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文档简介
大型校园电气设计心得
1校区电气系统规划的需要由于占地面积大,大型学校建筑单元数量多,分散,不同单元的使用功能不同。如何规划整个校园的电气系统,尤其是安装安装电气系统。本文结合深圳高级技工学校(龙岗)新校区项目设计实例,结合自己在设计中遇到的问题和经验,分享一下在大型校区电气设计中的一些心得。2工程实例2.1图书馆图书馆、课堂教学室深圳高级技工学校(龙岗)新校区位于深圳市龙岗区,占地37万㎡,设计建设内容:A图书馆、教学综合楼,B实训楼,C行政办公楼等28个建筑单体及其他辅助设施,各类总建筑面积26.7万㎡。2.21线路供电方案供电网络要经济合理、安全可靠地输送电能到用户,应该从性能、费用、科学性、可靠性等多方面进行综合评价。据《供配电系统设计规范》GB50052-2009第4.0.7条规定高压配电系统宜采用放射式。根据变压器的容量、分布及地理环境等情况,亦可采用树干式或环式。在深圳高级技工学校(龙岗)新校区10KV供电系统设计中,接线方式有三种选择方案:1)高压树干式接线方案有色金属消耗少,比较经济,但干线发生故障时,停电范围大,供电可靠性低,学校对用电要求较高,故这种方式并不合理。2)环网式一般有单侧环式供电和双侧环式供电,其特点是供电可靠性较高,支行比较灵活,当线路故障或检修时,可通过倒闸操作,缩小停电范围和时间,但切换操作较麻烦,寻找故障时要中断供电。3)放射式又称辐射式,有单回路放射式和双回路放射式,其优点是供电可靠性高,便于管理,故障、检修互不影响,但供电线路长、投资大,适于负荷性质特殊、对供电要求较高的用户。双回路供电接线方式如图1所示本项目起先定为深圳大运会的辅助设施,在供电可靠性为第一前提下采用了放射式供电接线方式。2.3变配电房设计方案比选分析对于变(配)电所的布置,强调每条10KV供电线路及每个配电房都应有明确且比较整齐的供电区域,防止交叉重叠,近电远送。因此,在适应建筑物不同职能分区的前提下,将深圳高级技工学校(龙岗)新校区10KV供电线路及变配电所按以下原则分区布置(见图2):1)10/0.4KV变(配)电所的布置,首先要考虑的是深入负荷中心及所供电负荷的合理供电半径,对于380V电源线路可输送距离约250m,以保证在最大负荷时线路末端满足各种用电设备正常工作。2)按功能分区划分为宿舍区、办公区、教学区、实训区、教工宿舍区5个供电区域,以避免一个供电线路发生故障影响其他供电区域。变配电房的数量最初有两个设计方案,方案a是宿舍区、办公区、教学实训区、教工宿舍区设4个变配电房,方案b是宿舍区、办公区、教学区、实训区、教工宿舍区设5个变配电房。方案a在设备上能节省2台SM6高压进线柜,1,246m3×185㎜210KV高压电缆,在建筑上能节能100㎡左右的房间,方案b在设备上能节省58根120m4x120+1x70(为便于计算,统一换算成4x120+1x70电缆)共计6960m。设备电缆造价分析表:按以上分析在造价上方案b比方案a节省184.7万元。在能耗分析上,年工作时间按一班制计算即一年用电1,860小时,扣除3个月学校假期,按1,395小时计。电缆长时间载流量按0.8计算,降容系数按0.75考虑,120㎜2YJV电缆载流量314×0.8×0.75即188A。线路有功功率损耗按公式ΔP=3I2cR×10-3KW计算,查表得120㎜2YJV电缆R=0.181Ω/Km,计算得ΔP=134KW。有功电能按式Wy=aavPcTnKWhaav,负荷系数,取0.75;Pc=有功损耗;Tn=年实际工作小时数可以得出在线路上电能损耗量是约14万度,年电费约14万元。按以上分析方案b每年可以节省电费约14万元。综合造价和能耗分析,方案b明显比方案a合理,节能。故我们在施工图设计中采用了方案b。2.4变压器a型深圳供电部门一般要求300mm210KV电缆供电容量不能超过10,000KVA左右(办公、学校类),本工程总的装机容量已经达到了17,010KVA,所以在设计时要求市电电源为2路独立的10kV电源,正常运行下,两路电源分列运行,各承担9,010KVA和8,000KVA的负荷;当一路电源发生故障时,分段开关自动/手动投入运行,另一路电源承担校区内全部重要负荷。1~5#变电所内的变压器都是偶数台设计,低压侧单母线分段,中间联络。这样能保证在一路电源出现问题或1台变压器需要维修停止使用时,能通过中间的联络开关,确保这路电源(变压器)上所带的重要负荷能保证供电,提高了供电的可靠性。3接地电阻计算低压接地系统除了设有变电所的建筑单体采用TN-S系统外,其余都采用TN-C-S系统,这样从各配电所至这些建筑单体的电源电缆可以采用四芯电缆,大量节省了金属消耗。为了降低PEN线断线时的接触电压,在建筑物入口处将它重复接地。在一些专业书籍上将重复接地电阻按建筑物的联合接地电阻取为1Ω,可求的接触电压为44V<IEC标准规定安全电压50V。采用220/380低压供电的民用建筑,可利用钢筋混凝土基础内的钢筋(自然接地体)作为重复接地体。根据建筑物四周基础所包围的面积(即占地面积,以下简称接地面积),可以利用日本杂志介绍的下列公式,计算出自然接地电阻:式中:R—自然接地电阻,Ω;ρ—土壤电阻率,Ω·m;A—建筑物的接地面积,㎡。根据建筑物接地面积和不同土壤电阻率可以作出图3的自然接地电阻随接地面积和土壤电阻率变化曲线。利用图3曲线,根据已知接地面积和土壤电阻率,就可方便地求得自然接地电阻。反之,根据要求的自然接地电阻也可求得所需的接地面积。本项目土壤基本为黄土,选ρ=100Ω,接地电阻R要求为1Ω时,从图3查得所需的接地面积为1,900㎡。本项目中的所有单体接地面积都超过1,900㎡,都能达到接地电阻R≦1Ω,项目竣工后,实测也都满足要求。4在柴油发电机设置时,设计成果和家4.1在10KV供电方案中,本设计全部采用放射式供电,虽然增加了供电可靠性,但像宿舍区都是一些多层建筑,没有一级负荷,供电要求不是很高,可以采用环网式从附近的变电所接10KV电源,这样在满足规范和使用功能下,节省投资。4.2在柴油发电机设置问题上,设计总结中认为设计标准过高,除了四级生物实验室用电是一级负荷中的特别重要负荷,需要设置应急电源外,其余用电负荷没必要设置柴油发电机,因为所有的变配电房都是独立的两路10KV进线,完全能满足一级
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