教学楼供配电设计

1、目录1设计目的12设计任务13设计思路14设计计算，设备与元器件选择计算与参数选择14.1负荷计算公式14. 1.1单组用电设备计算负荷的计算公式14.1. 2多组用电设备计算负荷的计算公式242教学楼的负荷统计及计算34. 3低压配电84. 4变压器的选择94. 4.1电源及供电系统94. 4. 2变压器型号的选择94. 5短路电流的计算104.6电气设备的选择124.7变电所进出线及与邻近单位联络线的选择.144. 7.1引入电缆的选择144. 7.2 380V低压出线的选择155参考资料17盐城工学院新校区教学楼B楼强弱电系统设计1设计目的建筑电气综合课程设讣的U的是进一步强化建筑电气设

2、讣理 论与建筑电气工程的设计、施工实践能力的有机结合，更有效地 培养本业专业综合设计思维以及施工、安装的实践能力。本课程 设讣的任务包括高层建筑的强弱电气系统的方案设计以及强弱电 气系统电气施工图的设计。2设计任务盐城匸学院新校区教学楼B楼强弱电系统设计：设计本校新 校区教学楼B楼(含两侧与A、D楼相连的连接部分)的供电系统。各人设计并用计算机或手工绘制绘制一份建筑电气施工图 (含系统图、平面布置图、设备接线图)、各人编制设计说明书一 份、各人完成设计小结一份。3设计思路(1) 确定负荷级别；(2) 负荷估算：本阶段主要采用单位容量法或单位指标法进行估算；(3) 电源：根据负荷性质和负荷容量，

3、提出要求外供电源的回路数、 容量、电压等级的要求；(4) 确定变、配电所位置、数量、容量，变压器台数。4设计计算，设备与元器件选择计算与参数选择4. 1负荷计算公式4.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式(1)有功计算负荷(单位为kW)(4-1)17式中：Kd为系数(2)无功计算负荷(单位为kvar)(4-2)(4-3)(4-4)Oso = P® tan (p(3)视在计算负荷(单位为kvA)COS0(4)计算电流(单位为A)式中：/、，为用电设备的额定电压(单位为KV) 4.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式(1)有功计算负荷(单位为kW)(4-5)是有功负荷同时(4-6)是无功

4、负荷同时式中：工“J是所有设备有功计算负荷人。之和,系数，可取0.850.95(2)无功计算负荷(单位为kvar)030 = 工 Qio.i式H 工Q斛是所有设备无功计算负荷之和,系数，可取0.90.97(3)视在计算负荷(单位为kvA)(4-7)（4）计算电流（单位为A）(4-8)4. 2教学楼的负荷统计及计算（1）普通教室负荷统计表1普通教室负荷统讣单台 容量PN/KW台 数设备 总容 量 KW需要 系数KdcostanOPc/kwQc/kv arSc/KvAIc/A荧光灯0. 081814.40. 70. 551.5210. 0815. 322空调1.511.50. 650. 950.

5、330. 9750. 322风扇0. 0640. 240.50. 750. 880. 120. 106电脑0. 2810. 280. 70.90. 330. 1960. 065插座0.680. 480. 70. 750. 880. 3360. 296总2. 523216.911.70716. 11111-取 Kp =0.910. 53715. 30518.5828.23性严95（2）楼梯过道负荷统计表2楼梯过道负荷统计单台 容量 PN/KWZx数设备 总容 量KW需 要 系 数 KdcosOtanOPc/kwQc/kv arSc/KvAIc/A口 炽 灯0. 14040. 7102.80应急灯

6、0.01252.51102.50总IT0. 11656.55. 30取 Kp =0.9 少.954. 7704. 777. 247（3）卫生间负荷统计表3卫生间负荷统计单台 容量 PN/KW台 数设备总容 量 KW需要系数KdcostanPc/kwQc/kv arSc/KvAIc/A白炽灯0. 160.60. 7100.4200. 420. 64(4)其他负荷统计表4其他负荷统计单台容量PN/KW台 数设备 总容 量 KW需要 系数KdcostanPc/kwQc/kv arSc/KvAIc/A电梯201200.40.51. 73813. 84生 活 水 泵202400.70.80. 75282

7、1总计403603634. 84取 0 =0.9性严9532.433. 143.87466.659(4)左半楼负荷统计a.左半楼每层负荷统计表5左半楼每层负荷统讣类型个数Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A普通教室442.14861.2274.324112. 928b.左半楼总负荷统计表6左半楼总负荷统计类型个数Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A每层5210. 74306. 1371.62564. 64楼梯过道14. 7704. 777. 24总计6215. 51306. 1376. 39571.88（5）右半楼负荷统计a.右半楼每层负荷统汁表7右半楼每层负荷统讣类型个数Pc

8、/kwQc/kvarSc/KvAIc/A普通教室331.61145.91555. 74384. 696卫生间10. 4200. 420. 638总计432.03145.91556. 16385. 334b.右半楼总负荷统计表8右半楼总负荷统讣类型个数Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A每层5160. 155229. 575280.815426. 67楼梯过道14. 7704. 777. 24总计6164.925229. 575285. 585433. 91（6） B楼总负荷统汁表9 B楼总负荷统讣类型个数Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A左半楼1215. 51306. 137

9、6. 39571.88右半楼1164. 925229. 575285. 585433. 91其他132.433. 143. 87466. 659总计3412.8568.8取 K*=0.9心=0.95371.5540. 4655.7996.34. 3低压配电在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容 量，并且无特殊要求时候，应采用树干式配。当用电设备为大容 量时，或负荷性质质量，或在有特殊要求的建筑物内，应采用放 射式配电。还有一种为混合式，它兼具前两者的优点，在现代建 筑中应用最为广泛。车间变电所6-10KVIFU380-220Vrnrrn图2树干式图i 一级放射式在本次设计中对干同

10、一区变管辖范围内用电设备性质相同的 采用放射式配电，而少区域内采用树干式配电。本教学楼采用放射式和树干式相结合。具体图如下:图3变电所的主接线路图4. 4变压器的选择4.4.1电源及供电系统我们知道现学校釆用10KV线路电源进线，山于学校用电大多 为三级负荷，只有行政楼和图书馆消防为二级负荷，对供电可黑 性和灵活性要求不是太高。因此，用一台变压器就可以了。4.4.2变压器型号的选择用高效节能型三相电力变压器S9来取代用热轧硅钢片的SJ1 三相电力变压器节能效果十分明显，通常所需的新增投资费用在3 年左右时间内即可收回，在整个变压器寿命期间可节约的电费支 出约为整个投资费用的3-4倍，并有利于绿

11、色环保。因此，我校 釆用的变压器为89-800/10（6）,主变圧器的联结组均采用YynOo 4. 5短路电流的计算（1）绘制计算电路，如图4所示。设 Sd = 100MVA , / =/= 1.05,即高压侧5= 10.52 ,低压狈iUd2=0.4kVf 则:(4-9)(4-10)（3）计算短路电路中各元件的电抗标幺值电力系统已知Soc=500MVA9故(4-11)X； = 100M<4/500MV<4 = 02架空线路 查表的LGJ-150的=0.360/7,而线路长8km,故X； =(036x8)Qx=2.6(4-12)(10.5/CV)2电力变压器 查表的S9-830的”

12、z% = 4.5,故才 4.5 100MVA “x - X. =x= 5.625(4-13)'100 SOOkVA因此绘短路汁算等效电路如图5所示。102WV2Z6AAA/5.625k_2图5短路计算等效电路（4）计算k-l点（10.5kV）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值= X： + X； = 0.2 + 2.6 = 2.8(4-14) 三相短路电流周期分量有效值d =An/X；“_i)=5.5 / 2.8 = 1.96M(4-15) 其他短路电流/"=/；3) = /； =1.96M(4-16)if' =2.55/=2.55x1.96 = 5

13、.0"(4-17)/动=1.51/3 =1.51x1.96 = 2.96"(4-18) 三相短路容量Sk /3) = S(i = = 35.1MVA(4-19)2.8（5）计算k-2点（0.4kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值X；Q2)= X： + X； + X； = 0.2 + 2.6 + 5.625 = 8.425(4-20) 三相短路电流周期分量有效值r2 =/d2/X；©2)=144/&425 = 17(4-21) 其他短路电流厂=乙3)=闍=7(4-22)(4-23)/ = 1.84 厂=1.84x17=31.5M/“

14、=1.09/ =1.09x17.1 = 1 &6M(4-24) 三相短路容量"4佥T珞EM"(4-25)以上短路计算结果综合如下所示：表0短路电流计算统计表短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVA广3)B1 < 3 > ' Kk-1.961.961.965.02.9635.7k-217. 117. 117. 131.518.611.946电气设备的选择表11 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热稳定度装置 地 点 条 件参数5/八也数据10KV57. 7A1.96kA5. OkA1.962xl.9 = 7.3次

15、设 备 型 号 规 格额定参数几1N*A.'max高压少油断路器SN10-10I/63010KV630A16kA40kA162x2 = 512高压隔离开关GN?-10/200810KV200A25. 5kA1O2x5 = 5OO高压熔断器RX2-1010KV0. 5AOkA电压互感器JDJ-1010/0. lkV电流互感器LQJ-1010KV100/5A31.8kA81避雷器FS4-1010KV表12 380V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参数置地 点 条 件数据380V996. 317. 1kA31. 5kA17.12x0.7 = 204次设 备

16、型 号 规 格额定参数'max低压断路器DW15-1500/3D380V1500A40kA低压刀开关HD13-1500/30380V1500A电流互感器LMZJ1-0. 5500V1500/5A查找资料，10kV母线选LMY-3(40X4),即母线尺寸为40mm X4mm： 380V 母线选 LMY-3 (100X8)+60X6,即相母线尺寸为 100mm X8mm,而中性线母线尺寸为60mmX6mmo4.7变电所进出线及与邻近单位联络线的选择4. 7.1引入电缆的选择由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验采用 YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。(1)

17、按发热条件选择 由I3() = IlN.r=57.7A及土壤稳定25°C 查表，初选电缆芯截面为25肿的交联电缆，其b=90A厶°, 满足发热条件。(2) 校验短路热稳定九貯/丁炉（4-26）=1960 x mm 2力=22 nun < A = 25 nun2式中仏按终端变电所保护动作时间0.5s,加断路器短路时间0.2s,再加 0.05s th 故仏=0.75s。因此YJL22-10000-3X25电缆满足短路热稳定条件。4.7.2 380V低压出线的选择（1）馈电给左半楼的线路 釆用BX-1000-1X240型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。 馈电给每层的线路釆

18、用BX-1000-1X240型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。a.馈电给每层的教室釆用BX-1000-1X2.5型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。 馈电给楼梯过道的线路釆用BX-1000-1X1.5型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。（2）馈电给右半楼的线路 釆用BX-1000-1X 185型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。 馈电给每层的线路 采用BX-1000-1X150型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。a. 馈电给每层的教室采用BX-1000-1X2.5型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。b. 馈电给每层的卫生间采用BX-1000-1X1.5型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。 馈电给楼梯过道的线路 采用BX-1000-1X1.5型聚氯乙烯 绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。（3）馈电给其他的线路釆用BX-1000-1X