电力综合办公大楼供配电系统设计

精品文档 1欢迎下载1欢迎下载 精品文档 I欢迎下载I欢迎下载 摘摘 要要 因为人们对现代建筑功能需求的提高 建筑电气设计的技术性也渐渐提高 本文设 计的是一栋地上 8 层地下 1 层的办公楼的电气施工图纸及其说明 原楼为 5 层 砖混结 构 修改后 总面积 16000 平方米 建筑高度 33 米 局部设地下室 地上 8 层 结构形 式为钢结构 板厚 80 120mm 办公区 公共区等区域均设置吊顶 地下 1 层为生活水泵房和积水坑等 地上 8 层为办公区 公共区 根据这次设计的主 题 这次设计主要解决一下问题 如根据计算的参数选择合适的电气器件 设计时应充 分考虑的和应当注意的细节问题 好要考虑到人的舒适感 如照明时的光照强度要适合 人的感官 让人在舒适的环境中工作 本文设计的范围包括 220 380V 配电系统 包括电力计照明 建筑防雷接地 接地系 统及安全措施 重点是建筑电气的安全可靠性分析 特别是供配电部分 防雷接地保护 随着人们生活水平的不断提高 物美廉价的住房无疑是人们追求的目标之一 所以建 筑电气设计不仅仅局限于可以使用 应该采用更加环保节能的新产品 这次的设计在布局 上要与人的感官和谐 与环境相融洽 并且在不破坏美感的同时 考虑到节约资源 节 约电能 节约成本 关键词 建筑电气 照明设计 供配电 防雷 精品文档 II欢迎下载 Abstract Because of the improvement of the functional requirements of modern architecture building electrical design technical also gradually improvement This article is designed to level the ground floor of an 8 on the ground floor of an office building electrical power and that the construction drawings The original floor of 5 storey brick concrete structure Reinforcement and reconstruction the total area of 16 000 square meters 33 meters height the basement of the local based 8 on the ground floor the structure of the form of steel thickness 80 120mm the indoor practice ground 90mm office public areas and other regions are set hanging Top 1 layer for the life of the underground pump room and water pits etc on the ground for 8 storey office areas public areas This design is mainly to solve the problems such as to choose the appropriate electrical device according to the calculation of the parameters design and should pay attention to the details of the problems that should be fully considered want to consider people s comfort like the light intensity when lighting should be suitable for human senses let a person working in a comfortable environment This article covers the design of 220 380V power distribution system including the power of lighting construction of mine grounding grounding system and safety measures with a focus on building security and reliability analysis of electrical in particular for the distribution of high rise building of the mine grounding protection as well as the strong related electrical parts With the continuous improvement of people s living standard more practical and affordable housing appearance is undoubtedly one of the objectives pursued so construction is not limited to electrical design can be used it should be a more environmentally friendly energy efficient new products The design is very At the same time in many aesthetically pleasing taking into account the low price with a high degree of practical value 精品文档 III欢迎下载 KeyKey words words electrical construction lighting design for distribution mine 精品文档 II欢迎下载 目 录 摘 要 I Abstract II 第 1 章 绪论 1 1 1 设计的意义和要求 1 1 2 设计的一般原则 2 1 3 设计步骤 3 1 4 本次设计的主要工作 4 第 2 章 计算负荷和无功功率补偿 5 2 1 负荷计算 5 2 1 1 负荷计算的内容和目的 5 2 1 2 计算方法的确定 5 2 1 3 计算负荷的公式 5 2 1 4 负荷计算的结果 6 2 2 无功功率补偿及其计算 8 2 2 1 无功补偿的目的 8 2 2 2 无功功率的人工补偿装置 8 2 2 3 并联电容器的选择计算方法 9 2 2 4 无功功率补偿的计算 9 第 3 章主变压器及主接线方案 11 3 1 变配电所位置的选择 11 3 1 1 变配电所型式的概述 11 3 1 2 变配电所位置选择原则 12 3 2 负荷中心的确定 12 3 3 变电所主变压器的选择 13 3 3 1 主变压器选型的原则 12 3 3 2 主变压器台数的选择 13 3 3 3 主变压器容量的选择 13 3 4 变配电所主接线方案的选择 14 3 4 1 主接线设计要求 14 3 4 2 主接线方案的拟定 15 第 4 章 短路电流计算 19 4 1 计算短路电流的目的 19 4 2 短路计算的方法 19 4 3 标么值法计算短路电流 19 4 3 1 标么值的概念 19 4 3 2 计算各元件电抗标么值 20 4 3 3 标么值法短路计算 20 4 4 短路电流的计算过程与结果 21 第第五五章章 照明系统设计照明系统设计 24 5 1 总则 24 5 2 照明光源选择 24 精品文档 III欢迎下载 5 3 照明灯具选择 24 5 4 照度和照明方式选择 24 5 5 一般照明 25 5 5 1 办公照明一般设计原则 25 5 5 2 设计结果 25 5 6 应急照明 25 5 6 1 应急照明分类 25 5 6 2 应急灯具控制方式 26 5 6 3 设计结果 26 5 7 照度计算 计算灯具数量 27 5 7 1 本设计采用单位容量法计算灯具数量 27 第 6 章防雷接地装置的设计 28 6 1 变配电所的防雷保护 28 6 1 1 直击雷保护 28 6 1 2 雷电侵入波的保护 28 6 2 变配电所公共接地装置的设计 30 6 2 1 设计依据 30 6 2 2 设计过程与结果 30 总 结 33 致 谢 34 参考文献 35 附录一 高压开关柜 36 附录二 供配电系统图 37 精品文档 1欢迎下载1欢迎下载 第 1 章 绪论 1 1 设计意义和要求 在生活 生产应用中 电能是生产生活不可或缺的一部分 人们的生活离不开电 不过它在一个完整的电气器件生产费用中所占的比例一般都不是太高 电能给人们带来 很多便利的同时人们的日常生活离不开电 人们的日常出行都离不开电 工业生产也离 不开电 无论走到哪里 有了电都能使你的生活变得多彩 电能使工业生产水平大大提 高 各种高难度高强度的作业用电才能得到很好地解决 生产效率得到了很大的提高 然而在用电的同时也造就了供配电 成为电气专家要研究的重要课题之一 供电 配电 就成了电气专业学生的必修课 合理的供电 配电不仅能提高电能质量 还能节约资源 大大降低生产成本 用电消耗 合理的供配电还能够是有限的电能得到合理的分配 降 低生产设备的损耗 还能防止各种不安全的因素发生 避免发生各种事故 防止各种事 故发生 从而保障了人身生命安全和生产过程 生产装备的安全 所以 供电 配电的合理配置具有很到的地位在工业生产中从而实现现代化发展 供电 配电主要目的之一是节约资源 节约资源能够使变相的保护资源 造福子孙 对 于每个国家都有显著的战略意义 在设计过程中 应结合实际的需要 综合考虑 基本要求如下 1 安全 在任意情况下都要吧人的生命安全得到保障 还要采取一定措施保证器件 的完好性和正常工作 2 可靠 在器件的正常工作时 保证电能传输正常 好要保证线路可靠 3 优质 要求电压的稳定 不能忽高忽低 保证通电稳定 不能时同时断 4 经济 在保证可靠性的前提下 简化线路 降低费用 使设计简化和优化 保证 线路电能得到有效利用 减少电能损耗 使经济效益最佳 此外 应考虑到长远发展 如 该区域未来几年的发展状况 人口的增减 当地的 气候 如夏天和冬天的冷暖期 用电的高峰期和低峰期 还有当地的经济水平 保证 精品文档 2欢迎下载2欢迎下载 在任何情况下以及在未来几年内供电都可靠 1 2 设计的一般原则 1 在设计供配电时应严格依据国家有关部门的规范 符合国家现行的标准和设计规 范 在符合规定的的前提下 满足设计的需要 以节能为本 节约资源 2 安全第一 在任何情况下保证人的安全和器件的安全 电能质量要达到国家要求 积极引进国内外先进技术和设备 使用节约能源的电气器件 3 要全面考虑各种因素 要把各种外在因素 如用户满意度 设计的美观的 地区 的用电水平 供电条件 和内在因素 建筑 结构 暖通 配电方式 电压器容量 负 荷 综合考虑 给出最佳方案 4 要考虑整个方案的经济效益 节约投资成本 还要考虑岛未来几年内的规划和扩 建 使之更加容易和方便 从等级上来说 这里 负荷 是指用电设备 负荷的大小 是指用电设备功率的 大小 不同的负荷有着不同的标准 以经济损失构成的损失程度的不同和人身安全上 来讲 分为如下三个等级 1 一级负荷 断电将会损失财产 如银行的防盗系统 中断供电将影响工程的正常 工作 断电造成人身伤亡 2 二级负荷 断电造成重大经济损失 断电对用电需求高的公司或者比较特殊的地 方 如火车站 造成动乱 3 三级负荷 非一级 二级负荷 把负荷分为一级负荷 二级负荷 三级负荷极大的使设计者根据实际情况来恰当的 选择合适的用电器件和设计方案 很大可能地降低对人员伤害 是人员的生命安全得到 保护 同时将损失降到最低 减少了经济损失 提高了用户的满意程度 具有很高的安 全性和经济效益 对一级负荷 应由两个电源供电 还要为设备添加一个应急电源 如 UPS EPS 干 电池 特别要说明的是应急供电系统不能接如其他用电设备 根据实际情况允许停电时 间选择不同的应急电源 对二级负荷 宜由两回线路供电 一般情况下来说 二级负荷断电造成的灾难比一 精品文档 3欢迎下载3欢迎下载 级的要高 二级负荷比一级负荷来说包含的区域要大得多 1 3 设计步骤 本设计如下包括五个模块 1 工程概况 2 系统总体方案设计 3 供配电系统设计 包括电气元件的选择和主接线图的绘制 4 各楼层的照明系统 5 防雷和接地系统设计 供配电系统设计环节步骤 1 收集原始资料 在动手设计之前 应根据设计任务书的要求 收集用电设备的性质 特征 功率 布 局 环境及气象条件 各用电单位的平面图及断面图 用电设备平面布置图 电源的电 压 供电方式 2 电力负荷的分析计算 根据本次设计的电气设备的个数列表 根据器件重要性综合区分出哪些属于一级负荷 二级负荷 三级负荷 参考质料选择合适的方法计算出各个楼层的设备的总负荷 画出 每个楼层的电路图 确定变电所位置和内设变压器台数 根据供电的总量和区域 计算负荷 3 办公楼配电系统设计 办公楼配电系统设计根据设备平面布置图 拟出两种方案 进行比较后 确定一种方 案 4 低压配电屏的选择 5 选择高压电器 6 变配电所平面布置设计 根据变电所应靠近负荷中心及进出线方便的原则 确定变电所的位置 然后根据环 境条件确定变压器是放在户外还是室内 精品文档 4欢迎下载4欢迎下载 7 测量保护 8 防雷 防雷的主要措施是安装避雷器 避雷器有多种 在如下的几个地方要安装避雷器 与架空线路相连的进出线都要安装YW型避雷器 为防止变电所和居民的安全 变压器6母 线上和入户处都要装一组YW 型避雷器 9 接地 一般设备与大地都有良好的电气性能 通过与大地的连接来保护电路 一般情况下 对于380V的用电设备 如变压器 配电设备 需要安装接地保护装置 按规定要求接地 的电阻不能太高 太高时接地效果不好 起不到保护电路的作用 所以说当需要接地时 应尽量降低接地电阻 防止造成人身安全事故 接地电阻不能大于4欧姆 1 接地电阻的计算 2 接地体的布置 3 接地材料的规格和数量 10 绘变电所系统图 1 4 本次设计的主要工作 对象是办公楼 要对其元件负荷进行计算 短路电流的计算 检查对所选的器件进 行是否满足要求 根据所需的总功率选择合适的变压器 选择较近的且满足功率的变电 站进行接线 对于二次回路来说 要用继电保护装置保护线路 尤其重要的是对整个电 路要进行防雷和接地保护 本次设计力的目标是积极采用先进 可靠 适用的器件 实 现绿色化 节能化 布局美观化 用户满意化 经济化 自动化 少污染 免维护等 一系列高档技术设备 重点难点为供配电 照明 防雷接地系统 本设计本着对安全性 合理 美观和技术性的追求 着重设计供配电部分 精品文档 5欢迎下载5欢迎下载 第 2 章 计算负荷和无功功率补偿 为了选择合适的器件 负荷的计算是不可或缺的环节之一 也是整定继电保护的重 要数据 计算出负荷选择合适的器材 若负荷不准确将导致很严重的后果 所以说计算 负荷时一定要细心的审核和查阅相关的书籍和数据 根据计算的结果进行无功补偿 进 行无功功率补偿就是提高功率因数 将直接影响整个系统 功率因数越小将使整个系统 的损耗增加 功率因数影响无功分量 而无功分量越多将直接导致电流增加 总功率将 增加 2 1 负荷计算 2 1 1 负荷计算的内容和目的 1 负荷计算的依据是 同一用电器件在相同的条件下用电情况认为都是一样的 由于实际的用电量是不同的 计算负荷要计算元件的功率 元件的允许通过的最大电流 根据用电等级不同要计算不同等级的负荷 2 负荷计算的是为了了解用户的的用电量让设计者合理的选择供电系统中的元件 如开关电器 变压器等元件 整定继电保护 使电气设备和材料得以充分利用和安全运 行 2 1 2 计算方法的确定 计算负荷要使用大量使用的经验数据 一般用需要系数法 二项式法 利用系数法 第一种方法比较简便 在设计单位的使用最为普遍 所以采用需要系数法计算负荷 2 1 3 计算负荷的公式 1 有功计算负荷 单位为 kw 30dePK P 精品文档 6欢迎下载6欢迎下载 式中 Pe是用电设备总容量 注 不含备用设备 Kd 需要系数 2 无功计算负荷 单位为 kvar 30 30 tanQ P 3 视在计算负荷 单位为 KVA 30 30 cos P S 4 计算电流 单位为 A 30 30 3 N S I U 5 多组用电设备有功计算负荷基本公式 同时系数 0 8 0 9KP 0 85 0 95Kq 本次设计取 0 95Kq 0 95Kq 3030 PKPP 3030 QKq Q 3030 3 N ISU 3030 cosPS 2 1 4 负荷计算的结果 根据所选办公楼资料 按照需要系数法 负荷计算结果如表 2 1 所示 表 2 1 负荷计算表 综合性办公楼负荷计算表 河南城建学院 计算负荷 序 号 负荷名称 设备容 量 KW 工作 台数 kdCostg Pc kwQc Sc kva 计算电 流 A 选用 的变 压器 精品文档 7欢迎下载7欢迎下载 kvar 一1 变压器 1 照明地下一层 1410 70 90 489 84 710 916 5 2 照明地上一至 九层 75510 90 90 48679 5326 2753 71145 2 小计 769689 3330 9764 61161 7 乘以同时系数 0 9 0 95 后 0 89620 4314 3695 51056 7 无功补偿 144 0 无功补偿后负 荷 0 96585 9170 3610 2927 1 T1 变压器损 耗 9 836 637 957 6 T1 变压器高 压侧 0 94595 7206 9630 6958 1 800k va 二2 变压器 1 空调设备 114210 350 80 75399 7299 8499 6759 1 2 电梯 15210 51 7330 051 959 991 1 3 观演餐厅 2610 90 80 7523 417 629 344 4 小计 506 2406 2649 0986 1 乘以同时系数 0 9 0 95 后 0 76455 6385 9597 0907 1 无功补偿 216 无功补偿后负 荷 0 94455 6169 9486 2738 8 T2 变压器损 耗 7 810 212 819 5 T2 变压器高 压侧 0 93463 4180 1497 1755 4 630k va T1 T2 的总负荷 1059 0387 01127 51713 2 乘以同时系 数 0 9 0 95 后 0 93953 1367 71021 61552 2 1 消防泵 45210 80 759067 5112 5170 9 2 喷淋泵 23210 80 754634 557 587 4 3 排烟风机 9 5410 80 7538 028 547 572 2 4 正压逆风机 5310 80 7515 011 318 828 5 5 消防电梯 30110 61 3330 039 949 975 8 6 应急照明 20 001 0011020 00 020 030 4 精品文档 8欢迎下载8欢迎下载 小计 239 0181 7300 2456 1 乘以同时系 数 0 9 0 95 后 0 78215 1172 6275 8419 0 2 2 无功功率补偿及其计算 2 2 1 无功补偿的目的 按供电局的规定 低压功率因数补偿到 0 95 高压功率因数要求 0 9 采用无功补 偿 可以提高功率因数 减少线路压降 降低对线路的负担 提高电能质量 对整个系 统是有益的 因此 系统中的无功补偿是必要环节 2 2 2 无功功率的人工补偿装置 工程中常用并联电容器来补偿无功功率 补偿方式 有以下三种 1 低压集中补偿和高压集中补偿 低压集中补偿 如图 2 2 的方法和高压集中补偿 如图 2 1 的方法原理一样都是在变 配电所的低压配电室或单独的低压电容器室内增设电容器 与低压母线相联 它利用指 示灯或放电电阻放电 低压电容器组可用三角形结线或中性点不接地的星形结线方式 2 低压分散补偿 电容器装设在低压配电箱旁或与电气器件并联 它就利用用电设备本身的绕组放电 电 容器组多采用三角形结线 如图 2 3 根据相关质料得出综合性办公楼具有如下特点 一是照明负荷占的比重比较大 属 于分散负荷 二是电机大部分是空调风机 防排烟风机 其容量也是小而分散 所以在 通常情况下 办公楼的供电系统中 一般都是采用低压配电装置处集中补偿 采用低压 集中补偿不需要增加无功功率发生装置 降低无功传输及无用功率损耗 因此 本设计 精品文档 9欢迎下载9欢迎下载 采用低压集中补偿 2 2 3 并联电容器的选择计算方法 1 无功功率补偿容量 单位为 kvar 3030 12 tantan cc Qq PP 2 并联电容器个数 c c Q n q 式中 Qc为单个电容器的容量 单位为 kvar 2 2 4 无功功率补偿的计算 由表得高压端最大负荷功率因数为 0 81 而各地建筑供电局规定低压功率因数补偿 到 0 95 高压功率因数补偿到 0 9 以上 1 低压电容器柜 屏 的选择方法 PGJ1 型低压无功功率自动补偿屏有 1 2 3 4 等 4 种方案 其中 1 2 屏为主柜 精品文档 10欢迎下载10欢迎下载 3 4 屏为从柜 1 3 屏各有六条支路 电容器为 BW0 4 14 3 型 每屏共 84kvar 采用 六步控制 每步投入 14kvar 2 4 屏各有八条支路 电容器亦为 BW0 4 14 3 型 每屏 共 112kvar 采用 8 步控制 每步投入 14kvar 选择步骤 根据控制步数要求 选择一台 1 号或 2 号主柜 根据所需无功补偿容量再补充一台或数台 3 号或 4 号辅柜 2 低压电容器柜的选择 30 12 tantan 536 526 tan arccos0 81 tan arccos0 92 var 536 526 0 7240 426 var159 88 var c Q P k kk 选 PGJ1 型低压自动补偿柜 并联电容器为 BW0 4 14 3 型 其方案 1 低压电容器柜 1 台与 方案 3 低压电容器柜 1 台相结合 计算可得总功率为 84kvar 2 168kvar 补偿后 380v 侧和 10kv 侧负荷计算如表 2 2 表 2 2 无功补偿后负荷 计算负荷 项目Cos 30 PKW 30 varQK 30 SKVA 30 IA 380V 侧补偿前负荷 0 81536 526392 298664 6491009 8 380V 侧无功补偿容 量 168 380V 侧补偿后负荷 0 923536 526224 298581 5883 5 主变压器功率损耗0 015 8 72 30 S0 06 34 89 30 S 10KV 侧负荷总计 0 903545 246259 188603 734 85 通过一系列补偿后 功率因数得到了提高 并且高压侧的功率因数达到了 0 903 而 且减少了线路的损耗 提高了供电质量 精品文档 11欢迎下载11欢迎下载 第 3 章主变压器及主接线方案 变配电所的主要作用是将电压变成人们所需的电压 对于电气设计师来说选着合适 且满足要求的的变电站是一项至关重要的任务 还要根据设计的方案选出合适的变压器 设计师要在变电站选出合适的主接线 变配电站的核心任务是为用电单位配置合适的主 接线 而主接线将直接影响着整个电气工程的正常运行 一旦选择了主接线将直接决定 整个设计的好坏 主接线将影响你所选择的电气器件 整个工程的供配电控制方式 以 及保护装置的设计方式 本设计严格按照变电所各个部分设计的原则 选择出适合本设 计的方案 3 1 变配电所位置的选择 3 1 1 变配电所型式的概述 变配电所有屋内式和屋外式 屋内式变配电的特点是作用区域范围不大 通常采取分层控制 占用空间小 用户控 制比较方便 当出现问题时维修的时候非常容易 不易发生触电事故 比较安全 最重 要的是室内放置的设施基本不受外界天气变化的影响 使保护电气设备的费用大大降低 房屋建筑投资较大 屋外式的作用区域范围大 相对于屋内式较好安置 所以安置时间短 工程进度快 扩建方便 相邻设备之间距离较大 便于带电作业 占地面积大 维护工作量大 容易 出事故 且运行周期比室内的要短的多 经常要进行巡视检查 还要定时维修和更换设 备 在为设计选择变配电方式时应首先选择屋内式 不过要视情况而定 根据具体的环境 选出最佳变配电方式 一般来说 当房间的负荷较大时 变电所宜设置室外的或者露天式的 当负荷较大且主干线要连接许多个房间时 要选择屋内式或者屋内式和屋外使结合使 用 精品文档 12欢迎下载12欢迎下载 负荷小而分散的工厂车间或远离有易燃易爆危险及腐蚀性车间时 宜设独立变电所 3 1 2 变配电所位置选择原则 1 主接线应靠近中心点 这样可以使供电分配均匀 减少对主干线的负荷 2 进出线应尽量方便接线 3 接近电源侧 对总变 配电所特别要考虑这一点 4 设备运输方便 5 远离高温区域 6 远离有腐蚀性气体的区域 7 远离潮湿的地方 8 不应设在有易燃易爆危险环境的正上方或正下方 且不宜设在有火灾危险环境 的正上方或正下方 9 不应妨碍其他建筑物的发展 并适当考虑今后的扩建 3 2 负荷中心的确定 用负荷功率矩法确定负荷中心 在办公楼平面图的左下侧作一个二维坐标系 标出 来办公楼各用电负荷到负荷中心点的坐标 例如办公楼为 会 000 P X Y104 84 2 5 2 kw 议楼为等 如图 3 1 所示 111 P X Y158 62 7 5 2 kw ii i P X X P i i i y P y P 012345678 590 44 i PPPPPPPPPP ii i P X X P 5 1 同理可得得办公楼的负荷中心的坐标为 5 1 3 1 即在 1 办公 i i i y P y P 31 楼楼东北角 其平面图见 附录二 精品文档 13欢迎下载13欢迎下载 3 3 变电所主变压器的选择 3 3 1 变电所主变压器选型的原则 为了调压和降低电能损耗 变压器选择应考虑以下原则 1 变压器应首先考虑选节能型变压器 一般来说油浸式的变压器或者干式变压器比 较实用好用 2 如果需要设立独立的变配电所 一般选用节能的干式变压器为宜 3 非一类建筑物 当变压器附设在首层靠外墙时 可安装油浸变压器 考虑到各种 安全因素其容量大小禁止高于 400KVA 3 3 2 变电所主变压器台数的选择 变压器台数应根据实际情况选择合理的台数 当下列情况时 用一台变压器就不合适 了 应当用两台或者两台以上的变压器比较合适 1 有大量一级负荷或者虽为二级负荷 但有一定数量的消防等用电设备 2 当负荷比较大时 整个系统所需功率较大 需要变压器的容量大于 500KVA 时 为了整个系统的安全 一台变压器就不合适了 选用两台或者两台以上变压器为宜 其它情况下宜装设一台变压器 3 3 3 变电所主变压器容量的选择 由系统负荷性质和电源情况 给出下列两种方案 1 方案一 用一台容量大于所计算的负荷的变压器 即选用的变压器容量 不应小于总的计算负荷 即 N T S 30 S N T S 30 S 根据查阅相关质料 选择型 SG10 的主变压器 通过计算 630 N T S KVA 603 7KVA 即选一台 SG10 630 10 型空气自冷干式变压器 30 S 2 方案二 两台主变压器 按照通常经验来说 每一台容量应大于总的计算负荷 精品文档 14欢迎下载14欢迎下载 的 60 当每一台的容量接近于总负荷的 70 时 即 30 S 0 6 0 7 N T S 30 S 同时每台主变压器容量要大于全部一 二级负荷之和 即 N T S 30 S N T S 30 S 让两个变压器的型号为 SG10 每一台的大小用上述标准 通过查阅变压器大全选择两台 SG10 400 10 型空气自冷干式变压器 其联结组别采用 Yyn0 3 4 变配电所主接线方案的选择 变 配 电所的主结 一次接线 是指由各元件按一定次序连接的和分配电能的电 路 它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据 也是运行人员进行各种倒闸操 作和事故处理的重要依据 用图形符号表示主要器件在电路中连接的相互作用 叫作主 结线图 电气主结线图通常以单线图形式表示 主接线有单 双母线 桥式接线方式 3 4 13 4 1 主接线设计要求主接线设计要求 基本要求 可靠 灵活 经济 1 可靠性 在用户或工厂用电时 要保证不能够经常断电 达到实际要求 电气主接线要保证在正常运行 检修 事故时 都不能使一类负荷断电 显然 这些 都会导致费用的增加 与经济性的要求发生矛盾 要综合各种因素 使设计可靠 2 灵活性 满足调度时的灵活性要求 要以安全为前提 尽可能使设计在满足用户的基础上 简化 方便用户的使用 还要尽可能方便维修人员维修 力求做到在使用和维修检修的 情况下不影响用户的正常生活以及整个电网的运行 满足扩建时的灵活性要求 大的电力工程往往要分期建设 当要扩建时 前后工 程不能冲突 要做到后期工作容易 后期用工时间更短 3 经济性 综合各种因素是成本降至最低 一般要从以下几个方便考虑 节省一次投资 简化线路 节省电线 减少开关的数量 使用节能电器 精品文档 15欢迎下载15欢迎下载 减少电能损耗 在选择主变压器的个数时 设计时应尽量减少台数 防止两次压 降使电压损失加大 占地面小 以经济为主 尽可能使占地面积降低 3 4 2 主接线方案的拟定 按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列按两种主接线方案 1 方案一 1 一台主变压器 如图 3 1 所示 2 方案二 2 两台主变压器 如图 3 2 所示 精品文档 16欢迎下载16欢迎下载 SG10 630 10 0 4KV 图 3 1 装设一台主变的主接线方案 附高压柜列图 精品文档 17欢迎下载17欢迎下载 SG10 400 10 0 4KV SG10 400 10 0 4KV 图 3 2 装设两台主变的主接线方案 附高压列柜图 精品文档 18欢迎下载18欢迎下载 两种主接线方案比较 比较结果见表 3 1 表 3 1 两种主结线方案的比较 比较项目装设一台主变的方案 装设两台主变的方案 供电安全性满足要求 满足要求 供电可靠性基本满足要求 满足要求 供电质量电压损耗略大 两台主变并列 电压损耗略 小 灵活方便性一台主变 灵活性稍差 两台主变 灵活性好 技 术 指 标 扩建适应性稍差一些 好一些 电力变压器的 综合投资额 由网上查得 SG10 630 单价 为 20 2 万元 查表得其综 合投资约为其单价的 2 0 倍 因此其综合投资为 220 2 万元 40 4 万元 由网上查得 SG10 400 单价 为 12 3 万元 变压器的综 合投资额约为单价的 4 0 倍 因此两台综合投资为 412 3 49 2 万元 比一 台主变方案多投资 8 8 万元 高压开关柜 含计量柜 的综合投资额 查表得 GG 1A F 型柜按 每台 4 0 万元计 查表得其 综合投资可按设备价的 1 5 倍计 因此高压开关柜的综 合投资约为 41 54 万元 24 万元 本方案采用 7 台 GG 1A F 柜 其综合投资额 约为 71 54 5 47 25 万 元 比一台主变的方案多投 资 20 25 万元 电力变压器和 高压开关柜的 年运行费 按表 4 2 规定计算 主变的 折旧费 40 4 万元 0 05 20 2 万元 高压开 关柜的折旧费 24 0 万元 0 06 1 44 万元 设备的 维修管理费 40 4 24 万 元 0 06 3 864 两费用之 和 2 02 1 44 3 864 万 元 7 324 万元 其余项目 从略 主变的折旧费 49 2 万元 0 05 2 46 万元 高压开 关柜的折旧费 47 25 0 06 2 835 万元 设备的维修管理费 40 4 47 25 万元 0 06 5 235 万 两费用 之和 2 46 2 835 5 235 万 元 10 53 万元 比一台主 变方案多耗资 3 206 万元 经 济 指 标 政府的供电贴 费 按 900 元 KVA 计 补贴费 为 630 0 09 元 56 7 补贴费为 24000 09 72 比一台 主变的方案的贴费多 15 3 上表中可以看出 装设一台比两台要经济实惠 最终选择方案一 精品文档 19欢迎下载19欢迎下载 第第 4 4 章章 短路电流计算短路电流计算 4 1 计算短路电流的目的 1 保证系统安全运行 2 确定最大电流以采取保护措施 3 保证电器能够承受突发状况 4 保证线路的安全 5 尽快切断电源对短路点的供电 6 为了选择合适的断路器和机电保护装置 4 2 短路计算的方法 计算方法 有欧姆法和标么值法 通常 低压系统使用欧姆定律 高压系统用标么值法 所以本次设计采用标么值法 4 3 标么值法计算短路电流 4 3 1 标么值的概念 标么制中各元件的物理量不用有名单位值 而用相对值来表示 相对值 实际值与 基准值的比 即 标么值 同实际值单位基准值 任意单位实际值 从上看出 标么值是没有单位的 值得注意的是 用标么值计算时给定基准值 给定基准容量 Sd和基准电压 Ud 根据三相交流电路中的基本关系 推得基准电流 Id和基准电抗值分别为 4 1 d d d S I U 3 4 2 dd d d d UU X S I 2 3 精品文档 20欢迎下载20欢迎下载 据此 可以直接写出以下标么值表示式 容量标么值 4 3 d S S S 电压标么值 4 4 d U U U 电流标么值 4 5 d dd I I I I SI 3 电抗标么值 4 6 d dd X S X X UX 2 在进行短路计算时 为方便起见通常选择基准值 Sd 100MVA 基准电压 Ud 为线 路平均额定电压 Uc 4 3 2 计算各元件电抗标么值 取 Sd 100MVA Ud Uc 电力系统的电抗标么值为 4 7 sdcd s docdoc UUSX X SSSX 22 电力变压器的电抗标么值为 4 8 Tkcck T dNdN UUUUX X SSSX 22 100100 电力线路的电抗标么值为 4 9 WLcd WLoo ddc USX XXX SUX 2 2 11 4 3 3 标么值法短路计算 先求出各主要元件的电抗标么值 利用等效电路图 计算其总电抗标么值 X 计 算时各元件电抗均采用相对值 由与短路计算点的电压无关 无需进行电压换算 计算三相短路周期分量有效值的标么值 精品文档 21欢迎下载21欢迎下载 4 10 cdck k dd c USUI I SIXXU X 32 3 1 33 求得有效值 4 11 d dkk I III X 33 求得 Ik 3 后 即用上述公式求出 I 3 I 3 ish 3 和 Ish 3 等 三相短路容量得计算公式为 4 12 dcd ckk USI SU I XX 33 3 3 4 4 短路电流的计算过程与结果 1 电路图如图 4 1 系统 500MVA 1 2 LGJ 185 8km 10 5kV k 1 SG10 630 3 0 4kV k 2 图 4 1 短路计算电路 2 确定基准值 设 100MVA 10 5KV 高压侧 低压侧 d S d U 1 10 5 d UKV 0 4KV 则 2d U 1 1 100 5 5 33 10 5 d d d SMVA IKA Ukv 2 2 100 144 330 4 d d d SMVA IKA Ukv 精品文档 22欢迎下载22欢迎下载 3 计算短路时各元件电抗标幺值 电力系统 1 100 0 2 500 MVA X MVA 架空线路 查表 8 37 得 LGJ 185 的 0 35km 而线长 8km 故 0 x 22 100 0 35 0 82 54 10 5 MVA X KV 电力变压器 4 故 Z U kd N US X S 3 4 100 1000 635 100100 630 因此绘制等效电路 如图所示 4 计算 k 1 点 10 5KV 侧 的短路电路总电抗及短路电流和短路容量 总电抗标幺值 12 1 0 22 542 74 k XXX 三相短路电流周期分量有效值 3 11 1 5 5 2 742 01 kd k IIXKAKA 其它短路电流 333 1 2 01 k IIIKA 3 3 2 552 55 2 015 13 sh iIKAKA 3 3 1 511 51 2 013 04 sh IIKAKA 三相短路容量 精品文档 23欢迎下载23欢迎下载 3 1 1 100 2 7436 5 kd k SSXMVAMVA 5 计算 k 2 点 0 4KV 侧 的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值 123 2 0 22 546 359 09 k XXXX 三相短路电流有效值 3 22 2 144 9 0915 8 kd k IIXKAKA 其它短路电流 333 1 15 8 k IIIKA 3 3 1 841 84 15 829 07 sh iIKAKA 3 3 1 091 09 15 817 2 sh IIKAKA 三相短路容量 3 2 2 100 9 0911 kd k SSXMVAMVA 计算结果如表 4 1 所示 表 4 1 短路计算结果 三相短路电流 KA 三相短路 容量 MVA 短路计算 点 3 k I 3 I 3 I 3 sh i 3 sh I 3 k S k 12 012 012 015 133 0436 5 k 215 815 815 829 0717 211 精品文档 24欢迎下载24欢迎下载 第五章 照明系统设计 5 1 总则 设计原则 安全 适用 经济 美观 环境条件对照明设施有很大影响 根据环境 选出合理的照明方式 让人在舒适的环境中工作 5 2 照明光源选择 照明光源选择一般原则 发光效率高 显色性好 即显色指数高 使用寿命长 启点可靠 方便 快捷 性能价格比高 5 3 照明灯具选择 灯具基本功能是散光 并且不产生刺眼的光反射 首选高光效灯具 通常 室内照明用荧光灯 室外照明用汞灯 灯具选择一般原则 使用安全 防触电等 提高能效 光通维持率高首选 考虑功能性 美观 性价比高相结合 限制眩光 5 4 照度和照明方式选择 依据文献 5 选择照度是照明设计的重要问题 照度太低会损害工作人员的视力 不合理的高照度则会浪费电力 选择照度必须与所进行的视觉工作相适应 光照应尽量 柔和 不刺眼 尽量使人在舒适的环境下工作 当一种光源不能满足要求时 要考虑两 种或两种以上的光源进行合理搭配 这样会使光强尽可能的适合人的视觉 合适人的感 官 而且 会起到节能的效果 利用自然光改善环境 考虑室内墙的反光性 可使光的利用率增加起到节能效果 精品文档 25欢迎下载25欢迎下载 5 5 一般照明 照明可分为一般照明 应急照明 本设计一般照明为办公照明 5 5 15 5 1 办公照明一般设计原则办公照明一般设计原则 办公时间几乎都是白天 采用自然光和照明灯相结合 办公室照明灯具宜采 用荧光灯 办公室照明宜设在办公桌两侧 不宜将灯具布置在工作位置的正前方 计算机办公用房 避免其他设备映在大屏幕上 5 5 25 5 2 设计结果设计结果 光照强度 灯型选择如下 1 配电室 办公室 门庭 300lx 三管格栅荧光灯 2 消防控制室 值班室 300lx 三管格栅荧光灯 3 机房 库房 50lx 单管荧光灯 4 走廊 50lx 白炽灯 5 厕所 75lx 白炽灯 5 6 应急照明 5 6 15 6 1 应急照明分类应急照明分类 分三类 疏散 安全 备用照明 设计要求 疏散应急照明 发生事故时能快速离开建筑物的照明 在疏散通道地面上提 供的照度应达到 1lx 最低不得小于 0 2lx 安全出口设标志指示灯 安全应急照明 断电时 为保证重要地方 如手术室 的人身安全而设的照明 其照明光强不应小于正常照明的 5 并且应在正常照明电源消失后 0 5s 以内提供安全 照明电源 备用应急照明 正常照明发生事故时 能保证室内活动继续进行的照明 照度 一般为正常的 10 精品文档 26欢迎下载26欢迎下载 5 6 25 6 2 应急灯具控制方式应急灯具控制方式 非持续式 常备式 正常状态下 无交直流输出 强切状态下 交流输出 转入应急状态下 直流输出 持续式 常亮式 正常状态下 交流输出 强切状态下 交流输出 转入 应急状态下 直流输出 可控制方式 正常状态下 输出交流 灯开关自由控制开断 强切状态下 交流输出 开关失控 应急状态下 直流输出 开关失控 5 6 35 6 3 设计结果设计结果 本建筑采用应急照明与正常照明相结合 走廊 厕所 楼梯等场所按一级负荷供电 采用双电源 已满足应急照明要求 办公室等场所应急照明采用蓄电池作备用电源 且 连续供电时间不少于 20min 走道疏散标志灯的间距在 20m 内 安装高度及其它要求均满 足相关规范 如图 2 1 所示 详细布置见照明平面图 图 3 1 应急照明布置 备用照明 疏散指示 精品文档 27欢迎下载27欢迎下载 5 7 照度计算 计算灯具数量 5 7 15 7 1 本设计采用单位容量法计算灯具数量本设计采用单位容量法计算灯具数量 计算方法 3 1 ZP WS N 式中 N 规定照度下所需灯具套数 套 W 在某最低照度值下的单位面积安装功率 w m2 S 房间面积 m2 Z 最小照度系数 P 一套灯具安装容量 不包括镇流器损耗 w 例如 对于制冷机房 S 125 56 照度要求 50lx 安装高度 2 75 米 则查得 0 米工 2 m 作面上 W 2 8w Z 1 2 m 则 8 79 套 ZP WS N 40 1 56 125 8 2 取整 N 9 套 精品文档 28欢迎下载28欢迎下载 第 6 章防雷接地装置的设计 雷击电力系统主要的自然灾害当遇到雷雨天气时 雷电有可能对电力系统造成破坏 可能会损坏电器设备 可能会引起火灾 可能会危及生命安全 所以防雷是建筑必须的 环节 6 1 变配电所的防雷保护 6 1 1 直击雷保护 在变配电所屋顶安装避雷针 并引出两根接地线连接接地器件导入大地 当主变压器装在室外时 在恰当地方安避雷针 使其防雷保护范围包括整个变配电 所 避雷针应当设置接地电阻 接地电阻 通常采用 3 6 根长 2 5m 50mm ER 10 的钢管 打入地下 管顶距地面 0 6m 接地管之间焊接相连 接地引下线下与接地设备 连接 上与避雷针连接