建筑供配电课程设计计算书.doc

建筑供配电课程设计计算书姓 名： 廖容 张振 学 号： 10111123 班 级: 电气111 指导教师： 姚小春 王琮泽 设计时间： 2013年12月30日 目录第1章 绪论 31.1设计题目及工程概况 31.2设计目的 31.3设计原则和设计要求 31.4设计依据和设计程序 41.5设计任务 4第2章 初步设计方案 5 2.1配电设计 5 2.2其他说明 5第3章 负荷计算 6 3.1负荷计算的依据和目的 63.2利用需要系数法计算计算负荷 63.3 系统无功补偿计算 7第4章 高低压设备选择及要求 84.1变压器选择 84.2 高压开关柜的选择 84.3 高低压断路器的选择 84.4 电流互感器的选择 104.5电缆的选择 11第5章 配变电所的布置 125.1高压配电柜平面布置 125.2低压开关柜平面布置 125.3变电所接地 12心得体会 13参考文献 14第1章 绪论建筑工程的电气设计中，需要讲究设计的可操作性、延续性、系统性和整体协调性。本次设计的电气系统为变配电系统，通过理论和实践相结合，提高分析问题和解决问题的能力;学会使用规范及有关的设计资料，掌握设计的基本方法。1.1设计题目及工程概况1.1.1设计题目乐派零配件工厂变电所电气设计1.1.2工程概况 本工程为工厂变电所，建筑面积为135.72，地上一层，建筑高度为3.9m，建筑结构形式为砖混结构，基础采用毛石基础，负荷级别为三级。1.2设计目的1）掌握变配电系统设计的理论知识，方法程序，技术规范。2）学会对变配电所的高低压系统的设计及相关设备的选择。3）学会合理的布置变配电所内的设备。4）学会天正电气、cad、word等软件的使用。 5）培养创新意识和获取新知识的能力以及树立起严谨、认真、实事求是、刻苦钻研、团结协作的工作态度。1.3设计原则和设计要求1.3.1设计原则1.安全性：设计阶段应首先充分注意安全用电问题，要从生命、设备、系统及建筑等方面全面考虑。2.可靠性：体现在供电电源和供电质量的可靠性。3.合理性：一方面要符合国家有关政策和法令，符合现行的行业行规要求，另一方面要符合建筑方的经济实力、运行维护及扩充发展等的要求。4.先进性：杜绝使用落后、淘汰设备，不使用未经认可的技术，要充分考虑未来发展。5.实用性：考虑降低物耗，保护环境，综合利用等实用因素。如提高功率因数，深入负荷中心，选用高效电光源，选用节能开关等等。1.3.2设计要求在本次建筑变配电所的设计中，我们要学会用自己所学的理论知识与认识实习的感性认识，对本次设计做合理分析，论证，并根据设计任务书的要求和工作计划，在老师的指导下，来合理分配各个阶段的工作量，妥善安排时间。在进行方案论证中，小组同学之间，应集思广益，通过小组讨论并在教师的指导和帮助下，取得合理有据的方案，在设计过程中，要学会积极思考，求同存异的分析问题，解决问题，以取得设计满足实际问题的需要和要求方案。所有变配电系统图纸的绘制必须符合国家有关最新标准规定，包括线条，图形符号及图纸的折叠和装订等。1.4设计依据和设计程序1.4.1设计依据1、国家现行的有关规范、规程及相关行业标准：1）电力工程电缆设计规范gb 50217-20072）供配电系统设计规范gb 50052-20093）10kv及以下变电所设计规范gb50053-954）建筑物防雷设计规范gb50057-20105）低压配电设计规范gb 50054-2011其他有关现行国家标准、行业标准。1.4.2设计程序1.制定设计方案。确定建筑物供配电方案及保护设备控制方式等 2.确定方案后，绘制施工图。3.进行设计计算，选择设备容量、整定值、型号、台数等编写书。编写设计计算书。1.5设计任务本工程设计包括以下电气系统:1）10/0.4kv变配电系统高压、低压、配电系统的设计；2）设备计算与选择；3）配变电所平面布置图、剖面图；4) 接地等电位；5）计算书；第2章 初步设计方案2.1配电设计1 供电方式本工程由市政电网引来一路10kv电源供电。高压系统电压等级为10kv，低压系统电压等级为220v380v。低压配电系统:本工程低压配电系统采用tn- s系统。低压配电主要采用放射式、树干式配电。负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。2 变压器变电所内共设置一台500kv.a变压器和一台1000kv.a变压器，变压器总安装容量为1500kv.a。变压器至低压配电柜出线采用侧出线，低压柜为上出线。采用单母线联络供电方式。2.2其他说明（1）高压供配电系统中，为了保证整个系统的供电可靠性，拟采用高压母线分段联络的供电方式。（2）低压配电系统中为保证本工程的三级负荷供电可靠性，拟采用低压母线分段联络的供电方式，并拟用tn-s系统。（5）根据相关规定，同时为了提高在变配电所工作的安全可靠性，拟采用接地线同基础主筋可靠焊接的方法，对整个变配所采用等电位系统。第3章 负荷计算 3.1负荷计算的依据和目的系统的构成依赖于系统中的每个设备的确定，以及这些设备必须满足在正常负荷电流作用下长时间安全运行的要求。在负荷计算中，严格依据国家规范规定计算设备容量，还应考虑由于经济的发展，人们生活水平提高所带来的用电量的增加。 3.2利用需要系数法计算计算负荷 pc=kd*pe qc=pc*tan sc= ic=sc/ur pc=k（ 多台设备取同期系数 ） qc=3.2.1选择d6出线计算负荷为例 pc=kd*pe=0.6*171.56=102.94kw qc=pc*tan=102.94*0.75=77.21kvar sc=106.11kva ic=sc/ur=106.11/（*0.38）=161.22a3.2.2 t2低压侧干线计算负荷 pc=k=1*761.52=761.52kwqc=1*565.35=565.35kvarsc=798.46kva ic=sc/ur=798.46/（*0.38）=1213.13a3.3 系统无功补偿计算本工程采用低压侧自动补偿的方式对系统进行无功补偿。t1补偿容量计算公式： （qc为总的无功功率） pc=k=1*794.77=794.77kwqc=198.69kvar=794.77198.69=397.39kvar采用低压侧200kvar*2电容柜补偿 校验：=0.97大于0.90第4章 高低压设备选择及要求4.1变压器选择由公式： sc=pc/cos=sc/sr式中 sc变压器计算容量kva sr变压器额定容量 pc计算负荷kw变压器负荷率（本次设计按照有关规定变压器负荷率应该取值应小于80%）cos补偿后的功率因数拿t2变压器选用为例：根据前面计算 sc=798.46kvasr= =798.46/0.8=998.08kva因此选用型号为scb9-1000/10/0.4干式变压器，额定容量为1000kva，该变压器设有强制风冷系统及温度监测及报警装置。 根据以上方法t2变压器用型号为scb9-1000/10/0.4干式变压器，额定容量为1000kv。4.2 高压开关柜的选择高压开关柜用在高压电力系统中，作电能接受和分配的通、断和监视及保护之用。根据本工程变压器使用环境是户内，工作电压是10kv，为了提高设备工作可靠性要求，本工程确定使用手车式开关柜，gzs1系列高压开关柜，该开关柜外壳防护等级为ip2x，安全可靠，维修方便，各小室和断路器室门打开时的防护等级时ip2x，具有埋地电缆进出线。4.3 高低压断路器的选择高低压断路器是供配电系统中最重要的开关设备之一，它能在事故情况下迅速地断开短路电流，防止事故扩大。g4高压柜的出线回路进行短路电流计算：断路器的阻抗忽略不计时：变压器t1：x1=（uk%100 ）（u2r sr。t ）1k2=9.6m所以z=9.6m =400(1.7329.6)=24.06ka ish= =1.4141.3724.06ka=46.62ka=24.06ka=27.15 ka因为低压侧=1244.21ka，所以高压侧=49.77ka高压断路器除了进行正常的投切操作外，还必须能够对故障的短路电流进切断操作，所以必须能够承受的住短路冲击电流和短路过程中的热能作用。工程采用安全系数较高的zn28高压真空断路器。其它高压断路器选择也按以上方法，具体见高压供配电系统图。具体数值对比见下表：项目安装地点电气条件zn28-12/630/3p判断电压校验=10kvur=12kv=合格电流校验=49.77air=630a合格分断能力校验=0.96kaibr=12.5 ka合格动稳定校验=1.86kaimax=31.5 ka 合格热稳定校验=1.09kaibr=12.5ka 合格根据上面高压断路器选择校验方法，该低压回路选用ha1-2000/4p-1600a断路器。其他回路选用断路器和整定电流根据产品样本选择。具体数值对比见下表：项目安装地点电气条件ha1-2000/4p-1600a判断电压校验=0.4kv=2kv=合格电流校验=1244.21kair=1600a合格分断能力校验=24.06kaibr=80ka合格4.4 电流互感器的选择 1）满足工作电压要求即：ur=unumuw式中 um电流互感器最高工作电压； uw电流互感器装设处的最高电压； ur电流互感器额定电压；un系统标称电压；2）满足工作电流要求，应对一、二次侧电流进行考虑。 （a）一次侧额定电流ir1： ir1ic式中ic线路计算电流。（b）二次侧额定电流ir2： ir2=5a3）准确度等级由于考虑到仪表指针在仪表盘1/22/3左右较易准确读数，因此： ir1=（1.52.0）ic以低压配电柜a11中的d10回路为例：由于 ur=380v ic=57.28air1=（1.52.0）ic=85.92114.56a本工程供配电系统的电流互感器主要用于测量，因此准确级选0.5级。其它电流互感器选择按以上方法选择，具体见本工程供配电系统图。4.5电缆的选择电缆选择至少要满足三个条件：1）满足发热条件：ialic；2）满足电压损失u%5%；3）满足机械强度条件 铜芯电缆smin1mm2；低压柜a11柜的d10回路的电缆选择：a.经计算ic=57.28a，因此拟定yjv22-1kv-450的电缆，实测150m，ial=134a，（30，埋地敷设）则满足要求;b.u%= =0.81%，0.81% 5%,则满足要求；c.所选导线横截面积是50mm2，大于1mm，显然满足机械强度的要求。 根据前面计算，故选用yjv22-1kv-450，作为输出回路电缆。其它电缆选择按照以上方法,均为耐火电缆，具体电缆选择见本工程的系统图。第5章 配变电所的布置5.1高压配电柜平面布置表3-6 高压配电室内各种通道最小宽度（mm）形式开关柜布置方式柜后维护通道柜前操作通道手车式单排布置800单车长度+1200双排面对面布置800双车长度+900双排背对背布置1000单车长度+1200 当电源从柜后进线且需在柜正背后墙上另设隔离开关及其手动操动机构时，柜后通道净宽不应小于1.5m，当柜（屏）背面的防护等级为ip2x，可减为1.3m。变压器平面布置 由配电装置的布置和导体、电器、架构的选择，应符合正常运行、检修、短路和过电压等情况的要求。变压器设在高压开关柜前面。配电变压器高压侧采用开关柜控制，按宽面推进安装。 本工程设置两台变压器，其之间的净距为1000mm以满足安全运行和检修的需要，本工程采用基础抬高式，相对标高为+0.15m，其下方悬空，上表面与抬高的地坪平齐，以便于变压器的稳定。5.2低压开关柜平面布置（1）低压配电室内成排布置的配电屏，其屏前、屏后的通道最小宽度，应符合表3-7的规定表3-7 配电屏前、后通道最小宽度（mm）型式布置方式屏前通道屏后通道抽屉式单排布置18001000双排面对面布置25001000双排背对背布置18001000（2）低压开关柜与变压器的净距宜1.2m。具体布置见平面图。5.3变电所接地根据相关规定，变电所接地线与基础结构主筋可靠焊接，且保证接地极电阻10，变配电所整体采用40*4的镀锌扁钢进行等电位连接，具体接线见接地平面图。心得体会 在这次课程设计中我受益匪浅，首先我能更加熟练的操作cad，并能准确的运用快捷键，明白了主接线图、低压竖向配电示意图、低压配电系统图、配变电图等的基本画法。其次我学会了怎样查产品手册，知道了怎样选配电柜、断路器、电流互感器、电压互感器等器件。我还学会怎样自主学习和团队合作，知道了合作精神的重要性。虽然这次课程设计很累很辛苦，但是真的收获了很多。感谢姚老师在此次课程设计中对我们的指导！参考文献1.雍静主编供配电系统 机械工业出版社2003.62.孙成群编著建筑电气设计与施工技术问答中国水利水电