電氣主線(xiàn)圖

變(配)電所是聯(lián)系發(fā)電廠(chǎng)與用戶(hù)的中間環(huán)節,它起著(zhù)變換與分配電能的作用。主要由變壓器、高壓開(kāi)關(guān)柜(斷路器)、低壓開(kāi)關(guān)柜(隔離開(kāi)關(guān)、空氣開(kāi)關(guān)、電流互感器、計量?jì)x表)、母線(xiàn)等組成。

變(配)電所的主接線(xiàn)( 一次接線(xiàn))是指由各種開(kāi)關(guān)電器、電力變壓器、互感器、母線(xiàn)、電力電纜、并聯(lián)電容器等電氣設備按一定次序連接的接受和分配電能的電路。它是電氣設備選擇及確定配電裝置安裝方式的依據,也是運行人員進(jìn)行各種倒閘操作和事故處理的重要依據。用圖形符號表示主要電氣設備在電路中連接的相互關(guān)系,稱(chēng)為電氣主接線(xiàn)圖。電氣主接線(xiàn)圖通常以單線(xiàn)圖形式表示。

主接線(xiàn)的基本形式有單母線(xiàn)接線(xiàn)、雙母線(xiàn)接線(xiàn)、橋式接線(xiàn)等多種,本節配合例圖只介紹建筑電氣中常見(jiàn)的單母線(xiàn)接線(xiàn)。

a. 單母線(xiàn)不分段主接線(xiàn)

這種接線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是線(xiàn)路簡(jiǎn)單,使用設備少,造價(jià)低;缺點(diǎn)是供電的可靠性和靈活性差,母線(xiàn)故障檢修時(shí)將造成所有用戶(hù)停電。因此,它適應于容量較小、對供電可靠性要求不高的場(chǎng)合。單母線(xiàn)不分段主接線(xiàn)如下圖1所示。

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▲圖1單母線(xiàn)不分段主接線(xiàn)

b. 單母線(xiàn)分段主接線(xiàn)

它在每一段接一個(gè)或兩個(gè)電源,在母線(xiàn)中間用隔離開(kāi)關(guān)或斷路器來(lái)分段。引出的各支路分別接到各段母線(xiàn)上。這種接線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是供電可靠性較高,靈活性增強,可以分段檢修。缺點(diǎn)是線(xiàn)路相對復雜,當母線(xiàn)故障時(shí),該段母線(xiàn)的用戶(hù)停電。采用斷路器連接分段的單母線(xiàn),可適用于一、二級負荷。采用這種供電方式注意保證兩路電源不并聯(lián)運行。單母線(xiàn)分段主接線(xiàn)如下圖2所示。

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▲圖2單母線(xiàn)分段主接線(xiàn)

實(shí)際工程中的一次接線(xiàn)往往比較復雜。

下部分為上部分線(xiàn)路所對應的配電屏回路的參數表,如下圖3 所示。

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例圖中低壓配電系統選用GCS型抽屜式配電柜,配電柜內水平及垂直母線(xiàn)均為五線(xiàn)制,主進(jìn)線(xiàn)斷路器具三段保護過(guò)流脫扣器。配電屏的進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)方式要根據擺放位置的實(shí)際情況來(lái)選定。配電屏要求設有專(zhuān)用接地銅母排。

知識拓展:防護等級、無(wú)功功率補償和電涌保護器

防護等級:IP防護等級是由兩個(gè)數字所組成,第一個(gè)數字表示防塵、防止外物侵入的等級;第二個(gè)數字表示防濕氣、防水侵入的密閉程度。數字越大,表示其防護等級越高。

無(wú)功功率補償:無(wú)功功率補償器的使用是為了提高供配電系統功率因數(COSφ)。提高功率因數(COSφ)主要有以下作用:

① 提高供電設備的利用率。在供電設備視在功率S一定的情況下,越大,該供電設備可以帶更多的有功負載(P=S*COSφ )。

② 提高輸電效率。當有功負載(P)一定時(shí),因為(P=UI*COSφ),U不變化,COSφ越大,則I越小,I在線(xiàn)路中的損耗就越小。

③ 改善供電質(zhì)量。I越小,線(xiàn)路中電壓損耗就越小,線(xiàn)路末端電壓就可以得到更好的保證。

④ 提高輸電安全性。I小,線(xiàn)路發(fā)熱降低,提高輸電線(xiàn)路的安全性。

電涌保護器:電涌保護器(Surge protection Device)是電子設備雷電防護中不可缺少的一種裝置,過(guò)去常稱(chēng)為“避雷器”或“過(guò)電壓保護器”英文簡(jiǎn)寫(xiě)為SPD。

電涌保護器的工作原理是把竄入電力線(xiàn)、信號傳輸線(xiàn)的瞬時(shí)過(guò)電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內,或將強大的雷電流泄流入地,保護被保護的設備或系統不受沖擊而損壞!

電流互感器:電流互感器是裝入斷路器內,做電流、電能測量及繼電保護作用。

由變壓器、高壓開(kāi)關(guān)柜(斷路器)、低壓開(kāi)關(guān)柜(隔離開(kāi)關(guān)、空氣開(kāi)關(guān)、電流互感器、計量?jì)x表)、母線(xiàn)等就構成了變(配)電所。

變(配)電所一般由高壓配電室、變壓器室和低壓配電室三部分組成。

(a)高壓配電室

高壓配電室內設置高壓開(kāi)關(guān)柜,柜內設置斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器、母線(xiàn)等。高壓配電室的面積取決于高壓開(kāi)關(guān)的數量和柜的尺寸。高壓配電一般設有高壓進(jìn)線(xiàn)柜、計量柜、電容補償柜、饋線(xiàn)柜等。高壓柜前留有巡檢操作通道,應大于1.8m。柜后及兩端應留有檢修通道,應大于1m。高壓配電室的高度應大于2.5m。高壓配電室的門(mén)應大于設備的寬度,應向外開(kāi)。

(b)變壓器室

當采用油浸變壓器時(shí),為使變壓器與高、低壓開(kāi)關(guān)柜等設備隔離應單獨設置變壓器室。變壓器室要求通風(fēng)良好,進(jìn)出風(fēng)口面積應達到0.5~0.6m2。對于設在地下室內的變電所,可采用機械通風(fēng)。變壓器室的面積取決于變壓器臺數、體積,還要考慮周?chē)木S護通道。

10kV以下的高壓裸導線(xiàn)距地高度大于2.5m。而低壓裸導線(xiàn)要求距地高度大于2.2m。

(c)低壓配電室

低壓配電室應靠近變壓器室,低壓裸導線(xiàn)(銅母排)架空穿墻引入。低壓配電室有進(jìn)線(xiàn)柜、儀表柜、配出柜、低壓補償柜(采用高壓電容補償的可不設)等。低壓配出回路多,低壓開(kāi)關(guān)數量也多。低壓配電室的面積取決于低壓開(kāi)關(guān)柜數量,柜前應留有巡檢通道(大于1.8m),柜后維修通道(大于0.8m)。低壓開(kāi)關(guān)柜有單列布置和雙列布置(柜數量較多時(shí)采用)等。

本節選用的圖例中,變(配)電所的平面布置如圖4所示。

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▲圖4變電所平面布置圖

變壓器外廓(防護外殼)與變壓器室墻壁和門(mén)的最小凈距(m)不得低于下表要求的數值。

表5 變壓器外廓(防護外殼)與變壓器室墻壁和門(mén)的最小凈距(m)

▲表5變壓器防護外殼間的最小凈距(m)

注:表中各值不適用于制造廠(chǎng)的成套產(chǎn)品。

如果多臺干式變壓器布置在同一房間內時(shí),變壓器防護外殼間的凈距不應小于表8.4與圖8.13-1和圖8.13-2的規定。

①當變壓器外殼的門(mén)為不可拆卸式時(shí),其B值應是門(mén)扇的寬度C加變壓器寬度b之和再加0.3m。

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▲多臺干式變壓器之間A值

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▲多臺干式變壓器之間B值

配電裝置室內各種通道的凈寬不應小于表6的規定。

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▲表6配電裝置室內各種通道的最小凈寬(m)

注:

1 固定式開(kāi)關(guān)柜為靠墻布置時(shí),柜后與墻凈距應大于0.05m,側面與墻凈距應大于0.2m;

2 通道寬度在建設物的墻面遇有柱類(lèi)局部突出時(shí),突出部位的通道寬度可以減少0.2m。

當成排布置的配電屏長(cháng)度大于6m時(shí),屏后面的通道應設有兩個(gè)出口。當兩出口之間的距離大于15m時(shí),應增加出口。

成排布置的配電屏,其屏前和屏后的通道凈寬不應小于表7 的規定。

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▲表7配電屏前后的通道凈寬(m)

注:

1. 當建筑物墻面遇有柱類(lèi)局部突出時(shí),突出部位的通道寬度可減少0.2m;

2. 各種布置方式,屏端通道不應小于0.8m。

一般來(lái)講,變(配)電所位置選擇應考慮下列條件來(lái)綜合確定:

① 接近負荷中心,這樣可降低電能損耗,節約輸電線(xiàn)用量。

② 進(jìn)出線(xiàn)方便。

③ 接近電源側。

④ 設備吊裝、運輸方便。

⑤ 不應設在有劇烈振動(dòng)的場(chǎng)所。

⑥ 不宜設在多塵、水霧(如大型冷卻塔)或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所,如無(wú)法遠離時(shí),不應設在污染源的下風(fēng)側。

⑦ 不應設在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方或貼鄰。

⑧ 變(配)電所為獨立建筑物時(shí),不宜設在地勢低洼和可能積水的場(chǎng)所。

⑨ 高層建筑地下層變(配)電所的位置,宜選擇在通風(fēng)、散熱條件較好的場(chǎng)所。

⑩ 變(配)電所位于高層(或其他地下建筑)的地下室時(shí),不宜設在最底層。當地下僅有一層時(shí),應采取適當抬高該所地面等防水措施。并應避免洪水或積水從其他渠道淹漬變(配)電所的可能性。

變(配)電所的建設還應滿(mǎn)足以下條件:

① 變(配)電所應保持室內干燥、嚴防雨水進(jìn)入。

② 變(配)電所應考慮通風(fēng)良好,使電氣設備正常工作。

③ 變(配)電所的高度應大于4m,應設置便于大型設備進(jìn)出的大門(mén)和人員出入的門(mén),且所有的門(mén)應向外開(kāi)。

④ 變(配)電所的容量較大時(shí),應單設值班室、設備維修室、設備庫房等。

(2)配電箱系統圖

配電箱系統圖是示意性地把整個(gè)工程的供電線(xiàn)路用單線(xiàn)連接形式準確、概括的電路圖,它不表示相互的空間位置關(guān)系。

以圖8為例

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▲圖8照明配電箱系統圖

照明配電箱系統圖的主要內容包括:

①電源進(jìn)戶(hù)線(xiàn)、各級照明配電箱和供電回路,表示其相互連接形式;

② 配電箱型號或編號,總照明配電箱及分照明配電箱所選用計量裝置、開(kāi)關(guān)和熔斷器等器件的型號、規格;

③各供電回路的編號,導線(xiàn)型號、根數、截面和線(xiàn)管直徑,以及敷設導線(xiàn)長(cháng)度等;

④照明器具等用電設備或供電回路的型號、名稱(chēng)、計算容量和計算電流等。

例圖中所選建筑屬于高層建筑,其低壓配電系統的確定應滿(mǎn)足計量、維護管理、供電安全及可靠性的要求。應將照明與電力負荷分成不同的配電系統;消防及其他消防用電設施的配電亦自成體系。因此,我們在教材提供的圖例中還可以看到其他動(dòng)力設備及消防設備的配電系統圖。我們以圖9的屋頂層消防動(dòng)力配電系統為例,主要對其與普通照明配電系統的不同之處加以說(shuō)明。

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▲圖9屋頂層消防動(dòng)力配電系統圖

首先,由于消防系統的負荷等級高于普通照明系統,所以要求采用兩個(gè)電源供電,一用一備,兩個(gè)電源應做到當發(fā)生電力變壓器故障或線(xiàn)路常見(jiàn)故障時(shí)不致中斷供電(或中斷供電后能迅速恢復)。其次,開(kāi)關(guān)處與消防進(jìn)行了聯(lián)動(dòng),從圖上可以看到每個(gè)開(kāi)關(guān)有兩路線(xiàn)控制,這是因為設有手動(dòng)及自動(dòng)兩種控制方式;手動(dòng)控制為機旁按鈕,自動(dòng)控制根據消防控制中心的火災信號自動(dòng)啟停,泵的工作信號返回消防中心。

不同的廠(chǎng)家的開(kāi)關(guān)表示方式不太一樣,一般都包括型號、額定電流和極數。常見(jiàn)的開(kāi)關(guān)種類(lèi)如圖10所示。

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▲圖10常見(jiàn)開(kāi)關(guān)類(lèi)型

線(xiàn)路的標注格式:a b-c(d×e+f×g)i-j h

其中:

a——線(xiàn)纜編號

b——型號(不需要可以省略)

c——線(xiàn)纜根數

d——電纜線(xiàn)芯數

e——線(xiàn)芯截面(mm2)

f——PE(保護線(xiàn))、N(中性線(xiàn))線(xiàn)芯數

g——線(xiàn)芯截面(mm2)

h——線(xiàn)纜敷設安裝高度

i——線(xiàn)纜輻射方式

j——線(xiàn)纜輻射部位

上述字母無(wú)內容則可省略該部分。如圖中BV-2×2.5,MT16,WC(CC)表示線(xiàn)路是銅芯塑料絕緣導線(xiàn),2根2.5 mm2,穿管徑為16mm的電線(xiàn)管暗敷設在墻內(暗敷設在屋面或頂板內)。由系統圖中我們可以看出,一般配電箱的主進(jìn)線(xiàn)都為電纜,而支線(xiàn)為電線(xiàn)。

電纜通常是由幾根或幾組導線(xiàn)(每組至少兩根)絞合而成的類(lèi)似繩索的電纜,每組導線(xiàn)之間相互絕緣,并常圍繞著(zhù)一根中心扭成,整個(gè)外面包有高度絕緣的覆蓋層。電線(xiàn)電纜是指用于電力、通信及相關(guān)傳輸用途的材料?!半娋€(xiàn)”和“電纜”并沒(méi)有嚴格的界限。通常將芯數少、產(chǎn)品直徑小、結構簡(jiǎn)單的產(chǎn)品稱(chēng)為電線(xiàn),沒(méi)有絕緣的稱(chēng)為裸電線(xiàn),其他的稱(chēng)為電纜;導體截面積較大的(大于6平方毫米)稱(chēng)為大電線(xiàn),較小的(小于或等于6平方毫米)稱(chēng)為小電線(xiàn),絕緣電線(xiàn)又稱(chēng)為布電線(xiàn)。電線(xiàn)電纜主要包括裸線(xiàn)、電磁線(xiàn)及電機電器用絕緣電線(xiàn)、電力電纜、通信電纜與光纜。

電線(xiàn)電纜的完整命名通常較為復雜,所以人們有時(shí)用一個(gè)簡(jiǎn)單的名稱(chēng)(通常是一個(gè)類(lèi)別的名稱(chēng))結合型號規格來(lái)代替完整的名稱(chēng),如“低壓電纜”代表0.6/1kV級的所有塑料絕緣類(lèi)電力電纜,建筑電氣中用到的電纜大多為低壓電纜。電線(xiàn)電纜的型譜較為完善,可以說(shuō),只要寫(xiě)出電線(xiàn)電纜的標準型號規格,就能明確具體的產(chǎn)品。

電線(xiàn)電纜產(chǎn)品的名稱(chēng)中包括一般包括:產(chǎn)品應用場(chǎng)合或大小類(lèi)名稱(chēng),產(chǎn)品結構材料或型式;產(chǎn)品的重要特征或附加特征。有時(shí)為了強調重要或附加特征,將特征寫(xiě)到前面或相應的結構描述前。

配電箱的計算容量是所有負荷回路的容量的總和,即所有三相回路的容量與最大單相負荷容量的三倍之和。計算電流由計算容量得到。