教學(xué)樓供電系統(tǒng)(全)

1、目錄一、本次課題的意義與設(shè)計(jì)思路二、教學(xué)樓的供電電壓三、 一、本次課題的意義與設(shè)計(jì)思路一、本次課題的意義與設(shè)計(jì)思路 隨著社會(huì)的發(fā)展，電能被日益廣泛的應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民的日常工作中。不管是商業(yè)住宅區(qū)還是教學(xué)樓，都離不開供電系統(tǒng)的支持。供電系統(tǒng)是一套用于建筑物內(nèi)或建筑群之間維持電力保障的系統(tǒng)。教學(xué)樓的供電系統(tǒng)，它將一切用電設(shè)備彼此相連，同時(shí)也是各個(gè)設(shè)備聯(lián)系的基礎(chǔ)。既為了老師同學(xué)們教學(xué)上課提供最基礎(chǔ)的用電環(huán)境，同時(shí)也是整個(gè)教學(xué)樓設(shè)計(jì)中必不可少的重要組成部分。 本次設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)的厚德大廈建筑面積16518.3米，建筑高度20.3米(以厚德大廈為例)。教學(xué)樓采用低壓供電，電源取自校區(qū)內(nèi)的箱式變，進(jìn)

2、線電源為380、220V,50HZ。在教學(xué)樓的一層設(shè)置低壓配電室，照明配電回路一般每層按分區(qū)設(shè)分配電箱，每區(qū)從下至上為一個(gè)回路。照明、插座、微機(jī)室、無(wú)特殊動(dòng)力設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室等均按照明負(fù)荷考慮。微機(jī)室及實(shí)驗(yàn)室用電回路與正常的照明用電分開，幾個(gè)相同或相近功能的房間(比如幾個(gè)微機(jī)室或幾個(gè)實(shí)驗(yàn)室)，以同一個(gè)回路供電。二、教學(xué)樓的供電電壓二、教學(xué)樓的供電電壓我們采用10kV標(biāo)準(zhǔn)電壓厚德教學(xué)樓變電所電梯的配電系統(tǒng)厚德教學(xué)樓的總配電系統(tǒng)其他一樓二樓三樓四樓五樓一樓配電室二樓配電室三樓配電室四樓配電室五樓配電室各計(jì)算機(jī)室配電室三、變電所的設(shè)計(jì)（10KV-380V）電氣豎井模型豎 井 布 置 平 面 圖 配電柜

3、一級(jí)配電設(shè)備，統(tǒng)稱為動(dòng)力配電中心。它們集中安裝在企業(yè)的變電站，把電能分配給不同地點(diǎn)的下級(jí)配電設(shè)備。這一級(jí)設(shè)備緊靠降壓變壓器，故電氣參數(shù)要求較高，輸出電路容量也較大。 二級(jí)配電設(shè)備，是動(dòng)力配電柜和電動(dòng)機(jī)控制中心的統(tǒng)稱。動(dòng)力配電柜使用在負(fù)荷比較分散、回路較少的場(chǎng)合；電動(dòng)機(jī)控制中心用于負(fù)荷集中、回路較多的場(chǎng)合。它們把上一級(jí)配電設(shè)備某一電路的電能分配給就近的負(fù)荷。這級(jí)設(shè)備應(yīng)對(duì)負(fù)荷提供保護(hù)、監(jiān)視和控制。 末級(jí)配電設(shè)備總稱為照明動(dòng)力配電箱。它們遠(yuǎn)離供電中心，是分散的小容量配電設(shè)備。 按結(jié)構(gòu)特征和用途分類： （1）固定面板式開關(guān)柜，常稱開關(guān)板或配電屏。它是一種有面板遮攔的開啟式開關(guān)柜，正面有防護(hù)作用，背面和

4、側(cè)面仍能觸及帶電部分，防護(hù)等級(jí)低，只能用于對(duì)供電連續(xù)性和可靠性要求較低的工礦企業(yè)，作變電室集中供電用。 （2）防護(hù)式（即封閉式）開關(guān)柜，指除安裝面外，其它所有側(cè)面都被封閉起來(lái)的一種低壓開關(guān)柜。這種柜子的開關(guān)、保護(hù)和監(jiān)測(cè)控制等電氣元件，均安裝在一個(gè)用鋼或絕緣材料制成的封閉外殼內(nèi)，可靠墻或離墻安裝。柜內(nèi)每條回路之間可以不加隔離措施，也可以采用接地的金屬板或絕緣板進(jìn)行隔離。通常門與主開關(guān)操作有機(jī)械聯(lián)鎖。另外還有防護(hù)式臺(tái)型開關(guān)柜（即控制臺(tái)），面板上裝有控制、測(cè)量、信號(hào)等電器。防護(hù)式開關(guān)柜主要用作工藝現(xiàn)場(chǎng)的配電裝置。 （3）抽屜式開關(guān)柜。這類開關(guān)柜采用鋼板制成封閉外殼，進(jìn)出線回路的電器元件都安裝在可抽出

5、的抽屜中，構(gòu)成能完成某一類供電任務(wù)的功能單元。功能單元與母線或電纜之間，用接地的金屬板或塑料制成的功能板隔開，形成母線、功能單元和電纜三個(gè)區(qū)域。每個(gè)功能單元之間也有隔離措施。抽屜式開關(guān)柜有較高的可靠性、安全性和互換性，是比較先進(jìn)的開關(guān)柜，目前生產(chǎn)的開關(guān)柜，多數(shù)是抽屜式開關(guān)柜。它們適用于要求供電可靠性較高的工礦企業(yè)、高層建筑，作為集中控制的配電中心。 （4）動(dòng)力、照明配電控制箱。多為封閉式垂直安裝。因使用場(chǎng)合不同，外殼防護(hù)等級(jí)也不同。它們主要作為工礦企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的配電裝置 供電接線采用兩路獨(dú)立電源同時(shí)供電方式，高壓采用單母線分段、自動(dòng)切換、互為備用。 采用放射式系統(tǒng)。 教學(xué)樓的豎井多采用插接式母

6、線槽。 電梯采用兩路不同變壓器引出的專用電纜進(jìn)線。在電梯機(jī)機(jī)房的末端配電箱設(shè)兩路電源的自動(dòng)切換裝置，互為備用。 豎井 電氣豎井內(nèi)的配電箱和線槽也稱電纜豎井，是高層或多層建筑內(nèi)用于布放垂直干線電纜的通道。本層的強(qiáng)弱電配電箱也放置在電氣豎井內(nèi)。電氣豎井分為強(qiáng)電豎井和弱電豎井，分別布設(shè)強(qiáng)電線路和弱電線路，以避免強(qiáng)弱電之間相互干擾。豎井的位置和數(shù)量應(yīng)根據(jù)建筑物規(guī)模、用電負(fù)荷性質(zhì)、各支線供電半徑及建筑物的變形縫位置和防火分區(qū)等因素確定，并應(yīng)符合下列要求：電氣豎井內(nèi)的干線采用金屬導(dǎo)管、金屬線槽、電纜、電纜橋架及封閉式母線等布線方式。豎井內(nèi)設(shè)有電氣照明及單相三孔電源插座，并敷設(shè)有接地干線和接地端子，無(wú)與其無(wú)

7、關(guān)的管道通過(guò)。電線的規(guī)格：15、25、4、6、25、35、50、75、90、120、150、185、240、300、400、500平方毫米。銅芯線截面積 直徑 允許長(zhǎng)期電流2.5 mm2 1.78mm 16A25A 4 mm2 2.2mm 2532A6 mm2 2.78mm 3240A鋁芯絕緣導(dǎo)線載流量與截面的倍數(shù)關(guān)系 截面：1 1.5 2.5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120倍數(shù)：9 9 9 8 7 6 5 4 3.5 3 3 2.5 2.5電流：9 14 23 32 4860 90 100 123 150 210 238 300 教學(xué)樓簡(jiǎn)圖及用線標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)樓第一層5間

8、教室 1間配電室 1間傳達(dá)室 3間辦公室 1間階梯教室 1間廁所一樓的總用電功率約為7000W，根據(jù)公式可得總耗電I=7000/22031.8A，依據(jù)電線規(guī)格可知，我們一樓總線應(yīng)選用4平方毫米；第二層14間教室 4間階梯教室 1間廁所 1間飲水間二樓總用電功率約為9000W，根據(jù)公式可得總耗電流為40.9A，依據(jù)電線規(guī)格可知，我們二樓總線選用6平方毫米；第三層8間合班教室 5間教室 1間飲水間 1間廁所三樓的總用電功率約為1KW，根據(jù)公式可得總耗電流為45.5A，依據(jù)電線規(guī)格可知，我們?nèi)龢强偩€選用6平方毫米；第四層4間合班教室 9間教室 1間廁所 1間飲水間 4間階梯教室四樓的總用電功率約為1

9、.1KW，根據(jù)公式可得總耗電流為50A，依據(jù)電線規(guī)格可知，我們四樓總線選用10平方毫米；第五層4間機(jī)房（電腦教室） 10間聽力教室 1間辦公室 1間飲水間 1間廁所五樓的總用電功率約為20KW，根據(jù)公式可得總耗電流為90.9A，依據(jù)電線規(guī)格可知，我們五樓總線選用16平方毫米。 由于一、二、三、四主要是照明和一些小功率的電器件，因此根據(jù)每間教室的用電功率的情況帶入公式可知： 在其照明上選擇用15平方毫米的電線，而插座選擇了用25平方毫米的電線，而在我們五樓有大型號(hào)的空調(diào)和電腦室所以用電量較大，所以選用4平方毫米的電線。保護(hù) 教學(xué)樓弱電系統(tǒng)一般包括：廣播及電鈴系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、電視轉(zhuǎn)播與閉路電視系統(tǒng)

10、、綜合布線系統(tǒng)等部分。單獨(dú)設(shè)置弱電機(jī)房(主控室)，電話系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)共用該機(jī)房。廣播設(shè)備在廣播室或弱電機(jī)房。 教學(xué)樓的自然功率因數(shù)一般為0.80.85，按規(guī)定應(yīng)補(bǔ)償?shù)?.90.95。通常采用集中補(bǔ)償方式 電流保護(hù)是任何一個(gè)配電系統(tǒng)中最基本的繼電保護(hù)類型,目前常見的電流保護(hù)方法主要有以下三種:(1)電流速斷保護(hù)。 對(duì)于反應(yīng)于短路電流幅值增大而瞬時(shí)動(dòng)作的電流保護(hù),成為電流速斷保護(hù)。為了保證其選擇性,一般只能保護(hù)線路的一部分。電流速斷保護(hù)具有簡(jiǎn)單可靠,動(dòng)作迅速的優(yōu)點(diǎn),因而獲得了廣泛的應(yīng)用;缺點(diǎn)是不可能保護(hù)線路的全長(zhǎng),并且保護(hù)范圍直接受運(yùn)行方式變化的影響。(2)限時(shí)電流速斷保護(hù)。由于有選擇性的電流

11、速斷保護(hù)不能保護(hù)本線路的全長(zhǎng),因此可考慮增加一段帶時(shí)限動(dòng)作的保護(hù),這就是限時(shí)電流速斷保護(hù)。對(duì)這個(gè)保護(hù)的要求, 首先是在任何情況下能保護(hù)本線路的全長(zhǎng),并且具有足夠的靈敏性;其次是在滿足上述要求的前提下,力求具有最小的動(dòng)作時(shí)限;在下級(jí)線路短路時(shí),保證下級(jí)保護(hù)優(yōu)先切出故障,滿足選擇性要求。 (3)定時(shí)限過(guò)流保護(hù)。作為下級(jí)線路主保護(hù)拒動(dòng)和斷路器拒動(dòng)時(shí)的遠(yuǎn)后備保護(hù),同時(shí)作為本線路主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)的近后備保護(hù),也作為過(guò)負(fù)荷時(shí)的保護(hù),一般采用過(guò)電流保護(hù)。過(guò)電流保護(hù)通常是指其啟動(dòng)電流按照躲開最大負(fù)荷電流來(lái)整定的保護(hù),當(dāng)電流的幅值超過(guò)最大負(fù)荷電流值時(shí)啟動(dòng)。 二、電力電子設(shè)備對(duì)配電系統(tǒng)繼電保護(hù)的影響 配電系統(tǒng)中運(yùn)行的

12、繼電保護(hù)因保護(hù)類型的不同及安裝地點(diǎn)的不同所受電力電子設(shè)備的影響也不同,其中可能引起繼電保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)的情況主要有以下幾個(gè)方面: (1)在電氣距離上接近大的諧波源; (2)保護(hù)裝置的安裝地點(diǎn)具備諧波嚴(yán)重放大或接近于諧波諧振條件,例如安裝地點(diǎn)具有并聯(lián)電容器等; (3)保護(hù)裝置的動(dòng)作整定值很小,尤其是對(duì)于接在差流回路、零序電路或負(fù)序電路上的繼電保護(hù)裝置,其整定值通常只有相電流或相電壓的百分之幾; (4)繼電保護(hù)裝置中所選用的元件或動(dòng)作原 理對(duì)諧波的敏感度高,尤其是反映電壓、電流的瞬時(shí)值、 有效值變化的過(guò)量型繼電保護(hù); (5)系統(tǒng)中有不平衡負(fù)荷或涌流的基波負(fù)序電流,并且和諧波電流同時(shí)存在時(shí),繼電保護(hù)無(wú)

13、法正確、可靠動(dòng)作。結(jié)合上文的分析,電力電子設(shè)備對(duì)于配電系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)的最大影響在于由電力電子設(shè)備而派生出的諧波。目前,國(guó)內(nèi)外常采用的降低諧波對(duì)繼電保護(hù)影響的措施有很多,大概可以歸納為兩類:第一類為輔助措施,此類措施的出發(fā)點(diǎn)是利用配電系統(tǒng)中的其他裝置以達(dá)到使繼電保護(hù)正確、可靠動(dòng)作的目的,通常包括 : 利用安裝在配電系統(tǒng)中的頻率測(cè)試儀測(cè)試諧波頻率,從而輔助繼電保護(hù)裝置對(duì)電壓、電流值的測(cè)量和比較; 增加濾波裝置,使得保護(hù)中的輸入信號(hào)無(wú)畸變; 采用反應(yīng) “增量” 的裝置,即在繼電保護(hù)裝置的執(zhí)行元件前接入一個(gè)微分電路,使其只反應(yīng)突變量而不反應(yīng)穩(wěn)態(tài)量; 在配電系統(tǒng)中的各類保護(hù)間加裝諧波閉鎖環(huán)節(jié)。第二類是

14、從繼電保護(hù)自身出發(fā),通過(guò)合理設(shè)定其動(dòng)作整定值從而達(dá)到正確、可靠動(dòng)作的目的。目前,越來(lái)越多的先進(jìn)技術(shù)和改進(jìn)算法應(yīng)用于繼電保護(hù)的故障檢測(cè)和參數(shù)整定中,例如依靠單片機(jī)技術(shù)在階段式電流保護(hù)上的應(yīng)用,提出采用單片機(jī)可取代大量的繼電器,避免了因接線復(fù)雜和元件不穩(wěn)定造成保護(hù)裝置的誤動(dòng)、拒動(dòng),從而可提高供電的安全可靠性。1. 繼電保護(hù)設(shè)置（常用方法） 1）所有保護(hù)均采用有時(shí)限的電流保護(hù)。 2）所有出線電纜均裝有帶時(shí)限零序保護(hù)，并考慮消弧線圈投入后的影響。 3）電纜線路不裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。 4）裝有較大電動(dòng)機(jī)的用戶，當(dāng)過(guò)流保護(hù)靈敏度不夠時(shí)，應(yīng)裝低電壓閉鎖裝置。繼電保護(hù)原理圖繼電保護(hù)原理圖 1） 差動(dòng)保護(hù)繼電器的跳閘特性： 主要功能是電流對(duì)比保護(hù)。跳閘特性是固定的，并計(jì)入電流互感器的線性和非線性誤差。盡管標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置適用于大多數(shù)應(yīng)用情況，還是有必要設(shè)置跳閘值IDiff，它應(yīng)該按照線路的額定電流參數(shù)化；即使電流互感器額定電流與線路額定電流相差2 倍，靈敏設(shè)置也是可行的。線路終端的電流互感器變比差異必須通過(guò)外部電流互