电力工程设计(精).ppt

第九章第九章 电力工程设计电力工程设计1第一节 电气工程制图的基本知识w        图样作为“工程界的语言”，必须要有一些统一的规定，以利于生产和交流技术思想电气工程图是一类比较特殊的图样，它有其本身的许多规定，除此之外，还必须遵守“机械制图”、“建筑制图”等方面的有关规定w        实际工程的电气接线是靠电气图纸来表征的电气图纸是电气工程的语言，它对电气工程的设计、安装、制造、试验、运行维护和生产管理都是不可缺少的w        为了表达、传递和沟通信息，电气工程图纸必须按照统一的标准和规定绘制2第一节 电气工程制图的基本知识w一、电气工程图的种类w        一般而言，一项工程的电气图通常由以下几部分组成：w     1、目录和前言            图纸目录包括序号、名称、编号、张数等            前言包括设计说明、图例、设备材料明细表、工程经费概算等w     2、电气系统图和框图            电气系统图和框图主要表示整个工程或其中某一项目的供电方式和电能输送的关系，亦可表示某一装置各主要组成部分的关系例如：电气一次主接线图、建筑供配电系统图等。

w     3、电路图            电路图主要表示某一系统或装置的工作原理如电动机控制回路图、继电保护原理图等3第一节 电气工程制图的基本知识w     4、接线图            接线图主要表示电气装置内部各元件之间及其他装置之间的连接关系，便于安装接线及维护w     5、电气平面图            电气平面图主要表示某一电气工程中电气设备、装置和线路的平面布置它一般是在建筑平面的基础上绘制出来的常见的电气工程平面图有线路平面图、变电所平面图、照明平面图、弱电系统平面图、防雷与接地平面图等w      6、设备元件和材料表             设备元件和材料表是把某一电气工程所需主要设备、元件、材料和有关的数据列成表格，表示其名称、符号、型号、规格、数量等4第一节 电气工程制图的基本知识w    7、设备布置图           设备布置图主要表示各种电气设备的布置形式、安装方式及相互间的尺寸关系，通常由平面图、立面图、断面图、剖面图等组成w     8、大样图           大样图主要表示电气工程某一部件、构件的结构，用于指导加工与安装，其中一部分大样图为国家标准图。

w     9、产品使用说明书用电气图             电气工程中选用的设备和装置，其生产厂家往往随产品使用说明书附上电气图这些也是电气工程图的组成部分 w     10、其他电气图w        如：功能图、逻辑图、曲线图、表格、印刷电路板图等5第一节 电气工程制图的基本知识w二、电气工程制图的一般规则概述w（一）图纸格式 w        图纸通常由边框线、图框线、标题栏、会签栏组成w    1、幅面尺寸w        由边框线所围成的图面，称为图纸的幅面幅面大小共分5类：A0、A1、 A2、 A3、 A4，其尺寸如表9－1所示根据需要，可对A3、 A4号图加长，加长幅面尺寸如表9－2所示6第一节 电气工程制图的基本知识幅面代号A0A1A2A3A4宽×长（B×L）841×1189594×841420×594297×420210×297留装订边边宽（c）10101055不留装订边边（e）2020101010装订侧边宽（a）25表9－1  基本幅面尺寸（mm） 7第一节 电气工程制图的基本知识代号尺寸（B×L）A3×3420×891A3×4420×1189A4×3297×630A4×4297×841A4×5297×1051表9－2  加长幅面尺寸（mm）8第一节 电气工程制图的基本知识w2、图框w        图框又分为内框和外框，外框尺寸即表9－1、表9－2中规定的尺寸。

内框尺寸为外框尺寸减去相应的“a”、“c”、“e”的尺寸如图9－1、图9－2所示w        加长幅面的内框尺寸，按选用的基本幅面大一号的图框尺寸确定9第一节 电气工程制图的基本知识图9－1  不留装订边的图框10第一节 电气工程制图的基本知识图9－2  留装订边的图框11第一节 电气工程制图的基本知识w3、标题栏w    （1）标题栏位置无论对X型水平放置的图纸，还是Y型垂直放置的图纸，标题栏都应该在图面的右下角，如图9－1、图9－2所示标题栏的观看方向一般与图的观看方向相一致w    （2）国内工程通用标题栏的基本信息及尺寸，如图9－3和图9－4所示12第一节 电气工程制图的基本知识图9－3  设计通用标题栏（A0－A1）（单位：mm）13第一节 电气工程制图的基本知识图9－4  设计通用标题栏（A2－A4）（单位：mm）14第一节 电气工程制图的基本知识w4、会签栏w        由多个专业相关的图纸应有会签栏，会签栏的格式如图9－5所示图9－5  会签栏（单位：mm）15第一节 电气工程制图的基本知识w5、图幅分区w        对于幅面大而内容复杂的电气图，为确定图上内容的位置及一些其它用途，需对图幅进行分区。

w        图中将图纸的两对边各自等分加以分区，分区的数目应为偶数每一分区的长度一般在25mm－75mm之间每个分区内竖边方向用大写拉丁字母，横边方向用阿拉伯数字分别编号编号的顺序应从标题栏相对的左上角开始分区代号用字母和数字表示，如B3、C5等如图9－6所示 16第一节 电气工程制图的基本知识图9－6  图幅分区17第一节 电气工程制图的基本知识w（二）文字w    1、字体w        电气技术图样和简图中的字体，所选汉字应为长仿宋体w    2、文字尺寸高度w  （1）常用的文字尺寸宜在下列尺寸中选择：w2.5mm、3.5mm、5mm、7mm、10mm、14mm、20mmw  （2）字符的宽高比约为0.7w  （3）各行文字间的行距不应小于1.5倍的字高w3、表格中的文字和数字w  （1）数字书写：带小数的数值，按小数点对齐；不带小数的数值，按个位数对齐w  （2）文字书写：正文按左对齐18第一节 电气工程制图的基本知识w（三）图线w    1、线宽w        根据用途，图线宽度宜从下列线宽中选用：w0.18mm、0.25mm、0.35mm、0.5mm、0.7mm、1.0mm、1.4mm、2.0mm。

w        图形对象的线宽应尽量不多于2种，每两种线宽间的比值应不小于2w    2、图线间距w        平行线（包括画阴影线）之间的最小间距不小于粗线宽度的两倍，建议不小于0.7mmw    3、图线型式w        根据不同的结构含义，采用不同的线型，如表9－3所示19第一节 电气工程制图的基本知识表9－3  图线型式20第一节 电气工程制图的基本知识w（四）比例w        推荐采用比例规定，如表9－4所示类别推荐比例放大比例50：15：1原尺寸1：1缩小比例1：21：201：2001：20001：51：501：5001：50001：101：1001：10001：10000表9－4  推荐采用的比例规定21第二节 电力设备图形符号w        图形符号是指用于图样或其他文件以表达一个设备或概念的图形、标记或字符w 一、图形符号的构成w    1、符号要素            符号要素是一种具有确定意义的简单图形，不能单独使用符号要素必须同其他图形组合后才能构成一个设备或概念的完整符号例如继电器的线圈及其各触点等符号要素可共同组成继电器的符号符号要素组合使用时，其布置可以同符号所表示的设备的实际结构不一致。

w    2、限定符号             限定符号是一种加在其他符号上用以提供附加信息的符号它通常不能单独使用有时一般符号也可用作限定符号如电容器的一般符号加到传声器符号上，即构成电容式传声器符号22第二节 电力设备图形符号w    3、一般符号            一般符号是一种用以表示一类产品和此类产品特征的很简单的符号w    4、方框符号            方框符号是一种简单图形用以表示元件、设备等的组合及其功能的符号它既不给出元件、设备的细节，也不考虑所有连接方框符号通常使用在单线表示法的图中，也可用在示出全部输入和输出接线的图中w    5、组合符号             组合符号是指通过以上已规定的符号进行适当组合派生出来的，表示某些特定装置或概念的符号我国规定的电气图形符号由13个部分组成，符号的形式、内容、数量等全部与IEC标准相同，可以参看相关的标准23第二节 电力设备图形符号w二、图形符号的使用规则w电气制图在选用图形符号时，应遵守以下使用规则：w    1、图形符号的大小和方位可根据图面布置确定，但不应改变其含义，而且符号中的文字和指示方向应符合读图要求。

w    2、在绝大多数情况下，符号的含义由其形式决定，而符号的大小和图线的宽度一般不影响符号的含义有时为了强调某些方面，或者为了便于补充信息，允许采用不同大小的符号，改变彼此有关符号的尺寸，但符号间及符号本身的比例应保持不变w    3、在满足需要的前提下，尽量采用最简单的形式；对于电路图，必须使用完整形式的图形符号来详细表示w    4、在同一张电气图样中只能选用一种图形形式，图形符号的大小和线条的粗细亦应基本一致24第二节 电力设备图形符号w    5、符号方位不是强制的在不改变符号含义的前提下，符号可根据图面布置的需要旋转或成镜像放置，但文字和指示方向不得倒置w    6、图形符号中一般没有端子符号如果端子符号是符号的一部分，则端子符号必须画出w    7、导线符号可以用不同宽度的线条表示，以突出或区分某些电路、连接线等w    8、图形符号一般都画有引线在不改变其符号含义的原则下，引线可取不同方向在某些情况下，引线符号的位置不加限制；当引线符号的位置影响符号的含义时，必须按规定绘制w    9、图形符号均是按无电压、无外力作用的正常状态表示的w    10、图形符号中的文字符号、物理量符号，应视为图形符号的组成部分。

当这些符号不能满足时，可再按有关标准加以充实25第二节 电力设备图形符号w三、发电厂和变电所常用图形符号w        发电厂和变电所一次回路常用图形符号，如表9－5所示26第二节 电力设备图形符号表9－5  电气一次回路常用图形符号27第二节 电力设备图形符号表9－5  电气一次回路常用图形符号（续）28第三节 电力工程CAD简介w一、CAD技术w        CAD （ Computer Aided Design ）是指计算机辅助设计，它是利用计算机软硬件系统辅助工程技术人员对产品或工程进行设计、分析、修改以及交互式显示输出的一种方法和手段，是一门多学科的综合性应用技术，也是计算机技术的一个重要的应用领域w        CAD已经成为科研，教学，生产和管理等开展工作的有力工具，它的作用日益受到人们的重视CAD已经广泛应用于机械、航空航天、船舶、纺织、建筑、电子、汽车、化工、冶金、气象和环境等众多部门CAD的广泛应用可以大大缩短产品开发周期、降低产品成本、提高产品质量29第三节 电力工程CAD简介w        CAD技术发展至今已有50多年的历史应用于工程设计领域的CAD软件有：AutoCAD、Protel、MATLAB等。

目前，CAD技术正经历着由传统CAD向现代CAD技术的转变w        CAD技术在产品或工程设计中主要应用于如下几个方面：w    1、绘制二维、三维工程图，这是最普遍的一种应用方式w    2、建立图形及符号库，便于设计调用，从而提高设计效率w    3、进行工程分析，CAD技术提供了强大的工程分析工具，可帮助设计人员进行高效率设计工作w    4、生成设计文档，按设计属性制成说明文档或输出报表，以便设计实施过程更直观30第三节 电力工程CAD简介w二、AutoCAD绘图软件包w        AutoCAD是由美国 Autodesk 公司开发的通用计算机辅助绘图与设计软件包，是一个交互式绘图软件，是用于二维及三维设计、绘图的系统工具，用户可以使用它来创建、浏览、管理、打印、输出、共享及准确复用富含信息的设计图形         AutoCAD 是目前世界上应用最广的 CAD 软件，市场占有率位居世界第一 31第三节 电力工程CAD简介wAutoCAD 软件具有如下特点：     1、具有完善的图形绘制功能     2、具有强大的图形编辑功能     3、可以采用多种方式进行二次开发或用户定制。

     4、可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力     5、支持多种硬件设备     6、支持多种操作平台    7、具有通用性、易用性，适用于各类用户32第三节 电力工程CAD简介wAutoCAD主要具有以下功能：w    1、二维绘图与编辑创建二维图形对象，标注文字，创建图块w    2、二维绘图与编辑创建曲面模型和实体模型w    3、尺寸标注w    4、视图显示方式设置w    5、绘图实用工具w    6、数据库管理功能，可将图形对象与外部数据库的数据关联w    7、图形输入输出w    8、允许用户进行二次开发 33第三节 电力工程CAD简介w三、电力工程设计中CAD技术的应用w        在电力工程设计中应用CAD技术主要体现在如下几个方面：w    1、电力设计中经常需要用到一系列的数据资料，如设计手册或设计规范中的数表、图表这些数据通常由人工查询和处理在CAD过程中，这些数据可以存储于计算机中存储数据资料的方法可以采用高级语言编程并以数组的形式存于计算机内，亦可以将这些数据以数据库的形式存放于数据文件中这样，在设计过程中要获取这些数据将非常方便。

w    2、利用高级语言（如MATLAB、C＋＋等）编程，进行各种机械计算和强度计算、电力系统潮流计算、绘制各种导线和曲线等w    3、采用AutoCAD软件包绘制电力设计中各种二维、三维工程图纸，如电力系统主接线图，平面布置图，配电装置断面图等34第四节 变电站电气主接线设计示例w  一、设计任务及要求            由于工、农、商业用电的需要，需要在某地新建一座2×50000kVA，110/10kV的降压变电站为了提高运行可靠性、提高劳动生产率、降低建设成本、带动企业科技进步、提高整体管理水平，要求本站尽量按照无人值班变电站的要求设计w  二、设计原始资料w    1、本变电站的建设规模w    2、电力系统部分w    3、负荷情况w    4、环境条件35第四节 变电站电气主接线设计示例w  三、主接线设计w  （一）主接线的设计原则和步骤w        1、主接线的设计原则w        2、主接线的设计步骤w （二）主接线方案的拟定w （三）主接线方案的技术比较w （四）主变压器的选择w （五）主接线方案的经济比较36第四节 变电站电气主接线设计示例w  四、短路电流计算w  （一）短路电流计算目的及方法w  （二）短路点的确定w  （三）短路电流计算w  五、电气设备的选择与校验w  （一）设备选择原则及条件w  （二）高压短路器、隔离开关选择w  （三）母线选择w  六、设计结果37第五节 工厂供电设计示例w一、基础资料 w    1、某机械厂产品及单耗w    2、负荷类型w    3、电源w    4、其他设计资料w二、设计步骤w（一）工厂总降压变电所设计w（二）厂区供电线路设计w三、设计结果38第六节 建筑配电设计示例w  一、设计条件和要求w  二、设计内容          本工程电气（强电）设计内容包括：配电系统、照明系统、插座系统、空调配电系统、动力配电系统、防雷接地系统。

w  三、系统设计与设备选择计算w    1、负荷统计表w    2、系统设计w    3、设备选择计算原则w    4、导线截面的选择计算w    5、开关电器的选择计算w    6、照明设计与计算w    7、防雷接地系统设计计算w  四、设计结果39。