教学楼供配电系统.docx
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教学楼供配电系统
教学楼供配电系统设计
摘要：
教学楼配电一般从低压380V/220V母线取得电源,然后将电能分配到各个用电负荷。
采用各种元件（如开关、导线）及设备（如配电箱）将电源与负荷联结起来,即组成了教学楼的配电系统。
关键词：
负荷计算主接线图保护
引言：
教学楼照明设计是电气设计的基本内容之一，其设计的质量好坏，直接关系到人们工作、学习和生活质量的高低。
照明设计的目的就是根据具体环境的要求，正确的选择光源和灯具，确定合理的照明形式和部灯方案，在节约能源和建设资金的允许下，获得一个良好、舒适愉快的工作、学习和生活环境。
此外，良好的照明设计还可以烘托建筑造型，体现建筑艺术的美学特点，达到美化环境的效果。
设计目的：
该课程的设计目的在于让同学们熟悉和了解工厂供电的设计方案以及步骤，相关的计算方法进行巩固。
对书本上的专业知识进一步的熟悉和掌握。
让理论联系实际，对以后我们即将面临工作和就业相当有帮助。
一、教学楼配电系统设计应遵循的基本原则
1、应遵照执行有关的国家标准和规范，如GBJ133-1990《民用建筑照明设计标准》、JGJ/T16-1992《民用建筑电气设计规范》等。
2、应根据视觉要求和环境条件进行恰当的设计，使工作区域或空间获得良好的视觉功效，合理的照度和显色性、适宜的亮度分布以及舒适的视觉环境，以提高工作效率。
3、在确定照明放案时，还应该考虑不同类型的建筑对照明的不同要求确定合理恰当控制方式并尽量选用节能高效灯具。
同时处理好电气照明与天然采光，节约建设资金与保证合理的照明质量等问题的关系，达到以合理的投入获得良好的照明效果。
4、电气照明设计应有利于人员的活动安全，注意消除不必要的阴影，限制眩光，控制光热和紫外线辐射对人和物产生的不利影响。
5、照明设计应考虑到维修的方便性。
二、教学楼照明配电系统设计的内容
1、根据自己对教学楼平立面图的了解，按有关的规程规范对教学楼的照明配电系统设计。
2、教学楼应具备办公、教室、卫生间等功能。
3、进行负荷统计，计算各回路的的电流，确定配电箱及断路器的型号，选择电缆电线规格及型号，保护管的型号及敷设方式，选择开关、插座、灯具，并确定安装形式，统计材料表。
4、照明配电系统应包含照明配电设计总说明材料表、照明配电系统图、照明配电平面图、防雷接地平面布置图。
三、教学楼配电系统设计
教学楼配电用电一般从低压380V/220V母线取得电源,经过电缆埋地敷设进入一层总配电室，然后将电能采用各种元件（如开关、导线）及设备（如配电箱）分配到各个用电负荷，,即组成了教学楼的配电系统。
1、该建筑属于三类负荷，电源由附近低压配电室埋地引来。
电源采用三相五线制，380/220V，在入户处做重复接地。
2、线路均采用暗敷，穿PVC管，配电箱暗敷于墙上，一层有主配电箱，各层有分配电箱。
负荷分配，各教室插座预留共2KW。
3、走廊楼道照明采用声光控制的天棚灯，还需安装安全指示灯、应急探照灯。
配电设计应考虑的问题：
1、车间变电所应靠近负荷中心
2、车间电力线路的敷设方式
3.配电方式：
（1）为减少电压波动引起的闪烁，照明线路应在空调总开关之前分出。
（2）离配电点比较近的，且功率比较大的少数用电设备可以用放射式供电。
（3）对于功率比较小、台数比较多的设备，宜于采用干线对分电箱供电，然后由分电箱对各用电设备配电。
（4）考虑分电箱供电范围时，注意支线的敷设不要跨过通道；通道另一侧的设备，应由另一侧的分电箱供电，不要采取这一侧的用电设备由另一侧的分电箱供电。
根据前这些原则及车间设备平面布置，即可拟出两种可行方案，进行技术经济比较后，确定一种方案。
4、导线截面的选择：
车间导线截面的选择应由分电箱开始。
（1）首先选择分电箱中各路的熔体额定电流：
因为决定分电箱的规格，不是各路的计算电流，而是各路的熔体额定电流，因为熔体额定电流大于各路计算电流，熔体额定电流应满应满足下列两式
（2）根据已选出的各路熔体额定电流，并预留1~2路（将来增加用电设备时不要更换分电箱）去电气设备手册上，选择出线路数和熔断器电流相适应的分电箱。
（3）根据已选出的各路体额定电流及各路的计算电流及敷设方式、环境温度等，从电气设备手册上选 出相应的导线及电线管。
（4）干线截面的选择:
由于每只分电箱或每路干线所接的设备台数不多，所以干线的计算电流应按二项式法计算，这样才能照顾到大容量设备对计算电流的影响。
选干线截面时，应留有余量，以备负荷的发展。
选择干线截面之前，应先选干线的过电流保护电器（熔断的或自动开关）因导线必须与保护配合。
干线导线由两部分组成，一部分是敷设在车间的明敷设部分，按明敷设选导线，另一部分是从配电屏引到干线这一部分，多数是穿管敷设，应按穿管导线选择。
配电系统设计包括以下基本内容：
1）负荷汇总以及计算。
2）变电所主要电器台数、容量及类型的选择。
3）变配电所主接线路的设计。
4）变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与装定。
5）变配电所防雷保护和接地装置的设计。
6）编写设计说明书及主要设备材料单。
8）绘制变配电所主结线图、平面图和必要的剖面图、二次回路图及其他施工图。
1.电力负荷的分析计算
根据工艺设计提供的各电力负荷清单，分析那些电力设备属一级负荷，那些属二级负荷，那些属三级负荷，然后按需要系数法分别计算出各教室以及整栋楼的计算负荷。
负荷汇总及计算表如下：
表一
设备名称
台数
Pe
/kW
Kd
CosΦ
tanΦ
P30/kW
Q30/kW
S30/KVA
照明灯
190
14.8
0.9
0.9
0.48
13.32
6.39
14.8
电扇
40
2
0.7
0.8
0.75
1.4
1.05
1.3125
热水器
5
3
0.7
1.0
0
2.1
0
2.1
空调
30
300
0.8
0.8
0.75
240
180
300
变电所低压负荷
取KΣ＝0.9
231.138
222.696
负荷计算公式（需要系数法计算负荷）
单组用电设备计算负荷：
有功功率：
P30=Kd*Pe
无功功率：
Q30=P30*tanΦ
视在功率：
S30=P30/CosΦ
计算电流：
I30=S30/1.732Un
确定拥有多组用电设备的干线上或低压母线上的计算负荷时，应考虑用电设备的最大负荷不同时出现的因素。
因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数Kp，Kq。
由于该教学楼属于单相用电设备，并规定该单相用电设备接于相电压220v上，并规定该A、B、C三相负荷平衡。
总的有功计算负荷：
P30=Kp*总P30
总的无功计算负荷：
Q30=Kq*总Q30
总的视在计算负荷：
S30=（30*P30+Q30*Q30）^0.5
2.变压器的选择
根据以上负荷的计算，确定变压器的容量以及型号。
因为学校属于二级负荷，所以采用双电源、变压器供电。
用高效节能型s9来取代炸硅钢片的SJ1变压器节能效果十分明显，通常所需的新增投资费用在三年时间内即可收回，在整个变压器寿命期间可节约的电能支出约为整个投资费用的3-4倍，并有利于绿色环保。
因此，我校采用的变压器为S9-800/10（6），主变压器的连接组别均采用Yyn0.
3.主接线线路的设计
线图即主电路图，是表示供电系统中电能输送和分配线路的电路图，亦称一次电路图。
对主接线有安全、可靠、灵活、经济的基本要求。
主接线图包括：
电源进线：
设计采用10KV电源进线，它属于架空线路。
母线：
高压侧采用10KV单母线分段母线，低压侧采用220/380V单母线分段母线。
该接线电路的优点在于：
如果电源例如WL1线路停电检修或发生故障时，则断开QF1，投入QF10即可有WL2恢复对变压器T1供电。
主接线图如下图一所示：
图一
4.二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与装定
（1）、导线的选择
选择导线截面的原则：
1）、要有承受最低机械强度的要求。
导线中的计算负荷电流不大于其长期连续负荷允许载流量；
2）、导线应能满足负载长时间通过正常工作的最大电流的需要；
3）、导线上的电压损失不超过规定的允许电压降。
一般公用电网电压降不得超过额定电压的5%；
4）、导线应能满足负载长时间通过正常工作的最大电流的需要，既按导线的安全电流选择：
导线必须能够承受负载电流长时间通过所引起的温升，不能因过热而损坏绝缘。
导线所允许长时间通过的最大电流称为该截面的安全载流量。
同一截面的导线在不同敷设条件下的安全载流量是不一样的。
5）、各种导线的安全载流量是可以查手册，通过计算负载的实际电流，再通过查手册就可以得出导线截面。
（2）、电流计算
电流计算公式
Kx-需要系数，因为许多负载不一定同时使用，也不一定同时满载，所以要打个折扣；
UL-线电压（380V）,指三相配电时；
-各负载总和；
-负载平均功率因数。
如果是单相配电，公式为
1）、照明配电，14.8kw负荷导线选择，额定电压220v，功率因数=0.9则
I=67.27A
据查手册可以选择BV-0.5,截面积为2.5m㎡的导线。
2）、教室预留插座，2kw负荷导线选择，根据公式：
I=38.9<33A
据查手册可以选择BV-0.5,截面积为4m㎡的导线。
3）、热水器配电，2.1kw负荷导线选择，功率因数0.7；依据公式则I=13.6<25A
据查手册可以选择BV-0.5,截面积为2.5m㎡的导线。
4）、空调配电，240kw负荷导线选择，功率因数0.8，依据公式
I=1363.63
据查手册可以选择BV-0.5,截面积为2.5m㎡的导线。
4.配电所平面布置设计：
根据变电所应靠近负荷中心及进出线方便的原则，确定变电所的位置，然后根据环境条件确定变压器是放在户外还是室内。
变电所布置次尺寸关系到安全运行，必须遵守规程对各部位的尺寸要求，我国已编有变电所标准图集如《全国通用电气装置标准图集》D264，D265，D266等。
我们可以根据已选定的变压器功率及高低压两侧应装设的电器，配电屏数量等从标准图集中选出相适应的变电所结构图，作少量修改后加以采用，这样比较可靠、省工。
设计主要参考资料：
1、《工业与民用配电设计手册》（中国航空工业规划设计研究院等编1994）
2、《工厂常用电气设备手册》（中国电力出版社第二版上、下册兵器工业第五设计研究院主编1998、1）
3、《电气设备选择·施工安装·设计应用手册》（中国水利水电出版社刘宝林主编1998、10）
4、定型图册：
D264《附设式电力变压器布置》、D263《变配电所常用设备构件安装》（冶金工业部北京钢铁设计院编制 1976）
5、《供配电技术》（机械工业出版社刘介才主编2004、1）
6、《工厂供电设计指导》（机械工业出版社刘介才主编1998、2）
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