供配电系统的设计

供配电系统的设计

供配电设计作为民用建筑电气设计的主要部分设计的合理性直接影响到民用建筑电气设备，的投资、运行及管理，因此供配电设计除了要保障人身安全、供电可靠、技术先进外，还要检验设计在实际运行中是否经济、合理。下面介绍工程的概括，结合部分规范阐述一下该系统的设计思路。该工程总建筑面积约16 万平方米。两层地下室，地上有两组建筑群一组由1、2、3、5 栋，连体组成的33 层的高层住宅，建筑高度为99.6 米；另一组由6、7、8 栋连体组成的18 层的高层住宅，建筑高度为58.3 米，和一栋33 层塔式住宅（9 栋），建筑高度为99.6 米，另有一栋独立商业用房，建筑层数为三层，建筑面积约3500 平方米。地下二层建筑面积 2 万余平方米，7 个防火分区，平时作为车库、设备房，战时部分作为二等人员掩蔽所；地下一层建筑面积一万八千余平方米，5 个防火分区，作为车库及设备房。

一．负荷等级及供电要求首先要了解工程的负荷等级及不同等级负荷对供电电源的要求。我们知道各电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷而中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后，将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷为特别重要负荷。根据《民用建筑电气设计规范》，一级负荷

的供电“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损坏”。但在实际设计中为了满足一级负荷的供电，可以采用两路高压供电，但当供电不能满足要求时，应设自备发电机，故可以采用一路高压电源加一路备用电源---应急柴油发电机组供电，当一级负荷容量较大时，应采用两路高压供电。对于特别重要的负荷供电，除了必须采用两路高压外，还必须设置应急电源---应急柴油发电机，并且该电源中严禁接入其他负荷。二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电”，即当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电（或中断后能迅速恢复）。设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压，另一路备用电源-----柴油发电机组，但当负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回 6 KV 及以上专用架空线供电。三级负荷对供电无特殊要求。该工程是一类建筑，属于一级负荷供电，但对于本建筑取得第二电源不可靠，故设置柴油发电机组和采用一路10KV 高压电缆进线供电。根据《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》对消防用电设备进行负荷等级划分。对于一类高层建筑的消防用电按一级负荷要求供电，二类高层建筑的消防用电按二级负荷供电，并且消防用电设备应采用专用的供电回路。火灾事故照明和疏散指示标志可采用蓄电池作备用电源，其配电设备应明显标志。本工程的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机、应急照明等消防设备按一级负荷供电，并应在最末一级配电箱处设置自

动切换装置。普通电梯、自动扶梯、生活水泵为二级负荷，住宅用电

及其它负荷为三级负荷。

二．负荷计算及变压器容量和台数的选择目前我们通常根据负荷的不同分类，按需要系数法算出建筑物的计算负荷，据此选择变压器的容量及台数。㈠负荷计算⑴负荷计算一般采用需要系数法。①用电设备组的计算负荷：PJS=Kx?PS QJS= PJS ?tgф

SJS= PJS/cosф式中PJS-----有功功率（KW），QJS-----无功功率（KV AR）SJS-----视在功率（KV A），cosф----- 功率因数PS-----用电设备组的设备功率（KW）tgф-----用电设备组功率因数的正切值单相负荷应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的10%时，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假后求其均方根。注：1.一般动力设备为 3 台以下时，需要系数取为Kx=1；2.照明负荷需要系数的大小与灯的控制方式和开启率有关。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。②配电干线和变电所的计算负荷为各用点设备组的计算负荷之和，再乘以同时系数（K t），Kt 一般取0.8~0.9。

③当不同类别的建筑（如办公楼和住宅楼）共一台变压器时，其同时系数可适当减小，Kt＜0.8。⑵住宅电源干线采用三相380V 供电，计算干线负荷按上节负荷表2．4．1-1 取安装容量时，需要系数Kt 的选定，见表2．4．1-1 取安装容量时，需要系数Kt 的选定，见2．4．2-2 注：1.住宅用电功率因数可取cosф=0.85~0.9；2.供住

宅的电源干线为单相~220V 时，Kx 值为单相干线所带的户数的 3 倍相对应的数值。如：单相带10 户，即查表中30 户对应的值，Kx=0.5；⑶住宅用电计算至变压器负荷时，需要系数Kt=0.3。（注：按表2．4．1-1 选择安装容量时的值）⑷集中空调用电计算至变压器负荷时，变压器安装容量（KV A）约等于空调总安装容量（kw）（不含备用）。㈡变压器容量和台数的选择变压器的容量应根据负荷的大小、负荷等级及经济运行等因素进行选择，保证满足全部

用电设备计算负荷的需要。变压器的台数应尽可能选择双数，便于两两低压联络，并且相互联络的两台变压器容量也不宜相差太多。民用建筑中单台变压器容量最好在630KV A~12 50KV A 之间，不宜超过1250KV A，但当用电设备容量较大、经济技术合理、运行安全可靠时，可采用2000KVA~2500KV A 的变压器。应该注意的是因照明设备允许压降为10 %，故大容量用电设备应与照明设备分别选用不同的变压器。本工程商业负荷按70V A/m2 考虑（空调除外），住宅二房为5KW 共270 户，三房为6KW 共361 户，四房为7KW 共120 户，复式房为20~50KW 共19 户，商场空调机组用电负荷为500KW，电梯、室外照明及部分消防用电等用电负荷为2500KW，总安装容量为7983KW，计算容量为2845KW。选四台1000KV A 干式变压器联络供电。变压器平时负荷率η按不大于85%考虑。1#变配电房设于三栋塔楼的地下一层附近，安装两台10 00KV A 干式变压器，主要供一~五栋住宅及地下室附近车库的负荷用电，2#变配电房设于八栋塔楼的地下二层附近，安装两台1000KV A 干式变