1、供供 配配 電電 課課 程程 設設 計計題目：某賓館大樓的供配電系統系 別： 電氣與電子工程系專 業： 電氣工程及其自動化姓 名： 秦攀學 號： 121406114指導教師： 劉海昌 朱更輝平頂山工學院2009 年 6 月 20 日成績評定一、指導教師評語一、指導教師評語（根據學生設計報告質量、答辯情況及其平時表現綜合評定） 。二、評分二、評分（按下表要求評定）設計報告評分答辯評分平時表現評分評分項目任務完成情 況（20 分）課程設計報告質量（40 分）表達情況（10 分）回答問題情 況（10 分）工作態度與紀律（10 分）獨立工作能力（10 分）合 計 （100 分）得分課程設計成績評定班級

2、班級 1214061 姓名姓名 秦攀秦攀 學號學號 121406114成績：成績： 分（折合等級分（折合等級 ）指導教師簽字 年 月 日一、設計目的一、設計目的 供配電技術，就是研究電力的供應及分配的問題。電力，是現代工業生產、民用住宅、及企事業單位的主要能源和動力，是現代文明的物質技術基礎。沒有電力，就沒有國民經濟的現代化。現代社會的信息化和網絡化，都是建立在電氣化的基礎之上的。因此，電力供應如果突然中斷，則將對這些用電部門造成嚴重的和深遠的影響。因此，作好供配電工作，對于保證正常的工作、學習、生活將有十分重要的意義。供配電工作要很好的為用電部門及 整個國民經濟服務，必須達到以下的基本要求：

3、（1） 安全在電力的供應、分配及使用中，不發生人身事故和設備事故。（2） 可靠應滿足電力用戶對供電可靠性和連續性的要求。（3） 優質應滿足電力用戶對電壓質量和頻率質量的要求。（4） 經濟應使供配電系統投資少，運行費用低，并盡可能的節約電能和減少有色金屬消耗量。 另外，在供配電工作中，還應合理的處理局部和全局，當前與長遠的關系，即要照顧局部和當前利益，又要有全局觀點，能照顧大局，適應發展。我們這次的設計的題目是：某賓館大樓的供配電系統設計；作為賓館，隨著人民生活水平的不斷提高，對賓館的基礎設施建設特別是電力設施將提出相當大的挑戰。二、設計要求二、設計要求1、基礎資料基礎資料該工程賓館大樓，地下有

4、三層，地上有 22 層，總建筑面積為 60000 平方米，主要設備有：1空調機房42012冷卻水泵754（三備一用）3冷凍水泵754（三備一用）4冷卻水塔2535冷水機組52036正壓送風6017送 排風機2228噴淋水泵373（兩備一用）9消防水泵753（兩備一用）10消防排煙56111消防電梯15112荷梯18.5113客梯15314自動扶梯15115生活給水泵753（兩備一用）16補水泵222（一備一用）17潛污水泵112 電源情況：兩回 10kv 供電2、要求：要求： （1） 、統計負荷 （2） 、變配電站的主接線設計 （3） 、負荷計算 （4） 、短路電流計算 （5） 、主要電氣設備

5、選擇（6） 、變壓器的繼電保護設計 （7） 、變配電站的電氣主接線圖三、總體設計三、總體設計 通過對所給負荷進行統計及計算，確定主接線的類型，然后對主接線進行負荷計算，進而確定變壓器的容量，之后對主接線進行短路電流計算，最后據短路電流確定變壓器的繼電保護。四、各部分電路設計四、各部分電路設計 1、負荷統計、負荷統計 計算負荷是用來按發熱條件選擇供電系統中各元件的負荷值。用電設備計算負荷的確定,在工程中常用的有需要系數法和二項式法。需要系數法是世界各國普遍應用的確定計算負荷的基本方法,在此課程設計中采用需要系數法來確定計算負荷。按需要系數法確定用電設備的有功計算負荷（kw）的計算公式為 PC=K

6、dPe 式中 Pe用電設備組的總的設備容量，單位為 KW。 Kd用電設備組的需要系數，根據參考書工廠供電設計指導中的表 2-1 查得變配電所的需要系數為 0.50.7，在此選取0.7。無功計算負荷（kvar）為 QC= PCtan式中tan用電設備組的總的設備組cos的正切值。視在計算負荷（kvA）為 SC= PC/cos式中 cos為功率因數，有設計任務書取 0.9。 計算電流(A)的計算公式 IC= SC/(UN)3式中 UN 用電設備組的額定電壓，單位為 KV 2 2無功功率補償無功功率補償目前我國對用電單位的功率因素要求高壓供電壓者為 0.9 以上，低壓供電者為 0.95 以上，為此絕

7、大多數的工業與民用建筑采用補償的辦法、即在低壓配電室的配電母線上安裝若干組電力電容器補償供電范圍內的無功功率以達到提高功率因數的目的。從以下的功率三角形的矢量圖可知，要使功率因數由 cos 提高到 cos，必須裝置補償電容器的容量為: 12)tan(tan21jPQc式中：-設計電容器補償容量，kvar;Qc-總有功計算負荷；jP、對應于補償前后 COS,COS的正切值。1tan2tan12由附錄可查出上述設備的需要系數和功率因數，計算出每一組的計算負荷，最后計算出總的計算負荷，結果過程及結果列表中： 表 1 各設備的負荷統計設備組編號設備名稱設備容量需要系數costanPcQcScIc1空調

8、機房4200.650.80.75273204.7341.25518.49冷卻水泵3*75冷凍水泵3*75冷卻水塔3*252冷水機組3*5200.70.80.751459.51094.631824.382771.94正壓送風603送 排風機2*220.650.80.7567.650.784.5128.39噴淋水泵2*37消防水泵2*754消防排煙560.70.80.75196147245372.25消防電梯155荷梯18.510.51.7393.5161.75186.83283.87客梯3*15自動扶梯15生活給水泵2*75補水泵226潛污水泵2*110.70.80.75135.8109.851

9、69.75257.923 3、變配電站的主接線設計、變配電站的主接線設計 主接線的定義主接線時有各種開關電器電力變壓器 母線 電力電纜或母線 一項電容器 避雷器等電氣設備以一定次序相連接的接受和分配點能的電路。主接線只表達上述電氣設備之間的電氣連接關系，與其具體安裝地點無關。主接線的實施場所是變電站行或配電站。 主接線可以分為有母線結線和無母線結線兩大。有母線接線又可分為單母線結線和雙母線結線；無母線結線可分為單元式結線、橋式結線和多角形結線。中、低壓供配電系統中主要采用單母線結線、單元式結線和橋式結線， 。 對主結線的基本要求1.安全性 必須保證在任何可能的運行方式及檢修狀態下運行人員及設備

10、的安全。2.可靠性 主結線的可靠性要求由人、用電負荷的等級確定。3.靈活性 應能適應各種可能的運行方式的要求。4.經濟性 應滿足最少的投資與年運行費用的要求，使得總經濟效益為最佳。 本設計中的主接線的一次側采用單母線分段不聯絡的接線方式，三個變壓器的容量分別為 500、1600、400KVA,其中的二次側接空調機房和消防設備（噴淋水泵、消防水泵、消防排煙） ，制冷設備（冷卻水泵、冷凍水泵、冷卻水塔、冷水機組） ，T3 變壓器的二次側接風機（正壓送風、送排風機） 、電梯（消防電梯、荷梯、客梯、自動扶梯、 ） 、生活用水設備（生活給水泵、補水泵、潛污水泵）.其主接線圖如下圖所示: 圖 1 主接線圖

11、 4.主接線上各點的負荷計算主接線上各點的負荷計算： 如上圖主接線所示,取 C1/C2/C3 三點進行負荷計算，其計算過程如下，然后根據所得的計算負荷確定變壓器的容量及臺數. C1 點的計算負荷： 這一組是多組設備的計算，由空調機房和消防設備兩組設備構成，其中備用設備不計入在內，同時由于變壓器低壓側上設有自動無功補償裝置，補償的目標值為變壓器高壓側部低于 0.9，因此 C1 點的計算負荷應為補償后的值，入下表所示。 表 2 C1的計算負荷 計算點多組設備計算有功功率Pc/KW多組設備計算無功功率Qc/KW同時系數Kd計算有功功率Pc/KW計算無功功率Qc/Kvar計算視在功率Sc/KVA 計算

12、電流Ic/AC1273+196=469204.75+147=351.750.9422.1316.58527.63801.6C1的計算負荷尚未計及補償，補償后的負荷如下表所示： 表 3 C1 的計算負荷計算點補償前功率因數cos1補償后功率因數cos2無功補償容量Qcc/Kvar實際補償容量/(6 臺，30Kvar/臺)補償后計算有功功率Pc/KW補償后計算無功功率Qc/Kvar補償后計算視在功率Sc/KVA補償后計算電流Ic/AC10.80.93147.74180422.1136.58433.65674由 C1 點的計算負荷，我們可以確定所選變壓器的額定容量可為 500KVA. C2 點的計算

13、負荷： 此組只有一組設備，所以不用同時系數，只需計算其功率及電流； 表 4 C2的計算負荷計算點計算有功功率Pc/KW計算無功功率Qc/Kvar計算視在功率Sc/KVA 計算電流Ic/AC21459.51094.631924.382771.94C2的計算負荷尚未計及補償，補償后的復合如下表所示： 表 5 C2 的計算負荷計算點補償前功率因數cos1補償后功率因數cos2無功補償容量Qcc/Kvar實際補償容量/（18臺，30Kvar/臺)補償后計算有功功率Pc/KW補償后計算無功功率Qc/Kvar補償后計算視在功率Sc/KVA補償后計算電流 Ic/AC20.80.93510.835401459

14、.5554.631561.3373.63 由 C2 點的計算負荷，我們可以確定所選變壓器的額定容量可為1600KVA. . C3 點的計算負荷： 同 C1 類似，C3 也為多組設備，其計算方法同 C1 類似，其計算結果如下： 表 6 C3的計算負荷計算點多組設備計算有功功率Pc/KW多組設備計算無功功率Qc/KW同時系數Kd計算有功功率Pc/KW計算無功功率Qc/Kvar計算視在功率Sc/KVA 計算電流Ic/AC367.6+135.8+93.5=296.950.7+109.85+161.75=321.30.9267.21289.17393.73598.23 對 C3的計算負荷進行補償后即得

15、C3 得計算負荷，其計算過程及結果如下表所示: 表 7 C3 的計算負荷 計算點補償前功率因數cos1補償后功率因數cos2無功補償容量Qcc/Kvar實際補償容量/(9 臺，30Kvar/臺)補償后計算有功功率Pc/KW補償后計算無功功率Qc/Kvar補償后計算視在功率Sc/KVA補償后計算電流Ic/AC30.680.93208.42270267.2119.17267.90407 由 C3 點的計算負荷，我們可以確定所選變壓器的額定容量可為 400KVA.5.主變壓器的選擇主變壓器的選擇一 變電所變壓器臺數的選擇選著主變壓器臺數時應考慮以下原則：1. 應滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對工有

16、大量一二級負荷的變電所，宜采用兩臺變壓器，以便當一臺故障或檢修時，另一臺可以一二級負荷供電。對只有二級負荷而沒有一級負荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但在低壓側應采用敷設與其它變電所相連的聯絡線作為備用電源。2. 對季節負荷或晝夜負荷變動較大的易于采用經濟運行方式的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器。3. 除以上情況外，一般車間宜采用一臺變壓器。但集中重負荷較大者，雖為三級負荷，也可采用兩臺以上變壓器。4. 在確定變電所主變壓器臺數時，應考慮負荷的發展，留有一定的余地。二 變電所主變壓器容量的選擇1.只裝有一臺變壓器的變電所。主變壓器容量 Sr，應滿足全部用電設備總計算負荷 Sca 的需要 ，

17、即St=Sca2. 裝有兩臺主變壓器的變電所。每臺變壓器容量 St，應該同時滿住以下兩個條件：（1） 任一臺變壓器運行時，宜滿足總計算負荷 Sca 的大約 70%的需要，既：St=0.7Sca (2) 任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一二級負荷 Sca（1+2）的需要，即：St=Sca(1+2)據以上的條件，我們選取的變壓器容量為 500、1600、400KVA.6.短路電流的計算：短路電流的計算： 計算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，避免在短路電流作用下損壞電氣設備，如果短路電流太大，必須采取限流措施，以及進行繼電保護裝置的整定計算。如上主接線圖所示，取 C1/C2/C3 做短

18、路電流計算，其計算結果如下： 短路電流的計算 經查表的：三個變壓器的額定參數為： 表 8 三個變壓器的額定參數額定電壓（KV）變壓器額定容量kva一次二次空載損（w）短路損耗（w）空載電流（%）T150010.50.4118051001.4T2160010.50.4260145001T340010.50.4100043001.4 短路點 C1 : 據公式 高壓系統的電抗 X1=Uav2/Sk=4002/(10*1000)=16 變壓器阻抗 Z2=(uk%*Ur2.T2)/(100*Sr.T)=33.6 變壓器電阻 R2= P k*Ur2.T2/ Sr.T=3.26 變壓器電抗 X2= =33.

19、442222RZ 所以 C1 點的短路的總阻抗為 55.4944.4926. 3222121XRZXXXRRR C1 的三相短路電流為= 3.88KAZUIavk3)3( 的值可從表中查出，則shK =4.66kAshI)3(kI2) 1(21shK同理 ，可計算出 C2,C3 處的三相短路電流：整理于下表： 表 9 C1, C2,C3 處的短路電流 短路點高壓系統的電抗 變壓器阻抗 變壓器電阻變壓器電抗短路處總阻抗三相短路電流KAC11623.63.26433.4449.554.66C21610.56.8110.4626.488.72C316424.341.7857.9447.變壓器的繼電保

20、護變壓器的繼電保護一般規定：（1）電力網中的電力設備和線路，應裝設反應短路故障和異常運行的繼電保護和自動裝置。繼電保護和自動裝置應盡快切除短路故障和恢復供電。（2）電力設備和線路應有主保護，后備保護和異常運行保護。繼電保護： 采用定時限時過電流保護 定時限時過電流保護時反映電流的過量動作，且具有規定的動作時間的保護。因此，這種保護有兩個需整定值需要確定，即動作電流值和動作時間值！采用定時限過電流保護時： /Z=400/（49.55*）=4.66KAavcUI133一次側動作電流：Iop.l=KREL/（KRE I1）=1.15/0.854.66=6.3KA 繼電器動作電流：Iop.k=KRELKKX/（KREKTA I1=1.15/0.851004.66=0.063 /Z=8.72avcUI23一