小区供配电设计毕业论文.docx
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小区供配电设计毕业论文
小区供配电设计毕业论文
附录1原始资料
附录2科苑小区各主要CAD图
引言
本次设计是为科技学科苑小区供配电系统做模拟初步设计,主要目的为大学阶段所学知识有一次综合性应用。
这是我的导师为我设计的一个真实的本科毕业设计课题。
全部容主要由我一个人历时约15周完成的,由于时间紧,工程设计实际经验和专业水平所限,设计中缺点和错误在所难免,敬请老师们批评指教。
大学阶段所学知识重点在理论,涉及工程实践方面很少,这次设计主要偏向于工程实践。
通过这次综合的设计会让自己在理论知识与实践结合有一个全新的认识,但也暴露了自己诸多方面的不足,如实践经验欠缺、相关规不够了解、综合考虑问题不周。
这次设计主要依据为官正强老师所提供的任务书,经过三个月认真的准备,在官老师细心指导下,初步完成了任务书所要求的设计任务。
1科苑小区供电设计相关资料及要求
1.1科苑小区建筑物及相关情况
1.1.1建筑物基本情况
根据科技学院新校区总体规划,科技学院学城科苑小区坐落在学校北角。
本次供配电设计的主要任务是完成小区低层(别墅区)和多层(花园洋房)区的供配电设计任务。
具体包括:
A型低层住宅14栋(其中As南入口6栋,总建筑面积为6256.2㎡,An北入口8栋,总建筑面积为6981.89㎡);B型多层住宅17栋(其中Bs南入口7栋,总建筑面积为16831.49㎡,Bn北入口10栋,总建筑面积为39984.73㎡)。
A型有2层,每层1户。
B型有5层,每层有2户。
每户面积在90平方米至120平方米之间。
本设计为普通民用高层住宅,按三级负荷供电。
防火等级为二级,安全等级为二级,按二类防雷建筑物设计防雷。
建筑设计资料见图1.1
1.1科苑小区建筑面积明细表
楼号
层数
户数
建筑面积/㎡
备注
小区别墅建筑面积明细表
An-1
2
6
1195.54
北向入口
An-2
2
4
800.62
北向入口
An-3
2
4
800.62
北向入口
An-4
2
6
1195.54
北向入口
An-5
2
4
798.9
北向入口
An-6
2
4
798.9
北向入口
An-7
2
6
1197.26
北向入口
An-8
2
5
994.13
北向入口
As-1
2
6
1172.66
南向入口
As-2
2
6
1172.66
南向入口
As-3
2
6
1172.66
南向入口
As-4
2
4
783.64
南向入口
As-5
2
6
1170.94
南向入口
As-6
2
4
733.64
南向入口
小区多层建筑面积明细表
Bn-1
5
16
2582.88
北向入口
Bn-2
5
16
2568.88
北向入口
Bn-3
5
16
2582.88
北向入口
Bn-4
5
16
2568.88
北向入口
Bn-5
5
16
2568.88
北向入口
Bn-6
5
8
1287.1
北向入口
Bn-7
5
16
2568.88
北向入口
Bn-8
5
8
1287.1
北向入口
Bn-9
5
16
2568.88
北向入口
Bn-10
5
16
2568.88
北向入口
Bs-1
5
16
2588.96
南向入口
Bs-2
5
8
1297.73
南向入口
Bs-3
5
16
2588.96
南向入口
Bs-4
5
8
1297.73
南向入口
Bs-5
5
24
3880.19
南向入口
Bs-6
5
16
2588.96
南向入口
Bs-7
5
16
2588.96
南向入口
多层住宅地下车库建筑面积明细表
地下车库号
建筑面积/㎡
车库1
1212.32
车库2
989.02
车库3
950.42
车库4
480.83
车库5
972.53
车库6
470.16
1.1.2实验楼电源供应情况
电源供应情况:
电源由学校第一教学楼的开闭所沿学校公用网沟接入小区所建的独立变配电所。
变电所距学校开闭所1200m,学校开闭所出口短路容量为250MVA。
1.1.3气象条件
新校区位于近郊,与主城区气象一致,基本特征为:
冬暖春早、夏热秋凉、四季分明、无霜期长,空气湿润、降水丰润,多云雾、少霜雪,光温水同季,按照供配电相关规进行设计。
具体如表1.2所示:
表1.2气象条件
气象条件
气温℃
风速m/s
复冰mm
最高气温
+40
0
最低气温
-5
0
最大风速
+10
25
外过电压
+15
10
过电压+15
+15
15
年平均气温
+15
0
全年雷电日
40
1.1.4地质条件
以页岩、泥岩、黏土为主,海拔高程300M,祥见勘察报告。
1.2目的设计围及要求
(1)作该该小区域的变电所设计,完成高低压变配电系统的设计;初步达到设备订货及土建施工对电专业的要求,变配电室的平面布置图设计;
(2)根据各楼栋和住户对供电的要求完成各院各户的配电系统设计;各户的供电设计只到入户配电箱。
1.3设计依据
建委关于科技学院小区的初步设计的批复(文件号:
xxx)。
学校提供的小区建筑设计任务书及用电设计要求。
中华人民国现行主要标准及法规:
《民用建筑电气设计规》JGJ/T16-92
《建筑设计防火规》GB16-87(2001年版)
《供配电系统设计规》GB50052-95
《10KV及以下变电所设计规》GB50053-94
《建筑物防雷设计规》GB50057-942000年版
《电力工程电缆设计规》GB50217-94
2方案确定
2.1负荷确定
在确定供电电源时,应结合负荷级别、用电容量、用电单位的电源和电力系统的供电电源等因素,保证供电系统可靠性和经济合理性的要求。
根据有关文规定,电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响的程度分为一级、二级、三级负荷。
①一级负荷
一级负荷为中断供电将造成人身伤亡;或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者,如重大设备的损坏等。
在一级负荷中,当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷,应视为特别重要的负荷。
②二级负荷
二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者,如主要设备的损坏等。
③三级负荷
三级负荷为一般电力负荷,指所有不属于上述一、二级的负,对供电无特殊要求。
本工程为科苑小区,根据其工程概况和国家先关文规定,其别墅区和高层住宅中。
其应急照明、消防用电、为二级负荷,其余用电则为三级负荷,按照供电原则,考虑到二级负荷极为稀少,在供电时则对供电系统按三级负荷供电。
本着尽量接近负荷中心,降低电能损耗,操作方便的原则,在小区中心18栋对面小山上所建的独立变配电所。
电源由第一教学楼的开闭所沿学校公用网沟接入小区直接供电给小区用户,便于学校用电的统一调配,方便各个高压出线的调配与事故处理。
本工程的高压侧主要为从开闭所到配电所10KV电压,低压侧则为380/220V电压。
主要是供电对象为小区各个楼层的三级负荷用电,包含消防、应急照明等少量二级负荷用电。
2.2主接线方案的选择
2.2.1高压电气主接线
高压主接线方案承担着系统的电能传输和分配路线,基本要求为安全可靠、灵活、经济。
高压配电所担负着从电力系统受电并向各个用电场所和用电设备的任务。
包括高压电源进线、母线、高压配电出线三部分。
通过分析列出了两套高压主接线方案,如下图2.1所示:
图2.1高压侧两方案图
方案一为高供高计、负荷开关熔断器组合电器接线方式。
这种方式的接线要求负荷不算太大的情况下使用,可靠性也稍低一点。
但接线,所用开关、计量等设备和接线都较为简单,经济性较好。
对于本工程几乎为三级负荷的民用小区来说,完全可以满足条件。
方案二为高供高计、断路器接线方式。
这种接线方式对负荷要求较大,可靠性比较高,对于所用的开关、计量等设备和接线较为复杂,成本稍微偏高,但是在以后的维护工作中比方案一方便,故选择方案二的接线方式。
经分析后决定,本工程的高压接线方案为方案二的高供高计、断路器组合电器接线方式。
2.2.2低压电气主接线
10KV配变电所的低压电气接线一般采用单母线和分段单母线两种方式。
对于分段单母线,两端单母线互为备用,母联开关手动手动或自动切换。
本工程为两台变压器供电,对于此工程有两种适合的低压接线形式:
方案一为电力和照明负荷共用变压器供电,对于这种接线方式,对电力和照明分别计量,对电力负荷和照明电价负荷分别集中,设分计量表。
它适合与本工程的低压侧接线方式。
方案二为电力和照明负荷共用变压器供电,不用分别计量,少了分别计量的设备从而达到经济运行的目的。
如下图2.2所示
方案一有分计量的电气主接线
方案二没有分计量的主接线
图2.2低压侧两方案图
2.2.3选择合适的高低压电气主接线方案
对于一次侧高压电气主接线方式,通过对比得出在本小区的供电工程中由于没有电梯等常用二级负荷,而其他的二级负荷极为稀少,再加上总的小区负荷不算太大的情况下,和方案二都可以用于本次工程,但考虑到经济成本问题,综合考虑后我决定还是选择方案一。
对于二次侧低压电气接线方式,方案一和方案二都适用于本小区的供电方式,但是考虑到方案一计量太复杂,小区几乎用不上,。
同时也为了节约成本,我决定选择方案二。
总的接线方案为,高压电气主接线为高供高计、断路器组合电器接线方式。
低压电气接线方式为电力和照明负荷共用变压器供电的低压电气主接线[12]。
如图2.3所示:
图2.3一次主接线方案
3负荷计算
3.1负荷计算概述
计算负荷是根据已知的用电设备安装容量确定的假想负荷,是用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。
同时也是选择元件的重要依据。
合理选择设导线、电缆、变压器、开关等电气元件。
负荷计算过小,会出现过热危险,使得设备的使用寿命降低,甚至会影响系统的安全运行.负荷计算偏大,则造成性价比不高,设备的浪费。
因此,正确进行负荷计算是供电设计的前提,也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。
负荷计算的方法一般分为需要系数法、面积法和二项式法。
而二项式法应用局限性较大,而需要系数法和面积法计算方便所以常被采纳。
而我所用计算负荷的方法为面积法[13]。
面积法,对于本工程的系统,通过分析和相关资料的查阅,一般住宅按40W—50W/㎡(按建筑面积,以下同),别墅及部分高级公寓住宅可按60W—80W/㎡计算,且面积越大索取值越小,故取60W/㎡,水泵、地下室照明等公用负荷平均以10W/㎡计算,消防负荷不统计在最大负荷。
=0.75,对应=0.88
3.2负荷计算
A型低层住宅最大负荷如下:
An-1最大负荷为P30=1195.54×60=71.73KW+公用负荷11.95KW=83.68KW。
无功负荷=73.6Kvar视在计算负荷=111.57KVA计算电流=127A
An-2最大负荷为P30=800.62×60=48KW+公用负荷8KW=56KW
无功负荷=49.28Kvar视在计算负荷=74.67KVA计算电流=85A
An-3最大负荷为P30=800.62×60=48KW+公用负荷8KW=56KW
无功负荷=49.28Kvar视在计算负荷=74.67KVA计算电流=85A
An-4最大负荷为P30=1195.54×60=71.73KW+公用负荷11.95KW=83.68KW
无功负荷=73.6Kvar视在计算
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