某小區(qū)供配電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、 建筑供配電與照明課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題 目： 系 部： 專 業(yè)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名: 指導(dǎo)老師： 2012年 6 月 15日目 錄1. 任務(wù)設(shè)計(jì)目地32設(shè)計(jì)務(wù)的項(xiàng)目 32.1設(shè)計(jì)任務(wù)題目32.2要求在一周時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成下列工作量：32.3設(shè)計(jì)要求32.4設(shè)計(jì)依據(jù)33. 設(shè)計(jì)依據(jù)44. 小區(qū)的負(fù)荷計(jì)算441負(fù)荷等級(jí)54. 2負(fù)荷計(jì)算44.3照明燈的計(jì)算負(fù)荷確定如下54.4大樓變電所變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷55. 變電所位置和形式的選擇65.1變電所主變壓器臺(tái)數(shù)/容量及主線方案的選擇5 6. 短路電流計(jì)算.77.一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn). .118. 大樓內(nèi)外照明設(shè)計(jì).129. 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)1210. 防雷

2、和接地裝置的確定.1211. 變壓器接線圖1412. 小區(qū)建筑平面1413. 大樓照明設(shè)計(jì)圖1514. 課程設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排161、任務(wù)設(shè)計(jì)目地通過(guò)某小區(qū)大樓的電氣設(shè)計(jì)，熟悉高層住宅電氣設(shè)計(jì)的方法及步驟。掌握根據(jù)建筑物用途的不同，合理選擇電源、變壓器、各種用電設(shè)備，能讀懂各種電氣圖，了解防雷與接地。2、設(shè)計(jì)任務(wù)的項(xiàng)目2.1設(shè)計(jì)任務(wù)題目某小區(qū)大樓供配電與照明設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)任務(wù)2.2 要求在一周時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成下列工作量：1）、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)需包括： 封面與目錄。 前言及確定了賦值參數(shù)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功率補(bǔ)償。 變電所位置和型式的選擇。 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及主接線方案的選擇。 短路電流

3、計(jì)算。 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。 大樓內(nèi)外照明設(shè)計(jì)。 防雷和接地裝置的確定。2）.設(shè)計(jì)圖與表樣 變配電所主接線圖。 主要設(shè)備及材料表。2.3、設(shè)計(jì)要求根據(jù)本小區(qū)所能取得的電源及本小區(qū)用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到小區(qū)負(fù)荷的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備與進(jìn)出線，建筑的內(nèi)外照明設(shè)計(jì)、確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪出設(shè)計(jì)圖樣。2.4、設(shè)計(jì)依據(jù)1）、小區(qū)平面圖與房屋建筑平面圖如圖2和圖3所示。2）、大樓負(fù)荷情況。該樓高18層，設(shè)為2個(gè)

4、單元，屬于1梯2戶型，戶型為90平米兩室兩廳一廚一衛(wèi)，單獨(dú)設(shè)立水泵站。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。該樓的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表1所示，樓內(nèi)住戶每戶需要系數(shù)取0.6、功率因素為0.5。3）、供電電源情況。按照小區(qū)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供電協(xié)議規(guī)定，該小區(qū)可由附近一條10kV的公用電源干線和另一個(gè)小區(qū)變電所取得工作電源。該干線的走向和變電所位置參看小區(qū)總平面圖。該干線首端所裝高壓斷路器的斷流容量為500MV·A，此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.5s。3、設(shè)計(jì)依據(jù)1）、小區(qū)平面圖與房屋建筑

5、平面圖如圖2和圖3所示。2）、大樓負(fù)荷情況。該樓高18層，設(shè)為2個(gè)單元，屬于1梯2戶型，戶型為90平米兩室兩廳一廚一衛(wèi)，單獨(dú)設(shè)立水泵站。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。該樓的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表1所示，樓內(nèi)住戶每戶需要系數(shù)取0.6、功率因素為0.5。3）、供電電源情況。按照小區(qū)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供電協(xié)議規(guī)定，該小區(qū)可由附近一條10kV的公用電源干線和另一個(gè)小區(qū)變電所取得工作電源。該干線的走向和變電所位置參看小區(qū)總平面圖。該干線首端所裝高壓斷路器的斷流容量為500MV·A，此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限過(guò)電流保

6、護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.5s。4、小區(qū)的負(fù)荷計(jì)算41負(fù)荷等級(jí)根據(jù)0民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范及火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制的規(guī)定，普通高層住宅按二級(jí)負(fù)荷供電，19層及以上的住宅按一級(jí)負(fù)荷供電。高層住宅言主要消防設(shè)備有消防水泵、消防控制室、消防電梯、防排煙設(shè)施、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)裝置、火災(zāi)應(yīng)急照明和電動(dòng)防火門窗、卷簾、閥門等。4.2 負(fù)荷計(jì)算某小區(qū)大樓負(fù)荷計(jì)算 表負(fù)荷名稱數(shù)量單一設(shè)備容量單類設(shè)備容量需要系數(shù)功率因數(shù)計(jì)算負(fù)荷nPe(KW)Pe(KW)K照明照明燈3600.0414.400.500.480.907.203.468.00插座7242280.300.750.8040.5030.3850.63電梯4

7、22.00440.500.8044.0033.0055.00泵房消防用揚(yáng)水泵422.00441.001.000.70180.00180.00257.14管道加壓泵24.008.008.008.0011.43高水箱加水泵24.008.008.008.0011.43消防水排水泵21.002.002.002.002.86公用照明360.041.440.500.480.900.720.350.80合計(jì)408.84201.2151.24261.2合計(jì)(K=0.9)180136.6235.2補(bǔ)償?shù)蛪弘娙萜魅萘?.92-133補(bǔ)償后合計(jì)180.9136.1281.93變壓器損耗6.416.92合計(jì)（高壓側(cè)）

8、0.91187.3457198.34.3 照明燈的計(jì)算負(fù)荷確定如下：其余負(fù)荷計(jì)算過(guò)程相同（從此處略）4.4 大樓變電所變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為（考慮到總的負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)（K=0.9）：欲將功率因數(shù)從0.73提高到0.92，則低壓側(cè)所需的補(bǔ)償容量為：補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷為：變壓器損耗為：大樓高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：大樓的補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：滿足（大于0.90）的要求。5、變電所位置和形式的選擇由于大樓有二級(jí)重要負(fù)荷，考慮到對(duì)供電可靠性的要求，采用兩路進(jìn)線，一路經(jīng)10kV公共電源電纜接入變電所，另一路引自鄰近高壓環(huán)網(wǎng)箱。變電所的形式由用電負(fù)荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定，根據(jù)變電所位置和形式的選擇規(guī)定及GB5

9、00531994的規(guī)定，結(jié)合本大樓的實(shí)際情況，這里變電所采用單獨(dú)設(shè)立方式。5.1變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及主接線方案的選擇1)、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器：有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較大；集中負(fù)荷較大。結(jié)合本大樓的情況，考慮到二級(jí)重要負(fù)荷的供電安全可靠，故選擇兩臺(tái)主變壓器。2)、變電所主變壓器容量選擇變壓器型號(hào)額定容量額定電壓聯(lián)結(jié)組別損耗空載電流Io%短路阻抗uk%高低空載負(fù)載S931510.50.4Yyn0 Yyn11670、7203650、34501.1、34、4S9140010.50.4Yyn

10、0 Yyn11800、8704300、42001.0、34、4S9250010.50.4Yyn0 Yyn11960、10305100、49501.0、34、4每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足：任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足：。變壓器型號(hào)額定容量/額定電壓/kV聯(lián)結(jié)組型號(hào)損耗/kW空載電流%短路阻抗%高壓低壓空載負(fù)載S931510.50.4Dyn112.457.451.14考慮到本大樓的實(shí)際情況，同時(shí)又考慮到未來(lái)510年的負(fù)荷發(fā)展，初步取=500 ?？紤]到安全性和可靠性的問(wèn)題，確定變壓器為SC3系列箱型干式變壓器。型號(hào)：SG ，其主要技術(shù)指如下表所示：3)、

11、變電所主接線方案的選擇方案：高、低壓側(cè)均采用單母線分段。優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)6、短路電流計(jì)算6.1、短路電流計(jì)算的目的及方法短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。本大樓住宅采用歐姆法計(jì)算。 6.2、短路電流計(jì)算本大樓的供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如下圖所示。短路計(jì)算電路圖2求K-1點(diǎn)的三相短路電流和短路容量（）電力系統(tǒng)電抗為：電纜線路電抗為：總電抗為： 三相短路電流周期分量的有效值為：三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流為：三相短路沖擊電流為：三相短路容量為：求K-2點(diǎn)的三相短路電流和短路容量電力系統(tǒng)的電抗：電纜線路電抗為： 電力變壓器電抗為：總電抗為：三相短路

12、電流周期分量的有效值為： 三相次暫態(tài)短路電流及短路穩(wěn)態(tài)電流為：三相短路沖擊電流為：三相短路容量為：重要用戶可以從不同母線段引出兩個(gè)回路，用兩個(gè)電路供電；當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)該母線各出線須停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。方案：?jiǎn)文妇€分段帶旁路。優(yōu)點(diǎn)：具有單母線分段全部?jī)?yōu)點(diǎn)，在檢修斷路器時(shí)不至中斷對(duì)用戶供電。缺點(diǎn)：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。方案：高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段。優(yōu)點(diǎn)：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)切換操作，即可迅速恢復(fù)

13、對(duì)整個(gè)變電所的供電。缺點(diǎn)：在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍需停電。以上三種方案均能滿足主接線要求，采用三方案時(shí)雖經(jīng)濟(jì)性最佳，但是其可靠性相比其他兩方案差；采用方案二需要的斷路器數(shù)量多，接線復(fù)雜，它們的經(jīng)濟(jì)性能較差；采用方案一既滿足負(fù)荷供電要求又較經(jīng)濟(jì)，故本次設(shè)計(jì)選用方案。如下圖:高壓主接線圖7、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)： 高壓一次設(shè)備的選擇必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)安全可靠的運(yùn)行，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。高壓斷路器型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流峰值熱穩(wěn)定電流ZN23-1010KV630A63KA25KA固有分閘時(shí)間合閘時(shí)間陪用操

14、作機(jī)構(gòu)開(kāi)端電流0.06S0.075SCT1225KA高壓熔斷器型號(hào)額定電壓熔絲額定電流RW5-10/2510KV25A額定開(kāi)斷電流斷路容量上限下限6.3KA200MVA15MVA高壓電流互感器型號(hào)額定電流比次級(jí)組合ZA-10200/50.5/3/ 0.3二級(jí)負(fù)荷0.5級(jí)1級(jí)3級(jí)0.81.21電壓互感器型號(hào)額定電壓原繞組副繞組JDJJ-1010kv0.03kv隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)額定電流額定電壓GW1420010極限通過(guò)電流峰值熱穩(wěn)定電流4031.5KA 低壓一次設(shè)備的選擇，與高壓一次設(shè)備的選擇一樣，必須考慮安裝地點(diǎn)，并滿足在正常條件下和故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)

15、合理低壓斷路器型號(hào)額定電壓額定電流ZN28-040.4200動(dòng)穩(wěn)定峰值熱穩(wěn)定電流開(kāi)斷電流202020KA低壓電流互感器型號(hào)額定一次電流一次安匝LMZJ1-0.5400400額定二次負(fù)荷0.5級(jí)1級(jí)0.40.6低壓隔離開(kāi)關(guān)型號(hào)額定電壓額定電流GN19-0.4C/200.4KA200A極限通過(guò)電流熱穩(wěn)電流50KA12.5 從配電所引出的10kv的工芯電纜采用交聯(lián)聚錄乙烯絕緣電力電纜型號(hào)：YJV-3×（50×4） YJV-3×（80×10）+1×（60×6）8、大樓內(nèi)外照明設(shè)計(jì)電氣照明設(shè)計(jì)是由照明供電設(shè)計(jì)和燈具設(shè)計(jì)兩部分組成。設(shè)計(jì)要解決照度

16、計(jì)算、導(dǎo)線截面的計(jì)算、各種燈具及材料的選型，并繪制照明設(shè)計(jì)平面圖。光源按其工作原理可分為熱輻射光源、氣體放電光源、半導(dǎo)體發(fā)光源三種。常用的光源有：白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈、高壓汞燈、金屬鹵化物燈和半導(dǎo)體燈等。照明光源的選擇遵循以下的一般原則：8.1、發(fā)光效率好；2）、顯色性好，既顯色指數(shù)高；3）、使用壽命長(zhǎng)；4）、可靠、方便、快捷；5）、性價(jià)比高。9、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì):高層住宅分板式和塔式兩種。配電系統(tǒng)及計(jì)量方式應(yīng)滿足下列要求：照明系統(tǒng)采用樹(shù)干式配電。根據(jù)每層戶數(shù)的多少，每一層或二層取一相交流200V電源供電。1）、 照明計(jì)量設(shè)在每層用戶表箱內(nèi)。2）、 在動(dòng)力總配電柜內(nèi)設(shè)動(dòng)力總計(jì)量表。3）、 消防用

17、電要求雙路電源時(shí)，應(yīng)以動(dòng)力電源為主電源，照明電源為備用電源。4）、 電梯前室照明及公共樓梯燈用電按動(dòng)力計(jì)量（不裝子表），人防層、居委會(huì)應(yīng)單獨(dú)計(jì)量。5）、 設(shè)備層及地下室用電按照明計(jì)量，電度表裝在照明配電柜內(nèi)。6）、 住戶配電箱可參照多層住宅的戶箱。如下圖：10、防雷和接地裝置的確定1）、變配電所的防雷措施裝設(shè)避雷針。室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來(lái)防護(hù)直接雷擊。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物上防雷設(shè)施保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時(shí)，不必再考慮直擊雷的保護(hù)。高壓側(cè)裝設(shè)避雷器。這主要用來(lái)保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最關(guān)鍵的設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主

18、變壓器安裝。避雷器的接地端應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)及金屬外殼等連接在一起。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地。低壓側(cè)裝設(shè)避雷器。這主要用在多雷區(qū)用來(lái)防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時(shí)（如IT系統(tǒng)），其中性點(diǎn)可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護(hù)間隙。2）、防雷裝置的確定直擊雷的防治根據(jù)變電所雷擊目的物的分類，在變電所的中的建筑物應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。在進(jìn)線段的1km長(zhǎng)度內(nèi)進(jìn)行直擊雷保護(hù)。防直擊雷的常用設(shè)備為避雷針。所選

19、用的避雷器：接閃器采用直徑的圓鋼；引下線采用直徑的圓鋼；接地體采用三根2.5m長(zhǎng)的的角鋼打入地中再并聯(lián)后與引下線可靠連接。雷電侵入波保護(hù)由于雷電侵入波比較常見(jiàn)，且危害性較強(qiáng)，對(duì)其保護(hù)非常重要。對(duì)變電所來(lái)說(shuō)，雷電侵入波保護(hù)利用閥式避雷器以及與閥式避雷器相配合的進(jìn)線保護(hù)段；為了其內(nèi)部的變壓器和電器設(shè)備得以保護(hù)，在配電裝置內(nèi)安放閥式避雷器。接地基本理論電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。連接接地體與設(shè)備、裝