1 目 錄 第一章 工程概述 . 2 第二章 供配電系統(tǒng)設計 . 4 第一節(jié) 供配電系統(tǒng)設計任務、內(nèi)容及要求 . 4 第二節(jié) 負荷計算 . 6 第三節(jié) 無功功率補償 . 11 第四節(jié) 高低壓配電系統(tǒng)設計 . 14 第五節(jié) 短路電流計算 . 21 第六節(jié) 設備選擇 . 23 第三章 照明系統(tǒng)設計 . 29 第一節(jié) 酒店照明設計的特點 . 29 第二節(jié) 照度計算 . 33 第三節(jié) 照明配電系統(tǒng) . 39 第四節(jié) 燈具選擇 . 41 第五節(jié) 房間插座布置 . 42 第六節(jié) 標志照明 . 42 第四章 防雷系統(tǒng)設計 . 44 第五章 消防系統(tǒng)設計 . 48 第一節(jié) 系統(tǒng)設計 . 49 第二節(jié) 本工程消防系統(tǒng) . 52 結(jié)束語 .未定義書簽 。 參考文獻 . 53 附錄一 . 54 附錄二 . 58 附錄三 . 59 2 第一章 工程概述 本次設計的對象 “某大酒店”，它是集住宿、餐飲、娛樂、為一體的大型建筑物，建筑面積約為 17000 平方米，地上 13 層、地下 1 層。其中一層有酒店大廳、服務臺、休息廳、舞廳、 美發(fā)廳、商場、 房、健身房、商務中心、快餐廳、廚房、消防中心等設施；二層是 各類餐廳酒吧、 廚房等設施；三層有多功能廳、各種會議室、休息廳等；四到十一層為客房其中有 套房、標準間；十二層是機房；地下一層有配電室、洗 衣房、熱交換間、水泵房、消防水池、風機房；另外還有一個游泳館。 屋頂有衛(wèi)星接收室、風機房、水箱間、電梯機房等。 本次設計的主要任務是有關(guān)酒店的 供配電系統(tǒng)、電氣照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)及防雷接地系統(tǒng)的設計。 作為一個現(xiàn)代化的大酒店在電氣部分中至少應該達到以下要求： 1 整個酒店的電氣設備布局合理。 （ 1） 功能規(guī)劃合理； （ 2） 設施使用方便，安全； 2 內(nèi)外裝修采用的材料考究，工藝精致具有突出風格。 3 有中央空調(diào)系統(tǒng)，使各區(qū)域通風良好。 4 有與飯店星級相適應的計算機管理系統(tǒng)。 5 有背景音樂系統(tǒng)。 6 各處應該有逃生指示燈，和線路故障應急燈，這方面應 嚴格按照國家標準實施。 7 前廳面積寬敞與接待能力相適應，風格典雅、色調(diào)協(xié)調(diào)、光線充足。 8 客房中的電氣要求和必備的電器設備：采用區(qū)域照明且目的物照度良好，有良好的排風系統(tǒng)，應有床頭控制柜、床頭燈、臺燈、落地燈、 110/220V 電源插座、電話、電視（有閉路電視系統(tǒng)，播放頻道不少于 16 個，其中有衛(wèi)星電視節(jié)目或自辦節(jié)目）音箱設備、吹風機、小冰箱等。 9 餐廳及酒吧：布局合理，燈光氛圍要求適當?shù)溲牛c裝修協(xié)調(diào)。 10 廚房：電器設備位置合理、布局科學，有足夠的冷氣設備和足夠的冷凍庫，冷菜間內(nèi)有空氣消毒設施。 11 公共區(qū)域：有足夠的高 質(zhì)量客用電梯、服務電梯、消防電梯。具有應急供電專用線和應急照明燈。 本次設計的對象 “某大酒店”屬于一般負荷，消防屬于二級負荷。市電由區(qū)域變 3 電站引來兩路電源，供電變壓器有兩臺。正常工作時，兩路電源同時供電，互為備用，各負擔一半左右負荷，一路電源故障時，另一路電源提供全部負荷。為了減少動力設備用電對照明線路電壓波動的影響，照明用電與動力用電線路盡量分開供給。 關(guān)于酒店的 照明 設計 應具有濃厚的生活感， 給人以溫馨、舒適的感覺，與整個酒店的設計思想相融合，突出本地區(qū)的特色和文化底蘊。不同的場所要通過燈光給 人以不同的感覺，使環(huán)境有 合理的照度和顯色性，適宜的亮度分布， 營造 舒適的視覺環(huán)境。 本工程照明系統(tǒng)包含大堂照明 ,餐廳照明 ,客房照明 ,一般照明和應急照明。 大堂 ,餐廳 ,走廊等照明在本次設計只預留照明電源 ,具體由二次裝修設計完成。 一般照明的光源主要為熒光燈；各機房和辦公等用房及公共場所的照度均按現(xiàn)行國家標準進行設計。 本工程在重要機房 ,人員密集的場所及通道 ,走廊 ,樓梯間及其前室安置消防應急照明 ,各疏散過道及出入口均設置應急疏散指示照明。 應急照明采用消防應急電源系統(tǒng) ,其光源為熒光燈。它們在正常及事故時均點燃。應 急疏散、樓層指示燈均自帶蓄電池，應急供電時間不少于 20 本工程的火災自動報警系統(tǒng)采用 總線報警系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有完善的聯(lián)動控制功能。系統(tǒng)中每一回路上的總線元件及輸入輸出該系統(tǒng)的有源、無源信號均有其獨立的編碼地址。 根據(jù)有關(guān)消防規(guī)范的要求 ,本工程在變配電所 ,消防控制中心 ,電氣豎井 , 及其它公共區(qū)域設置智能感煙探測器 ,在廚房 ,洗衣房設置智能感溫探測器。 在防雷接地設計中，本工程按三類防雷建筑設計 ,在各標高女兒墻四周敷設避雷帶做防雷接閃器。利用柱內(nèi)兩根主筋做防雷引下線 , 引下線間距不大于 25M 引 下線在距地 1 8工程防雷接地和電源工作接地共用接地裝置 ,其接地電阻不大于 1 歐姆。接地裝置利用建筑物基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋網(wǎng) , 如因地質(zhì)情況不理想 ,接地電阻難以滿足要求時 ,可在建筑四周補打接地極 ,與引至室外的接地線 40鋅扁鋼焊接。等電位連接 : 各層結(jié)構(gòu)梁、板、柱及剪力墻主筋可靠焊接 ,所有金屬門窗 ,欄桿等 ,引入 ,引出建筑物的金屬管道均與防雷接地系統(tǒng)焊接。淋浴間 ,衛(wèi)生間內(nèi)給排水金屬管道 ,采暖管道散熱器及所有金屬構(gòu)件均通過 部等電位箱與本層樓板內(nèi)鋼筋焊接。 4 第二章 供配電系統(tǒng)設計 第一節(jié) 供配 電系統(tǒng)設計任務、內(nèi)容及要求 一、變配電所是民用建筑的供電中樞，設計的主要內(nèi)容包括： 1、根據(jù)變配電所供電的負荷性質(zhì)及其對供電可靠性的要求，進行負荷分級，從而確定所需的獨立供電電源個數(shù)與供電電壓等級，并確定是否設置應急備用發(fā)電機組。本工程系統(tǒng)供配電設計按三級負荷要求設計。消防設備及部分重要負荷按二級負荷供電。由區(qū)域變電站不同母線引來兩路 10源進行供電。由于供電要求不高，所以不準備設置應急備用發(fā)電機組。 2、進行變配電所負荷計算與無功功率補償計算，確定無功補償容量。 3、確定變壓器 型號、臺數(shù)、容量。進行主接線方案選擇。 4、變配電所所址選擇。為了節(jié)約電能與減少有色金屬消耗量，通常應盡可能使高壓深入負荷中心。但在建筑高度甚高和大容量負荷相當分散的情況下，也可分散布置多處變配電所，其布置方案應經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。在本工程中根據(jù)實際情況，將變配電所安排在地下一層。 5、短路電流計算與開關(guān)設備選擇。 6、二次回路方案的確定，繼電保護的選擇與整定計算。操作電源的選擇，計量與測量。在本次設計中對于二次回路不做要求。 7、防雷保護與接地裝置設計。 8、變配 電所電氣照明設計。 9、關(guān)于變電所的選址應嚴格符合 10以下變電所設計規(guī)范。 二、高底壓供配電系統(tǒng)設計 輸電線路設計也就是電氣外線設計。包括供電電源線路設計和建筑物之間的配電線路設計。其設計內(nèi)容應包括：線路路徑及線路結(jié)構(gòu)型式（架空線路還是電纜線路）的確定， 5 導線截面的選擇，架空線路桿位確定及標準電桿與絕緣子、金具的選擇，弧垂的確定與荷載的效驗，電纜敷設方式的確定，線路的導線或電纜及配電設備和保護設備選擇，架空線路的防雷保護及接地裝置的設計等。本次設計中，輸電線路采用 10纜進線。敷 設應該符合規(guī)范要求。 高壓配電系統(tǒng)設計。多采用放射式系統(tǒng)，以增強其供電可靠性與控制的靈活性。對于有多處變壓器分散設置的高層建筑，高壓配電網(wǎng)絡也可以采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。主要設計任務是：確定配電電壓與配電網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)；進行配電干線負荷計算；選擇開關(guān)設備并進行短路效驗；擬定二次回路方案并進行繼電保護整定計算；選擇高壓電纜截面、型式、確定配電干線路徑與敷設方式。 低壓配電系統(tǒng)設計。低壓配電系統(tǒng)是民用建筑供配電系統(tǒng)的基本組成部分，無論就其重要性或工程量而言，都有舉足輕重的地位。主要任務是：確定低壓配電方式與配電網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)，其主 要內(nèi)容是豎直配電干線與水平配電干線的個數(shù)，位置與走向。進行分干線與干線的負荷計算，選擇開關(guān)設備及導線、電纜、封閉式母線的截面與形式。選擇保護裝置，進行保護整定計算并保證其級間的選擇性配合，以防止穿越性跳閘。確定線路敷設方式，進行電氣豎井與配電小間的設計。低壓無功補償容量計算，補償方式與調(diào)節(jié)方式的選擇。按需配置電氣測量與電能計量裝置。保護接地、重復接地系統(tǒng)的設計。 電力設計通常指動力負荷的供電設計。在大型民用建筑中，特別是高層建筑中，動力負荷種類復雜，臺數(shù)甚多，其容量自數(shù)千瓦至數(shù)百千瓦以上，此外，在民用建筑中 的放火卷簾門、自動門、空調(diào)器以及各種生活服務機械的負荷也各不相同，必須通過合理的設計滿足其供電要求。主要設計內(nèi)容：確定負荷的位置、容量；按各動力負荷的性質(zhì)及其對供電可靠性的要求，進行負荷分級，并采取相應的供電保證措施（如雙電源互投的供電方式）；確定動力負荷的配電網(wǎng)絡型式，通常多采用放射式供電。確定配電裝置的位置、選擇開關(guān)設備與保護方式。按設備容量及其分組情況進行配電干線的負荷計算并選擇干線保護的開關(guān)設備、導線截面與形式；確定線路敷設方式；進行接地系統(tǒng)與防電擊技術(shù)措施的設計。 第二節(jié) 負荷計算 計算負荷又 稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性負荷，其熱效應與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應相等。 6 一、負荷計算的方法 需要系數(shù)法。用設備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷。這種方法比較簡單，應用廣泛，尤其適用于配、便電所的負荷計算。 利用系數(shù)法。采用利用系數(shù)求出最大負荷班的平均負荷，再考慮設備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計算負荷。這種方法的理論依據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計，因而計算結(jié)果比較接近實際，但因利用系數(shù)實測與統(tǒng)計較難，在民用建筑電氣中一般不用。 二項式法。在設備組容量之和的基礎(chǔ)上，考慮若干容量最大設備的影響，采用經(jīng)驗系數(shù)進行加權(quán)求和法計算負荷。 單位面積功率法、單位指標法。 二、負荷計算方法選取原則 1 在方案設計階段可采用單位指標法；在初步設計及施工圖設計階段，宜采用需要系數(shù)法；對于住宅，在設計的各個階段均可采用單位指標法； 2 用電設備臺數(shù)較多，各臺設備容量相差不懸殊時，宜采用需用系數(shù)法，一般用于干線、配變電所的負荷計算； 3 用電設備臺數(shù)少，各臺設備容量相差懸殊時，宜采用二項式法，一般用于之干線和配電（屏）箱的負荷計算。 因此在本工程的 負荷計算中，先用根據(jù)單位面積功率法大致估算本工程的計算負荷，然后再用須用系數(shù)法進行進一步計算。 三、有關(guān)負荷計算的幾點說明 1、用電設備進行分組計算時，按下列條件考慮： 組成用電設備的設備功率，指不包括備用設備在內(nèi)的所有單個用電設備的設備功率之和。 三臺及以下，計算負荷等于其設備功率的總和；三臺以上時，其計算負荷通過計算確定。 類型相同的用電設備，其總?cè)萘靠梢杂盟銛?shù)加法求得； 2、當消防用電的計算有功功率大于火災 時可能同時切除的一般電力、照明負荷的計 7 算有功功率時，應按未切除的一般電力，照明負荷，加上消防負荷計算低壓總的設備功率，計算負荷。否則計算低壓總負荷時，不應考慮消防負荷。 3、當采用需要系數(shù)法計算負荷時，應將配電干線范圍內(nèi)的用電設備按類型統(tǒng)一劃組。配電干線的計算負荷為各用電設備組的計算負荷之和在乘以同時系數(shù)。變電所或配電所的計算負荷，為各配電干線計算負荷之和在乘以同時系數(shù)。計算變電所高壓側(cè)負荷時，應加上變壓器的功率損耗。 四、本工程負荷計算 （一）根據(jù)單位面積功率法大致估算計算負荷： 表 2 2 1 旅游 酒店的負荷密度及單位指標 4 用電設備 W/ (W/床 ) 平均 推薦范圍 平均 推薦范圍 全館總負荷 72 65 79 2242 20002400 全館總照明 15 13 17 928 850 1000 全館總電力 56 50 62 2366 21002600 冷凍機房 17 15 19 969 870 1100 鍋爐房 5 4 5 5 9 156 140 170 水泵房 1 2 1 2 43 40 50 風機 0 3 0 3 8 7 9 電梯 1 4 1 4 28 25 30 廚房 0 9 0 9 55 30 60 洗衣機房 1 3 1 3 48 45 窗式空調(diào) 10 10 357 320 400 根據(jù)單位面積功率法大致估算本工程的計算負荷為 （關(guān)于旅游酒店的負荷密度及單位指標 ： 參見表 2 2 1 ） ： )/1000 為 960筑面積 17000 暫時設想用兩臺變壓器供電，等經(jīng)過以下深入計算后在進一步確定變壓器的容量和型號。 （二） 使 用需用系數(shù)法進行深入計算： 用需要系數(shù)法確定計算負荷的公式為： 4 （ 1）用電設備組： 22 8 2）配電干線或變電所： )( )( 22 其中： K p 、 K q 是有功功率、無功功率同時系數(shù)，分別取： 0 8 0 9 和 0 93 0 97。 根據(jù)以上負荷計算方法，確定整個酒店的所有用電 負荷情況如下 （表 2 2 2 ） 單位（ 表 2 2 2 整個酒店負荷情況 序號 用電設備名稱 設備功率 序號 用電設備名稱 設備功率 其中 工作的 其中 工作的 1 1#母線 284 9 二層消防電源 19 5 2 一層景關(guān)照明 20 10 消防中心 15 3 一層景關(guān)照明 20 11 一層消防電源 22 4 十二層景關(guān)照明 20 12 游泳館消防電源 6 75 5 地下層電力照明 19 6 13 水泵房消防電源 67 6 洗衣房 電源 30 14 地下層消防電源 32 7 十二層消防電源 53 1 15 2#母線 273 7 8 三層消防電源 18 16 游泳館電力照明 140 07 總設備容量 1040需用系數(shù) 0 7 取 0 8 同時系數(shù) K p 取 0 85、 K 95。這樣整個酒店總的計算負荷是： 616 38 516 68 804 在設計中有關(guān)電力負荷的分布形式參考了國內(nèi)許多其它酒店的情況：具體 有以下幾個（表 2 2 3） 6 表 2 2 3 北京部分酒店電耗的構(gòu)成（ %） 序號 用電設備名稱 亮馬河大廈 新世紀飯店 天橋飯店 寶辰飯店 香山飯店 1 空調(diào)系統(tǒng) 55 44 50 40 50 2 照明系統(tǒng) 17 20 17 22 6 3 鍋爐 2 2 4 16 5 4 電梯 9 9 13 16 14 5 給排水 9 17 12 6 16 6 辦公設備 8 8 4 9 注：摘自商業(yè)建筑空調(diào)節(jié)能改造技術(shù)指南 計算負荷為各變電所計算負荷之和在乘以同時系數(shù) K p 、 K q。對配電所的 K p 、 K q 分別取： 0 85 1 和 0 95 1；對總降壓變電所的 K p 、 K q 分別?。?0 8 0 9 9 和 0 93 0 97。 對于酒店而言它的具體需要系數(shù)和功率因數(shù)參看下（表 2 2 4） 6 序號 負荷名稱 需要系數(shù) 然平均功率因數(shù) 平均值 推薦值 平均值 推薦值 1 全館總負荷 0 45 0 4 0 5 0 84 0 8 2 全館總照明 0 55 0 5 0 6 0 82 0 8 3 全館總電力負荷 0 4 0 35 0 45 0 9 0 85 4 冷凍機房 0 65 0 65 0 75 0 87 0 8 5 鍋爐房 0 65 0 65 0 75 0 8 0 75 6 水泵房 0 65 0 6 0 7 0 86 0 8 7 風機 0 65 0 6 7 0 83 0 8 8 電梯 0 2 0 18 0 22 直流 0 5 直流 0 4 交流 0 8 交流 0 8 9 廚房 0 4 0 35 0 45 0 7 0 75 0 7 10 洗衣機房 0 3 0 3 0 35 0 6 0 65 0 7 11 窗式空調(diào) 0 4 0 35 0 45 0 6 0 65 0 7 12 總同時系數(shù) 0 92 0 94 根據(jù)公式計算得出各個設備組的計算負荷 （系數(shù)取值參見表 2 2 4） 。消防用電作為二級負荷，由兩條母線負責供電，其它一般負荷平均分配到兩條母線上 ,盡量使兩臺變壓器所帶的負荷相等。 計算結(jié)果見（表 2 2 5）。 表 2 2 5 各臺變壓器所帶的負荷參見下 ： 序號 用電設備名稱 設備功率 計算系數(shù) 計算負荷 其中 工作的 Kx j (1變壓器 1 1#母線 284 0 7 0 8 0 75 198 8 149 10 2 一層景關(guān)照明 20 0 7 0 8 0 75 14 10 50 3 一層景關(guān)照明 20 0 7 0 8 0 75 14 10 50 4 十二層景關(guān)照明 20 0 7 0 8 0 75 14 10 50 10 5 地下層電力照明 19 6 0 7 0 8 0 75 13 72 10 29 6 洗衣房電源 30 0 7 0 8 0 75 21 15 75 7 十二層消防電源 53 1 0 7 0 8 0 75 37 17 27 88 8 三層消防電源 18 0 7 0 8 0 75 12 6 9 45 9 二層消防電源 19 5 0 7 0 8 0 75 13 65 10 24 10 消防中心 15 0 7 0 8 0 75 10 5 7 88 11 一層消防電源 22 0 7 0 8 0 75 15 4 11 55 12 游泳館消防電源 6 75 0 7 0 8 0 75 4 725 3 54 13 水泵房消防電源 67 0 7 0 8 0 75 43 55 32 66 14 地下層消防電源 32 0 7 0 8 0 75 22 4 16 80 小 計 626 95 435 515 326 64 乘以同期系數(shù) 0 85、 0 93 370 19 303 775 序號 用電設備名稱 設備功率 計算系數(shù) 計算負荷 其中 工作的 Kx j (2變壓器 1 2#母線 273 7 0 7 0 8 0 75 191 59 143 69 2 游泳館電力照明 140 07 0 7 0 8 0 75 98 049 73 54 3 十二層消防電源 53 1 0 7 0 8 0 75 37 17 27 88 4 三層消防電源 18 0 7 0 8 0 75 12 6 9 45 5 二層消防電源 19 5 0 7 0 8 0 75 13 65 10 24 6 消防中心 15 0 7 0 8 0 75 10 5 7 88 7 一層消防電源 22 0 7 0 8 0 75 15 4 11 55 8 游泳館消防電源 6 75 0 7 0 8 0 75 4 725 3 54 11 9 水泵房消防電源 67 0 7 0 8 0 75 43 55 32 66 10 地下層消防電源 32 0 7 0 8 0 75 22 4 16 80 小 計 647 12 449 634 337 23 乘以同期系數(shù) 0 85、 0 93 382 19 313 62 由計算結(jié)果本工程選用容量為 630 列低損耗干式變壓器兩臺。這中變壓器的特點是損耗低，適宜安置在多層或高層主體建筑物內(nèi)的變電所里。變壓器的接線采用D， 式： 以 D， 線與 Y， 線的同容量的變壓器相比較，前者空載損耗與負載損耗雖略大于后者，但三次及以上的高次諧波激磁電流在原邊接成形的情況下，可在原邊形成環(huán)流，與原邊接成 Y 形的情況下相比較，有利于抑制高次諧波電流，這在當前電網(wǎng)中接電力電子元件日益廣泛的情況下，采用形接線是有利的。另外 D， 線比Y， 線的零序阻抗要小得多，有利于單相接地短路故障的切除。還有，當接單相不平穩(wěn)負荷時， Y， 線變壓器要求中性線電流不超過低壓繞組額定電流的 25%，嚴重地限制了接單相負荷的容量，影響了變壓器設備能力的充分利用。因而 在 統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中，推薦采用 D， 線組別的配電變壓器。 這種接線的特點是可以改善三相不平衡的狀況、可以提高單相接地保護裝置動作靈敏度、可以阻止三次諧波含量。 變壓器的損耗： 02 （ ； 0 08 0 10） (所以： 2 6 （ ； 3 (因此高壓側(cè)的計算負荷為： 94 6 （ 76 6 ( 45 5 （ 計算電流： 31 49 （ 第三節(jié) 無功功率補償 供電部門一般要求新建企業(yè)的月平均功率因數(shù)達到 0 9 以上。當達不到這個指標的時候就需要依靠無功功率設備進行補償，從而提高企業(yè)的功率因數(shù)。 12 一、無功功率在系統(tǒng)的傳輸中所造成的影響 1、無功功率在通過電網(wǎng)時，會引起線路及設備的有功損耗。 2、電網(wǎng)的電壓損失將會隨著無功功率的增加而增加。 3、在電網(wǎng)輸送有功不變下，無功增加而使總電流增加，會使供電系統(tǒng)中的如變壓器、斷路器、導線以及測量儀器、儀 器等等的一次、二次設備的容量、規(guī)格尺寸增大，從而使投資費用增加。 二、本工程無功功率補償 采用電力電容作無功補償裝置時，宜采用就地平衡原則，低壓部分的無功負荷由低壓電容器補償。高壓部分的無功負荷由高壓電容器補償。容量較大、負荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設備的無功負荷宜單獨就地補償。 高壓電容器組宜串聯(lián)適當?shù)碾娍蛊饕詼p少合閘沖擊涌流和避免諧波放大。有諧波源的用戶，裝設低壓電容時，宜采取措施，避免諧波造成過電壓。 1、基本要求： （ 1）設計中應正確選擇電動機、變壓器的容量，減少線路感抗。 （ 2）當采用提高自然功率 因數(shù)措施后，仍打不到下列要求時，應采用并聯(lián)電力電容器作為無功補償裝置。 高壓供電的用電單位，功率因數(shù)為 0 95； 低壓供電的用電單位，功率因數(shù)為 0 9。 （ 3）高壓供電的用電單位采用低壓補償時，高壓側(cè)的功率因數(shù)應滿足供電部門的要求。 （ 4）采用電力電容器作為無功補償裝置時，宜采用就地平衡原則。低壓部分的無功負荷由低壓電容器補償，高壓部分的無功負荷由高壓電容器補償。容量較大、負荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設備的無功負荷宜單獨就地補償。補償基本無功負荷的電容器組，宜在配變電所內(nèi)集中補償。居住區(qū)的無功負荷宜在小區(qū)變 電所低壓側(cè)集中補償。 補償裝置的開關(guān)及導線的長期允許電流，高壓不應小于電容器額定電流的 1 35 倍，低壓不應小于電容器額定電流的 1 5 倍。在一、二類建筑中的電容器應采用干式電容器。電容器組應設有放電裝置。 13 在本次設計中采用高、低壓混合補償形式，低壓功率因數(shù)補償?shù)?0 9 以上，高壓功率因數(shù)補償?shù)?0 95。以互相補充，發(fā)揮各補償方式的特點。操作形式選用手動投切式。 2、公式： （ 1） 自然功率因數(shù)的計算： 2)(11 S （ 2） 補償后平均功率因數(shù)為： 2)(11 S （ 3） 人工補償裝置的補償容量： )()(2121 電容器補償時則稱補償補償容量， n 、 功負荷系數(shù)， n 一般取 0 7 0 75， n 一般取0 76 0 82； 0 7 0 8； 1 2 經(jīng)過計算：自然功率因數(shù)為 =0 722 =0 958 ； 616 38 516 68 高壓側(cè)需要達到的功率因數(shù)為 0 95 所以高壓側(cè)需要補償?shù)娜萘?63低壓側(cè)需要達到的功率因數(shù)為 0 9， 所以低壓側(cè)需要補償?shù)娜萘?123 3、并聯(lián)電容器補償方式 本次設計中電容補償?shù)慕泳€方式采用下圖（圖 2 3 1）的接線方式：特點是初投資較少，運行和維護方便。 14 圖 2 3 1 電容補償?shù)慕泳€方式 第四節(jié) 高低壓配電系統(tǒng)設計 一、電力供應主要指標和接線方式 1、 根據(jù)負荷計算確定總的供電指標如（ 表 2 4 1）： 表 2 4 1 總電力供應主要指標 總電力供應主要指標 序號 名稱 單位 數(shù)量 備注 1 總設備容量 040 2 總計算容量 04 3 需用系數(shù) 7 4 功率因數(shù) 0 8 補償前平均功率因數(shù) 0 72 補償后平均功率因數(shù) 0 95 5 靜電電容器總?cè)萘?63 6 安裝變壓器 臺 2 7 變壓器總?cè)萘?260 8 年用電小時數(shù) H 8760 15 2、電能質(zhì)量： 電壓偏差值，對電動機系根據(jù)國家標準電機基本技術(shù)要求 ( 4 1 條規(guī)定：“電動機當電源電壓 (如為交流電源時頻率為額定 )與額定值的偏差不超過 5%時，輸出功率仍能維持額定值”。 對照明系根據(jù)工業(yè)企業(yè)照明設計標準中有關(guān)的 規(guī)定：“燈的端電壓一般不宜高于其額定電壓的 105%，亦不宜低于其額定電壓的 95%(一般工作場所 )及 90%(對露天工作場所照明、遠離變電所的小面積工作場所難于滿足 95%時，對應急照明、道路照明、警衛(wèi)照明及電壓為 12 42V 的照明 )”。 對于其它用電設備，其允許電壓偏差的要求應符合用電設備制造標準的規(guī)定，當無特殊規(guī)定時，根據(jù)一般運行經(jīng)驗及考慮與電動機、照明對允許電壓偏差值基本一致，故條文規(guī)定為 5%。 用電設備，尤其是用得最多的異步電動機，端子電壓如偏離 定的允許電壓偏差范圍，將導致它們的性能變 劣，壽命降低，及在不合理運行下增加運行費用，故要求驗算端子電壓。 對于少數(shù)距離電源 (變電所等 )較遠的電動機，如電動機端電壓低于額定值的 95%時，仍能保證電動機溫升符合 規(guī)定 (電壓為額定值的 95%時溫升允許超過的最大值： 1000以下為 10K， 1000上為 5K)，且堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、最小轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩均能滿足傳動要求時，則電動機的端電壓可低于 95%(但不得低于 90%)，即電動機的額定功率適當選得大些，使其經(jīng)常處于輕載狀態(tài)，這時電動機的效率不比滿載時低，但要增加電網(wǎng)的無功負荷。 正常運行情況下 用電設備端子處電壓偏差允許值（以額定電壓的百分數(shù)表示）可下列要求驗算： 一般電動機 +5% 電梯電動機 +7% 照明：一般工作場所為 +5%；在視覺要求較高的屋內(nèi)場所為 5% +5%；對于遠離變電所的小面積一般工作場所，難以滿足上述要求時，可為 +5%；應急照明、道路照明和警衛(wèi)照明為 +5%； 其他用電設備，當無特殊規(guī)定時為 +5% 為減 少電壓偏差提高供電質(zhì)量，供配電系統(tǒng)應符合下列要求： 正確選擇變壓器的變壓比和電壓分接頭； 合理減少系統(tǒng)阻抗； 16 合理補償無功功率； 盡量使三相負荷平衡。 3、接線方式： 樹干式配電包括變壓器干線式及不附變電所的車間內(nèi)干線式配電。其推薦理由如下： （ 1）、我國各工廠對采用樹干式配電已有相當長的時間，積累了一定的運行經(jīng)驗。絕大部分車間的運行電工沒有對此配電方式提出否定的意見。 （ 2） 、樹干式配電的主要優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，投資和有色金屬較省。 （ 3）、有人認為這種方式的線路的接頭不可靠，容易發(fā)生故障。此外，目前各級配電保護裝置的遮斷時間很難滿足選擇性的要求，常常因此而越級跳低壓側(cè)總的自動空氣斷路器，停電影響的范圍較大，不及放射式供電可靠。但從調(diào)查的工廠反映，此配電方式一般能滿足生產(chǎn)要求。 （ 4）、干線的維修工作量是不大的，正常的維修工作一般一年僅進行二三次，大多數(shù)工廠均可能在一天內(nèi)全部完成。如能統(tǒng)一安排就不需要分批或分段進行維修工作。 綜上所述， 高壓配電系統(tǒng)及低壓干線配電方式常采用放射式，樓 層配電則為混合式。豎井采用插接母線槽。水平干線因走線困難，采用動力與豎井母線通過插接箱連接。每層樓豎井設層配電小間，經(jīng)過插接箱從豎井母線取得電源。 二、高壓系統(tǒng)設計 1、高壓系統(tǒng)配電原則 （ 1） 配電系統(tǒng)要保證供電可靠，具體要求就是：對一級負荷應有兩個獨立電源；對二級負荷一般有兩個電源，可以手動切換；在有必要的情況下可以設置備用應急電源。 （ 2） 接線簡單靈活，便于操作和維護，并能適應負荷的變化和系統(tǒng)的發(fā)展，同一電壓的配電級數(shù)不宜多于三級。 （ 3） 制定配電系統(tǒng)方案時要充分考慮節(jié)省基建投資，降低運行費用，減少有色金屬消耗量。 （ 4） 配電 系統(tǒng)應考慮負荷的增長，預留必要的發(fā)展余地或做出分期建設的規(guī)劃。配、變電所的電源進線應能承擔全部一級負荷及大部分二級負荷。 （ 5） 配電電壓的確定。 17 2、高壓系統(tǒng)接線 根據(jù)對供電可靠性的要求、變壓器的容量及分布、地理環(huán)境等情況，高壓配電系統(tǒng)宜采用放射式，也可采用樹干式、環(huán)式或其它組合方式，下面是它們各自的特點。 （ 1）放射式：供電可靠性高，故障發(fā)生后影響范圍較小，切換操作方便，保護簡單，便于自動化，但配電線路和高壓開關(guān)設備較多造價高。 （ 2）樹干式：配電線路和高壓開關(guān)設備數(shù)量少投資少，當故障影響范圍大，可靠 性較差。 （ 3）環(huán)式：有閉路環(huán)式和開路環(huán)式兩種。為簡化保護一般采用開路環(huán)式，其供電可靠性較高，運行比較靈活，但切換操作較麻煩。 在本次設計中，根據(jù)供電的特點在高壓系統(tǒng)接線方式中采用環(huán)式接線，在 1#和 2#母線之間設置聯(lián)絡開關(guān)柜，提高供電的可靠性，還設有電容補償柜用以提高功率因數(shù)。 三、低壓系統(tǒng)設計 1、低壓配電系統(tǒng)設計應遵循以下基本原則： （ 1） 低壓配電電壓采用 220/380V，帶電導體系統(tǒng)的形式宜采用單相二線制、兩相三線制和三相四線制； （ 2） 在正常環(huán)境的建筑物內(nèi)，當大部分用電設備為中小容量，且無特殊要求時，宜采用樹干 式配電； （ 3） 當用電設備距供電點較遠，而彼此相距近、容量小的次要用電設備，可采用鏈式配電，但每一回路上的設備不宜超過 5 臺，其容量不宜超過 10量較小的用電設備的插座，采用鏈式配電時，每一條環(huán)鏈的設備數(shù)量可適當增加； （ 4） 在高層建筑物內(nèi)，當樓層各配電點供電時，宜采用分區(qū)樹干式配電；但部分較大容量的集中負荷或重要負荷，應由低壓配電室的放射式配電； （ 5） 在 統(tǒng)接地形式的低壓電網(wǎng)中，宜選用 D， 線組別的三相變壓器作為配電變壓器； （ 6） 當采用 220/380V 的 統(tǒng)接地形式的低壓電網(wǎng)時，照明和其它電力設備宜由同一臺變壓器供電。必要時，亦可單獨設置照明變壓器供電； 2、 低壓系統(tǒng)接線 18 在低壓配電系統(tǒng)設計中，采用放射式的接線方式，同樣在 1#、 2#母線中設置聯(lián)絡開關(guān)柜。兩條低壓母線同時向消防等二級符合供電。具體分配情況參考電施 3 和電施 4。 3、 干線系統(tǒng)接線 常用的低壓配電干線接線方案參看 （ 表 2 4 2 ） 表 2 4 2 常用的低壓配電干線接線方案參看 5 在本次設計中我們采用了方案 3：目的是使消防供電有可靠的保障。各層的具體配電情況請參閱電施 5。 4、 低壓配電系統(tǒng)接地型式 19 本工程采用 統(tǒng)。 力系統(tǒng)有一點直接接地，電氣設施的外露可導電部分用保護線與該點連接。 統(tǒng) (見圖 2 4 1)，整個系統(tǒng)的中性線與保護線是分開的。 圖 2 4 1 低壓配電系統(tǒng)接地型式 四、配電設備的布置 （一）、一般規(guī)定 變電所低壓配電室的配電設備布置，應符合國家標準 10以下變電所設計規(guī)范（ 0053規(guī)定。 第 3 1 2 條 配電室的位置應靠近用電負荷中心，設置在塵埃少、腐蝕介質(zhì)少、干燥和震動輕微的地方，并宜適當留有發(fā)展余地。 第 3 1 3 條 配電設備的布置必須遵循安全、可靠、適用和經(jīng)濟等原則，并應便于安裝、操作、搬運、檢修、試驗和監(jiān)測。 第 3 1 4 條 配電室內(nèi)除本室需用的管道外，不應有其它的管道通過。室內(nèi)管道上不應設置閥門和中間接頭；水汽管道與散熱器的連接應采用焊接。配電屏的上方不應敷設管道。 第 3 1 5 條 落地式配電箱的底部宜抬高，室內(nèi)宜高出地面 50上，室外應高出地面 200上。底 座周圍應采取封閉措施，并應能防止鼠、蛇類等小動物進入箱內(nèi)。 第 3 1 6 條 同一配電室內(nèi)并列的兩段母線，當任一段母線有一級負荷時，母線分段處應設防火隔斷措施。 第 3 1 7 條 當高壓及低壓配電設備設在同一室內(nèi)時，且二者有一側(cè)柜頂有裸露的母線，二者之間的凈距不應小于 2m。 20 第 3 1 8 條 成排布置的配電屏，其長度超過 6后的通道應設兩個出口，并宜布置在通道的兩端，當兩出口之間的距離超過 15間尚應增加出口。 第 3 1 9 條 成排布置的配電屏，其屏前和屏后的通道最小寬度應符合 (表 2 4 3)的規(guī)定。 表 2 4 3 配電屏前后的通道最小寬度 注 :1 受限制時指受到建筑平面的限制、通道內(nèi)有柱等局部突出物的限制； 2 控制屏、柜前后的通道最小寬度可按規(guī)定執(zhí)行或適當縮小 ; 3 屏后操作通道是指需在屏后操作運行中的開關(guān)設備的通道。 （二） 對建筑的要求 第 3 3 1 條 配電室屋頂承重構(gòu)件的耐火等級不應低于二級，其它部分不應低于三級。 第 3 3 2 條 配電室長度超過 7m 時，應設兩個出