别墅供配电设计毕业论文

摘 要 本设计是按照建筑供配电的要求，以国家规范为准则以安全用电为用电、节约电能、经济环保为理念！在满足对供电的要求的同时，同时兼顾施工的可行性以及节约经济预算为理念，设计出满足人们对智能化建筑要求的满意工程，在设计中严格遵守国家的相关规定以及标准，执行国家的方针政策，从而达到科学，人性化设计的现代化电气工程 设计内容主要包括负荷计算，供电电源、电压的选择、变压器的容量的选择、类型以及台数、变电所的选址、各个楼层的供电线线路中的短路电流的计算、供配电系统的主接线方式、高低压设备和导线电缆的选择以及校验，防雷接地的设计。设计中需要绘制、参照相应的CAD 图然后进行分别运算设计最后将设计整理成文档形式的报告。 关键词： 国家标准、负荷计算、供电线路、 防雷接地、CAD 图 第一章 工程概况 某高层综合楼，总23层，地上22层，地下1层。总建筑面积平方米，其中地下室建筑面积为2916平方米，建筑物总高度为米。年预计雷击次数次，为二类防雷建筑物。地下一层为附建式6级人防地下室，平时做汽车库，战时作为一个防护单元的二等人员掩蔽部，掩蔽人数为800；地面一到四层为商场，三层以上均为办公用房；屋顶为设备层，变电所设在一层。 第二章 负荷分级、负荷计算及无功功率补偿 第一节、负荷分级 该工程属于一类高层建筑，用电多为一、二级负荷，用电负荷分级如下： 地下室：应急照明，消防设备用电（送、补风机，消防泵）及地面用生活水泵为一级负荷；战时送风机，消防楼梯口排污泵为二级；其余为三级负荷。 地面：排烟风机、屋顶正压风机、消防电梯、应急照明、防火卷帘门及普通客梯的电力属一级负荷；其余均为三级负荷。 第二节、 负荷数据 本工程负荷包括照明、电力及消防负荷。所有电源均由一层变电所低压出线直接提供，其中一~四层商场以及二十一、二十二层、屋顶的电源用电缆供电，五到二十层的楼层配电箱用插接式母线槽供电。计量除五到二十层分层集中设电表计量以外，其余均在变电所计量。该综合楼个部分负荷数据见表1~3。 表1 表2 表3 第三节、负荷计算 火灾时运行的消防负荷小于火时必然切除的正常照明负荷和电力负 荷总和，因此火灾时的消防负荷不计入总计算负荷。本工程10/变电所计算过程如下： 一、 正常运行时的负荷计算 （一）总计算负荷Pc 总计算负荷等于照明负荷和电力负荷及平时的消防负荷的总和。由表1、2可得照明计算负荷为：Pcl= ，Qcl= 电力及平时运行的消防负荷总计算负荷为： Pcm = ，Qcm = 由此可得变电所低压侧总计算负荷为： Pc= Pcl+Pcm= Qc= Qcl+Qcm= （二）计算同时系数后总计算负荷和功率因数。 对于总计算负荷，取有功和无功同时系数分别为K ∑p=K∑q=,则计入同时系数后的总经计算负荷为： P /c = K ∑p p c =0. 8⨯2464=1971. 2KW Q S /c /c == K Q ∑q c =0. 8⨯1786. 2=1429Kar /2c p /2c +Q =. 2+1429 P c "S c " =1971. 22434. 7 22 =2434. 7KVA =0. 81 功率因数为： cos φ= （三）无功补偿容量的计算 根据规范要求，低压配电侧无功功率补偿后的功率因数应达到，故有： 对于总计算负荷： △Q=[tan()-tan()]=,可取接近的600Kvar 。 无功功率补偿后的总功率计算负荷保持不变，总无功计算负荷为：Qc"=Qc＇-△Q= 1429-600=829Kvar 视在计算负荷为：S"=P c "2+Q c ""2= 功率因数为cos ϕ//=变压器的损耗 无功损耗为∆P T =0. 01S c ""=0. 01⨯2138. 5=21. 4KW 有功损耗为∆Q =0. 05S c ""=0. 05⨯2138. 5=107K var T P c "S c "" = 1971. 22138. 5 = 变电所高压侧的总计算负荷为： P c 1 = P /c +∆ P T = Q S c 1 == Q //c +∆Q =829+107=936Kvar T 2c 1 c 1 P +Q 2c 1 =. 62+936 2 = 总功率因数cos Φ= S c 1c 1 = 1992. 62201. 5 =0. 91 电源故障时切除三级负荷后仅供一、二级负荷运行的负荷计算 照明负荷中一级负荷为P cl 1 =18. 84KW ， Q cl 1 =22. 4K var ，无二级负荷； cm 1 电力及平时运行时的消防负荷中的一级负荷为 P =156KW ， Q p cm 1 =142. 6Kar ；二级负荷为 P cm 2 =38. 4KW ，Q cm 2 =38. 4KW 。则总 的一、二级负荷为 cl 2 = p cl 1 + p cm 1 + p cm 2 =18. 84+156+38. 4=213. 24KW 取有功和无功同时系数分别为K ∑p =0. 80K ，K ∑q =0. 85，则计入同时系数的一二级总计算负荷为 Pcl Qcl " 2 = = K P ∑p cl 2 =0. 8⨯213. 4=170. 7KW =0. 85⨯208=176. 8K var 2cl 2 " 2 K Q ∑q 2 cl 2 Scl " 2 = P " 2cl 2+Q " =. 7+176. 8 2 =245. 8KVA 功率因数为 COS Φ12= "S " cl 2 = 170. 7245. 8 =0. 7 cl 2 无功补偿容∆Q =170. 7⨯[tan(arccos 0. 7) -tan(arccos0. 92)]=102K var ， 12 取100Kvar 。 无功补偿后的一、二级总有功计算负荷保持不变，总无功计算负荷为 Q "" cl 2 = Q " cl 2 -∆Q 12 =176. 8-100=76. 8K var ，取 补偿后的视在计算负荷为 S "" cl 2 = P " 2 cl 2 + 2Q "" = cl 2 . 7+76. 8 22 =187. 2KVA // 功率因数为COS ϕ12= " S "" cl 2cl 2 = 170. 7187. 2 =0. 91，无功补偿满足要求。 本工程10/变电所负荷计算书如表4所示。 表4 第三章 供电电源、电压选择与电能质量 第一节 、供电电源 本工程高压侧总有功计算负荷仅为 KW ，故可采用10KV 供电。根据当地电源状况，本工程从供电部门的110/10KV变电站引来1路10KV 专线电源A ，可承担全部符合；同时从供电部门的35/10KV变电站引来1路10KV 电源B ，仅作一、二级负荷的第二电源。两路10KV 电源同时供电，电源A 可作为电源B 的备用。两路10KV 电缆从建筑物一侧穿管引入设在1层的10/变电所。 本工程的两个10KV 供电电源相对独立可靠，可以满足规范中以及符合应有双重电源供电且不能同时损坏的条件，且工程中没有特别重要的一级负荷，因此不再自备柴油发电机组或其他集中式应急电源。 第二节、电压选择 本工程为高层综合楼，用电设备额定电压为220/ 380V，低压配电距离最长不大于150m 。本工程只设置一座10/变电所，对所有设备均采用低压220/380V三相五线TN-S 系统配电。 第三节、 电能质量 采用以下措施保证电能质量： 一 采用铜芯电缆，选择合适导体截面，将电压随时限制在5%以内。 二 气体放电灯采用低谐波电子镇流器或节能型电感镇流器，并就地无功功率补偿使其功率因数不小于, 。在变电所低压侧采取集中补偿，自动投切。 三 将单项设备均匀分布与三厢配电系统中。 四 照明与电力配电回路分开。对较大容量的电力设备如电梯、空调机组、水泵等采用专线供电。 第四章 电力变压器的选择 第一节 变压器型号及台数选择 本工程为一般高层综合楼，属于一类高层，防火要求较高，且为减少占地，变电所位于主体建筑一层内，故宜采用三项双绕组干式变压器，联结组别为Dyn11, 无励磁电压，电压比10/。为节省空间，变压器与开关柜布置在同一房间内，变压器外壳防护等级选用IP2X 。因为本工程具有较大的一、二级负荷，故应选用两台或两台以上的变压器。 第二节 变压器容量选择 本工程总视在计算符合为2175KV A （cos φ=），其中一、二级负荷187KV A （cos φ=）。 选择两台等容量变压器，互为备用。每台容量按总视在计算负荷容量的70%（0. 7⨯2175=1522. 5KVA ）左右且大于全部一、二级负荷选择，故选择1600KV A 变压器两台。正常运行时照明负荷与电力负荷公用变压器，通过合理分配负荷，可以使两台变压器正常运行时负荷率相当，且都在70%~80%之间。当一台变压器故障时，另一台变压器可带全部的一、二级负荷和部分三级负荷运行。 第五章 变电所电气主接线设计与变电所所址和 型式的选择 第一节 变电所高压电气主接线 采用单母线分段主接线形式。正常运行时，由10KV 电源A和电源B同时供电，母线断路器断开，两个电源各承担一半负荷。当电源B 故障或检修时，闭合母线联络断路器，由电源A 承担全部负荷；当电源A故障或检修时，母线联络断路器仍断开，由电源B承担一半负荷。供电可靠性高，灵活性好。 第二节 变电所低压电气主接线 变电所设有两台变压器，低压侧电气主接线也采用单母线分段接线形式。正常运行时，两台变压器同时运行，母联断路器断开，两台变压器各承担一半负荷。当任一台变压器故障或检修时，切除部分三级负荷后，闭合母联断路器，由另一台变压器承担全部一、二级负荷和部分三级负荷。该接线方式供电可靠性高。 第三节 变电所所址的选择 本工程设置一层室内型变电所，内有两台干式变压器。 第六章 短路电流计算 供电部门提供的系统短路数据如下 提供10KV 专线电源A 的110/10KV变电站距离本工程4km ，110/10KV变电站10KV 母线处三相短路容量S ocA =500MVA 。 提供10KV 电源B 的35/10KV变电站距离本工程1km ，35/10KV变电站10KV 母线处三相短路容量S ocB =200MVA 。 第一节、变电所高压侧短路电流计算 本工程有两个10kv 电源供电，需要分别计算变电所10kv 母线上的三相和两相短路电流。采用标幺值法进行计算，取S d =100MVA 。此处仅以系统A 高压侧短路（如图1）电流计算为例进行介绍。 1） 基准值计算U 基准电流I d 1=2） 电抗标幺值 电力系统电抗标幺值： X s *= d 1 =U av 1 =(1+5%)U 1003⨯10. 5 N =10. 5KV 3U d = d 1 =5. 5KA S S d oc = 100M V A 500M V A =0. 2 电缆线路单位长度电抗值x 0=0. 095Ωkm ，长度4km ，则电缆线路电抗标幺值为： X * L = x 0l S (U d 2 ) av 1 =0. 095⨯4⨯ 100(10. 5) 2 =0. 35 K-1点短路时等效电路如图2所示： K-1点短路时总电抗标幺值为 X ∑=X * * s +X *L =0. 2+0. 35=0. 55 =10kA 三相短路电流为 I k (3) = d 1* X ∑ = 5. 50. 55 三相次暂态短路电流及短路稳态电流为： I i (3) k " = I ∞ = I (3) k =10kA 三相短路冲击电流为： (3) sh (3) sh =2. 55⨯10kA =25. 5kA =1. 51⨯10kA =15. 1kA I 三相短路容量为 S (3) k = 3U av 1 I (3) k =1. 732⨯10. 5⨯10=181. 9MVA 两相短路电流为 I (2) k =0. 866 I (3) k =0. 866⨯10=8. 7KA 按照同样的方法可以计算出系统B 高压侧k-2点短路时三相短路电流和两相短路电流。变电所高压侧短路计算书如表5所示。 表5 第二节、变电所低压侧短路电流计算 本工程变电所低压侧短路电流计算电路如图3所示。正常运行时，电源A 和电源B 同时供电，低压母线分段不联络，短路点选在两台变压器低压绕组出口处k-3、k-4点，两台低压进线开关负荷侧k-5、k-6点和离 低压进线开关最远端母线处k-7、k-8点。以变压器T1低压侧k-3点短路时短路电流计算为例介绍计算过程。 U I d d =1. 05U N =1. 05⨯0. 38=0. 4KV 1003⨯0. 4 = 3U d = d =144. 3KA 变压器电抗标幺值： X *T = k % 100 S d N = 4. 5100⨯10100 1600 3 =2. 8 总电抗标幺值 X ∑=X s +X * * *L + X *T =0. 2+0. 35+2. 8=3. 35 三相短路电流为 I k (3) = X d *∑ = 144. 33. 35 =43. 1kA 三相次暂态短路电流及短路稳态电流为： I (3) k " = I ∞ = I (3) k =43. 1kA 三相短路冲击电流为： i (3) sh (3) sh =1. 84⨯43. 1kA =79. 3kA =1. 09⨯43. 1kA =47kA I 三相短路容量为 S (3) k = 3U av 1 I (3) k =1. 732⨯0. 4⨯43. 1=29. 9MVA 两相短路电流为 I (2) k =0. 866 I (3) k =0. 866⨯43. 1=37. 3KA 第七章 防雷与接地系统设计 第一节 建筑物防雷类别的确定 本工程为一类高层综合楼，地面22层，地下一层，地面一到四层为商场，四层以上均为办公用房，顶层为设备层，变电所设在一层。楼高 ，年预计累计次数为N=，为二类防雷建筑。 第二节 建筑物防雷措施 作为第二类防雷建筑物，应有防直击雷和防雷电波侵入的措施。由于楼高度超过45m ，还应采用防侧击雷和等电位的保护措施。另外，本建筑物内内装有电子信息系统设备，还应有防雷击电磁脉冲的措施。 第三节 建筑物外部防雷装置的布置 一、 屋面采用ø12mm 镀锌圆钢作为接闪器，沿女儿墙四周敷设，支持 卡子间距为1m ，转角处悬空段不大于, 避雷带高出屋面装饰柱或女儿墙 。屋面采用ø12mm 镀锌圆钢做成小于10mX10m 避雷网格，并与屋面的钢网架、屋面板及现浇梁、柱内的钢筋与柱内作为防雷引下线的两更柱子主筋做有效的连接，全部金属物均连接成为一体。 二、 突出屋面的所有金属构件、金属通风管、屋顶正压风机等均应与 避雷带可靠焊接。 三、 本工程采取以下防侧击和等电位的保护措施: a) 将45m 及以上各层外围梁两个主筋通长焊接，并与各引下线焊接。 b) 将45m 及以上外墙上的栏杆、门窗等较大的金属物与防雷装置连接。 c) 竖直敷设的金属管道及金属物的顶端和底端与防雷装置连接。 第四节 雷电过电压保护设计 一、 高压电气装置过电压保护设计 本工程10KV 变电所布置于室内一层，已在主体建筑物的防雷保护范围之内，因此高压电气设备不需要装设直接雷击保护装置，但须采取防雷电波侵入的过电压保护。 具体做法是在两路10KV 电源进线隔离柜内电源电缆终端侧和变压器柜出线电缆终端侧安装氧化锌避雷器，其接地线与变压器中性点以及金 属外壳连接在一起。 二、 低压电气装置过电压保护设计 本工程具有中等规模的商场与办公自动化系统，具有较高的自动化与智能化程度，有大量的电子信息设备，需要防雷击电磁脉冲。除根据建筑物和房间不同防雷区的电磁环境要求在外部设置屏蔽措施，以合适的路径辐射线路屏蔽措施外，还采取以下措施： ①向电子信息系统供电的低压配电系统采用TN-S 接地形式。 ②分别在变电所低压母线上和终端配电箱处安装电涌保护器，安装于变电所低压配电柜处为第一级SPD ，安装与终端配电箱处为第二级SDP 。 第五节、 电气装置接地与等电位联结设计 一、电气装置的接地与接地电阻的要求 本工程电气装置的接地类型由系统工作接地、安全保护接地、雷电保护接地等。将上述接地与建筑物电子信息系统采用共同的接地系统，并实施等电位连接措施。 共用接地装置的接地电阻按接入设备要求的最小值确定，不大于1Ω。 二、 接地装置的设计 （一）利用建筑物钢筋混凝土基础内的钢筋作为自然接地体，将基础底板上下两层主筋沿建筑物外圈焊接成环形，并将主轴线上的基础梁及结构底板上下两层主筋相互焊接做接地体。 （二）接地装置完工后，应实测其接地电阻，如大于1Ω，还应补设人工接地体，人工接地体采用以水平接地体为主的闭合环形接地网。 （三）各种接地引下线一般利用柱子或剪力墙内两根ø16mm 以上主筋通长相互焊接，引至局部等电位端子箱LEB ，再通过镀锌扁钢与各设备房接地干线相连。各种接地引下线的下端应通过镀锌扁钢或连接导线与基础接地网可靠焊接并作防腐。 （四）（本工程还采用一40mmX4mm 镀锌扁钢沿建筑物四周辐射成闭合形状的水平人工接地体与自然接地体相连。水平人工接地体埋深 ，规格材料满足规范要求。 （五） 变配电室内、强电竖井内采用一40mmX4mm 镀锌扁钢做接地干 线。 第六节 等电位联结设计 一 、 本工程采用总等电位联结，其总等电位联结线必须与楼内所有可 导电部分相互连接。 二、本工程在下列场所实施局部等电位联结：电梯机房、转换空调机房、水泵房、配电间、每层强电竖井等。 心得体会 一周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，和同学们相互探讨，相互学习，相互监督。学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。 课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础． 通过这次供配电设计，本人在多方面都有所提高。通过这次供配电设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次高层建筑供配电设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了建筑供配电系统设计等课程所学的内容，掌握建筑供配电设计的方法和步骤，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。 在这次设计过程中，体现出自己共同设计配电的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。 致谢： 在此感谢我们的曹祥红老师以及其它帮助我们的老师. ，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次供配电设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。 同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。 由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教, 我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。 在这里祝愿亲爱的老师新年愉快！ 参考文献 参考资料： [1] 《高层民用建筑设计防火规范》，GB50045-95 [2] 《民用建筑电气设计规范》，JGJ/T16-92 [3] 《低压配电设计规范》，GB5004-95 [4] 《人民防空地下室设计规范》，GB50038-94，2003 [5] 《人民防空工程设计防火规范》，GB50098-98，2001 [6] 《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》,GB50067-97 [7] 《火灾自动报警系统设计规范》，GB50116-98 [8] 《建筑物防雷设计规范》，GB50057-94,2000 [9] 《智能建筑设计标准》，GB50314-2000

通过这次课程设计，使我得到了很多的经验，并且巩固和加深以及扩大了专业知识面，锻炼综合及灵活运用所学知识的能力，正确使用技术资料的能力。知识系统化能力得到提高,设计过程中运用了很多的知识，因此如何将知识系统化就成了关键。如本设计中用到了工厂供电的绝大多数的基础理论和设计方案，因此在设计过程中侧重了知识系统化能力的培养，为今后的工作和学习打下了很好的理论基础。动得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

摘要：在工程电气设计领域中，电力系统的设备选型计算、校验计算无疑是最复杂和最烦琐的一件工作。问题复杂性在于电力系统运行的可靠性要求，必须将所有设备：如高压、低压配电设备、变电、输电线缆等设备全部计算选型校验，要考虑各种运行状态下的设备安全可靠运行，短路时可靠动作。由于设备多、回路多、系统复杂、校验项目多，造成了工作烦琐。目前国内尚无模拟电气工程师思路进行自动选型、校验计算的软件，以代替部分工作，把电气工程师真正从烦琐的计算和绘图中解放出来。我公司最新科研成果------供配电系统集成设计软件正好填补了这一空白。关键词：集成设计选型校验系统模型pivotalwords:IntegratedDesign,Selectandverifyequipmenttype、ConstitutePowerSystemmodel一、引言：在工程电气设计领域中，电力系统的设备选型计算、校验计算无疑是最复杂和最烦琐的一件工作。问题复杂性在于电力系统运行的可靠性要求，必须将所有设备：如高压、低压配电设备、变电、输电线缆等设备全部计算选型校验，要考虑各种运行状态下的设备安全可靠运行，短路时可靠动作。由于设备多、回路多、系统复杂、校验项目多，造成了工作烦琐。目前国内尚无模拟电气工程师思路进行自动选型、校验计算的软件，以代替部分工作，把电气工程师真正从烦琐的计算和绘图中解放出来。我公司最新科研成果------供配电系统集成设计软件正好填补了这一空白。二、详述：电气设计的目标我们只有了解了电气设计最终实现目标才能进行更明确的工作，为了详细说明一个变配电所的所有电气内容，通常需要出的图纸有：1．1电气主接线图或高压系统图1．2低压系统图1．3平面布置图、剖面图1．4配电柜立面图1．5电缆清册1．6设备材料表1．7电气计算书1．8二次控制原理图1．9二次外部线路图以上图纸中最复杂的图纸，工作量最大的莫过于高低压系统图，因为他们占用的计算工作量大。过去我们也提供一些计算工具软件，但大都是零散的，不系统的，比如负荷计算、电压损失计算、短路计算等，用户对整个系统的认识，一直停留在修改旧图，反复的计算-填写表格-替换设备-删除-复制等低级的劳动中，造成了劳动效率无法大幅度提高。而且由于缺乏整个供-配电系统结构的认识，往往上一级开关调整以后，没有改下一级开关，或上一级开关整定变了，没有跟着调整配线，造成许多前后不对照的错误图纸和问题工程。旧图中大量的图元各自独立并没有共性，所以难以大规模的一次性修改成功。旧图修改重复劳动特别多，反复的重复删除、复制、替换、文字、移动等命令，容易造成笔误。特别是当前工程设计周期被业主大幅度缩短，怎样提高设计、绘图效率就成为了一个关键性的问题。绘图计算软件的现状目前国内电气设计软件提供这部分的主要偏向于绘图功能。绘制高低压柜的一次方案，许多家厂商生产的软件都包含了这部分图库。我们绘图主要集中在插入相应的图块进行绘制，然后填写定货图表格。计算则是分开的。也有个别软件对高低压系统提供了部分计算，但大都是零碎的，不是对系统整体的计算，或是对其中一个回路、某一种负荷类型（如电动机）进行计算，其他回路或负荷类型无法计算，也无法作到上下级配合选型，也没有全面的综合校验电气设备所有技术参数，没有用电需求表，和实际工程需要的设计过程相差太多等等。所以在设计变配电所过程中，大部分工作仍集中在修改旧图，重新计算，选型上。计算机的辅助设计功能没有什么提高。电气设计的过程分析选型统一规定很多设计院在一个工程的协同设计过程中都采用了一种选型方案，比如高压配电柜选用KYN28，低压柜采用抽屉式MNS，主断路器采用CM1，电缆采用VV系列，等等，这个选型方案在同一工程中都是相同的。也可以应用到下一个工程中。用电需求定义水、暖、工艺等上行专业提供的用电需求,主要内容是用电设备的编号，设备名称，安装位置，额定电压，负荷等级，场所属性，负荷性质等对电气设计的要求。现在随着计算机普及，很多设计院已经使用EXCEL互提资料。负荷分配确定配电设备（配电箱、盘、柜）的位置，把每一个负荷分配到配电设备上。负荷计算对每个配电设备进行负荷计算。主要采用需要系数法。分配电中心计算选分配电中心（如某层的配电间、竖井、或机房的配电间）的配电柜供给下联的配电盘或箱。对这些配电盘、箱、柜进行选型。变配电中心计算选变配电中心对分配电中心供电。对变配电中心的所有设备包括母线、高压电缆、高压柜、低压柜、低压抽屉组件、低压出线等进行选型。短路计算选型完成以后，查表得出各组件和线缆的阻抗，并设定短路点，计算每个短路点的三相和单相短路电流。校验计算对于高低压设备进行短路校验、电压损失校验、电机启动校验以及灵敏度校验等。校验不合适的值，要重新进行选型。直到校验通过。绘制系统图根据系统模型，绘制系统图。排列柜子。根据平面情况，布置柜子。并绘制立面图、剖面图。根据柜子布置情况分别调整系统图抽屉柜位置和编号以及进线柜、母联柜位置回路库和设备库符号库高低压柜的一次方案是厂家样本提供的。在CAD绘图中要调用这些方案，必须将这些方案组织成一个回路库。每个回路都是由很多组件组成的。这些组件的电气属性（技术参数）则在设备库中定义。符号库是规定了这些组件对应的图例。以上三者在选型绘图过程中必不可少。为了应对众多的厂家和不同的型号规格产品，我们符号库、设备库、回路库都是开放的。用户可以新增设备系列，新增回路方案等等。符号库采用新国标图例。回路库和设备库也采用了最流行最先进的高低柜型号，特别是中国建筑标准所出的《统一技术措施电气设备选型卷》和电力出版社出的最新版《工厂常用电气设备手册》上下册以及上下册补充本。回路库结构中每个回路都可以设定盘内组件的型号规格和数量或额定电流、控制电机功率，这样完全按照样本提供的内容录入，对选型提供了“电子样本”。统一规定设定在做某一工程前，由电气专业项目负责人确定的设备选型的基本方案。该基本方案中将所有电气设备划分为供电、输电、配电、用电几类，用户只须对以上设备进行初步选型，确定设备的系列号以及相关参数。其它参数都可以自动选型。用电需求定义表用电需求表是用户自行录入的工程中所用到的所有用电设备列表。用户需要录入用电设备的安装位置、名称编号，设备容量，负荷性质等内容。可以从EXCEL中将水暖工艺提来的资料导入该表中，也可以将输入好的用电需求表导出到EXCEL中编辑。安装位置提供了一个很好的管理所有设备的结构，非常直观方便。系统模型的建立本软件设计宗旨和最终目标就是要实现电气设计的目标。即绘制出符合要求的图纸。而绘制图纸前就必须建立供配电系统。此前的设计软件都没有提出过集成设计的概念。 所谓集成设计，就是面向供配电系统整体的电气设计，他包括了统一规定初步选型，用电需求表定义，用电负荷的分配，负荷计算、选型计算、短路计算、校验计算等一系列综合复杂的设计过程。它可以建立供配电系统模型，并能详细的列出模型上每个供配电-输电-用电设备的工作（运行）属性、短路属性、电气属性。任何一个供配电-输电-用电设备都有三种属性，工作属性、短路属性、电气属性。工作属性是指当前选定的设备的工作电流、设备容量、工作电压、功率因数等情况。短路属性是指当前选定设备的短路阻抗、短路电流等情况。电气属性是该设备的出厂铭牌的电气型号规格和电气技术参数等。集成设计的流程是：用电负荷被人工添加到配电柜上。然后进行负荷计算，并自动选择配电柜内元件型号规格，选定短路参数可以进行短路校验。如果短路校验不通过，重新进行选型计算。系统模型的建立：要想实现对变配电所设备的整体选型校验和设计，必须建立整个工程的配电系统模型，才能够实现对所有设备的选校。一个好的系统模型首先比较直观，操作简单。上手快。组织严密。由于电气系统的树状结构和WINDOWS资源管理器的树状结构的相似性，我们完全可以利用WINDOWS资源管理器类似结构的树状系统来搭建一个模型，实现简单的配电系统。电力系统中最常用的电气连接关系就是串联和并联。所有的复杂的网络最后都可以看成是电气设备串联和并联不断组合搭建成的。从下图中可以看出，树节点上从左到右的组件名称关系就组成一个串联的电路：低压配电室(电源)à电缆à负荷开关à变压器à母线à进线柜 ……..从“3母线”节点下面所接的“3母线à抽屉柜2à抽屉柜3à抽屉柜4à抽屉柜5”是母线并联所连的若干个抽屉柜。这样搭建成的系统模型，具有形象直观、搭建简单、组织严密等特点。完全可以实现变配电所系统设计的所有功能。附图1对应的供配电系统如附图2所示。附图1附图系统模型的功能立系统模型是从工程中的配电中心（配电间、配电室）建立。 统模型可以直观看到开关柜一次方案图形。以方便选型 统模型可以对用电需求进行统一分配。确定所有用电设备的电源位置 4、系统模型可以对每个设备都能进行负荷计算。统计总负荷5、系统模型可以对电源进行全厂负荷统计，和无功补偿计算6、系统模型可以进行短路计算。短路计算包括无限大容量系统和有源系统的短路计算。搭建的任何模型都可以自动进行计算。短路阻抗数据库可以扩充。7、模型在负荷计算、短路计算、和初步选型方案基础上进行自动选型计算 8、系统模型选型计算后对参数进行校验计算，包括高低压设备、配电干线等所有设备都可以按照规范要求进行校验。统模型可以直观的看到配电中心内配电系统上任何一个设备目前的工作电流，短路点短路电流以及设备技术参数情况。 10. 可以自动输出高低压系统图，主接线图，设备材料表，电缆清册，计算书，和抽屉柜排列图等一系列图纸。完成辅助设计全过程。软件实现流程图 软件实现过程实际上就是对电气工程师设计过程的模拟和抽象。该流程深入体现了第三节所述的电气设计的全过程，模拟设计思路进行电气辅助设计。常用设备选型校验方案（部分） 压器选型:负荷分配->负荷计算->选型 低压母线选型 负荷分配->负荷计算->按正常工作电流选型效验内容如下：电机启动压降计算 电压损失计算 3、过载保护效验4、热稳定效验电缆导线选型 负荷计算->按正常工作电流选型1、效验电压损失：2、效验经济电流密度：3、效验热稳定4、效验过载保护低压开关选型 负荷计算->按照正常工作选型：1、选择壳架等级电流 2、选择脱扣器额定电流 3、根据回路保护设置要求，进行短延时，瞬时，长延时三个脱扣器额定电流的选型。1、效验极限分断能力2、效验开断电流3、效验灵敏度4、上下级配合效验5、过载保护效验高压开关选型 负荷计算->按正常工作电流选型 1、选择额定电流效验开断电流或开断容量。 效验最高工作电压、效验动稳定、效验热稳定。 10、集成设计软件的优点1．实现了真正意义上的供配电系统模型，是面向整体电力系统的电气设计软件。不同于以往零散的孤立模块，这样的好处是比较直观清楚的让电气工程师知道每个电气元件在电力系统中的位置，作用，运行状态和短路状态以及所有电气属性等。i.进行负荷计算、短路计算、选型计算和校验计算。集四大计算于一体，更加清晰明了选型结果。2．成设计便于负荷调整，回路替换，设备技术参数的修改。并提供一系列智能检测系统，保证前后上下级联关系正确，确保电气回路的参数的正确性。集成设计便于输出管理电缆表，设备表。集成设计提供了可扩充的回路库和设备库，完全仿照设备样本，全部开放。用户可增添新设备。集成设计提供给用户最方便直接的查询功能，点击任何一个系统模型上设备元件，都可以看到该设备的电压，流过的电流，功率等运行情况。也可以看到在该点短路时的短路阻抗，短路电流情况，甚至可以查询其他点短路，在该点的短路电流情况。集成设计的界面采用资源管理器式界面，只要会windows的人都可以建立一个系统模型。不需要另外增加学习时间。操作也是类似与资源管理器，极其容易上手。集成设计提供了很多常用供配电设备的选型，校验计算方法。用户可以采用某种方法进行校验，也可以都采用，根据需要进行校验。非常灵活。集成设计是面对电气设备的cad电气设计软件，不象以前那样需要一点点绘制图块，复制粘贴，电气工程师考虑的只有电气设计需要考虑内容，其他有关绘图的命令和操作和任何线条图元，一概不需要考虑。这才是真正意义上的电气设计专家系统。集成设计完全参考最新版的电气规范、设计手册、统一技术措施和强制性条文以及最新版电气设备手册。紧跟时代步伐。三、结论变配电所的负荷计算、短路计算、选型、校验计算是电气设计中最复杂的内容之一。我们应用CAM/CAD软件辅助设计实现这一专家系统，是电气设计行业一次最初步的尝试，具有重要的历史意义和广阔的实用价值。意味着国内电气设计CAD将突破原来偏重于绘图，而轻辅助设计的趋向，向着更加智能化的电气设计专家系统迈出了可喜的一步。参考书目：《工业与民用配电设计手册》第二版，中国航空工业规划设计院等编水利电力出版社《建筑电气设计实例图册》，北京照明学会设计委员会编中国建筑工业出版社《工厂常用电气设备手册》兵器部第五设计院编中国电力出版社《民用建筑电气设计手册》湖南电气情报网编中国建筑工业出版社《低压配电设计规范》GB50054-95中国计划出版社《供配电系统设计规范》GB50052-95中国计划出版社《民用建筑电气设计规范》JGJ-T16-92中国计划出版社

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