某高层住宅供配电设计

某高层建筑高低压供配电系统设计1摘要本设计是按照建筑供配电的要求，以国家规范为准则以安全用电为用电、节约电能、经济环保为理念！在满足对供电的要求的同时，同时兼顾施工的可行性以及节约经济预算为理念，设计出满足人们对智能化建筑要求的满意工程，在设计中严格遵守国家的相关规定以及标准，执行国家的方针政策，从而达到科学，人性化设计的现代化电气工程设计内容主要包括负荷计算，供电电源、电压的选择、变压器的容量的选择、类型以及台数、变电所的选址、各个楼层的供电线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以及校验，防雷接地的设计。设计中需要绘制、参照相应的CAD图然后进行分别运算设计最后将设计整理成文档形式的报告。关键词：国家标准、负荷计算、供电线路、防雷接地、CAD图某高层建筑高低压供配电系统设计2第一章工程概况某高层综合楼，总23层，地上22层，地下1层。总建筑面积28807.1平方米，其中地下室建筑面积为2916平方米，建筑物总高度为99.8米。年预计雷击次数0.11次，为二类防雷建筑物。地下一层为附建式6级人防地下室，平时做汽车库，战时作为一个防护单元的二等人员掩蔽部，掩蔽人数为800；地面一到四层为商场，三层以上均为办公用房；屋顶为设备层，变电所设在一层。某高层建筑高低压供配电系统设计3第二章负荷分级、负荷计算及无功功率补偿第一节、负荷分级该工程属于一类高层建筑，用电多为一、二级负荷，用电负荷分级如下：地下室：应急照明，消防设备用电（送、补风机，消防泵）及地面用生活水泵为一级负荷；战时送风机，消防楼梯口排污泵为二级；其余为三级负荷。地面：排烟风机、屋顶正压风机、消防电梯、应急照明、防火卷帘门及普通客梯的电力属一级负荷；其余均为三级负荷。第二节、负荷数据本工程负荷包括照明、电力及消防负荷。所有电源均由一层变电所低压出线直接提供，其中一~四层商场以及二十一、二十二层、屋顶的电源用电缆供电，五到二十层的楼层配电箱用插接式母线槽供电。计量除五到二十层分层集中设电表计量以外，其余均在变电所计量。该综合楼个部分负荷数据见表1~3。某高层建筑高低压供配电系统设计4表1照明负荷计算书用电设备名称设备功率Ｐe（KW）需要系数Kd功率因数cosΦ负荷等级Pc(KW)Qc(Kvar)Sc(KVA)Ic(A)地下室照明及插座910.77一911.411.717.83.8410.5一3.846.77.6811.7一层照明及插座32.810.7三32.833.446.871.213.110.69三13.114.219.6301510.69三1515.721.733.03610.8三36274568二层照明及插座24.610.64三24.629.538.458.424.310.66三24.327.636.856三层照明及插座29.5810.64三29.5835.546.268.114.710.65三14.717.222.63427.710.76三27.719.429.955.4四层照明及插座31.810.65三31.837.248.974.338.410.76三38.449.950.576.85-20层照明及插座16800.70.8三1176617.41029222421、22层照明及插座1860.80.8三148.889.3148.8280顶层照明1810.8三184.1722.534管理中心610.8一64.37.511.4总计2190.80.750.851649.61039.919502962.8其中一级负荷18.8410.6418.8422.429.344.5某高层建筑高低压供配电系统设计5表2电力负荷和平时运行的消防负荷用电设备名称设备功率Ｐe（KW）需要系数Kd功率因数cosΦ负荷等级Pc(KW)Qc(Kvar)Sc(KVA)Ic(A)水泵控制箱26.410.65二26.430.8740.6260排污泵1210.71二1211.9016.9025.5生活泵7410.75一7465.2698.67144一层动力排烟风机1510.75一1513.232030扶梯4010.8三40305080空调动力12010.75三120105.83160240二层动力排烟风机1510.75一1513.232030扶梯4010.8三40305080空调动力14010.75三140123.46186.67280三层动力排烟风机1510.75一1513.232030扶梯4010.8三40305080空调动力10010.75三100123.46186.67200四层动力排烟风机1510.75一1513.232030扶梯4010.8三40305080空调动力10010.75三10088.1813.33200普通客梯2210.67一2224.3832.8452总计814.410.74814.4746.31104.61678其中一级负荷15610.74156142.6211.4321其中二级负荷38.410.6738.442.857.587.4某高层建筑高低压供配电系统设计6表3火宅运行时的消防负荷用电设备名称设备功率（KW）需要系数Kd功率因数cosΦ负荷等级Pc(KW)Qc(Kvar)Sc(KVA)Ic(A)地下室应急照明910.77一97.4611.6917.83.8410.5一3.846.657.6811.7一层应急照明5.4610.5一5.469.4610.9216.6二层应急照明6.310.5一6.310.9112.619.1三层应急照明5.410.5一5.49.3510.816.4四层应急照明5.710.5一5.79.8711.417.3五层以上应急照明37.810.6一37.850.46396消控中心910.8一96.7511.2517管理中心610.8一64.57.511.4送（补）风机1210.75一1210.61624排烟机1910.75一1916725.338喷淋泵9010.8一9067.5112.5170消火栓泵11510.75一115101.2153.3208顶层消防动力69.610.75一69.661.292.8141客梯2210.67一2224.332.852合计416.110.61416.1547.2687.41044计入同时系数K∑p=0.9K∑p=0.95416.10.90.58374.5519.8640.7973.5第三节、负荷计算火灾时运行的消防负荷小于火时必然切除的正常照明负荷和电力负某高层建筑高低压供配电系统设计7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：一、正常运行时的负荷计算（一）总计算负荷Pc总计算负荷等于照明负荷和电力负荷及平时的消防负荷的总和。由表1、2可得照明计算负荷为：Pcl=1649.6KW，Qcl=1039.9Kvar电力及平时运行的消防负荷总计算负荷为：Pcm=814.4KW，Qcm=746.3Kvar由此可得变电所低压侧总计算负荷为：Pc=Pcl+Pcm=1649.6+814.4=2464KWQc=Qcl+Qcm=1039.9+746.3=1786.2Kvar（二）计算同时系数后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K∑p=K∑q=0.80,则计入同时系数后的总经计算负荷为：KWpKPcpc2.197124648.0/KarQKQcqc14292.17868.0/KVAQpSccc7.243414292.1971222/2//功率因数为：81.07.24342.1971coscScP（三）无功补偿容量的计算根据规范要求，低压配电侧无功功率补偿后的功率因数应达到0.92，故有：对于总计算负荷：某高层建筑高低压供配电系统设计8△Q=1971.2X[tan(arccos0.81)-tan(arccos0.92)]=587.4Kvar,可取接近的600Ｋvar。无功功率补偿后的总功率计算负荷保持不变，总无功计算负荷为：Qc=Qc＇-△Q=1429-600=829Kvar视在计算负荷为：S=22cQcP=2138.5KVA功率因数为cScP//cos=5.21382.1971=0.92变压器的损耗无功损耗为PT=cS01.0=KW4.215.213801.0有功损耗为QT=cS05.0=var1075.213805.0K变电所高压侧的总计算负荷为：PPPTcc/11971.2+21.4=1992.6KWQQQTcc//1829+107=936Kvar21211QPSccc=229366.1992=2201.5KVA总功率因数91.05.22016.1992cos11SPcc电源故障时切除三级负荷后仅供一、二级负荷运行的负荷计算照明负荷中一级负荷为KWPcl84.181，var4.221KQcl，无二级负荷；电力及平时运行时的消防负荷中的一级负荷为KWPcm1561，KarQcm6.1421；二级负荷为KWPcm4.382，KWQcm4.382。则总的一、二级负荷为KWppppcmcmclcl24.2134.3815684.182112取有功和无功同时系数分别为80.0pKK，85.0qK，则计入同时系数的一二级总计算负荷为某高层建筑高低压供配电系统设计9KWPKPclclp7.1704.2138.022var8.17620885.022KQKQclclqKVAQPSclclcl8.2458.1767.1702222222功率因数为7.08.2457.1702212SPclclCOS无功补偿容var102)]92.0tan(arccos)7.0s[tan(arcco7.17012KQ，取100Kvar。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var8.761008.1761222KQQQclcl，取补偿后的视在计算负荷为KVAQPSclclcl2.1878.767.1702222222功率因数为91.02.1877.17022//12SPclclCOS，无功补偿满足要求。本工程10/0.38KV变电所负荷计算书如表4所示。某高层建筑高低压供配电系统设计10表4负荷名称设备功率（KW）需要系数Kd功率因数cosΦPc(KW)Qc(Kvar)Sc(KVA)Ic(A)无功补偿前低压母线的计算负荷照明、电力及平时消防负荷计算3005.20.820.8124641786.230444625其中一级负荷174.8410.73174.84165240.4365.3其中二级负荷38.410.6738.442.857.587.4一、二级负荷合计213.2410.72213.24207.8297.8452.5计入同时系数K∑p=0.8K∑p=0.85总负荷3005.20.660.791971.21518.324883780其中一二级负荷213.240.80.70170.6176.6245.5373无功补偿容量装置总：600一、二级：100无功补偿后低压母线的计算负荷总负荷3005.20.660.911971.2918.321751423其中一二级负荷213.240.80.91170.676.6187284变压器损耗21.4107变压器高压侧计算负荷3005.20.660.901992.61025.322413405某高层建筑高低压供配电系统设计11第三章供电电源、电压选择与电能质量第一节、供电电源本工程高压侧总有功计算负荷仅为1992.6KW，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1路10KV专线电源A，可承担全部符合；同时从供电部门的35/10KV变电站引来1路10KV电源B，仅作一、二级负荷的第二电源。两