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1、摘要本设计是对16层商住楼的供配电系统进行全面设计，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：商住楼；配电；计算负荷；设备选择；防雷接地1 绪论1.1设计概况本工程概况：地下一层，地上16层，建筑总高度49米，属
2、二类高层民用建筑。首先，根据设计要求和目的，按照最新的供配电系统设计规范对其中的建筑负荷进行分类统计，根据高层民用建筑设计防火规范，按照现行的国家标准工业与民用供配电系统设计要求进行设计，然后进行负荷等级与无功补偿计算，列出负荷计算表。其次，根据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算，根据最后总计算负荷选择变压器容量及台数、主接线方案以及是否需要柴油发电机，确定配电所主接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。接着选择大楼的高低压部分进行短路电流的计算，并列出计算表格，选择配电所的一次设备及其校验，包括高低压断路器、熔断器、隔离开关、避雷器、开关柜，电流、电压互感
3、器等设备，并根据需要进行热稳定和力稳定检验，列表表示。然后进行导线电缆的选择与校验。最后，根据相关规范，进行建筑的防雷保护与接地设计。2 负荷分级、负荷计算及无功功率补偿计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均作为按民热条件选择电器工导体的依据。 它是用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。2.1 负荷分级该工程属二类高层民用建筑。二级负荷：有消防泵、喷洒泵、加压风机、消防电梯、防火卷帘、消防报警系统、排烟机、楼梯过道照明、电梯、设备房照明。三级负荷：除上述负荷外，其余负荷均为三级负荷。负荷计算的方法有
4、需要系数法、利用系数法及二项式等几种，本设计将采用需要系数法予以确定。需要系数法是用设备功率乘以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷。2.2 负荷数据本工程负荷包括照明、电力及消防负荷。因此先按单位功率法预留负荷，其余用电设备负荷功率由照明设计计算而得。根据方案设计，该商住楼各部分负荷数据见表（1）至（3）。本工程照明负荷数据 表（1）用电设备名称所在楼层设备数量及功率功率因数负荷等级1层照明1F有2个配电干线：WL5容量为40kW,WL6为35Kw,共计75kW0.65三级2层照明2F有1个配电干线WL7，为65kW0.65三级3-16层照明316F每层60Kw,共14层，共计840kW0.
5、8三级-1层照明-1F有一个配电干线WL8,为24kW0.65二级住宅楼道，前室照明116F及屋面有2个配电干线WL9,W10,每个10kW,共计20kW0.8二级环境照明1F有一个配电干线WL11，共计25kW0.65三级屋面装饰照明屋面有一个配电干线WL12，共计25kW0.65三级本工程电力负荷数据 表（2）用电设备名称所在楼层设备数量及功率功率因数负荷等级消防控制室1F共计5kW0.73二级客消电梯屋面共计36kW0.6二级客梯屋面共计36kW0.6二级水泵房-1F共计74kW0.8二级潜污泵-1F共计5.5kW0.8二级发电机馈电-1F共计15kW0.8二级加压风机-1F共计15kW
6、0.8二级排烟机2F共计30kW0.8二级本工程消防负荷数据 表（3）用电设备名所在楼设备数量及功率功率因负荷等称层数级防火卷帘门12F每层3kW,共计6kW0.8二级消防控制室1F5kW0.73二级客消梯屋面共两处，共计36kW0.6二级加压风机-1F共两处，共计15kW0.8二级排烟机2F两处，共计30kW0.8二级水泵房-1F一个，共计74 kW0.8二级2.3负荷计算本工程的各类负荷中有平时运行的用电设备，也有发生火灾时才需要运行的消防设备。因此负荷计算按照平时运行的负荷和火灾时的负荷进行分别计算。2.3.1平时运行的负荷计算（1）照明负荷计算照明负荷计算书用电设备名称设备功率（kW）
7、需要系数功率因数负荷等级Pc(kW)Qc(kW)Sc(kVA)Ic(A)1层照明750.90.65三级67.577.6102.8156.32层照明650.90.65三级58.568.490136.7316层照明8400.80.8三级672592.68961361.3-1层照明240.80.65二级19.222.525.944.9住宅楼道前室照明200.70.8二级1410.517.526.6环境照明250.80.65三级2023.430.846.8屋顶装饰照明250.80.65三级2023.430.846.8合计10740.580.75871.2732.11139.61731.4其中二级负荷4
8、40.760.7133.5334771.4其中三级负荷10300.810.770.70838699.11091.31658.1（2）电力负荷和平时运行的消防负荷计算电力负荷和平时运行的消防负荷计算书用电设备名称设备功率需要系数功率因数负荷等Pc(kW)Qc(kW)Sc(kVA)Ic(A)级消防控制室510.73二级54.76.8610.43客消电梯3610.6二 级36486091.16客梯360.80.6二 级28.838.44872.9潜污泵5.510.8二 级5.546.910.5发电机馈电1510.8二 级1511.2518.7528.49加压风机1510.8二 级1511.2518.
9、7528.49排烟机3010.8二 级3022.537.556.98合计142.50.950.69135.3140.1194.82962.3.2火灾时运行的消防负荷计算本工程火灾时运行的消防负荷计算书用电设备名称设备功率需要系数功率因数负荷等级Pc(kW)Qc(kW)Sc(kVA)Ic(A)消防控制室510.73二级54.76.8610.43客消电梯3610.6二 级36486091.16加压风机1510.8二 级1511.2518.7528.49排烟机3010.8二 级3022.537.556.98防火卷帘门610.8二级64.57.511.40水泵房7410.8二级7455.592.514
10、0.5合计16610.75166146.45221.9337.12.3.3.10/0.38kV配电所计算负荷 火灾时运行的消防负荷小于火灾时必然切除的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10/0.38kV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的总和。由表2-4、2-5 可得照明计算负荷为 ， 电力负荷及平时运行的消防负荷总计算负荷为由此可得变电所低压侧总计算负荷为计入同时系数后的总计算负荷和功率因数 对于总计算负荷，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 为功率因数
11、为无功补偿容量的计算 根据规范要以及本工程设计说明书，民用建筑低压侧无功功率补偿后的功率因数应达到0.923，故有： 对于总的计算负荷：Q=604.08kW，可取近似的130kvar。 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=523.32-266=258kvar 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kW 无功功率损耗为 变电所高压侧的总计算负荷 变电所高压侧的总计算负荷总功率因数 2)电源故障时切除三级负荷后供二级负荷运行的负荷计算 照明负荷中无一级负荷；电力及平时运行的消防负荷中一级负荷为，二级负荷为。 则总的一级和二级负荷为取有功和无功
12、同时系数分别为，则计入同时系数后的一、二级总计算负荷为功率因数为无功补偿容量为 。 无功补偿后的一、二级总有功计算负荷保持不变，总无功计算负荷为补偿后的视在计算负荷为功率因数 ，无功补偿满足要求。 本工程10/0.38kV变电所负荷计算书如下表 本工程本工程10/0.38kV10/0.38kV变电变电所所负负荷荷计计算算书书 负荷名称设备功 率 （kW）需要 系数功率 因数有功 计算 负荷无功计 算负荷（kvar视在计 算负荷（kVA计算电 流（A）（kW ）照明、 电力 及平 时消 防负 荷合 计1216.50.830.761006. 8872.21332.12023.9 无功 补偿 前低
13、压母 线的 计算 负荷 合计二级 负荷 合计186.50.910.70168.8173.1242368总负 荷1216.50.500.76604.0 8523.327991214 计入 同时 系数其中 二级 负荷186.50.360.5467.14103.9123.7188无功补偿 装置容量总：- 266 二级： -48总负 荷1216.50.500.76604.0 8263.326561011.2无功 补偿 后低 压母 线的 计算 负荷其中 二级 负荷186.50.360.5467.1455.987.4132.7变压器功 率损耗5.426.9变压器高压 侧计算负荷1216.50.510.90
14、610.6 7299.3268010333.供电电源、电压选择与电能质量 3.1.供电电源 本工程高压侧总有功计算负荷仅为610.6kW，故可采用10kV供电。根据当地电 源状况，本工程从供电部门的110/10kV变电站引来一路10kV专线电源A，可承担全 部负荷；同时用一台柴油发电机作为备用电源，并且可承担全部负荷。 本工程的两个供电电源相对独立可靠，可以满足规范中某些特殊的二级负荷应 由两回线路供电，考虑工程中有特别重要的二级负荷，因此自备柴油发电机作为应 急电源装置。 已知供电部门的110/10kV变电站中性点均采用经消弧线圈接地。 3.2.电压选择 本工程为二类高层民用建筑，用电设备额
15、定电压为380/220V，低压配电距离最 长不大于150m。本工程只设一座10/0.38kV变电所，对所有设备均采用低压 380/220V三相五线TN-S系统配电。 3.3.电能质量 采用下列措施保证电能质量： （1）选用Dyn11联结组别的三相配电变压器，采用5%无励磁调压分接头。 （2）采用铜芯电缆，选择合适导体截面，将电压损失限制在5%以内。 （3）气体放电灯采用低谐波电子镇流器或节能型电感镇流器，并就地无功功率补 偿使其功率因数不小于0.9。在变电所低压侧采取集中补偿，自动投切。 （4）将单相设备均匀分布于三相配电系统中。 （5）照明与电力配电回路分开。对较大容量的电力设备如电梯、水泵
16、等采用专线 供电。 4.电力变压器选择 4.1.变压器形式及台数选择 本工程为一般商住两用二类高层民用建筑，防火要求较高，且为减少占地，变 电所位于主体建筑地下室内，故宜采用三相双绕组干式变压器，联结组别为Dyn11, 无励磁电压，电压比为10/0.4kV.为节省空间，变压器与开关柜布置在同一房间内， 变压器外壳防护等级选用IP2X。因为本工程没有一级负荷，主要为三级负荷，所以 选用一台变压器。 4.2.变压器容量及型号选择 本工程总视在计算负荷为656kVA(),其中二级负荷87.4kVA(). 无功补偿容量选266kVar，补偿后，变压器高压侧计算负荷为610.67kW,功率因数为0.90，设备总视在计算负荷680kVA，所以变压器选择一台SG9800kVA10/0.4kV防护等级IP20,变压器参数如下：表2-1 SG9-800的主要技术指标额定电压/kV损耗/kW变压器型号额定容量/高压低压联 结
