某学校供配电系统设计方案

1第1章绪论供配电技术，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。供配电工作要很好的为用电部门及整个国民经济服务，必须达到以下的基本要求：（1）安全——在电力的供应、分配及使用中，不发生人身事故和设备事故。（2）可靠——应满足电力用户对供电可靠性和连续性的要求。（3）优质——应满足电力用户对电压质量和频率质量的要求。（4）经济——应使供配电系统投资少，运行费用低，并尽可能的节约电能和减少有色金属消耗量。我们这次的毕业设计的论文题目是：某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。总之一句话：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、性能先进的电气产品。2.1负荷分级及供电要求电力负荷应根据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及影响的程度分为一级、二级、三级负荷。独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线路供电。必要时采用不间断电源（UPS）。2.1.1一级负荷一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或将在政治上，经济上造成重大损失者；或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。就学校供配电这一块来讲，我校现没有一级用电负荷。2.1.2二级负荷二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。在本次毕业设计中：我校现有的二级负荷有：综合楼（南）和综合教学楼（北）的消防电梯、消防水泵、应急照明，银行用电设备，专家楼用电设备，医院急诊室用电设备，保卫处用电设备，学校大门照明与门禁系统，东西区水泵，五座食堂厨房用电，教学楼照明。2.1.3三级负荷2三级负荷为不属于前两级负荷者。对供电无特殊要求。我校除了前面罗列的二级负荷外，全为三级负荷。2.2电源及供电系统供配电系统的设计，除一级负荷中特别重要的负荷外，不应按一个电源系统检修或者故障的同时另外一个电源又发生故障的情况进行设计。需要两回电源线路的用电单位，应采用同级电压供电；但根据各级负荷的不同需要及地区供电的条件，也可以采用不同的电压供电。供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不应多于两级。高压配电系统应采用放射式。根据负荷的容量和分布，配变电所应靠近负荷中心。我们知道现学校采用10KV双回路电源进线，其中一回为大专线，另一回为双港线，已经满足了学校所有负荷的用电需求。按道理讲，我校由于没有一级负荷，不需再增设第三电源；但考虑到我校的历史原因，现有库存柴油发电机，虽然比较陈旧些，但是毕竟还能使用，有点“鸡肋”的感觉——食之无味，弃之可惜。故拟在高压配电房旁边设置一柴油发电机房。相信这样的设置更能超额满足学校的用电要求了，并且能很好的推动学校各项工作的向前发展。2.3电压选择和电能质量用电单位的供电电压应根据用电容量，用电设备的特性，供电距离，供电线路的回路数，当地公共电网的现状及其发展规划等因素，经济技术比较确定。供配电系统的设计时，应正确选择变压器的变比及电压分接头，降低系统阻抗，并应采取无功功率补偿的措施，还应使三相负荷平衡，以减少电压的偏差。单相用电设备接入三相系统，使三相保持平衡。220V照明负荷，当线路大于30A时，应采用三相系统，并应采用三相五线制。这样，可以降低三相低压配电系统的不对称性和保证电气安全。我校附近可供选择的却只有10KV双港线和大专线。当单相用电设备接入电网时，求其计算负荷是以其三相中最大的一相负荷乘以三所得。那么我们在设计中尽量或者注意使其三相平衡分布，这样单相接入的负荷就可以以其全部负荷相加即为其计算负荷。后面的负荷列表中将引用这一用电思想。2.4无功补偿供配电设计中正确选择电动机、变压器的容量，降低线路的感抗。当工艺条件适当时，应采取同步电机或选用带空载切除的间歇工作制设备等，提高用电单位自然功率因数措施后，仍达不到电网合理运行要求时，还可以采用并联电力电容器作为无功补偿装置；合理时，还可采用同步电动机。当采用电力电容器作为无功补偿装置时，应就地平衡补偿。低压部分的无功功率应由低压电容器补偿；高压部分的无功功率应由高压电容器补偿。容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率应就地补偿、集中补偿。在环境正常的车间内，低压电容器应分散补偿。无功补偿容量应按照无功功率曲线或无功补偿计算确定。当补偿低压基本无功功率的电容器组，常年稳定的无功功率，经常投入运行的变压器或配变电所内投切次数较少的高压电动机及高压电容器组时，应采用手动投切的无功补偿装置。当为避免过补偿时，装设无功自动补偿装置，在经济合理时只有装设无功自动补偿装置才能满足在各种运行负荷的情况下的电压偏差允许时，应装设无功自动补偿装置。当采用高低压自动补偿装置效果相同时，应采用低压自动补偿装置。为基本满足上述要求，我们在设计时把无功补偿装置统一装设在变压器的低压母线3侧。这样的补偿，可以选择相对较小容量的变压器，节约初期投资。对于容量较大，并且功率因数很低的用电负荷采用单独集中补偿。2.5低压配电在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，并且无特殊要求的时候，应采用树干式配电。当用电设备为大容量时，或负荷性质重要，或在有特殊要求的建筑物内，应采用放射式配电。还有一种为混合式，它兼具前两者的优点，在现代建筑中应用最为广泛。在本次设计中对于同一区变管辖范围内用电设备性质相同的采用放射式配电。而在极少区域内采用树干式配电：如学生区变的活动中心和风雨球场.3.2负荷统计我们做负荷统计是以计算负荷为基础的。计算负荷，是假想的负荷，是据之按允许发热条件选择供配电系统的导线截面，确定变压器容量，制订提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压质量等的依据。对用电设备我们按工作制分为：连续运行工作制，短时运行工作制，反复短时工作制。a：对于连续运行的设备容量即等于其额定功率；b：短时工作制通常不考虑；c:对于反复短时的是考虑在暂载率下的功率：电动机NNeJCPP2,电焊机NNNeSJCPcos..。d:照明：310.NePP，气体放电灯：310.)2.1~1.1(NePP；同时照明亦可用：：单位容量）面积；（:)(1000sKWsPe。房间名称单位容量（）房间名称单位容量（）办公楼8实验室10教学楼8金工车间6住宅4焊接车间8食堂4铸铁车间8浴室3银行10锅炉房4水泵房8商店10体育馆10（注：上表中未列出而又在后面的负荷统计中出现的房间取与上有相似或相近功能的房间的单位容量值）3.3主教学区负荷统计及相关设备的选择4设备楼宇照明空调电梯水泵电脑多媒体电视台其它dK总计（KW）综合楼812K2.5K10011K211K25.5K23006002K2415K5K0.45292.05机械楼814K2.5K50————3007002K50——200K0.50353.50后勤处86002.5K10————30010————5K0.6022.68印刷厂84002.5K10——————————30K0.5029.10医院81K2.5K30——————————5K0.6052.80K0.70CP750.130.70=525.09(KW)CS525.09/0.9=583.43(KVA)3.3.1下面将进行变压器的选取变压器的选取原则：(1)变压器台数的选取：电力变压器台数的选取应根据用电负荷的特点、经济运行、节能和降低工程造价等因素综合确定。如果周围环境因素恶劣，选用具有防尘、防腐性能的全密闭电力变压器BSL1型；对于高层建筑，地下建筑，机场等消防要求高的场所，宜选用干式电力变压器SLL、SG、SGZ、SCB型；如电网电压波动较大而不能满足用电负荷的要求时，则应选用有载调压电力变压器，以改善供电电压的质量。对于一般车间、居民住宅、机关学校等，如果一台变压器能满足用电负荷需要时，宜选用一台变压器，其容量大小由计算负荷确定，但总的负荷通常在1000KV以下，且用电负荷变化不大。对于有大量一、二级用电负荷或用电负荷季节性（或昼夜）变化较大，或集中用电负荷较大的单位，应设置两台及以上的电力变压器。如有大型冲击负荷，为减少对照明或其它用电负荷的影响，应增设独立变压器。对供电可靠性要求高，又无条件采用低压联络线或采用低压联络线不经济时，也应设置两台电力变压器。选用两台变压器时，其容量应能满足一台变压器故障或检修时，另一台仍能对一级和部分二级负荷供电。(2)变压器容量的选择：先计算电力变压器的二次侧的总的计算负荷，并考虑无功补偿容量，最大负荷同时系数，以及线路与变压器的损耗，从而求得变压器的一次侧计算负荷，并作为选择变压器容量的重要依据。对于无特殊要求的用电部门，应考虑近期发展，单台电力变压器的额定容量按总视在计算负荷值再加大15%~25%来确定，以提高变压器的运行效率，但单台变压器的容量应不超过1000KVA。在装设两台及以上电力变压器的变电所，当其中某一台变压器故障、检修而停止运行时，其他变压器应能保证一、二级负荷的用电，但每台的容量应在1000KVA以内。在确定电力变压器容量时，还应考虑变压器的经济运行。由于变压器的损耗与负荷率有关，负荷率对于变压器的经济运行的影响较大，所以应力求使变压器的平均负荷率接近于最佳负荷率β值。我们从以前学过的知识知道，变压器的效率曲线不是单增的，而是先增加再下降，在其上有一个最大值：即：dη/d*2I=0可求出产生最大功率的条件为：*2I=kPP0即是说当不变损耗等于可变损耗时，变压器的效率达到最大值。电力变压器的选择，应综合供配电计算负荷、供电可靠性要求和用电单位的发展规划等因素考虑，力求经济合理，满足用电负荷的要求。但有一个不变的原则是：在保证供电可靠性的前提下，电力变压器的台数应尽量的减少，尽可能的少。(3)对主教学区变压器的选择：考虑SCB系列变压器的最佳负荷率在50%~60%左右，也预留好以后的发展空间，宜选用SCB10-1000/10电力变压器一台。53.3.2配电设备的选择：我们以综合楼为突破口对电力电缆，低压断路器，刀开关，电流互感器等进行选取：(1)在进行电器设备的选择时，应根据实际工程的特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠性的前提下，力争做到技术先进，经济合理：①按正常工作条件选择额定电压和额定电流：a、电气设备的额定电压eNU.应符合电器装设点的电网额定电压，并应大于或等于正常时最大工作电压mWU.即：eNU.≥mWU.。b、电气设备的额定电流eNI.应大于或等于正常时最大的工作电流mWI.,即：eNI.≥mWI.。②按短路情况来校验电气设备的动稳定性和热稳定性：1、如断路器、负荷开关、隔离开关等的动稳定性满足Im≥Ish,而其热稳定性满足2.ttI≥timaaI.2且It≥Iattima。③按照装