某大廈建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鄭州輕工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)題目某大廈建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)、班級(jí)學(xué)號(hào)姓名主要內(nèi)容、根本要求、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)標(biāo)準(zhǔn)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)。根本要求：1、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。編寫設(shè)計(jì)計(jì)算書。4、編制課程設(shè)計(jì)說明書。參數(shù)：某大廈建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)技術(shù)，中國電力出版社，李英姿等，20083.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)標(biāo)準(zhǔn)，GB50054-20095.民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，GBJGJ_T16-2008完成期限：指導(dǎo)教師簽名：課程負(fù)責(zé)人簽名：5日目 錄第一章緒論31.1設(shè)計(jì)題目及工程概況31.2設(shè)計(jì)的目的及要求31.3設(shè)計(jì)的依據(jù)3第二章方案論證52.1供配電方案的系統(tǒng)論證5高壓配電系統(tǒng)5低壓配電系統(tǒng)52.2方案事項(xiàng)5第三章負(fù)荷計(jì)算63.1負(fù)荷計(jì)算的依據(jù)及目的63.2負(fù)荷計(jì)算的方法63.3無功補(bǔ)償及計(jì)算及選擇73.4負(fù)荷計(jì)算7第四章設(shè)備及導(dǎo)線選擇134.1變壓器的選擇134.2短路電流計(jì)算134.3高壓斷路器的選擇：154.5低壓斷路器的選擇174.6低壓電力導(dǎo)線的選擇18第五章變配電室的設(shè)計(jì)205.1變配電室的布置20第六章防雷接地設(shè)計(jì)216.1防雷設(shè)計(jì)216.2接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)21第七章結(jié)束語23參考文獻(xiàn)24附錄25第一章 緒論1.1設(shè)計(jì)題目及工程概況設(shè)計(jì)題目：某大廈建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程概況：本工程為十四層建筑二類建筑物1.2設(shè)計(jì)的目的及要求目的：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)標(biāo)準(zhǔn)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)。設(shè)計(jì)要求：1〕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。編寫設(shè)計(jì)計(jì)算書。4〕編制課程設(shè)計(jì)說明書。1.3設(shè)計(jì)的依據(jù)1、上級(jí)部門批準(zhǔn)的文件及甲方設(shè)計(jì)任務(wù)書2、國家現(xiàn)行有關(guān)實(shí)際規(guī)程，標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)，主要包含1)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 JB/T16-922)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》 GB50045-953)《人民防空地下室設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 GB50038-944〕《住宅設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 GB50096-19995〕《建筑防雷設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》〔2000版〕GB50057-943、部門提供的資料第二章 方案論證2.1供配電方案的系統(tǒng)論證高壓配電系統(tǒng)1〕電源：本工程供電電源為兩路10KV電源供電。10KV側(cè)微小電流接地系統(tǒng)，當(dāng)一路電源故障或檢修斷電后，另一路電源可以保證一二級(jí)負(fù)荷的正常工作。2〕選用四臺(tái)變壓器3〕10KV高壓配電系統(tǒng)尾單母線分段聯(lián)絡(luò)，當(dāng)一路電源故障或檢修斷電后，另一路電源可以保證另一路的工作。2.1.2低壓配電系統(tǒng)1〕低壓配電系統(tǒng)采用放射式與樹干式相結(jié)合的方式，對(duì)于單臺(tái)容量較大的負(fù)荷或重要負(fù)荷采用放射式供電，對(duì)于照明或一般負(fù)荷采用樹干式與放射式相結(jié)合的供電方式。2〕電力系統(tǒng)采用380/220V，50HZ，TN-S系統(tǒng)，生活泵電梯采用放射式供電，為了保證重要負(fù)荷的供電采用雙回路電纜供電在末一級(jí)配電箱處采用雙電源自投。2.2方案事項(xiàng)1)根據(jù)具體要求認(rèn)真選擇及設(shè)計(jì)2)設(shè)計(jì)時(shí)注意用電平安、經(jīng)濟(jì)、可靠第三章 負(fù)荷計(jì)算3.1負(fù)荷計(jì)算的依據(jù)及目的負(fù)荷計(jì)算的依據(jù)：計(jì)算負(fù)荷又稱為半小時(shí)最大負(fù)荷，是供配電設(shè)計(jì)時(shí)選擇變壓器容量，確定備用電源，無功補(bǔ)償容量、季節(jié)性負(fù)荷容量，選擇電器、電線電纜，計(jì)算電壓偏差、功率損耗和電能損耗的依據(jù)。在本工程中，我們可以依據(jù)其設(shè)計(jì)好的工程圖來取得數(shù)具據(jù)。目的：負(fù)荷計(jì)算是為了我們選擇變壓器、斷路器、互感器、熔斷器及導(dǎo)線電纜參數(shù)選擇的數(shù)據(jù)的方便，也為了我們能夠更好的在滿足電路需要的情況下，最大的節(jié)省經(jīng)濟(jì)消費(fèi)。3.2負(fù)荷計(jì)算的方法需要系數(shù)法、利用系數(shù)法和單位指標(biāo)法。本次設(shè)計(jì)我們只運(yùn)用需要系數(shù)法。需要系數(shù)法：在所計(jì)算的范圍內(nèi)(如一條干線、一段母線或一臺(tái)變壓器)，將用電設(shè)備按其設(shè)備性質(zhì)不同分成假設(shè)干組，對(duì)每一組選用適宜的需要系數(shù)，算出每組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，然后由各組計(jì)算負(fù)荷求總的計(jì)算負(fù)荷，這種方法稱為需要系數(shù)法。三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷公式為：3.3無功補(bǔ)償及計(jì)算及選擇其中總負(fù)荷為2652.94KW一二級(jí)計(jì)算總負(fù)荷為567.4KW即補(bǔ)償無功功率為：Q=2652.94[tan(arccos0.55)-tan(arccos0.92)]=2898.3KW〔取2900〕一二級(jí)計(jì)算總負(fù)荷為567.4KW即補(bǔ)償無功功率為：Q=567.4[tan(arccos0.55)-tan(arccos0.92)]=619.88KW〔取620〕本工程采用低壓集中自動(dòng)補(bǔ)償方式，每臺(tái)變壓器低壓母線上裝設(shè)不燃型干式補(bǔ)償電容器，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，使其補(bǔ)償后高壓變壓器側(cè)功率因數(shù)大于0.9，變壓器二次側(cè)功率因數(shù)大于0.92。3.4負(fù)荷計(jì)算按按照以上的方法從工程圖中找出一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷及總負(fù)荷，從可以計(jì)算出各個(gè)負(fù)荷計(jì)算書如下所示:第四章 設(shè)備及導(dǎo)線選擇4.1變壓器的選擇據(jù)負(fù)荷計(jì)算表可知，計(jì)算容量Sj=2962KVA,所以我們初選變壓器兩臺(tái)容量為1600KVA，又因?yàn)檫@時(shí)每臺(tái)的變壓器的利用率為1484/1600=92.7%>85%所以兩臺(tái)變壓器不能夠滿足要求，故可以選擇三臺(tái)，但又考慮到工程實(shí)例可知應(yīng)選這四臺(tái)變壓器，考慮到工程實(shí)例可知每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)大于一二級(jí)負(fù)荷，這里我們?nèi)∫慌_(tái)變壓器為例〔實(shí)際中用電負(fù)荷是四臺(tái)變壓器平均分配的故那一臺(tái)變壓器是合理的〕，一臺(tái)變壓器所承當(dāng)?shù)囊欢?jí)總負(fù)荷為S1,2=554.125(一二級(jí)中計(jì)算負(fù)荷為1007.5KVA，需要系數(shù)為0.55)，即1600>S1,2成立，又因計(jì)算總負(fù)荷Sj1=1164.81，即變壓器的利用率為1164.81/1600=72.8%，即選四臺(tái)變壓器是比擬合理的。4.2短路電流計(jì)算其等效電路圖如下:<1>確定基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，Uav1=10.5kV，Uav2=0.4kV，Soc=500MVA，<2>計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值〔1〕電力系統(tǒng)的標(biāo)幺值〔2〕架空線路的標(biāo)幺值查表知， X0=0.095Ω/kmX2*=0.095*3*100MVA/10.52KVA=0.26〔3〕電力變壓器的電抗標(biāo)幺值，查表知Uk%=6X3*=X4*=6*100MVA/(100*1600KVA)=0.37繪制短路等效電路圖如下：<3>計(jì)算K-1點(diǎn)短路容量X*∑(K-1)=X1*+X2*=0.2+0.26=0.46=Id1/X*∑(K-1)=5.5/0.46=11.96KA===11.96KA=2.55*11.96=30.498KA=1.55*11.96=18.06KA=Sd/X*∑(K-1)=100MVA/0.46=217.4MVA<4>計(jì)算K-2點(diǎn)短路容量X*∑(K-2)=X1*+X2*+X3*//X4*=0.2+0.26+3.75/2=2.335=Id2/X*∑(K-2)=144/2.335=61.67KA===61.67KA=2.55*61.67=157.26KA=55*61.67=93.12KA=Uav2*=*0.4*61.67=42.7MVA即短路計(jì)算表如下表所示：短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流〔kA〕三相短路容量〔MVA〕k-111.9611.9611.9618.0630.498217.4k-261.6761.6761.6793.12157.2642.74.3高壓斷路器的選擇：根據(jù)線路額定電壓及電流選用VK—10M25其參數(shù)如下UN=12KV,IN=1250A,額定短時(shí)耐受電流It=25KA，額定峰值耐受電流Ies(kA)=63KA,額定短路開斷電流Ioc〔kA〕=25KAtima=top+toc+0.05=0.015+0.8+0.05=1s高壓斷路器額定參數(shù)與計(jì)算數(shù)據(jù)比擬名稱設(shè)備參數(shù)VK—10M25比擬條件計(jì)算數(shù)據(jù)電壓比擬UN〔kV〕12≥UN〔kV〕10電流比擬IN〔A〕1250≥Imax〔A〕185斷流能力的校驗(yàn)Ioc〔kA〕25≥〔kA〕11.96熱穩(wěn)定性的校驗(yàn)It2t[(kA)2.s]252×3=1875≥I∞2tima[(kA)2.s]143.04動(dòng)穩(wěn)定性的校驗(yàn)Ies(kA)63≥(kA)30.4984.4高壓側(cè)電流互感器的選擇查表可知：LZZbj—10的參數(shù)為，二次回路選用BV-500-12.5mm2銅芯塑料線,線長10M,R4=0.1，一秒允許的額定電流的倍數(shù)Kt=90,允許通過一次額定電流的倍數(shù)Kns=160〔1〕額定電壓：UN=Ul=10KV〔2〕額定頻率：f=fl=50HZ〔3〕額定一次側(cè)電流：IN=200A>Ij=185A〔4〕電流互感器準(zhǔn)確度等級(jí)的校驗(yàn)：SN2=200*200*ZL=40000*0.4=16000S2=5*5*(R1+R2+R3+R4)=3.2+25**L/A*r+25*0.1=3.2+25**10/12.5*53+25*0.1=3.2+0.65+2.5=6.35即SN2>S2符合要求〔5〕熱穩(wěn)定校驗(yàn)：(Kt*IN)2*t>2顯然符合要求〔6〕動(dòng)穩(wěn)定性的校驗(yàn)：√2*IN*Kns>ish顯然也符合要求4.5低壓斷路器的選擇根據(jù)線路額定電壓及電流選用M20H1/3P，查表知，UN=380KV,IN=2500A,過電流脫扣器額定電流=2000A,瞬時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流IN=2500A(K=3),長延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流IN=2000A(K=1),分?jǐn)嚯娏鱅oc=85KA,據(jù)條件其計(jì)算如下表所示:設(shè)備參數(shù)M20H1/3P比擬條件計(jì)算數(shù)據(jù)UN〔V〕380≥UN〔V〕380IN〔A〕2500≥Imax〔A〕1769.14過電流脫扣器額定電流〔A〕2000≥Imax〔A〕1769.14瞬時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流〔A〕KIN=3×2500=7500≥KrelIpk〔A〕1.35×2500=3375≤KOLIal〔A〕4.5×2000=9000長延時(shí)過電流脫扣器動(dòng)作電流Iop〔l〕(A)KIN=1×2000=2500≥KrelImax〔A〕1.1×1769.14=1946≤KOLIal〔A〕1×2500=2500靈敏度校驗(yàn)Ks=>Ks1.3斷流能力校驗(yàn)Ioc〔kA〕85≥Ik61.674.6低壓電力導(dǎo)線的選擇因?yàn)樽冏兣潆娝诘叵仑?fù)一層，所以線路應(yīng)該很短，我們應(yīng)該按發(fā)熱條件來選擇導(dǎo)線的截面積。據(jù)工程圖可知，選長度為50m的WP101線路為例進(jìn)行校驗(yàn)查負(fù)荷計(jì)算書知: Pj=441KW Ij=598.24A上網(wǎng)查閱，環(huán)境溫度為30°明敷時(shí)，NHYJV-3×185+2×95,交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電力電纜，其平安載流量為630A，符合要求。校驗(yàn)器電壓損失:△U%=PjL/C*S*100=441*50/46.3*185*100=2.6%<5%滿足電壓損失的要求應(yīng)選擇NHYJV-3×185+2×95,交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電力電纜是符合要求的。第五章 變配電室的設(shè)計(jì)5.1變配電室的布置變配電室設(shè)置在負(fù)一層，設(shè)計(jì)在地下車庫內(nèi)，面積為28.00×16.00，變配電所內(nèi)設(shè)有電纜溝，上下壓線均采用下進(jìn)下處。變配電所內(nèi)設(shè)置四臺(tái)變壓器12臺(tái)高壓柜，32臺(tái)低壓柜，三臺(tái)配電屏，供全樓供電。第六章 防雷接地設(shè)計(jì)6.1防雷設(shè)計(jì)雷電的形成，由于積雨云富含水蒸氣，伴隨極強(qiáng)烈的上升氣流運(yùn)動(dòng)，使云中帶正電的冰晶和帶負(fù)電的雨滴碰撞摩擦，形成了雷云。異性電荷的累積形成云塊間的電場(chǎng)強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，超過空氣能承受的程度，擊穿，形成云間放電，即為雷電雷電波可能沿著各種金屬導(dǎo)體、管路，特別是沿著天線或架空線引入室內(nèi)，對(duì)人身和設(shè)備造成嚴(yán)重危害。對(duì)這些高電位的侵入，特別是對(duì)沿架空線引入雷電波的防護(hù)問題比擬復(fù)雜，通常采用以下幾種方法:〔1〕配電線路全部采用地下電纜;

〔2〕進(jìn)戶線采用50~100m長的一段電纜;

〔3〕在架空線進(jìn)戶之處，加裝避雷器或放電保護(hù)間隙。第1種方法最平安可靠，但費(fèi)用高，故只適用于特殊重要的民用建筑和易燃易爆的大型工業(yè)建筑。后兩種方法不能完全防止雷電波的引入，但可將引入的高電位限制在平安范圍之內(nèi)，故在本工程中實(shí)際中采用在電纜線進(jìn)戶之處，加裝避雷器或放電保護(hù)間隙。6.2接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為了防止電磁干擾的感應(yīng)效應(yīng)所以應(yīng)采用屏蔽裝置，自然構(gòu)件做屏蔽體，或者將建筑物外表的所有的金屬構(gòu)件連接在一起均與防雷裝置相連，并做等電位連接，屏蔽電纜連接到等電位連接帶上每幢建筑物本身采用公用接地系統(tǒng)，互相鄰近的建筑物之間有電力和通信電纜連通時(shí)，接地裝置宜互連。局部等電位聯(lián)結(jié)：電梯機(jī)房、夾層空調(diào)機(jī)房、地下室水泵房、地下室配電間、強(qiáng)電豎井、公寓式辦公室的衛(wèi)生間等，16mm2銅線，局部等電位端子板25mm*4mm銅母線。進(jìn)入建筑物的所有外來導(dǎo)電物、安裝在建筑物屋頂?shù)脑O(shè)備管道、電線保護(hù)鋼管，分別設(shè)局部等電位聯(lián)結(jié)端子箱，就近聯(lián)結(jié)到內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體上，并連通到根底接地體。建筑物電子信息系統(tǒng)的各種箱體、殼體、機(jī)架等金屬組件與建筑物的共用接地系統(tǒng)組成S型星型結(jié)構(gòu)的等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)。接地裝置：接地分為系統(tǒng)工作接地，平安保護(hù)接地，雷電保護(hù)接地，建筑物電子信息系統(tǒng)接