2022年办公楼建筑配电设计.pdf
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1、课程设计说明书题目:某办公楼供配电系统设计精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页,共 31 页 - - - - - - - - - - 郑州轻工业学院课 程 设 计 任 务 书题目某办公楼供配电系统设计主要内容、基本要求、主要参考资料等:主要内容:1阅读相关科技文献,查找相关图纸资料。2. 熟悉民用建筑电气设计的相关规范和标准。3. 熟悉建筑供配电系统设计的方法、步骤和内容。4熟练使用AutoCAD绘图。5学会整理和总结设计文档报告。6学习如何查找设备手册及相关参数并进行系统设计。基本要求
2、:1、制定设计方案,确定电源电压、负荷等级及供配电方式。2、确定方案后,绘制各用电设备等布置平面图,绘制高、低压系统图。3、进行设计计算,选择设备容量、整定值、型号、台数等。编写设计计算书。4、编制课程设计说明书。已知参数:某调度中心供配电系统设计平面图和工程概况见图纸资料。主要参考资料:1. 供配电工程设计指导,机械工业出版社,翁双安,20042 建筑供配电系统设计,人民交通出版社,曹祥红等,2011中文版电气设计完全自学手册,机械工业出版社,孟德星等,20084. 供配电系统设计规范,GB50054-20095. 民用建筑电气设计规范,GBJGJ_T16-2008完成期限:2013-01-
3、11 指导 教 师 签名 :课程负责人签名:2012 年 12 月 26 日精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页,共 31 页 - - - - - - - - - - 摘要本设计以国家相关规范为准则,以安全用电、节约能源为指导,着眼于提高广大人民的物质、文化生活,应用现代电气技术,完成了对某六层调度中心大楼的全面设计,保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行,必须遵守国家的有关规定及标准,执行国家的有关方针政策,包括节约能源,节约有色金属等技术经济政策。设计内容包括确定大楼的设备电气负荷
4、等级,进行负荷计算,选择变压器的容量、类型及台数,各个楼层供电线路中的短路电流的计算,供配电系统的主接线方式、高低压设备和导线电缆的选择及校验,防雷接地的设计。设计过程中需要绘图的部分使用AutoCAD绘图,最后将整个设计过程整理、总结设计文档报告。关键词:调配中心、配电、计算负荷、设备选择、防雷接地精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页,共 31 页 - - - - - - - - - - 目录摘要 . 错误 !未定义书签。1 绪论 . 错误 !未定义书签。设计题目及工程概况. . 错误
5、 !未定义书签。设计目的 . 错误 !未定义书签。课程设计及要求. . 错误 !未定义书签。设计原则及要求. . 错误 !未定义书签。2 负荷数据及分级. 错误 !未定义书签。负荷分级 . 错误 !未定义书签。负荷数据 . 错误 !未定义书签。3 负荷计算 . 错误 !未定义书签。负荷计算的依据和目的. . 错误 !未定义书签。负荷计算 . 错误 !未定义书签。平时运行的负荷计算. . 错误 !未定义书签。火灾时运行的负荷. . 错误 !未定义书签。 10/ 变电所计算负荷. . 错误 !未定义书签。4 供电电源、电压选择与电能质量. . 错误 !未定义书签。供电电源 . 错误 !未定义书签。
6、电压选择 . 错误 !未定义书签。电能质量 . 错误 !未定义书签。5 电力变压器选择与电气主接线设计. . 错误 !未定义书签。变压器型式台数选择. . 错误 !未定义书签。变压器容量选择. . 错误 !未定义书签。变压器负荷分配及无功补偿. . 错误 !未定义书签。变压器 T1 的负荷分配 . . 错误 !未定义书签。变压器 T2 的负荷分配 . . 错误 !未定义书签。变电所高压电气主接线设计. . 错误 !未定义书签。变电所低压侧设计. . 错误 !未定义书签。6 低压配电干线系统设计. . 错误 !未定义书签。低压带电导体接地形式与低压系统接地形式. . 错误 !未定义书签。低压带电
7、导体接地形式. . 错误 !未定义书签。低压系统接地形式. . 错误 !未定义书签。低压配电形式 . . 错误 !未定义书签。低压配电干线系统接线方式设计. . 错误 !未定义书签。照明负荷配电干线系统. . 错误 !未定义书签。电力负荷配电干线设计. . 错误 !未定义书签。消防负荷配电干线系统. . 错误 !未定义书签。7 短路计算 . 错误 !未定义书签。高压侧短路电流的计算. . 错误 !未定义书签。低压侧短路电流的计算. . 错误 !未定义书签。8 设备的选择 . 错误 !未定义书签。高压电器设备的选择. . 错误 !未定义书签。高压断路器的选择. . 错误 !未定义书签。精品资料
8、- - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页,共 31 页 - - - - - - - - - - 高压电流互感器的选择. . 错误 !未定义书签。高压电压互感器选择. . 错误 !未定义书签。低压设备的选择. . 错误 !未定义书签。低压断路器的初步选择. . 错误 !未定义书签。低压保护电器设备的整定与级间选择性配合. . 错误 !未定义书签。导线和电缆的选择. . 错误 !未定义书签。9 防雷及接地 . 错误 !未定义书签。建筑物防雷系统的设计. . 错误 !未定义书签。建筑物防雷类别的确定. .
9、错误 !未定义书签。建筑物防雷措施. . 错误 !未定义书签。建筑物外部防雷装置的布置. . 错误 !未定义书签。电气装置接地与等电位连接. . 错误 !未定义书签。10 总结 . 错误 !未定义书签。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页,共 31 页 - - - - - - - - - - 1 绪论设计题目及工程概况本工程是某办公楼供配电系统设计,是一类建筑高层, ,总 15 层,地上 14 层,地下 1 层。消防设计:主体建筑为一类高层建筑,建筑耐火等级为一级,其中地下室为两个防火分
10、区,其他各层一个防火分区。设计目的本次课程设计是将理论课学习内容,应用与民用建筑电气工程之中,通过此次课程设计使学生对课堂所学智能建筑供配电系统知识进一步巩固和验证,同时锻炼学生的实际分析问题解决问题的能力。课程设计及要求1 确定电源电压、负荷等级及供配电方式。2 确定保护设备控制方式及安装方式。3 绘制各用电设备等布置平面图。4 绘制高、低压系统图。5 绘制防雷接地平面图。6 编制设计说明书。7 编写设计计算书。设计原则及要求1.安全。设计阶段应首先充分注意安全用电问题,要从生命、设备、系统及建筑等方面全面考虑。2.可靠。体现在供电电源和供电质量的可靠性。3.合理。一方面要符合国家有关政策和
11、法令,符合现行的行业行规要求,另一方面要符合建筑方的经济实力、运行维护及扩充发展等的要求。4.先进。杜绝使用落后、淘汰设备,不使用未经认可的技术,要充分考虑未来发展。5.节能。考虑降低物耗,保护环境,综合利用等使用因素。如提高功率因数,深入负荷中心,选用高效电光源,选用节能开关等等。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页,共 31 页 - - - - - - - - - - 2 负荷数据及分级负荷分级该工程是高层办公楼建筑,属一类高层建筑,用电负荷分级如下:一级负荷:各层公共照明、所有消防
12、负荷包括应急照明、消防控制室用电、消防电梯;排烟风机、正压风机等消防设施。三级负荷:普通照明和插座用电、 顶层设备房照明用电、 空调机用电及试验用电等。负荷数据本工程负荷包括照明、电力及消防负荷。除了三级负荷之外都是一级负荷。裙楼业务大厅、综合楼大型会议室、配电房及综合楼大厅等部分用电需二次设计,因此先按照单位功率法预留负荷。根据方案设计,该综合楼各部分负荷数据见表2-12-3。本工程照明负荷数据表 2-1用电设备名称所在楼层设备功率功率因数负荷等级主楼照明及插座-114F417kW三级裙楼照明及插座13F三级主楼公共照明-114F一级裙楼公共照明13F一级本工程电力负荷数据表 2-2用电设备
13、名称所在楼层设备功率功率因数负荷等级主楼空调(三相)14F32kW三级主楼空调 (单相)114F419kW三级裙楼空调 (三相)13F115kW三级裙楼空调 (单相)13F33kW三级精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页,共 31 页 - - - - - - - - - - 普通电梯RF15kW一级地下室排污泵-1F一级实验用电各实验室580kW三级变频生活泵-1F15kW一级本工程消防负荷数据表 2-3用电设备所在楼层设备功率功率因数负荷等级主楼应急照明-114F一级裙楼应急照明13F
14、一级防火卷帘-114F28kW一级配电房用电-1F20kW一级消防控制室用电-1F10kW一级消火栓稳压泵-1F4kW一级喷淋稳压泵-1F4kW一级喷淋泵-1F37kW一级消火栓泵-1F55kW一级斜流风机-1F3kW一级正压风机TF一级排烟风机-1F4kW一级消防电梯TF15kW一级精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页,共 31 页 - - - - - - - - - - 3 负荷计算负荷计算的依据和目的需要系数法计算简单,是最为常用的一种计算方法,适合用电设备类数量较多且容量相差不大
15、的情况,结合本工程具体情况,采用需要系数法。负荷计算本工程的各类负荷中有平时需要运行的用电设备,也有发生火灾时才需要运行的消防用电设备。因此负荷计算按照平时运行的负荷和火灾时运行的负荷在分别进行计算。计算出来平时运行的负荷和火灾时运行的负荷,进行比较,按负荷计算最大的进行电气设备的选择。平时运行的负荷计算平时运行的负荷计算分为照明负荷、电力负荷及平时运行的消防负荷计算书见表3-1 和 3-2。照明负荷计算书表 3-1用电设备组名称设备功率需要系数功率因数负荷等级视在功率有功功率无功功率计算电流主楼照明及插座(-1F 和14F)40三级主楼照明及插座(其他)377三级裙楼照明及插座三级主楼公共照
16、明1一级裙楼公共照明一级电力负荷和平时运行的的消防负荷计算书表 3-2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页,共 31 页 - - - - - - - - - - 用电设备组名称设备功率需要系数功率因数负荷等级视在功率有功功率无功功率计算电流主楼空调(三相)32三级主楼空调(单相)419三级裙楼空调(三相)115三级裙楼空调(单相)33三级普通电梯151一级地下排污泵1一级试验用电580三级变频生活泵151一级配电房用地20一级消防控制室用电10一级消防电梯151一级火灾时运行的负荷火灾时
17、运行的消防负荷按设备类型和负荷性质分组,采用需要系数法进行计算,不计备用设备功率。负荷计算书见下表:用电设备组名称设备功率需要系数功率因数负荷等级视在功率有功功率无功功率计算电流地下室排污泵1一级主楼应急照明1一级裙楼应急照明一级防火卷帘28一级配电房用电20一级消防控制室用电10一级消火栓稳压泵41一级精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页,共 31 页 - - - - - - - - - - 喷淋稳压泵41一级喷淋泵371一级消火栓泵551一级斜流风机31一级正压风机1一级排烟风机4
18、1一级消防电梯151一级 10/ 变电所计算负荷火灾时运行的消防负荷小于正常照明负荷和电力负荷总和,因此火灾时的消防负荷不计入总计算负荷,本工程10/ 变电所计算过程如下:1. 正常运行时的负荷计算 总计算负荷总计算负荷等于照明负荷和电力负荷及平时运行的消防负荷总和。由表3-1、3-2照明计算负荷为:= = 电力及平时运行的消防负荷为:= kW =由此可得变电所低压侧总计算负荷为:= =936kvar 计入同时系数后的总计算负荷功率因数。对于计算负荷,取有功和无功同时系数分别为=,则计入同时系数后的总计算负荷为:=936=功率因数为 = =无功补偿容量的计算根据规范,普通民用建筑低压侧无功功率
19、补偿后的功率因数应达到以上,一般计算精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页,共 31 页 - - - - - - - - - - 时按达到来计算,故有:对于总计算负荷: = -= kvar , 可取接近 340kvar 。无功功率补偿后的总有功计算负荷保持不变,总无功计算负荷为: = - Q = = kvar视在计算负荷为: = =功率因数: = = = 无功补偿满足要求。变压器的损耗有功损耗为 = = =无功损耗为 = = = kvar变压器高压侧总计算负荷=+= =+= kvar=
20、= kVA总功率因数 = = = 满足要求。2. 电源故障时切除三级负荷仅供一级负荷运行的负荷计算该建筑总一级负荷为:= kW = 取有功和无功功率因数分别为=,=,则计入同时系数后的总计算负荷:= kvar = kVA功率因数:=无功功率补偿容量:精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页,共 31 页 - - - - - - - - - - =-=可取接近的 50kvar 。无功补偿后的一级总有功计算负荷保持不变,总无功计算负荷为:=- = kvar补偿后的视在计算负荷为:= kvar功
21、率因数为:=则无功补偿满足要求。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页,共 31 页 - - - - - - - - - - 本工程 10/ 变电所负荷计算书如下表:负荷名称设备功率需 要系数功率因数有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷计算电流无 功 补偿前低压母线的计算负荷合计负荷总和936其中一级负荷.其中三级负荷计入同时系数总负荷其中一级负荷无功补偿装置容量总:-340一级:-50无功补偿后低压母线计算负荷总负荷其中一级负荷变压器损耗变压器高压侧计算负荷精品资料 - - - 欢迎下
22、载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页,共 31 页 - - - - - - - - - - 4 供电电源、电压选择与电能质量供电电源本工程高压侧总有功计算负荷仅为,根据要求可采用10kV 供电。根据电源状况,本工程从供电部门110/10kV 变电站引来一路 10kV专线电源 A,可承担全部负荷;同时从供电部门的 35/10kV 变电站引来一路 10kV电源 B仅作一级负荷的第二电源, 两路 10kV穿管埋地至办公楼变电所。本工程的两个10kV 供电电源相对独立可靠,可以满足规范中一级负荷应有双重电源供电且不能同时
23、损坏的条件,且工程中没有特别重要的一级负荷,因此不再自备柴油发电机组或其他集中式应急电源装置。电压选择本工程为办公楼建筑, 用电设备额定电压为220/380V,低压配电线路不长, 对所有设备均采用低压 220/380V 的三相五线制 TN-S系统配电。电能质量采用以下措施保证电能质量:1. 采用铜芯电缆,选择合适导线截面,将电压损失限制在5以内。2. 单向设备均匀的分布于三向配电系统中。3. 采用 Dyn11联接组别的三相配电变压器。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页,共 31 页
24、- - - - - - - - - - 5 电力变压器选择与电气主接线设计变压器型式台数选择本工程为高层办公楼,防火要求高,变电所独立,采用三相双绕组干式变压器,联接组别为 Dyn11,电压比为 10/ 。因为本工程具有较多的一级负荷,故应选择两台或两台以上的变压器。变压器容量选择本工程总视在计算负荷为(=) ,其中一级负荷(=) 。因此选择两台等容量的变压器,互为备用,每台变压器容量按总视在计算负荷容量的70( =)左右且不小于全部的一级负荷 () , 即应该选择 800kVA的变压器两台因此应选择SC10-800/10的变压器。正常运行时通过合理分配负荷,可使两台变压器正常运行负荷相当,均
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