高層住宅樓電氣動力設計范文
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摘要：本設計針對高層住宅供配電系統的現狀和未來發展趨勢，結合民用建筑電氣設計規范（JGJ/T16-2008），首先完成了高層住宅樓的電炊設計。其次根據住戶數和戶型情況進行了負荷計算，負荷計算時采用了需要系數法。然后根據計算結果和配電形式對電纜、斷路器、隔離開關進行了選型，并根據安裝規范對電纜、斷路器、隔離開關進行了合理的安裝，從而達到安全用電和節約能源的目的。又根據防雷等級完成了防雷接地系統。最后完成了高層住宅樓動力部分的施工圖設計。
關鍵詞：高層住宅，配電線路，防雷系統
ABSTRACT：ThedesigncalculatsthepowerloadwiththemethodofNeedcoefficientCalculatingwhilecombinedhigh-riseresidentialbuildingdistributionsystem’sstatusandfuturedevelopmenttrends,andcombinewithdesignspecifications(JGJ/T16-2008)ofcivilelectrical.First,thedesignofelectriccookingonhigh-riseresidentialbuildingiscompleted.Second,inaccordancewiththenumberandsizeofhouseholdstheloadiscarriedout,theloadcalculationmethodadoptneeds.Accordingtothecalculatingresultandthepowerdistributionform,cables,circuitbreakersandswitchesarechoosed,andinaccordancewiththeinstallation,cables,circuitbreakers,isolatingswitchsareinstalledreasonablely,soachievesecurityofelectricityandenergyconservationpurposes.Andthenaccordingtomine-gradeaminegroundingsystemiscompleted.Finally,thedesignofworkingdrawingsonhigh-riseresidentialbuildingarecompleted.
Keywords:high-riseresidentialbuilding，distributionlines，lightningprotectionsystem
1.課題來源
本工程為高層塔式住宅樓，一～十八層為居住層，十九層為電梯間，二十層為水箱間及風機間。設有人防地下室及技術層。配電室、消防控制室位于技術層，泵房位于人防地下室。基礎為箱型基礎。本次設計之前，對該幢樓進行了詳細的實地考察，并研究了該幢樓的所有電氣設計圖紙，結合所學理論知識，對配電線路進行了設計。
2.負荷計算
(1)需要系數法
下列用電設備在進行負荷計算時不列入設備容量之內：
①備用生活水泵、備用電熱水器、備用空調制冷設備及其他備用設備；
②消防水泵、專用消防電梯以及消防狀態下才使用的送風機、排煙機等及在非正常狀態下投入使用的用電設備；
③當夏季有吸收式制冷的空調系統，而冬季則利用鍋爐取暖時，在后者容量小于前者情況下的鍋爐設備。
需要系數法的計算公式如下：
用電設備組的有功、無功和視在計算負荷：
（2-4）
（2-5）
（2-6）
或
（2-7）
式中-----用電設備組的設備功率，kW；
-----需要系數；
，-----用電設備組的功率因數及功率角的正切[1]。
(2)本工程供配電用需要系數法計算結果如表2-1、2-2所示。
表2-1本設計住戶需要系數法負荷計算表
序號設備名稱設備功率數量合計功率需要系數功率因數計算負荷
kWkWKxPjsQjsSjsIjs
(kW)(kVar)(kVA)（A）
1廚房414.000.50.7521.762.666.98
表2-2公共設備需要系數法負荷計算表
序號設備名稱設備功率數量合計功率需要系數功率因數計算負荷
kWkWKxPjsQjsSjsIjs
(kW)(kVar)(kVA)（A）
1地下室排風排煙20.5120.510.8520.517.2124.1236.54
2地下室送風排煙15.5115.5010.8515.59.6118.2427.64
3電梯1111110.8118.2513.7520.83
4消防電梯、排煙13.2113.210.813.29.916.525
5生活泵7.52150.650.759.758.251015.19
6加壓泵112220.650.751412.3214.722.28
總計78.797.283.9577.1997.31147.48
3.供配電系統的設計
(1)各負荷等級的供電措施
①一級負荷：要求供電系統無論是正常運行還是發生了故障時，都應保證其連續供電。因此對一級負荷，應有兩個獨立的電源供電，并按生產的需要和允許停電的時間，采用雙電源互相自動地或手動地切換線路，如果一級負荷不大，則可采用蓄電池、自備發電機等設備，或者從臨近的單位取得第二獨立電源。這里所說的兩個“獨立電源”是指其中任何一個電源發生故障或停電檢修是，都不致影響另一個電源繼續供電。
②二級負荷：應有雙回路供電。當采用雙回路困難時，則允許采用一路10kV及專用架空線供電。
③三級負荷：無特殊的供電要求，屬于一級和二級的負荷[2]。
本工程是二級負荷供電方式。
(2)配電網絡導線和電纜截面的選擇
電流通過導線時，要產生電能損耗，使導線發熱，若絕緣導線和電纜的溫度過高時，可使絕緣損壞，甚至引起火災。當裸導線的溫度過高時，會使其接頭處的氧化加劇，增大接觸電阻，使之進一步氧化，如此惡性循環，甚至可發展到斷線。因此規定了不同材料和絕緣導線的允許載流量。在這個允許載流量范圍內運行，導線的升溫不會超過允許值。選擇導線截面使通過相線的電流不超過導線正常運行時的允許載流量Ial，即
（3-1）
按允許載流量選擇載面時要考慮到溫度修正系數、電纜并列校正系數和土壤熱阻系數。
①允許載流量與環境溫度有關。若實際環境溫度與規定的環境溫度不一致時，允許載流量乘上溫度修正系數以求出實際的允許載流量。
（3-2）
式中，；且為導線額定負荷時的最高允許溫度（YJV型交聯聚乙烯、絕緣聚氯乙烯護套的電力電纜；BV型塑料絕緣導線）；為導線允許載流量所采用的環境溫度（）；為導線敷設地點的實際的環境溫度（本設計中取）。則：YJV型交聯聚乙烯、絕緣聚氯乙烯護套的電力電纜的溫度修正系數
（3-3）
BV型塑料絕緣導線的溫度修正系數
（3-4）
②電纜多根并列時，起散熱條件較單根敷設時差。故允許載流量降低，要用電纜并列校正系數進行校正。（兩根；三根；四根；五根）
③電纜在土壤中敷設時，因土壤熱阻系數不同，散熱條件也不同，其允許載流量也應乘上土壤熱阻系數校正[3]。（常州地區土壤潮濕，在規律性下雨的情況下）
(3)本設計線纜及開關電器的選擇結果如表3-1所示。
表3-1線纜及開關電器的選擇結果
序號支路名稱計算電流（A）電纜選擇型號斷路器選擇保護電流（A）數量（個）
1廚房支路6.984mm220A1
2廚房總回路16.68ZRYJV-3×1663A1
3地下室排風排煙機進線36.54NH-VV22-1kV-5×1050A1
4地下室送風排煙機進線27.64NH-VV22-1kV-5×1050A1
5電梯進線20.83NH-VV22-1kV-5×9563A1
6消防電梯進線25NH-VV22-1kV-5×9563A1
7生活泵進線15.19NH-VV22-1kV-5×1640A1
8加壓泵進線22.28NH-VV22-1kV-5×1640A1
9住戶消防動力計量箱進線NHYJV22-4×7063A2
108表位住戶計量箱進線164.1ZRYJV-4×120200A5
11電梯、風機等電位聯結線ZRYJV-1×161
12封閉箱
一、二等電位聯結線ZRYJV-1×50
13橋架內PE銅排引出線NHYJV-4×10
考慮到電氣設計要求的安全性、功能性、舒適性和可適應性。室內導線要選用銅芯塑料線。銅線不容易氧化和腐蝕，而且機械強度高，導電性能強，可減少因接觸電阻過大電氣線路接頭發熱起火和斷線的危險，同樣截面的銅線使用壽命也比鋁線長，因此住宅供電中的絕緣導線應采用銅芯絕緣電線，穿管在墻內和地板內暗敷。導線截面的選擇要考慮電源質量的影響，導線截面選擇通常是按發熱條件、機械強度、經濟電流密度、電壓損失等因素來考慮，往往忽視電源質量及諧波的影響，雖然城網改造已基本完成，但還是滿足不了用電負荷，特別是在夏季和冬季，用電量大，線路電壓偏低，導致線路負荷電流加大甚至超負荷使用，易出現跳閘及火災事故。一旦微波爐、電腦等非線性電器投入使用，線路中就會產生諧波，諧波電流能引起線路過載，影響線路的安全，考慮到這些因素，進戶線可以按計算電流在載流量表中把電線截面加大一級到兩級，留有余地；插座回路按不同用途來確定導線截面。如：廚房回路因為其負荷特殊性需用4mm2銅芯導線。
（4）本設計的線路敷設
①室外線路用鍍鋅鋼管做保護管。
②配電干線電纜在強電井內橋架敷設（無鹵、低煙電纜），消防配線采用耐火型，其他為阻燃型。
③室內配線均選用BV-500V銅芯聚氯乙烯絕緣線穿PVC管暗敷設，水平管除圖中注明FC外，其它均為現澆板中暗敷，配電箱間穿線管為鋼管。配線為BV-2×2.5mm2～BV-3×2.5mm2時，穿管PVC15；配線為BV-4×2.5mm2～BV-6×2.5mm2時，穿管PVC20；平面圖中未注明導線截面均為2.5mm2。
4.本住宅樓防雷接地方式
本工程屬二類防雷構筑物，需做防雷保護措施，該建筑物平屋頂有女兒墻，基礎為箱型基礎，具體做法如下：
(1)平屋頂女兒墻上及水箱間平屋頂女兒墻上設置避雷帶做接閃器，避雷線采用Φ12鍍鋅圓鋼，支持卡子采用一25×4鍍鋅扁鋼。
(2)利用剪刀墻內結構鋼筋做防雷引下線，沒處引下線鋼筋不少于2根，且Φ≥12mm，要求自下而上在連接處采用焊接，焊接長度不小于100mm，兩根鋼筋之間亦在適當處焊接，其頂部出屋頂柱須留200mm以上的鋼筋頭，便于避雷帶與其焊接，焊接處須做好防腐、防銹處理。
(3)利用箱型基礎內的鋼筋做防雷接地極，Z1～Z10每處用做避雷帶引下線的主筋須與基礎內的兩根主筋焊接，結構完成后，必須通過測試點測試接地電阻。人工接地極采用垂直接地體，接地極采用Φ20鍍鋅圓鋼，長2.5m，間距5m，采用40×4鍍鋅扁鋼焊接，埋深0.8m。
(4)自首層起，每三層利用剪刀墻水平筋和連梁主筋與引下線焊接成均壓環，所以引下線，建筑物內的金屬結構和金屬物件等與均壓環連接。
(5)自距地30米高度起，每向上三層，在剪刀墻及連梁內敷設一條25×4毫米的扁鋼與引下線焊成一環形水平避雷帶，以防止側向雷擊，并將金屬欄桿及金屬門窗等較大的金屬物件與防雷裝置連接。
本工程電氣系統采用TN-S制接地，為二類接地，并應互相絕緣。
(1)保護接地（PE），與防雷、弱電接地等聯合接地，接地電阻不大于1歐姆，電井內設置PE銅排；
(2)電源進線中性線重復接地，接地電阻不大于10歐姆。
參考文獻
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[2]魏謀清．高層建筑供配電設計[J]．寧德：福建建設科技出版社，2006．
[3]許克強．建筑電氣設計技術[M]．廣州：華南理工大學出版社，1994．
[4]蘇邦禮．建筑物避雷與接地[M]．華南理工大學出版社，1988．
