某賓館大樓及供配電系統(tǒng)

1、供 配 電 課 程 設(shè) 計(jì)題目：某賓館大樓的供配電系統(tǒng)系 別： 電氣與電子工程系專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化姓 名： 學(xué) 號(hào)： 121406114指導(dǎo)教師： 劉海昌 朱更輝平頂山工學(xué)院2009年6月20日成績(jī)?cè)u(píng)定一、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)報(bào)告質(zhì)量、答辯情況及其平時(shí)表現(xiàn)綜合評(píng)定）。二、評(píng)分（按下表要求評(píng)定）評(píng)分項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告評(píng)分答辯評(píng)分平時(shí)表現(xiàn)評(píng)分合 計(jì) （100分）任務(wù)完成情 況（20分）課程設(shè)計(jì)報(bào)告質(zhì)量（40分）表達(dá)情況（10分）回答問題情 況（10分）工作態(tài)度與紀(jì)律（10分）獨(dú)立工作能力（10分）得分課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定班級(jí) 1214061 姓名 秦攀 學(xué)號(hào) 121406114成績(jī)： 分（折

2、合等級(jí) ）指導(dǎo)教師簽字 年 月 日一、設(shè)計(jì)目的 供配電技術(shù)，就是研究電力的供應(yīng)及分配的問題。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(dòng)力，是現(xiàn)代文明的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。沒有電力，就沒有國(guó)民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化?，F(xiàn)代社會(huì)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。因此，電力供應(yīng)如果突然中斷，則將對(duì)這些用電部門造成嚴(yán)重的和深遠(yuǎn)的影響。因此，作好供配電工作，對(duì)于保證正常的工作、學(xué)習(xí)、生活將有十分重要的意義。供配電工作要很好的為用電部門及 整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù)，必須達(dá)到以下的基本要求：（1） 安全在電力的供應(yīng)、分配及使用中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2） 可靠應(yīng)滿足電力用戶對(duì)供電可靠性和連續(xù)性的

3、要求。（3） 優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足電力用戶對(duì)電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量的要求。（4） 經(jīng)濟(jì)應(yīng)使供配電系統(tǒng)投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能的節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。 另外，在供配電工作中，還應(yīng)合理的處理局部和全局，當(dāng)前與長(zhǎng)遠(yuǎn)的關(guān)系，即要照顧局部和當(dāng)前利益，又要有全局觀點(diǎn)，能照顧大局，適應(yīng)發(fā)展。我們這次的設(shè)計(jì)的題目是：某賓館大樓的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)；作為賓館，隨著人民生活水平的不斷提高，對(duì)賓館的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)特別是電力設(shè)施將提出相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。二、設(shè)計(jì)要求1、基礎(chǔ)資料該工程賓館大樓，地下有三層，地上有22層，總建筑面積為60000平方米，主要設(shè)備有：1空調(diào)機(jī)房42012冷卻水泵754（三備一用）3冷凍水泵754（三備一用

4、）4冷卻水塔2535冷水機(jī)組52036正壓送風(fēng)6017送 排風(fēng)機(jī)2228噴淋水泵373（兩備一用）9消防水泵753（兩備一用）10消防排煙56111消防電梯15112荷梯18.5113客梯15314自動(dòng)扶梯15115生活給水泵753（兩備一用）16補(bǔ)水泵222（一備一用）17潛污水泵112 電源情況：兩回10kv供電2、要求：（1）、統(tǒng)計(jì)負(fù)荷 （2）、變配電站的主接線設(shè)計(jì) （3）、負(fù)荷計(jì)算 （4）、短路電流計(jì)算 （5）、主要電氣設(shè)備選擇（6）、變壓器的繼電保護(hù)設(shè)計(jì) （7）、變配電站的電氣主接線圖三、總體設(shè)計(jì) 通過對(duì)所給負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及計(jì)算，確定主接線的類型，然后對(duì)主接線進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，進(jìn)而確定變壓

5、器的容量，之后對(duì)主接線進(jìn)行短路電流計(jì)算，最后據(jù)短路電流確定變壓器的繼電保護(hù)。四、各部分電路設(shè)計(jì)1、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算負(fù)荷是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定,在工程中常用的有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法是世界各國(guó)普遍應(yīng)用的確定計(jì)算負(fù)荷的基本方法,在此課程設(shè)計(jì)中采用需要系數(shù)法來確定計(jì)算負(fù)荷。按需要系數(shù)法確定用電設(shè)備的有功計(jì)算負(fù)荷（kw）的計(jì)算公式為 PC=KdPe 式中 Pe用電設(shè)備組的總的設(shè)備容量，單位為KW。Kd用電設(shè)備組的需要系數(shù)，根據(jù)參考書工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)中的表2-1查得變配電所的需要系數(shù)為0.50.7，在此選取0.7。無功計(jì)算負(fù)荷（kvar）為 QC= P

6、Ctan式中tan用電設(shè)備組的總的設(shè)備組cos的正切值。視在計(jì)算負(fù)荷（kvA）為 SC= PC/cos式中 cos為功率因數(shù)，有設(shè)計(jì)任務(wù)書取0.9。 計(jì)算電流(A)的計(jì)算公式 IC= SC/(UN)式中 UN 用電設(shè)備組的額定電壓，單位為KV2無功功率補(bǔ)償目前我國(guó)對(duì)用電單位的功率因素要求高壓供電壓者為0.9以上，低壓供電者為0.95以上，為此絕大多數(shù)的工業(yè)與民用建筑采用補(bǔ)償?shù)霓k法、即在低壓配電室的配電母線上安裝若干組電力電容器補(bǔ)償供電范圍內(nèi)的無功功率以達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。從以下的功率三角形的矢量圖可知，要使功率因數(shù)由cos 提高到cos，必須裝置補(bǔ)償電容器的容量為: 式中：-設(shè)計(jì)電容器補(bǔ)償

7、容量，kvar;-總有功計(jì)算負(fù)荷；、對(duì)應(yīng)于補(bǔ)償前后COS,COS的正切值。由附錄可查出上述設(shè)備的需要系數(shù)和功率因數(shù)，計(jì)算出每一組的計(jì)算負(fù)荷，最后計(jì)算出總的計(jì)算負(fù)荷，結(jié)果過程及結(jié)果列表中： 表1 各設(shè)備的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)設(shè)備組編號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備容量需要系數(shù)costanPcQcScIc1空調(diào)機(jī)房4200.650.80.75273204.7341.25518.492冷卻水泵3*750.70.80.751459.51094.631824.382771.94冷凍水泵3*75冷卻水塔3*25冷水機(jī)組3*5203正壓送風(fēng)600.650.80.7567.650.784.5128.39送 排風(fēng)機(jī)2*224噴淋水泵2*37

8、0.70.80.75196147245372.25消防水泵2*75消防排煙565消防電梯1510.51.7393.5161.75186.83283.87荷梯18.5客梯3*15自動(dòng)扶梯156生活給水泵2*750.70.80.75135.8109.85169.75257.92補(bǔ)水泵22潛污水泵2*113、變配電站的主接線設(shè)計(jì) 主接線的定義主接線時(shí)有各種開關(guān)電器電力變壓器 母線 電力電纜或母線 一項(xiàng)電容器 避雷器等電氣設(shè)備以一定次序相連接的接受和分配點(diǎn)能的電路。主接線只表達(dá)上述電氣設(shè)備之間的電氣連接關(guān)系，與其具體安裝地點(diǎn)無關(guān)。主接線的實(shí)施場(chǎng)所是變電站行或配電站。 主接線可以分為有母線結(jié)線和無母線結(jié)

9、線兩大。有母線接線又可分為單母線結(jié)線和雙母線結(jié)線；無母線結(jié)線可分為單元式結(jié)線、橋式結(jié)線和多角形結(jié)線。中、低壓供配電系統(tǒng)中主要采用單母線結(jié)線、單元式結(jié)線和橋式結(jié)線，。 對(duì)主結(jié)線的基本要求1.安全性 必須保證在任何可能的運(yùn)行方式及檢修狀態(tài)下運(yùn)行人員及設(shè)備的安全。2.可靠性 主結(jié)線的可靠性要求由人、用電負(fù)荷的等級(jí)確定。3.靈活性 應(yīng)能適應(yīng)各種可能的運(yùn)行方式的要求。4.經(jīng)濟(jì)性 應(yīng)滿足最少的投資與年運(yùn)行費(fèi)用的要求，使得總經(jīng)濟(jì)效益為最佳。 本設(shè)計(jì)中的主接線的一次側(cè)采用單母線分段不聯(lián)絡(luò)的接線方式，三個(gè)變壓器的容量分別為500、1600、400KVA,其中的二次側(cè)接空調(diào)機(jī)房和消防設(shè)備（噴淋水泵、消防水泵、消防

10、排煙），制冷設(shè)備（冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻水塔、冷水機(jī)組），T3變壓器的二次側(cè)接風(fēng)機(jī)（正壓送風(fēng)、送排風(fēng)機(jī)）、電梯（消防電梯、荷梯、客梯、自動(dòng)扶梯、）、生活用水設(shè)備（生活給水泵、補(bǔ)水泵、潛污水泵）.其主接線圖如下圖所示: 圖1 主接線圖4.主接線上各點(diǎn)的負(fù)荷計(jì)算： 如上圖主接線所示,取C1/C2/C3三點(diǎn)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，其計(jì)算過程如下，然后根據(jù)所得的計(jì)算負(fù)荷確定變壓器的容量及臺(tái)數(shù). C1點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷： 這一組是多組設(shè)備的計(jì)算，由空調(diào)機(jī)房和消防設(shè)備兩組設(shè)備構(gòu)成，其中備用設(shè)備不計(jì)入在內(nèi)，同時(shí)由于變壓器低壓側(cè)上設(shè)有自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置，補(bǔ)償?shù)哪繕?biāo)值為變壓器高壓側(cè)部低于0.9，因此C1點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為補(bǔ)償后的

11、值，入下表所示。 表2 C1的計(jì)算負(fù)荷 計(jì)算點(diǎn)多組設(shè)備計(jì)算有功功率Pc/KW多組設(shè)備計(jì)算無功功率Qc/KW同時(shí)系數(shù)Kd計(jì)算有功功率Pc/KW計(jì)算無功功率Qc/Kvar計(jì)算視在功率Sc/KVA 計(jì)算電流Ic/AC1273+196=469204.75+147=351.750.9422.1316.58527.63801.6C1的計(jì)算負(fù)荷尚未計(jì)及補(bǔ)償，補(bǔ)償后的負(fù)荷如下表所示：表3 C1的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算點(diǎn)補(bǔ)償前功率因數(shù)cos1補(bǔ)償后功率因數(shù)cos2無功補(bǔ)償容量Qcc/Kvar實(shí)際補(bǔ)償容量/(6臺(tái)，30Kvar/臺(tái))補(bǔ)償后計(jì)算有功功率Pc/KW補(bǔ)償后計(jì)算無功功率Qc/Kvar補(bǔ)償后計(jì)算視在功率Sc/KVA補(bǔ)

12、償后計(jì)算電流Ic/AC10.80.93147.74180422.1136.58433.65674由C1點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷，我們可以確定所選變壓器的額定容量可為500KVA. C2點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷： 此組只有一組設(shè)備，所以不用同時(shí)系數(shù)，只需計(jì)算其功率及電流；表4 C2的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算點(diǎn)計(jì)算有功功率Pc/KW計(jì)算無功功率Qc/Kvar計(jì)算視在功率Sc/KVA 計(jì)算電流Ic/AC21459.51094.631924.382771.94C2的計(jì)算負(fù)荷尚未計(jì)及補(bǔ)償，補(bǔ)償后的復(fù)合如下表所示：表5 C2的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算點(diǎn)補(bǔ)償前功率因數(shù)cos1補(bǔ)償后功率因數(shù)cos2無功補(bǔ)償容量Qcc/Kvar實(shí)際補(bǔ)償容量/（18臺(tái)，30K

13、var/臺(tái))補(bǔ)償后計(jì)算有功功率Pc/KW補(bǔ)償后計(jì)算無功功率Qc/Kvar補(bǔ)償后計(jì)算視在功率Sc/KVA補(bǔ)償后計(jì)算電流Ic/AC20.80.93510.835401459.5554.631561.3373.63 由C2點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷，我們可以確定所選變壓器的額定容量可為1600KVA. C3點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷： 同C1類似，C3也為多組設(shè)備，其計(jì)算方法同C1類似，其計(jì)算結(jié)果如下：表6 C3的計(jì)算負(fù)荷計(jì)算點(diǎn)多組設(shè)備計(jì)算有功功率Pc/KW多組設(shè)備計(jì)算無功功率Qc/KW同時(shí)系數(shù)Kd計(jì)算有功功率Pc/KW計(jì)算無功功率Qc/Kvar計(jì)算視在功率Sc/KVA 計(jì)算電流Ic/AC367.6+135.8+93.5=29

14、6.950.7+109.85+161.75=321.30.9267.21289.17393.73598.23 對(duì)C3的計(jì)算負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償后即得C3得計(jì)算負(fù)荷，其計(jì)算過程及結(jié)果如下表所示: 表7 C3的計(jì)算負(fù)荷 計(jì)算點(diǎn)補(bǔ)償前功率因數(shù)cos1補(bǔ)償后功率因數(shù)cos2無功補(bǔ)償容量Qcc/Kvar實(shí)際補(bǔ)償容量/(9臺(tái)，30Kvar/臺(tái))補(bǔ)償后計(jì)算有功功率Pc/KW補(bǔ)償后計(jì)算無功功率Qc/Kvar補(bǔ)償后計(jì)算視在功率Sc/KVA補(bǔ)償后計(jì)算電流Ic/AC30.680.93208.42270267.2119.17267.90407由C3點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷，我們可以確定所選變壓器的額定容量可為400KVA.5.主變壓器的

15、選擇一 變電所變壓器臺(tái)數(shù)的選擇選著主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮以下原則：1. 應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)工有大量一二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)可以一二級(jí)負(fù)荷供電。對(duì)只有二級(jí)負(fù)荷而沒有一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺(tái)變壓器，但在低壓側(cè)應(yīng)采用敷設(shè)與其它變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源。2. 對(duì)季節(jié)負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大的易于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)變壓器。3. 除以上情況外，一般車間宜采用一臺(tái)變壓器。但集中重負(fù)荷較大者，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可采用兩臺(tái)以上變壓器。4. 在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。二 變電所主變壓

16、器容量的選擇1.只裝有一臺(tái)變壓器的變電所。主變壓器容量Sr，應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷Sca的需要 ，即St=Sca2. 裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所。每臺(tái)變壓器容量St，應(yīng)該同時(shí)滿住以下兩個(gè)條件：（1） 任一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷Sca的大約70%的需要，既：St=0.7Sca (2) 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一二級(jí)負(fù)荷Sca（1+2）的需要，即：St=Sca(1+2)據(jù)以上的條件，我們選取的變壓器容量為500、1600、400KVA.6.短路電流的計(jì)算：計(jì)算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設(shè)備，如果短路電流太大，必須采取限流措施，以

17、及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。如上主接線圖所示，取C1/C2/C3做短路電流計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果如下： 短路電流的計(jì)算 經(jīng)查表的：三個(gè)變壓器的額定參數(shù)為： 表8 三個(gè)變壓器的額定參數(shù)變壓器額定容量kva額定電壓（KV）空載損（w）短路損耗（w）空載電流（%）一次二次T150010.50.4118051001.4T2160010.50.4260145001T340010.50.4100043001.4 短路點(diǎn)C1 : 據(jù)公式 高壓系統(tǒng)的電抗 X1=Uav2/Sk=4002/(10*1000)=16 變壓器阻抗Z2=(uk%*Ur2.T2)/(100*Sr.T)=33.6 變壓器電阻R2=Pk*Ur2

18、.T2/ Sr.T=3.26 變壓器電抗X2=33.44 所以 C1點(diǎn)的短路的總阻抗為 C1的三相短路電流為=3.88KA的值可從表中查出，則=4.66kA同理 ，可計(jì)算出C2,C3處的三相短路電流：整理于下表： 表9 C1, C2,C3處的短路電流 短路點(diǎn)高壓系統(tǒng)的電抗變壓器阻抗變壓器電阻變壓器電抗短路處總阻抗三相短路電流KAC11623.63.26433.4449.554.66C21610.56.8110.4626.488.72C316424.341.7857.9447.變壓器的繼電保護(hù)一般規(guī)定：（1）電力網(wǎng)中的電力設(shè)備和線路，應(yīng)裝設(shè)反應(yīng)短路故障和異常運(yùn)行的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置。繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置應(yīng)盡快切除短路故障和恢復(fù)供電。（2）電力設(shè)備和線路應(yīng)有主保護(hù)，后備保護(hù)和異常運(yùn)行保護(hù)。繼電保護(hù)： 采用定時(shí)限時(shí)過電流保護(hù) 定時(shí)限時(shí)過電流保護(hù)時(shí)反映電流的過量動(dòng)作，且具有規(guī)定的動(dòng)作時(shí)間的保護(hù)。因此，這種保護(hù)有兩個(gè)需整定值需要確定，即動(dòng)作電流值和動(dòng)作時(shí)間值！采用定時(shí)限過電流保護(hù)時(shí)：/Z=400/（49.55*）=4.66KA一次側(cè)動(dòng)作電流：Iop.l=KREL/（KRE I1）=1.15/0.854.66=6.3KA 繼電器動(dòng)作電流：Iop.k=KRELKKX/（KREKTA I1=1.15/0.851004.66=0.063/Z=8.72一次側(cè)動(dòng)作電流：Iop.l