完整word版教学楼供配电设计.docx
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完整word版教学楼供配电设计
1
设计目的
...........................................................................
1
2
设计任务
...........................................................................
1
3
设计思路
...........................................................................
1
4
设计计算，设备与元器件选择计算与参数选择...........
1
4.1
负荷计算公式.........................................................
1
4.1.1
单组用电设备计算负荷的计算公式..........
1
4.1.2
多组用电设备计算负荷的计算公式..........
2
4.2
教学楼的负荷统计及计算......................................
3
4.3
低压配电..................................................................
8
4.4
变压器的选择..........................................................
9
4.4.1
电源及供电系统...........................................
9
4.4.2
变压器型号的选择.......................................
9
4.5
短路电流的计算....................................................
10
4.6
电气设备的选择....................................................
12
4.7
变电所进出线及与邻近单位联络线的选择.......
14
4.7.1
引入电缆的选择........................................
14
4.7.2380V低压出线的选择...............................
15
5
参考资料
.........................................................................
17
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）
1
P30KdPe
（4-1）
式中：
Kd为系数
（2）无功计算负荷（单位为kvar）
Q30P30tan
（4-2）
（3）视在计算负荷（单位为kvA）
P30
（4-3）
S30
cos
（4）计算电流（单位为A）
S30
（4-4）
I30
3UN
式中：
UN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）
P30
KPP30,i
（4-5）
式中：
P30,i是所有设备有功计算负荷P30
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）
Q30KqQ30,i
（4-6）
式中：
Q30,i是所有设备无功计算负荷
Q30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）
S30P302Q302（4-7）
2
（4）计算电流（单位为A）
I30
S30
3UN
（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
设备
需要
台
总容
cos
tan
容量
系数
Pc/kw
数
量
Φ
Φ
PN/KW
Kd
KW
荧
光
0.08
18
14.4
0.7
0.55
1.52
10.08
灯
空
1.5
1
1.5
0.65
0.95
0.33
0.975
调
风
0.06
4
0.24
0.5
0.75
0.88
0.12
扇
电
0.28
1
0.28
0.7
0.9
0.33
0.196
脑
插
0.6
8
0.48
0.7
0.75
0.88
0.336
座
2.52
32
16.9
—
—
—
11.70
总
7
计
取K
P=0.9
10.53
7
Qc/kvSc/K
Ic/A
arvA
15.32
2
0.322
0.106
—
0.065
0.296
16.11
1
15.3018.528.2
583
3
Kq=0.95
（2）楼梯过道负荷统计
表2楼梯过道负荷统计
需
单台
台
设备
要
Qc/kv
Sc/K
cosΦtanΦPc/kw
容量
总容
系
ar
Ic/A
PN/KW
数
量KW
数
vA
Kd
白
炽
0.1
40
4
0.7
1
0
2.8
0
灯
应
—
急
0.01
25
2.5
1
1
0
2.5
0
灯
0.11
65
6.5
—
5.3
0
总
取
K
P=0.9
7.24
计
4.77
0
4.77
Kq=0.95
7
（3）卫生间负荷统计
表3
卫生间负荷统计
单台
设备
需要
容量
台
总容
cos
tan
Qc/kv
Sc/K
Pc/kw
系数
Ic/A
PN/K
数
量
Kd
Φ
Φ
ar
vA
W
KW
4
白
炽
0.1
6
0.6
0.7
1
0
0.42
0
0.42
0.64
灯
（4）其他负荷统计
表4
其他负荷统计
单台
设备
需要
台
总容
cos
tan
Qc/kv
Sc/K
Pc/kw
容量
系数
Ic/A
PN/KW
数
量
Kd
Φ
Φ
ar
vA
KW
电
1
20
0.4
0.5
1.73
8
13.84
20
梯
生
—
活
202400.70.80.752821
水
泵
40
3
60
—
36
34.84
总
取K
P=0.9
43.8
66.6
32.4
计
33.1
K
q=0.95
74
59
（4）左半楼负荷统计
a.左半楼每层负荷统计
5
表5左半楼每层负荷统计
类型个数Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A
普通教
442.14861.2274.324112.928
室
b.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
5
210.74
306.1
371.62
564.64
楼梯
4.77
0
4.77
7.24
1
过道
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
6
表7右半楼每层负荷统计
类型个数Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A
普通教
331.61145.91555.74384.696
室
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/kwQc/kvarSc/KvAIc/A
每层
5
160.155
229.575
280.815
426.67
楼梯
4.77
0
4.77
7.24
1
过道
总计
6
164.925
229.575
285.585
433.91
（6）B楼总负荷统计
7
表9B楼总负荷统计
类型个数Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A
左半
1215.51306.1376.39571.88
楼
右半
1164.925229.575285.585433.91
楼
其他
1
32.4
33.1
43.874
66.659
3412.8568.8——
总计
取KP=0.9
371.5540.4655.7996.3
Kq=0.95
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。
8
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
9
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。
k-1k-2
（1）
（3）
~
`
500MVA
（2）
LGJ-150,8km
系统
S9-800
10.5kV0.4kV
图4短路计算电路
（2）确定短路计算基准值
设Sd
100MVA，UdUc
1.05UN，即高压侧Ud1
10.5kV，低压
侧Ud2
0.4kV，则：
Id1
Sd
5.5KA
（4-9）
3Ud1
Id2
Sd
144KA
（4-10）
3Ud2
（3）计算短路电路中各元件的电抗标幺值①电力系统已知Soc500MVA，故
X1100MVA/500MVA0.2（4-11）
②架空线路查表的LGJ-150的x00.36/km，而线路长8km，故
10
X20.36
8
100MVA
2.6
（4-12）
10.5KV2
③电力变压器查表的S9-830的UZ%4.5，故
X3
4.5
100MVA
5.625
（4-13）
100
800kVA
因此绘短路计算等效电路如图
5所示。
1
2
k13
k
2
0.2
2.6
5.625
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
Xk1X1X20.22.62.8
（4-14）
②三相短路电流周期分量有效值
I
（3）
I
d1
/
X
（k1）
5.5/2.8
kA
（4-15）
k1
1.96
③其他短路电流
I"（3）
I（3）
Ik（3
1）
1.96kA
（4-16）
i
（3）
I"（3）
2.55
1.96
kA
（
4-17
）
sh
2.55
5.0
I
（3）
I
"（3）
1.51
1.96
kA
（
4-18
）
sh
1.51
2.96
④三相短路容量
Sk1（3）
Sd
100
35.7MVA
（4-19）
Xk1
2.8
（5）计算k-2点（0.4kV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流
11
和短路容量
①总电抗标幺值
Xk2
X1
X2
X3
0.22.6
5.6258.425
（4-20）
②三相短路电流周期分量有效值
I
（3）
I
d2
/
X
（k2）
kA
（4-21）
k2
144/8.42517.1
③其他短路电流
I"（3）
I（3）
Ik（3）1
17.1kA
（4-22）
i
（3）
1.84
I
"（3）
1.84
17.1
kA
（
4-23
）
sh
31.5
I
（3）
1.09
I"（3）
1.09
17.1
kA
（
4-24
）
sh
18.6
④三相短路容量
（3）
Sd
100
（4-25）
Sk22
11.9MVA
X
k2
8.425
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
三相短路电流/KA三相短路容量/MVA
短路计算点
Ik（3）
I"（3）
I（3）
ish
（3）
Ish
（3）
SK
（3）
k
1
1.96
1.96
1.96
5.0
2.96
35.7
k
2
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
断流能动稳定
选择校验项目电压电流热稳定度
力度
12
装
参数
UN
IN
Ik（3）
ish（3）
I（3）
tima
置
地
点
数据
10KV
57.7A
1.96kA
5.0kA
1.962
1.97.3
条
件
额定参数
UNe
INe
Ioc
imax
It2
t
高压少油断路
器
10KV
630A
16kA
40kA
162
2
512
一SN10-10I/63
次0
设
高压隔离开关
10KV
200A
——
25.5kA
1025500
备
GN610/200
型
8
高压熔断器
0.5A
50kA
号
10KV
——
——
RN2-10
规
电压互感器
格
10/0.1kV
——
——
——
——
JDJ-10
电流互感器
31.8
10KV
100/5A
——
kA
81
LQJ-10
避雷器FS4-1010KV
——
——
——
——
表12380V侧一次设备的选择校验
断流
动稳定
选择校验项目
电压
电流
热稳定度
能力
度
装
参数
UN
I30Ik
（3）
ish（3）
I（3）
tima
13
置
地
17.1
点
数据
380V
996.3
31.5kA
17.12
0.7204
kA
条
件
一
额定参数
UNe
INe
Ioc
imax
It2
t
次
低压断路器
设
DW15-1500/3
380V
1500A
40kA
——
——
备D
型
低压刀开关
1500A
号
380V
——
——
——
HD13-1500/30
规
电流互感器
1500/5A
格
500V
——
——
——
LMZJ1-0.5
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
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