城市住宅小區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計

論文題目：城市住宅小區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計學(xué)科（專業(yè)）：電氣工程及其自動化摘要隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，人們生活方式和生活設(shè)施都有著巨大改變，便捷、高效、智能化的產(chǎn)品日益成為消費者的首選。近年來，耗電居家、商業(yè)產(chǎn)品日益豐富，對電能的需求也越來越多地呈現(xiàn)出個性化特點，以往單一、簡單的電力供應(yīng)方式己經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代生活對電能多樣性需要的形勢。因此，通過在電力的供應(yīng)配給系統(tǒng)中合理地嵌入、應(yīng)用信息技術(shù)，來對各種不同用電設(shè)備進(jìn)行精準(zhǔn)分析計算，從而不斷增強小區(qū)供配電系統(tǒng)供電配電的針對性，提高供配電系統(tǒng)信息化、智能化水平，不斷滿足人們在日常工作、生活、娛樂時的用電設(shè)備對電能供應(yīng)可靠性和高效性的需要，讓電能供應(yīng)配給合理、高效、節(jié)能、環(huán)保就顯得尤為重要。本文首先對于本文的研究背景和研究意義進(jìn)行分析，為本文的研究提供了研究的方向。然后以某市商住一體小區(qū)為背景，對小區(qū)智能供配電系統(tǒng)一次接線、變配電間布置、防雷及過電壓保護(hù)與接地、人防工程供電等方面進(jìn)行設(shè)計。關(guān)鍵詞：防雷保護(hù)；供配電系統(tǒng)；人防工程論文類型：應(yīng)用研究目錄TOC\o"1-3"\h\u10651緒論 1247051.1研究背景以及意義 1151071.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1300261.3研究的內(nèi)容和方法 3245081.3.1研究內(nèi)容 3124201.3.2研究方法 3148532計算負(fù)荷及設(shè)計無功功率補償 4259602.1負(fù)荷計算方法 464572.2負(fù)荷計算數(shù)據(jù) 4293882.2.1需要系數(shù)法計算負(fù)荷 55622.2.2單位指標(biāo)法計算負(fù)荷 5199812.2.3利用系數(shù)法計算負(fù)荷 6207422.2.4用電負(fù)荷分級 6221312.3計算負(fù)荷 754583智能供配電系統(tǒng)一次接線設(shè)計 9155413.1變配電間電氣主接線設(shè)計 9261743.1.1變配電間高壓電氣主接線設(shè)計 9264903.1.2變配電間低壓電氣主接線設(shè)計 1049733.2低壓配電干線系統(tǒng)設(shè)計 10176803.2.1低壓用電設(shè)備供電系統(tǒng)形式及系統(tǒng)接地方式 106103.2.2低壓配電系統(tǒng)干線部分接線方式設(shè)計 10152804變配電間布置設(shè)計 12174494.1總體布置 12135734.2設(shè)備通道與安全凈距 1334034.3配電干線敷設(shè) 13263255防雷及過電壓保護(hù)與接地設(shè)計 14190275.1室外防雷裝置設(shè)計 14189365.2過電壓保護(hù)設(shè)計 1475235.3電氣接地裝置及等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計 15312325.3.1電氣裝置的接地及接地電阻 15137555.3.2等電位聯(lián)接 15192726人防工程供電設(shè)計 16143576.1電力供配電系統(tǒng) 1646706.1.1供電系統(tǒng) 16264376.1.2配電系統(tǒng) 16118046.2照明系統(tǒng) 17303386.3等電位聯(lián)結(jié) 17149726.4電線電纜敷設(shè) 1731549結(jié)論 199824致謝 2025206參考文獻(xiàn) 219383附件： 2211755網(wǎng)絡(luò)學(xué)院畢業(yè)論文獨創(chuàng)性聲明 2218698畢業(yè)論文知識產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明 221緒論1.1研究背景以及意義得益于我國近40年的改革開放政策，國家經(jīng)濟社會高速發(fā)展，各行各業(yè)都有了翻天覆地的變化，面貌煥然一新。目前，國家城鎮(zhèn)化己達(dá)到較高水平，建筑行業(yè)也逐步成為國家支柱產(chǎn)業(yè)，由于信息化、智能化產(chǎn)業(yè)對傳統(tǒng)行業(yè)領(lǐng)域的持續(xù)深入影響和改造，現(xiàn)代建筑物信息化、智能化程度越來越高。為適應(yīng)城鎮(zhèn)化導(dǎo)致的城市人口集聚問題，越來越多的城市推進(jìn)多中心建設(shè)，商住一體化的小區(qū)應(yīng)運而生并快速成為城市建設(shè)的重要方式。伴隨著信息化、智能化科技的日新月異以及現(xiàn)代人們對信息化、智能化便利生活方式的追求，對小區(qū)各類基礎(chǔ)設(shè)施，特別是與人們生活密切相關(guān)的小區(qū)供配電系統(tǒng)的信息化、智能化問題研究、探討就顯得十分迫切。加之，人們現(xiàn)代生活中用電設(shè)備對供電諧波的嚴(yán)重干擾和對供電質(zhì)量的嚴(yán)格要求，使得對小區(qū)供配電系統(tǒng)的現(xiàn)代化、信息化、智能化設(shè)計改造成為社會急需。供配電系統(tǒng)設(shè)計由方案設(shè)計、初步設(shè)計和施工圖設(shè)計等幾個部分組成。方案設(shè)計階段包括進(jìn)行可行性研究、進(jìn)行設(shè)計的重點和難點分析、確定設(shè)計需要遵循的設(shè)計規(guī)范、形成設(shè)計說明書和工程總投資估算;初步設(shè)計階段包括編寫設(shè)計方案說明書、設(shè)計出可行的初步圖樣、選定供配電主要設(shè)備品牌及型號或確定主要設(shè)備性能指標(biāo)、編寫工程計算書和概算等;施工圖設(shè)計階段包括進(jìn)一步深化初步設(shè)計的各個部分，盡可能細(xì)的確定各個部位、設(shè)備等的尺寸、數(shù)量、標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)等，最終形成可以用于施工的方案圖紙。本論文結(jié)合現(xiàn)實生活中的建筑實例，來詳細(xì)闡述商住一體小區(qū)智能供電系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)思路過程。根據(jù)該商住一體小區(qū)功能區(qū)劃、主要用電設(shè)備分布和各用電設(shè)備特性，對設(shè)計方案中的外接電源系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、用電設(shè)備短路自動檢測斷開系統(tǒng)、區(qū)域防雷保護(hù)系統(tǒng)、緊急狀態(tài)人防工程供電保障系統(tǒng)等一一進(jìn)行詳細(xì)論述。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀與歐美對比，我國關(guān)注發(fā)展小區(qū)智能供配電系統(tǒng)的時間相對較晚，直到90年代末才陸續(xù)有人員進(jìn)行大量研究。但我國對智能電網(wǎng)的關(guān)注和研究卻相對來說時間較早，比如華東電網(wǎng)公司早在}o年代就制定了智能電網(wǎng)建設(shè)研究課題，提出建設(shè)一個有自愈能力、可以智能化調(diào)度、能夠兼容新型材料和智能設(shè)備、可再生能源和新型能源可以友好接入、可以實現(xiàn)系統(tǒng)與用戶的智能互動的智能電網(wǎng)系統(tǒng)。這些方面的研究為我國小區(qū)智能供配電系統(tǒng)的發(fā)展提供了必要的技術(shù)儲備和實例參考。隨著我國城市化建設(shè)速度的加快，小區(qū)智能供配電系統(tǒng)的需求不斷加大，一個友好、實用、可靠的智能供電系統(tǒng)顯得十分必要，為此國家在863高技術(shù)研究發(fā)展計劃、“十一五”時期及國家火炬計劃、國家創(chuàng)新基金等都安排了智能供配電系統(tǒng)類重點項目進(jìn)行深入研究和開發(fā)。這些項目包括:以煤氣化為基礎(chǔ)的多聯(lián)產(chǎn)長距離供配電示范工程，MW級并網(wǎng)光伏電站系統(tǒng)，太陽能熱發(fā)電技術(shù)及系統(tǒng)示范等項目。隨著這些項目的實施和我國電氣從業(yè)人員的深入研究開發(fā)，目前國內(nèi)智能供配電系統(tǒng)技術(shù)己經(jīng)有了較大發(fā)展，基本能夠根據(jù)國內(nèi)小區(qū)特點設(shè)計開發(fā)出滿足實際需求的小區(qū)供配電系統(tǒng)。同時由于國內(nèi)對小區(qū)智能供配電系統(tǒng)關(guān)注研究開發(fā)的時間較短，因此，國內(nèi)這一領(lǐng)域很多技術(shù)尚不成熟，缺乏大量實際應(yīng)用的有效檢驗，繼續(xù)進(jìn)行持續(xù)關(guān)注、深入研究就尤為重要。1.2.2國外研究現(xiàn)狀鑒于居住社區(qū)的概念來自歐美，所以他們對小區(qū)局部智能供配電的研究最早，對小區(qū)智能供配電的方案設(shè)計經(jīng)驗也較為豐富。小區(qū)智能供電的發(fā)展己經(jīng)得到世界業(yè)界人士的高度關(guān)注，特別是歐美發(fā)達(dá)國家電氣工程人員對這一領(lǐng)域有著先發(fā)優(yōu)勢，到現(xiàn)在，他們不僅形成了一整套培養(yǎng)、研究、設(shè)計等學(xué)研一體的良好技術(shù)儲備基礎(chǔ)，還形成了一群專門從事智能供電元器件、軟件系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)型公司，形成了學(xué)研產(chǎn)體系雛形，并且很多創(chuàng)新型技術(shù)在實踐中得到了大量應(yīng)用。霍尼韋爾公司最早開發(fā)出一款基于MAS的分布協(xié)調(diào)與自適應(yīng)智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)，以其系統(tǒng)的界面簡單、操作簡單，能夠自行對電網(wǎng)回路電壓、電流情況進(jìn)行檢測和矯正，能夠為對電能質(zhì)量有極高要求的用電設(shè)備進(jìn)行多路保障按時序供電等功能，一推向市場就引起了市場的極大反響，成為小區(qū)智能供電系統(tǒng)的多個標(biāo)準(zhǔn)的來源。近些年來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信電子技術(shù)及材料技術(shù)的快速發(fā)展，AAB、施耐德電氣、西門子等國外電氣公司巨頭分別根據(jù)自身公司技術(shù)特性，在霍尼韋爾開發(fā)的基于MAS的分布協(xié)調(diào)與自適應(yīng)智能電網(wǎng)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，又開發(fā)出集電路電能質(zhì)量檢測矯正、電能數(shù)據(jù)傳輸存儲、特定電能供配等功能于一體的多功能小區(qū)智能供配電系統(tǒng)，這些系統(tǒng)都在運行中不斷呈現(xiàn)出巨大社會經(jīng)濟優(yōu)勢，極大提供了供配電的可靠性和經(jīng)濟性。當(dāng)然，盡管歐美都在智能供配電系統(tǒng)的發(fā)展中占據(jù)有利地位，但歐洲和美國因為自身國情不同導(dǎo)致對智能供配電的理解不同，也就使得兩者設(shè)計開發(fā)出來的智能供配電系統(tǒng)側(cè)重點不同。歐洲設(shè)計開發(fā)的智能供配電系統(tǒng)更注重提高能源利用率，擅長于通過高頻次的檢測來提高電路中的無功補償，能夠針對多種不同用電器進(jìn)行分時段精準(zhǔn)供配電。美國設(shè)計開發(fā)的智能供配電系統(tǒng)則更注重整個電路回路對擾動的自平息功能，擅長于通過故障檢測、擾動檢測來促使電氣開關(guān)作出相應(yīng)動作，能夠使得整個電路回路供配電可靠性提高。這兩個不同重點的智能供配電系統(tǒng)在不同領(lǐng)域都得到了市場的認(rèn)可，在世界很多國家得到了廣泛應(yīng)用。1.3研究的內(nèi)容和方法1.3.1研究內(nèi)容本文的研究內(nèi)容分為以下4部分:第1部分:對于本課題的研究背景和研究意義進(jìn)行分析,為本文的研究指明了研究的方向。第2部分：分析了會計電算化相關(guān)的理論，為本文的研究提供了充實的研究基礎(chǔ)。第3部分：分析了會計電算化應(yīng)用的現(xiàn)狀以及存在的問題。第4部分：提出了促進(jìn)會計電算化應(yīng)用相關(guān)的建議。1.3.2研究方法本文研究采用文獻(xiàn)分析法：通過對既有的文獻(xiàn)的匯總梳理，明晰了相關(guān)文獻(xiàn)的研究框架、思路和研究的主要方法、內(nèi)容，理清了本文的研究思路、研究方向和要創(chuàng)新的地方。2計算負(fù)荷及設(shè)計無功功率補償2.1負(fù)荷計算方法小區(qū)供電回路中的負(fù)荷計算不能簡單地將所有用電設(shè)備銘牌功率相加，而應(yīng)該采取熱效應(yīng)等效法計算，即在相同時間內(nèi)實際變動負(fù)荷所產(chǎn)生的熱效應(yīng)與設(shè)定的持續(xù)性負(fù)荷所產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等，那么該設(shè)定的持續(xù)性負(fù)荷值則為等效實際變動負(fù)責(zé)的計算負(fù)荷值。根據(jù)國家民用建筑電氣規(guī)范，電路回路用電負(fù)荷計算常用方法有三種，分別是:需要系數(shù)法、單位指標(biāo)法、利用系數(shù)法。需要系數(shù)法就是直接將用電設(shè)備功率乘需要系數(shù)或同時系數(shù)后作為該用電的設(shè)備在電路中的用電負(fù)荷，這一方法簡單方便，運用十分廣泛。單位指標(biāo)法就是在建筑物內(nèi)用電設(shè)備功率和數(shù)量無法確定的情況下，根據(jù)建筑物性質(zhì)，采取單位面積功率乘建筑面積的辦法計算用電負(fù)荷。利用系數(shù)法就是將負(fù)荷計算范圍內(nèi)的所有用電設(shè)備有效使用的數(shù)量及最大系數(shù)計算出來后，再計算出負(fù)荷計算范圍內(nèi)所有用電設(shè)備的負(fù)荷值。本文案例中共有10棟樓，其中1-8棟為民用住宅樓、9-lo棟為商業(yè)寫字樓。住宅小區(qū)用電負(fù)荷分住宅用電與公共用電，兩種用電特性不同計算方法也應(yīng)有差別。民用住宅樓用電設(shè)備相對固定，用電負(fù)荷計算相對簡單，計算精度要求較低，可以直接采用需要系數(shù)法進(jìn)行計算。商業(yè)寫字樓建成后會根據(jù)租用客戶的裝修改造后才能最終確定用電設(shè)備數(shù)量和用電負(fù)荷值，并且在進(jìn)行商業(yè)寫字樓供配電系統(tǒng)設(shè)計時需要考慮預(yù)留辦公負(fù)荷、安防系統(tǒng)負(fù)荷、消防系統(tǒng)負(fù)荷、網(wǎng)絡(luò)機房設(shè)備負(fù)荷等，用電設(shè)備數(shù)量及用電負(fù)荷難以確定，所以采用不需要明確用電設(shè)備功率和臺數(shù)，只需要根據(jù)建筑面積和使用性質(zhì)預(yù)留就可以計算用電負(fù)荷的單位指標(biāo)法進(jìn)行計算負(fù)荷。利用系數(shù)法因其負(fù)荷計算精度高，所有用電設(shè)備功率和數(shù)量必須己知，故此法在本文中不宜采用。2.2負(fù)荷計算數(shù)據(jù)本文實例中，1-6棟是建筑結(jié)構(gòu)完全一樣的樓房，7-8棟樓房每層的建筑結(jié)構(gòu)是跟1-6棟完全一樣，只是樓的層數(shù)減少了21層，所以本文民用住宅樓的負(fù)荷計算采取在1-6棟中選取6棟作為樣本進(jìn)行計算，后將該棟樓用電負(fù)荷值乘樓棟數(shù)得到整個民用住宅樓的負(fù)荷值的方式進(jìn)行。9-10棟商業(yè)寫字樓同樣選取9棟樓計算出用電負(fù)荷值后乘樓棟數(shù)得出整個商業(yè)寫字樓用電負(fù)荷的方式進(jìn)行。6棟居民住宅樓有0.38KV、0.22KV兩種類型額定電壓的用電設(shè)備，其中額定電壓380V的用電設(shè)備為：水泵、風(fēng)機、電梯設(shè)備、消防設(shè)施等，額定電壓0.22KV的用電設(shè)備為：照明燈具、家用電器、空調(diào)、熱水器、消防應(yīng)急照明等設(shè)施設(shè)備。這些用電設(shè)備的使用時間隨意性大，有經(jīng)常使用的用電設(shè)備，也有消防應(yīng)急時才使用的用電設(shè)備，還有備用設(shè)備。整個樓棟的供配電從負(fù)一樓的配電間引出，0.22KV/0.38KV都采用放射式與樹干式相結(jié)合供配電接線方式進(jìn)行供配電。為確保重要設(shè)施設(shè)備供配電安全、可靠，對電梯、水泵等重要設(shè)施設(shè)備采用放射式接線方式供配電。樓內(nèi)用電設(shè)備的負(fù)荷一般根據(jù)設(shè)備銘牌功率乘使用系數(shù)，或直接由廠家提供，或采用相關(guān)專業(yè)機構(gòu)提供的常用設(shè)備參考負(fù)荷表查詢得到，或直接采用需要系數(shù)法計算得到。9棟商業(yè)寫字樓同樣有0.38KV、0.22KV兩種類型額定電壓的用電設(shè)備，其中額定電壓0.38KV的用電設(shè)備為：水泵、風(fēng)機、空調(diào)機組、鍋爐設(shè)備、電梯設(shè)備、消防設(shè)施等，額定電壓0.22KV的用電設(shè)備為：照明燈具、辦公用電設(shè)備、風(fēng)機盤設(shè)備等設(shè)施設(shè)備。這些用電設(shè)備的使用時間隨意性大，有經(jīng)常使用的用電設(shè)備，也有消防應(yīng)急時才使用的用電設(shè)備，還有備用設(shè)備，還有為租用給客戶預(yù)留的用電端口等。整個寫字樓的供配電同樣從負(fù)一樓的配電間引出，0.22KV/0.38KV都采用放射式與樹干式相結(jié)合供配電接線方式進(jìn)行供配電。為確保重要設(shè)施設(shè)備供配電安全、可靠，對電梯、水泵、空調(diào)機組、鍋爐設(shè)備等重要設(shè)施設(shè)備采用放射式接線方式供配電。樓內(nèi)用電設(shè)備的負(fù)荷一般根據(jù)設(shè)備銘牌功率乘使用系數(shù)，或直接由廠家提供，或采用相關(guān)專業(yè)機構(gòu)提供的常用設(shè)備參考負(fù)荷表查詢得到，或直接采用單位面積法估算得到。2.2.1需要系數(shù)法計算負(fù)荷《國家民用建筑供配電技術(shù)通用》（GB2367-4）和《中國南方電網(wǎng)城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則》對我國南方城市居民樓供配電進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，并制定了在設(shè)計我國南方城市居民樓供配電系統(tǒng)時，采用需要系數(shù)法計算用電負(fù)荷所必須的需要系數(shù)表。本文6棟樓的居民用電負(fù)荷計算就可以采用用電設(shè)備額定功率乘需要系數(shù)進(jìn)行負(fù)荷計算，具體系數(shù)見表2-1。表2-1住宅類建筑需要系數(shù)表戶數(shù)3468101214161820222425101200系數(shù)10.930.750.660.580.50.470.460.440.430.420.410.40.330.262.2.2單位指標(biāo)法計算負(fù)荷采用單位指標(biāo)法計算單位面積有功率時，就必須用到單位指數(shù)法公式。即：其中：P′為單位面積的有功功率；P為單位面積功率；S為建筑面積。根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》表1-11技術(shù)指導(dǎo)規(guī)定，P單位面積功率的取值范圍為30-100W/㎡。在知道建筑面積的情況下，根據(jù)建筑用電設(shè)備性質(zhì)取合理的單位面積功率后，就可以在不知道具體用電設(shè)備數(shù)量和用電設(shè)備額定功率的條件下，直接采用單位指標(biāo)法，通過建筑面積估算出有功功率，即用電負(fù)荷。2.2.3利用系數(shù)法計算負(fù)荷利用系數(shù)法因其負(fù)荷計算精度高，所有用電設(shè)備功率和數(shù)量必須已知，而本文案例商住一體小區(qū)中的商用寫字樓因不同的租用客戶會使用不同的用電設(shè)備故無法準(zhǔn)確確定用電設(shè)備功率和數(shù)量，故此法在本文中不宜采用。2.2.4用電負(fù)荷分級綜合考慮電能供應(yīng)對國家、群眾生產(chǎn)生活秩序影響的重要程度，電力負(fù)荷分為三級。一級負(fù)荷為：(1)停電會造成人員死亡的負(fù)荷；(2)停電會引起關(guān)鍵設(shè)備、重要產(chǎn)品損壞，嚴(yán)重污染環(huán)境、重要物品生產(chǎn)中斷等給國家運轉(zhuǎn)、社會生產(chǎn)造成重大干擾的負(fù)荷。(3)停電會對國家重要政治活動造成惡劣影響，對交通、通信、體育活動、人員密集公共場所帶來苦難的重要電力負(fù)荷。一級負(fù)荷中，像工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)急照明、通信系統(tǒng)、保證安全停產(chǎn)的自動控制裝置、金融中心的關(guān)鍵電子計算機系統(tǒng)及防盜報警系統(tǒng)、國際比賽場的記分系統(tǒng)等不允許斷電的負(fù)荷，為特別重要負(fù)荷。二級負(fù)荷為：(1)斷電會對國家政治生活和群眾生產(chǎn)帶來較大損失的負(fù)荷。(2)斷電會對國家交通、通信、人員聚集公共場所造成重要影響的負(fù)荷。三級負(fù)荷為：不屬于一級和二級的電力負(fù)荷。依據(jù)我國對電力負(fù)荷的等級分類標(biāo)準(zhǔn)及查閱《工業(yè)與民用供電設(shè)計手冊》表2-2，可以知道，本論文所采用的案例中只存在一級負(fù)荷和三級負(fù)荷，沒有二級負(fù)荷。一級負(fù)荷對供電可靠性要求高，供電中斷將導(dǎo)致極其重大經(jīng)濟損失和嚴(yán)重政治影響，因此本論文案例中采用兩個相對獨立的電源同時供電，設(shè)計智能電源切換系統(tǒng)，當(dāng)一路電源出現(xiàn)故障無法供電時另一路電源自動投入供電，確保電力供應(yīng)連續(xù)穩(wěn)定。對消防應(yīng)急照明、疏散指示燈等極其重要的用電設(shè)備，還應(yīng)配備專門應(yīng)急電源，設(shè)計應(yīng)急電源智能供電系統(tǒng)進(jìn)行供電保障。三級負(fù)荷對供電可靠性要求相對較低，供電中斷不會對經(jīng)濟造成太大損失，對政治也不會有太大影響，所以從配電系統(tǒng)引出低壓供電回路供電即可。表2-2六號居民樓的用電負(fù)荷統(tǒng)計表2.3計算負(fù)荷準(zhǔn)確計算電路的負(fù)荷是供配電設(shè)計的基礎(chǔ)，是成功設(shè)計出合理供配電系統(tǒng)的前提。在供配電系統(tǒng)設(shè)計階段，首先要明確各用電設(shè)備的計算負(fù)荷，也就是最大半小時負(fù)荷。確定計算負(fù)荷是設(shè)計無功補償、合理選擇電線電纜、預(yù)測電壓偏差、計算電能損耗的重要依據(jù)。供配電系統(tǒng)設(shè)計時，一般采用需要系數(shù)法計算電路負(fù)荷，常用計算負(fù)荷運算公式見表2-3。表2-3計算負(fù)荷運算式注：1.通過《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》查需要系數(shù)和功率因數(shù)；根據(jù)用電設(shè)備數(shù)量取恰當(dāng)?shù)腒X值，3臺以下取1；4臺取0.9。因本文案例中只有一級負(fù)荷、三級負(fù)荷，因居民住宅樓用電設(shè)備大致已知，所以居民住宅樓用電負(fù)荷就采用需要系數(shù)法直接進(jìn)行估算，而商業(yè)寫字樓電路負(fù)荷因根據(jù)租用客戶不同負(fù)荷不同，因此商業(yè)寫字樓用電負(fù)荷分照明負(fù)荷、動力負(fù)荷和平時消防負(fù)荷、火災(zāi)時消防負(fù)荷三類進(jìn)行計算。3智能供配電系統(tǒng)一次接線設(shè)計本文以某電氣工程有限公司為某市商住一體小區(qū)設(shè)計、施工的智能供配電系統(tǒng)項目為背景。該小區(qū)依山傍水，環(huán)境濕度較大，存在遭水淹的隱患，供配電系統(tǒng)工作環(huán)境不是十分理想。小區(qū)建筑分為居住樓和商業(yè)寫字樓兩種，其中居住樓共8棟(6棟為33層的高層，2棟為11層的小高層)，商業(yè)寫字樓共2棟(38層)，商業(yè)寫字樓規(guī)劃集辦公、會議、商場、酒店于一體。小區(qū)建筑、綠化及休閑等整個占地約8萬m2，其中建筑面積約36萬m2。小區(qū)布局及各樓功能。1-8棟樓為居民住宅，地上所有樓層為居民住宅;地下一層戰(zhàn)時為人防工程，平時為地下車庫，有變配電室、風(fēng)機房、弱電機房、物業(yè)用房。9-10棟為商業(yè)寫字樓，地上一層為酒店接待大廳、辦公室、消防控制室等;二層以上為辦公樓及酒店房間、其他用房。小區(qū)東側(cè)設(shè)有專門設(shè)備房，有集中變壓配電房、水泵房等、鍋爐房、中水機房、制冷機房、集中制冷供暖房等。小區(qū)所有建筑均采用框架結(jié)構(gòu)，墻面采用輕質(zhì)減力磚或玻璃幕墻，采用抗地震八級強度設(shè)計施工，建筑物設(shè)計使用50年。所有建筑物設(shè)計、施工采用一級防火標(biāo)準(zhǔn)、人防工程采用J級放化標(biāo)準(zhǔn)。小區(qū)供電采用雙電源制，一路電源采用該城市建設(shè)的火力發(fā)電廠輸送出來的10KV電源，另一路采用西電東輸線路在該城市設(shè)的電站輸送出來的10KV電源，兩個電源都為小區(qū)供電，互相備用。小區(qū)主要用電設(shè)備:居民生活空調(diào)機組、鍋爐房鍋爐、各類水泵、電梯、各類風(fēng)機、照明設(shè)備、消防設(shè)施、監(jiān)控設(shè)備、安防設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。其中，消防水泵、消防風(fēng)機、消防電梯、應(yīng)急照明設(shè)備等消防設(shè)施設(shè)備，所有樓房客梯、生活水泵、地下污水泵等生活必須設(shè)施設(shè)備等為一級用電負(fù)荷;其余設(shè)施設(shè)備為三級用電負(fù)荷。小區(qū)采用三級防雷標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計、施工防雷系統(tǒng)，防雷系統(tǒng)接地采用等電位接地方式。3.1變配電間電氣主接線設(shè)計3.1.1變配電間高壓電氣主接線設(shè)計1）電氣主接線形式及運行方式本論文案例中變配電間變壓器有2臺，分別有兩路外接10KV電源供電。為確保供電可靠及靈活，高壓側(cè)電氣主接線方式采用單母線分段形式，中間兩個電路回路沒有任何聯(lián)絡(luò)。2）開關(guān)柜型式及配置本文案例結(jié)合小區(qū)實際，綜合考慮供電特點后，主開關(guān)選擇采用真空斷路器，高壓柜選用MZTU28-24中置型開關(guān)柜，雙排電氣聯(lián)接端子面對面排列。我國供電管理部門規(guī)定，高壓側(cè)電源進(jìn)線柜第一臺必須為隔離柜，第二臺為進(jìn)線柜，后面是計量柜，隔離柜與進(jìn)線柜之間加電氣聯(lián)鎖防止帶負(fù)荷操作，中間配置隔離手車。3.1.2變配電間低壓電氣主接線設(shè)計1）低壓側(cè)接線形式因為有兩臺變壓器進(jìn)行供電，所以低壓側(cè)變配電系統(tǒng)的接線方式仍然采用單母線分段形式，在兩端母線中間設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān)。平時供電回路正常運轉(zhuǎn)時，聯(lián)絡(luò)開關(guān)處于斷開狀態(tài)，兩臺變壓器各自分列運行。當(dāng)進(jìn)行電路檢修或者一臺變壓器出現(xiàn)故障時，則母線段中間聯(lián)絡(luò)開關(guān)通過自動投切或手動投切的方式，將電路中重要負(fù)荷轉(zhuǎn)到余下的變壓器進(jìn)行負(fù)載運行。2)開關(guān)柜選型及配置考慮到供電安全及供電質(zhì)量，低壓側(cè)進(jìn)線斷路器、母聯(lián)斷路器、大容量出線斷路器等都采用空氣式斷路器，低壓式配電屏采用抽屜式開關(guān)柜，低壓配電出線柜斷路器采用塑殼式斷路器。電壓電氣柜中，在變壓器低壓側(cè)的兩臺斷路器與母聯(lián)斷路器之間設(shè)置電氣聯(lián)鎖，使在任何情況下只能閉合其中兩臺斷路器，以防兩臺變壓器出現(xiàn)并聯(lián)運行情況。3.2低壓配電干線系統(tǒng)設(shè)計3.2.1低壓用電設(shè)備供電系統(tǒng)形式及系統(tǒng)接地方式本論文案例中的用電負(fù)荷既有三相用電設(shè)備又有單相用電設(shè)備，三相用電設(shè)備采用三相配電的干線進(jìn)行配電，接線方式采用三相四線制;單相用電設(shè)備采用對單相用電設(shè)備配電的支線線路進(jìn)行配電，并將負(fù)荷均勻分布在三相干線中，接線方式采用單相三線制。整個供配電系統(tǒng)采用TN-S系統(tǒng)，供配電系統(tǒng)中的所有用電設(shè)備外露金屬部分均采用PE線與系統(tǒng)接地點相連。3.2.2低壓配電系統(tǒng)干線部分接線方式設(shè)計本論文案例是商住一體小區(qū)，既有居民住宅樓又有商業(yè)寫字樓，為便于管理將照明負(fù)荷和動力負(fù)荷分開，接入不同的配電系統(tǒng)中。而配電系統(tǒng)中的消防負(fù)荷則設(shè)計專門的配電系統(tǒng)進(jìn)行專門供配電，以確保發(fā)生消防火災(zāi)時消防負(fù)荷可以正常運轉(zhuǎn)。介于以上情況，本論文案例的低壓配電干線系統(tǒng)采用放射式和樹干式兩種配電方式。1）照明負(fù)荷配電干線系統(tǒng)本文案例中照明負(fù)荷為家用照明，屬于三級負(fù)荷，分布廣泛，總?cè)萘看?。便于管理每樓層的每戶均設(shè)置照明配電箱，用于該戶日常用電的配電。同時考慮到用電分散，每層設(shè)置1帶計量配電柜，以放射式布線方式將電引入該層每戶居民家的配電箱。整棟樓則采用分區(qū)單回路樹干式供電，即每個單元采用干線配電，干線配電采用插接式母線槽，分支線采用電纜。商業(yè)寫字樓則采用均分樓層的方式利用樹干式配電。2）動力負(fù)荷配電干線系統(tǒng)本論文案例中居民樓及商業(yè)寫字樓的普通電梯、地下污水泵、生活水泵等屬于一級負(fù)荷，負(fù)荷集中用電量大，采用就地設(shè)置電源控制箱利用雙回路放射式配電，末端電源控制箱設(shè)置雙電源自動切換開關(guān)。3）消防負(fù)荷配電干線系統(tǒng)消防控制室、供配電間、網(wǎng)絡(luò)機房、消防水泵、消防電梯等用電設(shè)備屬于一級負(fù)荷，用電集中，采用就地設(shè)置電源控制柜利用雙回路放射式配電，末端電源控制柜內(nèi)設(shè)置雙電源自動切換開關(guān)。消防照明、防火卷簾等同樣為一級負(fù)荷，但其分布在各樓層且容量小，因此采用分區(qū)雙回路樹干式配電，末端電源控制柜內(nèi)設(shè)置雙電源自動切換開關(guān)。4變配電間布置設(shè)計我國供配電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定大型民用建筑需要設(shè)置專門供配電間，位置選擇在接近在負(fù)荷、電源側(cè)，要便于運輸設(shè)備，遠(yuǎn)離劇烈震動或高溫場所、多塵或有腐蝕性氣體場所、地勢低洼或可能積水的場所、易燃易爆危險區(qū)域，不能是廁所、浴室等經(jīng)常積水的正下方。本論文案例變配電間設(shè)置在地面專屬建筑物內(nèi)，設(shè)置于小區(qū)遠(yuǎn)離水源的西側(cè)，符合國家設(shè)置規(guī)范。4.1總體布置布置原則:1）整個配電間設(shè)施設(shè)備布置合理，便于設(shè)備的搬運、安裝、調(diào)試、更換和日常操作維護(hù)等，并考慮到以后用電設(shè)備的增加，所以預(yù)留一定的開展空間。2）供配電間要便于線路的進(jìn)出。35KV主變壓室要布置靠近10KV配電室，變壓器要緊鄰低壓配電室，電容器要跟變壓器布置在一起。值班室、控制室要便于人員操作管理。3）變壓器、電容器要防止太陽照曬，布置上要防止西曬，控制室要靠南面。4）10KV變配電室要可能采取單層布置模式，如果空間不夠，必須采取雙層布置模式則必須把變壓器布置在底層。5）如果變配電間有人值班，則要設(shè)置專門的值班室，也可將控制室兼做值班室，但值班室必須與高壓變配電室相通，且有門與外界相通。7）變配電間有7級以上防震要求時，所有設(shè)備引線和設(shè)備間的連接線應(yīng)使用軟線，使用母線時要用伸縮接頭，線的長度應(yīng)留一定余量;所有設(shè)備都要固定，設(shè)備安裝要牢固，符合抗震要求。8）變配電間如果設(shè)置在地下時，則需要滿足以下規(guī)范:①帶有可燃性油的電氣設(shè)備不能布置在配變電室內(nèi);②高層建筑的配變電室要設(shè)置于通風(fēng)好的位置，并能夠讓電容器、變壓器及時散熱;③高層建筑的地下變配電室不能設(shè)置在最底層，而應(yīng)盡量設(shè)置在地下一層或首層，如果地下只有一層而變配電室設(shè)置在地下時要采取防潮、防水措施;④采取干式變壓器、無油斷路器的變配電室，其變壓器、高低壓配電柜等可以布置在同一空間內(nèi)，也可以分開布置。本論文案例變配電間設(shè)在地面一樓附屬建筑物內(nèi)，變壓器為干式變壓器并附帶IP20防護(hù)外殼，所以變壓器與高低壓配電柜設(shè)置在同一房間內(nèi)。為解決變配電間面積較小、低壓配電柜數(shù)量又相對較多的問題，配電柜采取面對面放置。變壓器與低壓開關(guān)柜之間、低壓開關(guān)柜相互之間均采用架空母線聯(lián)結(jié)。本案例變配電間兩端均開設(shè)了門與外界聯(lián)通，方便人員疏散。4.2設(shè)備通道與安全凈距布置原則:1）同一變配電室內(nèi)，高低壓開關(guān)柜頂上有裸露帶電導(dǎo)體時，開關(guān)柜之間的凈間距不得小于2M;高低壓開關(guān)柜頂面外殼的防護(hù)等級大于IP20時，開關(guān)柜可靠近布置。2）變配電間長度超過7M要設(shè)置兩個安全出口，位置盡量選在變配電間兩端;變配電間設(shè)在樓上的，至少要有一個安全出口直通室外的平臺或通道。3）高低壓開關(guān)柜成排布置超過6M時，柜后面的通道必須設(shè)置兩個出口通往其他房間或本室;如果高低壓開關(guān)柜成排布置達(dá)巧米還需要增加通道出口。4）變配電間設(shè)有自然光采光窗的，要裝能防小動物進(jìn)入裝置，要有防雨水措施，臨街面不宜開窗。4.3配電干線敷設(shè)變壓器高壓側(cè)電纜線由外界高壓電源線經(jīng)穿管進(jìn)入分界室，后經(jīng)電纜橋架引至變配電間的電纜溝而來。高低壓開關(guān)柜、直流屏等電纜線路均通過電纜溝敷設(shè)，由設(shè)備下口進(jìn)線。低壓配電柜出線采用電纜橋架敷設(shè)，配電柜上口出線，沿配電室橋架敷設(shè)至各層用電設(shè)備。5防雷及過電壓保護(hù)與接地設(shè)計本文案例中樓高100左右，防雷工程設(shè)計為三級，樓內(nèi)有機房等大量電子產(chǎn)品用電設(shè)備。因此，防雷系統(tǒng)設(shè)計有防側(cè)擊雷、防直擊雷、等電位保護(hù)、防雷擊電磁脈沖等措施。5.1室外防雷裝置設(shè)計1.接閃器:采用Ф10鍍鋅圓鋼作為避雷帶每隔0.5M安裝在屋頂，屋頂避雷連接網(wǎng)格不大于20*20M或者24*16M。屋頂也可采用樓板鋼筋做避雷網(wǎng)。2.金屬屋面、金屬通風(fēng)管、煙囪、屋頂風(fēng)機、金屬屋架等所有屋頂金屬構(gòu)筑物均應(yīng)與避雷帶可靠相連。3.為滿足防側(cè)擊雷要求，樓房30M以上部分的金屬門窗等所有金屬物品必須與防雷裝置相連。如果房屋采用玻璃墻幕結(jié)構(gòu)，那么樓房的玻璃墻幕和外掛大理石等的預(yù)埋件必須與防雷裝置的引下線相連。建筑物中所有垂直敷設(shè)的金屬管道的上下端必須與防雷裝置相連。樓房30M以上部分的外圈梁的主筋要焊接成閉環(huán)并與防雷系統(tǒng)引下線相連。4.引下線:選擇樓房結(jié)構(gòu)柱或結(jié)構(gòu)墻中Ф16以上主筋焊接成引下線。引下線間距小于25M，上端與避雷帶相連，下端與基礎(chǔ)地梁和底板的主筋相連。樓房外墻引下線與室外接地極相連，從室外地面以下1M處引出。5.接地極:樓房樁基為接地極，樓房底板中的上下2根主筋焊接相連成基礎(chǔ)接地網(wǎng)并與室外人工接地裝置相連成為接地極。室外接地極位置設(shè)置在室外距樓房大于3M的地面以下1M處。垂直接地極材料選擇長度2.5m左右，厚度大于4mm的鍍鋅角鋼，水平接地裝置材料選擇40*4mm的鍍鋅扁鋼，垂直接地極每5m設(shè)一根。樓房四角外墻的引下線在地面以下0.5m處設(shè)接地電阻測試箱。5.2過電壓保護(hù)設(shè)計1.防雷擊電磁脈沖:供配電系統(tǒng)中給電子信息系統(tǒng)配電的低壓配電系統(tǒng)采用TN-S式接線方式。敷設(shè)低壓配電網(wǎng)絡(luò)時盡量避開易遭雷擊區(qū)，并采用電磁屏蔽措施。對建筑物及供配電系統(tǒng)進(jìn)行等電位聯(lián)結(jié)。整個供配電系統(tǒng)共用接地系統(tǒng)。2.將SPD(電涌保護(hù)器)分別設(shè)置在供配電室低壓配電母線上、二級配電箱內(nèi)、末端配電箱及弱點機房配電箱內(nèi)，利用SPD進(jìn)行逐級保護(hù)。3.在室外照明配電箱、室外風(fēng)機配電箱中安裝SPD進(jìn)行保護(hù)。5.3電氣接地裝置及等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計5.3.1電氣裝置的接地及接地電阻本文案例中消防控制室、電梯房、通信等弱電機房等共用一個接地極與變壓器中性點接地、電氣設(shè)備的保護(hù)接地、防雷接地實施等電位聯(lián)結(jié)，接地電阻小于0.5Ω。接地裝置設(shè)計如下:1.將樓房的鋼筋混凝土內(nèi)的鋼筋作為自然接地體，將基礎(chǔ)底板的鋼筋沿樓房外圈焊接成閉環(huán)并將底板的主軸上的基礎(chǔ)梁中的鋼筋與底板的鋼筋相互焊接成接地體。2.接地裝置施工完畢后進(jìn)行接地電阻測試，如果接地電阻大于O.SS2則補充設(shè)置人工接地體進(jìn)行降阻。3.強電豎井、變配電間、弱電豎井內(nèi)采用40*4mm鍍鋅扁鋼在地面以下0.2m處做一圈接地裝置。4.3樓房豎向金屬管道每隔3層連接一次接地裝置。5.3.2等電位聯(lián)接本文案例中建筑物內(nèi)保護(hù)干線、金屬構(gòu)件、設(shè)備進(jìn)線總管等采用總等電位方式聯(lián)結(jié)在一起，總等電位由銅板制成，總等電位聯(lián)結(jié)線要大于BV-1*25mm，總等電位采用聯(lián)結(jié)卡子聯(lián)結(jié)，不能在金屬管道上焊接。衛(wèi)生間、淋雨間采用局部等電位聯(lián)結(jié)方式，選著合適位置引出兩根大于。16的鋼筋到地面0.5m以下的LEB(局部等電位箱)，并將衛(wèi)生間所有金屬管道、構(gòu)建相聯(lián)結(jié)。6人防工程供電設(shè)計本文案例人防工程為地下一層，層高3.33M，平時為地下停車庫。人防工程供電系統(tǒng)由電力供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、接地及等電位系統(tǒng)組成。6.1電力供配電系統(tǒng)6.1.1供電系統(tǒng)根據(jù)我國《人民防空地下室設(shè)計規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，一級負(fù)荷有應(yīng)急通信、報警設(shè)備、應(yīng)急照明等；二級負(fù)荷有電動密閉門、水泵等；余下的為三級負(fù)荷。根據(jù)我國《汽車庫、停車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范》相關(guān)規(guī)定，地下消防水泵、排煙機、緊急疏散標(biāo)志燈作為一二級負(fù)荷。因此無論作為戰(zhàn)士人防工程還是平時停車場都有設(shè)備需要雙電源供電。本文案例中人防工程戰(zhàn)時與平時負(fù)荷等級分類不相同，分別為：在平時，消防用電設(shè)備、生活用水水泵等為一級負(fù)荷；余下為三級負(fù)荷。在戰(zhàn)時，基本通信、應(yīng)急照明等為一級負(fù)荷；普通照明為二級負(fù)荷；余下為三級負(fù)荷。根據(jù)《平戰(zhàn)結(jié)合人防工程設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，本文案例不需要自備柴油發(fā)電機組作為應(yīng)急電源。人防戰(zhàn)時負(fù)荷主要有應(yīng)急照明一級負(fù)荷和普通照明二級負(fù)荷，負(fù)荷量小，故采用ESP電源供電。本文案例人防工程平時電源從建筑地面變配電間引來；戰(zhàn)時電源從ESP電源引來。6.1.2配電系統(tǒng)人防工程按平時、戰(zhàn)時使用功能設(shè)計低壓配電，戰(zhàn)時從配電間到人防工程的低壓配