办公大楼供配电设计

课程设计说明书（2011/2012学年第一学期）课程名称：建筑供配电及照明技术题目：某办公大楼建筑供配电及羽毛球馆照明设计专业班级：电气工程及其自动化4班姓名：刘福来学号：080060414指导教师：岑毅南王静爽设计周数：两周2011年12月23日-1-目录一、设计要求1.1目的及意义………………………………………………………………………………………11.2主要任务…………………………………………………………………………………………11.3技术要求…………………………………………………………………………………………1二、设计正文2.1总体方案设计……………………………………………………………………………………22.1.1高低压配电系统选择………………………………………………………………………22.1.2开关线路的选型……………………………………………………………………………32.2负荷计算………………………………………………………………………………………42.2.1计算方法……………………………………………………………………………………42.3供电系统图……………………………………………………………………………………52.4设备选型………………………………………………………………………………………62.4.1设备选择……………………………………………………………………………………72.4.2设备校验与整定……………………………………………………………………………82.5照明及供配电设计……………………………………………………………………………112.5.1羽毛球馆照明设计………………………………………………………………………12三、课程设计总结…………………………………………………………………………12四、参考文献…………………………………………………………………………………12-2-一、设计要求1.1目的及意义通过本次课程设计,加深对建筑供配电及照明技术理论知识的理解,初步了解通信大楼供配电工程设计的基本原理、步骤及方法，掌握建筑供配电总体方案、设计计算、设备选型及照明设计。结合课程设计的内容，熟悉建筑供配电及照明工程中需要提交的技术文档要求，学会绘制供电系统图、照明灯具布置图及建立负荷计算表，学会查阅有关专业技术资料及设计手册，提高进行独立设计的能力并完成课程设计相关任务。1.2主要任务(1)熟悉设计资料，明确设计任务，考虑高低要供配电系统，并画草图。（2）羽毛球场馆照度计算及照明灯具的选择.布置（3）将建立符合统计计算表，并计算计算负荷，短路电流计算。（4）设备选型（变压器，断路器，开关，导线，配电箱，开关柜等）。（5）CAD绘图（供配电图，布线图，照明布置图等）。1.3技术要求1）输电线路，变电所，电力，羽毛球场馆照明等的设计。2）羽毛球馆照度要求达到300lx.二、设计正文1建筑概况及要求某办公大楼建筑面积9080㎡，地下一层，地上七层。现浇框架——剪力墙结构。地下一为车库，层高3.5米，地上一层为餐厅，层高5米；地上二层为会议室，层高为5.7m；地上三层至七层为办公室，高均为3.0m.班后0.15m，卫生间浴室垫层为0.13m，其他垫层为0.05m。首层二层有吊顶。根据统一的供电规划方案，低压电缆分七路埋地引入该建筑的低压配电室，为用电负荷供电，此段线路的电压损失为1%；本设计对消防负荷只提供相应的供电条件，不做具体的设计；二层会议室照明，音响等由专业的厂家设计施工，本设计只提供相应的供电条件。2，羽毛球场馆照明设计长40m宽20m，层高为2.8m，窗总宽38米，高1.7米，采用嵌入顶棚式YG701-3型3管荧光灯照明器照明，每支灯管额定光通量式2000lm，要求满足国际标准照度200lx.顶棚反射系数为70﹪，墙面的反射系数为65﹪，地板的反射系数为30﹪，玻璃的反射系数为8%。3用电设备-3-某办公楼变电站负荷如下表：楼层负荷名称功率（KW）数量（台）合计（KW）层合计（KW）地下一层污水泵0.7564.515.5生活泵5.5211首次排风泵0.3710.37106.74通风泵1.111.1电加热器24248空调室内机0.180.8空调室内机0.2710.27通风机2.212.2通风机326热风机12448二层空调室内机0.2720.5415.1空调室内机0.7664.56排风机2.5410三到七层热水器621213除污机111顶层空调室外机1317221234.37通风机7.517.5通风机5.515.5排风机0.3710.37照度标准选择值：照度标准选择值建筑部位照度值参考面建筑部位照度值参考面建筑部位照度值参考面楼道75lx地面餐厅200lx0.75m机房200lx0.75m办公室150lx0.75m浴室50lx地面车库75lx0.75m门厅100lx地面卫生间50lx0.75m设备间30lx地面2.1总体方案设计2.1.1根据任务书的原始材料确定负荷等级，通过对所有设备组进行负荷计算。2.2负荷计算2.2.1计算方法-4-无功补偿：补偿前：tgф1=Qav/Pav补偿后：tgф2=（Qav-Qcc）/Pav补偿的无功功率：Qcc=Pc(tgф1-tgф2)需电容器台数：2NCWnccUUqQN当COSφ＜0.9时，采用人工补偿法来提高功率因数，广泛采用并联电容器进行补偿。变压器损耗的具体算法：有功损耗ΔPt=ΔPo+ΔPk(Sc/Sr)2,无功损耗ΔQt=ΔQo+ΔQl(Sc/Sr)2ΔPo为变压器空载有功损耗，ΔPk为短路有功损耗，ΔQo为空载无功损耗，ΔQl为负载无功损耗。根据以上算法得到负荷计算表（见附表一）2.2.2大楼照明计算厕所：S1=6*6.9*5=207m2，走廊：S2=2.1*（3.6*9+2.4+2.14）*5=585.7m2，其他建筑物面积：S=9080-S1-S2=8288m2.根据要求：一般负荷照明：各层按单位指标法计算为15W/M2，卫生间按单位指标算为5W/M2，走廊按单位指标法计算：6.5W/M2。根据指标可得照明负荷总计为P=585.7*6.5+207*5+8288*15=130.8KW。2.2.3根据以上计算可确定供配电系统采用单电源双变压器并列运行。一台变压器供大楼空调专用，另一台供其它设备使用，两台变压器可相互备用。运行。高压采用单母线不分段结线，低压采用单母线分段结线，中间用联络开关连接。并根据负荷依次划分出低压回路，具体见2.3供电系统图2.3供电系统图图表见附表2其中根据负荷计算表可知：I1=23A,I2=12A,I3=13A。工作电压均为10KV。I4=331A，I5=346A，工作电压为380V。其余计算：I6=P5*Kd/380/1.732=177A，同理易得出：I7=84A,I8=18A,I9=76A,I10=18A,I11=18A，I12=-50A，I13=9A，I14=335A，I15=-110A，I16=400A，以上点的工作电压均为380V。根据以上数据进行如下的设备选型。mieidicPKKP1tgPQcc22cccQPSNccUSI3-5-2.4设备选型2.4.1设备选择变压器的选择:因为大楼属于低层建筑，采用10KV/380V变压器即可。由负荷计算得1#变压器处4点计算负荷：Sc1=217kVA根据变压器选择原则选变压器的容量为：SN1=315KVASc/ST=β=217/315=70%2#变压器处5点计算负荷：SC2=215KVA根据变压器选择原则选变压器的容量为：SN2=315KVASc/ST=β=215/315=69%断路器,隔离开关，电流互感器，电线的选择:12345678910111213141516断路器：ZN5-10/1000户内真空式NS400塑壳式隔离开关：GN8610T/200GN866T/200电流互感器：LMZ-10LMZ-10电压互感器：JDZJ-10电线的选择：TMY,BLXTMY,BLX,BV开关柜的选择详见附表2，3隔离开关GN866T/200接触电阻R1=0.4mΩ断路器NS400塑壳式断路器线圈电阻R3=1.3mΩ断路器线圈电抗R4=0.86mΩTMY20*3r1=0.117Ω/kmx1=0.35Ω/kmTMY30*4r2=1.097Ω/km对以上器件其进行校验短路电流计算：-6-ST50KM，Xo=0.35欧/千米，315KVA5KM,Xo=0.35欧/千米10.5/0.4KVRo=1.2欧/千米（一）、线路的阻抗Xl=X0*L=0.35*5=1.75Ω（二）、变压器的阻抗T1的阻抗：X1=U%*Unt2/100*Snt=6*0.42/100*800*10-3=0.012ΩT2的阻抗：X2=U%*Unt2/100*Snt=6*0.42/100*1250*10-3=0.00768Ω（三）、总阻抗的计算对变压器的高次侧X1=1.75对变压器的低次侧X2=1.75*（0.4/10.5）2+0.012=0.01454Ω（四）、短路参数对变压器高次侧1、短路电流周期分量的有效值：Ik1=Uav1/1.732*Xk=10.5/(1.732*1.75)=3.46KA2、短路电流的冲击值：Ish=2.55*Ik1=2.55*3.46=8.823KAIsh=1.52*Ik1=1.52*3.46=5.259KA3、短路容量：Sk1=1.732*Uav2*Ik2=1.732*10.5*3.46=62.924KVA对变压器低次侧-7-对变压器T1的低次侧：1、短路电流周期分量的有效值：Ik2=Uav2/1.732*Xk=0.4/(1.732*0.01454)=15.88KA2、短路电流的冲击值：Ish=1.84*Ik2=1.84*15.88=29.22KAIsh=1.09*Ik2=1.09*15.88=17.31KA3、短路容量：Sk2=1.732*Uav2*Ik2=1.732*0.4*15.88=11KVA对变压器T2的低次侧：1、短路电流周期分量的有效值：Ik2=Uav2/1.732*Xk=0.4/(1.732*0.01022)=22.6KA2、短路电流的冲击值：Ish=1.84*Ik2=1.84*22.6=41.58KAIsh=1.09*Ik2=1.09*22.6=24.63KA3、短路容量：Sk2=1.732*Uav2*Ik2=1.732*0.4*22.6=15.66KVA3、短路容量：Sk2=1.732*Uav2*Ik2=1.732*0.4*4.3=2.98KVA对ZN5-10/1000（1）、热稳定性的校验：Ik12*tima=3.462*(0.5+0.05)202*2合格（2）、热稳定性的校验：Ish=8.823KA50KA合格（3）、断流能力的校验：Ik1=3.4620KA合格T2高次侧断路器应选为：ZN5-10/1000（1）、热稳定性的校验：Ik22*tima=3.462*(0.5+0.05)202*4合格（2）、热稳定性的校验：Ish=8.823KA50KA合格（3）、断流能力的校验：-8-Ik2=3.4620KA合格对NS400（1）、Ic4=1011A;In1=1250A（2）、T1的选型选为：MW12（3）、各脱扣器的整流电流：a)瞬时脱扣器Iop.or=(1.1*1.8*1000)/(1.732*0.38)=3000AK3=3b)短时脱扣器Iop.or=(1.1*1.3*1000)/(1.732*0.38)=2173AK3=2c)长延时脱扣器Iop.tr=1.1*1011=1112AK=0.9（4）、开断能力校验Ik=15.88In.br=35KA合格对电流互感器额定电流应满足I1e≥Ig·max式中I1e﹑Ig·max—分别为互感器原边额定电流和装置的最大长期工作电流在环境温度条件下，容许连续通过电流互感器的原边电流可达额定值的120%，但过大将使误差增大。互感器的二次额定电流一般为5A。与仪表、继电器的标称电流相符