电气设计控制要点技术指南.pptx
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1、电气设计控制要点技术指南电气设计控制要点技术指南中建三局工程总承包公司安装分公司2021 年 12 月发布电气设计控制要点技术指南目录一、电气设计流程框图.1二、供配电系统设计.21、负荷分级及供电要求.292、负荷计算.3、电源及电压选择.12三、自备电源设计.211、自备电源种类.21212729302、柴油发电机组3、不间断电源设备(UPS).4、逆变应急电源(EPS).5、不同类型自备应急电源适用范围.四、变配电所设计.311、所址选择.31333942452、设备选择3、设备布置4、系统设计及操作电源.5、对相关专业要求.五、低压配电系统设计.481、低压配电系统基本原则及接线形式.
2、485869722、电缆选择.3、开关选择4、低压配电线路保护.电气设计控制要点技术指南一、电气设计流程框图设计原则:安全、可靠、合理、先进、实用1电气设计控制要点技术指南二、供配电系统设计1、负荷分级及供电要求1.1、负荷分级民用建筑用电负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在对人身安全、经济损失上造成的影响程度分为一级负荷(含特别重要负荷)、二级负荷及三级负荷。负荷级别认定条件(规范条文)认定负荷(解读说明)例如:1)在生产连续性较高行业,当生产装置工作电源突然中断时,为确保安全停车,避免引起爆炸、火灾、中毒、人员伤亡而必须保证的用电负荷。2)中压及以上的锅炉给水泵、大型压缩机的润滑油泵等
3、或者事故一旦发生能够及时处理,防止事故扩大、保证工作人员的抢救和撤离而必须保证的用电负荷。3)在工业生产中,如正常电源中断时处理安全停产所必需的应急照明、通信系统、保证安全停产的自动控制装置等用电负荷。一级负荷特别重要场所不允许中断供中特别重 电的负荷应定为-级负荷中的特要负荷别重要负荷。4)在民用建筑中,如数据中心、大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统;大型国际比赛场馆的计时记分系统以及监控系统等用电负荷。【注】:150m 及以上的超高层公共建筑的消防负荷应为一级负荷中的特别重要负荷。符合下列情况之一时,应定为一级负荷:例如:1)中断供电使生产过程或生产装备处于不安全状态、重大产品
4、报废、用重要原料生产的一级负荷1)中断供电将造成人身伤害;产品大量报废,生产企业的连续生产过程被打乱、需要长时间才能恢复等将在经济上造成重2)中断供电将造成重大损失 大损失的用电负荷。或重大影响;2)大型银行营业厅的照明、一般银行的防盗系统,大型博物馆、展览馆的防盗信号电源、2电气设计控制要点技术指南3)中断供电将影响重要用电 珍贵展品室的照明电源,-且中断供电可能会造成珍贵文物和珍贵展品被盗的用电负荷。单位的正常工作,或造成人员密集的公共场所秩序严重混乱。3)重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要的经济信息中心、特级或甲级体育建筑、重要宾馆、国宾馆、承担重大国事活动的会堂、经常用于重要国际活动的大
5、量人员集中的公共场所等,中断供电将影响重要用电单位的正常工作或造成正常秩序严重混乱的用电负荷。【注】:当主体建筑中有一级负荷中的特别重要负荷时,确保其正常运行的空调设备宜为一级负荷。符合下列情况之一时,应定为 例如:二级负荷:1)中断供电使得主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢1)中断供电将造成较大损失 复、重点企业大量减产等将在经济上造成较大损失的用电负荷。二级负荷 或较大影响;2)交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷,以及中断供电将造成大型影剧院、2)中断供电将影响较重要用 大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱的用电负荷。电单位的正常工作或造成人
6、员密【注】:1)当主体建筑中有大量一级负荷时,确保其正常运行的空调设备宜为二级负荷。集的公共场所秩序混乱。2)住宅小区的给水泵房、供暖锅炉房及换热站的用电负荷不应低于二级。例如:一般照明、动力、空调设备等用电负荷。不属于一级和二级的用电负荷应定为三级负荷。三级负荷注:民用建筑中各类建筑物或场所的主要用电负荷级别,可结合各类型建筑包括车库的建筑设计规范及电气设计规范对负荷分级的规定按民用建筑电气设计标准GB51348-2019 附录 A 选定。消防负荷分级序号消防负荷名称负荷级别12建筑高度大于 50m 的乙、丙类厂房和丙类仓库中的消防负荷。一类高层民用建筑中的消防负荷。一级一级3电气设计控制要
7、点技术指南34150m 及以上的超高层公共建筑的消防负荷。一级特二级室外消防用水量大于 30L/s 的厂房(仓库)中的消防负荷。室外消防用水量大于 35L/s 的可燃材料堆场、可燃气体储罐(区)和甲,乙类液体储罐(区)中的消防负5二级荷。67粮食仓库及粮食简仓中的消防负荷。二级二级二类高层民用建筑中消防负荷。座位数超过 1500 个的电影院、剧场,座位数超过 3000 个的体育馆,任一层建筑面积大于 3000m2 的商89二级二级店和展览建筑,省(市)级及以上的广播电视、电信和财贸金融建筑中的消防负荷。室外消防用水量大于 25L/s 的其他公共建筑中的消防负荷。1.2、供电要求负荷级别供电要求
8、(规范条文)解读说明1)除双重电源供电外,尚应增设应急电源特别重要负荷用电,必须考虑一个电源系统在检修或故障同时,另一电源系统又发生故障的可能,应从电力系统取得第三电源或自备电源。1)下列电源可作为应急电源:供电;2)应急电源供电回路应自成系统,且不得一级负荷 将其他负荷接入应急供电回路;a、供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路。b、独立于正常电源的发电机组。中特别重要负荷3)应急电源的切换时间,应满足设备允许中断供电的要求;4)应急电源的供电时间,应满足用电设备c、蓄电池(供电稳定、可靠、切换时间短)2)消防负荷及一级负荷中特别重要负荷与非消防负荷分组方案可参照下图:最长持续运行时间的要求
9、;5)对一级负荷中的特别重要负荷的末端配4电气设计控制要点技术指南电箱切换开关上端口宜设置电源监测和故障报警。3)应根据允许中断供电的时间确定应急电源:a、有需驱动的电动机负荷,启动电流冲击较大,但允许中断供电时间为 15s以上的供电,可选用快速自启动的发电机组(这是考虑快速自启动的柴油发电机组自启动时间一般为 10s 左右);b、自投装置的动作时间能满足(小于)允许中断供电时间时,可选用带有自投装置的独立于正常电源之外的专用馈电线路;c、连续供电或允许中断供电时间为毫秒级且容量不大的装置的供电,可选用蓄电池静止型不间断电源装置,即 UPS(通常适用于计算机等电容性负载);d、允许中断供电时间
10、为毫秒级的应急照明供电,可采用应急照明集中电源装置,即 EPS(通常适用于电感及阻性负载)。【注】:1)供给特别重要负荷设备的两个电源应在最末一级配电盘(箱)处切换。2)应急电源与正常电源之间,应采取防止并列运行的措施。当有特殊要求,应急电源向正常电源转换需短暂并列运行时,应采取安全运行的措施。应由双重电源供电,当一个电源发生故障双重电源可以是分别来自不同电网的电源,或来自同一电网但在运行时电路互相之间联系很弱,或来自同一个电网但其间的电气距离较远,一个电源系统任一级负荷时,另一个电源不应同时受到损坏。5电气设计控制要点技术指南意一处出现异常运行时或发生短路故障时,另一个电源仍能不中断供电,这
11、样的电源都可以视为双重电源。双重电源可一用一备,也可同时工作,各供一部分负荷。结合目前我国经济和技术条件、不同地区的供电状况以及消防用电设备的具体情况,具备下列条件之一的供电,可视作向一级负荷供电的双重电源:1)电源来自两个不同发电厂。2)电源来自两个区域变电站(电压一般在 35KV 及以上)。3)电源来自一个区域变电站,另一个设置自备发电设备。对于一级负荷的供电电源应满足当一个电源发生故障时,另一电源应能承担该用户的全部一级负荷的供电。应急供电系统中的消防用电设备应采用专用的供电回路。分散小容量一级负荷,如电话机房、消防中心(控制室)、应急照明等设备,亦可采用设备自带蓄电池(干电池)作为自备
12、应急电源。对特别重要负荷设备的供电,必要时可就地设置不间断电源装置(UPS)。【注】:一级负荷应由双重电源的两个低压回路在末端配电箱处切换供电,另有规定者除外。1.对于非消防一级负荷,可采用按区域或功能(如相同用途、位置接近)设置总双电源切换配电箱,再放射式至区域内各分配电箱的供电方式,节省双电源切换的数量。供电区域有条件情况下建议结合防火分区划分。2.消防控制室、消防水泵房的消防用电设备及消防电梯等的供电,应在其配电线路的最末一级配电箱处设置自动切换装置。防烟和排烟风机机房的消防用电设备的供电,应在其配电线路的最末一级配电箱处或风机所在防火分区的配电间内设置自动切换装置。最末一级配电箱:对于
13、消防控制室、消防水泵房、防烟和排烟风机房的消防用电设备及消防电梯等,为上述消防设备或消防设备室处的最末级配电箱;对于其他消防设备用电,如消防应急照明和疏散指示标志等,为这些用电设备所在防火分区的配电箱。6电气设计控制要点技术指南3.“”另有规定 是指如对一用一备设备可采用双电源的两个回路分别供工作设备和备用设备的方式,此时可不设双电源切换箱。(仅用于非消防)1)二级负荷的外部电源进线宜由 35KV、20KV 或 10KV 双回线路供电;当负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷可由一回 35KV、20KV或 10KV 专用的架空线路供电。1)二级负荷设备的供电系统,应做到当电力变压器或线路发生故
14、障时,不致中断供电或中断供电能迅速恢复。2)当建筑物由一路 35KV、20KV 或 10KV 电2)为二级负荷设备供电的两个电源的两回路,应在适当位置设置的配电(控源供电时,二级负荷可由两台变压器各引一路 制)箱(柜)内自动切换。低压回路在负荷端配电箱处切换供电。3)二级负荷的供电系统,在负荷较小或地区供电条件困难时,当两回线路二级负荷3)当建筑物由双重电源供电,且两台变压 供电有困难时,应符合下列要求:器低压侧设有母联开关时,二级负荷可由任一段低压母线单回路供电。a、一路 10kV 及以上电源采用架空线路供电时,供电线路可由一回线路供电;4)对于冷水机组(包括其附属设备)等季节b、一路 10
15、kV 及以上电源采用埋地电缆线路供电时,应采用两根电缆组性负荷为二级负荷时,可由一台专用变压器供 成的线路供电,其每根电缆应能承受 100%的二级负荷。电;供电示意图如下:5)由双重电源的两个低压回路交叉供电的照明系统,其负荷等级可定为二级负荷。7电气设计控制要点技术指南【注】:对二级负荷设备的供电,可根据本单位电源条件,采取下列方式之一:1)双回路供电至适当位置配电点,自动互投后,用专线送到用电设备或其控制箱(柜)上;2)当变电系统低压侧为单母线分段且母联断路器采用自动投入方式时,亦可选用可靠的独立出线单回路供电。3)对分散小容量负荷,可采用一路正常电源与设备自带的蓄(干)电池(组)在设备处
16、自动切换。三级负荷对供电无特殊要求,可采用单回路供电。当向以三级负荷为主,但有少量一、二级负荷的用户供电时,可设置仅满足一、二级负荷需要的自备电源。三级负荷可采用单电源单回路供电。8电气设计控制要点技术指南三级负荷用户的高压系统,可采用负荷开关加熔断器保护。(和变压器容量和继电保护设置情况有关。)2、负荷计算2.1、负荷计算内容序号1内容用途说明可作为按发热条件选择变压器、导体及电器的依据,并用来计算电压损失和功率损耗。有功功率、无功功率、视在功率、无功补偿23一级、二级及三级负荷容量季节性负荷容量可用以确定备用电源或应急电源及其容量。可以确定变压器的容量和台数及经济运行方式。2.2、计算方法
17、设计阶段计算方法说明负荷密度指标法(单位面积功率法):Pa APc(kW)单位指标受多种因素的影响,如地理位置、气候条件、地区发展水平、居民生活习惯、建筑规模大小、建设标准高低、使用能源种类、节能措施力度等。单位指标的取值应根据同类项目实测数据的不断积累、细化和深化。附:各类建筑物用电指标表1000方案设计Pc 计算有功功率,kW;Pa 负荷密度,W/m2;A 建筑面积,m2。9电气设计控制要点技术指南综合单位指标法:Pc Pn N(kW)Pc 计算有功功率,kW;Pn 综合单位用电指标,如 kW/户、kW/人、kW/床等;N 综合单位数量,如户数、人数、床位数等。综合单位可选取任何便于实测、
18、统计和应用的单位。例如,高档宾馆可按 2-2.4kW/床估算;影剧院可按 0.26kVA/座位估算;电梯用于住宅、商业、多层厂房者,可分别按 30、40、50kVA/部估算;电动汽车充电桩可按 7kW/桩考虑。住宅用电指标可根据户型不同按 38kW/户估算;当住宅户数不确定时取 1550W/m2 估算。【注】:单位指标法计算的结果不需再考虑变压器的负载率。10电气设计控制要点技术指南1)配电干线的计算负荷,为各用电设备组计算负荷之和再乘以同时系数。有功、无功同时系数分别取 0.80.9 及 0.930.97。2)配电所的计算负荷,为各配电干线计算负荷之和再乘以同时系数。有功、无功同时系数分别取
19、 0.851 及 0.951。需要系数法:Pc Kd PeQc Pc tan 3)总降压变电站的计算负荷,为各车间配电所计算负荷之和再乘以同时系数。有功、无功同时系数分别取 0.80.9 和 0.930.97。【注】:通常,用电设备数量越多,同时系数越小。对于较大的多级配电系统,可逐级取同时系数。初步设计Sc Pc 2 Qc 2ScIc【注】:1)当消防用电设备的计算负荷大于火灾切除的非消防负荷时,应按未切除的非消防负荷加上消防负荷计算总负荷。否则,计算总负荷时不应考虑消防负荷容量。3 UnPc 计算有功功率,kW;2)当进行负荷计算时,需将用电设备按其性质分为不同的用电设备组,然后确定设备功
20、率。用电设备组的设备功率统计时不含备用设备、专门用于检修的设备和工作时间很短的设备。总设备功率的统计:对于同一计算范围内的季节性用电设备,如采暖设备和舒适性空调的制冷设备,按两者中较大者计入总设备总功率。3)当单相负荷的总计算容量小于计算范围内三相对称负荷总计算容量的 15%时,可全部按三相对称负荷计算;当超过 15%时,宜将单相负荷换算为等效三相负荷,再与三相负荷相加。Qc 计算无功功率,kvar;Sc 计算视在功率,kVA;Ic 计算电流,A;Pe 用电设备组的设备功率,kW;Kd 需要系数;施工图设计tan 计算负荷功率因数角的正切值;Un 系统标称电压(线电压),kV。4)进行负荷计算
21、时还应考虑功率损耗。附:主要用电设备组的需要系数表11电气设计控制要点技术指南3、电源及电压选择3.1、电源选择12电气设计控制要点技术指南3.1.1、综述电源及供配电系统设计中,供配电线路宜深入负荷中心,应根据用电负荷的容量及分布,将配电所、变电所及变压器靠近负荷中心位置,以缩短低压供电半径,降低电能损耗,减少电压损失,提高电压质量,节省线材,节约有色金属,这是供配电设计时的一条重要原则。序号规范条文解读说明应急电源与正常电源之间必须采取可靠措施防止并列运行,目的在于保证应急电源的专用性和可靠性,防止正常电源系统故障时由于应急电源与正常电源并列运行而导致应急电源向正常电源系统负荷送电而失去作
22、用,无法确保向应急电源所带负荷供电。例如:应急电源与正常电源之间,应采取防止并列运行的措在应急电源与正常电源之间设置手动互投开关或自动转换开关电器,并设置机械和/或电气联锁,并应确保应急电源与正常电源之间除经机械和/或电气联锁正常连接外无其他未经联锁的电气通路,以防止应急电源与正常电源并列运行。1施。应急电源原动机的启动命令必须由正常电源主开关的辅助接点发出,而不是由继电器的接点发出,因为继电器有可能误动作而造成与正常电源误并网。两回电源线路采用同级电压可以互相备用,提高设备利用率,因此宜采用同级电压供电。2需要双重电源供电的用电单位,宜采用同级电压供电。采用 35kV、20kV 或 10kV
23、 双重电源供电的民用建筑,如能满足一级和二级负荷用电要求时,也可以采用不同电压供电。【注】:同时供电的双重电源供配电系统中,其中一个回路中断供电时,其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷的供电要求。3民用建筑中 35kV、20kV 或 10kV 供配电系统处于市政电力系统的13电气设计控制要点技术指南其高压侧宜由单母线分段组成供配电系统,两段母线间宜 末端,其系统构成需结合民用建筑的特点,在保证可靠性的前提下尽设联络开关。可能简化系统、减少占地、节约投资。民用建筑供配电系统的运行经验表明,两回 35kV、20kV 或 10kV电源线路侧的供电系统通常可由单母线分段组成。供配电系统应简单可靠,高
24、压同一电压等级的配电级数不宜多于两级;低压不宜多于三级。如果供电系统结线复杂,配电层次过多,不仅管理不便、操作繁复,而且由于串联元件过多,因元件故障和操作错误而产生事故的可能性也随之增加。所以复杂的供电系统可靠性并不一定高。配电级数35kV、20kV 或 10kV 供配电系统中,同一电压等级的 过多,继电保护整定时限的级数也随之增多,而电力系统容许继电保4配电级数不宜多于两级,低压系统不宜多于三级。护的时限级数对 10kV35kV 来说正常情况下也只限于两级,如配电级数出现三级,则中间一级势必要与下一级或上一级之间无选择性。由于目前很多民用建筑低压配电系统的构成较为复杂,低压配电设备分布较广,
25、因此规定低压系统的配电级数不宜多于三级。【注】:小负荷的用户(通常指 300kW 及以下用户),宜接入地区低压电网。高压配电系统应有明确的供电范围,不宜交错重迭。配电系统采用放射式则供电可靠性高,便于管理,但线路和开关柜数量增多。而对于供电可靠性要求较低者可采用树干式,线路数量少,可节约投资。负荷较大的高层建筑,多含二级和一级负荷,可用分区树干式或环式,以减少配电电缆线路和开关柜数量,从而相应少占电缆竖井和高压配电室的面积。公共建筑内的 35kV、20kV 或 10kV 供电系统宜采用放射式。5住宅小区的 20(10、6)kV 供电系统,宜采用环网方式。高层住宅宜在首层或地下一层设置 20(1
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