电气

案例研究:制造设备电气设计

这个制造工厂、实验室和办公楼配电项目的示例将介绍电气工程决策

由Robert Sander和Mario Caraveo,NV5,拉斯维加斯 2019年12月18日,

一家设备制造公司已经采购了一个现有的建筑277/480伏wye服务,为其业务开设了一个新的办公室。本公司为医疗保健行业制造和测试专业的、敏感的电子设备。该公司将开设一个新店开展业务,计划使用80%的空间和电力容量,并要求在未来几年至少允许20%的增长。

项目范围包括标准商业办公空间以及一部分实验室和制造业。业主所需的电力津贴是:每平方英尺10伏安培,用于办公室,每平方英尺25伏安培,为实验室,每平方英尺为20伏安培,为制造区。收到楼层计划后,该地区的办公室14,000平方英尺,8000平方英尺的实验室和12万平方英尺的制造。

最后,所有的办公室和实验室空间将需要120和208伏特的单相分布,制造需要277/480伏特(单相和三相)和120/208伏特(单相和三相)的70/30分割。根据这些信息和标准,可确定连接的负载功率允许值:

  • 办公室(120/208伏特):10伏特-安培/平方英尺x 14000平方英尺= 70千伏-安培
  • 实验室(120/208伏特):25伏安培/平方英尺x 8,000平方英尺= 96千伏安培
  • 制造业(277/480伏特):20伏安培/平方英尺x 120,000平方英尺x 0.7 = 1,680千伏安培
  • 制造业(120/208伏特):20伏安/平方英尺x 120,000平方英尺x 0.3 = 720千伏安培

下一步是选择变压器容量大小。根据下一个标准尺寸的变压器和计算出的连接负载,可以用一个75千伏安培的变压器来提供办公空间。然而,业主的要求是占至少20%的增长为未来。一旦考虑到1.2千伏安的办公空间增长量,我们将达到84千伏安。这个连接的负载将需要满足下一个标准尺寸,112.5千伏安培。

实验室空间需要115.2千伏安培(包括20%的增长),需要一个225千伏安培的变压器。制造业同样需要1,000千伏安培的变压器来服务其864千伏安培(具有增长核算)连接负载,在120/208伏分布下。

既然已经考虑了荷载,就可以考虑建筑物的一般位置了。有许多方法和方法可以确定适当的变压器位置和分布,所以这里描述了一种设计理念。建筑布局为长方形。整体尺寸为200英尺宽,655英尺长,建筑前面的第二层将用作办公室和实验室空间。

图3:与无隔振垫的减谐变压器相比,干式变压器带有垫。礼貌:NV5

由于实验室和办公室位于同一区域,考虑将实验室和办公室负载合并到一个变压器。这将给出166千伏安培的组合连接负载,可由225千伏安培的变压器提供服务。

一个更大的组合变压器可以节省空间和成本。建筑两侧的两个房间都有相关的馈线,一个更大的变压器可以放在中心位置。在这个场景中,实验室和办公室位于相对较小的两层,变压器被放置在平地上,以避免潜在的结构影响。

生产车间的分配需要额外的考虑。由于120/208伏的需求遍及整个建筑空间,必须安排变压器以避免电压降过高。在600英尺长并假设均匀分布的情况下,规划了两个地点——一个在地下200英尺,另一个在地下400英尺。这将覆盖整个制造车间,并允许将制造区域的负载划分为360千伏安培,允许两个500千伏安培变压器为制造区域的两端服务。

这些负荷只是粗略的估计,但允许设计团队准备和分配楼面空间。一旦应用了需求因素(如果有的话),就可以重新访问大小并相应地确定大小。

最后,考虑了变压器的规范。因为这是一个室内和受控的环境,将使用干式通风变压器。为了降低成本,变压器的绕组将是铝代替铜。在办公室和实验室,由于设施中设备的敏感性质,考虑了谐波缓解变压器。这种选择还将有助于提高功率质量,以谐波形式提高功率质量,从谐波中引入的谐波形式,从现代计算机和电子产品共同的众多AC / DC电源变压器引入。


Robert Sander和Mario Caraveo, NV5,拉斯维加斯
作者生物:罗伯特·桑德(Robert Sander)是NV5的电气工程师。他有高层酒店和光伏电气设计经验。马里奥·卡拉奥(Mario Caraveo)是NV5的电气设计师。经验包括商业办公室,零售,酒店,工业,混合用途,住宅和医疗保健的电气设计。