建筑设备与环境控制课程设计二
20140609
第一部分 设计任务及要求
一 目的要求
通过设计巩固已学的知识，培养分析和解决问题的能力，初步掌握建筑工程低压给排水泵站电气部分设计方法。
二 设计题目
某低压给排水泵站电气部分初步设计。设计任务分组见下表。
组别 1 2 3 4 5 6
电机台数 4 5 6 4 5 6 单机功率（kW） 140 120 100 160 140 120 备注 高压电气设备采用户外式或户内式 低压电气设备采用户内式
三 设计原始资料
1. 全站电气负荷
(1)泵站内装置轴流泵4台，轴功率为110kW,转速为485转/分。
(2)其它动力：排水泵7kW，电动葫芦3kW，检修动力4kW，平均功率因数0.8，平均效率0.85。 (3)泵站照明2.8kW，平均功率因数0.7。
2. 泵站供电系统如下图所示
已知上级35kV变电所内装设1台3150kVA的变压器，经10kV专用线路将电能送至该建筑泵站房西侧。
3. 设计用气象资料：最热月平均最高气温35℃，最热月平均气温28℃。 4. 泵站年利用小时在3000小时以下。
5. 泵站站址土壤为砂质粘土，电阻率约100Ωm。 6. 泵站平面示意图见附图。
四 设计内容与步骤
1确定泵站电气主接线。
(1)选择主电动机，包括电动机电压等级、类型、容量等。
(2)计算全泵站总的电力负荷，确定最大负荷时的功率因数，功率因数未达到规定的0.90以上时，应进行无功功率补偿。
(3)选择主变及站变。
(4)确定泵站电气主接线形式。
(5)校核场部变电所至泵站的10kV供电线路导线截面积。
2一次设备的选择，从主变一次侧高压设备起到电动机回路的全部电器设备。 3配电装置布置，包括开关柜的选择、布置。 4泵站防雷及接地装置的设计。
五 设计成果
1设计说明书一份。
2泵站电气主接线图正式图纸一张，图中应注明设备型号和规格。 3泵站进线及主机电气二次接线展开图各一张。 附图：泵站平面布置示意图（mm）
第二部分 设计说明书示例
1供电电源
本站采用10kV母线单回路供电。采用LGJ—35架空线路。线长约6km
2电力负荷计算及主变压器选择
本站采用4台水泵，配套电机为JSL*B-12型鼠笼异步电机，额定电压380V，额定功率180kW。具体参数如下
电动机技术参数 型号 额定功率（kW） 180 满载时 定子电转速 效率 流（A） （rpm） （%） 345 485 93.3% 起动电起动转最大转矩 矩 功率因流 数 0.84 5.3 1.3 2.1 JSL*B-12
3计算全站总的电力负荷
3.1对功率因数未达到0.9进行无功补偿使功率因数达到0.9 每台泵需补偿容量
Qc1=a?Pjs?Qc 查表得Qc=0.16kW/KRAR,取a=0.8(a为平均负荷系数) Qc1=0.8?180?93.3%?0.16=21.5kVAR 3.2其它动力补偿容量
Qc2=0.8?(7+3+4) ?0.27=3.024kVAR 3.3泵站照明补偿容量
Qc3=2.8?0.8?0.54=1.2096kVAR 3.4全站电气负荷计算
S=4?180?93.3%?0.9+（7+3+4）/0.9?0.85+2.8?0.9?1=617.814kVA
4主变与站变的确定 4.1主变的选择
S主=4?180/（93.3%?0.9）=878.86kVA 泵站主变压器技术参数如下
S9-10kV 1000kVA 10±5%/0.4kV Ud%=4.5 Y,yno 4.2站变的选择
S=18.300+3.111=21.411kW 泵站变压器技术参数如下
S9-10kV 30kVA 10±5%/0.4kV Ud%=4.0 Y,yno
附注：站用变压器选用一台30kVA三相干式变压器，其主要为排水泵、电动葫芦、检修、照明供电
4.3截面母线较核
母线短路阻抗X=0.35?6=2.1（kΩ）
短路电流IR=Vav/(1.732?2.1)=2.749(A), 短路电流周期分量热效应 取t=1s Qpt=I”t=2.752?1=7.59(A2?S) Qnpt＝I”2?0.05=0.05?2.752=0.378(A2
?S)
选定工作温度70℃，母线采用硬铝材料，查得C=87,最小截面 Smin=Qk1/2/C=(7.97?106)1/2/87=32.45mm2 S=35mm2>32.45mm2 ，母线截面符合条件. 取Sd=100MVA
电线电抗标幺值 X2*1=0.35?6?Sd/Ud=0.35?6?100?106/(100?106)=2.1
站变电抗 X*T1=（4/100）?（100/0.03）=13.3, 主变电抗X*T2=（4.5/100）（100?106/1000?103）=4.5
Id1=Sd/(1.732?Uav1)=100/(1.732?10.5)=5.5kA, Id2=Sd/(1.732?0.4)=144kA I1’’=I3’’=5.5/2.1=2.62kA, I4’’=I5’’=144/(2.1+4.5)=144/6.6=21.82kA I2=144/(133.3+2.1)=144/135.4=1.064kA 短路电流计算结果见下表： 短路点 额定电压（kV） I’’(kV) Ish(kA) Ish(kA) 1 10 2.62 3.96 6.68 2 0.4 1.064 1.16 1.96 3 10 2.62 3.96 6.68 4 0.4 21.82 23.78 40.15 5 0.4 21.82 23.78 40.15
5主要电气设备的选择
主变高压侧电流 I=[180?103*4/（0.4?103）]/25=72（A）
站变10kV侧电流 IN=[（7+3+4）/1.732?0.4?0.8?0.85]/25=1.19（A）
经选型和检验 主变10kV侧选FN3-10负荷开关；站变10kV侧选RN1-10跌落式熔断器 所选电气设备检验结果详见下表 设备名型号 检验计算工作电压 工作电流 开断电流 动稳定 ?称 负荷开关 跌落式熔断器 电流互感器 电流互 感器 电流互 感器 断路器 断路器 断路器
FN3-10 RN1-10 L22138-20型 L22138-20型 L22138-20型 3WE138 3WE138 3WE138 值 计算值 保证值 计算值 保证值 计算值 保证值 计算值 保证值 计算值 保证值 计算值 保证值 计算值 保证值 计算值 保证值 （kV） 10 10 10 10 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 型号 抽出式 抽屉式 （kA） 0.072 0.4 1.19*10-3 0.05 0.029 0.05 1.8 3.0 0.45 0.5 0.029 0.42 1.8 2.7 0.029 0.42 额定电流 380 10kV 380V （kA） 3.96 3.96 12 1.16 50 23.78 50 23.78 50 电流（kA） 6.68 25 1.064 112.5 21.82 112.5 21.82 300 1.96 110 40.15 176 40.15 110 设备名称 开关柜 环网柜 低压配电器
6导线选择 6.1进线选择 6.2低压母线选择
型号 CHD1 HXGHH0 CS型 尺寸 2200?800?800 1900?750?800 2200?800?600 6.3电动机电缆选择
*7电气二次 7.1仪表配置
本站仪表根据规范要求，在主变和站变的低压进线屏内装设电能计量仪表。 7.2保护装置
主变和站变高压侧均采用跌落式熔断器作内部故障和外部相间短路保护，主变低压侧采用自动空气开关作母线低电压，短路及主变过负荷保护，并兼做电动机后备保护。
8 主要电气设备和材料表 设备材料名称 型号规格 电力变压器 S9-10 10/0.4kV 单位 台 数量 1 备注 无功补偿，21.411kvar 进线，计量检修动力起重
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