1、重慶大學本科學生畢業設計（論文）住宅D電氣工程設計（住宅部分）學 生：學 號：指導教師：專 業：電氣工程與自動化重慶大學電氣工程學院二O一一年六月Graduation Design(Thesis) of Chongqing UniversityElectricalEngineering Design Of ResidentialD (residential portion)Undergraduate: Jang HuanhuanSupervisor:Lecturer Zeng Liqiang Major: Electrical Engineering And AutomationCollege

2、 Of Electrical EngineeringChongqing UniversityJune 2011摘 要本工程為一民用住宅建筑，共十八層，屬于二類高層。本設計包含變配電系統計算和設計、照明系統的計算和設計以及消防聯動報警系統的設計。變配電系統設計，按建筑物的性質以及國家規范進行負荷分級，其中，走道及前室照明、客用電梯、排水泵以及生活水泵負荷和消防負荷均為二級負荷，其余負荷均為三級負荷。根據單位指標法和需要系數法進行負荷容量計算，選擇符合要求的變壓器、選擇配電線纜截面積；采用有名值法計算變壓器高低壓側短路電流，校驗配電線纜、母線等的動熱穩定性，校驗開關設備動熱穩定性以及開斷能力。照明

3、系統設計，確定建筑功能，采用利用系數法進行照度計算，根據住宅設計規范、建筑照明設計標準等規范要求布置燈具及插座，以滿足照度、照度均勻度、功率密度的要求。消防聯動報警系統設計，確定建筑物防火等級為二級，二級保護對象選擇集中報警系統。根據火災自動報警系統設計規范對住宅的公共部分進行報警探測器布置和消防聯動控制設計。關鍵詞：住宅，電氣設計，變配電系統，照明系統，消防報警系統ABSTRACTThis project is a residential construction, with eighteen floors, and it blongs to second class high rise b

4、uilding. It is designed includes a calculation and design of power supply and distribution system , a design and calculation of lighting system and a design of fire alarm system.First of all, the load step of the design of power supply and distribution system is based on the properties of the buildi

5、ng and national normative criterion, in which lighting of the walkway and antechamber, passenger elevator, drainage pump, living pump, and the fire load are all secondary loads, while others are tri-grade load. Then it obstains transformer capacity and slects proper transformer according to loading

6、capacitance capability by using needful-coefficient method and load index method; and it also can use the natoriety-value method to calculate the short circuit current for high-voltage and low- voltage of the transformer. And then check of the thermal stability and dynamic stability of che cable or

7、bus, and check of the thermal stability and dynamic stability and breaking capability of switchgear.Second, che the design of lighting system. We must get clear on the applying functions in construction, and then calculate the illuminance of each atrial by using utilization factor. After that we can

8、 get che arrangement of the lamps and the sockets according to national normative criterion according to “residential design codes” and “Standard for Lighting Design of Buildings” to satisfy the requirements of illuminance uniformity of illuminance power density.Third, che the design of fire alarm s

9、ystem. Get clear of the fire rating of the building, and the secondary protected object must use concentrated alarm system. Lay the alarm detector in the suit position and design the linked fire control according to national normative criterion.Key words: Residential, Electrical Design, Power Supply

10、 and Distribution System, Lighting System, Fire Alarm System目 錄中文摘要ABSTRACT1 緒論1 1.1課題研究背景以及意義1 1.2 建筑電氣研究的社會現狀1 1.3 本次設計主要內容22供配電系統設計3 2.1負荷分級及供電要求3 2.1.1 用電負荷分級3 2.1.2消防負荷分級3 2.1.3各級負荷供電要求3 2.2本設計負荷分級以及各負荷供電要求4 2.2.1本設計負荷分級4 2.2.2各負荷供電要求4 2.3負荷計算4 2.3.1負荷計算方法介紹4 2.3.2電氣主結線圖繪制52.3.3負荷計算示例6 2.3.4無功功

11、率補償8 2.3.5變壓器容量確定9 2.3.6主結線圖中的特殊情況說明93短路電流計算11 3.1概況11 3.1.1短路故障及其危害11 3.1.2短路電流計算的目的11 3.2建立模型計算短路電流12 3.2.1初選電纜截面積12 3.2.2故障類型12 3.2.3短路電流計算示例12 3.2.4單相短路電流計算15 3.2.5高壓側短路電流計算18 3.3校驗開關設備19 3.3.1開關設備動熱穩定性校驗193.3.2低壓側開關設備的動熱穩定性203.3.3高壓側進線斷路器熱穩定性校驗213.3.4高壓側進線隔離開關動熱穩定性校驗213.3.5負荷開關轉移電流校驗214照明系統設計23

12、 4.1照明設計現狀23 4.1.1概況23 4.1.2本課題照明設計23 4.2照度計算24 4.2.1照度計算目的及方法24 4.2.2利用系數法估算房間照度值245消防報警系統設計25 5.1照明設計現狀25 5.1.1概況25 5.1.2系統設計25 5.1.3消防聯動控制25 5.1.4應急廣播設置26 5.1.5火災報警裝置設置27 5.1.6應急照明27 5.2本課題消防報警設計275.2.1探測器保護半徑27 5.2.2消防系統連接28 5.2.3消防聯動控制連接286設計總結29 6.1本課題設計總結296.1.1供配電系統296.1.2照明設計29 6.1.3消防報警系統2

13、9 6.2個人體會297參考文獻31附錄A32附錄B341 緒論1.1 課題研究背景以及意義電，對于現代社會，特別是以電子信息技術時代為主體的社會，已經成為一種必不可少的產物，與我們的社會、生活等各個方面都有重要的關系。但是對電能的使用，具有一定的危險性，那么，如果安全的使用電，就成為了首要要解決的問題，那么，對建筑內的電氣設計，就已經逐漸體現出其重要地位，并且越來越重要。此外，建筑電氣的設計更是與建筑、結構、暖通、空調、給排水各個專業互相配合，通力合作，才能完成最后的設計。通過本次設計的研究，可以讓我們對民用建筑的電氣設計有一個整體的了解，設計的時候應當以科學嚴謹為前提進行設計，有完備可靠的

14、依據，設計程序應當做到合理，設計內容正確，設計更應當負荷國家各項相關規范以及有關規定的要求。此外，通過此次課題的研究，更加不能僅僅局限于本設計，應當具有專研精神，把本次畢業設計當作一種知識的提高途徑，熟練運用專業軟件以及認真閱讀相關規范，做好設計中的每一步。1.2 建筑電氣研究的社會現狀民用建筑包括居住建筑與公共建筑，民用建筑是人民生活的基本需要與社會政治、經濟以及文化活動的必要條件。民用建筑電氣工程的強電部分以力能系統為對象，承擔著在民用建筑中實現電能的供應、輸配、轉換與利用的任務。民用建筑電氣工程的弱電部分以信息系統為對象，承擔著有限或無線信息的傳送、收發、交換、處理與應用的任務。隨著現代

15、科技的進步，計算機技術在建筑設備的功能管理、建筑物的物業管理與經營管理中的應用已日趨普遍，成為民用建筑現代化與智能化的重要標志。但本次設計以強電部分設計為主，但是也設計有弱電部分的設計消防報警系統的設計。另外，民用建筑工程是由建筑、結構、暖通、空調、給排水與電氣等各個專業、工種共同完成的，各專業之間相互依存制約。而電氣與各個專業之間也需要配合合作，在上文中已提到。適用、安全、經濟與美觀是評價建筑物質量的基本要素，也是民用建筑電氣工程設計應予遵循的普遍原則。所以設計也必須遵循國家所頒布的一系列的法令、規范與技術標準，它們是設計工作必須遵循的知道準則，也是國家技術政策的具體體現。11.3 本次設計

16、主要內容本次課題主要就是對于住宅樓棟的電氣設計，包括變配電系統、照明系統以及消防報警系統。通過以上的設計，對民用建筑電氣的設計能夠有一個整體的了解是本設計的主要目的。清楚每個系統設計的主要步驟，科學嚴謹的選擇每一個設備。其中變配電系統的設計包含了配電系統的方案設計，通過負荷等級的劃分以及建筑物的實際情況，明確出確實可行的配電方案。再根據負荷計算計算出每個回路的計算電流，根據計算電流選擇開關電器，根據計算電流與開關電器整定值粗選電纜截面。最后進行短路電流計算，校驗開關電器與電纜的動熱穩定性，最終確定設備型號以及電纜截面。再者，照明系統的設計中，根據國家規范查詢各個房間的照度要求，合理布置燈具。然

17、后根據已經布置好的燈具，校驗功率密度。最后，消防報警系統中，讀懂水暖專業的圖紙，布置電氣的控制按鈕，根據各項國家規范，合理布置火災探測器以及其他相關的布置，然后繪制系統圖。2 供配電系統設計2.1 負荷分級及供電要求2.1.1 用電負荷分級根據民用建筑電氣設計規范2中負荷等級的劃分要求，用電負荷應根據供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。、下列負荷為一級負荷1)、中斷供電將造成人身傷亡；2)、中斷供電將造成重大影響或重大損失；3)、中斷供電將破壞有重大影響的用電單位的正常工作，或造成公共場所秩序嚴重混亂。例如：重要通信樞紐、重要交通樞紐、重要的經濟信息

18、中心、特級或甲級體育建筑、國賓館、承擔重大國事活動的會堂、經常用于重要國際活動的大量人員集中的公共場所等的重要用電負荷。在一級負荷中，當中斷供電將發生中毒、爆炸和火災等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，應為特別重要的負荷。、下列負荷為二級負荷1)、中斷供電將造成較大影響或損失；2)、中斷供電將影響重要用電單位的正常工作或造成公共場所秩序混亂。、不屬于一級和二級的用電負荷應為三級負荷。2.1.2 消防負荷分級、一類高層民用建筑的消防控制室、火災自動報警及聯動控制裝置、火災應急照明及疏散指示標志、防煙及排煙設施、自動滅火系統、消防水泵、消防電梯及其排水泵、電動的防火卷簾及門窗以及

19、閥門等消防用電應為一級負荷，二類高層民用建筑內的上述消防用電應為二級負荷；、特、甲等劇場，1中所列的消防用電應為一級負荷，乙、丙等劇場應為二級負荷；、特級體育場館的應急照明為一級負荷中的特別重要負荷；甲級體育場館的應急照明應為一級負荷。2.1.3 各級負荷供電要求、一級負荷應由兩個電源供電，當一個電源發生故障時，另一個電源不應同時受到損壞。、對于一級負荷中的特別重要負荷，應增設應急電源，并嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。、二級負荷的供電系統，宜由兩回線路供電。在負荷較小或地區供電條件困難時，二級負荷可由一回路6kV及以上專用的架空線路或電纜供電。當采用架空線時，可為一回路架空線供電；當采用電纜

20、線路時，應采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應能承受100的二級負荷。、三級負荷可按約定供電。2.2 本設計負荷分級以及各負荷供電要求2.2.1 本設計負荷分級本建筑為高層民用建筑，建筑一共有18層，其中第18層為躍層。根據高層民用建筑設計防火規范3規定十層至十八層的住宅為二類，所以，本建筑為二類高層民用建筑。由上面所介紹的負荷等級的劃分：、本設計中普通用電負荷供電等級等級為三級；、主要通道及樓梯間照明用電、可用電梯、排污泵以及生活水泵為二級負荷；、各配電房、柴油發電機房為二級負荷、所有的消防負荷應急照明、疏散指示照明、消防風機、消防電梯、消防水泵等消防負荷均為二級負荷。2.2.2 各負荷

21、供電要求本設計中三級負荷對供電無特殊要求，二級負荷則采用雙回路供電。一路為正常380V市電電源，應急電源則采用自備柴油發電機組供電，實行雙回路末端切換供電方案，保證供電可靠性。2.3 負荷計算2.3.1 負荷計算方法介紹負荷計算一共有三種方法：需要系數法、二項式法、單位指標法。4、需要系數法需要系數法是根據用電設備功率來推測計算負荷的一種負荷計算方法。首先對已經運行的系統進行調查分析，找出各組設備功率與計算負荷的關系并提出相應的參數，經研究得出用電設備組的計算功率與同組設備功率總和之比是一個值得關注的參數，稱為需要系數，即為Kd。公式為(Kd為用電設備組需要系數；Pc為用電設備組計算負荷；PN

22、i為用電設備組單臺設備功率；n為設備臺數)。需要系數法計算步驟：1)、設備分組。2)、計算設備功率PN。3)、單個設備組計算負荷：當設備臺數n3時，不需要考慮需要系數，需要系數取1，直接設備功率相加；當設備臺數n3時，按以下公式計算： (2.1) (2.2) (2.3) (2.4)其中，Pc、Qc、Sc為用電設備組計算負荷（kW、kvar、kVA）；為用電設備組第i臺設備功率；為用電設備組功率因數角正切值；UN為系統標稱電壓（kV）；n為設備臺數。4)、多個設備組的計算負荷當供電范圍內有若干個性質不同的用電設備組時，按以上步驟分別計算每一組的計算負荷，相加之后再乘以同時系數。、二項式法二項式法

23、是對需要系數法的一種補充，針對的正式設備臺數少、功率相差又大的用電設備組負荷計算。這種方法將計算負荷看錯由兩部分組成，一部分是所有用電設備的均值負荷，另一部分專門考慮大功率誰不的影響。、單位指標法單位指標法有兩種應用途徑，一是先估算出設備安裝功率，再用需要系數法等方法求出計算負荷；二是直接用計算負荷的單位指標求出計算負荷。單位指標法的計算公式如下： (2.5)為單位指標；N為單位數量；為設備安裝總功率。但是，應用單位指標法的時候，要注意取的值得信任的單位指標，否則負荷計算就不能準確進行。2.3.2 電氣主結線圖繪制、主結線的含義4從負荷的角度看，變配電所是一個處于電源地位的供電設施，但這個電源

24、本身并不能產生電能，而是接受電力系統的電能，并轉換給負荷。因此，變配電所承擔了接受電能與供給電能的雙重任務。針對不同的電源與負荷情況，以及對系統可靠性、經濟性、運行靈活性等的不同要求，變配電所應具有與之相適應的電氣結構，這就是變配電所電氣主結線問題的由來。簡單地說，反應變配電所受、饋電方式的一次結線，就是變配電所的電氣主結線。、根據負荷分級以及建筑物的實際情況，繪制出主結線圖如附錄A圖A1所示。2.3.3 負荷計算示例、本工程的負荷計算為住宅的負荷計算，根據全國民用建筑工程設計技術措施5指出，采用負荷用電指標法時，分一下三種情況：基本型(1A)：4kW或50Wm2提高租(2A)：6kW或75W

25、m2先進型(3A)：8kW或100Wm2本工程給定用電指標時，一共分為三種情況，二室戶給定功率4kW，三室戶給定功率5kW，18層躍層每戶統一給定功率6kW。、在給定指標情況下，選擇其中A住宅1-10層住宅負荷計算來說明具體負荷計算情況。根據上述內容中提到的負荷用電指標給定方法，計算得到A住宅1-10層住宅回路應給定總的安裝功率為242kW，一共52戶，根據建筑電氣常用數據手冊可以查處需要系數為0.5，由下列計算公式： (2.6) (2.7) (2.8) (2.9)其中，為有功功率，為無功功率，為視在功率，為標稱電壓，為計算電流，Kd為需要系數。根據上述公式計算得出=121kW，=90.8kv

26、ar，=229.8A。以下住宅部分同此計算，計算結果見下表：表2.1 住宅部分負荷計算回路編號安裝功率Pe(kW)需要系數Kd功率因數cos計算負荷Pc(kW )無功功率Q(var)計算電流 Ic(A)斷路器開斷整定（A）導體截面積（mm2）A1242.00.50.8121.072.6229.8250.095.0A2234.00.50.8117.070.2222.2250.095.0B1216.00.550.8118.871.3225.6250.095.0B2232.00.550.8127.676.6242.3250.095.0C1219.00.550.8120.572.3228.8250.0

27、120.0C2232.00.550.8127.676.6242.3250.0120.0D1222.O0.550.8122.173.3231.9250.0120.0D2232.00.550.8127.676.6242.3250.0120.0以上為純住宅負荷計算的計算數據，另外，住宅中除了純住宅的計算數據外，還需要計算公共部分的負荷計算，計算方法和2.3.3相同，下面為住宅公共部分負荷計算計算數據：表2.2 住宅公共部分負荷計算回路編號安裝功率Pe(kW)需要系數Kd功率因數cos計算負荷Pc(kW)無功功率Q(var)計算電流 Ic(A)斷路器開斷整定（A）導體截面積（mm2）A普通電梯200.

28、80.516.09.648.663.050.0B普通電梯200.80.516.09.648.663.050.0C普通電梯200.80.516.09.648.663.050.0D普通電梯200.80.516.09.648.663.050.0普通風機10.10.80.88.14.815.332.050.0A走道及前室照明10.00.80.884.815.232.06.0B走道及前室照明10.00.80.884.815.232.06.0C走道及前室照明10.00.80.884.815.232.06.0D走道及前室照明10.00.80.884.815.232.06.0生活水泵30.00.850.825

29、.515.348.463.050.0、消防負荷的負荷計算時，本設計消防負荷有以下設備，消防風機、消防水泵、噴淋水泵。消防負荷不計入負荷計算內，但是消防回路每個回路之內必須進行負荷計算，其計算電流，用于選擇開關電器型號規格以及電纜截面。具體數據結果見下表：表2.3住宅消防部分負荷計算回路編號安裝功率Pe(kW)需要系數Kd功率因數cos計算負荷Pc(kW)無功功率Q(var)計算電流 Ic(A)斷路器開斷整定（A）導體截面積（mm2）A消防電梯20.01.00.510.012.060.880.050.0B消防電梯20.01.00.510.012.060.880.050.0C消防電梯20.01.0

30、0.510.012.060.880.050.0D消防電梯20.01.00.510.012.060.880.050.0消防風機、生活排水泵16.31.00.816.39.831.040.050.0設備房預留30.01.00.830.018.057.063.016.0進行消防負荷的負荷計算時，由于消防負荷采用的是雙回路供電，所以普通供電回路與柴油發電機應急回路都需要進行負荷計算。2.3.4 無功功率補償、無功功率補償的目的無功功率是在電源與負荷之間來回交換的電功率，它是由電感性和電容性阻抗產生的。供配電系統中的用電設備以電感性居多，因此在大多數情況下，總是需要電源提供感性無功功率。按電磁感應原理工

31、作的設備需要建立電磁場才能正常工作，感性無功功率的作用正是用于建立這個電磁場，因此無功功率不是無用的功率，對很多設備來說，沒有無功功率就不能正常工作。盡管無功功率不在負荷中消耗，但它在負荷與電源直接交換時必然會通過電網，會造成網損增加、電壓損失加大、電網設備和線纜利用率降低等不良后果。減少電網中的無功功率，對供配電系統具有多方面的重要意義。減少電網中的無功功率首先應著眼于提高自然功率因數，即提高設備本身的功率因數，這包括合理選用電動機、變壓器以達到較佳工況、合理選擇變配電所位置以減少線路長度、合理調度運行等措施。在采取以上措施后，若仍不能滿足功率因數要求，則應進行人工補償。、本設計無功功率補償

32、示例由于住宅回路的負荷屬于同類負荷，在算到上一級負荷的時候，需要把所有的安裝功率總和起來，取出新的需要系數，再來求取計算電流，計算無功補償容量。在進行無功功率補償的時候補償到上一級的功率因數cos=0.93。以1TD變壓器的補償計算為例，按下列公式： (2.10)補償前無功功率為，補償后的無功功率為，則計算得出QN=297.6var，補償后無功功率為，QN=156.5var。由公式2.10可得出無功功率補償容量Q=141.1var。由于在電容補償柜中，電容補償一般是按組投切，為30var的倍數，所以1TD變壓器的補償容量為150var。2.3.5 變壓器容量確定根據上述的負荷分級，確定A、B住

33、宅公用一個變壓器，C、D住宅公用一個變壓器。變壓器容量確定用以下公式： (2.11) (2.12)由上述兩個公式可以求出變壓器安裝容量基本接近于500kVA，所遇取兩個住宅的變壓器容量都為500kVA。2.3.6 主結線圖中的特殊情況說明、兩個變壓器的主結線圖的一點說明，兩個變壓器下面所帶的均為三級負荷，中間有一個聯絡開關，如若其中一臺變壓器出現故障的時候，在不超過另外一臺變壓器負荷容量的情況下，可以帶另一回路下的部分負荷。但是如果在兩臺變壓器同時運行時，應當實行電氣互鎖，避免故障的時候，短路電流過大，增加開關設備的要求-此情況將在短路電流校驗和開關電器選擇的時候作出具體說明。、變壓器的連接組

34、別的選擇情況。連接組別的選擇涉及到多方面因素，不平衡負荷問題、諧波問題以及電擊防護問題，三個方面都可以說明連接組別選擇的時候應當選擇Dyn11。那么以下介紹其中一種情況不平衡負荷問題。有中性線的380/220V低壓配電系統三相負荷不平衡時，有不平衡電流從中性線流過，這個電流性質為零序電流，大小為零序電流的三倍。零序電流通過變壓器低壓各項繞組，會通過鐵心在高壓繞組中感應零序電動勢。對Yyn0連接組變壓器，因高壓Y接繞組中不可能有零序電流，因此低壓繞組的零序電流成為勵磁電流，使高壓繞組中有比較大的零序電流，造成高壓繞組中性點位移，三相電壓不平衡，并使鐵心發熱家中，損耗增加；而對于Dyn11連接組變

35、壓器，高壓繞組接成三角形，零序磁通形成去磁效應，使鐵心零序磁通變小，高壓側中性點位移減輕，零序磁通產生的鐵損耗也大幅降低。因此，若中性線電流超過額定線電流的10%，則不宜選用Yyn0連接組變壓器，而對Dyn11連接組變壓器，中性線電流可放寬到額定線電流的25%。住宅設計時，雖然設計的時候應當盡量保證負荷平衡，但是對于每戶用電的不等時性，中性線中的線電流必然存在，為了保證系統可以有更大的使用壽命，所以選擇Dyn11連接組的變壓器。住宅主結線圖如下所示：圖2.1 住宅A、B、C、D電氣主結線圖3 短路電流計算3.1 概況13.1.1 短路故障及其危害短路是供配電系統中相間或相地之間因絕緣破壞而發生

36、電氣連通的故障狀態。短路分為金屬性短路與經過果斷電阻短路兩種情況。后者可能是外物電阻、弧光電阻或接地電阻。短路的原因可能是自然的或非自然的。主要有以下幾個方面：、絕緣老化、浸水受潮、油污或機械損傷；、雷擊或其他原因所致的過電壓；、如操作，如帶載拉閘、錯相關聯等；、設計、制造、安裝之隱患突發或運行維護不良；、風雪、冰雹侵害，有害氣體腐蝕等；、鳥獸跨越，火災等意外原因。短路電流數值可達額定電流的十余倍至數十倍，而電路由常態突變為短路的暫態過程中，還出現高達穩態短路電流1.82.5倍左右的沖擊電流。供配電系統將因短路而收到如下危害：、短路電流的熱效應，使導線與設備的載流部分產生高熱，損壞絕緣，燒毀設

37、備甚至釀成火災；、短路電流的電動力效應，使導線與設備的載流部分發生扭曲變形，甚至崩裂破壞；、短路弧光溫度高達數千度，可能直接燒毀電器或造成人身傷害；、短路電流產生巨大線路壓降，使短路點附近用戶的電氣設備因線路電壓水平低落而不能正常工作，如電動機轉速降低，白熾燈變暗，氣體放電燈熄滅，甚至引發二次災害；、不對稱短路引起的不平衡交變磁場可能干擾附近的通信線路，鐵路信號閉塞系統、自動控制與計算機系統的正常工作。3.1.2 短路電流計算的目的在供配電系統中除應采取有效技術措施，防止發生短路外，還應設置靈敏、可靠的幾點保護裝置和有足夠斷流能力的斷路器，快速切除短路回路，把短路危害抑制到最低限度。為此必須進

38、行短路電流計算，以便正確選擇和整定保護裝置、選擇限制短路電流的元件和開關設備。3.2建立模型計算短路電流3.2.1 初選電纜截面積在理論情況下，應當先做好短路電流計算，然后根據短路電流計算來選取所需要的電纜的截面積，但是在實際工程應用中，如果要預先計算短路電流，就必須先要知道線路上的截面積。因此，在實際工程設計中，一般首先利用計算電流整定出開關設備的過負荷電流，即就是所說的額定電流Ir，一般來說Ir=1.1Ic1.3 Ic。根據建筑電氣常用數據手冊6查表得出與之相對應的電纜截面積，開關設備整定值選擇如上述表中所示。另外，值得注意的是，消防負荷的回路允許過載運行。對其開關設備過負荷電流的整定，整

39、定出來的值只是為了方便計算短路動作值，用以保證消防回路能夠安全運行。而在運行時，這一整定值并不使用。3.2.2 短路故障類型在計算電流、開關設備整定值、電纜截面積都已經初步確定的情況下，分析短路時的情況。民用建筑電氣設計手冊（第二版）中指出，短路種類分為三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相短路（包括單相接地故障）。另外，中性點運行方式則選擇Dyn11。一般來說，三相短路電流最大，當然存在個別情況，兩相或者單相短路電流會大于三相短路電流，以上兩種情況在此不予以考慮。選擇高壓電器時，進行短路校驗應以最大短路電流為準，而民用建筑遠離電網電源，故應以三相短路電流為準，而選擇低壓斷路器時，則需要校驗單

40、相短路電流。單相短路電流計算主要用于校驗保護裝置的靈敏度。3.2.3短路電流計算示例由已知條件，畫出A樓1-10層回路如附錄A圖A4所示：已知在電路分支點的時候最容易發生三相短路電流，如圖所示，在3點發生三相短路電流時，即為所求的最大三相短路電流。忽略短路點設備的阻抗，則2點的三相短路電流與3點的三相短路電流相同，在用戶總箱到變配電室的距離可以忽略的情況下，1點的三相短路電流也與2點三相短路電流等同。但是在本設計中，對于三相短路電流計算的處理，沒有忽略從變配電室到進戶總箱的距離，所以2點的三相短路電流即就是所求的最大三相短路電流。、計算（或查詢）短路回路各部分阻抗計算低壓側最大三相短路電流時有

41、首先應分別計算出高壓側系統阻抗、變壓器阻抗、母線阻抗以及低壓側線路總阻抗。取基準容量為100MVA，基準電壓為10.5kV。1)、高壓側系統阻抗計算： (3.1) (3.2) (3.3)由已知數據，短路容量Sk=300MVA，代入上述公式，計算得出系統電阻值，。2)、變壓器阻抗計算： (3.4) (3.5) (3.6)因為連接組為Dyn11，所以變壓器零序阻抗與正、負序阻抗相等，都等于短路阻抗。查變壓器手冊，可得出500MVA變壓器特性參數，求的變壓器電阻電抗值，。3)、母線阻抗計算，估算出母線長度，根據其規格，查詢民用建筑電氣設計手冊(第二版)，得出該母線其單位長度的阻抗值，計算得出，。4)

42、、低壓側線路阻抗的計算計算低壓側線路阻抗的時候，首先應當在總圖中粗略的測量估計變配電室到進戶總箱的距離，查詢設計手冊，查處單位長度的線路阻抗值，然后計算得出線路阻抗值，。、計算三相短路電流短路回路總電阻與總電抗由下列公式進行計算： (3.7) (3.8)由以上兩個公式進行計算得出，。則2點的三項短路電流為 (3.9)由公式3.9得出。則所有回路的短路電流計算校驗如下表所示：表3.1 三相短路電流計算與最小面積確定回路編號系統電阻值m系統電抗值m變壓器電阻值m變壓器電抗值m母線電阻值m母線電抗值m低壓側電阻值m低壓側電抗值m短路電流值kA最小截面積mm2A10.0270.5071.63212.6

43、960.2171.1901.8500.77014.1834.34A20.0270.5071.63212.6960.2171.1905.552.3112.0129.3B10.0270.5071.63212.6960.2171.19012.955.398.9921.79B20.0270.5071.63212.6960.2171.19016.656.937.9019.13C10.0270.5071.63212.6960.2171.19017.529.127.3417.78C20.0270.5071.63212.6960.2171.19021.9011.406.4015.50D10.0270.5071

44、.63212.6960.2171.19018.989.887.0016.96D20.0270.5071.63212.6960.2171.19024.8212.925.8914.27A走道及前室照明0.0270.5071.6487.0090.2171.1903.510.7919.5547.35B走道及前室照明0.0270.5071.6487.0090.2171.19017.575.469.1822.25C走道及前室照明0.0270.5071.6487.0090.2171.19022.209.247.4217.98D走道及前室照明0.0270.5071.6487.0090.2171.19018.9

45、89.887.9719.29A普通電梯0.0270.5071.6487.0090.2171.1903.510.8019.5647.38B普通電梯0.0270.5071.6487.0090.2171.19024.575.507.4217.98C普通電梯0.0270.5071.6487.0090.2171.19022.209.27.4217.98D普通電梯0.0270.5071.6487.0090.2171.19024.0510.06.9816.92A消防電梯0.0270.5071.6487.0090.2171.1903.510.8019.5647.38B消防電梯0.0270.5071.6487.

46、0090.2171.19024.575.507.4217.98C消防電梯0.0270.5071.6487.0090.2171.19022.209.27.4217.98D消防電梯0.0270.5071.6487.0090.2171.19024.0510.06.9816.92A消防風機、排水泵0.0270.5071.6487.0090.2171.1903.510.819.5547.35A普通風機0.0270.5071.6487.0090.2171.1903.510.819.5547.35A生活水泵0.0270.5071.6487.0090.2171.1903.510.819.5547.353.2.

47、4單相短路電流計算、前面已經說道，在校驗的時候，除了要計算出三相短路電流之外，算出單相短路電流，保證開關設備動作的靈敏性達到要求。特別是在發生單相碰殼故障的時候，碰殼電流超過了平時的工作電流，但是打不到開關設備的短路動作電流，致使人在接觸到這樣的故障設備后容易發生電擊危險。如附錄A圖A4所示，校驗單相短路電流時，一般考慮最末端單相短路電流，即就是4點的單相短路電流。取基準容量為100MVA，基準電壓為10.5kV。、計算單相短路各部分相保阻抗1)、系統相保阻抗計算，由下列公式： (3.10) (3.11)將由3.2、3.3計算得出的結果分別代入上式3.13、3.14，得出，。2)、變壓器相保阻

48、抗計算，由下列公式 (3.12) (3.13)將由3.5、3.6計算得出的數據代入上式3.15、3.16，得出，。3)、母線相保阻抗計算，查技術手冊可得到母線相保電阻、電抗值。但是手冊中數據為20的值，計算相保阻抗時應誠意系數1.5。據此計算出阻抗值，。4)、低壓側線路相保阻抗計算，查手冊可得到線路單位長度的相保阻抗值。與母線相保阻抗計算方法不同，線路的相保阻抗值表中數據已在20的值基礎上乘以了1.5倍，則根據查表所得，算出低壓線路相保阻抗為，。、計算單相短路電流短路回路總相保阻抗計算式如下： (3.14) (3.15)將上述計算得出的電阻值代入，得出，。4點單相短路電流為 (3.16)由上式

49、計算得出末端單相短路電流kA。、校驗末端靈敏性系數計算得出末端單相短路電流之后，必須校驗末端靈敏性系數是否滿足要求，靈敏性系數定義如下 (3.17)Iop。2為2點的過電流保護一次動作電流Ik4(1)為末端4點處單相短路電流，KS作為靈敏系數，一般要求不小于1.5。本回路靈敏系數最終求出為6.8，滿足要求。、關于末端靈敏性系數的校驗，所作出的以下兩點說明：1)、對于大容量，電纜截面積大的回路，一般來說，靈敏性系數都能夠滿足要求，但是針對短距離，小截面的回路，靈敏性一般很難滿足要求，如果為了使其滿足要求，必須加大截面積。2)、為了滿足靈敏性的要求，一部分回路截面積必須加得很大，這對于整個工程來說，比較浪費。一般在住宅或者日常生活中，發生的單相短路多數為碰殼故障，為了合理利用資源，盡量使用適當截面積的電纜，可以不用要求開關設備保護到末端單相短路，直接保護到三相短路。對于單相短路，可利用剩余電流保護，將普通開關保護設備換成帶漏電保護裝置的設備，以保護到末端