建筑电气电力系统精品课

时间：2018-03-28 13:47:17 由 pbuilder 分享

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供电设计：包括供电电源的电压、来源、距离和可靠程度，如今供电系统和远景发展情况；用电负荷的性质、总设备容量和计算负荷；变配电所的数量、容量、位置和主接线；无功功率的补偿容量和补偿前后的功率因数；备用容量和备用电源供电的方式；继电保护的配置、整定和计量仪表的配置。为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源。具体数量应视当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时使用，互为备用。此外，还必须装设应急柴油发电机组，并要求在15s内走道恢复供电，保证应急照明、消防设备、电脑电源等用电。国内高层建筑大都采用10kV等级，对用电量大而且有条件的，建议采用35kV深入负荷中心供电。电力负荷的计算电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备、安全可靠与经济运行，均起着决定性的作用。负荷计算的基本方法有：利用系数法、单位负荷法等，详见第7章。短路电流计算计算各种故障情况，以确定各类开关电器的整定值、延时时间。高压接线好的设计能够产生巨大的效益，这是工程师设计的主要目的。如何因地制宜，保证高低压接线的安全、合理、经济、方便，是我们的一个重要课题。现代高层建筑一般要求采用两路独立电源同时供电，高压采用单母线分段、自动切换、互为备用。母线分段数目，应与电源进线回路数相适应。只有供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的型式。若出线回路较多时，通常考虑分段。电源进线方式多采用电缆埋地或架空引入。高压配电系统及低压干线配电方式常采用放射式，楼层配电则为混合式。现代高层建筑的竖井多采用插接母线槽。水平干线因走线困难，多采用动力与竖井母线通过插接箱连接。每层楼竖井设层配电小间，经过插接箱从竖井母线取得电源。当层数较多或负荷巨大时，可按楼层分区供电或将变压器分散布置，但要进行经济分析。低压配电线路设计首先确定进户线的方位，然后确定各区域总配电箱、分箱的位置，根据线路允许电压降等因素确定干线的走向，管材型号和规格，导线截面等，绘制平面图。低压配电系统的各级开关，一般采用低压断路器。设计时注意选择性，保护等级不宜超过三级。重要负荷要求两路供电、末端切换，如消防电梯，要求在电梯机房设置切换装置、互为备用。配电设计包括配电系统的接线、主要设备选择、导线及敷设方式的选择、低压系统接地方式选择等。电气设备选择现代建筑要求电气设备防火、防潮、防爆、防污染、节能及小型化。电气设备有的需要引进。设备引进是一项技术性、政策性很强的工作，对国际市场的产品动态及发展趋势都应有一定了解，具备必要的国际贸易常识。电气设备的选择是涉及多种因素，首先要考虑并坚持的是产品性能质量。电气产品的选用必须符合国家有关规范。其次才是经济性，要根据业主功能要求、经济情况做出选择。随着人们环境保护意识的日益增加，选择环保产品、节能产品也是新的时尚，这就不仅仅是钱的问题了。电气工程师所要选择的产品包含在每个设计子项之中，主要有电源设备、高低压开关柜、电力变压器、电缆电线、母线槽、开关电器、照明灯具、电讯产品、消防安防产品、楼宇自控产品等。继电控制与保护没有十全十美的系统，没有100%可靠的设备，对于各种突发的意外情况，对关键点进行保护，是电力系统工程师的职责之一。电力管理功率因数要求补偿到0.9～0.95，可采用集中补偿或分散补偿方式。为降低变压器容量，集中补偿装置通常采用干式移相电容器，设置在低压配电柜一起。 “管理出效益”已经成为商品经济时代的共识，对电力系统进行卓有成效的管理往往能够在现有的物质条件基础上，产生出令人惊讶的潜能。有关电力管理的讨论见本书第13章。变配电所设计根据建筑特点，确定变电所设计是建筑供电的重点，其设计的内容主要有：变配电所的负荷计算；无功功率补偿计算；变配电室的位置选择；确定电力变压器的台数和额定容量的计算；选择主接线方案；开关容量的选择和短路电流的计算；二次回路方案的确定和继电保护的选择与整定；防雷保护及接地装置的设计；变配电所内的照明设计；编制供电设计说明书；编写电气设备和材料清单；绘制配电室供电平面图；二次回路图及其他施工图。电梯电梯按使用功能分类有：高级客梯、普通客梯、观景梯、服务梯、消防梯、货梯、自动扶梯等；按速度划分有：低速梯、快速梯、高速梯和超高速梯；按电流分为直流和交流梯。设计人员的任务是确定电梯台数和决定电梯功能。电梯的配置和选型，往往是建筑师根据建筑需要作出决定，电气设计人员与建筑师共同研究确定。为缩短候梯时间、提高运输能力，采用高速电梯、分区控制和电脑群控已经是常见的。电气照明设计包括设计说明、光源选择、照度计算、灯具造型、灯具布置、安装方式、眩光控制、调光控制、线路截面、敷设方法和设备材料表等。照明设计和建筑装修有着非常密切的关系，应与建筑师密切配合，以期达到使用功能和建筑效果的统一。绿色照明是指在设计中广泛采用新的材料、技术、方法，达到节能、高效及环保的要求。 1．电光源选择人工光源是照明设计的第一步。从爱迪生发明白炽灯以来，电光源也几经改朝换代。了解各类电光源的特点是我们电气设计工程师的职责。 2．照明计算照度计算是设计的理论根据，一丝不苟地进行照度计算、三相平衡计算、灯具配光曲线选择，是照明设计的基本功。有人认为，照明设计是比较容易的一部分，那是仅仅看到照明设计人员在一个又一个画灯泡的现象，而不了解照明设计所涉及的复杂理论和在实际选型中所涉及的多种因素。 3．灯具选型根据不同的场合选择不同的灯具，以达到预期的效果，往往需要电气工程师与建筑师协商。电气工程师需要更多的考虑技术规格方面的因素，如灯具效率、照度值、功率消耗等，而某些涉及美学的问题，属于仁者见仁、智者见智，建筑师和业主往往有不同的见解。实际工作中，电气工程师有责任对建筑物的基本照明做出安排，对灯具进行选型。 4．应急照明 100%的电源迟早会出现中断的情况，出于生理和心理的安全需要，设置应急照明是必须的。见本书第19章的内容。 5．环保和节能 (1)环保：环境保护的重要性不言而喻，我们只有一个地球，破坏环境无异于杀鸡取卵。增强电气工程师在设计中的环保意识，是我们应尽的责任。 (2)节电：节省能源是我国经济建设中的一项重大政策，节约用电是节约能源中的一个重要方面，它直接关系到建筑物的运行效率和其中人们的生活、工作。节电方案的设计应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。采用合理的配电方式，采用高效电气设备，采用无功功率补偿和电脑优化控制等措施，节约用电。 1．一般原则设计施工中必须始终贯彻国家的有关政策和法律，符合现行的国家标准和设计规程。对于某些行业、部门和地区的工程设计任务，还应该遵守这些行业、部门和地区的有关规定。但是，在规范的前提下，应该尽量满足建设单位的需要，竖立服务思想。建筑供电的设计一般原则归纳起来有以下几点。 (1)建筑电气设计必须严格依据国家规范，这是不言而喻的。为加强对建筑工程设计文件编制工作的管理，保证设计质量，国家制订了相关标准。建筑供电设计和施工必须贯彻执行国家有关政策和法令，设计文件的编制符合国家现行的标准、设计规范和制图标准，遵守设计工作程序。 (2)根据近期规划设计兼顾远景规划，以近期为主，适当考虑远期扩建的衔接，以利于宏观节约投资。 (3)必须根据可靠的投资数额确定适当的设计标准：如灯光设计标准，规范只给了最低的标准。而设备档次(如灯具豪华程度、装修标准)等取决于投资数额，有多少钱办多少事。 (4)根据用电负荷的等级和用电量确定配电室电力变压器的数量，配电方式及变压器的额定容量等。 (5)建筑工程作为商品，必须考虑其经济效益、成本核算、用户满意程度、商品流通环节是否通畅、扩大再生产的能力等。 (6)设计应结合的实际情况，积极采用先进技术，正确掌握设计标准；对于电气安全、节约能源、环境保护等重要问题要采取切实有效的措施；设备布置要便于施工和维护管理；设备及材料的选择要综合考虑。 (7)建筑电气设计是整个建筑工程设计的一部分，设计过程中要与有关建筑、结构、给排水、暖通、动力和工艺等工种密切协调配合。 2．设计步骤在项目决策以后，建筑工程设计一般分为初步设计和施工图两个阶段。大型和重要的民用建筑工程，在初步设计之前应进行方案选优。小型和技术要求简单的建筑工程，可以方案设计代替初步设计。当接受建筑工程设计任务时，首先应落实设计任务书和批准文件是否具备；检查需要设计的项目、范围和内容是否正确。上述手续齐备后就可办理设计委托文件。设计人员在开展设计工作前，应进行调查研究，收集必要的资料，把有关的基本条件搞清楚，这是保证设计质量、加快设计进度的前提条件。然后，按照设计各阶段的深度要求，编制设计文件。经过审核后，报请有关主管部门审查批准，交施工单位。施工开始前，设计人员要向施工单位的技术人员或工程负责人进行工程技术交底。施工过程中应对有关设计方面出现的技术问题负责处理。工程竣工后，参加工程竣工验收。对于大型建筑工程，如果技术要求高的、投资规模较大的建设工程项目及大型民用建筑工程设计，在初步设计之前还可根据有关部门或建设单位的需要进行方案设计，对设计工程设计一个或若干个设计方案，交有关部门或建设单位的需要进行设计，这样可避免在初步设计中一些重大原则问题较大程度的改动或造成返工。对于工艺上比较复杂而又缺乏设计经验的工程，可以增加工艺设计阶段。小型建设工程设计可用方案设计代替初步设计。对于一般的工程项目，设计单位需要将编制初步设计的文件交建设单位电气报请上级及有关主管部门批准后，方可根据正式审批意见进行施工图设计。对于建筑电气设计有关部门一般有：城乡规划部门、供电部门、邮电部门、消防部门、人防部门、环境保护部门和文物部门等。 3．设计文件的编制设计文件包括：设计说明书，图纸目录，设计图纸，主要设备及材料表，投资概预算表，计算书等。其中设计图纸的绘制，应按照GB和IEC标准执行。主要内容有外线总平面供电设计、变配电室的设计、车间动力供电设计、建筑照明设计，共用天线电视系统设，广播和电话系统设计等。下面将叙述有关说明书和图纸清楚表达的内容。需要指出的是：这些内容不是详细无遗的，也不是每一个设计文件都必须包括的，每一个具体的建筑工程项目应包括哪些电气内容，应依据其特点和实际情况而定，但深度应满足要求。 4．设计文件的具体内容施工图设计文件主要以图纸表示，设计说明作为图纸的补充，凡是图纸上已经表示清楚的，设计说明就不必重复了。 (1)设计说明建筑工程项目一般都需要写一个施工总说明，给出本工程的总体概念。对于各分项工程局部问题可在其图上写出。总说明的内容为：工程一般性介绍，如设计依据，包括根据整个工程的设计任务书与电气有关的内容；与当地的供电、邮电等有关部门的协商文件；本工程其他专业所提供的资料和要求。如果是改、扩建工程，应写明与原工程的关系。初步设计图纸一般包括以下内容：供电设计总平面图、变配电所平面图、高低压供电系统图、低压及照明配电系统图、弱电布置系统图和平面图。 (2)外线工程供电设计主要是确定供电的形式是采用电缆供电还是架空线路供电，是用放射式线路还是树干式供电线路，计算导线的截面，绘制总平面图

更新时间：2015-12-21 20:28