09 2 0 2《电力系统分析》课程设计任务书 1.docx
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09202《电力系统分析》课程设计任务书1
河南城建学院
《电力系统分析》课程设计任务书
班级0912101-2
专业电气项目及其自动化
课程名称电力系统分析
指导教师王辉、刘豪、芦明、韩耀飞
电气与电子项目系
2011年12月
《电力系统分析》课程设计任务书
一、设计时间及地点
1、设计时间：
2011年12月19日~2011年12月23日
2、设计地点：
2号教学楼509510
二、设计目的和要求
1、设计目的
通过课程设计，使学生加强对电力体统分析课程的了解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算、分析等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力。
2、设计要求
（1）培养学生认真执行国家法规、标准和规范及使用技术资料解决实际问题的能力；
（2）培养学生理论联系实际，努力思考问题的能力；
（3）进一步理解所学知识，使其巩固和深化，拓宽知识视野，提高学生的综合能力；
（4）懂得电力系统分析设计的基本方法，为毕业设计和步入社会奠定良好的基础。
三、设计课题和内容
课题一：
某县人民医院住宅楼供配电系统设计
新安县人民医院住宅楼，总建筑面积50000平方米，共27层，地下一层，地上26层，高87米，其中-1层为机房，1-3层为商业用，4-26层为标准住宅。
此建筑属于大型综合性高层建筑，即以裙房为连体，高层住宅建在裙房上，裙房设有商场等公共建筑。
因此，对供电及安全的要求较高。
因为本建筑存在大量的一级负荷，而且经常要对电气元件进行投切，要求有较高的灵活性。
再根据以上主结线的比较和电力系统的发展、用户的需求等几方面考虑，从近期及长远的发展规划，确定本住宅楼主结线方式选择为单母线分段结线。
采用两路市网供电，正常情况下两路市网分别供电，当一路市网停电后，不重要的三级负荷（普通照明等）停电，重要的一、二级负荷（事故应急照明、加压风机、送排风机、消防电梯、生活水泵、消防控制室设备）切换至另一路市网线路继续供电。
上以节已经确定本设计为两路市网供电，一路（T1）为商业及动力设备供电，另一路（T2）为民用住宅内供电，并互为备用，为一、二级负荷供电。
1~3层的商业用电：
该住宅楼总建筑面积为50000m2，则每层的面积大约为1852m2。
一层为高级商业设施，按130W/m2估算，则负荷大约为1852x130=240kW。
二、三层为一般商业设施，按85W/m2估算，负荷大约为1852x85=160kW。
确定一到三层的用电负荷大约为560kW。
其他负荷估算及设备功率如下表：
变压器T1负荷计算
设备组
编号
设备名称
设备容量
PN/kW
需要
系数
cosФ
tgФ
Pc/kW
Qc/kvar
Sc/kVA
Ic/A
1
1~3F商业用电
560
0.8
0.85
2
屋顶泛光照明
20
1
0.80
3
地下室照明
4
0.8
0.90
4
生活水泵
25
1
0.80
5
客梯、消防电梯
82
1
0.50
6
消防控制室
20
1
0.80
7
变电所照明
4
0.8
0.90
8
住宅楼梯照明
10
0.7
0.95
变压器T2负荷计算
设备组编号
设备名称
设备容量PN/kW
需要系数Kd
cosФ
tgФ
Pc/kW
Qc/kvar
Sc/kVA
Ic/A
1
4~11层住宅用电
512
0.4
2
12~19层住宅用电
512
0.4
3
20~26层住宅用电
448
0.4
4
生活水泵
25
1
5
客梯
42
1
消防电梯
40
设计任务
1、负荷计算；2、无功补偿；3、主变容量台数选择；4、总降压变压电站主结线设计；5、短路电流计算；6、主要电气设备选择和校验
课题二：
A住宅小区供配电系统课程设计
（一）基础资料
1、A住宅小区，总用地面积：
5000m²，总建筑面积：
21074.98m²，其中店面面积：
1610.14m²，住宅面积：
16367.04m²，车库及设备：
3112.47m²。
住宅包含A1，A2，A3，B1，B2，C，D七个单元，且均属于多层住宅。
小区的其他建筑包含：
商店，停车库等。
其他数据如下表：
负荷名称
安装功率Pe
（KW）
需要系数Kx
有功负荷Pc
（KW）
计算
容量
Sc（KVA）
无功
负荷
Qc
（Kvar）
功率因数cosφ
计算
电流
IC
（A）
A1单元照明
56
0.8
0.65
A2单元照明
46
0.9
0.65
A3单元照明
56
0.8
0.65
B1单元照明
68
0.8
0.65
B2单元照明
56
0.8
0.65
C单元照明
116
0.63
0.65
D单元照明
74
0.6
0.65
停车库
76.5
—
0.8
消防控制室
8
—
0.8
商店
210
—
0.9
应急照明
10
—
1
0.95
G-正压送风机
4
—
0.8
排烟风机
7.5
—
0.8
发电机房排风机
4
—
0.8
发电机房送补风机
1.5
—
0.8
泵房送风机
3
—
0.8
消防泵
30
—
0.8
消防泵（备用）
30
—
0.8
喷淋泵
30
—
0.8
喷淋泵（备用）
30
—
0.8
生活泵
22
—
0.8
生活泵（备用）
22
—
0.8
排水泵
2
—
0.8
排水泵
2
—
0.8
2、供电电源：
二回10KV电源和柴油发电机组。
（二）设计任务
1、负荷计算；2、无功补偿；3、主变容量台数选择；4、总降压变压电站主结线设计；5、短路电流计算；6、主要电气设备选择和校验
课题三：
某铸造厂总降压变电所及厂区配电系统设计
（一）原始资料
1、厂区平面布置示意如图1所示
图1某铸造厂厂区平面布置图
2、全厂用电设备情况
（1）负荷大小
10kV侧计算负荷总容量：
有功功率4522kW；无功功率1405kvar
各车间负荷（单位为kW、kvar、kVA）统计如表1所示。
表1某铸造厂各车间负荷统计
序号
车间
名称
负荷类型
计算负荷
序号
车间
名称
负荷类型
计算负荷
Pjs
Qjs
Sjs
Pjs
Qjs
Sjs
1
空压
车间
Ⅰ
780
180
7
锅炉房
Ⅰ
420
110
2
模具
车间
Ⅰ
560
150
8
其他
负荷
Ⅱ
400
168
3
熔制
车间
Ⅰ
590
170
9
其他
负荷
Ⅱ
440
200
4
磨抛
车间
Ⅰ
650
220
共计
5
封接
车间
Ⅰ
560
150
同时
系数
0.95
0.97
6
配料
车间
Ⅰ
360
100
全厂计算负荷
（2）负荷对供电质量要求
1~6车间为长期连续负荷，要求不间断供电。
停电时间超过2分钟将造成产品报废，停电时间超过半小时，主要设备将受到损坏，故这6个车间定为Ⅰ级负荷。
该厂为三班工作制，全年时数为8760小时，最大负荷利用小时数为5600小时。
3、外部电源情况
电力系统与该厂连接如图2所示。
图2电力系统与某铸造厂连接示意图
（1）工作电源
距该厂5km有一座A变电站，其主要技术参数如下：
主变容量为2×31.5MVA；型号为SFSLZ1－31500kVA／110kV三相三绕组变压器；
短路电压：
U高－中＝10.5%;U高－低＝17%；U低－中＝6%；
110kV母线三相短路容量：
1918MVA；
供电电压等级：
可由用户选用35kV或10kV电压供电；
最大运行方式：
按A变电站两台变压器并列运行考虑；
最小运行方式：
按A变电站两台变压器分列运行考虑；
35kV线路：
初选LGJ－90，r0=0.85Ω/km,x0=0.35Ω/km。
（2）备用电源
拟由B变电站提供一回10kV架空线作为备电源。
系统要求仅在工作电源停止供电
时，才允许使用备用电源供电。
（3）功率因数要求
供电部门对该厂功率因数要求为：
●用35kV供电时，全厂总功率因数不低于0.90;
●用10kV供电时，全厂总功率因数不低于0.95。
（4）线路功率损耗在发电厂引起的附加投资按1000元／kW计算。
（5）进行工厂总降压变电所35kV、10kV母线三相短路电流计算时，冲击系数Kch均取1.8。
（二）设计任务
1、负荷计算；2、无功补偿；3、主变容量台数选择；4、总降压变压电站主结线设计；5、短路电流计算；6、主要电气设备选择和校验
课题四：
某高校图书馆供配电系统课程设计
（一）基础资料
1、统计、估算图书馆大楼的安装负荷。
2、电源情况：
二回10KV供电。
（二）设计任务
1、负荷计算；2、无功补偿；3、主变容量台数选择；4、总降压变压电站主结线设计；5、短路电流计算；6、主要电气设备选择和校验
课题五：
某医院大楼供配电系统课程设计
（一）基础资料
1、项目概述
该医院大楼，地下有三层，地上有二十二层，总建筑面积为52500m
。
主要设备有：
空调机房：
418KW冷却水泵：
4×75KW（三用一备）
冷却水塔：
3×25KW正压送风：
56KW
生活给水泵：
3×75KW（两用一备）喷淋水泵：
3×37KW（两用一备）
补水泵：
2×22KW（一用一备）自动扶梯：
15KW
消防电梯：
15KW冷水机组：
3×513KW
冷冻水泵：
4×75KW（三用一备）送排风机：
2×19.5KW
消防排烟：
56KW消防水泵：
3×75KW（两用一备）
潜污水泵：
2×11KW客梯：
3×15KW
货梯：
18.5KW
2、电源情况：
二回10KV供电。
（二）设计任务
1、负荷计算；2、无功补偿；3、主变容量台数选择；4、总降压变压电站主结线设计；5、短路电流计算；6、主要电气设备选择和校验
课题六：
某医院病房大楼的供配电系统设计
（一）原始资料
建筑概况：
建筑物主体高度：
23.10m，无裙房
楼层数：
地下一层，地上六层。
地下一层有车库、高压柜、低压柜一室的配电室、库房等。
地上六层，主要有病房、值班室、重症监护室等，属二类建筑。
建筑物总面积：
10555.6m2
其中：
车库、设备用房面积：
1055.5m2
病房设备等级的划分
供电支路名称
负荷等级
供电支路名称
负荷等级
变电所用电
一级
地下室照明
一级
压缩空气间
一级
消防电梯
一级
中心吸养室
一级
电梯A
二级
消防控制
一级
电梯B
二级
水泵房
一级
各层电开水器
三级
中心供养室
一级
地下室风机
三级
网络机房
一级
照明配电总干线
三级
应急照明
一级
地热空调室
三级
重症监护
一级
地热空调机组
三级
消防稳压泵
一级
各层新风机组
三级
本建筑供电电源选择（选择合适的主接线）
结合本建筑实际情况，本建筑兼有一级、二级、三级负荷，建筑中的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、中心吸氧室、、应急照明、疏散指示标志等用电属于一级负荷。
正常情况下，一级负荷由市电电源供电，柴油发电机作为备用电源当市电正常停电时，由两台变压器出线断路器常闭触点的与关系发出柴油发电机的起动信号；当发生火灾时，在市电断电以前，由市电提供整个建筑的消防负荷，市电断电后，由柴油发电机提供消防负荷。
大楼电梯A、电梯B的负荷属于二级负荷。
正常情况下，由市电电源供电，柴油发电机作为备用电源；当市电正常停电时，由两台变压器出线断路器常闭触点的与关系发出柴油发电机的起动信号；当发生火灾时，由消防控制中心根据防火分区切除非消防负荷。
打楼一般照明、新风机组、电开水器、地热空调室等负荷属于三级负荷。
当市电正常停电后，由失压脱扣器切除三级负荷；当发生火灾时，由消防控制中心根据防火分区切除非消防负荷。
负荷计算：
根据医院大楼的统计负荷，负荷计算如下表：
负荷名称
安装容量（KW）
功率因数
需要系数
计算有功功率（KW）
计算无功功率（KVAR）
计算视在功率（KVA）
计算电流（A）
地热空
调室
121.5
0.75
0.7
地热
空调机
489.3
0.75
0.7
电梯A
20
1.73
0.85
电梯B
40
1.73
0.85
各层
开水器
54
0
1
地下室风机
9
0.75
0.85
照明配电总干线
525
0.33
0.4
应急照明
30
0.33
0.4
重症
监护室
30
0.48
0.7
消防稳压泵
1.5
0.75
0.65
地下室
照明
10
0.48
1
消防
控制室
15
0.48
1
压缩
空气间
39
0.75
1
水泵房
46.5
0.75
0.6
中心
供养室
92.4
0.75
1
变电所
用电
10
0.48
0.9
网络机房
10
0.33
1
中心吸引
23
0.75
1
有功同时系数
0.9
无功同时系数
0.95
总计算负荷
（二）设计任务
1、无功补偿的计算
补偿装置采用BWF-0.38-2型低压侧并联电容器补偿。
每组补偿容量为30Kvar，要求变压器高压侧功率因数为：
cosφ1＞0.9
2、变压器容量的选择和台数的确定
电力变压器台数选取应根据用电负荷特点，经济运行条件、节能和降低项目造价等因素综合确定。
其容量满足在一台变压器故障或检修时，另一台仍能保持对一、二级用电负荷供电，但需对该台变压器的过负荷能力及其允许运行时间进行校核。
3、短路电流计算
已知：
变压器为SC-630型，10.5kV/0.4kV，250k，额定容量：
630KVA，
绕组连接组别：
Dyn11，空载损耗：
△Po=1kW，负载损耗：
△Pk=2.64kW，阻抗电压：
Uk%=4，空载电流：
Io%=1.8。
已知变压器高压侧短路容量Sk=150MVA,求：
在变压器低压侧出线端k1处的三相短路电流。
在电缆头k2处的三相短路电流。
图3
课题七：
河南城建学院（西校区）供配电系统设计
（一）基础资料
1、计算教学楼，实验楼、宿舍楼、住宅小区计算负荷。
2、电源情况：
一回10KV供电。
（二）设计任务
1、负荷计算；2、无功补偿；3、主变容量台数选择；4、总降压变压电站主结线设计；5、短路电流计；6、主要电气设备选择和校验
课题八：
某化工厂总降压变电所及配电系统设计
（一）基础资料
1、负荷大小：
（1）计算负荷（10KV侧）Pc=4500KWQC=1600KVar
（2）各车间负荷统计表Kp=0.96KQ=0.98
序号
车间名称
负荷类型
计算负荷
Pc（KW）
QC（KVar）
Sc（KVA）
1
车间1
I
800
160
2
车间2
I
580
155
3
车间3
I
180
160
4
车间4
I
240
200
5
车间5
I
160
160
6
车间6
I
120
100
7
车间7
I
130
110
8
车间8
Ⅱ--Ⅲ
160
180
9
车间9
Ⅱ--Ⅲ
200
200
2、全年工作时数为8760hTmax=5800h
3、电源情况：
（1）工作电源：
由距该厂5km处变电站A接一回架空线路供电。
A变电站110kv母线，Sk=1900MVA，SB=1000MvA，A变电站安装两台SFSLZ--3150KVA/110KVA三绕组变压器：
U高中%=10.5，U高低%=17、U低中%=6%。
供电电压等级，选用35KV电压供电。
（2）备用电源：
由B变电站接回一架空线路供电。
只有在工作电源停电时，才允许投入备用电源。
（3）功率因数：
用35KV供电时，cos∮≥0.90；10kv供电时，cos∮≥0.95。
（二）设计任务
1、负荷计算；2、无功补偿；3、主变容量台数选择；4、总降压变压电站主结线设计；5、短路电流计算；6、主要电气设备选择和校验
课题九：
某宾馆大楼供配电系统课程设计
（一）基础资料
1、项目概述
该项目宾馆大楼，地下三层，地上二十二层，总建筑面积为60000m
。
主要设备有：
空调机房：
420KW冷却水泵：
4×75KW（三用一备）
冷却水塔：
3×25KW正压送风：
60KW
生活给水泵：
3×75KW（两用一备）喷淋水泵：
3×37KW（两用一备）
补水泵：
2×22KW（一用一备）自动扶梯：
15KW
消防电梯：
15KW冷水机组：
3×520KW
冷冻水泵：
4×75KW（三用一备）送排风机：
2×22KW
消防排烟：
56KW消防水泵：
3×75KW（两用一备）
潜污水泵：
2×11KW客梯：
3×15KW
货梯：
18.5KW
2、电源情况：
二回10KV供电。
（二）设计任务
1、负荷计算；2、无功补偿；3、主变容量台数选择；4、总降压变压电站主结线设计；5、短路电流计算；6、主要电气设备选择和校验
课题十：
新乡宾馆商务综合楼供配电系统设计
（一）基础资料：
“新乡宾馆商务综合楼”，地下一层，层高5.1米，主要是设备房，地上十七层，为营业厅及客房，十六层设有电梯机房，建筑总高度63.2m。
总建筑面积14352.6m2。
结构形式为框架剪力墙结构，现浇混凝土楼板。
本建筑供电主结线方式为：
单母线分段结线。
两段分别来自不同的变压器，两母线间设断路器作为母联。
不重要的负荷（如普通照明、空调）为单回路供电，重要负荷（消防水泵、控制，电梯，应急照明）都为双回路供电，双电源供电。
设备组编号
设备名称
设备容量Pn/kw
需要系数Kd
cosφ
Pc
/kw
Qc
/kvar
Sc
/kva
Ic
/a
1
正压风机
30
1
0.8
2
消防电梯
15
1
0.8
4
地下层排烟机
16
1
0.8
5
生活泵
12.3
0.9
0.8
6
消防中心
10
0.8
0.7
7
5—11层应急照明
21
0.9
0.8
8
1—4层照明
100
0.9
0.7
9
5—10层照明
150
0.8
0.7
10
1—4层空调
46.7
0.8
0.7
11
空调机房1#机组
138
0.75
0.8
12
空调机房水泵
60.5
0.75
0.8
T1负荷计算统计表
T2负荷计算统计表
设备组编号
设备名称
设备
容量Pn/kw
需要
系数
cosφ
Pc/kw
Qc
/kvar
Sc
/kva
Ic
/a
1
消防泵，喷淋泵
119
1
0.8
2
1—4应急照明
38
0.9
0.7
3
12—16层应急
地下室应急照明
5—15层空调
11
0.8
0.7
4
11—16层照明
141
0.8
0.7
5
空调机房水泵
59
0.75
0.8
6
空调机房2#机组
138
0.75
0.8
7
动力机组
4.4
1
0.8
8
屋面广告照明箱
50
0.8
0.7
9
稳压机
1.5
1
0.8
10
客梯
40
1
0.5
（二）设计任务
1、负荷计算；2、无功补偿；3、主变容量台数选择；4、总降压变压电站主结线设计；5、短路电流计算；6、主要电气设备选择和校验
课题十一：
60万吨采输卤项目10KV变配电项目设计
（一）基础资料
本项目负荷等级为三级。
采用一回10KV线路，架空敷设然后电缆埋地引入。
矿部主要用电设备为10KV高压电机四台、380V低压电机三台、低压潜水泵两台和照明用电，电压为380V/220V，相数为三相。
动力负荷相对集中在中心泵房车间，因此设计考虑在配电所旁离中心泵房30米设置一座10/0.4kV变配电室，设置两台800kVA变压器,其负荷率为0.78，满足变压器要求。
功率因数采用集中补偿方案补偿后10kV侧cosφ＞0.9。
1、采卤泵：
单机容量710kw总容量：
3﹡710=2130kw
常用容量（两开一备）：
2*710=1420kw（查表得：
Kd=0.8
=0.672）
采卤泵2：
一台容量355kwPe=355kw
2、供低配变压器：
两台容量1600KVA（查资料：
Kd=0.8
=0.672）
3、自用变压器：
一台容量50KVA
=30kw
=40var
=50KVA
4、0.4kv低配：
（1）输卤泵：
三台（单台132kw,两开一备）容量264kw（查资料：
Kd=0.8
=0.672）
（2）建槽泵：
一台容量160kw（查资料：
Kd=0.8
=0.672）
（3）起水泵：
两台容量为18.5kw和22k（查资料：
Kd=0.8
=0.672）
（4）生活用电：
容量50kw（查资料：
Kd=1
=0.5）
（二）设计任务
1、负荷计算；2、无功补偿；3、主变容量台数选择；4、
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