供配电设计2.doc

吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计（论文）

第1章 绪论

1.1设计目的
1. 通过此次课程设计，使所学的供配电知识进行全面的复习和总结，巩固所学的理论知识；
2. 通过理论与实践相结合，提高分析问题和解决问题的能力；
3. 学会使用规范、标准及有关设计资料；
4. 初步掌握设计步骤和基本内容，掌握编写设计说明书的基本方法；
5. 在绘制施工图方面得到了初步锻炼。
1.2设计的主要内容
1.负荷计算
2.短路电流计算
3.系统保护的设置和整定
4.电气设备的选择
1.3设计题目
《德清酒店配电所设计》

第2章 计算负荷

2.1 需要系数的确定
需要系数是与用电设备的工作性质、设备台数、设备功率及功能的充分利用等因素有关。通过查阅《供配电系统》P290列出了本工程相关的需要系数及功率因素，本计算方案中涉及到的公式：

式中 : 总设备功率，单位为kW；
:需要系数；
:计算有功功率，单位kW；
:计算无功功率，单位kvar；
:计算视在功率，单位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；
2.2 根据设备的负荷照明回路进行统计计算
例：消防泵回路：设备容量150Kw，查表得需要系数为0.7，功率因数为0.8.
Pc=150*0.7=105Kw
Qc=Pctanφ=105*0.75=78.75Kvar
Sc=131.25KVA
=199.4A
表2-1各电气用电设备及变电所的总负荷计算如下
名称
设备容量
需要系数
功率因数
有功功率
无功功率
视在功率
Ic
地下室照明
6
0.6
0.9
3.6
1.728
3.993242
6.07
地下室照明
10
0.6
0.9
6
2.88
6.655404
10.1
地下室照明
6
0.6
0.9
3.6
1.728
3.993242
6.07
地下室照明
6
0.6
0.9
3.6
1.728
3.993242
6.07
地下室照明
6
0.6
0.9
3.6
1.728
3.993242
6.07
地下室照明
10
0.6
0.9
6
2.88
6.655404
10.1
室外照明
40
0.6
0.9
24
11.52
26.62162
40.5
所用电
10
0.6
0.9
6
2.88
6.655404
10.1
锅炉房
7
0.6
0.9
4.2
2.016
4.658783
7.09
电梯
6.5
0.7
0.5
4.55
7.8715
9.09192
13.8
普通电梯
21
0.7
0.5
14.7
25.431
29.3739
44.7
普通电梯
62
0.7
0.5
43.4
75.082
86.72293
132
大堂照明
20
0.7
0.9
14
6.72
15.52928
23.6
主楼干线1
625
0.8
0.9
500
240
554.617
844
主楼干线2
598

0.8
0.9
478.4
229.632
530.6575
807
人防1
23
0.6
0.9
13.8
18.354
22.96322
34.9
人防2
30
0.6
0.9
18
23.94
29.95202
45.6
厨房动力
40
0.4
0.75
16
14.08
21.31306
32.4
厨房动力
30
0.4
0.75
12
10.56
15.98479
24.3
空调室外机组
140
0.5
0.8
70
52.5
87.5
133
空调室外机组
140
0.5
0.8
70
52.5
87.5
133
消防电梯
19
0.7
0.5
13.3
23.009
26.57638
40.4
消防中心
15
0.7
0.9
10.5
5.04
11.64696
17.7
消防风机
32
0.7
0.8
22.4
16.8
28
42.6
消防风机
38
0.7
0.8
26.6
19.95
33.25
50.6
消防风机
34
0.7
0.8
23.8
17.85
29.75
45.3
消防风机
16
0.7
0.8
11.2
8.4
14
21.3
消防风机
16
0.7
0.8
11.2
8.4
14
21.3
消防风机
20.5
0.7
0.8
14.35
10.7625
17.9375
27.3
消防风机
24
0.7
0.8
16.8
12.6
21
31.9
消防泵
150
0.7
0.8
105
78.75
131.25
200
水泵
39
0.7
0.8
27.3
20.475
34.125
51.9
稳压泵
2
0.7
0.8
1.4
1.05
1.75
2.66
消防潜水泵
2.2
0.7
0.8
1.54
1.155
1.925
2.93
总计

1600.84
1010
1892.826
2879
总有功功率：

总无功负荷计算：

总视在功率计算：

2.3正常电气用电设备及变电所的负荷计算
表2-2正常设备负荷计算如下
名称
设备容量
需要系数
功率因数
有功功率
无功功率
视在功率
Ic
地下室照明
6
0.6
0.9
3.6
1.728
3.993242
6.07
地下室照明
10
0.6
0.9
6
2.88
6.655404
10.1
地下室照明
6
0.6
0.9
3.6
1.728
3.993242
6.07
地下室照明
6
0.6
0.9
3.6
1.728
3.993242
6.07
地下室照明
6
0.6
0.9
3.6
1.728
3.993242
6.07
地下室照明
10
0.6
0.9
6
2.88
6.655404
10.1
室外照明
40
0.6
0.9
24
11.52
26.62162
40.5
所用电
10
0.6
0.9
6
2.88
6.655404
10.1
锅炉房
7
0.6
0.9
4.2
2.016
4.658783
7.09
电梯
6.5
0.7
0.5
4.55
7.8715
9.09192
13.8
普通电梯
21
0.7
0.5
14.7
25.431
29.3739
44.7
普通电梯
62
0.7
0.5
43.4
75.082
86.72293
132
大堂照明
20
0.7
0.9
14
6.72
15.52928
23.6
主楼干线1
625
0.8
0.9
500
240
554.617
844
主楼干线2
598
0.8
0.9
478.4
229.632
530.6575
807
人防1
23
0.6
0.9
13.8
18.354
22.96322
34.9
人防2
30
0.6
0.9
18
23.94
29.95202
45.6
厨房动力
40
0.4
0.75
16
14.08
21.31306
32.4
厨房动力
30
0.4
0.75
12
10.56
15.98479
24.3
空调室外机组
140
0.5
0.8
70
52.5
87.5
133
空调室外机组
140
0.5
0.8
70
52.5
87.5
133
消防电梯
19
0.7
0.5
13.3
23.009
26.57638
40.4
消防中心
15
0.7
0.9
10.5
5.04
11.64696
17.7
总计

1509.7
887.3
1751.1
2661
总有功功率：

总无功负荷计算：

总视在功率计算：

2.4发生火灾时的负荷计算如下表
表2-3发生火灾负荷计算如下
名称
设备容量
需要系数
功率因数
有功功率
无功功率
视在功率
Ic
消防电梯
19
0.7
0.5
13.3
23.009
26.57638
40.4
消防中心
15
0.7
0.9
10.5
5.04
11.64696
17.7
消防风机
32
0.7
0.8
22.4
16.8
28
42.6
消防风机
38
0.7
0.8
26.6
19.95
33.25
50.6
消防风机
34
0.7
0.8
23.8
17.85
29.75
45.3
消防风机
16
0.7
0.8
11.2
8.4
14
21.3
消防风机
16
0.7
0.8
11.2
8.4
14
21.3
消防风机
20.5
0.7
0.8
14.35
10.7625
17.9375
27.3
消防风机
24
0.7
08
16.8
12.6
21
31.9
消防泵
150
0.7
0.8
105
78.75
131.25
200
水泵
39
0.7
0.8
27.3
20.475
34.125
51.9
稳压泵
2
0.7
0.8
1.4
1.05
1.75
2.66
消防潜水泵
2.2
0.7
0.8
1.54
1.155
1.925
2.93
总计

285.4
224.2
362.9308
552
总有功功率：

总无功负荷计算：

总视在功率计算：

第3章 变电所设备选型

3.1变压器的补偿
表3-1无功扑偿后380V侧负荷计算表如下图
项目
COSφ
计算负荷
P（KW）
Q（KVAR）
S（KVA）
380V侧补偿前负荷
0.84
1358.7
842.9
1598.9
380V侧补偿后负荷
0.92
1358.7
578.9
1476.9
有功功率同期系数=0.9 无功功率同期系数=0.95

总无功负荷计算：

总视在功率计算：

=2429.3A
3.2变压器选型及功率因数补偿
由于感性负载比较多必须使电压一次侧功率因数达到0.9 以上.
补偿前的平均功率因数：==1358.7/1598.9=0.84<0.9
补偿后的平均功率因数暂取为：=0.92
则=0.64 =0.43
需要补偿的容量为：
Qcc= (-)=1358.7x(0.64-0.43)=253.11Kvar
故采用BW-0.4-12-3型电容器（Qr=12Kvar）,在0.4KV侧固定补偿。
则需装电容器的个数为： N==22（个）
此时，并联电容器的实际值为12x22=264Kavr,
补偿后的Qc=842.9-264=578.9 Kavr的实际平均功率因数为：
== =0.92
此值满足要求
根据视在功率Sc=1476.9，Sc/Sr≈0.75—0.85，由于用到两个变压器，所以一个变压器Sc=738.5，选取额定容量为1000kVA的变压器。
3.3变压器功率因数验证
根据查表得变压器的容量为1000KVA，空载损耗,短路损耗，,
变压器有功损耗：
变压器无功损耗：

计算有功功率:
无功功率:
视在功率：

,它和补偿后的功率因数不同，所以要再加4个电容器，再计算得
采用BW-0.4-12-3型电容器（Qr=12Kvar）,在0.4KV侧固定补偿。
则需装电容器的个数为： N==26（个）
此时，并联电容器的实际值为12x26=312Kavr,
补偿后的Qc=842.9-312=531 Kavr的实际平均功率因数为：
== =0.93
变压器有功损耗：
变压器无功损耗：

计算有功功率:
无功功率:
视在功率：
,
此值基本满足要求

第4章 短路电流的计算

4.1三相短路电流的计算目的
为了保证电力系统安全运行，选择电气设备时，要用流过该设备的最大短路电流进行热稳定校验和动稳定校验，以保证设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和点动力的巨大冲击。同时，为了尽快切断电源对电路点的供电，继电保护装置将自动地使有关断路器跳闸。继电保护装置的整定和断路器的选择，也需要短路电流数据。
42短路电流的计算公式（标幺值计算方法）
假设架空线阻抗X0=0.4Ω/km，电缆线路阻抗为0.08Ω/km ，长度均为1km，
基准容量，基准电压
1. 电力系统电抗标幺值：
2. 电力线路电抗标幺值： 0.081=0.08
3. 电力变压器电抗标幺值：
==3.75
4. 计算回路的总电抗：0.33+0.08+3.75=4.16
由于无限大容量电源电压标幺值，
=＋＋=0.33＋0.08＋3.75=4.16
=＋=0.33＋0.08=0.41

高压短路电流：
4.3主要设备的选择
4.3.1 高压设备的选择
高压断路器要满足以下要求：
1. 满足工作电压的要求
2. 满足工作电流的要求
3. 满足分段能力的要求
4. 满足动态稳定和热稳定的要求

选取ZN5-10/630
高压电流互感器选择
电缆电流：Ic=75.4kA
kA
选取LQJ-10-160/5
高压熔断器选择
低压断路器要满足以下要求：
1.满足工作电压的要求
2.满足工作电流的要求：熔断器的熔体应满足在正常工作条件时，熔体不会熔断，即I>Ic=75.4A
3.满足分段能力的要求

选取RN1-10-10-100
4.3.2低压设备的选择
例：消防中心：根据计算电流1.25 Ic=22.1A选择电流互感器型号：LQJ-10-30/5
根据1.1 Ic=1.1×19.9=19.5A选择断路器型号：NS100
根据载流量1.25（1.1 Ic）=24.3选择缆线型号：NH-YJV-5*4
表4-1设备选择如下
名称
电流互感器型号
断路器型号
缆线型号
地下室照明
LQJ-10 10/5
NS100
YJV-5*4
地下室照明
LQJ-10 30/5
NS100
YJV-5*4
地下室照明
LQJ-10 10/5
NS100
YJV-5*4
地下室照明
LQJ-10 10/5
NS100
YJV-5*4
地下室照明
LQJ-10 10/5

NS100
YJV-5*4
地下室照明
LQJ-10 30/5
NS100
YJV-5*4
室外照明
LQJ-10 100/5
NS100
YJV-4*10+1*6
所用电
LQJ-10 20/5
NS100
YJV-5*4
锅炉房
LQJ-10 20/5
NS100
YJV-5*4
电梯
LQJ-10 30/5
NS100
YJV-5*4
普通电梯
LQJ-10 100/5
NS100
YJV-4*16+1*10
普通电梯
LQJ-10 315/5
NS250
YJV-4*95+1*50
大堂照明
LQJ-10 30/5
NS100
YJV-5*4
主楼干线1
LMZ-10 1500/5
C1001
YJV-4*240+1*120
主楼干线2
LMZ-10 1500/5
C1001
YJV-4*240+1*120
人防1
LQJ-10 50/5
NS100
YJV-5*4
人防2
LQJ-10 50/5
NS100
YJV-5*4
厨房动力
LQJ-10 50/5
NS100
YJV-5*4
厨房动力
LQJ-10 50/5
NS100
YJV-5*4
空调室外机组
LQJ-10 315/5
NS250
YJV-4*95+1*50
空调室外机组
LQJ-10 315/5
NS250
YJV-4*95+1*50
消防电梯
LQJ-10 50/5
NS100
NH-YJV-4*10+1*6
消防中心
LQJ-10 100/5
NS100
NH-YJV-5*4
消防风机
LQJ-10 30/5
NS100
NH-YJV-5*6
消防风机
LQJ-10 30/5
NS100
NH-YJV-4*10+1*6
消防风机
LQJ-10 30/5
NS100
NH-YJV-5*6
消防风机
LQJ-10 20/5
NS100
NH-YJV-5*3
消防风机
LQJ-10 20/5
NS100
NH-YJV-5*2
消防风机
LQJ-10 20/5
NS100
NH-YJV-5*1
消防风机
LQJ-10 20/5
NS100
NH-YJV-5*0
消防泵
LQJ-10 315/5
NS250
NH-YJV-5*1
水泵
LQJ-10 75/5
NS100
NH-YJV-5*2
稳压泵
LQJ-10 5/5
NS100
NH-YJV-5*3
消防潜水泵
LQJ-10 5/5
NS100
NH-YJV-5*4

设计体会

这学期我们进行了供配电设计。通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在这个过程中，我就学会很多，做一件事，要有足够的耐心和信心才可以成功，而且不要气馁。
在做课程设计的同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用画图软件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们通过各种途径查找资料了解了很多开关d等的用途，并且对于其在变电所中的使用有了更多的认识。
这次课程设计使我对理论与实际相结合是很重要的有了进一步的了解，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能有所作为从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中，难免会遇到各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。
知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程设计给了我很多体会。我还会继续努力的。

致谢

本设计是在李学军老师的精心指导和大力支持帮助下顺利完成的。在此设计中我也学到了很多有关天正电气画图的制作知识，实验技能也都有了提高，非常感谢老师的指导。
在设计的过程中，老师很有耐心的给我们讲解酒店的原理和各设备的特点及功能。在画图的过程中，我的低压图出现点问题，在我着急，没有信心的时候，老师过来帮我检查问题，指导我哪里出现了问题，还告诉我别着急，慢慢来。使我有信心继续的做下去，让我深受鼓舞。
在这个设计过程当中，使自己学会了如何面对困难和解决困难，也学会了团结合作。虽然两个星期就快过去了，但是少不了老师的精心指导。
最后，再次对关心我，帮助我的老师和同学表示衷心的感谢，是你们的热情帮助让我有了很大的进步。

参考文献

[1] 智能建筑设计与施工系列图集.中国建筑工业出版社.2003
[2] 建筑与建筑群系统工程设计规范.GB－T50311－2007
[3] 天正电气. 韩宁、刘国林.人民交通出版社.2000
[4] AUTOCAD. 黄河.中国建筑工业出版社.2004
[5]供配电系统. 雍静.北京.机械工业出版社.2004.6

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