电力电缆计算方法范文

导语：如何才能写好一篇电力电缆计算方法，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：电缆载流量；计算方法；研究与策略

中图分类号：TM247 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 24-0000-01

近年来，我国电力电缆的铺设量不断提升，但是只有数量上的增长，没有质量上的提高，将无法真正促进我国电缆运行的稳定发展。基于这一点，有必要对我国电缆载流量的计算方法进行研究，并结合我国电缆载流量计算实际情况进行有效的改进，从而实现高效的电缆载流量计算工作。

一、电缆载流量的定义阐述与计算问题类型

（一）电缆载流量的定义阐述

电缆载流量的基本定义为：某电缆线路在输送电能的过程中，会通过电流量，当热稳定条件形成的时候，电缆的导体就会达到长期允许工作的温度，这时候就称为电缆长期允许载流量。具体而言，可以将其分为三个类型：第一，长期运行持续额定电流，该载流量一般是电缆的芯温达到了九十摄氏度的时候，所进行的稳定工作电流。第二，短时允许过载电流，当绝缘电缆已经超载的时候，限定最高温度为一百三十摄氏度，允许的实践要控制在100小时内，且这种情况不能超过5次。第三，瞬时短路电流，持续时间必须在5秒以内，且限定温度为250摄氏度。

（二）电缆载流量计算问题类型

目前我国电缆载流量计算出现的问题主要表现在两个方面，一是计算标准不统一，二是计算有误差。所谓计算标准不统一，主要是指在进行电缆载流量计算的时候，因为基于的标准不同，如IEC标准、NM理论、有限元法、有限差分法等等，导致电缆载流量计算出现解析计算与数值计算这两种方法，因此在具体的计算工作上存在不同选择。计算有误差则是由于电缆载流量的具体情况不一样，通常是受到电缆敷设、实际运行等情况的影响，这就导致了电缆载流量的计算结果无法与理论值相匹配。因此，加强电缆载流量计算方法的研究，进一步提高计算准确度，是相关研究者需要重点关注的内容。

二、电缆载流量两种计算方法分析

（一）电缆载流量解析计算

电缆载流量解析计算，主要依靠的是NM理论、IEC标准，其适用范围主要是简单的电缆系统，优势在可直接计算。IEC标准与NM理论在本质上是相同的，但是相比较而言，IEC标准更为准确、科学。IEC60287是目前国际通用的标准之一，在各国电缆载流量计算中提供着非常重要的作用。NM理论通过参考电缆的集合参数、敷设条件等，将串联的热阻进行计算，利用函数关系来进行计算。

（二）电缆载流量数值计算

电缆载流量数值计算主要用到了有限元法、有限分差法、边界元法等等，广泛应用于电缆的载流量计算工作中。有限元法对复杂的边界条件处理具有比较明显的优势，在不同时期，各国研究者对其计算方式进行了一定的修正与使用，如我国梁永春等人所建立的电缆群温度场模型。边界元法是以选择的函数来满足支配方程，进而使这些函数逼近边界条件，虽然其可以解决物理场受时间影响而产生的变化问题，但是由于边界过于复杂，导致计算量很大。有限差分法被应用的实践很早，目前仍在国际上通用，其主要原理是将物理场中岁发生的问题变化转换为离散系统的问题，然后计算求解。

三、提升我国电缆载流量计算精确度的合理策略

（一）加强电缆载流量计算方法研究工作，培养专业人才与组建研究团队

提升电缆载流量计算精确度的首要方面，应该从源头上着手，加强对相关计算方法的研究工作，在高校、专职院校中培养专业性的人才，并通过组建研究团队的方式，加快电缆载流量计算方法研究的进程，从而为其带来更加科学、先进的计算方法。以目前我国在这方面所具备的专业人员数量和质量来讲，还存在着很多问题，电力专业人员中对电缆载流量计算方式的研究者仍然缺乏，培养专业性人才已成为重要内容。

（二）系统化整理电缆载流量计算方法，加深国内外相关技术的交流与合作

我国目前从事电缆载流量计算的工作人员与研究人员，在所使用的具体方法上存在着一定的差异性，形成的计算经验也有多又少，计算的实际效果也有高有低，所以必须要对我国电缆载流量计算方法进行全方面、科学化、系统化的整理与分析，进一步完善计算方法。另外，国外电缆载流量计算方法与我国相比较，由于计量设备、研究环境的不同，导致两者之间有着一定的差距，因此要加深国内外相关计算方法的交流与合作，促使电缆载流量计算方法得以完善。

四、结束语

随着国内电缆的敷设开始面向密集化、多变化发展，在电缆载流量计算上所遇到的问题也更加明显，如何正确有效地使用相关计算方法，精确的得出电缆载流量，不仅是电力工作者需要高度重视的内容，同时也是致力于电缆载流量计算研究者所关心、努力的方向。综上所述，我国电缆载流量计算方法的准确度提升，应该加强电缆载流量计算方法研究工作，培养专业人才与组建研究团队，统化整理电缆载流量计算方法，加深国内外相关技术的交流与合作，从而实现相关计算方法的新突破。

参考文献：

[1]郑雁翎，王宁，李洪杰.电力电缆载流量计算的研究与发展[J].电线电缆，2010（02）.

篇2

出卖人：***电缆有限公司

签订地点：***开发区工地现场

买受人：**有限公司签订时间： 20xx 年 9 月 24 日

第一条标的、数量、规格及技术要求：详见附件。合同总价为192.5014 万元，人民币金额（大写）：

壹佰玖拾贰万伍仟零壹拾肆元整。如供货过程中数量型号发生变更，货物的单价按让利后总价同比例下浮。

第二条质量标准：所供电缆必须符合国家标准，线径及长度均不得有负公差，需提品出厂合格

证和3C 认证。

第三条出卖人对质量负责的条件及期限：质保期为安装完成验收合格后18 个月。

第四条包装标准、包装物的供应与回收：包装必须确保货物运抵现场的完好无损。电缆盘由出卖

人及时回收，若有丢失买受人概不负责。

第五条随机的必备品、配件、工具数量及供应办法：无。

第六条合理损耗标准及计算方法：无。

第七条标的物所有权自买受人验收合格后时起转移， 但买受人未履行支付价款义务的，标的物

属于出卖人所有。

第八条交（提）货方式、地点：按买受人的要求分批运至工地现场。交货时间为合同签订后10 天。

第九条运输方式及到达站（港）和费用负担：汽车运输，费用由出卖人承担。

第十条检验标准、方法、地点及期限：按电缆国家标准、现行行业标准及出卖人提供的经买受人

确认的样品验收。

第十一条成套设备的安装与调试：无。

第十二条结算方式、时间及地点：合同签订后，货物运至现场，经验收合格后付至货物价款的60%；

安装完成、调试合格、验证文件齐全后付至货物价款的90% ；其余10％作为质量保证金，在质保期满后

14 天内付清（不计利息）。

第十三条担保方式（也可另立担保合同）： 无。

第十四条本合同解除的条件：出卖人的供货质量、时间未按合同约定，买受人有权解除合同。

第十五条违约责任：出卖人未按合同约定供货，买受人在权对出卖人进行合同总价1%~5% 的罚款。

买受人未按合同付款，出卖人有权停止供货。

第十六条合同争议的解决方式：本合同在履行过程中发生的争议，由双方当事人协调解决；也可由

当地工商行政管理部门调解；协调或调解不成的，按下列第（一）种方式解决：

（一）提交南京仲裁委员会仲裁；

（二）依法向人民法院起诉。

第十七条本合同自双方签订之日起生效。

第十八条其他约定事项：

采购合同

1、电缆进场后按国家相关标准进行检测，检测费用由出卖人承担。

2、供货数量为暂定量，具体量以买受人在施工过程中的要求为准，最终按实结算。出卖人投标报价

中已包含由此发生的运输费用。

3、货物单价为固定单价，不因任何原因而调整。

4、出卖人提供的电缆是全新的未使用过的。电缆不允许有接头。电缆应持有国家归口管理部门核发

的生产许可证，并有南京市、江宁区等相关政府进网许可证。

5、出卖人应负责指导电缆安装、敷设、试验等技术服务工作。

6、多芯电缆要求分色，其分色按国家标准(黄、绿、红、蓝、黑)双色。

7、电缆的封端应严密。

8、出卖人生产货物时以每号建筑为单位，不可将同种型号规格的电缆合为一根。

9、货物运至现场后，出卖人负责免费将货物卸至买受人指定的地点。

10、招标文件、投标文件、对投标文件的书面澄清等均作为合同附件，是合同不可缺少的一部分。

出卖人买受人鉴（公）证意见：

出卖人（章）： 买受人（章）：

住所：住所：

法定代表人：法定代表人：

委托人：委托人：

电话：电话：

传真：传真：

开户银行：开户银行：鉴（公）证机关（章）

帐号：帐号：经办人：

邮政编码：邮政编码：年月日

签订时间：签订时间：

采购合同

附件:

使用部位：

1 号建筑

序号 材料名称 型号规格 单位 数量 单价 合价

--------------------------------------------

1 铠装铜芯交联电力电缆YJV22-0.6/1KV-4*120+70 米933 225 209925

2 铠装铜芯交联电力电缆YJV22-0.6/1KV-4*70+35 米605 130 78650

3 铠装铜芯交联电力电缆YJV22-0.6/1KV-4*50+25 米823 92 75716

4 铠装铜芯交联电力电缆YJV22-0.6/1KV-4*25+16 米360 51 18360

5 阻燃电力电缆ZR-YJV -0.6/1KV-4*35+16 米40 70 2800

6 阻燃电力电缆ZR-YJV -0.6/1KV-5*4 米49 20 980

7 阻燃电力电缆ZR-YJV -0.6/1KV-5*2.5 米41 8 328

8 铜芯电力电缆VV-0.6/1KV-4*35+16 米72 65 4680

9 铜芯电力电缆VV-0.6/1KV-4*25+16 米221 50 11050

10 铜芯电力电缆VV-0.6/1KV-5*16 米46 36 1656

11 铜芯电力电缆VV-0.6/1KV-5*10 米147 23 3381

12 铜芯电力电缆VV-0.6/1KV-5*6 米67 20 1340

13 铜芯电力电缆VV-0.6/1KV-5*4 米88 15 1320

14 铜芯电力电缆VV-0.6/1KV-3*4 米29 10 290

15 铜芯电力电缆VV-0.6/1KV-5*2.5 米147 8 1176

16 铜芯电力电缆VV-0.6/1KV-4*2.5 米59 10 590

17 铠装铜芯控制电缆KVV22-22*2.5 米750 27 20xx0

18 铠装铜芯控制电缆KVV22-26*2.5 米320 31 9920

19 铠装铜芯控制电缆KVV22-38*2.5 米500 49 24500

20 铠装铜芯控制电缆KVV22-2*4 米1910 6 11460

21 阻燃铜芯双绞线ZR-RVS-2*2.5 米9400 2.5 23500

22 阻燃铜芯双绞线ZR-RVS-2*1.5 米22560 1.5 33840

合计 535712

使用部位：2 号建筑

序号 名称 型号规格 单位 数量 单价 合价

--------------------------------------

1 铜芯电力交联电力电缆 YJV-0.6/1KV

4*185+95 米 140 320 44800

4*150+70 米 710 250 177500

4*120+70 米 265 214 56710

4*35+16 米 250 62 15500

4*25+16 米 100 48 4800

采购合同

铜芯铠装交联电力电

2 缆 YJV22-0.6/1KV

YJV22-4*185+95 米 160 330 52800

YJV22-4*150+70 米 180 270 48600

YJV22-4*120+70 米 150 220 33000

YJV22-4*70+35 米 180 130 23400

YJV22-5*16 米 170 43 7310

3 阻燃铜芯电力电缆ZR-YJV-0.6/1KV

4*35+16 米 250 70 17500

4 阻燃铜芯电力电缆 ZR-YJV-0.6/1KV

3*2.5 米 1900 4.6 8740

4*120+70 米 50 230 11500

4*70+35 米 220 123 27060

4*50+25 米 230 86 19780

4*35+16 米 100 70 7000

4*25+16 米 150 50 7500

4*95 米 120 145 17400

4*50 米 250 70 17500

4*25 米 200 45 9000

4*4 米 50 12 600

4*2.5 米 50 10 500

5*16 米 150 36 5400

5*10 米 1200 25 30000

5*6 米 1100 16.6 18260

5*4 米 900 11.5 10350

5*2.5 米 2800 8 22400

5*1.5 米 50 8 400

5*1.0 米 450 6 2700

5 阻燃铜芯屏蔽控制电

缆 WL-KVVP-3*1.0 米 2400

5.7 13680

WL-KVVP-5*1.0 米 1500 7 10500

WL-KVVP-10*1.0 米 400 12 4800

6 阻燃铜芯控制电缆 ZR-KVV-3*1.0 米 2500 2.6 6500

ZR-KVV-5*1.0 米 900 3.5 3150

ZR-KVV-7*1.0 米 400 4.5 1800

ZR-KVV-4*1.0 米 100 4 400

7 阻燃铜芯屏蔽控制电

缆 ZR-KVVP-3*1.0 米 1200

4.8 5760

合计 744600

使用部位： 3号建筑

序

号

材料名称型号规格单位数量单价合价

铠装铜芯电力电缆

YJV22-0.6/1KV

4*120+70

米 285 225 64125

铠装铜芯电力电缆 YJV22-0.6/1KV 4*95+50 米 422 185 78070

铠装铜芯电力电缆 YJV22-0.6/1KV 4*25+16 米 153 51 7803

铠装铜芯电力电缆 YJV22-0.6/1KV 5*10 米 251 30 7530

阻燃铜芯电力电缆 ZR-YJV0.6/1KV-4*95+50 米 65 180 11700

第 4 页共 6 页

采购合同

6 阻燃铜芯电力电缆 ZR-YJV0.6/1KV -4*50+25 米 105 86 9030

7 阻燃铜芯电力电缆 ZR-YJV0.6/1KV -4*35+16 米 246 70 17220

8 阻燃铜芯电力电缆 ZR-YJV0.6/1KV -4*25+16 米 115 50 5750

9 阻燃铜芯电力电缆 ZR-YJV0.6/1KV -5*16 米 104 36 3744

10 阻燃铜芯电力电缆 ZR-YJV0.6/1KV -5*10 米 312 25 7800

11 阻燃铜芯电力电缆 ZR-YJV0.6/1KV -5*6 米 263 16.6 4365.8

12 阻燃铜芯电力电缆 ZR-YJV0.6/1KV -5*4 米 207 11.5 2380.5

13 阻燃铜芯电力电缆 ZR-YJV0.6/1KV -5*2.5 米 414 8 331214 阻燃铜芯电力电缆 ZR-YJV0.6/1KV -4*2.5 米 725 10 7250

15 阻燃铜芯电力电缆 ZR-YJV0.6/1KV -3*2.5 米 173 5 865

16 阻燃铜芯电力电缆 ZR-YJV0.6/1KV -2*4 米 30 7 210

17 控制电缆 KVV-5*1.0 米 150 4 600

18 KVV-3*1.0 米 190 3 570

19 阻燃屏蔽控制电缆 ZR-KVVP-10*1.0 米 305 11 3355

20 阻燃屏蔽控制电缆 ZR-KVVP-7*1.0 米 516 7.5 3870

21 阻燃屏蔽控制电缆 ZR-KVVP-5*1.0 米 129 7 903

22 阻燃屏蔽控制电缆 ZR-KVVP-4*1.0 米 222 6 1332

23 阻燃屏蔽控制电缆 ZR-KVVP-3*1.0 米 691 5 3455

合计 245240.3

使用部位： 4 号建筑

序号 材料名称 型号规格 单位 数量 单价 合价

------------------------------------------

1 铠装铜芯电力电缆YJV22-8.7/10KV-3*185 米 140 280 39200

2 铜芯交联聚氯乙烯电力电缆YJV-0.6/1KV 4*185+95 米 81 320 25920

3 铜芯交联聚氯乙烯电力电缆YJV-0.6/1KV 4*25+16 米 70 48 3360

4 铜芯塑料电力电缆VV-0.6/1KV 4*95+50 米 62 170 10540

5 铜芯塑料电力电缆VV-0.6/1KV 3*35+16 米 112 49 5488

6 铜芯塑料电力电缆VV-0.6/1KV 3*35 米 112 40 4480

7 铜芯塑料电力电缆VV-0.6/1KV 4*25+16 米 142 45.5 6461

8 铜芯塑料电力电缆VV-0.6/1KV 3*25+16 米 217 36 7812

9 铜芯塑料电力电缆VV-0.6/1KV 3*25 米 308 30 9240

10 铜芯塑料电力电缆VV-0.6/1KV 5*16 米 56 36 20xx

11 铜芯塑料电力电缆VV-0.6/1KV 4*10 米 208 18 3744

12 铜芯塑料电力电缆VV-0.6/1KV 5*2.5 米 139 8 1112

13 铜芯塑料电力电缆VV-0.6/1KV 4*2.5 米 172 10 1720

14 铜芯塑料电力电缆VV-0.6/1KV 3*2.5 米 113 5 565

15 铜芯塑料绝缘控制电缆KVV-7*1 米 341 4 1364

16 铜芯塑料绝缘控制电缆KVV-4*1 米 89 5 445

17 铜芯塑料绝缘控制电缆KVV-3*1 米 147 3 441

18 铜芯塑料绝缘屏蔽控制电缆KVVP-5*1 米 132 6 792

19 铜芯塑料绝缘屏蔽控制电缆KVVP-4*1 米 270 5 1350

20 铜芯塑料绝缘屏蔽控制电缆KVVP-3*1 米 512 5 2560

合计

128610

使用部位：

5 号建筑

序号 材料名称 型号规格 单位 数量 单价 合价

----------------------------------------------

1 铠装铜芯交联电力电缆YJV22-0.6/1KV-5*16 米 155 43 6665

2 铠装铜芯交联电力电缆YJV22-0.6/1KV-4*150+70 米 235 270 63450

3 铠装铜芯交联电力电缆YJV22-0.6/1KV-4*35+16 米 235 68 15980

4 铠装铜芯交联电力电缆YJV22-0.6/1KV-4*25+16 米 310 51 15810

5 铜芯交联电力电缆YJV-0.6/1KV 5*10 米 225 24 5400

6 铜芯交联电力电缆YJV-0.6/1KV 5*6 米 51 20 1020

7 控制电缆KVVP-10*1.0 米 56 15 840

8 控制电缆KVVP-7*1.0 米 154 8 1232

9 控制电缆KVVP-4*1.0 米 38 7 266

10 控制电缆KVVP-3*1.0 米 428 6.5 2782

合计 113445

使用部位：

6 号建筑

序号 材料名称 型号规格 单位 数量 单价 合价

---------------------------------------------

1 铠装铜芯交联铜芯电力电缆YJV22-0.6/1KV-4*120+70 米 640 225 144000

2 铠装铜芯交联铜芯电力电缆YJV22-0.6/1KV-5*10 米 330 35 11550

3 阻燃型铜芯塑料电缆ZR-VV-0.6/1KV-3*35+16 米 45 50 2250

4 阻燃型铜芯塑料电缆ZR-VV-0.6/1KV-3*35 米 45 46 2070

5 阻燃型铜芯塑料电缆ZR-VV-0.6/1KV-4*16 米 55 30 1650

6 控制电缆KVV-4*1.5 米 50 8 400

合计 161920

使用部位： 14 号建筑

序号 材料名称 型号规格 单位 数量 单价 合价

---------------------------------------------

篇3

关键词：并用电力电缆 安全载流量

中图分类号：TM247

2010年8月3日，河南省巩义市一座用户变电站的10KV馈线电缆发生爆裂，经检查发现，是一条240mm2的电缆爆裂引发了此次事故。为什么会发生此次事故呢，原来该电缆所带的负荷为本厂的热轧生产线，近期由于该生产线增容，负荷增大，厂家为了节省投资，在原来240mm2的电缆上并了一条70mm2电缆，经计算二根电缆并用安全载流量是610A，而热轧生产线的最大负载电流为550A，按照I≥Izmax的原则，这样运行应该是安全可靠的。但是，他们忽略了电缆是有电阻的，因为多并电缆连接时，由于阻抗的不同，会造成多并电缆的电流分配不平衡，从而导致了240mm2电缆负载过大而爆裂。

电缆电阻的计算

电缆的直流标准电阻可以按照下式进行计算：

式中：R20――电缆在20℃时的直流标准电阻（Ω/km）

n――芯线数；

K1――芯线扭绞率，约0.02-0.03；

K2――多芯电缆的扭绞率，约0.01-0.02。

任一温度下每千米长电缆实际交流电阻为：

式中：a1――电阻在t℃时的温度系数；

按照电缆电阻的计算方法，将不同标称截面的电阻值计算如下：

标称截面（mm2）

增容以后，热轧生产线负荷电流为550A，现有电缆为240mm2三芯铝芯电缆，查表二知其安全载流量为415A，电缆将超载运行，存在不安全隐患，为了保证供电正常，该企业打算并另外一根电缆进行分流，以保证正常供电。

那么，这根电缆该如何选择呢？该企业进行了简单的计算：由于两条电缆平行敷设时，电缆的安全载流量会发生变化，两条并用时，其安全载流量应该为原载流量的0.92倍。则此时240mm2铝芯电缆的安全载流量为382A。70mm2的安全载流量为180A，按照I≥Izmax的原则再并一根70mm2的电缆就可以保证安全运行。

按照表一可以计算出电缆的阻抗模值，在不计并列电缆的接触电阻的情况下，将并列电缆理解为两阻抗并联，计算出电流分配值。

当热轧生产线并一70mm2的三芯铝芯电缆时：

不难看出240mm2的电缆还是在过载运行。

结束语

在平时的工作中，我们经常会忽视电缆并行敷设时的相互影响，忽视电缆的阻抗情况，而简单的根据安全载流量进行电缆的选择，根据上例，可以看出，简单的按照经验来选择并用电缆是不可行的。

必须考虑到其阻抗及电缆间的相互影响进行科学计算后，方可进行选择。

也就是说，在两电缆并列运行时，选择电缆的载流量必须满足以下条件：

而且还必须满足：I选择fh

其中：I选择fh――并用以后所选择的电缆的负荷电流；

I选择――所选择的电缆的额定载流量；

I已有fh――并用以后已有的电缆的负荷电流；

I已有――已有的电缆的额定载流量。

经计算，如果与原240mm2铝芯电缆并一根95mm2铝芯电缆就可保证安全运行。

参考文献

篇4

关键词：接地；接地系统；降阻

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2012）17－0036－01

接地装置就是包括引线在内的埋设在地中的一个或一组金属体（包括水平埋设或垂直埋设的接地极、金属构架、金属管道、钢筋混凝土构筑物基础及金属设备等），或由金属导体组成的金属网，其功能是用来泄放故障电流、雷电流或其他冲击电流，稳定电位。而接地系统则是指包括发变电所接地装置、电缆接地、中性线接地及二次系统接地在内的系统。

1 接地方式

根据电力供应行业标准DL/T 620－1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的要求，3～35 kV交流电力系统可依据不同的情况选择以下接地方式：①不接地方式；②消弧线圈接地方式；③电阻接地方式。

变电所的接地装置应充分利用自然接地体，并敷设人工接地体，为了将变电所内各种不同用途和各种不同电压的电气设备接地，要求敷设一个总的接地装置，接地装置的接地电阻应满足其中接地电阻最小值的接地要求，接地电阻允许值R≤120/I，I是计算用的流经接地装置的入地短路电流，短路电流计算方法：

（1）对装有消弧线圈的发电厂、变电所或电力设备的接地装置，计算电流等于该厂、所内接在同一电力网各消弧线圈额定电流总和的1.25倍。

（2）对不装消弧线圈的发电厂、变电所或电力设备的接地装置，计算电流等于电力网中断开最大一台消弧线圈时的最大可能残余电流值。

2 接地系统的构成

一个装置或一个单体项目的接地系统由下列部分组成：

（1）为保证人员及设备的安全及正常运行，应将电气设备的某些部分与接地装置做良好的电气连接。接地系统设计包括工作接地、保护接地、过电压（内部及雷电）保护接地及防静电接地等几种方式。

（2）需进行工作接地的设备，如发电机、变压器及静电电容器组的中性点：电流互感器、电压互感器的二次线圈；避雷针、避雷带、避雷线、避雷网及保护间隙等。

（3）需做保护接地的设备金属外壳或支架，如电动机、变压器、电容器、电力电缆的金属外皮、电力线路的金属保护管及电缆支架等。

3 接地装置设计

3.1 水平接地体

变电所接地装置应敷设以水平接地体为主的人工接地体，降低接地电阻主要靠大面积水平接地体，它既有均压和减少接触电压、跨步电压的作用，又有较好的散流作用。水平均压带的平行间距一般按接地网面积大小，按5～10 m布置，接地网面积越大，

均压带的间距应越大。水平接地体的外缘应闭合，外缘各角应做成圆弧形，圆弧的半径不宜小于均压带间距的1/2，接地网的埋深一般0.6～0.8 m。在冻土地区应敷设在冻土层以下。

3.2 垂直接地体

冲击接地电阻是变电所接地装置的重要技术指标，接地体在冲击电流作用下的性能与在工频电流作用下不同，在冲击电流作用下的接地体呈现明显的电感元件，阻碍接地电流流向接地体远端。处于接地网内部的垂直接地体，由于水平接地网的屏蔽效应，其对于降低接地电阻影响甚小，处于接地网边缘的垂直接地体，由于接地网的屏蔽效应相应减少，其对于接地网散流有一定帮助。变电所接地装置应敷设必要的垂直接地体，接地网内位于引流点的垂直接地体可有效改善接地装置的冲击特性，接地装置应在避雷器、建筑物顶避雷带及场区避雷针接入，主接地网引流点处敷设若干垂直接地体。

4 降阻措施

4.1 水平外延接地

应尽量采用水平放射方式。因为水平放射施工费用低，不但可降低工频接地电阻，还可降低冲击接地电阻，起到有效的防雷作用。

4.2 深埋式接地极

在地下水位较丰富及地下水位较高（地下较深处的土壤电阻率较低）的地方，可用坚井式或深埋式接地极，具有不易受外力破坏、不易氧化锈蚀和钢材消耗量小等优点。

4.3 爆破接地技术

基本原理是用钻机垂直钻孔几十米，在孔中布置接地电极，然后沿孔每隔一定的距离安放一定量的炸药来进行爆破，将岩石爆裂、爆松，接着用压力机将调成浆状的物理降阻剂压入深孔及爆破制裂产生的缝隙中，通过降阻剂将地下巨大范围内的土壤内部沟通，加强接地电极与土壤、岩石的接触，从而达到较大幅度降低接地电阻的目的。

4.4 降阻剂

在高土壤电阻率地区，可在接地极周围敷设降阻剂，起到增大接地装置几何尺寸，从而降低接地体接地电阻和减小接地体与周围大地介质之间接触电阻的作用。

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关键词：高层；民用建筑；防火；供配电系统

中图分类号：TU97文献标识码： A

一、高层民用建筑电气火灾概述

根据国内各地的数据统计，用电设备及电气线路已成为高层建筑火灾的主要着火源，在我国电气引发的火灾在备类火灾中占有很高的比重。而建筑供配电系统中的短路、过载、接触不良等又是引发电气火灾的主要原因。本文通过对某大型高层民用建筑的供配电系统的电气设计中存在的问题分析，对改进高层民用建筑的供配电系统的电气设计以避免诱发电气火灾进行了一些探讨。

二、高层民用建筑用电负荷计算方法综述

1、需要系数法

（1）单台用电设备的计算负荷

根据《民用建筑电气设计规范》，单台用电设备的设备容量，即计算负荷与铭牌额定容量，计算负荷为；反复短时用电设备，如电焊机、电灯整流器等，是将铭牌暂载率JC下的额定容量进行相应比例的换算，或者考虑一定比例的损耗，然后计算负荷。

如电焊机的换算暂载率为时，计算负荷为

或者

式中，为电焊机铭牌额定功率（kVA）; 为的额定功率因数。

再如荧光灯镇流器有20%的损耗，于是，；高压水银灯10%的损耗同样如此。

对于需要考虑额定负荷时的效率的单台用电设备，如电动机，计算负荷为，为设备在额定负荷时的效率。

（2）多组用电设备的计算负荷

多组用电设备的计算负荷即为工作性质相同的各单组用电设备组的计算负荷之和。

其中，工作性质相同的用电设备组的单组计算负荷为，为改组用电设备的需要系数；将多个单组用电设备的计算负荷加权求和后，即可得到多组用电设备的计算负荷，大致即为整个建筑用电设备的计算负荷：

或

（3）低压母线和高压配电母线负荷

低压母线和高压配电母线负荷需要逐级进行计算，然而在各配电点之间存有变压器时，需要在配电点负荷基础上加入变压器损耗：Δ、Δ

2、二项式法

其中，为该组中容量最大的用电设备容量之和；为该组中所有用电设备的设备容量之和; c表示高负荷用电设备对平均负荷的参差值，b表示该组设备的平均用电负荷。

三、某大型高层公建供配电系统电气防火设计分析

1、工程概况

我们以某大型高层建筑为例，对其配电系统的电气防火设计进行了分析。该建筑总面积8万m2，地表17层，地下2层，其中地表1-3层为商业会议室、餐厅等，其余为客房；地下-1层为厨房、洗衣房、设备机房等商业服务功能，地下-2为地下车库。

（1）供电系统

我们将供电系统的用电负荷分为3级：

1级：包括楼宇自控系统、保安集成监控系统、电讯机房等弱电负荷设备；消防风机、消防电源、消防电梯和应急照明等消防用电设备；电梯及通道照明等。1级负荷由两路电源供电，末端互投。

2级：包括给排水泵、通风设备和工作生活区的照明和电源插座等。2级负荷采用独立的单回路供电。

3级：包括制冷制热设备等。3级负荷未采用特殊要求。

供电电压采用高压10KV，低压380V／220V。电动机和一般照明受电端电压允许偏差为5%~7%，应急照明为+5%，外部环境照明为-10%，其他无特殊要求的设备电压允许偏差为5%。建筑用电指标为105VA／m2，视在功率为105VA／m2×105000m2／1000=11025KVA。此外，建筑还采用电缆埋地引入方式，预留外部柴油发电机组自备电源。

（2）变配电

变电所由供电部门以电缆埋地方式引入两路10KV电源，单母线分段运行，电气联锁，采用上进上出线方式。

10KV侧母联开关手动切换，设4台2000KVA和2台1600KVA干式变压器，装设高压计量表，选用中置式手车配电柜，采用直流断路器操作，直流屏设于变配电室内；低压侧母联开关能自/手动切换，装设馈电回路计量表，选用抽屉配电柜，低压侧设置功率因数补偿，自动补偿0.95以上。

（3）动力系统

采用树干式、放射式供电方式；消防设备采用放射式供电、二路电源供电，末端自投。一般负荷电力电缆为阻燃型铜芯电缆，一级负荷电力电缆为耐火型铜芯电缆。干线电缆均应设置控温探头及探测器。

2、供配电系统电气设计用电负荷分析

该建筑供配电系统电气设计采用了单位面积功率法计算用电负荷，存在低估用电负荷等隐患。

单位面积功率法的相关公式为：，，和。其中，、、和分别是计算负荷、无功计算负荷、视在计算功率和计算电流；是负荷密度，单位W／m2或VA／m2；A 是建筑面积，单位m2；为用电设备额定电压，单位V。

根据对该建筑负荷密度及单位指标值、用电设备的需要系数等相关数据和事故动力配电系统的分析计算（图表、数据略），四个消防风机的供电回路（建筑面积分别为：600m2、400 m2、600 m2和300 m2）的计算负荷、、、分别为：46.0kW、30.6kW、46.0kW和25.3kW；无功计算负荷、、、分别为：42.3Kvar、28.7Kvar、42.3Kvar和21.9Kvar；视在计算功率、、、分别为：44.6kVA、32.8kVA、44.6kVA和23.6kVA；计算电流、、、分别为：31.0A、24.4A、31.0A和17.5A；断路器整定电流值分别为：40A、32A、40A和25A。

根据VV22型0.6／1kV聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套铜芯电力电缆载流量的标准要求，四个回路分别选用VV22型3+2芯的3×10+2×6、3×6+2×4、3×10+2×6和3×4+2×2.5规格电缆从表面上看是满足要求的。

然而，现在采用前文所叙述的需用系数法计算计算负荷后求得四个回路的有功计算负荷、、、分别为：47.3kW、32.3kW、47.3和27.1kW；无功计算负荷、、、分别为：43.4Kvar、30.4Kvar、43.4Kvar和23.7Kvar；视在计算功率、、、分别为：48.1kVA、34.5kVA、48.1kvA和25.7kVA；计算电流、、、分别为：61.1A、30.4A、61.3A和26.3A；断路器整定电流值应分别为：80A、40A、80A和32A。可见计算电流和断路器整定电流值均比用单位面积功率法算出的数值大，正确选用的四个回路的电缆型号应分别为VV22型3+2芯的3×16+2×10、3×10+2×6、3×16+2×10和3×6+2×4。

四、高层民用建筑供配电系统电气防火设计综述

1、供电系统

高层民用建筑中的负荷电源和配电设备必须供电可靠、耐火安全。正常供电时必须保证由两个独立电源供电，如果有条件，最好由来自两个不同的总降压变电所充当独立电源点供电。

我国许多高层民用建筑采用将柴油发电机组做应急备用电源，建议采用燃汽轮发电机，并将正常供电的独立电源点充作应急电源。燃汽轮发电机反应速度快，故障率低，体轻占地少，具有很好的发展前景。

为了保证对一级负荷别重要负荷的供电可靠性，尽量减少应急电源容量，不要将其他负荷接入应急电源系统。增加逆变器，将事故照明或指示标志的光源电流由蓄电池直流电变为交流电；高压配电系统最好全部采用电缆进线，单母线分段，自动切换，互为备用；动力负荷采用放射式供电，照明负荷采用母线槽配电，两者相互独立，不要共用干线；柴油发电机容量必须满足同时起动或同时使用某一个防火对象设置所关联的所有消防设备的要求，同时，为减少突加负荷时的电流冲击，即使采用消防设备的分时起动控制，建议也不要瞬时投入全部负荷的容量。

2、配变电所

高层民用建筑的冷冻机、空调设备、水泵、风机等设备具有很大的总负荷占比，一般会与配变电所一同设在地下层或首层。为证通风和散热效果，建议配变电所最好不要设在最底层，即使迫不得已，也尽量抬高变配电所地面。

高层民用建筑中建议采用放射式高压配电系统和干式气体绝缘或非咣液体绝缘的变压器。最好不要设置装有可燃性油的电气设备的配变电所，配变电所专用电源线最好采用断路器或负荷的进线开关，高压及低压母线采用单母线或分段单接线。

3、低压配电

为保证供电的可靠性，高层民用建筑的照明与电力负荷最好分成不同的配电系统，消防及其他防灾用电设备的配电自成体系。

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关键词 基本要求短路电流计算过电流保护速断保护过负荷保护

1、概述

基于电力在现代社会中的重要性，对电力维护显得格外重要。而对电力维护起重要作用的继电保护，则是电力系统能否正常工作的关键。继电设施的正常运转，技术运用与发展对电力系统的运行影响重大。加强对电力系统的安全维护至关重要，而继电保护是其中主要的保护手段之一。

继电保护和自动装置的设计应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据，并应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性四项基本要求。

2、工程实例：

本文以某工程10KV配电所为例，总结一下10KV配电系统继电保护整定值的计算方法。

已知总变电所短路电流计算结果，最大方式下10KV母线Imax=31.35KA，最小方式下10KV母线Imin=23.41KA。

首先，需要进行短路电流计算：

短路电流以100MVA为基准进行计算。

把系统短路电流折成标幺阻抗。

最大方式下，系统阻抗

X* min=Ij/I"max=5.5/31.35=0.175

最小方式下，系统阻抗

X* max=Ij/I"min=5.5/23.41=0.235

总变电所到10KV配电所电缆2(YJV-10-3x240)，长为500m。

查表10KV交联聚乙烯绝缘三芯电力电缆2(YJV-10-3x240)每千米阻抗为0.079，（因电缆电阻值太小在标幺值计算时可忽略不计故未列出）

Xl=X*l*Sj/U2 pl=0.079/2x0.5x100/10.52=0.018

短路点k1处，10kV配电所母线的三相短路电流值最大方式下I"max=Ij/X*min=5.5/(0.175+0.018)=28.5KA

最小方式下I"min=Ij/X*max=5.5/(0.235+0.018)=21.74KA

10/0.4kV 1600kVA变压器回路短路电流计算：

1600KVA变压器的阻抗标幺值

X*T= uk% Sj/100xSe=5.5/1.6=3.44

uk%:变压器阻抗电压百分值为5.5；

Se:变压器的额定容量为1600kVA

则最大方式下变压器支路的最小综合阻抗为：

X min.∑=X*s+Xl+X*T

=0.175+0.018+3.44=3.633

短路点k2处，变压器低压网络母线短路流过保护装置安装处的最大短路电流值：

I"max.b=Ij/X∑=5.5/3.633=1.51KA

最小方式下变压器支路的综合阻抗标幺值为：

X max.∑=X* s+Xl+X*T=0.235+0.018+3.44=3.693

短路点k2处，变压器低压网络母线短路流过保护装置安装处的最小短路电流值：

I"min b =Ij/X∑=5.5/3.693=1.49KA

下面进行保护整定计算：

(1)进线

a过电流保护定值计算

首先求出最大一台315kW电动机过负荷电流

Igh=KghIg.Xl=(Ig.xl-IMg.max)+Kq*IMg.max

=(1000-21.4)+7x21.4=1128.4A

保护装置动作电流

Iop.K=Kk*Kjx*Igh/(Kr*ni)

=1.2x1x1128.4/(0.85*200)=8A取Iop.K =8A，

Kk:可靠系数，用于过电流时DL和GL型继电器分别取1.2和1.3，用于电流速断保护时分别取1.2和1.5。用于单相接地保护时（无时限取4~5,有时限取1.5~2）。

Kjx:接线系数,接相电流取1;接相电流差取

Kr:继电器返回系数，取0.85

ni:电流互感器变比

保护装置按与母联断路器过流时限配合整定，经过1.5S动作于断路器跳闸。

b速断保护定值计算

保护装置二次动作电流

Iop.K=Kk*Kjx*I"2k3.max/ni

=1.2x1x28.5x103/200=171A

灵敏度效验

Ksen=I"1k2.min/Iop=0.866x21.74x103/171x200

=0.55

I"2k3.max：最大运行方式下配电所10kv母线三相短路时的最大短路电流

I"1k2.min:最小方式下配电所10kv母线两相短路时的最小短路电流

由于无时限电流速断保护不能满足灵敏系数要求，故应装设带时限电流速断保护。保护装置动作电流按满足照灵敏系数整定

Iop.K=I"1k2.min/2=0.866x21.74x103/200x2=47.1

整定值取47A

保护装置的动作时限，应较相邻元件的电流速断保护大一个时限阶段，一般大0.5~0.7S。故时间定值0.5S。

（2）母联分段断路器过电流保护计算

首先求出线路过负荷电流

Igh=Kgh*Ig.xl

=(Ig.xl-IMg.max)+Kq*IMg.max

=(604-22.7)+7x22.7=740.4A

保护装置二次动作电流

Iop.K =Kk*Kjx*Igh/(Kr*ni)

=1.2x1x740.4/(0.85*150)=7A取Idz.j=7A，

保护装置的动作时限，应较装设过电流保护的相邻元件过电流保护大一时限阶段，则 时间定值按1S整定。

（3）电动机以315KW电动机为例。电缆长400m。

a电流速断保护:应躲过电动机起动电流

Iop.k=Kk*Kjx*Kst*IrM/ ni

=1.4*1*1.0*7*21.4/10=20.97 A

Kst:电动机起动电流倍数

IrM:电动机额定电流

保护定值取Iop.k=21.5A.

保护装置一次定值Iop=21.5x10=215A

保护装置经0秒动作于断路器跳闸。

b.过负荷保护(动作于信号)：

保护装置的动作电流(应躲过电动机的额定电流)

Iop.k=Kk*Kjx *IrM/（Kr* ni）

=1.05*1*21.4/（0.85*10） =2.64 A

保护定值取Iop.k=2.8A

保护装置经9秒动作于信号。

c.低电压保护：

Uop.k=Kmin*Ur2=0.6*100=60 V

低电压保护装置二次定值取60V

当系统电压低于保护装置定值时，经0.5S动作于断路器跳闸。

d.单相接地保护

ICM=(95+1.44S)Ur*l/(2200+0.23S)

=(95+1.44x95)x10.5x0.4/(2200+0.23x95)

=0.438A

已知全厂电缆总长度40.69km

ICM=0.1Ur l=0.1x10.5x40.69=42.72A

S：电缆芯线的标称截面为95mm2

Ur:线路额定线电压，10.5kV

l:线路长度为0.4km

IC∑:因电网电容电流已超过30A，应经消弧线圈补偿，补偿采用过补偿，总单相接地电流按过补偿后剩余7A考虑。

ICM:电动机回路的电容电流，为0.438 A

电动机单相接地保护按满足灵敏度整定

Iop=(IC∑-ICM)/KLM=(7-0.438)/1.25 =5.25A式中：

IC∑:电网经消弧线圈补偿的总单相接地电流，为7A

ICM:电动机回路的电容电流，为0.438 A

KLM:为灵敏系数，按最小灵敏系数1.25计算；

取保护装置的一次动作电流Iop1=5A

（4）1600KVA变压器。

a.过流保护：

Iop.k=Kk*Kjx*Kgh*I1rT/（Kr* ni）

=1.2*1*1.5*92.38/（0.85*30）=6.52 A

I1rt:变压器高压侧额定电流，为92.38A

保护定值取Iop.k=6.6A.

保护时限取：t=0.5s 保护装置经0.5秒动作于断路器跳闸

b.速断保护：

保护装置的动作电流(应躲过低压侧短路时，流过保护装置安装处的最大短路电流)

Iop.k =Kk*Kjx* I"2k3max / ni

=1.3*1*1.51x103/30 =65.4 A

取保护装置的二次动作电流IopK=66A

保护装置的一次动作电流为Iop=66x30=1980A

保护装置灵敏系数校验(按系统最小运行方式下，保护装置安装处两相短路电流校验)

Ksen=I"1k2.min/Iop=0.866x21.74x103/66x30

=9.5>2 满足要求

保护装置经0秒动作于断路器跳闸

c.单相接地保护

零序电流互感器变比为30/5

单相接地保护按躲过最大不平衡电流整定

保护装置的一次动作电流

Iopk=Kkx0.25xI2rT/ni=1.2x0.25x92.38/6=4.6取5A

Kk:为可靠系数取 Kk=1.2

I2rT:变压器额定电流，为92.38A

保护装置经0.5S动作于断路器跳闸

4、总结

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关键词：变电站 电气 设计

中图分类号：TM721 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（b）-0124-01

1 变电站的主要设备介绍

变电站是电力分配、汇集及电压控制的关键，起到发电厂与客户端的中介作用，变电站的使用一般分为升压变电站和降压变电站，升压变电站一般在靠近发电厂一端，而降压变电站一般在降压一端，也就是靠近客户一端，本文主要分析降压变电站的设计，因此根据降压变电站的设计基本要求，主要设备为高压配电、变压器、低压配电组成。

变电站的主要任务是对机组进行启停，对电压进行调整、对设备和相关线路进行自动切换以及对相关设备进行监控，由于电气设备的作用不同，一般可分为一次设备和二次设备。

一次设备通常是电压变换、电力输送、电流分配和电能使用的设备。主要包括以下几点。

（1）发电机，它是电能生产的主要设备。

（2）断路器、隔离开关、负荷开关，熔断器、接触器等，是接通或断开电路的开关设备。

（3）电抗器和避雷器，是保护电器，限制故障电流和防御电压用的。

（4）裸导线和电缆，是用来载流导体。

（5）接地装置。

二次设备就是对一次设备和运行系统进行监测和保护的设备。主要包括以下几点。

（1）电压互感器和电流互感器，它们称为仪用互感器。

（2）电压表、电流表、电能表等用来测量的，统称为测量表计。

（3）继电自动保护装置。

（4）直流电源设备。

（5）操作电器、信号设备及控制电缆。

本文主要阐述的是变电站一次部分的设计，就是一次设备。

2 变电站的电气主接线介绍

变电站电气主接线是指高压电气设备通过连线组成的接收或者分配电能的电路，它是变电站接收、汇集和分配电能的电路器具，由变压器、开关电器、避雷器、母线和载流导体连接组成。

主接线主要的满足要求是：（1）应满足符合对供电可靠性的要求。（2）力求简单，运行操作灵活方便，并能避免运行人员的误操作和确保检修工作的安全。（3）建立在保证安全的基础上进行最经济运行。（4）主接线有升级可能性。

它的使用可靠性、操作灵活性和最经济的功效与整个电力系统是相辅相成的，在设计时必须注意电气设备的选择、如何布置配电装置以及继电保护系统方式有着密切联系，因此，主接线设计不仅是单项设备的设计，它是一个综合性的问题，它的实际要求必须与整个电力系统的发展休戚相关，必须重点分析变电站在整个系统的所处的位置、它们的性质区别、用电规模以及电气设备的特点等，这样才能做出符合要求且最经济使用的电气主接线。

3 变电站电气设计

变电站电气一次设计就是对变电站内电气一次设备的选型、布置、接线等进行设计，这就涉及到电力系统短路电流的计算、负荷计算、发电厂变电站或者输电线路、电力电缆通道的征地和路径等。变电站电气一次设计主要设计设备的电气原理图、电气元件选型和接线图。二次设计主要设计设备的电气元件在电气柜的摆放位置，怎么样方便合理接线。电流互感器是一种测量用的特殊的变压器，工作原理和变压器相同，都是利用电磁感应工作的，只不过用途不同。它有两个互相绝缘的线圈，套在一个闭合的铁芯柱上，在电路中与被测线路串联的线圈叫一次侧，与仪表相连的叫二次侧。

它的作用主要是变换电流，在发电和用电的不同情况下，线路上的电流大小不一，而且相当悬殊。有的线路只几安，有的线路有几千几万安，要直接测量这些大大小小的电流就得需要从几安到几万安的电流表，这样就给仪表制造带来了困难.另外有的电路是高压的，直接用电表测量线路的电流很危险，电流互感器就是用来解决这些问题的。

4 变压器电气部分设计发展

变电站电气发展已经过40、50年了，可以看到，变电站电气自动化设计还是初期的，只是增加了计算机管理功能，在设备配置上，如功能有CRT屏幕监视、数值的计算、自动巡检的打印功能和自动报表等。这些简单增加的计算机功能还是无法替代常规的监视功能，因此这些自动化方式只能算作计算机辅助管理。到了80年后，随着微型计算器技术的蓬勃发展，使变电站电气自动化有了进一步的加强，但此时的自动化管理还是没有使继电保护、故障录波等功能进行进一步提升，只是利用微型为控制中心加在原来PTV的基础上。进入20世纪90年代后，由于数字自动化技术的发展，才使变电站的综合技术得到了一个新的发展，我国的变压器电气自动化发展进入了一个全新的时代，使这项技术有了实质性的发展。

5 结语

在电力系统中非常重要的一个组成部分就是变电站，电力系统能否安全运行，很大程度取决于变电站的运行情况，因此，变电站的设计性能是非常重要的。变电站的主要任务是对机组进行启停、对电压进行负荷调整、对设备和相关线路进行自动切换以及对相关设备进行监控。随着我国经济的快速发展，电网改造越来越频繁，电网容量也在不断地扩大，结构逐渐的趋向于复杂化，对电网运行的可靠性要求越来越高。因此，随着计算机通信技术的快速发展，变电站应该实现与计算机信息的完全融合，以及网络通信技术为基础，实现变电站自动化系统管理，从而实现变电站电网的现代化管理，使变电站工作可以安全而有效地运行，这样不但可以节省人力、物力，同时还能够更好的实现经济效益及社会效益。

参考文献

[1] 袁有祥.变电站电气一次设计的问题及对策探究[J].科技创业家，2012（24）.

[2] 唐毅蛟.变电站电气一次主接地网的设计探讨[J].电源技术应用，2013（8）.

[3] 刘.浅谈变电站一次设备的设计与选择[J].数字技术与应用，2010（7）.

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【关键词】电气设计；高层；高压系统；低压系统；分项计量；绿色建筑

前言

高层商业建筑中的电气设计，它要求设计人员能熟练掌握各种建筑物及其各种设备、技术规格与空间尺寸等内容。现代建筑的风格趋向于多元化，楼层高、面积广且功能齐全。相应地，电气设计内容和项目也变得更为复杂。进行高层商业建筑电气设计时，还要考虑到其用电量大、使用电气设备量多、容易引发火灾隐患等特点，应把节能、防震和消防等因素融入到设计方案中。

一、 高层商业建筑电气设计的主要内容

1. 准确计算出电力负荷

电力负荷是供电设计中必不可少的组分。正确计算出负荷，挑选相应的设备，对整个设备的顺利、稳定运行有着非常重要的作用。针对高层建筑而言，其电力负荷的计算，通常有两种计算方法，它们分别为负荷密度法与需要系数法。

2. 认真选择供电电源及电压

为促进供电可靠性的进一步提升，现代高层建筑中一般会安装大于两个的独立电源，具体的数量会按照建筑的负荷大小及建筑物周边的电网条件来分析。虽然两路电源有着不同的运行方式，不过它们却可以同时进行供电，成为彼此的备用电源。此外，我们还应配置柴油发电机组，以备应急使用，且应确保其能自动恢复供电。

3. 合理设计高低压配电系统

（1）高压配电系统

现代高层建筑的供电方式，一般会采用两路电源，且它们彼此是独立存在的。高压往往使用单母线分段，可实现自动切换，两路电源还可互为备用。母线分段数目实际上要与电源进线回路数相同，电源进线大多会使用电缆进线。

（2）选择高供高计的计费方式

在低压处，应加增计费电度表。通过两部电价法的方式，使照明和动力间彼此隔开和分离。有些地方供电部门还会将空调设备用电归类在建筑物的照明计价系统中，并铺设总表与动力表。动力表中的部分被扣除后，总表中的其余均算作照明电费。

（3）采用高压系统与低压干线相结合的配电方式

通常，我们在设计高层商业建筑物的高压系统和低压干线的配电方式时，通常会用到放射式系统，而设计楼层配电则会使用与低压干线相关的混合式系统。现代很多高层建筑物中，竖井通常都会用到插接式的母线槽。

4. 选择相应的设备

（1）高压开关柜

对现代高层商业建筑而言，其变配电室一般是安装在主楼地下层。按照高层建筑地下室的设计要求，我们应优先选用那些具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。

（2）电力变压器

根据国家规定的防火等级及标准，主楼内不允许安装大容量的油浸电力变压器。

（3）低压配电屏

国内低压配电屏，多以抽屉式的结构出现。

（4）应急备用发电柜

以往我们的备用电源是柴油发电机组，以备应急之需。

5. 明确变电所的位置

现代高层商业建筑需要较大的用电量，在找准了变电所的具置后，我们应让高压入驻到负荷中心。这种方法能更好的节省电能，同时也能有效提升供电水平。

6. 电气照明设计

电气照明设计，通常包含下列几方面内容，即光源的选择、灯具造型的设计，找准灯具的具置，对眩光和调光进行控制，敷设照明配电线路等。现代高层商业建筑中，应优先选用光效较高的电光源，以达到更好的节能效果。

7. 防雷与接地

对于现代高层商业建筑而言，防雷设计中通常会沿用过去的简单、经济性较高的避雷方法。如使用钢筋混凝土剪力墙，能与楼板形成可靠的连接。接地电阻应选取其最小值，一般低于4Ω。虽然基础钢筋等也符合接地电阻的基本要求，不过我们在必要时也应设立人工接地体（水平方向），把重要的建筑物基础连结成接地网，以此来提高建筑的安全系数。

8. 消防自动报警与自动灭火系统

现代高层商业建筑中，火灾自动报警灭火系统大体分为火灾探测器、自动洒水灭火系统等多项内容。各个部分间相互配合，才能最终实现报警灭火自动化。

二、高层建筑电气设计实例分析

1、项目介绍

佛山某高层办公楼，地上28层，地下3层。工程总用地面积为10804.48 m2，总高度为129.8 m，建筑类别为一类超高层公共建筑。我们就该工程地上部分的电力系统、照明系统、防雷与接地系统，火灾自动报警系统等项目进行分析。

2 高、低压变配电系统

2.1 用电负荷统计

本工程为一类超高层建筑，所有消防用电为一级负荷（防火卷帘门，排烟风机，送风机，消防电梯，应急照明等）。商场的营业厅、门厅、公共楼梯和主要通道照明、客梯、生活水泵等用电负荷为一级负荷；商场的空调用电、手扶梯等用电负荷为二级负荷；其余均为三级负荷。

本建筑设有10KV高压进线及柴油发电机，可满足一、二级负荷的供电要求。

对水泵、风机、电梯等用电设备按其设备安装容量进行统计；对照明等设备的用电负荷按单位容量法进行统计；经负荷计算一级负荷总用电置为1934KW；二级负荷总用电量为5021kW。

2.2 供电电源及电压等级

本工程采用两路10kV电源供电。拟从不同的市电站各引一路10KV电缆至本工程地下一层变电所，采用电力电缆埋地入户，进户处采用镀锌钢管保护，保护管伸至室外电缆手孔井，室内引至高压开关柜。

为确保一、二级负荷供电的可靠性，设一台1000kW应急柴油发电机组一台。市电与发电机的自投切换开关加机械与电气联锁，防止倒供。市电失压后，2秒内自动启动应急发电机组，15秒内自动切换。

2.3 配电系统高压供电系统

10kV断路器采用真空断路器，额定短路分断能力为31.5kA，在10kV出线开关柜内装设氧化锌避雷器作为真空断路器的操作过电压保护。真空断路器选用弹簧储能操作机构，采用直流100V/65AH铅酸免维护电池柜作为操作、继电保护及信号的电源。变电所采用两路高压进线，高压母线为分段单母线。两段母线同设母联开关，平时分列运行。

2.4 低压配电系统

变压器低压侧采用单母线分段方式运行，平时两段母线分列运行，当其中一台变压器发生故障，进线开关分闸时，联络开关自动/手动合闸。主进开关与联络开关设电气联锁，任何情况下只能合其中的2个开关。正常工作电源和备用电源均由设于地下层的变配电所供给。380/220V系统采用TN-S制中性点固定接地系统，采用树干式与放射式相结合的配电方式。对消防设备等一类负荷配电的电力线路均采用取回路供电，在线路末端自动切换。

3 照明设计

3.1 光源

该工程设计的照明灯具全部采用高效节能灯具。

3.2 应急照明与疏散指示

变配电所、消防控制中心、弱电中心、（消防）水泵房、（消防）楼梯问、（合用）前室、大面积的办公场所、公共走道、大堂等场所设置应急照明，采用220V电源供电，应急时能迅速点亮的光源，采用现场控制开关。

在大空间用房、走廊、安全出口、楼梯间及其前室、电梯间及其前室、主要出入口等场所设置疏散指示。

3.3照明配电系统

办公照明采用母线由配电室以树干方式配电；应急照明、疏散指示照明等采用一路市电和一路发电机供电，采用NG-A（BTLY）-1kV电缆，并在末端互投。

3.4 导线选择及线路敷设

照明、插座分别由不同的支路供电。除注明外照明支路导线为WDZD-BYJ-3x2.5mm2穿SC20管敷设；插座支路导线为WDZD-BYJ-3x2.5mm2或WDZD-BYJ-3x4mm2穿SC20管敷设；所有插座支路（空调插座除外）均设剩余电流保护器；应急照明支路导线为WDZND-BYJ-4x2.5 mm2穿SC20管敷设。

4防雷措施

本工程按二类防雷建筑的要求设置避雷接地装置。建筑物电子信息系统雷电防护等级为D级。 建筑作总等电位电气接地，电气设备接地采用TN-S制。电气与防雷共用基础联合接地体，要求接地电阻小于1欧。30m高以上楼层，每二层利用建筑的圈梁的主筋（二条），通长焊接，并与引下线相连焊接，作均压环防侧面雷击。且30m高以上的金属门窗、金属栏杆等金属物体， 与就近的钧压环或引下线相连接， 以防雷电侧击。

5火灾自动报警系统

本工程为特级保护对象，按规范要求设置火灾自动报警系统，并设置消防水泵联动控制，消防控制中心设于地下一层，并能直通室外。

三、 结束语

高层办公楼建筑的多功能化和技术方面的复杂性，给做好电气设计工作带了一定困难。因此，电气设计工作者只有不断总结经验、深入研究，才能不断提高电气设计的技术水平。

参考文献

[1]《高层建筑防火设计规范》， GB50045-95（2005年版）

[2]《民用建筑电气设计规范》， JGJ 16-2008

[3]《建筑物防雷设计规范》， GB50057-2010

[4]《低压配电设计规范》， GB50054-2009

[5]《供配电系统设计规范》，GB50052-2011

[6]《民用建筑绿色设计规范》，JGJ-T2292010？

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关键词：变电站 一次设备 检修

一、电力状态检修的定义

状态检修的概念可以简单地概括为：在一次设备状态监测的基础之上，根据设备监测和分析诊断的结果，科学安排检修时间和项目的检修方式。它的含义包括：设备状态监测；设备诊断；检修决策。状态监测是状态检修的基础；设备诊断是以状态监测为依据，综合设备历史信息，利用神经网络、专家系统等技术来判断设备健康状况。

二、一次设备的状态检测技术

一次设备智能化是智能变电站的重要特征之一，IEC61850标准、《智能变电站技术导则》和《高压设备智能化技术导则》等标准的颁布实施对实现变电站一次设备状态监测具有重要指导意义。在线监测、故障诊断、实施维修整个一系列过程构成了电气设备状态检修工作的内涵。因此，积极发展和应用变电站设备在线监测系统的最终目的就是为了以状态检修取代目前的定期检修。状态检修完全替代定期检修的可能性探讨：定期检修存在两方面的不足：一是当设备存在着潜在的不安全因素时，因未到检修周期而不能及时排除隐患：二是当设备状态良好，但已到检修周期，就必须停电检修。检修时又缺少以往设备运行的状态记录，要检修的内容不明确，存在很大的盲目性，造成人力、物力和时间的浪费，检修效果也不好。状态检修是根据设备的运行状况进行检修，因此状态检修的前提是必须要作好状态监测。一直以来，传感技术、计算机技术和光纤等高新技术的发展和应用，使电力设备的状态监测和故障诊断技术得到迅速发展。许多发达国家也陆续研制了油中溶解气体在线监测系统，变压器、发电机和GIS等的局部放电、泄露电流的在线监测系统，这些技术得到了国际大电网会议的系统总结。近年来，随着光电技术的发展，许多国家相继研制出不同类型的在线监测装置，就促进了设备的状态监测和故障诊断技术的实施和有效发展。

三、状态检修信息系统的几个特点

（一）软件采用B/S结构，不同的用户具有不同的权限，对设备相关信息进行查询、修改等。

（二）可扩展的故障诊断知识库。

（三）通用的状态数据分析工具。

（四）采用量化的设备状态评价体系进行分析。

以往，我国还没有建立严格的变电站设备状态评价体制，按当时的DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》，设备要么合格、要么超标（不合格），显然仅仅把设备分为合格与不合格两种状态时，状态分析便无从谈起，所以应该建立量化的设备状态评价指标体系。

四、设备的状态检修

（一）变压器

1.渗漏油。变压器运行中渗漏油现象比较普遍，其外面闪闪发光或黏着黑色的液体就可能是漏油。小型变压器装在配电柜中，因为漏出的油流入配电柜下部的坑内，所以不易及时发现。渗漏主要原因是油箱与零部件联接处密封不良、焊件或铸件存在缺陷、运行中额外荷重或受到振动等。此外，内部故障也会使油温升高，油的体积膨胀，发生漏油。

2.引线部分的故障。引线部分故障主要有引线烧断、接线柱松动等。引线部分与接线柱连接松动，导致接触不良。引线之间焊接不牢，造成过热或开焊。

（二）高低压开关设备

1.断路器断路器常见的故障有：断路器拒动、断路器误动、断路器出现异常声响和严重过热、断路器分合闸中间态、断路器着火和断路器爆炸等。直流电压过低、过高，合闸接触器线圈极性接反或低电压不合格，远动回路故障及蓄电池容量不足，开关本体和合闸接触器卡滞，大轴窜动或销子脱落和操动机构等出现故障，都是造成断路器据动的原因。

2.隔离开关隔离开关载流接触面过热，由于隔离开关本身的特点和设计的局限，不少载流接触面的面积裕度较小，加上活动性接触环节多，容易发生接触不良现象。

（三）电流、电压互感器

1.电流互感器在工作运行时，因其二次阻抗很小，接近于短路状态，其铁芯的激磁电流趋于零，所以二次回路不带电压。如发现其有不寻常振动的响声和发热现象，应停止运行，进行检查处理。通常这种异响是由于电流互感器过负荷、二次侧开路以及内部绝缘损坏发生放电等造成的。此外，由于半导体漆涂刷得不均匀形成的内部电晕以及夹铁螺丝松动等也会使电流互感器产生较大音响。

2.电压互感器常见问题是回路断线，首先要根据继电保护和自动装置有关规定，退出有关保护，防止误动作：其次检查高、低压熔断器及自动开关是否正常，如熔断器熔断，查明原因立即更换。再次熔断时则应慎重处理：最后检查电压回路所有接头有无松动、断头现象，切换回路有无接触不良现象。

变电站一次设备状态检修绩效自评估主要采用分项和综合评分的方法，每年按变压器（含高压电抗器）、断路器（含GIS）、输电线路和其它变电设备（互感器、避雷器、隔离开关等）按状态评价的有效性、检修策略的正确性、计划实施、检修效果、检修效益进行分项评分；最后依据各分类权重计算出整体评估结果，计算方法见公式。S=0.1S 1+0.3S2+0.2S3+0.2S4+0.2S5其中：S1组织管理评估分值；S2变压器设备评估分值；S3断路器评估分值；S4电线路评估分值；S5其他变电设备评估分值。

五、状态检修实施效果评价

设备状态检修效果评价一般分为适时评价和年度评价，适时评价是指对实施的每项状态检修工作后所进行效果评价，年度评价是指对本年度状态检修工作的综合评价。适时评价是根据检修中发现的问题和检修结果，重新审视检修方案，检测方法、分析判断结果、作业工艺及流程进行总结评价，主要内容包括检修的技术评价、经济评价、设备检修后的状态评价、对同类设备的状态评价建议等年度评价主要状态检修效果进行综合分析、总结，应按照职责范围分级、分层次进行。评估内容应综合本年度设备状态评估结果、设备完好率、设备可用系数、设备事故率、供电可靠性、检修成本变化、设备状态信息变化趋势、设备检修报告、设备缺陷情况等各种因素，对本企业年度的状态检修工作进行全面、客观的评估，对今后的状态检修管理提出改进的意见和建议。

六、结束语

状态检修在变电站一次设备的应用，是变电站一次设备检修管理方面的一次技术性革命，通过状态检修及时了解设各运行的状态，使检修计划和决策更为科学性和合理性。但变电站一次设备状态检修也要在实际的应用中不断的完善，这就要求变电站一次设备人员在实践中不断发现问题和解决问题，使变电站一次设备状态检修工作更合理的开展，为电力系统的正常运行服务。

参考文献

[1] Q/GDW383-2009，智能变电站技术导则，国家电网公司[S]

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[关键词] 通信管道 规划原则 实施方法

通信管道是结合通信网的远期发展规划要求而建设的。设置地下通信管道，可以满足线路建设的随时扩容和提高线路建设的灵活性，提高线路网建设及维护的工作效率和确保通信线路的安全可靠性。通信管道具有周期长、投资大、建设难等特点。所以，对于通信管道规划，要从长远观点和全局考虑，既要超前规划，又要切实可行、经济合理，真正能够符合长期的客观实际发展的形势，满足用户需求。

1 通信管道规划的原则

（1）通信管道规划应以通信网络建设中远期滚动规划为依据，紧密结合城市建设规划及市政道路建设来进行，以确保管道规划的实效性。

（2）通信管道规划要按照工信部提出的“共建共享”的原则，充分考虑各运营商的发展需要而进行总体规划。

（3）通信管道规划应包括主干管道、支线管道、驻地网管道等规划和建设方案，形成主次分明的网格结构。

（4）应以“全面规划、分步实施”为方针，以“规模化、网络化”为目标，抓住一切城市改造和城市道路建设的机遇，先期进行近期急需建设管道的规划以及重点区域的规划，逐步提高城市道路管道覆盖率。

（5）在建设城市桥梁、隧道、高等级公路等建筑时，应同步建设通信管道或预留管道的位置，必要时，应进行管道特殊设计。

（6）对于新建开发区的管道规划，应充分了解开发区的各功能区的定位及发展方向，合理规划主干、分支、小区配线管道等的路由走向、位置、容量等。

（7）为了节省工程建设投资，避免重复挖掘道路，通信管道的建设应尽量与相关的市政建设项目同步进行。

2 通信管道规划的实施方法

管道规划包括城市道路管道规划、长途通信塑料管道规划、开发新区规划、住宅小区管道规划以及桥梁、隧道等特殊地段管道规划等。对于管道容量规划应按照满足用户终期发展的线缆容量一次敷设为原则，并按段落分析要求，分别计算管道容量，还应按照远期需要和合理的管群组合来做出各路段管道容量的规划。

2.1 通信管道规划前期

2.1.1 收集资料、现场调研和采集数据，进而熟悉、研究现有通信管网的现状。

（1）在进行通信管道规划之前，要注意收集所在地区的城镇建设各类规划图及资料。了解城市建设现状，城市的近期、中期建设规划；了解城市功能区域的具体规划；了解拟规划建设管道路由的地上、地下建筑情况等。在充分掌握各方面情况的基础上才能做好地下通信管道建设规划，并及时调整、修订管道建设规划。

（2）把所在地区原有通信缆线及通信管道分布情况了解清楚，并将各种用户对通信管道需求的统计数据及所在地区的通信管道网络在以往进行扩建或改建后的效果和不足之处进行汇总。

（3）要熟悉和研究传输网络现状。对现有管道的使用情况进行调查分析，以便在管道规划中设法利用及充分挖潜，并与今后新建管道如何配合衔接与互相支援；同时，要了解各路段管道连接情况和管孔占用情况，考虑是否需要增加、补充现有道路管道。

2.1.2 了解规划期内目标网络结构

要调查规划期内传输目标网结构，重点了解核心层、骨干层、汇聚层发展目标以及这些通信节点位置。了解这些信息，对于通信管道的走向及容量规划至关重要。另外要注意对智能化住宅小区需求的了解，因为智能化住宅小区的建设是今后城市建设中的主要发展方向。

2.2 管道路由选择原则

通信管道路由选择应遵循以下原则。

（1）根据市政建设道路规划要求及今后通信业务的发展，并充分考虑综合利用现有的管道资源，按市政规划要求选用通信管道建设路由。

（2）通信管道宜建在城市主要道路，但管道路由应尽量辟开城市主要街道的车行道及绿地；同时要尽量避开市政禁止挖掘的道路。高等级公路上的通信管道路由应按以下次序选择：中央分隔带下、路肩及边坡和路侧隔离栅以内。

（3）新建道路通信管道应与道路、给排水管、热力管、煤气管、电力电缆等市政设施统一规划，同步建设。

（4）通信管道应避免在已有规划而尚未成型，或虽已成型但土坡未沉实的道路上，以及流砂、翻浆地带修建。还应尽量避免与燃气管道、高压电力电缆在道路同侧建设，不可避免时，通信管道与其净距应满足规范要求。

（5）对于潜在电信业务用户较为集中的街道或终期管孔容量较大的宽阔道路上，当规划道路红线之间的距离等于或大于40m时，应充分考虑在道路两侧建设管道的可行性，当小于40m时，通信管道应建在用户较多的一侧、并适当增加预留过街管道，或根据具体情况进行建设。

（6）尽量避免在狭窄的道路上建设通信管道。在交通繁忙的街道建设管道时，应考虑在施工过程中有临时疏通行人及车辆的可能。

（7）管道的铺设位置，尽可能选择在人行道上或绿化地带，以减少对交通的影响，降低工程造价；选择在线缆需要引出较多的一侧，以减少穿越街道数量。与市政道路同期进行建设的管道，应考虑新建道路两侧的功能区构成，以便预留过街管道。

（8）应尽量避开流沙、土壤易沉降、电蚀和化学腐蚀地带。

2.3 通信管道管孔容量的确定

目前通信管道主要承载光缆。故管道管材一般宜选择外径为110mm的管材（5孔或7孔梅花管，或内径为100mmPVC管），或者选用硅芯管、内外纵纹管、微管等。考虑成本因素，钢管一般只用于过桥或者跨路地段。考虑到施工难易程度，水泥涵管只用在孔数多且需要穿越铁路或重要道路地段。

（1）进出局管孔配置的一般原则

进局管道段落孔数的计算方法。进局管道的管孔数量应为各个方向进入局所管道的总和。考虑进局管道是关键部位，应适当预留一些应变余量。

根据以上原则，建议对于核心机房：考虑3个方向进出局管道，总的出局管孔数不应少于24孔；骨干机房：考虑3个方向进出局管道，总的出局管孔数不少于18孔；汇聚机房：考虑2个方向进出局管道，城区每个方向管孔数不少于4孔，乡镇每个方向管孔数不少于2孔；一般基站：如具备建设管道条件，应考虑2个方向进局出管道，每个方向管道孔数不应少于2孔，以备将来扩容组网及提高网络安全性的需要。

（2）管孔容量配置的一般原则

由于省会/直辖市是各自的通讯枢纽中心，通信管道必须同时满足城域网、本地网及一级干线和二级干线光缆的建设要求，同时还要兼顾未来全业务的发展需要。因此市区主干道路规划建设4~6孔，市区次干道路规划建设2~4孔，市区一般道路按照需求建设2孔。

对于地级市，其通信管道主要满足城域网、本地网及二干干线光缆的建设要求，同时适度兼顾未来全业务的发展需要。因此市区主干道路管道规划建设为4孔，市区次干道路及一般道路管道规划建设为2孔。

对于县市城区、经济发达的重要乡镇，其主要道路管道规划建设为2～4孔，其余道路管道规划一般为2孔。

对于大型住宅小区（1000户以上）、大的企事业单位，应综合考虑其需求，合理规划管道方案，此区域内的主干管道一般按1～2孔考虑，接入部分按1孔考虑。

对于确需进行管道建设的国道、省道或乡道，一般考虑建设1～2孔，或考虑规划建设小口径塑料管（如硅芯管）管道，以达到节约投资的目的。

3 结束语