建筑电气设计

1、第一章设计任务书一、设计题目：某单位小高层住宅楼供电照明设计二、设计内容：（-）供电部分：统计系统计算数据:（1）统计负荷量（给出负荷量统计表格）;（2）进行无功功率补偿：（3）选两台变圧器；（4）列出负荷量统计表格（包含有内容（1）,（2）, （3）的数据）：（5）完成短路电流计算（列岀短路电流计算表格）。2. 确定供电方案：（1）确泄电源进线类型：（2）确定高压开关类型及个数：（3）确左进出线类变压器台数、类型：（4）确立配电柜类型及个数：（5）确定配电柜出线类:（6）完成成变电所接地：（7）绘制一次系统图。3. 选择一次系统图中所有导线和设备（同类导线设备只选一次）。4. 二次设计：（1

2、）确左各类高压开关柜而上应安装仪表类型（列岀表格）：（2）完成成变压器二次保护整泄（列出表格）。（二）照明部分：1. 完成标准层走线；2. 选择标准层层配：3. 汁算照度（A型房间大厅）。三、设计数据：（-）建筑概况：本住宅楼为X层，两梯6户，A、B、C、D种房型。每层A与D型均为2套，C与D型均为1套。A、B为两室两厅一卫一厨，C、D为三室两厅一卫一厨。总面积为 13000 m2,变电所设在地下一层。（二）电力负荷如下：1. 生活与消防电梯（正常时兼作生活用）均为15KW, COSE =0.4,Kx=0.82. 生活与消防泵（正常时兼作生活用）均为12KW, COS=0.8,Kx=0.83.

3、 A、B 型每户 6KW; C、D 型每户 6KW, COS0）=0.5.4. 4.英他负荷 2KW, COSC=0.5, Kx=0.9.（三）系统电压为U=380/220 ,环境温度为259, 10KV母线相邻相轴间距为250mm,档距 为900mm, 380V母线相邻相轴间距为200mm,档距为900mm 铜母线热稳系数为 C=171（A*Sl/2*mm-2）,电缆 W 热稳系数为 C=115（A*Sl/2*mm-2）o（三）系统电源由地区变电所经一 4Km 10KV高压架空线然后再经lKmlOKV髙压电缆送入本 变电所。电力系统岀口断路器断流总容屋为200MVA, Tmax=4800小时

4、。（四）TA与KA配合接线形式为两相不完全星接，Kjx=l,Kf=0.85,Kk=1.3.ii负荷整定系数为 1.05.（五）各类房间顶棚、墙而反射系数为0.5,灯具效率为0.7减光系数为0.&灯具利用系数 査课本P86附表5-5.四、设计要求：1. 应借书建筑电气设计手册、建筑电气设计数据手册、建筑电气设备手册、电气照 明设计手册。2. 应交课设内容：（1）3X图纸：供电一次系统图照明系统图各一 X：标准层平而走线图一 X。（2）设计计算书3. 应交课设时间：9月15 B4. 辅导时间：第一周：2、4第二周：1、38:0011:00第二章负荷调查由设计任务书可得知建筑概况：本住宅楼为口层，两

5、梯6户，A、B、C、D种房型。每 层A与D型均为2套，C与D型均为2套。A、B为两室两厅一卫一厨，C、D为三室两厅一 卫一厨。总面积为13000 m2,变电所设在地下一层。由于得知住宅楼的总而积，首先通过计算负荷的估算方法进行初步设讣，但是又由于未 査得民用住宅的电能消耗量而积密度指标，在此不做初步设讣。第三章电力负荷计算计算负荷常用的讣算方法有需用系数法、二项式法、利用系数法、ABC法、单位产品耗 电量法和单位而积耗电量法。需用系数法计算简便，适用于方案估算、初步设il和民用负荷 计算。在此次供配电设计中，由于对象是单位小高层住宅楼，所以采用需用系数法进行负荷 统计。3.1与负荷计算有关的物

6、理量和公式（1）设备容量计算Ps = SPN（2 ）有功、无功计算功率珞=KXPS Qjs = Pjs tan a（3）功率因素tana = Qjs/Pjscosa = Pjs/Sjs（4）系统视在计算功率Sjs = Jpj82 + Qjs2（5）系统计算电流I归=Sjs/V3U（6）线路损耗AP = 0.06SjsAQwi = 0.08Sjs（7）变压器损耗APt = 0.02SjsAQT = 0.1Sjs（8）无功补偿Qc = PjS（tan aL -tan a2）（8）变压器计算容屋SjsT = J（Pjs + ARVI + APr）2 + （Qjs + AQT）2（9）需用系数需用系数

7、可以通过查电气照明第62页表22得到，对于没有岀现的可以通 过査相邻的值进行换算。3.2统计负荷量根据上而的公式统汁负荷量其结果见附录表1统计负荷量表。第四章确定供电电源、电压和供电线路由任务书可知住宅小区负荷种类包括生活与消防电梯、生活与消防泵、普通照明负荷和 其他符合。根据负荷类型可知小区属于二级负荷，所以根据二级负荷供电原则可知采用双回 路供电。再结合任务书提供的条件，供电方案确定如下：系统电源由地区变电所经一 4Km 10KV髙压架空线然后再经lKmlOKV髙压电缆送入本变电所，系统电压为0=380/220. 第五章变电所主接线选择设计变电所主接线选择设计主要包括变压器容量的选择、变压

8、器台数的确左和电气接线方式。为保证供电可靠，根据住宅小区供电条件、负荷类型用电容量和运行方式综合考虑，在 变电所内装设两台变圧器，一台为主变压器，另一台为备用变压器，为低压侧电力网提供备 用电源。对于小区，另设一发电机做应急电源用，进一步保证小区供电的安全可靠。变压器选择依据和结果如下表选择依据型号台数电力变压器STN 饥二 0.8SjsT = 22668kVASC8-250/102台说明因为系统中有消防电梯和消防泵.所以至少为二级负荷.故选择了两台变压器。电容器柜的选择如下表电容器柜BW0.4-14-322台说明在低压母线上需要逬行无功集中对称补偿毎边要放11台由于进线电源只有一路，电气主接

9、线高压侧采用单母线不分段方式，接线简单，经济型 比较好。由于采用两台变压器工作方式，低压侧采用单母线断路器分段接线，有利于备用变压器 自动重合闸装程的采用，同时提高供电的可靠性。一次系统图见附录图1第六章短路电流计算三相短路电流的汁算方法有欧姆值法和标幺值法，由于欧姆值法在计算三相短路电流时 需要进行电压等级换算，因此在此采用标幺值法。6.1计算短路电流相关的物理量和公式 三相短路电路I? = Ij/X吃 两相短路电流1評=0.8671： 三相短路电流稳态值I =谓 三相短路电流冲击值高压心=2.551,）低压心=1.84炉6.2短路电流计算6.2.1确左基准值取 Sj = lOOMVAUji

10、 = 10.5kVUj2 = 04kV 计算短路电流而 1八=Sj/* = 550kAIj2 = Sj/j2 = 144kA622计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值1) 电力系统：Soc = 200MVAX = 100MVA/200MVA = 0.52) 架空线路(XO1 = 0.40 /km)： Xt2 = XO11A= 1.45ui3 )电缆线路( Xo2 = 0.080 /km ): Xt3 = Xo2l-= 0.07 4）电力变压器（Uk% = 4）： XtT = Uk%Sj/100SNT = 166.2.3短路电流计算结果短路电流汁算结果如表公式域小运行方式鼓大运行方式备注髙压MS

11、2.727.9927214.37用于其他量的计算及校设备的灭血能力.以防假性跳闸=08671/2.366.932361246用干校高压灵敏arJ =叩2.727.992.72147用干校热稳检验设备对于热损坏的承受的虢力K/Kich = Z55lJ 低 = “41?69414.706.942 &44用千桧动稳.检验设备对于力损坏的承受能力.说明：由计算可知，一台变压器的电抗标幺值为26。在最小运行方式，即T分列运行时,X*t = 16：在最大运行方式，即T并列运行时，X*t = 8。短路简化电路图如下图/ I 卜:第七章电气设备及导线选择在此章主要是根据齐种电气设备的选择条件选择高低压电气设备

12、及导线。在此次的小区住宅 供电设计中，主要选择高压断路器、高压互感器、低压空开、各种配电柜和各类导线。7.1电气设备的选择7.1.1根据髙压断路器的选择原则苴选择结果如表电压原则电流原则灭弧能力枝脸动稳校够热稳校脸结果公式un A Ug(kV)【心卜EInk A if (kA)imax ichOA)tt,(A2s)t| =top + to1063016.3682.72206.9382x42.722x0.71ZN3-10/630-8备注放绝缘烧坏防发热烧坏防假性跳闸防变形、校验设希对于承受力损坏的能力防烧坏、校脸设信对于承受 热损坏的能力tp = 0.6.toc = 0.067.1.2根据髙压互

13、感器的选择原则其选择结果如表电压原则电流原則动穂原则热穂原则特度校验原则公式UlnUxn(kV)1应1珈山=S”/応KdMhn 工 kh(KJ/ 21S2N = S2设备型号高压互感器1010401.2xl8.54=22.25150x2 X 0.04 6.93(75x40) 227202x0.2未校LZJC-10备注防绝缘烧坏防发热烧坏防变形、校脸设备对干承受力损坏的能力防烧坏、校验设备对于承受热损坏的能力保证TA的准确等级.以免计址7.1.3根据低斥断路器器的选择原则其选择结果如表电压原则电流原则与系统及导线配合原则灵敏度校騎原则灭弧能力校脸级何配合原则结果公式Un UM【曲A【RD $ l

14、|5 = S|sT/V3Ug【zl A】2Ird【RD 1卜【dmln A】3【DDnxld3)(kA)%按 L2,gm 切按A 3油设爸型号低压断路器400X380200200194.83300240200194.83未校2514.37未校DZ2or200备注保证设备绝缘保证长期运行的耐热能力放烧坏気二口恤 防拒动【RD 1J呆证 系统满载运 行.防误动防漏保 一般自然防假性跳闸一址在末端自然满足.防止越级跳.扩大故障面积.7.2导线的选择各类导线选择原则有：发热原则、电压损失原则.机械强度原则、热稳校验、动稳校验、 经济电流密度。经济电流密度原则一般用于发电厂和地区变电所，不用于民用建筑工

15、程，在 此不做考虑。导线选择结果见附表2说明：(1)选择高压母线时以发热原则、热稳、动稳原则为主选：选择髙压架空线以发热原 则、电压损失原则、机械强度校验原则为主选；高压电缆以发热原则、电压损失原则、热稳 校验原则：低压绝缘导线以发热原则为主选。(2) 低压线路采用三相四线制，苴中零线导线截而一般取火线导线截而50%以上。以 下特殊情况时而者相等：非三相火线截而不大于16mm2负荷群中存在大疑可产生高次谐波的用电器三 相负载常工作在极不对称的情况下（3）在低压绝缘导线时，由于非高层、实验楼、软件大厦、邮电局等，所以距离较近 电流较小，因而可不校电压损失：又由于不是室外低压架空线，故免校机械强度

16、。（4）电缆是埋在地下无需校机械强度，高压母线电阻小、一般距离短无需校电压损失， 但20m以上时则除外。7.3配电柜（箱）的选择在此住宅小区供电系统中配电柜可以分为高压配电柜和低压配电柜，高压配电柜有一个高压 进线控制柜、一个计量监视保护柜、两个变压器进线控制柜、一个PT柜，共五个。低压配 电柜有一个联络柜、一个发电机控制柜、两个变压器出线控制柜、一个生活电梯控制柜、一 个生活泵控制柜、两个照明负荷控制柜、一个消防电梯控制柜、一个消防泵控制柜、一个貝 他负荷控制柜和两个无功补偿柜，共十三个。根据已选髙压断路器及高压互感器的型号选择髙压进线控制柜型号为JYN2A-10间隔式 金属封闭开关设备。无

17、功补偿柜选用HXJW户外低压电容补偿柜，苴技术参数如下表F号名称单位参数1无功补偿容量Kvar30 5802额定工作电压VAC3803额定频率Hz504控制电压VAC2205电容投切时间s10 2406投切时间间隔s3007过压、欠压、过流报警延时s308温度-25 PC +40C9防护等级IP55根据已选低压断路器的型号选择低圧配电柜型号为此PZ30J-4配电柜，柜内共有4路。层配电箱均选择XRC88L-1/B ,且为非标准型：共九路：层配电箱其中六路为该层一户一路，一路为楼道照明，另外二路为备用。第八章变压器保护整定变压器继电保护主要包括过电流保护、纵差动保护、电流速断保护、过负荷保护和低

18、压侧单相接地保护。由于大容量变压器才纵差动保护，所以在此次设计未进行纵差动保护整定。变电所（配电室）平而图见附录图28.1有关参数计算变压器额泄电流：10kV 侧Itni =拧先=14.43A0.4kV 侧Itn2 =需 & = 360.84A电流互感器变比：10kV侧电流互感器一次电流值VsiTN1 = 24.99AKta =辔=50.4kV侧电流互感器一次电流值I = Itn2 = 360.84AKta = = 808.2过电流电流保护整定计算IgD 氐?；：；：丁巴式中心=l-3Kzf = 1.05Kjx = lKf = 0.85代入数值后1曲 4.63A取/ =5A灵敏度校验（2Kimg = 警严=11.09 1.5满足要求KTAigD8.3电流速断保护整定计算IsD KkKjx：dmaxr式中心=1.3 Kjx = 1 代入数值 149.4A 取IsD = 150AKTA灵敏度校验Kims =無d = 3.15 2满足要求KTAlsD8.4低压侧单相接地保护逆竺迪=147A取Idd=2A8.5过负荷保护IgfD = 3.75A 取I旳=4A变压器二次保护整立结果见附录表3第九章防雷保护与接地装置在此系统中防雷保护主要指架空线路的防雷保护和变电所（配电所）的防雷保护。架空 线的防雷保护常采用的措施有：（1）架设避雷线（2）装设自动重合