某小区居民楼供配电与照明设计

1、四川信息职业技术学院建筑供配电与照明课程设计报告题 目： 某小区大楼供配电与照明设计 系 部： 电气工程系 专 业： 建筑电气工程技术 学 号： 姓 名： 指导老师： 2012年 6 月 15 日目 录一、设计目地 （3）二、设计任务书 （3）三、设计内容 （8）1、负荷等级 （8）2、负荷计算和无功补偿 （8）3、设计的内容及步骤 （8）4、变压器选择 （9）5、短路电流计算（12）6、设备的选择 （14）7、设备的选择 （15）四、照明设计平面图 （17）设计目地通过某小区大楼的电气设计，熟悉高层住宅电气设计的方法及步骤。掌握根据建筑物用途的不同，合理选择电源、变压器、各种用电设备，能读懂

2、各种电气图，了解防雷与接地。设计任务书1、设计题目某小区大楼供配电与照明设计。2、设计要求根据本小区所能取得的电源及本小区用电负荷的实际情况，并适当考虑到小区负荷的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，建筑的内外照明设计、确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。3、设计依据1）、小区平面图与房屋建筑平面图如图2和图3所示。2）、大楼负荷情况。该楼高18层，设为2个单元，属于1梯2户型，户型为90平米两室两厅一厨一卫，单独设立水泵站

3、。低压动力设备均为三相，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。该楼的负荷统计资料如表1所示，楼内住户每户需要系数取0.6、功率因素为0.5。3）、供电电源情况。按照小区与当地供电部门签订的供电协议规定，该小区可由附近一条10kV的公用电源干线和另一个小区变电所取得工作电源。该干线的走向和变电所位置参看小区总平面图。该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。4）、气象资料处平均温度为20，年主导风向为东南风，年雷暴日数为20天。5）、地质水文资料该小区所在地区平均海拔100

4、0m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。6）、电费制度该小区与当地供电部门达成协议，在小区变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制缴纳电费。每月基本电费按主变压器容量收取，为0.6元/kVA，动力电费为1元/kWh，照明（含家电）电费为0.5元/kWh，小区最大负荷时的功率因数不得低于0.9。4、设计任务要求在一周时间内独立完成下列工作量：1）、设计说明书需包括： eq oac(,1) 封面与目录。 eq oac(,2) 前言及确定了赋值参数的设计任务书。 eq oac(,3) 负荷计算和无功率补偿。 eq oac(,4) 变电所位置和型式的选择。 eq oac(,5) 变电所主变压器

5、台数、容量及主接线方案的选择。 eq oac(,6) 短路电流计算。 eq oac(,7) 变电所一次设备的选择与校验。 eq oac(,8) 大楼内外照明设计。 eq oac(,9) 防雷和接地装置的确定。2）.设计图与表样 eq oac(,1) 变配电所主接线图。 eq oac(,2) 主要设备及材料表。5、设计时间2011-2012学年第一学期教学周第17-18周。序号课 程 内 容教 学 要 求学时讲授训练1熟悉设计要求、准备相关的内容理解设计的基本要求，整理出设计的思路4102主接线设计设计主接线方案并进行分析、论证63负荷计算、短路计算负荷计算、短路电流计算4104主要电气设备的选

6、择能把主要的电气设备选出来4 65项目设计书画主接线图、平面布置图，完成课程设计报告126答辩根据设计内容能回答上设计中的知识点2表1大楼负荷统计资料小区用电单位名称设备容量需要系数功率因数1照明需计算2插座需计算3电梯22kW/部4泵房消防用扬水泵90kW/台1管道加压泵4kW/台1高位水箱加水泵4kW/台1消防水排水泵1kW/台15同时系数图2 小区建筑平面图3 房屋建设平面图图3 房屋建设平面图三、设计内容1、负荷等级根据民用建筑电气设计规范及火灾报警与消防联动控制的规定，普通高层住宅按二级负荷供电，19层及以上的住宅按一级负荷供电。高层住宅言主要消防设备有消防水泵、消防控制室、消防电梯

7、、防排烟设施、火灾自动报警及消防联动装置、火灾应急照明和电动防火门窗、卷帘、阀门等2、负荷计算和无功补偿 小区负荷计算表负荷名称数量单一设备容量单类设备容量需要系数功率因数计算负荷nPe(KW)Pe(KW)K照明照明灯3608插座724288电梯222443355泵房消防用扬水泵2224411180管道加压泵2488高水箱加水泵2488消防水排水泵2122公用照明36合计2合计(K=0.9)补偿低压电容器容量-133补偿后合计12变压器损耗合计（高压侧）573、设计的内容及步骤（1）照明灯的计算负荷确定如下：Pe=72x4=288 (Kw)P30=Kx. Pe=0.3x288=86.4 (Kw

8、)=86.4x0.72=62.2 (kvar)S30= tan=sin/cos（2）：合计k=0.9 :PcostanPt=0.015xS30=14.3(KW)Qt=0.06x S30=57.3（kvar）（3）欲将功率因数从0.73提高到0.92，则低压侧所需的补偿容量为：4、变压器选择高层住宅采用电缆埋地引入电源，引入电源为220V/380V。采用TN-S或TN-C-S接地系统，照明与动力系统分别引入大楼内的配电柜，配电柜安装在底楼，由配电柜引入每层楼的配电箱内，配电柜应安装在外线电缆容易引入的位置。注：电源引入 a、220v/380v TN-S TN-C-S b、变压器的位置和形式的选择

9、 SNT60 SNTSJS(+)变压器型号额定容量额定电压联结组别损耗空载电流Io%短路阻抗uk%高低空载负载SG315Yyn0 Yyn11670、7203650、34501.1、34、4SG1400Yyn0 Yyn11800、8704300、42001.0、34、4SG2500Yyn0 Yyn11960、10305100、49501.0、34、4（1）变电所位置和形式的选择： 由于该层建筑低于19层，根据民用建筑电气设计规范该建筑属于二级负荷，考虑供电可靠性，应采用两路供电，一路由10KV公共电源电缆接入变电所，另一路引自邻近高压环网箱。 变电所形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定，根据1

10、0KV及以下变电所设计规范GB5053-94规定，这里变电所应采用单独设立方式。A、1）应满足对负荷的可靠性，若有一、二级负荷，应选择两台变压器，若有少量二级负荷而无一级负荷，当低压侧有与其他变电所相连和联络线时，为备用电 源，只可用一台变压器2)季节性负荷变化较大而宜选用一台变压器3）供三级负荷，才用一台变压器4)在确定变压器台数时，应考虑负荷发展，留有余地B、1)两台变压器的变电所，变压器SNT应同时满足以下两个条件： a）任意一台变压器单独运行时，应能满足不小于总计算负荷60的要求，即 SNT60 b）任意一台变压器单独运行时，应能满足全部一二级负荷，即 SNTSJS(+)（2）计算：总

11、负荷： SJS=198（kw） Stn=198/0.8=247.9（kw）考虑到本大楼的实际情况，同时又考虑到未来510年的负荷发展，初步取=500 。考虑到安全性和可靠性的问题。型号：Sg ，所以，应选着两台变压器。变压器型号额定容量/额定电压/kV联结组型号损耗/kW空载电流%短路阻抗%高压低压空载负载Sg315Dyn111.14其主要技术指如下表所示：(3)变电所主接线方案：高低压侧均采用单母线分段，高低压侧采用双回路电源进线单母线分段，在加之低压母线的分段，使其供电可靠性相当高，且操作灵活方便，可供电给一、二级负荷，用于有两个电源的重要变电所。当一段母线或母线隔离开关检修时，该母线各出

12、线须停电，当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越，扩建时需要向两个方向均衡扩建。5、短路电流计算（1）短路电流计算的目的及方法短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。本大楼住宅采用欧姆法计算。 （2）短路电流计算 b)10kv计算：A:求K-1点1)电力系统电抗：电缆线路电抗：总电抗： 2)三相短路电流周期分量的有效值为：3)三相次暂态短路电流及短路稳态电流为：4)三相短路冲击电流为：Ish=34.32(KA)5)三相短路容量为：B:求K-2 1)电力系统的电抗：电缆线路电抗为： 电力变压器电抗为：总电抗为：2)三相短路电流周期分量的有效值为： 6、

13、设备的选择导线的选择：为了保证供电系统安全可靠、优质、经济的运行，对导线和电缆截面进行选择时必须满足：发热条件：导线和电缆（包括母线）在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。电压损耗条件：导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗，对于较短的高压线路，可以不进行电压损耗校验。经济电流密度：35kv一下的电流和35kv一下的电流最大的线路，按照经济电流密度选择。机械强度：导线（裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面，电缆的短路热稳定度，满足工作电压的要求。（2）设备选择：母线型号：TMY

14、-3x(50 x4);TMY-3x(80 x10)+1x(60 x6)电压互感器：JDZJ-10接地开关：JN-3-10/25绝缘子：ZA-10Y抗弯强度从高压柜引出6kv三芯电缆采用交联乙烯绝缘电力电缆，型号： YJV-3（504）YJV-3（8010）+1（606）吴刚凯护套，缆芯最高工作温度90度。7、配电系统设计:高层住宅分板式和塔式两种。配电系统及计量方式应满足下列要求：照明系统采用树干式配电。根据每层户数的多少，每一层或二层取一相交流200V电源供电。照明计量设在每层用户表箱内。在动力总配电柜内设动力总计量表。消防用电要求双路电源时，应以动力电源为主电源，照明电源为备用电源。电梯前

15、室照明及公共楼梯灯用电按动力计量（不装子表），人防层、居委会应单独计量。设备层及地下室用电按照明计量，电度表装在照明配电柜内。住户配电箱可参照多层住宅的户箱。如下图：4kw四、照明设计平面图10、防雷和接地装置的确定:变配电所的防雷措施装设避雷针。室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建（构）筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护。高压侧装设避雷器。这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏了变电所的这一最关键的设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起

16、。在每路进线终端和每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路，则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地。低压侧装设避雷器。这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时（如IT系统），其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。防雷装置的确定直击雷的防护根据变电所雷击目的物的分类，在变电所的中的建筑物应装设直击雷保护装置。在进线段的1km长度内进行直击雷保护。防直击雷的常用设备为避雷针。所选用的避雷器：接闪器采用直径的圆钢；引下线采用直径的圆钢；接地体采用三根长的的

17、角钢打入地中再并联后与引下线可靠连接。雷电侵入波保护由于雷电侵入波比较常见，且危害性较强，对其保护非常重要。对变电所来说，雷电侵入波保护利用阀式避雷器以及与阀式避雷器相配合的进线保护段；为了其内部的变压器和电器设备得以保护，在配电装置内安放阀式避雷器。接地基本理论电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行

18、情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。接地装置的确定接地装置为接地线和接地体的组合，结合本大楼住宅实际条件选择接地装置：交流电器设备可采用自然接地体，如建筑物的钢筋和金属管道。本大楼住宅的大接地体采用扁钢，经校验，截面选择为，厚度为。铜接地线截面选择：低压电器设备地面上的外露部分截面选择为（绝缘铜线）；电缆的接地芯截面选择为。所用的接地电阻选择：查表得接地电阻应满足R5，Re120V/IE根据经验公式：其中：为同一电压的具有电联系的架空线线路总长度；为同一电压的具有电联系的电缆线路总长度。则： 所以，变电所的接地电阻应选为5。11、大楼内外照明设计:电气照