学位论文大型建筑群供配电设计Word格式.docx
《学位论文大型建筑群供配电设计Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学位论文大型建筑群供配电设计Word格式.docx（53页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
4.关键技术参数；
5.各系统的主要材料、做法等；
6.专业内部计算和制图工作需协调的问题等。
（3）进行专业间配合。
为保证工程整体合理性，确保设计质量，尽量减少错、漏、碰、缺，在各设计阶段中专业间均要相互配合。
（4）编制设计文件。
设计人员应充分理解建设方的要求，执行国家及地方有关工程建设法规，依据国家现行的工程建设标准、设计规范和制图标准，按照国家标准图形符号与文字符号编制设计文件。
（5）专业内校审和专业间会签。
设计工作后期，应对设计文件进行校对和审核，设计人员根据校审意见修改设计文件。
然后进行专业会签，确认专业间互提条件的落实。
（6）设计文件归档。
设计完成后应将设计任务书、审批文件、收集的基础资料、全套设文件、专业间互提资料、校审记录、工程洽商单、质量管理程序表等归档。
（7）技术交底、施工配合及验收。
施工图设计完成后，需向建设、施工、监理等单位进行技术交底；
解决施工中出现的技术问题，配合处工程洽商或修改（补充）图样；
参加隐蔽工程的局部验收。
（8）工程总结。
工程竣工后应进行回访，听取相关人员的意见，进行工程总结，以便今后提高设计质量。
第二章供配电系统的负荷计算及无功功率补偿
2.1负荷计算的目的与意义
供配电系统的设计，首先要根据用户的基本原始资料即用电设备的容量，对系统中各个环节的电力负荷进行统计计算，其目的是确定供电系统方案，并选择其中的各个元器件（如电力变压器，开关设备，导线及电缆等），以使其满足正常运行时负荷电流热效应的要求。
另外，负荷计算也是合理地进行无功功率补偿的重要依据。
这种根据用电设备容量统计计算出来的，用来按发热条件选择供配电系统中各元器件的负荷值，成为计算负荷。
按计算负荷选择的电气设备，导线和电缆，在计算负荷下连续运行时，其发热温度不会超过允许值。
显而易见，计算负荷是电器元器件连续运行时能够承受的最大负荷。
用户的用电设备品种繁多，数量大，工作情况复杂，实际用电负荷或所需电量并不是用电设备的简单相加。
如何根据用电设备的资料正确估计计算负荷，直接影响到电气设备和导线，电缆的选择是否经济合理。
如果计算负荷确定过大，那么将使电气设备和导线，电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。
如果计算负荷确定过小，那么又将使电气设备和导线，电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热现象，导致绝缘过早老化甚至烧毁，同样会造成损失。
由此可见，正确确定计算负荷意义重大。
但是影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定规律可循，但仍难准确的确定计算负荷的大小。
实际上，负荷也不是一成不变的，它与设备的性能，生产的组织形式，生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关，因此负荷计算只能力求接近实际。
2.2负荷计算的方法
日前常用的负荷计算方法有需要系数法、利用系数法和单位指标法。
其中单位指标法包括单位面积功率法、综合单位指标法、单位产品耗电量法等。
由于在本设计中设备功率未知，且对于住宅建设，在设计的各个阶段均可采用单位指标法和单位面积法。
所以我采用的是利用单位面积法负荷密度法（负荷密度法）计算用电负荷。
负荷密度就是每平方米的单位面积所需的供电量。
不同地区、不同功能的区域，负荷密度是不同的。
利用负荷密度法，一般要将预测区域分成若干功能区,如商业区、工业区、居住区、文教区等，然后根据区域的经济发展规划、人口规划、居民收入水平增长情况等，参照本地区或国内外类似地区的用电水平，选择一个合适的负荷密度指标，推算功能区和整个预测区的用电负荷。
按分类用地的单建筑面积来估算用电负荷：
=
×
式中：
——负荷密度，（kw/m2）
——计算的建筑面积，（m2）
——有功负荷计算值（w）
附表一各类建筑物的负荷密度（用电指标）
建筑类型
负荷指标（W/m2）
推荐范围
平均值
高层办公建筑
40—60
50
酒店、宾馆
80—120
100
商场、购物中心
60—80
70
建筑裙房、综合服务设施
工业厂房
40—80
60
停车库
20—30
25
中学、小学、幼儿园
30—40
35
医疗服务设施
体育设施
居住建筑
30—60
45
2.3本工程的具体负荷计算
1）2#地块——商住综合楼
建筑面积建筑面积65000m2（含地下2层建筑面积7500m2），主体建筑地上31层，地下2层，其中5-31层为高档商品住宅。
每一层的平均建筑面积为
Sa=（65000-7500）/31=1854.8m2
a）全部居民住宅用电（5—31层）
P1=1854.8×
0.045（30—60的平均值）×
27=2254kw
b）用需要系数法确定计算负荷的公式为：
Pj=Kx﹡Ps
2#地块地下层：
Ps=7500×
0.08﹦600kwPj﹦0.86×
600＝519.1kw
2）3#地块——商住广场”
建筑面积143000m2，（含地下建筑面积27000m2）。
主体建筑地上31层，地下2层。
5-31层为高档商品住宅。
每一层的平均建筑面积为:
Sa=（143000-27000）/31=3742m2
P1=3742×
0.045×
27=4546.5kw
b）3#地块地下层:
Ps＝27000×
0.08＝2160kwPj＝2160×
0.49＝1047.7kw
2#地块——商住综合楼总的负荷为
P=2253.6+600+519.1=3372.7kw
3#地块——商住广场总的负荷为
P=4546.5+1047.7+2160=7754.2kw
2#地块用电负荷及变压器容量表1
用电设备
设备容量（KW）
计算负荷（KW）
视在负荷（KVA）
变压器（KVA）
变压器负荷率
（A座+地下汽车库）住宅变
700
441
469
1×
630
74%
（B座+自行车库）住宅变
679
442
470
75%
（C座+小商铺）住宅变
680
437
465
商场（专变）
1498
1225
1303
2×
800
81%
“河西苑”变电所
3557
2545
3490
3#地块用电负荷及变压器容量表2
（A+B+C座）住宅
2128
1170
1245
78%
（A-B-C）商场
835
752
1000
80%
（A-B-C）商场（空调）
795
755
803
商场+公用+地下层+下层广场
950
760
808
1#（A-B-C座）变电所合计
4078
3437
4600
（D+E+F座）住宅
2066
1136
1209
76%
（D-E-F）商场
820
738
785
79%
（D-E-F）商场（空调）
796
756
804
918
734
781
2#（A-B-C座）变电所合计
3364
火警时消防设备及（非火警）故障时需保障用电负荷表表3
消防设备
设备容量
计算负荷
保障用电
消防电梯
60KW
客梯
160KW
130KW
正压风机排烟风机
198KW
生活泵
78KW
62KW
防火卷帘
28KW
地下车库
38KW
23KW
消防泵
220KW
消防、弱电
25KW
消防、安防中心
15KW
V车库动力
96KW
57KW
应急照明
147KW
88KW
公用
287KW
230KW
合计
668KW
609KW
684KW
527KW
2.4无功功率补偿
2.4.1概述
用户供电系统在最大负荷时的功率因数满足当地供电部门的要求，当无明确要求时：
高压用户的功率因数应为0.9以上；
低压用户的功率因数应为0.85以上。
在进行人工无功补偿装置设计时，应首先采取措施提高用电设备的自然功率因数，例如，正确选择电动机的类型和功率，尽量使电动机的负荷率为80%~90%;
正确选择变压器容量和台数，保持变压器负荷率在75%~85%范围，不低于60%；
减少配电线路感抗，如采用电缆线路。
一般用户供配电工程的无功功率补偿装置均为并联电容装置，故仅介绍采用并联电容器装置进行无功功率补偿的设计方法。
2.4.2无功功率在系统的传输中所造成的影响
1、无功功率在通过电网时，会引起线路及设备的有功损耗。
2、电网在电压损耗将会随着无功功率的增加而增加。
3、在电网输送有功不变下，无功增加而使总电流增加，会使供电系统的如变压器，断路器，导线以及测量仪器，仪器等等的一次，二次设备的容量，规格尺寸增大，从而使投资费用增加。
2.4.3并联电容器的控制及安装方式的选择
为尽量减少线损和电压损失，宜就地平衡补偿无功功率。
低压部分的无功功率宜由低压电容器补偿，高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿。
当配电所中无高压负荷时，不宜在高压侧装设电容器装置。
（1）对于容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率，宜单独就地补偿。
补偿基本无功功率的电容器组宜在变电所内集中装设。
在坏境正常的车间内宜装设低压电容器分散补偿。
（2）供给气体放电灯的配电线路宜在线路或灯具内设置电容补偿，功率因数不应低
于0.9。
（3）对于补偿低压基本无功功率的电容器组以及常年稳定的无功功率和投切次数较少的高压电容器，宜采用手动投切；
为避免过补偿或在轻载时电压过高，造成某些用电设备损坏等，宜采用自动投切，且宜优先选用低压无功自动补偿装置。
（4）无功自动补偿的调节方式可根据下列情况来选择：
以节能为主进行补偿者，采用无功功率参数调节；
当三相负荷平衡时，也可采用功率因数参数调节，应按电压参数调节。
无功功率随时间稳定变化时，按时间参数调节。
必要时，可采用组合调节方式。
（5）电容器分组时，应与配套设备的技术参数适应，满足电压偏差的允许范围，适当减少分组组数和加大分组容量。
分组电容器投切时，不应产生谐振。
（6）电容器装置的开关设备及导体等载流部分的长期允许电流，对高压电容器不应小于电容器额定电流的1.35倍，对低压电容器不应小于电容器额定电流的1.5倍。
（7）电容器组应装设单独的控制和保护装置。
低压电容器组应采用专用投切接触器或电力电子开关以减少合闸冲击电流，并设置过载保护、短路保护和过电压保护。
（8）对三相不平衡系统，低压无功补偿应采用分相补偿或混合补偿方式。
对含有谐波的配电系统，无功补偿电容器回路中应装设抑制谐波和涌流的装置、相关设计要求需参考其他文献。
2.4.4本次设计的无功补偿设计
本次设计中电容补偿的界限方式采用与下图的接线方式：
特点是初投资较小，运行方便。
电容补偿的接线方式
第三章短路电流及计算
一、短路电流计算内容及目的
供配电工程设计时，需确定的高压电网短路电流及计算目的见下表
需要确定的短路电流及计算目的
序号
短路物理量
计算目的
1
三相对称短路电流初始值
（超瞬态短路电流）
用于校验高压电器导体的热稳定、整定继电保护（电流速断保护装置）
2
三相对称开断电流（有效值）
开关电器的第一对触头分断瞬间，预期短路电流对称交流分量在一个周期内的有效值，用于校验高压开关电器的分断能力
3
三相短路电流峰值
（短路冲击电流）
用于校验高压电器、母线、绝缘子的动稳定，校验断路器的额定关合电流
4
三相稳态短路电流（有效值）
计算其他短路电流的依据
5
两相稳态短路电流（有效值）
用于继电保护装置或高压熔断器的灵敏度；
对远离发电机短路，等于两相短路电流初始值
6
对称短路容量初始值
用于校验高压电动机起动的依据，也是计算低压电网短路电流的依据
7
单相接地电容电流
用于确定高压系统中性点接地方式；
对高压非有效接地系统，用于验算接地装置的接触电压和跨步电压
8
单相接地短路电流
对高压有效接地系统，用于验算接地装置的接触电压和跨步电压
二、短路电流计算步骤
1）选取基准容量
和基准电压
（一般取各级的平均电压）。
2）将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗。
3）绘制等值网络图，并将各元件电抗统一编号。
4）化简等值网络：
为计算不同短路点的短路值，需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络，并求出各电源与短路点之间的电抗。
5）求计算电抗
。
6）由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值
7）计算无限大容量的电源供给的短路电流周期分量。
8）计算短路电流周期分量有名值和短路容量。
9）计算短路电流冲击值。
三、本工程短路计算的估算
在本次设计任务中因为不涉及到二次回路的设计，所以短路电流这部分计算不作重点考虑。
下面仅就变压器低压侧母线三相短路电流进行估算见下表。
变压器额定容量Se（KVA）
变压器低压的额定电压Ue（KV）
变压器低压的额定电压百分数UK（%）
变压器低压的额定电流Ie（A）
变压器低压侧母线出三相短路电流估算值Id（KA）
2000
0.38
607.75
17.31
Id=Ie∕UK%Ie=Se∕（1.732×
Ue）
Id=100×
Se／（1.732×
Ue×
UK）
其中：
Se-------变压器额定容量
Ie-------变压器低压的额定电流
Ue-------变压器低压的额定电压
UK-------变压器的阻抗电压百分数
Id-------变压器低压侧母线三相短路电流
第四章电气设备的选择
4.1电气设备中电弧的产生及灭弧方法
一、电气设备中电弧的产生及灭弧方法
开关电气在接通或断开有电流的电路时，触头间就可能产生电弧。
电弧是一种气体放电现象，放电过程中伴随着高温和强光。
开关触头间隙中能产生电弧放电，说明其中存在大量的带点质点。
带电质点的产生与消失决定了电弧放电现象。
产生带电质点并形成电弧的游离方式有：
（1）强场发射开关触头分断电流的瞬间，触头间很强的电场使阴极表面的电子逸出，成为自由电子。
（2）热电发射当开关触头分断电流时，阴极表面由于大电流逐渐收缩集中而出现炽热的光斑，温度很高，可使其中的电子获得巨大动能，逸出金属成为自由电子。
（3）碰撞游离在强电场的作用下，间隙中的自由电子向阳极加速移动而获得动能，动能积累到一定数值后，碰撞中性质点就会使中性质点游离，游离后新产生的电子和原有电子又将从电场获得动能，继续引起游离，使触头间隙中正离子和电子数目迅速增加，像“雪崩”一样，形成了所谓电子蹦。
当带电质点浓度足够大时，介质就被击穿而产生电弧。
（4）热游离电弧形成后温度很高，可大数千度，间隙中质点剧烈热运动而相互碰撞，使电弧中的中性质点进一步游离。
由于上述几种游离的综合作用，使触头在分断电流时产生电弧并维持电弧燃烧。
二、电弧的影响
电弧的产生对供配电系统的安全运行有很大影响，主要包括：
1延长了电路的开断时间。
当开关分断短路短路时，触头间的电弧延长了短路电流持续的时间，从而对供配电系统造成更大的损坏。
2电弧的高温可使开关触头烧损。
3电弧的强光可能损害人的视力，严重时可导致人眼失明。
4可能引起电路弧光短路，甚至造成爆炸事故。
因此，为了保证供配电系统的安全运行和人员的生命安全，必须采取有效措施迅速熄灭电弧。
二、电弧的
升级会员 