有關(guān)電的基本知識(shí).ppt

北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE1,臨時(shí)用電設(shè)計(jì)課件,中國(guó)建筑科學(xué)研究院建筑工程軟件研究所 2007.03,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE2,一、基本知識(shí)和概念,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE3,臨時(shí)用電有關(guān)概念和要求,1.概念：為了保證施工現(xiàn)場(chǎng)的施工用電需求， 對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械、照明等用電 設(shè)備的用電量以及對(duì)設(shè)備和人員采取的措施需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，來(lái)保證施工現(xiàn)場(chǎng)的安全和用電需求的過(guò)程就是臨時(shí)用電的設(shè)計(jì)。 2.規(guī)定根據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范JGJ46-2005規(guī)定：臨時(shí)用電設(shè)備在5臺(tái)及以上或設(shè)備總?cè)萘吭?0kW及以上者，應(yīng)編制臨時(shí)用電施工組織設(shè)計(jì)。 3.臨時(shí)用電組織設(shè)計(jì)是一個(gè)單獨(dú)的專業(yè)技術(shù)文件，為保障其對(duì)臨時(shí)用電工程和施工現(xiàn)場(chǎng)用電安全的指導(dǎo)作用，其相關(guān)圖紙需要單獨(dú)繪制，不允許與其它專業(yè)施工組織設(shè)計(jì)混在一起。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE4,臨時(shí)用電設(shè)計(jì)內(nèi)容,臨時(shí)用電施工組織設(shè)計(jì)應(yīng)包括如下內(nèi)容： 1. 現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)；2.確定電源進(jìn)線、變電所或配電室、配電裝置、用電設(shè)備位置及線路走向；3.進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算；4.選擇變壓器；5.設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)：1)設(shè)計(jì)配電線路，選擇導(dǎo)線或電纜；2)設(shè)計(jì)配電裝置、選擇電器；3）設(shè)計(jì)接地裝置；4）繪制臨時(shí)施工用電工程圖紙，主要包括用電工程總平面圖，配電裝置布置圖、配電系統(tǒng)接線圖、接地裝置設(shè)計(jì)圖。6.設(shè)計(jì)防雷裝置；7.確定防護(hù)措施；8.確定安全用電措施和電氣防火措施。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE5,臨時(shí)用電設(shè)計(jì)內(nèi)容,說(shuō)明：1.臨時(shí)用電工程圖紙應(yīng)單獨(dú)繪制，臨時(shí)用電工程應(yīng)按圖施工。 2.臨時(shí)用電設(shè)計(jì)應(yīng)由電氣工程技術(shù)人員編制，必須經(jīng)編制、相關(guān)部門審核及具有法人資格企業(yè)的技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)后實(shí)施。并且一定要經(jīng)過(guò)編制、審核、批準(zhǔn)和使用單位共同驗(yàn)收，合格后方可使用。 3.在編制施工組織設(shè)計(jì)前要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的施工條件進(jìn)行分析并且要對(duì)有施工設(shè)備用電統(tǒng)計(jì)表。統(tǒng)計(jì)用電量要依據(jù)用電設(shè)備的類型及各設(shè)備的安裝容量、臺(tái)數(shù)確定總的安裝容量。依據(jù)安裝容量進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。用電統(tǒng)計(jì)表一般按照機(jī)械設(shè)備的用途進(jìn)行分類,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE6,臨時(shí)用電設(shè)計(jì),說(shuō)明： 4.施工圖及甲方提供電源的情況。施工前建設(shè)單位應(yīng)提供全套的施工圖紙。施工單位要按建筑物的棟數(shù)、建筑面積、層數(shù)、結(jié)構(gòu)類型來(lái)確定施工現(xiàn)場(chǎng)用電設(shè)備的數(shù)量。如果用電設(shè)備較少，為了節(jié)約投資，可與甲方協(xié)商后共用單位的一臺(tái)變電系統(tǒng)，這就要弄清甲方的供電系統(tǒng)保護(hù)形式是TT系統(tǒng)還是TN系統(tǒng)，輸電線路是架空還是電纜埋地，以及向現(xiàn)場(chǎng)供電方向、位置等情況后再做臨電設(shè)計(jì)。如果甲方的變電裝置不能滿足施工用電，就應(yīng)該弄清高壓側(cè)電壓等級(jí)，計(jì)算出報(bào)裝容量得到供電局批準(zhǔn)后，在做臨電設(shè)計(jì)。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE7,臨時(shí)用電的參數(shù),1.環(huán)境溫度。我國(guó)生產(chǎn)的電氣設(shè)備是取周圍環(huán)境為40作為參考值。如果安裝地點(diǎn)的日最高氣溫超過(guò)40 時(shí)，因?yàn)樯釛l件不好，電氣設(shè)備的最大連續(xù)工作電流應(yīng)降低。導(dǎo)線的電流載流量依據(jù)導(dǎo)體工作的溫度及環(huán)境溫度進(jìn)行調(diào)整。因此在在氣溫超過(guò)40 的地區(qū)應(yīng)考慮一個(gè)溫度校正系數(shù)。 即下面的公式： 其中： K=（t1-t0）/（t1-t2） 式中 K溫度校正系數(shù)； t1導(dǎo)體最高允許工作溫度()； t0敷設(shè)處的環(huán)境溫度（）； t2導(dǎo)體載流量標(biāo)準(zhǔn)中所采用的環(huán)境溫度（）。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE8,用電計(jì)算的參數(shù),2.銘牌暫載率：指負(fù)載時(shí)間占電源整個(gè)工作周期的百分比。 比如常見的電焊機(jī)： 家用小型的雖然也標(biāo)稱容量10KVA，但又標(biāo)明暫載率25，說(shuō)明此電焊機(jī)在10KVA負(fù)載下，只能在25的時(shí)間內(nèi)工作；也就是說(shuō)，在100分鐘內(nèi)只能工作25分鐘，否則就要過(guò)熱燒毀； 而工業(yè)用大型電焊機(jī)標(biāo)稱容量10KVA，暫載率100，就說(shuō)明此電焊機(jī)在10KVA負(fù)載下，能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。 還有一個(gè)說(shuō)明：電焊機(jī)的負(fù)載是不固定的，焊接電流大負(fù)載就大，焊接電流小負(fù)載就??； 再反過(guò)來(lái)說(shuō)，如果小型電焊機(jī)在25的負(fù)載下就可以連續(xù)工作。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE9,用電計(jì)算的參數(shù),3.有功功率又叫平均功率。交流電的瞬時(shí)功率不是一個(gè)恒定值，功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值叫做有功功率，它是指在電路中電阻部分所消耗的功率，以字母P表示，單位瓦特。 4.無(wú)功功率；就是在具有電感和電容的電路里，這些設(shè)備的儲(chǔ)能元件在半周期的時(shí)間里把電源能量變成磁場(chǎng)（或電場(chǎng)）的能量存起來(lái)，在另半周期的時(shí)間里對(duì)已存的磁場(chǎng)（或電場(chǎng)）能量送還給電源。它們只是與電源進(jìn)行能量交換，并沒(méi)有真正消耗能量。我們把與電源交換能量的速率的振幅值叫做無(wú)功功率。表示電感與電容交換能量大小的量。用字母Q表示，單位為芝（Var）。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE10,用電計(jì)算的參數(shù),5.視在功率：在具有電阻和電抗的電路內(nèi)，電壓與電流的乘積叫做視在功率，用字母S來(lái)表示，單位為伏安。電力變壓器用視在功率表示容量，單位為千伏安(KVA)。意思是不管有功功率與無(wú)功功率是多少，只能輸出這么大的電壓與電流。 6. 需要系數(shù)：在線路中許多負(fù)載不一定同時(shí)使用，也不一定同時(shí)滿載，需要打一個(gè)折扣，就稱為需要系數(shù)，一般是查表求得。 7. 功率因數(shù)：在直流電路里，電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路里，電壓乘電流是視在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）將小于視在功率。有功功率與視在功率之比叫做功率因數(shù)，以COS表示。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE11,用電計(jì)算 -負(fù)荷計(jì)算（1）,計(jì)算負(fù)荷確定方法和原則：計(jì)算負(fù)荷是按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的一個(gè)假定負(fù)荷，它所產(chǎn)生的熱效應(yīng)與實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。依據(jù)計(jì)算負(fù)荷的結(jié)果選擇導(dǎo)線及電氣設(shè)備，在運(yùn)行中的最高溫升不超過(guò)導(dǎo)線和電器的溫升允許值。目前施工中常用的方法是需要系數(shù)法。在確定計(jì)算負(fù)荷計(jì)算之前，應(yīng)首先確定設(shè)備的設(shè)備容量。負(fù)荷計(jì)算包括三部分的計(jì)算： 1.用電設(shè)備容量的確定 2.負(fù)荷計(jì)算方法的確定 3.負(fù)荷計(jì)算,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE12,用電計(jì)算 -負(fù)荷計(jì)算（2）,1.用電設(shè)備設(shè)備容量的確定 建筑供電系統(tǒng)中各用電設(shè)備銘牌上都標(biāo)明有額定功率，但由于各用電設(shè)備的額定工作條件不同，有的可直接相加但有的在計(jì)算中就不能簡(jiǎn)單的把銘牌上規(guī)定的額定功率直接相加，必須首先把額定功率換算到統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的功率后才能相加。換算到統(tǒng)一規(guī)定的工作制下的額定功率稱為“設(shè)備容量”，用Pe表示。用電設(shè)備按工作制可分為三類： 1）長(zhǎng)期連續(xù)工作制：指在規(guī)定環(huán)境溫度下連續(xù)運(yùn)行，設(shè)備任何部分的溫度和溫升均不超過(guò)允許值。這類設(shè)備的“Pc”值就是其銘牌的額定容量。 2）短期工作制：指運(yùn)行時(shí)間短而停歇時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備在工作時(shí)間內(nèi)的溫升不足以達(dá)到穩(wěn)定溫升而在間隔時(shí)間內(nèi)足以使溫升冷卻到環(huán)境溫度。這類設(shè)備的設(shè)備容量就是其銘牌上標(biāo)明的額定值。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE13,用電計(jì)算 -負(fù)荷計(jì)算(3),3）反復(fù)短時(shí)工作制：指設(shè)備以斷續(xù)方式反復(fù)進(jìn)行工作，工作時(shí)間與停歇時(shí)間相互交替重復(fù)。這類用電設(shè)備的設(shè)備容量就是將設(shè)備在某一暫載率下的銘牌統(tǒng)一下?lián)Q算到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)暫載率下的功率。 1.吊裝電動(dòng)機(jī)組規(guī)定統(tǒng)一換算到暫載率下Jc=25%時(shí)的額定功率，其設(shè)備容量為： Pe= Pn（Jc/Jc25）1/2=2 PnJc1/2 Pe：換算后電動(dòng)機(jī)的設(shè)備容量，KW Jc：銘牌暫載率，以百分值代入公式 Pn：電動(dòng)機(jī)的名牌功率，KW 2.電焊機(jī)組規(guī)定統(tǒng)一換算成暫載率下Jc=100%時(shí)的額定功率，其設(shè)備容量為： Pe= Pn（Jc/Jc25）1/2=SnPnJc1/2 cos Pe：換算后電焊設(shè)備的設(shè)備容量， KW Sn：名牌額定視在功率（交流焊機(jī)），KVA cos：銘牌額定功率因數(shù),北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE14,用電計(jì)算 -負(fù)荷計(jì)算(4),4）照明設(shè)備的設(shè)備容量： 白織燈、碘鎢燈設(shè)備容量等于燈泡的額定功率； 熒光燈的設(shè)備容量等于燈泡額定功率的1.2倍； 高壓汞燈，金屬鹵化物燈的設(shè)備容量等于燈泡額定功率的1.1倍。 5）不對(duì)稱單相負(fù)荷的設(shè)備容量 多臺(tái)單相設(shè)備應(yīng)均勻的分別接在三相上，在計(jì)算時(shí)若單相設(shè)備的總?cè)萘啃∮谌嘣O(shè)備總?cè)萘康?5%，則設(shè)備容量按最大相不對(duì)稱負(fù)荷的3倍進(jìn)行計(jì)算。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE15,用電計(jì)算 -負(fù)荷計(jì)算(5),2.計(jì)算負(fù)荷方法的確定 計(jì)算負(fù)荷的方法很多，目前我國(guó)常用的方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法一般使用于計(jì)算用電設(shè)備組中設(shè)備容量相差不大的情況。當(dāng)用電設(shè)備組中設(shè)備數(shù)量較少且存在大容量設(shè)備時(shí)用需要系數(shù)法計(jì)算得到的計(jì)算負(fù)荷偏低，對(duì)這種情況用二項(xiàng)式法計(jì)算能較好的符合實(shí)際。 對(duì)于建筑供電系統(tǒng)目前通常采用需要系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算，因此這里主要介紹需要系數(shù)法。 需要系數(shù)就是用電設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)需要的有功功率與其設(shè)備容量的比值。實(shí)際上需要系數(shù)與用電設(shè)備的工作性質(zhì)、設(shè)備效率和線路損耗等因素有關(guān)，它是一個(gè)綜合系數(shù)，很難準(zhǔn)確的計(jì)算，實(shí)際常用查表的方式。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE16,用電計(jì)算 -負(fù)荷計(jì)算(6),3.負(fù)荷計(jì)算 1.各用電設(shè)備組計(jì)算公式： 2.總的計(jì)算負(fù)荷公式： Kx：用電設(shè)備組的需要系數(shù) 各用電設(shè)備組的最大負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)的同期系數(shù),北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE17,用電計(jì)算 -變壓器的選擇(1),1.變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 （1）當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)用電量不大于Sjs750KVA時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用單臺(tái)變壓器，因?yàn)樗泳€簡(jiǎn)單，運(yùn)行維修經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行的可靠性也高 （2）當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)較大，用電量多，只有少量從鄰近取得低壓備用電源或設(shè)備發(fā)電機(jī)用來(lái)滿足一、二級(jí)負(fù)荷供電。這個(gè)時(shí)候可選擇1臺(tái)變壓器，其優(yōu)點(diǎn)是投資少，接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)。 （ 3）當(dāng)施工周期很長(zhǎng)，施工現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模很大（小區(qū)工程）、或者是季節(jié)負(fù)荷變動(dòng)較大時(shí)，可考慮選擇2臺(tái)變壓器。接線時(shí)兩臺(tái)變壓器的電源側(cè)應(yīng)分別接在兩個(gè)不同的電源上，以保證一、二級(jí)負(fù)荷的用電要求，使供電的可靠性進(jìn)一步提高。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE18,用電計(jì)算 -變壓器的選擇(2),2.變壓器容量的選擇 （1）只裝有1臺(tái)變壓器時(shí)，其變壓器容量Se應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷Sjs的需要即： Se Sjs （2）裝有2臺(tái)變壓器時(shí)，其安裝容量Se應(yīng)該同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： a.任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的70%，即SeSjs；每臺(tái)變壓器如按總負(fù)荷的70%來(lái)選擇,則兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行，每臺(tái)變壓器在最大負(fù)荷下的負(fù)荷系數(shù)0.5/0.70.7，這時(shí)變壓器的效率是比較高的。而在事故情況下一臺(tái)運(yùn)行時(shí)，由于變壓器在日負(fù)荷KH0.75時(shí)，每天允許過(guò)負(fù)荷40%連續(xù)運(yùn)行6小時(shí)時(shí)，并可連續(xù)運(yùn)行5天，因此一臺(tái)變壓器可承擔(dān)負(fù)荷1.470%100%，即一臺(tái)變壓器運(yùn)行能夠連續(xù)5天滿足全部負(fù)荷的要求（當(dāng)然每天過(guò)負(fù)荷運(yùn)行持續(xù)時(shí)間不超過(guò)6小時(shí)），由此可見，這樣選擇變壓器是合理的。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE19,用電計(jì)算 -變壓器的選擇(2),b.任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷Sjs(+)需要即： Se Sjs(+) （3）單臺(tái)變壓器的容量以750KVA及以下為宜，不宜大于1000KVA，以使變壓器更能接近負(fù)荷中心，減少電能損耗。 （4）選擇變壓器的容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮一定的增容系數(shù)，一般要留有15%25%的余量；但同時(shí)可考慮變壓器的正常過(guò)負(fù)荷能力。 最后應(yīng)指出：變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的最后確定，應(yīng)結(jié)合變電所主接線圖的選擇，最好作幾個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才行。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE20,用電計(jì)算 -變壓器的選擇(3),3.變壓器位置的選擇 （1）盡可能靠近高壓線路，不得讓高壓線路穿過(guò)施工現(xiàn)場(chǎng)。 （2）盡量靠近負(fù)荷中心，兼顧到負(fù)荷中心的發(fā)展 （3）當(dāng)變壓器低壓為380V時(shí)，其供電半徑一般一般不大于700m （4）應(yīng)選在變壓器安裝方便、運(yùn)輸也方便、地基堅(jiān)固的地方。室內(nèi)變壓器地面應(yīng)高出室外0.15m以上。,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE21,用電計(jì)算 -導(dǎo)線截面的選擇（1）,為了保證供電線路安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，選擇導(dǎo)線截面時(shí)必須滿足以下的三個(gè)條件。選用時(shí)一般先按安全載流量進(jìn)行計(jì)算，初選后再對(duì)其它兩個(gè)條件進(jìn)行核算，直到滿足要求。 1.導(dǎo)線應(yīng)能承受最低的機(jī)械強(qiáng)度的要求。按照規(guī)范要求，架空線必須采用絕緣導(dǎo)線，施工中常用的是絕緣銅線或絕緣鋁線。 為滿足機(jī)械強(qiáng)度要求，絕緣銅線截面不小于10 mm2,絕緣鋁線截面不小于16mm2。在跨越鐵路、公路、河流、電力線路檔距內(nèi)，絕緣銅線截面不小于16mm2 ，絕緣鋁線截面不小于25mm2。 2. 按導(dǎo)線安全載流量選擇導(dǎo)線截面 按照規(guī)范要求，導(dǎo)線中的計(jì)算負(fù)荷電流不大于其長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)荷允許載流量。導(dǎo)線必須能夠承受負(fù)荷電流長(zhǎng)期通過(guò)所引起的溫升，不能因過(guò)熱而損壞導(dǎo)線的絕緣。（接下頁(yè)）,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE22,用電計(jì)算 -導(dǎo)線截面的選擇（2）,導(dǎo)線所容許長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)的最大電流成為該截面的安全載流量。同一導(dǎo)線截面，在不同的敷設(shè)條件下，安全載流量是不一樣的，例如同一截面的導(dǎo)線作為架空敷設(shè)比穿管敷設(shè)的安全載流量大。 計(jì)算方法是先求出負(fù)載實(shí)際電流，再按電流查安全載流量表即可得到導(dǎo)線截面。負(fù)載的計(jì)算電流公式為： Kx：需要系數(shù)，因?yàn)樵S多負(fù)載不一定同時(shí)使用，也不一定同時(shí)滿載，還要考慮電機(jī)的效率不等于1，所以需要打一個(gè)折扣，稱為需要系數(shù) U線：線電壓 P：各負(fù)載銘牌上標(biāo)志的功率的總和； cos：負(fù)載的平均功率因數(shù),北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE23,用電計(jì)算 -導(dǎo)線截面的選擇（3）,3. 按容許電壓降選擇導(dǎo)線截面 當(dāng)供電線路很長(zhǎng)時(shí)，線路上的電壓降就比較大，導(dǎo)線上的電壓降應(yīng)不超過(guò)規(guī)定的容許電壓降。如果供電線路容許電壓降為額定電壓的U%，需要系數(shù)為Kx，則按容許電壓降選擇的導(dǎo)線截面應(yīng)為如下公式：,北京北三環(huán)東路30號(hào),PAGE24,用電計(jì)算 -導(dǎo)線方式和材料的選擇,1.干線和電機(jī)線的敷設(shè)方式：按照施工現(xiàn)場(chǎng)不同的環(huán)境選擇它的敷設(shè)方式。選用空氣明敷，要驗(yàn)算導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度。依據(jù)選擇敷設(shè)方式的不同，導(dǎo)線的安全載流量不一樣的。 三種方式： 1.空氣明敷 2.埋地敷設(shè)：包括穿焊接鋼管和穿硬塑料管 2.導(dǎo)體材料一般推薦用銅導(dǎo)體.