1Electricity design for a government buildingBa.D. Candidate: Supervisor: Assistant Tutor: Major: 摘 要本設(shè)計(jì)是某高層行政中心的建筑電氣設(shè)計(jì)，建筑物高 33 米，地下一層，其主要有車庫(kù)、消防控制室、變配電室、柴油發(fā)電機(jī)房和幾個(gè)較大的會(huì)議室。地上九層，主要為各部門辦公室、會(huì)議室、接待室等。由于建筑電氣的設(shè)計(jì)涉及的范圍很廣，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)僅對(duì)大樓電氣設(shè)計(jì)的部分主要內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)、大樓部分照明設(shè)計(jì)、部分動(dòng)力設(shè)計(jì)、防雷接地設(shè)計(jì)。在對(duì)大樓進(jìn)行設(shè)計(jì)前，先收集了相關(guān)的資料和參閱了相關(guān)的規(guī)范。在負(fù)荷統(tǒng)計(jì)過程利用了需要系數(shù)法、單位指標(biāo)法等方法，再計(jì)算出各回路的計(jì)算電流，選取各級(jí)開關(guān)電器的型號(hào)，然后再按一定折扣選擇導(dǎo)線的截面和母線的截面，接著計(jì)算出高、低壓側(cè)的短路電流，最后完成各種開關(guān)電器、電纜和母線的校驗(yàn)。在進(jìn)行照明設(shè)計(jì)時(shí)，先對(duì)了一個(gè)房間計(jì)算了其需要的燈具數(shù)目，確定了燈具間的間距，以此來(lái)對(duì)其他房間進(jìn)行布置燈具。在進(jìn)行防雷接地設(shè)計(jì)時(shí)，先確定了其防雷等級(jí)，再對(duì)屋頂進(jìn)行了避雷帶的設(shè)計(jì)和負(fù)一層接地設(shè)計(jì)。最后介紹了一些電氣安全的相關(guān)問題。關(guān)鍵字：負(fù)荷計(jì)算，短路電流，照明IABSTRACTThis Project is the electricity design for a government building. This building is 46.2m high, and the area is about 20000m2. It has one layer underground, which has a garage, and some conference rooms. There are same rooms for power distribution, fire control, diesel generating set and so on.The electricity design for a building involves many subjects, so I only design the main parts of the electricity design for the government building. I design the systems of the power distribution, the arrangement plan of the room of diesel generating set, the grading, the dynamic force of the building and the grounding for lightening.Before I design the electricity for the government building, I read many standards of the electricity design and all of the information of the government building. I make use of the demand coefficient method and use the unit index sign method to statistics the load. I compute the load current of each circuit and select the levels of all switches, then press certain discount choice to select the sectional area of each wire and bus bar. Later, I compute the short-circuit currents of the high-tension lines and the low lines. I also check the reliabilities of some switches, wires and bus bars to assurance the safety of the system. When designing the system of the grading, I choose a room to know the distance of two lamps. Then, I calculate the number of the lamp in the room. Last, I check the illumination of the room. When designing the system of the grading of the building, I define the level of grounding for lightening of the building. Then I design the lightning conductor of the roof and the ground wire. In the last part of the passage, I introduce some knowledge about the safety of the electricity.Key words: loading calculate, short-circuit current, illuminateII目 錄中文摘要 .Ⅰ英文摘要 .Ⅱ1 緒論 .11.1 工程概況 11.2 本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 22 負(fù)荷分級(jí)和主接線圖 .32.1 負(fù)荷分級(jí)的意義 32.2 負(fù)荷分級(jí)的規(guī)定 32.3 本工程的負(fù)荷分級(jí) .32.4 主接線方案 42.1.1 對(duì)主接線的基本要求 42.1.2 不同等級(jí)的負(fù)荷對(duì)電源的要求 42.1.3 主接線圖 .53 負(fù)荷計(jì)算 .73.1 負(fù)荷計(jì)算的意義 73.2.負(fù)荷計(jì)算的方法 73.3 本工程的負(fù)荷計(jì)算 .74 無(wú)功功率補(bǔ)償 104.1 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x .104.2.無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆椒?104.3 各臺(tái)變壓器補(bǔ)償容量的計(jì)算 105 線纜的選擇 125.1 線路選擇條件分析 125.2 本工程配電線纜的選擇 136 變壓器的選擇 146.1 變壓器選擇的一般原則 146.2 本工程選用的變壓器 .147 柴油發(fā)電機(jī)房的設(shè)計(jì) 165.1 柴油發(fā)電機(jī)容量的確定 165.2 柴油發(fā)電機(jī)房的布置 .168 短路電流的計(jì)算 .19III8.1 計(jì)算短路電流的意義 .198.2 幾個(gè)重要的短路參數(shù) .208.3 短路各元件阻抗的計(jì)算方法 208.4 幾個(gè)回路的短路電流計(jì)算 .218.4.1 高壓側(cè)短路電流的計(jì)算 218.4.2 負(fù)一層照明回路短路電流計(jì)算 .228.4.3 生活電梯短路回路電流計(jì)算 238.4.4 生活水泵短路回路電流計(jì)算 259 電器的選擇和線路動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn) 279.1 高壓母線動(dòng)熱穩(wěn)定的校驗(yàn) .279.2 高壓進(jìn)線電纜的選擇與校驗(yàn) 289.3 斷路器的校驗(yàn) 289.4 隔離開關(guān)的校驗(yàn) .299.5 幾個(gè)低壓線路熱穩(wěn)定的校驗(yàn) 299.6 電流互感器的校驗(yàn) 299.7 生活電梯回路電壓損失計(jì)算 3010 照明設(shè)計(jì) 3210.1 照明設(shè)計(jì)的基本要求 .3210.2 照度計(jì)算 3210.3 照明平面圖 .3411 防雷接地設(shè)計(jì) .3511.1 防雷分級(jí) 3511.2 防雷措施 3511.3 接地措施 3612 電氣安全 3712.1 電氣安全問題的提出 .3712.2 低壓系統(tǒng)的接地形式 .3713 結(jié)論 41參考文獻(xiàn) .4201 緒論1.1 工程概況本工程是一政府辦公行政大樓，建筑物長(zhǎng) 160 米，寬 80 米。高 33 米，地下一層，其主要有車庫(kù)、消防控制室、變配電室、柴油發(fā)電機(jī)房和幾個(gè)較大的會(huì)議室。地上九層，主要為各部門辦公室、會(huì)議室、接待室等。總面積為 20000M2，電力負(fù)荷簡(jiǎn)單，主要為照明、消防和動(dòng)力負(fù)荷， ，其動(dòng)力負(fù)荷又主要是空調(diào)。①供電協(xié)議本工程與供電局達(dá)成的以下協(xié)議：1）由負(fù)一層引入一回 10KV 電源。電源的短路容量為 400MVA。2）要求本樓變配電所定時(shí)過電流保護(hù)整定時(shí)間小于 1.0s。3）要求低壓 400V 側(cè) ≥0．94。cos?②氣象條件本工程的氣象資料：1）最熱月平均氣溫 30℃。2）年平均雷爆日 40.6 天。3）最大風(fēng)力為 7 級(jí)。4）本地為濕熱型氣候。③主要電氣設(shè)備及用電負(fù)荷1）給排水系統(tǒng)：根據(jù)所給設(shè)計(jì)資料，生活泵：2 臺(tái)，P=11KW,1 用 1 備；水池放空泵：1 臺(tái)，P=0.75KW；噴淋泵：2 臺(tái)，P=22KW，1 用 1 備；消火栓泵：P=30KW,1 用 1 備；潛水泵 2 臺(tái)，P=4KW,1 用 1 備。2）通風(fēng)系統(tǒng)根據(jù)所給條件圖，正壓風(fēng)機(jī)，2 臺(tái)，P=18.5KW；風(fēng)機(jī)盤管，309 臺(tái)，功率分為0.082KW、0.096KW、0.041KW 和 0.037KW 四種3）空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)所給條件圖，空調(diào)機(jī)：雙層面板型空調(diào)箱，2 臺(tái)，P1=15KW，P2=5.5KW；吊頂超薄型空氣處理機(jī)，34 臺(tái)，功率為 0.5KW 和 0.75KW 兩種。冷水機(jī)組：P1=148.8KW, P2=165.4KW；冷卻泵：2 臺(tái)，P=30*2KW；冷凍泵：2 臺(tái)P=18.5*2KW；冷卻塔：11KW。4）其它用電負(fù)荷1生活電梯，1 臺(tái)，20Kw；消防電梯，1 臺(tái) ，20K；W 消防監(jiān)控系統(tǒng)用電，10Kw ；有線電視系統(tǒng)用電，10Kw；其它弱電系統(tǒng)用電，20Kw；廣告、環(huán)境照明預(yù)留負(fù)荷，010KW；議廳音控室預(yù)留，15KW。1.2 本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)內(nèi)容建筑電氣設(shè)計(jì)是在認(rèn)真執(zhí)行國(guó)家技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策和有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的前提下，進(jìn)行工業(yè)與民用建筑中的建筑電氣設(shè)計(jì)，滿足保障人身、設(shè)備及建筑物安全、供電可靠、電能訂約、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理的要求。建筑電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容很多，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)僅對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)、大樓部分照明設(shè)計(jì)、部分動(dòng)力設(shè)計(jì)、防雷接地設(shè)計(jì)和監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（選做） 。通過這些設(shè)計(jì)，使自己加深對(duì)理論知識(shí)的理解，也是對(duì)上學(xué)期期末課程設(shè)計(jì)的深化，掌握建筑電氣的一般設(shè)計(jì)方法和步驟。①供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算、短路電流計(jì)算、合理選擇高、低壓主接線方案，確定并校驗(yàn)個(gè)主要的設(shè)備的整定值，合理選擇變壓器和自備用發(fā)電機(jī)，設(shè)計(jì)必要的保護(hù)措施，完成高底壓配電系統(tǒng)圖②柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)計(jì)合理選擇柴油發(fā)電機(jī)房的位置以及柴油發(fā)電機(jī)容量、控制保護(hù)方式。③部分照明設(shè)計(jì)進(jìn)行大樓二、四、七層照明設(shè)計(jì)（含應(yīng)急照明） ，并且根據(jù)大樓各部分的功能進(jìn)行照度計(jì)算并且校核，完成相關(guān)的配電箱系統(tǒng)圖④部分動(dòng)力設(shè)計(jì)進(jìn)行大樓二、四、七層動(dòng)力設(shè)計(jì)，根據(jù)其它工種提供的設(shè)備資料，合理設(shè)計(jì)動(dòng)力系統(tǒng)⑤防雷接地設(shè)計(jì)防雷接地設(shè)計(jì)包括防雷等級(jí)、防雷措施、防雷裝置的安裝位置；接地電阻的確定和接地裝置的安裝地點(diǎn)和方法等 102 負(fù)荷分級(jí)和主接線圖2.1 負(fù)荷分級(jí)的意義對(duì)用戶供電的可靠性越高，當(dāng)然越好，但是可靠性的增加，必然導(dǎo)致設(shè)備的增加，從而導(dǎo)致投資的增加，同時(shí)無(wú)必要的提高用戶的負(fù)荷等級(jí)是也是對(duì)電能資源的浪費(fèi)，所以必須對(duì)用戶的負(fù)荷級(jí)別進(jìn)行分類，必須注意的是，在一個(gè)工業(yè)或民用建筑中，并不是所以的用電設(shè)備都屬于同一等級(jí)的負(fù)荷，所以需要對(duì)用戶各個(gè)用電設(shè)備的負(fù)荷等級(jí)分別考慮。本工程是一縣級(jí)辦公大樓，辦公樓功能簡(jiǎn)單，所以負(fù)荷也比較簡(jiǎn)單，大致有動(dòng)力（主要是空調(diào)）、照明和消防等負(fù)荷。2.2 負(fù)荷分級(jí)的規(guī)定《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)負(fù)荷分級(jí)做了一下規(guī)定 [1]：電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響的程度，分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷及三級(jí)負(fù)荷。①符合下列情況之一，為一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將造成重大政治影響者；中斷供電將造成重大經(jīng)濟(jì)損失者；中斷供電將造成公共場(chǎng)所秩序嚴(yán)重混亂者。對(duì)于某些特等建筑，如重要的交通樞紐、重要的通信樞紐、國(guó)賓館、國(guó)家級(jí)及承擔(dān)重大國(guó)事活動(dòng)的會(huì)堂、國(guó)家級(jí)大型體育中心，以及經(jīng)常用于重要國(guó)際活動(dòng)的大量人員集中的公共場(chǎng)所等的一級(jí)負(fù)荷，為特別重要負(fù)荷。中斷供電將影響實(shí)時(shí)處理計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正常工作或中斷供電后將發(fā)生爆炸、火災(zāi)以及嚴(yán)重中毒的一級(jí)負(fù)荷亦為特別重要負(fù)荷。②二級(jí)負(fù)荷中斷供電將造成較大政治影響者；中斷供電將造成較大經(jīng)濟(jì)損失者；中斷供電將造成公共場(chǎng)所秩序混亂者。③三級(jí)負(fù)荷不屬于一級(jí)和二級(jí)的電力負(fù)荷。2.3 本工程的負(fù)荷分級(jí)1查閱《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》以及相關(guān)的規(guī)范，無(wú)法具體的找到該縣級(jí)辦公樓的負(fù)荷分級(jí)，因?yàn)椤睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計(jì)規(guī)范》不可能對(duì)每個(gè)建筑的每個(gè)部分的作出明確的負(fù)荷分級(jí)規(guī)定。該建筑 33m,屬于二類高層，《高層民用建筑防火規(guī)范》對(duì)消防負(fù)荷作出了以下規(guī)定 [2]：高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設(shè)施、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志和電動(dòng)的防火門、窗、卷簾、閥門等消防用電，一類高層建筑應(yīng)按一級(jí)負(fù)荷要求供電，二類高層建筑應(yīng)按二級(jí)負(fù)荷要求供電。既然消防負(fù)荷屬于二級(jí)負(fù)荷，那么像一般的照明和動(dòng)力負(fù)荷只能屬于三級(jí)負(fù)荷了，該大樓負(fù)一層為設(shè)備層，如消防控制室變配電室等，其照明用電肯定要求較高的可靠性，所以把負(fù)一層的照明負(fù)荷歸為二類負(fù)荷。綜上所述，本工程負(fù)荷分級(jí)為：①二級(jí)負(fù)荷：負(fù)一層照明、潛水泵、生活電梯、生活水泵、消防監(jiān)控系統(tǒng)、水池放空泵、噴淋泵、消火栓泵、消防電梯、應(yīng)急照明、正壓風(fēng)機(jī)、生活電梯、生活水泵。②三級(jí)負(fù)荷：除負(fù)一層外的各層照明，鍋爐，空調(diào)負(fù)荷、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、冷水機(jī)組、等動(dòng)力負(fù)荷，2.4 主接線方案主接線是指由各種開關(guān)電器、電力變壓器、母線、電力電纜或?qū)Ь€、移相電容器、避雷器等用電設(shè)備依一定次序相連接和分配電能的電路。2.4.1 對(duì)主接線的基本要求①安全性 必須保證在任何可能的運(yùn)行方式下及檢修狀態(tài)下運(yùn)行人員及設(shè)備的安全；②可靠性 主接線的可靠性由用電負(fù)荷的電壓等級(jí)確定，需要考慮是否方便電氣元件的投切操作；③靈活性 應(yīng)能適應(yīng)各種可能的運(yùn)行方式的要求，保證各種不正常運(yùn)行方式下系統(tǒng)仍能達(dá)到足夠的供電質(zhì)量；④經(jīng)濟(jì)性 應(yīng)滿足最少的投資與運(yùn)行費(fèi)用的要求，使得總經(jīng)濟(jì)效益最佳。這幾個(gè)要求，主接線都必須滿足，在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，優(yōu)先考慮安全性，最后考慮經(jīng)濟(jì)性。2.4.2 不同等級(jí)的負(fù)荷對(duì)電源的要求：對(duì)建筑物的負(fù)荷進(jìn)行分級(jí)后，確定主接線時(shí)，還應(yīng)該了解《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)不同等級(jí)的負(fù)荷等級(jí)供電要求的規(guī)定 [3]：①一級(jí)負(fù)荷對(duì)電源的要求 一級(jí)負(fù)荷中有普通一級(jí)負(fù)荷和特別重要負(fù)荷。2普通一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)電源供電，且當(dāng)其中一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)不應(yīng)該同時(shí)損壞。在我國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，符合下列條件之一，即認(rèn)為滿足一級(jí)負(fù)荷的供電要求：電源來(lái)自兩個(gè)不同的發(fā)電廠；電源來(lái)自兩個(gè)不同的區(qū)域變電站；電源來(lái)自一個(gè)區(qū)域變電站和自備用發(fā)電設(shè)備。一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，除滿足一級(jí)負(fù)荷要求的兩個(gè)電源外，還應(yīng)該增設(shè)應(yīng)急電源專門對(duì)此負(fù)荷供電。②二級(jí)負(fù)荷一般由兩回路供電，這里一定要區(qū)分兩回路不是兩個(gè)電源，只要電源來(lái)自同一區(qū)域變電站的不同變壓器可認(rèn)為滿足要求。③三級(jí)負(fù)荷沒有特別要求，一般由一回路供電2.4.3 主接線圖可以確定其主接線圖如下圖圖 2.1這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)分析如下：前面已經(jīng)分析了消防負(fù)荷、生活水泵、生活電梯、負(fù)一層照明和應(yīng)急照明為3二級(jí)負(fù)荷；其他樓層照明和空調(diào)負(fù)荷、冷水機(jī)組、冷卻水泵，冷卻塔等為三級(jí)負(fù)荷。①高壓由一電源供電，接三個(gè)變壓器，變壓器 T1 和 T2 都接一部分三級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷，他們之間是聯(lián)動(dòng)的，當(dāng)一個(gè)變壓器發(fā)生故障或者需要維護(hù)時(shí)，其負(fù)荷轉(zhuǎn)接到另一個(gè)變壓器上，從而保證了起供電的由于鍋爐容量（P=720KW）較大，單獨(dú)由一臺(tái)變壓器 T3 供電。②二級(jí)負(fù)荷由兩個(gè)變壓器供電，在末端切換，滿足了《民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)二級(jí)別負(fù)荷供電方式的要求，同時(shí)在柴油發(fā)電機(jī)與變壓器 T2 的低壓母線處設(shè)置一個(gè)自動(dòng)切換開關(guān)，也可以在停電、火災(zāi)或兩臺(tái)變壓器故障檢修時(shí)對(duì)二級(jí)負(fù)荷供電，屬于熱備用方式，這樣提高了對(duì)二級(jí)負(fù)荷的供電的可靠性。03 負(fù)荷計(jì)算3.1 負(fù)荷計(jì)算的意義負(fù)荷計(jì)算是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要步驟，因?yàn)槿魏卧O(shè)備和線纜的選取都是以負(fù)荷計(jì)算中最重要的內(nèi)容計(jì)算電流來(lái)決定的。3.2 負(fù)荷計(jì)算的方法若已知一個(gè)供電范圍內(nèi)的所有電氣設(shè)備的容量之和為 ，當(dāng)這些設(shè)備正常P?使用的時(shí)候，由于各種原因，該供電范圍內(nèi)的計(jì)算負(fù)荷 總會(huì)比電氣設(shè)備的容量c之和少，即：（3.1）1nciPK?式中 ---是一個(gè)小于 1 的數(shù)K---各個(gè)用電設(shè)備的功率iP確定這個(gè) 值常用的方法用需要系數(shù)法、二項(xiàng)式和利用系數(shù)法。若在電氣設(shè)備數(shù)量和容量都不清楚的情況下，要想得到某種使用功能場(chǎng)所的計(jì)算負(fù)荷，可以采用各種用電指標(biāo)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，其方法有：負(fù)荷密度法、單位指標(biāo)法、住宅用電量指標(biāo)法。本工程采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，因?yàn)?，本工程設(shè)備臺(tái)數(shù)多，同時(shí)本工程又處于初步設(shè)計(jì)階段，選用需要系數(shù)較為準(zhǔn)確和方便。3.3 本工程的負(fù)荷計(jì)算本工程的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)主要根據(jù)設(shè)備的容量和其的需要系數(shù)來(lái)統(tǒng)計(jì)，最后取 0.9的同時(shí)系數(shù)，對(duì)于照明、插座按 40W/ 的方法估算。用到的公式如下2m（3.2）1ncdiPK??（3.3）/osS?（3.4）3cIU（3.5）2cQ?式中 ----功率因數(shù)cos?----需要系數(shù)dK----電壓等級(jí)，取 0.38KVU----計(jì)算有功功率 單位 KWcP----計(jì)算無(wú)功功率 單位 KVARQ----計(jì)算視在功率 單位 KVAcS1----計(jì)算電流 單位 AcI以一層照明為例照明、插座負(fù)荷按 40W/ 的方法估算,一層的房屋很多,總2m面積為 =2250 , KW,查《民用建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》，辦公照明，其需S2m409cPS??要系數(shù)可取 0.9，功率因數(shù)取 0.8，根據(jù)公式（3.5）得：KW1.81ncdiK??KVA/os/0.25?A3.(3)13.6cISU??KVAR2 .7cQP??負(fù)荷計(jì)算表表 3.1設(shè)備 功率(KW) 個(gè)數(shù) 容量 需要系數(shù) 功率因數(shù) Pc(KW) Qc(KVAR) Sc(kVA) Ic(A)負(fù)一層照明 85 0.9 0.8 76.5 57.375 95.625 145.1一層照明 90 0.9 0.8 81 60.75 101.25 153.6二層照明 79 0.9 0.8 71.1 53.325 88.875 135三層照明 79 0.9 0.8 71.1 53.325 88.875 135四、五層照明 61 0.9 0.8 54.9 41.175 68.625 104.4六、七層照明 61 0.9 0.8 54.9 41.175 68.625 104.4八、九、屋頂 40 0.9 0.8 36 27 45 68.3廣告，環(huán)境 10 1 0.9 10 4.841 11. 16.89音控室預(yù)留 15 15 1 0.9 15 7.2316 16.666 25.37有線電視系統(tǒng) 10 10 1 0.9 10 4.841 11. 16.89其它弱電系統(tǒng) 20 20 1 0.9 20 9.61 22.22 33.78同時(shí)系數(shù) 0.9照明用電 495 0.8099 445.45 324.644 556.18設(shè)備 功率(KW) 個(gè)數(shù) 容量 需要系數(shù) 功率因數(shù) Pc(kW) Qc(kVAR) Sc(kVA)動(dòng)力風(fēng)機(jī)盤管 0.082 12 0.984 0.7 0.6 0.6888 0.9184 1.148風(fēng)機(jī)盤管 0.082 100 8.2 0.7 0.6 5.74 7.6533 9.5667風(fēng)機(jī)盤管 0.041 56 2.29 0.7 0.6 1.6072 2.1423 2.6787風(fēng)機(jī)盤管 0.037 74 2.73 0.7 0.6 1.9166 2.5567 3.19332續(xù)表 3.1空調(diào)箱 15 1 15 1 0.8 15 11.25 18.75空調(diào)箱 5.5 1 5.5 1 0.8 5.5 4.125 6.875空氣處理機(jī) 0.55 1 0.55 0.8 0.8 0.44 0.33 0.55空氣處理機(jī) 0.55 19 10.5 0.8 0.8 8.36 6.27 10.45空氣處理機(jī) 0.55 10 5.5 0.8 0.8 4.4 3.3 5.5吊空氣處理機(jī) 0.75 4 3 0.8 0.8 2.4 1.8 3同時(shí)系 0.9空調(diào)負(fù)荷 54.5 0.7304 45.4995 41.7135 62.295 83.56冷凍水泵 18.5 2 37 1 0.8 37 27.75 46.25 56.22冷卻水泵 30 2 60 1 0.8 60 36 60 91.16冷卻塔 11 1 11 1 0.8 11 8.25 13.75 20.89冷水機(jī)組 148.8 1 148.8 1 0.8 148.8 111.6 186 282.6冷水機(jī)組 165.4 1 165.4 1 0.8 165.4 124.05 206.75 314.1水池放空泵 0.75 1 0.75 1 0.8 0.75 0.57 0.94 1.428潛水泵 4 1(1) 4 1 0.8 4 3 5 7.6生活水泵 11 1(1) 11 1 0.8 11 8.25 13.75 20.89生活電梯 20 1 20 1 0.8 20 15 25 38動(dòng)力總計(jì) 512.35 0.7902 461.3 360.966 592.15生活水泵 11 1(1) 11 1 0.8 11 8.25 13.75 20.89負(fù)一層照明 85 0.9 0.8 76.5 57.375 95.625 145.1潛水泵 4 1(1) 4 1 0.8 4 3 5 7.6消防監(jiān)控 10 10 1 0.9 10 4.84 11.1 16.86水池放空泵 0.75 1 0.75 1 0.8 0.75 0.57 0.94 1.428噴淋泵 22 1(1) 22 1 0.8 22 16.5 27.5 41.7消火栓泵 30 1(1) 30 1 0.8 30 22.5 37.5 56.89消防生活電梯 20 1 20 1 0.8 20 15 25 38正壓風(fēng)機(jī) 18.5 2 15 1 0.8 37 44.25 46.25 56.2應(yīng)急照明 10 10 1 0.9 10 4.84 11.1 16.89備用總計(jì) 230.25 178.538 282.2604 無(wú)功功率補(bǔ)償4.1 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x在工業(yè)和民用用電設(shè)備中，有大量設(shè)備的工作需要通過向系統(tǒng)吸收感性的無(wú)功功率來(lái)建立交變的磁場(chǎng)，這使得電力系統(tǒng)中無(wú)功功率的成分增加，分析如下：，取用同樣的有功功率 時(shí)，當(dāng)功率因數(shù) 越低時(shí)，需要電網(wǎng)提/cosSP??Pcos?供的供電容量 就越大，對(duì)供電效率是不利的。當(dāng)負(fù)載的有功功率 和電壓 一S PU定時(shí)，根據(jù) ，低壓側(cè)流過配電網(wǎng)絡(luò)的電流 大，需要選擇大容量的變/3IUI配電設(shè)備(發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)、線路)，增加設(shè)備的投資費(fèi)用。另外,大的電流流過配電網(wǎng)絡(luò)，電能損耗大，電壓偏差大。 提高功率因數(shù)以寸節(jié)約電能、提高供電質(zhì)量、提高設(shè)備效用和節(jié)省投資都有重要意義。供電部門規(guī)定，凡功率因數(shù)低于規(guī)定值時(shí)，將予以罰款。1 k 以上高壓供電的用電單位，月平均功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到 0.9 以上；0. 4kV 低壓供電的用電單位，月平均功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到 0.85 以上。根據(jù)本工程的供電協(xié)議要求，低壓側(cè)補(bǔ)償?shù)?0.94。4.2 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆椒ㄌ岣吖β室驍?shù)的措施：一般可以從兩個(gè)方面采取措施，一是提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，另一個(gè)是采用人工補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ箍偟墓β室驍?shù)得以提高。提高自然功率因數(shù)一般是合理選用電動(dòng)機(jī)和變壓器。人工補(bǔ)償有兩種方法：一是采用同步電機(jī)補(bǔ)償，但是其投資和損耗較大，又不方便維護(hù)、檢修，所以供配電中很少采用這一補(bǔ)償方式，另一種是采用并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式，也是現(xiàn)在供配電中普遍采用的方式，具有有功損耗小、運(yùn)行維護(hù)方便、補(bǔ)償容量增減方便等優(yōu)點(diǎn)。正是基于并聯(lián)電容器補(bǔ)償方式的這些優(yōu)點(diǎn)，本工程采用并聯(lián)電容器的補(bǔ)償。4.3 各臺(tái)變壓器補(bǔ)償容量的計(jì)算補(bǔ)償容量的計(jì)算方法：（4.1）'(tant)CQP???其中 -------需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率的容量-------計(jì)算負(fù)荷-------補(bǔ)償前的功率因數(shù)角-------要達(dá)到的功率因數(shù)角'?根據(jù)本工程的供電協(xié)議，變壓器低壓側(cè)需保證功率因數(shù) 0.94，取cos??10.94，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算表和主接線得各變壓器的總計(jì)算負(fù)荷表：補(bǔ)償前各變壓器低壓側(cè)的參數(shù) 表 4.1設(shè)備 功率(KW)容量(KW)同 時(shí)系 數(shù)功率因數(shù) Pc(KW) Qc(KVAR) Sc(KVA) Ic(A)變壓器 T3 720 1 0.9 720 348.7119 800 1214變壓器 T2 512.53 0.9 0.7904 461.3 360.9668 592.2 898變壓器 T1 495 0.9 0.8098 445 324.6864 556.18 844① 對(duì)于變壓器 T2 來(lái)說'1 1arcos0.79423.,arcos0.941.5?????'1(tnta)5(7836)2varCQP K???選用 BCMJ3-0.4-50-3，其額定容量為 50Kavr, N=211/50=4.22, 考慮到一定的裕量，取 5 個(gè)，則實(shí)際補(bǔ)償容量為 。' 2varcQK② 對(duì)于變壓器 T1 來(lái)說 '2 2arcos0.8936,aros0.941.5?????'2(tnt)5(736)80arCQP??選用 BCMJ3-0.4-50-3，其額定容量為 50Kavr, N=180/50=3.6,考慮一定的裕量取 4 個(gè)，則實(shí)際補(bǔ)償容量為 '4varcK?③ 對(duì)于變壓器 T3 來(lái)說 '3 3aros0.9.8,cos.941.5????'3(tnt)72(06)8varCPk??選用 BCMJ3-0.4-50-3，其額定容量為 50Kavr, N=88/50=1.76, 考慮一定的裕量，取 2 個(gè)，總補(bǔ)償容量為 100Kavr。計(jì)算補(bǔ)償后的變壓器低壓側(cè)的參數(shù) 表 4.2設(shè)備功率(kw)設(shè)備容量需要系數(shù)功率因數(shù) Pc(KW) Qc(KVAR) Sc(kVA) Ic(A)電熱式鍋爐 720 720 1 0.945 720 248.7119 762 762動(dòng)力總計(jì) 512.53 0.9 0.96 461.3 110 481 503.66照明用電 495 0.9 0.963 445 124.6864 462.2 70205 線纜的選擇5.1 線路選擇條件分析線路包括中壓線路、低壓線路、中性線和保護(hù)線，線路的選擇必須對(duì)這幾中線路分別考慮①中壓線路由于距系統(tǒng)近,短路電流大且故障切除時(shí)間相對(duì)長(zhǎng)，但其上負(fù)荷電流較小，中壓線纜選擇的主要矛盾是能否承受短時(shí)短路電流的作用，即熱穩(wěn)定問題,因此，一般用熱穩(wěn)定來(lái)確定線纜的截面，再以其他的條件來(lái)校驗(yàn).②低壓線路由于低壓線路負(fù)荷電流相對(duì)較大，短路電流較小且故障切除時(shí)間相對(duì)短，線纜選擇的主要矛盾是能否長(zhǎng)期承受工作電流，故一般以載流量條件來(lái)選擇線纜，再用其他的條件來(lái)校驗(yàn)。當(dāng)線路負(fù)荷電流較小，傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)，則應(yīng)該充分考慮到電壓損，以電壓損失為確定電纜截面的首要條件。③關(guān)于中性線的選擇 在我國(guó)的電力系統(tǒng)中，目前大多數(shù)的中壓電網(wǎng)都是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，沒有中性線，而低壓系統(tǒng)則是中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，且一般配有中性線，該中性線是一種載流導(dǎo)體。在三相四線或二相三線系統(tǒng)中，當(dāng)用電負(fù)荷大部分為單相負(fù)荷或?yàn)闅怏w放電等有三次諧波產(chǎn)生的負(fù)荷時(shí)，中性線的截面不應(yīng)該小于相線截面。④保護(hù)線的選擇上述線路的選擇原則是針對(duì)載流導(dǎo)體而言，而保護(hù)線在系統(tǒng)正常工作時(shí)，是非載流導(dǎo)體，保護(hù)線的選擇原則是應(yīng)使保護(hù)線完成保護(hù)功能.保護(hù)線應(yīng)能承受故障電流在故障持續(xù)時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱作用，保證熱穩(wěn)定，即保護(hù)線的截面滿足表所列數(shù)據(jù)要求 [4]：保護(hù)線截面選擇 表 5.1線路相線截面 保護(hù)線與線路相線材料相同時(shí)的保護(hù)線截面≤16 A16＜A≤35 16＞35 A/215.2 本工程配電線纜的選擇針對(duì)本工程，由以上的分析這樣來(lái)確定，對(duì)于中壓線路先計(jì)算短路電流,用熱穩(wěn)定來(lái)確定線纜的截面。對(duì)于低壓配電線路，先求負(fù)荷電流，用載流量來(lái)選擇導(dǎo)線截面,再用熱穩(wěn)定來(lái)校驗(yàn)。對(duì)于電梯回路，由于其線路很長(zhǎng)，其電壓損失可能很大，主要用電壓損失來(lái)選擇導(dǎo)線截面。配電線路選擇交聯(lián)聚乙烯絕緣電力線纜（YJV），這種電纜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，外徑小、重量輕、載流量比普通的電纜大，敷設(shè)方便，本工程中配電線路均選用 ZR-YJV 線纜。以負(fù)一層照明回路、生活電梯回路和生活水泵回路為例子分析低壓線纜截面的選擇。負(fù)一層照明的計(jì)算電流為 145.1A，查《民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 6.2.8-1,知道 50、70、95 的額定載流量為 177A、227A、277A?？紤]到電纜的載流量一般都達(dá)不到其所給的額定載流量，按其 80%計(jì)算，這樣它們的實(shí)際載流量為141A、181A、221A。故選用 YJV--4*70+1*35。生活電梯回路的計(jì)算電流為 38A，查《民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 6.2.8-1，知道 16、25、35 的額定載流量為 87A、116A、141A。實(shí)際載流量也是按額定載流量的 80%計(jì)算，這樣它們的實(shí)際載流量為 69.6A、92.8A、112.8A。選擇 5*16就可以，但是考慮到電壓損失，可以選大一點(diǎn)，選 YJV--3*25+2*16同樣的道理，生活水泵的計(jì)算電流為 20.89A，查《民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》，考慮到裕量，選用 YJV--5*16。06 變壓器的的選擇6.1 變壓器選擇的一般原則①按負(fù)荷計(jì)算確定變壓器的容量、臺(tái)數(shù)、無(wú)功功率的補(bǔ)償，負(fù)荷計(jì)算以需要系數(shù)法為主。高壓側(cè)的負(fù)荷應(yīng)計(jì)及變壓器在計(jì)算負(fù)荷時(shí)的有功及無(wú)功損耗。②所需變壓器容量超過 5OOkVA 或有較大的一、二級(jí)負(fù)荷時(shí)，宜選用二臺(tái)變壓器:若有較大的季節(jié)性負(fù)荷，如空調(diào)用電，可單獨(dú)設(shè)立變壓器；當(dāng)備用電源容童受到限制時(shí)，應(yīng)將重要負(fù)荷及維持正常工作必需的負(fù)荷集中在一臺(tái)或幾臺(tái)變壓器中，其他不重要負(fù)荷另設(shè)變壓器，以便使用備用電源時(shí)切除方便。③按目前低壓開關(guān)的生產(chǎn)狀況，室內(nèi)每臺(tái)變壓器容量最大可達(dá) 2500kVA;安裝在高層的變壓器，應(yīng)考慮到垂直、水平運(yùn)輸?shù)目赡苄赃x擇其容量。④單相負(fù)荷較多、或使用電子整流器及可控硅等設(shè)備的場(chǎng)合，宜選用D，Y11 型變壓器。⑤獨(dú)立變電所，可選用節(jié)能型油漫變壓器，可安裝于一層;附設(shè)在建筑物外墻及一層裙房的變壓器，容量在 400kVA 及以下時(shí)可采用節(jié)能型油浸變壓器； 若在建筑物地下室或樓層內(nèi)設(shè)置的變壓器，應(yīng)采用干式變壓器，若與低壓屏并列安裝時(shí)，應(yīng)選用箱型干式變壓器。6.2 本工程選用的變壓器本工程選用 SCB9 系列變壓器，其有以下優(yōu)點(diǎn)：SC（B9）型環(huán)氧樹脂澆注的容量 2500KVA、電壓 10KV 級(jí)及以下系列干式變壓器，是引進(jìn)歐洲最新帶填料薄絕緣真空澆注和箔式繞組技術(shù)制造。產(chǎn)品具有損耗低、噪聲低、體積小、防潮、耐污、抗沖擊、阻燃、過載能力強(qiáng)和局部放電量小等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)考核產(chǎn)品性能達(dá)到并超過 IEC726、GB/T6450、GB/T10228 標(biāo)準(zhǔn)。其使用環(huán)境條件：①、海拔高度不超過：1000 米；②、環(huán)境溫度：日最高氣溫：+40℃；③、最高日平均氣溫：+30℃；④、最高年平均氣溫：+20℃；⑤、日最低氣溫：5℃（戶內(nèi)）；⑥、空氣相對(duì)濕度：不大于 90%（+25℃）；⑦、安裝場(chǎng)所：無(wú)劇烈振動(dòng)、爆炸危險(xiǎn)化學(xué)腐蝕的地點(diǎn)；⑧、特殊條件：由本廠與用戶協(xié)商確定。1根據(jù)工程的氣象條件：①、最熱月平均氣溫 30℃；②、年平均雷爆日 40.6 天；③、最大風(fēng)力為 7 級(jí)；④、本地為濕熱型氣候。通對(duì)比本工程的氣象條件和 SCB9 系列變壓器所要求的環(huán)境條件，SCB9 系列變壓器很適合。選用三臺(tái) SCB9 變壓器，額定容量分別為630KVA、630KVA、800KVA。207 柴油發(fā)電機(jī)房的設(shè)計(jì)7.1 柴油發(fā)電機(jī)容量的確定參考主接線圖（圖紙電施 2），柴油發(fā)電機(jī)主要和變壓器 T2 采用自動(dòng)切換對(duì)二級(jí)負(fù)荷供電。根據(jù)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表，需要的備用電源的功率，選用康明斯公司生產(chǎn)的 KC285GF 型號(hào)的柴油發(fā)電機(jī)組，230,85CPKWIA??其常用功率為 250 ，能夠滿足要求。285GF 型號(hào)數(shù)據(jù) 表 7.1型號(hào) 備用/常用功率 KW 滿載耗油 升/小時(shí)尺寸 長(zhǎng)*寬*高mm重量 KGKC285GF 285/250 70 3250*980*1720 32757.2 柴油發(fā)電機(jī)房的布置柴油發(fā)電機(jī)房(又稱柴油發(fā)電站)一般設(shè)有發(fā)電機(jī)間、控制及配電室、燃油準(zhǔn)備及處理間、備品備件貯藏間、修理間、貯油庫(kù)等。小型柴油機(jī)發(fā)電房可將發(fā)電機(jī)、控制屏、起動(dòng)設(shè)備等同設(shè)于一間機(jī)房?jī)?nèi)。貯油庫(kù)宜設(shè)置在機(jī)房附近的室外。發(fā)電機(jī)房宜靠近大容量的應(yīng)急負(fù)荷或與變電所的低壓配電室毗鄰。一般不宜設(shè)在大型民用建筑的主體建筑內(nèi)或高層建筑內(nèi)，如受條件限制必需設(shè)置時(shí)，可設(shè)置在地下室的設(shè)備層內(nèi)，此時(shí)的消防要求更為嚴(yán)格，特別是機(jī)房及油庫(kù)必須根據(jù)當(dāng)?shù)叵啦块T的具體要求設(shè)計(jì)消防系統(tǒng)，同時(shí)還需有良好的通風(fēng)系統(tǒng)，能夠吸入足夠的新鮮空氣和暢通地排出廢氣，以滿足柴油機(jī)的工作條件。為減小機(jī)組對(duì)環(huán)境的噪聲污染，對(duì)機(jī)座需采取減振措施，對(duì)排氣管道應(yīng)做消聲處理。由于高層建筑功能較復(fù)雜，對(duì)面積的利用率要求高，尤其是首層，常用于對(duì)外營(yíng)業(yè)，屬于黃金層，難以占用。因此，很多高層建筑把發(fā)電機(jī)房設(shè)在地下層。機(jī)房宜設(shè)在地面一層;若有地下室，亦可設(shè)在地下一層；但不宜設(shè)在地下二層及以下。這時(shí)，解決好通風(fēng)、防潮、機(jī)組的排煙、消音和減振就成了最關(guān)鍵的間題。為了為熱風(fēng)管和排煙管伸出室外創(chuàng)造有利條件，當(dāng)機(jī)房設(shè)在地下層時(shí)，則至少應(yīng)有一側(cè)靠外墻。發(fā)電機(jī)間、控制室和配電室不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方和貼鄰。柴油發(fā)電機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備有：柴油發(fā)電機(jī)組、控制屏、操作臺(tái)、電力及照明配電柜、起動(dòng)蓄電池、燃油供給、冷卻、進(jìn)、排風(fēng)系統(tǒng)以及維護(hù)檢修設(shè)備等。機(jī)1房布置應(yīng)根據(jù)機(jī)組容量大小和臺(tái)數(shù)而定，應(yīng)力求做到布置緊湊、經(jīng)濟(jì)合理、保證安全以及便于維護(hù)。當(dāng)發(fā)電機(jī)房只設(shè)一臺(tái)機(jī)組時(shí)，如果機(jī)組容量在 5OOkW 及以下，則一般可不設(shè)控制室，這時(shí)，配電屏、控制屏宜布置在發(fā)電機(jī)端或發(fā)電機(jī)側(cè)，其操作檢修通道的要求為：屏前距發(fā)電機(jī)端不應(yīng)小于 2m;屏前距發(fā)電機(jī)側(cè)不應(yīng)小于 1.5m柴油發(fā)電機(jī)房宜按潮濕環(huán)境選擇電力電纜或絕緣電線；發(fā)電機(jī)至配電屏的引出線宜采用銅芯電纜或封閉式母線；強(qiáng)電控制濺量線路、勵(lì)磁線路應(yīng)選擇銅芯控制電纜或銅芯電線；控制線路、勵(lì)磁線路和電力配線宜穿鋼管埋地敷設(shè)或沿電纜溝敷設(shè)；勵(lì)磁線與主干線采用鋼管配線時(shí)可穿于同一管中。當(dāng)發(fā)電機(jī)容量較大時(shí)，往往出線截面大且導(dǎo)線根數(shù)多.加之各種控制回路的配出線路，機(jī)房?jī)?nèi)管線顯得很多。為了敷線方便及維護(hù)安全，一般在發(fā)電機(jī)出口、控制屏或控制室以及配電線路出口等備處之間設(shè)電纜溝并貫通一起。為減少噪聲對(duì)周圍環(huán)境的污染，為不占用造價(jià)昂貴的高層主體工程的建筑面積，柴油發(fā)電機(jī)房應(yīng)盡可能位于坡屋、裙房的首層或附屬建筑內(nèi)，應(yīng)避免放在主要進(jìn)出口通道附近。如確有困難，也可放置在地下室，但須注意通風(fēng)、防潮以及機(jī)組的散熱和冷卻，根據(jù)當(dāng)?shù)叵啦块T的具體要求設(shè)置必要的消防設(shè)施，并應(yīng)有直接對(duì)外出口。為確保機(jī)組有效可靠地運(yùn)行，必須處理好熱風(fēng)出口，特別是集裝式機(jī)組或當(dāng)機(jī)組放置在地下室時(shí)，機(jī)組設(shè)里在地下室，須設(shè)熱風(fēng)通道，并伸出室外。機(jī)房要有足夠的新風(fēng)進(jìn)口，并注意機(jī)房?jī)?nèi)氣流的分布。 注意燃油的存放。對(duì)于燃油來(lái)源及運(yùn)輸不方便的地方，可考慮在大廈的主體工程外應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)房固定照明須接應(yīng)急電源。發(fā)電機(jī)房要位于便于機(jī)組運(yùn)輸?shù)牡胤健ＴO(shè)置在樓上的機(jī)組，必須防止發(fā)生與房屋共振現(xiàn)象。機(jī)房的隔音、廢氣排放要達(dá)到環(huán)保部門的要求， 配電及接地。發(fā)電機(jī)的引出線宜采用銅芯電纜或封閉式母線。設(shè)于地下室的柴油發(fā)電機(jī)組，其控制屏、配電屏及其他電器設(shè)備應(yīng)做好防潮處理。發(fā)電機(jī)為消防設(shè)備供電時(shí)，也應(yīng)保證它本身的通風(fēng)、冷卻設(shè)備的用電。從電網(wǎng)停電到轉(zhuǎn)由發(fā)電機(jī)供電，這一段時(shí)間內(nèi)必須自動(dòng)接通機(jī)房的應(yīng)急照明，機(jī)組的接地納入主體建筑的變配電室接地系統(tǒng)。其他，發(fā)電機(jī)房還應(yīng)根據(jù)具體機(jī)組設(shè)備的使用要求，做好通風(fēng)散熱、日用油箱設(shè)置、冷卻水供應(yīng)、油污拍澈、機(jī)組基礎(chǔ)處理及減振等措施。由于本工程的柴油發(fā)電機(jī)房的位置已經(jīng)確定了。只需要布置其內(nèi)部的設(shè)備位置，柴油發(fā)電機(jī)房的布置如下圖 7.12圖37.1 柴油發(fā)電機(jī)房的布置08 短路電流的計(jì)算短路是供配電系統(tǒng)中相間或相地之間因絕緣破壞而發(fā)生電氣連通的故障狀態(tài)。短路的原因可能是自然的或非自然的。主要有:①絕緣老化、浸水受潮、油污或機(jī)械損傷；②雷擊或其他原因所致的過電壓；③誤操作，如帶載拉閘、掛接地線合閘、錯(cuò)相并聯(lián)、違規(guī)并網(wǎng)等；④設(shè)計(jì)、制造、安裝之隱患突發(fā)或運(yùn)行維護(hù)不良；⑤風(fēng)雪、冰雹侵害，有害氣體腐蝕等；⑥鳥獸跨越鼠嚙，火災(zāi)等意外原因。8.1 計(jì)算短路電流的意義短路電流數(shù)值可達(dá)額定電流的十余倍至數(shù)十倍，而電路由常態(tài)突變?yōu)槎搪返臅簯B(tài)過程中，還出現(xiàn)高達(dá)穩(wěn)態(tài)短路電流 1.8-2.5 倍左右的沖擊電流。供配電系統(tǒng)將因短路而受到如下危害:①短路電流的熱效應(yīng)，使導(dǎo)線與設(shè)備的載流部分產(chǎn)生高熱，損壞絕緣，燒毀設(shè)備，甚至釀成火災(zāi)；②短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)，使導(dǎo)線與設(shè)備的載流部分發(fā)生扭曲變形，甚至崩裂破壞；③短路弧光溫度高達(dá)數(shù)千度，可能直接燒毀電器或造成人身傷害；④短路電流產(chǎn)生巨大線路壓降，使短路點(diǎn)附近用戶的電氣設(shè)備因線路電壓水平低落而不能正常工作，如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，白熾燈變暗，氣體放電燈熄滅，甚至引發(fā)二次災(zāi)害；⑤不對(duì)稱短路引起的不平衡交變磁場(chǎng)可能干擾附近的通訊線路，鐵路信號(hào)閉塞系統(tǒng)、自動(dòng)控制與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常工作。在供配電系統(tǒng)中除應(yīng)采取有效技術(shù)措施防止發(fā)生短路外，還應(yīng)設(shè)置靈敏、可靠的繼電保護(hù)裝置和有足夠斷流能力的斷路器，快速切除短路回路，把短路危害抑制到最低限度。為此必須進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確選擇和整定保護(hù)裝置、選擇限制短路電流的元件和開關(guān)設(shè)備。短路種類分為三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相短路(包括單相接地故)。18.2 幾個(gè)重要的短路參數(shù)①. ---三相短路電流，是指三根相線和大地之間的短路時(shí)的電流(3)KI②. ---兩相短路電流，是指三根相線和大地之間的短路時(shí)的電流2③. ---單相接地或短路電流，是指三根相線和大地之間的短路時(shí)的電(1)④. 三相短路電流沖擊值 短路電流可能出現(xiàn)的最大瞬時(shí)值 shi（8.1）2sPiIK?其中 ----沖擊系數(shù)h----三相短路電流周期分量的有效值 ,取 (3)kI沖擊系數(shù)的大小與短路電流的衰減時(shí)間、短路回路的電阻和電抗有關(guān)，這樣確定沖擊系數(shù)太麻煩了，在工程上對(duì)沖擊系數(shù)的取值常為：高壓系統(tǒng) （8.2）1.8,2.5shshPKiI?則低壓系統(tǒng) （8.3）34則主要用來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定shi⑤．短路沖擊電流有效值 ，指在第一個(gè)周期內(nèi)三相短路全電流的有效值shI（8.4）21()shPI???.091.5shPI?低 壓 側(cè) ， 高 壓 側(cè)主要用于校驗(yàn)短路沖擊電流下的熱穩(wěn)定sh⑥ .三相穩(wěn)態(tài)短路有效值 （8.5）I?(3)K注意一定要區(qū)別 ， 是指短路發(fā)生很久，一般是指 5-7 個(gè)周期，shI和短路電流的非周期分量已經(jīng)衰減完了，只剩下周期分量，而 是指短路發(fā)生后的shI第一個(gè)周期，包括周期分量和非周期分量。8.3 短路各元件阻抗的計(jì)算方法各個(gè)元件阻抗的計(jì)算方法分為標(biāo)幺值和有名值。標(biāo)幺值法一般用在多級(jí)的電力系統(tǒng)中，才會(huì)顯現(xiàn)出其計(jì)算的方便，本工程只有兩級(jí)，高壓側(cè)標(biāo)稱電壓為10.5KV，低壓側(cè)為 0.4KV，所以選擇有名值法計(jì)算簡(jiǎn)便，但是一定要注意在計(jì)算低壓側(cè)的短路電流時(shí)一定要把高壓側(cè)的阻抗歸算至低壓側(cè)。下面就介紹各個(gè)元件阻抗的有名值計(jì)算方法：①電纜線路阻抗（8.6）,lllRrXx??線 路 單 位 長(zhǎng) 度 的 電 阻lx線 路 電 位 長(zhǎng) 度 的 電 抗②變壓器的阻抗可以查該變壓器的參數(shù)③三相短路電流的計(jì)算公式2（8.7）2KKZRX??（8.8）3SI8.4 幾個(gè)回路短路電流的計(jì)算本節(jié)選了高壓側(cè)和三個(gè)低壓配電線路進(jìn)行短路電流的計(jì)算，以描述計(jì)算短路電流的基本方法。由于高壓側(cè)沒有保護(hù)線，沒有相保阻抗，所以計(jì)算高壓短路電流時(shí)，不計(jì)算單相接地電流。由于計(jì)算低壓短路電流的時(shí)，要用到高壓側(cè)短路的相線阻抗，所以在計(jì)算低壓短路電流時(shí)，直接用高壓側(cè)短路的相線阻抗，不再計(jì)算。具體的計(jì)算方法參照《民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 4.1.4-2 的計(jì)算方法。8.4.1 高壓側(cè)短路電流的計(jì)算圖 8.1 高壓側(cè)短路電流的計(jì)算① K-1 點(diǎn)的短路電流1） 系統(tǒng)阻抗：高壓出口處短路容量 S=400MVA，U%=4.5%，U=10.5KV查《民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 4.3.1-1 得，Xs=0.276 ，電阻不計(jì)?2） 電力電纜：查《民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 4.3.1-14 得 =0.08 ，則1XK-1 回路總的電抗為 110.356KSX???3）K-1 回路短路電流 .7.02872KUI KA????高壓 ，.8sh (3)1.4.,KishI?三 相 短 路 電 流 沖 擊 值 5I三 相 短 路 電 流 穩(wěn) 態(tài) 值② K-2 點(diǎn)的短路電流1）K-1 回路總的電抗為 110.36KSX????' 231 4,()5.KX ?? ?歸 算 到 低 壓 側(cè)2）變壓器（歸算到低壓 S=630,U=4.5%,可以查得《民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 4.3.1-5 37.210T???3）故 K-2 點(diǎn)的總電抗為