深圳市农业科技促进中心 广东深圳 518055
本工程概况：深圳市农业科技大厦，总高为58.9米，地下两层为停车场，地上13层作为办公用。按“高规”划分，属一类高层建筑。设计需做到方案合理、技术先进、运行可靠、满足相关规范的要求，还要简捷实用、便于操作、管理和维护，减少综合投资。本次主要阐述了该办公楼系统电气设计的依据、原则和方法及设计选择的结论等。以讨论电力配电系统设计为主。
一、配电系统设计
（一）负荷等级分类
电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。
1、一级负荷：（１）中断供电将造成人身伤亡者。（２）中断供电将造成重大政治影响者。（３）中断供电将造成重大经济损失者。（４）中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。
对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。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亦为特别重要负荷。
2、二极负荷：（１）中断供电将造成较大政治影响者。（２）中断供电将造成较大经济损失者。（３）中断供电将造成公共场所秩序混乱者。
3、三级负荷：不属于一级和二级的电力负荷。
（二）供电要求
1、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。
2、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6KV及以上专用架空线供电。
3、三级负荷对供电无特殊要求。此外，根据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。
本工程为一类高层建筑，消防动力、应急照明、电梯负荷、生活水泵、排水泵、弱电系统负荷等按一级负荷，采用双电源供电，从附近两变电站引入两回路，并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。实验室保障负荷、档案室用电、厨房保障负荷、实验室净化空调等。其它动力设备、照明用电为三级负荷。
（三）负荷计算
计算负荷的方法很多，主要有需要系数和二项式法。前一种方法比较简便，在设计单位中使用的最为普遍。当用电设备台数较多、各台设备容量容量相差不慎悬殊时，通常都采用需要系数法计算。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当用电设备台数较少而容量又相差悬殊时，则宜采用二项式计算，凡是民用建筑中单机负荷较大的各类设备，都是采用单机组或同类同类机群放射式供电，在计算供电线数、开关时，都是采用单机的额定电流或启动电流进行选型或校验的，所以普遍采用需要系数法。
本大楼采用需要系数法来确定计算负荷，需要系数法指用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。
用电设备组计算负荷基本公式：
有功计算负荷（单位为KW）：P30=KdPe，式中Pe为用电设备组总的设备容量（不含备用设备容量，单位KW）。Kd为用电设备组的需要系数。
无功计算负荷（单位为Kvar）Q30=P30tanφ，式中tanφ为用电设备功率因数正切值。
视在计算负荷（单位为KVA）S30=P30/cosφ，计算电流（单位为A）I30=S30/ UN,式中UN为用电设备额定电压
配电干线计算负荷
同时系数：=0.8~0.9，=0.85~0.95
在本次设计中取：=0.9，=0.95
配电干线的有功计算负荷：P30=×P30
配电干线的无功计算负荷：Q30=×Q30
配电干线的视在计算负荷：S30=
配电干线计算电流：
动力负荷计算
利用系数计算三相用电设备组有功功率，其基本公式为：P30= Kd×P30，式中为计算负荷，kw；Kd为用电设备需要系数，它与用电设备组的工作性质、设备台数、设备效率和线路损耗等因素有关；为设备容量，KW
二、大楼电力配电系统设计
（一）变压器用电负荷情况
（1）1#变压器（1T），安装容量为1289KW，计算容量782KW，计算负荷767KVA，1000KVA，变压器负荷率76.8%；
（2）2#变压器（2T），安装容量为1355KW，计算容量827KW，计算负荷802KVA，1000KVA，变压器负荷率80%；
（3）3#变压器（3T），安装容量为1197KW，计算容量780KW，计算负荷770KVA，1000KVA，变压器负荷率77%；
（4）备用发电机，安装容量为990KW，计算容量707KW，选用720W发电机组。变压器总装机密度为100VA/m2。
（二）供电电源
本大楼高压系统按甲方同供电部门的“供电方案”进行设计。10kv电源从本大楼北侧穿管埋地引入设在负一层的总电房。
（三）应急电源
本大楼选用1台720KW柴油发电机组作应急电源，当市电停电时，从变电所市电开关辅助接点取发电机启动信号至发电机，经0~10S延时后，发电机自启动，30 秒内恢复对重要负荷供电。当市电恢复30~60S后，市电供电，发电机组停机。
（四）变配电：
本大楼在负一层设置1座变电所，在地下负一层设置1座发电机房。高压选用环网型开关柜，低压选用BLOKset型开关柜，变压器选用SC(B)10干式环保低损耗变压器。变压器采用自然冷却方式，设温度保护（变压器自带温控器）。
（五）功率因数补偿
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，要求补偿后高压侧功率因数不小于0.9。本工程要求荧光灯采用电子镇流器或节能型电感镇流器，其余气体放电灯采用就地补偿方式，以提高系统功率因数。
三、结语
本次探究了对大厦办公楼的电气设计，基本掌握了建筑电气方面的一些基本的东西，同时也学会了建筑电气识图并能设计一些较简单的电气图，为以后实时掌握大楼电气维护工作奠定基础。
论文作者:李逸家
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/21
标签：负荷论文; 设备论文; 容量论文; 变压器论文; 系数论文; 电源论文; 功率因数论文; 《建筑学研究前沿》2017年第34期论文;