高层住宅建筑电气设计-供配电部分(编辑修改稿)

高层住宅建筑电气设计-供配电部分(编辑修改稿)内容摘要：

负荷计算5（包括使用自备发电机用户）应采用可靠的技术措施，在任何情况下都不得向电网反送电。 层至 18 层的非住宅建筑及 19 层以上的住宅建筑以及高度超过 24 米的其他民用建筑，除正常供电电源外，应有备用电源。 本建筑室内配电采用放射式与树干式相结合的方式，对大型设备、电梯、水泵等用电负荷采用放射式配电，一级负荷（应急照明、消防电梯等）采用放射式双电源末级自动切换方式配电。 其它设备及照明采用树干式配电。 低压放射式供电电缆选用 ZRYJV 型电力电缆，树干式供电主干线路采用PBFZZRYJV 型预分支电缆或 ZRYJV 型电力电缆，配电支干线采用 ZRBV 铜芯绝缘线。 从变电所引出的低压配电线路采用 TRQJP 型金属桥架，一部分敷设至设备（潜水泵、生活泵等）或设备层配电箱，一部分敷设至电气竖井后，再沿电气竖井敷设至各楼层配电箱。 从楼层配电箱配出的支干线、支线穿 PVC 管或钢管沿棚、墙暗敷或明敷。 商场的备用照明作为正常照明的一部分，其配线与正常照明共线槽，但要求用金属隔板隔开。 负荷分级及供电要求 负荷分级的相关规范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： ，应为一级负荷： (1)中断供电将造成人身伤亡时。 (2)中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。 例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废，国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。 (3)中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。 例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力。 在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷 ，应视为特别重要的负荷。 ，应为二级负荷：(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、通信枢纽等河南城建学院本科毕业设计（论文） 2 住宅楼负荷计算6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。 本住宅楼的负荷情况按我国现有的有关规范规定，凡多层住宅用电均按三级负荷供电，而本住宅楼的配套设施如面积较大或带有空调系统的会所、商铺及地下停车库等则应根据《建筑防火设计规范》 （GBJ 1687） 、 《火灾自动报警系统设计规范》 （GB 5011698） 、 《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》 （GB 5005797）设置相应的消防设施，且上述消防设备应按二级负荷供电。 为住宅楼服务的系统的负荷等级不应低于二级，即宜由二回线供电或地区供电条件困难时，二级负荷可由一路专用 10 kV 架空线路或电缆供电。 当采用架空线时，可为一回路架空线供电。 当采用电缆线路时应采用二根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受百分之百的二级负荷。 结合本建筑实际情况，本建筑兼有一级、二级、三级负荷。 建筑中的消防控制室、消防水泵、消防电梯、应急照明、疏散指示标志等用电属于一级负荷。 正常情况下，一级负荷由市电电源供电，柴油发电机作为备用电源当市电正常停电时，由两台变压器出线断路器常闭触点的与关系发出柴油发电机的起动信号。 商场电梯、住宅电梯的负荷、地下室车库属于二级负荷。 正常情况下，由市电电源供电，发电机作为备用电源；当市电正常停电时，由两台变压器出线断路器常闭触点的与关系发出柴油发电机的起动信号。 一般照明、住宅空调，住宅电源等负荷属于三级负荷。 当市电正常停电后，由失压脱扣器切除三级负荷。 各级负荷的供电措施，均应采用单母线分段系统，分列运行互为备用。 一级负荷设备应采用双电源供电，并在最末一级配电装置处自动切换。 为一级负荷供电的低压配电系统，应简单可靠，尽量减少配电级数。 一般情况下，配电级数不应超过三级。 2. 二级负荷的供电系统应做到当电力变压器或线路发生常见故障时，不致中断供电或中断供电能及时恢复。 宜由两个回路供电，其第二回路可来自地区电力网或邻近单位，也可自备柴油发电机组（但必须采取防止与正常电源并联运行的措施）。 河南城建学院本科毕业设计（论文） 2 住宅楼负荷计算7二级负荷设备的供电应根据本单位的电源条件及负荷的重要程度，采取下列方式之一：双电源（或双回路）供电，在最末一级配电装置内自动切换；双电源（或双回路）供电到适当的配电点自动互投后用专线送到用电设备或其控制装置上。 3. 三级负荷对供电无特殊要求，采用单回路供电，但应使配电系统简洁可靠，尽量减少配电级数，低压配电级数一般不宜超过四级。 且应在技术经济合理的条件下，尽量减少电压偏差和电压波动。 本住宅楼的负荷计算 负荷计算方法: 用设备功率乘以需要系数，直接求出计算负荷。 这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配变电所的负荷计算。 : 采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台属和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数的出的计算负荷。 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困难，在民用建筑电气设计中一般不用。 : 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。 :应用单位指标法确定计算负荷 Pjs(适用于照明及家用电负荷)，即： Pjs=∑PeiNi247。 1000(kW) 式中　Pei——单位用电指标，如：W/户(不同户型的用电指标不同)，由于地区用电水平的差异，各地区应根据当地的实际情况取用 Ni——单位数量，如户数(对应不同面积户型的户数)：按单位面积法计算负荷，在一定的面积区有一个标准，面积越大的区其负荷密度越小，其表达式如下： PM=PedSη 式中　PM——实际最大负荷，kW 河南城建学院本科毕业设计（论文） 2 住宅楼负荷计算8Ped——单位面积计算负荷，W/m2 S——小区总面积，m2 η——同时系数，取值范围同上 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。 （2）对于住宅，在设计的各个阶段均可采用单位指标法。 （3）用电设备台数较多，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。 （4）用电设备台数较少，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。 本住宅楼采用需要系数法 ）（ 式 niNCPK需要系数法负荷计算公式： （1）单组设备计算负荷： 式中 PN——总设备功率，单位为 kWni Kd——需要系数 Pc——计算有功功率，单位为 kW Qc——计算无功功率，单位为 kvar Sc——计算视在功率，单位为 kVAtgφ——电气设备功率因数角的正切值Ur——电气设备额定电压，单位为 kVIC——计算电流，单位为 A。 （2）多组设备计算负荷Pc=K∑PKd PNi （式 ）ni1Qc=K∑qPctgφ （式 ）)(2式CCQS）（ .tg）式 ）式 7.(2CCQPS河南城建学院本科毕业设计（论文） 2 住宅楼负荷计算9 各电气元件的负荷（1）照明负荷需要系数：　 功率因数：cosφ＝　 tgφ＝设备容量：PN＝75 kW计算负荷：Pc＝Kd x PN＝ x 75=60 kW Qc = Pc x tgφ=60 x = kvar Sc = 80 kVA Ic = A（2）空调设备，给排水泵设备，送排风机设备负荷计算需要系数：　 功率因数：cosφ＝　 tgφ＝设备容量：制冷机 9 kW冷媒水泵 22 kW冷却水泵 37 kW凝结水泵 kW冷却塔 2*=15 kW生活水泵 11 kW排水泵 2 kW送排风机 10 kW总计 kW计算负荷：Pc＝Kd x PN＝ x = kW Qc = Pc x tgφ= x = kvar Sc = kVA Ic = A（3）电梯负荷计算需要系数：1　 功率因数：cosφ＝　 tgφ＝设备容量：2*24 =48 kW计算负荷：Pc＝Kd x PN＝1 x 48 = 48 kW Qc = Pc x tgφ= 48 = 83 kvar Sc = kVA Ic = A河南城建学院本科毕业设计（论文） 2 住宅楼负荷计算10（4）应急电源负荷计算　需要系数：1　 功率因数：cosφ＝1　 tgφ＝0设备容量：5 kW计算负荷：Pc＝Kd x PN＝1 x 5= 5 kW Qc = Pc x tgφ=5 x0 = 0 kvar Sc = 5 kVA Ic = A（5）变压器低压端负荷总计：∑PN =125 + + 48 + 5= kW∑Pc＝100 + + 48 + 5＝ kW ∑Qc= 88 + + 83 = kvar有功同时系数：Kp= 无功同时系数：kq= 总计算负荷：Pc＝Kp x∑Pc＝ x = 204 kW Qc = kq x∑Qc = x = kvar Sc = kVA Ic = A功率因数： cosφ＝　 tgφ＝各元件的具体负荷见表 表 各元件负荷设备名称设备容量Pn/kW需要系数Kdcosφ tgφ Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A河南城建学院本科毕业设计（论文） 2 住宅楼负荷计算11照明(含部分非事故情况下也用的应急照明、插座)75 60 80 制冷机 9冷媒水泵 22冷却水泵 37凝结水泵 冷却塔 15生活水泵 11排水泵 2送排风机 10 电梯 48 1 48 83 仅事故情况下使用的应急照明 5 1 1 0 5 0 5 总计 有功同时系数无功同时系数总计算负荷 无功功率补偿 功率因数低系统的影响在工民用电设备中，有大量设备工作需要够过向系统吸收感性的无功功率来建立交变磁场，这使系统输送的电能容量中无功率的成分增加，功率因数降低，对系统会造成如下影响：使变配电设备的容量增加；使供配电系统的损耗增加；使电压损失增加；河南城建学院本科毕业设计（论文） 2 住宅楼负荷计算12 提高功率因数的措施功率因数低就要提高，一般从两个方面采取措施：一是提高用电设备的自然功率因数，自然功率因数是指不采用任何补偿装置式的功率因数。 这种方法只能通过选择功率因数高的电气设备来做到，但不能达到完全补偿。 二是采取人工补偿的方法使总功率因数得以提高，有两种方法，一是采用同步电动机替代异步电动机工作，由于投资和损耗较大，又不便于维护、检修，供配电系统中很少采用。 二是采用并联电容器补偿。 采用并联电容器补偿时目前供配电系统中普遍采用的一种补偿方法，也叫移相电容器静止无功补偿。 它具有有功损耗小、运行维护方便、补偿容量增减方便、个别电容器损坏不影响整体使用等特点，但不能实现无级调节。 本住宅楼采用干式金属化全膜低压并联电容器：该电容器各项性能指标符合国际电工委员会 IEC831 标准，使用寿命 10 年以上，其主要特点：、干式结构、不污染环境、无爆炸危险即不会引起火灾；，具有短路和过流保护功能，故障元件退出运行后不影响其它元件；产品内设有限流线圈，可限制涌流在 50IN 以内，内装放电电阻，断电1 分后端子电压可降至 50V 以下；。 ，有功损耗低。 补偿后的目标值是在变压器低压测 cosφ2≥，这样补偿后变压器高压侧功率因数满足≥ 的要求。 补偿前变压器低压侧功率因数为：cosφ＝　 tgφ＝补偿后变压器低压侧无功率因数要达到：cosφ2＝　Tgφ2＝无功补偿量：Qcc= Pc ( tgφ tgφ2)= 204 x ( －)= kvar考虑到三相均衡分配，每相应装设电容器容量≥45 kvar，查ＢＷ型并联电容器技术数据，选用 12 个 型电容。