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

1、<p>　　《建筑供配電與照明》課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　題 目：某小區(qū)大樓供配電與照明設(shè)計(jì)</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(hào)： </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(jì)目地………………………………………………… （3）</p>&l

3、t;p>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)……………………………………………… （3）</p><p>　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容………………………………………………… （8）</p><p>　　1、負(fù)荷等級(jí)………………………………………………… （8）</p><p>　　2、負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償……………………………………… （8）</p><p>　　3

4、、設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)平面圖………………………………………… （17）</p><p><b>　　設(shè)計(jì)目地</b></p><p>　　通過(guò)某小區(qū)大樓的電氣設(shè)計(jì)，熟悉高層住宅電氣設(shè)計(jì)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(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p><b>　　1、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　某小區(qū)大樓供配電與照明設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)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(shí)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(jìn)、經(jīng)濟(jì)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(tái)數(shù)與容量，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備與進(jìn)出線，建筑的內(nèi)外照明設(shè)計(jì)、確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪出設(shè)計(jì)圖樣。</p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)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(gè)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(dú)設(shè)立水泵站。低壓動(dòng)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(jì)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(gè)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(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)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?yàn)闁|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(fèi)制度</b></p><p>　　該小區(qū)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在小區(qū)變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制繳納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量收取，為0.6元/kV·A，動(dòng)力電費(fèi)為1元/kW·h，照

12、明（含家電）電費(fèi)為0.5元/kW·h，小區(qū)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9。</p><p><b>　　4、設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　要求在一周時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成下列工作量：</p><p>　　1）、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)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(jì)任務(wù)書(shū)。</p><p>　　負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功率補(bǔ)償。</p><p>　　變電所位置和型式的選擇。</p><p>　　變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及主接線方案的選擇。</p><p><b>　　短路電流計(jì)算。</b></p><p>

14、　　變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。</p><p><b>　　大樓內(nèi)外照明設(shè)計(jì)。</b></p><p>　　防雷和接地裝置的確定。</p><p><b>　　2）.設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)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(jì)資料</p><p>　　圖2 小區(qū)建筑平面</p><p>&

16、lt;b>　　三、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p><b>　　1、負(fù)荷等級(jí)</b></p><p>　　根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》及《火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制》的規(guī)定，普通高層住宅按二級(jí)負(fù)荷供電，19層及以上的住宅按一級(jí)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(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)裝置、火災(zāi)應(yīng)急照明和電動(dòng)防火門

17、窗、卷簾、閥門等</p><p>　　2、負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償</p><p><b>　　小區(qū)負(fù)荷計(jì)算表</b></p><p>　　3、設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟</p><p>　　（1）照明燈的計(jì)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(jì)算負(fù)荷為（考慮到總的負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)（K∑=0.9））：</p><p>　　合計(jì)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>　　（3）欲將功率因數(shù)從0.73提高到0.92，則低壓側(cè)所需的補(bǔ)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(dòng)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>　　（1）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(jì)規(guī)范》該建筑屬于二級(jí)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(jì)規(guī)范》GB5053-94規(guī)定，這里變電所應(yīng)采用單獨(dú)設(shè)立方式。</p><p>　　A、1）應(yīng)滿足對(duì)負(fù)荷的可靠性，若有一、二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)選擇兩臺(tái)變壓器，若有少量二級(jí)負(fù)荷而無(wú)一級(jí)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(shí)，為備用電源，只可用一臺(tái)變壓器</p><p>　　2)季節(jié)性負(fù)荷變化較大而宜選用一

24、臺(tái)變壓器</p><p>　　3）供三級(jí)負(fù)荷，才用一臺(tái)變壓器</p><p>　　4)在確定變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)荷發(fā)展，留有余地</p><p>　　B、1)兩臺(tái)變壓器的變電所，變壓器SNT應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：</p><p>　　a）任意一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能滿足不小于總計(jì)算負(fù)荷60％的要求，即 SNT≥60％</p>

25、;<p>　　b）任意一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能滿足全部一二級(jí)負(fù)荷，即 </p><p>　　SNT≥SJS(Ⅰ+Ⅱ)</p><p><b>　?。?）計(jì)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(shí)際情況，同時(shí)又考慮到未來(lái)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(wèn)題。型號(hào)：Sg ，所以，應(yīng)選著兩臺(tái)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(jìn)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(jí)負(fù)荷，用于有兩個(gè)電源的重要變電所。</p><p>　　當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，該母線各出線須停電，當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越，擴(kuò)建時(shí)需要向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。</p><p><b>　　5、短路電流計(jì)算<

28、/b></p><p>　?。?）短路電流計(jì)算的目的及方法</p><p>　　短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。本大樓住宅采用歐姆法計(jì)算。</p><p><b>　?。?）短路電流計(jì)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(jì)算：</b></p><p><b>　　A:求K

30、-1點(diǎn)</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(jì)的運(yùn)行，對(duì)導(dǎo)線和電纜截面進(jìn)行選擇時(shí)必須滿足：</p><p>　　發(fā)熱條件：導(dǎo)線和電纜（包括母線）在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。</p><p>　　電壓損耗條件：導(dǎo)線和電纜在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)

34、產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗，對(duì)于較短的高壓線路，可以不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。</p><p>　　經(jīng)濟(jì)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(jì)電流密度選擇。</p><p>　　機(jī)械強(qiáng)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(hào)：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(kāi)關(guān)：JN-3-10/25</p><p&

36、gt;　　絕緣子：ZA-10Y抗彎強(qiáng)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(hào)： </p><p>　　YJV-3×（50×4）</p><p>　　YJV-3×（80×10）+1×（60×6）</p><p>　　吳剛凱護(hù)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(jì):</b></p><p>　　高層住宅分板式和塔式兩種。配電系統(tǒng)及計(jì)量方式應(yīng)滿足下列要求：</p><p>　　照明系統(tǒng)采用樹(shù)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(jì)量設(shè)在每層用戶表箱內(nèi)。</p>

38、<p>　　在動(dòng)力總配電柜內(nèi)設(shè)動(dòng)力總計(jì)量表。</p><p>　　消防用電要求雙路電源時(shí)，應(yīng)以動(dòng)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(dòng)力計(jì)量（不裝子表），人防層、居委會(huì)應(yīng)單獨(dú)計(jì)量。</p><p>　　設(shè)備層及地下室用電按照明計(jì)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(jì)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(lái)防護(hù)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(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時(shí)，不必再考慮直擊雷的保護(hù)。</p><p>　　高壓側(cè)裝設(shè)避雷器。這主要用來(lái)保護(hù)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(diǎn)及金屬外殼等連接在一起。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進(jìn)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(lái)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(diǎn)不接地時(shí)（如IT系統(tǒng)），其中性點(diǎn)可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護(hù)間隙。<

42、/p><p><b>　　防雷裝置的確定</b></p><p><b>　　直擊雷的防護(hù)</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(hù)裝置。在進(jìn)線段的1km長(zhǎng)度內(nèi)進(jìn)行直擊雷保護(hù)。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(zhǎng)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(hù)</b></p><p>　　由于雷電侵入波比較常見(jiàn)，且危害性較強(qiáng)，對(duì)其保護(hù)非常重要。對(duì)變電所來(lái)說(shuō)，雷電侵入波保護(hù)利用閥式避雷器以及與閥式避雷器相配合的進(jìn)線保護(hù)段；為了其內(nèi)部的變壓器和電器設(shè)備得以保護(hù)，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(yùn)行情況

45、下是不載流的，但在故障情況下要通過(guò)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(lái)的一個(gè)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(diǎn)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(shí)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(yàn)，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(yàn)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(zhǎng)度；為同一電壓的具有電聯(lián)系的電纜線路總長(zhǎng)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(jì):</p><p>　　電氣照明設(shè)計(jì)是由照明供電設(shè)計(jì)和燈具設(shè)計(jì)兩部分組成。其目的是應(yīng)人的視覺(jué)

48、功能要求，提供舒適明快的環(huán)境和安全保障。設(shè)計(jì)要解決照度計(jì)算、導(dǎo)線截面的計(jì)算、各種燈具及材料的選型，并繪制照明設(shè)計(jì)平面圖（見(jiàn)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)