电建121+1210602126金晨盐城工学院北校区体育馆供电系统设计.docx
《电建121+1210602126金晨盐城工学院北校区体育馆供电系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电建121+1210602126金晨盐城工学院北校区体育馆供电系统设计.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
电建121+1210602126金晨盐城工学院北校区体育馆供电系统设计
毕业设计说明书
盐城工学院北校区体育馆
供电系统设计
专业
建筑电气与智能化
学生姓名
金晨
班级
电建121
学号
1210602126
指导教师
胡国文
完成日期
2016年5月25日
毕业设计说明书（毕业论文）
独创性声明
本人声明所呈交的毕业设计说明书（毕业论文）是本人在导师指导下进行的研究、设计工作后独立完成的。
除了文中特别加以标注和致谢的地方外，说明书中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究所做贡献集体和个人，均己在说明书中作了明确的说明并表示谢意。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
毕业设计说明书（毕业论文）作者签名（手写）:
日期:
年月日
指导教师签名（手写）:
日期:
年月日
盐城工学院北校区体育馆供电系统设计
摘要：
随着城市建设越来越复杂，人类的生活越来越智能化，尤其体现在建筑电气方面。
电能也可以转化为各种人们需要的能量，从而方便人们的生活。
在一般的情况下，传输的电能是从电能的一侧沿着单一的方向流向用户端的一侧。
整个体育馆有风机，水泵，电灯，中央空调等，假若电能的中途切断会导致非常严重的后果，甚至可能会伤及人们的性命，从而可以总结出体育馆的供配电对于正常工作非常重要。
对于对于学校体育馆的供电系统的设计，需要考虑到电能的分配问题。
因此该设计从电能的分配到引入再到布线，每一步都需要考虑。
否则会带来电能的浪费以及电能的破坏，引起不必要的麻烦。
负荷计算，线路设计，设备选型再到照明设计是主要内容。
随着现代社会发展，体育馆对于供电系统的安全可靠有着非常高的要求，故结合实例，从供电系统的设计思路到实践方法进行分析。
关键词：
电能；电力系统；供电系统；供电方式。
TheDesignOfThePowerSupplySystemInTheNorthCampusOfYanchengInstituteOfTechnology
Abstract:
Withtheincreasingcomplexityofurbanconstruction,thewayofhuman’slifeismoreandmoreintelligent,particularlyinbuildingelectricalaspeects.However,italsocanbeconversedintoavarietyofenergypeopleneed,whichmakepeople’slifeconvenient.Normally,thetransmissionofelectricityfromthepowewrofunilateralflowtotheclient.Therearefan,waterpump,lighing,centralairconditioninginthestadium.Ifwecutofftheelectricity,itcanleadtoveryseriousconsequences,mayevenhurtpeople’slives.Itcanbeconcludedthatthegympowersupplyareveryimportanttoworkproperly.Forthedesignofthepowersystemofthegym,weneedtotakethepowerallocationintoaccount.Therefore,fromthedistributionofelectricalenergytointroducetowiringofelectricalenergy,weneedtoconsidereachstep.Otherwiseitwillwastetheenergyanddestroytheelecricalenergy.Andevencauseunnecessarytrouble.Themaincontentofthedesignistheloadcalculation,thedesignofthecircuit,theselectionoftheequipmentandlightingdesign.Withthedevelopmentofmodernsociety,thereisahighdemandofthesecurityandreliabilityofthepowersupplysysteminstadium.Socombinedwithexamples,wediscussitfromthedesigntraintopracticeanalysisofthepowersupplysystem.
KeyWords:
electricity;thepowersystem;powersupplysystem;themodeofpowersupply.
盐城工学院北校区体育馆供电系统设计
1概述
1.1课题背景和意义
1.1.1课题的背景
在电力系统中，各个用户通过电力线路从而与发电厂、变电所连接了起来，使得电能可以生产出来，运输、分配和消费。
我们需要根据建筑的实际需求，惊醒设备的相关选择，例如空调、水泵等。
确定好设备的型号、配置与配电方式。
变电所是用来降压或者升压的时候，在同一时间，也可以分配电，变压器，以及各种其他的各种设备形成了一个变电站。
它的主要作用是对电压进行降压，从而分配给下一个变电所或者是配电室，完成供配电的过程，由此可以看出，变电所是非常重要的存在。
以安全和节能为原则进行线路和电气设备例如断路器的选型和敷设，再根据供配电的相关标准对设计过程需要的数据进行计算。
建设大型的电力系统可以有效提高供电的可靠性，增强电压的安全度，降低用电的成本，各地区在出现故障的时候，来利用电力网可以解决故障，相互支援，有着非常强大的灵活性。
大型的电力系统也可以保证电能的质量，使其频率稳定。
对于某些地区，还可以充分利用其资源优势。
电能在负责输送以及配送的过程中称为各级电压输变配的电力网，其中它的示意图如下图1-1所示。
图1-1电力系统结构
每一个设备都有其不同的额定电压，电力设备在其工作电压的情况下各方面的经济和技术效益是最好的，然而用电设备运行时会产生相应的电压损耗，所以一般情况下是不可以按照其额定电压来计算的。
各用电设备额定电压值如表1-1所示。
其中各个的额定电压都是不同的。
表1-1各用电设备额定电压
分类
电网和用电设备额定电压（千伏）
发电机额定电压（千伏）
电力变压器额定电压（千伏）
一次绕组
二次绕组
低压
0.38
0.4
0.38
0.4
0.66
0.69
0.66
0.69
高压
3
-
3，3.15
3.15，3.3
6
-
6，6.3
6.3，6.6
10
-
10，10.5
10.5，11
-
13.8，15.75
13.8，15.75
-
35
-
35
38.5
66
-
66
72.6
110
-
110
121
220
-
220
242
330
-
330
363
500
-
500
550
建筑供配电设计是根据人们平时的生活以及工作的需求从而设计出了一个方便、安全、高效的供配电网络。
它主要包括了降压，配电和用电三部分。
从而实现人们的需要。
在建筑供配电系统中，建筑变电所的功能则是降压和电能分配的问题，从高压线路流出的电流向低压供电。
此时，建筑变电所的功能是降压和电能分配的问题。
1.1.2课题的意义
供电系统的整个设计过程应当贯彻国家的法律以及设计规范，符合各地区、行业的有关规程以及特殊规定。
我们应当根据各种合理的因素来设计供电系统，尽量使得系统可以简单方便，体育馆的用电都是从电网中获取的。
总而言之，体育馆的供电系统的设计，主要指的就是体育馆的电能供应和分配。
所以体育馆的正常需要用电应当由供电可靠性以及电能的质量所决定。
同时它也可以决定学生在学校体育馆能否正常用电，合理用电，并且节约而且高质量用电。
1.2主要设计内容及基本设计步骤
1.2.1主要设计内容
北校区体育馆主要要求是实现节能安全的供电以及配电系统的设计，同时在这样的条件下要求节能安全。
最后在安全的基础上，满足体育馆的使用的要求。
其中包括了接受10KV的高压电能、并且进行低压400V的降压处理，紧接着分配给体育馆的各大用电设备。
其中主要内容包括供电电源的出线设计，包括了主接线，高压系统接线和低压系统接线，另一个是负责到分配给用户终端的配电线路的设计。
1.2.2基本设计步骤
体育馆的供电系统计划首先是初步计划的设计，这是首要关键的一步。
接下来就是也有着举足轻重的地位的动工的设计。
a.初步设计
初步设计的主要需要做的事情就是向有关部门收集资料，并且报给相关的部门。
b.收集资料
设计人员在设计时，需要调查很多相关的文献资料，其中包括了：
A.体育馆的建设规模、生产工艺、建筑构造以及东校区体育馆的建筑各层总平面图。
B.用电负荷在供电可靠性上面所需要的程度以及在工艺允许范围内的停电时间。
C.调查了解工艺设备以及室内设施布置图，从而可以准确地了解生产车间工艺设备的确切位置。
D.向相关部门收集可以使用的电源容量、备用电源的具体情况。
E.同时了解其他专业的供电需求
F.向当地的相关部门收集当地的气温情况。
c.编制初步设计文件
设计方案在经过上级主管的同意批准后，就可以进行体育馆供电系统设计的初步设计，初步设计的文件包括有设计说明书，图纸一套。
A.设计说明的步骤主要为下：
电力系统供电方案的设计；电力系统负荷的计算；供电系统运行方式的设计；供电线路以及供电电源的选择与设计；高压系统和低压系统设计；变电所的选址以及变压器的选型；高低压电气设备的选择；导线的选择以及敷设；照明灯具的选择以及配电方式的设计。
B.图纸一套主要包括了有供电系统图；高低压系统图；变电所的平面布置图；体育馆四层的设备接线图；体育馆的照明干线系统图。
其中供电系统图是整个体育馆总体的的设计；高低压系统图则需要确定主要设备以及满足订货要求；变电所的平面图需要有变压器室用来变电降压，高压配电室用来进行高压的分配和低压配电室主要负责低压的分配，最后还应当设置一个保安室来保证安全；体育馆四层的设备接线图需要标出建筑物以及各个房间的名称，电源以及导线的走向以及根数，线路的敷设方式，配电箱以及配电室的布置；体育馆的照明干线系统图应当注明照明的配电方式，每个配电箱分别对应的分配的照明位置，以及主接线方式，电缆的选择和敷设方式。
2供电系统方案设计与比较选择
2.1供电系统的方案设计
2.1.1方案一：
10KV供电方案
10KV供电方案：
对于中型或是更大的建筑，在用电负荷较大时候，高压进线为10KV。
然后经过变压器变电最后分配给各用户完成一整个供电的设计。
如图2-1。
电源进线
电源进线
1
号
变
电
所
4
号
变
电
所
3
号
变
电
所
2
号
变
电
所
高压配电所
图2-110KV供电方案
上图所示是比较常见的10KV供电方案系统图。
由图中可以看出该系统有两个10KV的高压进线，分别接在母线上面。
母线是专门用来收集和分配电能的。
如图所示，使用单一的开关将母线分隔开的形式称作是单母线结线形式，被叫做是“单母线分段制”。
如图所示的高压配电所运行方式有两种：
a.分段开关一般情况下是打开的，由两路电源进线，分配至各个变电所变电，然后送给各用电设备，当一路电源出现故障时，通过倒闸操作合上分段开关，变成另一路电源供电，该运行方式为两路电源。
b.分段开关一般情况下是闭合的，由一路电源供电，另外一路的作用主要是当已经用的一路出现故障的时候才会作为备用使用起来，该运行方式为一用一备。
2.1.2方案二：
35KV供电方案
35KV供电方案：
很多的大型民用建筑，电源高压部分为35KV，在变压器的工作下率先降为10KV,再经过几路高压配电线，将电能分别送至体育馆的的变电所或者箱变，经过了下一次的变压才可以送给各用电设备，如图2-2。
电源进线
电源进线
1
号
变
电
所
2
号
变
电
所
3
号
变
电
所
4
号
变
电
所
总降压变电所
图2-235KV供电方案
图2-2中总降压变电所有两条35KV及以上的电源进线，这种进线方式为“桥形结线”35KV的电压经过总降压变电所降压为10KV，然后经过高压配电，通过配电可以送到另外一个变压器处，再经过每个变电所降压至400V，分配给每一个需要用电的用户，完成供电方案。
2.1.3方案三：
400V供电方案
400V供电方案：
对于小型工业与民用建筑，因此通常只需要设一个10KV降为400V，然后直接通过各个低压配电室送给各个用电设备，如图2-3。
车间各用电设备
10KV电源进线
400V
图2-3400V供电方案
2.2方案比较与选择
通过对用电容量的计算，由于需要的用电容量不大于1000KVA，而且变电所就在体育馆附近，不需要在体育馆内部设置10KV变电室，可以从体育馆旁边的10KV变电所直接变电为400V，然后直接送进体育馆内部的总配电室，然后通过总配电室分别送给体育馆每层的分配电室，进行电能的分配。
所以，在该设计中，直接采用400V的供电方案。
该课题选择主接线方式即供电系统如图2-4。
图2-4供电系统图
3盐城工学院北校区体育馆供电系统设计
3.1供电系统运行方式
体育馆的供电系统运行方式其实指的就是在中性点和大地之间的电气联结方式。
中性点接地方式对于系统运行有着举足轻重的地位。
在中国，接地方式在不同的情况下是不一样的。
在各级电压中的方式情况如下：
a.220KV、110KV-直接接地方式；
b.35KV-不接地方式；
c.20KV、10KV-经过消弧线圈或者是经过小电阻接地方式；
d.220/380V-直接接地方式、不接地方式
根据分析，本课题系统设计运用的是中性点不接地方式。
因为在学校体育馆中是400V直接供电，而且考虑到体育馆的电容电流不大于10A，所以选择中性点不接地的运行方式。
3.2供电电压的选择
在供电系统中，额定电压的等级应当由用电量的大小以及供电距离的长短来决定。
在正常情况下，在当设备的总容量在250kW或者是变压器容量在160kVA以上时，我们应当采用10KV供电；然而当设备的总容量在250kW以上或者是变压器的容量在160kVA以上的时候，我们就会优先采用低压方式。
不同级别的电压在送电容量上是不一样的，同时在送电距离方面也是不尽相同，如下表3-1所示。
表3-1各种级别的电压送电容量以及送电距离
标称电压/kV
送电容量/kW
送电距离/km
架空线路
电缆线路
架空线路
电缆线路
0.22
50以下
100以下
0.15以下
0.20以下
0.38
100以下
175以下
0.25以下
0.35以下
6
2000以下
3000以下
5～10
8以下
10
3000以下
5000以下
8～15
10以下
35
2000～10000
20～50
110
10000～50000
50～150
220
100000～500000
200～300
对于盐城工学院北校区体育馆来说，大多数为二级负荷，二级负荷应当是有双回路供电。
在体育馆内设置了两台变压器。
电源进线为10kV,10kV的经济技术指标都比较好，所以选择10kV高压部分进线。
经过体育馆隔壁的变电室变为400V，对所需要的配电设备供电。
供电系统图见附录2-1。
4盐城工学院北校区体育馆配电系统设计
4.1供电系统接线方案选择
变配电所的主接线是由变配电所中的各种开关、变压器、导线电缆、母线、并联电容器、电流电压互感器等组成的。
主接线它的主要作用是在变配电所内进行电能的接受，电能的变换以及配电系统中电能的分布。
主接线在整体的设计中占主体地位，与变电所正常工作有着分割不开的关系。
变配电所的主接线应当满足以下四个基本的要求：
a.可靠性：
首先是变配电所在供电的时候得有一定的可靠度。
b.灵活性：
主接线可以在任何一种运行条件下任意适应，改变时很方便，并且能够很强得适应它自身的发展。
c.安全性：
主接线必须符合有关的标准和规范，必须充分保证人员和设备的安全，在安全的情况下进行检修。
d.经济性：
在上述的条件都满足的情况下，应当使得主接线尽量简单，使得投资尽可能少，节约电能。
变电所的主接线形式很多。
如图4-1所示。
图4-1变电所的主接线形式
4.2配电系统的设计
4.2.1高压配电系统的设计
经常会看到的高压系统接线方式主要是：
a.线路-变压器组
通过唯一的线路带着只有一台变压器，接线的方式是利用组别的，这种叫做为线路-变压器组。
该接线最大的特点就是在没有高压用电设备的情况下，可以将电能直接送走能够将电能直接送到负荷处，没有高压用电设备。
优点是接线简单，缺点是一旦发生故障，变压器需要及时停止。
该接线是一个只有1个或者2个变压器的单回线路。
如图4-2所示。
图4-2线路-变压器组
b.单母线接线
单母线主要有以下两种接线方式。
单母线不分段接线是通过一根母线连接输出和输入端的。
通常有单进线回路和双进线回路两种。
这种线路比较简单，使用的设备少，同时经济效益大。
但是在可靠性以及灵活性上就会相对差点。
单母线分段接线方式则是为了克服上述的缺点特地设计出来的，通常是每一段有一个或者两个电源。
单母线分段接线运行方式和也有两种。
这种接线方式可以适用于多电源，大负荷，在出线回路较多的情况下。
经上所述，盐城工学院北校区体育馆选择单母线分段接线，双回路进线。
利用隔离开关分段单母线，在这种情况下既可以分别单独运行，也可以同时运行。
单独运行时，电气设备互相不影响。
并列同时运行的时候，只需要考虑两段母线上的负荷应当根据电源容量和负荷等级来做出相应的调整。
在该课题中，高压配电系统图是由一系列的高压开关柜组成的，高压配电系统图是利用各种规格的成套的配电装置将高压配电系统的主接线按照要求组合成。
其中隔离开关的配置、电压互感器的配置、电流互感器的配置等问题在进行设计的时候应当考虑到。
同时也应当考虑计量点以及计量柜的接线，同时控制、操作以及保护方式和主接线的关系。
4.2.2低压配电系统的设计
体育馆低压配电采用中性点直接接地方式。
体育馆内的各个电气设备与照明都属于是分配给两个变压器供电。
该低压配电系统主要包括了从电源再到总箱配出的分支主接线。
在体育馆内部，采用的是地下电缆，通过一层的总配电室低压配电至各层的分配电室以及中央空调配电室，照明配电箱和应急照明配电箱。
接下来就是分别是不同的配电室分配至各个房间、楼层、走道进行下一步的分配。
然而，在设计低压配电系统图的配电时候应当考虑到它的形式。
低压配电系统图的设计主要有放射式、树干式以及环网市。
首先是放射式，所谓放射式接线，也就是说，在电源点的时候，用专用开关或者是线路直接送到用电端。
在选择放射式的过程中，会面临着浪费和污染的问题。
这种接线常常被用在较为重要的负荷或者是容量大的用电设备之中。
其中在放射式中有两类，分别是单电源单回路放射和双回路放射。
如图4-3即单电源单回路放射式。
图4-3单电源单回路放射式
其次是树干式，树干式接线主要是指从电源处引出的每一条线，在其接下来的途中也会接着很多的电气设备。
其特点主要是很好解决了有色金属消耗大等问题，但是它的供电可靠性也变得不好，这种接线常常用于用电设备上，然而那些用电设备容量较小而且分布均匀。
树干式接线主要分为直接树干式、单电源连串树干式、双电源连串树干式。
如图4-4即直接树干式。
图4-4直接树干式
最后是环网式，环网式分为普通环式以及手拉手环网接线。
它的主要特点是可靠性高，电源可以是很多个。
如图4-5为环网式接线图。
图4-5环网式接线图
因为在北校区的体育馆内部，负荷点以及用电设备较多，在进行供电系统设计的时候，考虑各个用电端不会存在电的联系，所以选择双电源放射式接线，这样即可以切换操作方便，保护性更强。
在进行低压配电系统设计的时候，我首先考虑到的是配电的方式问题，设置几个配电箱几个配电室，在确定了利用放射式接线后，接下来就是详细的设计。
我是以层为单位，首先我在体育馆一层设置了一个总配电室，负责接收来自隔壁10KV变电所的经过降压后的电能，然后通过这个总配电室分配给各个小的配电室。
每一层我都设置了一个配电室，来接收来自于总配电室的电能，其中不止每一层有，还有中央空调配电室、照明配电箱以及应急照明配电箱，通过每一层的配电室分配给各个房间各个设施。
具体低压配电系统设计见附录2-3。
5盐城工学院北校区体育馆照明干线系统设计
5.1照明系统的设计
5.1.1照明系统设计要求
在进行照度设计的时候，首先要做到三点：
先了解总体的平面图，以及总体的规划，然后再去调查电力系统的情况，了解供电的方案和主接线，进户电源的进线方位，紧接着就是设备布置图的标准，以及气象和地质的资料。
5.1.2照明系统设计
照度的主要作用是来评价照明的，在设计的过程中，计算占着很大的比重。
我们可以通过照度计算来定量评价实际场所的照明质量。
照度计算主要有两种方法，逐点照度计算法和平均照度计算法。
这里用到的是利用系数法，它是一种平均照度计算法，根据的是房间的室空间系数，利用的是多次反射的理论，从而可以得到利用系数。
计算步骤如下：
室空间系数Krc可以通过布置的灯具来计算：
（5-1）
式子中，a-房间的宽度，m；
b-房间的长度，m；
h-房间的高度，m。
b.确定光通利用系数Ku
光通利用系数指的某种参数，主要指的是光源被用的幅度大小。
c.平均照度的计算
（5-2）
式子中，S-房间的面积或者是水平工作面的面积，m2；
K-照度补偿系数。
d.照明灯具的计算
（5-3）
5.1.3各层照度设计
a.一层照度设计如下：
A.健美操房和健身房
照度标准为700lx，这里选择简易型控制荧光灯，光源功率2×36W，光通为5400lm。
Krc=
查《建筑配电及设计》知反射系数为50%，光通利用系数Ku=0.43，照度补偿系数为k=1.3，灯具数为N=（700x9x3x1.3）/（5400x0.43）=10。
B.物管房和保管室、值班室、器材室、课程组办公室、运动员休息室
照度标准为200lx，选择简易型控制荧光灯，光源功率2x36W，光通为5400lm。
Krc=
查《建筑配电及设计》知反射系数为50%，光通利用系数Ku=0.4742，照度补偿系数为k=1.3，灯具数为N=（200x9x4.2x1.3）/（5400x0.4742）=4。
C..洗手间、空调机房、配电室
照度标准为200lx，选择嵌入式
升级会员 