建筑供配电课程设计报告

******学院《建筑供配电与照明》课程设计报告题目：某小区大楼供配电与照明设计系部：电力工程系专业：建筑电气工程技术0901学号：******姓名：******指导老师：******2011年1月7日-1-目录一、设计目的………………………………………………………（2）二、设计任务书……………………………………………………（2）三、设计内容………………………………………………………（7）1、负荷等级…………………………………………………（7）2、负荷计算和无功补偿……………………………………（7）3、电源引入…………………………………………………（9）4、变电所位置和形式的选择………………………………（10）5、变电所主变压器台数、容量及主接线方案的选择……（10）6、短路电流计算……………………………………………（13）7、配电系统的设计…………………………………………（14）8、变电所一次设备的选择…………………………………（16）9、变电所继电保护的设计…………………………………（18）10、消防系统设计……………………………………………（19）11、大楼内外照明设计………………………………………（20）12、防雷与接地装置的确定…………………………………（21）四、设计图………………………………………………………（23）1、照明设计平面图……………………………………（23）2、高层住宅配电系统图………………………………（25）-2-一、设计目地通过某小区大楼的电气设计，熟悉高层住宅电气设计的方法及步骤。掌握根据建筑物用途的不同，合理选择电源、变压器、各种用电设备，能读懂各种电气图，了解防雷与接地。二、设计任务书1、设计题目某小区大楼供配电与照明设计。2、设计要求根据本小区所能取得的电源及本小区用电负荷的实际情况，并适当考虑到小区负荷的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，建筑的内外照明设计、确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。3、设计依据1）、小区平面图与房屋建筑平面图如图2和图3所示。2）、大楼负荷情况。该楼高18层，设为2个单元，属于1梯2户型，户型为90平米两室两厅一厨一卫，单独设立水泵站。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。该楼的负荷统计资料如表1所示，楼内住户每户需要系数取0.6、功率因素为0.5。-3-3）、供电电源情况。按照小区与当地供电部门签订的供电协议规定，该小区可由附近一条10kV的公用电源干线和另一个小区变电所取得工作电源。该干线的走向和变电所位置参看小区总平面图。该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MV·A，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。4）、气象资料该小区所在地区的年最高气温为40℃，年平均气温为25℃，年最低气温为0℃，年最热月平均最高气温为35℃，年最热月平均气温为30℃，年最热月地下0.8m处平均温度为20℃，年主导风向为东南风，年雷暴日数为20天。5）、地质水文资料该小区所在地区平均海拔1000m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。6）、电费制度该小区与当地供电部门达成协议，在小区变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制缴纳电费。每月基本电费按主变压器容量收取，为0.6元/kV·A，动力电费为1元/kW·h，照明（含家电）电费为0.5元/kW·h，小区最大负荷时的功率因数不得低于0.9。4、设计任务要求在一周时间内独立完成下列工作量：1）、设计说明书需包括：-4-○1封面与目录。○2前言及确定了赋值参数的设计任务书。○3负荷计算和无功率补偿。○4变电所位置和型式的选择。○5变电所主变压器台数、容量及主接线方案的选择。○6短路电流计算。○7变电所一次设备的选择与校验。○8大楼内外照明设计。○9防雷和接地装置的确定。2）.设计图与表样○1变配电所主接线图。○2主要设备及材料表。5、设计时间2010-2011学年第一学期教学周第19周。序号课程内容教学要求学时讲授训练1熟悉设计要求、准备相关的内容理解设计的基本要求，整理出设计的思路0.5天2主接线设计设计主接线方案并进行分析、论证1天3负荷计算、短路计算负荷计算、短路电流计算1天4主要电气设备的选择能把主要的电气设备选出来1天5项目设计书画主接线图、平面布置图，完成课程设计报告1天6答辩根据设计内容能回答上设计中的知识点0.5天-5-表1大楼负荷统计资料小区用电单位名称设备容量需要系数功率因数1照明需计算0.50.92插座需计算0.30.83电梯22kW/部0.50.84泵房消防用扬水泵90kW/台10.7管道加压泵4kW/台1高位水箱加水泵4kW/台1消防水排水泵1kW/台15同时系数9.0.K图2小区建筑平面-6-图3房屋建设平面图-7-三、设计内容1、负荷等级根据《民用建筑电气设计规范》及《火灾报警与消防联动控制》的规定，普通高层住宅按二级负荷供电，19层及以上的住宅按一级负荷供电。高层住宅言主要消防设备有消防水泵、消防控制室、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警及消防联动装置、火灾应急照明和电动防火门窗、卷帘、阀门等。2、负荷计算和无功补偿某小区大楼计算负荷表负荷名称数量单一设备容量单类设备容量需要系数tan功率因数计算负荷n`Pe(KW)Pe(KW)Kcos30P30Q30S照明照明灯3600.0414.400.500.480.907.203.468.00插座135.000.300.750.8040.5030.3850.63电梯422.0088.000.500.8044.0033.0055.00泵房消防用扬水泵290.00180.001.001.000.70180.00180.00257.14管道加压泵24.008.008.008.0011.43高水箱加水泵24.008.008.008.0011.43消防水排水泵21.002.002.002.002.86公用照明360.041.440.500.480.900.720.350.80合计436.84290.42265.18397.28合计(K∑=0.9)261.38238.66357.55补偿低压电容器容量0.92-133补偿后合计261.38105.66281.93变压器损耗4.2316.92合计（高压侧）0.91265.61122.57292.53其中照明灯的计算负荷确定如下：-8-)(1238.0383)(8var)(46.348.02.7tan)(2.740.145.02)1(30)1(302)1(302)1(30)1(30)1(30)1(30)1(30AUSIAKVQPSkPQKWKPPNe其余负荷计算过程相同（从此处略）考虑到总的负荷的同时系数（K∑=0.9）后，大楼变电所变压器低压侧的计算负荷为：73.055.35738.261cos)(55.35766.23838.261var)(66.23818.2659.0)(38.26142.2909.0)2(30)2(30)2(222)2(302)2(30)2((30)1(30)2(30)1(30)2(30SPAKVQPSkQKQKWPKP欲将功率因数)2(cos从0.73提高到0.92，则低压侧所需的补偿容量为：var)(133)92.0costan73.0cos(tan38.261)tan(tan11)2(30kPQc补偿后的计算负荷为：)(93.28166.10538.261var)(66.10513366.268))((38.26122)2(30)2(30)2(30230230)2(30AKVQPSkQQQKWPc）（）（与补偿前相同变压器损耗为：var)(92.1693.28106.006.0)(23.493.281015.0015.0)2(30)2(30kSQKWSPTT大楼高压侧的计算负荷为：-9-)(89.1610353.2923)(53.292)92.1666.105()23.438.261()()(1)1(30)1(30222)2(302)2(30)1(30AUSIAKVQQPPSNTT大楼的补偿后的功率因数为：91.053.29223.438.261cos)1(30)1(30)1(SPPT满足（大于0.90）的要求。3、电源引入高层住宅楼内供电电源采用电缆埋地引入方式。电压电流为交流220/380V，采用TN-S或TN-C-S接地系统。照明与动力电源分别引入楼内π接箱或配电配电柜。一座高层住宅的建筑面积决定着引入楼内所需照明电缆的数量。每一根电缆接至一台π接箱。π接箱与配电柜的数量一一对应。π接箱安装在地下一层的专用房间内，此房间应安排在外线电缆易于引入的方向。π接箱选用高架型，室内设计应满足下列要求：1）、π接箱的前面应有1.5m的操作距离，箱体的背后距墙应有1m的距离，留作电缆的敷设位置。在特殊情况下，也可以靠墙安装。2）、在π接箱室应预留φ125钢管6根。供电电缆穿钢管沿π接箱室的地面引至π接箱。钢管在室外的埋深与住宅的室内外高度有关，用地下一层的层高减去室内外高差，再减去楼板的厚度，等于钢管在室外的埋深，但钢管埋深不应低于室外地坪下0.7m，钢管另一侧接至电缆井，预埋钢管应有向室外电缆井倾斜的坡度。-10-3）、π接箱室不允许有上下水管及煤气管道等非本室用管路通过。4）、π接箱室至总配电室的线路距离不应超过15m。5）、为防止外面的水流入，配电室的地面可做门槛或将地面抬高一个踏步。外线电缆引入π接箱室后，电缆可明敷设至π接箱进线刀开关，也可以沿地面做沟，沟上盖盖板敷设至刀开关。4、变电所位置和形式的选择由于大楼有二级重要负荷，考虑到对供电可靠性的要求，采用两路进线，一路经10kV公共电源电缆接入变电所，另一路引自邻近高压环网箱。变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定，根据《变电所位置和形式的选择规定》及GB50053－1994的规定，结合本大楼的实际情况，这里变电所采用单独设立方式。5、变电所主变压器台数、容量及主接线方案的选择1)、变电所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。2)、变电所主变压器容量选择每台变压器的容量NTS应同时满足以下两个条件：○1任一台变压器单独运行时，宜满足：30(0.6~0.7)NTSS-11-○2任一台变压器单独运行时，应满足：30(110)NTSS。考虑到本大楼的实际情况，同时又考虑到未来5~10年的负荷发展，初步取NTS=500kVA。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC3系列箱型干式变压器。型号：SC3-500/10，其主要技术指如下表所示：3)、变电所主接线方案的选择方案Ⅰ：高、低压侧均采用单母线分段。优点：用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。方案Ⅱ：单母线分段带旁路。优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断对用户供电。缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。变压器型号额定容量/kVA额定电压/kV联结组型号损耗/kW空载电流0