楼宇低压配电系统的设计.doc
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1、 毕业设计(论文)楼宇低压配电系统设计教学单位:机电工程学院专业名称:自动化 学 号:学生姓名:张龙华指导老师:刘金华(副教授)指导单位:机电工程学院完成时间:5月5日 电子科技大学中山学院教务处制发楼宇低压配电系统设计摘 要楼宇低压配电系统关键是将多个高、低压配电设备(或元件)和配电站组合,变换电压直接向楼宇用电设备分配电能一个电力系统,关键内容是将进线1OkV高压经过降压变电所降压为380V低压。本设计关键是经过搜集回来数据进行负荷计算和短路计算,来确定主变压器台数和型号,绘制出主接线图,给变电所选择高、低压设备,还进行了必需无功赔偿和多种设备校验,最终就是依据变电所概况来安装二次回路电源
2、、中央信号系统、防雷保护和接地保护。第一章关键写了楼宇低压配电系统设计背景、介绍、环境和意义及应用。第二章关键写了怎么计算负荷,使用需要系数法得到总负荷和为了节省用电还进行了功率赔偿。第三章关键写了怎么选择变压器,依据负荷大小、性质、等级来选择。第四章关键写了主接线方法和为本楼宇设计主接线图。第五章关键写了短路原因、危害和短路计算目标和方法。第六章关键写了依据负荷计算和短路计算结果来选择电气设备。第七章关键写了为何要继电保护和继电保护类型。第八章关键写了什么是二次回路操作电源和为何需要中央信号装置。第九章分别介绍了变电所防雷和接地。关键词:楼宇;低压配电;配电站 The Design Of B
3、uilding Low Voltage Distribution SystemAbstractThe main building is a low-voltage distribution system a variety of high and low voltage power distribution equipment (or components) and power distribution station portfolio, transform the voltage of a power system distribution of electric energy direc
4、tly to electrical equipment of buildings, the main contents of the line the 1OkV buck step-down substation high voltage of 380V by low pressure. The design is mainly carried load calculation and short circuit calculation back through the data collected to determine the number of units and the main t
5、ransformer models, draw out the main wiring diagram, substation to select high and low voltage equipment, also carried out the necessary reactive power compensation and calibration of equipment, the final profile is based substation to install the secondary circuit power, the central signaling syste
6、ms, lightning protection and grounding protection.The first chapter mainly writes the building design of low voltage power distribution system, introduces the background, significance and application of environmental.The second chapter mainly writes how the computational load, the use of demand coef
7、ficient method to get the total load, in order to save electricity of power compensation.The third chapter mainly writes how selection of transformer, selected according to the load size, nature, level.The fourth chapter mainly writes the main wiring way and the design main wiring for the building d
8、rawings.Objective and methods of the fifth chapter wrote the cause of the short circuit, the harm and the short circuit calculation.The sixth chapter mainly wrote to selection of electrical equipment according to the load calculation and short circuit calculation results.The seventh chapter mainly w
9、rote why relay protection and the type of relay protection.The eighth chapter mainly wrote what is the operating power supply circuit two times and why the need for central signal device.The ninth chapter introduces the substation lightning protection and groundingKeywords: building; low voltage dis
10、tribution; Substation目 录1 绪 论11.1 楼宇低压配电系统设计背景11.2 楼宇低压配电系统设计介绍11.3 楼宇低压配电系统设计环境11.4 本设计意义及应用12 负荷计算及功率赔偿32.1 负荷计算方法32.2 功率赔偿63 变压器选型83.1 变压器台数确实定83.2 变压器容量及型号确定84 主接线104.1 单母线分段接线104.2 内桥式接线105 短路计算125.1 短路原因及危害125.2 短路计算目标及方法125.3 短路电流计算135.3.1 最大运行方法135.3.2 最小运行方法155.4 短路电流计算结果166 电气设备选择176.1 导线、
11、电缆选择176.2 高压断路器196.3 高压隔离开关196.4 高压熔断器206.5 电流互感器216.6 电压互感器216.7 高压开关柜216.8 母线、支柱绝缘子和穿墙套管216.9 低压断路器246.10 低压熔断器247 继电保护258 配电站二次回路操作电源和中央信号系统268.1 二次回路操作电源268.2 中央信号装置269 防雷和接地279.1 防雷279.2 接地2710 总结和展望30参考文件31附录1 楼宇低压配电系统主接线图32致 谢331 绪 论 伴随楼宇低压配电系统需求不停增多,配电系统设计已经在中国悄然兴起,是国家电网建设中不可缺乏一部分。1.1 楼宇低压配电
12、系统设计背景伴随中国社会经济发展,传统低压配电系统设计已跟不上时代进步,更会被淘汰。所以,为了社会经济进步,中国开始建设和改造能够节地、节电、紧凑型、小型化、无人值守城镇电网。要求高压直接进入负荷中心,形成高压受电变压器降压低压配电供电格局1。因为现在住宅小区全部包含绿地、停车场、花园、消防、和灯饰等,为了丰富小区内涵,达成友好统一,要求设计信息化、网络化和智能、箱变安全可靠、配电技术优异、经济合理、安全适用和确保设计质量。1.2 楼宇低压配电系统设计介绍楼宇低压配电系统设计要不失逻辑性,切合实际,合理。此次设计关键是为楼宇设计一个低压配电系统,其关键内容就是怎样从10kV降压到380V过程。
13、依据负荷计算,短路电流计算确定主变压器型号和台数,绘制出主接线图,并为高、低压侧选择关键电气设备,再把功率赔偿、继电保护和防雷和接地设计好,整个配电系统就完整了。1.3 楼宇低压配电系统设计环境本设计为公寓住宅小区,由10栋9层住宅组成,分为1号住宅楼高9层,2号住宅楼楼高9层,3号住宅楼楼高9层,4号住宅楼楼高9层,5号住宅楼高10层。负一层为停车场,总面积约10万,其中住宅面积为6万,以3房2厅户型为主。1.4 本设计意义及应用电力是大家生活中不可缺乏东西,生活中离不开它,缺乏它既会影响大家生活情况,又会影响经济发展,所以楼宇低压配电系统是一项很关键工程。一个配电系统是优异,系统内区民就能
14、得到舒适、安全用电环境,大家安居乐业,间接地给中国促进了经济发展。本设计低压配电系统将应用于楼宇小区配电系统中,使电能分配给每家每户;也能够作为其它地方配电系统参考。2 负荷计算及功率赔偿2.1 负荷计算方法负荷计算方法有很多个,通常分为单台用电设备和多台用电设备两种情况1。用电设备或用电设备组多采取需要系数法或二项式法。本设计需要用电地方有:关键通道及楼梯照明用电,电梯用电,排污泵、生活水泵用电,消防用电,家庭用电。本设计依据需要系数法来计算:要用到公式: 有功功率: (2-1) 无功功率: (2-2) 视在功率: (2-3) 总电流: (2-4)1、关键负荷计算(1)关键通道及楼梯照明用电
15、计算1) 地下一层有40盏LED节能灯40W,10盏红外线感应灯管15WPn=4040+1015=1.75kWCOS=0.8 Kd=0.7Pc=kdPn=0.71.75=1.225kWQc=Pctan=1.2250.75=0.91875kvar2) 地下一层应急照明灯有80盏荧光灯40W,30盏应急灯20WPn=8040+3010=3.5kW COS=0.8 Kd=0.8 Pc=KdPn=0.83.5=2. 8kWQc=Pctan=2.80.8=2.24kvar3) 19层通道楼梯有9盏吸顶灯30W,9盏壁灯15W,共有10栋Pn=(930+915)10=4.05kWCOS=0.8 Kd=0.
16、7Pc=KdPn=0.74.05=2.835kWQc=Pctan=2.8350.75=2.12625kvar4) 总负荷Pn总=1.75+3.5+4.05=9.3kWPc总=1.225+2.8+2.835=6.86kWQc总=0.91875+2.24+2.12625=5.285kvar(2)电梯用电小区有10栋楼,共有10台电梯,选20kW电梯:Pn=1020=200kWCOS=0.6 Kd=0.7Pc=KdPn=0.7200=140kWQc=Pctan=2001.3=260kvarPc总=Pc=140kWQc总=Qc=260kvar(3)排污泵、生活水泵用电1)10栋楼共有20台生活水泵11
17、kW,5台备用水泵5kWPn=1120+55=245kWCOS=0.8 Kd=0.7Pc=KdPn=0.7245=171.5kWQc=Pctan=171.50.75=128.625kvar2)10栋楼共有排污泵10台5kWPn=105=50kWCOS=0.8 Kd=0.6 Pc=KPn=0.650=30kWQc=Pctan=300.75=22.5kvar3)总负荷Pn总=245+50=295kWPc总=171.5+30=201.5kWQc总=128.625+22.5=151.125kvar(4)消防用电1)排烟排风机10台3kWPn=310=30kWCOS=0.8 Kd=1 Pc=KdPn=1
18、30=30kWQc=Pctan=300.75=22.5kvar2) 消防泵10台13kWPn=1310=130kWCOS=0.8 Kd=1 Pc=KdPn=1130=130kWQc=Pctan=1300.75=97.5kvar3)送风机10台13kWPn=1310=130kWCOS=0.8 Kd=1 Pc=KdPn=1130=130kWQc=Pctan=1300.75=97.5kvar4)总负荷Pn总=30+130+130=290kWPc总=30+130+130=290kWQc总=22.5+97.5+97.5=217.5kvar(5)家庭用电1)采取单位指标法计算,按60W/mPn=60000
19、60=3600kWCOS=0.8 Kd=0.4 Pc=KdPn=0.43600=1440kWQc=Pctan=14400.75=1080kvar上述负荷计算结果如表2-1所表示。表2-1 负荷计算表负荷地方Pn(kW)KdCOSPc(kW)Qc(kvar)备注地下一层节能灯和感应灯1.750.70.81.2250.91875地下一层应急灯3.50.80.82.82.24电梯2000.70.6140260生活水泵2450.70.8171.5128.625排污泵500.60.83022.5排烟排风机3010.83022.5平时不用消防泵13010.813097.5平时不用送风机13010.8130
20、97.5平时不用家庭用电36000.40.8144010802、由上述结果可得小区总负荷,不包含平时不用负荷。Pc总=2075.525kWQc总=1711.78kvarSc总=2690.35kVAIc总=155.33A2.2 功率赔偿GB50052供配电系统设计规范要求用户功率因数不能低于0.9。为适应此要求,设计规程要求:设计按用户功率因数不低于0.92进行赔偿2。从供用双方技术、经济两方面考虑,设计赔偿后=0.95左右为宜。但,运行功率因数不宜高于0.98,以免特殊情况发生过赔偿而引发谐振。感性用电设备需要从供配电系统中吸收无功功率,从而降低功率因数。功率因数太低会给供配电系统增加电能损耗
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