高层建筑课程设计.doc

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1、负荷计算依据建筑物的结构平面图，按照负荷密度法计算楼层的总负荷，楼层内包含有照明系统，空调，电梯，动力负荷，热水器以及消防系统，首先要计算出各用电负荷所包含的面积，再根据单位面积的负荷计算出低压侧的计算负荷，再计算出低压侧的无功补偿，最后算出折算到高压侧的总计算负荷，选出变压器，以及柴油发电机。主要包含六层，我主要负责四五层的计算负荷。 各单位的面积计算如下：楼梯所占的面积：6.7*3.0*3=60.3m走廊的面积 ：2.020*7.2*（6+4）=145.44m阳台面积 ：1.8*10*3.6=64.8m宿舍面积 ：4.5*6*3.6+6.3*3.6*26+5.3*10*3.6=877.68

2、m大厅面积 ：261.45m（软件测量）序号设备名称数量单位容量Kd备注1空调？m240W/m20.72空调机水泵？台7.5kW0.73生活泵4台20kW0.74消防泵2台50kW1其中一台为备用5喷淋泵2台50kW1其中一台为备用6消防风机4台20kW1其中一台为备用7阳台照明1030W0.88消防电梯1台25kW1平时也使用9普通照明（荧光灯）?m210W/m20.810应急照明（白炽灯）?m25W/m20.811电热水器？台5kW112消防及弱电中心50kW113动力负荷6W/m20.7分类计算各类的负荷（四五层）照明系统：阳台：每个阳台灯按照30W算Pe1=30*10=200W走廊：一

3、半普通照明，一半按照应急照明Pe2（普通照明）=2.020*7.2*10*0.5*10=727.2WPe2（应急照明）=2.020*7.2*10*0.5*5=363.6W楼梯：仅用应急照明Pe3=60.3*5=301.5W宿舍：877.68*10=8776.8W（厨卫按照普通照明）共享大厅照明：261.45*10=2614.5W公用男浴，男更衣，淋浴室：（3.6*4.5+5.3*6.6+4.6*4.5）*10=718.8W877.68*6=5266.08W电热水器：6*5=30Kw（淋浴室用） 空调：40*（877.68+261.45）=45565.2W 动力负荷：877.68*6=5266.

4、08W负荷种类层数普通照明面积S/普通照明负荷P1/KW主要普通负荷应急照明面积S/应急照明负荷P2/K主要应急负荷其他动力负荷P3/KW主要动力负荷空调负荷P4/KW空调主要负荷照明总负荷P/KW第一层1023.910.24门厅、展厅、配电间92.180.46楼梯（入口灯） 0.24040.96 展厅、门厅、配电间10.94夹层 509.85.1 办公室93.30.47楼梯03.06办公室20.39办公室5.57第二三层232323.23办公室、卫生间、大厅436.42.18楼梯、 走廊（阳台）0.309.9办公室83.38办公室、大厅25.71第六层583.665.84大厅、宿舍、卫生间1

5、52.780.76（阳台）0.481.92宿舍19.94大厅、宿舍7.08屋面0053.20.27楼梯0000.27普通照明应急照明动力负荷电热水器空调 四五层13.1373Kw665W5266.08W30Kw45565.2W整栋楼的计算负荷计算普通照明的总负荷：（10.24+5.1+23.23+5.84+26.2746）*0.8=56.54Kw应急照明的总负荷：（0.46+0.47+2.18+0.76+0.27+1.33）*0.8=4.376Kw空调的总负荷 ：（40.96+20.39+83.38+19.94+91.13）*0.7=179.06Kw动力负荷 ：（3.06+9.9+1.92+5

6、.27*2）*0.7=17.794Kw空调机水泵 ：7.5*2*0.7=10.5Kw生活水泵 ：20*4*0.7=56Kw电梯 ：25*1=25Kw电热水器 ：60*1=60kw= K(Pc1+Pc2+Pc3+Pci)=368.343KW无功负荷计算普通照明：Qc1= tan*Pc=56.54*0.48=27.14kvar应急照明：Qc2= tan*Pc=0kvar空调负荷：Qc3= tan*Pc=179.06*0.75=134.295kvar空调泵 ：Qc4= tan*Pc=10.5*0.75=7.875kvar动力负荷：Qc5= tan*Pc=17.794*0.88=15.66kvar生活

7、泵 ：Qc6=56*0.57=31.92kvar电梯 ：Qc7=25*1.73=43.25kvar电热水器：Qc8=0kvar= K（Qc1+Qc8）=234.126kvarS1=436.45KVA校验功率因数：cos=Pc/Sc=0.840.9所以需要进行低压补偿取补偿功率因数cos1=0.9（是否满足条件还要经后面计算）此时tan1=0.48无功补偿容量1=Ptan-Q=368.343*0.48-234.126=57.32kvarS1=408.58KVA从低压侧折算到高压侧会有功率损失。计算如下=0.02S1=7.36686Kw=0.08*S1=18.73kvar则高压侧的有功负荷和无功负

8、荷总量为P1=P+=375.11KWQ1=Q+=252.856kvar S（高）=452.87KVA校验无功补偿因数：P1/S（高）0.9满足条件Ic高=23.4A变电所主变压器台数、容量选择变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。结合本大楼的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。选择容量的时候，由于选择暗备用，即两台变压器均按最大负荷的70%左右选择容量，在正常情况下两台变压器均投入运行，每台变压器承担50%的最大负荷。选择变压器的容量：405.87*0.7=284

9、.109KVA根据国家标准，变压器的容量有0KVA 20KVA 30KVA 50KVA 80KVA ，100KVA 125KVA 160KVA 200KVA 250KVA 315KVA 400KVA 500KVA 630KVA 800KVA 1000KVA 1250KVA 1600KVA 2000KVA 2500KVA 等选择315KVA的容量规格.，两台并联运行。型号为SCB9315/10柴油发电机的容量型号选择 柴油发电机的选择需要按照停电和消防两种情况选择其中最大的值，分别计算两种情况下的负荷。 当停电时，大楼内的用电负荷只有一级负荷，包括消防电梯（当普通电梯用，消防及弱点中心，生活泵）

10、，这种情况下的负荷计算如下：(1) 消防泵，喷淋泵，排烟风机等用电负荷Pc=N(2) 消防电梯Pc=KtN (在一般控制方式下，Kt=1.224)(3) 照明系统Pc=N在停电时，Pci1=25*1.224+50+80+56.54+4.376=221.516Kw在消防时：Pci2=50+50+60+25*1.224+4.376+50=244.976Kw消防负荷停电所需负荷I=S/(*U)=S/(*0.38)=465A发电机总容量计算：确定计算发电机组的总容量，应先分别按稳定负荷，尖峰负荷和发电机组母线允许电压降等计算出所需要的发电机组总容量，再从中选择最大值，确定为发电机组的总容量。按稳定负荷

11、计算：SG1=PC/cosG（一般可取0.85，cos取0.8）SG1=244.976/（0.85*0.8）=360KVA按尖峰负荷计算：SG2=KP*/Kal(其中当有电梯时，Kp=0.9，无电梯时Kp=1.0；Kal可取1.5；SG2=183.732KVA按发电机组母线允许电压降计算：SG3=(1-)*XG*St/(有电梯时，无电梯时，=25%；XG=0.2)SG3=244.976KVA由上计算可知，SG1=360KVA是最大值。PG1=SG1*0.8=360KVA*0.8=288KW选择康明斯的柴油发电机的型号是NTA855-G1A3、短路电流计算3.1、短路电流计算的目的及方法短路电流

12、计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。本大楼住宅采用欧姆法计算。 3.2、短路电流计算本大楼的供电系统简图如下图所示 求K-1点的三相短路电流和短路容量的计算（） 确定基准值，取Sd=100MVA，基准Ud1=10.5KV，Ud2=0.4KV Id1=Sd/（*10.5）=5.50KA，Id2=100MVA/（*0.4）=144.34KA 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值短路容量电抗标幺值：X1*=Sd/Sk=0.48架空线电抗标幺值 ：X2*=x0*L*Sd/Uc=0.74变压器电抗标幺值 ：X3*=X4*=Uk%/100Sd/SN.T=14.3 K1点

13、总电抗标幺值 ：=X1*+X2*=1.22三相短路电流周期分量有效值 其他三相短路电流：4.51KA Ish(3)=6.86KA 三相短路容量： K2点短路，则： *=0.48+0.74+14.3/2=8.37 Ish（3）=1.09*17.24=18.79KA Sk-2(3)= 短路计算目的在于选择 电气设备，当然，选择设备的同时也要注意校验电气设备的热稳定，动稳定，以及短路容量等指标，而且不同的设备需要校验的指标也不同，根据短路计算所得到的值，参考国家标准，选择合适的电气设备。 4.电气设备的选择 电气设备的选择的选择是供配电系统设计的主要原则之一，在选择是，应根据实际工程特点按照有关设计

14、规范的规定，在保证供配电安全可靠的前提下，力争做到技术先进，经济合理。 虽然选择各种电器设备的功能不同，但是选择的条件是诸多相同的，以下是电气设备选择应遵守的几项共同的原则。 4.1电气设备选择的原则 4.1.1按正常工作条件选择额定电压和额定电流 （1）电气设备的额定电压Un，符合电气装设点的电网额定电压，并应大于或等于正常时最大工作电压Uw.m,即： UN。eUw。m （2）电气设备的额定电流IN.e Iw。m 4.1.2按短路情况来校验电气设备的动稳定和热稳定 Im Ish（3） 4.1.3按装置地点的三相短路容量来校验短路容量来校验开关电气的断流能力序号 项目设备额定电压额定电流额定断

15、流容量动稳定热稳定1断路器负荷开关隔离开关2熔断器3自动开关4电抗器 5电流互感器电压互感器6支柱绝缘子套管绝缘子7母线电缆8开关柜9移向电容器下表是根据附表提供的种类，并根据上表校验所得的电气设备选择表。电压设备名称型号规格容量备注高压母线LGJ25*3开关柜KYN（VE）-10800*1540*2300金属铠装入手车柜断路器VK-10J25630A630A熔断器XRNP-1211A电压互感器JDZ6-1010/0.1KV电流互感器LZZBJ10-1040/5A电流互感器LZZBJ10-1020/5A电缆YJY-103*355.95A变压器SCB-250-10/0.4250KVAUk%=4低

16、压母线TJ150*5570A开关柜MLS电流互感器LMZ-750.5级75A电流互感器LMZ-1000.5级100A电容器BW0.4-14-114Kvar6个并联电容器电缆1NH-YJV-2.55*2.530普通照明，应急，消防及弱电中心电缆1NH-YJV-65*651普通电梯，消防电梯，空调机水泵电缆1NH-YJV-105*1072生活泵，消防泵，喷淋泵，消防风机，空调组电缆1NH-YJV-165*1696电热水器断路器DZ20Y-10040配合电缆1使用断路器DZ20Y-10063配合电缆2使用断路器DZ20Y-100100配合电缆3使用断路器DZ20Y-100100配合电缆4使用柴油发电

17、机GF-400400kw康明斯5.载流导体的选择温度校正系数：按允许截流量选择导线，电缆截面导线或电缆按发热条件长期允许工作电流Ial受环境温度影响，可用校正系数Kt进行校正，以决定该导线的额定允许载流量即IN=Kt*Ial Ic 式中Ial导线或电缆允许长期工作电流值IN经校正后的导线或电缆长期额定电流Ic线路计算负荷电流在决定导线或电缆允许载流量时，导线周围环境温度在空气中tn=25，土壤中tn= 15为标准值当导线或电缆敷设环境温度不是tn时，则载流量应以乘以温度校正系数Kt式中t0导线或电缆敷设处实际环境计算温度 t1导线或电缆芯线长期允许工作温度 大楼内最热月平均温度38C地中最热月

18、平均温度15C 导线长期允许的工作温度是65C 由上可知，= 0.73 Kt2=0.82电缆线：电缆线的实际长期允许工作温度为t165，代入上面公式得Kt0.73，需要满足公式Kt*Ial Ic，即Ial Ic/Kt1.37Ic得Ial 1.37Ic母线：母线的长期允许工作温度为t165，同理代入上面公式得Kt0.82即:Ial Ic/Kt得Ial 1.22Ic.三、设计方法1） 母线的选择高压母线（架空线）：高压侧的计算电流Ic高23.4A，Ial 1.22Ic=1.22*23.4=,即Ial 28.5A又因架空线的最小截面钢芯铝线为252，查表得LGJ-25型钢芯铝线，其允许载流量为135

19、A21.43A，满足条件，故高压母线采用钢芯铝线型号为LGJ25*3低压母线：低压侧的计算电流Ic589.3A，IalIc/Kt1.22Ic1.22*589.3718.9A，即Ial718.9A所以在选择导线时，其允许截流量大于718.9A即可，查表得母线型号为LGJ400,其允许截流量Ial 800718.9A,故满足条件柴油发电机母线的选择由前面的计算结果可知PC=244.976KW, SC=246.92KVA IC=465AIal Ic/Kt=1.134*375.15=425.42A.查表选母线型号为TJ-150*5其允许截流量Ial480A425.42A.满足条件，可行2) 低压回路中

20、电缆型号的选择1.空调组回路：把空调组分成5个回路供电，则每个回路电流为Ic=Ic1/5=282.6/5=56.52A IalIc/Kt=1.087*56.52=61.44A查表可得型号为YJV-5*10的电缆线，其允许截流量为72A61.44A，故满足条件，可行2.空调机水泵回路：空调机水泵回路为一个回路供电，则该回路电流为Ic245.58A IalIc2/Kt=1.087*45.58=49.55A查表可得型号为YJV-5*6的电缆允许截流量为51A49.55A，满足条件，可行3.生活泵回路：生活泵为一个回路供电，则该回路电流为Ic360.77A IalIc3/Kt=1.087*60.77=

21、66.06A查表可得型号为YJV-5*10的电缆允许截流量为72A49.55A，满足条件，可行4.消防泵回路：消防泵回路为一个回路供电，则该回路电流为Ic461.2A IalIc4/Kt=1.087*61.2=66.52A查表可得型号为YJV-5*10的电缆允许截流量为72A66.52A，满足条件，可行5.喷淋泵回路：喷淋泵回路为一个回路供电，则该回路电流为Ic561.21A IalIc5/Kt=1.087*61.21=66.54A查表可得型号为YJV-5*10的电缆允许截流量为72A66.54A，满足条件，可行6.消防风机回路：消防风机回路为一个回路供电，则该回路电流为Ic660.78A I

22、alIc6/Kt=1.087*60.78=66.07A查表可得型号为YJV-5*10的电缆允许截流量为72A66.07A，满足条件，可行7.普通电梯回路：普通电梯回路为一个回路供电，则该回路电流为Ic737.98A IalIc7/Kt=1.087*37.98=41.28A查表可得型号为YJV-5*6的电缆允许截流量为51A41.28A，满足条件，可行8.消防电梯回路：消防电梯回路为一个回路供电，则该回路电流为Ic838A IalIc8/Kt=1.087*38=41.31A查表可得型号为YJV-5*6的电缆允许截流量为51A41.31A，满足条件，可行9.普通照明回路：普通照明回路为两个回路供电

23、，则该每个回路电流为Ic954.78/227.39A IalIc9/Kt=1.087*27.39=29.77A查表可得型号为YJV-5*2.5的电缆允许截流量为30A29.77A，满足条件，可行10.应急照明回路：应急照明回路为一个回路供电，则该回路电流为Ic107A IalIc10/Kt=1.087*7=7.61A查表可得型号为YJV-5*2.5的电缆允许截流量为30A7.61A，满足条件，可行11.电热水器回路：电热水器回路为一个回路供电，则该回路电流为Ic1174.07A IalIc11/Kt=1.087*74.07=80.51A查表可得型号为YJV-5*16的电缆允许截流量为96A80.51A，满足条件，可行12.消防及弱电中心回路：消防及弱电中心回路为一个回路供电，则该回路电流为Ic1222.79A IalIc12/Kt=1.087*22.79=24.77A查表可得型号为YJV-5*2.5的电缆允许截流量为30A24.77A，满足条件，可行