【正文】 ign principle, under the safe reliable premise, considers the efficient plan as far as possible, reduces investment the fund, pletes the energy conservation, and the consideration prospect, leaves leeway the allowance for the later expansion design.Because of my ability is limited, the consideration deficiency unavoidably in the designing process is not avoid, in addition , Teacher criticizes points out mistakes , in order to correct the mistake promptly, will favor from now on the project work progress and the enhancement. Thanks the instruction!Key word:changing into the distribution bureau，needing to use the coefficient method，burden statistics，shortcircuit electric current calculation，reactive power pensation，choice of equipment and lead wire ，parameter verification，the protection of relay，the second side protection of the transformer，defending thunder and ground第一章 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)一．電力負(fù)荷與電量在電力系統(tǒng)中，用電設(shè)備需用的電動(dòng)率稱為電力負(fù)荷或功率。功率是表示能量變化速率的一個(gè)重要物理量。電功率又分為有功功率，無功功率和視在功率。電阻性用電設(shè)備消耗電能的功率稱為有功功率，其用P表示；純電感（或純電容）性設(shè)備不消耗電能，它與電源進(jìn)行能量交換的功率稱為無功功率，其用Q表示；視在功率在三相交流電路中是乘以線電壓和線電流，其用S表示。它們之間的關(guān)系為：S=。所謂電量，指用電設(shè)備所需用的電能數(shù)量。有功電量表示用電設(shè)備所消耗的電能數(shù)量，無功電量表示用電設(shè)備與電源所交換的電能數(shù)量。二．負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的在進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)時(shí)，基本的原始資料為工藝部門提供的各種用電設(shè)備的產(chǎn)品銘牌數(shù)據(jù)，如額定容量，額定電壓等，這是設(shè)計(jì)的依據(jù)。但是能否簡(jiǎn)單的用設(shè)備額定容量來選擇各種用電設(shè)備呢？顯然是不行的，因?yàn)樗惭b的設(shè)備并非都同時(shí)運(yùn)行，而且運(yùn)行著的設(shè)備實(shí)際需用的負(fù)荷也并不是每一時(shí)刻都等于設(shè)備的額定容量，而是在不超過額定容量的范圍內(nèi)時(shí)大時(shí)小的變化著，所以是不能直接用額定容量（也稱安裝容量）來選擇供電設(shè)備和供配電系統(tǒng)的。因而，供配電設(shè)計(jì)的第一步，是需要計(jì)算全廠和各用電設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是確定供電系統(tǒng)，選擇變壓器容量，電氣設(shè)備，導(dǎo)線截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護(hù)的重要數(shù)據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定的是否正確，直接影響到電器和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線截面選擇過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)；如計(jì)算負(fù)荷確定過小，又將使電器和導(dǎo)線運(yùn)行時(shí)增加電能損耗，并產(chǎn)生過熱，引起絕緣過早老化，甚至燒毀，以致發(fā)生事故，同樣給國(guó)家造成損失。為此，正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。負(fù)荷計(jì)算主要包括：（1）求計(jì)算電流。目的是為了合理的選擇工廠各級(jí)電壓供電網(wǎng)絡(luò)，變壓器容量和電器設(shè)備型號(hào)。（2）計(jì)算尖峰電流。用于計(jì)算電壓波動(dòng)，電壓損失，選擇熔斷器和保護(hù)元件等。三．電力負(fù)荷的分級(jí)電力系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失及影響的程度分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)負(fù)荷。獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組，供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常的專用饋電線路，以及蓄電池和干電池可作為應(yīng)急電源。二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)，應(yīng)由兩線路供電。必要時(shí)采用不間斷電源（UPS）。（1）一級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷為突然中斷供電將造成人身傷亡或會(huì)引起對(duì)周圍環(huán)境嚴(yán)重污染的，突然中斷供電將會(huì)造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，如重要的大型設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品或用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂且需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)生產(chǎn)的；突然中斷供電將會(huì)造成社會(huì)秩序嚴(yán)重混亂或產(chǎn)生政治上的嚴(yán)重影響，如重要的交通與通信樞紐，國(guó)際社交場(chǎng)所，高層建筑的消防，安全照明等用電負(fù)荷。特別重要的一級(jí)負(fù)荷通常稱為保安負(fù)荷。保安負(fù)荷必須備有應(yīng)急電源，從而保證在工作電源失去時(shí)對(duì)保安負(fù)荷的供電，以保證企業(yè)安全生產(chǎn)及人員安全。其包括有：，爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷；；，必須設(shè)有處理安全停產(chǎn)所必須的應(yīng)急照明，通信系統(tǒng)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，保證安全停產(chǎn)的自動(dòng)控制裝置等；，大型國(guó)際比賽場(chǎng)的記分系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)等。本次對(duì)長(zhǎng)大E點(diǎn)高層住宅的供電設(shè)計(jì)中，沒有一級(jí)用電負(fù)荷。（2）二級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在政治上，經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生較大損失的負(fù)荷，如主要設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品報(bào)廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)，重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等；或中斷供電將影響重要的用電單位正常的工作負(fù)荷，如交通樞紐、通信樞紐用點(diǎn)單位中的重要電力負(fù)荷等；或中斷供電將造成秩序混亂的負(fù)荷等，如大型影劇院，商場(chǎng)等較多人員集中的公共場(chǎng)所，城市主要水源，廣播電視，礦井主提升設(shè)備，高層建筑的電梯，商業(yè)住宅建筑等。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中：我?，F(xiàn)有的二級(jí)負(fù)荷有：消防電梯、消防水泵、應(yīng)急照明，保衛(wèi)處用電設(shè)備，生活水泵。（3）三級(jí)負(fù)荷不屬于一級(jí)，二級(jí)負(fù)荷的均屬于三級(jí)負(fù)荷。對(duì)一些非連續(xù)生產(chǎn)的中小型企業(yè)，停業(yè)僅影響產(chǎn)量或?qū)е律倭慨a(chǎn)品報(bào)費(fèi)的用電設(shè)備，以及一般民用建筑的用電負(fù)荷等均屬于三級(jí)負(fù)荷。對(duì)這類負(fù)荷，突然中斷供電造成的損失不大或不會(huì)造成直接損失。長(zhǎng)大E點(diǎn)高層住宅樓除了前面羅列的二級(jí)負(fù)荷外，全為三級(jí)負(fù)荷。四．電力負(fù)荷對(duì)供電的要求（1）對(duì)一級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)或兩個(gè)以上的獨(dú)立電源回路供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對(duì)全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電。負(fù)荷容量較大或有高壓用電設(shè)備應(yīng)采用兩路高壓電源，如一級(jí)容量不大，可從電力系統(tǒng)或鄰近單位取得第二低壓電源。對(duì)特殊重要的一級(jí)負(fù)荷，除了應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)供電外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為確保對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其它負(fù)荷介入應(yīng)急供電系統(tǒng)。根據(jù)允許中斷供電的時(shí)間可分別選擇下列應(yīng)急電源：（UPS），蓄電池及寫出能帶年級(jí)型不間斷供電裝置或柴油機(jī)電磁儲(chǔ)能電機(jī)型不間斷供電裝置，適用于允許中斷供電時(shí)間為毫秒級(jí)的負(fù)荷。注釋：①獨(dú)立電源是指若干電源中，任一電源因故障而停止供電時(shí)，不影響其它電源繼續(xù)供電。同時(shí)具備兩個(gè)條件的發(fā)電廠，變電所的不同母線段均屬獨(dú)立電源。每段母線的電源來自不同的發(fā)電機(jī)；母線段之間無聯(lián)系，或雖有聯(lián)系但在其中一段發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)斷開聯(lián)系，不影響其余母線段繼續(xù)供電。②獨(dú)立電源點(diǎn)是指若干獨(dú)立電源來自不同的地點(diǎn)。任一電源點(diǎn)因故障而停止供電時(shí)，不影響其它電源點(diǎn)繼續(xù)供電。兩個(gè)發(fā)電廠，一個(gè)發(fā)電廠和一個(gè)地區(qū)電網(wǎng)或一個(gè)電力系統(tǒng)中的兩個(gè)區(qū)域性變電所都屬于兩個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)。（2）對(duì)于二級(jí)負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且供電變壓器也應(yīng)有兩臺(tái)（不一定在同一變電所）。當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電迅速恢復(fù)。 在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件因難時(shí)，可有一路6KV及以上專用架空線路供電；當(dāng)采用電纜線路時(shí)，采用兩根電纜組成的電纜段供電，每根電纜應(yīng)能承受百分之百的二級(jí)負(fù)荷；為了解決線路和變配電設(shè)備的檢修以及突然停電后，設(shè)備能安全停產(chǎn)的問題，可采用小容量的柴油發(fā)電站，其容量可由實(shí)際需要確定。（3）對(duì)于三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。一．電力負(fù)荷計(jì)算的計(jì)算方法 計(jì)算負(fù)荷，又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)單位的持續(xù)性負(fù)荷。其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇配電變壓器，導(dǎo)線以及電氣設(shè)備的依據(jù)，并用來說計(jì)算電壓損失和功率損耗。在工程上為了方便計(jì)算也可作為電量損耗量及無用功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷的定義：計(jì)算負(fù)荷是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備時(shí)使用的一個(gè)假想負(fù)荷。其物理意義為：按這個(gè)計(jì)算負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行的產(chǎn)生的熱效應(yīng)，與按實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷長(zhǎng)期運(yùn)行所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。換句話說，當(dāng)導(dǎo)體持續(xù)流過計(jì)算負(fù)荷時(shí)所產(chǎn)生的導(dǎo)體恒定溫升，恰好等于導(dǎo)體流過實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷時(shí)所產(chǎn)生的平均最高溫升。從發(fā)熱效果來看，兩者等效的。通常規(guī)定取30分鐘平均最大負(fù)荷，和作為該用戶的計(jì)算負(fù)荷，并用，和分別表示其有功，無功和視在計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備的依據(jù)，并有如下關(guān)系：======式中，分別為最大工作班的有功計(jì)算負(fù)荷，30min平均最大負(fù)荷，最大負(fù)荷。尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流，一般取啟動(dòng)電流的周期分量作為計(jì)算電壓損失，電壓波形和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。一二級(jí)負(fù)荷用以確定備用電源或應(yīng)急電源。季節(jié)性負(fù)荷，從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件出發(fā)，用以考慮變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。負(fù)荷計(jì)算的方法：目前負(fù)荷計(jì)算常用的方法有需用系數(shù)法（也稱需要系數(shù)法），二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法。前兩種方法在國(guó)內(nèi)使用最為普遍。利用系數(shù)法的理論根據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，因而計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際，適用于各種范圍的負(fù)荷計(jì)算，但計(jì)算結(jié)果繁瑣，因此目前還沒有更廣泛的應(yīng)用。在方案設(shè)計(jì)階段，需要對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行估算，可以采用單位面積功率法或單位容量法。我國(guó)地域?qū)拸V，各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況不一，單位面積功率，單位指標(biāo)也各不相同。（1）需用系數(shù)法該計(jì)算方法是把設(shè)備功率乘以需用系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。由于這種計(jì)算方法比較簡(jiǎn)單，因此得到了很廣泛的應(yīng)用。但當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)少而功率相差懸殊時(shí)，利用需用系數(shù)法的得到的計(jì)算結(jié)果往往偏小，故不適用于低壓配電線路的計(jì)算。為此經(jīng)常在初步設(shè)計(jì)或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段作為負(fù)荷統(tǒng)計(jì)或施工圖設(shè)計(jì)確定變配電所的電力負(fù)荷時(shí)采用。（2）二項(xiàng)式法該方法是設(shè)計(jì)負(fù)荷包括用電設(shè)備組的平均功率，同時(shí)考慮數(shù)臺(tái)大功率設(shè)備工作時(shí)的附加功率。這種方法比較簡(jiǎn)便，但計(jì)算結(jié)果往往偏大，一般用于低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算，在施工圖階段對(duì)各種機(jī)械加工廠或各種其中電焊設(shè)備作配電線路或動(dòng)力配電箱選型中也經(jīng)常采用。 上面都是常用的計(jì)算方法，根據(jù)本設(shè)計(jì)的特殊情況本設(shè)計(jì)主要采用需用系數(shù)法和單位面積功率法相結(jié)合的方法。 由于住宅樓主要的負(fù)荷為照明和動(dòng)力部分，而且以照明為主要。因此，在統(tǒng)計(jì)負(fù)荷時(shí)，先對(duì)整個(gè)住宅樓的照明做一個(gè)計(jì)算負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)?，F(xiàn)在再簡(jiǎn)要介紹本設(shè)計(jì)的計(jì)算方法和相應(yīng)的參考。負(fù)荷密度法和單位指標(biāo)法是目前對(duì)民用建筑計(jì)算負(fù)荷常用的計(jì)算方法。負(fù)荷密度法計(jì)算有功功率 =aS/1000(KW)式中 a：預(yù)計(jì)負(fù)荷密度（單位面積功率）W/㎡。 S: 建筑面積（㎡）； 利用負(fù)荷密度計(jì)算有功功率為規(guī)劃值或?yàn)榭赡馨l(fā)生的最大負(fù)荷值，在確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，還應(yīng)結(jié)合具體情況，乘上不同的需用系數(shù)。即：=負(fù)荷密度法適用于照明功率及非工業(yè)負(fù)荷功率的計(jì)算。其中部分用電單位負(fù)荷密度參考值參考芮靜康主編的《現(xiàn)代工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》。近年來，在城市電網(wǎng)制訂發(fā)展規(guī)劃中，符合預(yù)測(cè)值多采用負(fù)荷密度法來確定。特別在是在城市中，按功能將建筑劃分為不同的等級(jí)，根據(jù)功能特點(diǎn)，功能區(qū)負(fù)荷性質(zhì)，參照已有城市的經(jīng)驗(yàn)值，結(jié)合本市建筑特點(diǎn)，及其具體情況，利用負(fù)荷密度法制定將來的拓展計(jì)劃，是比較接近實(shí)際情況的。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的消費(fèi)觀念在轉(zhuǎn)變，社會(huì)消費(fèi)結(jié)構(gòu)在變化，消費(fèi)水平在提高，對(duì)建筑的規(guī)格要求也在不斷提高，其中對(duì)生活生產(chǎn)用電的需求也在不斷提高。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，特別是居民生活的負(fù)荷水平還會(huì)隨著人民的生活方式的轉(zhuǎn)變而大幅度提升。所以在本設(shè)計(jì)中結(jié)合以上情況，為了將來的電量需求潛在的大幅度增加，在統(tǒng)計(jì)負(fù)荷量時(shí)給與了適當(dāng)?shù)挠嗔?。二．?fù)荷統(tǒng)計(jì)的計(jì)算過程根據(jù)長(zhǎng)大E點(diǎn)住宅樓的特點(diǎn)，在統(tǒng)計(jì)負(fù)荷量時(shí)，以地上建筑照明負(fù)荷為主，同時(shí)也要統(tǒng)計(jì)地下室的動(dòng)力負(fù)荷。詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算過程如下：1．照明負(fù)荷統(tǒng)計(jì)本次設(shè)計(jì)的E點(diǎn)高層，對(duì)其的照明負(fù)荷統(tǒng)計(jì)采用采用負(fù)荷密度法（單位容量法）計(jì)算。由于要設(shè)計(jì)的長(zhǎng)大E點(diǎn)高層住宅樓共31層，其中地下一層，作為一個(gè)人防的地點(diǎn)，地上三十層，在二十層和二十一層之間有一個(gè)設(shè)備間，主要是對(duì)水壓和氣壓的一點(diǎn)補(bǔ)償。整幢大樓每一層的結(jié)構(gòu)布局基本一致，可按一層的結(jié)構(gòu)面積進(jìn)行計(jì)算。（1）室內(nèi)照明長(zhǎng)大E點(diǎn)高層的每一層均為一梯六戶，并且采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，每戶面積分別為135㎡,125㎡,155㎡, 135㎡,125㎡,155㎡,所以，每一層平面的面積為：S=（135+125+155）2=830㎡根據(jù)照明手冊(cè)，結(jié)合實(shí)際，㎡，名 稱面積(㎡)單位負(fù)荷密度a(W/㎡)需用系數(shù)功率因數(shù)Cosθ一層8303．50．85=aS/1000=830/1000= ===tanθ=====（2）樓梯間及走廊照明根據(jù)實(shí)際，每一層的樓梯間及走廊的面積為：S=+=㎡單位面積功率為2W/㎡：名 稱面積(㎡)單位負(fù)荷密度a(W/㎡)需用系數(shù)功率因數(shù)Cosθ樓梯間及走廊20．90．85=aS/1000=2 ===tanθ=====（3）每個(gè)房間其它用電 對(duì)每一戶內(nèi)插座的統(tǒng)計(jì)按提高型住宅插座計(jì)算： 房間要求插座類型用途起居室(廳)主臥室次臥室廚房衛(wèi)生間工作室二、三孔雙聯(lián)插座（組）43212三孔插座（空