变配电所及柴油发电机

高层建筑电气设计第三章变配电所及柴油发电机1本章学习内容123452建筑变配电所的类型及布置第一节3室内变配电所：全部电气设备装设在屋内室外变配电所：变压器及高压电气设备装设在露天场地组合式变配电所：成套变电站或箱式变电站就是将电力变压器和高、低压配电装置等设备组合在一个或几个箱体内杆上式变电所台墩式变电所露天变电所变配电所类型第一节建筑变配电所的类型及布置独立变配电所附设变配电所地下变配电所41、2-内附式3、4-外附式5-车间内式6-露天或半露天式7-独立式8-杆上式9-地下式10-楼上式第一节建筑变配电所的类型及布置5第一节建筑变配电所的类型及布置6室内型变电所平面布置图第一节建筑变配电所的类型及布置7组合式成套变电所组合式变电站，具有结构紧凑、成套性强、运行安全可靠、维护方便、造型美观、移动方便、占地面积小等特点。箱体具有防雨、防晒、防锈、防尘、防潮、防凝露措施。第一节建筑变配电所的类型及布置IP防护等级8第一节建筑变配电所的类型及布置9第一节建筑变配电所的类型及布置（1）近负荷中心。（2）进出线方便。（3）接近电源侧。（4）设备吊装运输方便。（5）不应设在剧烈振动的场所。（6）不应设在多尘、水雾（如大型冷却塔）或有腐蚀气体的场所，如无法远离时，不应设在污源的下风侧。（7）不应设在厕所，浴室或其它经常积水场所的正下方或相邻。变配电所位置选择10第一节建筑变配电所的类型及布置（8）不应设在爆炸危险场所范围以内和布置在与火灾危险场所的正上方或正下方。（9）变配电所为独立建筑物时，不宜设在地势低洼和可能积水的场所。（10）高层建筑地下层变配电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所。（11）变配电所位于高层建筑（或其它地下建筑）的地下室时，不宜设在最底层。10kV及以下变电所设计规范.pdf变配电所位置选择11第一节建筑变配电所的类型及布置变配电所布置的基本要求：布置紧凑合理，便于设备的操作、巡视、搬运、检修和试验，同时考虑发展的可能性。合理安排建筑物内各房间的相对位置，配电室的位置应便于进出线。变压器室和电容器室尽量避免布置在朝西方向。配电室、控制室和值班室等的地面，一般比室外高出0.15~0.30m。变压器室、电容器室的地坪高度应根据通风散热的需要而定。有人值班的变配电所应有单独的控制室或值班室。12第一节建筑变配电所的类型及布置变配电所的常用布置方案书上P46-47图3-21)变压器室的一般要求表３-1油浸式变压器外廓与变压器室墙壁和门的最小距离变压器容量（kVA）100~10001250~1600以上变压器外廓与后壁、侧壁的净距(m)0.600.80变压器外廓与门的净距(m)0.801.00其他要求详见P47-4813手车式可靠性高、维修方便、价格高固定式结构简单、造价低、维修不便高压配电屏内的电气设备：高压主接线的开关和保护设备(包括二次回路)第一节建筑变配电所的类型及布置2)高压配电室布置一般要求14第一节建筑变配电所的类型及布置手车式固定式15高压配电室内各种通道最小宽度（mm）

开关柜布置方式柜后维护通道柜前操作通道固定式手车式单排布置8001500单车长度+1200双排面对面布置8002000双车长度+900双排背对背布置10001500单车长度+1200第一节建筑变配电所的类型及布置其他要求详见P4816第一节建筑变配电所的类型及布置图3-3固定式高压开关柜布置图17第一节建筑变配电所的类型及布置图3-4手车式高压开关柜布置图18第一节建筑变配电所的类型及布置3)低压配电室布置一般要求固定式结构简单、造价低可靠性较低，维修不便抽屉式可靠性较高，安全性好，维修方便结构复杂、造价高低压配电屏内的电气设备：刀开关、熔断器、自动开关（低压断路器）、交流接触器、电流互感器、电压互感器等19低压配电屏前、后通道最小宽度（mm）型式布置方式屏前通道屏后通道固定式

单排布置15001000双排面对面布置20001000双排背对背布置15001500抽屉式

单排布置18001000双排面对面布置23001000双排背对背布置18001000第一节建筑变配电所的类型及布置其他要求详见P5120第一节建筑变配电所的类型及布置图3-5固定式低压配电柜的布置图

21第一节建筑变配电所的类型及布置图3-6抽屉式低压配电柜的布置图

22变压器的选择第二节23第二节变压器容量及台数的确定1、基本结构：铁心绕组(分高压和低压或一次和二次绕组)1-温度计2-铭牌3-吸湿器4-油枕(储油柜)5-油位指示器(油标)6-防爆管

7-瓦斯(气体)继电器8-高压出线套管和接线端子9-低压出线套管和接线端子10-分接开关11-油箱及散热油管12-铁心13-绕组及绝缘14-放油阀15-小车16-接地端子油浸式变压器结构动画演示24电力变压器按变压功能分：有升压变压器和降压变压器。

电力变压器按容量系列分：

采用R10系列，如100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000kVA等。电力变压器按相数分：有单相和三相两大类。

按调压方式分：有无载调压（又称无激磁调压）和有载调压两大类。

电力变压器按绕组（线圈）导体材质分：有铜绕组和铝绕组两大类。电力变压器按绕组型式分：有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器。电力变压器按绕组绝缘及冷却方式分：有油浸式、干式和充气式（SF6）等变压器。第二节变压器容量及台数的确定25第二节变压器容量及台数的确定常见的配电变压器型号：S9、SC9、S112.型号选择冷却代号F－风冷P－强迫油循环无－自然冷却设计序号高压绕组电压(kV)绕组材料L－铝无－铜调压代号Z－有载调压无－无载调压相数代号S－三相D－单相额定容量(kVA)绝缘代号C－成型固体G－空气无－油浸式26一般场所应推广采用低损耗电力变压器,如Ｓ９、Ｓ１１等型号。在电网电压波动较大不能满足用户电压质量要求时，根据需要和可能可选用有载调压变压器。周围环境恶劣，有防尘、防腐要求时，宜选用全密闭变压器。高层建筑、地下建筑等防火要求高的场所，宜选用干式变压器。第二节变压器容量及台数的确定273.联结组别的选择6~10kV配电变压器（二次侧电压为220/380V）有Yyn0(即Y/Y0－12)和Dyn11(即Δ/Y0

－11)两种常用的联结组。变压器Yyn0联结组a)一、二次绕组接线图b)一、二次电压相量图c)时钟示意图第二节变压器的选择28变压器Dyn11联结组a)一、二次绕组接线图b)一、二次电压相量图c)时钟示意图第二节变压器容量及台数的确定29对于容量在1000kVA以下，电压为10kV/0.4~0.23kV的配电变压器，绝大部分采用Yyn0，但是国际上多数国家采用Dyn11联结组别。Dyn11联结组别的优势：空载损耗和负载损耗小；

有利于抑制高次谐波电流；

零序阻抗小；

适用于单相不平衡负荷。高压侧一相断开，低压侧仍可正常运行。但是，由于Yyn0联结变压器一次绕组的绝缘强度要求比Dyn11联结变压器稍低，从而制造成本稍低第二节变压器容量及台数的确定30第二节变压器容量及台数的确定变电所符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器：（1）有大量的一级或二级负荷时（如消防等）。（2）季节性负荷变化较大时。（3）集中负荷较大时。在下列情况下可设专用变压器：(1)动力和照明共用变压器严重影响照明质量及灯泡寿命时。(2)当季节性负荷较大时（如大型民用建筑中的空调冷冻机负荷）。(3)出于功能需要的某些特殊设备（如容量较大的Ｘ光机等）。4、变压器台数的选择31第二节变压器容量及台数的确定建筑物的计算负荷PC确定后，建筑物供电变压器的总装机容量ＰC——建筑物的计算有功功率cosφ——补偿后的平均功率因数，一般不小于0.9β——变压器的负荷率(75%~85%)5.变压器容量的选择

1.只装一台主变压器的变电所主变压器的容量应满足全部用电设备总计算负荷的需要321、变压器的单台容量一般不宜大于1600kVA。2、居住小区变电所内单台变压器的容量不宜大于630kVA。3、温度修正（表3-4）4、过载能力（表3-5）2.装有两台主变压器的变电所

每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：

(1)任一台单独运行时，承担大约60%～70%，即(2)任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要第二节变压器容量及台数的确定33补充例题：某10/0.4kV变电所，总计算负荷为1200kVA，其中一、二级负荷680kVA。试初步选择该变电所主变压器的台数和容量。且因此初步确定每台主变压器容量为800kVA。解：根据变电所有一、二级负荷的情况，确定选两台主变压器。每台容量第二节变压器容量及台数的确定34建筑供电的高低压接线第三节35第三节建筑供电的高低压接线1.高压主接线供电电压：一般采用10kV供电电源及供电方式的选择：供电量电能质量负荷级别（可靠性）经济指标36第三节建筑供电的高低压接线高压主接线的供电方式：放射式树干式环形供电式37供电方式-放射式第三节建筑供电的高低压接线单回路放射式供电双回路放射式供电供电可靠性高，故障发生后，影响范围较小，切换操作方便，保护简单，便于自动化，但造价较高。断路器(开关)隔离开关(刀闸)跌落式熔断器母线母线38第三节建筑供电的高低压接线供电方式-树干式投资少，但事故后影响范围较大，供电可靠性差架空线电缆母线39第三节建筑供电的高低压接线供电方式-环形供电式同一电源供电的环形供电多个电源供电的环形供电有闭路环式和开路环式，为简化保护，一般采用开路环式。供电可靠性较高，运行比较灵活，但切换操作较频繁。开路开路40第三节建筑供电的高低压接线常用高压主接线方式：线路-变压器组单母线接线单母线分段接线组合式变电站单元接线41第三节建筑供电的高低压接线常用高压主接线方式——线路－变压器组接线简单，设备最少；线路或变压器故障/检修时停电三级负荷二级负荷一级负荷接地开关负荷开关42常用高压主接线方式——单母线接线第三节建筑供电的高低压接线单进单出带计量的单母线单进多出的单母线双进多出的单母线适用于二级负荷及可以从低压侧获得备用电源的一级负荷适用于出线回路不多的一、二级负荷电流互感器电压互感器避雷器43第三节建筑供电的高低压接线常用高压主接线方式——单母线分段接线母联开关可靠性高、运行灵活；适应多电源、大负荷；广泛应用于出线回路大于4的一、二级负荷44第三节建筑供电的高低压接线常用高压主接线方式——组合式变电站单元接线可靠性高、独立性强、操作方便灵活、能深入负荷中心高压开关柜变压器低压开关柜45第三节建筑供电的高低压接线一般采用380V/220V中性点直接接地系统确定低压配电系统时,应满足下述要求：满足供电可靠性和电能质量的要求。系统接线简单并要有一定的灵活性。操作安全，检修方便。节省有色金属消耗，减少电能损耗，降低运行费用。2.建筑供电的低压接线46第三节建筑供电的高低压接线低压配电系统的主要形式放射式配电树干式配电链式配电环式配电混合式配电47放射式配电各楼层的配电箱、柜与配电房的总配电柜之间是单独敷设的线路，各配电线路故障互不影响，供电可靠性高。该方式主要用于高层建筑中大容量设备（如空调制冷机组）的配电。由于其容量大，一般采用电缆或封闭式母线配电；配电箱配电房中的配电柜应急

照明箱配电箱配电箱水泵

控制箱风机

控制箱电梯

控制箱第三节建筑供电的高低压接线48配电房中的配电柜配电箱配电箱配电箱母线或分支电缆n层2层1层配电房中的配电柜配电箱配电箱配电箱配电箱树干式配电多个配电箱（柜）共用一条干线与配电房总配电柜连接。该方式系统灵活性好，干线故障时影响范围较大。主要应用于设备分布比较均匀的场合，尤其适用于高层建筑的照明配电。第三节建筑供电的高低压接线49链式配电与树干式配电相似，适用于距配电房较远而彼此相距又较近的小容量的用电设备，链接的台数不宜大于5台，总容量不宜大于10kW。配电房中的配电柜风机

电控箱风机

电控箱风机

电控箱不宜大于5台配电箱配电箱配电箱第三节建筑供电的高低压接线50环式配电闭环运行供电可靠性较高，但是保护整定值的配合相当复杂。一般情况下采用开环运行。第三节建筑供电的高低压接线配电房中的配电柜配电箱配电箱配电箱配电箱51混合式配电高层建筑的干线配电方式一般均为树干式、放射式、链式、环式配电的混合。第三节建筑供电的高低压接线配电房中的配电柜配电箱配电箱配电箱配电箱生活泵

控制箱风机

控制箱电梯

控制箱风机

控制柜消防泵

控制箱应急

照明箱污水泵

控制箱配电箱配电箱配电箱52柴油发电机容量及台数的确定第四节53高层建筑的电力负荷等级较高，为满足一级负荷尤其是特别重要负荷的供电可靠性要求，大多数高层建筑均设有备用电源；高层建筑中采用的备用电源有：另一路独立电源：另一个上一级变电所的电源，独立性最好；附近另一路电源：同一上级变电所的电源，独立性次之；应急发电机组；EPSUPS自备应急电源第四节柴油发电机容量及台数的确定54符合下列情况之一时，宜设自备应急柴油发电机组：为保证一级负荷中特别重要的负荷用电。有一级负荷，但从市电取得第二电源有困难或不经济合理时。大、中型商业性大厦，当市电中断供电将会造成经济效益有较大损失时。第四节柴油发电机容量及台数的确定55第四节柴油发电机容量及台数的确定可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要的一、二级负荷容量，按下述方法计算选择较大者：（1）按稳定负荷计算发电机容量（2）按最大的单台电动机或成套机组电动机启动的需要1.方案或初步设计阶段可按供电变压器容量的10%～20%估算2．在施工图设计阶段56（2）

按最大的单台电动机或成套机组电动机起动的需要，计算发电机容量。发电机组的容量（功率）为被启动电动机功率的最小倍数详见表3-6。第四节柴油发电机容量及台数的确定（1）按稳定负荷计算发电机容量消防电梯、消防水泵、喷淋泵、防排烟风机和应急照明等。建筑内的一级负荷和部分二级负荷。如生活水泵、一般客梯、大型商场、国际会议室、银行重要经营场所等有关设备的用电。57第四节柴油发电机容量及台数的确定消防总负荷：475.55KVA平时用消防负