某图书馆建筑电气设计

某图书馆建筑电气设计内容摘要：

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，一般用于干线、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，宜采用二项式法，一般用于之干线和配电（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，然后再用需要系数法进行进一步计算。 有关负荷计 算的几点说明 用电设备进行分组计算时，按下列条件考虑： ，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。 ，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。 ，其总容量可以用算数加法求得； 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。 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用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。 本 工程负荷计算 负荷计算，用负荷密度法进行估算，负荷密度按 80W/M2 （负荷密度参考《供电工程》中的附录表 8）按同类建筑估计值），本工程用电设备总容量为 :Pe =482kw。 暂时设想用一台变压器供电，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。 使用 需要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： sxj PKP  tgPQ jj  22 jjj QPS  6 Njj USI 3 （ 2）配电干线或变电所： )( sXPj PKKP   )( tgPKQ jqj   22 jjj QPS  其中： K∑ p 、 K∑ q 是有功功率、无功功率同时系数，分别取： 0． 8～ 0． 9 和 0． 93～ 0． 97。 根据以上负荷计算方法，确定整个图书馆的所有用电负荷情况如下单位（ KW） 参考同类电气设计，估算负荷得出下表。 若需用系数 Kx 选 0． 7， cos 取 ,同时系数 K∑ p 取 0． 8 K∑ q取 0． 95。 这样整个图书馆总的计算负荷是： Pj = KW； Qj =， Sj = KVA； 由计算 结果本工程选用容量为 400KVA 的 S9 系列低损耗干式变压器一台。 这种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 Dyn11 形式。 变压器的损耗： △ PT≈ T（ KW）； △ QT≈ （ ～ ） SN T (kVar) 所以： △ PT≈ 50KW）； △ QT≈ 25 (kVar)。 因此高压侧的计算负荷为： Pj=172 （ KW）； Qj=127 (kVar)； Sj= （ KVA）； 计算电流：Njj USI 3 ； Ij = （ KA）； 表 整个图书馆负荷情况 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 1 电梯负荷 15 9 四层普通照明 2 2 一层普通照明 4 10 四层设备照明 50 3 一层设备负荷 45 11 电子阅览室 20 4 二层普通照明 7 12 四层设备负荷 30 5 二层设备负荷 50 13 五层普通照明 2 6 三层普通照明 7 14 五层设备负荷 50 7 三层设备负荷 50 15 水泵房消防电源 40 8 1~5 层消防电源 100 总设备容量 472KW 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。 7 无功功率在系统的传输中所造成的影响 无功功率在通过电网时，会引起线路及设备的有功损耗。 电网的电压损失将会随着无功功率的增加而增加。 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。 本工程无功功率补偿及变压器选择 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、负荷平稳且经常使用的用电设备的无功负荷宜单独就地补偿。 高压电容器组宜串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。 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，仍打达到下列要求时，应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。 ①高压供电的用电单位，功率因数为 ； ②低压供电的用电单位，功率因数为。 （ 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 使用的用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． 95。 以互相补充，发挥各补偿方式的特点。 操作形式选用手动投切式。 公式： 8 人工补偿装置的补偿容量 ： )()( 2121  tgtgPtgtgP a vQc C  Pjs计算负荷有功功率， KW； Qjs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； tg 1补偿前自然功率因数的正切值； tg 2补偿后自然功率因数的正切值； 相关数据从上面的计算为 cos =,tg = ； Pj = KW； Qj =， Sj = KVA；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= Kvar。 查表后选择 型自愈式并联电容器，台数为 4 台。 补偿后的一次侧容量为 Sc=370KV A 08/=321 KV A，因此选择变压器型号为： S940010/ 型。 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 如图 2． 1 的接线方 式：特点是初投资较少，运行和维护方便。 图 2． 1 电容补偿的接线方式 9 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． 8～ 2． 5 倍的冲击电流。 会对供配电系统造成严重的破坏。 短路电流计算目的 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。 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 见表 2． 2。 表 2． 2 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） 400 0． 38 4 Id=Ie/Uk% Ie=Se/（ 1． 732 Ue） Id=100 Se/(1． 732 UexUk) 其中： Se变压器额定容量 kVA Ie变压器低压的额定电流 A Ue变压器低压的额定电压 V Uk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 A 10 设备选择 现代建筑要求电气设备防火、防潮、防爆、 防污染、节能及小型化。 电气设备的选择是涉及多种因素，首先要考虑并坚持的是产品性能质量。 电气产品的选用必须符合国家有关规范。 其次才是经济性，要根据业主功能要求、经济情况做出选择。 随着人们环境保护意识的日益增加，选择环保产品、节能产品也是新的时尚，这就不仅仅是钱的问题了。 所要选择的产品包含在每个设计子项之中，主要有电源设备、高低压开关柜、电力变压器、电缆电线、母线槽、开关电器、照明灯具、电讯产品、消防安防产品、楼宇自控产品等。 导线电缆选择及敷设方式 一般规定： 在一般环境和场所内宜采用铜 芯线缆，规模较大的重要公共建筑应采用铜芯电缆，敷设在管内的电缆宜采用塑料护套电缆。 低压配电线路应采用绝缘线缆，在同管或同一线槽内有几个回路时，所有导线应具有与最高标称电压回路绝缘相同的绝缘等级。 布线工程中能同时触及的外露可导电部分必须接至同一接地装置。 布线用塑料管、塑料线槽及附件，应采用氧指数为 27 以上的阻燃型制品。 插座回路与照明回路宜分别供电，低压配电线路支线宜以防火分区或结构缝为界。 线缆穿越防火分区、楼板、墙体的洞口等处应做防火封堵。 通常可采用消防部门检 测合格的无机防火堵料。 全国主要城市的环境温度可按《电力工程电缆设计规范》 GB5021794。 有条件时，强电和弱电线路宜分别设置在配电间和弱电间内。 如受条件限制必须合用电气间，强电和弱电线路应分别在电气间的两侧敷设或采用隔离措施。 强弱电线路间距应满足规程要求。 当工程设有电信布线系统时，不应将电信管线与强电管道同路径敷设。 敷设在钢筋混凝土现制楼板内的电线管最大外径不宜超过板厚的 1/3。 穿管的绝缘导线（两根除外）总截面积（包括外护层）不应超过管内截面积的 40%，暗配的导管 ，埋设深度与建筑物、构筑物表面的距离不应小于 15mm。 主干线路选型及敷设方式：电源由配电所引至总配电屏，采用 YJV22 铜芯交联聚乙烯绝缘、聚氯乙烯护套内钢带铠装电力电缆穿钢管暗敷于地面，再引至各层配电箱和电梯。 相同电压电缆并列敷设时，电缆的净距不应小于 35mm，且不应小于电缆外径；当在桥架、托盘和线槽内敷设时，不受此限制。 金属管、塑料管及金属线槽、塑料线槽等布线，应采用绝缘电线和电缆。 在同一根管或线槽内有几个回路时，所有绝缘电线和电缆都应具有与最高标称电压回路绝缘相同的绝缘等 11 级。 暗敷时应敷设在混凝土内且保 护层厚度不小于 30mm，明敷时金属线槽，金属管均应涂防火涂料保护。 导线具体参数详见表 和表。 表 YJV 四芯电力电缆穿管时持续载流量表 型 号 YJV YJLV YJY YJLY 额定电压（ KV） / 1 敷设方式 土 壤 中 穿 管 土壤热阻系数 ρ T= ρ T= ρ T= ρ T= 导体工作温度（ 176。 C ） 65 90 65 90 65 90 65 90 标称截面（ mm2） 铜芯 铝芯 铜芯 铝芯 铜芯 铝芯 铜芯 铝芯 铜芯 铝芯 铜芯 铝芯 铜芯 铝芯 铜芯 铝芯 20 19 18 17 25 20 32 25 24 19 30 23 23 18 28 22 21 17 27 20 4 35 27 43 33 33 25 40 31 31 24 36 30 29 22 36 28 6 42 35 53 43 40 33 50 40 36 31 48 38 36 29 44 36 10 58 44 71 55 55 42 67 52 52 40 64 49 49 37 60 46 16 75 58 91 71 71 55 86 67 67 52 82 64 63 49 77 60 25 96 75 117 91 90 71 111 86 86 67 105 82 80 63 99 77 35 113 87 139 109 107 82 131 103 102 78 125 98 95。