某學校供配電設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計I摘要本次設(shè)計題目為某市實驗中學供配電系統(tǒng)設(shè)計，該系統(tǒng)通過降壓變壓器與10kv公共電源干線相連，然后向?qū)W校供給電能。該校對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)計主要內(nèi)容包括：負荷計算、短路電流計算、電氣主接線的設(shè)計、電氣設(shè)備的選擇與校驗（包括主變壓器的選擇、斷路器及隔離開關(guān)的選擇與校驗、導(dǎo)體的選擇與校驗、電流互感器的選擇與校驗、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。其中，主接線代表了變配電所主體結(jié)構(gòu)，它對各種電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系，并將長期影響電力系統(tǒng)運行的可靠性、安全性、靈活性和經(jīng)濟性。在設(shè)計的過程中，本人參閱了大量的供配電系統(tǒng)設(shè)計、變配電所設(shè)計、建筑電氣設(shè)計規(guī)范等相關(guān)的規(guī)范和設(shè)計手冊，最后對該校供配電系統(tǒng)進行了初步設(shè)計。本設(shè)計為畢業(yè)設(shè)計，其目的是通過設(shè)計實踐，綜合運用所學知識，理論聯(lián)系實際，鍛煉獨立分析和解決電氣設(shè)計問題的能力，為未來的工作奠定堅實的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：變壓器電氣主接線電氣設(shè)備繼電保護PAGEPAGEIIAbstractThisdesigntopicisthepowersupplyanddistributionsystemforaexperimentalhighschoolofAcity,thissystemisconnectedwiththepubliclineof10kVthroughstep-downtransformers,anddistributeelectricalpowertoexperimentalhighschoolofAcity.TheexperimentalhighschoolofAcityelectricalchargeisbig,andtheschool’demandofreliabilityofpowersupplyishigh,usingthehighreliablewiringform.Thisdesignmaincontentincludes:thechargecomputation,short-circuitcurrentcomputation,electricalmainwiringdesign,electricalequipmentchoiceandverification(includingmainvoltagetransformerchoice,circuitbreakeranddisconnectingswitchwithcheck-up,conductorchoicewithcheck-up,currenttransformerchoicewithcheck-up,voltagetransformerchoicewithcheck-upandlightningprotectorchoiceandsoon),thedisposalandconfigurationofthetransformersubstationdesign.Betweenthem,theelectricalmainwiringhasrepresentedthemainbodiesstructureofthesubstation,ithasthedecisiverelationsabouttheelectricalequipmentchoice,thepowerdistributionequipmentarrangement,therelayprotection,thedecisionofautomaticdeviceandthecontrolmode,andithaslong-terminfluenceaboutthereliability，security，flexibilityandefficiencyoftheelectricalpowersystemmovement.Inordertofinishthedesign,Ireferringtothepowersupplyanddistributiondesignstandard,thetransformersubstationdesignstandard，theelectricaldesignstandardofarchitectureandsoon,carryonthepreliminarydesigntothispowersystem.Thisdesignisagraduationdesign.Thepurposeofthisdesignistogiveusachanceofsyntheticalusageoftheknowledgewehavelearned.Besides,itcantrainourabilitytoanalyzeandsolvepracticalproblemsinConstructelectricityindependentlysothatthetheoryisconnectedwithpracticeandasolidbaseismadeinfavoroffuturework.Keywords:transformer,electricalmainwiring,electricalequipment，relayprotectionPAGEii目錄摘要Abstract第1章緒論 11.1供配電設(shè)計的意義和要求 11.2供配電設(shè)計必須遵循的一般原則 11.3設(shè)計步驟 21.4本次設(shè)計的主要工作 4第2章系統(tǒng)計算負荷及無功功率補償 52.1負荷計算 52.1.1負荷計算的內(nèi)容和目的 52.1.2計負荷的確定 52.1.3按需要系數(shù)法確定計算負荷的公式 62.1.4負荷計算的結(jié)果 62.2無功功率補償及其計算 92.2.1無功補償?shù)哪康?92.2.2無功功率的人工補償裝置 92.2.3并聯(lián)電容器的選擇計算方法 102.2.4無功功率補償?shù)挠嬎?10第3章 變配電所位置和主變壓器及主接線方案的選擇 123.1變配電所位置的選擇 123.1.1變配電所型式的概述 123.1.2變配電所位置選擇的一般原則 123.2負荷中心的確定 133.3變電所主變壓器的選擇 133.3.1變電所主變壓器選型的原則 133.3.2變電所主變壓器臺數(shù)的選擇 143.3.3變電所主變壓器容量的選擇 143.4變配電所主接線方案的選擇 153.4.1變配電所主接線設(shè)計要求 153.4.2變配電所主接線方案的擬定 16第4章短路電流計算 204.1計算短路電流的目的 204.2短路計算的方法 204.3標么值法計算短路電流 204.3.1標么值的概念 204.3.2電力系統(tǒng)各元件電抗標么值的計算 214.3.3用標么值法進行短路計算的方法 214.4短路電流的計算過程與結(jié)果 22第5章變配電所一次設(shè)備的選擇校驗 255.1一次設(shè)備選擇與校驗的條件與項目 255.1.1一次設(shè)備選擇與校驗的條件 255.1.2一次設(shè)備選擇與校驗的項目 255.2一次設(shè)備選擇依據(jù) 265.2.1按正常工作條件選擇 265.3一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗 295.3.110KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 295.3.2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 325.4高低壓母線的選擇 33第6章變配電所進出線的選擇 346.1電纜型式的選擇 346.1.1高壓電纜線的選擇 346.1.2低壓電纜線 346.2導(dǎo)線和電纜截面的選擇依據(jù) 346.2.1按發(fā)熱條件選擇或校驗導(dǎo)線和電纜的截面 346.2.2按電壓損耗校驗導(dǎo)線和電纜的截面 356.2.3按短路熱穩(wěn)定校驗導(dǎo)線和電纜的截面 356.3導(dǎo)線和電纜截面的選擇過程 366.3.110KV高壓進線和引入電纜的選擇 366.2.2380V低壓出線的選擇 376.2.3導(dǎo)線和電纜截面的選擇結(jié)果 426.2.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗 43第7章變配電所二次回路的選擇與繼電保護的整定 447.1高壓斷路器的操動機構(gòu)控制與信號回路 447.2高低壓側(cè)的電能計量回路 447.3變配電所的測量和絕緣監(jiān)察回路 447.4變配電所的保護裝置 467.4.1主變壓器的繼電保護裝置的配置要求 467.4.2主變壓器的繼電保護裝置的選擇依據(jù) 467.4.3主變壓器的繼電保護裝置的選擇 477.4.4變配電所低壓側(cè)的保護裝置的選擇 49第8章變配電所防雷保護和接地裝置的設(shè)計 518.1變配電所的防雷保護 518.1.1直擊雷保護 518.1.2雷電侵入波的保護 518.2變配電所公共接地裝置的設(shè)計 528.2.1設(shè)計依據(jù) 528.2.2設(shè)計過程與結(jié)果 53總結(jié) 55致謝 56參考文獻 57附錄一實驗中學平面圖 68附錄二實驗中學主接線圖 69第1頁共69頁第1章緒論1.1供配電設(shè)計的意義和要求在日常生活、工廠中，電能雖然是生產(chǎn)生活的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。但是如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。從另一方面來說，電能不光給我們的日常生活帶來許多便利，更重要的是它已經(jīng)成為我們賴以生存的必需品。因此，做好供配電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，促進人類文明具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是供配電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好供配電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。供配電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和日常生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求：1、安全在電能的供應(yīng)、傳輸、分配和使用中，應(yīng)確保不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2、可靠在電力系統(tǒng)的運行過程中，應(yīng)避免發(fā)生供電中斷，滿足電能用戶對供電可靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì)就是要滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4、經(jīng)濟降低電力系統(tǒng)的投資和運行費用，并盡可能地節(jié)約有色金屬的消耗量，通過合理規(guī)劃和調(diào)度，減少電能損耗，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。此外，在供配電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。1.2供配電設(shè)計必須遵循的一般原則1）必須遵循國家的有關(guān)法令、標準和規(guī)范，執(zhí)行國家的有關(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)先進和經(jīng)濟合理，設(shè)計中應(yīng)采用符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的效率高、耗能低、性能先進的電氣。3）必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計方案。4）應(yīng)根據(jù)工程特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠近結(jié)合，以近期為主，適當考慮擴建的可能性。關(guān)于負荷性質(zhì)，按GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)電力負荷對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟上所造成的損失或影響程度，電力負荷分為以下三級：1、一級負荷中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失者。2、二級負荷中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失者，例如：主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電將影響重要用電單位的正常工作者。3、三級負荷不屬于一級和二級負荷電力負荷。對一級負荷，應(yīng)由兩個電源供電。當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應(yīng)同時受到損壞。一級負荷中特別重要的負荷，除應(yīng)由兩個電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴禁將其它負荷接應(yīng)急供電系統(tǒng)。對二級負荷，宜由兩回線路供電。在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時，二級負荷可由一回6kV及以上專用的架空線路或電纜供電。當采用架空線時，可為一回架空線供電。當采用電纜線路時，應(yīng)采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應(yīng)能承受100%的二級負荷。1.3設(shè)計步驟供配電設(shè)計內(nèi)容主要包括變配電設(shè)計、高壓配電線路設(shè)計、低壓配電線路設(shè)計和電氣照明設(shè)計等。其設(shè)計步驟一般如下：1．收集原始資料在動手設(shè)計之前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，收集用電設(shè)備的性質(zhì)、特征、功率、布局、環(huán)境及氣象條件；各用電單位的平面圖及斷面圖；用電設(shè)備平面布置圖；電源的電壓、容量及可能提供的供電方式。2．電力負荷的分析計算根據(jù)提供的各用電單位的電力負荷清單，分析那些電力設(shè)備屬一級負荷，那些屬二級負荷，那些屬三級負荷，然后按需要系數(shù)法分別計算出各用電單位及全部的計算負荷，在中學平面圖上畫出各用電單位的負荷圖。根據(jù)各用電單位的負荷性質(zhì)及平面布局，確定在那些地方設(shè)變電所及各變電所中的變壓器臺數(shù)。然后根據(jù)確定的變電所布局，擬出各用電單位變電所供電范圍，并計算各變電所的計算負荷。3．中學配電系統(tǒng)設(shè)計中學配電系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計所提供的設(shè)備平面布置圖、擬出兩種可行的中學配電系統(tǒng)方案進行比較后，確定一種方案。4．低壓配電屏的選擇5．選擇高壓電器6．變配電所平面布置設(shè)計：根據(jù)變電所應(yīng)靠近負荷中心及進出線方便的原則，確定變電所的位置，然后根據(jù)環(huán)境條件確定變壓器是放在戶外還是室內(nèi)。7．測量保護8．防雷凡是與架空線路相連的進出線，在入戶處、變電所母線上都要裝一組YW型避雷器。9．接地按規(guī)定10KV配電裝置的構(gòu)架，變壓器380V的中性點及外殼，以及380V電氣設(shè)備的金屬外殼等都需要接地，其接地電阻要求小于4Ω。（1）接地電阻的計算（2）接地體的布置（3）列出人工接地所需的材料的規(guī)格和數(shù)量。10．繪變電所系統(tǒng)圖。1.4本次設(shè)計的主要工作本次設(shè)計是對A市實驗中學供配電系統(tǒng)進行設(shè)計。在本次設(shè)計中，對實驗中學的負荷進行確定計算﹑變電所位置的選擇﹑變壓器和主結(jié)線方案的確定﹑短路電流的計算﹑一次設(shè)備的選擇校驗﹑變電所進出線的選則﹑二次回路方案的選擇與繼電保護的整定基防雷與接地的設(shè)計。在防雷設(shè)計時采用建筑本身結(jié)構(gòu)鋼筋或鋼結(jié)構(gòu)等自然金屬體作為防雷裝置的一部分。針對本次設(shè)計力求做到積極采用先進﹑可靠﹑適用的裝備，實現(xiàn)無油化﹑絕緣化﹑組合化﹑自動化﹑少污染﹑免維護等一系列高科技裝備技術(shù)。供配電系統(tǒng)，照明系統(tǒng)，消防系統(tǒng)，防雷系統(tǒng)是建筑電氣的重要組成部分。本設(shè)計本著對安全性，可靠性，先進性和經(jīng)濟性的追求，著重對A市實驗中學供配電系統(tǒng)的部分展開了設(shè)計。第5頁共69頁第2章系統(tǒng)計算負荷及無功功率補償計算負荷是確定供配電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護的重要數(shù)據(jù)；計算負荷確定的是否正確，直接影響到電器和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟合理。采用無功補償，提高了系統(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。本章采用需要系數(shù)法對學校的各類用電負荷進行詳細計算，并采用并聯(lián)電容器方法對低壓進行集中補償，以提高功率因數(shù)。2.1負荷計算2.1.1負荷計算的內(nèi)容和目的（1）負荷計算的內(nèi)容包括設(shè)備功率計算，計算負荷，尖峰電流，一、二級負荷和平均負荷等內(nèi)容。計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷，其熱效應(yīng)與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計中，通常采用30分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（2）負荷計算的目的是為了合理的選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線、開關(guān)電器、變壓器等元件、整定繼電保護，使電氣設(shè)備和材料得以充分利用和安全運行。2.1.2計負荷的確定計算負荷的方法主要有需要系數(shù)法和二項式法。前一種方法比較簡便，在設(shè)計單位的使用最為普遍。當用電設(shè)備臺數(shù)較多、各臺設(shè)備容量相差不甚懸殊時，通常都采用需要系數(shù)法計算。當用電設(shè)備臺數(shù)較少而容量又相差懸殊時，則宜采用二項式法計算，凡是民用建筑中的負荷，一般都是用需要系數(shù)Kd進行計算的。它既簡便又實用，因為民用建筑中單機負荷較大的各類設(shè)備都是采用單機組或同類機群放射式供電，在計及供電線路、開關(guān)時，都是用單機的額定電流或起動電流進行選型或校驗的，所以普遍采用需要系數(shù)法。本設(shè)計則采用需要系數(shù)法來確定計算負荷。2.1.3按需要系數(shù)法確定計算負荷的公式（1）有功計算負荷（單位為kw）式中Pe——用電設(shè)備組總的設(shè)備容量（不含備用設(shè)備容量，單位為kw）。Kd——用電設(shè)備組的需要系數(shù)。（2）無功計算負荷（單位為kvar）（3）視在計算負荷（單位為KVA）（4）計算電流（單位為A）（5）多組用電設(shè)備有功計算負荷基本公式：同時系數(shù):本次設(shè)計取2.1.4負荷計算的結(jié)果根據(jù)實驗中學計資料，按照需要系數(shù)法，負荷計算結(jié)果如表2-1所示。表2-1負荷計算表建筑名稱負荷性質(zhì)數(shù)量總?cè)萘啃枰禂?shù)cosφtgφ計

算

負

荷1#-2#教學樓熒光燈288211.5220.80.551.5218.43227.64833.513白熾燈4421.7620.951.003.34403.344投影機2424.820.60.80.755.764.327.2空調(diào)2424820.70.80.7567.250.484消防電3640.720.50.80.7520.3615.2725.45合計172.88115.09697.638150.93229.3綜合樓（包括實驗室，機房，禮堂，會議室，醫(yī)務(wù)室）熒光燈1947.760.80.551.526.2089.43611.287白熾燈441.760.951.001.67201.672空調(diào)30600.70.80.754233.652.5電腦320960.30.80.7528.821.636實驗器材200.81.0016016消防電1620.300.50.80.7510.167.6212.7合計205.84104.8472.256127.33193.46辦公樓熒光燈32012.80.850.551.5210.8816.537619.78白熾燈801.20.951.001.1401.14電腦160480.30.80.7514.410.818空調(diào)801600.70.80.7511284140消防電2040.40.50.80.7520.215.1525.25合計262.4158.62126.4876202.878308.21#-4#宿舍樓熒光燈1004440.60.551.529.614.59217.45白熾燈9841.4740.951.005.58605.586電風扇10041040.50.750.882017.626.67消防電18420.3640.50.80.7540.7230.5450.9合計143.3275.90662.73298.47149.6餐廳熒光燈401.60.60.551.520.961.45921.745電視81.60.50.750.880.80.7041.067電風扇2020.50.750.8810.881.173電磁爐40800.851.0068068電冰箱40160.60.71.029.69.79213.714消防栓1020.20.50.80.7510.17.57512.625合計121.490.4620.410292.734140.9圖書館熒光燈602.40.60.551.521.442.1882.62白熾燈80.320.951.000.30400.304空調(diào)6120.70.80.758.46.310.5電腦61.80.30.80.750.540.4050.675消防栓420.080.50.80.7510.047.5312.55合計36.620.72416.423826.44340.18體育中心白熾燈401.60.951.001.5201.52音響1010.50.750.880.50.440.667消防栓420.080.50.80.7510.047.5312.55合計22.8612.067.9714.45621.96保衛(wèi)室熒光燈20.080.50.551.520.040.06080.073空調(diào)120.70.80.751.41.051.75電腦10.30.30.80.750.090.06750.1125消防栓220.040.50.80.7510.027.51512.525合計22.4211.558.693314.15621.51校園內(nèi)路燈白熾燈15060.951.005.705.7合計65.705.7操場白熾燈120.720.951.000.68400.684音響1010.50.750.880.50.440.667合計1.721.1840.441.261.9總合計995.26596.14413.0509725.254乘以KΣp=0.9，KΣq=0.950.81536.526392.298664.6491009.82.2無功功率補償及其計算2.2.1無功補償?shù)哪康陌垂╇娋值囊?guī)定，低壓功率因數(shù)補償?shù)?.95，高壓功率因數(shù)要求0.9。采用無功補償，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，既可以節(jié)能、減少線路壓降，又能提高供電質(zhì)量，還可以提高系統(tǒng)供電的裕量。因此，供配電系統(tǒng)中的無功功率補償是必不可少的。2.2.2無功功率的人工補償裝置工程中普遍采用并聯(lián)電容器來補償供電系統(tǒng)的無功功率。并聯(lián)電容器的補償方式，有以下三種：（1）高壓集中補償電容器裝設(shè)在變配電所的高壓電容器室內(nèi)，與高壓母線相聯(lián)（如圖2-1）。（2）低壓集中補償電容器裝設(shè)在變配電所的低壓配電室或單獨的低壓電容器室內(nèi)，與低壓母線相聯(lián)。它利用指示燈或放電電阻放電。按GB50227—95規(guī)定：低壓電容器組可采用三角形結(jié)線或中性點不接地的星形結(jié)線方式（如圖2-2）。（3）低壓分散補償電容器裝設(shè)在低壓配電箱旁或與用電設(shè)備并聯(lián)。它就利用用電設(shè)備本身的繞組放電。電容器組多采用三角形結(jié)線（如圖2-3）。民用建筑供電有它的特殊性：一是照明負荷占的比重比較大，屬于分散負荷；二是電機大部分是空調(diào)風機、防排煙風機，其容量也是小而分散。由于上訴原因，在民用建筑的供電系統(tǒng)中，一般都是采用低壓配電裝置處集中補償。而且，采用低壓集中補償不需要從電力系統(tǒng)中獲取無功，可以減少電力系統(tǒng)的無功功率發(fā)生裝置，也減少了電力系統(tǒng)到用戶的線路上的無功傳輸，從而減少了這部分線路的電壓損失及電能損耗。因此，本設(shè)計采用低壓集中補償。2.2.3并聯(lián)電容器的選擇計算方法（1）無功功率補償容量（單位為kvar）的計算（2）并聯(lián)電容器個數(shù)式中qc——單個電容器的容量（單位為kvar）2.2.4無功功率補償?shù)挠嬎阌韶摵捎嬎惚碇搶W380側(cè)最大負荷時的功率因數(shù)為0.81。而民用建筑各地供電局規(guī)定低壓功率因數(shù)補償?shù)?.95,高壓功率因數(shù)補償?shù)?.9以上。（1）低壓電容器柜（屏）的選擇方法PGJ1型低壓無功功率自動補償屏有1、2、3、4等4種方案。其中1、2屏為主屏，3、4屏為輔屏。1、3屏各有六條支路，電容器為BW0.4-14-3型，每屏共84kvar，采用六步控制，每步投入14kvar。2、4屏各有八條支路，電容器亦為BW0.4-14-3型，每屏共112kvar，采用8步控制，每步投入14kvar。選擇步驟：①根據(jù)控制步數(shù)要求，選擇一臺1號或2號主屏。②根據(jù)所需無功補償容量再補充一臺或數(shù)臺3號或4號輔屏（2）低壓電容器柜（屏）的選擇選PGJ1型低壓自動補償屏,并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型.其方案1(主屏)1臺與方案3(輔屏)1臺相結(jié)合,總共容量84kvar×2=168kvar。無功補償后，380v側(cè)和10kv側(cè)負荷計算如表2-2表2-2無功補償后賓館的計算負荷項目Cos計算負荷380V側(cè)補償前負荷0.81536.526392.298664.6491009.8380V側(cè)無功補償容量—168380V側(cè)補償后負荷0.923536.526224.298581.5883.5主變壓器功率損耗0.015=8.720.06=34.8910KV側(cè)負荷總計0.903545.246259.188603.734.85經(jīng)過低壓集中補償后，不但提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，使高壓側(cè)的功率因數(shù)達到了0.903達到了供電局的要求，而且減少了線路壓降，提高了供電質(zhì)量，還提高了系統(tǒng)供電的裕量。變配電所位置和主變壓器及主接線方案的選擇變配電所是電力網(wǎng)的重要組成部分，承擔著電網(wǎng)電壓的變換和電能傳輸任務(wù)。他的設(shè)計（變電所位置的確定和主變壓器及主接線方案的選擇）至關(guān)重要，其中主接線代表了變配電所主體結(jié)構(gòu)，它對各種電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系，并將長期影響電力系統(tǒng)運行的可靠性、安全性、靈活性和經(jīng)濟性。本設(shè)計嚴格遵循變電所各個部分設(shè)計的原則，選擇出適合本實驗中學供配電方式的方案。3.1變配電所位置的選擇3.1.1變配電所型式的概述變配電所有屋內(nèi)式和屋外式。屋內(nèi)式的特點由于允許安全凈距小，可以分層布置；故占地面積少；維修、操作、巡視在室內(nèi)進行，比較方便，不受氣候的影響；外界污穢空氣不會影響電氣設(shè)備，維護工作可以減輕；房屋建筑投資較大。屋外式的特點土建工程量和費用較少，建設(shè)周期短；擴建方便；相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；占地面積大；設(shè)備露天運行條件差，需加強絕緣；天氣變化對維修和操作有較大影響。在選擇工廠總變配電所型式時，應(yīng)根據(jù)具體的地理環(huán)境，因地制宜；技術(shù)經(jīng)濟合理時，應(yīng)優(yōu)先選用屋內(nèi)式。負荷較大的車間，宜設(shè)附設(shè)式或半露天式變電所。負荷較大的多跨廠房宜設(shè)車間內(nèi)變電所或組合式成套變電所。負荷小而分散的工廠車間或遠離有易燃易爆危險及腐蝕性車間時，宜設(shè)獨立變電所。3.1.2變配電所位置選擇的一般原則（1）盡量靠近負荷中心，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）進出線方便，特別是采用架空線進出時應(yīng)考慮這一點。（3）接近電源側(cè)，對總變、配電所特別要考慮這一點。（4）設(shè)備運輸方便。（5）盡量避開劇烈震動和高溫場所。（6）不宜設(shè)在有多塵和有腐蝕性氣體的場所，當無法遠離時。則應(yīng)設(shè)在污源的上風側(cè)。（7）不宜設(shè)在廁所、浴池或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。（8）不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方。且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險環(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)備建筑物合建。（10）不應(yīng)妨礙其他建筑物的發(fā)展，并適當考慮今后的擴建。3.2負荷中心的確定變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負荷中心。負荷中心的確定一般采取負荷功率矩法確定負荷中心。在學校平面圖的左下側(cè)作一個直角坐標，測出學校各用電負荷到負荷中心點的坐標位置，例如教學樓為、宿舍樓為等，如圖3-1所示：,同理可得得中學的負荷中心的坐標為（5.1，3.1）。即在1#教學樓東北角，其平面圖見（附錄二）。3.3變電所主變壓器的選擇主變壓器的選擇包括主變臺數(shù)和容量的選擇，它的確定應(yīng)結(jié)合變電所主接線方案的選擇，下面將做詳細介紹。3.3.1變電所主變壓器選型的原則為了調(diào)壓和降低電能損耗，變壓器選擇應(yīng)考慮以下原則：（1）變壓器應(yīng)盡量選節(jié)能型的油浸或干式變壓器；（2）獨立的變配電所，可選節(jié)能型干式變壓器；（3）非一類建筑物，當變壓器附設(shè)在首層靠外墻時，可安裝油浸變壓器，但容量不得超過400KVA。3.3.2變電所主變壓器臺數(shù)的選擇變壓器臺數(shù)應(yīng)根據(jù)負荷特點和經(jīng)濟運行要求進行選擇。當符合下列條件之一時，宜采用兩臺及以上變壓器：（1）有大量一級負荷或者雖為二級負荷，但有一定數(shù)量的消防設(shè)備、保安設(shè)備等用電；（2）集中負荷較大，所需變壓器容量超過500kVA時，可選用兩臺小容量變壓器，以確保供電安全；（3）季節(jié)性負荷變化較大時，可設(shè)兩臺或兩臺以上變壓器，以便在淡季時可切除整臺變壓器。其它情況下宜裝設(shè)一臺變壓器。3.3.3變電所主變壓器容量的選擇根據(jù)實驗中學的負荷性質(zhì)和電源情況，中學變電所的主變壓器可由下列兩種方案：（1）裝有一臺主變壓器的變電所主變壓器容量不應(yīng)小于總的計算負荷，即≥若裝設(shè)一臺主變壓器型式采用SG10，而容量根據(jù)上式，選=630KVA＞=603.7KVA,即選一臺SG10-630/10型空氣自冷干式變壓器。（2）裝有兩臺主變壓器的變電所每臺主變壓器容量不應(yīng)小于總的計算負荷的60%，最好為總的計算負荷的70%左右，即≈（0.6～0.7）同時每臺主變壓器容量不應(yīng)小于全部一﹑二級負荷之和（Ⅰ+Ⅱ），即≥（Ⅰ+Ⅱ）若裝設(shè)兩臺主變壓器型號亦采用SG10，而每臺容量按以上兩式選擇，因此選擇兩臺SG10-400/10型空氣自冷干式變壓器。其聯(lián)結(jié)組別采用Yyn0。3.4變配電所主接線方案的選擇變（配）電所的主結(jié)線（一次接線）是指由各種開關(guān)電器、電力變壓器、互感器、母線、電力電纜、并聯(lián)電容器等電氣設(shè)備按一定次序連接的接受和分配電能的電路。它是電氣設(shè)備選擇及確定配電裝置安裝方式的依據(jù)，也是運行人員進行各種倒閘操作和事故處理的重要依據(jù)。用圖形符號表示主要電氣設(shè)備在電路中連接的相互關(guān)系，稱為電氣主結(jié)線圖。電氣主結(jié)線圖通常以單線圖形式表示。主結(jié)線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線等多種。3.4.1變配電所主接線設(shè)計要求電氣主接線設(shè)計應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟性三項基本要求。（1）可靠性供電可靠性是指能夠長期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力,是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線的設(shè)計首先應(yīng)滿足這個要求。電氣主接線不僅要保證在正常運行時,還要考慮到檢修和事故時,都不能導(dǎo)致一類負荷停電,一般負荷也要盡量減少停電時間。顯然,這些都會導(dǎo)致費用的增加,與經(jīng)濟性的要求發(fā)生矛盾。因此,應(yīng)根據(jù)具體情況進行技術(shù)經(jīng)濟比較,保證必要的可靠性,而不可片面地追求高的可靠性。（2）靈活性①滿足調(diào)度時的靈活性要求。應(yīng)能根據(jù)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟的目標，靈活地投入和切換電源、變壓器和線路，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。②滿足檢修時的靈活性要求。在某一設(shè)備需要檢修時，應(yīng)能方便地停運斷路器、母線及其繼電保護設(shè)備，進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電，并使該設(shè)備與帶電運行部分有可靠的安全隔離，保證檢修人員檢修時的方便和安全。③滿足擴建時的靈活性要求。大的電力工程往往要分期建設(shè)。從初期的主接線到最終方案的確定，每次過渡都應(yīng)比較方便，對已運行部分影響小，不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二次部分的改建工作量最少。（3）經(jīng)濟性在設(shè)計主接線時，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟性之間。欲使主接線可靠、靈活，必然要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動裝置，從而導(dǎo)致投資費用的增加。因此，主接線的設(shè)計應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下作到經(jīng)濟合理。一般應(yīng)當從以下幾方面考慮。①節(jié)省一次投資。主接線應(yīng)簡單清晰，并要適當采取限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器的數(shù)量、選用價廉的電器或輕型電器，以便降低投資。②電能損耗少，經(jīng)濟合理地選擇主變壓器的形式、容量和臺數(shù)，避免兩次壓降而增加電能損失。③占地面小。主接線設(shè)計要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積少；同時，要注意節(jié)約搬遷費用、安裝費用和外匯費用。對大容量電廠或變電站，在可能和允許的條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計，分期投資建設(shè)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟效益。3.4.2變配電所主接線方案的擬定按上面考慮的兩種主變壓器的方案可設(shè)計下列按兩種主接線方案：（1）裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案如圖（3-1）所示（2）裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案如圖（3-2）所示圖3-1裝設(shè)一臺主變的主接線方案（附高壓柜列圖）圖3-2裝設(shè)兩臺主變的主接線方案（附高壓列柜圖）兩種主接線方案通過技術(shù)指標和經(jīng)濟指標兩個方面的比較，比較結(jié)果見表3-1表3-1兩種主結(jié)線方案的比較比較項目裝設(shè)一臺主變的方案裝設(shè)兩臺主變的方案技術(shù)指標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗略大由于兩臺主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性好擴建適應(yīng)性稍差一些好一些經(jīng)濟指標電力變壓器的綜合投資額由網(wǎng)上查得SG10-630單價為20.2萬元，查表得其綜合投資約為其單價的2倍，因此其綜合投資為220.2萬元=40.4萬元由網(wǎng)上查得SG10-400單價為12.3萬元，變壓器的綜合投資額約為單價的四倍，因此兩臺綜合投資為412.3=49.2萬元，比一臺主變方案多投資8.8萬元高壓開關(guān)柜（含計量柜）的綜合投資額查表得GG-1A（F）型柜按每臺4萬元計，查表得其綜合投資可按設(shè)備價的1.5倍計，因此高壓開關(guān)柜的綜合投資約為41.54萬元=24萬元本方案采用7臺GG-1A（F）柜，其綜合投資額約為71.54.5=47.25萬元，比一臺主變的方案多投資20.25萬元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運行費按表4-2規(guī)定計算，主變的折舊費=40.4萬元×0.05=20.2萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費=24萬元×0.06=1.44萬元；變配電設(shè)備的維修管理費=（40.4+24）萬元×0.06=3.864。因此主變和高壓開關(guān)柜設(shè)備的折舊和維修管理費=（2.02+1.44+3.864）萬元=7.324萬元（其余項目從略）。主變的折舊費=49.2萬元×0.05=2.46萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費=47.25×0.06=2.835萬元；變配電設(shè)備的維修管理費=（40.4+47.25）萬元×0.06=5.235萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜設(shè)備的折舊和維修管理費=（2.46+2.835+5.235）萬元=10.53萬元。比一臺主變方案多耗資3.206萬元。交供電部門的一次性供電貼費按900元/KVA計，貼費為6300.09元=56.7貼費為24000.09=72，比一臺主變的方案的貼費多15.3從上表可以看出，按技術(shù)指標，裝設(shè)兩臺主變的主接線（圖3-2）略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主接線方案（圖3-1），但按經(jīng)濟指標，則裝設(shè)一臺主變的方案（圖3-1）遠優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的方案（圖3-2），因此決定采用裝設(shè)一臺主變的方案（圖3-1）。第4章短路電流計算“短路”是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的一種故障。所謂短路是電網(wǎng)中某一相導(dǎo)體未通過任何負荷而直接與另一相導(dǎo)體或“地”相碰觸。電網(wǎng)正常運行的破壞大多數(shù)是由短路故障引起的。因此，正確計算短路電流尤為重要。4.1計算短路電流的目的（1）為保證電力系統(tǒng)的安全運行，在設(shè)計選擇電氣設(shè)備時，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗，以保證該設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊。（2）為盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護裝置將自動的使有關(guān)斷路器跳閘，繼電保護裝置的整定和斷路器的選擇，也需要準確的短路電流數(shù)據(jù)。4.2短路計算的方法短路電流計算的方法常用的有歐姆法（有名單位制法）和標么值法。在電力系統(tǒng)計算短路電流時，如計算低壓系統(tǒng)的短路電流，常采用有名單位制；但計算高壓系統(tǒng)短路電流，由于有多個電壓等級，存在著電抗換算問題，為使計算簡化常采用標么制。因此，本設(shè)計采用的是標么值法來計算短路電流。4.3標么值法計算短路電流4.3.1標么值的概念標么制中各元件的物理量不用有名單位值，而用相對值來表示。相對值就是實際有名值與選定的基準值間的比值，即標么值＝從上看出，標么值是沒有單位的。另外,采用標么值計算時必須先選定基準值。我們一般先選定基準容量Sd和基準電壓Ud。根據(jù)三相交流電路中的基本關(guān)系，推得基準電流Id和基準電抗值分別為（4-1）（4-2）據(jù)此，可以直接寫出以下標么值表示式容量標么值 （4-3）電壓標么值 （4-4）電流標么值 （4-5）電抗標么值 （4-6）在進行短路計算時，為方便起見通常選擇基準值Sd＝100MVA，基準電壓（Ud）為線路平均額定電壓（Uc）。4.3.2電力系統(tǒng)各元件電抗標么值的計算取Sd＝100MVA，Ud＝Uc①電力系統(tǒng)的電抗標么值為（4-7）②電力變壓器的電抗標么值為（4-8）③電力線路的電抗標么值為（4-9）4.3.3用標么值法進行短路計算的方法短路電流中各主要元件的電抗標么值求出以后，即可利用其等效電路圖進行電路化簡，計算其總電抗標么值XΣ*，由于各元件電抗均采用相對值，與短路計算點的電壓無關(guān)，因此無需進行電壓換算，這也是標么值法較之歐姆法優(yōu)越之處。無限大容量系統(tǒng)三相短路周期分量有效值的標么值按下式計算為（4-10）由此可求得三相短路電流周期分量有效值（4-11）求得Ik(3)后，即可利用前面得公式求出I”(3)、I∞(3)、ish(3)和Ish(3)等。三相短路容量得計算公式為（4-12）4.4短路電流的計算過程與結(jié)果（1）繪制計算電路圖如圖4-1～～∞系統(tǒng)500MVA(1)(2)LGJ—185，8km10.5kVk-1SG10-630（3）0.4kVk-2圖4-1短路計算電路（2）確定基準值設(shè)=100MVA，=10.5KV，高壓側(cè)，，低壓側(cè)=0.4KV，則（3）計算短路電路中各元件的電抗標幺值①電力系統(tǒng)②架空線路查表8-37，得LGJ-185的=0.35km，而線長8km。故③電力變壓器=4，故因此繪制等效電路，如圖所示（4）計算k-1點（10.5KV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（5）計算k-2點（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④三相短路容量以上計算結(jié)果綜合如表4-1所示：表4-1短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/KA三相短路容量/MVAk-12.012.012.015.133.0436.5k-215.815.815.829.0717.211第5章變配電所一次設(shè)備的選擇校驗一次設(shè)備是指直接參與生產(chǎn)﹑變換﹑輸送﹑分配和消耗電能的設(shè)備，常用的高壓一次電氣設(shè)備有：高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負荷開關(guān)、高壓斷路器、高壓開關(guān)柜、高壓避雷器和互感器等。在建筑工程常見的低壓電氣設(shè)備有刀開關(guān)、熔斷器、自動空氣開關(guān)、接觸器、低壓配電柜等。5.1一次設(shè)備選擇與校驗的條件與項目5.1.1一次設(shè)備選擇與校驗的條件為了保證一次設(shè)備安全可靠地運行，必須按下列條件選擇和校驗：（1）按正常工作條件，包括電壓﹑電流﹑頻率﹑開斷電流等選擇。（2）按短路條件，包括動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來校驗。（3）考慮電氣設(shè)備運行環(huán)境條件如溫度﹑濕度﹑海拔以及有無防塵﹑防腐﹑防火﹑防爆等要求。（4）按各類設(shè)備的不同特點和要求入斷路器的操縱性能﹑互感器的二次負荷準確級等進行選擇。5.1.2一次設(shè)備選擇與校驗的項目選擇一次設(shè)備時應(yīng)校驗的項目如表5-1表5-1 選擇一次設(shè)備的校驗項目一次設(shè)備名稱額定電壓V額定電流A開斷電流KA短路電流校驗環(huán)境條件其他動穩(wěn)定熱穩(wěn)定高低壓熔斷器是是是不一定否是高壓隔離開關(guān)是是否是是是操作性能高壓負荷開關(guān)是是是是是是操作性能高壓斷路器是是是是是是操作性能低壓刀開關(guān)是是是不一定不一定是操作性能低壓負荷開關(guān)是是是不一定不一定是操作性能低壓斷路器是是是不一定不一定是操作性能電流互感器是是否是是是二次負載準確級電壓互感器是否否否否是二次負荷準確級并聯(lián)電容器是否否否否是額定容量母線否是否是是是電纜是是否否是是支柱絕緣子是否否是否是穿墻套管是是否是是是備注表中“是”表示必須校驗，“否”表示不必校驗，“不一定”表示一般不必校驗5.2一次設(shè)備選擇依據(jù)5.2.1按正常工作條件選擇（1）按工作電壓選擇設(shè)備的額定電壓不應(yīng)小于所在線路的額定電壓，即（5-1）但需注意：使用限流式高壓熔斷器時，熔斷器的額定電壓應(yīng)與線路額定電壓相同，即=，而不能＞。例如10kV熔斷器不能用在6kV電路上。（2）按工作電流選擇設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計算電流，即（5-2）（3）按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量不應(yīng)小于設(shè)備分斷瞬間的短路電流有效值或，即或（5-3）5.2.2按短路條件校驗短路條件校驗，就是校驗電器和導(dǎo)體在短路時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。校驗動穩(wěn)定是，當短路計算點附近接有較大容量的交流電動機或電動機組時（按GB50054—95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：電動機額定電流之和超過短路電流的1%時），應(yīng)考慮這些電動機在短路時反饋電流的影響。（1）隔離開關(guān)﹑負荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗①動穩(wěn)定校驗條件（5-4）式中——開關(guān)的極限通過電流（動穩(wěn)定電流）峰值和有效值（單位為kA）;ish(3)——開關(guān)所在處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值（單位為kA）。②熱穩(wěn)定校驗條件（5-5）式中——開關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值（單位為kA）；t——開關(guān)的熱穩(wěn)定試驗時間（單位為s）；——開關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流（單位為kA）；——短路發(fā)熱假想時間（單位為s）。短路發(fā)熱假想時間tima一般按下式計算：在無限大容量系統(tǒng)中，由于,因此式中tk——短路持續(xù)時間，采用該電路主保護動作時間加對應(yīng)的斷路器全分閘時間。當tk≥1s時低速斷路器(如油斷路器),其全分閘時間取0.2s;高速斷路器(如真空斷路器),其全分閘時間取0.1s。（2）電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗①動穩(wěn)定校驗條件（5-6）或式中——電流互感器的動穩(wěn)定電流（單位為kA）；——電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)（對）；——電流互感器的額定一次電流（單位為A）。②熱穩(wěn)定校驗條件（5-7）或式中——電流互感器的熱穩(wěn)定電流；t——電流互感器的熱穩(wěn)定試驗時間，一般取1s;——電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)（對）。（3）母線的短路穩(wěn)定度校驗①動穩(wěn)定校驗條件（5-8）式中——母線材料的的最大允許應(yīng)力；——母線通過時所受到的最大計算應(yīng)力（單位為MPa）。②熱穩(wěn)定校驗條件（5-9）式中A——母線截面積（單位為）；——滿足短路熱穩(wěn)定條件的最小截面積（單位為）；——母線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)。——母線通過的三相短路穩(wěn)定電流（單位為A）。（4）電纜的短路熱穩(wěn)定度校驗 電纜不校驗短路動穩(wěn)定度。電纜短路熱穩(wěn)定度校驗的條件采用（5-9）式中C參見表5-2。表5-2電纜長期允許工作溫度和短路時的允許最高溫度及相應(yīng)的熱穩(wěn)定系數(shù)導(dǎo)體種類導(dǎo)體材料長期允許工作溫度℃短路允許最高溫度℃短路熱穩(wěn)定系數(shù)6～10KV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜鋁9020077銅90250137（5）保護電壓器的熔體額定電流的選擇一般取為0.5A，不必校驗5.3一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗5.3.110KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗（1）高壓斷路器的選擇校驗回路最大持續(xù)工作電流選擇：根據(jù)斷路器選擇原則選擇ZN3-10/630型高壓真空斷路器，其參數(shù)如下：額定電流IN(A)開斷電流(KA)極限電流峰imax(KA)4S熱穩(wěn)定電流It(KA)6308.7228.7校驗：額定工作電壓10KV≥線路電壓10KV。動穩(wěn)定校驗：imax=31.5KA，ish(3)=5.13KA，則極限電流峰imax≥k-1點最大沖擊電流ish(3)符合要求。熱穩(wěn)定校驗：因為，參考《供配電技術(shù)》當時，可認為開斷電流校驗：開斷電流=8.7KA三相短路電流=2.01KA經(jīng)上述校驗所選斷路器滿足設(shè)計選擇需求。（2）戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)的選擇校驗根據(jù)隔離開關(guān)的選擇原則IN≥Igmax，所以選擇GN-10T/200的隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：額定電流IN(A)動穩(wěn)定電流峰imax(KA)5S熱穩(wěn)定電流It(KA)20025.510校驗：額定工作電壓10KV≥線路計算電壓10KV動穩(wěn)定校驗：imax=25.5KA，ish(3)=5.13KA，則動穩(wěn)定電流峰值imax≥k-1點最大沖擊電流ish符合要求。熱穩(wěn)定校驗：經(jīng)上述校驗所選斷路器滿足設(shè)計選擇需求。（3）戶外高壓隔離開關(guān)的選擇校驗選擇：GW4-10/400型高壓隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：額定電流IN(A)動穩(wěn)定電流峰imax(KA)5S熱穩(wěn)定電流It(KA)4002510校驗：額定工作電壓12KV≥線路計算電壓10KV動穩(wěn)定校驗：imax=25KA，ish(3)=5.13KA，則動穩(wěn)定電流峰值imax≥k-1點最大沖擊電流ish符合要求。熱穩(wěn)定校驗：經(jīng)上述校驗所選高壓隔離開關(guān)滿足設(shè)計選擇需求。（4）高壓熔斷器選擇校驗根據(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)最大開斷電流(KA)100.550校驗：最大開斷電流50KA＞IK-1(3)=2.01KA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負荷保護設(shè)備使用經(jīng)上述校驗所選高壓熔斷器滿足設(shè)計選擇需求。（5）電壓互感器選擇校驗選擇：JDZJ-10校驗:額定工作電壓10KV≥線路電壓10KV電壓互感器一、二次側(cè)裝有熔斷器保護因此不需要進行動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度校驗。（6）電流互感器選擇校驗選擇:LQJ-10150/5校驗：額定工作電壓10KV≥線路電壓10KV額定一次電流150A≥線路計算電流36.4A動穩(wěn)定校驗：額定動穩(wěn)定電流有效值31.8KA≥ish(3)=5.13KA符合要求。熱穩(wěn)定校驗：滿足要求。（7）避雷器選擇校驗：選擇FS4-10型。（8）高壓開關(guān)柜型號GG-1A(F)通過校驗以上均滿足要求。5.3.2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗（1）低壓開關(guān)的選擇校驗根據(jù)：，選擇HD13-1000/30斷路器校驗:額定工作電壓380V≥線路電壓380V額定工作電流1000A≥線路計算電流883.5A滿足要求。（2）低壓斷路器的選擇校驗根據(jù)：，選擇DZ20-1250斷路器校驗:額定工作電壓380V≥線路電壓380V額定工作電流1250A≥線路計算電流883.5A額定分斷能力30KA≥線路短路電流36.4KA,滿足要求。（3）低壓斷路器的選擇校驗選擇:DW15-1000校驗:額定工作電壓380V≥線路電壓380V額定工作電流1000A≥線路計算電流883.5A額定分斷能力30KA≥線路短路電流36.4KA,滿足要求。（4）低壓斷路器的選擇校驗選擇:DZ20-200校驗:額定工作電壓380V≥線路電壓380V額定工作電流1500A≥線路計算電流883.5A,滿足要求。（5）電流互感器的選擇校驗選擇:LMZJ1-0.5LMZ1-0.5100/5160/5校驗:額定工作電壓500V≥線路電壓380V額定工作電流1000A≥線路計算電流883.5A,滿足要求。5.4高低壓母線的選擇表5-56～10kv變配電所高低壓LMY型硬鋁母線的常用尺寸（mm）變壓器容量/KVA200250315400500630800100012501600高壓母線40×4低壓母線相母線40×4050×560×680×680×8100×8120×102（100×102（120×10）中性母線40×4050×540×4040×4040×4040×40參照6～10kv變配電所高低壓LMY型硬鋁母線的常用尺寸,10kv母線選LMY-3×(40×4),即母線尺寸為40mm×4mm;380v母線選LMY-3(80×8)+50×5,即相母線尺寸為80mm×8mm,中性母線尺寸為50mm×5mm。因為所選的母線尺寸一般均滿足短路動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，因此不必再進行短路校驗。第6章變配電所進出線的選擇變配電所進出線方式有架空線和電纜兩種。架空線用在供電可靠性要求不很高或投資較少的中小型供電設(shè)計中優(yōu)先選用。電纜用在供電可靠性要求交高或投資較高的各類供電設(shè)計中優(yōu)先選用。6.1電纜型式的選擇6.1.1高壓電纜線的選擇根據(jù)電力工程電纜設(shè)計規(guī)范GB50217-94規(guī)定，高壓電纜的選擇應(yīng)遵循以下原則：（1）一般環(huán)境和場所可用鋁芯電纜；但有特殊要求的場所，應(yīng)采用銅芯電纜；（2）埋地敷設(shè)的電纜，應(yīng)采用外護層的鎧裝電纜；但在無機械損傷可能的場所，可采用塑料護套電纜或帶外護層的鉛包電纜；（3）在可能發(fā)生位移的土壤中埋地敷設(shè)的電纜，應(yīng)采用鋼絲鎧裝電纜；（4）敷設(shè)在管內(nèi)或排管內(nèi)的電纜，一般采用塑料護套電纜，也可采用裸鎧裝電纜；（5）電纜溝內(nèi)敷設(shè)的電纜，一般采用裸鎧裝電纜、塑料護套電纜或裸鉛包電纜；（6）交聯(lián)聚乙稀絕緣電纜具有優(yōu)良性能，宜優(yōu)先選用；（7）電纜除按敷設(shè)方式及環(huán)境條件選擇外，還應(yīng)符合線路電壓要求。6.1.2低壓電纜線 根據(jù)電力工程電纜設(shè)計規(guī)范GB50217-94規(guī)定，低壓電纜線的選擇應(yīng)遵循以下原則：（1）一般采用鋁芯電纜，但有特殊要求的線路可采用銅芯電纜；（2）電纜溝內(nèi)電纜，一般采用塑料護套電纜，也可采用裸鎧裝電纜；（3）TN系統(tǒng)的出線電纜應(yīng)采用四芯或五芯電纜。6.2導(dǎo)線和電纜截面的選擇依據(jù)6.2.1按發(fā)熱條件選擇或校驗導(dǎo)線和電纜的截面（1）相線截面的選擇需滿足：（2）中性線（N線）截面的選擇 當配電變壓器為Yyn0聯(lián)結(jié)時 一般三相四線制線路中的N線：當配電變壓器為Dyn11聯(lián)結(jié)時6.2.2按電壓損耗校驗導(dǎo)線和電纜的截面 線路在最大負荷（計算負荷）時的電壓損耗U％不得超過允許電壓損耗△Ual％。線路的允許電壓損耗研究所的高壓配電線路和低壓動力線路的允許電壓損耗一般為5％；而低壓照明線路，由于電壓對照度的影響極大，為保證照明質(zhì)量，其允許電壓損耗通常為2.5％～5％。6.2.3按短路熱穩(wěn)定校驗導(dǎo)線和電纜的截面導(dǎo)線截面式中 Amin——為滿足短路熱穩(wěn)定條件的最小截面積； C——為電纜材料的熱穩(wěn)定系數(shù)，埋地取最熱月地下0.8～1m的土壤平均溫度或近似的取當?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁兀弧€路的計算電流。必須注意：對變壓器高壓進線，應(yīng)取變壓器高壓繞組的額定電流；對并聯(lián)電容器組的回路，應(yīng)取電容器組額定電流的1.35倍（據(jù)GB50227—95規(guī)定）。（2）按電壓損耗校驗導(dǎo)線和電纜的截面線路在最大負荷（計算負荷）時的電壓損耗不得超過允許的電壓損耗，即≤線路電壓損耗的一般計算根公式為：式中p﹑q——線路各負荷點的有功和無功負荷；R﹑X——線路首端至負荷點的線路電阻和電抗；——線路額定電壓。6.3導(dǎo)線和電纜截面的選擇過程6.3.110KV高壓進線和引入電纜的選擇1.10KV高壓進線的選擇校驗采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)，接往10KV公用干線。(1)按發(fā)熱條件選擇。由及室外環(huán)境溫度33℃，查表8-36，初選LJ-25，。其35℃時的，滿足發(fā)熱條件。(2)校驗機械強度。查表8-34，最小允許截面,因此LJ-25不滿足機械強度要求，故改選LJ-35。由于此線路很短，不需要校驗電壓損耗。2.由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗采用YJL22-1000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A及土壤溫度25℃查表8-44，初選纜芯為25的交聯(lián)電纜，其，滿足發(fā)熱條件。(2)校驗短路熱穩(wěn)定。按式（4-1）計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面式中的C值由表5-13查得。因此LJL22-1000-325電纜滿足短路穩(wěn)定要求。6.2.2380V低壓出線的選擇（1）饋電給綜合樓的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。1、按發(fā)熱條件選擇由A及地下0.8m土壤溫度為25℃，查表8-43，初選240㎜2，其,滿足發(fā)熱條件。2、校驗電壓損耗由學校平面圖量得變電所至綜合樓距離約150m。而查表8-42得纜心為240㎜2的=0.17/km，=0.07/km，且綜合樓的=104.84kW，=72.256kvar計算得：滿足電壓損耗5%的要求。3、短路熱穩(wěn)定度校驗求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面：（式中tima—變電所高壓側(cè)過電流保護動作時間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器時間0.2s再加0.05s。）240㎜2為前面所選纜心截面大于Amin，滿足熱穩(wěn)定度要求。綜上所述可知饋給綜合樓的線路選一根型號為VLV20-1000-3×240＋1×120的四芯電纜。（2）饋電給辦公樓的線路采用VLV20-1000型聚氯乙烯鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。1、按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m土壤溫度為25℃，查表8-43初選240㎜2，其,滿足發(fā)熱條件。2、校驗電壓損耗由學校平面圖量得變電所至辦公樓距離約120m。而查表纜心為240㎜2的=0.17/km，=0.07/km，且辦公樓的=158.62kW，=126.49kvar，計算得：滿足電壓損耗5%的要求。3、短路熱穩(wěn)定度校驗求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面：（式中tima—變電所高壓側(cè)過電流保護動作時間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器時間0.2s再加0.05s。）240㎜2為前面所選纜心截面大于Amin，滿足熱穩(wěn)定度要求。綜上所述可知饋給辦公樓的線路選一根型號為VLV20-1000-3×240＋1×120的四芯電纜。（3）饋電給教學樓的線路采用VLV20-1000型聚氯乙烯鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。1、按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m土壤溫度為25℃，查表，初選240㎜2，其Ial=319A,滿足發(fā)熱條件。2、校驗電壓損耗由學校平面圖量得變電所至教學樓距離約90m。而查表纜心為240㎜2的=0.17/km，=0.07/km，且教學樓的=115.096kW，=97.638kvar，計算得：滿足電壓損耗5%的要求。3、短路熱穩(wěn)定度校驗求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面：（式中tima—變電所高壓側(cè)過電流保護動作時間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器時間0.2s再加0.05s。）240㎜2為前面所選纜心截面大于Amin，滿足熱穩(wěn)定度要求。綜上所述可知饋給教學樓的線路選一根型號為VLV20-1000-3×240＋1×120的四芯電纜。（4）饋電給餐廳的線路采用VLV20-1000型聚氯乙烯鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。1、按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m土壤溫度為25℃，查表，初選240㎜2，其I滿足發(fā)熱條件。2、校驗電壓損耗由學校平面圖量得變電所至餐廳距離約120m。而查表纜心為240㎜2的=0.17/km，=0.07/km，且教學樓的=90.46kW，=20.41kvar，計算得：滿足電壓損耗5%的要求。3、短路熱穩(wěn)定度校驗求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面：＝＝180mm2＜240mm2（式中tima—變電所高壓側(cè)過電流保護動作時間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器時間0.2s再加0.05s。）240㎜2為前面所選纜心截面大于Amin，滿足熱穩(wěn)定度要求。綜上所述可知饋給餐廳的線路選一根型號為VLV20-1000-3×240＋1×120的四芯電纜。（5）饋電給宿舍樓和體育中心的線路采用VLV20-1000型聚氯乙烯鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件選擇由負荷計算可知：，，。由及地下0.8m土壤溫度為25℃，查表，初選240㎜2，其,滿足發(fā)熱條件。2、校驗電壓損耗由學校平面圖量得變電所至宿舍樓和體育中心距離約150m。而查表纜心為240㎜2的=0.17/km，=0.07/km，且教學樓的=87.966kW，=87.966kvar，計算得：滿足電壓損耗5%的要求。3、短路熱穩(wěn)定度校驗求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面：＝＝180mm2＜240mm2（式中tima—變電所高壓側(cè)過電流保護動作時間按0.5s整定（終端變電所），再加上斷路器時間0.2s再加0.05s。）240㎜2為前面所選纜心截面大于Amin，滿足熱穩(wěn)定度要求。綜上所述可知饋給宿舍樓和體育中心的線路選一根型號為VLV20-1000-3×240＋1×120的四芯電纜。（6）饋電給圖書館和操場的線路按發(fā)熱條件選擇由負荷計算可知：，，I30=42.09A。由及環(huán)境溫度（年最熱平均氣溫26℃）查表8-41，相線截面初選為25㎜2，其,滿足發(fā)熱條件。按規(guī)定中性線和保護線也選為25㎜2，與相線截面相同，即選用BLV-1000-1×25㎜2塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑50mm的硬塑管。2、校驗機械強度查表8-35，最小允許截面為2.5㎜2，因此所選25㎜2的相線滿足要求。3、校驗電壓損耗所選穿管線，估計長度為80mm,而查表8-39得=1.36/km，=0.099/km，且圖書館和操場的，，計算得：滿足電壓損耗5%的要求。綜上所述可知饋給圖書館和操場的線路選用BLV-1000-1×25㎜2塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑50mm的硬塑管。（7）饋電給保衛(wèi)室的線路按發(fā)熱條件選擇由及環(huán)境溫度（年最熱平均氣溫26℃）查表8-41，相線截面初選為16㎜2，其,滿足發(fā)熱條件。按規(guī)定中性線和保護線也選為16㎜2，與相線截面相同，即選用BLV-1000-1×16㎜2塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑32mm的硬塑管。2、校驗機械強度查表8-35，最小允許截面為2.5㎜2，因此所選16㎜2的相線滿足要求。3、校驗電壓損耗所選穿管線，估計長度為200mm,而查表8-39得=2.16/km，=0.102/km，且保衛(wèi)室的，，計算得：滿足電壓損耗5%的要求。綜上所述可知饋給保衛(wèi)室的線路選用BLV-1000-1×16㎜2塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑32mm的硬塑管。6.2.3導(dǎo)線和電纜截面的選擇結(jié)果變配電所進出線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格選擇結(jié)果如表6-1表6-1變配電所進出線的型號規(guī)格線路名稱導(dǎo)線電纜的型號規(guī)格10kv電源進線LJ-35鋁鉸線（三相三線架空）主變引入電纜YJLV-10000-3×25交聯(lián)鋁芯電纜（直埋）380v側(cè)低壓出線至綜合樓的線路VLV20-1000-3×240+1×120四芯電纜（直埋）至辦公樓的線路VLV20-1000-3×240+1×120四芯電纜（直埋）至教學樓的線路VLV20-1000-3×240+1×120四芯電纜（直埋）至餐廳的線路VLV20-1000-3×240+1×120四芯電纜（直埋）至宿舍樓和體育中心的線路VLV20-1000-3×240+1×120四芯電纜（直埋）至圖書館和操場的線路BLV-1000-1×25㎜2塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑50mm的硬塑管（直埋）至門衛(wèi)室的線路BLV-1000-1×16㎜2塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑32mm的硬塑管（直埋）6.2.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗采用YJLV-1000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)，與相距約2Km的鄰近單位變配電所的10KV母線相聯(lián)。有以上校驗可知YJLV-1000-3×25電纜滿足要求。第7章變配電所二次回路的選擇與繼電保護的整定7.1高壓斷路器的操動機構(gòu)控制與信號回路高壓配電所和總降壓變配電所的斷路器，多采用電磁操動機構(gòu)或彈簧操動機構(gòu)，而10KV側(cè)短路容量不超過100MVA的變配電所多采用手力操動機構(gòu)（如本設(shè)計）。斷路器采用手力操動機構(gòu)，其控制與信號回路如圖7-1所示圖7-1手力操動機構(gòu)控制與信號回路7.2高低壓側(cè)的電能計量回路變配電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無功電度表，分別計量小區(qū)消耗的有功電能與無功電能，并據(jù)以計算每月小區(qū)的平均功率因數(shù)。計量柜由上級供電部門加封和管理。7.3變配電所的測量和絕緣監(jiān)察回路變配電所高壓側(cè)裝有兩臺電壓互感器—避雷柜，其中電壓互感器為3個JDZJ-10型，組成Y0/Y0/△（開口三角）的結(jié)線，用以實現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)察，如圖7-2所示：圖7-2 6～10KV線路測量和和計量儀表的原理電路PA—電流表 PJ1—三相有功電度表（DS2,DS862）PJ2—三相無功電度表（DX2,DX863）低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝有三相四線有功電度表，接線圖如7-3所示。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝有無功電度表。每一回路均裝有電壓表。儀表的準確度等級按規(guī)范要求。圖7-3 220/380V線路測量和計量儀表的原理電路PA—電流表 PJ—三相四線有功電度表7.4變配電所的保護裝置7.4.1主變壓器的繼電保護裝置的配置要求主變壓器的繼電保護裝置的配置有以下要求：（1）瓦斯保護 800KVA及以上的油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。（2）縱聯(lián)差動保護 10000KVA及以上的單獨運行變壓器和6300KVA及以上的并列運行變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護。（3）過電流保護和電流速斷保護 10000KVA以下的變壓器，可裝設(shè)過電流保護和電流速斷保護。（4）過負荷保護 400KVA及以上變壓器，當數(shù)臺并列運行或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的情況裝設(shè)過負荷保護。7.4.2主變壓器的繼電保護裝置的選擇依據(jù)1．過電流保護動作電流的整定計算公式式中——變壓器的最大負荷電流，可取為（1.5～3），為變壓器一次額定電流；——保護裝置的可靠系數(shù)，對定時限，取1.2，對反時限，取1.3；——保護裝置的結(jié)線系數(shù)，對相電流結(jié)線取1，對相電流差結(jié)線取；——電流繼電器電器的返回系數(shù)，一般取0.8；——電流互感器的變流比。必須注意：對感應(yīng)式繼電器，應(yīng)整定為整數(shù)，且在10A以內(nèi)。2．過電流保護動作時間的整定計算公式≥式中——在變壓器低壓母線發(fā)生三相短路時高壓側(cè)繼電保護的動作時間；——變壓器低壓側(cè)保護裝置在低壓母線發(fā)生三相短路時的最長的一個動作時間；——前后兩級保護裝置的時間級差，對定時限過電流保護，可取0.5s，對反時限過電流保護，可取0.7s。必須注意：對反時限過電流保護裝置，由于其過電流繼電器的整定時間只能是“10倍動作時間，或由實際動作時間確定整定時間。過電流保護靈敏系數(shù)的檢驗公式式中——在電力系統(tǒng)最小運行方式下，低壓母線兩相短路電流折合到變壓器高壓側(cè)的值；——繼電保護動作電流折合到一次電路（即變壓器高壓側(cè)）的值。如做后備保護，則靈敏系數(shù)≥1.2即可。7.4.3主變壓器的繼電保護裝置的選擇1)裝設(shè)瓦斯保護當變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當產(chǎn)生大量瓦斯時，應(yīng)動作于高壓側(cè)斷路器。2）裝設(shè)反時限過電流保護繼