供配电设计计算书

《供配电设计计算书》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供配电设计计算书（27页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、供配电设计计算书（总23页）-本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-内页可以根据需求调整合适字体及大小-供配电课程设计!1!设计题目：某工厂办公楼供配电系统设计 所在学院：电气工程与控制科学学院 专业： 电气工程及其自动化班级： 浦电气1303学生姓名：指导教师：丁玉林起讫日期：2016-06-202016-07-032014年 06月16日第一章 建筑概况建筑工程的电气设计中，需要讲究设计的可操作性、延续性、系统性和整 体协调性。本次设计的电气系统包括：变配电系统，照明系统，消防系统，通 过理论和实践相结合，提高分析问题和解决问题的能力;学会使用规范及有关的 设计资料，掌握设计的基本方法

2、。设计题目及建筑概况设计题目某工厂办公楼供配电系统设计建筑概况本建设项目为南京市厂区内办公楼建筑，该建筑由地面上 11 层、局部地 下1层组成，建筑面积27464m2,建筑高度，属2类高层建筑。该建筑地下1 层为水泵房及备用设备房，地上1层为开敞式办公用房及部分设备用房（含变 配电所），2层为内部食堂及部分办公用房，35层为开敞式办公用房，6 11 层为办公及会议用房。设计目的和意义1）掌握变配电系统设计的理论知识，方法程序，技术规范。2）学会对变配电所的高低压系统的设计及相关设备的选择。3）学会合理的布置变配电所内的设备。4）会用设计规范、规程、设计手册及有关资料进行正确设计。5）懂得利用产

3、品样本进行设计及设备选型。6）培养创新意识和获取新知识的能力以及树立起严谨、认真、实事求是、刻苦钻研、团结协作的工作态度。设计原则1. 安全。设计阶段应首先充分注意安全用电问题，要从生命、设备、系统 及建筑等方面全面考虑。2. 可靠。体现在供电电源和供电质量的可靠性。3. 合理。一方面要符合国家有关政策和法令，符合现行的行业行规要求， 另一方面要符合建筑方的经济实力、运行维护及扩充发展等的要求。4. 先进。杜绝使用落后、淘汰设备，不使用未经认可的技术，要充分考虑 未来发展。5. 实用。考虑降低物耗，保护环境，综合利用等实用因素。如提高功率因 数，深入负荷中心，选用高效电光源，选用节能开关等等。

4、 设计依据和设计程序设计依据1. 国家现行的有关规范、规程及相关行业标准：10KV及以下变电所设计规范GB50053-94 ；高层民用建筑设计防火规范GB50045-95 （2005年版）；民用建筑电气设计规范JGJ/T 16-2008 ；供配电系统设计规范GB50052-95 ；低压配电设计规范GB50054-95 ；建筑照明设计标准GB50034-2004 ；其他有关现行国家标准、行业标准。2. 建筑及有关专业提供的方案文本、图纸及资料。设计程序1. 制定设计方案。确定建筑物供配电方案，照明方式及保护设备控制方式等2. 确定方案后，绘制施工图。3. 进行设计计算，选择设备容量、整定值、型号

5、、台数等编写书。编写设计 计算书。设计内容（1）低压配电干线系统设计（2）10KV变配电所电气主接线图设计（3）变配电所设备平面布置（4）短路计算及其各种校验 含：高低压系统短路计算，相关设备、导体 的动稳定度、热稳定度校验，相关设备、导体的过电流保护校验，相关线路 电压损耗校验.（5）（选做）防雷系统设计（在课程设计小结中用文字叙述即可）第二章方案设计负荷等级 该工程属一类高层建筑，用电多为二、三级负荷，用电负荷分级如下： 二级负荷：-111 楼应急照明，客梯，火灾自动报警设备，电视监控、计 算机网络设备，应急消防设备，消防电梯，消火栓泵，喷淋水泵，潜污泵等。三级负荷：-111 楼一般照明，

6、-111 楼新风机组，空调机组，货梯，屋顶正压风机，2 楼厨房电力，生活水泵等。变配电所系统（1）高压供配电系统中，为了保证整个系统的供电可靠性，拟采用高压 母线分段联络的供电方式。（2）低压配电系统中为保证本工程的二、三级负荷供电可靠性，拟采用 低压母线分段联络的供电方式，并拟用 TNS 系统。（3）为保证本工程二级负荷的供电可靠性，单独设立柴油发电机低压配 电系统，此系统与低压配电系统采用分裂运行的方式，不联络。（4）根据本工程实际需要拟将变电所设置在一层。（5）根据相关规定，同时为了提高在变配电所工作的安全可靠性，拟采 用接地线同基础主筋可靠焊接的方法，对整个变配电室采用等电位系统。 变

7、配电室设计的要求（1）变配电所设计应该根据工程特点，规模和发展规划，正确处理近期 建设和远期发展的关系，远近结合，以近期为主，适当考虑发展的可能。（2）变配电所设计应该根据负荷特点，合理确定设计方案。（3）变配电所设计采用的设备应该符合国家或行业的产品技术标准，并 应优先选用技术先进，经济适用和节能的成套设备和定型产品，不得采用淘汰 产品。变电所位置选择的要求根据10KV及以下变电所设计规范中第条，变电所位置的选择，应根 据下列要求经技术、经济比较确定：接近负荷中心；（2）进出线方便；（3）接近电源侧；（4）设备运输方便；（5）不应设在有剧烈振动或高温场所；（6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场

8、所，当无法远离室，不应设在污染源 盛行风向的下风侧；（7）不宜设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不与上述场所相 贴邻；（8）不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环 境的正上方或正下方，当与有保证或火灾危险环境的建筑毗邻时，应符合先行 国家标准保证和火灾危险环境电力装置设计规范的规定；（9）不应设在地势低洼和可能积水场所。本工程变配电室设置在地下一层，根据第条，可设组合式成套变电站，且设置 单独值班室。根据房间几何图形及变配设置的规格设置变压器及高低压开关柜 等的方位，见电施图。变配电所接地根据相关规定，变配电所接地线与基础结构主筋可靠焊接，且保证接地极电阻W4

9、Q，变配电所整体采用10x40的镀锌扁钢进行等电位连接，具体接线见接地平面图。第三章 负荷计算负荷计算计算方案中涉及到的公式：P = K x P30deQ = P tgO3030S =”P 2 + Q 2 P3030303030S30式中需要系数； Pe用电设备组的设备容量，单位 kW；P30计算有功功率，单位 kW； Q30 ：计算无功功率，单位 kvar；回路编号设备名称设备容量 (kW)需要系数cose计算负荷Pc(kW)Qc(Kva r)Sc(kVA)Ic(A)Ir(A)负荷 等级1WL11F般照明14011231WL33-6F般照明42431WL5-1F般照明403221WLE11-

10、11F应急照明2212221WP16-11F新风机组31WP3空调机组2401209031WP5客梯4021WP6货梯1011031WP7屋顶正压风机201201531WP82F厨房电力150604531WPE1火灾自动报警设备1011021WPE2电视监控、计算机网络设备201201521WPE3应急消防设备414321WPE4消防电梯1011021WPE5消防电梯1011021WPE6-1F总配电箱A2751752号变压器去除非常用消防设备2WL22F-般照明10632WL47-11F 般照明53042432WLE11-11F应急照明2212222WP2-1-5F新风机组32WP4空调机组

11、2401209032WP5客梯4022WP7屋顶正压风机201201532WPE1火灾自动报警设备1011022WPE2电视监控、计算机网络设 备201201522WPE3应急消防设备414322WPE4消防电梯1011022WPE5消防电梯1011022WPE7-1F总配电箱A1891892S30 :计算视在功率，单位kVA； tge :电气设备功率因素角的正切值；U N :电气设备额定电压，单位为kV； I30 :计算电流，单位为A ；负荷数据：负荷计算一般照明：P= (140 + 424 + 40 +106 + 530) x 0.8 = 992KW30(1)Q = 992 x 0.75

12、= 744Kvar30(1)S=、9922 + 7442 = 1240KVA30(1)I30(1)12401.73 x 0.38=1886.2A普通动力设备：P4.8 0.8 22 2400.5 4030（1）Q281.1Kvar30（1）S346.482281.1446.2KVA30（1）446.2I678.7A30（1）1.73 0.380.22 10 20 150 0.4 346.48KW应急消防设备：P22 10 20 4 20 89 165KW30（1）S165KVA30（1）165I251A30（1）1.73 0.38取本大楼同时系数： K 0.9 K 0.95pq无功功率补偿由以

13、上计算可得一台变压器视在计算负荷为：S=去除非常用的应急消防设备的视在计算负荷为：S=这时功率因素为：cos旷二为使高压侧功率因素 ，则低压侧补偿后功率因素因高于，取：cos。要使低压侧功率因素由提高到，则低压侧需装设的并联电容 器容量为：Q=*=243kVA取：Q=256kVA选用两台128kVA的电容补偿柜。 则补偿后变电所低压侧视在计算负荷为：计算电流 I3016543 0.382513A补偿后的功率因素为：cos申二二0.91满足（大于）的要求1654变压器功率损耗为：AP 沁 0.01S 二 0.01 X1908 二 19kwr 30AQ 沁 0.05S 二 0.05 x 1908

14、二 95.4kvar r 30变电所高压侧的计算负荷为：P = 1479KW + 19KW = 1498KW301Q = 1205- 575.5 K var + 94.5K var = 724K var301S= v 14982 + 7242 = 1664KVA301I301=ZVA = 96.1A S 中产 452kVA所以选择变压器容量为 1250KVA.计算电流：I30 = Snt/G-3xUn） = 1250KVA/（占X10KV） = 72.2A变压器主要参数型号额定 容量 (kVA)一次 额定 电压(kV )二次 额定 电压(kV )空载 损耗 (W)负载 损耗 (W)阻抗 电压

15、(%)空载 电流 (%)外形尺寸 (长X宽X 高) /mmSC（Z）（L）B10-1250/101250101830846061580x1270x1600第四章 短路电流计算 短路电流计算的目的及方法 短路点利益计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保 护装置的整定计算。进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在电路图上，将短路计算所 考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计 算点，短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电器元件有最大可能的短路 电流通过。接着，按所选择的短路计算点绘制等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效图上，只需将被计算的

16、短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。短路电流的计算本住宅的供电系统见图4-1。 ,图4-1 本住宅供电系统图计算高压10KV母线上K-1点短路和低压380V母线上K-2点短路的三相 短路电流和短路容量。本设计采用标幺值发进行短路电流的计算。（1）确定基准值取：S 二 100MVA, U 二 10.5KV, U 二 0.4KVd c1c 2所以：S100M VAI = 4 = 5.50 KAd1 U 、3 X10.5KVclS100M VAI = 4 = 144.00KAd2 U、3 x 0.4KVc22）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值：1）电力

17、系统的电抗标幺值：X* 二 100MVA 二 0.1671600MVA2）架空线路的电抗标幺值：由电线的型号LJG-240,查表得：X0 = 0.132QkmX;二 O.gdE)X5km二 0.603）电力变压器的电抗标幺值：由所选变压器技术参数得AUk% = 6 K、丁AU % S6 X100MVA, nX* =k 4 = 4.83100 S100 X1250KVANT可绘得等效短路电路图如图4-2 所示：图4-2 等效电路图（3）计算K-1点短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量1）总电抗标幺值：Xv二 X* + X* 二 0.167 + 0.6 二 0.767乙（K-1）122）三

18、相短路电流周期分量有效值：I(3)=d1K-1X*乙(k-1)二竺KA 二 7.17KA0.7673）其它三相短路电流：I3)= 1(3)= I(3)= 7.17KAg K-1i(3)= 2.55 x 7.17KA = 18.28KA sh1(3)= 1.51x 7.17KA = 10.83KAsh4）三相短路容量：S（3）K-1SdX*X（K-1）二 二 130-39MVA（4）计算K-2点短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量1）总电抗标幺值：X0二 X* + X* + X* 二 0.167 + 0.6 + 4.8 二 5.567乙（K-2）1232）三相短路电流周期分量有效值：I（

19、3）K-2Id2X*XLk-2）144KA5.567二 25.87KA3）其它三相短路电流：I=I（3）= I（3）= 25.87KA g K-1（3）= 1.84 x 25.87KA = 47.59KA sh（3）= 1.09 x 25.87KA = 28.20KA sh4）三相短路容量：S = dK-2 X*乙（K-2）二 100MVA 二 17.96MVA5.567短路计算表短路计算点总电 抗标 幺值X 士三相短路电流/ KA三相短 路容量 / MVAS（3）K（3）K1”（3）（3）（3）shI（3）shK-1K-2第五章 设备选择高压开关柜的选择高压开关柜用在高压电力系统中，作电能接

20、受和分配的通、断和监 视及保护之用。根据本工程变压器使用环境是户内，工作电压是10kV，为了提高 设备工作可靠性要求，本工程确定使用手车式开关柜，额定工作电压 为12kV的KYN28A型高压开关柜。开关柜大小为800x2200x1500 （mm）。高压断路器的选择高压断路器是供电系统最重要的设备之一，采用成套配电装置，本处断路器选择户内型号。又因为本次电压等级为35KV以下，断路器应选用真空断路 器。根据变压器二次侧的额定电流来选择断路器的额定电流： 计算电流：I30 = Snt/G.3xUn）二 1250KVA/（、沦x10KV）二72.2A查表可知，选择VD4-12/630型真空断路器，其

21、有关的技术参数及安装地点的 电气条件和计算结果如下表，从中可以看出断路器的参数大于装设地点的电气 条件，故选断路器合格。序号VD4-12/630要求装设地点电气条件项目数据项目数据1UN12 KVUN.S10 KV2IN630 AIc3Ics16 KAI(3)K .maxKA4imax40 KAishKA5I2tth thI62 x4 = 1024A2sI2tgima7.172 x (1.6+0.1) = 87.4KA2S高压熔断器的选择熔断器熔体的额定电流应大于变压器低压出口处三相短路电流或等于变压器额定电流的2倍，故选用RN2-10型高压熔断器。电流互感器选择/ 10P 10 150 /

22、5型号电压互感器选择 JDZ10 型号接地开关选择JN15-12 /型号带电显示装置选择GSN-10 / T型号低压设备选择依据低压断路器选择依据（1）满足工作电压要求，即：U二U U Ur N m W式中 U 开关电器最高工作电压； U 开关电器装设处的最mW高工作电压；U 开关电器额定电压；U 系统的标称电压。rN（2）满足工作电流要求，即： I IrC式中 I 开关电器额定电流； I 开关电器装设处的计算电rC流。（3）满足开关电器分断能力的要求断路器应能分断最大短路电流Ibr I（3）k max低压侧取断路器为断能力 30KA根据AH-6B系列塑料外壳式断路器样本选择断路器考虑23级配

23、电，根据规范，取Ir比末端Ir大23级低压电流互感器选择依据（1）满足工作电压要求，即：U二U U Ur N m W式中 U 开关电器最高工作电压； U 开关电器装设处的最mW高工作电压；U 开关电器额定电压；U 系统的标称电压。rN（2）满足工作电流要求，应对一、二次侧分别考虑1） 一次侧额定电流 Ir1：Ir=（） Ic2）二次侧额定电流 It：Ir=5A线缆选择依据根据规范，一般取Ial Ir低压设备选择负荷 名称回 路 编 号P30(KW)Q30(Kvar)S30(KV A)I30(A)整定电流 Ir（A）选用电缆 型号规格断路器 规格1-4F住宅电 源（A单元）WLM17254901

24、601-4x70 +1x35NS250H/160,5-8F住宅电 源（A单元）WLM27254901601-4x70 +1x35NS250H/1609-12F住宅电 源（A单元）WLM37254901601-4x70 +1x35NS250H/160公共照 明（含应 急照明）WLM47251-5x6NS100N/25排烟通 风风机WLM58610251-5x6NS100N/25电梯WLM612915321-5x6NS100H/32排污泵WL8610251-5x6NS100N/M725排水泵WLM8435101-5x6NS100N/101-4F住宅电 源（B单元）WLN17254901601-4x

25、70 +1x35NS250H/1605-8F住宅电 源（B单元）WLN27254901601-4x70 +1x35NS250H/1609-12F住宅电 源（B单元）WLM37254901601-4x70 +1x35NS250H/160公共照 明（含应 急照明）WLN47251-5x6NS100N/25排烟通 风风机WLN58610251-5x6NS100N/25电梯WLM612915321-5x6NS100H/32排污泵WLN78610251-5x6NS100N/25排水泵WLN8435101-5x6NS100N/101-4F住宅电 源（C单元）WL017254901601-4x70 +1x3

26、5NS250H/1605-8F住宅电 源（C单元）WL027254901601-4x70 +1x35NS250H/1609-12F住宅电 源（C单元）WL037254901601-4x70 +1x35NS250H/160公共照 明（含应 急照明）WL047251-5x6NS100N/25排烟通 风风机WL058610251-5x6NS100N/25电梯WL0612915321-5x6NS100H/32排污泵WL078610251-5x6NS100N/25排水泵WL08435101-5x6NS100N/101-4F住宅电 源（D单元）WLP17254901601-4x70 +1x35NS250H

27、/1605-8F住宅电 源（D单元）WLP27254901601-4x70 +1x35NS250H/1609-12F住宅电 源（D单元）WLP37254901601-4x70 +1x35NS250H/160公共照 明（含应 急照明）WLP47251-5x6NS100N/25排烟通 风风机WLP58610251-5x6NS100N/25电梯WLP612915321-5x6NS100H/32排污泵WLP78610251-5x6NS100N/25排水泵WLP8435101-5x6NS100N/1013-16F住宅电 源（A单元）WLQ17254901601-4x70 +1x35NS250H/160,

28、17-20F住宅电WLQ27254901601-4x70 +1x35NS250H/160,源（A单元）2124F住宅电 源（A单元）WLQ372549016014x70 +1x35NS250H/160,2528F住宅电 源（A单元）WLQ472549016014x70 +1x35NS250H/160,生活水 泵WLQ51612203215x10NS100H/32消防泵WL Q62015256315x16NS100H/63喷淋泵WL Q7153215x6NS100H/32稳压泵WLQ872515x6NS100N/251316F住宅电 源（B单元）WLR172549016014x70 +1x35N

29、S250H/160,1720F住宅电 源（B单元）WLR272549016014x70 +1x35NS250H/160,2124F住宅电 源（B单元）WLR372549016014x70 +1x35NS250H/160,2528F住宅电 源（B单元）WLR472549016014x70 +1x35NS250H/160,顶层配 电箱WLR521306315x16NS100H/64地下车 库照明WLR614204015x10NS100H/40庭院照 明WLR714204015x10NS100H/401316F住宅电 源（C单元）WLS172549016014x70 +1x35NS250H/160,

30、1720F住宅电 源（C单元）WLS272549016014x70 +1x35NS250H/160,2124F住宅电 源（C单元）WLS372549016014x70 +1x35NS250H/160,2528F住宅电 源（C单元）WLS472549016014x70 +1x35NS250H/160,生活水 泵WLS51612204015x10NS100H/40备用电 源WLS66416014x70 +1x35NS250H/1601316F住宅电 源（D单元）WLT172549016014x70 +1x35NS250H/160,1720F住宅电 源（D单元）WLT272549016014x70

31、+1x35NS250H/160,2124F住宅电 源（D单元）WLT372549016014x70 +1x35NS250H/160,2528F住宅电 源（D单元）WLT472549016014x70 +1x35NS250H/160,导线校验低压配电线路大多采用绝缘导线或电缆，此处绝缘导线芯线材料选择铝 芯；此次布线在室内，环境温度取30C，选用塑料绝缘材料较为合适。故选 择 BLV 塑料绝缘铝芯线，敷设方式选择暗敷，穿硬塑料管。以用户为例(1) 线路中电流的计算由上表可得，计算电流为。(2) 相导体截面选择 因为是三相四线制线路，查表得4 根单芯线穿硬塑料管的参数，每相芯线截面为10mm2的Y

32、JV型导体，在环境温度为30C时允许载流量为164A,，导线正常最高允许温度为90Co温度校正系数：导线的实际允许载流量为：I = KI = 1.04x164= 17056AI = 143.5Aal 0 alc所以，所选相截面70nm满足允许载流量要求。(3) 中性导体S0选择按照S0 - 05町要求，选择S0 = 35mm2 o故选导线 YJV-3 X 70+1X 35o低压开关柜选择低压开关柜用在低压电力系统中，作为低压配电系统。低压开关柜选用GCS型号的开关柜，本工程所选用的低压开关柜外形 尺寸为800x2200x1000 mm,模数单位E=25mm，该产品具有设计紧凑、以较小 的空间容

33、纳较多的功能，垂直母线采用 高强度阻燃型功能隔离版进行保护， 具有抗电弧的能力。与室之间用镀锌钢板或高强度阻燃塑料功能板相互隔离， 各室作用相对独立，上下抽屉功能单元之间有通风口的金属板隔离，有效防止 电器元件因故障引起的飞弧与母线或其它线路短路造成的事故。根据低压侧短 路电流计算及一次侧计算电流选择低压出口断路器为 AH-6B 系列塑料外壳断 路器。熔断器熔体的额定电流，不应大于电缆或穿管绝缘导线允许载流量的 2.倍，长长延时过电流脱扣器的整定电流应根据返回电流而定，一般不大于绝缘导线、电缆允许载流量的倍。低压母线选择低压母排选择I = 1250 = 1899.2A , i二 47.59KA

34、 , I二 28.20KA J3 x 0.38血k选择 TMY-3(1O0 X 8)+1 (100X8)动稳定校验F= 2 x 10-7 =、%x 1x 47.592 x 106 乂竺x 10-7 二 2206.6N sh a0.16M = 198.6N m10= 1.05x10-5 m2b2h 0.12 x 0.0063W =6 6198.61.05x10-5=18.9MP ab 131.02mm2满足热稳定要求高压电缆选择S 1250冋压电缆I二 n二二72.2A30J3UJ3 x10N选择YJV -8.7/10-3x2522冋压母线选择冋压母排选择I 二 2x 72.2 二 144.4A

35、 , i二 18.28KA , I二 10.83KAsh k选择TMY-3 (25X3)动稳定校验lIl0 9F 3k2 x 10-7 3 x1x18.282 x106 xx 10-7 二 325.6Ash a0.16J!1M = = 29.3N m1029.3W =空=.252 x 0.003 = 3.125 x10-7m 2 6G = M = 93.76MP ac W3.125 x 10-7g vg = 140MPaC al满足动稳定要求热稳定校验171A = 717 x103 x碌=48.42mm2min CA = 25 x 3 = 75mm2 48.42mm2满足热稳定要求。总结为期两

36、周的供配电课程设计终于告一段落，说实话，我的内心百感交集 从最初的装CAD软件，CAD画图的入门，到自己设计的28层高层住宅供配电 任务的完成，量到质的飞跃，让我不由感叹：人的潜力果然是无穷的！通过这 次供配电设计，我的综合素质也得到全面提高，在学习完本学期建筑供配电 与照明理论知识的同时，紧接而来的应景的供配电课程设计，给了我将理论 和实际相结合的机会，锻炼了自己的活学活用的能力。综合运用本专业所学课 程的理论和生产实际，不仅培养和提高了我的独立工作能力，巩固与扩充了建 筑供配电系统设计等课程所学内容，掌握了建筑供配电设计的方法和步骤，提 高了计算能力、绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关课程都有了全面 的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次供配电设计中，体现出自己设计配电的能力以及综合运用知识的能 力，体会了学以致用、及收获自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学 习的不足和微弱环节，也加以弥补。在此感谢许必熙老师以及其他帮助我的老 师，老师严谨细致、一丝不苟、谆谆善诱的教导和不拘一格的思路给予我无穷 的启迪；这次供配电设计每个环节，都离不开老师您的细心指导。在此祝愿老 师身体健康。