖紙應單獨繪制，臨時用電工程應按圖施工。 2.臨時用電設計應由電氣工程技術人員編制，必須經(jīng)編制、相關部門審核及具有法人資格企業(yè)的技術負責人批準后實施。并且一定要經(jīng)過編制、審核、批準和使用單位共同驗收，合格后方可使用。 3.在編制施工組織設計前要對施工現(xiàn)場的施工條件進行分析并且要對有施工設備用電統(tǒng)計表。統(tǒng)計用電量要依據(jù)用電設備的類型及各設備的安裝容量、臺數(shù)確定總的安裝容量。依據(jù)安裝容量進行負荷計算。用電統(tǒng)計表一般按照機械設備的用途進行分類,北京北三環(huán)東路30號,PAGE6,臨時用電設計,說明： 4.施工圖及甲方提供電源的情況。施工前建設單位應提供全套的施工圖紙。施工單位要按建筑物的棟數(shù)、建筑面積、層數(shù)、結構類型來確定施工現(xiàn)場用電設備的數(shù)量。如果用電設備較少，為了節(jié)約投資，可與甲方協(xié)商后共用單位的一臺變電系統(tǒng)，這就要弄清甲方的供電系統(tǒng)保護形式是TT系統(tǒng)還是TN系統(tǒng)，輸電線路是架空還是電纜埋地，以及向現(xiàn)場供電方向、位置等情況后再做臨電設計。如果甲方的變電裝置不能滿足施工用電，就應該弄清高壓側(cè)電壓等級，計算出報裝容量得到供電局批準后，在做臨電設計。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE7,臨時用電的參數(shù),1.環(huán)境溫度。我國生產(chǎn)的電氣設備是取周圍環(huán)境為40作為參考值。如果安裝地點的日最高氣溫超過40 時，因為散熱條件不好，電氣設備的最大連續(xù)工作電流應降低。導線的電流載流量依據(jù)導體工作的溫度及環(huán)境溫度進行調(diào)整。因此在在氣溫超過40 的地區(qū)應考慮一個溫度校正系數(shù)。 即下面的公式： 其中： K=（t1-t0）/（t1-t2） 式中 K溫度校正系數(shù)； t1導體最高允許工作溫度()； t0敷設處的環(huán)境溫度（）； t2導體載流量標準中所采用的環(huán)境溫度（）。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE8,用電計算的參數(shù),2.銘牌暫載率：指負載時間占電源整個工作周期的百分比。 比如常見的電焊機： 家用小型的雖然也標稱容量10KVA，但又標明暫載率25，說明此電焊機在10KVA負載下，只能在25的時間內(nèi)工作；也就是說，在100分鐘內(nèi)只能工作25分鐘，否則就要過熱燒毀； 而工業(yè)用大型電焊機標稱容量10KVA，暫載率100，就說明此電焊機在10KVA負載下，能長時間連續(xù)工作。 還有一個說明：電焊機的負載是不固定的，焊接電流大負載就大，焊接電流小負載就?。?再反過來說，如果小型電焊機在25的負載下就可以連續(xù)工作。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE9,用電計算的參數(shù),3.有功功率又叫平均功率。交流電的瞬時功率不是一個恒定值，功率在一個周期內(nèi)的平均值叫做有功功率，它是指在電路中電阻部分所消耗的功率，以字母P表示，單位瓦特。 4.無功功率；就是在具有電感和電容的電路里，這些設備的儲能元件在半周期的時間里把電源能量變成磁場（或電場）的能量存起來，在另半周期的時間里對已存的磁場（或電場）能量送還給電源。它們只是與電源進行能量交換，并沒有真正消耗能量。我們把與電源交換能量的速率的振幅值叫做無功功率。表示電感與電容交換能量大小的量。用字母Q表示，單位為芝（Var）。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE10,用電計算的參數(shù),5.視在功率：在具有電阻和電抗的電路內(nèi)，電壓與電流的乘積叫做視在功率，用字母S來表示，單位為伏安。電力變壓器用視在功率表示容量，單位為千伏安(KVA)。意思是不管有功功率與無功功率是多少，只能輸出這么大的電壓與電流。 6. 需要系數(shù)：在線路中許多負載不一定同時使用，也不一定同時滿載，需要打一個折扣，就稱為需要系數(shù)，一般是查表求得。 7. 功率因數(shù)：在直流電路里，電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路里，電壓乘電流是視在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）將小于視在功率。有功功率與視在功率之比叫做功率因數(shù)，以COS表示。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE11,用電計算 -負荷計算（1）,計算負荷確定方法和原則：計算負荷是按發(fā)熱條件選擇電氣設備的一個假定負荷，它所產(chǎn)生的熱效應與實際變動負荷產(chǎn)生的最大熱效應相等。依據(jù)計算負荷的結果選擇導線及電氣設備，在運行中的最高溫升不超過導線和電器的溫升允許值。目前施工中常用的方法是需要系數(shù)法。在確定計算負荷計算之前，應首先確定設備的設備容量。負荷計算包括三部分的計算： 1.用電設備容量的確定 2.負荷計算方法的確定 3.負荷計算,北京北三環(huán)東路30號,PAGE12,用電計算 -負荷計算（2）,1.用電設備設備容量的確定 建筑供電系統(tǒng)中各用電設備銘牌上都標明有額定功率，但由于各用電設備的額定工作條件不同，有的可直接相加但有的在計算中就不能簡單的把銘牌上規(guī)定的額定功率直接相加，必須首先把額定功率換算到統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的功率后才能相加。換算到統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的額定功率稱為“設備容量”，用Pe表示。用電設備按工作制可分為三類： 1）長期連續(xù)工作制：指在規(guī)定環(huán)境溫度下連續(xù)運行，設備任何部分的溫度和溫升均不超過允許值。這類設備的“Pc”值就是其銘牌的額定容量。 2）短期工作制：指運行時間短而停歇時間長，設備在工作時間內(nèi)的溫升不足以達到穩(wěn)定溫升而在間隔時間內(nèi)足以使溫升冷卻到環(huán)境溫度。這類設備的設備容量就是其銘牌上標明的額定值。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE13,用電計算 -負荷計算(3),3）反復短時工作制：指設備以斷續(xù)方式反復進行工作，工作時間與停歇時間相互交替重復。這類用電設備的設備容量就是將設備在某一暫載率下的銘牌統(tǒng)一下?lián)Q算到一個標準暫載率下的功率。 1.吊裝電動機組規(guī)定統(tǒng)一換算到暫載率下Jc=25%時的額定功率，其設備容量為： Pe= Pn（Jc/Jc25）1/2=2 PnJc1/2 Pe：換算后電動機的設備容量，KW Jc：銘牌暫載率，以百分值代入公式 Pn：電動機的名牌功率，KW 2.電焊機組規(guī)定統(tǒng)一換算成暫載率下Jc=100%時的額定功率，其設備容量為： Pe= Pn（Jc/Jc25）1/2=SnPnJc1/2 cos Pe：換算后電焊設備的設備容量， KW Sn：名牌額定視在功率（交流焊機），KVA cos：銘牌額定功率因數(shù),北京北三環(huán)東路30號,PAGE14,用電計算 -負荷計算(4),4）照明設備的設備容量： 白織燈、碘鎢燈設備容量等于燈泡的額定功率； 熒光燈的設備容量等于燈泡額定功率的1.2倍； 高壓汞燈，金屬鹵化物燈的設備容量等于燈泡額定功率的1.1倍。 5）不對稱單相負荷的設備容量 多臺單相設備應均勻的分別接在三相上，在計算時若單相設備的總?cè)萘啃∮谌嘣O備總?cè)萘康?5%，則設備容量按最大相不對稱負荷的3倍進行計算。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE15,用電計算 -負荷計算(5),2.計算負荷方法的確定 計算負荷的方法很多，目前我國常用的方法有需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法一般使用于計算用電設備組中設備容量相差不大的情況。當用電設備組中設備數(shù)量較少且存在大容量設備時用需要系數(shù)法計算得到的計算負荷偏低，對這種情況用二項式法計算能較好的符合實際。 對于建筑供電系統(tǒng)目前通常采用需要系數(shù)法進行計算，因此這里主要介紹需要系數(shù)法。 需要系數(shù)就是用電設備組在最大負荷時需要的有功功率與其設備容量的比值。實際上需要系數(shù)與用電設備的工作性質(zhì)、設備效率和線路損耗等因素有關，它是一個綜合系數(shù)，很難準確的計算，實際常用查表的方式。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE16,用電計算 -負荷計算(6),3.負荷計算 1.各用電設備組計算公式： 2.總的計算負荷公式： Kx：用電設備組的需要系數(shù) 各用電設備組的最大負荷不會同時出現(xiàn)的同期系數(shù),北京北三環(huán)東路30號,PAGE17,用電計算 -變壓器的選擇(1),1.變壓器臺數(shù)的選擇 （1）當施工現(xiàn)場用電量不大于Sjs750KVA時應優(yōu)先選用單臺變壓器，因為它接線簡單，運行維修經(jīng)濟，運行的可靠性也高 （2）當施工現(xiàn)場較大，用電量多，只有少量從鄰近取得低壓備用電源或設備發(fā)電機用來滿足一、二級負荷供電。這個時候可選擇1臺變壓器，其優(yōu)點是投資少，接線簡單、運行經(jīng)濟。 （ 3）當施工周期很長，施工現(xiàn)場規(guī)模很大（小區(qū)工程）、或者是季節(jié)負荷變動較大時，可考慮選擇2臺變壓器。接線時兩臺變壓器的電源側(cè)應分別接在兩個不同的電源上，以保證一、二級負荷的用電要求，使供電的可靠性進一步提高。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE18,用電計算 -變壓器的選擇(2),2.變壓器容量的選擇 （1）只裝有1臺變壓器時，其變壓器容量Se應滿足全部用電設備總計算負荷Sjs的需要即： Se Sjs （2）裝有2臺變壓器時，其安裝容量Se應該同時滿足以下兩個條件： a.任一臺變壓器單獨運行時，應滿足總計算負荷的70%，即SeSjs；每臺變壓器如按總負荷的70%來選擇,則兩臺變壓器同時運行，每臺變壓器在最大負荷下的負荷系數(shù)0.5/0.70.7，這時變壓器的效率是比較高的。而在事故情況下一臺運行時，由于變壓器在日負荷KH0.75時，每天允許過負荷40%連續(xù)運行6小時時，并可連續(xù)運行5天，因此一臺變壓器可承擔負荷1.470%100%，即一臺變壓器運行能夠連續(xù)5天滿足全部負荷的要求（當然每天過負荷運行持續(xù)時間不超過6小時），由此可見，這樣選擇變壓器是合理的。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE19,用電計算 -變壓器的選擇(2),b.任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一、二級負荷Sjs(+)需要即： Se Sjs(+) （3）單臺變壓器的容量以750KVA及以下為宜，不宜大于1000KVA，以使變壓器更能接近負荷中心，減少電能損耗。 （4）選擇變壓器的容量時，應適當考慮一定的增容系數(shù)，一般要留有15%25%的余量；但同時可考慮變壓器的正常過負荷能力。 最后應指出：變電所主變壓器臺數(shù)和容量的最后確定，應結合變電所主接線圖的選擇，最好作幾個方案的技術經(jīng)濟比較才行。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE20,用電計算 -變壓器的選擇(3),3.變壓器位置的選擇 （1）盡可能靠近高壓線路，不得讓高壓線路穿過施工現(xiàn)場。 （2）盡量靠近負荷中心，兼顧到負荷中心的發(fā)展 （3）當變壓器低壓為380V時，其供電半徑一般一般不大于700m （4）應選在變壓器安裝方便、運輸也方便、地基堅固的地方。室內(nèi)變壓器地面應高出室外0.15m以上。,北京北三環(huán)東路30號,PAGE21,用電計算 -導線截面的選擇（1）,為了保證供電線路安全、可靠、經(jīng)濟的運行，選擇導線截面時必須滿足以下的三個條件。選用時一般先按安全載流量進行計算，初選后再對其它兩個條件進行核算，直到滿足要求。 1.導線應能承受最低的機械強度的要求。按照規(guī)范要求，架空線必須采用絕緣導線，施工中常用的是絕緣銅線或絕緣鋁線。 為滿足機械強度要求，絕緣銅線截面不小于10 mm2,絕緣鋁線截面不小于16mm2。在跨越鐵路、公路、河流、電力線路檔距內(nèi)，絕緣銅線截面不小于16mm2 ，絕緣鋁線截面不小于25mm2。 2. 按導線安全載流量選擇導線截面 按照規(guī)范要求，導線中的計算負荷電流不大于其長期連續(xù)負荷允許載流量。導線必須能夠承受負荷電流長期通過所引起的溫升，不能因過熱而損壞導線的絕緣。（接下頁）,北京北三環(huán)東路30號,PAGE22,用電計算 -導線截面的選擇（2）,導線所容許長時間通過的最大電流成為該截面的安全載流量。同一導線截面，在不同的敷設條件下，安全載流量是不一樣的，例如同一截面的導線作為架空敷設比穿管敷設的安全載流量大。 計算方法是先求出負載實際電流，再按電流查安全載流量表即可得到導線截面。負載的計算電流公式為： Kx：需要系數(shù)，因為許多負載不一定同時使用，也不一定同時滿載，還要考慮電機的效率不等于1，所以需要打一個折扣，稱為需要系數(shù) U線：線電壓 P：各負載銘牌上標志的功率的總和； cos：負載的平均功率因數(shù),北京北三環(huán)東路30號,PAGE23,用電計算 -導線截面的選擇（3）,3. 按容許電壓降選擇導線截面 當供電線路很長時，線路上的電壓降就比較大，導線上的電壓降應不超過規(guī)定的容許電壓降。如果供電線路容許電壓降為額定電壓的U%，需要系數(shù)為Kx，則按容許電壓降選擇的導線截面應為如下公式：,北京北三環(huán)東路30號,PAGE24,用電計算 -導線方式和材料的選擇,1.干線和電機線的敷設方式：按照施工現(xiàn)場不同的環(huán)境選擇它的敷設方式。選用空氣明敷，要驗算導線的機械強度。依據(jù)選擇敷設方式的不同，導線的安全載流量不一樣的。 三種方式： 1.空氣明敷 2.埋地敷設：包括穿焊接鋼管和穿硬塑料管 2.導體材料一般推薦用銅導體. 110 kV及以上的電纜,電廠廠用電纜,高溫與易爆場所的電纜,應指定采用銅導體.負荷較低的一般場所的配電電纜線路,可選用鋁導體.導線絕緣材料現(xiàn)在常用的是交聯(lián)聚乙烯電纜 ，可根據(jù)實際進行選擇；,北京北三環(huán)東路30號,PAGE25,用電計算 -電纜線保護層的選擇,電纜線的保護方式主要有三層：護套層、鎧裝層、外被層。電纜鎧裝層主要為了防止電線受機械損傷，承受外力和腐蝕，電纜鎧裝常采用鋼帶、細鋼絲、粗鋼絲三種保護材料；電纜外被層是愷裝層外的防腐層,能防止愷裝層和護套遭受電化學腐蝕.常用外被層材料是聚氯乙烯，聚乙烯。. 電纜鎧裝材料的選擇： 1.鋼帶：承受機械外力,但不承受較大拉力 的多芯電纜選用鋼帶 2.細鋼絲：承受較大拉力,如敷設于水底,豎井中的電纜,應選用鋼絲 3.粗鋼絲：同細鋼絲，只不過受拉力的大小不同而選擇不同的材料,北京北三環(huán)東路30號,PAGE26,二、軟件的操作,北京北三環(huán)東路30號,PAGE27,臨時用電軟件操作,1.菜單操作 2.工程的設置：定義施工現(xiàn)場的導線工作溫度，使電線電纜按敷設方式的安全載流量要進行采用相應的公式進行修正； 3.電器參數(shù)的選擇（注：此步的主要作用是方便下步定義各級干線、分配箱及電機，用戶也可以不進行此步操作，在定義各級干線分配箱及電機時在【節(jié)點屬性】中進行設置） 4.增加節(jié)點或者配電箱。 5.用電計算（負荷計算、變壓器的選擇、導線的選擇、熔斷器的選擇、漏電保護器的選擇） 6.計算（出臨時用電施工組織設計）保存計算書為.doc。,