电气设计与安装技术指导书

电气设计与安装技术指导书TOC\o"1-2"\h\u26135第1章电气设计基础 3189881.1电气设计概述 3275371.1.1电气设计的定义 318331.1.2电气设计的目的 3150941.1.3电气设计的范围 4148451.2设计规范与标准 489731.2.1国家和行业规范 4217951.2.2企业标准 4225341.2.3国际标准 484751.3设计流程及要点 4146051.3.1设计前期准备 477621.3.2设计方案制定 449001.3.3设计计算 47631.3.4设计图纸绘制 5215051.3.5设计审核 574221.3.6设计交底与施工指导 5299031.3.7设计变更 5246231.3.8设计总结 525601第2章电气设备选型 5274972.1设备选型原则 5119172.2主要电气设备类型及参数 6254022.3设备选型实例分析 627734第3章电气主接线设计 7141543.1主接线设计要求 7206183.1.1符合国家标准和行业规范 7203863.1.2满足用电负荷需求 715963.1.3安全可靠 7188123.1.4经济合理 76433.1.5方便施工和检修 7264393.2主接线方式及特点 72303.2.1单母线接线 7138163.2.2双母线接线 8173783.2.3母线分段接线 8148343.2.4环网接线 8170913.3主接线设备配置 8184333.3.1开关设备 8305073.3.2保护设备 849133.3.3测量及监控设备 8204803.3.4避雷设备 8324143.3.5接地设备 8155103.3.6电缆及附件 831331第4章短路电流计算 867344.1短路电流概述 8115974.2短路电流计算方法 9245744.2.1根据系统参数计算 9309914.2.2采用短路电流计算软件 9322294.2.3实验室测试 953664.3短路电流计算实例 924057第5章设备保护与控制 1070345.1设备保护原理 1040405.1.1过载保护 1023345.1.2短路保护 10174815.1.3接地保护 10244405.1.4过电压保护 1085235.2常用保护装置及功能 10300455.2.1断路器 10290435.2.2熔断器 1014105.2.3热继电器 1173795.2.4剩余电流动作保护器 11222905.3控制回路设计 11306375.3.1设计原则 11307295.3.2注意事项 1181585.3.3控制回路实例 1132597第6章电气设备安装 1299816.1安装准备与施工要求 12156266.1.1施工前准备 12302756.1.2施工要求 12125896.2高压设备安装 126726.2.1设备验收 1296996.2.2设备安装 12232266.2.3设备调试 12286756.3低压设备安装 1396416.3.1设备验收 13126456.3.2设备安装 1383506.3.3设备调试 134695第7章配电线路设计 13232747.1配电线路概述 13215467.2配电线路设计要求 13109947.2.1设计依据 13278267.2.2设计原则 13276717.2.3设计内容 1469527.3配电线路设备选型 14216677.3.1电缆选型 14104607.3.2架空线路选型 14276897.3.3配电设备选型 1423687第8章防雷与接地设计 15117888.1防雷接地概述 1575028.2防雷设计原则及措施 152578.2.1防雷设计原则 15273128.2.2防雷措施 15132478.3接地设计要点 1514570第9章电气调试与验收 16287509.1调试与验收流程 16321679.1.1调试前准备 16252199.1.2调试流程 16222509.1.3验收流程 16296169.2电气设备调试方法 17180749.2.1单体调试 17196099.2.2系统调试 1738639.3验收标准与要求 1761749.3.1验收标准 17250189.3.2验收要求 175188第10章电气安全与维护 172207510.1电气安全知识 171139710.1.1电气类型 17672910.1.2触电危险性与防护 182855210.1.3电气防火防爆措施 1872810.2安全防护措施 1894510.2.1电气设备接地 181355610.2.2防雷保护 18644910.2.3电气设备绝缘 18258610.3电气设备维护与管理 19344110.3.1维护周期与内容 191341210.3.2维护注意事项 192127110.3.3管理措施 19第1章电气设计基础1.1电气设计概述1.1.1电气设计的定义电气设计是指根据工程项目的需求，运用电气工程理论、技术和方法，对电气设备、电气线路及其控制系统进行合理配置和设计的过程。1.1.2电气设计的目的电气设计的目的是保证电气系统安全、可靠、经济、环保，满足用户的使用需求，同时便于安装、调试、运行和维护。1.1.3电气设计的范围电气设计范围包括但不限于：高低压配电系统、照明系统、动力系统、控制系统、电气保护、电气自动化等。1.2设计规范与标准1.2.1国家和行业规范电气设计应遵循国家和行业的相关规范，如《电气设计规范》、《建筑电气设计规范》等。1.2.2企业标准根据企业特点，电气设计还应参考企业内部制定的相关标准。1.2.3国际标准对于出口项目或与国际接轨的项目，电气设计应满足国际标准，如IEC、IEEE等。1.3设计流程及要点1.3.1设计前期准备（1）了解项目背景，明确设计需求；（2）收集相关资料，包括设备参数、负荷特性、地理环境等；（3）分析项目特点，确定设计原则和目标。1.3.2设计方案制定（1）选择合适的电气设备；（2）确定电气主接线方式；（3）制定电气保护措施；（4）设计电气控制系统；（5）编制电气设备清单。1.3.3设计计算（1）进行负荷计算，确定电气设备容量；（2）进行短路电流计算，选择合适的电气设备；（3）进行电气设备热稳定计算；（4）进行接地电阻计算。1.3.4设计图纸绘制（1）绘制电气主接线图；（2）绘制电气设备布置图；（3）绘制电气线路图；（4）绘制电气控制系统图；（5）编制施工图说明。1.3.5设计审核（1）对设计图纸进行自审；（2）组织相关人员对设计图纸进行会审；（3）根据审核意见进行修改。1.3.6设计交底与施工指导（1）向施工人员交底设计意图和要点；（2）提供施工过程中的技术支持；（3）参与关键工序的验收。1.3.7设计变更根据工程实际情况，及时调整设计方案，保证电气系统安全、可靠、经济。1.3.8设计总结对设计过程中遇到的问题和经验进行总结，为今后类似项目提供参考。第2章电气设备选型2.1设备选型原则电气设备选型是电气工程设计与安装的重要环节，关系到整个电力系统的安全、可靠、经济运行。在进行电气设备选型时，应遵循以下原则：（1）符合国家标准和行业规定。设备选型应遵循我国相关电气设备标准及行业规定，保证设备质量和技术水平。（2）满足工程需求。根据工程规模、负荷特性、环境条件等因素，合理选择电气设备的类型和参数，保证设备在正常运行条件下具有足够的功能和可靠性。（3）安全可靠。设备选型应充分考虑安全因素，保证人身和设备安全。（4）经济合理。在满足工程需求的前提下，力求降低设备投资和运行成本，提高经济效益。（5）便于安装和维护。设备选型应考虑安装、调试、维护的便利性，降低施工难度和维修成本。（6）适应性和可扩展性。设备选型应考虑未来技术的发展和工程扩展需求，保证设备在一定时期内具有良好的适应性和可扩展性。2.2主要电气设备类型及参数根据电气工程的不同需求，主要电气设备可分为以下几类：（1）高压开关设备：包括断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关等，主要参数有额定电压、额定电流、短路电流等。（2）变压器：包括油浸式变压器、干式变压器等，主要参数有额定容量、额定电压、短路阻抗等。（3）低压配电设备：包括配电柜、断路器、接触器、继电器等，主要参数有额定电压、额定电流、短路电流等。（4）电力电缆：包括交联聚乙烯电缆、聚氯乙烯电缆等，主要参数有额定电压、导体截面、电缆长度等。（5）控制电缆：包括计算机电缆、补偿电缆等，主要参数有额定电压、导体截面、电缆长度等。（6）母线及母线槽：包括硬母线、软母线、母线槽等，主要参数有额定电流、短路电流、母线长度等。（7）防雷设备：包括避雷针、避雷器、防雷箱等，主要参数有保护水平、响应时间等。2.3设备选型实例分析以下以某中型工厂为例，进行设备选型实例分析：（1）高压开关设备：根据工厂的电压等级和负荷需求，选用额定电压为10kV、额定电流为630A的断路器、隔离开关等设备。（2）变压器：根据工厂的用电负荷，选用额定容量为1000kVA、额定电压为10kV/0.4kV的油浸式变压器。（3）低压配电设备：根据工厂的配电需求，选用额定电压为0.4kV、额定电流为400A的配电柜、断路器等设备。（4）电力电缆：根据工厂的电缆敷设长度和负荷电流，选用额定电压为10kV、导体截面为240mm²的交联聚乙烯电缆。（5）控制电缆：根据工厂的控制信号需求，选用额定电压为0.4kV、导体截面为2.5mm²的计算机电缆。（6）母线及母线槽：根据工厂的配电室规模，选用额定电流为400A的母线及母线槽。（7）防雷设备：根据工厂所在地的雷暴等级，选用保护水平为10kV、响应时间为100ns的避雷针和避雷器。通过以上实例分析，可以得出合理的电气设备选型方案，为工程设计和施工提供依据。第3章电气主接线设计3.1主接线设计要求3.1.1符合国家标准和行业规范电气主接线设计应严格遵循我国现行的电气设计相关国家标准和行业规范，保证设计合理、安全可靠。3.1.2满足用电负荷需求根据用户用电负荷特性及预测，合理选择电气主接线方式，保证电气系统在正常运行、启动和故障情况下，满足负荷需求。3.1.3安全可靠电气主接线设计应考虑设备的安全功能，降低故障率，提高系统的可靠性和稳定性。3.1.4经济合理在满足电气主接线功能要求的前提下，力求降低投资成本、运行成本和维修成本，提高经济效益。3.1.5方便施工和检修电气主接线设计应考虑施工和检修的便利性，保证在施工和运行过程中，能快速、方便地进行接线、调试和检修。3.2主接线方式及特点3.2.1单母线接线单母线接线方式结构简单、清晰，便于运行和检修。但可靠性较差，一旦母线发生故障，整个系统将停电。3.2.2双母线接线双母线接线方式可靠性较高，可在线路或设备检修时，切换到备用母线，保证系统的连续供电。但投资成本较高，占用空间较大。3.2.3母线分段接线母线分段接线方式将母线分为若干段，故障时仅影响故障段，提高了系统的可靠性。但母线分段数量和方式应根据实际工程需求确定。3.2.4环网接线环网接线方式具有供电可靠性高、线路短、损耗小等特点。但控制保护复杂，投资较高。3.3主接线设备配置3.3.1开关设备根据主接线方式及负荷需求，选择合适的开关设备，如断路器、隔离开关、负荷开关等。3.3.2保护设备配置合理的保护装置，包括线路保护、变压器保护、母线保护等，保证系统在故障时能快速、准确地切除故障。3.3.3测量及监控设备配置电压表、电流表、功率表等测量设备，以及遥测、遥信、遥控等监控设备，实现对电气主接线的实时监测与控制。3.3.4避雷设备根据工程所在地的气象条件，配置合适的避雷设备，降低雷击对系统的影响。3.3.5接地设备合理配置接地设备，保证系统安全可靠运行。3.3.6电缆及附件根据电气主接线的设计要求，选择合适的电缆及附件，包括电缆、电缆头、接线盒等。第4章短路电流计算4.1短路电流概述短路电流是电气系统设计和安装过程中必须关注的重要参数。它指的是在系统发生短路故障时，故障点处的电流瞬时值。短路电流的大小直接影响电气设备的选型、保护装置的配置及系统运行的安全稳定。本章主要介绍短路电流的基本概念、产生原因及其在电气设计和安装中的应用。4.2短路电流计算方法短路电流计算是保证电气系统安全稳定运行的重要手段。以下是常用的短路电流计算方法：4.2.1根据系统参数计算（1）正序网络：根据系统正序参数，采用对称分量法计算短路电流。（2）负序网络：在不对称短路故障时，考虑负序电流的影响。（3）零序网络：针对接地故障，计算零序电流。4.2.2采用短路电流计算软件利用专业的短路电流计算软件，输入系统参数和设备参数，进行短路电流计算。4.2.3实验室测试在实验室条件下，模拟实际电气系统，进行短路电流测试。4.3短路电流计算实例以下是一个典型的短路电流计算实例：某10kV电气系统，主变压器容量为10000kVA，变比为10kV/0.4kV，系统阻抗为0.2Ω。假设系统发生三相短路故障，短路点距离主变压器10km，电缆截面为300mm²。（1）计算正序短路电流：计算系统正序阻抗：$Z_{sys}=\sqrt{3}\times0.2\Omega=0.3464\Omega$计算短路电流：$I_{k}=\frac{U_{k}}{Z_{sys}}=\frac{10kV}{0.3464\Omega}=28775A$（2）计算负序短路电流：根据系统参数和设备参数，采用相应方法计算负序短路电流。（3）计算零序短路电流：同理，计算零序短路电流。通过以上计算，可以得到该电气系统在发生短路故障时的短路电流值。根据这些数据，可以选择合适的设备、保护装置和电缆截面，以保证系统安全稳定运行。第5章设备保护与控制5.1设备保护原理设备保护是电气系统设计的重要组成部分，其目的是保证设备在正常运行过程中免受电气故障的损害。本章主要阐述设备保护的原理，包括过载保护、短路保护、接地保护及过电压保护等。5.1.1过载保护过载保护是指在设备负载超过额定电流时，能自动切断电源，以防止设备过热和损坏。过载保护装置主要包括热继电器、电子式过载保护器等。5.1.2短路保护短路保护是指在设备发生短路故障时，能迅速切断电源，防止扩大。短路保护装置主要包括断路器、熔断器、剩余电流动作保护器等。5.1.3接地保护接地保护是指将设备的金属外壳与地线连接，当设备发生漏电时，使漏电电流通过接地线流入大地，以防止人体触电。接地保护装置主要包括接地线、接地刀闸等。5.1.4过电压保护过电压保护是指对设备进行保护，防止因电压波动、雷击等原因导致的过电压损害。过电压保护装置主要包括避雷针、避雷器、过电压保护器等。5.2常用保护装置及功能为保障电气设备的安全运行，本章介绍了几种常用的保护装置及其功能。5.2.1断路器断路器是一种用于切断和接通电路的电器，具有短路、过载保护功能。断路器可分为框架式断路器、塑壳断路器、微型断路器等。5.2.2熔断器熔断器是一种过载和短路保护装置，主要由熔体、熔管和底座等组成。熔断器按熔体材料可分为铅锡合金熔断器、铜熔断器等。5.2.3热继电器热继电器是一种利用电流通过电阻产生热量，使双金属片弯曲，从而实现断开电路的保护装置。热继电器具有过载保护功能。5.2.4剩余电流动作保护器剩余电流动作保护器（漏电保护器）是一种检测剩余电流并切断电路的保护装置，主要用于防止人体触电和漏电火灾。5.3控制回路设计控制回路是电气系统的重要组成部分，本章主要介绍控制回路的设计原则和注意事项。5.3.1设计原则（1）保证控制回路的可靠性和稳定性；（2）满足设备操作和监控要求；（3）节省投资，降低成本；（4）方便维护和检修。5.3.2注意事项（1）合理选择控制电器，保证其功能满足要求；（2）控制回路应具备短路、过载保护；（3）控制回路应具有良好的抗干扰功能；（4）控制回路应简化设计，便于操作和维护。5.3.3控制回路实例以下是一个典型的控制回路实例：（1）控制电源：采用直流电源，保证稳定性和可靠性；（2）控制电器：选用断路器、接触器、继电器等，实现设备启停、正反转等控制功能；（3）保护装置：配置熔断器、热继电器等，对控制回路进行短路和过载保护；（4）信号反馈：设置指示灯、报警器等，实时监控设备运行状态。通过以上内容，本章对设备保护与控制进行了详细阐述，为电气系统的设计和安装提供技术指导。第6章电气设备安装6.1安装准备与施工要求6.1.1施工前准备（1）熟悉设计图纸，了解工程特点及施工要求。（2）编制电气设备安装施工组织设计，明确施工方案、施工方法、施工顺序及施工进度。（3）组织施工人员学习相关技术规范和操作规程，保证施工人员具备相应技能。（4）准备施工所需的工器具、材料及设备，并对设备进行检查、试验，保证设备功能良好。6.1.2施工要求（1）施工过程中应严格遵循国家和行业的相关标准、规范。（2）施工前应进行现场勘查，了解现场条件，制定针对性的施工方案。（3）保证施工现场安全、清洁，遵守施工现场管理制度。（4）施工过程中，应做好各项验收工作，保证工程质量。6.2高压设备安装6.2.1设备验收（1）对到货的高压设备进行检查，确认设备型号、规格及数量无误。（2）对设备外观进行检查，保证无损坏、变形、腐蚀等现象。（3）对设备进行试验，检查设备功能是否符合技术规范要求。6.2.2设备安装（1）根据设计图纸，确认设备安装位置及安装方式。（2）进行设备基础施工，保证基础强度、水平度等符合要求。（3）按照设备说明书及施工图纸，进行设备组装、调整及固定。（4）对设备进行接地处理，保证接地电阻符合规范要求。6.2.3设备调试（1）设备安装完成后，进行单台设备调试，检查设备运行是否正常。（2）进行系统调试，保证高压设备与其他设备之间的协同工作。（3）对设备进行带负荷试验，检查设备功能及安全可靠性。6.3低压设备安装6.3.1设备验收（1）对到货的低压设备进行检查，确认设备型号、规格及数量无误。（2）对设备外观进行检查，保证无损坏、变形、腐蚀等现象。（3）对设备进行试验，检查设备功能是否符合技术规范要求。6.3.2设备安装（1）根据设计图纸，确认设备安装位置及安装方式。（2）进行设备基础施工，保证基础强度、水平度等符合要求。（3）按照设备说明书及施工图纸，进行设备组装、调整及固定。（4）对设备进行接地处理，保证接地电阻符合规范要求。6.3.3设备调试（1）设备安装完成后，进行单台设备调试，检查设备运行是否正常。（2）进行系统调试，保证低压设备与其他设备之间的协同工作。（3）对设备进行带负荷试验，检查设备功能及安全可靠性。第7章配电线路设计7.1配电线路概述配电线路是电力系统中电能从变电站传输至用户用电点的最后一环节，其功能直接影响供电可靠性和供电质量。本章主要介绍配电线路的设计原则和方法，以保证配电线路的安全、可靠和经济。7.2配电线路设计要求7.2.1设计依据（1）遵循国家及行业相关标准、规范；（2）依据项目可行性研究报告、用电负荷性质及规模；（3）结合地形、地貌、气候等自然条件；（4）考虑电网规划、现有电网结构及设备情况。7.2.2设计原则（1）安全可靠：保证配电线路在各种运行条件下安全可靠，降低故障率；（2）技术先进：采用先进的技术和设备，提高配电线路的功能和运行水平；（3）经济合理：合理选择设备和线路，降低投资成本，提高经济效益；（4）施工方便：考虑施工安装的便捷性，降低施工难度和工程成本；（5）维护便捷：便于日常运行维护，降低维护成本。7.2.3设计内容（1）确定配电线路的电压等级、线路型式及走向；（2）计算配电线路的短路电流、热稳定电流和动稳定电流；（3）选择配电线路设备，包括电缆、架空线路、配电设备等；（4）确定配电线路的保护及自动化装置；（5）设计配电线路的施工图和施工方案。7.3配电线路设备选型7.3.1电缆选型（1）根据负荷性质、电压等级和敷设方式选择电缆类型；（2）按照负荷电流、短路电流和敷设环境等条件选择电缆截面；（3）考虑电缆的绝缘功能、耐热功能、抗老化功能等；（4）依据国家标准和行业规范，选择合格电缆产品。7.3.2架空线路选型（1）根据电压等级、地形地貌和气象条件选择架空线路型式；（2）确定架空线路的导线截面，考虑负荷电流、短路电流和线路长度等因素；（3）选择合适的导线材质和结构，提高导线的抗拉强度和抗腐蚀功能；（4）考虑绝缘子、金具等附件的选型，保证架空线路的安全可靠。7.3.3配电设备选型（1）断路器：根据负荷电流、短路电流和操作频率选择断路器；（2）隔离开关：根据操作电压和短路电流选择隔离开关；（3）负荷开关：根据负荷电流和操作频率选择负荷开关；（4）变压器：根据负荷特性和容量选择变压器；（5）自动化设备：根据配电线路运行要求，选择合适的保护及自动化装置。本章详细阐述了配电线路设计的要求和设备选型，为配电线路的设计提供了理论指导和实践参考。第8章防雷与接地设计8.1防雷接地概述防雷接地是电气设计中的环节，主要是为了保证电气设备在雷电天气中的安全运行，防止因雷击而导致的设备损坏、人员伤亡及火灾等。本章主要介绍防雷接地的设计原则、措施及接地设计要点，为电气工程提供技术指导。8.2防雷设计原则及措施8.2.1防雷设计原则（1）预防为主，综合治理：结合建筑物及电气系统的特点，采取合理的防雷措施，降低雷击风险。（2）分类防护：根据电气设备的重要程度和易受雷击的程度，进行分类防护，保证重要设备的防雷安全。（3）系统防护：从电源、信号、通信等各个方面进行全面防护，形成完整的防雷系统。（4）经济合理：在满足防雷要求的前提下，力求降低工程造价，实现经济效益。8.2.2防雷措施（1）直击雷防护：采用避雷针、避雷带、避雷网等装置，对建筑物及设备进行直击雷防护。（2）感应雷防护：采用电涌保护器（SPD）、滤波器等设备，对电源、信号、通信线路进行感应雷防护。（3）地网优化：合理设计接地网，降低接地电阻，提高防雷效果。（4）设备选型：选用具有防雷功能的电气设备，提高设备的抗雷击能力。8.3接地设计要点（1）接地形式：根据建筑物及电气系统的特点，选择合适的接地形式，如单点接地、多点接地、环状接地等。（2）接地材料：选用合适的接地材料，如铜、铝、钢材等，保证接地系统的可靠性。（3）接地电阻：根据设备要求及地质条件，计算接地电阻，满足防雷接地要求。（4）接地线路：合理布局接地线路，减小接地电阻，降低接地电位升高。（5）接地装置：根据接地形式及接地电阻要求，设计合适的接地装置，如接地体、接地网等。（6）接地连接：保证接地连接可靠，减小接触电阻，提高接地效果。（7）接地保护：对接地系统进行定期检查和维护，防止接地装置老化、损坏。通过以上防雷与接地设计的技术指导，可以为电气工程提供可靠的安全保障，降低雷击的发生风险。在实际工程中，应根据具体情况，结合本章内容进行合理设计。第9章电气调试与验收9.1调试与验收流程9.1.1调试前准备在电气设备安装完成后，进行调试与验收工作之前，应保证以下准备工作已完成：a)设备安装符合设计要求及相关标准；b)保证调试现场具备必要的安全措施；c)准备调试所需的工具、仪器、设备以及技术资料；d)成立调试与验收小组，明确各成员职责。9.1.2调试流程电气设备调试应按照以下流程进行：a)对设备进行外观检查，确认无损坏、变形、松动等异常现象；b)进行设备的单体调试，包括功能测试、功能测试等；c)进行系统调试，保证各设备之间协同工作正常；d)对调试过程中发觉的问题及时整改，直至满足设计要求。9.1.3验收流程电气设备验收应按照以下流程进行：a)调试合格后，由调试与验收小组进行验收；b)验收过程中，应对设备功能、功能、安全性等方面进行全面检查；c)对验收中发觉的问题，应及时整改，直至满足验收标准；d)验收合格后，双方签署验收报告。9.2电气设备调试方法9.2.1单体调试单体调试主要包括以下内容：a)检查设备外观、尺寸、接线等是否符合设计要求；b)检查设备的电气功能，如绝缘电阻、耐压等；c)进行设备的启停、转向、速度调节等操作，验证其功能是否正常。9.2.2系统调试系统调试主要包括以下内容：a)验证各设备之间的协同工作是否正常；b)检查系统保护、报警等功能是否完善；c)对系统进行负载试验，验证其稳定性。9.3验收标准与要求9.3.1验收标准电气设备验收应符合以下标准：a)设备功能指标达到设计