教学楼供配电设计.docx
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教学楼供配电设计
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）
（4-1）
式中：
为系数
（2）无功计算负荷（单位为kvar）
（4-2）
（3）视在计算负荷（单位为kvA）
（4-3）
（4）计算电流（单位为A）
（4-4）
式中：
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）
（4-5）
式中：
是所有设备有功计算负荷
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）
（4-6）
式中：
是所有设备无功计算负荷
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）
（4-7）
（4）计算电流（单位为A）
（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Kd
cosΦ
tanΦ
Pc/kw
Qc/kvar
Sc/KvA
Ic/A
荧光灯
0.08
18
14.4
0.7
0.55
1.52
10.08
15.322
—
空调
1.5
1
1.5
0.65
0.95
0.33
0.975
0.322
风扇
0.06
4
0.24
0.5
0.75
0.88
0.12
0.106
电脑
0.28
1
0.28
0.7
0.9
0.33
0.196
0.065
插座
0.6
8
0.48
0.7
0.75
0.88
0.336
0.296
总计
2.52
32
16.9
—
—
—
11.707
16.111
取
=0.9
=0.95
10.537
15.305
18.58
28.23
（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Kd
cosΦ
tanΦ
Pc/kw
Qc/kvar
Sc/KvA
Ic/A
白炽灯
0.1
40
4
0.7
1
0
2.8
0
—
应急灯
0.01
25
2.5
1
1
0
2.5
0
总计
0.11
65
6.5
—
5.3
0
取
=0.9
=0.95
4.77
0
4.77
7.247
（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Kd
cosΦ
tanΦ
Pc/kw
Qc/kvar
Sc/KvA
Ic/A
白炽灯
0.1
6
0.6
0.7
1
0
0.42
0
0.42
0.64
（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Kd
cosΦ
tanΦ
Pc/kw
Qc/kvar
Sc/KvA
Ic/A
电梯
20
1
20
0.4
0.5
1.73
8
13.84
—
生活水泵
20
2
40
0.7
0.8
0.75
28
21
总计
40
3
60
—
36
34.84
取
=0.9
=0.95
32.4
33.1
43.874
66.659
（4）左半楼负荷统计
a.左半楼每层负荷统计
表5左半楼每层负荷统计
类型
个数
Pc/kw
Qc/kvar
Sc/KvA
Ic/A
普通教室
4
42.148
61.22
74.324
112.928
b.左半楼总负荷统计
表6左半楼总负荷统计
类型
个数
Pc/kw
Qc/kvar
Sc/KvA
Ic/A
每层
5
210.74
306.1
371.62
564.64
楼梯过道
1
4.77
0
4.77
7.24
总计
6
215.51
306.1
376.39
571.88
（5）右半楼负荷统计
a.右半楼每层负荷统计
表7右半楼每层负荷统计
类型
个数
Pc/kw
Qc/kvar
Sc/KvA
Ic/A
普通教室
3
31.611
45.915
55.743
84.696
卫生间
1
0.42
0
0.42
0.638
总计
4
32.031
45.915
56.163
85.334
b.右半楼总负荷统计
表8右半楼总负荷统计
类型
个数
Pc/kw
Qc/kvar
Sc/KvA
Ic/A
每层
5
160.155
229.575
280.815
426.67
楼梯过道
1
4.77
0
4.77
7.24
总计
6
164.925
229.575
285.585
433.91
（6）B楼总负荷统计
表9B楼总负荷统计
类型
个数
Pc/kw
Qc/kvar
Sc/KvA
Ic/A
左半楼
1
215.51
306.1
376.39
571.88
右半楼
1
164.925
229.575
285.585
433.91
其他
1
32.4
33.1
43.874
66.659
总计
3
412.8
568.8
—
—
取
=0.9
=0.95
371.5
540.4
655.7
996.3
4.3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。
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
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
，
，即高压侧
，低压侧
，则：
（4-9）
（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
，故
（4-11）
②架空线路查表的LGJ-150的
，而线路长8km，故
（4-12）
③电力变压器查表的S9-830的
，故
（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
（4-14）
②三相短路电流周期分量有效值
（4-15）
③其他短路电流
（4-16）
（4-17）
（4-18）
④三相短路容量
（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和短路容量
①总电抗标幺值
（4-20）
②三相短路电流周期分量有效值
（4-21）
③其他短路电流
（4-22）
（4-23）
（4-24）
④三相短路容量
（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
1.96
1.96
1.96
5.0
2.96
35.7
17.1
17.1
17.1
31.5
18.6
11.9
4.6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
装置地点条件
参数
数据
10KV
57.7A
1.96kA
5.0kA
一次设备型号规格
额定参数
高压少油断路器SN10-10I/630
10KV
630A
16kA
40kA
高压隔离开关
10KV
200A
——
25.5kA
高压熔断器RN2-10
10KV
0.5A
50kA
——
——
电压互感器JDJ-10
10/0.1kV
——
——
——
——
电流互感器LQJ-10
10KV
100/5A
——
31.8kA
81
避雷器FS4-10
10KV
——
——
——
——
表12380V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
装置地点条件
参数
数据
380V
996.3
17.1kA
31.5kA
一次设备型号规格
额定参数
低压断路器DW15-1500/3D
380V
1500A
40kA
——
——
低压刀开关HD13-1500/30
380V
1500A
——
——
——
电流互感器LMZJ1-0.5
500V
1500/5A
——
——
——
查找资料，10kV母线选LMY-3（40×4），即母线尺寸为40mm×4mm；380V母线选LMY-3（100×8）+60×6，即相母线尺寸为100mm×8mm，而中性线母线尺寸为60mm×6mm。
4.7变电所进出线及与邻近单位联络线的选择
4.7.1引入电缆的选择
由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。
（1）按发热条件选择由
及土壤稳定25℃查表，初选电缆芯截面为25
的交联电缆，其
，满足发热条件。
（2）校验短路热稳定
（4-26）
式中
按终端变电所保护动作时间0.5s，加断路器短路时间0.2s，再加0.05s计，故
=0.75s。
因此YJL22-10000-3×25电缆满足短路热稳定条件。
4.7.2380V低压出线的选择
（1）馈电给左半楼的线路采用BX-1000-1×240型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。
①馈电给每层的线路采用BX-1000-1×240型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。
a．馈电给每层的教室采用BX-1000-1×2.5型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。
②馈电给楼梯过道的线路采用BX-1000-1×1.5型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。
（2）馈电给右半楼的线路采用BX-1000-1×185型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。
①馈电给每层的线路采用BX-1000-1×150型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。
a．馈电给每层的教室采用BX-1000-1×2.5型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。
b．馈电给每层的卫生间采用BX-1000-1×1.5型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。
②馈电给楼梯过道的线路采用BX-1000-1×1.5型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。
（3）馈电给其他的线路采用BX-1000-1×10型聚氯乙烯绝缘铜芯电缆直接埋地敷设。
表13380V低压出线的选择
名称
类型
选择
馈电给左半楼
BX-1000-1×240型电缆（直埋）
馈电给每层
BX-1000-1×240型电缆（直埋）
馈电给每层的教室
BX-1000-1×2.5型电缆（直埋）
馈电给楼梯过道
BX-1000-1×1.5型电缆（直埋）
馈电给右半楼
BX-1000-1×185型电缆（直埋）
馈电给每层
BX-1000-1×150型电缆（直埋）
馈电给每层的教室
BX-1000-1×2.5型电缆（直埋）
馈电给每层的卫生间
BX-1000-1×1.5型电缆（直埋）
馈电给楼梯过道
BX-1000-1×1.5型电缆（直埋）
馈电给其他
BX-1000-1×10型电缆（直埋）
5参考资料
[1]胡国文.现代民用建筑电气工程设计与施工[M].北京：
中国建筑工业出版社，2005.
[2]余健民，同前，苏文成.供电技术[M].北京.机械工业出版社，1998.
[3]芮静康.现代工业与民用供配电设计手册[M].北京:
中国水利水电出版设，2004.
[4]谢秀颖.电气照明技术[M].北京:
中国电力出版社,2008.
[5]徐滤非.供配电系统[M].北京:
机械工业出版社,2007.
[6]刘思亮.建筑供配电.第一版.北京：
中国建筑工业出版社，2004.
[7]刘介才.工厂供电[M].3版.北京:
机械工业出版社,1998.
[8]陈跃.电气工程专业毕业设计指南——电力系统分册[M].2版.北京：
中国水利水电出版社，2008.
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