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楼宇供配电系统设计讲解

目录一、高层建筑供配电系统概述 (1)二、供配电设计 (2)(一)设计建筑概况 (2)(二)设计内容简介 (2)(三)负荷计算 (3)(四)高压配电系统设计 (8)1概况 (8)2设备选择 (9)(五)低压配电系统设计 (10)1概况 (10)2设备选择 (11)三、照明设计 (13)四、导线计算与线路敷设 (13)(一)导线计算 (13)(二)线路敷设 (16)(三)线路安装 (17)五、设计依据 (18)一、高层建筑供配电系统概述(一)高层建筑电气的特点1.用电设备种类多从前,设备占整个投资的10%,现在设备会占整个投资的40%,比如地王60%、宏昌50%;设备功能亦不断增强。

2.用电量大,即负载密度大由于照明及空调负荷多,电梯等运输设备多,给排水设备多,所以用电量特别大负载密度在60W/MM,高的有200/MM。

此数字是按照建筑面积来计算的。

3.供电可靠性要求高现代高层建筑均是采用两路独立的10kV电源同时供电。

一般高压采用单母线分段,自动切换,互为备用。

另外,还须装设应急备用柴油发电机组,要求在15秒钟内自动恢复供电,保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。

应急备用发电机组:过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。

近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。

这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快,故障率低等优点。

应急备用发电机组必须是快速自起动的。

按国外规定,应能在15s内恢复供电。

从可靠性出发最好选用两台,自动并车。

容量较小时也可选用一台。

4.电气系统复杂,电气线路多自动化程度高,电气用房多(二)高层建筑供配电系统的发展趋势:随着科学技术的飞速发展以及人民生活水平的不断提高,高层建筑正向着自动化、节能化、信息化、智能化方向发展。

电气设备趋向小型化、易操作化、寿命长、免维护、可扩展,并且更加安全可靠。

防止人身触电和火灾事故的措施更加完善线路敷设方式更加灵活供配电系统实现全面自动化更加注重保护环境和节约能源,实现可持续发展。

二、供配电设计(一)建筑概况本设计建筑为高层商住楼,一栋15层高塔楼组成;首层为商场,2至15层为住宅,地下室为车库,总用地面积2000.4平方米,总建筑面积10000平方米。

本大厦属二类高层民用建筑。

一层商场需要二次装修场所的配电和照明,由二次装修设计;建筑物立面照明等由环境设计负责,本设计预留电源容量。

(二)设计内容简介本设计内容主要包括高低压配电、应急电源、照明等。

在具体设计之前,先说明一下一般建筑物供配电系统的方框图,如图1所示,图中没有画出自备电站。

计算、设计过程,首先是负荷计算,确定变压器和柴油发电机的容量,然后是高压系统和低压系统的设计,接下来是照明设图1 建筑物供配电系统方框图计,最后说明导线计算和选择。

(三)负荷计算1、负荷计算方法(1)需要系数法公式:所有住房用电量之和为Pe= ΣPi有功功率为P30=Pe*Kd容量为S30=P30/COSΦ无功功率为Q30=P30×tanΦ总电流为I30=S30/(3U)(2)估算法公式:P30=Ks*A/1000 (kw)P30总功率,A总建筑面积,Ks功率密度为60W/m22、变压器负荷计算(1)住宅、商铺、其它等用电量计算住宅用电:设二房户设备容量约为6KW ,三房户的设备容量为8KW 而一共30户二房户,15户三房户。

Pn=30*6+15*8=300KW查《民用建筑电气设计手册》、《高层建筑电气设计手册》等手册取:COSФ=0.8 Kd=0.4 Pc= Kd* Pn=0.4*300=120KWQc=Pc*tanФ=120*0.75=90Kvar商铺用电:设一间商铺设备容量为10KW一层共有8间商铺,Pn=8*10=80KWCOSФ=0.8 Kd=0.8 Pc= Kd* Pn=0.8*80=64KWQc= Pc*tanФ=64*0.75=48Kvar电梯用电:本楼共有2台电梯(一台作客梯,另一台作消防电梯),选18KW的电梯COSФ=0.6 Kd=0.7 Pc= Kd* Pn=0.7*18=12.6KW Qc= Pc*tanФ=12.6*1.3=16.4Kvar总电梯功率 P=2 Pc=25.2 KWQ=2Qc=32.8Kvar其它用电:排烟兼排风机(3台3KW),COSФ=0.8 ,Kd=1 , Pn=9WPc= Kd* Pn=1*9=9KWQc= Pc*tanФ=9*0.75=6.75Kvar 给水泵(4台给水泵,2台备用,11KW)COSФ=0.8 ,Kd=0.7, Pn=22WPc= Kd* Pn=0.7*22=15.4KWQc= Pc*tanФ=15.4*0.75=11.55Kvar 潜水泵(5台2KW), COSФ=0.8 ,Kd=0.6 , Pn=10WPc= Kd* Pn=0.6*10=6KWQc= Pc*tanФ=6*0.75=4.5Kvar消防泵(2台13KW), COSФ=0.8 ,Kd=1 , Pn=26KWPc= Kd* Pn=1*26=26KWQc= Pc*tanФ=26*0.75=19.5Kvar 自喷泵(2台13KW), COSФ=0.8 ,Kd=1 , Pn=26KWPc= Kd* Pn=1*26=26KWQc= Pc*tanФ=26*0.75=19.5Kvar 正压风机(1台13KW),CO SФ=0.8 ,Kd=1 , Pn=13KWPc= Kd* Pn=1*13=13KWQc= Pc*tanФ=13*0.75=9.75Kvar(2)照明用电(公共场所)公共楼梯走道照明:地下一层有8盏吸顶灯(30W),6盏荧光灯(40W)Pn=30*8+6*40=0.48KWCOSФ=0.8 Kd=0.7Pc= Kd* Pn=0.7*0.48=0.34KWQc= Pc*tanФ=0.34*0.75=0.25Kvar 一层有10盏吸顶灯(30W),30盏筒灯(15W)Pn=30*10+30*15=0.75KWCOSФ=0.8 Kd=0.7Pc= Kd* Pn=0.7*0.75=0.525KWQc= Pc*tanФ=0.525*0.75=0.39Kvar 二层至十五层有155盏吸顶灯(30W)Pn=155*30=4.65KWCOSФ=0.8 Kd=0.7Pc= Kd* Pn=0.7*4.65=3.255KWQc= Pc*tanФ=3.255*0.75=2.44KvarP总=地下一层照明+一层照明+二层至十六层照明=6KWPc= 0.34+0.525+3.255=4.12KWQc=0.25+0.39+2.44=3.08Kvar地下一层一般照明:地下一层一般照明灯有40盏荧光灯(40W)Pn=40*40=1.6KWCOSФ=0.8 Kd=0.8Pc= Kd* Pn=0.8*1.6=1.28KWQc= Pc*tanФ=1.28*0.8=1.024Kvar地下一层应急照明:地下一层应急照明灯有60盏荧光灯(40W),10盏应急灯(20W)Pn=60*40+20*10=2.6KWCOSФ=0.8 Kd=0.8Pc= Kd* Pn=0.8*2.6=2.08KWQc= Pc*tanФ=2.08*0.8=1.664Kvar 变压器负荷计算表:不计平时不用的负荷:Pc总= 241.08KW Qc总= 194.868 Kvar Sc总=310KVA 选用变压器容量为630KVA3、无功功率补偿计算补偿前COSФ= Pc总/ Sc总=241.08/301.35=0.8现将COSФ提高到0.9,Sc后= Pc总/0.9=267.9 KVA自喷泵26 1 0.8 26 19.5正压风机13 1 0.8 13 9.75发电机负荷:Pc总= 114.2 KW Qc总= 92.7Kvar Sc总=147.1 KVA取需要系数Kd=0.85,Pc总= 97.07 KW Qc总= 78.8Kvar Sc总=125KVA所以发电机的容量选用120KW,沃尔奔达VERYPOWER发电机组VP151的额定功率为120KW(三)高压配电系统设计1、概况1)本工程选用RGC型环网柜作为高压配电柜。

按照深圳供电局要求,10KV高压配电系统采用环网供电方式,其进出线电源柜选用以SF6作为灭弧介质的负荷开关柜来分合额定值以下的负荷,并配以手动开合弹簧储能操作机构,馈线柜装有负荷开关及负荷开关联动的高压熔断器,后者作为短路保护,当短路时,熔断器熔断并联动负荷开关脱扣分断,在馈线柜电缆侧设有接地开关,按地需要可使电缆接地,接地开关与负荷开关之间亦有机械联锁装置2)高压配电室与低压配电室合为一处,设在地下一层,变压器安装容量为630KVA。

3)为提高功率因数,低压侧设置了带功率因数自动补偿装置的无功补偿器,柜内设体积小的干式电容器,补偿后高压侧功率因数不低于0.92 设备选择1)Safe Ring SF6环网柜Safe Ring环网柜的额定电压为10KV,额定电流:630A,负荷开关额定电流:630A,熔断器是ABB公司产品CEF型,在没有过负荷的正常操作下熔断器取50A;在最大20%的过负荷并在正常操作下熔断器取63A,进线电缆处装有MWD型避雷器。

2) 变压器:变压器选用SC9型薄绝缘环氧浇注变压器。

请注意配IP20级保护外壳及自动送风装置,为提高变压器输出液形质量,增加系统抗干扰能力,提高防触电保护灵敏度,变压器绕组连接组别选为D,yn11。

变压器额定容量:630KVA(五)低压配电系统设计1 概况低压配电系统共设三段母线,其中一段TM1正常工作母线,向一般负荷供电;另外两段为保安母线,正常情况下,由TM1变压器供电;市电停电时,由发电机供电。

TM1工作母线和发电机供电间设有带机械和电气联锁的切换开关,其中一段保安母线向消防等公共负荷供电,另一段向重要负荷供电的开关带别脱扣,当发生火灾时,消防控制室发出指令可解除列重要负荷,使柴油发电机组向消防供电。

低压线路的接线方式:放射式、树干式、链式2、大楼低压配电1)大厦低压配电系统的接地型为TN-S式,即将正常工作时有电流通过的N(中性线)与保护作用的PE线(保护线),只在变配电室内相接于同一楼地点,以后分开引出,彼此绝缘互不共用2)供电给电气竖井内配电箱的配电线路,其设备的PE保护线则从相应层电气竖井的PE专用铜排引出,该专用PE铜排从低压配电柜引至电气竖井,并在地下一层电气竖井内作等电位联接,盘底距地0.5M墙上安装3)电气设备故障时,为防止人身间接接触电气火灾,采用了具有短路保护和过载保护的自动切断供电的保护措施3、住宅低压配电(1)每层装设一块计量各户用电的电度表,公用照明及动力电度表宜装在总配电装置处。

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