电力综合办公大楼供配电系统设计

1、河北工程电气工程及其自动化毕业论文电力综合办公大楼供配电系统设计空调配电、防雷接地系统的选择和布置姓 名： _学 号：_指导教师： _2019年可曲鉄学毕业设计（论文）任务书题目_学生姓名: _学号: _专业班级:_学院:_设计起止日期_题目性质：匚联系实际的题目 匚假想的题目技术要求及原始数据:了解供配电的相关原理和知掌握电气照明技术建筑电气控制技术，AutoCA实用教程等主要任务：（1）收集整理原始数据，进行需求分析；确定负荷等级。拟定高低压供配电系统，正确建立负荷统计计算表。（2）进行整体设计和详细设计；指定设计方案。根据技术要求，确定合理的设计指标；分析 类产品结构，提出切合实际要求的

2、方案（3） 变压器台数、容量、型号；开关、线路，发电机容量选择等主要器件的原理图（4） 空调配电，防雷接地系统的选择和布置（5） CA绘制供电系统图（6） 按照要求规范的写出毕业设计论文。学生（签字）： _指导教师（签字） _系主任（签字） _院长（签字）_河北工程大学毕业设计答辩及综合成绩答辩情况回答问题提出问题正 确基本 正确有一 般性 错误有原 则性 错误没有 回答答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人：年月日随着社会经济的发展，现代建筑的功能越来越强，建筑电气的重要性也日益明显。本文设计的是一栋地上8层地下1层的电力办公楼的

3、电气施工图纸及其说明。原楼为5层，砖混结构。加固改造后，总面积 16000平方米，建筑高度33米，局部设地下室，地上 8 层，结构形式为钢结构，板厚 80-120mm室内地面做法90mm办公区、公共区等区域均 设置吊顶。地下1层为生活水泵房和积水坑等，地上 8层为办公区、公共区.本文主要讲述在电 气设计过程当中设计的思路，器件的选择，设计的原则，设计的参数以及设计时应该主意的 问题。本文设计的范围包括220/380V配电系统，包括电力计照明，建筑防雷接地、接地系统 及安全措施，着重于建筑电气的安全可靠性分析，特别是高层建筑的供配电部分，防雷接 地保护以及相关的强电部分。随着人们生活水平的不断提

4、高，更加实用美观和廉价的住房无疑是人们追求的目标之一,所以建筑电气设计不仅仅局限于可以使用，应该采用更加环保节能的新产品本次设计 在很多方面在美观的同时，兼顾了低廉的价格,有很高的实用价值。关键词：建筑电气；照明设计；供配电；防雷AbstractWith the social and econo mic developme nt, the fun cti ons of moder n architecture grow ing importa nee of electrical con structi on has become in creas in gly evide nt. This a

5、rticle is desig ned to level the ground floor of an 8 on the ground floor of an office build ing electrical power and that the con structi on drawi ngs. The orig inal floor of 5 storey, brick-c on crete structure. Rei nforceme nt and recon structio n, the total area of 16,000 square meters, 33 meter

6、s height, the baseme nt of the local-based, 8 on the ground floor, the structure of the form of steel, thick ness 80-120mm, the in door practice ground 90mm, office, public areas and other regi ons are set hanging Top.1 layer for the life of the un dergro und pump room and water pits, etc., on the g

7、round for 8-storey office areas, public areas. This article focuses on the desig n process in the electrical desig n ideas, the choice of devices, desig n prin ciples, desig n parameters and desig n should be idea of the problem.This article covers the desig n of 220/380V power distributio n system,

8、 in cludi ng the power of lighti ng, con struct ion of mi ne grounding, grounding system and safety measures, with a focus on building security and reliability analysis of electrical, in particular for the distribution of high-rise build ing of the mine grounding protecti on, as well as the stron g-

9、related electrical parts.With the continu ous improveme nt of peoples livi ng sta ndard, more practical and affordable hous ing appeara nee is un doubtedly one of the objectives pursued, so con structi on is not limited to electrical desig n can be used, it should be a more en viro nmen tally-frie n

10、dly en ergy-efficie nt new products. The desig n is very At the same time in many aesthetically pleas ing, tak ing into acco unt the low price with a high degree of practical value.Key words: electrical con structi on; lighti ng desig n; for distributi on; mine摘要 . IAbstract. II第1章绪论. 11.1供配电设计的意义和要

11、求 . 11.2供配电设计必须遵循的一般原则 . 11.3设计步骤. 21.4本次设计的主要工作. 4第2章系统计算负荷及无功功率补偿 . 52.1负荷计算. 52.1.1负荷计算的内容和目的 . 52.1.2计负荷的确定 . 52.1.3按需要系数法确定计算负荷的公式 . 62.1.4负荷计算的结果 . 62.2无功功率补偿及其计算. 82.2.1无功补偿的目的 . 82.2.2无功功率的人工补偿装置 . 82.2.3并联电容器的选择计算方法 . 92.2.4无功功率补偿的计算 . 9第3章变配电所位置和主变压器及主接线方案的选择 . 113.1变配电所位置的选择 . 113.1.1变配电所

12、型式的概述 . 113.1.2变配电所位置选择的一般原则 . 113.2负荷中心的确定 . 123.3变电所主变压器的选择 . 123.3.1变电所主变压器选型的原则 . 123.3.2变电所主变压器台数的选择 . 133.3.3变电所主变压器容量的选择 . 133.4变配电所主接线方案的选择 . 143.4.1变配电所主接线设计要求 . 143.4.2变配电所主接线方案的拟定 . 15第4章短路电流计算 . 194.1计算短路电流的目的 . 194.2短路计算的方法 . 194.3标么值法计算短路电流 . 194.3.1标么值的概念 . 194.3.2电力系统各元件电抗标么值的计算 . 20

13、4.3.3用标么值法进行短路计算的方法 . 214.4短路电流的计算过程与结果 . 21第五章消防报警系统 . 245.1简介 . 245.2系统的组成 . 24521触发器件. 25522火灾报警装置 . 25523消防控制设备 . 265.2.4电源. 265.3火灾自动报警系统的基本形式 . 275.3.1基本形式. 275.3.2报警区域与探测区域 . 27第6章变配电所防雷保护和接地装置的设计 . 296.1变配电所的防雷保护 . 296.1.1直击雷保护 . 296.1.2雷电侵入波的保护. 296.2变配电所公共接地装置的设计 . 306.2.1设计依据. 306.2.2设计过程

14、与结果 . 31总 结. 33致谢. 34参考文献. 35附录一：高压开关柜. 36附录二：供配电系统图 . 32第1章绪论1.1供配电设计的意义和要求在日常生活、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

15、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

16、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，

17、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

18、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%勺二级负荷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

19、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 中学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

20、各变电 所的计算负荷。3中学配电系统设计中学配电系统设计应根据工艺设计所提供的设备平面布置图、拟出两种可行的中学配 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&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。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 4Q。(1) 接地电阻的计算(2) 接地体的布置(

21、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A市实验中学供配电系统进行设计。在本次设计中，对实验中学的负荷 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基防 雷与接地的设计。在防雷设计时采用建筑本身结构钢筋或钢结构等自然金属体作为防雷装 置的一部分。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

22、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A市实验中学供配电系统的部分展开了设计。第2章 系统计算负荷及无功功率补偿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。采用无功补偿，提高了系统的功率因数，不仅可以节能，减少线路压 降，提高供电质量，还可以提高系统供电的裕量。本章采用需要系数法对学校的各类用电 负荷进行详细计算，并采用并联电容器方法对低压进行集中补偿，以提高功率因数。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

23、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

24、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。S30 二P30COS ;：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 ）P30 = K d Pe式中P e-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）Q30

25、= P 30 ta n （3） 视在计算负荷（单位为KVA（4）计算电流（单位为A）I 30 艸-3U N（5）多组用电设备有功计算负荷基本公式:同时系数：K、P=0.80.9 K，q = 0.850.95本次设计取 K，q=0.95 K、q = 0.95P30 二 K 一 PF30Q30= Kq Q30I 30 = Eo .； 3 U NCOS= P30 ： S302.1.4负荷计算的结果根据实验中学计资料，按照需要系数法，负荷计算结果如表2-1所示表2-1 负荷计算表亨通商厦负荷计算表信电学院电气06-2班计算负荷序 号负荷名称设备容量KW工作 台数kdCostgPc kwQc kvarS

26、c kva计算电 流A选用 的变 压器-一-1#变压器1照明地下一层1410.70.90.489.84.710.916.52照明地上一至 九层75510.90.90.48679.5326.2753.71145.2小计769689.3330.9764.61161.7乘以同时系数(0.9 ； 0.95)后0.89620.4314.3695.51056.7无功补偿-144.0无功补偿后负 荷0.96585.9170.3610.2927.1T1变压器损耗:9.836.637.957.6T1变压器冋压 侧0.94595.7206.9630.6958.1800kva-二二2#变压器1空调设备114210.

27、350.80.75399.7299.8499.6759.12电梯15210.51.7330.051.959.991.13观演餐厅2610.90.80.7523.417.629.344.4小计506.2406.2649.0986.1乘以同时系数(0.9 ; 0.95)后0.76455.6385.9597.0907.1无功补偿-216无功补偿后负 荷0.94455.6169.9486.2738.8T2变压器损耗7.810.212.819.5T2变压器冋压 侧0.93463.4180.1497.1755.4630kvaT1、T2的总负荷1059.0387.01127.51713.2乘以同时系 数(0

28、.9 ;0.95)后0.93953.1367.71021.61552.21消防泵45210.80.759067.5112.5170.92喷淋泵23210.80.754634.557.587.43排烟风机9.5410.80.7538.028.547.572.24正压逆风机5310.80.7515.011.318.828.55消防电梯30110.61.3330.039.949.975.86应急照明 :20.001.0011020.00.020.030.4小计239.0181.7300.2456.1乘以同时系 数（0.9 ;0.95）后0.78215.1172.6275.8419.02.2无功功率补

29、偿及其计算221无功补偿的目的按供电局的规定，低压功率因数补偿到0.95，高压功率因数要求0.9。采用无功补偿, 提高系统的功率因数，既可以节能、减少线路压降，又能提高供电质量，还可以提高系统 供电的裕量。因此，供配电系统中的无功功率补偿是必不可少的。2.2.2无功功率的人工补偿装置工程中普遍采用并联电容器来补偿供电系统的无功功率。并联电容器的补偿方式，有以下三种：（1） 高压集中补偿电容器装设在变配电所的高压电容器室内，与高压母线相联（如图 2-1）0（2） 低压集中补偿电容器装设在变配电所的低压配电室或单独的低压电容器室内，与低压母线相联。它利用指示灯或放电电阻放电。按GB5022 95规

30、定：低压电容器组可采用三角形结线或中性点不接地的星形结线方式（如图2-2 ） o（3） 低压分散补偿电容器装设在低压配电箱旁或与用电设备并联。它就利用用电设 备本身的绕组放电。电容器组多采用三角形结线（如图 2-3 ）o民用建筑供电有它的特殊性：一是照明负荷占的比重比较大，属于分散负荷；二是电 机大部分是空调风机、防排烟风机，其容量也是小而分散。由于上诉原因，在民用建筑的 供电系统中，一般都是采用低压配电装置处集中补偿。而且，采用低压集中补偿不需要从 电力系统中获取无功，可以减少电力系统的无功功率发生装置，也减少了电力系统到用户因此，本设计采用 QK1QFE2-IS2-2图2-3而民用建筑各地

31、供电局的线路上的无功传输，从而减少了这部分线路的电压损失及电能损耗 低压集中补偿。223并联电容器的选择计算方法（1） 无功功率补偿容量（单位为kvar）的计算Qc = P3o（tan : 1 _ tan2） = qcP3o（2）并联电容器个数Qc n =qc式中q c-单个电容器的容量（单位为 kvar）2.2.4无功功率补偿的计算由负荷计算表知，该学380侧最大负荷时的功率因数为0.81规定低压功率因数补偿到0.95,高压功率因数补偿到0.9以上。（1）低压电容器柜（屏）的选择方法PGJ1型低压无功功率自动补偿屏有1、2、3、4等4种方案。其中1、2屏为主屏，3、4屏为辅屏。1、3屏各有六

32、条支路，电容器为 BW0.4-14-3型，每屏共84kvar，采用六步 控制，每步投入14kvar。2、4屏各有八条支路，电容器亦为BW0.4-14-3型，每屏共112kvar, 6-10kV38DV采用8步控制，每步投入14kvar。选择步骤： 根据控制步数要求，选择一台1号或2号主屏。 根据所需无功补偿容量再补充一台或数台3号或4号辅屏(2)低压电容器柜(屏)的选择Qc = P30(tan i tan 2)=536.526ta n(arccos0.81) - ta n(arccos0.92)kvar二 536.526(0.724 - 0.426)k var 二 159.88k var选PG

33、J1型低压自动补偿屏,并联电容器为BW0.4-14-3型.其方案1(主屏)1台与方案3(辅屏)1台相结合，总共容量84kvar x 2=168kvar。无功补偿后，380v侧和10kv侧负荷计算如表2-2表2-2无功补偿后宾馆的计算负荷计算负荷项目CosP30(KW)Q30 (K var)$0(KVA)30 ( A )380V侧补偿前负荷0.81536.526392.298664.6491009.8380V侧无功补偿容量168380V侧补偿后负荷0.923536.526224.298581.5883.5主变压器功率损耗0.015 S30 =8.720.06 S30 =34.8910KV侧负荷总

34、计0.903545.246259.188603.734.85经过低压集中补偿后，不但提高了系统的功率因数，使高压侧的功率因数达到了 0.903达到了供电局的要求，而且减少了线路压降，提高了供电质量，还提高了系统供电的裕量第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

35、格遵循变电所各个部分设计的原则，选择出适合本实验中学供配电方 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，建设周期短；扩建方便；相邻设备之间距离较 大，便于带电作业；占地面积大；设备露天运行条件差，需加强绝缘；天气变化对维修和 操作有较大影响。在选择工厂总变配电所型式时， 应根据具体的地理环境，因地制宜；技术经济合理时, 应优先选用屋内

36、式。负荷较大的车间，宜设附设式或半露天式变电所。负荷较大的多跨厂房宜设车间内变电所或组合式成套变电所。负荷小而分散的工厂车间或远离有易燃易爆危险及腐蚀性车间时，宜设独立变电所。3.1.2变配电所位置选择的一般原则（1）尽量靠近负荷中心，以减少配电系统的电能损耗、电压损耗及有色金属消耗量。（2）进出线方便，特别是采用架空线进出时应考虑这一点。第3章变配电所位置和主变压器及主接线方案的选择（3）接近电源侧，对总变、配电所特别要考虑这一点。(4) 设备运输方便。(5) 尽量避开剧烈震动和高温场所。(6) 不宜设在有多尘和有腐蚀性气体的场所，当无法远离时。则应设在污源的上风 侧。(7) 不宜设在厕所、

37、浴池或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。(8) 不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方。且不宜设在有火灾危险环境的正 上方或正下方。(9) 高压配电所应尽量与车间变电所或有大量高压用电设备建筑物合建。(10) 不应妨碍其他建筑物的发展，并适当考虑今后的扩建。3.2负荷中心的确定变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。负荷中心的确定一般采取负荷功率矩法确定负荷中心。在学校平面图的左下侧作一个直角坐标，测出学校各用电负荷到负荷中心点 的坐标位置，例如教学楼 F0(XoM)为104.84kw(2.5,2)、宿舍楼Rg% 为158.62kw(7.5,2) 等，如图3-1所示：如心,厂耳)

38、匕 PiPiZ P=F0+R+F2+F3+巳+P5+F6+F7+F8 = 590.44工(PX) =5 1 A同理可得y = Q (Pi = 3.1得中学的负荷中心的坐标为(5.1 ， 3.1 ) o即在1#教学楼 东北角，其平面图见(附录二)。3.3变电所主变压器的选择主变压器的选择包括主变台数和容量的选择，它的确定应结合变电所主接线方案的选 择，下面将做详细介绍。3.3.1变电所主变压器选型的原则为了调压和降低电能损耗，变压器选择应考虑以下原则:(1)变压器应尽量选节能型的油浸或干式变压器；(2)独立的变配电所，可选节能型干式变压器；(3)非一类建筑物，当变压器附设在首层靠外墙时，可安装油

39、浸变压器，但容量不得超过 400KVA3.3.2变电所主变压器台数的选择变压器台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择。当符合下列条件之一时，宜采用两台及以上变压器：(1)有大量一级负荷或者虽为二级负荷，但有一定数量的消防设备、保安设备等用电；(2)集中负荷较大，所需变压器容量超过 500kVA时，可选用两台小容量变压器，以确 保供电安全；(3)季节性负荷变化较大时，可设两台或两台以上变压器，以便在淡季时可切除整台变其它情况下宜装设一台变压器3.3.3变电所主变压器容量的选择根据实验中学的负荷性质和电源情况，中学变电所的主变压器可由下列两种方案：(1) 装有一台主变压器的变电所主变压器容量SN

40、.T不应小于总的计算负荷S30，即SN.TS30若装设一台主变压器型式采用 SG10，而容量根据上式，选SN.T =630 KVA S30 =603.7KVA,即选一台SG10-630/10型空气自冷干式变压器。(2) 装有两台主变压器的变电所每台主变压器容量SN.T不应小于总的计算负荷S3。 的60%，最好为总的计算负荷S30的70%左右，即SN.T 心(0.60.7 ) S30同时每台主变压器容量SN.T不应小于全部一、二级负荷之和 S30 (I +H)，即SN .TS30 (i + n)若装设两台主变压器型号亦采用 SG10而每台容量按以上两式选择，因此选择两台SG10-400/10型空

41、气自冷干式变压器。其联结组别采用 YynO。3.4变配电所主接线方案的选择变（配）电所的主结线（一次接线）是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。它是电 气设备选择及确定配电装置安装方式的依据，也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。用图形符号表示主要电气设备在电路中连接的相互关系，称为电气主结线图。电气主结线图通常以单线图形式表示。主结线的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。3.4.1变配电所主接线设计要求电气主接线设计应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。（1）可靠性供电可靠性是指能够长期

42、、连续、正常地向用户供电的能力，是电力生产和分配的首要要求，主接线的设计首先应满足这个要求。电气主接线不仅要保证在正常运行时，还要考虑到检修和事故时，都不能导致一类负 荷停电，一般负荷也要尽量减少停电时间。显然，这些都会导致费用的增加，与经济性的要 求发生矛盾。因此，应根据具体情况进行技术经济比较，保证必要的可靠性，而不可片面地 追求高的可靠性。（2）灵活性满足调度时的灵活性要求。应能根据安全、优质、经济的目标，灵活地投入和切 换电源、变压器和线路，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的 系统调度要求。满足检修时的灵活性要求。在某一设备需要检修时，应能方便地停运断路器、母 线

43、及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电，并使该设 备与带电运行部分有可靠的安全隔离，保证检修人员检修时的方便和安全。满足扩建时的灵活性要求。大的电力工程往往要分期建设。从初期的主接线到最 终方案的确定，每次过渡都应比较方便，对已运行部分影响小，不影响连续供电或停电时 间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工 作量最少。（3）经济性在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。 欲使主接线可靠、灵活, 必然要选用高质量的设备和现代化的自动装置，从而导致投资费用的增加。因此，主接线 的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下作到经

44、济合理。一般应当从以下几方面考虑。 节省一次投资。主接线应简单清晰，并要适当采取限制短路电流的措施，以节省 开关电器的数量、选用价廉的电器或轻型电器，以便降低投资。 电能损耗少，经济合理地选择主变压器的形式、容量和台数，避免两次压降而增 加电能损失。 占地面小。主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面 积少；同时，要注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。对大容量电厂或变电站，在可 能和允许的条件下，应采取一次设计，分期投资建设，尽快发挥经济效益。342变配电所主接线方案的拟定按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列按两种主接线方案：（1） 装设一台主变压器的主接线方案如图（

45、3-1 ）所示（2） 装设两台主变压器的主接线方案如图（3-2 ）所示SG10-630100.4KVr T Nnxyh I lb 11|丄 LL -1I图3-1装设一台主变的主接线方案（附高压柜列图）_卩图3-2装设两台主变的主接线方案（附高压列柜图）两种主接线方案通过技术指标和经济指标两个方面的比较，比较结果见表3-1表3-1两种主结线方案的比较比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损耗略 小灵活方便性只一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性好技 术 指 标扩建适应性稍差

46、一些好一些SG10-400100.4KVSG10-400100.4KVf:/1经 济 指 标电力变压器的综 合投资额由网上查得 SG10-630单价为20.2万兀，查表得其综合投资约 为其单价的2倍，因此其综合投资为2疋20.2万元=40.4万元由网上查得 SG10-400单价为12.3万兀，变压器的综合投资额 约为单价的四倍，因此两台综合投资为4疋12.3=49.2 万元，比一台主变方案多投资8.8万元高压开关柜（含计 量柜）的综合投资 额查表得GG-1A（ F）型柜按每台4 万元计，查表得其综合投资可按 设备价的1.5倍计，因此高压开 关柜的综合投资约为4 x 1.5 x 4万兀=24万兀

47、本方案采用7台GG-1A （F）柜， 其综合投资额约为7汉 1.5 X 4.5=47.25 万元，比一台主变的方案多投资 20.25万元电力变压器和咼 压开关柜的年运 行费按表4-2规定计算，主变的折旧 费=40.4 万元X 0.05=20.2 万元； 高压开关柜的折旧费 =24万元X0.06=1.44 万元；变配电设备的 维修管理费=（40.4+24 ）万兀X0.06=3.864。因此主变和高压开 关柜设备的折旧和维修管理费=（2.02+1.44+3.864 ）万元=7.324万元（其余项目从略）。主变的折旧费=49.2万兀X 0.05=2.46万兀；咼压开关柜的 折旧费=47.25 X 0

48、.06=2.835 万 元；变配电设备的维修管理费 =（40.4+47.25 ）万元X 0.06=5.235万元。因此主变和高 压开关柜设备的折旧和维修管 理费=（2.46+2.835+5.235 ）万 兀=10.53万兀。比一台主变方案 多耗资3.206万元。交供电部门的一 次性供电贴费按900元/KVA计，贴费为 630X0.09 元=56.7贴费为 2 乂 400 乂 0.09=72，比一台主变的方案的贴费多15.3从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线（图 3-2 ）略优于装设一台主 变的主接线方案（图3-1 ），但按经济指标，则装设一台主变的方案（图 3-1 ）远优于装设

49、两台主变的方案（图3-2），因此决定采用装设一台主变的方案（图 3-1 ）。第4章短路电流计算“短路”是电力系统中常发生的一种故障。所谓短路是电网中某一相导体未通过任何 负荷而直接与另一相导体或“地”相碰触。电网正常运行的破坏大多数是由短路故障引起 的。因此，正确计算短路电流尤为重要。4.1计算短路电流的目的（1）为保证电力系统的安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经该设备的 最大短路电流进行热稳定和动稳定校验， 以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起 的发热和电动力的巨大冲击。（2）为尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动的使有关断路器跳闸，继 电保护装置的整定和断路器的

50、选择，也需要准确的短路电流数据。4.2短路计算的方法短路电流计算的方法常用的有欧姆法（有名单位制法）和标么值法。在电力系统计算短路电流时，如计算低压系统的短路电流，常采用有名单位制；但计 算高压系统短路电流，由于有多个电压等级，存在着电抗换算问题，为使计算简化常采用 标么制。因此，本设计采用的是标么值法来计算短路电流。4.3标么值法计算短路电流4.3.1标么值的概念标么制中各元件的物理量不用有名单位值，而用相对值来表示。相对值就是实际有名 值与选定的基准值间的比值，即标么值= 实际值（任意单位） 基准值（同实际值单位）从上看出，标么值是没有单位的。另外，采用标么值计算时必须先选定基准值。我们一

51、般先选定基准容量Sd和基准电压U。根据三相交流电路中的基本关系， 推得基 准电流Id和基准电抗值分别为(4-3)在进行短路计算时，为方便起见通常选择基准值100MVA基准电压（Ud）为线路Xs2U d / U c Sd(4-7)X d Soc SdSoc据此，可以直接写出以下标么值表示式容量标么值Xd平均额定电压（U）。4.3.2电力系统各元件电抗标么值的计算取 Sd = 100MVAuc电力系统的电抗标么值为IdSd3U d(4-1)XdUd2Ud3 I dSd(4-2)电压标么值电流标么值电抗标么值Sd(4-4)Ud(4-5)Sd(4-6)2 2XT U k% U c U c/ =U k%

52、Xd 100SN Sd 10SN(4-8)电力变压器的电抗标么值为电力线路的电抗标么值为* X WL X WL 二Xo1心= x。1器(4-9)Sd(4-10)(4-11 )(4-12)433用标么值法进行短路计算的方法短路电流中各主要元件的电抗标么值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化 简，计算其总电抗标么值XJ，由于各元件电抗均采用相对值，与短路计算点的电压无关, 因此无需进行电压换算，这也是标么值法较之欧姆法优越之处。无限大容量系统三相短路周期分量有效值的标么值按下式计算为,(3)* ik3) uc / Sd UC 1Ik/*I dy/3xT J3ucSdX Xr由此可求得三相短路电

53、流周期分量有效值,(3), (3)*I dI k Ik I d 7Xi求得I k后，即可利用前面得公式求出I ”(3)、I J3)、i)和 I sh(3)等。三相短路容量得计算公式为skJUcIk3?Xi Xi4.4短路电流的计算过程与结果(1)绘制计算电路图如图4-1(2)确定基准值则设 Sd =100MVAUd=10.5KV，高压侧,Ud10.5KV，低压侧 U d2 =0.4KV，I d1_S_ = 100MVA、3ud1 3 10.5kv= 5.5KA图4-1 短路计算电路Id2Sd100MVA J44KA.3Ud2 . 3 0.4kv(3)计算短路电路中各元件的电抗标幺值电力系统x；

54、=100MYA=0.;500 MVA架空线路查表8-37，得LGJ-185的x0=O.35门/ km,而线长8km。故X；二 0.35 0.8100MVA2 二 2.54(10.5KV )电力变压器Uz%=4,故x；=Uk%100Sd4如0000SN100 630因此绘制等效电路，如图所示m己M 乡KT肿&亠 /鼻 _v.(4)计算k-1点(10.5KV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值k = X； X； -0.2 2.54 =2.74 三相短路电流周期分量有效值Ik： = Id, X* k4 =5.5KA/2.74 =2.01KA 其它短路电流I3 =I:3 “k2.

55、01KAish = 2.5513 =2.55 2.01KA = 5.13KAl!h)=1.51l(3)= 1.5代 2.01KA = 3.04KA 三相短路容量Ski 二 Sd / X* k4 N00MVA/2.74 = 36.5 MVA(5)计算k-2点(0.4KV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值X、. k 2 = X1 X2 X3 =0.2 2.54 6.35 =9.09 2 1 2 3三相短路电流周期分量有效值丨乙d2 /X：.心 T44KA/9.09 T5.8KA其它短路电流|f)=|)= |Q = 15.8KAish = 1.8413 =1.84 15.8KA

56、 =29.07KAIs3 =1.O9|3 =1.09 15.8KA =17.2KA三相短路容量SkSd/X：. 2 =100MVA/9.09 =11MVA乙)以上计算结果综合如表4-1所示：表4-1短路计算结果三相短路电流/KA三相短路容量 /MVA短路计算点0I (3 )If)iS；)iS3)Sk3)k-12.012.012.015.133.0436.5k-215.815.815.829.0717.211第五章消防报警系统5.1简介消防报警系统又称火灾报警系统，消防自动报警系统N - 三 蛊M*碎系统图由火灾报警主机、火灾特征或火灾早期特征传感器、人工火灾报警设备、输出控制 设备组成。传感器

57、完成对火灾特征或火灾早期特征的探测，并将相关信号传送到火灾报警 主机。报警主机完成对信号的显示、记录，并完成相应的输出控制。火灾自动报警系统是人们为了早期发现通报火灾，并及时采取有效措施，控制 和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作 斗争的有力工具。行业知名品牌：西门子、欧安、能美、海湾5.2系统的组成火灾自动报警系统是由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置以及具有其它fM尸控制主机助功能的装置组成的火灾报警系统。它能够在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量 和光辐射等物理量，通过感温。感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾 报警控制器，并同时显示出火灾发生

58、的部位，记录火灾发生的时间。一般火灾自动 报警系统和自动喷水灭火系统、室内消火栓系统、防排烟系统、通风系统、空调系 统、防火门、防火卷帘、挡烟垂壁等相关设备联动，自动或手动发出指令、启动相 应的装置。521触发器件在火灾自动报警系统中，自动或手动产生火灾报警信号的器件称为触发件，主要包括火灾探测器和手动火灾报警按钮。火灾探测器是能对火灾参数（如烟、温度、火焰辐射、气体浓度等）响应，并自动产生火灾报警信号的器件。按响应火灾参数的不同，火灾探测器分成感温火灾探测器、感烟火灾探测器、 感光火灾探测器、可燃气体探测器和复合火灾探测器五种基本类型。不同类型的火 灾探测器适用于不同类型的火灾和不同的场所。

59、手动火灾报警按钮是手动方式产生 火灾报警信号、启动火灾自动报警系统的器件，也是火灾自动报警系统中不可缺少 的组成部分之一。522 火灾报警装置在火灾自动报警系统中，用以接收、显示和传递火灾报警信号，并能发出控制 信号和具有其它辅助功能的控制指示设备称为火灾报警装置。火灾报警控制器就是其中最基本的一种。火灾报警控制器担负着为火灾探测器 提供稳定的工作电源；监视探测器及系统自身的工作状态；接收、转换、处理火灾 探测器输出的报警信号；进行声光报警；指示报警的具体部位及时间；同时执行相 应辅助控制等诸多任务。是火灾报警系统中的核心组成部分。探测器类型探测器类型在火灾报警装置中，还有一些如中断器、区域显

60、示器、火灾显示盘等功能能不完整的报警装置，它们可视为火灾报警控制器的演变或补充。在特定条件下应用， 与火灾报警控制器同属火灾报警装置。火灾报警控制器的基本功能主要有：主电、备电自动转换，备用电源充电功能， 电源故障监测功能，电源工作状态指标功能，为探测器回路供电功能，控测器或系 统故障声光报警，火灾声、光报警、火灾报警记忆功能，时钟单元功能，火灾报警 优先报故障功能，声报警音响消音及再次声响报警功能。在火灾自动报警系统中，用以发出区别于环境声、光的火灾警报信号的装置称 为火灾警报装置。它以声、光音响方式向报警区域发出火灾警报信号，以警示人们 采取安全疏散、灭火救灾措施。523消防控制设备在火灾