建筑供配電課程設(shè)計---某小區(qū)大樓供配電與照明設(shè)計

1、<p>　　《建筑供配電與照明》課程設(shè)計報告</p><p>　　題 目：某小區(qū)大樓供配電與照明設(shè)計</p><p>　　系 部： 電氣工程系</p><p>　　專 業(yè)： 建筑電氣工程技術(shù)</p><p><b>　　學(xué) 號： </b></p><p><

2、b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p>　　2012年 6 月 15 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設(shè)計目地………………………………………………… （3）</p>&l

3、t;p>　　二、設(shè)計任務(wù)書……………………………………………… （3）</p><p>　　三、設(shè)計內(nèi)容………………………………………………… （8）</p><p>　　1、負(fù)荷等級………………………………………………… （8）</p><p>　　2、負(fù)荷計算和無功補償……………………………………… （8）</p><p>　　3

4、、設(shè)計的內(nèi)容及步驟………………………………………… （8）</p><p>　　4、變壓器選擇……………………………………………… （9）</p><p>　　5、短路電流計算………………………………………………（12）</p><p>　　6、設(shè)備的選擇……………………………………………… （14）</p><p>　　7、設(shè)備的選擇…

5、…………………………………………… （15）</p><p>　　四、照明設(shè)計平面圖………………………………………… （17）</p><p><b>　　設(shè)計目地</b></p><p>　　通過某小區(qū)大樓的電氣設(shè)計，熟悉高層住宅電氣設(shè)計的方法及步驟。掌握根據(jù)建筑物用途的不同，合理選擇電源、變壓器、各種用電設(shè)備，能讀懂各種電氣圖，了解防雷與

6、接地。</p><p><b>　　設(shè)計任務(wù)書</b></p><p><b>　　1、設(shè)計題目</b></p><p>　　某小區(qū)大樓供配電與照明設(shè)計。</p><p><b>　　2、設(shè)計要求</b></p><p>　　根據(jù)本小區(qū)所能取得的電源及本

7、小區(qū)用電負(fù)荷的實際情況，并適當(dāng)考慮到小區(qū)負(fù)荷的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備與進出線，建筑的內(nèi)外照明設(shè)計、確定二次回路方案，選擇整定繼電保護裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫出設(shè)計說明書，繪出設(shè)計圖樣。</p><p><b>　　3、設(shè)計依據(jù)</b></p><p

8、>　　1）、小區(qū)平面圖與房屋建筑平面圖如圖2和圖3所示。</p><p>　　2）、大樓負(fù)荷情況。</p><p>　　該樓高18層，設(shè)為2個單元，屬于1梯2戶型，戶型為90平米兩室兩廳一廚一衛(wèi)，單獨設(shè)立水泵站。低壓動力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。該樓的負(fù)荷統(tǒng)計資料如表1所示，樓內(nèi)住戶每戶需要系數(shù)取0.6、功率因素為0.5。</

9、p><p>　　3）、供電電源情況。</p><p>　　按照小區(qū)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供電協(xié)議規(guī)定，該小區(qū)可由附近一條10kV的公用電源干線和另一個小區(qū)變電所取得工作電源。該干線的走向和變電所位置參看小區(qū)總平面圖。該干線首端所裝高壓斷路器的斷流容量為500MV·A，此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護，其定時限過電流保護整定的動作時間為1.5s。</p><

10、;p><b>　　4）、氣象資料</b></p><p>　　該小區(qū)所在地區(qū)的年最高氣溫為40℃，年平均氣溫為25℃，年最低氣溫為0℃，年最熱月平均最高氣溫為35℃，年最熱月平均氣溫為30℃，年最熱月地下0.8m處平均溫度為20℃，年主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20天。</p><p><b>　　5）、地質(zhì)水文資料</b></p&

11、gt;<p>　　該小區(qū)所在地區(qū)平均海拔1000m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。</p><p><b>　　6）、電費制度</b></p><p>　　該小區(qū)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在小區(qū)變電所高壓側(cè)計量電能，設(shè)專用計量柜，按兩部電費制繳納電費。每月基本電費按主變壓器容量收取，為0.6元/kV·A，動力電費為1元/kW·h，照

12、明（含家電）電費為0.5元/kW·h，小區(qū)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)不得低于0.9。</p><p><b>　　4、設(shè)計任務(wù)</b></p><p>　　要求在一周時間內(nèi)獨立完成下列工作量：</p><p>　　1）、設(shè)計說明書需包括：</p><p><b>　　封面與目錄。</b><

13、/p><p>　　前言及確定了賦值參數(shù)的設(shè)計任務(wù)書。</p><p>　　負(fù)荷計算和無功率補償。</p><p>　　變電所位置和型式的選擇。</p><p>　　變電所主變壓器臺數(shù)、容量及主接線方案的選擇。</p><p><b>　　短路電流計算。</b></p><p>

14、　　變電所一次設(shè)備的選擇與校驗。</p><p><b>　　大樓內(nèi)外照明設(shè)計。</b></p><p>　　防雷和接地裝置的確定。</p><p><b>　　2）.設(shè)計圖與表樣</b></p><p><b>　　變配電所主接線圖。</b></p><p

15、><b>　　主要設(shè)備及材料表。</b></p><p><b>　　5、設(shè)計時間</b></p><p>　　2011-2012學(xué)年第一學(xué)期教學(xué)周第17-18周。</p><p>　　表1　大樓負(fù)荷統(tǒng)計資料</p><p>　　圖2 小區(qū)建筑平面</p><p>&

16、lt;b>　　三、設(shè)計內(nèi)容</b></p><p><b>　　1、負(fù)荷等級</b></p><p>　　根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》及《火災(zāi)報警與消防聯(lián)動控制》的規(guī)定，普通高層住宅按二級負(fù)荷供電，19層及以上的住宅按一級負(fù)荷供電。高層住宅言主要消防設(shè)備有消防水泵、消防控制室、消防電梯、防排煙設(shè)施、火災(zāi)自動報警及消防聯(lián)動裝置、火災(zāi)應(yīng)急照明和電動防火門

17、窗、卷簾、閥門等</p><p>　　2、負(fù)荷計算和無功補償</p><p><b>　　小區(qū)負(fù)荷計算表</b></p><p>　　3、設(shè)計的內(nèi)容及步驟</p><p>　?。?）照明燈的計算負(fù)荷確定如下：</p><p>　　∑Pe=n.Pe=72x4=288 (Kw)</p>

18、<p>　　P30=Kx. ∑Pe=0.3x288=86.4 (Kw)</p><p>　　Q30=P30.tan=86.4x0.72=62.2 (kvar)</p><p><b>　　S30=</b></p><p>　　tan=sin/cos=0.75</p><p>　?。?）大樓變電所變壓器低

19、壓側(cè)的計算負(fù)荷為（考慮到總的負(fù)荷的同時系數(shù)（K∑=0.9））：</p><p>　　合計k=0.9 :</p><p>　　P30=955.92x0.9=860.3</p><p>　　Q30=704.9x0.9=634.4</p><p>　　S30=1285.2x0.9=1156.5</p><p>　　cos=

20、P30/S30=0.74</p><p>　　tan=Q30/P30=0.73</p><p>　　△Pt=0.015xS30=14.3(KW)</p><p>　　△Qt=0.06x S30=57.3（kvar）</p><p>　?。?）欲將功率因數(shù)從0.73提高到0.92，則低壓側(cè)所需的補償容量為：</p><p&g

21、t;<b>　　4、變壓器選擇</b></p><p>　　高層住宅采用電纜埋地引入電源，引入電源為220V/380V。采用TN-S或TN-C-S接地系統(tǒng)，照明與動力系統(tǒng)分別引入大樓內(nèi)的配電柜，配電柜安裝在底樓，由配電柜引入每層樓的配電箱內(nèi)，配電柜應(yīng)安裝在外線電纜容易引入的位置。</p><p>　　注：電源引入 a、220v/380v TN-S TN-C-S&

22、lt;/p><p>　　b、變壓器的位置和形式的選擇 SNT≥60％ SNT≥SJS(Ⅰ+Ⅱ)</p><p>　?。?）變電所位置和形式的選擇：</p><p>　　由于該層建筑低于19層，根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》該建筑屬于二級負(fù)荷，考慮供電可靠性，應(yīng)采用兩路供電，一路由10KV公共電源電纜接入變電所，另一路引自鄰近高壓環(huán)網(wǎng)箱。</p>&l

23、t;p>　　變電所形式由用電負(fù)荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定，根據(jù)《10KV及以下變電所設(shè)計規(guī)范》GB5053-94規(guī)定，這里變電所應(yīng)采用單獨設(shè)立方式。</p><p>　　A、1）應(yīng)滿足對負(fù)荷的可靠性，若有一、二級負(fù)荷，應(yīng)選擇兩臺變壓器，若有少量二級負(fù)荷而無一級負(fù)荷，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)有與其他變電所相連和聯(lián)絡(luò)線時，為備用電源，只可用一臺變壓器</p><p>　　2)季節(jié)性負(fù)荷變化較大而宜選用一

24、臺變壓器</p><p>　　3）供三級負(fù)荷，才用一臺變壓器</p><p>　　4)在確定變壓器臺數(shù)時，應(yīng)考慮負(fù)荷發(fā)展，留有余地</p><p>　　B、1)兩臺變壓器的變電所，變壓器SNT應(yīng)同時滿足以下兩個條件：</p><p>　　a）任意一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)能滿足不小于總計算負(fù)荷60％的要求，即 SNT≥60％</p>

25、;<p>　　b）任意一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)能滿足全部一二級負(fù)荷，即 </p><p>　　SNT≥SJS(Ⅰ+Ⅱ)</p><p><b>　?。?）計算：</b></p><p>　　負(fù)荷率=198.31/247.89=0.80</p><p>　　總負(fù)荷： SJS=198（kw）</p>

26、<p>　　Stn=198/0.8=247.9（kw）</p><p>　　考慮到本大樓的實際情況，同時又考慮到未來5~10年的負(fù)荷發(fā)展，初步取=500 ?？紤]到安全性和可靠性的問題。型號：Sg ，所以，應(yīng)選著兩臺變壓器。</p><p>　　其主要技術(shù)指如下表所示：</p><p>　　(3)變電所主接線方案：</p><p>

27、;　　高低壓側(cè)均采用單母線分段，高低壓側(cè)采用雙回路電源進線單母線分段，在加之低壓母線的分段，使其供電可靠性相當(dāng)高，且操作靈活方便，可供電給一、二級負(fù)荷，用于有兩個電源的重要變電所。</p><p>　　當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)檢修時，該母線各出線須停電，當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴建時需要向兩個方向均衡擴建。</p><p><b>　　5、短路電流計算<

28、/b></p><p>　　（1）短路電流計算的目的及方法</p><p>　　短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。本大樓住宅采用歐姆法計算。</p><p><b>　　（2）短路電流計算</b></p><p>　　注：1)電纜線路 a）380v/220v X0=0

29、.066</p><p>　　b)10kv/6kv X0=0.08</p><p>　　2) Uc1=10+10x5％=10.5kv</p><p>　　Uc2=0.38+0.38x10％=0.4kv</p><p><b>　　計算：</b></p><p><b>　　A:求K

30、-1點</b></p><p><b>　　1)電力系統(tǒng)電抗：</b></p><p><b>　　電纜線路電抗：</b></p><p><b>　　總電抗：</b></p><p>　　2)三相短路電流周期分量的有效值為：</p><p>

31、;　　3)三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流為：</p><p>　　4)三相短路沖擊電流為：</p><p>　　Ish=1.51I=34.32(KA)</p><p>　　5)三相短路容量為：</p><p><b>　　B:求K-2 </b></p><p>　　1)電力系統(tǒng)的電抗：</

32、p><p><b>　　電纜線路電抗為：</b></p><p><b>　　電力變壓器電抗為：</b></p><p><b>　　總電抗為：</b></p><p>　　2)三相短路電流周期分量的有效值為：</p><p><b>　　6、設(shè)備

33、的選擇</b></p><p>　　導(dǎo)線的選擇：為了保證供電系統(tǒng)安全可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的運行，對導(dǎo)線和電纜截面進行選擇時必須滿足：</p><p>　　發(fā)熱條件：導(dǎo)線和電纜（包括母線）在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運行時的最高允許溫度。</p><p>　　電壓損耗條件：導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計算電流時

34、產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過其正常運行時允許的電壓損耗，對于較短的高壓線路，可以不進行電壓損耗校驗。</p><p>　　經(jīng)濟電流密度：35kv一下的電流和35kv一下的電流最大的線路，按照經(jīng)濟電流密度選擇。</p><p>　　機械強度：導(dǎo)線（裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面，電纜的短路熱穩(wěn)定度，滿足工作電壓的要求。</p><p><b>　?。?/p>

35、2）設(shè)備選擇：</b></p><p>　　母線型號：TMY-3x(50x4);TMY-3x(80x10)+1x(60x6)</p><p>　　電流互感器：LZZQB6-10-0.5-200/5</p><p>　　電壓互感器：JDZJ-10</p><p>　　接地開關(guān)：JN-3-10/25</p><p&

36、gt;　　絕緣子：ZA-10Y抗彎強度</p><p>　　從高壓柜引出6kv三芯電纜采用交聯(lián)乙烯絕緣電力電纜，型號： </p><p>　　YJV-3×（50×4）</p><p>　　YJV-3×（80×10）+1×（60×6）</p><p>　　吳剛凱護套，纜芯最高工作溫度9

37、0度。</p><p><b>　　7、配電系統(tǒng)設(shè)計:</b></p><p>　　高層住宅分板式和塔式兩種。配電系統(tǒng)及計量方式應(yīng)滿足下列要求：</p><p>　　照明系統(tǒng)采用樹干式配電。根據(jù)每層戶數(shù)的多少，每一層或二層取一相交流200V電源供電。</p><p>　　照明計量設(shè)在每層用戶表箱內(nèi)。</p>

38、<p>　　在動力總配電柜內(nèi)設(shè)動力總計量表。</p><p>　　消防用電要求雙路電源時，應(yīng)以動力電源為主電源，照明電源為備用電源。</p><p>　　電梯前室照明及公共樓梯燈用電按動力計量（不裝子表），人防層、居委會應(yīng)單獨計量。</p><p>　　設(shè)備層及地下室用電按照明計量，電度表裝在照明配電柜內(nèi)。</p><p>　　住

39、戶配電箱可參照多層住宅的戶箱。如下圖：</p><p><b>　　4kw</b></p><p><b>　　四、照明設(shè)計平面圖</b></p><p>　　10、防雷和接地裝置的確定:</p><p><b>　　變配電所的防雷措施</b></p><p

40、>　　裝設(shè)避雷針。室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來防護直接雷擊。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物上防雷設(shè)施保護范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時，不必再考慮直擊雷的保護。</p><p>　　高壓側(cè)裝設(shè)避雷器。這主要用來保護主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最關(guān)鍵的設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。</p><p>　　避雷器的接地端應(yīng)與變壓器低壓側(cè)

41、中性點及金屬外殼等連接在一起。在每路進線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地。</p><p>　　低壓側(cè)裝設(shè)避雷器。這主要用在多雷區(qū)用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點不接地時（如IT系統(tǒng)），其中性點可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護間隙。<

42、/p><p><b>　　防雷裝置的確定</b></p><p><b>　　直擊雷的防護</b></p><p>　　根據(jù)變電所雷擊目的物的分類，在變電所的中的建筑物應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護裝置。在進線段的1km長度內(nèi)進行直擊雷保護。防直擊雷的常用設(shè)備為避雷針。所選用的避雷器：接閃器采用直徑的圓鋼；引下線采用直徑的圓鋼；接地體采用三

43、根2.5m長的的角鋼打入地中再并聯(lián)后與引下線可靠連接。</p><p><b>　　雷電侵入波保護</b></p><p>　　由于雷電侵入波比較常見，且危害性較強，對其保護非常重要。對變電所來說，雷電侵入波保護利用閥式避雷器以及與閥式避雷器相配合的進線保護段；為了其內(nèi)部的變壓器和電器設(shè)備得以保護，在配電裝置內(nèi)安放閥式避雷器。</p><p>

44、<b>　　接地基本理論</b></p><p>　　電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運行情況

45、下是不載流的，但在故障情況下要通過接地故障電流。</p><p>　　接地線與接地體合稱為接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。其中接地線又分為接地干線和接地支線。接地干線一般應(yīng)采用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點與接地網(wǎng)連接。</p><p><b>　　接地裝置的確定</b></p><p>　　接地裝置為接地線

46、和接地體的組合，結(jié)合本大樓住宅實際條件選擇接地裝置：交流電器設(shè)備可采用自然接地體，如建筑物的鋼筋和金屬管道。本大樓住宅的大接地體采用扁鋼，經(jīng)校驗，截面選擇為，厚度為。銅接地線截面選擇：低壓電器設(shè)備地面上的外露部分截面選擇為（絕緣銅線）；電纜的接地芯截面選擇為。</p><p>　　所用的接地電阻選擇：查表得接地電阻應(yīng)滿足R5，Re120V/IE</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗公式：其中：為同

47、一電壓的具有電聯(lián)系的架空線線路總長度；為同一電壓的具有電聯(lián)系的電纜線路總長度。</p><p><b>　　則： =4.67</b></p><p>　　所以，變電所的接地電阻應(yīng)選為5。</p><p>　　11、大樓內(nèi)外照明設(shè)計:</p><p>　　電氣照明設(shè)計是由照明供電設(shè)計和燈具設(shè)計兩部分組成。其目的是應(yīng)人的視覺

48、功能要求，提供舒適明快的環(huán)境和安全保障。設(shè)計要解決照度計算、導(dǎo)線截面的計算、各種燈具及材料的選型，并繪制照明設(shè)計平面圖（見附圖-圖1）。</p><p>　　光源按其工作原理可分為熱輻射光源、氣體放電光源、半導(dǎo)體發(fā)光源三種。常用的光源有：白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈和半導(dǎo)體燈等。照明光源的選擇遵循以下的一般原則：</p><p>　　發(fā)光效率好；2）、顯色性好，既顯色指數(shù)