体育场供配电设计分析

体育场供配电设计分析（共12篇）

体育场供配电设计分析 篇1

摘要：以某门诊医技楼工程为例,从负荷等级、供电电源、供电方式等方面,介绍了医院供配电系统的设计方案,阐述了变压器的选型计算方法,以保证医院供配电系统的稳定运行。

关键词：医院,供配电系统,电源,变压器

0 引言

民用建筑供配电系统设计的目的,就是满足各种用电设备在正常、事故状况下的不同用电需求,确保供电的安全性、可靠性。供配电设计作为民用建筑电气的主要部分,是根据建筑工程特点、用电负荷及其他电力系统条件,分类统计用电负荷计算出总用电负荷,并合理确定变压器安装容量。

1 工程概况

该项目是一所综合性二级医院的门诊医技楼,总建筑面积:46 903.9 m2,地上4层,地下1层,其中地上36 725.9 m2,地下10 178 m2。建筑消防高度:17.4 m。

平面功能:地下1层:车库、设备用房、中心供应室;首层:挂号、收费、门诊大厅、药房、医生办公室、儿科门急诊、急诊急救门诊、门急诊输配液中心、健康体检中心、影像中心、咖啡厅;2层:医疗街、医生办公室、普通门诊、功能检查中心、检验中心;3层:医疗街、医生办公室、普通门诊、妇产科门诊、产房、病理中心、预留生物分子实验室、配血中心;4层:医疗街、医生办公室、普通门诊、手术中心、ICU中心、血液透析中心。

2 供配电系统

2.1 负荷等级

负荷等级的划分都是根据中断供电将造成人身安全、经济损失或社会影响的大小来划分的,根据JGJ 312—2013医疗建筑电气设计规范第4.2.1条规定,本工程负荷等级划分如下:

一级负荷中特别重要负荷:急诊抢救室、产房、早产儿室、血液透析室、手术室、术前准备室、术后复苏室、心血管造影检查室等涉及患者生命安全的设备及照明用电;大型生化仪器通风系统。

一级负荷:急诊抢救室、产房、早产儿室、血液透析室、手术室、术前准备室、术后复苏室、心血管造影检查室等场所中除一级负荷中特别重要负荷的其他用电设备;急诊室、影像科、放射治疗科、核医学科等场所的设备及照明用电;血库、高压氧舱、病理科、检验科的诊疗设备及照明用电;消防控制室、消防用电设备以及应急照明。

二级负荷:影像科诊断用电设备、中心消毒供应室、空气净化机组;客梯、网络机房等用电负荷。

三级负荷:一、二级负荷以外的其他负荷。

2.2 各级负荷容量

一级负荷中特别重要的负荷:549 k W;一级负荷:1 730 k W;二级负荷:508 k W;三级负荷:1 224 k W。

2.3 供电电源

一级负荷中特别重要的负荷采用双市电+应急自备柴油发电机+不间断电源供电;一级负荷采用双市电+自备柴油发电机供电;二级负荷采用双市电供电;三级负荷采用单市电供电。

1)市电。本工程从不同的35 k V变电站引来两路独立的10 k V电源,同时工作,互为备用,一路电源发生故障,另一路电源不应中断供电。且每路电源均能承担本工程二级以上全部负荷。

2)自备应急电源。本工程地下1层设一台柴油发电机组,功率为1 000 k W,作为自备应急电源。该医院为二级医院,要求柴油发电机组的供电时间大于12 h,本工程地下1层设有储油间,储油间满足发电机8 h用油量。

应急电源与正常电源之间,采取防止并列运行的措施,应急电源电动机的启动命令必须由正常电源主开关的辅助接点发出,馈电线路连接后,两端的相序必须与原供电系统的相序一致。

3)在线式不间断电源装置(UPS)不间断电源。本工程在手术室、术前准备室、术后复苏室、麻醉室、ICU室、急诊抢救室、产科手术室、早产儿室、血液透析室、血管造影检查室、检验室、病理实验室等场所设在线式UPS不间断电源,保证用电设备供电连续性。手术室、检验室、病理实验室、血液透析室、ICU室集中设电源;急诊抢救室、产科手术室、血管造影检查室按工作区设独立电源,不间断电源供电时间不少于30 min。

2.4 供电方式

1)高、低压供电系统结线型式及运行方式。10 k V高压供电系统采用单母线分段运行方式,中间设联络开关,平时两路电源分列运行,互为备用,当一路电源发生故障时,通过手/自动操作联络开关,由另一路电源负担二级以上全部负荷,高压主进开关与联络开关之间设电气联锁,任何情况下只能有两个开关处在闭合状态。

低压为单母线分段运行,要求两段母线分别引自两路独立10 k V出线所带变压器的低压出线,低压母线设置母联开关。平时两段母线分列运行,互为备用,联络开关设自投不自复/手动转换开关。一段母线失电,另一段母线应自动断开非保证负荷自投,以保证变压器可正常运行。低压主进开关与联络开关之间设电气联锁,任何情况下只能有两个开关处在闭合状态。

2)低压配电系统供电方式。采用放射式与树干式相结合的供电方式,放射科、核医学科、功能检查室、检验科等科室诊疗设备的供电电源从配变电所放射式供电至设备主机房,对于单台容量较大的重要负荷采用放射式供电;对于照明及一般负荷采用放射式与树干式相结合的供电方式。

一级负荷:采用双电源供电并在末端互投。二级负荷:采用双电源供电,在适当位置互投。三级负荷:采用单电源供电。

应急母线与主母线之间设有应急联络开关,当市电两段母线均失电后,操作应急联络段开关,启动柴油发电机组,保证重要负荷用电。消防用电与平时用电不同时工作,当正常市电断电且无消防要求时,应急电源供电给非消防用电(生活泵、排污泵、客梯及重要的医用设备);而市电停电又有消防要求时,在消防信号作用下,应自动切断非消防用电(急诊室、手术室、ICU监护室等重要场所根据要求切断),保证消防设备供电要求。

3 变配电室

本工程地下1层设一座变配电室。变压器选型计算如下:

1)设备安装容量为:Pe=3 295 k W(不含消防设备)。其中照明1 296 k W,普通电力666 k W,医用设备1 667 k VA。负荷计算见表1~表3。

2)选用10/0.4k V-SCB11-1 000 k VA两台,供楼内照明及普通电力供电,变压器负载率为80%~84%。10/0.4 k V-SCB11-1 250 k VA两台,供楼内重要医疗设备供电,变压器负载率为80%。变压器选用带外壳干式节能变压器,接线为D,Yn11。Uk=6%。

4 结语

医院建筑供电要求高,供电负荷比较复杂,需要电气设计人员不断学习、更新知识,在设计中应充分了解各医疗场所和医疗设备的工艺要求和工艺流程,优化供配电方案,合理选择变压器容量,为医院提供安全、可靠的供电,以更好的适应时代的发展。

参考文献

[1]JGJ 16—2008,民用建筑电气设计规范[S].

[2]GB 50052—2009,供配电系统设计规范[S].

[3]GB 50054—2011,低压配电设计规范[S].

[4]GB 51039—2014,综合医院建筑设计规范[S].

[5]JGJ 312—2013,医疗建筑电气设计规范[S].

体育场供配电设计分析 篇2

供配电技术，就是研究电力的供应及分配的问题。电力，是现代工业生产、民用住宅、及企事业单位的主要能源和动力，是现代文明的物质技术基础。没有电力，就没有国民经 济的现代化。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。因此，电力 供应如果突然中断，则将对这些用电部门造成严重的和深远的影响。故，作好供配电工作，对于保证正常的工作、学习、生活将有十分重要的意义。供配电工作要很好的为用电部门及整个国民经济服务，必须达到以下的基本要求：（1）安全——在电力的供应、分配及使用中，不发生人身事故和设备事故。（2）可靠——应满足电力用户对供电可靠性和连续性的要求。（3）优质——应满足电力用户对电压质量和频率质量的要求。（4）经济——应使供配电系统投资少，运行费用低，并尽可能的节约电能和减少有 色金属消耗量。我们这次的毕业设计的论文题目是： 某高校供配电工程总体规划方案设计； 作为高校，随着本科教育工作的推进和未来几年的继续扩招，对学校的基础设施建设特别是电力设施 将提出相当大的挑战。因此，我们做供配电设计工作，要作到未雨绸缪。为未来发展提供 足够的空间：这主要表现在电力变压器及一些相当重要的配电线路上，应力求在满足现有 需求的基础上从大选择，以避免一台变压器或一组变压器刚服役不到几年又因为容量问题 而台而光荣下岗的情况的发生。总之一句话：定位现实，着眼未来；以发展的眼光来设计此课题供配电系统设计应贯 彻执行国家的经济技术指标，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。在设 计中，必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点，以及地区供电特 点，合理确定设计方案。还应注意近远期结合，以近期为主。设计中尽量采用符合国家现 行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。2.1 负荷分级及供电要求

电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响 的程度分为一级、二级、三级负荷。独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常 的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线 路供电。必要时采用不间断电源（UPS）。2.1.1 一级负荷 一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或将在政治上，经济上造成重大损失者；或 中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。就学校供配电这一块来讲，我校现没有一级用电负荷。2.1.2 二级负荷 二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大 量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢 纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。在本次毕业设计中：我校现有的二级负荷有：综合楼（南）和综合教学楼（北）的消 防电梯、消防水泵、应急照明，银行用电设备，专家楼用电设备，医院急诊室用电设备，保卫处用电设备，学校大门照明与门禁系统，东西区水泵，五座食堂厨房用电，教学楼照 明。2.1.3 三级负荷三级负荷为不属于前两级负荷者。对供电无特殊要求。我校除了前面罗列的二级负荷外，全为三级负荷。2.2 电源及供电系统

供配电系统的设计，除一级负荷中特别重要的负荷外，不应按一个电源系统检修或者 故障的同时另外一个电源又发生故障的情况进行设计。需要两回电源线路的用电单位，应 采用同级电压供电；但根据各级负荷的不同需要及地区供电的条件，也可以采用不同的电 压供

电。供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不应多于两级。高压配电 系统应采用放射式。根据负荷的容量和分布，配变电所应靠近负荷中心。我们知道现学校采用10KV双回路电源进线，其中一回为大专线，另一回为双港线，已 经满足了学校所有负荷的用电需求。按道理讲，我校由于没有一级负荷，不需再增设第三 电源；但考虑到我校的历史原因，现有库存柴油发电机，虽然比较陈旧些，但是毕竟还能 使用，有点“鸡肋”的感觉——食之无味，弃之可惜。故拟在高压配电房旁边设置一柴油 发电机房。相信这样的设置更能超额满足学校的用电要求了，并且能很好的推动学校各项 工作的向前发展。2.3 电压选择和电能质量

用电单位的供电电压应根据用电容量，用电设备的特性，供电距离，供电线路的回路 数，当地公共电网的现状及其发展规划等因素，经济技术比较确定。供配电系统的设计时，应正确选择变压器的变比及电压分接头，降低系统阻抗，并应 采取无功功率补偿的措施，还应使三相负荷平衡，以减少电压的偏差。单相用电设备接入三相系统，使三相保持平衡。220V 照明负荷，当线路大于 30A 时，应采用三相系统，并应采用三相五线制。这样，可以降低三相低压配电系统的不对称性和 保证电气安全。我校附近可供选择的却只有 10KV 双港线和大专线。当单相用电设备接入电网时，求其计算负荷是以其三相中最大的一相负荷乘以三所 得。那么我们在设计中尽量或者注意使其三相平衡分布，这样单相接入的负荷就可以以其 全部负荷相加即为其计算负荷。后面的负荷列表中将引用这一用电思想。2.4 无功补偿

供配电设计中正确选择电动机、变压器的容量，降低线路的感抗。当工艺条件适当时，应采取同步电机或选用带空载切除的间歇工作制设备等，提高用电单位自然功率因数措施 后，仍达不到电网合理运行要求时，还可以采用并联电力电容器作为无功补偿装置；合理 时，还可采用同步电动机。当采用电力电容器作为无功补偿装置时，应就地平衡补偿。低 压部分的无功功率应由低压电容器补偿；高压部分的无功功率应由高压电容器补偿。容量 较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率应就地补偿、集中补偿。在环境正常的 车间内，低压电容器应分散补偿。无功补偿容量应按照无功功率曲线或无功补偿计算确定。当补偿低压基本无功功率的 电容器组，常年稳定的无功功率，经常投入运行的变压器或配变电所内投切次数较少的高 压电动机及高压电容器组时，应采用手动投切的无功补偿装置。当为避免过补偿时，装设 无功自动补偿装置，在经济合理时只有装设无功自动补偿装置才能满足在各种运行负荷的 情况下的电压偏差允许时，应装设无功自动补偿装置。当采用高低压自动补偿装置效果相 同时，应采用低压自动补偿装置。为基本满足上述要求，我们在设计时把无功补偿装置统一装设在变压器的低压母线侧。这样的补偿，可以选择相对较小容量的变压器，节约初期投资。对于容量较大，并且 功率因数很低的用电负荷采用单独集中补偿。2.5 低压配电

在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，并且无特殊要求的时 候，应采用树干式配电。当用电设备为大容量时，或负荷性质重要，或在有特殊要求的建 筑物内，应采用放射式配电。还有一种为混合式，它兼具前两者的优点，在现代建筑中应 用最为广泛。在本次设计中对于同一区变管辖范围内用电设备性质相同的采用放射式配电。而在极 少区域内采用树干式配电：如学生区变的活动中心和风雨球场.3.2 负荷统计

我们做负荷统计是以计算负荷为基础的。计算负荷，是假想的负荷，是据之按允许发 热条件选择供配电系统的导线截面，确定变压器容量，制订提高功率因数的措施，选择及 整定保护设备以及校验供电电压质量等的依据。对用电设备我们按工作制分为：连续运行工作制，短时运行工作制，反复短时工作制。a：对于连续运行的设备容量即等于其额定功率；b：短时工作制通常不考虑；c:对于反复 短时的是考虑在暂载率下的功率：电动机 Pe = 2 PN JC N ,电焊机 Pe = JC N.S N.cos Φ N。d: 照 明 ： Pe = PN.10 ?3，气 体 放 电 灯 ： Pe =(1.1 ~ 1.2)PN.10 ?3 ； 同 时 照 明 亦 可 用 ：

Pe = s ×ω(KW)? ? s : 面积；ω：单位容量）（。1000

房间名称 办公楼 教学楼 住宅 食堂 浴室 锅炉房 商店 单位容量（ω）8 8 4 4 3 4 10 房间名称 实验室 金工车间 焊接车间 铸铁车间 银行 水泵房 体育馆 单位容量（ω）10 6 8 8 10 8 10（注：上表中未列出而又在后面的负荷统计中出现的房间取与上有相似或相近功能的 房间的单位容量值）

3.3 主教学区负荷统计及相关设备的选择设备 楼宇 综合楼 机械楼 后勤处 印刷厂 医院 照明 空调

电梯 11K× 2 —— —— —— ——

水泵 11K× 2 5.5K× 2 —— —— —— —— 电脑 300× 600 300× 700 300× 10 —— —— 多媒体 2K× 24 2K× 50 —— —— —— 电视台 15K —— —— —— —— 其它 5K 200K 5K 30K 5K Kd

0.45 0.50 0.60 0.50 0.60 总计（KW）292.05 353.50 22.68 29.10 52.80 8× 12K 2.5K× 100 8× 14K 8× 600 8× 400 8× 1K 0.70 2.5K× 50 2.5K× 10 2.5K× 10 2.5K× 30 KΣ PC 750.13 × 0.70=525.09(KW)SC 525.09/0.9=583.43(KVA)3.3.1 下面将进行变压器的选取 变压器的选取原则：(1)变压器台数的选取：电力变压器台数的选取应根据用电负荷的特点、经济运行、节能和降低工程造价等因素综合确定。如果周围环境因素恶劣，选用具有防尘、防腐性能 的全密闭电力变压器 BSL1 型；对于高层建筑，地下建筑，机场等消防要求高的场所，宜 选用干式电力变压器 SLL、SG、SGZ、SCB 型；如电网电压波动较大而不能满足用电负荷的 要求时，则应选用有载调压电力变压器，以改善供电电压的质量。对于一般车间、居民住宅、机关学校等，如果一台变压器能满足用电负荷需要时，宜 选用一台变压器，其容量大小由计算负荷确定，但总的负荷通常在 1000KV 以下，且用电 负荷变化不大。对于有大量一、二级用电负荷或用电负荷季节性（或昼夜）变化较大，或 集中用电负荷较大的单位，应设置两台及以上的电力变压器。如有大型冲击负荷，为减少 对照明或其它用电负荷的影响，应增设独立变压器。对供电可靠性要求高，又无条件采用 低压联络线或采用低压联络线不经济时，也应设置两台电力变压器。选用两台变压器时，其容量应能满足一台变压器故障或检修时，另一台仍能对一级和部分二级负荷供电。(2)变压器容量的选择：先计算电力变压器的二次侧的总的计算负荷，并考虑无功补 偿容量，最大负荷同时系数，以及线路与变压器的损耗，从而求得变压器的一次侧计算负 荷，并作为选择变压器容量的重要依据。对于无特殊要求的用电部门，应考虑近期发展，单台电力变压器的额定容量按总视在计算负荷值再加大 15%~25%来确定，以提高变压器的 运行效率，但单台变压器的容量应不超过 1000KVA。在装设两台及以上电力变压器的变电 所，当其中某一台变压器故障、检修而停止运行时，其他变压器应能保证一、二级负荷的 用电，但每台的容量应在 1000KVA 以内。在确定电力变压器容量时，还应考虑变压器的经济运行。由于变压器的损耗与负荷率有关，负荷率对于变压器的经济运行的影响较大，所以应力求使变压器的平均负荷率接近于最佳 负荷率 β 值。我们从以前学过的知识知道，变压器的效率曲线不是单增的，而是先增加 再下降，在其上有一个最大值： dη/d I 2 =0 可求出产生最大功率的条件为：I 2 = 即：

* * P0 Pk 即是说当不变损耗等于可变损耗时，变压器的效率达到最大值。电力变压器的选择，应综合供配电计算负荷、供电可靠性要求和用电单位的发展规划 等因素考虑，力求经济合理，满足用电负荷的要求。但有一个不变的原则是：在保证供 电可靠性的前提下，电力变压器的台数应尽量的减少，尽可能的少。(3)对主教学区变压器的选择：考虑 SCB 系列变压器的最佳负荷率在 50%~60%左右，也预留好以后的发展空间，宜选用 SCB10-1000/10 电力变压器一台。3.3.2 配电设备的选择： 我们以综合楼为突破口对电力电缆，低压断路器，刀开关，电流互感器等进行选取：(1)在进行电器设备的选择时，应根据实际工程的特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠性的前提下，力争做到技术先进，经济合理： ①按正常工作条件选择额定电压和额定电流： 电气设备的额定电压 U N.e 应符合电器 a、装设点的电网额定电压，并应大于或等于正常时最大工作电压 U W.m 即： U N.e ≥ U W.m。b、电气设备的额定电流 I N.e 应大于或等于正常时最大的工作电流 I W.m ,即： I N.e ≥ I W.m。② 按短路情况来校验电气设备的动稳定性和热稳定性：

1、如断路器、负荷开关、隔 离开关等的动稳定性满足 Im≥Ish,而其热稳定性满足 I t2.t ≥ I a.tima 且 It≥Ia tima。t ③ 按照装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力，即： I k(3)≤ I N.off，且

S k ≤ S N.off。

④ 按照装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电气设备的适当型式。(2)低压刀开关：满足额定电压大于或等于工作电压，额定电流大于或等于正常时最 大工作电流即可，对其他没有特殊要求。(3)低压断路器：按灭弧介质分有油浸式、真空式、空气式，应用最多的是空气式断 路器。按结构分有万能式和塑壳式。万能式断路器即框架式断路器，所有器件均装于框架 内，其部件大部分设计成可拆卸的，便于制造安装和检修。另外，这种断路器的容量较大，额定电流可达 4000A，可装设较多具有不同保护功能的脱扣器。选择配电用断路器多为万 能式，且特别适用于低压配电系统的主保护，即常用做低压进线柜的主开关。塑壳式的容 量较小，通常用于配电线路中，对线路起过载保护和短路保护的作用。低压断路器（即自动空气开关）的选择原则：注意开关主触头额定电流 I N，电磁脱扣 器（即瞬时或短延时脱扣器）额定电流 I N.ER 和热（长延时）脱扣器的额定电流 I N.TR 之间要 满足下式关系：

I N ≥ I N.ER ≥ I N.TR ≥ I C 开关动作时间小于 0.02 秒（如 DZ 系列）时，其开关分断能力用下式校验：

I off.QA ≥ I sh 开关动作时间大于 0.02 秒(如 DW 系列)时,其开关分断能力用下式校验:

I off.QA ≥ I k I off.QA----自动空气开关的分断电流(KA);I sh----装设开关处冲击短路电流的有效值(KA);I k----装设开关处短路电流周期分量的有效值(KA).5 自动空气开关脱扣器电流整定:为使自动空气开关各脱扣器更好的发挥保护功能,需 要结合保护对象,进行电流的整定计算,然后正确确定:配电线路用自动空气开关,热(或长

延时)脱扣器整定电流 I OP.TR ,可用下式计算: I OP.TR ≥ K rel.I CΣ，K rel----可靠系数,热脱扣

器取 1.0~1.1,长延时脱扣器取 1.1;I CΣ 被控线路的计算电流(A).(4)电力电缆截面的选择: ①按允许载流量选择导线和电缆截面:金属导线或电缆中流通电流时,由于导体电阻 的存在,电流使导体产生热效应,使导体温度升高,同时向导体周围介质发散热量.导体或 电缆的绝缘介质,所能允许承受的最高温度 t d 必须大于载流导体表面的最高温度 t m ,即:

t d > t m.才能使绝缘介质不燃烧,不加速老化.按发热条件选择导线截面积,即是按照允许载 流量来选择，是比较常用的方法.对于我们设计中将涉及到的配电电缆,是长期工作制负荷 的电流载体,我们按: I N = KI al ≥ I c 来决定导线或电缆的允许载流量,选取导线或电缆截 面.②按允许电压损失选择导线或电缆的截面:输电线路的电压损失,是指输电线路始端 与末端电压的代数值,而不是电压的向量差值,即不考虑两电压的相角差别.由于输电线路 有电阻及电抗的存在,电能沿输电线路传输时,必然产生电能损耗和电压损失.为使电压损 失能保持在国家允许的范围之中,我们必须恰当地选择导线截面.电压损失可分解为有功 分 量 电 压 损 失 和 无 功 分 量 电 压 损 失 :

?U 1 % = 1 10U 12N n

∑(P R

i =1 i i + Qi X i)= ?U a % + ?U r %.10KV 电缆线路 X 0 = 0.08 ? KM , 可以先

假定电抗 X 0 = 0.35 ? KM（平均值）计算出电抗电压损失 ?U r %, 再按允许电压损失 ?U %，n 100 ∑ Pi Li 按此式选择与之相近的 r /U 12N ?U a % i =1 得有功损失和无功损失。选取原则公式为： S = 标称导线截面 S,根据线路布置状况计算出电抗 X 0 值，如与所选 X 0 值差别不大，证明所选 正确。反之，则按计算所得 X 0 重算 ?U r %，再计算 ?U a %，重选截面。③按经济电流密度选择电缆截面：为兼顾有色金属耗量投资与降低导线能耗费用之间 I 的矛盾，提出了经济电流密度的概念，所选的截面对两者而言是经济的。S = c，S 经 δ ec 济截面，I c 导线负荷计算电流，δ ec —经济电流密度（A）.mm 2(5)电流互感器的选择： ① 电流互感器的原线圈之额定电压大于或等于线路之工作电压。② 电流互感器原线圈的额定电流应大于线路的最大工作电流，一般取线路工作电流 的 1.2~1.5 倍，并要求在短路故障时，对测量仪表的冲击电流较小，即要求磁路 能迅速饱和，以限制二次侧电流成比例增长。③ 电流互感器的动稳定性，热稳定性应满足线路短路时的要求。(6)下面进行各楼宇电气设备的选择：，①综合楼： cos Φ =0.81（*注）I C =547.81（A）取 VV—1000 型电力电缆，查表有最大允许载流量为 340A.故把综合楼电流分成三 根并起来承担：VV—1000—3（3 × 120+1 × 70）断路器：DZ20—630/3 脱扣器整定值：630 电流互感器：LMZJ1-0.5-800/5 ②机械楼：整个主教学区的变电房设置在机械楼内，为避免重复建设，浪费资源和金 钱，拟把机械楼的低压配电房与变电房的配电合成而建。我们知道机械楼为六层建筑，其 最大的用电负荷集中在第一层（因为其中有大量的实验设备），取整个用电量的 50%，其余 每层平分剩下的 50%。

// cos Φ =0.83，I C =647.09（A）I C =323.55(A);I C =64.71(A)； / 脱扣器整定值：400 断路器：一层：DZ20-400/3, 其余：DZ20-100/3, 脱扣器整定值：80 电流互感器：取总：LMZJ1-0.5-800/5 电力电缆：（在空气中敷设）第一层：VV—1000—3 × 240+1 × 120 其余层：VV—1000—3 × 25+1 × 10 ③后勤处： cos Φ =0.83，I C =41.52(A)VV—1000-3 × 10+1 × 6 断路器：DZ20-100/3 脱扣器整定值：50 电流互感器：LMZ1-0.5-50/5 ④印刷厂： cos Φ =0.78，I C =56.68(A)

VV—1000—3 × 16+1 × 10 断路器：DZ20-100/3 互感器：LMZ1-0.5-75/5 脱扣器整定值：80

⑤医院： cos Φ =0.82，I C =97.83(A)VV—1000—3 × 35+1 × 16 断路器：DZ20—200/3 脱扣器整定值：125 电流互感器：LMZ1-0.5-150/5(7)低压母排的选择：采用单母线不分段： I C =

1000 3 × 0.38 = 1519.34(A)母排选择为：TMY-4(100× 8)断路器：DW15-1600/3 脱扣器整定值：1600 刀开关：HD13-1500/30 电流互感器：LMZJ1-0.5-1500/3(8)无功补偿：公式有： QC = αPC(tgΦ 1 ? tgΦ 2)首先求出补偿前的功率因数：总的思想是把所有负荷的有功功率和视在功率分别相加求比值。按前面的方法有 cos Φ 1 = 0.82 查补偿率表有： tgΦ 1 ? tgΦ 2 = 0.22。有： QC = αPC(tgΦ 1 ? tgΦ 2)=0.7 × 525.09 × 0.22=80.86（KVar）取 BW0.4-16-3 并联电容器作无功功率补偿需：5 个(9)低压配电柜的选择：GGD2 型低压固定式配电柜。具体布置详见主教学区系统图。其余各区负荷统计与高压总配现状详见正文后附表和各自系统图。第4章

对现有系统的评价

现代社会的发展，包括企事业的飞速发展，已经越来越紧密地与点联系在一起。可以 说：没有电，就没有现代文明的进步。经济合理安全可靠的供电质量对现代文明的发展更 是快马加鞭，促成飞跃。我们学校也一样，正因为有了这样的基础设施建设，学校的发展 才如此的迅速，如此的突飞猛进。总的来说，我校现有的供配电系统有如下优点：(1)选址位置基本位于负荷中心，减少了电缆长度（即有色金属的耗量）节约了成本。供电距离都不是很长，电压损失较小，供电质量高。(2)变电所区域管辖范围比较合理，通常 1、2 台变压器管理一个区域，这样相对来讲 监管和维护比较容易。(3)由于这是学校单位，每年都有寒暑两季假期，在这一期间，学生宿舍，教学楼等平时用电负荷很大的场所，这时候用电量都大幅度的萎缩，减小。故，现有系统的低压联 络线设置得是很合理的，在假期中节约了大量的能源。(4)考虑到占地面积，以及土建特点，学校配电室的母线桥接是很合理的，使得土建 设施紧凑，而又使得配电室陈设均匀，并预留有空间，充分考虑到了未来发展的可能性及 可行性。相对欠缺的是：(1)二食堂处变压器房的设置地方不是很合理，因为邻近水泵房，并且在房间中还有 水管穿过，工作环境比较恶劣，建议迁址重建。(2)有几处变配房的土建设置的不是很合理，导致除了能容纳下基本的配电箱以外，就没有电容补偿柜的位置了，这相对来讲是一个弊病。建议扩大配电房或者在高压处加一 个补偿柜。第5章

总体规划设计方案

在做方案设计之前先简单介绍一下校园内总体的符合情况： 南区前面已经有负荷列表，在此不再做论述； 下面谈谈北区，北区在新近兼并了一所学校和获得了三块新征用地后，面积是大副度 的扩大了，但里面的很多东西也相对杂乱，迫切需要对基础设施进行整合。我们根据南区 统计的经验知道，在北区大概需要用电容量为 7000KVA。根据 2004 年用地规划，大概把北 区分为四大区域（不含现有北区变）分别是： 北区核心区变：1000 KVA 北区一变：2X630 KVA 北区二变：2X630 KVA 8 专家及留学生宿舍区变：2X630 KVA 南北两校区容量总共约 1.6 兆伏安。

5.1 规划设计方案

5.1.1 规划方案 1 现状中，南区高压配电房可以容纳 13 面配电柜，刚好能满足设计中的 13 块变电区域 的需求。那么，方案 1 的设计理念就是充分尊重现实，利用现状，完美地处理好现有资源； 南北校区整合供配电设施，实现集中的管理，统一调度。我校现有的两路高压进线前已介绍。我们把这两回架空线都引进南区高压配电房。但 在此方案中不用常规的一回线路运行，另一回线路完全备用的形式，而是采用双回线路同 时运行的方式：主要的考虑为 1)两回线路的供电质量都很高，都能分别满足用户用电的 需求。2)整个校区容量较大，假如只是单回线路运行的话，势必会在线路造成很大的损 失，浪费能源。在中间设立一个联络柜。具体的管辖范围可以是大专线管南区，双港线管北区；或者交换。配 电 方 式 全 采 用 高 压 放 射 式。配 电 柜 中 设 计 见 系 统 图 5.1.3 规划方案 3 总体的思维依然是南北分治，但是把南北两区用一根高压联络电缆连接起来，目的是 使北区的供电可靠性得到增强。就目前的现实情况来看，我校的重点仍然在南区，不管是教学还是人员等；但是几年 之后，随着北区各项工程的相继竣工，可以用一个不的很恰当的词来形容就是，南北校区 将形成“分庭抗礼”的局面。南北校区的联络线如果设置的合理的话，那么对北区的供电来说将形成高压环式接 线，对北区来讲，供电的可靠性将大大的增强。9 5.1.4 规划方案 4 只在南区建一个高压总配，但从南区引出一根（能承担北区全部负荷的）大容量的配 电线路到北区，进入北区的配电子站。平面示意图和系统示意图如下所示： 这也是一个高压放射式接线。10 5.2 各方案比较

5.2.1 采用架空线、电缆线及各自的费用和必要性 大专线在四个方案中相同，即都是采用架空线在学校.入口处接入，费用一样，在此不 再赘述。方案 1：只需要一个高压通道引出至南区总配即可；需从双港线上引一段架空线（或 者是 10KV 高压电缆线）到高压总配电房，距离约在 400 米。方案 2：由于南北分治，需要从双港线上引两路分别到两个配电所，相应的线路费用 增加。方案 3：方案 3 基本同方案 2，只是多了一条从南到北的一段电力电缆线，约 450 米。方案 4：综合方案 1 和方案 3，一段从双港线上引 300 米，另一段从南到北约 450 米。5.2.5 效益 几个方案在经济效益方面相当，只是在方案 2 和方案 3 中需要三面进线柜、三面计量 柜，设备较多，初期投资较高，相比较而言，产出投入比不是很划算；并且在设备增多的 情况下，相应的出现故障的几率也增大了。在社会效益方面，方案 1 更可观些，因为采用的是高压放射式配电方式，各配出线之 间没有联系，当某条线路发生故障时，不会牵连到其它的线路，因故而造成的停电范围也 会比较小。方案 2 中，在北区仅有双港线一回线路供电，假如双港线发生故障，势必造成北区全 面停电，影响面较广。并且也没有能很好的满足北区综合教学楼的消防电梯和其它消防设 备的供电要求。技术指标 5.3 方案定案

综合比较以上各个方案,决定采用方案 1,但需做些适当的补充和改进说明 5.3.1 配电母线设置 高压配电母线排采用单母线分段，一段管南区，另一段管北区和孔目湖校区。中间用 断路器连接，平时使用的是双回路同时运行：利于减少电能在线路上的损失；即使在线路 发生故障的情况下，也能保证至少有一半的用电负荷不会停电，造成的负面社会影响较小；

一回线路发生故障的时候，可以通过倒闸操作，闭合母连断路器，实现继续供电。当控制 回路设计的合理时，还可以实现自动投切，停电后恢复期较短。大大的提高了供电的可靠 性和持续性。5.3.2 低压联络线 在邻近的变区设置低压母线联络线，形成准网式供电。5.3.3 二食堂变 考虑到二食堂处的生活区 1 变工作的环境比较恶劣——旁边有水泵房，并且在配电所 中有水管穿过，拟迁址重建。最好能建成独立式的变电所，具体位置建议设在教工住宅3、4 栋之间的马鞍山脚下。这样使得变电所更接近负荷中心，减少能耗和有色金属耗量，并 且可以把南大门，地下道的用电负荷点加入的此区。5.3.4 各变电所内部设置 给排水区，生活 2 区，研究生院区设置无特殊要求，采用单母线即可。主教学区，学生区，生活 1 区，北校区和孔目湖校区变有两台变压器的变电所宜设置 成单母线分段接线，通常情况下各变压器仅向各自的母线段供电；在紧急情况下，用单台 变压器向整条线路供电——把母线联络断路器连接即可。这样做能保证至少全部二级负荷 和部分三级负荷的用电需求。实习工厂区，由于其中的符合性质相差很大，故虽只有一台变压器，也宜设置成单母 线分段形式，学生区在一段上，工厂区在另一段上。但仅在实习工厂母线段上进行电容补 偿，容量按全区负荷配制。5.4 整个系统的运行方式

根据前面的设计，在正常情况（或用电需求不是很紧迫的情况）下，各变电所是相互 独立的，互相之间没有影响，互相也不会受到牵制，这也是放射式配电的优势。通常由进 线到个配线柜通过 10KV 电力电缆送到各区域变电所，降压为 380/220V 后再通过低压电力 电缆送达各负荷点。完成整个的变配电过程。5.4.1 分时区别供电 在有明显时间区段用电负荷的变电所，可通过调节变压器投入的台数来适时调整供给 量，甚至当负荷相当低的时候通过高压配电房中的断路器来切断整个区的供电，而有邻近的低压联络线供给电能——主要时段是晚上 11：30 到早上 6：00，和寒暑假期间。5.4.2 柴油发电机房 在整个系统中，两回线路已经足以能满足我校的用电需求和国家的相关用电规范。但 是由于我校的历史原因，遗留下一些个柴油发电机，年代比较久远，有点老态龙钟的感觉 ——似鸡肋，食之无味，弃之可惜。为了能很好的安置它们，让它们“老”有所用，拟在 高压配电房旁边设置柴油发电机室。那么现在就有三电源，进一步增强了我校的供电可靠 性。在紧急情况下，还可以作为应急电源使用。5.4.3 UPS 电源 对某些不允许停电的（哪怕是 1~2 秒钟）场所应设置 UPS 电源。这些地方主要是在— —南区综合楼中的中心计算机，学校重要的研究所，实验室等等。UPS 通常由整流器和充 电器，储能装置，逆变装置，开关等组成。GB7260—87 按输出电流的不同，给出了一张产 品系列表：从 0.5~1500A 的输出范围不等，把 UPS 分成 27 个等级，单相输出为 220V，三 相输出为 380V.稳态运行时，额定输出电压偏差不超过额定值的 2%。工作原理和技术特性 在此不做详细介绍。通常在学校来说，可以选用大于 15 分钟的 UPS。5.5 节能建议

5.5.1 电容补偿 前已述及的电容补偿节能（及减少有色金属耗量）在次不再赘述。5.5.3 变配电装置的节能 为了使变压器经济运行，一般情况下，从以下几个方面采取措施降低功率损耗。(1)及时切除轻载变压器。前已述及。(2)更换额定负载或轻载变压器。当一台变压器长时间工作在轻载或过载，都会使效 率下降，损耗增加。此时可更换一台较大容量的变压器，使其运行在高效节能区。相反，当长时间工作在轻载状态下时（30%以下）的变压器，应更换小容量的变压器，以减少电 能损耗。(3)停用夜间或假日中多余的变压器。

前已有论述。(4)采用节能型的变压器。5.6 方案小结

5.6.1 方案评价(1)高压总配位于外来架空线路高压入校处，进线方便。(2)各变电所基本位于负荷的中心，减少了线路上的能量损失。(3)实现了自备应急电源的高压联络，直接有生活区 1 变，升压为 10KV 后通过高压 配电线路送达各个变电所，设置集中，便于管理。(4)各个变电所建立了就近低压联络，从而解决了各站检修或者故障时应急备用的问 题，和在假期中合理调配变压器的问题。(5)配电房的设置，便于了集中统一的管理。第6章 结论

通过 3 个多月的毕业设计，使我学习到了很多的东西，并且很多是在课堂上想学却没 有机会学到的。在整个的毕业设计过程中，我们把供配电工程又好好的复习了一遍，可以说从头到尾 的又在我们的脑海中消化了一遍。再一次的把理论知识和实践好好的联系了起来，做到了 理论与实践的结合。由于我们做的是实际工程，不可避免的要牵扯到很多现实生活中的东 西。很多我们想象可以的东西，在现实操作中就不一定能实现。比如象在我们这个题目中，在选择电缆的时候，我一开始不知道，就随便选了油浸式的，但听老师讲解后，才知道在 现实中一般不用这样的电力电缆，而是用塑料电缆，油浸式的通常应用在环境比较恶劣的 场所。所以要想进步，人是需要不断学习的。在整个设计的过程中，我也时刻本着不懂就问的原则，虚心的向学校的老高工学习请 教。在它的讲解下，我明白了设计的意义，与做设计的基本方法、基本步骤。当然要把这 个设计用于现实施工中，可行性还是有一定欠缺的。毕竟其中还有些不太完善的地方，像 5 根高压配线在同时穿越双港路的时候，怎么一个走法，这样布置，是我所没有能够解决 的。不管怎样，设计效果基本达到了本实际工程的需求和老师的要求。电力用户要获得高 质量的电力，关键在电源本身的质量。但如果电源质量相同，那就要看在供配电的设计中，是不是合理了。合理的设计使用户用的安心，用的顺心，也用得放心。总之本次设计，基本达到了锻炼我们的目的。为我们将来走上工作岗位奠定了一个坚 实的基础。相信，它将使我们受益终身的。参考文献

[1]刘思亮主编.建筑供配电.第一版.北京：中国建筑工业出版社，2001 [2]汪永华主编.建筑电气.第一版.北京：机械工业出版社，2004.7 [3]吴成东主编.这样阅读建筑电气工程图.第一版.北京：中国建材工业出版社，2002 [4]金佩诗等主编.建筑电气设计手册.长春：吉林科学技术出版社 [5]周良权等主编.新编使用建筑电工手册.第一版.上海：同济大学出版社，2002 [6]集体编写.建筑电气设备手册.第一版.北京：中国建筑工业出版社，1988 [7]刘介才主编.工厂供电设计指导.第一版.北京：机械工业出版社，2004 [8]孙建民主编.电气照明技术.北京：中国建筑工业出版社，1998 [9]陈一才主编．现代建筑电气设计与禁忌手册.北京：机械工业出版社，2002． [10]民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）.北京：中国计划出版社,1992 13 附录 C 其余各区负荷列表

说明：以下列表中符号表示的意义：1K=1000； K Σ —同时系数； K d —需用系数； I C —计算电流； 1X2—前面的数字表示为单位容量，后面的数字表示为数量或者面积（仅有照明用面积）

附表 1 学生区负荷统计

(1)平均每间学生公寓负荷列表 设备 容量 1 容量 2 楼号 1 2 3 4 5 6 7 8 照明 4 × 20 4 × 20 房间数 112 168 160 108 200 152 108 108 电视 80 80 电脑 300 × 3 300 × 3 负荷(KW)86.49 115.32 109.82 39.66 57.12 49.61 83.40 83.40 电风扇 100 100 楼号 9 10 11 12 13 14 15 电热水器 1500 —— 房间数 108 138 108 102 168 270 144 0.55 其它 —— 5K 5K 5K 5K 5K —— 100K —— 2K 其它 200 200 Kd

0.6 0.6 负荷(KW)83.40 101.83 83.40 78.76 115.32 138.99 106.25 总计（KW）1716 816（2）学生公寓区 1—15 栋附和列表（学生 4~6 栋取 cos Φ = 0.83 ；其余取 0.88）KΣ

0.45 0.40 0.40 0.45 0.35 0.40 0.45 0.45 I C（A）

149.33 199.10 189.61 72.60 104.56 90.81 143.99 143.99 KΣ

0.45 0.43 0.45 0.45 0.40 0.30 0.43 I C(A)

143.99 175.81 143.99 135.98 199.10 239.97 183.44 KΣ

炊具 —— 15K 15K 15K —— —— —— —— —— —— PC

总计（KW）733.02 116.50 114.50 124.50 33.50 733.02（KW）

（3）整个学生区符合列表 设备 楼宇 学生 公寓 一食 堂 三食 堂 四食 堂 活动 中心 风雨 球场 浴室 锅 房 炉 游 池 泳 体 馆 育 照明 —— 4× 2K 4× 1K 4× 6K 8× 1.5K 10× 1.5K 3× 2K 4× 500 10× 400 10× 1.5K 空调 —— 200K 200K 200K 2.5K× 2 0 —— —— —— —— —— 电动机 —— —— —— —— —— —— —— —— 15K× 2 —— 洗碗机 —— 5K 5K 5K —— —— —— —— —— —— Kd

—— 0.50 0.50 0.50 0.50 —— —— 0.75 0.80 0.86 cos Φ

—— 0.82 0.82 0.82 I C(A)

—— 215.86 212.15 230.68 0.85 20 6 76.50 27.20 14.62 1.0 0.85 0.81 0.80 95.63 9.12 136.74 51.02 27.77 14 水 房 泵 设备 楼宇 学一栋 学二栋 学三栋 学四栋 学五栋 学六栋 学七栋 学八栋 学九栋 学十栋 学 11 栋 学 12 栋 学 13 栋 学 14 栋 学 15 栋 一食堂 三食堂 四食堂 8× 200 —— 断路器 17K× 2 —— —— 2K 0.80 30.08 线缆 0.81 56.42 电力电缆 埋设方式

脱扣器整定值 160 250 200 80 125 125 160 160 160 200 160 160 250 315 200 250 250 315 125 16 160 63 40 80 电流互感器 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-100/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-150/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-150/5 LMZ1-0.5-20/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-75/5 LMZ1-0.5-50/5 LMZ1-0.5-75/5 2 台：SCB10-1000/10 TMY-4(100 × 8)DZ20-200/3 DZ20-400/3 DZ20-200/3 DZ20-100/3 DZ20-200/3 DZ20-200/3 DZ20-200/3 DZ20-200/2 DZ20-200/3 DZ20-200/3 DZ20-200/3 DZ20-200/3 DZ20-400/3 DZ20-400/3 DZ20-200/3 DZ20-400/3 DZ20-400/3 DZ20-400/3 DZ20-200/3 DZ20-100/2 DZ20-200/3 DZ20-100/3 DZ20-100/3 DZ20-100/3 VV-3 × 95 +1× 50 VV-3 × 150 +1× 70 VV-3 × 120 +1× 70 VV-3 × 25 +1× 10 VV-3 × 50 +1× 25 VV-3 × 35 +1× 16 VV-3 × 95 +1× 50 VV-3 × 95 +1× 50 VV-3 × 95 +1× 50 VV-3 × 120 +1× 70 VV-3 × 95 +1× 50 VV-3 × 70 +1× 35 VV-3 × 150 +1× 70 VV-3 × 185 +1× 95 VV-3 × 120 +1× 70 VV-3 × 150 +1× 70 VV-3 × 150 +1× 70 VV-3 × 185 +1× 95 VV-3 × 35 +1× 16 VV-3 × 4 VV-3 × 70 +1× 35 VV-3 × 16 +1× 10 VV-3 × 6 +1× 4 VV-3 × 16 +1× 10 直埋

活动中心 风雨球场 学生浴室 锅炉房 游泳池 体育馆 水泵房 变压器 低压母排 进线设备 无功补偿 开关柜 DW15-1600/3 1600 LMZJ1-0.5-1500/5 刀开关：HD13-1500/30 6 组：BW0.4-16-3 cos Φ 1 =0.86

QC = αPC(tgΦ 1 ? tgΦ 2)=74.87(KVar)

GGD2 系列固定式低压配电柜 15 附表 7 高压配电房现状

分区 设备 计算电流（A）高压输电线 YJV22—10 高压断路器 ZN18—10/630 电流互感器 LFJ3—10Q 避雷器 接地刀开关 母排 开关柜型号 高压熔断器 分区 设备 电流互感器 断路器 LMZ-10-800/5 ZN18—10/630-31.5 LMZ-10-800/5 ZN18—10/630-31.5 LMZ-10-800/5 ZN18—10/630-31.5 RN2-10 RN2-10 RN2-10 38.04 3X35 25 50/5 FS8-10 JN16-10 62.37 3X50 25 75/5 FS8-10 JN16-10 35.45 3X35 25 50/5 FS8-10 JN16-10 63.55 3X50 25 75/5 FS8-10 JN16-10 TYM-75X10 KYN29A(VE)RN2-10 RN2-10 RN2-10 联络线 RN2-10 27.88 3X35 25 50/5 FS8-10 JN16-10 24.97 3X3525 50/5 FS8-10 JN16-10 68.42 3X50 25 100/5 FS8-10 JN16-10 主教学区 学生区 给排水区 生活区 1 生活区 2 实习工厂区 北区 大专线进线 双港线进线

附录 D 负荷曲线

附图 1 学生区负荷曲线图

P(KW)t(h)16 P(KW)t(h)P(KW)t(h)学生区负荷曲线图

附图 2 主教学区负荷曲线图

分析小区供配电设施的设计与应用 篇3

关键词：小区；供配电设计；设计

在供配电设计方面现代化住宅小区往往具有较高的要求，而对整个小区建造质量进行衡量的一个非常重要的标准就是供配电设计和建设的质量。随着人们生活水平的不断提升，普通居民家里拥有了越来越多的电器，这样就使得供配电设施的工作负担得以不断加大，面对这一情况，科学合理地设计小区供配电设施成为了每一个小区建设单位都需要高度重视的问题。基于此，本文对小区供配电设施的设计和应用进行了分析和探讨，供大家参考。

1 设计小区供配电设施的原则

首先，在设计和建造小区供配电设施时需要树立以人为本的理念，遵守经济、实用和安全的基本原则，严格按照国家的能源发展战略要求制定科学合理的设计方案，要确保小区供配电设计方案与我国经济社会的发展相适应[1]。

其次，要严格按照城市规划要求和当地电力部门的要求设计小区供配电设施。除此之外，必须要在小区的整体规划中全面地纳入小区的供配电设施。要严格按照统一规格对住宅小区的配电进行设计，按照统一标准计算相关的用电负荷，并且要对相应的用电负荷范围进行准确地标准。

再次，要确保供配电方案能够使居民的用电容量和用电性质得到满足，严格按照穩定、安全、维护方便的原则，采用一户一表制的方式设置供配电方案。投入使用之后的小区供配电系统往往很难实现改造，其除了需要耗费大量的财力、物力和人力资源之外，甚至还会使整个小区的整体布局和居民的正常使用受到影响。

最后，必须要严格按照小区配电设计方案和国家相关技术标准选择各种电气设备，同时要确保选择具有相应生产资质的设备供应商和具有合格证明的产品，从而进一步保障用电系统的安全性。

2 小区供配电设施的设计和应用分析

2.1 做好供配电设施设计选型工作

在设计住宅小区供配电设施的时候需要保证用电的适度超前性、安全性、经济性和实用性，在对小区供配电设施进行选型的时候，设计人员应尽可能地保证实现将来运行维护的最佳性和最好的性价比。

2.2 确定小区配电变压器安装容量

首先，在小区供配电设施设计中要将电负荷类型明确下来，准确地统计用电负荷。所以在用户营业申请和现场勘查工作中要详细地调查小区客户的房屋面积、套型和小区的整体建设规模，同时要在供电方案审查意见中予以注明。其次，要将统一的供电方案确定下来，在分期建设的小区中要将其开发的具体规模和相应的区域明确下来。在将小区整体供电方案确定下来之后，要对与分期开发区域设计用电量相同步设计供配电设施，从而防止由于没有充分地考虑到初期用电而发生被动负荷增加和局促布局等一系列的问题[2]。

2.3 对小区配电变压器容量和供电半径进行合理选择和控制

要严格控制小区供电半径，同时还要注意选择合适的配电变压器容量，比如配电变压器应选择315至500KVA，选择容量在1000KVA以内的干式变压器，选择容量在630KVA范围内的油浸式变压器。

2.4 做好计数指标和配电设备选型工作

要严格规范小区高低压配电设备选型工作，全面地强化配电设备运行可靠性和质量。必须要选择全封闭、全绝缘的户外环柜，要做好对小区电气配套设计的审核和验收工作，防止小区内进入劣质产品，最终影响到小区供配电设备的长期运行。

2.5 合理地确定电缆截面

要想更好地开展电缆网的故障抢修和维护工作，在设计电缆的时候应选择规范统一的高压电缆面，并且要尽可能采用系统同一的小区电缆。

2.6 确保设施配置具有较高的可靠性

配电所和环网柜每路都要对变压器数量进行控制，最好控制在五台之内，而且要保证不超过2000KVA的容量。针对其中的应急照明、消防水泵、监控和高层电梯等都要对双电源自动切换装置进行配置，同时还要将低压自动切换系统设置在消防设施的末端。

2.7 合理设计供配电设施运行监测环境

要想使小区供配电设施运行的安全可靠性得到保证，必须要在设计中纳入其运行监测环境。在正式确定小区供电方案和供配电设施设计方案之前，必须要严格设计需要审查的环节，避免由于后期错误而出现无法更改的问题。开发商要严格按照相关建设标准的要求预留和设计配电房的位置，要与小区规划同步进行小区供配电方案和供配电设施的设计，要将除湿机、百叶窗等通风和防潮的装置配备在配电房中。要将实时监测装置安装配电变压器上，从而能够及时地掌握配电变压器的负荷和荷载等情况[3]。

2.8 合理敷设供配电电缆

在设计高低压电缆的时候，需要将一定的敷设裕度留下来，从而能够在发生故障后更好地重做电缆接头，防止由于日后不充足的敷设裕度预留造成加大维修工作量的问题。高低压电缆排管要将孔数预留出来，这样对以后的改造和抢修更加有利。在高层建筑供配电中要合理地设置各处的电缆分支箱，这样对电缆日后的检修和更换更加有利。

3 结语

必须要严格按照以人为本的原则设计住宅小区的供配电设施，确保其符合实用、方便、舒适、安全等几个方面的原则。在保证住宅小区供配电设施安全性的前提下，要对小区的建筑规模和工程特点等问题进行充分考虑，随后再兼顾小区供配电设施的经济合理性、技术安全性，最终将小区的供配电方案确定下来，这样除了能够满足小区居民的用电需求，还能够降低供配电成本。

参考文献：

[1]赵许许.乌鲁木齐启动居民配电设施移交[J].中国电业（技术版），2014（03）.

[2]钟小莹.对某高层住宅区的供配电设计技术分析[J].门窗，2013（12）.

援外成套项目供配电系统设计分析 篇4

关键词：援外成套项目,用户变电所,中压系统,中性点接地型式,间接接触防护,备用柴油发电机组,低压系统主接线

前言

随着中国政府“走出去”战略逐步深入实施,援外工程更成为中国企业“走出去”的一个重要桥梁。中国中元国际工程公司在该领域的业务也有了大力的拓展,笔者也有幸参加了10多项援外工程的考察与设计工作。

这些项目包括文化、会议、医院、学校、体育、政府办公及总统府等不同类型,地域谝布亚洲、非洲、美洲和南太平洋地区。通过这些项目的实施,总感觉与国内项目的设计有着一些特殊之处,总结一下,与业内同仁分享,敬请指正。

1 中压系统及用户变电所

虽然世界各地电力系统的频率只有50Hz和60Hz之分,但中压系统的额定电压归类到35kV、24kV和12kV却十分繁多,笔者曾接触到的就有33 kV、22kV、20kV、11kV、10kV和6.9kV之多。

中压系统馈电线路接线大多为树干式,沿城市道路架空敷设,局部(如引入建筑物处)改为电缆埋地敷设,但用户变配电所及其中压主接线等设置习惯不尽相同。

在柬埔寨金边市,城市22kV系统采用双侧环网供电,通常由两个不同的115/22kV变电站分别馈出22kV电缆线路,依次环网连接多个用户变电所,平时开网运行,如馈电线路故障,由电力公司远程操作故障两侧用户变电所的进出线断路器,切除故障线路,恢复供电。

在巴布框图亚新几内亚,根据巴新电力公司(PNG POWER Ltd)提供的大客户电力供应导则(Electricity Supply to Large Consumers 2009.10),巴新电力公司有四种用户变电所的设置模式可供用户选择:首先是柱上变电所(pole-type aerial),其容量一般控制在500kVA以下;其次是户外地面布置变电所(Ground-type outdoor),可布置1~3台变压器,变压器容量有500kVA、1 500kVA两种,占地较大;第三是户外箱式变电所(Kiosk-type outdoor),有300kVA、500kVA和750kVA三种规格,当负荷大于750kVA时,允许相邻设置两个或以上箱式变电所;第四是室内变电所(Chamber-type indoor),一般最多安装三台变压器,设计容量由500kVA~4500kVA不等。

在肯尼亚首都内罗毕,电力公司针对中小用户,相对集中设置用户变电所,容量一般为630kVA,油浸变压器采用熔断器保护。由电力公司统一规划和实施,变压器出线断路器以上由电力公司负责日常维护和管理。

由此可见,援外项目供电系统的设计应充分遵重当地电力系统的运行、管理及维护习惯,合理选择系统接入方式。

当采用中压接入时,用户变电所的中压系统应采用受援国当地常用的主接线方式,根据接入系统的短路容量,相应选择中压断路器的分断能力及中压配电装置;根据接入系统的继电保护方式,相应配置中压系统的继电保护。一般当地电力公司都能提供中压系统供电电压偏差范围,需明确的是上级变电站(或开闭站)的馈出侧,还是用户变电所的受电侧,以便根据其中压馈电线路的规格和长度,测算线路电压损失,合理设置项目配电变压器分接头的电压调节范围。

当采用低压接入时,需建议项目外方业主将用户变电所尽可能靠近负荷中心,注意控制低压电源线路的电压损失,校验末端断路器单相接地故障时的灵敏度。

2 中压系统的接地型式

在国内,中压10kV系统的接地型式主要有三种:不接地型式、消弧线圈接地型式和小电阻接地型式(北京地区为10Ω)。在笔者参加考察的项目中,也有不接地系统和小电阻接地系统和直接接地之分。当援外项目中外双方分工的分界点为电源引入本项目的中压配电装置上端时,虽然,中压系统的接地型式不属于中方设计范围,但需考虑中压系统的接地型式对项目用户变电所及以下的供配电系统设计的影响,主要表现在以下几个方面:

2.1 接地型电压互感器选择

中性点接地型电压互感器应针对中压系统接地型式的不同,区别选用。如中性点有效接地用的电压互感器误用于中性点非有效接地系统中,在正常运行时,会使系统产生并联谐振的几率增加,在故障的情况下,会使电压互感器损坏;反之,中性点非有效接地用的电压互感器误用于中性点有效接地系统中,在故障的情况下,则会因剩余绕组电压回路输出电压过高而使继电保护装置损坏。在《电压互感器》GB1207-2006中,电压互感器的订货通用技术条件也明确要求给出其接入系统的接地型式。详细对比见表1。

注:Um为系统最高运行电压;Umg为发电机最高运行电压

对接入中压系统的用户变电所(也就是终端变电所)而言,不接地和消弧线圈接地系统的电压互感器接线方式通常为Y/Y/△,而小电阻接地系统电压互感器接线方式通常为V-V。

2.2 无间隙金属氧化物避雷器持续运行电压和额定电压选择

表2摘自《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL/T 620-1997)表3,在配置中压系统的无间隙金属氧化物避雷器时,应对照执行。

2.3 电力电缆额定电压选择

表3选自《钢铁企业电力设计手册》(冶金工业出版社)表19-15,在选择电力电缆时,不仅要考虑其应用系统的额定电压,也要根据系统的接地型式,正确作出选择。

注:对电缆绝缘要求高的重要场合U0也可以选定用第2类的数值的U0。

2.4 零序电流互感器

在《电流互感器》GB1208-2006中,所有电流互感器的订货通用技术条件都要求提供其接入系统的接地型式。

对于零序电流互感器的选择,主要与单相接地保护整定计算有关。不同接地型式的单相接地短路电流相差很大,非有效接地系统通常小于30A,而有效接地系统可达500A以上,选用零序电流互感器时应区别对待。当继电保护方式为常规保护时,在不接地和消弧线圈接地系统中,零序电流互感器需采用1~36A/20mA~300mA型,并与JD-15E型接地继电器配合使用;小电阻接地系统中,零序电流互感器变比一般选用100/5或更大。

2.5 低压配电系统接地型式

当中压系统为小电阻或直接接地系统,用户变电所其低压系统采用共用接地装置时,综合考虑间接接触防护及线路末端单相接地短路保护灵敏度要求。道路照明、高杆灯、草坪照明等宜建议采用局部T-T系统,并适当降低接地电阻。

当中压系统的接地型式为不接地系统或经消弧线圈接地,单相接地故障电容电流不超过20A时,如用户变电所接地电阻不超过2Ω时,道路照明、高杆灯、草坪照明等的可采用TN-S系统;否则,应设置局部等电位连接或采取局部加强地面绝缘措施,以满足间接接触防护要求。

3 低压系统设计

受援国多为经济不发达和欠发达地区,电力供应相对匮乏,电力系统可靠性差,自备柴油发电机组普遍使用,合理有效地使用柴油发电机组也是项目供配电系统设计的一个关键。

在国内,电力系统条件较为完善,可靠性要高,柴油发电机组仅仅作为一级负荷中特别重要负荷的备用电源。一般两路10kV市政电源经过配电变压器接入两段低压母线,柴油发电机组出线通过ATSE接入应急母线段。这样不仅可严格控制柴油发电机组运行负载率(从另一个角度来说,也就是限制了柴油发电机的供电范围),而且阻止了柴油发电机组并网运行。针对国内的电力系统条件,这种方式考虑的问题十分周到,技术上也非常成熟。

在援外成套工程中,在一些电力系统可靠性较差的受援国,备用柴油发电机组在平时的运用就有着另一层意义。一般项目重要负荷主要包括消防系统、安防系统、电梯、水泵等等,而日常运行的基本负荷包括普通照明、空调、电梯、水泵等。在确定备用柴油发电机组的容量和运行方式时,首先容量选择不仅要满足重要负荷的要求,而且要兼顾日常运行的需要;其次,备用柴油发电机组的供电范围不能局限在重要负荷,要扩大到日常运行的基本负荷,以维持项目的基本日常运营。低压系统主接线套用国内的习惯做法就不适用了,需要有相应的考虑。

以下以笔者经历的两个项目为例,简单介绍一下低压系统设计的一些针对性考虑。

3.1 援巴基斯坦巴中友谊中心

项目包括展厅、各类会议室、800人报告厅(乙等剧院)、100床的旅馆等,是集会议、展览、文艺演出、宴会及住宿为一体的多功能综合建筑。由于当地11kV电源经常停电,需设置一台800kW室外静音柴油发电机组作为备用电源。设计中选择柴油发电机组时,不仅作为一、二级负荷的备用电源,而且在市电停电时,可由管理和运行人员根据运营的具体需要,调整发电机组负荷的分配。在某些二级负荷(如宴会厅或报告厅)暂不使用时,通过适当的电力调配,来保证某些三级负荷(如旅馆或展览)的正常运行。力求从系统设计上保证柴油发电机组容量能得到充分利用,使供电和操作更加灵活,以期最大限度地满足用电需求。

230/400V系统接线采用母线分段,为实现市电与柴油发电机组真正意义上的物理隔离。两段母线不设联络断路器,柴油发电机出线通过ATSE分别接入两段低压母线,如图1所示。

当任意一台变压器检修或故障时,其所带的三级负荷馈线断路器失压脱扣器动作,自动跳闸。柴油发电机组15s内自启动,ATSE自动转换,由柴油发电机组首先保证该变压器所接母线段的一、二级负荷供电。这时由变配电室运行人员根据发电机组负荷和实际需要,有选择地手动投入部分三级负荷的馈线断路器,恢复其供电。

当市电停电时全部三级负荷馈线断路器失压脱扣器动作,自动跳闸,柴油发电机组自动投入运行,保证一、二级负荷供电。运行人员同样可根据发电机组负荷情况,有选择地手动投入个别三级负荷的馈线断路器,恢复其供电。

3.2 援加纳海岸角体育场

该体育场可容纳观众1.5万人,为一座小型“乙”级体育场,主要服务于海岸角市大学生及民众,不仅可举办本地区足球、田径赛事,而且可以举行大型群众活动,同时也考虑举办非洲地区国际比赛的可能。建筑功能主要包括VIP、运动员、赛事管理、媒体、观众、场馆管理、安保、拳击训练、乒乓球室和运动员公寓等用房。

体育场设两座变配电所,考虑到举办非洲地区国际比赛的需要,柴油发电机组容量按全负载配备。240/415V系统接线型式为分段单母线,变压器和柴油发电机出线分别引至两段母线,设联络断路器,参见图2。为防止市电和柴油发电机组并列运行,变压器和柴油发电机组的出线断路器与联络断路器相互闭锁,任何情况只能闭合其中两台。

平时体育场由市电供电,柴油发电机组冷备用,变压器出线断路器闭合,柴油发电机进线侧断路器断开,联络断路器闭合,由变压器为所有负荷供电;市电失电或变压器故障时,变压器侧出线断路器断开,柴油发电机15~30s自启动,柴油发电机侧进线断路器闭合,联络断路器闭合,由柴油发电机保证所有负荷供电;重大比赛时,联络断路器断开,柴油发电机组启动,与变压器分列同时运行,互为热备用;市电失电或柴油发电机组故障时,对应断路器断开,联络断路器闭合,由另一电源为所有负荷提供电源。

由于比赛场地照明大规模采用了金属卤化物灯,针对金属卤化物灯熄弧后再次点燃时间长的特点,场地照明配电也有一些相应考虑。

场地照明配电柜主接线采用单母线.平均分成两组供电,分别引自变配电室的两段母线。重大比赛时,场地照明分别由两个电源供电,这样当一路电源故障时,在电源转换过程中,50%场地照明不会熄灭,场地照度可维持在50%,不致于影响比赛继续进行。利用系统常规设置的有限条件,为日后的重大比赛额外提供一些保障。

4 结束语

我国援外成套项目遍布世界各地,而受援国的发展历史各不相同,经济条件参差不齐,电力系统的状况更是五花八门,导致援外成套项目设计与国内项目有着诸多不同。这就需要设计人员在项目考察阶段,深入了解受援国电力系统的现实情况,尊重当地的日常生活、维护、管理及使用习惯,注重中国规范和设计习惯在当地的适应性和适用性,将中国规范与受援国的电力系统特点及用电习惯有机结合起来,切合实际地制定设计方案。

参考文献

[1]中华人民共和国商务部.对外援助成套项目施工管理规定(商援发[2008]533号).

[2]中华人民共和国国家发展和改革委员会.DL/T620-1997交流电气装置的过电压保护和绝缘配合[S].北京:中国电力出版社.1997.

[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB12325-2003电能质量供电电压允许偏差[S].北京:中国标准出版社.2003.

[4]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].3版.北京:中国电力出版社,2005.

[5]王建华.电气工程师手册[M].北京:机械工业出版社,2006.

高层住宅低压供配电系统设计论文 篇5

1.我国的高层住宅按照用电的负荷

（1）一类高层住宅

包括消防用电负荷、值班照明、应急照明、走廊照明、业务和计算机系统、电子信息设备机房、安防系统、排污泵、生活水泵、航空故障照明、客梯为一级负荷。

（2）二类高层住宅

包括消防用电负荷、走廊照明、安防系统、客梯、生活水泵、应急照明、值班照明为二级负荷。

2.配置原则

在对高程住宅低压电源系统进行设计时，应该注意消防负荷对供电方面的要求，其要求一般会高于非消防供电要求。

（1）非消防一、二级负荷供电要求

1）一级负荷应该由双重电源进行供电，这样可以保证在其中一个电源发生故障的情况下，另一个电源可以进行正常工作，避免同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除了要有双重电源进行供电以外，还应该增加备用的电源。但不能将其他负荷接入到备用的供电系统中，以免在应急的情况下不能正常使用。2）二级负荷的供电电源应该由两个回路进行同时供电，确保电量的充足。

（2）民用建筑的供电要求

当消防用电的负荷等级为一级时，其主电源和备用电源应该独立于专用回路的双电源进行供电；当消防负荷等级为二级时，其主电源和变电系统应该采用双回路的电源进行供电。当需要为消防用电设备提供双重电源的时候，可以将任何一个回路设置为主电源；当出现电源断电的情况时，可以保证另一个电源自动进入供电的状态。高层住宅中的消防配电系统装置应该设置在建筑物的电源线处或者是配变电所处，其应急装置也要和主配电装置进行分开设置。在条件不允许的情况下，不能分开设置。这就需要将其与主电源并列布置，在两者的分界处设置防火隔断，配电装置应根据情况进行明确的标注。

3.干线配置

（1）第一种方案

独立的两路电源和两台变压器进行分列运行，对低压单母线进行分段，设置应急的电源做备用。这种方式可以保证供电的可靠性，适用于高层建筑中，特别是负荷量较大的高层住宅。

（2）第二种方案

采用一路电源和一台变压器，将低压单母线进行分段。设置应急备用电源，此备用电源可以有效的满足消防负荷和非消防负荷的使用。这种方案适用于一般的高层建筑住宅，不适用于超大负荷的住宅。这种方案虽然满足了规范化的要求，但应急电源由于容量较大，其投资也相对较高。

（3）第三种方案

使用一路电源和一台变压器，采用低压单母线分段，并由电源线低压侧引出两回路电源，分别用到不同的低压分母线段中。设自备的应急电源做备用，其电源的容量应该满足消防负荷用电。

（4）第四种方案

采用两路电源和两台变压器，低压设置一般的负荷母线和重要的负荷母线，这两个母线要分开。两路电源为独立电源时，适用于无重要负荷的高层住宅。如果两路电源不是独立电源，则其使用于二类高层住宅。这种方案较简单，负荷的关系也很明确，便于维护和管理。

二、高层住宅的低压供配电系统

1.低压配电系统注意事项

在高层住宅中的低压配电系统设计中，要将照明、电力、消防和防灾用电负荷形成独立的系统。在消防负荷方面，应该在建筑进线处设立单独的配电装置。以便当遇到火灾事故时，消防人员能够快捷的切断消防负荷电源。在供配电设计中，应该对低压配电级数进行控制，其级数最好不要超过三级。在减少配电级数的过程中，不能盲目的认为将部分配电箱的总开关由断路器换成隔离开关，这样不能达到限制级数的效果。在有关建筑工程设计措施中，要对配电级数有明确的定义。配电级数是通过配电装置将一个供电回路分成几个供电回路来进行分配供电，但不能因为其进线开关的改变来决定其配电级数。在配电箱和配电回路的划分过程中，应该根据具体的防火分区、配电的负荷性质和管理维护等多个条件进行综合分析和确定。

2.高层住宅低压配电干线分支方式

常用的低压配电方式主要有三种。

（1）树干式配电

树干式的配电方法主要是将各层的配电箱设置在电气竖井力，这样就可以通过接式封闭母线槽、欲分支电缆或者是电缆穿刺线夹对电进行有效的分支，这种方式适用于楼层较多的住宅。对于这种负荷量比较大的住宅，一般可以用这种方式减少低压配电屏的数量，并且这种方式在安装维修方面都比较方便。

（2）分区树干式

这种配电方式采用的是每个回路干线对一个供电区域，这种供电方式有一定的可靠性。其中，每个回路干线对应的层数为5～6层。对于高层住宅来说，由于涉及的层数较多，所以其分区的层数可以适当进行调整，但最高层数不要超过10层。

（3）放射式

放射式也是高层住宅低压配电方式的一种，在消防设施和重要用电负荷中适合采用放射式的配电方式，即采用专用的垂直干线回路。回路与备用回路相互独立，不共线、不共管，可以使两个回路在末端配电箱进行自动的切换。

3.高层住宅配电设计

在对高层住宅进行用电负荷计算时，应该根据住宅中每户综合用电的指标作为计算参数。在进行计算时，要综合分析高层住宅所在地的能源组成、气候特点和用电负荷的发展趋势、用电负荷计算容量等问题。高层住宅两室户的综合用电负荷约为3.5～4.5kw，3～4户的用电负荷为4.5～5.5kw。在计算住宅单元配电干线和变电所负荷时，应该乘以相应的系数，如1～10户系数为1～0.8、10～20户系数为0.75～0.85。在计算多个变电所的计算负荷时，应该乘以同期限系数。在进行高层住宅电能计量的过程中，可采用单元总表的计度方式，总表所带的用户应控制在20户以内。在进线计算电流大于30A时，采用三相电源供电，使用三个单相总表，将临近楼层划分在一个总表内。每套住宅都应该安装允许过载大于等于四倍的电能计量装置，并将装置设置在住户门外公共地方或电气竖井中。干线系统应该按照住宅层数、住宅平面组合形式和计费方式，采用不同形式来进行电能计量。住宅中的楼梯、消防设施都应该按照防火规范来设计电源和干线。其中，备用电源或两路干线应该在末级配电箱处自动切换。

三、结语

浅谈供配电设计的节能 篇6

【关键词】供配电；节能；设计

一、准确测算用电负荷

据有关统计资料，电网的损耗约占发电功率的5.11%，而其中变压器的损耗占全部损耗的27%，因此，尽量降低变压器损耗对降低网损具有举足轻重的意义。在整个电网所装接的变压器中，尤以广大用户所安装的配电变压器台数多且总容量大，因此，配电变压器的节能就自然是用户及设计者首先应注意的课题。要降低变压器损耗，必须合理确定变压器容量。而要合理确定变压器容量，首先就要准确测算用电负荷。设计者当前普遍感到的困惑，是一些计算系数（如用电设备的需要系数）已不能准确地反映负荷的实际情况。许多计算系数还是沿用几年前的数据，与当前我国企业实际反映出来的负荷情况有较大差距。特别是许多新兴工业部门和新型用电设备，极需要有关部门组织力量，通过调查研究制定出符合我国国情的各类用电设备实际需要的比较合理的计算值，以满足设计部门的需要。

二、关于配电变压器负荷率的确定

关于配电变压器经济负荷率的确定，已有不少文章从不同的角度进行了探讨。从目前来看，比较一致的看法是：按变压器的功率损耗（包括有功和无功功率损耗）最小，即效率最高的原则来确定的变压器容量，负荷率偏低，且没有反映出负荷变动情况（难以保证在不同大小的负荷情况下变压器效率都最高），对用户来讲，这并不是最经济的选择，因而在实际上不被用户和设计部门所接受。而按变压器年电能损耗最低和年运行费用最低，并综合考虑变压器装设的初投资来确定的变压器安装容量才是经济合理的。如何才能将配电变压器容量选择上的经济性和节能性统一起来呢？笔者认为，将基本电费按用户的实际最高需要功率（千瓦）来计征，已投产的用户大力推广安装最高需量表，对新设计的用户可先按计算容量预收，俟投产后按实际最高需量核定并结算。这样使用户交纳的上述费用真正与实际用电量挂钩，而不是与变压器的装设容量挂钩，将有利于配电变压器的节能选择及运行，从而有利于整个配电网能耗的降低。

三、选择低损耗的节能型变压器

由于配电变压器特别是10千伏级配变遍布广大企业及农村，其装设总容量为整个电网发电容量的数倍，因此在供配电设计中处理合理确定配变容量外，还要正确选择变压器型号。1979年全国统一设计的SL7系列配变，与原有的老产品相比，空载损耗降低约40%，负载损耗约15%。1984年全国统一设计的S9系列则是按照IEC标准开发，比SL7系列空载损耗平均降低8%；负载损耗降低约24%；油重降低17%；总重量降低约20%，且采用了新式条形分接开关，大幅度缩小了油箱高度，是目前国内最先进的产品。S6系列产品，其性能与S9相近。另外对于季节性容量变化较大的负荷，比如农用配电变压器，可采用双容量变压器，当负荷轻时可切换到较小的输出容量上运行，从而可降低空载损耗，节约电能。

四、合理确定无功补偿点，降低配电网损耗

目前我们在供配电设计中，大多数情况下均采用在配变低压侧集中装设并联电容器进行无功补偿的方式。这种补偿方式，虽能提高配变低压侧及高压侧的功率因数，但补偿范围伸不到低压配电网，使低压配电系统线路损耗得不到降低；而长距离、大容量的低压配电，其线路损耗是不容忽视的，因此设计者宜在配电网的设计中，对长期运行运行、容量较大且用电设备集中的负荷点进行就地补偿，如工厂内的各种泵站、动力站房及负荷集中的车将或班组宜就地设置补偿电容器装置。但是，对于暂载率较低的电焊机，或频繁、快速起停，正反运行的电动机等则不宜就地补偿。

五、合理确定配电电压以节约电能

提高配电网电压，可使网络电流减小、损耗降低，因此在供配电设计中，应尽量选择可能的较高的配电电压。工厂的高压配电电压，目前大多采用10千伏。但是随着35千伏成套户内开关柜和35千伏全塑电缆以及高分断低压配电开关等电气设备的广泛使用，将使采用35千伏作为工厂内部配电电压与使用10千伏作为配电电压一样方便；特别是对于用电负荷在2000～20000千伏安的企业，在当地电网供电条件许可的情况下，宜采用35千伏作为企业内部配电电压。这样可以减少电网配电级数，大大降低线损及配变总损耗。至于低压配电电压，大多采用380/220伏，如果将其升为660/380伏，则除能减小导线截面、扩大供电范围外，因相同输送功率的电流下降42.3%，线路及电气设备的损耗亦将大幅度下降。当然，低压配电电压要升压运行，要引起配电设备、电线电缆以及用电设备额定电压的升高。用电设备电动机采取一些措施如选380伏△接法的六个抽头的电动机可以很方便地改接为Y接法，将额定电压提高到660伏。

体育场供配电设计分析 篇7

数据中心机房供配电系统包含了从市电输入、UPS、UPS输出柜、列头柜、机柜PDU以及用电设备之间的供电环节。其供配电系统根据UPS系统的冗余设计也可分为串联系统、并联系统、双总线系统设计以及混合系统设计。

1.1 串联供配电系统

串联供配电系统是一种比较早起, 简单而成熟的技术, 主要应用于规模较小以及可靠度要求较低的数据中心, 其定义为UPS设备采取串联冗余系统设计, 从市电输入、UPS输出柜到列头柜在到机柜PDU以及机房用电设备均为单系统设计, 其逻辑示意图如图一所示:

串联供配电系统的优点是技术成熟简单, 容易实现;但缺点也比较明显:由于在整个供配电系统环节中, 各设备均为串联方式连接, 当一个设备出现故障时都会导致整个供配电系统瘫痪, 同时串联UPS冗余系统设计也会导致备机长期处于空载状态, 电池长期处于浮充状态, 将缩短UPS及电池的寿命。

1.2 并联供配电系统

并联供配电系统较串联供配电系统的可靠性有所增加, 其定义为UPS设备采取N+1冗余系统设计, 市电输入、UPS输出柜、列头柜、机柜PDU以及机房用电设备均为单系统设计。其逻辑示意图如图二所示:

并联供配电系统的优点是可靠度较高, 技术较成熟、冗余实现。缺点是虽然UPS系统设计消除了单点故障, 增加了可靠性, 但在UPS输出柜、列头柜以及机柜PDU均为单系统设计, 所以当除UPS系统之外其它任何一个节点出现故障, 也会导致供配电系统的瘫痪。

1.3 双总线供配电系统设计

双总线供配电系统定义为UPS设备采用2N冗余系统设计, 市电输入、UPS输出柜、列头柜、机柜PDU设备均为并联系统设计, 简单说就是从市电输入、UPS到用电设备均为两套独立的供配电线路, 对于用电设备也为双电源设备。其逻辑示意图如图三所示:

双总线供配电系统的优点是可靠度高, 稳定性高, 缺点就是投入成本高。

1.4 其它混合供配电系统设计

为了提高供配电系统的可靠性, 同时降低投入成本, 派生出了多种混合供配电系统, 例如:UPS系统采取2N冗余模式设计, 但在市电输入、UPS输出柜、列头柜会采取一个柜体设计。

2 系统可靠度计算

系统的可靠度是指系统在规定的条件下以及规定的时间内完成规定的功能的概率, 可靠度用函数R (t) 表示。

对于单一系统的可靠度, 其设备的可靠度就是系统的可靠度, 对于多个设备组成的系统, 主要分为串联系统、并联系统、串并联组合系统。

串联系统中串联的设备越多, 其可靠度就越低。

(3) 串并联组合系统的可靠度计算机公式为串联和并联的可靠度的组合。

3 供配电系统的可靠度分析

如图一所示, 假设供电各部件的可靠度如表一所示:

3.1 串联供配电系统可靠度

根据公式 (1) , 串联供配电系统的可靠度为:

3.2 并联供配电系统的可靠度

根据公式 (1) 和 (2) , 并联供配电系统的可靠度如下:

1.并联供配电系统 (UPS1+1冗余系统) 的可靠度

2.并联供配电系统 (UPS2+1冗余系统) 的可靠度

3.3 双总线供配电系统的可靠度

根据公式 (1) 和 (2) , 双总线供配电系统的可靠度如下:

1.双总线供配电系统 (UPS 2×1冗余系统) 的可靠度

2.双总线供配电系统 (UPS 2× (1+1) 冗余系统) 的可靠度

从以上公式 (3) - (7) 来看, 串联供配电系统的可靠度最低, 而双总线供配电系统的可靠度最高, 同时可以看出供配电系统的可靠度会随着UPS系统设计的可靠度的增加而增加。

4 投入成本及可靠性对比

为了让企业有个更好的选择, 这里给出了几种供配电系统设计的投入预算比较和可靠性的对比数据可供企业参考选择。

假设供配电系统中个供电部件投入预算单价如表二所示:

表二:供配电系统中各供电部件投入预算单价

注:以上每个设备的预算只为数据分析和比较, 与真实预算无关。

各供配电系统的投入成本与可靠性比较如图五所示

5 结论

根据图五的显示结果看, 供配电系统的可靠性与投入成本成正比, 模式1的投入最低, 但可靠性也最低, 而模式2的可靠度最高, 投入成本也最高;但对于模式5和模式4来说, 投入成本的增加却没有起到可靠度的明显增加, 模式3和模式2也同样存在同样的问题;换句话说企业在选择数据中心供配电系统设计时, 在投入成本和要求的可靠性之间选择一种适合的供配电系统模式, 但是模式选定后, 对于增加UPS数量来提高整个供配电系统的可靠性的效果是有限的。

摘要：供配电系统作为数据中心机房重要基础设施之一, 其可靠性、冗余性对数据中心的安全稳定运行起着关键性的作用。而UPS系统作为供配电系统的核心, 其冗余技术发展到今天可以满足多样的设计需求, 不同的数据中心规模及可靠性要求可以选择不同的供配电冗余系统, 在满足需求的基础上以节约投入成本。本文针对目前常用的供配电系统进行了详细的阐述, 在充分分析和比较其优缺点的基础上, 计算出了其可靠度和投入预算, 并得出结论供企业进行选择。

关键词：数据中心,供配电系统

参考文献

体育场供配电设计分析 篇8

1 电力系统供配电整体规划的节能措施

在进行电力系统配电整体规划设计时, 应首先计算供电距离、电网分布、设备特点以及负荷容量等因素。在电网的负荷中心周围布置系统的变配电所, 可以降低线路的电流损耗, 减少配电网络的半径。为满足季节性变化的负荷要求, 选择合适变压器的台数与容量, 从而降低运行荷载产生的不必要的电流损耗, 实现运行经济化。

1.1 选择合适的供电电压等级

一般来说, 输电线路的电压越高, 可输送的距离越远, 输送的容量越大。在相同电压下, 要输送较大的容量, 则输送的距离就短;要输送较远的距离, 则输送的容量就小。应根据供电距离、负荷容量与用电设备等因素合理选择供电电压等级与设计供配电系统。供电电压越高则线路上损耗的电能就越少, 线路电流越小。在供电电压的范围内, 提高供电电压的等级能够达到节能的目的。

1.2 选择合适的线路

导线电缆的截面选择太小会缩短使用寿命, 影响可靠运行, 危害安全并带来经济损失;选择过大, 虽然能够达到节能的目的, 却会增加投资。在进行线路设计时应以降低线路损耗为基本原则。因为电流在线路中传递总会有能量损失, 假设线路中的的电阻R不会随着电流的经过而改变, 那么越长的线路就会有越大的电阻, 因此能量损失也就越多。在实际情况中, 线路中一般保持恒定的电流, 若要减少能量损失, 就必须控制线路电阻。由计算公式可以得到:导线的电阻率越小, 对于降低电阻越有利, 铜线是比较好的选择;在布置线路的过程中尽量减少导线的使用, 尽可能多的采用直线布置;尽量将变电所布置在用电区域的中心位置, 从而保证较小的供电半径。

2 供配电设计中节能技术的探讨

2.1 供配电线路的设计

电力线路按照结构组成能够分为电缆线路和架空线路两种形式, 此两种形式均利用金属导线传递电能且均会存在能量损失。这些能量损失与线路电压、电阻、功率因数等息息相关, 即:当输出功率一定的情况下, 功率损失与电阻成正比关系, 与功率因素及电压成反比关系。因此能够采用减小电阻的手段来降低线路的能量损失。

2.2 照明系统的节能设计

照明系统的耗电量在供配电系统中所占的比例较大, 所以, 对于照明系统的节能设计还要重视。

(1) 根据我国目前的照明使用规范, 供配电设计时详细的计算照明电量, 严谨地审核照明的亮度、功率数等, 以达到节能设计目的。

(2) 对于选择照明灯具与光源加以重视, 例如高压钠灯的节能效果比高压汞灯的节能效果好, 而紧凑荧光灯具比普通灯具的寿命要长。

(3) 在照明设计中需严格按照三相载重进行分派, 以防止因分派不均匀, 造成变压设备增加与电线损耗等不良现象的发生。

2.3 人工无功功率补偿

在供配电设计中, 要想提高这些在无功功率损耗中占较大比重的用电设备的自然功率因数, 可以通过对变压器、电动机等感性负载进行科学的选型。

此外, 通过人工补偿无功功率, 即采取装设无功功率补偿设备的方式进一步提高功率因数。以节能为主进行无功自动补偿时, 在调节方式的选择上, 应采用无功功率参数调节的方式。为了尽量减少电压损失与线路损耗, 宜就地平衡补偿, 即高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿, 低压部分的无功功率宜由低压电容器补偿。按照情况, 选择手动或自动的投切方式与集中补偿、单独就地补偿和分散补偿等形式。

2.4 电气设备选择

在供配电设计中, 通过正确合理地选择电气设备来改善电网的电能质量, 达到节能降耗的目的。一般工业企业消耗的无功功率中, 线路占10%, 变压器占20%, 异步电动机约占70%, 在设计中, 为减少线路感抗, 可以通过正确选择电动机和变压器的容量来实现。在功率条件适当时, 选用带空载切除的间隙工作制设备与采用同步电动机等措施, 来提高自然功率因数。

3 结束语

节能是一项涉及全社会的工作, 电气设计人员在设计中应综合考虑可靠性、安全性、经济性及节能等方面。选择合理的设计方案, 提高供配电系统运行的经济性, 尽可能有效地减小电能损耗, 对提高电能的利用率、节约电能、建设节约型社会与促进经济可持续发展具有重要的意义。

摘要：在供配电系统设计中, 合理运用节能方法和措施, 对于促进我国国民经济的可持续发展、缓解我国能源紧张的局面具有重要意义。本文主要分析了供配电设计中几种节能的方法和措施, 为供配电节能设计提供借鉴和参考。

关键词：供配电,设计,节能,措施

参考文献

[1]邓水明.小议供配电设计节能技术措施[J].科技致富向导, 2011, (13) :262, 337.

[2]武云泽, 陈建华.供配电设计节能技术和措施探讨[J].中国科技博览, 2011 (15) :268-268.

[3]李涛.谈供配电设计的节能措施[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2013, (3) .

体育场供配电设计分析 篇9

丁豪商业广场, 位于济南高新技术产业开发区工业南路与舜华路交叉口, 总建筑面积78 706.91m2;其中地上建筑面积37 716.08 m2, 地下建筑面积41 112.00 m2。本工程地下2层, 地上3层, 局部4层, 建筑高度23.5m。防火设计的建筑分类为一类。地下2层为汽车库, 地下1层为大型超市及步行街, 1~3层为商业步行街, 4层为乙级大型影院。

2电气功能房间的选择

变配电室位置的确定:本工程设有两处变配电室 (1#、2#变配电室, 其中高压开关站设于1#变配电室, 2#变配电室为超市专用) , 均设于地下1层, 方便高压电源进线 (由于商业建筑特点, 综合业主对于商业经营的考虑, 所以最终变配电室位置定在中心偏左的位置, 设于物业办公区域, 即不影响商业区面积的使用, 又兼顾了管理方便) 。如图1所示。

标准层配电小间位置的选择:如图2所示, 每层设左右2个防火分区 (虚线为防火分区分隔线) , 建筑形状类似双日字型, 内部为环形走廊, 走廊中间又设多条桥式走道联通。考虑到建筑布局, 每层设4个电气小间, 将本层分隔为4个供电区域, 配电小间均处于负荷中心, 缩短供电半径 (配电间到对面商铺的管线可沿桥式走廊下方敷设, 使配电半径最近) , 以达到减少低压侧线路长度, 降低线路损耗, 提高供电质量的设计目的。

弱电机房设于地下1层、商场主消防及监控室设于1层, 有直接对外出口;超市部分于地下1层单独设置消防监控室。

3 10/0.4KV变配电系统的设计

3.1本工程负荷等级及容量

一级负荷:消防控制室用电、各消防设备 (包括正压送风机、排烟风机、防火卷帘、挡烟垂壁等) 、应急照明及疏散照明、前室及走廊等公共照明、排污泵及弱电机房用电、监控机房用电、超市营业厅备用照明、影院的消防用电及应急照明等。

二级负荷:自动扶梯、超市空调用电等。

三级负荷:其他用电。

各类负荷容量:一级负荷:1 438k W (其中消防负荷消防负荷1 043k W) ;二级负荷:765k W;三级负荷:3 423.8k W。

3.2供电电源

本工程采用双重电源 (G1~G2, 当一电源发生故障时, 另一电源不应同时受到损坏) 供电, 每路均能承担本工程全部一级负荷, 两路10k V电源同时工作, 互为备用。 (由图3可见, 本工程一二级负荷容量占总负荷容量的40%, 一路电源故障时, 另一路电源可承担本工程全部一二级负荷。)

3.3低压供电系统结线型式及运行方式

本工程低压为单母线分段运行, 联络开关设自投自复/手动转换开关。自投时应自动断开非保证负荷, 以保证变压器正常工作。低压主进开关与联络开关之间设电气联锁, 任何情况下只能合其中的两个开关。

3.4设备安装容量

本工程设备安装容量为:Pe=6 031.2k W (不含消防设备, 其中:照明、插座负荷2 889.2k W;电力负荷1 270k W;空调负荷1 872k W;消防负荷1 043k W) 。

由图4可见, 本工程近一半负荷容量为照明插座负荷, 空调负荷占负荷总容量的1/3, 其他动力负荷约占负荷总容量的1/6。

3.5变压器的选择及分配

本工程1#变配电室选用4台1 250k VA户内型干式变压器T1~T4。其中变压器T1负责给地下车库、影院、地下1层商铺及部分空调室外机等负荷供电, T2负责给1层商铺及部分空调室外机等负荷供电, 变压器T3负责给2层商铺及部分空调室外机等负荷供电, 变压器T4负责给3层商铺及部分空调室外机等负荷供电;T1与T2、T3与T4变压器之间设有联络柜, 所带一、二级负荷供电回路互为备用。2#变配电室为超市专用, 选用2台1 000k VA户内型干式变压器T5~T6。两台变压器共同负责给超市所有负荷供电;T5与T6一、二级负荷供电回路互为备用。接线均为D, Yn11。UK=6%。其中, T1, T3, T5变压器引自高压配电室一段高压母线, T2, T4, T6引自另一段高压母线。六台变压器负荷率为:T1:79%;T2:78.4%;T3:72.8%;T4:79.2%;T5:72.4%;T6:77%。

由表1可见, 本工程基本以层为单位, 将各层负荷均匀分配到各变压器, 使各变压器所带负载情况大致相同, 运行时均能保证在75%左右的高效负载率上, 力求使变压器的实际负荷接近设计的最佳负荷, 提高变压器的技术经济效益, 减少变压器能耗。本工程各类功能房间的用电指标均符合《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇-电气》中表2.2.2-1中的相关要求。如表2所示。

3.6计量及功率因数补偿

本工程为高供高计;在变配电室低压侧设功率因数集中自动补偿装置, 电容器组采用自动循环投切方式, 要求补偿后低压侧的功率因数不小于0.95。并要求荧光灯单灯等功率因数较低的灯具就地补偿, 使其功率因数不小于0.90。

4电力配电系统

低压配电系统采用220/380V放射式与树干式相结合的方式, 对于单台容量较大的负荷或重要负荷采用放射式供电;对于照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。一、二级负荷采用双电源供电, 其中消防负荷末端自动切换, 并设有双电源自投自复装置;三级负荷:采用单电源供电。车库、超市及商场部分的应急疏散照明由EPS作为第二电源, 消防时自动点亮。

下面结合实际, 介绍几个本工程较为典型的供配电方式。

4.1商铺区公共照明的配电

如图4所示:本工程1~3层商铺区域, 公共照明为一级负荷, 按照一级负荷的供电要求, 需要末端双电源切换。本工程每层分为4个供电区域, 每个供电区域设一个公共照明双切配电箱, 考虑到每个供电区域公共照明负荷不大, 均在5k W左右, 所以1~3层公共照明双切配电箱电源考虑链式供电。本工程在地下1层一商铺配电间内设置两组公共照明总电源箱B1ZALG1, 2, 由B1ZALG1, 2箱分别配出五组双路电源干线至各配电竖井 (其中一组给B1层商铺公共照明使用) , 给各层公共照明双切箱配电。商铺区扶梯及电梯的配电、4层影院区消防负荷的配电方式均采用了这种二次配电的方式, 这样既方便管理又减少变压器低压回路出线, 供电级数不超过三级, 满足一、二级负荷供电的要求。自助扶梯双电源切换箱系统图如图5所示。本工程一级负荷较多, 且很分散, 如果均采用放射式供电, 会导致低压出线回路过多、太细, 增加线路损耗, 增大变配电室的管理难度。

4.2超市区卖场营业照明的配电

根据《商店建筑设计规范》 (JGJ48-88) 第5.3.1条规定, 本工程卖场营业厅照明为一级负荷, 考虑到营业厅照明负荷较大, 每个防火分区采用两个电源箱各带一半负荷的供电方式, 照明回路采用交替配电方案, 两电源箱所带照明回路间隔交叉布置, 当一个电源故障时, 仍能维持工作场所50%的照度要求。

4.3电机直启与软启动的选择

交流电动机启动电流大, 一般为额定电流的4~7倍, 国产电机甚至为7~10倍, 过大的起动电流导致线路产生较大的电压降, 影响电网上其他设备的正常运行, 国家规定:直起在电网中引起的压降不超过额定电压的10% (频繁起动) 或15% (不频繁起动) 。就允许直接起动。在工程中, 直起标准按下述经验公式核实:

式中KI—起动电流信数;

IQ—电动机的定子起动电流 (A) ;

Ie—电动机的定子额定电流 (A) ;

Pe—电动机的额定功率 (k W) ;

PN—电源的总容量 (k VA) 。

公式可简化为Pe≥ (4%~5%) ·PN

本工程电机均小于30k W, 采用全压启动方式。

4.4影院区的配电设计

本工程影院区域根据业主要求, 于影院配电间内预留600k W负荷容量。放映室内预留专用接地装置LEB, 共用接地极, 接地电阻要求不大于1Ω。放映机房专用工艺电源按照放映设备及配套音响确定, 放映机示意位置预留放映电源配电箱, 放映机功率按5k W/台考虑。乙级大型电影院的消防用电、事故照明及疏散指示标志等用电负荷为二级负荷, 其余均为三级负荷。事故照明及疏散指示标志, 选用持续供电时间不小于30min的自带镍镉电池灯具。放映厅内踏步灯及座位排号灯采用不大于36V的安全电压供电。

5结束语

本人就工程设计中遇到的若干问题及解决方案的分析总结, 整理成文, 希望在大家遇到类似的工程设计时能够提供一些参考。时间仓促加上自身工程经验有限, 文中难免有错漏疏忽之处, 还望大家多多批评指正。

参考文献

[1]中华人民共和国机械工业部.10kV及以下变电所设计规范 (GB 50053-9410) [S].北京:中国计划出版社, 1994.

[2]中华人民共和国机械工业部.供配电系统设计规范 (GB50052-2009) [S].北京:中国计划出版社, 2009.

[3]中华人民共和国机械工业部.低压配电设计规范 (GB50054-95) [S].北京:中国计划出版社, 1995.

[4]中国建筑科学研究院.建筑照明设计标准 (GB 50034-2004) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2004.

[5]中华人民共和国住房和城乡建设部.民用建筑电气设计规范 (JGJ 16-2008) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[6]中华人民共和国公安部.高层民用建筑设计防火规范 (GB50045-95) (2005年版) [S].北京:中国计划出版社, 2005.

[7]中华人民共和国住房和城乡建设部.商店建筑设计规范 (JGJ48-88) [S].北京:中国建筑工业出版社, 1989.

[8]中华人民共和国住房和城乡建设部.公共建筑节能设计标准 (GB 50189-2005) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2005.

工业供配电设计中的常见问题分析 篇10

1 工业供配电设计中常见的问题

1.1 配变电所的设备及位置问题

在配电设备中, 如果线路出现损坏、使用劣质电能表、变压器容量虚假等都会造成一定的安全隐患, 而且变电所的配电不到位, 效率不高[1], 配电所的不同地理位置也会影响变压器的使用寿命, 导致工作稳定性受到影响。部分消防通道的不合理设计也会在一定程度上制约配电设备的作用发挥, 使得经济投入增加。

1.2 供配电的监测不到位

在一些比较大型的建筑群中, 由于平常的用电量比较大, 容易出现负荷的现象, 如果不能对用电量进行及时、有效地监控, 就容易使变压器或者其他电器出现损坏的现象, 不能够准确的监测到配电变压器的实际工作情况, 使配电系统出现安全问题, 造成一定的经济损失。

1.3 防雷装置的设计

在进行工业供配电设计过程中, 需要根据当地的实际环境, 对防雷设备进行装置, 根据避雷针的实际参数进行设计, 选择应对雷电冲击波的防雷避雷装置, 明确接线的位置。但是在实际的防雷设计中, 很容易忽略对接地电阻、频放电以及安装的范围等进行检验和计算, 而且在雷电的高发期, 如果不能做好有效地保护, 就容易使供电设备受到雷电的威胁, 甚至造成防雷设备的破坏。

1.4 电压系统设计的问题

在设计工业供配电, 确定电压系统时, 需要从经济以及技术两个方面进行考虑, 制定多个高压配电网的设计方法, 对电压的总体损耗、导线截面进行计算, 对比不同方案的电压损耗、投资数量等。

2 工业供配电设计中的有效对策

2.1 配变电所的选择

供配电所一般是由高压配电室、低压配电室、变压器室、控制室以及电容器室等构成, 并根据不同的工程进行合理化的选择和配置。配变电所应选择在负荷中心的附近, 提高进出线的便利, 而且为了避免电线的缠绕, 配变电所需要与电气竖井或与工厂进线的一侧相邻。

在工业中, 配变电所的选址是十分重要的, 在建设过程中也要遵循一定的要求, 如果配电设备的边长大于7-8cm, 就需要在配电室的内部的两端设置两个出口, 如果两个出口之间大于60cm, 就需要在添加一个出口[2]。配电室的门需要根据室内设计的标准进行, 而且配电室、变压器室等的门需要朝外, 一旦出现事故, 工作人员能够在最短的时间内离开。配电室还应做好保护措施, 禁止无关人员进入, 对设备造成损坏。

2.2 实现负荷的分级

在对工业供配电设计时, 需要做好符合分级的工作, 根据电力负荷事故对经济以及政治方面影响的大小进行等级的划分, 可以分为一、二、三级, 造成的损失和影响越大, 就供电提出的要求就越高。要求最为严格的是一级电荷, 需要配有两个电源, 保证电源的持续供电, 避免电荷出现中断。但是也应注意到一个电源出现问题会对另一个电源造成影响, 因此除了两个电源外, 还需要配有一个应急的电源。二级负荷就是在线路发生故障时能够保证供电不被影响, 或者是在断电后能够迅速的恢复。三级负荷就是保证设备正常的供电[3]。

在工业配电中, 一些比较大型的用电设备的用电量比较大, 根据不同的工业、不同的设备进行区别的费用计算, 因此应将不同电价的负荷分离, 保证后期工作的便利。在工业配电中负荷计算是十分必要的, 在了解工业负荷总量以及等级的基础上选择合适的设备, 计算出电压、电能等损失。

2.3 防雷设计

在工业生产中, 安全用电是保证正常生产的前提和基础, 因此在供配电设计过程中, 需要做好防雷避雷的设计, 保证工业生产的质量。要实现防雷避雷, 需要做好避雷线以及防雷设备工作, 但是这种措施的成本耗费比较大, 因此一般只在35KV的线路上进行避雷线以及防雷设备的安装。室外的供配电设计需要安装避雷针, 避免变压器受到雷电的影响, 造成设备损坏。

2.4 高低压供配电系统的设计

供电电压的大小与工厂的用电负荷、供电距离等有关。工业配电的高、低压系统设计需要根据工厂的实际情况进行, 全面了解工厂的设备容量、电能输送距离等信息后, 有针对性的进行配电系统的选择。同时, 在明确工厂高压配电的电压时需要综合考虑不同的配电方案, 在满足工厂用电需要的基础上, 还需要, 考虑经济性。根据低压用电设备的电压选择低压供配电系统。高低压供配电系统的设计需要根据工业的实际情况进行选择。

3 结束语

当前, 我国经济快速发展, 电能被广泛的使用到生产生活中, 并发挥着至关重要的作用, 工业供配电的设计能够在一定程度上促进经济的发展, 实现人们生产生活的改善, 在供配电设计过程中, 应做好整个系统的统筹设计, 根据工业生产的实际情况选择供配电方案, 实现电能的节约, 促进工业生产的电气化, 促进工业的快速进步与发展, 实现良好的经济效益。

参考文献

[1]刘朝阳.工业供配电设计中常见问题及对策研究[J].科技信息, 2014, 24 (11) :245-246.

[2]宋谊君.工业供配电设计中常见问题及对策研究[J].科技资讯, 2013, 10 (33) :100-101.

探析建筑电气中供配电线路设计 篇11

关键词：建筑；电气；供配电线路；设计

一、建筑电气配电线路设计应遵循的原则

1、满足建筑物的功能要求

满足建筑物的功能要求主要有：满足建筑物不同场所的色温、显色指数以及照度的要求；满足舒适性空调对温度及新风量的要求； 满足医疗建筑、酒店、体育场馆以及餐饮娱乐场所等电气设施用电的要求以及多功能厅、 展厅等照明用电的要求。

2、考虑实际经济效益

不能因为追求节能而不考虑所消耗的投资，随意增加运行的费用。 节能要充分结合实际情况，对经济效益进行评估，经过比较分析，选用合理的节能材料和设备，尽量保证在较短的时间内能够收回在节能方面增加的投资。

3、节省无谓消耗的能量

减少能量的无谓消耗是节能的关键。在进行建筑电气设计时，首先应明确哪些能量的消耗是没有必要的无谓消耗，再结合实际情况选择合适的节能措施。 如消耗在电能传输线路上能量、变压器的功率耗能等都是无用的能量损耗；又如量大面广的照明容量，应通过先进的控制技术和调光技术降低其能量的损耗。 总之，节能设计一定要在满足功能要求、技术先进以及经济合理的原则下进行。

二、配电线路设计

本设计以实验楼为例，实验楼用电器一般有二类： 一类为照明电器， 一类为实验仪器。随着科技的发展， 实验仪器也在不断进步， 其中高、精、尖仪器比例不断增加， 这类仪器对电能质量要求较高， 如何才能满足不同电器的用电要求呢， 供配电线路的设计相当重要， 在设计过程中应注意以下几点。

1、区分负载性质， 采用分路供电及控制

实验楼供电母线一般采用埋地电缆进入， 楼负载较小时，可直接采用 380V/220V 低压母线供电； 负载较大， 则采用3000V-10000V 高压母线供电， 再通过变压器变压后配电。实验楼内负载种类多， 且各种负载对电源及接地要求各不相同，设计时应考虑分路供电。比如电子计算机等一些精密电子仪器， 对电源电压波动及高次谐波很敏感， 电源电压波动大或正弦性差， 都会造成电子设备不能运行或运行效能降低， 使实验不能进行或结果出现偏差。

2、合理计算负载， 保证三相负载平衡

三相负载不平衡， 会造成中性线电位偏移， 使单相电压出现较大偏差， 其上用电器不能正常工作， 这个问题也是电气设计过程中必须考虑的问题。在实验楼内， 由于单相用电设备较多， 设计时不注意， 往往会造成三相的不平衡。

3、布线合理， 避免相互干扰

实验楼内有多种布线系统， 包括有供电线路布线系统、通信自动化系统、火灾报警及消防联动系统、保安监控系统、办公自动化系统、闭路电视系统等。在其中， 有些是强电系统， 有些是弱电系统， 而弱电线路易受强电线路的电磁干扰， 造成信号模糊、噪声大， 甚至不能正确使用。因此， 在布线过程中应注意将信号线与电源线分开布设， 弱电线路采用屏蔽措施， 并与强电线路隔开一定距离布置。

4、导线的选用

导线的选用参数主要是材质与截面积二项。材质一般有铜和铝二种， 室内布线一般采用铜导线， 因为铜导线具有较高的过载余量， 虽然其价格比铝导线高， 但在安全用电方面， 铜导线具有绝对的优势。

5、保护元件的选用

因楼内各室负荷大小不一， 仪器设备过载能力不一， 所需的保护要求不一， 为了起可靠的保护， 应采用上下级的电气保护系统， 即在配电室、 各楼层、各室均装设保护元件。为了便于维护，在各室只要装设带漏电保护的微型断路器即可， 发生脱扣时， 一般人员就可恢复， 如采用熔断器， 烧毁时要由专业电工进行更换； 但在各楼层、配电室及有大功率用电器的实验室， 因负载大， 电流大， 当发生大电流短路时， 微型断路器分断能力往往不够， 必须采用塑壳断路器才能可靠分断， 而且选择断路器时应注意其分断能力应大于线路的最大短路电流。保护元件在选用上除额定电压、额定电流应与所保护电路匹配外， 动作时间也要满足被保护电路或设备的要求。

三、供配电线路节能要点

1、负荷计算必须准确

电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对合理选择设备及安全可靠与经济运行，均起决定性作用。用电负荷计算方法选择得当，会达到节约有色金属、节约能源的目的，若选择不当，会给用户带来不必要的投资和能源浪费。用电负荷计算方法宜按下列原则选取：在方案设计阶段可采用单位指标法；在初步设计阶段及施工图设计阶段，宜采用需要系数法。

2、合理选择供电电压

同等情况下，电压越高，损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220/380 V，但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的，经方案比较，可以选择10（6）kV的制冷设备。

3、合理选择线路路径以减小导线长度

变配电室及配电箱应尽量靠近负荷中心，以缩短线路供电距离，减少线路损失。低压线路的供电半径一般不超过250m，当建筑物每层面积不少于10000 m2时，至少要设2个变配电所，以减少干线的长度。在高层建筑中，低压配电室应靠近强电竖井，而且由低压配电室提供给每个竖井的干线，不应产生“支线沿着干线倒送电能”的现象，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度。

4、均衡三相负荷

采用三相四线制配电线路，在各相负荷均衡的情况下，中性线的电流为零，当然，中性线上就没有能耗，也没有电压降，所以，中性线上电流越小，能耗就越少。三相配电系统的住宅或办公楼，其同类负荷应均匀地分配于各相上，避免如L1相均为照明负荷，L2相均为插座负荷，L3相均为电热负荷的情况出现。

5、选用电阻率较小的材质作导线

铜芯最佳，但又要贯彻节约用铜的原则。因此，在负荷较大的一类、二类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中，可采用铝芯导线。

6、合理地提高供配电系统的功率因数

若系统自然功率因数达不到接入电网要求时，应进行无功补偿，提高功率因数，减少能量损耗。具体方法如下。

（1）在设计中，尽可能采用功率因数高的用电设备，减少用电设备无功损耗，提高用电设备的自然功率因数。

（2）安装无功补偿装置。目前，民用建筑设计中，绝大部分采用变压器低压侧集中补偿，这种作法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输，提高了用户处的功率因数，可以不受或少受电业局的罚款。而对用户，无功仍由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点，低压线路上的无功传输并没有减少，那么，无功补偿也就达不到节能的目的。

五、结束语

随着经济和科技的快速发展，建筑行业在不断更新和发展。现代建筑电气的供配电线路已不单单是照明工程和动力工程，还能够火灾自动报警和联系消防系统、综合布线、计算机网络等电气设备。所以在我们要大力发展建筑电气业的同时要时刻对供配电系统设计的更新和发展，给人民生活提供更好的生存坏境，使人民生活更加美好、更加舒适。

参考文献

[1]王爱平.对建筑电气中供配电线路设计的探讨[J].广东科技，2007.

体育场供配电设计分析 篇12

航天控制与推进系统设计综合楼位于海淀区唐家岭村, 北临北清路, 南临邓庄南路, 东临规划中的上地西路, 西侧与航天城一期工程接壤。本工程按照工艺布局要求分为I段系统设计综合楼和II段部组件产品装配调试楼两部分。本工程建筑类别为二类高层建筑, 总建筑面积86 720m2 (其中:地上83 674 m2, 地下3 046 m2) 。

2 变配电室位置确定

建筑物内包括机加、在线环境试验室、电装、X光探伤、标定和装配等试验室, 工艺流程复杂多样、供电种类复杂繁琐。综合考虑高压电源进线、输电线路损耗和用电负荷中心等问题, 将整栋建筑物的变配电室设于I段和II段中部的地下一层 (既不占用试验和办公区域的有效面积, 又兼顾管理方便) , 如图1所示。

3 10/0.4k V变配电系统设计

3.1 本工程负荷等级及容量

一级负荷:消防系统 (含消防控制室内的消防报警及控制设备、排烟风机、加压送风机及消防电梯等) 、消防控制室、三层通信机房、应急及疏散照明等的供电电源;

二级负荷:客梯、货梯、生活泵、排水泵、中水泵等;

三级负荷:包括空调通风设备、工艺用电及其他电力、照明等。

各类负荷容量:一级负荷:2 211.2k W;二级负荷:95.6k W;三级负荷:1 636.6k W。

3.2 供电电源

根据本工程的负荷等级, 要求供电电源为两组 (四路) 10k V高压电源, 每组 (两路) 10k V高压电源由上级开闭站的两段母线分别引来, 高压不设联络, 两组 (四路) 高压电源同时工作, 分别为本工程的8台变压器供电 (每路10k V高压电源为2台变压器供电) 。

3.3 高、低压供电系统结线型式及运行方式

每组高压采用单母线分段运行方式, 中间不设联络开关, 两路电源同时分列运行。

变压器共分4组, 每组2台, 每组低压采用单母线分段运行, 中间设联络开关, 联络开关设自投自复/自投不自复/手动转换开关。自投时应通过分励脱扣器自动断开非保证负荷, 以保证变压器正常工作。主进开关与联络开关设电气联锁, 任何情况下只能闭合其中的2个开关。

3.4 设备安装容量

设备安装容量Pe=18 123k W (其中:工艺用电12 029k W, 信息中心用电1 032k W, 照明容量2 482k W, 空调、通风设备容量2 268.4k W, 纯消防设备容量800.2k W, 其他45.2k W) 。

3.5 变压器的选择及分配

本工程变配电室选用8台1 250k VA户内型干式变压器T1~T8, 其接线方式均为D, Yn11, 阻抗电压为6%。其中变压器T1和T2负责整栋建筑的空调等负荷用电;变压器T3和T4负责整栋建筑的照明等负荷用电;变压器T5、T6、T7和T8负责整栋建筑的工艺设备用电。8台变压器负荷率为:T1变压器82%、T2变压器86%、T3变压器85%、T4变压器83%、T5变压器81%、T6变压器80%、T7变压器78%、T8变压器81%。

3.6 功率因数补偿

本工程在变配电所低压侧设置低压谐波滤波器, 可抑制谐波畸变并集中对功率因数自动进行补偿, 电容器串联电抗器组采用自动循环投切方式, 补偿后的功率因数不小于0.95。同时要求所有荧光灯、气体放电灯、单灯就地补偿, 要求补偿后的功率因数不小于0.90。

4 电力配电系统

4.1 低压配电系统

配电系统采用放射式与树干式相结合的方式, 对于单台容量较大的负荷或重要负荷 (如:信息中心UPS及机房空调用电、生活水泵房、中水泵房、电梯、消防控制室等) 采用放射式供电;对工艺用电采用封闭式插接母线供电;对于照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的方式供电。

4.2 负荷分级

本工程的一级负荷 (如:排烟风机、加压送风机、消防电梯、消防控制室、三层院第二信息中心及所有网络通讯机房、应急及疏散照明等) 用电采用双电源专用回路供电并在末端互投, 其中疏散指示照明及部分应急照明采用集中式应急电源 (EPS) 作为后备电源。

二级负荷 (如:客 (货) 梯、生活泵、中水泵、排污泵等) 供电电源采用双回路供电并在末端或适当位置互投。

三级负荷 (如:工艺用电及其他一般负荷) 采用单电源供电。

4.3 电气设备的启动及控制方式

1) 本工程30k W以下的电动机采用全压启动方式启动;30k W及以上的电动机采用软启动方式启动。

2) 消防专用设备:排烟风机、加压风机等消防专用电设备热保护仅作用于报警且不进入建筑设备监控 (BAS) 系统。

3) 空调机、进风机、排风机、排污泵等采用DDC控制。

4) 各种电动机设备的控制均以相关专业提供的控制要求为准。

4.4 典型试验室的电气设计

1) 在线装配试验室电气设计

本试验室由于工艺设备较多, 设一套独立的配电箱。安装于试验室西侧, 用于本试验室内试验设备供电。试验室前后墙上分别设工艺用插座箱, 插座箱内设1个三相20A四孔插座、2个单相10A三孔插座及1个单相16A三孔插座并设置2个接地端子, 工艺用房内安装插座箱底距地0.3m暗装 (设置在结构柱上的插座箱明装) 。个别设备由于用电量相对较大, 因此单独设置断路器, 考虑到未来增加设备的可能性, 预留一条工艺用电回路。见图2。

试验室采用中央空调系统, 空调机房设置在建筑物二层。风机现场和实验室两地采用手动控制, 现场控制单元设置在试验室主要出入口附近。试验室照明系统设置独立的配电箱, 以减少对工艺用电设备的干扰。

2) 红外探头组件测试标定试验室

本试验室设一套独立的工艺设备配电箱。安装于试验室南侧主要出入口附近, 用于本试验室内试验设备供电。试验室前后墙上分别设工艺用插座箱, 插座箱内设1个三相20A四孔插座、2个单相10A三孔插座及1个单相16A三孔插座并设置2个接地端子, 插座箱底距地0.3m暗装。

由于本试验室可能会产生有毒气体, 故本试验室设有通风系统和独立于其他试验室的空调系统。见图3。

5 照明配电系统

5.1 照度等级确定

由于本建筑物内工艺用房及试验室基本都有较高的洁净度等级要求, 根据《洁净厂房设计规范》 (GB50073-2001) 对洁净区照度的要求并结合甲方实际工作情况综合考虑, 工艺用房及试验室照明照度均为500lx, 照度均匀度不低于0.7, 统一眩光值不大于22, 一般显色指数宜大于80。一般科研用房、会议室及办公室照明照度均为300lx (参见表1) 。

5.2 光源选择

门厅、会议室、展览厅等有精装修要求的场所视装修要求商定, 一般场所选用T8荧光灯, 并优先选用节能性光源。有洁净要求的场所选用洁净型灯具吸顶安装, 在大型吊车等振动、摆动较大场所使用的灯具应有防振安全措施, 并在灯具上加保护网。走道采用灯具嵌入安装, 有洁净要求的场所应选用洁净型灯具, 并且其安装缝隙应有可靠的密封措施。应急照明灯和灯光疏散指示标志, 应设玻璃或其他不燃烧材料制作的保护罩。

5.3 照明控制

设备机房、库房、办公用房、卫生间、工艺厂房及各种管井等处的照明采用就地设置照明开关控制;大厅、大会议室等照明要求较高的场所及疏散走廊、电梯厅、楼梯间等公共场所的照明根据要求采用智能照明控制系统, 火灾时由消防控制室自动点亮公共场所应急照明灯 (室外照明的控制纳入智能照明控制系统) 。

5.4 照明配电

一般照明采用单电源、放射式与树干式混合方式配电, 应急照明、疏散照明等采用双电源供电并在末端或适当位置互投, 部分应急照明及疏散照明采用区域集中式蓄电池供电 (EPS) 应急照明系统, 要求持续供电时间大于30min。

6 结束语

随着近些年经济的发展, 国家对航天事业越来越重视, 投资也越来越大, 同时航天产品对试验环境和生产厂房等的硬件设施要求也越来越高。为了改善航天的生产和试验环境, 扩大航天生产规模, 新建、改扩建类航天项目也越来越多。这就需要所有的设计人员 (包括电气专业) 根据航天项目的特点, 付出更多的心血来完善航天类项目的设计。

摘要：本文根据航天控制与推进系统设计综合楼工程设计中遇到的若干问题与最终解决方案, 结合工程特点, 对航天类项目的供配电方案做了较为详细的分析和探讨。

关键词：航天,配电设计,照明设计,负荷统计与分析

参考文献

[1]中国建筑科学研究院.建筑照明设计标准 (GB 50034-2004) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2004.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.民用建筑电气设计规范 (JGJ 1-2008) [S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.