【文章內容簡介】 系統(tǒng)； 10KV/ 變配電系統(tǒng)；電力配電系統(tǒng)；照明系統(tǒng)；接地和防雷系統(tǒng)；綜合布線系統(tǒng)。 設計需做到方案合理、技術先進、運行可靠、滿足相關規(guī)范的要求，還要簡捷實用、便于操作、管理和維護，減少綜合 投資。此次設計的目的是通過對該辦公樓的各個系統(tǒng)的設計實踐，綜合運用所學知識，貫徹執(zhí)行我國建筑電氣行業(yè)有關方針政策，理論聯(lián)系實際，鍛煉獨立分析和解決電氣工程設計問題的能力，為未來的實際工作奠定必要的基礎。 （二） 設計要求 技術要求 揚州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 2 ①嚴格按照 10kV 及以下變電所設計規(guī)范的要求 GB 50053— 94 ②短路電流計算用標么值法； ③所有圖紙一律用 AutoCAD 繪制 ,文字符號要符合 GB472 GB546 GB6988等新國標的要求。 圖紙要求 設計圖紙包括： （ 1）配變電所高壓電氣系統(tǒng)圖（ 1 張 A3） （ 2） 配變電所低壓電氣系統(tǒng)圖（ 1 張 A3 加長） （ 3）配變電所電氣平面布置圖（ 1 張 A3） （ 4）配變電所接地平面布置圖（ 1 張 A3） 設計圖紙繪制的一般要求是：滿足設計要求，遵循制圖標準，依據(jù)設計規(guī)范，比例適當、布局合理，講究繪圖質量。設計圖紙采用 A3圖紙 CAD 出圖 設計參考項目 （ 1）畢業(yè)設計任務書 （ 2）國家現(xiàn)行電氣設計規(guī)范： （ a） 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范 GB50052— 95 （ b) 10kV 及以下變電所設計規(guī)范 GB50053— 94 （ c) 低壓配電系統(tǒng)設計規(guī)范 GB50054— 95 （ d）民用建筑電氣設計規(guī) 范 JGJ/T 16— 92 （ 3）相關專業(yè)提供的條件 （ 4) 當?shù)毓╇姴块T有關管理規(guī)定 （ 5）業(yè)主有關要求 揚州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 3 二、 負荷計算及無功補償 （一） 負荷等級及供電電源的確定 負荷等級 、 負荷等級的分類 電力負荷應根據(jù)供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟上所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。 一級負荷： （ 1） 中斷供電將造成人身傷亡者。 （ 2）中斷供電將造成重大政治影響者。 （ 3） 中斷供電將造成重大經(jīng)濟損失者。 （ 4） 中斷供電將造成公共場所秩序嚴重混亂者。 對于某些特等建筑，如重要的交 通樞紐、重要的通信樞紐、國賓館、國家級及承擔重大國事活動的會堂、國家級大型體育中心，以及經(jīng)常用于重要國際活動的大量人員集中的公共場所等的一級負荷，為特別重要負荷。中斷供電將影響實時處理計算機及計算機網(wǎng)絡正常工作或中斷供電后將發(fā)生爆炸、火災以及嚴重中毒的一級負荷亦為特別重要負荷。 二級負荷： （ 1） 中斷供電將造成較大政治影響者。 （ 2）中斷供電將造成較大經(jīng)濟損失者。 （ 3） 中斷供電將造成公共場所秩序混亂者。 三級負荷 : 不屬于一級和二級的電力負荷。 、 負荷等級的確定 本工程為二類高層民用建筑，根據(jù)相關設計 規(guī)范規(guī)定，負荷等級如下： 揚州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 4 一級負荷有：消防客梯、噴淋泵、消防栓泵、應急照明和消防報警、屋頂排煙、變電所； 二級負荷有：一至四層的自動扶梯、生活水泵、通風泵、排水泵； 三級負荷有：商用及辦公用包括東西側的照明設備、分體空調室外景觀照明、地下室照明。 根據(jù)計算的負荷可知：一級負荷合計 ；二級負荷合計 kW；三級負荷合計 kW；考慮同時系數(shù)后的總有功負荷合計 kW；其中一二級負荷合計 kW。 供電電源 本工程從供電部門的 110/10kV 變電站引來 了 1路 10kV 專線電源 A，可承擔全部的負荷，同時從供電部門的 35/10kV 變電站引來 1 路 10kV 環(huán)網(wǎng)電源 B，僅作一、二級負荷的第二個電源。兩路 10kV 電源可同時供電，電源 A 可作為電源B 備用。兩路 10kV 電纜從建筑物南側穿管埋地引入地下 1 層的 10/ 變電所。 由于本工程的兩個 10kV 供電電源相對獨立可靠，因此，不再設置自備發(fā)電機組或其他集中式應急電源裝置。 已知供電部門的 110/10kV變電站與 35/10kV變電站的兩個 10kV電源中性點均采用經(jīng)消弧線圈接地。 （二） 負荷計算 負荷計算的意義 負荷計 算的目的是為了掌握用電情況，合理選擇配電系統(tǒng)的設備和元件，如導線、電纜、變壓器、開關等。負荷計算過小，則依此選用的設備和載流部分有過熱危險，輕者使線路和配電設備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運行。負荷計算偏大，則造成設備的浪費和投資的增大。為此，正確進行負荷計算是供電 揚州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 5 設計的前提，也是實現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟運行的必要手段。 用電設備的負荷計算 表 21 用電設備負荷及其等級 用電設備名稱 設備數(shù)量及符合功率 需要系數(shù)Kd 功率因數(shù)cosφ 有功負荷 /kW 無功負荷/kvar 視在功率/kVA 計算電流/A 負荷等級 客梯 2部 *17kW 34 一部一級，一部二級 一層自動扶梯 2部 * 25 二級 二層自動扶梯 2部 * 25 二級 三層自動扶梯 2部 * 25 二級 四層自動扶梯 2部 * 25 二級 噴淋泵 3臺（二用一備 ），每臺 45kW 72 54 90 一級 消火栓泵 2臺（一用一備）， 每臺 37kW 37 一級 生活水泵 2臺（一用一備）， 每臺 6 二級 排水泵 5臺，每臺容量 6 二級 通風機 6臺 * 36 27 45 二級 地下室照明 1700m2*15W/m2 三級 變電所 15kW 1 15 一級 商業(yè)用房照明 7760m2*30W/m2 51 三級 商業(yè)用房分體空調 4000m2*40W/m2 128 96 160 三級 辦公用房照明 5000m2*20W/m2 80 三級 客用房分體空調 6540m2*40W/m2 三級 室外景觀照明 60kW 36 三級 應急照明及 45kW 1 45 一級 揚州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 6 消防報警 東西側照明 10000m2*30W/m2 270 三級 東西側分體空調 10000m2*40W/m2 320 240 400 三級 屋頂消防排煙機 6臺 * 33 一級 （三） 無功 補償 無功補償?shù)淖饔? 電力系統(tǒng)無功功率是存在于交變磁場和交變電場中的一種瞬時功率。它和有功功率一樣是維護電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行、保證電能質量必不可少的。而在電力系統(tǒng)中 60%以上是電動機等感性負載，它們在系統(tǒng)運行時會消耗大量的無功功率。這些無功功率又是為了維持電源與用電設備的電感和電容之間進行電磁能量交換所需要的功率。因此，只要電力系統(tǒng)己經(jīng)形成，該能量是不可避免的。但是這些用電設備所需要的無功功率，如果都要由發(fā)電機提供并經(jīng)過長距離傳送卻是不合理的。在有功功率保持一定的前提下，線路功率因數(shù)越小，在線路上流過 的電流就越大，導致在線路上的壓降以及損耗就越大。在嚴重情況下，會導致用戶端電壓達不到規(guī)定值，還會使電氣設備得不到充分利用、網(wǎng)絡傳輸能力下降、損耗增加。而且，大量無功潮流在電網(wǎng)中的流動會產(chǎn)生很大的損耗，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和電壓質量，對電網(wǎng)和用電設備的安全運行會產(chǎn)生不利的影響。解決好無功補償問題，對電網(wǎng)降損節(jié)能有著極為重要的意義。 確定無功補償容量 表 22 變壓器 A無功補償及負載率 負荷計算 設備容量 /kW 需要系 數(shù) 功率因 數(shù) 有功計算 負荷 /kW 無功計算負 荷 /kvar 視在計算負荷 /kVA 計算電流 /A 無功功率補償前低壓出線回路 揚州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 7 計入同時系數(shù) K∑ p=、 K∑q= 無功功率補償（并聯(lián)電容器）實際取 8組，每組 20kvar，共160kvar 160 無功功率補償后低壓母線的計算負荷 變 壓器額定容量 1000 變壓器負荷率 表 23 變壓器 B無功補償及負載率 負荷計算 設備容量 /kW 需要系數(shù) 功率因 數(shù) 有功計算 負荷 /kW 無功計算負荷/kvar 視在計算負荷 /kVA 計算電流/A 無功功率補償前低壓出線回路 計入同時系數(shù) K∑ p=、 K∑ q= 無功功率補償（并聯(lián)電容器）實際取 10組，每組 20kvar，共200kvar 200 無功功率補償后低壓母線的計算負荷 變壓器額定容量 1000 變壓器負荷率 （四） 總計算負荷確定 表 24 10/ 變電所總負荷計算 其中一級負荷 237 其中二級負荷 177 177 一、二級負荷合計 414 揚州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 8 計入 同時系數(shù) 總負荷 K∑p =， K∑q = 1367.4 2077.6 其中一、二級負荷 K∑p =， K∑q = 414 初選無功補償裝置（并聯(lián)電容器）容量 =*(tan(arccos0.788)tan()) = (取 400kvar) 400 無功補償后低壓側 總負荷 1164 1769 其中一、二級負荷 414 292 變壓器功率損耗 △ PT≈ ； △Q T≈ 變壓器高壓側計算負荷 1198 揚州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 9 三、 電壓選擇與電能質量 本工程的總有功負荷只有 ，故采用 10kV 供電。本工程為高層民用建筑，用電設備額定負荷為 220/380V,低壓配電柜距離最長不大于 150cm。所以，本工程只設置 1 座 10/ 變電所，對所有用電設備均采用低壓 220/380kV三相四線制 TNS系統(tǒng)配電。 本工程將采取下列措施以使電能質量滿足規(guī)范要求： （ 1）選用 Dyn11 聯(lián)結組別的三相配電變壓器，采用177。 5%無勵磁調壓分接頭。 （ 2）采用銅芯電纜，選擇適合導體截面，將電壓損失限制在 5%以內。 （ 3）氣體放電燈采用低 諧波電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能燈型電感鎮(zhèn)流器，并就地無功功率補償使其功率因數(shù)不小于 。在變電所低壓側采取集中補償，自動投切。 （ 4）將單相用電設備均勻分布于三相配電系統(tǒng)中。 （ 5）照明與電力配電回路分開。對較大容量的電力設備如電梯、空調機組、水泵等采用專線供電。 揚州大學本科生畢業(yè)設計（論文） 10 四、 變壓器選擇以及主接線方案的選擇 （一） 電力變壓器的選擇 變壓器型式及臺數(shù) 本工程為一般民用建筑，變電所位于主體建筑地下室內，故采用 SCB10 型三相雙繞組干式變壓器，聯(lián)結組標號 Dyn11，無勵磁調壓，電壓比 10（ 1177。 5%） /?？紤]到與開關柜布置在同一房間內，變壓器外殼防護等級選用 IPX2(有的地區(qū)要求選用 IPX4)。 SCB10 型干式變壓器符合 GB202022020《三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評價值》的要求。 表 41 干式變壓器規(guī)格型號 變 壓 器 全型號 原邊額定電壓 kV 副邊額定電壓 kV 原邊額定電流 A 副邊額定電流 A 空載損耗 W 短路損耗 W 空載電流 ％ 阻抗電壓 ％ 外形尺寸 長寬高 mm T1 SCB10—1000/10 10 1899 1830 8460 6 800*800*2200 T2 SCB10—1000/10 10 1899 1830 8460 6 80