建筑供配电课程设计.docx
- 文档编号:25490706
- 上传时间:2023-06-09
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:65.28KB
建筑供配电课程设计.docx
《建筑供配电课程设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《建筑供配电课程设计.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
建筑供配电课程设计
《建筑供配电》课程设计计算书
姓名:
廖容张振
学号:
10111123
班级:
电气111
指导教师:
姚小春王琮泽
设计时间:
2013年12月30日
第1章绪论·······················································3
1.1设计题目及工程概况···········································3
1.2设计目的·····················································3
1.3设计原则和设计要求···········································3
1.4设计依据和设计程序···········································4
1.5设计任务·····················································4
第2章初步设计方案··············································5
2.1配电设计·····················································5
2.2其他说明·····················································5
第3章负荷计算··················································6
3.1负荷计算的依据和目的·········································6
3.2利用需要系数法计算计算负荷···································6
3.3系统无功补偿计算·············································7
第4章高低压设备选择及要求
······································8
4.1变压器选择···················································8
4.2高压开关柜的选择············································8
4.3高低压断路器的选择··········································8
4.4电流互感器的选择············································10
4.5电缆的选择··················································11
第5章配变电所的布置··········································12
5.1高压配电柜平面布置··········································12
5.2低压开关柜平面布置··········································12
5.3变电所接地··················································12
心得体会························································13
参考文献························································14
第1章绪论
建筑工程的电气设计中,需要讲究设计的可操作性、延续性、系统性和整体协调性。
本次设计的电气系统为变配电系统,通过理论和实践相结合,提高分析问题和解决问题的能力;学会使用规范及有关的设计资料,掌握设计的基本方法。
1.1设计题目及工程概况
1.1.1设计题目
乐派零配件工厂变电所电气设计
1.1.2工程概况
本工程为工厂变电所,建筑面积为135.72
,地上一层,建筑高度为3.9m,建筑结构形式为砖混结构,基础采用毛石基础,负荷级别为三级。
1.2设计目的
1)掌握变配电系统设计的理论知识,方法程序,技术规范。
2)学会对变配电所的高低压系统的设计及相关设备的选择。
3)学会合理的布置变配电所内的设备。
4)学会天正电气、CAD、Word等软件的使用。
5)培养创新意识和获取新知识的能力以及树立起严谨、认真、实事求是、刻苦钻研、团结协作的工作态度。
1.3设计原则和设计要求
1.3.1设计原则
1.安全性:
设计阶段应首先充分注意安全用电问题,要从生命、设备、系统及建筑等方面全面考虑。
2.可靠性:
体现在供电电源和供电质量的可靠性。
3.合理性:
一方面要符合国家有关政策和法令,符合现行的行业行规要求,另一方面要符合建筑方的经济实力、运行维护及扩充发展等的要求。
4.先进性:
杜绝使用落后、淘汰设备,不使用未经认可的技术,要充分考虑未来发展。
5.实用性:
考虑降低物耗,保护环境,综合利用等实用因素。
如提高功率因数,深入负荷中心,选用高效电光源,选用节能开关等等。
1.3.2设计要求
在本次建筑变配电所的设计中,我们要学会用自己所学的理论知识与认识实习的感性认识,对本次设计做合理分析,论证,并根据设计任务书的要求和工作计划,在老师的指导下,来合理分配各个阶段的工作量,妥善安排时间。
在进行方案论证中,小组同学之间,应集思广益,通过小组讨论并在教师的指导和帮助下,取得合理有据的方案,在设计过程中,要学会积极思考,求同存异的分析问题,解决问题,以取得设计满足实际问题的需要和要求方案。
所有变配电系统图纸的绘制必须符合国家有关最新标准规定,包括线条,图形符号及图纸的折叠和装订等。
1.4设计依据和设计程序
1.4.1设计依据
1、国家现行的有关规范、规程及相关行业标准:
1)《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007
2)《供配电系统设计规范》GB50052-2009
3)《10KV及以下变电所设计规范》GB50053-95
4)《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
5)《低压配电设计规范》GB50054-2011
其他有关现行国家标准、行业标准。
1.4.2设计程序
1.制定设计方案。
确定建筑物供配电方案及保护设备控制方式等
2.确定方案后,绘制施工图。
3.进行设计计算,选择设备容量、整定值、型号、台数等编写书。
编写设计计算书。
1.5设计任务
本工程设计包括以下电气系统:
1)10/0.4kV变配电系统高压、低压、配电系统的设计;
2)设备计算与选择;
3)配变电所平面布置图、剖面图;
4)接地等电位;
5)计算书;
第2章初步设计方案
2.1配电设计
1供电方式
本工程由市政电网引来一路10kV电源供电。
高压系统电压等级为10kV,低压系统电压等级为~220V\380V。
低压配电系统:
本工程低压配电系统采用TN-S系统。
低压配电主要采用放射式、树干式配电。
负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。
2变压器
变电所内共设置一台500kV.A变压器和一台1000kV.A变压器,变压器总安装容量为1500kV.A。
变压器至低压配电柜出线采用侧出线,低压柜为上出线。
采用单母线联络供电方式。
2.2其他说明
(1)高压供配电系统中,为了保证整个系统的供电可靠性,拟采用高压母线分段联络的供电方式。
(2)低压配电系统中为保证本工程的三级负荷供电可靠性,拟采用低压母线分段联络的供电方式,并拟用TN-S系统。
(5)根据相关规定,同时为了提高在变配电所工作的安全可靠性,拟采用接地线同基础主筋可靠焊接的方法,对整个变配所采用等电位系统。
第3章负荷计算
3.1负荷计算的依据和目的
系统的构成依赖于系统中的每个设备的确定,以及这些设备必须满足在正常负荷电流作用下长时间安全运行的要求。
在负荷计算中,严格依据国家规范规定计算设备容量,还应考虑由于经济的发展,人们生活水平提高所带来的用电量的增加。
3.2利用需要系数法计算计算负荷
Pc=Kd*Pe
Qc=Pc*tanΦ
Sc=
Ic=Sc/
Ur
Pc=K
(多台设备取同期系数)
Qc=
3.2.1选择D6出线计算负荷为例
Pc=Kd*Pe=0.6*132.45=79.47kW
Qc=Pc*tanΦ=79.47*0.75=59.60kvar
Sc=
=
=99.34kVA
Ic=Sc/
Ur=99.34/(
*0.4)=143.38A
3.2.2T2低压侧干线计算负荷
Pc=K
=1*242.8=242.8kW
Qc=
=1*178.16=178.16KVAR
Sc=
=
=301.15kVA
Ic=Sc/
Ur=301.15/(
*0.4)=434.68A
3.3系统无功补偿计算
本工程采用低压侧自动补偿的方式对系统进行无功补偿。
T1补偿容量计算公式:
(Qc为总的无功功率)
Pc=K
=1*242.8=242.8kW
Qc=198.69kvar
=178.16—95.96=82.2kvar
采用低压侧45kvar*2电容柜补偿
校验:
=0.94大于0.90
第4章高低压设备选择及要求
4.1变压器选择
由公式:
Sc=Pc/βcosφ
β=SC/Sr
式中SC——变压器计算容量kVA
Sr——变压器额定容量
PC——计算负荷kW
β——变压器负荷率(本次设计按照有关规定变压器负荷率应该取值应小于80%)
cosφ——补偿后的功率因数
拿T2变压器选用为例:
根据前面计算SC=798.46kVA
Sr=
=798.46/0.8=998.08kVA
因此选用型号为SCB9-1000/10/0.4干式变压器,额定容量为1000kVA,该变压器设有强制风冷系统及温度监测及报警装置。
根据以上方法T2变压器用型号为SCB9-1000/10/0.4干式变压器,额定容量为1000kV。
4.2高压开关柜的选择
高压开关柜用在高压电力系统中,作电能接受和分配的通、断和监视及保护之用。
根据本工程变压器使用环境是户内,工作电压是10kV,为了提高设备工作可靠性要求,本工程确定使用手车式开关柜,GZS1系列高压开关柜,该开关柜外壳防护等级为IP2X,安全可靠,维修方便,各小室和断路器室门打开时的防护等级时IP2X,具有埋地电缆进出线。
4.3高低压断路器的选择
高低压断路器是供配电系统中最重要的开关设备之一,它能在事故情况下迅速地断开短路电流,防止事故扩大。
G4高压柜的出线回路进行短路电流计算:
断路器的阻抗忽略不计时:
变压器T1:
X1=(uk%∕100)×(U2r∕Sr。
T)×1∕k2=9.6mΩ
所以Z=9.6mΩ
=
=400∕(1.732
9.6)=24.06kA
ish=
=1.414
1.37
24.06kA=46.62kA
=24.06
kA=27.15kA
因为低压侧
=1244.21kA,所以高压侧
=49.77kA
高压断路器除了进行正常的投切操作外,还必须能够对故障的短路电流进切断操作,所以必须能够承受的住短路冲击电流和短路过程中的热能作用。
工程采用安全系数较高的ZN28高压真空断路器。
其它高压断路器选择也按以上方法,具体见高压供配电系统图。
具体数值对比见下表:
项目
安装地点电气条件
ZN28-12/630/3P
判断
电压校验
=10kV
Ur=12kV
=
合格
电流校验
=49.77A
Ir=630A
<
合格
分断能力校验
=0.96kA
Ibr=12.5kA
<
合格
动稳定校验
=1.86kA
imax=31.5kA
<
合格
热稳定校验
=1.09kA
Ibr=12.5kA
<
合格
根据上面高压断路器选择校验方法,该低压回路选用HA1-2000/4P-1600A断路器。
其他回路选用断路器和整定电流根据产品样本选择。
具体数值对比见下表:
项目
安装地点电气条件
HA1-2000/4P-1600A
判断
电压校验
=0.4kV
=2kV
=
合格
电流校验
=1244.21kA
Ir=1600A
<
合格
分断能力校验
=24.06kA
Ibr=80kA
<
合格
4.4电流互感器的选择
1)满足工作电压要求即:
Ur=UN
Um≧Uw
式中Um——电流互感器最高工作电压;
Uw——电流互感器装设处的最高电压;
Ur——电流互感器额定电压;
UN——系统标称电压;
2)满足工作电流要求,应对一、二次侧电流进行考虑。
(a)一次侧额定电流Ir1:
Ir1≧Ic
式中Ic————线路计算电流。
(b)二次侧额定电流Ir2:
Ir2=5A
3)准确度等级
由于考虑到仪表指针在仪表盘1/2~2/3左右较易准确读数,因此:
Ir1=(1.5~2.0)Ic
以低压配电柜A11中的D10回路为例:
由于Ur=380V
Ic=57.28A
Ir1=(1.5~2.0)Ic=85.92~114.56A
本工程供配电系统的电流互感器主要用于测量,因此准确级选0.5
级。
其它电流互感器选择按以上方法选择,具体见本工程供配电系统图。
4.5电缆的选择
电缆选择至少要满足三个条件:
1)满足发热条件:
Ial≧Ic;
2)满足电压损失
U%≦5%;
3)满足机械强度条件铜芯电缆Smin≧1mm2;
低压柜A11柜的D10回路的电缆选择:
a.经计算IC=57.28A,因此拟定YJV22-1KV-4
50的电缆,实测150m,Ial=134A,(30°,埋地敷设)则满足要求;
b.
U%=
=
=0.81%,0.81%≦5%,则满足要求;
c.所选导线横截面积是50mm2,大于1mm²,显然满足机械强度的要求。
根据前面计算,故选用YJV22-1KV-4
50,作为输出回路电缆。
其它电缆选
择按照以上方法,均为耐火电缆,具体电缆选择见本工程的系统图。
第5章配变电所的布置
5.1高压配电柜平面布置
表3-6高压配电室内各种通道最小宽度(mm)
形式
开关柜布置方式
柜后维护通道
柜前操作通道
手车式
单排布置
800
单车长度+1200
双排面对面布置
800
双车长度+900
双排背对背布置
1000
单车长度+1200
当电源从柜后进线且需在柜正背后墙上另设隔离开关及其手动操动机构时,柜后通道净宽不应小于1.5m,当柜(屏)背面的防护等级为IP2X,可减为1.3m。
变压器平面布置
由配电装置的布置和导体、电器、架构的选择,应符合正常运行、检修、短路和过电压等情况的要求。
变压器设在高压开关柜前面。
配电变压器高压侧采用开关柜控制,按宽面推进安装。
本工程设置两台变压器,其之间的净距为1000mm以满足安全运行和检修的需要,本工程采用基础抬高式,相对标高为+0.15m,其下方悬空,上表面与抬高的地坪平齐,以便于变压器的稳定。
5.2低压开关柜平面布置
(1)低压配电室内成排布置的配电屏,其屏前、屏后的通道最小宽度,应符合表3-7的规定
表3-7配电屏前、后通道最小宽度(mm)
型式
布置方式
屏前通道
屏后通道
抽屉式
单排布置
1800
1000
双排面对面布置
2500
1000
双排背对背布置
1800
1000
(2)低压开关柜与变压器的净距宜≥1.2m。
具体布置见平面图。
5.3变电所接地
根据相关规定,变电所接地线与基础结构主筋可靠焊接,且保证接地极电阻<10Ω,变配电所整体采用40*4的镀锌扁钢进行等电位连接,具体接线见接地平面图。
心得体会
在这次课程设计中我受益匪浅,首先我能更加熟练的操作CAD,并能准确的运用快捷键,明白了主接线图、低压竖向配电示意图、低压配电系统图、配变电图等的基本画法。
其次我学会了怎样查产品手册,知道了怎样选配电柜、断路器、电流互感器、电压互感器等器件。
我还学会怎样自主学习和团队合作,知道了合作精神的重要性。
虽然这次课程设计很累很辛苦,但是真的收获了很多。
感谢姚老师在此次课程设计中对我们的指导!
参考文献
1.雍静主编《供配电系统》机械工业出版社2003.6
2.孙成群编著《建筑电气设计与施工技术问答》中国水利水电出版社
3.朱林根主编《21世纪建筑电气设计手册》中国建筑工业出版社2001
4.朱林根主编《现代建筑电气\设计与施工手册》中国建筑工业出版社
5.焦流成主编《供配电设计手册》中国计划出版社1997
6.刘思亮主编《建筑电气设计手册》中国建筑工业出版社2002
7.白忠敏编著《电力用互感器电能计量装置设计选型与应用》中国电力出版社
8.《电力工程电缆设计规范》GB50217-2007
9.《供配电系统设计规范》GB50052-2009
10.《10KV及以下变电所设计规范》GB50053-95
11.《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
12.《低压配电设计规范》GB50054-2011
..
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 建筑 配电 课程设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)