综合性大楼电气设计Word格式.docx
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本设计按照以下的步骤进行:
首先:
依照主接线的特点,选择各个电压等级的接线方式,进行综合比较,选择最佳接线方式。
其次:
进行短路电流计算,根据短路点计算三相短路稳态电流和冲击电流。
再次:
根据所选电气元件,结合实际绘制设计图纸,包括主接线图、二次回路图等。
最后进行校验。
以上是理论知识的体现而更中要的一点是在设计中培养自己运用所学知识解决实际问题的能力和创新精神,增强工程观,在设计过程中主要立足于应用所学基本理论和专业知识,大胆地运用新理论、新技术去分析解决实际问题,以便更好地适应工作的需要。
所有的设计查阅资料是必不可少的,而资料的获取应以实际为准,作为一名初次设计者,设计之前应具备一定的设计能力,但是由于缺乏经验,知识体系的不够完善等多种原因,适用于估算。
在估算的过程中,所得理论结果只要与实际偏差不大,对整个电力系统不产生重大的影响,是可行的。
1.2目的及内容
本设计是针对综合教学楼变电所进行的扩大初步设计,设计中涉及:
发电场电气部分、“电力系统分析”、“电力系统继电保护”等课程有关内容,通过设计培养学生综合运用所学知识分析、解决本专业领域工程技术问题的能力;
培养学生独立自学能力:
使学生受到工程师的基本训练,即工程设计和科学研究的初步能力;
包括:
调查研究、搜集资料(含文献检索);
方案论证、技术方案的计划与实施:
理论分析、设计和计算;
撰写学术论文或设计说明书等的能力。
主变压器选择;
变电所电气主接线设计:
短路电流计算:
电气设备选择(母线、高压断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和补偿电容器):
配电装置设计:
继电保护设计;
防雷保护设计;
绘制电气主接线图,绘制配电装
置平面图及直击雷保护范围图。
1.进行10KV变电所扩大初步设计:
2.完成任务书中的全部内容:
3.绘制变电所电气主接线图;
4.绘制配电装置平面图及直击雷保护范围图;
5.毕业设计说明书按统一格式打印装订成册;
6.说明书文字语言通顺简练,图表画法符合国家标准;
第2章负荷计算
2.1负荷概述
设计的变电所为综合楼提供可靠的电源,负荷的确定是为了正确、合理地选择电气设备和线路,并为无功补偿提高功率因数提供依据,由此再合理选择变压器开关电器等元件。
电力负荷及其大小是供电设备设计计算的根本依据,正确合理地进行负荷计算,对于投资的经济性,技术上的安全可靠性以及以后的经济运行和维护等关系重大,在本设计中采用需要系数法来确定计算负荷。
根据设计,两台主变压器分别供有不同的负荷,在此设计中忽略了部分负荷,根据工程技术的要求选取以下负荷:
2.2负荷计算
1#变压器负荷计算
照明部分
消防电梯
进风机
计算机
污水泵
消防照明干线
2#变压器负荷计算
电梯部分
正压风机
电力专用
1#变压器最后计算负荷
2#
第3章无功功率补偿
所谓无功功率补偿是把具有容性功率的装置与感性负荷联接在同一电路,当
容性装置释放能量在相互转化,感性负荷所吸收的无功功率可由容性装置输出的无功功率中得到补偿。
根据综合楼的具体情况,及其无功补偿方法的技术、经济比较选用电力电器补偿的并联补偿方法。
并联补偿时把电容器并接到被补偿设备的电路上,以提高功率因数,这种方法称为并联电容器补偿,这种方法适用于用电单位。
3.1并联电力电容器补偿
如图3-1所示为并联电力电容器补偿的原理图。
由图可见电力电容器在图中所示位置进行无功补偿时,线路WL1输送无功功率仍为无功功率,即Q=QL,而变压器输送的无功功率则为Q=QL-QC线路WL1输送的无功功率则为Q=QL+QT-QC,因此,电源只需向电力负荷提供S=P+J(QL-QC)的功率。
图3-1并联电力电容器补偿的原理图
通过以上可知并联电力电容器降低了通过输电线路及变压器的功率(或电流).同时也减少了对发电机无功功率的需求量。
3.2无功补偿容量的计算
根据设计要求,与实际需要交电所的功率㈥数达到0.9,所以对无功进行补偿。
1#变压器的负荷补偿:
P∑=581.355KW
功率因数:
CosФ1=0.69,现将其提高到0.90
=581.355x(1.05-0.48)=331.37KVA
经过补偿后:
CosФ1==0.90
2#变压器的负荷补偿
P∑=684KW
功率因数为:
=684/898=0.76
CosФ1=0.76现欲将提高到0.90。
=684x(0.86-0.48)=259.92KVA
=756.04KVA
cosФ:
684/756.04=0.90
第4章主变压器选择
4.1变电所变压器容量、台数、型号选择
在发电厂和变电站中,刚来向电力系统或用户输送功率的变压器,称为主变压器。
在输配电系统中,变压器起到桥梁作用,变压器是借助电磁感应原理,以相同的频率,交换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。
4.1.1变压器容量
变压器空载运行时需用较大的无功功率,这些无功功率需由供电系统供给,变压器容量如选的过大,不但增加投资,而且使变压器长期处于轻载运行,出现“人马拉小车”现象,使空载的损耗增加,功率因数降低,网络损耗增加。
若容量选的小,会使变压器长期过负载,易损坏设备。
变压器的最佳负载率在40%-70%之间,负载过高,损耗明显增加,另一方面,由于变压器容量裕度小,负载稍有增长,便需要增容,更换大容量的变压器,势必增加投资,且影响供电。
总之选择变压器的容量,要以现有的负荷为依据,按照5-10年的发展计划来确定,按照综合楼变电所的设计选用的变压器容量为1000kVA。
4.1.2主变压器台数和型号
1.台数
变压器的台数应根据负荷的特点和经济运行进行选择,要南负荷火小,对供电的可靠性和电能质量的要求来决走,并兼顾节约电能、降低运行造价、维护设备等因素,确定变压器台数应综合考虑,进行认真的技术经济比较。
按负荷的等级和大小来说,对于带一、二级负荷的变电所,当一、二级负荷较多时,应选两台或两台以上变压器,如只有少量的一、二级负荷并能从相邻的变电所取得低压备用电源,可以采用一台变压器。
对于像综合性楼来说主要负荷是二、三类负荷,二级负荷主要是消防电梯、应急照明等负荷;
而三级负荷主要是电力设备和普通照明,根据需要拟装设两台变压器。
2.型号
主变压器的型号选择主要考虑以下因素:
1).变电所的所址选择:
2).建筑物的防火等级:
3).建筑物的使用功能:
4).主要用电设备对供电的要求:
5).当地供电部门对变电所的管理体制等。
设置在一类高、低压主体建筑中的变压器,应选择干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器;
二类高、低压主体建筑也宜如此,否则应采取相应的防火措施。
主变压器安装在地下时,根据消防要求,不得选用可燃性油变压器,地下层一般比较潮湿,通风条件不好,也不宜选用空气绝缘的干式变压器,而宜采用环氧树脂浇注型或者六氟化硫型变压器,综合所述结合校的具体情况选型为SCB9-IOOO/IOKV变压器。
4.1.3主变压器确定
位于综合楼地下变电所的主变压器型号为环氧树脂浇注型,其技术参数如表4-1所示。
表4-1SCB9-1000/10变压器技术参数
型号
额定容量
(KVA)
额定电压
空载损耗(W)
负载损耗(W)
短路阻抗(%)
空载电流(%)
变压器连接组
高压
低压
SCB9-1000/10
1000
10.5
6.4
1660
8550
6
1.0
D,yn11
4.2干式变压器的结构
为了确保供电安全,迫切需要即可深入负荷中心又无燃烧危险的变压器,而如今,随着社会进步,干式变压器得到了广泛的应用,根据国家标准<
<
干式变压器>
>
定义,所谓干式变脉器,就是指铁心和绕组非浸入液体中的变压器。
干式变压器的结构与油浸式变压器的差别不大,采用晶粒取向电工钢片,共轭和柱采用45度全斜接缝,铁心柱用钢带或自干型绝缘粘带绑扎,也有用粘结剂将铁心胶合,铁心为防止凝结而引起锈蚀,在铁心表面涂有耐热的防锈覆盖漆或树脂,容量较大时,铁芯中要有气道,气道尺寸为15-20mm,而干式变压器的绕组。
材料是制箔或铝箔,有时也采用铜线绕制,而低压线网(IOOOV及以下),用铜箔(或铝箔).与预浸环氧树脂的绝缘材料紧密绕制,采用缠绕玻璃纤维加强树脂包封,经过工艺处理后,使高低压线圈各自成为一个坚固的整体,不但具有很强的IO承受短路能力,而且经过冷热循环试验,证明了线圈具有耐潮、耐裂、阻燃和自熄功能。
由于干式变压器的适用材料不同,其绝缘等级也不同绝缘材料等级与绝缘材料最高允许温度见表4-2。
表4-2绝缘等级与最高允许温度
绝缘等级
Y
A
E
B
F
H
C
绝缘材料最高允许温度
95
105
120
130
155
180
220
4.3干式变压器的特点
1.占地面积小,不必单独建设变压器室,它可以和10kV的高压柜,380/220V的低压配电柜装在一个室内。
2.运行、维修量小。
3.具有耐热、防尘、耐潮的特点,适合于安装负荷中心,对系统经济运行起到了一定作朋。
4.损耗小、噪声小。
5.绝缘性好,局部放电量小,耐雷电冲击力强。
6.机械强度高,抗温度变化,抗短路能力强。
7.价格昂贵。
8.寿命期后,不易回收,污染环境。
4.4干式变压器的使用注意事项
1.干式变压器选择不同的外壳,是由所处的环境和防护要求而定。
2.干式变压器绕组的绝缘,很大程度影响变压器的安全和使用寿命。
3.自然空气冷却和强迫空气冷却。
4.干式变压器的过载能力.与环境温度、载前的负荷情况、变压器的绝
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