建筑电气供配电毕业设计说明书终稿.doc

本科毕业设计说明书 题 目： 南通市广电大厦照明及 供配电系统设计 院 （部）： 信息与电气工程学院 专 业： 电气工程与自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 2012 年 6 月 目 录 摘 要IV ABSTRACTV 1 前 言- 1 - 1.1 建筑电气概况 - 1 - 1.2 工程概况 - 1 - 1.3 设计内容 - 1 - 1.3.1 照明系统设计- 1 - 1.3.2 低压配电系统设计- 1 - 1.3.3 高压配电系统设计- 2 - 2 照明系统设计- 3 - 2.1 照明系统设计概述 - 3 - 2.2 普通照明设计 - 3 - 2.2.1 灯具及光源的选择- 3 - 2.2.2 照度计算- 4 - 2.3 普通照明配电箱设计 - 7 - 2.3.1 照明负荷布置 .- 7 - 2.3.2 配电箱照明负荷计算、导线及断路器选择- 7 - 2.3.3 配电箱插座负荷计算、导线及断路器选择- 8 - 2.3.4 配电箱负荷计算、进线导线及断路器选择- 9 - 2.4 应急照明设计 .- 11 - 2.4.1 应急照明分类及要求.- 11 - 2.4.2 疏散照明设计.- 12 - 2.4.3 备用照明设计.- 12 - 2.4.4 应急照明灯具选择.- 12 - 2.4.5 应急照明电源供电方式及线路敷设.- 13 - 2.4.6 应急照明负荷计算及元件选择.- 13 - 3 动力系统设计.- 15 - 3.1 动力负荷统计.- 15 - 3.2 动力配电方案.- 15 - 3.3 动力配电箱负荷计算.- 16 - 3.3.1 风机盘管回路负荷计算及元器件的选择.- 16 - 3.3.2 空调配电箱负荷计算及元器件的选择.- 17 - 3.3.3 防火卷帘门元件的选择.- 19 - 4 低压配电系统设计- 21 - 4.1 负荷等级及供电要求 .- 21 - 4.1.1 负荷等级.- 21 - 4.1.2 供电要求.- 21 - 4.2 配电方式 .- 21 - 4.3 低压接地形式 .- 21 - 4.4 干线负荷计算及导线选择 .- 21 - 4.5 低压侧负荷计算 .- 23 - 4.6 无功补偿 .- 25 - 4.7 变压器选择与校验 .- 25 - 4.7.1 变压器的台数和容量选择.- 25 - 4.7.2 功率因数校验.- 26 - 4.8 低压侧母排的选择 .- 29 - 4.9 低压配电柜及元器件的选择 .- 30 - 4.9.1 低压配电柜的选择.- 30 - 4.9.2 馈电柜 AA1-03 元件选择 .- 30 - 5 高压配电系统设计- 33 - 5.1 高压配电系统接线方案 .- 33 - 5.1.1 电气主接线形式及运行方式 - 33 - 5.1.2 开关柜型式及配置 - 33 - 5.2 短路电流计算 .- 33 - 5.3 高压一次设备的选择 .- 37 - 5.3.1 高压断路器的选择与校验.- 37 - 5.3.2 高压熔断器的选择.- 38 - 5.3.4 避雷器的选择.- 38 - 5.4 10KV 进线负荷计算与导线选择- 38 - 5.4.1 负荷计算.- 38 - 5.4.2 导线选择 - 39 - 6 总 结.- 40 - 谢 辞.- 41 - 参考文献- 42 - 摘 要 本设计主要完成了南通市广电大厦照明系统、动力系统、低压配电系统、高压配 电系统的设计。照明系统设计包括普通照明和应急照明系统的设计，主要包括各分区 光源和灯具的选择、照度计算、照明负荷计算、插座规格选择、布置方案及插座负荷 计算；动力系统设计主要包括风机盘管、空调机组等动力设备配电设计、负荷计算、 导线及断路器的选择；低压配电系统设计主要针对低压配电柜的设计，主要包括负荷 分级、接地型式、干线负荷计算、低压侧负荷计算、变压器选型、无功补偿及各类电 器元件的选型等；高压配电系统设计主要包括高压接线方案的选择、变配电所负荷计 算、短路电流的计算、高压开关柜电器元件型号的选择等。 关键词：照明系统设计；动力系统设计；低压配电系统设计；高压配电系统设计 Lighting and Power Supply Systems Design of Nantong Radio and Television Building ABSTRACT This design mainly completes the lighting system, power system, low voltage distribution system, high voltage distribution system designs of Nantong Radio and Television Building. The lighting system design includes the design of general lighting system and emergency lighting system,it includes the choices of light sources and lamps of each division, illumination calculations, the lighting load calculations, outlet specifications selection, layout plan and socket load calculation; the power system design includs the power distribution designs and load calculations of fan coil units, air conditioning units and other power equipments, also includs choices of loop conductors and circuit breaker; design of low voltage power distribution system primarily for the design of low voltage distribution cabinet, including the load grade, grounding type, the trunk load calculations, the low pressure side of the load calculation, transformer selection, reactive power compensation and the selection of the various types of electrical components;the designs of high voltage power distribution systems include the choice of high voltage wiring scheme, load calculations of transformer substation,short circuit current calculation, electrical components selections of high voltage switchgear. Key Words: lighting system design；power system design；low voltage power distribution system design；high voltage power distribution system design 1 前 言 1.1 建筑电气概况 建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进 行工业与民用建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能 节约、技术先进和经济合理。随着科技学技术的发展，建筑电气正向智能节能型发展。 电气设备越来越集成化，效率越来越高。 现代民用建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持 和改善人民居住或工作环境的，是一门跨学科、综合性的技术。它是强电和弱电与具体 建筑的有机结合。合理的建筑电气设计不仅为人们的生活工作提供良好的环境，还能最 大限度的节约用电成本，达到节能的目的。在能源已成问题的今天，运用设计达到节能 的目的是当前建筑电气设计的重要任务。 随着科学技术和人民生活水平的不断提高，人们对有关供配电、照明、消防、防雷 接地、通信、有线电视等系统的要求越来越高，从而使得建筑开始走向高品质、多功能 领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。 1.2 工程概况 本工程为南通市广电大厦，总建筑面积约 15650 平方米，建筑高度为 49.15 米。本 建筑为二类高层建筑，框架剪力墙结构，耐火等级为一级。地下一层，地上十二层。 1.3 设计内容 1.3.1 照明系统设计 照明系统设计包括各功能分区的照明光源和灯具的选择，确定灯具布置方案和开关 的类型，计算照度，照明负荷的计算及导线的布置与选择，选择照明配电箱、保护和控 制设备。确定插座的布置方案和型号。确定应急照明的设置方案。绘制各楼层照明平面 图和系统图。 1.3.2 低压配电系统设计 低压配电系统设计包括确定各楼层的动力设备的配电方案，计算相关配电箱的负荷， 选择导线型号规格，选择配电箱、保护设备的型号与规格。绘制各楼层动力平面图和系 统图。 还包括低压配电系统的负荷计算，确定无功补偿的方式、容量和装置，计算低压电 网的短路电流，选择各低压配电柜、选择各设备的型号与规格。确定变电所主变压器的 台数和容量。绘制低压配电系统图、配电系统干线图。 1.3.3 高压配电系统设计 高压配电系统设计包括变配电所负荷计算，主接线方案的选择，选择进出线的规格 型号，计算短路电流及开关设备的选择。绘制高压系统主接线图。 2 照明系统设计 2.1 照明系统设计概述 电气照明设计的主要任务是根据实际情况和要求，结合经济技术的可能性，选择配 光合理的光源，合理的照度分布，一般照明与局部照明的配合，室内各部分亮度的变化 限制眩光以及光色和显色等。从而达到美观、舒适的效果。 电气照明的分类： （1）按照明方式分为：一般照明，局部照明和混合照明。 （2）按照明种类分为：正常照明，应急照明，值班照明，警卫照明，障碍照明，装 饰照明和艺术照明。 本设计的内容主要包括光源和灯具的选择、照度计算、照明配电等方面，目的是要 增强整个设计方案的适用性、安全性、现代性和可拓展性，符合现代建筑电气设计的宗 旨。 2.2 普通照明设计 2.2.1 灯具及光源的选择 照明设计的一个主要任务就是根据照明要求和环境条件选择合适的照明装置，并要 求照明功能和装饰效果的协调和统一。选用电光源时应综合考虑照明设施的要求、使用 环境以及经济合理性等因素。不同场所照明设施的目的和用途不同，对光源的性能要求 也不同。所以选用点光源时应首先满足照明设施对光源性能的要求。在选用高校光源的 同时还应考虑显色性、色温等其他性能的要求。 灯具的主要功能是合理分配光源辐射的光通量，满足环境和作业的配光要求，并且 不产生眩光和严重的光幕反射。选择灯具时，除考虑环境光分布和限制眩目的要求外， 还应考虑灯具的效率，选择高光效灯具。同时根据规定，荧光灯应配备镇流器，由于电 子镇流器环境适应性强，在 150-220V 状态下均可正常工作，环境温度较低的情况下都 能使灯一次快速启辉，可延长灯管使用寿命； 本工程中，普通办公室、非线编辑室、审片室等用 T8 三基色双管荧光灯光源具体 型号为 T8-LUMILUX-L36W/830；强弱电间、储藏室、杂物间、楼梯间采用环形荧光灯 光源；廊灯选用普通灯光源；卫生间采用防水防尘灯，光源型号-功率: TLE36W/84， 光通量 2375 lm；中庭上空采用飞利浦-嵌入式筒灯 FBH057/FBS05736W；开关采用 10A 的单联双联或三联开关下沿地 1.3m 安装。 2.2.2 照度计算 照度计算是照明工程设计过程中必不可少的重要环节。照度计算的任务是根据照度 标准要求及其他已知条件来确定光源的个数和光源的功率。办公建筑的照度标准如表 2-1 所示： 表 2-1 办公建筑的照度标准 续表 2-1 本工程以六层左侧教育制作室为例，进行照度计算。照度计算采用利用系数法，其 中顶棚反射比取 70%，墙面反射比取 50%，地面反射比取 10%。 粗略计算房间高度为 3.7 米，教育制作室按普通办公室照度标准，选用 T8- LUMILUX-L36W/830 三基色直管荧光灯带镇流器。灯具安装高度为 3.7m（吸顶安装） 工作面高度为 0.75 米，水平面平均照度为 300lx，光通量为 3350ml。 房间或场所参考平面及其高度照度标准值（lx）UGRRa 普通办公室0.75m 水平面3001980 高档办公室0.75m 水平面5001980 营业厅0.75m 水平面3002280 休息室地面1001980 配电室0.75m 水平面300-80 消防控制室0.75m 水平面300-80 电梯厅地面150-80 房间或场所参考平面及其高度 照度标准值 （lx） UGRRa 普通地面100 - 60 门厅 高档地面200 - 80 普通地面50 - 60 走廊、流动区域 高档地面100 - 80 普通地面30 - 60 楼梯、平台 高档地面75 - 80 1.求空间系数 ccfcrc h0mh0.75mh3.700.752.95m， rc 5()5 2.95 (4.27.5) 5.5 4.2 7.5 hlw RCR lw cc rc 0 h CCRRCR h fc rc 0.75 5.51.4 2.95 h FCRRCR h 2、求有效空间反射比 （1）求有效顶棚反射比 cc 2 0 4.2 7.531.5mA 2 s 4.2 7.531.5mA ii i 0.5 (4.2 7.5) 0.5 4.2 7.5 A A 0 cc ss0 A AAA = 0.7 31.5 0.7 31.5-0.5 31.5+0.5 31.5 取 cc 70%。 （2）求有效地板反射比 fc 2 0 4.2 7.531.5mA 2 s 4.2 7.50.75 7.5 20.75 4.2 249.1mA ii i 0.1 (4.2 7.5)0.5 (7.5 0.75 24.2 0.75 2) 0.24 4.2 7.57.5 0.75 24.2 0.75 2 A A 0 fc ss0 0.24 31.5 0.17 49.1 0.24 49.1 0.24 31.5 A AAA 取%20 fc （3）求墙面平均反射比 取 w 0.5，即 w =50% 3、确定利用系数 （1）查参考文献9附表 1-2 得 5RCR ， cc 70%, w 50%时，0.41U 6RCR ， cc 70%, w 50%时，0.37U （2）用直线内插法求利用系数 5.1RCR ， cc 70%， w 50%时0.4U 因为 fc 20%，所以，地板有效反射比修正系数为 1。 （3）求利用系数 5.1RCR ， cc 70%， w 50%，%20 fc 时0.4U 。 4、确定维护系数 根据房间的环境污染特征，查参考文献9附表 4-1 得 K取 0.8 5、确定光源个数 av0 300 7.5 4.2 7.8 3350 0.4 0.8 E A N UK 取8N 6、功率密度和照度校验 (1)功率密度校验 因为 36 8288WP 则 22 0 288 9.1W/m11W/m 31.5 P LPDLPD A 现行值 所以，满足功率密度要求。 (2)照度校验 av 0 3350 0.4 0.8 8 272.3 7.5 4.2 UKN E A lx 所以， 300-272.3 9.2% 30 I=42.5A，符合条件，导线穿 PC 管径为 40mm。故导线标注为 YJV-516-PC40-CC。 2）进线断路器的选择 断路器的选择满足： N.OR30 oprelpk (o). II IKI 因为 30 42.5AI，初步选择 ABB 塑壳式断路器，T1 160 B R50 3P TMD 断路器额 定电流为 160A，脱扣器额定电流为 50A。 校验断路器能否躲过尖峰电流 校验能否躲过尖峰电流 取 rel 2K， pk30 33 42.5127.5AII 故 relpk 2 127.5255AKI TMD：M 不可调，则脱扣器动作电流 op(o) I= N OR 10I =10 50500A 故 oprelpk (o).IKI，能躲过尖峰电流。 校验断流能力 由于 k-3 点的短路电流为 (3) k-3 14.3kAI（详细计算步骤和方法见第 5.2 节内容） 而所选的断路器的断流能力为 B 级 oc 16kAI，即 (3) ock-3 II，所以所选的断路器满足 断流能力的要求。 综上，选择回路断路器的型号为 T1 160 B R50 3P TMD。 2.4 应急照明设计 2.4.1 应急照明分类及要求 应急照明作为工业及民用建筑设施的一部分，同人身安全和建筑物、设备安全密切 相关。当电源中断，特别是建筑物内发生火灾，或其他灾害而电源中断时，应急照明对 人员疏散、保证人身安全，生产或运行中进行必要的操作或处理，防止再生事故的发生， 都占有特殊地位。应急照明分为疏散照明、安全照明和备用照明三类。应急照明的设置 应根据建筑物的设置层数规模大小，及其复杂程度综合考虑建筑物内聚集人员的多少及 这些人员对该建筑物的熟悉程度等因素确定。一般情况下，需要确保人员安全的出口和 通道应设置疏散照明；需要确保处于潜在危险之中的人员安全的场所应设置安全照明； 需要确保正常工作或活动继续进行的场所应设置备用照明。本工程主要设计了疏散照明 和备用照明。 2.4.2 疏散照明设计 本工程中，需要确保人员安全的出口和通道应设置疏散照明其主要功能是能明确、 清晰地表示疏散路线及出口或应急出口的位置，如走廊设置疏散指示照明灯，楼梯口处 设置安全出口照明等。其具体照度要求与安装要求如表 2-4 所示： 表 2- 4 疏散照明 2.4.3 备用照明设计 备用应急照明是当正常照明发生事故时，能保证室内活动继续进行的照明，备用照 明往往由一部分或全部由正常照明灯具提供。本设计中，消防控制室、消防泵房等重要 的消防设备控制室中设置备用照明。 2.4.4 应急照明灯具选择 本设计中，疏散指示灯和安全出口指示灯选用型号分别为：KXD2001-A 和 KXD2001-LEDA,功率都为 3W，火灾时灯具持续点亮时间大于 90 分钟，距地 0.3 米嵌 入式安装，间距不大于 15 米。疏散照明和备用照明灯具均采用电子镇流器荧光灯，能 够满足瞬时启动的要求。疏散照明灯具和疏散指示灯具等均设置不易燃的玻璃保护罩。 走廊设置环形荧光灯作为应急照明灯，地下室消防泵房和一层消防控制室采用双管荧光 灯作为备用照明。 灯具照度要求安装位置及高度持续时间 安全出口标 志灯 1)正常时在 30 米远处能识 别标志，亮度大于 15cd/ 2)应急时在 20 米远处能识 别标志，照度水平大于 0.5 安装在疏散门口的上方，出口门 的内侧，面朝疏散通道，首层疏 散楼梯的应安装在楼梯口内侧上 方，门上 0.2 米，明装 大于 90min 疏散指示标 志灯 1)正常时在 20 米远处能识 别标志，亮度大于 15cd/ 2）应急时在 15 米远处能识 别标志，照度水平大于 0.5lx 通道及通道拐弯处的侧墙，安装 间距约 15 米，距地高度 0.3 米， 暗装且设置保护措施 大于 90min 2.4.5 应急照明电源供电方式及线路敷设 本工程中应急照明采用双电源供电方式，回路单独设置与正常照明回路分开，导线 或电缆穿钢管保护。疏散照明自带蓄电池供电时间不少于 90min。应急照明配电箱每三 层或四层一个，安放于配电间内，距地 1.5 米安装。 2.4.6 应急照明负荷计算及元件选择 应急照明负荷计算与普通照明配电箱负荷计算方法类似，回路导线和配电箱进线应 选择应选择耐火导线；断路器的选择和普通照明配电箱断路器的选择相似，仍采用 ABB 公司的 S251S 系列 C 特性微型断路器。本设计以三层应急照明配电箱(3ALE)为例 进行负荷计算，配电箱负荷如表 2-5 所示： 表 2-5 配电箱 3 ALE 负荷统计表 回路容量（kW） 3we1（应急照明）0.538 3we2（应急照明）0.541 4we1（应急照明）0.538 4we2（应急照明）0.541 5we1（应急照明）0.538 5we2（应急照明）0.541 3we33we11(防火卷帘门控制箱) 4.95 3ALE 配电箱 L1、L2、L3 各相负荷分配如表 2-6 所示： 表 2-6 配电箱 3ALE 负荷分配表 相数回路容量（kW） L13we1、4we21.1 L23we2、5we11.1 L34we1、5we21.1 取 L1 相计算： 因为 e( 1) 1.1kWP L 则 eee ()3()()8.25kWPP LP 等效1三相 30de( )0.9 8.257.4kWPK P等效 30 3.6kVarQ 2222 303030 7.43.68.2kVASPQ 30 30 N 8.2 12.5A 330.38 S I U 因此按照普通照明配电箱进线导线选择的方法，应选择截面为 2 6mm的耐火 YJV 型 电缆穿管径为 25mm 的钢管走桥架敷设，导线标注为：NH-YJV-5*6-SC25，CT。 应急照明配电箱采用双电源供电，因此本设计在应急照明配电箱进线处采用 ABB 公司的双电源切换开关。本设计采用 CB 级双电源切换开关，型号为：DPT- 160/T1BR504P。 应急照明回路断路器仍采用 ABB 公司的 S251S 系列 C 特性微型断路器。防火卷 门控制箱为三相设备，回路采用 ABB 公司的 S253S 系列 D 特性微型断路器，具体选择 方法与普通照明配电箱的回路微型断路器选择方法类似，这里不再赘述。 3 动力系统设计 3.1 动力负荷统计 本建筑主要的动力负荷有给排水设备如生活水泵、潜水泵、雨淋泵等、消防设备如 消火栓泵等、空调机组、消防风机、电梯等。具体统计如表 3-1 所示： 表 3-1 动力负荷统计表 编号设备名称设备数量单位设备容量（kW）备注 1消火栓泵2台37一用一备 2喷淋泵2台45一用一备 3生活水泵1台20 4潜水泵2台2.2一用一备 5雨淋泵4台90两用两备 6送风机2台3一用一备 7排风机2台0.37一用一备 8空调1组90 9空调1组90 10空调1组150 11空调1组147 12风机盘管76个0.75 13稳压泵2台5.5一用一备 14电梯排污泵2台4一用一备 15 普通电梯1台20 16消防电梯1台20 17排烟机1台 20 3.2 动力配电方案 动力设备的供电电源的选择主要与其负荷等级有关。本工程中，风机盘管、空调机 组、排风机等为三级负荷，只需要一路电源供电；而对于消防类动力设备、重要的动力 负荷如生活泵等为二级负荷，则需要双电源供电。 对于本工程中容量较大的集中负荷和重要负荷从配电室以放射式配电，例如重要的 动力负荷（空调、生活水泵、电梯、排风机）、消防负荷等。对各层配电箱的配电采用 放射式辅以树干式配电；对双电源配电箱亦采用放射式辅以树干式配电，以满足供电要 求。 本工程设置的动力类配电箱如下： 双电源供电配电箱：XFB、-1AT-SHB、-1AT-DTSB、AT- PTDT、XFDT、12ATPY； 单电源供电配电箱：-1HRZ、5KT1、5KT2、12KT1、12KT2。 风机盘管不单独设置配电箱与每层的普通照明负荷公用配电箱。 3.3 动力配电箱负荷计算 3.3.1 风机盘管回路负荷计算及元器件的选择 这里仍以 6AL 配电箱的风机盘管负荷为例进行负荷计算，选择导线和断路器。 六层共有 27 个风机盘管，分成三个回路如表 3-2 所示： 表 3-2 6AL 配电箱风机盘管负荷统计表 回路个数容量（kW） Wp1120.9 Wp280.6 Wp370.525 选择 wp1 进行计算： e 0.9kWP 取 d 1K 则 e 30d =0.9kWPKP 取cos 所以 30 30 N 0.9 5.1A cos0.8 0.22 P I U 1）导线选择 因为 30 30 N 0.9 5.1A cos0.8 0.22 P I U ，所以，按照发热条件 al30 II(环境温度为 o 30 C)选择导线，查阅参考文献14 得选择选择截面为 2 2.5m的聚氯乙烯铜芯绝缘导线， al 21I A，满足要求。导线穿 PC 管径为 16mm，回路导线的标注为 BV-32.5- PC16,CT-WC,CC。 2）断路器的选择 风机盘管属于动力设备，因此，初步选择 ABB 公司的 D 特性微型断路器。根据计 算电流 30 5.1AI，查阅 ABB 公司断微型路器参数手册可知，当断路器脱扣器额定电流 为 16A 时，即 N OR I =16A 30 I=5.1A 满足要求。因此初步选择 S251S-D16 型断路器。 校验断路器能否躲过尖峰电流 按照 D 特性脱扣器电流为 1020 倍的脱扣器额定电流，风机盘管回路可靠系数 rel K =47， 本工程取为 7。 opN OR (10 20)II =(10 20) 16160 320A rel30 7 5.135.7AKI 故 oprel 30 IK I 所以，能躲过尖峰电流。 综上，选择回路断路器的型号为：S251S-D16。 3.3.2 空调配电箱负荷计算及元器件的选择 本工程五层空调机房和屋顶层强电间各有两个空调配电箱，5 层两个配电箱相同， 容量为 90kW，屋顶层两个配电箱分别为 150kW 和 147kW。以五层空调配电箱 5KT1 为例进行负荷计算： 1）回路导线的选择 以 5WKT1 回路为例进行计算： e 90kWP d 0.9K 则 e 30d =0.9 33=29.7kWPKP 取cos 则 30 30 N 29.7 56.4A 3cos30.8 0.38 P I U 因此，按照发热条件 al30 II(环境温度为 o 30 C)选择导线，查阅参考文献14 得， 选择选择相线截面为 2 25m的聚氯乙烯铜芯绝缘导线，N 线截面与相线相同；PE 线截面 为 2 16m，导线走桥架敷设。进线导线的标注为：YJV-425+116-CT，WE/FC。 2）回路断路器的选择 空调配电箱进线断路器选择塑壳式断路器，因为 30 56.4AI因此，查阅 ABB 公司 塑壳断路器参数手册可知，初步选择断路器的型号为：T2N 160 TMD R80 3P。 校验能否躲过尖峰电流 取 rel 2K， pk30 33 56.4169.2AII 则 relpk 2 169.2338.4AKI TMD：M 不可调，则脱扣器动作电流 opN OR (o)1010 80800AII 故有 oprelpk (o).IKI，能躲过尖峰电流。 3）进线导线的选择 e 90kWP 取 d 0.8K 则 e 30d =0.8 90=72kWPKP 取cos 则 30 30 N 72 136.7A 3cos30.38 0.8 P I U 因此，按照发热条件 al30 II(环境温度为 o 30 C)选择导线，查阅参考文献11 得， 选择选择相线截面为 2 50m的聚氯乙烯铜芯绝缘导线，N 线截面与相线相同；PE 线截面 为 2 25m，导线走桥架敷设。进线导线的标注为：YJV-450+125-CT。 4）进线断路器的选择 空调配电箱进线断路器选择塑壳式断路器，因为 30 136.7AI因此，查阅 ABB 公司 塑壳断微型路器参数手册可知，初步选择断路器的型号为：T3N 250 TMD R200 3P。 校验能否躲过尖峰电流 取 rel 2K， pk30 33 136.7410.1AII 则 relpk 2 410.1820.2AKI TMD：M 不可调，则脱扣器动作电流 opN OR (o)1010 2002000AII 故有 oprelpk (o).IKI，能躲过尖峰电流。 3.3.3 防火卷帘门元件的选择 防火卷帘门为三相设备，当宽度为 5m 以下时，选择防火卷帘门控制箱的功率为 0.55kW；，宽度在 5m 以上时，选择防火卷帘门控制箱的功率为 0.75kW。本工程中， 防火卷帘门的宽度都在 5m 以下故选择的防火卷帘门控制箱的功率都按 0.55kW 计算。 以 6 层防火卷帘为例，6 层共设置 7 个防火卷帘门控制箱，选择的回路导线型号标注为 NH-BV-5*2.5-SC20,CT-CC,WC；回路断路器型号为 S253S-D16。 4 低压配电系统设计 4.1 负荷等级及供电要求 4.1.1 负荷等级 本工程包括二级负荷和三级负荷，包括排风机、消防泵、喷淋泵、消防电梯、消火 栓泵、消防控制室、公共区域的应急照明和疏散照明、普通照明负荷等。其中，消防设 备包括排风机、消防泵、喷淋泵、消防电梯、消火栓泵及消防控制室、公共区域的应急 照明为二级负荷；较为重要的动力设备（地下室电梯排污泵、普通电梯、生活水泵、地 下室电梯排污泵、生活水泵）为二级负荷；其他设备（如普通照明）为三级负荷。 4.1.2 供电要求 二级负荷用两路电源供电，当电力变压器或者线路发生故障时消防负荷和重要的二 级负荷如排风机、消防泵、喷淋泵、消防电梯、消火栓泵及消防控制室、地下室电梯排 污泵、普通电梯、生活水泵、公共区域的应急照明等能不间断的供电或中断后能迅速恢 复供电。对于三级负荷的供电无特殊要求。 4.2 配电方式 本设计采用放射式与树干式相结合的供电方式，对于消防负荷和较为重要的动力负 荷采用放射式、双电源供电方式，对于三级负荷采用树干式、单电源供电方式。 4.3 低压接地形式 本设计采用 TN-S 接地形式。即 N 线与 PE 线始终分开，提高了系统的安全性。 4.4 干线负荷计算及导线选择 本工程低压侧共有 16 条干线，其中 WLM1 干线负荷为 1AL、2AL、3AL、4AL；WLM2 干线负荷为 5AL、6AL、7AL、8AL；WLM3 干线负 荷为 9AL、10AL、11AL、12AL；WLM4、WLM5、WLM7、WLM8 干线负荷为空调 主机；WLM6 干线负荷为-1HRZ；WE1WE8 干线负荷为双电源供电负荷。其中，WE1 干线负荷我 AT-PTDT；WE2 干线负荷为 12ATSXJ、12ATPY；WEM3 干线负荷为 AT- XFDT；WEM4 干线负荷为 1ALE、3ALE、6ALE、10ALE；WEM5 干线负荷为 UPS；WEM6 干线负荷为 XFS；WEM7 干线负荷为-1ATSHB、-1ATDTSB；WEM8 干 线负荷为 XFB。 本设计以干线WLM3的负例进行荷计算。WLM3干线上共有 4 个照明配电箱，其 参数如表 4-1 所示： 表 4-1 WLM3 干线负荷统计表 配电箱 e P （kW） 30 P (kW) 30 Q（kW） 功率因数 cos 9AL21.319.29.30.9 10AL22.520.39.80.9 11AL20.218.18.80.9 12AL22.520.39.80.9 干线总的计算负荷为： 30p30 =PKP =0.8*77.9=62.3kW 30q30 =QKQ =0.8*37.7=30.2kVar 30 30 62.3 105.2A 3cos30.38 0.9 P I U 导线的选择 1) 相线的选择 按发热条件选择相线的截面，查阅参考文献14 得，YJV 型导线在30 oC 时，当导 线的截面为 2 50mm时， al 159A105.2AI 。 故按发热条件可选取截面为 2 50mm的 YJV 型导线。 校验电压损耗 查阅参考文献14 得，截面为 2 50mm的 YJV 导线单位长度的电抗值为 0 0.063/ kmX ；单位长度的电阻值为 0 0.35/ kmR ，WLM3 干线的长度按 0.045km 计算。 故线路的电压损耗值为 N 62.3 (0.045 0.35)30.2 (0.045 0.063) 3.5 0.38 pRqX U U V 线路的电压损耗百分比值为 N 3.5 %0.9%5% 380 U U U ，所以所选的电缆满足电压损耗的要求。 2) N 线的选择 N 线的选取按 N= AA，则 N 线的截面为 2 50mm。 3) PE 线的选择 由于 PE 0.5AA ，所以 PE 线的截面可选 2 25mm。 综上，选择干线型号标注为：YJV-4*50+1*25-CT。 其他干线型号的选择方法和计算步骤与上述方法类似，具体选择结果见低压配电系 统图，这里不再熬述。 4.5 低压侧负荷计算 要计算出低压侧总的负荷首先要计算出非消防负荷和消防负荷的计算负荷，然后比 较二者的大小，依照参考文献3计算出低压侧的计算负荷即 当 30()30() PP 非消防消防 时， 30()30()+30() =PPP 平时工作的负荷平时工作的消防负荷火灾时切除的非消防负荷 。 非消防设备参数如表 4-2 所示： 表 4-2 非消防负荷参数表 配电箱 30 P(kW) 30 Q(kVar) 配电箱 30 P(kW) 30 Q(kVar) 1AL22.510.78AL20.39.5 2AL21.49.49AL19.29.3 3AL20.529.610AL20.39.5 4AL23.114.811AL18.18.7 5AL19.79.312AL20.39.5 续表 4-2 配电箱 30 P (kW) 30 Q (kVar) 配电箱 30 P (kW) 30 Q (kVar) 6AL2095KT17254 7AL19.29.35KT27254 12KT112090 12KT211888 -1HRZ4836 AT-DTSB3.22.4 AT-PTDT1627 AT-SHB1612 UPS4030 消防负荷设备参数如表 4-3 所示： 表 4-3 消防负荷参数表 配电箱 30 P (kW) 30 Q (kVar) 配电箱 30 P (kW) 30 Q (kVar) 1ALE7.63.6XFDT2034.6 3ALE7.43.512AT-SXJ53.75 6ALE11.35.412AT-PY2015 10ALE10.95.2XFS107.5 XFB218163.5 由表 4-2 和表 4-3 可得： 30() 22.521.420.5223.1 19.720.3 19.220.3 18.120.320 19.2 120 118483.232407272730.3kW P 非消防 30() 10.79.49.6 14.89.39.59.39.58.79.599.3 9088362.427 12305454416kVar Q 非消防 30() 7.67.4 11.3 10.921820520 10=310.2kWP 消防 30() 3.63.55.45.2163.534.63.75 15 157.5242kVarQ 消防 经比较 30()30() PP 非消防消防 故有，低压侧的工作负荷为： 3030()+30() =PPP ALE火灾时切除的非消防负荷 =7.67.4 11.3 10.9710.340800kW 3030()+30() =QQQ ALE火灾时切除的非消防负荷 = 3.6+3.5+5.4+5.2+30+416=480kVar 2 30 2 3030 QPS= 22 800480= 932kVA 30 30 800 cos0.86 932 P S 4.6 无功补偿 本设计无功补偿方式采用低压侧集中补偿方式。按规定，变电所高压侧的 90 . 0 cos，考虑到变压器的无功功率损耗 T Q远大于有功功率损耗 T P，一般 TT PQ)54(，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应 略高于高压侧补偿后的功率因数 0.90，这里取92 . 0 cos，要使低压侧功率因数由 0.86 提高到 0.92，低压侧需装设的并联电容器容量应为： C30 (tanarccos0.86tanarccos0.92)QP =800 (0.590.4) =147.3kVar 这里取 C 150KvarQ 补偿后变压器低压侧计算负荷： 22 303030 () c SPQQ = 22 800(480 150)865.4kVA 4.7 变压器选择与校验 4.7.1 变压器的台数和容量选择 本工程在一层设置一个变电室，设置两台 SCB10 型干式变压器，在低压侧设置成 套静电容器自动补偿装置，以集中补偿形式使高压侧功率因数提高到 0.92。 两台变压器互为备用，分列运行时满足的条件： 1)任一台变压器单独运行时，满足总计算负荷 30 S的%70%60的需要，即 TN.T30 (0.6 0.7)SSS 2)任一台变压器单独运行时，满足全部一、二级负荷 )(30 S的需要，即 )(30N.TT SSS 因为 30 (0.6 0.7) S (0.6 0.7) 865.4520kVA 因此初步选择 SCB10 型容量为 630kVA 的变压器。 4.7.2 功率因数校验 变压器的功率损耗为： T30 0.0150.015 865.413kWPS T30 0.060.06 865.452kVarQS 变电所低压侧的计算负荷为： 30(1) 800 13kW813kWP 30(1) (480 150)52kVar382kVarQ 22 30(1)30(1)30(1) SPQ = 22 813382=898kVA 则 30(1) 30(1) 813 cos0.91 898 P S 满足要求。 本设计采用两台变压器单独运行的方式为个负荷供电，当两台变压器都能正常工作 时，两台变压器的负荷水平基本平衡，当其中一台变压器出现故障时，联络柜的断路器 闭合，使得消防负荷和重要的动力负荷仍能正常工作。 变压器 T1 负荷：WLM1,WLM2,WLM3,WLM4,WLM5,WLM8 e= P 各干线容量 =510kW 30(1)P30 =PKP =0.9*(79.3+70.9+73.8+90*0.8*2+60*0.8) =332.8kW 30(1)P30 =QKQ =230.9kVar 22 30(1)30(1)30(1) SPQ =405.1kVA 30 d e = P K P = 332.8 510 =0.65 30(1) 30(1) 332.8 cos0.82 405 P S 同理，变压器 T2 负荷： WLM6，WLM7，WEM1，WEM2，WEM3，WEM4，WEM5，WEM6，WEM7，WEM 8. e= P 各干线容量=433kW 30(2)p30 =PKP =313.5kW 30(2)q30 =QKQ =217kVar 22 30(2)30(2)30(2) SPQ= 22 313.5217=381.3kVA 30 d e = P K P = 313.5 0.72 433 30(2) 30(2) 313.5 cos0.82 381.5 P S 对 T1 低压侧进行无功补偿： C30(1) (tanarccos0.82tanarccos0.92)QP =332.8 (0.70.4) =91kVar 这里取 C 120KvarQ 补偿后： 22 30(1)30(1)30(1)c ()SPQQ= 22 332.8(230.9 120)=350.8kVA 校验功率因数： T30(1) 0.0150.01 350.83.51kWPS T30(1) 0.060.06 35121.1kVarQS 故补偿后： 30(1)=332.8+3.51=335kW P 30(1)= Q (231-120)+21.1=132.1kVar 22 30(1)30(1)30(1) SPQ= 22 335132.1 =360kVA 30(1) 30(1) 335 cos0.93 360 P S 30(1) 30 360 546A 330.38 S I U 符合要求。 同理，T2 低压侧进行无功补偿： C30(2) (tanarccos0.82tanarccos0.92)QP =313.5 (0.70.4) =95kVar 取 C 120kVarQ 补偿后： 22 30(2)30(2)30(2)c ()SPQQ = 22 313.5(217 120)=328.2kVA 校验功率因数： T30(2) 0.0150.01 328.23.28kWPS T30(2) 0.060.06 328.219.7kVarQS 故补偿后： 30(2)=313.5+3.28=316.8kW P 30(2)= Q (217-120)+19.7=116.7kVar 22 30(2)30(2)30(2) SPQ = 22 316.8116.7 =337.6kVA