摘要本設(shè)計是對16層商住樓的供配電系統(tǒng)進行全面設(shè)計，保證供電系統(tǒng)平安、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。設(shè)計內(nèi)容包括確定大樓的設(shè)備電氣負荷等級，進行負荷計算，選擇變壓器的容量、類型及臺數(shù)，各個樓層供電線路中的短路電流的計算，供配電系統(tǒng)的主接線方式、上下壓設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇及校驗，防雷接地的設(shè)計。設(shè)計過程中需要繪圖的局部使用AutoCAD繪圖，最后將整個設(shè)計過程整理、總結(jié)設(shè)計文檔報告。關(guān)鍵詞：商住樓；配電；計算負荷；設(shè)備選擇；防雷接地AbstractThisdesignison16layercommerce-residencebuildingofpowersupplyanddistributionsystemtoconductacomprehensivedesign,guaranteethepowersupplysystemissafe,reliableandhighquality,economicoperation,mustabidebystateregulationsandstandards,theimplementationoftherelatedstatepolicies,includingsavingenergy,savingnon-ferrousmetalsoftechnicalandeconomicpolicies.Designcontentinvolvesidentifyingthebuildingelectricalloadlevel,loadcalculation,choosethecapacityoftransformer,typeandnumber,eachfloorpowerlinesinthecalculationofshort-circuitcurrent,powersupplyanddistributionsystemofmainconnectionmode,highandlowvoltageequipmentsandwirecableselectionandcalibration,lightningproofgroundingdesign.DesignprocessneedsfordrawingpartusingAutoCADdrawingandwilllastthewholedesignprocessarrangement,summarizesthedesigndocumentreports.Keywords:commerce-residencebuilding,Distribution,Thecomputationalload,Theequipmentselection,Lightningproofgrounding目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要IAbstractII1緒論112負荷計算22333變配電室系統(tǒng)設(shè)計5554短路電流計算85上下壓電氣設(shè)備選擇1111126導(dǎo)線電纜的選擇1414141515167防雷與接地1818197.3本工程防雷接地相關(guān)措施208結(jié)論22參考文獻23附錄241緒論本工程概況：地下一層，地上16層，建筑總高度49米，屬二類高層民用建筑。首先，根據(jù)設(shè)計要求和目的，按照最新的《供配電系統(tǒng)設(shè)計標準》對其中的建筑負荷進行分類統(tǒng)計，根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計防火標準》，按照現(xiàn)行的國家標準工業(yè)與民用供配電系統(tǒng)設(shè)計要求進行設(shè)計，然后進行負荷等級與無功補償計算，列出負荷計算表。其次，根據(jù)負荷類別及對供電可靠性的要求進行負荷計算，根據(jù)最后總計算負荷選擇變壓器容量及臺數(shù)、主接線方案以及是否需要柴油發(fā)電機，確定配電所主接線方式。對它的根本要求，即要平安可靠又要靈活經(jīng)濟，安裝容易維修方便。接著選擇大樓的上下壓局部進行短路電流的計算，并列出計算表格，選擇配電所的一次設(shè)備及其校驗，包括上下壓斷路器、熔斷器、隔離開關(guān)、避雷器、開關(guān)柜，電流、電壓互感器等設(shè)備，并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗，列表表示。然后進行導(dǎo)線電纜的選擇與校驗。最后，根據(jù)相關(guān)標準，進行建筑的防雷保護與接地設(shè)計。2負荷計算計算負荷是一個假想的持續(xù)負荷，其熱效應(yīng)與某一段時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計中，通常采用30分鐘的最大平均作為按民熱條件選擇電器工導(dǎo)體的依據(jù)。它是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值。本工程屬二類高層民用建筑。負荷等級：二級負荷有消防泵、噴灑泵、加壓風(fēng)機、消防電梯、防火卷簾、消防報警系統(tǒng)、排煙機、樓梯過道照明、電梯、設(shè)備房照明。其余負荷為三級負荷。負荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式等幾種，本設(shè)計將采用需要系數(shù)法予以確定。需要系數(shù)法是用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù),直接求出計算負荷。在計算設(shè)備組單臺設(shè)備的容量〔Pe〕后，可以根據(jù)所提供的需要系數(shù)Kx,得到設(shè)備組的有功計算負荷〔2.1〕式中，Kx為給出的需要系數(shù)；Pe為單臺電氣設(shè)備的設(shè)備容量〔kW〕。設(shè)備組的無功計算負荷〔2.2〕式中，為給出的正切值；Pj為有功計算負荷〔kW〕。設(shè)備組的計算容量〔2.3〕設(shè)備組的計算電流〔2.4〕式中，UN為系統(tǒng)的額定電壓〔kV〕。設(shè)備組的功率因數(shù)〔2.5〕根據(jù)以上公式進行配電干線和配電所的負荷計算，得出結(jié)果進行列表顯示，計算負荷表見附錄。無功補償容量選350kVar，補償后，變壓器高壓側(cè)計算負荷為712.95kW,功率因數(shù)為0.91，設(shè)備總視在計算負荷784.59kVA，所以變壓器選擇一臺SG9—800kVA—10/0.4kV防護等級IP20,變壓器參數(shù)如下：表2-1SG9-800的主要技術(shù)指標變壓器型號額定容量/額定電壓/kV聯(lián)結(jié)組型號損耗/kW空載電流%短路阻抗%高壓低壓空載負載SG9-80080010Dyn11式中，為發(fā)電機并聯(lián)運行不均勻系數(shù)，一般取0.9，單臺取1。K為可靠系數(shù)，一般取1.1。計算得出柴油發(fā)電機容量柴油發(fā)電機為環(huán)保型，零煙氣排放，低于45攝氏度冷卻風(fēng)，并且配有自動啟動裝置，啟動時間不大于15s。3變配電室系統(tǒng)設(shè)計本工程由附近10kV配電所引來一回10kV電源，另在負一層設(shè)置一臺柴油發(fā)電機提供給急電源，本工程為高層民用建筑，用電設(shè)備額定電壓為220/380V，低壓配電距離最長不超過150m,所以本工程只設(shè)置1座10/0.38kV變電所，對所有的用電設(shè)備均采用低壓220/380V三相四線制TN-S系統(tǒng)配電。變配電室主結(jié)線的選擇原那么：(1)當滿足運行要求時，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。(2)當變電所有兩臺變壓器同時運行時，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。(3)當供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺變壓器時，宜采用線路變壓器組結(jié)線。(4)為了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時運行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運行。(5)接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。(6)6～10KV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反應(yīng)可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。(7)采用6～10KV熔斷器負荷開關(guān)固定式配電裝置時，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。(8)由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計費用的專用電壓、電流互感器〔一般都安裝計量柜〕。(9)變壓器低壓側(cè)為0.4KV的總開關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開關(guān)。當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。(10)當?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時，在總開關(guān)的出線側(cè)及母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭。最后，綜合各方面因素選擇高壓側(cè)采用單母線不分段結(jié)線方式、低壓側(cè)采用單母線分段方式。低壓配電系統(tǒng)采用樹干式與放射式結(jié)合的方式。低壓側(cè)系統(tǒng)圖見附錄。圖3-1高壓供電系統(tǒng)圖圖3-2發(fā)電機應(yīng)急電源系統(tǒng)圖4短路電流計算供電系統(tǒng)要求正常的不間斷的對負荷供電，以保證生產(chǎn)和生活的正常進行。然而由于各種原因也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)正常運行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。短路就是不同電位的導(dǎo)電局部包括導(dǎo)電局部對地之間的電阻性短路。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法〔有稱有名單位制法〕和標幺值法〔又稱相對單位制法〕。標幺值法：Sd=100MVA，Uav1=10.5kV，Uav2=0.4kV，Soc=500MVA，〔〕〔〕〔1〕電力系統(tǒng)的標幺值〔4.3〕〔2〕架空線路的標幺值X0Ω/km那么〔〕〔3〕電力變壓器的標幺值那么〔〕〔4〕等效電路如以下圖所示k1點總電抗標幺值為〔4.6〕從而〔〕三相短路容量〔〕k2點總電抗標幺值為三相短路容量短路計算表如下表所示：表4-1短路電流計算表短路計算點三相短路電流〔kA〕三相短路容量〔MVA〕k12223k25上下壓電氣設(shè)備選擇配電所高壓側(cè)電氣設(shè)備的選擇與檢驗表5-110KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗選擇校驗工程電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點條件參數(shù)UNINIiI*t數(shù)據(jù)10kV一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)Iocimax12KV630A40KA63KA50012KV200A80KA4050KA電壓互感器JDZ-10電流互感器LZZB-1012KV100/5A9075A高壓側(cè)所選設(shè)備滿足要求。低壓側(cè)的電氣設(shè)備有開關(guān)柜、斷路器(MT12H1/4P、NS400/3P、NS160N/3P、NS250N/3P、NS80H/3P)、電流互感器LMK5-0.66等，選取回路WL1中的電流互感器與斷路器進行校驗如下：表5-2電流互感器額定參數(shù)與計算數(shù)據(jù)比擬比擬類別設(shè)備參數(shù)比擬條件計算數(shù)據(jù)電壓UN〔kV〕≥UNs〔kV〕電流IN〔A〕400≥Imax〔A〕350準確度〔kVA〕300≥〔kVA〕熱穩(wěn)定1296≥動穩(wěn)定≥表5-3低壓斷路器額定參數(shù)與計算數(shù)據(jù)比擬設(shè)備參數(shù)NS400N/4比擬條件計算數(shù)據(jù)UN〔V〕690≥UN〔V〕380IN〔A〕400≥Imax〔A〕334過電流脫扣器額定電流〔A〕400≥Imax〔A〕334瞬時過電流脫扣器動作電流〔A〕KIN=3×400=1200≥KrelIpk〔A〕×1000=1350≤KOLIal〔A〕×500=2250長延時過電流脫扣器動作電流Iop〔l〕(A)KIN=1×400=400≥KrelImax〔A〕×≤KOLIal〔A〕1×500=500靈敏度校驗Ks>Ks斷流能力校驗INbr〔kA〕45≥Ik低壓側(cè)所選設(shè)備滿足要求。6導(dǎo)線電纜的選擇為了保證供電的平安、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟，選擇導(dǎo)線和電纜時應(yīng)滿足以下條件：發(fā)熱條件；電壓損耗條件；經(jīng)濟電流密度；機械強度。1、材料選擇：優(yōu)先選用鋁材料，以下場合可采用銅導(dǎo)線：〔1〕重要的操作回路及二次回路。〔2〕移動設(shè)備的線路及劇烈振動場合的線路?！?〕對鋁有嚴重腐蝕的場合。〔4〕爆炸危險場所有特殊要求者?！?〕國際工程有要求者。2、按允許載流量選擇導(dǎo)線或電纜截面積。3、按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面積。4、按經(jīng)濟電流密度條件選擇導(dǎo)線和電纜截面積。5、按機械強度選擇導(dǎo)線和電纜截面積：要求所選的導(dǎo)線和電纜的截面積不小于其最小允許截面積。根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗：一般10KV及以下的高壓線路和低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗其電壓損耗和機械強度。對于低壓照明線路，因?qū)﹄妷核揭筝^高，通常先按允許電壓損耗進行選擇，再校驗其發(fā)熱條件和機械強度。距離小于200米和負荷電流較大的供電線路，先按發(fā)熱條件選擇，再按電壓損失和機械強度校驗。距離大于200米或電壓水平要求較高的供電線路，先按允許電壓損失選擇截面，再按發(fā)熱條件和機械強度校驗。高壓線路，先按經(jīng)濟電流密度選擇截面，再按發(fā)熱條件和電壓損失條件校驗，同時還必須校驗機械強度。以計算所得的幾個截面中的最大者為準，從產(chǎn)品目錄中選擇稍大于所求得的值。選取回路WL1進行導(dǎo)線選取，配電柜出線經(jīng)過WL1接三到九層樓層配電箱，該段導(dǎo)線距離較近，假設(shè)距離L=100m＜200m，那么先按發(fā)熱條件選擇，再按電壓損失和機械強度校驗。由前面計算可知該層設(shè)備容量為Pe=30kW,需要系數(shù)K=0.8，計算負荷為Pj=24kW，功率因數(shù)cos〔1〕按發(fā)熱條件查表，環(huán)境溫度為時，可選擇4*ZR-VV-150+1*ZR-VV-95，及一根截面為95，其它四根都為150，聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套阻燃電力電纜，其平安載流量為297A，滿足條件?！?〕校驗電壓損失0.55%<5%選擇變配電室高壓側(cè)的電纜，及大樓附近電源引來的10kV進線側(cè)，進行計算并選擇適宜的電纜線，該局部電纜按照經(jīng)濟電流濃密度計算，先按經(jīng)濟電流密度選擇，而后按發(fā)熱條件和短路熱穩(wěn)定校驗變電所10kV，由第一局部計算負荷可知Pj=712.95kW，按經(jīng)濟密度選擇A〔〕經(jīng)濟電流密度取那么經(jīng)濟截面積〔〕由以上條件選取YJV22-8.7/10kV型，交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜，細鋼絲鎧裝，截面積S=25，查表知其載流量正常允許最高溫度。按電壓損失校驗。因距離短，容量不大，電壓較高，故可不校驗。按短路熱穩(wěn)定校驗按公式〔〕假象時間考慮繼電保護動作時間0.7s，斷路器全分段時間0.2s，熱穩(wěn)定系數(shù)C=135，那么<26〔〕綜上所述，該工程線路敷設(shè)方式為：1、10kV高壓電纜選用YJV22-8.7/10kV型，細鋼絲鎧裝，埋地敷設(shè)，穿保護管進戶。低壓電纜選用ZR-VV全塑阻燃型，沿電纜盤，豎井或穿管敷設(shè)。室內(nèi)配線采用ZR-VV，VV電纜，ZR-BV，BV導(dǎo)線沿電纜盤，電纜豎井，保護管敷設(shè)。7防雷與接地分類與措施按照建筑物的重要性、使用性質(zhì)、發(fā)生雷擊事故的可能性及后果，其防雷等級可分為三類：一級防雷的建筑物：(1)具有特別重要用途的建筑物，如國際性航空港、通信樞紐、大型博展建筑、特級火車站、國賓館、大型旅游建筑等。(2)超高層建筑物，如40層以上的住宅建筑，建筑高度超過100米的其他民用以及一般工業(yè)建筑物。(3)國家級重點文物保護的建筑物和構(gòu)筑物。二級防雷的建筑物：(1)重要的或人員密集的大型建筑物，如部、省級辦公樓、省級大型的集會、博展、體育、交通、通信、播送、商業(yè)和影劇院建筑等。(2)省級重點保護的建筑物和構(gòu)筑物。(3)19層及以上的住宅和高度超過50米的其他民用和一般工業(yè)建筑物。三級防雷的建筑物：(1)10至18層的普通住宅。(2)建筑高度部超過50米的教學(xué)樓和普通的旅館、辦公樓、科研樓、圖書館、檔案樓和省級一下的郵政樓等。本工程為三級防雷建筑物。三級防雷建筑物的防雷措施：(1)防止直擊雷的措施①一般在建筑物易受雷擊部位裝設(shè)避雷針或避雷帶。建筑物易受雷擊的部位是：=1\*alphabetica.平面屋及坡度不大于1/10的屋面―――屋角、女兒墻、屋檐。=2\*alphabeticb.坡度大于1/10、小于1/2的屋面―――屋角、檐角、屋脊、屋檐；=3\*alphabeticc.坡度不大于1/2的屋面―――屋角、屋脊、檐角。②采用避雷帶時，屋面任何一點距避雷帶應(yīng)不大于10米。當有3條及以上平行避雷帶時，每隔30～40米處將平行的避雷帶進行連接；③當采用避雷針時，單針的保護范圍可按60度計算。多支避雷針兩針間的距離不宜大于30米，并應(yīng)符合以下要求：D≤15h(4.1)式中D――兩針間的距離〔米〕；h――避雷針的有效高度，即避雷針突出建筑物的高度〔米〕。④自30米以上，每3層沿建筑物四周設(shè)避雷帶。⑤自30米以上的金屬欄桿、金屬門窗等較大的金屬物體，應(yīng)與防雷裝置連接。⑥周長超過40米的建筑物，引下線一般不少于2根，其間距不大于24米，在技術(shù)上處理有困難時，允許放寬到34米。接地為防止觸電或保護設(shè)備的平安,把電力電訊等設(shè)備的金屬底盤或外殼接上地線;利用大地作電流回路接地線。在電力系統(tǒng)中，將設(shè)備和用電裝置的中性點、外殼或支架與接地裝置用導(dǎo)體作良好的電氣連接叫做接地。接地裝置由接地極(板)、接地母線(戶內(nèi)、戶外)、接地引下線(接地跨接線)、構(gòu)架接地組成接地裝置。它被用以實現(xiàn)電氣系統(tǒng)與大地相連接的目的。與大地直接接觸實現(xiàn)電氣連接的金屬物體為接地極。它可以是人工接地極，也可以是自然接地極。對此接地極可賦以某種電氣功能，例如用以作系統(tǒng)接地、保護接地或信號接地。接地母排是建筑物電氣裝置的參考電位點，通過它將電氣裝置內(nèi)需接地的局部與接地極相連接。它還起另一作用，即通過它將電氣裝置內(nèi)諸等電位聯(lián)結(jié)線互相連通，從而實現(xiàn)一建筑物內(nèi)大件導(dǎo)電局部間的總等電位聯(lián)結(jié)。接地極與接地母排之間的連接線稱為接地極引線。7.3本工程防雷接地相關(guān)措施本工程采用聯(lián)合接地系統(tǒng)，接地電阻不大于1歐姆。在LPZ0和LPZ1界面處配電箱和消防報警系統(tǒng)配電箱安裝SPD防電涌模塊。在需要接地的地方預(yù)留接地連接板。本建筑物防雷與接地措施：采用結(jié)構(gòu)防雷，運用根底內(nèi)混凝土構(gòu)造鋼筋網(wǎng)作為接地裝置，構(gòu)造柱之立筋作為引下線。構(gòu)造柱內(nèi)之主筋應(yīng)通長聯(lián)結(jié)，大于等于16鋼筋連接不少于兩根，小于16鋼筋連接不少于四根。女兒墻上面的避雷帶用10元鋼與作為引下線的構(gòu)造主筋焊接。在作為引下線的主筋上于室外埋深不小于0.7m處，焊接一根12鍍鋅元鋼并引出，距建筑物外墻不小于1m，假設(shè)需增設(shè)人工接地極，由此引出。根底梁和樁基內(nèi)的鋼筋應(yīng)焊接聯(lián)通，作為自然接地體，接地電阻不大于1歐。避雷帶明敷10鋼筋，消防涂漆2遍，屋頂防水層上用304鍍鋅扁鐵敷設(shè)不大于1010的網(wǎng)格，交點焊接，并于引下線焊接，屋頂金屬構(gòu)件應(yīng)與避雷引下線聯(lián)結(jié)。7、30m及以上外墻的金屬門窗，金屬構(gòu)件應(yīng)與接地系統(tǒng)作可靠連接，30m及以上每層外圈梁內(nèi)應(yīng)用鋼筋聯(lián)通構(gòu)成勻壓環(huán)。具體屋頂防雷與根底接地系統(tǒng)圖見附錄。圖7-1外引接地鋼板詳圖8結(jié)論通過這次課程設(shè)計，我加