智能樓宇配電系統(tǒng)及綜合防雷的設(shè)計研究參考模板

1、前 言隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，居民對用電量的要求越來越高。家用電器從八十年代的黑白電視機、收音機、電風(fēng)扇、洗衣機，到現(xiàn)在的大屏幕彩色電視機、DVD、微波爐、消毒柜、電腦、電熱水器、空調(diào)等，有的家庭甚至擁有好幾部空調(diào)。此外，一些大功率家用電器設(shè)備也逐步進入百姓家庭，比如電灶（即熱式電熱水器）、小型中央空調(diào)等。家用電器發(fā)展之迅猛，已大大超過人們對住戶面積的要求，將來的發(fā)展速度更是難以預(yù)料。再加上我國人民生活水平的不斷提高，通訊與信息技術(shù)的發(fā)展，人們對樓宇設(shè)計的要求標準也不斷向智能化過渡。作為建筑業(yè)的一個主要組成部分的電氣設(shè)計在如何提高，滿足時代的要求，也有了很大的發(fā)展。在傳統(tǒng)的低壓供電系統(tǒng)中主要強調(diào)過

2、載、短路保護，其目的是保護用電設(shè)備、供電線路不受損壞。近年，已提出了人身安全的觀點，住宅的電氣設(shè)計首先是要考慮到人身的安全，并且可靠、舒適、美觀和利于發(fā)展。同時相當(dāng)多的普通樓宇防雷系統(tǒng)不但不能保護高層樓宇的電子設(shè)備和智能系統(tǒng)，反而可能引入雷電，加倍雷擊損失。這些不但對樓宇配電系統(tǒng)的可靠安全性提出了要求，同樣也對電氣電子信息設(shè)備的綜合防雷掀起了新的挑戰(zhàn)。正確設(shè)計智能樓宇的配電系統(tǒng)和綜合防雷，是確保智能樓宇安全、可靠、舒適和有利于發(fā)展有前提。目 錄摘 要 Abstract第一章 緒 論11.1引言11.2普通樓宇配電系統(tǒng)和防雷措施中存在的主要問題11.2.1用電負荷計算存在的問題11.2.2供電系

3、統(tǒng)的安全可靠性方面存在的問題11 / 911.2.3綜合防雷及電磁兼容設(shè)計的有關(guān)問題21.3智能樓宇配電系統(tǒng)智能化的相關(guān)問題31.4本文所要研究的主要內(nèi)容3第二章 智能樓宇配電系統(tǒng)的有關(guān)問題的研究42.1負荷計算的有關(guān)問題42.1.1負荷計算及負荷計算的目的42.1.2負荷計算的方法52.2電力負荷的相關(guān)計算52.2.1智能化住宅小區(qū)住戶電力負荷的確定52.2.2公共電力負荷的計算72.2.3單元計算負荷的確定82.2.4住宅小區(qū)總計算負荷的確定102.3供配電系統(tǒng)容量的選擇102.3.1電力變壓器的選擇112.3.2電容無功補償容量的選擇和配置122.3.3智能樓宇內(nèi)柴油發(fā)電機組的選擇與設(shè)置

4、142.3.4高原地區(qū)環(huán)境對常用電器設(shè)備容量的影響152.4提高樓宇配電系統(tǒng)可靠性的措施152.4.1若干配電設(shè)備的設(shè)計容量需要注意的問題152.4.2提高柴油發(fā)電機組的供電系統(tǒng)可靠性的措施162.4.3提高低壓斷路器短路保護級間選擇性的措施172.5小結(jié)19第三章 智能樓宇電氣設(shè)計中用電安全問題的研究計203.1低壓三相供電系統(tǒng)中漏電危險性及其防范措施203.1.1問題的提出203.1.2低壓配電系統(tǒng)的接地形式及出現(xiàn)漏電時的觸電危險分析203.1.3觸電事故的防范253.2低壓配電系統(tǒng)漏電的火災(zāi)危險性及其防范措施303.2.1漏電的火災(zāi)危險性303.2.2漏電火災(zāi)的防范措施323.3小結(jié)33

5、第四章 智能樓宇綜合防雷設(shè)計的相關(guān)問題的研究344.1智能樓宇加強雷電防護的重要性344.1.1雷電危害344.1.2雷擊的分類354.2智能樓宇的綜合防雷措施354.2.1外部防護364.2.2內(nèi)部防護374.3智能樓宇綜合防雷設(shè)計方案474.3.1防雷設(shè)計基本原則474.3.2具體防護方案474.4樓宇內(nèi)電子設(shè)備的電磁兼容及提高電磁兼容的措施514.2.1電磁兼容簡介514.2.2提高電子設(shè)備電磁兼容性的措施514.5小結(jié)52第五章 智能樓宇配電系統(tǒng)的智能化535.1樓宇智能建筑系統(tǒng)的現(xiàn)狀535.2智能樓宇配電系統(tǒng)的智能管理545.3智能化管理實例565.3.1工程系統(tǒng)概況565.3.2報

6、業(yè)大廈分布式系統(tǒng)的集中監(jiān)控575.4小結(jié)58第六章 結(jié)束語59參考文獻60致 謝62附錄163附錄264附錄365智能樓宇配電系統(tǒng)及綜合防雷的設(shè)計研究摘 要：隨著人們生活水平的不斷提高，通訊與信息技術(shù)的發(fā)展，人們對樓宇設(shè)計的要求標準也不斷向智能化過渡。出現(xiàn)了住宅中各種通信、家電、安保設(shè)備等通過總線技術(shù)進行監(jiān)視、控制與管理的智能樓宇建筑系統(tǒng)，這一趨勢勢必給現(xiàn)代樓宇設(shè)計帶來一系列新的問題。正確設(shè)計智能樓宇的配電系統(tǒng)和綜合防雷，是確保智能樓宇安全、可靠、舒適和有利于發(fā)展的前提?？茖W(xué)合理的進行負荷計算是提高樓宇配電系統(tǒng)的可靠性、正確選擇各類配電設(shè)備容量的前提。本文對負荷計算中相關(guān)問題進行了分析和探討，

7、就重要設(shè)備的容量選擇作了詳細的論述，并提出了進一步提高配電系統(tǒng)可靠性的措施。安全第一，當(dāng)今電氣設(shè)計中，人身安全及消防安全已提高到了首位，為擺脫傳統(tǒng)低電壓供電系統(tǒng)中主要強調(diào)過載、短路保護以保護用電設(shè)備和供電線路不受損壞的缺點。本文對低壓供電系統(tǒng)中出現(xiàn)漏電時的人身觸電危險性及漏電引起的火災(zāi)危險性原因進行了討論并給出了相應(yīng)的防范措施。普通樓宇防雷系統(tǒng)不但不能保護高層樓宇的電子設(shè)備和智能系統(tǒng)，反而可能引入雷電，加倍雷擊損失。因此智能樓宇對防雷系統(tǒng)要求越來越高，本文對智能樓宇中直擊雷和感應(yīng)雷進行了探索及雷電的電磁兼容性問題進行了討論分析，提出了樓宇內(nèi)可靠的電子設(shè)備的綜合防雷保護措施。同時，為了達到智能控

8、制，提高管理質(zhì)量、減少管理人員，現(xiàn)代智能建筑系統(tǒng)以大跨度框架式建筑結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，由智能建筑環(huán)境內(nèi)的系統(tǒng)集成中心利用綜合布線系統(tǒng)形成標準化強電與弱電接口，連接樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)、通信自動化系統(tǒng)(CAS)、辦公自動化系統(tǒng)(OAS)，實現(xiàn)3A功能。本文就BAS中相關(guān)配電系統(tǒng)智能化的功能及應(yīng)用作了簡單的討論和研究。關(guān)鍵詞：智能樓宇；電氣設(shè)計；綜合防雷。Intelligent building electrical power distribution systemand synthesis anti-radar design researchAbstract：With the constant i

9、mprovement of people's living standard, the development of communication and information technology, between people and demand standard that building design to intelligent to carry out the transition constantly too. Appear house various kinds of communication, electrical home appliances, securit

10、y protection equipment, etc. is it monitor, control intellectual building system in management to go on through bus technology, this trend certainly will design and bring a series of new problems to the modern building. Design the distribution systems of the intellectual building correctly and defen

11、d the thunder, guaranteeing intellectual building's security, reliable, comfortable and prerequisite favorable to development.The science reasonable carries on the load computation is enhances the building electrical power distribution system the reliability, correctly chooses each kind of switc

12、hing equipment capacity the premise. This article to shouldered in the computation to be connected the question to carry on the analysis and the discussion, the important equipment capacity choice has made the detailed elaboration, and proposed further enhanced the electrical power distribution syst

13、em reliable measure.The safety first, now in the electrical design, the personal safety and the fire prevention were safe enhanced to the first place, for got rid of in the traditional low voltage power supply system the main emphasis to overload, short-circuits the protection by to protect the curr

14、ent collector and the supply line not the shortcoming which damaged. This article appears when the leakage to the low pressure power supply system in the person receives an electric shock the fire hazardous reason which the risk and the leakage causes to carry on discussed and has produced the corre

15、sponding guard measure.The ordinary building anti-radar system not only cannot protect the high level building the electronic installation and the intelligent system, instead possibly introduces the thunder and lightning, doubles is struck by lightning the loss. Therefore the intelligent building is

16、 more and more high to the anti-radar system request, this article straight struck the thunder and the induction thunder to the intelligent building in has carried on the exploration and the thunder and lightning electromagnetic compatibility question has carried on the discussion analysis, proposed

17、 in the building the reliable electronic installation synthesis anti-radar protective measures.At the same time, in order to achieve the intelligent control, improves the management quality, the reduction administrative personnel, the modern intelligence construction system take the great span frame

18、 posture construction structure as the foundation, forms the standardized strong electricity and the weak electricity connection by the intelligent construction environment in system integration center using the synthesis wiring system, the connection building automated system (BAS), the corresponde

19、nce automated system (CAS), the office automation system (OAS), realizes the 3A function. This article was connected the electrical power distribution system intellectualization function on BAS in and should serve as the simple discussion and the research.Key word: the intelligent building；electrici

20、ty design；synthesis anti-radar第一章 緒 論1.1 引言隨著人們生活水平的不斷提高，通訊與信息技術(shù)的發(fā)展，人們對樓宇設(shè)計的要求標準也不斷向智能化過渡，這勢必對樓宇供配電系統(tǒng)的安全、可靠性及防雷措施提出了更高的要求，對樓宇內(nèi)智能系統(tǒng)的環(huán)境保護提出了更高的要求。1.2 普通樓宇配電系統(tǒng)和防雷措施中存在的主要問題1.2.1 用電負荷計算存在的問題在普通樓宇中，為了節(jié)約成本、減少開支，每戶的用電負荷都定得很低，所配置的電表，開關(guān)及導(dǎo)線截面均偏小，根本無法滿足現(xiàn)代電氣設(shè)備的要求，造成經(jīng)常性的負荷跳閘，超負荷運行而燒壞開關(guān)、電表、電線的現(xiàn)象常有發(fā)生。于1999年6月1日起正式

21、施行的國家標準住宅設(shè)計規(guī)范（GB50096-1999），它的一些規(guī)定已脫離了客觀發(fā)展的現(xiàn)實。當(dāng)時規(guī)定住宅使用面積最大為68，而現(xiàn)在許多住宅面積已超過了100，特別在一些經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，新建的住宅套型面積高達100160且已占了相當(dāng)大的比例，有些面積甚至更大。電視機、空調(diào)往往有24部，早已超過了每戶4kW的設(shè)計標準；另一方面，從家用電器的發(fā)展趨勢來看，今后負荷的增長點將主要在廚房和衛(wèi)生設(shè)備上，如現(xiàn)在市場上見到的即熱式電熱水器其功率達6kW10kW，電灶的功率為3kW12kW?？梢婋S著目前發(fā)展的現(xiàn)狀，我們應(yīng)結(jié)合各地的實情加以調(diào)整。據(jù)有關(guān)專家預(yù)測，20002010年將是住宅用電負荷的快速增長期，其中2

22、0002005年增長速度適中，大約是前10年的2倍；而20062010年住宅電氣負荷將進入迅速增長期。這是因為一些高品質(zhì)的家用電器將會普及而且迅速增長，如智能溫控電熱膜、電熱線，廚房設(shè)備，供熱設(shè)備等。20102020年住宅電氣負荷將進入緩慢增長期。根據(jù)家用電器的壽命規(guī)律，現(xiàn)在已進入家庭的傳統(tǒng)家電和采用變頻技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、模糊控制技術(shù)的新產(chǎn)品，到2010年以后將逐步進入更新?lián)Q代時期。經(jīng)濟增長也逐步由過去的增量型轉(zhuǎn)向增值型，由能耗型轉(zhuǎn)向技術(shù)節(jié)能型。這樣一來，采用高新技術(shù)武裝起來的家電，其產(chǎn)品從高耗能變?yōu)榈秃哪埽侥菚r住戶的用電負荷就不會有過快的增長。當(dāng)經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展到一定水平，用電指標趨于平衡飽和，

23、甚至略呈下降趨勢。1.2.2 供電系統(tǒng)的安全可靠性方面存在的問題（1）傳統(tǒng)的低壓供電系統(tǒng)設(shè)計主要強調(diào)過載、短路保護，用來保護用電設(shè)備、供電線路不受損壞；（2）當(dāng)接用單相不平衡負荷時，聯(lián)結(jié)組別為Y，yn0的配電變壓器要求中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25%，因而嚴重地限制了接用單相負荷的容量，影響了變壓器設(shè)備能力的充分發(fā)揮。按配規(guī)規(guī)定，低壓為TN及TT系統(tǒng)時，宜選用聯(lián)結(jié)組別為D，yn11的變壓器。這種聯(lián)結(jié)組別變壓器的中性線電流允許達到相電流的75%以上，對于主要是單相負荷的住宅顯得尤為重要。況且，D，yn11聯(lián)結(jié)變壓器比Y，yn0聯(lián)結(jié)變壓器更有利于抑制高次諧波和單相接地故障的切除；（3）總等

24、電聯(lián)結(jié)作為接地故障保護的重要電氣安全措施之一，被廣泛實施，低規(guī)和防雷規(guī)都有規(guī)定。但在某些建筑物內(nèi)的變電所竟沒有總等電位聯(lián)結(jié)，這樣難以防止變電所高壓側(cè)接地故障引起建筑物內(nèi)低壓用戶的電氣事故。（4）現(xiàn)代的電氣系統(tǒng)中，漏電保護的作用非常重要，能有效的防止接地故障引起的人身電擊和電氣火災(zāi)，但當(dāng)其選用或接線不正確時，會降低供電系統(tǒng)的可靠性與安全性。（5）低規(guī)規(guī)定，低壓保護電器要切斷短路故障電流，應(yīng)滿足短路條件下的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，還必須具備足夠的通斷能力。但有些變電所內(nèi)未進行計算就選用微型斷路器，而微型斷路器的短路分斷能力小于它所保護內(nèi)的短路故障電流，發(fā)生故障時，非但不能保護故障線路，反而會因微型斷路

25、器的分斷能力過小而引起微型斷路器的爆炸，危及人身和其它電氣設(shè)備線路的安全運行。同時規(guī)定低壓配電系統(tǒng)上下級保護電器的動作應(yīng)具有選擇性，非重要負荷的保護電器可采用無選擇切斷?？墒窃谠S多變電所設(shè)計中，無論負荷重要與否，上下級均為非選擇性塑殼斷路器，也就無法保證保護電器的選擇性。1.2.3 綜合防雷及電磁兼容設(shè)計的有關(guān)問題作為智能樓宇，電子設(shè)備和智能系統(tǒng)不斷增加，防雷系統(tǒng)更不可少，然而普通樓宇防雷系統(tǒng)設(shè)計考慮不深，即使加強傳統(tǒng)防雷，也只能保護建筑物本身，不能完全消除電網(wǎng)中由雷電引起的暫態(tài)過電壓，感應(yīng)雷電脈沖一般在千伏以上降低，不但不能對智能化電子設(shè)備起保護作用，反而有可能加大其損失。對于現(xiàn)代的智能樓宇

26、，必須采取綜合防雷方式，即在常規(guī)防雷基礎(chǔ)上，針對建筑物、特殊用房和重要設(shè)備采取各種相應(yīng)的防雷保護措施，確保建筑物和建筑物內(nèi)所有保護對象的防雷安全。電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，必然導(dǎo)致它們在其周圍空間產(chǎn)生的電磁場電平的不斷增加，也就是說，電子設(shè)備不可避免地在電磁環(huán)境（EME）中工作。因此，必須解決電子設(shè)備在電磁環(huán)境中的適應(yīng)能力。電磁兼容性（EMC）技術(shù)是一門關(guān)于抗電磁干擾（EMI）影響的科學(xué)。目前，就世界范圍來說，電磁兼容技術(shù)是一門迅速發(fā)展的交叉學(xué)科。電磁兼容的中心課題是研究控制和消除電磁干擾，使電子設(shè)備或系統(tǒng)與其它設(shè)備聯(lián)系在一起工作時，不引起設(shè)備或系統(tǒng)的任何部分的工作性能惡化或降低。一個設(shè)計理想

27、的電子設(shè)備或系統(tǒng)應(yīng)該既不輻射任何不希望的能量，又應(yīng)該不受任何不希望有的能量的影響。但許多樓宇的電氣設(shè)計對電磁兼容的問題并未引起足夠的重視。1.3 智能樓宇配電系統(tǒng)智能化的相關(guān)問題在普通樓宇中，一般都是采用人工操作、人工監(jiān)控，這樣不但不能及時的預(yù)見、減少電氣事故的發(fā)生，也給管理帶來了諸多不便，在當(dāng)今，通訊與信息技術(shù)不斷發(fā)展，人們對樓宇設(shè)計的要求標準也不斷向智能化過渡。出現(xiàn)了住宅中各種通信、家電、安保設(shè)備等通過總線技術(shù)進行監(jiān)視、控制與管理的智能樓宇建筑系統(tǒng)，這樣不但能大大的減少樓宇監(jiān)控人員，為樓宇管理員和業(yè)主提供方便，更加能預(yù)見事故的發(fā)生防范于未然。1.4 本文所要研究的主要內(nèi)容本文研究的重點是智

28、能樓宇的配電系統(tǒng)設(shè)計和綜合防雷設(shè)計，同時也有智能樓宇配電系統(tǒng)智能化管理的討論研究。在配電系統(tǒng)設(shè)計中，主要討論了電氣負荷的計算和用電設(shè)備容量的選擇，并提出進一步提高配電系統(tǒng)可靠性的措施。針對目前對于小康社會住宅的電氣設(shè)計首先要考慮到人身安全，并且可靠、舒適、美觀和利于發(fā)展的原則，還將探討解決低壓配電系統(tǒng)中出現(xiàn)漏電時的人身觸電危險性及漏電引起火災(zāi)危險性的問題。對于系統(tǒng)的綜合防雷，從攔截、屏蔽、均壓、分流和接地五種方法上作了比較詳細的分析，并對保證電子設(shè)備的電磁兼容性提出了適合的措施。樓宇智能化是人們對生存環(huán)境要求的一個質(zhì)的轉(zhuǎn)變?？萍歼M步日新月異，綜合國力競爭日趨激烈，現(xiàn)代化水平不斷提高，用計算機完

29、全上述各種管理與統(tǒng)計工作就顯得十分重要，它能顯著減少管理人員工作量和提高科學(xué)管理水平。第二章 智能樓宇配電系統(tǒng)的有關(guān)問題的研究隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，居民對用電量的要求越來越高。家用電器從八十年代的黑白電視機、收音機、電風(fēng)扇、洗衣機，到現(xiàn)在的大屏幕彩色電視機、DVD、微波爐、消毒柜、電腦、電熱水器、空調(diào)等，有的家庭甚至擁有好幾部空調(diào)。此外，一些大功率家用電器設(shè)備也逐步進入百姓家庭，比如電灶（即熱式電熱水器）、小型中央空調(diào)等。家用電器發(fā)展之迅猛，已大大超過人們對住戶面積的要求，將來的發(fā)展速度更是難以預(yù)料。再加上我國人民生活水平的不斷提高，對住宅的要求已由滿足需要型向電氣化、信息化、舒適化轉(zhuǎn)變，作為建

30、筑業(yè)的一個主要組成部分的電氣設(shè)計在如何提高，滿足時代的要求，也有了很大的發(fā)展。在傳統(tǒng)的低壓供電系統(tǒng)中主要強調(diào)過載、短路保護，其目的是保護用電設(shè)備、供電線路不受損壞。近年，已提出了人身安全的觀點，住宅的電氣設(shè)計首先是要考慮到人身的安全，并且可靠、舒適、美觀和利于發(fā)展。要提高樓宇配電系統(tǒng)的安全可靠性，就必須科學(xué)合理的進行負荷計算，正確選擇各類配電設(shè)備的容量。2.1 負荷計算的有關(guān)問題2.1.1 負荷計算及負荷計算的目的供電系統(tǒng)要能可靠地正常運行，就必須使其元件包括電力變壓器、電器、電線電纜等滿足負荷電流的要求，因此有必要對供電系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。 計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。是通

31、過對已知用電設(shè)備組的設(shè)備容量進行統(tǒng)計計算求出的，用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的最大負荷值。它是一個假想的持續(xù)性負荷，其熱效應(yīng)與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計中，通常采用30min的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電力變壓器、電器、導(dǎo)線及電纜的依據(jù)，并用來計算電壓損失和功率損耗。如果計算負荷確定過大，將使設(shè)備和導(dǎo)線選擇偏大，造成投資和有色金屬的浪費；如果計算負荷確定過小，又將使設(shè)備和導(dǎo)線燒毀，造成事故。在工程上為了方便計算，亦可作為電能消耗及無功功率補償?shù)挠嬎阋罁?jù)。尖峰電流是指單臺或多臺用電設(shè)備持續(xù)12S的短時最大負荷電流。一般取啟動電流的周期分量作為計算電壓損失、

32、電壓波動和電壓下降以及選擇熔斷器和低壓斷路器及整定繼電器保護裝置等的依據(jù)。在校驗瞬動元件時，還應(yīng)考慮啟動電流的非周期分量。電力負荷按其對供電可靠性的需求和意外中斷供電所造成的損失和影響，分為一級、二級、三級負荷，在樓宇配電系統(tǒng)設(shè)計中，用以確定備用電源或應(yīng)急電源。對于季節(jié)性負荷，從經(jīng)濟運行條件出發(fā)，用以考慮變壓器的臺數(shù)和容量。2.1.2 負荷計算的方法1、需要系統(tǒng)法：需要系數(shù)的大小取決于用電設(shè)備組中設(shè)備的負荷率、平均效率、同時利用系數(shù)以及電源線路的效率等因素。實際上，人工操作的熟練程度、材料的供應(yīng)、工具的質(zhì)量也對需要系數(shù)的大小有影響。應(yīng)用該方法求計算負荷時，用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)。這種

33、方法比較簡便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。2、利用系數(shù)法：采用利用系數(shù)法求出最大負荷班的平均負荷，再考慮設(shè)備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出的計算負荷。這種方法的理論根據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計，因而計算結(jié)果比較接近實際，但因利用系數(shù)的實測與統(tǒng)計較難，在民用建筑電氣設(shè)計中一般不采用。3、二項式法：在設(shè)備組容量之和的基礎(chǔ)上，考慮若干容量最大設(shè)備的影響，采用經(jīng)驗系數(shù)進行加權(quán)平均計算負荷。4、單位面積功率法、單位指標法。負荷計算方法一般可按下列原則選?。?、方案設(shè)計階段可采用單位指標法：在初步設(shè)計及施工圖設(shè)計階段，宜采用需要系數(shù)法，對于住宅,在設(shè)計的各個階段均可采用單位

34、指標法；2、電設(shè)備臺數(shù)較多，各臺設(shè)備容量相差不懸殊時，宜采用需要系數(shù)法，一般用于干線、配變電所的負荷計算；3、電設(shè)備臺數(shù)較少，各臺設(shè)備容量相差懸殊時，宜采用二項式法，一般用于支干線和配電屏（箱）的負荷計算。進行負荷計算時，需將用電設(shè)備按其性質(zhì)分為不同的用電設(shè)備組，然后確定設(shè)備功率。用電設(shè)備的額定功率或額定容量是指銘牌上的數(shù)據(jù)。2.2 電力負荷的相關(guān)計算2.2.1 智能化住宅小區(qū)住戶電力負荷的確定1、智能住宅小區(qū)家用電器的分類把智能化小區(qū)的家用電器劃分為三類，第一臺階的電器具有高普及率，如照明設(shè)施、電視機、音響、電冰箱、洗衣機等，這類電器稱為類家用電器；第二臺階的電器具有中普及率，如微波爐、電水

35、壺、電飯鍋、電熱水器、電烤箱等，這類電器稱為類家用電器；第三臺階的電器具有低普及率，如電灶、遠紅外醫(yī)療器、電熱取暖器、電洗碗機、即熱式電熱水器等，這類電器稱為類家用電器。家用普及率發(fā)展規(guī)律對應(yīng)的類別及有關(guān)技術(shù)參數(shù)見下表2-1：表2-1 家用電器普及率發(fā)展規(guī)律對應(yīng)的類別家電名稱參考容量/KW參考COS類別照明設(shè)施0.2-0.81電視機0.1-0.20.7音 響0.2-0.30.6-0.7影碟機（VCD）0.150.7電冰箱0.1-0.20.8排煙機0.20.5洗衣機2.00.6電 斗1.01空調(diào)機1.5-4.50.7-0.8電風(fēng)扇、換氣扇0.10.6錄像機0.060.7計算機及附件0.50.7電

36、飯鍋0.81電烤箱1.01電水壺1.51食品加工機0.30.6吸塵器0.80.6電熱水器2.0-3.01微波爐1.01消毒柜0.61電洗碗機1.00.7電 灶1.51帶烘干功能的洗衣機3.50.6即熱式電熱水器3.5-4.51電取暖器1.0-2.01家庭自動化設(shè)施0.2-0.512、確定每戶計算容量的原則和方法（1）每戶用電容量的確定原則：對智能化住宅小區(qū)，應(yīng)按小康型住宅確定每戶計算容量。每個家庭一般有照明設(shè)備、廚房用電設(shè)備、衛(wèi)生洗浴設(shè)備、空調(diào)取暖設(shè)備和文化娛樂設(shè)備、安防設(shè)備等。智能化小區(qū)在工程設(shè)計中，總體上要滿足：高度的安全性、舒適的生活環(huán)境、足夠的通信設(shè)備、完善的信息設(shè)施和智能化家庭系統(tǒng)。

37、（2）每戶用電計算容量： （21）式中： 、類家用電器的需要系數(shù)，可取0.50.6；、類家用電器的普及率，目前可近視為：100%200%，25%40%，5%15%；、類家用電器的設(shè)備標稱容量。（3）每戶用電負荷的建議值。根據(jù)式（2-1）的計算和有關(guān)文獻的分析論證，提出智能化小區(qū)每戶用電容量標準建議值如表2-2：表2-2 智能化小區(qū)每戶用電容量的標準建議值（P/kW）氣象區(qū)普通住宅中檔住宅高檔住宅一類468二類579三類68102.2.2 公共電力負荷的計算居住建筑的公共用電負荷大致可分為照明負荷和動力負荷兩部分。1、照明負荷居住建筑公共場所的照明包括一般照明、疏散照明及事故照明。其用電負荷量與

38、控制方法有關(guān)。（1）門廳及電梯前室的照明，其燈具安裝于居住建筑的重要交通場所，照明對居民的安全感起著較重要的作用，一般采用按鍵開關(guān)控制，夜間長時點亮，照明容量即可按燈泡功率計算。（2）走道，門戶的照明，多采用定時開關(guān)控制。據(jù)測定可節(jié)電75%，照明容量可按燈泡功率的25%計算。（3）電梯機房、水箱間、水泵房、值班室一般按辦公用房計算功率。（4）應(yīng)急照明負荷等。居住建筑公用照明負荷可按如下指標估算：多層住宅56W/，高層住宅1015 W/。2、動力負荷公共輔助設(shè)施的動力負荷主要有：（1）給水、排水的用電負荷：根據(jù)有關(guān)文獻報道，每人每天供水量一般為0.3t，一般居民區(qū)的噸水耗電量在0.1kw以內(nèi)，按

39、負荷處利用小時4500h計相當(dāng)于每人用電負荷為0.28W，亦可按0.2-0.25W/估算。排水：在通用的自流排水條件下，用電量可不計。（2）電梯用電負荷：高層住宅建筑中，電梯是關(guān)鍵的垂直運輸設(shè)備，高層住宅電梯主要與以下因素有關(guān)：a、每臺電梯的服務(wù)人數(shù)，一般服務(wù)戶數(shù)越多，電耗越大；b、建筑物的層高及層數(shù)越多，電耗越大：c、電梯的速度和載重；d、電梯的電機效率和傳動效率。一般情況下，電梯的用電負荷可按每戶0.5-0.35kW估算，亦可按1.7-2.0W/估算高層住宅的電梯負荷。（3）北方冬季取暖用電負荷，根據(jù)測算，取暖用的動力負荷為0.8W/。2.2.3 單元計算負荷的確定1、單位指標法單位指標法

40、適用于方案設(shè)計階段，用于確定供電方案和選擇變壓器的容量和臺數(shù)。（1）住宅小區(qū)的總計算負荷： （22）或 （23）式中: 住宅小區(qū)總計算負荷，kW；、單位指標，kW/戶，；N小區(qū)住戶數(shù)；A小區(qū)總建筑面積，。（2）單位指標：單位指標的建議值為：一類氣象區(qū)：15，1.5KVA/戶；二類氣象區(qū)：16，1.6KVA/戶；二類氣象區(qū)：18，1.8KVA/戶。2、需要系數(shù)法需要系數(shù)法適用于初步設(shè)計和施工圖設(shè)計階段。（1）每戶計算負荷可按下表（23）的建議值確定表2-3 住宅用電負荷需要系數(shù)表按單相用電計算時所連接的戶數(shù)按三相配電時所連接的戶數(shù)通用值建議值391.101.04120.950.906180.75

41、0.708240.660.610300.580.5212360.500.4414420.480.4216480.470.4118540.450.3821630.430.3624720.410.3425100753000.400.331252003756000.330.262603007809000.260.20注：表中的通用值指目前采用的住宅需要系數(shù)值。由公式： （2-4）式中： 每戶計算電流，A；每戶用電容量標準建議值，KW；額定電壓，一般取單相0.22KV；綜合加權(quán)功率因素，取0.9以上?？梢愿鶕?jù)來確定進線總開關(guān)脫扣器的額定電流和進戶線截面等。（2）單元計算負荷 （2-5） 配電干線采用0

42、.22KV供電時計算電流： （2-6） 配電干線采用0.38KV供電時計算電流: （2-7）式中： 單元計算負荷，KW；需要系數(shù)；單元綜合功率因素，見表（24），（25）。表2-4 多層住宅配電干線采用單相220V供電時的需要系數(shù)和功率因數(shù)組合戶數(shù)169121.00.750.650.50.90.90.90.9表2-5 多層、高層配電干線采用三相380V供電時的需要系數(shù)和功率因數(shù)多層住戶高層住戶12戶18戶21戶24戶32戶36戶0.950.750.730.660.580.500.900.900.900.900.900.902.2.4 住宅小區(qū)總計算負荷的確定1、電干線或變電所的計算負荷： （2

43、-8）式中： 同時系數(shù)，取0.80.9；公用電力負荷（如走道燈、水泵、消防設(shè)施等）。 （2-9）2、住宅小區(qū)配電所總計算負荷為變所計算負荷之和再乘以同時系數(shù)，取0.850.95，戶數(shù)多時取下限，戶數(shù)少時取上限。3、住宅小區(qū)供電變壓器容量： （2-10）式中： 住宅小區(qū)總計算負荷，KW；功率因素，取0.9以上。2.3 供配電設(shè)備容量的選擇在建筑電氣設(shè)計范疇里，供配電設(shè)備容量的選擇是至關(guān)重要的一環(huán)。在施工圖設(shè)計階段，有時設(shè)計容量會留有一定的裕度是為了考慮日后用電設(shè)備的需要，這是合理的，但如果選得過大或過小，除了直接或間接地增加工程造價外還可能發(fā)生配電線路誤動作甚至造成電氣事故。2.3.1 電力變壓

44、器的選擇 根據(jù)國際JGJ/T16-92：“用電設(shè)備容量在250KW或需要變壓器容量在160KW以上者應(yīng)以高壓方式供電”的要求，可知凡是具有一定建筑規(guī)模的工程都將使用電力變壓器。1、電力變壓器類型的選擇電力變壓器類型的選擇是指確定變壓器的相數(shù)、調(diào)壓方式、繞組形式、絕緣及冷卻方式、聯(lián)貫組別等，并應(yīng)優(yōu)先選用技術(shù)先進、高效節(jié)能、免維護的新產(chǎn)品。對于智能樓宇的配電變壓器類型的選擇，根據(jù)系統(tǒng)的要求，一般采用三相式、無載調(diào)壓、雙繞組形式、絕緣及冷卻方式用干式或充氣式（少見）、Dyn11聯(lián)結(jié)。隨著科技的進步，變壓器新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，如為延長變壓器使用奉命，做到免維護，油浸式變壓器采用全密封結(jié)構(gòu)；為降低空載損耗，

45、變壓器采用卷制鐵心結(jié)構(gòu)和非晶合金鐵心；為提高抗短路沖擊能力，變壓器低壓采用箔式繞組等。2、電力變壓器的臺數(shù)和容量的選擇（1）臺數(shù)選擇變壓器的臺數(shù)一般根據(jù)負荷等級、用電容量和經(jīng)濟運行等條件綜合考慮確定。當(dāng)符合下列條件之一時，宜裝設(shè)兩臺或以上的變壓器： 有大量一級或二級負荷，在變壓器出現(xiàn)故障或檢修時，多臺變壓器可保證一、二級負荷的供電可靠性。當(dāng)僅有少量二級負荷時，也可裝設(shè)一臺變壓器，但變壓器低壓側(cè)必須有足夠容量的聯(lián)絡(luò)電源作為備用。 季節(jié)性負荷變化較大，根據(jù)實際負荷大小，相應(yīng)投入變壓器的臺數(shù)，可做到經(jīng)濟運行，節(jié)約電能。 集中負荷容量較大，雖為三級負荷，但一臺變壓器供電容量不夠，這時也應(yīng)該裝設(shè)兩臺及以

46、上變壓器。當(dāng)備用電源容量受限制時，宜將重要負荷集中并且與非重要負荷分別由不同的變壓器供電，以方便備用電源的切除。當(dāng)然，在照明負荷容量較大，或動力與照明采用共用變壓器供電會嚴重影響照明質(zhì)量及燈泡奉命時，宜設(shè)專用變壓器。（2）容量的選擇 變壓器的容量首先應(yīng)保證在計算負荷下變壓器能長期可靠的運行。對僅有一臺變壓器，其容量>，考慮到節(jié)能和留有余量，變壓器的負荷率一般取70%-85%。對有兩臺變壓器運行的，通常采用等容量的變壓器，每臺變壓器應(yīng)同時滿足以下兩個條件：a、滿足總計算負荷70%的需要，即0.7；b、滿足全部一、二級負荷的需要，即。 （2-11）當(dāng)采用兩臺不同容量變壓器時，每臺變壓器的容量

47、可按下列條件選擇： （2-12）且； （2-13） 變壓器的容量應(yīng)滿足大型電動機及其它沖擊負荷的起動要求。大型電動機及其它沖擊負荷起動時，會導(dǎo)致變壓器配電母線電壓下降，下降幅度與變壓器容量及設(shè)備起動方式有關(guān)，一般規(guī)定電動機非頻繁起動時母線電壓不宜低于額定電壓的85%。 單臺變壓器容量一般不宜大于1250kV.A，但當(dāng)用電設(shè)備容量較大、負荷集中且運行合理時，也可選用較大容量（1600-2000）的變壓器。 應(yīng)滿足今后5-10年負荷增長的需要。當(dāng)然最后確定變壓器容量時還要綜合考慮其它一些因素，例如環(huán)境溫度的影響，降低溫度可以提高變壓器的輸出功率和減少變壓器的損耗。應(yīng)在對負荷資料進行分析、調(diào)整的基礎(chǔ)

48、上，結(jié)合一次接線方案的設(shè)計，做出合理的選擇。至于變壓器的過載能力是和起始負荷率、環(huán)境溫度和通風(fēng)散熱條件等相關(guān)因素有關(guān)且只能是應(yīng)急性質(zhì)和短時間的。過負載時首先要求不至于損壞變壓器的絕緣和降低使用效果為原則，一年四季中高峰用電是可能會超負荷而低谷時又會出現(xiàn)輕載運行。這“超”、“輕”負載兩者之間的量和時間基本等同時會起到互補的作用，但最大不要超負荷15%。過負荷百分比（N）計算公式： （2-14）式中： 變壓器實際負荷電流； 變壓器額定電流。當(dāng)然對于設(shè)置有強迫風(fēng)冷的變壓器其應(yīng)急過載能力可達40%-50%，而且過載持續(xù)時間也可適當(dāng)延長，但絕不允許過載情況下長期運行，這可由產(chǎn)品的技術(shù)條件來確定。2.3.

49、2 電容無功補償容量的選擇和配置我國供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定：容量在100及以上高壓供電的用戶，最大負荷時的功率因素不得低于0.9，如果達不到要求，則必須進行無功補償。由于用戶的大量負荷如感應(yīng)電動機、電焊機、氣體放電燈等，都是感應(yīng)負荷，使得功率因素偏低，達不到上述要求，因此需要采用無功補償措施來提高功率因素。無功補償裝置可分為穩(wěn)態(tài)無功功率補償設(shè)備和動態(tài)無功功率補償設(shè)備兩種。穩(wěn)態(tài)無功功率補償設(shè)備主要有同步補償機和并聯(lián)電容器。在智能化樓宇設(shè)計中，一般采用并聯(lián)電容器進行無功功率補償，并聯(lián)電容器大多采用三角形接線，以提高電容器組的利用率，它有手動投切和自動調(diào)節(jié)兩種控制方式。自動調(diào)節(jié)又稱無功自動補償裝置，能按系

50、統(tǒng)無功功率的變動隨時自動補償，可避免過補償或在輕載時電壓過高，造成某些用電設(shè)備損壞等。動態(tài)無功補償設(shè)備又稱為“靜止型無功功率自動補償裝置（SVC）”，具有響應(yīng)快，平滑調(diào)節(jié)性能好，補償效率高，維修方便及諧波、噪聲、損耗均小等優(yōu)點，因此得到越來越廣泛的應(yīng)用。無功補償裝置的裝設(shè)位置一般有三種：高壓集中補償、低壓集中補償和分散就地補償。在智能化樓宇中采用低壓集中補償?shù)霓k法，即在低壓配電室的配電母線上安裝若干組電力電容器補償供電范圍內(nèi)的無功功率以達到提高功率因素的目的，通過減少變壓器的視在功率，從而可使變壓器容量選得較小，但對于如何正確選擇電容器容量的問題上有的設(shè)計者錯誤的認為在作施工圖設(shè)計時只要根據(jù)配

51、電變壓器容量（）的1/3來選擇補償容量（Kvar）就可以了。實際上，從以下的功率因素三角形的矢量圖（圖2-1）可知要使功率因素由提高到就必須裝置補償電容器的容量為： （2-15）式中：設(shè)置電容補償容量，Kvar,P-總有功計算負荷，kW, 、應(yīng)于補償前、后、的正切值。當(dāng)然也可以通過三角子函數(shù)表查出和的對應(yīng)值。IrIc UI2L I2 I1I1L a) 電容補償原理圖 b) 矢量圖圖2-1 電容補償原理圖及矢量圖從上述計算分析可知，電容器的無功補償容量與用電設(shè)備的負荷性質(zhì)、負荷（有功、無功）大小無關(guān)，也與變壓器的容量大小無關(guān)。近年來一種具有自愈功能且內(nèi)裝有放電電阻，體積小，介質(zhì)損耗低，安全性能高

52、的無功補償干式電容已代替油浸式電容器，如國產(chǎn)型號主要有BMMJ型，進口產(chǎn)品有ABB公司的CLMD型等，CLMD更具有高容量和放電速度快的特點，單臺容量可達83Kvar，放電速度可在電容器離開電源后一分鐘端電壓下降到50V。無功補償電容器投入運行瞬間在配電線路上會產(chǎn)生幾十甚至上百倍額定電流的涌流，因此要在配電線路上裝設(shè)專用的切除電容器接觸器，以限制涌流在電容器額定電源20倍之內(nèi)和保證電容器在下次投入時其端子最大剩余電壓50V。2.3.3 智能樓宇內(nèi)柴油發(fā)電機組的選擇與設(shè)置1、柴油發(fā)電機組的配置原則智能樓宇中選擇柴油發(fā)電機要考慮的主要問題有：（1）智能樓宇的自備發(fā)電機組是應(yīng)急電源設(shè)備，供電對象一般

53、是一級負荷或重要負荷，如消防設(shè)施等，其容量和選取應(yīng)按應(yīng)急負荷大小和投入順序以及應(yīng)急設(shè)備拖動電動機的起動容量等參數(shù)決定。（2）智能樓宇中自備發(fā)電機組應(yīng)選擇應(yīng)急自起動型柴油發(fā)電機組或全自動型柴油發(fā)電機組，而且要起動性能好、運行可靠、高速小體型機組，其輸出功率應(yīng)按應(yīng)急備用功率來選擇。（3）選擇柴油發(fā)電機組時，宜選用高速柴油發(fā)電機組和無刷型自動勵磁裝置，高速柴油發(fā)電機具有體積小、重量輕、起動運行可靠等優(yōu)點，無刷型自動勵磁裝置具有適應(yīng)各種起動方式、易于實現(xiàn)機組自動化或?qū)Πl(fā)電機組遙控的特點，并且當(dāng)與自動勵磁裝置配套使用時，可使靜態(tài)電壓調(diào)節(jié)率在±2.5%以內(nèi)。（4）所選的機組應(yīng)裝設(shè)快速自起動裝置和電源自動切換裝置，并應(yīng)具有連續(xù)三次自起動的功能，機組一般應(yīng)采用電起動，不宜采用壓縮空氣起動。（5）應(yīng)急柴油發(fā)電機組的供電范圍有：消防用電、樓梯及客房走道照明用電的50%、大樓各區(qū)一臺生活水泵，一臺或幾臺客梯、一臺服務(wù)電梯的用電，所有電梯均應(yīng)能投入事故電源母線，但每次只能選擇部分電梯投入運行。2、柴油發(fā)電機組容量的選擇選擇方法如下：（1）按最大一臺電動機起動