课题4低配电系统设计.ppt

课题4 低配电系统设计,4.1 低配电系统接线4.2 住宅配电系统设计4.3 水泵站动力配电系统设计4.4 电梯工程动力配电设计,4.1 低配电系统接线,低压配电系统是指电压等级在1 kV以下的配电网络，它是电力系统的重要组成部分，是城市建设的重要基础设施。低压配电系统主要由配电线路（架空、电缆）、配电装置和用电设备等组成。用户通过柱上变压器、开闭所（开关站）、配电站（室）或者箱式变电站取得电压等级为380/220 V的电能。,低压配电系统应能满足生产和使用所需的供电可靠性和电能质量的要求，还要注意做到接线简单，操作方便、安全，具有一定的灵活性。低压线路的供电半径不宜过大，应能满足末端电压质量的要求，市区一般为250 m，繁华地区为150 m。好的接线方式可以使低压配电系统灵活机动，运行经济，可靠性高，易于维护，且可以降低成本。低压配电系统常见的接线方式主要有放射式、树干式、链式和环网式四种。,放射式接线是指每一个用户都采用专线供电，如图4.1所示。,4.1.1 放射式,图4.1放射式,1.放射式接线的特点（1）供电可靠性较高。各用户独立受电，故障范围一般仅限于本回路。各支线互不干扰，当某线路发生故障需要检修时，只切断该回路而不影响其他回路，同时回路中电动机启动引起的电压波动对其他回路的影响也较小。（2）配电设备集中，检修比较方便。（3）系统灵活性较差。（4）有色金属（线路）消耗量较多，需要的开关设备较多。,2.放射式接线的适用范围这种接线方式多用于设备容量大或对供电可靠性要求高的设备配电。（1）容量大、负荷集中或重要的用电设备。（2）需要集中控制的设备。（3）有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜将配电及保护启动设备放在现场的场合。,树干式接线是指每条用电线路都从干线接出，如图4.2所示。,4.1.2 树干式,图4.2树干式,1.树干式接线的特点树干式接线的优点是配电设备及有色金属消耗少，投资省，结构简单，施工方便，易于扩展，灵活性好。其缺点是供电可靠性较差，一旦干线任一处发生故障，都有可能影响到整条干线，故障影响的范围较大。,2.树干式接线的适用范围树干式接线常用于明敷设回路，设备容量较小，对供电可靠性要求不高，用电设备布置比较均匀又无特殊要求的设备。,链式接线也是指在一条供电干线上接出多条用电线路。与树干式不同的是，其线路的分支点在用电设备上或分配电箱内，即后面设备的电源引自前面设备的端子，如图4.3所示。链式接线链接的设备一般不超过5台，总容量不超过10 kW。,4.1.3 链式,图4.3链式,1.链式接线的特点链式接线的优点是线路上没有分支点，采用的开关设备少，节省有色金属。其缺点是线路或设备检修以及线路发生故障时，相连设备全部停电，供电的可靠性差。,2.链式接线的适用范围链式接线适用于供电距离较远，彼此相距较近的不重要的小容量用电设备。这种配电方式适用于暗敷设线路，供电可靠性要求不高的小容量设备，一般串联的设备不宜超过34台，总容量不宜超过10 kW。,由一个或一个以上来自不同电源（不同变电所或同一变电所的不同母段线）的中压（110 kV）配电线路供电的一台或多台配电变压器作为电源，干线形成闭环，如图4.4（a）所示。低压环网式如图4.4（b）所示。环网式接线的可靠性比较高。开环点的选择原则是：开环点两侧的电压差最小，一般使两路干线负荷功率尽可能接近。,4.1.4 环网式,环网内线路导线通过的负荷电流应考虑故障情况下环内通过的负荷电流。因导线截面要求相同，故环网式线路的有色金属消耗量大，这是环网供电线路的缺点。当线路的任一线段发生故障时，切断(拉开)故障线段两侧的隔离开关，将故障线段切除后即可恢复供电。开环点断路器可以使用自动或手动投入。双电源环网式供电适用于一级、二级负荷；单电源环网式适用于允许停电半小时以内的二级负荷。,综上所述，这几种配电系统接线各有其优缺点。在实际应用中，应针对不同负荷采用不同的接线方式。工厂车间或建筑物内，当大部分用电设备容量不大、无特殊要求时，宜采用树干式接线方式配电；当用电设备容量大或负荷性质重要，或在潮湿、腐蚀性的车间、建筑内，宜采用放射式接线方式配电；对高层建筑，当向各楼层配电点供电时，宜用分区树干式接线方式配电；而对部分容量较大的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式接线方式配电。对冲击性负荷和容量较大的电焊设备，应设单独线路或专用变压器进行供电。对一个工厂可分车间进行配电，对住宅小区可分块进行配电。对用电单位内部的邻近变电所之间应设置低压联络线。,图4.4环网式（a）高压；（b）低压,4.2 住宅配电系统设计,4.2.1 室内配电箱系统,在户内靠近入口附近的承重墙上安装一台户用配电箱，箱内设照明、插座和空调等支路断路器。户内仅有一路插座回路时，此回路应装漏电断路器。当插座回路多于两路时，可装漏电保护器，各插座回路分设单极断路器。家用空调器单独设回路。家用空调器在市场上的产品很多，有窗机、分体机、柜式机和家用集中空调，其用电量差别大，在室内的安装方式也不一样。高位安装时，且外壳为不导,电体的空调器，其保护回路不需要安装漏电保护。落地安装的空调器，其保护回路应有漏电保护功能。常用户内配电箱系统如图4.5所示。图4.5中配电箱尺寸考虑安装10极断路器，选择箱体尺寸为430 mm 280 mm90 mm。图中(a)、(b)、与(d)、(e)、(f)的区别只是在箱内进线处增加了一台双极隔离开关。在(b)和(e)中插座回路采用漏电断路器作为出线保护；而在(c)和(f)中，插座回路选用漏电保护器，加单极断路器的出线保护方式。,图4.5 户内配电箱系统,1.层数多层住宅一般指六层及以下层数的住宅。多层住宅的建筑方式大致可分为三类。第一类从首层至顶层均为住户。第二类降低首层层高，将首层设计为楼上住户能使用的储藏间；或者增加首层层高，将首层作为商业用房，其余各层为住户。第三类在六层以上增加阁楼，由内楼梯连成一户，此阁楼也可作为储藏室。另外，还有的多层住宅建有地下室或半地下室，作为库房或存车处等用房。,4.2.2 多层住宅配电系统,多层住宅单元一般设计为一梯二户或一梯三户，户型以二居室或三居室为主，每户用电量一般按2.5 kW或3 kW考虑。,2.负荷等级多层住宅均属于三类用电负荷，电力负荷包括住宅用电(照明、插座和空调电源)、公共楼梯灯、电视放大器电源和保安对讲设备用电电源等。在确定多层住宅的低压配电系统及用户计量方式时，应符合当地供电部门的要求。,3.电源引入电源引入方式采用埋地电缆或架空线路，电源为交流220380 V，系统接地形式在无特殊要求时可采用TN-S或TN-C-S接地系统。在多层住宅中，若建有地下室或首层为储藏室，可将电缆分支箱(接箱)安装在房间内，选用高架式接箱。若多层住宅从首层至顶层均为住户时，进线电源电缆应从楼的中间单元引入至首层楼梯间，接箱选落地式或非标架式。接箱的安装如图4.6所示。,电源电缆引入接箱内进线刀开关后，从另一刀开关下引出本楼的供电电源线。电源线可使用电缆或BV铜导线，其直径应与供电电缆相等或相近。从接箱引出的电源线引至楼内的总断路器箱，箱内安装一台三相带漏电保护功能的断路器，其漏电电流值可选择300 mA或500 mA，漏电保护的作用是防止配电线路的电气火灾，电气线路引发的火灾主要是由接地电弧短路引起的。接地电弧短路时，电弧短路的电流值小，断路器和熔断器不能及时切断电源，而漏电断路器对电弧短路电流有很高的动作灵敏度，能及时切断供电电源，防止电气火灾发生。,三相电源引入总断路器箱后，若楼内的单元数不多于3个，箱内安装一台漏电断路器。若多于3个单元，可安装两台漏电断路器。漏电断路器的出线分别引至各单元首层的电度表箱。一般采用铜导线穿钢管保护，沿首层地面暗敷设或沿地下层顶板明敷设。另外，若不选用接箱作为配电电源的电缆分支箱，也可采用三到四个单元(联体或临近单元)为一个供电单位，提供一路低压电缆。每单元在首层或地下层设一个配电小间(4 m2左右)，选用高层照明柜(非标)，适当改型，也可形成较好的供电系统。,4.系统图设计多层住宅配电系统的配电方式为树干式，每单元住户用电的垂直干线均为单相交流电源。下面以一梯二户和一梯三户为例，系统图如图4.7所示。其中AW1为一梯二户的首层电度表箱，AW3为一梯三户的首层电度表箱。AW2、AW4分别为一梯二户和一梯三户的标准层电度表箱。户内配电箱(AL箱)已在前面叙述过了。每个表箱的配电系统如图4.7所示。,图4.6接箱安装示意图,图4.7多层住宅配电系统,1.层数普通高层住宅层数为1018层，属二类建筑；1928层为一类高层建筑。此部分的电气设计内容不包括超高层建筑电气设计(需要特殊设计方案)。,4.2.3 高层住宅配电系统,2.负荷等级根据民用建筑电气设计规范及火灾报警与消防联动控制的规定，普通高层住宅按二级负荷供电，19层及以上的住宅按一级负荷供电。高层住宅主要消防设备有消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警及消防联动装置、火灾应急照明和电动防火门窗、卷帘、阀门等。,3.电源引入高层住宅楼内供电电源采用电缆埋地引入方式。电压为交流220380 V，采用TNS或TN-C-S接地系统。照明与动力电源电缆分别引入楼内接箱或配电柜。一座高层住宅的建筑面积决定着引入楼内所需照明电缆的数量。每一根电缆接至一台接箱。接箱与配电柜的数量一一对应。接箱安装在地下一层的专用房间内，此房间应安排在外线电缆易于引入的方向。,接箱选用高架型，室内设计应满足下列要求：（1）接箱的前面应有1.5 m的操作距离，箱体背后距墙应有1 m的距离，留作电缆的敷设位置。在特殊情况下，也可以靠墙安装。（2）在接箱室应预留125钢管6根。供电电缆穿钢管沿接箱室的地面引至接箱。钢管在室外的埋深与住宅楼的室内外高差有关，用地下一层的层高减去室内外高差，再减去楼板厚度，等于钢管在室外的埋深，但钢管埋深不应低于室外地坪下0.7 m，钢管另一侧接至电缆井，预埋钢管应有向室外电缆井倾斜的坡度。,（3）接箱室不允许有上下水管及煤气管道等非本室用管路通过。（4）接箱室至总配电室的线路距离不应超过15 m。（5）为防止外面的水流入，配电室的地面可做门槛或将地面抬高一个踏步。外线电缆引入接箱室后，电缆可明敷设至接箱进线刀开关，也可以沿地面做沟，沟上盖盖板敷设至刀开关。,4.配电室配电室与接箱室位于同层相邻或邻近的专用房间，且应满足下列要求：(1)配电室至对外出口通道的距离不应超过20 m，并且通道不得穿越其他房间。(2)配电室应设有能开启的采光通风窗。如果用专用窗井采光时，窗井上应加雨篷和防护网。(3)配电室不允许上下水、煤气等管道穿越。配电室的地面应向外泛水。,(4)配电柜前应有1.5 m的操作距离，柜后距墙应有0.8 m的安装距离。柜边一侧应有不小于0.8 m的过人通道。配电柜进线电缆由接箱引入。一般情况下，若配电室与接箱室相邻，电缆沿地沟内敷设后加盖板；若两室不相邻，电缆在桥架内沿顶板敷设。在高层住宅内有时需要建变电所，其变压器容量不超过1250 kVA，且为干式变压器。,变配电室安排在高层住宅地下层时，其上层不应直接为住宅，且不能安装在最底层。在高低压配电室的下面应有一层电缆夹层，其净高应为1.8 m。变电所净高不应小于3.8 m。由于高层住宅大多数是剪力墙结构，所以变电所的平面布置一定要与结构专业协商确定。变压器及高低压开关柜的运输通道是采用坡道运输还是窗井吊装方式，在实际工程中根据具体设计确定。,5.配电系统高层住宅分板式和塔式两种。配电线路在楼内沿强电竖井敷设，楼内强电竖井位置的选择，宜靠近住户集中的地方，竖井内敷设照明、动力电缆及层配电箱，敷设电缆的数量由具体用电负荷及所需安装的动力设备确定。电缆或绝缘电线可采用金属线槽、电缆桥架或穿金属管等布线方式。竖井的面积除满足布线间距及配电设备所必需的宽度外，并应在箱体前留有不小于0.8 m的操作、维护距离，这个距离可通过打开竖井门后利用公共走道来弥补，这样可使竖井的深度仅包括电气设备的安装距离，可不包括其操作、维护距离。,配电系统及计量方式应满足下列要求：(1)照明系统采用树干式配电。根据每层户数的多少，每一或二层取一相交流220 V电源供电。(2)照明计量设在每层用户表箱内。(3)在动力总配电柜内设动力总计量表。(4)消防用电要求双路电源时，应以动力电源为主电源，照明电源为备用电源。,(5)电梯前室照明及公共楼梯灯用电按动力计量(不装子表)，人防层、居委会应单独计量。(6)设备层及地下室用电按照明计量，电度表装在照明配电柜内。(7)住宅的楼梯灯可作为备用照明的一部分。当楼梯灯采用节能开关时，应有事故强投至点亮的措施，但电梯前室宜采用跷板开关。(8)住户配电箱可参照多层住宅的户箱。,以一梯八户18层塔式住宅为例，采用需用系数法进行负荷计算，系统图如图4.8所示。图中正压风机安装在地下层；若安装在屋顶，其电源控制箱(1ATl)，应随之而改变。若楼顶没有水箱，可取消图中的液位信号线。有些高层住宅在中间有一设备层，此层的层高较低，照明电源应为安全电压。有些高层住宅的地下层还设有消防水池，配电系统中应相应增加消防泵、喷淋泵和生活泵的电气控制内容。,6.消防系统设计19层及以上的普通住宅属于一类防火建筑；1018层的普通住宅属于二类防火建筑。一类建筑按现行国家电力设计规范规定的一级负荷要求供电；二类建筑应按二级负荷的供电要求供电。一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。二级负荷的供电系统应做到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)。凡消防设备供电电源，按消防规范要求采取末端双电源自投。,消防设计应符合下列要求：(1)在消火栓箱内应设有带动作指示灯的消防按钮，其功能应可远控启动消防泵并使备用照明电源自动点亮。(2)在屋顶设有消防水箱时，消防管道和稳压泵应自成系统，并使管道内的压力维持在0.07 MPa以上。,(3)当在封闭电梯前室内设有排烟阀时，可采用手动开启方式，同时应联动排烟及正压送风风机的启动。若楼内设有火灾自动报警系统时，可通过安装在前室的探测器实现报警及联动的自动控制。(4)19层及以上的住宅疏散走道和公共出口处安装安全出口及疏散指示标志灯。出口标志灯安装高度距地不宜低于2 m，疏散标志灯的安装高度应在1 m以下。当采用蓄电池组作疏散指示灯的备用电源时，其连续供电时间不应少于20 min(在地下层安装时不应少于30 min)。,(5)消防人员可在配电室的照明柜上使用分励按钮切除住户电源，其余非消防电源由消火栓内的按钮联动跳闸。(6)应隔层设消防广播线路或消防警铃。(7)高层住宅的电梯至少有一部为消防电梯。,住宅除多层和普通高层建筑外，还有低层和高层公寓式住宅。低层住宅大多数为别墅式独立建筑，每户的供电电源相对独立。公寓式住宅和别墅每户的使用面积大，用电量多，户内出线回路增加。1.别墅低层别墅式住宅层数为二或三层，每户进线为单相电源，其负荷等级应按使用功能来确定。在每户入口附近设一电度表箱，室内各层分别设配电箱。,4.2.4 公寓式住宅配电系统,别墅引入供电电源有些特殊，因为外线电缆均是三相电源，电缆需在进户处做分相或变截面处理，所以在每户首层入口处应安装进线电源箱。若外线电缆为放射式供电，相邻的三座别墅采用一根电缆供电时，根据每幢别墅的用电量，可使用一根直埋电缆引至每户。每户的电源箱只做分相处理，分出一相电源自用，其他两相电源采用BV绝缘导线，等截面引至另外两幢别墅。此电源箱可称为电缆分头箱，箱下皮距地0.5 m暗装，如图4.9所示。,户内配电系统如图4.10所示。配电系统中，进线电源没有标注，在实际工程中应加以注明。别墅住宅的另外一种供电方式是由小区配电室引出电缆，采用树干式配电方式。外线电缆所提供的供电容量远大于一幢别墅所需要的用电量，因此电源箱不仅要有分相作用，还需要改变导线的截面面积，如图4.11所示。,2.公寓公寓式住宅以高层公寓为主，其配电方式采用树干式和分区树干式，负荷等级为一级或二级。高层公寓的地下部分一般设计为停车库或者商业用房。若公寓带有裙房，其地上与裙房等高的部分与裙房一起组成商业用房，地上其余部分为公寓。由于整座公寓被分成不同的使用功能区，其各部分电源应独立计量，不能混用。由于整座建筑的用电量大，有可能在地下部分建变配电室。,变配电室的位置应考虑高压进线的方向、低压配电线路的引出位置及供电半径。公寓内各部分的供电电源可采用电缆或插接母线供电。公寓部分可采用由低压配电屏供电，垂直干线使用插接母线，沿强电竖井向每层各户配电。户用表箱的内容与一般高层的户用表箱内容一样，只是表的容量增大了，且每套房间内设一户内配电箱。公寓配电线路的敷设应尽可能减少水平干线，尽量采用垂直干线配电。,公寓住宅的居室面积较大，房间内不仅在中间预留灯位，还可在适当位置增加灯位，预留局部照明电源。室内照明光色也要求较高，照明容量增加，需要增加照明出线路数。起居厅是套间内日常活动的场所，有通向卧室、卫生间或其他房间的门，人口较多，家用电器也较多。在厅入口处可装多控灯开关，以便进行照明控制和灯光调节控制。浴室、厨房的灯具关系着用电安全，应采用瓷质螺口和防溅型灯具。,居室增多，室内插座回路的数量随之增加，有厨房专用插座、电热水器插座、空调插座、居室插座和计算机插座等出线回路，插座回路采用放射式配电方式接线，每一插座回路的保护电器可选择不同的额定电流值，其漏电断路器或漏电保护器的漏电电流值均为30 mA。每一出线回路的导线截面面积与选择插座面板的接线端子压接导线的能力密切相关。因此，在插座配电回路中选择插座面板时宜标出插座面板的额定电流值，确定插座回路的导线截面面积和断路器的额定电流值。,图4.9别墅配电系统,图4.10配电箱系统,图4.11电缆分支配电箱,低压配电线路的保护主要包括短路保护、过负载保护和接地故障保护，住宅内配电线路的这些保护是由设在配电柜或配电箱内的断路器来实现的。在选择断路器时，要确定断路器的额定电压和额定频率。其额定电流应大于或等于所控制回路的预期工作电流，还应承载一定条件下的过电流；要满足短路条件下的动稳定与热稳定，选择断路器断开短路电流时的通断能力；还应考虑断路器使用场所的环境条件，主要考虑海拔高度和潮湿环境。,4.2.5 配电线路的过流保护,由于一座住宅的住户较多，住户所使用的照明及家用电器是住宅配电线路的最终保护对象，所以在确定配电系统及选择断路器时，应尽可能在某一户发生线路短路时只切断户内供电回路，不影响其他住户的正常用电。配电线路上下级断路器的动作应具有选择性，各级间能协调配合。,住宅内使用的配电设备有变压器、配电柜、接箱、电度表箱、配电箱、灯具、开关和插座等。在电气设计中，选用低压配电柜或配电箱时，应根据发展的可能性，预留备用回路。为使每一出线回路在增加容量时可更换断路器而不影响断路器的安装位置(同一级断路器的安装尺寸相等)，每一级断路器最好不顶级安装。,4.2.6 配电设备,1.变压器的选择确定所需变压器台数时，要根据用电负荷多少、负荷等级以及对供电可靠性和电能质量的要求确定，并兼顾节约电能、降低造价、运行方便。住宅小区内变电室一般安装两台相同型号的变压器，通常采用干式变压器，容量在5001250 kVA之间，联接组标号一般为D,Yn11型。变压器主进开关选择SF6气体绝缘断路器或真空断路器。,2.低压配电柜的选择低压配电柜一般可选抽屉柜(GCK)或PGL、BGL固定柜。配电柜的数量根据所用出线回路的数量来确定。一台配电柜的出线路数一般为68个回路。配电柜中安装断路器的额定电流值在100 A左右时，柜内出线回路数可达10路；额定电流值在200400 A之间时，柜内出线回路数为6路；额定电流值在400630 A之间时，柜内出线回路数为4路；断路器额定电流值大于630 A时，柜内出线回路数仅为1路。低压进线柜的主进开关若向一、二级用电负荷供电，应选择高性能的低压断路器；若向三级用电负荷供电，可选择分断能力较低的DZ47系列断路器。,3.接箱的选择接箱有两种安装方式，一种为落地安装，另一种为架式安装，箱内安装三台或四台刀开关(隔离开关)。架式安装的接箱可直接固定安装在室内地面上，电缆可拖地引入至刀开关；落地式安装的接箱需在箱体下部预留电缆沟。接箱的主要作用是电缆分支，没有保护电器作用。刀开关的容量一般为600 A。,4.电度表箱的选择电度表箱用于计量住宅内每户的用电量。为了查表方便，此箱应出户安装，置于公共走道内便于查看的适当位置。住宅计量方式采用一户一表制。多层住宅最多一梯三户，所以层内最多安装四块电度表。高层住宅一层的户数较多，电度表箱可分散安装。若安装电度表箱的竖井或墙面宽度允许时，层内户表箱也可集中安装。电度表箱内电度表的排列行数不宜过多，多行安装将给查表和使用带来不便。,5.户内断路器箱的选择安装在每户户内的断路器箱控制着每户内全部的用电线路，为避免误操作和保证用电安全，箱体宜高位安装，若建筑物内每层有圈梁，可紧贴在圈梁下安装。户箱可安装在户门附近的承重墙上，但最好不安装在户门的后面。箱内全部断路器安装成一行，箱体尺寸由安装在箱内断路器的位数来确定。,住宅楼内强电线路是为各户及楼内公共用电设备提供电源，均属于正常环境下室内布线。住宅楼内公共建筑面积小，层高较低，线路敷设尽可能采用穿管保护暗敷设方式。,4.2.7 强电线路敷设,住宅楼内的供电电源一般采用电缆穿钢管埋地引入方式。住宅内供电系统采用TN-S或TT、TN-C-S接地方式，并进行总等电位联结。总等电位联结的作用在于降低建筑物内间接接触电击的接触电压和金属部件间的电位差，并消除自建筑物外经电气线路和各种金属管道引入的危险故障电压的危害。预埋进线钢管的位置应与设备的暖气沟、煤气及上下水进出楼管道的位置错开。,4.2.7.1 电源引入,1.布线住宅电气设计中主要采用金属管布线，硬质、半硬质塑料管布线和金属线槽布线等方式。若有条件，垂直干线应敷设在位于公共建筑内的强电竖井中。在竖井中敷设的导线或电缆可采用明敷或在线槽内敷设。明敷设的导线或电缆在竖井内固定安装时，其间距要求较大，占用面积多，电缆或导线较多时不宜采用明敷方式。多层住宅有可能没有竖井，垂直干线敷设在承重墙内，并可将干线钢管管径按所穿导线截面放大一级选取。电气垂直干管不应布置在住宅套间内。,4.2.7.2 配线方式,住宅内水平配线可穿管暗敷设。穿金属管布线时，需要用金属分线盒，管与盒连接处应焊接，并与接地线连接。使用塑料穿线管时，配用塑料分线盒，管与盒采用粘结方法连接，施工较方便。但塑料管敷设在现浇板中，管与盒位于双排结构钢筋中间时，浇注混凝土的震动会使管变形，导致保护管内径减小，甚至接口处断开，造成管路不通。一般采用加长套管，增加管与盒的连接长度，可减少上述现象的发生。另外，布线用塑料管应采用氧指数为27以上的难燃型制品。,2.导线选择选择导线的载流量时，应与其出线端断路器的额定电流值相配合，导线的载流能力一定大于断路器的额定电流值。导线或电缆应按低压配电系统的额定电压、电力负荷、敷设环境及其与附近电气装置、设施之间能否产生有害的电磁感应等要求电压选择合适的型号和截面面积。住宅内所有绝缘电线和电缆应选择耐500 V以上电压的塑料彩色线。,3.竖井布线住宅内配电干线的电气竖井自楼内底层贯穿每层配电间直至顶层。电气竖井是电气干线的垂直通道，位置选择在楼内的公共走道、楼梯间或电梯间附近。但电气竖井不能和电梯井、设备管道井共用同一竖井，且应避免邻近烟道、热力管道及其他散热量大或潮湿的设施。应在每个单元或建筑物的变形缝两侧或每一个防火分区内分别设置电气竖井。,竖井的井壁应是耐火极限不低于1 h的非燃烧材料制成。竖井在每层楼设维护检修门，门开向公共走道，门的耐火等级不低于丙级。竖井门沿竖井宽度应尽可能地宽，这样有利于打开竖井内配电箱的门，增加配电箱前的操作距离。门的高度为2.3 m。竖井内的底板或顶板除垂直通过的线槽预留洞外，应全部浇实。,(1)多层住宅的电气竖井多层住宅的电气竖井内安装各层配电箱和通过垂直干线。若为独立的强电竖井，竖井内仅有层表箱，垂直干线管从表箱内明敷穿过，或明敷设在竖井侧墙上，或暗敷设在表箱所在的墙内。若强、弱电线路敷设在同一竖井内，强电与弱电线路应分别布置在竖井两侧，且线路应采用穿钢管保护的布线方式，以防止强电对弱电线路产生干扰。,多层住宅的强、弱电竖井最好能分别设置，竖井宽度不小于0.7 m。垂直干线穿钢管明敷设时，在楼层间应预埋套管，布线后两端管口的空隙应做密封隔离。,(2)高层住宅的强电竖井高层住宅的强、弱电竖井是分别设置的。强电竖井内不仅要安装各层用配电箱和照明干线，而且要敷设电梯、管道泵、稳压泵和正压风机等动力电源电缆及屋顶水箱间所用的液位信号线。,住户内所需的强电电源和弱电信号都是由小区内集中引入的。为了供电安全和环境美观，小区内各种管线均采用埋地敷设方式。电气专业设计的管线内容包括引入小区变电所的10 kV高压线路，引至各楼的照明及动力电源电缆线路，电话、电视、路灯、闭路监控和集中泵房的信号线等各种线路。电气线路埋地深度在地坪下0.8 m左右，所有管线均平行排列。,4.2.8 住宅小区配电线路,电气外线设计要以建筑总图、施工图为依据，要确保各种管线间的平行间距，尽可能减少管线交叉。当电气线路与设备线路交叉时，电气线路敷设在设备线路的上方。强电线路与弱电线路交叉时，弱电线路敷设在强电线路的上方。埋深相近的管线交叉时，线路采用跨井连接的方法，通过一条线路两边的人孔井提高或降低管路，实现线路的交叉通过。,电力干线的敷设以变配电所为中心，电话线路以交接间为中心，电视光缆等其他线路应考虑方便小区的物业管理，在小区适当的楼内安装各种控制设备。,住宅小区内使用的高压电源电压为10 kV。住宅小区内10 kV用户变电所可根据负荷等级、负荷容量、地理位置等情况采用不同的供电方式，对负荷等级较高及容量较大的用户变电所宜采用双回路专用线路或一回路专用线路加公共备用干线或双干线方式供电，其余用户变电所可采用树干式、环式配电系统供电。,4.2.8.1 变配电所选址,1.变配电所位置的选择变配电所所址选择应符合下列条件：(1)接近负荷中心或大容量用电设备点。(2)进出线方便。(3)靠近10 kV电源的进线侧。(4)避开有剧烈震动的场所。(5)便于设备的装卸和搬运。,(6)不应设在多尘、水雾或有腐蚀性气体的场所。(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。(8)不宜设在火灾危险性大的场所的正上方或正下方；当贴邻时，其隔墙的耐火等级应为一级，门应为甲级防火门。,2.变配电所的数量安排一般按建筑面积4105 m2设立一个10 kV变电所。为适应住宅用电量的不断增长，按50 W/m2的用电量计算，住宅面积7103 m2左右应建一座变电所。低压电源电缆的供电半径应小于250 m。,变配电所的平面布置有高压电缆分支室及高压电缆进线室、高压配电室、变压器及低压配电室和值班室。变配电所的使用面积应根据其供电容量、供电性质选择变压器台数后，确定高、低压配电柜的数量，按照各种配电柜的尺寸实际排列后才能确定。一般情况下，一台500kVA的变压器，其变电所需要的建筑面积约为75 m2；两台630 kVA的变压器，其变电所需要的建筑面积约为150 m2。,变配电所的层高要求为：设备安装层层高应在梁下净空3.8 m及以上，设备层下的电缆夹层净高以1.9 m为宜，夹层内照明电源应为安全电压。,1.直埋敷设直接埋地敷设的电缆宜采用有外保护层的铠装电缆，在无机械损伤的场所也可采用塑料护套电缆或带外护层的铅(铝)包电缆，电缆埋地深度不应小于地坪下0.7 m。选择直埋电缆时，沿同一路径敷设的室外电缆根数为8根以下。电缆线路在拐弯、接头、终端和进出建筑物等地段应装设明显的方位标志，直线段上应适当增加标桩，标桩露出地面高度一般为0.15 m。,4.2.8.2 民器外线,2.排管或管内敷设排管或管内敷设电缆是一种管加井敷设方式。配电电缆宜采用塑料护套电缆或裸铠装电缆。管的埋设深度在地坪下0.7 m以下，同一路径敷设的室外电缆根数为12根以下。排管选用石棉水泥管或混凝土管。排管敷设时，应向有集水坑电缆井的方向倾斜，倾斜坡度在5左右。在线路转角、分支处应设电缆人孔井，直线段上为便于拉引电缆也应设置一定数量的电缆入孔井，电缆入孔井的规格应满足供电部门的要求，其中拐弯井的角度不能小于90。,3.电缆沟或电缆隧道敷设电缆沟或电缆隧道内敷设的电缆不应采用有易燃和延燃的外护层，宜采用裸铠装电缆、裸铅(铝)包电缆或阻燃塑料护套电缆。同一路径敷设的电缆根数为18根及以下时，宜采用电缆沟敷设；多于18根时，采用电缆隧道敷设。在电缆沟和电缆隧道内，电缆支架的长度在电缆沟内不宜大于0.35 m，在隧道内不宜大于0.5 m。电缆沟在进入建筑物处应设防火墙；电缆隧道进入建筑物处以及在变电所围墙处应设带门的防火墙。,4.10 kV电缆10 kV电缆是引入住宅小区变配电所的高压电源。电缆引入和引出小区的路径可安排在小区内主道路及其附近，采用直埋敷设方式。若采用独立排管敷设或与低压电缆同排管敷设时，高压电缆应靠排管的一侧布置，与低压电缆中间预留2根以上的备用管。进出小区内高压电缆的数量一般为2根。,5.低压电缆引入住宅楼内的低压电缆一般采用直埋或穿管敷设方式。电缆由变电室引出后，至各楼用电的接箱采用树干式和放射式供电。一根电缆(240 mm2)的供电面积为（67）103 m2。为保证供电的可靠性，每座独立住宅之间可敷设联络电缆，构成开环供电方式。,6.路灯电缆路灯电缆沿住宅小区内主道路和次道路路边敷设，灯柱距路边约0.3 m，采用单侧道路布灯。主道路的灯柱柱高应高于次道路的灯柱柱高，灯泡功率及灯具也应有区别。道路灯应选用长寿命的金属卤化物灯或高压汞灯，灯与灯之间的距离小于30 m。供电电源可采用专用变压器或专用配电回路。小区内路灯的设置应从出入口、道路分支处着手布灯，让道路照度达到均衡，减少照明眩光。,4.3 水泵站动力配电系统设计,民用建筑工程中水泵系统动力用电设计主要为高层建筑工程的生活用扬水泵，发生火灾时灭火用消防水扬水泵及其附属的管道加压泵，消防水排水泵及与其配套的排烟、通风机械动力用电和通风阀门用电，以及一类公共建筑中的自动喷淋灭火水泵等，为其所需的通用设备作优化组合、设计电源及控制线路选择匹配保护电器及启动设备。,4.3.1 设计条件及概况,生活水泵平时由高位水箱液位自动控制，水泵现场及启动设备设置人工按钮操作。火灾消防水泵在一般工程中，各层消火栓处和水泵现场及启动设备均设置人工按钮操作。设置火灾自动报警系统的建筑工程可实现火灾消防系统微机自动监控、管理和联动控制，以缩短报警和启动消防泵时间，减少火灾损失。,高层建筑中的消防水泵及其与灭火报警有关的一切用电设施以及高级住宅和19层及19层以上的普通住宅（属一类建筑）中的生活水泵用电均应按一级负荷要求供电，并且应在最末一级配电柜(箱)处设置两路或三路低压220380 V电源的自投互投的切换装置。1018层的普通住宅中的生活水泵用电应按二级负荷要求供电。但是，在民用建筑工程中，往往消防水泵和生活水泵设计安装在同一水泵房内，因此，对于电源的设计应同时综合考虑，合理地布置。,4.3.2.1 负荷性质,4.3.2 配电系统设计,三路低压220380 V电源是指有条件的建筑工程可设置应急柴油发电机组，一旦两路市电源都停电时，应能在30 s内自动发电，供一级消防设备用电。水泵用的电动机属于轻负载，多选用配套三相交流Y系列、防护等级为IP44级的鼠笼转子异步电动机，启动方式有全电压直接启动、Y降压启动和自耦变压器降压启动。,1.电源要求根据上述一类、二类建筑工程，必不可少地要在高层建筑地下层或设备层内设置扬水泵房，在屋顶层设置高位蓄水箱。一类建筑的水泵动力用电应设置包括应急发电机在内的三路独立电源；二类建筑的水泵用电应设置两路独立的市电源供电。图4.12为一类高层建筑工程水泵动力一般配电系统；图4.13为二类高层建筑工程水泵动力一般配电系统。,4.3.2.2 电源要求和保护电器设置,水泵房应有独占一室的配电室和配电设备，在电源柜上设置自投、互投装置，并应遵循规范规定：在火灾发生期间，对消防水泵、自动喷水系统及消火栓的电源保证供电时间应大于60 min。消防值班控制监测中心应有电源和水源运行工况及故障的声光信号。,2.保护电器设置(1)基本要求水泵动力用电的保护电器和启动设备完全由电气专业设计人员按实际情况设计选型和优化组合，从水泵房配电柜总断路器至各台电动机的保护电器宜设置二级保护，也应保证二级之间的选择性和避开电动机启动时的尖峰电流。断路器的额定电流In由末级推算到第一级确定；对于容量较大的水泵用电应推算到低压总配电柜第一级低压断路器，并应考虑接地、漏电保护装置。,线路保护电器宜选用高性能三极三段时间保护的断路器。按实际负载线路所需要的短路通断电流ICS和额定电流In及工程资金情况，对经济合理性、安全可靠性进行比较后选择确定。,(2)自投、互投联络装置为保证火灾情况下对消防设施全天候供电，保证高层建筑中人们的生活用水，在水泵房第一级配电装置上设计两路或三路电源的自投、互投装置。当一类建筑物内发生火灾，恰遇一路市电源停电时，消防设备用电则自动投入另一路正常的市电源。若两路市电源同时停电时，则应急柴油发电机立即自启动，供给消防设备用电，例如图4.12所示一类建筑工程中的消防水泵、生活水泵配电系统。,当二类建筑物内发生火灾，若遇上一路市电源停电时，消防用电应能自动投入另一路正常的市电源用电，例如图4.13所示二类建筑工程中的消防水泵、生活水泵配电系统。自投、互投切换联络装置的断路器选择和组合可采用二台组、三台组或五台组断路器优化组合。应选用具备过电流长延时、短延时脱扣器的断路器，电源第一级总断路器的In应大于联络断路器的In，电源断路器的通、断动作时间应先于联络断路器的通、断动作时间。,各分路用电设备的控制和保护断路器按分路、分级短路电流的衰减程度选择，可不同于主断路器的系列型号。,(3)保护电器选择的其他技术要求水泵用电动机对保护电器选择的其他要求，因为水泵多采用Y系列2极或4极交流异步电动机配套，启动方式有全电压直接启动、Y降压启动和自耦变压器降压启动三种基本方式，所以对断路器选择除应满足相关的技术条件外，还应对脱扣器形式的选择组合、辅助触头的对数和动作形式按控制线路的技术设计综合考虑确定。,图4.13二类建筑水泵动力配电系统,图4.13二类建筑水泵动力配电系统,1.水泵站及其动力系统以图4.13某水泵站配电系统设计实例来说明该系统工程的组成、设计功能和使用要求。该工程为某小区民用高层住宅，属于二类建筑，由地上18层、地下2层的塔楼三幢(每幢164户)共建一处水泵站，建在2号楼地下层。每幢楼屋顶层设独立高位水箱，消防用水、生活用水合用一个高位水箱。,4.3.2.3 水泵站用电系统及断路器设计,根据民用二类建筑高层住宅的基本条件，由小区变配电所低压总配电柜送来两路220380 V三相四线制电源，一路为照明用电，一路为动力用电。在水泵站用电端设置用电单向自投联络装置，正常情况下水泵动力用电由动力电源供电，当该动力电源发生故障或因其他原因停电时，断路器自动单向投合照明电源用电。若同时发生两路市电源都停电时，则水泵动力系统无电源，所有水泵不能工作，按目前的设计标准该方案属于低档次的两路市电源供电，这是在目前经济条件下的权宜之计。,2.该水泵站动力设备的组成(1)消防水泵，45 kW 2台，一用一备运行；(2)生活水泵，15 kW 2台，一用一备运行；(3)消防水排水泵，1.1 kW 1台；(4)管道加压泵，1.3 kW，每幢各2台。因管道加压泵安装在屋顶层每个高位水箱间，其电源则由电梯机房消防电梯双路电源末端自投装置供电。,3.水泵组的控制方式(1)消防水泵在三幢楼的各层每个消火栓内设有一个并联的触点开关，当按动其中任何一个即能启动消防水泵，门厅传达室、消防水泵现场、启动设备上均设有人工操作按钮，在2号楼(水泵房所在地)管理室内设有