某辦公樓電氣系統(tǒng)設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計論文 廣西南南鋁業(yè)加工有限公司綜合辦公樓電氣系統(tǒng)施工圖設(shè)計 學(xué)生姓名： 杭杰 班級學(xué)號： 建筑電氣121 206121012 院、系、部： 電力工程學(xué)院 專 業(yè)： 建筑電氣與智能化 指導(dǎo)教師： 黃瑛 副教授 2016年06月 南 京南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）Undergraduate Design (Thesis) The electrical system working drawing design for Guangxi Nannan aluminum company office building BYHang Jie Supervised byAssociate Pr

2、ofessor HUANG Ying School of Electric Power Engineering Nanjing Institute of Technology June 2016南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）摘要本次設(shè)計的課題是廣西南南鋁業(yè)加工有限公司綜合辦公樓電氣系統(tǒng)施工圖設(shè)計。依據(jù)國內(nèi)外建筑電氣系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，本著“安全性、可靠性、經(jīng)濟性以及易維護(hù)性”的原則，完成本次設(shè)計。本次設(shè)計以我國規(guī)范規(guī)程等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，根據(jù)該課題所提供的相關(guān)圖紙為原始資料。這次設(shè)計的主要內(nèi)容包括四個方面，首先是供配電系統(tǒng)的設(shè)計，涵蓋辦公樓負(fù)荷的計算，短路電流計算，辦公樓供電方案和電氣主接線方案

3、的確定，變配電所電氣主接線圖的繪制,變配電所主要電氣設(shè)備型號和參數(shù)的確定，無功補償設(shè)計；其次是照明系統(tǒng)的設(shè)計，涵蓋照度計算，普通燈具的布置，應(yīng)急照明燈具的布置，應(yīng)急指示燈的布置；還有建筑物防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計，涵蓋防雷電等級的確定和防雷措施，以及建筑物總等電位聯(lián)結(jié)的設(shè)計；最后就是辦公樓電氣系統(tǒng)施工圖紙的繪制。關(guān)鍵詞 辦公樓，供配電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，防雷接地系統(tǒng)，施工圖IAbstractThis design topic is the electrical system working drawing design for Guangxi Nannan Aluminum Company office

4、 building.According to the domestic and foreign development status of building electric system,to complete the design,we will be in accordance with the "safety, reliability, economical and easy to maintain"principle.This design is based on the standard in our country specification,accordin

5、g to the subject provided relevant drawings as the original data.The main content of this design includes four aspects.First of all,the design of the building power supply system,include the calculation of load, short-circuit current calculation,determine the cell power supply scheme and electrical

6、main wiring scheme,draw the main electrical substation wiring diagram,determine the substation main electrical equipment models and parameters,reactive power compensation design,the design of lightning protection device.Secondly,the design of the lighting system,covering the illumination calculation

7、,the arrangement of lamps,the arrangement of the emergency lighting lamps,the arrangement of the emergency pilot lamp.Thirdly,the design of lightning protective earthing system in the office building,include the determination of lightning protection level and the precautions about direct lightning p

8、rotection.Fourthly,the drawing of working drawings of office building electrical system.Key Words office building,power supply and distribution system,lighting system,lightning protection and grounding system, working drawing1目錄摘要IAbstractII1 前言11.1 建筑電氣簡介11.2 工程概況21.3 設(shè)計原則和設(shè)計依據(jù)31.4 設(shè)計范圍41.5 初步設(shè)計方案5

9、2 電氣系統(tǒng)設(shè)計72.1 負(fù)荷等級及供電要求72.2 負(fù)荷計算82.3 電容補償計算132.4 電氣主接線方案設(shè)計152.5 短路電流計算192.6 配電設(shè)備的選型252.7 變配電所的設(shè)計302.8 供配電系統(tǒng)施工圖的繪制373 電氣照明設(shè)計383.1 照度與照明方式的選擇383.2 照明光源與照明燈具的選擇393.3 應(yīng)急照明的布置393.4 一般照明的計算與照明器布置403.5 電源插座的布置443.6 照明施工圖的繪制444 防雷接地系統(tǒng)設(shè)計454.1 建筑物防雷概述454.2 建筑物防雷等級的劃分454.3 防雷措施454.4 本工程分析474.5 建筑物外部防雷裝置的布置474.6

10、 高壓電氣裝置過電壓保護(hù)設(shè)計494.7 低壓電氣裝置過電壓保護(hù)設(shè)計504.8 電氣裝置接地與等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計514.9 防雷接地系統(tǒng)施工圖的繪制535 總結(jié)與展望545.1 本文工作總結(jié)545.2 后續(xù)工作展望54致謝55參考文獻(xiàn)55附錄：照度計算書571 前言1.1 建筑電氣簡介隨著時代的變化，科學(xué)技術(shù)得到了空前的飛速發(fā)展，人民的生活水平也有了很大的提高，高層民用建筑相對以前也已經(jīng)朝著樓宇自動化、節(jié)能化、信息化、智能化方向邁出一大步。建筑內(nèi)部的電氣設(shè)備也趨向小型化、易操作化發(fā)展，設(shè)備壽命越來越長，設(shè)備不再像以前需要太多的維護(hù)，設(shè)備的擴展越來越方便，并且更加安全可靠。防觸電和火災(zāi)事故的措施更加完

11、善，敷設(shè)強弱電線路的方式更加靈活，供配電系統(tǒng)也實現(xiàn)全面自動化，系統(tǒng)設(shè)計更加注重保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。由于節(jié)約能源是建筑電氣系統(tǒng)的一個重要方面，而節(jié)約能源還對我國國家經(jīng)濟型社會的建設(shè)具有非常重要的戰(zhàn)略意義。因此，在現(xiàn)今寰球資源如此緊張的局勢下，一個優(yōu)秀可靠的樓宇供配電系統(tǒng)設(shè)計，對能源的節(jié)約、環(huán)境的保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展型社會的建設(shè)，有著非常重要推動作用。隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，有關(guān)電氣科技的研究也在不斷深入，自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)字技術(shù)等都被應(yīng)用于電氣技術(shù)里，這推動了建筑電氣技術(shù)實現(xiàn)了飛躍式的發(fā)展，而建筑電氣系統(tǒng)中非常重要的子系統(tǒng)供配電系統(tǒng)，它的技術(shù)也邁向了一個新的高度。這些優(yōu)秀先

12、進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，為建筑供配電系統(tǒng)提供了大量的技術(shù)支持，確保了樓宇供配電的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)與合理經(jīng)濟。 樓宇照明系統(tǒng)也是建筑電氣中的非常重要的系統(tǒng)之一，但同時也是整個建筑中電能消耗中最主要的部分，照明系統(tǒng)的節(jié)能是建筑電氣節(jié)能中的非常重要組成部分。據(jù)估計，在我國，照明的用電量占到總發(fā)電量的8%左右，局部地區(qū)甚至達(dá)到了15%以上，并且這些照明中以低能效為主體。建筑照明系統(tǒng)應(yīng)提倡“綠色照明”，但綠色照明所講的不僅僅是做到節(jié)約用電，而是要在滿足人們的最基本的照明需要基礎(chǔ)上，也就說是在為人們提供一個舒適的、溫馨的環(huán)境，保證人高效率的學(xué)習(xí)、工作以及調(diào)節(jié)人的心情和保證人身心健康的前提下，盡可能減少不必要的能

13、源消耗，來實現(xiàn)節(jié)約資源的宗旨。 智能建筑是電子信息技術(shù)、建筑技術(shù)以及建筑電氣技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著我國智能計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用，智能建筑里的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)越來越復(fù)雜。相對以前防雷接地要求，智能建筑的防雷接地要求強調(diào)的是全方位防護(hù)、綜合治理與層層設(shè)防。智能建筑的防雷接地已成為一個系統(tǒng)工程，在對建筑的防雷要求進(jìn)行全面了解的基礎(chǔ)上，采取多層及分類保護(hù)措施相結(jié)合的綜合防護(hù)措施。 1.2 工程概況 1.2.1 工程簡介廣西南南鋁業(yè)加工有限公司綜合辦公樓建筑，建設(shè)單位廣西南南鋁業(yè)加工有限公司，建設(shè)用地位于廣西壯族自治區(qū)南寧市江南區(qū)亭洪路，東臨南寧市規(guī)劃中的星光大道，西臨規(guī)劃中的南建路。廠前區(qū)位于整個南南鋁

14、業(yè)廠區(qū)的最南端，規(guī)劃總用地面積約為44993.82平方米，占地面積3324.44平方米，總建筑面積30191.82平方米，架空層及地上部分建筑面積27512.79平方米，地下部分建筑面積2679.03平方米，屋面防水等級一級，地下室防水等級一級，建筑層數(shù)14層，其中地上12層，架空1層，地下1層，建筑防火等級一級，設(shè)計使用年限為50年，建筑高度53.3米，抗震烈度6度，建筑氣候分區(qū)為IVB，地下停車位70個。 1.2.2 工程平面圖圖1.1 工程平面圖1.3 設(shè)計原則和設(shè)計依據(jù)1.3.1 設(shè)計原則本次設(shè)計是對南南鋁業(yè)的辦公樓進(jìn)行電氣施工圖設(shè)計，該樓以辦公為主。在設(shè)計過程中，嚴(yán)格按照相關(guān)的國家規(guī)

15、范進(jìn)行合理設(shè)計，設(shè)計堅持做到滿足用戶需求的原則，設(shè)計方案合理可靠、簡潔實用，操作、管理和維護(hù)方面都朝著簡便方向設(shè)計。在滿足需求的前提下，盡量較少資源消耗，降低投資成本，節(jié)約企業(yè)的總體費用。使的本次電氣系統(tǒng)的設(shè)計能夠達(dá)到方案合理、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠，還要簡潔實用、綠色環(huán)保，減少綜合投資的目的。1.3.2 設(shè)計依據(jù)GB 50016-2014 建筑設(shè)計防火規(guī)范GB 500343-2012建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范GB 50034-2013 建筑照明設(shè)計規(guī)范GB 50052-2009 供配電系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范GB 50053-2013 20kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范GB 50057-2010 建筑物防

16、雷設(shè)計規(guī)范GBT 50786-2012建筑電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)JGJ 16-2008 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范GB 50054-2011 低壓配電設(shè)計規(guī)范GB 24790-2009 電力變壓器能效限定值及能效等級GB 17945-2010 消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)1.4 設(shè)計范圍此次設(shè)計范圍為確定辦公樓建筑的供配電方案，包括負(fù)荷等級、供電要求、供電電源（正常和應(yīng)急）和供電電壓等級的確認(rèn)，進(jìn)行負(fù)荷計算，無功功率補償方案設(shè)計；確定變配電系統(tǒng)設(shè)計，包括變配電主接線方案設(shè)計、主變和其他一次側(cè)配電設(shè)備的選擇；完成配電所得設(shè)計，包括變電所位置、變配電所結(jié)構(gòu)形式、變配電所整體布置設(shè)計；完成照明系統(tǒng)的設(shè)計，包括照度計算

17、、照明器選擇與布置設(shè)計；防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計，包括防雷接地計算、防雷接地設(shè)備選則與布置。并完成供配電、照明、防雷接地系統(tǒng)相關(guān)圖紙的繪制。1.5 初步設(shè)計方案1.5.1 變配電系統(tǒng)（1）負(fù)荷等級本工程的一級負(fù)荷有消防控制中心與消防相關(guān)的設(shè)備和電信間電源。二級負(fù)荷為公共照明供電、客梯、應(yīng)急照明與生活水泵等。三級負(fù)荷為工作照明、插座、空調(diào)、熱水間及其他負(fù)荷。（2）負(fù)荷估算：本工程建筑總面積為30191.82平方米，負(fù)荷按照每平方米80100W估算，計算負(fù)荷估算為2400kW，擬設(shè)變壓器總裝機容量為3000kVA.（3）電源：本工程擬引兩路10kV市政電網(wǎng)電源供電，互為備用。每路每路10kV電源均能承受

18、全部一二級負(fù)荷。另設(shè)置容量為50kW的柴油發(fā)電機做為應(yīng)急電源。（4）低壓配電系統(tǒng)采用放射式和樹干式相結(jié)合的方式，對于單機容量較大的負(fù)荷或較重要的負(fù)荷，如水泵、電梯、消防機房等設(shè)備進(jìn)行放射式；對于一般負(fù)荷采用樹干式與放射式相結(jié)合的供電方式。（5）本工程的消防設(shè)備、應(yīng)急照明、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)備、變配電所所用電、電梯等都是雙電源供電，并在末端互投。（6）本工程變配電所設(shè)在架空層，內(nèi)設(shè)兩臺1500kVA干式變壓器，總?cè)萘?000kVA。1.5.2 應(yīng)急電源系統(tǒng)本工程除了設(shè)兩路不同來源的10kV電源，另設(shè)200kW柴油發(fā)電機作為應(yīng)急電源。1.5.3 電氣照明系統(tǒng)普通辦公室場合使用T5直管熒光燈或緊湊型熒

19、光燈；大空間場所使用金屬鹵化物燈；公共照明如地下停車場、走廊使用LED代替?zhèn)鹘y(tǒng)熒光燈。1.5.4 防雷接地系統(tǒng)（1） 按年預(yù)計雷擊次數(shù)確定建筑物的防雷等級，為防雷直擊雷在屋頂設(shè)避雷帶，所有突出屋面的金屬體和構(gòu)筑物應(yīng)與避雷帶電氣相連。防直擊雷的引下線利用建筑物鋼筋混泥土中的鋼筋或鋼結(jié)構(gòu)柱。（2） 考慮到為防止雷電波的侵入建筑物內(nèi)部造成危害，將從外部進(jìn)入到建筑物內(nèi)部的各種線路和金屬管道全部采用埋地引入的方式進(jìn)入建筑物，并在入戶處將電纜的金屬外皮、鋼導(dǎo)管和其他的金屬管道與接地網(wǎng)相連接。（3） 為防止雷電電磁脈沖引發(fā)的過電流和過電壓，在相關(guān)部位加裝電涌保護(hù)器（SPD）（4） 接地電阻不大于1（5） 本

20、工程低壓配電系統(tǒng)接地形式采用TN-S制，PE線與N線嚴(yán)格分開。2 電氣系統(tǒng)設(shè)計2.1 負(fù)荷等級及供電要求2.1.1 負(fù)荷等級分類依據(jù)JGJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范，電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟上所造成的損失或影響的程度，分為一級負(fù)荷、二級負(fù)荷及三級負(fù)荷。2.1.2 供電要求依據(jù)JGJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范：一級負(fù)荷中非常重要的負(fù)荷，應(yīng)當(dāng)考慮增設(shè)應(yīng)急電源，以免在一個電源系統(tǒng)發(fā)生故障或檢修過程中，另一個電源系統(tǒng)也有故障發(fā)生。二級負(fù)荷的供電系統(tǒng)，要求在變壓器或者發(fā)生常見的配電線路故障后不會發(fā)生中斷供電的現(xiàn)象，或者在中斷供電現(xiàn)象發(fā)生后，可以能夠快速的恢復(fù)供電。三

21、級負(fù)荷對供電沒有特殊要求，僅需要保證正常狀態(tài)下的用電.2.1.3 本工程電力負(fù)荷分級本工程建筑高度53.5m，依據(jù)JGJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范，本工程為一類高層建筑，確定建筑一、二、三級負(fù)荷的主要內(nèi)容，本辦公樓負(fù)荷分級如下：（1）一級負(fù)荷消防控制室、所有消防設(shè)備、應(yīng)急照明、疏散指示標(biāo)志燈、走道照明、計算機系統(tǒng)用電、安防系統(tǒng)用電均為一級負(fù)荷。（2）二級負(fù)荷普通電梯、生活水泵、排污泵等為二級負(fù)荷。（3）三級負(fù)荷普通照明、插座、空調(diào)、動力負(fù)荷等其他電力負(fù)荷為三級負(fù)荷。2.2 負(fù)荷計算2.2.1 負(fù)荷計算的主要方法電力負(fù)荷計算的方法主要有單位指標(biāo)法(負(fù)荷密度法)、利用系數(shù)法和需要系數(shù)法。單

22、位指標(biāo)法：計算簡便，但誤差較大。在項目中各類設(shè)備功率并不明確的情況下才會采用該方法。其中，單位面積功率法和綜合單位指標(biāo)法適用于民用建筑工程，單位產(chǎn)品耗電量法適用于工業(yè)企業(yè)工程。利用系數(shù)法：該方法計算精度高，當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)少時或者設(shè)備的容量相差較大時，精度也非常高。缺點是其計算比較復(fù)雜。該方法適用于各類項目中設(shè)備功率已知的情況下，尤其是工業(yè)企業(yè)負(fù)荷計算。需要系數(shù)法：計算精度一般，且在工程項目中用電設(shè)備臺數(shù)較少的情況下，誤差較大。適用于各類項目，尤其是變電所符合計算。本工程的負(fù)荷計算采用負(fù)荷密度法先進(jìn)估算，需要系數(shù)法進(jìn)行復(fù)核的方法。該方法簡單實用，需要系數(shù)的選擇決定了該方法在精度要求上有了很大的提

23、升。 2.2.2 需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷（1） 三相用電設(shè)備組的計算負(fù)荷：有功功率 kW （2-1）無功功率 kvar （2-2）視在功率 kVA （2-3）計算電流 A （2-4）（2）配電干線或車間變電所的計算負(fù)荷：有功功率 kW （2-5）無功功率 kvar （2-6）視在功率 kVA （2-7）以上各式中: 用電設(shè)備組的有功計算負(fù)荷，kW用電設(shè)備組的需要系數(shù)用電設(shè)備組的無功計算負(fù)荷，kvar用電設(shè)備組功率因數(shù)角正切用電設(shè)備組的視在計算負(fù)荷，kVA用電設(shè)備組供電線路的計算電流，A有功功率、無功功率同時系數(shù)，分別取0.81.0和0.931.0用電設(shè)備組的額定線電壓，kV2.2.3計算各支路

24、的負(fù)荷根據(jù)（2-1）、（2-2）、（2-3）、（2-4）完成計算相關(guān)計算。以生活水泵為例：計算其他支路負(fù)荷，并整理出來表2.1各支路負(fù)荷表Pe（kW）KdcostanPc（kW)Qc(kvar)Sc(kVA)Ic地下一層照明11.360.850.90.489.664.6310.7328.16架空層非機動車照明11.310.850.90.489.614.6110.6828.031F照明25.820.850.90.4821.9510.5324.3964.002F照明22.160.850.90.4818.849.0420.9354.923F照明10.170.850.90.488.644.159.61

25、25.214F照明15.840.850.90.4813.466.4614.9639.265F照明15.840.850.90.4813.466.4614.9639.266F照明11.230.850.90.489.554.5810.6127.837F照明14.640.850.90.4812.455.9713.8336.28F照明14.640.850.90.4812.455.9713.8336.299F照明14.640.850.90.4812.455.9713.8336.2910F照明13.630.850.90.4811.585.5612.8733.7711F照明10.920.850.90.489.

26、284.4510.3127.0612F照明16.240.850.90.4813.806.6215.3340.24公共照明36.000.850.90.4830.6014.6934.0089.23多級立式泵150.0010.80.75150.00112.50187.50227.90生活給水泵410.80.754.003.005.007.60排污泵20.510.80.7520.5015.3825.6331.15架空層廚房100.000.80.80.7580.0060.00100.00151.93電信間50.0010.80.7550.0037.5062.5094.96消防控制室20.0010.80.7

27、520.0015.0025.0037.98普通電梯1150.50.51.737.5012.9815.0022.79普通電梯2150.50.51.737.5012.9815.0022.79消防電梯1180.50.51.739.0015.5718.0027.35消防電梯2180.50.51.739.0015.5718.0027.35混流分機49.070.80.80.7539.2629.4449.0774.55應(yīng)急照明15.000.850.90.4812.756.1214.1721.52消防雙速排煙風(fēng)機4810.80.7548.0036.0060.0091.16消防栓穩(wěn)壓泵1.510.80.751.

28、501.131.882.85噴淋穩(wěn)壓泵1.510.80.751.501.131.882.851F空調(diào)87.350.80.80.7569.8852.4187.35132.712F空調(diào)56.070.80.80.7544.85633.64256.0785.193F空調(diào)142.680.80.80.75114.1485.608142.68216.784F空調(diào)64.810.80.80.7551.84838.88664.8198.475F空調(diào)96.810.80.80.7577.44858.08696.81147.096F空調(diào)1.7650.80.80.751.4121.0591.7652.687F空調(diào)114.

29、420.80.80.7591.53668.652114.42173.848F空調(diào)114.420.80.80.7591.53668.652114.42173.849F空調(diào)49.150.80.80.7539.3229.4949.1574.6810F空調(diào)18.4150.80.80.7514.73211.04918.41527.9811F空調(diào)13.9150.80.80.7511.1328.34913.91521.1412F空調(diào)0.840.80.80.750.6720.5040.841.2813F空調(diào)104.050.80.80.7583.2462.43104.05158.092.2.4 計算總負(fù)荷用需要

30、系數(shù)法進(jìn)行計算的步驟為：先將用電設(shè)備進(jìn)行分組，求出每組設(shè)備的總額定容量。（2-8）（2-9）（2-10）查出各組相關(guān)用電設(shè)備的需要系數(shù)和對應(yīng)的功率因數(shù)：用需要系數(shù)發(fā)求本工程的總負(fù)荷時，需要在各級配電電乘以同時系數(shù) 。本工程系統(tǒng)中，消防負(fù)荷（除自動噴淋泵、消防排煙機外）平時作為正常負(fù)荷使用（如消防電梯做客梯使用），火災(zāi)時切掉非消防負(fù)荷。因此，在計算總負(fù)荷時，本系統(tǒng)考慮除自動噴淋泵、消防排煙機外的全部負(fù)荷。根據(jù)式（2-8）、（2-9）、（2-10）完成下列計算：（1） 照明總負(fù)荷普通照明:應(yīng)急照明:（2） 插座總負(fù)荷（3） 空調(diào)外機總負(fù)荷（3） 風(fēng)機總負(fù)荷（4） 水泵總負(fù)荷（5） 電梯總負(fù)荷（6）

31、 廚房負(fù)荷總負(fù)荷:用電設(shè)備組計算負(fù)荷同時系數(shù) 取 取得2.3 電容補償計算（1）補償前的變壓器的功率因數(shù)本工程采用低壓集中補償方式，按照J(rèn)GJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范，將功率因數(shù)補償?shù)?.9以上。因此，低壓側(cè)的功率因數(shù)為 （2）無功補償容量按照J(rèn)GJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范規(guī)定，高壓側(cè)，顯然現(xiàn)在不能滿足要求。這里我們?nèi)?，使低壓?cè)的功率因數(shù)達(dá)到0.9，那么低壓側(cè)需要裝備的并聯(lián)電容容量為：取（4） 補償后的變壓器的容量和功率因數(shù)變壓器功率損耗為：變電所高壓側(cè)的計算負(fù)荷為：補償后的功率因數(shù)為：顯然達(dá)到的規(guī)范要求。2.4 電氣主接線方案設(shè)計2.4.1 變壓器的選擇電力變壓器是建筑供

32、配電系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的設(shè)備，不但影響著電氣主接線方案的設(shè)計，在做變配電所的整體布置設(shè)計時還要著重考慮。選擇變壓器時，需從經(jīng)濟合理的角度選擇變壓器的型式、容量和臺數(shù)。2.4.1.1 變壓器的型式選擇變壓器型式的選擇，即確定變壓器的相數(shù)、絕緣和冷卻方式、繞組的型式、調(diào)壓方式等，在選擇時優(yōu)先選用技術(shù)先進(jìn)的、高效節(jié)能的、維護(hù)方便的新產(chǎn)品。其中對于干式變壓器還要考慮其外殼防護(hù)等級。2.4.1.2 變壓器臺數(shù)和容量選擇（1） 變壓器臺數(shù)的選擇一臺變壓器的選用，僅適用容量較小的三級符合變配電所情況，或變配電所僅有少量二級負(fù)荷，而且在低壓側(cè)有能夠作備用的足夠容量的聯(lián)絡(luò)電源。選用兩臺及以上的變壓器，適用于有大量的

33、一級或著二級負(fù)荷的變配電所、隨季節(jié)變化負(fù)荷變化較大的建筑物或集中負(fù)荷容量比較大的三級負(fù)荷的情況。當(dāng)出現(xiàn)以下情況，需設(shè)專用變壓器：1）當(dāng)照明負(fù)荷特別大時，亦或者當(dāng)照明和動力負(fù)荷共用一臺變壓器時，因動力負(fù)荷的起停會對照明產(chǎn)生嚴(yán)重影響的情況下，可設(shè)專用變壓器2）沖擊性負(fù)荷較大時，可設(shè)專用變壓器3）有單臺的設(shè)備單項負(fù)荷較大時，設(shè)單相變壓器4）隨季節(jié)的變化，負(fù)荷的容量變化較大時，可設(shè)專用變壓器（2）變壓器容量的選擇1）正常情況下只有一臺變壓器時，變壓器的容量要大于計算負(fù)荷。2）正常情況下有兩臺相同容量變壓器時，單臺變壓器容量為計算容量的60%到70%，且單臺變壓器的容量大于所有一、二級負(fù)荷的計算負(fù)荷。3

34、）正常情況下有兩臺相同容量變壓器時，兩臺變壓器總?cè)萘看笥谟嬎闳萘?，且任意一臺變壓器的容量大于所有一、二級負(fù)荷的計算負(fù)荷。4）從負(fù)荷發(fā)展的角度考慮，變壓器的負(fù)荷率一般取值70%85%。2.4.1.3 變壓器最終選型考慮到本工程空調(diào)負(fù)荷較大，隨季節(jié)性負(fù)荷變化較大，所以為空調(diào)負(fù)荷設(shè)獨立變壓器，因此選擇兩臺有環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器，Dyn11型變壓器，1臺1000kVA另1臺1250kVA。詳情見表2.2。表2.2 變壓器選擇型號參數(shù)序號變壓器型號臺數(shù)聯(lián)結(jié)組標(biāo)號額定容量/kVA空載損耗/kW空載電流（%）阻抗電壓（%）1SC（B）10-1000-10.51Dyn1110001.760.562SC（B）

35、10-1250-10.51Dyn1112502.080.562.4.2 常見的供電方案（1）0.22/0.38kV低壓電源供電用于用戶電力負(fù)荷較小，可靠性要求較低，可從鄰近變電所取得足夠低壓供電回路的情況。（2） 一路10（6）kV高壓電源供電用于用戶負(fù)荷較大，使用低壓直接供電不經(jīng)濟，且用電負(fù)荷主要為三級負(fù)荷，僅有少量一級、二級負(fù)荷時。對于僅有應(yīng)急照明或電話站等少量的一級負(fù)荷，可采用蓄電池組作為備用電源。（3） 一路10（6）kV高壓電源、一路0.22/0.38kV低壓電源供電用于一二級負(fù)荷較大，采用蓄電池作為備用電源不經(jīng)濟，需要兩路交流電源，但取得第二高壓電源較困難或不經(jīng)濟，且可以從鄰近處取

36、得低壓電源作為備用電源時。（4）兩路10（6）kV電源供電用于一級、二級、三級負(fù)荷容量均較大、供電可靠性要求較高的情況。是最常用的供電方式之一。（5） 兩路10（6）kV電源供電、自備發(fā)電機組備用。用于負(fù)荷容量較大、供電可靠性要求高，有大量一級負(fù)荷的用戶。也是常用的供電方式。（6） 兩路35kV電源供電、自備發(fā)電機組備用。用于對負(fù)荷容量特別大的用戶，如大型企業(yè)、超高層建筑或高層建筑群等。2.4.3 常見的高壓電氣主接線方案（1） 一路電源進(jìn)線的單母線接線這種接線方案適用于電氣負(fù)荷不大、對供電的可靠性要求稍低的場合。當(dāng)沒有其他備用電源，一般只用于三級負(fù)荷的供電。當(dāng)進(jìn)線電源為專用架空線或滿足二級負(fù)

37、荷供電條件。當(dāng)進(jìn)線電源為專用架空線或滿足二級負(fù)荷供電條件的電纜線路，則用于二級負(fù)荷的供電。（2） 兩路電源進(jìn)線的單母線接線方案為兩路10kV高壓電源進(jìn)線，工作方式為一用一備。這種接線方式一般適用于二級負(fù)荷的供電。（3） 無聯(lián)絡(luò)的分段單母線接線方案為兩路10kV高壓電源進(jìn)線，兩路高壓側(cè)母線之間沒有聯(lián)絡(luò)，工作方式一般為互為備用。這種接線多用于負(fù)荷不太大的二級負(fù)荷的場合。（4）母線聯(lián)絡(luò)的分段單母線接線這是最常用的高壓主接線方法，兩路10kV高壓電源進(jìn)線，兩者同時對系統(tǒng)供電，兩者之間互相為備用，兩路10kV高壓電源進(jìn)線之間的母聯(lián)開關(guān)通常為斷路器，可以手動切換，也可以自動切換，一般適用于一二級負(fù)荷的供電

38、。2.4.4 常見的低壓電氣主接線方案10kV配電所的低壓電氣主接線一般采用單母線接線和分段單母線接線兩種方式。對于分段單母線接線，兩段母線互為備用，母線開關(guān)手動或自動切換。根據(jù)變壓器臺數(shù)和電力負(fù)荷的分組情況，對于兩臺及以上的變壓器，可以有以下幾種常見的低壓主接線形式。（1）動力和照明負(fù)荷共用變壓器供電設(shè)計時將民用建筑中的非工業(yè)電力電價用電負(fù)荷和照明電價負(fù)荷分別集中，設(shè)分計量表。（2）空調(diào)負(fù)荷專用變壓器供電當(dāng)在非空調(diào)季節(jié)空調(diào)設(shè)備停運是，可將專用變壓器亦停運，從而達(dá)到經(jīng)濟運行的目的。（3） 動力和照明負(fù)荷分別變壓器供電非工業(yè)用電電價用電負(fù)荷和照明負(fù)荷分別由不同變壓器供電為滿足消防負(fù)荷的供電可靠性

39、要求，可選用一臺或者兩臺變壓器加一路備用電源（可以是自備發(fā)電組，也可以是低壓備用市電）的方案。當(dāng)用電負(fù)荷不設(shè)變壓器室，根據(jù)照明負(fù)荷與非照明電力負(fù)荷、應(yīng)急負(fù)荷的數(shù)量，采用一路、兩路、三路低壓電源進(jìn)線。2.4.5 變配電所主接線的確定2.4.5.1 供電電源本工程依據(jù)負(fù)荷計算、供電可靠性以及電力系統(tǒng)供電可靠性等綜合因數(shù)，最終確定的方案為，使用來自不同10kV配電所的兩路10kV電源進(jìn)線。 2.4.5.2 高壓電氣主接線因兩路10kV電源進(jìn)線之間完全獨立互不影響，經(jīng)負(fù)荷計算后，綜合考慮，本工程高壓側(cè)選用母線分段運行，母線間不聯(lián)絡(luò)的方式。據(jù)GB 50053-201320kV及以下變電所色合計規(guī)范規(guī)定，

40、當(dāng)兩臺干式變壓器且單臺容量不大于1250kVA或兩臺油浸式變壓器且單臺容量不大于630kVA時，采用高供高計。變壓器一次側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器的接線。2.4.5.3 低壓電氣主接線通過負(fù)荷計算可以看出，空調(diào)制冷負(fù)荷在總體的建筑負(fù)荷中占據(jù)近一半的比重，所以從綠色經(jīng)濟節(jié)能的角度考慮，設(shè)專用變壓器供電，在非空調(diào)季節(jié)空調(diào)設(shè)備停運時，可以將專用變壓器也停用，從而達(dá)到經(jīng)濟運行的目的。TN-S低壓配電系統(tǒng)接地適用于設(shè)有變電所的公共建筑、安全要求較高的工業(yè)建筑以及住宅商業(yè)、辦公等民用建筑。2.5 短路電流計算2.5.1 短路電流計算內(nèi)容及目的短路電流計算內(nèi)容及目的詳情見表2.3.表2.3 需要確定的高

41、壓電網(wǎng)短路電流及目的序號短路物理量符號目的1三相對稱短路電流初始值用于校驗高壓側(cè)電氣導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性及整定繼電保護(hù)裝置2三相對稱開斷電流有效值開關(guān)電器的第一對觸頭分?jǐn)嗨查g，預(yù)期短路電流對稱交流分量在一個周期內(nèi)的有效期，用于校驗高壓開關(guān)電器的分?jǐn)嗄芰?三相短路電流峰值用于校驗高壓電器。母線、絕緣子的動穩(wěn)定，檢驗斷路器的額定關(guān)合開關(guān)。4三相穩(wěn)態(tài)短路電流有效值計算其他短路電流的依據(jù)5兩相穩(wěn)態(tài)短路電流有效值校驗機電保護(hù)裝置或高壓熔斷器的靈敏度6對稱短路容量初始值用于校驗高壓電動機啟動的依據(jù)，也是計算低壓電網(wǎng)短路電流的依據(jù)7單相接地電容電流用于確定高壓系統(tǒng)中性點接地方式；對高壓非有效接地系統(tǒng)，用于驗算接地

42、裝置的接觸電壓和跨步電壓。8單相接地短路電流對高壓有效接地系統(tǒng)，用于驗算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓2.5.2 三相對稱短路電流計算 計算采用標(biāo)幺值法計算。2.5.2.1 確定基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值計算公式及說明見表2.4。表2.4 基準(zhǔn)值序號基準(zhǔn)值計算公式說明1基準(zhǔn)容量Sd=100MVAc 短路計算電壓系數(shù)，取平均值1.05Un 短路計算點所在電網(wǎng)的標(biāo)稱電壓Id 短路計算點的基準(zhǔn)電流2基準(zhǔn)電壓Ud=cUn3基準(zhǔn)電流2.5.2.2 計算短路回路各元件的電抗標(biāo)幺值表2.5 高壓短路回路各元件的電抗標(biāo)幺值序號元件名稱計算公式說明1電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處的短路容量（MVA），取具體工程的設(shè)計規(guī)

43、劃容量由供電部門提供）電力線路單位長度的電抗（/km）電力線路的長度（km）元件所在電網(wǎng)的標(biāo)稱電壓(kV)配電變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值配電變壓器的額定容量（MVA）限流電抗器的電抗百分值、額定電壓（kV）、額定電流（kA）2電力線路3配電變壓器4限流電抗器2.5.2.3 繪制短路回路等效電路按阻抗串并聯(lián)關(guān)系等效阻抗的方法化簡電路，計算出短路回路的總電抗標(biāo)幺值。2.5.2.4 計算三相短路電流與短路容量表2.6 高壓三相短路電流與短路容量的計算序號物理量名稱公式說明1三相對稱短路電流初始值峰值系數(shù)短路計算點所在電網(wǎng)的標(biāo)稱電壓（kV）2三相對稱開斷電流（有效值）（kA）3三相短路電流峰值

44、（kA）4三相穩(wěn)態(tài)短路電流（有效值）（kA）5對稱短路電流容量初始值2.5.2.5 兩相短路電流的計算兩相短路電流初始值按三相對稱短路電流初始值的0.866倍計算。兩相穩(wěn)態(tài)短路電流與三相穩(wěn)態(tài)短路電流的比值關(guān)系，視短路點與電源的距離遠(yuǎn)近而定。在原理發(fā)電機端短路時，。2.5.3 變壓器高低壓側(cè)的短路電流計算2.5.3.1 確定基準(zhǔn)值基準(zhǔn)容量：系統(tǒng)高壓側(cè)基準(zhǔn)電壓：系統(tǒng)低壓側(cè)基準(zhǔn)電壓：系統(tǒng)高壓側(cè)額定短路電流容量：系統(tǒng)高壓側(cè)基準(zhǔn)電流：系統(tǒng)低壓側(cè)基準(zhǔn)電流:2.5.3.2 電路中個元件電抗標(biāo)幺值的計算（1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值（2）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值的計算查的變壓器的阻抗電壓，則（3）電力線路的電抗標(biāo)幺

45、值的計算查的10kV電纜單位長度電抗平均值，則高壓側(cè)短路電流計算電路如圖2.1。圖2.1 高壓側(cè)短路電流計算電路2.5.3.3 計算高壓側(cè)的短路電流（k-1）點三相短路電流周期分量的有效值：其他三相短路電流：三相短路容量:2.5.3.4 計算低壓側(cè)的短路電流（k-2）點三相短路電流周期分量的有效值：其他三相短路電流：三相短路容量:2.5.3.5 計算低壓側(cè)的短路電流（k-3）點三相短路電流周期分量的有效值：其他三相短路電流：三相短路容量:2.6 配電設(shè)備的選型2.6.1 配電設(shè)備選擇的總原則(1)配電設(shè)備選擇應(yīng)滿足使用要求選用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的定制產(chǎn)品。對于特殊場合使用的非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，應(yīng)提出具體制作

46、要求，滿足相關(guān)設(shè)計、安全規(guī)定。額定電壓及頻率等，應(yīng)與所在回路的標(biāo)稱值相適應(yīng)，對某些設(shè)備還應(yīng)考慮可能出現(xiàn)的最高或最低電壓；若無相應(yīng)電壓等級產(chǎn)品，應(yīng)選用上一級電壓等級產(chǎn)品。(2)低壓配電設(shè)備選擇的環(huán)境要求滿足多塵環(huán)境、海拔高度、溫度、有爆炸和火災(zāi)危險等特殊環(huán)境的設(shè)計要求。(3) 常用開關(guān)電器極數(shù)應(yīng)滿足要求2.6.2 高壓側(cè)設(shè)備的選型據(jù)GB 50053-201320kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范和JGJ16-2008民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范，在高層建筑中的變配電所，為了滿足防火要求，高壓開關(guān)電器設(shè)備一般選真空斷路器、SF6斷路器、開關(guān)加高壓熔斷器等。（1） 10kV高壓柜335kV高壓配電裝置以選用全金屬封閉

47、式高壓環(huán)網(wǎng)柜為主，一般選用手車式。當(dāng)防火、絕緣要求比較高的場所，可以選擇SF6充氣柜。對保護(hù)和自動化程度要求較低的場所，從經(jīng)濟角度考慮，可以選用10kV環(huán)網(wǎng)柜做高壓柜。（2）10kV進(jìn)線開關(guān)電器當(dāng)10kV電源進(jìn)線由專線直接引自電力系統(tǒng)時，可選用高壓斷路器、高壓熔斷器與隔離開關(guān)組合。若10kV高壓柜沒有繼電保護(hù)，沒有自動化的要求，高壓柜的出線回路又很少，且不需要帶負(fù)荷操作時，那么就可以選擇高壓隔離器來做10kV進(jìn)線的開關(guān)電器。（3）10kV母線分段開關(guān)電器10kV母線分段開關(guān)器一般選用斷路器；如果10kV側(cè)沒有繼電保護(hù)，沒有自動裝置的要求，高壓柜的出線回路又很少，且無需帶負(fù)荷操作時，那么就可以選

48、用高壓隔離器來做10kV母線分段開關(guān)電器。（4）10kV出線開關(guān)器10kV出線開關(guān)器應(yīng)當(dāng)使用斷路器，而在保護(hù)和操作要求都滿足的情況之下，也可以選用熔斷器和隔離開關(guān)的組合。（5）10/0.4kV變壓器高壓側(cè)開關(guān)電器一般情況下，選用斷路器或者熔斷器與隔離開關(guān)組合；當(dāng)變壓器的容量小于500kVA時，可以選用隔離器與熔斷器的組合。2.6.3 低壓配電設(shè)備的選型低壓配電設(shè)備的選擇滿足工作電壓、電流、頻率、準(zhǔn)確等級和使用環(huán)境的要求，應(yīng)滿足短路條件下的動熱穩(wěn)定性，對斷開短路電流的電器應(yīng)校驗其短路條件下的通斷能力。2.6.3.1 低壓配電柜的選擇常見的低壓配電柜有許多種，目前一般都選擇抽屜柜。抽屜柜的各個單元

49、抽屜按照下大上小的順序排列。每個柜子都應(yīng)有一定的余量，不宜排滿。2.6.3.2 低壓斷路器的選擇（1）選擇原則斷路器要滿足回路負(fù)荷的額定電壓、額定電流、短路電流、極限通斷能力和脫扣器的額定電流的要求。（2）斷路器額定電流整定低壓斷路器應(yīng)根據(jù)不同故障的類別以及具體的工作要求來選擇相應(yīng)的保護(hù)型式以及額定電流，以此來滿足正常的工作、線路的故障時、電機啟動時的保護(hù)要求。配電用斷路器，一般不需要考慮設(shè)備啟動對斷路器的影響。照明線路用斷路器且諧波較大時，應(yīng)當(dāng)計入諧波電流。電機保護(hù)用斷路器，必須考慮啟動電流對斷路器的影響。（3）斷路器上下級配合斷路器作為上下級保護(hù)時，其動作應(yīng)有選擇性，即上下級間做相互的配合。本工程采用施耐德塑殼式斷路器