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1、 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文) 第 64 页 某大厦供配电系统设计摘要本课题是关于大厦供配电系统包含变电所的设计。该设计是大厦二类负荷对供电可靠性的要求和根据国家规范要求，制定的设计方案及供配电措施。在该设计中，根据给定的设计范围和基础资料，建立起适合自身生产及发展需要的供电系统。为确保负荷供电的可靠性，该大厦的供电系统由两条10kV高压架空进线提供电源。为了适应大厦自然功率因数低和用电负荷变化大的特点，本设计中采取并联电容器的方式进行无功功率补偿，从而减少供电系统的电能损耗和电压损失，同时也提高了供电电压的质量。设计中充分体现了安全、可靠、灵活、经济等原则。该设计确定二次继电保护方案，
2、选用先进的自动保护装置；确定变电所防雷过压保护与接地保护方案；根据设计要求，绘制大厦供配电系统图。关键词：供配电系统；负荷计算；一次接线；二次接线；短路电流；防雷分类号：TM727.5The Distribution System Design of A BuildingAbstractThis topic is about building power supply system and substation design. The design ideas are based on national regulatory requirements and the building load
3、 to the power supply reliability of two types of requirements, develop design and supply measures. In this design, the design based on the scope and given basic information, and establish their own production and development needs for the power supply system. The building by two 10kV high voltage po
4、wer supply systems into the line overhead to provide power supply, to ensure the reliability of the load. In order to meet building electricity load changes, the natural characteristics of low power factor, the design methods used to compensate for shunt capacitor reactive power, power supply system
5、 to reduce power loss and voltage loss, while improving the quality of supply voltage . Designed to reflect a safe, reliable, flexible and economic principles. Determine the location of substation, form, number and capacity of main transformer station, etc.; determine the secondary protection progra
6、ms, use the advanced automatic protection devices; determine substation lightning over-voltage protection and grounding protection program; according to design requirements, draw Building supply and distribution system maps.Keywords：Supply and distribution systems; load calculation; primary connecti
7、on; secondary wiring; short-circuit current; lightning protection目录摘要I目录III1 绪论11.1 建筑供配电的意义11.2 高层建筑对供配电系统的需求11.2.1 供电的连续性11.2.2 供电的可靠性21.3 高层建筑供配电系统电气设计基本原则21.4 高层建筑供配电系统设计21.5 建筑供配电设计的一般原则32 工程概况43 负荷数据53.1 用电设备负荷53.2照明负荷计算53.3 电力负荷及日常消防负荷53.4火灾时消防负荷53.5变电所负荷计算64 负荷分级及供电电源 74.1 负荷等级及容量74.2 供电电源74
8、.2.1 电压选择与电能质量74.2.2 电力变压器选择84.3 变电所电气主接线设计105 变电所所址选择126 短路电流计算与高低压电器选择136.1 供电部门提供的系统短路数据如下136.2 变电所高压侧短路电流计算136.3 低压电网短路计算176.4 高压电器的选择176.4.1 高压断路器的选择176.4.2 高压熔断器的选择196.4.3 高压互感器的选择196.5 低压电器的选择217 继电保护与二次接线设计237.1 变电所操作电源与交流所用电设计237.1.1 蓄电池个数确定237.1.2 蓄电池组容量选择237.1.3 交流所用电设计237.2继电保护设计247.2.1保
9、护装置247.2.2整定计算247.3 二次接线设计247.3.1 电器测量与电能计量回路设计247.3.2 高压断路器控制与信号回路设计248 电线电缆选择及敷设268.1 高压进出线电缆选择及敷设268.1.1 类型选择及敷设268.1.2 电缆截面选择268.2 高压出现电缆选择及敷设268.2.1 类型选择及敷设268.2.2 电缆截面选择269 防雷及过电压保护279.1 建筑物防雷设计279.1.1建筑物防雷类别确定279.1.2 建筑物防雷措施279.2 雷电过电压保护设计27结论29致谢30参考文献31附录321 绪论1.1 建筑供配电的意义 建筑电气是建筑供配电工程的重要组成
10、部分，是连接电力系统与人们生产、生活的纽带，它完成全楼的照明、通讯、安防等功能，管理水泵、空调通风等建筑设备工作，火灾等紧急状态组织人员疏散和火灾扑救。建筑电气设计主要是依据建设单位提出的设计委托要求和国家设计规范，分析建筑布局与功能，以功能与安全为原则，同时兼顾工程造价、施工难易、管理与维护等因素，合理组织楼内供配电系统及各通讯等弱电系统，是建筑功能与安全设计的核心组成部分。我国高层建筑混凝土结构技术规程规定l0层及1O层以上或房屋高度大于28米的住宅建筑，以及房屋高度大于24米的其他高层民用建筑混凝土结构为高层建筑。高层建筑的自动化水平一般较高，大多包含各种现代化的电气技术，具有完备的安全
11、和服务系统，但这一切都是以供配电系统的可靠性为基础的，高层建筑供配电系统的设计不仅是建筑电气设计的主要组成部分，还是整个高层建筑设计的重要环节，其性能直接影响到整个建筑的使用功能和安全性能。高层建筑中，机电设备种类数量较多，负荷较重，这要求供配电系统的设计能满足更高的安全可靠性要求，只有设计合理、符合实际的供配电系统才能保障高层建筑的正常运转，保障人民的生命财产安全。1.2 高层建筑对供配电系统的需求高层建筑包含的设施具有用电负荷大、一级负荷多、全天候工作设备多等特点，如何保证供电的连续性和可靠性是高层建筑供配电系统设计时考虑的重点。一般情况下采用双电源互投的运行方式，树干式和放射式相结合的供
12、电方式。1.2.1 供电的连续性 由于高层建筑中包含电梯、消防水泵、防排烟设施、照明和污水处理等一级、二级负荷，必须保证在非极端情况下设备在正常工作，断电等情况不被允许，故高层建筑一般采用两个独立电源供电，可以是从电网系统中不同变电站出线母线提供。但对于内部含有十分重要的负荷时，要考虑在一路电源系统故障或检修时，另一路也发生故障的情况，这时就需要采用后备应急电源，一般采用柴油发电机组作为应急电源，在电网无法提供电能时启动柴油机为重要设备提供能源。如果高层建筑仅采用单电源供电，柴油发电机组就要承担起第二电源的任务，在火灾等特殊情况发生时，消防用电设施可以使用蓄电池等供电，保障人民的安全。1.2.
13、2 供电的可靠性由于高层建筑造价成本一般较高，且人员密集度大，供配电系统的供电可靠性直接影响高层建筑的正常运作以及人员设备的安全。当高层建筑出现火灾等事故时，首先依靠的是建筑中的消防设施进行灭火和人员的疏散，而消防设施一般使用电能才能工作，比如消防报警按钮和安全出口指示灯等设备，如果不采用可靠性高的电源，就可能在发生事故时拒动，不能及时报警和有效疏散群众，难以控制火势的蔓延，所以提高供电的可靠性非常重要。1.3 高层建筑供配电系统电气设计基本原则由于高层建筑相比普通建筑群具有一定特殊性，在对其供配电系统进行设计时要严格遵循一部分基本原则，主要包括可靠性原则、简洁性原则和保障安全性原则。(1)可
14、靠性原则：高层建筑属于人员密集，用电设施种类繁多的类型，供配电系统的设计必须坚持安全性和可靠性原则，首先要对整栋建筑实际用电负荷进行估计，在留有一定裕量的情况下保证系统能在任何运行方式下持续地提供电能，保证电能的可靠供应 (2)简洁性原则：高层建筑建筑层数多，用电设备多，出现老化故障的概率也会相对较高，所以常需要日常的维护和保养，在设计供配电系统线路时要尽可能的简洁，尽量避免过多线路的交叉重叠，易于以后的检查操作。这样才能保证供配电系统的安全运行。(3)保障安全性原则：用电设备数量多，能耗也就更大。大容量、高电压等级变压器的危险程度也就越高，在日常的使用过程中，要多设置一些可靠的保障措施，确保
15、工作人员或维修人员的生命安全。1.4 高层建筑供配电系统设计常见的高层建筑供配电系统包括双电源进线相互独立的系统、带备用发电机组的系统、带不间断电源装置的系统。供电系统包括两路电源进线互为备用，且装设低压备用发电机和不间断电源三种电源。但其结构复杂设计成本高，故只有在对十分重要负荷才采用备用发电机或不间断电源装置提供能量。双电源各自独立的系统一般是采用相互独立的两个电源进线，采用母线分段的方式进行供电，在正常工作时，负荷使用单一电源进线供电，当电源进线出现故障失电后联络开关会迅速动作将该段母线上的负载并接到另一段母线上去，保证电能的持续可靠性。这要求负荷具有能满足允许中断供电时间大于电源切换时间的性能，同时要把消防及非消防负荷通过自动装置进行开断，在火灾发生的情况下，自动切断非消防负荷供电，来保证消防负荷供电的可靠性。应急备用发电机组一般采用柴油发电机组，具有较高的可靠性，不受外部电路，电网稳定与否的影响，即使当两路电源进线都出现故障时，重要负荷依旧有电源供电，快速自启动的应急发电机组在lOs左右便可以提供电能。1.5 建筑供配电设计的一般原则（1）建筑供配电设计必须遵守国家的有关法令、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
