供配電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)-- 某高層建筑高低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　正確的計(jì)算選擇變電所的變壓器容量及其他主要電氣設(shè)備負(fù)荷，運(yùn)用標(biāo)么值計(jì)算短路電流也十分的重要，是保證建筑物安全可靠供電的重要前提。做好建筑供電工作對(duì)于改善人民環(huán)境，提高生活質(zhì)量，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約市供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，建筑供配電工作要很好的為居民服務(wù)，切實(shí)保證生

2、活用電的需要，并做好節(jié)能工作。</p><p>　　此外，在供電工作中應(yīng)該如何處理局部和全局`當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前利益，又要有全局觀點(diǎn)能顧全大局適應(yīng)發(fā)展，</p><p>　　本次設(shè)計(jì)分主要有四部分，分辨是負(fù)荷計(jì)算各無(wú)功功率補(bǔ)償；變電所主變壓器和住接線方案的選擇：變電所一次設(shè)備選擇檢驗(yàn)變所進(jìn)出線和臨近電纜的選擇。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備

3、 負(fù)荷計(jì)算 無(wú)功補(bǔ)償 電力設(shè)備 變壓器 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p><b>　　1 緒論4</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)題目及工作概況4</p><p>　

4、　1.1.1設(shè)計(jì)題目4</p><p>　　1.1.2工程概況4</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)目的及要求4</p><p>　　1.2.1 設(shè)計(jì)目的4</p><p>　　1.2.2 設(shè)計(jì)要求4</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)的依據(jù)5</p><p>　　1.4設(shè)計(jì)的原則5<

5、;/p><p>　　1.4.1對(duì)變配電系統(tǒng)的要求及其原則5</p><p><b>　　2方案論證7</b></p><p>　　2.1供配電系統(tǒng)的方案論證7</p><p><b>　　2.2方案事項(xiàng)7</b></p><p><b>　　3負(fù)荷計(jì)算9<

6、;/b></p><p>　　3.1負(fù)荷計(jì)算的依據(jù)與目的9</p><p>　　3.2負(fù)荷計(jì)算方法9</p><p>　　3.2.1需要系數(shù)法9</p><p>　　3.2.2單組設(shè)備計(jì)算負(fù)荷10</p><p>　　3.2.3多組設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷11</p><p>　　3.3無(wú)

7、功補(bǔ)償計(jì)算及選擇12</p><p>　　3.3.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)12</p><p>　　3.3.2自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)補(bǔ)償容量計(jì)算12</p><p>　　3.4負(fù)荷計(jì)算13</p><p>　　3.4.1照明負(fù)荷0.38KV配電干線負(fù)荷計(jì)算13</p><p>　　3.4.2動(dòng)力負(fù)荷和平時(shí)消防負(fù)荷0.38KV

8、負(fù)荷計(jì)算17</p><p>　　3.4.3消防負(fù)荷0.38KV配電干線的負(fù)荷計(jì)算22</p><p>　　3.4.4 10/0.38KV變電所總負(fù)荷計(jì)算26</p><p>　　4設(shè)備與導(dǎo)線的選擇30</p><p>　　4.1變壓器的選擇30</p><p>　　4.2三相短路電流的計(jì)算30</p

9、><p>　　4.3高壓斷路器的選擇31</p><p>　　4.4低壓斷路器的選擇33</p><p>　　4.5互感器的選擇34</p><p>　　4.5.1電流互感器的選擇34</p><p>　　4.5.2電壓互感器的選擇35</p><p>　　4.4導(dǎo)線選擇36</p

10、><p>　　5變配電室設(shè)計(jì)37</p><p>　　6防雷接地設(shè)計(jì)39</p><p>　　6.1接地概念39</p><p>　　6.2接地形式的種類39</p><p>　　6.2.1 TN－C系統(tǒng)39</p><p>　　6.2.2 TN－S系統(tǒng)40</p><

11、;p>　　6.2.3 TN－C－S系統(tǒng)40</p><p>　　6.3各種接地的作用41</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)42</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)43</b></p><p><b>　　附 錄44</b></p>&l

12、t;p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)題目及工作概況</p><p><b>　　1.1.1設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　某高層建筑高低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.1.2工程概況</b></p>&

13、lt;p>　　本工程為一類高層綜合樓，地面22層，地下一層，總建筑面積28807.1平方米。其中地下室建筑面積為2916平方米，建筑物總高為99.8米。年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)0.11次，為二類防雷建筑物。地下一層為附建式6級(jí)人防地下室，平時(shí)作為汽車庫(kù)，戰(zhàn)時(shí)作為一個(gè)防護(hù)單元二等人員掩蔽部，掩蔽人數(shù)為800，地面一到四層為商場(chǎng)，三層以上均為辦公用房，屋頂為設(shè)備層，變電所設(shè)在一層。</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)目的及要

14、求</p><p>　　1.2.1 設(shè)計(jì)目的</p><p>　　用我們已學(xué)過(guò)的供配電的基本知識(shí)，按照給定的內(nèi)部設(shè)計(jì)資料和供配電設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，方法程序，技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)的基本技能，進(jìn)一步擴(kuò)大知識(shí)面，培養(yǎng)我們的創(chuàng)新意識(shí)和獲取新知識(shí)的能力，樹(shù)立起嚴(yán)謹(jǐn)，認(rèn)真，實(shí)事求是、刻苦鉆研、團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作態(tài)度和工作作風(fēng)。</p><p>　　1.2.2

15、 設(shè)計(jì)要求</p><p>　?。?）首先對(duì)本工程設(shè)備布置和設(shè)備容量進(jìn)行詳細(xì)掌握，判斷本工程的建筑類別和負(fù)荷等級(jí)，根據(jù)負(fù)荷等級(jí)，結(jié)合供電的可靠性、安全性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行方案論證。完成本工程的主結(jié)線圖并完成相應(yīng)方案。</p><p>　?。?）完成高壓供電系統(tǒng)圖、低壓配電系統(tǒng)圖、變配電室平面圖及剖面圖、豎干線配電圖、變配電室接地圖。</p><p>　?。?）最后完成計(jì)算

16、書(shū)，其中應(yīng)包括結(jié)論、方案論證、負(fù)荷計(jì)算、設(shè)備與導(dǎo)線的選擇、變配電室設(shè)計(jì)、接地設(shè)計(jì)、結(jié)束語(yǔ)、參考文獻(xiàn)等基本章節(jié)，要求作出所有相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算的理論依據(jù)和典型實(shí)例，根據(jù)國(guó)家有關(guān)新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定完成計(jì)算書(shū)。</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)的依據(jù)</b></p><p>　　(1)建筑概況：應(yīng)說(shuō)明建筑類別、性質(zhì)、面積、層數(shù)、高度等。</p><p>　　

17、(2)建設(shè)方提供的有關(guān)職能部門(mén)（如：供電部門(mén)、消防部門(mén)、通信部門(mén)、公安部門(mén)等）認(rèn)定的工程設(shè)計(jì)資料，建設(shè)方設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　(3)相關(guān)專業(yè)提供給本專業(yè)的工程設(shè)計(jì)資料。</p><p>　　(4)本工程采用的主要標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范</p><p><b>　　1.4設(shè)計(jì)的原則</b></p><p>　　1.4.1對(duì)變

18、配電系統(tǒng)的要求及其原則 </p><p>　　(1）安全性 必須保證在任何可能的運(yùn)行的方式及檢修狀態(tài)下運(yùn)行人員及設(shè)備的安全。</p><p>　　(2）可靠性 主結(jié)線的可靠性要求由用電負(fù)荷的等級(jí)確定。要保證主結(jié)線的可靠性可以采用多種措施。如系統(tǒng)中的某一電氣元件故障時(shí)，可以由保護(hù)裝置自動(dòng)把故障元件迅速切除，使之不影響系統(tǒng)的其他部分的繼續(xù)運(yùn)行；也可以在系統(tǒng)中設(shè)置備用元件，當(dāng)工作元件故障

19、時(shí)，由自動(dòng)裝置立即投入備用元件代替工作元件。因此，在主結(jié)線中就要考慮是否方便電氣元件的投切操作。</p><p>　　(3）靈活性 應(yīng)能適應(yīng)在各種可能的運(yùn)行方式的要求。主結(jié)線的電路關(guān)系是可以改變的，在系統(tǒng)運(yùn)行中，這種主結(jié)線電路關(guān)系的改變叫做運(yùn)行方式的改變。運(yùn)行方式的改變通常是通過(guò)對(duì)主結(jié)線中某些電氣元件的投入和切除來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，主結(jié)線應(yīng)考慮是否方便電氣元件的投切操作。從而適應(yīng)各個(gè)時(shí)段能源供電能力與負(fù)荷變化的要求

20、，適應(yīng)元件檢修的要求，保證各種不正常運(yùn)行方式下系統(tǒng)仍能達(dá)到足夠的供電質(zhì)量。</p><p>　　(4）經(jīng)濟(jì)性 應(yīng)滿足最少的投資與年運(yùn)行費(fèi)用的要求，使得總經(jīng)濟(jì)效益為最佳。</p><p><b>　　2方案論證</b></p><p>　　2.1供配電系統(tǒng)的方案論證</p><p>　　本工程中一級(jí)負(fù)荷是消防設(shè)備，二級(jí)負(fù)

21、荷為地下室設(shè)備，其余的均為三級(jí)負(fù)荷。總負(fù)荷為2051.3KW。根據(jù)負(fù)荷容量，本工程選用一臺(tái)干式環(huán)氧樹(shù)脂變壓器，容量為1600KVA， </p><p>　　本工程采用兩路電源進(jìn)線，其中電源S1給1#和2#兩臺(tái)變壓器供電，電源S2僅給3#和4#兩臺(tái)變壓器供電，高壓母線單母線分段聯(lián)絡(luò)，保證電源切換；低壓母線分段聯(lián)絡(luò)，運(yùn)行方式靈活，保證了供電的可靠性。高壓柜采用KYN28-12系列產(chǎn)品。產(chǎn)品的外型尺寸為：800

22、5;1600×2200(mm)。參數(shù)：額定電壓：12KV；額定絕緣水平：1min工頻耐受電壓42KV，雷電沖擊耐受電壓75KV。低壓開(kāi)關(guān)柜采用MNS系列產(chǎn)品，以E=25mm為模數(shù)，外型尺寸為：1000×2200×800(mm)。參數(shù)：額定工作電壓：690V；額定絕緣電壓：1KV；額定耐沖擊電壓：10KV；工頻耐受電壓：3KV。變壓器型號(hào)： SCB-1600/10，聯(lián)結(jié)組別：Dyn11，空載損耗：2300W，

23、負(fù)載損耗：11000W，阻抗電壓：6%，空載電流：1.0%,噪音52dB。</p><p><b>　　2.2方案事項(xiàng)</b></p><p>　　(1)高壓供配電系統(tǒng)中，為了保證整個(gè)系統(tǒng)的供電可靠性，擬采用高壓母線分段聯(lián)絡(luò)的供電方式。并擬用TN-S系統(tǒng)。</p><p>　　(2)低壓配電系統(tǒng)中為保證本工程的一、二級(jí)負(fù)荷供電可靠性，擬采用低壓

24、母線分段聯(lián)絡(luò)的供電方式。</p><p>　　(3)根據(jù)本工程實(shí)際需要擬將變電所設(shè)置在地下一層</p><p>　　(4)高壓配電系統(tǒng)：10KV高壓配電系統(tǒng)為 單母線分段，正常運(yùn)行時(shí)，兩路電源同時(shí)供電，當(dāng)任一電源故障或停用時(shí)，人工閉合網(wǎng)絡(luò)開(kāi)關(guān)，每路電源均能承擔(dān)全部的負(fù)荷。高壓斷路器采用真空斷路器，直流操作電源。</p><p>　　(5)1#，2#變壓器及3#，4#

25、變壓器之間的低壓母線設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，低壓母線分段運(yùn)行，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)設(shè)自投自復(fù)；自投不自復(fù)；手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。自投時(shí)應(yīng)自動(dòng)斷開(kāi)非保護(hù)負(fù)荷，以保證變壓器正常工作。住進(jìn)開(kāi)關(guān)與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)設(shè)電氣連鎖，任何情況下只能合其中的兩個(gè)開(kāi)關(guān)。</p><p>　　(6)低壓配電系統(tǒng)采用放射式和樹(shù)干式相結(jié)合的方式，對(duì)單太容量較大的負(fù)荷和重要負(fù)荷采用放射式供電，對(duì)照明和一般負(fù)荷采用采用樹(shù)干式和與放射式相結(jié)合的方式。</p><p&

26、gt;　　(7)高壓開(kāi)關(guān)柜采用下進(jìn)、下出的接線方式。低壓開(kāi)關(guān)柜均采用上進(jìn)、下出的接線方式。</p><p>　　(8)高壓電纜采用YJV-10KV交聯(lián)聚氯乙烯絕緣，聚氯乙烯護(hù)套銅芯電力電纜。低壓出線電纜選用ZRYJV-T-1KV交聯(lián)聚氯乙烯絕緣，聚氯乙烯護(hù)套銅芯電力電纜；</p><p>　　(9)根據(jù)相關(guān)規(guī)定，同時(shí)為了提高在變配電室工作的安全可靠性，擬采用接地線同基礎(chǔ)主筋可靠焊接的方法，

27、對(duì)整個(gè)變配電室采用等電位系統(tǒng)。</p><p><b>　　3負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　3.1負(fù)荷計(jì)算的依據(jù)與目的</p><p>　　需要系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)單，是最為常用的一種計(jì)算方法，適合用電設(shè)備類數(shù)量較多且容量相差不大的情況，結(jié)合本工程具體情況，采用需要系數(shù)法。 </p><p><b>　　3.2

28、負(fù)荷計(jì)算方法</b></p><p>　　3.2.1需要系數(shù)法</p><p>　　負(fù)荷計(jì)算的需要系數(shù)法：首先根據(jù)負(fù)荷類別進(jìn)行分組，然后按照下列步驟進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　(1）設(shè)備功率 每組中只有一臺(tái)（套）電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)將設(shè)備實(shí)際向供配電系統(tǒng)汲取的電功率作為計(jì)算負(fù)荷，又常把單臺(tái)設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷稱作設(shè)備功率，以（KW）表示。對(duì)于： 連續(xù)工作制負(fù)荷

29、</p><p>　　= (3-1)</p><p>　　式中——為設(shè)備額定輸入功率，</p><p>　　(2）斷續(xù)運(yùn)行工作制電動(dòng)機(jī)類負(fù)荷應(yīng)將起額定功率換算成負(fù)荷持續(xù)率為25%時(shí)的等效功率，以便計(jì)算：</p><p>　　=2 (3-2)</p><

30、p>　　式中 -----設(shè)備額定輸入功率</p><p>　　(3)斷續(xù)運(yùn)行輸入功率.</p><p>　　工作制電焊類負(fù)荷應(yīng)將其額定功率換算成負(fù)荷持續(xù)率為100%時(shí)的等效功率,以便于計(jì)算.即:</p><p>　　= (3-3)</p><p>　　式中——為設(shè)備額定輸入功率，</p&

31、gt;<p>　　(4)成組用電設(shè)備的設(shè)備功率是指除備用設(shè)備以外的所有單個(gè)用電設(shè)備額定輸入功率之和.</p><p>　　(5)照明設(shè)備的設(shè)備功率應(yīng)考慮輔助其正常工作的鎮(zhèn)流器等元件上的功率損耗。</p><p>　　白熾燈光源的照明設(shè)備: = (3-4)</p><p>　　熒光燈光源的照明設(shè)備： =1.25

32、 (3-5)</p><p>　　高強(qiáng)氣體放電燈光源的照明設(shè)備： =1.1 (3-6)</p><p>　　3.2.2單組設(shè)備計(jì)算負(fù)荷 </p><p>　　當(dāng)分組后同一組中設(shè)備臺(tái)數(shù)>3臺(tái)時(shí),計(jì)算負(fù)荷應(yīng)考慮其需要系數(shù),即: </p><p>　　=∑ (3-7)</p>

33、<p>　　= tgφ (3-8)</p><p>　　= (3-9)</p><p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　式中 ∑——總設(shè)備功率,單位為KW</p><p><b>　　——需要系數(shù)&l

34、t;/b></p><p>　　——計(jì)算有功功率,單位為KW</p><p>　　——計(jì)算無(wú)功功率,單位為Kvar</p><p>　　——計(jì)算視在功率,單位為KVA</p><p>　　tgφ——電氣設(shè)備功率因數(shù)角的正切值</p><p>　　——電氣設(shè)備額定電壓,單位為KV</p><p&

35、gt;　　——計(jì)算電流,單位為A</p><p>　　當(dāng)每臺(tái)電氣設(shè)備臺(tái)數(shù)(套)≤3臺(tái)時(shí),考慮其同時(shí)使用效率取為1,其于計(jì)算與上述公式相同.</p><p>　　3.2.3多組設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 </p><p>　　當(dāng)供電范圍內(nèi)有多個(gè)性質(zhì)不同的電氣設(shè)備組時(shí),先將每一組都按上述步驟計(jì)算后,再考慮各個(gè)設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷在各自的負(fù)荷曲線上不可能同時(shí)出現(xiàn),以一個(gè)同時(shí)系數(shù)來(lái)表

36、達(dá)這中不同時(shí)率,因此其計(jì)算負(fù)荷為:</p><p>　　= (3-11)</p><p>　　= tgφ (3-12)</p><p>　　= (3-13)</p><p><b>　　(3-14)</b></p><p>　　式

37、中------有功功率同時(shí)系數(shù).對(duì)于配電干線所供范圍的計(jì)算負(fù)荷, 取值范圍一般在0.7-1。</p><p>　　-----無(wú)功功率同時(shí)系數(shù),對(duì)于配電干線計(jì)算負(fù)荷, 取值范圍一般在0.7~0.97;對(duì)于變電站總計(jì)算負(fù)荷取值范圍一般在0.7。 </p><p>　　3.3無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算及選擇</p><p>　　3.3.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)</p>

38、<p>　　自然滿足要求,在負(fù)荷曲線上,無(wú)功計(jì)算負(fù)荷(最大值)往往是發(fā)生在有功計(jì)算負(fù)荷的附近,所以,一般以有功計(jì)算負(fù)荷發(fā)生時(shí)所需要的無(wú)功補(bǔ)償容量作為自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)補(bǔ)償容量計(jì)算的依據(jù).即:</p><p><b>　　(3-15)</b></p><p>　　選擇:電容器的選擇(使用臺(tái)數(shù))</p><p><b>　　(3-1

39、6)</b></p><p>　　當(dāng)電容器為三相電容器時(shí),其額定</p><p>　　容量之和應(yīng)小于系統(tǒng)需要的容量.所以實(shí)際的補(bǔ)償容量`應(yīng)為</p><p><b>　　(3-17)</b></p><p>　　當(dāng)電容器為單相電容器時(shí),除了保證補(bǔ)償容量以外,為維持三相平衡,還應(yīng)保證電容器的臺(tái)數(shù)為3的倍數(shù)<

40、;/p><p>　　補(bǔ)償后的實(shí)際平均功率因數(shù)為:</p><p><b>　　(3-18)</b></p><p>　　3.3.2自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)補(bǔ)償容量計(jì)算</p><p>　　由于自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償是根據(jù)負(fù)荷對(duì)無(wú)功的需求量，針對(duì)預(yù)先設(shè)定的功率因數(shù)目標(biāo)，通過(guò)投切電容器隨時(shí)調(diào)整的。因此，當(dāng)補(bǔ)償后的功率因數(shù)瞬時(shí)值滿足要求時(shí)，其平均功率因數(shù)

41、自然滿足要求。在負(fù)荷曲線上，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（最大值）往往是發(fā)生有功計(jì)算負(fù)荷的附近，所以一般以有功計(jì)算負(fù)荷發(fā)生時(shí)所需的無(wú)功補(bǔ)償容量作為自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)補(bǔ)償容量計(jì)算的依據(jù)。即：</p><p><b>　　補(bǔ)償前：</b></p><p><b>　　(3-19)</b></p><p><b>　　補(bǔ)償后： </

42、b></p><p><b>　　(3-20)</b></p><p>　　式中 ------補(bǔ)償前的平均有功功率，單位為KW；</p><p>　　------補(bǔ)償前的平均無(wú)功功率，單位為kvar;</p><p>　　------需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率，單位為kvar; </p><p>　　

43、------補(bǔ)償后的功率因數(shù)角。</p><p>　　因此需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率為：</p><p>　　qcpc(3-21) </p><p>　　式中qc-------無(wú)功功率補(bǔ)償率，與補(bǔ)償前后的功率因數(shù)有關(guān)。</p><p><b>　　3.4

44、負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　3.4.1照明負(fù)荷0.38KV配電干線負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　(注：以上設(shè)備全為三級(jí)負(fù)荷)</p><p>　　表3-1：照明負(fù)荷0.38KV配電干線負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　3.4.2動(dòng)力負(fù)荷和平時(shí)消防負(fù)荷0.38KV負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　（注：屋頂

45、客梯動(dòng)力和生活水泵為一級(jí)負(fù)荷，地下室排污泵，地下室送風(fēng)機(jī)，，地下室排風(fēng)機(jī)為二級(jí)負(fù)荷，其他的均為三級(jí)負(fù)荷）</p><p>　　表3-2：照明負(fù)荷0.38KV配電干線負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　3.4.3消防負(fù)荷0.38KV配電干線的負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　（注：地下室排污泵，地下室送風(fēng)機(jī)，，地下室排風(fēng)機(jī)為二級(jí)負(fù)荷，其他的均為一級(jí)負(fù)荷）</p>

46、<p>　　表3-3：消防負(fù)荷0.38KV配電干線的負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　3.4.4 10/0.38KV變電所總負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　表3-4：10/0.38KV變電所總負(fù)荷計(jì)算</p><p><b>　　4設(shè)備與導(dǎo)線的選擇</b></p><p><b>　　4.1變壓器的選擇&l

47、t;/b></p><p>　　當(dāng)選擇一臺(tái)變壓器時(shí)，有變壓器的容量Sr,T與計(jì)算負(fù)荷SC滿足</p><p>　　Sr,T > SC （4.1）</p><p>　　當(dāng)有兩臺(tái)以上變壓器時(shí)，有變壓器的容量Sr,T與計(jì)算負(fù)荷SC應(yīng)滿足</p><p>　　Sr,T1+ Sr,T2 >

48、 SC （4.2）</p><p>　　且 Sr,T1 > SC，Sr,T2 > SC （4.3）</p><p><b>　　根據(jù)前面計(jì)算：</b></p><p>　　SCT1=1164.81 kVA (4-4)</p>&

49、lt;p>　　SCT2=1020.47kVA (4-5)</p><p>　　SCT3=1001.20kVA (4-6)</p><p>　　SCT4=922.44kVA (4-7)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)按照有關(guān)規(guī)定變壓器負(fù)荷率應(yīng)該取值應(yīng)小于70%，

50、因此選用兩臺(tái)型號(hào)為SCB9干式變壓器，變壓器容量應(yīng)為1600 kVA。改變壓器設(shè)有強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)及溫度監(jiān)測(cè)及報(bào)警裝置。</p><p>　　4.2三相短路電流的計(jì)算</p><p><b>　　圖4-1電路系統(tǒng)圖</b></p><p>　　表4-1 三相短路電流計(jì)算表</p><p>　　4.3高壓斷路器的選擇</

51、p><p>　　高低壓斷路器是供配電系統(tǒng)中最重要的開(kāi)關(guān)設(shè)備之一，它能在事故情況下迅速地?cái)嚅_(kāi)短路電流，防止事故擴(kuò)大。</p><p>　　電源S1處的短路容量Sk=350MVA,取進(jìn)線電纜為YJV(0.08mΩ/m),長(zhǎng)度為5000m.</p><p><b>　　則: </b></p><p>　　XS=Ua2/ska=10

52、.52/350Ω=0.315Ω （4-8）</p><p>　　XYJV=5000*0.08 mΩ=400 mΩ （4-9）</p><p>　　IK=Uav/1.732(Xs+XYJV)=10.5/1.732*0.715=8.48KA（4-10）</p><p>　　ish=2.55*Ik=21.6K

53、A （4-11）</p><p>　　I∞2*tim= 8.482*1.45=104.27KA （4-12）</p><p>　　高壓斷路器除了進(jìn)行正常的投切操作外，還必須能夠?qū)收系亩搪冯娏鬟M(jìn)</p><p>　　切斷操作，所以必須能夠承受的住短路沖擊電流和短路過(guò)程中的熱能作用。工程采用安

54、全系數(shù)較高的VD4高壓真空斷路器。選擇原則</p><p>　　高壓斷路器除了進(jìn)行正常的投切操作外，還必須能夠?qū)收系亩搪冯娏鬟M(jìn)</p><p>　　切斷操作，所以必須能夠承受的住短路沖擊電流和短路過(guò)程中的熱能作用。工程采用安全系數(shù)較高的VD4高壓真空斷路器。選擇原則</p><p>　　(一)滿足正常工作條件</p><p>　　1.滿足工

55、作電壓要求 即：</p><p>　　Ur=UN （4-13）</p><p>　　UM≥UW （4-14）</p><p>　　式中 UM——電流互感器最高工作電壓；</p><p>　

56、　UW——電流互感器裝設(shè)處的最高電壓；</p><p>　　Ur——電流互感器額定電流；</p><p>　　UN——系統(tǒng)標(biāo)稱電壓；</p><p>　　2.滿足工作電流要求 即：</p><p>　　Ir≥IC （4-15）</p><p>　　

57、式中Ir ——開(kāi)關(guān)電器額定電流；</p><p>　　IC ——開(kāi)關(guān)電器裝設(shè)處的計(jì)算電流；</p><p>　　2.滿足工作環(huán)境要求 選擇電氣設(shè)備時(shí),應(yīng)考慮其適合運(yùn)行環(huán)境條件要求,如:溫度、風(fēng)速、濕度、污穢、海拔、地震烈度等。</p><p>　　(二)滿足短路故障時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定條件</p><p>　　1．滿足動(dòng)穩(wěn)定要求 短路時(shí)電器設(shè)備能受

58、到的電動(dòng)力，與導(dǎo)體間形狀系數(shù)、間距、長(zhǎng)度、材料以及通過(guò)導(dǎo)體的電流大小有關(guān)。對(duì)于開(kāi)關(guān)電器而言，一旦制造出來(lái)，無(wú)論用于系統(tǒng)何處，其導(dǎo)體間間距、長(zhǎng)度及形狀系數(shù)都不會(huì)改變，因此通過(guò)導(dǎo)體的電流的大小就成為決定該開(kāi)關(guān)電器能否達(dá)到動(dòng)穩(wěn)定要求的唯一因素，即只要滿足： </p><p>　　imas≥iSH或Imas≥ISH （4-16）</p><

59、;p>　　式中 imas——開(kāi)關(guān)電器的極限通過(guò)電流峰值；</p><p>　　Imas——開(kāi)關(guān)電器的極限通過(guò)電流有效值；</p><p>　　iSH——開(kāi)關(guān)電器安裝處的三相短路沖擊電流；</p><p>　　ISH——開(kāi)關(guān)電器安裝處的三相短路沖擊電流有效值；</p><p>　　2.滿足熱穩(wěn)定要求 開(kāi)關(guān)電器自身可以承受的熱脈沖應(yīng)大于

60、短路時(shí)最大可能出現(xiàn)的熱脈沖,稱為滿足熱穩(wěn)定要求,即:</p><p>　　It2×t≥I∞2×tim （4-17）</p><p>　　式中 It——開(kāi)關(guān)電器的t秒熱穩(wěn)定電流有效值；</p><p>　　I∞——開(kāi)關(guān)電器安裝處的三相短路電流有效值；</p><p>　　t

61、im——假想時(shí)間；</p><p>　　(三)滿足天關(guān)電器分?jǐn)嗄芰Φ囊?lt;/p><p>　　開(kāi)關(guān)電器分?jǐn)嗄芰τ脴O限分?jǐn)嗄芰皖~定分?jǐn)嗄芰蓚€(gè)參數(shù)來(lái)表達(dá).極限分?jǐn)嗄芰κ侵冈谠摋l件下開(kāi)關(guān)斷后,不考慮開(kāi)關(guān)電器繼續(xù)承載額定電流,即不考慮其是否還能正常使用;額定分?jǐn)嗄芰κ侵冈谠摋l件下開(kāi)關(guān)分?jǐn)嗪?開(kāi)關(guān)電器還能繼續(xù)承載額定電流正常運(yùn)行,并能反復(fù)分?jǐn)嘣摋l件電路多次.</p><p&g

62、t;　　斷路器 斷路器應(yīng)能分?jǐn)嘧畲蠖搪冯娏?lt;/p><p>　　Ibr≥I(3)k.max或Sbr≥S(3)k.max （4-18）</p><p>　　式中 Ibr——斷路器的額定分?jǐn)嚯娏鳎?lt;/p><p>　　Sbr——斷路器的額定分?jǐn)嗳萘浚?lt;/p><p>　　I(3)k.max——斷路器安裝處最大運(yùn)行方式下三

63、相短路電流有效值；</p><p>　　S(3)k.max——斷路器安裝處最大運(yùn)行方式下的短路容量.</p><p>　　4.4低壓斷路器的選擇</p><p>　　計(jì)算短路電路元件的電抗： </p><p>　　高壓系統(tǒng)的電抗，由于高壓系統(tǒng)認(rèn)為容量SK=350MVA</p><p>　　則折算到低壓側(cè)ZS= =0.4

64、6mΩ</p><p>　　變壓器阻抗ZT=XT===0.155Ω</p><p>　　電纜相線的電阻R7=0.315×50=1.575mΩ</p><p>　　電纜相線的電抗XL=0.097×50=0.485mΩ</p><p>　　計(jì)算短路點(diǎn)阻值Z=0.116Ω</p><p>　　K點(diǎn)的三相短

65、路電流 IK==2.275 kA</p><p>　　ish=2.55×Ik=6.576KA</p><p>　　Ish=1.84×Ik=4.775kA</p><p>　　根據(jù)上面高壓斷路器選擇校驗(yàn)方法，本工程低壓斷路器選用MT和TN-S系列低壓斷路器，其它斷路器選擇也按照以上方法，具體見(jiàn)低壓配電系統(tǒng)圖。</p><p&

66、gt;<b>　　4.5互感器的選擇</b></p><p>　　4.5.1電流互感器的選擇</p><p>　?。?）滿足工作電壓要求即：</p><p>　　Ur=UN （4-19）</p><p>　　Um≧Uw

67、 （4-20）</p><p>　　式中 Um——電流互感器最高工作電壓；</p><p>　　Uw——電流互感器裝設(shè)處的最高電壓；</p><p>　　Ur——電流互感器額定電壓；</p><p>　　UN——系統(tǒng)標(biāo)稱電壓；</p><p>　?。?）滿足工作電流要求，應(yīng)對(duì)一、二次側(cè)電流進(jìn)行考慮。

68、 </p><p>　?。╝）一次側(cè)額定電流Ir1：</p><p>　　Ir1≧Ic （4-21）</p><p>　　式中Ic————線路計(jì)算電流。</p><p>　?。╞）二次側(cè)額定電流Ir2：</p><p>　　Ir1≧5A

69、 （4-22）</p><p><b>　?。?）準(zhǔn)確度等級(jí)</b></p><p>　　由于考慮到儀表指針在儀表盤(pán)1/2~2/3左右較易準(zhǔn)確讀數(shù)，因此：</p><p>　　Ir1=（1.25~1.5）Ic （4-23）</p><p>　　以低壓配

70、電系統(tǒng)圖WP2回路為例：</p><p>　　由于 Ur=380V</p><p><b>　　Ic=115.9A</b></p><p>　　Ir1=（1.25~1.5）Ic=150A</p><p>　　本工程供配電系統(tǒng)的電流互感器主要用于測(cè)量，因此準(zhǔn)確級(jí)選0.5 級(jí)， 因

71、此選用電流互感器LQG-0.5- 150/5。 其它電流互感器選擇按以上方法選擇，具體見(jiàn)本工程供配電系統(tǒng)圖附錄。</p><p>　　4.5.2電壓互感器的選擇</p><p>　?。?）滿足工作電壓要求 對(duì)一、二次側(cè)分別考慮如下：</p><p>　?。╝）一次側(cè)電壓： </p><p>　　Ur1=UN

72、 （4-24）</p><p>　　Um1≧Uw （4-25）</p><p>　　式中 Um1——電壓互感器最高工作電壓</p><p>　　Uw ——電壓互感器裝設(shè)處的最高工作電壓</p><p>　　Ur1——電壓互感器額定電壓</p>

73、<p>　　UN ——系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓</p><p>　?。╞）二次側(cè)電壓Ur2:</p><p>　　Ur2=100V （4-26）</p><p>　　本工程高壓供配電系統(tǒng)中Ur1=10kV,因此選用電壓互感器RZL10/0.1KV。其它電壓互感器選擇按照以上方法。</p><p><b&

74、gt;　　4.4導(dǎo)線選擇</b></p><p>　　由計(jì)算結(jié)果知線路的計(jì)算電流Ic=121.5A 初選電纜面積為120mm</p><p>　　Ial=245x0.9=220.5 >Ic,合格</p><p>　　三相短路電流 </p><p><b>　　短路持續(xù)時(shí)間

75、</b></p><p>　　所以應(yīng)選擇電纜面積S=120mm 電纜型號(hào)規(guī)格為YjV22-8.7/10-3x120</p><p><b>　　5變配電室設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于選擇的變壓器為干式變壓器，斷路器為真空斷路器，低壓斷路器為塑料殼式斷路器，沒(méi)有可燃性油的高低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，可設(shè)置在同一房間內(nèi)

76、。具有符合IP3X防護(hù)等級(jí)外殼的無(wú)可燃性油的高低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器。</p><p>　　（1）本變配電室由變壓器柜、高壓配電柜、低壓配電柜、電容器柜、控制室和值班室等組成。</p><p>　?。?）室內(nèi)安裝的干式變壓器，其外廓與四周墻壁的凈距不應(yīng)小于0.6m；干式變壓器之間的間距不應(yīng)小于1m，并應(yīng)滿足巡視，檢修的要求。在考慮變壓器布置及高、低壓進(jìn)出線位置時(shí)，應(yīng)盡量使負(fù)荷開(kāi)關(guān)

77、或隔離開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)裝在近門(mén)處。</p><p>　?。?）在確定變壓器室面積時(shí)，應(yīng)考慮變電站所帶負(fù)荷發(fā)展的可能性，一般按裝設(shè)大一級(jí)容量的變壓器考慮。</p><p>　?。?）變壓器室內(nèi)不應(yīng)用與其無(wú)關(guān)的管道和明敷線路通過(guò)。</p><p>　　（5）干式變壓器可安裝在中低壓配電室內(nèi)。</p><p>　?。?）應(yīng)考慮留有適當(dāng)數(shù)量開(kāi)關(guān)柜的備用

78、位置。</p><p>　?。?）成套電容器柜單列布置時(shí)，柜正面與墻面之間的距離不應(yīng)小于1.5m，雙列布置時(shí)，柜面之間的距離不應(yīng)小于2m，長(zhǎng)度大于7m的中壓電容器室應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口，并宜布置在兩端，電容器室門(mén)應(yīng)向外開(kāi)。</p><p>　?。?）當(dāng)變壓器、中壓開(kāi)光、電容器等均采用無(wú)油設(shè)備時(shí)，變壓器室、中、低壓配電室、電容器和值班室可設(shè)于一個(gè)房間內(nèi)。自備柴油發(fā)電機(jī)組設(shè)置在民用建筑內(nèi)時(shí)，只能設(shè)在地

79、面層或底下一層。除了按照機(jī)組的房間外，還應(yīng)設(shè)置為機(jī)組供應(yīng)燃油的貯油間，還應(yīng)考慮機(jī)組的啟動(dòng)用蓄電池、控制設(shè)備、排煙、排風(fēng)、冷卻設(shè)施的位置。</p><p><b>　　6防雷接地設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　6.1接地概念</b></p><p>　　將電力系統(tǒng)或電氣設(shè)備的某一正常不帶電，而故障運(yùn)行時(shí)可能帶電的金

80、部分或電氣裝置外露可導(dǎo)電部分經(jīng)接地線連接到接地極稱為接地。</p><p>　　6.2接地形式的種類</p><p>　　6.2.1 TN－C系統(tǒng)</p><p>　　TN－C系統(tǒng)被稱之為三相四線系統(tǒng)，如圖4-1。該系統(tǒng)中性線N與保護(hù)接地PE合二為一，通稱PEN線。這種接地系統(tǒng)雖對(duì)接地故障靈敏度高，線路經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，但它只適合用于三相負(fù)荷較平衡的場(chǎng)所。智能化大樓內(nèi)，單相

81、負(fù)荷所占比重較大，難以實(shí)現(xiàn)三相負(fù)荷平衡，PEN線的不平衡電流加上線路中存在著的由于熒光燈、晶閘管(可控硅)等設(shè)備引起的高次諧波電流，在非故障情況下，會(huì)在中性線N上疊加，使中性線N帶電，且電流時(shí)大時(shí)小極不穩(wěn)定，造成中性點(diǎn)接地電位不穩(wěn)定漂移。不但會(huì)使設(shè)備外殼(與PEN線連接)帶電，對(duì)人身造成不安全，而且也無(wú)法取到一個(gè)合適的電位基準(zhǔn)點(diǎn)，精密電子設(shè)備無(wú)法準(zhǔn)確可靠運(yùn)行。</p><p>　　圖6-1 TN-C系統(tǒng)

82、 圖6-2 TN-S系統(tǒng)</p><p>　　6.2.2 TN－S系統(tǒng)</p><p>　　TN－S是一個(gè)三相四線加PE線的接地系統(tǒng),如圖4-2。通常建筑物內(nèi)設(shè)有獨(dú)立變配電所時(shí)進(jìn)線采用該系統(tǒng)。TN－S系統(tǒng)的特點(diǎn)是，中性線N與保護(hù)接地線PE除在變壓器中性點(diǎn)共同接地外，兩線不再有任何的電氣連接。中性線N是帶電的，而PE線不帶電。該接地系統(tǒng)完全具備安全和可靠的基準(zhǔn)電

83、位。只要按TN－C－S接地系統(tǒng)，采取同樣的技術(shù)措施，TN－S系統(tǒng)可以用作智能建筑物的接地系統(tǒng)。如果計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備沒(méi)有特殊的要求時(shí)，一般都采用這種接地系統(tǒng)。</p><p>　　6.2.3TN－C－S系統(tǒng)</p><p>　　TN－C－S系統(tǒng)由兩個(gè)接地系統(tǒng)組成，第一部分是TN－C系統(tǒng)，第二部分是TN－S系統(tǒng)，分界面在N線與PE線的連接點(diǎn)，如圖4-3。該系統(tǒng)一般用在建筑物的供電由區(qū)域變電所引

84、來(lái)的場(chǎng)所，進(jìn)戶之前采用TN－C系統(tǒng)，進(jìn)戶處做重復(fù)接地，進(jìn)戶后變成TN－S系統(tǒng)。TN－C系統(tǒng)前面已做分析。TN－S系統(tǒng)的特點(diǎn)是：中性線N與保護(hù)接地線PE在進(jìn)戶時(shí)共同接地后，不能再有任何電氣連接。該系統(tǒng)中，中性線N常會(huì)帶電，保護(hù)接地線PE沒(méi)有電的來(lái)源。PE線連接的設(shè)備外殼及金屬構(gòu)件在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，始終不會(huì)帶電。因此TN－S接地系統(tǒng)明顯提高了人及物的安全性。同時(shí)只要我們采取接地引線，各自都從接地體一點(diǎn)引出，及選擇正確的接地電阻值使電子設(shè)備共

85、同獲得一個(gè)等電位基準(zhǔn)點(diǎn)等措施，那么TN－C－S系統(tǒng)可以作為智能型建筑物的一種接地系統(tǒng)。</p><p>　　圖6-3 TN-C-S系統(tǒng)</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用的是低壓配電系統(tǒng)為T(mén)N-S接地型式。接地方式可見(jiàn)附錄1。</p><p>　　6.3各種接地的作用</p><p>　　(1)變壓器和發(fā)電機(jī)的中行點(diǎn)直接接地，能維持相線對(duì)地的電壓

86、不變（故障相除外），并可降低人體的接觸電壓及適當(dāng)降低制造時(shí)對(duì)電氣設(shè)備的絕緣要求。在變壓器供電時(shí)，可防止高壓電竄至低壓用電側(cè)的危險(xiǎn)。</p><p>　　(2)變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，還能在發(fā)生單相接地故障時(shí)，消除接地短路點(diǎn)的電弧及由此而可能引起的危害。</p><p>　　(3)儀用互感器如電壓互感器一側(cè)線圈的中性點(diǎn)接地，主要是為了對(duì)一次系統(tǒng)中的相對(duì)地電壓進(jìn)行測(cè)量。</

87、p><p>　　(4)“兩線一地”制的相線接地，是為利用大地當(dāng)作一根導(dǎo)線，從而降低線路基建投資和年運(yùn)行費(fèi)用，并減少線路材料的耗量。但對(duì)電訊有干擾影響，對(duì)安全不利。故這種供電方式平原地區(qū)已不再推廣使用，原有的也大都已進(jìn)行了改造。 </p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　通過(guò)本次供配電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)——高層建筑供配電設(shè)計(jì)，我對(duì)《

88、供配電系統(tǒng)》的學(xué)習(xí)興趣更加濃厚了，更深刻的理解了電路進(jìn)線、配電及電氣設(shè)備選擇的知識(shí)，通過(guò)繪制電氣設(shè)計(jì)圖，對(duì)CAD軟件的運(yùn)用更加自如，對(duì) word軟件的處理也更為熟練，這次設(shè)計(jì)我明白了設(shè)計(jì)的艱辛，但是我在不知不覺(jué)中學(xué)到了很多知識(shí)，這次設(shè)計(jì)也為我以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了一定的基礎(chǔ)；也為我以后的工作打下非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　短短的兩周時(shí)間，讓我意識(shí)到在做學(xué)問(wèn)方面不得有一點(diǎn)馬虎，而且學(xué)到了很多課本上學(xué)不到的東

89、西，每一次的課程設(shè)計(jì)都讓我更加理解該課程的知識(shí)，還提高了動(dòng)手動(dòng)腦的能力。在在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到了很多問(wèn)題，幸虧有小組的同學(xué)和老師的幫助，我才能完成這次設(shè)計(jì)，所以我十分感謝幫助過(guò)我的老師和同學(xué)。雖然有點(diǎn)辛苦，但我還是很期待下一次的課程設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]供配電工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，機(jī)械工業(yè)出版社，翁雙安，2004&

90、lt;/p><p>　　[2]現(xiàn)代建筑電氣供配電設(shè)計(jì)技術(shù)，中國(guó)電力出版社，李英姿等，2008</p><p>　　[3]AutoCAD2008中文版電氣設(shè)計(jì)完全自學(xué)手冊(cè)，機(jī)械工業(yè)出版社，孟德星等，2008</p><p>　　[4]供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范，GB50054-2009</p><p>　　[5]民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，GBJGJ_T16-2

91、008</p><p>　　[6]高層建筑電氣設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，張九根，1998</p><p>　　[7]建筑電氣設(shè)計(jì)與施工，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，唐海，2000.</p><p>　　[8]民用建筑電氣技術(shù)與設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社, 胡乃定，1993</p><p>　　[9]建筑供配電[M]，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，劉思亮,2001