教學(xué)樓供配電設(shè)計(jì)

1、目錄1 設(shè)計(jì)目的12 設(shè)計(jì)任務(wù)13 設(shè)計(jì)思路14 設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)備與元器件選擇計(jì)算與參數(shù)選擇14.1 負(fù)荷計(jì)算公式14.1.1 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式14.1.2 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式24.2教學(xué)樓的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算34.3低壓配電84.4變壓器的選擇94.4.1電源及供電系統(tǒng)94.4.2變壓器型號(hào)的選擇94.5短路電流的計(jì)算104.6電氣設(shè)備的選擇124.7 變電所進(jìn)出線及與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇144.7.1 引入電纜的選擇144.7.2 380V低壓出線的選擇155 參考資料17鹽城工學(xué)院新校區(qū)教學(xué)樓B樓強(qiáng)弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)目的建筑電氣綜合課程設(shè)計(jì)的目的是進(jìn)一步強(qiáng)化建筑電氣

2、設(shè)計(jì)理論與建筑電氣工程的設(shè)計(jì)、施工實(shí)踐能力的有機(jī)結(jié)合，更有效地培養(yǎng)本業(yè)專業(yè)綜合設(shè)計(jì)思維以及施工、安裝的實(shí)踐能力。本課程設(shè)計(jì)的任務(wù)包括高層建筑的強(qiáng)弱電氣系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)以及強(qiáng)弱電氣系統(tǒng)電氣施工圖的設(shè)計(jì)。2 設(shè)計(jì)任務(wù)鹽城工學(xué)院新校區(qū)教學(xué)樓B樓強(qiáng)弱電系統(tǒng)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)本校新校區(qū)教學(xué)樓B樓(含兩側(cè)與A、D樓相連的連接部分)的供電系統(tǒng)。各人設(shè)計(jì)并用計(jì)算機(jī)或手工繪制繪制一份建筑電氣施工圖（含系統(tǒng)圖、平面布置圖、設(shè)備接線圖）、各人編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份、各人完成設(shè)計(jì)小結(jié)一份。3 設(shè)計(jì)思路(1) 確定負(fù)荷級(jí)別；(2) 負(fù)荷估算：本階段主要采用單位容量法或單位指標(biāo)法進(jìn)行估算；(3) 電源：根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)和負(fù)荷容量，提出要求

3、外供電源的回路數(shù)、容量、電壓等級(jí)的要求；(4) 確定變、配電所位置、數(shù)量、容量，變壓器臺(tái)數(shù)。 4 設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)備與元器件選擇計(jì)算與參數(shù)選擇4.1 負(fù)荷計(jì)算公式4.1.1 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式(1) 有功計(jì)算負(fù)荷（單位為kW） （4-1）式中：為系數(shù)(2) 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar） （4-2）(3) 視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA） （4-3）(4) 計(jì)算電流（單位為A） （4-4）式中：為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV）4.1.2 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式(1) 有功計(jì)算負(fù)荷（單位為kW） （4-5）式中：是所有設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.850.95(

4、2) 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar） （4-6）式中：是所有設(shè)備無(wú)功計(jì)算負(fù)荷之和，是無(wú)功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.90.97(3) 視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA） （4-7）(4) 計(jì)算電流（單位為A） （4-8）4.2教學(xué)樓的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算（1）普通教室負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表1普通教室負(fù)荷統(tǒng)計(jì)單臺(tái)容量PN/KW臺(tái)數(shù)設(shè)備總?cè)萘縆W需要系數(shù)KdcostanPc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A熒光燈0.081814.40.70.551.5210.0815.322空調(diào)1.511.50.650.950.330.9750.322風(fēng)扇0.0640.240.50.750.880.120.106電腦0.2810.280

5、.70.90.330.1960.065插座0.680.480.70.750.880.3360.296總計(jì)2.523216.911.70716.111取=0.9=0.9510.53715.30518.5828.23（2）樓梯過(guò)道負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表2 樓梯過(guò)道負(fù)荷統(tǒng)計(jì)單臺(tái)容量PN/KW臺(tái)數(shù)設(shè)備總?cè)萘縆W需要系數(shù)KdcostanPc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A白熾燈0.14040.7102.80應(yīng)急燈0.01252.51102.50總計(jì)0.11656.55.30取=0.9=0.954.7704.777.247（3）衛(wèi)生間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表3 衛(wèi)生間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)單臺(tái)容量PN/KW臺(tái)數(shù)設(shè)備總?cè)萘縆W需要系數(shù)Kd

6、costanPc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A白熾燈0.160.60.7100.4200.420.64（4）其他負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表4 其他負(fù)荷統(tǒng)計(jì)單臺(tái)容量PN/KW臺(tái)數(shù)設(shè)備總?cè)萘縆W需要系數(shù)KdcostanPc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A電梯201200.40.51.73813.84生活水泵202400.70.80.752821總計(jì)403603634.84取=0.9=0.9532.433.143.87466.659（4）左半樓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)a. 左半樓每層負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表5 左半樓每層負(fù)荷統(tǒng)計(jì)類型個(gè)數(shù)Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A普通教室442.14861.2274.32411

7、2.928b. 左半樓總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表6 左半樓總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)類型個(gè)數(shù)Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A每層5210.74306.1371.62564.64樓梯過(guò)道14.7704.777.24總計(jì)6215.51306.1376.39571.88（5）右半樓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)a. 右半樓每層負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表7 右半樓每層負(fù)荷統(tǒng)計(jì)類型個(gè)數(shù)Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A普通教室331.61145.91555.74384.696衛(wèi)生間10.4200.420.638總計(jì)432.03145.91556.16385.334b. 右半樓總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表8 右半樓總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)類型個(gè)數(shù)Pc/kwQc/kvarSc/Kv

8、AIc/A每層5160.155229.575280.815426.67樓梯過(guò)道14.7704.777.24總計(jì)6164.925229.575285.585433.91（6）B樓總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表9 B樓總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)類型個(gè)數(shù)Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A左半樓1215.51306.1376.39571.88右半樓1164.925229.575285.585433.91其他132.433.143.87466.659總計(jì)3412.8568.8取=0.9=0.95371.5540.4655.7996.34.3低壓配電 在正常環(huán)境的車間或建筑物內(nèi)，當(dāng)大部分用電設(shè)備為中小容量，并且無(wú)特殊要求時(shí)候，應(yīng)

9、采用樹干式配。當(dāng)用電設(shè)備為大容量時(shí)，或負(fù)荷性質(zhì)質(zhì)量，或在有特殊要求的建筑物內(nèi)，應(yīng)采用放射式配電。還有一種為混合式，它兼具前兩者的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代建筑中應(yīng)用最為廣泛。 圖1 一級(jí)放射式 圖2 樹干式在本次設(shè)計(jì)中對(duì)干同一區(qū)變管轄范圍內(nèi)用電設(shè)備性質(zhì)相同的采用放射式配電，而少區(qū)域內(nèi)采用樹干式配電。本教學(xué)樓采用放射式和樹干式相結(jié)合。具體圖如下：圖3 變電所的主接線路圖4.4變壓器的選擇4.4.1電源及供電系統(tǒng)我們知道現(xiàn)學(xué)校采用10KV線路電源進(jìn)線，由于學(xué)校用電大多為三級(jí)負(fù)荷，只有行政樓和圖書館消防為二級(jí)負(fù)荷，對(duì)供電可靠性和靈活性要求不是太高。因此，用一臺(tái)變壓器就可以了。4.4.2變壓器型號(hào)的選擇用高效節(jié)能型

10、三相電力變壓器S9來(lái)取代用熱軋硅鋼片的SJ1三相電力變壓器節(jié)能效果十分明顯，通常所需的新增投資費(fèi)用在3年左右時(shí)間內(nèi)即可收回，在整個(gè)變壓器壽命期間可節(jié)約的電費(fèi)支出約為整個(gè)投資費(fèi)用的3-4倍，并有利于綠色環(huán)保。因此，我校采用的變壓器為S9-800/10(6),主變壓器的聯(lián)結(jié)組均采用Yyn0。4.5短路電流的計(jì)算（1）繪制計(jì)算電路，如圖4所示。圖4 短路計(jì)算電路（2）確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值設(shè)，即高壓側(cè)，低壓側(cè)，則： （4-9） （4-10）（3）計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng) 已知，故 （4-11）架空線路 查表的LGJ-150的，而線路長(zhǎng)8km，故 （4-12）電力變壓器 查表的S9-830

11、的，故 （4-13）因此繪短路計(jì)算等效電路如圖5所示。圖5 短路計(jì)算等效電路（4）計(jì)算k-1點(diǎn)（10.5kV）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)幺值 （4-14）三相短路電流周期分量有效值 （4-15）其他短路電流 （4-16） （4-17） （4-18）三相短路容量 （4-19）（5）計(jì)算k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)幺值 （4-20）三相短路電流周期分量有效值 （4-21）其他短路電流 （4-22） （4-23） （4-24）三相短路容量 （4-25）以上短路計(jì)算結(jié)果綜合如下所示：表10 短路電流計(jì)算統(tǒng)計(jì)表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA

12、三相短路容量/MVA1.961.961.965.02.9635.717.117.117.131.518.611.94.6電氣設(shè)備的選擇表11 10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10KV57.7A1.96kA5.0kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10I/63010KV630A16kA40kA高壓隔離開關(guān)10KV200A25.5kA高壓熔斷器RN2-1010KV0.5A50kA電壓互感器JDJ-1010/0.1kV電流互感器LQJ-1010KV100/5A31.8 kA81避雷器FS4-1010KV表12 380V側(cè)一次

13、設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V996.317.1 kA31.5kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器DW15-1500/3D380V1500A40kA低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380V1500A電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A查找資料，10kV母線選LMY-3(40×4)，即母線尺寸為40mm×4mm；380V母線選LMY-3(100×8)+60×6，即相母線尺寸為100mm×8mm，而中性線母線尺寸為60mm×6mm。4.7 變電所進(jìn)出線及與鄰近單位聯(lián)

14、絡(luò)線的選擇4.7.1 引入電纜的選擇由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn) 采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（1）按發(fā)熱條件選擇 由及土壤穩(wěn)定25查表，初選電纜芯截面為25的交聯(lián)電纜，其，滿足發(fā)熱條件。（2）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定 （4-26） 式中按終端變電所保護(hù)動(dòng)作時(shí)間0.5s，加斷路器短路時(shí)間0.2s，再加0.05s計(jì)，故=0.75s。因此YJL22-10000-3×25電纜滿足短路熱穩(wěn)定條件。4.7.2 380V低壓出線的選擇（1）饋電給左半樓的線路 采用BX-1000-1×240型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。 饋電給每層的線路

15、采用BX-1000-1×240型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。a饋電給每層的教室 采用BX-1000-1×2.5型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。 饋電給樓梯過(guò)道的線路 采用BX-1000-1×1.5型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。（2）饋電給右半樓的線路 采用BX-1000-1×185型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。 饋電給每層的線路 采用BX-1000-1×150型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。a 饋電給每層的教室 采用BX-1000-1×2.5型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。b 饋電給每層的衛(wèi)生間 采用BX

16、-1000-1×1.5型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。 饋電給樓梯過(guò)道的線路 采用BX-1000-1×1.5型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。（3）饋電給其他的線路 采用BX-1000-1×10型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。表13 380V低壓出線的選擇名稱類型選擇饋電給左半樓BX-1000-1×240型電纜（直埋）饋電給每層BX-1000-1×240型電纜（直埋）饋電給每層的教室BX-1000-1×2.5型電纜（直埋）饋電給樓梯過(guò)道BX-1000-1×1.5型電纜（直埋）饋電給右半樓BX-1000-1×185型電纜（直埋）饋電給每層BX-1000-1×150型電纜（直埋）饋電給每層的教室BX-1000-1×2.5型電纜（直埋）饋電給每層的衛(wèi)生間BX-1000-1×1.5型電纜（直埋）饋電給樓梯過(guò)道BX-1000-1×1.5型電纜（直埋）饋電給其他BX-1000-1×10型電纜（直埋）5 參考資料1 胡國(guó)文.現(xiàn)代民用建筑電氣工程設(shè)計(jì)與施工M. 北京：中國(guó)建筑