辦公樓電氣畢業(yè)設計

摘要I摘要本論文主要闡述了某辦公樓各系統(tǒng)電氣設計的設計依據(jù)、原則和方法及設計選擇的結論。本論文共包括五章內容，第一章緒言，主要介紹了本次設計的前提條件及設計要求，后面四章為本次設計的主要內容，包括負荷計算和無功功率補償；導線，變壓器及電氣設備的選型；電氣設備的校驗；照明設計。強電部分主要內容包括低壓配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及防雷接地系統(tǒng)的設計，其中包括負荷計算、照度計算等。弱電部分主要內容包括綜合布線系統(tǒng)的設計。畢業(yè)設計其目的是通過設計實踐，綜合運用所學知識，理論聯(lián)系實際，鍛煉獨立分析和解決建筑電氣設計問題的能力，為未來的工作奠定堅實的基礎。關鍵詞負荷計算；無功補償；設備選型；電氣照明ABSTRACTIIABSTRACTTHISTHESISMAINLYEXPOUNDSABUILDINGEACHSYSTEMDESIGNOFTHEELECTRICALDESIGNPRINCIPLE,BASISANDMETHODANDDESIGNCHOICECONCLUSIONTHISPAPERINCLUDESFIVECHAPTERSCONTENT,THEFIRSTCHAPTERXUYAN,MAINLYINTRODUCEDTHEPRECONDITIONOFDESIGNSANDTHEDESIGNREQUIREMENTS，F(xiàn)ORTHEFOURTHCHAPTERBEHINDTHEMAINCONTENT,INCLUDINGDESIGN,LOADCALCULATIONANDREACTIVEPOWERCOMPENSATIONCONDUCTOR,TRANSFORMERANDELECTRICALEQUIPMENTSELECTIONELECTRICALEQUIPMENTCALIBRATIONLIGHTINGDESIGN，THEMAINCONTENTSINCLUDESPECIALIZEDPARTOFLOWVOLTAGEDISTRIBUTIONSYSTEM,LIGHTINGSYSTEMANDLIGHTNINGPROOFGROUNDINGSYSTEMDESIGN,INCLUDINGLOADCALCULATION,INTENSITYOFILLUMINATIONCOMPUTATION,ETCELVPARTMAINCONTENTINCLUDESINTEGRATEDWIRINGSYSTEMDESIGNGRADUATIONDESIGN,THEPURPOSEISTHEDESIGNPRACTICE,COMPREHENSIVEKNOWLEDGELEARNED,LINKTHEORYWITHPRACTICEANDEXERCISEINDEPENDENTANALYSISANDSOLVEBUILDINGELECTRICALDESIGNPROBLEMFORFUTUREWORKABILITY,LAYTHESOLIDFOUNDATIONKEYWORDSLOADCALCULATION，REACTIVECOMPENSATION，EQUIPMENTSELECTION，ELECTRICALLIGHTING目錄目錄摘要IABSTRACTII緒論11綜述211設計目的22負荷計算表及負荷計算421電力負荷級別422負荷計算的內容和目的523負荷計算方法確定原則724負荷計算方法725負荷功率及短路電流的計算10251用電設備負荷計算10252計算示例12253無功功率補償12254補償容量的計算1326短路電流和短路容量計算15261短路種類15262計算短路電流的目的15263短路電流計算的一般規(guī)定16264短路電流計算依據(jù)16265變壓器出口短路的具體計算183導線、開關、配電箱、開關柜的選擇2131導線的選擇2132選擇導線、電纜截面的計算方法2233母線選擇2334電氣設備的選擇原則2435配電箱的選擇2636開關柜的選擇26361選擇開關柜的型號26高壓開關柜的選擇26362選擇開關柜回路方案號274照明部分計算及設備選擇2941照明設計原則2942照明計算29421利用系數(shù)法29422單位容量法32423健身休閑館的照明設計33424門廳的照明設計3443其他照明設計355防雷接地措施36目錄51雷擊的認識36511直擊雷防護措施的改進36512高層建筑雷電波侵入的防護措施3652綜合防雷具體的措施3753接地37結束語39致謝40參考文獻41河北工程大學畢業(yè)設計說明書1緒論隨著科學技術的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對對有關供配電、照明、消防、防雷接地等系統(tǒng)的要求越來越高，使得建筑開始走向高品質、多功能領域，并進一步向多功能的縱深方向和綜合應用方向發(fā)展?，F(xiàn)代化建筑工程設計，是一個多學科多工種互相協(xié)調、密切配合、交叉作業(yè)的設計群體組合。對于建筑電氣專業(yè)設計，應該忠誠地為實現(xiàn)現(xiàn)代化建筑工程而努力，但是對于現(xiàn)代化建筑工程而言，又必不可少建筑電氣專業(yè)的參與。鑒于國內現(xiàn)代化建筑物正朝著大型、超大型，高層、超高層趨向發(fā)展。建筑物要求功能齊全，技術含量高，尤其是對電能的依賴性，建筑物的現(xiàn)代化必須借助于電氣化才能實現(xiàn)，這就是現(xiàn)階段建筑電氣工程設計的特征。建筑電氣設計是在認真執(zhí)行國家技術經濟政策和有關國家標準和規(guī)范的前提下，進行工業(yè)與民用建筑建筑電氣的設計，并滿足保障人身、設備及建筑物安全、供電可靠、電能節(jié)約、技術先進和經濟合理。建筑電氣設計工作，實際上是將許多通用設備作優(yōu)化組合綜合利用，以期提高綜合經濟效益，使所設計的工程最大限度地達到安全可靠、經濟合理地運行；并且做到不大材小用，也不優(yōu)才劣用。建筑電氣設計的原則有符合國家現(xiàn)行有關規(guī)范的規(guī)定；安全可靠、技術先進、經濟合理、注意美觀；處理好近期與遠期的發(fā)展關系；充分考慮設備，材料供應的可能性，以及施工安裝和維護管理水平的現(xiàn)狀；采取節(jié)能措施，合理選用電氣設備及其控制方式。設計需做到方案合理、技術先進、運行可靠、滿足相關規(guī)范的要求，還要簡捷實用、便于操作、管理和維護，減少綜合投資。此次設計的目的是通過對該辦公樓的各個系統(tǒng)的設計實踐，綜合運用所學知識，貫徹執(zhí)行我國建筑電氣行業(yè)有關方針政策，理論聯(lián)系實際，鍛煉獨立分析和解決電氣工程設計問題的能力，為未來的實際工作奠定必要的基礎。河北工程大學畢業(yè)設計說明書21綜述11設計目的畢業(yè)設計是為院校培養(yǎng)高級應用型、技術型人才培養(yǎng)目標所必須的實踐性教學環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設計強化學生對基本知識和基本技能的理解和掌握,培養(yǎng)學生收集資料和調查研究的能力,一定的方案比較、論證的能力,一定的理論分析與設計運算能力,進一步提高應用計算機繪圖的能力以及編寫編制能力。我們現(xiàn)正處于21世紀的開端，積極進行高等教育改革，建立適應新世紀經濟、社會和科學技術發(fā)展需要的新的教育質量觀念，并通過各項改革措施，全面提高人才培養(yǎng)質量，是高等學校面臨的一項重大課題，也是高等教育要完成的重要任務之一。高等工程教育歷來十分重視實踐性教學環(huán)節(jié)的加強與拓寬，畢業(yè)設計無疑是培養(yǎng)本科生知識、能力、素質提高的關鍵性環(huán)節(jié)，可以為未來工程師接受終身的繼續(xù)教育奠定一個必要的基礎。在教師的指導下，通過畢業(yè)設計受到一次綜合運用所學理論和技能的訓練，強化學生對基本知識和基本技能的理解和掌握，培養(yǎng)學生收集資料和調查研究的能力，專業(yè)知識分析和解決自動化電氣工程設計問題的能力。擁有一定的方案比較、論證的能力和一定的理論分析與設計運算能力，提高應用計算機繪圖以及排版的能力。畢業(yè)綜合實踐是專業(yè)教學計劃的重要組成部分，是學生完成專業(yè)學習任務所必需的重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，是對學生理論聯(lián)系實際的全面的工程技術訓練，是完成電力工程技術人員初步培訓的重要步驟。畢業(yè)綜合實踐的目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學的基本理論、基本知識和基本技能去分析和解決本專業(yè)的一般工程技術問題，進行一次工程技術人員所必須具備的基本初步訓練，使學生畢業(yè)后能較快的勝任本專業(yè)的技術工作。通過本設計，熟悉供配電系統(tǒng)初步設計必須遵循的原則，基本內容，設計規(guī)范等，鍛煉工程設計，技術經濟分析比較，工具書使用等功能，并了解供電配電系統(tǒng)前沿技術及先進設備。根據(jù)用戶能取得的電源及辦公樓用電負荷的實際情況，并適當考慮到辦公樓的安全用電，技術的先進等，能夠很好的選擇高低壓設備和進出線，快速確定變電所主變壓器的臺數(shù)和容量，類型。同時也會培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際及動手的能力，養(yǎng)成嚴謹、求實、創(chuàng)新的科學作風及調查研究，學會閱讀參考文獻，收集、運用原始資料的方法以及如何使用規(guī)范、手冊、產品目錄綜合分析的能力，為具有自動化技術人員所具備的基本素質打下堅實的基礎。另外也培養(yǎng)了學生獨立思考問題和解決問題的能力，為今后工作做好技術儲備，具有十分重要的意義。河北工程大學畢業(yè)設計說明書312畢業(yè)設計技術要求及原始數(shù)據(jù)本次設計的是某辦公樓供配電及地上二層照明設計。該大樓為一個綜合型的大樓某辦公大樓，建筑面積為9080平方米，建筑高度約為24M，地下一層，地上七層，地下一層為車庫，層高為35M，地上一層為餐廳，層高均為5M，二層為會議室，層高為57米，三到七層為辦公室層高均為3米。根據(jù)統(tǒng)一的供電規(guī)劃方案，低壓電纜分七路埋地引入該建筑的低壓配電室，為其用電負荷供電，此段線路的電壓損失為1；本設計對消防負荷只提供相應的供電條件，不作具體設計；二層會議室的照明、音響等由專業(yè)的廠家設計施工，本設計只提供相應的供電條件。會議室長40M，寬20M，層高28M。窗總寬38M，高17M，采用嵌入頂棚式YG7013型3管熒光燈照明器照明，每只燈管額定光通量是2000LM。頂棚反射系數(shù)是65，地板的反射系數(shù)是30，玻璃的反射系數(shù)是8該樓占地面積較大、功能比較復雜、用電負荷多，設計須做到方案合理，技術較為先進，運行可靠，滿足相關規(guī)定的要求。還要考慮實用性，便于操作，管理和維護，減少綜合投資。我們分兩個方面進行設計供配電系統(tǒng)設計和照明設計。（1）熟悉設計資料，明確設設計任務，考慮高低壓供配電系統(tǒng)，并附有草圖；（2）要進行照度計算及燈具選擇；（3）建立負荷統(tǒng)計計算表，并計算計算負荷，短路電流等；（4）要對變壓器，斷路器，導線等設備選型；（5）用CAD繪制供電圖，配電圖等；（6）寫出課程設計說明書；技術要求1在設計中要有輸電線路，變電所，電力，照明，防雷與接地，電氣信號及自動控制等項目；2健身休閑館的照度要求達到500LX；設計內容本次設計分主要由四部分，分別是負荷計算和無功功率補償；導線，變壓器及電氣設備的選型；電氣設備的校驗；照明設計。河北工程大學畢業(yè)設計說明書42負荷計算表及負荷計算21電力負荷級別電力負荷應根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經濟上所造成損失或影響的程度進行分級，并應符合下列規(guī)定1）符合下列情況之一時，應為一級負荷中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將造成重大政治影響者；中斷供電將造成重大經濟損失者；中斷供電將造成公共場所秩序嚴重混亂者。對于某些特等建筑，如重要的交通樞紐、重要的通信樞紐、國賓館、國家級及承擔重大國事活動的會堂、國家級大型體育中心，以及經常用于重要國際活動的大量人員集中的公共場所等的一級負荷，為特別重要負荷。中斷供電將影響實時處理計算機及計算機網(wǎng)絡正常工作或中斷供電后將發(fā)生爆炸、火災以及嚴重中毒的一級負荷亦為特別重要負荷。2符合下列情況之一時，應為二級負荷中斷供電將在政治、經濟上造成較大損失時，例如主要設備損壞、大量產品報廢、連續(xù)生產過程被打亂需較長時間才能恢復、重點企業(yè)大量減產等；中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。例如交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要的公共場所秩序混亂。3不屬于一級和二級負荷者應為三級負荷。一級負荷的供電電源應符合下列規(guī)定1一級負荷應由兩個電源供電；當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應同時受到損壞。一級負荷容量較大或有高壓用電設備時，應采用兩路高壓電源。如一級負荷容量不大時，應優(yōu)先采用從電力系統(tǒng)或鄰近單位取得第二低壓電源，亦可采用應急發(fā)電機組，如一級負荷僅為照明或電話站負荷時，宜采用蓄電池組作為備用電源。2一級負荷中特別重要的負荷，除由兩個電源供電外，尚應增設應急電源，并嚴禁將其它負荷接入應急供電系統(tǒng)。3）下列電源可作為應急電源獨立于正常電源的發(fā)電機組；供電網(wǎng)絡中獨立于正常電源的專用的饋電線路；蓄電池。河北工程大學畢業(yè)設計說明書5（3）二級負荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回路供電。在負荷較小或供電條件困難時，二級負荷可由一回6KV及以上專用的架空線路或電纜供電。當采用架空線路時，可為一回架空線路供電；當采用電纜線路時，應采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應能承受100的二級負荷。（4）三級負荷對供電無特殊要求。（5）民用建筑中的消防水泵、消防電梯、防排煙設施、火災自動報警、自動滅火裝置、火災應急照明、電動防火門、卷簾、閥門等消防用電的負荷等級，應符合國家現(xiàn)行的高層民用建筑設計放火規(guī)范和建筑設計防火規(guī)范的規(guī)定。（6）對負荷等級沒有規(guī)定的重要電力負荷，應與有關部門協(xié)商確定。本設計為某七層的辦公樓的供配電，除了照明為三級負荷外，其他為二級負荷。供電系統(tǒng)采用一路10KV市電進線，甲方自備一臺柴油發(fā)電機組作為應急備用電源的供電方式。22負荷計算的內容和目的1設備功率0P即各種用電設備中除去消防和應急用電設備除外的所有設備功率之和。2計算負荷30P，也稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)負荷，其熱效應與某一段時間內實際變動負荷所產生的最大熱效應相等。在配電設計中，通常采用30分鐘的最大負荷作為發(fā)熱條件電器或導體的依據(jù)。3尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續(xù)2秒左右的最大負荷電流。一般取起動電流的周期分量，用來計算電壓損失、電壓波動、選擇電器、保護元件等。在校驗瞬動元件時，還應考慮起動電流的周期分量。4平均負荷為某一時間內用點設備所消耗的電能與時間之比。常選用有代表性的一晝夜內電能消耗最多的一個班（即最大負荷班）的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷、電能消耗量、和無功補償裝置。根據(jù)民用建筑電氣設計手冊，本賓館設計各建筑場所負荷密度參照下表表21各建筑場所的負荷密度值序號名稱負荷密度（W/M2）需要系數(shù)KX1大堂80082商場850753廚房200074客房6008河北工程大學畢業(yè)設計說明書6該建筑物屬于三級負荷。供電方式根據(jù)設計要求，供電的額定頻率為交流50HZ。額定電壓為低壓380V供電。設計低壓配電系統(tǒng)時要注意以下各點（1）應保證對重要負載的供電可靠性，第一類負荷和重要的第二類負荷應有備用電源。（2）一般應將動力和照明分別配電。配電系統(tǒng)要接線簡單，操作方便，便于檢修。（3）由建筑外引來的配電線路，應在市內靠近進線處便于操作維護的地方裝設進線開關。（4）單相用電設備應適當配置，力求三相平衡。對于三相負荷不平衡的場所，由單相負荷不平衡所引起的中性線電流不得超過變壓器低壓側額定電流的25，且任何一項的負荷電流都不得超過額定電流值。本設計低壓配電系統(tǒng)采用放射式和干線式相結合的混合式配電系統(tǒng)。低壓供配電系統(tǒng)框架圖如圖21河北工程大學畢業(yè)設計說明書7圖21低壓供配電系統(tǒng)框架圖23負荷計算方法確定原則1、方案設計階段可采用單位指標法在初步設計及施工圖設計階段，宜采用需要系數(shù)法對于住宅，在設計的各個階段均可采用單位指標法2、用電設備臺數(shù)較多，各臺設備容量相差不懸殊時，宜采用需要系數(shù)法，一般用于干線、配變電所的負荷計算3、電設備臺數(shù)較少，各臺設備容量相差懸殊時，宜采用二項式法，一般用于支干線和配電屏箱的負荷計算。24負荷計算方法負荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位面積功率法等幾種。河北工程大學畢業(yè)設計說明書8（1）需求系數(shù)法。用設備功率乘以需求系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷。這種方法比較簡便，應用廣泛。本方法適用于用電設備多，而且各設備的容量相差不是太懸殊的場合。（2）利用系數(shù)法。采用利用系數(shù)求出最大負荷般的平均負荷，再考慮設備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關的最大系數(shù)得出計算負荷。這種方法的理論依據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計，因而計算結果比較接近實際。適用于各種范圍的負荷計算，但計算過程稍繁。（3）除采用以上的方法外，還有二項式法以及近年國內出現(xiàn)的ABC法、變值需要系數(shù)法等。1、利用系數(shù)法采用利用系數(shù)求出最大負荷的平均負荷，再考慮設備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關的最大系數(shù)得出計算負荷。這種方法的理論根據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計，因而計算結果比較接近實際，但因利用系數(shù)的實測與統(tǒng)計較難，在高層建筑電氣設計中一般不采用。2、單位面積功率法、單位指標法單位面積功率法、單位指標法也是高層建筑電氣設計中經常使用的方法。1單位面積功率法，又稱為負荷密度法，其計算公式為1000AKPSJS式中JSP總計算負荷，KWSK負荷密度，W/2MA建筑面積，2M2單位指標法，其計算公式為1000NKPNJS式中JSP計算負荷，KWNK單位指標，如W/床、W/人、W/戶N床數(shù)、人數(shù)、戶數(shù)。3、需要系數(shù)法用設備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷。0D30PKPTANPQ3030河北工程大學畢業(yè)設計說明書9COSPS3030NUS3I3030式中30P有功計算負荷，KW30Q無功計算負荷，KVAR30S視在計算負荷，KVA30I計算電流，A0P用電設備的總容量，KWTG用電設備功率因數(shù)正切值NU用電設備額定電壓，V表22辦公樓負荷需要系數(shù)XK與自然平均功率因數(shù)值序號負荷名稱需要系數(shù)XK自然平均功率因數(shù)COS平均值推薦值平均值推薦值1全館總負荷0450405084082全館總照明0550506082083電梯02018022AC08AC084窗式空調0403504508085085總同時系數(shù)092094表23COS與TG對應值COSTGCOSTGCOSTG10000000080007500700102009000484075008820600133308400646078080208200698092042這種方法比較簡便需要系數(shù)法是把設備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷。這種方法比較簡便，廣泛使用，主要用于照明和動力負荷計算。本設計在負荷統(tǒng)計中綜合應用了單位容量法和需要系數(shù)法進行了負荷統(tǒng)計。求出設備的總容量，用需要系數(shù)乘以總容量，就得到有功計算負荷河北工程大學畢業(yè)設計說明書1025負荷功率及短路電流的計算辦公樓的公共用電負荷大致可分為照明負荷和動力負荷兩部分,照明負荷在公共場所的照明包括一般照明、疏散照明、事故照明及巡更等警衛(wèi)照明。照明的用電負荷量與控制方法有關。1門廳及電梯前室的照明。其燈具安裝于居住建筑的重要交通場所，照明對人的安全感起著較重要的作用，一般采用翹板開關控制，夜間長時點亮，照明容量即可按燈泡功率計算。2走道、戶門外的照明。多采用定時開關控制，據(jù)測定可節(jié)電75，照明容量可按燈泡功率的25計算。3電梯機房、水箱間、水泵房、值班室等一般按辦公用房計算功率。251用電設備負荷計算計算負荷是確定供電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設備、導線截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護的重要數(shù)據(jù)。計算負荷確定得是否正確，直接影響到電器和導線的選擇是否經濟合理。因此在供配電設計時應重視負荷的計算。負荷計算包括有功功率，無功功率，視在功率，總電流和每層的有功功率，無功功率，視在功率，總電流的計算。計算依據(jù)本設計中電氣設備根據(jù)任務書上的實際負荷大小進行計算，照明部分按實際要求進行估算；表24本次設計辦公樓變電站負荷樓層負荷名稱功率（KW）數(shù)量（臺）合計（KW）層合計（KW）地下一層污水泵075645155生活泵55211首層排風機037103710674通風機11111電加熱器24248空調室內機01808空調室內機0271027通風機22122通風機326熱風幕12448二層空調室內機0272054151空調室內機0766456河北工程大學畢業(yè)設計說明書11排風機25410三到七層熱水器621213除垢器111頂層空調室外機131722123437通風機75175通風機55155排風機0371037表25各設備負荷列表序號用電設備名稱臺數(shù)容量PEKW需要系數(shù)KDCOSTG有功P30KW無功Q30KVAR視在S30KVA計算負荷I30（A）1污水泵6450508075225168752817392生活泵211050807555412568818113排風機61074080807585926444107428264通風機6223070807515611171195151345電加熱器49608107680768202116空調室內機1761703508075216162277117熱風幕448085104080408107378熱水器212065107807820539除垢1103085062030186035092河北工程大學畢業(yè)設計說明書12器10空調室外機17221035080757735580196692544511合計65432712371628378252650869759252計算示例二層空調室內機KW15P01785KW03515P30KW3417507851Q30KW232S30A785I30排風機KW10P0KW8P30KW6Q30KW10S30A3226I30A785I30總其它設備計算依照此進行。253無功功率補償目前我國對用電單位的功率因素要求高壓供電壓者為09以上，低壓供電者為095以上，其他電力用戶和大中型電力排灌站泵購轉售電企業(yè)功率因素為085以上，為此絕大多數(shù)的工業(yè)與民用建筑采用補償?shù)霓k法、即在低壓配電室的配電母線上安裝若干組電力電容器補償供電范圍內的無功功率以達到提高功率因數(shù)的目的。從以下的功率三角形的矢量圖圖52可知，要使功率因數(shù)由1COS提高到2COS，必須裝置補償電容器的容量為河北工程大學畢業(yè)設計說明書1321JCTANTANPQ式中CQ設計電容器補償容量，KVARJP總有功計算負荷；1TAN、2TAN對應于補償前后1COS,2COS的正切值。圖22無功補償矢量圖電容器的無功補償容量與用電設備的負荷性質、負荷有功、無功大小有關，并通過計算求得，而與變壓器的容量大小并無任何關系。254補償容量的計算補償容量可按下式確定KVATGTGPAQ21JKNC或KVAQPAQCJKNC式中1TAN補償前企業(yè)自然平均功率因數(shù)角的正切值；2TAN補償后功率因數(shù)角的正切值；NA年平均有功負荷系數(shù)，一般取07075；CQ無功功率補償率，千乏/千瓦，見表24。無功補償裝置其容量為30CCPQQ1COS057,2COS09根據(jù)查表得照明的無功補償率為QC0849921KW7819KW河北工程大學畢業(yè)設計說明書14無功補償后的辦公樓計算負荷5441KW7819KW1326KWQQQC3030補償后的視在計算負荷KW70014415219S2223023030QP選擇并聯(lián)電容，查表得表26并聯(lián)電容并聯(lián)電容型號額定電壓KV額定容量KVAR額定電容UF相數(shù)BCMJ0410304102003除照明以為的其他設備的最大負荷是的功率因素3030COSSP850895008265162237COS不需要補償，滿足要求表27補償率CQ值（KVA/KW）補償前1COS補償后2COS080820840860880900920940960981005005205405605806006206406606807007207407607808008208408609808908073066058052045039033027022016011005104095086078071064057051045038033027021016011005109100092084076069062056049043038032026021016010005114105097089081074067061055049043037032026021016010005120111102091087080073067060054049043037032027021016011006125116108100092085078072066060054048043037032027022016011131122104105098091084078071065060054048043038033027022017137128120112104097090084078072066060055050044039033028022144135127119111104097091085079073067062056051046040035030153144136128120113106100094088082076071065060055049044039173164156148141133127120114108102097091086080075070065059河北工程大學畢業(yè)設計說明書1508809009209400601100601701100602501901300703302802201605404804303則補償容量為KVAR8197KW2198490QC取7819KVAR26短路電流和短路容量計算261短路種類在三相配電系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路故障主要有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相短路。在短路過程中，短路電流值是變化的，變化的情況決定于系統(tǒng)電源容量的大小、短路點離電源的遠近以及系統(tǒng)內發(fā)電機是否帶有電壓自動調整裝置等因數(shù)。按短路電流的變化情況，通常把電力系統(tǒng)分為無限大容量系統(tǒng)和有限容量系統(tǒng)兩大類。所謂無限容量系統(tǒng)就是指電源容量為無窮大的電力系統(tǒng)，在這樣的系統(tǒng)內，當某處發(fā)生短路時，電源母線電壓維持不變，即短路電流周期分量在整個短路過程不衰減。在工程計算中，一般認為，如果電源部分的阻抗不超過短路電路總阻抗的5甚至10，或者以供電電源總容量為基準的短路電路總阻抗標幺值大于或等于3時，則系統(tǒng)即可按無限容量系統(tǒng)考慮。262計算短路電流的目的計算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設備，如果短路電流太大，必須采取限流措施，以及進行繼電保護裝置的整定計算。為了達到上述目的，需要計算出下列各短路參數(shù)I次暫態(tài)短路電流，用來作為繼電保護的整定計算和校驗短路器的額定斷流容量。應采用（電力系統(tǒng)的最大運行方式下）繼電保護安裝處發(fā)生短路時的次暫態(tài)短路電流來計算保護裝置的整定值。SHI三相短路沖擊電流，用來校驗電器和母線的動穩(wěn)定。I三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值，用來校驗電器和載流導體的熱穩(wěn)定。河北工程大學畢業(yè)設計說明書16S次暫態(tài)三相短路容量，用來校驗短路器的遮斷容量和判斷母線短路容量是否超過規(guī)定值，作為選擇限流電抗器的依據(jù)。263短路電流計算的一般規(guī)定為了簡化短路電流計算的方法，在保證計算精度的情況下，忽略了一些次要因數(shù)的影響，做出如下規(guī)定（1）、所有電源的電動勢相位角相同，電流的頻率相同，短路前，電力系統(tǒng)的電勢和電流是對稱的。（2）、認為變壓器是理想變壓器，變壓器的鐵心始終處于飽和狀態(tài)，即電抗值不隨電流大小發(fā)生變化。（3）、輸電線路的分布電容略去不計。（4）、每一個電壓級采用平均額定電壓，這個規(guī)定在計算短路電流時，所造成誤差很小。唯一例外的是電抗器，應采用加于電抗器端點的實際額定電壓，因為電抗器的阻抗通常比其它元件阻抗大得多，否則誤差偏大。（5）、計算高壓系統(tǒng)短路電流時，一般只計及發(fā)電機、變壓器、電抗器、線路等元件的電抗，因為這些元件X/3R時，可略去電阻的影響。只有在短路點總電阻大于短路點總電抗1/3時才加以考慮，此時采用22RXZ來代替X。（6）、短路點離同步調相機和同步電動機較近時，應考慮對短路電流值的影響。有關感應電動機對電力系統(tǒng)三相短路沖擊電流的影響。（7）、在簡化系統(tǒng)阻抗時，距短路點遠的電源與近的電源不能合并。（8）、以供電電源為基準的電抗值3，可認為電源容量為無限大的系統(tǒng)，短路電流的周期分量在短路全過程中保持不變。（9）、選擇導體和電器用的短路電流,在電氣連接的網(wǎng)絡中，應考慮具體有反饋作用的異步電動機的影響和電容補償裝置放電電流的影響。（10）、導體和電器的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗算。若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴重時，則應按嚴重的情況計算。短路電流計算的公式22333XRUZUIAVAVS264短路電流計算依據(jù)此次計算方法是，采用歐姆法進行三相短路計算。河北工程大學畢業(yè)設計說明書17歐姆法，又稱有名單位制法，因其短路計算中的阻抗采用有名單位“歐姆”而得名。在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生三相短路時，其三相短路電流周期分量有效值按下式計算22333XRUZUICCK式中，Z、R和X分別為短路電路的總阻抗，總電阻和總電抗值。CU為短路點的短路計算電壓（或稱平均額定電壓），由于線路首段短路時其短路最為嚴重，因此按線路首端電壓考慮，即短路計算電壓取為比線路額定電壓UN高5，按我國電壓標準，CU有04，069，315，63，105，37，69KV等等。在高壓電路的短路計算中，通?？傠娍惯h比總電阻大，所以一般只計電抗，不計電阻。在計算低壓側短路時，也只有當RX/3時才需計入電阻。如果不計電阻，則三相短路電流周期分量有效值為X3UIC3K）（三相短路容量為）（）（3KC3KIU3S在供電系統(tǒng)中各主要元件包括電力系統(tǒng)（電源），電力變壓器和電力線路的阻抗計算。至于供電系統(tǒng)的母線，線圈型電力互感器一次繞組，低壓斷路器過電流脫口線圈等阻抗及開關觸頭的接觸電阻，相對來說很小，在一般短路計算中可略去不計，在略去上述電阻后，計算所得的短路電流略比實際值有所偏大，但用略有偏大的短路電流來檢驗電氣設備，可使其運行的安全性更有保障。1電力系統(tǒng)的阻抗計算電力系統(tǒng)的的電阻相對于電抗來說很小，一般不予考慮。電力系統(tǒng)的電抗，可由電力系統(tǒng)變電所饋電線出口斷路器的斷路容量OCS來估算，這OCS就看做是電力系統(tǒng)的極限短路容量KS。因此電力系統(tǒng)的電抗為OC2CSSUX式中，為電力系統(tǒng)饋電線的短路計算電壓，但為了便于短路電路總阻抗的計算，免去阻抗換來的麻煩，因此式中CU可直接采用短路點的短路計算電壓；OCS為系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量，如果只有斷路器的開關電流OCI數(shù)據(jù)，則其斷流容量NOCOCUI3S，這里NU為斷路器的額定電壓。2電力變壓器的阻抗計算（1）變壓器的電阻TR，可由變壓器的短路損耗KP近似的計算河北工程大學畢業(yè)設計說明書182NCKTSUPR）（式中，CU為短路點的短路計算電壓；NS為變壓器的額定容量；KP為變壓器的短路損耗。（2）變壓器的電抗TX，可有變壓器的短路電壓UK，近似的計算N2CKTSU100UX式中，UK為變壓器的短路電壓百分值。3電力線路的阻抗計算電力線路的電阻相對于電抗來說很小，此處不考慮。線路的電抗WLX，可由導線電纜的單位長度電抗0X值求的，即LXW0WL式中，0X為導線電纜單位長度電抗；L為線路長度。在計算短路電路的阻抗時，由于電路內含有變壓器，電路內各元件的阻抗應統(tǒng)一換算到短路點的短路計算電壓去，阻抗等效換算的條件是元件的功率損耗不變。阻抗等效換算公式為2RCCUUR2CCUUXX式中，R、X、CU為換算前元件的電阻、電抗和元件所在處的短路計算電壓；R、X和CU為換算后元件的電阻、電抗和短路點的短路計算電壓。265變壓器出口短路的具體計算電力系統(tǒng)的標幺值取DS100MVA1CU105KV2CU04KVKAKVMVAUSICDD555103100311河北工程大學畢業(yè)設計說明書19KAKVMVAUSICDD144403100322205001001MVAMVASSXOCD電纜的電抗標幺值002205101000803022KVMVAMX電力變壓器的電抗標幺值4正U51240010010001005400100100543KVAKVAKVAMVAXX452262560022020/43211XXXXXK三相短路電流周期分量有效值KAKAXIIKDK3222452261441231其他三相短路電流KAIIIKM32223133KAKAISH074132228413KAISH33243三相短路容量MVAMVAXSSKDK51545226100131兩相短路電流計算KAKAIIIKKK331932228660866023332河北工程大學畢業(yè)設計說明書20KAIISHSH5735074186602332KAKAIISHSH0721332486602332河北工程大學畢業(yè)設計說明書213導線、開關、配電箱、開關柜的選擇31導線的選擇導線選擇的原則導線、電纜的型號應根據(jù)它們所處的電壓等級和使用場所來選擇。導線、電纜的截面應按下列原則確定311發(fā)熱條件選擇在最大允許連續(xù)負荷電流下，導線發(fā)熱不致引起導線或電纜線芯的溫度超過其允許的溫度，不會因過熱而引起導線絕緣損壞或老化加快。312機械強度選擇在正常的工作條件下，導線應有足夠的機械強度，以防斷線，保證安全可靠運行。313按允許電壓損失選擇導線上的電壓損失應低于最大允許值（一般為5），以保證供電質量。314按經濟電流密度選擇應保證最低的電能損耗，并盡量節(jié)省有色金屬及相應的線路。315按熱穩(wěn)定最小截面來校驗在短路情況下，導線必須保證在一定的時間內能承受短路電流通過導線時所產生的作用，以保證供電安全。通常，用戶廠區(qū)電網(wǎng)的導線截面按發(fā)熱條件來選擇，然后按電壓損失加以校驗；而工業(yè)、企業(yè)610KV的高壓電源線路距離較長時（大于2M），宜按電壓損失條件來選擇導線截面，再按發(fā)熱條件所允許載流量來校驗。對于架空線路，應按機械強度要求不能小于允許最小截面積。對于1KV以下的動力或照明線路，雖然線路不長，但當負荷電流大時，必須按允許電壓損失來校驗。對于電纜電路還應按短路時的熱穩(wěn)定來校驗。河北工程大學畢業(yè)設計說明書2232選擇導線、電纜截面的計算方法按允許載流量選擇導線和電纜截面按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面時，應使其允許載流量ALI不小于通過相線的計算電流30I，即30IIAL。表31導線的選擇設環(huán)境溫度為C25層數(shù)計算負荷30IA允許載流量電線型號額定截面2MM地下一層255105LJ16首層33308375LJ120二層3219105LJ16三到七層2145105LJ16頂層28535325LJ95表32聚氯乙烯絕緣電力電纜的型號和名稱型號名稱銅芯鋁芯VVVLV聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜VV22VLV22聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜VV23VLV23聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚乙烯護套電力電纜VV32VLV32聚氯乙烯絕緣細鋼絲鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜VV33VLV33聚氯乙烯絕緣細鋼絲鎧裝聚乙烯護套電力電纜1無鎧裝的電力電纜適用于室內電纜溝內、電纜托架上和穿管敷設。但是不可以承受壓力和拉力。2聚氯乙烯護套電力電纜具有防化學腐蝕能力，具有不延燃特性，適用于火種發(fā)生的環(huán)境。3聚乙烯護套具有防化學腐蝕能力，具有不吸水特性。適用于潮濕，積水和水中敷設。4鋼帶鎧裝的電力電纜適用于直埋敷設，能夠承受一定的壓力，但是不承受拉力。5細鋼絲鎧裝電力電纜適用于大落差或垂直敷設，也可以直埋敷設，能承受一定的正壓力和拉力。河北工程大學畢業(yè)設計說明書23表33BV105型載流量及穿管管徑（攝氏65度）截面（MM2）兩根穿管管徑（MM）三根穿管管徑（MM）GDGGDG25231515211515433151528151564315203715201064202557202533母線選擇331母線槽母線包括裸母線和母線槽。母線槽有密集型絕緣母線槽和空氣型母線槽。在建筑電氣中，目前的高層建筑一般都采用密集型封閉母線槽，它分為兩種類型，即插接式和饋電式。母線槽結構緊密，傳輸電流大，溫升小，電壓損失小，有較高的絕緣等級。在本設計中采用密集型母線槽，它適用于交流三相三線，三相四線和三相五線制，頻率5060HZ,電壓400V。額定電流2503150A,作為變壓器到底壓柜連接用，也可以作為配電干線。其型號含義如下332裸母線河北工程大學畢業(yè)設計說明書24（1）對一般匯流母線按持續(xù)工作電流選擇母線截面。ALICI式中，ALI為匯流母線允許的截流量（A），CI為匯集到母線上的計算電流（A）。（2）對年平均負荷較大時，宜按經濟電流密度先則母線的截面。SECCI/ECJ式中,ECJ為經濟電流密度，SEC為母線經濟截面。計算如下SECCI/ECJ1127/115有下表數(shù)據(jù)可選擇母線型號為TMY3（1008）（808）。表3423片組合涂漆母線的載流量母線尺寸（寬厚）銅母母線尺寸（寬厚）銅母片片片片6363174022406382160279080632100272080826203370100632470317010083060393034電氣設備的選擇原則應滿足正常運行、檢修以及短路和過電壓情況下的工作要求。應按當?shù)丨h(huán)境條件下進行校核。應力求技術先進和經濟合理。應與整個工程的建設標準一致。應適當考慮發(fā)河北工程大學畢業(yè)設計說明書25展，留有一定的裕度。341開關的選擇3411高壓開關的選擇GN3012系列戶內高壓隔離開關結構緊湊，合理，安全可靠性高。其結構參數(shù)如下表35GN3012型號額定電壓額定電流4S熱穩(wěn)定電流動稱定電流GN3012/6302010KA630A20KA50KA3412干路開關的選擇型號SBL63/Q3300B500A006S100MA。SBL北京低壓開關廠產品型號代號；63為殼架等級額定電流；Q派生代號；3級數(shù)為四級；300脫扣方式及內部內部附件可選代號，其中3為熱動電磁脫扣器或智能型脫扣器，00表示不帶附件；500A額定電流；006S動作時間；100MA超出100MA跳閘；其結構參數(shù)如下表36主線開關型號脫扣器方式額定電流動作時間SBL電磁或智能型脫扣器500A006S3413支路開關的選擇由負荷計算可知，低壓七路電纜中線路七的計算電流最高，線路四次之，故以線路七和線路四為例計算，如電纜滿足線路七和線路四的要求，則其他線路也滿足。線路七的選擇型號SBL63/Q3300B400A006S100MA。SBL北京低壓開關廠產品型號代號；63為殼架等級額定電流；Q派生代號；3級數(shù)為四級；300脫扣方式及內部內部附件可選代號，其中3為熱動電磁脫扣器或智能型脫扣器，00表示不帶附件；400A額定電流；006S動作時間；100MA超出100MA跳閘；其結構參數(shù)如下表37副線開關（線路七）型號脫扣器方式額定電流動作時間SBL電磁或智能型脫扣器400A006S線路四的選擇河北工程大學畢業(yè)設計說明書26型號SBL63/Q3300B60A006S100MASBL北京低壓開關廠產品型號代號；63為殼架等級額定電流；Q派生代號；3級數(shù)為四級；300脫扣方式及內部內部附件可選代號，其中3為熱動電磁脫扣器或智能型脫扣器，00表示不帶附件；60A額定電流；006S動作時間；100MA超出100MA跳閘；其結構參數(shù)如下表38副線開關（線路四）型號脫扣器方式額定電流動作時間SBL電磁或智能型脫扣器60A006S35配電箱的選擇經過以上計算，根據(jù)計算結果選擇的電氣設備的型號及參數(shù)，可直接選出配電箱的尺寸大小，把電氣設備置于其中，配電箱的尺寸為120500700，單位為厘米。根據(jù)設計要求，選用此尺寸的配電箱個數(shù)為7。36開關柜的選擇開關柜是新一代空氣絕緣金屬封閉，適用于配電自動化的既緊湊又可擴充的開關設備。其結構簡單，操作靈活，聯(lián)鎖可靠，加之模塊化設計和后部泄壓通道設計，使其更具可靠、安全設計。開關柜的技術參數(shù)有額定電壓、額定電流、短路斷開電流、動穩(wěn)定及熱穩(wěn)定電流、額定絕緣水平、外形尺寸、重量等。選擇開關柜時，應使其技術參數(shù)不小于安裝地點的條件。產品使用環(huán)境條件環(huán)境溫度CC4025至海拔高度小于等于1000M相對溫度月平均不大于90（C25）無火災、爆炸危險、嚴重污穢、化學腐蝕及劇烈震動的場所。361選擇開關柜的型號高壓開關柜的選擇河北工程大學畢業(yè)設計說明書27主要根據(jù)負荷等級選擇開關柜的型號，一般一、二級負荷選擇移開式開關柜，如KYN210，JYN210，JYN135型開關柜，三級負荷選擇固定式開關柜，如KGN10型開關柜362選擇開關柜回路方案號每一種型號的開關柜，其回路方案號有幾十種甚至一百多種，用戶可以根據(jù)主接線方案，選擇與主接線方案一致的開關柜回路方案號，然后選擇柜內設備型號規(guī)格。高壓開關柜查表得表39高壓開關柜開關柜型號電壓等級KV額定電流斷路器型號操作機構型號電流互感器型號電壓互感器型號高壓熔斷器型號避雷針型號接地開關型號外形尺寸MM長寬高KYN10單母線移開式1063025001,210SN10CD10CT8LDJ10JDZ10JDZJ10RN210FCD3JN101500800165022001800KGN10單母10630,10001,2,310SN10LA10LA101180160河北工程大學畢業(yè)設計說明書28線固定式02800低壓配電柜選擇GCK系列低壓抽出式成套開關設備適用于額定工作電壓380V，交流三相四線、三相五線制系統(tǒng)，作為高層建筑中受電、饋電、無功功率補償、電能計量、照明及電動機及重控制之用。產品符合GB7251低壓成套開關設備和控制設備、JB/T9661低壓抽出式開關設備、IEC6043911低壓成套開關設備和控制設備標準。型號含義主要技術參數(shù)1、額定絕緣電壓660V1000V2、額定工作電壓380V660V；3、使用頻率50赫茲60赫茲；4、額定電流水平母線不大于3150A，垂直母線630A、800A，1200A；5、額定短時耐受電流50、80KA/S,中性母線30KA/S河北工程大學畢業(yè)設計說明書294照明部分計算及設備選擇41照明設計原則可靠、控制調節(jié)方便、照明按光源的不同分為自然照明和人工照明。電氣照明具有燈光穩(wěn)定、安全經濟、美觀和無污染等優(yōu)點，是最為普遍應用得人工照明。隨著我國社會、經濟的發(fā)展，對外開放的擴大，人們生活水平得提高，現(xiàn)代照明被賦予更多而重要的內容，更豐富的內涵和更高的要求。電氣照明設計的基本原則主要是安全，適用，經濟美觀。環(huán)境條件對對照明設施有很大影響。要使照明設計與環(huán)境空間相協(xié)調，就要正確的選擇照明方式，光源種類，燈泡功率，照明器數(shù)量，形式與光色，使照明在改善空間立體感，形成環(huán)境氣氛等方面發(fā)揮積極的作用。對于辦公層設計原則為辦公時間幾乎是白天，因此人工照明應與天然彩光結合設計而形成舒適的照明環(huán)境。辦公室燈具應采用熒光燈，辦公室的一般照明宜設計在工作區(qū)的兩側，采用熒光燈時宜使燈具縱軸與水平視線平行。不宜將燈具布置在工作位置的正前面。發(fā)光面積大，