第三章负荷计算

本科生毕业设计(论文)题目：某医院供配电系统的电气设计——主结线、低压系统的设计SubstationElectricalDesignofaCommunity教学单位电气信息工程学院姓名_李海超学号____200731001144年级______2007级专业__电气工程及其自动化指导教师___徐利梅职称___讲师年月日摘要随着科技的日新月异、经济的迅速发展以及人民生活水平的不断提高,人们对健康越来越重视,对医疗条件的要求也越来越高。一个现代化医院如何更好、更人性化、更便捷地为人民服务,完善的供配电系统显得至关重要。本文主要是关于一级或二级医院配电的低压系统设计。首先通过对给定图纸对该医院用电安全等级的分析，来确定该系统的主接线以及供配电方式，对所需要的各种设备用电量进行负荷计算一级对重要结点进行短路电流计算，在通过负荷计算结果来选定低压系统主要电气设备型号和参数，用短路电流来校验设备，最后完成低压系统图。通过系统设计，应了解到重视用电和理性、安全性和可适应发展性，设计过程中应采用较高的电气标准设计，为远期负荷的增长预留裕量，以满足医院今后的安全用电要求。关键词：主接线负荷计算短路电流计算设备选型低压系统图AbstractWiththe目录摘要...........................................................................IAbstract.....................................................................II第一章绪论................................................................11.1医院供配电要求........................................................11.2课题研究背景..........................................................11.3课题研究目的及理论意义................................................1第二章供配电站主接线.....................................12.1系统主接线............................................................12.2供配电方式............................................................12.2.1变压器故障时供配电方式.........................................12.2.2母线故障时供配电方式.........................................12.2.3电源故障时供配电方式.........................................1第三章负荷计算.........................................13.1变压器T1回路负荷计算.......................................3.2变压器T2回路负荷计算.......................................第四章短路电流计算................................4.1采用平均电压近似计算方法................................4.2短路电流计算................................4.2.1变压器T1回路短路电流................................4.2.2变压器T2回路短路电流................................第五章低压系统主要电气设备的选择及校验................................5.1电力变压器及柴油发电机的选择................................5.2低压母线的选择及校验.................................................5.2.1母线截面的选择.................................................5.2.2动稳定及热稳定校验.................................................5.3电缆与导线的选择.................................................5.3.1相线截面的选择.................................................5.3.2保护线截面的选择.................................................5.4断路器的选择.................................................5.5电流互感器的选择.................................................第六章供配电系统图纸.................................................第七章结论................................................................参考文献................................................................附录................................................................致谢................................................................第一章绪论随着科技的进步，中国医院建设也以很快的速度发展。随着中国医疗改革的深入，与医疗市场的对外开放，中国将掀起医院投资的热潮。中国医疗市场作为世界最大的潜在医疗市场，给各种类型医院的发展提供了很大的市场空间。中国健康医疗市场年均增速超过10%，如果按照这个发展势头，那么预计到2020年，中国将会成为仅次于美国的全球第二大医疗市场。无论对于境内资本还是境外资本而言，市场拥有巨大的投资空间。然而在现代化医院中，电气和电子设备不但要用于维持建筑物的运行，而且更被直接用于诊断和治疗患者。因此，确保医院电气设计安全性及医疗电子设备的可靠运行尤为重要。所以，对医院变电站的电气设计就突为一个要得到高度重视的重大课题。1.1医院供配电要求医院供电系统应遵循国内供电规范，并参考国际IEC相关标准进行设计，按照我国现行医院等级和标准地区医院及二类医院的供电等级可分为以下几类系统形式1采用两路10kV电缆专用供电、自备柴油发电机，重要设备末端采用UPS供电。此类系统适用于特级及三甲级医院。2采用两路10kV电缆专线供电，重要设备末端采用UPS供电。此类系统适用于三甲级医院3采用两路10kV供电或一路10kV专线供电，一路低压供电，此类系统适用于二甲级医院。4一路10kV供电，重要设备末端采用UPS供电及自备柴油发电机，仅用于一级医院。医院是救死扶伤的重要场所，各种电气设备超负荷运转使正在进行中的手术、实验用材料因停电而直接导致手术中断、实验失败，从而给医院和患者及其家庭带来重大损失，因此，科学合理地设计医院的供配电路线与方案，对于确保医院日常工作的正常运转和防止因线路故障、超载停电带来的经济损失有着非常重要的意义。供配电设计的具体要求：1.医院供电系统应遵循国内供电规范，并参考国际IEC相关标准进行设计。2.根据变配电站深入负荷中心的原则，为便于医院维护、管理、调度和节约电能，可在医院内各主楼建筑设置地下变配电站。3.如果市内正常供电突然停止，医院必须在数分钟的时间内立即启动应急发电供电系统。按照这一要求，应急柴油发电机房宜靠近大容量的应急负荷或与变电所的供压配电室毗邻，因此应急发电机房宜设在医院主楼特别是外科楼的地下室，靠近低压配电室处。4.必须有较高的供配电质量和供配电可靠性。1.2课题研究背景随着国民经济的不断发展，电能需求量越来越大。电力工业是国民经济的重要基础工业，是国家经济法杖战略中的先行产业，变电站更是电能传输和分配中不可缺少的重要环节。供配电系统是电力系统的一个重要组成部分，包括电力系统中区域变电站和用户变电站，涉及电力系统电能发、配、用的后两个环节。其运行特点、要求和电力系统基本相同。只是由于供配电系统直接面向用电设备及其使用者，因此供、用电的安全性尤显重要。特别是医院，如果停止供电将会带来一系列的负面影响，如影响病人手术、影响病人和家属的情绪，给医院和患者及其家属带来经济损失，甚至影响医院的声誉和社会形象。当然，要使医院供配电设计合理，用好电，首先应该管好电。只有这样，才能及时排除各种故障，保证医院有一个稳定而安全的用电环境。该课题的研究发展比较快，技术也比较成熟，虽然本设计只适合一、二级医院配电设计方案，但是随着中国医疗改革的深入，中国医院建设快速发展，医疗设备的不断更新，其技术参数和性能都有了很大变化，所以今后对医院电气设计的要求也将会不断的提高。1.3课题研究目的及理论意义本课题的研究，就是要求熟悉低压系统设计过程中的各个环节，了解国家对医院建设的有关政策、法规，运用所学的知识解决工程设计中的具体问题。并通过自己努力以及老师的辅导，科学合理地设计医院的供配电路线与方案，防止因线路故障、超载停电带来的各种损失，确保医院日常工作的正常运转。现代化医院供配电及电气安全的优化设计是一项很值得广大建筑电气设计同行仔细研究和探讨的问题，我国目前关于智能化医院相关技术规范在各方面同IEC等其他标准相比较还有很多不完善及表述不明确的地方，相信随着近几年医疗建筑的迅速发展，更加完善并符合我国具体国情的技术规范会不断推出，以便指导今后的设计工作。第二章供配电站主接线主接线是指由各种开关电器、电力变压器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备依一定次序相连接的接受和分配电能的电路。中、低压供配电系统中主要采用单母线接线、单元式接线和桥式接线。2.1系统主接线主接线可分为有母线接线和无母线接线两种类型。有母线接线又可分为单母线接线和双母线接线；无母线接线可分为单元接线、桥式接线和多角形接线。对主接线的基本要求是安全性、可靠性、灵活性和经济性。对于该医院的三级负荷，采用单母线不分段接线单回路进线，如图2-1所示，这种方式可靠性差一旦电源或母线出现故障，就会造成所有出线回路中断供电，所以这种方式只能向三级负荷供电。对于一、二级负荷，应采用双电源、双回路供电，单母线分段接线，如图2-2所示，双电源为一路10KV进线，一路为柴油发电机供电，与三级负荷配合，最终确定主接线方式，主接线如图2-3所示：系统主接线回路标号见附录2.2供配电方式依据主接线图分析可知，当其运行状态正常时，电源S1向变压器T1回路和变压器T2回路供电，断路器QF1、QF2为闭合状态，QF3为断开状态，系统中各级负荷正常供电。柴油发电机回路作为备用供电电源电路。2.2.1母线故障时供配电方式当变压器T1所供电母线WBL1故障时，由进线回路断路器QF1断开故障母线，所有三级负荷停电，一、二级负荷不受影响。当变压器T2所供电母线WBL2故障时，由进线回路断路器QF2断开故障母线，同时闭合柴油发电机回路断路器QF3，所有三级负荷不受影响，一、二级负荷恢复供电。2.2.2变压器故障时供电方式当变压器T1故障时，两侧断路器断开变压器T1，所有三级负荷停电