【施工组织设计】某学校供配电系统设计方案

供配电技术，就是研究电力的供应及分配的问题。电力，是现代工业生产、民用住宅、及企事业单位的主要能源和动力，是现代文明的物质技术基础。没有电力，就没有国民经济的现代化。现代社会的信息化和网络化，都是建立在电气化的基础之上的。因此，电力供应如果突然中断，则将对这些用电部门造成严重的和深远的影响。故，作好供配电工作，对于保证正常的工作、学习、生活将有十分重要的意义。。。。。。。

供配电工作要很好的为用电部门及整个国民经济服务，必须达到以下的基本要求：（1）安全——在电力的供应、分配及使用中，不发生人身事故和设备事故。（2）可靠——应满足电力用户对供电可靠性和连续性的要求。（3）优质——应满足电力用户对电压质量和频率质量的要求。

（4）经济——应使供配电系统投资少，运行费用低，并尽可能的节约电能和减少有

色金属消耗量。

另外，在供配电工作中，还应合理的处理局部和全局，当前与长远的关系，即要照顾局部和当前利益，又要有全局观点，能照顾大局，适应发展。

我们这次的毕业设计的论文题目是：某高校供配电工程总体规划方案设计；作为高校，随着本科教育工作的推进和未来几年的继续扩招，对学校的基础设施建设特别是电力设施将提出相当大的挑战。因此，我们做供配电设计工作，要作到未雨绸缪。为未来发展提供足够的空间：这主要表现在电力变压器及一些相当重要的配电线路上，应力求在满足现有需求的基础上从大选择，以避免一台变压器或一组变压器刚服役不到几年又因为容量问题而台而光荣下岗的情况的发生。

总之一句话：定位现实，着眼未来；以发展的眼光来设计此课题。

1第2章供配电系统设计的规范要点

供配电系统设计应贯彻执行国家的经济技术指标，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。在设计中，必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点，以及地区供电特点，合理确定设计方案。还应注意近远期结合，以近期为主。设计中尽量采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。

2.1负荷分级及供电要求

电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响的程度分为一级、二级、三级负荷。于正常电源的发电机组，供电网络中于正常的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线路供电。必要时采用不间断电源（UPS）。2.1.1一级负荷

一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或将在政治上，经济上造成重大损失者；或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。

就学校供配电这一块来讲，我校现没有一级用电负荷。2.1.2二级负荷

二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。

在本次毕业设计中：我校现有的二级负荷有：综合楼（南）和综合教学楼（北）的消防电梯、消防水泵、应急照明，银行用电设备，专家楼用电设备，医院急诊室用电设备，保卫处用电设备，学校大门照明与门禁系统，东西区水泵，五座食堂厨房用电，教学楼照明。

2.1.3三级负荷

三级负荷为不属于前两级负荷者。对供电无特殊要求。我校除了前面罗列的二级负荷外，全为三级负荷。

2.2电源及供电系统

供配电系统的设计，除一级负荷中特别重要的负荷外，不应按一个电源系统检修或者故障的同时另外一个电源又发生故障的情况进行设计。需要两回电源线路的用电单位，应采用同级电压供电；但根据各级负荷的不同需要及地区供电的条件，也可以采用不同的电压供电。供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不应多于两级。高压配电系统应采用放射式。根据负荷的容量和分布，配变电所应靠近负荷中心。

我们知道现学校采用10KV双回路电源进线，其中一回为大专线，另一回为双港线，已经满足了学校所有负荷的用电需求。按道理讲，我校由于没有一级负荷，不需再增设第三电源；但考虑到我校的历史原因，现有库存柴油发电机，虽然比较陈旧些，但是毕竟还能使用，有点“鸡肋”的感觉——食之无味，弃之可惜。故拟在高压配电房旁边设置一柴油发电机房。相信这样的设置更能超额满足学校的用电要求了，并且能很好的推动学校各项工作的向前发展。

2.3电压选择和电能质量

用电单位的供电电压应根据用电容量，用电设备的特性，供电距离，供电线路的回路数，当地公共电网的现状及其发展规划等因素，经济技术比较确定。

2供配电系统的设计时，应正确选择变压器的变比及电压分接头，降低系统阻抗，并应采取无功功率补偿的措施，还应使三相负荷平衡，以减少电压的偏差。

单相用电设备接入三相系统，使三相保持平衡。220V照明负荷，当线路大于30A时，应采用三相系统，并应采用三相五线制。这样，可以降低三相低压配电系统的不对称性和保证电气安全。

我校附近可供选择的却只有10KV双港线和大专线。

当单相用电设备接入电网时，求其计算负荷是以其三相中最大的一相负荷乘以三所得。那么我们在设计中尽量或者注意使其三相平衡分布，这样单相接入的负荷就可以以其全部负荷相加即为其计算负荷。后面的负荷列表中将引用这一用电思想。

2.4无功补偿

供配电设计中正确选择电动机、变压器的容量，降低线路的感抗。当工艺条件适当时，应采取同步电机或选用带空载切除的间歇工作制设备等，提高用电单位自然功率因数措施后，仍达不到电网合理运行要求时，还可以采用并联电力电容器作为无功补偿装置；合理时，还可采用同步电动机。当采用电力电容器作为无功补偿装置时，应就地平衡补偿。低压部分的无功功率应由低压电容器补偿；高压部分的无功功率应由高压电容器补偿。容量较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率应就地补偿、集中补偿。在环境正常的车间内，低压电容器应分散补偿。

无功补偿容量应按照无功功率曲线或无功补偿计算确定。当补偿低压基本无功功率的电容器组，常年稳定的无功功率，经常投入运行的变压器或配变电所内投切次数较少的高压电动机及高压电容器组时，应采用手动投切的无功补偿装置。当为避免过补偿时，装设无功自动补偿装置，在经济合理时只有装设无功自动补偿装置才能满足在各种运行负荷的情况下的电压偏差允许时，应装设无功自动补偿装置。当采用高低压自动补偿装置效果相同时，应采用低压自动补偿装置。

为基本满足上述要求，我们在设计时把无功补偿装置统一装设在变压器的低压母线侧。这样的补偿，可以选择相对较小容量的变压器，节约初期投资。对于容量较大，并且功率因数很低的用电负荷采用单独集中补偿。

2.5低压配电

在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，并且无特殊要求的时候，应采用树干式配电。当用电设备为大容量时，或负荷性质重要，或在有特殊要求的建筑物内，应采用放射式配电。还有一种为混合式，它兼具前两者的优点，在现代建筑中应

用最为广泛。

在本次设计中对于同一区变管辖范围内用电设备性质相同的采用放射式配电。而在极少区域内采用树干式配电：如学生区变的活动中心和风雨球场.

3第3章

3.1变电所现有分区

全校负荷调查及相关设备选型

我校现有变电所共记有七处，每一处管辖范围不等的一个供电区域。这七大区域为：

(1)主教学区变：含南区综合办公楼，机械工程学院，外语学院，印刷厂，医院，后勤管理处；

(2)学生区变：含（1—15栋）学生公寓，3个学生食堂，大学生活动中心，学生浴室，锅炉房，风雨球场，游泳池，体育馆，东区水泵房；

(3)给排水区变：含基础科学学院，体育学院，图书馆，信息工程学院，土木建筑学院，电气与电子工程学院，给排水实验室；

(4)生活区变1：含（12—41栋）教工住宅，俱乐部，教工活动中心，保卫处，西区水泵房，子弟学校，南大门，地下道，银行，新七栋教工住宅（42栋到48栋），立通大厦，幼儿园；

(5)生活区变2：含（1—11栋）教工住宅，孔目湖宾馆，第二食堂；

(6)实习工厂区变：含金工车间，生产车间，电焊车间，D区学生公寓（16—20栋），锻造车间，铸造车间；

(7)北区变：北区综合教学大楼，8栋学生宿舍，食堂一座，教工楼2栋，办公楼一栋，教学楼3栋（教16，17，18）；

3.2负荷统计

我们做负荷统计是以计算负荷为基础的。计算负荷，是假想的负荷，是据之按允许发热条件选择供配电系统的导线截面，确定变压器容量，制订提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压质量等的依据。

对用电设备我们按工作制分为：连续运行工作制，短时运行工作制，反复短时工作制。a：对于连续运行的设备容量即等于其额定功率；b：短时工作制通常不考虑；c:对于反复短时的是考虑在暂载率下的功率：电动机Pe2PNJCN,电焊机PeJCN.SN.cosN。d:照明：PePN.103，气体放电灯：Pe(1.1~1.2)PN.103；同时照明亦可用：

Pe

s。(KW)（s:面积；：单位容量）

1000房间名称办公楼教学楼住宅食堂浴室锅炉房商店单位容量（）88443410房间名称实验室金工车间焊接车间铸铁车间银行水泵房体育馆单位容量（）1068810810（注：上表中未列出而又在后面的负荷统计中出现的房间取与上有相似或相近功能的房间的单位容量值）

43.3主教学区负荷统计及相关设备的选择

设备楼宇综合楼机械楼后勤处印刷厂医院照明空调电梯11K2————————水泵11K25.5K2————————电脑30060030070030010————多媒体2K242K50——————电视台15K————————其它5K200K5K30K5KKd0.450.500.600.500.60总计（KW）292.05353.5022.6829.1052.80812K2.5K100814K8600840081K0.702.5K502.5K102.5K102.5K30KPC

750.130.70=525.09(KW)SC

525.09/0.9=583.43(KVA)3.3.1下面将进行变压器的选取

变压器的选取原则：

(1)变压器台数的选取：电力变压器台数的选取应根据用电负荷的特点、经济运行、节能和降低工程造价等因素综合确定。如果周围环境因素恶劣，选用具有防尘、防腐性能的全密闭电力变压器BSL1型；对于高层建筑，地下建筑，机场等消防要求高的场所，宜选用干式电力变压器SLL、SG、SGZ、SCB型；如电网电压波动较大而不能满足用电负荷的要求时，则应选用有载调压电力变压器，以改善供电电压的质量。

对于一般车间、居民住宅、机关学校等，如果一台变压器能满足用电负荷需要时，宜选用一台变压器，其容量大小由计算负荷确定，但总的负荷通常在1000KV以下，且用电负荷变化不大。对于有大量一、二级用电负荷或用电负荷季节性（或昼夜）变化较大，或集中用电负荷较大的单位，应设置两台及以上的电力变压器。如有大型冲击负荷，为减少对照明或其它用电负荷的影响，应增设变压器。对供电可靠性要求高，又无条件采用低压联络线或采用低压联络线不经济时，也应设置两台电力变压器。选用两台变压器时，其容量应能满足一台变压器故障或检修时，另一台仍能对一级和部分二级负荷供电。

(2)变压器容量的选择：先计算电力变压器的二次侧的总的计算负荷，并考虑无功补偿容量，最大负荷同时系数，以及线路与变压器的损耗，从而求得变压器的一次侧计算负荷，并作为选择变压器容量的重要依据。对于无特殊要求的用电部门，应考虑近期发展，单台电力变压器的额定容量按总视在计算负荷值再加大15%~25%来确定，以提高变压器的运行效率，但单台变压器的容量应不超过1000KVA。在装设两台及以上电力变压器的变电所，当其中某一台变压器故障、检修而停止运行时，其他变压器应能保证一、二级负荷的用电，但每台的容量应在1000KVA以内。在确定电力变压器容量时，还应考虑变压器的经济运行。由于变压器的损耗与负荷率有关，负荷率对于变压器的经济运行的影响较大，所以应力求使变压器的平均负荷率接近于最佳负荷率β值。我们从以前学过的知识知道，变压器的效率曲线不是单增的，而是先增加再下降，在其上有一个最大值：即：dη/dI2=0可求出产生最大功率的条件为：I2=

**P0Pk即是说当不变损耗等于可变损耗时，变压器的效率达到最大值。

电力变压器的选择，应综合供配电计算负荷、供电可靠性要求和用电单位的发展规划等因素考虑，力求经济合理，满足用电负荷的要求。但有一个不变的原则是：在保证供电可靠性的前提下，电力变压器的台数应尽量的减少，尽可能的少。

5(3)对主教学区变压器的选择：考虑SCB系列变压器的最佳负荷率在50%~60%左右，也预留好以后的发展空间，宜选用SCB10-1000/10电力变压器一台。3.3.2配电设备的选择：

我们以综合楼为突破口对电力电缆，低压断路器，刀开关，电流互感器等进行选取：(1)在进行电器设备的选择时，应根据实际工程的特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠性的前提下，力争做到技术先进，经济合理：

a、①按正常工作条件选择额定电压和额定电流：电气设备的额定电压UN.e应符合电器装设点的电网额定电压，并应大于或等于正常时最大工作电压UW.m即：UN.e≥UW.m。b、电气设备的额定电流IN.e应大于或等于正常时最大的工作电流IW.m,即：IN.e≥IW.m。

②按短路情况来校验电气设备的动稳定性和热稳定性：1、如断路器、负荷开关、隔

2离开关等的动稳定性满足Im≥Ish,而其热稳定性满足It2.t≥Ia且It≥Iatima。.timat③按照装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力，即：Ik(3)≤IN.off，且

Sk≤SN.off。

④按照装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电气设备的适当型式。

(2)低压刀开关：满足额定电压大于或等于工作电压，额定电流大于或等于正常时最大工作电流即可，对其他没有特殊要求。

(3)低压断路器：按灭弧介质分有油浸式、真空式、空气式，应用最多的是空气式断路器。按结构分有万能式和塑壳式。万能式断路器即框架式断路器，所有器件均装于框架内，其部件大部分设计成可拆卸的，便于制造安装和检修。另外，这种断路器的容量较大，额定电流可达4000A，可装设较多具有不同保护功能的脱扣器。选择配电用断路器多为万能式，且特别适用于低压配电系统的主保护，即常用做低压进线柜的主开关。塑壳式的容量较小，通常用于配电线路中，对线路起过载保护和短路保护的作用。

低压断路器（即自动空气开关）的选择原则：注意开关主触头额定电流IN，电磁脱扣器（即瞬时或短延时脱扣器）额定电流IN.ER和热（长延时）脱扣器的额定电流IN.TR之间要满足下式关系：

IN≥IN.ER≥IN.TR≥IC开关动作时间小于0.02秒（如DZ系列）时，其开关分断能力用下式校验：

Ioff.QA≥Ish开关动作时间大于0.02秒(如DW系列)时,其开关分断能力用下式校验:

Ioff.QA≥IkIoff.QA----自动空气开关的分断电流(KA);Ish----装设开关处冲击短路电流的有效值(KA);

6Ik----装设开关处短路电流周期分量的有效值(KA).

自动空气开关脱扣器电流整定:为使自动空气开关各脱扣器更好的发挥保护功能,需要结合保护对象,进行电流的整定计算,然后正确确定:配电线路用自动空气开关,热(或长

''.IC，Krel延时)脱扣器整定电流IOP.TR,可用下式计算:IOP.TR≥Krel----可靠系数,热脱扣

器取1.0~1.1,长延时脱扣器取1.1;IC被控线路的计算电流(A).

(4)电力电缆截面的选择:

①按允许载流量选择导线和电缆截面:金属导线或电缆中流通电流时,由于导体电阻的存在,电流使导体产生热效应,使导体温度升高,同时向导体周围介质发散热量.导体或电缆的绝缘介质,所能允许承受的最高温度td必须大于载流导体表面的最高温度tm,即:

td>tm.才能使绝缘介质不燃烧,不加速老化.按发热条件选择导线截面积,即是按照允许载

流量来选择，是比较常用的方法.对于我们设计中将涉及到的配电电缆,是长期工作制负荷的电流载体,我们按:IN=KIalIc来决定导线或电缆的允许载流量,选取导线或电缆截面.

②按允许电压损失选择导线或电缆的截面:输电线路的电压损失,是指输电线路始端与末端电压的代数值,而不是电压的向量差值,即不考虑两电压的相角差别.由于输电线路有电阻及电抗的存在,电能沿输电线路传输时,必然产生电能损耗和电压损失.为使电压损失能保持在国家允许的范围之中,我们必须恰当地选择导线截面.电压损失可分解为有功分量电压损失和无功分量电压损失:

U1%110U12N(PR

i1iniQiXi)Ua%Ur%.10KV电缆线路X00.08KM,可以先

假定电抗X00.35KM（平均值）计算出电抗电压损失Ur%,再按允许电压损失U%,

n100

PiLi按此式选择与之相近的得有功损失和无功损失。选取原则公式为：S/2rU1NUa%i1标称导线截面S,根据线路布置状况计算出电抗X0值，如与所选X0值差别不大，证明所选正确。反之，则按计算所得X0重算Ur%，再计算Ua%，重选截面。

③按经济电流密度选择电缆截面：为兼顾有色金属耗量投资与降低导线能耗费用之间

I

的矛盾，提出了经济电流密度的概念，所选的截面对两者而言是经济的。Scec，S经

A

济截面，Ic导线负荷计算电流，ec—经济电流密度（）.2mm(5)电流互感器的选择：

1电流互感器的原线圈之额定电压大于或等于线路之工作电压。

2电流互感器原线圈的额定电流应大于线路的最大工作电流，一般取线路工作电流

7的1.2~1.5倍，并要求在短路故障时，对测量仪表的冲击电流较小，即要求磁路能迅速饱和，以二次侧电流成比例增长。

3电流互感器的动稳定性，热稳定性应满足线路短路时的要求。(6)下面进行各楼宇电气设备的选择：

①综合楼：cos=0.81（*注），IC=547.81（A）

取VV—1000型电力电缆，查表有最大允许载流量为340A.故把综合楼电流分成三

根并起来承担：VV—1000—3（3120+170）断路器：DZ20—630/3脱扣器整定值：630电流互感器：LMZJ1-0.5-800/5

②机械楼：整个主教学区的变电房设置在机械楼内，为避免重复建设，浪费资源和金钱，拟把机械楼的低压配电房与变电房的配电合成而建。我们知道机械楼为六层建筑，其最大的用电负荷集中在第一层（因为其中有大量的实验设备），取整个用电量的50%，其余每层平分剩下的50%。

///cos=0.83，IC=7.09（A）；IC=323.55(A);IC=.71(A)

断路器：一层：DZ20-400/3,脱扣器整定值：400

其余：DZ20-100/3,脱扣器整定值：80

电流互感器：取总：LMZJ1-0.5-800/5电力电缆：（在空气中敷设）第一层：VV—1000—3240+1120

其余层：VV—1000—325+110③后勤处：cos=0.83，IC=41.52(A)

VV—1000-310+16断路器：DZ20-100/3脱扣器整定值：50电流互感器：LMZ1-0.5-50/5④印刷厂：cos=0.78，IC=56.68(A)

VV—1000—316+110断路器：DZ20-100/3互感器：LMZ1-0.5-75/5

脱扣器整定值：80

⑤医院：cos=0.82，IC=97.83(A)

VV—1000—335+116断路器：DZ20—200/3脱扣器整定值：125电流互感器：LMZ1-0.5-150/5

(7)低压母排的选择：采用单母线不分段：IC

100030.38

1519.34(A)

母排选择为：TMY-4(1008)断路器：DW15-1600/3脱扣器整定值：1600刀开关：HD13-1500/30

电流互感器：LMZJ1-0.5-1500/3

(8)无功补偿：公式有：QCPC(tg1tg2)

8首先求出补偿前的功率因数：总的思想是把所有负荷的有功功率和视在功率分别相加求比值。按前面的方法有cos10.82查补偿率表有：tg1tg20.22。

有：QCPC(tg1tg2)=0.7525.090.22=80.86（KVar）取BW0.4-16-3并联电容器作无功功率补偿需：5个(9)低压配电柜的选择：GGD2型低压固定式配电柜。具体布置详见主教学区系统图。

其余各区负荷统计与高压总配现状详见正文后附表和各自系统图。

9第4章对现有系统的评价

现代社会的发展，包括企事业的飞速发展，已经越来越紧密地与点联系在一起。可以说：没有电，就没有现代文明的进步。经济合理安全可靠的供电质量对现代文明的发展更是快马加鞭，促成飞跃。我们学校也一样，正因为有了这样的基础设施建设，学校的发展才如此的迅速，如此的突飞猛进。总的来说，我校现有的供配电系统有如下优点：

(1)选址位置基本位于负荷中心，减少了电缆长度（即有色金属的耗量）节约了成本。供电距离都不是很长，电压损失较小，供电质量高。

(2)变电所区域管辖范围比较合理，通常1、2台变压器管理一个区域，这样相对来讲监管和维护比较容易。

(3)由于这是学校单位，每年都有寒暑两季假期，在这一期间，学生宿舍，教学楼等平时用电负荷很大的场所，这时候用电量都大幅度的萎缩，减小。故，现有系统的低压联络线设置得是很合理的，在假期中节约了大量的能源。

(4)考虑到占地面积，以及土建特点，学校配电室的母线桥接是很合理的，使得土建设施紧凑，而又使得配电室陈设均匀，并预留有空间，充分考虑到了未来发展的可能性及可行性。

相对欠缺的是：

(1)二食堂处变压器房的设置地方不是很合理，因为邻近水泵房，并且在房间中还有水管穿过，工作环境比较恶劣，建议迁址重建。

(2)有几处变配房的土建设置的不是很合理，导致除了能容纳下基本的配电箱以外，就没有电容补偿柜的位置了，这相对来讲是一个弊病。建议扩大配电房或者在高压处加一个补偿柜。

10第5章总体规划设计方案

在做方案设计之前先简单介绍一下校园内总体的符合情况：南区前面已经有负荷列表，在此不再做论述；

下面谈谈北区，北区在新近兼并了一所学校和获得了三块新征用地后，面积是大副度的扩大了，但里面的很多东西也相对杂乱，迫切需要对基础设施进行整合。我们根据南区统计的经验知道，在北区大概需要用电容量为7000KVA。根据2004年用地规划，大概把北区分为四大区域（不含现有北区变）分别是：

北区核心区变：1000KVA北区一变：2X630KVA北区二变：2X630KVA

专家及留学生宿舍区变：2X630KVA南北两校区容量总共约1.6兆伏安。

5.1规划设计方案

5.1.1规划方案1

现状中，南区高压配电房可以容纳13面配电柜，刚好能满足设计中的13块变电区域的需求。那么，方案1的设计理念就是充分尊重现实，利用现状，完美地处理好现有资源；南北校区整合供配电设施，实现集中的管理，统一调度。

我校现有的两路高压进线前已介绍。我们把这两回架空线都引进南区高压配电房。但在此方案中不用常规的一回线路运行，另一回线路完全备用的形式，而是采用双回线路同时运行的方式：主要的考虑为1)两回线路的供电质量都很高，都能分别满足用户用电的需求。2)整个校区容量较大，假如只是单回线路运行的话，势必会在线路造成很大的损失，浪费能源。

在中间设立一个联络柜。

具体的管辖范围可以是大专线管南区，双港线管北区；或者交换。

配电方式全采用高压放射式。配电柜中设计见系统图

5.1.2规划方案2

11前面在地理位置的时候，相信大家已经有了这样的一个概念：南北校区面积相当，在以后的发展中将和南区处于同一重要的位置。在这一概念的基础上，规划方案2拟考虑南北分治，即在现有配电设施的基础上，在北区另外单建一个高压配电房，南北相互，互不牵制，毫无关联。

其中，把现有的北区变电房也移交给规划中的北区高压配电房。

同样如方案1中说讲，为减少线路损失，采用两回电源同时运行的方式，也在南区高压总配设置母线断路器联络，断路器平时是断开的，仅在双回电源中，某一回受损后，才开启使用，即由另一条母线的向所有的负荷供电。

5.1.3规划方案3

12在方案2的基础上做一些适当的调整，改进。总体的思维依然是南北分治，但是把南北两区用一根高压联络电缆连接起来，目的是使北区的供电可靠性得到增强。

就目前的现实情况来看，我校的重点仍然在南区，不管是教学还是人员等；但是几年之后，随着北区各项工程的相继竣工，可以用一个不的很恰当的词来形容就是，南北校区将形成“分庭抗礼”的局面。

南北校区的联络线如果设置的合理的话，那么对北区的供电来说将形成高压环式接线，对北区来讲，供电的可靠性将大大的增强。

5.1.4规划方案4

13只在南区建一个高压总配，但从南区引出一根（能承担北区全部负荷的）大容量的配电线路到北区，进入北区的配电子站。平面示意图和系统示意图如下所示：

这也是一个高压放射式接线。

5.2各方案比较

145.2.1采用架空线、电缆线及各自的费用和必要性

大专线在四个方案中相同，即都是采用架空线在学校.入口处接入，费用一样，在此不再赘述。

方案1：只需要一个高压通道引出至南区总配即可；需从双港线上引一段架空线（或者是10KV高压电缆线）到高压总配电房，距离约在400米。

方案2：由于南北分治，需要从双港线上引两路分别到两个配电所，相应的线路费用增加。

方案3：方案3基本同方案2，只是多了一条从南到北的一段电力电缆线，约450米。方案4：综合方案1和方案3，一段从双港线上引300米，另一段从南到北约450米。5.2.2电压绝缘等级花费

由于两回线路采用的都是10KV电压，绝缘设备花费几个方案相同。、5.2.3土建费用

方案1：仅需要现有的高压配电房即可，对土建没有其它的要求。

方案2：需在现有的高压配电房的基础上再在北区建一个高压配电房（或者是高压子配电房）花费较方案1大；并且这样的话，将增加管理人员的数量，监管费用增加。

其它方案同方案2。5.2.4施工费用

方案1：增设了5根电缆到北区，在线路铺设的时候比较费时费力。并且高压线缆在即使是埋地走线的情况下，也需要一定量值的空间，怎样协调，合理布置走线有待研究。

其它方案中，由于走的都是的电力电缆，比较好处理，施工简单。5.2.5效益

几个方案在经济效益方面相当，只是在方案2和方案3中需要三面进线柜、三面计量柜，设备较多，初期投资较高，相比较而言，产出投入比不是很划算；并且在设备增多的情况下，相应的出现故障的几率也增大了。

在社会效益方面，方案1更可观些，因为采用的是高压放射式配电方式，各配出线之间没有联系，当某条线路发生故障时，不会牵连到其它的线路，因故而造成的停电范围也会比较小。

方案2中，在北区仅有双港线一回线路供电，假如双港线发生故障，势必造成北区全面停电，影响面较广。并且也没有能很好的满足北区综合教学楼的消防电梯和其它消防设备的供电要求。

技术指标

5.2.6供电可靠性及灵活性

方案1、3运行比较灵活：可单回线路供电，也可采用双回线路同时供电；可靠性也较高，因为那样的设置满足了在全校区域内都有两回电源的供给，只有在极端情况下才可能产生停电的情况，那就是所有母线同时故障的时候。满足了2级负荷的全部要求。

其余两个方案中，由于都有瓶颈，在电力供给比较紧张或者在天气等自然条件变化较大的时候，极易出现故障，很难越过瓶颈。5.2.7供电电能质量

四个方案相当。

5.2.8运行管理、维护检修条件

方案1中仅有一个高压配电房，所需管理人员少，且实现了集中统一管理，较易实现全校的协调和统一调度管理。在具体的配电柜中，都采用了电流互感器，接地刀开关，高压断路器，避雷器，能完全保证正常的运行。在厉行的检修或者是维护中只需把高压断路

15器断开，然后把接地开关接地即可以安全的作业了。

其它方案中只是需要较多的管理人员，在维修监管作业的条件与方案1一样。5.2.9交通运输及施工条件

在交通运输方面，由于学校内部道路交通网络比较发达，运输较易。

施工条件：方案1、3、4中，均需在南北两区作业，并且配电电缆所走的线路比较长，相对施工比较麻烦些。而方案2就相对省工。5.2.10分期建设的可能性及灵活性

方案1：比较灵活，由于有13面柜子的空间，现已经上了7面，等以后北校区、研究生学院区、孔目湖校区相继建成后，可分期上配电柜，即是说建成一个区位，上一面柜子。分期投资，分期建设，同时也可把分散风险是比较灵活的设计思想。

其他方案中，不管具体的这样建设，北区配电房无论如何要一次性建设到位，但选址在何处，建成什么样式的，以后是否能很好的融入主体建筑群，是很难说清楚的（因为现在北区有很多地方还有待开发，有待整合）。

各方案比较列表示下

项目方案号方案1方案2方案3方案4相同高一般高一般低较高高高省耗耗耗少多多多是一般是一般相当电源质量供电可靠性建设费用运行维护费用土建施工量灵活与否交通运输条件5.3方案定案

综合比较以上各个方案,决定采用方案1,但需做些适当的补充和改进说明5.3.1配电母线设置

高压配电母线排采用单母线分段，一段管南区，另一段管北区和孔目湖校区。中间用断路器连接，平时使用的是双回路同时运行：利于减少电能在线路上的损失；即使在线路发生故障的情况下，也能保证至少有一半的用电负荷不会停电，造成的负面社会影响较小；一回线路发生故障的时候，可以通过倒闸操作，闭合母连断路器，实现继续供电。当控制回路设计的合理时，还可以实现自动投切，停电后恢复期较短。大大的提高了供电的可靠性和持续性。5.3.2低压联络线

在邻近的变区设置低压母线联络线，形成准网式供电。5.3.3二食堂变

考虑到二食堂处的生活区1变工作的环境比较恶劣——旁边有水泵房，并且在配电所中有水管穿过，拟迁址重建。最好能建成式的变电所，具体位置建议设在教工住宅3、4栋之间的马鞍山脚下。这样使得变电所更接近负荷中心，减少能耗和有色金属耗量，并且可以把南大门，地下道的用电负荷点加入的此区。5.3.4各变电所内部设置

给排水区，生活2区，研究生院区设置无特殊要求，采用单母线即可。

主教学区，学生区，生活1区，北校区和孔目湖校区变有两台变压器的变电所宜设置成单母线分段接线，通常情况下各变压器仅向各自的母线段供电；在紧急情况下，用单台变压器向整条线路供电——把母线联络断路器连接即可。这样做能保证至少全部二级负荷和部分三级负荷的用电需求。

16实习工厂区，由于其中的符合性质相差很大，故虽只有一台变压器，也宜设置成单母线分段形式，学生区在一段上，工厂区在另一段上。但仅在实习工厂母线段上进行电容补偿，容量按全区负荷配制。

5.4整个系统的运行方式

根据前面的设计，在正常情况（或用电需求不是很紧迫的情况）下，各变电所是相互的，互相之间没有影响，互相也不会受到牵制，这也是放射式配电的优势。通常由进线到个配线柜通过10KV电力电缆送到各区域变电所，降压为380/220V后再通过低压电力电缆送达各负荷点。完成整个的变配电过程。5.4.1分时区别供电

在有明显时间区段用电负荷的变电所，可通过调节变压器投入的台数来适时调整供给量，甚至当负荷相当低的时候通过高压配电房中的断路器来切断整个区的供电，而有邻近的低压联络线供给电能——主要时段是晚上11：30到早上6：00，和寒暑假期间。5.4.2柴油发电机房

在整个系统中，两回线路已经足以能满足我校的用电需求和国家的相关用电规范。但是由于我校的历史原因，遗留下一些个柴油发电机，年代比较久远，有点老态龙钟的感觉——似鸡肋，食之无味，弃之可惜。为了能很好的安置它们，让它们“老”有所用，拟在高压配电房旁边设置柴油发电机室。那么现在就有三电源，进一步增强了我校的供电可靠性。在紧急情况下，还可以作为应急电源使用。5.4.3UPS电源

对某些不允许停电的（哪怕是1~2秒钟）场所应设置UPS电源。这些地方主要是在——南区综合楼中的中心计算机，学校重要的研究所，实验室等等。UPS通常由整流器和充电器，储能装置，逆变装置，开关等组成。GB7260—87按输出电流的不同，给出了一张产品系列表：从0.5~1500A的输出范围不等，把UPS分成27个等级，单相输出为220V，三相输出为380V.稳态运行时，额定输出电压偏差不超过额定值的2%。工作原理和技术特性在此不做详细介绍。

通常在学校来说，可以选用大于15分钟的UPS。

5.5节能建议

5.5.1电容补偿

前已述及的电容补偿节能（及减少有色金属耗量）在次不再赘述。5.5.2节能设备

在整个片区内建议全部选用节能型的设备，包括像节能电灯，节能冰箱，节能空调等。这样由于这些设备通常技术先进，科技含量高，故初期投资虽高，但从长期运行来看，将节约大量的能源，也是一个节省电费的好方法。

下面仅以照明节能来说明这样做的效果：

在照明设计中，应尽可能的满足工作时的视觉要求，那么在选用光源，灯具的时候就要综合考虑照明特性和长期运行的经济效益。目前，全国照明用电约占发电量的8%~10%，总用电量的10%，而且照明用电量的平均年增长率为14.5%，所以开展照明节能对于民用建筑的经济效益有着重要的意义，常用的照明节能措施有：、

(1)采用高效光源

目前我国大量采用的几种光源从节能效果的好坏来分为：高压钠灯，荧光灯，金属卤化物灯，汞灯，卤钨灯，白炽灯。近年来普遍采用的新型节能灯有：紧凑型高效节能荧光灯，细管型节能荧光灯，紧凑型定向照明卤物灯，小功率高压钠灯，和金属卤化物灯。任

17何一所高校都是一个大宗电力用户，以我校为例仅照明就记为1961.24KW，初略的估计一年也能节约电费为12.88万圆。这可不是一个小数目哦。

(2)采用高效灯具

在选择灯具，一般不宜选用效率低于70%的灯具，采用荧光灯照明时应选用高效荧光灯具及低能耗的电子镇流器。

1选用合理的照度方案

2采用合理的建筑艺术照明设计

3装设必要的节能装置：使用调光开关，屋顶墙面等用高反射率的材料粉刷，并且建立定期清扫制度。

5.5.3变配电装置的节能

为了使变压器经济运行，一般情况下，从以下几个方面采取措施降低功率损耗。(1)及时切除轻载变压器。前已述及。

(2)更换额定负载或轻载变压器。当一台变压器长时间工作在轻载或过载，都会使效率下降，损耗增加。此时可更换一台较大容量的变压器，使其运行在高效节能区。相反，当长时间工作在轻载状态下时（30%以下）的变压器，应更换小容量的变压器，以减少电能损耗。

(3)停用夜间或假日中多余的变压器。前已有论述。(4)采用节能型的变压器。

5.6方案小结

5.6.1方案评价

(1)高压总配位于外来架空线路高压入校处，进线方便。

(2)各变电所基本位于负荷的中心，减少了线路上的能量损失。

(3)实现了自备应急电源的高压联络，直接有生活区1变，升压为10KV后通过高压配电线路送达各个变电所，设置集中，便于管理。

(4)各个变电所建立了就近低压联络，从而解决了各站检修或者故障时应急备用的问题，和在假期中合理调配变压器的问题。

(5)配电房的设置，便于了集中统一的管理。5.6.2存在的问题及建议

(1)从高压配电房出来到到达北区之前，5根配电电力电缆有一段走线公共区，特别是在过双港路的时候，施工比较麻烦。走地下直埋的话，由于地下道处是一个低地，经常有水渗透，线缆易受到腐蚀；如果走架空线，又很影响城市美观。建议具体设置在征求了水文地质专家和南昌市城市规划处的负责人后给出。

(2)柴油发电机房设置在高压配电房处，由于这里是生活区，相应的噪声污染和油污染会很大。建议既然设置了柴油发电机房，就要好好利用，把它设置好，配备好，管理好。最好能把这些老式柴油机处理掉，购买进新型节能，低耗，低污染的奔驰等。

18第6章结论

通过3个多月的毕业设计，使我学习到了很多的东西，并且很多是在课堂上想学却没有机会学到的。

在整个的毕业设计过程中，我们把供配电工程又好好的复习了一遍，可以说从头到尾的又在我们的脑海中消化了一遍。再一次的把理论知识和实践好好的联系了起来，做到了理论与实践的结合。由于我们做的是实际工程，不可避免的要牵扯到很多现实生活中的东西。很多我们想象可以的东西，在现实操作中就不一定能实现。比如象在我们这个题目中，在选择电缆的时候，我一开始不知道，就随便选了油浸式的，但听老师讲解后，才知道在现实中一般不用这样的电力电缆，而是用塑料电缆，油浸式的通常应用在环境比较恶劣的场所。所以要想进步，人是需要不断学习的。

在整个设计的过程中，我也时刻本着不懂就问的原则，虚心的向学校的老高工学习请教。在它的讲解下，我明白了设计的意义，与做设计的基本方法、基本步骤。当然要把这个设计用于现实施工中，可行性还是有一定欠缺的。毕竟其中还有些不太完善的地方，像5根高压配线在同时穿越双港路的时候，怎么一个走法，这样布置，是我所没有能够解决的。

不管怎样，设计效果基本达到了本实际工程的需求和老师的要求。电力用户要获得高质量的电力，关键在电源本身的质量。但如果电源质量相同，那就要看在供配电的设计中，是不是合理了。合理的设计使用户用的安心，用的顺心，也用得放心。

总之本次设计，基本达到了锻炼我们的目的。为我们将来走上工作岗位奠定了一个坚实的基础。相信，它将使我们受益终身的。

19谢辞

借着这个机会,我要感谢关心,支持,帮助毕业生工作的各位领导,感谢老师这一年半来的细心教育，精心培养，是她打开了我们通向神圣电气的大门，让我认识到了这一片广阔的天地；在她的影响下，我决定以电业为我的职业，并愿意为之奋斗终生。最后我要感谢所有帮助过支持过我的老师和同学。

20参考文献

[1]刘思亮主编.建筑供配电.第一版.北京：中国建筑工业出版社，2001[2]汪永华主编.建筑电气.第一版.北京：机械工业出版社，2004.7[3]吴成东主编.这样阅读建筑电气工程图.第一版.北京：中国建材工业出版社，2002[4]金佩诗等主编.建筑电气设计手册.长春：吉林科学技术出版社[5]周良权等主编.新编使用建筑电工手册.第一版.上海：同济大学出版社，2002[6]集体编写.建筑电气设备手册.第一版.北京：中国建筑工业出版社，1988[7]刘介才主编.工厂供电设计指导.第一版.北京：机械工业出版社，2004[8]孙建民主编.电气照明技术.北京：中国建筑工业出版社，1998[9]陈一才主编．现代建筑电气设计与禁忌手册.北京：机械工业出版社，2002．[10]民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）.北京：中国计划出版社,199221附录

附录A外文翻译—原文部分

AlternatingCurrent

Analternatingcurrentisonewhichvariesinthecircuitwithtime.Thevalueofthecurrentatanygiveninstantoftimeistheinstantaneousvalueofcurrent,symbolizedbyi.Theinstantaneousvalueofcurrentiisdeemedpositiveforonedirectionofflowthoughthecross-sectionofaconductor,andnegativefortheoppositedirection.Thedirectionofcurrentflowinwhichinstantaneousvaluesarepositiveiscalledpositive.Acurrentisfullyspecified,ifoneknowsitsinstantaneousvalueasafunctionoftime,i=F(t),anditspositivedirection.

Currentwhosevaluerecurforequalincrementsoftimearecalledperiodic,andtheleastincrementoftimeforwhichthisrecurrenttakesplaceiscalledtheperiodT.Foraperiodic

i=F(t)=F(t+T)current

Fig.4.1showsanexampleoftherelationshipi=F(t)foraperiodiccurrent.Thearrowinthediagramindicatesthepositivedirectionofcurrentflow.Thedottedarrowsshowtheactualdirectionofcurrentflowattheinstantsoftimewheni>0andi<0.ThesegmentsofthecurvebetweenpointsaandborOandccoveracompletecycleofcurrentalternationsoveroneperiod.

Thenumberofcycleorperiodpersecondisthefrequencyofaperiodiccurrent.Itisreciprocalofitsperiod.

f1/T

Itisusuallytospecifythefrequencyofanyperiodicquantityincyclepersecond.Thusthefrequencyofaperiodiccurrentwillbe1cyclepersecond,ifitsperiodissecond,or1cycle/sec.Adirectcurrentmayberegardedasaspecialcaseofaperiodiccurrentwhoseperiodisinfinitelylongandthefrequencyisthuszero.

Thetermalternatingcurrentisoftenusedinthenarrowsenseofaperiodiccurrentwhoseconstant(direction-current)componentiszero,or

221Tidt00TThefrequenciesofalternatingcurrentencounteredinpracticerangeoverwidevalues.Themainsfrequencyis50HzintheSovietUnionandEurope,and60HzintheUnitedStates.Some

industrialprocessesusefrequenciesfrom10Hzto2.5109Hz.Inradiopractice,frequenciesupto31010Hzareemployed.

Thedefinitionsforcurrentjustintroduced(and,indeed,thosethatwillbeintroducedshortly)fullyapplytoperiodicvoltages,e.m.f.s,magneticfluxesandanyotherelectricalandmagneticquantities.Someadditionalremarksareonlyneededwithregardtothesignofalternatingvoltageande.m.f.s.

AnalternatingvoltagebetweentwopointAandB,determinedalongaspecifiedpath1,periodicallychangessign,sothatifitisassumedtobepositiveinthedirectionfromAtoB.itwillbenegativeindirectionfromBtoAatthesameinstantoftime.Thisiswhyitisimportanttolabelwhichofthetwodirectionsisassumedpositive.Indiagrams,suchadirectionislabeledeitherbyarrowsorsubscriptsinthesymbolsforvoltageandisregardedtobethepositivereferencedirectionofavoltage(orofane.m.f.s).

Electricalengineeringusesthesimplestandcommonesttypeofalternatingcurrent,theonewhichvariessinusoidallywithtime;hencethetermaharmonicorasinusoidalcurrent.Thepreferenceforsinusoidalcurrentsisexplainedmodulatedbythesignalinamplitude,frequencyorphase.Periodicnon-sinusoidalcurrentmaylikewisebetreatedascomposedofsinusoidalcurrentatavarietyoffrequenciesoccurringsimultaneously.Thisiswhythoroughofsinusoidal-currentcircuitsisofprimaryimportance.

TheA.CGenerator

AnA.Cgeneratorconsistsofastationarypart,thestator,andarevolvingpart,therotor.Asaruletherotorcarriesmagneticpoleswithcoilsaroundthem.Thesearethefiledcoilsofthegenerator,becausetheyestablishamagneticfiledinthemachine.Theyareenergizedwithdirectcurrentthroughslipringsandbrushes.Theslotsofthestatorstakedupfromelectrical-sheetsteelpunchingsreceivethecoilsofthestatorwinding.Thestatorcoilsareconnectedinseries,asshownbythefullyanddottedlinesinthedrawing.

Thee.m.f.inducedinastatorconductorisgivenby

EBlv

whereB—magneticinductionofthefieldmovingrelativetotheconductor;

l—activelengthoftheconductor;

v—speedwithwhichthemagneticfieldmovesrelativetotheconductor.

Sincelandvareconstant,theinducede.m.f.willvaryexactlyasBvaries.Iftheinducede.m.fistobesinusoidal(whichisusuallysought),thedistributionofBaroundthecircumferenceofthestatorshouldbeasclosetosinusoidalaspracticable.

With

ppole-pairsontherotor,thee.m.f.willundergo

pcyclesofchangesevery

revolution.Ifthespeedoftherotorisrevolutionsperminutes(r/min),thisworksouttopncyclesperminute,andthefrequencyoftheinducede.m.f.is：

fpn/60

23Forf=50Hz,therotorofageneratorwithonepairofpolesshouldrunat3000r/min.Andwithtwopole-pairs,at1500r/min.Withspeedslikethis,rotorsareusuallyfabricatedwithnon-salientpilesforgreatermechanicalstrength.

High-frequencygeneratorsoperatingat800to8000Hzareallofspecialdesigns.Theirusesareintheheat-treatmentandinduction-heatingfield.Stillhigherfrequenciesaregeneratedbyvalveandsemiconductoroscillators.

SinusoidalCurrent

Theinstantaneousvalueofasinusoidalcurrentisgivenby

2

iImsin(t)

T

2

whereImisthepeakvalueoramplitudeofthecurrent,and(t)isthephaseof

Tthecurrent.Thequantityistheinitialphaseofthecurrent(fort=0)andistermedtheepochangle.Thephaseofacurrentcontinuouslyincreaseswithtime.Whenithasincreaseby2,thewholecycleofchangesisrepeatedexactlyalloveragain.Therefore,speakingofthephaseofacurrent,itiscustomarytodroptheinteger2andtoconsiderthephasewithinorbetweenzeroand2.

Theabovechangeofphaseby2occursduringtheperiodT.therefore,therateofchangeofthephaseisgivenby2/T.ItissymbolizedbytheGreekletter(omega)andiscalledthepulsatance.Notingthatf1/T,wemaywrite

2/T2f

Theaboveexpression,relatingandf,hasbeenresponsibleforthefactthatthepulstanceisalsotermedtheangularvelocityorfrequency.Itisexpressedinradianspersecond.Thus,forf50Hz,314rad/s.IntroduceinEq.(4.1)weobtain

IImsin(t)

Sinusoidalcurrentofthesamefrequency,butdifferinginamplitudeandepochangles,areshowninFig.4.2.theirinstantaneousvaluesare

i1Im1sin(t1)

i2Im2sin(t2)

Thetimetortheproductt,proportionaltotime,islaidoffasabscissa.

24Theepochangleisalwaysmeasuredbetweentheoriginofcoordinates,whichcorrespondstothereferencetimet=0,andtheinstantwhenagivensinusoidaljustpassesthroughzero(fromnegativetopositivevalues).For1>0,thestart(orzeropoint)ofthesinusoidi1isshiftedtotheleft,andfor2<0itisshiftedtotherightoftheoriginofcoordinates.

Alternatively,theinstantaneousvalueofasinusoidalcurrentmayberepresentedbyacosinusoidalfunctionoftheform

iImcos(t)

Where/2.

Whentwoormoresinusoidalfunctiondifferintimephaseasreckonedfromsimilarpoints,theyaresaidtobeshiftedordisplacedinphasewithrespecttooneanother.Thisphaseshift,orthephasedisplacement,ismeasuredbetweentheirrespectivezeros,andobviouslyisthedifferenceinepochangles.ReferringtoFig.4.3,120,andthecurrenti1issaidtoleadthecurrenti2inphaseby12,or,whichisthesame,thecurrenti2lagsinphasebehindthecurrenti1by12.

Twosinusoidalfunctionsofthesamefrequencyaresaidtobeinphaseiftheyhavesameepochangle,andaresaidtobeinanti-phasewhentheirphasedisplacementis.Finally,theyaresaidtobeinquadratureiftheirdifferenceis/2.

25附录B外文翻译——译文部分

交流电

交流电在电路中是一个随时间变化的值。电流值在任何给定的时间上都是一个瞬态值，用符号i表示。当瞬态电流值i从用正号标记的导体的端流进时为正值，而从相反的方向流动时为负值。当电流的任一瞬态值为正时，它流进导体的方向就为正极。假如知道瞬态值与时间的关系式：iF(t)以及它的正方向，那么瞬时电流值就是一个定值。电流值随时间T进行周期性变化的这种现象叫做交流电的周期性，能满足这个条件的最小T值我们把它叫做周期。周期电流的公式为：

i=F(t)=F(t+T)

图4.1是i=F(t)周期电流的一个例子。正如图表中箭头所示，指出的方向表示电流的方向。打点的箭头表示瞬时电流的正方向。在曲线上a与b或者o与c之间的部分就表示交流电一个完整的周期。

周期的倒数是为电流的频率。表示为：

f1/T

通常把频率描述成周期值的倒数。因此交流电的频率就表示成多少周期/秒。直流电可以被认为是交流电的一个特例，是周期无限长，频率为0的交流电。

时间有限的交流电通常被认为是狭义的交流电，因为它的常量值是0或表示为

1Tidt0T0交流电的频率在现实生活中通常可以取很大范围内的值。在前苏联和欧洲工频为50Hz,在美国为60Hz.一些工业用电频率往往在10到2.5109Hz不等。在无线电波中，甚至有用

31010Hz的。

引用前面对电流的定义（确实，只是很简单的介绍）来介绍电压，电动势,磁通以及

26其他电气与磁的量值。一些附加的参数只是在描述电压和电动势才用得上。

A,B两点之间的电压，由路径决定其值是正或是负，是周期性改变的，当假定的正方向是从A指向B时，那么从B指向A就是负的。这就是为什么我们要标记假想的正方向的原因。在图表中，假定的正方向用箭头或者下标表示，并且作为电压的正方向。

在电气工程中应用最广的交流电是——按正弦曲线成周期性变化的交流电；正弦电流通常比非正弦电流的能量损失要小，并且非正弦电流还会感应电压，对通信电路有很大的干扰。

在远距离信息传递中（电缆或者无线电通信电路，远程遥控等）也通常用正弦电，但是用放大器对频率和性状进行调整过的，。周期性非正弦电流也可以被认为是许多不同频率的正弦电流的叠加。这就是正弦电流为什么这么重要的原因。

交流发电机

交流发电机由定子和转子组成。通常，转子上带磁极和萦绕线圈。这些发电机的线圈，在电机中建立磁场。它产生出流通与线圈与电刷之间的电流。定子的作用就是固定机子。定子中线圈都是有序的连接的，就象在图4.2中用线表示的一样。

在导体中感应电动势表示为：

EBlv

B表示磁场密度；

l表示导体的有效长度；

v表示磁场与导体之间的相对速度。

当l和v是常量的时候，感应电动势将随着磁密度的变化而变化。假如感应电动势是正弦型的（通常是很毛躁的）那么在定子周围的磁通分布就越接近于正弦型。

感应电动势的正负随着磁极的改变而改变。假如转子的转速以多少转每分钟记，感应电动势的频率就为

fpn/60

因为频率为50Hz,对于一对磁极的发电机的转子来说就要每分钟转3000转。对于两对磁极的来说，为1500转。因为速度如此之高，要承受很大的机械应力，必须把转子做成隐极性的。

高频率的发电机频率能达到800到8000Hz，它们必须经过特殊的设计。它们通常被应用在热处理或者感应热的地方。高频被应用在阀门或半导体震动的场所。

正弦电

正弦电流的瞬时值可以用下式表示：

2

iImsin(t)

T2

这里的Im代表电流的峰值，(t)代表电流的状态。值代表时间为0是的最初

T状态。连续电流的值是随时间变化的。当增长到2时，重复完前一个周期值。因此，通常意义的电流值，是仅指从0到2时的值。

在一个周期中要经历从0到2的变化。所以，状态变化率就表述为2/T。用希腊字母表示，被叫做pulsatance.注意到f1/T，我们可以写作

2/T2f

被描述成弧度每分。因此，因为有频率f50Hz，314rad/s。以及前面的式子，

27我们有：

IImsin(t)

同样频率的正弦电流，但是幅度和角度的不同，在前面的式子中有表示。它们的瞬时值为：

i1Im1sin(t1)i2Im2sin(t2)

时间t或者t，对时间的比例，用横坐标表示。

角度通常是在与最初的值的比对中测得的，通常和参考的时间相对应，并且在给定的正弦量刚刚过0时（从负到正）。当1>0时，正弦电流i的初值就向左偏移，当2<0是，初值就相应的向右偏移。

对于以上两者，正弦电流的瞬时值可以用下面的公式表示：

iImcos(t)

这里有/2。

两个或多个正弦电流随着初始角度的不同，在图上将表现出一定量值的偏移。这些形状的变化，或者叫状态位子的移动，由他们各自的零起点标记，很显然与不同的角度对应着。看图4.3120，我们就说电流i1超前于电流i212角度；或

着

说

电

流

i2落后于

i112角度。

同频率的正弦电流假如有相同的初始角度的话，通常有相同的形状；当它们的角度相差时，它们的形状关于X轴对称；当角度相差/2时，就求积。

28附录C其余各区负荷列表

说明：以下列表中符号表示的意义：1K=1000；K—同时系数；Kd—需用系数；IC—计算电流；1X2—前面的数字表示为单位容量，后面的数字表示为数量或者面积（仅有照明用面积）附表1学生区负荷统计

(1)平均每间学生公寓负荷列表设备容量1容量2楼号12345678照明420420房间数112168160108200152108108电视8080电脑30033003负荷(KW)86.49115.32109.8239.6657.1249.6183.4083.40电风扇100100楼号9101112131415电热水器1500——房间数1081381081021682701440.55其它——5K5K5K5K5K——100K——2K2K其它200200Kd0.60.6负荷(KW)83.40101.8383.4078.76115.32138.99106.25总计（KW）1716816（2）学生公寓区1—15栋附和列表（学生4~6栋取cos0.83；其余取0.88）K0.450.400.400.450.350.400.450.45IC（A）149.33199.101.6172.60104.5690.81143.99143.99K0.450.430.450.450.400.300.43IC(A)143.99175.81143.99135.98199.10239.97183.44K炊具——15K15K15K——————————————PC总计（KW）733.02116.50114.50124.5033.50733.02（KW）（3）整个学生区符合列表设备楼宇学生公寓一食堂三食堂四食堂活动中心风雨球场浴室锅炉房游泳池体育馆水泵房照明——42K41K46K81.5K101.5K32K450010400101.5K8200空调——200K200K200K2.5K20————————————电动机————————————————15K2——17K2洗碗机——5K5K5K——————————————Kd——0.500.500.500.50————0.750.800.860.80cos

——0.820.820.82IC(A)——215.86212.15230.680.8520676.5027.2014.6230.081.00.850.810.800.8195.639.12136.7451.0227.7756.4229设备楼宇学一栋学二栋学三栋学四栋学五栋学六栋学七栋学八栋学九栋学十栋学11栋学12栋学13栋学14栋学15栋一食堂三食堂四食堂活动中心风雨球场学生浴室锅炉房游泳池体育馆水泵房变压器低压母排进线设备无功补偿开关柜断路器DZ20-200/3DZ20-400/3DZ20-200/3DZ20-100/3DZ20-200/3DZ20-200/3DZ20-200/3DZ20-200/2DZ20-200/3DZ20-200/3DZ20-200/3DZ20-200/3DZ20-400/3DZ20-400/3DZ20-200/3DZ20-400/3DZ20-400/3DZ20-400/3DZ20-200/3DZ20-100/2DZ20-200/3DZ20-100/3DZ20-100/3DZ20-100/3脱扣器整定值1602502008012512516016016020016016025031520025025031512516160634080电流互感器LMZ1-0.5-200/5LMZ1-0.5-300/5LMZ1-0.5-300/5LMZ1-0.5-100/5LMZ1-0.5-200/5LMZ1-0.5-150/5LMZ1-0.5-200/5LMZ1-0.5-200/5LMZ1-0.5-200/5LMZ1-0.5-300/5LMZ1-0.5-200/5LMZ1-0.5-200/5LMZ1-0.5-300/5LMZ1-0.5-300/5LMZ1-0.5-300/5LMZ1-0.5-300/5LMZ1-0.5-300/5LMZ1-0.5-300/5LMZ1-0.5-150/5LMZ1-0.5-20/5LMZ1-0.5-200/5LMZ1-0.5-75/5LMZ1-0.5-50/5LMZ1-0.5-75/52台：SCB10-1000/10TMY-4(1008)线缆VV-395+150VV-3150+170VV-3120+170VV-325+110VV-350+125VV-335+116VV-395+150VV-395+150VV-395+150VV-3120+170VV-395+150VV-370+135VV-3150+170VV-3185+195VV-3120+170VV-3150+170VV-3150+170VV-3185+195VV-335+116VV-34VV-370+135VV-316+110VV-36+14VV-316+110电力电缆埋设方式直埋DW15-1600/31600LMZJ1-0.5-1500/5刀开关：HD13-1500/306组：BW0.4-16-3cos1=0.86QCPC(tg1tg2)=74.87(KVar)GGD2系列固定式低压配电柜30附表2给排水区负荷统计

设备楼宇基础学院体院图书馆信息学院土木学院电气学院照明8X4K8X7008X15K8X8K8X7K8X9K空调2.5KX402.5KX157KX302.5KX602.5KX502.5KX402.5KX607KX52.5KX202.5KX80电脑300X100300X15300X400300X600300X300300X250——300X100多媒体2KX2——2KX122KX22KX202KX5————电梯————1.5KX2——————————其它20K2K5K20K130K10K10K——Kd0.60.60.40.50.50.50.45K总计（KW）111.6029.76252.80196.520817630.00125.50cos

0.830.820.840.820.800.820.840.81Ic(A)204.2955.14457.253.09395.03326.1054.26235.4给排水实10X1.5K验室外语学院8X2K0.55K变压器PC1130.16X0.55=621.59（KW）SCB10-1000/10SC621.59/0.9=690.65(KVA)附表3生活区1负荷统计

（1）单间教工住宅负荷列表设备容量照明4X100冰箱400空调2.5K洗衣机500彩电80音响200电脑300浴具1000炊具1500(单位：W)抽烟机500Kd0.6总计4428（2）教工住宅负荷列表户数1016243060K0.70.60.60.50.4负荷cos

0.860.860.860.860.86（KW）

31.0042.5163.7666.42106.27IC（A）54.7775.10112.117.34187.74户数12202532K0.70.60.60.5负荷cos

0.860.860.860.86（KW）

37.2053.1366.4270.85IC（A）65.7293.86117.34125.17PC=1900.69X0.5=999.0531（3）区域负荷列表设备楼宇俱乐部教工活动中心保卫处西区泵子弟校幼儿园立通大厦南大门地下道银行教工住宅照明8X2K6X3K6X4008X2008X2K8X50010X8K8X1008X40010X100——0.70空调11KX82.5KX302.5KX20——2.5KX102.5KX5200K2.5K——7KX2——电脑300X2300X40300X10——300X100——300X10300——300X6——放映设备5K————————————————————水泵——————17KX2——————————————其它50K5K5K——5K2K10K5K——2K——Kd0.60.60.60.60.50.50.60.5——0.8——总计（KW）95.766636.2421.363.25175.84.33.215.04999.05cos

0.750.820.820.870.820.840.820.0.90.82——Ic(A)193.99122.2967.1537.3070.4116.73325.737.305.4027.86——K变压器PC14.00X0.70=1024.80(KV)SC1024.80/0.9=1138.67(KVA)2台：SCB10-1000/10附表4生活区2负荷统计

（1）用电需求序号1234楼宇234567户204450161620居住类别丙乙乙甲负荷3052.857323238.4户型（室）1234建筑面积（平方米）45~5060~6575~8090~93（2）教工住宅负荷列表（KW）楼宇1011户10161024照明音乐系8X800负荷22322244.28.4每户用电负荷（KW）3344K0.50.40.380.50.50.48cos

0.850.850.850.850.850.85IC（A）53.6294.38101.8857.2057.2068.K0.550.50.550.46其它2Kcos

0.850.850.850.850.85IC（A）39.3257.2039.3278.9315.0132（3）生活区变负荷列表（KW）设备楼宇二食堂专家楼教工住宅照明4X5K8X7K——0.70空调200K2.5KX120——洗碗机5K5K——炊具15K15K——其它5K16K——Kd0.60.6——总计（KW）147235.20259.53cos

0.820.83——Ic(A)272.37430.54——K变压器Pc1.73X0.70=449.21Sc449.21/0.9=499.12一台：SCB10-800/10附表5实习工厂区负荷统计

（1）学生公寓负荷列表设备楼宇学16栋学17栋学18栋学19栋学20栋房间数1401401401401400.75指标（W）17161716171617161716K0.40.40.40.40.4负荷（KW）96.1096.1096.1096.1096.10cos

0.880.880.880.880.88IC（A）165.92165.92165.92165.92165.92K设备照明PC其它480.50X0.75=360.40（KW）（2）区域负荷列表车间金工车间生产车间电焊车间锻造车间铸造车间学生公寓6X8008X5008X7007X4008X800——0.75车床电焊机械或电动机8KX308KX52KX108KX28KX5——Kd总计（KW）cos

Ic(A)5K3K5K5K5K——0.40.350.350.250.5——99.9216.4510.715.9525.7360．400.650.700.600.600.50——233.5635.7027.1215.0778.09——K变压器Pc519．13X0.75=3.35Sc3.35/0.9=432.61(KVA)一台：SCB10-800/1033附表6北区负荷统计

（1）学生公寓（单位楼号学32学33学34学35房间数485611228KW）(cos0.88)K0.700.680.500.810.50负荷(KW)57.6665.3596.1038.92IC（A）99.55112.83165.9267.20楼号学36学37学38学39房间数1681323248K0.400.450.750.70负荷(KW)115.32101.9341.1857.66IC(A)199.10176.9871.1099.55K楼号教工1设备楼宇北综合教学楼食堂教工教16教17教18办公楼学生宿舍8X30K——照明房间数48空调PC（2）教工（单位KW）房间数32其它负荷(KW)95.多媒体2KX32楼号教工2饮水机287.06（KW）(cos0.86)K0.45电脑IC（A）168.97水泵电梯K0.50负荷(KW)70.85IC(A)125.17（3）变区负荷列表Kd0.45总计（KW）335.7cos

Ic(A)607.19300X1K15KX411KX20.5KX10010K0.844X3K——8X3.5K8X1.7K8X8008X1.5K——200K——2.5KX102.5KX20——2.5KX30————————————300X30——————2KX6——————————————————————————————————————————————————25K——5K5K5K5K——0.50——0.700.750.800.65——118.5166.494951.459.1265.65287.060.82——0.850.850.850.81——219.56——87.5991.9616.30123.14——K0.55Pc1082.97X0.55=595.63(KW)Sc595.63/0.9=661.82(KVA)变压器北区综合楼空调变压器一台：SCB10-800/10一台：SCB10-800/1034附表7高压配电房现状

分区设备计算电流（A）高压输电线YJV22—10高压断路器ZN18—10/630电流互感器LFJ3—10Q避雷器接地刀开关母排开关柜型号高压熔断器分区设备电流互感器断路器LMZ-10-800/5ZN18—10/630-31.5LMZ-10-800/5ZN18—10/630-31.5LMZ-10-800/5ZN18—10/630-31.5RN2-10RN2-10RN2-1038.043X352550/5FS8-10JN16-1062.373X502575/5FS8-10JN16-1035.453X352550/5FS8-10JN16-1063.553X502575/5FS8-10JN16-10TYM-75X10KYN29A(VE)RN2-10RN2-10RN2-10联络线RN2-1027.883X352550/5FS8-10JN16-1024.973X352550/5FS8-10JN16-1068.423X5025100/5FS8-10JN16-10主教学区学生区给排水区生活区1生活区2实习工厂区北区大专线进线双港线进线35负荷曲线

学生区负荷曲线图

P(KW)t(h)P(KW)t(h)P(KW)t(h)学生区负荷曲线图36附录D附图1主教学区负荷曲线图

P(KW)

t(h)

P(KW)

t(h)

P(KW)

t(h)

37附图2主教学区负荷曲线图38