某公共停车场供配电系统设计

1、课程设计说明书题目： 某公共停车场供配电系统设计 姓 名： 院 （系）： 专业班级： 学 号： 指导教师： 成 绩： 时间： 年 月 日至 年 月 日课 程 设 计 任 务 书题目 某公共停车场供配电系统设计 专业、班级 学号 姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：1阅读相关科技文献，查找相关图纸资料。2. 熟悉民用建筑电气设计的相关规范和标准。3. 熟悉建筑供配电系统设计的方法、步骤和内容。4熟练使用AutoCAD绘图。5学会整理和总结设计文档报告。6学习如何查找设备手册及相关参数并进行系统设计。基本要求：1、制定设计方案，确定电源电压、负荷等级及供配电方式。2、确定方案后，绘

2、制各用电设备等布置平面图，绘制高、低压系统图。3、进行设计计算，选择设备容量、整定值、型号、台数等。编写设计计算书。4、编制课程设计说明书。已知参数：某公共停车场供配电系统设计平面图和工程概况见图纸资料。主要参考资料：1.供配电工程设计指导，机械工业出版社，翁双安，20042建筑供配电系统设计，人民交通出版社，曹祥红等，20113.AutoCAD2008中文版电气设计完全自学手册，机械工业出版社，孟德星等，20084.供配电系统设计规范，GB50054-20095.民用建筑电气设计规范，GBJGJ_T16-2008完 成 期 限： 指导教师签名： 课程负责人签名： 目录摘要1第一章 工程概况2

3、第二章 负荷分级负荷计算及无功功率补偿3第一节、负荷分级3第二节、负荷数据3第三节、 负荷计算及无功功率补偿4一、10/0.38V变电所计算负荷6第三章 供电电源、电压选择与电能质量7第一节、供电电源7第二节、 电压选择7第三节、 电能质量7第四章 电力变压器选择7第一节、变压器型号及数量选择7第六章 短路电流计算8第一节、高压侧短路电流计算8第二节、低压侧短路计算9第五章 设备和电缆的选择11第一节、低压断路器选择11第二节、电缆选择13第三节、电流互感器13第六章 接地系统设计14第一节、电气装置的接地与接地电阻的要求14第二节、接地装置的设计14第三节、等电位联结设计14总结14参考文献

4、14摘要本次课程设计题目为某地下停车场供配电系统设计。该地下停车场十个防火分区，分别对各个防火分区做了负荷数据统计。最后进行了负荷计算、电源选择、变压器选择、短路计算、电缆选择以及防雷与接地系统设计。在本次设计中负荷多为一级负荷，因此选择双电源供电以保证供电可靠性及故障时所需。关键字：负荷计算、短路计算、双电源第一章 工程概况建设地点：郑州市郑东新区CBD。建设单位：郑州市郑东新区管理委员会建设投资项目管理中心。总建筑面积35943.9平方米，地下建筑面积35498平方米，地上建筑面积445.9平方米，建筑层数：地下2层。地下建筑总高度为10.950m。第二章 负荷分级负荷计算及无功功率补偿第

5、一节、负荷分级该工程属于地下停车场，用电多为一级负荷用电负荷分级如下：一级负荷：单管应急荧光灯、双管应急荧光灯、应急灯、安全出口灯、排风机、排水泵、喷淋泵、液位显示器水泵。三级负荷：单管荧光灯及插座。第二节、负荷数据本工程负荷包括照明动力及消防负荷。本工程照明及插座负荷数据用电设备名称设备数量及功率功率因数负荷等级备 注一至十区单管荧光灯共计1224个单管荧光灯总功率43.64KW0.9三级负荷功率由照明设计计算的来一至十区应急荧光灯共计595个应急荧光灯总功率21.74KW0.9一级负荷功率由照明设计计算的来一至十区安全出口灯共计217个安全出口灯总功率0.217KW0.9一级负荷功率由照明

6、设计计算的来一至十区应急灯共计22个应急灯总功率0.792KW0.9一级负荷功率由照明设计计算的来一至十区双管荧光灯共计42个双管荧光灯总功率3.02KW0.9一级负荷功率由照明设计计算的来一至十区插座共计8个单相五孔插座6个排风扇插座总功率共计10KW0.9三级负荷功率由照明设计计算的来本工程电力负荷数据用电设备名称设备数量及功率功率因数负荷等级备 注一至十区风机共计40个风机总功率208.2KW0.8一级负荷由暖通专业提供一至十区排水泵共计两个排水泵总功率15KW0.8一级负荷由排水专业提供一至十区喷淋泵共计两个喷淋泵总功率37KW0.8一级负荷由排水专业提供一至十区液位显示器水泵总计26

7、个液位显示器总功率57.2KW0.8一级负荷由排水专业提供第三节、 负荷计算及无功功率补偿照明负荷计算书用电设备名称设备功率（KW）需要系数Kd功率因数 Cos负荷等级Pc(kw)Qc(kw)Sc(kvA)Ic(A)一至十区单管荧光灯43.640.90.9三级39.4620.9444.67117.2一至十区应急荧光灯21.7410.9一级21.7410.4324.1163.27一至十区安全出口灯0.2210.9一级0.220.110.250.65一至十区应急灯0.7910.9一级0.790.380.882.30一至十区双光荧光灯3.0210.9一级3.021.453.358.80一至十区插座1

8、00.90.9三级94.329.9727.61总计 79.410.930.7974.2337.6393.23219.83其中一级负荷25.7710.9025.7712.3728.5975.02本工程电力负荷计算书用电设备名称设备功率（KW）需要系数Kd功率因数 Cos负荷等级Pc(kw)Qc(kw)Sc(kvA)Ic(A)一至十区风机208.2210.8一级208.22154.08259.02393.5一至十区排水泵1510.8一级1511.118.6628.3一至十区喷淋泵52.810.8一级52.839.07265.6899.7一至十区液位显示器水泵3710.8一级3727.3846.02

9、69.9总计313.0210.8313.02231.632389.38591.4一、10/0.38V变电所计算负荷1）正常运行时的负荷计算总计算负荷Pc变电所低压侧总计算负荷：Pc=378.25KW Qc=264.94KW引入同时系数后Kp=Kq=0.80，则：Pc=KpPc=0.8*378.25=302.6KWQc=KqQc=0.8*264.94=211.95KvarSc=Pc'2+Qc'2=302.62+211.952=369.44KVA功率因数为：cos=Pc'Sc'=302.6369.44=0.81无功功率补偿容量计算：Q=302.6(tan(arcco

10、s0.81)-tan(arccos0.92)=90.16Kvar无功功率补偿后：Qc''=Qc'-Q=211.952-90.16=121.75Kvar视在功率负荷：Sc''=Pc'2+Qc''2 =326.17KVA功率因数：cos=Pc'Sc''=302.6326.17=0.92无功功率补偿满足要求。变压器的损耗：有功功率：PT=0.01Sc''=0.01*326.17=3.26KVA 无功功率：QT=0.05Sc''=0.05*326.17=16.30KVA变电所高压侧的

11、总计算负荷：Pc1=Pc'+PT=302.6+3.26=305.86KWQc1=Qc''+QT=121.75+16.30=138.05KWSc1=Pc12+Qc12 =305.862+138.052 =335.57KVA总功率因数：cos=Pc1Sc1=305.86335.57=0.91第三章 供电电源、电压选择与电能质量第一节、供电电源本工程高压侧总有功计算负荷仅为302.6KW，可以采用10KV供电。根据当地电源状况，本工程从供电部们的110/10KV变电站引来一路10KV专线电源，可承担全部符；再从另一变电所引来一路10KV环网电源，两个电源互为备用。第二节、 电

12、压选择本工程用电设备额定电压为220/380V，本工程设置一座10/0.38KV的变电所。第三节、 电能质量采用下列措施保证电能质量：1) 选用Dyn11联结组别的三相配电变压器。2）采用铜芯电缆，选择合适导体截面。3）将照明与电力配电回路分开。第四章 电力变压器选择第一节、变压器型号及数量选择 本工程总视在计算负荷为335.57KVA（cos=0.92），其中一级负荷为290.9KVA。根据0.7倍的总视在功率0.7*335.57=234.65KVA，以及总视在功率的一般计算可得，应选择两台SC10-315/10干式变压器，正常运行照明负荷与电力负荷时，两台变压器共同承担负荷；当出现故障是，

13、则另一台承担全部一级负荷，两台变压器互为备用，供电可靠性较高。（1） 变压器T1的负荷分配变压器T1承担除风机外的负荷，总有功功率为PC=170.03KW,总额定功率为174.20KW,总无功功率Qc=203.63Kvar计入同时系数后：Kp=Kq=0.80Pc'=170.30*0.80=136.02KW Qc'=0.8*203.6=162.68KvarSc'=Pc'2+Qc'2 =136.022+162.682 =212.05KVA cos=136.02162.68=0.64补偿容量为：136.02*(tan(arccos0.64)-tan(arcco

14、s0.92)=106.09Kvar 则Qc''=162.68-106.09=56.58KvarSc''=Pc'2+Qc''2 =136.022+56.582 =147KVA2) 变压器T2的负荷分配变压器T2承担风机的全部负荷，总有功功率为PC=208.22KW,总额定功率为208.22KW,总无功功率Qc=154.08Kvar引入同时系数: Kp=Kq=0.80 则Pc'=0.8*208.22=166.57KW Qc'=0.8*154.08=123.26KvarSc'=Pc'2+Qc'2 =166

15、.572+123.262 =212.05KVA cos=166.57212.05=0.80补偿容量为：166.57*(tan(arccos0.80)-tan(arccos0.92)=54.96Kvar则Qc''=123.26-54.96=68.30KvarSc''=Pc'2+Qc''2 =166.572+68.302 =180.03KVA第六章 短路电流计算第一节、高压侧短路电流计算本工程有两个10KV电源供电选择短路点K-1和K-2。采用标幺值法进行计算，取Sd=100MVA,电力系统最大短路容量Soc=500MVA变压器T1的短路计算

16、：1）基准值计算基准电压：Ud1=Uav1=1.05*UN=10.5KV基准电流：Id1=Sd/3Ud1=100/3*10.5=5.5KA2）电抗标幺值电力系统:Xs*=Sd/Soc=100/500=0.2电缆线路：XL*=x0lSd/Uav2=0.095*3*100/10.52=0.258X1*=0.2+0.258=0.458三相短路电流：IK-1(3)=Id1/X1*=5.5/0.458=12.00KA IK-1(3)=IK-1''(3)=IK-1=12.00KA 三相短路冲击电流：ish=2.55*12=30.6KA Ish=1.51*12=18.12KA 三相短路容量：

17、SK(3)=Sd/X1*=100/0.458=218.34MVA变压器T2的短路计算：1）基准值计算基准电压：Ud1=Uav1=1.05*UN=10.5KV基准电流：Id1=Sd/3Ud1=100/3*10.5=5.5KA2）电抗标幺值电力系统:Xs*=Sd/Soc=100/500=0.2电缆线路：XL*=x0lSd/Uav2=0.095*0.1*100/10.52=0.009X2*=0.2+0.009=0.209三相短路电流：IK-2(3)=Id1/X2*=5.5/0.209=26.30KA IK-2(3)=IK-2''(3)=IK-2=26.30KA 三相短路冲击电流：is

18、h=2.55*26.30=67.06KA Ish=1.51*26.30=39.74KA 三相短路容量：SK(3)=Sd/X2*=100/0.209=478.46MVA第二节、低压侧短路计算系统A的短路容量：SK(3)=Sd/X1*=100/0.458=218.34MVA变压器T1低压侧Uav2=0.4KV。1） 短路点路阻抗计算电力系统阻抗：Zs=Uav22/Sk=0.42/217.9=0.734m Xs=0.995Zs=0.730m Rs=0.1Xs=0.073 m电力变压器电抗：Zt=Uk%(Uav2)2/100Snt=6*0.16/(100*315)=30.4 mRt=Pk%(Uav2)

19、2/Snt2=10.2*0.16/3152=16.4 mXT=ZT2-RT2=25.556 m母线TWB1段的阻抗为：RWB1=r01l1=0.011*4=0.044 m XWB1=x01l1=0.016*4=0.464 m母线TWB2段的阻抗为：RWB2=r02l2=0.011*9.6=0.106 m XWB2=x02l2=0.016*9.6=1.114 mK-3点短路时总等效阻抗：PK-3=Rs+Rt=0.073+16.4=16.473 mXK-3=Xs+Xt=0.73+25.55=26.28mZK-3=PK-32+XK-32=23.71 mk-5点短路时总等效阻抗：PK-5=Rs+Rt+

20、RWB1=16.47+0.044=16.51 mXK-5=Xs+Xt+XWB1=26.28+0.464=26.75mZK-5=PK-52+XK-52=31.43 mK-7点短路时总等效阻抗：PK-7=Rs+Rt+RWB1+RWB2=16.62mXK-7=Xs+Xt+XWB1+RWB2=27.86mZK-7=PK-72+XK-72=32.44m2）短路电流计算 IK33=Uav2/(3ZK-3)=0.4/(3*23.71)=9.75KASK-3=3Uav2IK33=3*0.4*9.75=6.75MVAIK53=Uav2/(3ZK-5)=0.4/(3*31.43)=7.34KASK-5=3Uav2

21、IK53=3*0.4*7.34=5.07MVAIK73=Uav2/(3ZK-7)=0.4/(3*32.44)=7.12KASK-7=3Uav2IK73=3*0.4*7.12=4.53MVA第五章 设备和电缆的选择第一节、低压断路器选择低压断路器是供配电系统中最重要的开关设备之一，它能在事故情况下迅速地断开短路电流，防止事故扩大。1）低压断路器满足正常工作条件a.满足工作电压要求：b.满足工作电流要求：c.满足工作环境要求 2）满足短路故障时的动，热稳定条件a.满足动稳定要求：短路时通过导体的电流的大小是决定该开关电器能否达到稳定要求的唯一因素，即只要满足：开关电器的极限通过电流峰值iMAXis

22、h或 b.满足热稳定要求 开关电器自身可以承受的热脉冲应大于短路时最大可能出现的热脉冲，称为满足热稳定要求。设备参数HUM8D-400S比较条件计算数据UN（V）690UN（V）380IN（A）800Imax（A）536.8过电流脱扣器额定电流（A）800Imax（A）536.8瞬时过电流脱扣器动作电流（A）KIN=2×800=1600KrelIpk（A）1.35×1000=1350KOLIal（A）4.5×1000=4500短延时过电流脱扣器动作电流Iop（s）(A)KIN=2×800=1600KrelIpk（A）1.35×1000=1350

23、KOLIal（A）4.5×1000=4500灵敏度校验Ks=1.5>Ks1.3断流能力校验Ioc（kA）50Ik27.3 式中 开关电器的t秒热稳定电流有效值；开关电器安装处的三相短路电流有效值；假想时间。第二节、电缆选择（1）满足发热条件：IalIc；（2）满足电压损失U%5%；（3）满足机械强度条件 铜芯电缆Smin300mm2；a经计算IC=536.8A，因此拟定ZB-ACW90-4*400的电缆，Ial=590A，则满足要求；b.,则满足要求；c. 所选导线横截面积是400 mm2，显然满足机械强度的要求。根据前面计算，故选用ZB-ACW90-4*400作为输出回路电缆。第三节、电流互感器1）满足工作电压要求即