建筑供配電課設(shè)創(chuàng)新

目錄1、《建筑供配電》課程設(shè)計任務(wù)書 22、負(fù)荷分級、負(fù)荷計算和無功補償 42.1負(fù)荷分級： 42.2計算負(fù)荷： 52.3無功補償： 52.4變壓器損耗： 53、柴油發(fā)電機組的選擇 63.1消防水泵、消防風(fēng)機、噴淋噴等 63.2消防及弱電中心負(fù)荷 63.3應(yīng)急照明負(fù)荷： 63.4柴油發(fā)電機的容量確定 64、電力變壓器的選擇 65、變電所主接線方法的確定 75.1接線方案 76、計算短路電流 76.1高低壓側(cè)短路電流計算： 76.2低壓側(cè)短路電流： 87、高壓側(cè)設(shè)備的選擇 87.1選擇高壓側(cè)電氣設(shè)備的原則： 88、計算低壓側(cè)計算電流及選低壓側(cè)導(dǎo)線 88.1低壓側(cè)導(dǎo)線的選擇及計算電流 89、建筑防雷與接地保護措施方案 109.1防直擊雷的措施為： 109.2為防止側(cè)向雷擊措施 119.3防雷電侵入波 119.4接地保護的重要意義 1110、課程設(shè)計體會心得 111、《建筑供配電》課程設(shè)計任務(wù)書電氣與電子工程學(xué)院建筑電氣專業(yè)2012-1班左明泉課程設(shè)計題目三層商業(yè)c供配電系統(tǒng)設(shè)計二、課程設(shè)計工作自2014年12三、課程設(shè)計內(nèi)容要求：負(fù)荷分級及供電要求。負(fù)荷計算。變壓器臺數(shù)、容量、型號的選取。變電所主接線方案的確定。確定母線接線方式，高、低壓系統(tǒng)接線方式。變電所主接線中各種電氣設(shè)備的選擇。通過短路電流計算進行母線、電纜、導(dǎo)線、高低壓電氣設(shè)備選擇，柴油發(fā)電機組設(shè)備選擇。防雷、接地保護措施方案。繪制高壓、低壓配電系統(tǒng)圖（2張手畫3號圖紙及高低壓配線、樓層配線CAD圖）。編寫設(shè)計論文及設(shè)備材料表。四、編寫課程設(shè)計論文應(yīng)包括以下內(nèi)容填寫封面及任務(wù)書編制目錄與上述設(shè)計內(nèi)容要求有關(guān)的文字、圖紙及計算過程設(shè)計心得體會參考文獻(xiàn)設(shè)計原始資料電子稿并排版五、設(shè)計原始資料(自己根據(jù)圖寫說明)1.建筑概況：本大廈共有3層，建筑面積5113.8m2，建筑高度約12.58m，為2類民用（高層）建筑。本大廈是(兼有金融、貿(mào)易、辦公、展覽)等功能的（智能型大廈）。2.用電設(shè)備明細(xì)表序號設(shè)備名稱數(shù)量單位容量備注1空調(diào)2414m240W/m22空調(diào)機水泵2臺7.5kW3生活泵1臺20kW4消防泵2臺50kW其中一臺為備用5噴淋泵2臺50kW其中一臺為備用6消防風(fēng)機2臺20kW其中一臺為備用7普通電梯(?)臺25kW8消防電梯(?)臺25kW平時也使用9普通照明（熒光燈）3631.6m210W/m210應(yīng)急照明（白熾燈）340.6m25W/m211電熱水器0臺5kW12消防及弱電中心50kW13動力負(fù)荷3094m26W/m23.電源條件由高壓變電所以二路專用10kV架空線路供電，由大樓一樓進入，本大樓低壓采用380/220V三相五線制。架空線路1.5km0.33Ω/km200MVA10/0.4kV架空線路1.5k0.33Ω/km200MVA10/0.4kV（虛線部分為設(shè)計內(nèi)容）4.氣象條件大樓內(nèi)最熱月平均溫度38地中最熱月平均溫度20本大樓屬于第3防雷建筑物六、參考規(guī)范：1、民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范（JGJ16-2008）2、高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB50045-95）3、低壓配電設(shè)計規(guī)范（GB50054-95）4、供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（GB50052-95）5、10kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范（GB50053-94）6、建筑物防雷設(shè)計規(guī)范（GB50057-94）7、智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（GBT50314-？）8、建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50411-?）2、負(fù)荷分級、負(fù)荷計算和無功補償2.1負(fù)荷分級：本建筑大多為一二級負(fù)荷，負(fù)荷分級為以下部分：一級負(fù)荷：消防泵、噴淋泵、消防風(fēng)機、消防及弱電中心和一些應(yīng)急照明等二級負(fù)荷：商業(yè)區(qū)的照明，商業(yè)區(qū)的空調(diào)負(fù)荷，生活水泵等三級負(fù)荷：露臺，陽臺和儲藏間的照明，空調(diào)機水泵，和插座負(fù)荷負(fù)荷數(shù)據(jù)：負(fù)荷類別面積/m^2單位容量W/M^2需用系數(shù)Kd功率因素costan普通照明3631.5100.90.90.48應(yīng)急照明330.45110空調(diào)負(fù)荷2414400.80.80.75動力負(fù)荷309460.60.90.48層數(shù)類別設(shè)備容量/kw需用系數(shù)costanpc/kwqc/kvarsc/kva一層普通照明8.940.900.900.487.243.13空調(diào)負(fù)荷27.050.800.800.7519.4713.15空調(diào)機水泵15.000.800.800.7510.807.29生活水泵20.000.800.800.7514.409.72通風(fēng)機20.000.650.800.7511.707.90插座4.180.600.900.482.260.97二層普通照明4.300.900.900.483.481.50空調(diào)負(fù)荷0.000.800.800.750.000.00空調(diào)機水泵0.000.800.800.750.000.00生活水泵0.000.800.850.750.000.00通風(fēng)機0.000.00插座2.460.600.900.481.330.57三層普通照明2.710.900.900.482.190.95空調(diào)負(fù)荷0.000.800.800.750.000.00空調(diào)機水泵0.000.800.800.750.000.00生活水泵20.000.800.800.7514.409.72通風(fēng)機0.000.00插座1.500.600.900.480.810.35單層建筑普通照明20.370.900.900.4816.507.13空調(diào)負(fù)荷69.510.800.800.7550.0533.78空調(diào)機水泵7.500.800.800.755.403.65生活水泵20.000.800.800.7514.409.72通風(fēng)機0.000.00插座10.430.600.900.485.632.43總計253.95180.07111.96212.042.2計算負(fù)荷：一、所有的計算過程均用電子表格形式做成公式計算而成。其中普通照明負(fù)荷:Pc1=KPe*Kd=0.9*8.94*0.9=7.24(kw)Qc1=KPc*tan=0.9*7.24*0.48=3.13(kvar)Pc2=KPe*Kd=0.9*4.3*0.9=3.48(kw)Qc2=KPc*tan=0.9*3.48*0.48=1.5(kvar)Pc3=KPe*Kd=0.9*2.71*0.9=2.19kwQc3=KPc*tan=0.9*2.19*0.48=0.95kvar空調(diào)負(fù)荷:Pc4=KPe*Kd=0.8*27.5*0.9=19.47kwQc4=KPc*tan=19.47*0.9*0.75=13.15kvaPc5==0.9*69.51*0.8=50.05kwQc5=KPc*tan=50.05*0.75*0.9=33.78kvar動力負(fù)荷：Pc6=KPe*Kd=0.9*8.14*0.6*=10.03kwQc6=KPc*tan=0.9*10.03*0.48=4.33kvar根據(jù)以上計算的計算負(fù)荷可以求出總得就算負(fù)荷為180.07kw。2.3無功補償：1、高壓側(cè)要補償?shù)?.9本工程采用低壓側(cè)集中補償方案；由上述計算的計算負(fù)荷得：低壓側(cè)的功率因數(shù)為：cos==180.07/212.04=0.85低壓側(cè)補償?shù)?.92由此可得：Qc’=Pc(tan1-tan2)=180.07*（0.62-0.42）=36.014kvar則低壓側(cè)的無功Qc=Qc-Qc’=75.95kvar總得設(shè)備容量為：Sc==195.4kva2.4變壓器損耗：=.08Sc=15.63kvar=0.02Sc=3.91kwSc==205.51kva高壓側(cè)的功率因數(shù)為cos==183.98/205.51=0.903、柴油發(fā)電機組的選擇根據(jù)民用建筑規(guī)范中的規(guī)定，有大量一二級負(fù)荷的建筑中必須裝有柴油發(fā)電機組，以備不時之需，本工程中符合這一規(guī)定故需要選用柴油發(fā)電機組作為備用電源。柴油發(fā)電機負(fù)荷臺數(shù)容量/kw需用系數(shù)costanPc/kwQc/kvarSc/kva消防水泵2臺（一備一用）50.001.000.800.7545.0030.38消防風(fēng)機2臺（一備一用）20.001.000.800.7518.0012.15噴淋泵2臺（一備一用）50.001.000.800.7545.0030.38消防及弱電中心50.000.600.800.7527.0018.23應(yīng)急照明1一層0.951.001.000.000.860.00應(yīng)急照明2一層1.281.001.000.001.150.00總計172.23137.0191.13164.543.1消防水泵、消防風(fēng)機、噴淋噴等Pc=45+18+45=108kwQc=30.38+12.15+30.38=91.13kvar3.2消防及弱電中心負(fù)荷Pc=27kwQc=18.23kvar3.3應(yīng)急照明負(fù)荷：Pc=0.86+1.15=2.01kwQc=0kvar經(jīng)計算可得柴油發(fā)電機的總負(fù)荷為Pc=137.01kw3.4柴油發(fā)電機的容量確定=137.01/(0.85*0.8)=200.4kva查康明斯采油發(fā)電機型號表可知，選NTA855-G2A，300kw發(fā)電機組一臺位移。4、電力變壓器的選擇本工程屬于公共類建筑，大多的負(fù)荷均為一二級負(fù)荷，其中一些插座和露臺陽臺照明為三級負(fù)荷可以不予考慮，由民用建筑規(guī)范中的條例可知，有大量的二級負(fù)荷以上的建筑需至少配備兩臺以上的變壓器以保證可靠安全的供電。所有本工程選用兩臺變壓器，其中一臺為備用。有上述計算可以得出本工程的在補償前的視在容量為SC=212KVA查表可知變壓器的型號有干式變壓器和油浸式變壓器,其容量都有10KVA,35KVA,100KVA,200KVA,315KVA等，所選變壓器容量Sc’=212/0.7=302.8KVA經(jīng)計算的的容量和型號可以選出變壓器容量為兩臺容量均為315kva的變壓器，一臺為使用一臺備用（明備）當(dāng)一臺變壓器壞了是立刻接到另一臺備用變壓器上，這樣可以減少損失。最終選擇兩臺S11-M-315KVA/10KV/0.4KV變壓器。5、變電所主接線方法的確定由于本工程為公共類建筑，人員活動比較頻繁，為人群眾多的地域所以必須保證供電質(zhì)量，和在發(fā)生意外情況時，任然能過對用電戶進行持續(xù)的供電。以下有兩方案選擇：5.1接線方案方案一、采用雙回路線路變壓器組接線方式，兩路從不同發(fā)電廠過來的10kv為兩回路單母線分段接線。根據(jù)電源數(shù)目，電網(wǎng)的接線情況來確定單母線分段數(shù)。各段母線的電氣系統(tǒng)互不影響，這樣當(dāng)某段母故障或檢修時，將此段母線的供電負(fù)荷全部轉(zhuǎn)到另一條母線上，這樣就能是用戶能不停電或停電時間很短，此操作能過通過倒閘操作完成。方案二、采用單母線分段供電方式，正常運行時，有10kv電源A和10kv電源B同時供電，兩個電源各承擔(dān)一般的負(fù)荷，當(dāng)任一一路電源故障或檢修時由電源A承擔(dān)全部一二級負(fù)荷和部分三級負(fù)荷，當(dāng)電源A故障或檢修時，母線短路器閉合，由電源B承擔(dān)全部一二級負(fù)荷和部分三級負(fù)荷此方案供電可供性高，但經(jīng)濟性差綜合分析，本工程變電所高壓側(cè)主接線方式選擇方案二。即單母線分段方式接線。6、計算短路電流6.1高低壓側(cè)短路電流計算：Sd=100MVA，Ud1=10.5Kv，Ud2=0.4kvId1=Sd/Ud1=5.5KAId2=Sd/Ud2=144.5ka導(dǎo)線電抗標(biāo)幺值：XL*=xL*Sd/Ud2=0.45電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值：Xg*=Sd/SG=0.5變壓器電抗標(biāo)幺值：X1=（U%/100）*(Sd/SNT)=12.7高壓側(cè)短路電流：X2=Xg*+XL=0.95IP1=Id1*（1/X2）=5.78KAIsh=1.52Ip1=8.79KAish=2.55Ip1=14.74KASk=Sd*(1/X2)=105.3MVA高壓側(cè)計算電流：IC=SC/Un=11.3A6.2低壓側(cè)短路電流：X3=Xg*+XL+X1=13.65IP2=Id2*（1/X3）=10.58KAIsh=1.09Ip2=11.5KAish=1.84Ip2=19.5KASK2=Sd*(1/X3)=7.32MVA7、高壓側(cè)設(shè)備的選擇7.1選擇高壓側(cè)電氣設(shè)備的原則：選高低壓的電氣設(shè)備是應(yīng)遵循以下幾個共同原則：

1.按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流。（1）電氣設(shè)備的額定電壓UN應(yīng)符合電器裝設(shè)點的電網(wǎng)額定電壓，并應(yīng)大于或等于正常時最大工作電壓UW-M，即UN>UW-M（2）電氣設(shè)備的額定電流IN-e應(yīng)大于或等于正常時最大的工作電流Iw-m，即IN-e>Iw-m

2.按短路情況來校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。3.按裝置地點的三相短路容量來校驗開關(guān)電器的斷流能力。應(yīng)特別注意銘牌斷流容量值所規(guī)定的使用條件。4按裝置地點、工作環(huán)境、使用要求及供貨條件來選擇電氣設(shè)備的適當(dāng)型式。

1、由算出的額定電流和短路電流校驗動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性可以選出斷路器為：VD4-122、根據(jù)熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性可以判斷電流互感器選擇的是：LZZBJ12-10A(20/5A)3、根據(jù)動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性高壓側(cè)電壓為10KV高壓側(cè)電壓互感器選擇為：JDZ12-10(10/0.1)KV4、高壓側(cè)開關(guān)柜的選擇：KYN44A-12型鎧裝開式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備5、由于變壓器在戶外此工程的高壓側(cè)母線選擇電纜，高壓側(cè)計算電流為11.3A查表可得選擇的母線為ZLQ3-3*16的電纜。6、高壓側(cè)的避雷器選擇為：FZ-10型高壓側(cè)電氣設(shè)備設(shè)備型號高壓側(cè)斷路器VD4-12高壓側(cè)電流互感器LZZBJ12-10A(50/5A)高壓側(cè)電壓互感器JDZ12-10(10/0.1)KV避雷器FZ-10高壓開關(guān)柜KYN44A-12高壓側(cè)母線ZLQ3-3*16高壓側(cè)熔斷器XRNP1-12(0.5A,50KA)8、計算低壓側(cè)計算電流及選低壓側(cè)導(dǎo)線8.1低壓側(cè)導(dǎo)線的選擇及計算電流計算低壓側(cè)回路電流及短路電流和選擇低壓側(cè)的導(dǎo)線型號：有上述計算的出低壓側(cè)功率因數(shù)補償?shù)?.92得=1\*GB3①空調(diào)機組回路：Ic1=PC1*U1cos=96.51/(*380*0.92)=159.6A將空調(diào)回路作為一個回路查表可知BLX-185在環(huán)境溫度40允許載流量為Ial=197AKt==0.82,Ial*Kt=197*0.82=161.54>159.6A,滿足計算電流的要求。=2\*GB3②照明負(fù)荷和插座負(fù)荷回路：Ic2=PC2/*U1cos=90.75A將照明負(fù)荷和插座作為一個回路計算的出計算電流為90.75A,查表可知選BLX-95導(dǎo)線，在環(huán)境溫度在40的允許載流量為126A,在38度時的允許載流量為Ial*Kt=103.3A>90.75A滿足計算電流的要求。=3\*GB3③空調(diào)機水泵和生活水泵回路：Ic2=PC2/*U1cos=90.94A將空調(diào)機水泵和生活水泵作為一個回路計算出計算電流為90.94A.查表可知選BLX-95導(dǎo)線，在環(huán)境溫度在40的允許載流量為126A,在38度時的允許載流量為Ial*Kt=103.3A>90.94滿足計算電流的要求。=4\*GB3④通風(fēng)機回路計算電流Ic4=PC4/*U1cos=33.1A將通風(fēng)機作為一個回路計算得出的計算電流為33.1A，查表可選出導(dǎo)線為BLX-16型號，在環(huán)境溫度為40的允許載流量為41A,,在38度是的載流量為Ial*Kt=33.62A>33.1A.滿足計算電流的要求。=5\*GB3⑤淋泵計算電流為：Ic5=Pc5/*U1cos=74.4A將噴淋泵作為一個回路計算得出的計算電流為77.4A,查表可選出的導(dǎo)線為BLX-70型號，在環(huán)境溫度為40的允許載流量為105A，在38度時的載流量為Ial*Kt=86.1A>77.4A,滿足計算電流的要求。=6\*GB3⑥消防風(fēng)機回路計算電流為：Ic6=Pc6/*U1cos=27.76A將消防風(fēng)機作為一個負(fù)荷回路計算得出的計算電流為27.76A.查表可選出的導(dǎo)線為BLX-16型號，在環(huán)境溫度為40的允許載流量為41A,在38度時的載流量為Ial*Kt=33.6>27.76A,滿足就算電流的要求。=7\*GB3⑦消防及弱電中心回路計算電流：IC7=PC7/*U1cos=82.7A將消防及弱電中心作為一個負(fù)荷回路得出的計算電流為82.7A,查表可選出的導(dǎo)線為BLX-70型號，在環(huán)境溫度為40的允許載流量為105A，在38度時的載流量為Ial*Kt=86.1A>82.7計算電流的要求。=8\*GB3⑧消防泵回路計算負(fù)荷：IC8=PC8/*U1cos=82.7A將消防泵負(fù)荷作為一個回路得出的計算電流為82.7A,查表可選出的導(dǎo)線為BLX-70型號，在環(huán)境溫度為40的允許載流量為105A，在38度時的載流量為Ial*Kt=86.1A>82.7計算電流的要求。=9\*GB3⑨應(yīng)急照明回路：IC9=PC9/*U1cos=3.69A應(yīng)急回路計算電流為3.69A，查表可選出導(dǎo)線型號為BLX-2.5，環(huán)境為40度時允許載流量為12A，在38度時的載流量為Ial*Kt=9.84A>3.69A.滿足計算電流的要求。低壓側(cè)各回路導(dǎo)線選擇如下：低壓側(cè)選擇的導(dǎo)線導(dǎo)線型號允許載流量/A動力負(fù)荷及普通照明回路BLX-95空調(diào)回路BLX-185空調(diào)機水泵及生活水泵回路BLX-95通風(fēng)機回路BLX-16消防風(fēng)機回路BLX-16消防泵回路BLX-70消防及弱電中心回路BLX-70噴淋泵回路BLX-70應(yīng)急照明回路BLX-2.5低壓側(cè)電氣設(shè)備低壓開關(guān)柜型號斷路器照明及插座回路GCL-(BWL1)S503-K45空調(diào)機水泵生活水泵GCL-(BWL1)S503-K45通風(fēng)機GCL-(BWL1)S503-K45消防泵GCL-(BWL1)LN-125消防及弱電中心GCL-(BWL1)LN-125消防風(fēng)機GCL-(BWL1)LN-125應(yīng)急照明GCL-(BWL1)S503-K45空調(diào)負(fù)荷GCL-(BWL1)LN-200補償電容熔斷器QSA-160A三相電容BW0.4-16-3柴油機母線GCL-(BWL1)LN-320變壓器一GCL-(BWL1)LN-321變壓器二GCL-(BWL1)LN-3229、建筑防雷與接地保護措施方案本工程為第二類防雷建筑，根據(jù)民用建筑規(guī)范，第二類防雷建筑應(yīng)采取防直擊雷、防側(cè)擊和防雷電波侵入的措施。9.1防直擊雷的措施為