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重庆大学某高层行政中心建筑电气设计,毕业设计
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1 重庆大学本科学生毕业设计 某高层行政中心建筑电气设计 学 生：陈德全 学 号： 20023699 指导教师：薛大金 副 教 授 助理指导教师： 专 业：电气工程与自动化 重庆大学电气工程学院 二 OO 六 年六月 nts2 Ba.D. Project of Chongqing University Electricity design for a government building Ba.D. Candidate: Chen De Quan Supervisor: Prof. Xue Da Jin Assistant Tutor: Major: Electrical Engineering College of Electrical Engineering Chongqing University Mar. 2006 nts重庆大学本科毕业设计 中文摘要 I 摘 要 本设计是某高层行政中心的建筑电气设计，建筑物高 33 米，地下一层，其主要有车库、消防控制室、变配电室、柴油发电 机房和几个较大的会议室。地上九层，主要为各部门办公室、会议室、接待室等。 由于建筑电气的设计涉及的范围很广，本次毕业设计仅对大楼电气设计的部分主要内容进行设计，主要包括供配电系统设计、柴油发电机房设计、大楼部分照明设计、部分动力设计、防雷接地设计。 在对大楼进行设计前，先收集了相关的资料和参阅了相关的规范。 在负荷统计过程利用了需要系数法、单位指标法等方法，再计算出各回路的计算电流，选取各级开关电器的型号，然后再按一定折扣选择导线的截面和母线的截面，接着计算出高、低压侧的短路电流，最后完成各种开关电器、电缆和 母线的校验 。 在进行照明设计时，先对了一个房间计算了其需要的灯具数目，确定了灯具间的间距，以此来对其他房间进行布置灯具。在进行防雷接地设计时，先确定了其防雷等级，再对屋顶进行了避雷带的设计和负一层接地设计。最后介绍了一些电气安全的相关问题。 关键字： 负荷计算，短路电流，照明 nts重庆大学本科毕业设计 英文摘要 II ABSTRACT This Project is the electricity design for a government building. This building is 46.2m high, and the area is about 20000m2. It has one layer underground, which has a garage, and some conference rooms. There are same rooms for power distribution, fire control, diesel generating set and so on. The electricity design for a building involves many subjects, so I only design the main parts of the electricity design for the government building. I design the systems of the power distribution, the arrangement plan of the room of diesel generating set, the grading, the dynamic force of the building and the grounding for lightening. Before I design the electricity for the government building, I read many standards of the electricity design and all of the information of the government building. I make use of the demand coefficient method and use the unit index sign method to statistics the load. I compute the load current of each circuit and select the levels of all switches, then press certain discount choice to select the sectional area of each wire and bus bar. Later, I compute the short-circuit currents of the high-tension lines and the low lines. I also check the reliabilities of some switches, wires and bus bars to assurance the safety of the system. When designing the system of the grading, I choose a room to know the distance of two lamps. Then, I calculate the number of the lamp in the room. Last, I check the illumination of the room. When designing the system of the grading of the building, I define the level of grounding for lightening of the building. Then I design the lightning conductor of the roof and the ground wire. In the last part of the passage, I introduce some knowledge about the safety of the electricity. Key words: loading calculate, short-circuit current, illuminate nts重庆大学本科毕业设计 目录 III 目 录 中文摘要 . 英文摘要 . 1 绪论 . 1 1.1 工程概况 . 1 1.2 本设计主要设计内容 . 2 2 负荷分级 和主接线图 . 3 2.1 负荷分级的意义 . 3 2.2 负荷分级的规定 . 3 2.3 本工程的负荷分级 . 3 2.4 主接线方案 . 4 2.1.1 对主接线的基本要求 . 4 2.1.2 不同等级的负荷 对电源的要求 . 4 2.1.3 主接线图 . 5 3 负荷计算 . 7 3.1 负荷计算的意义 . 7 3.2.负荷计算的方法 . 7 3.3 本工程的负荷计算 . 7 4 无功 功率补偿 . 10 4.1 无功 功率补偿的意义 . 10 4.2.无功 功率补偿的方法 . 10 4.3 各台变压器 补偿容量的计算 . 10 5 线缆的选择 . 12 5.1 线 路 选择 条件分析 . 12 5.2 本工程配电线缆的选择 . 13 6 变压器的选择 . 14 6.1 变压器选择的一般原则 . 14 6.2 本工程选用的变压器 . 14 7 柴油发电机房的设计 . 16 5.1 柴油发电机容量的确定 . 16 5.2 柴油发电机房的布置 . 16 8 短路电流的计算 . 19 nts重庆大学本科毕业设计 目录 IV 8.1 计算短路电流的意义 . 19 8.2 几个重要的短路参数 . 20 8.3 短路各元件阻抗的计算方法 . 20 8.4 几个回路的短路电流计算 . 21 8.4.1 高压侧 短路电流 的 计算 . 21 8.4.2 负一层 照明 回路 短路电流 计算 . 22 8.4.3 生活电梯短路 回 路 电流 计算 . 23 8.4.4 生活水泵短路 回路 电流 计算 . 25 9 电器的选择和线路动热稳定校验 . 27 9.1 高压母线动热稳定的校验 . 27 9.2 高压进线电缆的选择 与校验 . 28 9.3 断路 器的校验 . 28 9.4 隔离开关的校验 . 29 9.5 几个低压线路热稳定的校验 . 29 9.6 电流互感器的校验 . 29 9.7 生活电梯 回路电压损失 计算 . 30 10 照明 设计 . 32 10.1 照明设计的 基本 要求 . 32 10.2 照度 计算 . 32 10.3 照明平面图 . 34 11 防雷接地设计 . 35 11.1 防雷分级 . 35 11.2 防雷措施 . 35 11.3 接地措施 . 36 12 电气安全 . 37 12.1 电气安全问题的提出 . 37 12.2 低 压系统的接地形式 . 37 13 结论 . 41 参考文献 . 42 nts重庆大学本科毕业设计 1 绪论 1 1 绪论 1.1 工程概况 本工程是一政府办公行政大楼，建筑物长 160 米，宽 80 米。高 33 米，地下一层，其主要有车库、消防控制室、变配电室、柴油发电机房和几个较大的会议室。地上九层，主要为各部门办公室、会议室、接待室等。总面积为 20000M2，电力负荷简单，主要为照明、消防和动力负荷，其动力负荷又主要是空调。 供电协议 本工程与供电局达成的以下协议： 1）由负一层引入一回 10KV电源。电源的短路容量为 400MVA。 2）要求本楼变配电所定时过电流保护整定时间小于 1.0s。 3）要求低压 400V 侧 cos 0 94。 气象条件 本工程的气象资料： 1） 最热月平均气温 30。 2） 年平均雷爆日 40.6天。 3）最大风力为 7 级。 4）本地为湿热型气候。 主要电气设备及用电负荷 1）给排水系统： 根据所给设计资料，生活泵： 2 台， P=11KW,1 用 1 备；水池放空泵： 1 台，P=0.75KW；喷淋泵： 2 台， P=22KW， 1用 1 备；消火栓泵： P=30KW,1 用 1备；潜水泵 2台， P=4KW,1 用 1备。 2）通风系统 根据所给条件图，正压风机， 2台， P=18.5KW；风机盘管， 309 台，功率分为 0.082KW、 0.096KW、 0.041KW和 0.037KW 四种 3）空调系统 根据所给条件图，空调机：双层面板型空调箱， 2 台， P1=15KW， P2=5.5KW；吊顶超薄型空气处理机， 34台，功率为 0.5KW和 0.75KW两种。 冷水机组： P1=148.8KW, P2=165.4KW；冷却泵： 2台， P=30*2KW；冷冻泵： 2台 P=18.5*2KW；冷却塔： 11KW。 4）其它用电负荷 生活电梯， 1 台， 20Kw；消防电梯， 1 台 ， 20K； W消防监控系统用电， 10Kw ；有线电视系统用电， 10Kw；其它弱电系统用电， 20Kw；广告、环境照明预留负荷，nts重庆大学本科毕业设计 1 绪论 2 10KW；议厅音控室预留， 15KW。 1.2 本设计主要设计内容 建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关的国家标准和规范的前提下，进行工业与民用建筑中的建筑电气设计，满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能订约、技术先进和经济合理的要求。建筑电气设计的内容很多，本次毕业设计仅对建筑电气 设计的部分内容进行设计，主要包括供配电系统设计、柴油发电机房设计、大楼部分照明设计、部分动力设计、防雷接地设计和监控系统设计（选做）。通过这些设计，使自己加深对理论知识的理解，也是对上学期期末课程设计的深化，掌握建筑电气的一般设计方法和步骤。 供配电系统设计 进行负荷计算、短路电流计算、合理选择高、低压主接线方案，确定并校验个主要的设备的整定值，合理选择变压器和自备用发电机，设计必要的保护措施，完成高底压配电系统图 柴油发电机房设计 合理选择柴油发电机房的位置以及柴油发电机容量、控制保护方式。 部分照 明设计 进行大楼二、四、七层照明设计（含应急照明），并且根据大楼各部分的功能进行照度计算并且校核，完成相关的配电箱系统图 部分动力设计 进行大楼二、四、七层动力设计，根据其它工种提供的设备资料，合理设计动力系统 防雷接地设计 防雷接地设计包括防雷等级、防雷措施、防雷装置的安装位置；接地电阻的确定和接地装置的安装地点和方法等 nts重庆大学本科毕业设计 2 负荷分级和主接线图 3 2 负荷分级和主接线图 2.1 负荷分级的意义 对用户供电的可靠性越高，当然越好，但是可靠性的增加，必然导致设备的增加，从而导致投资的增加，同时无必要的提高 用户的负荷等级是也是对电能资源的浪费，所以必须对用户的负荷级别进行分类，必须注意的是，在一个工业或民用建筑中，并不是所以的用电设备都属于同一等级的负荷，所以需要对用户各个用电设备的负荷等级分别考虑。本工程是一县级办公大楼，办公楼功能简单，所以负荷也比较简单，大致有动力（主要是空调）、照明和消防等负荷。 2.2 负荷分级的规定 民用建筑电气设计规范对负荷分级做了一下规定 1： 电力负荷应根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。 符合下列情况之一 ，为一级负荷： 中断供电将造成人身伤亡者 ； 中断供电将造成重大政治影响者 ； 中断供电将造成重大经济损失者 ； 中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。 对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。 中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作或中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷亦为特别重要负荷。 二级负荷 中断供电将造成较大政治影响者 ； 中断供电将 造成较大经济损失者 ； 中断供电将造成公共场所秩序混乱者。 三级负荷 不属于一级和二级的电力负荷。 2.3 本工程的负荷分级 nts重庆大学本科毕业设计 2 负荷分级和主接线图 4 查阅民用建筑电气设计规范以及相关的规范，无法具体的找到该县级办公楼的负荷分级，因为民用建筑电气设计规范不可能对每个建筑的每个部分的作出明确的负荷分级规定。该建筑 33m,属于二类高层，高层民用建筑防火规范对消防负荷作出了以下规定 2： 高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消 防用电，一类高层建筑应按一级负荷要求供电，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。 既然消防负荷属于二级负荷，那么像一般的照明和动力负荷只能属于三级负荷了，该大楼负一层为设备层，如消防控制室 变配电室等，其照明用电肯定要求较高的可靠性，所以把负一层的照明负荷归为二类负荷。 综上所述，本工程负荷分级为： 二级负荷：负一层照明、潜水泵、生活电梯、生活水泵、消防监控系统、水池放空泵、喷淋泵、 消火栓泵 、 消防电梯 、 应急照明 、 正压风机、 生活电梯、生活水泵 。 三级负荷：除负一层外的各层照明，锅炉，空调负荷、冷冻水泵 、 冷却水泵 、冷却塔、冷水机组 、 等动力负荷， 2.4 主接线方案 主接线是指由各种开关电器、电力变压器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等用电设备依一定次序相连接和分配电能的电路。 2.4.1 对主接线的基本要求 安全性 必须保证在任何可能的运行方式下及检修状态下运行人员及设备的安全； 可靠性 主接线的可靠性由用电负荷的电压等级确定，需要考虑是否方便电气元件的投切操作； 灵活性 应能适应各种可能的运行方式的要求，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； 经济性 应满足最少的投资与运行费用 的要求，使得总经济效益最佳。 这几个要求，主接线都必须满足，在设计系统时，优先考虑安全性，最后考虑经济性。 2.4.2 不同等级的负荷对电源的要求： 对建筑物的负荷进行分级后，确定主接线时，还应该了解民用建筑电气设计规范对不同等级的负荷等级供电要求的规定 3： 一级负荷对电源的要求 一级负荷中有普通一级负荷和特别重要负荷。 nts重庆大学本科毕业设计 2 负荷分级和主接线图 5 普通一级负荷应由两个电源供电，且当其中一个电源发生故障时，另一个不应该同时损坏。在我国目前的经济技术条件下，符合下列条件之一，即认为满足一级负荷的供电要求： 电源来自两个不同的发 电厂；电源来自两个不同的区域变电站；电源来自一个区域变电站和自备用发电设备。 一级负荷中特别重要负荷，除满足一级负荷要求的两个电源外，还应该增设应急电源专门对此负荷供电。 二级负荷一般由两回路供电，这里一定要区分两回路不是两个电源，只要 电源来自同一区域变电站的不同变压器可认为满足要求。 三级负荷没有特别要求，一般由一回路供电 2.4.3 主接线图 可以确定其主接线图如下图 图 2.1 这样设计的优点分析如下： 前面已经分析了消防负荷、生活水泵、生活电梯 、负一层照明和应急照明为nts重庆大学本科毕业设计 2 负荷分级和主接线图 6 二级负荷；其他楼层照明和空调负荷、冷水机组、冷却水泵，冷却塔等为三级负荷。 高压由一电源供电，接三个变压器，变压器 T1 和 T2 都接一部分三级负荷和二级负荷，他们之间是联动的，当一个变压器发生故障或者需要维护时，其负荷转接到另一个变压器上，从而保证了起供电的 由于锅炉容量（ P=720KW）较大，单独由一台变压器 T3供电。 二级负荷由两个变压器供电，在末端切换，满足了民用建筑设计规范对二级别负荷供电方式的要求，同时在柴油发电机与变压器 T2的低压母线处设置一个自动切换开关，也可以在停电 、火灾或两台变压器故障检修时对二级负荷供电，属于热备用方式，这样提高了对二级负荷的供电的可靠性。 nts重庆大学本科毕业设计 3 负荷计算 7 3 负荷计算 3.1 负荷计算的意义 负荷计算是供配电系统设计的主要步骤，因为任何设备和线缆的选取都是以负荷计算中最重要的内容计算电流来决定的。 3.2 负荷计算的方法 若已知一个供电范围内的所有电气设备的容量之和为 P ，当这些设备正常使用的时候，由于各种原因，该供电范围内的计算负荷cP总会比电气设备的容量之和少，即： 1nciiP K P （ 3.1） 式中 K -是一个小于 1的数 iP-各个用电设备的功率 确定这个 K 值常用的方法用需要系数法、二项式和利用系数法。若在电气设备数量和容量都不清楚的情况下 ，要想得到某种使用功能场所的计算负荷，可以采用各种用电指标进行负荷计算，其方法有：负荷密度法、单位指标法、住宅用电量指标法。 本工程采用需要系数法进行负荷计算，因为，本工程设备台数多，同时本工程又处于初步设计阶段，选用需要系数较为准确和方便。 3.3 本工程的负荷计算 本工程的负荷统计主要根据设备的容量和其的需要系数来统计，最后取 0.9的同时系数，对于照明、插座按 40W/ 2m 的方法估算 。用到的公式如下 1nc d iiP K P （ 3.2） / cosccSP （ 3.3） /3ccI S U （ 3.4） 22c c cQ S P （ 3.5） 式中 cos -功率因数 dK-需要系数 U -电压等级，取 0.38KV cP-计算有功功率 单位 KW cQ-计算无功功率 单位 KVAR cS-计算视 在功率 单位 KVA nts重庆大学本科毕业设计 3 负荷计算 8 cI-计算电流 单位 A 以一层照明为例照明、插座负荷按 40W/ 2m 的方法估算 ,一层的房屋很多 ,总面积为 S =2250 2m , 4 0 9 0cPS KW,查民用建筑设计规范，办公照明，其需要系数可取 0.9，功率因数取 0.8，根 据公式 （ 3.5）得： 10 . 9 9 0 8 1nc d iiP K P KW / c o s 8 1 / 0 . 8 1 0 1 . 2 5ccSP KVA / 3 1 0 . 1 . 2 5 / ( 3 0 . 3 8 ) 1 5 3 . 6ccI S U A2 2 2 21 0 1 . 2 5 8 1 6 0 . 7 5c c cQ S P KVAR 负荷计算 表 表 3.1 设备 功率 (KW) 个数 容量 需要系数 功率因数 Pc(KW) Qc(KVAR) Sc(kVA) Ic(A) 负一层照明 85 0.9 0.8 76.5 57.375 95.625 145.1 一层照明 90 0.9 0.8 81 60.75 101.25 153.6 二层照明 79 0.9 0.8 71.1 53.325 88.875 135 三层照明 79 0.9 0.8 71.1 53.325 88.875 135 四、五层照明 61 0.9 0.8 54.9 41.175 68.625 104.4 六、七层照明 61 0.9 0.8 54.9 41.175 68.625 104.4 八、九 、 屋顶 40 0.9 0.8 36 27 45 68.3 广告，环境 10 1 0.9 10 4.841 11. 16.89 音 控室预留 15 15 1 0.9 15 7.2316 16.666 25.37 有线电视系统 10 10 1 0.9 10 4.841 11. 16.89 其它弱电系统 20 20 1 0.9 20 9.61 22.22 33.78 同时系数 0.9 照明用电 495 0.8099 445.45 324.644 556.18 设备 功率 (KW) 个数 容量 需 要系数 功率因数 Pc(kW) Qc(kVAR) Sc(kVA) 动力 风机盘管 0.082 12 0.984 0.7 0.6 0.6888 0.9184 1.148 风机盘管 0.082 100 8.2 0.7 0.6 5.74 7.6533 9.5667 风机盘管 0.041 56 2.29 0.7 0.6 1.6072 2.1423 2.6787 风机盘管 0.037 74 2.73 0.7 0.6 1.9166 2.5567 3.1933 nts重庆大学本科毕业设计 3 负荷计算 9 续表 3.1 空调箱 15 1 15 1 0.8 15 11.25 18.75 空调箱 5.5 1 5.5 1 0.8 5.5 4.125 6.875 空气处理机 0.55 1 0.55 0.8 0.8 0.44 0.33 0.55 空气处理机 0.55 19 10.5 0.8 0.8 8.36 6.27 10.45 空气处理机 0.55 10 5.5 0.8 0.8 4.4 3.3 5.5 吊空气处理机 0.75 4 3 0.8 0.8 2.4 1.8 3 同时系 0.9 空调负荷 54.5 0.7304 45.4995 41.7135 62.295 83.56 冷冻水泵 18.5 2 37 1 0.8 37 27.75 46.25 56.22 冷却水泵 30 2 60 1 0.8 60 36 60 91.16 冷却塔 11 1 11 1 0.8 11 8.25 13.75 20.89 冷水机组 148.8 1 148.8 1 0.8 148.8 111.6 186 282.6 冷水机组 165.4 1 165.4 1 0.8 165.4 124.05 206.75 314.1 水池放空泵 0.75 1 0.75 1 0.8 0.75 0.57 0.94 1.428 潜水泵 4 1(1) 4 1 0.8 4 3 5 7.6 生活水泵 11 1(1) 11 1 0.8 11 8.25 13.75 20.89 生活电梯 20 1 20 1 0.8 20 15 25 38 动力总计 512.35 0.7902 461.3 360.966 592.15 生活水泵 11 1(1) 11 1 0.8 11 8.25 13.75 20.89 负一层照明 85 0.9 0.8 76.5 57.375 95.625 145.1 潜水泵 4 1(1) 4 1 0.8 4 3 5 7.6 消防监控 10 10 1 0.9 10 4.84 11.1 16.86 水池放空泵 0.75 1 0.75 1 0.8 0.75 0.57 0.94 1.428 喷淋泵 22 1(1) 22 1 0.8 22 16.5 27.5 41.7 消火栓泵 30 1(1) 30 1 0.8 30 22.5 37.5 56.89 消防生活 电 梯 20 1 20 1 0.8 20 15 25 38 正压风机 18.5 2 15 1 0.8 37 44.25 46.25 56.2 应急照明 10 10 1 0.9 10 4.84 11.1 16.89 备用总计 230.25 178.538 282.26 nts重庆大学本科毕业设计 4 无功功率补偿 10 4 无功功率补偿 4.1 无功功率补偿的意义 在工业和民用用电设备中，有大量设备的工作需要通过向系统吸收感性的无功功率来建立交变的磁场，这使得电力系统中无功功率的成分增加，分析如下： / cosSP ，取用同样的有功功率 P 时，当功率因数 cos 越 低时，需要电网提供的供电容量 S 就越大，对供电效率是不利的。当负载的有功功率 P 和电压 U 一定时，根据 /3I S U ，低压侧流过配电网络的电流 I 大，需要选择大容量的变配电设备 (发电机、变压器、开关、线路 )，增加设备的投资费用。另外 ,大的电流流过配电网络，电 能损耗大，电压偏差大。 提高功率因数以寸节约电能、提高供电质量、提高设备效用和节省投资都有重要意义。供电部门规定，凡功率因数低于规定值时，将予以罚款。 1 k以上高压供电的用电单位，月平均功率因数应达到 0.9以上； 0. 4kV低压供电的用电单位，月平均功率因数应达到 0.85 以上。 根据本工程的供电协议要求，低压侧补偿到 0.94。 4.2 无功 功率补偿的方法 提高功率因数的措施：一般可以从两个方面采取措施，一是提高用电设备的自然功率因数，另一个是采用人工补偿的方法使总的功率因数得以提高。提高自然功率因数一般是合理 选用电动机和变压器。 人工补偿有两种方法：一是采用同步电机补偿，但是其投资和损耗较大，又不方便维护、检修，所以供配电中很少采用这一补偿方式，另一种是采用并联电容器的补偿方式，也是现在供配电中普遍采用的方式，具有有功损耗小、运行维护方便、补偿容量增减方便等优点。正是基于并联电容器补偿方式的这些优点，本工程采用并联电容器的补偿。 4.3 各台变压器补偿容量的计算 补偿容量的计算方法： ( t a n t a n )C C CQP （ 4.1） 其中 CCQ-需补偿的无功功率的容量 CP-计算负荷 -补偿前的功率因数 角 -要达到的功率因数 角 根据本工程的供电协议，变压器低压侧需保证功率因数 cos 0.94，取 0.94，nts重庆大学本科毕业设计 4 无功功率补偿 11 根据负荷计算表 和主接线 得 各变压器的总计算负荷表 ： 补偿前各变压器低压侧的参数 表 4.1 设备 功率 (KW) 容量(KW) 同 时 系 数 功率 因数 Pc(KW) Qc(KVAR) Sc(KVA) Ic(A) 变压器 T3 720 1 0.9 720 348.7119 800 1214 变压器 T2 512.53 0.9 0.7904 461.3 360.9668 592.2 898 变压器 T1 495 0.9 0.8098 445 324.6864 556.18 844 对于变压器 T2 来说 11a r c c o s 0 . 7 9 0 4 2 3 7 . 7 7 , a r c c o s 0 . 9 4 1 9 . 9 5 1 1 1( t a n t a n ) 5 1 2 . 5 3 5 ( 0 . 7 7 4 8 0 . 3 6 3 ) 2 1 1 v a rC C CQ P K 选用 BCMJ3-0.4-50-3，其额定容量为 50Kavr, N=211/50=4.22, 考虑到一定的裕量，取 5个， 则实际补偿容量为 5 0 4 2 5 0 v a rccQK 。 对于变压器 T1 来说 22a r c c o s 0 . 8 0 9 8 9 3 6 , a r c c o s 0 . 9 4 1 9 . 9 5 2 2 2( t a n t a n ) 4 9 5 ( 0 . 7 2 6 5 0 . 3 6 3 ) 1 8 0 v a rC C CQ P K 选用 BCMJ3-0.4-50-3，其额定容量为 50Kavr, N=180/50=3.6,考虑一定的裕量取 4个，则实际补偿容量为 5 0 4 2 0 0 v a rccQK 对于变压器 T3 来说33a r c c o s 0 . 9 2 5 . 8 4 , a r c c o s 0 . 9 4 1 9 . 9 5 3 3 3( t a n t a n ) 7 2 0 ( 0 . 4 8 4 0 . 3 6 3 ) 8 8 v a rC C CQ P k 选用 BCMJ3-0.4-50-3，其额定容量为 50Kavr, N=88/50=1.76, 考虑一定的裕量，取 2个，总补偿容量为 100Kavr。 计算补偿后的变压器低压侧的参数 表 4.2 设备 功率 (kw) 设备容量 需要 系数 功率 因数 Pc(KW) Qc(KVAR) Sc(kVA) Ic(A) 电热式锅炉 720 720 1 0.945 720 248.7119 762 762 动力总计 512.53 0.9 0.96 461.3 110 481 503.66 照明用电 495 0.9 0.963 445 124.6864 462.2 702 nts重庆大学本科毕业设计 5 线缆的选择 12 5 线缆的选择 5.1 线路选择条件分析 线路包括中压线路、低压线路、中性线和保护线，线路的选择必须对这几中线路分别考虑 中压线路 由于距系统近 ,短路电流大且故障切除时间相对长，但其上负荷电流较小，中压线缆选择的主要矛盾是能否承受短时短路电流的 作用，即热稳定问题 ,因此，一般用热稳定来确定线缆的截面，再以其他的条件来校验 . 低压线路 由于低压线路负荷电流相对较大，短路电流较小且故障切除时间相对短，线缆选择的主要矛盾是能否长期承受工作电流，故一般以载流量条件来选择线缆，再用其他的条件来校验。当线路负荷电流较小，传输距离较长时，则应该充分考虑到电压损，以电压损失为确定电缆截面的首要条件。 关于中性线的选择 在我国的电力系统中，目前大多数的中压电网都是中性点不接地系统，没有中性线，而低压系统则是中性点接地系统，且一般配有中性线，该中性线是一种载流导 体。在三相四线或二相三线系统中，当用电负荷大部分为单相负荷或为气体放电等有三次谐波产生的负荷时，中性线的截面不应该小于相线截面。 保护线的选择 上述线路的选择原则是针对载流导体而言，而保护线在系统正常工作时，是非载流导体，保护线的选择原则是应使保护线完成保护功能 .保护线应能承受故障电流在故障持续时间内的发热作用，保证热稳定，即保护线的截面满足表所列数据要求 4： 保护线截面选择 表 5.1 线路相线截 面 保护线与线路相线材料 相同时的保护线截面 16 A 16 A35 16 35 A/2 nts重庆大学本科毕业设计 5 线缆的选择 13 5.2 本工程配电线缆的选择 针对本工程，由以上的分析这样来确定，对于中压线路先计算短路电流 ,用热稳定来确定线缆的截面。对于低压配电线路，先求负荷电流，用载流量来选择 导线 截面 ,再用热稳定来校验。对于电梯回路，由于其线路很长，其电压损失可能很大，主要用电压损失来选择导线截面。 配电线路选择交联聚乙烯 Transport protocols in multicast via satellite In a wide variety of broadband applications, there is a need to distribute information to a potentially large number of receiver sites that are widely dispersed from each other. Communication satellites are a natural technology option and are extremely well suited for carrying such services because of the inherent broadcast capability of the satellite channel. Despite the potential of satellite multicast, there exists little support for multicast services over satellite networks. Although several multicast protocols have been proposed for use over the Internet, they are not optimized for satellite networks. One of the key multicast components that is affected when satellite networks are involved in the communication is the transport layer. In this paper, we attempt to provide an overview of the design space and the ways in which the network deployment and application requirements affect the solution space for transport layer schemes in a satellite environment. We also highlight some of the issues that are critical in the development of next generation satellite multicast services. 1. Introduction In a wide variety of broadband applications, such as software updates, distributed computing, and multimedia content distribution, there is a need to distribute information to a potentially large number of receiver sites that are widely dispersed from each other. Communication satellites are a natural option for this because of the inherent broadcast capability of the satellite channel. Also, a satellite-based infrastructure can, in many cases, be established to offer widespread service provision with greater ease and simplicity than an infrastructure based on terrestrial broadband links, when the latter is not available. Hence, while much of the broadband communication today is carried via terrestrial links, satellites will come to play a greater and more important role, especially for point-to-multipoint services. Next-generation satellite communication systems utilizing higher frequency bands such as the Ka-band, spot-beam technology and on-board processing are currently under development。Ka-band is very desirable for satellite communication systems, because it offers abundant bandwidth. The use of spot-beam and on-board processing technologies enable the use of small, low-power, low-cost user terminals that offer two-way direct communication. These systems are likely to play an important role in the global communication infrastructure. Despite the potential of satellite multicast, there exists little support for multicast services over satellite networks. Although several multicast protocols have been proposed for use over the ntsInternet, they are not optimized for satellite networks. Therefore, efficient integration of next generation satellite systems and multicast services requires the study and adaptation of these protocols. One of the key multicast components that is affected when satellite networks are involved in the communication is the transport layer. 2 We consider two of the most common topologies for multicast service support involving broadband satellites (i) Satellite networks can be deployed as a backbone for interconnection of geographically distributed high-speed local area networks (LAN). In this scenario, LAN are connected to the satellite backbone through one or more gateway nodes that have satellite uplink capability (Figure 1(a). This network topology gives rise to a hierarchical structure: satellite and gateway nodes acting as an overlay network for the LAN(s). In general, LAN(s) may also have access to a terrestrial core network. This network architecture provides unique opportunities for multicast distribution of data. In this scenario, the forward (downlink) feed may be used to efficiently distribute content to many sites, while the terrestrial links are used for transmission of out-of-band control information, user feedback, and data retransmissions. Figure 1. Satellite network topologies. (a) Case I: backbone deployment. (b) Case II: direct-to-home deployment. (ii) A direct-to-home (or direct-to-business) deployment, where the network consists of independent ground terminals with direct unit- or bi-directional connection to the satellite. In this scenario, network has a star topology and user terminals have no direct access to other networks. Ground terminals access the terrestrial core network through a gateway node located at the so-called network operations center (NOC) (Figure 1(b). This architecture imposes additional challenges on the transport protocol, especially if reliable delivery of the data is required, because a satellite return channel is required and the transmission of user feedback, out-of-band control information, and data retransmission has to go through the satellite channel. nts3. Loss detection and feedback To provide reliability, a protocol needs to identify the packets that failed to reach a given destination. This is achieved through loss-notification (feedback) packets returned to the designated source by the receivers. Traditionally, this feedback has been in one of the following forms: * Positive acknowledgments (ACK): Receivers return ACK packets to the designated source, indicating which packets have been received. * Negative acknowledgments (NACK): Receivers return NACK packets to the designated source, indicating only packets that are missing by a receiver. * A hybrid approach (both ACK(s) and NACK(s). For multicast transport protocols, ACK-based loss-notification has been shown to lead to the ACK implosion problem. The problem arises when a large number of multicast receivers return an ACK packet for every packet they receive correctly, causing a serious network congestion around the links of the source. Another potential problem is that the source is required to keep track of the size, and the current state of the reporting receiver-set, in order to identify the last data packet correctly received by all receivers. In a large scale multicast application, the memory and processing load becomes prohibitive. NACK-based feedback alleviates some of the problems. The performance comparison study presented in Reference confirms that NACK-based multicast transport protocols deliver better performance than their ACK-based counterparts in wire line terrestrial networks. In NACK-based feedback, receivers detect missing packets by checking for gaps in the packet sequence numbers and report to the designated source. The source neither needs to know the size of the receiver-set at any point in time, nor keeps track of the current state of every receiver in its group. Also, the number of NACK packets is expected to be less than that of ACK packets at low error rates. A disadvantage is that it is more difficult for the source to know when it can free the transmission buffers, since NACK packets may be lost in transmission. For a satellite multicast application, the potential problems related to loss detection and user feedback are more pronounced. Due to high error rates over the satellite links and the potentially large number of receivers, even NACK-based feedback may lead to an implosion problem. Moreover, long propagation delays make retransmission of data in response to user feedback inefficient, if not impossible. In a backbone deployment, existence of terrestrial links allows the use of supporting mechanisms such as feedback aggregation and feedback suppression, which have been primarily developed with wire line terrestrial networks in mind. In a direct-to-home deployment, however, the applicability of these algorithms is limited, so we will further elaborate in Section 3.3. nts3.1 Loss reduction A packet recovery mechanism is an essential component of a reliable transport protocol. Automatic repeat request (ARQ) is a well-known technique for this purpose. In ARQ, sources respond to loss notification reports by retransmitting the missing packets. In a satellite multicast application, pure-ARQ for packet recovery turns out to be inefficient for several reasons. Long propagation delays associated with satellite links make the delay incurred during this repeat request process unacceptable for many delay sensitive applications (e.g. video streaming). The frequent and deep fades observed in satellite links result in high error rates and burst error patterns. Therefore, even if the feedback mechanism is efficient in returning the loss information back to the sources, in a typical wide area satellite deployment, considerable network bandwidth and processing time would be spent by retransmitting the different packets lost at different receivers. Several early papers exist on use of ARQ in satellite multicast applications 3.2 Feedback suppression and aggregation Several existing multicast protocols adopt feedback suppression and feedback aggregation schemes to control the number and flow of feedback packets to avoid feedback implosion problem. Applicability of these methods in a satellite multicast application depends heavily on the architecture of the deployed network. Feedback aggregation is applicable in networks where a logical or physical hierarchy is possible. Feedback aggregation relies on intermediate entities to collect, filter-out and combine feedback information towards the source. In a backbone scenario, it is possible for intermediate LAN routers to aggregate feedback packets from receiver nodes and to report only the aggregated feedback information to the satellite gateways. Gateway nodes can further aggregate reports from several routers to pass only single feedback information back to the source. 3.3 Packet recovery In uncials communication, feedback reports are returned to sender and retransmissions are initiated by the sender. In order to avoid feedback implosion and traffic concentration at the sender and to reduce the packet recovery latency, several multicast protocols adopt local recovery methods. Local recovery allows designated nodes to buffer data packets, and initiate retransmissions on behalf of the sender. Therefore, receivers first try to recover missing packets through these nodes. If the missing packet can not be recovered through the use of designated nodes, then the retransmission request is forwarded to the sender. In networks where a logical or physical hierarchy is possible, intermediate routers can buffer the packets forwarded through them and initiate retransmission up on receiving a request. Coupled with feedback aggregation router-assisted local recovery is shown to improve the scalability and the performance of reliable ntsmulticast protocols Local recoveries of packets are particularly important in satellite networks because of the long propagation delays associated with satellite links. In a backbone deployment, satellite gateways are in a very good position to assist in the local recovery together with other intermediate routers. However, as it is the case with feedback aggregation, router-assisted local recovery requires support from intermediate network elements and its availability depends on existence of router extensions. A generalization of router-assisted local recovery is possible, if receiver nodes are also allowed to respond to retransmission requests. In this case, feedback packets need to be multicast to the set of receivers. However, efficient scoping of feedback and repair packets must be implemented to avoid flooding of network. In a direct-to-home deployment, all receivers receive packets directly from the satellite and there are no intermediate routers between satellite and the receivers. Therefore, it is difficult to implement local recovery for this type of networks. 4. Protocol of data communications There is an effort in the research community to provide a ubiquitous end-to-end congestion control algorithm for hybrid satellite-terrestrial networks. This requires careful modi
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