時間:2022-09-28 06:24:52
導語:在供配電系統設計論文的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優秀范文,愿這些內容能夠啟發您的創作靈感,引領您探索更多的創作可能。

【關鍵詞】建筑物配電;變配電工程;智能配電
1 引言
隨著電力系統自動化程度的不斷提高,建筑物供配電的自動化程度也逐漸得到加強。建筑物供配電作為電力系統的一部分,是負責終端用戶的最近部分,因而建筑物供配電服務質量的高低直接影響著電網服務質量的高低。建筑物配電網的監控系統能夠將建筑物線路參數遠傳到監控中心,有效監視供配電情況與電能使用情況。在出現故障后,監控中心能夠及時做出決策,遠動某些現場設備,減少事故影響的面積。可見,線路參數的準確獲取,開關控制量的準確交互是監控系統正常、有效運行的基礎與關鍵。
本論文主要針對建筑物變配電特點對其智能化變配電工程進行設計與應用方面的探討,以期從中能夠找到合理有效可靠的變配電設計方法與模式,并以此和廣大同行分享。
2 智能變配電系統概述
提高供電可靠性、檢測和改善電能質量、提高配電系統的運行經濟性、減少和縮短設備檢修和停電時間和范圍、優化網絡結構和無功分配、提高整個配網的管理水平和計算機應用水平,提高工作效率,用技術手段改善用戶服務水平,提高服務質量,提高企業的現代化管理水平,為領導的科學決策服務。
根據高低壓供配電系統的特點,提供多種風格系統操作界面及符合行業規范的軟件功能模塊;具有實時數據采集、一次接線圖顯示與操作、參數設置、事件報警/記錄遙控閉鎖操作、曲線/棒圖、統計分析、報表打印等。針對低壓配電系統回路多、柜型復雜的特點,提供模塊化的多級樹裝圖形菜單及形象化的各種抽屜柜/固定柜一次系統圖界面;同時提供電能分類管理、故障智能分析設備維護計劃、負荷分析、設備檔案等功能模塊。
現場總線是近年來自動化領域中發展很快的互連通信網絡,具有協議簡單開放、容錯能力強、實時性高、安全性好、成本低、適于頻繁交換等特點。目前,國際上各種各樣的現場總線有幾百種之多,統一的國際標準尚未建立。較著名的有基金會現場總線(FF)、HART現場總線、CAN現場總線、LONWORKS現場總線、PROFIBUS現場總線、MODBUS、PHENOIX公司的INTERBUS、AS-INTERFACE總線等。
智能化配電系統就是通信網絡把眾多的帶有通信接口的中、低壓開關和控制設備與主計算機連接起來,由計算機進行智能化管理,實現集中數據處理、集中監控、集中分析和集中調度的新型配電系統。智能化配電系統一般由主計算機、通信網絡、智能化開關和控制設備三部分組成。
3 建筑物智能變配電工程智能設計
3.1 智能變配電系統總體架構
系統的設計思想:整個系統采用分布式控制,分為上、下兩層:上位控制機(上位機)和下位控制單元(下位機)。下位控制單元,即以MSP430為核心的電表單元,它對各種信息進行實時采集。上位機可以主動地向下位控制單元請求數據和發送命令,并完成對系統參數的記錄、各儀表信息的記錄、報警信息的記錄、報表的生成打印等數據庫的管理。上位機和下位控制單元之間是通過PROFIBUS總線相連。
由于智能從站節點是PROFIBUS-DP網絡的一部分,因此,總線系統軟件分為主站軟件、智能從站軟件和監控軟件三個部分。PROFIBUS-DP網絡是引進Siemens公司的成套設備,一類主站S7-300和S7-400使用Siemens公司提供的創建可編程邏輯控制程序的標準軟件STEP7,使用梯形邏輯圖進行軟件編制。監控軟件使用Siemens公司的支持分布式系統結構的監控軟件SIMATIC WinCC。智能從站節點的中央處理器是INTEL系統的單片機MSP430,采用單片機C++高級語言。
3.2 智能變配電系統電氣硬件的選擇
3.2.1 變壓器的選擇
(1)變壓器臺數的確定
變配電工程中,變壓器臺數的選擇與供電范圍內用電負荷大小、性質及重要程度有關。
①有大量的一、二級負荷,負荷達到200kw以上,選擇兩臺變壓器;
②三級負荷一般選擇一臺變壓器,負荷較大達到100kw以上時,選擇兩臺;
③季節性負荷或晝夜負荷變動較大,依據最大負荷,按以上方式確定變壓器臺數;
④有較大的沖擊負荷,可單獨設變壓器為其供電。
(2)變壓器容量的確定
①單臺變壓器時,其額定容量SN應能滿足全部用電設備的計算容量SC,并考慮負菏發展保留一定的冗余,應滿足SN≥(l.15-1.4) SC;
②兩臺變壓器且任一臺變壓器單獨運行時,其容量應滿足SN=(0.6-0.7) SC;同時應滿足全部一、二級負荷SC(I+II)的需要SN≥SC(I+II);
③單臺變壓器容量一般不大于1250kVA-2000kVA。
3.2.2 開關電器的選擇
開關電器主要包括斷路器、熔斷器、隔離開關和負荷開關,其選擇即要保證開關電器正常時的可靠工作,還應保證系統故障時能承受短時的故障電流,同時應滿足不同的開關電器對電路分段能力的要求。具體選擇原則如下:
(1)正常條件下,開關電器額定電壓UN及其裝設處額定電壓UWN應滿足UN≥UWN;
(2)正常條件下,開關電器的額定電流IN及其裝設處的計算電流IC應滿足: IN≥IC;
(3)動穩定校驗,開關電器極限通過電流峰值Imax及安裝處三相短路沖擊電流Ish滿足:
Imax≥Ish;
3.2.3 導線的截面選擇
導線截面選擇過大不僅會增加有色金屬的消耗量,還會增加投資;截面選擇過小,則導線中的電壓和電能損耗加大,使電能傳輸質量和運行經濟性變差。其選擇應符合如下條件:線纜應滿足正常負荷下的長期運行條件;應能承受故障時故障電流,尤其是短路電流;應滿足線路電壓損失的要求;應滿足機械強度的要求;應考慮線路的經濟運行。
通常導線截面可以按導線載流量、電壓損失、短路熱穩定校驗及經濟電流密度進行選擇。對于中壓線纜,由于距系統較近,其主要問題是熱穩定問題,因此一般用熱穩定條件來確定導線的截面;對于低壓線纜,其負荷電流相對較大,線路的主要問題是能否長期承受工電流,故一般按導線載流量條件選擇截面;對于負荷電流小,但傳輸距離長的線纜,通常按電壓損失作為選擇導線截面的條件。
4 結語
建筑物變配電系統目前已經成為了建筑電氣工程系統設計與施工的主要內容,隨著電力電子技術的發展,智能變配電系統已經成為了建筑物變配電工程設計的主流,本論文針對當前智能變配電工程的發展趨勢,詳細分析探討了智能變配電工程的體系架構及其硬件系統的選型設計,對于進一步提高建筑物變配電系統的智能設計與應用水平具有一定借鑒意義。
參考文獻:
[1]豐海濤.電力網監測系統設計[D].山東:山東科技大學,2007.
[2]王詠.城市配電網自動化的應用與推廣[J].電氣時代,2002,(6):40-41.
配電系統設計部分包括:配電方案,電力系統相關內容,負荷計算等。
照明系統設計部分包括:光源選擇、燈具選擇、照度選擇、照明方式選擇,一般照明與應急照明,相關計算等。
【關鍵詞】負荷;照度
1. 基本情況
(1)隨著科學技術的發展和人民生活水平的不斷提高,人們對有關供配電、照明、防雷接地及弱電等系統的要求越來越高,使得建筑開始走向高品質、多功能領域,并進一步向多功能的縱深方向和綜合應用方向發展。
(2)建筑電氣設計是在認真執行有關國家標準和規范的前提下,進行工業與民用建筑建筑電氣的設計,并滿足保障人身、設備及建筑物安全、供電可靠、電能節約、技術先進和經濟合理。
(3)本工程概況:體育交流中心,高52.5米,地上十三層,第一層為商場,二到十三層為辦公用房,頂層為機房層。按“高規”劃分,屬一類高層建筑。
2. 要解決的問題
(1)低壓配電系統中負荷等級的劃分及對應的供電要求,項目負荷計算以及配電方式,項目中負荷的分類。
(2)照明系統光源、燈具選擇,照度計算,一般照明及應急照明等。
3. 解決方案
3.1配電系統設計。
3.1.1負荷等級及供電要求。
電力負荷應根據供電可靠性及中斷供電在政治、經濟上所造成的損失或影響的程度,分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。
(1)一級負荷的供電可以采用一路高壓電源加一路備用電源——應急柴油發電機組供電,當一級負荷容量較大時,應采用兩路高壓供電。
(2)二級負荷的供電要求“宜由兩回線路供電”,設計中常采用一用一備兩路高壓電源供電或一路高壓,另一路備用電源(柴油發電機組)。
(3)三級負荷對供電無特殊要求。
對于一類高層建筑的消防用電按一級負荷要求供電并且采用專用的供電回路。火災事故照明和疏散指示標志可采用蓄電池作備用電源,其配電設備應明顯標志。
本工程為一類高層建筑,消防相關、電梯相關按一級負荷,采用雙電源供電。其它動力設備、照明用電為三級負荷。
3.1.2負荷計算原理。
負荷計算一般采用需要系數法。
3.1.3導線選擇的原則。
(1)根據計算負荷電流選斷路器整定值。
(2)根據斷路器整定值選電纜。
(3)導線及斷路器選擇時要前后級之間相互配合,前一級斷路器整定值至少比下一級斷路器整定值高一級。
(4)動力設備考慮自啟動影響,斷路器整定時要選高一級數值。
3.1.4配電方式。
高層建筑低壓配電系統的確定,應滿足計量、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;消防及其他防災用電設施的配電宜自成體系。
3.1.5負荷計算及導線選擇結果。
3.2照明系統設計。
3.2.1照明系統光源的選擇。
電氣照明設計的基本原則主要是安全、適用、經濟、美觀。環境條件對照明設施有很大影響。要使照明設計與環境空間相協調,就要正確選擇照明方式、光源種類、燈泡功率、照明器數量、形式與光色、使照明在改善空間立體感、形成環境氣氛等方面發揮積極的作用。
3.2.2照明燈具、照度及照明方式選擇
燈具的主要功能是合理分配光源輻射的光通量,滿足環境和作業的配光要求,選擇燈具時,除考慮環境光分布和限制眩目的要求外,還應考慮燈具的效率,選擇高光效燈具。
根據選擇原則,本建筑主要照度標準及光源、燈型選擇如下:
(1)配電室、辦公室、消防控制室、值班室、商場、門庭:300lx三管格柵熒光燈。
(2)機房、庫房:50lx單管熒光燈。
(3)走廊:50lx白熾燈。
(4)廁所:75lx白熾燈。
3.2.3應急照明設計。
3.2.3.1應急照明設計考慮的因素。
應急照明按照用途可分為三類:疏散照明、安全照明、備用照明。
(1)疏散應急照明:為保證人員在發生事故時能快速而安全地離開建筑物所設立的照明。在疏散通道地面上提供的照度最低不得小于0.2lx。安全出口的明顯位置還要設有標志指示燈。
(2)安全應急照明:在正常照明突然熄滅時,為保證潛在危險場所的人員人身安全而設置的照明。安全照明照度不應小于正常照明系統提供照度的5%。
(3)備用應急照明:備用照明往往由一部分或全部由正常照明燈具提供,其應急電源主要應來自兩個級別的電源:電網電源和自備電源(發電機或集中蓄電池),照度一般為正常照度的10%。
3.2.3.2應急照明燈具選擇、布置及控制方式。
應急照明必須選用能瞬時啟動的光源,否則,當其不在正常照明運作中一同使用,一旦發生事故,因其啟動時間長而不能起到事故照明的作用。
3.2.3.3應急照明的設計。
充分考慮相關因素后,本建筑采用應急照明與正常照明相結合,走廊、樓梯等場所按一級負荷供電,采用雙電源,已滿足應急照明要求,辦公室等場所應急照明采用蓄電池作備用電源,且連續供電時間不少于20min,走道疏散標志燈的間距在20m內,安裝高度及其它要求均滿足相關規范。
4. 結論
本次設計論文完成了對某辦公樓的部分電氣設計,通過對該辦公樓配電系統、照明系統、防雷接地系統四個系統的設計,綜合了電氣理論與設計規范及從業多年的實踐經驗。
建筑電氣所涉及的內容繁多,本人目前所掌握的只是其中的一部分,日后當在努力工作的同時,勤奮地學習專業知識,進一步提高自己的專業技能,以期寫出更專業的論文。
參考文獻
[1]王曉東主編 電氣照明技術 北京:機械工業出版社,2003.
[2]胡乃定主編 現代民用建筑電氣工程設計與施工 北京:中國電力出版社.
[3]朱銀根主編 21世紀建筑電氣設計手冊 中國建筑工業出版社.
[4]建筑照明設計規范(DBJ133-90).
[5]高層民用建筑設計防火規范(2001版) (GB50045-95).
[6]建筑設計防火規范(2001版)(GBJ16-87).
[7]火自動報警系統設計規范(GB50016-98).
關鍵詞:高層樓宇;電氣系統;節能;問題分析;解決路徑
中圖分類號:F407.6 文獻標識碼:A 文章編號:
一、導言
我國高層樓宇建筑電氣系統節能方面現存的一些不合理現狀,我們應結合建筑電氣系統節能基本原則和多年的知識積累和設計工作經驗,從變壓器技術經濟性選擇、降低供配電線路損耗、綠色節能照明、電機拖拽系統變頻調速等方面,采取措施做好高層樓宇建筑電氣系統節能降耗,有效提高電氣系統中電能綜合使用效率,降低建筑電氣綜合能耗,保證高層樓宇建筑中各電氣設備發揮出其優良的電氣性能。
二、高層樓宇建筑電氣系統中存在的問題分析
(一)變壓器存在的節能問題
在通常的情況下,高層樓宇建筑的變壓器以35KV的電壓把電源從城市的變配多當中引入,之后,通過隔層的相應設備以10KV的配電變壓器向各機電設備進行饋電。而隨著之后配電器的運行的時間的不斷延長,所以變壓器的損耗所占用的電量逐步增加,其損耗所占高層樓宇的供電系統損耗的電量的10%以上的時候,應該根據實際具體情況是否考慮是否將其淘汰的問題,因為目前現代的高層樓宇的智能化水平已經達到了比較高的層次,大多數配電變壓器通過一段時間運行之后就已經不再適應和滿足高層樓宇建設和發展的需求。但是,在我國的1990年代以前所修建的高層樓宇當中,有許多目前正在使用的配電電壓器已經超過了20年的老系列配電變壓器,這些配電變壓器具有高損耗的特點,和目前現代社會所推廣的新型的節能配電變壓器相比較來說要多耗出70%以上的電,并且其負載損耗也要高出大約五成以上。加上這些老的設備長期以來都是不合理地進行運行的,嚴重缺乏有效的管理和良好的維護,所以其老化的現象特別嚴重,這就大大增加了變壓器進行運行過程中的綜合能耗總量。同時,在進行供電系統的設計的時候,以及在確定配電變壓器的容量的時候,在一般情況下都認為配電便器是具有負荷能力的,容量應該按照高層樓宇建筑所需要的容量來進行計算符合負載或者接近滿負載來進行選擇。但是,這種一種比較錯誤的已經無法適應時展的選型設計的力量,其錯誤之處在于誤認為變壓器在較長的事件之內處于“滿負荷”運行工況能夠大大提高運行經濟型、節省建筑電氣設計綜合投資成本,但是,實際上受到的效果恰恰相反,殊不知變壓器是一種能量轉換效率超過 95%以上的電氣設備,但是其高效率智能在變壓器處于 50%~60%負載的狀況下才能夠獲得,變壓器能量轉換效率和變壓器負載率之間并不是完全呈現成正比例關系的,所以我們應該從經濟性、技術性、運行高效性等諸多層面,從最大限度發揮變壓器最高效率等視角來考慮問題、分析問題、解決問題,合理地進行變壓器選型設計。與此同時,在進行變壓器選型的過程中,還應當充分考慮變壓器運行環境溫度、運行方式等其他相關因素,防止出現變壓器選型容量過大以及多小等降低變壓器運行可靠性,增大供配電系統的電能損耗。
(二)供配電線路的節能問題
在高層樓宇建筑中,使用各型號的供配電導線電纜不計其數。但是因為供配電線線路較多,其在運行的過程中其所消耗的功功率是非常大的,減少供配電線路損耗是建筑電氣系統節能的主要部分。但是,在一些早期建設的高層樓宇建筑中通常情況下都普遍存在導線截面選型不合理,布線迂回混亂,絕緣老化嚴重等許多問題,導致高層樓宇建筑電氣系統電能浪費特別嚴重。并且,隨著高層樓宇建筑各機電設備系統對電能需求量的不斷增加,就會致使原設計的供配電線路經濟截面和電氣系統運行時實際需求經濟截面間存在嚴重不匹配情況,造成供配電線路長期運行在低效工況狀態,線路損耗大大得到了增加,影響了建筑物內部各個機電設備系統正常運行,并且還較大程度上降低了高層樓宇建筑的綜合服務能力和水平,同時,線路上巨大的電能損耗還能夠給住宅用戶增添額外用電負擔。
(三)照明系統的節能問題
在很多高層樓宇建筑照明系統中,因為傳統設計理念以及設計方案還沒有較好地和現代高層樓宇建筑發展有效地進行接軌,很多樓宇建筑電氣系統中存在照明系統光源燈具類型選擇不合理、匹配性能差、照度設計難以達標和智能節能控制管理水平低、綜合服務差、能耗較大等等許多問題,導致了高層樓宇建筑照明系統無法發揮其應有的良好燈光效果,這不僅導致了很大的電能資源浪費,還嚴重影響了人們正常工作、學習、休息質量。早期的高層樓宇建筑中有很多還依然用白熾燈,十分不利于建筑物長遠節能經濟 的發展。9W 緊湊節能型熒光燈和 60W 白熾燈是具有大致相同光通量。緊湊型熒光燈和白熾燈特性參數比較能夠知道,兩種燈具光通量大致是相同的,1 只緊湊型節能燈具開始投資售價大概是 37 元人民幣,白熾燈為 1 元人民幣,從初始投資來看,白熾燈綜合投資成本要遠遠低于緊湊型節能燈具。然而,從一年的運行費用來看,緊湊型節能燈具經一年運行后,不僅其節能費用收回了燈具前期投資成本,同時還節省了 9.2 元人民幣。而在高層樓宇建筑中,照明燈具的數量是非常巨大的,如果在建筑電氣照明系統中合理選擇節能燈具,所獲得的經濟效益應該是非常可觀的。
(四)電機拖拽系統的節能問題
電機拖拽系統是現代高層樓宇建筑智能人性化服務水平的重要體現之一,同時還是建筑電氣系統一個較大的電能消耗單元。我們在日常運行維護過程中發現,電機拖拽系統普遍存在著運行方案的設計不合理、需求調度智能分配自動化水平低、綜合維護措施不到位等許多情況,導致建筑電氣系統中的電機拖拽系統長期運行在低效工況區,不僅造成大量的電能浪費,同時還由于電機拖拽系統長期處于不平衡運行工況,大量發熱降低電機系統綜合使用壽命。
(五)日常運行維護管理措施的節能問題
目前,在許多高層樓宇的建筑中還存在非長明燈沒有得到實時控制長期處于運行狀態;辦公室人員的節能意識不強,沒有養成隨手關燈、關風扇、關空調、關電腦等習慣,經常出現電腦、空調、甚至燈具等 24 小時運行情況;空調溫度調節過高或過低,一方面降低了空調系統的舒適性能,另一方面增加了額外大量電能損耗,增加了建筑電氣系統能耗。因此,在日常工作中,培養辦公室、工作人員等的節能降耗意識,并對整個電氣系統實施合理完善的檢修維護,在一定程度上可上海交通大學工程碩士學位論文 高層樓宇建筑電氣節能技術研究以推動建筑電氣節能工作的順利開展。
三、高層樓宇建筑電氣系統節能技術應遵循的原則
(一)適用原則
就是首先要在滿足建筑物內部各機電系統正常運行動力需求和營造良好人工環境必要能源要求的基礎上,根據機電設備對于電力負荷容量、電能綜合質量、以及供電可靠性等方面,來優化高層樓宇建筑供配電系統,促進整個建筑電氣系統中電能資源得到充分合理的利用。
(二)實際原則
在技術性滿足高層樓宇建筑電氣系統需求時,要結合工程實際情況充分考慮實際應用經濟效益,并合理選用先進的節能設備及材料,使在節能過程中增加的投資成本能夠在較短的時間內通過節約電費等手段將其收回,提高整個建筑電氣系統經濟性能。
(三)優化節能性原則
要充分考慮高層樓宇建筑內部的電氣負荷類型、容量、以及用電等級等因素,并采取相應技術措施減少或消除與發揮高層樓宇構建物功能無關的電能消耗,比如:通過控制系統優化降低電氣設備自身電能浪費;通過綜合布線優化方式建設供配電線路上的電能消耗;通過變頻調速提高電機拖動系統綜合運行效率等,這些是建筑電氣系統節能主要切入點。建筑照明系統節能設計應遵循綠色節能照明要求,即高層樓宇建筑物綠色照明并不只關心照明節能方面,還應從有益于提高人們實際生產、工作、學習效率、以及生活質量等方面進行充分考慮。因此,建筑電氣系統節能技術研究應始終貫徹以人為本、經濟舒適、科學合理、技術經濟、節能降耗、以及綠色環保等原則。
四、高層樓宇建筑電氣系統節能技術方案
(一)配電變壓器節能技術方案的總體思路
配電變壓器節能經濟運行方式的優化分析研究,可以從變壓器運行有功功率損耗最小、無功功率損耗最小、以及綜合運行功率損耗最小三種組合進行討論。如要求從節約有功電量為主角度入手進行變壓器節能經濟運行方式研究時,則應按變壓器有功功率經濟運行方式進行優化比較分析;如要求從提高變壓器運行功率因數為主角度入手進行變壓器節能經濟運行方式研究時,則應按變壓器無功功率經濟運行方式進行優化比較分析;如需要兼顧兩者或以降低供配電系統網損為主角度入手進行變壓器節能經濟運行方式研究時,則應按變壓器綜合功率經濟運行方式進行優化比較分析。高層樓宇建筑電氣系統節能不僅要考慮有功功率節能方面,同時還要考慮無功功率節能特性,因此,在進行變壓器節能經濟運行方式優化分析比較時,選擇兼顧有功功率和無功功率兩者的供配電系統網損最小的節能經濟運行模式。
變壓器空載運行只能夠和功率損耗的計算公式為:。
(二)確定變壓器間負載經濟分配
由于高層樓宇建筑通常是由幾臺變壓器同時分列運行供電,即在建筑電氣系統中變壓器有功功率和無功功率總損耗為所有變壓器損耗的總和。從大量文獻資料和實際設計工作經驗可知,在建筑物內部用電負荷總量不變,且變壓器運行方式也處于不變條件下,變壓器間負載量的分配不同其變壓器系統總有功損耗和無功損耗也會有很大差別。因此,在多臺變壓器單獨運行或并列運行模式下,需要對變壓器間的總負載進行經濟分配,從而使各變壓器均運行在最優工況條件下,使變壓器總有功功率損耗和無功功率損耗降到系統最低值,達到節能降耗的目。
(三)保持配電變壓器三相負荷實時平衡
當配電變壓器三相負荷處于不平衡狀態時,就會造成變壓器三相壓差過大,從而產生負序電壓,導致供配電系統電壓發生波動,影響電壓質量和供配電系統安全可靠運行。由于變壓器某相繞組中負荷電流過大,就會導致該繞組的銅損增大,增大變壓器損耗;負荷三相不平衡還會造成變壓器內部磁路發生不平衡,從而形成大量的漏磁通,且在流經銅皮、變壓器鐵心夾件等部件,就會發生發熱現象,增大變壓器內部雜散損耗。因此,在高層樓宇建筑電氣系統設計、施工、以及后期運行維護過程中,應該對電力負荷進行充分統計分析,設計出高效經濟合理的供配電系統布線方案,并采取先進的技術手段措施,保持變壓器運行時其三相負荷長期處于近似平衡工況;變壓器選擇應盡量選在負荷中心位置。并在后期運行維護過程中通過監控系統實時監測供配電系統電壓水平,并對不合理運行工況進行及時調整;對于高層樓宇建筑中的大容量單相電氣設備,應設專用單相變壓器,并直接接在供配電系統的高壓網絡上;同時采取相應無功補償及消諧裝置,提高供配電系統功率因素,保證高層樓宇建筑電氣供配電系統安全穩定、節能經濟的高下運行。
(四)選用新型節能變壓器
從大量實際工作經驗來看,當配電變壓器運行過程中其過電壓水平達到額定電壓值 5%時,其內部鐵損量將會增加到 15%;而當配電變壓器的過電壓水平達到額定電壓值的 10%運行,其內部鐵損量則會急劇增高到額定時的 50%以上,且變壓器內部空載電流值也會大幅度增加,從而增大了供配電系統中的無功損耗總量。因此,選用新型節能配電變壓器對提高建筑電氣系統電能使用效率具有非常大的工程實際意義。自動調壓器是一種可以自動跟蹤供配電系統中輸入電壓值的變化(主要由電力系統中負載波動引起)值而通過內部電壓的自動調節,保證整個電壓輸出穩定。自動調壓器實際就是一個恒定輸出的三相自耦變壓器,它可以在供配電系統電壓處于 20%波動范圍內,利用內部相應控制器對整個電壓進行動態調節,保證其輸出電壓的恒定,從而有效提高供配電系統的供電電能質量水平,保證建筑電氣系統高效穩定的運行,達到節能降耗的目的。
(五)供配電線路節能技術方案
在進行高層樓宇建筑電氣系統設計時,應該根據建筑物內部機電設備負荷容量及分布、供電距離、機電設備特性等因素,進行科學合理布線。整個供配電系統結構應盡量簡單清晰可靠,且各機電設備系統配電級數不宜超過三級。供配電線路是整個高層樓宇建筑電能輸送直接載體,其動力干線、支線等線路是一個錯綜復雜的交叉性互聯網絡,其總長度較長,通常在數萬米甚至幾十萬米以上,線路上電能總損耗量相當大,所以供電線路節能技術方案研究也是建筑電氣系統節能研究的一個重點。
(1)合理選用導線類型
從技術經濟性角度出發,選用電導率較小的新型材質導線。在工程實際應用中發現銅芯電纜傳輸電能效率最佳,但由于銅的成本較高,因此在進行線路布線方案設計時,要充分結合節約用銅,經濟實惠原則。對于負荷容量較大的一類、二類建筑中應選用銅導線,而對于三類或負荷量較小的其它建筑物中宜選用鋁芯導線,以提高其經濟性能。
(2)減少輸電線路長度
在進行變配電所選址規劃設計時,應盡量將其設置在靠近負荷中心位置,且變配電所的低壓配電室應盡量靠近建筑物強電豎井部位,以縮短饋電線路的供電距離,減少線路中電能損耗,達到節能降耗的目的。
(3)增大線纜截面
在高層樓宇建筑電氣系統設計時,不可避免的會出現某些機電設備距離饋電系統較遠的情況,這樣在進行較遠線路選型設計時,除了要滿足線路基本載流量、動熱穩定、電壓降、以及保護配合需要等基本功能條件下,應可根據工程實際情況選擇大一級線纜截面,從而減少線路損耗。從大量工程實際數據來看,當饋電線纜的截面小于 70m時,如果其饋線線路總長度超過 100m,增加饋電線路一級線纜截面可以達到很好的節能經濟效果。
(4)采取就地無功補償措施
高層樓宇建筑電氣系統中,如果向供電點較遠且無功功率需求較大的電氣設備供電時,除了采取上述措施外,還應采用就地無功補償措施以減少線路上相應無功傳輸損耗,保證電氣設備高效穩定的運行,到達節能降耗的目的。
參考文獻:
[1]廖彤杰.淺析企業電氣系統節能降耗措施[J].中國高新技術企業:2012(8).
論文摘要:文章就電氣節能設計應遵循的原則,從供配電系統設計、合理使用電動機、功率因數補償、諧波治理、照明節能、可再生能源利用、能源管理系統等方面,論述了建筑電氣節能的合理應用。
隨著我國經濟的持續快速增長,作為二次能源的電能供需矛盾日益突出。在積極倡導節能減排、發展低碳經濟的今天,如何把節能措施貫穿于整個電氣設計過程則顯得尤為重要。下面結合工作實際,就建筑電氣設計的幾種節能措施談談一些看法。
1 電氣節能設計應遵循的原則
電氣節能是建筑節能的重要組成部分,電氣設計人員在設計過程中,應從適用性、安全性、可靠性及經濟性多方面綜合考慮,通過合理的設計及運行方案減少不必要的能源損耗。
2 電氣節能設計包括以下幾方面內容
2.1 合理設計供配電系統
根據用戶的重要性、負荷性質、用電容量、工程特點、系統規模,合理設計供配電系統,使系統在最佳狀態下運行。
2.1.1 根據用電負荷的容量及分布,使變、配電所靠近負荷中心,以縮短低壓供電半徑,降低線路損耗,減少電壓損失,滿足供電質量要求。供配電線路長度不宜超過250m。
2.1.2 供配電系統應簡單可靠,配電級數不宜過多,同一用戶內,高壓配電級數不宜多于兩級;變壓器二次側至用電設備間的低壓配電級數不宜超過三級,盡量減少電能損耗。由兩路進線供電的系統,宜采用兩路電源同時運行的方式,以減少正常運行時的線路損耗。
2.1.3 合理選擇供電電壓。同等情況下,電壓越高,損耗越小。供電電壓等級的確定應考慮技術經濟合理性及電力公司的相關規定等因素。當用電設備總容量在250kW及以上或變壓器容量在160kVA及以上時,宜以10(6)kV供電。對大型公共建筑的空調冷水機組,考慮節能因素,經方案比較盡量采用10(6)kV冷水機組,但應考慮大容量電動機啟動時對變壓器的影響。
2.1.4 合理選擇變壓器。電力變壓器應當選用10型及以上、非晶合金等節能環保、低損耗和低噪聲的變壓器。變壓器的長期工作負載率不宜大于0.85,在選擇變壓器容量和臺數時,應靈活根據負荷變化情況,綜合考慮投資和年運行費用,對負荷合理分配,選取容量與電力負荷相適應的變壓器,以實現其經濟運行,減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。此外,降低變壓器的環境溫度、平衡三相負荷、合理選擇變壓器接線方式、季節性造成的負荷變化時靈活投切變壓器等也是降低能耗的有效途徑。
2.1.5 減少線路能量損耗。在滿足允許載流量、電壓損失、短路電流熱穩定等技術指標前提下,應按經濟電流密度合理校驗、選擇導線截面,從而達到降低電能損耗、減少投資和節約有色金屬的目的。
2.2 降低電動機電能損耗,提高電動機使用效率
2.2.1 根據負荷特性合理選擇高效率電動機,提高電動機運行的效率和功率因數。
2.2.2 功率較大的電動機可以采用變頻調速器(消防設備除外),可提高電機在輕載時的效率,達到節能的目的。
2.2.3 采用軟啟動器,使電機啟動平穩,保證電網電壓的波動在要求范圍內。
2.3 合理提高供配電系統中的功率因數
設計中應通過正確選擇電動機、變壓器的容量以及照明燈具啟動器,降低線路感抗,采用正確的電線、電纜敷設方式,提高用電單位的自然功率因數。當自然功率因數偏低,達不到電網合理運行要求時,應采用并聯電力電容器作為無功補償裝置。
2.4 諧波治理
隨著大量非線性負載的廣泛使用,產生的大量諧波電流注入電網中,使電壓波形產生畸變。可通過選用D,yn11變壓器;設置濾波或隔離濾波裝置;合理選擇中性線截面;功率因數補償電容器組串聯消諧電抗器等措施抑制諧波,提高電能質量。
2.5 照明節能
照明節能的基本原則是在保證不降低生產、作業視覺要求,不降低照明質量的條件下,力求減少照明系統中光能的損失,最有效地使用照明用電。做好照明節能工作應注意以下幾點:
2.5.1 根據視覺作業要求,應根據《建筑照明設計標準》確定合理的照明標準,不同場所應有目的地進行照明。由于我國幅員遼闊,各地區經濟條件差別較大,民族習慣不同,因此還應結合現場實際情況,在規范推薦的高、中、低值中確定合理的標準,對標準值的確定應掌握適度,并合理利用局部照明。
2.5.2 充分利用自然光。照明的最佳光源是陽光。太陽光是免費的,不需電力,也不造成污染。在寫字樓里,如果在設計時能在大樓內部引入自然光線,員工會情緒更好,效率更高。在醫院里,住在靠近窗戶附近的病人康復得更快。現在有些窗戶可以對光譜進行選擇,引入日光的同時還可保持舒適。有一些創新的技術如側窗、天窗、光柵板和光線管道等,可將日光引入大樓內部。在燈具布置時,將所控燈列與側窗平行,跟據日照強弱來進行燈具控制也是照明節能的有效手段。
2.5.3 合理選擇光源和燈具。應在不同的使用場合,在滿足照明質量的前提下,盡可能選擇高光效的光源。為充分利用光源發出的光通量,在燈具選用時應注意選用配光合理、效率高、利用系數高的燈具,優先選用開啟式直接照明燈具,并選擇電子鎮流器或節能型高功率因數電感鎮流器以提高功率因數。
2.5.4 采用合理的照明控制方式是實現舒適照明的有效手段,也是節能的有效措施。照明控制系統分兩大類:手動控制和自動控制。手動控制是指按照使用者的個人意愿來控制所屬區域的照度水平。在照明開關應用中,我們應注意:1 居住建筑有天然采光的樓梯間、走道的照明,除應急照明外,宜采用節能自熄開關。2 每個照明開關所控光源數不宜太多。每個房間燈的開關數不宜少于2個(只設置一只光源的除外)。但手動控制最不利的一點是:當人們意識到自然光線不足時會開燈,但當天然光又恢復充足時沒有什么因素促使他們把燈關掉。而且工作結束后如果燈還開著,這將浪費大量的電能。與傳統的照明控制方式相比,近年來逐步發展起來的智能化照明控制系統體現出了強大的優越性。目前智能照明控制系統多數采用現場總線技術,借助各種不同的“預設置”控制方式和控制元件,對不同時間不同環境的光照度進行精確設置和合理管理,實現節能。只有當必需時才把燈點亮或點到要求的亮度,利用最少的能源保證所要求的照度水平,節電效果十分明顯。
2.6 可再生能源利用
在條件允許的場所,合理利用太陽能、風能等可再生資源,有利于節能減排、改善能源結構、保護環境。
2.7 采用建筑設備自動化管理控制系統
自動控制、監視和測量是自動化管理控制系統的三大要素。通過應用信息通信、計算機網絡、自動化控制等智能化技術,對建筑物內采暖、通風和空氣調節系統、給排水及熱水供應系統、照明和其他各類用電設備系統的運行實施能效管理,確保各類設備系統運行穩定、安全可靠,從而達到提高能效、降低能耗的目的。
3 結束語
電氣節能已成為電氣設計中的重中之重,作為建筑電氣設計人員,應結合工程項目自身特點,精心設計、精心比較,采用切實可行的節能措施,把節能貫穿于電氣設計過程始終,真正把節能理念落到實處,促進資源節約型社會的更好建立。
參考文獻
關鍵詞:高層建筑;電氣;防火;設計
中圖分類號:TU208文獻標識碼: A
在高層建筑中,為了滿足各種使用功能的需要,電氣設備不僅數量多,而目分布廣,引起火災的機率也大。根據有關部門統計,近幾年來,電氣火災起數占總火災起數的 30% 以上,且呈現遞增趨勢。因此,高層建筑電氣防火設計越來越受到重視。同時,由于高層建筑的功能復雜、人員集中、可燃物品多,使得高層民用建筑電氣防火設計不僅專業性強,而且涉及的學科領域多,對設計者知識面的要求亦廣。本文將就這方面的問題進行探討。
1 合理設計以免引發電氣火災
從近年來所發生的火災看,由電氣事故引發的火災居各類火災原因首位。發生事故的原因是各式各樣的,有電弧接地短路故障造成的火災事故,有電氣設備年久失修仍超負荷運行導致線路短路、斷路而引發的火災事故,有因架空進線時進戶處未采取防高電位侵入措施而引發的電氣火災。其中主要的是在建筑物內部裝修施工時,不能嚴格執行國家有關技術規范,大量敷設不符合消防要求的電氣線路和配電裝置,有的將電氣線路直接敷設在可燃、易燃材料內不進行穿管保護,有的采用易燃塑料或穿管保護不到位而留下先天性火災隱患,有的直接將大功率燈具安裝在可燃物材料內不采取任何保護措施,有的則是由于使用不當而造成的電氣火災,這些都是引發電氣火災事故的主要原因。綜觀這些電氣火災事故的起因,有些是由于設計不完善或有缺陷造成的,因此在設計中就要采取有針對性的技術措施來預防火災事故的發生。
1.1 設計時應注意符合規程規范及技術要求
火災自動報警系統的設計應符合現行國家標準《火災自動報警系統設計規范》GB50116的有關規定。
1.2在建筑物中采用的空氣采樣煙霧探測報警系統、圖像型火災自動報警系統、線型光纖溫度探測火災自動報警系統,可作為一個子系統納入整個建筑的火災自動報警系統中,其報警器可作為區域報警器,由控制室的火災自動報警系統
對其進行監控。當建筑物內未設置其它火災自動報警系統時,上述探測系統均可
獨立使用作為火災自動報警系統。
1.3建筑物中設有閉路電視監控系統時,宜將其監控室與消防控制室合并一
室布置,并可利用所設置的閉路電視監控系統對火災報警系統的報警信號進行確認。
1.4 設計時應考慮負荷長期發展的需要
長期的過負荷運行很容易引起線路的絕緣老化從而引發火災事故,這就要求在設計中應避免此類情況的發生。經過長期的設計實踐,我們認為在設計選型時電纜考慮遠期發展應適當放大,開關可根據近期負荷需要選擇整定電流,這樣既能滿足近期負荷需要,也能滿足今后發展的要求。
1.5 使用新型阻燃和耐火電線電纜
我國在 20 世紀 90年代就對阻燃、耐火電線電纜制定出了相關的國家標準及試驗方法,為了有效預防電氣線路火災的發生,我們設計時應廣泛使用新型的能阻止火焰蔓延,而且能離火自熄的阻燃、耐火電線電纜,尤其是裝飾裝修工程內的線路部分,應采用ZR 阻燃電線和 NH耐火電纜。
1.6火警警報裝置位置
1.6.1設置區域報警系統的建筑,應設置火災警報裝置;設置集中報警系統和控制中心報警系統的建筑,宜設置火災警報裝置。
1.6.2在火災報警區域內,每個防火分區至少應安裝一個火災警報裝置,其安裝位置,宜在各樓層走道靠近樓梯出口處。
1.6.3火災警報裝置在火災確認后,應由消防控制室按疏散順序統一向相關防火分區域發出警報。
2保證在火災發生時消防設備的可靠運行,確保人員、物質疏散和控制火勢蔓延
2.1火災自動報警系統設計的可靠性
火災自動報警系統的可靠性是保證火災時系統能盡早發現火災事故的關鍵,其設計內容大家都比較熟悉,本文不再多加重復,僅談談針對系統可靠性的要求應注意的幾個問題。
2. 1. 1合理分區,確定火災自動報警系統的干線形式
一些建筑的結構和功能非常復雜,而且面積也很大,合理的分區并確定其干線形式是非常重要的,從本人這幾年的設計經驗看,一個干線系統的規模在平面中其布線半徑最好控制在60米以內,最大不應超過80米,這主要出于對回路容量、總線隔離器的設置、電源布線等問題的綜合考慮,避免由于回路容量過于龐大、總線隔離器設置不合理而不能充分的保護探測器、電源回路所控制動作執行元件過多從而降低系統可靠性的情況發生。
2. 1. 2針對一些場合的具體特點,合理選擇探測報警方式
點型火災探測器的選擇大家都比較熟悉,主要強調的是在一些特殊場合應考慮使用線型探測器,而這是大家比較容易忽視的,比如在無遮擋大空間宜選擇紅外光束感煙探測器,本人在商場中庭及在室內網球場設計中都使用了紅外光束感煙探測器。在電纜隧道、電纜豎井、電纜橋架、配電裝置、變壓器等處宜選擇纜式線型定溫探測器,這些細節的考慮都能有效的提高報警系統的可靠性。
2. 1. 3對于消防水泵、消防風機的控制應采用多線制直接手動控制
在《火災自動報警系統設計規范》中第5. 3. 2條規定:“消防水泵、防煙和排煙風機的控制設備當采用總線編碼模塊控制時,還應在消防控制室設置手動直接控制裝置。”該規定的條文解釋:“消防水泵、防煙和排煙風機等屬重要消防設備,他們的可靠性直接關系到消防滅火工作的成敗。這些設備除接受火災探測器發送來的報警信號可自動啟動進行工作外,還應能獨立控制其啟停,不應因其他非滅火設備故障因素而影響它們的啟停。”這條規定對保證系統設備可靠性是必要的。
2.2在應急照明及應急疏散指示照明設計中一定要把握疏散距離的要求,嚴格按規范要求設計,保證人員的正常疏散
2.3充分保證消防供配電系統的獨立性
消防供電應處于本工程最高供電等級。《民用建筑電氣設計規范》第24. 9. 2條規定,“火災消防及其他防災系統用電,當建筑物為高壓受電時,宜從變壓器低壓出口處分開自成供電體系,即獨立形成防災供電體系。”規定強調說明消防系統的供電電源等級應處于本工程最高供電等級,且自成供電體系是為了保證消防供電的可靠性、消防配電應形成獨立系統。《高層民用建筑設計防火規范》第9. 1. 3條規定:“消防用電設備應采用專用的供電回路。”本條規定應理解為消防用電設備的電源應從配電室直接引入,中間不允許與其他非消防電源混用。
2.4切除有關非消防電源及啟動應急照明
在《火災自動報警系統設計規范》GB50116-98第6. 3. 1. 8條規定“消防控制室在確定火災后,應能切斷有關部位的非消防電源,并接通警報裝置及火災應急照明燈和疏散標志燈”本條規定主要針對的是在火災情況下,為防止可能發生的線路短路等故障,防止由于電氣線路造成火勢蔓延擴大以及消防隊員撲救時的觸電事故,同時為了保證人員疏散要求及消防隊員的救火需要,因此要求切除有關非消防電源及啟動應急照明。設計中應注意幾點,首先應明確的是火災時需要切除的,僅僅是起火部位的非消防電源,所以切除非消防用電應按防火分區實施分區控制,以便盡可能的縮小強切電源的范圍,減少因強切電源造成的意外損失。啟動應急照明設計是一個難點,所要注意的是要解決好正常使用和火災事故狀態下消防控制的矛盾。
結束語
高層民用建筑電氣防火設計應在符合規范的前提下,遵循技術先進性、安全可靠性和經濟合理性的原則。而安全可靠性和經濟合理性在實踐中往往是矛盾的,只強調安全可靠而忽視經濟性會導致不必要的浪費;同樣,只強調經濟性而忽視安全可靠性也是不可取的。所以為了提高建筑物電氣防火設計的安全可靠性,盡量節省工程投資,在對高層建筑電氣防火設計時,必須進行詳細周密的分析和精確的計算,選取最優方案。
參考文獻:
[1]、李包南淺析高層建筑的電氣防火消防設計 期刊論文 城市建設理論研究(電子版) 2011
關鍵詞:職業院校 《工廠供電》 教學改革
《工廠供電》是高職高專電氣自動化技術專業設置的一門主干專業課。本課程適用于招收普通高中畢業生,學制三年的電氣自動化技術專業。該課程主要介紹了工廠變配電所的一、二次系統及電氣安全、電能節約等內容。供配電系統的不斷智能化化、計算機控制下變電所的出現等,我們認為必須緊跟市場潮流。但目前的工廠供電教材還沿用傳統的老舊內容,課本知識與生產實際嚴重脫節,很難適應信息飛速發展的現代化教育。我們認為在教學過程中,我們應該充分結合供配電系統的實際情況調整授課內容,改進教學方法;以便在新的時期取得較好的效果。
1、實事求是是《工廠供電》教學的生命線
1.1 結合實際,充分講解課程
很多的內容,如重型設備、各種工廠接路線、安全性防護措施、保護接地電能節約等,我們應該先在基本理論層次得到提高,得出應該解決的難點,然后讓同學們到學校指定的實習基地,將抽象的知識具體化,使一些枯燥乏味的內容變得生動有趣,有利于學生較完整地建立《工廠供電》的整個課程體系。同時我們應該請現場技術專家在工廠供電的實際中講解課程內容。因為豐富的實踐工作經驗是《工廠供電》課程的物質基礎,能結合具體應用背景介紹一些書本上僅僅是簡單提及的新技術、新產品、新工藝以及設計思路。這種形式不僅能豐富教學內容、拓寬學生的視野、增強感性認識,還能針對電氣工程中的具體問題,讓學生提出不同的見解,以激發學生的創新意識這樣也方便學生針對課程內容進行總結,理清思路。學生們會認為所學知識非常有用,這樣才能真正調動學生的學習勁頭;從而更好的解決我們遇見的教學問題。
1.2 采用信息技術,生動形象的進行教學
隨著信息技術的發展,傳統的教學模式也得到了很大的改進。計算機輔助教學(computer Aided Instruction,簡稱CAI)。CAI的使用能大大增加學生學習效率、提高學習質量和教學效率,實現最優化的教學目標。
針對我們《工廠供電》的教學實際;有些內容是不方便直接觀察物理構造的,先利用多媒體教學,讓學生觀看圖片,帶領學生去參觀,加深學生的印象。對有些即使在現場也無法觀察的現象,我們也采用多媒體輔助教學的形式;利用多媒體輔助教學軟件,用動畫模擬工廠供電體系工作情況,化靜為動,形象直觀,使學生準確地掌握了這部分知識。
1.3 教學方法和方式的創新
本課程的教學改革,要讓我們的課程實現理論與實踐高度復合式發展的的課程體系。以工廠實習等實踐活動為基礎,我們認為應該在實際的實踐活動中不斷的提高學生的理論素養和實際動手能力,為學生能夠在就業市場得到企業的青睞打下了堅實的基礎。
在實際中可以采取:把課堂搬到了院變電所和實訓室,針對設備講原理、講功能,講操作;把供配電設備和特殊行業的供配電設備的外形圖做在課件上,使大家有一個感性的認識;鼓勵大家進行網上學習,了解新設備,學習新知識;本課程還安排有一周的生產設計,十六周的頂崗實習。采用這種教學方式,可基本滿足培養目標要求的實訓要求,學生學習興趣高,教學效果好與企業共建了校內外實訓基地,校企結合,工學交替,學校教師與企業技術人員共同評價實踐教學效果,有力地保障了學生知識的應用和技能訓練,同時也培養了一支具有豐富教學經驗和工程實踐經驗的教師團隊。實現“依托行業、工學結合、突出應用、強化能力”的課程教學目標。
2、充分貫徹以人為本的方針。堅持以學生為中心
我們認為我們在教學中應該由以教師為中心的學習向以學生為中心的學習轉變。教師的責任是為學生成長成才提供優良環境和學習條件,重點要做好四方面的工作。
遵循教育規律深化學改革。要培養真正意義上的符合要求的《工廠供電》方面的人才,從教育規律上說,最重要的是要調動學生學習的自覺性、主動性。這也是能否從根本上解決學風問題的關鍵所在。因此,教育教學改革的重點,一是要在課程設置和教學管理上增加更多的彈性,為學生“松綁”,為學生的自主學習留出更多空間,促進學生多樣化、個性化的發展;二是要改變現行的以課堂講授為主的教學方式,更多地推行探究式的學習,要以任務方式安排學生進行各類系統設計和系統制作,從而實現學生的主動學習、主動實踐。
廣泛開展學生課外課程探討活動。開展大學生科技創新活動,是有效調動學生自主學習積極性的另一個重要手段我們認為學院在這方面已有較好基礎,可以更好的進行這方面的活動。
3、加強課程設計工作
3.1 端正課程設計教學目的
我們的課程設計應該注重培養學生正確的設計思想,理論聯系實際的工作作風,嚴肅認真、實事求是的科學態度和勇于探索的創新精神;培養學生綜合運用所學知識與生產實踐經驗,分析解決工程技術問題的能力;通過課程設計實踐,訓練并提高學生在理論計算、結構設計、工程繪圖、查閱設計資料、運用標準與規范和應用計算機等方面的能力。
3.2 加強課程設計的選題工作
我們認為課程范圍中應該包含必要的課程設計部分,;課程設計的題目應盡可能有實用背景,對模擬性質的“題目”不得年年重復使用;根據學生的知識和能力狀況來設計工作量和難度系數,使學生在規定的時間內既工作量飽滿,又經過努力能完成任務;課程設計題目由指導教師擬定,并經教研室主任審定。課程設計的題目也可由學生自擬,但必須經指導教師報教研室主任批審,同意后方可執行。
3.3 完善課程設計的督導機制
我們應該組織起一只高效的督導隊伍深入到答辯現場進行檢查,檢查學生是否按設計任務書完成全部工作;仔細審查學生的設計圖紙是否合格,實驗結果和程序運行是否正確;仔細審查設計計算說明書(或論文)撰寫是否規范;檢查指導教師是否履行了自己的職責;檢查答辯組織與答辯過程是否規范,檢查學生的答辯質量。答辯結束后,指導教師要寫出檢查工作總結,一式叁份,一份存教研室,一份存學生所在系,一份存教務處,對這期課程設計做出總的評價,肯定成績,找出問題,提出改進完善的建議。
關鍵詞:工廠供電設計內容設計原則
中圖分類號:U223文獻標識碼: A 文章編號:
工廠供電,指的就是對工廠所需的電能進行供應和分配,也可以稱之為工廠配電。眾所周知,在現代工業生產中,電能是極其重要的能源和動力,在生產過程中,能夠實現與其他形式能量的互相轉換,其應用較為便捷,輸送和分配有著良好的經濟性,加之便于調節、控制和測量,對于工業生產自動化的實現有著極大的助益。下文中筆者主要對10KV工廠供電工程設計進行探討。
工廠供電設計的意義及要求
雖然電能是工業生產中的主要能源和動力,但在產品成本中,其所占比例較小。電能在工業生產過程中的意義不在于其投資成本的多少,而主要表現為其再產品生產中的作用。通常情況下,工業生產實現電氣化之后能夠極大的提高生產效率,降低生產成本,提高產品質量,減輕生產人員的勞動強度。所以,對于工廠現代化工業生產而言,進行科學的供電設計有著極其重要的意義。如果設計不合理,導致工廠在生產過程中電能供應突然中斷,很可能會造成嚴重的損失。
在工廠進行工業生產過程中,要想使工廠供電工作起到應有的服務作用,切實保障生產生活用電的需求,并實現能源的節約,首先必須符合以下設計要求:
安全設計,確保在電能供應和分配過程中的人身安全,避免設備事故的發生;
可靠設計,確保工業生產過程中供電的可靠性;
優質設計,切實做好電能電壓以及頻率等方面的質量設計工作,確保優質用電;
經濟設計,最大限度節約供電系統投資資金,降低運行費用,并盡可能減少有色金屬的消耗量;
除以上幾點外,還應該切實的處理供電工作中整體和部分,長期和短期的關系,既要考慮短期利益,還應該充分重視長遠發展的需求。
二、10KV工廠供電設計原則
在進行10KV工廠供電工程設計時,應該遵循國家相關規范和標準,如GB50053-94 《10kv及以下設計規范》和GB50052-95 《供配電系統設計規范》規定。在進行設計時,必須堅持以下幾點原則:
做到遵規守法、執行政策,嚴格遵守國家相關法規、標準以及政策進行設計;
節約能源,最大限度減少有色金屬消耗;
積極的引進先進的經濟技術,確保供電質量的安全可靠;
統籌全局,充分考慮用電容量、負荷性質、地區條件以及工程特點等方面,科學的確定設計方案。
在工廠整體建設中,供電設計是其中的重要環節,其設計質量直接影響著工廠未來的生產和發展,因此,從事供電工作的人員應該充分掌握一定專業設計知識,以加強10KV工廠供電設計工作。
三、10KV工廠供電設計內容及步驟
10KV工廠配電系統和總降壓變電所設計應該在充分考慮各車間負荷情況、生產工藝及電能需求、負荷布局等情況的基礎上,結合所在地區的供電情況,對各部門的電能分配問題進行合理解決,其內容主要有以下幾方面:
(1)負荷計算。10KV工廠總降壓變電所的符合計算,應該基于車間負荷計算進行。首先考慮車間變電所變壓器的功率消耗,然后通過計算得出總降壓變電所總功率因數和高壓側計算負荷。進而列出負荷計算表,對計算成果進行表述。
(2)10KV工廠總降壓變電所的位置選擇,以及主變壓器配置應該在考慮電源進線方向基礎上,充分結合總降壓變電所的相關因素、10KV工廠計算負荷及工廠備用和擴建需求進行確定。
(3)10KV工廠總降壓變電所主結線設計應該按照變電所配電回路數,合理確定的符合要求、配電可靠性級別、計算負荷數,并結合主變壓器的臺數和配置,從而確定變電所的接線方式。其接線方式應該滿足以下要求:安全可靠性、靈活性、經濟性、安裝簡便性、維修快捷性。
(4)工廠高壓配電系統設計。按照廠區內的符合情況,結合經濟性和技術性的原則確定配電電壓。結合廠區負荷布局和變電所位置,對可行性較高的高壓配電網布置方案進行對比,計算出電壓損失和導線截面,從不同方案中的基建投資、電壓損失、年運行費用、可靠性及有色金屬消耗量等方面進行技術經濟條件對比,采取擇優選用的原則。然后根據選定的配電系統方案進行敷設方式和線路結構的設計。通過工廠高壓線路平面布置圖、架空線路桿位表以及敷設要求和工程預算書堆設計成果進行表述。
(5)10KV工廠供電和配電系統短路電流計算。通常情況下,工廠用電是國家電網的末端負荷,相對于電網容量而言,其運行容量較小,可以視為無限容量系統供電來計算短路電流。對于由于系統運行方式差異而出現的不同短路參數,應該對各種運行方式下各點的兩相和三相短路電流進行計算。
(6)科學設計對功率因數進行改善的裝置。對總降壓變電所的功率因數按照符合進行計算得出,然后查表或者計算得到供電部門的補償功率要求數值。由出廠產品手冊或樣本選用所需的移相或電容器的規格和數量,應選擇合適的放電裝置或電容器柜。如果工廠中存在大型同步電動機,可以通過對電機勵磁電流進行控制的方式提供無功功率,從而改善功率因數。
(7)合理選擇總降壓變電所高、低壓側設備。合理選擇各回路計算負荷、短路電流計算數據及其額定值,從而對照選擇變電所高低壓側的電氣設備,如母線、電纜、隔離開關、避雷器、斷路器、互感器、絕緣子等。并充分結合實際情況進行熱、力等方面的穩定實驗。
(8)二次結線和繼電保護設計。考慮到供電系統的運行監測和控制,確保其運行的安全可靠,對變壓器、高壓電動機、高壓配電線路、母線分段斷路器、聯絡線斷路器及移相電容器等設備,應該設置相應的信號監測、繼電保護和控制裝置。并科學的進行保護裝置的整定計算及其靈敏系數檢驗。設計內容包括監測儀表裝置、繼電保護裝置、信號和控制裝置及二次結線系統,其中二次結線系統應由控制電纜和操作電源組成。
(9)變電所的防雷裝置設計。首先,設計前應該充分了解工廠所在地區的氣象、地質、材料等條件,充分結合實際情況進行防雷裝置的設計。其次,對防直擊的避雷針進行保護范圍的計算,對雷電反擊的空間距離進行計算,避免產生反擊現象。避雷器的配置選擇應該充分結合避雷器基本參數以及雷電沖擊參數等,當選定避雷器之后,要合理確定其接線部位。此外,要對壁壘滅弧電壓、頻放電電壓、沖擊接地電阻進行計算,對允許安裝的最大距離進行檢驗。
(10)專題設計
10KV工廠總降壓變電所及配電裝置的總體設計要綜合上述設計計算結果,并充分結合國家相關法規、標準和政策,對內外配電、變電裝置進行合理的總體布置和科學的施工設計。
結束語
在當前工業生產電氣化和自動化的大趨勢下,合理利用電能有著極其重要的意義。廣大電氣設計工作者要與時俱進,合理引進先進的技術,統籌全局進行設計,在確保工廠供電的長期發展同時,還要提高短期效益,并嚴格遵循國家相關規定和標準,堅持安全可靠的原則進行設計,以確保工廠供電系統的健康運行。
參考文獻
【1】許軼珊. 變電站電氣主接線綜合評價系統的研究[D]鄭州大學, 2004 .
【論文摘要】電力營銷是供電企業的核心任務。目前供電企業電力營銷管理模式較為單一,管理機制缺乏創新,市場化水平、營銷管理水平及核心競爭力與國內一些先進企業相比有相當大的差距,因此,堅持以市場需求為導向,建立現代營銷管理體制,把市場營銷觀念引入電力企業,才能不斷滿足人們日益增長的生活用電和社會生產用電的需求,促進社會經濟的發展。
1當前電力營銷工作的現狀
1.1市場營銷管理意識淡薄我們必須高度認識電力營銷是電力企業的核心業務,電力企業的生產經營活動必須服從和服務于市場營銷的需求,電力產品銷售困難、供電服務質量差、服務體系不健全、不能完全適應電力需求的增加,這些都制約著電力銷售,使得電力企業在市場競爭中處于劣勢,形成了電能需求量大但供應不足和電力企業銷售困難同時并存的矛盾性電力市場。因此必須完成從生產管理為主到市場營銷管理為主的轉變,轉變到以市場需求為導向、以效益為中心的軌道上來。
1.2營銷管理機制與信息化不相適應信息化的主要特點是方便、快捷、高效,其基本要求是信息處理標準化、統一化。而目前用電業務流程都是在傳統用電營銷體制下制定的,程序復雜,環節太多,與當前電力營銷信息化建設要求不相適應。加之基礎管理工作薄弱,現有用電客戶的一些營業檔案和基礎資料不全,直接導致一些業務傳票無法正常傳遞,有關信息也無法得到共享。
1.3電力營銷管理信息系統存在風險與不足目前電力營銷信息管理系統存在很大的安全風險:一是技術風險,由于電力營銷信息管理系統設計上有一定缺陷,造成系統不穩定或不安全漏洞較多,如非法用戶或電腦黑客可輕易地入侵系統、電費統計有時會出現重復或遺漏等;二是誤操作風險,誤操作風險主要指系統維護和操作人員無意識的誤操作帶來的風險,如電價標準修改時因出錯而造成的電費誤算;三是違規操作風險,違規操作風險主要指個別系統維護和操作人員可能利用工作之便,采用隱蔽的技術手段,蓄意對某些重要數據進行更改而造成的風險。
1.4電力營銷調查存在著不科學、不合理的情況,容易造成決策的失誤盡管我國多數供電部門在電力銷售業務中開始應用了計算機技術但就全行業而言,還是零散的、低水平的,就給電力行業的發展以及電力用戶帶來了障礙。在大多數的情況下,電力營銷還是純手工操作,營銷手段相對落后,使電力營銷調查不盡科學、合理,容易造成決策的失誤。
2對電力市場營銷管理的思考
確立新的營銷觀、建立適合當前市場需要的營銷體系是電力企業在新的形勢下的必然選擇。首先,強化全員營銷觀念的樹立、合理設計營銷組織體系,保證各項營銷策略落到實處。其次,加強對市場需求預測的研究,搞好市場調查和市場預測,提高市場預測的及時性和準確性。做好市場變化的跟蹤分析,開發并形成目標市場分析軟件系統。第三、堅持“電網是基礎,技術是支撐,服務和管理是保障”的原則,強化電力營銷策略的落實。充分利用目前城網、農網改造的大好時機逐步解決供配電網絡的“瓶頸”,建立現代化安全可靠的配電網絡。并運用先進的通信、網絡、計算機技術,為客戶提供高效的、全方位的優質服務,以嚴格規范的管理對各項業務進行監控,才能實現企業的營銷目標。
3加強電力市場營銷管理的建議
要做好電力營銷管理工作,光有市場營銷理念是遠遠不夠的,還必須針對自身存在的薄弱環節,采取積極的應對策略,才能在市場中處于不敗之地。具體而言,要從以下幾個方面人手。
3.1建立新型的營銷管理體系盡快建立以市場為導向的新型營銷管理體系,為客戶提供安全、可靠、經濟的電力和快捷、方便、高效的服務,其職能相應轉變到市場策劃與開發、需求預測與管理、業務發展與決策、客戶服務與支持、電力銷售與合理管理、公共關系與用電咨詢、抄表收費與電費電價等方面,全面開展電力的售前、售中、售后的一條龍服務,形成以客戶服務中心為核心的電力營銷管理體制。
3.2完善電力營銷管理信息系統開展調查研究,摸清當前電力營銷管理信息系統安全管理各個環節的狀況和存在的問題,集思廣益,對可能出現的風險進行研究和判別,采取相應的防范措施。建立預警機制,提前防范風險,要落實專門的機構和人員,負責對電力營銷管理信息系統的安全進行不間斷跟蹤和監控,以便及時發出風險預警。開展事故演練,提高應變能力,要適時開展電力營銷管理信息系統全局性癱瘓、系統全局性出錯、電費被挪用劃走等突況下的事故演練,提高抗風險能力。
3.3加強優質供電服務一是加強需求側管理,深入開展用電市場的調查,了解供電區域內經濟發展的走勢,準確預測電力供應的需求現狀。二是規范用電報裝工作流程,強化報裝環節時限考核。推行快速方便的“一站式”用電報裝服務方式;逐步開放電話報裝、網上報裝,上門報裝,提供多渠道、多層次的優質服務方式。三是大力提倡電費儲蓄、銀行代收、推廣“充值卡”電費繳納、網上電費支付等繳費方式,緩解“繳費難”問題。四是抓營銷隊伍建設,提高專業管理人員和基層營銷工作人員業務技能水平,打造一流團隊。
關鍵詞:變電所配電所存在問題規范
10、6kV配電所及10、6/0.4kV變電所設計,是工程建設中非常普通又非常重要的一項工作,其規范性和技術性都很強,許多方面涉及到國家強制性條文的貫徹落實。要做好變配電所設計既要執行國家現行的有關規范和規程,又要滿足當地供電部門的具體要求,否則會出現種種問題,影響設計質量和工程進度。為了做好變配電所的設計,現將本人在審查我院變配電所設計圖紙時發現各種問題中的一部分整理出來,進行簡要的分析,與大家相互交流,以便共同提高。
1.變電所和配電所的名稱工程設計在使用名詞術語時要力求準確,不能隨意。在具體項目的設計文件中不宜籠統使用“變配電所”這一名稱。“變配電所”是變電所和配電所的統稱,僅用于泛指。具體談到某種類別或某一個體時,應分別稱為“變電所”或“配電所”。在GB50053-94《10kV及以下變電所設計規范》中,“變電所”的解釋是“10kV及以下交流電源經電力變壓器變壓后對用電設備供電”:“配電所”的解釋是“所內只有起開閉和分配電能作用的高壓配電裝置,母線上無主變壓器”。在變電裝置與配電裝置均有時,以升降壓為主要功能包括附有高、中壓配電裝置者,稱為“變電所”“以中壓配電為主要功能包括附有3~10/0.4kV變壓器者,稱為”配電所“。一項工程具有多個變電所時,應以所在建筑物的名稱或用流水號對各變電所分別命名。
2.帶電導體系統的型式和系統接地的型式根據國際電工委員會IEC-TC64第312條,配電系統的型式有兩個特征,即帶電導體系統的型式,如三相四線制,和系統接地的型式如TN-C-S系統。在正式文件中不得把三相四線制的TN-S系統稱為“三相五線制”。在GB50054-95《低壓配電設計規范》第37頁“名詞解釋”中已明確指出,“三相四線制是帶電導體配電系統的型式之一,三相指L1、L2、L3三相,四線指通過正常工作電流的三根相線和一根N線,不包括不通過正常工作電流的PE線”。它并進一步闡明“TN-C、TN-C-S、TN-S、TT等接地型式的配電系統均屬三相四線制”。在我國低壓配電電壓應采用220V/380V.帶電導體系統的型式宜采用單相二線制、兩相三線制、三相三線制和三相四線制。在設計文件中,對TN-S與TN-C-S接地型式的劃定有時混淆不清。系統的接地型式一般是就一個變電所或一臺變壓器的供電范圍而言。中性線N線和保護線PE線僅在局部范圍內,如一棟樓或一層樓分開時,應稱TN-C-S系統。TN系統中某一剩余電流保護器負荷側電氣裝置的外露導電體單獨接地時,可稱為局部TT系統。
3.分級分類術語和標準計量單位設計文件中的各種分級、分類等名詞術語,應與國家標準、行業標準統一,不得混淆。如經常使用的術語:電力負荷應稱為一、二、三級負荷,這里用“級”不用“類”;防雷建筑稱為一、二、三類防雷建筑物,這里用“類”不用“級”新的防雷規范不再分工業、民用,屋面避雷網的網格大小也應以新規范為準;爆炸性氣體環境危險區域分為0、1、2區,爆炸性粉塵環境危險區域分為10、11區,火災危險區域分為21、22、23區,這里均用“區”不用“級”或“類”;而火藥、炸藥、彈藥及火工品危險場所電氣分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類危險場所,這里用“類”不用“區”。其他的名詞術語也應正確使用,如在正式文件中應使用“斷路器”、“變電所”,而不宜使用“自動開關”、“變電站”等等,不一一列舉。計量單位的標準符號要正確,字母的大小寫不能隨意。如A、V、W、kV、kW、kVA、kvar、lx、km等應一律使用法定計量單位,特別要注意單位符號字母的大小寫要正確,凡由人名轉化來的單位符號如A、V、W、N、Pa和兆以上的詞頭符號如M、G均應大寫;除此之外,則一律小寫,如kV、MW、kvar、km等。有關計量單位的資料,可參閱“工業與民用配電設計手冊”第十六章第773~783頁。
4.對土建的要求在GB50053-94《10kV及以下變電所設計規范》中明確規定了變電所所址選擇和對建筑等有關專業的要求,在執行中我們還存在不少具體問題,現僅列舉以下幾例略加分析,今后設計時應予以重視。
1)防火挑檐:車間附設變電所選用油浸電力變壓器時,有的未在變壓器室大門的上方設置防火挑檐。在工程建設標準強制性條文GB50053-94的第6.1.8條,規定“在多層和高層主體建筑物的底層布置有可燃性油的電氣設備時,其底層外墻開口部位的上方應設置寬度不小于1.0m的防火挑檐”。
2)安全出口:有的設計在長度大于7m的配電室僅設一個出口或設兩個出口但靠近同一端。這不符合GB50053-94第6.2.6條的規定,規范要求“長度大于7m的配電室應設兩個出口,并宜布置在配電室的兩端”。
3)梁高:有的設計在考慮室內凈高時未計及梁的高度。由于變配電所的跨度較大,有時梁的高度可達800mm左右,故在提土建條件層高時應考慮梁的高度。
4)值班室:有的設計將值班室設在交通不便的里角。這不符合GB50053-94的第4.1.6條規定,該條規定“有人值班的配電所,應設單獨的值班室。高壓配電室與值班室應直通或經過通道相通,值班室應有直接通向戶外或通向走道的門。”
5)電纜溝:有的變電所內雙排布置的低壓配電屏僅在屏底和后側設置地溝,兩排屏的溝之間互不連通。為了方便電纜的進出和今后線路的調整,宜將所內所有主電纜溝和控制電纜溝均連通。
6)電纜分界室:有的分界室不滿足供電部門的要求。北京供電局規定北京地區的10kV用戶必須設置電纜分界室作為工程的電源總進線室。電纜分界室的位置應接近電源進線方向,并靠近建筑物的外墻。其面積一般為6m×3.5m即20mm2左右,凈高應不小于2.7m,下設凈高不小于1.8m的電纜夾層,并設600mm×600mm的人孔和爬梯。電纜分界室在無地下室的建筑物中一般設在一層;而在有地下室的建筑物中,則不論地下有幾層,電纜分界室均要求設在地下一層。根據北京市供電局的規定,電纜分界室歸北京市供電局管理,故電纜分界室的門應向外開向公共走道。
5.設備布置在變配電所的設備布置方面,我們也存在種種問題,甚至違反強制性條文的規定,現僅舉列如下:
1)高、低壓配電系統圖與平面圖不一致。其表現形式有兩種:其一是系統圖與平面圖中柜屏的排列順序相反。看系統圖時是面向柜屏的正面,將其從左至右排列為1、2、3……n;而在平面圖上卻是面向屏的背面,將其從左至右排列為1、2、、3……n,必然弄反了。要避免這一錯誤的關鍵是在系統圖和平面圖上都應面向柜屏的正面從左至右按順序排列。其二是平面圖上雙排面對面布置的配電屏之間有母線橋,而在系統圖卻未畫出。
2)低壓配電屏屏前、屏后通道寬度不滿足新規范要求。如屏后有時僅距墻700mm,抽屜式低壓屏雙排面對面布置時僅相距1800mm.根據規范GB50053-94第4.2.9條規定,低壓配電室內成排布置配電屏的屏前、屏后的通道最小寬度為:其屏后通道,固定式和抽屜式均為1000mm;其屏前通道,固定式單排布置為1500mm,抽屜式單排布置為1800mm,固定式雙排面對面布置為2000mm,抽屜式雙排面對面布置為2300mm.只有當建筑物墻面遇有柱類局部凸出時,凸出部分的通道寬度可減少200mm.
3)配電柜屏后通道的出口數量不滿足規范要求。作為規范強制性條文,GB50053-94第4.2.6條規定“配電裝置長度大于6m時,其柜屏后通道應設兩個出口,低壓配電裝置兩個出口間的距離超過15m時,尚應增加出口。”這一條要強制執行的理由,是為了當高壓柜、低壓屏內電氣設備有突發性故障時,在屏后的巡視或維修人員能及時離開事故點。
4)配電室內燈具采用線吊、鏈吊,且安裝在配電裝置的正上方不符合安全要求。GB50053-94第6.4.3條規定,“在配電室內裸導體的正上方,不應布置燈具和明敷線路,當在配電室內裸導體上方布置燈具時,燈具與裸導體的水平凈距不應小于1.0m,燈具不得采用吊鏈和軟線吊裝”。因低壓屏頂部布置有母線銅排通常又不封閉,故要執行此條規定。配電室內可采用線槽型熒光燈用吊桿安裝。
5)變配電所內設有接地扁鋼沿墻敷設,但未設置臨時接地接線柱。為了方便試驗和維修時臨時接地,應適當設置臨時接地接線柱。接地接線柱的做法可參見國家標準圖集86D563《接地裝置安裝》第25頁。
6.推薦選用D,yn11結線變壓器最近十年,在TN系統中采用D,yn11結線組別的變壓器已很普遍,但還有不少工程仍選用Y,ynO結線組別的變壓器,其原因主要是不清楚前者的優點。在GB50052-95《供配電系統設計規范》中第6.0.7條規定:“在TN及TT系統接地型式的低壓電網中,宜選用D,yn11結線組別的三相變壓器作為配電變壓器”。這里“宜選用”的理由,主要基于D,yn11結線比Y,ynO結線的變壓器具有以下優點:
1)有利于抑制高次諧波電流。三次及以上高次諧波激磁電流在原邊接成形條件下,可在原邊形成環流,有利于抑制高次諧波電流,保證供電波形的質量。
2)有利于單位相接地短路故障的切除。因D,yn11結線比Y,ynO結線的零序阻抗小得多,使變壓器配電系統的單相短路電流擴大3倍以上,故有利于單相接地短路故障的切除。
3)能充分利用變壓器的設備能力。Y,ynO結線變壓器要求中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25%見GB50052-95第6.0.8條,嚴重地限制了接用單相負荷的容量,影響了變壓器設備能力的充分利用;而D,yn11結線變壓器的中性線電流允許達到相電流的75%以上,甚至可達到相電流的100%,使變壓器的容量得到充分的利用,這對單相負荷容量大的系統是十分必要的。因此在TN及TT系統接地型式的低壓電網中,推薦采用D,yn11結線組別的配電變壓器。
7.電纜型號與截面的選擇
1)電纜選型:YJV型交聯聚乙烯電纜和VV型聚氯乙烯電纜,是工程建設中普遍選用的兩種電纜。YJV型交聯電纜與VV型電纜相比,雖然價格略貴,但具有外徑小、重量輕、載流量大、壽命長YJV型電纜壽命可長達40年,而VV型電纜僅為20年等顯著優點,因此在工程設計中應盡量選用YJV型交聯聚乙烯電纜,逐步淘汰VV型聚氯乙烯電纜。
2)電纜截面選擇:電纜作為導體的一種,其截面選擇應滿足規范強制性條文GB50054-95第2.2.2條,有關選擇導體截面應符合的四點要求,而我們設計選用的電纜截面有時卻不符合該條規范中第一、第二點的要求。
第一點:“線路電壓損失應滿足用電設備正常工作及起動時端電壓的要求”。電纜截面的選擇除了載流量要滿足計算電流要求外,還應按電壓損失進行校驗。由于未進行電壓損失校驗,我們多次發現因選用6mm2、10mm2截面的電纜作遠距離配電干線而不能滿足用電設備端電壓要求的錯誤,因此應進行電壓損失計算,用以校驗所選用的電纜截面是否滿足用電設備端電壓的要求。規范GB50052-95第4.0.4條,對用電設備端電壓偏差允許值有下列要求:電機機為±5%;在一般工作場所的照明為±5%,遠離變電所的小面積一般工作場所照明、應急照明、道路照明和警衛照明為+5%、-10%;其它用電設備當無特殊規定時為±5%。
第二點:“按敷設方式及環境條件確定的導體載流量,不應小于計算電流。”在執行本條時應考慮環境溫度、導體工作溫度,并列系數等對電纜載流量的影響,尤其是電纜敷設時并列數對載流量的影響。如電纜在橋架上無間距配置2層并列時持續載流量的校正系數,梯架水平排列為0.65,托盤水平排列為0.55見92DQ1-77。有關電線電纜載流量的各種修正系數可參見華北標《建筑電氣通用圖集》92DQ1-75~77頁。
此外,電纜截面的選擇還須適當考慮備用設備的用電和新增設備的用電。
8.斷路器選擇與短路電流計算在低壓配電系統中用作保護電器的有斷路器和熔斷器兩種。目前我們使用最多的是斷路器,用它來作配電線路的短路保護和過載保護。但是,在選用低壓斷路器時存在不少問題,其中突出的問題是沒有進行短路電流計算。配電線路短路保護電器的分斷能力應大于安裝處的預期短路電流。選擇斷路器應先計算其出口端的短路電流,但有的設計者卻沒有進行短路電流計算,所選短路器的極限短路分斷能力不夠,不能切斷短路故障電流。要確定斷路器安裝處的短路電流,可按設計手冊進行計算,但比較煩雜;也可以采用“短路電流查曲線法”來確定計算電流,比較簡便。現將由上海電器科學研究所設計、浙江瑞安萬松電子電器有限公司斷路器產品資料中提供的一種“短路電流查曲線法”附在后面。通過查此曲線,可以較方便地求得任意安裝位置的短路電流近似值。所舉例子的短路點僅為假設,實際工程設計中最常用的短路點是選在保護電器的出口端。
9.斷路器與斷路器的級聯配合低壓配電線路采用斷路器作短路保護時,斷路器的分斷能力必須大于安裝處可能出現的短路電流。但是有時不能滿足此要求。例如:C45N、C65N/H微型斷路器的分斷能力僅分別為6kA、10kA,但其安裝處出口端的短路電流有時可達15kA甚至更高。這時可用兩路辦法來解決此問題,第一是改用短路分斷能力高的塑殼斷路器;第二是仍選用微型斷路器,利用其與上級斷路的級聯配合來實現短路保護。但是,進行級聯配合的上下級斷路器的選擇須滿足下列條件:
1)先決條件是上級斷路器的固有分斷時間比下級斷路器的全分斷時間短。也就是說下級斷器出口端短路時,下級未來得及切斷短路電流,上一級先行切斷了短路電流。
2)下級斷路器雖不能切斷短路電流,但下級斷路器及其被保護的線路應能承受短路電流的通過。
3)越級切斷電路不應引起故障線路以外的一、二級負荷的供電中斷。
4)上下級斷路器宜采用同一系列的產品,其額定電流等級最好相差1~2級,或根據生產廠提供的級聯配合表來選擇。現將施耐德電氣公司提供的級聯配合表附后。由此表可見,C65N/H型斷路器可與NS100、NS160、NS250型斷路器進行級聯配合,不能與更大的NS400、N630及以上的斷路器進行配合,更不能直接接在變壓器低壓側框架式主開關后的母線低壓屏上。
10.斷開中性線及應用四極開關GB50054-95《低壓配電設計規范》實施以來,由于設計人員對規范的理解和認識不一致,因此在設計低壓配電系統時對斷開中性線及應用四極開關的做法也就很難統一。針對這一情況,《電氣工程應用》雜志從1999年第一期起,陸續發表了多篇國內知名專家的專題論文。專家們就國內外規范和IEC標準對斷開中性線及應用四極開關的有關規定和做法闡明了各自觀點,使我們獲益不少。現僅將專家們普遍認同,又與我們設計工作密切相關的一些觀點整理如下。盡管這些觀點尚未納入國家規范中,但對我們的設計工作頗具現實指導意義。
1)當兩個電源間需進行電源轉換時,如果兩電源系統的接地型式不同,或者供電變壓器繞組的接線組別不同,則應斷開中性線,并采用四極開關。
2)IT系統和TT系統應當隔離中性線。TN-C系統中禁止斷開PEN線。
3)TN-S系統中,不需要斷開中性線;變壓器低壓側出口總開關與母聯開關不必斷開中性線;由外部低壓電網向民用建筑物供電的進線處,宜隔離中性線可采用四極隔離開關等隔離電器,也可采用在中性線上設置連接片、接線端子或連接匯流排等措施;每戶住家的入戶線處應隔離中性線大多居民用戶為單相負荷,采用雙極開關即可解決問題。
4)正常供電電源與應急備用發電機電源間的轉換開關需采用能斷開中性線的四極開關,并使二者不能并聯。
5)在有氣體爆炸危險的1區及有粉塵爆炸危險的10區場所,游泳池、浴池等特別潮濕場所,應裝設將中性線和相線一起斷開的隔離電器。