1、- 电气工程学院供配电课程设计专 业：电气工程及其自动化 设计题目： 供配电课程设计 班级：电自 学生姓名： 学号： 指导教师： 南寿松 分院院长： 许建平 教研室主任： 高纯斌 - I摘 要本设计是对一层住楼的供配电系统进行全面设计，保证供电系统安全、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。设计内容包括确定大楼的设备电气负荷等级，进行负荷计算，选择变压器的容量、类型及台数，各个楼层供电线路中的短路电流的计算，供配电系统的主接线方式、高低压设备和导线电缆的选择及校验，防雷接地的设计。设计过程中需要绘图的部分使用 A
2、utoCAD 绘图，最后将整个设计过程整理、总结设计文档报告。关键词：商住楼；配电；计算负荷；设备选择；防雷接地目 录摘 要 .I1 绪论 .11.1 设计概况 .12 负荷计算 .12.1 用电设备组的负荷计算 .12.2 负荷计算与无功补偿 .22.3 变压器和柴油发电机选择 .23 变配电室 系统设计 .33.1 供电电源 .33.2 变配电室系统 .44 短路电流计算 .45 导线电 缆的选择 .75.1 导线电缆的选取原则 .75.2 导线截面选择的一般步骤 .75.3 导线电缆的选择与校验 .85.3.1 低压侧 .85.3.2 高压侧 .87 结论 .10参考文献 .11- 11
3、 绪论1.1 设计概况首先，根据设计要求和目的，按照最新的供配电系统设计规范对其中的建筑负荷进行分类统计，根据高层民用建筑设计防火规范 ，按照现行的国家标准工业与民用供配电系统设计要求进行设计，然后进行负荷等级与无功补偿计算，列出负荷计算表。其次，根据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷计算，根据最后总计算负荷选择变压器容量及台数、主接线方案以及是否需要柴油发电机，确定配电所主接线方式。对它的基本要求，即要安全可靠又要灵活经济，安装容易维修方便。接着选择大楼的高低压部分进行短路电流的计算，并列出计算表格，选择配电所的一次设备及其校验，包括高低压断路器、熔断器、隔离开关、避雷器、开关柜，电流、电
4、压互感器等设备，并根据需要进行热稳定和力稳定检验，列表表示。然后进行导线电缆的选择与校验。最后，根据相关规范，进行建筑的防雷保护与接地设计。2 负荷计算计 算 负 荷 是 一 个 假 想 的 持 续 负 荷 ， 其 热 效 应 与 某 一 段 时 间 内 实 际 变 动 负 荷 所 产生 的 最 大 热 效 应 相 等 。 在 配 电 设 计 中 ， 通 常 采 用 30 分 钟 的 最 大 平 均 作 为 按 民 热 条件 选 择 电 器 工 导 体 的 依 据 。 它是用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。本工程属二类高层民用建筑。负荷等级：二级负荷有消防泵、喷洒泵、加压风机、消防电
5、梯、防火卷帘、消防报警系统、排烟机、楼梯过道照明、电梯、设备房照明。其余负荷为三级负荷。负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种，本设计将采用需要系数法予以确定。需要系数法是用设备功率乘以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷。2.1 用电设备组的负荷计算在计算设备组单台设备的容量（Pe）后，可以根据所提供的需要系数 Kx,得到设备- 2组的有功计算负荷（2.1）exjPK式中，Kx 为给出的需要系数；Pe 为单台电气设备的设备容量（kW）。设备组的无功计算负荷tanjjPQ （2.2）式中， 为给出的正切值；tanPj 为有功计算负荷（kW）。设备组的计算容量2jjjS（2.3）设
6、备组的计算电流NjUI3（2.4）式中，UN 为系统的额定电压（kV） 。设备组的功率因数jjSPcos（2.5）2.2 负荷计算与无功补偿根据以上公式进行配电干线和配电所的负荷计算，得出结果进行列表显示，计算负荷表见附录。2.3 变压器和柴油发电机选择无功补偿容量选 350kVar，补偿后，变压器高压侧计算负荷为 712.95kW,功率因数为 0.91，设备总视在计算负荷 784.59kVA，所以变压器选择一台 SG9800kVA- 310/0.4kV 防护等级 IP20,变压器参数如下：表 2-1 SG9-800 的主要技术指标额定电压/kV损耗/kW变压器型号额定容量/kVA高压低压联
7、结 组型 号空载负载空载电流%0I短路阻抗%KUSG9-800 800 10 0.4 Dyn11 2.45 7.45 1.3 4.5根据应急电源需求选取柴油发电机的容量，应急电源所供的设备有回路WL8a、WP1a-WP13a,其总设备功率为 P1=249kW,需要系数 Kx=0.8，Pj=199.2kW 则柴油发电机容量可按如下公式计算 jPK式中， 为发电机并联运行不均匀系数，一般取 0.9，单台取 1。K 为可靠系数，一般取 1.1。计算得出柴油发电机容量 P=219.12kW柴油发电机为环保型，零烟气排放，低于 45 摄氏度冷却风，并且配有自动启动装置，启动时间不大于 15s。3 变配电
8、室系统设计3.1 供电电源本工程由附近 10kV 配电所引来一回 10kV 电源，另在负一层设置一台柴油发电机提供应急电源，本工程为高层民用建筑，用电设备额定电压为 220/380V，低压配电距离最长不超过 150m,所以本工程只设置 1 座 10/0.38kV 变电所，对所有的用电设备均采- 4用低压 220/380V 三相四线制 TN-S 系统配电。3.2 变配电室系统变配电室主结线的选择原则：(1)当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资。(2)当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线。(3)当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路
9、变压器组结线。(4)为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行。(5)接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关；但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关。(6)610KV 固定式配电装置的出线侧，在架空线路或有反馈可能的电缆出线回路中，应装设线路隔离开关。(7)采用 610 KV 熔断器负荷开关固定式配电装置时，应在电源侧装设隔离开关。(8)由地区电网供电的变配电所电源出线处，宜装设供计费用的专用电压、电流互感器（一般都安装计量柜）。(9)变压器低压侧为 0.4KV 的总开关宜采用低压断路器或隔离开关。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和
10、母线分段开关均应采用低压断路器。(10)当低压母线为双电源，变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低压断路器时，在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧，宜装设刀开关或隔离触头。 最后，综合各方面因素选择高压侧采用单母线不分段结线方式、低压侧采用单母线分段方式。低压配电系统采用树干式与放射式结合的方式。4 短路电流计算供电系统要求正常的不间断的对负荷供电，以保证生产和生活的正常进行。然而由于各种原因也难免出现故障，而使系统正常运行遭到破坏。系统中最常见的故障就- 5是短路。短路就是不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的电阻性短路。短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺值法（又
11、称相对单位制法）。选取变配电所变压器及供电回路 WL1 到住宅三层配电箱进行短路计算，高压电缆YJV22-8.7/10kV 型标幺值法：Sd=100MVA，Uav1=10.5kV ，Uav 2=0.4kV，Soc=500MVA，（4.1）dd1av1S0MVAI=5.k.732.U（4.2）dd2av2I 14.3.（1）电力系统的标幺值（4.3）d1ocS0VAX=.5M（2）架空线路的标幺值X0=0.35/km则 （4.4）d2022av1S10VA=xL.358=.54(U)(.)k（3）电力变压器的标幺值S9-800 Dyn11 型电力变压器短路阻抗电压百分比 Uk%=4.5则 （4.
12、5）dk34NS%4.50MX=5.63108kVA（4）等效电路如下图所示- 6（5）k1 点总电抗标幺值为（4.6）*12X=x0.542.7k从而 （4.7）(3)1*kAI.7dk1(3)()(3)1=2k1()shi.5.k1(3)sIkA3k三相短路容量（4.8）(3)dk1*S0MV6.52.74kX（6）k2 点总电抗标幺值为37.86.542.03212k kAXIkd24.173.8422kkA.7II3“3）（）（ 96.45.i2shk）（ kk032.1I3s ）（三相短路容量 MVAXSkdk 95.17.802)3(2短路计算表如下表所示：表 4-1 短路电流计算
13、表短路计算点三相短路电流（ kA） 三相短路容量（ MVA）- 7(3)kI(3)I(3)I(3)shi(3)shI(3)kSk1 2 2 2 5.1 3 36.5k2 17.24 17.24 17.24 43.96 26.03 11.955 导线电缆的选择5.1 导线电缆的选取原则为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件：发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度。1、材料选择：优先选用铝材料，下列场合可采用铜导线：（1）重要的操作回路及二次回路。（2）移动设备的线路及剧烈振动场合的线路。（3）对铝有严重腐蚀的场合。（4）爆炸危险场所有特殊要求者。（5）国际工程有要求者。2、按允许载流量选择导线或电缆截面积。3、按允许电压损失选择导线和电缆截面积。4、按经济电流密度条件选择导线和电缆截面积。5、按机械强度选择导线和电缆截面积：要求所选的导线和电缆的截面积不小于其最小允许截面积。5.2 导线截面选择的一般步骤根据设计经验：一般 10KV 及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。对于低压照明线路，因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。距离小于 200 米和负荷电流较大的供电线路，先按发热条件选择，再按电压损失和机械强度校验。
