办公楼电气毕业设计

摘要I摘要本论文主要阐述了某办公楼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。本论文共包括五章内容，第一章绪言，主要介绍了本次设计的前提条件及设计要求，后面四章为本次设计的主要内容，包括负荷计算和无功功率补偿；导线，变压器及电气设备的选型；电气设备的校验；照明设计。强电部分主要内容包括低压配电系统、照明系统及防雷接地系统的设计，其中包括负荷计算、照度计算等。弱电部分主要内容包括综合布线系统的设计。毕业设计其目的是通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决建筑电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。关键词负荷计算；无功补偿；设备选型；电气照明ABSTRACTIIABSTRACTTHISTHESISMAINLYEXPOUNDSABUILDINGEACHSYSTEMDESIGNOFTHEELECTRICALDESIGNPRINCIPLE,BASISANDMETHODANDDESIGNCHOICECONCLUSIONTHISPAPERINCLUDESFIVECHAPTERSCONTENT,THEFIRSTCHAPTERXUYAN,MAINLYINTRODUCEDTHEPRECONDITIONOFDESIGNSANDTHEDESIGNREQUIREMENTS，FORTHEFOURTHCHAPTERBEHINDTHEMAINCONTENT,INCLUDINGDESIGN,LOADCALCULATIONANDREACTIVEPOWERCOMPENSATIONCONDUCTOR,TRANSFORMERANDELECTRICALEQUIPMENTSELECTIONELECTRICALEQUIPMENTCALIBRATIONLIGHTINGDESIGN，THEMAINCONTENTSINCLUDESPECIALIZEDPARTOFLOWVOLTAGEDISTRIBUTIONSYSTEM,LIGHTINGSYSTEMANDLIGHTNINGPROOFGROUNDINGSYSTEMDESIGN,INCLUDINGLOADCALCULATION,INTENSITYOFILLUMINATIONCOMPUTATION,ETCELVPARTMAINCONTENTINCLUDESINTEGRATEDWIRINGSYSTEMDESIGNGRADUATIONDESIGN,THEPURPOSEISTHEDESIGNPRACTICE,COMPREHENSIVEKNOWLEDGELEARNED,LINKTHEORYWITHPRACTICEANDEXERCISEINDEPENDENTANALYSISANDSOLVEBUILDINGELECTRICALDESIGNPROBLEMFORFUTUREWORKABILITY,LAYTHESOLIDFOUNDATIONKEYWORDSLOADCALCULATION，REACTIVECOMPENSATION，EQUIPMENTSELECTION，ELECTRICALLIGHTING目录目录摘要IABSTRACTII绪论11综述211设计目的22负荷计算表及负荷计算421电力负荷级别422负荷计算的内容和目的523负荷计算方法确定原则724负荷计算方法725负荷功率及短路电流的计算10251用电设备负荷计算10252计算示例12253无功功率补偿12254补偿容量的计算1326短路电流和短路容量计算15261短路种类15262计算短路电流的目的15263短路电流计算的一般规定16264短路电流计算依据16265变压器出口短路的具体计算183导线、开关、配电箱、开关柜的选择2131导线的选择2132选择导线、电缆截面的计算方法2233母线选择2334电气设备的选择原则2435配电箱的选择2636开关柜的选择26361选择开关柜的型号26高压开关柜的选择26362选择开关柜回路方案号274照明部分计算及设备选择2941照明设计原则2942照明计算29421利用系数法29422单位容量法32423健身休闲馆的照明设计33424门厅的照明设计3443其他照明设计355防雷接地措施36目录51雷击的认识36511直击雷防护措施的改进36512高层建筑雷电波侵入的防护措施3652综合防雷具体的措施3753接地37结束语39致谢40参考文献41河北工程大学毕业设计说明书1绪论随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对对有关供配电、照明、消防、防雷接地等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。现代化建筑工程设计，是一个多学科多工种互相协调、密切配合、交叉作业的设计群体组合。对于建筑电气专业设计，应该忠诚地为实现现代化建筑工程而努力，但是对于现代化建筑工程而言，又必不可少建筑电气专业的参与。鉴于国内现代化建筑物正朝着大型、超大型，高层、超高层趋向发展。建筑物要求功能齐全，技术含量高，尤其是对电能的依赖性，建筑物的现代化必须借助于电气化才能实现，这就是现阶段建筑电气工程设计的特征。建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。建筑电气设计工作，实际上是将许多通用设备作优化组合综合利用，以期提高综合经济效益，使所设计的工程最大限度地达到安全可靠、经济合理地运行；并且做到不大材小用，也不优才劣用。建筑电气设计的原则有符合国家现行有关规范的规定；安全可靠、技术先进、经济合理、注意美观；处理好近期与远期的发展关系；充分考虑设备，材料供应的可能性，以及施工安装和维护管理水平的现状；采取节能措施，合理选用电气设备及其控制方式。设计需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求，还要简捷实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。此次设计的目的是通过对该办公楼的各个系统的设计实践，综合运用所学知识，贯彻执行我国建筑电气行业有关方针政策，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电气工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定必要的基础。河北工程大学毕业设计说明书21综述11设计目的毕业设计是为院校培养高级应用型、技术型人才培养目标所必须的实践性教学环节。通过毕业设计强化学生对基本知识和基本技能的理解和掌握,培养学生收集资料和调查研究的能力,一定的方案比较、论证的能力,一定的理论分析与设计运算能力,进一步提高应用计算机绘图的能力以及编写编制能力。我们现正处于21世纪的开端，积极进行高等教育改革，建立适应新世纪经济、社会和科学技术发展需要的新的教育质量观念，并通过各项改革措施，全面提高人才培养质量，是高等学校面临的一项重大课题，也是高等教育要完成的重要任务之一。高等工程教育历来十分重视实践性教学环节的加强与拓宽，毕业设计无疑是培养本科生知识、能力、素质提高的关键性环节，可以为未来工程师接受终身的继续教育奠定一个必要的基础。在教师的指导下，通过毕业设计受到一次综合运用所学理论和技能的训练，强化学生对基本知识和基本技能的理解和掌握，培养学生收集资料和调查研究的能力，专业知识分析和解决自动化电气工程设计问题的能力。拥有一定的方案比较、论证的能力和一定的理论分析与设计运算能力，提高应用计算机绘图以及排版的能力。毕业综合实践是专业教学计划的重要组成部分，是学生完成专业学习任务所必需的重要的实践性教学环节，是对学生理论联系实际的全面的工程技术训练，是完成电力工程技术人员初步培训的重要步骤。毕业综合实践的目的是培养学生综合运用所学的基本理论、基本知识和基本技能去分析和解决本专业的一般工程技术问题，进行一次工程技术人员所必须具备的基本初步训练，使学生毕业后能较快的胜任本专业的技术工作。通过本设计，熟悉供配电系统初步设计必须遵循的原则，基本内容，设计规范等，锻炼工程设计，技术经济分析比较，工具书使用等功能，并了解供电配电系统前沿技术及先进设备。根据用户能取得的电源及办公楼用电负荷的实际情况，并适当考虑到办公楼的安全用电，技术的先进等，能够很好的选择高低压设备和进出线，快速确定变电所主变压器的台数和容量，类型。同时也会培养学生理论联系实际及动手的能力，养成严谨、求实、创新的科学作风及调查研究，学会阅读参考文献，收集、运用原始资料的方法以及如何使用规范、手册、产品目录综合分析的能力，为具有自动化技术人员所具备的基本素质打下坚实的基础。另外也培养了学生独立思考问题和解决问题的能力，为今后工作做好技术储备，具有十分重要的意义。河北工程大学毕业设计说明书312毕业设计技术要求及原始数据本次设计的是某办公楼供配电及地上二层照明设计。该大楼为一个综合型的大楼某办公大楼，建筑面积为9080平方米，建筑高度约为24M，地下一层，地上七层，地下一层为车库，层高为35M，地上一层为餐厅，层高均为5M，二层为会议室，层高为57米，三到七层为办公室层高均为3米。根据统一的供电规划方案，低压电缆分七路埋地引入该建筑的低压配电室，为其用电负荷供电，此段线路的电压损失为1；本设计对消防负荷只提供相应的供电条件，不作具体设计；二层会议室的照明、音响等由专业的厂家设计施工，本设计只提供相应的供电条件。会议室长40M，宽20M，层高28M。窗总宽38M，高17M，采用嵌入顶棚式YG7013型3管荧光灯照明器照明，每只灯管额定光通量是2000LM。顶棚反射系数是65，地板的反射系数是30，玻璃的反射系数是8该楼占地面积较大、功能比较复杂、用电负荷多，设计须做到方案合理，技术较为先进，运行可靠，满足相关规定的要求。还要考虑实用性，便于操作，管理和维护，减少综合投资。我们分两个方面进行设计供配电系统设计和照明设计。（1）熟悉设计资料，明确设设计任务，考虑高低压供配电系统，并附有草图；（2）要进行照度计算及灯具选择；（3）建立负荷统计计算表，并计算计算负荷，短路电流等；（4）要对变压器，断路器，导线等设备选型；（5）用CAD绘制供电图，配电图等；（6）写出课程设计说明书；技术要求1在设计中要有输电线路，变电所，电力，照明，防雷与接地，电气信号及自动控制等项目；2健身休闲馆的照度要求达到500LX；设计内容本次设计分主要由四部分，分别是负荷计算和无功功率补偿；导线，变压器及电气设备的选型；电气设备的校验；照明设计。河北工程大学毕业设计说明书42负荷计算表及负荷计算21电力负荷级别电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定1）符合下列情况之一时，应为一级负荷中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将造成重大政治影响者；中断供电将造成重大经济损失者；中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。2符合下列情况之一时，应为二级负荷中断供电将在政治、经济上造成较大损失时，例如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等；中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。3不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。一级负荷的供电电源应符合下列规定1一级负荷应由两个电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷容量较大或有高压用电设备时，应采用两路高压电源。如一级负荷容量不大时，应优先采用从电力系统或邻近单位取得第二低压电源，亦可采用应急发电机组，如一级负荷仅为照明或电话站负荷时，宜采用蓄电池组作为备用电源。2一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统。3）下列电源可作为应急电源独立于正常电源的发电机组；供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路；蓄电池。河北工程大学毕业设计说明书5（3）二级负荷的供电系统，宜由两回路供电。在负荷较小或供电条件困难时，二级负荷可由一回6KV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线路时，可为一回架空线路供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100的二级负荷。（4）三级负荷对供电无特殊要求。（5）民用建筑中的消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾应急照明、电动防火门、卷帘、阀门等消防用电的负荷等级，应符合国家现行的高层民用建筑设计放火规范和建筑设计防火规范的规定。（6）对负荷等级没有规定的重要电力负荷，应与有关部门协商确定。本设计为某七层的办公楼的供配电，除了照明为三级负荷外，其他为二级负荷。供电系统采用一路10KV市电进线，甲方自备一台柴油发电机组作为应急备用电源的供电方式。22负荷计算的内容和目的1设备功率0P即各种用电设备中除去消防和应急用电设备除外的所有设备功率之和。2计算负荷30P，也称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大负荷作为发热条件电器或导体的依据。3尖峰电流指单台或多台用电设备持续2秒左右的最大负荷电流。一般取起动电流的周期分量，用来计算电压损失、电压波动、选择电器、保护元件等。在校验瞬动元件时，还应考虑起动电流的周期分量。4平均负荷为某一时间内用点设备所消耗的电能与时间之比。常选用有代表性的一昼夜内电能消耗最多的一个班（即最大负荷班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷、电能消耗量、和无功补偿装置。根据民用建筑电气设计手册，本宾馆设计各建筑场所负荷密度参照下表表21各建筑场所的负荷密度值序号名称负荷密度（W/M2）需要系数KX1大堂80082商场850753厨房200074客房6008河北工程大学毕业设计说明书6该建筑物属于三级负荷。供电方式根据设计要求，供电的额定频率为交流50HZ。额定电压为低压380V供电。设计低压配电系统时要注意以下各点（1）应保证对重要负载的供电可靠性，第一类负荷和重要的第二类负荷应有备用电源。（2）一般应将动力和照明分别配电。配电系统要接线简单，操作方便，便于检修。（3）由建筑外引来的配电线路，应在市内靠近进线处便于操作维护的地方装设进线开关。（4）单相用电设备应适当配置，力求三相平衡。对于三相负荷不平衡的场所，由单相负荷不平衡所引起的中性线电流不得超过变压器低压侧额定电流的25，且任何一项的负荷电流都不得超过额定电流值。本设计低压配电系统采用放射式和干线式相结合的混合式配电系统。低压供配电系统框架图如图21河北工程大学毕业设计说明书7图21低压供配电系统框架图23负荷计算方法确定原则1、方案设计阶段可采用单位指标法在初步设计及施工图设计阶段，宜采用需要系数法对于住宅，在设计的各个阶段均可采用单位指标法2、用电设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊时，宜采用需要系数法，一般用于干线、配变电所的负荷计算3、电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时，宜采用二项式法，一般用于支干线和配电屏箱的负荷计算。24负荷计算方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法、单位面积功率法等几种。河北工程大学毕业设计说明书8（1）需求系数法。用设备功率乘以需求系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简便，应用广泛。本方法适用于用电设备多，而且各设备的容量相差不是太悬殊的场合。（2）利用系数法。采用利用系数求出最大负荷般的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法的理论依据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际。适用于各种范围的负荷计算，但计算过程稍繁。（3）除采用以上的方法外，还有二项式法以及近年国内出现的ABC法、变值需要系数法等。1、利用系数法采用利用系数求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法的理论根据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际，但因利用系数的实测与统计较难，在高层建筑电气设计中一般不采用。2、单位面积功率法、单位指标法单位面积功率法、单位指标法也是高层建筑电气设计中经常使用的方法。1单位面积功率法，又称为负荷密度法，其计算公式为1000AKPSJS式中JSP总计算负荷，KWSK负荷密度，W/2MA建筑面积，2M2单位指标法，其计算公式为1000NKPNJS式中JSP计算负荷，KWNK单位指标，如W/床、W/人、W/户N床数、人数、户数。3、需要系数法用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。0D30PKPTANPQ3030河北工程大学毕业设计说明书9COSPS3030NUS3I3030式中30P有功计算负荷，KW30Q无功计算负荷，KVAR30S视在计算负荷，KVA30I计算电流，A0P用电设备的总容量，KWTG用电设备功率因数正切值NU用电设备额定电压，V表22办公楼负荷需要系数XK与自然平均功率因数值序号负荷名称需要系数XK自然平均功率因数COS平均值推荐值平均值推荐值1全馆总负荷0450405084082全馆总照明0550506082083电梯02018022AC08AC084窗式空调0403504508085085总同时系数092094表23COS与TG对应值COSTGCOSTGCOSTG10000000080007500700102009000484075008820600133308400646078080208200698092042这种方法比较简便需要系数法是把设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简便，广泛使用，主要用于照明和动力负荷计算。本设计在负荷统计中综合应用了单位容量法和需要系数法进行了负荷统计。求出设备的总容量，用需要系数乘以总容量，就得到有功计算负荷河北工程大学毕业设计说明书1025负荷功率及短路电流的计算办公楼的公共用电负荷大致可分为照明负荷和动力负荷两部分,照明负荷在公共场所的照明包括一般照明、疏散照明、事故照明及巡更等警卫照明。照明的用电负荷量与控制方法有关。1门厅及电梯前室的照明。其灯具安装于居住建筑的重要交通场所，照明对人的安全感起着较重要的作用，一般采用翘板开关控制，夜间长时点亮，照明容量即可按灯泡功率计算。2走道、户门外的照明。多采用定时开关控制，据测定可节电75，照明容量可按灯泡功率的25计算。3电梯机房、水箱间、水泵房、值班室等一般按办公用房计算功率。251用电设备负荷计算计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定得是否正确，直接影响到电器和导线的选择是否经济合理。因此在供配电设计时应重视负荷的计算。负荷计算包括有功功率，无功功率，视在功率，总电流和每层的有功功率，无功功率，视在功率，总电流的计算。计算依据本设计中电气设备根据任务书上的实际负荷大小进行计算，照明部分按实际要求进行估算；表24本次设计办公楼变电站负荷楼层负荷名称功率（KW）数量（台）合计（KW）层合计（KW）地下一层污水泵075645155生活泵55211首层排风机037103710674通风机11111电加热器24248空调室内机01808空调室内机0271027通风机22122通风机326热风幕12448二层空调室内机0272054151空调室内机0766456河北工程大学毕业设计说明书11排风机25410三到七层热水器621213除垢器111顶层空调室外机131722123437通风机75175通风机55155排风机0371037表25各设备负荷列表序号用电设备名称台数容量PEKW需要系数KDCOSTG有功P30KW无功Q30KVAR视在S30KVA计算负荷I30（A）1污水泵6450508075225168752817392生活泵211050807555412568818113排风机61074080807585926444107428264通风机6223070807515611171195151345电加热器49608107680768202116空调室内机1761703508075216162277117热风幕448085104080408107378热水器212065107807820539除垢1103085062030186035092河北工程大学毕业设计说明书12器10空调室外机17221035080757735580196692544511合计65432712371628378252650869759252计算示例二层空调室内机KW15P01785KW03515P30KW3417507851Q30KW232S30A785I30排风机KW10P0KW8P30KW6Q30KW10S30A3226I30A785I30总其它设备计算依照此进行。253无功功率补偿目前我国对用电单位的功率因素要求高压供电压者为09以上，低压供电者为095以上，其他电力用户和大中型电力排灌站泵购转售电企业功率因素为085以上，为此绝大多数的工业与民用建筑采用补偿的办法、即在低压配电室的配电母线上安装若干组电力电容器补偿供电范围内的无功功率以达到提高功率因数的目的。从以下的功率三角形的矢量图图52可知，要使功率因数由1COS提高到2COS，必须装置补偿电容器的容量为河北工程大学毕业设计说明书1321JCTANTANPQ式中CQ设计电容器补偿容量，KVARJP总有功计算负荷；1TAN、2TAN对应于补偿前后1COS,2COS的正切值。图22无功补偿矢量图电容器的无功补偿容量与用电设备的负荷性质、负荷有功、无功大小有关，并通过计算求得，而与变压器的容量大小并无任何关系。254补偿容量的计算补偿容量可按下式确定KVATGTGPAQ21JKNC或KVAQPAQCJKNC式中1TAN补偿前企业自然平均功率因数角的正切值；2TAN补偿后功率因数角的正切值；NA年平均有功负荷系数，一般取07075；CQ无功功率补偿率，千乏/千瓦，见表24。无功补偿装置其容量为30CCPQQ1COS057,2COS09根据查表得照明的无功补偿率为QC0849921KW7819KW河北工程大学毕业设计说明书14无功补偿后的办公楼计算负荷5441KW7819KW1326KWQQQC3030补偿后的视在计算负荷KW70014415219S2223023030QP选择并联电容，查表得表26并联电容并联电容型号额定电压KV额定容量KVAR额定电容UF相数BCMJ0410304102003除照明以为的其他设备的最大负荷是的功率因素3030COSSP850895008265162237COS不需要补偿，满足要求表27补偿率CQ值（KVA/KW）补偿前1COS补偿后2COS080820840860880900920940960981005005205405605806006206406606807007207407607808008208408609808908073066058052045039033027022016011005104095086078071064057051045038033027021016011005109100092084076069062056049043038032026021016010005114105097089081074067061055049043037032026021016010005120111102091087080073067060054049043037032027021016011006125116108100092085078072066060054048043037032027022016011131122104105098091084078071065060054048043038033027022017137128120112104097090084078072066060055050044039033028022144135127119111104097091085079073067062056051046040035030153144136128120113106100094088082076071065060055049044039173164156148141133127120114108102097091086080075070065059河北工程大学毕业设计说明书1508809009209400601100601701100602501901300703302802201605404804303则补偿容量为KVAR8197KW2198490QC取7819KVAR26短路电流和短路容量计算261短路种类在三相配电系统中可能发生的短路故障主要有三相短路、两相短路、两相接地短路和单相短路。在短路过程中，短路电流值是变化的，变化的情况决定于系统电源容量的大小、短路点离电源的远近以及系统内发电机是否带有电压自动调整装置等因数。按短路电流的变化情况，通常把电力系统分为无限大容量系统和有限容量系统两大类。所谓无限容量系统就是指电源容量为无穷大的电力系统，在这样的系统内，当某处发生短路时，电源母线电压维持不变，即短路电流周期分量在整个短路过程不衰减。在工程计算中，一般认为，如果电源部分的阻抗不超过短路电路总阻抗的5甚至10，或者以供电电源总容量为基准的短路电路总阻抗标幺值大于或等于3时，则系统即可按无限容量系统考虑。262计算短路电流的目的计算短路电流的目的是为了正确选择和校验电气设备，避免在短路电流作用下损坏电气设备，如果短路电流太大，必须采取限流措施，以及进行继电保护装置的整定计算。为了达到上述目的，需要计算出下列各短路参数I次暂态短路电流，用来作为继电保护的整定计算和校验短路器的额定断流容量。应采用（电力系统的最大运行方式下）继电保护安装处发生短路时的次暂态短路电流来计算保护装置的整定值。SHI三相短路冲击电流，用来校验电器和母线的动稳定。I三相短路电流稳态有效值，用来校验电器和载流导体的热稳定。河北工程大学毕业设计说明书16S次暂态三相短路容量，用来校验短路器的遮断容量和判断母线短路容量是否超过规定值，作为选择限流电抗器的依据。263短路电流计算的一般规定为了简化短路电流计算的方法，在保证计算精度的情况下，忽略了一些次要因数的影响，做出如下规定（1）、所有电源的电动势相位角相同，电流的频率相同，短路前，电力系统的电势和电流是对称的。（2）、认为变压器是理想变压器，变压器的铁心始终处于饱和状态，即电抗值不随电流大小发生变化。（3）、输电线路的分布电容略去不计。（4）、每一个电压级采用平均额定电压，这个规定在计算短路电流时，所造成误差很小。唯一例外的是电抗器，应采用加于电抗器端点的实际额定电压，因为电抗器的阻抗通常比其它元件阻抗大得多，否则误差偏大。（5）、计算高压系统短路电流时，一般只计及发电机、变压器、电抗器、线路等元件的电抗，因为这些元件X/3R时，可略去电阻的影响。只有在短路点总电阻大于短路点总电抗1/3时才加以考虑，此时采用22RXZ来代替X。（6）、短路点离同步调相机和同步电动机较近时，应考虑对短路电流值的影响。有关感应电动机对电力系统三相短路冲击电流的影响。（7）、在简化系统阻抗时，距短路点远的电源与近的电源不能合并。（8）、以供电电源为基准的电抗值3，可认为电源容量为无限大的系统，短路电流的周期分量在短路全过程中保持不变。（9）、选择导体和电器用的短路电流,在电气连接的网络中，应考虑具体有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。（10）、导体和电器的动稳定、热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重的情况计算。短路电流计算的公式22333XRUZUIAVAVS264短路电流计算依据此次计算方法是，采用欧姆法进行三相短路计算。河北工程大学毕业设计说明书17欧姆法，又称有名单位制法，因其短路计算中的阻抗采用有名单位“欧姆”而得名。在无限大容量系统中发生三相短路时，其三相短路电流周期分量有效值按下式计算22333XRUZUICCK式中，Z、R和X分别为短路电路的总阻抗，总电阻和总电抗值。CU为短路点的短路计算电压（或称平均额定电压），由于线路首段短路时其短路最为严重，因此按线路首端电压考虑，即短路计算电压取为比线路额定电压UN高5，按我国电压标准，CU有04，069，315，63，105，37，69KV等等。在高压电路的短路计算中，通常总电抗远比总电阻大，所以一般只计电抗，不计电阻。在计算低压侧短路时，也只有当RX/3时才需计入电阻。如果不计电阻，则三相短路电流周期分量有效值为X3UIC3K）（三相短路容量为）（）（3KC3KIU3S在供电系统中各主要元件包括电力系统（电源），电力变压器和电力线路的阻抗计算。至于供电系统的母线，线圈型电力互感器一次绕组，低压断路器过电流脱口线圈等阻抗及开关触头的接触电阻，相对来说很小，在一般短路计算中可略去不计，在略去上述电阻后，计算所得的短路电流略比实际值有所偏大，但用略有偏大的短路电流来检验电气设备，可使其运行的安全性更有保障。1电力系统的阻抗计算电力系统的的电阻相对于电抗来说很小，一般不予考虑。电力系统的电抗，可由电力系统变电所馈电线出口断路器的断路容量OCS来估算，这OCS就看做是电力系统的极限短路容量KS。因此电力系统的电抗为OC2CSSUX式中，为电力系统馈电线的短路计算电压，但为了便于短路电路总阻抗的计算，免去阻抗换来的麻烦，因此式中CU可直接采用短路点的短路计算电压；OCS为系统出口断路器的断流容量，如果只有断路器的开关电流OCI数据，则其断流容量NOCOCUI3S，这里NU为断路器的额定电压。2电力变压器的阻抗计算（1）变压器的电阻TR，可由变压器的短路损耗KP近似的计算河北工程大学毕业设计说明书182NCKTSUPR）（式中，CU为短路点的短路计算电压；NS为变压器的额定容量；KP为变压器的短路损耗。（2）变压器的电抗TX，可有变压器的短路电压UK，近似的计算N2CKTSU100UX式中，UK为变压器的短路电压百分值。3电力线路的阻抗计算电力线路的电阻相对于电抗来说很小，此处不考虑。线路的电抗WLX，可由导线电缆的单位长度电抗0X值求的，即LXW0WL式中，0X为导线电缆单位长度电抗；L为线路长度。在计算短路电路的阻抗时，由于电路内含有变压器，电路内各元件的阻抗应统一换算到短路点的短路计算电压去，阻抗等效换算的条件是元件的功率损耗不变。阻抗等效换算公式为2RCCUUR2CCUUXX式中，R、X、CU为换算前元件的电阻、电抗和元件所在处的短路计算电压；R、X和CU为换算后元件的电阻、电抗和短路点的短路计算电压。265变压器出口短路的具体计算电力系统的标幺值取DS100MVA1CU105KV2CU04KVKAKVMVAUSICDD555103100311河北工程大学毕业设计说明书19KAKVMVAUSICDD144403100322205001001MVAMVASSXOCD电缆的电抗标幺值002205101000803022KVMVAMX电力变压器的电抗标幺值4正U51240010010001005400100100543KVAKVAKVAMVAXX452262560022020/43211XXXXXK三相短路电流周期分量有效值KAKAXIIKDK3222452261441231其他三相短路电流KAIIIKM32223133KAKAISH074132228413KAISH33243三相短路容量MVAMVAXSSKDK51545226100131两相短路电流计算KAKAIIIKKK331932228660866023332河北工程大学毕业设计说明书20KAIISHSH5735074186602332KAKAIISHSH0721332486602332河北工程大学毕业设计说明书213导线、开关、配电箱、开关柜的选择31导线的选择导线选择的原则导线、电缆的型号应根据它们所处的电压等级和使用场所来选择。导线、电缆的截面应按下列原则确定311发热条件选择在最大允许连续负荷电流下，导线发热不致引起导线或电缆线芯的温度超过其允许的温度，不会因过热而引起导线绝缘损坏或老化加快。312机械强度选择在正常的工作条件下，导线应有足够的机械强度，以防断线，保证安全可靠运行。313按允许电压损失选择导线上的电压损失应低于最大允许值（一般为5），以保证供电质量。314按经济电流密度选择应保证最低的电能损耗，并尽量节省有色金属及相应的线路。315按热稳定最小截面来校验在短路情况下，导线必须保证在一定的时间内能承受短路电流通过导线时所产生的作用，以保证供电安全。通常，用户厂区电网的导线截面按发热条件来选择，然后按电压损失加以校验；而工业、企业610KV的高压电源线路距离较长时（大于2M），宜按电压损失条件来选择导线截面，再按发热条件所允许载流量来校验。对于架空线路，应按机械强度要求不能小于允许最小截面积。对于1KV以下的动力或照明线路，虽然线路不长，但当负荷电流大时，必须按允许电压损失来校验。对于电缆电路还应按短路时的热稳定来校验。河北工程大学毕业设计说明书2232选择导线、电缆截面的计算方法按允许载流量选择导线和电缆截面按发热条件选择三相系统中的相线截面时，应使其允许载流量ALI不小于通过相线的计算电流30I，即30IIAL。表31导线的选择设环境温度为C25层数计算负荷30IA允许载流量电线型号额定截面2MM地下一层255105LJ16首层33308375LJ120二层3219105LJ16三到七层2145105LJ16顶层28535325LJ95表32聚氯乙烯绝缘电力电缆的型号和名称型号名称铜芯铝芯VVVLV聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆VV22VLV22聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆VV23VLV23聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯护套电力电缆VV32VLV32聚氯乙烯绝缘细钢丝铠装聚氯乙烯护套电力电缆VV33VLV33聚氯乙烯绝缘细钢丝铠装聚乙烯护套电力电缆1无铠装的电力电缆适用于室内电缆沟内、电缆托架上和穿管敷设。但是不可以承受压力和拉力。2聚氯乙烯护套电力电缆具有防化学腐蚀能力，具有不延燃特性，适用于火种发生的环境。3聚乙烯护套具有防化学腐蚀能力，具有不吸水特性。适用于潮湿，积水和水中敷设。4钢带铠装的电力电缆适用于直埋敷设，能够承受一定的压力，但是不承受拉力。5细钢丝铠装电力电缆适用于大落差或垂直敷设，也可以直埋敷设，能承受一定的正压力和拉力。河北工程大学毕业设计说明书23表33BV105型载流量及穿管管径（摄氏65度）截面（MM2）两根穿管管径（MM）三根穿管管径（MM）GDGGDG25231515211515433151528151564315203715201064202557202533母线选择331母线槽母线包括裸母线和母线槽。母线槽有密集型绝缘母线槽和空气型母线槽。在建筑电气中，目前的高层建筑一般都采用密集型封闭母线槽，它分为两种类型，即插接式和馈电式。母线槽结构紧密，传输电流大，温升小，电压损失小，有较高的绝缘等级。在本设计中采用密集型母线槽，它适用于交流三相三线，三相四线和三相五线制，频率5060HZ,电压400V。额定电流2503150A,作为变压器到底压柜连接用，也可以作为配电干线。其型号含义如下332裸母线河北工程大学毕业设计说明书24（1）对一般汇流母线按持续工作电流选择母线截面。ALICI式中，ALI为汇流母线允许的截流量（A），CI为汇集到母线上的计算电流（A）。（2）对年平均负荷较大时，宜按经济电流密度先则母线的截面。SECCI/ECJ式中,ECJ为经济电流密度，SEC为母线经济截面。计算如下SECCI/ECJ1127/115有下表数据可选择母线型号为TMY3（1008）（808）。表3423片组合涂漆母线的载流量母线尺寸（宽厚）铜母母线尺寸（宽厚）铜母片片片片6363174022406382160279080632100272080826203370100632470317010083060393034电气设备的选择原则应满足正常运行、检修以及短路和过电压情况下的工作要求。应按当地环境条件下进行校核。应力求技术先进和经济合理。应与整个工程的建设标准一致。应适当考虑发河北工程大学毕业设计说明书25展，留有一定的裕度。341开关的选择3411高压开关的选择GN3012系列户内高压隔离开关结构紧凑，合理，安全可靠性高。其结构参数如下表35GN3012型号额定电压额定电流4S热稳定电流动称定电流GN3012/6302010KA630A20KA50KA3412干路开关的选择型号SBL63/Q3300B500A006S100MA。SBL北京低压开关厂产品型号代号；63为壳架等级额定电流；Q派生代号；3级数为四级；300脱扣方式及内部内部附件可选代号，其中3为热动电磁脱扣器或智能型脱扣器，00表示不带附件；500A额定电流；006S动作时间；100MA超出100MA跳闸；其结构参数如下表36主线开关型号脱扣器方式额定电流动作时间SBL电磁或智能型脱扣器500A006S3413支路开关的选择由负荷计算可知，低压七路电缆中线路七的计算电流最高，线路四次之，故以线路七和线路四为例计算，如电缆满足线路七和线路四的要求，则其他线路也满足。线路七的选择型号SBL63/Q3300B400A006S100MA。SBL北京低压开关厂产品型号代号；63为壳架等级额定电流；Q派生代号；3级数为四级；300脱扣方式及内部内部附件可选代号，其中3为热动电磁脱扣器或智能型脱扣器，00表示不带附件；400A额定电流；006S动作时间；100MA超出100MA跳闸；其结构参数如下表37副线开关（线路七）型号脱扣器方式额定电流动作时间SBL电磁或智能型脱扣器400A006S线路四的选择河北工程大学毕业设计说明书26型号SBL63/Q3300B60A006S100MASBL北京低压开关厂产品型号代号；63为壳架等级额定电流；Q派生代号；3级数为四级；300脱扣方式及内部内部附件可选代号，其中3为热动电磁脱扣器或智能型脱扣器，00表示不带附件；60A额定电流；006S动作时间；100MA超出100MA跳闸；其结构参数如下表38副线开关（线路四）型号脱扣器方式额定电流动作时间SBL电磁或智能型脱扣器60A006S35配电箱的选择经过以上计算，根据计算结果选择的电气设备的型号及参数，可直接选出配电箱的尺寸大小，把电气设备置于其中，配电箱的尺寸为120500700，单位为厘米。根据设计要求，选用此尺寸的配电箱个数为7。36开关柜的选择开关柜是新一代空气绝缘金属封闭，适用于配电自动化的既紧凑又可扩充的开关设备。其结构简单，操作灵活，联锁可靠，加之模块化设计和后部泄压通道设计，使其更具可靠、安全设计。开关柜的技术参数有额定电压、额定电流、短路断开电流、动稳定及热稳定电流、额定绝缘水平、外形尺寸、重量等。选择开关柜时，应使其技术参数不小于安装地点的条件。产品使用环境条件环境温度CC4025至海拔高度小于等于1000M相对温度月平均不大于90（C25）无火灾、爆炸危险、严重污秽、化学腐蚀及剧烈震动的场所。361选择开关柜的型号高压开关柜的选择河北工程大学毕业设计说明书27主要根据负荷等级选择开关柜的型号，一般一、二级负荷选择移开式开关柜，如KYN210，JYN210，JYN135型开关柜，三级负荷选择固定式开关柜，如KGN10型开关柜362选择开关柜回路方案号每一种型号的开关柜，其回路方案号有几十种甚至一百多种，用户可以根据主接线方案，选择与主接线方案一致的开关柜回路方案号，然后选择柜内设备型号规格。高压开关柜查表得表39高压开关柜开关柜型号电压等级KV额定电流断路器型号操作机构型号电流互感器型号电压互感器型号高压熔断器型号避雷针型号接地开关型号外形尺寸MM长宽高KYN10单母线移开式1063025001,210SN10CD10CT8LDJ10JDZ10JDZJ10RN210FCD3JN101500800165022001800KGN10单母10630,10001,2,310SN10LA10LA101180160河北工程大学毕业设计说明书28线固定式02800低压配电柜选择GCK系列低压抽出式成套开关设备适用于额定工作电压380V，交流三相四线、三相五线制系统，作为高层建筑中受电、馈电、无功功率补偿、电能计量、照明及电动机及重控制之用。产品符合GB7251低压成套开关设备和控制设备、JB/T9661低压抽出式开关设备、IEC6043911低压成套开关设备和控制设备标准。型号含义主要技术参数1、额定绝缘电压660V1000V2、额定工作电压380V660V；3、使用频率50赫兹60赫兹；4、额定电流水平母线不大于3150A，垂直母线630A、800A，1200A；5、额定短时耐受电流50、80KA/S,中性母线30KA/S河北工程大学毕业设计说明书294照明部分计算及设备选择41照明设计原则可靠、控制调节方便、照明按光源的不同分为自然照明和人工照明。电气照明具有灯光稳定、安全经济、美观和无污染等优点，是最为普遍应用得人工照明。随着我国社会、经济的发展，对外开放的扩大，人们生活水平得提高，现代照明被赋予更多而重要的内容，更丰富的内涵和更高的要求。电气照明设计的基本原则主要是安全，适用，经济美观。环境条件对对照明设施有很大影响。要使照明设计与环境空间相协调，就要正确的选择照明方式，光源种类，灯泡功率，照明器数量，形式与光色，使照明在改善空间立体感，形成环境气氛等方面发挥积极的作用。对于办公层设计原则为办公时间几乎是白天，因此人工照明应与天然彩光结合设计而形成舒适的照明环境。办公室灯具应采用荧光灯，办公室的一般照明宜设计在工作区的两侧，采用荧光灯时宜使灯具纵轴与水平视线平行。不宜将灯具布置在工作位置的正前面。发光面积大，