某高層行政中心建筑電氣設計【含CAD圖紙、說明書】

1Electricity design for a government buildingBa.D. Candidate: Supervisor: Assistant Tutor: Major: 摘 要本設計是某高層行政中心的建筑電氣設計，建筑物高 33 米，地下一層，其主要有車庫、消防控制室、變配電室、柴油發(fā)電機房和幾個較大的會議室。地上九層，主要為各部門辦公室、會議室、接待室等。由于建筑電氣的設計涉及的范圍很廣，本次畢業(yè)設計僅對大樓電氣設計的部分主要內容進行設計，主要包括供配電系統(tǒng)設計、柴油發(fā)電機房設計、大樓部分照明設計、部分動力設計、防雷接地設計。在對大樓進行設計前，先收集了相關的資料和參閱了相關的規(guī)范。在負荷統(tǒng)計過程利用了需要系數法、單位指標法等方法，再計算出各回路的計算電流，選取各級開關電器的型號，然后再按一定折扣選擇導線的截面和母線的截面，接著計算出高、低壓側的短路電流，最后完成各種開關電器、電纜和母線的校驗。在進行照明設計時，先對了一個房間計算了其需要的燈具數目，確定了燈具間的間距，以此來對其他房間進行布置燈具。在進行防雷接地設計時，先確定了其防雷等級，再對屋頂進行了避雷帶的設計和負一層接地設計。最后介紹了一些電氣安全的相關問題。關鍵字：負荷計算，短路電流，照明IABSTRACTThis Project is the electricity design for a government building. This building is 46.2m high, and the area is about 20000m2. It has one layer underground, which has a garage, and some conference rooms. There are same rooms for power distribution, fire control, diesel generating set and so on.The electricity design for a building involves many subjects, so I only design the main parts of the electricity design for the government building. I design the systems of the power distribution, the arrangement plan of the room of diesel generating set, the grading, the dynamic force of the building and the grounding for lightening.Before I design the electricity for the government building, I read many standards of the electricity design and all of the information of the government building. I make use of the demand coefficient method and use the unit index sign method to statistics the load. I compute the load current of each circuit and select the levels of all switches, then press certain discount choice to select the sectional area of each wire and bus bar. Later, I compute the short-circuit currents of the high-tension lines and the low lines. I also check the reliabilities of some switches, wires and bus bars to assurance the safety of the system. When designing the system of the grading, I choose a room to know the distance of two lamps. Then, I calculate the number of the lamp in the room. Last, I check the illumination of the room. When designing the system of the grading of the building, I define the level of grounding for lightening of the building. Then I design the lightning conductor of the roof and the ground wire. In the last part of the passage, I introduce some knowledge about the safety of the electricity.Key words: loading calculate, short-circuit current, illuminateII目 錄中文摘要 .英文摘要 .1 緒論 .11.1 工程概況 11.2 本設計主要設計內容 22 負荷分級和主接線圖 .32.1 負荷分級的意義 32.2 負荷分級的規(guī)定 32.3 本工程的負荷分級 .32.4 主接線方案 42.1.1 對主接線的基本要求 42.1.2 不同等級的負荷對電源的要求 42.1.3 主接線圖 .53 負荷計算 .73.1 負荷計算的意義 73.2.負荷計算的方法 73.3 本工程的負荷計算 .74 無功功率補償 104.1 無功功率補償的意義 .104.2.無功功率補償的方法 104.3 各臺變壓器補償容量的計算 105 線纜的選擇 125.1 線路選擇條件分析 125.2 本工程配電線纜的選擇 136 變壓器的選擇 146.1 變壓器選擇的一般原則 146.2 本工程選用的變壓器 .147 柴油發(fā)電機房的設計 165.1 柴油發(fā)電機容量的確定 165.2 柴油發(fā)電機房的布置 .168 短路電流的計算 .19III8.1 計算短路電流的意義 .198.2 幾個重要的短路參數 .208.3 短路各元件阻抗的計算方法 208.4 幾個回路的短路電流計算 .218.4.1 高壓側短路電流的計算 218.4.2 負一層照明回路短路電流計算 .228.4.3 生活電梯短路回路電流計算 238.4.4 生活水泵短路回路電流計算 259 電器的選擇和線路動熱穩(wěn)定校驗 279.1 高壓母線動熱穩(wěn)定的校驗 .279.2 高壓進線電纜的選擇與校驗 289.3 斷路器的校驗 289.4 隔離開關的校驗 .299.5 幾個低壓線路熱穩(wěn)定的校驗 299.6 電流互感器的校驗 299.7 生活電梯回路電壓損失計算 3010 照明設計 3210.1 照明設計的基本要求 .3210.2 照度計算 3210.3 照明平面圖 .3411 防雷接地設計 .3511.1 防雷分級 3511.2 防雷措施 3511.3 接地措施 3612 電氣安全 3712.1 電氣安全問題的提出 .3712.2 低壓系統(tǒng)的接地形式 .3713 結論 41參考文獻 .4201 緒論1.1 工程概況本工程是一政府辦公行政大樓，建筑物長 160 米，寬 80 米。高 33 米，地下一層，其主要有車庫、消防控制室、變配電室、柴油發(fā)電機房和幾個較大的會議室。地上九層，主要為各部門辦公室、會議室、接待室等。總面積為 20000M2，電力負荷簡單，主要為照明、消防和動力負荷， ，其動力負荷又主要是空調。供電協(xié)議本工程與供電局達成的以下協(xié)議：1）由負一層引入一回 10KV 電源。電源的短路容量為 400MVA。2）要求本樓變配電所定時過電流保護整定時間小于 1.0s。3）要求低壓 400V 側 094。cos氣象條件本工程的氣象資料：1）最熱月平均氣溫 30。2）年平均雷爆日 40.6 天。3）最大風力為 7 級。4）本地為濕熱型氣候。主要電氣設備及用電負荷1）給排水系統(tǒng)：根據所給設計資料，生活泵：2 臺，P=11KW,1 用 1 備；水池放空泵：1 臺，P=0.75KW；噴淋泵：2 臺，P=22KW，1 用 1 備；消火栓泵：P=30KW,1 用 1 備；潛水泵 2 臺，P=4KW,1 用 1 備。2）通風系統(tǒng)根據所給條件圖，正壓風機，2 臺，P=18.5KW；風機盤管，309 臺，功率分為0.082KW、0.096KW、0.041KW 和 0.037KW 四種3）空調系統(tǒng)根據所給條件圖，空調機：雙層面板型空調箱，2 臺，P1=15KW，P2=5.5KW；吊頂超薄型空氣處理機，34 臺，功率為 0.5KW 和 0.75KW 兩種。冷水機組：P1=148.8KW, P2=165.4KW；冷卻泵：2 臺，P=30*2KW；冷凍泵：2 臺P=18.5*2KW；冷卻塔：11KW。4）其它用電負荷1生活電梯，1 臺，20Kw；消防電梯，1 臺 ，20K；W 消防監(jiān)控系統(tǒng)用電，10Kw ；有線電視系統(tǒng)用電，10Kw；其它弱電系統(tǒng)用電，20Kw；廣告、環(huán)境照明預留負荷，010KW；議廳音控室預留，15KW。1.2 本設計主要設計內容建筑電氣設計是在認真執(zhí)行國家技術經濟政策和有關的國家標準和規(guī)范的前提下，進行工業(yè)與民用建筑中的建筑電氣設計，滿足保障人身、設備及建筑物安全、供電可靠、電能訂約、技術先進和經濟合理的要求。建筑電氣設計的內容很多，本次畢業(yè)設計僅對建筑電氣設計的部分內容進行設計，主要包括供配電系統(tǒng)設計、柴油發(fā)電機房設計、大樓部分照明設計、部分動力設計、防雷接地設計和監(jiān)控系統(tǒng)設計（選做） 。通過這些設計，使自己加深對理論知識的理解，也是對上學期期末課程設計的深化，掌握建筑電氣的一般設計方法和步驟。供配電系統(tǒng)設計進行負荷計算、短路電流計算、合理選擇高、低壓主接線方案，確定并校驗個主要的設備的整定值，合理選擇變壓器和自備用發(fā)電機，設計必要的保護措施，完成高底壓配電系統(tǒng)圖柴油發(fā)電機房設計合理選擇柴油發(fā)電機房的位置以及柴油發(fā)電機容量、控制保護方式。部分照明設計進行大樓二、四、七層照明設計（含應急照明） ，并且根據大樓各部分的功能進行照度計算并且校核，完成相關的配電箱系統(tǒng)圖部分動力設計進行大樓二、四、七層動力設計，根據其它工種提供的設備資料，合理設計動力系統(tǒng)防雷接地設計防雷接地設計包括防雷等級、防雷措施、防雷裝置的安裝位置；接地電阻的確定和接地裝置的安裝地點和方法等 102 負荷分級和主接線圖2.1 負荷分級的意義對用戶供電的可靠性越高，當然越好，但是可靠性的增加，必然導致設備的增加，從而導致投資的增加，同時無必要的提高用戶的負荷等級是也是對電能資源的浪費，所以必須對用戶的負荷級別進行分類，必須注意的是，在一個工業(yè)或民用建筑中，并不是所以的用電設備都屬于同一等級的負荷，所以需要對用戶各個用電設備的負荷等級分別考慮。本工程是一縣級辦公大樓，辦公樓功能簡單，所以負荷也比較簡單，大致有動力（主要是空調）、照明和消防等負荷。2.2 負荷分級的規(guī)定民用建筑電氣設計規(guī)范對負荷分級做了一下規(guī)定 1：電力負荷應根據供電可靠性及中斷供電在政治、經濟上所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。符合下列情況之一，為一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將造成重大政治影響者；中斷供電將造成重大經濟損失者；中斷供電將造成公共場所秩序嚴重混亂者。對于某些特等建筑，如重要的交通樞紐、重要的通信樞紐、國賓館、國家級及承擔重大國事活動的會堂、國家級大型體育中心，以及經常用于重要國際活動的大量人員集中的公共場所等的一級負荷，為特別重要負荷。中斷供電將影響實時處理計算機及計算機網絡正常工作或中斷供電后將發(fā)生爆炸、火災以及嚴重中毒的一級負荷亦為特別重要負荷。二級負荷中斷供電將造成較大政治影響者；中斷供電將造成較大經濟損失者；中斷供電將造成公共場所秩序混亂者。三級負荷不屬于一級和二級的電力負荷。2.3 本工程的負荷分級1查閱民用建筑電氣設計規(guī)范以及相關的規(guī)范，無法具體的找到該縣級辦公樓的負荷分級，因為民用建筑電氣設計規(guī)范不可能對每個建筑的每個部分的作出明確的負荷分級規(guī)定。該建筑 33m,屬于二類高層，高層民用建筑防火規(guī)范對消防負荷作出了以下規(guī)定 2：高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙設施、火災自動報警、自動滅火系統(tǒng)、應急照明、疏散指示標志和電動的防火門、窗、卷簾、閥門等消防用電，一類高層建筑應按一級負荷要求供電，二類高層建筑應按二級負荷要求供電。既然消防負荷屬于二級負荷，那么像一般的照明和動力負荷只能屬于三級負荷了，該大樓負一層為設備層，如消防控制室變配電室等，其照明用電肯定要求較高的可靠性，所以把負一層的照明負荷歸為二類負荷。綜上所述，本工程負荷分級為：二級負荷：負一層照明、潛水泵、生活電梯、生活水泵、消防監(jiān)控系統(tǒng)、水池放空泵、噴淋泵、消火栓泵、消防電梯、應急照明、正壓風機、生活電梯、生活水泵。三級負荷：除負一層外的各層照明，鍋爐，空調負荷、冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、冷水機組、等動力負荷，2.4 主接線方案主接線是指由各種開關電器、電力變壓器、母線、電力電纜或導線、移相電容器、避雷器等用電設備依一定次序相連接和分配電能的電路。2.4.1 對主接線的基本要求安全性 必須保證在任何可能的運行方式下及檢修狀態(tài)下運行人員及設備的安全；可靠性 主接線的可靠性由用電負荷的電壓等級確定，需要考慮是否方便電氣元件的投切操作；靈活性 應能適應各種可能的運行方式的要求，保證各種不正常運行方式下系統(tǒng)仍能達到足夠的供電質量；經濟性 應滿足最少的投資與運行費用的要求，使得總經濟效益最佳。這幾個要求，主接線都必須滿足，在設計系統(tǒng)時，優(yōu)先考慮安全性，最后考慮經濟性。2.4.2 不同等級的負荷對電源的要求：對建筑物的負荷進行分級后，確定主接線時，還應該了解民用建筑電氣設計規(guī)范對不同等級的負荷等級供電要求的規(guī)定 3：一級負荷對電源的要求 一級負荷中有普通一級負荷和特別重要負荷。2普通一級負荷應由兩個電源供電，且當其中一個電源發(fā)生故障時，另一個不應該同時損壞。在我國目前的經濟技術條件下，符合下列條件之一，即認為滿足一級負荷的供電要求：電源來自兩個不同的發(fā)電廠；電源來自兩個不同的區(qū)域變電站；電源來自一個區(qū)域變電站和自備用發(fā)電設備。一級負荷中特別重要負荷，除滿足一級負荷要求的兩個電源外，還應該增設應急電源專門對此負荷供電。二級負荷一般由兩回路供電，這里一定要區(qū)分兩回路不是兩個電源，只要電源來自同一區(qū)域變電站的不同變壓器可認為滿足要求。三級負荷沒有特別要求，一般由一回路供電2.4.3 主接線圖可以確定其主接線圖如下圖圖 2.1這樣設計的優(yōu)點分析如下：前面已經分析了消防負荷、生活水泵、生活電梯、負一層照明和應急照明為3二級負荷；其他樓層照明和空調負荷、冷水機組、冷卻水泵，冷卻塔等為三級負荷。高壓由一電源供電，接三個變壓器，變壓器 T1 和 T2 都接一部分三級負荷和二級負荷，他們之間是聯(lián)動的，當一個變壓器發(fā)生故障或者需要維護時，其負荷轉接到另一個變壓器上，從而保證了起供電的由于鍋爐容量（P=720KW）較大，單獨由一臺變壓器 T3 供電。二級負荷由兩個變壓器供電，在末端切換，滿足了民用建筑設計規(guī)范對二級別負荷供電方式的要求，同時在柴油發(fā)電機與變壓器 T2 的低壓母線處設置一個自動切換開關，也可以在停電、火災或兩臺變壓器故障檢修時對二級負荷供電，屬于熱備用方式，這樣提高了對二級負荷的供電的可靠性。03 負荷計算3.1 負荷計算的意義負荷計算是供配電系統(tǒng)設計的主要步驟，因為任何設備和線纜的選取都是以負荷計算中最重要的內容計算電流來決定的。3.2 負荷計算的方法若已知一個供電范圍內的所有電氣設備的容量之和為 ，當這些設備正常P使用的時候，由于各種原因，該供電范圍內的計算負荷 總會比電氣設備的容量c之和少，即：（3.1）1nciPK式中 -是一個小于 1 的數K-各個用電設備的功率iP確定這個 值常用的方法用需要系數法、二項式和利用系數法。若在電氣設備數量和容量都不清楚的情況下，要想得到某種使用功能場所的計算負荷，可以采用各種用電指標進行負荷計算，其方法有：負荷密度法、單位指標法、住宅用電量指標法。本工程采用需要系數法進行負荷計算，因為，本工程設備臺數多，同時本工程又處于初步設計階段，選用需要系數較為準確和方便。3.3 本工程的負荷計算本工程的負荷統(tǒng)計主要根據設備的容量和其的需要系數來統(tǒng)計，最后取 0.9的同時系數，對于照明、插座按 40W/ 的方法估算。用到的公式如下2m（3.2）1ncdiPK（3.3）/osS（3.4）3cIU（3.5）2cQ式中 -功率因數cos-需要系數dK-電壓等級，取 0.38KVU-計算有功功率 單位 KWcP-計算無功功率 單位 KVARQ-計算視在功率 單位 KVAcS1-計算電流 單位 AcI以一層照明為例照明、插座負荷按 40W/ 的方法估算,一層的房屋很多,總2m面積為 =2250 , KW,查民用建筑設計規(guī)范，辦公照明，其需S2m409cPS要系數可取 0.9，功率因數取 0.8，根據公式（3.5）得：KW1.81ncdiKKVA/os/0.25A3.(3)13.6cISUKVAR2 .7cQP負荷計算表表 3.1設備 功率(KW) 個數 容量 需要系數 功率因數 Pc(KW) Qc(KVAR) Sc(kVA) Ic(A)負一層照明 85 0.9 0.8 76.5 57.375 95.625 145.1一層照明 90 0.9 0.8 81 60.75 101.25 153.6二層照明 79 0.9 0.8 71.1 53.325 88.875 135三層照明 79 0.9 0.8 71.1 53.325 88.875 135四、五層照明 61 0.9 0.8 54.9 41.175 68.625 104.4六、七層照明 61 0.9 0.8 54.9 41.175 68.625 104.4八、九、屋頂 40 0.9 0.8 36 27 45 68.3廣告，環(huán)境 10 1 0.9 10 4.841 11. 16.89音控室預留 15 15 1 0.9 15 7.2316 16.666 25.37有線電視系統(tǒng) 10 10 1 0.9 10 4.841 11. 16.89其它弱電系統(tǒng) 20 20 1 0.9 20 9.61 22.22 33.78同時系數 0.9照明用電 495 0.8099 445.45 324.644 556.18設備 功率(KW) 個數 容量 需要系數 功率因數 Pc(kW) Qc(kVAR) Sc(kVA)動力風機盤管 0.082 12 0.984 0.7 0.6 0.6888 0.9184 1.148風機盤管 0.082 100 8.2 0.7 0.6 5.74 7.6533 9.5667風機盤管 0.041 56 2.29 0.7 0.6 1.6072 2.1423 2.6787風機盤管 0.037 74 2.73 0.7 0.6 1.9166 2.5567 3.19332續(xù)表 3.1空調箱 15 1 15 1 0.8 15 11.25 18.75空調箱 5.5 1 5.5 1 0.8 5.5 4.125 6.875空氣處理機 0.55 1 0.55 0.8 0.8 0.44 0.33 0.55空氣處理機 0.55 19 10.5 0.8 0.8 8.36 6.27 10.45空氣處理機 0.55 10 5.5 0.8 0.8 4.4 3.3 5.5吊空氣處理機 0.75 4 3 0.8 0.8 2.4 1.8 3同時系 0.9空調負荷 54.5 0.7304 45.4995 41.7135 62.295 83.56冷凍水泵 18.5 2 37 1 0.8 37 27.75 46.25 56.22冷卻水泵 30 2 60 1 0.8 60 36 60 91.16冷卻塔 11 1 11 1 0.8 11 8.25 13.75 20.89冷水機組 148.8 1 148.8 1 0.8 148.8 111.6 186 282.6冷水機組 165.4 1 165.4 1 0.8 165.4 124.05 206.75 314.1水池放空泵 0.75 1 0.75 1 0.8 0.75 0.57 0.94 1.428潛水泵 4 1(1) 4 1 0.8 4 3 5 7.6生活水泵 11 1(1) 11 1 0.8 11 8.25 13.75 20.89生活電梯 20 1 20 1 0.8 20 15 25 38動力總計 512.35 0.7902 461.3 360.966 592.15生活水泵 11 1(1) 11 1 0.8 11 8.25 13.75 20.89負一層照明 85 0.9 0.8 76.5 57.375 95.625 145.1潛水泵 4 1(1) 4 1 0.8 4 3 5 7.6消防監(jiān)控 10 10 1 0.9 10 4.84 11.1 16.86水池放空泵 0.75 1 0.75 1 0.8 0.75 0.57 0.94 1.428噴淋泵 22 1(1) 22 1 0.8 22 16.5 27.5 41.7消火栓泵 30 1(1) 30 1 0.8 30 22.5 37.5 56.89消防生活電梯 20 1 20 1 0.8 20 15 25 38正壓風機 18.5 2 15 1 0.8 37 44.25 46.25 56.2應急照明 10 10 1 0.9 10 4.84 11.1 16.89備用總計 230.25 178.538 282.2604 無功功率補償4.1 無功功率補償的意義在工業(yè)和民用用電設備中，有大量設備的工作需要通過向系統(tǒng)吸收感性的無功功率來建立交變的磁場，這使得電力系統(tǒng)中無功功率的成分增加，分析如下：，取用同樣的有功功率 時，當功率因數 越低時，需要電網提/cosSPPcos供的供電容量 就越大，對供電效率是不利的。當負載的有功功率 和電壓 一S PU定時，根據 ，低壓側流過配電網絡的電流 大，需要選擇大容量的變/3IUI配電設備(發(fā)電機、變壓器、開關、線路)，增加設備的投資費用。另外,大的電流流過配電網絡，電能損耗大，電壓偏差大。 提高功率因數以寸節(jié)約電能、提高供電質量、提高設備效用和節(jié)省投資都有重要意義。供電部門規(guī)定，凡功率因數低于規(guī)定值時，將予以罰款。1 k 以上高壓供電的用電單位，月平均功率因數應達到 0.9 以上；0. 4kV 低壓供電的用電單位，月平均功率因數應達到 0.85 以上。根據本工程的供電協(xié)議要求，低壓側補償到 0.94。4.2 無功功率補償的方法提高功率因數的措施：一般可以從兩個方面采取措施，一是提高用電設備的自然功率因數，另一個是采用人工補償的方法使總的功率因數得以提高。提高自然功率因數一般是合理選用電動機和變壓器。人工補償有兩種方法：一是采用同步電機補償，但是其投資和損耗較大，又不方便維護、檢修，所以供配電中很少采用這一補償方式，另一種是采用并聯(lián)電容器的補償方式，也是現在供配電中普遍采用的方式，具有有功損耗小、運行維護方便、補償容量增減方便等優(yōu)點。正是基于并聯(lián)電容器補償方式的這些優(yōu)點，本工程采用并聯(lián)電容器的補償。4.3 各臺變壓器補償容量的計算補償容量的計算方法：（4.1）(tant)CQP其中 -需補償的無功功率的容量-計算負荷-補償前的功率因數角-要達到的功率因數角根據本工程的供電協(xié)議，變壓器低壓側需保證功率因數 0.94，取cos10.94，根據負荷計算表和主接線得各變壓器的總計算負荷表：補償前各變壓器低壓側的參數 表 4.1設備 功率(KW)容量(KW)同 時系 數功率因數 Pc(KW) Qc(KVAR) Sc(KVA) Ic(A)變壓器 T3 720 1 0.9 720 348.7119 800 1214變壓器 T2 512.53 0.9 0.7904 461.3 360.9668 592.2 898變壓器 T1 495 0.9 0.8098 445 324.6864 556.18 844 對于變壓器 T2 來說1 1arcos0.79423.,arcos0.941.51(tnta)5(7836)2varCQP K選用 BCMJ3-0.4-50-3，其額定容量為 50Kavr, N=211/50=4.22, 考慮到一定的裕量，取 5 個，則實際補償容量為 。 2varcQK 對于變壓器 T1 來說 2 2arcos0.8936,aros0.941.52(tnt)5(736)80arCQP選用 BCMJ3-0.4-50-3，其額定容量為 50Kavr, N=180/50=3.6,考慮一定的裕量取 4 個，則實際補償容量為 4varcK 對于變壓器 T3 來說 3 3aros0.9.8,cos.941.53(tnt)72(06)8varCPk選用 BCMJ3-0.4-50-3，其額定容量為 50Kavr, N=88/50=1.76, 考慮一定的裕量，取 2 個，總補償容量為 100Kavr。計算補償后的變壓器低壓側的參數 表 4.2設備功率(kw)設備容量需要系數功率因數 Pc(KW) Qc(KVAR) Sc(kVA) Ic(A)電熱式鍋爐 720 720 1 0.945 720 248.7119 762 762動力總計 512.53 0.9 0.96 461.3 110 481 503.66照明用電 495 0.9 0.963 445 124.6864 462.2 70205 線纜的選擇5.1 線路選擇條件分析線路包括中壓線路、低壓線路、中性線和保護線，線路的選擇必須對這幾中線路分別考慮中壓線路由于距系統(tǒng)近,短路電流大且故障切除時間相對長，但其上負荷電流較小，中壓線纜選擇的主要矛盾是能否承受短時短路電流的作用，即熱穩(wěn)定問題,因此，一般用熱穩(wěn)定來確定線纜的截面，再以其他的條件來校驗.低壓線路由于低壓線路負荷電流相對較大，短路電流較小且故障切除時間相對短，線纜選擇的主要矛盾是能否長期承受工作電流，故一般以載流量條件來選擇線纜，再用其他的條件來校驗。當線路負荷電流較小，傳輸距離較長時，則應該充分考慮到電壓損，以電壓損失為確定電纜截面的首要條件。關于中性線的選擇 在我國的電力系統(tǒng)中，目前大多數的中壓電網都是中性點不接地系統(tǒng)，沒有中性線，而低壓系統(tǒng)則是中性點接地系統(tǒng)，且一般配有中性線，該中性線是一種載流導體。在三相四線或二相三線系統(tǒng)中，當用電負荷大部分為單相負荷或為氣體放電等有三次諧波產生的負荷時，中性線的截面不應該小于相線截面。保護線的選擇上述線路的選擇原則是針對載流導體而言，而保護線在系統(tǒng)正常工作時，是非載流導體，保護線的選擇原則是應使保護線完成保護功能.保護線應能承受故障電流在故障持續(xù)時間內的發(fā)熱作用，保證熱穩(wěn)定，即保護線的截面滿足表所列數據要求 4：保護線截面選擇 表 5.1線路相線截面 保護線與線路相線材料相同時的保護線截面16 A16A35 1635 A/215.2 本工程配電線纜的選擇針對本工程，由以上的分析這樣來確定，對于中壓線路先計算短路電流,用熱穩(wěn)定來確定線纜的截面。對于低壓配電線路，先求負荷電流，用載流量來選擇導線截面,再用熱穩(wěn)定來校驗。對于電梯回路，由于其線路很長，其電壓損失可能很大，主要用電壓損失來選擇導線截面。配電線路選擇交聯(lián)聚乙烯絕緣電力線纜（YJV），這種電纜結構簡單、制造方便，外徑小、重量輕、載流量比普通的電纜大，敷設方便，本工程中配電線路均選用 ZR-YJV 線纜。以負一層照明回路、生活電梯回路和生活水泵回路為例子分析低壓線纜截面的選擇。負一層照明的計算電流為 145.1A，查民用建筑電氣設計手冊表 6.2.8-1,知道 50、70、95 的額定載流量為 177A、227A、277A?？紤]到電纜的載流量一般都達不到其所給的額定載流量，按其 80%計算，這樣它們的實際載流量為141A、181A、221A。故選用 YJV-4*70+1*35。生活電梯回路的計算電流為 38A，查民用建筑電氣設計手冊表 6.2.8-1，知道 16、25、35 的額定載流量為 87A、116A、141A。實際載流量也是按額定載流量的 80%計算，這樣它們的實際載流量為 69.6A、92.8A、112.8A。選擇 5*16就可以，但是考慮到電壓損失，可以選大一點，選 YJV-3*25+2*16同樣的道理，生活水泵的計算電流為 20.89A，查民用建筑電氣設計手冊，考慮到裕量，選用 YJV-5*16。06 變壓器的的選擇6.1 變壓器選擇的一般原則按負荷計算確定變壓器的容量、臺數、無功功率的補償，負荷計算以需要系數法為主。高壓側的負荷應計及變壓器在計算負荷時的有功及無功損耗。所需變壓器容量超過 5OOkVA 或有較大的一、二級負荷時，宜選用二臺變壓器:若有較大的季節(jié)性負荷，如空調用電，可單獨設立變壓器；當備用電源容童受到限制時，應將重要負荷及維持正常工作必需的負荷集中在一臺或幾臺變壓器中，其他不重要負荷另設變壓器，以便使用備用電源時切除方便。按目前低壓開關的生產狀況，室內每臺變壓器容量最大可達 2500kVA;安裝在高層的變壓器，應考慮到垂直、水平運輸的可能性選擇其容量。單相負荷較多、或使用電子整流器及可控硅等設備的場合，宜選用D，Y11 型變壓器。獨立變電所，可選用節(jié)能型油漫變壓器，可安裝于一層;附設在建筑物外墻及一層裙房的變壓器，容量在 400kVA 及以下時可采用節(jié)能型油浸變壓器； 若在建筑物地下室或樓層內設置的變壓器，應采用干式變壓器，若與低壓屏并列安裝時，應選用箱型干式變壓器。6.2 本工程選用的變壓器本工程選用 SCB9 系列變壓器，其有以下優(yōu)點：SC（B9）型環(huán)氧樹脂澆注的容量 2500KVA、電壓 10KV 級及以下系列干式變壓器，是引進歐洲最新帶填料薄絕緣真空澆注和箔式繞組技術制造。產品具有損耗低、噪聲低、體積小、防潮、耐污、抗沖擊、阻燃、過載能力強和局部放電量小等優(yōu)點，經考核產品性能達到并超過 IEC726、GB/T6450、GB/T10228 標準。其使用環(huán)境條件：、海拔高度不超過：1000 米；、環(huán)境溫度：日最高氣溫：+40；、最高日平均氣溫：+30；、最高年平均氣溫：+20；、日最低氣溫：5（戶內）；、空氣相對濕度：不大于 90%（+25）；、安裝場所：無劇烈振動、爆炸危險化學腐蝕的地點；、特殊條件：由本廠與用戶協(xié)商確定。1根據工程的氣象條件：、最熱月平均氣溫 30；、年平均雷爆日 40.6 天；、最大風力為 7 級；、本地為濕熱型氣候。通對比本工程的氣象條件和 SCB9 系列變壓器所要求的環(huán)境條件，SCB9 系列變壓器很適合。選用三臺 SCB9 變壓器，額定容量分別為630KVA、630KVA、800KVA。207 柴油發(fā)電機房的設計7.1 柴油發(fā)電機容量的確定參考主接線圖（圖紙電施 2），柴油發(fā)電機主要和變壓器 T2 采用自動切換對二級負荷供電。根據負荷統(tǒng)計表，需要的備用電源的功率，選用康明斯公司生產的 KC285GF 型號的柴油發(fā)電機組，230,85CPKWIA其常用功率為 250 ，能夠滿足要求。285GF 型號數據 表 7.1型號 備用/常用功率 KW 滿載耗油 升/小時尺寸 長*寬*高mm重量 KGKC285GF 285/250 70 3250*980*1720 32757.2 柴油發(fā)電機房的布置柴油發(fā)電機房(又稱柴油發(fā)電站)一般設有發(fā)電機間、控制及配電室、燃油準備及處理間、備品備件貯藏間、修理間、貯油庫等。小型柴油機發(fā)電房可將發(fā)電機、控制屏、起動設備等同設于一間機房內。貯油庫宜設置在機房附近的室外。發(fā)電機房宜靠近大容量的應急負荷或與變電所的低壓配電室毗鄰。一般不宜設在大型民用建筑的主體建筑內或高層建筑內，如受條件限制必需設置時，可設置在地下室的設備層內，此時的消防要求更為嚴格，特別是機房及油庫必須根據當地消防部門的具體要求設計消防系統(tǒng)，同時還需有良好的通風系統(tǒng)，能夠吸入足夠的新鮮空氣和暢通地排出廢氣，以滿足柴油機的工作條件。為減小機組對環(huán)境的噪聲污染，對機座需采取減振措施，對排氣管道應做消聲處理。由于高層建筑功能較復雜，對面積的利用率要求高，尤其是首層，常用于對外營業(yè)，屬于黃金層，難以占用。因此，很多高層建筑把發(fā)電機房設在地下層。機房宜設在地面一層;若有地下室，亦可設在地下一層；但不宜設在地下二層及以下。這時，解決好通風、防潮、機組的排煙、消音和減振就成了最關鍵的間題。為了為熱風管和排煙管伸出室外創(chuàng)造有利條件，當機房設在地下層時，則至少應有一側靠外墻。發(fā)電機間、控制室和配電室不應設在廁所、浴室或其他經常積水場所的正下方和貼鄰。柴油發(fā)電機房內的設備有：柴油發(fā)電機組、控制屏、操作臺、電力及照明配電柜、起動蓄電池、燃油供給、冷卻、進、排風系統(tǒng)以及維護檢修設備等。機1房布置應根據機組容量大小和臺數而定，應力求做到布置緊湊、經濟合理、保證安全以及便于維護。當發(fā)電機房只設一臺機組時，如果機組容量在 5OOkW 及以下，則一般可不設控制室，這時，配電屏、控制屏宜布置在發(fā)電機端或發(fā)電機側，其操作檢修通道的要求為：屏前距發(fā)電機端不應小于 2m;屏前距發(fā)電機側不應小于 1.5m柴油發(fā)電機房宜按潮濕環(huán)境選擇電力電纜或絕緣電線；發(fā)電機至配電屏的引出線宜采用銅芯電纜或封閉式母線；強電控制濺量線路、勵磁線路應選擇銅芯控制電纜或銅芯電線；控制線路、勵磁線路和電力配線宜穿鋼管埋地敷設或沿電纜溝敷設；勵磁線與主干線采用鋼管配線時可穿于同一管中。當發(fā)電機容量較大時，往往出線截面大且導線根數多.加之各種控制回路的配出線路，機房內管線顯得很多。為了敷線方便及維護安全，一般在發(fā)電機出口、控制屏或控制室以及配電線路出口等備處之間設電纜溝并貫通一起。為減少噪聲對周圍環(huán)境的污染，為不占用造價昂貴的高層主體工程的建筑面積，柴油發(fā)電機房應盡可能位于坡屋、裙房的首層或附屬建筑內，應避免放在主要進出口通道附近。如確有困難，也可放置在地下室，但須注意通風、防潮以及機組的散熱和冷卻，根據當地消防部門的具體要求設置必要的消防設施，并應有直接對外出口。為確保機組有效可靠地運行，必須處理好熱風出口，特別是集裝式機組或當機組放置在地下室時，機組設里在地下室，須設熱風通道，并伸出室外。機房要有足夠的新風進口，并注意機房內氣流的分布。 注意燃油的存放。對于燃油來源及運輸不方便的地方，可考慮在大廈的主體工程外應急柴油發(fā)電機房固定照明須接應急電源。發(fā)電機房要位于便于機組運輸的地方。設置在樓上的機組，必須防止發(fā)生與房屋共振現象。機房的隔音、廢氣排放要達到環(huán)保部門的要求， 配電及接地。發(fā)電機的引出線宜采用銅芯電纜或封閉式母線。設于地下室的柴油發(fā)電機組，其控制屏、配電屏及其他電器設備應做好防潮處理。發(fā)電機為消防設備供電時，也應保證它本身的通風、冷卻設備的用電。從電網停電到轉由發(fā)電機供電，這一段時間內必須自動接通機房的應急照明，機組的接地納入主體建筑的變配電室接地系統(tǒng)。其他，發(fā)電機房還應根據具體機組設備的使用要求，做好通風散熱、日用油箱設置、冷卻水供應、油污拍澈、機組基礎處理及減振等措施。由于本工程的柴油發(fā)電機房的位置已經確定了。只需要布置其內部的設備位置，柴油發(fā)電機房的布置如下圖 7.12圖37.1 柴油發(fā)電機房的布置08 短路電流的計算短路是供配電系統(tǒng)中相間或相地之間因絕緣破壞而發(fā)生電氣連通的故障狀態(tài)。短路的原因可能是自然的或非自然的。主要有:絕緣老化、浸水受潮、油污或機械損傷；雷擊或其他原因所致的過電壓；誤操作，如帶載拉閘、掛接地線合閘、錯相并聯(lián)、違規(guī)并網等；設計、制造、安裝之隱患突發(fā)或運行維護不良；風雪、冰雹侵害，有害氣體腐蝕等；鳥獸跨越鼠嚙，火災等意外原因。8.1 計算短路電流的意義短路電流數值可達額定電流的十余倍至數十倍，而電路由常態(tài)突變?yōu)槎搪返臅簯B(tài)過程中，還出現高達穩(wěn)態(tài)短路電流 1.8-2.5 倍左右的沖擊電流。供配電系統(tǒng)將因短路而受到如下危害:短路電流的熱效應，使導線與設備的載流部分產生高熱，損壞絕緣，燒毀設備，甚至釀成火災；短路電流的電動力效應，使導線與設備的載流部分發(fā)生扭曲變形，甚至崩裂破壞；短路弧光溫度高達數千度，可能直接燒毀電器或造成人身傷害；短路電流產生巨大線路壓降，使短路點附近用戶的電氣設備因線路電壓水平低落而不能正常工作，如電動機轉速降低，白熾燈變暗，氣體放電燈熄滅，甚至引發(fā)二次災害；不對稱短路引起的不平衡交變磁場可能干擾附近的通訊線路，鐵路信號閉塞系統(tǒng)、自動控制與計算機系統(tǒng)的正常工作。在供配電系統(tǒng)中除應采取有效技術措施防止發(fā)生短路外，還應設置靈敏、可靠的繼電保護裝置和有足夠斷流能力的斷路器，快速切除短路回路，把短路危害抑制到最低限度。為此必須進行短路電流計算，以便正確選擇和整定保護裝置、選擇限制短路電流的元件和開關設備。短路種類分為三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相短路(包括單相接地故)。18.2 幾個重要的短路參數. -三相短路電流，是指三根相線和大地之間的短路時的電流(3)KI. -兩相短路電流，是指三根相線和大地之間的短路時的電流2. -單相接地或短路電流，是指三根相線和大地之間的短路時的電(1). 三相短路電流沖擊值 短路電流可能出現的最大瞬時值 shi（8.1）2sPiIK其中 -沖擊系數h-三相短路電流周期分量的有效值 ,取 (3)kI沖擊系數的大小與短路電流的衰減時間、短路回路的電阻和電抗有關，這樣確定沖擊系數太麻煩了，在工程上對沖擊系數的取值常為：高壓系統(tǒng) （8.2）1.8,2.5shshPKiI則低壓系統(tǒng) （8.3）34則主要用來校驗電氣設備短路時的動穩(wěn)定shi短路沖擊電流有效值 ，指在第一個周期內三相短路全電流的有效值shI（8.4）21()shPI.091.5shPI低 壓 側 ， 高 壓 側主要用于校驗短路沖擊電流下的熱穩(wěn)定sh .三相穩(wěn)態(tài)短路有效值 （8.5）I(3)K注意一定要區(qū)別 ， 是指短路發(fā)生很久，一般是指 5-7 個周期，shI和短路電流的非周期分量已經衰減完了，只剩下周期分量，而 是指短路發(fā)生后的shI第一個周期，包括周期分量和非周期分量。8.3 短路各元件阻抗的計算方法各個元件阻抗的計算方法分為標幺值和有名值。標幺值法一般用在多級的電力系統(tǒng)中，才會顯現出其計算的方便，本工程只有兩級，高壓側標稱電壓為10.5KV，低壓側為 0.4KV，所以選擇有名值法計算簡便，但是一定要注意在計算低壓側的短路電流時一定要把高壓側的阻抗歸算至低壓側。下面就介紹各個元件阻抗的有名值計算方法：電纜線路阻抗（8.6）,lllRrXx線 路 單 位 長 度 的 電 阻lx線 路 電 位 長 度 的 電 抗變壓器的阻抗可以查該變壓器的參數三相短路電流的計算公式2（8.7）2KKZRX（8.8）3SI8.4 幾個回路短路電流的計算本節(jié)選了高壓側和三個低壓配電線路進行短路電流的計算，以描述計算短路電流的基本方法。由于高壓側沒有保護線，沒有相保阻抗，所以計算高壓短路電流時，不計算單相接地電流。由于計算低壓短路電流的時，要用到高壓側短路的相線阻抗，所以在計算低壓短路電流時，直接用高壓側短路的相線阻抗，不再計算。具體的計算方法參照民用建筑電氣設計手冊表 4.1.4-2 的計算方法。8.4.1 高壓側短路電流的計算圖 8.1 高壓側短路電流的計算 K-1 點的短路電流1） 系統(tǒng)阻抗：高壓出口處短路容量 S=400MVA，U%=4.5%，U=10.5KV查民用建筑電氣設計手冊表 4.3.1-1 得，Xs=0.276 ，電阻不計2） 電力電纜：查民用建筑電氣設計手冊表 4.3.1-14 得 =0.08 ，則1XK-1 回路總的電抗為 110.356KSX3）K-1 回路短路電流 .7.02872KUI KA高壓 ，.8sh (3)1.4.,KishI三 相 短 路 電 流 沖 擊 值 5I三 相 短 路 電 流 穩(wěn) 態(tài) 值 K-2 點的短路電流1）K-1 回路總的電抗為 110.36KSX 231 4,()5.KX 歸 算 到 低 壓 側2）變壓器（歸算到低壓 S=630,U=4.5%,可以查得民用建筑電氣設計手冊表 4.3.1-5 37.210T3）故 K-2 點的總電抗為