某高层建筑高低压供配电系统设计.doc

郑州轻工业学院 课程设计说明书课程设计说明书 题目 题目 某高层建筑高低压供配电系统设计 姓姓 名 名 范军伟 院院 系 系 建筑环境工程学院 专业班级 专业班级 建筑电气与智能化 12 01 学学 号 号 541201040105 指导教师 指导教师 曹祥红 成成 绩 绩 摘 要 本工程是对某高层建筑高低压供配电系统设计 保证系统安 全 可靠 优质 经济地运行 必须遵守国家的有关规定及标准 执行国家的有关方针政策 包括节约能源 节约有色金属等技术 经济政策 设计内容包括确定大楼的设备电气负荷等级 进行负荷 计算 选择变压器的容量 类型及台数 各个楼层供电线路中的 短路电流的计算 供配电系统的主接线方式 高低压设备和导线 电缆的选择及校验 防雷接地的设计 设计过程中需要绘图的部 分使用 AutoCAD 绘图 最后将整个设计过程整理 总结设计文档 报告 关键词 设备选择 防雷接地 负荷计算 无功补偿 变压器 目 录 摘 要 I 1 绪论 4 1 1 设计题目和工作概况 4 1 1 1 设计题目 4 1 1 2 工程概况 4 1 2 课程设计的目的 4 1 3 课程设计的内容和要求 4 1 4 设计的依据 5 1 5 设计的原则 5 1 6 设计知识要点难点解析 6 2 方案论证 7 2 1 供配电系统的方案论证 7 2 2 方案事项 7 3 负荷计算 9 3 1 负荷计算的依据与目的 9 3 2 负荷计算方法 9 3 2 1 需要系数法 9 3 2 2 单组设备计算负荷 10 3 2 3 多组设备的计算负荷 11 3 3 无功补偿计算及选择 12 3 4 负荷计算 13 3 4 1 照明负荷 0 38KV 配电干线负荷计算 13 3 4 2 动力负荷和平时消防负荷 0 38KV 负荷计算 17 3 4 3 消防负荷 0 38KV 配电干线的负荷计算 22 3 4 4 10 0 38KV 变电所总负荷计算 26 4 设备与导线的选择 30 4 1 变压器的选择 30 4 2 三相短路电流的计算 30 4 3 高压断路器的选择 31 4 4 低压断路器的选择 33 4 5 互感器的选择 34 4 5 1 电流互感器的选择 34 4 5 2 电压互感器的选择 35 4 4 导线选择 36 5 变配电室设计 37 6 防雷接地设计 39 6 1 接地概念 39 6 2 接地形式的种类 39 6 2 1 TN C 系统 39 6 2 2 TN S 系统 40 6 2 3 TN C S 系统 40 结束语 42 参考文献 43 附 录 44 可编辑 word 1 绪论 1 1 设计题目及工作概况 1 1 1 设计题目 某高层建筑高低压供配电系统设计 1 1 2 工程概况 本工程为一类高层综合楼 地面 22 层 地下一层 总建筑 面积 28807 1 平方米 其中地下室建筑面积为 2916 平方米 建 筑物总高为 99 8 米 年预计雷击次数 0 11 次 为二类防雷建筑 物 地下一层为附建式 6 级人防地下室 平时作为汽车库 战时 作为一个防护单元二等人员掩蔽部 掩蔽人数为 800 地面一到 四层为商场 三层以上均为办公用房 屋顶为设备层 变电所设 在一层 1 2 课程设计的目的 本次课程设计是将理论课学习内容 应用与民用建筑电气 工程之中 通过此次课程设计使学生对课堂所学智能建筑供配 电系统知识进一步巩固和验证 同时锻炼学生的实际分析问题 解决问题的能力 1 3 课程设计的内容和要求 1 制定设计方案 1 确定电源电压 负荷等级及供配电方式 2 确定保护设备控制方式及安装方式 2 确定方案后 绘制施工图 1 绘制各用电设备等布置平面图 可编辑 word 2 绘制高 低压系统图 3 绘制防雷接地平面图 4 编制设计说明书 3 进行设计计算 选择设备容量 整定值 型号 台数等 编 写设计计算书 1 4 设计的依据 民用建筑电气设计规范 JGJ T13 92 高出民用建筑设计防火规范 GB50045 95 现代建筑设计规范大全 修订缩印本 2002 版 住宅设计规范 BG50096 1999 2003 版 1 5设计的原则 1 安全性 必须保证在任何可能的运行的方式及检修状态 下运行人员及设备的安全 2 可靠性 主结线的可靠性要求由用电负荷的等级确定 要保证主结线的可靠性可以采用多种措施 如系统中的某一电气 元件故障时 可以由保护装置自动把故障元件迅速切除 使之不 影响系统的其他部分的继续运行 也可以在系统中设置备用元件 当工作元件故障时 由自动装置立即投入备用元件代替工作元件 因此 在主结线中就要考虑是否方便电气元件的投切操作 3 灵活性 应能适应在各种可能的运行方式的要求 主结 线的电路关系是可以改变的 在系统运行中 这种主结线电路关 系的改变叫做运行方式的改变 运行方式的改变通常是通过对主 结线中某些电气元件的投入和切除来实现的 因此 主结线应考 可编辑 word 虑是否方便电气元件的投切操作 从而适应各个时段能源供电能 力与负荷变化的要求 适应元件检修的要求 保证各种不正常运 行方式下系统仍能达到足够的供电质量 4 经济性 应满足最少的投资与年运行费用的要求 使得 总经济效益为最佳 1 6设计知识要点难点解析设计知识要点难点解析 参考教材第十章工程实例 应用其他章节所学方法和理论 主要完成以下几个方面内容 一 进行负荷计算 选择变压器 1 根据教材第四章基本理论和工程概况 确定负荷等级 并对对所选工程进行负荷计算 有关参数请查阅相关资料选定 如需要系数 同时系数等等 要求计算出 PC QC SC IC等参 数 2 根据计算负荷 选择供电电压和供电变压器容量 选择 变压器规格型号 了解外形尺寸等有关参数 并根据负荷等级情 况 确定是否需要应急电源或备用电源 如需要 选择柴油发电 机组容量 二 高低压主接线系统设计 根据教材第三 八章的内容 选择高低压主接线方式 并进 行高低压主接线系统设计 确定变压器室的布置方案 确定高低 压系统接地型式 并确定高低压配电方式 三 短路计算和高 低压断路器等开关设备的选择计算 根据教材第五 六章内容 进行短路计算并进行高 低压断 路器等开关设备的选择计算 如利用计算电流 IC 查找产品样 可编辑 word 本 选择回路开关额定电流 并进行相关校验 确定各级开关整 定电流和级间配合 四 导线选择计算 根据教材第七章内容 进行导线选择计算 确定各回路导线 规格型号及敷设方式 如利用有关公式求出每一回路的计算电流 IC 按载流量选择回路导线截面 按电压损失不超 5 校验等 考虑中线及保护线截面的选择 选择穿管管径 五 防雷接地 根据第九章内容和相关规范 计算年平均雷暴日 确定建筑 物防雷分类等级 进行屋面防雷设计和基础接地设计 六 绘制施工图 1 电气设备平面图 在土建平面图上画出全部用电设备的位置 电源及配电盘 箱 等位置 型号 规格 穿线管径 数量 容量大小 敷设 方式 干线 支线的编号 走向 安装高度和方式等 2 电力配电系统图 根据配电方案 及各级配电箱装置和用电设备出线线路 绘 制高低压系统图 3 防雷接地平面图 根据防雷接地设计 绘制屋面防雷和基础接地平面图 4 列出图纸目录 图例表 材料表 4 编写设计说明 分项说明施工图未表达清楚的问题 一 般分为 设计依据 设计范围 建筑构造概况 电源电压 电线 电缆选择与敷设 管径选择 开 配电箱安装 保护及等电位联 结 其他等等 可编辑 word 2 方案论证 2 1 供配电系统的方案论证 本工程中一级负荷是消防设备 二级负荷为地下室设备 其 余的均为三级负荷 总负荷为 2051 3KW 根据负荷容量 本工 程选用一台干式环氧树脂变压器 容量为 1600KVA 本工程采用两路电源进线 其中电源 S1给 1 和 2 两台变压 器供电 电源 S2仅给 3 和 4 两台变压器供电 高压母线单母线 分段联络 保证电源切换 低压母线分段联络 运行方式灵活 保证了供电的可靠性 高压柜采用 KYN28 12 系列产品 产品的 外型尺寸为 800 1600 2200 mm 参数 额定电压 12KV 额定绝缘水平 1min 工频耐受电压 42KV 雷电冲击耐受电压 75KV 低压开关柜采用 MNS 系列产品 以 E 25mm 为模数 外型 尺寸为 1000 2200 800 mm 参数 额定工作电压 690V 额定绝缘电压 1KV 额定耐冲击电压 10KV 工频耐受电压 3KV 变压器型号 SCB 1600 10 联结组别 Dyn11 空载损耗 2300W 负载损耗 11000W 阻抗电压 6 空载电流 1 0 噪 音 52dB 2 2 方案事项 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 并拟用 TN S 系统 2 低压配电系统中为保证本工程的一 二级负荷供电可靠 性 拟采用低压母线分段联络的供电方式 3 根据本工程实际需要拟将变电所设置在地下一层 可编辑 word 4 高压配电系统 10KV 高压配电系统为 单母线分段 正常 运行时 两路电源同时供电 当任一电源故障或停用时 人工闭 合网络开关 每路电源均能承担全部的负荷 高压断路器采用真 空断路器 直流操作电源 5 1 2 变压器及 3 4 变压器之间的低压母线设联络开 关 低压母线分段运行 联络开关设自投自复 自投不自复 手 动转换开关 自投时应自动断开非保护负荷 以保证变压器正常 工作 住进开关与联络开关设电气连锁 任何情况下只能合其中 的两个开关 6 低压配电系统采用放射式和树干式相结合的方式 对单 太容量较大的负荷和重要负荷采用放射式供电 对照明和一般负 荷采用采用树干式和与放射式相结合的方式 7 高压开关柜采用下进 下出的接线方式 低压开关柜均 采用上进 下出的接线方式 8 高压电缆采用 YJV 10KV 交联聚氯乙烯绝缘 聚氯乙烯护 套铜芯电力电缆 低压出线电缆选用 ZRYJV T 1KV 交联聚氯乙烯 绝缘 聚氯乙烯护套铜芯电力电缆 9 根据相关规定 同时为了提高在变配电室工作的安全可 靠性 拟采用接地线同基础主筋可靠焊接的方法 对整个变配电 室采用等电位系统 可编辑 word 3 负荷计算 3 1 负荷计算的依据与目的 需要系数法计算简单 是最为常用的一种计算方法 适合用 电设备类数量较多且容量相差不大的情况 结合本工程具体情况 采用需要系数法 3 2 负荷计算 3 2 1 需要系数法 负荷计算的需要系数法 首先根据负荷类别进行分组 然后 按照下列步骤进行计算 1 设备功率 每组中只有一台 套 电气设备时 应将设 备实际向供配电系统汲取的电功率作为计算负荷 又常把单台设 备的计算负荷称作设备功率 以 KW 表示 对于 连续 nP 工作制负荷 3 1 nPrP 式中 为设备额定输入功率 rP 2 断续运行工作制电动机类负荷应将起额定功率换算成负 荷持续率为 25 时的等效功率 以便计算 2 3 2 nPrPr 式中 设备额定输入功率 rP 3 断续运行输入功率 可编辑 word 工作制电焊类负荷应将其额定功率换算成负荷持续率为 100 时 的等效功率 以便于计算 即 3 3 nPrP 式中 为设备额定输入功率 rP 4 成组用电设备的设备功率是指除备用设备以外的所有单 个用电设备额定输入功率之和 5 照明设备的设备功率应考虑辅助其正常工作的镇流器等 元件上的功率损耗 白炽灯光源的照明设备 3 4 nPrP 荧光灯光源的照明设备 1 25 3 5 nPrP 高强气体放电灯光源的照明设备 1 1 3 6 nPrP 3 2 2 单组设备计算负荷 当分组后同一组中设备台数 3 台时 计算负荷应考虑其需要系数 即 3 7 cPdKnP tan 3 8 c Q cP 3 9 CS 22 cC PQ 3 10 3 C C r S I U 式中 总设备功率 单位为 KW nP 可编辑 word 需要系数 dK 计算有功功率 单位为 KW cP 计算无功功率 单位为 Kvar c Q 计算视在功率 单位为 KVA CS tg 电气设备功率因数角的正切值 电气设备额定电压 单位为 KV rU 计算电流 单位为 A CI 当每台电气设备台数 套 3 台时 考虑其同时使用效率 取为 1 其于计算与上述公式相同 dK 3 2 3 多组设备的计算负荷 当供电范围内有多个性质不同的电气设备组时 先将每一组都 按上述步骤计算后 再考虑各个设备组的计算负荷在各自的负荷 曲线上不可能同时出现 以一个同时系数来表达这中不同时率 因 此其计算负荷为 3 11 cPPK dKnP tg 3 12 c Q QK cP 3 13 CS 22 cC PQ 3 14 3 C C r S I U 式中 有功功率同时系数 对于配电干线所供范围的 PK 计算负荷 取值范围一般在 0 7 1 PK 可编辑 word 无功功率同时系数 对于配电干线计算负荷 QK 取值范围一般在 0 7 0 97 对于变电站总计算负荷取 QK QK 值范围一般在 0 7 3 3 无功补偿计算 自然满足要求 在负荷曲线上 无功计算负荷 最大值 往往是 发生在有功计算负荷的附近 所以 一般以有功计算负荷发生时所 需要的无功补偿容量作为自动补偿时补偿容量计算的依据 即 3 15 12 ccccc Qp tgtgq p 选择 电容器的选择 使用台数 3 16 CC r Q N Q 当电容器为三相电容器时 其额定 容量之和应小于系统需要的容量 所以实际的补偿容量 应为 cc Q 3 17 CC r Q N Q 当电容器为单相电容器时 除了保证补偿容量以外 为维持三 相平衡 还应保证电容器的台数为 3 的倍数 补偿后的实际平均功率因数为 3 18 22 1 cos avav av av avav pp s pp tgQcc 可编辑 word 3 4 负荷计算 3 4 1 照明负荷 0 38KV 配电干线负荷计算 用 电 设 备 名 称 计 算 回 路 编 号 配 电 箱 设备 功率 kw 需 要 系 数 功率 因数 有功 计 算负 荷 kw 无功 计 算负 荷 kw 视在 计 算负 荷 kw 计算 电流 A MG0 1 ZAL 1 12 8 4 10 5512 8419 50 23 3 5 35 MG0 2 ZAL 2 12 8 4 10 5512 8419 50 23 3 5 35 地 下 室 照 明 25 6 8 10 5525 6839 00 46 7 0 70 1AL 4 18 10 81813 50 22 5 0 34 1AL 5 18 10 81813 50 22 5 0 34 大 楼 泛 光 照 明 MG 0 36 10 83627 00 45 0 0 68 一 层 MG 1 1AL 1 32 8 0 10 732 833 46 46 8 6 71 2 可编辑 word 1AL 2 13 1 0 10 6713 114 51 19 5 5 30 1AL 3 15 0 0 10 691515 73 21 7 4 33 照 明 MG 2 60 9 0 10 6960 963 71 88 1 5 134 2 0 MG 3 2AL 1 24 6 0 10 6424 629 53 38 4 4 58 4 MG 4 2AL 2 24 3 0 10 6624 327 66 36 8 2 56 二 层 照 明 48 9 0 10 6548 90 57 19 75 2 6 114 4 MG 5 3AL 1 29 5 8 10 6629 5833 67 44 8 2 68 1 3AL 2 14 7 0 10 6514 717 19 22 6 2 34 MG 63AL 3 27 7 0 10 7627 723 69 36 4 5 55 4 三 层 照 明 71 9 8 10 6971 98 74 54 103 88 157 5 MG 7 4AL 1 31 8 0 10 6531 837 18 48 9 2 74 3 四 层 照 明 MG 8 4AL 2 38 4 0 10 7638 432 84 50 5 3 76 8 可编辑 word 70 2 0 10 7170 20 70 02 99 4 5 151 1 0 MG 9 23A L 18 10 81813 50 22 5 0 34 屋 顶 层 照 明 18 10 81813 50 22 5 0 34 21Z AL1 30 0 80 82418 00 30 0 0 45 MG 1022Z AL1 30 0 80 82418 00 30 0 0 45 21 22 层 照 明 60 0 80 84836 00 60 0 0 90 5ZA L 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 6ZA L 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 7ZA L 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 8ZA L 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 9ZA L 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 5 20 层 照 明 1 LIN E 型 母 线 槽 10Z105 0 70 873 555 13 91 8139 可编辑 word AL8 11Z AL 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 12Z AL 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 13Z AL 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 14Z AL 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 15Z AL 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 16Z AL 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 17Z AL 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 18Z AL 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 19Z AL 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 20Z AL 105 0 70 873 555 13 91 8 8 139 1680 0 70 8 1176 00 882 0 0 1470 00 2224 00 按需要系数法合 20710 70 77 1555 1263 20103043 可编辑 word 计 7 5 66 0 93 20 其中一级负荷 0 00 00000 00 0 其中二级负荷 0 00 00000 00 0 注 以上设备全为三级负荷 表 3 1 照明负荷 0 38KV 配电干线负荷计算 3 4 2 动力负荷和平时消防负荷 0 38KV 负荷计算 用 电 设 备 名 称 回 路 编 号 配 电 箱 设备 功率 kw 需 要 系 数 功率 因数 有功 计 算负 荷 kw 无功 计 算负 荷 kw 视在 计 算负 荷 kw 计算 电流 A LG0 1 1ZA P1 44 20 0 80 7535 431 22 47 20 71 LG0 2 1ZA P2 43 80 0 80 753530 87 46 67 70 地 下 室 动 力 88 00 0 80 7570 462 09 93 87 141 一 层 动 力 LG1 1ZA P1 95 00 0 80 87657 00 95 00 144 LG21ZA95 00 0 80 87657 00 95 00 144 可编辑 word P2 190 0 0 0 80 8152 114 0 0 190 0 0 288 二 层 动 力 LG3 2ZA P1 115 0 0 0 80 89269 00 115 0 0 174 LG4 2ZA P2 115 0 0 0 80 89269 00 115 0 0 174 230 0 0 0 80 8184 138 0 0 230 0 0 348 三 层 动 力 LG5 3ZA P1 95 00 0 80 87657 00 95 00 144 LG6 3ZA P2 75 00 0 90 86851 00 85 00 129 170 0 0 0 8 5 0 8144 108 0 0 180 0 0 273 四 层 动 力 LG7 4ZA P1 95 00 0 80 87657 00 95 00 144 LG84ZA75 00 0 90 86851 00 85 00 129 可编辑 word P2 170 0 0 0 8 5 0 8144 108 0 0 180 0 0 273 FLG 3 FLG 4 23A T2 22 00 10 672224 38 32 84 52 屋 顶 客 梯 动 力 22 00 10 672224 38 32 84 52 1AT 1 12 00 10 751210 58 16 00 24 地 下 室 送 风 机 1WP 1 2WP 2 12 00 10 751210 58 16 00 24 1AT 2 19 00 10 751916 76 25 33 38 地 下 室 排 风 机 1WP 2 2WP 2 19 00 10 751916 76 25 33 38 1AK 1 2 20 10 652 22 57 3 38 5 地 下 室 1AK2 20 10 652 22 57 3 38 5 可编辑 word 2 1AK 3 2 20 10 652 22 57 3 38 5 1AK 4 2 20 10 652 22 57 3 38 5 1AK 5 2 20 10 652 22 57 3 38 5 1AK 6 4 00 10 7143 97 5 63 8 5 1AK 7 2 20 10 652 22 57 3 38 5 1AK 8 2 20 10 652 22 57 3 38 5 1AK 9 2 20 10 652 22 57 3 38 5 1AK 10 2 20 10 652 22 57 3 38 5 1AK 11 4 00 10 7143 97 5 63 8 5 1AK 12 2 20 10 652 22 57 3 38 5 1AK 13 2 20 10 652 22 57 3 38 5 排 污 泵 1AK2 20 10 652 22 57 3 38 5 可编辑 word 14 1AK 15 4 00 10 7143 97 5 63 8 5 38 4 1 0 67 38 40 42 77 57 52 85 5 21Z AL2 63 00 0 80 850 437 80 63 00 95 22Z AL2 63 00 0 80 850 437 80 63 00 95 21 22 层 空 调 MG 11 126 0 0 0 80 8100 875 60 126 0 0 190 1AT 5 74 00 10 757465 26 98 67 144 生 活 水 泵 LG0 7 LG0 8 74 00 10 757465 26 98 67 144 按需要系数法合 计 1139 4 0 8 0 78 960 6 765 4 1230 2 1856 5 其中一级负荷 96 00 10 739689 64 131 5 1 196 其中二级负荷 69 40 10 769 476 11 98 85 147 5 注 屋顶客梯动力和生活水泵为一级负荷 地下室排污泵 地 下室送风机 地下室排风机为二级负荷 其他的均为三级负荷 表 3 2 照明负荷 0 38KV 配电干线负荷计算 可编辑 word 3 4 3 消防负荷 0 38KV 配电干线的负荷计算 用 电 设 备 名 称 回 路 编 号 控 制 箱 设 备 功 率 kw 需要 系数 功率 因数 有功 计 算负 荷 kw 无功 计 算负 荷 kw 视在 计 算负 荷 kw 计算 电流 A 1AL E 5 4 6 10 55 469 46 10 92 16 6 2AL E 6 3 0 10 56 310 91 12 60 19 1 3AL E 5 4 0 10 55 49 35 10 80 16 4 4AL E 5 7 0 10 55 79 87 11 40 17 3 6AL E 6 3 0 10 66 38 40 10 50 16 9AL E 6 3 0 10 66 38 40 10 50 16 12A LE 6 3 0 10 66 38 40 10 50 16 15A LE 6 3 0 10 66 38 40 10 50 16 应 急 照 明 FMG 1 FMG 2 18A6 310 66 38 40 10 50 16 可编辑 word LE0 21A LE 6 3 0 10 66 38 40 10 50 16 60 66 10 5660 6689 99 108 7 2 133 4 1AT 1 12 00 10 751210 58 16 00 24 地 下 室 送 风 机 1WP 1 2WP 2 12 00 10 751210 58 16 00 24 1AT 2 19 00 10 751916 76 25 33 38 地 下 室 排 风 机 1WP 2 2WP 2 19 00 10 751916 76 25 33 38 1AK 1 2 2 0 10 652 22 57 3 38 5 1AK 2 2 2 0 10 652 22 57 3 38 5 1AK 3 2 2 0 10 652 22 57 3 38 5 地 下 室 排 污 泵 1AK2 210 652 22 57 3 38 5 可编辑 word 40 1AK 5 2 2 0 10 652 22 57 3 38 5 1AK 6 4 0 0 10 7143 97 5 63 8 5 1AK 7 2 2 0 10 652 22 57 3 38 5 1AK 8 2 2 0 10 652 22 57 3 38 5 1AK 9 2 2 0 10 652 22 57 3 38 5 1AK 10 2 2 0 10 652 22 57 3 38 5 1AK 11 4 0 0 10 7143 97 5 63 8 5 1AK 12 2 2 0 10 652 22 57 3 38 5 1AK 13 2 2 0 10 652 22 57 3 38 5 1AK 14 2 2 0 10 652 22 57 3 38 5 1AK 15 4 0 0 10 7143 97 5 63 8 5 38 1 0 67 38 40 42 77 57 52 85 5 可编辑 word 4 1AT 3 90 00 10 89067 50 112 5 0 170 喷 淋 泵 LG0 3 LG0 4 90 00 10 89067 50 112 5 0 170 1AT 4 115 00 10 75115 101 4 2 153 3 3 208 消 火 栓 泵 LG0 5 LG0 6 115 00 10 75115 101 4 2 153 3 3 208 AFE 9 0 0 10 896 75 11 25 17 消 控 中 心 FMG 3 FMG 4 9 0 0 10 896 75 11 25 17 BXE 6 0 0 10 864 50 7 50 11 4 管 理 中 心 FMG 5 FMG 6 6 0 0 10 864 57 50 11 4 按需要系数法合 计 350 06 1 0 71 350 0 6 340 2 7 492 1 5 687 3 0 其中一级负荷 280 66 1 0 71 280 6 6 270 1 6 393 3 0 539 8 其中二级负荷 69 1 0 769 470 1198 85 147 5 可编辑 word 40 注 地下室排污泵 地下室送风机 地下室排风机为二级负 荷 其他的均为一级负荷 表 3 3 消防负荷 0 38KV 配电干线的负荷计算 3 4 4 10 0 38KV 变电所总负荷计算 负荷 名称 需要 系数 功 率 因 数 有功计 算负荷 kw 无功 计 算负 荷 kw 视在计 算负荷 kw 计算 电流 A 照明 电力 及平 时 消防 负荷 合计 0 78 0 7 8 2516 2 6 2028 4 3241 1 3 4899 70 其中 一级 负荷 1 0 7 8 96 89 6 4 131 51196 00 其中 二级 负荷 1 0 7 3 69 4 76 1 1 98 85147 50 无功 补偿 前 低压 母线 的计 算负 荷合 计 一二 1 0 7165 4165 230 36343 50 可编辑 word 级负 荷合 计 0 75 总负 荷 p 0 75 q 0 80 0 59 0 7 6 1887 2 1622 7 2488 93781 60 计入 同时 系数 其中 一二 级负 荷 p 0 80 q 0 95 O 8 0 6 4 132 32 157 46 205 68312 50 粗选无功补偿 装置 并联电 容 容量 NC 1887 2K w tan arcos 0 76 tan arccos0 820 可编辑 word 92 810kvar 取820kvar 总负 荷 0 59 0 9 2 1887 2 817 87 2051 33114 56 无功 补偿 后低 压母 线的 计算 负荷 其中 一二 负荷 0 80 0 9 2 132 32 56 3 8 143 83218 53 变压器功率损 耗 T 0 01Sc T 0 05Sc 20 5 102 6 变压器高压侧 计算负荷 0 59 0 91894 5 917 8 2105 1121 50 表 3 4 10 0 38KV 变电所总负荷计算 可编辑 word 4 设备与导线的选择 4 1 变压器的选择 当选择一台变压器时 有变压器的容量 Sr T与计算负荷 SC满 足 Sr T SC 4 1 当有两台以上变压器时 有变压器的容量 Sr T与计算负荷 SC 应满足 Sr T1 Sr T2 SC 4 2 且 Sr T1 SC Sr T2 SC 4 3 根据前面计算 SCT1 1164 81 kVA 4 4 SCT2 1020 47kVA 4 5 可编辑 word SCT3 1001 20kVA 4 6 SCT4 922 44kVA 4 7 本次设计按照有关规定变压器负荷率应该取值应小于 70 因此选用两台型号为 SCB9 干式变压器 变压器容量 应为 1600 kVA 改变压器设有强制风冷系统及温度监测 及报警装置 4 2 三相短路电流的计算 图 4 1 电路系统图 表 4 1 三相短路电流计算表 三相短路电流 KA 三相短路容 量 MVA 短路 计算 Ik 3 I 3 I 3 ish 3 Ish 3 k 12 62 62 66 63 947 6 k 224 624 624 645 326 817 0 4 3 高压断路器的选择 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 电源 S1 处的短路容量 Sk 350MVA 取进线电缆为 可编辑 word YJV 0 08m m 长度为 5000m 则 XS Ua2 ska 10 52 350 0 315 4 8 XYJV 5000 0 08 m 400 m 4 9 IK Uav 1 732 Xs XYJV 10 5 1 732 0 715 8 48KA 4 10 ish 2 55 Ik 21 6KA 4 11 I 2 tim 8 482 1 45 104 27KA 4 12 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 VD4 高压真空断路器 选择原则 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 VD4 高压真空断路器 选择原则 一 满足正常工作条件 1 满足工作电压要求 即 Ur UN 4 13 UM UW 可编辑 word 4 14 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 电流互感器额定电流 UN 系统标称电压 2 满足工作电流要求 即 Ir IC 4 15 式中 Ir 开关电器额定电流 IC 开关电器装设处的计算电流 2 满足工作环境要求 选择电气设备时 应考虑其适合运行环 境条件要求 如 温度 风速 湿度 污秽 海拔 地震烈度等 二 满足短路故障时的动 热稳定条件 1 满足动稳定要求 短路时电器设备能受到的电动力 与导 体间形状系数 间距 长度 材料以及通过导体的电流大小有关 对于开关电器而言 一旦制造出来 无论用于系统何处 其导体 间间距 长度及形状系数都不会改变 因此通过导体的电流的大 小就成为决定该开关电器能否达到动稳定要求的唯一因素 即只 要满足 imas iSH或Imas ISH 4 16 式中 imas 开关电器的极限通过电流峰值 Imas 开关电器的极限通过电流有效值 iSH 开关电器安装处的三相短路冲击电流 ISH 开关电器安装处的三相短路冲击电流有效值 2 满足热稳定要求 开关电器自身可以承受的热脉冲应大于 可编辑 word 短路时最大可能出现的热脉冲 称为满足热稳定要求 即 It2 t I 2 tim 4 17 式中 It 开关电器的 t 秒热稳定电流有效值 I 开关电器安装处的三相短路电流有效值 tim 假想时间 三 满足天关电器分断能力的要求 开关电器分断能力用极限分断能力和额定分断能力两个参数 来表达 极限分断能力是指在该条件下开关断后 不考虑开关电器 继续承载额定电流 即不考虑其是否还能正常使用 额定分断能力 是指在该条件下开关分断后 开关电器还能继续承载额定电流正 常运行 并能反复分断该条件电路多次 断路器 断路器应能分断最大短路电流 Ibr I 3 k max或 Sbr S 3 k max 4 18 式中 Ibr 断路器的额定分断电流 Sbr 断路器的额定分断容量 I 3 k max 断路器安装处最大运行方式下三相短路电流 有效值 S 3 k max 断路器安装处最大运行方式下的短路容量 4 4 低压断路器的选择 计算短路电路元件的电抗 高压系统的电抗 由于高压系统认为容量 SK 350MVA 可编辑 word 则折算到低压侧 ZS 0 46m 3 2 10350 400 变压器阻抗 ZT XT 0 155 2 00 2 100 kr t rt UU S T K 1 10 4 0 6 1 10 100 6 2 电缆相线的电阻 R7 0 315 50 1 575m 电缆相线的电抗 XL 0 097 50 0 485m 计算短路点阻值 Z 0 116 K 点的三相短路电流 IK 2 275 kA 155 0 4 0 ish 2 55 Ik 6 576KA Ish 1 84 Ik 4 775kA 根据上面高压断路器选择校验方法 本工程低压断路器选用 MT 和 TN S 系列低压断路器 其它断路器选择也按照以上方法 具 体见低压配电系统图 4 5 互感器的选择 4 5 1 电流互感器的选择 1 满足工作电压要求即 Ur UN 4 19 Um Uw 4 20 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 可编辑 word 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 Ir1 Ic 4 21 式中 Ic 线路计算电流 b 二次侧额定电流 Ir2 Ir1 5A 4 22 3 准确度等级 由于考虑到仪表指针在仪表盘 1 2 2 3 左右较易准确 读数 因此 Ir1 1 25 1 5 Ic 4 23 以低压配电系统图 WP2 回路为例 由于 Ur 380V Ic 115 9A Ir1 1 25 1 5 Ic 150A 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 因此选用电流互感器 LQG 0 5 150 5 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附录 4 5 2 电压互感器的选择 1 满足工作电压要求 对一 二次侧分别考虑如下 可编辑 word a 一次侧电压 Ur1 UN 4 24 Um1 Uw 4 25 式中 Um1 电压互感器最高工作电压 Uw 电压互感器装设处的最高工作电压 Ur1 电压互感器额定电压 UN 系统的标称电压 b 二次侧电压 Ur2 Ur2 100V 4 26 本工程高压供配电系统中 Ur1 10kV 因此选用电压互感器 RZL10 0 1KV 其它电压互感器选择按照以上方法 4 4 导线选择 由计算结果知线路的计算电流 Ic 121 5A 初选电缆面积为 120mm Ial 245x0 9 220 5 Ic 合格 三相短路电流 短路持续时间 5U3 54LQP U10 1 alxr 2 n 3 0 k S 11910 K 5 00tI S 137 3 kk3 min 2 SAK 27 20I 3k 6s0tk 可编辑 word 所以应选择电缆面积 S 120mm 电缆型号规格为 YjV22 8 7 10 3x120 5 变配电室设计 由于选择的变压器为干式变压器 断路器为真空断路器 低 压断路器为塑料壳式断路器 没有可燃性油的高低压配电装置和 非油浸的电力变压器 可设置在同一房间内 具有符合 IP3X 防 护等级外壳的无可燃性油的高低压配电装置和非油浸的电力变压 器 1 本变配电室由变压器柜 高压配电柜 低压配电柜 电 容器柜 控制室和值班室等组成 2 室内安装的干式变压器 其外廓与四周墙壁的净距不应 小于 0 6m 干式变压器之间的间距不应小于 1m 并应满足巡视 检修的要求 在考虑变压器布置及高 低压进出线位置时 应尽 量使负荷开关或隔离开关的操作机构装在近门处 3 在确定变压器室面积时 应考虑变电站所带负荷发展的 可能性 一般按装设大一级容量的变压器考虑 4 变压器室内不应用与其无关的管道和明敷线路通过 5 干式变压器可安装在中低压配电室内 6 应考虑留有适当数量开关柜的备用位置 可编辑 word 7 成套电容器柜单列布置时 柜正面与墙面之间的距离不 应小于 1 5m 双列布置时 柜面之间的距离不应小于 2m 长度 大于 7m 的中压电容器室应设两个出口 并宜布置在两端 电容 器室门应向外开 8 当变压器 中压开光 电容器等均采用无油设备时 变 压器室 中 低压配电室 电容器和值班室可设于一个房间内 自备柴油发电机组设置在民用建筑内时 只能设在地面层或底下 一层 除了按照机组的房间外 还应设置为机组供应燃油的贮油 间 还应考虑机组的启动用蓄电池 控制设备 排烟 排风 冷 却设施的位置 6 防雷接地设计 6 1 接地概念 将电力系统或电气设备的某一正常不带电 而故障运行时可 能带电的金部分或电气装置外露可导电部分经接地线连接到接地 极称为接地 6 2 接地形式的种类 6 2 1 TN C 系统 TN C 系统被称之为三相四线系统 如图 4 1 该系统中性 线 N 与保护接