【正文】 對象是一綜合小區(qū)中3棟同底高層住宅樓，分別為11層樓高的11，18層樓高的12和13，三棟樓有一體的兩層地下商鋪。又10~18層的普通住宅應(yīng)該劃分為三級負(fù)荷。11每層樓3戶，12和13每層樓6戶，面積都在90~120。地下商鋪負(fù)一層有16戶店面，走廊達(dá)140，負(fù)二層有17戶店面，走廊達(dá)120。在本次設(shè)計(jì)中，要對這三棟住宅樓配電。（2）配電系統(tǒng)及室內(nèi)電氣設(shè)計(jì)：確定住戶配電設(shè)計(jì)，住宅公共部分照明與照明控制設(shè)計(jì)。 負(fù)荷計(jì)算是設(shè)計(jì)中關(guān)鍵一點(diǎn)，因?yàn)樨?fù)荷計(jì)算是我們選擇設(shè)備，配電方式，和短路電流計(jì)算及保護(hù)設(shè)置的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中因?yàn)榻ㄖ镂闯^60，且周圍都是小區(qū)的其它住宅，通過計(jì)算知道防雷屬于三類防雷。所作設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格符合國家強(qiáng)制性規(guī)范要求，技術(shù)合理，具備工程實(shí)施條件。小區(qū)位于城市，開發(fā)面積大，需要以市區(qū)供電部門10kV電纜作為電源。同時(shí)，小區(qū)的二級負(fù)荷可以根據(jù)《JGJ+2422011+住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第3頁，對于10層~18層的二類高層普通住宅，需要作為二級用電負(fù)荷的負(fù)荷有：消防用電負(fù)荷，值班照明，走道照明，應(yīng)急照明。2 低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 配電的設(shè)計(jì)概述電力系統(tǒng)包括電能的生產(chǎn)，輸送，分配，消費(fèi)。建筑供配電系統(tǒng)由高壓配電系統(tǒng)，變電站，低壓配電線路，和用電負(fù)荷組成。民用建筑的供電，指通過輸變電系統(tǒng)將電能送到用電單位的過程。該小區(qū)位于市區(qū)，開發(fā)面積大，用電較集中。整個(gè)小區(qū)地勢平坦，排水系統(tǒng)優(yōu)良，城市年降雨量少，無天然積水；同時(shí)，小區(qū)無公共廁所，也無公共浴室，所以無需考慮積水對選址限定。最后，根據(jù)《10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第2頁，決定在離12電井朝大門方向直線距離為60m的地點(diǎn)作為變配電所的地址。雖為露天，但無腐蝕性氣體，無棉，草木等易燃物，無易爆物品。①負(fù)荷分級不同的電力負(fù)荷，其對國家的重要程度不同。人們因此根據(jù)電力負(fù)荷對供電可靠性的要求和電力負(fù)荷如果中斷供電將會在政治、經(jīng)濟(jì)上造成的損失和影響程度進(jìn)行等級劃分，并根據(jù)負(fù)荷等級的劃分，對不同等級的負(fù)荷確定對它供電電源的要求。　因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)屬于10~18層的普通住宅，所以為二類高層，通過查閱《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊》第三版，第25頁的第一節(jié)——“負(fù)荷分級及供電要求”中表22中可以知道，民用建筑負(fù)荷分級表里面沒有把18層樓的住宅樓的室內(nèi)用電作為一級或者二級負(fù)荷。所以，住宅樓的室內(nèi)用電為三級負(fù)荷。②供電要求1）作為三級負(fù)荷的室內(nèi)用電，供電沒有特別的要求。當(dāng)變壓器發(fā)生故障或者線纜發(fā)生故障時(shí)，只要即使發(fā)現(xiàn)并維修即可。對于本次設(shè)計(jì)，如果遇上突然斷電，雖然不會造成經(jīng)濟(jì)和政治影響，但是會擾亂居民的正常生活，特別是碰上火災(zāi)時(shí)，消防負(fù)荷和走道照明就顯得格外重要對此，因此本次設(shè)計(jì)的二級負(fù)荷應(yīng)該持續(xù)供電，或者在斷電后能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電。如果變壓器發(fā)生故障或者線路發(fā)生故障，可以自動切換電源而不至于中斷供電，或者在中斷后能在短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)供電。有了規(guī)范的具體要求，再結(jié)合前文提到的本次設(shè)計(jì)的具體情況，那就是住宅樓的二級負(fù)荷實(shí)在太小，消防電梯不超過20kW，走道照明，應(yīng)急照明，值班照明的總和也不大。從經(jīng)濟(jì)角度上考慮，變壓器成本高，使用率低，造成不必要的浪費(fèi)。應(yīng)急照明的種類多種多樣，通過查閱《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊》第三版，第63頁，第六節(jié)——“應(yīng)急電源”,可知各個(gè)電源種類的有關(guān)情況。第二種是不間斷電源UPS ，開關(guān)的切換時(shí)間一般只有2~10ms，這樣的間隔時(shí)間，可以保證負(fù)荷不因斷電而蒙受損失。而火災(zāi)事故照明和疏散指示照明等事故照明的連續(xù)供電時(shí)間要求不小于二十分鐘，如果作為住宅樓應(yīng)急，顯得高端且不實(shí)用。~，一般最長應(yīng)急時(shí)間可達(dá)2個(gè)小時(shí)，如有需要還可延長。在三種應(yīng)急電源中，其特點(diǎn)最適合本次設(shè)計(jì)。 供配電系統(tǒng)接線設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的負(fù)荷大量為三級負(fù)荷，對供電連續(xù)性要求不高，通過查閱《10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》，第3頁，可以知道，本次設(shè)計(jì)的變配電所的低壓母線可以采用單母線接線，也可以采用分段單母線接線。從配電室出來，是多個(gè)回路向住宅樓供電，屬于放射式供電。根據(jù)小區(qū)所在的城市海拔較低，無需考慮高海拔環(huán)境對設(shè)備的影響。要滿足負(fù)荷對供電可靠性的需要和對電能質(zhì)量的要求，與此同時(shí)，又要兼顧接線簡單，操作簡便，安全性高的要求。根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊》第三版，第56頁，可對本次設(shè)計(jì)的負(fù)荷再做如下分析。且為普通住戶，無潮濕，腐蝕性環(huán)境，且大多數(shù)負(fù)荷容量不很大，對供電也沒有特殊的要求，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和規(guī)范要求，選用樹干式配電比較合適。對于普通的電力負(fù)荷，考慮到一根干線的計(jì)算電流不宜過大，也考慮到斷路器的靈敏性問題，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，可以把內(nèi)室供電的方案初定為每6樓接一根回路，樹干式配電。對于正常照明，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)的電力負(fù)荷屬于家用，沒有具有較大沖擊性的電力負(fù)荷，不會影響照明的質(zhì)量和燈具的壽命，所以可以與之合用一個(gè)變壓器。當(dāng)然也應(yīng)該有應(yīng)急照明，因?yàn)樨?fù)荷以照明為主，功率小，同時(shí)為了在緊急時(shí)刻保證足夠的照度，本次設(shè)計(jì)就不單獨(dú)設(shè)置應(yīng)急照明的燈具，而是直接把所有走道的照明都作為應(yīng)急照明，由EPS獨(dú)立供電。通過查閱手冊可知，照明配電時(shí)，每一單相回路的電流最好不要超過16A，所接燈具的數(shù)量最好不要超過25個(gè)。所以三棟樓的樓層地上部分共采用一根回路，以樹干式的配電方式，每棟樓有一個(gè)分支，然后再以樹干式的配點(diǎn)方式給這棟樓配電，每3層樓一個(gè)分支。對于地下商鋪，面積多集中在80，加之用電設(shè)備少，所以每戶配4kV的功率即可。對于地下商鋪的照明，因?yàn)樯啼仈?shù)量多，所以走道較長，負(fù)一層有16戶店面，走廊長達(dá)140，負(fù)二層有17戶店面，走廊達(dá)120。所以需要單獨(dú)采用一根回路，采用樹干式結(jié)構(gòu)，在三棟樓的負(fù)一層電井處設(shè)置配電箱，配電箱再分出兩個(gè)回路，分別連接負(fù)一樓和負(fù)二樓屬于自己那棟樓區(qū)域地下的照明燈具。因?yàn)樽叩勒彰鞒^了20，所以其屬于二級負(fù)荷，需要應(yīng)急電源。對于消防電梯的供電，11有一臺消防電梯，12和13都有一臺消防電梯和普通客梯。通過查閱《JGJ+2422011+住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第61頁。那么，11，12，13的消防電梯分別由獨(dú)立的干線供電，12和13的客梯只需用一根干線供線即可。做成圖如下： 負(fù)荷計(jì)算根據(jù)《JGJ+2422011+住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第5頁， 條，對于住宅建筑的負(fù)荷計(jì)算，在開始的初步設(shè)計(jì)階段和之后的施工圖設(shè)計(jì)階段，采用單位指標(biāo)法和需要系數(shù)法相結(jié)合的計(jì)算方法會比較好。所以可以單獨(dú)采用需要系數(shù)法，簡單方便的同時(shí)也滿足了一定的準(zhǔn)確性。先對相近的已經(jīng)工作的用電系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)查及分析，方法是按某些規(guī)律對負(fù)荷進(jìn)行分組，找出功率與計(jì)算負(fù)荷之間的聯(lián)系規(guī)律，并得出相關(guān)的參數(shù)，然后將之用于一個(gè)有待建設(shè)的工程。我們把用電負(fù)荷的計(jì)算有功功率和用電負(fù)荷的功率總和之比稱為需要系數(shù)，記作，即 式中，為用電設(shè)備組需要系數(shù)；為用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷；為用電設(shè)備組單臺設(shè)備功率；為設(shè)備臺數(shù)。 計(jì)算實(shí)例根據(jù)《JGJ+2422011+住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第48頁，表1“住宅建筑用電負(fù)荷需要系數(shù)”可確定需要系數(shù)。每套住宅用電負(fù)荷和電能表的選擇套型建筑面積S（）用電負(fù)荷（kW）電能表（單相）（A）AS=6035(20)B60S=90410(40)C90S=150610(40)因?yàn)樾^(qū)的戶型都為C套型，所以用電負(fù)荷取6kW。走道照明每盞燈60W，11有68盞，12，13各有127盞?？捎米麟娋€電纜的導(dǎo)電材料一般有銅和鋁兩類。所以，如果用銅線芯，電能的損耗相對就低，且銅線芯的機(jī)械性要比鋁線芯的優(yōu)良，更易于加工制造和安裝布線。在本次設(shè)計(jì)中，干線電纜都是埋于地下，運(yùn)輸也有大型的貨車，所以無需考慮材料的比重。同時(shí)，小區(qū)用電負(fù)荷較多，獨(dú)立的干線也較多，對導(dǎo)體的截面也希望能盡可能的小，所以同樣需要載流量高的銅線芯。綜合以上考慮，本次設(shè)計(jì)決定選用銅線芯。根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊》第483頁，第一段，交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，不僅滿足以上要求，還具有介質(zhì)損耗低，結(jié)構(gòu)簡單，耐高溫，耐腐蝕的特點(diǎn)。 電纜截面積選擇 電纜是電能傳輸?shù)妮d體，電纜是否合格，是否安全可靠對供電有重要的影響。首先，電纜允許的長期工作溫度肯定要高于線芯正常工作時(shí)的溫度。在選擇線纜的時(shí)候，還要根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍鉁兀涤?，風(fēng)力等情況對溫度做一個(gè)綜合考慮。 根據(jù)《04DX1011建筑電氣常用數(shù)據(jù)》，再結(jié)合本次設(shè)計(jì)的具體情況，電纜型號YJV，敷設(shè)方式為敷設(shè)在空氣中，環(huán)境溫度為35，銅芯。同理，可得各電纜初選截面積，見下表：截面初選 回路名稱回路編號計(jì)算電流(A)修正系數(shù)實(shí)際電流（A）初選截面（mm2）11住宅1~6層AA2WL17011住宅7~11層AA2WL27012住宅1~6層AA2WL39512住宅7~12層AA2WL41939512住宅13~18層AA3WL11939513住宅1~6層AA3WL29513住宅7~12層AA3WL31939513住宅13~18層AA3WL41939511消防電梯AA4WL1401012消防電梯AA4WL2401013消防電梯AA4WL340101213客梯AA4WL48025商場1層店面AA5WL135商場2層店面AA5WL29735商場1,2走道照明AA5WL310111213走道照明AA5WL440103 校驗(yàn)與選擇 變壓器選擇各干線的有功功率之和為： 無功功率： ，其中， 無功補(bǔ)償： ， 其中 ，容量： 通過查閱《JGJ+2422011+住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》第6頁，可知，住宅建筑應(yīng)該選擇節(jié)能型變壓器以響應(yīng)國家低碳的號召。同時(shí)變壓器放在變配電室，所以采用干式變壓器，這樣更安全更可靠。 可知，1200kVA的變壓器不負(fù)荷要求，那么本次設(shè)計(jì)選用容量為1600kVA的變壓器，經(jīng)過查閱，變壓器采用S91600/10，額定容量1600kVA，短路阻抗6%。是供配電系統(tǒng)中最重要的配電設(shè)備之一。殼架等級電流是低壓斷路器開關(guān)部分的額定電流，額定電流指脫扣器的額定電流。一般情況下，長延時(shí)過電流脫扣器整定電流等于脫扣器的額定電流。 在斷路器的選擇上，斷路器的極限分?jǐn)嚯娏饕笥谌喽搪啡娏鳑_擊值，斷路器額定電流要大于負(fù)荷電流，且，是長延時(shí)過電流脫扣器整定電流。②干線斷路器 通過干線電纜的負(fù)荷計(jì)算，可以選出合適的斷路器。高*寬*深=2200*600*600GGD：91年開發(fā)，固定接線低壓配電柜，分GGD1\GGD2\GGD3，分段電流能力不同。AA2，AA3,AA4,AA5各為一個(gè)配電柜，每四個(gè)斷路器放置在一個(gè)配電柜里，空間合理，也是按照負(fù)荷的種類分配，這樣利于貼標(biāo)簽，利于檢修方便。對電纜線路，首端短路并不會損壞電纜，因此考慮電纜末端為短路電流計(jì)算點(diǎn)。 靈敏度校驗(yàn)在《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊》第三版，第636頁，“按短路電流校驗(yàn)低壓斷路器的靈敏性”小節(jié)中有描述。所以必須進(jìn)行末端短路電流靈敏度校驗(yàn)。為相電壓，取220V。單相短路電流回路編號初選截面/mm2導(dǎo)線長/m相保電阻/m/m相保電抗/m/m線路相保阻抗/kA斷路器額定電流/AKAA2WL170105160AA2WL27090