某图书馆大楼供配电设计.doc

毕 业 设 计 论 文题目：某图书馆大楼供配电设计系 别：电气与电子工程系专 业：电气工程及其自动化姓 名： 学 号：指导教师：王辉平顶山工学院2008年 5月 26日成绩评定成绩评定说明一、答辩前每个学生都要将自己的毕业设计（论文）在指定的时间内交给指导，教师，由指导教师审阅，写出评语并预评分。二、答辩工作结束后，答辩小组应举行专门会议按学校统一的评分标准和评分办法，在参考指导教师预评结果的基础上，评定每个学生的成绩。系对专业答辩小组提出的优秀和不及格的毕业设计（论文），要组织系级答辩,最终确定成绩，并向学生公布。三、各专业学生的最后成绩应符合正态分布规律。四、具体评分标准和办法见平顶山工学院毕业设计（论文）工作条例中附录2。五、答辩小组评分包括两部分：（1）学生答辩情况的得分和评阅教师评分；（2）指导教师对学生毕业设计（论文）的评分毕业设计（论文）成绩评定班级 姓名 学号综合成绩： 分（折合等级 ）答辩小组组长签字 年 月 日答辩小组评定意见一、评语（根据学生答辩情况及其论文质量综合评定）。二、评分（按下表要求评定）评分项目答 辩 小 组 评 分评 阅 教 师 评 分合计（40分）完成任务情 况（5分）毕业设计（论文）质量（5分）表达情况（5分）回答问题情 况（5分）质 量（正确性、条理性、创造性、实用性）（10分）成果的技术水平（科学性、系统性）（10分）答辩小组成员签字 年 月 日 毕业答辩说明1、答辩前，答辩小组成员应详细审阅每个答辩学生的毕业设计（论文），为答辩做好准备，并根据毕业设计（论文）质量标准给出实际得分。2、严肃认真组织答辩，公平、公正地给出答辩成绩。3、指导教师应参加所指导学生的答辩，但在评定其成绩时宜回避。4、答辩中要有专人作好答辩记录。指导教师评定意见一、对毕业设计（论文）的学术评语（应具体、准确、实事求是）： 签字： 年 月 日二、对毕业设计（论文）评分按下表要求综合评定。（1）理工科评分表评分项目（分值）工作态度与 纪 律（10分）毕业设计（论文）完成任务情况与水平（工作量与质量）（20分）独 立工作能力（10分）基础理论和基本技能（10分）创 新能 力（10分）合 计（60分）得分（2）文科评分表评分项目（分值）文献阅读与文献综述（10分）外文翻译（10分）论文撰写质量（10分）学习态度（10分）学术水平（20）论证能力与创新（40分） 合 计（100分）得分 指导教师签字： 年 月 日目 录第一章 绪论11.1供配电技术概论11.2图书馆工程设计概论1第二章 主接线设计42.1 负荷分级及供电要求42.2 电源及供电系统52.3 电压选择和电能质量52.4 无功补偿52.5 低压配电62.6变配电系统主接线方案的确定7第三章 负荷计算93.1负荷统计93.2用需要系数法进行负荷计算10第四章 高低压设备选型144.1变压器的选取144.2变压器负荷的分配及无功补偿容量的确定154.3高低压配电设备的选型原则174.4高低压侧电气设备的选型21第五章 短路电流计算及主变保护275.1短路对系统运行的影响275.2短路电流的名称含义275.3短路电流的计算方法285.4用欧姆法(有名单位制法)计算短路电流285.5 电力变压器的继电保护315.6 电力变压器的保护计算32第六章 高低压侧电气设备的校验356.1电缆的校验方法356.2开关电器的校验方法356.3变压器高压侧电缆的校验356.4变压器高压侧断路器的校验366.5变压器高压隔离开关的校验366.6低压侧断路器的校验376.7低压侧电缆的校验37第七章 照明设计407.1明的目的和要求407.2 照明方式和种类的选择417.3 光源和灯具的选择427.4确定设计照度437.5各层负荷的确定467.6 开关、插座的选择和灯具的布置487.7 照明电源及电压497.8 线路的选择及敷设50第八章 大楼防雷设计538.1防雷选型538.2 确定接闪器（避雷针）高度568.3 接闪器的选择设计588.4 引下线的设计588.5 接地装置的设计59结论60参考文献61摘 要图书馆是收藏图书、资料、报纸、杂志、光盘介质等文献并加以收集整理以供读者学习、参考、研究的文化场所。它是文献情报的中心，也是莘莘学子们探寻，学习知识的圣殿，包含着很高的文化艺术价值，因此得到了越来越广泛的重视。本设计介绍了图书馆电气设计方法及其特点。结合设计者所学的专业，并兼顾本建筑供电的可靠性、经济性等方面的因素设计的。是以某学院图书馆为基础，进行强弱电设计，其中强电包括供配电系统、照明系统、一般动力系统、空调系统、防雷接地等。弱电包括火灾自动报警及消防联动控制系统、综合布线系统、保安监控系统和电缆电视系统等。按二级负荷供电，采用双路电源。建筑物地下层设变配电室。负荷密度按80W/m2考虑，选择相应干变压器台数和容量。本工程按二类建筑屋考虑防雷措施。关键词：供配电；防雷；照明；弱电；负荷计算；短路电流AbstractLibrary is the cultural venue that collects books,information,newspapers, magazines,CD medium such as literature,moreover,it arranges them for the reader to study,reference and research.It is the centre of literature intelligence,and also is the temple in which students explore and learn knowledge.It contains a high cultural and artistic value,for this reason it is gaining more and more widespread attention.The design introduces the electrical design methods and characteristics of the library,combined with the speciality designer have learned,and also taken into account the construction of the power supply reliability,economy and other aspects.It does the design of the strong and weak electricity,based on one colledge library.The strong electricity includes the power supply system,lighting system,the general power system,air-conditioning system,such as grounding for lightening.The weak electricity includes automatic fire alarm and linked fire control system,integrated wiring system,security surveillance system and cable TV system.According to the second load electricity,it uses a two-way power.Build a variable power distribution room on the ground of the buildings.Consider the load density by 80W,and select the appropriate number and capacity of the transformer.This project consider the lightening protection measures by the second-class buildings.Key words:power supply；lightening protection；lighting；weak eletricity；load calculation；the short-circuit current第一章 绪论1.1供配电技术概论供配电技术，就是研究电力的供应及分配的问题。电力，是现代工业生产、民用住宅、及企事业单位的主要能源和动力，是现代文明的物质技术基础。没有电力，就没有国民经济的现代化。现代社会的信息化和网络化，都是建立在电气化的基础之上的。因此，电力供应如果突然中断，则将对这些用电部门造成严重的和深远的影响。作好供配电工作，对于保证正常的工作、学习、生活将有十分重要的意义。供配电工作要很好的为用电部门及整个国民经济服务，必须达到以下的基本要求：安全在电力的供应、分配及使用中，不发生人身事故和设备事故。可靠应满足电力用户对供电可靠性和连续性的要求。优质应满足电力用户对电压质量和频率质量的要求。经济应使供配电系统投资少，运行费用低，并尽可能的节约电能和减少有色金属消耗量。1.2图书馆工程设计概论1、概况说明本建筑为多层图书馆建筑。安装负荷约1600KVA、计算负荷为1100KW。其中消防负荷约为224KW。双回路10KV电源，由建设单位负责引入，用电缆埋地引来。本设计在地下平面设置变配电室，内设两台变压器。楼内接地型式采用TN-S制，配电方式采用放射式供电至各层，各层由层配电箱出至各分配电箱。消防用电设备电源在最末一级配电箱处进行自动切换。2、线路敷设及设备安装电缆线路敷设：配电电缆从配电室配出在配电间内采用梯级型电缆桥架敷设。各层的水平敷设的电缆当电缆数量较多时采用梯极型电缆桥架，较少时采用塑料卡钉固定于墙上，设备间及无吊顶的地方敷设的电缆采用穿钢管在结构层内暗敷。所有裸露的电缆，除配电间内的电缆外，当敷设的高度不大于2m时均加钢管保护。空调设备的电源由各层的空调电源配电箱集中供电，风机盘管的供电线路采用穿PVC管沿墙或在吊顶内暗敷。调速开关采用暗装。母线槽的安装：此部分安装前应由施工单位或母线槽供货单位结合现场实际情况，测得实际数据后由厂家按其数据进行加工制作安装。安装时根据有关标准图集及厂家的具体要求进行。设备安装：低压配电屏落地安装，屏与基础槽钢螺栓连接，配电屏采用下出线，部分屏与母线槽连接。这些事宜在配电屏订货时应充分考虑。3、图书馆照明设计说明根据现行国家设计规范规定及标准图集。根据建筑专业提供的设计资料及有关设计要求。根据其它专业提供的设计资料及有关设计要求。本设计是根据建筑专业要求，除配电室（间）、楼梯间、设备用房、书库、卫生间等部位按无吊顶设计外，其它均按有吊顶进行设计的。设计接口以本设计的配电箱为界，配电箱的照明电源见配电单项设计图纸。照明配电箱除各层配电间内的箱子采用明装金卡，其它位置的配电箱采用暗装。室外的照明开关采用明装，室内开关采用暗装，插座采用暗装，应急照明灯具插座的安装高度为2.5m，其它插座的安装高度为0.3m。灯具主要采用嵌入式和吸顶式安装，大空间和室外的照明灯具采用壁装。本设计按一般照明设计，灯具可根据实际装修的要求并进行校核后，型号和安装方式自行变更。4、接地在配电室内设置等电位接线箱，在楼内进行等电位联结。电缆进楼处应将电缆的金属外皮、保护钢管等接地，进出建筑物的其它金属管道在进出处均应可靠接地。以防止雷电波侵入。金属配电箱的外壳等用电设备正常情况下不带电的金属构件应与接地系统可靠连接。接地干线在由变配电室至电梯机房的竖向上用40*4镀锌扁钢。其它各层的水平干线，至制冷设备的接地线用25*4的镀锌扁钢。容量较小的用电设备的接地线利用电缆（线）线芯（PE）线接地第二章 主接线设计供配电系统设计应贯彻执行国家的经济技术指标，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。在设计中，必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点，以及地区供电特点，合理确定设计方案。还应注意近远期结合，以近期为主。设计中尽量采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。2.1 负荷分级及供电要求电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响的程度分为一级、二级、三级负荷。独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线路供电。必要时采用不间断电源（UPS）。1、一级负荷一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或将在政治上，经济上造成重大损失者；或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。就所设计的图书馆供配电这一块来讲，一级用电负荷为火灾报警及联动控制设备、消防泵、防排烟风机、喷淋泵、事故照明。2、 二级负荷二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。在本次毕业设计中所设计的图书馆拥有的二级负荷有： 消防电梯、生活水泵。3、三级负荷三级负荷为不属于前两级负荷者。对供电无特殊要求。2.2 电源及供电系统供配电系统的设计，除一级负荷中特别重要的负荷外，不应按一个电源系统检修或者故障的同时另外一个电源又发生故障的情况进行设计。需要两回电源线路的用电单位，应采用同级电压供电；但根据各级负荷的不同需要及地区供电的条件，也可以采用不同的电压供电。供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不应多于两级。高压配电系统应采用放射式。根据负荷的容量和分布，配变电所应靠近负荷中心。学校图书馆采用10KV双回路电源进线，均由市电电源供给，这样便满足了学校图书馆所有负荷的用电需求。图书馆由于没有特别重要的一级负荷，不需再增设第三电源。这样便已经满足学校图书馆供配电的要求。2.3 电压选择和电能质量用电单位的供电电压应根据用电容量，用电设备的特性，供电距离，供电线路的回路数，当地公共电网的现状及其发展规划等因素，经济技术比较确定。供配电系统的设计时，应正确选择变压器的变比及电压分接头，降低系统阻抗，并应采取无功功率补偿的措施，还应使三相负荷平衡，以减少电压的偏差。单相用电设备接入三相系统，使三相保持平衡。220V照明负荷，当线路大于30A时，应采用三相系统，并应采用三相五线制。这样，可以降低三相低压配电系统的不对称性和保证电气安全。当单相用电设备接入电网时，求其计算负荷是以其三相中最大的一相负荷乘以三所得。那么在设计中尽量或者注意使其三相平衡分布，这样单相接入的负荷就可以以其全部负荷相加即为其计算负荷。2.4 无功补偿供配电设计中正确选择电动机、变压器的容量，降低线路的感抗。当工艺条件适当时，应采取同步电机或选用带空载切除的间歇工作制设备等，提高用电单位自然功率因数措施后，仍达不到电网合理运行要求时，还可以采用并联电力电容器作为无功补偿装置；合理时，还可采用同步电动机。当采用电力电容器作为无功补偿装置时，应就地平衡补偿。低压部分的无功功率应由低压电容器补偿；高压部分的无功功率应由高压电容器补偿。容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率应就地补偿、集中补偿。在环境正常时，低压电容器应分散补偿。无功补偿容量应按照无功功率曲线或无功补偿计算确定。当补偿低压基本无功功率的电容器组，常年稳定的无功功率，经常投入运行的变压器或配变电所内投切次数较少的高压电动机及高压电容器组时，应采用手动投切的无功补偿装置。当为避免过补偿时，装设无功自动补偿装置，在经济合理时只有装设无功自动补偿装置才能满足在各种运行负荷的情况下的电压偏差允许时，应装设无功自动补偿装置。当采用高低压自动补偿装置效果相同时，应采用低压自动补偿装置。为基本满足上述要求，在设计时把无功补偿装置统一装设在变压器的低压母线侧。这样的补偿，可以选择相对较小容量的变压器，节约初期投资。对于容量较大，并且功率因数很低的用电负荷采用单独就地补偿。2.5 低压配电在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，并且无特殊要求的时候，应采用树干式配电。当用电设备为大容量时，或负荷性质重要，或在有特殊要求的建筑物内，应采用放射式配电。还有一种为混合式，它兼具前两者的有点，且在现代建筑中应用广泛，如图2-1所示。图2-1 低压配电方式2.6变配电系统主接线方案的确定1、主接线的定义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、避雷器等电气设备依一定次序相连接的接受和分配电能的电路。中低压供配电系统中主要采用单母线结线、单元式结线和桥式结线。2、对主接线的基本要求1、安全性：必须保证在任何可能的运行方式及检修状态下运行人员和设备安全。2、可靠性：主接线的可靠性要求由用电负荷的等级确定。3、灵活性：应能适应各种可能的运行方式的要求。4、经济性：应满足最少的投资和年运行费用的要求，使得总经济效益为最佳。3、主接线中主要的电气元件的功能1、断路器：是一种开关电器，能切除或投入正常负荷，并能切断故障回路，断开时无可见的断点，必须与能产生可见断点的隔离电器配合使用。2、负荷开关：是一种开关电器，能投入或切除正常的负荷，具有一定的灭弧能力，断开时有明显可见的断点。3、隔离开关：是一种隔离电器，只能切除或投入空载或很小的负荷，断开始有明显的可见断点。往往与断路器配合使用。4、熔断器：是一种保护电器，专门用于切断过负荷较大的回路或短路回路。当熔断器熔体上的电流超过一定值后，熔体发热熔断，切断电路。5、电流互感器：是一种电流变换电器，隔离高电压，通常将大电流变成小电流，以取得测量和保护用电流信号。6、电压互感器：是一种电压变换电器，隔离高电压，通常将高电压变成低电压，以取得测量保护用电压信号。 7、避雷器：防过电压侵入。8、移相电容器：作无功功率补偿。4、主接线方案的确定确定负荷等级： 本图书馆设计为一类建筑，其中火灾报警及联动控制设备、消防泵、防排烟风机、喷淋泵、事故照明等为一级负荷，电梯、生活水泵为二级负荷，正常照明、中央空调等为三级负荷。确定供电方式：按民用建筑电气设计规范要求，一类建筑应按一级负荷供电的要求进行供电。一级负荷应有两个独立的电源供电，当一个电源故障时，另一个电源不会同时损坏。本设计中高压侧采用两回独立的10KV电源，分别属于不同的区域变电站。主接线设计方案：对于一级负荷的供电要求，引进独立的双回路10KV电源后，高压侧采用单母线分段联络的运行方式，低压侧采用单母线分段联络的运行方式，正常时两台变压器分列运行，任一台变压器出故障后，余下的一台可以满足所有一、二级负荷的供电。主接线接线图详见附录1第三章 负荷计算3.1负荷统计根据图书馆大楼的土建平面图及建筑总说明,对图书馆大楼进行负荷估算与统计,从而确定不同电气设备的安装容量。然后以此为依据用需要系数法获得计算负荷。做负荷统计是以计算负荷为基础的。计算负荷，是假想的负荷，是按允许发热条件选择供配电系统的导线截面，确定变压器容量，制订提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压质量等的依据。1、图书馆大楼工程概况主体部分一共五层,第三层、第四层、第五层的面积均为4600，第一层、第二层的面积均为5000。这是由于一楼附带了文学书库，而二楼则有学术报告厅。工程的设计中的电气部分为：电梯、中央空调系统、照明、生活水泵、消防水泵、喷淋水泵、计算机及多媒体教室电脑、防火卷帘门等。2、图书馆大楼的负荷估算电梯：工程设计中共有3台电梯,其中客梯2台，货梯1台。根据对电梯载重量及速度的要求和对客流量的分析,初步估算电梯的功率为30Kw/台。中央空调系统：图书馆大楼的总建筑面积约为24000, 中央空调冷负荷指标按100w/计算,得需要的冷负荷功率为2400KW，从而选出三台电功率为207 KW，制冷功率为800 KW的冷热水机组，根据冷热水机组对冷却水流量与冷冻水流量的要求选出相对应的冷却水泵与冷冻水泵各三台，冷却塔风机三台。其中冷却水泵功率为30Kw/台，冷冻水泵功率为22Kw/台，冷却塔风机功率为7.5Kw/台。以及各层相对应的风机盘管的安装功率。事故照明：一层、二层按7 w/估算，得一、二层的正常照明安装功率为35 Kw/层，三、四、五层按6.5 w/估算，得三、四、五层的正常照明的安装功率为30Kw/层，一般情况下事故照明容量按正常照明容量的20%估算，第一层事故照明由于库房的照度要求低，故取本层事故照明安装功率为6.5 Kw，略低于第一层正常照明容量的20%，其余各层事故照明安装功率按各层正常照明安装功率的20%估算。水泵：生活水泵、消防水泵、喷淋水泵按照设计中给排水设计中的水流量要求选择功率，生活水泵选择2台，一备一用，每台功率37 Kw；消防水泵选择3台，二用一备，每台功率30 Kw；喷淋水泵选择3台，二用一备，每台功率30 Kw。其备用容量不计入负荷计算中。电脑：按照每台电脑400w进行估算，多媒体与计算机教室共安装300台左右，得电脑的总安装容量为120Kw。防火卷帘门：根据防火分区的数量统计出需要安装64个防火卷帘门，每个按照1Kw估计，得出防火卷帘门的安装功率为64Kw。防排烟风机：按照消防设计中对通风量的要求，选择防排烟风机的安装功率为30Kw。消防控制室：按照消防设计中对消防广播、火灾报警等弱电设备的要求，初步估计其安装功率为10kw。3.2用需要系数法进行负荷计算按照上面负荷统计资料，用需要系数法进行负荷估算。用需要系数法进行负荷计算的计算方法：单组设备计算负荷：P=K（Kw）Q= Ptg（Kvar）S=（KVA）I=（A）式中为总设备功率K需要系数P计算有功功率Q计算有功功率tg电气设备功率因数角的正切值I计算电流U电气设备额定电压（线电压）多组设备的计算负荷：P=KK（Kw）Q= KPtg（Kvar）S=（KVA）式中K有功功率同时系数，取值为0.90K无功功率同时系数，取值为0.95计算数据统计如下：表3-1 负荷统计表负荷名称安装功率KW需要系数Kd功率因数costg有功功率（KW）Pc无功功率（Kvar）Qc视在功率（Kva）Sc计算电流I(A)一层照明350.80.551.522842.5650.9577.41二层照明350.80.551.522842.5650.9577.41三层照明300.80.551.522436.4843.6766.35四层照明300.80.551.522436.4843.6766.35五层照明300.80.551.522436.4843.6766.35一层事故照明6.510.850.626.54.037.6511.62二层事故照明710.850.6274.348.2412.51三层事故照明610.850.6263.727.0610.73四层事故照明610.850.6263.727.0610.73五层事故照明610.850.6263.727.0610.73电脑机房1200.80.750.889684.48127.88194.3冷热水机组65434.7326.03543.38825.6冷却塔22.50.750.80.7516.8812.6621.0932.05冷冻水泵660.750.80.7549.537.1361.8894.01冷却水泵900.750.80.7567.550.6384.36128.2一层风机盘管250.750.80.7518.7514.0623.4435.61二层风机盘管200.750.80.751511.2518.7528.49三层风机盘管200.750.80.751511.2518.7528.49四层风机盘管180.750.80.7513.510.1316.8825.64五层风机盘管180.750.80.7513.510.1316.8825.64电梯600.910.51.7354.694.46109.1165.77货梯3010.51.733051.959.9591.08生活水泵3710.80.753727.7546.2570.27排水泵410.80.754357.6消防控制室1010.80.75107.512.519.0消防水泵6010.80.75604575113.95喷淋水泵6010.80.75604575113.95防火卷帘门6238.439.2154.8883.38防排烟风机300.750.80.7522.516.8828.1342.73总计算有功功率：P=K（128+31.5+96+434.7+16.88+82.5+84.6+221.9+10+38.4+22.5）=0.851166.98=991.933KW总计算无功功率：Q= K（194.4+19.53+84.48+326.03+12.66+61.88+146.36+166.43+7.5+39.21+16.88）=0.951075.36=1021.592Kvar该图书馆总容量为：S=第四章 高低压设备选型4.1变压器的选取(1) 变压器台数的选取：电力变压器台数的选取应根据用电负荷的特点、经济运行、节能和降低工程造价等因素综合确定。如果周围环境因素恶劣，选用具有防尘、防腐性能的全密闭电力变压器BSL1型；对于高层建筑，地下建筑，机场等消防要求高的场所，宜选用干式电力变压器SLL、SG、SGZ、SCB型；如电网电压波动较大而不能满足用电负荷的要求时，则应选用有载调压电力变压器，以改善供电电压的质量。对于一般车间、居民住宅、机关学校等，如果一台变压器能满足用电负荷需要时，宜选用一台变压器，其容量大小由计算负荷确定，但总的负荷通常在1000KV以下，且用电负荷变化不大。对于有大量一、二级用电负荷或用电负荷季节性（或昼夜）变化较大，或集中用电负荷较大的单位，应设置两台及以上的电力变压器。如有大型冲击负荷，为减少对照明或其它用电负荷的影响，应增设独立变压器。对供电可靠性要求高，又无条件采用低压联络线或采用低压联络线不经济时，也应设置两台电力变压器。选用两台变压器时，其容量应能满足一台变压器故障或检修时，另一台仍能对一级和部分二级负荷供电。(2) 变压器容量的选择：先计算电力变压器的二次侧的总的计算负荷，并考虑无功补偿容量，最大负荷同时系数，以及线路与变压器的损耗，从而求得变压器的一次侧计算负荷，并作为选择变压器容量的重要依据。对于无特殊要求的用电部门，应考虑近期发展，单台电力变压器的额定容量按总视在计算负荷值再加大15%25%来确定，以提高变压器的运行效率，但单台变压器的容量应不超过1000KVA。在装设两台及以上电力变压器的变电所，当其中某一台变压器故障、检修而停止运行时，其他变压器应能保证一、二级负荷的用电，但每台的容量应在1000KVA以内。在确定电力变压器容量时，还应考虑变压器的经济运行。由于变压器的损耗与负荷率有关，负荷率对于变压器的经济运行的影响较大，所以应力求使变压器的平均负荷率接近于最佳负荷率值。电力变压器的选择，应综合供配电计算负荷、供电可靠性要求和用电单位的发展规划等因素考虑，力求经济合理，满足用电负荷的要求。但有一个不变的原则是：在保证供电可靠性的前提下，电力变压器的台数应尽量的减少。(3) 综上所述，根据负荷计算的总量，结合上述条件，以及图书馆内地下室变配所的环境条件选择两台800KVA的SC9800/10/0.4KV的环氧树脂浇注型铜芯绕组干式变压器。变压器的安装容量为1600KVA。10KV级SC-9三相环氧树脂浇注铜心干式变压器除性能好，体积小，安全可靠及维护方便外，其还有耐潮，难燃，防霉，防尘，抗突发短路等优点。4.2变压器负荷的分配及无功补偿容量的确定1、无功功率补偿的方法无功功率的补偿方法分为就地补偿、低压集中补偿、中压集中补偿等。本设计中采用目前最常用的低压集中补偿。低压集中补偿是将并联补偿的低压电容器组集中设置在0.4KV低压母线上的补偿方法。这种补偿方法可以对变压器以及以前的设备和线路上的功率因数进行补偿，维护、管理方便，补偿装置可以与低压配电装置一起安装在变电所的低压配电室内。补偿容量的计算方法Q= P（tg1-tg2）式中Q需要补偿的无功功率（Kvar）tg1补偿前的无功功率因数角的正切值tg2补偿后的无功功率因数角的正切值P总计算有功功率2、各台变压器的无功补偿1变压器风机盘管及控制设备：计算有功功率：82.5KW计算无功功率：61.88Kvar冷热水机组：计算有功功率：434.7KW计算无功功率：326.03 Kvar防火卷帘：计算有功功率：38.4KW计算无功功率：39.21 Kvar防排烟风机：计算有功功率：22.5KW计算无功功率：16.88Kvar消防控制室：计算有功功率：10KW计算无功功率：7.5 Kvar补偿前计算有功功率：P= K（82.5+434.7+38.4+22.5+10）=499.885KW补偿前计算无功功率：Q= K（61.88+326.03+16.88+7.5+38.4）=465.405Kvar补偿前功率因数：cos= P/0.76由于供配电系统规定变压器的低压侧的功率因数不得低于0.85，因此将低压侧的功率因数提高到0.90，则需要补偿的容量为：Q=186.98 Kvar采用6个型号BWF6.3-40-1W的并联电容器进行低压集中补偿。实际补偿容量: Q1=640=240 Kvar补偿后视在功率：S=548.35Kvar补偿后功率因数：cos=0.911变压器负载率为：（553.35/800）100%=69%2变压器客梯：计算有功功率：54.6KW计算无功功率：94.46 Kvar货梯：计算有功功率：30KW计算无功功率：51.96 Kvar照明：计算有功功率：128KW计算无功功率：194.4Kvar电脑机房：计算有功功率：96KW计算无功功率：84.48 Kvar事故照明：计算有功功率：31.5KW计算无功功率：19.53Kvar冷却塔： 计算有功功率：16.88KW计算无功功率：12.66Kvar泵房：计算有功功率：221.9KW计算无功功率：166.43Kvar补偿前计算有功功率：P= K（54.6+30+128+96+31.5+16.88+221.9）=492.088KW补偿前计算无功功率：Q= K（94.46+51.96+194.4+84.48+19.53+12.66）=535.724 Kvar补偿前功率因数：cos= P/由于供配电系统规定低压侧的功率因数不得低于0.85，因此决定将变压器的低压侧功率因数提高到0.90，则需要补偿的容量为：Q=298.05 Kvar采用6个型号BWF6.3-50-1W的并联电容器进行低压集中补偿。实际补偿容量: Q1=650=300 Kvar补偿后视在功率：S=545.63 Kvar补偿后功率因数：cos=0.912变压器负载率为：（545.63/800）100%=68%4.3高低压配电设备的选型原则对电力电缆，低压断路器，刀开关，电流互感器等进行选取：(1) 在进行电器设备的选择时，应根据实际工程的特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠性的前提下，力争做到技术先进，经济合理：按正常工作条件选择额定电压和额定电流：a、电气设备的额定电压应符合电器装设点的电网额定电压，并应大于或等于正常时最大工作电压即：。b、电气设备的额定电流应大于或等于正常时最大的工作电流,即：。 按短路情况来校验电气设备的动稳定性和热稳定性：1、如断路器、负荷开关、隔离开关等的动稳定性满足ImIsh,而其热稳定性满足且ItIa。 按照装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力，即：，且。 按照装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电气设备的适当型式。(2) 低压刀开关：满足额定电压大于或等于工作电压，额定电流大于或等于正常时最大工作电流即可，对其他没有特殊要求。(3) 低压断路器：按灭弧介质分有油浸式、真空式、空气式，应用最多的是空气式断路器。按结构分有万能式和塑壳式。万能式断路器即框架式断路器，所有器件均装于框架内，其部件大部分设计成可拆卸的，便于制造安装和检修。另外，这种断路器的容量较大，额定电流可达4000A，可装设较多具有不同保护功能的脱扣器。选择配电用断路器多为万能式，且特别适用于低压配电系统的主保护，即常用做低压进线柜的主开关。塑壳式的容量较小，通常用于配电线路中，对线路起过载保护和短路保护的作用。低压断路器（即自动空气开关）的选择原则：注意开关主触头额定电流，电磁脱扣器（即瞬时或短延时脱扣器）额定电流和热（长延时）脱扣器的额定电流之间要满足下式关系：开关动作时间小于0.02秒（如DZ系列）时，其开关分断能力用下式校验：开关动作时间大于0.02秒(如DW系列)时,其开关分断能力用下式校验:-自动空气开关的分断电流(KA); -装设开关处冲击短路电流的有效值(KA);-装设开关处短路电流周期分量的有效值(KA).自动空气开关脱扣器电流整定:为使自动空气开关各脱扣器更好的发挥保护功能,需要结合保护对象,进行电流的整定计算,然后正确确定:配电线路用自动空气开关,热(或长延时)脱扣器整定电流,可用下式计算: ，-可靠系数,热脱扣器取1.01.1,长延时脱扣器取1.1; 被控线路的计算电流(A).(4) 电力电缆截面的选择1)电缆截面的选择原则：按允许载流量选择导线和电缆截面:金属导线或电缆中流通电流时,由于导体电阻的存在,电流使导体产生热效应,使导体温度升高,同时向导体周围介质发散热量。导体或电缆的绝缘介质,所能允许承受的最高温度必须大于载流导体表面的最高温度,即: 。才能使绝缘介质不燃烧,不加速老化。按发热条件选择导线截面积,即是按照允许载流量来选择，是比较常用的方法.对于设计中将涉及到的配电电缆,是长期工作制负荷的电流载体,按: =来决定导线或电缆的允许载流量,选取导线或电缆截面。按允许电压损失选择导线或电缆的截面:输电线路的电压损失,是指输电线路始端与末端电压的代数值,而不是电压的向量差值,即不考虑两电压的相角差别。由于输电线路有电阻及电抗的存在,电能沿输电线路传输时,必然产生电能损耗和电压损失。为使电压损失能保持在国家允许的范围之中,我们必须恰当地选择导线截面.电压损失可分解为有功分量电压损失和无功分量电压损失: 10KV电缆线路可以先假定电抗（平均值）计算出电抗电压损失再按允许电压损失得有功损失和无功损失。选取原则公式为：按此式选择与之相近的标称导线截面S,根据线路布置状况计算出电抗值，如与所选值差别不大，证明所选正确。反之，则按计算所得重算，再计算，重选截面。按经济电流密度选择电缆截面：为兼顾有色金属耗量投资与降低导线能耗费用之间的矛盾，提出了经济电流密度的概念，所选的截面对两者而言是经济的。，S经济截面，导线负荷计算电流，经济电流密度（）.变压器高压侧入线电缆选择的主要矛盾是能否承受短时电流的作用，即热稳定问题，因此应以热稳定条件来确定高压侧的电缆截面。变压器低压侧电缆选择的主要矛盾是能否长期承受工作电流，故一般以载流量为条件来选择电缆的截面。2)电缆芯数的选择原则电缆按芯数分类分为：单芯电缆，二芯电缆，三芯电缆，四芯电缆，五芯电缆。1KV及其以下低压侧电源中性点直接接地时，三相回路的照明电缆应选用五心，三相动力设备应选用四芯电缆。变压器的高压侧10KV电缆线路应选用三芯电缆。同时考虑到作为重要的资料室以及重要的公共建筑，电缆导体材料应当选用铜芯。因此本设计中采用的电缆为YJV型铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯绝缘护套电力电缆，其中事故照明、消防水泵、喷淋水泵、防火卷帘等采用阻燃性电缆（ZR-YJV）。YJV型铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯绝缘护套电力电缆具有优良的防化学腐蚀性能，以及不吸水的特性，适用于潮湿、积水等敷设场所，还具有载流量大、重量轻、敷设方便的优点。照明及相同性质的低压配电回路采用五芯电缆，水泵等动力负荷采用四芯电缆,变压器高压侧的进线采用三芯电缆。(5) 电流互感器的选择电流互感器的原线圈之额定电压大于或等于线路之工作电压。电流互感器原线圈的额定电流应大于线路的最大工作电流，一般取线路工作电流的1.21.5倍，并要求在短路故障时，对测量仪表的冲击电流较小，即要求磁路能迅速饱和，以限制二次侧电流成比例增长。电流互感器的动稳定性，热稳定性应满足线路短路时的要求。4.4高低压侧电气设备的选型1、变压器高压侧变压器的入线电缆上的计算电流为：800/10=46.2A选择电缆为YJV228.7/10KV 395选择中压断路器为:ZN28-10 10KV/1250A选择中压隔离开关为：GN30-10 10KV/630A2、低压侧回路一层照明回路：I=77.41A选择电缆为YJV-0.6/1KV-535选择断路器：CM1-100M 500V/80A瞬时过电流脱扣器整定电流：（47）I=400A电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 100A/5A二层照明回路：I=77.41A选择电缆为YJV-0.6/1KV-535选择断路器：CM1-100M 500V/80A瞬时过电流脱扣器整定电流：（47）I=400A电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 100A/5A三层照明回路：I=66.35A选择电缆为YJV-0.6/1KV-535选择断路器：CM1-100M 500V/80A瞬时过电流脱扣器整定电流：（47）I=400A电流互感器选型为：LMK(SDH)-0.66 100A/5A四层照明回路：I=66.35A选择电缆为YJV-0.6/1KV-535选择断路器：CM1-100M 500V/80A瞬时过电