电气设计工程论文：大型写字楼供配电系统设计.pdf

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积功率,S为建筑面积。办公楼的单位面积功率一般为30~100W/㎡(查《工业与民用配电设计手册》表1-11所得)。不需要知道具体用电设备的功率,直接通过建筑面积估算出有功功率。212负荷分级根据电力中断造成的损失或影响程度以及对供电可靠性的要求,我国用电负荷分为三级。在民用建筑中,消防设备、应急照明、污水泵、电梯等为一级负荷,一旦发生火灾,中断供电将造***员伤亡或经济损失。如果电源中断,二次负载会造成更大的损失,而其余的则是三次负载。根据《工业与民用配电设计手册》表2-2,本项目电气设备负荷为一级和三级,无二级负荷。电气设备的负荷分类见表2-1。主要负载需要可靠的电源。两个电源同时供电。当一个电源关闭时,另一个电源不应同时关闭。对于特别重要的负载,还必须有应急电源,如火灾应急照明和疏散指示器。三级负载对供电可靠性有一般要求,单回路供电就足够了。213用电设备负荷数据根据各专业提供的设备负荷,以及单位面积法计算,对各层用电负荷进行数据统计和分级。各楼层用电设备负荷数据见表2-1。22负荷计算负荷计算是供配电设计的基础。只有正确计算负荷,才能设计出合理的供配电系统。在供配电工程设计中,需要确定电气计算负荷,又称半小时最大负荷,它是供配电设计中选择变压器容量和确定无功补偿,电线电缆,电压偏差和电能损耗的依据。一般采用所需系数法进行计算。各计算荷载表达式见表2-2。表2-2计算负荷运算式注:1用电设备的需要系数、功率因数查《工业与民用配电设计手册》表1-1~表1-62当用电设备台数较少,3台及以下时,Kx取1;当只有4台设备时,取09根据用电设备负荷的性质,将楼内所有负荷分类为三类:照明负荷、动力负荷和平时消防负荷、火灾时消防负荷,然后分别计算这三类负荷。221照明负荷038kV配电干线及支干线负荷计算照明负荷038kV配电干线和分支干线均采用需求系数法计算,见表2-3。不计算备用设备的功率和备用电路的负载。表2-3照明负荷038kV配电干线负荷计算其中最后一栏,按需要系数法合计的需要系数Kx功率因数cos?是根据该栏的设备功率、有功计算功率、视在功率的合计值计算而得。222动力负荷和平时消防负荷038kV配电干线及支干线负荷计算038kV配电干线和分支干线的电力负荷和消防负荷的负荷计算也采用要求系数法,如表2-4所示。不计算备用设备的功率和备用电路的负载。表2-4动力负荷及平时消防负荷038kV配电干线负荷计算其中最后两栏中的需要系数Kx、功率因数cos?是根据该栏的设备功率、有功计算功率、视在功率的合计值计算而得。223火灾时消防负荷038kV配电干线及支干线负荷计算火灾情况下,038kV配电干线和分支干线的负荷按需要系数法计算,见表2-5。不计算备用:..。表2-5消防负荷038kV配电干线负荷计算其中最后两栏中的需要系数Kx、功率因数cos?是根据该栏的设备功率、有功计算功率、视在功率的合计值计算而得。22410/038kV变配电室负荷计算根据表2-3、表2-4数据计算变配电室的总负荷,见表2-6。由于发生火灾时,必须切除正常照明和动力负荷,消防负荷运行,表2-5的消防负荷65446kW相对较小,因此不计入总负荷。该工程没有二级负荷,运算过程中只考虑一级负荷。通过求和计算得到,无功功率补偿前的总负荷为4088kW,无功计算功率2551kvar,功率因数为084。另外考虑计入同时系数后,功率因数计算值为083,数值偏低,按照要求无功功率补偿后的功率因数为095。通过无功功率补偿计算得知,需要补偿1200kvar(见表2-6)。通过计算得到变压器高压侧总负荷为3098kW,初步选定2台变压器,每台容量为2000kVA,无功功率补偿1200kvar。接下来,将所有负荷均匀分配到每台变压器的低压配电柜上,校核变压器负荷,确定每台变压器的负荷率,选择变压器接线方式,并选配无功功率补偿装置。表2-610/038kV变配电室总负荷计算23无功功率补偿供电部门要求建筑物月平均功率因数在09以上,设计值为095建筑实际自然总平均功率为083,通过提高电气设备自然功率因数,已不能满足设计要求因此增加一个无功补偿装置,通过并联电容补偿提高建筑物的功率因数。补偿容量的计算式:(2-1)式中,Qc——补偿容量(kvar);Pc——计算有功功率(kW);tg?1——补偿前计算负荷功率因数角的正切值;Tg?2——补偿后功率因数角的正切值;经过计算(见表2-6),无功功率补偿容量为107442kvar,补偿装置容量选1200kvar。根据配套设备的技术参数,暂时选定4台容量300kvar的电容补偿柜。在选择并联电容器作为人工无功补偿装置时,为了使线损和电压损失最小化,通常采用局部平衡补偿,高压部分采用高压电容器进行无功补偿,低压部分采用低压电容器进行无功补偿。无高压负荷时,并联电容器装置不布置在高压侧。高压电容器组中的电容器组通常采用补偿低压基本无功功率、常年稳定无功功率和很少开关次数的电容器组。为了防止一些电气设备在轻载时因高压或补偿而损坏,通常采用自动切换。在使用高低压自动补偿装置时,通常采用低压自动补偿装置。本工程选用低压自动补偿装置。