1、建筑供配电与照明课程设计设计内容：1 号教学楼供配电系统设计建筑供配电与照明课程设计2摘要：随着信息技术的发展，国民经济对数字化城市、绿色与智能建筑的要求越来越高，现代化和电气化的高层、高级、密集大型建筑群普遍兴建。设备电量增大，高电压、大容量的变电站建立在用电负荷中心，建筑电气范围不断扩大。本设计就是一号教学楼的供配电系统设计，内容包括负荷计算、无功功率补偿、导线与截面的选择、变电所、继电保护、照明、防雷与接地等。这次设计必须考虑到供电系统的安全性、可靠性及经济性。通过对主接线设计，短路电流计算，主要电气设备型号和参数的确定，电气设备的动热稳定校验，无功补偿设计，防雷和过电压保护装置的设计较
2、为详细地完成了电力系统的设计。关键词：供配电系统设计；照明设计；防雷与接地设计建筑供配电与照明课程设计3Abstract：With the development of information technology, the demand of national economy for digital city, green and intelligent building is higher and higher, and modern, electrification, high-rise, high-level, dense large building groups are gener
3、ally built. With the increase of equipment capacity, the substation with high voltage and large capacity is built on the power load center, and the electrical range of building is expanding. This design is the design of power supply and distribution system for No. 1 teaching building, which includes
4、 load calculation, reactive power compensation, conductor and cross section selection, substation, relay protection, lighting, lightning protection and grounding. The design must take into account the safety, reliability and economy of the power supply system. Through the design of the main wiring,
5、the calculation of short-circuit current, the determination of the type and parameters of the main electrical equipment, the dynamic and thermal stability calibration of the electrical equipment, the design of reactive compensation, the design of lightning protection and over-voltage protection devi
6、ce, the design of the power system is completed in detail.Key words: power supply and distribution system design; lighting design; lightning protection and grounding design建筑供配电与照明课程设计4目录前言 1第 1 章概述 21.1 工程概述 21.2 高层民用建筑的特点 21.3 建筑电气设计的组成 21.4 建筑电气设计中的原则 31.5 研究现状 3第 2 章 供配电系统设计 .52.1 负荷等级 52.2 各级负荷
7、的供电措施 52.3 配电系统的原则 52.4 本高层教学楼的负荷分级与供电措施 6第 3 章负荷计算 73.1 负荷计算的方法 73.2 本高层教学楼的负荷计算 .113.3 变压器负荷计算 .14第 4 章 无功功率补偿 174.1 提高自然功率因数的方法 .174.2 人工补偿改善功率因数的方法 .174.3 无功补偿容量的计算 .18第 5 章配电变压器的选择 .205.1 配电变压器的选择原则 .205.2 配电变压器数量的确定 .205.3 配变电所主变压器容量选择 .21第 6 章 配变电所位置和形式的选择 226.1 变电所所址选择 .226.2 变电所的类型 .22第 7 章
8、 10kV 变电所主接线设计规划 .247.1 电气主接线的基本要求 .24建筑供配电与照明课程设计7.2 电气主接线的基本形式 .247.3 电气主接线方案设计 .25第 8 章 短路计算 278.1 产生短路的原因 .278.2 短路电流的危害 .278.3 短路计算的目的 .278.4 短路电流计算 .28第 9 章 电气设备选型与检验 319.1 高压断路器的选择与校验 .329.2 隔离开关的选择与校验 .339.3 互感器的选择和校验 .34第 10 章 继电保护 .3710.1 继电保护的任务与要求 3710.2 变压器保护 3910.3 继电保护电流的计算 41第 11 章 防
9、雷与接地系统设计 .4311.1 建筑物防雷等级确定 4311.2 建筑物的防雷保护措施 4311.3 接地安全设计 44结论 .47致谢 .48参 考 文 献 49建筑供配电与照明课程设计1前言建筑供配电系统设计是整个建筑设计的重要组成部分，供配电设计的质量直接影响到建筑的功能及其发展。建筑供配电设计必须根据上级有关部门的文件、建设单位的设计要求和工艺设备要求进行。建筑供配电设计必须贯彻国家有关工程建设的政策和法规，依据现行的国家标准及设计规范等，遵守对行业、部门和地区的有关规程及特殊规定，并考虑工程规模、特点及发展规划。现代社会的信息化和网络化都是建立在电气化的基础之上的。做好供配电工作，
10、对于保证企业生产的正常进行和实现工业现代化具有十分重要的意义。供配电工作要很好的为工业生产和国民经济服务，切实保证工业生产和国民经济的需要。在电力的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故，满足电力用户对持续用电的要求，满足电力用户对电压质量和频率质量等方面的要求。经济应使供配电系统的投资少，运用费用低。在供配电工作中，应合理地处理局部与全局、当前与长远的关系、既要照顾局部和当前的利益，也要顾全全局和长远的利益。建筑供配电设计的内容主要包括供配电线路设计、变配电所设计、电力设计、电气照明设计、建筑物的防雷及接地以及电气信号与自动控制等，本设计主要设计是变配电所的设计、电气照明设计以及建筑
11、物的防雷和接地。建筑供配电与照明课程设计2第 1 章概述1.1 工程概述 本次设计的对象高层教学楼，是个集教学与办公为一体的教学楼，建筑面积约为 21000 平方米，地下一层，地上七层。其中，地下室包括地下车库、水泵房、蓄水池、空调机房、变配电室、电梯等。地上一层面积约为 3000 平方米，由 14 个教室、6 个教师办公室、1 个消防控制室、1 个值班室、2 个阶梯教室、2 个小演讲厅、1 个大演讲厅及观景平台组成。二层与一层基本类似，在去掉两个值班室的基础上增加了两个教师休息室。三层则为教室和办公室、2 个绘图教室、1 个多功能厅。四到六层为标准层，由教室、办公室、绘图教室组成。一到六层每
12、层面积约为 3000平方米。七层为顶层，面积较小，约 1800 平方米，只有教师办公室、展厅以及教师活动大会议室。 1.2 高层民用建筑的特点 1、高层民用建筑采用 10KV 甚至 35KV 高压供电，而一般高层教学楼则可采用城市公用变压器低压供电； 2、高层民用建筑的用电量大，对电气设备的要求较高； 3、高层民用建筑对消防系统的安全、可靠性要求较高； 4、高层民用建筑对防雷、接地等安全要求较高； 5、高层民用建筑功能较全，对弱电部分依赖较多，智能化水平较高。 1.3 建筑电气设计的组成 建筑电气设计是现代高层建筑的重要组成部分，一般来讲，建筑电气设计大致分为强电部分和弱电部分。 强电部分的设
13、计包括低压配电系统，动力照明干线系统，配电箱系统和导线电缆的敷设。强电部分是建筑电气设计的基础和主干部分，建筑电气的重要性和可靠性都取决于强电部分设计的好坏。而弱电部分包括有线电视及卫星电视系统，通信系统，广播扩声系统，火灾自动报警与消防联动系统还有综合布线系统，目前设计中比较深化的是火灾报警及消防联动系统与综合布线系统两部分。随着建筑智能化建筑供配电与照明课程设计3水平的提高，弱电部分的系统增加很多，弱电系统占基建投资的比率也越来越高，因此设计好弱电的各个子系统，对节约投资、提高智能化水平是有重要意义的。1.4 建筑电气设计中的原则 1、满足建筑物的使用功能。即满足照明的照度、色温、显色指数
14、；满足舒适性空调的温度及新风量，也就是舒适卫生；满足上下、左右的运输通道畅通无阻；满足特殊工艺要求，如娱乐场所的一些电气设施的用电，展厅的工艺照明及电力用电等。2、考虑实际经济效益。节能应按国情考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用，而是应该让增加的部分投资，能在几年或较短的时间内用节能减少下来的运行费用进行回收。3、节省无谓消耗的能量。节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是与发挥建筑物功能无关的，再考虑采取什么措施节能。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。1.5
15、研究现状建筑行业是我国国民经济名副其实的对未来产生巨大效益的支柱产业之一，现阶段，教学楼供电系统设计有标准的明文规定、有科技期刊作为依托，且有科研场所进行深入探讨，还积极组织开展与国外的技术交流活动。建筑行业与科学技术的不断结合，渐渐建立了相关的学术机构，通过交流沟通建筑电气技术中的新技术新思想，建筑电气的发展日新月异、突飞猛进，已经前进了一大步。相关设计规程、设计规范的陆续编制，有利于建筑供电系统设计的依照遵循，建筑电气走向更加合理化迈出了最有力的步伐，也促进了我国建筑行业健康有序的发展。建筑电气技术实现了跨越式的蓬勃发展。教学楼供电系统发展前景如下：由于用电负荷越来越大，密度也高，为保证升
16、压质量，减少电能损耗，高压电源将直接深入到高层建筑，中压配电将深入楼层；简化主接线，电源侧的进线根据系统的需要选用隔离开关，中压配电系统采用负荷开关和熔断器，实现安全可靠经济的要求；研究制造有利于建筑供电系统所需要的可靠、安全、优质等性能的电气设备；用电负荷大，设备种类多且分散，垂直供电建筑供配电与照明课程设计4的高度差大，一级负荷、二级负荷多，对供电系统的要求提高，电气系统繁复杂乱，电气线路稠密很多，因此对教学楼供电系统设计实现各方面的需求明显提高。供电方式、变压器的选择以及负荷的分配都会降低电能的消耗。目前针对教学楼供电系统设计的研究比较多，主要阐述教学楼供电线路设计，并比较同等电压级变电
17、所主接线方案之间的优缺点，注明在教学楼供电系统设计中应着重留意的问题；也有文献指出了建筑供电系统设计的不合理会给建筑安全留下不良影响，应重点把关供电系统、变电所位置、防雷接地、照明以及消防电气等设计的规范性和可靠性等。随着建筑电气行业惊人的速度的增长，许许多多国际知名的建筑电气企业先后入驻中国，使整个行业和中国市场的发展与竞争增添了更大的挑战。第 2 章 供配电系统设计建筑供配电与照明课程设计52.1 负荷等级 民用建筑电气负荷，根据建筑物在政治、经济上的重要性或用电设备对供电可靠性的要求，分为三级。即一级负荷、二级负荷、三级负荷。 在本设计高层教学楼中，根据负荷等级的分类，消防中心、消防栓泵
18、、喷淋泵、消防电梯、防烟排烟风机、应急照明等消防设备为一级负荷；普通电梯、生活水泵和弱电机房为二级负荷；而普通照明为三级负荷。 2.2 各级负荷的供电措施 各级负荷用户和设备的供电措施，均与外部电源条件有关，而外部电源条件取决于工程筹建单位提供的由当地供电部门出据的“ 供电方案” 。根据“供电方案”设计本工程的电源及供配电系统。 1、一级负荷用户和设备的供电措施 一级负荷用户应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到破坏。而且当一个电源中断供电时，另一个电源应能承担本用户的全部一级负荷设备的供电。一级负荷用户的变配电室内的高低压配电系统，均应采用单母线分段系统。分列运行互
19、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。 2、二级负荷用户和设备的供电措施 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。应急照明等分散的小容量负荷，可采用一路市电加 EPS 或采用一路电源与设备自带的蓄电池 (组)在设备处自动切换。 3、三级负荷用户和设备的供电措施 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。 2.3 配电系统的原则 配电系统设计应满足供电可靠性和电压质量的要求。配电系统以三
20、级保护为宜。系统结构不宜复杂，在操作安全、检修方便的前提下，应有一定的灵活性。配电线路或配电室及配电箱应设置在负荷中心，以最大限度地减小导线截面，降低电能损耗。同一用电设备性质相同或接近，应有同一线路供电；不同性质的用电设备应有不同支路的线路供电。 建筑供配电与照明课程设计6在供电线路中，如果安装有冲击负荷大的用电设备，应有单独支路供电。对于容量较大的用电设备（10 千瓦以上），应有单独支路供电。在三相供电线路中，单相用电设备应均匀地分配到三相线路，应尽可能做到三相平衡。由单相负荷分配不均匀所引起的中性线电流，不得超过额定电流的 25；每一相的电流在满载时不得超过额定电流值。 在配电系统中的配
21、电屏、箱应留有适当的备用回路。选择导线截面也应适当留有余量。 2.4 本高层教学楼的负荷分级与供电措施 本工程为一高层教学楼，消防中心、消防栓泵、喷淋泵、消防电梯、防烟排烟风机、应急照明等消防设备为一级负荷，普通电梯、生活水泵和弱电机房为二级负荷，设为一用一备，互为备用，采用双电源供电，从附近两变电站引入两回路，采用单母线分段制，中间设联络柜，并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。其它照明用电为三级负荷。 第 3 章负荷计算3.1 负荷计算的方法建筑供配电与照明课程设计71、方法 （1）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、变
22、电所的负荷计算。 （2）利用系数法。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，但因利用系数实测与统计较难，在民用建筑电气中一般不用。 （3）单位面积功率法、单位指标法。 一般情况下，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用单位指标法。 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。 2、设备容量的计算 在计算用户的设备容量时，应先
23、对单台用电设备或用电设备组进行下列处理 再相加： 单台设备的设备容量一般取其名牌上的额定容量或额定功率。 连续工作的电动机的设备容量即名牌上的额定功率，是轴输出有功功率，未计入电动机本身的损耗。 短时工作电机，需考虑使用系数。 照明设备的设备容量采用光源的额定功率加上附属设备的功率。如荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯，均为灯泡的额定功率加上镇流器的损耗。低压卤钨灯、低压钠灯为灯泡额定功率加上变压器的功耗。 成组用电设备的设备容量不包括备用设备。 消防设备与火灾时必然切除的设备取其大者计入总设备容量。 3、计算容量的计算 方案设计阶段确定计算容量时，采用单位指标法计算、并根据计算结果确定
24、电力变压器的容量和台数，各类建筑物的用电指标如下表。建筑供配电与照明课程设计8表 3-1 各类建筑物的用电指标建筑类别用电指标（W/m 2）建筑类别用电指标（W/m 2）公寓 3050 医院 4070旅馆 4070 高等学校 2040办公 4080 中小学 1220一般：4080商业大中型：70130展览馆 5080体育 4070 演播室 250500剧场 5080 汽车库 815 工图阶段采用需要系数法。 计算容量（计算负荷、有功功率）： exjsPK式中：P js计算容量（ kW）； Kx需要系数； Pe设备容量； 视在容量（视在功率）： )(cos/kVAPSjjs无功负荷（无功功率）：
25、 2jsjjsQ或 tgPjj建筑供配电与照明课程设计9单相负荷均衡的分配到三相上 。 当无法使三相完全平衡，且最大一相与最小一相负荷之差大于三相总负荷 10%时，应取最大一相负荷的三倍作为等效三相负荷计算，否则按三相对称负荷计算。 同类设备的计算容量，可以将设备容量的算数和乘以需要系数。不同类型的设备的视在功率，应将其有功负荷和无功负荷分别相加后求其均方根。 )(2kVAQPSjsjjs表 3-2 需要系数及功率因数表负荷名称 规模（台数）需要系数（K X）功率因数（ ）备注面积15000m2 0.40.60.9含插座容量，荧光灯就地补偿或采用电子镇流器照明商场照明 0.70.9冷冻机房 1
26、3 台 0.70.9锅炉房 3 台 0.70.90.80.8515 台 0.81热力站、水泵房、通风机 5 台 0.60.80.80.850.7（直流梯）电梯 0.180.220.8（交流梯）建筑供配电与照明课程设计10洗衣房 100kW 0.40.5厨房 100kW 0.30.40.80.9410 台 0.60.81050 台 0.40.6窗式空调50 台以上 0.30.40.8200kW 0.40.60.91注：1、一般动力设备为 3 台及以下时，需要系数取为 =1。 2、大面积集中控制的灯比相同建筑面积的多个小房间分散控制的灯的需要系数大。插座容量的比例大时，需要系数的选择可以偏小些。
27、3、计算电流的计算 380/220V 三相平衡负荷的计算电流 : )(cos/52.1cos68.0/cos3/ APPUPI jjsejsj 式中 三相设备的额定电压, =0.38kV。 220V 单相负荷的计算电流： )(cos/5.4cos2.0/cos/ APPI jjsedjsjsd 电力变压器低压侧的额定电流： etettetjs SSUI .1693./3/式中： S et-变压器的额定容量( )； -变压器低压侧的额定电压， =0.4 kV。 3.2 本高层教学楼的负荷计算 1、举例说明负荷计算（以地下室为例）建筑供配电与照明课程设计11（1）动力负荷计算1）各类水泵、风机 本
28、设计地下室包括消防栓泵（主、备， =22kW）、喷淋泵 （主、备，=18.5kW）、生活水泵（主、备， =25kW）、排烟风机（主、备， =11kW）。 以上各设备 取 0.8， =0.8，tan =0.75，U N=0.38。 由公式得： 消防栓 泵 =0.822=17.6 消防栓 泵 =17.60.75=13.2喷 淋 泵 =0.818.5=14.8 喷 淋 泵 =14.80.75=11.1生活水 泵 =0.825=20 生活水 泵 =200.75=15排烟 风 机 =0.811=8.8 排烟 风 机 =8.80.75=6.6各类水泵、风机的总负荷为 泵 、 风 机 =17.6+14.8+
29、20+8.8=61.2 泵 、 风 机 =13.2+11.1+15+6.6=45.9 2）空调 取 0.8， =0.8，tan =0.75，U N=0.38。 全楼设中央空调空 调 =0.8150=120 空 调 =1200.75=90动力总负荷为动 力 =61.2+120=181.2 动 力 =45.9+90=135.9建筑供配电与照明课程设计12（2）照明负荷计算 1）方案设计阶段确定照明及插座的计算容量，采用单位指标法进行计算 地下一层的建筑面积约为 1000，用电指标取 14.4W/ 6 =100014.4=14.4 kW2）施工图阶段采用需要系数法 用单位指标法做出的计算容量 14.
30、4 kW 即为用需要系数法计算中的设备容量， 因此在需要系数法下，地下室照明：=0.8514.4=12.24 =12.240.62=7.6=12.240.85=14.4=1.52=1.5212.240.85=21.9 地下室总计算负荷 ： 总 地下 =(动 力 +照明 )=0.9(181.2+12.24)=174.1总 地下 =(动 力 +照明 )=0.9（ 135.9+7.6） =129.15总 地下 = 2总 地下 + 2总 地下 =174.12+172.152=244.82、全楼总负荷计算 该高层教学楼的总负荷计算见表 3-3 表 3-3 高层教学办公楼负荷计算表计算负荷序号 楼层及设备
31、组名称设备容量 KWXKtanjsPKWjsQKVARjsSKVAjsIANO.1地下室泵、风机 76.5 0.8 0.75 61.2 45.9 76.5 116.28建筑供配电与照明课程设计13空调 150 0.8 0.75 120 90 150 228照明 14.4 0.85 0.62 12.24 7.6 14.4 21.9小计 193.44 143.5乘 9.0K174.1 129.15 244.8消防中心 20 1 0.75 20 15 25 38照明 46 0.85 0.62 39.1 24.2 45.98 69.92小计 59.1 39.2NO.2一层乘 9.0K53.19 35.
32、28 63.83弱电机房 8 1 0.75 8 6 10 15.2照明 46 0.85 0.62 39.1 24.2 45.98 69.92小计 47.1 30.2NO.3二层乘 9.0K42.39 27.18 50.38三层照明 46 0.85 0.62 39.1 24.2 45.98 69.92四层照明 46 0.85 0.62 39.1 24.2 45.98 69.92五层照明 46 0.85 0.62 39.1 24.2 45.98 69.92六层照明 46 0.85 0.62 39.1 24.2 45.98 69.92七层照明 23 0.85 0.62 19.55 12.121 23
33、 34.96小计 175.95 108.92NO.4三到七层乘 9.0K158.36 98.028 186.23建筑供配电与照明课程设计143.3 变压器负荷计算1、1#号变压器各项负荷数据如表 3-4 所示，负荷计算如下：照明设备： e30*2415*20195PkW.76.dek30tan6487varQ22230.51.5.1S kVA839*0.NSIU计算机部分： 30.24dePkkW*tan380.758varQ22300S VA349.*.8NIU进风机部分： 30.75.2dePkkW*tan*063varQ2223030.18S VA189*.3NSIU1#号变压器最后总的
34、计算负荷： 0.85*(26.45.2)06.cPkW1783791varQNO.5 电梯 40 1 0.75 20 15 25 38建筑供配电与照明课程设计15222506.397.163.4ccSPQkVA40*.8NSIU表 3-4 1#号变压器各项负荷数据2、2#号变压器各项负荷数据如表 3-5 所示，负荷计算如下：照明设备： e21*5071PkW30.49.dektan325varQ223030.7.6.1SPkVA6194*.38NSIU电力设备： e30*12020P kW.7*963dekP1#号变压器设备功率kWdkcostan数目30 240 115 5照明设备1200.
35、70 0.80 0.751计算机 240 0.80 0.80 0.75 2进风机 7.5 0.70 0.85 0.62 1建筑供配电与照明课程设计1630*tan6930.7519.varQPk22230 865S VA83NSIU正压风机部分： 30*.614dekkWtan075.varQP2230308.3SVA1.9*.NIU2#号变压器最后总的计算负荷： 0.85(49.7638.4).35cPkW*21578varQ2229.0ccS VA798013*.3NSIU表 3-5 2#号变压器各项负荷数据2#号变压器设备功率kWdkcostan数目21 1照明设备500.70 0.80
36、 0.75130 1160 1200 1120 2电力设备1800.70 0.80 0.752正压风机 14 0.60 0.80 0.75 1建筑供配电与照明课程设计17第 4 章 无功功率补偿4.1 提高自然功率因数的方法提高用电设备功率因数，一般采用如下措施：1.合理选择电动机的容量，使其接近满载运行。2.对实际负载不超过额定容量 40%的电动机，应更换为小容量的电动机。3.合理安排和调整工艺流程，改善用电设备的运转方式，限制感应电动机空载运行。4.正确选择变压器容量，提高变压器的负载率（一般为 75%80%比较合适）。对于负载率低于 30%的变压器，应予以调整或更换。5.对于负载率在 0
37、.60.9 的绕线转子电动机，必要时可以使其同化，这时电动机可以向电力系统输送出无功功率。4.2 人工补偿改善功率因数的方法当采用提高自然功率因数的方法，仍不能满足电力部门所要求的数值时应采用人工补偿方法，利用专门的补偿设备来提高功率因数，通常采用方法有：1.采用同步电动机补偿。使用同步电动机在励磁方式呈现容性时，其功率因数超前，向供电系统输出无功功率，用来补偿感性用电设备所需要的无功功率，从而提高功率因数。2.利用调相机作为无功功率电源（无功发电机），用来补偿用户运行所需要的无功功率，。同步调相机是轴上不带任何负载的同步电动机，调节同步调相机的励磁电流大小，可以改变其输出无功功率的大小，从而
38、提高功率因数。3.采用并联静电电容器补偿。将电容器与感性负荷（用电设备）并联，改善的是包括电容器在内的整个线路的功率因数。4.静止无功补偿器。是由可控硅控制的可调电抗器与电容器并联组成的新型无功补偿装置，具有极好的调节性能，能快速跟踪负荷变动，改变无功功率的大小，能根据需要改变的无功功率的方向，响应速度快，不仅可以作为一般的无功功率装置，而且是唯一能用于冲击性负荷的无功补偿装置。建筑供配电与照明课程设计184.3 无功补偿容量的计算1、无功功率补偿原理假设功率因数由 提高到 ，这时在用户需用的有功功率 不变的条件coscos 下，无功功率将由 减小到 ，视在功率将由 减小到 。要使功率因数从
39、增加到 ，安装设置无功补偿设备( 并联电容器)是一种普遍使用的方法，容cos量为 )tan jsjjsCPQ无功补偿以后无功计算负荷为 cjsjQ无功补偿以后视在计算负荷为 22 )(CjsjjPS图 4-1 并联电容器补偿的原理图并联电容器补偿的原理图如图 4-1 所示。1#号变压器负荷补偿： 506.39kcPW721varQ.4cSVA150639os.82.ctan7现将其提高到 ，0.91cos0.92tan481(tan)56.3*(.7)136.7NCcQP kVA建筑供配电与照明课程设计19，考虑三相平衡，选取 12 个，容量为 。136.79.84NCcQnq 12*468v
40、ark得到经过补偿后： 2222()506.39(7.36.)5.NCcNCSPQVAos014cPS2#号变压器负荷补偿： 638.5ckW47varQ9.0cSVA16385os.7.cP1tan现将其提高到 ，0.91cos0.92tan48(tan1)63.5*(.7)12.38CNQP kVA，考虑三相平衡，选取 15 个，容量为： 。172.38.4NCcnq 5*40var得到经过补偿后： 2222()638.45(7.831.)78.1NCcNCSP kVAos09cPS满足设计要求。建筑供配电与照明课程设计20第 5 章配电变压器的选择5.1 配电变压器的选择原则1.配电变压
41、器选择应根据建筑物的性质和负荷情况、环境条件确定，并应选用节能型变压器。2.配电变压器的长期工作负载率不宜大于 85%。3.当符合下列条件之一时，可设置专门变压器：（1）电力和照明采用共用变压器将严重影响照明质量及光源寿命时，可设照明专用变压器。（2）季节性负荷容量较大或冲击性负荷严重影响电能质量时，可设专用变压器。（3）单相负荷容量较大，由于不平衡负荷引起中性导体电流超过变压器低压绕组额定电流的 25%时，或只有单相负荷其容量不是很大时，可设置单相变压器。（4）出于功能需要的某些特殊设备，可设专用变压器。（5）在电源系统不接地或经高阻抗接地、电气装置外露、可导电部分就地接地的低压系统中，照明
42、系统应设专用变压器。4.设置在民用建筑中的变压器，应选择干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器。当单台变压器油量为 100kg 及以上时，应设置单独的变压器室。5.变压器低压侧电压为 0.4KV 时，单台变压器容量不宜大于 120KVA。预装式配变电所变压器，单台容量不宜大于 800KVA。5.2 配电变压器数量的确定当符合下列条件之一时，宜装设两台及以上变压器。1.有大量的一级及虽为二级负荷但从保安角度考虑需设置时。2.季节性负荷变化较大。3.集中负荷较大。建筑供配电与照明课程设计21结合本大楼的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，变电所选用高压为，低压为 ，考虑选用两台变压器的安装设
43、置。10kV0.4kV5.3 配变电所主变压器容量选择每台变压器的容量 SNT 应同时满足以下两个条件：（1）任一台变压器单独运行时，宜满足： 。=(1.151.4)（2）任 2 台变压器运行时，应满足： 。=(0.60.7)变压器在空载运行时需由供电系统提供的无功功率较大，如果选用大容量的变压器，不仅提升成本投资，增加空载损耗和网络损耗，减小功率因数，而且变压器会长期在轻载情况下运行；如果选用小容量的变压器，设备容易毁坏，变压器会长期在负载情况下运行。所以基于现有的负荷来选择变压器的容量，遵照变电所的设计选用的变压器容量为 1000kVA。表 5-1 变压器 SCB9-1000/10kV 型
44、主要技术数据额定电压（kV）型号额定容量（kVA）高压 低压空载损耗（W）负载损耗（W）阻抗电压（%）空载电流（%）连接组标号SCB9-1000/10 1000 10.5 0.4 1550 7600 6 1 Dyn11建筑供配电与照明课程设计22第 6 章 配变电所位置和形式的选择6.1 变电所所址选择变电所所址选择应注意以下几点：1、靠近负荷中心，接近电源侧。2、进出线方便。3、设备运输、安装方便。4、不应设在有剧烈振动的场所。5、不应设在多尘、水雾或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，不应设在污染源的下侧，也不应设在有爆炸和火灾危险场所。6、不应设在厕所、浴室、地势低洼或其他经常积水场所的正
45、下方或相邻。考虑扩建和发展的可能。7、当变电所的正上方、正下方为住宅、客房、办公室等场所时，变电所应作屏蔽处理。6.2 变电所的类型工业与民用建筑的变电所大多是 10KV 变电所，一般为全户内或半户内独立式结构，开关柜放置在屋内，主变压器可放置在屋内或屋外，依据地理条件因地制宜。10KV 及以下变配电所按其位置分类主要有以下类型：1、独立式变电所它是一个独立的建筑物，一般用于供给分散的用电负荷，有时由于周围环境的限制（如防火、防爆和防尘等），或为了建筑及管理上的需要而设置独立变电所。在大中城市的中心区和负荷区多采用。2、地下变配电所设置在建筑物的地下室内，以节省用地。但通风条件差，湿度较大，防
46、火等级要求较高，投资高，但相当安全。多用于某些高层建筑中 ，其主一般采用干式变压器。建筑供配电与照明课程设计233、附设变配电所一面或数面与建筑物的墙共用，且变压器室的门和通风窗向建筑物外开。根据与建筑物的位置关系可分为：（1）内附式。变配电所位于建筑物内，与建筑物共用外墙，属于建筑物的一部分。可以使建筑物外观整洁，主要应用于受周围环境限制的多层建筑或一般工厂车间。（2）外附式。变配电所附设于建筑物外，与建筑物共用一面墙壁。在大型民用建筑中常与冷冻机房、锅炉房等用电量较大的建筑物设置在一起，或设置在一般工厂的车间变电所。（3）室内式。位于建筑物内部，在负荷较大的大型建筑物，为使变电所深入负荷中
47、心时采用，可缩短低压配电的距离，降低电能损耗和电压损失，减少有色金属消耗量。在民用建筑中经常采用建筑物内变电所，但要采取相应的防火措施。4、户外变电所变压器一般位于室外的电线杆塔上，或在专门的变压器台墩上，一般用于负荷分散的小城市居民区和工厂生活区以及小型工厂和矿山等。变压器容量一般在315KVA 及以上。5、箱式变电站广泛应用于城市公共配电、高层建筑、住在小区、公园等，还应用于油田、工矿企业及施工场所等。由于大楼有二级重要负荷，考虑到对供电可靠性的要求，采用两路进线，一路经 10kV 公共电源电缆接入变电所，另一路引自邻近高压环网箱。变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定，根据变电所位置和形式的选择规定及
