第7章高层建筑的供配电系统.ppt

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1、第7章高层建筑的供配电系统第第7章高层建筑的供配电系统章高层建筑的供配电系统7.1 高层建筑负荷的特点及计算高层建筑负荷的特点及计算 7.2 高层建筑变电所的主接线高层建筑变电所的主接线 7.3 高层建筑变电所的类型及布置高层建筑变电所的类型及布置 7.4 高层建筑低压配电系统高层建筑低压配电系统 7.5 自备应急柴油发电机组自备应急柴油发电机组 基本技能训练基本技能训练 建筑电气工程图建筑电气工程图思考题及习题思考题及习题 第7章高层建筑的供配电系统7.1 高层建筑负荷的特点及计算高层建筑负荷的特点及计算7.1.1 高层建筑负荷的特点高层建筑负荷的特点高层建筑用电负荷主要是动力负荷与照明负荷

2、。动力负荷主要有电梯、自动扶梯、冷库、风机、水泵、医院动力设备和厨房动力设备等。其中绝大部分属于三相负荷，少部分容量较大的电热用电设备(如空调机、干燥箱、电炉等)虽是单相用电负荷，但也归于动力用电负荷。对于动力负荷，一般采用三相制供电线路，对于较大容量的单相动力负荷，应当尽量平衡地接到三相线路上。第7章高层建筑的供配电系统照明负荷主要有供给工作照明、事故照明和生活照明的各种灯具，此外还有计算机、电视机、窗式空调机、电风扇、电冰箱、家用洗衣机以及日用电热电器等。它们的容量都较小，一般为0.5 kW以下的感性负荷或2 kW以下的阻性负荷。照明用电负荷都是由照明线路供电的，所以统归为照明负荷。照明负

3、荷基本上都是单相负荷，一般用单相交流220 V供电，当负荷电流超过30 A时，应当采用220380 V三相供电线路。高层建筑中的负荷用电量大，种类繁多，但并不是所有的用电负荷都必须在任何情况下都保证供电，根据建设部民用建筑电气设计规范中的规定，现代建筑内用电设备的负荷等级的划分如表7-1所示。第7章高层建筑的供配电系统第7章高层建筑的供配电系统7.1.2 高层建筑负荷的计算高层建筑负荷的计算计算负荷是供配电系统中电气元件选择的依据，也是供配电系统设计的基础。在建筑供配电系统设计中常用的负荷计算方法有负荷密度法、单位指标法及需要系数法等。其选取原则如下所述。在方案设计阶段可采用单位指标法或负荷密

4、度法；在工程初步设计及施工图设计阶段，应采用需要系数法。而对于住宅，在设计的各个阶段均可采用单位指标法。第7章高层建筑的供配电系统1.负荷密度法负荷密度法在民用建筑的方案设计阶段，必须对建筑内的电力负荷进行估算，估算得准确与否将直接关系到建筑的变配电系统方案和元件的选择以及投资预算。目前使用的负荷估算方法有负荷密度法和单位指标法。所谓负荷密度法，就是根据单位面积功率(负荷密度)确定计算负荷的一种方法。其估算有功计算负荷P30的公式为(7-1)式中：P0为单位面积功率(负荷密度)，单位为W/m2；S为建筑面积，单位为m2。1000030SPP 第7章高层建筑的供配电系统由式(7-1)可以看出，使

5、用负荷密度法估算的计算负荷是否准确，完全取决于单位面积功率P0的准确程度。因此，在确定单位面积功率时，应综合考虑多方面的因素。建筑物的性质不同，标准不同，用电负荷的单位面积功率就不同。表7-2给出了建设部1999年颁发的住宅设计规范中规定的用电负荷标准及电能表规格。第7章高层建筑的供配电系统2.单位指标法单位指标法单位指标法与负荷密度法基本相同，是根据已有的单位用电指标来估算计算负荷的一种方法。有功计算负荷P30的计算公式为 (7-2)式中，Pe为单位用电指标，如W/户、W/人等；N为单位数量，如户数、人数等。100e30NPP 第7章高层建筑的供配电系统由于单位用电指标的确定与国家经济形势的

6、发展、电力政策以及人民消费水平的高低有直接的关系，因此，这一数据变化很频繁。另外，由于我国地域辽阔，经济发展不平衡，人民的消费水平差别也很大，因此单位用电指标的确定也有很大的差距。例如，上海普通住宅的单位指标为46 kW/户，高级商住楼的单位指标为1015 kW/户。由于单位用电指标其数据的确定有很大的难度，而且目前可供选择和使用的数据不多，因此使得这种估算方法在使用上受到了一定的限制。第7章高层建筑的供配电系统3.需要系数法需要系数法在工程初步设计和施工图设计阶段，一般采用需要系数法来确定动力负荷和照明负荷。其具体计算方法可参照本书第2章内容。用需要系数法确定计算负荷需要注意以下几点。(1)

7、下列用电设备在进行负荷计算时，不列入设备容量之内。备用生活水泵、备用电热水器、备用空调制冷设备及其他备用设备；消防水泵，专用消防电梯，在消防状态下才使用的送风机、排烟机等以及在非正常状态下投入使用的用电设备；当夏季有吸收式制冷空调系统，而冬季利用锅炉取暖时，在后者容量小于前者的情况下的锅炉设备。第7章高层建筑的供配电系统(2)需要系数值是在一定的范围内按统计方法来确定的，其准确性对负荷计算有重要意义。但是，由于许多因素的影响，需要系数表中所给出的只能是推荐值，这就要求设计者应根据设计经验和具体情况从中选取一个比较恰当的值。例如，一些高层建筑往往设置多部电梯。电梯样本上给出的功率是在额定载重量和

8、额定速度时的值，但实际上每部电梯不可能长期在额定值下工作，特别是多台电梯的情况。因此，在计算电梯总负荷时，要考虑其运行特点，需要系数应取较小值。高层建筑的水泵房内一般设置多台生活水泵，某些大楼内还设有排水泵、排污泵等，它们是根据大楼的中、上部水箱水位和集水井水位自动控制的，因此需要系数的取值应较工业水泵小。一般来说，当用电设备组的设备台数多时应选取较小值，否则应选取较大值；当设备使用率高时应选取较大值，否则应选取较小值。第7章高层建筑的供配电系统7.2 高层建筑变电所的主接线高层建筑变电所的主接线高层建筑变电所一般采用610 kV进线，经变压器降至220380 V的低压后再分配到各配电装置和用

9、电设备。根据建筑物的规模不同，变电所主接线也存在很大的区别。第7章高层建筑的供配电系统1.一般高层民用建筑变电所主接线一般高层民用建筑变电所主接线一般高层民用建筑指九层及九层以下的多层住宅楼及一般负荷的办公楼等，其负荷等级大多为三级。通常多栋一般高层民用建筑共用1个变电所，且变电所内仅设置1台变压器，由电网引入单回电源。其主接线如图5-11和图5-12所示。由于总用电负荷较小，变压器容量不大，因此高压侧无需设置高压开关柜，只在低压侧设置低压配电屏，采用放射式或树干式配电方式对各建筑物供电。对于变压器容量小于或等于630 kVA的露天变电所，其电源进线一般经跌落式熔断器接入变压器。对于室内变电所

10、，当变压器容量在320 kVA及320 kVA以下且变压器不经常进行投切操作时，高压侧采用隔离开关和户内式高压熔断器(见图5-11)。如根据经济运行需要，变压器需经常进行投切操作或变压器容量在320 kVA以上时，则高压侧应采用负荷开关和高压熔断器(见图5-12)。第7章高层建筑的供配电系统2.高层民用建筑变电所主接线高层民用建筑变电所主接线九层以上高层民用住宅楼、十层及十层以上高层科研办公楼均属于高层民用建筑。其用电负荷的特点是：十九层及十九层以上高层住宅的消防泵、排烟机、消防电梯、事故照明及疏散诱导标志灯等消防用电设备为一级负荷，十九层以下的消防用电设备及客梯为二级负荷，照明、空调机等各种

11、家用电器为三级负荷。对于一级负荷应由双路独立电源供电，这两个电源可取自系统，也可一个取自系统，另一个为自备电源。当一个电源发生故障或检修时，由另一个电源继续供电。二级负荷也应由两个电源供电，这两个电源应取自系统10 kV变电所的两段母线，或引自两台配电变压器的0.4 kV低压母线。在双电源的基础上若再增设一个自备发电机，则供电可靠性将会得到充分保证。高层民用建筑变电所的典型主接线如图7-1所示。图7-1中高低压母线均采用单母线断路器分段，并增设一个柴油发电机组和相应的母联转换开关QFL3，从而大大提高了运行的灵活性和可靠性,因此,这种接线方式适用于高层民用建筑的各级负荷。第7章高层建筑的供配电

12、系统图7-1 高层民用建筑变电所的典型主接线第7章高层建筑的供配电系统现代高层宾馆、饭店等旅游性建筑与一般高层民用建筑不同，其内部设施齐全，集居住、商业、办公、娱乐等功能于一身，具备高标准的多元化功能。这类建筑内部配套电气设备多，以满足现代化办公、管理、娱乐和生活的需要，同时还具有人员密度大，火灾隐患多，对消防保安要求高等特点。因此，建筑内多为一、二级负荷，应设置两个及两个以上独立电源同时供电。图7-2为某现代高层宾馆变电所的典型主接线。图7-2中为两路独立电源同时引入，每路独立电源均由两根电力电缆组成，一用一备。高低压侧为单母线分段；低压侧设置有多段母线，各段母线均采用断路器分段；在低压侧设

13、有两台互为备用的柴油发电机组，发电机组母线与低压母线间设有联络断路器。这种接线可以充分保证供电的可靠性。第7章高层建筑的供配电系统图7-2 现代高层宾馆变电所的典型主接线第7章高层建筑的供配电系统7.3 高层建筑变电所的类型及布置高层建筑变电所的类型及布置7.3.1 高层建筑变电所的类型高层建筑变电所的类型按供电对象，民用建筑变电所可分为小区变电所和楼宇变电所。楼宇变电所为一般高层建筑所采用，因此又称为高层建筑变电所，高层建筑变电所可分为楼内变电所和辅助建筑变电所。第7章高层建筑的供配电系统设计楼内变电所时，应注意采取相应的防火和通风散热措施。根据建筑消防规范要求，在高层建筑主体内不允许设置有

14、可燃性油的电气设施，特别是不得采用油浸式电力变压器，应选用具有防尘、耐潮湿和难燃性能的环氧树脂浇注的干式电力变压器，并且应使变电所避开高温、多尘和有剧烈振动的环境。高层建筑层数多，用电负荷大且分散，对供电可靠性要求高，因此，高层建筑多采用楼内变电所。当楼内变电所只有一个时，可设在首层(或地下室)，如图7-3(a)所示，也可设在中间层，如图7-3(b)所示；当楼内变电所有两个时，可分别设在首层(或地下室)和顶层，如图7-3(c)所示；当层数较多时，也可在首层(或地下室)、中间层和顶层各设一个变电所，如图7-3(d)所示。第7章高层建筑的供配电系统图7-3 高层建筑变电所的设置位置(a)设在首层(

15、或地下室)；(b)设在中间层；(c)设在首层(或地下室)和顶层；(d)设在首层(或地下室)、中间层和顶层第7章高层建筑的供配电系统从电气设备的使用条件限制或楼内建筑的造价等方面考虑，有些高层建筑在邻近的辅助建筑内设置变电所。在高层建筑邻近的辅助建筑内设置的变电所可采用油浸式电力变压器。根据变电所应尽量靠近负荷中心的供电设计原则，通常将辅助建筑变电所与用电量大的冷冻机房、锅炉房、水泵房等相邻设计；为了便于巡视、操作和管理，一般将610 kV的辅助建筑变电所设计成12层的建筑物。第7章高层建筑的供配电系统7.3.2 高层建筑变电所的布置高层建筑变电所的布置建筑群或建筑小区变电所的布置与工厂变电所的

16、布置没有本质的区别，具体要求可参见本书5.5.1节变电所布置的总体要求。这里主要根据高层建筑的特点和有关设计规范，对高层建筑变电所的布置提出两点特殊要求。(1)在高层建筑主体内设置变电所、布置变压器时不允许使用油浸式，而应采用环氧树脂浇注的干式电力变压器。例如，常用的SGZ型干式电力变压器为H级绝缘防潮型，具有低损耗，有载自动调压，在高温下可长期稳定工作等性能。(2)为了便于检修和有利于防火，高压开关柜宜采用手车式真空断路器开关柜，低压配电屏多采用抽屉式或手车式配电屏，所装设的开关多为自动空气开关。移相电容器柜也应采用具有防火、防爆性能的电容器。第7章高层建筑的供配电系统7.3.3 成套变电所成套变电所近年来，随着电气设备及配电装置的发展，成套变电所在建筑供配电系统中得到了广泛的应用。成套变电所是指将高低压开关柜和电力变压器等按一定的接线方案组合成为一体形式的变电所。成套变电所按安装场所的不同可分为两种：一种是室内安装，称为室内组合式成套变电所或户内成套变电所，简称户内式；另一种是户外安装，称为户外箱式变电所或户外成套变电所，简称户外式。户内式主要用于高层建筑和民用建筑的供电，户外式则