某辦公樓電氣系統設計

1、畢業(yè)設計論文 廣西南南鋁業(yè)加工有限公司綜合辦公樓電氣系統施工圖設計 學生姓名： 杭杰 班級學號： 建筑電氣121 206121012 院、系、部： 電力工程學院 專 業(yè)： 建筑電氣與智能化 指導教師： 黃瑛 副教授 2016年06月 南 京南京工程學院畢業(yè)設計說明書（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南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）摘要本次設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施工圖設計。依據國內外建筑電氣系統的發(fā)展現狀，本著“安全性、可靠性、經濟性以及易維護性”的原則，完成本次設計。本次設計以我國規(guī)范規(guī)程等技術標準為依據，根據該課題所提供的相關圖紙為原始資料。這次設計的主要內容包括四個方面，首先是供配電系統的設計，涵蓋辦公樓負荷的計算，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備型號和參數的確定，無功補償設計；其次是照明系統的設計，涵蓋照度計算，普通燈具的布置，應急照明燈具的布置，應急指示燈的布置；還有建筑物防雷接地系統的設計，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結的設計；最后就是辦公樓電氣系統施工圖紙的繪制。關鍵詞 辦公樓，供配電系統，照明系統，防雷接地系統，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 設計原則和設計依據31.4 設計范圍41.5 初步設計方案5

9、2 電氣系統設計72.1 負荷等級及供電要求72.2 負荷計算82.3 電容補償計算132.4 電氣主接線方案設計152.5 短路電流計算192.6 配電設備的選型252.7 變配電所的設計302.8 供配電系統施工圖的繪制373 電氣照明設計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 防雷接地系統設計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設計494.7 低壓電氣裝置過電壓保護設計504.8 電氣裝置接地與等電位聯結設計514.9 防雷接地系統施工圖的繪制535 總結與展望545.1 本文工作總結545.2 后續(xù)工作展望54致謝55參考文獻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，科學技術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。建筑內部的電氣設備也趨向小型化、易操作化發(fā)展，設備壽命越來越長，設備不再像以前需要太多的維護，設備的擴展越來越方便，并且更加安全可靠。防觸電和火災事故的措施更加完

11、善，敷設強弱電線路的方式更加靈活，供配電系統也實現全面自動化，系統設計更加注重保護環(huán)境和節(jié)約能源，實現可持續(xù)發(fā)展。由于節(jié)約能源是建筑電氣系統的一個重要方面，而節(jié)約能源還對我國國家經濟型社會的建設具有非常重要的戰(zhàn)略意義。因此，在現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設計，對能源的節(jié)約、環(huán)境的保護、可持續(xù)發(fā)展型社會的建設，有著非常重要推動作用。隨著建筑技術的不斷發(fā)展，有關電氣科技的研究也在不斷深入，自動控制技術、計算機技術、數字技術等都被應用于電氣技術里，這推動了建筑電氣技術實現了飛躍式的發(fā)展，而建筑電氣系統中非常重要的子系統供配電系統，它的技術也邁向了一個新的高度。這些優(yōu)秀先

12、進的現代科學技術，為建筑供配電系統提供了大量的技術支持，確保了樓宇供配電的安全、可靠、優(yōu)質與合理經濟。 樓宇照明系統也是建筑電氣中的非常重要的系統之一，但同時也是整個建筑中電能消耗中最主要的部分，照明系統的節(jié)能是建筑電氣節(jié)能中的非常重要組成部分。據估計，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。建筑照明系統應提倡“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，保證人高效率的學習、工作以及調節(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，來實現節(jié)約資源的宗旨。 智能建筑是電子信息技術、建筑技術以及建筑電氣技術相結合的產物。隨著我國智能計算機技術的廣泛應用，智能建筑里的計算機網絡系統越來越復雜。相對以前防雷接地要求，智能建筑的防雷接地要求強調的是全方位防護、綜合治理與層層設防。智能建筑的防雷接地已成為一個系統工程，在對建筑的防雷要求進行全面了解的基礎上，采取多層及分類保護措施相結合的綜合防護措施。 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，建設單位廣西南南鋁業(yè)加工有限公司，建設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 設計原則和設計依據1.3.1 設計原則本次設計是對南南鋁業(yè)的辦公樓進行電氣施工圖設計，該樓以辦公為主。在設計過程中，嚴格按照相關的國家規(guī)

15、范進行合理設計，設計堅持做到滿足用戶需求的原則，設計方案合理可靠、簡潔實用，操作、管理和維護方面都朝著簡便方向設計。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。使的本次電氣系統的設計能夠達到方案合理、技術先進、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 設計依據GB 50016-2014 建筑設計防火規(guī)范GB 500343-2012建筑物電子信息系統防雷技術規(guī)范GB 50034-2013 建筑照明設計規(guī)范GB 50052-2009 供配電系統系統設計規(guī)范GB 50053-2013 20kV及以下變電所設計規(guī)范GB 50057-2010 建筑物防

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

17、、照明器選擇與布置設計；防雷接地系統的設計，包括防雷接地計算、防雷接地設備選則與布置。并完成供配電、照明、防雷接地系統相關圖紙的繪制。1.5 初步設計方案1.5.1 變配電系統（1）負荷等級本工程的一級負荷有消防控制中心與消防相關的設備和電信間電源。二級負荷為公共照明供電、客梯、應急照明與生活水泵等。三級負荷為工作照明、插座、空調、熱水間及其他負荷。（2）負荷估算：本工程建筑總面積為30191.82平方米，負荷按照每平方米80100W估算，計算負荷估算為2400kW，擬設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、全部一二級負荷。另設置容量為50kW的柴油發(fā)電機做為應急電源。（4）低壓配電系統采用放射式和樹干式相結合的方式，對于單機容量較大的負荷或較重要的負荷，如水泵、電梯、消防機房等設備進行放射式；對于一般負荷采用樹干式與放射式相結合的供電方式。（5）本工程的消防設備、應急照明、計算機網絡系統設備、變配電所所用電、電梯等都是雙電源供電，并在末端互投。（6）本工程變配電所設在架空層，內設兩臺1500kVA干式變壓器，總容量3000kVA。1.5.2 應急電源系統本工程除了設兩路不同來源的10kV電源，另設200kW柴油發(fā)電機作為應急電源。1.5.3 電氣照明系統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熒光燈。1.5.4 防雷接地系統（1） 按年預計雷擊次數確定建筑物的防雷等級，為防雷直擊雷在屋頂設避雷帶，所有突出屋面的金屬體和構筑物應與避雷帶電氣相連。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構柱。（2） 考慮到為防止雷電波的侵入建筑物內部造成危害，將從外部進入到建筑物內部的各種線路和金屬管道全部采用埋地引入的方式進入建筑物，并在入戶處將電纜的金屬外皮、鋼導管和其他的金屬管道與接地網相連接。（3） 為防止雷電電磁脈沖引發(fā)的過電流和過電壓，在相關部位加裝電涌保護器（SPD）（4） 接地電阻不大于1（5） 本

20、工程低壓配電系統接地形式采用TN-S制，PE線與N線嚴格分開。2 電氣系統設計2.1 負荷等級及供電要求2.1.1 負荷等級分類依據JGJ16-2008民用建筑電氣設計規(guī)范，電力負荷應根據供電可靠性及中斷供電在政治、經濟上所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。2.1.2 供電要求依據JGJ16-2008民用建筑電氣設計規(guī)范：一級負荷中非常重要的負荷，應當考慮增設應急電源，以免在一個電源系統發(fā)生故障或檢修過程中，另一個電源系統也有故障發(fā)生。二級負荷的供電系統，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)生中斷供電的現象，或者在中斷供電現象發(fā)生后，可以能夠快速的恢復供電。三

21、級負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 本工程電力負荷分級本工程建筑高度53.5m，依據JGJ16-2008民用建筑電氣設計規(guī)范，本工程為一類高層建筑，確定建筑一、二、三級負荷的主要內容，本辦公樓負荷分級如下：（1）一級負荷消防控制室、所有消防設備、應急照明、疏散指示標志燈、走道照明、計算機系統用電、安防系統用電均為一級負荷。（2）二級負荷普通電梯、生活水泵、排污泵等為二級負荷。（3）三級負荷普通照明、插座、空調、動力負荷等其他電力負荷為三級負荷。2.2 負荷計算2.2.1 負荷計算的主要方法電力負荷計算的方法主要有單位指標法(負荷密度法)、利用系數法和需要系數法。單

22、位指標法：計算簡便，但誤差較大。在項目中各類設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法適用于民用建筑工程，單位產品耗電量法適用于工業(yè)企業(yè)工程。利用系數法：該方法計算精度高，當用電設備臺數少時或者設備的容量相差較大時，精度也非常高。缺點是其計算比較復雜。該方法適用于各類項目中設備功率已知的情況下，尤其是工業(yè)企業(yè)負荷計算。需要系數法：計算精度一般，且在工程項目中用電設備臺數較少的情況下，誤差較大。適用于各類項目，尤其是變電所符合計算。本工程的負荷計算采用負荷密度法先進估算，需要系數法進行復核的方法。該方法簡單實用，需要系數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 需要系數法確定計算負荷（1） 三相用電設備組的計算負荷：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: 用電設備組的有功計算負荷，kW用電設備組的需要系數用電設備組的無功計算負荷，kvar用電設備組功率因數角正切用電設備組的視在計算負荷，kVA用電設備組供電線路的計算電流，A有功功率、無功功率同時系數，分別取0.81.0和0.931.0用電設備組的額定線電壓，kV2.2.3計算各支路

24、的負荷根據（2-1）、（2-2）、（2-3）、（2-4）完成計算相關計算。以生活水泵為例：計算其他支路負荷，并整理出來表2.1各支路負荷表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應急照明15.000.850.90.4812.756.1214.1721.52消防雙速排煙風機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87.350.80.80.7569.8852.4187.35132.712F空調56.070.80.80.7544.85633.64256.0785.193F空調142.680.80.80.75114.1485.608142.68216.784F空調64.810.80.80.7551.84838.88664.8198.475F空調96.810.80.80.7577.44858.08696.81147.096F空調1.7650.80.80.751.4121.0591.7652.687F空調114.

29、420.80.80.7591.53668.652114.42173.848F空調114.420.80.80.7591.53668.652114.42173.849F空調49.150.80.80.7539.3229.4949.1574.6810F空調18.4150.80.80.7514.73211.04918.41527.9811F空調13.9150.80.80.7511.1328.34913.91521.1412F空調0.840.80.80.750.6720.5040.841.2813F空調104.050.80.80.7583.2462.43104.05158.092.2.4 計算總負荷用需要

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

31、 廚房負荷總負荷:用電設備組計算負荷同時系數 取 取得2.3 電容補償計算（1）補償前的變壓器的功率因數本工程采用低壓集中補償方式，按照JGJ16-2008民用建筑電氣設計規(guī)范，將功率因數補償到0.9以上。因此，低壓側的功率因數為 （2）無功補償容量按照JGJ16-2008民用建筑電氣設計規(guī)范規(guī)定，高壓側，顯然現在不能滿足要求。這里我們取，使低壓側的功率因數達到0.9，那么低壓側需要裝備的并聯電容容量為：取（4） 補償后的變壓器的容量和功率因數變壓器功率損耗為：變電所高壓側的計算負荷為：補償后的功率因數為：顯然達到的規(guī)范要求。2.4 電氣主接線方案設計2.4.1 變壓器的選擇電力變壓器是建筑供

32、配電系統中非常關鍵的設備，不但影響著電氣主接線方案的設計，在做變配電所的整體布置設計時還要著重考慮。選擇變壓器時，需從經濟合理的角度選擇變壓器的型式、容量和臺數。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、絕緣和冷卻方式、繞組的型式、調壓方式等，在選擇時優(yōu)先選用技術先進的、高效節(jié)能的、維護方便的新產品。其中對于干式變壓器還要考慮其外殼防護等級。2.4.1.2 變壓器臺數和容量選擇（1） 變壓器臺數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荷，而且在低壓側有能夠作備用的足夠容量的聯絡電源。選用兩臺及以上的變壓器，適用于有大量的

33、一級或著二級負荷的變配電所、隨季節(jié)變化負荷變化較大的建筑物或集中負荷容量比較大的三級負荷的情況。當出現以下情況，需設專用變壓器：1）當照明負荷特別大時，亦或者當照明和動力負荷共用一臺變壓器時，因動力負荷的起停會對照明產生嚴重影響的情況下，可設專用變壓器2）沖擊性負荷較大時，可設專用變壓器3）有單臺的設備單項負荷較大時，設單相變壓器4）隨季節(jié)的變化，負荷的容量變化較大時，可設專用變壓器（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、二級負荷的計算負荷。3

34、）正常情況下有兩臺相同容量變壓器時，兩臺變壓器總容量大于計算容量，且任意一臺變壓器的容量大于所有一、二級負荷的計算負荷。4）從負荷發(fā)展的角度考慮，變壓器的負荷率一般取值70%85%。2.4.1.3 變壓器最終選型考慮到本工程空調負荷較大，隨季節(jié)性負荷變化較大，所以為空調負荷設獨立變壓器，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序號變壓器型號臺數聯結組標號額定容量/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荷較大，使用低壓直接供電不經濟，且用電負荷主要為三級負荷，僅有少量一級、二級負荷時。對于僅有應急照明或電話站等少量的一級負荷，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荷較大，采用蓄電池作為備用電源不經濟，需要兩路交流電源，但取得第二高壓電源較困難或不經濟，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。用于負荷容量較大、供電可靠性要求高，有大量一級負荷的用戶。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） 一路電源進線的單母線接線這種接線方案適用于電氣負荷不大、對供電的可靠性要求稍低的場合。當沒有其他備用電源，一般只用于三級負荷的供電。當進線電源為專用架空線或滿足二級負

37、荷供電條件。當進線電源為專用架空線或滿足二級負荷供電條件的電纜線路，則用于二級負荷的供電。（2） 兩路電源進線的單母線接線方案為兩路10kV高壓電源進線，工作方式為一用一備。這種接線方式一般適用于二級負荷的供電。（3） 無聯絡的分段單母線接線方案為兩路10kV高壓電源進線，兩路高壓側母線之間沒有聯絡，工作方式一般為互為備用。這種接線多用于負荷不太大的二級負荷的場合。（4）母線聯絡的分段單母線接線這是最常用的高壓主接線方法，兩路10kV高壓電源進線，兩者同時對系統供電，兩者之間互相為備用，兩路10kV高壓電源進線之間的母聯開關通常為斷路器，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，母線開關手動或自動切換。根據變壓器臺數和電力負荷的分組情況，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）動力和照明負荷共用變壓器供電設計時將民用建筑中的非工業(yè)電力電價用電負荷和照明電價負荷分別集中，設分計量表。（2）空調負荷專用變壓器供電當在非空調季節(jié)空調設備停運是，可將專用變壓器亦停運，從而達到經濟運行的目的。（3） 動力和照明負荷分別變壓器供電非工業(yè)用電電價用電負荷和照明負荷分別由不同變壓器供電為滿足消防負荷的供電可靠性

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。當用電負荷不設變壓器室，根據照明負荷與非照明電力負荷、應急負荷的數量，采用一路、兩路、三路低壓電源進線。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負荷計算、供電可靠性以及電力系統供電可靠性等綜合因數，最終確定的方案為，使用來自不同10kV配電所的兩路10kV電源進線。 2.4.5.2 高壓電氣主接線因兩路10kV電源進線之間完全獨立互不影響，經負荷計算后，綜合考慮，本工程高壓側選用母線分段運行，母線間不聯絡的方式。據GB 50053-201320kV及以下變電所色合計規(guī)范規(guī)定，

40、當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。變壓器一次側采用負荷開關-熔斷器組合電器的接線。2.4.5.3 低壓電氣主接線通過負荷計算可以看出，空調制冷負荷在總體的建筑負荷中占據近一半的比重，所以從綠色經濟節(jié)能的角度考慮，設專用變壓器供電，在非空調季節(jié)空調設備停運時，可以將專用變壓器也停用，從而達到經濟運行的目的。TN-S低壓配電系統接地適用于設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 短路電流計算內容及目的短路電流計算內容及目的詳情見表2.3.表2.3 需要確定的高

41、壓電網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電氣導體的熱穩(wěn)定性及整定繼電保護裝置2三相對稱開斷電流有效值開關電器的第一對觸頭分斷瞬間，預期短路電流對稱交流分量在一個周期內的有效期，用于校驗高壓開關電器的分斷能力3三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合開關。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5兩相穩(wěn)態(tài)短路電流有效值校驗機電保護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，也是計算低壓電網短路電流的依據7單相接地電容電流用于確定高壓系統中性點接地方式；對高壓非有效接地系統，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，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 計算采用標幺值法計算。2.5.2.1 確定基準值基準值計算公式及說明見表2.4。表2.4 基準值序號基準值計算公式說明1基準容量Sd=100MVAc 短路計算電壓系數，取平均值1.05Un 短路計算點所在電網的標稱電壓Id 短路計算點的基準電流2基準電壓Ud=cUn3基準電流2.5.2.2 計算短路回路各元件的電抗標幺值表2.5 高壓短路回路各元件的電抗標幺值序號元件名稱計算公式說明1電力系統電力系統變電所高壓饋電線出口處的短路容量（MVA），取具體工程的設計規(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）元件所在電網的標稱電壓(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關系等效阻抗的方法化簡電路，計算出短路回路的總電抗標幺值。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短路計算點所在電網的標稱電壓（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)短路電流的比值關系，視短路點與電源的距離遠近而定。在原理發(fā)電機端短路時，。2.5.3 變壓器高低壓側的短路電流計算2.5.3.1 確定基準值基準容量：系統高壓側基準電壓：系統低壓側基準電壓：系統高壓側額定短路電流容量：系統高壓側基準電流：系統低壓側基準電流:2.5.3.2 電路中個元件電抗標幺值的計算（1）電力系統的電抗標幺值（2）電力變壓器的電抗標幺值的計算查的變壓器的阻抗電壓，則（3）電力線路的電抗標幺

45、值的計算查的10kV電纜單位長度電抗平均值，則高壓側短路電流計算電路如圖2.1。圖2.1 高壓側短路電流計算電路2.5.3.3 計算高壓側的短路電流（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 配電設備的選型2.6.1 配電設備選擇的總原則(1)配電設備選擇應滿足使用要求選用符合國家標準的定制產品。對于特殊場合使用的非標準產品，應提出具體制作

46、要求，滿足相關設計、安全規(guī)定。額定電壓及頻率等，應與所在回路的標稱值相適應，對某些設備還應考慮可能出現的最高或最低電壓；若無相應電壓等級產品，應選用上一級電壓等級產品。(2)低壓配電設備選擇的環(huán)境要求滿足多塵環(huán)境、海拔高度、溫度、有爆炸和火災危險等特殊環(huán)境的設計要求。(3) 常用開關電器極數應滿足要求2.6.2 高壓側設備的選型據GB 50053-201320kV及以下變電所設計規(guī)范和JGJ16-2008民用建筑電氣設計規(guī)范，在高層建筑中的變配電所，為了滿足防火要求，高壓開關電器設備一般選真空斷路器、SF6斷路器、開關加高壓熔斷器等。（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)網柜為主，一般選用手車式。當防火、絕緣要求比較高的場所，可以選擇SF6充氣柜。對保護和自動化程度要求較低的場所，從經濟角度考慮，可以選用10kV環(huán)網柜做高壓柜。（2）10kV進線開關電器當10kV電源進線由專線直接引自電力系統時，可選用高壓斷路器、高壓熔斷器與隔離開關組合。若10kV高壓柜沒有繼電保護，沒有自動化的要求，高壓柜的出線回路又很少，且不需要帶負荷操作時，那么就可以選擇高壓隔離器來做10kV進線的開關電器。（3）10kV母線分段開關電器10kV母線分段開關器一般選用斷路器；如果10kV側沒有繼電保護，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母線分段開關電器。（4）10kV出線開關器10kV出線開關器應當使用斷路器，而在保護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的組合。（5）10/0.4kV變壓器高壓側開關電器一般情況下，選用斷路器或者熔斷器與隔離開關組合；當變壓器的容量小于500kVA時，可以選用隔離器與熔斷器的組合。2.6.3 低壓配電設備的選型低壓配電設備的選擇滿足工作電壓、電流、頻率、準確等級和使用環(huán)境的要求，應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根據不同故障的類別以及具體的工作要求來選擇相應的保護型式以及額定電流，以此來滿足正常的工作、線路的故障時、電機啟動時的保護要求。配電用斷路器，一般不需要考慮設備啟動對斷路器的影響。照明線路用斷路器且諧波較大時，應當計入諧波電流。電機保護用斷路器，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時，其動作應有選擇性，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