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大连理工大学网络教育学院毕业论文（设计）模板 网络教育学院专 科 生 毕 业 大 作 业 题 目 高层建筑供配电中电力负荷的分析学习中心： 奥鹏学习中心 层 次： 高中起点专科 专 业： 电器工程及其自动化 年 级： 2009 年 春 季 学 号： 200904543276 学 生： 樊荣 指导教师： 张明栋 完成日期： 2011 年 01 月 16 日II高层建筑供配电中电力负荷的分析内容摘要随着建筑事业的蓬勃发展，随之而来的是对建筑配电更高追求，尤其是适应时代潮流的高层建筑供配电。高层建筑的用电设备按其功能可分为：电气照明设备、电梯设备、给排水设备、制冷设备等11类。负荷的运行特点在不同情况下表现不同的特点：负荷的全年运行特性是照明负荷随时间和季节的变化影响较小；在全日的不同时段电力运行的负荷也呈现不同的特点。本文将着重讨论高层建筑电力负荷的不同计算方法，包括：保障型负荷的计算方法、保安型负荷的计算方法、舒适型负荷计算、高层建筑总负荷的计算。分析不同要求下不同设备的电力负荷计算的不同。因为得出结论：对于高层建筑的配电、照明设计, 应综合考虑各种用电设备的运行特点, 做到系统容量计算合理, 这样, 配电容量既能满足需要, 又能节约投资。关键词：高层建筑，建筑配电，电气照明，电力负荷，目 录内容摘要II引 言11 高层建筑的运行21.1高层建筑的类型、特点与电气工程浅21.2高层建筑电气化基本功能设置设计21.3社会对高层建筑供配电的要求21.4插座、开关、线管的敷设施工31.5人身与设备的保护装置31 高层建筑内主要用电设备运行特点41.1 主要用电设备41.2 负荷的运行特点42 高层建筑负荷计算方法的探讨62.2 保安型负荷的计算方法72.3 舒适型负荷计算72.4 高层建筑总负荷的计算8结 论9参考文献10引 言自我们最早亮起了电灯，到今天迅猛发展的电气事业共经历了一百多年，正在为实现全国住宅电气化加倍努力。高层住宅小区已经成为人口众多、土地资源优先的中国现在和未来的新选择。配电系统就面临着高层建筑带来新的挑战。中国住宅小区电气化近十年来有了很大进展，住宅小区中的电气工程虽然比不上象世界上最大的教堂美国华盛顿大教堂、澳大利亚悉尼歌剧院、中国的亚运村、国际奥林匹克体育中心、中国奥运会体育场馆及正在建的亚洲最大北京南站等建筑电气工程那么复杂。而当今迅猛发展的高层建筑业对住宅小区的电气设计与施工也带来了巨大的推动作用。高层建筑内主要用电设备有：电气照明设备:，包括客房、办公室、餐厅、厨房等； 电梯设备， 包括客梯、货梯、消防电梯、观光电梯和自动扶梯等；给排水设备，包括生活水泵、排水泵等，此外还有制冷设备、 锅炉房用电设备、洗衣机用电设备等等。不同的设备在不同的情况下有不同的负荷运行特点。这些负荷的计算也有不同的标准，不同的标准下计算负荷的方法也各不相同。对于高层供配电的设计，综合考虑各方面的因素，才能保证供配电的安全有效。一、高层建筑的运行1.1 高层建筑的类型、特点与电气工程浅析在中国广袤的大地上，近几年新建了许许多多高层建筑，一定程度上改变了人们生活，工作条件。建筑的南北风格、造型差异较大，选用建筑材料也有差别。建筑结构形式方面有：木结构、砖木结构、砖混结构、框架结构等等。对于以上各种形式的高层建筑， 建筑电气的设计与施工应因地制宜、取长补短，根据具体条件和资金来确定具体设计方案。中国地大物博，地理环境复杂，气候东、南、西、北差异明显，经济发展也不平衡。另一方面各地的建筑格调也有差异。对以前的高层建筑要求更换更大容量的电表与导线。家用电气化从以前的白炽灯、半导体收音机、交流电子管收音机到现在的大型电视机、家庭影院、录相机、电饭锅、电炒锅、电热器、排烟机、空调机、浴霸等。由于这些大容量家电剧增，用电负荷也相应增加，在50 年代到70 年代末设计安装的住宅小区的建筑电气工程已经不适应当今的电器时代，大多电气线路已承受不了强大的电流通过，由于建筑结构的变化，以前在电气施工方面用瓷夹板、木槽板、塑料护套线，到现在用的塑料硬、半硬管，铁电线管及智能化配线。敷设方法也从以前的明敷设发展到现在的暗敷设施工。农村住宅以前一般不设防雷保护，也不设人身与设备安1.2 高层建筑电气化基本功能设置设计 作为高层建筑一词来讲，它的电气化设计就应该比一般建筑电气设计提高几个星级。但我们应根据“智能化”“节能型”的原则，不能将“一般的照明”的模式硬套进“智能高层住宅”，设计时应本着实用、安全、节约、美观的原则。人们普遍需要的功能设施、用电负荷、用电需求都要予以尽力满足。所以在设计时要有一整套供电、用电、自控、保护、备用等一系列设备设置。衣、食、住、行是人们不可缺少的，在人生短暂的数十年旅途中，人们工作之余各种学习、科学研究、娱乐活动、安心养神，有一半以上的时间在住宅中渡过。家庭需要用电，电给人们带来了光明和幸福，也是现代家庭的重要成员。对于建筑电气智能化设计时应满足以下条件：（1）要有充足的电源供给；（2）电气照明；（3）空调系统、采暖；（4）实验用小功率三相电源；（5）防盗报警系统（包括交直流对讲门铃、一般门铃）；（6）通讯系统；（7）广播系统；（8）音响设备系统；（9）共用电视系统（包括家庭卫星接收、有线电视）；（10）家庭消防电源；（11）备用电源；（l2）有确保人生和设备安全的保护装置。各种不同功能的强弱电电气施工图应各自分开设计，以备安装和以后查阅。1.3 社会对高层建筑供配电的要求社会不断进步和创建文明城市、文明小区活动的开展，对供配电设施的要求越来越高。因此，供配电设施要坚持服务和服从于文明城，文明小区创建活动的要求，坚持美化城镇、小区形象、合理布局、科学规范的原则，要有超前的意识和适应不断发展变化的新形势。否则，将有可能造成重复建设，不就造成资金、资源的浪费，还影响居民用电。在建设上主要符合如下条件：（1）符合城镇建设的总体规则，（2）节约规划用地宝贵的土地资源，（3）保持高层建筑的形象整体美观，（4）配变置于高层建筑中心位置，（5）有较高的供电质量和供电可靠性。1.4 插座、开关、线管的敷设施工在高层建筑中有许多管路，为数最多的是各种强电和弱电线管。各种总线管路的垂直总管一般设在管道井内，但众多的分支管是要沿墙、沿梁、沿柱、沿地面或沿大棚内敷设的。一般情况要在240mm 或370mm 的墙体或混凝土中敷设，难度较大。在敷设中，要考虑到墙体和混凝土建筑荷载是否有影响。所以在设计线管方向、位置时首先考虑各种系统的需要，又要在设计时尽力把强电部分（照明动力、防盗报警、人身设备保护装置）和弱电部分（电话、广播、电视、音响）等分开，能同方向尽可能在同一方向敷设，这样便于在墙体或混凝土中预埋。在建筑中应根据人们使用位置来安排各种系统出线口。根据一般使用情况，照明系统（包括开关、各种插座）、人身设备保护系统是分布在整个建筑之中。空调机、取暖器是分布在卧室和客厅中为宜，电热如浴霸、电热沐浴器（液化气除外）在卫生间，电饭锅、电炒锅、排烟机在厨房。实验用动力电在实验室或书房中；电视系统、电话系统一般设在客厅、主卧室内；音响系统设在客厅中，部分也直接引入主卧室；广播、门铃一般在每层休息平台或门厅，广播也可以通入卧室便于收听；防盗报警系统触头设在各处门窗上下端，报警器设在卧室和客厅中。有条件的应设消防报警系统和自动喷淋系统。电灯开关一般设在14 米为宜，插座明装18 米一24 米为宜，暗装距地03 米选用安全型为宜。总配电箱一般设在一层为宜，以方便计量电费。高层一般是智能电表可设在每层。电源由住宅小区干线引入，如单元式的应在进入门口边上方为宜。为了防止突然停电，应增设直流备用电源，备用电源小型的可供一般路灯，大功率的可供电视机、小功率照明灯34 小时使用，各种插座、开关的位置应设在最方便的地方。1.5 人身与设备的保护装置电气为我们而用，所以我们更应该注意人身和设备的安全，在总电源进入处应设重复接地装置与进户零线连接，形成保护接零系统，然后引至各插座的接地桩和不带电的金属外壳。在总配电箱处应加设短路、过负荷和过、欠电压保护器，像淋浴器等应采取单机保护。整体保护可实行二级保护或综合保护。总配电箱的总熔丝和分支熔丝应相配得当，用电设备发生故障时应得到保护，三层或10 米以上的住宅楼的屋顶应设防雷保护。综合以上，高层建筑的电气化设计与施工，广大电气工作者应该要有远见和创新，来适应日新月异的电世界。应根据供电规则、建筑电气设计规范和用户要求，合理设计、精心施工。高层建筑电气化一定能更上一层楼。 1 高层建筑内主要用电设备运行特点1.1 主要用电设备高层建筑的用电设备按其功能可分为下列11 类:( 1) 电气照明设备: 包括客房、办公室、餐厅、厨房、商店、楼梯走廊、庭院, 节日、安全和诱导照明等；( 2) 电梯设备: 包括客梯、货梯、消防电梯、观光电梯和自动扶梯等；( 3) 给排水设备: 包括生活水泵、排水泵、排污泵、冷却水泵和消防泵等；( 4) 制冷设备: 包括冷冻机、冷却塔风机、冷却水泵和冷水泵等；( 5) 锅炉房用电设备: 包括鼓风机、引风机、给水泵、供油泵和补水泵等；( 6) 洗衣机用电设备: 包括洗衣机、甩干机、熨平机、电熨斗等；( 7) 厨房用电设备: 包括水冷库、冰箱、抽烟机、排风机和各种炊事机械等；( 8) 客房用电设备: 包括电冰箱、电视机、电动美容工具等；( 9) 空调系统用电设备: 包括送、回风机、风机盘管等；( 10) 消防设备: 包括排烟风机、正压风机等；( 11) 弱电设备: 电话站、广播站、消防中心、电视监控室、电脑监控室等用电设备。1.2 负荷的运行特点 ( 1) 负荷的全年运行特性照明负荷随时间和季节的变化影响较小。而电力负荷变化大, 特别是全年的5 月至9 月下旬, 这段时间的负荷比其它时间高3倍左右, 出现这种情况的原因是这段时间为我国气温最高的时候, 为了给人们创造一个舒适的环境, 这时冷冻机工作, 向空调系统送入冷源来降低环境温度, 其它时间是我国气温较低的季节, 空调系统不需要供给冷源, 一般仅在11 月至次年的2 月向空调系统供给由锅炉房产生的热源。( 2) 负荷在全日运行特点照明负荷全天的高峰负荷期是1822点, 其它时间负荷较均匀, 很明显在246 点的时间内人们已进入梦乡, 其负荷值很小。洗衣房负荷主要集中在913 点这段时间, 其它时间很少或停止使用。照明、洗衣房、电梯、锅炉房和水泵房用电负荷相加, 从922 点这段时间比较均匀,而238 点负荷明显地减小, 其值比922点小一半左右。总照明、洗衣房、电梯、锅炉房和水泵房是维持人们正常生活和工作必不可少的, 冷冻站是人们生活环境更舒适的负荷, 经比较冷冻站负荷为正常生活的1. 11. 7 倍, 因而冷冻站负荷对一天的负荷影响也很大。由上述分析看, 冷冻站负荷不仅对全年负荷影响大, 而且对日负荷影响也很大。因此在负荷分类、负荷计算和确定主结线方案均应考虑这一重要特点。( 3) 正常运行和火灾时的运行特点在高层建筑内为扑灭火灾, 必须设置消防水泵、消防电梯、排烟风机、正压风机、疏散诱导照明等, 这些设备中除消防电梯、电梯在正常情况下可参与运行外, 其它设备均处于准备工作状态是不使用的。在高层建筑发生火灾时, 为了防止因电气设备绝缘损坏而引起火灾, 使火灾扩大, 首先应该将着火层及上下各一层的电源切断,载客电梯返回一层并锁住, 同时启动消防水泵、消防电梯、排烟风机、正压风机和疏散诱导照明, 进行灭火和组织人员疏散等项工作。2 高层建筑负荷计算方法的探讨目前一般进行高层建筑配电设计的负荷计算时, 仍然象进行工业的供电设备一样, 将负荷分成动力和照明两大类, 再将每类设备分成冷冻机组、水泵组、风机组、电梯组等, 所以根据对全国一些高层建筑的负荷调查和现场实际测定表明, 设计负荷比实测负荷大很多。2.1 保障型负荷的计算方法保障型负荷是维持人们正常生活不能缺少的用电负荷, 如高层建筑内的电气照明, 电梯中的客梯、货梯、自动扶梯等, 洗衣房内、厨房内的各种用电设备, 客房中的各种电力设备, 电话站、广播站、各种控制室内的用电设备等均是维持人们正常生活不可缺少的用电设备, 应属于保障型负荷。( 1) 照明负荷的计算方法 客房照明负荷计算在每间客房内的照明用电设备有顶灯( 或窗帘盒灯) 床头灯、台灯、落地灯、脚灯、卫生间顶灯、衣柜灯、过道灯、美容灯等。全客房的设备容量较大, 但同时使用的机率较小, 因此需用系数是不大的, 而在进行客房照明总负荷计算时, 还应考虑客房的出租率和客房不可能同时在计算负荷下工作等因素, 还应乘以同时系数。 餐厅、厨房、商店、楼梯走道、机房、控制室、庭院和节日照明等, 这些部分的照明用电设备的每个部分同时工作的机率较高, 可视情况取设备容量和较大的需用系数。在计算全大楼的照明总负荷时, 要考虑客房、办公室、餐厅等之间同时在计算负荷内工作的机会是很小的, 因此还应乘以同时系数。对于节日照明负荷, 一般仅在节假日使用, 而每次也仅34 小时, 此时若变压器的负荷能力满足要求, 那么节日照明负荷可以不参加总负荷的计算。( 2) 电梯负荷计算因为电梯的铭牌功率是在额定载重量和额定速度时的值, 实际上每台电梯长期在额定值下升降, 工作的机会是很少的, 特别是在多种电梯的情况下, 一些电梯在提升, 一些在下降, 另一些在停层站, 因此在计算电梯总负荷时要考虑其运行的特点, 而需用系数应取较小的值。( 3) 水泵房负荷计算因为消防水泵在大楼正常工作时是不使用的, 因此在计算泵房的总负荷时不应考虑,仅考虑泵房内的生活水泵、加压泵, 在某些大楼内还没有排水泵、排污泵等, 而这些水泵是根据大楼中, 中、上部水箱的水位, 集中井水位而自动控制的, 因此在计算泵房负荷时应考虑这一特点, 而不能取工业水泵的需用系统值。( 4) 厨房用电负荷计算厨房各类设备的工作特点, 冰箱和冷库是间断工作的, 一般工作几分钟要停歇20 多分钟, 风机、风扇是连续工作的, 各种炊事机械同时工作的机率小, 在计算餐厅负荷时应考虑上述设备组成比例和它们的运行特点而取适当的系数值。由上述分析看出, 在计算保障型负荷的各种负荷时, 应根据其运行的特点而取适当的系数, 否则计算负荷将偏大, 在计算总负荷时还应考虑乘以同时系数, 否则会使计算负荷偏大, 而使变压器长期在轻载下运行, 这样不仅初期投资大, 其运行费用也大。2.2 保安型负荷的计算方法消防水泵、消防电梯、排烟风机、正压风机和疏散诱导照明及安全照明等, 在大楼发生火灾时, 这些设备除备用外均应全部投入运行, 在计算保障型负荷时也应计入。在保障型负荷中的厨房冰箱, 少量炊事机械、餐厅及楼梯走道处少数照明负荷, 为了在电力系统停电时不严重影响人们的正常生活, 也应视作保安型负荷, 但它不是在火灾时使用, 仅作为校核柴油发电机负荷能力的条件之一。在保安型负荷中的消防电梯、安全照明设备, 一般在大楼正常运行中也投入运行, 满载计算保障型负荷时应计入。2.3 舒适型负荷计算高层建筑内舒适型用电设备主要是冷冻站和采暖锅炉。( 1) 冷冻站负荷的计算按工业供电配电的负荷计算方法可将冷冻站的用电设备分成冷冻机组、风机组、水泵组来计算, 但在民用建筑中空调系统受人、气温的影响较大, 一般冷冻站设备不会全部使用, 在计算负荷时应乘以需用系数, 几组设备同时工作时又不可能同时在计算负荷下运行, 因此还需乘以同时系数。计算冷冻站负荷应考虑最大工作时的设备台数, 否则计算结果将偏大。( 2) 锅炉房负荷的计算锅炉房的负荷计算方法也