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第一章建筑供配电系统,第一节供配电系统与用电负荷计算 第二节变配电室(所)和自备应急电源 第三节低压电器和低压配电设备 第四节低压配电线路,第一节供配电系统与用电负荷计算,一、电力系统简介 人们通常把生产电能、传输电能以及使用电能的用户这个系统称为电力系统。所以电力系统是由发电厂、变电所、输电线路和用电设备等部分组成的，如图1-1所示。二、建筑供配电系统 建筑供配电系统包括从电源进户起到用电设备的输人端止的整个电路，其主要功能是完成在建筑内接受电能、变换电压、分配电能、输送电能的任务。设计内容主要包括建筑电力负荷级别、供电电源要求和电压级别、配电方式、电气设备及配电线路的选择和确定。,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,(一)电力负荷分级及其供电电源的要求 在电力系统中，所谓的“负荷”是指用电设备所消耗的功率或线路中通过的电流。按用电设备的重要性和中断供电在社会和经济上所造成的损失和影响程度，负荷可分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。1.一级负荷 一级负荷是指当突然中断供电时，将引起人身伤亡或重大设备损坏，给国民经济带来重大损失，或引起公共场所秩序严重混乱的电力负荷。一级负荷属重要负荷，如果中断供电，后果十分严重。因此对一级负荷供电，要求由两个电源供电。当一个电源发生故障时，另一个电源应不受损害。,上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,对一级负荷中特别重要的负荷，除要求上述两个电源外，还应增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接人应急供电系统。常用的应急电源独立于正常电源的发电机组、干电池、蓄电池以及供电系统中独立于正常电源的专用供电线路。2二级负荷 二级负荷是指中断供电时，将引起主要设备损坏、产品大量报废或大量减产的电力负荷。二级负荷也属于重要负荷，但与一级负荷相比，中断供电所造成的后果没有那么严重。,上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,而二级负荷包括的范围又比一级负荷广，因此对二级负荷，要求做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障时不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。通常要求两个回路供电，供电变压器也应有两台，但两台不一定是独立电源。只有当负荷较小或当地供电条件困难时，才允许由一根6 kV及以上的专用架空线供电。当供电线路从配电所引出时若采用电缆段，应采用两根电缆，每根电缆要能承受全部二级负荷。3.三级负荷 不属于一、二级的电力负荷，统称为三级负荷。三级负荷为一般负荷。三级负荷属于不重要负荷，对供电电源无特殊要求。(二)电压等级与电压的选择 1.电压等级,上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,电气设备都是在额定电压下工作的。电气设备的额定电压就是保证设备正常运行且能获得最佳经济效果的电压。我国标准规定的电网和用电设备额定电压等级为:低压配电电压应采用220/380 V，高压供电电压为6,10,35,110 kV等。2.电压的选择 用电单位的供电电压应从用电容量、设备特性、供电距离、供电线路的回路数、用电单位的远景规划、当地公共电网现状以及经济合理等因素综合考虑决定。民用建筑电气设计规范(JGJ 16-2008)规定:用电设备容量在250 kW以上时应以高压l0 kV供电，用电设备容量在250 kW以下时，一般应以低压方式供电，低压配电电压应采用220/380 V。当线路电流不超过30 A时，可用220 V单相供电。,上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,(三)电能质量 电压和频率是衡量电能质量的两个基本参数，电力系统的电压和频率直接影响电气设备的运行，我国一般交流电力设备的额定频率为50 Hz，称之为“工频”，频率的偏差一般不得超过士0.5 Hz，若电力系统容量在30 000 MW以上时，偏差不得超过士0.2 Hz。频率的调整主要依靠发电厂。对于民用供电系统来说，提高电能质量主要是提高电压质量的问题，一般所指的电压质量指标主要有以下几种:1.电压偏移 电压偏移是指设备的端电压与其额定电压有偏差。常用设备电压偏移的范围为:一般电动机和一般工作场所照明为-5%+5%，视觉要求较高的室内场所为-2.5%+5%。,上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,电压偏低会明显缩短电动机的使用寿命，影响自炽灯的发光效率，导致荧光灯不易点燃。电压偏高也会不同程度地缩短自炽灯、荧光灯和电动机的使用寿命。常用的减少电压偏移的方法有:正确选择变压器的变比，合理补偿无功功率，尽量使三相荷载平衡。2.电压波动 电压的波动将对电路产生不良影响，一般控制在额定电压的士5%以内。(1)对异步电动机的影响:电压波动过大，则电动机的额定功率锐减。例如电压下降厂10%，电动机的转矩只剩81%，而负荷电流将增大5%10%，温升将提高5%15%，绝缘老化将加速一倍以上，电动机寿命缩短。若电动机仍按满载运行，时间长厂会被烧毁。,上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,(2)对照明的影响:对自炽灯的影响较大，电压下降10%，则发光效率下降30%以上，寿命却可以延长23倍。如果电压升高10%，则光效将提高1/3，而寿命也只有原来的1/3。(四)变配电设备 在一般建筑物中常用的变配电设备包括变压器、配电箱(盘)、高压开关柜、低压配电柜、直流操作及信号屏、静电电容器等。变配电设备的选型及使用，应符合现行国家标准和地区有关规定以及行业的产品技术标准，并应优先选用技术先进、经济适用和节能环保的成套设备和定型产品。,上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,三、用电负荷计算 影响用电负荷的因素很多，实际负荷情况很复杂，而且也不是固定不变的，因此必须选择正确的负荷计算方法，以使计算结果尽量符合实际。目前较常用的负荷计算方法有需要系数法、单位建筑面积安装功率法、二项式法和利用系数法等。(一)需要系数法 1.设备功率的确定 进行负荷计算时，需将用电设备按其性质分为不同的用电设备组，然后确定设备功率。用电设备的额定功率P。或额定容量5。是指铭牌上的数据。对于不同负荷持续率下的额定功率或额定容量，应换算为统一负荷持续率下的有功功率，即设备功率Ps。,上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,(1)连续工作制电动机的设备功率P、等于其铭牌上的额定功率Pe。(2)断续或短时工作制电动机(如起重用电动机等)的设备功率是指将额定功率换算为统一负荷持续率下的有功功率。当采用需要系数法或二项式法时，应统一换算到负荷持续率为FC=25%下的有功功率(kW)，其换算关系如下:(1-1)Pe-电动机额定功率(kW);FCe-电动机额定负荷持续率。当采用利用系数法时，应统一换算到负荷持续率为FC=100%下的有功功率(kW)其换算关系如下:(1-2),上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,(3)电焊机的设备功率是指将额定容量换算到负荷持续率为JC=100%时的有功功率(kW)，其换算公式为:(1-3)Se-电焊机的额定容量(kVA);JCe-电焊机的额定负荷持续率;-额定功率因数。(4)整流器的设备功率是指额定直流功率。(5)成组用电设备的设备功率是指不包括备用设备在内的所有单个用电设备的设备功率之和。,上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,(6)照明设备功率是指灯泡上标出的设备功率，对于荧光灯及高压汞灯等还应计入镇流器的功率损耗，即灯管的额定功率应分别增加20%及8%。2.照明负荷的计算 在选择导线截面积、照明变压器及其他开关容量时，是以照明装置的计算负荷为依据的，照明线路的计算负荷，根据该线路连接的照明灯具安装容量(kW)计入需要系数而求得。,上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,关于自炽灯、卤钨灯:(1-4)对于有镇流器的电光源(1-5)式中Pjs-照明计算负荷(kW);Pd-线路装灯容量(kW);KX-需要系数，对于照明支线等于1，对于供电干线取0.90.95;-镇流器的功率损耗系数，各种气体放电光源的镇流器功率损耗系数参见表1-1。照明线路工作电流是影响导线温度的重要因素。对于自炽灯和卤钨灯的照明配电线路，其计算电流由下式确定:(1-6),上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,对于荧光灯及其他带有镇流器的放电灯配电线路，其计算电流由下式确定:(1-7)自炽灯(卤钨灯)与放电灯混合的线路，其计算电流由下式确定:(1-8)Pd-照明装置的连接容量(W);UXg-照明配电线路额定相电压(V);KX-照明负荷需要系数(表1-2);-镇流器功率损耗系数(表1-1);Ijs-照明配电线路计算电流(A);Ijs1-混合照明线路中自炽灯(卤钨灯)负荷电流(A);Ijs2-混合照明线路中放电灯负荷电流(A);-照明负荷的功率因数，见表1-3。,上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,3.单相负荷的计算 有些设备是单相的，如电焊机、对焊机等。单相用电设备的接人应尽可能使三相电力变压器的三相负荷均衡。但有些较大的单相用电设备接于一相时(或接于线电压时)，往往会造成三相负荷的不平衡。在单相负荷与三相负荷同时存在时，应将单相负荷换算为三相负荷，再与三相负荷相加。(1)单相负荷换算为等效三相负荷的一般方法。对于既有线间负荷又有相负荷的情况，计算步骤如下:1)先将线间负荷换算为相负荷，各相负荷分别为:a相(1-9)(1-10)b相(1-11)(1-12)c相(1-13)(1-14),上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,Pab、Pbc、Pca-接于ab,bc,ca线间负荷(kW);Pa、Pb、Pc-换算a,b、c相有功负荷(kW);Qa、Qb、Qc-换算a、b、c相无功负荷(kvar);p(ab)a、q(ab)a、.-接于ab,.线间负荷换算为a,相负荷的有功及无功换算系数，见表1-4。2)各相负荷分别相加，选出最大相负荷，取其3倍作为等效三相负荷。(2)单相负荷换算为等效三相负荷的简化方法。1)只有线间负荷时，将各线间负荷相加，选取较大两相数据进行计算。现以Pab=Pbc=Pca例：Pbc0.15Pab Pd=1.5(Pab+Pbc)(1-15)Pbc=0.15Pab(1-16),上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,当只有Pab时(1-17)Pab、Pbc、Pca-接于ab,bc,ca线间负荷(kW);Pd-等效三相负荷(kW)。2)只有相负荷时，等效三相负荷取最大相负荷的3倍。3)当多台单相用电设备的设备功率小于计算范围内三相负荷设备功率的15%时，按三相平衡负荷计算，不必换算。4.用需要系数法确定计算负荷(1)用电设备组的计算负荷:有功功率(kW)(1-18)无功功率(kvar)(1-19)视在功率(kVA)(1-20),上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,(2)配电干线或配电变电所的计算负荷:有功功率(kW)(1-21)无功功率(kvar)(1-22)视在功率(kVA)(1-23)Ps-用电设备组的设备功率(kW)KX-需要系数，见表1-5;-用电设备的功率因数及功率因数角的正切值;-有功、无功同时系数，分别取0.80.9及0.930.97；,上一页,下一页,返回,第一节供配电系统与用电负荷计算,(二)单位建筑面积安装功率法按单位建筑面积安装功率法计算负荷的基本公式为:(1-24)Pjs-有功计算负荷(kW);A-建筑面积(m2);Ks-用电指标(W/m2)。Ks-的确定要建立在科学调查的基础上，表1-6列出了部分民用建筑的用电指标。根据上述公式确定有功计算负荷后，再确定其他各项计算负荷。,上一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,变配电室(所)是用来安装和布置高压开关柜、变压器和低压配电柜的专用房间，担负着从电力系统受电，经变压器变压，然后向负载配电的任务。变配电室(所)一般由高压开关室、变压器室和低压配电室三部分组成。在民用建筑中，一般为61l0 k V变配电室(所)。自备应急电源可采用蓄电池组及发电机组。蓄电池组一般用于仅有事故照明的负荷，对设有消防电梯、消防水泵的负荷则采用柴油发电机组。自备应急电源与工作电源应避免并列运行。,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,一、变配电室(所)(一)变配电室(所)位置的选择 根据民用建筑电气设计规范(JGJ 16-2008)的规定，建筑物或建筑群变配电室(所)位置的确定应符合下列要求:(1)接近负荷中心。避免送电半径过大而造成电压损失过大或带来其他问题。一般情况下，低压(380/220 V)的供电半径不宜超过250 m。(2)进出线方便。为设计、施工、管理带来最大便利，且节约投资。(3)接近电源侧。避免外线过长而对安全、投资、占地等各方面产生不利影响。,上一页,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,(4)设备吊装、运输方便。不但考虑初次安装，还要考虑日后维修更换的运输通道。(5)不宜设在有剧烈振动的场所，以免对变配电设备的安全构成威胁。(6)不宜设在多尘、水雾(如大型冷却塔)或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，不应设在污染源的下风侧，以保证变配电设备的可靠运行。(7)不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。防止潮湿环境对变配电设备的安全构成威胁。,上一页,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,(8)不应设在爆炸危险场所内和有火灾危险场所的正上方或正下方，如布置在爆炸危险场所范围以内和与火灾危险场所的建筑物毗邻时，应符合爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范(GB 50058-1992)的规定。(9)变配电室(所)为独立建筑时，不宜设在地势低洼和可能积水的场所。(10)高层建筑地下层变配电室(所)的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所。(11)变配电室(所)位于高层建筑(或其他地下建筑)的地下室时，不宜设在最底层。当地下仅有一层时，应采取适当抬高该配电室(所)地面等防水措施。,上一页,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,并应避免洪水或积水从其他渠道淹渍变配电室(所)的可能性。(二)变配电室(所)的形式 变配电室(所)根据本身结构形式和相互位置的不同，可分为建筑物内变电所、建筑物外附式变电所、独立式变电所及箱式变电所四种形式。1.建筑物内变电所 建筑物内变电所位于建筑物内部，可深入负荷中心，减少配电导线、电缆，但防火要求高。高层建筑的变配电所一般位于地下室，不宜设在地下室的最底层。,上一页,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,2.建筑物外附式变电所 建筑物外附式变电所附设在建筑物外，不占用建筑物面积，但建筑处理较复杂。3.独立式变电所 独立于建筑物之外，一般向分散的建筑供电及用于有爆炸和火灾危险的场所。独立变电所最好布置成单层，当采用双层布置时，变压器室应设在底层，设于二层的配电装置应有吊运设备的吊装孔或平台。各室之间及各室内均应合理布置，布置应紧凑合理，便于设备的操作、巡视、管理、维护、检修和试验，并应考虑增容的可能性。,上一页,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,4.箱式变电所 箱式变电所又称组合式变电所，是由厂家将高压设备、变压器和低压设备按一定的接线方案成套制造，并整体设置在一起。它的优点是占地面积较小，可以深入负荷中心，安装速度快，省去厂土建和设备安装环节。(三)变配电室(所)对其组成部分的要求 1.高压开关室(1)门应为向外开的防火门，应能满足设备搬运和人员出入要求。,上一页,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,(2)条件具备时宜设固定的自然采光窗，窗外应加钢丝网或采用夹丝玻璃，防止雨、雪和小动物进入，窗台距室外地坪宜不小于1.8 m。(3)需要设置可开启的采光窗时，应采用百叶窗内加钢丝网(网孔不大于10 mm*10 mm)，防止雨、雪和小动物进入。(4)一般为水泥地面，应采用高强度等级水泥抹平压光。(5)在严寒地区，当室内温度影响电气设备和元件正常运行时，应有供暖措施。(6)平面设计时，宜留有适当数量的开关柜的备用位置。(7)高压开关柜底应做电缆沟，尺寸根据开关柜尺寸确定。,上一页,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,2.变压器室(1)变压器室的大门一般按变压器外形尺寸加宽0.5 m。当一扇门的宽度为1.5 m及以上时，应在大门上开一小门，小门宽0.8 m，高1.8 m。(2)屋面应有隔热层及良好的防水、排水设施，一般不设女几墙。(3)一般不设采光窗。(4)进风窗和出风窗一般采用百叶窗，并采取措施防止雨、雪和小动物进入室内。(5)地坪一般为水泥压光。,上一页,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,(6)干式变压器的金属网状遮挡高度不低于1.7 m。3.低压配电室(1)低压配电室的高度应与变压器室综合考虑，以便变压器低压出线。(2)低压配电柜下应设电缆沟，沟内应水泥抹光并采取防水、排水措施，沟盖板宜采用花纹钢盖板。(3)地坪应用高强度水泥抹平压光，内墙面应抹灰并刷自。(4)一般靠自然通风。,上一页,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,(5)可设能开启的自然采光窗，并应设置纱窗。(6)当兼作控制室或值班室时，在供暖地区应供暖。二、自备应急电源(一)柒油发电机组 柴油发电机组是一种自备电源，主要有普通型、应急自起动型和全自动化型三种。柴油发电机组本身包括柴油机和发电机两大部分。柴油发电机组均由柴油机、同步发电机、控制箱(房)和机组的附属设备组成。,上一页,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,1.柴油发电机组设置的原则 是否需要设置柴油发电机组，是根据规范要求，按建筑物的重要性和功能要求以及城市电网供电的可靠性来决定的。在符合下列情况之一时，应设置柴油发电机组:(1)为保证一级负荷中特别重要的负荷用电。(2)有一级负荷，但从市电取得第二电源有困难或不经济合理时。(3)大、中型商业性大厦，当市电中断将会造成经济效益有较大损失时。在方案或者初步设计阶段，可以暂按供电变压器容量的10%20%来估算柴油发电机组的容量。,上一页,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,到厂施工图阶段，则可根据一级负荷及其特别重要负荷、消防负荷的大小，取其最大值来计算柴油发电机组的容量，另外还需校验柴油发电机组供电范围内最大鼠笼式电动机负荷全压启动时，母线压降是否符合规范要求，能否保证电动机负荷的顺利启动。2.柴油发电机房位置的选择 柴油发电机房由发电机房、控制及配电室、燃油准备及处理房等组成。一般应设置在建筑物的首层。如在首层选址确有困难时，也可以布置在建筑物的地下一层，除要尽可能靠近负荷中心和变配电室，以便于接线和操作控制外，还要处理好通风、防潮、机组的排烟、消除噪声和减振，以及避开主要通道等问题。,上一页,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,机房中发电机间应有两个出入口，门的大小应能使搬运机组出入，否则应预留吊装设备孔口，门应向外开，并有防火、隔声的功能。发电机间与控制及配电室之间的窗和门应能防火和隔声，门应开向发电机间。贮油间与机房如相连布置，其隔墙上应设防火门，门朝发电机间开。发电机、贮油房间地面应防止油、水渗入，一般做水泥压光地面。,上一页,下一页,返回,第二节变配电室(所)和自备应急电源,(二)蓄电池 蓄电池是一种可逆电池，它能将化学能转换为电能。蓄电池放电前需预先充电，将电能转换为化学能并储存在电池内;待到放电时再用与充电相似的方法使活性物质还原。其容量应根据市电停电后由其维持的供电时间的长短要求选定。蓄电池室要根据蓄电池类型采取相应的技术措施。如:酸性蓄电池室顶棚做成平顶对防腐有利，对顶棚、墙、门、窗、通风管道、台架及金属结构等应涂耐酸油漆，地面应有排水设施并用耐酸材料浇筑。蓄电池室朝阳窗的玻璃应能防阳光直射，一般可用磨砂玻璃或在普通玻璃上涂漆。门应朝外开。当所在地区为高寒区及可能有风沙侵入时则应采用双层玻璃窗。,上一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,一、低压电器 建筑供配电系统中的低压电器可分为低压配电电器和低压控制电器两大类。低压配电电器包括开关、断路器、熔断器等。主要用于低压配电线路中，对电路和设备进行保护以及通断、转换电源或负载。低压控制电器包括接触器、控制继电器、变阻器等。主要用于控制用电设备，使其达到预期要求的工作状态。低压电器的额定电流应等于或大于所控制回路的预期工作电流。电器还应能承载异常情况下可能通过的电流，保护装置应在其允许的持续时间内将电路切断。,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(一)开关 1.低压刀开关低压刀开关，按其结构形式分为单投(HD)刀开关和双投(HS)刀开关;按其极数分为单极刀开关、双极刀开关和三极刀开关;按其操作机构分为中央手柄式刀开关、中央杠杆操作式刀开关;按其灭弧结构分为带灭弧罩的刀开关和不带灭弧罩的刀开关。图1-2所示为带灭弧罩的正面操作的HDl 3型低压刀开关。低压刀开关主要用于交流额定电压380 V、直流额定电压440 V、额定电流1 500A及以下装置中。对装有灭弧罩或者在动触刀上有辅助速断触刀的隔离刀开关，可作为不频繁地手动接通和分断不大于其额定电流的电路。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,普通的隔离刀开关不可以带负荷操作，它和低压断路器配合使用时，低压断路器切断电路后才能操作刀开关。另外，低压刀开关还可作隔离电源使用，形成明显的绝缘断开点，以保证检修人员的安全。2.负荷开关(1)开启式负荷开关。HK系列开启式负荷开关，又叫胶壳瓷底闸刀开关。其外形和结构如图1-3所示。HK系列开启式负荷开关有双极和三极两种，主要作为一般照明、电机等回路的控制开关用。三极开关适当降低容量后，可作为小型交流电动机的手动不频繁操作的直接启动及分断用。它与相应的熔丝配合，还具有短路保护作用。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(2)封闭式负荷开关。HH系列封闭式负荷开关，又称铁壳开关。其外形与结构如图1-4所示。通常用来控制和保护各种用电设备和线路装置。交流380 V,60 A及以下等级的封闭式负荷开关，还可作为15 kW以下交流电动机的不频繁接通和分断之用。(二)低压断路器 低压断路器(自动空气开关)，是一种功能比较完善的低压控制开关。能在正常工作时带负荷通断电路，又能在电路发生短路、严重过负荷以及电源电压太低或失压时自动切断电源，有效地保护串接其后的电气设备及线路，还可在远方控制跳闸。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,低压断路器具有操作安全、动作值可调整、分断能力较强等特点，兼有多种保护功能，当发生短路故障后，故障排除一般不需要更换部件，因此在自动控制中得到广泛使用。低压断路器有塑料外壳式和框架式两种，常用的塑料外壳式有DZ系列自动开关，常用的框架式自动空气开关有DW系列。低压断路器的型号及其含义如图1-5所示。例如:DW10-600/3S表示万能式自动空气开关，系列编号为10，额定电流为600 A，三极瞬时脱扣。又如DZ10-600/334表示装置式自动空气开关，系列编号为10，额定电流为600 A，三极复式脱扣。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,在一般情况下，保护变压器及配电线路可选用DW系列低压断路器，保护电动机可选用DZ系列低压断路器。低压断路器的选择包括额定电压、壳架等级额定电流(指最大的脱扣器额定电流)的选择，脱扣器额定电流(指脱扣器允许长期通过的电流)的选择以及脱扣器整定电流(指脱扣器不动作时的最大电流)的确定。低压断路器的一般选用原则有:(1)断路器额定电压大于或等于线路额定电压。(2)断路器欠压脱扣器额定电压等于线路额定电压。(3)断路器分励脱扣器额定电压等于控制电源电压。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(4)断路器壳架等级的额定电流大于或等于线路计算负载电流。(5)断路器脱扣器额定电流大于或等于线路计算电流。(6)断路器的额定短路通断能力大于或等于线路中最大短路电流。(7)线路末端单相对地短路电流大于或等于l.5倍断路器瞬时(或短路时)脱扣器整定电流。(8)断路器的类型应符合安装条件、保护性能及操作方式的要求。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(三)低压熔断器 熔断器是一种最简单而且有效的保护电器。把熔断器串联在电路中，当电路或电气设备发生短路故障时，有很大的短路电流通过熔断器，使熔断器的熔体迅速熔断，切断电源，起到保护线路及电气设备的作用。它具有结构简单、价格便宜、使用和维护方便、体积小、重量轻、应用广泛等特点。熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管(或熔座)两部分组成。熔体是熔断器的主体，它一般用电阻率较高的易熔合金制成，如铅锡合金、铅锑合金等。熔管是熔体的保护外壳，在熔体熔断时还有灭弧作用。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,熔断器的选择要合理，只有正确选择熔断器才能起到应有的保护作用。1.熔体额定电流的选择 熔体额定电流的选择要根据不同情况而定。(1)对电炉、照明等阻性负载的短路保护，熔体的额定电流应稍大于或等于负载的额定电流。(2)对单台电动机负载的短路保护，熔体的额定电流IRN应大于或等于1.52.5倍电动机额定电流IN，即:,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(1-25)(3)对多台电动机的短路保护，熔体的额定电流IRN应大于或等于其中最大容量的一台电动机的额定电流IN,max的1.5-2.5倍，加上其余电动机额定电流的总和，即:(1-26)在电动机功率较大，而实际负载较小时，熔体额定电流可适当选小些，以启动时熔丝不熔断为准。2.熔断器的选择 选择熔断器的原则是:(1)熔断器的额定电压必须大于或等于线路的工作电压。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(2)熔断器的额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。(四)接触器 接触器是通过电磁机构，频繁地远距离自动接通和分断主电路或控制大容量电路的操作控制器。其主要控制对象为电动机，也可用于控制其他电力负载，如电热器、照明设备、电焊机等。具有操作方便安全、动作速度快、灭弧性能好等特点，在自动控制中得到广泛应用。根据接触器主触头通过电流的种类，可分为交流接触器和直流接触器，其中使用较多的是交流接触器。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,1.交流接触器的结构 交流接触器主要由触头系统、电磁系统和灭弧装置等部分组成。(1)触头系统。接触器的触头是用来接通或断开电路的，按其接触情况可分为点接触式、线接触式和面接触式三种。为厂保持触头之间接触良好，除厂在触头处嵌人银片外，还在触头上装有弹簧，以随着触头的闭合逐渐加大触头间的压力。根据触头在电路中的用途，触头分为主触头和辅助触头两种。主触头用来通断电流较大的主电路，通常由三对体积较大的常开触头组成;辅助触头用来通断较小电流的控制电路，它由常开触头和常闭触头组成。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,所谓“常开”、“常闭”是指接触器的电磁线圈未通电时或未受外力前触头的状态。常开触头是指线圈未通电时，其动、静触头处于断开状态，而线圈通电后闭合，所以常开触头又叫动合触头。常闭触头是指线圈未通电时，其动、静触头是闭合的，而线圈通电后则断开，所以常闭触头又叫动断触头。常开触头和常闭触头是连同动作的。即当线圈通电时，常闭触头先断开，常开触头随即闭合;当线圈断电时，常开触头先恢复断开，随即常闭触头恢复闭合。(2)电磁系统。电磁系统是用来控制触头闭合与分断的，它是由吸引线圈、动铁芯(又叫衔铁)和静铁芯组成的。交流接触器的铁芯上装有一个短路铜环，称为短路环，又叫减振环，其作用是减少交流接触器吸合时产生的振动和噪声。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(3)灭弧装置。灭弧装置是为消除触头之间的电弧而设计的。交流接触器在分断大电流电路时，往往会在动、静触头之间产生很大的电弧。电弧会烧损触头，延长电流切断时间，甚至引起短路事故，因此交流接触器都采取灭弧措施:容量较小的交流接触器采用具有灭弧结构的触头实现灭弧;容量较大的交流接触器一般设置灭弧栅进行灭弧。交流接触器型号的含义如图1-6所示。2.交流接触器的选用(1)选择接触器的类型。即根据负载电流的性质来选择接触器的类型。交流负载应选用交流接触器，直流负载应选用直流接触器。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(2)触头的额定电压和主触头额定电流的选择。触头的额定电压应大于或等于所控制电路的工作电压。主触头的额定电流应大于负载电流。(3)电磁线圈额定电压的选择。当线路简单或使用电器较少时，可直接选用380 V或220 V电压;如线路复杂，就可选用36 V,110 V电压。(五)继电器 继电器是一种传递信号的电器，用来接通和分断控制电路。继电器的输人信号可以是电流、电压等电量，也可以是温度、时间、速度、压力等非电量，而输出则都是触头的动作。继电器的动作迅速、反应灵敏，是自动控制用的基本元件之一。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,继电器种类很多，有时间继电器、速度继电器、电流继电器和中间继电器等。继电器在电路中构成自动控制和保护系统。二、低压配电设备(一)低压配电屏 低压配电屏适用于额定电压为500V及500V以下，额定电流为1 500A及以下，安装高度不超过海拔1 000 m，周围介质温度为户内-2040oC，户外-4040 oC，相对湿度不超过85%，没有导电尘埃及足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体场所，没有爆炸危险的场所，没有剧烈振动、颠簸及垂直倾斜度不超过5o的场所。在三相交流系统中作为低压配电室动力及照明配电之用。有离墙式、靠墙式及抽屉式三种类型。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,1.离墙式低压配电屏 离墙式低压配电屏可以双面进行维护，所以检修方便，广受欢迎。但不宜安装在有导电尘埃、腐蚀金属和破坏绝缘的气体场所，也不宜安装在有爆炸危险的场所。2.靠墙式低压配电屏 这种低压配电屏维修不方便，只适用于场地较小的地方，型号有BDI-12型等。3.抽屉式低压配电屏 这种低压配电屏的主要设备均装在抽屉或手车上，通过备用抽屉或手车可立即更换故障的回路单元，保证迅速供电。抽屉式低压配电屏有BFC-1,BFC-2及BFC-15型等。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,低压配电屏装有刀开关、熔断器、自动开关、交流接触器、电流互感器、电压互感器等，根据需要可组成各种系统。如图1-7所示为BSL-10型低压配电屏，由于采用新型元件，增加屏内回路，采用条架结构，安装电器元件灵活紧凑，通用性强，有取代BSL-1,BSL-4,BSL-5、BSL-6型等配电屏的趋势。BSL-10型低压配电屏有开启式和保护式两种。配电屏的基本结构由薄钢板及角钢焊接而成，屏面分为三至四段:仪表面板，上、下操作面板及门等。上操作面板供安装刀开关、手柄及控制按钮用，下操作面板供安装DW型自动开关和组合开关的操作手柄及信号灯之用。主母线平装于顶部，接零母线及接地螺栓装在屏的下部。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(二)低压配电箱 配电箱是动力系统和照明系统的配电与供电中心，凡是建筑物内所有用电的地方，均需安装合适的配电箱。用电负荷较小的建筑物内只设一个配电箱就可以满足要求。而用电负荷大或建筑面积大的建筑物，则应设置总配电箱与分配电箱。通常，标准配电箱内的仪表、开关、电器等元器件都是由制造厂提供的，现场只需进行检查和调试。调试合格，就可根据现场条件选择适当方式进行安装。配电箱的安装主要有墙上安装、支架上安装、柱上安装、嵌墙式安装和落地式安装等方式。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,配电箱应安装在干燥、明亮、不易受震动、便于操作和维护的场所。安装时一般应满足以下要求:(1)配电箱的安装高度，暗装时底口距地面为1.4 m，明装时为1.2 m，但明装电度表箱应加高到1.8 m。配电箱安装的垂直偏差不应大于3 mm，操作手柄距侧墙的距离不应小于200 mm。(2)安装配电箱(盘)所需木砖、金具等均需随土建施工预先埋人墙内。(3)在240 mm厚的墙壁内暗装配电箱时，在墙后壁需加装10 mm厚的石棉板和直径为2 mm、孔洞为10 mm的铁丝网，再用1:2水泥砂浆抹平，以防开裂。墙壁预留的孔洞，应比配电箱的外形尺寸大20 mm左右。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(4)配电箱与墙壁接触部分均应涂刷防腐漆，箱内壁和盘面应涂刷两道灰色油漆。箱门油漆的颜色，除设计有特殊要求外，一般与工程门窗的颜色相同。铁制配电箱需先涂樟丹漆，再涂油漆。(5)配电箱内连接计量仪表、互感器等的二次侧导线，应采用截面积不小于2.5 mm2的铜芯绝缘导线。(6)配电箱后面的配线应排列整齐，绑扎成束，并用卜钉紧固在盘板上。从配电箱中引出和引人的导线，应留出适当长度，以利于检修。(7)相线穿过盘面时，木制盘面需套瓷管头，铁制盘面需装橡皮护圈。零线穿过木制盘面时，可不加瓷管头，只需套上塑料套管即可。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(8)为厂提高动力配电箱中配线的绝缘强度和便于维护，导线均需按相位颜色套上软塑料套管，分别以黄、绿、红、黑色表示A、B、C相和零线。(9)配电箱中的闸刀、熔断器等电器均应有效接零与接地。(10)配电盘应安装在不易受振动的墙上，盘面的下边缘距地面1.5m1.7m。对于木结构墙，可用木螺钉或铁钉将配电盘直接固定在墙上;对于砖墙或混凝土结构墙，则应采用木桦来固定。安装时应注意电度表与地面必须垂直，否则将影响电度表计数的准确性。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(三)低压配电拒1.低压配电柜的型号低压配电柜型号的含义如图1-8所示。2.低压配电柜的技术要求(1)低压配电柜骨架中所有钢网均采用菱形网眼，其网眼边长不得大于20 mm，网丝直径不应小于1.2 mm。(2)所有紧固件，包括螺钉、螺帽、垫圈等均应有防腐层。(3)低压配电柜的门应有内锁或暗门，并应转动灵活。开启角度不得小于90o，但不宜过大。门在开启过程中不应使电器受到冲击和破坏。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(4)低压配电柜内零件的边缘和开孔处应平整光滑，无毛刺及裂口。(5)为保证安全，低压柜骨架应有接地装置。骨架涂漆前，接地装置的螺栓螺纹应涂上油脂，并不应沾漆或有黄锈。接地装置应有明显的接地符号。(6)所有电器及附件(如附加电阻等)均应牢固地固定在骨架或支件上，不得悬吊在其他电器的接线端子或连接线上。(7)母线连接应严密，接触良好，配置整齐美观，不同金属母线连接或母线与电器端子连接时，在结构上应采取防止电化腐蚀的措施，并保证铝母线连接受压后不致变形。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(8)低压柜内的一次回路电器设备及母线与其他带电导体布置的最小距离，不应小于表1-7的规定。(9)低压柜内导体相互连接处，当通过额定电流(对铝母线通过最大工作电流)时，最高温度及允许温升不得超过表1-8所列数值。(10)低压柜内母线的漆色及其相序应符合表1-9的规定(以低压柜正视方向为准)。,上一页,下一页,返回,第三节低压电器和低压配电设备,(11)二次回路带电体间或带电体与金属骨架间的电气间隙不应小于4 mm,漏电距离不应小于6 mm。(12)二次配线应采用截面不小于1.5 mm2的铜芯绝缘线，导线的绝缘应按工作电压不低于500 V来选择;在经常受到弯曲的地方(如门上电器与屏间的连线)，则应使用多芯软绝缘线。二次配线的线束，不应直接靠铁板敷设。(13)绝缘导线穿过金属板孔，应在板孔上装绝缘套。,上一页,返回,第四节低压配电线路,一、低压配电系统的接线方式建筑低压配电系统的接线方式一般分为放射式、树干式和环形式三种。(一)放射式 放射式配线方式如图1-9所示。它是由变压器低压输出母线上引出几条干线，由干线将电能输送给各个用电设备或各配电箱。因各条干线分别由各自的控制开关控制，所以任何一条干线上发生故障或需检修时，都不会影响其他干线的正常运转，故它的供电