某分局辦公樓建筑供配電及地

1、科信學院課程設計說明書（2013/2014學年第 一 學期）課程名稱 ： 建筑供配電及照明課程設計 題 目 ：某分局辦公樓建筑供配電及地 下一層照明設計 專業(yè)班級 ： 電氣工程及其自動化4班 學生姓名 ： 許劍 學 號： 100062401 指導教師 ： 高敬格 設計周數 ： 2周 設計成績 ： 2013年 12月 25日目 錄1、任務分析2、總體設計2.1 建筑物負荷等級的確定2.2 供電區(qū)域的規(guī)劃設計3、負荷計算4、變壓器的選擇4.1 變壓器容量的選擇4.2 變壓器型號的確定4.3 變壓器的連接組別5、主結線設計6、配電設備的選擇6.1 短路電流的確定6.2 斷路器的選擇6.2 線纜的選擇

2、6.3 應急電源的選擇7、照明設計7.1 車庫照明設計7.2 餐廳照明設計7.3 其他照明設計8、供配電系統(tǒng)圖9、課程設計總結10、參考文獻附圖 地下一層照明平面圖某分局辦公樓供配電及地下一層照明設計1、任務分析本次設計的是某分局辦公樓供配電及地下一層照明設計。該大樓為一個綜合型的大樓某辦公大樓建筑面積為12568.5m2，地下一層，地上六層，地下一層為車庫、餐廳、廚房、指揮控制室等，層高為4m，地上15層均為辦公室、層高均為3.5m地上六層為報告廳。2、總體設計2.1 建筑物負荷等級的確定該建筑物內的指揮控制中心、審訊室、詢問室、應急照明和通訊機房為二級負荷，其他為三級負荷。 2.2 供電區(qū)

3、域的規(guī)劃設計2.2.1 供電方式供電的額定頻率為交流50Hz。低壓供電額定電壓：220V/380V。高壓供電額定電壓：10KV 2.2.2 變電所的選址和類型本建筑物為六層建筑，屬低層建筑，并且室內沒有設置變電室，所以設單獨的戶外型變電所。在選擇變電所位置時應滿足以下要求：便于進出線的布置交通方便，盡量靠近負荷中心；占地面積應滿足最終規(guī)模要求；避開易燃易爆及嚴重污染地區(qū)；注意對公用通信設施的干擾問題。擬定變電所距樓內配電箱的距離為30m。2.2.3 主變壓器首先確定變壓器的臺數，根據用戶要求，進線為一路進線，并且沒有特別重要的用電設備所以選擇一臺變壓器。為了適應發(fā)展的需要，同時考慮到美觀等方面

4、的因素，我們采用箱式變電站。在箱式變電站中由我國自行設計的中式箱變是從歐式派生而來，結合我國用戶的需要該機而成，但符合我國電力部門各種法規(guī)標準要求，可鉛封電能計量表，無功補償。考慮到以上特點，所以我們選用中式箱變作為大樓的變電所。箱變的型號為:YBM-10/0.4-1000KVA目字型環(huán)網箱變3、負荷計算計算負荷是確定供電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設備、導線截面和儀表量程的依據，也是整定繼電保護的重要數據。計算負荷確定得是否正確，直接影響到電器和導線的選擇是否經濟合理。因此在供配電設計時應重視負荷的計算。計算依據：本設計中照明和空調等均按單位指標法進行估算；其他設備如電梯等根據實際負荷大小按需

5、要系數法進行計算。計算負荷表如下：表1 負荷計算表4、變壓器的選擇4.1變壓器容量的選擇選擇依據GB/T 17467-1998。該工程選用預裝式箱式變電所，其中中式箱變所選用的變壓器為S9系列變壓器，所以我們只需選擇變壓器的容量即可。按負荷功率為變壓器容量的70%-80%來確定變壓器的容量，計算負荷總功率為632.2KW，所以選擇變壓器的容量為：632.2÷70% = 903.28(KVA)，所以應選擇1000KVA的變壓器。4.2 變壓器型號的確定變壓器的型號為：S9-10/0.4-1000KVA。4.3 變壓器的連接組別在現代建筑中有大量的用電設備在工作時會產生高次諧波，如：廚房

6、設備中的電磁爐、微波爐，電梯中的變頻調速裝置，高頻電子鎮(zhèn)流器，開關電源等。這些設備產生的高次諧波會引起電網中電壓波形的畸變，功率因數的降低等，為了控制這些非線性用電設備產生的諧波引起電網電壓正弦波形畸變率10KV/0.4KV雙繞組變壓器應選用Dyn11接線組別的三相配電變壓器，以限制三次諧波的含量。5、主結線設計由于只有一臺變壓器，所以采用一次側無母線接線方式。變電站中壓開關選擇“中壓負荷開關+熔斷器”。斷路器作繼電保護執(zhí)行元件時，為保證各級過電流保護動作時間的配合，保護動作時間往往很難整定；當嚴重故障（如短路）發(fā)生時，熔斷器的動作時間往往比斷路器的快，可更好地起到保護作用；由于“中壓負荷開關

7、+熔斷器”不需要專門的保護裝置和復雜的操作控制回路，可簡化供配電系統(tǒng)的二次結線；便于城市環(huán)網供電網絡的構成及運行；“中壓負荷開關+熔斷器”在經濟上較斷路器有明顯的優(yōu)勢。由于以上原因，所以“中壓負荷開關+熔斷器”在變壓器容量不大的系統(tǒng)中應用很廣。低壓配電箱在樓內，低壓電纜埋地進入樓內。由于額定電流較大，電纜截面不容易滿足要求，所以采用兩路低壓進線?？紤]到空調屬于季節(jié)負荷，為了控制的方便，空調回路單獨設回路進線，其他設備接另一斷路器。6、配電設備的選擇6.1 短路電流的確定設高壓系統(tǒng)短路容量為：150MVA。（1）計算短路電路各元件的阻抗，單位為。1）電路中個元件的阻抗：高壓系統(tǒng)的電抗 電阻忽略。

8、變壓器阻抗 變壓器電阻 變壓器電抗 2）各元件的參數隔離開關接觸電阻 斷路器接觸電阻 斷路器線圈電阻 斷路器線圈電抗 3）電纜阻抗：電纜相線的電阻 電纜相線的電阻 （2）計算短路電流配電箱入口處的總阻抗+2=10.83（3）按無限大容量系統(tǒng)計算短路電流根據，查表得為：1.256.2 斷路器的選擇6.2.1 高壓負荷開關的選擇低壓側的計算電流分別為：所以高壓側的電流為：根據額定電流選擇高壓側負荷開關型號為：FN1-10/50-100R。6.2.2 低壓斷路器的選擇6.2.2.1 變壓器出口斷路器的確定為了控制的可靠和安全，斷路器均選用智能低壓斷路器。我們擬采用西門子公司的3WT系列智能型低壓真空

9、斷路器，該系列斷路器適用于低壓交流配電系統(tǒng)中分配電能，保護線路及電源設備受過載、短路、欠電壓，并在變壓器中性點接地的TN配電系統(tǒng)中具有接地保護功能等，且斷路器在正常條件下可作為線路不頻繁轉換之用。該斷路器采用ETU2WT型智能脫扣器，具有多種保護功能，可實現選擇性保護，動作準確。與空氣斷路器相比智能型低壓真空斷路器使用壽命長、短路分斷次數多、滅弧能力強、真正實現零飛弧，并且3WT智能型低壓真空斷路器符合當今環(huán)保和安全性要求，所以我們選用該型號的斷路器作為變壓器的出口斷路器。斷路器的額定電流：由負荷計算表可知變壓器的低壓出口處的額定電流為1043A考慮一定的余量斷路器的額定電流均選為1250A。

10、斷路器的斷流能力校驗：該斷路器的分段能力為：50A>37.37A（合格）。斷路器的短時耐受電流：該斷路器的短時耐受電流為：35A>20.46A（合格)。6.2.2.2 變電所配電斷路器的確定變電所的配電斷路器也選用西門子公司的3WT系列斷路器額定電流均為1250A。6.2.2.3 配電斷路器的確定配電用斷路器采用施耐德電氣公司生產的Multi 9系列C65系列小型斷路器。C65系列斷路器擁有卓越的限流特性，其限流特性優(yōu)于IEC60898標準的III級限流要求，這意味著當發(fā)生短路時C65斷路器可將電纜和故障點的熱效應降低至最低，這不僅提高了電氣系統(tǒng)的安全性，減小了故障和設備的影響，而

11、且也減小了短路對對斷路器本身的影響，大大提高了斷路器的電氣壽命。斷路器的分斷能力是斷路器最主要、也是最重要的電氣指標，斷路器在極限分斷情況下的可靠性，關系到低壓系統(tǒng)、設備甚至人身的安全。C65系列斷路器在快速分斷、滅弧技術等方面的改進不僅大大提高了C65系列的分斷能力，而且也增加了極限分斷情況下的安全可靠性。另外C65系列是國內系列最為完整、可滿足不同市場和需求的小型斷路器?？紤]到C65系列斷路器具有以上優(yōu)點，所以我們采用C65系列斷路器作為配電用斷路器，其中C65a斷路器具有短路保護、過載保護、控制、隔離等功能，最適合與民用住宅、建筑等低壓終端配電。各處配電用斷路器的型號見表2。表2 各處配

12、電用斷路器編號用電設備計算電流斷路器型號1地下一層照明43.56C65a-C 63A/4P2地上一層至六層照明507NM1LE-500A/4P3電熱水爐7.68C65a-C16A/3P4廚房設備24.3C65a-C40A/3P5指揮中心、控制中心、審訊室5.688C65a-C16A/3P6通信機房4.25C65a-C16A/3P7電梯38.3C65a-C50A/3P說明：地上16層照明采用的是正泰公司的產品，各層照明配電用斷路器仍采用C65系列斷路器。6.3 線纜的選擇該工程中，從變電所到用電設備采用埋地進線方式，所以應選銅芯絕緣電纜。根據額定電流選擇電纜截面均為：240 mm2。 變壓器到用

13、電設備的距離約為30m電壓損失為：由于供電距離比較短，感抗可以忽略所以：和均滿足要求。所選擇的電纜型號均為：VV22 1KV 240。6.4 應急電源的選擇 應急電源涉及到緊急情況下的人員安全和設備安全，在供電系統(tǒng)中應特別對待。對于沒有自備發(fā)電機的場合，通常選用UPS或EPS來作為應急電源。這里我們選擇EPS作為應急電源原因如下：UPS不論市電是否正常，它都一直由逆變器供電，即按照“市電輸入-整流（充電）逆變-輸出”的步驟進行，只有在逆變故障或過載時才改由靜態(tài)旁路供電。UPS在電網正常工作時也工作，故壽命相對較短，一般為8年左右。UPS價格較高，約為同容量的EPS的1.5倍。UPS對環(huán)境要求較

14、高，只能放在計算機房或空調房間。EPS當市電正常時，市電直接對負荷供電，同時充電器對電池充電。只有當控制系統(tǒng)檢測到市電停電或市電電壓過低時，由電池組向逆變器提供直流電，逆變器將電池組共給的直流電流轉換成交流電向負荷供電。EPS容量的確定：EPS的供電時間應大于20min，所以根據應急負荷大容量來選擇EPS的容量，而應急負荷設計到消防等諸多因素， 本設計二級負荷都是單相電，所以在這次設計中我們選擇了北京宏華9000系列的EP15K(三進單出)型號的EPS應急電源。出口選用萬能斷路器DW15-300A型。7、照明設計7.1 車庫照明設計車庫的基本情況為：長25.2m，寬15.3m，層高4m。查表知

15、車庫的地面平局照度要求為1020lx，這里選擇15lx。燈具的選擇：這里主要考慮到節(jié)能，選用節(jié)能效果較好的鈉燈，照度為8500lm，安裝方式為鏈吊方式。采用空間系數法計算燈具數量：1） 求空間系數：室空間系數：2）確定利用系數（1）查表：時：時：（2）用直線內插法求利用系數時：（3）修正地板空間有效比時對利用系數的影響因為實際地板空間有效比，查表得：，修正系數為1.070，修正系數為1.057直線內插后，修正系數為1.068（4）求利用系數時3）確定維護系數根據車庫的環(huán)境污染程度，取K為0.6。4）計算燈具數量根據實際照明現場情況，燈數應取整數，故n=6。另外，根據實際需要在車庫的出入口處安裝

16、照明設備，在本工程中選擇一盞普通白熾燈，具體布置見附圖2。7.2 餐廳照明設計基本情況為：長13.5m、寬12.6m、層高4m、吊頂0.5m，餐廳的工作面平局照度要求為300lx。燈具的選擇：這里主要考慮到節(jié)能，選用嵌入式雙管熒光燈，其光通量約為2400*2=4800lm。（1）求空間系數：室空間系數：（2）求頂棚有效反射比 （3）確定利用系數時：利用插值法：（4）計算燈具數量 代入上述數據：N=23根據實際照明現場情況，故n=25。同理計算小餐廳的燈具數為n=11。具體布置見附圖2。7.3 其他照明設計由與辦公室、休息室等房間面積較小，為了簡化計算采用單位容量法對房間內需要的燈數量進行估算。

17、該工程中辦公室面積和高度見表3，沒有特殊說明的均采用2×40W雙管熒光燈。查現代工業(yè)與民用供配電設計手冊540頁表15-18熒光燈均勻照明近似單位容量值表JD50-361控照型簡式熒光燈單位面積安裝功率并計算（詳見表3）。對于衛(wèi)生間、電梯間和庫房等場所，由于面積相對較小，而且對照度的要求也不嚴格，所以該工程中不對這些場所進行照度計算，而根據規(guī)定選擇適當的照明器，見表3。此外，電梯廳、疏散樓梯間以及走廊等處設置應急照明和疏散指示標志，疏散用的應急照明，其地面最低照度不低于0.5lx。疏散應急照明等宜設在墻面或頂棚上，安全出口標志宜設在出口的頂部，疏散走到的指示標志應設在疏散走到及其轉角

18、處距地面1.00m一下的墻面上，走到疏散標志燈的間距不大于15m。應急燈和疏散指示標志，可采用蓄電池做備用電源，且連續(xù)供電時間不應少于20min。應急照明燈的供電電源接自本層分配電盤的防災專用配電盤。表3 辦公場所照明統(tǒng)計說明：1、表中燈具數量計算時考慮布置方便取整數；2、燈具均采用柵格型的高效熒光燈具；3、主食加工車間的白熾燈需加防水防霧燈罩。表4 其他場所照明統(tǒng)計說明：1、衛(wèi)生間內安裝防潮燈座，開關要求設與衛(wèi)生間門外；2、走廊燈具采用聲、光控延時開關控制，以節(jié)約電能；3、車庫內采用的鈉燈需要啟動時間，所以在車庫門附近需裝宜啟動的白熾燈。8、供配電系統(tǒng)圖 9、課程設計總結通過這次供配電及照明的課程設計，不僅使我鞏固了所學的建筑供配電的理論知識，對供電系統(tǒng)有了更深的理解，而且使我對資料的查找和對用電腦CAD畫圖的使用更加熟練，同時這次課程設計還鍛煉了我