教学楼供电系统设计.docx

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教学楼供电系统设计

本科毕业论文〔设计〕

题目教学楼供电系统设计

学生

指导教师讲师

年级级

专业电气工程与其自动化

二级学院机电学院

〔系、部〕

机电学院〔系、部〕

年月

X重声明

本人的毕业论文是在指导教师教师的指导下独立撰写完成的。

如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规X和侵权的行为，本人愿意承当由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络承受公众的监视。

特此X重声明。

毕业论文〔设计〕作者〔签名〕：

年月日

教学楼供电系统设计

摘　要

随着21世纪社会现代文明程度和楼宇自动化系统的应用技术不断提高，对电能的需求量越来越大。

国家对教育事业不断加大投入，各地区的教学楼建设也随之增加，越来越多的人开始关注并重视学校的根底设施建设，特别是电力设施供电系统的设计将是一项具有挑战性的工作。

本文将通过供电系统的概述、教学楼供电系统设计的意义和目的、国内外研究现状、以与设计步骤的论述入手，分析某教学楼的原始资料，对该教学楼供电系统进展合理设计，探讨变电所主接线的最优方案设计，选择适宜的变压器，与各种主要电气设备，进一步研究继电保护设计和防雷保护设计，最后对其供电系统设计未来开展趋势进展了总结和展望。

关键词：

供电系统变压器电气设备继电保护

Thedesignofpowersupplysystemofteachingbuilding

WangYuanDirectedbylecturerLiJie

ABSTRACT

Withthedegreeofsocialcivilizationandmodernbuildingautomationsystemapplicationtechnologyimproveconstantlyinthe21stcentury,thedemandforenergyisincreasing.Thestatehasincreasedinvestmentineducation,andtheteachingbuildingconstructionalsoincreases,moreandmorepeoplebegintopayattentionandimportancetoschoolinfrastructure,especiallythedesignofpowersupplysystemsfacilitywillbeachallengingjob.Thispaperwillstartbyoutliningthepowersupplysystem,themeaningandpurposeofteachingbuildingpowersupplysystem,theresearchstatusathomeandabroad,andthediscussionofthedesignprocedure,analysetheoriginaldataofateachingbuilding,designthepowersupplysystemoftheteachingbuildinginreasonable,investigatetheoptimalsubstationmainwiringdesign,selectsuitabletransformersandallkindsofmajorelectricalequipment,furtherdesigntherelayprotectionandlightningprotection,finallyitis summarization andprospectofthefuturedevelopmenttrendofthedesignofthepowersupplysystem.

KEYWORDS：

PowersupplysystemTransformerElectricalequipmentRelay

protection

第一章绪论

供电系统概述

众人皆知，电能的广泛应用是现代社会的信息技术和其他高新技术的重要前提条件。

电能对于国民经济的现代化建设和社会进步起着举足轻重的作用。

电能是现代工业生产、民用住宅以与企事业单位的有力支撑。

电能不仅容易由其他形式的能量转换而来，而且容易转换为其他形式的能量以方便人们的使用[1]。

传输送和分配电能是简单的，经济的，且容易控制、调度和测量，促进了生产过程自动化的实现。

因此电能的应用极为普遍在科技、工农业生产、交通运输、国防建设等各个领域。

供电系统由电源系统和输配电系统两局部组成，是用以产生电能并且给予、传输给电力负荷的系统。

教学楼内维持电力保障更好地服务于教育事业，大力保证教师正常工作和学生学习生活用电的需求，同时完善电能节约制度，须达到下述4个根本要求：

（1）安全：

用电过程中充分保证人身和设备安全，应尽量防止事故的发生。

（2）可靠：

应满足各级电力负荷对连续供电可靠性的条件。

（3）优质：

应保持各级电力负荷对电压、波形和频率等电能质量指标的稳定。

（4）经济：

接线方式在安全可靠的根底上力求简易清晰，应尽量减少投资，适当降低运行费用，降低有色金属消耗数量，减少电能损耗。

教学楼维持电力保障须妥善把握处理细节与整体、现在与未来等关系，不仅要考虑细节和现在的利益，也要思考整体利益，顾全大局以谋求更大更快的开展。

例如计划用电问题，就不能只考虑一层教学楼的局部利益，更要有全局观点[2]。

设计意义和目的

随着21世纪社会现代文明程度和楼宇自动化系统的应用技术不断提高，对电能的需求量越来越大。

同时，国家对教育事业不断加大投入，各地区的教学楼建设也随之增加，越来越多的人开始关注并重视学校的根底设施建设，特别是电力设施供电系统的设计将是一项具有挑战性的工作。

在供电系统设计安全、可靠、优质、经济的前提条件，做好教学楼供电系统设计不仅能够给教师带来舒适的工作环境，给同学们提供一个良好愉快的学习和生活环境，还可以代表学校的形象为学校提高名气，为各个高校的教育工作获得良好的开展平台。

教学楼供电系统设计是电气设计的根本内容之一，因此做好教学楼供电工作对于保证正常的工作、学习、生活将有十分重要的意义。

此次设计的目的是通过对某教学楼供电系统的设计实践，巩固和综合运用所学电气专业知识，认真实际履行我国建筑电气行业相关方针政策，遵循服从电气设计技术规X，以全局为立足点，进一步研究供电系统布置的可靠性，依照其安全、可靠、经济性，进展必要的相关计算，并为供电电网的继电保护、安全自动装置以与下一级电压系统设计打下根底，创造有利的条件。

进一步强化设计理论与实践能力的有机结合，增强独立分析问题和解决问题的能力，为未来的实际工作奠定良好的根底。

研究现状

建筑行业是我国国民经济名副其实的对未来产生巨大效益的支柱产业之一，现阶段，教学楼供电系统设计有标准的明文规定、有科技期刊作为依托，且有科研场所进展深入探讨，还积极组织开展与国外的技术交流活动。

建筑行业与科学技术的不断结合，渐渐建立了相关的学术机构，通过交流沟通建筑电气技术中的新技术新思想，建筑电气的开展日新月异、突飞猛进，已经前进了一大步。

相关设计规程、设计规X的陆续编制，有利于建筑供电系统设计的依照遵循，建筑电气走向更加合理化迈出了最有力的步伐，也促进了我国建筑行业健康有序的开展。

建筑电气技术实现了跨越式的蓬勃开展。

教学楼供电系统开展前景如下：

由于用电负荷越来越大，密度也高，为保证升压质量，减少电能损耗，高压电源将直接深入到高层建筑，中压配电将深入楼层；简化主接线，电源侧的进线根据系统的需要选用隔离开关，中压配电系统采用负荷开关和熔断器，实现安全可靠经济的要求；研究制造有利于建筑供电系统所需要的可靠、安全、优质等性能的电气设备；用电负荷大，设备种类多且分散，垂直供电的高度差大，一级负荷、二级负荷多，对供电系统的要求提高，电气系统繁复杂乱，电气线路稠密很多，因此对教学楼供电系统设计实现各方面的需求明显提高。

供电方式、变压器的选择以与负荷的分配都会降低电能的消耗。

目前针对教学楼供电系统设计的研究比拟多，主要阐述教学楼供电线路设计，并比拟同等电压级变电所主接线方案之间的优缺点，注明在教学楼供电系统设计中应着重留意的问题；也有文献指出了建筑供电系统设计的不合理会给建筑安全留下不良影响，应重点把关供电系统、变电所位置、防雷接地、照明以与消防电气等设计的规X性和可靠性等。

随着建筑电气行业惊人的速度的增长，许许多多国际知名的建筑电气企业先后入驻中国，使整个行业和中国市场的开展与竞争增添了更大的挑战。

设计步骤

1.分析原始资料，在满足安全、可靠、优质、经济根本要求的前提下，根据该教学楼用电设备情况，进展负荷计算。

2.探讨变电所主接线的最优方案设计。

3.通过功率因数计算，进展无功补偿设计，包括无功补偿容量计算，补偿设备的选择；进而对主变压器的容量、单位数量和型号进展确定选择；

4.根据短路电流计算，确定选择主要电气设备的型号以与校验问题。

5.进展电力线路继电保护动作电流整定值计算和灵敏度的校验以与防雷保护设计。

第二章电力负荷与计算

电力负荷的分级

在供电可靠性的前提条件下以与供电的中止所引起的损失和影响程度将电力负荷划分为一级、二级、三级负荷。

一级负荷属于重要负荷，供电的中止将会造成人身和设备事故，将带来政治和经济上的巨大损失，如重要产品成为废品，设备毁坏，扰乱重要企业正常的生产秩序等。

除了两个外部电源外，一级负荷中应急电源的增加设计也是必不可少的[3]，普遍使用的应急电源包括发电设备发电机组，专门对一个用户电路供电的馈电线路，还有蓄电池和干电池。

就该教学楼供电来讲，没有一级用电负荷。

二级负荷其供电系统基于两回路供电的要求，也应设置两台供电变压器。

二级负荷供电的中止将带来政治和经济上的较大损失，如主要产品成为废品，主要设备毁坏，主要企业产量减小等，也会带来交通的不便利，通信信号传达不畅通等，同时将引起社会秩序的混乱。

三级负荷为不归于上述一级、二级负荷的负荷，不是不可或缺的，所以它对供电电源没有特别条件说明。

在本次毕业设计中电力设备以与教学楼里的普通照明属于三级负荷。

负荷计算

供电系统的设计是以30min最大负荷为标准的计算负荷为根底的。

负荷确实定目的是为了合理精准地确定适宜的接线线路方案，并且为无功补偿提高功率因数给予有力的凭借，进而再合理地对变压器、断路器、隔离开关等重要电气设备进展选择。

计算负荷是供电系统设计中必不可少的计算，负荷的合理性计算，会对电网系统的经济性、可靠性以与运行得安全性有着不可磨灭的重大意义，在本次教学楼供电系统设计中选用需要系数法对计算负荷进展确定，负荷数据如表2-1，2-2所示。

〔1〕1#号变压器各项负荷数据如表2-1所示，负荷计算如下：

照明设备：

……………………………………………..（2-1）

…………………………………………………….（2-2）

..................................................................（2-3）

…………………………….......（2-4）

………………………………………………….......（2-5）

计算机局部：

…………………………………………………….（2-6）

………………………………………………....（2-7）

…………………………………………....（2-8）

……………………………………………………...（2-9）

进风机局部：

………………………