教学楼供配电设计

目录1设计目的............................................................................12设计任务............................................................................13设计思路............................................................................14设计计算，设备与元器件选择计算与参数选择...........14.1负荷计算公式..........................................................14.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式...........14.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式...........24.2教学楼的负荷统计及计算.......................................34.3低压配电...................................................................84.4变压器的选择...........................................................94.4.1电源及供电系统.............................................94.4.2变压器型号的选择........................................94.5短路电流的计算.....................................................104.6电气设备的选择.....................................................124.7变电所进出线及与邻近单位联络线的选择.......144.7.1引入电缆的选择.........................................144.7.2380V低压出线的选择................................155参考资料..........................................................................171盐城工学院新校区教学楼B楼强弱电系统设计1设计目的建筑电气综合课程设计的目的是进一步强化建筑电气设计理论与建筑电气工程的设计、施工实践能力的有机结合，更有效地培养本业专业综合设计思维以及施工、安装的实践能力。本课程设计的任务包括高层建筑的强弱电气系统的方案设计以及强弱电气系统电气施工图的设计。2设计任务盐城工学院新校区教学楼B楼强弱电系统设计：设计本校新校区教学楼B楼(含两侧与A、D楼相连的连接部分)的供电系统。各人设计并用计算机或手工绘制绘制一份建筑电气施工图（含系统图、平面布置图、设备接线图）、各人编制设计说明书一份、各人完成设计小结一份。3设计思路(1)确定负荷级别；(2)负荷估算：本阶段主要采用单位容量法或单位指标法进行估算；(3)电源：根据负荷性质和负荷容量，提出要求外供电源的回路数、容量、电压等级的要求；(4)确定变、配电所位置、数量、容量，变压器台数。4设计计算，设备与元器件选择计算与参数选择4.1负荷计算公式4.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式(1)有功计算负荷（单位为kW）2edPKP30（4-1）式中：dK为系数(2)无功计算负荷（单位为kvar）tan3030PQ（4-2）(3)视在计算负荷（单位为kvA）cos3030PS（4-3）(4)计算电流（单位为A）NUSI33030（4-4）式中：NU为用电设备的额定电压（单位为KV）4.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式(1)有功计算负荷（单位为kW）iPPKP,3030（4-5）式中：iP,30是所有设备有功计算负荷30P之和，是有功负荷同时系数，可取0.85～0.95(2)无功计算负荷（单位为kvar）iqQKQ,3030（4-6）式中：iQ,30是所有设备无功计算负荷30Q之和，是无功负荷同时系数，可取0.9～0.97(3)视在计算负荷（单位为kvA）23023030QPS（4-7）3(4)计算电流（单位为A）NUSI33030（4-8）4.2教学楼的负荷统计及计算（1）普通教室负荷统计表1普通教室负荷统计单台容量PN/KW台数设备总容量KW需要系数KdcosΦtanΦPc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A荧光灯0.081814.40.70.551.5210.0815.322—空调1.511.50.650.950.330.9750.322风扇0.0640.240.50.750.880.120.106电脑0.2810.280.70.90.330.1960.065插座0.680.480.70.750.880.3360.296总计2.523216.9———11.70716.111取PK=0.910.53715.30518.5828.234qK=0.95（2）楼梯过道负荷统计表2楼梯过道负荷统计单台容量PN/KW台数设备总容量KW需要系数KdcosΦtanΦPc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A白炽灯0.14040.7102.80—应急灯0.01252.51102.50总计0.11656.5—5.30取PK=0.9qK=0.954.7704.777.247（3）卫生间负荷统计表3卫生间负荷统计单台容量PN/KW台数设备总容量KW需要系数KdcosΦtanΦPc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A5白炽灯0.160.60.7100.4200.420.64（4）其他负荷统计表4其他负荷统计单台容量PN/KW台数设备总容量KW需要系数KdcosΦtanΦPc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A电梯201200.40.51.73813.84—生活水泵202400.70.80.752821总计40360—3634.84取PK=0.9qK=0.9532.433.143.87466.659（4）左半楼负荷统计a.左半楼每层负荷统计6表5左半楼每层负荷统计类型个数Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A普通教室442.14861.2274.324112.928b.左半楼总负荷统计表6左半楼总负荷统计类型个数Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A每层5210.74306.1371.62564.64楼梯过道14.7704.777.24总计6215.51306.1376.39571.88（5）右半楼负荷统计a.右半楼每层负荷统计7表7右半楼每层负荷统计类型个数Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A普通教室331.61145.91555.74384.696卫生间10.4200.420.638总计432.03145.91556.16385.334b.右半楼总负荷统计表8右半楼总负荷统计类型个数Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A每层5160.155229.575280.815426.67楼梯过道14.7704.777.24总计6164.925229.575285.585433.91（6）B楼总负荷统计8表9B楼总负荷统计类型个数Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A左半楼1215.51306.1376.39571.88右半楼1164.925229.575285.585433.91其他132.433.143.87466.659总计3412.8568.8——取PK=0.9qK=0.95371.5540.4655.7996.34.3低压配电在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，并且无特殊要求时候，应采用树干式配。当用电设备为大容量时，或负荷性质质量，或在有特殊要求的建筑物内，应采用放射式配电。还有一种为混合式，它兼具前两者的优点，在现代建筑中应用最为广泛。9图1一级放射式图2树干式在本次设计中对干同一区变管辖范围内用电设备性质相同的采用放射式配电，而少区域内采用树干式配电。本教学楼采用放射式和树干式相结合。具体图如下：图3变电所的主接线路图4.4变压器的选择4.4.1电源及供电系统我们知道现学校采用10KV线路电源进线，由于学校用电大多为三级负荷，只有行政楼和图书馆消防为二级负荷，对供电可靠性和灵活性要求不是太高。因此，用一台变压器就可以了。4.4.2变压器型号的选择10用高效节能型三相电力变压器S9来取代用热轧硅钢片的SJ1三相电力变压器节能效果十分明显，通常所需的新增投资费用在3年左右时间内即可收回，在整个变压器寿命期间可节约的电费支出约为整个投资费用的3-4倍，并有利于绿色环保。因此，我校采用的变压器为S9-800/10(6),主变压器的联结组均采用Yyn0。4.5短路电流的计算（1）绘制计算电路，如图4所示。图4短路计算电路（2）确定短路计算基准值设MVASd100，NcdUUU05.1，即高压侧kVUd5.101，低压侧kVUd4.02，则：KAUSIddd5.5311（4-9）KAUSIddd144322（4-10）（3）计算短路电路中各元件的电抗标幺值①电力系统已知MVASoc500，故2.0500/1001MVAMVAX（4-11）②架空线路查表的LGJ-150的kmx/36.00，而线路长8km，故116.25.10100836.022KVMVAX（4-12）③电力变压器查表的S9-830的5.4%ZU，故625.58001001005.43kVAMVAX（4-13）因此绘短路计算等效电路如图5所示。图5短路计算等效电路（4）计算k-1点（10.5kV）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量①总电抗标幺值8.26.22.0211XXXk（4-14）②三相短路电流周期分量有效值kAXIIkdk96.18.2/5.5/)1(1)3(1（4-15）③其他短路电流kAIIIk96.1)3(1)3()3(（4-16）kAIish0.596.155.255.2)3()3(（4-17）kAIIsh96.296.151.151.1)3()3(（4-18）④三相短路容量MVAXSSkdk7.358.21001)3(1（4-19）（5）计算k-2点（0.4kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流12和短路容量①总电抗标幺值425.8625.56.22.03212XXXXk（4-20）②三相短路电流周期分量有效值kAXIIkdk1.17425.8/144/)2(2)3(2（4-21）③其他短路电流kAIIIk1.17)3(1)3()3(（4-22）kAIish5.311.1784.184.1)3()3(（4-23）kAIIsh6.181.1709.109.1)3()3(（4-24）④三相短路容量MVAXSSkdk9.11425.81002)3(22（4-25）以上短路计算结果综合如下所示：表10短路电流计算统计表短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVA)3(kI)3(I)3(I)3(shi)3(shI)3(KS1k1.961.961.965.02.9635.72k17.117.117.131.518.611.94.6电气设备的选择表1110KV侧一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度13装置地点条件参数NUNI)3(kI)3(shiimatI)3(数据10KV57.7A1.96kA5.0kA