某商貿(mào)集團綜合樓高低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計

1、課程設(shè)計說明書題目：某商貿(mào)集團綜合樓高低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計姓 名： 院 （系）： 建筑環(huán)境工程學院 專業(yè)班級： 建筑電氣與智能化12-01班 學 號： 541201040 指導教師： 成 績： 時間：2015年 1 月 4 日至 2015 年 1 月 9 日鄭州輕工業(yè)學院課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書題目 某商貿(mào)集團綜合樓高低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計 專業(yè)、班級 建筑電氣12-1 學號 5412010401 主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等：主要內(nèi)容：1閱讀相關(guān)科技文獻，查找相關(guān)圖紙資料。2. 熟悉民用建筑電氣設(shè)計的相關(guān)規(guī)范和標準。3. 熟悉建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計的方法、步驟和內(nèi)容。4熟練使用AutoCAD繪

2、圖。5學會整理和總結(jié)設(shè)計文檔報告。6學習如何查找設(shè)備手冊及相關(guān)參數(shù)并進行系統(tǒng)設(shè)計?；疽螅?、制定設(shè)計方案，確定電源電壓、負荷等級及供配電方式。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、進行設(shè)計計算，選擇設(shè)備容量、整定值、型號、臺數(shù)等。編寫設(shè)計計算書。4、編制課程設(shè)計說明書。已知參數(shù)：某調(diào)度中心供配電系統(tǒng)設(shè)計平面圖和工程概況見圖紙資料。主要參考資料：1.供配電工程設(shè)計指導，機械工業(yè)出版社，翁雙安，20042建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計，人民交通出版社，曹祥紅等，20113.AutoCAD2008中文版電氣設(shè)計完全自學手冊，機械工業(yè)出版社，孟德星等，20084.供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)

3、范，GB50054-20095.民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范，GBJGJ_T16-2008完 成 期 限： 2015-01-11 指導教師簽名： 課程負責人簽名： 2015年 01 月 11 日摘 要 本工程為綜合樓，地下一層，地上十二層，約16000平米，地下層為設(shè)備用房，一二層為商鋪，三十層為寫字間，十一十二為公寓，十三至十五層為辦公用房及設(shè)備用房，屬于一類建筑。對供配電系統(tǒng)進行全面設(shè)計，保證系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關(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)濟政策。設(shè)計內(nèi)容包括確定大樓的設(shè)備電氣負荷等級，進行負荷計算，選擇變壓器的容量、類型及

4、臺數(shù)，各個樓層供電線路中的短路電流的計算，供配電系統(tǒng)的主接線方式、高低壓設(shè)備和導線電纜的選擇及校驗，防雷接地的設(shè)計。設(shè)計過程中需要繪圖的部分使用AutoCAD繪圖，最后將整個設(shè)計過程整理、總結(jié)設(shè)計文檔報告。關(guān)鍵詞：綜合樓 供配電 計算負荷 設(shè)備選擇 防雷接地目錄一、工程概況11.1 概況：11.2 消費設(shè)計：11.3 設(shè)計依據(jù)：1二、負荷分級、負荷計算及無功功率補償12.1 負荷分級12.2 負荷數(shù)據(jù)：22.3 負荷計算書4三、供電電源、電壓選擇與電能質(zhì)量93.1供電電源93.2電壓選擇9四、電力變壓器選擇104.1 變壓器型號及臺數(shù)選擇104.2 變壓器容量選擇10五、高低壓配電接線設(shè)計及配

5、電系統(tǒng)要求115.1 10KV配電要求：115.2 220V/380V配電系統(tǒng)及負荷分級：11六、短路電流計算及設(shè)備和導線的選擇126.1 短路電流計算126.2 設(shè)備選擇136.3 低壓斷路器選擇156.4 低壓斷路器的選擇參數(shù)166.5 電流互感器的選擇166.6 導線和電纜的選擇17七、防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計197.1 防雷接地197.2 等電位聯(lián)結(jié)19八、綜合布線系統(tǒng)及有線電視系統(tǒng)20九、總結(jié)21參考文獻22某商貿(mào)集團綜合樓高低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計一、工程概況1.1 概況：本工程為綜合樓，地下一層，地上十二層，局部十五層，總面積約16000平方米，地下層為設(shè)備用房，一、二層為公寓，十三至十五層

6、為辦公用房及設(shè)備用房。1.2 消費設(shè)計：該建筑屬一類高層綜合建筑，屬一級保護對象。 1.3 設(shè)計依據(jù)：民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范（JGJ/T13-92）；高出民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB50045-95）；現(xiàn)代建筑設(shè)計規(guī)范大全（修訂縮印本）2002版；住宅設(shè)計規(guī)范（BG50096-1999）2003版；一級甲方和相關(guān)專業(yè)提供的資料。2、 負荷分級、負荷計算及無功功率補償2.1 負荷分級該工程屬一類高層建筑，用電多為一、二級負荷，用電負荷分級如下：一類負荷：各層公共照明、乘客電梯及消防電梯、排污泵，消防負荷包括應急照明及平時照明、電話機房、消防控制室、消防泵及泵房、噴淋泵、送風機、軸流風機、排煙風機、提

7、污泵等。二類負荷：平時照明、乘客電梯及消防電梯、生活泵、空調(diào)機組、商鋪、寫字樓及公寓供電等。三級負荷：設(shè)備房照明、儲藏室照明、用電插座、空調(diào)水泵等。 2.2 負荷數(shù)據(jù)：本工程照明負荷數(shù)據(jù) 表一用電設(shè)備名稱所在樓層設(shè)備功率功率因數(shù)負荷分級備注地下室照明-1F24KW0.9三級由照明負荷計算13層公共照明13F14KW0.9一級由照明負荷計算46層公共照明46F14KW0.9一級由照明負荷計算79層公共照明79F14KW0.9一級由照明負荷計算1012層公共照明1012F14KW0.9一級由照明負荷計算1315層公共照明1315F14KW0.9一級由照明負荷計算12層平時照明12F197KW0.9

8、三級由照明負荷計算310層平時照明310F680KW0.9三級由照明負荷計算1112層平時照明1112F10KW0.9三級由照明負荷計算1314層平時照明1314F15KW0.9三級由照明負荷計算 本工程電力負荷數(shù)據(jù) 表二用電設(shè)備名稱所在樓層設(shè)備功率功率因數(shù)負荷分級備注113層電梯113F24KW0.8一級由電梯負荷計算115層電梯115F41KW0.8一級由電梯負荷計算生活水泵-1F31KW0.8二級按單位功率法預留功率軸流風機-1F7KW0.7一級按單位功率法預留功率 本工程消防負荷數(shù)據(jù) 表三用電設(shè)備名稱所在樓層設(shè)備功率功率因數(shù)負荷分級備注-1層應急照明-1F200.9一級由照明設(shè)計計算1

9、15層應急照明115F900.9一級由照明設(shè)計計算113層電梯113F24KW0.8一級由電梯負荷計算115層電梯115F41KW0.8一級由電梯負荷計算設(shè)備照明-1F20 KW0.9一級由照明負荷計算消防泵-1F52KW0.8一級按單位功率法預留功率噴淋泵-1F52KW0.8一級按單位功率法預留功率提污泵-1F6.4KW0.8一級按單位功率法預留功率變頻控制柜-1F20KW0.8一級按單位功率法預留功率送風機13 F20KW0.8一級按單位功率法預留功率排煙機13F17KW0.8一級按單位功率法預留功率恒壓泵1529KW0.8一級按單位功率法預留功率2.3 負荷計算書本工程的各類負荷中有平時

10、需要運行的用電設(shè)備，也有發(fā)生火災時才需要運行的消防用電設(shè)備。因此負荷計算按照平時運行的負荷和火災時運行的負荷來分別進行計算。2.3.1、平時運行的負荷計算（1）、照明負荷計算照明負荷按負荷性質(zhì)分組，115層公共通道照明為一組，地下室照明為一組；12層平時照明為一組，310層平時照明為一組，1112層平時照明為一組，1314層平時照明為一組；采用需要系數(shù)法進行計算，不計備用設(shè)備功率。照明負荷計算書見表四。 照明負荷計算書 表四設(shè)備名稱設(shè)備功率（KW）需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos負荷等級Pc(KW)Qc(KW)Sc(KVA)Ic(A)115層公共照明10510.9一級10550.8 116.6177

11、.2地下室照明2410.9一級2411.626.740.512層平時照明1970.920.9三級18188201305310層平時照明6800.920.9三級62630469610571112層平時照明1010.9三級104.81116.71314層平時照明1510.9三級15716.725總計10310.690.86735425.79011637一級負荷12910.912961194193二級負荷9020.70.85631.4389.7742.81128.6（2）、電力負荷和平時運行的消防負荷計算電力負荷和平時負荷運行的消防負荷按設(shè)備類型和負荷性質(zhì)分組，采用需要系數(shù)法分別進行計算，不計備用設(shè)

12、備功率。電力負荷和平運行的消防負荷計算書見表五。 電力負荷和平時運行的消防負荷計算書 表五用電設(shè)備名稱設(shè)備功率(KW)需要系數(shù)Kd功率因數(shù)負荷等級Pc(KW)Qc(KW)Sc(KVA)Ic(A)電梯6510.8一級6548.881.3123.5風機150.70.8二級10.57.813.119.9生活泵3110.8二級3123.338.859軸流風機710.7二級77.11015.2總計1180.850.78100.380.5128.6195.42.3.2、火災時運行的消防負荷計算火災時運行的消防負荷按設(shè)備類型和負荷性質(zhì)分組，采用需要系數(shù)法進行計算，不計備用設(shè)備功率。負荷計算書見表六。火災時運

13、行的消防負荷計算書 表六用電設(shè)備名稱設(shè)備功率(KW)需要系數(shù)Kd功率因數(shù)負荷等級Pc(KW)Qc(KW)Sc(KVA)Ic(A)應急照明9010.9一級9043.6 100152設(shè)備照明2010.9一級209.722.233.7消防電梯6510.8一級6548.881.3123.5消防泵5210.8一級52396598.8噴淋泵5210.8一級52396598.8提污泵6.410.8一級6.44.8812.2變頻控制柜2010.8一級20152538送風機2010.8一級20152538排煙機1710.8一級1712.821.332.4恒壓泵2910.8一級2921.836.355.2總計37

14、210.823722444456782.3.3、10/0.38KV變電所計算負荷火災時運行的消防負荷小于火災時必然切除的正常照明負荷和電力負荷總和，因此火災時的消防負荷不計入總計負荷。本工程10/0.38kv變電所計算過程如下：1）正常運行時的負荷計算總計算負荷等于照明負荷和電力負荷及平時運行的消防負荷的總和。由照明計算負荷為：Pc1=735KW Qc1=425kvar電力及平時運行的消防負荷總計算負荷為Pcm=100.3KW Qcm=80.5kvar由此可得變電所低壓側(cè)總計算負荷為=Pc1+Pcm=735+100.3=835.3KW=Qc1+Qcm=425+80.8kvar計入同時系數(shù)后的總

15、計算負荷和功率因數(shù)。對于總計算負荷，取有功和無功的同時系數(shù)分別為=0.80,則計入同時系數(shù)后的總計算負荷為：Pc¹=KepPc=0.8×835.3=668.24KWQc¹=KepQc=0.8×506=404.8kvarSc¹=（Pc¹²+Qc¹²)=781kvar功率因數(shù)為：2）無功補償容量的計算根據(jù)規(guī)范要求，民用建筑低壓側(cè)無功功率補償后的功率因數(shù)應達到0.90以上，一般在計算時按達到0.92來計算，故有對于總計算負荷：, 可取接近的120kvar?？偀o功計算負荷為：=視在計算負荷為722kvar功率因數(shù)

16、為變壓器的損耗為：有功損耗為Pt=0.01Sc¹¹=7.2KW無功損耗為Q=0.05c¹¹=36KW變電所高壓側(cè)的總計算負荷：Pc1=Pc¹+Pt=609.8+7.2=617KWQc1=+Q=259.3+36=295.4kvar=683.2kvar總功率因數(shù)三、供電電源、電壓選擇與電能質(zhì)量3.1供電電源本工程高壓供電應由區(qū)域變電站不同母線段引來兩路10KV電源至高壓配電室，10KV配電系統(tǒng)宜設(shè)計為單母線分段，并設(shè)計為兩臺變壓器，正常工作時，兩路電源同時供電，互為備用，各負擔50%負荷，一路故障時，另一路電源供全部負荷。3.2電壓選擇 該建筑為高

17、層綜合性建筑，用電設(shè)備額定電壓為交流220/380V，兩路電源同時供電，采用YJV22（90）型電纜由室外變配電室引入地下層配電室。四、電力變壓器選擇4.1 變壓器型式及臺數(shù)選擇本工程為一般商住兩用高層民用建筑，防火要求交工，且為減少占地，變電所位于主體建筑地下室內(nèi)，故宜采用三相雙繞組式變壓器，連接組別為Dyn11，無勵磁調(diào)壓，電壓比 kV。為節(jié)省空間，變壓器與開關(guān)柜布置在同一房間內(nèi)，變壓器外殼防護等級選用IP2X。應為本工程采用雙電源雙回路供電，故選用兩臺變壓器。 4.2 變壓器容量選擇本工程視在計算負荷為662.6Kva(,本工程設(shè)計為單母線分段，并設(shè)計為兩臺變壓器，正常工作時，互為備用，

18、各負擔50%負荷，一路故障時，另一路電源供全部負荷。所以選用的變壓器型號為SC10-500/10。五、高低壓配電接線設(shè)計及配電系統(tǒng)要求5.1 10KV配電要求：該建筑高壓配電應由區(qū)域變電站的不同母線段引來兩路10KV電源至高壓配電室，10KV配電系統(tǒng)宜設(shè)計為單母線分段，并設(shè)計為兩臺變壓器，正常工作時，兩路電源同時供電，互為備用，各負擔50%負荷，一路故障時，另一路電源供全部負荷。5.2 220V/380V配電系統(tǒng)及負荷分級： 該建筑配電電壓為交流220/380V，兩路電源同時供電，采用YJV22（90）型電纜由室外變配電室引入地下層配電室，配電室低壓母線分段，各段由一臺變壓器供電，正常工作時，

19、兩段同時供電，互為備用，各負擔50%負荷，一段故障時，另一段供全部負荷。（1）配電系統(tǒng)采用TN-C-S系統(tǒng)。消防控制室、電話機房、消防泵、噴淋泵、消防電梯、防煙排煙設(shè)施、應急照明、疏散指示標志等供電為一級負荷，均采用末端自投線路設(shè)計，由不同的母線段引出雙回路放射式或樹干式供電，線路采用阻燃電纜或?qū)Ь€。（2）商鋪、寫字間、公寓、客梯、空調(diào)機等供電為二級負荷，由配電室放射式或樹干式配電至各層配電間，配電干線采用封閉式電纜橋架在地下層敷設(shè)至強電豎井內(nèi)，在豎井內(nèi)向上敷設(shè)，消防供電電纜與非消防供電電纜在橋架內(nèi)用金屬隔板隔開。（3）電氣豎井內(nèi)、橋架和管線穿越各層樓板處做好防火隔離。六、短路電流計算及設(shè)備和

20、導線的選擇6.1 短路電流計算本工程變電所高壓側(cè)短路電流計算電路求K-1點的三相短路電流和短路容量（計算短路中各元件的電抗和總電抗電力系統(tǒng)電抗為：架空線路電抗K-1點的短路等效電路圖如圖所示，其總電抗為：計算K-1點的三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量的有效值為：三相次暫態(tài)短路電流及短路電流為：三相短路沖擊電流為三相短路容量為：求K-2點的短路電流和短路容量（電路系統(tǒng)電抗為：架空線路電抗為：電纜線路電抗為：電力變壓器電抗為：繪K-2點的短路等效電路圖其總電抗為:計算K-2點的短路電流和短路容量三相短路電流周期分量的有效值為：三相次暫態(tài)短路電流及段路穩(wěn)態(tài)電流為：三相短路沖擊電流為：三相短

21、路容量為：6.2 設(shè)備選擇根據(jù)目前我國高壓電器制造情況，電壓等級的電網(wǎng)中，一般選用真空斷路器。額定電壓應不低于所在電網(wǎng)處的額定電壓。額定電流應等于或大于所在回路的最大長期工作電流（一般即為計算電流.如果單相短路電流比三相短路電流大15%以上是，應以單相短路電流為校驗條件。6.2.1高壓斷路器的選擇取,變壓器容量為1000KVA,得選擇斷路器,滿足要求。根據(jù)VK型高壓真空斷路器產(chǎn)品手冊選擇VK-10J25-630A。其開斷電流為，額定峰值耐受電流.額定短時耐受電流（3s）。6.2.2高壓斷路器的校驗額定開斷電流校驗：,開斷電流滿足條件。動穩(wěn)定性校驗：,動穩(wěn)定條件滿足。熱穩(wěn)定性校驗：,熱穩(wěn)定條件滿

22、足。遐想時間 -斷路器反應時間 -斷路器開斷電流-三相短路電流 -計算電流 -沖擊電流6.2.3故選擇高壓短路器如 表七設(shè)備參數(shù)VK-10J25-630A比較條件計算數(shù)據(jù) 12滿足10630滿足92.425滿足9.76)滿足)90.4963滿足24.896.3 低壓斷路器選擇低壓短路器以1#變壓器組為例進行選擇。6.3.1低壓斷路器選擇選擇萬能低壓斷路器DW15-2500.額定電流選擇：，滿足條件。斷流能力校驗：，滿足條件。長延時過電流脫扣器征訂電流短延時過電流脫扣器整定電流瞬時過電流脫扣器整定電流6.4低壓斷路器選擇參數(shù) 表八設(shè)備參數(shù)DW-15-2500比較條件計算數(shù)據(jù) 380滿足38025

23、00滿足1739.4660滿足13.24長延時脫扣器2500滿足1793.46瞬時脫扣器35滿足13.246.5 電流互感器的選擇1、電流互感器的選擇1）滿足工作電壓要求即：UrUn式中 Ur電流互感器額定工作電壓。 Un電流互感器測量處額定電壓；2）滿足工作電流要求，應對一、二次側(cè)電流進行考慮。 （a）一次側(cè)額定電流Ir1：Ir1Ic 或者Ir1=1.21.5Ic（b）二次側(cè)額定電流Ir2：強電使用Ir2=5A3）種類和型式選擇：此處選擇澆注式4）準確度等級由于考慮到儀表指針在儀表盤2/3左右較易準確讀數(shù)，因此：Ir1=1.5Ic以低壓配電系統(tǒng)圖WP2回路為例：由于Ur=380V Ic=12

24、2.81A Ir1>1.5Ic=184.2A本工程供配電系統(tǒng)的電流互感器主要用于測量，因此準確級選0.5級，因此初選用電流互感器LQG-0.5- 200/5（準確度為：0.5級；一次側(cè)額定電流為200A,二次側(cè)額定電流：5A）。其它電流互感器選擇按以上方法選擇，具體見本工程供配電系統(tǒng)圖。2、電壓互感器的選擇1）滿足工作電壓要求 對一、二次側(cè)分別考慮如下：（a）一次側(cè)電壓: Ur1=UN Um1Uw式中 Um1電壓互感器最高工作電壓 Uw 電壓互感器裝設(shè)處的最高工作電壓Ur1電壓互感器額定電壓 UN 系統(tǒng)的標稱電壓（b）二次側(cè)電壓Ur2: Ur2=100V6.6 導線和電纜選擇本工程高壓供

25、配電系統(tǒng)中Ur1=10kV,因此選用電壓互感器JDJ-10KV。其它電壓互感器選擇按照以上方法，具體見系統(tǒng)圖。JDJ-10KV參數(shù)：最大容量640VA。本工程選用銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜(YJV) 中壓線路,由于用電負荷距系統(tǒng)較近,短路電流大且故障時間相對較長,但其負荷電流較小,線纜選擇的主要矛盾是能否承受短時電流的作用,即熱穩(wěn)定問題。因此,一般用熱穩(wěn)定條件確定線纜截面,再以機械條件和載流量較驗。滿足熱穩(wěn)定性要求的電纜最小截面應為:Amin× /c=169.47 故選截面積為240校驗:滿足載流量 240載流量為509A>190A查表滿足機械特性。故回路選用YJV

26、(3×400)。七、防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計7.1 防雷接地（1）防雷：本建筑按二類防雷建筑物設(shè)計防雷，利用建筑物金屬構(gòu)件作防雷裝置。屋面設(shè)避雷帶，利用建筑物鋼筋做引下線，作為引下線的柱內(nèi)鋼筋應通長焊接，利用基礎(chǔ)鋼筋做接地體，接地電阻不大于1。進出建筑物的架空或埋地金屬管道在建筑物進出處就近與防雷裝置可靠連接，做法參見99D501-1-14、15。為防側(cè)擊雷，從第十三層起（包括十三層）做以下防雷措施：a，每層外圈梁內(nèi)的外角鋼筋閉合通焊作為均壓帶，并與防雷引下線可靠焊接或用12鋼筋跨接焊接，其于梁內(nèi)鋼筋及板筋與均壓帶可靠連接。b，各層外墻上的金屬欄桿、門窗等較大的金屬物與防雷裝置可靠連接，具

27、體做法參見99D501-1/P2-172-22。c，豎直敷設(shè)的金屬管道及金屬物的頂端與底端與防雷裝置可靠連接。（2）接地：本建筑采用共用接地系統(tǒng)，接地電阻不大于1。7.2 等電位聯(lián)結(jié)為用電安全，本建筑在地下層配電室每處電源進線處適當位置各安裝一總等電位聯(lián)結(jié)端子箱，把進線配電屏的PE（PEN）母排；公共設(shè)施的金屬管道，如上、下水、熱力、燃氣、空調(diào)立管等管道；建筑物金屬結(jié)構(gòu)與總等電位聯(lián)結(jié)端子箱連接，做法參見02D501-2/P11114。電話機房、消防控制室做局部等電位聯(lián)結(jié)，做法參見02D501-2/P21方式一。公寓部分衛(wèi)生間做局部等電位聯(lián)結(jié)，局部等電位聯(lián)結(jié)應包括衛(wèi)生間金屬給排水管、金屬浴盆、金

28、屬采暖管、建筑物金屬網(wǎng)，做法參見02D501-2/P16。八、綜合布線系統(tǒng)及有線電視系統(tǒng)本設(shè)計綜合布線包括語音部分和數(shù)據(jù)部分，共用機房，機房設(shè)在地下室。語音干線采用三類非屏蔽大對數(shù)電纜至層配線架，數(shù)據(jù)干線采用光纜配線至層設(shè)備間，為滿足寫字間用戶數(shù)據(jù)的高速傳送，在38層設(shè)備間設(shè)光纖配線架，每個寫字間分隔敷設(shè)一條四芯光纜。水平布線采用五類四對非屏蔽電纜（UTP）和四芯光纜。語音、數(shù)據(jù)干線在金屬線槽內(nèi)在弱電豎井內(nèi)敷設(shè)，豎井內(nèi)干線槽為200x200沿墻敷設(shè)，走道內(nèi)干線槽為200x200金屬線槽在吊頂內(nèi)暗敷設(shè)，引入寫字間的支干線槽為100x100金屬線槽在吊頂內(nèi)暗敷設(shè)。各房間內(nèi)線路均穿鋼管沿頂板、墻、柱或在吊頂內(nèi)暗敷設(shè)，鋼管與干線線槽或支干線槽之間可用金屬軟管過渡。出線接口選用雙孔五類信息插座和單孔光纖信息插座，墻上插