高层供配电系统设计毕业论文.docx

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1、高层供配电系统设计毕业论文 摘要 摘要 要提高高层建筑配电系统的可靠性，要正确选择各类配电设备的容量，就必须科学、合理的进行负荷计算。本文对符合计算中的相关问题进行了分析和探讨，就重要设备的容量选择做了较为详细的论述，提出了一些进一步提高配电系统可靠性的措施，并结合工程实例进行负荷计算，计算结果证明本文所述方法是正确合理，可在实际中应用。高层建筑比一般建筑遭受雷击的概率要大得多，而一旦遭受雷击，损失将非常严重。另外，普通建筑物防雷系统不但不能保护高层建筑物内的电子设备与计算机系统，反而可能会引入雷电。因此，高层建筑的防雷保护就越显重要，相应地对防雷保护提出了更高的要求。本文对于高层建筑物的防雷

2、保护措施做了较为仔细的分析。 本设计主要包括强电部分设计、弱电部分设计及安防部分设计。即完成对小区的综合布线系统、照明系统、供配电系统、消防报警系统以及防雷接地系统的设计。设计的侧重点是该居民楼电气系统中供配电系统设计和照明系统设计，其中供配电系统主要包括负荷等级、负荷计算、变压器选择、互感器的选择、电缆的选择等。照明系统主要包括照明系统简介、照度方式种类、照度计算、电气照明设计等。 关键词：配电系统，照明，防雷接地 Abstract To improve the reliability of the distribution system of high-rise buildings To

3、correct choice of the capacity of various types of distribution equipmentMust be scientific, reasonable load calculation Right to comply with the issues related to the calculation of the analysis and discussion, a more detailed discussion on the capacity of choice for critical equipment, and made a

4、number of measures to further improve distribution system reliability, and load calculation, with an engineering example calculationsto prove that the approach described here is correct and reasonable, can be applied in practice High-rise buildings the probability of being subjected to lightning is

5、much greater than the average building, and once being struck by lightning, the loss will be very serious In addition, ordinary building lightning protection system will not only fail to protect the electronic equipment and computer systems in the high-rise buildings, but may introduce lightning. Th

6、erefore, the high-rise buildings Lightning protection of the more significant and important, and accordingly put forward higher requirements for lightning protection. Lightning protection measures for high-rise buildings, a more careful analysis. In this essay there are mainly focusing on the design

7、 of forceful electric power design of security automation system and light current. Complete cell integrated wiring system lighting system ,power supply and distribution system fire alarm systems and lightning protection and grounding system design The design focus is the residential building electr

8、ical systems for power distribution system design and lighting system design supply and distribution system including load level, load calculations transformer selection choice of transformer cable choice the lighting system consists mainly of the introduction of lighting systems illumination mode t

9、ypes illumination calculations electrical and lighting design Keywords: Distribution system Illumination Lighting protection and grounding 目录 摘要. I Abstract . I 1绪论. (1) 1.1设计概况 (1) 1.2设计内容 (1) 2供配电系统设计 (3) 2.1负荷等级 (3) 2.2供电电源 (3) 2.3变配电所系统 (3) 2.4负荷计算的依据和目的 (4) 2.5需要系数法计算 (4) 2.6系统无功补偿计算 (6) 2.7变压器

10、选择 (7) 2.8高压断路器的选择 (7) 2.9低压断路器选择 (9) 2.10 互感器的选择 (10) 2.11电缆的选择 (11) 3电气照明设计 (13) 3.1照明系统的概述 (13) 3.1.1照明系统的发展现状 (13) 3.1.2照明计量单位 (13) 3.2照度方式和种类 (13) 3.2.1照明方式 (13) 3.2.2照明种类 (14) 3.3照度计算 (14) 3.3.1利用系数法 (14) 3.3.2单位容量法 (15) 3.4 该小区的电气照明设计 (17) 3.4.1电气照明设计的基本原则 (17) 3.4.2电气照明详细设计计算 (17) 3.5 插座系统 (

11、22) 3.5.1插座系统的概述 (22) 3.5.2一般规定 (23) 目录 3.5.3 插座的安装 (23) 3.5.4该小区住宅的插座系统设计 (24) 4综合布线（弱电）系统设计 (26) 4.1综合布线系统的组成及设计 (26) 4.2 电视系统设计 (26) 4.3电话、网络系统组成 (27) 4.4公共广播系统 (27) 5消防系统 (29) 5.1火灾自动报警系统 (29) 5.2 火灾探测器的选择原则 (29) 5.3 火灾探测器安装间距的确定 (30) 5.4探测器平面布置的步骤 (30) 6防雷接地系统设计 (32) 6.1防雷与接地系统概述 (32) 6.1.1 防雷系

12、统概述 (32) 6.1.2 建筑物的防雷等级 (32) 6.1.3高层建筑物的防雷措施 (33) 6.1.4接地系统概述 (33) 6.2接地设计 (35) 结论 (36) 致谢 (37) 参考文献 (1) 1 绪论 1.1设计概况 本设计是某居民楼电气设计，该工程系实际工程。针对本工程的情况本设计共七章，包含的内容主要有供配电系统（第4章）、电气照明系统（第5章）和消防报警（第6章）。由于时代的需求要在电气方面做到以人为本，环保节能，在设计深度和广度上都具有很好的研究价值。 本设计通过设计计算和图纸绘制就现代建筑中的主要部分综合布线、防雷接地根据建筑屋的使用性质和用途按照国家制定的规范和其

13、需求做到科学设计合理布局。再者对所有建筑屋内的用电耗能设备采用国家推荐的节能设备同时在设计时追求了节能的理念。近年来，我国建筑电气的发展极为迅猛，并且要求不断提高，技术先进，控制体系丰富多样，更新换代特别快。于是，多高层的建筑电气的工程设计也便成为工程院校教学环节的重点。 本次设计的意义是通过具体的实例工程设计，初步掌握高层建筑电气设计的基本方法,更好的将理论和实践相结合,将大学四年来所学的课程及知识应用到自己的专业中去,也为将来的工作打下良好的基础。同时也可以更加详细地学习建筑规范，提高自己独立完成工程设计的实际操作和研究能力。 1.2设计内容 本论文主要阐述了该小区各系统电气设计的设计依据

14、、原则和方法及设计选择的结论等。论文共包括如下内容： （1）第一章为绪论部分。 （2）第二章为供配电系统设计，主要说明负荷等级的划分及对应的供电要求，负荷计算以及配电方式等内容的相关原理、原则、方法等，并用单位容量法进行了负荷计算，确定各个系统照明负荷的容量、计算电流，以此选择出了断路器，导线。 （3）第三章电气照明设计，主要说明光源、灯具选择，照度计算，一般照明及应急照明等内容，并依据电气照明技术建筑照明设计规范等进行照度计算，选择出各个房间合适的灯具数量。 （4）第四章为综合布线系统设计，主要说明系统组成、公共广播系统、电视系统的设计及电话系统设计等内容，本次设计从市区有线电视网引入至小区

15、控制室，经分配后引至各栋住宅楼。主要说明系统组成，主要功能，功放选择等。 （5）第五章为消防报警系统设计，主要介绍消防报警的组成、火灾探测器的设置 和选择及探测器平面的布置。 （6）第六章为为防雷接地系统设计，主要说明设计的组成和设计结果。 2 供配电系统设计 2.1负荷等级 本工程中消防系统设施电源、应急照明等为一级负荷。生活水泵、普通客梯等为二级负荷，普通照明为三级负荷。 2.2供电电源 由市电网引一路10KV电源至地下室高压配电柜作为主电源（采用一个800kVA干式变压器SCB9-800kVA/10/0.4 D,yn11，和一台SCB9-630 kVA/10/0.4 D,yn11另设地下

16、室发电机组一套，高压柜电源进线采用ZR-YJV223 70电缆埋地引来、线制采用TN-S 系统。 地下一层设有变电所。本工程采用混合式供电（放射式加树干式）。 我们对电气主接线拟订了3个方案进行比较。 A方案：两台干式变压器（10/0.4KV）直接接入电力系统，高压侧母线分 段联络，低压母线不分段，大楼的应急照明和相关消防用电来自于自备柴油发电机组的电源母线。 B方案：两台干式变压器（10/0.4KV）直接接入电力系统，高压侧母线分段不联络，低压侧分段联络，每台变压器均能承担相应部分负荷，其中一级和二级负荷均有一用一备电源，大楼的应急照明和相关消防用电来自于自备柴油发电机组的电源母线。 C方案

17、：选用两台干式变压器（10/0.4KV）直接接入电力系统，高压侧母线分段联络，其中两台变压器低压母线分段联络，每台变压器除能承担相应部分负荷外还可以承担另外一台变压器回路中的重要负荷，能保证电源和变压器都互为备用；大楼的应急照明和相关消防用电来自于自备柴油发电机组的电源母线。 三种方案比较：最佳方案应选择C方案 2.3变配电所系统 （1）高压供配电系统中，为了保证整个系统的供电可靠性，拟采用高压母线分段联络的供电方式。 （2）低压配电系统中为保证本工程的一、二级负荷供电可靠性，拟采用低压母线 分段联络的供电方式，并拟用TN-S系统。 （3）为保证本工程一级负荷的供电可靠性，单独设立柴油发电机低

18、压配电系统，此系统与低压配电系统采用分裂运行的方式，不联络。 （4）根据本工程实际需要拟将变电所设置在地下一层。 （5）根据相关规定，同时为了提高在变配电所工作的安全可靠性，拟采用接地线同基础主筋可靠焊接的方法，对整个变配电室采用等电位系统。 2.4负荷计算的依据和目的 系统的构成依赖于系统中的每个设备的确定，以及这些设备必须满足在正常负荷电流作用下长时间安全运行的要求。 在负荷计算中，除了以存在的同类型负荷为依据外，还应考虑由于经济的发展，人们生活水平提高所带来的用电量的增加。 2.5需要系数法计算 本建筑等级为一级，电气符合估算采用了符合密度法并考虑其最大符合的同期系数。本工程采用低压电容

19、器作为无功补偿，以提高符合的同期系数。电气符合计算结果: 用电设备安装总容量： T1: 设备功率Pe=155.5KW；需要系数kx=0.9，计算容量Pjs=kx?Pe=120.96KW,无功功率Qc=47.9Kvar,功率因数cos=0.93,计算视在功率 Sc=130.1kVA ，计算电流Ic=197.7A, 其中：一级负荷：100kW; 二级负荷：55.5Kw。 T2: 设备功率Pe=971.9KW；需要系数kx=0.9，计算容量Pjs=kx?Pe=400.1KW,功率因数cos=0.93, 无功功率Qc=159.9Kvar,视在功率Sc =430.9kVA ，计算电流Ic=654.6A,

20、 其中：一级负荷：97.9kW; 三级负荷：874 kW 柴油发电机柴油发电机Cummins(康明斯)KTA50G3400kW/0.4/0.23kV。 供电电源：本工程市政引两路专用10kV电源供电，低压侧单母线分段结线，互为备用，任一路电源均能负担全部负荷。高压系统电压等级为10kV，低压系统电压等级为220V/380V。 2.6 系统无功补偿计算 本工程采用自动补偿的方式对系统进行无功补偿。由于采用的是单相无功功率补偿，因此每相的电容器台数应该相等。 补偿容量计算公式： c C C CC q P P Q =)tan -(tan 21 电容器所使用台数应满足 r /Q Q N CC N 电容

21、器台数 CC Q 需要补偿的无功功率，kvar CC P 计算负荷，kW 1COS 补偿器功率因数 2COS 补偿后功率因数 （1） 计算有功功率：取同期系数K =0.9 1 1n i N d C P K K P =?= 电容补偿：采用ABB （盈泰）电容CLMD43/15 KVAR 400V 50HZ 电容器补偿。欲使补 偿后cos 达到0.93以上，则补偿后的无功功率为：c Q =c P tan（arccos0.93）。即：需要补偿的无功功率为：T1：QC1 = QC-c Q =74Kva,实际补偿5?15Kvar=75Kvar,功率因 数为0.93满足要求。T2：QC2= QC-c Q

22、=133.9Kvar ，实际补偿9?15Kvar=135Kvar,功率 因数为0.93，满足要求。 （2） 补偿后的视在功率：c S =T1: Sc=129.7KVA. T2: Sc=430.5KVA （3） 计算电流：I C = U S C 3. T1 : Ic=197A. T2 : Ic=654A. （4） 电容补偿后的功率因数：T1 : cos =0.93. T2 : cos =0.93. 其它补偿选择也按以上方法。 2.7变压器选择 由公式： Sc=Pc/cos =SC/Sr 式中 SC 变压器计算容量kVA Sr 变压器额定容量 PC 计算负荷kW 变压器负荷率（本次设计按照有关规定变压器负荷率应该取值应小于70%） cos 补偿后的功率因数 拿2#变压器选用为例： 根据前面计算 S CT2=430.5kVA S r = c S =430.50.7=614.9KVA 因此选用型号为SCB9-800/10/0.4干式变压器，额定容量为800kVA ，该型号变压器每台高2200mm,宽800mm ，深800mm 。 2.8 高压断路器的选择 高压断路器除了进行正常的投切操作外，还必须能够对故障的短路电流进 切断操作，所以必须能够承受的住短路冲击电流和短路过程中的热能作用。工程采