某学校供配电设计

某学校供配电设计建筑供电与照明课程设计系别：电光学院专业：建筑电气与智能化课题：某学校电气及照明设计设计日期：2016年11月21日目录第1章绪论1.1供配电设计的意义和要求1.2供配电设计必须遵循的一般原则1.3设计步骤1.4本次设计的主要工作第2章系统计算负荷2.1负荷计算的内容和目的2.2计负荷的确定2.3按需要系数法确定计算负荷的公式2.4负荷计算的结果第3章变配电所位置和主变压器及主接线方案的选择3.1变配电所位置的选择3.1.1变配电所型式的概述3.1.2变配电所位置选择的一般原则3.3变电所主变压器的选择3.3.1变电所主变压器选型的原则3.3.2变电所主变压器台数的选择3.3.3变电所主变压器容量的选择3.4变配电所主接线方案的选择5.4高低压母线的选择第6章变配电所进出线的选择6.1电缆型式的选择6.1.1高压电缆线的选择6.1.2低压电缆线6.2导线和电缆截面的选择依据6.2.1按发热条件选择或校验导线和电缆的截面6.2.2按短路热稳定校验导线和电缆的截面6.3导线和电缆截面的选择过程6.3.110KV高压进线和引入电缆的选择6.3.2380V低压出线的选择6.3.3导线和电缆截面的选择结果第7章变配电所二次回路的选择与继电保护的整定7.1变配电所的保护装置第8章照明灯具及导线的选择8..1照明的概述8.2照明设计的目的和原则8.2.1照明设计的目的8.2.2照明的设计原则8.3照明的方式和种类8.4照明灯具的选择8.5照明计算8.5.1照明计算的依据8.5.2照度计算第一章绪论1.1供配电设计的意义和要求生活、工厂中，电能虽然是生产生活的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。但是如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。从另一方面来说，电能不光给我们的日常生活带来许多便利，更重要的是它已经成为我们赖以生存的必需品。因此，做好供配电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，促进人类文明具有十分重要的意义。由于能源节约是供配电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好供配电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。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。1.2供配电设计必须遵循的一般原则1）必须遵循国家的有关法令、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）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，设计中应采用符合国家现行有关标准的效率高、耗能低、性能先进的电气。3）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）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，做到远近结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。关于负荷性质，按GB50052-95《供配电系统设计规范》规定，根据电力负荷对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响程度，电力负荷分为以下三级：1、一级负荷中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将在政治、经济上造成重大损失者。2、二级负荷中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等；中断供电将影响重要用电单位的正常工作者。3、三级负荷不属于一级和二级负荷电力负荷。对一级负荷，应由两个电源供电。当一个电源发生故障时，另一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除应由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接应急供电系统。对二级负荷，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电。当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。1.3设计步骤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，在学校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。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．学校配电系统设计学校配电系统设计应根据工艺设计所提供的设备平面布置图、拟出两种可行的学校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。7．测量保护8．防雷凡是与架空线路相连的进出线，在入户处、变电所母线上都要装一组YW型避雷器。本设计不做防雷要求。9．接地按规定10KV配电装置的构架，变压器380V的中性点及外壳，以及380V电气设备的金属外壳等都需要接地，其接地电阻要求小于4Ω。（1）接地电阻的计算（2）接地体的布置（3）列出人工接地所需的材料的规格和数量。10．绘变电所系统图。1.4本次设计的主要工作本次设计是对某学校供配电及照明系统进行设计。在本次设计中，对某学校的负荷进行确定计算﹑变电所位置的选择﹑变压器和主结线方案的确定﹑短路电流的计算﹑一次设备的选择校验﹑变电所进出线的选则﹑二次回路方案的选择与继电保护的整定。针对本次设计力求做到积极采用先进﹑可靠﹑适用的装备，实现无油化﹑绝缘化﹑组合化﹑自动化﹑少污染﹑免维护等一系列高科技装备技术。供配电系统，照明系统，消防系统，防雷系统是建筑电气的重要组成部分。本设计本着对安全性，可靠性，先进性和经济性的追求，着重对某学校供配电系统的部分展开了设计。第2章系统计算负荷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。2.1负荷计算2.1.1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、整定继电保护，使电气设备和材料得以充分利用和安全运行。2.1.2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。2.1.3按需要系数法确定计算负荷的公式（1）有功计算负荷（单位为kw）30dePKP（2-1）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）3030tanQP（2-2）（3）视在计算负荷（单位为KVA）3030cosPS（2-3）（4）计算电流（单位为A）30303NSIU（2-4）（5）多组用电设备有功计算负荷基本公式：同时系数:0.8~0.9KP0.85~0.95Kq本次设计取0.95Kq0.95Kq3030PKPP3030QKqQ30303NISU3030cosPS2.1.4负荷计算的结果根据某学校资料，按照需要系数法，负荷计算结果如表2-1所示。表2-1负荷计算表建筑名称负荷性质数量每台容量总容量/kweP需要系数dKcosφ计算负荷千瓦30/PKW30/varQk30/SKVA30/IAA楼教学仪器500.3150.7110.50A楼照明501.2600.8148052.6580.01B楼试验台21012100.20.84231.5B楼照明501.2600.6136075.71115.1C楼教300.5150.90.813.510学仪器.1C楼空调等设备302.5750.50.837.528.1C楼照明701.2840.9175.60119.1180.9D楼教学仪器300.5150.90.813.510.1D楼空调等设备302.5750.50.837.528.1D楼照明401.2480.85140.8089.5136.03综合楼教学仪器520.841.60.90.837.428.1综合楼空调等设备223.0660.70.846.234.7综合楼照明401.2480.85140.80125.4190.6实验楼教学试验台3501.24200.60.8252189实验楼空调等设备223.0660.70.846.234.7实验楼照明851.21020.51510373.2567.19办公楼照明801.2980.92188.30办公楼空调等设备802.52000.920.8184138281.3427.45校医院与食堂设备52.2110.40.74.444.9校医院与食堂照明263780.8162.40校医院与食堂其他210200.90.81813.592.65140.81宿舍照明8001.29600.918640宿舍其他1003.03000.70.8210157.5976.91484.7第3章变配电所位置和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，选择出适合本学校供配电方式的方案。3.1变配电所位置的选择3.1.1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