高檔別墅小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、.高檔別墅區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要本次設(shè)計(jì)題目為小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)通過(guò)降壓變壓器與10kv公共電源干線相連，然后向?qū)W校供給電能。該小區(qū)包括了別墅區(qū)，用電負(fù)荷較大，對(duì)供電可靠性要求也較高。因此，必須采用可靠性較高的接線形式。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：負(fù)荷計(jì)算、短路電流計(jì)算、電氣主接線的設(shè)計(jì)、電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)（包括主變壓器的選擇、斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇與校驗(yàn)、導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn)、電流互感器的選擇與校驗(yàn)、電壓互感器的選擇和避雷器的選擇等）和變配電所的布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其中，主接線代表了變配電所主體結(jié)構(gòu)，它對(duì)各種電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系，并將

2、長(zhǎng)期影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，本人參閱了大量的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、變配電所設(shè)計(jì)、建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范等相關(guān)的規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè)，最后對(duì)該校供配電系統(tǒng)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)為畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的是通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，鍛煉獨(dú)立分析和解決電氣設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，為未來(lái)的工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：變壓器、電氣主接線、電氣設(shè)備、繼電保護(hù). v.AbstractThis design topic is the power supply and distribution system for a residence community, this system

3、 is connected with the public line of 10kV through step-down transformers, and distribute electrical power to the residence community. The residence community includeVilla area section. The electrical charge is big , and the residence community demand of reliability of power supply is high, using th

4、e high reliable wiring form. This design main content includes: the charge computation, short-circuit current computation, electrical main wiring design, electrical equipment choice and verification (including main voltage transformer choice, circuit breaker and disconnecting switch with check-up, c

5、onductor choice with check-up, current transformer choice with check-up, voltage transformerchoice with check-up and lightning protector choice and so on),the disposal and configuration of the transformer substation design. Between them, the electrical main wiring has represented the main bodies str

6、ucture of the substation, it has the decisive relations about the electrical equipment choice, the power distribution equipment arrangement, the relay protection, the decision of automatic device and the control mode ,and it has long-term influence about the reliability，security， flexibility and eff

7、iciency of the electrical power system movement.In order to finish the design, I referring to the power supply and distribution design standard, the transformer substation design standard，the electrical design standard of architecture and so on, carry on the preliminary design to this power system.

8、This design is a graduation design .The purpose of this design is to give us a chance of synthetical usage of the knowledge we have learned. Besides, it can train our ability to analyze and solve practical problems in Construct electricity in dependently so that the theory is connected with practice

9、 and a solid base is made in favor of future work.Key word: transformer, electrical main wiring,electrical equipment，electrical equipment目 錄摘 要1Abstract2第一章 概述6第一節(jié) 設(shè)計(jì)的對(duì)象和主要任務(wù)6第二節(jié) 設(shè)計(jì)的原則和資料6第二章 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)7第一節(jié) 負(fù)荷計(jì)算7第二節(jié) 無(wú)功補(bǔ)償功率10第三章 變電所位置和型式的選擇12第四章 變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇13第一節(jié) 變電所主變壓器的選擇13第二節(jié) 變電所主結(jié)線方案選擇14第五章 短路電流

10、計(jì)算16第一節(jié) 短路電流計(jì)算的目的及方法16第二節(jié)短路電流計(jì)算16第六章 電氣設(shè)備的選擇18第一節(jié) 電氣設(shè)備選擇原則18第二節(jié) 電氣設(shè)備選擇21第三節(jié) 高低壓母線的選擇24第七章 變電所進(jìn)出線和鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇25第一節(jié) 10KV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇 25第二節(jié) 380V低壓出線的選擇25第三節(jié) 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)31第八章 變配電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定33第一節(jié) 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路33第二節(jié) 高低壓側(cè)的電能計(jì)量回路33第三節(jié) 變配電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路34第四節(jié) 變配電所的保護(hù)裝置35第九章 變配電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)38第一節(jié)

11、 變配電所的防雷保護(hù)38第二節(jié) 變配電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)38第十章 變配電所的布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41第一節(jié) 變配電所總體布置方案的設(shè)計(jì)要求41第二節(jié) 變配電所各室的具體布置與結(jié)構(gòu)要求41第三節(jié) 變配電所布置方案的確定44總 結(jié)45致 46參考文獻(xiàn)47附 錄48附錄一 外文資料翻譯481.1 原文481.2 譯文55附錄二 小區(qū)平面圖58附錄三 主接線圖593.1 主接線圖一593.2 主接線圖二60附錄四 變配電所布置圖61第一章 概 述第一節(jié) 設(shè)計(jì)的對(duì)象和主要任務(wù)1、 設(shè)計(jì)的對(duì)象本次設(shè)計(jì)的對(duì)象“高檔住宅小區(qū)”，它分為別墅區(qū)、公園、銀行、醫(yī)院等七部分，全小區(qū)總面積約490000平方米。別墅區(qū)為聯(lián)

12、排別墅共20排每排5戶，共100戶。由于小區(qū)屬高檔住宅區(qū)，所以小區(qū)內(nèi)部配置有相應(yīng)的小型醫(yī)院和娛樂(lè)場(chǎng)所（如小型游樂(lè)場(chǎng)、休閑會(huì)所、公園等）出于對(duì)小區(qū)的安全和自動(dòng)化管理配置有專用的小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)（如防盜報(bào)警系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)和確認(rèn)系統(tǒng)等）和消防報(bào)警和控制系統(tǒng)（如火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)與報(bào)警、消防備用聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)和緊急廣播系統(tǒng)等）。2、 設(shè)計(jì)的主要任務(wù)本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)有：負(fù)荷計(jì)算與無(wú)功補(bǔ)償、變配電所主變壓器和主接線方案、變配電所位置和型式的選擇、短路電流的計(jì)算、變配電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)、變配電所進(jìn)出線的選擇、變配電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定、變配電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)、變配電所

13、的布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。第二節(jié) 設(shè)計(jì)的原則和資料1、供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則（1）必須遵守國(guó)家的有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針、政策，包括節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。（2）應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全、供電可靠、電能質(zhì)量合格、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，設(shè)計(jì)中應(yīng)采用國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。（3）必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計(jì)方案。（4）應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與長(zhǎng)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)、近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。2、設(shè)計(jì)的原始資料（1）小區(qū)總平面圖（見(jiàn)附錄二）（2）小區(qū)負(fù)荷情況該

14、小區(qū)內(nèi)的銀行、醫(yī)院、小區(qū)監(jiān)控和消防為一級(jí)負(fù)荷；娛樂(lè)場(chǎng)所如休閑會(huì)所和游樂(lè)場(chǎng)的照明及設(shè)備屬與二級(jí)負(fù)荷；而普通照明三級(jí)負(fù)荷。（3）供電電源情況按照小區(qū)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本小區(qū)可由附近一條10KV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看小區(qū)總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號(hào)為L(zhǎng)GJ-185，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為1.0m；干線首端距離本小區(qū)約9Km。干線首端所裝高壓斷路器的斷流容量為500MVA，此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為2S。為滿足小區(qū)一.二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本小區(qū)高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空

15、線路總長(zhǎng)度達(dá)120Km，電纜線路總長(zhǎng)度為40Km。（4） 氣象資料本小區(qū)所在的年最高氣溫為35.1，年平均氣溫為17.3，年最底氣溫為-6.6，年最熱月平均氣溫為33.2，年最熱月平均氣溫為27.5，年最熱月地下0.8m處平均氣溫為25。年主導(dǎo)風(fēng)為東北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為22.6。（5） 地質(zhì)水文資料本小區(qū)所在地區(qū)平均海拔111.4m,地層以黃土為主,地下水位大于20m。（6） 電費(fèi)制度本小區(qū)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，小區(qū)最大負(fù)荷時(shí)的功率因素不得低于0.9。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性地向供電部門交納供電貼費(fèi)：610kV 為800元/kVA。第二章 負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償?shù)谝还?jié) 負(fù)荷計(jì)算

16、一、 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的（1） 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。 （2） 尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。（3） 平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)

17、荷。平均負(fù)荷用來(lái)計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。二、負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。(1)三相設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷基本公式: 有功功率：無(wú)功功率: 視在功率: 計(jì)算電流: (2)多組用電設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷基本公式:需求系數(shù):本次設(shè)計(jì)取三、負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果根據(jù)小區(qū)的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料，按照需要系數(shù)法，負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如表2-1編號(hào)名稱類別設(shè)備容量Pe/kw需要系數(shù)Kdcos tan計(jì)算負(fù)荷P30/kwQ30/kvarS30/kVAI301別墅區(qū)空調(diào)+電氣加熱裝置10000.80.80.7580060010001519.4照明4000.61.02402403

18、64.6消防+監(jiān)控1000.60.80.75604575114小計(jì)15001100645131519982小區(qū)路燈及公園用電照明451.00.451.894589.11001523醫(yī)院儀用500.30.551.521522.827.341.5照明300.61.0181827.4空調(diào)150.80.80.751291523消防50.60.80.7532.253.755.7小計(jì)1004834.0564.0597.64商業(yè)街空調(diào)電暖1200.80.80.759672120182照明800.61.0484873小計(jì)200144721682555休閑會(huì)所空調(diào)+電暖800.80.80.75644880121

19、.5照明400.61.0242436.5健身器材1000.40.71.024040.85786.6消防200.60.80.751291522.8小計(jì)24014097.8176267.46銀行空調(diào)400.80.80.7532244060.8照明400.71.0282842.5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000.60.80.75604575114消防200.60.80.751291522.8小計(jì)20013278158240.17游樂(lè)場(chǎng)照明200.71.0141421.3游樂(lè)器材300.40.71.021212.2417.226.1小計(jì)502612.2431.247.48小區(qū)監(jiān)控監(jiān)控1000.450.51.7345

20、77.8590136.7合計(jì)(308V側(cè))設(shè)入Kåp=0.92 Kåq=0.950.831545.61050.71868.93194.2第二節(jié) 無(wú)功補(bǔ)償功率一、無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康陌垂╇娋值囊?guī)定，低壓功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95，高壓功率因數(shù)要求0.9，凡達(dá)不到者，按規(guī)定罰款。采用無(wú)功補(bǔ)償，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，不僅可以節(jié)能，減少線路壓降，提高供電質(zhì)量，還可以提高系統(tǒng)供電的裕量。因此，建筑供電系統(tǒng)中的無(wú)功功率補(bǔ)償是必不可少的。二、并聯(lián)電容器的選擇計(jì)算方法：（1） 無(wú)功功率補(bǔ)償容量（單位為kvar）的計(jì)算（2）并聯(lián)電容器個(gè)數(shù)式中 qc單個(gè)電容器的容量（單位為kvar）由表2-1可知，該小區(qū)

21、380側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)為0.83。而供電部分要求該小區(qū)10KV 進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不應(yīng)低于0.90。考慮到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.90，暫取 0.92來(lái)計(jì)算380 V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進(jìn)行高壓集中補(bǔ)償?？蛇x用BWF10.5-50-1型的電容器Qc=P30（tanj1-tanj2） =1545.6×tan（arccos0.83）-tan（arccos0.92） =377.1kvar取Qc=450Kvar因此，其電容器的個(gè)數(shù)為： n = Qc/qC =450/50=9而由于電容器是單相的，所以

22、應(yīng)為3的倍數(shù)，取9個(gè) 正好 無(wú)功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： S30（2）= =1658.2KV·A變壓器的功率損耗為：QT = 0.06 S30（2）= 0.06 ×1658.2 = 99.492Kvar PT = 0.015 S30（2）= 0.015 ×1658.2= 24.9Kw變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為： P30= 24.9+1545.6=1570.5Kw Q30= 81.474+492.6=700.2Kvar S30 = 1719.2 KV .A無(wú)功率補(bǔ)償后，小區(qū)的功率因數(shù)為： cosj= P30/ S30= 1570.5/ 1719.20.9140

23、.9因此符合本設(shè)計(jì)要求。第三章 變電所位置和型式的選擇變電所選址的一般原則：1、盡量靠近負(fù)荷中心，以減少配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗及有色金屬消耗量。2、進(jìn)出線方便，特別是采用架空線進(jìn)出時(shí)應(yīng)考慮這一點(diǎn)。3、接近電源側(cè)，對(duì)總變、配電所特別要考慮這一點(diǎn)。4、設(shè)備運(yùn)輸方便。5、盡量避開(kāi)劇烈震動(dòng)和高溫場(chǎng)所。6、不宜設(shè)在有多塵和有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，則應(yīng)設(shè)在污源的上風(fēng)側(cè)。7、不宜設(shè)在廁所、浴池或其他經(jīng)常經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰。8、不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。9、高壓配電所應(yīng)盡量與車間變電所或有大量高壓用電設(shè)備建筑物合

24、建。10、不應(yīng)妨礙其他建筑物的發(fā)展，并適當(dāng)考慮今后的擴(kuò)建。以下采用負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心，在小區(qū)平面圖的下邊和左側(cè)作一個(gè)直角坐標(biāo)，圖3-1、采用負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心XåPi=550×0.2+48×0.2+36×0.3+36×0.3+36×0.5+36×0.5+550×0.6+132×0.6+140×0.9+45×0.9+26×0.9+45×0.4=794.3YåPi=550×0.5+36×0.2+36×0.2+36

25、15;0.7+36×0.7+550×0.5+45×0.4+45×0.4+26×0.9=696.6負(fù)荷中心坐標(biāo)為: X= XåPi/åPi=0.47km, Y=YåPi/åPi=0.42km因此該小區(qū)的負(fù)荷中心由上述計(jì)算得應(yīng)放在別墅住宅區(qū)中間道路的中部右側(cè)，且應(yīng)避開(kāi)進(jìn)入別墅區(qū)大門位置，具體位置如上圖3-1所示。第四章 變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇第一節(jié) 變電所主變壓器的選擇一、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇1、應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便其中一臺(tái)變壓

26、器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。2、對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)變壓器，以便高峰負(fù)荷期間兩臺(tái)運(yùn)行，而低谷負(fù)荷期間切除一臺(tái)，以減少變壓器損耗。3、 除上述情況外，一般三級(jí)負(fù)荷變電所可采用一臺(tái)變壓器。4、在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。二、變電所主變壓器容量的選擇(1)裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的變電所，主變壓器的容量ST應(yīng)滿足：SN.TS30 一般取S30=2000KV·AS30=1719.2KV·A 因此選2000KV·A的變壓器一臺(tái)，型號(hào)選S9-2000

27、/10(2)裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量ST應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： 任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，SN.T（0.6-0.7）×S30=（0.6-0.7）×1719.2=(1031.521203.44) KV·A 任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，SN.TS30（+）=(402.05+112.2)=514.25 KV·A因此選兩臺(tái)S9-1250/10型低壓損耗配電變壓器的聯(lián)結(jié)組別采用Yyn0。第二節(jié) 變電所主結(jié)線方案選擇一、變配電所主結(jié)線的選擇原則1.當(dāng)滿足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。2.當(dāng)變電所有兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母

28、線接線。3.當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺(tái)變壓器時(shí)，宜采用線路變壓器組結(jié)線。4.為了限制配出線短路電流，具有多臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行。5.接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開(kāi)關(guān)。 6.610KV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開(kāi)關(guān)。7.采用610 KV熔斷器負(fù)荷開(kāi)關(guān)固定式配電裝置時(shí)，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。8.由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計(jì)費(fèi)用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計(jì)量柜）。9.變壓器低壓側(cè)為0.4KV的總開(kāi)關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開(kāi)關(guān)

29、。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開(kāi)關(guān)和母線分段開(kāi)關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。10.當(dāng)?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開(kāi)關(guān)和母線分段開(kāi)關(guān)采用低壓斷路器時(shí)，在總開(kāi)關(guān)的出線側(cè)及母線分段開(kāi)關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開(kāi)關(guān)或隔離觸頭。二、主結(jié)線方案選擇方案一、裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案 (見(jiàn)附錄三)方案二、裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案 (見(jiàn)附錄三)兩種主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較 如表41所示 表41 兩種主接線方案比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案供電技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求較高供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變，電壓損耗約大由于兩臺(tái)主變，電壓損耗約小靈

30、活方便性只一臺(tái)主變，靈活性差由于兩臺(tái)主變，靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差較好經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額查表得S9-2000單價(jià)18.9萬(wàn)元，變壓器的綜合投資額約為單價(jià)的兩倍，因此綜合投資為萬(wàn)元查表得S9-1250單價(jià)15萬(wàn)元，變壓器的綜合投資額約為單價(jià)的四倍，因此綜合投資為萬(wàn)元，比一臺(tái)變壓器的方案多投資22.2萬(wàn)元高壓開(kāi)關(guān)柜的綜合投資額查表得GG-1A(F)型柜按每臺(tái)4.5萬(wàn)計(jì)，查表得綜合投資按設(shè)備價(jià)1.5倍計(jì)，因此其綜合投資約為4×1.5×4.527萬(wàn)元本方案采用6臺(tái)GG-1A(F)柜，其綜合投資約為6×1.5×4.540.5萬(wàn)元，比一臺(tái)主變的方案多投資

31、13.5萬(wàn)元。電力變壓器和高壓開(kāi)關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)37.8×0.0527×0.06（37.827）×0.06=7.41萬(wàn)元22.2×0.0513.5×0.06（22.213.5）×0.06=4.06萬(wàn)元交供電部門的一次性供電貼費(fèi)按1000元KVA計(jì)，貼費(fèi)為2000×0.1萬(wàn)元200萬(wàn)元貼費(fèi)為2×1250×0.1250萬(wàn)元，比一臺(tái)主變的方案多交50萬(wàn)元。從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案越優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案，按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接

32、線方案。但本高檔別墅小區(qū)，有一二級(jí)重要負(fù)荷所以決定裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的接線方案。第五章短路電流計(jì)算第一節(jié) 短路電流計(jì)算的目的及方法短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明

33、其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。對(duì)于小區(qū)供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對(duì)單位制法）；本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路電流計(jì)算。第二節(jié)短路電流計(jì)算一、繪制計(jì)算電路。系統(tǒng)（1）500MVALGJ-120，10Km（2）K-1S9-1250S9-1250（3）3）（4）K-2220/380V如圖5-1所示二、確定基準(zhǔn)值。取=100MV·A Ud1=10.5KV Ud2=Uc2=0.4K

34、V而Id1= = =5.50KA Id2= =144KA三、計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值。（1）、電力系統(tǒng)=0.2（2）、架空線路查表得X0=0.35W/，因此（3）、電力變壓器 查表得Uz%=4.5，因此因此繪制等效電路，如圖5-2所示1/0.22/3.173/3.64/3.6K-1K-21、 計(jì)算K-1點(diǎn)（10.5KV側(cè)）的短路總電抗及三相短路電流和短路容量。（1）、總電抗標(biāo)幺值（2）、三相短路電流周期分量有效值（3）、其它短路電流（4）、三相短路容量2、計(jì)算K-2點(diǎn)（0.4KV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量。（1）、總電抗標(biāo)幺值= =5.17（2）、三相短路電流周期

35、分量有效值（3）、其它短路電流（4）、三相短路容量以上計(jì)算結(jié)果綜合如表5-1所示。表5-1 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVAK-11.6321.6321.6324.1622.46429.67K-227.8527.8527.8551.24430.35619.34第六章  電氣設(shè)備的選擇第一節(jié) 電氣設(shè)備選擇原則一、電氣設(shè)備選擇的一般原則正確選擇電器是使電氣接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件，電器要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來(lái)檢驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。（1）、按正常工作條件選擇電器額定電壓和最高工作電壓 電器允許最高工作電壓UOLm

36、不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓，即UOLmUSM一般電器允許的最高工作電壓:當(dāng)額定電壓在220kV及以下時(shí)為1.15UX,額定電壓為330500kV時(shí)為1.1UX，而實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓USM一般不超過(guò)1.1UNS，因此在選擇電器時(shí)，一般可按照電器的額定電壓UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓UNS的條件選擇。即UNUNS額定電流電器的額定電流IN是指在額定周圍環(huán)境Q0溫度下，電器的長(zhǎng)期允許電流，IN應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流Imax，即INImax由于變壓器在電壓下降5%時(shí)出力保持不變，故其相應(yīng)回路的Imax為變壓器的額定電流的1.05倍，若變壓器有過(guò)負(fù)荷運(yùn)行的可能時(shí)，

37、Imax應(yīng)按過(guò)負(fù)荷確定，母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺(tái)變壓器的Imax。（2）、按短路情況校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路電流通過(guò)電器時(shí)，電器各部件溫度不超過(guò)允許值，滿足熱穩(wěn)定的條件為：I2ctQk 其中式中：QK-短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)Ict電器允許通過(guò)的熱穩(wěn)定電流和時(shí)間。電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn) 電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，亦稱動(dòng)穩(wěn)定，滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為：iesiSh或IesIsh 式中Ish. ish斷路沖擊電流幅值及其有效值 Ies. ies-電器允許通過(guò)的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值及其有效值下列情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定(1)用熔斷器保護(hù)的電器，其熱能穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證,故可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定(2

38、)采用限流電阻熔斷器保護(hù)的設(shè)備可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定(3)裝設(shè)有電壓互感器回路中的裸導(dǎo)體和電器可不校驗(yàn)動(dòng)熱穩(wěn)定.二、高壓斷路器的選擇原則（1）斷路器種類的型式的選擇 按照斷路器采用的滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般可分為多油式斷路器，少油式斷路器，壓縮空氣高壓斷路器SF6斷路器，真空斷路器。（2）額定電壓的選擇： UeUg（3）額定電流的選擇:IeImax（4）開(kāi)斷電流的選擇高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流INbr不應(yīng)小于實(shí)際開(kāi)斷瞬間的短路電流周期分量,即InbrIpt當(dāng)斷路器的INbr較系統(tǒng)短路電流大很多時(shí),為了簡(jiǎn)化計(jì)算,也可用次暫態(tài)電流I"進(jìn)行選擇,即INbrI"（5）ixd的選擇 斷路器的額

39、定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路最大沖擊值ish 即incLish（6）熱穩(wěn)定校驗(yàn) I2ctQk（7）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) iesish三、隔離開(kāi)關(guān)的選擇原則（1）種類和形式的選擇 隔離開(kāi)關(guān)的形式很多，按安裝地點(diǎn)可分為屋內(nèi)式和屋外式,按絕緣支柱數(shù)目又分為單柱式、雙柱式和三相五柱式。（2）額定電流選擇：INImax（3）額定電壓選擇: UNUNS（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn):I2ctQK（5）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn):iesish四、電流互感器的選擇原則（1）一次回路額定電壓和電流的選擇即應(yīng)滿足：UNUNS INImax（2） 二次回路額定電流有5A和1A兩種,一般弱電流系統(tǒng)用1A,強(qiáng)電流系統(tǒng)用5A。當(dāng)配電裝置距控制室較遠(yuǎn)時(shí)，為提高準(zhǔn)確級(jí)，

40、應(yīng)盡量用1A。（3）電流互感器種類和形式的選擇在選擇互感器時(shí)，應(yīng)根據(jù)安裝地點(diǎn)（如屋內(nèi)、屋外）和安裝方式（如穿墻式、支持式、裝入式等）選擇其型式。（4）電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)和額定容量的選擇 為了保證電感器的準(zhǔn)確級(jí)，互感器二次測(cè)所接負(fù)荷S2應(yīng)不大于該準(zhǔn)確級(jí)所規(guī)定的額定容量SN2即 SN2S2=I2N2Z2 互感器二次負(fù)荷包括測(cè)量?jī)x表,電流線圈電阻,連接導(dǎo)線電阻和接觸電阻,即ZH=ra+ rre +r1+rc式中ra 、rre可由回路是所接儀表和繼電器的參數(shù)求得rc一般取0.1,僅連線電阻r1為未知數(shù) sN2-I2N2 (ra+rre+rc) r1I2N2（5）熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電流互感器熱穩(wěn)定能力常

41、以1s所允許的熱穩(wěn)定電流It或一次額定電流IN1的倍數(shù)Ke表示。故熱穩(wěn)定應(yīng)按下式校驗(yàn)。即I2ttQk或（ktIN1）2QK (t=1)電流互感器內(nèi)部動(dòng)穩(wěn)定能力可用下列校驗(yàn)：iesish或21/2INkesish對(duì)于瓷絕緣型電流互感器應(yīng)校驗(yàn)瓷套管的機(jī)械強(qiáng)度,故外部動(dòng)穩(wěn)定應(yīng)滿足:Fal0.5×1.73×10-7i2shL/a五、電壓互感器的選擇原則（1）種類和形式的選擇應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)和使用條件進(jìn)行選擇電壓互感器的種類和形式。（2）電壓的選擇電壓互感器的額定一次電壓，應(yīng)與安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓相適應(yīng)，其確定二次電壓一般為100V。（3）準(zhǔn)確級(jí)的要求選擇電壓互感器滿足準(zhǔn)確級(jí)要求的條

42、件，也是其二次負(fù)荷不得大與規(guī)定準(zhǔn)確級(jí)所要求的額定二次容量即。第二節(jié) 電氣設(shè)備選擇一、10KV高壓電器設(shè)備選擇（1）高壓斷路器的選擇校驗(yàn)回路最大持續(xù)工作電流選擇：根據(jù)斷路器選擇原則選擇SN-101000型斷路器，其參數(shù)如下：額定電流IN (A)額定斷流Soc (MVA)極限電流峰imax (KA)4S熱穩(wěn)定電流It(KA)100050031.531.5校驗(yàn)：額定工作電壓10KV線路電壓10KV。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：imax=31.5KA，ish=4.162KA，則極限電流峰imaxk-1點(diǎn)最大沖擊電流ish 符合要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：It2t=31.52×4=3969 KA2·Stima

43、=tk+0.05× =2+0.2+0.05=2.252 tima=1.6322×2.25=6KA2·SIt2t2 tima 滿足要求。斷流容量校驗(yàn)：額定斷流容量Soc=500MVA 三相短路容量Sk=29.67MVA SocSk 滿足要求。經(jīng)上述校驗(yàn)所選斷路器滿足設(shè)計(jì)選擇需求?。?）戶內(nèi)高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇校驗(yàn)。根據(jù)隔離開(kāi)關(guān)的選擇原則INIgmax，所以選擇GN-10T/200的隔離開(kāi)關(guān)，其參數(shù)如下：額定電流IN (A)動(dòng)穩(wěn)定電流峰imax (KA)5S熱穩(wěn)定電流It (KA)20025.510校驗(yàn)：額定工作電壓10KV線路計(jì)算電壓10KV動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：imax=25

44、.5KA，ish=4.162KA，則動(dòng)穩(wěn)定電流峰值imaxk-1點(diǎn)最大沖擊電流ish 符合要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2t=102×5=500 KA2·Stima=tk+0.05× =2+0.1+0.05=2.152 tima=1.6322×2.15=5.73KA2·S It2t2 tima滿足要求經(jīng)上述校驗(yàn)所選斷路器滿足設(shè)計(jì)選擇需求?。?）戶外高壓隔離開(kāi)關(guān)的選擇校驗(yàn)：選擇：GW9-10G/200型高壓隔離開(kāi)關(guān)，其參數(shù)如下：額定電流IN (A)動(dòng)穩(wěn)定電流峰imax (KA)5S熱穩(wěn)定電流It (KA)200157校驗(yàn)：額定工作電壓10KV線路計(jì)算電

45、壓10KV動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：imax=15KA，ish=4.162KA，則動(dòng)穩(wěn)定電流峰值imaxk-1點(diǎn)最大沖擊電流ish 符合要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2t=72×5=245KA2·S tima=tk+0.05× =2+0.1+0.05=2.152 tima=1.6322×2.15=5.73KA2·S It2t2 tima 滿足要求。. 經(jīng)上述校驗(yàn)所選高壓隔離開(kāi)關(guān)滿足設(shè)計(jì)選擇需求?。?）高壓熔斷器選擇校驗(yàn)：根據(jù)高壓熔斷器的選擇原則，選擇RN2-10型高壓熔斷器，其參數(shù)如下：額定電壓UN (KV)額定電流IN (A)最大開(kāi)斷電流(KA)100.550校

46、驗(yàn)：最大開(kāi)斷電流50KAIK-1(3) = 1.632KA額定工作電壓10KV線路電壓10KV額定工作電流0.5A可作為電流互感器的短路和過(guò)負(fù)荷保護(hù)設(shè)備使用經(jīng)上述校驗(yàn)所選高壓熔斷器滿足設(shè)計(jì)選擇需求?。?）電壓互感器選擇校驗(yàn)：選擇：JDJ-100.1 JDZJ-10校驗(yàn):額定工作電壓10KV線路電壓10KV電壓互感器一二次側(cè)裝有熔斷器保護(hù)因此不需要進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。（6）電流互感器選擇校驗(yàn)：選擇: LQJ-10 150/5 校驗(yàn)：額定工作電壓10KV線路電壓10KV額定一次電流150A線路計(jì)算電流102.4A動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：額定動(dòng)穩(wěn)定電流有效值35.8KA ish(3) = 4.162KA

47、 符合要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)： It2t=13.52×1=182.25 KA2·S tima=tk+0.05×=2+0.1+0.05=2.152 tima=1.6322×2.15=5.73KA2·S It2t2 tima 滿足要求。（7）避雷器選擇校驗(yàn)：選擇FS4-10型。二、380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)（1）低壓斷路器的選擇校驗(yàn)：根據(jù)：，選擇DW15-4000斷路器，一般斷流能力=80KA>27.856KA（短路電流）,滿足要求。（2）380V用戶出線斷路器的選擇校驗(yàn)：根據(jù)：，選擇DZ20-12503斷路器，一般斷流能力=80KA>27

48、.856KA（短路電流）,滿足要求。（3）電流互感器的選擇校驗(yàn)：選擇: LMZJ1-0.5 LMZ1-0.5（4）低壓開(kāi)關(guān)的選擇校驗(yàn)：根據(jù)：，選擇HD13-1000/31斷路器，選擇:HD13-1000/31校驗(yàn):額定工作電壓380V線路電壓380V額定工作電流1000A線路計(jì)算電流102.4A額定通斷能力1000A第三節(jié)高低壓母線的選擇查表10KV母線選LMY-3（40×4），即母線尺寸為40×4；380V母線選LMY-3（120×10）80×6，即相母線尺寸為120×10，中性母線尺寸為80×6。第七章 變電所進(jìn)出線和鄰近單位聯(lián)絡(luò)

49、線的選擇第一節(jié) 10KV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇一、10KV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)采用LJ型鋁鉸線架空敷設(shè)，接往10KV公共干線（1） 按發(fā)熱條件選擇由I30=I1N·T=144.3A及室外環(huán)境溫度35，查表得，初選LJ-35，其35時(shí)的Ial151AI30，滿足發(fā)熱條件。（2） 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表得，最小允許截面Amin=352,因此LJ-35滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。由于此路線很短，不需校驗(yàn)電壓損耗。二、由高壓配電室至主變壓器的一段引入電纜的選擇校驗(yàn)采用YJ22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（1） 按發(fā)熱條件選擇：由I30=I1N·T=144.3A及土壤溫度25

50、，查表，初選纜芯為702的交聯(lián)電纜，其Ial=152AI30,滿足發(fā)熱條件。（2） 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定：因此，YJL22-10000-3×70電纜滿足要求。第二節(jié) 380V低壓出線的選擇一、饋電給沿街商鋪的線路采用VV22-1000型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。（1） 按發(fā)熱條件選擇由I30=255A及地下0.8m土壤溫度為25，查表，初選2402，其Ial=310AI30,滿足發(fā)熱條件。（2）校驗(yàn)電壓損耗 由小區(qū)平面圖量得變電所至沿街商鋪距離約200m。而查表得2402的鋼芯電纜的，,且沿街商鋪的計(jì)算得：滿足電壓損耗5%的要求。三短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面：（式

51、中tima變電所高壓側(cè)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器時(shí)間0.2s再加0.05s。）2402為前面所選纜心截面大于Amin，滿足熱穩(wěn)定度要求，因此選VV22-1000-3×2401×150的四芯電纜。二、饋電給休閑會(huì)所的線路采用YJ22-1000型交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。（一）按發(fā)熱條件選擇由I30=267.4A及地下0.8m土壤溫度為25，查表，初選3002，其Ial=471AI30,滿足發(fā)熱條件。（二）校驗(yàn)電壓損耗由小區(qū)平面圖量得變電所至休閑會(huì)所距離約360m。而查表得3002的銅芯電纜的，,且休閑會(huì)所的計(jì)算得：滿足電壓損耗5%的

52、要求。(三) 短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面：（式中tima變電所高壓側(cè)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器時(shí)間0.2s再加0.05s。）3002為前面所選纜心截面大于Amin，滿足熱穩(wěn)定度要求，因此選YJ22-1000-3×3001×150的四芯電纜。三、饋電給銀行的線路采用YJ22-1000型交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（一）按發(fā)熱條件選擇由I30=240.1A及地下0.8m土壤溫度為25，查表，初選3002，其Ial=365AI30,滿足發(fā)熱條件。（二）校驗(yàn)電壓損耗由小區(qū)平面圖量得變電所至銀行距離約300m。而查表得3002的銅芯電纜的，,且銀行的計(jì)算得：滿足電壓損