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文档简介
1、某办公楼电气专业系统设计毕业设计论文 广西南南铝业加工有限公司综合办公楼电气系统施工图设计 学生姓名: 杭杰 班级学号: 建筑电气121 院、系、部: 电力工程学院 专 业: 建筑电气与智能化 指导教师: 黄瑛 副教授 2016年06月 南 京Undergraduate Design (Thesis) The electrical system working drawing design for Guangxi Nannan aluminum company office building BYHang Jie Supervised byAssociate Professor HUANG Y
2、ing School of Electric Power Engineering Nanjing Institute of Technology June 2016摘要本次设计的课题是广西南南铝业加工有限公司综合办公楼电气系统施工图设计。依据国内外建筑电气系统的发展现状,本着“安全性、可靠性、经济性以及易维护性”的原则,完成本次设计。本次设计以我国规范规程等技术标准为依据,根据该课题所提供的相关图纸为原始资料。这次设计的主要内容包括四个方面,首先是供配电系统的设计,涵盖办公楼负荷的计算,短路电流计算,办公楼供电方案和电气主接线方案的确定,变配电所电气主接线图的绘制,变配电所主要电气设备型号和参
3、数的确定,无功补偿设计;其次是照明系统的设计,涵盖照度计算,普通灯具的布置,应急照明灯具的布置,应急指示灯的布置;还有建筑物防雷接地系统的设计,涵盖防雷电等级的确定和防雷措施,以及建筑物总等电位联结的设计;最后就是办公楼电气系统施工图纸的绘制。关键词 办公楼,供配电系统,照明系统,防雷接地系统,施工图AbstractThis design topic is the electrical system working drawing design for Guangxi Nannan Aluminum Company office to the domestic and foreign deve
4、lopment status of building electric system,to complete the design,we will be in accordance with the "safety, reliability, economical and easy to maintain"principle.This design is based on the standard in our country specification,according to the subject provided relevant drawings as the o
5、riginal main content of this design includes four of all,the design of the building power supply system,include the calculation of load, short-circuit current calculation,determine the cell power supply scheme and electrical main wiring scheme,draw the main electrical substation wiring diagram,deter
6、mine the substation main electrical equipment models and parameters,reactive power compensation design,the design of lightning protection ,the design of the lighting system,covering the illumination calculation,the arrangement of lamps,the arrangement of the emergency lighting lamps,the arrangement
7、of the emergency pilot ,the design of lightning protective earthing system in the office building,include the determination of lightning protection level and the precautions about direct lightning ,the drawing of working drawings of office building electrical system.Key Words office building,power s
8、upply and distribution system,lighting system,lightning protection and grounding system, working drawing目录摘要IAbstractII1 前言1 建筑电气简介1 工程概况2 设计原则和设计依据3 设计范围4 初步设计方案52 电气系统设计7 负荷等级及供电要求7 负荷计算8 电容补偿计算13 电气主接线方案设计15 短路电流计算19 配电设备的选型25 变配电所的设计30 供配电系统施工图的绘制373 电气照明设计38 照度与照明方式的选择38 照明光源与照明灯具的选择39 应急照明的布置3
9、9 一般照明的计算与照明器布置40 电源插座的布置44 照明施工图的绘制444 防雷接地系统设计45 建筑物防雷概述45 建筑物防雷等级的划分45 防雷措施45 本工程分析47 建筑物外部防雷装置的布置47 高压电气装置过电压保护设计49 低压电气装置过电压保护设计50 电气装置接地与等电位联结设计51 防雷接地系统施工图的绘制535 总结与展望54 本文工作总结54 后续工作展望54致谢55参考文献55附录:照度计算书571 前言 建筑电气简介随着时代的变化,科学技术得到了空前的飞速发展,人民的生活水平也有了很大的提高,高层民用建筑相对以前也已经朝着楼宇自动化、节能化、信息化、智能化方向迈出
10、一大步。建筑内部的电气设备也趋向小型化、易操作化发展,设备寿命越来越长,设备不再像以前需要太多的维护,设备的扩展越来越方便,并且更加安全可靠。防触电和火灾事故的措施更加完善,敷设强弱电线路的方式更加灵活,供配电系统也实现全面自动化,系统设计更加注重保护环境和节约能源,实现可持续发展。由于节约能源是建筑电气系统的一个重要方面,而节约能源还对我国国家经济型社会的建设具有非常重要的战略意义。因此,在现今寰球资源如此紧张的局势下,一个优秀可靠的楼宇供配电系统设计,对能源的节约、环境的保护、可持续发展型社会的建设,有着非常重要推动作用。随着建筑技术的不断发展,有关电气科技的研究也在不断深入,自动控制技术
11、、计算机技术、数字技术等都被应用于电气技术里,这推动了建筑电气技术实现了飞跃式的发展,而建筑电气系统中非常重要的子系统供配电系统,它的技术也迈向了一个新的高度。这些优秀先进的现代科学技术,为建筑供配电系统提供了大量的技术支持,确保了楼宇供配电的安全、可靠、优质与合理经济。 楼宇照明系统也是建筑电气中的非常重要的系统之一,但同时也是整个建筑中电能消耗中最主要的部分,照明系统的节能是建筑电气节能中的非常重要组成部分。据估计,在我国,照明的用电量占到总发电量的8%左右,局部地区甚至达到了15%以上,并且这些照明中以低能效为主体。建筑照明系统应提倡“绿色照明”,但绿色照明所讲的不仅仅是做到节约用电,而
12、是要在满足人们的最基本的照明需要基础上,也就说是在为人们提供一个舒适的、温馨的环境,保证人高效率的学习、工作以及调节人的心情和保证人身心健康的前提下,尽可能减少不必要的能源消耗,来实现节约资源的宗旨。 智能建筑是电子信息技术、建筑技术以及建筑电气技术相结合的产物。随着我国智能计算机技术的广泛应用,智能建筑里的计算机网络系统越来越复杂。相对以前防雷接地要求,智能建筑的防雷接地要求强调的是全方位防护、综合治理与层层设防。智能建筑的防雷接地已成为一个系统工程,在对建筑的防雷要求进行全面了解的基础上,采取多层及分类保护措施相结合的综合防护措施。 工程概况 工程简介广西南南铝业加工有限公司综合办公楼建筑
13、,建设单位广西南南铝业加工有限公司,建设用地位于广西壮族自治区南宁市江南区亭洪路,东临南宁市规划中的星光大道,西临规划中的南建路。厂前区位于整个南南铝业厂区的最南端,屋面防水等级一级,地下室防水等级一级,建筑层数14层,其中地上12层,架空1层,地下1层,建筑防火等级一级,设计使用年限为50年,抗震烈度6度,建筑气候分区为IVB,地下停车位70个。 工程平面图 工程平面图 设计原则和设计依据 设计原则本次设计是对南南铝业的办公楼进行电气施工图设计,该楼以办公为主。在设计过程中,严格按照相关的国家规范进行合理设计,设计坚持做到满足用户需求的原则,设计方案合理可靠、简洁实用,操作、管理和维护方面都
14、朝着简便方向设计。在满足需求的前提下,尽量较少资源消耗,降低投资成本,节约企业的总体费用。使的本次电气系统的设计能够达到方案合理、技术先进、安全可靠,还要简洁实用、绿色环保,减少综合投资的目的。 设计依据GB 50016-2014 建筑设计防火规范GB 500343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范GB 50034-2013 建筑照明设计规范GB 50052-2009 供配电系统系统设计规范GB 50053-2013 20kV及以下变电所设计规范GB 50057-2010 建筑物防雷设计规范GBT 50786-2012建筑电气制图标准JGJ 16-2008 民用建筑电气设计规范GB 50
15、054-2011 低压配电设计规范GB 24790-2009 电力变压器能效限定值及能效等级GB 17945-2010 消防应急照明和疏散指示系统 设计范围此次设计范围为确定办公楼建筑的供配电方案,包括负荷等级、供电要求、供电电源(正常和应急)和供电电压等级的确认,进行负荷计算,无功功率补偿方案设计;确定变配电系统设计,包括变配电主接线方案设计、主变和其他一次侧配电设备的选择;完成配电所得设计,包括变电所位置、变配电所结构形式、变配电所整体布置设计;完成照明系统的设计,包括照度计算、照明器选择与布置设计;防雷接地系统的设计,包括防雷接地计算、防雷接地设备选则与布置。并完成供配电、照明、防雷接地
16、系统相关图纸的绘制。 初步设计方案 变配电系统(1)负荷等级本工程的一级负荷有消防控制中心与消防相关的设备和电信间电源。二级负荷为公共照明供电、客梯、应急照明与生活水泵等。三级负荷为工作照明、插座、空调、热水间及其他负荷。(2)负荷估算:,负荷按照每平方米80100W估算,计算负荷估算为2400kW,拟设变压器总装机容量为3000kVA.(3)电源:本工程拟引两路10kV市政电网电源供电,互为备用。每路每路10kV电源均能承受全部一二级负荷。另设置容量为50kW的柴油发电机做为应急电源。(4)低压配电系统采用放射式和树干式相结合的方式,对于单机容量较大的负荷或较重要的负荷,如水泵、电梯、消防机
17、房等设备进行放射式;对于一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。(5)本工程的消防设备、应急照明、计算机网络系统设备、变配电所所用电、电梯等都是双电源供电,并在末端互投。(6)本工程变配电所设在架空层,内设两台1500kVA干式变压器,总容量3000kVA。 应急电源系统本工程除了设两路不同来源的10kV电源,另设200kW柴油发电机作为应急电源。 电气照明系统普通办公室场合使用T5直管荧光灯或紧凑型荧光灯;大空间场所使用金属卤化物灯;公共照明如地下停车场、走廊使用LED代替传统荧光灯。 防雷接地系统(1) 按年预计雷击次数确定建筑物的防雷等级,为防雷直击雷在屋顶设避雷带,所有突出屋面的金
18、属体和构筑物应与避雷带电气相连。防直击雷的引下线利用建筑物钢筋混泥土中的钢筋或钢结构柱。(2) 考虑到为防止雷电波的侵入建筑物内部造成危害,将从外部进入到建筑物内部的各种线路和金属管道全部采用埋地引入的方式进入建筑物,并在入户处将电缆的金属外皮、钢导管和其他的金属管道与接地网相连接。(3) 为防止雷电电磁脉冲引发的过电流和过电压,在相关部位加装电涌保护器(SPD)(4) 接地电阻不大于1(5) 本工程低压配电系统接地形式采用TN-S制,PE线与N线严格分开。2 电气系统设计 负荷等级及供电要求 负荷等级分类依据JGJ16-2008民用建筑电气设计规范,电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、
19、经济上所造成的损失或影响的程度,分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。 供电要求依据JGJ16-2008民用建筑电气设计规范:一级负荷中非常重要的负荷,应当考虑增设应急电源,以免在一个电源系统发生故障或检修过程中,另一个电源系统也有故障发生。二级负荷的供电系统,要求在变压器或者发生常见的配电线路故障后不会发生中断供电的现象,或者在中断供电现象发生后,可以能够快速的恢复供电。三级负荷对供电没有特殊要求,仅需要保证正常状态下的用电. 本工程电力负荷分级,依据JGJ16-2008民用建筑电气设计规范,本工程为一类高层建筑,确定建筑一、二、三级负荷的主要内容,本办公楼负荷分级如下:(1)一级负荷消防控制室
20、、所有消防设备、应急照明、疏散指示标志灯、走道照明、计算机系统用电、安防系统用电均为一级负荷。(2)二级负荷普通电梯、生活水泵、排污泵等为二级负荷。(3)三级负荷普通照明、插座、空调、动力负荷等其他电力负荷为三级负荷。 负荷计算 负荷计算的主要方法电力负荷计算的方法主要有单位指标法(负荷密度法)、利用系数法和需要系数法。单位指标法:计算简便,但误差较大。在项目中各类设备功率并不明确的情况下才会采用该方法。其中,单位面积功率法和综合单位指标法适用于民用建筑工程,单位产品耗电量法适用于工业企业工程。利用系数法:该方法计算精度高,当用电设备台数少时或者设备的容量相差较大时,精度也非常高。缺点是其计算
21、比较复杂。该方法适用于各类项目中设备功率已知的情况下,尤其是工业企业负荷计算。需要系数法:计算精度一般,且在工程项目中用电设备台数较少的情况下,误差较大。适用于各类项目,尤其是变电所符合计算。本工程的负荷计算采用负荷密度法先进估算,需要系数法进行复核的方法。该方法简单实用,需要系数的选择决定了该方法在精度要求上有了很大的提升。 需要系数法确定计算负荷(1) 三相用电设备组的计算负荷:有功功率 kW (2-1)无功功率 kvar (2-2)视在功率 kVA (2-3)计算电流 A (2-4)(2)配电干线或车间变电所的计算负荷:有功功率 kW (2-5)无功功率 kvar (2-6)视在功率 k
22、VA (2-7)以上各式中: 用电设备组的有功计算负荷,kW用电设备组的需要系数用电设备组的无功计算负荷,kvar用电设备组功率因数角正切用电设备组的视在计算负荷,kVA用电设备组供电线路的计算电流,A有功功率、无功功率同时系数,分别取0.81.0和0.931.0用电设备组的额定线电压,kV根据(2-1)、(2-2)、(2-3)、(2-4)完成计算相关计算。以生活水泵为例:计算其他支路负荷,并整理出来Pe(kW)KdcostanPc(kW)Qc(kvar)Sc(kVA)Ic地下一层照明11.360.850.90.489.664.6310.7328.16架空层非机动车照明11.310.850.9
23、0.489.614.6110.6828.031F照明25.820.850.90.4821.9510.5324.3964.002F照明22.160.850.90.4818.849.0420.9354.923F照明10.170.850.90.488.644.159.6125.214F照明15.840.850.90.4813.466.4614.9639.265F照明15.840.850.90.4813.466.4614.9639.266F照明11.230.850.90.489.554.5810.6127.837F照明14.640.850.90.4812.455.9713.8336.28F照明14.6
24、40.850.90.4812.455.9713.8336.299F照明14.640.850.90.4812.455.9713.8336.2910F照明13.630.850.90.4811.585.5612.8733.7711F照明10.920.850.90.489.284.4510.3127.0612F照明16.240.850.90.4813.806.6215.3340.24公共照明36.000.850.90.4830.6014.6934.0089.23多级立式泵150.0010.80.75150.00112.50187.50227.90生活给水泵410.80.754.003.005.007.
25、60排污泵20.510.80.7520.5015.3825.6331.15架空层厨房100.000.80.80.7580.0060.00100.00151.93电信间50.0010.80.7550.0037.5062.5094.96消防控制室20.0010.80.7520.0015.0025.0037.98普通电梯1150.50.51.737.5012.9815.0022.79普通电梯2150.50.51.737.5012.9815.0022.79消防电梯1180.50.51.739.0015.5718.0027.35消防电梯2180.50.51.739.0015.5718.0027.35混流
26、分机49.070.80.80.7539.2629.4449.0774.55应急照明15.000.850.90.4812.756.1214.1721.52消防双速排烟风机4810.80.7548.0036.0060.0091.16消防栓稳压泵1.510.80.751.501.131.882.85喷淋稳压泵1.510.80.751.501.131.882.851F空调87.350.80.80.7569.8852.4187.35132.712F空调56.070.80.80.7544.85633.64256.0785.193F空调142.680.80.80.75114.1485.608142.6821
27、6.784F空调64.810.80.80.7551.84838.88664.8198.475F空调96.810.80.80.7577.44858.08696.81147.096F空调1.7650.80.80.751.4121.0591.7652.687F空调114.420.80.80.7591.53668.652114.42173.848F空调114.420.80.80.7591.53668.652114.42173.849F空调49.150.80.80.7539.3229.4949.1574.6810F空调18.4150.80.80.7514.73211.04918.41527.9811F空
28、调13.9150.80.80.7511.1328.34913.91521.1412F空调0.840.80.80.750.6720.5040.841.2813F空调104.050.80.80.7583.2462.43104.05158.09 计算总负荷用需要系数法进行计算的步骤为:先将用电设备进行分组,求出每组设备的总额定容量。(2-8)(2-9)(2-10)查出各组相关用电设备的需要系数和对应的功率因数:用需要系数发求本工程的总负荷时,需要在各级配电电乘以同时系数 。本工程系统中,消防负荷(除自动喷淋泵、消防排烟机外)平时作为正常负荷使用(如消防电梯做客梯使用),火灾时切掉非消防负荷。因此,在
29、计算总负荷时,本系统考虑除自动喷淋泵、消防排烟机外的全部负荷。根据式(2-8)、(2-9)、(2-10)完成下列计算:(1) 照明总负荷普通照明:应急照明:(2) 插座总负荷(3) 空调外机总负荷(3) 风机总负荷(4) 水泵总负荷(5) 电梯总负荷(6) 厨房负荷总负荷:用电设备组计算负荷同时系数 取 取得 电容补偿计算(1)补偿前的变压器的功率因数本工程采用低压集中补偿方式,按照JGJ16-2008民用建筑电气设计规范,。因此,低压侧的功率因数为 (2)无功补偿容量按照JGJ16-2008民用建筑电气设计规范规定,高压侧,显然现在不能满足要求。这里我们取,那么低压侧需要装备的并联电容容量为
30、:取(4) 补偿后的变压器的容量和功率因数变压器功率损耗为:变电所高压侧的计算负荷为:补偿后的功率因数为:显然达到的规范要求。 电气主接线方案设计 变压器的选择电力变压器是建筑供配电系统中非常关键的设备,不但影响着电气主接线方案的设计,在做变配电所的整体布置设计时还要着重考虑。选择变压器时,需从经济合理的角度选择变压器的型式、容量和台数。 变压器的型式选择变压器型式的选择,即确定变压器的相数、绝缘和冷却方式、绕组的型式、调压方式等,在选择时优先选用技术先进的、高效节能的、维护方便的新产品。其中对于干式变压器还要考虑其外壳防护等级。 变压器台数和容量选择(1) 变压器台数的选择一台变压器的选用,
31、仅适用容量较小的三级符合变配电所情况,或变配电所仅有少量二级负荷,而且在低压侧有能够作备用的足够容量的联络电源。选用两台及以上的变压器,适用于有大量的一级或着二级负荷的变配电所、随季节变化负荷变化较大的建筑物或集中负荷容量比较大的三级负荷的情况。当出现以下情况,需设专用变压器:1)当照明负荷特别大时,亦或者当照明和动力负荷共用一台变压器时,因动力负荷的起停会对照明产生严重影响的情况下,可设专用变压器2)冲击性负荷较大时,可设专用变压器3)有单台的设备单项负荷较大时,设单相变压器4)随季节的变化,负荷的容量变化较大时,可设专用变压器(2)变压器容量的选择1)正常情况下只有一台变压器时,变压器的容
32、量要大于计算负荷。2)正常情况下有两台相同容量变压器时,单台变压器容量为计算容量的60%到70%,且单台变压器的容量大于所有一、二级负荷的计算负荷。3)正常情况下有两台相同容量变压器时,两台变压器总容量大于计算容量,且任意一台变压器的容量大于所有一、二级负荷的计算负荷。4)从负荷发展的角度考虑,变压器的负荷率一般取值70%85%。 变压器最终选型考虑到本工程空调负荷较大,随季节性负荷变化较大,所以为空调负荷设独立变压器,因此选择两台有环氧树脂浇注干式变压器,Dyn11型变压器,1台1000kVA另1台1250kVA。 变压器选择型号参数序号变压器型号台数联结组标号额定容量/kVA空载损耗/kW
33、空载电流(%)阻抗电压(%)1SC(B)10-1000-10.51Dyn1110001.760.562SC(B)10-1250-10.51Dyn1112502.080.56 常见的供电方案(1)用于用户电力负荷较小,可靠性要求较低,可从邻近变电所取得足够低压供电回路的情况。(2) 一路10(6)kV高压电源供电用于用户负荷较大,使用低压直接供电不经济,且用电负荷主要为三级负荷,仅有少量一级、二级负荷时。对于仅有应急照明或电话站等少量的一级负荷,可采用蓄电池组作为备用电源。(3) 一路10(6)kV高压电源、用于一二级负荷较大,采用蓄电池作为备用电源不经济,需要两路交流电源,但取得第二高压电源较
34、困难或不经济,且可以从邻近处取得低压电源作为备用电源时。(4)两路10(6)kV电源供电用于一级、二级、三级负荷容量均较大、供电可靠性要求较高的情况。是最常用的供电方式之一。(5) 两路10(6)kV电源供电、自备发电机组备用。用于负荷容量较大、供电可靠性要求高,有大量一级负荷的用户。也是常用的供电方式。(6) 两路35kV电源供电、自备发电机组备用。用于对负荷容量特别大的用户,如大型企业、超高层建筑或高层建筑群等。 常见的高压电气主接线方案(1) 一路电源进线的单母线接线这种接线方案适用于电气负荷不大、对供电的可靠性要求稍低的场合。当没有其他备用电源,一般只用于三级负荷的供电。当进线电源为专
35、用架空线或满足二级负荷供电条件。当进线电源为专用架空线或满足二级负荷供电条件的电缆线路,则用于二级负荷的供电。(2) 两路电源进线的单母线接线方案为两路10kV高压电源进线,工作方式为一用一备。这种接线方式一般适用于二级负荷的供电。(3) 无联络的分段单母线接线方案为两路10kV高压电源进线,两路高压侧母线之间没有联络,工作方式一般为互为备用。这种接线多用于负荷不太大的二级负荷的场合。(4)母线联络的分段单母线接线这是最常用的高压主接线方法,两路10kV高压电源进线,两者同时对系统供电,两者之间互相为备用,两路10kV高压电源进线之间的母联开关通常为断路器,可以手动切换,也可以自动切换,一般适
36、用于一二级负荷的供电。 常见的低压电气主接线方案10kV配电所的低压电气主接线一般采用单母线接线和分段单母线接线两种方式。对于分段单母线接线,两段母线互为备用,母线开关手动或自动切换。根据变压器台数和电力负荷的分组情况,对于两台及以上的变压器,可以有以下几种常见的低压主接线形式。(1)动力和照明负荷共用变压器供电设计时将民用建筑中的非工业电力电价用电负荷和照明电价负荷分别集中,设分计量表。(2)空调负荷专用变压器供电当在非空调季节空调设备停运是,可将专用变压器亦停运,从而达到经济运行的目的。(3) 动力和照明负荷分别变压器供电非工业用电电价用电负荷和照明负荷分别由不同变压器供电为满足消防负荷的
37、供电可靠性要求,可选用一台或者两台变压器加一路备用电源(可以是自备发电组,也可以是低压备用市电)的方案。当用电负荷不设变压器室,根据照明负荷与非照明电力负荷、应急负荷的数量,采用一路、两路、三路低压电源进线。 变配电所主接线的确定 供电电源本工程依据负荷计算、供电可靠性以及电力系统供电可靠性等综合因数,最终确定的方案为,使用来自不同10kV配电所的两路10kV电源进线。 高压电气主接线因两路10kV电源进线之间完全独立互不影响,经负荷计算后,综合考虑,本工程高压侧选用母线分段运行,母线间不联络的方式。据GB 50053-201320kV及以下变电所色合计规范规定,当两台干式变压器且单台容量不大
38、于1250kVA或两台油浸式变压器且单台容量不大于630kVA时,采用高供高计。变压器一次侧采用负荷开关-熔断器组合电器的接线。 低压电气主接线通过负荷计算可以看出,空调制冷负荷在总体的建筑负荷中占据近一半的比重,所以从绿色经济节能的角度考虑,设专用变压器供电,在非空调季节空调设备停运时,可以将专用变压器也停用,从而达到经济运行的目的。TN-S低压配电系统接地适用于设有变电所的公共建筑、安全要求较高的工业建筑以及住宅商业、办公等民用建筑。 短路电流计算 短路电流计算内容及目的. 需要确定的高压电网短路电流及目的序号短路物理量符号目的1三相对称短路电流初始值用于校验高压侧电气导体的热稳定性及整定
39、继电保护装置2三相对称开断电流有效值开关电器的第一对触头分断瞬间,预期短路电流对称交流分量在一个周期内的有效期,用于校验高压开关电器的分断能力3三相短路电流峰值用于校验高压电器。母线、绝缘子的动稳定,检验断路器的额定关合开关。4三相稳态短路电流有效值计算其他短路电流的依据5两相稳态短路电流有效值校验机电保护装置或高压熔断器的灵敏度6对称短路容量初始值用于校验高压电动机启动的依据,也是计算低压电网短路电流的依据7单相接地电容电流用于确定高压系统中性点接地方式;对高压非有效接地系统,用于验算接地装置的接触电压和跨步电压。8单相接地短路电流对高压有效接地系统,用于验算接地装置的接触电压和跨步电压 三
40、相对称短路电流计算 计算采用标幺值法计算。 确定基准值。 基准值序号基准值计算公式说明1基准容量Sd=100MVAc 短路计算电压系数,取平均值1.05Un 短路计算点所在电网的标称电压Id 短路计算点的基准电流2基准电压Ud=cUn3基准电流 计算短路回路各元件的电抗标幺值 高压短路回路各元件的电抗标幺值序号元件名称计算公式说明1电力系统电力系统变电所高压馈电线出口处的短路容量(MVA),取具体工程的设计规划容量由供电部门提供)电力线路单位长度的电抗(/km)电力线路的长度(km)元件所在电网的标称电压(kV)配电变压器的短路电压(阻抗电压)百分值配电变压器的额定容量(MVA)限流电抗器的电
41、抗百分值、额定电压(kV)、额定电流(kA)2电力线路3配电变压器4限流电抗器 绘制短路回路等效电路按阻抗串并联关系等效阻抗的方法化简电路,计算出短路回路的总电抗标幺值。 计算三相短路电流与短路容量 高压三相短路电流与短路容量的计算序号物理量名称公式说明1三相对称短路电流初始值峰值系数短路计算点所在电网的标称电压(kV)2三相对称开断电流(有效值)(kA)3三相短路电流峰值(kA)4三相稳态短路电流(有效值)(kA)5对称短路电流容量初始值 两相短路电流的计算。两相稳态短路电流与三相稳态短路电流的比值关系,视短路点与电源的距离远近而定。在原理发电机端短路时,。 变压器高低压侧的短路电流计算 确
42、定基准值基准容量:系统高压侧基准电压:系统低压侧基准电压:系统高压侧额定短路电流容量:系统高压侧基准电流:系统低压侧基准电流: 电路中个元件电抗标幺值的计算(1)电力系统的电抗标幺值(2)电力变压器的电抗标幺值的计算查的变压器的阻抗电压,则(3)电力线路的电抗标幺值的计算查的10kV电缆单位长度电抗平均值,则。 高压侧短路电流计算电路 计算高压侧的短路电流(k-1)点三相短路电流周期分量的有效值:其他三相短路电流:三相短路容量: 计算低压侧的短路电流(k-2)点三相短路电流周期分量的有效值:其他三相短路电流:三相短路容量: 计算低压侧的短路电流(k-3)点三相短路电流周期分量的有效值:其他三相
43、短路电流:三相短路容量: 配电设备的选型 配电设备选择的总原则(1)配电设备选择应满足使用要求选用符合国家标准的定制产品。对于特殊场合使用的非标准产品,应提出具体制作要求,满足相关设计、安全规定。额定电压及频率等,应与所在回路的标称值相适应,对某些设备还应考虑可能出现的最高或最低电压;若无相应电压等级产品,应选用上一级电压等级产品。(2)低压配电设备选择的环境要求满足多尘环境、海拔高度、温度、有爆炸和火灾危险等特殊环境的设计要求。(3) 常用开关电器极数应满足要求 高压侧设备的选型据GB 50053-201320kV及以下变电所设计规范和JGJ16-2008民用建筑电气设计规范,在高层建筑中的
44、变配电所,为了满足防火要求,高压开关电器设备一般选真空断路器、SF6断路器、开关加高压熔断器等。(1) 10kV高压柜335kV高压配电装置以选用全金属封闭式高压环网柜为主,一般选用手车式。当防火、绝缘要求比较高的场所,可以选择SF6充气柜。对保护和自动化程度要求较低的场所,从经济角度考虑,可以选用10kV环网柜做高压柜。(2)10kV进线开关电器当10kV电源进线由专线直接引自电力系统时,可选用高压断路器、高压熔断器与隔离开关组合。若10kV高压柜没有继电保护,没有自动化的要求,高压柜的出线回路又很少,且不需要带负荷操作时,那么就可以选择高压隔离器来做10kV进线的开关电器。(3)10kV母
45、线分段开关电器10kV母线分段开关器一般选用断路器;如果10kV侧没有继电保护,没有自动装置的要求,高压柜的出线回路又很少,且无需带负荷操作时,那么就可以选用高压隔离器来做10kV母线分段开关电器。(4)10kV出线开关器10kV出线开关器应当使用断路器,而在保护和操作要求都满足的情况之下,也可以选用熔断器和隔离开关的组合。(5)10/一般情况下,选用断路器或者熔断器与隔离开关组合;当变压器的容量小于500kVA时,可以选用隔离器与熔断器的组合。 低压配电设备的选型低压配电设备的选择满足工作电压、电流、频率、准确等级和使用环境的要求,应满足短路条件下的动热稳定性,对断开短路电流的电器应校验其短
46、路条件下的通断能力。 低压配电柜的选择常见的低压配电柜有许多种,目前一般都选择抽屉柜。抽屉柜的各个单元抽屉按照下大上小的顺序排列。每个柜子都应有一定的余量,不宜排满。 低压断路器的选择(1)选择原则断路器要满足回路负荷的额定电压、额定电流、短路电流、极限通断能力和脱扣器的额定电流的要求。(2)断路器额定电流整定低压断路器应根据不同故障的类别以及具体的工作要求来选择相应的保护型式以及额定电流,以此来满足正常的工作、线路的故障时、电机启动时的保护要求。配电用断路器,一般不需要考虑设备启动对断路器的影响。照明线路用断路器且谐波较大时,应当计入谐波电流。电机保护用断路器,必须考虑启动电流对断路器的影响
47、。(3)断路器上下级配合断路器作为上下级保护时,其动作应有选择性,即上下级间做相互的配合。本工程采用施耐德塑壳式断路器(MCCB),。 Compact NSE 塑壳断路器(配电保护)100630A选型指南NSE 250 N/3P 250 P MX型号壳架电流100160250400630分段能力类型E:25kAN:35kAS:50kAH:70kA极数3极4极脱扣器额定电流E型:15,20,25,30,40,50,60,75,80,100N/S/H型:16,25,32,40,50,63,80,100,125,160,200,250,400,630安装方式固定式F插入式P抽出式D额定电压>5
48、25VV(仅用于400、630A)附件 Compact NSE 塑壳断路器(电动机保护)100630A选型指南 NSE 250 N/3P 250 M P MX型号壳架电流100160250400630分段能力类型N:35kAS:50kAH:70kA极数3极脱扣器额定电流2.5,6.3,12.5,25,50,100,150,220,320,500电动机保护功能安装方式固定式F插入式P附件 剩余电流保护器的选择(1)一般情况下,连接移动电气设备的线路(普通插座回路)、潮湿场所(卫生间插座)、高温场所、有水蒸气的场所及有震动的场所应装设剩余电流保护器。(2)选择原则由220V电源供电的电气线路或设备,应选用二极二线式剩余电流保护器;由三相三线380V电源供电的电气线路或设备,应选用三极三线制剩余电流保护器;三相四线220/380V或单项与三相公用的线路,应选用四级四线式或者三极四线式剩余电流保护器。选用剩余电流报警时,其报警动作电流按被保护回路最大电流的1/10001/3000选取,2s。为防止人身遭受电击伤害,在室内正常环境下设置的剩余电流保护器,其动作电流不应大于30mA,。在正常的室内条件下,线路
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