检察院供配电毕业设计-张俊起.docx

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1、检察院供配电毕业设计-张俊起毕业设计 论文 题目：某人民检察院供配电设计 系别：电气与电子工程系 专业：电气工程及其自动化 姓名：张俊起 学号：1214040515 指导老师：张晓杰平顶山工学院 2008 年 5 月 29 日成果评定毕业设计（论文）成果评定成果评定说明一、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， 老师，由指导老师批阅，写出评语并预评分。二、答辩工作结束后，答辩小组应实行特地会议按学校统一的评分标准和评分办 法，在参考指导老师预评结果的基础上，评定每个学生的成果。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 成果，并

2、向学生公布。三、各专业学生的最终成果应符合正态分布规律。四、详细评分标准和方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）学生答辩状况的得分和评阅老师评分；（2）指导老师对学生毕业设计（论文）的评分班级 姓名学号 综合成果： 分（折合等级）答辩小组组长签字 年月 日答辩小组评定看法一、评语（依据学生答辩状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）表达状况（5 分）回答问题 情 况 （5 分）质 量 （正确性、

3、条理性、创建性、好用性）（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，答辩小组成员应具体批阅每个答辩学生的毕业设计（论文），为答辩做好打算，并依据毕业设计（论文）质量标准给出实际得分。2、肃穆仔细组织答辩，公允、公正地给出答辩成果。3、指导老师应参与所指导学生的答辩，但在评定其成果时宜回避。4、答辩中要有专人作好答辩记录。指导老师评定看法一、对毕业设计（论文）的学术评语（应详细、精确、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）工作看法与纪律（0 10 分）毕业设计

4、（论文）完成任务状况与水平（工作量与质量）（0 20 分）独立工作实力（0 10 分）基础理论和基本技能（1 10 0 分）创新能力（0 10 分）合计（0 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（0 10 分）外文翻译（0 10 分）论文撰写质量（0 10 分）学习看法（0 10 ）分）学术水平（ 20 ）论证实力与创新（0 40 分）合计（0 100 分）得分 指导老师签字： 年 月日 书目摘 摘要 . IIABSTRACT . III第一章 绪论 . 11.1 课题来源和工程概况 . 11.2设计目的和意义 . 11.3 设计主要完成的工作和依据 . 1其次章

5、 供配电设计 . 22.1建筑物分类 . 22.2负荷分级及供电要求 . 22.3变配电系统主结线方式 . 42.4办公楼供配电网络的确定 . 72.5 负荷计算 . 92.6 无功功率补偿 . 122.7 变压器选择 . 132.8EPS 应急电源的选择 . 142.9 低压配电系统接地型式的确定 . 152.10变压器凹凸压侧短路电流计算. 162.11 凹凸压侧电气设备的选型 . 192.12 电力变压器继电爱护 . 242.13 凹凸压侧电气设备校验 . 282.14 凹凸压供配电系统图（见附图 6、7）. 30第三章防雷系统 . 303.1 防雷 . 303.2防雷平面布置图（见附图

6、 13）. 33第四章智能配电系统设计 . 344.1 智能配电系统原理 . 344.2 本设计智能配电系统方案 . 36结论 . 38致谢 . 39参考文献 . 40附图 . 40摘要 在人们生活水平日益提高的今日，对生活的追求也有个了更高的要求，在加上当今电器设备的大量应用，人们对与自己相关的住宅，办公场所等提出了更高的要求，希望有个舒适，平安，绿色的环境，所以对电的设计也提出了更高的要求，本工程为某人民检察院九层综合办公楼，建筑高度为 49.4m，属二类高层建筑，底层地下部分为车库、配电室及其他动力机组室，二到八层地上部分为综合办公楼，九层为多功能厅。总建筑面积 7200m2 ，泵房及冷

7、冻机房设在底层。本论文对某人民检察院办公楼的供配电系统进行了设计，阐述了智能建筑供配电设计的目的、意义、设计任务和设计依据，并依据国家相关规范，对系统的供配电网络结构的选择、负荷计算、短路电流计算、电力变压器的继电爱护、防雷系统、以及电气设备的选择及校验等内容进行了合理的设计。设计中还兼顾了供配电的牢靠性、经济性等因素。最终本文阐述了变配电所计算机监控系统的重要意义、主要功能、网络结构、组网形式、以及网络仪表及其配置状况等。为适应供配电系统管理的须要，本文采纳了 ESD3000 变配电所计算机监控系统，文中依据实际工程设备监控要求，做出相应的配置方案。关键词：供配电系统、负荷、短路电流、继电爱

8、护、防雷、变电所、监控 Abstract In peoples living standards increasing today, the pursuit of life there is also a higher demand, coupled with todays electrical equipment in the large number of applications, people and their associated housing, office space, such as a higher demand that There is a comfortable,

9、safe and green environment, therefore, the design of a higher demand. This works for a comprehensive 9-storey office building Peoples Procurator, the building height of 49.4 m, a second class high-rise building, the bottom part of the underground garage, power distribution rooms and other crew room,

10、 the floor to the eighth floor of the building for integrated , For the 9-storey multi-function hall. A total construction area of 7200 m 2 , pumping stations and chilled room in the bottom. The present paper has carried on the design of the office building of some Peoples Procurator for the electri

11、cal power distribution system，introduces the intelligent building for the power distribution goal，the significance，the design duty and the design basis，and based on the national correlation standard，to the system load computation， the short-circuit current computation，the power transformer relay pro

12、tection，the anti-radar system，as well as contents and so on electrical equipment shaping and verification has carried on the reasonable solution. In the design also gave dual attention to has supplied factors and so on power distribution reliability, efficiency. In the end，the paper introduces the s

13、ignificance, main performance, network form，network structure and instruments，an its configuration of computer monitoring system for transforming and distribution stations. A system of ESD3000 substation computer supervision and control is developed to meet the need of power transforming and distrib

14、ution system management. The relevant configuration is made on the actual project equipment’s supervision and control requirement. Key words : For electrical power distribution system，burden，short-cut circuitcurrent，relay protection，anti-radar ，substation，supervision and control 第一章绪论 1 1.1 课题

15、来源和 工程概况 随着社会的进步和改革开放的不断深化，我国的建筑工业突飞猛进。绿色建筑、智能建筑的兴起，标记着现代建筑朝多元化方向发展,向新的高度推动。改革开放以来，随着综合国力的增加，人民生活质量有了很大提高，建筑行业也得到很大改善,这就给建筑电气的设计带来了新的机遇和挑战。本工程为某人民检察院九层综合办公楼，建筑高度为 49.4m，属二类高层建筑，底层地下部分为车库、配电室及其他动力机组室，二到八层地上部分为综合办公楼，九层为多功能厅。总建筑面积 7200m2 ，泵房及冷冻机房设在底层。1.2 设计目的和意义 通过设计，可更好的熟识有关高层建筑国家的有关规范、标准和规定；熟识高层建筑电气设

16、计的内容；树立科学技术与工程经济相统一的辨证观点；培育综合应用所学的理论学问分析解决工程实际问题的实力；了解建筑电气的特点；驾驭建筑电气设计计算的方法和步骤；并在进行工程计算、工程制图、文字处理等方面得到初步训练；为以后从事高层建筑电气工程设计、运行及管理工作打下必要的基础。3 1.3 设计 主要 完成的工作 和依据 1.主要工作：水泵房、冷冻机房、电梯机房的配电系统，各层照明与动力配电系统，防雷接地设计及智能配电监控系统设计，其中供配电设计作为本设计的重点内容。2.依据：本工程依据有关规范规定和各专业提出的用电要求及甲方提出的设计要求，进行电气设计。 其次章供 配电 设计 2.1 建筑物分类

17、 1 2.1.1 按建筑物基本功能分 类按建筑物基本功能分为民用建筑和工业建筑。民用建筑包括：住宅建筑、商业建筑（商业网点、商场）、办公建筑、宾馆建筑、学校建筑（图书馆、教学楼、办公楼、宿舍等）、医院建筑、体育场馆、展览馆、影剧院等。工业建筑包括：车间、厂房等。依据 1.1 中所述，本工程为综合办公楼故属于民用建筑。2 2.1.2 按建筑物高度分 类高层建筑（一类高层、二类高层）、非高层建筑。一类高层建筑包括：高级住宅、19 层及其以上的一般住宅、高度 24m 及其以上的医院、高级旅馆、高度大于 50m 的商业楼或每层面积超过 1000 m2的商业楼、单层面积超过1500m2 或高度超过 50

18、m 的商住楼、藏书超过 100 万册的图书馆。二类高层建筑包括：不属于一类高层的高层民用建筑。依据 1.1 中所述，本工程建筑高度为 49.4m，属于二类高层建筑。2.2 负荷分级及供电要求 1 2.2.1 负荷分级电力负荷依据供电牢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。1、一级负荷 (1)中断供电将造成人身伤亡者。(2)中断供电将造成重大政治影响者。(3)中断供电将造成重大经济损失者。(4)中断供电将造成公共场所秩序严峻混乱者。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、国家级及担当重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及

19、常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，为特殊重要负荷。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、火灾以及严峻中毒的一级负荷亦为特殊重要负荷。2、二级负荷(1)中断供电将造成较大政治影响者。(2)中断供电将造成较大经济损失者。(3)中断供电将造成公共场所秩序混乱者。3、三级负荷：不属于一级和二级的电力负荷。民用建筑中常用重要电力负荷可参照中华人民共和国行业标准民用建筑设计规范 JGJ/T 1692。本工程消防限制中心、火灾自动报警、事故照明、疏散指示灯等消防用电及一层泵房的消防泵、喷淋泵、污水泵属一级负荷，同时也为特殊重要的负荷。在市电停电是由

20、EPS 供电，客梯、生活水泵等为二级负荷，一般照明、空调、厨房设备等其它电力负荷为三级负荷。2 2.2.2 各级负荷对供电电源的要求一级负荷对电源供电的要求：1.一级负荷中一般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，另一个电源不应同时受到损坏。2.一级负荷中特殊重要负荷，除上述两个电源外，还必需增设备用电源。为保证对特殊重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。（1）常用的应急电源可有下列几种：a.独立于正常电源的发电机组。b.供电网络中有效地独立于正常电源的特地馈电线路 c.蓄电池。（2）依据允许的中断供电时间可分别选择下列应急电源：a.静态沟通不间断电源装置适用于允许中

21、断供电时间为毫秒级的供电。b.带有自动投入装置的独立于正常电源的特地馈电线路，适用于允许中断时间为 1.5s 以上的供电。c.快速自动起动的 EPS 应急电源组，适用于允许中断供电时间为 15s 以上的供电。二级负荷对电源供电的要求：对于二级负荷一般应由两回线路供电，当电源来自于同一区域变电站的不同变压器时，即可认为满意要求。三级负荷对电源要求：无特别要求，一般单电源供电即可。2.3变配电系统 主结线 方式 2.31 .1 主结线定义和基本要求主结线是指由各种开关电器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备依肯定次序相连接的接受和安排电能的电路。对主结线的基本要求是：1、平安性 必

22、需在任何可能的运行方式及检修状态下运行人员即设备的平安。2、牢靠性 断路器检修时，不宜影响对系统的供电。断路器或引线检修及引线故障时，尽量削减停远回路和停长时间，并保证对一级负荷及全部及大部分二级负荷的供电。3、敏捷性 主结线应满意在调度、检修及扩建时的敏捷性。（1）调度时，应可以敏捷地投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷满意系统在事故运行方式，检修运行方式及特别运行方式下的系调度要求。（2）检修时，可以便利地停运断路器，母线及其继电爱护设备进行安检修而不致影响电力网和对用户的供电。（3）扩建时，可以简单地从初期接线过渡到最终接线，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。4、经济性：主结线在满

23、意牢靠性，敏捷性要求的前提下做到经济合理。（1）投资省 A、主结线要求简洁，以节约断路器、隔离开关、电流互感器和电压互感器、避雷器等一次设备。B、要使继电爱护和二次回路不过于困难，以节约二次设备和限制电缆。C、要能限制短路电流，以便选择价廉的电器设备和轻型电器。D、如能满意系统平安运行及继电爱护要求，110KV 及以下终端和分支变电所可用简洁接线方式。（2）占地面积小，主结线设计要为配电装置创建条件，尽量使占地面积削减。（3）电能损失小，经济合理地选择各种电气，削减电能损失。（4）具有将来发展和扩建的可能性。2.32 .2 主结线分类及选型主结线：可分为有母线结线和无母线结线两大类。有母线结线

24、又可分为单母线结线和双母线结线；无母线结线可分为单元式结线、桥式结线和多角式结线。中低压供配电系统中主要采纳单母线结线、单元式结线和桥式结线。母线：实质上是主结线电路中接受和安排电能的一个电气结点，形式上它将一个电气联接点延长成了一条线，以便于多个进线回路的联接。在中低压供配电系统中通常采纳矩形截面的铜排作为母线。单母线结线：是有母线主结线的一种。是中、低压供配电系统中最常用的一种主结线形式。它分为单母线不分段结线，单母线分段结线，单母线带旁路结线等,其中单母线不分段结线，单母线分段结线最为常用。1、单母线不分段结线 单母线不分段结线 具有简洁清楚，设备小，投资小，运行操作便利，且有利于扩建等

25、优点，但牢靠性和敏捷性较差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必需断开它所接的电源；与之相接的全部电力装置，在整个检修期间均需停止工作。此外在出线断路器检修期间，必需停止该回路的工作。因此，这种接线只适用于 6220KV 系统中只有一台发电机或一台主变压器，且出线回路又不多的中、小型发电厂和变电所，它不能满意、类用户的要求，但若采纳成套配电装置，由于牢靠性高，也可用于较重要用户的供电。2、单母线分段结线 单母线分段接线具有简洁清楚，设备较少，投资较小，运行操作便利，且有利于扩建等优点，并可提高供电牢靠性和敏捷性。对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路。由两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断

26、路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电，两段母线同时故障的可能甚小，可以不予考虑。分段的数目，取决于电源数量和容量。段数分得越多，故障时停电范围越小，但运用断路器数量也越多，且配电装配和运行也越困难，通常以 23 段为宜，这种接线广泛用于中、小容量发电厂的 610KV 接线和 6220KV 变电所中。单元式结线：单元式结线用于只有一回路进线和一回路出线的场合；只有一种运行方式。桥式结线：桥式结线用于有 n 回路进线和 n 回路出线的状况，通常式二进二出。桥式结线实际是单母线结线中进出线回路相同，且取消了进线或出线的断路器时的特别状况。依据以上所诉本工程属于双电源进线

27、多回路出线的供电形式，故应选择单母线形式的主结线。2.3. .3 3 办公 楼 主结线的确定由上可知，不同的主结线有不同的特点，不同的牢靠性，为本建筑选一个合适的主结线是很重要的，下面首先比较比较常用的两种主结线。表 2-1单母线不分段结线与单母线分段结线比较 单母线不分段 单母线分段 占地面积 占地面积较大 占地面积较小些 优点 接线简洁、清楚、设备小、操作便利、便于扩建、投资较小 接线简洁、操作便利、便于扩建供电牢靠性，敏捷性较好 缺点 供电的牢靠性，敏捷性较差，不能满意、类用户须要 投资较大些 适用范围 用于6220KV系统中只有一台发电机或一台主变，且出线不多的中、小型变电所 适用于

28、610KV 电压等级引出线在6 回以上的中、小型变电所中 依据以上主结线的比较和电力系统的发展、用户的需求等几方面考虑，从近期及远景的发展规划，确定本办公楼主结线方式选择为单母线分段结线。采纳两路市网供电，正常状况下全部用电设备均采纳市网供电，当市网停电后不重要的三级负荷（如一般照明、厨房设备、空调等）停电，重要的一、二级负荷（消防限制中心、火灾自动报警、事故照明、疏散指示灯等消防用电及一层泵房的消防泵、喷淋泵、污水泵）切换至 EPS 应急段线路接着供电。4 2.3.4 本工程 主结线 详见 主结线 图（附图 4 4 ） 2 2. .4 4办公楼 供配电网络的确定 2.41 .1 供配电网络的

29、定义供配电网络是指由电源端（变配电站）向负荷端（电能用户或用电设备）输送电能时采纳的网络形式。供配电网络由电力线路将变、配电站与各电能用户或用电设备连接起来。2.42 .2 供配电网络分类主要的类别有放射式、树干式和环式以及由上述三种形式派生出来的其它形式。1.放射式网络结构 （1）单回路放射式 由电源端实行一对一的方式干脆向用户供电，每条线路只向一个用户点供电。供电牢靠性较高，适用于中压和低压系统。（2）双回路放射式 每个用户均由两回放射式回路供电。可向一、二级负荷供电。此种网络在中压和低压系统中均常见。（3）带公共备用线的放射式任何一条配电线路发生故障或停电检修时，都可以切换至公共备用线上

30、，以保证接着供电提高牢靠性。此种网络一般在中压系统中应用。2.树干式网络结构 （1）单回路树干式 它是电源端向负荷端配出干线，在干线的沿线引出数条分支向用户供电。牢靠性比较低，所以只能向三级负荷供电。（2）双回路树干式每个用户都由两条树干同时供电。这种结构适用于中、低压系统。3.环式网络结构 一般用于中压系统或高压系统，尤其在城市供配电网络中得到广泛应用 （1）单环式网络结构电源可为两个或一个。网络结构清楚，牢靠性也较高，网络中任何一段线路检修时均不会造成用户停电，可向一、二级负荷供电。（2）双环式网络结构 每个用户都可以从随意一个环网中取得电源，牢靠特别高，当然一次投资也相应增高。三种网路结

31、构见下图： 2.43 .3 各种网络结构的供电牢靠性及适用对象中压系统 常见网络结构形式有环式结构、放射式结构和树干式结构。低压系统 常见的网络结构有放射式结构和树干式结构。2.4. .4 4 本 工程 配电系统网络方案的技术、经济分析供配电设计方案不仅应满意平安牢靠供应电能的要求，还应力求经济合理，即投资少，运行费用低。依据经济性和运行稳定性分析，本设计采纳放射式与树干式相结合的供电网路。从变压器出来的低压配电系统采纳放射式，全部主要出线都从母线引出。对于泵房、消防限制中心，计算机中心，采纳双回路放射式供电。对于中心空调、电梯等动力系统采纳单回路放射式供电。对于应急照明采纳双回路树干式。对于

32、一般照明，采纳单回路树干式。5 2.4.5 供配电网 络 结构详见配电干线图 （附图 5 5 ）图 2-12.5 5 负荷计算 2.51 .1 负荷计算及负荷计算的目的计算负荷，作为按发热条件选择配电变压器、导体及电器的依据，并用来计算电压损失和功率损耗。在工程上为便利计，也作为电能消耗量及无功功率补偿的计算依据。2.52 .2 负荷计算方法1、须要系数法：用设备功率乘以须要系数，干脆求出计算负荷。这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配变电所的负荷计算。2、利用系数法：采纳利用系数求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台属和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数的出的计算负荷。这种方法的

33、理论依据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际，但因利用系数的实测与统计较困难，在民用建筑电气设计中一般不用。3、二项式法：在设备组容量之和的基础上，考虑若干容量最大设备的影响，采纳阅历系数进行加权求和法计算负荷。4、单位面积功率法、单位指标法。2.53 .3 负荷计算方法 的选择1.在方案设计阶段可采纳单位指标法；在初步设计及施工图设计阶段，宜采纳须要系数法。2.对于住宅，在设计的各个阶段均可采纳单位指标法。3.用电设备台数较多，各台设备容量相差不悬殊时，宜采纳须要系数法，一般用于干线，配变电所的负荷计算。4.用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时宜采纳二项式法，一般用于支干线和配电

34、屏(箱)的负荷计算。本建筑为方案设计，用电设备较多，并且用于配电室的负荷计算，故采纳须要系数法计算负荷。2.5 54 .4 须要系数法1、单组设备计算负荷 Pc=K d =ni 1P Ni S c =2 2c cP Q + Q c = P c tgφI C =S c / 3 U r 式中 =ni 1P N 总设备功率，单位为 kW K d 须要系数P c 计算有功功率，单位为 kW Q c 计算无功功率，单位为 kvarS c 计算视在功率，单位为 kVAtgφ电气设备功率因数角的正切值 U r 电气设备额定电压，单位为 kVI C 计算电流，单位为 A。2、多组设备计算负荷 Pc=K ∑P K d =ni 1P Ni Q c =K ∑q P c tgφ S c =2 2c cP Q +I C =S c / 3 U r式中 K ∑P