某办公大楼供配电照明设计.doc

科信学院课程设计说明书（2010/2011学年第一学期）课程名称 ： 建筑供配电及照明技术 题 目 ：某办公大楼建筑供配电及照明设计专业班级 ： 电气及其自动化07-5班 姓 名 ： 王言 学 号 ： 070062530 指导教师 ： 王静爽，岑毅楠，李兵，刘增环 设计周数 ： 两 周 设计成绩 ： 2010-12-29一、设计要求1.1目的及意义通过本次课程设计,加深对建筑供配电及照明技术理论知识的理解,初步了解办公大楼供配电工程设计的基本原理、步骤及方法，掌握建筑供配电总体方案、设计计算、设备选型及照明设计。结合课程设计的内容，熟悉建筑供配电及照明工程中需要提交的技术文档要求，学会绘制供电系统图、照明灯具布置图及建立负荷计算表，学会查阅有关专业技术资料及设计手册，提高进行独立设计的能力并完成课程设计相关任务。1.2主要任务1熟悉设计资料，明确设计任务，考虑高低压供配电系统，并画出草图。2照明计算及灯具选择设计3建立负荷统计计算表，并计算负荷，短路电流计算4设备选型（变压器，断路器，开关，导线，配电箱，开关柜）5CAD绘图6写课程设计说明书，答辩1.3技术要求（1）输电线路，变配电所，电力，照明，防雷与接地，电气信号及自动控制等系统项目。（2）健身休闲馆照度要求达到300lx。二、设计正文2.建筑概况及要求 某办公楼总面积为9080m2，建筑高度约为24m,地下一层，地上七层。地下一层为车库，层高为3.5m，地上一层为餐厅，层高为5m；地上二层为会议室，层高5.7m；地上三层至七层为办公室，高均为3.0m。板厚0.15m，卫生间，浴室垫层为0.13m，其他垫层为0.05m。根据统一的供电规划方案，低压电缆分七路埋地引入该建筑的低压配电室。2.1总体方案设计 根据任务书的原始材料确定负荷等级，通过对所有设备组进行负荷计算，确定供配电系统采用单电源双变压器并列运行。两台变压器相互备用，当在正常运行时每台变压器所投入使用功率是70%-80%，当一台变压器出现故障时，另一台变压器有足够的容量承担全部负荷而正常运行。高压采用单母线不分段结线，低压采用单母线分段结线，中间用联络开关连接，设置柴油发电机做重要负荷的备用电源，作为消防设备和应急照明的备用电源。2.2负荷计算2.2.1计算方法方法和所用公式如下：本设计采用需要系数法和单位指标法计算a) 单位指标法（计算照明负荷）的计算公式如下: ScKN1000式中: Sc计算的在功率(kvA)； K单位指标(vAm2)； N建筑面积(m2)。b) 需要系数法用电设备组的计算负荷式中： Pc计算有功功率(kw)； Kd 需要系数(三台以下时Kd 1)； Pe用电设备组的设备容量(kw)。 多个用电设备组的计算负荷v K 同期系数v 对用电设备进行分组计算时，同类用电设备的总容量为算数相加。不同类用电设备的总容量应按有功功率和无功功率负荷分别相加求得。v 配电干线和变电所的计算负荷为各用电设备组的计算负荷之和再乘以同时系数K，一般取为0.80.9。v 当不同类别的建筑如办公楼和宿舍楼)共用一台变压器时，其同时系数可适当减小。c) 供电线路的功率损耗R 线路每相电阻 X 线路每相电抗变压器的功率损耗d) 在负荷计算中，变压器的有功损耗和无功损耗可按下式近似计算：e) 电容器无功容量的计算 2.2.2负荷计算表设备组编号设备名称功率/kw数量总计Kd csotgPcQcSc1污水泵0.75615.50.70.80.7510.858.1413.56生活泵5.522排风机0.37110.370.650.80.7512.799.5915.992.543通风机1.119.32.21324热风幕124480.71033.6033.65电加热器242480.71033.6033.66空调室内机0.186.170.40.80.752.471.853.090.2710.2720.7667地下车库照明700.610420428荧光灯照明1500.70.90.4810550.4116.47总计357.34240.3169.98计算负荷1216662269热水器610600.70.80.754231.552.5除垢器1550.70.80.753.52.624.3710空调室外机13172210.40.80.7588.466.3110.511通风机7.517.50.650.80.758.456.3410.565.515.5排风机0.3710.37计算负荷2235.66126.35212120244有功同时系数0.9无功同时系数0.952.2.3供配电系统图2.3设备选型2.3.1变压器的选择原则根据参考书建筑供配电可知，选择工厂变、配电所的所址，应根据下列要求并经技术、经济比较后择优确定：1. 接近负荷中心。2. 进出线方便。3. 接近电源侧。4. 设备吊装和运输方便。5. 不应设在有剧烈震动或高温的场所。6. 不应设在多尘或有腐蚀性气体的场所。当无法远离时，不应设在污染源的下风侧。7. 不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。8. 不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方；当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗邻时，应符合现行国家标准GB 50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定。2.3.2变压器的容量选择根据电力工程电气设计规范的要求，并结合本变电所的具体情况，选用两台同种型号的主变压器。变电所每台变压器容量SNT不应小于总的计算负荷S30的 60%-70%,即SNT（0.60.7）S30=（0.60.7）x400=（571615）kva同时每台变压器容量应能够满足一、二级负荷的要求应。由同时还适当考虑今后电力负荷的增长，留有一定的余地。由于需要系数取得最大值，故已考虑今后发展余量。所以本设计最终选用的两台变压器的实际负荷应为630KVA。2.3.3变压器的型号与连接组别的确定一般正常环境的变电所，可选用油浸式変圧器，且应优选S9、S11等系列变压器。电力变压器的联结组别，是指变压器一、二次绕组因采用不同的联结方式而形成变压器一、二次侧对应的线电压之间不同相位关系。610KV配电变压器有Dyn11和yyn0两种常见的联结组。配电变压器采用Dyn11联结较之采用yyn0联结有下列优点：1）有利于抑制高次谐波电流2）有利于低压单相接地短路故障的保护和切除3）承受单相不平衡负荷能力强但是，由于yyn0联结变压器一次绕组的绝缘强度要求比Dyn11联结变压器稍低，从而制造成本稍低于Dyn11联结变压器，且目前生产Dyn11联结变压器的厂家相对较少，所以在此变电所课设中选择两台S9-630/10（6）型变压器,联结组别为yyn0，额定容量630KVA，高压10 KV，低压0.4 KV，阻抗电压4.5%。主接线设计根据设计要求及负荷情况，高压系统一次接线方案采用单母线分段式,由左侧电缆引入、右侧电缆引出的主接线方案。建筑供配电中表4-10GG-1A（F）型高压开关柜的部分一次线路方案中02、03、07、29号柜符合上述接线方案，因此高压柜选用GG-1A（F）型高压开关柜的02、03、07、29号柜。高压一次系统的接线图见附图1配电系统图。根据负荷计算表（附表1）可知T1容量为400KVA，T2容量为315KVA。两者互为暗备用：每台变压器的容量均按最大负荷的60%来选择，正常情况下两台变压器都参加工作，每台变压器承担50%最大负荷。2.3.4断路器的选择一次侧高压设备的校验：根据计算结果，高压断路器采用高压少油断路器SN10-10I/630，额定电流630A，额定开端电流16KA,额定断流容量300MVA，16KA热稳定电流断开时间为2S高压隔离开关选用GN6/8-10T/200型，额定电压10KV，额定电流200A,动稳定电流峰值25.5KA，5S热稳定电流10KA电流互感器采用LAJ-10型，额定电压10KV，一、二次额定电流分别为300、5A，1S热稳定倍数100，动稳定倍数180电压互感器分别采用JDZ-10、 JDZJ-10型，额定电压10KV，变比分别为10/0.1KV、KV高压熔断器采用RN2-10型，额定电压10KV，额定电流0.5A，断流能力50KA避雷器采用FS4-10型户外隔离开关采用RW4-10/200型跌开式开关，额定电压10KV，额定电流200A表3-2 10KV侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点条件参数UNINIK(3)ish(3)I(3)2.tima数据10KV130.2A5.9KA15.1KA5.921.9=66.14一次设备型号规格额定参数UN。eIN.eImaciimaIt2.tima高压少油断路器SN10-10I/63010KV630A16KA40KA1622=512高压隔离开关GN6/8-10T/20010KV200A-25.5KA1025=500电流互感器LAJ-1010KV300/5A-18020.1=90.5KA(1000.1)21=100电压互感器JDZ-1010/0.1KV-电压互感器JDZJ-10KV-高压熔断器RN2-1010KV0.5A50KA-避雷器FS4-1010KV-户外隔离开关RW4-10/20010KV200A-以上所选的一次设备均满足要求。2.3.5线路选择1电力线缆的选择应符合如下条件：线缆应满足正常负荷下的长期运行条件；应能承受故障时故障电流，尤其短路电流的短时作用；为保证电源质量，必须限制线路上的电源损失以满足线末端的电压偏差要求，即应该满足线路电压损失的要求；应满足机械强度要求；应考虑线路的经济运行。2按短路条件选择线路3.1短路电流的确定3.1.1、绘制计算电路 如图3-1所示图3-1 短路计算电路3.1.2、确定短路计算基准值 设sd=100mva，ud=uc=1.05un，即高压侧ud1=10.5KV，低压侧ud2=0.4KV，则Id1=sd/(ud1)= 100mva/（*10.5KV）=5.5KaId2=sd/(ud2)= 100mva/（*0.4KV）=144Ka3.1.3、计算短路电路中各元件的电抗标幺值（1）电力系统 已知soc=500mva，故X1=100mva/500mva=0.2（2）架空线路 由建筑供配电中表3-1查的电缆线路的平均电抗为0.08/km，线路长取10km，故X2=（0.08*10）*100mva/（10.5 KV ）2=0.73（3）电力变压器 由工厂供电设计指导中表3-1， uz%=4.5%，故X3=2.8因此绘短路计算等效电路如图3-2所示图3-2 短路计算等效电路3.1.4、计算k-1点（10.5 KV侧）的短路电路总阻抗及三相短路电流和短路容量 （1）总电抗标幺值X(k-1)= X1+ X2=0.2+0.73=0.93（2）三相短路电流周期分量有效值 I（3）k-1= Id1/X(k-1)=5.9ka（3）其他短路电流I，（3）= I（3）= I（3）k-1=5.9ka I（3）sh=2.55 I，（3）=2.55*5.9=15.1 kaI（3）sh=1.51 I，（3）=1.51*5.9=8.93 ka（4）三相短路容量Sk-1(3)= Sd/X(k-1) =107.5 mva3.1.5、计算k-2点（0.4 KV侧）的短路电路总阻抗及三相短路电流和短路容量 （1）总电抗标幺值X(k-2)= X1+ X2+ X3/ X4=0.2+0.73+2.8/2.8=2.33（2）三相短路电流周期分量有效值 I（3）k-2= Id2/X(k-2)=61.8ka（3）其他短路电流I，（3）= I（3）= I（3）k-2=61.8ka I（3）sh=1.84I，（3）=1.84*61.8=113.7 kaI（3）sh=1.09 I，（3）=1.09*61.8=67.36 ka（4）三相短路容量Sk-2(3)= Sd/X(k-2) =42.9 mva以上短路计算结果综合如表3-1所示。表3-1 短路计算结果短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAIk(3)I “(3)I(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)k-15.95.95.915.18.93107.5k-261.861.861.8113.767.3642.92.4.照明部分计算照度计算的目的是根据照明场所要求的照度值及其它条件来决定它安装的数量，也可以先将照明器布置好，然后根据场所的实际条件计算照度值，以判断是否符合照度标准。本次设计用利用系数法进行照度计算：该建筑物层高5.7米，窗高1.7米；设顶棚反射比c=0.7，墙面反射比w=0.65，地面反射比f =0.3，玻璃反射比=0.08；根据办公室照度标准值要求值为150lx：公式： N= Eav-平均照度 A-房间面积s-灯具的光通量 u-利用系数 K-维护系数采用YG2-1型简式荧光灯，每个照明器内可装2个荧光灯管，功率为40W，额定光通量是4800lm，要求照度达到100（lx），K=0.8。 室空间比：RCR= =52(4.56+3.56)/（4.563.56）=5.00 因为采用灯具为吸顶式的，所以无顶棚空间即顶棚空间有效反射比cc=c=0.7地板空间平均反射比：fa=0.464地板空间有效反射比：fc=0.331室空间平均反射比：wa= =0.685查建筑照明书375页利用系数表可得：u=0.65由于地板空间有效反射比不等于0.2，所以可查建筑照明书372页得：修正系数c=1.050则利用系数u= c u=1.0500.65=0.683灯具的个数：N=15.8 取N=16个 选用8个YG2-1型双管荧光灯。其余房间与此算法相同，在此不作赘述，亦可用功率密度法算照度值2.5.1健身休闲馆照明设计 采用嵌入顶棚式YG701-3型3管荧光灯照明器 空内空间高度hrc=4.5m =1.47天花板的反射系数cc=70%地板的反射系数 fc=30% 修正为fc=20%墙的平均反射系数w=(504.50.5+224.50.52+504.50.08)/504.52+224.52=0.35查表得RCR1=1, cc=70%, fc=20%, U1=0.71 RCR2=2, cc=70%, fc=20%, U2=0.61利用直线内插法求利用系数RCR=1.47, cc=70%, fc=30%U=U1+（RCR-RCR1）/(RCR2-RCR1)(U2-U1)=0.62由 得N=252（盏）需要嵌入顶棚式YG701-3型3管荧光灯84套2.5.2休闲建筑馆照明设计图三、课程设计总结为期10天的课程设计将要结束了。在这两周的学习中，我学到了很多，也找到了自己身上的不足。感受良多，获益匪浅。这10天中，我们小组分工合作、齐心协力，一起完成了课程设计前的准备工作（阅读课程设计相关文档）、小组讨论分工、完成系统开发的各个文档、课程设计总结报告、小组汇报PPT、个人日记，个人小结的任务。在课程设计的第一天我们便对这次任务进行了规划和分工。在以后的几天中，我们组的成员一起努力，查阅资料、小组讨论、对资料进行分析，并在这段时间里完成了网站的开发设计，并最后撰写课程设计报告及个人总结。我的主要工作是完成课程设计总结和制作PPT，并上台汇报。面对这样的任务，我开始真的很担心，不是害怕要写那么多资料，而是怕站在讲台上，面对那么多的人，我怕讲不出话来。有过两次上台经验的潘同学就耐心的给我传授一下他的心得。而且这是我们必经的过程，以后走入社会肯定会有很多场合需要我们在公共场合讲话，现在如果不去讲的话，那以后我们怎么办呢？还是硬着头皮上吧，没有别的选择了。在课程设计的过程中，我们经历了感动，经历了一起奋斗的酸甜苦辣。也一起分享了成功的喜悦。这次的课程设计对我们每个人来说都是一个挑战。课程设计中文档的撰写我从来就没有担心过，就是网站的设计我真的很担心，平时对这方面的知识接触的就不是很多，而且对于软件我就更抓狂了。这时候小组的力量就体现出来了，各司其职，各尽