供配電課程設計指導書

《建筑供配電》課程設計指導書2017.11一、課程設計目的電氣自動化技術的知識內(nèi)容由于具有強烈的實踐性，面對建筑領域中的各種工程實際問題，學生不光需要較完備的基本理論知識，而且需要培養(yǎng)學生綜合運用所學基礎理論知識和專業(yè)知識，獨立分析和解決電氣工程設計中一般工程技術問題的能力，從課程設計中熟悉工程的性質(zhì)，熟悉從設計、施工安裝直至驗收等具體內(nèi)容，以便達到電氣自動化技術所培養(yǎng)的目標。通過課程設計在實踐中熟悉了解主要高、低壓電器設備的用途、使用場所，熟悉電力線路、配電線路的敷設，常用電器設備的安裝以及防雷、接地裝置的敷設施工。提高學生繪制工程圖，增強作為現(xiàn)代電氣工程師應具備的基本技能。通過課程設計使學生初步了解供配電設計程序，了解有關建筑電氣設計的各種技術規(guī)程，安裝工程施工及驗收規(guī)范。培養(yǎng)學生使用設計手冊、標準圖集和產(chǎn)品樣本的能力。二、課程設計要求通過課程設計，學生應達到：1.熟悉供配電系統(tǒng)的常用規(guī)范，通過各種渠道收集相關資料知識，獨立分析和解決電氣程設計中一般工程技術問題。電氣裝置綜合運用所學基礎理論知識利專業(yè)具有將《供配電》課程所學的理論知識綜合應用于工程實踐的能力，提高繪制工程圖，增強作為現(xiàn)代電氣工程程師應具備的基本技能。了解供配電設計程序，能使用設計手冊、標準圖集和產(chǎn)品樣本，了解有關的設計規(guī)范。能多角度觀察問題和抓住工程技術關鍵，通過社會調(diào)研，收集資料，提出新的設計方案和設計思路，在設計中得到體現(xiàn)。掌握電氣工程制圖的原理、方法，能正確表達設計意圖。了解常用電氣工程設計軟件的特點和操作要領，具備獨立使用計算機進行設計繪圖的能力。三、供配電設計必須遵循的一般原則、內(nèi)容和程序（一）供配電設計必須遵循以下原則1、供配電設計必須遵守國家的有關法令、標準和規(guī)范，執(zhí)行國家的有關方針、政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術經(jīng)濟政策。2、供配電設計應做到保障人身和設備的安全、供電可靠、電能質(zhì)量合格、技術先進和經(jīng)濟合理，設計中應采用符臺國家現(xiàn)行有關標準的效率高、能耗低，性能先進的電氣產(chǎn)品。3、供配電設計必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，合理確定設計方案。4、供配電設計應根據(jù)工程特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，做到遠、近期結(jié)合，以近期為主，適當考慮擴建的可能性。（二）供配電設計的基本內(nèi)容供配電設計主要包括變配電所設計、高壓配電線路設計和低壓配電線路設計。設計包括以下基本內(nèi)容：1）負荷計算及無功功率補償計算。2）變配電所所址和型式的選擇。3）變電所主變樂器臺數(shù)、容量及類型的選擇4）變配電所主結(jié)線方案的設計。5）短路電流的計算。6）變配電所一次設備的選擇（配電所設計不含此項內(nèi)容）。7）變配電所二次回路方案的選擇及繼電保護裝置的選擇與整定。（本次忽略）8）變配電所防雷保護與接地裝置的設計。9）編寫設計說明書及主要設備材料清單。10）繪制變配電所主結(jié)線圖、平面圖和必要的剖面圖、二次回路圖及其它施工圖樣（三）供電設計的程序供電設計通常分為初步設計、技術設計和施工圖設計等三個階段，也有的分為方案設計、初步設計和施工圖設計等三個階段。如果工程規(guī)模較小或技術不太復雜，也可采用初步設計（或稱擴人初步設計，含技術設計內(nèi)容）和施工圖設計兩個階段。如果設計任務緊迫，且工程規(guī)模較小，又經(jīng)技術論證許可時，也可合并為一個階段，直接進行施工圖設計。擴大初步設計（含技術設計）的任務，主要是根據(jù)設計任務書的要求，進行負荷的統(tǒng)計計算，確定的需要用電的容量，選擇供電系統(tǒng)的初步方案和主要設備，提出主要設備材料清單，并編制工程概算，報上級主管部門審批。擴大初步設計提出的資料應為設計說明書（含主結(jié)線圖和主要設備材料清單）及工程概算兩部分。在初步設計期間或初步設計之后，應向供電部門辦理用電中請手續(xù)，并與供電部門簽訂供用電協(xié)議。只有辦好供用電協(xié)議手續(xù)后，才能進行下一步施工圖設計。施工圖設計或稱施工設計）是在擴大初步?jīng)]計方案和概算經(jīng)上級主管部門批準后，為滿足安裝施工而進行的設計，重點是繪制施工圖。施工圖須對初步設計的原則性方案進行全面的技術經(jīng)濟分析及必要的計算和修改，以使設計方案更臻完善，有助于施工圖樣的繪制。施工圖設計應提出的資料主要是完整的一套施工圖樣和必要的施工說明書，此外需編制較詳細準確的工程預算，報上級審批。供配電課程設計其深度和廣度，視學生的專業(yè)知識水平和設計時間長短而定，大致相當于上述的擴大初步設計或稍為擴展，適當增繪一些平面、剖面圖的施工圖樣。學生在接到設計任務書后，首先應認真學習和消化設計任務書，明確設計的題目、任務和要求，搞清楚已給了哪些原始數(shù)據(jù)，尚缺哪些數(shù)據(jù)和資料需要自己收集。然后應考慮借閱一些有助于設計的圖書資料，并草擬一個設計的大致進程安排。在設計過程中，既要充分發(fā)揮自己的主觀能動性，獨立設計，也需要很好地與指導教師配合，爭取指導教師的指導，免走彎路。特別是供配電設計方案的確定，一定要征求指導教師的意見，以免出現(xiàn)原則性錯誤。四、供配電設計依據(jù)的主要技術標準一）供配電設計依據(jù)的主要設計規(guī)范見《供配電課程設計指導書》附錄二）供配電設計依據(jù)的主要制圖標準：00DX001建筑電氣工程設計常用圖形和文字符號05DX004民用建筑工程電氣初步設計深度圖樣04DX003民用建筑工程電氣施工圖設計深度圖樣D101-1~7電纜敷設03D603住宅小區(qū)建筑電氣設計與施工五、供配電課程設計的一般設計步驟及設計進度安排（一）設計內(nèi)容及答辯1、前期準備工作（4學時）（1）了解建筑供配電設計的一般過程、步驟及注意事項（2）變配電所初步設計資料的收集及整理2、建筑供配電系統(tǒng)負荷計算、無功功率補償（4學時）3、建筑供配電方案擬定，設備選型（4學時）4、高低壓設備的選擇與校驗（4學時）5、高低壓線路選擇與校驗（4學時）6、短路電流計算，動、熱穩(wěn)定校驗計算（4學時）7、出圖（主接線圖等）（4學時）8、答辯（4學時）（二）設計步驟與方法1）進行變電所低壓側(cè)負荷計算，選擇變壓器的臺數(shù)，容量型號、規(guī)格、確定變電所的一次接線。2）根據(jù)變電所低壓配電線路的數(shù)量，計算負荷確定變電所低壓配電裝置的型號、規(guī)格、數(shù)量（參考低壓配電裝置產(chǎn)品樣本）。3）根據(jù)變壓器容量和主接線方案，低壓配電方式和配電裝置的數(shù)據(jù)，確定變壓器室和高、低壓配電室的平面布置尺寸和立面布置尺寸。根據(jù)變壓器容量和當?shù)氐臍庀髼l件：確定變壓器室通風窗尺寸（在考慮上述問題時應使建筑物在總體上實用，緊湊、整齊美觀滿足電氣系統(tǒng)設計要求，保證運行安全可靠，便于施工維護、發(fā)展）。4）確定接地裝置的型式和數(shù)量。5）繪制變電所配電系統(tǒng)圖（見10（6）kV獨立式配變電所電氣安裝通用圖電氣總體部分）根據(jù)變電所一次接線方案和變電所低壓配出線方案繪制變電所配電系統(tǒng)圖，圖上剛圖形符號利單線圖表示出變配電裝置之間的相互關系，控制保護設備的型號、規(guī)格，配出線的型號、規(guī)格及敷設方法，用電設備或設備組的名稱，計算容量等（見設計參考資料）。6）繪制變電所的平面圖，立面圖和剖面圖在圖上應表示出變壓器和高、低壓配電屏在平面上，立面及剖面圖上的相互關系和布置尺寸（見10（6）kV獨立式配變電所電氣安裝通用圖集）。7）選擇高、低壓配電裝置標準圖或繪制安裝大樣圖（高、低壓配電裝置產(chǎn)品樣本）。設計要點：變電所一次接線系統(tǒng)圖。確定高、低壓配電裝置。變電所的平面圖、立面圖和剖面圖。（三）編制主要設備及材料明細表高低壓開關柜電氣設備和導線、電纜的校驗。以及編寫設計計算書。六、供配電課程設計成果1、設計報告2、主要設備及材料表3、變電所一次接線系統(tǒng)圖。變電所的平面圖、繼電保護原理圖。4、設計計算書（設計說明及計算內(nèi)容）。七、供配電課程設計參考文獻《供配電工程設計指導》機械工業(yè)出版社，翁雙安，2004.《現(xiàn)代建筑電氣供配電設計技術》，中國電力出版社，李英姿等，2008.《供配電技術》，北京電子工業(yè)出版社，唐志平，2005.《建筑電氣設計手冊》，中國建筑工業(yè)出版社，朱林根，2001.《低壓電器及其配電電控設備選用手冊》，科學技術出版社，李茂林，1998.《中低壓配電設備與使用200例》，中國電力出版社，周武仲，2006.《工廠供配電》，北京大學出版社，王玉華，2006.《AutoCAD2008中文版電氣設計完全自學手冊》，機械工業(yè)出版社，孟德星，2008.供配電系統(tǒng)設計規(guī)范，GB50054-2009.民用建筑電氣設計規(guī)范，GBJGJ_T16-2008.《建筑供配電技術》機械工業(yè)出版社，戴紹基，2003課程設計任務書一一、設計題目二、設計的內(nèi)容要求：一、原始資料本課題是為廣智冶金有限公司設計的供配電系統(tǒng)，距該企業(yè)10km處有一座35kV變電站，企業(yè)有自備電源200kW，正常時由電網(wǎng)供電，電網(wǎng)停電時，由自備電源向關鍵設備供電，但不能向電網(wǎng)倒送電。負荷情況本工廠目前的負荷有冷加工機床5臺，總?cè)萘繛?000kW，通風機5臺，總?cè)萘繛?00kW，其中分別為250、150、150、200、150kW，起重機6臺，總?cè)萘繛?00kW（￡=15%）,電焊機3臺，總?cè)萘繛?00kW（￡=65%）,冶煉電爐兩臺1000kW,1000kW,冷卻水供水系統(tǒng)電機150kW、100kW各一臺，50kW兩臺；取同時系數(shù)Kp=0.8,K=0.85，其中I類負荷占8%,規(guī)劃年限為5年，年負荷增長率3%,規(guī)劃年限內(nèi)平q均cose=0.85，年最大利用小時數(shù)Tmax=4500h/年o環(huán)境條件工廠位于平原地區(qū)，無污染，其余條件一般。二、設計內(nèi)容1.分析原始資料，進行負荷計算。變壓器容量、臺數(shù)、型號選擇。確定電氣主接線的最佳方案（包括進出線回路數(shù)）。計算短路電流，列出短路電流計算結(jié)果。主要電氣設備選擇與校驗（采用新型設備）。變電所的防雷措施。三、設計產(chǎn)品1.設計報告一份，要求報告分析過程詳細、準確。電氣主接線圖一張（需標注所選設備的型號）。主要設備選擇結(jié)果表（選用新型設備）。附必要的計算過程。課程設計任務書二一、設計題目某機械廠降壓變電所供配電系統(tǒng)設計設計依據(jù)1、工廠總平面圖2、工廠負荷情況：本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負荷利用小時數(shù)為4600h，日最大負荷持續(xù)時間為6h，該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。本廠的負荷統(tǒng)計資料如表1所示。3、供電電源情況：本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源，該干線的導線牌號為LGJ—150，導線為等邊三角形排列，線距為2m，干線首端距離本廠約8km，干線首端所裝設的高壓斷路器的斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護，定時限過電流保護整定的動作時間為1.7s。為滿足工廠二級負荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡線由臨近的單位取得備用電源。已知本廠高壓側(cè)由電氣聯(lián)系的架空線路總長度為80km，電纜線路總長度為25km。4、氣象資料：本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38度，年平均氣溫為23度，年最低氣溫為一8度，年最熱月平均最高氣溫為33度，年最熱月平均氣溫為26度，年最熱月地下0.8m處平均氣溫為25度。當?shù)刂鲗эL向為東北風，年雷暴日數(shù)為20。5、地質(zhì)水文資料:本廠所在地區(qū)平均海拔500米，地層以砂粘土為主，地下水位為1米。6、電費制度：本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計量電能，設專用計量柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變壓器容量計為18元/kVA，動力電費為0.2元/kWh，照明電費為0.5元/kWh。工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.9。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性的向供電部門交納供電貼費：6?10kV為800元/kVA。一、設計內(nèi)容工廠供電設計主要內(nèi)容包括工廠變配電所設計、工廠高壓配電線路設計、車間低壓配電線路設計及電氣照明設計等。其基本內(nèi)容如下：1、負荷計算全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎上進行?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠變電所高壓側(cè)計算負荷及總功率因數(shù)。列出負荷計算表、表達計算成果。2、工廠總降壓變電所主變壓器的臺數(shù)及容量選擇參考電源進線方向，綜合考慮設置總降壓變電所的有關因素，結(jié)合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量。3、工廠總降壓變電所主接線設計根據(jù)變電所配電回路，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求，既要安全可靠又要靈活經(jīng)濟，安裝容易、維修方便。4、短路電流的計算工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下的短路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相及兩項短路電流。

各廠和生活區(qū)的負荷計算如表1所示；表1工廠負荷統(tǒng)計表編名稱類型設備容量Pe/kw需要系數(shù)Kdtan@功率因數(shù)1鑄造車間動力300照明6小計3062鍛壓車間動力350照明8小計3587金工車間動力400照明10小計4106工具車間動力360照明7小計3674電鍍車間動力250照明5小計2553熱處理車間動力150照明5小計1559裝配車間動力180照明6小計18610機修車間動力160照明4小計1648鍋爐房動力50照明1小計515倉庫動力20照明1小計2111生活區(qū)照明350課程設計任務書三一、設計題目化纖A廠降壓變電所供配電系統(tǒng)設計1工程概況化纖A廠10kV配變電所供電給織造車間、染整車間、鍋爐房、食堂、水泵房、化驗室及其他車間變電所。已知工廠三班制工作，年最大負荷利用小數(shù)6000h，其中織造車間、染整車間、鍋爐房為二級負荷。二級負荷是指中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成較大的損失的用電設備。在條件允許的情況下，二級負荷應有兩條線路供電，例如煤氣站的鼓風機、10噸以下的電弧煉鋼爐的低壓用電設備和剛玉冶煉電爐變壓器等，中斷供電可能造成主要設備損壞或大量產(chǎn)品報廢2供電條件（1）供電部門可提供雙回路10kV電源，一用一備。（2）電源1進線處三相短路容量120MVA，進線電纜長約150米。電源2進線處三相短路容量100MVA，進線電纜長約120米。（3）采用高供高計，要求月平均功率因數(shù)不小于0.9,。要求計量柜在主進開關柜之后，且第一柜為主進開關柜。（4）為其他車間變電所提供2路10kV電源出線，容量每路800kVA。（5）配變電所設于廠區(qū)負荷中心，為獨立式結(jié)構，有人值班。低壓供電半徑小于250m。配變電所建筑構造及面積由電氣設計定。二、全廠負荷統(tǒng)計采用需要系數(shù)法計算各車間變電所的計算負荷，具體數(shù)據(jù)如表2-1所示。表2-1序號車間或用電單位名稱設備容量（kW）Kxcos中tg中計算負荷變壓器臺數(shù)及容量P30(kW)Q30(kvar)S30(kVA)1制條車間3402紡紗車間3403軟水站86.14鍛工車間36.95機修車間296.26幼兒園12.87倉庫37.968織造車間5259染整車間49010浴室1.8811食堂20.6312獨身宿舍2013鍋爐房151

14水泵房11815化驗室5016卸油泵房28課程設計任務書四一、設計題目塑料廠降壓變電所供配電系統(tǒng)設計1、塑料廠生產(chǎn)任務及車間組成（1）本廠生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格年產(chǎn)量為萬噸聚乙烯及烴塑料制品。產(chǎn)品品種有薄膜、單絲、管材和注射等制品。其原料來源于某石油化纖總廠。（2）車間組成及布置本廠設有薄膜、單絲、管材、注射等四個車間，設備選型全部采用我國最新定性設備。此外還有輔助車間及其它設施，全廠總平面布置圖詳見圖1。（3）工廠各車間負荷情況及車間變電所的容量見表1所示表1各車間和各車間變電所負荷計算表設備Kdcos。tg設備Kdcos。tg。序車間（單位）計算負荷車間變壓器號名稱容量(kW)P30(kW)Q30(kVar)S30(kVA)【30(A)變電所代臺數(shù)及容量（kVA）1薄膜車間1400No.1車變1X原料庫30生活間10成品庫（一）25成品庫（二）24包裝材料庫20小計(￡=0.95)2單絲車間1385No.2車變1X水泵房20小計(￡=0.95)3注塑車間189No.3車變2X管材車間880小計(K°=0.95)4備料車間138No.4車變1X生活間10浴室5鍛工車間30原料間15倉庫15機修模具車間100熱處理車間150鉚焊車間180小計(￡=0.87)5鍋爐房200No.5車變2X試驗室125輔助材料庫110油泵房15加油站12辦公樓、食堂、招待所50小計(K_=0.9)2、供用電協(xié)議本廠與電業(yè)部門所簽訂的供用電協(xié)議主要內(nèi)容如下:(1)從電業(yè)部門某110/10千伏變電所用一條10千伏架空線路向本廠供電，該所在廠南側(cè)1公里；電業(yè)部門變電所配電線路采用定時限過電流保護裝置的整定時間為2秒，工廠配電所應不大于1.3秒；在總變電所10千伏測計量；要求本廠的功率因數(shù)值在0.95以上供電系統(tǒng)技術數(shù)據(jù)：電業(yè)部門變電所10kV母線視為無限大電源供電系統(tǒng)，其短路容量為200MVA，供電系統(tǒng)接線如圖2所示。3、本廠的自然條件(1)氣象條件(2)最熱月平均最高溫度為35P;土壤中0.7-1米深處一年中最熱月平均溫度為20P;年雷暴日為30天；(5)全年土壤無凍結(jié)；(6)主導風向夏季為南風。(7)地質(zhì)及水文條件地表面比較平坦，土壤主要成分為積土及砂質(zhì)粘土，層厚為1.6-1.7米不等；地下水位一般為0.7米；地耐壓力為20噸/平方米。課程設計任務書五一、設計題目機械廠降壓變電所供配電系統(tǒng)設計

1、車間負荷計算表1-1機械加工一車間設備明細表設備代號設備名稱型號臺數(shù)單臺容量kw總?cè)萘縦w需要系數(shù)Kdcos平tan甲計算負荷P30kwQ30kvarS30kV*AI30A1車床C630M110.12510.1252萬能工具磨床M5M12.0752.0753普通車床C620-137.62522.8754普通車床C620-315.6255.6255普通車床C62044.62518.56普通車床C61814.6254.6257普通車床C61614.6254.6258螺旋套絲機S-812913.1253.1259普通車床C630110.12510.12510管螺紋車床Q11917.6257.62511搖臂鉆床Z3518.58.512圓柱立式鉆床Z504023.1256.25135t單梁吊車110.210.214立式砂輪11.751.7515牛頭刨床B66523616萬能銑床X63WT1131317立式銑床X52K19.1259.12518滾齒機Y-3614.14.119插床B503214420弓鋸機G7211.71.721立式鉆床Z51210.60.622電極式鹽浴電阻爐1202023井式回火電阻爐1242424箱式加熱電阻爐1454525車床CW6-1131.931.926立式車床C512-1A135.735.727臥式鏜床J681101028單臂刨床B101017070總計391.15表1-2機械加工二車間和鑄造、鉚焊、電修等車間的負荷計算序號車間名稱供電回路代號設備容量/kw計算負荷P30/kwQ30/kwS30/kVA130/A

1機加工二車間No.1供電回路155No.2供電回路120No.3照明回路102鑄造車間No.4供電回路160No.5供電回路140No.6供電回路180No.7照明回路83鉚焊車間No.8供電回路150No.9供電回路170No,10照明回路74電修車間No.11供電回路150No.12供電回路146No,13照明回路10總計1406課程設計任務書六、設計題目1號教學樓供配電系統(tǒng)設計1.1工程概述本次設計的對象一一1號教學樓，是個集教學與辦公為一體的教學樓，建筑面積約為21000平方米，地下一層，地上七層。其中，地下室包括地下車庫、水泵房、蓄水池、空調(diào)機房、變配電室、電梯等。地上一層面積約為3000平方米，由14個教室、6個教師辦公室、1個消防控制室、1個值班室、2個階梯教室、2個小演講廳、1個大演講廳及觀景平臺組成。二層與一層基本類似，在去掉兩個值班室的基礎上增加了兩個教師休息室。三層則為教室和辦公室、2個繪圖教室、1個多功能廳。四到六層為標準層，由教室、辦公室、繪圖教室組成。一到六層每層面積約為3000平方米。七層為頂層，面積較小，約1800平方米，只有教師辦公室、展廳以及教師活動大會議室。該多層教學樓的總負荷統(tǒng)計見表2-3表2-3高層教學辦公樓負荷計算表序號樓層及設備組名稱設備容量kWK^tan中計算負荷PkWQjkvar%kVANO.1地室泵、風機76.5空調(diào)150照明14.4小計乘、二0.9NO.2一消防中心20照明46小計乘、二0.9NO.3二弱電機房8照明46小計乘、二0.9NO.4到一三層照明46四層照明46五層照明46六層照明46七層照明23小計乘K頊0.9NO.5電梯40課程設計任務書七一、設計題目大酒店供配電系統(tǒng)設計本次設計的對象一一“大酒店”，它是集住宿、餐飲、娛樂、為一體的大型建筑物，建筑面積約為17000平方米，地上13層、地下1層。其中一層有酒店大廳、服務臺、休息廳、舞廳、美發(fā)廳、商場、KTV包房、健身房、商務中心、快餐廳、廚房、消防中心等設施；二層是各類餐廳酒吧、廚房等設施；