1、高層建筑供配電系統(tǒng)安全性分析摘 要：文章主要對高層電氣設(shè)計供配電系統(tǒng)安全性進行了分析，對簡易圖解確定干線首端保護器分支線長度進行了分析和驗證，提出了一些問題供大家參考。 /2/view-13090525.htm關(guān)鍵詞：低壓供配電系統(tǒng) 一級負荷 安全性 分支線1.引 言電力負荷根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電的損失和影響程度分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。一類高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙風(fēng)機、防火卷簾、火災(zāi)自動報警、自動滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明等為一級負荷, 還有柴油發(fā)電機房送風(fēng)機、專用變電所所用的送、排風(fēng)機及專供消防水泵房所用的污水泵等設(shè)備應(yīng)與消防設(shè)備等級一致。2.供配電方案安
2、全性分析供電電源在滿足電力負荷的要求下，變電所的安全以及供配電系統(tǒng)可靠性至關(guān)重要。高層民用建筑存在大量的一級或二級負荷, 變壓器臺數(shù)往往為兩臺及以上, 同時還設(shè)有一臺柴油發(fā)電機組。柴油發(fā)電機組的起動要求為: 一類高層建筑保護對象分級為一級建筑物的發(fā)電機組，應(yīng)設(shè)有自動啟動裝置，當(dāng)市電中斷時，機組應(yīng)立即啟動，并應(yīng)在30s內(nèi)供電,。同時為了不降低消防用電的可靠性, 一旦發(fā)生火災(zāi),要求能自動切除非消防用電負荷。3.供電線路的安全性分析3.1 供電線路安全的具體設(shè)計措施供電電源在滿足電力負荷的要求下, 供電線路的安全可靠也是非常重要的。供電線路敷設(shè)方式應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)、要求、用電設(shè)備的分布及環(huán)境特征等
3、因數(shù)確定。應(yīng)避免因外部熱源、灰塵聚集及腐蝕或污染物存在對布線系統(tǒng)帶來的影響。防止在敷設(shè)及使用過程中因受沖擊、振動和建筑物的伸縮、沉降等各種外界應(yīng)力作用而帶來的損害。而高層民用建筑消防用電設(shè)備應(yīng)采用專用的供電回路, 消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙風(fēng)機等的供電, 應(yīng)在最末一級配電箱處設(shè)置自動切換裝置, 其配電線路敷設(shè)應(yīng)符合有關(guān)規(guī)范的要求。3.2 干線首端保護器分支線安全長度分析根據(jù)供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范要求規(guī)定，在不影響一、二級負荷供電的情況下, 配電線路被前段線路短路保護裝置有效保護,且此段線路和過負載保護裝置能順利通過的短路電流, 可不裝設(shè)短路保護。本著安全、節(jié)約的原則, 在建筑電氣低壓供
4、配電設(shè)計中,無論在城區(qū)內(nèi)的高層建筑群還是郊區(qū)盤的別墅和低層建筑群中的低壓配電方式, 大部分均采用分區(qū)樹干式的配電方式,。3.2.1 用簡易圖解分析干線首端保護器分支線安全長度。近年來, 電氣設(shè)計師總結(jié)出了一套簡易圖解來分析計算干線首端保護器分支線安全長度, 這種方法簡單實用, 筆者根據(jù)實踐經(jīng)驗并以此為依據(jù)進行分析驗證。3.2.1.1 圖解法制作的準備（1）首先根據(jù)該干線的總負荷, 按供電的距離和電壓損失的要求確定該干線的長度(L1)、截面 (S1)、型號(銅或鋁) , 然后選擇能保護該干線末端短路時的短路保護電器, 并確定其整定值和整定時間(選擇低速 0.2s即可) , 并能通過熱校驗和電壓損
5、失校驗。同時假定該短路安裝點為O點。（2）根據(jù)分支線路的負荷選擇同干線同型號的分支線截面(S2) , 同時確定以干線短路保護器安裝點O為起點, 截面為S2的虛擬長度(L2 ) , 其中L2長度可用 L2= L1x S1/S2算出。3.2.1.2 圖解法的制作步驟a.如圖5, 以O(shè)點為原點, 以 L1、L2分別作直角三角形的二條直角邊OA、OB, 得直角三角形BOA。b .以分支點距O點的距離 L3在OA線上得C點, 經(jīng)C點作垂直O(jiān)A的線交AB線于D點, 測量CD線的長度即得L4, 此L4即為分支線截面為S2, 從干線C處分支, 能得到O點短路保護電器保護的分支線長度。也可從兩個相似直角三角形B
6、OA/DCA兩直角邊的比值中求得CD線的長度L4/ L2= (L1-L3) / L1; L4= (L1-L3) L2/ L1c.其它截面為Sn同主干線同型號的分支線, 在距O點不同的距離下, 所確定分支線長度Ln的方法按上述a和b的步驟可依次確定。3.2.1.3 分支線安全長度確定的分析驗證低壓配電線路的三相、二相短路電流和單相接地短路電流的計算公式分別為I”K3=230/Zk; I”K 2=(230/Zk) 0.866; I” K1= 230/Zphp從上述三式中我們可知, 當(dāng)我們確定主干線的短路電流整定值能保護整個主干線末端的短路電流之后, 只要分支線末端的短路電流不小于主干線末端的短路電
7、流, 則分支線末端的短路均能在主干線短路保護器的保護范圍之內(nèi)。假定截面為S1、長度L1的導(dǎo)線末端三相、二相和單相接地的短路電流分別為I (1)”K3= 230/Zk1; I”(1) K2=(230/Zk1)0.866;I”(1) K1= 230/Zphp1時, 從C點分支后截面為S2、長度為 L4的導(dǎo)線末端三相、二相和單相接地的短路電流分別為I(2)”K3= 230/Zk2; I”(2)K 2=(230/Zk20.866; I”(2 ) K 1= 230/Zphp2。只有在 I (1)”K 3= 230/ Zk1I (2 )”K3= 230/Zk2; I”(1) K1=220/Zphp1I”(
8、2) K1= 220/Zphp2時也即在Zk1Zk2Zphp1Zphp2 的情況下短路保護器就能保護分支線路末端的短路。3.2.2 在上述的短路電流計算式中, Zk1、Zk2、Zphp1、Zphp2分別為到截面S1、S2末端的阻抗和相保阻抗 , 其 中 Rphp=Rph+Rp ,Rs、Rt、Rm、Xs、Xt、Xm分別為系統(tǒng)S、變壓器T、母排M的電阻和電抗, 在一個回路中均為常數(shù), R11、R12、X11、X12分別是截面為S1、S2導(dǎo)體的電阻和電抗。如要滿足Zk1Zk2、Zphp1Zphp2即可看成要滿足RL1RL2、XL1XL2的要求, 而導(dǎo)線電阻和電抗的計算公式分別為R=KjfKljPCj
9、L/S、XL=(0.1445lgDj/Dz ) XL。從上述的計算公式可知: 當(dāng)在同一電源時, 頻率相同, 干線與分支線處在同一環(huán)境, 導(dǎo)線同材質(zhì)、同型號、同敷設(shè)方式的情況下, 除鄰近效應(yīng)系數(shù) Kl j有較少的變化可以忽略不計外,其它均無變化或變化很少均可忽略不計影響, 故而導(dǎo)線的電阻在此等條件下可近似地看為 RL=KL/S, 導(dǎo)線的電抗只與幾何均距和線芯的等效半徑和長度有關(guān), 不同截面的導(dǎo)線單位長度上的電抗差別極少, 可以忽略其變化, 現(xiàn)列一電纜的單位長度上的電阻和電抗值作一比較。綜上所述, 用簡易圖解確定干線首端保護器分支線長度既方便又實用, 避免了眾多電氣設(shè)計人員僅憑設(shè)計經(jīng)驗來確定其長度的不準確性, 也可避免眾多分支線逐個計算帶來的巨大工作量, 為整個工程供配電系統(tǒng)線路的安全設(shè)計提供科學(xué)保障。4.結(jié) 語高層建筑供配電系統(tǒng)的安全性是電氣設(shè)計的出發(fā)點和歸宿。除了保證電氣負荷和供配電線路外, 設(shè)計時還應(yīng)注意采取措施,做好系統(tǒng)的防雷及防雷擊電磁脈沖, 盡量減少高次諧波分量:；電氣設(shè)備應(yīng)盡量采用技術(shù)性先進, 可靠性高的產(chǎn)品, 以確保供電品質(zhì)和供電安全?！氨疚闹兴婕暗降膱D表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”
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