高層民用建築供電系統的設計

論文類別:工學論文 > 電力論文
論文標簽:建築設計論文
論文作者: 李衛平
上傳時間:2006/3/3 13:44:00

摘要:根據高層民用建築特點對其供電系統設计的主要方面進行闡述

關鍵詞:配電室 接地裝置 配電系統 保護 總等電位聯結

  隨著我國國民經濟的發展,土地資源越來越珍貴,因此,高層民用建築也就發展迅猛。而一個好的高層建築,必須有一個完善的、安全的、可靠的供電系統作保證。

1. 高層民用建築配電室的選擇

  參考GB5003-94《10kv及以下變電所設計規範》的規定,高層民用建築的總配電室或總配電箱間宜選在地下層或一層,這樣進,出線方便,且便於運行維护。
  低压配電室內布置的配电屏,其屏前屏後的通道最小宽度應按GB50053-94規定設計,並考慮相关的問題,如配電室的高度、耐火等级,以及門向外開設,房間長度超过7m的應設兩個出口等問題。

2.高層建築配電系統接地裝置的設定

  由於高層建築的钢筋混凝土基礎較深、較牢固,為节約投資,要充分利用這一自然接地體。設計時
(1)根據公式
  RE=0.2ρV1/3
  ρ_土壤電阻率(Ω.m)
  V_鋼筋混凝土基础的體積(m3)
  算出自然接地體的電阻
(2)根據設計規範要求確定允許的接地電阻值
  1kv 以下系統:
  與總容量在100KV.A以上的發电機或變壓器相聯 RE≤4Ω;
  與總容量在100KVA及以下的發電機或變壓器相聯的接地裝置 RE≤10Ω。
(3)比較自然接地電阻与規範要求允許的接地電阻
a、若RE(nat)≤RE
  且滿足熱穩定度,即鋼接地線的最小允許截面(m2)滿足:Amin=Ik①tk1/2 /70
  Ik①_單相接地短路電流(A)
  tk_短路電流持續時間(S)
  則不用再裝設人工接地電阻
b、若RE(nat)自然接地電阻不滿足
  則必須按下面的公式補充人工接地電阻
  RE(man)=REnat·RE/REnat-RE
  在設计高層建築配電系統接地裝置時,應注意與其防雷擊的接地裝置有一定的安全距離,應按GB50057-94規定实施。

3.配電系統的选定

(1)高層建築的負荷分级
一級負荷:消防用電設備,應急照明,消防电梯
二级負荷:客用電梯,供水系統,公用照明
三级負荷:居民用電等其它
(2)配電系統
  因為高層建築存在著一級或二級负荷,因此高層建築配電系統的供電電源應有兩個獨立的回路供電或采用一條回路電源和備用電源(發電機)供電。
  配电電壓采用220/380V。配電系統根據負荷大小用單相(共三線:L線,N線,PE線)220V配電或三相(五線:即L1 L2 L3線,N線,PE線)配電。
  高層住宅的垂直幹線宜采用电力電纜,分支電纜或母線槽配電、幹線應在電氣豎井內敷設,而電缆截面應按發熱條件選(即:使其允許載流量不小於通過相線的計算電流),再校驗電壓損和機械度。
  高層住宅中只有一級和二級負荷才用雙電源供電,設計系統時應註意。
  每個住宅單元應设宅配電總箱、樓層電表箱和住戶配电箱,樓層電表箱與住户配電箱應分開設置。公用走廊、樓梯間照明負荷应單獨設公用電表計量。住宅電能計量系統應采用總線式集中抄表或自動抄表系統,以便物業管理
  住户配電箱應設照明回路和一般電源插座回路、廚房插座回路、衛生間插座回路、空調插座回路。除照明回路導線截面選擇外,其余回路導線截面選擇參照前面所述的電纜截面選擇。
  照明回路对電壓要求較高。按GB50034-92規定,燈的端電壓一般不應高於其額定電壓的105%,也不宜低於其額定電壓的95%。因此照明回路導線截面選擇應按下式:
A=∑M+∑αM′/CΔUal%
∑M——為計算線段及其后面各段(指具有與計算線段相同導線根數的線段)的功率矩(M=PL)之和
∑αM′——為由計算线段供電而導線根數與計算線段不同的所有分支線的功率矩(M′=PL)之和,這些功率矩應分別乘以對應的功率矩換算系數後再相加
α——為功率矩換算系數(如下表)
ΔUal%′——為從計算線段的首端起至整個線路末端上的允許電壓降對線路額定电壓的百分值
C——為計算系數。
  計算時,應從靠近電源的第一段幹線開始,依次往后計算各線段的導線截面。計算出截面後,應選取相近而偏大的標准截面。而每段導線截面均應按機械強度和發熱條件進行校驗。
  住宅配電線路應設短路保護、過負荷保護、接地保護以及漏電保護。為了防止電源電壓波动對家用電器的影響,宜在住戶配電箱內裝設浪湧抑制保護装置,住宅室內配線宜用PVC管暗敷。

免費論文下載中心 http://www.hi138.com 4.高層建筑的保護接地系統、等電位聯結、接地保護的設定

(1)高層建築若是城市公用變壓器供電,低壓配電系統保護接地形式应采用TT接地系統,且設專用保护線。若是住宅小區或單位內變壓器供電,低壓配電系統保护接地形式應采用TN-S形式。
(2)等電位聯結是使电氣裝置各外露可導電部分和裝置外可導電部分電位基本相等的一種電氣聯結。等電位聯結的作用,在於降低接触電壓,以保障人員安全。
按GB50054-95《低壓配電設計規范》規定,采用接地故障保護時,在建築物內應作总等電位聯結。而當電氣裝置或其某一部分的接地故障保護不能滿足规定要求時,尚應在局部范圍內做局部等電位联結。因此高層建築住宅中的浴室、衛生間、廚房等應做局部等電位聯結。
(3)接地保護
a.TN-S系統中接地保護:對己有總等電位聯結的措施;
若配電线路只供給固定式用電設備的末端線路,接地故障保護動作时間不宜大於5s,即top(E)≤5s
若供電給手握式和移動式電氣设備的末端線路,則
top(E)≤0.4s
而系統配電線路接地故障保护的動作電流Iop(E)應滿足:
Iop(E)≤Uφ|Z∑φ|
Uφ_系統相電壓
|Z∑φ|_接地故障回路總阻抗模
接地保護可由過流保護或零序電流保護來實現,如達不到保護要求時,則應采用漏電電流保護。
b.TT系統中的接地保護
己采用總等電位聯結措施的,其接地保護滿足下式:
Iop(E)RE≤50v
其中:Iop(E)_接地故障保護動作電流
RE_電氣設備外露可導電部分的接地電阻和PE線電阻
當采用過流保護時,反时限特性過流保護電器Iop(E)應保證5s內切斷接地故障回路;而當采用瞬時動作特性過流保護時,Iop(E)應保證瞬時切斷接地故障回路。
若過流保護達不到上述要求時,則采取漏电電流保護。

參考文獻



1《电氣工程師技術手冊》 劉介才 機械工業出版社出版
2 國標:GB50034-92、GB50057-94、GB50053-94等等
3 《智能化電氣工程設計》 戴瑜興 《低壓電器》2002 NO.2 免費論文下载中心 http://www.hi138.com
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