注冊電氣工程師考試案例集三

注冊電氣工程師考試案例集三?一、案例背景某新建商業(yè)綜合體，總建筑面積為15萬平方米，地下3層，地上20層。地下三層為停車場及設(shè)備用房，地下二層為超市及設(shè)備用房，地下一層為餐飲及設(shè)備用房，地上一層至四層為商場，五層至二十層為寫字樓。該建筑設(shè)有完善的供配電系統(tǒng)，以滿足不同功能區(qū)域的用電需求。

二、負(fù)荷計(jì)算1.商場部分照明負(fù)荷：根據(jù)商場的裝修標(biāo)準(zhǔn)和照度要求，采用單位面積負(fù)荷指標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算。商場部分的建筑面積為4萬平方米，單位面積照明負(fù)荷指標(biāo)取100W/m2，則照明負(fù)荷為40000×100=4000kW?？照{(diào)負(fù)荷：商場采用集中空調(diào)系統(tǒng)，根據(jù)空調(diào)設(shè)備的功率及運(yùn)行系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，空調(diào)設(shè)備總功率為3000kW，考慮同時使用系數(shù)為0.7，則空調(diào)負(fù)荷為3000×0.7=2100kW。其他負(fù)荷：包括自動扶梯、通風(fēng)設(shè)備等，經(jīng)計(jì)算約為500kW。商場部分的計(jì)算負(fù)荷為：Pjs=4000+2100+500=6600kW，Qjs=Pjs×0.8=5280kvar（取功率因數(shù)為0.8），Sjs=√(Pjs2+Qjs2)=8448kVA。2.寫字樓部分照明負(fù)荷：寫字樓建筑面積為6萬平方米，單位面積照明負(fù)荷指標(biāo)取80W/m2，則照明負(fù)荷為60000×80=4800kW。辦公設(shè)備負(fù)荷：根據(jù)辦公設(shè)備的種類和數(shù)量，經(jīng)估算約為2000kW?？照{(diào)負(fù)荷：寫字樓采用分體空調(diào)，空調(diào)設(shè)備總功率為1500kW，考慮同時使用系數(shù)為0.6，則空調(diào)負(fù)荷為1500×0.6=900kW。寫字樓部分的計(jì)算負(fù)荷為：Pjs=4800+2000+900=7700kW，Qjs=Pjs×0.75=5775kvar（取功率因數(shù)為0.75），Sjs=√(Pjs2+Qjs2)=9632kVA。3.地下部分停車場照明負(fù)荷：地下停車場建筑面積為3萬平方米，單位面積照明負(fù)荷指標(biāo)取30W/m2，則照明負(fù)荷為30000×30=900kW。設(shè)備用房負(fù)荷：包括消防水泵、排水泵、通風(fēng)機(jī)等設(shè)備，經(jīng)計(jì)算約為1500kW。地下部分的計(jì)算負(fù)荷為：Pjs=900+1500=2400kW，Qjs=Pjs×0.85=2040kvar（取功率因數(shù)為0.85），Sjs=√(Pjs2+Qjs2)=3144kVA。4.整個商業(yè)綜合體的計(jì)算負(fù)荷總計(jì)算有功功率：Pjs=6600+7700+2400=16700kW。總計(jì)算無功功率：Qjs=5280+5775+2040=13095kvar。總計(jì)算視在功率：Sjs=√(167002+130952)=21220kVA。

三、供電電源及系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.供電電源該商業(yè)綜合體由城市電網(wǎng)提供兩路獨(dú)立的10kV電源供電，兩路電源同時工作，互為備用。當(dāng)一路電源故障時，另一路電源能保證全部一、二級負(fù)荷及部分重要的三級負(fù)荷供電。2.高壓配電系統(tǒng)10kV電源進(jìn)線采用電纜埋地敷設(shè)，進(jìn)入建筑物后，在高壓配電室設(shè)置進(jìn)線開關(guān)柜，內(nèi)設(shè)斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器等設(shè)備，用于對電源進(jìn)行控制、保護(hù)和監(jiān)測。高壓配電室采用單母線分段接線方式，正常運(yùn)行時，兩段母線分列運(yùn)行，當(dāng)一路電源故障時，通過母聯(lián)斷路器將兩段母線連接，由另一路電源承擔(dān)全部負(fù)荷。為保證系統(tǒng)的可靠性，高壓配電室設(shè)置了過流保護(hù)、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、零序保護(hù)等繼電保護(hù)裝置。3.低壓配電系統(tǒng)高壓配電室設(shè)置兩臺1250kVA的干式變壓器，將10kV電壓降至0.4kV，為低壓側(cè)提供電源。變壓器采用D,yn11接線方式，具有較好的電能質(zhì)量和抗短路能力。低壓配電室采用單母線分段接線方式，與高壓配電室的兩段母線相對應(yīng)，兩段母線之間設(shè)置母聯(lián)開關(guān)。低壓側(cè)出線采用放射式與樹干式相結(jié)合的供電方式，向各個負(fù)荷區(qū)域供電。為提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，在低壓側(cè)設(shè)置了無功補(bǔ)償裝置，采用智能電容器進(jìn)行自動補(bǔ)償，使系統(tǒng)的功率因數(shù)達(dá)到0.95以上。

四、電力線路設(shè)計(jì)1.高壓電纜選型10kV電源進(jìn)線電纜選用YJV228.7/153×150型交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝銅芯電纜，該電纜的額定電壓為8.7/15kV，載流量滿足負(fù)荷要求，具有良好的絕緣性能和機(jī)械強(qiáng)度，適用于直埋敷設(shè)。2.低壓電纜選型變壓器低壓側(cè)至低壓配電室進(jìn)線柜的電纜選用YJV0.6/13×185型交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜，以滿足變壓器的出線電流要求。低壓配電室至各負(fù)荷區(qū)域的電纜根據(jù)負(fù)荷大小和敷設(shè)方式進(jìn)行選型。對于較大容量的負(fù)荷，如商場的空調(diào)設(shè)備、寫字樓的辦公設(shè)備等，采用YJV0.6/13×240型電纜；對于照明等較小容量的負(fù)荷，采用YJV0.6/13×70型電纜。電纜敷設(shè)方式主要采用電纜橋架和電纜溝相結(jié)合的方式，部分電纜采用穿鋼管埋地敷設(shè)。3.線路敷設(shè)要求高壓電纜在室外直埋敷設(shè)時，電纜溝底部應(yīng)平整，電纜應(yīng)敷設(shè)在電纜支架上，支架間距不宜大于1m。電纜溝應(yīng)設(shè)置排水設(shè)施，防止積水。低壓電纜在電纜橋架內(nèi)敷設(shè)時，應(yīng)分層排列，不同電壓等級、不同用途的電纜應(yīng)分開敷設(shè)。電纜橋架應(yīng)可靠接地，接地電阻不應(yīng)大于4Ω。電纜在穿越樓板、墻壁和電纜橋架轉(zhuǎn)彎處應(yīng)設(shè)置電纜保護(hù)管，保護(hù)管內(nèi)徑不應(yīng)小于電纜外徑的1.5倍。

五、變配電所設(shè)計(jì)1.高壓配電室設(shè)計(jì)高壓配電室設(shè)置在地下一層，面積為200平方米。室內(nèi)布置采用單列布置方式，開關(guān)柜靠墻安裝，操作通道寬度為2m，維護(hù)通道寬度為1m。高壓配電室設(shè)置了通風(fēng)系統(tǒng)，采用機(jī)械通風(fēng)與自然通風(fēng)相結(jié)合的方式，以保證室內(nèi)空氣的質(zhì)量。同時，設(shè)置了防火門、防火封堵等防火措施，以防止火災(zāi)蔓延。高壓配電室配備了微機(jī)保護(hù)裝置、監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對高壓設(shè)備的實(shí)時監(jiān)測和保護(hù)。微機(jī)保護(hù)裝置能夠快速、準(zhǔn)確地檢測出故障，并發(fā)出跳閘信號，保護(hù)設(shè)備和線路的安全。2.變壓器室設(shè)計(jì)變壓器室與高壓配電室相鄰，面積為150平方米。室內(nèi)安裝兩臺1250kVA的干式變壓器，變壓器采用落地式安裝，變壓器之間的距離為2m。變壓器室設(shè)置了通風(fēng)系統(tǒng)，采用機(jī)械通風(fēng)方式，確保變壓器在運(yùn)行過程中能夠及時散熱。同時，設(shè)置了防火門、防火封堵等防火措施，防止火災(zāi)時火焰和煙霧蔓延。變壓器室配備了溫度監(jiān)測裝置、油位監(jiān)測裝置等設(shè)備，實(shí)時監(jiān)測變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)變壓器溫度過高或油位異常時，能夠及時發(fā)出報(bào)警信號。3.低壓配電室設(shè)計(jì)低壓配電室設(shè)置在地下一層，面積為300平方米。室內(nèi)布置采用雙面布置方式，開關(guān)柜面對面安裝，操作通道寬度為2m，維護(hù)通道寬度為1m。低壓配電室設(shè)置了無功補(bǔ)償裝置，采用智能電容器進(jìn)行自動補(bǔ)償。無功補(bǔ)償裝置安裝在低壓開關(guān)柜內(nèi)，能夠根據(jù)系統(tǒng)的無功功率變化自動投切電容器，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。低壓配電室配備了監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)測低壓設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、電壓、電流等參數(shù)。監(jiān)控系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至后臺監(jiān)控中心，便于管理人員進(jìn)行集中管理和監(jiān)控。

六、照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.照明方式商場部分采用一般照明與局部照明相結(jié)合的方式。一般照明采用熒光燈和LED燈相結(jié)合的方式，均勻布置在商場頂部，以滿足商場整體的照度要求。局部照明主要用于柜臺、貨架等區(qū)域，采用射燈、軌道燈等燈具，突出商品展示效果。寫字樓部分采用一般照明和應(yīng)急照明相結(jié)合的方式。一般照明采用格柵燈和LED平板燈，均勻布置在辦公區(qū)域的天花板上。應(yīng)急照明采用自帶電源的應(yīng)急燈具，在正常照明電源中斷時，能夠自動切換至應(yīng)急照明狀態(tài)，保證人員安全疏散。地下部分的停車場和設(shè)備用房采用一般照明和應(yīng)急照明相結(jié)合的方式。停車場照明采用節(jié)能型熒光燈，均勻布置在車道和停車位上方。設(shè)備用房照明采用防潮型燈具，以滿足設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的要求。2.照度標(biāo)準(zhǔn)商場部分的營業(yè)廳照度標(biāo)準(zhǔn)為500lx，倉庫照度標(biāo)準(zhǔn)為300lx，疏散通道照度標(biāo)準(zhǔn)為100lx。寫字樓部分的辦公區(qū)域照度標(biāo)準(zhǔn)為300lx，會議室照度標(biāo)準(zhǔn)為500lx，疏散通道照度標(biāo)準(zhǔn)為100lx。地下部分的停車場照度標(biāo)準(zhǔn)為75lx，設(shè)備用房照度標(biāo)準(zhǔn)為200lx。3.照明控制商場部分的照明采用分區(qū)、分組控制方式。根據(jù)商場的不同區(qū)域和營業(yè)時間，設(shè)置多個照明控制區(qū)域，每個區(qū)域內(nèi)的燈具可以分組控制。同時，在商場入口處設(shè)置總控開關(guān)，便于統(tǒng)一管理。寫字樓部分的照明采用智能照明控制系統(tǒng)，根據(jù)自然光照度和人員活動情況自動調(diào)節(jié)燈具亮度。在每個辦公區(qū)域設(shè)置人體感應(yīng)傳感器和光照傳感器，當(dāng)人員離開或自然光照度滿足要求時，自動關(guān)閉部分燈具，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。地下部分的照明采用定時控制和手動控制相結(jié)合的方式。停車場照明在夜間營業(yè)期間全部開啟，白天關(guān)閉部分燈具，以節(jié)省能源。設(shè)備用房照明根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行手動控制。

七、防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.防雷設(shè)計(jì)該商業(yè)綜合體屬于第二類防雷建筑物。在建筑物頂部設(shè)置了避雷帶，利用建筑物的金屬屋面作為接閃器，避雷帶采用40×4的扁鋼，通過引下線與接地裝置可靠連接。引下線采用40×4的扁鋼，沿建筑物外墻明敷，間距不大于18m。在建筑物的出入口、電氣設(shè)備機(jī)房、通信機(jī)房等重要部位設(shè)置了避雷器，防止雷電波侵入。避雷器選用氧化鋅避雷器，其額定電壓和持續(xù)運(yùn)行電壓應(yīng)滿足系統(tǒng)要求。為防止雷擊對建筑物內(nèi)的電子設(shè)備造成損壞，在建筑物內(nèi)的電子設(shè)備前端設(shè)置了浪涌保護(hù)器，對雷電浪涌進(jìn)行抑制和保護(hù)。浪涌保護(hù)器應(yīng)具有良好的通流能力和響應(yīng)速度。2.接地設(shè)計(jì)該商業(yè)綜合體采用TNS系統(tǒng)，電源中性點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線（PE線）與接地裝置可靠連接。接地裝置采用人工接地體和自然接地體相結(jié)合的方式，利用建筑物的基礎(chǔ)鋼筋作為自然接地體，同時在室外敷設(shè)50×5的扁鋼作為人工接地體，接地電阻不應(yīng)大于1Ω。在建筑物內(nèi)設(shè)置了總等電位聯(lián)結(jié)端子箱，將建筑物內(nèi)的PE線、電氣設(shè)備的金屬外殼、金屬管道等可導(dǎo)電部分連接在一起，實(shí)現(xiàn)等電位聯(lián)結(jié)。在衛(wèi)生間、電氣設(shè)備機(jī)房等局部區(qū)域設(shè)置了局部等電位聯(lián)結(jié)端子箱，進(jìn)一步降低電位差，保障人員安全。為保證電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和人員安全，電氣設(shè)備的接地應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求。電氣設(shè)備的接地電阻應(yīng)定期進(jìn)行檢測，確保接地系統(tǒng)的可靠性。

八、消防電氣設(shè)計(jì)1.消防電源及配電該商業(yè)綜合體的消防設(shè)備屬于一級負(fù)荷，由城市電網(wǎng)提供兩路獨(dú)立的10kV電源供電，且在最末一級配電箱處自動切換。消防設(shè)備的配電線路采用耐火電纜或礦物絕緣電纜，沿電纜橋架或電纜溝敷設(shè)，并在穿越樓板、墻壁和電纜橋架轉(zhuǎn)彎處設(shè)置防火封堵。消防水泵、消防電梯、防排煙風(fēng)機(jī)等重要消防設(shè)備的配電線路采用專用的雙電源配電箱供電，配電箱內(nèi)設(shè)置自動切換裝置，確保在火災(zāi)發(fā)生時能夠可靠供電。2.火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)在商場、寫字樓、地下停車場等各個區(qū)域設(shè)置了火災(zāi)探測器、手動火災(zāi)報(bào)警按鈕、聲光警報(bào)器等設(shè)備，組成火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)?；馂?zāi)探測器采用感煙探測器和感溫探測器相結(jié)合的方式，根據(jù)不同區(qū)域的火災(zāi)特點(diǎn)進(jìn)行合理布置?；馂?zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)采用總線制結(jié)構(gòu)，將各個探測器、報(bào)警按鈕等設(shè)備連接至消防控制中心。消防控制中心設(shè)置火災(zāi)報(bào)警控制器、消防聯(lián)動控制器等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的集中管理和控制。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，消防控制中心能夠及時接收到報(bào)警信號，并根據(jù)預(yù)設(shè)的聯(lián)動邏輯啟動相應(yīng)的消防設(shè)備。3.消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)該商業(yè)綜合體設(shè)置了消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)，采用集中電源集中控制型系統(tǒng)。在建筑物的疏散通道、安全出口、樓梯間等部位設(shè)置了疏散指示標(biāo)志燈和應(yīng)急照明燈具，確保人員在火災(zāi)發(fā)生時能夠快速、安全地疏散。消防應(yīng)急照明燈具采用自帶電源的應(yīng)急燈具，平時由市電供電，火災(zāi)發(fā)生時自動切換至應(yīng)急狀態(tài)。疏散指示標(biāo)志燈采用智能型燈具，能夠根據(jù)火災(zāi)發(fā)生的位置和人員疏散方向自動調(diào)整指示方向，引導(dǎo)人員疏散。4.消防電氣設(shè)備的控制與聯(lián)動消防電氣設(shè)備的控制與聯(lián)動由消防聯(lián)動控制器實(shí)現(xiàn)。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，消防聯(lián)動控制器根據(jù)火災(zāi)報(bào)警信號，按照預(yù)設(shè)的聯(lián)動邏輯啟動消防水泵、消防電梯、防排煙風(fēng)機(jī)等消防設(shè)備，并切斷非消防電源，關(guān)閉空調(diào)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等。消防水泵的控制采用遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)場手動控制相結(jié)合的方式。在消防控制中心可以遠(yuǎn)程啟動和停止消防水泵，同時在消防水泵房設(shè)置手動控制按鈕，便于現(xiàn)場操作。消防電梯在火災(zāi)發(fā)生時自動降至首層，并處于開門狀態(tài)，等待消防人員使用。防排煙風(fēng)機(jī)在火災(zāi)發(fā)生時自動啟動，將煙霧排出建筑物，為人員疏散和滅火救援提供有利條件。

九、節(jié)能設(shè)計(jì)1.供配電系統(tǒng)節(jié)能選用節(jié)能型變壓器，如SCB10型干式變壓器，其空載損耗和負(fù)載損耗均較低，能夠有效降低變壓器的電能損耗。優(yōu)化供電線路布局，減少線路長度和阻抗，降低線路損耗。采用合理的電纜選型，提高電纜的載流量，避免電纜過載運(yùn)行。采用智能電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，自動跟蹤系統(tǒng)的無功功率變化，及時投切電容器，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低無功損耗。2.照明系統(tǒng)節(jié)能采用高效節(jié)能的照明燈具，如LED燈。LED燈具有發(fā)光效率高、壽命長、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，相比傳統(tǒng)燈具可節(jié)能50%以上。采用智能照明控制系統(tǒng)，根據(jù)自然光照度和人員活動情況自動調(diào)節(jié)燈具亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。例如，在白天自然光照度較好時，自動關(guān)閉部分燈具；在人員離開辦公區(qū)域時，自動降低燈具亮度。合理設(shè)計(jì)照明方案，根據(jù)不同區(qū)域的照度要求，采用分區(qū)、分組控制方式，避免過度照明。3.設(shè)備選型節(jié)能在選擇電氣設(shè)備時，優(yōu)先選用節(jié)能型產(chǎn)品，如節(jié)能型空調(diào)設(shè)備、節(jié)能型電梯等。節(jié)能型空調(diào)設(shè)備采用變頻技術(shù)，能夠根據(jù)負(fù)荷變化自動調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，降低能耗。對設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和分析，優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行方式，提高設(shè)備的運(yùn)行效率。例如，通過調(diào)整水泵的運(yùn)行頻率，使水泵的流量和揚(yáng)