辦公樓建筑配電設(shè)計(jì)

1、辦公樓電氣設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：某辦公樓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)29鄭州輕工業(yè)學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)題目 某辦公樓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等：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(jì)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(jì)的方法、步驟和內(nèi)容。4熟練使用AutoCAD繪圖。5學(xué)會(huì)整理和總結(jié)設(shè)計(jì)文檔報(bào)告。6學(xué)習(xí)如何查找設(shè)備手冊(cè)及相關(guān)參數(shù)并進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)?；疽螅?、制定設(shè)計(jì)方案，確定電源電壓、負(fù)荷等級(jí)及供配電方式。2、確定方案后，繪制各用電設(shè)備等布置平面圖，繪制高、低壓系統(tǒng)圖。3、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，選擇設(shè)備容量、整定值、型號(hào)、臺(tái)數(shù)等。編寫(xiě)

2、設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。4、編制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。已知參數(shù)：某調(diào)度中心供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)平面圖和工程概況見(jiàn)圖紙資料。主要參考資料：1.供配電工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，機(jī)械工業(yè)出版社，翁雙安，20042建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，人民交通出版社，曹祥紅等，20113.AutoCAD2008中文版電氣設(shè)計(jì)完全自學(xué)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，孟德星等，20084.供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，GB50054-20095.民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，GBJGJ_T16-2008完 成 期 限： 2013-01-11 指導(dǎo)教師簽名： 課程負(fù)責(zé)人簽名： 2012年 12 月 26 日摘 要本設(shè)計(jì)以國(guó)家相關(guān)規(guī)范為準(zhǔn)則，以安全用電、節(jié)約能源為指導(dǎo)，著眼于提高廣大人民的

3、物質(zhì)、文化生活，應(yīng)用現(xiàn)代電氣技術(shù)，完成了對(duì)某六層調(diào)度中心大樓的全面設(shè)計(jì)，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)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(jì)內(nèi)容包括確定大樓的設(shè)備電氣負(fù)荷等級(jí)，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，選擇變壓器的容量、類型及臺(tái)數(shù)，各個(gè)樓層供電線路中的短路電流的計(jì)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(yàn)，防雷接地的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程中需要繪圖的部分使用AutoCAD繪圖，最后將整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程整理、總結(jié)設(shè)計(jì)文檔報(bào)告。關(guān)鍵詞：調(diào)配中心、配電、計(jì)算負(fù)荷、設(shè)備選擇、防雷接地目錄摘 要21緒論61.1 設(shè)計(jì)題目及工程概況61.2

4、 設(shè)計(jì)目的61.3 課程設(shè)計(jì)及要求61.4 設(shè)計(jì)原則及要求62 負(fù)荷數(shù)據(jù)及分級(jí)72.1 負(fù)荷分級(jí)72.2 負(fù)荷數(shù)據(jù)73 負(fù)荷計(jì)算93.1 負(fù)荷計(jì)算的依據(jù)和目的93.2 負(fù)荷計(jì)算93.2.1 平時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷計(jì)算93.2.2 火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷103.2.3 10/0.38kV 變電所計(jì)算負(fù)荷114 供電電源、電壓選擇與電能質(zhì)量154.1 供電電源154.2 電壓選擇154.3 電能質(zhì)量155 電力變壓器選擇與電氣主接線設(shè)計(jì)165.1 變壓器型式臺(tái)數(shù)選擇165.2 變壓器容量選擇165.3 變壓器負(fù)荷分配及無(wú)功補(bǔ)償165.3.1 變壓器T1的負(fù)荷分配165.3.2變壓器T2的負(fù)荷分配165.4變電所

5、高壓電氣主接線設(shè)計(jì)175.5 變電所低壓側(cè)設(shè)計(jì)176 低壓配電干線系統(tǒng)設(shè)計(jì)196.1 低壓帶電導(dǎo)體接地形式與低壓系統(tǒng)接地形式196.1.1 低壓帶電導(dǎo)體接地形式196.1.2 低壓系統(tǒng)接地形式196.1.3 低壓配電形式196.2 低壓配電干線系統(tǒng)接線方式設(shè)計(jì)196.2.1 照明負(fù)荷配電干線系統(tǒng)196.2.2電力負(fù)荷配電干線設(shè)計(jì)196.2.3 消防負(fù)荷配電干線系統(tǒng)207 短路計(jì)算217.1 高壓側(cè)短路電流的計(jì)算217.2 低壓側(cè)短路電流的計(jì)算228 設(shè)備的選擇258.1 高壓電器設(shè)備的選擇258.1.1高壓斷路器的選擇258.1.2高壓電流互感器的選擇258.1.3 高壓電壓互感器選擇258.

6、2 低壓設(shè)備的選擇268.2.1低壓斷路器的初步選擇268.2.2 低壓保護(hù)電器設(shè)備的整定與級(jí)間選擇性配合268.3 導(dǎo)線和電纜的選擇269 防雷及接地289.1 建筑物防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)289.1.1 建筑物防雷類別的確定289.1.2 建筑物防雷措施289.1.3 建筑物外部防雷裝置的布置289.2 電氣裝置接地與等電位連接2910 總結(jié)301緒論1.1 設(shè)計(jì)題目及工程概況 本工程是某辦公樓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是一類建筑高層,，總15層，地上14層，地下1層。 消防設(shè)計(jì)：主體建筑為一類高層建筑，建筑耐火等級(jí)為一級(jí)，其中地下室為兩個(gè)防火分區(qū)，其他各層一個(gè)防火分區(qū)。1.2 設(shè)計(jì)目的本次課程設(shè)計(jì)是將理論

7、課學(xué)習(xí)內(nèi)容，應(yīng)用與民用建筑電氣工程之中，通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)使學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)智能建筑供配電系統(tǒng)知識(shí)進(jìn)一步鞏固和驗(yàn)證，同時(shí)鍛煉學(xué)生的實(shí)際分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。1.3 課程設(shè)計(jì)及要求1 確定電源電壓、負(fù)荷等級(jí)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(jì)說(shuō)明書(shū)。7 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。1.4 設(shè)計(jì)原則及要求 1. 安全。設(shè)計(jì)階段應(yīng)首先充分注意安全用電問(wèn)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)量的可靠性。3. 合理。一方面要符合國(guó)家有關(guān)政策和法令，符合現(xiàn)行的行業(yè)行規(guī)要求，

8、另一方面要符合建筑方的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、運(yùn)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(lái)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(kāi)關(guān)等等。2 負(fù)荷數(shù)據(jù)及分級(jí)2.1 負(fù)荷分級(jí)該工程是高層辦公樓建筑，屬一類高層建筑，用電負(fù)荷分級(jí)如下：一級(jí)負(fù)荷：各層公共照明、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)、正壓風(fēng)機(jī)等消防設(shè)施。三級(jí)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)用電及試驗(yàn)用電等。2.2 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(jí)負(fù)荷之外都

9、是一級(jí)負(fù)荷。裙樓業(yè)務(wù)大廳、綜合樓大型會(huì)議室、配電房及綜合樓大廳等部分用電需二次設(shè)計(jì)，因此先按照單位功率法預(yù)留負(fù)荷。根據(jù)方案設(shè)計(jì)，該綜合樓各部分負(fù)荷數(shù)據(jù)見(jiàn)表2-12-3。 本工程照明負(fù)荷數(shù)據(jù) 表2-1用電設(shè)備名稱所在樓層設(shè)備功率功率因數(shù)負(fù)荷等級(jí)主樓照明及插座-114F417kW0.8三級(jí)裙樓照明及插座13F75.5kW0.8三級(jí)主樓公共照明-114F22.5kW0.75一級(jí)裙樓公共照明13F4.5kW0.8一級(jí) 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)備功率功率因數(shù)負(fù)荷等級(jí)主樓空調(diào)（三相）14F32kW0.8三級(jí)主樓空調(diào)(單相)114F419kW0.8三級(jí)裙樓空調(diào)(三相)13F115k

10、W0.8三級(jí)裙樓空調(diào)(單相)13F33kW0.8三級(jí)普通電梯RF15kW0.6一級(jí)地下室排污泵-1F4.6kW0.75一級(jí)實(shí)驗(yàn)用電各實(shí)驗(yàn)室580kW0.8三級(jí)變頻生活泵-1F15kW0.75一級(jí) 本工程消防負(fù)荷數(shù)據(jù) 表2-3用電設(shè)備所在樓層設(shè)備功率功率因數(shù)負(fù)荷等級(jí)主樓應(yīng)急照明-114F22.5kW0.75一級(jí)裙樓應(yīng)急照明13F4.5kW0.8一級(jí)防火卷簾-114F28kW0.8一級(jí)配電房用電-1F20kW0.75一級(jí)消防控制室用電-1F10kW0.8一級(jí)消火栓穩(wěn)壓泵-1F4kW0.75一級(jí)噴淋穩(wěn)壓泵-1F4kW0.75一級(jí)噴淋泵-1F37kW0.75一級(jí)消火栓泵-1F55kW0.75一級(jí)斜流風(fēng)

11、機(jī)-1F3kW0.8一級(jí)正壓風(fēng)機(jī)TF7.5kW0.8一級(jí)排煙風(fēng)機(jī)-1F4kW0.8一級(jí)消防電梯TF15kW0.6一級(jí)3 負(fù)荷計(jì)算3.1 負(fù)荷計(jì)算的依據(jù)和目的需要系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)單，是最為常用的一種計(jì)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(jì)算本工程的各類負(fù)荷中有平時(shí)需要運(yùn)行的用電設(shè)備，也有發(fā)生火災(zāi)時(shí)才需要運(yùn)行的消防用電設(shè)備。因此負(fù)荷計(jì)算按照平時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷和火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷在分別進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算出來(lái)平時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷和火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷，進(jìn)行比較，按負(fù)荷計(jì)算最大的進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇。3.2.1 平時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷計(jì)算平時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷計(jì)算分為照明負(fù)荷、電力

12、負(fù)荷及平時(shí)運(yùn)行的消防負(fù)荷計(jì)算書(shū)見(jiàn)表3-1和3-2。 照明負(fù)荷計(jì)算書(shū) 表 3-1用電設(shè)備組名稱設(shè)備功率需要系數(shù)功率因數(shù)負(fù)荷等級(jí)視在功率有功功率無(wú)功功率計(jì)算電流主樓照明及插座（-1F和14F）400.800.80三級(jí)40.032.024.060.8主樓照明及插座（其他）3770.70.80三級(jí)329.9263.9197.9501.2裙樓照明及插座75.50.70.80三級(jí)66.152.939.6100.4主樓公共照明22.510.75一級(jí)30.022.519.845.6裙樓公共照明4.50.70.8一級(jí)3.93.22.46.0 電力負(fù)荷和平時(shí)運(yùn)行的的消防負(fù)荷計(jì)算書(shū) 表3-2用電設(shè)備組名稱設(shè)備功率需

13、要系數(shù)功率因數(shù)負(fù)荷等級(jí)視在功率有功功率無(wú)功功率計(jì)算電流主樓空調(diào)（三相）320.800.80三級(jí)32.025.619.248.6主樓空調(diào)（單相）4190.70.80三級(jí)366.6293.3220.0557.0裙樓空調(diào)（三相）1150.70.80三級(jí)100.680.560.4152.9裙樓空調(diào)（單相）330.70.80三級(jí)28.923.117.343.9普通電梯1510.6一級(jí)25.015.020.038.0地下排污泵4.610.75一級(jí)6.14.64.19.3試驗(yàn)用電5800.60.80三級(jí)435.0348.0261.0660.9變頻生活泵1510.75一級(jí)20.015.013.230.4配電房

14、用地200.800.75一級(jí)21.316.014.132.4消防控制室用電100.800.80一級(jí)10.08.06.015.2消防電梯1510.6一級(jí)25.015.020.038.03.2.2 火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷火災(zāi)時(shí)運(yùn)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(jì)算，不計(jì)備用設(shè)備功率。負(fù)荷計(jì)算書(shū)見(jiàn)下表：用電設(shè)備組名稱設(shè)備功率需要系數(shù)功率因數(shù)負(fù)荷等級(jí)視在功率有功功率無(wú)功功率計(jì)算電流地下室排污泵4.610.75一級(jí)6.14.64.19.3主樓應(yīng)急照明22.510.75一級(jí)30.022.519.845.6裙樓應(yīng)急照明4.50.70.8一級(jí)3.93.22.46.0防火卷簾280.800.

15、80一級(jí)28.022.416.842.5配電房用電200.800.75一級(jí)21.316.014.132.4消防控制室用電100.800.80一級(jí)10.08.06.015.2消火栓穩(wěn)壓泵410.75一級(jí)5.34.03.58.1噴淋穩(wěn)壓泵410.75一級(jí)5.34.03.58.1噴淋泵3710.75一級(jí)49.337.032.675.0消火栓泵5510.75一級(jí)73.355.048.5111.4斜流風(fēng)機(jī)310.80一級(jí)3.83.02.35.7正壓風(fēng)機(jī)7.510.80一級(jí)9.47.55.614.2排煙風(fēng)機(jī)410.80一級(jí)5.04.03.07.6消防電梯1510.6一級(jí)25.015.020.038.03.

16、2.3 10/0.38kV 變電所計(jì)算負(fù)荷火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的消防負(fù)荷小于正常照明負(fù)荷和電力負(fù)荷總和，因此火災(zāi)時(shí)的消防負(fù)荷不計(jì)入總計(jì)算負(fù)荷，本工程10/0.38kV 變電所計(jì)算過(guò)程如下：1. 正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷計(jì)算 總計(jì)算負(fù)荷 Pc總計(jì)算負(fù)荷等于照明負(fù)荷和電力負(fù)荷及平時(shí)運(yùn)行的消防負(fù)荷總和。由表3-1、3-2照明計(jì)算負(fù)荷為：Pcl= 374.5kW Qcl=283.7kvar 電力及平時(shí)運(yùn)行的消防負(fù)荷為：Pcm=844.1 kW Qcm=655.3kvar由此可得變電所低壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷為：Pc=1218.6kW Qcl=936kvar 計(jì)入同時(shí)系數(shù)后的總計(jì)算負(fù)荷功率因數(shù)。對(duì)于計(jì)算負(fù)荷，取有功和無(wú)功同時(shí)系數(shù)

17、分別為Kp=Kp=0.8，則計(jì)入同時(shí)系數(shù)后的總計(jì)算負(fù)荷為：Pc'=0.8×1218.6=974.9kW Qc'=0.8×936=748.8kvar Sc'=(974.92+748.82) =1229.3kVA功率因數(shù)為cos = PC'SC'=0.79無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算根據(jù)規(guī)范，普通民用建筑低壓側(cè)無(wú)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(jì)算時(shí)按達(dá)到0.92來(lái)計(jì)算，故有：對(duì)于總計(jì)算負(fù)荷： Q =974.9×tan（cos-10.79）-tan（cos-10.92）=341.3 kvar，可取接近340kvar。 無(wú)功功

18、率補(bǔ)償后的總有功計(jì)算負(fù)荷保持不變，總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：QC" = QC' - Q = 748.8-341.3 = 407.5 kvar視在計(jì)算負(fù)荷為：SC" = PC'2+QC"2 = 974.92+407.52=1056.6kVA功率因數(shù)： cos = PC'SC" = 974.91056.6 = 0.92無(wú)功補(bǔ)償滿足要求。變壓器的損耗有功損耗為 PT = 0.01SC" = 0.01×1056.6=10.6kW無(wú)功損耗為 QT = 0.05SC" = 0.05×1056.6=52.8 kv

19、ar變壓器高壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷 Pcl=PC'+PT=974.910.6= 985.5kW Qcl=QC"+QT=407.552.8=460.3 kvar Scl=Pcl2+Qcl2 =1087.7 kVA總功率因數(shù) cos = PclScl = 985.51087.7 = 0.906滿足要求。2.電源故障時(shí)切除三級(jí)負(fù)荷僅供一級(jí)負(fù)荷運(yùn)行的負(fù)荷計(jì)算該建筑總一級(jí)負(fù)荷為： Pcl1=99.3 kW Qcl1= 99.6kvar取有功和無(wú)功功率因數(shù)分別為KP=0.80，Kq=0.85，則計(jì)入同時(shí)系數(shù)后的總計(jì)算負(fù)荷：Pcl1' =KPPcl1=0.8×99.3=79.4k

20、W Qcl1'=KqQcl1=0.85×99.6=84.7 kvarScl1' =Pcl1'2+Qcl1'2=116.1 kVA功率因數(shù)：cosl1=Pcl1'Scl1'=79.4116.1=0.68無(wú)功功率補(bǔ)償容量：Ql1=79.4×tan（cos-10.68）-tan（cos-10.92）=51.8kvar可取接近的50kvar。無(wú)功補(bǔ)償后的一級(jí)總有功計(jì)算負(fù)荷保持不變，總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：Qcl1"=Qcl1'-Ql1=84.7-50=34.7 kvar補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷為：Scl1"=Pcl1

21、'2+Qcl1"2=79.42+34.72=85.9 kvar功率因數(shù)為：cosl1'=Pcl1'Scl1"=79.485.9=0.92則無(wú)功補(bǔ)償滿足要求。本工程10/0.38kV變電所負(fù)荷計(jì)算書(shū)如下表：負(fù)荷名稱設(shè)備功率需要系數(shù)功率因 數(shù)有功計(jì)算負(fù)荷無(wú)功計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)荷計(jì)算電流無(wú)功補(bǔ)償前低壓母線的計(jì)算負(fù)荷合計(jì)負(fù)荷總和1778.10.690.791218.69361536.62334.6其中一級(jí)負(fù)荷106.60.930.799.399.6140.6.212.7其中三級(jí)負(fù)荷1671.50.670.81119.3836.41397.22122.8計(jì)入同

22、時(shí)系數(shù)總負(fù)荷1778.10.550.79974.9748.81229.31867.7其中一級(jí)負(fù)荷106.60.750.6879.484.7116.1176.4無(wú)功補(bǔ)償裝置容量總：-340一級(jí)：-50無(wú)功補(bǔ)償后低壓母線計(jì)算負(fù)荷總負(fù)荷1778.10.550.92974.9407.51056.61605.3其中一級(jí)負(fù)荷106.60.750.9279.432.985.9130.5變壓器損耗10.652.8變壓器高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷1778.10.550.91985.5460.31087.11651.74 供電電源、電壓選擇與電能質(zhì)量4.1 供電電源本工程高壓側(cè)總有功計(jì)算負(fù)荷僅為985.5kW，根據(jù)要求可采用

23、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(lái)一路10kV專線電源A，可承擔(dān)全部負(fù)荷；同時(shí)從供電部門的35/10kV變電站引來(lái)一路10kV電源B僅作一級(jí)負(fù)荷的第二電源，兩路10kV穿管埋地至辦公樓變電所。本工程的兩個(gè)10kV供電電源相對(duì)獨(dú)立可靠，可以滿足規(guī)范中一級(jí)負(fù)荷應(yīng)有雙重電源供電且不能同時(shí)損壞的條件，且工程中沒(méi)有特別重要的一級(jí)負(fù)荷，因此不再自備柴油發(fā)電機(jī)組或其他集中式應(yīng)急電源裝置。4.2 電壓選擇本工程為辦公樓建筑，用電設(shè)備額定電壓為220/380V，低壓配電線路不長(zhǎng)，對(duì)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)量采用以下措施保證

24、電能質(zhì)量：1. 采用銅芯電纜，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(jì)5.1 變壓器型式臺(tái)數(shù)選擇本工程為高層辦公樓，防火要求高，變電所獨(dú)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?yàn)楸竟こ叹哂休^多的一級(jí)負(fù)荷，故應(yīng)選擇兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的變壓器。5.2 變壓器容量選擇本工程總視在計(jì)算負(fù)荷為1056.6kW（cos=0.92），其中一級(jí)負(fù)荷85.9kW（cos=0.92）。因此選擇兩臺(tái)等容量的變壓器，互為備用，每臺(tái)變壓器容量按總視在計(jì)算負(fù)荷容量的

25、70（0.7×1056.6=729.6kW）左右且不小于全部的一級(jí)負(fù)荷（85.9kW），即應(yīng)該選擇800kVA的變壓器兩臺(tái)因此應(yīng)選擇SC10-800/10的變壓器。正常運(yùn)行時(shí)通過(guò)合理分配負(fù)荷，可使兩臺(tái)變壓器正常運(yùn)行負(fù)荷相當(dāng)，均為7080左右，當(dāng)一臺(tái)故障時(shí)，另一臺(tái)可帶全部的一級(jí)負(fù)荷和部分三級(jí)負(fù)荷，符合要求且供電性能高。5.3 變壓器負(fù)荷分配及無(wú)功補(bǔ)償5.3.1 變壓器T1的負(fù)荷分配根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)可以把試驗(yàn)用電及主樓用電分配給變壓器T1，其中有功功率611.9 kW，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為458.9kvar，計(jì)入同時(shí)系數(shù)Kp=Kq=0.80后，總有功計(jì)算功率為489.5kW，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為367.

26、1kvar，功率因數(shù)為cos=0.8。將功率因數(shù)提高到0.92以上，進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為611.9×tan（cos-10.8）-tan（cos-10.92）=198 kvar實(shí)際取10組，每組20 kvar，共200 kvar。補(bǔ)償后有功計(jì)算負(fù)荷不變，即Pc=611.9kW，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為QC=258.9kvar。則無(wú)功補(bǔ)償后低壓母線總視在計(jì)算負(fù)荷為： Sc=Pc2+QC2 = 611.92+258.92 =664.4kVA選變壓器容量為800kVA，負(fù)荷率為83。5.3.2變壓器T2的負(fù)荷分配其他負(fù)荷（總計(jì)821.1kW）分配給變壓器T2。設(shè)備功率為821.1kW，總有功計(jì)

27、算功率為606.6kW，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為480.1kvar，計(jì)入同時(shí)系數(shù)Kp=Kq=0.80后，總有功計(jì)算功率為485.3kW，無(wú)功計(jì)算功率為384.1kvar，功率因數(shù)為cos=0.78。將功率因數(shù)提高到0.92以上，進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為：606.6×tan（cos-10.78）-tan（cos-10.92）= 228kvar實(shí)際取11組，每組20 kvar，共220 kvar，補(bǔ)償后有功計(jì)算負(fù)荷不變，即PC=248.8kW，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷QC=100.4Kvar。則補(bǔ)償后視在計(jì)算負(fù)荷： SC=Pc2+QC2 = 606.62+265.32 =662.1kVA選變壓器容量為80

28、0kVA，負(fù)荷率為82.7。這樣選擇使得兩臺(tái)變壓器正常運(yùn)行時(shí)地負(fù)荷率相當(dāng)，同時(shí)給一級(jí)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(jì)入每臺(tái)變壓器總負(fù)荷。5.4變電所高壓電氣主接線設(shè)計(jì)采用單母線分段主接線形式。正常運(yùn)行時(shí)，有10kV電源A和電源B同時(shí)供電，母線斷路器斷開(kāi)，兩個(gè)電源各承擔(dān)一半負(fù)荷。當(dāng)任一電源故障或檢修時(shí)，閉合母線聯(lián)絡(luò)斷路器，由另一電源承擔(dān)一半負(fù)荷。此方案的供電可靠性高，靈活性好，但經(jīng)濟(jì)性差。高壓接線簡(jiǎn)圖如下圖所示：5.5 變電所低壓側(cè)設(shè)計(jì)變電所設(shè)有兩臺(tái)變壓器，低壓側(cè)電氣主接線也采用單母線分段接線形式，正常運(yùn)行時(shí)，兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行，母聯(lián)斷路器斷開(kāi)

29、，兩臺(tái)變壓器各承擔(dān)一半負(fù)荷。當(dāng)任一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)，切除部分三級(jí)負(fù)荷后，閉合母聯(lián)斷路器，有另一臺(tái)變壓器承擔(dān)全部一級(jí)和部分三級(jí)負(fù)荷。該接線方式供電可靠性高。變電所低壓簡(jiǎn)圖如下所示：6 低壓配電干線系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(duì)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(duì)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

30、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外配電，每條干線中的多個(gè)用電設(shè)備則根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)和作用采用放射式、樹(shù)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(jì) 照明負(fù)荷和電力負(fù)荷分為不同的配電系統(tǒng)，以便于計(jì)量和管理。消防負(fù)荷的配電則自成系統(tǒng)，以保證供電的可靠性。6.2.1 照明負(fù)荷配電干線系統(tǒng)1.主樓及裙樓普通照明及插座為三級(jí)負(fù)荷，容量較大、負(fù)荷集中，從配電室單獨(dú)以單回路放射式直接配電，在每層設(shè)置配電箱，每層配電箱采取樹(shù)干式。2. 各層公共通道照明為一級(jí)負(fù)荷，負(fù)荷重要，但分布與各層，容量小，因此采用雙電源自動(dòng)切換配電箱以放射式配電，分別用配電箱-1AL-GZ、7AL-GZ、

31、12AL-GZ供電。6.2.2電力負(fù)荷配電干線設(shè)計(jì)1.該建筑主樓空調(diào)用電為三級(jí)負(fù)荷，容量較大，負(fù)荷集中，故對(duì)每臺(tái)機(jī)組采用單回路放射式配電，其中配電箱1KT14KT采用樹(shù)干式。裙樓空調(diào)用電比較分散采用單回路放射式供電。2.該建筑實(shí)驗(yàn)用電每層直接由低壓配電柜直接引出，采用單回路樹(shù)干式，由于負(fù)荷較大，因此每層的配電箱采用放射式分配到各個(gè)房間。3.對(duì)于排污泵、生活泵及普通電梯為一級(jí)負(fù)荷因此采用雙回路放射式配電，且就近設(shè)置配電箱，在末端配電控制箱進(jìn)行雙電源自動(dòng)切換。6.2.3 消防負(fù)荷配電干線系統(tǒng)1.變電所用電(配電箱RD)、消防控制室用電（配電箱XF）、消防電梯（配電箱MT1）、正壓風(fēng)機(jī)（配電箱ZY）

32、、各種消防泵(配電箱APA、APB、PS1、PY、SF、ZY、PS1)等均為一級(jí)負(fù)荷，由于負(fù)荷分散，每處就地設(shè)置配電箱和控制箱，采用雙回路放射式配電，在末端進(jìn)行進(jìn)行雙電源自動(dòng)切換。2.每層應(yīng)急照明及防火卷簾為一級(jí)負(fù)荷，分布于各層，容量小，采用雙回路樹(shù)干式配電，其中應(yīng)急照明與公共照明相同，防火卷簾每層設(shè)置配電箱JLM。7 短路計(jì)算本工程由兩個(gè)10KV電源供電，單獨(dú)運(yùn)行，互為備用，根據(jù)工程的要求和主接線系統(tǒng)圖，畫(huà)出本工程短路電流的計(jì)算電路，短路選取點(diǎn)如圖7-1所示。本工程采用歐姆法計(jì)算短路電流。7.1 高壓側(cè)短路電流的計(jì)算高壓側(cè)短路點(diǎn)為K-1和K-4點(diǎn)，根據(jù)對(duì)稱性兩點(diǎn)短路電流一樣。所以只需要求出K

33、-1點(diǎn)短路電流即可。K-1點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)電壓：Uav1=1.05UN=10.5KV電力系統(tǒng)的電抗：X1=Uav12Soc=0.22(其中Soc=500MVA)電纜線路的電抗：X2=X0l=0.24總阻抗為：X1=X1+X2=0.46K-1點(diǎn)短路等效電路如圖7-2：圖7-2 K-1點(diǎn)短路時(shí)等效電路三相短路電流周期分量的有效值：Ik-1(3)=Uav1X13 =13.2kA三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流：Ik-1"3=I(k-1)(3)=Ik-1(3)=13.2kA三相短路沖擊電流：ishk-1(3)=2.55Ik-1"3=33.7kAIshk-1(3)=1.51Ik-1"

34、3=19.9k A三相短路容量：Sk-13=3Ik-13Uav1=240.1MVA7.2 低壓側(cè)短路電流的計(jì)算低壓側(cè)短路點(diǎn)為K-2、K-3、K-5和K-6點(diǎn)，根據(jù)對(duì)稱性，Ik-2"3=Ik-5"3和Ik-3"3=Ik-6"3。所以只需要求出K-2和K-3點(diǎn)短路電流即可。K-2點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)電壓：Uav2=1.05UN=0.4KV電力系統(tǒng)的電抗：X1'=(Uav22)2Soc=3.2×10-4電纜線路的電抗：X2'=X0l1(Uav22Uav1)2=3.48×10-4電力變壓器的電抗：X3'=UK%100×Ua

35、v22SN=1.2×10-2(SN=0.8MVA , UK%=6)總阻抗為：X2=X1'+X2'+X3'=1.27×10-2K-2點(diǎn)短路等效電路如圖7-3：K-2點(diǎn)短路等效電路如圖7-3三相短路電流周期分量的有效值：Ik-2(3)=Uav2X23=18.2kA三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流：Ik-2"3=I(k-2)(3)=Ik-2(3)=18.2kA三相短路沖擊電流：ishk-2(3)=1.84Ik-2"3=33.5AIshk-2(3)=1.09Ik-2"3=19.8kA三相短路容量：Sk-2(3)=3Ik-2(3)

36、Uav2=12.6MVAK-3點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)電壓：Uav3=1.05UN=0.4KV電力系統(tǒng)的電抗：X1"=(Uav32)2Soc=3.2×10-4高壓側(cè)電纜線路的電抗：X2"=X0l1(Uav32Uav1)2=3.48×10-4電力變壓器的電抗：X3"=UK%100×Uav32SN=1.2×10-2(SN=0.8MVA , UK%=6)低壓側(cè)電纜線路的電抗：X4"=X1l2=7×10-2總阻抗為：X2=X1"+X2"+X3"+X4"=8.27×10-2K-3點(diǎn)短

37、路等效電路如圖7-4： K-3點(diǎn)短路等效電路如圖7-4三相短路電流周期分量的有效值：Ik-3(3)=Uav3X23=2.8kA三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流：Ik-3"3=I(k-3)(3)=Ik-3(3)=2.8kA三相短路沖擊電流：ishk-3(3)=1.84Ik-3"3=5.15kAIshk-3(3)=1.09Ik-3"3=3.05kA三相短路容量：Sk-3(3)=3Ik-3(3)Uav3=1.93MVA8 設(shè)備的選擇8.1 高壓電器設(shè)備的選擇本工程10kV高壓系統(tǒng)選用ZS1-12型高壓戶內(nèi)中置式開(kāi)關(guān)柜，柜內(nèi)安裝的高壓電器主要是高壓斷路器、熔斷器和互感器等

38、底氣設(shè)備。8.1.1高壓斷路器的選擇高壓斷路器主要作為變壓器回路，電源進(jìn)線回路的控制和保護(hù)電器及分段聯(lián)絡(luò)用電器。1. 高壓斷路器的選擇額定電壓UN：不低于所在電網(wǎng)處的額定電壓UNs=10kV，選擇UN=12kV。額定電流IN：應(yīng)大于或等于所在回路的最大長(zhǎng)期工作電流Imax，計(jì)算知Imax=92.4A根據(jù)初步計(jì)算選擇型號(hào)為ZN5-12的斷路器，其中IN=630A，初步滿足要求。其相關(guān)參數(shù)Ioc=20kA， imax=50kA,額定短時(shí)耐受電流It=20kA。2.高壓斷路器的效驗(yàn)額定開(kāi)斷電流校驗(yàn)：Ioc=20kAIk=13.2kA。動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：imax=50kAish=33.7kA。熱穩(wěn)定效驗(yàn)：

39、It2.t=1600kA2·s191.7kA2·s，以上校正均符合要求。8.1.2高壓電流互感器的選擇本工程高壓電流互感器用于電能計(jì)量專用，做繼電保護(hù)及測(cè)量下面進(jìn)行電流互感器選擇。額定電壓：UN=10Kv,滿足UNUNS=10kV。額定一次電流：I1NImax=92.4A。額定二次電流：I2N=5A。綜上所述，選擇型號(hào)為L(zhǎng)QJ-10，變比為160/5A, Kes=160，Kt=75。驚動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定效驗(yàn)，符合要求。8.1.3 高壓電壓互感器選擇本工程高壓電壓互感器有的作計(jì)量專用，有的作電壓測(cè)量用，根據(jù)要求可選擇型號(hào)為JDZ12-10的電壓互感器。8.2 低壓設(shè)備的選擇低壓開(kāi)

40、關(guān)柜內(nèi)主要有低壓斷路器和電流互感器，低壓配電垂直母線干線系統(tǒng)插接箱及層配電箱中的低壓電器主要有低壓斷路器和雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。因此主要選擇低壓斷路器來(lái)進(jìn)行低壓設(shè)備的選擇，下面以僅計(jì)算k-3點(diǎn)的斷路器。8.2.1低壓斷路器的初步選擇1.類別選擇：變電所低壓側(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的斷路器是變電所低壓電源進(jìn)線和母線聯(lián)絡(luò)保護(hù)用斷路器，選擇抽出式空氣斷路器，選擇性三段保護(hù)。2.級(jí)數(shù)選擇：TN-S系統(tǒng)，選擇極數(shù)為3P。3.額定電流選擇：選擇IN=1000AIc=803A4.斷流能力校驗(yàn)：Ioc=30kAIk3=18.2kA，根據(jù)以上條件初步選型號(hào)為DW15-1000的斷路器。8.2.2 低壓保護(hù)電器設(shè)備的整定與級(jí)間選

41、擇性配合1.過(guò)電流脫扣器額定電流選擇。其中INOR=1000A符合要求。2.長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器整定電流Iop（l）KOL·Imax=883.3A，且Iop（l）KOL·Ial,其中Ial近似取900A,其中KOL=1。綜上述幾個(gè)條件，選擇Iop（l）=900A。根據(jù)以上分析型號(hào)符合要求。其他低壓配電垂直干線系統(tǒng)、插座箱、樓層配電箱等進(jìn)出線回路中的保護(hù)用低壓斷路器的選擇及整定方法類似。8.3 導(dǎo)線和電纜的選擇1.本工程的導(dǎo)線類型根據(jù)導(dǎo)線應(yīng)用場(chǎng)所主要分為：高壓進(jìn)出線電纜、高低壓開(kāi)關(guān)柜主母線和分支母線、低壓出線電纜等。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

42、線夾安裝，從豎井至各配電箱干線線路沿300x150金屬橋架貼梁底敷設(shè)，其中動(dòng)力與照明用金屬格柵分格敷設(shè)，裙樓用CSP300x150金屬橋架貼梁底敷設(shè)，其中動(dòng)力與照明用金屬格柵分格敷設(shè)，配電箱支線路采用SC鋼管暗敷設(shè)，所有強(qiáng)點(diǎn)、弱電橋架均為防火性。3.公共照明、應(yīng)急照明支線采用NHBV-2×2.5-SC15-ACC導(dǎo)線，其他照明支線采用BV-2×2.5 SC20-FC.WC導(dǎo)線，照明線路均穿SC鋼管暗敷，照明與插座分支路供電。4.試驗(yàn)用電干線采用電纜線YJV-4×70+1×35CT，其他按照計(jì)算電流進(jìn)行選擇，詳見(jiàn)配電圖。其他空調(diào)機(jī)照明干線均采用電纜線路，空

43、調(diào)干線采用YJV-5×25-CT，主樓照明干線采用YJV-5×25 SC50-CT，其他配電箱根據(jù)計(jì)算采用不同的電纜。5.高壓進(jìn)線電纜選擇型號(hào)為YJV-10KV-3×95，消防用線采用防火等級(jí)較高的型號(hào)如：泵房電纜NH-YJV-4×185+1×95-CT,防火卷簾NHYYJV-5×10-CT,消防電梯NHYJV-5×25-SC40-A等電纜型號(hào)。6.所有的導(dǎo)線先按計(jì)算電流進(jìn)行選擇，選擇電纜及導(dǎo)線后應(yīng)對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行熱穩(wěn)定、電壓損失及動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，以保證選擇導(dǎo)線正確。9 防雷及接地9.1 建筑物防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)9.1.1 建筑物防雷類別

44、的確定本工程為高層辦公樓建筑。本次設(shè)計(jì)主樓地上十四層，裙樓三層。主樓長(zhǎng)L=57.7m,寬W=16m，高H=54.8m。裙樓（13層）長(zhǎng)L=39.6m,寬W=29m，高H=13.2m。對(duì)于主樓，與建筑物接受相同雷吉次數(shù)的等效面積為Ae=L×W+2(L+W)H200-H+H200-H×10-6=0.04km2校正系數(shù)K=1.0，年平均雷暴日數(shù)Td=22.6天，從而主樓年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N=0.024KTd1.3Ae=0.024×1.0×22.61.3×0.04=0.056，由于此建筑人員集中且屬于實(shí)驗(yàn)辦公樓，因此將此建筑劃分為二類防雷建筑。9.1.2 建筑物防雷措施由于本建筑是人員比較集中的公共場(chǎng)所，所以應(yīng)有防直擊雷和防側(cè)擊雷的保護(hù)措施。由于有大量重要的電子設(shè)備，所以應(yīng)設(shè)防雷電電磁脈沖的措施。9.1.3 建筑物外部防雷裝置