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1、精选优质文档-倾情为你奉上智能建筑弱电机房UPS配电设计浙江大学建筑设计研究院 卢庆新摘要 本文详细叙述了智能建筑中弱电机房UPS配电设计，举例说明UPS后配电系统的设计内容及方法，如负荷计算、开关导线的选择，UPS容量及外配电池组容量的确定等。关键词 智能建筑 弱电机房 UPS 配电设计1 概述智能建筑一般有二个弱电机房，一个是计算机网络中心通信总机房，一个是消控监控中心BASBMS机房。在这二个机房中要设置UPS装置，其电源引自变电所2台变压器的2段0.4KV低压母线，二路供电至机房电源箱末端自动切换。UPS前端电源箱及其进线一般由强电专业设计，由弱电设计人员提出具体要求。但UPS后配电系
2、统则需由弱电设计人员设计。本文所指配电系统即为弱电设计人员应做的部分配电系统。由于弱电设计人员部分来自计算机、通信等专业，对电气不甚了解，在具体工程项目设计中也发现存在不少问题。本文主要阐述UPS后配电系统的设计内容及方法，如负荷计算、开关导线的选择、UPS容量及外配电池组容量的确定等。2 配电系统设计2.1 UPS后配电系统构架一般如图一所示：图一 UPS后配电系统构架图2.2 配电系统设计具体内容主要为：负荷计算；输出回路开关电流整定值；导线、管子、敷设方式；主开关及进线电缆设计等。2.2.1 负荷计算负荷计算的目的：确定开关电流整定值、导线选择。2.2.1.1 单相回路电流计算PI= U
3、cos式中: I单相回路计算电流（A） P单相负荷容量（KW） U单相电压（KV），0.22KV cos功率因数，取0.9例如某一负荷容量2KW，其计算电流2I= =10.1A0.220.92.2.1.2 三相回路电流计算PI= Ucos 式中: I三相回路计算电流（A） P三相负荷容量（KW） U三相电压（KV），0.38KV cos功率因数，取0.9例如某一负荷容量7KW，其计算电流7I= =11.8A0.380.92.2.1.3 配电箱负荷计算配电箱负荷计算为：Pe装机容量（KW）；Ko同时系数；Pjs计算容量（KW）；cos功率因数；Ijs计算电流（A）。装机容量Pe为各输出回路负荷容
4、量之和。如某一机房其末端负荷回路有8个单相回路，每一回路2KW；2个三相回路，每一回路7KW，则其装机容量Pe=28+72=30KW。同时系数Ko取0.9，即Ko=0.9则计算容量Pjs=PeKo=300.9=27KW27 0.380.9功率因数 cos一般取0.9，即cos=0.9 Pjs则计算电流Ijs= = =45.6AUcos2.2.2 输出回路开关选择2.2.2.1 开关称低压断路器，常用的有框架式断路器、塑壳断路器、微型断路器，其用法不同。框架式断路器额定电流8004000A不等，主要用于变电所变压器主开关或联络开关；塑壳断路器额定电流100630A不等，一般作为变电所0.4KV低
5、压母线馈电回路开关或落地式配电柜主开关、出线回路开关等；微型断路器额定电流63A，其整定电流363A不等，一般作为末端配电箱输出回路开关或小容量配电箱主开关。2.2.2.2 微型断路器整定电流值规格为3、6、10、16、20、25、32、40、50、63A等。由于末端配电箱内微型断路器密集排列，考虑降容系数，一般为0.8，即指10A开关用于不大于8A计算电流；16A开关用于不大于12.8A计算电流。根据本文中例子，均可选16A开关。2.2.2.3 根据有关规范，一般插座回路选用开关要带漏电保护器。如果弱电竖井管理间采用插座箱，在插座箱内设带漏电保护器开关，则在配电箱中采用不带漏电保护器的开关。
6、2.2.2.4 目前对要求较高的末端配电箱，一般多采用施耐德、金钟默勒、ABB公司产品，其型号为C65N、DPN、L7、S等。前二种为施耐德产品，C65N带漏电保护器有2种，vigiELE（电子式）及vigiELM（电磁式），后者价格比前者贵。采用带漏电保护器的开关时单相要用二极开关，三相用四极开关。DPN开关有2种，DPN、DPNK，前者最大整定电流20A，后者40A，DPN为带N极开关，采用带漏电保护器的为DPNvigi30mA，价格较低，DPN仅单相开关。2.2.2.5 本文例子中选用带电子式漏电保护器的C65N开关，即C65N/2P 16A vigiELE30mA（单相）；C65N/4
7、P 16A vigiELE30mA（三相），不带漏电保护器的回路则为C65N/1P或C65N/3P。2.2.3 输出回路导线选择2.2.3.1 末端配电箱输出回路一般采用导线，特别是在机房内的负荷回路。如果供电给弱电竖井管理间插座或插座箱，要经桥架敷设，可选用电缆。对于一、二类建筑，建议采用阻燃型导线和电缆，以ZR-BV- ，ZR-VV-表示。2.2.3.2 导线选择根据载流量（查表可得）。导线载流量要大于开关整定电流值，可按下表选用，为铜芯导线。开关整定电流（A）导线截面（mm2）开关整定电流（A）导线截面（mm2）101.54016162.5501620463252568035321010
8、0502.2.3.3 插座和插座箱回路均应有PE线。根据规范规定，PE线截面与相线截面有关，当相线截面小于等于16mm2时，PE线与相线同截面，但不得小于2.5mm2；当相线截面等于25mm2、35mm2时，PE线截面为16mm2；当相线截面大于35mm2时，PE线截面为相线截面的1/2。PE线采用多股铜导线，一般采用BVR。2.2.3.4单相插座和单相插座箱三线制（其中一根PE线），三相插座四线（其中一根PE线）。如本文例子导线为ZR-BV-22.5+BVR-12.5，ZR-BV-32.5+BVR-12.5；弱电竖井楼层管理间可ZR-VV-32.5。2.2.4 保护管选择及敷设方式2.2.4
9、.1公建项目一般采用金属管（钢管）。有三种：SS（水煤气钢管）、SC（镀锌钢管）、TC（薄壁电线管）。水煤气钢管常用于室外；镀锌钢管用于地下层、底层埋地及沿墙、竖井明敷；薄壁电线管有3种，KBG、JDG、DG管；目前常用KBG管，JDG管厂家少，DG管即黑铁管，老产品，有的地方还在用。KBG管用于楼板、吊顶敷设。住宅户内采用中型PVC管；重型PVC管、格栅管、复合管等用于室外。2.2.4.2 管子规格有16、20、25、32、40、50、70、80、100等，但SC管指内径，TC管、PVC管指外径。即用SC管可以比TC管、PVC管规格小一档。本文例子中管子用SC20。2.2.4.3 管子敷设方
10、式一般有以下几种：FC沿地面、底板暗敷；WC沿墙暗敷；WE沿墙明敷；CC沿顶板暗敷；CE沿顶板明敷；AC在吊顶内敷设等。由于插座安装底距地0.3m，所以电气管线沿地面、底板暗敷较多。由机房引出至弱电竖井在吊顶内可用桥架敷设或钢管敷设，在弱电竖井内穿镀锌钢管沿墙明敷。2.2.5 主开关选择及进线电缆2.2.5.1 主开关可根据电流大小选用微型断路器或塑壳断路器。建议整定电流63A以下用微型断路器，大于63A则可考虑采用塑壳断路器。2.2.5.2 根据本文例子，配电箱计算容量27KW，计算电流45.6A，考虑降容系数0.8，则45.60.8=57A，主开关整定电流值63A，可选用微型断路器C65N
11、/3P 63A。其进线电缆可用ZR-BV-425+BVR-116或ZR-YJV-425+116。2.2.6配电箱箱体选择2.2.6.1 公建项目一般选用金属箱体。根据箱子内部元器件多少及留有布线、维修空间，有落地式、壁挂式、嵌墙式等。机房内安装可以采用壁挂式明装。2.2.6.2 箱子要注明防护等级，特别当安装于室外时应注明。防护等级表示IP，第一位数字1、2、3、4、5、6表示接触保护及固体异物防护；第二位数字1、2、3、4、5、6、7、8、9K，表示对水的防护。配电箱常用防护等级如下表所示：防护等级第一位数字代号第二位数字代号接触保护对固体异物的防护对水的防护IP30阻止工具、类似物品接触阻
12、止2.5mm的固体异物进入无特殊保护IP40阻止工具、类似物品接触阻止1mm的固体异物进入无特殊保扩IP41阻止工具、类似物品接触阻止1mm的固体异物进入滴水不会带来有害作用IP54完善的接触保护阻止有害灰尘在内部沉积喷水不会带来有害作用IP55完善的接触保护阻止有害灰尘在内部沉积射水不会带来有害作用IP65完善的接触保护阻止灰尘侵入（防尘）射水不会带来有害作用2.2.6.3 本文安装于弱电机房内的配电箱无特殊要求，IP41即可；如在地下层则建议用IP54；安装在室外的弱电设备用配电箱则建议考虑防护等级IP65。2.3 配电系统图2.3.1根据上述设计，本文例子的配电系统图如图二所示：图二 U
13、PS后配电系统图2.3.2 配电系统图设计时要注意：每个箱子要有编号；如无具体型号则要注明安装方式；每一出线回路要有编号，以便平面图上容易标注；每一出线回路要注明相位，且要注意单相回路负荷平衡；要有备用回路；容量要留有扩展余地。2.3.3 插座箱要有系统图，插座箱内插座建议采用AC30系列模数化插座。2.3.4 如弱电竖井管理间距弱电机房距离较远，管线可放大一档。3 UPS选择3.1 UPS容量确定按规范规定，UPS容量应为负荷容量的1.5倍。如本文例子，经负荷计算，计算负荷27KW，则UPS容量271.5=40.5KVA，采用40KVA UPS三进三出。3.2目前一般采用在线式UPS，要求提
14、供远程监控通信接口。3.3 如重要工程，可采用并机运行方式。4 UPS外配电池组选择UPS外配电池组计算： UPS额定功率（KVA）UPS输出功率因数 后备时间UPS直流电压（KV）UPS效率外配电池组容量（AH）=式中：UPS输出功率因数取0.8 UPS效率取0.9 UPS直流电压1232=0.384KV例：UPS额定功率40KVA，后备时间2小时400.82=92.62=185AH0.3840.9 则电池组容量=则配200AH电池组，即100AH 2组，每组32节。即12V100AH 64节；16节/每柜，则4只柜。如配12V65AH电池则要3组，每组32节。即12V65AH 96节；16节/每柜 则6只柜。12V65AH 96节费用大于12V100AH 64节，选用12V100AH为妥。参考文献1中国建筑东北设计研究院主编民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92 中国计划出版社出版 1993年10月第一版2建设部供配电系统设计规范GB50052-92 中国计划出版社出版 1996年4月第一版3建设部电子计算机机房设计规范GB50174-93 中国计划出版社出版 1996年9月第一版专心-专注-专业