学校供配电系统设计方案策划方案.doc
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1、学校供配电系统设计方案系 别: 计算机与信息工程系专 业: 班 级: 学 号: 学生姓名: 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。故,作好供配电工作,对于保证正常的工作、学习、生活将有十分重要的意义。关键词: 变压器 电气主接线 电气设备 继电保护目 录摘 要2目 录31 概 述42 原始资料分析43 系统计算负荷及无功功率补偿53.1
2、负荷计算53.1.1 负荷计算的内容和目的53.1.2 计负荷的确定63.1.3 按需要系数法确定计算负荷的公式63.1.4 负荷计算的结果73.2 无功功率补偿及其计算93.2.1 无功补偿的目的93.2.2 无功功率的人工补偿装置93.2.3 并联电容器的选择计算方法103.2.4 无功功率补偿的计算104 变配电所主变压器及主接线方案的选择114.1 变配电所位置的选择124.1.1 变配电所型式的概述124.2 变电所主变压器的选择124.2.1 变电所主变压器选型的原则124.2.2 变电所主变压器台数的选择124.2.3 变电所主变压器容量的选择134.3 变配电所主接线方案的选择
3、134.3.1 变配电所主接线设计要求144.3.2 变配电所主接线方案的拟定155 短路电流计算175.1 计算短路电流的目的175.2 短路计算的方法185.3 标么值法计算短路电流185.3.3 用标么值法进行短路计算的方法185.4 短路电流的计算过程与结果186 变电所电气设备的选择216.1 一次侧电气设备216.1.1 10KV侧一次设备的选择校验216.1.2 380V侧一次设备的选择校验236.2 高低压母线的选择241 概 述课程设计的论文题目是:高校供配电工程总体规划方案设计;作为高校,随着本科教育工作的推进和未来几年的继续扩招,对学校的基础设施建设特别是电力设施将提出相
4、当大的挑战。因此,我们做供配电设计工作,要作到未雨绸缪。为未来发展提供足够的空间:这主要表现在电力变压器及一些相当重要的配电线路上,应力求在满足现有需求的基础上从大选择,以避免一台变压器或一组变压器刚服役不到几年又因为容量问题而台而光荣下岗的情况的发生。总而言之,定位现实,着眼未来;以发展的眼光来设计此课题供配电系统设计应贯彻执行国家的经济技术指标,做到保障人身安全,供电可靠,技术先进和经济合理。在设计中,必须从全局出发,统筹兼顾,按负荷性质、用电容量、工程特点,以及地区供电特点,合理确定设计方案。还应注意近远期结合,以近期为主。设计中尽量采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电
5、气产品。供配电工作要很好地为工业生产服务,切实保证工厂生产和日常生活用电的需要,并做好节能工作,就必须达到以下基本要求:1、安全 在电能的供应、传输、分配和使用中,应确保不发生人身事故和设备事故。2、可靠 在电力系统的运行过程中,应避免发生供电中断,满足电能用户对供电可靠性的要求。3、优质 就是要满足电能用户对电压和频率等质量的要求。4、经济 降低电力系统的投资和运行费用,并尽可能地节约有色金属的消耗量,通过合理规划和调度,减少电能损耗,实现电力系统的经济运行。此外,在供配电工作中,应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系,既要照顾局部的当前的利益,又要有全局观点,能顾全大局,适应发展。2 原
6、始资料分析供配电设计内容主要包括变配电设计、高压配电线路设计、低压配电线路设计和电气照明设计等。其设计步骤一般如下:1收集原始资料在动手设计之前,应根据设计任务书的要求,收集用电设备的性质、特征、功率、布局、环境及气象条件;各用电单位的平面图及断面图;用电设备平面布置图;电源的电压、容量及可能提供的供电方式。2电力负荷的分析计算根据提供的各用电单位的电力负荷清单,分析那些电力设备属一级负荷,那些属二级负荷,那些属三级负荷,然后按需要系数法分别计算出各用电单位及全部的计算负荷,在中学平面图上画出各用电单位的负荷图。根据各用电单位的负荷性质及平面布局,确定在那些地方设变电所及各变电所中的变压器台数
7、。然后根据确定的变电所布局,拟出各用电单位变电所供电范围,并计算各变电所的计算负荷。3配电系统设计配电系统设计应根据工艺设计所提供的设备平面布置图、拟出两种可行的配电系统方案进行比较后,确定一种方案。4低压配电屏的选择5选择高压电器6变配电所平面布置设计:根据变电所应靠近负荷中心及进出线方便的原则,确定变电所的位置,然后根据环境条件确定变压器是放在户外还是室内。3 系统计算负荷及无功功率补偿计算负荷是确定供配电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据,也是整定继电保护的重要数据;计算负荷确定的是否正确,直接影响到电器和导线的选择是否经济合理。采用无功补偿,提高了系统的功率因数,
8、不仅可以节能,减少线路压降,提高供电质量,还可以提高系统供电的裕量。本章采用需要系数法对学校的各类用电负荷进行详细计算,并采用并联电容器方法对低压进行集中补偿,以提高功率因数。3.1 负荷计算3.1.1 负荷计算的内容和目的(1)负荷计算的内容包括设备功率计算,计算负荷,尖峰电流,一、二级负荷和平均负荷等内容。计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷,其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中,通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。 (2)负荷计算的目的是为了合理的选择供电系统中的导线、开关电器、变压器等元件、整定继
9、电保护,使电气设备和材料得以充分利用和安全运行。3.1.2 计负荷的确定计算负荷的方法主要有需要系数法和二项式法。前一种方法比较简便,在设计单位的使用最为普遍。当用电设备台数较多、各台设备容量相差不甚悬殊时,通常都采用需要系数法计算。当用电设备台数较少而容量又相差悬殊时,则宜采用二项式法计算,凡是民用建筑中的负荷,一般都是用需要系数Kd进行计算的。它既简便又实用,因为民用建筑中单机负荷较大的各类设备都是采用单机组或同类机群放射式供电,在计及供电线路、开关时,都是用单机的额定电流或起动电流进行选型或校验的,所以普遍采用需要系数法。本设计则采用需要系数法来确定计算负荷。3.1.3 按需要系数法确定
10、计算负荷的公式(1)有功计算负荷(单位为kw)式中 Pe用电设备组总的设备容量(不含备用设备容量,单位为kw)。Kd用电设备组的需要系数。(2) 无功计算负荷(单位为kvar)(3) 视在计算负荷(单位为KVA)(4) 计算电流(单位为A)(5) 多组用电设备有功计算负荷基本公式:同时系数: 本次设计取 3.1.4 负荷计算的结果根据实验中学计资料,按照需要系数法,负荷计算结果如表3-1所示。表3-1 负荷计算表建筑名称负荷性质数量总容量需要系数costg计 算 负 荷教学楼荧光灯288211.5220.80.551.5218.43227.64833.513白炽灯4421.7620.951.0
11、03.34403.344投影机2424.820.60.80.755.764.327.2空调2424820.70.80.7567.250.484消防电3640.720.50.80.7520.3615.2725.45合 计172.88115.09697.638150.93229.31#-10#宿舍楼荧光灯1004440.60.551.529.614.59217.45白炽灯9841.4740.951.005.58605.586电风扇10041040.50.750.882017.626.67消防电18420.3640.50.80.7540.7230.5450.9合 计143.3275.90662.73
12、298.47149.6餐厅荧光灯401.60.60.551.520.961.45921.745电视81.60.50.750.880.80.7041.067电风扇2020.50.750.8810.881.173电磁炉40800.851.0068068电冰箱40160.60.71.029.69.79213.714消防栓1020.20.50.80.7510.17.57512.625合 计121.490.4620.410292.734140.9续表3-1建筑名称负荷性质数量总容量需要系数costg计 算 负 荷图书馆荧光灯602.40.60.551.521.442.1882.62白炽灯80.320.9
13、51.000.30400.304空调6120.70.80.758.46.310.5电脑61.80.30.80.750.540.4050.675消防栓420.080.50.80.7510.047.5312.55合计36.620.72416.423826.44340.18体育中心白炽灯401.60.951.001.5201.52音响1010.50.750.880.50.440.667消防栓420.080.50.80.7510.047.5312.55合计22.8612.067.9714.45621.96保卫室荧光灯20.080.50.551.520.040.06080.073空调120.70.80.
14、751.41.051.75电脑10.30.30.80.750.090.06750.1125消防栓220.040.50.80.7510.027.51512.525合计22.4211.558.693314.15621.51校园内路灯白炽灯15060.951.005.705.7合计65.705.7操场白炽灯120.720.951.000.68400.684音响1010.50.750.880.50.440.667合计1.721.1840.441.261.9总合计995.26596.14413.0509725.254乘以Kp=0.9, Kq=0.950.81536.526392.298664.64910
15、09.83.2 无功功率补偿及其计算 3.2.1 无功补偿的目的 按供电局的规定,低压功率因数补偿到0.95,高压功率因数要求0.9。采用无功补偿,提高系统的功率因数,既可以节能、减少线路压降,又能提高供电质量,还可以提高系统供电的裕量。因此,供配电系统中的无功功率补偿是必不可少的。3.2.2 无功功率的人工补偿装置工程中普遍采用并联电容器来补偿供电系统的无功功率。并联电容器的补偿方式,有以下三种:(1) 高压集中补偿 电容器装设在变配电所的高压电容器室内,与高压母线相联(如图2-1)。(2) 低压集中补偿 电容器装设在变配电所的低压配电室或单独的低压电容器室内,与低压母线相联。它利用指示灯或
16、放电电阻放电。按GB5022795规定:低压电容器组可采用三角形结线或中性点不接地的星形结线方式(如图2-2)。(3) 低压分散补偿 电容器装设在低压配电箱旁或与用电设备并联。它就利用用电设备本身的绕组放电。电容器组多采用三角形结线(如图2-3)。民用建筑供电有它的特殊性:一是照明负荷占的比重比较大,属于分散负荷;二是电机大部分是空调风机、防排烟风机,其容量也是小而分散。由于上诉原因,在民用建筑的供电系统中,一般都是采用低压配电装置处集中补偿。而且,采用低压集中补偿不需要从电力系统中获取无功,可以减少电力系统的无功功率发生装置,也减少了电力系统到用户的线路上的无功传输,从而减少了这部分线路的电
17、压损失及电能损耗。因此,本设计采用低压集中补偿。3.2.3 并联电容器的选择计算方法(1) 无功功率补偿容量(单位为kvar)的计算(2)并联电容器个数式中 qc单个电容器的容量(单位为kvar)3.2.4 无功功率补偿的计算由负荷计算表知,该学380侧最大负荷时的功率因数为0.81。而民用建筑各地供电局规定低压功率因数补偿到0.95,高压功率因数补偿到0.9以上。(1) 低压电容器柜(屏)的选择方法PGJ1型低压无功功率自动补偿屏有1、2、3、4等4种方案。其中1、2屏为主屏,3、4屏为辅屏。1、3屏各有六条支路,电容器为BW0.4-14-3型,每屏共84kvar,采用六步控制,每步投入14
18、kvar。2、4屏各有八条支路,电容器亦为BW0.4-14-3型,每屏共112kvar,采用8步控制,每步投入14kvar。选择步骤: 根据控制步数要求,选择一台1号或2号主屏。 根据所需无功补偿容量再补充一台或数台3号或4号辅屏(2) 低压电容器柜(屏)的选择选PGJ1型低压自动补偿屏,并联电容器为BW0.4-14-3型.其方案1(主屏)1台与方案3(辅屏)1台相结合,总共容量84kvar2=168kvar。无功补偿后,380v侧和10kv侧负荷计算如表3-2表3-2 无功补偿后宾馆的计算负荷项目Cos计算负荷380V侧补偿前负荷0.81536.526392.298664.6491009.8
19、380V侧无功补偿容量168380V侧补偿后负荷0.923536.526224.298581.5883.5主变压器功率损耗0.015=8.720.06=34.8910KV侧负荷总计0.903545.246259.188603.734.85经过低压集中补偿后,不但提高了系统的功率因数,使高压侧的功率因数达到了0.903达到了供电局的要求,而且减少了线路压降,提高了供电质量,还提高了系统供电的裕量。4 变配电所主变压器及主接线方案的选择变配电所是电力网的重要组成部分,承担着电网电压的变换和电能传输任务。他的设计(变电所位置的确定和主变压器及主接线方案的选择)至关重要,其中主接线代表了变配电所主体结
20、构,它对各种电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系,并将长期影响电力系统运行的可靠性、安全性、灵活性和经济性。本设计严格遵循变电所各个部分设计的原则,选择出适合本实验中学供配电方式的方案。4.1 变配电所位置的选择4.1.1 变配电所型式的概述变配电所有屋内式和屋外式。屋内式的特点由于允许安全净距小,可以分层布置;故占地面积少;维修、操作、巡视在室内进行,比较方便,不受气候的影响;外界污秽空气不会影响电气设备,维护工作可以减轻;房屋建筑投资较大。屋外式的特点土建工程量和费用较少,建设周期短;扩建方便;相邻设备之间距离较大,便于带电作业;占地面积大;设
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