教学楼建筑电气毕业设计论文(5)

2019-05-26 19:12

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(3)脱扣电流

脱扣电流是使过电流脱扣器动作的电流设定值,当电路短路或负载严重超载,负载电流大于脱扣电流时,断路器主触头分断。

(4)过载保护电流、时间曲线

过载保护电流、时间曲线,为反时限特性曲线,过载电流越大,热脱扣器动作的时间就越短。

(5)欠电压脱扣器线圈的额定电压

欠电压脱扣器线圈的额定电压一定要等于线路额定电压。 (6)分励脱扣器线圈的额定电压

分励脱扣器线圈的额定电压一定要等于控制控制电源电压。 (7)额定极限短路分断能力Icu

断路器的分断能力指标有两种:额定极限短路分断能力Icu和额定运行短路分断能力Ics。

额定极限短路分断能力Icu,是断路器分断能力极限参数,分断几次短路故障后,断路器分断能力将有所下降。

额定运行短路分断能力Ics,是是断路器的一种分断指标,即分断几次短路故障后,还能保证其正常工作。

(8)限流分断能力

限流分断能力是指电路发生短路时,断路器跳闸时限制故障电流的能力。电路发生短路时,断路器触头快速打开,产生电弧,相当于在线路中串入1个迅速增加的电弧电阻,从而限制了故障电流的增加,降低了短路电流的电磁效应、电动效应和热效应对断路器和用电设备的不良影响,延长断路器的使用寿命。断路器断开时间越短,限流效果就越好,Ics就越接近Icu。

3.8.3断路器选择的一般原则

根据最大工作电流选择断路器的额定电流;根据需要选择脱扣器的类型、附件的种类和规格。具体要求是:

①断路器的额定工作电压≥线路额定电压;

②断路器的额定短路通断能力≥线路计算负载电流;

③断路器的额定短路通断能力≥线路中可能出现的最大短路电流(一般按有效值计算);

④线路末端单相对地短路电流≥1.25倍断路器瞬时(或短延时)脱扣整定电流; ⑤断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压; ⑥断路器的分励脱扣器额定电压等于控制电源电压; ⑦电动传动机构的额定工作电压等于控制电源电压;

⑧断路器用于照明电路时,电磁脱扣器的瞬时整定电流一般取负载电流的6倍。 3.8.4低压断路器的主要功能 (1)短路保护

短路保护是指断路器跳闸。要实现可靠的短路保护,必须注意以下两点:①断路器额定运行短路分断能力Ics,要大于电路在近端发生短路时的短路电流;②断路器跳闸保护整定值,要大于负荷正常的运行电流(包括负载起动电流),小于电路在远端发生短路是的短路电流。这样,既能可靠实现短路保护,而又不会影响电路的正常工作。 (2)过载延时保护

过载延时保护是指负荷电流超过电气设备的限定范围时,断路器能按设定的延时时间切断电源,使电路和设备得到有效保护。

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断路器过载延时时间的整定,要根据被控负载的性质和过载特性相匹配,既不能过长,亦不能过短。延时时间过长,设备得不到有效保护;延时时间过短,影响设备的正常运行,如:电机无法启动,白炽灯无法点亮,电容器无法充电等。 (3)漏电保护

电子式漏电保护器的工作原理是:执行电路接收零序电流互感器二次侧的感应电压信号,当漏电电流达到整定值时,驱动转换触点输出漏电保护信号,使脱扣器动作切断电源。

本工程选用常熟开关厂的CH1、CH1L系列微型断路器,和CM1塑壳式断路器。 以分配电箱1AL-1为例:回路的额定电压为220V,换算成三相的计算电流Ijs为4.05A,选用CH1-63C20 /3微型低压断路器。此断路器的额定电流为20A。回路中电流最大的回路中没有超过20A的最大电流。因此选择此断路器可以满足供电要求。

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4 供配电系统的设计

供配电系统设计应根据工程特点、规模和发展规划正确处理近期和远期发展的关系?做到远近期结合,以近期为主,适当考虑发展的可能,按照负荷的性质、用电容量、地区供电条件合理确定设计方案。

4.1 负荷等级

电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级,并应符合下列规定:

(1) 符合下列情况之一时,应为一级负荷: 1) 中断供电将造成人身伤亡时;

2) 中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如:重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废,国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等;

3) 中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如:重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力。在一级负荷中,当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷 ,应视为特别重要的负荷。 (2) 符合下列情况之一时,应为二级负荷:

1) 中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如:主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等;

2) 中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如:交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷,以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。

(3)不属于一级和二级负荷者应为三级负荷 。

4.2 供电要求

根据《民用建筑电气规范》规定:

(1)一级负荷的供电“应由两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源应不致同时受到损坏”。但在实际设计中为了满足一级负荷的供电,可以采用两路高压供电,但当供电不能满足要求时,应设自备发电机,故可以采用一路高压电源加一路备用电源---应急柴油发电机组供电,当一级负荷容量较大时,应采用两路高压供电。对于特别重要的负荷供电,除了必须采用两路高压外,还必须设置应急电源(应急柴油发电机),并且该电源中严禁接入其他负荷。

(2)二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电”,即当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电(或中断后能迅速恢复)。设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压,另一路备用电源(柴油发电机组),但当负荷较小或地区供电条件困难时,可由一回6KV及以上专用架空线供电。 (3)三级负荷对供电无特殊要求。

4.3 照明配电系统设计原则

(1)多层建筑照明系统的电源引自低压变配电室,经配电干线引自照明配电箱,再由配电箱支线回路向照明灯供电。所以照明负荷等级比一般动力负荷等级要求高,一般专设照明变压器。正常的照明供电回路应该与应急照明供电回路分开。采用单独的低压溃电回路,配电级数不宜超过三级。照明电压为220V/380V;

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(2)电力设备无大功率冲击性负荷时,照明和电力宜共用变压器;当电力设备有大功率冲击性负荷时,照明宜与冲击性负荷接自不同变压器;如条件不允许,需接自同一变压器时,照明应由专用馈电线供电;照明安装功率较大时,宜采用照明专用变压器。一般照 明光源的电源电压应采用220V。1500W及以上的高强度气体放电灯的电源电压宜采用380V;

(3)照明配电宜采用放射式和树干式结合的系统。照明配电箱宜设置在靠近照明负荷中心便于操作维护的位置。配电箱的数量设置取决于负荷的大小、供电区域的面积大小,安装与管理方便等。数量可以按照每1000平方米设置一个配电箱;配电箱的配出回路一般不宜超过21个回路;

(4)照明系统中,每一照明单相分支回路的电流不宜超过16A,所接光源数不宜超过25个;连接建筑组合灯具时,回路电流不宜超过25A,光源数不宜超过60个;连接高强度气体放电灯的单相分支回路的电流不应超过30A。三相配电干线的各相负荷宜分配平衡,最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115%,最小相负荷不宜小于三相负荷平均值的85%。插座不宜和照明灯接在同一分支回路,应为单独回路,且插座数量不宜超过十个(住宅除外);

(5)配电给日用电器的插座线路时,对于已知使用设备的,插座负荷按其额定功率计算;未知使用设备的,每出线口按100W计算。需要连接带接地线的日用电气的插座时,必须带接地孔;

(6)在选择照明配电干线和分支线时,应采用铜芯绝缘电线或电缆,分支线截面不应小于2.5mm2。照明系统中,中性线截面宜与相线相同,不同回路的线路不应穿在同一根管呢。在进行照明系统布线时,管内导线总数不应多于8根;

(7)照明系统中,每一单项回路不宜超过16A,电源电压偏差较大的回路应优先选用电磁式漏电断路器;

(8)公共建筑和工业建筑的走廊、楼梯间、门厅等公共场所的照明,宜采用集中控制,并按建筑使用条件和天然采光状况采取分区、分组控制措施。居住建筑有天然采光的楼梯间、走道的照明,除应急照明外,宜采用节能自熄开关。备用照明作为正常照明的一部分同时使用时,其配电线路及控制开关应分开装设;

(9)照明配电设备的选择主要包括配电柜、配电箱。配电柜一般设在层配电室或电井里。各层配电箱一般选择嵌入式与挂墙式两种结构。配电柜和配电箱应带主低压断路器以加强管理。

4.4 配电系统形式

(1)树干式

特点是从供电点引出的每条可连接几个用电设备或配电箱。树干式配电系统比放射式系统线路的总长度小,也就是可以节约有色金属,比较经济;供电点的回路数量较少,配电设备也相应减少,配电线路安装费用也相应减少。存在缺点是干线发生故障时影响范围大,供电可靠性较差,相比较导线截面积较大。这种配电方式在用电设备较少,且供电线路较长时经常使用。 (2)放射式

特点是配电线故障互不影响,供电可靠性较高,配电设备集中,检修比较方便;缺点是系统灵活性较差,导线消耗量较多。这种配电方式经常用在设备容量大、负荷集中或重要的用电设备,需要集中连锁起动、停车的设备,以及有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜配电及保护起动设备放在现场者。 (3)环形系统

环形系统运行时都是开环的放射式线路,提高了供电的可靠性,当一回路故障或检修

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时,可以将该线路与电源断开,而该处的负荷仍可得到供电。 (4)链式

特点与树干式有相似之处,这种供电形式适用与距配电柜较远而彼此相距又较近的不重要的容量较小用电设备,这种方式连接的用电设备宜在五台以下,总功率在10KW以内。

4.5供配电的负荷计算

4.5.1负荷计算的方法及选用原则 (1)计算方法:

用电负荷的计算方法有“需要系数法”、“利用系数法”和“二项式法”等多种。 1)需要系数法: 用设备功率乘以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷。这种方法比较简单,应用广泛,尤其适用于配、变电所的负荷计算。

2)用系数求出最大负荷班的平均)利用系数法: 采用利负荷,再考虑设备台数和功率差异的影响,乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法的理论依据是概率论和数理统计,因而计算结果比较接近实际,但因利用系数实测与统计较难,在民用建筑电气中一般不用。

3)二项式法: 在设备组容量之和的基础上,考虑若干容量最大设备的影响,采用经验系数进行加权求和法计算负荷。

(2)选取负荷计算方法的一般性原则:

1)在方案设计阶段可采用单位指标法;在初步设计及施工图设计阶段,宜采用需要系数法;对于住宅,在设计的各个阶段均可采用单位指标法;

2)用电设备台数较多,各台设备容量相差不悬殊时,宜采用需用系数法,一般用于干线、配变电所的负荷计算;

3)用电设备台数少,各台设备容量相差悬殊时,宜采用二项式法,一般用于之干线和配电(屏)箱的负荷计算。

由于需用系数法比较便利,因而广泛使用,低压母线上的负荷计算多采用需用系数法。 (3)需用系数公式:

Pjs=KcPe (4-1)

Sjs=Pjs/cosφ (4-2) Ijs=Sjs/Un (4-3) Ijs=Sjs/Un (4-4) 式中: Pjs——有功计算负荷,kW Kc——需用系数

Pe——用电设备的总容量,kW Sjs——视在计算负荷,kVA Ijs——计算电流,A

cosφ——用电设备功率因数正弦值 Un——用电设备额定电压,V 4.5.2负荷计算的主要内容

(1) 求计算负荷,也称需用负荷: 目的是为了合理的选择供配电系统各级电压供电网络、变压器容量和电器设备型号等。

(2) 求尖峰电流: 用于计算电压波动、电压损失、选择熔断器和保护元件等。 (3) 求平均负荷: 用来计算配电系统中电能需要量、电能损耗和选择无功补偿装置等。 4.5.3本工程负荷计算

本工程为标准教学楼,采用需用系数法进行负荷计算。设计中需用系数取Kx=0.8,功

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