本教材是依據(jù)新修訂的電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)大綱要求和防護(hù)工程電氣設(shè)計(jì)課程教學(xué)需要而編寫(xiě)的,于2024年3月開(kāi)始編寫(xiě),2024年11月完成初稿,2024年12月根據(jù)審查意見(jiàn)完成了初次修訂,并于2025年春季學(xué)期在我校2022級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)一個(gè)班次學(xué)員中進(jìn)行了試用,根據(jù)試用中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和課程改造及智慧教學(xué)的要求,于2025年4月對(duì)教材內(nèi)容再一次進(jìn)行了全面調(diào)整和充實(shí)。
本教材主要用于國(guó)防工程與指揮、電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的課程教學(xué),亦可供相關(guān)防護(hù)工程電氣技術(shù)人員和部隊(duì)官兵參考。
本教材介紹了防護(hù)工程電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與方法,闡述了電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)基礎(chǔ),介紹了防護(hù)工程電氣系統(tǒng)中涵蓋的電源配電系統(tǒng)、動(dòng)力配電系統(tǒng)、照明配電系統(tǒng)、智能化系統(tǒng)和防雷與接地系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法,共包括10章。第1章介紹了防護(hù)工程電氣基本知識(shí);第2章介紹了防護(hù)工程讀圖識(shí)圖的相關(guān)知識(shí);第3~10章分別介紹了照明配電設(shè)計(jì),動(dòng)力配電設(shè)計(jì),負(fù)荷計(jì)算與電氣主接線設(shè)計(jì),變配電房與柴油電站設(shè)計(jì),繼電保護(hù)與測(cè)量?jī)x表,電線、電纜的選擇和敷設(shè)(包括電氣管線防護(hù)密閉技術(shù)措施),火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),防雷與接地設(shè)計(jì)等方面的相關(guān)知識(shí)。最后,為便于學(xué)員在設(shè)計(jì)實(shí)踐中選擇和查找一些常用的電氣元器件型號(hào)規(guī)格,附錄收集了建筑電氣常用元器件數(shù)據(jù)并匯總為參數(shù)表格。
本教材編寫(xiě)工作由徐其威組織,郝建新編寫(xiě)了第10章和附錄,王春明編寫(xiě)了第1章,徐才華編寫(xiě)了第7章,李建科和張海濤編寫(xiě)了第6章,徐其威編寫(xiě)了其余各章
并負(fù)責(zé)全書(shū)的統(tǒng)稿。
由于電氣設(shè)計(jì)涉及內(nèi)容廣泛,同時(shí)結(jié)合防護(hù)工程所編的電氣設(shè)計(jì)資料較少,加之編者學(xué)識(shí)水平有限,教材中可能會(huì)有許多內(nèi)容未能涉及,也可能會(huì)有錯(cuò)誤和不妥之處,敬請(qǐng)專(zhuān)家、同行和讀者在使用中批評(píng)指正。
衷心感謝王金全教授、王平教授和方志剛副教授在百忙之中對(duì)本教材提出的寶貴修改意見(jiàn),使得本教材能夠更好地滿足當(dāng)前的教學(xué)需求。再次感謝所有為本教材編寫(xiě)辛勤工作的同人!
本教材由王金全教授主審,方志剛、王平等專(zhuān)家進(jìn)行了審定,在此表示衷心感謝!
編 者
2025年5月
第1章 防護(hù)工程電氣基本知識(shí) 1
1.1 防護(hù)工程供配電要求 1
1.1.1 供配電在防護(hù)工程中的作用和特點(diǎn)1
1.1.2 供配電質(zhì)量的主要指標(biāo) 2
1.2 防護(hù)工程供電設(shè)計(jì)的內(nèi)容、方法和程序4
1.2.1 一般電氣工程設(shè)計(jì)程序 4
1.2.2 防護(hù)工程電氣方案、初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)文件編制深度 4
1.2.3 防護(hù)工程收集電氣設(shè)計(jì)資料內(nèi)容11
1.2.4 電氣設(shè)計(jì)與相關(guān)專(zhuān)業(yè)配合輸入、輸出表12
1.3 設(shè)計(jì)過(guò)程的三個(gè)階段 15
1.3.1 方案設(shè)計(jì)階段(又稱(chēng)可行性研究)16
1.3.2 初步設(shè)計(jì)階段(又稱(chēng)擴(kuò)初設(shè)計(jì)) 17
1.3.3 施工圖設(shè)計(jì)階段 19
思考題20
第2章 防護(hù)工程讀圖識(shí)圖 22
2.1 一般規(guī)定 22
2.1.1 格 式 22
2.1.2 幅面尺寸 22
2.1.3 會(huì)簽欄、標(biāo)題欄 23
2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容和基本思路 23
2.2.1 設(shè)計(jì)成果與設(shè)計(jì)要求 23
2.2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 24
2.3 電氣圖畫(huà)法規(guī)則 26
2.3.1 繪圖規(guī)則 26
2.3.2 識(shí)圖規(guī)則 26
思考題27
第3章 照明配電設(shè)計(jì) 28
3.1 照明技術(shù)的基本概念 28
3.1.1 光的概念 28
3.1.2 光通量28
3.1.3 發(fā)光強(qiáng)度(光強(qiáng)) 28
3.1.4 照 度29
3.1.5 亮 度30
3.1.6 光源的色溫 30
3.1.7 光源的顯色性 30
3.1.8 眩 光31
3.2 照明方式和種類(lèi) 31
3.2.1 照明方式 31
3.2.2 照明種類(lèi) 32
3.3 照明的質(zhì)量和要求 33
3.3.1 合理的照度 33
3.3.2 照明的均勻度 33
3.3.3 限制眩光 34
3.3.4 照明的穩(wěn)定性 35
3.3.5 光源的顯色性 36
3.4 電光源的性能及其選擇 36
3.4.1 各種電光源的性能比較 36
3.4.2 各種光源的適用范圍 36
3.5 照明器的選擇與布置 40
3.5.1 照明器的分類(lèi) 40
3.5.2 照明器的選用 40
3.5.3 照明器的布置 41
3.6 照度計(jì)算42
3.7 照明供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 43
3.7.1 照明供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的一般要求 43
3.7.2 照明配電系統(tǒng) 44
3.7.3 照明線路導(dǎo)線的選擇和敷設(shè) 45
3.7.4 照明設(shè)備的選擇和設(shè)置 45
3.8 照明布置圖47
思考題49
第4章 動(dòng)力配電設(shè)計(jì) 50
4.1 動(dòng)力配電系統(tǒng) 50
4.1.1 確定配電點(diǎn)的原則 50
4.1.2 配電系統(tǒng)的形式 50
4.1.3 供電系統(tǒng)的配置 51
4.1.4 動(dòng)力負(fù)荷裝設(shè)保護(hù)控制設(shè)備的原則54
4.2 對(duì)Ⅰ級(jí)負(fù)荷供電的保障措施 54
4.2.1 Ⅰ級(jí)負(fù)荷的切換 54
4.2.2 Ⅲ級(jí)負(fù)荷的自動(dòng)切除 55
4.3 通風(fēng)系統(tǒng)的供電與控制 56
4.4 動(dòng)力配電平、斷面布置圖 61
4.5 低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 65
4.6 低壓配電線路的保護(hù) 66
4.7 配電電器類(lèi)別 67
思考題69
第5章 負(fù)荷計(jì)算與電氣主接線設(shè)計(jì) 71
5.1 用電負(fù)荷計(jì)算 71
5.1.1 意義和方法 71
5.1.2 設(shè)備功率的確定 72
5.1.3 負(fù)荷計(jì)算需要系數(shù)法 73
5.2 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求 75
5.2.1 可靠性75
5.2.2 靈活性76
5.2.3 經(jīng)濟(jì)性76
5.3 電壓的選擇76
5.4 變壓器的容量和臺(tái)數(shù)的選擇 77
5.5 柴油發(fā)電機(jī)組的選擇 78
5.5.1 運(yùn)行機(jī)組的選擇 78
5.5.2 備用機(jī)組的選擇 82
5.5.3 柴油發(fā)電機(jī)組功率的修正 82
5.6 電氣主接線的擬定 83
5.6.1 運(yùn)行方式 83
5.6.2 主接線形式 84
5.6.3 保證Ⅰ級(jí)負(fù)荷供電可靠性的措施84
5.6.4 保證供電質(zhì)量的措施 85
5.6.5 典型主接線舉例 85
5.7 供電系統(tǒng)的配置 87
5.7.1 配電點(diǎn)的選擇 87
5.7.2 配電方式與配電回路的確定 87
5.7.3 負(fù)荷的分配 88
5.7.4 成套配電裝置 88
5.7.5 配電裝置的選擇 90
5.7.6 功率因數(shù)的提高 90
5.8 供電系統(tǒng)配置圖 91
思考題94
第6章 變配電房與柴油電站設(shè)計(jì) 95
6.1 變配電房與柴油電站位置和型式的選擇95
6.1.1 位置選擇 95
6.1.2 變配電房的型式 96
6.1.3 柴油電站的型式 96
6.2 柴油電站的布置 97
6.2.1 電站的組成及相互關(guān)系 97
6.2.2 電站的布置原則和防毒密閉措施99
6.2.3 機(jī)房布置 99
6.2.4 控制室(配電室)和配電裝置的布置102
6.3 電站信號(hào)聯(lián)絡(luò)裝置設(shè)計(jì) 105
6.3.1 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 105
6.3.2 聯(lián)絡(luò)用儀表信號(hào)裝置 106
6.3.3 通風(fēng)方式信號(hào)裝置 106
6.4 電站起重設(shè)備的設(shè)計(jì) 106
6.4.1 起重量的確定 107
6.4.2 起重設(shè)備 107
6.5 電站排煙系統(tǒng) 107
6.5.1 排煙消波系統(tǒng) 107
6.5.2 排煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 108
6.5.3 排煙系統(tǒng)設(shè)備的選擇 108
6.5.4 排煙管的保溫 110
6.5.5 排煙管的敷設(shè) 111
6.6 電站施工圖112
6.6.1 電站施工圖的內(nèi)容及要求 112
6.6.2 電站設(shè)計(jì)中對(duì)其他專(zhuān)業(yè)的要求 113
6.7 變壓器室設(shè)計(jì) 115
6.7.1 10kV 變壓器室的設(shè)計(jì)原則 115
6.7.2 變壓器室的平斷面布置 115
6.7.3 變壓器室通風(fēng)和消防設(shè)施 119
6.7.4 變壓器室安裝施工圖 119
思考題120
第7章 繼電保護(hù)與測(cè)量?jī)x表 121
7.1 繼電保護(hù)設(shè)計(jì)的一般要求 121
7.2 保護(hù)配置及整定計(jì)算 122
7.2.1 10kV 配電變壓器保護(hù) 122
7.2.2 10kV 線路的保護(hù) 124
7.2.3 發(fā)電機(jī)的保護(hù) 126
7.2.4 電力變壓器低壓側(cè)的保護(hù) 128
7.2.5 低壓配電線路保護(hù) 129
7.2.6 電動(dòng)機(jī)的保護(hù) 129
7.3 保護(hù)裝置的動(dòng)作配合 130
7.3.1 按動(dòng)作電流配合 131
7.3.2 按動(dòng)作時(shí)限配合 131
7.4 高壓電器的保護(hù)選擇 132
7.4.1 按工作電壓和工作電流保護(hù)選擇132
7.4.2 按斷流容量保護(hù)選擇 133
7.4.3 高壓電器保護(hù)選擇的特殊問(wèn)題 133
7.4.4 高壓電器的短路穩(wěn)定校驗(yàn) 134
7.4.5 電氣設(shè)備型式的選擇 137
7.5 低壓電器的保護(hù)選擇 137
7.5.1 低壓熔斷器的保護(hù)選擇 137
7.5.2 自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)的保護(hù)選擇 139
7.5.3 刀開(kāi)關(guān)的保護(hù)選擇 142
7.5.4 交流接觸器的保護(hù)選擇 142
7.5.5 熱繼電器的保護(hù)選擇 143
7.5.6 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制設(shè)備的保護(hù)選擇144
思考題147
第8章 電線、電纜的選擇和敷設(shè) 148
8.1 電線、電纜的選擇 148
8.1.1 導(dǎo)體材料的選擇 148
8.1.2 絕緣及護(hù)套的選擇 148
8.1.3 外護(hù)層及鎧裝的選擇 149
8.2 導(dǎo)線、電纜截面的選擇 150
8.2.1 導(dǎo)線、電纜截面選擇的一般原則150
8.2.2 按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線截面 151
8.2.3 按允許溫升選擇導(dǎo)線、電纜的截面151
8.2.4 按允許電壓損失選擇導(dǎo)線、電纜的截面156
8.3 電線、電纜的敷設(shè) 159
8.3.1 絕緣導(dǎo)線穿金屬管敷設(shè) 159
8.3.2 絕緣導(dǎo)線穿硬質(zhì)塑料管敷設(shè) 160
8.3.3 穿管管徑的選擇 160
8.3.4 電纜的敷設(shè)方式 161
8.3.5 電纜敷設(shè)的一般要求 162
8.3.6 電纜在各種敷設(shè)方式下的具體要求163
8.3.7 電纜頭的類(lèi)型及其選擇 164
8.4 電氣管線防護(hù)密閉技術(shù)措施 165
8.4.1 明管敷設(shè)防護(hù)密閉措施 165
8.4.2 暗管敷設(shè)防護(hù)密閉措施 167
8.4.3 多根管敷設(shè)防護(hù)密閉措施 167
思考題171
第9章 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)172
9.1 消防監(jiān)控技術(shù)基礎(chǔ) 172
9.1.1 防火分區(qū)劃分 172
9.1.2 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 173
9.2 火災(zāi)探測(cè)器173
9.2.1 探測(cè)器的種類(lèi) 174
9.2.2 常用探測(cè)器的基本原理 174
9.3 火災(zāi)探測(cè)器的選擇 177
9.3.1 根據(jù)火災(zāi)的特點(diǎn)選擇探測(cè)器類(lèi)型177
9.3.2 根據(jù)房間不同高度選擇探測(cè)器 177
9.3.3 根據(jù)不同場(chǎng)合選擇探測(cè)器 178
9.3.4 感煙、感溫探測(cè)器靈敏度的確定179
9.4 火災(zāi)探測(cè)器及手動(dòng)報(bào)警器的設(shè)置和布局179
9.4.1 火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)置和布局 179
9.4.2 探測(cè)器數(shù)量的確定 180
9.4.3 被梁分隔頂棚上火災(zāi)探測(cè)器的設(shè)置182
9.4.4 手動(dòng)火災(zāi)報(bào)警器的設(shè)置 183
9.5 火災(zāi)報(bào)警控制裝置 184
9.5.1 火災(zāi)報(bào)警裝置的功能 184
9.5.2 通用型火災(zāi)報(bào)警控制器 184
9.5.3 區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器 185
9.5.4 集中報(bào)警控制器 191
9.6 自動(dòng)滅火系統(tǒng) 195
9.6.1 氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng) 196
9.6.2 水滅火系統(tǒng) 198
9.6.3 防火、防煙、排煙控制系統(tǒng) 202
9.7 火災(zāi)事故廣播及消防專(zhuān)用通信系統(tǒng) 203
9.7.1 火災(zāi)事故廣播 203
9.7.2 消防專(zhuān)用通信 204
9.7.3 GT 128火災(zāi)事故廣播通信柜簡(jiǎn)介204
9.8 火災(zāi)事故照明 207
9.8.1 火災(zāi)事故照明設(shè)置的部位 207
9.8.2 火災(zāi)事故照明設(shè)置的原則 207
9.9 消防配電及線路敷設(shè) 209
9.9.1 消防配電 209
9.9.2 導(dǎo)線選擇 211
9.9.3 線路敷設(shè) 212
9.10 火災(zāi)報(bào)警與自動(dòng)滅火系統(tǒng)配套裝置212
9.11 消防值班室與消防控制室 214
9.11.1 消防值班室與消防控制室的位置選擇及設(shè)置要求 215
9.11.2 消防控制室內(nèi)控制裝置的組成215
9.11.3 消防控制設(shè)備的布置應(yīng)符合下列要求216
9.12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)217
9.12.1 區(qū)域系統(tǒng) 217
9.12.2 集中系統(tǒng) 218
9.12.3 區(qū)域 集中系統(tǒng) 219
9.12.4 控制中心系統(tǒng) 221
9.13 遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 221
9.13.1 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接 221
9.13.2 控制中心控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 222
9.13.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 223
9.13.4 CRT 顯示系統(tǒng) 224
思考題224
第10章 防雷與接地設(shè)計(jì) 225
10.1 建筑物防雷等級(jí)及其防雷措施 225
10.1.1 建筑物防雷等級(jí)的劃分 225
10.1.2 各類(lèi)建、構(gòu)筑物的防雷措施 225
10.1.3 避雷器的選擇 227
10.1.4 建筑物防雷裝置的選擇 228
10.2 10kV 變配電室的防雷保護(hù) 229
10.3 接地的種類(lèi)及一般要求 229
10.3.1 接地的種類(lèi) 229
10.3.2 電力設(shè)備接地的一般要求 230
10.3.3 保護(hù)接地的范圍 230
10.3.4 接地電阻的最大允許值 231
10.4 接地裝置232
10.4.1 接地體 232
10.4.2 接地線 234
10.5 接地電阻的計(jì)算 234
10.5.1 土壤電阻率 234
10.5.2 自然接地體的接地電阻 235
10.5.3 基礎(chǔ)接地的電阻 236
10.5.4 人工接地體電阻 237
10.5.5 沖擊接地電阻 238
10.6 高電阻率地區(qū)降低接地電阻的措施239
10.7 防護(hù)工程接地的要求和設(shè)施 240
10.7.1 防護(hù)工程接地的要求 240
10.7.2 防護(hù)工程接地設(shè)施 241
思考題242
附錄 電氣元器件選型參數(shù)樣表 243
參考文獻(xiàn)247