大学毕业论文---某商住楼供配电系统设计.doc
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1、本 科 生 毕 业 设 计 (论 文)题目:某商住楼供配电系统设计The design of power supply and distribution system for a commercial lives building 教学单位 电气信息工程学院 姓 名 学 号 年 级 专 业 电气工程及其自动化 指导教师 职 称 2013年5月10日摘 要本工程是对地下一层,地上十七层的商住楼供配电系统进行全面设计,保证系统安全、可靠、优质、经济地运行,必须遵守国家的有关规定及标准,执行国家的有关方针政策,包括节约能源,节约有色金属等技术经济政策。设计内容主要包括供配电系统的主结线,供配电方式的
2、确定,供配电系统负荷计算,短路电流计算,高低压系统主要电气设备的选择,防雷接地,完成供配电系统部分的图纸(高低压系统图、主结线图)。关键词:负荷计算、短路电流计算、防雷接地。AbstractThe project is on the floor, a comprehensive design of power supply and distribution system, seventeen on the ground floor of the building, to ensure the system security, reliability, quality, economic ope
3、ration, must abide by the relevant regulations and standards of the state, the implementation of the relevant national policies, including saving energy, saving non-ferrous metals and other technical and economic policy.The design content mainly includes main junction of power supply and distributio
4、n system, determine the power supply, power supply and distribution system load calculation, short-circuit current calculationtion, the main electrical equipment the main of high and low voltage system selection, lightning protection and grounding of power supply and distribution system, complete th
5、e part drawings (high and low voltage system diagram, the main wiring diagram).Keyword: Load calculation, short-circuit electric current calculation, grounding for lightening.目 录摘 要1Abstract2第1章 绪论51.1 工程概况51.2 设计依据51.3 设计目的51.4 建筑电气发展趋势5第2章 主结线设计72.1 负荷对供配电的要求72.2 主结线72.3 主结线设计图8第3章 负荷计算93.1 负荷分级93
6、.2 负荷数据93.3 负荷计算103.3.1 负荷计算主要公式103.3.2 变压器低压侧负荷计算123.3.3 变压器高压负荷计算14第4章 短路电流计算164.1 短路种类164.2 主要公式164.3 变压器短路电流计算164.3.1 变压器高压侧短路电流计算164.3.2 变压器低压侧短路电流计算18第5章 主要电气设备的选择校验215.1 高压断路器的选择及校验215.1.2 对高压断路器的校验215.1.3 高压断路器选择参数215.2 低压断路器的选择及校验215.2.1 低压断路器的选择及校验215.2.2 低压断路器的选择参数225.3电缆截面面积的选择及校验225.4 母
7、线的选择及校验245.5 电流互感器的选择及校验245.5.1 电流互感器的选择245.5.2 电流互感器的校验255.6 隔离开关的选择265.7 中压成套配电装置275.8 低压成套配电装置27第6章 防雷接地286.1 建筑物防雷类别的确定286.2 建筑物防雷措施286.3 建筑物外部防雷装置的布置286.4 雷电过电压保护设计286.4.1 高压电气装置过电压保护设计286.4.2 低压电气装置过电压保护设计296.5 电气装置接地与等电位联结设计296.5.1 电气装置的接地与接地电阻的要求296.5.2 接地装置的设计296.6 等电位联结设计30参考文献31附 录32致 谢35
8、第1章 绪论1.1 工程概况 某商住楼,总18层,地上17层,地下1层。占地面积1590平方米,总建筑面积27040.9平方米,建筑物总高度为60米。年预计雷击次数0.11次,为二类防雷建筑物。地面一到二层为商场,三层以上均为住宅用房;地下层为设备层,变电所设在地下一层。1.2 设计依据民用建筑电气设计规范(GBJGJT16)2008版;民用建筑电气设计手册2007版;供配电系统设计规范(GB50054)2009版;建筑物防雷设计规范( GB50057-94)2000版。1.3 设计目的通过一个学期对建筑电气供配电系统的学习,使我对该课程有了初步的理解。明白了供配电设计中的一些基本要求和设计时
9、的一些注意事项,同时还对供配电系统中根据实际情况进行设备选型有了大致了解。本次设计主要是针对供配电系统的全面的设计,首先是让我们了解整个系统设计的步骤,包括原始资料的整理与分析、负荷计算、变压器的选择和断路器的选择和整个供电系统图的设计;其次,是考察我们的思维方式,包括一些设备参数的选取和整个系统的供电质量的评定。设计目的可以总结成以下几点:巩固建筑电气供配电系统的理论知识;学习和掌握建筑电气部分设计的基本方法,学习和应用有关技术、经济政策、设计规范、规程和技术规定;培养我们独立分析和解决工程问题的工作能力及实际工程设计的基本技能;提高编写技术文件和制图的技能;是对我们设计小组的团结合作精神的
10、考验,大家只有齐心协力才能更好的完成设计任务。本次设计使我们更加透彻的了解并很好的掌握了课本的理论知识,理论和实践相结合,使我们的学习事半功倍。1.4 建筑电气发展趋势随着科学技术的飞速发展以及人民生活水平的不断提高,建筑电气正向着自动化、节能化、信息化、智能化方向发展。电气设备趋向小型化、易操作化、寿命长、免维护、可扩展,并且更加安全可靠。防止人身触电和火灾事故的措施更加完善。线路敷设方式更加灵活。供配电系统实现全面自动化。更加注重保护环境和节约能源,实现可持续发展。第2章 主结线设计2.1 负荷对供配电的要求 一级负荷:双电源末端切换。 一级负荷中特别重要负荷:双电源和完全独立的应急电源。
11、 二级负荷:双回路末端切换。 三级负荷:对电源无特殊要求,一般单电源供电即可。12.2 主结线 定义:主接线是指各种开关电器,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。1 主要元器件:a. 断路器(QF):开关电器,能切除或投入正常负荷,并能切除故障回路。具有灭弧装置,断开时无明显可见断点。b. 负荷开关(QL):开关电器,能切除或投入正常负荷,具有灭弧能力,断开时具有明显可见断点。c. 隔离开关(QS):隔离电器,只能切除或投入空载或很小(几安)的负荷,断开时有明显可见断点,常与断路器配合使用。d. 熔断器(FU):保护电器,专门用
12、于切断过负荷较大的回路或短路回路。e. 电流互感器(TA):电流变换器,隔离高电压,将大电流变小电流。f. 电压互感器(TV):电压变换器,隔离高电压,将高电压变低电压。g. 避雷器(F):防过电压侵入。h. 移相电容器(C):作无功补偿。4 单母线不分段结线:母线上侧位电源进线回路,下侧为向负荷供电的配出线回路。通常分两种情况:单进线回路(只有一种运行方式),双进线回路(双电源并列运行,双电源一用一备运行,电源一进一出运行三种运行方式)。 单母线分段结线:母线用“断路器+隔离开关”分为两段或多段,通常用于两回路或多回路进线线路的情况。(通常有双电源并列运行,双电源分列运行和双电源一用一备运行
13、三种运行方式)。 桥式结线:也叫H形结线,用于有n回进线和n回出线的情况,常有二进二出或三进三出,主要用于中,高压系统。分内桥式结线(适合负荷变化不大)和外桥式结线(适合负荷变化大)。2 典型主结线形式: a.向三级负荷供电的主结线般变压器一次侧采用单元式结线,二次侧采用单母线结线,负荷较大时,许采用两台或多台变压器时,一次侧采用单母线不分段结线,二次侧采用单母线分段不联络的结线。 b.向一、二级负荷供电的主结线般应有两回电源进线,此时变压器一二次侧均采用单母线分段结线。 c.向特别重要负荷供电的主结线二次侧仍采用单母线分段结线,但二次侧的母线分段方式可有多种。 d .有多种应急电源向特别重要
14、负荷供电的结线。 e.变电站中压开关为“负荷开关熔断器”的主结线,。52.3 主结线设计图本工程高压供电应由区域变电站不同母线段引来两路10KV电源至高压配室,设计为单母线分段结线,因为有较大的一、二级负荷,设计为三台变压器,正常工作时,两路电源同时供电,变压器之间的母联开关断开,变压器正常供电,故障时,变压器之间的母联开关闭合,变压器对一、二级负荷供电。一级负荷用双电源末端切换,二级负荷用双回路末端切换,三级负荷没有特殊要求,综上所述,主接线设计图见附录一。 第3章 负荷计算3.1 负荷分级该工程属于一类高层建筑,用电多为一、二级负荷,用电负荷分级如下:一级负荷:生活泵、住宅风机、地下送风机
15、、污水泵、住宅应急用电、设备房照明。二级负荷:电梯、物业管理。三级负荷:住宅用电、商业用电。33.2 负荷数据住宅用电、住宅应急用电、商业用电的计算过程如下:3 17层住宅用电估算采用的是住宅用电量指标法,其中:公式为 式中 住宅用电同时系数; 住宅用电量指标,单位为KW/户; 供电范围内的住宅户数。 商住楼用电估算采用负荷密度法,如下:12层商住楼用电: 其中 50W/是功率指标。6应急用电: 负荷统计数据如表一所示:本工程负荷数据 表一负荷名称设备功率功率因数需要系数负荷分级生活泵60KW0.871 一级 住宅风机5KW0.80.8一级地下送风机15KW0.81一级污水泵4KW0.80.7
16、一级住宅应急用电4.1KW0.91一级设备房照明15KW0.91一级电梯16KW0.70.8二级物业管理15KW0.80.8二级1层商业用电80KW0.90.8三级2层商业用电80KW0.90.8三级37层住宅用电540KW0.90.8三级812层住宅用电540KW0.90.8三级1317层住宅用电540KW0.90.8三级3.3 负荷计算3.3.1 负荷计算主要公式单组设备计算负荷 式中 总设备功率,单位为KW; 需要系数 计算有功率,单位为KW; 计算无功功率,单位为kvar; 计算视在功率,单位为KVA; 电气设备功率因数角的正切值; 电气设备额定电压,单位为KV; 计算电流,单位为A;
17、多组设备的计算负荷式中 有功功率同时系数 无功功率同时系数无功补偿的计算补偿前 补偿后需要补偿 式中 补偿前的平均有功功率,单位为KW; 补偿前的平均无功功率,单位为kvar; 需补偿的无功功率,单位为kvar; 补偿前后的功率因数角; 无功功率补偿率。变压器损耗计算变压器的损损耗计算公式如下: 式中 变压器最在有功损耗,单位为KW; 变压器空载有功损耗,单位为KW; 变压器短路有功损耗,单位为KW; 变压器上通过的计算视在功率,单位为KVA; 式中 变压器最大无功损耗,单位为kvar; 变压器空载电流与额定电流的百分比; 变压器短路电压与额定电压的百分比; 变压器上通过的计算视在功率,单位为
18、KVA; 变压器额定视在功率,单位为KVA3.3.2 变压器低压侧负荷计算采用逐点计算法,见表二 其中A A、D D、E E见附录一。低压侧负荷计算 表二 负荷名称计算点设备功率/KW功率因数cos需要系数Kd计算有功功率P/KW计算无功功率Qc/kvar计算视在功率Sc/KVA计算电流Ic/A 37层住宅用电 A5400.90.8432209.2480727.3 812层住宅用电 A5400.90.8 432 209.2480727.3 1层商业用电 A800.90.8643171107.9 生活泵 A600.871603469104.8地下送水机A150.811511.315.423.2污
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