毕业论文高层供配电系统设计Word下载.doc
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3.1.1照明系统的发展现状 13
3.1.2照明计量单位 13
3.2照度方式和种类 13
3.2.1照明方式 13
3.2.2照明种类 14
3.3照度计算 14
3.3.1利用系数法 14
3.3.2单位容量法 15
3.4该小区的电气照明设计 17
3.4.1电气照明设计的基本原则 17
3.4.2电气照明详细设计计算 17
3.5插座系统 22
3.5.1插座系统的概述 22
3.5.2一般规定 23
3.5.3插座的安装 23
3.5.4该小区住宅的插座系统设计 24
4综合布线（弱电）系统设计 26
4.1综合布线系统的组成及设计 26
4.2电视系统设计 26
4.3电话、网络系统组成 27
4.4公共广播系统 27
5消防系统 29
5.1火灾自动报警系统 29
5.2火灾探测器的选择原则 29
5.3火灾探测器安装间距的确定 30
5.4探测器平面布置的步骤 30
6防雷接地系统设计 32
6.1防雷与接地系统概述 32
6.1.1防雷系统概述 32
6.1.2建筑物的防雷等级 32
6.1.3高层建筑物的防雷措施 33
6.1.4接地系统概述 33
6.2接地设计 35
结论 36
致谢 37
参考文献 38
毕业说明书
1绪论
1.1设计概况
本设计是某居民楼电气设计，该工程系实际工程。
针对本工程的情况本设计共七章，包含的内容主要有供配电系统（第4章）、电气照明系统（第5章）和消防报警（第6章）。
由于时代的需求要在电气方面做到以人为本，环保节能，在设计深度和广度上都具有很好的研究价值。
本设计通过设计计算和图纸绘制就现代建筑中的主要部分—综合布线、防雷接地根据建筑屋的使用性质和用途按照国家制定的规范和其需求做到科学设计合理布局。
再者对所有建筑屋内的用电耗能设备采用国家推荐的节能设备同时在设计时追求了节能的理念。
近年来，我国建筑电气的发展极为迅猛，并且要求不断提高，技术先进，控制体系丰富多样，更新换代特别快。
于是，多高层的建筑电气的工程设计也便成为工程院校教学环节的重点。
本次设计的意义是通过具体的实例工程设计，初步掌握高层建筑电气设计的基本方法,更好的将理论和实践相结合,将大学四年来所学的课程及知识应用到自己的专业中去,也为将来的工作打下良好的基础。
同时也可以更加详细地学习建筑规范，提高自己独立完成工程设计的实际操作和研究能力。
1.2设计内容
本论文主要阐述了该小区各系统电气设计的设计依据、原则和方法及设计选择的结论等。
论文共包括如下内容：
（1）第一章为绪论部分。
（2）第二章为供配电系统设计，主要说明负荷等级的划分及对应的供电要求，负荷计算以及配电方式等内容的相关原理、原则、方法等，并用单位容量法进行了负荷计算，确定各个系统照明负荷的容量、计算电流，以此选择出了断路器，导线。
。
（3）第三章电气照明设计，主要说明光源、灯具选择，照度计算，一般照明及应急照明等内容，并依据《电气照明技术》《建筑照明设计规范》等进行照度计算，选择出各个房间合适的灯具数量。
（4）第四章为综合布线系统设计，主要说明系统组成、公共广播系统、电视系统的设计及电话系统设计等内容，本次设计从市区有线电视网引入至小区控制室，经分配后引至各栋住宅楼。
主要说明系统组成，主要功能，功放选择等。
（5）第五章为消防报警系统设计，主要介绍消防报警的组成、火灾探测器的设置和选择及探测器平面的布置。
2
（6）第六章为为防雷接地系统设计，主要说明设计的组成和设计结果。
2供配电系统设计
2.1负荷等级
本工程中消防系统设施电源、应急照明等为一级负荷。
生活水泵、普通客梯等为二级负荷，普通照明为三级负荷。
2.2供电电源
由市电网引一路10KV电源至地下室高压配电柜作为主电源（采用一个800kVA干式变压器SCB9-800kVA/10/0.4D,yn11，和一台SCB9-630kVA/10/0.4D,yn11另设地下室发电机组一套，高压柜电源进线采用ZR-YJV22—370电缆埋地引来、线制采用TN-S系统。
地下一层设有变电所。
本工程采用混合式供电（放射式加树干式）。
我们对电气主接线拟订了3个方案进行比较。
A方案：
两台干式变压器（10/0.4KV）直接接入电力系统，高压侧母线分
段联络，低压母线不分段，大楼的应急照明和相关消防用电来自于自备柴油发电机组的电源母线。
B方案：
两台干式变压器（10/0.4KV）直接接入电力系统，高压侧母线分段不联络，低压侧分段联络，每台变压器均能承担相应部分负荷，其中一级和二级负荷均有一用一备电源，大楼的应急照明和相关消防用电来自于自备柴油发电机组的电源母线。
C方案：
选用两台干式变压器（10/0.4KV）直接接入电力系统，高压侧母线分段联络，其中两台变压器低压母线分段联络，每台变压器除能承担相应部分负荷外还可以承担另外一台变压器回路中的重要负荷，能保证电源和变压器都互为备用；
大楼的应急照明和相关消防用电来自于自备柴油发电机组的电源母线。
三种方案比较：
最佳方案应选择C方案
2.3变配电所系统
（1）高压供配电系统中，为了保证整个系统的供电可靠性，拟采用高压母线分段联络的供电方式。
（2）低压配电系统中为保证本工程的一、二级负荷供电可靠性，拟采用低压母线分段联络的供电方式，并拟用TN-S系统。
（3）为保证本工程一级负荷的供电可靠性，单独设立柴油发电机低压配电系统，此系统与低压配电系统采用分裂运行的方式，不联络。
（4）根据本工程实际需要拟将变电所设置在地下一层。
（5）根据相关规定，同时为了提高在变配电所工作的安全可靠性，拟采用接地线同基础主筋可靠焊接的方法，对整个变配电室采用等电位系统。
2.4负荷计算的依据和目的
系统的构成依赖于系统中的每个设备的确定，以及这些设备必须满足在正常负荷电流作用下长时间安全运行的要求。
在负荷计算中，除了以存在的同类型负荷为依据外，还应考虑由于经济的发展，人们生活水平提高所带来的用电量的增加。
2.5需要系数法计算
本建筑等级为一级，电气符合估算采用了符合密度法并考虑其最大符合的同期系数。
本工程采用低压电容器作为无功补偿，以提高符合的同期系数。
电气符合计算结果:
用电设备安装总容量：
T1:
设备功率Pe=155.5KW；
需要系数kx=0.9，计算容量Pjs=kxPe=120.96KW,无功功率Qc=47.9Kvar,功率因数cosφ=0.93,计算视在功率Sc=130.1kV·
A，计算电流Ic=197.7A,
其中：
一级负荷：
100kW;
二级负荷：
55.5Kw。
T2:
设备功率Pe=971.9KW；
需要系数kx=0.9，计算容量Pjs=kxPe=400.1KW,功率因数cosφ=0.93,无功功率Qc=159.9Kvar,视在功率Sc=430.9kV·
A，计算电流Ic=654.6A,
97.9kW;
三级负荷：
874kW
柴油发电机柴油发电机Cummins（康明斯）——KTA50—G3—400kW/0.4/0.23kV。
供电电源：
本工程市政引两路专用10kV电源供电，低压侧单母线分段结线，互为备用，任一路电源均能负担全部负荷。
高压系统电压等级为10kV，低压系统电压等级为220V/380V。
2-1每层设备表
楼层
照明
动力
占地
面积
一级
三级
二级
应急照明（kW）
普通照明（kW）
消防电梯（kW）
消防水泵（kW）
加压风机（kW）
生活水泵（kW）
民用电梯（kW）
设备房
1.5
10
30
5.5
20
18F
4.8
48
800
17F
16F
15F
14F
13F
12F
11F
10F
9F
8F
7F
6F
5F
4F
3F
2F
1F
-1F
70
1035
合计
87.9
884
数目
8
3
15435
设备容量
1157.8
2-2变压器T1,T2所在回路的计算负荷：
用电设备组名称
总功率KW
需要系数
功率因数
额定电压V
设备相序
计算有功功率kW
计算无功功率kVar
计算视在功率kVA
计算电流A
WL01
144
0.4
0.8
380
三相
57.6
43.2
72.0
109.3
WL02
WL03
WL04
WL05
WL07
154
61.6
46.2
77
117
WL08
0.7
0.82
7
4.9
8.5
12.9
WL09
1.0
0.90
42.2
97.5
148.1
WP01
0.60
39
49.2
74.7
WP02
0.80
56
42
106.4
WP03
24
18
28.8
45.6
WP04
1.00
26
32.8
49.8
WP05
4.4
3.3
8.36
2.6系统无功补偿计算
本工程采用自动补偿的方式对系统进行无功补偿。
由于采用的是单相无功功率补偿，因此每相的电容器台数应该相等。
补偿容量计算公式：
电容器所使用台数应满足
——电容器台数
——需要补偿的无功功率，kvar
————计算负荷，kW
——补偿器功率因数
——补偿后功率因数
（1）计算有功功率：
取同期系数=0.9
电容补偿：
采用ABB（盈泰）电容CLMD43/15KVAR400V50HZ电容器补偿。
欲使补偿后达到0.93以上，则补偿后的无功功率为：
=×
tan（arccos0.93）。
即：
需要补偿的无功功率为：
T1：
QC1=QC-=74Kva,实际补偿515Kvar=75Kvar,功率因数为0.93满足要求。
T2：
QC2=QC-=133.9Kvar，实际补偿915Kvar=135Kvar,功率因数为0.93，满足要求。
（2）补偿后的视在功率：
Sc=129.7KVA.T2:
Sc=430.5KVA
（3）计算电流：
IC=.T1:
Ic=197A.T2:
Ic=654A.
（4）电容补偿后的功率因数：
T1:
=0.93.T2:
=0.93.
其它补偿选择也按以上方法。
2.7变压器选择
由公式：
Sc=Pc/βcosφ
β=SC/Sr
式中SC——变压器计算容量kVA
Sr——变压器额定容量
PC——计算负荷kW
β——变压器负荷率（本次设计按照有关规定变压器负荷率应该取值应小于70%）
cosφ——补偿后的功率因数
拿2#变压器选用为例：
根据前面计算SCT2=430.5kVA
Sr===614.9KVA
因此选用型号为SCB9-800/10/0.4干式变压器，额定容量为800kVA，该型号变压器每台高2200mm,宽800mm，深800mm。
2.8高压断路器的选择
高压断路器除了进行正常的投切操作外，还必须能够对故障的短路电流进
切断操作，所以必须能够承受的住短路冲击电流和短路过程中的热能作用。
工程采用安全系数较高的VD4高压真空断路器。
选择原则
（一）满足正常工作条件
1.满足工作电压要求即：
式中——电流互感器最高工作电压；
——电流互感器装设处的最高电压；
——电流互感器额定电流；
——系统标称电压；
2.满足工作电流要求即：
式中——开关电器额定电流；
——开关电器装设处的计算电流；
2.满足工作环境要求选择电气设备时,应考虑其适合运行环境条件要求,如:
温度、风速、湿度、污秽、海拔、地震烈度等。
（二）满足短路故障时的动、热稳定条件
1．满足动稳定要求短路时电器设备能受到的电动力，与导体间形状系数、间距、长度、材料以及通过导体的电流大小有关。
对于开关电器而言，一旦制造出来，无论用于系统何处，其导体间间距、长度及形状系数都不会改变，因此通过导体的电流的大小就成为决定该开关电器能否达到动稳定要求的唯一因素，即只要满足：
或
式中——开关电器的极限通过电流峰值；
——开关电器的极限通过电流有效值；
——开关电器安装处的三相短路冲击电流；
——开关电器安装处的三相短路冲击电流有效值；
2.满足热稳定要求开关电器自身可以承受的热脉冲应大于短路时最大可能出现的热脉冲,称为满足热稳定要求,即:
式中——开关电器的t秒热稳定电流有效值；
——开关电器安装处的三相短路电流有效值；
——假想时间；
（三）满足天关电器分断能力的要求
开关电器分断能力用极限分断能力和额定分断能力两个参数来表达.极限分断能力是指在该条件下开关断后,不考虑开关电器继续承载额定电流,即不考虑其是否还能正常使用;
额定分断能力是指在该条件下开关分断后,开关电器还能继续承载额定电流正常运行,并能反复分断该条件电路多次.
断路器断路器应能分断最大短路电流
式中——断路器的额定分断电流；
——断路器的额定分断容量；
——断路器安装处最大运行方式下三相短路电流有效值；
——断路器安装处最大运行方式下的短路容量.
选择结果
以电源S1进线段为典型分析所用设备及导线的选择
项目
运行电压
计算数据
额定参数
满足条件
结论
电压校验
10KV
合格
电流校验
50.79A
1250A
分断能力校验
8.48KA
20KA
动稳定校验
21.6KA
50KA
热稳定校验
2.9低压断路器选择
低压断路器必须满足上下级间配合
1.瞬时过电流脱扣器整定电流对于配电线路和照明线路应分别考虑。
（1）对于配电线路，瞬时过电流脱扣器整定电流应大于负荷的尖峰电流：
式中——低压断路器瞬时脱扣器可靠系数，考虑电动机起动电流误差和断路器瞬时电流误差，取1.2；
——线路所供负荷中最大一台电动机的全起动电流，它包括了周期分量和非周期分量，其值为电动机起动电流的2倍；
——除起动电流最大的一台电动机以外的线路上的其他负荷的计算电流。
（2）对于照明电路，低压断路器的瞬时过
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