供配电课程设计

第1章前言

1.1 写字楼照明与供配电系统概述

随着人们生活水平的提高，高质量的生活对于建筑物的要求也越来越高，建筑物向着智能化方向发展，建筑电气在实现建筑物智能化过程中起着举足轻重的作用。无论是强电还是弱电系统，其设计标准为安全、可靠、经济、便利。对于照明系统设计来说，照明电气设计通常是在光照设计的基础上进行的，其主要任务是保证电光源和灯具能正常、安全、可靠而经济的工作。

照明系统设计包括照明负荷的分级及供电要求、供电电压及供电网络的选择，线路的计算保护、及低压设备的选择。所有的设计环节在安全性的前提下，应该做到节能、实现绿色照明。

建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理。

防雷接地系统是保护建筑物安全中必不可少的一部分，旨在保护建筑物防止雷击和雷电波入侵。不同地区不同类型建筑物其防雷等级各不相同。一定以建筑物防雷设计规范为依据，进行防雷措施的选择。此外，在建筑物安全方面还包括等电位联结，将进出建筑物的金属管道等连接到防雷装置上。

采用符合国家现行有关标准的高效节能、性能先进、环保、安全可靠的电气产品，也是电气供配电系统设计可持续发展的要求。

1.2 国内外研究综述

现在国外许多办公建筑将电气照明控制、供配电系统控制、空调系统控制、给排水系统控制、设备维修管理等多方面内容综合到一个系统中。尤其是工业发达国家已逐步形成了一批定型的智能化供配电系统产品，这种智能化的供配电系统除了具备常规供配电系统应有的功能外，还有以下功能：远程自动监测变配电设备的运行状况和运行参数；远程控制或者自动控制变配电设备的运行；与楼宇自控系统或者建筑设备监控系统通信联网。全球著名电气公司（如ABB、西门子等）已成功开发并向市场推出了EB控制系统。ABB公司推出用于建筑电气设备控制的EB系统是采用全分散的现场总线，以弱电系统控制强电末端设备，如灯光、电动窗帘、VRV空调、AV设备等，并且无需使用接触器等设备，完全将弱电控制和强电控制融合在一个个分散的模块中，同时系统中的所有模块均可与强电的线路保护设备安装在同一个照明箱中，总之

控制电缆与强电线路通槽共管，完全将弱电技术和强电技术融合在一起。

我国对于建筑供配电和照明方面虽然起步较晚，但我国政府主管部门高度重视并引导建筑供配电技术的正确发展，组织相关专业的专家深入研究，同时引进国外先进建筑供配电和照明技术，比如EB控制系统实现国产化。大大提升了我国建筑供配电的安全可靠、照明系统的节能高效环保。

总之，现代的照明和供配电系统已经将弱电技术和强电技术融合在一起，形成了新一代的建筑电气技术。它将会更加广泛应用在功能复杂化的现代建筑上。

1.3 设计内容要求

高压、低压配电系统图，编写设计论文及设备材料表。负荷分级及供电要求，负荷计算，变压器台数、容量、型号的选取，变电所主接线方案的确定。确定母线接线方式，高、低压系统接线方式，变电所主接线中各种电气设备的选择。通过短路电流计算进行母线、电缆、导线、高低压电气设备选择，柴油发电机组设备选择，大厦防雷、接地保护措施方案，绘制。

1.4 工程的概况及设计内容

本工程为写字楼大楼，主要功能为办公。建筑层高为13层，建筑物高47m，总建筑面积约为7074m2。本设计需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求，还要简捷实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。包括三个系统的设计分别是负荷的计算、变压器的选择、高低压配电图的绘画。

第2章负荷的计算

2.1 建筑面积的计算

本建筑为办公楼建筑，共13层，髙为47m，采用中央空调夏季降温，利用CAD把这建筑面积计算出来，如下表2-1所示。

表2-1 建筑面积

即本次设计功率密度的计算可以取：照明所用电功率为70.7KW，中央空调电功率为283KW。

2.2 电力负荷等级

电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定：

1.符合下列情况之一时，应为一级负荷：

(1)中断供电将造成人身死亡；

(2)中断供电将造成重大政治影响者；

(3)中断供电将造成重大经济损失者；

(4)中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。

对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。

中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。

2.中断供电为二级负荷：

(1)中断供电将在政治、经济上造成较大损失时，例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等；

(2)中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。

3.不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。

一级负荷的供电电源应符合下列规定：一级负荷应由两个电源供电；当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷容量较大或有高压用电设备时，应采用两路高压电源。如一级负荷容量不大时，应优先采用从电力系统或邻近单位取得第二低压电源，亦可采用应急发电机组，如一级负荷仅为照明或电话站负荷时，宜采用蓄电池组作为备用电源。一级负荷中特别重要的负荷，除由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统。二级负荷的供电系统，宜由两回路供电。在负荷较小或供电条件困难时，二级负荷可由一回6KV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线路时，可为一回架空线路供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。三级负荷对供电无特殊要求。民用建筑中的消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾应急照明、电动防火门、卷帘、阀门等消防用电的负荷等级，应符合国家现行的《高层民用建筑设计放火规范》和《建筑设计防火规范》的规定。对负荷等级没有规定的重要电力负荷，应与有关部门协商确定。

本设计为某七层的办公楼的供配电，除了照明为三级负荷外，其他为二级负荷。供电系统采用一路10KV市电进线，甲方自备一台柴油发电机组作为应急备用电源的供电方式。

2.3 负荷的计算

计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定得是否正确，直接影响到电器和导线的选择是否经济合理。因此在供配电设计时应重视负荷的计算。负荷计算包括有功功率，