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1、鹫济出“璀专业课课程设计题目:某办公楼供电系统设计院系名称：电气工程学院专业班级：电气*班学生姓名:* 学 号:指导教师:*教师职称:*评语及成绩:指导教师:日 期：1课题简介.11.1课题研究背景11.2国内外研究现状11.3本课题研究内容22系统总体设计方案22.1设计方案论证22.2系统结构及主要参数确定33供配电主设备选型63.1接入电压等级63.2配电设备的选择63.3主变压器选择73.4变配电所主接线设计方案7结论9参考文献10附录1：负荷统计表11附录2：开关柜图12附录3：电气主接线图13附录4：供配电系统图141课题简介1.1课题研究背景随着有限的土地资源不断开发利用以及人们
2、生活水平的提高，人们对高层建 筑的要求也越来越高，不同用途的建筑已经成为建筑业发展的主流，当然办公楼 也不例外。而科学合理、安全可靠的供配电系统是保证办公楼正常运行的基础和 关键。在进行办公楼配电系统设计的过程中，无论是强电部分还是弱电部分，其 设计都应以安全、可靠、经济、方便为标准。1.2国内外研究现状现在国外很多办公楼建筑将供配电控制系统、电气照明控制、给排水系统控 制、空调系统控制、设备维修管理等多方面内容综合到一个系统中。特别是工业 发达国家已经逐步形成了一批定型的智能化供配电系统产品，这种智能化的供配 电系统除了具备常规配电系统应有的功能外，还有很多其他功能，比如：远程自 动监测变配
3、电设备的运行，与楼宇自控系统或者建筑设备监控系统通信联网等功 能。我国对于建筑供配电和照明方面虽然起步较晚，但是我国政府主管部门高度 重视并引导建筑供配电技术的正确发展，组织相关专业的专家进行深入研究，同 时还引进国外先进建筑供配电和照明。从而大大提升了我国建筑供配电的安全可 靠、照明系统的节能高效环保。总之，国内外对于低压动力供配电系统的设计已经相当成熟，对于各种建筑 都大体上可以找到相应的系统进行设计和使用。现代的高层建筑供配电系统的设 计已经将弱电和强电技术融合在了一起，形成了新一代的电气技术。它将会更加 广泛的应用在功能更加复杂的现代建筑上。随着科学技术的进步，低压供配电系 统向智能化
4、方向发展，另外建筑节能也是低压动力供配电系统的一个发展方向。1.3本课题研究内容本设计本着对安全性、可靠性、先进性和经济性追求，着重对某高层办公楼 供配电系统部分展开了设计。本设计力求做到方案合理、设计先进、运行可靠、 满足相关规范的要求，还要简单实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。通过使用供电技术、继电保护设计手册、规范、标准图集和其他专业知识， 要完成以下内容：（1）掌握高层公共建筑电气设计规范和设计内容及方法。（2）完成对某高层建筑的供配电设计，如负荷等级及计算，低压供配电系统 设计，供配电系统图，设备、线路选择及敷设方式，照明系统设计，平面图，防 雷与接地系统设计等。2系统总体设
5、计方案2.1设计方案论证2.1.1设计内容（1）电气主接线电气主接线是办公楼电气部分设计的首要部分，也是构成办公楼供电系统的 重要环节。主接线的确定与办公楼供电系统整体的可靠性、经济性密切相关，并 且对电气设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。主接线设计原则：办公楼的电气主接线应根据规划量、负载性质、线路和装置连接元件 总数、设备特点等条件确定。（2）短路电流计算及设备选择短路电流计算：短路电流应按本工程的设计规划容量进行计算，并且应按可 能发生最大短路电流的正常接线方式考虑。（3）电气设备布置及配电装置：1）配电装置选型原则；2）配电装置的最小 安全净距；3）配电装置的
6、布置。2.1.2拟解决的关键问题（1）确定供配电系统的最佳方案根据任务书上了解设计内容，积极的多方面查阅有关资料，综合运用所学理 论知识，根据设计任务书提供的资料，综合电力工程手册、设计规程、规范等资 料，找出几个符合要求的方案，最后进行全面的技术、经济比较，确定最佳方案。（2）变配电所的主要电气设备及选型阅读有关办公楼用电的有关资料，确定电力变压器、母线槽，并对断路器与 隔离开关进行校验，根据技术、经济比较，最后确定用电的最佳方案。（3）变、配电所的位置和布置根据变、配电所的位置选择变电所的布置（4）供电系统负荷计算的内容和负荷特征及确定负荷计算的内容包括求需用负荷、尖峰负荷、平均负荷，并考
7、虑空调、照明、 动力和热电所占比例情况。（5）绘制有关图纸画出办公楼的配电系统图。2.2系统结构及主要参数确定2.2.1配电系统结构高层建筑低压配电系统的确定，应满足计量、维护管理、供电安全及可靠性 的要求。应将照明与电力负荷分成不同的配电系统；消防及其他防灾用电设施的 配电宜自成体系。对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射式配电；对各层配电 间的配电宜采用下列方式之一：（1）工作电源采用分区树干式，备用电源也采用分区树十式或由首层到顶层 垂直干线的方式。（2）工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。（3）工作电源采用分区树干式，备用电源取自应急照明等电源干线。2.2.2
8、负荷计算方法负荷计算的方法有需要系数法、单位指标法、单位面积法等几种。（1）需求系数法：用设备功率乘以需求系数和同时系数，直接求出计算负荷。 这种方法比较简便，应用广泛。本方法适用于用电设备多，而且各设备的容量相 差不是太悬殊的场合。（2）单位指标法、单位面积法：对于无法知道具体用电设备功率时，可以用 此方法估算。本次课程设计采用需求系数法对设备负荷进行计算。由于这种方法的准确程 度是取决于需要系数的数值，所以在计算中对于台数较少（4台及以下）的设备。 采用单位指标法计算办公楼照明功率；采用单位面积法计算空调负荷。2.2.3负荷计算公式负荷计算一般采用需要系数法。照明负荷计算一般采用单位面积功
9、率法。每层配电箱有功功率：Pe = WS计算电流：i = ej 380t3cos$用电设备组计算负荷：P = k PQ = PgS = pP 2 + Q 2配电干线计算负荷：P = k Pqc=k S qSc =yP2 + Q 2j _ 380；3式中：W单位面积功率（W/m2）；S供电面积（m2）；kt同时系数；kx需要系数；Q用电设备组无功功率（KVA）；P用电设备组有功功率（W）。本设计在负荷统计中综合应用了单位容量法和需要系数法进行了负荷统计。 求出设备的总容量，用需要系数乘以总容量，就得到有功计算负荷。2.2.4无功补偿计算目前我国对用电单位的功率因素要求高压供电压者为0.9以上，低
10、压供电者 为0.95以上，为此绝大多数的工业与民用建筑采用补偿的办法、即在低压配电室 的配电母线上安装若干组电力电容器补偿供电范围内的无功功率以达到提高功率 因数的目的。补偿容量可按下式确定：Qc=an P。辨厂坦气）或 Qc=an P qc式中：迳* 补偿前企业自然平均功率因数角的正切值；补偿后功率因数角的正切值；2an年平均有功负荷系数，一般取0.70.75；qc 无功功率补偿率，千乏/千瓦（kvar/kW）。无功补偿装置其容量为：Qc=qcP30 35七=0.57, 3寸2=0.9,变电所采用单母 线分段式接线。2.2.5负荷计算表见附录1：负荷统计表3供配电主设备选型3.1接入电压等级
11、采用室外引入电源，供电的额定频率为交流50Hz ；额定电压：低压供电 220V/380V、高压供电 10kV。3.2配电设备的选择3.2.1断路器选型断路器是供配电系统中最重要的开关设备之一，它能在事故情况下迅速地断 开短路电流，防止事故扩大。在选择时首先考虑工作条件，确定断路器的额定值; 结合环境条件选用断路器的型号和规格；据短路电流进行断流容量，动、热稳定 校验；尽量维修方便，价格便宜，运行费用少等。在本次设计中经短路电流计算选择MW06-630A，均大于装设地点的电气条 件，故所选断路器经校验合格。3.2.2开关柜选型按一定线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种低压成套配电装置。 MN
12、S系列低压抽出式成套开关设备适用于额定工作电压380V，交流三相四线， 作为建筑中受电、馈电、无功功率补偿、电能计量、照明及电动机及其控制之用。 产品符合GB7251低压成套开关设备和控制设备。具体型号选择见附录2：开关柜图。3.2.3母线选择母线包括裸母线和母线槽。母线槽有密集型绝缘母线槽和空气型母线槽。在 建筑电气中，目前的高层建筑一般都采用密集型封闭母线槽，它分为两种类型， 即插接式和馈电式。母线槽结构紧密，传输电流大，温升小，电压损失小，有较高的绝缘等级。 在本设计中采用密集型母线槽，它适用于交流三相三线，三相四线和三相五线制， 频率5060HZ，电压400v。额定电流2503150A
13、，作为变压器到底压柜连接用， 也可以作为配电干线。照明回路和普通插座回路统一选用BV2*2.5，插座回路统 一选用 BV3*4。3.3主变压器选择主变压器的选择包括主变台数和容量的选择，它的确定应结合变电所主接线 方案的选择。从各种影响因素及节能、经济、实用、安全可靠出发，一般选取变 压器负荷率在0.650.8为宜。3.3.1主变压器台数的选择变压器台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择。当符合下列条件之一 时，宜采用两台及以上变压器：（1）有大量一级负荷或者虽为二级负荷，但有一 定数量的消防设备、保安设备等用电；（2）集中负荷较大，所需变压器容量超过 500kVA时，可选用两台小容量变压器
14、，以确保供电安全；（3）季节性负荷变化较 大时，可设两台或两台以上变压器，以便在淡季时可切除整台变压器。其它情况 下宜装设一台变压器。3.3.2主变压器容量的选择根据该办公楼的负荷性质和电源情况，变电所的主变压器可装有一台主变压 器的变电所。主变压器容量sn.t不应小于总的计算负荷S30，的皿崩30。该工程选用预装式箱式变电所，其中箱变所选用的变压器为S9系列变压器， 所以我们只选择变压器的容量即可。按负荷功率为变压器容量的70%来确定变压 器的容量，所以选择800KVA的变压器，即变压器的型号为：S9-10/0.4-800KVA。3.4变配电所主接线设计方案变配电所的主接线（一次接线）是指由
15、各种开关电器、电力变压器、互感器、 母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电 路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据，也是运行人员进行各种 倒闸操作和事故处理的重要依据。主接线的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。用图形符 号表示主要电气设备在电路中连接的相互关系，称为电气主接线图，电气主接线 图通常以单线图形式表示。具体接线方案见附录3：电气主接线图。3.4.1变配电所主接线设计要求电气主接线设计应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。（1）可靠性 供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力, 是电力生产和分配的首要要求，主接线的设计首先应满足这个要求。电气主接线不仅要保证在正常运行时，还要考虑到检修和事故时，都不能导致 一类负荷停电，应根据具体情况进行技术经济比较，保证必要的可靠性。（2）灵活性需满足调度时的灵活性要求、检修时的灵活性要求以及扩建时 的灵活性要求。（3）经济性在
