供配电课程设计指导书.docx
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供配电课程设计指导书
《建筑供配电》
课程设计指导书
2017．11
一、课程设计目的
电气自动化技术的知识内容由于具有强烈的实践性，面对建筑领域中的各种工程实际问题，学生不光需要较完备的基本理论知识，而且需要培养学生综合运用所学基础理论知识和专业知识，独立分析和解决电气工程设计中一般工程技术问题的能力，从课程设计中熟悉工程的性质，熟悉从设计、施工安装直至验收等具体内容，以便达到电气自动化技术所培养的目标。
通过课程设计在实践中熟悉了解主要高、低压电器设备的用途、使用场所，熟悉电力线路、配电线路的敷设，常用电器设备的安装以及防雷、接地装置的敷设施工。
提高学生绘制工程图，增强作为现代电气工程师应具备的基本技能。
通过课程设计使学生初步了解供配电设计程序，了解有关建筑电气设计的各种技术规程，安装工程施工及验收规范。
培养学生使用设计手册、标准图集和产品样本的能力。
二、课程设计要求
通过课程设计，学生应达到：
1．熟悉供配电系统的常用规范，通过各种渠道收集相关资料知识，独立分析和解决电气程设计中一般工程技术问题。
电气装置综合运用所学基础理论知识利专业
2．具有将《供配电》课程所学的理论知识综合应用于工程实践的能力，提高绘制工程图，增强作为现代电气工程程师应具备的基本技能。
3．了解供配电设计程序，能使用设计手册、标准图集和产品样本，了解有关的设计规范。
4．能多角度观察问题和抓住工程技术关键，通过社会调研，收集资料，提出新的设计方案和设计思路，在设计中得到体现。
5．掌握电气工程制图的原理、方法，能正确表达设计意图。
了解常用电气工程设计软件的特点和操作要领，具备独立使用计算机进行设计绘图的能力。
三、供配电设计必须遵循的一般原则、内容和程序
（一）供配电设计必须遵循以下原则
1、供配电设计必须遵守国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。
2、供配电设计应做到保障人身和设备的安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，设计中应采用符台国家现行有关标准的效率高、能耗低，性能先进的电气产品。
3、供配电设计必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。
4、供配电设计应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。
（二）供配电设计的基本内容
供配电设计主要包括变配电所设计、高压配电线路设计和低压配电线路设计。
设计包括以下基本内容：
1）负荷计算及无功功率补偿计算。
2）变配电所所址和型式的选择。
3）变电所主变乐器台数、容量及类型的选择
4）变配电所主结线方案的设计。
5）短路电流的计算。
6）变配电所一次设备的选择（配电所设计不含此项内容）。
7）变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与整定。
（本次忽略）
8）变配电所防雷保护与接地装置的设计。
9）编写设计说明书及主要设备材料清单。
10）绘制变配电所主结线图、平面图和必要的剖面图、二次回路图及其它施工图样
（三）供电设计的程序
供电设计通常分为初步设计、技术设计和施工图设计等三个阶段，也有的分为方案设计、初步设计和施工图设计等三个阶段。
如果工程规模较小或技术不太复杂，也可采用初步设计（或称扩人初步设计，含技术设计内容）和施工图设计两个阶段。
如果设计任务紧迫，且工程规模较小，又经技术论证许可时，也可合并为一个阶段，直接进行施工图设计。
扩大初步设计（含技术设计）的任务，主要是根据设计任务书的要求，进行负荷的统计计算，确定的需要用电的容量，选择供电系统的初步方案和主要设备，提出主要设备材料清单，并编制工程概算，报上级主管部门审批。
扩大初步设计提出的资料应为设计说明书（含主结线图和主要设备材料清单）及工程概算两部分。
在初步设计期间或初步设计之后，应向供电部门办理用电中请手续，并与供电部门签订供用电协议。
只有办好供用电协议手续后，才能进行下一步施工图设计。
施工图设计（或称施工设计）是在扩大初步没计方案和概算经上级主管部门批准后，为满足安装施工而进行的设计，重点是绘制施工图。
施工图须对初步设计的原则性方案进行全面的技术经济分析及必要的计算和修改，以使设计方案更臻完善，有助于施工图样的绘制。
施工图设计应提出的资料主要是完整的一套施工图样和必要的施工说明书，此外需编制较详细准确的工程预算，报上级审批。
供配电课程设计其深度和广度，视学生的专业知识水平和设计时间长短而定，大致相当于上述的扩大初步设计或稍为扩展，适当增绘一些平面、剖面图的施工图样。
学生在接到设计任务书后，首先应认真学习和消化设计任务书，明确设计的题目、任务和要求，搞清楚已给了哪些原始数据，尚缺哪些数据和资料需要自己收集。
然后应考虑借阅一些有助于设计的图书资料，并草拟一个设计的大致进程安排。
在设计过程中，既要充分发挥自己的主观能动性，独立设计，也需要很好地与指导教师配合，争取指导教师的指导，免走弯路。
特别是供配电设计方案的确定，一定要征求指导教师的意见，以免出现原则性错误。
四、供配电设计依据的主要技术标准
一）供配电设计依据的主要设计规范见《供配电课程设计指导书》附录
二）供配电设计依据的主要制图标准：
00DX001建筑电气工程设计常用图形和文字符号
05DX004民用建筑工程电气初步设计深度图样
04DX003民用建筑工程电气施工图设计深度图样
D101-1~7电缆敷设
03D603住宅小区建筑电气设计与施工
五、供配电课程设计的一般设计步骤及设计进度安排
（一）设计内容及答辩
1、前期准备工作（4学时）
（1）了解建筑供配电设计的一般过程、步骤及注意事项
（2）变配电所初步设计资料的收集及整理
2、建筑供配电系统负荷计算、无功功率补偿（4学时）
3、建筑供配电方案拟定，设备选型（4学时）
4、高低压设备的选择与校验（4学时）
5、高低压线路选择与校验（4学时）
6、短路电流计算，动、热稳定校验计算（4学时）
7、出图（主接线图等）（4学时）
8、答辩（4学时）
（二）设计步骤与方法
1）进行变电所低压侧负荷计算，选择变压器的台数，容量型号、规格、确定变电所的一次接线。
2）根据变电所低压配电线路的数量，计算负荷确定变电所低压配电装置的型号、规格、数量（参考低压配电装置产品样本）。
3）根据变压器容量和主接线方案，低压配电方式和配电装置的数据，确定变压器室和高、低压配电室的平面布置尺寸和立面布置尺寸。
根据变压器容量和当地的气象条件：
确定变压器室通风窗尺寸（在考虑上述问题时应使建筑物在总体上实用，紧凑、整齐美观满足电气系统设计要求，保证运行安全可靠，
便于施工维护、发展）。
4）确定接地装置的型式和数量。
5）绘制变电所配电系统图（见10（6）kV独立式配变电所电气安装通用图电气总体部分）
根据变电所一次接线方案和变电所低压配出线方案绘制变电所配电系统图，图上刚图形符号利单线图表示出变配电装置之间的相互关系，控制保护设备的型号、规格，配出线的型号、规格及敷设方法，用电设备或设备组的名称，计算容量等（见设计参考资料）。
6）绘制变电所的平面图，立面图和剖面图
在图上应表示出变压器和高、低压配电屏在平面上，立面及剖面图上的相互关系和布置尺寸（见10（6）kV独立式配变电所电气安装通用图集）。
7）选择高、低压配电装置标准图或绘制安装大样图（高、低压配电装置产品样本）。
设计要点：
变电所一次接线系统图。
确定高、低压配电装置。
变电所的平面图、立面图和剖面图。
（三）编制主要设备及材料明细表
高低压开关柜电气设备和导线、电缆的校验。
以及编写设计计算书。
六、供配电课程设计成果
1、设计报告
2、主要设备及材料表
3、变电所一次接线系统图。
变电所的平面图、继电保护原理图。
4．设计计算书（设计说明及计算内容）。
七、供配电课程设计参考文献
[1]《供配电工程设计指导》机械工业出版社，翁双安，2004.
[2]《现代建筑电气供配电设计技术》，中国电力出版社，李英姿等，2008.
[3]《供配电技术》，北京电子工业出版社，唐志平，2005.
[4]《建筑电气设计手册》，中国建筑工业出版社，朱林根，2001.
[5]《低压电器及其配电电控设备选用手册》，科学技术出版社，李茂林，1998.
[6]《中低压配电设备与使用200例》，中国电力出版社，周武仲，2006.
[7]《工厂供配电》，北京大学出版社，王玉华，2006.
[8]《AutoCAD2008中文版电气设计完全自学手册》，机械工业出版社，孟德星，2008.
[9]供配电系统设计规范，GB50054-2009.
[10]民用建筑电气设计规范，GBJGJ_T16-2008.
[11]《建筑供配电技术》机械工业出版社，戴绍基，2003
课程设计任务书一
一、设计题目广智冶金有限公司供配电系统设计
二、设计的内容要求：
一、原始资料
1.本课题是为广智冶金有限公司设计的供配电系统，距该企业10km处有一座35kV变电站，企业有自备电源200kW，正常时由电网供电，电网停电时，由自备电源向关键设备供电，但不能向电网倒送电。
2.负荷情况
本工厂目前的负荷有冷加工机床5台，总容量为1000kW，通风机5台，总容量为900kW，其中分别为250、150、150、200、150kW，起重机6台，总容量为800kW（ε=15%），电焊机3台，总容量为200kW（ε=65%），冶炼电炉两台1000kW，1000kW，冷却水供水系统电机150kW、100kW各一台，50kW两台；取同时系数KP=0.8，Kq=0.85，其中Ⅰ类负荷占8%，规划年限为5年，年负荷增长率3％，规划年限内平均cosФ=0.85，年最大利用小时数Tmax＝4500h/年。
3．环境条件
工厂位于平原地区，无污染，其余条件一般。
二、设计内容
1．分析原始资料，进行负荷计算。
2．变压器容量、台数、型号选择。
3．确定电气主接线的最佳方案（包括进出线回路数）。
4．计算短路电流，列出短路电流计算结果。
5．主要电气设备选择与校验（采用新型设备）。
6．变电所的防雷措施。
三、设计产品
1．设计报告一份，要求报告分析过程详细、准确。
2．电气主接线图一张（需标注所选设备的型号）。
3．主要设备选择结果表（选用新型设备）。
4．附必要的计算过程。
课程设计任务书二
一、设计题目某机械厂降压变电所供配电系统设计
设计依据
1、工厂总平面图
2、工厂负荷情况：
本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时数为4600h，日最大负荷持续时间为6h，该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。
本厂的负荷统计资料如表1所示。
3、供电电源情况：
本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源，该干线的导线牌号为LGJ－150，导线为等边三角形排列，线距为2m，干线首端距离本厂约8km，干线首端所装设的高压断路器的断流容量为500MVA。
此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.7s。
为满足工厂二级负荷的要求，可采用高压联络线由临近的单位取得备用电源。
已知本厂高压侧由电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为25km。
4、气象资料：
本厂所在地区的年最高气温为38度，年平均气温为23度，年最低气温为－8度，年最热月平均最高气温为33度，年最热月平均气温为26度，年最热月地下0.8m处平均气温为25度。
当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20。
5、地质水文资料：
本厂所在地区平均海拔500米，地层以砂粘土为主，地下水位为1米。
6、电费制度：
本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。
每月基本电费按主变压器容量计为18元/kVA，动力电费为0.2元/kWh，照明电费为0.5元/kWh。
工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。
此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性的向供电部门交纳供电贴费：
6～10kV为800元/kVA。
一、设计内容
工厂供电设计主要内容包括工厂变配电所设计、工厂高压配电线路设计、车间低压配电线路设计及电气照明设计等。
其基本内容如下：
1、负荷计算
全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行。
考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂变电所高压侧计算负荷及总功率因数。
列出负荷计算表、表达计算成果。
2、工厂总降压变电所主变压器的台数及容量选择
参考电源进线方向，综合考虑设置总降压变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。
3、工厂总降压变电所主接线设计
根据变电所配电回路，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。
对它的基本要求，既要安全可靠又要灵活经济，安装容易、维修方便。
4、短路电流的计算
工厂用电，通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。
由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相及两项短路电流。
各厂和生活区的负荷计算如表1所示；
表1工厂负荷统计表
编
号
名称
类型
设备容量
Pe/kw
需要系数
Kd
tanφ
功率
因数
1
铸造
车间
动力
300
照明
6
小计
306
2
锻压
车间
动力
350
照明
8
小计
358
7
金工
车间
动力
400
照明
10
小计
410
6
工具
车间
动力
360
照明
7
小计
367
4
电镀
车间
动力
250
照明
5
小计
255
3
热处理
车间
动力
150
照明
5
小计
155
9
装配
车间
动力
180
照明
6
小计
186
10
机修
车间
动力
160
照明
4
小计
164
8
锅炉房
动力
50
照明
1
小计
51
5
仓库
动力
20
照明
1
小计
21
11生活区
照明
350
课程设计任务书三
一、设计题目化纤A厂降压变电所供配电系统设计
1工程概况
化纤A厂10kV配变电所供电给织造车间、染整车间、锅炉房、食堂、水泵房、化验室及其他车间变电所。
已知工厂三班制工作，年最大负荷利用小数6000h，其中织造车间、染整车间、锅炉房为二级负荷。
二级负荷是指中断供电将在政治上、经济上造成较大的损失的用电设备。
在条件允许的情况下，二级负荷应有两条线路供电，例如煤气站的鼓风机、10吨以下的电弧炼钢炉的低压用电设备和刚玉冶炼电炉变压器等，中断供电可能造成主要设备损坏或大量产品报废
2供电条件
（1）供电部门可提供双回路10kV电源，一用一备。
（2）电源1进线处三相短路容量120MVA，进线电缆长约150米。
电源2进线处三相短路容量100MVA，进线电缆长约120米。
（3）采用高供高计，要求月平均功率因数不小于0.9，。
要求计量柜在主进开关柜之后，且第一柜为主进开关柜。
（4）为其他车间变电所提供2路10kV电源出线，容量每路800kVA。
（5）配变电所设于厂区负荷中心，为独立式结构，有人值班。
低压供电半径小于250m。
配变电所建筑构造及面积由电气设计定。
二、全厂负荷统计
采用需要系数法计算各车间变电所的计算负荷，具体数据如表2-1所示。
表2-1
序号
车间或用电
单位名称
设备
容量（kW）
计算负荷
变压器台数及容量
（kW）
（kvar）
（kVA）
1
制条车间
340
2
纺纱车间
340
3
软水站
86.1
4
锻工车间
36.9
5
机修车间
296.2
6
幼儿园
12.8
7
仓库
37.96
8
织造车间
525
9
染整车间
490
10
浴室
1.88
11
食堂
20.63
12
独身宿舍
20
13
锅炉房
151
14
水泵房
118
15
化验室
50
16
卸油泵房
28
课程设计任务书四
一、设计题目塑料厂降压变电所供配电系统设计
1、塑料厂生产任务及车间组成
（1）本厂生产规模及产品规格
年产量为万吨聚乙烯及烃塑料制品。
产品品种有薄膜、单丝、管材和注射等制品。
其原料来源于某石油化纤总厂。
（2）车间组成及布置
本厂设有薄膜、单丝、管材、注射等四个车间，设备选型全部采用我国最新定性设备。
此外还有辅助车间及其它设施，全厂总平面布置图详见图1。
（3）工厂各车间负荷情况及车间变电所的容量见表1所示
表1各车间和各车间变电所负荷计算表
序号
车间（单位）
名称
设备容量
（kW）
Kd
cosφ
tgφ
计算负荷
车间变电所代号
变压器台数及容量（kVA）
P30
（kW）
Q30
（kVar）
S30
（kVA）
I30
（A）
1
薄膜车间
1400
No.1车变
1×____
原料库
30
生活间
10
成品库
（一）
25
成品库
（二）
24
包装材料库
20
小计
（K∑=0.95）
2
单丝车间
1385
No.2车变
1×____
水泵房
20
小计
（K∑=0.95）
3
注塑车间
189
No.3车变
2×____
管材车间
880
小计
（K∑=0.95）
4
备料车间
138
No.4车变
1×____
生活间
10
浴室
5
锻工车间
30
原料间
15
仓库
15
机修模具车间
100
热处理车间
150
铆焊车间
180
小计
（K∑=0.87）
5
锅炉房
200
No.5车变
2×____
试验室
125
辅助材料库
110
油泵房
15
加油站
12
办公楼、食堂、招待所
50
小计
（K∑=0.9）
2、供用电协议
本厂与电业部门所签订的供用电协议主要内容如下：
（1）从电业部门某110/10千伏变电所用一条10千伏架空线路向本厂供电，该所在厂南侧1公里；
（2）电业部门变电所配电线路采用定时限过电流保护装置的整定时间为2秒，工厂配电所应不大于1.3秒；
（3）在总变电所10千伏测计量；要求本厂的功率因数值在0.95以上
供电系统技术数据：
电业部门变电所10kV母线视为无限大电源供电系统，其短路容量为200MVA，供电系统接线如图2所示。
3、本厂的自然条件
（1）气象条件
（2）最热月平均最高温度为35℃；
（3）土壤中0.7～1米深处一年中最热月平均温度为20℃；
（4）年雷暴日为30天；
（5）全年土壤无冻结；
（6）主导风向夏季为南风。
（7）地质及水文条件
（8）地表面比较平坦，土壤主要成分为积土及砂质粘土，层厚为1.6～1.7米不等；
（9）地下水位一般为0.7米；
（10）地耐压力为20吨/平方米。
课程设计任务书五
一、设计题目机械厂降压变电所供配电系统设计
1、车间负荷计算
表1-1机械加工一车间设备明细表
设备代号
设备名称型号
台数
单台容量
kw
总容量
kw
需要系数Kd
cos
tan
计算负荷
kw
kvar
kV*A
A
1
车床C630M
1
10.125
10.125
2
万能工具磨床M5M
1
2.075
2.075
3
普通车床C620-1
3
7.625
22.875
4
普通车床C620-3
1
5.625
5.625
5
普通车床C620
4
4.625
18.5
6
普通车床C618
1
4.625
4.625
7
普通车床C616
1
4.625
4.625
8
螺旋套丝机S-8129
1
3.125
3.125
9
普通车床C630
1
10.125
10.125
10
管螺纹车床Q119
1
7.625
7.625
11
摇臂钻床Z35
1
8.5
8.5
12
圆柱立式钻床Z5040
2
3.125
6.25
13
5t单梁吊车
1
10.2
10.2
14
立式砂轮
1
1.75
1.75
15
牛头刨床B665
2
3
升级会员 