宁志祥机场供配电设计.docx

课程设计说明书机场供配电设计院、部： 电气与信息工程学院学生姓名： 宁志祥 指导教师： 肖文英 职称副教授专 业： 电气工程及其自动化班 级： 电气1302 完成时间： 2016年12月 湖南工学院供用电工程课程设计课题任务书指导教师肖文英学生姓名宁志祥课题名称机场供配电设计一、设计任务内机场供配电设计容二、设计内容及1、变配电系统任务2、配电柜设计学院： 电气与信息工程学院专业：电气工程及其自动化专业\自动化专业主 要 参 考 资 料1. 供配电设计手册，刘介才2. 工厂供电设计指导，刘介才编3. 电力工程电气工程设计手册，中国电力出版社4. 工业与民用配电设计手册第三版，中国电力出版社教 研 室 意 见教研室主任：（签字） 年 月曰摘要近年来，航空运输在国家综合交通运输体系中的地位及作用不断提升，民航 经济得到快速发展，机场航站楼的建筑规模不断扩大，数量不断增加，许多大型 机场，如香港新机场、上海浦东国际机场相继建成，北京首都新机场、青岛胶东 国际机场也在建设之中，还有一些机场正处于设计阶段伴随着航空业的发展， 机场航站楼的规模越来越大，空间结构以及功能越来越复杂，用电设备数量及种 类越来越多。

航站楼是空中运输系统的关键部分，如何才能保证航站安全、可靠 地运行，正成为设计的难点通过工程实例对机场航站楼的供配电系统设计进行 简要介绍和分析介绍保障航站楼供电可靠性的几个措施，包括供电电源、应急 电站的设置，变配电室选址等方面内容，数据通讯中心的供电方案 10KV 电网 供电，容量为8000KVA设总负荷的需用系数为0.48---0.56,自然功率因数为 0.66---0.72各类负荷的需用系数为 0.58---0.66，自然功率因数为 0.66---0.72 10KV系统在变压器端子的短路容量为100MVA在机场中设置10/0.4 (0.22) KV的变电所，安装变压器和控制开关，要求机场每栋楼能分别控制，机场配有 照明系统，消防系统关键词:机场航站楼;供电电源;应急电站配电室选址;中、低压配电; 10KV 电网供电；自然功率因数目录1 概述 1.1 工程概述 11.2 供配电设计一般原则 11.3 设计内容 II2 负荷统计 32.1 本设计负荷分级 32.2 负荷统计 33 无功补偿及变压器的选择 53.1 无功补偿的目的 53.1.1 无功功率 53.1.2 供电部门对平均功率因数的要求 53.2 无功补偿方法 53.2.1 无功补偿装置的选择 53.3 无功补偿初步计算 63.4 变压器的选择 73.4.2 电力变压器的台数和容量选择 73.5 配电方案的的选择 83.5.1 配电房方案选择 83.5.2 箱式变电站 93.5.3 变压器的选择 93.6 变压器方案的确定 93.6.1 压器方案选定过程 93.7 电能计量方式 124 主线路线型及主要柜体的选择 144.1 主线路线型选择 144.1.1 导体材料的选择 144.1.2 普通电缆绝缘材料及护套选择 154.1.3 各主线路的计算电流 174.1.4 个主线路线型选择 174.2 主要高压开关柜的选择 194.2.1 高压成套装置 194.2.2 预装式变电站高压单元常用成套装置 194.2.3 交流高压负荷开关 194.2.4 高压断路器 204.2.5 本设计负荷开关柜的选择 204.3.1 低压成套开关设备和控制设备 204.3.2 低压断路器 204.3.3 开关、隔离开关及熔断器组合电器 215 防雷接地系统设计 225.1 接地系统选择 225.1.1 接地的分类 225.1.2 本设计接地系统选择 235.2 等电位联结 235.2.1 等电位联结的作用 235.2.2 等电位联结的分类 235.3 本设计中建筑物防雷等级及防雷措施 22参考文献 28致谢 29附录 301 概述1.1 工程概述某机场航站楼建筑面积约57400 m2,地下1层，地上3层，建筑高度约20.0 m。

航站楼地下一层主要为技术管廊及设备用房；零层主要功能为公共大厅、旅 行大厅、国内出发大厅、行李提取、室内花园、技术用房、免税店;一层主要功 能为:公共大厅、国际出发大厅、国内出发安检及登机、免税店、商店、设备用 房;二层要功能为国际出发走廊及观光露台、美食J,'场、健康体检、国际到达 区、休息室新航站楼还包括一个应急电站和一个冷冻站，冷冻站位于新老航站 樱中间，应急电站位于新老航站楼的东南侧，距新航郊楼约400 m 1个面积约 为1000 的停车场10KV电网供电，容量为8000KVA设总负荷的需用系数 为0.48---0.56，自然功率因数为0.66---0.72各类负荷的需用系数为0.58---0.66， 自然功率因数为0.66---0.7210KV系统在变压器端子的短路容量为100MVA在 机场中设置 10/0.4（0.22）KV 的变电所，安装变压器和控制开关，要求机场每 栋楼能分别控制，机场配有照明系统，消防系统1.2 供配电设计一般原则按照国家标准 GB50052-95 《供配电系统设计规范》、 GB50053-94 《10kv 及以下设计规范》、 GB50054-95 《低压配电设计规范》等的规定，进行供配电 设计必须遵循以下原则：（1 ） 遵守规程、执行政策； 必须遵守国家的有关规定及标准，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） 安全可靠、先进合理； 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， 采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品3） 近期为主、考虑发展； 应根据工作特点、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，适当考虑扩建的可能性4） 全局出发、统筹兼顾 按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案工厂 供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分工厂供电设计的质量直接影响到工 厂的生产及发展作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设 计的有关知识，以便适应设计工作的需要1.3 设计内容（1）系统概况说明；（2）负荷统计；（3）功率因数补偿；（4）选择变压器；（5）确定供配电系统接线方案；（6）选择主要配电线路线型；（8）计算低压母线和其他各点的短路电流；（9）整定低压总开关和其他开关的保护装置；（10）继电保护回路；2 负荷统计2.1 本设计负荷分级本设计中机场两栋建筑的消防用电、应急照明、客梯电力、变频调速(恒压 供水)生活水泵、排污泵、数据通讯中心的供电属于一级负荷，其他负荷属于三 级负荷对机场配电采用双回路供电来保证机场中一级负荷的需求。

2.2 负荷统计近几年来，随着人民生活水平的不断提高，大量的用电设备技进入机场， 机场用电量增长迅速，对电能的需求提出了更高的要求根据工程特点、规模和发展规划正确处理近期和远期发展的关系，做到远近 期结合，以近期为主，适当考虑发展的可能的基本设计要则，本设计中除别数据 通讯中心所有用电按 6KW 计算，数据通讯中心按 8KW 计算某机场航站楼建筑面 积约57400 m2，地下1层，地上3层，建筑高度约20.0 m航站楼地下一层主 要为技术管廊及设备用房;零层主要功能为公共大厅、旅行大厅、国内出发大厅、 行李提取、室内花园、技术用房、免税店;一层(Lever 1)主要功能为:公共大厅、 国际出发大厅、国内出发安检及登机、免税店、商店、设备用房;二层主要功能 为国际出发走廊及观光露台、美食J,'场、健康体检、国际到达区、休息室 新航站楼还包括一个应急电站和一个冷冻站，冷冻站位于新老航站樱中间，应急 电站位于新老航站楼的东南侧，距新航郊楼约400 m1个面积约为1000 的停 车场表 1 在方案预估中使用需用系数法求计算负荷用电单位设备名称设备容量Pe/kW需用系数功率因数cos巾有功计算负荷 Pc/kW无功计算 负荷 Qc/kvar视在计算 负荷 Sc/kVA公共大厅8640.50.8432249.7540A 区 B 区生活水泵300.70.82115.826.25#A #B排污水泵#A #B120.70.88.46.310.5客运电梯A B340.220.57.4812.9414.96消防电梯A B340.220.57.4812.9414.96楼道照明A B1.80.811.4401.44旅行大厅#1-#2563000.50.831502362.53937.5楼道照明1-257.8750.816.306.3通讯中心400.80.8322440停车场照 明101110010公共电负 荷150.80.812915总记7468.683688.12692.934616.91综上表总结得出补偿前负荷总和为7468.68kW,有功功率为3688.1kW,无功 功率为2692.93kvar，视在计算负荷为4616.91kVA。

根据计算公式：cos^=Pc/S，可以得出总功率因数大概为0.799需要进行下一步无功功率补偿来提高系统总功率因数达到目标功率因数 0.92，以使变压器高压侧的功率因数达到 0.9 从而达到供电部门的要求3 无功补偿及变压器的选择3.1 无功补偿的目的3.1.1 无功功率许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，它 们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递为建立交变磁场和感应磁 通而需要的电功率称为无功功率，因此，所谓的"无功"并不是"无用"的电功率， 只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供用电系统中除了需要有 功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可在电力网的运行中，功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程 度，我们希望的是功率因数越大越好这样电路中的无功功率可以降到最小，视 在功率将大部分用来供给有功功率，从而提高电能输送的功率3.1.2 供电部门对平均功率因数的要求供电部门一般要求用户的平均功率因数达到0.9 以上当用户的自然功率因数较低，单靠提高用电设备的自然功率因数达不到要求 时，应装设必要的无功功率补偿设备，以进一步提高用户的功率因数以达到要求。

3.2 无功补偿方法3.2.1 无功补偿装置的选择电力系统的无功电源除了同步电机外，还有静电电容器、静止无功补偿器以 及静止无功发生器，这四种装置又称为无功补偿装置除电容器外，其余几种既 能吸收容性无功又能吸收感性无功1、同步电机：同步电机中有同步发电机、同步电动机及同步调相机三种1）同步发电机：同步发电机是唯一的有功电源，同时又是最基本的无功电源，当其在额定状 态下运行时，可以发出无功功率： 发电机正常运行时,以滞后功率因数运行为。