某工廠建筑高低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選文檔鄭州輕工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目：某工廠建筑凹凸壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓 名： 院 （系）：建筑環(huán)境工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：建筑電氣與智能化 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 成 績(jī)： 時(shí)間： 2015 年 1 月 10 日至 2015 年 1 月 11 日鄭州輕工業(yè)學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書題目 某工廠建筑凹凸壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)、班級(jí) 建筑電氣 學(xué)號(hào) 姓名 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(xiàn)，查找相關(guān)圖紙資料。2. 生疏民用建筑電氣設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。3. 生疏建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法、步驟和內(nèi)容。4嫻熟使用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

2、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)?；疽螅?、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)備容量、整定值、型號(hào)、臺(tái)數(shù)等。編寫設(shè)計(jì)計(jì)算書。4、編制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。已知參數(shù)：某工廠建筑凹凸壓供配電系統(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建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，人民交通出版社，曹祥紅等，20113.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

3、建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，GBJGJ_T16-2008完 成 期 限： 2015-01-09 指導(dǎo)老師簽名： 課程負(fù)責(zé)人簽名： 2015年 12月 01 日摘 要本設(shè)計(jì)是對(duì)某工廠建筑凹凸壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面設(shè)計(jì)，保證建筑物里的用電經(jīng)濟(jì)、平安優(yōu)質(zhì)。必需符合民用建筑電氣設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)；執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)省能源，節(jié)省有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；遵守建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)范。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括確定工廠建筑的設(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、類型及臺(tái)數(shù)，各個(gè)樓層供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、凹凸壓設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇及校驗(yàn)，防雷接地的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程中需要繪圖的部

4、分使用AutoCAD繪圖，最終將整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程整理、總結(jié)設(shè)計(jì)文檔報(bào)告。關(guān)鍵詞：計(jì)算負(fù)荷、設(shè)備選擇、防雷接地、短路電流，防雷與接地。名目摘 要1名目21.工程概況42.負(fù)荷分級(jí)、負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償52.1 負(fù)荷分級(jí)52.2 負(fù)荷數(shù)據(jù)52.3.1平常運(yùn)行的負(fù)荷計(jì)算72.3.2 火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的消防負(fù)荷83.供電電源、電壓選擇與電能質(zhì)量123.1.供電電源123.2.電壓選擇123.3.電能質(zhì)量124.電力變壓器選擇134.1.變壓器型式及臺(tái)數(shù)134.2 變壓器容量的選擇135 變壓所電氣主接線設(shè)計(jì)與變電所所址和型式選擇155.1.變電所高壓電氣主接線設(shè)計(jì)155.2.變電所低壓電氣主接線設(shè)計(jì)155.3

5、.變電所址與型式的選擇156 低壓配電干線系統(tǒng)設(shè)計(jì)166.1低壓帶電導(dǎo)體接地形式與低壓系統(tǒng)接地形式166.2 低壓配電干線系統(tǒng)接線方式設(shè)計(jì)166.3層間配電系統(tǒng)177 短路電流計(jì)算及設(shè)備和導(dǎo)線的選擇197.1 短路電流計(jì)算197.1.1變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算197.1.2 低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算227.2 設(shè)備選擇267.2.1高壓電器設(shè)備選擇267.2.2低壓電器設(shè)備選擇277.2.3 導(dǎo)線和電纜選擇278 防雷與接地系統(tǒng)298.1.建筑物防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)298.1.1建筑物防雷類別和防雷措施298.1.2建筑物外部防雷裝置的布置298.1.3雷電過(guò)電壓愛(ài)護(hù)298.2電氣裝置接地308.2.1

6、電氣裝置的接地與接地電阻要求308.2.2接地裝置設(shè)計(jì)30總 結(jié)31參考文獻(xiàn)321.工程概況某工廠建筑，總7層，地上6層，地下1層。地下一層是車庫(kù)，1-5層是辦公間，6層是總經(jīng)理室和董事長(zhǎng)辦公室,7層是董事長(zhǎng)辦公室、消遣場(chǎng)所以及休息場(chǎng)所。主體建筑為框架、剪力墻結(jié)構(gòu)。消防設(shè)計(jì)：本工程為二類高層建筑，而要求消防負(fù)荷，應(yīng)急照明按二級(jí)負(fù)荷要求供電，其余負(fù)荷按三級(jí)負(fù)荷要求供電。一層有消防把握室，其余層有噴淋泵、消火栓泵等消防設(shè)備。2.負(fù)荷分級(jí)、負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償2.1 負(fù)荷分級(jí)在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，當(dāng)用電負(fù)荷中一級(jí)負(fù)荷占大多數(shù)時(shí)，本區(qū)域的負(fù)荷作為一個(gè)整體可以認(rèn)為是一級(jí)負(fù)荷；在一個(gè)區(qū)域內(nèi)，當(dāng)用電負(fù)荷中所占的數(shù)

7、量和容量都較少時(shí)，而二級(jí)負(fù)荷所占的數(shù)量和容量較大時(shí)，本區(qū)域的負(fù)荷作為一個(gè)整體可以認(rèn)為是二級(jí)負(fù)荷。由課本17頁(yè)表1-3知該工程屬于二類高層建筑，用電負(fù)荷多要求需要三級(jí)，用電負(fù)荷分級(jí)如下：二級(jí)負(fù)荷：各層公共照明、地下室排污泵、全部消防負(fù)荷包括應(yīng)急照明、消防把握室用電、屋頂穩(wěn)壓泵、正壓風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)、噴淋泵、消火栓泵及泵房、電井等。三級(jí)負(fù)荷：各個(gè)房間的照明及插座用電、生活泵、電梯用電。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。依據(jù)設(shè)計(jì)方案，該工廠建筑各部分負(fù)荷數(shù)據(jù)見(jiàn)表1.1-1.3。表2.1 本工程照明負(fù)荷數(shù)據(jù) 用電設(shè)備名稱所在樓層設(shè)備功率功率因數(shù)負(fù)荷等級(jí)備注地下室一般照明及插座-

8、1B總10kW0.85三級(jí)負(fù)荷功率由照明負(fù)荷計(jì)算1F照明及插座1F總30 kW0.85三級(jí)負(fù)荷功率由照明負(fù)荷計(jì)算2F照明及插座2F32 kW0.85三級(jí)負(fù)荷功率由照明負(fù)荷計(jì)算3-5F照明及插座3F-5F每層36 kW，共3層，共108 kW0.85三級(jí)負(fù)荷功率由照明負(fù)荷計(jì)算6F照明及插座6F32 kW0.85三級(jí)負(fù)荷功率由照明負(fù)荷計(jì)算7照明及插座7F25 kW0.85三級(jí)負(fù)荷功率由照明負(fù)荷計(jì)算公共照明1F-RF104.5 kW0.8二級(jí)負(fù)荷功率由照明負(fù)荷計(jì)算表2.2本工程電力負(fù)荷數(shù)據(jù)用電設(shè)備名稱所在樓層設(shè)備數(shù)量及功率功率因數(shù)負(fù)荷等級(jí)備注排污泵等各種動(dòng)力-1F共1處，每處10kW，共10kW0.

9、8二級(jí)負(fù)荷由給排水專業(yè)供應(yīng)電梯-1F-7F共1部，此部電梯折算功率為15kW0.8三級(jí)電梯由建筑專業(yè)供應(yīng)，負(fù)荷由電梯負(fù)荷計(jì)算而得生活泵（有屋頂水箱）-1F共1處，此折算功率為59.5kW0.8三級(jí)負(fù)荷由給排水專業(yè)供應(yīng)表2.3本工程消防負(fù)荷數(shù)據(jù)用電設(shè)備名稱所在樓層設(shè)備數(shù)量及功率功率因數(shù)負(fù)荷等級(jí)備注消防把握室用電1F100.85二級(jí)把握消防的值班室1F-7F應(yīng)急照明1F-7F80.85二級(jí)負(fù)荷功率由照明設(shè)計(jì)計(jì)算得來(lái)地下室應(yīng)急照明-1F100.85二級(jí)負(fù)荷功率由照明設(shè)計(jì)計(jì)算得來(lái)消防水泵（火災(zāi)時(shí)運(yùn)行）-1F59.50.8二級(jí)負(fù)荷由給排水專業(yè)供應(yīng)消防電梯（兼做客梯）1F-7F150.8二級(jí)電梯由建筑專業(yè)

10、選定，負(fù)荷由電梯負(fù)荷計(jì)算而得2.3 平常運(yùn)行的負(fù)荷計(jì)算本工程的各類負(fù)荷中有平常需要運(yùn)行的用電設(shè)備，也有發(fā)生火災(zāi)時(shí)猜需要運(yùn)行的消防用電設(shè)備。因此負(fù)荷計(jì)算依據(jù)平常運(yùn)行的負(fù)荷和火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷。2.3.1平常運(yùn)行的負(fù)荷計(jì)算1）照明負(fù)荷計(jì)算照明負(fù)荷計(jì)算依據(jù)負(fù)荷性質(zhì)分為地下照明，1-3F照明，4-7F照明，公共照明機(jī)組。照明負(fù)荷計(jì)算書見(jiàn)表2.4。表2.4 照明負(fù)荷計(jì)算書用電設(shè)備名稱設(shè)備功率（kW）需要系數(shù)功率因數(shù)cos負(fù)荷等級(jí)(kW)(kW)(kW)(A)地下層照明10 kW10.85三級(jí)106.211.77181F-3F照明和空調(diào)98 kW0.80.85三級(jí)78.448.692.2140.14F-7F

11、照明和空調(diào)129 kW0.80.85三級(jí)103.264121.4184.5公共照明8kW10.85二級(jí)859.414總計(jì)245kW0.810.85199.6123.8234.8356.6A其中二級(jí)負(fù)荷8kW10.85二級(jí)859.414A其中三級(jí)負(fù)荷2370.810.85三級(jí)191.6118.8225.4342.6A表2.5本工程電力負(fù)荷和平常運(yùn)行的消防負(fù)荷計(jì)算書用電設(shè)備名稱設(shè)備功率（kW）需要系數(shù)功率因數(shù)cos負(fù)荷等級(jí)(kW)(kW)(kW)(A)電梯15kW10.8三級(jí)1511.318.7529A生活泵（有屋頂水箱）59.5kW10.8三級(jí)59.544.674.4113A地下室動(dòng)力10 kW

12、10.8二級(jí)106.211.7718A總計(jì)84.5kW10.884.562.1104.9160A二級(jí)負(fù)荷10kW10.8二級(jí)106.211.7718A三級(jí)負(fù)荷74.5kW10.8三級(jí)74.555.993.2142A2）電力負(fù)荷和平常運(yùn)行的消防負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)荷和平常運(yùn)行的消防負(fù)荷按設(shè)備類型和負(fù)荷性質(zhì)分組，接受需要系數(shù)法分別進(jìn)行計(jì)算，不計(jì)備用設(shè)備功率。電力負(fù)荷和平常運(yùn)行的消防負(fù)荷計(jì)算書見(jiàn)表2.52.3.2 火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的消防負(fù)荷火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的消防負(fù)荷按設(shè)備類型和負(fù)荷性質(zhì)分組，接受需要系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算，不計(jì)備用設(shè)備功率。負(fù)荷計(jì)算書見(jiàn)表2.6.表2.6本工程火災(zāi)時(shí)消防負(fù)荷計(jì)算書用電設(shè)備名稱設(shè)備功率（kW）需

13、要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos負(fù)荷等級(jí)Pc(kW)Qc(kW)Sc(kW)Ic(A)消防把握室用電10 kW10.85二級(jí)106.211.718A1F-7F應(yīng)急照明8 kW10.85二級(jí)859.414A電梯（消防時(shí)使用）15 kW10.8二級(jí)1511.2518.7529A地下室應(yīng)急照明10kW10.85二級(jí)106.211.818A總計(jì)43kW10.834328.751.779計(jì)入同時(shí)系數(shù)=0.9=0.9538.710.8238.727.247.371.82.3.3 10/0.38kV變電所計(jì)算負(fù)荷火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的消防負(fù)荷小于火災(zāi)時(shí)必定切除的正常照明負(fù)荷和電力負(fù)荷總和，因此火災(zāi)時(shí)的消防負(fù)荷不計(jì)入總計(jì)算負(fù)荷

14、。本工程10/0.38kV變電所計(jì)算過(guò)程如下：1）正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷計(jì)算（1）總計(jì)算負(fù)荷總計(jì)算負(fù)荷等于照明負(fù)荷和電力負(fù)荷及平常運(yùn)行的消防負(fù)荷的總和。由表2.4可得變電所低壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷為=284.1kW= 185.9kvar(2)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=0.8，=0.,93，則計(jì)入同時(shí)系數(shù)后的總計(jì)算負(fù)荷為=KpPc=0.8×284.1=227.3kW= Kq Qc=0.93×185.9=172.9 kvar=285.59kVA功率因數(shù)為cos=0.79（3）無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算依據(jù)規(guī)范要求，民用建筑低壓側(cè)無(wú)功功率補(bǔ)償后的

15、功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.90以上，一般在計(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=227.3 ×tan(arcos0.79)-tan(arcos0.92)= 68.19 kvar 可取接近的 70kvar 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=172.9-70=102.9kvar 視在計(jì)算負(fù)荷為=249.5kVA功率因數(shù)=0.92,無(wú)功功率滿足要求。（4）變壓器的損耗有功損耗=0.01=2.49kW無(wú)功損耗=0.05=12.47kvar（5）變電所高壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷變電所高壓側(cè)的總計(jì)算負(fù)荷=+=229.79kW=+=115.37kvar=257.13kV

16、A總功率因數(shù)=0.892）電源故障時(shí)切除三級(jí)負(fù)荷后僅供二級(jí)負(fù)荷運(yùn)行的負(fù)荷計(jì)算照明負(fù)荷中二級(jí)負(fù)荷為=8kW，=5kvar，電力及平常運(yùn)行的消防負(fù)荷中二級(jí)負(fù)荷為=10kW，=6.2kvar。則總的二級(jí)負(fù)荷為=+=8+10=18kW;=+=5+6.2=11.2kvar取有功和無(wú)功同時(shí)系數(shù)分別為=0.85，=0.95，則計(jì)入同時(shí)系數(shù)后的二三級(jí)總計(jì)算負(fù)荷為=0.85×18=15.3kW;=0.95×11.2=10.64kvar;=18.64kVA功率因數(shù)為=0.82無(wú)功補(bǔ)償量為=×tan(arcos0.82)-tan(arcos0.92)=4.16kW無(wú)功補(bǔ)償后的二三級(jí)總有

17、功計(jì)算負(fù)荷保持不變，總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為=-=10.64-4.16=6.48kvar補(bǔ)償后的視在計(jì)算負(fù)荷為視在計(jì)算負(fù)荷為=16.61kVA功率因數(shù)為=0.93，無(wú)功補(bǔ)償滿足要求。本工程10/0.38kV變電所復(fù)核人計(jì)算書見(jiàn)表2.7表2.7本工程10/0.38kV變電所計(jì)算負(fù)荷用電設(shè)備名稱設(shè)備功率（kW）需要系數(shù)功率因數(shù)(kW)(kW)(kW)(A)無(wú)功功率補(bǔ)償前低壓母線的計(jì)算負(fù)荷合計(jì)照明、電力及平常運(yùn)行的消防負(fù)荷329.50.860.84284.1185.9339.7516.6其中二級(jí)負(fù)荷1810.851811.221.232其中三級(jí)負(fù)荷311.50.850.84266.1174.7318.748

18、4.6計(jì)入同時(shí)系數(shù)厚樸總負(fù)荷329.50.80.84227.3148.7271.6412.7無(wú)功功率補(bǔ)償裝置容量總：-60二級(jí)：-6無(wú)功補(bǔ)償后低壓母線的計(jì)算負(fù)荷329.50.690.93227.388.7244370.7變壓器功率損耗2.4412.2變壓器高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷329.50.6980.92230100.9251.2381.73.供電電源、電壓選擇與電能質(zhì)量3.1.供電電源本工程要求接受10kV供電，其高壓側(cè)總設(shè)備功率為330kW，故可接受10kV供電。依據(jù)當(dāng)?shù)仉娫礌顩r，本工程從供電部門的110/10kV變電站引來(lái)1路10kV電源，可擔(dān)當(dāng)全部負(fù)荷；本工程的供電電源相對(duì)獨(dú)立牢靠，可以滿足規(guī)

19、范中一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由雙重電源供電且不能同時(shí)損壞的條件，且工程中沒(méi)有特殊重要的一級(jí)負(fù)荷。但是本工程為了保證消防負(fù)荷供電的牢靠性，另設(shè)一臺(tái)250kW應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)接受自啟動(dòng)、自切換運(yùn)行方式。已知供電部門的變電站的10kV電源中性點(diǎn)均接受經(jīng)消弧線圈接地。3.2.電壓選擇本工程為二類高層建筑，用電設(shè)備額定電壓為220/380V，低壓配電距離最長(zhǎng)不大于150m。本工程只設(shè)置一座10/0.38kV變電所，對(duì)全部設(shè)備均接受低壓220/380V三相五線制TN-S系統(tǒng)配電，且零線重復(fù)接地，由接地處引出PE線。3.3.電能質(zhì)量接受以下措施保證電能質(zhì)量：（1）220V或380V單相用電設(shè)備接入220/380V

20、三相系統(tǒng)時(shí)，宜使三相平衡；（2）接受BV-0.47/0.75kV銅芯絕緣線，選擇合適的截面，將電壓損失在5%以內(nèi)。（3）照明與電力配電回路分開。對(duì)較大容量的電力設(shè)備如排污泵、電梯等接受專線供電；（4）將單相設(shè)備均勻分布在三相配電系統(tǒng)中。4.電力變壓器選擇4.1.變壓器型式及臺(tái)數(shù)本工程為一般二類高層建筑，防火要求較高，且為削減占地，變電所位于主體建筑地下室車庫(kù)內(nèi)，變壓器接受樹脂絕緣干式，型號(hào)SC10-630/10，編號(hào)分別為1TM和2TM兩臺(tái)變壓器，電纜型號(hào)為YJV-15x50，聯(lián)結(jié)組別為Yn11,電壓比為10+2x2.5%/0.4/0.23kV。為節(jié)省空間，變壓器與開關(guān)柜布置在同一個(gè)房間內(nèi)，變

21、壓器外殼防護(hù)等級(jí)選用IP30.4.2 變壓器容量的選擇本工程總視在計(jì)算負(fù)荷為1105kVA.本工程選用的方案是兩臺(tái)等容量變壓器，互為備用，其中一個(gè)變壓器為平常運(yùn)行的電力設(shè)備和平常運(yùn)行的照明設(shè)備供電，另一臺(tái)為消防時(shí)的消防電梯，應(yīng)急照明，以及消防把握室供電。此方案安排均衡，負(fù)荷率在70%-85%之間，且供電牢靠性高。IP30的防護(hù)外殼尺寸為：長(zhǎng)×寬×高= 1000mm×940mm×500mm.4.3變壓器負(fù)荷安排及無(wú)功補(bǔ)償 電力負(fù)荷和照明負(fù)荷均衡安排給兩臺(tái)變壓器。1）變壓器1TM的負(fù)荷安排由于本工程有整個(gè)工程負(fù)荷加在變壓器上。故負(fù)荷有依據(jù)表2.1數(shù)據(jù)將辦公樓

22、應(yīng)急照明，水泵房用電，辦公樓電梯，消防把握室，地下室動(dòng)力，地下室照明負(fù)荷（共487kW）以及其他廠區(qū)設(shè)備的負(fù)荷的配電主回路集中于變壓器1TM上。由以上數(shù)據(jù)以及圖紙數(shù)據(jù)有，計(jì)入同時(shí)系數(shù)=0.8,=0.8后，總有功計(jì)算功率為487kW，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為352.6kvar,功率因數(shù)=0.81。為將功率因數(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487kW×tan(arcos0.81)-tan(arcos0.92)=145kvar實(shí)際去5組，共150kvar.補(bǔ)償后有功計(jì)算負(fù)荷不變，即=487kW，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為=202.6kvar.則無(wú)功補(bǔ)償后低壓母線總視在計(jì)算負(fù)荷為：=527.5k

23、VA選擇大于最接近該視在計(jì)算負(fù)荷的變壓器容量，故應(yīng)選擇變壓器容量為630kVA。負(fù)荷率為84%。2）變壓器2TM的負(fù)荷安排依據(jù)表2.5數(shù)據(jù)將水泵房用電，消防電梯，消防把握室用電，地下室動(dòng)力，地下室照明，辦公樓1-7層用電，辦公樓應(yīng)急照明（共339.5kW）以及其他廠區(qū)設(shè)備的負(fù)荷，配電回路安排到變壓器2TM。由以上數(shù)據(jù)以及圖紙數(shù)據(jù)有，計(jì)入同時(shí)系數(shù)=0.8=0.8后，總有功計(jì)算功率為476kW，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為332.25kvar,功率因數(shù)=0.82。為將功率因數(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476kW×tan(arcos0.82)-tan(arcos0.92)=130k

24、var實(shí)際去5組，共135kvar.補(bǔ)償后有功計(jì)算負(fù)荷不變，即=476kW，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為=197.25kvar.則無(wú)功補(bǔ)償后低壓母線總視在計(jì)算負(fù)荷為：=515.25kVA選擇大于最接近該視在計(jì)算負(fù)荷的變壓器容量，故應(yīng)選擇變壓器容量為630kVA。負(fù)荷率為82%。這樣使得兩臺(tái)變壓器正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷率相當(dāng)。同時(shí)給二、三負(fù)荷（包括照明、電力和消防用電設(shè)備）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，以保證供電牢靠性，但不計(jì)入每臺(tái)變壓器的總負(fù)荷。5 變壓所電氣主接線設(shè)計(jì)與變電所所址和型式選擇5.1.變電所高壓電氣主接線設(shè)計(jì)本工程變電所的兩路10kV外供電源可同時(shí)供電，并設(shè)有兩臺(tái)變壓器，因此變

25、電所高壓側(cè)電氣主接線選擇方案為：接受單母線分段主接線形式。將辦公樓應(yīng)急照明，水泵房用電，辦公樓電梯，消防把握室，地下室動(dòng)力，地下室照明負(fù)荷（共112.5kW）的配電主回路集中于變壓器1TM上。將水泵房用電，消防電梯，消防把握室用電，地下室動(dòng)力，地下室照明，辦公樓1-7層用電，辦公樓應(yīng)急照明（共339.5kW），配電回路安排到變壓器2TM。此方案供電牢靠性好，對(duì)于平常用電和消防時(shí)運(yùn)行的負(fù)荷分開，并且兩變壓器互為備用，使得用電負(fù)荷能在肯定工作狀態(tài)正常工作。本工程變電所高壓主接線系統(tǒng)間附錄高壓供電系統(tǒng)圖。5.2.變電所低壓電氣主接線設(shè)計(jì)變電所設(shè)有兩臺(tái)變壓器（1TM和2TM），低壓側(cè)電氣主接線也為單母

26、線分段接線形式。正常運(yùn)行時(shí)兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行，互為備用，各自擔(dān)當(dāng)肯定的負(fù)荷。當(dāng)任一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)，切除部分三級(jí)負(fù)荷后，閉合母聯(lián)斷路器，由另一臺(tái)變壓器擔(dān)當(dāng)全部的二級(jí)負(fù)荷和部分三級(jí)負(fù)荷。變壓器低壓側(cè)電氣主接線見(jiàn)附錄低壓供電系統(tǒng)圖（一）-（四）5.3.變電所址與型式的選擇依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，本工程設(shè)置于地下一層的室內(nèi)變電所，內(nèi)有兩臺(tái)絕緣干式變壓器。綜合考慮高壓電源進(jìn)線與低壓配電消滅的便利，變電所設(shè)于建筑物于地下室的西南角處，該處正上方無(wú)廁所、浴池或其他經(jīng)常積水的場(chǎng)所，且不與上述場(chǎng)所毗鄰；與電氣豎井、水泵房等負(fù)荷中心較近；與車庫(kù)有大門相同，設(shè)備運(yùn)輸便利。變電所設(shè)備布置及電力干線平面圖見(jiàn)附錄地

27、下室動(dòng)力平面圖。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1）低壓帶電導(dǎo)體接地形式對(duì)三相用電設(shè)備組合單相用電設(shè)備組混合配電的線路以及單相用電設(shè)備接受三相配電的干線線路，接受三相四線制系統(tǒng)；對(duì)單相用電設(shè)備配電的支線線路，接受單相三線制系統(tǒng)，將符合均衡分布在三相系統(tǒng)中。2）低壓系統(tǒng)接地形式本工程設(shè)有變電所，接受TN-S系統(tǒng)。全部受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分用N線或PE線與系統(tǒng)接地點(diǎn)相連接。3）低壓配電方式本工程低壓配電為混合配電。依據(jù)負(fù)荷類別和性質(zhì)將負(fù)荷分組作為配電干線，各干線從變電所低壓配電柜放射式向外配電，而每條干線中的多個(gè)用電設(shè)備則依據(jù)負(fù)荷性質(zhì)和作用接受放射式或樹干式配

28、電。6.2 低壓配電干線系統(tǒng)接線方式設(shè)計(jì)照明負(fù)荷和電力負(fù)荷分成不同的配電系統(tǒng)，以便于計(jì)量和管理。消防負(fù)荷的配電則自成系統(tǒng)，以保證供電的牢靠性。1）照明負(fù)荷配電干線系統(tǒng)（1）1-7層辦公樓的照明為三級(jí)負(fù)荷，負(fù)荷分布范圍廣，總?cè)萘枯^大，故接受用兩條樹干式雙回路分別向1-3層和4-7層安排配電箱。配電干線接受插接式母線槽，分支接受電纜。每層設(shè)置1臺(tái)配電箱，以放射式配電給每個(gè)房間。（2） 地下室照明，從母線以雙回路樹干式引出兩個(gè)配電箱（配電干線8AA-N7，6AA-N7）。分別為平常照明和應(yīng)急照明配電供電。（3） 各層公共通道照明為二級(jí)負(fù)荷，負(fù)荷重要，但分布于各層，容量小。以樹干式雙回路（配電干線9A

29、A-N5，6AA-N2）安排三個(gè)配電箱分別在一層，三層和六層。其中一層配電箱為一層配電，三層配電箱以放射式向二三四層配電；六層的配電箱為其余三層配電。照明負(fù)荷配電干線系統(tǒng)圖見(jiàn)附錄豎向布線系統(tǒng)圖。2）電力負(fù)荷配電干線系統(tǒng)（1） 地下室的排污泵等動(dòng)力為二級(jí)負(fù)荷，容量大，負(fù)荷較分散，故以ACI和AC2兩個(gè)排污泵為標(biāo)稱，安排兩個(gè)動(dòng)力配電箱。接受雙回路配電（配電干線8AA-N6和6AA-N6），并在末端進(jìn)行雙電源切換。（2） 辦公室平常運(yùn)行的電梯為三級(jí)負(fù)荷，容量小，接受雙回路配電 ，不安排配電箱，僅在雙回路上配置雙電源切換裝置。（3） 生活泵為三級(jí)負(fù)荷，容量較大而分散，豎向系統(tǒng)圖中未有所表示。電力負(fù)荷配

30、電干線系統(tǒng)見(jiàn)附錄豎向布線系統(tǒng)圖。3）消防負(fù)荷配電干線系統(tǒng)（1） 消防把握室用電為二級(jí)負(fù)荷，負(fù)荷集中，接受雙回路配電，并設(shè)置一處雙電源切換裝置。（2） 消防電梯為二級(jí)負(fù)荷，負(fù)荷集中，此為電梯在消防時(shí)的狀態(tài)。接受雙回路配電 ，不安排配電箱，僅在雙回路上配置雙電源切換裝置。（3） 地下室消防照明為二級(jí)，容量小，而分散。是地下室照明在消防時(shí)的狀態(tài)。從母線以雙回路樹干式引出兩個(gè)配電箱（配電干線8AA-N7，6AA-N7）。分別為平常照明和應(yīng)急照明配電供電。（4） 1-7層消防應(yīng)急照明為二級(jí)負(fù)荷，容量小而分散，是辦公室公共照明在消防時(shí)的狀態(tài)。以樹干式雙回路（配電干線9AA-N5，6AA-N2）安排三個(gè)配電

31、箱分別在一層，三層和六層。其中一層配電箱為一層配電，三層配電箱以放射式向二三四層配電；六層的配電箱為其余三層配電。消防負(fù)荷配電干線系統(tǒng)見(jiàn)附錄豎向布線系統(tǒng)圖。6.3層間配電系統(tǒng) 此建筑一至七層由母線分出兩條支線。第一條支線以樹干式配電給一臺(tái)層間配電箱，再由層間配電箱配電給所在層的各房間。配電技術(shù)為二級(jí)。第2條 支線同樣以樹干式配電給一臺(tái)層間配電箱，再由層間配電箱配電給所在層的各房間。配電技術(shù)為二級(jí)。圖6.1所示為某層照明配電箱系統(tǒng)圖示例，其他層間配電箱系統(tǒng)圖與此類似。圖6.2為某雙電源自動(dòng)切換箱系統(tǒng)示例。圖6.1某層照明配電箱系統(tǒng)圖 圖6.2某雙電源自動(dòng)切換箱系統(tǒng)7 短路電流計(jì)算及設(shè)備和導(dǎo)線的選

32、擇7.1 短路電流計(jì)算依據(jù)有關(guān)文件，有以下系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)：供應(yīng)10kV電源的變電站距離本工程3km，電源引入電纜型號(hào)為YJV22-15-3×300.變電站10kV處三相短路電流有效值規(guī)劃最大值為25kV，最小值為18kV。電纜首段過(guò)電流愛(ài)護(hù)延時(shí)間為0.8S,真空斷路器全開端時(shí)間為0.1s。電纜接受高壓斷路器愛(ài)護(hù)。7.1.1變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算依據(jù)附錄高壓供電系統(tǒng)圖，畫出本工程變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算帶路如圖7.1所示，短路點(diǎn)k-1,k-2點(diǎn)選取在變電所兩端10kV母線上。接受標(biāo)么值法進(jìn)行計(jì)算，取=100MVA。圖7.1本工程變電所高壓側(cè)短路電流計(jì)算電路1）基準(zhǔn)值計(jì)算基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)電流

33、最大運(yùn)行方式下電力系統(tǒng)最大短路容量最小運(yùn)行方式下電力系統(tǒng)最大短路容量2）電抗標(biāo)么值最大運(yùn)行方式下電力系統(tǒng)電抗標(biāo)么值最小運(yùn)行方式下電力系統(tǒng)電抗標(biāo)么值電纜線路單位長(zhǎng)度電抗值=0.095/km，長(zhǎng)度為3km,則電纜線路電抗標(biāo)幺值為k-1點(diǎn)短路時(shí)等效電路圖如圖7.2所示圖7.2 k-1點(diǎn)短路時(shí)等效電路圖從而k-1點(diǎn)電抗標(biāo)幺值最大運(yùn)行方式下為最小運(yùn)行方式下從而三相短路電流和三相短路容量為; 進(jìn)而;三相短路容量為兩相短路電流為所以變電所高壓側(cè)短路計(jì)算書如表7.1表7.1 變電所高壓側(cè)短路計(jì)算書基準(zhǔn)值 序號(hào)元件短路點(diǎn)運(yùn)行參數(shù)電抗標(biāo)幺值三相短路電流（kA）三相短路容量（MVA）兩相短路電流（kA）1系統(tǒng)A最大

34、運(yùn)行方式max0.2225.025.025.063.8454.721.7最小運(yùn)行方式min0.30518.018.018.045.9327.315.62線路A0.2590.095331+2k-1最大運(yùn)行方式max0.47911.511.511.529.3209.110.1最小運(yùn)行方式min0.5649.89.89.825.0178.28.57.1.2 低壓電網(wǎng)短路電流計(jì)算1）電所低壓側(cè)短路電流計(jì)算本工程變電所低壓側(cè)短路電流計(jì)算電路如圖7.3所示，電源A和電源B同時(shí)供電，低壓母線分段不聯(lián)絡(luò)，短路點(diǎn)選在兩臺(tái)變壓器低壓繞組出口處k-3/k-4點(diǎn)，兩臺(tái)低壓進(jìn)線開關(guān)負(fù)荷側(cè)k-5、k-6點(diǎn)和離低壓進(jìn)線開關(guān)

35、最遠(yuǎn)端母線處k-7、k-8點(diǎn)。接受歐姆法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時(shí)配電母線的型號(hào)先檢驗(yàn)發(fā)熱條件。以下為計(jì)算過(guò)程。選取系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的短路容量，即=209.1MVA作為變壓器1TM低壓側(cè)短路電流計(jì)算的初始容量。=0.4kV。其計(jì)算過(guò)程如下:圖7.3 本工程變電所低壓側(cè)短路電流計(jì)算電路（1）短路電路阻抗計(jì)算電力系統(tǒng)阻抗此處相線-愛(ài)護(hù)線阻抗電力變壓器電抗此處相線-愛(ài)護(hù)線阻抗母線1TMWB1段阻抗為此處相線-愛(ài)護(hù)線阻抗母線1TMWB2段阻抗為此處相線-愛(ài)護(hù)線阻抗變壓器1TM低壓側(cè)短路時(shí)的等效電路如圖7.4所示圖7.4變壓器1TM低壓側(cè)短路時(shí)的等效電路k-3點(diǎn)短路時(shí)的總等效阻抗為單相接地電阻、電抗和阻抗為k-

36、5點(diǎn)短路時(shí)的總等效阻抗為單相接地電阻、電抗和阻抗為k-7點(diǎn)短路時(shí)的總等效阻抗為單相接地電阻、電抗和阻抗為（2）短路電流計(jì)算k-3點(diǎn)短路時(shí)的三相短路電流和三相短路容量分別為此時(shí)兩相短路電流為單相接地電流 k-5點(diǎn)短路時(shí)的三相短路電流和三相短路容量分別為此時(shí)兩相短路電流為單相接地電流 k-7點(diǎn)短路時(shí)的三相短路電流和三相短路容量分別為此時(shí)兩相短路電流為單相接地電流 同樣方法，可以分別計(jì)算出變壓器2TM低壓側(cè)k-4、k-6、k-8點(diǎn)處短路時(shí)的三相和兩相短路時(shí)的電流和單相接地時(shí)的電流。變壓器低壓側(cè)短路電流計(jì)算結(jié)果也可以制成短路計(jì)算書。2）低壓配電線路短路電流計(jì)算低壓配電干線系統(tǒng)中短路計(jì)算點(diǎn)，選取在配電干

37、線首端分支處與末端分支處（即層配電箱處）、每層分支線末端（即末端配電箱處）。分支線路計(jì)算點(diǎn)選取在計(jì)量配電箱終端處。配電干線及分支線計(jì)算長(zhǎng)度依據(jù)建筑平面圖和剖面圖及敷設(shè)走向確定。低壓配電線短路電流計(jì)算也接受歐姆法，計(jì)算時(shí)，配電干線及其分支線的導(dǎo)線型號(hào)規(guī)格先按發(fā)熱條件初選。7.2 設(shè)備選擇7.2.1高壓電器設(shè)備選擇本工程10kV高壓系統(tǒng)選用FLUOFIX GC型高壓戶內(nèi)中置式開關(guān)柜，柜內(nèi)安裝的高壓電器主要是高壓斷路器、熔斷器和互感器等電器設(shè)備。高壓斷路器的選擇高壓斷路器主要作為變壓器回路、電源進(jìn)線回路的把握和愛(ài)護(hù)電器及分段聯(lián)絡(luò)用電器。使用環(huán)境為建筑地下室的高壓開關(guān)柜（1AH和2AH柜）內(nèi)。（1）

38、高壓斷路器的選擇額定電壓:不低于所在電網(wǎng)處的額定電壓=10kV，選取=12kV.額定電流:應(yīng)等于或大于所在回路的最大長(zhǎng)期工作電流（或計(jì)算電流）1AH柜為10kV電源A高壓進(jìn)線柜，其高壓側(cè)計(jì)算總視在負(fù)荷為1260kVA，從而=72.75A。依據(jù)斷路器的電流等級(jí)，選擇斷路器額定電流為=630>72.75，滿足要求。依據(jù)高壓真空短路器的產(chǎn)品手冊(cè)，相關(guān)參數(shù)為;（2） 高壓斷路器的校驗(yàn)額定開斷電流校驗(yàn)：，開斷電流滿足要求。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：，滿足動(dòng)穩(wěn)定條件。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：滿足熱穩(wěn)定條件。7.2.2低壓電器設(shè)備選擇本工程0.38kV低壓電氣系統(tǒng)變電所選擇BF-25低壓戶內(nèi)開關(guān)柜。柜內(nèi)安裝低壓電器有低壓斷路器

39、和電流互感器等。低壓配電垂直母線干線系統(tǒng)及層配電箱中的低壓電器有低壓斷路器和雙電源切換開關(guān)等。1）低壓斷路器的選擇（1）級(jí)數(shù)開關(guān)：TN-S系統(tǒng)。（2）額定斷流選擇：選擇IN=630A>IC=515.2A,滿足要求。（3）斷流力量校驗(yàn)：IOC=20kA>IK(3)= 14.4kA ,滿足條件。2）低壓愛(ài)護(hù)電氣設(shè)備的整定與級(jí)間選擇性的協(xié)作（1)過(guò)電流脫扣器額定電流的選擇。過(guò)電流脫扣器額定電流應(yīng)不小于線路的最大負(fù)荷電流，即選擇,滿足要求。（2)長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器整定電流 要求不小于線路的最大負(fù)荷電流，即與線路的允許載流量協(xié)作，滿足 故選擇=100A,滿足要求.其余低壓配電垂直干線系統(tǒng)、插

40、接箱、樓層配電箱等進(jìn)出線回路中的愛(ài)護(hù)用低壓斷路器的選擇及整定方法類似，在此不再詳述。7.2.3 導(dǎo)線和電纜選擇本工程的導(dǎo)線類型依據(jù)導(dǎo)線應(yīng)用場(chǎng)所主要分為：高壓進(jìn)出線電纜、低壓開關(guān)柜主母線和分支母線、低壓出線電纜等。高壓進(jìn)出線電纜的選擇是以輸送容量為依據(jù)來(lái)進(jìn)行截面選擇的。高壓進(jìn)線電纜在變電所外用直埋/穿管埋地，在變電所內(nèi)接受電纜梯架/電纜溝相結(jié)合的敷設(shè)方式。先按允許溫度條件選擇，然后校驗(yàn)器電壓損失和短路熱穩(wěn)定。高壓出線電纜由于在變電所內(nèi)，線路長(zhǎng)度很短，電壓損失很小，不需要校驗(yàn)。選擇FLUOFIX GC型高壓開關(guān)柜，母線截面線按允許溫升選擇，然后校驗(yàn)動(dòng)熱穩(wěn)定性 。由于高壓柜在開關(guān)柜內(nèi)，線路長(zhǎng)度很短，電壓損失很小，不需要校驗(yàn)。低壓出線電纜分為干線電纜和分支線電纜，在豎井內(nèi)穿管或橋架明敷設(shè)，布線后穿越樓板處兩端間隙及于留管，應(yīng)接受防火堵料做密封隔離。且管線進(jìn)出地下室做防水套管，并預(yù)留4