【DQ069】吉林建筑工程学院远航办公楼配电室设计
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【DQ069】吉林建筑工程学院远航办公楼配电室设计,dq069,吉林,建筑工程学院,远航,办公楼,配电,设计
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吉林建筑工程学院课程设计计算书 第 1 页 摘 要 随着国民经济的稳步增长，建筑电气各系统设备技术水平得到极大改善和提高。本次设计 长化 办公大楼供配电工程，以安全可靠，经济灵活的原则电气系统，优先考虑先进 可靠的装备，以达到时代对建筑电气设计的要求。在供配电系统设计中应满足供电可靠性，电力系统采用树干式和放射式相结合的方式进行配电，以达到安全可靠，经济合理的设计要求。还要做到远近期相结合并考虑扩充的可能性适当留有余量。照明系统的设计从科学合理的角度出发 并以节能高效的原则，选择高效率的灯具，以达到节约能源，保护环境，建立优质高效，经济舒适，安全可靠 ，提高人们生活质量和工作效率，保护身心健康的照明环境。消防系统的设计以“预防为主，防消结合”为目的，本工程根据其使用性质，规模及消防要求等采用集中报警控制系统，并设专门的消防控制室，用来监视建筑物内的消防设施，进行探测和控制。 关键词 ： 供配电系统；照明系统；消防系统； 防雷接地系 。 吉林建筑工程学院课程设计计算书 第 2 页 s be a to of to of to do in of of a of to of a of of on of to of on of to 吉林建筑工程学院课程设计计算书 第 3 页 第一章 绪论 计题目及工程概况 （ 1）设计题目 ： 远航办公 楼配电室设计 。 （ 2）工程概况 ： 本工程是一座高层建筑办公楼， 位于 长春 市人民大街东端。 占地面积 3600 ，建筑面积 15000 ，建筑总高度 33m，地上 10层，地下 1层，结构型式为框架结构，地上一层设有：变 配电所，生活消防水池，空调机组等。该建筑物有城市 10引入建筑物变配电室内 ，另设柴油发电机一台作为备用电源向一级负荷供电。 计的目的及要求 目的：巩固 供配电 系统的基本理论及专业知识，按照给定的设计资料和设计要求，掌握变配电系统设计的理论知识，方法 ，技术规范和设计的基本技能，进一步扩大知识面，并使之系统化，综合化 。 要求： 在本次建筑配电室的设计中， 要学会用自己所学的理论知识与认识实习的感性认识，对本次设计做合理的分析 根据设计任务书的要求和工作 计划，在老师的指导下，来合理分 配各个阶段的工作量，妥善安排时间。 在进行方案论证中，小组同学之间，应集思广益，通过小组讨论并在教师的指导和帮助下，取得合理有据的方案，在设计过程中，要学会积极思考，求同存异的分析问题，解决问题，以取得设计满足实际问题的需要和要求方案。所有变配电系统图纸的绘制必须符合国家有关最新标准规定，包括线条，图形符号及图纸的折叠和装订等。 （ 1）建筑概况： 说明建筑类别，性质，面积，层数，高度等。 （ 2）各种设计资料， 设计要求 等 。 （ 3）本工程采用的主要标准及规范。 低压系统接线应在满 足负荷要求的情况下，选择最为经济合理的电源系统接线方式。设计中应考虑以下因素： ; 8每回线输送容量； （一） 对配电系统的要求其原则应符合： 1）安全性 2）可靠性 3）灵活性 4）经济性 5）操作简单 6）维修方便 （二）供电系统设计的一般原则 （三）配电系统中应遵循的一般原则： 1）安全要求。 2）导线电缆截面的选择。 第二 章 方案论证 吉林建筑工程学 院课程设计计算书 第 4 页 变电所设计 方案论证 1. 本建筑属一级建筑，占地面积 3600 ,建筑总面积 15000 , 建筑总高度 33m，地上 10层，地下 1层，结构型式为框架结构，其中一级负荷是消防设备，二级负荷 为电梯系统，动力。三级负荷有空调，普通照明，插座等。根据负荷密度法估计用电负荷为 1100右。 该建筑物有城市 10电网线路一条，引入建筑物变配电室内 ，变电室内拟选用两台干式变压器，分别为 63000设柴油发电机一台作为备用电源向一级负荷供电 。本建筑内一级负荷计算容量大约为 330级负荷计算容量大约为 90三级负荷计算容量大约为 640总计算负荷为 1060满足要求。 30压器向动力（ 80消防动力（ 200 消防电梯（ 60 ，消防控制（ 5应急照明（ 5 普通照明供电（ 200 800520 插座（ 40热风幕（ 76卷帘门（ 59客用电梯（ 60电。柴油发电机向所有一级负荷供电，当变压器出现供电故障时马上投入使用。 7路出线，其中变压器 630路，变压器 800路，其余 5路为柴油发电机组的出线。 压器高压侧采用单母线结线， 变压器低压侧单母线分段结线，两母线联络。 5 在电源的分配过程中，动力和照明要严格分开。另外在分配的过程中，要注意没个低压配电柜要有一定的预留量。 6在设计的过程中要求用电的功率因数达到 上，所以须无功补偿，在本设计中采用的是低压侧无功补偿。 通过以上论证得出：本设计的高、低压电路设计基本合理。 第三章 负荷计算 系统的构成依赖于系统中的每个设备的确定，以及这些设备必须满足在正常负荷电流作用下长时间安全运行的要求。 在负荷计算中，除了已存在的同类型负荷为依据外，还应考虑由于经济的发展，人们生活水平提高所带来的用电量的增加。 荷计算的概念 计算负荷：是一个假想的持续负荷，起热效应与同时间内实际变动负荷所产生的热效应相等。 在供配电系统中，以 30最大计算负荷作为选择电气设备的依据，并认为只要电气设备能承受该负荷的长期作用，即可在正常情况下长期运行。一般这个最大计算负荷简称为计算 负荷 映在平滑曲线上 ，就是热效应最大的 30荷所对应的假想持续负荷；反映阶梯形负荷曲线上，就是最大负荷 工程上为了取值和表达方便，将最大负荷认为：第 5 页 负荷计算的需要系数法：首先根据 负荷类别进行分组，然后按照下列步骤进行计算。 （ 1）设备功率 每组中只有一台（套）电气设备时，应将设备实际向供配电系统汲取的电功率作为计算负荷，又常把单台设备的计算负荷称作设备功率，以示。对于： 1）连续工作制负荷 nP= 为设备额定输入功率， 2）断续运行工作制电动机类负 荷应将起额定功率换算成负荷持续率为 25%时的等效功率，以便计算：rP r式中 3)断续运行输入功率 . 工作制电焊类负荷应将其额定功率换算成负荷持续率为 100%时的等效功率 ,以便于计算 nP=rP r4)成组用电设备的设备功率是指除备用设备以外的所有单个用电设备额定输入功率之和 . （ 2）单组设备计算负荷 当分组后同一组中设备台数 3台时 ,计算负荷应考虑其需要系数 , 即 : cP=dK22 CC 式中 总设备功率 ,单位为 KW 需要系数 计算有功功率 ,单位为 KW 计算无功功率 ,单位为 S 计算视在功率 ,单位为 电气设备功率因数角的正切值 吉林建筑工程学院课程设计计算书 第 6 页 电气设备额定电压 ,单位为 I 计算电流 ,单位为 A 当每台电气设备台数 (套 ) 3 台时 ,考虑其同时使用效率,其于计算与上述公式相同 . （ 3）多组设备的计算负荷 当供电范围内有多个性质不同的电气设备组时 ,先将每一组都按上述步骤计算后 ,再考虑各个设备组的计算负荷在各自的负荷曲线上不可能同时出现 ,以一个同时系数来表达这中不同时率 ,因此其计算负荷为 : K dK 22 CC 式中对于配电干线所供范围的计算负荷 , 值范围一般在 对于配电干线计算负荷 , 值范围一般在 于变电站总计算负荷值范围一般在 。 动补偿时补偿容量计算 由于自动无功补偿是根据负荷对无功的需求量 ,针对预先设定的功率因数目标 ,通过投切电容器随时调整的 当补偿后的功率因 数瞬时值满足要求时 ,其平均功率因数 功补偿计算及选择 自然满足要求 无功计算负荷 (最大值 )往往是发生在有功计算负荷的附近 ,所以 ,一般以有功计算负荷发生时所需要的无功补偿容量作为自动补偿时补偿容量计算的依据 12()c c c c cQ p t g t g q p 选择 :电容器的选择 (使用台数 ) 当电容器为三相电容器时 ,其额定容量之和应小于系统需要的容量 第 7 页 际的补偿容量 当电容器为单相电容器时 ,除了保证补偿容量以外 ,为维持三相平衡 ,还应保证电容器的台数为 3的倍数 补偿后的实际平均功率因数为 : 221c o s ()a v a a v a p p t g Q c c 该配电系统主结线图示意如下 : 回路负荷计算 设备名称 功率因数 需要系数 设备容量（ 消防控制（ 5 消防动力（ 200 动力（ 0 消防电梯（ 60 应 急照明（ 5 照明（ 00 空调（ 60 空调（ 60 吉林建筑工程学院课程设计计算书 第 8 页 计算点 A（变压器 在回路的计算负荷） 计算点 设备容量W 功 率 因数 需要系数算无功率CQ/算视 在功率 算电流1 5 5 2 200 200 150 250 3 80 6 42 70 4 60 60 45 75 114 5 6 200 40 105 175 偿后 的计算负荷 (同期系数取 1) 计算点 补偿前功率因数1 补 偿后功率因数2 无功补偿容量际补偿容量9台 30） 计算有功功率CP/算无功率CQ/算视 在功率 算电流 16 466 36 计算点 B（变压器 在回路计算负荷） 计算点 设备容量eP/ 率 因数 需要系数算无功率CQ/算视 在功率 算电流60 08 156 260 395 60 08 156 260 395 0 8 4 60 2 5 76 53 6 59 59 12 补偿后 计算负荷 (同期系数取 1) 插座（ 0 电梯（ 0 热风幕（ 53 卷帘门（ 59 吉林建筑工程学院课程设计计算书 第 9 页 计算点 补偿前功率因数1 补偿后功率因数2 无功补偿容量际补偿容量3台 20） 计算有功功率CP/算无功率CQ/算视 在功率 算电流2 52 598 点的计算负荷 类、危害及计算 一、 短路发生原因 短路发生的主要原因是系统中某一部位的绝缘遭到破坏。绝缘遭到破坏的原因有很多，跟据长期的事帮统计分析，主要有以下一些原因： 1雷击或高电位侵入 2绝缘老化或外界机械损伤 3误操作 4动植物造成的短路 二、 短路电流计算 该工程的电流计算可以作近似处理。既线路上的阻抗相对变压器阻抗很小可近似忽略来近似处理。这样总阻抗变小，所以计算电流变大。 例如： 1号变压器 取 00 S= *1T =100%00630 )3( *K =U*S/ X *1T = )3( K =I )3( *K M 00=2 S 2号变压器 计算点 空载损耗 短路损耗W) ) ) 变压器有功损耗（ 变压器无功 损 耗（ 计算有功功率 计算无功功率 计算视在功率计算电流) 71 98 2 48 林建筑工程学院课程设计计算书 第 10 页 X *2T =100%00800 )3( *K =1/ )3( *K =M 00=2 S 其与计算见附图 第四章 导线与设备的选择 低 压开关柜的选择 根据北京蓝元低压柜样本 相关规定， 选择 具体柜号 大小 型号如图所示 互感器的选 择 1）满足工作电压要求 即： 中 电流互感器最高工作电压； 电流互感器装设处的最高电压； 电流互感器额定电流； 系统标称电压； 2）满足工作电流要求，应对一 （ a） 一次额定电流选择 电流互感器用于测量时，其额定一次电流应尽量选择比回路正常工作电流大 1/3 左右，以保证测量仪表的最佳工作状态，并在过负荷时使仪表有适当的指示。 变压器中性点的电流互感器的一次额定电流，应按大于变压器允许的不平衡电流选择，一般情况下，可按变压器额定电流的 1/3左右进行选择。 中性点非直接接地系统中的 零序电流互感器，应按下列条件选择和校验：由二次电流及保护灵敏度确定一次回路的启动电流；按电缆根数及外径选择电缆十零序电流互感器的窗口直径；按额定一次电流选择母线式零序电流互感器的母线截面积。 （ b） 二次额定电流选择。电流互感器的二次额定电流有 5A 和 1A 两种，一般吉林建筑工程学院课程设计计算书 第 11 页 弱电系统选用 1A，强电系统选用 5A，配电装置离控制室较远时也可考虑选用1A。 （ C） 准确级选择。电流互感器的准确登记必须大于等于所接仪表和继电保护装置要求的准确级，当所接仪表有不同的准确级时，应按相应最高级来确定电流互感器的准确等级。 （ d） 电 流互感器应能做到系统正常时长期运行，并能取得准确等级要求的电流传变值。同时尚应能承受短时短路电流的作用。 管线的选择 （ 1）布线及铺设方式应该根据建筑的性质 ,要求 ,用电设备的分布和环境特征等因素确定。应该避免因外部热源，灰尘聚集或污染物存在对布线系统造成影响。并应在使用过的损害 （ 2）配电线路的导线选择，路径以及对弱电线路的干扰等问题，架空线路宜按510年发展规划确定；电缆线路则按 1520 年发展规划确定 （ 3）设计架空线路时，必须掌握线路通过地区的地形，地质，交通运输，通信设施和气象条件等资 料 （ 4）对有严重腐蚀的场所不应采用金属线路，金属布线 （ 5）在同一根管或线路内有几个回路时，所有绝缘电线和电缆都应该具有与最高标和称电压回路绝缘相同的绝缘等级 （ 6）电线，电缆在线路内不得有接口，分支接口应在接线盒内进行 （ 7）强弱电线路不应该同设在一根线槽内 高压断路器的选择 一 高压断路器种类繁多，按其灭弧介质和灭弧方式，一般可分为：多油断路器 压缩空气断路器 1. 选择配套依据 塑壳式低压断路器为低压三相四线制 220/380短路保护电器 宜作为低压电路和电动机的第二、三、四级保护装置；又因其辅助触头对数较少，不宜作自动操作保护电器，或只能作一次性远方开断电路。低压断路器作保护电器，从主断路器至末端不宜超过四级，否则失去选择性。 2选型原则 在工程设计实践选型时，应注意B n I的关系。而塑壳式低压断路器在实际生产中各系列壳架额定电流一个壳架额定电流 I 为例， 有 16、 20、 32、 40、 50、 63、 80、 100也必须B n I。 低压侧第二、三级断路器设计选型，还应注重考究该配电系统的短路电流 ；断路器分断能力；配电线路或电动机 可能的超载运行；大功率重负载电动机的频繁启动及反接制动；断路器工作环境温度等诸不利安全可靠运行等因素。一吉林建筑工程学院课程设计计算书 第 12 页 般断路器壳架额定电流 应考虑上下级断器额定电流电流牧场生及选择性。 30目 项目参数 计算数据 项目参数 计算数据 满足条件 结论 电压校验 0 0r=格 电流校验 30A c 合格 分断能力校验 ) 格 动稳定校验 ) 0KA 格 热稳定校验 I*I*S k*t 64*4 S k*tI*I*格 第五章 配电室设计 （ 1）配电所设计应该根据工程特点，规模和发展规划，正确处理近期建设和远期发展的关系，远近结合，以近期为主，适当考虑发展的可能。 （ 2）配电所设计应该根据负荷特点，所址环荷性质，用电容量，工境，工区供电条件和节约电能等因素，合理确定设计方案。 （ 3）配电所设计采用的设备和器材，应该符合国家或行业的产品技术标准，并应优先选用 技术先进，经济适用和节能的成套设备和定型产品，不得采用淘汰产品。变电所位置的选择，应根据下列要求经技术，经 济比较确定： （ 1）接近负荷中心 （ 2）进出线方便 （ 3）接近电源侧 （ 4）设备运输方便 （ 5）不应设在有剧烈振动或高温的场所 （ 6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源风向的下风侧 （ 7）不应设在厕所，浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜上述场所相贴近 （ 8）不应设在有爆炸性危险环境的正上方或正下方，且不宜设在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连时，应该符合吉林建筑工程学院课程设计计算书 第 13 页 现行国家标准爆炸和火灾环境电力装置设计规范的规定 （ 9）不应设在地势低洼和可能积水的场所 （ 10）装有可燃性油浸电力变压器的车间内变电所，不应设在三级，四级耐火等级的建筑物内；当设在二级耐火等级的建筑物内时，建筑物应采取局部防火措施 （ 11）多层建筑中，装有可燃性油的电气的配电所，变电所应该设置在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方或正下方，或贴近和疏散出口的两旁 （ 12）高层主体建筑内不宜设置装有可燃性油的电气设备的配电所和变电所，当受条件限制必须设置时，应设在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方，正下方，贴近或疏散出口的两旁，并应按现行国家标准高层民用建筑设计防火规范 有关规定，采取相应的防火措施 变电所的型式应该根据用电负荷的情况和周围环境情况确定 ,并应符合下列规定 : （ 1）负荷较大的车间和站房 ,宜设附高变电所或半露天变电所 （ 2）负荷较大的多跨厂房 ,负荷中心在厂房的中部且环境许可进 ,宜设车间民用建筑内 ,宜设室内变电所或组合式成套变电站 （ 3）高层或大型民且建筑内 ,宜见义勇为室内变电所或组合式成套变电站 （ 4）负荷小而分散的工业企业和大中城市的居民区 ,宜设独闰变电所 ,有条件时也可以附设变电所或户外箱式变电所 （ 5）环境允许的中小 城镇居民区和工厂的生活区 ,当变压器容量在 315设杆上式或高台式变电所 （ 1）有可燃性油的高压配电装置 ,宜装设在单独的高压配电室内。当高压开关柜的数量为 6台或 6台以下时，可与低压配电屏设置在同一房间内 （ 2）没有可燃性油的高低压配电装置和非油浸的电力变压器，可设置在同一房间内。具有符合 环允许时，可相互靠近布置在车间内（注： 护要符合现行国家标准低压电器外壳防护等级的规定，能防止直径大于 2。 5 （ 3）室内变电所的每台油量为 100以上的三相变压器，应设在单独的变压器室内 （ 4）在同一配电室内单列布置高低压配电装置时，当高压开关或低压配电屏顶面有裸露带电导体时，两者之间的净距不应该小于 2m；当高压开关柜和低压配电屏的顶面封闭外壳防护等级符合 时，两者可靠近布置（注： 压电器外壳防护等级的规定，能防止直径大于 12（ 5）有人值班的配电配，应该设单独的值班室。当低压配电室兼值班室时，低压配电室面积应适 当增大。高压配电室与值班室直通或经过通道相通，值班室应有直接通向户外或通向走道的门 （ 6）配电室宜单层布置。设于二层的配电室应设搬运设备的通道，平台或孔洞 （ 7）高低压配电室内，宜留有适当数量配电装置的备用位置 吉林建筑工程学院课程设计计算书 第 14 页 （ 8）高压配电装置的柜顶为裸母线分段时，两段母线他段处宜装设绝缘隔板，其高度不应该小于 ： 1 表一 （ 通道分类 柜后维护通道 柜前维护通道 固定式 手车式 单列布置 800 1500 单车长 +1200 双列面对面布置 800 2000 双车长 +900 双列背对背布置 1000 1500 单车长 +1200 配电装置的长度大于 6米时，其柜后通道应有两个出口。 低压配电室内各通道最小宽度 布置方式 柜前操作通道 柜后操作通道 柜后维护通道 固定式柜单列布置 1500 1200 1000 固定式柜双列面对面布置 200 1200 100 固定式柜双列背对背布置 1500 1500 1000 抽屉式柜单列布置 1800 1000 抽屉式柜双列面对面布置 2300 1000 抽屉式柜双列背对背布置 1800 1000 注 ：当建筑物墙面有柱类局部突出时，突出处通道宽度可减少 配电装置的长度大于 8米时，其柜后通道应有两个出口。 第六章 接地设计 将电力系统或电气设备的某一正常不带电，而故障运行时可能带电的金属部分或电气装置外露可导电部分经接地线连接到接地极称为接地。 本 配电系统的系统接地型式 为 在电力系统中，漏电、短路的危害是很严重的 ，甚至直接危机人的生命安全，所以在设计中我们要做等电位连接，将各设备的外壳和接地极连接，另外设等电位 箱 图见 5号图。 第七章 柴油发电机的选择 为了供电的安全可靠，特别是低压侧的一级负荷（消防设备），供的的中断会带来很严重的后果，甚至危机人的生命财产安全。 所以采用柴油发电机作为备用电源，根据计算，
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