教室配電方案設(shè)計(jì)書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上教案樓供配電設(shè)計(jì) 摘要電力，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、民用住宅及企事業(yè)單位的主要能源和動力，是現(xiàn)代文明的物質(zhì)基礎(chǔ)。沒有電力，就沒有國民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化。現(xiàn)代化社會的信息化和網(wǎng)絡(luò)化都是建立在電氣化的基礎(chǔ)之上的。另外，隨著國家對教育事業(yè)的關(guān)注和加大投入，各地教案樓的建設(shè)也隨之增加，相應(yīng)的對學(xué)校的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)特別是電力設(shè)施將提出更大的挑戰(zhàn)。教案樓照明設(shè)計(jì)是電器設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容之一，其設(shè)計(jì)的質(zhì)量 好壞，直接關(guān)系到人們工作、學(xué)習(xí)和生活質(zhì)量的高低。照明設(shè)計(jì)的目的就是根據(jù)環(huán)境的要求，正確的選擇光源和燈具，確定合理的照明形式和布燈方案，在節(jié)約能源和建設(shè)資金的允許下，獲得一個良好、舒適愉快的工作、學(xué)習(xí)

2、和生活環(huán)境。因此做好供配電工作對于保證正常學(xué)習(xí)、工作、生活將有十分重要的意義。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：負(fù)荷計(jì)算、短路電流計(jì)算、電氣主接線的設(shè)計(jì)、電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)（包括主變壓器的選擇、斷路器及隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)、導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn)、電流互感器的選擇與校驗(yàn)、電壓互感器的選擇和避雷器的選擇等）和變配電所的布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其中，主接線代表了變配電所主體結(jié)構(gòu)，它對各種電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系，并將長期影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性學(xué)校的電氣工程及其自動化專業(yè)偏強(qiáng)電，通過這次對教案樓供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來全面的復(fù)習(xí)和鞏固書本上所學(xué)到的

3、知識，加強(qiáng)理論與實(shí)際相結(jié)合的能力，在完成設(shè)計(jì)的過程中鍛煉搜索和遴選有用資料的能力，并通過逐步的完善設(shè)計(jì)內(nèi)容提升自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力。關(guān)鍵詞：變壓器 電氣主接線 電氣設(shè)備 繼電保護(hù)專心-專注-專業(yè)前言用戶供電系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)目標(biāo)是為各電力用戶的生產(chǎn)活動和人民生活提供一個安全、合理、優(yōu)質(zhì)的供電環(huán)境。而教案樓的供配電設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系到我們接受知識，享受大學(xué)生活質(zhì)量的高低。教案樓供配電設(shè)計(jì)的目的是根據(jù)具體環(huán)境的要求，來進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算、主接線計(jì)算、短路電流的計(jì)算、設(shè)備選擇校驗(yàn)、變電所平面布置設(shè)計(jì)。通過本次課程的設(shè)計(jì)，加深對建筑物供配電的理解，初步了解教案樓供配電設(shè)計(jì)的基本原

4、理、步驟及方法。掌握建筑供配電總體方案、設(shè)計(jì)計(jì)算、設(shè)備選型。結(jié)合課程設(shè)計(jì)的文檔內(nèi)容，熟悉教案樓供配電下需要提供的文檔技術(shù)要求，學(xué)會繪制供電系統(tǒng)圖，建立負(fù)荷計(jì)算表，學(xué)會查閱有關(guān)專業(yè)技術(shù)資料及設(shè)計(jì)手冊，提高進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力，并完成課程設(shè)計(jì)相關(guān)任務(wù)。第1章 系統(tǒng)供電負(fù)荷的計(jì)算1.1 負(fù)荷計(jì)算公式 根據(jù)工藝和建筑設(shè)計(jì)等部門提供的用電設(shè)備及其安裝容量的確定計(jì)算負(fù)荷的工作成為負(fù)荷計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算的理論依據(jù)是相似性原理，即性質(zhì)相同、功能相近的用電設(shè)備組、生產(chǎn)車間或電力用戶，其負(fù)荷曲線應(yīng)相似，其負(fù)荷曲線的特征參數(shù)值（負(fù)荷系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)、最大有功負(fù)荷利用時數(shù)等）應(yīng)相近。計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知的教案樓的用電

5、設(shè)備安裝容量確定的、預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。本章采用需要系數(shù)法對學(xué)校的各類用電負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，并采用并聯(lián)電容器方法對低壓進(jìn)行集中補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)。1.1.1單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式（1）有功計(jì)算負(fù)荷（單位為kW） （1-1）式中：為需用系數(shù)(1) 無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar） （1-2）(2) 視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA） （1-3）(3) 計(jì)算電流（單位為A） （1-4）式中：為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV）1.1.2 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式（5） 多組用電設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷基本公式：同時系數(shù):本次設(shè)計(jì)取 1.2 教案樓統(tǒng)計(jì)及計(jì)算（1）普通教師負(fù)荷統(tǒng)計(jì)單臺容量PN/KW

6、臺數(shù)設(shè)備總?cè)萘縆W需要系數(shù)KdcostanPc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A熒光燈0.081814.40.70.551.5210.0815.322風(fēng)扇0.0640.240.50.750.880.120.106電腦0.2810.280.70.90.330.1960.065插座0.680.480.70.750.880.3360.296總計(jì)2.523216.911.70716.111取=0.9=0.9510.53715.30518.5828.23表1-1普通教室負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表（2） 樓梯過道負(fù)荷統(tǒng)計(jì)單臺容量PN/KW臺數(shù)設(shè)備總?cè)萘縆W需要系數(shù)KdcostanPc/kwQc/kvarSc/KvA

7、Ic/A白熾燈0.14040.7102.80應(yīng)急燈0.01252.51102.50總計(jì)0.11656.55.30取=0.9=0.954.7704.777.247表1-2樓梯過道負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表（3）衛(wèi)生間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)單臺容量PN/KW臺數(shù)設(shè)備總?cè)萘縆W需要系數(shù)KdcostanPc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A白熾燈0.160.60.7100.4200.420.64表1-3 衛(wèi)生間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表（4） 其他負(fù)荷統(tǒng)計(jì)單臺容量PN/KW臺數(shù)設(shè)備總?cè)萘縆W需要系數(shù)KdcostanPc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A生活水泵202400.70.80.752821總計(jì)403603634.84取=0.9

8、=0.9532.433.143.87466.659表1-4 其他負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表（5） 左半樓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)A. 左半樓每層負(fù)荷統(tǒng)計(jì)類型個數(shù)Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A普通教室442.14861.2274.324112.928表1-5 左半樓每層負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表B.左半樓總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)類型個數(shù)Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A每層5210.74306.1371.62564.64樓梯過道14.7704.777.24總計(jì)6215.51306.1376.39571.881-6 左半樓總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表（6） 右半樓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)A. 右半樓每層負(fù)荷統(tǒng)計(jì)類型個數(shù)Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A普通

9、教室331.61145.91555.74384.696衛(wèi)生間10.4200.420.638總計(jì)432.03145.91556.16385.3341-7 右半樓每層負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表B.右半樓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)類型個數(shù)Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A每層5160.155229.575280.815426.67樓梯過道14.7704.777.24總計(jì)6164.925229.575285.585433.911-8 右半樓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表（7） A樓負(fù)荷統(tǒng)計(jì)類型個數(shù)Pc/kwQc/kvarSc/KvAIc/A左半樓1215.51306.1376.39571.88右半樓1164.925229.575285.5854

10、33.91其他132.433.143.87466.659總計(jì)3412.8568.8取=0.9=0.95371.5540.4655.7996.31-9 A樓總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)1.3 低壓配電在正常環(huán)境的車間或建筑物內(nèi)，當(dāng)大部分用電設(shè)備為中小容量，并且無特殊要求時候，應(yīng)采用樹干式配電。當(dāng)用電設(shè)備為大容量時，或負(fù)荷性質(zhì)質(zhì)量，或在有特殊要求的建筑物內(nèi)，應(yīng)采用放射式配電。放射式的優(yōu)點(diǎn)是：供電可靠性高，故障發(fā)生后影響范圍?。焕^電保護(hù)裝置簡單且易于整定；便于實(shí)現(xiàn)自動化；運(yùn)行簡單，切換操作方便。樹干式的優(yōu)點(diǎn)是變配電所的饋出線回路少、投資小、結(jié)構(gòu)簡單。還有一種為混合式，它兼具前兩者的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代建筑中應(yīng)用最為廣泛。圖1

11、-1 一級放射式圖1-2 樹干式在本次設(shè)計(jì)中對干同一區(qū)變管轄范圍內(nèi)用電設(shè)備性質(zhì)相同的采用放射式配電，而少區(qū)域內(nèi)采用樹干式配電。本教案樓采用放射式和樹干式相結(jié)合。具體圖如下所示：（8） 主接線設(shè)計(jì)變配電所是電力網(wǎng)的重要組成部分，承擔(dān)著電網(wǎng)電壓的變換和電能傳輸任務(wù)。他的設(shè)計(jì)（變電所位置的確定和主變壓器及主接線方案的選擇）至關(guān)重要，其中主接線代表了變配電所主體結(jié)構(gòu)，它對各種電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系，并將長期影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。2.1 變配電所位置的選擇變配電所位置選擇的一般原則：（1）盡量靠近負(fù)荷中心，以減少配電

12、系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗及有色金屬消耗量。（2）進(jìn)出線方便，特別是采用架空線進(jìn)出時應(yīng)考慮這一點(diǎn)。（3）接近電源側(cè)，對總變、配電所特別要考慮這一點(diǎn)。（4）設(shè)備運(yùn)輸方便。（5）盡量避開劇烈震動和高溫場所。（6）不宜設(shè)在有多塵和有腐蝕性氣體的場所，當(dāng)無法遠(yuǎn)離時。則應(yīng)設(shè)在污源的上風(fēng)側(cè)。（7）不宜設(shè)在廁所、浴池或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。（8）不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。（9）不應(yīng)妨礙其他建筑物的發(fā)展，并適當(dāng)考慮今后的擴(kuò)建。2.2 變壓器型號的選擇2.2.1 變壓器臺數(shù)的選擇我們知道現(xiàn)學(xué)校采用10KV線路電源進(jìn)線，由于學(xué)校用電

13、大多為三級負(fù)荷，只有行政樓和圖書館消防為二級負(fù)荷，對供電可靠性和靈活性要求不是太高。因此，用一臺變壓器就可以了。2.2.2 變壓器型號的選擇用高效節(jié)能型三相電力變壓器S9來取代用熱軋硅鋼片的SJ1三相電力變壓器節(jié)能效果十分明顯，通常所需的新增投資費(fèi)用在3年左右時間內(nèi)即可收回，在整個變壓器壽命期間可節(jié)約的電費(fèi)支出約為整個投資費(fèi)用的3-4倍，并有利于綠色環(huán)保。因此，我校采用的變壓器為S9-800/10(6),主變壓器的聯(lián)結(jié)組均采用Yyn0。2.3 變配電所接線圖設(shè)計(jì)在正常環(huán)境的車間或建筑物內(nèi)，當(dāng)大部分用電設(shè)備為中小容量，并且無特殊要求時候，應(yīng)采用樹干式配電。當(dāng)用電設(shè)備為大容量時，或負(fù)荷性質(zhì)質(zhì)量，或

14、在有特殊要求的建筑物內(nèi)，應(yīng)采用放射式配電。放射式的優(yōu)點(diǎn)是：供電可靠性高，故障發(fā)生后影響范圍小；繼電保護(hù)裝置簡單且易于整定；便于實(shí)現(xiàn)自動化；運(yùn)行簡單，切換操作方便。樹干式的優(yōu)點(diǎn)是變配電所的饋出線回路少、投資小、結(jié)構(gòu)簡單。還有一種為混合式，它兼具前兩者的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代建筑中應(yīng)用最為廣泛。圖2-1 一級放射式圖2-2 樹干式在本次設(shè)計(jì)中對干同一區(qū)變管轄范圍內(nèi)用電設(shè)備性質(zhì)相同的采用放射式配電，而少區(qū)域內(nèi)采用樹干式配電。本教案樓采用放射式和樹干式相結(jié)合。具體圖如下所示：圖2-3 變電所的主接線路圖第3章 短路電流的計(jì)算“短路”是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的一種故障。所謂短路是電網(wǎng)中某一相導(dǎo)體未通過任何負(fù)荷而直接與另

15、一相導(dǎo)體或“地”相碰觸。電網(wǎng)正常運(yùn)行的破壞大多數(shù)是由短路故障引起的。因此，正確計(jì)算短路電流尤為重要。3.1 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算的方法常用的有名值法和標(biāo)么值法。在電力系統(tǒng)計(jì)算短路電流時，如計(jì)算低壓系統(tǒng)的短路電流，常采用有名值；但計(jì)算高壓系統(tǒng)短路電流，由于有多個電壓等級，存在著電抗換算問題，為使計(jì)算簡化常采用標(biāo)么制。因此，本設(shè)計(jì)采用的是標(biāo)么值法來計(jì)算短路電流。3.1.1 供電系統(tǒng)中各標(biāo)幺值的確定標(biāo)么制中各元件的物理量不用有名單位值，而用相對值來表示。相對值就是實(shí)際有名值與選定的基準(zhǔn)值間的比值，即標(biāo)么值從上看出，標(biāo)么值是沒有單位的。另外,采用標(biāo)么值計(jì)算時必須先選定基準(zhǔn)值。我們一般先選定基準(zhǔn)容量

16、Sd和基準(zhǔn)電壓Ud。根據(jù)三相交流電路中的基本關(guān)系，推得基準(zhǔn)電流Id和基準(zhǔn)電抗值分別為 （3-1） （3-2）據(jù)此，可以直接寫出以下標(biāo)么值表示式容量標(biāo)么值 （3-3）電壓標(biāo)么值 （3-4）電流標(biāo)么值 （3-5）電抗標(biāo)么值 （3-6）在進(jìn)行短路計(jì)算時，為方便起見通常選擇基準(zhǔn)值Sd100MVA，基準(zhǔn)電壓（Ud）為線路平均額定電壓（Uc）。3.1.2 短路電流的計(jì)算（1） 繪制計(jì)算電路，如圖3-1所示：圖3-1 短路計(jì)算電路（2）確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值設(shè)，即高壓側(cè)，低壓側(cè)，則： （3-7） （3-8）（3）計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng) 已知，故 （3-9）架空線路 查表的LGJ-150的，而線

17、路長8km，故 （3-10）電力變壓器 查表的S9-830的，故 （3-11）因此繪短路計(jì)算等效電路如圖3-2所示：圖3-2 短路計(jì)算等效電路（4） 計(jì)算k-1點(diǎn)（10.5kV）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量：總電抗標(biāo)幺值（3-12）三相短路電流周期分量有效值 （3-13）其他短路電流 （3-14） （3-15） （3-16）三相短路容量（3-17）（5） 計(jì)算k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量：總電抗標(biāo)幺值（3-18）三相短路電流周期分量有效值 （3-19）其他短路電流 （3-20） （3-21） （3-22）三相短路容量（3-23）以上短路計(jì)算結(jié)果綜

18、合如下所示：短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVA1.961.961.965.02.9635.717.117.117.131.518.611.9表3-1 短路電流計(jì)算統(tǒng)計(jì)表第4章 設(shè)備選擇與校驗(yàn)供電系統(tǒng)中各電氣設(shè)備的選擇是根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的要求和設(shè)備的安裝環(huán)境條件，保證在正常工作時，安全可靠、運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。在短路情況下，能滿足動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求而不知損壞，并在技術(shù)合理的情況下力求經(jīng)濟(jì)。1. 按正常工作條件選擇時需要根據(jù)以下幾方面：（1） 環(huán)境（2） 電壓（3） 電流2. 按短路情況進(jìn)行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)（1） 動穩(wěn)定校驗(yàn)（2） 短路情況下的熱穩(wěn)定4.1 一次設(shè)備的選擇與校

19、驗(yàn)一次設(shè)備是指直接參與生產(chǎn)變換輸送分配和消耗電能的設(shè)備，常用的高壓一次電氣設(shè)備有：高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓斷路器等。在建筑工程常見的低壓電氣設(shè)備有刀開關(guān)、熔斷器、自動空氣開關(guān)、接觸器、低壓配電柜等。選擇一次設(shè)備時應(yīng)校驗(yàn)的工程如下表所示：選擇校驗(yàn)工程電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10KV57.7A1.96kA5.0kA一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓隔離開關(guān)10KV200A25.5kA高壓熔斷器RN2-1010KV0.5A50kA電壓互感器JDJ-1010/0.1kV電流互感器LQJ-1010KV100/5A31.8 kA81避雷器FS4-1010KV表4-1 10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)表4-2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)工程電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V996.317.1 kA31.5kA一次設(shè)