1、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 页 共 16 页第 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 2
2、 页 共 16 页第 2 章 计算负荷2.1 需要系数 的确定dK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： 12tan3ncdNiiccrPKQSIUA式中 : 总设备功率，单位为kW；NP:需要系数；dK:计算有功功率，单位kW；c:计算无功功率，单位kvar；Q:计算视在功率，单位kVA；cS:电气设备功率因数角的正切值；tan:电气设备额定电压，单位为kV；rU:计算电流，单位为A；cI2.2 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
3、，查表得需要系数为0.7，功率因数为0.8.Pc=150*0.7=105Kw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 3 页 共 16 页Qc=Pctan=105*0.75=78.75KvarSc= 131.25KVA2PcQ=199.4A3crSIU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
4、 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 2
5、5.431 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
6、 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
7、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 4 页 共 16 页水泵 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
8、1.54 1.155 1.925 2.93总计 1600.84 1010 1892.826 2879总有功功率： 1P K60.84kWnii总总无功负荷计算： 1Q 0kvarnii总总视在功率计算： 222S60.8189.kVAP总 总总 1.cos=489总总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.
9、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
10、 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 3
11、2.4厨房动力 30 0.4 0.75 12 10.56 15.98479 24.3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 5 页 共 16 页空调室外机组 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： 1P K0.95.7138.kWnii总总无功负荷计算： 1
12、Q 0.9587.342.9kvarnii总总视在功率计算： 2S598.kVAP总 总总 13.7cos=04总总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.
13、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
14、 285.4 224.2 362.9308 552总有功功率：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 6 页 共 16 页1P K0.9285.46.9kWnii总总无功负荷计算： 1Q 0.9524.13kvarnii总总视在功率计算： 22S56.913.7kVAP总 总总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 7 页 共 16 页第 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计算负荷项目 COSP（KW） Q（KVAR） S（KVA）380V 侧补偿前负荷0.84 1358.7 8
15、42.9 1598.9380V 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 =0.95PK QK1P 0.95.7138.kWnii总总无功负荷计算： 1Q K0.9587.342.9kvarnii总总视在功率计算： 2S598.kVAP总 总总=2429.3A3ccrIU3.2 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=0.840.91COSCP补偿后的平均功率因数暂取为： =0.922吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系自动
16、化专业课程设计（论文）第 8 页 共 16 页则 =0.64 =0.431tan2tan需要补偿的容量为：Qcc= ( - )=1358.7x(0.64-0.43)=253.11KvaravP1t2t故采用 BW-0.4-12-3 型电容器（Q r=12Kvar）,在 0.4KV 侧固定补偿。则需装电容器的个数为： N= =22（个）rC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：= = =0.92avCOSP221(tan)vavcPQ此值满足要求根据视在功率 Sc=1476.9，Sc/Sr0.750
17、.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 ，01.8PKW10.3kPKW,6%KU01I变压器有功损耗：220 73.51.80.4CTKrSP变压器无功损耗： 2 20 673.5104.8101CKTrrISUQS计算有功功率: 738.54tP无功功率: 926CtQ视在功率： 21CS1475.3ccrIU,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os0.9CPS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
18、设计（论文）第 9 页 共 16 页采用 BW-0.4-12-3 型电容器（Q r=12Kvar）,在 0.4KV 侧固定补偿。则需装电容器的个数为： N= =26（个）rC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：= = =0.93avCOSP221(tan)vavcPQ变压器有功损耗：20 79.4.803.31CTKrS变压器无功损耗： 2 20%1679.40.10CKTrrISUQS计算有功功率: 738.5.8tP无功功率: 1492CtQ视在功率： 20.CS,cos0.95CP此值基本满足
19、要求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 10 页 共 16页第 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。4.2 短路电流的计算公式（标幺值计算方法）假设架空线阻抗 X0=0.4/km，电缆线路阻抗为 0.08/km ，长度均为 1km，基准容量 ，基准电压dSavU1. 电力系统电抗标幺值： 0.31SB*r2. 电力线路电抗标幺值： 0.08 1 =0.08 B210*LUX20.53. 电力变压器电抗标幺值： 2rTKkT*S/%ZrTBKS%= =3.75610.4. 计算回路的总电抗： 0.33+0.08+3.75=4.16T*k L*SX总由于无限大容量电源电压标幺值 ， *1.0SBU= =0.330.083.75=4.161*KXS1*LTX= =0.330.08=0.412*10.24.6KUI13.7ABk
