某大廈建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計

鄭州輕工業(yè)學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)題目某大廈建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)、班級學(xué)號姓名主要內(nèi)容、根本要求、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)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。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繪圖。5．學(xué)會整理和總結(jié)設(shè)計文檔報告。6．學(xué)習(xí)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。根本要求：1、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。參數(shù)：某大廈建筑供配電系統(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(dǎo)，機械工業(yè)出版社，翁雙安，20042.現(xiàn)代建筑電氣供配電設(shè)計技術(shù)，中國電力出版社，李英姿等，20083.AutoCAD2008中文版電氣設(shè)計完全自學(xué)手冊，機械工業(yè)出版社，孟德星等，20084.供配電系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，GB50054-20095.民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，GBJGJ_T16-2008完成期限：指導(dǎo)教師簽名：課程負責(zé)人簽名：5日目 錄第一章緒論31.1設(shè)計題目及工程概況31.2設(shè)計的目的及要求31.3設(shè)計的依據(jù)3第二章方案論證52.1供配電方案的系統(tǒng)論證5高壓配電系統(tǒng)5低壓配電系統(tǒng)52.2方案事項5第三章負荷計算63.1負荷計算的依據(jù)及目的63.2負荷計算的方法63.3無功補償及計算及選擇73.4負荷計算7第四章設(shè)備及導(dǎo)線選擇134.1變壓器的選擇134.2短路電流計算134.3高壓斷路器的選擇：154.5低壓斷路器的選擇174.6低壓電力導(dǎo)線的選擇18第五章變配電室的設(shè)計205.1變配電室的布置20第六章防雷接地設(shè)計216.1防雷設(shè)計216.2接地系統(tǒng)的設(shè)計21第七章結(jié)束語23參考文獻24附錄25第一章 緒論1.1設(shè)計題目及工程概況設(shè)計題目：某大廈建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計工程概況：本工程為十四層建筑二類建筑物1.2設(shè)計的目的及要求目的：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)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。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繪圖。5)學(xué)會整理和總結(jié)設(shè)計文檔報告。6)學(xué)習(xí)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。設(shè)計要求：1〕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。1.3設(shè)計的依據(jù)1、上級部門批準(zhǔn)的文件及甲方設(shè)計任務(wù)書2、國家現(xiàn)行有關(guān)實際規(guī)程，標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)，主要包含1)《民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 JB/T16-922)《高層民用建筑設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》 GB50045-953)《人民防空地下室設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 GB50038-944〕《住宅設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》 GB50096-19995〕《建筑防雷設(shè)計設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》〔2000版〕GB50057-943、部門提供的資料第二章 方案論證2.1供配電方案的系統(tǒng)論證高壓配電系統(tǒng)1〕電源：本工程供電電源為兩路10KV電源供電。10KV側(cè)微小電流接地系統(tǒng)，當(dāng)一路電源故障或檢修斷電后，另一路電源可以保證一二級負荷的正常工作。2〕選用四臺變壓器3〕10KV高壓配電系統(tǒng)尾單母線分段聯(lián)絡(luò)，當(dāng)一路電源故障或檢修斷電后，另一路電源可以保證另一路的工作。2.1.2低壓配電系統(tǒng)1〕低壓配電系統(tǒng)采用放射式與樹干式相結(jié)合的方式，對于單臺容量較大的負荷或重要負荷采用放射式供電，對于照明或一般負荷采用樹干式與放射式相結(jié)合的供電方式。2〕電力系統(tǒng)采用380/220V，50HZ，TN-S系統(tǒng)，生活泵電梯采用放射式供電，為了保證重要負荷的供電采用雙回路電纜供電在末一級配電箱處采用雙電源自投。2.2方案事項1)根據(jù)具體要求認真選擇及設(shè)計2)設(shè)計時注意用電平安、經(jīng)濟、可靠第三章 負荷計算3.1負荷計算的依據(jù)及目的負荷計算的依據(jù)：計算負荷又稱為半小時最大負荷，是供配電設(shè)計時選擇變壓器容量，確定備用電源，無功補償容量、季節(jié)性負荷容量，選擇電器、電線電纜，計算電壓偏差、功率損耗和電能損耗的依據(jù)。在本工程中，我們可以依據(jù)其設(shè)計好的工程圖來取得數(shù)具據(jù)。目的：負荷計算是為了我們選擇變壓器、斷路器、互感器、熔斷器及導(dǎo)線電纜參數(shù)選擇的數(shù)據(jù)的方便，也為了我們能夠更好的在滿足電路需要的情況下，最大的節(jié)省經(jīng)濟消費。3.2負荷計算的方法需要系數(shù)法、利用系數(shù)法和單位指標(biāo)法。本次設(shè)計我們只運用需要系數(shù)法。需要系數(shù)法：在所計算的范圍內(nèi)(如一條干線、一段母線或一臺變壓器)，將用電設(shè)備按其設(shè)備性質(zhì)不同分成假設(shè)干組，對每一組選用適宜的需要系數(shù)，算出每組用電設(shè)備的計算負荷，然后由各組計算負荷求總的計算負荷，這種方法稱為需要系數(shù)法。三相用電設(shè)備組的計算負荷公式為：3.3無功補償及計算及選擇其中總負荷為2652.94KW一二級計算總負荷為567.4KW即補償無功功率為：Q=2652.94[tan(arccos0.55)-tan(arccos0.92)]=2898.3KW〔取2900〕一二級計算總負荷為567.4KW即補償無功功率為：Q=567.4[tan(arccos0.55)-tan(arccos0.92)]=619.88KW〔取620〕本工程采用低壓集中自動補償方式，每臺變壓器低壓母線上裝設(shè)不燃型干式補償電容器，對系統(tǒng)進行無功功率補償，使其補償后高壓變壓器側(cè)功率因數(shù)大于0.9，變壓器二次側(cè)功率因數(shù)大于0.92。3.4負荷計算按按照以上的方法從工程圖中找出一級負荷、二級負荷及總負荷，從可以計算出各個負荷計算書如下所示:第四章 設(shè)備及導(dǎo)線選擇4.1變壓器的選擇據(jù)負荷計算表可知，計算容量Sj=2962KVA,所以我們初選變壓器兩臺容量為1600KVA，又因為這時每臺的變壓器的利用率為1484/1600=92.7%>85%所以兩臺變壓器不能夠滿足要求，故可以選擇三臺，但又考慮到工程實例可知應(yīng)選這四臺變壓器，考慮到工程實例可知每臺變壓器的容量應(yīng)大于一二級負荷，這里我們?nèi)∫慌_變壓器為例〔實際中用電負荷是四臺變壓器平均分配的故那一臺變壓器是合理的〕，一臺變壓器所承當(dāng)?shù)囊欢壙傌摵蔀镾1,2=554.125(一二級中計算負荷為1007.5KVA，需要系數(shù)為0.55)，即1600>S1,2成立，又因計算總負荷Sj1=1164.81，即變壓器的利用率為1164.81/1600=72.8%，即選四臺變壓器是比擬合理的。4.2短路電流計算其等效電路圖如下:<1>確定基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，Uav1=10.5kV，Uav2=0.4kV，Soc=500MVA，<2>計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值〔1〕電力系統(tǒng)的標(biāo)幺值〔2〕架空線路的標(biāo)幺值查表知， X0=0.095Ω/kmX2*=0.095*3*100MVA/10.52KVA=0.26〔3〕電力變壓器的電抗標(biāo)幺值，查表知Uk%=6X3*=X4*=6*100MVA/(100*1600KVA)=0.37繪制短路等效電路圖如下：<3>計算K-1點短路容量X*∑(K-1)=X1*+X2*=0.2+0.26=0.46=Id1/X*∑(K-1)=5.5/0.46=11.96KA===11.96KA=2.55*11.96=30.498KA=1.55*11.96=18.06KA=Sd/X*∑(K-1)=100MVA/0.46=217.4MVA<4>計算K-2點短路容量X*∑(K-2)=X1*+X2*+X3*//X4*=0.2+0.26+3.75/2=2.335=Id2/X*∑(K-2)=144/2.335=61.67KA===61.67KA=2.55*61.67=157.26KA=55*61.67=93.12KA=Uav2*=*0.4*61.67=42.7MVA即短路計算表如下表所示：短路計算點三相短路電流〔kA〕三相短路容量〔MVA〕k-111.9611.9611.9618.0630.498217.4k-261.6761.6761.6793.12157.2642.74.3高壓斷路器的選擇：根據(jù)線路額定電壓及電流選用VK—10M25其參數(shù)如下UN=12KV,IN=1250A,額定短時耐受電流It=25KA，額定峰值耐受電流Ies(kA)=63KA,額定短路開斷電流Ioc〔kA〕=25KAtima=top+toc+0.05=0.015+0.8+0.05=1s高壓斷路器額定參數(shù)與計算數(shù)據(jù)比擬名稱設(shè)備參數(shù)VK—10M25比擬條件計算數(shù)據(jù)電壓比擬UN〔kV〕12≥UN〔kV〕10電流比擬IN〔A〕1250≥Imax〔A〕185斷流能力的校驗Ioc〔kA〕25≥〔kA〕11.96熱穩(wěn)定性的校驗It2t[(kA)2.s]252×3=1875≥I∞2tima[(kA)2.s]143.04動穩(wěn)定性的校驗Ies(kA)63≥(kA)30.4984.4高壓側(cè)電流互感器的選擇查表可知：LZZbj—10的參數(shù)為，二次回路選用BV-500-12.5mm2銅芯塑料線,線長10M,R4=0.1，一秒允許的額定電流的倍數(shù)Kt=90,允許通過一次額定電流的倍數(shù)Kns=160〔1〕額定電壓：UN=Ul=10KV〔2〕額定頻率：f=fl=50HZ〔3〕額定一次側(cè)電流：IN=200A>Ij=185A〔4〕電流互感器準(zhǔn)確度等級的校驗：SN2=200*200*ZL=40000*0.4=16000S2=5*5*(R1+R2+R3+R4)=3.2+25**L/A*r+25*0.1=3.2+25**10/12.5*53+25*0.1=3.2+0.65+2.5=6.35即SN2>S2符合要求〔5〕熱穩(wěn)定校驗：(Kt*IN)2*t>2顯然符合要求〔6〕動穩(wěn)定性的校驗：√2*IN*Kns>ish顯然也符合要求4.5低壓斷路器的選擇根據(jù)線路額定電壓及電流選用M20H1/3P，查表知，UN=380KV,IN=2500A,過電流脫扣器額定電流=2000A,瞬時過電流脫扣器動作電流IN=2500A(K=3),長延時過電流脫扣器動作電流IN=2000A(K=1),分?jǐn)嚯娏鱅oc=85KA,據(jù)條件其計算如下表所示:設(shè)備參數(shù)M20H1/3P比擬條件計算數(shù)據(jù)UN〔V〕380≥UN〔V〕380IN〔A〕2500≥Imax〔A〕1769.14過電流脫扣器額定電流〔A〕2000≥Imax〔A〕1769.14瞬時過電流脫扣器動作電流〔A〕KIN=3×2500=7500≥KrelIpk〔A〕1.35×2500=3375≤KOLIal〔A〕4.5×2000=9000長延時過電流脫扣器動作電流Iop〔l〕(A)KIN=1×2000=2500≥KrelImax〔A〕1.1×1769.14=1946≤KOLIal〔A〕1×2500=2500靈敏度校驗Ks=>Ks1.3斷流能力校驗Ioc〔kA〕85≥Ik61.674.6低壓電力導(dǎo)線的選擇因為變變配電所在地下負一層，所以線路應(yīng)該很短，我們應(yīng)該按發(fā)熱條件來選擇導(dǎo)線的截面積。據(jù)工程圖可知，選長度為50m的WP101線路為例進行校驗查負荷計算書知: Pj=441KW Ij=598.24A上網(wǎng)查閱，環(huán)境溫度為30°明敷時，NHYJV-3×185+2×95,交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電力電纜，其平安載流量為630A，符合要求。校驗器電壓損失:△U%=PjL/C*S*100=441*50/46.3*185*100=2.6%<5%滿足電壓損失的要求應(yīng)選擇NHYJV-3×185+2×95,交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電力電纜是符合要求的。第五章 變配電室的設(shè)計5.1變配電室的布置變配電室設(shè)置在負一層，設(shè)計在地下車庫內(nèi)，面積為28.00×16.00，變配電所內(nèi)設(shè)有電纜溝，上下壓線均采用下進下處。變配電所內(nèi)設(shè)置四臺變壓器12臺高壓柜，32臺低壓柜，三臺配電屏，供全樓供電。第六章 防雷接地設(shè)計6.1防雷設(shè)計雷電的形成，由于積雨云富含水蒸氣，伴隨極強烈的上升氣流運動，使云中帶正電的冰晶和帶負電的雨滴碰撞摩擦，形成了雷云。異性電荷的累積形成云塊間的電場強度不斷增強，超過空氣能承受的程度，擊穿，形成云間放電，即為雷電雷電波可能沿著各種金屬導(dǎo)體、管路，特別是沿著天線或架空線引入室內(nèi)，對人身和設(shè)備造成嚴(yán)重危害。對這些高電位的侵入，特別是對沿架空線引入雷電波的防護問題比擬復(fù)雜，通常采用以下幾種方法:〔1〕配電線路全部采用地下電纜;

〔2〕進戶線采用50~100m長的一段電纜;

〔3〕在架空線進戶之處，加裝避雷器或放電保護間隙。第1種方法最平安可靠，但費用高，故只適用于特殊重要的民用建筑和易燃易爆的大型工業(yè)建筑。后兩種方法不能完全防止雷電波的引入，但可將引入的高電位限制在平安范圍之內(nèi)，故在本工程中實際中采用在電纜線進戶之處，加裝避雷器或放電保護間隙。6.2接地系統(tǒng)的設(shè)計為了防止電磁干擾的感應(yīng)效應(yīng)所以應(yīng)采用屏蔽裝置，自然構(gòu)件做屏蔽體，或者將建筑物外表的所有的金屬構(gòu)件連接在一起均與防雷裝置相連，并做等電位連接，屏蔽電纜連接到等電位連接帶上每幢建筑物本身采用公用接地系統(tǒng)，互相鄰近的建筑物之間有電力和通信電纜連通時，接地裝置宜互連。局部等電位聯(lián)結(jié)：電梯機房、夾層空調(diào)機房、地下室水泵房、地下室配電間、強電豎井、公寓式辦公室的衛(wèi)生間等，16mm2銅線，局部等電位端子板25mm*4mm銅母線。進入建筑物的所有外來導(dǎo)電物、安裝在建筑物屋頂?shù)脑O(shè)備管道、電線保護鋼管，分別設(shè)局部等電位聯(lián)結(jié)端子箱，就近聯(lián)結(jié)到內(nèi)部環(huán)形導(dǎo)體上，并連通到根底接地體。建筑物電子信息系統(tǒng)的各種箱體、殼體、機架等金屬組件與建筑物的共用接地系統(tǒng)組成S型星型結(jié)構(gòu)的等電位聯(lián)結(jié)網(wǎng)絡(luò)。接地裝置：接地分為系統(tǒng)工作接地，平安保護接地，雷電保護接地，建筑物電子信息系統(tǒng)接