洛阳理工教学楼供电设计解析.docx
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洛阳理工教学楼供电设计解析
洛阳理工学院
课程设计说明书
课程名称工厂供电
设计课题模拟变电所供配电设计
专业电气工程及其自动化
班级_
姓名_
2015年06月15日
2、导线绝缘的选择12
摘要
供配电技术，就是研究电力的供应及分配的问题。
电力，是现代工业生产、民用住宅、及企事业单位的主要能源和动力，是现代文明的物质技术基础。
没有电力，就没有国民经济的现代化。
现代社会的信息化和网络化，都是建立在电气化的基础之上的。
因此，电力供应如果突然中断，则将对这些用电部门造成严重的和深远的影响。
供配电工作要很好的为用电部门及整个国民经济服务，必须达到以下的基本要求：
安全——在电力的供应、分配及使用中，不发生人身事故和设备事故。
可靠——应满足电力用户对供电可靠性和连续性的要求。
优质——应满足电力用户对电压质量和频率质量的要求。
经济——应使供配电系统投资少，运行费用低，并尽可能的节约电能和减少有色金属消耗量。
关键词
负荷计算防雷供电箱（盘）及线路工厂供电
设计任务
根据本学区一号楼座供电电源及用电负荷的实际情况，适当考虑学校今后的发展，按照安全可靠、优质经济、先进合理的基本要求，确定本楼座和变电所的位置与型式，确定各变配电盘（箱）和变电所主变压器一台数其容量为750KVA，选择本楼座与变电所主结线方案及高低压设备与进出线，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计样图。
（一）设计内容
1、负荷计算及功率补偿，列出负荷计算表、表达计算成果。
3、导线型号及截面的选择
4、继电保护及二次结线设计
5、各楼座和变电所防雷装置设计
（二）设计图样
1、一号教学楼照明及接地平面图（中性点接地PEN）
2、配电箱或配电盘设计图
3、总线路示意图和其中一层的配电线路图
第一章负荷计算及功率补偿
1、负荷计算的目的及方法
（1）目的
负荷计算的目的是为了掌握用电情况，合理选择配电系统的设备和元件，如导线、电缆、变压器、开关等。
负荷计算过小，则依此选用的设备和载流部分有过热危险，轻者使线路和配电设备寿命降低，重者影响供电系统的安全运行。
负荷计算偏大，则造成设备的浪费和投资的增大。
为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。
（2）方法
目前，我国设计部门在进行企业供电设计时,经常采用的电力负荷计算方法有:
需要系数法、二项式系数法.需要系数法计算简便,对于任何性质的企业负荷均适用,且计算结果上符合实际,因此,这种计算方法采用最广泛.尤其对各用电设备容量相差较小,且用电设备数量较多的用电设备组,这种计算最适宜.二项式系数法的应用局限性较大。
但在确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时采用二项式较合理。
主要计算公式有：
有功功率：
=
·
无功功率:
=
·tg
视在功率:
=
/Cosφ
计算电流:
=
/
2、各楼层负荷计算结果如下表
照明负荷统计表
楼层名称
设备容量
计算负荷
Kd
cosΦ
tanΦ
P30（千瓦）
Q30千乏）
S30（千伏安）
0.8
0.95
0.3287
一楼
9.5
7.6
2.51
8
二楼
9.5
7.6
2.51
8
三楼
9.5
7.6
2.51
8
四楼
9.5
7.6
2.51
8
3、整栋楼负荷计算
取
=0.9;
=0.95
根据上表可算出：
∑
=30.4kW;
=10.04kvar
则
=
=0.9×30.4kW=27.36kW
=
=0.95×10.04kvar=9.538kvar
=（
+
）
≈28.97KV·A
=
/
≈44.07A
COSф=
/
=27.36/28.97≈0.94
低压配电线路的接线方式主要有以下几种：
（1）放射式接线：
如图1
图1放射式接线
1）配电线路互不影响，供电可靠性较高，但配电设备和导线材料耗用较多，且运行不够灵活。
2）主要用于容量大、负荷集中或重要的用电设备，或者需要集中联锁启动。
（2）树干式接线：
如图2
图2树干式接线
1）配电设备和导线材料耗用较少，运行灵活性好，特别是采用封闭式母线槽时；但干线故障时影响范围大，供电可靠性较低。
2）一般用于用电设备容量不很大、布置较均匀的场合，例如对普通民用建筑中的小型用电器照明灯具供电等，均采用树干式接线。
（3）链式接线：
如图3所示
220/380V
图3链式接线
它实质上是一种树干式接线，适用范围与树干式相似，但链式相连的用电设备一般不宜多于5台，链式相连的配电箱不宜多于3台，且总容量不宜超过10kW。
以上介绍了低压配电系统的三种基本接线方案，各有优缺点；总的来说，树干式系统投资较省，但负荷支接点多，检修和事故时停电面大，一般适用于对三级负荷供电。
放射式系统投资大，但线路没有分支接点。
因此，应根据情况具体对待，但对于本教学楼而言，按可靠性和本楼座的供电特点，所以采用放射式供电。
如下图
教学楼配电一般从低压380V/220V母线取得电源,然后将电能分配到各个用电负荷。
采用各种元件（如开关、导线）及设备（如配电箱）将电源与负荷联结起来,即组成了教学楼的配电系统.
1、该建筑属于三类负荷，电源由附近低压配电室埋地引来。
电源采用三相五线制，380/220V，在入户处做重复接地。
2、线路均采用暗敷，穿PVC管，配电箱暗敷于墙上，一层有主配电箱，各层有分配电箱。
教师需要安装黑板照明灯，照明回路与动力回路单独供电。
负荷分配，计算机室及电化教室预留6KW，其他教室按照度计算。
3、走廊楼道照明采用声光控制的天棚灯，还需安装安全指示灯、应急探照灯。
选择开关（断路器等）大小，一般选择额定电流的1.5倍～2倍
（1）、灯控开关的选择
1）、各教室根据季节得变化及自然光得采集情况，要求照明照度有一定的范围调节，所以选择用双极开关控制。
2）、办公室照明采用1盏双管莹光灯，单管功率40W，链吊安装，安装高度2.8m，用一只暗装单极开关控制，双极开关距地1.4m。
3）、卫生间照明用吸顶式安装，1盏防水防尘灯，功率为50W，用一只暗装单极开关控制，开关要求防水防尘。
（2）、开关的安装
开关的作用是接通或断开照明灯具电源。
根据安装形式分为明装式和暗装式两种。
明装式有拉线开关、扳把开关等；暗装式多采用扳把开关（跷板式开关）。
插座的作用是为移动式电器和设备提供电源。
有单相三极三孔插座、三
相四极四孔插座等种类。
开关、插座安装必须牢固、接线要正确，容量要合适。
它们是电路的重要设备，直接关系到安全用电和供电。
教室的灯具开关布置，考虑到控制方便，所以将其安装在门边顺手侧，采用暗装形式，距地1.3m。
每极开关控制三盏灯，即一个两极开关，一个单极开关。
插座的布置，考虑多媒体教学的需要，所以在黑板两侧各装一个2+3孔单联插座，暗装且距地高度0.5m。
插座与灯具分设各自的回路。
考虑到教室的整体美观效果、电气的安全性能，所有的配电导线采用暗敷设；暗敷设线路应走捷径。
（3）、保护开关的选择
照明供电系统应具备一定的保护功能（如电气设备的过载及短路保护），所以还应选择特定型号的断路器。
断路器广泛应用于低压配电系统中，是一种保护电器元件。
在设计低压配电系统时，应注意断路器的选择性，对断路器过流脱扣器额定电流进行选择和整定，确保充分发挥过电流脱扣器的作用；当环境温度大于或小于校准温度值时，应根据制造商提供的温度与载流能力修正系数来调整低压断路器的额定电流值。
选择低压电器设备是指380V/220V电路的中的设备，其选择原则是应满足安全用电的要求，保证其可靠的运行，并且在通过最大可能的短路电流是不至于受到损坏，有时还要按短路电流产生的热效应进行校验。
我们只讲按照计算电流来选择（额定工作电流选择）。
（1）接地电阻的要求
按《工厂供电设计指导》表9-6。
此边点所的公共接地装置的接地电阻应满足以下条件：
其中,
A因此公共接地装置接地电阻
。
（2）接地装置的设计
采用长2.5m、
50mm的钢管16根，沿变电所三面均匀布置，管距5m，垂直打入地下，管顶离地面0.6m。
管间用40mm×4mm的镀锌扁钢焊接相接。
变电所的变压器室有两条接地干线、高低压配电室各有一条接地干线与室外公共接地装置焊接相连，接地干线均采用25mm×4mm的镀锌扁钢。
变电所接地装置平面布置图如图所示。
接地电阻的验算：
满足
的接地电阻要求。
图教学楼一楼设备及二次接地装置平面布置
从节能角度，为了减少电能传输时引起的线路上电能损耗，要求减少导体的电流阻抗则使用铜比铝好。
故，本设计中所有导线电缆全部选用铝绞线。
交联聚乙烯、绝缘聚氯乙烯护套的电力电缆：
其制造工艺简单，没有敷设高差的限制。
重量较轻，弯曲性能好，具有内铠装结构，使铠装不易腐蚀。
能耐油和酸碱性的腐蚀，而且还具有不延燃的特性，可适用于有火灾发生的环境。
同时，该电缆还具有不吸水的特性，适用用于潮湿、积水或水中敷设。
电流通过导线时，要产生电能损耗，使导线发热，若绝缘导线和电缆的温度过高时，可使绝缘损坏，甚至引起火灾。
当裸导线的温度过高时，会使其接头处的氧化加剧，增大接触电阻，使之进一步氧化，如此恶性循环，甚至可发展到断线。
因此规定了不同材料和绝缘导线的允许载流量。
在这个允许载流量范围内运行，导线的升温不会超过允许值。
选择导线截面使通过相线的电流IC应不超过导线正常运行时的允许载流量I。
防雷直击：
采用装设在建筑物上的避雷网或避雷针，或由其混合组成的接闪器。
防雷电感应：
建筑物内的设备管道构架等主要建筑物，应就近接至防直击雷接地装置或电气设备的保护接地装置上，可不另设接地装置。
防雷电波侵入：
1）地电线路全长采用埋地电缆或敷设架空金属线槽内的电缆引入时，在入户端应将金属电缆外皮，金属线槽接地。
2）低压架空线转换金属改装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地引入时，其埋地长度应大于或等于15m。
低压架空线直接引入时，在入户处应装设避雷器，并将其与绝缘子铁脚金具连在一起接到电气设备的接地装置上。
（一）接地干线安装
1、接地干线安装的有关规定:
（1）接地干线在穿过墙壁、楼板和地坪处应加装钢管或其他坚固的保护套；有化学腐蚀的部位还应采取防腐措施。
在跨越建筑物伸缩缝、沉降缝处,应设置补偿器,补偿器可用接地线本身弯成弧状代替。
（2）接地干线应设有测量接地电阻而预备的断接卡子。
一般采用暗盒装入,同时加装盒盖并做上接地标记。
（3）接地干线应在不同的两点或两点以上与接地网相连接。
自然接地体应在不同的两点或两点以上与接地干线或接地网相连接。
每个电气装置的接地应以单独的接地线与接地干线相连接,不得在一个接地线中串联几个需要接地的电气装置。
（二）避雷网安装
1、避雷网安装的有关规定:
（1）避雷网卡固时应加镀锌弹垫、平垫。
（2）避雷线弯曲处不得小于90°,弯曲半径不得小于圆钢直径的10倍。
（3）避雷线如用扁钢,截面不得小于48mm2；如为圆钢直径不得小于8mm。
分类
型号
规格（mm）
数量（m）
单价（估算.元/100m）
电线/电缆
BLX—500型橡皮线
6
500
50
LJ型铝绞线
35
250
300
元器件
DZ47LE—32C16
1
30
A6506
24
15.6
C45NC25
3
26
C45N—C16
6
26
漏电保护C45
3
120
DT862—4型
1
10
其它
插座
A6504
50
15
开关
C8U/C2
28
10
AM11
瓷白色面板
24
10
日光灯
240
12
白炽灯
4
6
总预算（元）
3700
通过这次工厂供电的学习，发现了自己的很多不足，无论是对知识的理解还是实践能力以及理论联系实际的能力还急需提高。
这次的课程设计也让我看到了团队的力量，设计工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。
在课程设计中只有一两个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。
团结协作是我们成功的一项非常重要的保证。
对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。
让我知道了学无止境的道理。
我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。
挫折是一份财富，经历是一份拥有。
这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！
通过这次设计我体会到做设计要具有严谨求实的科学作风，认真的设计态度。
设计须遵循国家各项方针政策，符合国标标准的有关规定，拟定方案前要翻阅国标设计规范。
借阅相关设计手册，学会独立使用设计手册查阅数据和设备选型。
设计前要做好收集相关基础资料。
设计内容的体会及所学课程的知识的巩固。
当然本次课程设计，只是初步的理论设计，要想真正实地建设，差的东西还太多太多，至少成本估算这一块就要对设计一改再改。
此外本次课程设计我基本是按刘介才主编的机械工业出版社《工厂供电设计指导》一书中的设计例题组织报告结构的，此外我还主要参考了书目《工厂供电》以及我们的教材《电气工程基础》。
最后感谢学院的安排，让我们在学习课本知识的同时，能够有这样的机会进行实践，从而加深了对所学理论知识的理解,掌握工程设计的方法。
通过这次课程设计,我深深懂得要不断的把所学知识学以致用,还需通过自身不断的努力,不断提高自己分析问题,解决问题的能力!
最后更应该感谢我的指导老师:
李明伟老师。
正是由于李老师课上的辛勤培养,谆谆教导,才使此次课程设计得以圆满完成!
谢谢李老师
[1]刘介才.工厂供电[M]．北京：
机械工业出版社，2003.44-48
[2]王健明，苏文成．供电技术[M]．西安：
电子工业出版社，2004．
[3]徐玉琦、徐文澜编著，家庭照明与灯饰，上海科技出版，1997；
[4]朱林根编著，注册电气工程师设计手册（建筑电气部分），北京：
中国电力出版社，2005；
[5]徐玉琦编著，工厂与高层建筑供电，北京：
机械工业出版社，2004；
国家电力公司华东公司编著，内线安装技术问答，北京：
中国电力出版社，2003；
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