建筑供配電設(shè)計(jì)

1、鄭州輕工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目:某醫(yī)院供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名:院(系:專(zhuān)業(yè)班級(jí):學(xué)號(hào):指導(dǎo)教師:成績(jī):時(shí)間:年月日至年月日鄭州輕工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目某醫(yī)院住院樓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)班級(jí)學(xué)號(hào)姓名主要內(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)規(guī)范和標(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)。基本要求: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

2、容量、整定值、型號(hào)、臺(tái)數(shù)等。編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。4、編制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。已知參數(shù):某醫(yī)院住院樓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)平面圖和工程概況見(jiàn)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(guó)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)規(guī)范,GB50054-20095.民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范,GBJGJ_T16-2008完成期限:指導(dǎo)教師簽名:課程負(fù)責(zé)人簽名:摘要本設(shè)計(jì)是對(duì)醫(yī)院的供配電系統(tǒng)進(jìn)行全面的設(shè)計(jì),保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行,必須遵守國(guó)家的

3、有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn),執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策,包括節(jié)約能源,節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括確定大樓的設(shè)備電氣負(fù)荷等級(jí),進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算,選擇變壓器的容量、類(lèi)型及臺(tái)數(shù),各個(gè)樓層供配電線路中的短路電流的計(jì)算,供配電系統(tǒng)的主接線方式、高低壓設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇及校驗(yàn),防雷接地的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞負(fù)荷計(jì)算/設(shè)備選擇/校驗(yàn)/防雷目錄摘要 (11緒論 (41.1設(shè)計(jì)題目及工程概況 (41.2設(shè)計(jì)目的 (41.3課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 (41.4設(shè)計(jì)原則及要求 (42負(fù)荷數(shù)據(jù)及分級(jí) (62.1 負(fù)荷分級(jí) (62.2 負(fù)荷數(shù)據(jù) (63負(fù)荷計(jì)算 (83.1 負(fù)荷計(jì)算的依據(jù)和目的 (83.2 負(fù)荷計(jì)算 (84供電電源、電壓

4、選擇也電能質(zhì)量 (174.1 供電電源 (174.2 電壓選擇 (174.3 電能質(zhì)量 (175電力變壓器選擇與電氣主接線設(shè)計(jì) (185.1 變壓器型式臺(tái)數(shù)選擇 (185.2 變壓器容量的選擇 (185.3 變壓器負(fù)荷分配及無(wú)功補(bǔ)償 (195.4 變電所高壓電氣主接線設(shè)計(jì) (205.5 變電所低壓電路主接線設(shè)計(jì) (216 低壓配電干線系統(tǒng)設(shè)計(jì) (226.1 低壓帶電導(dǎo)體接地形式與低壓系統(tǒng)接地形式 (226.2 低壓配電干線系統(tǒng)接線方式設(shè)計(jì) (226.3 層間配電箱系統(tǒng) (237 短路電流計(jì)算 (247.1 高壓側(cè)短路電流的計(jì)算 (247.2 低壓側(cè)短路電流的計(jì)算 (268 設(shè)備的選擇 (308

5、.1 斷路器的選擇 (308.2 電流互感器的選擇 (328.3 電壓互感器的選擇 (339 導(dǎo)線的選擇 (3410 防雷與接地系統(tǒng) (3510.1 建筑物防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì) (3510.2 電氣裝置接地與等電位連接 (37致謝 (38參考文獻(xiàn) (39附圖1緒論1.1設(shè)計(jì)題目及工程概況本工程為醫(yī)院建筑。本次設(shè)計(jì)部分為醫(yī)院住院樓北樓,地上五層,總建筑面積6750平方米。1.2設(shè)計(jì)目的本次課程設(shè)計(jì)是將理論課學(xué)習(xí)內(nèi)容,應(yīng)用與民用建筑電氣工程之中,通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)使學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)智能建筑供配電系統(tǒng)知識(shí)進(jìn)一步鞏固和驗(yàn)證,同時(shí)鍛煉學(xué)生的實(shí)際分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。1.3課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1.確定電源電壓、負(fù)荷

6、等級(jí)及供配電方式。2.確定保護(hù)設(shè)備控制方式及安裝方式。3.繪制各用電設(shè)備等布置平面圖。4.繪制高、低壓系統(tǒng)圖。5.繪制防雷接地平面圖。6.編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。7.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)。1.4設(shè)計(jì)原則及要求1.安全。設(shè)計(jì)階段應(yīng)首先充分注意安全用電問(wèn)題,要從生命、設(shè)備、系統(tǒng)及建筑等方面全面考慮。2.可靠。體現(xiàn)在供電電源和供電質(zhì)量的可靠性。3.合理。一方面要符合國(guó)家有關(guān)政策和法令,符合現(xiàn)行的行業(yè)行規(guī)要求,另一方面要符合建筑方的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、運(yùn)行維護(hù)及擴(kuò)充發(fā)展等的要求。4.先進(jìn)。杜絕使用落后、淘汰設(shè)備,不使用未經(jīng)認(rèn)可的技術(shù),要充分考慮未來(lái)發(fā)展。5.節(jié)能?？紤]降低物耗,保護(hù)環(huán)境,綜合利用等使用因素。如提高功率因數(shù),深

7、入負(fù)荷中心,選用高效電光源,選用節(jié)能開(kāi)關(guān)等等。2負(fù)荷數(shù)據(jù)及分級(jí)2.1 負(fù)荷分級(jí)該工程是醫(yī)院建筑,屬一類(lèi)高層建筑,用電負(fù)荷分級(jí)如下:一級(jí)負(fù)荷:各層公共照明、醫(yī)用設(shè)備、所有消防負(fù)荷包括應(yīng)急照明、消防控制室用電、消防電梯;排煙風(fēng)機(jī)、新風(fēng)機(jī)等消防設(shè)施。三級(jí)負(fù)荷:普通照明和插座用電、頂層設(shè)備房照明用電、空調(diào)機(jī)用電等。2.2 負(fù)荷數(shù)據(jù)本工程負(fù)荷包括照明、電力及消防負(fù)荷。除了三級(jí)負(fù)荷之外都是一級(jí)負(fù)荷,因此按照單位功率法預(yù)留負(fù)荷。根據(jù)方案設(shè)計(jì),該綜合樓各部分負(fù)荷數(shù)據(jù)見(jiàn)表2-1表2-2 。本工程照明負(fù)荷數(shù)表2-1 本工程電力負(fù)荷數(shù)據(jù)表2-2 3負(fù)荷計(jì)算3.1 負(fù)荷計(jì)算的依據(jù)和目的需要系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)單,是最為常用的

8、一種計(jì)算方法,適合用電設(shè)備類(lèi)數(shù)量較多且容量相差不大的情況,結(jié)合本工程具體情況,采用需要系數(shù)法。3.2 負(fù)荷計(jì)算本工程的各類(lèi)負(fù)荷中有平時(shí)需要運(yùn)行的用電設(shè)備,也有發(fā)生火災(zāi)時(shí)才需要運(yùn)行的消防用電設(shè)備。因此負(fù)荷計(jì)算按照平時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷和火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷在分別進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算出來(lái)平時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷和火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷,進(jìn)行比較,按負(fù)荷計(jì)算最大的進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇。平時(shí)負(fù)荷按照負(fù)荷分區(qū)進(jìn)行分組,分為A區(qū)和B區(qū),各個(gè)分區(qū)在進(jìn)行分區(qū),分為重癥病房、電梯、開(kāi)水房、空調(diào)、照明、消防控制室、監(jiān)控中心、配電房、血液透析室、新生嬰兒室。各組采用需要系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算,不計(jì)備用設(shè)備功率。各區(qū)平時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷見(jiàn)表3-1和3-2.A區(qū)平時(shí)運(yùn)

9、行的負(fù)荷表3-1 B區(qū)平時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷表3-2 火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的消防負(fù)荷按設(shè)備類(lèi)型和負(fù)荷性質(zhì)分組,采用需要系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算,不計(jì)備用設(shè)備功率。負(fù)荷計(jì)算書(shū)見(jiàn)表3-3本工程火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的消防負(fù)荷計(jì)算書(shū)表3-3 火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的消防負(fù)荷小于火災(zāi)時(shí)必然切除的正常A區(qū)和B區(qū)負(fù)荷之和,因此火災(zāi)時(shí)的消防負(fù)荷不計(jì)入總計(jì)算負(fù)荷。本工程10/0.4kV變電所計(jì)算過(guò)程如下:1.總計(jì)算負(fù)荷P C總計(jì)算負(fù)荷等于A區(qū)、B區(qū)和排煙風(fēng)機(jī)負(fù)荷之和。由上表可知A區(qū)負(fù)荷:P CA=293.4kW Q CA=274.65KvarB區(qū)負(fù)荷:P CB=314.6kW Q CB=260.593Kvar排煙風(fēng)機(jī)負(fù)荷:P CP=17.6kW Q CP=13

10、.2 Kvar由此可得變電所低壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷為P C=P CA+P CB+P CP=293.4+314.6+17.6=625.6 kWQ C=Q CA+Q CB+Q CP=274.65+260.593+13.2=548.4 Kvar2.計(jì)入同時(shí)系數(shù)后的總計(jì)算負(fù)荷和功率因數(shù)。對(duì)于總計(jì)算負(fù)荷,取有功和無(wú)功同時(shí)系數(shù)分別為K P=0.80,則計(jì)入同時(shí)系數(shù)后的總計(jì)算負(fù)荷為P C=K P P C=0.8×625.6=500.48 KwQ C=K q Q C=0.8×584.4=438.7 KvarS C = P C 2+Q C 2= 500.482+438.72 =665.5 Kw功率

11、因數(shù)為cos = P C S C 3.無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算根據(jù)規(guī)范,醫(yī)院建筑低壓側(cè)無(wú)功功率補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.90以上,一般計(jì)算時(shí)按達(dá)到0.92來(lái)計(jì)算,故有:對(duì)于總計(jì)算負(fù)荷:Q = 500.48×tan (cos 10.75-tan (cos 10.92=230.22 Kvar ,可取接近的230 Kvar.無(wú)功功率補(bǔ)償后的總有功計(jì)算負(fù)荷保持不變,總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為Q C " = Q C - Q = 438.7 230 = 208.7 Kvar視在計(jì)算負(fù)荷為:S C " = P C 2+Q C "2= 500.482+208.72=542.25 Kva

12、r功率因數(shù):cos = P C S C "無(wú)功補(bǔ)償滿足要求。 4.變壓器的損耗 有功損耗為P T = 0.01S C " = 0.01×542.25=5.4425kW無(wú)功損耗為Q T = 0.05S C " = 0.05×542.25=27.1125 Kvar5.變壓器高壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷P cl =P C +P T =500.48+5.4225=506 kW Q cl =Q C "+Q T =208.7+27.1125=235.8 KvarS cl = P cl 2+Q cl 2 = 558Kw總功率因數(shù)cos = P cl S cl

13、= 506558 = 0.907 滿足要求。A 區(qū)和B 區(qū)總一級(jí)負(fù)荷為:P cl1=97.8+17.6+63.8=179.2 Kw Q cl1=73.35+13.2+77.6=164.15 Kvar取有功和無(wú)功功率因數(shù)分別為K P =0.80,K q =0.85,則計(jì)入同時(shí)系數(shù)后的總計(jì)算負(fù)荷:P cl1=K P P cl1=0.8×179.2=143.36kWQ cl1=K q Q cl1=0.85×164.15=139.5 KvarS cl1 = P cl12+Q cl12=200 Kvar功率因數(shù)為cos l1=P cl1S cl1=143.36200 =0.72無(wú)功功

14、率補(bǔ)償容量Q l1=143.36×tan (cos 10.72-tan (cos 10.92=77 Kvar可取接近的80 Kvar 。無(wú)功補(bǔ)償后的一級(jí)總有功計(jì)算負(fù)荷保持不變,總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為:Q cl1"=Q cl1-Q l1=139.5-80=59.2 Kvar補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷為:S cl1"= P cl12+Q cl1"2= 143.362+59.52=155.2 Kvar功率因數(shù)為:cos l1=P cl1S cl1"則無(wú)功補(bǔ)償滿足要求。本工程10/0.38kV 變電所負(fù)荷計(jì)算書(shū)如表3-5。本工程10/0.38kV 變電所計(jì)算負(fù)荷

15、表3-5 4供電電源、電壓選擇也電能質(zhì)量4.1 供電電源本工程高壓側(cè)總有功計(jì)算負(fù)荷僅為506kW,根據(jù)要求可采用10kV供電。根據(jù)電源狀況,本工程從供電部門(mén)110/10kV變電站引來(lái)一路10kV 專(zhuān)線電源A,可承擔(dān)全部負(fù)荷;同時(shí)從供電部門(mén)的35/10kV變電站引來(lái)一路10kV電源B僅作一級(jí)負(fù)荷的第二電源,兩路10kV穿管埋地至門(mén)診變電所。4.2 電壓選擇本工程為醫(yī)院建筑,用電設(shè)備額定電壓為220/380V,低壓配電線路不長(zhǎng),對(duì)所有設(shè)備均采用低壓220/380V的三相五線制TN-S系統(tǒng)配電。4.3 電能質(zhì)量醫(yī)院建筑對(duì)電能質(zhì)量要求較高,采用以下措施保證電能質(zhì)量:1. 采用銅芯電纜,選擇合適導(dǎo)線截面

16、,將電壓損失限制在5%以內(nèi)。2. 單向設(shè)備均勻的分布于三向配電系統(tǒng)中。3. 采用Dyn11聯(lián)接組別的三相配電變壓器。5電力變壓器選擇與電氣主接線設(shè)計(jì)5.1 變壓器型式臺(tái)數(shù)選擇本工程為醫(yī)院建筑,防火要求高,變電所獨(dú)立,采用三相雙繞組干式變壓器,聯(lián)接組別為Dyn11,電壓比為10/0.4V。因?yàn)楸竟こ叹哂休^多的一級(jí)負(fù)荷,故應(yīng)選擇兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的變壓器。5.2 變壓器容量的選擇本工程總視在計(jì)算負(fù)荷為542.25kW(cos=0.921,其中一級(jí)負(fù)荷155.2kW(cos=0.921。方案一:選擇兩臺(tái)等容量的變壓器,互為備用,每臺(tái)變壓器容量按總視在計(jì)算負(fù)荷容量的70%(0.7×542.25=

17、379.575kW左右且不小于全部的一級(jí)負(fù)荷(155.2kW,即應(yīng)該選擇400kVA的變壓器兩臺(tái)。正常運(yùn)行時(shí)A區(qū)、B區(qū)以及排煙風(fēng)機(jī)共用變壓器,通過(guò)合理分配負(fù)荷,可使兩臺(tái)變壓器正常運(yùn)行負(fù)荷相當(dāng),均為70%80%左右,當(dāng)一臺(tái)故障時(shí),另一臺(tái)可帶全部的一級(jí)負(fù)荷和部分三級(jí)負(fù)荷。方案二:選擇兩臺(tái)不同容量的變壓器,正常運(yùn)行時(shí)一臺(tái)帶全部負(fù)荷,其容量應(yīng)大于542.25kVA,則單臺(tái)容量為630Kva,負(fù)荷率為86%,另設(shè)一臺(tái)變壓器與當(dāng)另一臺(tái)檢修或故障時(shí)帶全部一級(jí)負(fù)荷,其容量大于155.2kVA,可選擇160kVA,其負(fù)荷率為97%。方案三選擇兩臺(tái)不同容量的變壓器,B區(qū)與排煙風(fēng)機(jī)和A區(qū)分別由不同的變壓器供電,B區(qū)

18、與排煙風(fēng)機(jī)負(fù)荷變壓器應(yīng)按大于其計(jì)算負(fù)荷且不小于全部的一級(jí)負(fù)荷計(jì)算,需500kVA,負(fù)荷率為92.8%。A區(qū)負(fù)荷變壓器應(yīng)按大于其計(jì)算負(fù)荷且不小于全部一級(jí)負(fù)荷計(jì)算,需500kVA,負(fù)荷率為87%。通過(guò)比較,綜合考慮經(jīng)濟(jì)和供電可靠性,方案一負(fù)荷分配均衡,負(fù)荷率在70%80%之間,且供電可靠性高,故選擇方案一。最終選擇兩臺(tái)SC10-400/10型變壓器。5.3 變壓器負(fù)荷分配及無(wú)功補(bǔ)償變壓器T1的負(fù)荷分配由工程圖可將B區(qū)負(fù)荷分配給變壓器T1,B區(qū)設(shè)備功率為370kW,總有功計(jì)算負(fù)荷為314.6kW,無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為260.593Kvar,計(jì)入同時(shí)系數(shù)K p=K q=0.80后,總有功計(jì)算功率為251.6

19、8kW,無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為208Kvar,功率因數(shù)為cos=0.77。將功率因數(shù)提高到0.92以上,進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償,補(bǔ)償容量為251.68×tan(cos10.77-tan(cos10.92=101 Kvar實(shí)際取10組,每組10 Kvar,共100 Kvar。補(bǔ)償后有功計(jì)算負(fù)荷不變,即P c=251.68kW,無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為Q C=108 Kvar。則無(wú)功補(bǔ)償后低壓母線總視在計(jì)算負(fù)荷為:S c=P c2+Q C2 = 251.682+1082 =274kVA 選變壓器容量為400kVA,負(fù)荷率為68%。變壓器T2的負(fù)荷分配A區(qū)負(fù)荷以及排煙風(fēng)機(jī)配電回路(總計(jì)358kW分配給變壓器T2。

20、設(shè)備功率為358kW,總有功計(jì)算功率為311kW,無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為288Kvar,計(jì)入同時(shí)系數(shù)K p=K q=0.80后,總有功計(jì)算功率為248.8kW,無(wú)功計(jì)算功率為230.4 Kvar,功率因數(shù)為cos=0.73。將功率因數(shù)提高到0.92以上,進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償,補(bǔ)償容量為: 248.8×tan(cos10.73-tan(cos10.92=127 Kvar 實(shí)際取13組,每組10 Kvar,共130 Kvar,補(bǔ)償后有功計(jì)算負(fù)荷不變,即P C=248.8kW,無(wú)功計(jì)算負(fù)荷Q C=100.4Kvar。則補(bǔ)償后視在計(jì)算負(fù)荷:S C=P c2+Q C2 = 248.82+100.42 =2

21、68kVA選變壓器容量為400kVA,負(fù)荷率為67%。這樣選擇使得兩臺(tái)變壓器正常運(yùn)行時(shí)地負(fù)荷率相當(dāng),同時(shí)給一級(jí)負(fù)荷配電的主回路與備用回路分別接于不同變壓器的低壓母線上,以保證供電的可靠性,但不計(jì)入每臺(tái)變壓器總負(fù)荷。5.4 變電所高壓電氣主接線設(shè)計(jì)本工程變電所的兩路10kV外供電源其中之一為工作電源,另一路為備用電源。方案一:采用雙電源單母線不分段接線,都承擔(dān)全部負(fù)荷,此種接線簡(jiǎn)單清晰,使用設(shè)備少,投資省,操作方便,但供電可靠性低,不適用于醫(yī)院用電。方案二:采用雙母線不分段,正常時(shí)由工作電源帶全部負(fù)荷,當(dāng)正常工作電源故障時(shí)由備用電源供電,并且雙母線可互為備用也可同時(shí)運(yùn)行,便于檢修電路,供電可靠性

22、高。綜上分析,本工程采用方案二,雙母線不分段主接線。5.5 變電所低壓電路主接線設(shè)計(jì)變電所設(shè)有兩臺(tái)變壓器(T1和T2,低壓側(cè)電氣主接線也采用雙母線不分段接線形式,正常工作時(shí)變壓器T1連母線1,A區(qū)負(fù)荷與排煙風(fēng)機(jī)取電于母線1,變壓器T2供電母線2,B區(qū)負(fù)荷取電于母線2,但發(fā)生單臺(tái)變壓器故障時(shí),連接母線1、2,互為備用,也便于維護(hù)檢修,供電可靠性高。 圖5-1 高低壓母線接線圖6 低壓配電干線系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.1 低壓帶電導(dǎo)體接地形式與低壓系統(tǒng)接地形式對(duì)三相用電設(shè)備組和單相用電設(shè)備組混合配電的線路及單相用電設(shè)備組采用三相配電干線線路,采用三相五線制系統(tǒng);單相用電設(shè)備配電的支線線路,采用單相三線制系統(tǒng)將負(fù)

23、荷均勻的分配在三相系統(tǒng)中。本工程對(duì)安全要求較高,根據(jù)要求采用TN-S系統(tǒng)本工程低壓配電為混合式配電。根據(jù)負(fù)荷類(lèi)別和性質(zhì)將負(fù)荷分組作為配電干線,各干線從變電所低壓柜放射式向外配電,每條干線中的多個(gè)用電設(shè)備則根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)和作用采用放射式、樹(shù)干式或鏈?zhǔn)脚潆姟?.2 低壓配電干線系統(tǒng)接線方式設(shè)計(jì)A區(qū)和B區(qū)分為不同的配電系統(tǒng)以便于管理。1.排煙風(fēng)機(jī)為一級(jí)負(fù)荷,根據(jù)要求從配電室單獨(dú)以放射式雙回路配電,在屋頂設(shè)置兩個(gè)雙電源在自動(dòng)切換配電箱。2.照明為三級(jí)負(fù)荷,13層與4頂層各采用一路樹(shù)干式配電。開(kāi)水房為三級(jí)負(fù)荷,25層采用樹(shù)干式配電,空調(diào)屬于三級(jí)負(fù)荷,15層采用樹(shù)干式配電。3.應(yīng)急照明、防火卷簾、重癥病房為

24、一級(jí)負(fù)荷,對(duì)每層從配電室采用雙回路樹(shù)干式配電,在末端配電箱進(jìn)行雙電源自動(dòng)切換,其中應(yīng)急照明和防火卷簾為15層,重癥病房為25層。1.電梯為一級(jí)負(fù)荷,分別用放射式雙回路供電,設(shè)單獨(dú)配電箱。2.消防控制室、監(jiān)控中心、配電房、血液透析科和新生兒室為一級(jí)負(fù)荷,用放射式雙回路配電。3.應(yīng)急照明、重癥病房為一級(jí)負(fù)荷,分別采用樹(shù)干式雙回路配電,末端設(shè)置雙電源自動(dòng)切換。4.照明13層、照明4頂層一級(jí)開(kāi)水房空調(diào)屬于三級(jí)負(fù)荷,分別為樹(shù)干式單回路供電。6.3 層間配電箱系統(tǒng)1.A區(qū)1層照明配電箱以樹(shù)干式配電給2臺(tái)層間配電箱。2.A區(qū)25層照明配電箱分別以樹(shù)干式配電給12個(gè)病房配電箱。3.B區(qū)二、四、五層照明配電箱分

25、別以樹(shù)干式配電給12個(gè)病房配電箱。4.B區(qū)三層照明配電箱以樹(shù)干式配電給10個(gè)病房配電箱。7 短路電流計(jì)算本工程由兩個(gè)10KV電源供電,單獨(dú)運(yùn)行,互為備用,根據(jù)工程的要求和主接線系統(tǒng)圖,畫(huà)出本工程短路電流的計(jì)算電路,短路選取點(diǎn)如圖7-1所示。本工程采用歐姆法計(jì)算短路電流。 10KV10KV圖7-1 本工程編制電鎖短路電流計(jì)算電路7.1 高壓側(cè)短路電流的計(jì)算高壓側(cè)短路點(diǎn)為K-1和K-4點(diǎn),根據(jù)對(duì)稱性兩點(diǎn)短路電流一樣。所以只需要求出K-1點(diǎn)短路電流即可。K-1點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)電壓:U av1=1.05U N=10.5KV電力系統(tǒng)的電抗:U av12X1=0.22oc電纜線路的電抗:X 2=X 0l =0.24

26、總阻抗為:X 1=X 1+X 2=0.46K-1點(diǎn)短路等效電路如圖7-2:0.220.2212S WL1圖7-2 K-1點(diǎn)短路時(shí)等效電路三相短路電流周期分量的有效值:I k 1(3=av 11=7.6KA三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流:I k 1" 3=I (k 1(3=I k 1(3=7.6KA 三相短路沖擊電流:i sh k 1 (3=2.55I k 1" 3=19.36KA I sh k 1 (3=1.51I k 1" 3=11.476KA 三相短路容量:S k 1(3= 3I k 1(3U av 1=131.6MVA7.2 低壓側(cè)短路電流的計(jì)算低壓側(cè)短路

27、點(diǎn)為K-2、K-3、K-5和K-6點(diǎn),根據(jù)對(duì)稱性,I k 2" 3=I k 5" 3和I k 3" 3=I k 6" 3。所以只需要求出K-2和K-3點(diǎn)短路電流即可。 K-2點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)電壓:U av 2=1.05U N =0.4KV電力系統(tǒng)的電抗:X 1=(U av 222oc =3.2×104電纜線路的電抗:X 2=X 0l 1(U av22av 12=3.84×104電力變壓器的電抗:X 3=U K %100×U av 22S N=1.6×102 (S N =0.4MVA ,U K %=4總阻抗為:X 2=X 1+

28、X 2+X 3=2.3×102K-2點(diǎn)短路等效電路如圖7-3:3.2×10-412S WL133.84×10-41.6×102T 圖7-3 K-2點(diǎn)短路時(shí)等效電路三相短路電流周期分量的有效值:I k 2(3=av 2 3X 1=7.6KA三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流:I k 2" 3=I (k 2(3=I k 2(3=10KA 三相短路沖擊電流:i sh k 2 (3=1.84I k 2" 3=18.4KAI sh k 2 (3=1.09I k 2" 3=10.9KA 三相短路容量:S k 2(3= 3I k 2(3U

29、av 2=6.9MVAK-2點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)電壓:U av 3=1.05U N =0.4KV電力系統(tǒng)的電抗:X1"=(U av322S oc=3.2×104高壓側(cè)電纜線路的電抗:X2"=X0l1(U av32av12=3.84×104電力變壓器的電抗:X3"=U K%×U av32N=1.6×102(S N=0.4MVA ,U K%=4低壓側(cè)電纜線路的電抗:X4"=X1l2=2×102總阻抗為:X2=X1"+X2"+X3"+X4"=4.3×102K-3點(diǎn)短路等效電路

30、如圖7-4:3.2×10-412S WL133.84×10-4 1.6×102T WL242×102 圖7-4 K-4點(diǎn)短路電流的計(jì)算三相短路電流周期分量的有效值:I k 3(3=av 33X 3=5.37KA三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流:I k 3" 3 =I (k 3(3=I k 3(3=5.37KA 三相短路沖擊電流:i sh k 3 (3=1.84I k 3" 3=9.88KAI sh k 3 (3=1.09I k 3" 3 =5.85KA 三相短路容量: S k 3(3= 3I k 3(3U av 3=3.72

31、MVA8 設(shè)備的選擇8.1 斷路器的選擇高壓斷路器除了進(jìn)行正常的投切操作外,還必須能夠?qū)收系亩搪冯娏鬟M(jìn)行切斷操作,所以必須能夠承受的住短路沖擊電流和短路過(guò)程中的熱能作用。工程采用安全系數(shù)較高的VD4高壓真空斷路器。選擇原則:1.滿足工作電壓要求即:U r=U NU MU W式中:U M電流互感器最高工作電壓;U W電流互感器裝設(shè)處的最高電壓;U r電流互感器額定電流;U N系統(tǒng)標(biāo)稱電壓。2.滿足工作電流要求即:I rI c式中:I r開(kāi)關(guān)電器額定電流;I c開(kāi)關(guān)電器裝設(shè)處的計(jì)算電流。3.滿足工作環(huán)境要求選擇電氣設(shè)備時(shí),應(yīng)考慮其適合運(yùn)行環(huán)境條件要求,如:溫度、風(fēng)速、濕度、污穢、海拔、地震烈度等

32、。4.滿足動(dòng)穩(wěn)定要求短路時(shí)電器設(shè)備能受到的電動(dòng)力,與導(dǎo)體間形狀系數(shù)、間距、長(zhǎng)度、材料以及通過(guò)導(dǎo)體的電流大小有關(guān)。對(duì)于開(kāi)關(guān)電器而言,一旦制造出來(lái),無(wú)論用于系統(tǒng)何處,其導(dǎo)體間間距、長(zhǎng)度及形狀系數(shù)都不會(huì)改變,因此通過(guò)導(dǎo)體的電流的大小就成為決定該開(kāi)關(guān)電器能否達(dá)到動(dòng)穩(wěn)定要求的唯一因素,即只要滿足:i masI SH或I masI SH式中:i mas開(kāi)關(guān)電器的極限通過(guò)電流峰值;I mas開(kāi)關(guān)電器的極限通過(guò)電流有效值;I SH開(kāi)關(guān)電器安裝處的三相短路沖擊電流;I SH開(kāi)關(guān)電器安裝處的三相短路沖擊電流有效值。5.滿足熱穩(wěn)定要求開(kāi)關(guān)電器自身可以承受的熱脈沖應(yīng)大于短路時(shí)最大可能出現(xiàn)的熱脈沖,稱為滿足熱穩(wěn)定要求,

33、即:I t2×tI2×t im式中:I t開(kāi)關(guān)電器的t秒熱穩(wěn)定電流有效值;I開(kāi)關(guān)電器安裝處的三相短路電流有效值;t im假想時(shí)間。6.滿足天關(guān)電器分?jǐn)嗄芰Φ囊箝_(kāi)關(guān)電器分?jǐn)嗄芰τ脴O限分?jǐn)嗄芰皖~定分?jǐn)嗄芰蓚€(gè)參數(shù)來(lái)表達(dá)。極限分?jǐn)嗄芰κ侵冈谠摋l件下開(kāi)關(guān)斷后,不考慮開(kāi)關(guān)電器繼續(xù)承載額定電流,即不考慮其是否還能正常使用;額定分?jǐn)嗄芰κ侵冈谠摋l件下開(kāi)關(guān)分?jǐn)嗪?開(kāi)關(guān)電器還能繼續(xù)承載額定電流正常運(yùn)行,并能反復(fù)分?jǐn)嘣摋l件電路多次。斷路器斷路器應(yīng)能分?jǐn)嘧畲蠖搪冯娏鱅 brI kmax(3或S brS kmax(3式中:I br斷路器的額定分?jǐn)嚯娏?S br斷路器的額定分?jǐn)嗳萘?I kmax

34、(3斷路器安裝處最大運(yùn)行方式下三相短路電流有效值;S kmax(3斷路器安裝處最大運(yùn)行方式下的短路容量。8.2 電流互感器的選擇1.滿足工作電壓要求即:U r=U N U mU w式中:U m電流互感器最高工作電壓;U w電流互感器裝設(shè)處的最高電壓;U r電流互感器額定電壓; U N系統(tǒng)標(biāo)稱電壓。2.滿足工作電流要求,應(yīng)對(duì)一、二次側(cè)電流進(jìn)行考慮。一次側(cè)額定電流I r1:I r1I c式中I c線路計(jì)算電流。二次側(cè)額定電流I r2:I r2=5A3 準(zhǔn)確度等級(jí)由于考慮到儀表指針在儀表盤(pán)1/22/3左右較易準(zhǔn)確讀數(shù),因此:I r1=(1.251.5I c本工程供配電系統(tǒng)的電流互感器主要用于測(cè)量,為

35、了測(cè)量的準(zhǔn)確性,因此選用不同的準(zhǔn)確級(jí)。具體見(jiàn)本工程供配電系統(tǒng)圖。8.3 電壓互感器的選擇滿足工作電壓要求對(duì)一、二次側(cè)分別考慮如下:一次側(cè)電壓:U r1=U NU m1U w式中:U m1電壓互感器最高工作電壓U w電壓互感器裝設(shè)處的最高工作電壓U r1電壓互感器額定電壓U N系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓二次側(cè)電壓U r2:U r2=100V9 導(dǎo)線的選擇1.本工程選用銅芯導(dǎo)線電纜,消防負(fù)荷干線、支線采用DWZR-YJE-0.6/1KV電纜穿焊接鋼管敷設(shè),其它干線支線采用WDZ-YJ(FE-0.6/1KV穿鋼管(SC或電線(TC沿樓板明(暗敷設(shè)或電纜橋架(CT,消防線路暗敷在非燃燒體內(nèi)時(shí),保護(hù)層不應(yīng)小于30m

36、m,明敷時(shí)焊接鋼管應(yīng)涂有防火涂料。2.從配電房至豎井及豎井內(nèi)電纜沿橋架敷設(shè),電纜分支接線采用穿刺線夾安裝,從豎井至各配電箱干線線路沿橋架CT,在天棚梁底或頂板面敷設(shè),配電箱支線路采用SC鋼管暗敷設(shè),所有強(qiáng)點(diǎn)、弱電橋架均為防火性。3.控制電纜均為NHKVV型電纜,醫(yī)療設(shè)備采用自帶配套專(zhuān)用電纜。4.應(yīng)急照明支線采用ZRBV-450/750V導(dǎo)線,其他照明支線采用BV-450/750V導(dǎo)線,除注明外,導(dǎo)線均為2.5mm,照明線路均穿SC鋼管暗敷,照明與插座分支路供電。5.中壓線路,由于距系統(tǒng)較近,短路電流大且故障時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),但其負(fù)荷電流較小,線纜選擇的主要矛盾是能否承受短時(shí)電流的作用,即熱穩(wěn)定問(wèn)題

37、.因此,一般用熱穩(wěn)定條件確定線纜截面,再以機(jī)械條件和載流量較驗(yàn).6.滿足熱穩(wěn)定性要求的電纜最小截面A min應(yīng)為:t imA minI×10 防雷與接地系統(tǒng)10.1 建筑物防雷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本工程為醫(yī)院建筑。本次設(shè)計(jì)部分為醫(yī)院住院樓北樓地上五層。主樓(35層長(zhǎng)L=100m,寬W=25m,高H=11m。裙樓(12層長(zhǎng)L=125.05m,寬W=30.7m,高H=7m。對(duì)于主樓,與建筑物接受相同雷吉次數(shù)的等效面積為A e=L×W+2(L+WH200H+H200H×106=0.0204km2校正系數(shù)K=1.0,年平均雷暴日數(shù)T d=22.6天,從而主樓年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為同樣可計(jì)算出裙樓年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)N=0.027由于醫(yī)院的特殊要求,根據(jù)規(guī)范,本建筑應(yīng)劃分為第二類(lèi)防雷建筑物。由于本建筑是人員比較集中的公共場(chǎng)所,所以應(yīng)有防直擊雷和防側(cè)擊雷的保護(hù)措施。由于有大量重要的電子設(shè)備,所以應(yīng)設(shè)防雷電電磁脈沖的措施。1.主樓屋面沿女兒墻四周明敷避雷帶,利用屋面明敷避雷網(wǎng),做10×10或12×8的