智能楼宇供配电系统毕业设计.pdf

摘要随着人们生活水平的不断提高，通讯与信息技术的发展，人们对楼宇设计的要求标 准也不断向智能化过渡。出现了住宅中各种通信、家电、安保设备等通过总线技术进行 监视、控制与管理的智能楼宇建筑系统，这一趋势势必给现代楼宇设计带来一系列新的 问题。正确设计智能楼宇的配电系统，是确保智能楼宇安全、可靠、舒适和有利于发展 的科学合理的进行负荷计算是提高楼宇配电系统的可靠性、正确选择各类配电设备容 量的前提。本文对负荷计算中相关问题进行了分析和探讨，就重要设备的容量选择作了 详细的论述，并提出了进一步提高配电系统可靠性的措施。安全第一，当今电气设计中，人身安全及消防安全已提高到了首位，为摆脱传统低 电压供电系统中主要强调过载、短路保护以保护用电设备和供电线路不受损坏的缺点。本文对低压供电系统中出现漏电时的人身触电危险性及漏电引起的火灾危险性原因进 行了讨论并给出了相应的防范措施。普通楼宇防雷系统不但不能保护高层楼宇的电子设 备和智能系统，反而可能引入雷电，加倍雷击损失。因此智能楼宇对防雷系统要求越来 越高，本文对智能楼宇中雷电的电磁兼容性问题进行了讨论分析，提出了楼宇内可靠的 电子设备的综合防雷保护措施。同时，为了达到智能控制，提高管理质量、减少管理人员，因此对智能大楼的电力 设备的监控和管理是至关重要的。本文对供配电监控系统的组成及监控功能也做了相应 分析。关键词：智能楼宇；负荷计算；设备选择；电气保护；监控。AbstractWith the constant improvement of peoples living standard,the development of communication and information technology,between people and demand standard that building design to intelligent to carry out the transition constantly too.Appear house various kinds of communication,electrical home appliances,security protection equipment,etc.is it monitor,control intellectual building system in management to go on through bus technology,this trend certainly will design and bring a series of new problems to the modern building.Design the distribution systems of the intellectual building correctly and defend the thunder,guaranteeing intellectual buildings security,reliable,comfortable and prerequisite favorable to development.The science reasonable carries on the load computation is enhances the building electrical power distribution system the reliability,correctly chooses each kind of switching equipment capacity the premise.This article to shouldered in the computation to be connected the question to carry on the analysis and the discussion,the important equipment capacity choice has made the detailed elaboration,and proposed further enhanced the electrical power distribution system reliable measure.The safety first,now in the electrical design,the personal safety and the fire prevention were safe enhanced to the first place,for got rid of in the traditional low voltage power supply system the main emphasis to overload,short-circuits the protection by to protect the current collector and the supply line not the shortcoming which damaged.This article appears when the leakage to the low pressure power supply system in the person receives an electric shock the fire hazardous reason which the risk and the leakage causes to carry on discussed and has produced the corresponding guard measure.The ordinary building anti-radar system not only cannot protect the high level building the electronic installation and the intelligent system,instead possibly introduces the thunder and lightning,doubles is struck by lightning the loss.Therefore the intelligent building is more and more high to the anti-radar system request,this article straight struck the thunder and the induction thunder to the intelligent building in has carried on the exploration and the thunder and lightning electromagnetic compatibility question has carried on the discussion analysis,proposed in the building the reliable electronic installation synthesis anti-radar protective measures.At the same time,in order to achieve the intelligent control,improves the management quality,the reduction administrative personnel,thus,the monitor and management for electrical equipment of intelligent building are essential.This paper also makes the corresponding analysis for the composition and faction of monitoring system.Key word:the intelligent building;load calculation;equipment selection;electrical protection;monitor目录第一章绪论1.1 智能楼宇的特点与组成1.1.1 智能楼宇的特点近年来，电子技术（尤其是计算机技术）和网络通信技术的发展，使社会高度信息化，在建筑物内部，成用信息技术、古老的建筑技术和现代的高科技相结合，于是产生楼 宇智能化。楼宇智能化是采用计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制，对信息资 源进行管理，为用户提供信息服务，它是建筑技术适成现代社会信息化要求的结晶。智能楼宇的基本要求是，有完整的控制、管理、维护和通信设施，便于进行环境控制、安全管理、监视报警，并有利于提高工作效率，激发人们的创造性。简言之，楼宇智能 化的基本要求是：办公设备自动化、智能化，通信系统高性能化，建筑柔性化，建筑管 理服务自动化。智能化楼宇的功能从楼宇智能化的功能角度看，楼宇智能化提供的功能皮包括：1.具有信息处理功能，而且信息范围不只局限于建筑物内，成该能在城市、地区或 国家间进行。2.能对建筑物内照明、电力、暖通、空调、给排水、防灾、防盗、运输设备进行综 合自动控制。3.能实现各种设备运行状态监视和统计记录的设备管理自动化，并实现以安全状态 监视为中心的防灾自动化。和普通建筑相比，智能化楼宇的优越性体系那体现在以下几个方面：具有良好的信 息接收和反反能力，提高工作效率;提高建筑物的安全、舒适和高效便捷性;具有良好的 节能效果,对空调、照明等设备的有效控制，不但提供了舒适的环境，还有显著的节能 效果（一般节能达1520%）;节省设备运行维护费用。一方面系统能正常运行，发挥其 作用可降低机电系统的维护成本，另一方面由于系统的高度集成，操作和管理也高度集 中，人员安排更合理，从而使人工成本降到最底；满足用户对不同环境功能的需求。1.1.2 楼宇智能化系统(BAS)的主要组成楼宇自动化系统负责完成大厦中的空调制冷系统、变配电系统、照明系统、供热系 统及电梯等的计算机监控管理。楼宇自动化系统由计算机对各子系统进行监测、控制、记录,实现分散节能控制和集中科学管理,为大厦中的用户提供良好的工作环境,为大厦 的管理者提供方便的管理手段，为大厦的经营者减少能耗并降低管理成本，为物业管理 现代化提供物质基础。它的主要控制部件如下：空调监控系统：包括冷冻站监控系统和给排水监控系统，其监控要求为:温度控制、湿度控制、新风、回风、排风的控制、制冷器的防冻监、风机的状态及故障报警。冷 冻站监控系统：包括对冷却水泵、冷却塔、风机的自动控制，以及冷水机组台数的节能 控制和冷却水系统的压差控制。给排水监控系统：对大厦生活用水、消防用水、污水、冷冻水箱等给排水装置进行监测和启停控制。其中包括压力测量点、液位测量点以及开 关量控制点，并要求显示各监测点的参数、设备运行状态和非正常状态的故障报警,并控 制相关设备的启与停。变配电监控系统：包括低压配电系统、变压器、高压系统和高压二次线中的各个点 进行监测控制。它主要包括电流量、电压量、有功电度、无功电度、功率因数、温度等 的测量和开关量的控制，并要求实时监测和计量供电系统的运行参数，对系统各开关变 位和故障变位进行正确区分,对参数超限报警,并对事故、故障进行顺序记录,可查询事 故原因，并显示、制表和打印，可绘制负荷曲线，并显示、打印运行报表。安全防范监控系统：安全防范系统是智能大厦必不可少的部分,它为大厦提供了安全监 视、侵入报警、出入门控制管理。安全监视系统采用微机控制矩阵系统,集中完成视频 切换控制、水平/俯仰/变焦控制及自备检测功能。系统可设分控键盘便于管理。出入门控制系统是对出进门的人员进行识别和选择，即所有人员的出入都得到监控。系 统识别人员的身份后,根据所储存的数据决定是否允许其出入。每一项出入都作为一个 事件记录存储,根据需,这些数据可以有选择的输出。整个防范系统组成一个有机的整体,当侵入报警或出入门非授权侵入时在中央控制室接到有关报警信息,通过信息交换,安 全监视系统打开报警地点附近的摄像机，并切换到指定监视器上监视，同时打开视频录 像机自动记录现场情况，以便查询使用。背景音乐、消防广播系统：消防系统的设计必须征询公安、消防部门并得到认可，切不可自作主张，自行其事。设计的要点：背景音乐系统主要为大厦工作区及公共场所 提供平时播放背景音乐、语音广播等功能。当发生火灾或紧急事故时，则可作为事故报 警广播,引导疏散,指挥处理事故。公共广播音响的设计以与消防报警系统相互配合,实 行分区控制。在出现非常事件或火灾时,系统能够接受消防中心的强制切换，并自动投入 事故广播和火灾报警广播，将着火区平时播放的背景音乐立即切换为事故广播。FA火灾报警消防系统：该系统将涉及建筑设计、保卫和公安部门，这些部门需要协 调努力。掌握的原则是:充分了解厂商的产品性能特点、厂商的现场安装技术支持程度、公安、保卫、楼宇建筑者和用户对产品的认可度、性能/价格比。MA大楼信息管理自动化这是对各个系统集成后的集中监控管理，掌握的原则是权限集中、界面友好、灵敏度高、反反快速、功能齐全。通信自动化系统(CA)系统组成通信自动化系统是智能大厦的中枢神经，它集成了电话、计算机、监控报警、闭路电 视系统、网络管理等系统的综合信息网。智能大厦通信自动化系统的主要内容是：综合BA、CA、0A、MA、FA的通信需要,统一考虑通信网络的设计与施工。选择计算机 网络的拓扑结构，对大厦进行综合布线。对通信自动化系统的计算机网络提出的要求有:先进性与成熟性、安全性和可靠性、可管理性和可维护性、灵活性和可扩充性、开放性 与兼容性等。办公自动化系统(0A)的组成为了适庆业主办公自动化的要求，智能大厦的系统设计目标后是简单、实用、方便、安 全。智能大厦办公自动化系统的基本功能有：人事档案管理系统、财务管理系统、公共 管理系统、文档管理系统、音乐，广播管理系统、电子布告管理系统、其他用户提出的 管理软件等。1.2 智能楼宇的供配电系统电能是智能楼宇使用的主要能源。与常规的建筑相比智能建筑往往是比较重要的建 筑物。除常规的建筑设备外，智能楼宇还配置有众多的智能化系统，因此智能建筑对供 配电系统的要求较一般建筑物高许多。它不仅对供电的可靠性要求很高，而且对电能质 量的要求也大大提高。此外，如何做到最大限度地节电以及充分利用可再生能源，使智 能建筑成为节能环保的绿色建筑等也是当今智能建筑的供配电系统成该完成的重要任 务。而构建符合上述要求的智能化供配电系统是最好的解决办法。为此，正确地选择并 确定智能楼宇的总体供电方案对于保证日后智能建筑的正常运转和节省建设投资与运行费用是非常重要的。升压变电站*OKTM韶 OHGCM220500kV枢纽变电站35 UOkV总降压变电站核电站OIGOF3.1515.75kV380/220V建筑 变电站图一智能楼宇供配电系统的总体供电图图1-1智能楼宇的供电系统总图1.2.1 智能楼宇对供电系统的要求对智能楼宇的供电需求进行详细而尽可能具体的调查是正确进行智能楼宇总体供 电方案设计的前提和基础。一.智能楼宇的负荷等级划分由于智能楼宇用电设备多、负荷大、对供电的可靠性要求高，因此反对负荷进行分 析，合理、准确地划分负荷等级，以便组织供配电系统，使之既能做到供电合理，不造 成浪费，或使初投资不增加。负荷等级划分的原则主要是根据中断供电后在政治、经济 上造成影响的程度而定。按照民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-1992)对负荷等 级的划分标准如下。一级负荷。中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将造成重大的政治影响者；中断供 电将造成重大的经济损失者；中断供电将造成公共场所的秩序严重混乱者。二级负荷。中断供电将造成较大政治影响者；中断供电将造成较大经济损失者；中断 供电将造成公共场所的秩序混乱者。三级负荷。凡不属于一级和二级的负荷。在智能楼宇用电设备中，属于一级负荷的设备有：消防控制室、火灾自动报警、自 动灭火装置、火灾事故照明等消防用电设备；保安设备；主要业务用的计算机及外设、管理用的计算机及外设；通信设备；重要场所的反急照明。属于二级负荷的设备有：客 梯、生活供水泵房等。空调、照明等属于三级负荷二、建筑物内各个部门、各个系统和各个用户所需的负荷容量及其对电能质量的要求按照尽可能准确的需求量确定各部分负荷的容量和负荷的分布情况是合理地设计 智能建筑的供电系统的前提和依据。同时，智能建筑的各种智能化系统和不同用户对电 能质量有各自的要求。为了保证日后它们能正常、可靠地运行，在设计智能建筑的供电 系统前还必须明确它们对电能质量的要求。考虑到智能化系统的技术和设备更新发展很 快，在计算负荷容量和考虑对电能质量的要求时，成适当留有余量并具有前瞻性。三、对智能化供配电系统在节电以及利用可再生能源等方面的要求成该根据国家的相关政策规定和智能建筑的总体方案确定智能化供配电系统在节 能、节电方面以该具备的功能和以该达到的指标；确定利用风力、太阳能等可再生能源 和地热、余热发电的要求及应达到的指标。四、智能化供配电系统的集成方式后根据弱电系统的总体设计方案确定智能化供配电系统与建筑设备管理系统(BMS)的通信方式、通信接口及通信协议，将智能化供配电系统集成到智能建筑的智能化系统 中去。1.2.2 智能建筑的总体供电方案一、确定智能建筑供电方案的原则在对智能建筑的供电需求进行了详细而具体调查的基础上进而确定供电方案时，成 进行全面综合的研究分析。在满足智能建筑的各种负荷对供电可靠性、负荷容量及电能 质量要求的前提下，应进一步考虑如何才能做到从设计、建设直至运行使用的建筑物整 个生命周期的综合效益最好。因此，不仅要考虑设计、建设的一次性投入，还要计算今 后几十年运行中所需的运行、维修费用的多少；不仅要有利于节能、节电和利用可再生 能源，又要计算增加的投资和维修费用是否过多。对于供配电系统智能化程度的选择也 以全面地进行衡量。一方面提高智能化程度必然会增加资金的投入；另一方面智能化程 度的提高可以提高供电的可靠性和供电的质量，可以大大提高供电系统的管理水平并节 约人力，降低物耗。二、确定智能建筑的整体负荷级别和容量根据智能建筑中各级别负荷所占的比例来确定智能建筑的整体负荷级别。通常智能 建筑往往是负荷较大的高层建筑或比较重要的公共建筑，多属二级和一级负荷。一级负荷质由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不成同时受到损 坏。即两个电源不能同时损坏，必须有一个能继续供电，这是必须满足的基本要求。对 于一级负荷中特别重要的负荷除两个电源外，还后增设与电网不并列的、独立的反急电 源供电。同时，严禁将其他负荷接入反急供电系统。二级负荷也成由两个电源供电，且 互为热备用。因此，对于绝大部分智能建筑来说，都需要有两回相互独立的且可互为热 备用的市电进线，即两个电源供电。通常，这两个电源成该是同一电压等级的，其中任 何一个电源的容量都以能满足全部一级负荷及二级负荷的需要。三级负荷对供电无特殊 要求。三、确定应急电源的容量和类型为一级负荷中特别重要的负荷配备的反急电源可以有：独立于正常电源的发电机 组、供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路、蓄电池和干电池等。由于蓄电池供电稳定、可靠、无切换时间、投资较少，凡允许停电时间为毫秒级，且容量不大的特别重要的负荷，可采用直流电源者，皮由蓄电池装置作为反急电源。若 特别重要的负荷要求交流电源供电，允许停电时间为毫秒级，且容量不大的，可采用静 止型不停电电源(UPS)o若特别重要的负荷中有需要驱动的电动机负荷，启动电流冲 击负荷较大，而允许停电时间为15 s以上，后采用快速自启动的发电机组。四、选择电压等级通常在选择供电系统的进线电压等级时以考虑总的负荷容量、电能输送距离和供电 线路的网路数等因素。负荷容量大，供电电压应提高；为降低线路电压损失，输送距离 长宜提高供电电压等级；供电的网路数多，则每个网路的送电容量相应减小，可以降低 供电电压等级。当然，还要考虑到智能建筑所在地点的公共电网的现状，提供什么电压 方便和经济，以及今后的发展规划。总之，要综合上述各种因素来选择电压等级。对于 一般的智能建筑经常采用10KV作为供电系统的进线电压。而用电量很大的智能建筑可以 采用35KV或110KV的电压等级五、确定对智能化供配电系统监控管理功能的要求与传统的供配电系统不同，智能化供配电系统具有很强的远程、自动监控和管理功 能。当然，不同类型的智能建筑对智能化供配电系统的监控功能的要求是很不相同的。有的只需要常规运行状态和运行参数的监测功能；有的还要监测谐波、各种突变和波动 等电能质量参数；除监测功能外，有的智能建筑还需要具备自动控制和故障自动成急处 理的能力；有的只监控单个变电站；有的则需要联网监控若干个变电站、动力站，直至 要求监控配电小间和配电箱；有的要求监控配电柜、变压器等关键变、配电设备；有的 还要监控备用发电机组、UPS、和EPS等各种设备。这些都要根据具体需求确定。第二章 智能楼宇配电系统的负荷计算和设备选择随着我国经济的发展，居民对用电量的要求越来越高。家用电器从八十年代的黑白 电视机、电风扇、洗衣机，到现在的大屏幕彩色电视机、微波炉、消毒柜、电脑、电热 水器、空调等。止匕外，一些大功率家用电器设备也逐步进入百姓家庭。家用电器发展之 迅猛，已大大超过人们对住户面积的要求，将来的发展速度更是难以预料。再加上我国 人民生活水平的不断提高，对住宅的要求已由满足需要型向电气化、信息化、舒适化转 变，作为建筑业的一个主要组成部分的电气设计在如何提高，满足时代的要求，也有了 很大的发展。在传统的低压供电系统中主要强调过载、短路保护，其目的是保护用电设 备、供电线路不受损坏。近年，已提出了人身安全的观点，住宅的电气设计首先是要考 虑到人身的安全，并且可靠、舒适、美观和利于发展。要提高楼宇配电系统的安全可靠 性，就必须科学合理的进行负荷计算，正确选择各类配电设备的容量。2.1 负荷计算的有关问题2.1.1 负荷计算及目的供电系统要能可靠地正常运行，就必须使其元件包括电力变压器、电器、电线电缆 等满足负荷电流的要求，因此有必要对供电系统各环节的电力负荷进行统计计算。计算负荷又称需要负荷或最大负荷。是通过对已知用电设备组的设备容量进行统计 计算求出的，用来按发热条件选择供电系统中各元件的最大负荷值。它是一个假想的持 续性负荷，其热效后与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效后相等。在配电设计 中，通常采用30min的最大平均负荷作为按发热条件选择电力变压器、电器、导线及电 缆的依据，并用来计算电压损失和功率损耗。如果计算负荷确定过大，将使设备和导线 选择偏大，造成投资和有色金属的浪费；如果计算负荷确定过小，又将使设备和导线烧 毁，造成事故。在工程上为了方便计算，亦可作为电能消耗及无功功率补偿的计算依据。对于季节性负荷，从经济运行条件出发，用以考虑变压器的台数和容量。2.1.2 负荷计算的方法1、需要系数法：需要系数的大小取决于用电设备组中设备的负荷率、平均效率、同时利用系数以及电源线路的效率等因素。实际上，人工操作的熟练程度、材料的供成、工具的质量也对需要系数的大小有影响。成用该方法求计算负荷时，用设备功率乘以需 要系数和同时系数。这种方法比较简便，取用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。2、利用系数法：采用利用系数法求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台数和 功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出的计算负荷。这种方法的理论根 据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际，但因利用系数的实测与统计较难，在民用建筑电气设计中一般不采用。3、二项式法：在设备组容量之和的基础上，考虑若干容量最大设备的影响，采用 经验系数进行加权平均计算负荷。负荷计算方法一般可按下列原则选取：1、方案设计阶段可采用单位指标法：在初步设计及施工图设计阶段，宜采用需要 系数法，对于住宅,在设计的各个阶段均可采用单位指标法；2、电设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊时，宜采用需要系数法，一般用于 干线、配变电所的负荷计算；3、电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时，宜采用二项式法，一般用于支干 线和配电屏（箱）的负荷计算。进行负荷计算时，需将用电设备按其性质分为不同的用电设备组，然后确定设备功 率。用电设备的额定功率七或额定容量,是指铭牌上的数据。2.2电力负荷的相关计算2.2.1智能化住宅小区住户电力负荷的确定1、智能住宅小区家用电器的分类把智能化小区的家用电器划分为三类，第一台阶的电器具有高普及率，如照明设施、电视机、音响、电冰箱、洗衣机等，这类电器称为in类家用电器；第二台阶的电器具有 中普及率，如微波炉、电水壶、电饭锅、电热水器、电烤箱等，这类电器称为n类家用 电器；第三台阶的电器具有低普及率，如电灶、远红外医疗器、电热取暖器、电洗碗机、即热式电热水器等，这类电器称为I类家用电器。家用普及率发展规律对取的类别及有 关技术参数见下表2-1：表2-1家用电器普及率发展规律对应的类别家电名称参考容量/KW参考COS中类别照明设施0.2-0.81III电视机0.1-0.20.7III音响0.2-0.30.6-0.7III影碟机(VCD)0.150.7III电冰箱0.1-0.20.8III排烟机0.20.5III洗衣机2.00.6III空调机1.5-4.50.7-0.8III电风扇、换气扇0.10.6III计算机及附件0.50.7II电饭锅0.81II电烤箱1.01II电水壶1.51II吸尘器0.80.6II电热水器2.0-3.01II微波炉1.01I消毒柜0.61I电洗碗机1.00.7I电灶1.51I带烘干功能的洗衣机3.50.6I即热式电热水器3.5-4.51I电取暖器1.0-2.01I家庭自动化设施0.2-0.51I2、确定每户计算容量的原则和方法(1)每户用电容量的确定原则：对智能化住宅小区，皮按小康型住宅确定每户计 算容量。每个家庭一般有照明设备、厨房用电设备、卫生洗浴设备、空调取暖设备和文 化娱乐设备、安防设备等。智能化小区在工程设计中，总体上要满足：高度的安全性、舒适的生活环境、足够的通信设备、完善的信息设施和智能化家庭系统。(2)每户用电计算容量：Pjsl-K j3+K xzK Pe2(2-1)式中：储3、k,2、kx1iil n、i类家用电器的需要系数，可取 0.5-0.6；储3、Kq KnIII、II、I类家用电器的普及率，J D J乙 八目前可近视为：K j3=100%200%,K”=25%40%,K=5%15%；匕3、匕2、PelUI、II、I类家用电器的设备标称容量。2.2.2公共电力负荷的计算居住建筑的公共用电负荷大致可分为照明负荷和动力负荷两部分。1、照明负荷居住建筑公共场所的照明包括一般照明、疏散照明及事故照明。其用电负荷量与控 制方法有关。(1)门厅及电梯前室的照明，其灯具安装于居住建筑的重要交通场所，照明对居 民的安全感起着较重要的作用，一般采用按键开关控制，夜间长时点亮，照明容量即可 按灯泡功率计算。(2)走道，门户的照明，多采用定时开关控制。据测定可节电75%,照明容量可按 灯泡功率的25%计算。(3)电梯机房、水箱间、水泵房、值班室一般按办公用房计算功率。(4)反急照明负荷等。居住建筑公用照明负荷可按如下指标估算：多层住宅56W/根2,高层住宅1015 W/m2o2、动力负荷公共辅助设施的动力负荷主要有：(1)给水、排水的用电负荷：根据有关文献报道，每人每天供水量一般为0.3t,一般居民区的吨水耗电量在0.Ikw以内，按负荷处利用小时4500h计相当于每人用电负 荷为O28W,亦可按0.2-0.25W/加2估算。排水：在通用的自流排水条件下，用电量可不计。(2)电梯用电负荷：高层住宅建筑中，电梯是关键的垂直运输设备，高层住宅电 梯主要与以下因素有关：a、每台电梯的服务人数，一般服务户数越多，电耗越大；b、建筑物的层高及层数越多，电耗越大：c、电梯的速度和载重；d、电梯的电机效率和传 动效率。一般情况下，电梯的用电负荷可按每户0.5-0.35kW估算，亦可按1.7-2.0W/估 算高层住宅的电梯负荷。(3)北方冬季取暖用电负荷，根据测算，取暖用的动力负荷为0.8W/根2。2.2.3单元计算负荷的确定1、单位指标法单位指标法适用于方案设计阶段，用于确定供电方案和选择变压器的容量和台数。住宅小区的总计算负荷：P.=Kj、N(2 2)或 Pjs=KJ2A/1000(2 3)式中：Pjs住宅小区总计算负荷，kW；Kj心单位指标，kW/户，VA/m2；N-小区住户数；A-小区总建筑面积，m2o2、需要系数法需要系数法适用于初步设计和施工图设计阶段。(1)每户计算负荷产网可按下表(2 3)的建议值确定表2-2住宅用电负荷需要系数表按单相用电计算 时所连接的户数按三相配电时 所连接的户数储通用值建议值C391.101.04120.950.906180.750.708240.660.610300.580.5212360.500.4414420.480.4216480.470.4118540.450.3821630.430.3624720.410.3425 100753000.400.331252003756000.330.262603007809000.260.20注：表中的通用值指目前采用的住宅需要系数值。由公式：Ijsl=、(2-4)Un cos-1式中：Ijsl每户计算电流，A；Pjsl每户用电容量标准建议值，KW；UN额定电压，一般取单相0.22KV；cosl综合加权功率因素，取0.9以上。可以根据/利来确定进线总开关脱扣器的额定电流和进户线截面等。(2)单元计算负荷Pjs2=KxxPj.(2-5)配电干线采用0.22KV供电时计算电流：配电干线采用0.38KV供电时计算电流：P.j-_蚓_ (9-7)式中：Pjs2单元计算负荷，KW；Kx需要系数；cos2单元综合功率因素，见表(2 4)表2-3多层住宅配电干线采用单相220V供电时的需要系数和功率因数组合户数16912储1.00.750.650.5cos 20.90.90.90.9表2-4多层、高层配电干线采用三相380V供电时的需要系数和功率因数多层住户高层住户12户18户21户24户32户36户储0.950.750.730.660.580.50cos0.900.900.900.900.900.902.2.4住宅小区总计算负荷的确定1、电干线或变电所的计算负荷：Pjs3=KzEKPQ+Ps(2-8)式中：K.-同时系数，取0.8 0.9；2Ps公用电力负荷(如走道灯、水泵、消防设施等)。ZK=(15-20)%xKzZ(Kx。)(2-9)2、住宅小区配电所总计算负荷为变所计算负荷之和再乘以同时系数鹿，右取0.85-0.95,户数多时取下限，户数少时取上限。3、住宅小区供电变压器容量：Sjs=(2-10)式中：Pjs住宅界度总计算负荷，KW；cos。-功率因素，取0.9以上。2.3供配电设备容量的选择在建筑电气设计范畴里，供配电设备容量的选择是至关重要的一环。在施工图设计 阶段，有时设计容量会留有一定的裕度是为了考虑日后用电设备的需要，这是合理的，但如果选得过大或过小，除了直接或间接地增加工程造价外还可能发生配电线路误动作 甚至造成电气事故。供配电系统中需要依据正常工作条件及工作环境对导线及电气设备包括高低压开 关、电力变压器、柴油发电机、高低压熔断器等电器进行选择。部分设备还需要按故障 条件进行校验短路电流的动稳定性和热稳定性，保障供配电系统在安全可靠工作的前提 下，尽量做到运行维护方便，技术先进，投资经济合理。供配电系统中的电气设备是在一定的电压、电流、频率和工作环境下工作的。正确 地选择电气设备对供电的可靠性、安全性、经济性都有着重要的意义。首先，取根据使 用环境选择电气设备的类型，使所选设备的类型与环境条件相适后；其次，按电路的实 际工作条件选择和校验电气设备的技术参数，以保证电力系统在正常时和发生故障时，电气设备均能安全、可靠地工作。选择电气设备时还应尽量选用国产先进设备，并注意 在技术合理的条件下尽量节约投资。不同的电气设备在选择时考虑的条件也不尽相同，下面介绍选择电气设备的一般原则。按正常工作条件选择1.按使用环境选择电气设备的类型为了适取不同的装设地点，电气设备分为户内式和户外式，户外设备的工作条件较 恶劣，故各方面要求较高，成本也高。户内设备不能用于户外，户外设备虽可用于户内，但不经济。按照不同的工作环境又分为普通型、防污型、湿热型、高原型和矿用型等。此外，还有其他一些分类方法。选择时，取首先根据电气设备工作的环境条件选择出合 适的型号。2.根据额定电压选择所选电气设备的额定电压成不低于所在电网的额定电压或电气设备的最高允许工 作电压(1.1UN-1.15UN)以不低于所在电网的最高电压。即1(1.1 1.5 W H)式中：为电气设备的额定电压；由为电网的额定电压皿为电网的最高电压。3.根据额定电流选择电气设备的额定电流成不小于通过它的最大负荷电流，即In=乙。(2-12)式中：In为电气设备的额定电流；130为电气设备所在线路的最大长时工作电流。国产普通电气设备的额定电流是在环境温度为40的条件下,长时允许通过的最大 电流。如果实际环境温度超过40,电气设备允许的最大长时工作电流将小于额定值。此时，为了保证电气设备正常工作时不致过热，反对电气设备原有的额定值进行修正。在环境温度不超过60。时，电气设备允许的最大长时工作电流应按下式确定。00忸%(2-13)式中：IP.R为实际温度下电气设备允许的最大长时工作电流；Op为电气设备长时允许 最高温度，单位为；。0为电气设备规定的标准环境温度，单位为；9为实际环境,单位为；K0为温度修正系数。如果周围环境温度低于40,对高压电器，环境温度每降低1,允许电流比额定 值可增加0.5%,但增加的总数不得超过20%o二.按故障情况校验电气设备按正常情况选择的电器是否能经受住短路电流电动力与热效应的考验，还必须进行 校验。1.开关电器断流能力的校验当开关电器的额定断流容量Soc(或最大开断电流loc)大于其所在电路的最大短 路容量及(或最大短路电流/)时，开关电器才能可靠地切除短路故障。否则，故 障不能切除，并有可能使故障继续扩大，影响到系统的安全运行。SV 或 Ioc Z；3)(2T4)2.3.1 电力变压器的选择根据国际JGJ/T16-92：“用电设备容量在250KW或需要变压器容量在160KW以上 者由以高压方式供电”的要求，可知凡是具有一定建筑规模的工程都将使用电力变压器。1、电力变压器类型的选择电力变压器类型的选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组形式、绝缘及冷却 方式、联贯组别等，并以优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品。对于智能楼宇的配电变压器类型的选择，根据系统的要求，一般采用三相式、无载 调压、双绕组形式、绝缘及冷却方式用干式或充气式(少见)、Dynll联结。随着科技的进步，变压器新产品不断涌现，如为延长变压器使用奉命，做到免维护，油浸式变压器采用全密封结构；为降低空载损耗，变压器采用卷制铁心结构和非晶合金 铁心；为提高抗短路冲击能力，变压器低压采用箔式绕组等。2、电力变压器的台数和容量的选择(1)台数选择变压器的台数一般根据负荷等级、用电容量和经济运行等条件综合考虑确定。当符 合下列条件之一时，宜装设两台或以上的变压器：有大量一级或二级负荷，在变压器出现故障或检修时，多台变压器可保证一、二级负荷的供电可靠性。当仅有少量二级负荷时，也可装设一台变压器，但变压器低压 侧必须有足够容量的联络电源作为备用。季节性负荷变化较大，根据实际负荷大小，相反投入变压器的台数，可做到经 济运行，节约电能。集中负荷容量较大，虽为三级