住宅樓供配電系統一次部分設計_畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 不大 時 ,需要系數法的計算結果往往偏小 ,故不適用于低壓配電河南城建學院本科畢業設計 (論文 ) 低壓供 配電系統設計 14 線路的計算 ,而適用于計算變 ,配電所的負荷 . 需要系數法 的計算公式如下： 式（ 21） Qc=PctanΦ。 式（ 22） 式（ 23） 式（ 24） 式中∑ PN—總設備功率，單位為 KW。 Kd –需要 系數； Pc –計算有功功率，單位為 KW。 Qc 計算無功功率，單位為 KW。 Sc 計算視在功率，單位為 KW。 tanΦ –電氣設備功率因數角的正切值； Ur 電氣設備額定電壓，單位為 KV。 Ic –計算電流，單位為 A. ② 二項式系數 法 二項式法也比較簡便 ,它考慮了數臺大功率設備工作時對負荷影響的附加功率 ,但計算結果往往偏大 ,一般用于低壓配電支干線和配電箱的負荷計算 . 由于二項式法不僅考慮了用電設備組最大負荷時的平均功率 ,而且考 慮了少數容量最大的設備投入運行時對總計算負荷的額外影響 ,所以二項式法比較適于確定設備臺數較少而容量差別河南城建學院本科畢業設計 (論文 ) 低壓供 配電系統設計 15 較大的低壓干線和分支線的計算負荷 .但是二項式計算系數 b,c和 x的值 ,缺乏充分的理論根據 ,而且這些系數 ,也只適于機械加工工業 ,其他行業的這方面數據缺乏 ,從而使其應用受到一定局限 。 二項式系數 法 的計算公式如下： 1）單組用電設備組中設備臺數≧ 3臺時的計算負荷為： 式（ 25） 2） 多組 用電設備組的計算負荷為： 式（ 26） 式（ 27） 式中 j用電設備組序號， j=1， 2，?， m。 各組中的該部分最大值。 ③ 利用系數法 用利用系數法進行負荷計算時的步驟與 需要系數法相同，使用 利用系數法時的計算公式如下： 1）單組用電設備組中設備臺數≧ 3臺時的計算負荷為： ： 式（ 28） 式中 Kx 利用系數 河南城建學院本科畢業設計 (論文 ) 低壓供 配電系統設計 16 。附加系數由設備等效臺數和利用系數 Kx 得到： 式（ 29） Qc=PctanΦ 式（ 210） 式（ 211） 式（ 212） 式中 K 附加系數。 2)多組用電設備組的計算負荷為：當供電范圍內有多個不同的用電設備組時，設備等效臺數 neq 為所有設備的等效臺數；利用系數Kx 以各設備組的加權利用系數 Kxav替換，同樣使用附錄查得 Kad。有功功率計算公式變為： 式（ 213） 加權利用系數 Kxav 式（ 214） 式中 各組設備平均功率之和（ KW） 。 各組設備額定功率之和（ KW）； 河南城建學院本科畢業設計 (論文 ) 低壓供 配電系統設計 17 ④ 利用各種用電指標的負荷計算方法 當用電設備臺數及容量尚未確定，但需作初步的負荷計算時，如：供配電系統處于規劃階段時，具體設備臺數尚未明確；處于初步設計階段時，部分主要的、大容量的用電設備已經清楚，但某些分散的、小容量用電設備并未確定。這時 ，均需借助用電指標進行負荷計算。常見的方法有：負荷密度法、單位指標法和住宅用電量指標法。 1）負荷密度法 負荷密度法的計算公式如下： Pc=ρA 式（ 215） 式中 Pc—計算負荷，單位為 KW； A—計算范圍的使用面積，單位 為㎡； Ρ—負荷密度指標，單位為 KW／㎡ 2）單位指標法 單位指標法 的計算公式如下： Pc=aN 式（ 216） 式中 a—單位用電指標，單位為 KW∕ 人、 KW∕ 床、 KW∕ 產品等； N—單位數量，單位為人數、床數、產品數量等。 3）住宅用電量指標 法住宅用電量指標法的計算公式如下： Pc=K∑β N 式（ 217） 式中 β—住宅用電指標，單位 KW∕ 戶； N—供電范圍內的住宅戶數； K∑ 住宅用電同時系數。 本工程為二類高層建筑，應急照明設備用電、消防控制室、消防電梯為一級負荷，采用兩路專用回路供電。普通客梯 、生活水泵、樓梯照明等用電設備為二級負荷，應由兩路電源供電，樓梯照明燈采河南城建學院本科畢業設計 (論文 ) 低壓供 配電系統設計 18 用 聲控并且使用 電子延時開關控制，火災時強制點亮。其他的一般電力、照明用電屬于三級負荷。 變壓器 T1 的負荷計算 負荷計算一般采用需要系數法。 用電設備功率乘以需要系數和同時系數（一般可取 K∑=），便可直接求出計算負荷。這種方法比較簡單、應用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。需要系數值是在一定的范圍內按統計方法來確定的，它的準確性對負荷計算有重要的意義，可從許多文獻中查表得到。但是，需要系數表中給出的只能是推薦值，這 就要求設計者根據設計經驗和具體情況從中選取一個比較恰當的值。一般來說，當用電設備組的設備臺數多時選取較小值，否則選取較大值；設備使用率高時選取較大值，否則選取較小值。 因商業用電給出了負荷密度， 一層為高級商業設施，負荷密度ρ=130W/m2，二、三層為一般商業設施，負荷密度ρ =85W/m2，故應根據負荷密度法求出計算負荷。負荷密度法的計算公式如下： Pc=ΡA 一層 商業用電 的計算負荷為： Pc1= 50000247。 27=≈ 241KW 二 層 商業用電 的計算負荷為： Pc2= 50000247。 27 2=≈ 315KW 一、 二 層 商業用電 的計算負荷為 Pc= Pc1+ Pc2=556KW 其它負荷計算用需要系數法進行計算。 計算負荷如下表： 表 21 設備組編號 設備名稱 設備容量PN/kW 需要系數kd cosФ tanФ Pc/kw Qc/kvar Sc/kVA Ic/A 1 13F 560 河南城建學院本科畢業設計 (論文 ) 低壓供 配電系統設計 19 商業用電 556 334 634 993 2 屋頂泛光照明 20 1 20 15 25 38 3 地下室照明 4 3 2 4 5 4 生活水泵 25 1 25 19 31 47 5 客梯、消防電梯 82 1 82 142 164 249 6 消防控制室 20 1 20 15 25 38 7 變電所照明 4 3 2 4 5 8 住宅樓梯10 7 2 7 11 河南城建學院本科畢業設計 (論文 ) 低壓供 配電系統設計 20 照明 總計 725 716 541 有功同時系數 無功同時系數 總負荷計算 644 514 824 1252 注： 13F商業用電用的是 負荷密度法進行的負荷計算。 變壓器 T2 負荷計算 變壓器 T2 的負荷計算用的是需要系數法。計算結果如表 22： 表 22 設備組編號 設備名稱 設備容PN/kW 需要系數Kd cosФ tanФ Pc/kw Qc/kvar Sc/kVA Ic/A 1 411層住512 205 127 241 366 河南城建學院本科畢業設計 (論文 ) 低壓供 配電系統設計 21 宅用電 2 1219 層住宅用電 512 205 127 241 366 3 2026 層住宅用電 448 179 111 211 320 4 生活水泵 25 1 25 21 33 50 5 客梯 42 1 82 70 108 164 消防電梯 40 總計 1579 696 456 有功同時系數 無功同時系數 河南城建學院本科畢業設計 (論文 ) 低壓供 配電系統設計 22 總負荷計算 626 433 762 1157 電氣元件的選擇 主要電器元件及其功能 ① 、斷路器 是一種開關電器，能切除或投入正常負荷，并能切斷故障回路。故障回路中故障電流通常很大，切斷故障回路需專門具有強滅弧能力的滅弧裝置，所以斷路器主觸頭設于滅弧裝置內，無法觀察其通斷狀態，即斷開時無可見斷點。考慮使用安全，除小容量低壓斷路器外，一般斷路器均不能單獨使用，必須與能產生可見斷點的隔離電器配合使用。 ② 、負荷開關 也是一種開關電器，能切除或投入正常負荷，具有一定的滅弧能力，斷開時有明顯可見斷點。 ③ 、隔離開關 是 一種隔離電器，只能切除或投入空載或很小的負荷，斷開時有明顯可見的斷點。往往與 斷路器配合使用。 ④ 、熔斷器 是 一種保護電器，專門用于切斷過負荷較大的回路。當熔斷器熔體上通過的電流超過一定值后，熔體發熱熔斷，切斷電路。 ⑤ 、電流互感器 是一種電流變換電器，隔離高電壓，通常將大電流變成小電流，以取得測量和保護用電流信號。 ⑥ 、電壓互感器 是一種電壓變換電器，隔離高電壓，通常將高電壓變成低電壓，以取得測量和保護用電壓信號。 ⑦ 、避雷器 防過電壓侵入。避雷器設于被保護設備的前端，當有過電壓侵入時，將避雷器擊穿，對地放電，以起到保護后面的電氣設備的作用。 ⑧ 、移相電容器 作無功功率補 償。供配電系統大多都是感性負荷，從系統汲取感性無功，致使系統中感性無功成分增加，功率因數下降；電容器向系統汲取容性無功，使系統容性無功成分增加，以河南城建學院本科畢業設計 (論文 ) 低壓供 配電系統設計 23 抵消部分感性無功，提高功率因數。 在確定開關元件時，要考慮到既能投、切入正常負荷，又能在回路故障時切斷故障回路，因此通常采用“斷路器 +隔離開關”或“負荷開關 +熔斷器”的開關組合方式來完成上述功能。當斷路器的回路側無電流倒送可能時，則可省去斷路器負荷側的隔離開關。在進行回路投入和退出操作時，開關電器必須遵循的操作順序是： 接通回路時，先閉合隔離開關，后閉合斷路器。 斷開回路時，先斷開斷路器，后斷開隔離開關。 電器的選擇 ① 、 變壓器的選擇 1)變壓器的選取原則 當變壓器所有大量一、二級負荷時，易裝設兩臺主變壓器，但變電所如能另外取得足夠容量的備用電源時，亦可只裝設一臺主變壓器。 當季節性負荷變化較大，宜于采取經濟運行方式時，可裝設兩臺主變壓器。 三級負荷變電所一般只裝設一臺主變壓器，但集中負荷較大時，裝設兩臺主變壓器。 根據負荷發展遠景 ，可以當前裝設一臺變壓器，但變電所按以后裝設兩臺主變壓器來設計。 2)變壓器的選取 變壓器的選取應先計算變壓器的視在功率，根據視在功率確定變壓器的額定容量。本設計的供配電系統的簡略的電氣連接方式如圖1。 圖 1 河南城建學院本科畢業設計 (論文 ) 低壓供 配電系統設計 24