12層辦公樓電氣設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 )KxcosφtanφPc(kW)Qc(kvar)Sc(kVA)Ic(A)7AP215127AP315128AP1188AP21268AP3189AP115129AP21269AP3151210AP11810AP2151210AP31811AP1151211AP2151211AP3151212AP112612AP21512無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。，而補(bǔ)償在低壓側(cè)進(jìn)行。消防水泵、噴淋泵、消防風(fēng)機(jī)等不常用設(shè)備，本設(shè)計(jì)中不納入變壓器設(shè)備容量，則其余消防電梯、普通電梯、應(yīng)急照明、正常照明、空調(diào)、插座等設(shè)備總?cè)萘拷y(tǒng)計(jì)如表31示： 無(wú)功補(bǔ)償容量：1．無(wú)功功率補(bǔ)償裝置臺(tái)數(shù)和容量的確定考慮到無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償控制器電容器投切的回路數(shù)為12。故選擇成套并聯(lián)電容器屏，可選電容器組數(shù)8組，則需安裝的電容器單組容量為查表得，每組容量，需要8組，則容量為。2．無(wú)功補(bǔ)償總計(jì)算負(fù)荷總的計(jì)算補(bǔ)償量變壓器損耗高壓側(cè)（滿足要求）、柴油發(fā)電機(jī)的選擇根據(jù)《10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》[6]GB5005394規(guī)定，當(dāng)有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷，宜裝設(shè)兩臺(tái)及兩臺(tái)以上變壓器。由于本建筑為省部級(jí)一類(lèi)高層建筑，有大量的一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)選用兩臺(tái)變壓器，根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]JGJ162008，一類(lèi)高層主體建筑內(nèi)嚴(yán)禁設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備變配電所，因此，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選用施耐德公司產(chǎn)品干式變壓器。在設(shè)計(jì)中采用兩臺(tái)變壓器暗備用，即兩臺(tái)變壓器按最大負(fù)荷的70﹪選擇容量，在正常情況下，兩臺(tái)變壓器均投入運(yùn)行，每臺(tái)變壓器承擔(dān)50﹪的最大負(fù)荷，每臺(tái)變壓器的容量SN應(yīng)滿足以下兩條項(xiàng)條件（1）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷70﹪的需要即（2）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)應(yīng)滿足全部一、二級(jí)計(jì)算負(fù)荷的需要即 （34）（3），負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，可采用較大容量主變壓器。根據(jù)前面計(jì)算可知，經(jīng)電容補(bǔ)償后的容量為，因此兩臺(tái)暗備用時(shí)每臺(tái)變壓器。考慮到需留有一定容量以備擴(kuò)容，因此設(shè)計(jì)中選用兩臺(tái)SCB40010/,容量為400kVA。其負(fù)荷率為：《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》[3] (JGJ162008)：可根據(jù)一級(jí)負(fù)荷及部分二級(jí)負(fù)荷來(lái)確定裝機(jī)容量，柴油發(fā)電機(jī)組容量應(yīng)能滿足一級(jí)負(fù)荷和部分二級(jí)負(fù)荷的用電。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的一級(jí)負(fù)荷主要包括：（1）消防用電設(shè)備：消防電梯、消防水泵、噴淋泵、消防風(fēng)機(jī)（2）重要場(chǎng)所的電氣照明：走廊、大廳、樓梯、電梯前室、消防監(jiān)控室、消防水泵房、風(fēng)機(jī)房、配電室及航空障礙照明等。（3）其他重要設(shè)備：電網(wǎng)應(yīng)急指揮中心、防汛調(diào)度中心、信息通訊中心、水上應(yīng)急救援裝備室等1．柴油發(fā)電機(jī)的總?cè)萘看_定柴油發(fā)電機(jī)的總?cè)萘看_定應(yīng)根據(jù)其供電范圍進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，再進(jìn)行穩(wěn)定負(fù)荷計(jì)算，尖峰負(fù)荷計(jì)算和發(fā)電機(jī)母線允許電壓降計(jì)算，從中選擇最大值作為柴油發(fā)電機(jī)組的總?cè)萘浚?）用電負(fù)荷計(jì)算由于柴油發(fā)電機(jī)組為高層建筑的應(yīng)急備用電源，其供電范圍均為不允許停電的重要設(shè)備，并且為滿負(fù)荷運(yùn)行，因此，需用系數(shù)、同時(shí)系數(shù)均為1，備用設(shè)備不計(jì)算在容量中。則根據(jù)表32可知柴油大電機(jī)的總負(fù)荷計(jì)算功率為：①按穩(wěn)定負(fù)荷計(jì)算發(fā)電機(jī)容量： （35）式中 SG1—按穩(wěn)定負(fù)荷計(jì)算②按尖峰負(fù)荷計(jì)算：根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]JGJ162008第 ： （36）式中 Pm—啟動(dòng)容量最大的電動(dòng)機(jī)或承擔(dān)的電動(dòng)機(jī)的容量（kW）；—電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)功率因數(shù)，；k—電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)倍數(shù)取6；C—（YΔ啟動(dòng)）。③按啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)母線容許電壓降計(jì)算：根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]JGJ162008第 ： （37）式中：Pn—電動(dòng)機(jī)總?cè)萘俊l(fā)電機(jī)的暫態(tài)電抗 ΔE—綜上，確定柴油發(fā)電機(jī)組的總?cè)萘? （38）式中：SGN—發(fā)電機(jī)組的額定視在功率（kVA） SGimax—SGSGSG中最大值（kVA）查康明斯柴油發(fā)電機(jī)型號(hào)表，選擇型號(hào)為XG150GF的機(jī)組合適，該發(fā)電機(jī)組的備用有功功率為150kW，可滿足要求。短路計(jì)算的目的主要是為了選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、互感器、母線等電氣設(shè)備電動(dòng)力穩(wěn)定、載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性及遮斷能力等。圖34系統(tǒng)短路計(jì)算電路圖10kV電纜線路，10/，額定容量為400kVA。（1）取基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電流為：（2）計(jì)算各元件的電抗、電阻標(biāo)幺值：（3）總阻抗標(biāo)幺值計(jì)算：K1處短路則 K2處短路則因?yàn)? 所以 （4）K1處短路電流周期分量有效值：三相短路沖擊電流三相短路全電流最大有效值短路容量（5）K2處短路電流周期分量有效值：三相短路沖擊電流三相短路全電流最大有效值短路容量高壓側(cè)設(shè)備主要包括高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、熔斷器及高壓開(kāi)關(guān)柜等。1．高壓斷路器高壓斷路器的主要任務(wù)是：在正常運(yùn)行時(shí)用它接通或切斷負(fù)荷電流；在發(fā)生短路故障或嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷時(shí)，借助繼電保護(hù)裝置用它自動(dòng)、迅速地切斷故障電流，以防止擴(kuò)大事故范圍。所以它必須能夠承受的住短路沖擊電流 和短路過(guò)程中的熱能作用。本工程采用ABB公司VD412/630A/20kA D手車(chē)式高壓真空斷路器，經(jīng)官網(wǎng)查詢(xún)資料可知，其額定電壓為12kV，額定工作電流為630A，額定短路開(kāi)斷電流為20kA，額定短時(shí)(4s)耐受電流為20kA，額定峰值耐受（關(guān)合）電流為63kA。額定電壓和額定電流都滿足條件，下面對(duì)該斷路器進(jìn)行熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定以及斷流能力校驗(yàn)。（1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：要求滿足或 （39） 滿足動(dòng)穩(wěn)定條件。（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：要求滿足 （310）滿足熱穩(wěn)定條件。（3）斷流能力校驗(yàn)：要求滿足 （311）滿足斷流能力條件。2．互感器用來(lái)擴(kuò)大儀表量程，同時(shí)也使測(cè)量?jī)x表或繼電保護(hù)、控制裝置等與高電壓、大電流隔離，以確保電氣設(shè)備和人身安全。電流互感器一次額定電流(A)有5，10，15，20，30，40，50，60，75，100，150，200，300，400，500，600，800，1000，1200，1500，2000。二次額定電流一般選5A。電流互感器的選擇應(yīng)遵循以下原則:（1）電流互感器一次側(cè)的額定電壓應(yīng)大于或等于線路的工作電壓。（2）電流互感器一次側(cè)的額定電流應(yīng)大于線路的最大工作電流。（3）電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定應(yīng)滿足線路短路時(shí)的要求。（4）電流互感器的精確度等級(jí)應(yīng)滿足測(cè)量回路要求，測(cè)量用準(zhǔn)確度等級(jí)有：、、。（5）電流互感器的二次負(fù)荷不得超過(guò)其額定容量，以保證測(cè)量準(zhǔn)確度。本工程供配電系統(tǒng)的電流互感器主要用于測(cè)量，電流互感器型號(hào)選LZJB1210系列。電流互感器的變比詳見(jiàn)低壓配電系統(tǒng)圖。 低壓設(shè)備的選擇主要是低壓斷路器的選擇，而斷路器的選擇應(yīng)根據(jù)額定電壓、額定電流、級(jí)數(shù)、脫扣器類(lèi)型、額定電流范圍、分段能力、動(dòng)作時(shí)間等參數(shù)來(lái)選用。所選斷路器的額定電壓大于或等于線路的額定電壓，額定電流大于或等于負(fù)載工作電流，通斷能力大于或等于電路的短路電流。即： （312） （313） （314）式中：本次設(shè)計(jì)中選用施耐德低壓斷路器，小額定電流iC65N系列斷路器和大額定電流NG125H系列斷路器。并且在層配電箱中增加一個(gè)配合NG125H系列斷路器使用的電氣附件—分離脫扣器和顯示功能（MX+OF）。分勵(lì)脫扣器接收消防監(jiān)控室的控制信號(hào)可用于切斷非消防用電。按允許載流量選擇導(dǎo)線即: （315）其中 : （316）式中：—經(jīng)校正后的導(dǎo)線或電纜長(zhǎng)期額定電流（A）；—校正系數(shù)；Ial—導(dǎo)線或電纜允許長(zhǎng)期工作電流值（A）；tn—允為導(dǎo)線周?chē)h(huán)境溫度在空氣中tn=25℃，土壤中tn=15℃；—導(dǎo)線或電纜敷設(shè)處實(shí)際環(huán)境溫度取35℃；—導(dǎo)線或電纜長(zhǎng)期允許的最高工作溫度（℃）。1．矩形導(dǎo)體的選擇本設(shè)計(jì)中矩形導(dǎo)體的選擇參考《建筑供配電》[7]附表26，已知環(huán)境溫度+25℃，最高允許溫度+70℃，則（1）高壓側(cè)進(jìn)線電流，則。因此選擇TMY3(806)允許載流量為1300A。滿足額定電流應(yīng)大于所在線路計(jì)算電流的要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：(短路持續(xù)時(shí)間取4s)，滿足要求。（2）低壓側(cè)出線相電流，則。因此選擇TMY3(10010)+ (10010)允許載流量為2300A。滿足額定電流應(yīng)大于所在線路計(jì)算電流的要求。2．導(dǎo)線和電纜的選擇。在本設(shè)計(jì)中低壓配電柜饋線至各層配和動(dòng)力配電箱以及各層配至分配電箱選用WDZRYJV電力電纜，照明、插座、空調(diào)線路選用WDZRBV線，應(yīng)急照明系統(tǒng)及障礙照明選用WDNHBV耐火型聚氯乙烯絕緣線，BV線穿塑料管其允許載流量如表35。表35 BV穿塑料管長(zhǎng)期允許載流量導(dǎo)線截面/mm2穿塑料管時(shí)長(zhǎng)期允許載流量穿二根穿三根穿四根24211943128256413632由《電氣照明技術(shù)》[4]表77可知，低壓線路采用BV聚氯乙烯絕緣線時(shí)允許長(zhǎng)期工作溫度為65℃。 3．保護(hù)線（PE線）的選擇根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》[3]JGJ16—：當(dāng)保護(hù)導(dǎo)體與相導(dǎo)體使用相同材料時(shí)，保護(hù)導(dǎo)體截面不應(yīng)小于表36的規(guī)定。表36 保護(hù)導(dǎo)體截面積相導(dǎo)體的截面S相應(yīng)保護(hù)導(dǎo)體的最小截面SS≤16S16＜S≤3516S＞35S/24火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是由觸發(fā)器件、火災(zāi)報(bào)警裝置、火災(zāi)警報(bào)裝置，以及具有其他輔助功能的裝置組成的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)能對(duì)火災(zāi)進(jìn)行早期探測(cè)和自動(dòng)報(bào)警，并及時(shí)采取有效措施，控制和撲滅火災(zāi)。火災(zāi)觸發(fā)器件主要是由探測(cè)器組成，是火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)元件，它將光、煙、熱轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，然后送入報(bào)警系統(tǒng)。火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)是將接收到到的信號(hào)顯示并傳遞報(bào)警信號(hào)，再根據(jù)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的火災(zāi)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析處理后，控制聯(lián)動(dòng)器輸出，去控制滅火設(shè)備、防排煙設(shè)備、非消防電源等。，地下1層，地上12層，共13層，，地上部分每層建筑面積小于830 m2，該建筑主要為辦公用。《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50116—2007《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045—95《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016—2006 根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[8]GB50045—95規(guī)定：凡十層及十層以上的居住建筑（包括首層設(shè)置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的住宅）和建筑高度超過(guò)24m，的公共建筑均屬于高層民用建筑。該建筑工13層，因此為高層建筑。根據(jù)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[8]規(guī)定：高層建筑應(yīng)根據(jù)其使用性質(zhì)、火災(zāi)危險(xiǎn)性、疏散和撲救難度等分為一類(lèi)和二類(lèi)。其中有說(shuō)明省級(jí)（含計(jì)劃單列市）調(diào)度樓為一類(lèi)高層建筑。因此該建筑為一類(lèi)高層建筑。根據(jù)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[9]GB50116—2007規(guī)定：高層建筑中的一類(lèi)建筑為一級(jí)保護(hù)對(duì)象，應(yīng)采用總體保護(hù)方式。一級(jí)保護(hù)對(duì)象，探測(cè)器在大部分位置設(shè)置：（1）調(diào)度樓、防災(zāi)指揮調(diào)度樓等的微波機(jī)房、計(jì)算機(jī)房、控制機(jī)房、動(dòng)力機(jī)房；辦公樓的辦公室、會(huì)議室、檔案室；（2）消防電梯、防煙樓梯的前室及合用前室；（3）可燃物品庫(kù)房、空調(diào)機(jī)房、配電室（間）變壓器室、自備發(fā)電機(jī)房、電梯機(jī)房；（4）電力豎井。在火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為了在火災(zāi)時(shí)能迅速、準(zhǔn)確地確定著火部位，以便有關(guān)人員及時(shí)采取有效措施，一般都要將其保護(hù)對(duì)象的整個(gè)范圍劃分為若干個(gè)報(bào)警區(qū)域，并將每個(gè)報(bào)警區(qū)域再劃分為若干個(gè)探測(cè)區(qū)域。根據(jù)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[9]GB50116—2007規(guī)定：報(bào)警區(qū)域應(yīng)根據(jù)防火分區(qū)或樓層劃分。一個(gè)報(bào)警區(qū)域宜由一個(gè)防火分區(qū)或同樓層相鄰的幾個(gè)防火分區(qū)組成。首先確定防火分區(qū)，防火分區(qū)的劃分不應(yīng)超過(guò)表41的規(guī)定。表41 每個(gè)防火分區(qū)的允許最大建筑面積建筑類(lèi)別每個(gè)防火區(qū)分的建筑面積一類(lèi)建筑1000二類(lèi)建筑1500地下室500根據(jù)如上要求：，劃分為2個(gè)防火分區(qū)，地上12層每次建筑面積小于1000 m2，一層為一個(gè)防火分區(qū)。因此本設(shè)級(jí)共劃分為14個(gè)報(bào)警區(qū)域。探測(cè)區(qū)域是火災(zāi)探測(cè)器探測(cè)部位編號(hào)的基本單元，對(duì)應(yīng)于系統(tǒng)中具有一個(gè)獨(dú)立部位號(hào)。根據(jù)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》[9]規(guī)定：探測(cè)區(qū)應(yīng)按獨(dú)立房（套）間劃分。一個(gè)探測(cè)區(qū)域的面積不宜超過(guò)500 m2；從主要入口能看清其內(nèi)部，且面積不超過(guò)1000 m2的房間，也可劃分為一個(gè)探測(cè)區(qū)域。根據(jù)以上規(guī)定把該辦公樓探測(cè)區(qū)域劃分如下：（1）由于每層被劃分為5至12個(gè)功能房間不等，所以每個(gè)功能房間單獨(dú)劃分為一個(gè)探測(cè)區(qū)域。（2）樓梯間單獨(dú)劃分為一個(gè)探測(cè)區(qū)域，每隔2層劃