建筑施工工地配電線路

1、第5章 建筑施工工地配電線路 5.1 負(fù)荷計(jì)算一、原始資料: 用電負(fù)荷的產(chǎn)品銘牌數(shù)據(jù)。二、考慮因素: 非同時(shí)運(yùn)行；運(yùn)行并非在額定狀態(tài)下。三、計(jì)算負(fù)荷: 將原始資料,結(jié)合考慮因素,變成供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的假想負(fù)荷。四、意義和目的:一求計(jì)算負(fù)荷,也稱需用負(fù)荷 1.作為按發(fā)熱條件選擇供配電系統(tǒng)各級(jí)電壓供電網(wǎng)絡(luò)變壓器容量、導(dǎo)體和電氣設(shè)備的依據(jù)。2. 用來計(jì)算電壓損失和功率損耗。3.在工程上為方便計(jì)算，亦可作為能量消耗量及無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)。二求尖峰電流 計(jì)算電壓波動(dòng)、選擇熔斷器等保護(hù)元件。三求平均負(fù)荷 計(jì)算供配電系統(tǒng)中電能需要量，電能損耗和選擇無功補(bǔ)償裝置等。五、求計(jì)算負(fù)荷的方法 需要系數(shù)法，二

2、項(xiàng)式法，利用系數(shù)法， 單位產(chǎn)品耗電法等。一 需要系數(shù)法 計(jì)算簡(jiǎn)便，最為通用的一種方法。 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定在初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段宜采用需要系數(shù)法。1、三相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷Kd 需要系數(shù)用電設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表需要系數(shù):Kd假設(shè)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少時(shí)，該需要系數(shù)值可適當(dāng)大一點(diǎn)。如果僅有12臺(tái)用電設(shè)備，需要系數(shù)可取為1。 .多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 配電干線和 變電所低壓母線對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行分組計(jì)算時(shí)，同類用電設(shè)備的總?cè)萘繛樗銛?shù)相加。不同類用電設(shè)備的總?cè)萘繎?yīng)按有功功率和無功功率負(fù)荷分別相加求得。 .多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 配電干線和 變電所低壓母線 K 同時(shí)系數(shù) 同時(shí)系數(shù):

3、K 配電干線和變電所的計(jì)算負(fù)荷為各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷之和再乘以同時(shí)系數(shù)K，一般取為0.80.9。當(dāng)不同類別的建筑(如辦公樓和宿舍樓)共用一臺(tái)變壓器時(shí)，其同時(shí)系數(shù)可適當(dāng)減小。2、單相用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷單相用電設(shè)備應(yīng)盡可能均衡分配在三相線路上。單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三相設(shè)備的15單相用電設(shè)備僅接于相電壓 額定電壓220V 等效三相負(fù)荷 取最大相負(fù)荷的三倍 Peq=3 Pm單相用電設(shè)備僅接于線電壓額定電壓380V當(dāng)該類用電設(shè)備為一臺(tái)時(shí)當(dāng) 多臺(tái)該類用電設(shè)備時(shí) Peq=3 Pm單相用電設(shè)備接于線電壓和相電壓額定電壓220V ，380V 先計(jì)算各單相上的總負(fù)荷，等于該相的單相負(fù)荷加上接于線電壓但要折算到

4、相電壓上的單相負(fù)荷， 等效三相負(fù)荷 取最大相負(fù)荷的三倍 Peq=3 Pm例：某建筑工地的用電設(shè)備如下表所示，試確定工地變壓器低壓母線上的總計(jì)算負(fù)荷。序號(hào)用電設(shè)備功率/kW臺(tái)數(shù)效率（）備注1混凝土攪拌機(jī)104812卷?yè)P(yáng)機(jī)7.53813升降機(jī)4.53854傳送帶75855起重機(jī)301816電焊機(jī)32378單相380V7照明25100解：前5類都是三相用電設(shè)備，電焊機(jī)是接于線電壓的單相用電 設(shè)備，但有3臺(tái)，故可以均勻分布在三相上，照明是接在相 電壓的單相用電設(shè)備，但也可以均勻分布，所以設(shè)備容量就 等于它們各自單相用電設(shè)備容量的總和。序號(hào)用電設(shè)備功率/kW臺(tái)數(shù)效率（）備注1混凝土攪拌機(jī)10481解：攪

5、拌機(jī)：序號(hào)用電設(shè)備功率/kW臺(tái)數(shù)效率（）備注2卷?yè)P(yáng)機(jī)7.5381卷?yè)P(yáng)機(jī)：序號(hào)用電設(shè)備功率/kW臺(tái)數(shù)效率（）備注3升降機(jī)4.5385解：升降機(jī)：序號(hào)用電設(shè)備功率/kW臺(tái)數(shù)效率（）備注4傳送帶7585傳送帶：序號(hào)用電設(shè)備功率/kW臺(tái)數(shù)效率（）備注5起重機(jī)30181解：起重機(jī)：序號(hào)用電設(shè)備功率/kW臺(tái)數(shù)效率（）備注6電焊機(jī)32378單相380V傳送帶：需要系數(shù)為1序號(hào)用電設(shè)備功率/kW臺(tái)數(shù)效率（）備注7照明25100解：照明：施工工地照明為室外照明，因此需要系數(shù)取1功率因數(shù)取1功率因數(shù)為1，意謂著電路中只有電阻，但并不是所有的照明功率因數(shù)為1。解：求總計(jì)算負(fù)荷：取同時(shí)系數(shù)K 0.9，那么二單位指標(biāo)法

6、標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定在方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法；對(duì)于住宅，在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均可采用單位指標(biāo)法。民用建筑主要有照明、動(dòng)力及空調(diào)負(fù)荷。 例 商業(yè)性高層建筑的用電負(fù)荷大致分布： 空調(diào)設(shè)備4050%， 電氣照明3035%， 動(dòng)力用電2025%。 單位指標(biāo)法的計(jì)算公式如下: ScKN1000式中: Sc計(jì)算的視在功率(kVA)； K單位指標(biāo)(VAm2)； N建筑面積(m2)。 三 二項(xiàng)式法 當(dāng)確定的用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差異相當(dāng)大的低壓支線和干線的 計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用。 5.2 變壓器的選擇及安裝一、類型的原那么應(yīng)選用節(jié)能型的油浸及干式變壓器。獨(dú)立式變電所，可選用油浸式變壓器，安裝在一層。在一二類上下層主體

7、建筑內(nèi)變壓器應(yīng)選用干式變壓器，假設(shè)與低壓配電盤并列安裝時(shí)，應(yīng)選用箱型干式變壓器。非一類建筑，當(dāng)變壓器附設(shè)在外墻時(shí)，可安裝油浸式變壓器，但容量不能超過400KVA。二、電壓等級(jí)的選擇高壓繞組的電壓等級(jí)應(yīng)盡量與當(dāng)?shù)氐母邏弘娏W(wǎng)的電壓一致，而低壓側(cè)的電壓等級(jí)應(yīng)根據(jù)用電設(shè)備額定電壓而定。當(dāng)用電量較小350kV.A以下、供電半徑較小不超過800m，多項(xiàng)選擇用0.4kV的電壓等級(jí)。三、容量的選擇容量： S=1.10 Sc kVA式中: Sc計(jì)算的視在功率(kVA)；容量上限要求：建筑物內(nèi)，干式變壓器不宜超過2000KVA。二層樓以上的干式變壓器其容量不宜大于630KVA居民小區(qū)變電所的配電變壓器單臺(tái)不宜超

8、過630KVA。四、臺(tái)數(shù)的選擇據(jù)負(fù)荷性質(zhì) 一、二級(jí)負(fù)荷，宜選用兩臺(tái)。二級(jí)負(fù)荷無一級(jí)負(fù)荷時(shí)，也可采用一臺(tái)，但在低壓側(cè)應(yīng)與其它備用電源聯(lián)絡(luò)?？紤]經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 季節(jié)負(fù)荷較大時(shí)，可裝二臺(tái) 以上的變壓器?？紤]負(fù)荷大小考慮負(fù)荷的開展 五、變壓器的安裝通風(fēng)良好，進(jìn)出線方便，盡量靠近高壓電源。靠近負(fù)荷中心或接近大容量用電設(shè)備，低壓配電室也應(yīng)盡量靠近變壓器。工地變壓器一方便應(yīng)遠(yuǎn)離交通要道，遠(yuǎn)離人畜活動(dòng)中心，同時(shí)又應(yīng)當(dāng)運(yùn)輸方便，易于安裝。變壓器應(yīng)遠(yuǎn)離劇烈震動(dòng)、多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，并且應(yīng)符合爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所電力裝置的有關(guān)規(guī)定。 六、變壓器的管理及維護(hù)柱上變臺(tái)宜裝設(shè)圍欄。變臺(tái)圍欄外4m之內(nèi)不得碼放雜物。位于行道樹

9、間的變臺(tái)，在最大風(fēng)偏時(shí)，其帶電部位與樹梢的最小距離不小于2m。室外變臺(tái)應(yīng)設(shè)總配電箱，配電箱安裝高度為其底口距地面一般為1.4m，其引出線應(yīng)穿管敷設(shè)，并做防水彎頭。變壓器在運(yùn)行時(shí)應(yīng)做好日常的巡視檢查。5.3 導(dǎo)線的選擇導(dǎo)線的選擇導(dǎo)線自身性質(zhì)截面型號(hào)使用環(huán)境敷設(shè)方式其他足夠的機(jī)械強(qiáng)度長(zhǎng)期通過負(fù)荷電流時(shí)，導(dǎo)線不應(yīng)過熱線路電壓損失不應(yīng)過大一、型號(hào)的選擇1電線裸電線 單線和絞線絕緣線 塑料絕緣線、橡膠絕緣線型號(hào)含義 B L V 2.5B：布線用的線；V：聚氯乙烯塑料絕緣；X：橡皮絕緣導(dǎo)線標(biāo)稱截面L：鋁芯導(dǎo)線；假設(shè)銅線，那么不表示；2電纜電力電纜控制電纜油浸紙絕緣電纜橡皮絕緣電纜塑料絕緣電纜 3電線和電纜

10、類型的選擇導(dǎo)體材料盡量采用鋁芯導(dǎo)線；特殊情況或者要求時(shí)，采用銅線；還要考慮環(huán)境情況、敷設(shè)方式等因素；電線、電纜的額定電壓要滿足要求；低壓配電系統(tǒng)，應(yīng)采用500V以下的電線或電纜。 二、截面的選擇一 按發(fā)熱條件1.額定載流量 IN 的選擇 Ial 導(dǎo)線和電纜允許長(zhǎng)期工作電流值。 K 校正系數(shù)。當(dāng)敷設(shè)處的環(huán)境溫度不同于Ial 所采用的環(huán)境溫度時(shí)，進(jìn)行溫度校正。導(dǎo)線或電纜不同的敷設(shè)方式，需要進(jìn)行校正。 導(dǎo)線或電纜多根穿管，直埋深度，多根并列敷設(shè)等，需要進(jìn)行校正。 Ic 計(jì)算電流。對(duì)變壓器高壓側(cè)的導(dǎo)線 應(yīng)取變壓器額定一次電流 I1NT。對(duì)于電容器的引入線，考慮充電時(shí)的涌流，對(duì)高壓電容器 Ic=1.35

11、INC，對(duì)低壓電容器Ic=1.5INC。 2.按發(fā)熱條件選擇的截面還應(yīng)與熔斷器或低壓過電流脫扣器等保護(hù)裝置的電流校驗(yàn)配合。熔斷器熔體的額定電流INFE0.8Ial。空氣斷路器長(zhǎng)延時(shí)電流脫扣器的整定電流 IOPTRIal。3.低壓系統(tǒng)中性線和保護(hù)線的選擇中性線N)截面的選擇(1)一般不小于相線截面的50,即So0.5S。(2)對(duì)于三次諧波相當(dāng)突出的三相線路，大于或等于相線截面，即： 氣體放電燈為主的三相四線和兩相三線電路：SoS ； 采用晶閘管調(diào)光的三相四線和兩相三線電路： So2S。(3)對(duì)于由三相線路分出的兩相及單相線路，等于相線截面，即SoS 。保護(hù)線(PE)截面的選擇(1)當(dāng)S 16mm

12、2時(shí)， SPES， 當(dāng)16mm2 S 35mm2時(shí)， SPE 16mm2 當(dāng)S 35mm2時(shí)， SPE0.5S 。(2)保護(hù)線還應(yīng)滿足單相接地故障保護(hù)要求。(3)保護(hù)中性線(PEN)截面的選擇 具有PE和N的雙重功能，取其中最大值。即： SPEN =(50%100%)S 及單相接地故障保護(hù)要求。二 按經(jīng)濟(jì)電流密度條件年運(yùn)行費(fèi)最小 經(jīng)濟(jì)面積與經(jīng)濟(jì)電流密度關(guān)系為：式中：I線路流過的電流； S導(dǎo)線截面積； J經(jīng)濟(jì)電流密度(查表可知計(jì)算S后，應(yīng)選擇最較近的標(biāo)準(zhǔn)面積。三、 按線路電壓損失條件相對(duì)電壓損失35kV及以上供電的電壓質(zhì)量有特殊要求，電壓損失應(yīng)小于5；10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶，電壓損

13、失應(yīng)小于7；低壓照明用戶，電壓損失510。 工程計(jì)算中，可采用相對(duì)電壓損失的簡(jiǎn)化公式： M總負(fù)荷距kWm)； S導(dǎo)線截面mm2)； P負(fù)荷kW)；l導(dǎo)線長(zhǎng)度m； C系數(shù)，查表。四、 按機(jī)械強(qiáng)度條件 不同導(dǎo)線，按不同用途及安裝方式有最小允許截面積，只要大于其值即可。例1：某建筑工地在距離配電變壓器500m處有一臺(tái)混凝土攪拌機(jī)，采用380/220V的三相四線制供電，電動(dòng)機(jī)的功率PN=10kW，效率為0.81，功率因數(shù)為0.83，允許電壓損失不大于5，需要系數(shù)為1，如采用BLX型鋁芯絕緣導(dǎo)線供電，導(dǎo)線截面應(yīng)多大？解：由于線路較長(zhǎng)，且允許電壓損失較小，因此：1先按允許電壓損失來選擇導(dǎo)線截面查表：采用3

14、80/220V供電，鋁線C值為46.3查表5.6：選用截面為35 mm2的鋁芯橡皮絕緣導(dǎo)線。例1：某建筑工地在距離配電變壓器500m處有一臺(tái)混凝土攪拌機(jī)，采用380/220V的三相四線制供電，電動(dòng)機(jī)的功率PN=10kW，效率為0.81，功率因數(shù)為0.83，允許電壓損失不大于5，需要系數(shù)為1，如采用BLX型鋁芯絕緣導(dǎo)線供電，導(dǎo)線截面應(yīng)多大？解：2按發(fā)熱條件來選擇導(dǎo)線截面計(jì)算負(fù)荷電流為：35 mm2的鋁芯橡皮絕緣導(dǎo)線允許載流量為138A，故滿足。設(shè)備的視在計(jì)算負(fù)荷為：例1：某建筑工地在距離配電變壓器500m處有一臺(tái)混凝土攪拌機(jī)，采用380/220V的三相四線制供電，電動(dòng)機(jī)的功率PN=10kW，效率

15、為0.81，功率因數(shù)為0.83，允許電壓損失不大于5，需要系數(shù)為1，如采用BLX型鋁芯絕緣導(dǎo)線供電，導(dǎo)線截面應(yīng)多大？解：3按機(jī)械強(qiáng)度條件來校驗(yàn) 因此35 mm2的鋁芯橡皮絕緣導(dǎo)線完全滿足。根據(jù)表5.4可知，絕緣導(dǎo)線在戶外架空敷設(shè)時(shí)，鋁線最小截面是10mm2， 所以選擇35 mm2的BLX型鋁芯絕緣導(dǎo)線。例2：配電箱引出的長(zhǎng)100m的干線上，樹干式分布著15kW的電動(dòng)機(jī)10臺(tái)，采用鋁線塑料線明敷，設(shè)各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的需要系數(shù)為0.6，電動(dòng)機(jī)的平均效率為0.8，平均功率因數(shù)為0.7，試選擇該干線的截面。解：由于線路不長(zhǎng)，且負(fù)荷屬于低壓電力用電，負(fù)荷量大，因此先按發(fā)熱條件來選擇導(dǎo)線截面計(jì)算負(fù)荷電流為：查表

16、5.6，選擇95 mm2的鋁芯塑料線，其允許載流量為250A，故滿足要求。設(shè)備的視在計(jì)算負(fù)荷為：例2：配電箱引出的長(zhǎng)100m的干線上，樹干式分布著15kW的電動(dòng)機(jī)10臺(tái)，采用鋁線塑料線明敷，設(shè)各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的需要系數(shù)為0.6，電動(dòng)機(jī)的平均效率為0.8，平均功率因數(shù)為0.7，試選擇該干線的截面。解：按允許電壓損失來校驗(yàn)查表：采用380/220V供電，鋁線C值為46.3所選導(dǎo)線滿足電壓損失要求。例2：配電箱引出的長(zhǎng)100m的干線上，樹干式分布著15kW的電動(dòng)機(jī)10臺(tái)，采用鋁線塑料線明敷，設(shè)各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的需要系數(shù)為0.6，電動(dòng)機(jī)的平均效率為0.8，平均功率因數(shù)為0.7，試選擇該干線的截面。解：3按機(jī)械強(qiáng)度

17、條件來校驗(yàn)查表5.4規(guī)定，機(jī)械強(qiáng)度的要求也完全能夠滿足。 所以選擇95mm2的鋁芯塑料導(dǎo)線。例3：某建筑工地以圖4所示的380/220V三相四線制方式供電，圖中P1、P2為兩個(gè)動(dòng)力負(fù)荷，分別為66kW、28kW，需要系數(shù)為1，平均功率因數(shù)為0.85，架空輸電桿距為30米，要求 U5，試問AB段應(yīng)選用多大截面的鋁芯橡皮絕緣導(dǎo)線供電？ 例3：某建筑工地以圖4所示的380/220V三相四線制方式供電，圖中P1、P2為兩個(gè)動(dòng)力負(fù)荷，分別為66kW、28kW，需要系數(shù)為1，平均功率因數(shù)為0.85，架空輸電桿距為30米，要求 U5，試問AB段應(yīng)選用多大截面的鋁芯橡皮絕緣導(dǎo)線供電？解：1先按允許電壓損失來選

18、擇導(dǎo)線截面查表5.6：選用截面為50 mm2的鋁芯橡皮絕緣導(dǎo)線。例3：某建筑工地以圖4所示的380/220V三相四線制方式供電，圖中P1、P2為兩個(gè)動(dòng)力負(fù)荷，分別為66kW、28kW，需要系數(shù)為1，平均功率因數(shù)為0.85，架空輸電桿距為30米，要求 U5，試問AB段應(yīng)選用多大截面的鋁芯橡皮絕緣導(dǎo)線供電？解：2按發(fā)熱條件來選擇導(dǎo)線截面計(jì)算負(fù)荷電流為：50 mm2的鋁芯橡皮絕緣導(dǎo)線允許載流量為175A，故滿足。設(shè)備的視在計(jì)算負(fù)荷為：例3：某建筑工地以圖4所示的380/220V三相四線制方式供電，圖中P1、P2為兩個(gè)動(dòng)力負(fù)荷，分別為66kW、28kW，需要系數(shù)為1，平均功率因數(shù)為0.85，架空輸電桿

19、距為30米，要求 U5，試問AB段應(yīng)選用多大截面的鋁芯橡皮絕緣導(dǎo)線供電？解：3按機(jī)械強(qiáng)度條件來校驗(yàn) 因此50 mm2的鋁芯橡皮絕緣導(dǎo)線完全滿足。根據(jù)表5.4可知，絕緣導(dǎo)線在戶外架空敷設(shè)時(shí)，鋁線最小截面是10mm2， 所以選擇50 mm2的鋁芯橡皮絕緣導(dǎo)線。五、 根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)1.一般來說：高壓線路往往先按經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇，再校驗(yàn)其它條件。低壓動(dòng)力線因其負(fù)荷電流較大，一般先按發(fā)熱條件選擇，再校驗(yàn)其電壓損失和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線，因其電壓水平要求高，一般先按電壓損失條件選擇，再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。2.在10kV及以下的線路中，因供電距離較短，很少使用按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。小截面導(dǎo)線按載流量所選

20、的導(dǎo)線截面已滿足電壓損失要求時(shí)，可加大一級(jí)，以減少線路的電能損失，假設(shè)按電壓損失要求已加大一級(jí)導(dǎo)線截面，那么不用再增大。3.對(duì)于較短的高壓線路，可不必進(jìn)行電壓損失校驗(yàn)。4.高壓電纜其截面往往決定于熱穩(wěn)定要求最小截面，因此必需進(jìn)行熱校驗(yàn)。 低壓配電線路，一般都是大電流傳輸，截面較大，支線雖截面小，但短路電流也小，幾乎都能滿足熱穩(wěn)定。5.4 配電箱總配電箱；分配電箱；開關(guān)箱。標(biāo)準(zhǔn)非標(biāo)準(zhǔn) 一、配電箱組成配電箱應(yīng)當(dāng)滿足以下條件：盤面設(shè)計(jì)整齊、平安、美觀和維修方便，配線時(shí)須線路清楚，排列整齊，橫平豎直。配電箱內(nèi)應(yīng)設(shè)總控制電器和分路控制器?？傞_關(guān)電器的額定值、動(dòng)作整定值應(yīng)與分路開關(guān)電器的額定值、動(dòng)作整定值相適應(yīng)。手動(dòng)開關(guān)電器只許用于直接控制照明電路，容量大于5.5kW的電器設(shè)備的控制應(yīng)有控制電路，而且各種開關(guān)電器的額定值應(yīng)與所控制的電器設(shè)備的額定值相適應(yīng)。配電箱內(nèi)的控制設(shè)備不可一閘