課程設(shè)計說明書醫(yī)院供配電系統(tǒng)設(shè)計

1、某醫(yī)院供配電系統(tǒng)設(shè)計鄭州輕工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計說明書題目：某醫(yī)院供配電系統(tǒng)設(shè)計 姓 名： 院 （系）： 專業(yè)班級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 成 績： 時間： 年 月 日至 年 月 日2鄭州輕工業(yè)學(xué)院課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書題目 某醫(yī)院住院樓供配電系統(tǒng)設(shè)計 班級 學(xué)號 姓名 主要內(nèi)容：1閱讀相關(guān)科技文獻(xiàn)，查找相關(guān)圖紙資料。2. 熟悉民用建筑電氣設(shè)計的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。3. 熟悉建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計的方法、步驟和內(nèi)容。4熟練使用autocad繪圖。5學(xué)會整理和總結(jié)設(shè)計文檔報告。6學(xué)習(xí)如何查找設(shè)備手冊及相關(guān)參數(shù)并進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計。基本要求：1、制定設(shè)計方案，確定電源電壓、負(fù)荷等級及供配電方式。2、確定方案后，繪

2、制各用電設(shè)備等布置平面圖，繪制高、低壓系統(tǒng)圖。3、進(jìn)行設(shè)計計算，選擇設(shè)備容量、整定值、型號、臺數(shù)等。編寫設(shè)計計算書。4、編制課程設(shè)計說明書。已知參數(shù)：某醫(yī)院住院樓供配電系統(tǒng)設(shè)計平面圖和工程概況見圖紙資料。主要參考資料：1.供配電工程設(shè)計指導(dǎo)，機(jī)械工業(yè)出版社，翁雙安，20042.現(xiàn)代建筑電氣供配電設(shè)計技術(shù)，中國電力出版社，李英姿等，20083.autocad2008中文版電氣設(shè)計完全自學(xué)手冊，機(jī)械工業(yè)出版社，孟德星等，20084.供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，gb50054-20095.民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范，gbjgj_t16-2008完 成 期 限： 指導(dǎo)教師簽名： 課程負(fù)責(zé)人簽名： 摘 要本設(shè)計是對醫(yī)

3、院的供配電系統(tǒng)進(jìn)行全面的設(shè)計，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運行，必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。設(shè)計內(nèi)容包括確定大樓的設(shè)備電氣負(fù)荷等級，進(jìn)行負(fù)荷計算，選擇變壓器的容量、類型及臺數(shù)，各個樓層供配電線路中的短路電流的計算，供配電系統(tǒng)的主接線方式、高低壓設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇及校驗，防雷接地的設(shè)計。 關(guān)鍵詞 負(fù)荷計算/設(shè)備選擇/校驗/防雷目錄摘 要11緒論11.1設(shè)計題目及工程概況11.2設(shè)計目的11.3課程設(shè)計內(nèi)容及要求11.4設(shè)計原則及要求12負(fù)荷數(shù)據(jù)及分級12.1 負(fù)荷分級12.2 負(fù)荷數(shù)據(jù)13負(fù)荷計算13.1 負(fù)荷計算的依

4、據(jù)和目的13.2 負(fù)荷計算13.2.1 平時運行的負(fù)荷計算13.2.2 火災(zāi)時運行的負(fù)荷13.2.3 10/0.4kv變電所計算負(fù)荷14供電電源、電壓選擇也電能質(zhì)量14.1 供電電源14.2 電壓選擇14.3 電能質(zhì)量15電力變壓器選擇與電氣主接線設(shè)計15.1 變壓器型式臺數(shù)選擇15.2 變壓器容量的選擇15.3 變壓器負(fù)荷分配及無功補(bǔ)償15.4 變電所高壓電氣主接線設(shè)計15.5 變電所低壓電路主接線設(shè)計16 低壓配電干線系統(tǒng)設(shè)計16.1 低壓帶電導(dǎo)體接地形式與低壓系統(tǒng)接地形式16.1.1低壓帶電導(dǎo)體接地形式16.1.2 低壓系統(tǒng)接地形式16.1.3 低壓配電形式16.2 低壓配電干線系統(tǒng)接線

5、方式設(shè)計16.2.1 a區(qū)負(fù)荷配電干線系統(tǒng)16.2.2 b區(qū)負(fù)荷配電干線系統(tǒng)16.3 層間配電箱系統(tǒng)17 短路電流計算17.1 高壓側(cè)短路電流的計算17.2 低壓側(cè)短路電流的計算18 設(shè)備的選擇18.1 斷路器的選擇18.2 電流互感器的選擇18.3 電壓互感器的選擇19 導(dǎo)線的選擇110 防雷與接地系統(tǒng)110.1 建筑物防雷系統(tǒng)的設(shè)計110.1.1 建筑物防雷類別的確定110.1.2 建筑物防雷措施110.1.3 建筑物外部防雷裝置的布置110.2 電氣裝置接地與等電位連接1致謝1參考文獻(xiàn)1附圖1 緒論1.1 設(shè)計題目及工程概況本工程為醫(yī)院建筑。本次設(shè)計部分為醫(yī)院住院樓北樓，地上五層，總建筑

6、面積6750平方米。1.2 設(shè)計目的本次課程設(shè)計是將理論課學(xué)習(xí)內(nèi)容，應(yīng)用與民用建筑電氣工程之中，通過此次課程設(shè)計使學(xué)生對課堂所學(xué)智能建筑供配電系統(tǒng)知識進(jìn)一步鞏固和驗證，同時鍛煉學(xué)生的實際分析問題解決問題的能力。1.3 課程設(shè)計內(nèi)容及要求1. 確定電源電壓、負(fù)荷等級及供配電方式。2. 確定保護(hù)設(shè)備控制方式及安裝方式。3. 繪制各用電設(shè)備等布置平面圖。4. 繪制高、低壓系統(tǒng)圖。5. 繪制防雷接地平面圖。6. 編制設(shè)計說明書。7. 編寫設(shè)計計算書。1.4 設(shè)計原則及要求1. 安全。設(shè)計階段應(yīng)首先充分注意安全用電問題，要從生命、設(shè)備、系統(tǒng)及建筑等方面全面考慮。2. 可靠。體現(xiàn)在供電電源和供電質(zhì)量的可靠

7、性。3. 合理。一方面要符合國家有關(guān)政策和法令，符合現(xiàn)行的行業(yè)行規(guī)要求，另一方面要符合建筑方的經(jīng)濟(jì)實力、運行維護(hù)及擴(kuò)充發(fā)展等的要求。4. 先進(jìn)。杜絕使用落后、淘汰設(shè)備，不使用未經(jīng)認(rèn)可的技術(shù)，要充分考慮未來發(fā)展。5. 節(jié)能?？紤]降低物耗，保護(hù)環(huán)境，綜合利用等使用因素。如提高功率因數(shù)，深入負(fù)荷中心，選用高效電光源，選用節(jié)能開關(guān)等等。2 負(fù)荷數(shù)據(jù)及分級2.1 負(fù)荷分級該工程是醫(yī)院建筑，屬一類高層建筑，用電負(fù)荷分級如下：一級負(fù)荷：各層公共照明、醫(yī)用設(shè)備、所有消防負(fù)荷包括應(yīng)急照明、消防控制室用電、消防電梯；排煙風(fēng)機(jī)、新風(fēng)機(jī)等消防設(shè)施。三級負(fù)荷：普通照明和插座用電、頂層設(shè)備房照明用電、空調(diào)機(jī)用電等。2.2

8、 負(fù)荷數(shù)據(jù)本工程負(fù)荷包括照明、電力及消防負(fù)荷。除了三級負(fù)荷之外都是一級負(fù)荷，因此按照單位功率法預(yù)留負(fù)荷。根據(jù)方案設(shè)計，該綜合樓各部分負(fù)荷數(shù)據(jù)見表2-1表2-2 。本工程照明負(fù)荷數(shù) 表2-1 用電設(shè)備名稱所在樓層設(shè)備數(shù)量及功率功率因數(shù)負(fù)荷等級a區(qū)1層照明1f6.7kw0.8三級a區(qū)25層照明25f每層3.1kw,共四層，總共12.4kw0.8三級b區(qū)1層照明1f1.6kw0.8三級b區(qū)3層照明3f3.7kw0.8三級b區(qū)2、4、5層照明2f、4f、5f，總共8.1kw 0.8三級本工程電力負(fù)荷數(shù)據(jù) 表2-2 用電設(shè)備名稱所在樓層設(shè)備數(shù)量及功率功率因數(shù)負(fù)荷等級空調(diào)機(jī)組15f共2組，a區(qū)21.22k

9、w,b區(qū)23.83kw,共計45.05kw0.7三級電梯 1f兩部電梯，一部為18.0kw，一部為33.0kw,共計51kw0.6一級重癥病房設(shè)備組25f每層兩臺，a區(qū)一臺，b區(qū)一臺，每臺4.0kw，共計32.0kw0.8一級新生兒室3f共有一處，位于b區(qū)，功率為20.0kw0.8一級血液透析室1f共有一處，位于b區(qū)，功率為60.0kw0.8一級配電房設(shè)備1f共有一處，位于b區(qū)，功率為5.0kw0.8一級監(jiān)控中心設(shè)備1f共有一處，位于b區(qū)，功率為8.0kw0.8一級開水房設(shè)備25f每層兩臺，a區(qū)一臺，b區(qū)一臺，每臺18.0kw，共計144kw0.7三級3 負(fù)荷計算3.1 負(fù)荷計算的依據(jù)和目的需

10、要系數(shù)法計算簡單，是最為常用的一種計算方法，適合用電設(shè)備類數(shù)量較多且容量相差不大的情況，結(jié)合本工程具體情況，采用需要系數(shù)法。3.2 負(fù)荷計算本工程的各類負(fù)荷中有平時需要運行的用電設(shè)備，也有發(fā)生火災(zāi)時才需要運行的消防用電設(shè)備。因此負(fù)荷計算按照平時運行的負(fù)荷和火災(zāi)時運行的負(fù)荷在分別進(jìn)行計算。計算出來平時運行的負(fù)荷和火災(zāi)時運行的負(fù)荷，進(jìn)行比較，按負(fù)荷計算最大的進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇。3.2.1 平時運行的負(fù)荷計算平時負(fù)荷按照負(fù)荷分區(qū)進(jìn)行分組，分為a區(qū)和b區(qū)，各個分區(qū)在進(jìn)行分區(qū)，分為重癥病房、電梯、開水房、空調(diào)、照明、消防控制室、監(jiān)控中心、配電房、血液透析室、新生嬰兒室。各組采用需要系數(shù)法進(jìn)行計算，不計備

11、用設(shè)備功率。各區(qū)平時運行的負(fù)荷見表3-1和3-2.a區(qū)平時運行的負(fù)荷 表3-1用電設(shè)備安裝容量（kw）需要系數(shù)功率因數(shù)負(fù)荷等級（kw）（kw）(kva)（a）重癥病房160.80.8一級12.89.61624電梯(apt1)1810.6一級18243083電梯(apt2)33 10.6一級33445583開水房7210.7三級727273.45102.86空調(diào)250.80.7三級2020.428.5743照明（13層）950.80.8三級765795144照明（45層）770.80.8三級61.646.277116總計3360.870.725293.4274.65404.43649一級負(fù)荷67

12、0.950.6363.877.6101190三級負(fù)荷2690.850.76229.6197.05303.43459b區(qū)平時運行的負(fù)荷 表3-2 用電設(shè)備安裝容量（kw）需要系數(shù)功率因數(shù)負(fù)荷等級（kw）（kw）(kva)（a）消防控制室810.8一級861015重癥病房160.80.8一級12.89.61624監(jiān)控中心810.8一級861015配電房510.8一級53.756.259.5開水房7210.7三級7273.46102.86156血液透析室600.80.8一級48366091新生嬰兒室700.80.8一級16122030空調(diào)240.80.7三級19.219.5927.4342照明（13

13、層）800.80.8三級644880121照明（45層）770.80.8三級61.646.277116總計3700.850.77314.6260.6409.5619.5一級負(fù)荷1170.840.897.873.35122.25184.5三級負(fù)荷2536.860.75216.8187.24287.294353.2.2 火災(zāi)時運行的負(fù)荷火災(zāi)時運行的消防負(fù)荷按設(shè)備類型和負(fù)荷性質(zhì)分組， 采用需要系數(shù)法進(jìn)行計算，不計備用設(shè)備功率。負(fù)荷計算書見表3-3本工程火災(zāi)時運行的消防負(fù)荷計算書 表3-3 用電設(shè)備安裝容量（kw）需要系數(shù)功率因數(shù)負(fù)荷等級（kw）（kw）(kva)（a）a區(qū)應(yīng)急照明2610.81261

14、9.532.549消防控制室810.81861015配電房510.8153.756.259.5排煙風(fēng)機(jī)220.80.8117.613.22233.4b應(yīng)急照明2610.812619.532.549防火卷簾1110.711111.215.724電梯(apt1)1810.6118243083電梯(apt2)3310.6133445583總計1490.970.71144.6141.15203.95345.90.7130.14134.1186.92843.2.3 10/0.4kv變電所計算負(fù)荷火災(zāi)時運行的消防負(fù)荷小于火災(zāi)時必然切除的正常a區(qū)和b區(qū)負(fù)荷之和，因此火災(zāi)時的消防負(fù)荷不計入總計算負(fù)荷。本工程1

15、0/0.4kv變電所計算過程如下：3.2.3.1 正常運行時的負(fù)荷計算1.總計算負(fù)荷總計算負(fù)荷等于a區(qū)、b區(qū)和排煙風(fēng)機(jī)負(fù)荷之和。由上表可知a區(qū)負(fù)荷：=293.4kw =274.65kvarb區(qū)負(fù)荷：=314.6kw =260.593kvar排煙風(fēng)機(jī)負(fù)荷：=17.6kw =13.2 kvar由此可得變電所低壓側(cè)總計算負(fù)荷為=+=293.4+314.6+17.6=625.6 kw=+=274.65+260.593+13.2=548.4 kvar2.計入同時系數(shù)后的總計算負(fù)荷和功率因數(shù)。對于總計算負(fù)荷，取有功和無功同時系數(shù)分別為=0.80,則計入同時系數(shù)后的總計算負(fù)荷為=0.8625.6=500.4

16、8 kw=0.8584.4=438.7 kvar = = =665.5 kw功率因數(shù)為 = = =0.753.無功補(bǔ)償容量的計算根據(jù)規(guī)范，醫(yī)院建筑低壓側(cè)無功功率補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.90以上，一般計算時按達(dá)到0.92來計算，故有：對于總計算負(fù)荷： = 500.48-=230.22 kvar，可取接近的230 kvar.無功功率補(bǔ)償后的總有功計算負(fù)荷保持不變，總無功計算負(fù)荷為 = - q = 438.7 230 = 208.7 kvar視在計算負(fù)荷為： = =542.25 kvar功率因數(shù)： = = = 0.92無功補(bǔ)償滿足要求。4.變壓器的損耗有功損耗為 = 0.01 = 0.01542.

17、25=5.4425kw無功損耗為 = 0.05 = 0.05542.25=27.1125 kvar5.變壓器高壓側(cè)總計算負(fù)荷 =+=500.48+5.4225=506 kw =+=208.7+27.1125=235.8 kvar = = 558kw總功率因數(shù) = = = 0.907滿足要求。3.2.3.4 電源故障時切除三級負(fù)荷僅供一級負(fù)荷運行的負(fù)荷計算a區(qū)和b區(qū)總一級負(fù)荷為： =97.8+17.6+63.8=179.2 kw =73.35+13.2+77.6=164.15 kvar取有功和無功功率因數(shù)分別為=0.80，=0.85，則計入同時系數(shù)后的總計算負(fù)荷：=0.8179.2=143.36

18、kw =0.85164.15=139.5 kvar =200 kvar功率因數(shù)為=0.72無功功率補(bǔ)償容量=143.36-=77 kvar可取接近的80 kvar。無功補(bǔ)償后的一級總有功計算負(fù)荷保持不變，總無功計算負(fù)荷為：=-=139.5-80=59.2 kvar補(bǔ)償后的視在計算負(fù)荷為：=155.2 kvar功率因數(shù)為：=0.92則無功補(bǔ)償滿足要求。本工程10/0.38kv變電所負(fù)荷計算書如表3-5。本工程10/0.38kv變電所計算負(fù)荷 表3-5 負(fù)荷名稱設(shè)備功率需要系數(shù)功率因數(shù)有功計算負(fù)荷無功計算負(fù)荷視在計算負(fù)荷計算電流無功補(bǔ)償前低壓母線的計算負(fù)荷合計負(fù)荷總和7280.860.75625.

19、6548.448361302其中一級負(fù)荷2060.870.73179.2164.15245.25408其中三級負(fù)荷5220.860.76446.4384.293589894.9計入同時系數(shù)總負(fù)荷7280.690.75500.48438.7665.51011其中一級負(fù)荷2060.720.73143.36139.5200304無功補(bǔ)償裝置容量總：-230一級：-80無功補(bǔ)償后低壓母線計算負(fù)荷總負(fù)荷7280.690.75500.48438.7665.51011其中一級負(fù)荷2060.720.73143.36139.5200304變壓器損耗5.422527.1125變壓器高壓側(cè)計算負(fù)荷7280.70.9

20、075062365588484 供電電源、電壓選擇也電能質(zhì)量4.1 供電電源本工程高壓側(cè)總有功計算負(fù)荷僅為506kw，根據(jù)要求可采用10kv供電。根據(jù)電源狀況，本工程從供電部門110/10kv變電站引來一路10kv專線電源a，可承擔(dān)全部負(fù)荷；同時從供電部門的35/10kv變電站引來一路10kv電源b僅作一級負(fù)荷的第二電源，兩路10kv穿管埋地至門診變電所。4.2 電壓選擇本工程為醫(yī)院建筑，用電設(shè)備額定電壓為220/380v，低壓配電線路不長，對所有設(shè)備均采用低壓220/380v的三相五線制tn-s系統(tǒng)配電。4.3 電能質(zhì)量醫(yī)院建筑對電能質(zhì)量要求較高，采用以下措施保證電能質(zhì)量：1. 采用銅芯電纜

21、，選擇合適導(dǎo)線截面，將電壓損失限制在5以內(nèi)。2. 單向設(shè)備均勻的分布于三向配電系統(tǒng)中。3. 采用dyn11聯(lián)接組別的三相配電變壓器。5 電力變壓器選擇與電氣主接線設(shè)計5.1 變壓器型式臺數(shù)選擇本工程為醫(yī)院建筑，防火要求高，變電所獨立，采用三相雙繞組干式變壓器，聯(lián)接組別為dyn11，電壓比為10/0.4v。因為本工程具有較多的一級負(fù)荷，故應(yīng)選擇兩臺或兩臺以上的變壓器。5.2 變壓器容量的選擇本工程總視在計算負(fù)荷為542.25kw（=0.921），其中一級負(fù)荷155.2kw（=0.921）。方案一：選擇兩臺等容量的變壓器，互為備用，每臺變壓器容量按總視在計算負(fù)荷容量的70（0.7542.25=37

22、9.575kw）左右且不小于全部的一級負(fù)荷（155.2kw），即應(yīng)該選擇400kva的變壓器兩臺。正常運行時a區(qū)、b區(qū)以及排煙風(fēng)機(jī)共用變壓器，通過合理分配負(fù)荷，可使兩臺變壓器正常運行負(fù)荷相當(dāng)，均為7080左右，當(dāng)一臺故障時，另一臺可帶全部的一級負(fù)荷和部分三級負(fù)荷。方案二：選擇兩臺不同容量的變壓器，正常運行時一臺帶全部負(fù)荷，其容量應(yīng)大于542.25kva，則單臺容量為630kva,負(fù)荷率為86，另設(shè)一臺變壓器與當(dāng)另一臺檢修或故障時帶全部一級負(fù)荷，其容量大于155.2kva，可選擇160kva，其負(fù)荷率為97。方案三 選擇兩臺不同容量的變壓器，b區(qū)與排煙風(fēng)機(jī)和a區(qū)分別由不同的變壓器供電，b區(qū)與排煙

23、風(fēng)機(jī)負(fù)荷變壓器應(yīng)按大于其計算負(fù)荷且不小于全部的一級負(fù)荷計算，需500kva，負(fù)荷率為92.8。a區(qū)負(fù)荷變壓器應(yīng)按大于其計算負(fù)荷且不小于全部一級負(fù)荷計算，需500kva，負(fù)荷率為87。通過比較，綜合考慮經(jīng)濟(jì)和供電可靠性，方案一負(fù)荷分配均衡，負(fù)荷率在7080之間，且供電可靠性高，故選擇方案一。最終選擇兩臺sc10-400/10型變壓器。5.3 變壓器負(fù)荷分配及無功補(bǔ)償變壓器t1的負(fù)荷分配由工程圖可將b區(qū)負(fù)荷分配給變壓器t1，b區(qū)設(shè)備功率為370kw，總有功計算負(fù)荷為314.6kw，無功計算負(fù)荷為260.593kvar，計入同時系數(shù)=0.80后，總有功計算功率為251.68kw，無功計算負(fù)荷為208

24、kvar，功率因數(shù)為=0.77。將功率因數(shù)提高到0.92以上，進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為251.68-=101 kvar實際取10組，每組10 kvar，共100 kvar。補(bǔ)償后有功計算負(fù)荷不變，即pc=251.68kw，無功計算負(fù)荷為qc=108 kvar。則無功補(bǔ)償后低壓母線總視在計算負(fù)荷為： sc=pc2+qc2 = =274kva選變壓器容量為400kva，負(fù)荷率為68。變壓器t2的負(fù)荷分配a區(qū)負(fù)荷以及排煙風(fēng)機(jī)配電回路（總計358kw）分配給變壓器t2。設(shè)備功率為358kw，總有功計算功率為311kw，無功計算負(fù)荷為288kvar，計入同時系數(shù)=0.80后，總有功計算功率為248.

25、8kw，無功計算功率為230.4 kvar，功率因數(shù)為=0.73。將功率因數(shù)提高到0.92以上，進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為：248.8-=127 kvar實際取13組，每組10 kvar，共130 kvar，補(bǔ)償后有功計算負(fù)荷不變，即pc=248.8kw，無功計算負(fù)荷qc=100.4kvar。則補(bǔ)償后視在計算負(fù)荷： sc=pc2+qc2 = =268kva選變壓器容量為400kva，負(fù)荷率為67。這樣選擇使得兩臺變壓器正常運行時地負(fù)荷率相當(dāng)，同時給一級負(fù)荷配電的主回路與備用回路分別接于不同變壓器的低壓母線上，以保證供電的可靠性，但不計入每臺變壓器總負(fù)荷。5.4 變電所高壓電氣主接線設(shè)計本工程

26、變電所的兩路10kv外供電源其中之一為工作電源，另一路為備用電源。方案一：采用雙電源單母線不分段接線，都承擔(dān)全部負(fù)荷，此種接線簡單清晰，使用設(shè)備少，投資省，操作方便，但供電可靠性低，不適用于醫(yī)院用電。方案二：采用雙母線不分段，正常時由工作電源帶全部負(fù)荷，當(dāng)正常工作電源故障時由備用電源供電，并且雙母線可互為備用也可同時運行，便于檢修電路，供電可靠性高。綜上分析，本工程采用方案二，雙母線不分段主接線。5.5 變電所低壓電路主接線設(shè)計變電所設(shè)有兩臺變壓器（t1和t2），低壓側(cè)電氣主接線也采用雙母線不分段接線形式，正常工作時變壓器t1連母線1，a區(qū)負(fù)荷與排煙風(fēng)機(jī)取電于母線1，變壓器t2供電母線2，b區(qū)

27、負(fù)荷取電于母線2，但發(fā)生單臺變壓器故障時，連接母線1、2，互為備用，也便于維護(hù)檢修，供電可靠性高。圖5-1 高低壓母線接線圖6 低壓配電干線系統(tǒng)設(shè)計6.1 低壓帶電導(dǎo)體接地形式與低壓系統(tǒng)接地形式6.1.1低壓帶電導(dǎo)體接地形式對三相用電設(shè)備組和單相用電設(shè)備組混合配電的線路及單相用電設(shè)備組采用三相配電干線線路，采用三相五線制系統(tǒng)；單相用電設(shè)備配電的支線線路，采用單相三線制系統(tǒng)將負(fù)荷均勻的分配在三相系統(tǒng)中。6.1.2 低壓系統(tǒng)接地形式本工程對安全要求較高，根據(jù)要求采用tn-s系統(tǒng)6.1.3 低壓配電形式本工程低壓配電為混合式配電。根據(jù)負(fù)荷類別和性質(zhì)將負(fù)荷分組作為配電干線，各干線從變電所低壓柜放射式向

28、外配電，每條干線中的多個用電設(shè)備則根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)和作用采用放射式、樹干式或鏈?zhǔn)脚潆姟?.2 低壓配電干線系統(tǒng)接線方式設(shè)計a區(qū)和b區(qū)分為不同的配電系統(tǒng)以便于管理。6.2.1 a區(qū)負(fù)荷配電干線系統(tǒng)1.排煙風(fēng)機(jī)為一級負(fù)荷，根據(jù)要求從配電室單獨以放射式雙回路配電，在屋頂設(shè)置兩個雙電源在自動切換配電箱。2.照明為三級負(fù)荷，13層與4頂層各采用一路樹干式配電。開水房為三級負(fù)荷，25層采用樹干式配電，空調(diào)屬于三級負(fù)荷，15層采用樹干式配電。3.應(yīng)急照明、防火卷簾、重癥病房為一級負(fù)荷，對每層從配電室采用雙回路樹干式配電，在末端配電箱進(jìn)行雙電源自動切換，其中應(yīng)急照明和防火卷簾為15層，重癥病房為25層。6.2.2

29、 b區(qū)負(fù)荷配電干線系統(tǒng)1.電梯為一級負(fù)荷，分別用放射式雙回路供電，設(shè)單獨配電箱。2.消防控制室、監(jiān)控中心、配電房、血液透析科和新生兒室為一級負(fù)荷，用放射式雙回路配電。3.應(yīng)急照明、重癥病房為一級負(fù)荷，分別采用樹干式雙回路配電，末端設(shè)置雙電源自動切換。4.照明13層、照明4頂層一級開水房空調(diào)屬于三級負(fù)荷，分別為樹干式單回路供電。6.3 層間配電箱系統(tǒng)1.a區(qū)1層照明配電箱以樹干式配電給2臺層間配電箱。2.a區(qū)25層照明配電箱分別以樹干式配電給12個病房配電箱。3.b區(qū)二、四、五層照明配電箱分別以樹干式配電給12個病房配電箱。4.b區(qū)三層照明配電箱以樹干式配電給10個病房配電箱。7 短路電流計算本

30、工程由兩個10kv電源供電，單獨運行，互為備用，根據(jù)工程的要求和主接線系統(tǒng)圖，畫出本工程短路電流的計算電路，短路選取點如圖7-1所示。本工程采用歐姆法計算短路電流。圖7-1 本工程編制電鎖短路電流計算電路7.1 高壓側(cè)短路電流的計算高壓側(cè)短路點為k-1和k-4點，根據(jù)對稱性兩點短路電流一樣。所以只需要求出k-1點短路電流即可。k-1點標(biāo)準(zhǔn)電壓：uav1=1.05un=10.5kv電力系統(tǒng)的電抗：電纜線路的電抗：總阻抗為：k-1點短路等效電路如圖7-2：圖7-2 k-1點短路時等效電路三相短路電流周期分量的有效值：ka三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流：三相短路沖擊電流：ishk-1(3)=2.5

31、5ik-13=19.36kaishk-1(3)=1.51ik-13=11.476ka三相短路容量：sk-1(3)=3ik-1(3)uav1=131.6mva7.2 低壓側(cè)短路電流的計算低壓側(cè)短路點為k-2、k-3、k-5和k-6點，根據(jù)對稱性，和。所以只需要求出k-2和k-3點短路電流即可。k-2點標(biāo)準(zhǔn)電壓：uav2=1.05un=0.4kv電力系統(tǒng)的電抗：電纜線路的電抗：電力變壓器的電抗：(sn=0.4mva , uk%=4)總阻抗為：k-2點短路等效電路如圖7-3：圖7-3 k-2點短路時等效電路三相短路電流周期分量的有效值：三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流：三相短路沖擊電流：ishk-2

32、(3)=1.84ik-23=18.4kaishk-2(3)=1.09ik-23=10.9ka三相短路容量：sk-2(3)=3ik-2(3)uav2=6.9mvak-2點標(biāo)準(zhǔn)電壓：uav3=1.05un=0.4kv電力系統(tǒng)的電抗：高壓側(cè)電纜線路的電抗：電力變壓器的電抗：(sn=0.4mva , uk%=4)低壓側(cè)電纜線路的電抗：總阻抗為：k-3點短路等效電路如圖7-4：圖7-4 k-4點短路電流的計算三相短路電流周期分量的有效值：三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流：三相短路沖擊電流：ishk-3(3)=1.84ik-33=9.88kaishk-3(3)=1.09ik-33=5.85ka三相短路容量

33、：sk-3(3)=3ik-3(3)uav3=3.72mva8 設(shè)備的選擇8.1 斷路器的選擇高壓斷路器除了進(jìn)行正常的投切操作外，還必須能夠?qū)收系亩搪冯娏鬟M(jìn)行切斷操作，所以必須能夠承受的住短路沖擊電流和短路過程中的熱能作用。工程采用安全系數(shù)較高的vd4高壓真空斷路器。選擇原則：1.滿足工作電壓要求 即：ur=un式中: um電流互感器最高工作電壓； uw電流互感器裝設(shè)處的最高電壓； ur電流互感器額定電流；un系統(tǒng)標(biāo)稱電壓。2.滿足工作電流要求 即：式中: ir 開關(guān)電器額定電流； ic 開關(guān)電器裝設(shè)處的計算電流。3.滿足工作環(huán)境要求 選擇電氣設(shè)備時，應(yīng)考慮其適合運行環(huán)境條件要求，如:溫度、風(fēng)

34、速、濕度、污穢、海拔、地震烈度等。4滿足動穩(wěn)定要求 短路時電器設(shè)備能受到的電動力，與導(dǎo)體間形狀系數(shù)、間距、長度、材料以及通過導(dǎo)體的電流大小有關(guān)。對于開關(guān)電器而言，一旦制造出來，無論用于系統(tǒng)何處，其導(dǎo)體間間距、長度及形狀系數(shù)都不會改變，因此通過導(dǎo)體的電流的大小就成為決定該開關(guān)電器能否達(dá)到動穩(wěn)定要求的唯一因素，即只要滿足： 或式中: imas開關(guān)電器的極限通過電流峰值； imas開關(guān)電器的極限通過電流有效值； ish開關(guān)電器安裝處的三相短路沖擊電流； ish開關(guān)電器安裝處的三相短路沖擊電流有效值。 5.滿足熱穩(wěn)定要求 開關(guān)電器自身可以承受的熱脈沖應(yīng)大于短路時最大可能出現(xiàn)的熱脈沖,稱為滿足熱穩(wěn)定要求

35、,即:式中: it開關(guān)電器的t秒熱穩(wěn)定電流有效值； 開關(guān)電器安裝處的三相短路電流有效值； tim假想時間。6.滿足天關(guān)電器分?jǐn)嗄芰Φ囊箝_關(guān)電器分?jǐn)嗄芰τ脴O限分?jǐn)嗄芰皖~定分?jǐn)嗄芰蓚€參數(shù)來表達(dá)。極限分?jǐn)嗄芰κ侵冈谠摋l件下開關(guān)斷后，不考慮開關(guān)電器繼續(xù)承載額定電流，即不考慮其是否還能正常使用；額定分?jǐn)嗄芰κ侵冈谠摋l件下開關(guān)分?jǐn)嗪?，開關(guān)電器還能繼續(xù)承載額定電流正常運行，并能反復(fù)分?jǐn)嘣摋l件電路多次。斷路器 斷路器應(yīng)能分?jǐn)嘧畲蠖搪冯娏骰蚴街? ibr斷路器的額定分?jǐn)嚯娏鳎?sbr斷路器的額定分?jǐn)嗳萘浚?ikmax(3)斷路器安裝處最大運行方式下三相短路電流有效值； skmax(3)斷路器安裝處最大運行

36、方式下的短路容量。8.2 電流互感器的選擇 1.滿足工作電壓要求即：ur=un 式中: um電流互感器最高工作電壓； uw電流互感器裝設(shè)處的最高電壓； ur電流互感器額定電壓； un系統(tǒng)標(biāo)稱電壓。2.滿足工作電流要求，應(yīng)對一、二次側(cè)電流進(jìn)行考慮。 一次側(cè)額定電流ir1：式中ic線路計算電流。二次側(cè)額定電流ir2：ir2=5a3 準(zhǔn)確度等級由于考慮到儀表指針在儀表盤1/22/3左右較易準(zhǔn)確讀數(shù)，因此：本工程供配電系統(tǒng)的電流互感器主要用于測量，為了測量的準(zhǔn)確性，因此選用不同的準(zhǔn)確級。具體見本工程供配電系統(tǒng)圖。8.3 電壓互感器的選擇滿足工作電壓要求 對一、二次側(cè)分別考慮如下：一次側(cè)電壓： ur1=

37、un式中: um1電壓互感器最高工作電壓 uw 電壓互感器裝設(shè)處的最高工作電壓 ur1電壓互感器額定電壓un 系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓二次側(cè)電壓ur2:ur2=100v9 導(dǎo)線的選擇1.本工程選用銅芯導(dǎo)線電纜，消防負(fù)荷干線、支線采用dwzr-yje-0.6/1kv電纜穿焊接鋼管敷設(shè)，其它干線支線采用wdz-yj(f)e-0.6/1kv穿鋼管（sc）或電線（tc）沿樓板明（暗）敷設(shè)或電纜橋架（ct），消防線路暗敷在非燃燒體內(nèi)時，保護(hù)層不應(yīng)小于30mm，明敷時焊接鋼管應(yīng)涂有防火涂料。2.從配電房至豎井及豎井內(nèi)電纜沿橋架敷設(shè)，電纜分支接線采用穿刺線夾安裝，從豎井至各配電箱干線線路沿橋架ct，在天棚梁底或頂板面

38、敷設(shè)，配電箱支線路采用sc鋼管暗敷設(shè)，所有強(qiáng)點、弱電橋架均為防火性。3.控制電纜均為nhkvv型電纜，醫(yī)療設(shè)備采用自帶配套專用電纜。4.應(yīng)急照明支線采用zrbv-450/750v導(dǎo)線，其他照明支線采用bv-450/750v導(dǎo)線，除注明外，導(dǎo)線均為2.5mm，照明線路均穿sc鋼管暗敷，照明與插座分支路供電。5.中壓線路,由于距系統(tǒng)較近,短路電流大且故障時間相對較長,但其負(fù)荷電流較小,線纜選擇的主要矛盾是能否承受短時電流的作用,即熱穩(wěn)定問題.因此,一般用熱穩(wěn)定條件確定線纜截面,再以機(jī)械條件和載流量較驗.6滿足熱穩(wěn)定性要求的電纜最小截面amin應(yīng)為:10 防雷與接地系統(tǒng)10.1 建筑物防雷系統(tǒng)的設(shè)計10.1.1 建筑物防雷類別的確定本工程為醫(yī)院建筑。本次設(shè)計部分為醫(yī)院住院樓北樓地上五層。主樓（35層）長l=100m,寬w=25m，高h(yuǎn)=11m。裙樓（12層）長l=125.05m,寬w=30.7m，高h(yuǎn)=7m。對于主樓，與建筑物接受相同雷吉次數(shù)的等效面積為=0.0204校正系數(shù)k=1.0，年平均雷暴日數(shù)=22.6天，從而主樓年預(yù)計雷擊次數(shù)為 n=0.028同樣可計算出裙樓年預(yù)計雷擊次數(shù)n=0.027由于醫(yī)院的特殊要求，根據(jù)規(guī)范，本建筑應(yīng)劃分為第二類防雷建筑物。10.1.2 建筑物防雷措施由于本建筑是人員比較集中的公共場所，所以應(yīng)有防直擊雷和防側(cè)擊雷的保護(hù)