【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 源沒(méi)有 特殊要求 。 4．消防負(fù)荷供電要求 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（ JGJ 162020） 中對(duì)消防用電設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷等級(jí)劃分規(guī)定，本工程為 一類高層建筑 ， 消防用電（包括 一樓的 消防控制室、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)設(shè)備、應(yīng)急照明、噴淋泵、消防栓水 泵、消防電梯、閥門(mén)、排煙風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)）屬于一級(jí)負(fù)荷，采用專用電路供電 。 客梯、潛污泵、給水泵，熱水循環(huán)泵、排風(fēng)機(jī)、補(bǔ)風(fēng)機(jī)等屬于二級(jí)負(fù)荷，其他屬于三級(jí)負(fù)荷。 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償 一、 綜合樓負(fù)荷 計(jì)算 1． 供電電源情況 本綜合樓變電所在 2屋頂，高壓干線從綜合樓附近的 10kV 公用 電源干線 接入 ，高壓采用兩路電源進(jìn)線。 干線離 本綜合樓 距離為 5km， 在干線首端裝設(shè) 高壓斷路器 SN1010II，其 容量為 500MVA。 2． 負(fù)荷計(jì)算方法 計(jì)算負(fù)荷 能夠 選擇變壓器容量和電力系統(tǒng)其它設(shè)備， 正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是 實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的必要前提 。 需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法是設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用的確定用電設(shè)備組計(jì)算 負(fù)荷的方法，需要系數(shù)法比二項(xiàng)式法更為簡(jiǎn)便實(shí)用，所以本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法來(lái)計(jì)算負(fù)荷。 需要系數(shù)法基本公式如式（ 21） — 式（ 24） 。 （ 21） （ 22） （ 23） （ 24） 上 式中， P30為有功計(jì)算負(fù)荷，單位為 kW； Q30為無(wú)功計(jì)算負(fù)荷，單位為 kvar；S30 為視在計(jì)算功率，單位為 KVA； I30 為計(jì)算電流，單位為 A。以上式子中運(yùn)用到的需要系數(shù)值參見(jiàn)表 21。 3． 本工程負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算 3030 3NSI U?30P KdPe?30 30 tanQP ?3030 cosPS ?蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 本工程負(fù)荷中，有平時(shí)需要運(yùn)行的用電設(shè)備，有火災(zāi)時(shí)才需要運(yùn)行的消防用電設(shè)備 ，負(fù)荷計(jì)算按照平時(shí)運(yùn)行的設(shè)備和火災(zāi)時(shí)運(yùn)行的設(shè)備來(lái)算。照明負(fù)荷按負(fù)荷性質(zhì)分組， 1~9 層公共照明為一組， 1 層、 2 層、 3 層、 4~9 層照明為一組，動(dòng)力負(fù)荷為一組 。負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算如表 22 所示。 表 22 綜合樓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算 設(shè)備名稱 Pe /kW dk cos? tan 計(jì)算負(fù)荷 P30/kW Q30/kvar S30/kVA I30/A 19層 照明 地下室照明 36 一 層照明 197 2層照明 176 3層照明 150 120 120 49層照明 1122 客 梯 27 1 27 34 無(wú)障礙電梯 1 觀光電梯 24 1 24 18 30 熱水循環(huán)泵 37 1 37 給水泵 31 1 31 邊墻 排風(fēng)機(jī) 1 換氣扇 1 5 入口潛污泵 3 1 3 潛污泵 3 1 3 無(wú)負(fù)壓 15 1 15 軸流風(fēng)機(jī) 1 0,3 壁式排風(fēng)機(jī) 1 1F 應(yīng)急照明 6 1 1 0 6 0 6 13F 應(yīng)急照明 1 0 0 49F 應(yīng)急照明 1 0 0 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 消防電梯 15 1 15 消火栓泵 37 1 37 噴淋泵 45 1 45 排煙機(jī) 1 屋面排煙 機(jī) 6 1 6 屋面送風(fēng)機(jī) 1 28． 05 地庫(kù)噴淋泵 45 1 45 地庫(kù)消火泵 37 1 37 地庫(kù)排煙機(jī) 44 1 44 地庫(kù)送風(fēng)機(jī) 37 1 37 總計(jì) KP= Kq= 1506 764 總計(jì)算負(fù)荷， P=1506kW, Q=764kvar,取有功負(fù)荷，無(wú)功負(fù)荷同時(shí)系數(shù) KP=，Kq=,則總的有功計(jì)算負(fù)荷 P30=， Q30=,S30=，I30=。 二、 無(wú)功功率補(bǔ)償 由負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表 (22)可知，該綜合樓 低壓 側(cè)的最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù) cosy 為， 而據(jù)相關(guān)部門(mén) 要求 低壓側(cè) 最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù) cosy 應(yīng)大于 ， 因此 低壓側(cè) 最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù) cosy 暫取 來(lái)計(jì)算 ， 無(wú)功功率補(bǔ)償容量 公式如下： 3 0 1 2( t a n t a n ) 1 2 0 4 . 8 [ t a n ( a r c c o s 0 . 8 ) t a n ( a r c c o s 0 . 9 2 ) ] 3 9 0 v a rcQ P k? ? ? ? ? ? ? 選擇 1PGJ型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為 型號(hào)為 14 3BW ??，采用其方案一 1 臺(tái)主屏和方案 3 的 4 臺(tái)輔屏，得到的總?cè)萘繛?5 * 8 var 4 2 0 varkk?。 無(wú)功補(bǔ)償后， 10kV 側(cè)和 380V 側(cè)的計(jì)算負(fù)荷如表 23 所示。 表 23 綜合樓無(wú)功補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 變電所及主變壓器的選擇 變電所位置和型式的選擇 1． 變電所所址選擇 變電所選擇的一般原則 ： 根據(jù)《 10kV 及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，“ 變電所位置 應(yīng)根據(jù)下列條件來(lái)確定 ： 接近負(fù)荷中心；進(jìn)出線方便 ； 接近電源側(cè)；設(shè)備運(yùn)輸方便； 高層主體建筑不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所，或者疏散出口 ” 。 變電所型式選擇 ：變電所分為屋內(nèi)式和屋外式兩大型式，負(fù)荷較大的高層建筑或者廠房，應(yīng) 設(shè)附設(shè)式 或獨(dú)立式變配電所。 本設(shè)計(jì)中變電 所設(shè)計(jì)在 2樓屋頂， 為了 便于進(jìn)出線 及考慮到周圍建筑環(huán)境 ，決定在 2樓屋頂靠墻建造變電所，其型式為附設(shè)式。 2． 變電所總體布置 變電所布置要滿足“便于運(yùn)行維護(hù)，保證運(yùn)行安全，便于進(jìn)出線，節(jié)約土地和建筑費(fèi)用，適應(yīng)發(fā)展”等要求，總體布置圖如圖 21 所示。 圖 21 總體布置圖 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 主變壓器選擇 1． 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 變壓器根據(jù)負(fù)荷計(jì)算可以選擇一臺(tái)或者兩臺(tái) 。 一臺(tái)主 變壓器不僅 接線 不繁瑣 ， 而且 占地面積、 控制設(shè)備也少，花費(fèi)資金少。 一臺(tái)主變也有缺點(diǎn)， 負(fù)荷變化幅度較大的時(shí)候就 會(huì)消耗 掉很多的無(wú)功功率 ， 當(dāng) 檢修時(shí) 可能會(huì) 停電。 兩臺(tái)主變壓器比一臺(tái)主變壓器優(yōu)點(diǎn)多，當(dāng)一臺(tái)出現(xiàn)故障或者需要檢修時(shí)，另一臺(tái)可以投入運(yùn)行， 2 臺(tái)相互切換，減少無(wú)功功率損耗。但 2 臺(tái)主變花費(fèi)高，而且接線復(fù)雜。 考慮到以上優(yōu)缺點(diǎn)，本工程選用兩臺(tái)變壓器。 2． 主變壓器容量選擇 確定變壓器容量的原則如下： （ 1） 主變壓器容量考慮負(fù)荷長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，一般考慮 1020 年負(fù)荷發(fā)展。 （ 2） 裝設(shè)兩臺(tái)變壓器時(shí) ，每臺(tái)變壓器 須 滿足 式 （ 25），式（ 26）。 30(0 .6 ~ 0 .7)NTSS? ? （ 25） 3 0 ( )N T I II??? （ 26） 本降壓變電所變壓器的容量 ： ( 0 . 6 ~ 0 . 7 ) 1 2 6 0 ( 7 5 6 ~ 8 8 2 )NTS k V A? ? ? ? 選擇兩臺(tái) S91000/10 型低損耗 、低噪音 配電變壓器，主變壓器的聯(lián)結(jié)組 標(biāo)號(hào)為Dyn11。 變電所主接線方案 本設(shè)計(jì)采用兩路電纜進(jìn)線，高低壓均為單母線分段的接線方式，這種接線方式，當(dāng)一臺(tái)主 變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，切換另一臺(tái)變壓器，可迅速恢復(fù)供電，因此這種接線方式供電可靠性很高，可以給 本工程一二級(jí)負(fù)荷 供電 。 本設(shè)計(jì)高壓系統(tǒng)有 9 臺(tái)高壓柜，分別是 2 臺(tái)出線柜、 2 臺(tái)進(jìn)線柜、 2 臺(tái)互 感器柜、 2 臺(tái)計(jì)量柜、 1 臺(tái)聯(lián)絡(luò)柜，采 用 GG1A(F)型高壓開(kāi)關(guān)柜和 GG1A(J)型計(jì)量柜 ,外形尺寸為 1200mm 1200mm 3100mm。 低壓柜 采用 GGD2 型低壓配電柜 ， 外形尺寸為 800mm 600mm 2200mm。高低壓具體接線圖詳見(jiàn)施工圖。 計(jì)算短路電流 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 設(shè) 10kV 進(jìn)線的前端斷路器 容量為 500MVA，從 干線首端距離本變電所 距離為 5km。 1． 繪制計(jì)算電路 按照本工程實(shí)際情況，繪制出等效電路圖，如圖 22 所示。 圖 22 短路計(jì)算電路圖 2． 求 高壓側(cè) K1 點(diǎn)的短路電流和短路容量 （ 1） 電力系統(tǒng)的電抗： Soc=500MV?A， ???? V A500 2oc21c1 ）（ 架空線路的電抗：由表 24 查得 X0=，因此 計(jì)算電路的總電抗 ????????? 211k ）（ （ 3） 計(jì)算三相短路電流和短路容量 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 三相短路容量 Sk1（ 3） = 3 Uc1Ik1（ 3） = 3 =?A 3． 計(jì)算 低壓側(cè) k2 點(diǎn)的 短路電流和短路容量 計(jì)算公式與 K1 點(diǎn)計(jì)算公式相同，不再敘述，直接給出結(jié)果。 Ik2（ 3） = I″（ 3） =I∞（ 3） =Ik2（ 3） = ish（ 3） =″（ 3） = =62kA Ish（ 3） =″（ 3） = = Sk2（ 3） = 3 Uc2Ik2（ 3） = 3 =?A 4． 高低壓側(cè)三相短路電流及三相短路容量結(jié)果如表 25 所示。 表 25 短路計(jì)算結(jié)果 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 1． 高低壓母線的選擇 按 88D264《電力變壓器布置》 標(biāo)準(zhǔn)圖集規(guī)定， 10kV 母線選擇 LMY3(40 4），即高壓母線尺寸為 40mm 4mm；低壓母線選 LMY3（ 120 10） +806，即相母線尺寸為 120mm 10mm，而 中性線母線尺寸為 80mm 6mm。 2． 10kV 側(cè) 一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 經(jīng)過(guò)計(jì)算，最終選擇的高壓側(cè)一次設(shè)備如表 26 所示。 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 表 26 10kV 側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn) 3． 低壓 380V 側(cè) 一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 經(jīng)計(jì)算，最終選定低壓側(cè)一次設(shè)備如表 27 所示。 表 27 380V 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 變電所導(dǎo)線和電纜 的選擇 變電所 導(dǎo)線和電纜的選擇主要包含 10kV高壓進(jìn)線和高壓配電室至主變的引入電纜 、 380V 低壓出線的選擇 與校驗(yàn) 。 一、 10kV 進(jìn)線和 高壓配電室至主變的 引入電纜的選擇 （ 1） 10kV 進(jìn)線采用 LJ 型鋁絞線 橋架敷設(shè)，接往公用干線。 蘇州科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 按發(fā)熱條件選擇： 由于 I30=73A，查鋁絞線技術(shù)表初 次 選 擇 LJ16， Ia1=＞ I30=73A，滿足發(fā)熱條件。 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度： 查 技術(shù) 表知，最小允許截面 Amin=35mm2，所以 按發(fā)熱條 件初選 的 LJ16 不滿足機(jī)械強(qiáng)度 的 要求， 所以 改選 LJ35。 （ 2） 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇 與 校驗(yàn) ， 初選 采用 YJV22型 電纜 埋地敷設(shè)。 按發(fā)熱條件選擇： 由 I30=73A 查表知，初選纜芯截面為 25mm2 的交聯(lián)電纜，其 Ia1=100A＞ I30 =73A，滿足發(fā) 熱條件。 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定：按照以下式子 （ 27） 計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面 Amin=I∞（ 3） 0 .7 53 0 8 0 3 4 .677im atC ? ? ? mm2A=25mm2 （ 27） 因此 YJV223 25 電纜 不滿足短路熱穩(wěn)定條件，故改選 YJV22100003 35 電纜。 二 、低壓 側(cè) 出線線纜的選擇 與校驗(yàn) 380V 側(cè)的低壓出線選用電纜橋架敷設(shè)， 動(dòng)力照明分開(kāi)