【正文】 ....................................... 30 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................... 31 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 1 緒論 1 1 緒 論 建筑電氣工程 “就是以電能、電氣設(shè)備和電氣技術(shù)為手段來創(chuàng)造、維持與改善限定空間和環(huán)境 ”的一門科學(xué)， 隨著建筑技術(shù)與電氣科技的發(fā)展而發(fā)展的， 它是介于土建和電氣兩大類學(xué)科之間的一門綜合學(xué)科。針對(duì)指定的區(qū)域進(jìn)行動(dòng)力和照明設(shè)計(jì)，完成動(dòng) 力系統(tǒng)圖、動(dòng)力平面圖、照明平面圖、照明插座圖。 高壓系統(tǒng)采用單母線分段，實(shí)行高壓集中計(jì)量 ， 變壓器采用負(fù)荷開關(guān)加熔斷器保護(hù) ， 低壓側(cè)設(shè)置無功集中自動(dòng)補(bǔ)償裝置。 首先采用需要系數(shù)法和負(fù)荷密度法記性負(fù)荷計(jì)算，并對(duì)設(shè)備和線纜的參數(shù)進(jìn)行初步的選擇，之后再完成設(shè)備校驗(yàn)。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 某住宅 小區(qū)建筑 電氣 工程 設(shè)計(jì) 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院 二 O一五年六月 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 摘要 I Graduation Design(Thesis) of Chongqing University Electrical Design of Residential Building Undergraduate: Supervisor: Associate Prof Major: Electrical Engineering and Automation School of Electrical Engineering Chongqing University June 2020 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 摘要 II 摘 要 該論文的設(shè)計(jì)內(nèi)容是總建筑面積 ，建筑占地面積 ， 地上33 層，地下車庫 2 層，建筑高度 99m，地下 2 層的住宅建筑，屬于一類高層建筑。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)強(qiáng)電的內(nèi)容，主要 包括： 變配電所的設(shè)計(jì)、高低壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、防雷平面設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)接地設(shè)計(jì)、動(dòng)力力平面設(shè)計(jì)、照明平面設(shè)計(jì)。供電 系統(tǒng) 采用一路 10kV市政進(jìn)線以及一臺(tái)功率為 500kW的柴油發(fā)電機(jī)供電，柴油發(fā)電機(jī)作為應(yīng)急電源。 該文根據(jù)建筑防雷規(guī)范進(jìn)行防雷與接地設(shè)計(jì)，完成頂層防雷避雷網(wǎng)和引下線 。設(shè)計(jì)圖紙均使用 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CADComputer Aided Design)進(jìn)行繪制。 尤其是隨著信息技術(shù)的發(fā)展，如顯示技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，使其實(shí)現(xiàn)了巨大的進(jìn)步。 此次設(shè)計(jì)的內(nèi)容是重慶市某高層住宅樓的建筑電氣工程設(shè)計(jì)。地上 33 層，地下車庫 2 層，建筑高度 99m，屬于一類高層建筑。 該設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容： ① 變配電所的設(shè)計(jì)； ② 本建筑的高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)； ③ 本建筑的低壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)（含配電箱系統(tǒng)，豎向配電系統(tǒng)）； ④ 本建筑的電力平面設(shè)計(jì)； ⑤ 本建筑的照明平面設(shè)計(jì)； ⑥ 本建筑的防雷平面設(shè)計(jì)； ⑦ 本建筑的基礎(chǔ)接地設(shè)計(jì)； ⑧ 本建筑的消防 自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)； ⑨ 本建筑的消防平面設(shè)計(jì)。重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 2 負(fù)荷計(jì)算 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。在供配電系統(tǒng)中，以 30min 的最大計(jì)算負(fù)荷作為選擇電氣設(shè)備的依據(jù)。 負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、利用系數(shù)法、負(fù)荷密度法、單位指標(biāo)法和住宅用電量指標(biāo)法等。這種方法比較簡便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。這種方法的理論根據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，因而計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際。 本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法和負(fù)荷密度法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。 需要系數(shù)法和負(fù)荷密度法 ① 需要系數(shù)法 1）單組設(shè)備計(jì)算負(fù)荷 當(dāng)分組后同一組設(shè)備中臺(tái)數(shù)大于 3 臺(tái)時(shí)，計(jì)算負(fù)荷應(yīng)考慮其需要系數(shù)，即：??? ni Nidc PKP 1 22 ccc QPS ?? ?tancc PQ ? rcc USI 3? 式中 ?NP ——總設(shè)備功率，單位為 kW； 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 dK ——需要系數(shù)； cP ——計(jì)算有功功率，單位為 kW； cQ ——計(jì)算無功功率，單位為 kvar； cS ——計(jì)算是在功率，單位為 kVA； ?tan ——電氣設(shè)備功率因數(shù)角的正切值； rU ——電氣設(shè)備額定電壓，單位為 kV； rI ——計(jì)算電流，單位為 A。 2）多組設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 當(dāng)供電范圍內(nèi)有多個(gè)不同性質(zhì)的電氣設(shè)備組時(shí)，先將每一組都按上述步驟計(jì)算后，再考慮各個(gè)設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷在各自的負(fù)荷曲線上不可能同時(shí)出現(xiàn)，以一同時(shí)系數(shù)來表達(dá)這種不同時(shí)率，因此其計(jì)算負(fù)荷為： ???? ni NidPc PKKP 1 ?cQ K∑Q ?tancP 22 ccc QPS ?? rcc USI 3? 式中 ， K∑P——有功功率同時(shí)系數(shù)。 K∑Q——無功功率同時(shí)系數(shù)。 ② 負(fù)荷密度法 負(fù)荷密度 法的計(jì)算公式如下： SPc ?? 式中 ， cP ——計(jì)算負(fù)荷，單位為 kW； S——計(jì)算范圍的使用面積，單位為 m2； ?——負(fù)荷密度指標(biāo)，單位為 kW/m2。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 正常負(fù)荷計(jì)算 表 負(fù)荷名稱 Pe/kW Kd Pci/kW cosφ tanφ Qci/ kvar Sci/kW Ici/A 住房 1F 6+8+8+6+10+10=48 住房2F~33F 6+6+6+6+8+8+8+8=56 2241 應(yīng)急照明 5+10+5+5=25 20 消防電梯 20 1 20 普通電梯 20 1 20 合計(jì) 1348 車庫應(yīng)急照明 15 12 9 車庫照明 45 36 27 車庫生活水泵 37 設(shè)備照明房 15+15+10=40 32 地下車庫合計(jì) 總計(jì) 表中 eP ——設(shè)備功率，單位為 kW； dK ——需要系數(shù)； cP ——計(jì)算有功功率，單位為 kW； ?cos ——電氣設(shè)備功率因數(shù)； ?tan ——電氣設(shè)備功率因數(shù)角的正切值； cQ ——計(jì)算無功功率，單位為 kvar； cS ——計(jì)算是在功率，單位為 kVA； rI ——計(jì)算電流，單位為 A。 消防負(fù)荷計(jì)算 表 負(fù)荷名稱 Pe/kW Kd Pci/kW cosφ tanφ Qci/kvar Sci/kVA Ici/A 消防風(fēng)機(jī) 43 5 車庫消防水泵、風(fēng)機(jī) 230+78+38+64=410 328 621.21 合計(jì) 453 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 由此可知，正常負(fù)荷為 ，消防負(fù)荷為 。 變壓器的選擇 實(shí)際負(fù)荷 表 回路名稱 設(shè)備容量/kW 需要系數(shù) 有功 功率Pci/kW 無功功率Qci/kvar 功率因數(shù)cosφ 住房 1~6F 326 163 住房 7~12F 336 168 住房 13~18F 336 168 變配電室照明 10 7 合計(jì) 1 506 住房 19~23F 280 140 住房 24~28F 280 140 住房 29~33F 272 136 合計(jì) 2 416 車庫應(yīng)急照明 15 1 15 室外照明 50 35 塔樓走道照明 20 1 20 消防控制室照明 20 1 20 專用變配電室照明 15 1 15 車庫普通照明 45 普通電梯 20 1 20 消防電梯 20 1 20 生活水泵 配電 37 消防風(fēng)機(jī) 43 車庫負(fù) 1F 消防配電 38 1 38 車庫負(fù) 2F 消防配電 1 78 1 78 車庫負(fù) 2F 消防配電 2 64 1 64 48 車庫消防水泵 230 184 138 合計(jì) 3 所選變壓器容量 2 4 1 6c o s1 ???? ?? cPS kVA 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 S2≥ S3≥ 所以選擇三臺(tái)變壓器型 號(hào)分別為 SCR1163010/ ，SCR1150010/， SCR1180010/，采用 D， yn11 型接法。 對(duì)變壓器 1TM 進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，采取低壓集中自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆绞健? 補(bǔ)償后實(shí) 際功率因數(shù)為 2122 )t a n(c o s ccccccc QPP PSP ???? ?? 22 )1 14(5 065 06 ??? ?? 滿足要求。 ② 變壓器 2TM 所帶負(fù)荷 變壓器 2TM 所帶負(fù)荷為住房用電（ 19F~33F） ，屬于三 級(jí)負(fù)荷，具體參數(shù)見表 、 。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 補(bǔ)償前功率因數(shù) cosφ1= 功率因數(shù)角正切值 ) a n ( a r c c o st a n 1 ??? 補(bǔ)償后，低壓側(cè)功率因數(shù)應(yīng)該達(dá)到 ，則功率因數(shù)角正切值 ) a n ( a r c c o st a n 2 ??? 需要補(bǔ)償?shù)娜萘繛?: )t an(t an 21 ?? ?? ccc PQ )(41 6 ??? ? kvar 所以使用 4 個(gè)型號(hào) MJDG150F/（ var30kQr ? ）的電容補(bǔ)償柜，此時(shí)并聯(lián)電容器的實(shí)際值為 Qcc=30x4=120kvar。 實(shí)際負(fù)載率 %83 416c os ????? nc SP??75% 滿足負(fù)載率要求。 對(duì)變壓器 3TM 進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，采取低壓集中自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆绞健? 補(bǔ)償后實(shí)際功率因數(shù)為 2122 )t a n(c o s ccccccc QPP PSP ???? ?? 22 )( ??? ?? 滿足要求。 ④ 柴油發(fā)電機(jī)所帶負(fù)荷 柴油發(fā)電機(jī)所帶負(fù)荷如表 所示。 重慶大學(xué)本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 4 高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 3 主結(jié)線方案 根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》 [1]對(duì)負(fù)荷分級(jí)的規(guī)定，可確定該建筑的消防負(fù)荷等級(jí)為一級(jí)，生活電梯、生活水泵以及走廊為一級(jí)負(fù)荷，其余負(fù)荷等級(jí)均為三級(jí)。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由雙回路供電，當(dāng)發(fā)生電力變