某大厦建筑供配电系统设计

1、主要内容：1阅读相关科技文献，查找相关图纸资料。2. 熟悉民用建筑电气设计的相关规范和标准。3. 熟悉建筑供配电系统设计的方法、步骤和内容。4熟练使用AutoCAD绘图。5学会整理和总结设计文档报告。6学习如何查找设备手册及相关参数并进行系统设计。基本要求：1、制定设计方案，确定电源电压、负荷等级及供配电方式。2、确定方案后，绘制各用电设备等布置平面图，绘制高、低压系统图。3、进行设计计算，选择设备容量、整定值、型号、台数等。编写设计计算书。4、编制课程设计说明书。已知参数：某大厦建筑供配电系统设计平面图和工程概况见图纸资料。主要参考资料：1.供配电工程设计指导，机械工业出版社，翁双安，200

2、42.现代建筑电气供配电设计技术，中国电力出版社，李英姿等，20083.AutoCAD2008中文版电气设计完全自学手册，机械工业出版社，孟德星等，20084.供配电系统设计规范，GB50054-20095.民用建筑电气设计规范，GBJGJ_T16-2008 目录第一章绪论31.1设计题目及工程概况31.2设计的目的及要求31.3设计的依据3第二章方案论证52.1供配电方案的系统论证5高压配电系统5低压配电系统52.2方案事项5第三章负荷计算63.1负荷计算的依据及目的63.2负荷计算的方法63.3无功补偿及计算及选择73.4负荷计算7第四章设备及导线选择134.1变压器的选择134.2短路电

3、流计算134.3高压断路器的选择：154.5低压断路器的选择174.6低压电力导线的选择18第五章变配电室的设计205.1变配电室的布置20第六章防雷接地设计216.1防雷设计216.2接地系统的设计21第七章结束语23参考文献24附录25第一章绪论1.1设计题目及工程概况设计题目：某大厦建筑供配电系统设计工程概况：本工程为十四层建筑二类建筑物1.2设计的目的及要求目的：1)阅读相关科技文献，查找相关图纸资料。2)熟悉民用建筑电气设计的相关规范和标准。3)熟悉建筑供配电系统设计的方法、步骤和内容。4)熟练使用AutoCAD绘图。5)学会整理和总结设计文档报告。6)学习如何查找设备手册及相关参数

4、并进行系统设计。设计要求：1）制定设计方案，确定电源电压、负荷等级及供配电方式。2）确定方案后，绘制各用电设备等布置平面图，绘制高、低压系统图。3）进行设计计算，选择设备容量、整定值、型号、台数等。编写设计计算书。4）编制课程设计说明书。1.3设计的依据1、上级部门批准的文件及甲方设计任务书2、国家现行有关实际规程，规范及标准，主要包含1)民用建筑电气设计规范JB/T16-922)高层民用建筑设计防火规范GB50045-953)人民防空地下室设计规范GB50038-944）住宅设计规范GB50096-19995）建筑防雷设计设计规范（2000版）GB50057-943、部门提供的资料第二章方案

5、论证2.1供配电方案的系统论证2.1.1高压配电系统1）电源：本工程供电电源为两路10KV电源供电。10KV侧微小电流接地系统，当一路电源故障或检修断电后，另一路电源可以保证一二级负荷的正常工作。2）选用四台变压器3）10KV高压配电系统尾单母线分段联络，当一路电源故障或检修断电后，另一路电源可以保证另一路的工作。2.1.2低压配电系统1）低压配电系统采用放射式与树干式相结合的方式，对于单台容量较大的负荷或重要负荷采用放射式供电，对于照明或一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。2）电力系统采用380/220V，50HZ，TN-S系统，生活泵电梯采用放射式供电，为了保证重要负荷的供电采用双

6、回路电缆供电在末一级配电箱处采用双电源自投。2.2方案事项1)根据具体要求认真选择及设计2)设计时注意用电安全、经济、可靠第三章负荷计算3.1负荷计算的依据及目的负荷计算的依据：计算负荷又称为半小时最大负荷，是供配电设计时选择变压器容量，确定备用电源，无功补偿容量、季节性负荷容量，选择电器、电线电缆，计算电压偏差、功率损耗和电能损耗的依据。在本工程中，我们可以依据其设计好的工程图来取得数具据。目的：负荷计算是为了我们选择变压器、断路器、互感器、熔断器及导线电缆参数选择的数据的方便，也为了我们能够更好的在满足电路需要的情况下，最大的节省经济消费。3.2负荷计算的方法需要系数法、利用系数法和单位指

7、标法。本次设计我们只运用需要系数法。需要系数法：在所计算的范围内(如一条干线、一段母线或一台变压器)，将用电设备按其设备性质不同分成若干组，对每一组选用合适的需要系数，算出每组用电设备的计算负荷，然后由各组计算负荷求总的计算负荷，这种方法称为需要系数法。三相用电设备组的计算负荷公式为：3.3无功补偿及计算及选择其中总负荷为2652.94KW一二级计算总负荷为567.4KW即补偿无功功率为：Q=2652.94tan(arccos0.55)-tan(arccos0.92)=2898.3KW（取2900）一二级计算总负荷为567.4KW即补偿无功功率为：Q=567.4tan(arccos0.55)-

8、tan(arccos0.92)=619.88KW （取620）本工程采用低压集中自动补偿方式，每台变压器低压母线上装设不燃型干式补偿电容器，对系统进行无功功率补偿，使其补偿后高压变压器侧功率因数大于0.9，变压器二次侧功率因数大于0.92。3.4负荷计算按按照以上的方法从工程图中找出一级负荷、二级负荷及总负荷，从可以计算出各个负荷计算书如下所示:第四章设备及导线选择4.1变压器的选择据负荷计算表可知，计算容量Sj=2962KVA,所以我们初选变压器两台容量为1600KVA，又因为这时每台的变压器的利用率为1484/1600=92.7%>85%所以两台变压器不能够满足要求，故可以选择三台，

9、但又考虑到工程实例可知应选这四台变压器，考虑到工程实例可知每台变压器的容量应大于一二级负荷，这里我们取一台变压器为例（实际中用电负荷是四台变压器平均分配的故那一台变压器是合理的），一台变压器所承担的一二级总负荷为S1,2=554.125(一二级中计算负荷为1007.5KVA，需要系数为0.55)，即1600> S1,2成立，又因计算总负荷Sj1=1164.81，即变压器的利用率为1164.81/1600=72.8%，即选四台变压器是比较合理的。4.2短路电流计算其等效电路图如下:<1>确定基准容量Sd=100MVA，Uav1=10.5kV，Uav2=0.4kV，Soc=500

10、MVA，<2>计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值（1）电力系统的标幺值（2）架空线路的标幺值查表知，X0=0.095/kmX2*=0.095*3*100MVA/10.52KVA=0.26（3）电力变压器的电抗标幺值，查表知Uk%=6 X3*=X4*=6*100MVA/(100*1600KVA)=0.37绘制短路等效电路图如下：<3>计算K-1点短路容量X*(K-1)=X1*+X2*=0.2+0.26=0.46=Id1/ X*(K-1)=5.5/0.46=11.96KA=11.96KA=2.55*11.96=30.498KA=1.55*11.96=18.06KA=Sd/

11、 X*(K-1)=100MVA/0.46=217.4MVA<4>计算K-2点短路容量X*(K-2)=X1*+X2*+ X3*/X4*=0.2+0.26+3.75/2=2.335=Id2/ X*(K-2)=144/2.335=61.67KA=61.67KA=2.55*61.67=157.26KA=55*61.67=93.12KA=Uav2*=*0.4*61.67=42.7MVA即短路计算表如下表所示：短路计算点三相短路电流（kA）三相短路容量（MVA）k-111.9611.9611.9618.0630.498217.4k-261.6761.6761.6793.12157.2642.7

12、4.3高压断路器的选择：根据线路额定电压及电流选用VK10M25其参数如下UN=12KV,IN=1250A,额定短时耐受电流It=25KA，额定峰值耐受电流Ies (kA)=63KA,额定短路开断电流Ioc（kA）=25KAtima=top+toc+0.05=0.015+0.8+0.05=1s高压断路器额定参数与计算数据比较名称设备参数VK10M25比较条件计算数据电压比较UN（kV）12UN（kV）10电流比较IN（A）1250Imax（A）185断流能力的校验Ioc（kA）25（kA）11.96热稳定性的校验It2t(kA)2.s252×3=1875I2tima(kA)2.s14

13、3.04动稳定性的校验Ies (kA)63(kA)30.4984.4高压侧电流互感器的选择查表可知：LZZbj10的参数为，二次回路选用BV-500-12.5mm2 铜芯塑料线,线长10M,R4=0.1，一秒允许的额定电流的倍数Kt=90,允许通过一次额定电流的倍数Kns=160（1）额定电压：UN=Ul=10KV（2）额定频率：f=fl=50HZ（3）额定一次侧电流：IN=200A>Ij=185A（4）电流互感器准确度等级的校验：SN2=200*200*ZL=40000*0.4=16000S2=5*5*(R1+R2+R3+R4) =3.2+25*L/A*r+25*0.1 =3.2+25

14、*10/12.5*53+25*0.1 =3.2+0.65+2.5 =6.35即SN2>S2符合要求（5）热稳定校验：(Kt*IN)2*t>2显然符合要求（6）动稳定性的校验：2* IN*Kns>ish显然也符合要求4.5低压断路器的选择根据线路额定电压及电流选用M20H1/3P，查表知，UN=380KV, IN=2500A, 过电流脱扣器额定电流=2000A, 瞬时过电流脱扣器动作电流IN=2500A(K=3),长延时过电流脱扣器动作电流IN=2000A(K=1),分断电流Ioc=85KA,据条件其计算如下表所示:设备参数M20H1/3P比较条件计算数据UN（V）380UN（

15、V）380IN（A）2500Imax（A）1769.14过电流脱扣器额定电流（A）2000Imax（A）1769.14瞬时过电流脱扣器动作电流（A）KIN=3×2500=7500KrelIpk（A）1.35×2500=3375KOLIal（A）4.5×2000=9000长延时过电流脱扣器动作电流Iop（l）(A)KIN=1×2000=2500KrelImax（A）1.1×1769.14=1946KOLIal（A）1×2500=2500灵敏度校验Ks=>Ks1.3断流能力校验Ioc（kA）85Ik61.674.6低压电力导线的选择

16、因为变变配电所在地下负一层，所以线路应该很短，我们应该按发热条件来选择导线的截面积。据工程图可知，选长度为50m的WP101线路为例进行校验查负荷计算书知:Pj=441KWIj=598.24A上网查阅，环境温度为30°明敷时，NHYJV-3×185+2×95,交联聚氯乙烯绝缘电力电缆，其安全载流量为630A，符合要求。校验器电压损失:U%=PjL/C*S*100=441*50/46.3*185*100=2.6%<5% 满足电压损失的要求故选择NHYJV-3×185+2×95,交联聚氯乙烯绝缘电力电缆是符合要求的。第五章变配电室的设计5.1

17、变配电室的布置变配电室设置在负一层，设计在地下车库内，面积为28.00×16.00，变配电所内设有电缆沟，高低压线均采用下进下处。变配电所内设置四台变压器12台高压柜，32台低压柜，三台配电屏，供全楼供电。第六章防雷接地设计6.1防雷设计雷电的形成，由于积雨云富含水蒸气，伴随极强烈的上升气流运动，使云中带正电的冰晶和带负电的雨滴碰撞摩擦，形成了雷云。异性电荷的累积形成云块间的电场强度不断增强，超过空气能承受的程度，击穿，形成云间放电，即为雷电雷电波可能沿着各种金属导体、管路，特别是沿着天线或架空线引入室内，对人身和设备造成严重危害。对这些高电位的侵入，特别是对沿架空线引入雷电波的防护

18、问题比较复杂，通常采用以下几种方法: （1）配电线路全部采用地下电缆;（2）进户线采用50100m长的一段电缆;（3）在架空线进户之处，加装避雷器或放电保护间隙。 第1种方法最安全可靠，但费用高，故只适用于特殊重要的民用建筑和易燃易爆的大型工业建筑。后两种方法不能完全避免雷电波的引入，但可将引入的高电位限制在安全范围之内，故在本工程中实际中采用在电缆线进户之处，加装避雷器或放电保护间隙。6.2接地系统的设计为了防止电磁干扰的感应效应所以应采用屏蔽装置，自然构件做屏蔽体，或者将建筑物表面的所有的金属构件连接在一起均与防雷装置相连，并做等电位连接，屏蔽电缆连接到等电位连接带上每幢建筑物本身采用公用接地系统，互相邻近的建筑物之间有电力和通信电缆连通时，接地装置宜互连。局部等电位联结：电梯机房、夹层空调机房、地下室水泵房、地下室配电间、强电竖井、公寓式办公室的卫生间等，16mm2铜线，局部等电位端子板25mm*4mm铜母线。进入建筑物的所有外来导电物、安装在建筑物屋顶的设备管道、电线保护钢管，分别设局部等电位联结端子箱，就近联结到内部环形导体上，并连通到基础接地体。建筑物电子信息系统的各种箱体、壳体、机架等金属组件与建筑物的共用接地系统组成S型星型结构的等电位联结网络。接地装置：接地分为系统工作接地，安全保护接地，雷电保护接地，建筑物电子信息系统接地共