铁路站房机电工程设计实例分析
一、项目概述
本项目为铁路二等站站房内部分强电工程容量设计。本设计只针对铁路站房内部分监控系统、通风系统、照明系统、供配电系统和消防系统的用电设计实例分析。 二、负荷情况分析
根据业主提供的工程设备清单及其它专业图纸提供的负荷种类，各种负荷主要如下。 （1）照明设备负荷
考虑到节能减排的需要，设计中均采用LED节能灯具，灯具间距9m/盏，灯具有两种型号，站房出入口方向加强照明40盏，大厅内普通照明230盏、应急照明115盏，其中加强照明220w/盏，大厅内（含基本和应急）照明70w/盏，负荷约为220w×40+70w×345≈33kw （2）通风设备负荷
为保持站房内通风排气，按照设计原则，在大厅及各个重要房间内设置排风机，根据不同需求设置不同功率的风机，每台风机平均功率约为18.5kw，一共26台；负荷约为18.5kw×26=481kw。 （3）监控设备负荷
监控采用一体化枪机、球机，含5个监控配电箱，加上各类模块及预留按5kw计。 （4）消防水泵
站房的消防泵房内有两台消防水泵需设计供电。加上泵房内照明配电设施合计60kw
（5）其他负荷，电力监控、应急疏散标志等，按10kw计。 三、负荷等级
本项目中，铁路站房内不允许瞬间停电，否则会发生重大事故，因此站房内应急照明灯具为特别重要的一级负荷。具体负荷分级如表
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表一 隧道重要电力负荷等级
序号 电力负荷名称 应急照明 1 电光标志 监控设备 基本照明 2 排风风机 消防水泵 3
四、供电系统
1、根据甲方与设计要求，本期工程由供电部门引入一路10kV电源至站房变电所。由配电室高压柜引出2路10kV电源，以电缆埋地方式1路引至箱式变电站的高压进线柜，另一路做预留。通过负荷分析，本工程采用500KA干式变压器。此外，在箱式变电站内还设置了UPS，在市电断电的情况下，通过UPS为隧道内一级负荷提供不间断供电，保证一级负荷能正常运行1小时，本工程UPS容量按30KVA计。本项目采用AC220/380V，50Hz，三相四线制配电系统, 接地型式采用TN-S系统。
2、变压器容量计算
不考虑远期负荷的用电容量，并按经济运行的方式，进行相应配置。 用电设施需要系数和同时系数 （1）需要系数
负荷计算主要采用需要系数法。隧道用电设备的Kx、cosΦ见表6.7。
表二 主要用电设备的Kx、cosΦ
隧道用电设备组名称 通风设施 照明设施 （2）同时系数
Kx 0.8 0.9 cosΦ 0.8 0.8 tgΦ 0.75 0.75 其余电力负荷 三级 二级 一级 负荷级别 精选
有功功率同时系数取0.8~0.9，无功功率同时系数取0.9~1.0。 （3）根据负荷分析可得出加强照明负荷8.8kw；基本照明负荷16.1kw；应急照明负荷8.05kw；监控系统负荷5kw；排风风机负荷481kw；消防水泵负荷60kw。其他10kw，据此可得到负荷表如下：
表三 负荷计算表
（4）射流风机电流的计算
本项目的射流风机全部是三相供电，电机功率p=18.5kw。据此得到风机正常工作是的电流LJS=P*KX/1.732*380*COSa≈35A,可选用40A的断路器。由于射流风机启动电流较大，一般为正常工作电流的3-5倍，但一般启动电流为瞬时高度，时间较短。故亦可选用63A断路器。 （5）照明电流的计算
加强照明有两个回路，每条回路工作的额定电I=8.8kw*0.9/220*COSa*2=18A, 选用25A断路器；应急照明回路电流I= 8.05kw*0.9/220*COSa=32.5A,可选用40A断路器；基本照明有多个回路，每个回路按10A断路器配置。
（6）箱式变电站供电系统图
表四 供电系统图
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五、接地
根据本项目沿线的地形、土壤等实际情况，保证站房外场监控设备的正常运行，避免外场设备遭受雷击的影响：防雷接地系统为等电位方式的综合接地方式，即逻辑地、保护地、工作地及防雷地合并进行施工。
外场设备的接地设施，在设备基础附近制作，接地极采用50×50×5镀锌角钢制作，接地线采用40×4镀锌扁钢，接地极与接地线应焊接并作好防腐处理。
箱式变电站接地图如下
表五 箱变接地系统
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六、总结
（1）在本系统中,由于风机启动电流较大,是正常工作电流的3-5倍,在使用40A断路器的时候，启动时可能会跳闸。故配电箱及箱变内断路器应配置更高的容量,因启动时间短,只是瞬间电流大,故可配置63A的断路器。
（2）配电设计时尽量使三相负荷达到平衡，最大相负荷不超过三相负荷平均值的115％，最小相负荷不小于平均值的85％.可采用移相平衡法或容抗平衡法来改善系统的平衡，以减少因不平衡带来的最大相的多余损耗，甚至引起空开跳闸。
（3）配电箱及箱式变内都要注意防水防潮。
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