某大酒店供配电系统设计方案.pdf

目 录第一章工程概述.2第二章供配电系统设计.4第一节 供配电系统设计任务、内容及要求.4第二节负荷计算.6第三节无功功率补偿.12第四节 高低压配电系统设计.15第五节 短路电流计算.21第六节设备选择.24第三章照明系统设计.30第一节 酒店照明设计的特点.30第二节照度计算.34第三节 照明配电系统.40第四节灯具选择.42第五节房间插座布置.43第六节标志照明.44第四章防雷系统设计.46第五章消防系统设计.48第一节系统设计.49第二节本工程消防系统.52结束语.错误！未定义书签。错误！未定义书签。参考文献.55附录一.56附录二.58附录三.591第一章工程概述本次设计的对象“某大酒店”，它是集住宿、餐饮、娱乐、为一体的大型建筑物,建筑面积约为17000平方米，地上13层、地下1层。其中一层有酒店大厅、服务台、休 息厅、舞厅、美发厅、商场、KTV包房、健身房、商务中心、快餐厅、厨房、消防中心等 设施；二层是各类餐厅酒吧、厨房等设施；三层有多功能厅、各种会议室、休息厅等；四 到十一层为客房其中有套房、标准间；十二层是机房；地下一层有配电室、洗衣房、热交 换间、水泵房、消防水池、风机房；另外还有一个游泳馆。屋顶有卫星接收室、风机房、水箱间、电梯机房等。本次设计的主要任务是有关酒店的供配电系统、电气照明系统、消防系统及防雷接地 系统的设计。作为一个现代化的大酒店在电气部分中至少应该达到以下要求：1.整个酒店的电气设备布局合理。(1)功能规划合理；(2)设施使用方便，安全；2.内外装修采用的材料考究，工艺精致具有突出风格。3.有中央空调系统，使各区域通风良好。4.有与饭店星级相适应的计算机管理系统。5.有背景音乐系统。6.各处应该有逃生指示灯，和线路故障应急灯，这方面应严格按照国家标准实施。7.前厅面积宽敞与接待能力相适应，风格典雅、色调协调、光线充足。8.客房中的电气要求和必备的电器设备：采用区域照明且目的物照度良好，有良好的排 风系统，应有床头控制柜、床头灯、台灯、落地灯、no/220V电源插座、电话、电视(有 闭路电视系统，播放频道不少于16个，其中有卫星电视节目或自办节目)音箱设备、吹 风机、小冰箱等。9.餐厅及酒吧：布局合理，灯光氛围要求适当典雅，与装修协调。10.厨房：电器设备位置合理、布局科学，有足够的冷气设备和足够的冷冻库，冷菜 2间内有空气消毒设施。11.公共区域：有足够的高质量客用电梯、服务电梯、消防电梯。具有应急供电专用 线和应急照明灯。本次设计的对象“某大酒店”属于一般负荷，消防属于二级负荷。市电由区域变 电站引来两路电源，供电变压器有两台。正常工作时，两路电源同时供电，互为备用，各 负担一半左右负荷，一路电源故障时，另一路电源提供全部负荷。为了减少动力设备川电 对照明线路电压波动的影响，照明用电与动力用电线路尽量分开供给。关于酒店的照明设计应具有浓厚的生活感，给人以温馨、舒适的感觉，与整个酒店的 设计思想相融合，突出本地区的特色和文化底蕴。不同的场所要通过灯光给人以不同的感 觉，使环境有合理的照度和显色性，适宜的亮度分布，营造舒适的视觉环境。本工程照明 系统包含大堂照明，餐厅照明，客房照明，一般照明和成急照明。大堂,餐厅，走廊等照明 在本次设计只预留照明电源,具体由二次装修设计完成。一般照明的光源主要为荧光灯；各机房和办公等川房及公共场所的照度均按现行国家标准进行设计。本工程在重要机房,人员密集的场所及通道,走廊,楼梯间及其前室安置消防应急照明，各疏散过道及出入口均 设置应急疏散指示照明。应急照明采用消防应急电源系统，其光源为荧光灯。它们在正常 及事故时均点燃。应急疏散、楼层指示灯均自带蓄电池，应急供电时间不少于20min。本工程的火灾自动报警系统采川BC80两总线报警系统。该系统具有完善的联动控制 功能。系统中每一回路上的总线元件及输入输出该系统的有源、无源信号均有其独立的编 码地址。根据有关消防规范的要求,本工程在变配电所,消防控制中心，电气竖井，及其 它公共区域设置智能感烟探测器,在厨房,洗衣房设置智能感温探测器。在防雷接地设计中，本工程按三类防雷建筑设计,在各标高女儿墙四周敷设避雷带做 防雷接闪器。利用柱内两根主筋做防雷引下线，引下线间距不大于25M引下线在距地1.8M 处设测试点。本工程防雷接地和电源工作接地共用接地装置，其接地电阻不大于1欧姆。接地装置利用建筑物基础内的钢筋网，如因地质情况不理想,接地电阻难以满足要求时,可在建筑四周补打接地极,与引至室外的接地线40X4镀锌扁钢焊接。等电位连接：各层结 构梁、板、柱及剪力墙主筋可靠焊接，所有金属门窗,栏杆等，引入，引出建筑物的金属管道 均与防雷接地系统焊接。淋浴间,卫生间内给排水金属管道,采暖管道散热器及所有金属构 件均通过LEB局部等电位箱与本层楼板内钢筋焊接。3第二章供配电系统设计第一节供配电系统设计任务、内容及要求一、变配电所是民用建筑的供电中枢，设计的主要内容包括：1、根据变配电所供电的负荷性质及其对供电可靠性的要求，进行负荷分级，从而确 定所需的独立供电电源个数与供电电压等级，并确定是否设置应急备用发电机组。本工程 系统供配电设计按三级负荷要求设计。消防设备及部分重要负荷按二级负荷供电。由区域 变电站不同母线引来两路10KV电源进行供电。由于供电要求不高，所以不准备设置应急 备川发电机组。2、进行变配电所负荷计算与无功功率补偿计算，确定无功补偿容量。3、确定变压器型号、台数、容量。进行主接线方案选择。4、变配电所所址选择。为了节约电能与减少有色金属消耗量，通常应尽可能使高压 深入负荷中心。但在建筑高度甚高和大容量负荷相当分散的情况下，也可分散布置多处变 配电所，其布置方案应经过技术经济比较确定。在本工程中根据实际情况，将变配电所安 排在地下一层。5、短路电流计算与开关设备选择。6、二次回路方案的确定，继电保护的选择与整定计算。操作电源的选择，计量与测 量。在本次设计中对于二次回路不做要求。7、防雷保护与接地装置设计。8、变配电所电气照明设计。9、关于变电所的选址应严格符合10kV及以下变电所设计规范。二、高底压供配电系统设计输电线路设计也就是电气外线设计。包括供电电源线路设计和建筑物之间的配电线路 4设计。其设计内容应包括：线路路径及线路结构型式（架空线路还是电缆线路）的确定，导线截面的选择，架空线路杆位确定及标准电杆与绝缘子、金具的选择，弧垂的确定与荷 载的效验，电缆敷设方式的确定，线路的导线或电缆及配电设备和保护设备选择，架空线 路的防雷保护及接地装置的设计等。本次设计中，输电线路采用10KV电缆进线。敷设应 该符合规范要求。高压配电系统设计。多采用放射式系统，以增强其供电可靠性与控制的灵活性。对于 有多处变压器分散设置的高层建筑，高压配电网络也可以采用环网结构。主要设计任务是:确定配电电压与配电网络结构；进行配电干线负荷计算；选择开关设备并进行短路效验；拟定二次回路方案并进行继电保护整定计算；选择高压电缆截面、型式、确定配电干线路 径与敷设方式。低压配电系统设计。低压配电系统是民用建筑供配电系统的基本组成部分，无论就其 重要性或工程量而言，都有举足轻重的地位。主要任务是：确定低压配电方式与配电网络 的结构，其主要内容是竖直配电干线与水平配电干线的个数，位置与走向。进行分干线与 干线的负荷计算，选择开关设备及导线、电缆、封闭式母线的截面与形式。选择保护装置,进行保护整定计算并保证其级间的选择性配合，以防止穿越性跳闸。确定线路敷设方式，进行电气竖井与配电小间的设计。低压无功补偿容量计算，补偿方式与调节方式的选择。按需配置电气测量与电能计量装置。保护接地、重复接地系统的设计。电力设计通常指动力负荷的供电设计。在大型民用建筑中，特别是高层建筑中，动力 负荷种类复杂，分数甚多，其容量自数千瓦至数百千瓦以上，止匕外，在民用建筑中的放火 卷帘门、自动门、空调器以及各种生活服务机械的负荷也各不相同，必须通过合理的设计 满足其供电要求。主要设计内容：确定负荷的位置、容量；按各动力负荷的性质及其对供 电可靠性的要求，进行负荷分级，并采取相应的供电保证措施（如双电源互投的供电方式）;确定动力负荷的配电网络型式，通常多采用放射式供电。确定配电装置的位置、选择开关 设备与保护方式。按设备容量及其分组情况进行配电干线的负荷计算并选择干线保护的开 关设备、导线截面与形式；确定线路敷设方式；进行接地系统与防电击技术措施的设计。5第二节负荷计算计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性负荷，其热效应与 同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。一、负荷计算的方法需要系数法。用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比 较简单，应用广泛，尤其适用于配、便电所的负荷计算。利川系数法。采用利用系数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计算负荷。这种方法的理论依据是概率论和 数理统计，因而计算结果比较接近实际，但因利川系数实测与统计较难，在民川建筑电气 中一般不用。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 数进行加权求和法计算负荷。单位面积功率法、单位指标法。二、负荷计算方法选取原则1.在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川单位指标法；2.川电设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊时，宜采用需用系数法，一般川于 干线、配变电所的负荷计算；3.用电设备台数少，各台设备容量相差悬殊时，宜采川二项式法，一般川于之干线 和配电（屏）箱的负荷计算。因此在本工程的负荷计算中，先用根据单位面积功率法大致估算本工程的计算负荷，然后再用须用系数法进行进一步计算。6三、有关负荷计算的几点说明1、用电设备进行分组计算时，按下列条件考虑：组成用电设备的设备功率，指不包括备用设备在内的所有单个用电设备的设备功率 之和。三台及以下，计算负荷等于其设备功率的总和；三台以上时，其计算负荷通过计算 确定。类型相同的用电设备，其总容量可以用算数加法求得；2、当消防用电的计算有功功率大于火灾时可能同时切除的一般电力、照明负荷的计 算有功功率时，应按未切除的一般电力，照明负荷，加上消防负荷计算低压总的设备功率,计算负荷。否则计算低压总负荷时，不应考虑消防负荷。3、当采用需要系数法计算负荷时，应将配电干线范围内的用电设备按类型统一划组。配电干线的计算负荷为各川电设备组的计算负荷之和在乘以同时系数。变电所或配电所的 计算负荷，为各配电干线计算负荷之和在乘以同时系数。计算变电所高压侧负荷时，应加 上变压器的功率损耗。四、本工程负荷计算（一）根据单位面积功率法大致估算计算负荷:表2.2.1旅游酒店的负荷密度及单位指标4用电设备Kx(W/m2)Kx(W/床)平均推荐范围平均推荐范围全馆总负荷7265 79224220002400全馆总照明1513 179288501000全馆总电力5650 6223662100 2600冷冻机房1715-199698701100锅炉房54.55.9156140170水泵房1.21.24340 50风机0.30.3879电梯1.41.42825 30厨房0.90.95530 60洗衣机房1.31.34845窗式空调10103573204007根据单位面积功率法大致估算本工程的计算负荷为（关于旅游酒店的负荷密度及单位 指标：参见表2.2.1）：Pjs=（Ks*A）/1000为960KW（建筑面积WOOOn?）,暂时设想用 两台变压器供电，等经过以下深入计算后在进一步确定变压器的容量和型号。（二）使用需用系数法进行深入计算：用需要系数法确定计算负荷的公式为：（1）用电设备组：P=K*P J X SQj=Pj*tg。7瓜Jn（2）配电干线或变电所：p.=Kfp（Kx*）Qj=Kq（Pj*tg9）S尸加+。；其中：Kfp、KZq是有功功率、无功功率同时系数，分别取：0.80.9和0.93-0.97。根据以上负荷计算方法，确定整个酒店的所有用电负荷情况如下（表2.2.2）单位（KW）表2.2.2整个酒店负荷情况序号用电设备名称设备功率序号用电设备名称设备功率其中 工作的其中 工作的11#母线2849二层消防电源19.52一层景关照明2010消防中心153一层景关照明2011一层消防电源224十二层景关照明2012游泳馆消防电源6.755地下层电力照明19.613水泵房消防电源676洗衣房电源3014地下层消防电源327十二层消防电源53.1152#母线273.78三层消防电源1816游泳馆电力照明140.07总设备容量1040KW若需用系数Kx选0.7 cos。取0.8同时系数Kep取0.85、IQq取0.95。这样整个酒店总的计算负荷是：Pj=616.38 KW；Qj=516.68 Kvar；Sj=804 KVA；8在设计中有关电力负荷的分布形式参考了国内许多其它酒店的情况：具体有以下几个（表 2.2.3）6表2.2.3 北京部分酒店电耗的构成（）序号用电设备名称亮马河大厦新世纪饭 店天桥饭店宝辰饭店香山饭店1空调系统55445040502照明系统1720172263锅炉2241654电梯991316145给排水917126166办公设备8849注：摘自商业建筑空调节能改造技术指南计算负荷为各变电所计算负荷之和在乘以同时系数Kxp、KSqo对配电所的Kxp、K Eq分别取：0.85-1和0.95-1；对总降压变电所的Kep、KEq分别取：0.8-0.9 和 0.930.97o对于酒店而言它的具体需要系数和功率因数参看下（表2.2.4）6序号负荷名称需要系数Kz自然平均功率因数cosb平均值推荐值平均值推荐值1全馆总负荷0.450.40.50.840.82全馆总照明0.550.50.60.820.83全馆总电力负荷0.40.35-0.450.90.854冷冻机房0.650.65-0.750.870.85锅炉房0.650.65-0.750.80.756水泵房0.650.6-0.70.860.87风机0.650.61 70.830.88电梯0.20.18-0.22直流0.5直流0.4交流0.8交流0.89厨房0.40.35-0.450.7-0.750.710洗衣机房0.30.3-0.350.60.650.711窗式空调0.40.35-0.450.60.650.712总同时系数0.92-0.94根据公式计算得出各个设备组的计算负荷（系数取值参见表2.2.4）o消防用电作为二级负荷，由两条母线负责供电，其它一般负荷平均分配到两条母线上，尽量使两台变压器 所带的负荷相等。计算结果见（表2.2.5）。9表2.2.5各台变压器所带的负荷参见下:序号用电设备名称设备功率计算系数计算负荷其中 工作的KxcosqjtgipPjQj(kW)(kVAr)1#变压器11#母线2840.70.80.75198.8149.102一层景关照明200.70.80.751410.503一层景关照明200.70.80.751410.504十二层景关照明200.70.80.751410.505地下层电力照明19.60.70.80.7513.7210.296洗衣房电源300.70.80.752115.757十二层消防电源53.10.70.80.7537.1727.888三层消防电源180.70.80.7512.69.459二层消防电源19.50.70.80.7513.6510.2410消防中心150.70.80.7510.57.8811一层消防电源220.70.80.7515.411.5512游泳馆消防电源6.750.70.80.754.7253.5413水泵房消防电源670.70.80.7543.5532.6614地下层消防电源320.70.80.7522.416.80小计626.95435.515326.64乘以同期系数0.85、0.93370.19303.77510序号用电设备名称设备功率计算系数计算负荷其中 工作的KxcosiptgipPjQj(kW)(kVAr)2#变压器12#母线273.70.70.80.75191.59143.692游泳馆电力照明140.070.70.80.7598.04973.543十二层消防电源53.10.70.80.7537.1727.884三层消防电源180.70.80.7512.69.455二层消防电源19.50.70.80.7513.6510.246消防中心150.70.80.7510.57.887一层消防电源220.70.80.7515.411.558游泳馆消防电源6.750.70.80.754.7253.549水泵房消防电源670.70.80.7543.5532.6610地下层消防电源320.70.80.7522.416.80小计647.12449.634337.23乘以同期系数0.85、0.93382.19313.62由计算结果本工程选用容量为630KVA的SCB9系列低损耗干式变压器两台。这中变压 器的特点是损耗低，适宜安置在多层或高层主体建筑物内的变电所里。变压器的接线采用 D,ynll形式：以D,ynll接线与Y,ynO接线的同容量的变压器相比较，前者空载损耗与 负载损耗虽略大于后者，但三次及以上的高次谐波激磁电流在原边接成形的情况下，可 在原边形成环流，与原边接成Y形的情况下相比较，有利于抑制高次谐波电流，这在当前 电网中接电力电子元件日益广泛的情况下，采用形接线是有利的。另外D,ynll接线比 Y,ynO接线的零序阻抗要小得多，有利于单相接地短路故障的切除。还有，当接单相不平 稳负荷时，Y,ynO接线变压器要求中性线电流不超过低压绕组额定电流的25%,严重地 限制了接单相负荷的容量，影响了变压器设备能力的充分利川。因而在TN及TT系统接 地型式的低压电网中，推荐采用D,ynll接线组别的配电变压器。这种接线的特点是可以 改善三相不平衡的状况、可以提高单相接地保护装置动作灵敏度、可以阻止三次谐波含量。11变压器的损耗：PtX).02Sn.t(KW)；Qb(0.080.10)SN.T(kVar)所以：PtW2.6(KW)；A Qt63(kVar)因此高压侧的计算负荷为：Pj=394.6(KW)；Qj=376.6(kVar)；Sj=545.5(KVA)；S计算电流：/=；Ij=31.49,而Jn(KA)；第三节无功功率补偿供电部门一般要求新建企业的月平均功率因数达到0.9以上。当达不到这个指标的 时候就需要依靠无功功率设备进行补偿，从而提高企业的功率因数。一、无功功率在系统的传输中所造成的影响1、无功功率在通过电网时，会引起线路及设备的有功损耗。2、电网的电压损失将会随着无功功率的增加而增加。3、在电网输送有功不变下，无功增加而使总电流增加，会使供电系统中的如变压器、断路器、导线以及测量仪器、仪器等等的一次、二次设备的容量、规格尺寸增大，从而使 投资费用增加。二、本工程无功功率补偿采用电力电容作无功补偿装置时，宜采用就地平衡原则，低压部分的无功负荷由低压 电容器补偿。高压部分的无功负荷由高压电容器补偿。容量较大、负荷平稳且经常使川的 用电设备的无功负荷宜单独就地补偿。高压电容器组宜审联适当的电抗器以减少合闸冲击涌流和避免谐波放大。有谐波源的 用户，装设低压电容时，宜采取措施，避免谐波造成过电压。121、基本要求:(1)设计中应正确选择电动机、变压器的容量，减少线路感抗。(2)当采用提高自然功率因数措施后，仍打不到下列要求时，应采用并联电力电容 器作为无功补偿装置。高压供电的用电单位，功率因数为0.95；低压供电的用电单位，功率因数为9O(3)高压供电的用电单位采用低压补偿时，高压侧的功率因数应满足供电部门的要 求。(4)采用电力电容器作为无功补偿装置时，宜采用就地平衡原则。低压部分的无功 负荷由低压电容器补偿，高压部分的无功负荷由高压电容器补偿。容量较大、负荷平稳且 经常使用的川电设备的无功负荷宜单独就地补偿。补偿基本无功负荷的电容器组，宜在配 变电所内集中补偿。居住区的无功负荷宜在小区变电所低压侧集中补偿。补偿装置的开关及导线的长期允许电流，高压不应小于电容器额定电流的1.35倍，低压不应小于电容器额定电流的1.5倍。在一、二类建筑中的电容器应采用干式电容器。电容器组应设有放电装置。在本次设计中采用高、低压混合补偿形式，低压功率因数补偿到0.9以上，高压功 率因数补偿到0.95o以互相补充，发挥各补偿方式的特点。操作形式选川手动投切式。2、公式：(1)自然功率因数的计算：cose=-PnQjs 2 1+(上上)2 丫 a匕(2)补偿后平均功率因数为：COS0f=-I2(3)人工补偿装置的补偿容量：Qc=Pax(tg3x-tg02)=aPc(tg3x-tg02)Pjs企业的计算负荷有功功率，KW；Qjs-企业的计算负荷无功功率，Kvar；Qc人工补偿的无功功率，用电容器补偿时则称补偿补偿容量，Kvar；。n、B n-年平均有功、无功负荷系数，a n 一般取0.70.75,0 n 一般取130.76-0.82；a-负荷系数，取0.70.8；tge一补偿前自然功率因数的正切值；tge”-补偿后自然功率因数的正切值；经过计算：自然功率因数为 cosg=0.722 tg6=0.958；Pjs=616.38 KW；Qjs=516.68Kvar；高压侧需要达到的功率因数为0.95所以高压侧需要补偿的容量Qc=163Kvar；低 压侧需要达到的功率因数为0.9,所以低压侧需要补偿的容量Qc=123 Kvar。3、并联电容器补偿方式本次设计中电容补偿的接线方式采用下图（图2.3.1）的接线方式：特点是初投资较少,运行和维护方便。14第四节高低压配电系统设计、电力供应主要指标和接线方式1、根据负荷计算确定总的供电指标如（表2.4.1）：总电力供应主要指标表2.4.1总电力供应主要指标序号名称单位数量备注1总设备容量KW10402总计算容量KW8043需用系数Kx0.74功率因数cos”0.8补偿前平均功率因数cos少0.72补偿后平均功率因数cos少0.955静电电容器总容量Kvar1636安装变压器台27变压器总容量KVA12608年用电小时数H87602、电能质量：电压偏差值，对电动机系根据国家标准电机基本技术要求（GB755-81）第4.1条规 定：“电动机当电源电压（如为交流电源时频率为额定）与额定值的偏差不超过5%时，输 出功率仍能维持额定值”。对照明系根据工业企业照明设计标准中有关的规定：“灯的端电压一般不宜高于 其额定电压的105%,亦不宜低于其额定电压的95%（一般工作场所）及90%（对露天工作场 所照明、远离变电所的小面积工作场所难于满足95%时，对应急照明、道路照明、警卫照 明及电压为12-42V的照明）”。对于其它用电设备，其允许电压偏差的要求应符合用电设备制造标准的规定，当无特 殊规定时，根据一般运行经验及考虑与电动机、照明对允许电压偏差值基本一致，故条文 规定为5%。川电设备，尤其是用得最多的异步电动机，端子电压如偏离GB755-81规定的允许电 压偏差范围，将导致它们的性能变劣，寿命降低，及在不合理运行下增加运行费用，故要 15求验算端子电压。对于少数距离电源（变电所等）较远的电动机，如电动机端电压低于额定值的95%时，仍能保证电动机温升符合GB755-81的规定（电压为额定值的95%时温升允许超过的最大 值：lOOOkW及以下为10K,lOOOkW以上为5K）,且堵转转矩、最小转矩、最大转矩均能 满足传动要求时，则电动机的端电压可低于95%（但不得低于90%）,即电动机的额定功率 适当选得大些，使其经常处于轻载状态，这时电动机的效率不比满载时低，但要增加电网 的无功负荷。正常运行情况下用电设备端子处电压偏差允许值（以额定电压的百分数表示）可下列 要求验算：一般电动机-5%+5%电梯电动机-7%+7%照明：一般工作场所为-5%+5%；在视觉要求较高的屋内场所为-2.5%+5%；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为-10%+5%；应急照 明、道路照明和警卫照明为-10%+5%；其他用电设备，当无特殊规定时为-5%+5%为减少电压偏差提高供电质量，供配电系统应符合下列要求：正确选择变压器的变压比和电压分接头；合理减少系统阻抗；合理补偿无功功率；尽量使三相负荷平衡。3、接线方式：树干式配电包括变压器干线式及不附变电所的车间内干线式配电。其推荐理由如下：（1）、我国各工厂对采用树干式配电已有相当长的时间，积累了一定的运行经验。绝大 部分车间的运行电工没有对此配电方式提出否定的意见。（2）、树干式配电的主要优点是结构简单，投资和有色金属较省。（3）、有人认为这种方式的线路的接头不可靠，容易发生故障。止匕外，目前各级配电保 护装置的遮断时间很难满足选择性的要求，常常因此而越级跳低压侧总的自动空气断路 器，停电影响的范围较大，不及放射式供电可靠。但从调查的工厂反映，此配电方式一般 能满足生产要求。16(4)、干线的维修工作量是不大的，正常的维修工作一般一年仅进行二三次，大多数工 厂均可能在一天内全部完成。如能统一安排就不需要分批或分段进行维修工作。综上所述，高压配电系统及低压干线配电方式常采用放射式，楼层配电则为混合式。竖井采用插接母线槽。水平干线因走线困难，采用动力与竖井母线通过插接箱连接。每层 楼竖井设层配电小间，经过插接箱从竖井母线取得电源。二、高压系统设计1、高压系统配电原则(1)配电系统要保证供电可靠，具体要求就是：对一级负荷应有两个独立电源；对 二级负荷一般有两个电源，可以手动切换；在有必要的情况下可以设置备用成急电源。(2)接线简单灵活，便于操作和维护，并能适应负荷的变化和系统的发展，同一电 压的配电级数不宜多于三级。(3)制定配电系统方案时要充分考虑节省基建投资，降低运行费川，减少有色金属 消耗量。(4)配电系统应考虑负荷的增长，预留必要的发展余地或做出分期建设的规划。配、变电所的电源进线应能承担全部一级负荷及大部分二级负荷。(5)配电电压的确定。2、高压系统接线根据对供电可靠性的要求、变压器的容量及分布、地理环境等情况，高压配电系统宜 采用放射式，也可采用树干式、环式或其它组合方式，下面是它们各自的特点。(1)放射式：供电可靠性高，故障发生后影响范围较小，切换操作方便，保护简单,便于自动化，但配电线路和高压开关设备较多造价高。(2)树干式：配电线路和高压开关设备数量少投资少，当故障影响范围大，可靠性 较差。(3)环式：有闭路环式和开路环式两种。为简化保护一般采用开路环式，其供电可 靠性较高，运行比较灵活，但切换操作较麻烦。在本次设计中，根据供电的特点在高压系统接线方式中采用环式接线，在1#和2#母 线之间设置联络开关柜，提高供电的可靠性，还设有电容补偿柜用以提高功率因数。17三、低压系统设计1、低压配电系统设计应遵循以下基本原则：(1)低压配电电压采川220/380V,带电导体系统的形式宜采用单相二线制、两相 三线制和三相四线制；(2)在正常环境的建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，且无特殊要求时，宜 采用树干式配电；(3)当用电设备距供电点较远，而彼此相距近、容量小的次要用电设备，可采川链 式配电，但每一回路上的设备不宜超过5台，其容量不宜超过lOKw容量较小的用电设备 的插座，采用链式配电时，每一条环链的设备数量可适当增加；(4)在高层建筑物内，当楼层各配电点供电时，宜采用分区树干式配电；但部分较 大容量的集中负荷或重要负荷，应由低压配电室的放射式配电；(5)在TN及TT系统接地形式的低压电网中，宜选用D,Ynll接线组别的三相变 压器作为配电变压器；(6)当采川220/380V的TN及TT系统接地形式的低压电网时，照明和其它电力设 备宜由同一台变压器供电。必要时，亦可单独设置照明变压器供电；2、低压系统接线在低压配电系统设计中，采用放射式的接线方式，同样在1#、2#母线中设置联络开关 柜。两条低压母线同时向消防等二级符合供电。具体分配情况参考电施3和电施4。3、干线系统接线常用的低压配电干线接线方案参看(表2.4.2)18表2.4.2常用的低压配电干线接线方案参看常用低压配电干线排线方案示束图序号 方案1方案2方案3配电方式 单式于假双式干统公犬各用式干线 双母线式干较低压配电 干线纪嫉方 式示意加T T T T T T T T T二方案说明僦用于用电更有装 小的育震不，干显果 用电城或导线穿管豪 设,工程造妗低.供电 可雄性追it用于用电负荷较 大的鼻筑，配电干线来 用现址成方式出线犀用公用备用电源 干缝可作为重要部位 的用电负荷的通用电 源,与方案1、方案2相 比提高了用电的可拿 住一干线按全员新 设计，平时单一干线负 但1/2的负荷.任一电 叁干段故障时W互为 多用，口簧较大.可冬 干线采用电系或 修峨在本次设计中我们采用了方案3：目的是使消防供电有可靠的保障。各层的具体配电 情况请参阅电施5。4、低压配电系统接地型式本工程采用TN-S系统。TN电力系统有一点直接接地，电气设施的外露可导电部分用保护线与该点连接。TN-S系统（见图2.4.1）,整个系统的中性线与保护线是分开的。19四、配电设备的布置（一）、一般规定变电所低压配电室的配电设备布置，应符合国家标准10kV及以下变电所设计规范（GB 50053-94）的规定。第3.1.2条 配电室的位置应靠近川电负荷中心，设置在尘埃少、腐蚀介质少、干燥和震动轻微的地方，并宜适当留有发展余地。第3.1.3条 配电设备的布置必须遵循安全、可靠、适用和经济等原则，并应便 于安装、操作、搬运、检修、试验和监测。第3.1.4条 配电室内除本室需用的管道外，不应有其它的管道通过。室内管道 上不应设置阀门和中间接头；水汽管道与散热器的连接应采用焊接。配电屏的上方不应敷 设管道。第3.1.5条 落地式配电箱的底部宜抬高，室内宜高出地面50mm以上，室外应 高出地面200mm以上。底座周围应采取封闭措施，并应能防止鼠、蛇类等小动物进入箱 内。第3.L 6条 同一配电室内并列的两段母线，当任一段母线有一级负荷时，母线 分段处应设防火隔断措施。第3.1.7条 当高压及低压配电设备设在同一室内时，且二者有一侧柜顶有裸露 的母线，二者之间的净距不应小于2m。第3.1.8条 成排布置的配电屏，其长度超过6m时，屏后的通道应设两个出口，并宣布置在通道的两端，当两出口之间的距离超过15m时，其间尚应增加出口。第3.1.9条 成排布置的配电屏，其屏前和屏后的通道最小宽度应符合（表2.4.3）的规定。表2.4.3配电屏前后的通道最小宽度配电屏前后的通道最小宽度储）配电屏种类单排布置双排面对面布置双排背对背布置多排同向布置屏前.屏后屏前.屏后屏前屏后霹间前、后佛距墙维护维护提作维护操柞前排后排固定不受限制时1.51.01.22.01.01.21.51.52.02.01.51.0式受限制时1.30.81.21.80.81.21.31.32.02.01.30.6抽庵不受限制时1.81.01.22.31.01.21.81.02.02.31.81.0式受限制时1.60.81.22.00.81.21.60.82.02.01.60.820注L受限制时指受到建筑平面的限制、通道内有柱等局部突出物的限制;2.控制屏、柜前后的通道最小宽度可按规定执行或适当缩小；3.屏后操作通道是指需在屏后操作运行中的开关设备的通道。(二)对建筑的要求第3.3.1条 配电室屋顶承重构件的耐火等级不应低于二级，其它部分不应低于三 级。第3.3.2条 配电室长度超过7m时，应设两个出口，并宜布置在配电室的两端。当配电室为楼上楼下两部分布置时，楼上部分的出口应至少有一个通向该层走廊或室外的 安全出口。配电室的门均应向外开启，但通向高压配电室的门应为双向开启门。第3.3.3条 配电室的顶棚、墙面及地面的建筑装修或少积灰和不起灰；顶棚不成 抹灰。第3.3.4条 配电室内的电缆沟应采取防水和排水措施。第3.3.5条当严寒地区冬季室温影响设备的正常工作时，配电室应采暖。炎热地 区的配电室应采取隔热、通风或空调等措施。有人值班的配电室，宜采用自然采光。在值班人休息间内宜设给水、排水设施。附近 无厕所时宜设厕所。第3.3.6条 位于地下室和楼层内的配电室，应设设备运输的通道，并应设良好的 通风和可靠的照明系统。第3.3.7条 配电室的门、窗关闭应密合；与室外相通的洞、通风孔应设防止鼠、蛇类等小动物进入的网罩，其防护等级不宜低于外壳防护等级分类(GB 4208-84)的 IP3X级。直接与室外露天相通的通风孔还应采取防止雨、雪飘入的措施。第五节短路电流计算短路电流是供配电系统中的相间或相地之间因绝缘破坏而发生电气连通的故障状态。它的数值可达额定电流的十余倍至数十倍，而电路由常态变为短路的暂态工程中，还出现 高达稳态短路电流1.82.5倍的冲击电流。会对供配电系统造成严重的破坏。21一、短路电流计算的目及几点说明在供配电系统中除应采取有效技术措施防止发生短路外，还应设置灵敏、可靠的继电 保护装置和有足够断流能力的断路器，快速切除短路回路，把短路危害抑制到最低限度。为此必须进行短路电流计算，以便正确选择和整定保护装置、选择限制短路电流的元件和 开关设备。(1)由于民川建筑内所装置的元件，其容量远比系统容量要小，而阻抗则较系统阻 抗大得多，当这些元件遇到短路时，系统母线上的电压变动很小，可认为电压维持不变。因此，在本次计算中，都是以上述的由无限大容量电力系统供电作为前提来进行计算的。(2)在计算高压电路中的短路电流时，只需考虑短路电流值有重大影响的电流元件 如发电机、变压器、电抗器、架空线及电缆等。由于发电机、变压器、电抗器的电阻远小 于本身电抗，因此可不考虑。但当架空线和电缆较长，使短路电流的总电阻大于总电抗1/3 时，需要计如电阻。(3)短路电流计算按金属性短路进行。(4)电路电路计算的符号含义：短路电流计算应求出最大短路电流值，以确定电气 设备容量或额定参数；求出最小短路电流值，作为选择熔断器、整定继电保护装置和效验 电动机启动的依据。在此需要计算下列短路电流值。Id-三相短路电流周期分量有效值，KA；Sd三相短路容量，MVA1一一次暂态短路电流，既三相短路电流周期分量第一周的有效值，KA；晨三相短路电流稳态有效值，KA；Ic-三相短路电流第一周全电流有效值，KA；ic三相短路冲击电流，既三相短路电流第一周全电流峰值，KA；Io.2短路开始到o.2s时的三相短路电流有效值，KA；So.2短路开始到0.2s时的三相短路容量，MVA；一、本工程短路电流的估算在本次设计任务中因为不涉及到二次回路的设计，所以短路电流这部分计算不作重点 考虑。下面仅就变压器低压侧母线出三相短路电流进行估算：表2.5.122表2.5.1三相短路电流进行估算变压器额定 容量Se(kVA)变压器低压 的额定电压 Ue(kV)变压器的阻 抗电压百分 数 Uk(%)变压器低压 的额定电流 Ie(A)变压器低压 侧母线出三 相短路电流 估算值Id(kA)6300.384957.186023.9摘自现代建筑电气技术设计文集Id=Ie/Uk%Ie=Se/(1.732xUe)Id=100 xSe/(l.732xUexUk)其中：Se-变压器额定容量kVAIe-变压器低压的额定电流AUe-变压器低压的额定电压VUk-变压器的阻抗电压百分数Id-变压器低压侧母线出三相短路电流A1、Uk含义可以理解为：当变压器的低压侧为额定电流时发生短路，高压侧电压为额定电压的百分数10/0.41kV变压器低压侧三相短路电流为其额定电流的1/Uk%倍，即：Id=Ie/Uk%no/iokv变压器lOkv侧短路容量为其额定容量的1/Uk%倍，即：Sd=Se/Uk%2、假定条件：10kV侧线缆阻抗忽略不计，短路容量无穷大，这样短路电流大小仅取决于前级变 压器容量的大小。0.4kV侧的变压器保护主断路器和低压母线上的阻抗也不加考虑，使低压母线