时间：2023-06-08 11:19:35
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电力电缆计算方法，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：XLPE电缆；线芯温度；热路模型；暂态线芯温度
中图分类号： TN911⁃34； TM247文献标识码： A文章编号： 1004⁃373X（2014）08⁃0009⁃03
Calculation method of XLPE cable conductor temperature
JIANG Xiao⁃Bing1，2
（1. College of Electrical Engineering， Changsha University of Science and Technology， Changsha 410004， China；
2. Changsha Power Co.， Ltd.， Hunan Huadian， Changsha 410203， China）
Abstract： To monitor the running state and improve the power supply reliability of XLPE cable， the calculation method of XLPE cable conductor temperature is researched in this paper. To simplify the analysis and calculation， the lumped parameter method is used to character each layer structure of the cable， the steady⁃state thermal circuit model of the lumped parameter is established according to the characteristics of short laying distance of the power distribution cable， and then the formula of conductor temperature and carrying capacity is derived. The effectiveness of the method is verified by experimental analysis. The calculation method of conductor temperature considering the transient process is discussed. It provided a reference for on⁃line monitoring of running status of the cable.
Keywords： XLPE cable； cable conductor temperature； thermal circuit model； transient conductor temperature
0引言
随着交联聚乙烯（XLPE）电力电缆在配电网中使用量的逐年增加，相应的诊断维护工作也越来越重要。线芯温度作为XLPE电缆的一个重要运行参数，是判断电缆运行状态及其实际载流量的重要依据[1]：正常运行时，电缆的线芯温度不超过交联聚乙烯的最高工作温度（[≤]90 ℃）；一旦过负荷，电缆线芯温度将急剧上升，从而加速绝缘老化甚至击穿。要准确掌握电缆的真实载流量也需要先计算电缆的线芯温度从而间接判断负载电流是否超过最大允许载流量。因此，从安全运行和电力系统调度的角度出发，都需要实时监测XLPE电缆的线芯温度。实际工程中直接测量XLPE电缆的线芯温度难以实现，需要建立合适的电缆热路模型并由外部温度推算求得线芯温度[2]。随着分布式光纤测温技术（DTS）的发展与推广，已有在高压XLPE电缆线路上应用光纤测温系统监测电缆护套温度的实例[3⁃4]，这无疑为计算电缆线芯温度，掌握电缆运行状态及其真实载流量创造了有利条件。
笔者以单芯XLPE电缆为研究对象，根据配电电缆敷设距离短的特点，采用集中参数法建立其稳态等效热路模型，并推导出线芯温度计算公式。同时对考虑暂态过程的电缆线芯温度计算方法进行讨论，为电缆运行状态的在线监测提供参考。
1电缆稳态线芯温度计算方法
所谓电缆稳态线芯温度即引起电缆温度变化的各种因素都已达到稳定状态且不会随时间发生变化时的电缆导体温度，此时不需考虑引起电缆各部分材料温度变化时产生的放、吸热过程。
1.1 线芯温度计算模型及方法
单芯XLPE电缆的一般结构如图1所示。
图1 单芯XLPE电缆典型结构
由图1可知，单芯XLPE电缆可分为导体、绝缘及内外屏蔽层、垫层、气隙层、金属护套层、外护层6层结构。建立电缆热路模型时，一般将各层热阻作分布式参数考虑，然后根据电缆热流场的欧姆定律来求解线芯温度[5]，这样便会给线芯温度的分析和计算带来较大困难。由于城市配电电缆的敷设距离较短，一般不超过3 km，因此可以运用集中参数法来表征XLPE电缆的热路模型，即将电缆以其几何中心为圆心，把绝缘及内外屏蔽层、垫层和气隙层、金属护套层和外护层分别用集中参数表示，这样便简化了电缆热路模型。集中参数法[6]的应用范围广泛，可以很好地描述配电电缆的结构参数、敷设条件、表面温度与线芯温度之间的换算关系。单芯XLPE电缆的集中参数等效热路模型如图2所示。
图2 单芯XLPE电缆等效热路模型
图2中：Tc为XLPE电缆线芯温度；Te为环境温度；T0为外护套温度；T1~T4分别为绝缘层（含内外屏蔽层）热阻、内垫层（含气隙）热阻、外护层（含金属护套）热阻、外界媒介（外部热源至电缆表面）热阻；Wd和Wc分别表示电缆单位长度的介质损耗和线芯损耗；λ1，λ2分别为金属护套和线芯损耗之比、铠装损耗与线芯损耗之比。
在已知XLPE电缆外护套温度与负载电流的情况下，根据集中参数热路等效模型可以推得线芯温度的计算公式为：
[Tc=T0+WcT1+(1+λ1)T2+(1+λ1+λ2)T3+Wd(0.5T1+T2+T3)]（1）
式中线芯损耗Wc和电缆导体交流电阻R相关，而R与线芯温度Tc有关，因此须由式（1）解出Tc来进行计算。
在已知线芯最高工作温度Tcmax的情况下[7]，可由式（1）推导出电缆的长期运行载流量Ia：
[Ia=（Tcmax-T0）-Wd（0.5T1+T2+T3）RT1+(1+λ1)T2+(1+λ1+λ2)T3] （2）
利用式（2）即可完成电缆载流能力的计算与预测。
1.2误差分析
在影响电缆温度变化因素不发生改变的情况下，上述计算方法计算出的电缆线芯温度与载流量误差主要取决于式（1）中各参数的精度。
式（1）中电缆外护套温度T0由测温装置测得，测量结果易受外界环境影响；各集中参数等效层热阻T与电缆各层热阻系数联系紧密，特别是垫层的厚度，需要充分考虑并选取合适的数值；导体损耗Wc=I2R，其中I为电缆负载电流，可准确测得，导体交流电阻R会随温度发生变化，应注意邻近效应和集肤效应的影响；介质损耗Wd相比于Wc相差3个数量级以上，因此其取值对计算结果影响较小；金属护套和铠装损耗因数λ1，λ2与敷设方式有关，常采用IEC60287标准[8]中的相应公式进行计算。
由上述分析可知，XLPE电缆的结构、敷设参数及实时监测量（负载电流、外护套温度）对结果均有较大影响，设值时应尽量接近实际值。
2实验分析
为验证该计算模型与方法的有效性，应用C#程序编写了相应的计算程序，并通过实验对一条长为400 m的110 kV XLPE电缆进行模拟实验运行。表1为电缆处于稳态时线芯温度与计算温度对比实验结果，表2为载流量计算结果与实测数据对比。
表1 线芯温度计算值与实测值对比
表2 载流量计算值与实测值对比
从表1和表2可以看出，运用此种线芯温度计算方法时，线芯温度计算值与实测值在90 ℃以下时最大误差不超过±3 ℃，电缆载流量计算值与实测值之间误差最大不超过3%，因此具有较高的精度。
3考虑暂态过程的电缆线芯温度计算
虽然上述计算方法精度较高，但其只能用于计算稳态下的电缆线芯温度与载流量，实际中电缆负载会随时间变化，特别是城市配电网的电缆线路，日负荷的变化很大，因而电缆外部热源的温度变化也很大[9]，所以大多数情况下需要考虑电缆线芯温度的暂态变化过程。
考虑暂态过程的电缆线芯温度计算非常复杂，电缆的等效热路模型中必须考虑电缆结构材料中热容的影响，式（1）中的介质损耗Wd和线芯损耗Wc也将变为时间函数，从而给计算带来很大困难。文献[9]根据电缆等效热路与电路在数学上的相似性，运用节点电压法先求解电缆稳态线芯温度，并在此基础上提出了电缆暂态线芯温度计算公式：
[T(t)=eAt+eAt0teAtEBQ(τ)dτ]（3）
式中A，B，T，Q都是影响电缆线芯温度变化的外部因素的矩阵形式，而且它们都是随时间变化的函数。文献[10]在得到电缆外皮温度的基础上，以“只考虑负载电流变化和只考虑表皮温度变化”两种情况进行电缆线芯暂态温度的公式递推，进而推导出XLPE电缆线芯暂态温度的完整叠加式：
[θcx=θw0+Δθc1n+Δθc2n+θcd]（4）
式中：θcx表示运行x个小时后的电缆线芯温度；θw0为初始测量时刻的电缆表皮温度；Δθc1n表示电缆运行n小时后（n[≤]x）的线芯温升；Δθc2n表示电缆运行n小时后（n[≤]x）的外护套温升；θcd为绝缘损耗引起的导体温升，可以看出电缆的暂态线芯温度为各个温升的叠加。文献[11]在完整演算电缆暂态热路模型的基础上，以“电缆表皮为等温面、绝缘层与导体具有相同热阻系数、仅考虑导体损耗和绝缘层损耗”三个假设条件对热路模型进行简化，并通过实验和误差分析验证了简化模型的有效性，简化后的模型将大大减少计算量。文献[12]则提出了基于电缆实际负载电流和表面温度的拉普拉斯动态热路模型，并通过实验研究和误差分析验证了该模型可满足电缆线芯温度的实时监测。从文献[9⁃12]可以看出，计算电缆暂态线芯温度是一个非常复杂的过程，但不管应用何种方法，都必须在得到电缆材料参数和结构参数以及电缆外护套温度或电缆的稳态线芯温度的情况下，通过不同理论和方法进行电缆暂态线芯温度计算公式的递推和推导。
4结语
为了掌握XLPE电缆的运行状态及其真实载流量，根据配电电缆的敷设特点分析了其暂态线芯温度计算公式，验证了计算方法的有效性，并对考虑暂态过程的电缆线芯温度计算方法进行了讨论，得到如下结论：
（1） 运用集中参数法表征配电电缆的稳态热路模型贴合实际，推导出的计算公式只需在监测到电缆表面温度的情况下就可反推求得电缆线芯温度。实验数据表明此种计算方法具有较高的精度。
（2） 电缆暂态线芯温度的计算非常复杂，且必须在得到电缆材料参数和结构参数以及电缆外护套温度或者电缆稳态线芯温度的情况下，通过不同理论方法进行暂态线芯温度计算公式的分析。
值得一提的是，XLPE电缆发生绝缘故障后通常会在故障部位伴随有温度异常升高的现象发生，因此已有相关学者[13]将电缆温度在线监测与绝缘监测联系起来，并试图通过试验说明两者之间的关系。这表明随着电缆测温技术的发展，也将为电缆绝缘在线监测提供了一种新的思路和方法。
参考文献
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【关键词】导线;电力电缆;导线截面;电流
一、引言
导线和电力电缆的选择是电力企业供电系统设计中的一个重要组成部分，由于其是构成供电网络的主要设备元件，电力输送只能依靠导线和电力电缆来进行。因此，在选择导线和电力电缆的截面时，就必须在满足供电输送能力的同时保证供电线路的运行安全。此外，导线和电力电缆生产所需的有色金属是国家经济建设需求量很大的原材料，因此，如何经济合理地选择导线和电力电缆的截面，对节约有色金属的使用具有重大的意义。
二、导线和电缆选择应具备的资料
导线和电缆的截面选择通常是趋向于最小可采用的截面。即减少导线和电缆的初始投资费用，这其中并不包括导线电缆的使用寿命等条件。为了选择合适的导线和电缆的截面，电力企业就要向电缆生产制造厂提供尽可能多的必要资料。
（一）系统额定电压
任意两根导体之间的工作平率电压的均方根值。
（二）三相系统的最高电压
在正常的运行条件下相间电压的最高均方根值。
（三）雷电过电压
（四）系统的运行频率
（五）导线和电缆的接地方式以及在中性点未有效接地的情况下，任意一次接地故障下的最大允许持续时间和年总持续时间
（六）最大额定电流
导线和电缆连续运行、周期运行及紧急运行或过载运行等情况下的额定电流。
（七）当发生短路时，电流的最大持续时间
三、导线和电力电缆截面的选择原则
为了保证供电系统的安全可靠及经济合理地运行，就必须按照选择导线和电力电缆截面安全、经济的原则进行。
（一）发热问题
由于电流具有的热效应，因此当电流通过量超过导线和电缆的允许电流时，就会出现导线和电缆发热的现象，加速绝缘导线和电缆的绝缘老化。
表1
此外，还会拉伸导线的距离加大电力电缆对地及交叉跨越的危险，甚至出现烧毁导线和电缆的问题，导致危险事故的发生。为了保证供电的安全性，在选择导线和电力电缆截面时，首先，必须要充分考虑到发热的问题。其次，导线和电缆长期通过的最大恒定的电流不能超过导线和电缆生产标准规定的允许值，就是要按照导线和电缆的允许通过量来选择截面。
（二）电压损失的问题
由于导线和电缆上有电阻和电抗的存在，当电流通过导线和电缆时，通常情况下除产生一定的电能损耗外，还会产生电压的损失，从而影响电压质量。电压损失超过一定范围后，就会造成用电设备的电压不足，影响用电设备的正常工作，损害用电设备。因此，为了保证用电设备的正常运行，在选择导线和电缆截面时，首先要考虑导线和电缆上的电压损失问题。其次，导线和电缆线路的电压损失不能超过国家相关规定，根据线路允许的电压损失来选择导线和电缆截面。
（三）经济运行问题
保证经济的运行主要体现在对高压线路和特大电流的低压线路上，应该按照规定的经济电流密度来选择导线和电缆的截面，使电能损耗降到最低。而对于长距离的输送的电缆来说，应该按最佳的经济截面来选择电缆的载流量，最大程度上的保证电缆的使用寿命周期。
（四）机械强度问题
在电力运输的架空线路中，为了尽量满足线路架设施工时的机械强度以及线路运行时遭受的风、雨、气温等外力变化的对线路造成的威胁，就要保证导线和电缆要有足够的机械强度，保证线路运行的安全性。如在10kV线路中最小截面不应小于16mm?。如表2所示为最小截面Smin 的值。
表2
（五）热稳定性的问题
为了减少电缆发生热稳定性故障的机率，在导线和电缆截面的选择时，就要保证导线和电缆在发生故障时按照热稳定性校验选择的截面必须大于热稳定性最小的截面。
四、选择导线和电力电缆截面的计算
为了保证输电线路的安全、可靠、经济地运行，在选择导线和电力电缆截面时，一方面要满足正常运行时的最高允许温度，另一方面要考虑到正常运行时的电压损耗、经济电流密度以及机械强度等。
（一）按发热条件的计算选择导线和电缆的截面
当电路通过导线时，就会产生电能损耗从而使导线发热。当导线温度过高时，就会导致绝缘体的损坏，从而引发事故。因此导线和电缆的发热温度不能超过规定的允许值，即允许的导线电缆的载流量Iyx不小于通过导线和电缆的最大负荷电流Ijs，用公式表示为：
Iyx≥Ijs
此外，还要考虑到导线和电缆的电流允许载流量与环境温度有关，因此，当架设地点的环境温度与导线和电缆的允许载流量对应的黄金温度不同时，导线和电缆的允许载流量应该乘以温度校正系数，即：
K=[（tyx-t0'）/（tyx-t0）]b
tyx指导线正常工作时的最高允许温度
t0指导线的允许载流量对应的环境温度
t0'指导线敷设地的实际环境温度
而在中性线截面的选择中，一般在正常情况下，中性线通过的电流都比较小，只是三相平衡电流零序电流，因此在选择时中性线截面不得小于相线截面的50%。即：
S0≥0.5Sφ
（二）按经济电流密度的计算选择导线和电缆截面
通常来说，导线和电缆的截面越大，电能的损耗就越小，相对应就是线路投资、后期维修管理费用等的增加。因此，从经济学的观点来看，导线和电缆就要选择一个经济合理的截面，既要保证电能损耗小，又要保证不过分增加线路投资及后期维修管理费用。
表3
如表3所示为导线和电缆经济密度的关系，而经济截面与电流密度的公式为：
Sji=Ijs/jji
Ijs指计算电流
（三）导线选择和电缆敷设地的环境温度
目前，通常用的电缆敷设方式主要有：穿钢管或塑料管敷设，直接埋入地下敷设，敷设于电缆地沟内，敷设于电缆隧道内，沿厂房或土建构筑物敷设。从技术上来将，敷设于电缆隧道内和敷设于电缆地沟内的方式是最佳的，因为便于电缆的施工、维护及检修。时间证明公用隧道的运行效果也是最好的，这达到减少了投资。避免反复开挖路面，耽误工期，但是高哦公用隧道的初期投资较大。相对而言，电缆地沟敷设和直接埋入地下敷设是最经济的方式，但是其不利于电缆的后期维护和检修。
表4
无论选择何种敷设方式，要保证导线和电缆的运行安全就必须要考虑敷设地的环境温度。首先，对架空输电线路来说，要计算出当地是十年来的最热月份最高气温平均值或十年以上的总平均值。其次，对电力电缆来说，若周围介质为空气，就要计算出十年来的昼夜平均空气温度中最高的三天及最低的一个昼夜平均温度或十年以上的昼夜平均值;若周围介质为土壤，就要计算出每年最热月份土壤的全月平均温度。最后，对绝缘导线来说，就要计算出十年来最热月的昼夜平均空气温度及月平均值或十年以上的平均值。表4所示为我国规定的经济电流密度。
五、结语
导线和电力电缆截面的选择直接影响了供电网络的投资费用以及电能损耗的大小。当导线和电力电缆的截面选小些时，可以减少供电网络建设的投资，但是却会造成电能损耗的增大;而当导线和电力电缆的截面选大些时，供电网络的投资就会增加，但是电能损耗就会减少。因此，使供电网络中导线和电缆找到一个最理想的截面使年运行费用要最小化，就必须按照我国规定的经济电流密度选择导线和电力电缆的截面。
参考文献
[1]黄恩才.关于导线和电力电缆截面的选择计算[J].林业科技情报，2010（03）.
[2]张明金.导线和电缆截面选择原则的探讨[J].中国现代教育装备，2007（11）.
[3]陈坚.按经济优先原则选择电力电缆的截面[J].科技咨询导报，2007（09）.
关键词：小区；供配电系统；设计
Abstract: in this paper, the residential electrical design of power supply and distribution system has carried on the simple analysis and elaboration.
Keywords: residential area; Power supply and distribution system; design
中图分类号：U223.5文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
一.设计说明
1.1 住宅小区基本情况
该住宅小区占地面积约73000平方米，共有建筑27座，其中高层住宅楼6座、多层住宅楼10座、写字楼4座，此外还有小区物业、泵房、热力交换站及车棚、地下车库等公共用电设施。
1.2 设计范围
按照市区供电部10kV及以下配电网络设计的规定，对于住宅小区配电工程，设计范围为：高压侧从市区公用10kV配电线路起，在接引10kV电源处设置明显断开点，低压侧至小区内各建筑低压用电计量装置上表位。
1.3 设计原则
随着我国城镇化建设的加速，各地的开发小区悄然兴起，以满足城市人口急剧膨胀的需求。小区的特点是占地面积大、人口集中。在供配电设计中，必须根据小区实际特点，采用多种供配电形式和方法以满足使用功能的要求，做到整体布局合理，给每个用户提供一个良好的用电环境。在实现安全可靠配电的同时，还要做到环境的美化，使整个小区的配电合理、适用、经济。
住宅小区的供电方案主要有：柱上变压器配电、独立配电室配电、箱式变电站配电三种。其中，柱上变压器配电方案投资小，但对小区环境影响较大，不易深入负荷中心。独立配电室配电方案需要一定面积的土建占地，增大了建设投资，对于本设计所选择的小区来说并不适宜。箱式变电站配电方案的特点是，体积小、占地小、外形美观，高压侧采用电缆引入，箱变位置可以随意选择，使得低压配电部分更加合理，提高了供电可靠性。因此，本设计考虑将住宅小区的主要供电模式定位为箱式变电站配电工程。
1.4 环境条件
1.当地年最高温度+40 C°，年最低温度-30 C°，年平均温度+10 C°。
2.覆冰-5mm，最大风速30m/S。
3.当地海拔高度800米。
2. 住宅小区负荷计算
2.1 供配电系统概述
随着国民生活水平的提高和房地产业的蓬勃发展，各地新建中高档住宅小区越来越多。准确计算出住宅小区的用电负荷，合理选择配变电设施，才能既满足小区居民现在及将来的用电需要，又能合理降低工程造价、节省投资。供配电系统设计要彻执行国家的技术经济政策，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。另外，供配电系统的还必须做统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。
2.2 负荷分级及供电要求
2.2.1 负荷分级的相关规范：
电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定：
1.符合下列情况之一时，应为一级负荷：
(1)中断供电将造成人身伤亡时。 (2)中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。
(3)中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。
在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。2.符合下列情况之一时，应为二级负荷：
(1)中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。
(2)中断供电将影响重要用电单位的正常工作。
3.不属于一级和二级负荷者应为三级负荷 。
2.2.2 本工程的负荷情况：
按我国有关规范规定，凡多层住宅用电均按三级负荷供电，而小区的配套设施如面积较大或带有空调系统的会所、商铺及地下停车库等则应根据《建筑防火设计规范》（GBJ 16-87）、《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116-98）、《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》（GB 50057-97）设置相应的消防设施，且上述消防设备应按二级负荷供电。为小区服务的保安系统、远程集中收费系统、电视、信息网络系统的负荷等级不应低于二级，即宜两路供电或地区供电条件困难时，二级负荷可由一路专用10 kV架空线路或电缆供电。本工程包含高层普通住宅、多层住宅、商铺、车库等，属于规范规定的二级负荷。
2.3 电源及高压供配电系统
本小区位于城市主城区，高压电源由附近10kV配网线路接引。近年来，为保证供电质量和供电可靠性，某些小区高压部分采用双电源的供电模式，但对于本设计中的小区来说，参考《城市电力网规划设计导则》有关规定，并不符合规定中重要用户的标准，因此，只允许接入一路高压电源。如有需要，可对电梯、消防设施自备应急电源，但应急电源与工作电源之间必须采取措施，防止并列运行对10kV供电网络造成反送电事故。应急电源的设置需经供电部门审查同意后方能接入。
小区南侧即为10kV高压架空线路，可直接在就近砼杆上引一路10kV电源，组立附杆1基，使用绝缘导线从线路主杆接引至附杆，再从附杆敷设高压电力电缆至小区内高压设备。
2.4 负荷计算
2.4.1 住宅小区住户照明用电负荷计算方法：
简单测算住宅小区住户照明用电负荷的方法可以有两种：
1.单位指标法
单位指标法确定计算负荷Pjs(适用于照明及家用电负荷)即： Pjs=∑Pei×Ni÷1000(kW)
式中Pei——单位用电指标，如：W/户(不同户型的用电指标不同)，由于地区用电水平差异，各地区应根据当地实际情况取用
Ni——单位数量，如户数(对应不同面积户型的户数)
应用以上方法计算负荷应乘以同时系数，即实际最大负荷(PM)。 PM=Pjs×η
式中η——同时系数，η值按照住户数量多寡不同取不同的数值：一般情况下，用户数量在25～100户时取0.6；用户数量在101～200户时取0.5；用户数量在200户以上时取0.35
2.单位面积法
按单位面积法计算负荷，在一定的面积区有一个标准，面积越大的区其负荷密度越小，其表达式为：PM=Ped×S×η
式中PM——实际最大负荷，kW S——小区总面积，m2
Ped——单位面积计算负荷，W/m2η——同时系数，取值范围同上
2.4.2 其它负荷计算方法：
根据以上两种方法求出照明及家用负荷后，还需考虑其它用电负荷。比如本小区还包括小区物业公司、泵房、热力交换站及车库、自行车棚等用电负荷；另外还有四座小高层，还应考虑电梯负荷；二次加压泵房负荷(供生活及消防用水)，以上诸负荷在计算住宅小区负荷中占比重较大的是照明及家用电负荷，而其出现最大值的时段为每天19：00～22：00，因而在计算小区的最大负荷时以19：00～22：00时段的照明及家用电负荷为基础，然后再叠加其它负荷。其它负荷计算方法为：
1.电梯：
PD=∑PDi×ηD。
式中PD——电梯实际最大总负荷，kW
PDi——单部电梯负荷，kW
ηD——多部电梯运行时的同时系数(取值范围见表2-1)
表2-1 电梯同时系数一览表
2.二次加压水泵：PMS=∑PSi×NSi
式中PMS——二次加压水泵最大运行方式下(开泵最多的方式)的实际最大负荷
PSi——各类水泵的单台最大负荷
NSi——最大运行方式下各类水泵的台数
3.物业楼：
PWM=PWS×ηW
式中PWM——物业楼在照明及家用电最大负荷时段实际最大负荷
PWS——物业楼设计最大负荷，kW
ηW——物业楼负荷、照明及家用电最大负荷的同时系数
4.路灯及公用照明：
按照路灯的盏数及每盏灯的瓦数进行累加计算。路灯负荷为PL(kW)。
5.住宅小区的综合最大负荷
P∑=PM+PD+PMS+PWM+PL(kW)
3. 住宅小区供配电措施
住宅小区供配电特点：住宅小区楼房林立，各栋楼房之间空间较大，供电面积较大，负荷点的离散性大，每台箱变供电范围有限，因此需用多台箱变才能满足用户负荷要求。
首先把开发小区根据单体建筑的布局和负荷容量进行分块，形成以箱变为中心的配电区域。每一台箱变置于区域的位置中心地带，向周边区采用电缆放射式配电（一般为6～10回路）。每一组区一般由5～8栋多层建筑组成。再由各建筑低压电缆分支箱敷设低压分支线缆至各单元内配电箱。除高层楼房内配电箱及多层楼房单元内电表箱有电表位置外其它均需加装低压电表计量箱。配电模式示意如图3-1：
图3-1配电模式示意
3.1. 箱式变的台数与容量、类型的选择
3.1.1 变压器的容量选择
电源采用现场一级变压，10 kV变0.4 kV(户外箱式变电站)。住宅小区负荷点多而分散，箱变分布在负荷中心，减小一次投入，降低运行成本，提高用户的用电质量。从站变到箱变的10 kV用电缆连接，各个箱变的容量由各进户单栋楼房的区域计算总负荷选定。
3.1.2 变压器的类型选择
目前国内10kV以下配网主要采用的变压器类型有：油浸式配电变压器S9系列配电变压器，S11系列配电变压器，卷铁心配电变压器，非晶合金铁心变压器，浸渍绝缘干式变压器和环氧树脂绝缘干式变压器。
非晶合金铁心变压器是新一代的配网变压器，主要优点是空载损耗低，其空载损耗值与同容量S9型变压器相比，可降低75%，节能效果明显。但价格较高、材料依赖进口，且并未完全推广开来。普遍设计还是使用S9系列油浸式配电变压器。由于采用油变容量在800kVA及以上时需加装瓦斯保护装置，使箱变的设计变得复杂、不易操作，也增加了安全隐患。因此，通常变压器容量在800kVA及以上时选择构简单，维护方便，又有防火、难燃等特点的环氧树脂绝缘干式变压器，
综上所述，本工程所使用的四台变压器型号分别为S9-630kVA 10/0.4kV，SCB10-800kVA 10/0.4kV，SCB10-1000kVA 10/0.4kV两台。
3.1.3 箱式变及内部设备的类型选择
国内配网主要应用的箱式变有两类：美式箱变、欧式箱变。
美式箱变是高压开关与变压器共箱结构的小型化预装式变电站，它具有供电可靠、安装迅速、操作方便、造价低等优点，但共箱式箱变的变压器、柜体都不方便单独拆卸，不易检修。在实际应用中，主要用在建设空间不足、地域狭窄的位置。
欧式箱变为模块化结构布局，将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置三个不同的隔室内、通过电缆或母线来实现电气连接，所用高低压配电装置及变压器均为常规的定型产品。外形美观大方，内部操作空间较大，安装操作比较方便，易于后期检修维护，一般为商住小区配电工程的首选。本工程所选用的箱式变型号为：ZBW-12型
3.2 高、低压分线设备选择
3.2.1 高压电缆分支箱的选择
由上述内容可知，本小区共需安装箱式变四座，高压主进线为一路，因此高压电缆分支箱宜采用进线侧单开关型电缆分支箱。此类新型高压电缆分支箱为单元柜式，采用模块化复合绝缘柜，一体化充气SF6负荷开关，具有安全、易操作、进出线组合灵活的特点。因此本设计中高压电缆分支箱选用长度小、电缆排列清楚、三芯电缆接引不需交叉的欧式电缆分支箱。本设计高压电缆分支箱选择型号为：KDF-1K-1/5型
3.2.2低压电缆分支箱的选择
低压电缆分支箱采用DFW-0.4kV低压电缆分接箱，此类低压电缆分支箱的特点是：采用预制型电缆插器件，具有全绝缘、全密封、全防水、免维护、安全可靠。适合安装在住宅小区的环境中，位置通常选择安装在需要分支进线电缆的楼房侧面散水上，结构紧凑、体积较小，既不会影响住宅小区的美观环境，也不会影响小区内正常交通。
3.3. 高、低压电缆类型及截面型号选择
3.3.1 低压电缆配置原则
电缆路径的选择应符合下列要求：
1.应避免电缆遭受机械性外力、过热、腐蚀等危害；
2.应便于敷设、维护；
3.应避开场地规划中的施工用地或建设用地；
4.应在满足安全条件下，使电缆路径最短。
在住宅小区配电工程中，电缆主要采用直埋式敷设方式，缆外皮至地面的深度不应小于0．7m，并应在电缆上下分别均匀铺设100mm厚的细砂或软土，并覆盖建筑用砖作为保护层。电缆路径穿越小区主干道等可能有机动车行经的道路时，需穿铸铁保护管敷设。
10kV降压变压器的供电半径通常设计值不大于500米，由箱变出线的低压主缆敷设至各用电建筑，有单元进线的则需在建筑物的外墙上明设低压电缆分支箱，与箱变的距离一般控制在30～200 m以内。低压电缆分支箱接箱至各栋电源箱的进户电缆控制在25～150 m以内，设计应考虑电缆路走捷径。
3.3.2 高压电缆的选择
高压电缆选用铝芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装氯乙烯护套电力电缆（YJLV22 6/10kV）。
交联聚乙烯绝缘电力电缆具有卓越的热—机械性能，优异的电气性能和耐化学腐蚀性能，还具有结构简单、重量轻、敷设不受落差限制等优点，是目前广泛用于城市电网、矿山和工厂的新颖电缆。交联聚乙烯绝缘电力电缆导体最高额定工作温度为90℃，比纸绝缘电缆、聚氯乙烯绝缘电缆、聚乙烯绝缘电缆均高，所以电缆的载流量也进一步提高。
3.3.3 高压电缆截面选择
依据3.1.2中变压器一次侧的额定电流，可以确定所要选的高压电缆截面型号：
630kVA变压器选用YJLV22-3×35高压电缆，800kVA变压器选用YJLV22-3×50高压电缆，1000kVA变压器选用YJLV22-3×50高压电缆，高压主进线选用YJLV22-3×150高压电缆。
3.3.4 低压电缆的选择
低压电力电缆采用铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆（YJV22 0.6/1kV ）。本工程中除自行车棚照明用电选用两芯电缆外，其余低压电缆均为四芯电缆。
3.3.5 低压电缆截面选择
低压电缆截面可根据负荷值的大小计算选择，依据有功功率计算公式：P=√3UIcosφ
根据第二章计算出的负荷值，代入上式得出各居民楼负荷电流值：I=P÷（√3UIcosφ）
再依据不同规格电缆载流量选择所需电缆截面，考虑低压电缆使用中热稳定影响以及线路长度造成的电压降的情况，实际使用的电缆截面选择必须在按需用电流的基础上增大一到二个型号的截面。
各住宅楼单元进线电缆选择：本小区多层住宅楼每单元每层为2户，每单元共12户，按单位指标法计算Pjs=Pei×Ni×η=4kW×12户×0.8=38.4kW，所需电流为I=P÷（√3UIcosφ）=68.64A，选YJV22 -4×25mm2型。自行车棚负荷主要为照明负荷，从低压电缆分支箱至车棚电表电源电缆选用YJV22 -2×10mm2型；地下车库负荷为三相四线，从低压电缆分支箱至车库电表电源电缆统一选用YJV22 -4×16mm2型；
小区商户一般为二层，平均面积在200平方米，依面积法计算单户负荷为：PM=Ped×S=80W/m2×200m2÷1000=16kW，所需电流为I=P÷（√3UIcosφ）=28.6A，从电缆分支箱至各商户低压电缆选用YJV22 -4×16mm2型。
4.防雷接地
4.1 电力设备防雷
在配电网络中，由于接地种类的不同，其保护接地方式、供电系统也有所不同。正确理解和推广使用几种低压保护接地方式及供电系统，对提高电网安全、可靠运行水平有着十分重要的意义。
4.2 低压配电系统的接地型式和基本要求
低压配电系统的接地形式可分为TN、TT、IT三种系统，其中TN系统又可分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种形式。
1.TN系统应符合下列基本要求：
(1)在TN系统中，配电变压器中性点应直接接地。所有电气设备的外露可导电部分应与配电变压器中性点相连接。
(2)保护导体或保护接地中性导体应在靠近配电变压器处接地，且应在进入建筑物处接地。
(3)保护导体上不应设置保护电器及隔离电器。
(4)保护导体单独敷设时，应与配电干线敷设在同一桥架上。
采用TN--C-S系统时，当保护导体与中性导体从某点分开后不应再合并，且中性导体不应再接地。
2.TT系统应符合下列基本要求：
(1)在TT系统中，配电变压器中性点应直接接地。电气设备外露可导电部分所连接的接地极不应与配电变压器中性点的接地极相连接。
(2)TT系统中，所有电气设备外露可导电部分宜采用保护导体与共用的接地网或保护接地母线、总接地端子相连。
3.IT系统应符合下列基本要求：
(1)在IT系统中，所有带电部分应对地绝缘或配电变压器中性点应通过足够大的阻抗接地。电气设备外露可导电部分可单独接地或成组的接地。
(2)电气设备的外露可导电部分应通过保护导体或保护接地母线、总接地端子与接地极连接。
(3)1T系统必须装设绝缘监视及接地故障报警或显示装置。
(4)在无特殊要求的情况下，IT系统不宜引出中性导体。
4.设计时应根据系统安全保护所具备的条件，并结合工程实际情况，确定系统接地形式。
4.3 接地种类
1.工作接地：为保证电力设备达到正常工作要求的接地，称为工作接地。中性点直接接地的电力系统中，变压器中性点接地，或发电机中性点接地。
2.保护接地：为保障人身安全、防止间接触电，将设备的外露可导电部分进行接地，称为保护接地。保护接地的形式有两种：一种是设备的外露可导电部分经各自的接地保护线分别直接接地；另一种是设备的外露可导电部分经公共的保护线接地。
3.重复接地：在中性线直接接地系统中，为确保保护安全可靠，除在变压器或发电机中性点处进行工作接地外，还在保护线其他地方进行必要的接地，称为重复接地。
4.保护接中性线：在380/220V低压系统中，由于中性点是直接接地的，通常又将电气设备的外壳与中性线相连，称为低压保护接中性线。
本工程中所使用的高、低压设备接地均选择保护接中性线方式，将接地装置与设备外壳连接实现接地保护。
4.4 接地装置
1.接地装置：
接地装置可使用自然接地体和人工接地体。在设计时，应首先充分利用自然接地体。
(1)自然接地：
在新建的大、中型建筑物中，都利用建筑物的构造钢筋作为自然接地。它们不但耐用、节省投资，而用电气性能良好。
(2)人工接地体：
人工接地体有两种基本型式：垂直接地体和水平接地体。垂直接地体多采用截面为50mm×50mm×4mm，长度为2500mm的角钢或圆钢；水平接地体多采用截面为40mm×4mm的扁钢。
2.接地电阻：
《电力设备接地设计技术规程》规定，低压中性点直接接地系统中，100kVA以上变压器接地电阻值≤4Ω。
本工程所使用的设备接地均为人工接地体接地，按设备基础设计图配套安装，箱式变及高压电缆分支箱的接地电阻值应控制在≤4Ω，低压电缆分支箱的接地电阻值≤10Ω。
5.总结
通过此开发小区的设计，使我们的设计理念有了更深层次的认识和提高。设计必须根据小区实际，符合其特点，采用多种供配电形式和方法，满足使用功能的要求，不但做到整体布局合理，在宏观上保持三相负荷分配基本平衡，而且在微观上要做到细致，给每个用户提供一个良好的用电环境。在实现安全可靠配电的同时，还要做到环境的美化，使整个小区的配电合理、适用、经济。
参考文献
1. 《民用建筑电气设计规范 JGJ16-2008》
2. 《低压配电设计规范GB50054-95》
3. 《电力工程设计手册》·电力工业部
4. 《电力设备接地设计技术规程》
5. 《电力工程电缆设计规范》
6. 《火灾自动报警系统设计规范GB 50116-98》
【关键词】高压单芯电缆；接地；电容分压；悬浮电压；外护套
随着我国社会经济的发展，城市建设的步伐加快，用电负荷也快速增加高压、超高压交联电缆正被越来越广泛的使用。但是目前国内高压交联电缆通常采用单芯电缆，在电缆的安装使用过程中亦发现不少问题，本文对一起110kV电缆在进行交接验收试验时外护套烧毁事故进行原因分析。
1 事故概况
2011年9月，河北省某码头110kV电缆进线工程，该电缆型号规格YJLW03―64/110kV―1*630mm2，双回路，穿管敷设，每回长度约1500米，分三段做中间接头，每段电缆长度约500米，均采用交叉互联接地。电缆敷设安装结束按要求进行交接试验，试验单位为某供电局修试所。试验过程中，将两个回路中C相电缆并联进行交流耐压试验，电压升到128kV并持续约15分钟时，现场人员发现1#接头井、2#接头井内冒出大量烟雾，随即停止试验。经检查，发现1#、2#接头井内多根电缆外护套不同程度烧毁，其中两个C相电缆大约2米长度外护套几乎全部烧光，与之相邻几根电缆由于被引燃，也存在不同程度的烧毁情况。同时在该电缆线路其他检修井内也发现两根C相电缆外护套表面有多个击穿点。
图1
2 原因分析
2.1 高压电缆结构
由于高压电缆导体截面大，绝缘层较厚，如果成缆后再加上填充及外护套，电缆整体外径及重量会非常大，不利于生产加工及运输，施工难度也会很大，故国内高压电缆普遍采用单芯结构，其主要构成包括导体、导体屏蔽、绝缘、绝缘屏蔽、缓冲阻水带、皱纹铝护套、非金属外护套（表面含半导电层），如图2所示
图2
2.2 高压电缆的接地方式
由图2可知，高压单芯电缆结构中，绝缘线芯外包覆有皱纹铝护套，铝护套一方面起径向阻水作用，另一方面在电缆正常运行时通过电容电流，当系统发生短路故障时为故障电流提供了回流通路。由于单芯高压电缆的特殊结构，当导体通过交变电流时，其产生的交变磁场与金属护套交链，在金属护套上会产生感应电压。该感应电压与电缆的长度、导体负荷电流、频率成正比关系，感应电压过高不仅会危及到人身的安全，还可能会击穿外护套绝缘。故此GB50127―2007《电力工程电缆设计规范》明确规定：交流单芯电缆线路正常感应电动势的最大值在未采取有效防止人员任意接触金属层的安全措施时，不得大于50V，其余情况不得大于300V。
为降低金属护套的感应电压，满足规范要求，同时避免单芯电缆金属护套两端接地时产生环流，不仅需要根据GB/T11017―2002《额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》及GB/Z18890―2002《额定电压220kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件》标准要求，敷设后电缆外护套需通过直流10kV/1分钟耐压试验，而且根据实际情况来合理选择不同的接地方式，通常有单端接地、中间接地、交叉互联接地。
2.3 高压电缆的悬浮电压
由2.2可知，高压单芯电缆导体通过交变电流时，如果选择正确的接地方式后，金属护套对地感应电压很低，最高不超过300V。但是一旦高压单芯电缆金属护套未接地或接地方式被破坏，造成金属护套两端出现未接地现象，金属护套对地的感应电压就会改变为极高的悬浮电压，引发事故。
2.3.1 悬浮电压的计算
电缆本身是容性负载，导体与金属护套（或金属屏蔽）可以看作电容的两个极。高压单芯电缆外护套表面均包含有半导电层，其主要作为电缆外护套绝缘试验的一个电极，电缆敷设安装后，其外护套表面半导电层与地（金属支架等）产生良好接触时，如果电缆金属护套不接地，此时导体与金属护套间、金属护套与地间形成一个串联的电容分压器，假设导体与金属护套间电容为Ca，金属护套与地之间电容为Cb，如果导体上施加电压为U，则金属护套上会产生Ca、Cb对U的分压U悬浮，且每一点的电位相等，即悬浮电压U悬浮。于是有
（式1）
式1计算公式。另外电缆外护套表面半导电层由于种种原因与地（金属支架）未接触或接触不良时，如果电缆金属护套不接地，此时除了Ca、Cb外，还有金属护套与地及周围环境之间的空气杂散电容C空，则金属护套上产生Ca、Cb、C空对U的分压U悬浮1，此时Cb、C空
（式2）
串联后再与Ca串联分压，如果将Cb、C空串联后的电容看作Cx，于是有式2计算公式。式1中Ca、Cb根据厂家提供电缆结构参数，由电缆电容计算公式式3求取，此时电容是定量，悬浮电压主要与导体施加电压成正比。式2中Cx的计算需要根据电缆敷设现场实际空间求取C空，此时电容是变量，计算比较复杂，而且C空与Cb串联后电容变小，式2条件下计算出的悬浮电压数值要比式1条件下高。式3中，Di为电缆外径，Dc为导体外径。
（式3）
2.4 事故原因
现场调查得知，该电缆线路设计为交叉互联接地，电缆试验标准依据为GB50150―2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》，试验电压128kV，时间60分钟，谐振频率为20―300HZ。现场勘查发现，电缆接头井与检修井中电缆均放在金属支架上，但是外护套未能与金属支架良好接触，电缆线路两个终端的铝护套均良好接地，但是1#、2#接头井内电缆中间接头铝护套引出端未能与交叉互联箱进行联接，导致电缆线路在耐压试验过程中，1#接头井至2#接头井中间段电缆铝护套未接地，产生悬浮电压。假设该电缆敷设后，外护套半导电层与地（金属支架等）良好接触，此时该中间段电缆铝护套上产生的悬浮电压按照式1来计算，根据厂家提供电缆参数得知，导体与金属护套间电容为0.219μF/km，电缆外径为98.2mm，铝护套厚度为2mm，外护套厚度为4.5mm，真空介电常数ε0=8.86×10-3μF/km，外护套材料为聚乙烯的相对介电常数ε=2.3。根据式3则有Cb=6.28×8.86×10-3μF/km×2.3÷ln（98.2÷89.2）=1.331μF/km。如L为电缆实际长度，根据式1则有
而现场实际情况是电缆外护套半导电层未能与地（金属支架等）良好接触，则有U悬浮1产生，根据式2可知，由于Cx变小，故U悬浮1要几倍于18.08kV，由于C空与电缆实际使用空间有关，C空的取值越小，则U悬浮1越大。该金属护套上产生的U悬浮1已经远远超过外护套耐压试验所要求的10kV电压，过高的电压导致外护套击穿。外护套击穿后，由于电缆外护套半导电层未能与地良好接触，金属护套会对地进行放电，因此时电缆导体上仍然施加有电压，使得金属护套不断对地进行放电，并通过电缆外护套表面半导电层爬电连通到距离最近的接地电阻较小的金属支架或其他固定金具等有效接地点，产生弧光放电，导致电缆外护套起火燃烧，加上外护套采用的是易燃的聚乙烯材料，加大火势并引燃了临近电缆。发现情况后虽经及时处理，亦造成了多根电缆烧毁，只能进行更换，结果损失惨重。
3 预防措施
鉴于悬浮电压的危害性，故高压单芯电缆在进行交接试验或通电投运前，必须对电缆金属护套（金属屏蔽）的接地情况进行认真检查，并确保接地牢靠。另外由于铝芯电缆端子容易氧化，会导致端头接触电阻变大，应避免使用铝芯电缆作为接地线。
高压单芯电缆进行交接试验时，由于未带负荷，此时导体承载电流很小，即使金属护套（金属屏蔽）两端接地，环流亦可忽略不计。为确保试验时电缆金属护套接地，对采用单端接地或中间接地方式的线路，最好将电缆两端金属护套全部接地进行试验。对于采用交叉互联方式接地的线路，必须对整个线路认真检查，确保所有交叉互联箱、接地箱的正常连接后，方可进行试验。试验期间，派专人对试验电缆线路进行查看，发现异常情况，及时处理，避免发生事故。
电缆通电运行后，要经常对线路进行巡视检查，避免接地箱被盗或破坏后产生悬浮电压。如果发现电缆出现完全悬空状态，应立即停电进行处理，未停电时严禁直接用接地线接地来消除悬浮电压，除非有特殊保护装置才能临时处理，但是在停电后，亦必须按照原线路接地方式进行恢复。
参考文献：
[1]卓金玉.电力电缆设计原理[M].北京：机械工业出版社，1999.
[2]GB 50217―2007，电力工程电缆设计规范[S].
[3]GB/T 11017―2002，额定电压110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆及其附件[S].
关键词：电缆截面 经济性 分析 选择
电气设计中选择配电电缆时，通常是根据敷设条件确定电缆型号，然后再根据常用数据选出适合其载流量要求并满足电压损失及热稳定要求的电缆截面。用这种方法选出的截面，技术上是可靠的，工程投资也最低。但是，这种选择结果是否合理呢？我们知道，配电线路存在着电阻，它消耗浪费的电能是不可忽视的。为了节约电能，减少电路电能损耗，可以考虑适当加大线路截面，而加大截面势必造成工程初投资的提高，下面我将通过偿还年限回收方法对这个问题进行论述，以求得出最理想的截面选择方法，即通过经济技术比较来找出最佳经济效益的选择方案。
1.1 偿还年限经济技术分析法
对工程经济效益的分析方法有很多种，如：
（1）偿还年限法；
（2）等年度费用法；
（3）现值比较法等。
偿还年限法是直接比较两个技术上可行的方案在多长时间内可以通过其年运行费的节省，将多支出的投资收回来，它的目的就是找出最佳方案。
如果方案1的投资F1低于方案2的投资F2，而方案1的年运行费Y1高于方案2的年运行费Y2。这时就要正确权衡投资和年运行费两个方面的因素，即应计算选择投资高的方案的偿还年限N。
如果年值较小，如只有二、三年，则显然初投资高的方案经济。若N值较大，如十年左右，那就偿还年限太长，投资长期积压，初投资高的方案就不经济了。因此，偿还年限法的关键在于合理地确定标准的偿还年限NH。一般我国的电力设计通常取5-6年。在方案比较时，把计算的偿还年限N与标准偿还年限NH作比较，若N=NH，则认为两个方案均可；若NNH，则相反。
1.2 利用偿还年限法选择电缆截面
现以380V动力配电电缆为例，取一些典型情况进行计算（实例见附录图纸《商铺导线选择计算书》）。
设回路负荷P1、P2、P3、P4、P5的线路长度都为100m，计算电流（即线路长期通过的最大负荷电流）分别为7.5A、50A、100A、150A、210A，根据敷设要求，选用YJV电力电缆沿桥架敷设。
第一步：查阅相关资料，按常规方法，即按发热条件选择电缆截面，并校验电压损失，其初选结果如表4所示。为了简化计算，此表中数据是取功率因数0.8时计算得出的，实际上一般情况下用电设备的功率因数都低于0.8。所以，实际的电压损失与计算值各有不同，但基本不影响对于截面的选择。
上表中电缆截面是按发热条件选取的，所选截面均满足电压损失小于5%的要求。这种选择方案自然是技术上可靠，节省有色金属，初投资也是最低的。但是，因截面小而电阻较大，投入运行后，线路电阻年浪费电能较多，即年运行费用较高。那么，适当的增大截面是否能改善这种情况呢？加大几级截面才最为经济合理呢？
第二步：多种方案比较。
首先，对P1回路适当增加截面的几种方案进行比较：
方案1：按发热条件选截面，即3X2.5mm2。
方案2：按方案1再增大一级截面，即3X4 mm2。
接下来分别计算两种方案的投资与年运行费。为简化计算，仅比较其投资与年运行费的不同部分。就投资而言，因截面加大对直埋敷设，除电缆本身造价外，其它附加费用基本相同，故省去不计。年运行费用中的维护管理实际上也与电缆粗细无多大关系，可以忽略不计，折旧费也忽略不计，所以：
方案1的初投资F1=电缆单价X电缆长度=3500①元/kmX0.1/km=350元。
方案2的初投资F2=电缆单价X电缆长度=3800元/kmX0.1/km=380元。
方案1的年电能损耗费D1=年电能消费量X电度单价=AkwhX0.8。
式中：A=3I2JS*R0*L*τ10-3kwh
R0-线路单位长度电阻（YJV-0.6/1KV-2.5mm2 R0=9.16/km）；
L-线路长度；
IJS-线路计算电流；
τ-年最大负荷小时数，这里取3000h（按8小时计算）。
于是：
D1=AX0.8=3X7.52*0.916*0.1*3000*0.8*10-3=37元
所以，方案1的年运行费Y1即是年电能损耗费37元。
按与上面相同的方法可求得方案2的年运行费（计算略）为30.7元。
显然，方案2投资高于方案1，但年运行费却低于方案1，其偿还年限N为：
可见，偿还年限小于5年，说明方案2优于方案1，方案2的多余投资在3年左右就可通过节省运行费而回收。也就是说，人为增加一级截面是经济合理的。那么增大两或三级，甚至更多，其经济效果如何，是否更加经济？下面作类似计算比较。
现在根据表5的结果，将方案3与方案2比较，方案3的投资高于方案2，但年运行费用少，其偿还年限为：
显然，因偿还年限超过标准偿还年限5年，故投资高的方案是
------------------------------------------------------
①因近来铜价不稳定，所以这里采用的是2004年铜价未涨时的电缆价格。
不合理的，即投资方案2优于方案3。
同样，方案4与方案3比较，方案4的偿还年限远远高于方案3的：
通过以上分析计算，最终可以确定方案2（即按发热条件选出截面之后，再人为加大一级）是该回路选择截面的最佳方案。对其它P2-P5线路经过上述计算方法均可以得出同样结论，这里不再一一赘述。
因此，我认为在选择电缆截面时，按发热条件选出后，再人为加大一级，从经济学的角度看是明显有效益的；从技术角度看，增大电缆截面，线路压降减小，从而提高了供电质量，而且截面的增大也为系统的增容创造了有利的条件。
但是，当负荷电流较小（IJS
1.3 总结
1.3.1 按投资年限法选择电缆截面
首先，按发热条件选出允许截面，然后再加大一级，当负荷计算电流小于5A时就不必加大截面了。当然，电压损失仍要计算，如损失超过允许的5%时，可以增大一级。
1.3.2 线路长短与偿还年限无关
前面计算过程中为简化计算而把电缆长度均设为100m，实际上，线路长度对比较结果是没有影响的，下面把偿还年限公式展开：
N=[α2L/3I2JS*R10*L*τ*d10-3]-[ α1L/3I2JS*R20*L*τ*d10-3]
其中：
L-线路长度（km）；
R10、R20-两种电缆单位长度电阻（Ω/km）；
d-电度单价（元/kwh）。
公式的分母、分子都有线路长度L，显然可以消掉。因此，偿还年限的计算结果与电缆长度无关。这一点很有意义，因为无论线路长短，都可以用该方法选择电缆导线的截面。
参考文献
[1] 《电气和智能建筑》杂志
[2] 《全国民用建筑工程设计技术措施》（电气），中国计划出版社
[3] 《工程经济学》
【关键词】矿井；供电；系统；设计
1 绪论
通过矿井的技改扩能，矿井原供电系统不能满足技改后矿井的需要。在“以风定产”“一通三防”的前提条件下，我们深知供电对矿井的重要性，以致通过供电系统的优化设计，来实现安全高效矿井。
2 井田概况
矿区地处扬子准地台坳川西台陷之雅安凹褶束与龙门山宝兴褶断束的结合带边缘，为地质构造较复杂区。在矿区范围内无大的河流，均为溪流。矿区大气降雨较为丰富，地表水排泄为区内的重要排泄途径。距该矿井8km有荥经县木梯岩电站，距该矿井3km有荥经县皇仪乡岗上电站。
3 地质特征
区内出露地层不齐全，最老为中三叠系雷口坡组，最新为侏罗系及第四系松散堆积物，仅有4个正式地层单位。由老至新如下：中三叠统雷口坡组（T2l、上三叠统须家河组（T3xj）、中下侏罗统自流井组（J1-2z）、中侏罗统新田沟组（J2xt）和第四系。
在矿区范围内无大的河流，均为溪流。据我矿测定，矿井+818m水平正常涌水量10m3/h，最大涌水量20m3/h，矿井水主要来自斜井揭穿含水层水；+775m水平涌水量极少，正常涌水量0.3m3/h，最大涌水量0.6m3/h。
矿井开采条件：依据矿井瓦斯等级鉴定结果的批复（矿井CH4绝对涌出量为6.19m3/min，相对涌出量为53.03m3/t，属高瓦斯矿井）；根据检测报告，本矿开采的双龙煤层煤尘无爆炸危险性；根据检测报告，本矿开采的双龙煤层自燃倾向性等级为Ⅲ级，属不易自燃煤层，历年开采未发生过煤层自燃现象；矿井地温正常，无热害影响；根据本矿井及周边矿井开采情况，矿井无冲击地压。
4 供电系统
设计矿井采用两回路电源供电，矿井电源应采用分列运行方式。若一回路运行，另一回路必须带电备用，以保证供电的连续行和可靠性。带电备用电源的变压器应热备用；若冷备用，必须保证备用电源能及时投入正常运行。
4.1 电源线路截面选择
（1）按经济电流密度选择电源线路截面：开采后期井下最大负荷时计算有功电力负荷654.4KW。 电源线路截面；A1=In/J，带入数据得36.5 mm2。根据以上计算结果，矿井双回路电源线路选用LGJ-3×50型钢芯铝绞线，并能为矿井后期扩能留有余量。
（2）矿井10kV变电所：六合煤厂地面10kV变电所设于主斜井工业广场内，根据配电所负荷、电源及出线回路数，变电所的10kV母线采用单母线分段接线。地面10kV变电所10kV配电装置选用GG-1A（F）型户内交流金属铠装中置式开关设备，配用VD4-12型真空断路器。10kV电源进线线路均采用架空进线方式，其余全部进出线均采用电缆方式出线，所用电设所用电屏，电源进线为两回，操作电源选用GZDW型智能高频开关直流电源柜，直流系统电压为220V，容量40AH，以作为配电所、保护、自动装置、信号及事故照明之用。
4.2 地面供配电
4.2.1 地面供配电系统
矿井地面供配电采用10kV和380/220V两级电压，一、二级用电负荷采用双电源供电。当矿井一回供电电源发生故障，另一电源可担负矿井全部负荷容量。在矿井地面设有一座矿井变电所和一个风井房变电亭。
4.2.2 井下供配电
（1）下井电压及电源：经统计井下设备工作容量459.1kW，有功功率316.97kW，无功功率273.94kVar， 视在功率418.94kvA，功率因数0.75；根据统计的井下用电负荷量和矿井开拓开采部署，设2回电缆下井至+818m水平中央变电所。
（2）下井高压电缆选择步骤：一是按经济电流密度选择电缆截面（A1=In/nJ），二是校验方法。根据以上计算结果，考虑矿井的后续发展，入井双回路高压电缆选用MYJV22-8.7/10，3×35煤矿用交联绝缘钢带铠装聚乙烯护套电力电缆。采用电压降校验电缆截面，单回路承担所供范围内的全部负荷时，电缆电压降为0.582%，所选电缆符合要求。双回路电缆，当任一回路出现故障或检修时，另一回路可承担井下所供范围内全部负荷用电。
（3）井下供电系统
中央变电所：中央变电所设置在主斜井下部车场附近，中央变电所和中央水泵房联布置。中央变电所主要为中央水泵房和+775m水平水泵房提供660V低压供电电源；为一带区变电所提供10kV高压供电电源。
5 低压电器电器容量及整定计算
（1）计算开关的工作电流Ig=（Kf×Pe×103）/（3×Ue×cosφe×ηe），计算知Pe=6101工作面最大负荷=98KW
（2）开关的选择结果：根据Ig、Ue，查《煤矿电工手册矿井供电 下》表11-1-17选带区变电所6101工作面馈电开关选KBZ-200馈电开关一台。其余馈电开关选择均按以上计算方法选择。
6 低压保护装置的选择和整定
6.1 低压电网短路保护装置整定细则规定
馈出线的电源端均需加装短路保护装置，使用馈电自动开关时，采用过电流继电器；使用手动开关时，采用熔断器，使用磁力起动器时，此阿用限流热继电器或熔断器。
6.2 保护装置的整定与校验
（1）过流继电器的整定原则：过电流保护装置的动作电流应按最大工作电流整定，在最远点发生两相短路时保护装置应有足够的灵敏度。
（2）熔断器熔体额定电流选择的原则是：流过熔体的电流为正常工作电流及尖峰工作电流（电动机的起动电流）时，综合保护装置不动作；而通过短路电流时，即使是最小的两相短路电流也要及时动作。
7 高压配电箱的选择和整定
7.1 高压配电箱的选择原则
配电装置的额定电压应符合井下高压网络的额定电压等级；配电装置的额定开断电流应不小于其母线上的三相短路电流；配电装置的额定电流应不小于所控设备的额定电流；动作稳定性应满足母线上最大三相短路电流的要求。
7.2 高压配电箱的选择：
中央变电所电源总开关负荷长期工作电流：In=Sn/（3×Ue×cosφe），带入数据得4.4 A 。根据以上这些计算结果，按《煤矿安全规程》的规定选用，查《设指》表2-62，选择高压配电箱型号为PBG-10。
7.3 高压配电箱的整定和灵敏度的校验
关键词：变电所；接地装置；常见问题；改造；措施
中图分类号： TM4 文献标识码： A
变电所接地系统是否合理，直接关系到人身和设备的安全。随着电力系统规模的不断扩大和短路电流的不断增加，以及安全要求的不断提高.还有一些不确定因素的存在等，这些都使得接地系统的设计越来越复杂。所以，只有全面收集有关资料、深入现场、反复计算、精心施工，才能为变电所的安全可靠运行打造一个合理义经济的接地网络。
一、变电所接地的技术要求
变电所接地是工作接地、保护接地和防雷接地三者的统一，通过对接地网精心设计，要达到以下目的，为了达到这样的目的，在有效接地和低电阻接地系统中，对变电所保护接地的接地电阻做了如下要求：
1.1接地电阻
对于各种电器设备接地电阻的要求，在有关规程和手册中都有具体的规定。一般的，对于是lKV及以上大接地短路电流系统，应符合接地电阻值R
1.2接地短路电流
当系统发生接地故障时，产生的接地短路电流经三种途径流入系统接地中性点：①经架空地线一杆塔系统；②经设备接地引下线、地网流入本站内变压器中性点；③经地网入地舌通过大地流回系统中性点：而对地网接地电阻起决定性作用的是入地短路电流。所以.正确地考虑和计算各部分短路电流值，对合理地设计地网有着很大的影响。
1.3接地体的选型及布置要求
（1）变电所接地装置的接地体应立水平敷设。其接地体采用长度为2.5m、直径不小于l2mm的圆钢或厚度不小于4mm的角钢，并用截面不小于25mm×4mm的扁钢连成闭合环形。外缘各角做成弧形。为防腐蚀，接地体要进行热镀锌处理。
（2）接地网的埋设深度应超过当地冻土层厚度，最小埋设深度不得小于0.6m。
（3）变电所的主变压器，其工作接地和保护接地，要分别与人工接地网连接。避雷针宜设独立的接地装置。
二、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。
三、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。
四、接地装置设计
4.1 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。
4.2 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。
五、变电所接地网常见问题
随着电力系统的发展，接地短路电流越来越大，接地网的问题也越来越突出，接地网的问题往往造成事故或使事故扩大。经过多年的实践经验，其接地网主要存在以下一些问题：
5.1接地网的均压问题
通过对变电所接地网的电位分布测试，发现接地网的均压大多不符合要求，电位梯度大，跨步电压超标，这是由于在接地网设计时把接地电阻作为主要的技术指标，而忽略了接地网的均压和散流，特别是沿电缆沟没有均压措施。由于接地网的均压效果不好，在短路电流或冲击电流下就会造成接地网的局部电位升高，烧毁微机控制设备或低压控制回路。
5.2设备的接地与接地网之间的联通问题
对于运行中的变电所中出现的电气设备与接地网的联通问题也是很严重的，设备与接地网不通，或连接不良，既有变压器、派出所路器、也有隔离开关、避雷器等，有的变电所多次发生雷击时烧坏断路器、隔离开关、互感器，而避雷器不动作。原来变电所的避雷器没有与接地网连接，在此情况下即使避雷器动作，也同样会出现由于接地不良残压高而损坏其他设备，造成上述情况的主要原因如下。
5.3接地引下线及接地体的截面偏小满足不了短路电流的热稳定
经检查这种现象较为普遍，由于接地体或设备的接地引下线不能满足短路电流热稳定的要求，在发生接地短路时，接地引下线往往被烧断，使设备外壳上有较高的过电压，有时会反击到低压二次回路，使事故抗大。造成接地引下线。
5.4接地装置的腐蚀问题
接地装置的腐蚀是一个普遍存在的问题，变电所接地网最容易发生腐蚀的是接地引下线，由于腐蚀，接地线不能满足接地短路电流热稳定的要求，或者形成电气上的开路，使设备失去接地，还有电缆沟内的接地带也容易发生腐蚀。
5.5接地的埋深不符合要求
标准规定接建体埋深不小于0.6米，但埋深不够的现象屡屡发生，有的甚至浮在地表。由于接地体埋深不够，往往造成以下后果。
5.6接地电阻超标问题
有的变电所接地电阻超标，接地电阻超标主要有两方面原因，一是由于各种条件的限制，在变电所建成时接地电阻就超标，这些情况一般发生在山区土壤电阻率较高的地方.二是由于腐蚀使接地网部分和主接地网断开，由于腐蚀使接地体的电阻变大。
5.7接地网的运行维护问题
对地面的电气设备，要定期检查和测试设备的各种性能，如不能满足要求就要及时修整，但是由于接地装置常埋于地下，不便于检查.也很少受到人们的重视，即使试验也仅仅限于测量接地电阻，这样就使许多接地装置带故障运行，直到事故发生时才引起重视。
六、变电所接地装置的改造
发现变电所接地装置有问题后，就要进行改造，根据所要解决的问题，有降阻改造、均压改造、增容改造以及扩建改造等方案。无论采用哪种改造方案，都与以下改造措施紧密相关。
6.1防腐措施
（1）采用降阻防腐剂、导电涂料和锌牺牲毛极联合保护。
（2）不同地域选用不同材料：腐蚀较严重的地区选用铜材，腐蚀轻微的地区选用钢材。
（3）采用无腐蚀的或腐蚀性小的土壤回填接地体，尽量减少导致腐蚀的因素。
6.2降阻措施
a、充分利用自然接地体降阻：充分利用混凝土结构中的钢筋骨架、金属结构等自然接地体。
b、填充降阻剂改善土壤电阻率：有换土法、工业废渣填充法和降阻剂法。
6.3均压措施
在高压配电装置的地面下，设置水平敷设的人工接地网，接地网的外缘闭合，网内设置均压带，尽可能的将建筑物的钢筋、埋于地下的金属管道以及其他可以利用的金属结构物等连成通路，且与接地网可靠连接。
结束语
变电所接地工程是一项非常重要的系统工程，必须加以重视，统筹考虑，并认真分析已发现的及有可能存在的问题，同时，还应根据具体的情况，综合对比分析各种防腐、降阻措施在功能、成本以及运行维护等方面的特点。从中选择最优方案，并灵活采取多种措施，确保变电所内的人员的人身及设备安全。
【参考文献】
关键词：建筑电气设计，强电系统，低压配电系统，照明系统，防雷和接地系统。
中图分类号： F407.6文献标识码： A
1.概述
近些年来，我国酒店建筑的建设方兴未艾，人们对现代酒店建设要求的不断提高，酒店建筑电气设计进入了一个迅速发展的新。酒店建筑面积大，层数多、功能复杂，对建筑电气的依赖性很强。建筑电气设计成功与否，对于酒店建筑的适用、安全、可靠及经济运行，起着十分重要的作用。
目前设计院设计中比较注重的还是强电系统，因为强电系统是建筑电气设计的基础和主干部分，建筑电气的重要性和可靠性都取决于强电系统设计的好坏。虽然随着建筑智能化水平的提高，弱电部分的系统增加很多，弱电系统占基建投资的比率也越来越高，但是由于社会分工越来越细致，弱电系统设计只需按规范做出基本要求，具体深化的设计都由通信运营商和安装公司来做。
2.设计的内容
建筑电气设计是酒店建筑的重要组成部分，建筑电气设计大致分为强电系统和弱电系统。
本工程强电系统的设计包括：低压配电系统，照明系统、防雷和接地系统及导线电缆敷设和设备选型。
3.低压配电系统
3.1. 配电系统的设计原则
⑴配电系统设计应满足供电可靠性和电压质量的要求。
⑵配电系统以三级保护为宜。系统结构不宜复杂，在操作安全、检修方便的前提下，应有一定的灵活性。
⑶配电线路或配电室及配电箱应设置在负荷中心，以最大限度地减小导线截面，降低电能损耗。
⑷同一线路上的用电设备性质应相同或接近；不同性质的用电设备应由不同的分支线路供电。宜将动力和照明分成两个配电系统；应急照明功能和消防报警应自成系统。
⑸在三相供电线路中，单相负荷应均衡分配到三相上，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，全部按三相对称负荷计算；当超过15%时，应将单相负荷换算为等效三相负荷，再与三相负荷相加。
⑹在配电系统中的配电柜、箱应留有适当的备用回路。选择导线截面也应适当留有余量。
⑺系统接线不宜复杂，在操作安全、检修方便的前提下，应有一定的灵活性。
3.2 低压配电方式
低压配电的结线方式可分为放射式和树干式两大类。
放射式配电是一独立负荷或一集中负荷均由一单独的配电线路供电，一般用于下列场所：
⑴供电可靠性高的场所
⑵单台设备容量较大的场所
⑶容量比较集中的地方
树干式配电是一独立负荷或一集中负荷按它所处的位置依次连接到某一条配电干线上。
树干式配电所需设备及有色金属消耗量少，系统灵活性好，但干线故障时影响范围大，一般适用于用电设备比较均匀，容量不大，对供电可靠性无特殊要求的场所。
3.3 本工程的供配电系统
1）负荷分类
二级负荷：宴会厅、餐厅、厨房、门厅及主要通道等场所的照明用电；厨房及客梯动力用电。消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、火灾应急照明及疏散指示标志等消防用电。
三级负荷: 其他电力负荷及一般照明。
2）供电电源
本工程从甲方提供的变电所引来动力、照明、空调用220/380V电源，分别供给本楼的动力、照明及空调负荷；备用电源为甲方提供的第二回路电源，能承担本工程的全部二级负荷容量。
3）220/380V配电系统
低压配电系统采用220/380V放射式与树干式相结合的方式，对于单台容量较大的负荷或重要负荷采用放射式供电；对于照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。总体设置为：
①设置照明总配线柜1AL-1,空调总配线柜 1AL-2,动力总配线柜1AP-1,备用电源总配线柜1AP-2.
②设置楼层照明总配电箱2～6AL,一层直接接总照明配电箱.
③一层又分设1AL-1～5分照明配电箱，其余各层也设置楼层照明分配电箱.
④AL1:标准房，AL2:双人房，AL3:套房，AL4:服务用房，AL5:会议室，AL6:多功能厅
⑤设置动力总配电柜1AP-1
1AP: 一层动力配电箱
6AP: 屋顶动力配电箱
⑥备用电源总配电柜1AP-2，应急照明配电箱1～6ALE,双电源配电箱1AT
动力配电箱还必须接备用电源总配线柜.
3.4 本工程的负荷计算
⑴ 设备容量的计算
在计算用户的设备容量时，应先对单台用电设备或用电设备组进行下列处理再相加：
①单台设备的设备容量一般取其名牌上的额定容量或额定功率。
②连续工作的电动机的设备容量即名牌上的额定功率，是轴输出有功功率，未计入电动机本身的损耗。
③短时工作电机，需考虑使用系数。
④照明设备的设备容量采用光源的额定功率加上附属设备的功率。如荧光灯、金属卤化物灯、均为灯泡的额定功率加上镇流器的损耗。
⑤成组用电设备的设备容量不包括备用设备。
⑥消防设备与火灾时必然切除的设备取其大者计入总设备容量。
计算设备容量先采用采用单位指标法进行大概估算，用来验证之后设备容量统计。
各建筑物用电指标设计参考见《各类建筑物的用电指标》，建筑物内部用电指标设计参考见《建筑物内部用电指标》。
⑵ 施工图阶段采用需要系数法
计算容量（计算负荷、有功功率）：
(3-1)
式中：
――计算容量（kW）；
――需要系数；
――设备容量；
视在容量（视在功率）：
(3-2)
无功负荷（无功功率）：
(3-3)
或
(3-4)
单相负荷均衡的分配到三相上。当无法使三相完全平衡，且最大一相与最小一相负荷之差大于三相总负荷10%时，应取最大一相负荷的三倍作为等效三相负荷计算，否则按三相对称负荷计算。
同类设备的计算容量，可以将设备容量的算数和乘以需要系数。不同类型的设备的视在功率，应将其有功负荷和无功负荷分别相加后求其均方根。
(3-5)
本工程中的需要系数选定参照《旅馆需要系数及功率因数表》。
⑶ 计算电流的计算
①380/220V三相平衡负荷的计算电流:
（3-6）
式中 ――三相设备的额定电压, =0.38kV。
②220V单相负荷的计算电流：
(2-7）
3.5 低压断路器的选用
⑴ 低压断路器的选用要点：
①断路器的额定电压不小于线路额定电压。
②断路器的额定电流与过电流脱扣器的额定电流不小于线路计算负载电流。
③断路器的额定短路通断能力不小于线路中最大短路电流，注意进出线端的短路通断能力是否相等。
④断路器欠电压脱扣器额定电压等于线路额定电压。
⑤选择配电断路器需考虑短延时，短路通断能力和延时梯级的配合。
⑥选择电动机保护用断路器需考虑电动机的起动电流并使其在起动时间内不动作。笼型感应电动机的起动电流按8～15倍额定电流计算。
⑦直流快速断路器需考虑过电流脱扣器的动作方向（极性）、短路电流上升
率di/dt。
⑧漏电保护断路器需选择合理的漏电动作电流和漏电不动作电流。注意能否断开短路电流，如不能断开短路电流则需和适当的熔断器配合使用。
⑨灭磁断路器选用时需考虑发电机的强励电压、励磁线圈的时间常数、放电电阻及断开强励电流的能力。
⑵ 本工程的选型
依据断路器的选择原则，参照电子样本，本设计的全部低压断路器均选用的德力西集团生产的CM2/CH2系列塑壳式断路器。
①CM2系列塑料外壳式断路器
其额定绝缘电压为800V，适用于额定工作电压690V及以下，交流50Hz，额定电流至630A的电路中作不频繁转换及电动机的不频繁起动之用。
该断路器具有过载、短路和欠压保护功能，能保护线路和电源设备不受损坏。 断路器短路分断能力级别有L（标准型）、M（较高分断型）、H（高分断型）。
CM2系列塑料外壳式断路器采用新型灭弧技术和限流原理，不同的分断级别(L、M、H)，分断能力提高了一个等级。脱扣器可实现热磁可调，现场可整定过载、瞬动的动作值。
过载保护调节范围(0.8-0.9-1.0)In；瞬时保护调节范围，配电型断路器为(5-6-7-8-9-10)In，电动机型断路器为(10-12-14)In。
②CH系列照明保护型小型断路器
该断路器主要包括：CH1、CH2系列小型断路器，CH2Z系列小型直流断路器， CH1L、CH2L系列漏电断路器， CH1G系列隔离开关，CH1A系列模数化插座及各系列产品附件。它们广泛用于工业、商业及民用等各个领域。
CH1、CH2系列小型断路器具有单极＋中性极、单极、二极、三极和四极，额定电流范围为1A－125A，最大短路分断能力10kA，适用于配电电路的短路、过载保护及线路的不频繁转换。
CH1L、CH2L系列漏电断路器具有单极＋中性极、二极、三极、三极＋中性极和四极，额定电流范围为1A－100A，最大短路分断能力10kA，适用于配电电路的短路、过载保护，同时可对人体直接或间接接触、线路或负载对地漏电等故障进行保护。、
3.6 低压开关柜的选用
GHK―1型低压固定组合式开关柜适用于交流50～60Hz，额定工作电压交流380V，额定绝缘电压660V、2000KVA及以下配电变压器的电力系统中，作为配电、动力、照明、无功补偿、电动机控制中心等用，能够满足广大用户的不同使用要求。
该开关柜全部采用螺钉紧固连接而成，所有的开关元件安装在专用的元件室内，并与垂直母线室用钢板隔开，上下单元之间设有金属或绝缘隔板，母线室与元件室和电缆室用钢板隔开，电缆室与垂直母线用钢板或绝缘板隔开，确保了各功能单元运行和维护时的安全，有效的防止某一单元因故障影响其它单元的正常运行。
所有的单元，单回路时方案的塑壳开关在100A系列以上的均采用柜外旋转式操作机构。操作机构与门板设有闭锁，当开关接通时不能打开门板，只有开关断开时才能开启门板进行维护或维修。确保操作安全的可靠性。同时防止了因闭合开关时短路飞弧对人身的伤害。且开关的操作机构在开关断开时，手柄能被挂锁锁住。防止人为的误操作接通开关。
3.7 电力线缆和导线的选择
从节能角度，为了减少电能传输时引起的线路上电能损耗，要求减少导体的电流阻抗则使用铜比铝好。故，本设计中所有导线电缆全部选用铜芯线。
导线绝缘及护套材料的选择：
⑴ 电力电缆
交联聚乙烯、绝缘聚氯乙烯护套的电力电缆：其制造工艺简单，没有敷设高差的限制。重量较轻，弯曲性能好，具有内铠装结构，使铠装不易腐蚀。能耐油和酸碱性的腐蚀，而且还具有不延燃的特性，可适用于有火灾发生的环境。同时，该电缆还具有不吸水的特性，适用用于潮湿、积水或水中敷设。
⑵ 导线
塑料绝缘导线：其绝缘性能好，制造工艺简单，价格比较便宜，无论明敷或穿管都可替代橡皮绝缘线。但其气温适应性较差，低温时易变脆，高温易挥发。
由于民用建筑主要由低压供配电线路供电，所以导线截面的选择主要采用发热条件计算法。
电流通过导线时，要产生电能损耗，使导线发热，若绝缘导线和电缆的温度过高时，可使绝缘损坏，甚至引起火灾。当裸导线的温度过高时，会使其接头处的氧化加剧，增大接触电阻，使之进一步氧化，如此恶性循环，甚至可发展到断线。因此规定了不同材料和绝缘导线的允许载流量。在这个允许载流量范围内运行，导线的升温不会超过允许值。
选择导线截面使通过相线的电流Ic应不超过导线正常运行时的允许载流量Ial。
本工程选用YJV(交联聚乙烯铜芯)的电力电缆和BV(绝缘聚氯乙烯)的导线。
根据电力线缆和导线选择原则，再参照《BV绝缘电线敷设在明敷导管内的持续载流量》和《电线穿聚氯乙烯硬质电线管或聚氯乙稀半硬质电线管最小管径》，就能很方便的选择线缆和导线的类型。
4.照明系统的设计要求
4.1 宾馆照明设计要点
国家规范标准对宾馆的电气设计要求如下：
⑴ 1～3级宾馆照明宜选用显色性较好、光效较高的暖色光源，大多数场所的光源应能满足调光要求。
⑵ 大门厅照明应提高垂直照度，并宜随室内照度(受天然光影响)的变化而调节灯光或采用分路控制方式。门厅照明应满足客人阅读报刊所需要的照度要求。
⑶ 大宴会厅照明应采用调光方式，设计照度需考虑满足彩色电视转播的要求。宜设置小型演出用的可自由升降的灯光吊杆。灯光控制应可在厅内和灯光控制室两地操作。
⑷ 设有红外无线同声传译系统的多功能厅照明，当采用热辐射光源时，其照度不宜大于5001x。
⑸ 宾馆照明灯具宜采用下射灯。当厅室高度超过4m时宜配有大型建筑组合灯具，餐厅和多功能的布灯应结合建筑分隔使用。
⑹ 客房床头照明宜采用调光方式，客房的通道上宜设有备用照明。
⑺ 客房照明应防止不舒适眩光和光幕反射，设置在写字台上的灯具亮度不应大于510cd/m2，也不宜低于170 cd/m2。
⑻ 当宾馆内建筑装饰材料的反射系数大于80%时为300lx，当反射系数在50%～80%为300～750lx。
⑼ 客房穿衣镜和卫生间内化妆镜的照明，其灯具应安装在视野立体角60°以外(即水平视线与镜面相交一点为中心，半径大于300mm)，灯具亮度不宜大于2100cd/m2。当用照度计的光检测器贴靠在灯具上测量，其照度不宜大于65001x。邻近化妆镜的墙面反射系数不宜低于50%。卫生间照明的控制宜设在卫生间门外。
⑽ 卫生间内如需要设置红外或远红外供暖设施时，其功率不宜大于300W，并应配置0～30min定时开关。
⑾ 客房的进门处宜设有切断除冰柜、通道灯以外的全部电源的节能控制器。
⑿ 旅馆的公共大厅、门厅、休息厅、大楼梯厅、公共走道、客房层走道以及室外庭园等场所的照明，宜在服务台)处进行集中遥控，但客房层走道照明亦可就地控制。
⒀ 旅馆的疏散楼梯间应采用应急照明，可与楼层标志灯结合设计。
⒁ 旅馆的休息厅、餐厅、茶室、咖啡厅、快餐厅等宜设有地面插座及灯光广告用插座。
⒂ 客房内的插座宜选用两孔和三孔安全型双联面板。当卫生间设有220/110v刮须插座时，插座内220v电源侧应设有安全隔离变压器，或采用其他保证人身安全的措施。
⒃ 客房设有床头控制板时。在控制板上可设有电视机电源开关、音响选频及音量调节开关、风机盘管风俗高地控制开关、客房灯、通道灯开关(可两地控制)、床头照明灯调节开关、夜间照明灯开关等。有条件的尚可设置写字台台灯、沙发落地灯等开关。等级标准高的客房的夜间照明灯用开关宜选用可调光方式。
⒄ 客房各种插座及床头控制板用接线盒一般安装在墙上，当隔音条件要求高的且条件允许时，可安装在地面上。
⒅ 高级客房内用电设备的配电回路，应该设有过、欠压保护功能的漏电保护器。
⒆ 宾馆的潮湿房间乳厨房、开水间、洗衣间等处，应采用防潮型灯具。机房照明可用荧光灯，布灯时应避免与管道安装的矛盾。
⑽ 照明系统中的每一单相分支回路电流不宜超过16A，光源数量不宜超过25个。每一回路的插座数量不宜超过10个。
4.2 照度计算
照度计算，就是根据初步拟定的照明方案计算工作面上的照度，检验是否符合照度标准的要求。可以在初步确定灯具类型、功率和悬挂高度后，根据工作面上的照度标准值来计算灯具数目、确定布灯方案。
1）照度计算方法
照度计算的方法有利用系数法、概算曲线法、比功率法和逐点计算法，由于利用系数法在实际工程中较普遍，所以在此用利用系数法进行照度计算。
计算公式： (4-1)
式中：N――灯具数量，套；
Eav――工作面平均照度，lx；
A――工作面面积，；
Φs――每个灯具中光源的额定总光通量，lm；
U――利用系数；
K――维护系数；
根据规范标准，本设计的照度计算标准参见《旅馆建筑照明标准值》，一般种类灯具的特性，参考《光源特性》。
4.3 本工程的照明系统
⑴ 光源：有装修要求的场所视装修要求商定，一般场所为荧光灯、金属卤化物灯或其他节能型灯具。
⑵ 照明设计包括一般照明、备用照明、应急照明设计。照明、插座分别由不同的支路供电，照明回路未标注导线为2根、插座回路导线均为3根。所有插座回路（空调插座除外）均设剩余电流断路器保护。照明插座根据甲方要求二次装修设计，由1AL3配电箱备用回路引来, 照度满足300lx，LPD≤15w/m2;
⑶ 在宴会厅、走廊、楼梯间及电梯前室、主要出入口等场所设置疏散照明及应急照明。出口标志灯、疏散指示灯、疏散楼梯、走道应急照明灯采用带蓄电池的应急照明灯。应急照明灯持续供电时间应大于30min。出口标志灯在门上方安装时，底边距门框0.2m，若门上无法安装时，在门旁墙上安装，顶距吊顶50mm出口标志灯明装；疏散诱导灯暗装，底边距地0.3m。管吊时，底边距地2.5m。
⑷ 装饰用灯具需与装修设计及甲方商定，功能性灯具如：荧光灯、出口指示灯、疏散指示类需有国家主管部门的检测报告，达到设计要求方可投入使用。
⑸ 设备用房灯具管吊式安装，距地3m。其它有吊顶的场所，选用嵌入式格栅荧光灯，无吊顶场所选用盒式荧光灯，链吊式安装，距地3m。荧光灯灯管为节能型灯管，带电子节能镇流器加电容补偿使。
5.防雷与接地系统的设计
5.1 建筑物的防雷计算
⑴ 建筑物年预计雷击次数按下式确定：
（5-1）
式中―建筑物预计雷击次数（次/a）；
―校正系数；
校正系数在一般情况下取1，在下列情况下取相应数值：位于旷野孤立的建筑物取2；金属屋面的砖木结构建筑物取1.7；位于河边、湖边、山坡下或山地中土壤电阻率较小处地下水露头处、土山顶部、山谷风口等处的建筑物，以及特别潮湿的建筑物取1.5；
―建筑物所处地区雷击大地的年平均密度[次/（km2・a）]；
―与建筑物截收相同雷击次数的等效面积（km2）。
其中雷击大地的年平均密度Ng按下式计算：
(5-2)
式中 Td――年平均雷暴日，根据当地气象台资料确定，可参照《表全国主要城市年平均雷暴日数统计表》。
建筑物等效面积应为其实际平面积向外扩大后的面积，见图5-1。
其计算方法应符合下列规定：
①建筑物的高H 小于100m时，其每边的扩大宽度和等效面积应按下列公式计算确定：
（5-3）
（5-4）
式中 D――建筑物每边的扩大宽度（m） ；
L、W、H――建筑物的长、宽、高（m）；
图5-1 建筑物的等效面积
注：建筑物平面积扩大后的面积如图中周边虚线所包围的面积。
②当建筑物的高H等于或大于100m时，其每边的扩大宽度应按等于建筑物的高H计算；建筑物的等效面积应按下式确定：
（5-5）
③当建筑物各部位的高不同时，应沿建筑物周边逐点算出最大扩大宽度，其等效面积应按每点最大扩大宽度外端的连接线所包围的面积计算。
5.2 建筑物防雷装置
一般建筑物防雷装置有接闪器、引下线、接地极等装置，防雷装置的选择参见《建筑物防雷的滚球半径与避雷网网孔尺寸》、《避雷引下线选择表》及《避雷引下线的数量及间距选择》。
5.3接地和等电位联结措施
1）接地
将电力系统或电气装置的某一部分经接地线直接良好电气联结到接地体，称为接地。
接地电阻是接地体的流散电阻与接地线和接地体本身的电阻之和。一般接地线的电阻很小，可以略去不计，因此可以认为接地体的流散电阻就是接地电阻。冲击接地电阻RSh小于30欧，工频接地电阻RE小于1欧。通常所称的接地电阻，都是指工频接地电阻。
当采用共用接地装置时，其接地电阻应按各系统中最小值要求设置。在结构完成后，必须通过测试点测试接地电阻，若达不到设计要求，应加接人工接地体。
在电源中性点接地的低压配电系统中，中性线（N）、保护线（PE）或中性保护线（PEN）可以提供单相电气设备的相电压和电流回路，承受三相系统不平衡电流，降低三相系统中性点的偏移。保护线与用电设备外露的可导电部分可靠连接，在发生单相绝缘损坏对地短路时，保护人身安全。
一般接地装置的选择参见《接地装置最小允许规格、尺寸》、《人工接地装置规格》。
2）等电位联结
等电位联结是使电气装置各外露可导电部分和装置外可导电部分电位基本相等的一种电气联结。等电位的联结，在于降低接触电压，以保障人员安全。
在建筑电气工程中，常见的等电位联结措施有三种，即总等电位联结、辅助等电位联结和局部等电位联结。这三者在原理上都是相同的，不同之处在于作用的范围和工程作法。
按GB50054《低压配电设计规范》规定，采用接地故障保护时，在建筑物内应作总等电位联结。而当电气装置或某一部分的接地故障保护不能满足规定要求时，尚应在局部范围内做局部等电位联结。其具体选择参见《等电位联结线的截面》。
5.4本工程的防雷及接地
⑴ 建筑物防雷
①本工程防雷等级为三类。建筑物的防雷装置应满足防直击雷、防雷电感应及雷电波的侵入，并设置总等电位联结。
②接闪器：在屋顶采用热镀锌圆钢作避雷带，屋顶避雷带连接线网格不大于20m×20m。
③引下线：利用建筑物钢结构钢柱作为引下线，引下线间距不大于25m。
④接地极：接地极为建筑物基础底梁上的上下两层钢筋中的两根主筋通长焊接形成的基础接地网。
⑤引下线上端与避雷带焊接，下端与接地极焊接。
⑥凡突出屋面的所有金属构件、金属通风管、金属屋面、金属屋架等均与避雷带可靠焊接。
⑦室外接地凡焊接处均应刷沥青防腐。
⑵ 接地及安全措施
①本工程防雷接地、电气设备的保护接地、电梯机房等的接地共用统一的接地极，要求接地电阻不大于1欧姆，实测不满足要求时，增设人工接地极。
②凡正常不带电，而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳均应可靠接地。
③本工程采用总等电位联结，总等电位板由紫铜板制成，应将建筑物内保护干线、设备进线总管等进行联结，总等电位联结线采用BV-1X25mm2-PC32，总等电位联结均采用等电位卡子，禁止在金属管道上焊接。浴室采用局部等电位联结，从适当地方引出两根大于ø16结构钢筋至局部等电位箱(LEB) ，局部等电位箱暗装，底边距地0.3m。将浴室内所有金属管道、金属构件联结。具体做法参见国标图集《等电位联结安装》02D501-2。
④过电压保护：在电源总配电柜内装第一级电涌保护器（SPD）。
⑤有线电视系统引入端、电话引入端等处设过电压保护装置。
⑥本工程接地型式采用TN-C-S系统，并与防雷接地共用接地极。
本工程的电气保护接地采用TN-C-S系统。此系统前段PE与N合成一条PEN线，后段部分PE与N分开，系统灵活，可以应用在多种要求的场合。系统如图5-5所示。
图5-2 TN-C-S系统示意图
6.结束语
酒店工程设计的目的就是在遵循民用建筑电气设计的特点和规范下，进行建筑电气设计和设备选型，并力求在和其它专业互提资料的情况下，做好和各专业的配合设计，此外还要考虑到甲方的经济要求。酒店工程设计中，一般都把一次设计和二次装修分开进行，现在设计院主要进行的是一次设计，二次装修由专业的装饰公司完成。这就要求一次设计既要符合实际情况，又要留有发展余地。
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摘要
临时用电是建筑工程中的一个重要的组成部份，在施工准备以及在施工过程中是不可缺少的一项。本文就某工程实例进行了临时用电负荷计算，对当前施工现场临时用电负荷计算中存在的问题和涉及的因素进行探讨，以期进一步提高建筑施工现场临时用电的安全性、经济性、合理性。
关键词 临时用电 负荷计算 需要系数 暂载率 功率因数
前言
随着我国经济的高速发展，建筑工地临时用电安全，越来越受到建设单位和施工单位的重视。为了确保施工顺利进行，各个工地都需要进行施工现场临时用电方案设计。很多建筑施工单位为了控制施工成本，压缩内部组织结构，缺少专业电工，而在添购配电器材时，存在很多的不合理配置。大多数工地临时用电组织设计中的负荷计算比实际负荷虚高， 施工过程半小时最大负荷远低于计算负荷，有的只有计算负荷的50%。计算负荷的虚高虽然有利于安全用电，但浪费了大量线缆、供配电器件等宝贵资源，降低了经济效益。而少数工地由于负荷计算偏低，造成过载运作，又存在严重的安全隐患。
为响应绿色施工的倡议，提高资源的利用率，降低成本，提高经济效益，在保证安全、有效的前提下，通过精确的负荷计算，降低临时供电设备和器材的消耗是十分必要的。 下面利用“需要系数法”，以某办公楼的临时用电为例进行负荷计算，以便大家在施工中参考。
相关概念
1、供配电系统
建筑供配电系统有交流电源、供配电线路、配电控制和用电设备组成。 在设计建筑电气供配电系统时，首先应确定供配电方案，确定各种用电设备功率，在此基础上进行用电负荷计算，并选择各种配电控制设备和配电导线。
2、计算用电负荷
通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供配电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷。全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率，称为半小时最大负荷。通常取半小时最大负荷作为“计算负荷”。用 PjZ (P30)、QjZ(Q30)、IjZ 和SjZ（S30）分别表示有功计算负荷、无功计算负荷、计算电流和计算容量（也称视在功率计算负荷）。其中有关系式 SjZ2= PjZ2 + QjZ2，功率因数cosφ= PjZ/SjZ。
3、需要系数法
需要系数Kd是用电设备组在半小时最大负荷时需用的有功功率（P30）与其设备容量（Pe）的比值。即Kd＝P30/Pe；P30＝Kd Pe
根据需要系数Kd求总安装容量为Pe的用电设备组所需计算负荷P30的方法称需要系数法。
建筑工地临时用电负荷计算实例（
工程概况
本工程为某企业配套办公楼及消防水池，地上十四层，地下二层，建筑高度56.5m，建筑面积约20000㎡。根据规划平面图及建筑工程需要，技术人员按照《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46—2005）要求，配电系统为总配电箱、分配电箱、开关箱，实行三级配电。
根据本工程的实际施工条件及各种施工机械设备的用电需求，现场设置总配电箱一个，电源由变电站引入，按照不同的区域和设备，总配电箱下设4个二级分配电箱，各二级分配电箱的主要用途及平面分布见图表（略）。
用电设备一览表及设备容量计算
本工程施工用电设计按照不同施工阶段（基础、主体、装饰装修）、不同设备功率分别考虑，取其最大值作为电缆线选定的依据。因主体施工阶段用电设备最多、功率最大，另外考虑流水作业，其中八层以下可能提前进入装饰装修阶段，故选取主体阶段另加部分装饰装修阶段的所有用电设备作为计算工程用电负荷的依据。
本工程混凝土采用现场搅拌，现场设搅拌站，投入QTZ63塔吊1台，工程钢筋在现场制作，木工配备圆锯等设备。在临时用电工程中，应尽量将单相用电设备均匀的分散到三相上或各相间，力求减少三相间的不平衡状态。用电设备中的电焊机、电渣压力焊机、对焊机的不对称容量大于三相用电设备总容量的15%，故设备容量Pe应按三倍最大相负荷进行换算，然后再参与负荷计算。具体机械设备见下表：
主要用电设备一览表及设备容量（表1）：
需要系数法负荷计算
施工现场视在计算负荷(总用电量)用下述公式计算:
Pjz=Kx×∑Pe
Qjz＝Pjz×tanφ
∑P＝Sqrt（P2jz+ Q2jz）
Pjz――――用电设备的有功计算负荷
Qjz――――用电设备的无功计算负荷
∑Pe―――用电设备组的设备容量总和，但不包括备用设备量
Kx――――用电设备的需要系数
tanφ―――与功率因数（cosφ）角相对用的正切值（cosφ＝0.65～0.75）
∑P――――用电设备的视在计算负荷
（1）、对于断续周期工作制不同暂载率的用电设备的容量换算：
1号塔吊组换算到暂载率=25%时的设备容量：
Pe=2×Pe× =2×45×0.39=34.9 KW
2号施工电梯组换算到暂载率=25%时的设备容量：
Pe=2×Pe× =2×22×0.39=17.0 KW
15号交流电焊机换算到暂载率=100%时的设备容量：
Pe=SN×cosφ×=23.4×0.6×0.81=11.4KW
16号电渣压力焊机换算到暂载率=100%时的设备容量：
Pe=2×SN×cosφ×=40×0.7×0.81=22.7 KW
（2）、单相设备组等效三相负荷的计算：
从表1中可以看出，单相用电设备容量超过了三相设备容量的15%，应将单相设备容量换算为等效三相设备容量，再与三相设备容量相加。在接有较多单相设备的三相线路中，不论单相设备接于相电压还是接于线电压，只要三相负荷不平衡，就应以最大负荷相的有功负荷的3倍作为等效三相有功负荷，以满足系统安全运行的要求。
1）、单相设备接于相电压时的负荷计算：
等效三相设备容量Pe应按最大负荷相所接的单相设备容量Pmax的3倍计算，即Pe=3Pmax，若上表18-24号用电设备分别接入A、B、C相，17、18号设备接于A相则PA=7+6=13KW，19、20号设备接于B相则PB=0.72+12=12.72KW，21、22、23、24号设备接于C相则PC=0.36+3.2+5+8=16.6KW，PC＞PA＞PB，故Pe=3Pmax=3PC=3×16.6=49.8KW
2）、单相设备接于线电压时的负荷计算：
接于同一线电压时，由于容量为Pmax的单相设备接在线电压上产生的电流I=Pem/（U cosφ），这一电流应与等效三相设备容量Pe产生的电流I′=Pe/（√3U cosφ）相等，因此其等效三相设备容量Pe=√3 Pem
接于不同线电压时，设P1＞P2＞P3（P1、P2、P3均为线电压），根据等效发热原理可得出等效三相设备容量为 Pe=√3 P1+（3-√3）P2
本工程按接于同一线电压，其计算如下：
Pe=√3 Pem=√3×（11.4+22.7）=59.1KW
（3）、各用电设备组的计算负荷：
把工作性质相同（近），具有相近需要系数的同类用电设备合并成组，求出各组用电设备的计算负荷。
塔吊、施工电梯组：
取Kx=0.3，cosφ＝0.7，tanφ=1.02，其计算负荷为：
Pjz1=Kx×∑Pe=0.3×（34.9+22）=17.1KW
Qjz1＝Pjz1×tanφ=17.1×1.02=17.4 Kvar
强制式搅拌机、输送泵、配料机组：
取Kx=0.7，cosφ＝0.75，tanφ=0.88，其计算负荷为：
Pjz2=Kx×∑Pe=0.7×（49.5+90+6.6）=102.3KW
Qjz2＝Pjz2×tanφ=102.3×0.88=90.0 Kvar
混凝土、砂浆搅拌机组：
取Kx=0.5，cosφ＝0.68，tanφ=1.08，其计算负荷为：
Pjz3=Kx×∑Pe=0.5×(5.5+6.05)=5.8KW
Qjz3＝Pjz3×tanφ=5.8×1.08=6.3Kvar
切断机、弯钩机、套丝机、圆锯组：
取Kx=0.5，cosφ＝0.75，tanφ=0.88，其计算负荷为：
Pjz4=Kx×∑Pe=0.5×（8+8+4+5.5）=12.8KW
Qjz4＝Pjz4×tanφ=12.8×0.88=11.3Kvar
水泵组：
取Kx=0.7，cosφ＝0.8，tanφ=0.75，其计算负荷为：
Pjz5=Kx×∑Pe=0.7×3=2.1KW
Qjz5＝Pjz5×tanφ=2.1×0.75=1.6Kvar
振捣棒组：
取Kx=0.7，cosφ＝0.65，tanφ=1.17，其计算负荷为：
Pjz6=Kx×∑Pe=0.7×4.5=3.2KW
Qjz6＝Pjz6×tanφ=3.2×1.17=3.7Kvar
蒸汽柜组：
只有一台取Kx=1，cosφ＝0.7，tanφ=1.02，其计算负荷为：
Pjz7=Kx×∑Pe=1×11=11KW
Qjz7＝Pjz7×tanφ=11×1.02=11.2 Kvar
开水器组：
也只有一台取Kx=1，cosφ＝0.5，tanφ=1.73，其计算负荷为：
Pjz8=Kx×∑Pe=1×12=12KW
Qjz8＝Pjz8×tanφ=12×1.73=20.8 Kvar
电焊机、电渣压力焊组：
由上面的2-（2）-知其∑Pe=59.1kw，取Kx=0.35，cosφ＝0.7，tanφ=1.02，其计算负荷为：
Pjz9=Kx×∑Pe=0.35×59.1=20.7KW
Qjz9＝Pjz9×tanφ=20.7×1.02=21.1Kvar
单相接于相电压设备组：
由上面的2-（1）知其∑Pe=49.8kw，取Kx=0.7，cosφ＝1，tanφ=0，其计算负荷为：
Pjz10=Kx×∑Pe=0.7×49.8=34.9KW
Qjz10＝Pjz10×tanφ=0 Kvar
（4）、所有用电设备总的计算负荷
取有功负荷和无功负荷的同时系数Kp=Kq=0.9
有功功率:Pjz=Kp×（Pjz1+Pjz2+……+Pjz10）=0.9×（17.1+102.3+……+34.9）=221.9KW
无功功率:Qjz=:Pjz=Kq×（Qjz1+Qjz2+……+Qjz10）=0.9×（17.4+90+……+0）=183.4Kvar
视在功率:Sjz= Sqrt（P2jz+ Q2jz）=287.9KVA
总计算电流:Ijz=Sjz/（×Un）=287.9/（×0.38）=437.4A
变压器容量选择
根据计算的总的视在功率选择，采用一台变压器供系统运行，考虑变压器5%的过负荷能力，变压器容量≥1.05P=1.05×287.9=302.3KVA。甲方在待建区北侧约200m处，已经安装安装1台630KVA 220/380预装式变电站 , 其主要技术数据：额定容量为630kVA>302.3 KVA，额定电压12/0.4kV，低压额定电流909A>437.4A，足以满足施工现场用电要求。
6、施工现场供电线路的选择：
（1）、供电线路主电缆是从建设单位的变压器到配电室，这段电缆由建设单位提供，电缆埋地敷设，总长度大约为200m，使用交联聚乙烯绝缘电力电缆，查表知电缆总截面3185+295mm2，环境温度25℃时，载流量为463A大于437.4A，符合要求。
（2）、按允许电压降选择导线：
为了简化计算公式，把全部负荷集中到一路的末端，已知从甲方变电站到施工配电室的距离大约200m；允许相对电压降为ξ=5%，采用三相四线制供电时，C=77，导线截面积为：
S=（∑P·L/Cξ）100%=（287.9×200）/（77×5）=149.6mm2＜185mm2，所选电缆符合要求。
其它支路计算负荷及线路选择方法，与上述相同（略）。当施工现场用电设备总用电量不大时，总用电量也可按施工手册中公式计算。
当用电设备较多时，一般来说，这种方法所得的计算负荷偏大些。
四、临时用电负荷计算存在问题探讨
上述配套办公楼工程现场临时用电配电控制设备及配电导线等，依据上述负荷计算进行配置，在两年的施工期间运行正常，且施工过程中由于现场需要增设闪光对焊机1台，使用1个月，在使用对焊机时明显出现过载现象，必须与塔吊或搅拌站的大功率设备错开时间段，才能正常使用。综合来看此工程的临时用电施工组织设计比较符合此工程现场需要，满足安全性、经济性的要求。而笔者调查的十多个工地中，大多数现场所使用的设备总功率比上述工程要少，但现场配电系统投入要大得多，查看其临时用电施工组织设计主要存在以下几方面问题：
1、“系数”选取没有考虑建筑施工的特点，取值偏大
用需要系数法进行负荷计算时主要涉及两个系数，一是各设备组的需要系数，再是各设备组之间的同时系数。 需要系数Kx是用电设备的计算负荷与用电设备功率总和之比，主要与设备的实际负载率Kβ，同组用电设备的同时使用系数Kt，电气设备的平均效率ηaV，供电线路的平均效率ηL等4个因素有关： Kd=KβKt /ηaVηL 。
在当前常用的手册中，针对建筑施工临时用电情况，这个系数并没有给出明确的数值，应用时需要参考同类设备的系数，以往现场用电的实际测量情况，建筑施工临时用电的特点，还要认真分析本工地的施工组织设计等因素。而在笔者调研的十多个工地临时用电负荷计算中，多数编制临时用电组织设计的技术人员都从偏重于安全考虑，宁愿取大的系数值保险，结果往往使计算负荷大大高于实际应用中的半小时最大负荷。 另外，我国的相关手册、书籍中需要系数值一般都引用国外的一些资料, 与我国的实际情况有所差异, 而需要系数已在我国沿用了数十年, 未进行过调整和修改。原国家各部委的需要系数值也不尽相同。现有的一些需要系数表格有的就明确标注了“供参考数值偏大”。也就是说，我们查阅的一些手册中需要系数值原本就偏大， 这也是负荷计算数据偏大的原因。
再是各设备组之间的同时系数值选取，各种手册中也没有针对施工现场临时用电的具体数值，更需要通过分析施工组织设计，根据工地的施工安排来考虑。而很多临时用电负荷计算根本就没有考虑这个因素，过于保守，同样造成了计算负荷偏大的现象。
根据调研情况分析，光“系数”选取这一项因素，就使许多工地的计算负荷值偏大15%以上。
2、不对称单相负荷的换算问题
不对称单相负荷的换算是在负荷计算范围内, 当单相用电设备的总容量不超过三相用电设备总容量的15%时, 可全部按三相平衡分配的对称负荷考虑。否则, 应将单相负荷换算为等效三相负荷, 所谓等效三相负荷是按三倍最大负荷的方法进行换算。单相设备分别接于线电压和相电压时，首先应将接于线电压的单相设备容量换算为接于相电压的设备容量，然后分相计算各相的设备容量和计算负荷。而总的等效三相有功计算负荷为其最大有功负荷相的有功计算负荷的3倍。但是在负荷计算时往往将最大单相负荷的三倍作为计算负荷, 这也会使得负荷计算数据偏大。
有功功率和视在功率不分
以上述电焊机组为例，如果把SN当作PN来计算，将有 Pjz9=Kx×∑Pe=0.35×√3×(23.4×0.81+40×0.81)=31.0KW
Qjz9＝Pjz9×tanφ=31.0×1.02=31.6Kvar
Sjz9= Sqrt（P2jz9+ Q2jz9）=44.3 KVA
而正确计算时Sjz9= Sqrt（P2jz9+ Q2jz9）=29.6 KVA
光这一项计算负荷就相差44.3-29.6=14.7KVA，与正确计算所获得的总计算负荷287.9KVA相比，多了5%。
五、总结
综上所述，在临时用电负荷计算中，“系数”取值偏大、不对称单相负荷的换算、有功功率和视在功率不分是使计算负荷普遍虚高的三个主要因素。根据笔者调查的十多个工地分析，多数工地由于以上三个因素会导致计算负荷值偏大20%以上。
需要系数法虽然计算简便, 使用广泛,但系数取值不仅与用电设备组的工作性质、设备台数、设备效率和线路损耗等因素有关，还与操作人员的技能及生产组织等多种因素有关，而且需要系数法的负荷计算涉及到概率论、统计学的一些学科问题, 要做到完全准确是相当困难的，然而在临时用电施工组织设计中正确的负荷计算又是合理选择各种电气设备器材的重要依据。因此，我们必须认真分析用电设备配置情况、施工工地的特点和已往现场实测数据，参考各种手册提供的计算方法和参考数值，尽可能地通过实测分析，来更准确的计算施工现场临时用电计算负荷，在确保安全的前提下，减少线缆、供配电器件材料等的损耗，进一步提高建筑施工现场临时用电的安全性、经济性、合理性。
参考文献
[1] 徐荣杰. 施工现场临时用电施工组织设计［M］.沈阳:辽宁人民出版社，1992
[2]刘介才. 工厂供电[M].北京：机械工业出版社，2003
【关键词】智能建筑,电能质量问题,电能监测
中图分类号：F407.6文献标识码： A
一.前言
近年来，人们对用电有大幅度需求，因此建筑要求电气设备要防潮、防爆、防火、防污染等。简单的说就是电气设备要与时俱进，对设备的引进需要很强的技术性以及政策性做支持。智能建筑中的电气设备必须要做好全面的电能问题监测，防止因为用电问题给人们带来经济损失甚至人员的伤亡，保障居民的正常生活。
二.电能质量监测系统设计的目的和意义
目前，电能作为现代社会中最为重要的二次能源，应用越来越广泛，现代社会对电能的需求量也日益增加，可以说电能的应用程度已经成为一个国家发展水平的主要标志之一 。与此同时，随着智能电网和电力市场进程的不断推进和发展，用户对电能质量的要求也不断提升，并要求提供多种可选的电能质量和价格方案，两者的矛盾日益尖锐，而这直接带来的影响便是电能质量的好坏已经开始影响电力公司的市场占有率。同时电能质量对电力系统电网和电气设备的安全经济高效运行、产品质量保证以及维护人们日常生产和生活的正常秩序的重要意义也逐步的体现了出来, 电能质量问题已经开始受到越来越多人们的关注，如何提高和保证电能质量己经成为我国电力系统面临的重要问题。
我们知道电能质量的高低主要由供电电压允许偏差、电力系统频率允许偏差、公用电网谐波电压允许波动与闪变三相电压允许不平衡度等电能质量参数表征决定。目前我国电能质量国家标准主要规定了五个指标：频率、谐波、电压偏差、三相不平衡及电压波动与闪变。故一直以来供电线路的电压、电流、功率因数、有功功率、无功功率等参数的检测是掌握供电线路和设备运行状态的基础，有些参数还是保证功率补偿有效性和合理性的决策依据。
三. 智能建筑系统的主要内容
1.各种设备按规定时间进行启停控制，以达到节约能源的目的；
2.供电系统、空调系统、供排水系统、冷热源等的参数调节控制监视和设备运行状态的监测；
3.对各种设备运行时间积累和维修期限达到报警，以便及时更换或维修服役期满的设备，延长设备的使用寿命，提高服务质量；
4.根据建筑实际需要的冷负荷，自动控制冷水机组投入运行的设备台数，达到最佳的运行方式；
5.据设备运行时间自动更换工作和备用设备，延长设备的使用寿命；
6.对各种能源消耗进行计量和计费；
7.各种文本的自动生成和打印。
四.智能建筑中的电能监测质量主要问题
在电能质量监测领域除了需要不断的加大投入与研究，它在发展中还应集中解决以下几方面的问题：
1.基础理论的研究
电能质量基础理论研究是对其本质进行深入研究的基础，包括统一的畸变波形行电能质量的含义，各功率成分的定义、产生机理、评价体系的研究，及物理意义，科学的计算方法研究等。目前为适应不同的需要提出许多的定义方法。各方法在数学表达式、物理意义、建立模型及实施方面各有所长，但距离理论上和实际上的统一并易于接受的表达式尚有一定的差距，无法对电能质量做出综合的分析和评估。这一理论的短缺无疑将会阻碍对电能质量进一步的深入研究。
2.电能质量监测的网络化、智能化
现代电网规模越来越大，监测点越来越多，未来电能质量的监测不仅局限于某一点，而是要实现同一供电系统、不同地点的电能质量监测，甚至实现多个不同供电系统的集中监测。在功能上，更强调智能化，除具有计算、显示等功能外，还要有一定的判断、分析、决策等功能，如能进行事件预测、故障辨识、干扰源识别和实时控制，初步具有自动的实用先进的计算智能评估功能。
电能质量分析及及其监测是一个较复杂的问题，如何合理、全面地分析处理各种干扰源，充分将计算机技术和网络技术为电能质量分析与监测所用，都是应注意的问题。同时电能质量监测的发展趋势对监测系统在功能上提出了更高的要求，也表明这一应用领域的研究需要多种技术的相互融合和各个领域的密切合作。
3.新型算法的开发
随着近代数学和人工智能技术的迅速发展及大量跨学科、跨专业交叉理论的出现，电能质量分析的模型、方法和手段呈现出强烈的多样性，如何以更科学、更先进的模型来分析电能质量，改善其对电网的影响，也是电能质量研究领域内不可忽视的核心所在。就目前电能质量的研究情况来看，小波分析、模糊数学的方法、神经网络方法、遗传算法及交叉技术将成为今后电能质量新算法研究的主流方向。可应用模糊数学方法建立精确数学模型，应用小波变换对扰动数据进行辨识、分类和原因分析，应用模糊－神经网络方法确定有效信息的传输、存储。这些理论的推出及其日渐成熟对电能质量研究领域从算法本身到算法的适用领域、算法性能的改善等各方面产生深远的影响。
五.智能建筑中的电能质量监测环节
电气施工安装中，管理人员只有努力提高自身的素质和专业能力，才能做好质量的监控。
1.认真阅图是做好电能质量监控的前提图纸是施工阶段的前提和依据，只有详细消化图纸，对工程每一系统做到心中有数，才能在现场发现问题和纠正错误，做到对工程质量的预控。电气工程系统设备先进、管线繁锁。在电气施工前的每一阶段，都要仔细地审图和校图，特别是对每一份设计修改通知单，都要认真地进行管理，逐一描绘到蓝图上。
2.熟悉规范，把好质量关。电气施工质量规范条框较多，监控人员要结合工程实际，边干边学，不断积累，牢记规范条例。在监控工作中，一定要有强烈的事业心和责任感，仔细认真，勤动笔头，不怕麻烦；深入现场，拉下面子，严格质量管理，才能保证电气施工工程的安全在可事。
3.实现质量目标的预控。既然质量目标是优质工程，那么如何具体来实现呢？我们认为：甲方、监理、施工管理人员首先必须分清工程中的重点环节，凡事有预则明，有明则清。反之，不预则废，在电气质量监控中，确定配电装置、电力电缆、配电箱三个重点设备管、补管、交接等重点协调环节，明确关键，制订措施，根据规范进行超前监控，达到对工程质量的预控。其次，必须在监控好重点环节后以点带面，促动整个系统工程的质量监控。电气工程除了设备材料的施工质量外，系统的功能也是重要一环。在知识经济、信息技术高度发展的时代，先进的设备不断出现，功能不断增强，而同一产品，功能的差异往往造成价格的明显不同。所以，在监控中，一定要根据合同仔细推敲，严格管理，实现系统应具备的功能，成为分项的优质工程的要求。
六.结束语
综上分析，我国的建筑中电能质量还是存在一定的问题，需要得到迫切的解决，尤其是智能建筑中电能所存在的问题，我们都知道智能建筑是依靠电能来保证其智能化的实现。所以电能问题的存在使得智能建筑的安全系数降低，甚至在运行过程中会损害人们生活的利益，我们应该应用高科技技术来保障智能建筑的电能监测使其运行稳定。
参考文献：
[1] 建筑电气工程施工质量的监控与验收 中国电力出版社 2011
[2] 智能建筑电气技术 中国电力出版社 2012
[3] 建筑电气工程施工质量验收规范 中国计划出版社.2012
【关键词】农村；配电网；综合评估
1 概况简介
本次泰顺供电局中低压农网评估数据基准年为2012年，评估的范围为泰顺县全境，包括“九镇一乡”，即罗阳镇、司前畲族镇、百丈镇、筱村镇、泗溪镇、彭溪镇、雅阳镇、仕阳镇、三魁镇、竹里畲族乡。评估涵盖10kV至400V电压等级的农网。
中压配网评估主要对泰顺配网的运行水平、供电能力、装备水平和网架进行综合评估，包括中压线路现状分析、中压设备现状分析、中压供电能力分析、可靠性分析、典型线路电压降、理论线损分析等，涵盖中压农网评估主要技术指标。
低压配网评估将在中心城区以供电台区为单位，在农村地区以行政村为单位，对泰顺电网部分400V低压电网进行评估，对重点区域典型台区进行低压现状普查和存在问题分析，为后期进行的技术改造提供技术支撑。
2 农网评估内容与方法
2.1 农网评估内涵与创新
《评估导则》的评估内容与指标主要针对城市农网，将其应用于泰顺农网时在评估的方向、广度与深度上有所差异。基于以上背景，本次评估结合泰顺农网建设运行的特点，采用层次分析法（AHP）和德尔菲（Delphi）法，针对中压和低压农网选取不同评估指标，建立了农村农网综合评估指标体系。在泰顺中低压配网评估中应用该体系，采用点面结合的量化分析方法，通过综合评估与分项评估，有效地定位了电网薄弱环节，为农网的规划和改造提供了决策支持。评估结果表明，该体系能全面量化描述泰顺农网运行水平，引导电网建设的方向。
尤其在低压方面，本次评估基于400V电网运行特点，创新性地提出考虑线路和配变运行水平的低压电网评估指标体系，对典型台区和行政村进行评估，评估结果能有效反映不同低压台区的运行水平和供电能力，并能为未来电网建设提供有力参考。
2.2 农网评估流程与方法
农网评估流程如图1所示，包含以下几个方面内容：
（1）选取评价指标
指标的选取参照《评估导则》，并结合农网实际情况，对于中压农网（10kV），指标涵盖装备水平、供电能力、运行水平三方面，对于低压农网（400V），主要从线路运行水平和配变运行水平进行评估。
（2）建立评估指标体系
针对评估目标采用层次分析法 （Analytic Hierarchy Process， AHP） 建立清晰的层次结构并得出综合评估指标体系。
（3）设定指标权重
结合德尔菲法和测度理论，将指标两两比较的主观定性判断标量化，求解各层次判断矩阵的属性权重，从而获得各指标权重。其中，德尔菲 （Delphi） 法充分综合专家知识和经验，通过信息沟通与循环反馈，是决策意见接近实际；测度理论将专家对指标两两比较重要性的主观定性判断标量化，并求解各层次的判断矩阵获取指标权重。
（4）单项指标计算与评分
参照《评估导则》，根据实际农网的调度、运行情况确定各项指标的计算方法和合理取值范围。
（5）综合评估与问题分析
根据单项指标评分和指标权重获得综合评分，根据评估结果，按评分高低确定农网薄弱环节，提出改造方法。
图1 农网评估流程
3 泰顺中压农网综合评估
3.1 中压农网评估指标体系
层次分析法 （AHP） 通过建立清晰的层次结构来分解复杂的评估问题，在保证相互独立性的前提下能有效处理各项评估指标之间的内在联系，具有较强的灵活性、整体性和综合性。通过层次分析法建立的中压农网评估指标体系如图2所示。
图2 中压农网评估指标体系
图2所示评估指标体系以《评估导则》为技术准绳，总体分为4层，采用33个具体评估指标综合反映中压农网运行水平和供电能力的整体情况。其中11个指标重点反映配网装备水平，12个指标重点反映配网供电能力，10个指标重点反映配网综合运行水平。具体评估指标体系如图3所示。
图3 中压农网评估流程图
该评价指标体系包括装备水平、供电能力和综合运行水平3个一级指标，每个指标包含多项下属从指标，从不同角度对中压农网进行评估。
（1）装备水平
农网装备水平的评估，主要对线路、配变、开关等设备现状和配电自动化水平进行分析，是配网供电能力和运行水平的基础，反映了电网基础设备的可靠性、安全性和先进性，为电网的设备更换和改造建设提供了有力的参考。
（2）供电能力
供电能力指标主要包括“配网电源点”、“负载能力”、“转供能力”3类从指标。其中，“配网电源点”表征高压农网对中压农网的供电能力，主要从变电站容载比、主变N-1、供电能力与传输能力匹配率等方面进行评价；“负载能力”表征正常情况下线路、配变的利用情况和供电裕度，主要从线路、配变负载率和线路装机容量等方面进行评价；“转供能力”表征农网出现故障时变电站、线路的转供能力，反映了系统的供电裕度和负荷的用电可靠性，主要从线路、变电站联络情况和线路N-1等方面进行评价。
（3）综合运行水平
综合运行水平评估主要从供电可靠性、电压合格率和线损率三方面进行评估。其中，“供电可靠性”指标主要考虑电网综合可靠性和设备可靠性；“电压合格率”和“综合线损率”则分别从统计指标和理论计算指标两方面对农网电压质量和网损进行分析。
3.2 中压农网评估结果分析
利用图3所示评估指标体系对泰顺中压电网进行评估。总体来说，泰顺中压农网综合评分和第一层得分均在60～70分之间，参照《评估导则》属于“一般”水平，应根据从指标层中得分较低指标，提出分析和改进措施。
具体从各指标层来看：
装备水平总得分63.34，其中配变、开关和配网自动化得分均较高，而线路得分仅为32.41，主要问题在于线路供电半径过长，线路绝缘化水平低。
供电能力得分63.06，其中较低的子得分项是转供能力，为46.76分，因为泰顺电网不同变电站有联络线路比例低，而同一变电站出线线路间能够转供能力的比例也不高。
综合运行水平主要包括供电可靠性、电压合格率、综合线损率，总得分为64.00分，其中供电可靠性73.92分、电压合格率59.84分、综合线损率31.24分，综合线损率与电压合格率的得分较低，具体问题在前述章节中已有分析。电网综合运行水平的提高需要结合设备的改造和电网网架结构的优化来实现，这也是泰顺电网中压电网亟待解决的问题。
3.3 中压农网问题分析
3.3.1 问题综述
根据以上评分结果，泰顺中压农网在供电能力、电网结构、电网设备等方面存在着不同方面的问题。具体问题分析如下：
（1）变电站布点不足，出线间隔利用率偏高
泰顺电网上级变电站布点严重不足，出线间隔利用率偏高；110kV变电站中压出线间隔利用率达77.5%，35kV变电站达73.85%，泰顺变和三魁变已无出线间隔。
（2）主变“N-1”不通过和全停转供问题
泰顺电网3座110kV变电所存在不同程度的“N-1”问题，35kV变电所有4座存在不同程度的“N-1”问题，包括司前变、三魁变、筱村变、泗溪变。
（3）部分老旧线路存在安全隐患
10kV中压配网部分线路投运时间较长，存在安全隐患，设备老化严重，影响配网的安全、可靠和经济运行，尽管部分已经整改，仍需加强线路日常维护。
（4）部分线路供电半径过大
供电线路的长度直接影响线路的供电质量和供电可靠性，由于变电站建设滞后、布点不够和地处山区农村等客观原因，泰顺电网存在较多供电半径过大的10kV线路，线路总长度超过10km的线路有33条，占总线路条数60%。
（5）中压线路以架空裸导线居多，线路绝缘化率低，电缆化率低
截止2011年底，泰顺中压线路裸导线长度为1227.2km，绝缘线仅为57.7km，绝缘化率为4.39%，存在大量安全隐患，同时中压电缆化率为0.4%，电缆化率低。
（6）中压导线截面偏小，影响带负荷能力
泰顺电网部分线路导线截面过细，农网大量存在150 mm2以下线径线路，包括一定量主干截面为50 mm2，35 mm2的线路，甚至有部分主干线路导线线径仅为25 mm2，影响线路带负荷能力，其中有24条10kV线路主干线中含有截面低于70mm2的部分，占全部线路的43.6%。
（7）负荷分布不均，部分线路负载率较高
泰顺配网供电能力不足，部分馈线负载率偏高，公用线路平均最大负载率为40.98%，负载率超过50%的线路有13条，占所有公用线路的24%。
（8）单辐射线路较多、部分联络线路线路无法转供
泰顺电网单辐射线路占总比例的49.09%，配网环网率较低，供电可靠性不高；在联络线路中存在10条线路由于负载率较高不能够通过其他线路转供，并且实际联络线路合环操作时，由于变电站出口开关限流限制，往往不能实现合环或者需要分段进行转供。
（9）配变装接容量小、配变负载率高
泰顺电网中压线路平均装接配变容量3591kVA，配变装接容量较小；配变负载率较高，平均最大配变负载率60.76%，配变最大负载率高于75%的线路共有8条。
（10）部分线路分段数不合理
泰顺中压电网分段不合理线路进行共计5条，占总线路条数的9.09%，其中新城867线存在分段明显不合理现象，需要加装分段开关等方式进行整改。
（11）理论线损较大，统计线损误差较大
理论线损偏大的主要原因是配变装接容量过大、供电半径过长、导线截面偏小、无功补偿不足所致，泰顺理论线损率大于2%的线路共计20条，占总线路条数的36.36%。而统计线损由于统计问题存在较大误差，部分线路线损率为负值，不符合实际情况。
（12）供电可靠率低
泰顺电网大部分配电线路处于山区，且又处于多雷区，抵抗雷电及台风等不可抗力能力弱，跳闸频繁，电网供电可靠率较低，为99.127%，部分地区非计划停运时间较长。
3.3.2 问题线路分级
将泰顺中压配网问题以安全性、经济性划分为三级问题，其问题严重程度逐级降低。
线路负载率大于80%、配变负载率大于75%、主干电压降超过5%等三类线路属于一级问题线路，事关农网运行安全性，应在下一年度高峰负荷前解决。
不通过可转供效验、配变装设容量偏大、分段不合理、理论线损率大于2%等四类线路属于二级问题线路，事关农网供电可靠性及经济性，考虑在“十二五”后期结合周边新建站点中压出线工程完善网架。
三级问题主要涉及设备的标准和性能问题，如老旧、高损配变、老旧、油式开关、老旧线路、老旧开闭所等不属于一、二级问题的线路，泰顺电网各条中压线路均存在不同程度的三级问题。
3.3.3 问题改造原则
对应上述问题线路，列出下列改造原则：
（1）一级问题线路改造原则：
中压农网一级问题线路改造主要考虑通过新出线路进行分流，或新出线路与重负荷的单辐射线路形成联络，均衡线路负荷，从而达到负荷分流的效果。
1）线路负载率超过80%的一级问题线路，需要在下年度高峰负荷前进行线路分流改造；
2）配变负载率超过75%的一级问题线路，需要在下年度高峰负荷前进行配变增容改造；
3）电压降高于5%的一级问题线路，需要在下年度高峰负荷前进行低电压改造。
（2）二级问题线路改造原则：
二级问题线路改造应在规划年内结合周边新建变电站中压出线工程完善网架。
1）通过单辐射线路末端手拉手联络以及多联络，使中压转供能力通过率提高到目标水平。
2）通过分段合理，限制每分段配变容量不超过3000kVA且配变台数不超过10台，达到每条线路3-4分段目标。
3）通过降低配变装设容量、调整线路负荷，缩短供电半径和增大导线截面等手段消除理论线损率大于2%的线路。
4）切割线路长、容量大、负载重的分支，分支线路过长的可以将该分支线切割改由变电站（或开闭所）供电，将原有线路改造成两条线路，最终构成单环网。
（3）三级问题改造原则：
规划期内，更换运行15年以上的老旧设备，更换未到年限但影响安全运行的设备；逐步淘汰高损配变和油式开关。
3.4 中压农网分项评估
农网分项评估针对泰顺中低压电网中的每条线路和每台配变，评估结果能对线路、配变问题严重性进行排序，为改造提供依据。
3.4.1 线路分项评估
线路分项评估仍基于层次分析法，从装备水平、供电能力和综合运行水平三个方面进行评估。单项指标评分采用5分制，综合得分满分为60分。具体评估指标体系和评分标准如图4所示。
图4 中压电网线路分项评估指标体系
其中，将线路分为A类供区和B类供区，A类供区主要包括罗阳、雅阳两个中心镇和其余镇的镇区内线路，B类供区包含泰顺县所辖其他区域，其中当联络线路最大负荷能提供转供时加1分。
3.4.2 配变分项评估
配变分项评分采用5分制，以实测最大负载率作为评价主要依据，并考虑配电运行年限和高损变等因素。对评估范围内所有配变进行评分，得分为0的配变急需更换或者增容，得分为1的配变在条件允许的情况下也应进行改造。
4 泰顺低压农网综合评估
4.1 低压农网评估原则
低压电网作为居民生活用电及部分工业用电的主要设备，直接对居民用户供电，应结合地方用电特性，合理布点、科学配置有利于提高供电质量，从而进一步提高低压农网的运行和管理水平。对低压电网评估提出以下基本原则。
4.1.1 低压配电线路原则
（1）配电线路的布局应与各地配网规划、新农村建设规划及农村“三集中”的发展计划相配合，并做到路径短，转角少，少占农田，不防碍公共安全，施工和运行维护方便。
（2）低压架空线路宜采用单回路三相四线制架设，一般每台配电变压器低压出线不宜超过三回。低压电网一般采用低压架空网辐射状供电。城镇负荷比较集中的居民区宜采用电力电缆；农村电网低压线应逐步采用架空绝缘导线，主干线采用铝芯架空绝缘导线。
（3）为防止重复建设，低压导线截面应按长期规划（一般为20年）一次选定，且应与配变容量、出线回路数相配套。一般主干线选用铝芯70～120mm2截面导线，分支线一般选用50～70mm2截面导线。
（4）村庄内低压杆塔宜采用稍径φ190mm的非预应力电杆，田间（旷野）的电杆一般选择预应力电杆，但不应小于8m杆，根据下层导线对地安全距离的要求，并留有余地的原则确定。
（5）接户线及电能计量装置每对接户线供电用户不宜超过5户（三相四线供电用户不宜超过3户），并应尽量避免采用户联线形式对用户供电。
（6）接户线应采用绝缘铜线或铝线，其截面应根据用户负荷发展需要和允许载流量选择，但铜芯导线截面不应小于10 mm2，铝芯不应小于16 mm2。
（7）台区内各供电用户应交叉、均衡接入各相线路，以提高低压三相负荷的平衡度。
4.1.2 配电变压器及配套装置原则
（1）农村公用变应按“小容量、密布点、短半径”的原则设置配电变压器，确保每个自然村至少一台配变。
（2）公用变电所应设置在接近负荷中心，交通便捷，进出线方便的地方，并能防止暴雨和洪水淹没，宜设置在旱地上，避免设置在田间。
（3）不同的配变台区应以自然条件（如：行政区域、公路、河流等）为界，确定各自的低压供电范围，不可交叉互供。低压农网实行分区供电原则，以每台配电变压器为单元应有明确的供电范围，不能越过10kV线路的分段开关或联络开关，不跨高压电源供电范围。低压农网不能跨区（镇）供电，一般也不跨街区供电。
（4）低压农网应力求结构简单，安全可靠，宜采用低压联络结构或以配电变压器为中心的树枝状放射式结构。
（5）供电半径方面，低压线路的供电半径不宜过大，为满足末端电压损失的规定要求：一般集镇地区主干线供电半径应控制在250m以内，分支线（含主干线）应在400m以内；高密度负荷地区主干线应控制在150m以内，分支线（含主干线）应在250m以内；农村低压电力网的布局应与农村发展规划相结合，采用放射形供电，主干线供电半径不得大于500m；对于个别分散且无工业负荷的低密度负荷地区或山区控制在800m以内。
（6）配电变压器容量应以现有负荷为基础，并对5年内可能新增的照明、农业、动力负荷进行预测、规划，一般单台配变容量选用不宜大于160kVA。
（7）生活用电容量一般按照每户4千瓦核定，对于专供生活用电的农村公用变，其变压器容量按生活用电容量总和并考虑同时率（一般取0.5～0.7）选择。对生活用电、低压动力混接的农村公用变，可按照实际可能出现的高峰负荷的1.5～2倍选择。
（8）新增或改造的农村公用变，其配电变压器应选用低损耗、少维护的S11及以上系列配电变压器，对已投入运行的S7型配变若运行年限超过10年的应予以更换。
（9）新增或增容的配电变压器宜采用杆架式安装，特殊情况可采用箱式变，低压配电柜安装型式一般采用吊装式或配电房室内安装。对现有的配电房若有以下情况者须进行重新建设：1）位置设置不合理；2）非砖混结构；3）房屋残旧；4）规格（如高度，通道）等不合规程的。
（10）应淘汰非标准的配电柜（箱），对损坏严重及存在安全隐患的配电柜（箱）应进行更换或改造。
4.2 低压农网评估指标体系
低压农网评估指标的选取与中压农网应有所区别，参照《评估导则》和《城市中低压农网改造技术导则》作为技术准绳，采用了13个评估指标综合反映低压农网运行水平。
受低压评估广度限制，将低压农网分为A类、B类和C类供区，对各供区典型台区和行政村进行评估。其中A类供区为城镇低压农网，B类为城乡结合部低压农网，C类为乡村低压农网。
4.3 低压农网评估结果分析
按低压农网评估指标体系对典型台区和行政村进行评估进行评估，应考虑评估对象所属供区特点，结合评估对象经济水平与用电量发展情况，针对评价体系中得分较低环节，提出改造意见。大致可以得出以下结论：
（1）A类供区位于城镇境内，对供电可靠性要求较高，其设备水平往往较高，但由于用电量的飞速增长，其配变容量的适应性往往不足。另外，A类供区应提高线路绝缘化率以保障供电可靠性。
（2）B类供区容量充裕，设备水平较高，用电增长不大，配变适应性较高，在短期内无需进行改造。
（3）C类供区由于地理环境等客观原因，往往存在配变容量低，供电半径过长，线路半径过细，布点不合理，杆塔不符合要求等问题，导致综合得分过低，此类供区急需通过新增配变，进行线路改造等措施进行整改。
5 农网评估实施成效
农网综合评估的实施，为泰顺供电局在设备管理、运行水平和供电能力水平摸底、项目改造等方面提供了便利，其具体成效为：
5.1 建立了电网综合评估指标体系
构建了中低压电网评估体系，从装备水平、供电能力和综合运行水平等方面对电网进行全面摸底和系统评估；为今后的电网评估工作奠定了良好基础，对其他地区的相关工作有很好的借鉴意义。
5.2 提出了点面结合的量化分析方法
评估方法既能从整体上反映电网状况，便于与其他县局进行比较，分析优势与不足；又能对各层次情况进行横向比较，发现相对突出的问题所在；还能由存在的问题纵向查找到具体的变电站和线路，为改造规划提供量化的数据支持。本方法定量评估农网现状，能大大改善原有依靠经验分析电网问题的现象。
5.3 提供了电网规划改造的重要依据
科学合理的评估推进了电网规划由以定性分析为主向定性与定量相结合的转变；全面、客观的农网评估，能针对电网存在的问题确定电网规划和改造项目的优先级排序，从而为领导层制定策略提供依据，管理与决策更具科学性。
5.4 完善了电网的数据库资源
农网综合评估是对电网现状的全面梳理，能加强供电局对资产的管理与监控；另外，评估过程是对现有数据库很好的更新，能增进供电局对电网实际情况的把握，为开展其他相关工作奠定良好基础。
参考文献：
[1]《浙江省配电网规划设计导则》【Q/GDW-11-282-2011】
[2]《城市电力网规划设计导则》【Q/GDW 156-2006】
[3]《电力系统无功补偿配置技术原则》【Q/GDW 212-2008】
[4]《浙江省城市电网规划技术原则》【Q/ZDJ04-2007】
