某學(xué)校供配電設(shè)計(jì)

1、供用電工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 電氣與信息工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 郭愛(ài)文 指導(dǎo)教師： 陳夢(mèng)娜 職稱 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 電氣1204班 學(xué) 號(hào)： 完成時(shí)間： 2015年12 月 湖南工學(xué)院供用電工程課程設(shè)計(jì)課題任務(wù)書(shū)學(xué)院： 電氣與信息工程學(xué)院 專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)指導(dǎo)教師陳夢(mèng)娜學(xué)生姓名郭愛(ài)文課題名稱某學(xué)校供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)一、設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠，考慮學(xué)校用電發(fā)展，確定變電所位置與容量2、確定主變數(shù)量3、確定變電所主接線方案4、確定二次回路方案5、設(shè)計(jì)防雷和接地主要參考資料1.

2、供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)，劉介才 2. 工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)，劉介才編3. 電力工程電氣工程設(shè)計(jì)手冊(cè)，中國(guó)電力出版社 4. 工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè) 第三版，中國(guó)電力出版社教研室意見(jiàn) 教研室主任：（簽字）年 月 日摘 要在日常生活、工廠中，電能是生產(chǎn)生活的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重是很大的。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(shí)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(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。但是如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。從另一方面

3、來(lái)說(shuō)，電能不光給我們的日常生活帶來(lái)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(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，促進(jìn)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(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)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(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。本次設(shè)計(jì)題目為某學(xué)校生活區(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。該校對(duì)供電可靠性要求也較高。因此，本設(shè)計(jì)采用可靠性較高的接線形式。關(guān)鍵詞： 變壓器； 電氣主接線； 電氣設(shè)備； 繼電保護(hù) AbstractThis desig

4、n topic is the power supply and distribution system for a experimental high school of A city, this system is connected with the public line of 10kV through step-down transformers, and distribute electrical power to experimental high school of A city. The experimental high school of A city electrical

5、 charge is big , and the school demand of reliability of power supply is high, using the 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

6、 voltage transformer choice, circuit breaker and disconnecting switch with check-up, conductor choice with check-up, current transformer choice with check-up, voltage transformer choice with check-up and lightning protector choice and so on),the disposal and configuration of the transformer substati

7、on design. Between them, the electrical main wiring has represented the main bodies structure 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 m

8、ode ,and it has long-term influence about the reliability，security，flexibility and efficiency 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 stan

9、dard of architecture and so on, carry on the preliminary design to this power system. 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

10、 in Construct electricity in dependently so that the theory is connected with practice and a solid base is made in favor of future work.Key words: transformer； electrical main wiring； electrical equipment； relay protection目 錄1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及步驟21.1 供配電設(shè)計(jì)的意義和要求21.2 設(shè)計(jì)步驟32系統(tǒng)計(jì)算負(fù)荷及無(wú)功功率補(bǔ)償42.1 負(fù)荷計(jì)算4 2.1.1 按需要系數(shù)法確

11、定計(jì)算負(fù)荷的公式4 2.1.2 負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果52.2 無(wú)功功率補(bǔ)償及其計(jì)算6 2.2.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康? 2.2.2 無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置6 2.2.3 并聯(lián)電容器的選擇計(jì)算方法7 2.2.4 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算73 主變壓器及主接線方案的選擇93.1 變電所主變壓器選型的原則9 3.1.1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇9 3.1.2 變電所主變壓器容量的選擇9 3.2.1 變配電所主接線設(shè)計(jì)要求10 3.2.2 變配電所主接線方案的擬定114 變配電所二次回路的確定144.1 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路144.2 高低壓側(cè)的電能計(jì)量回路144.3 變配電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路144

12、.4 變配電所的保護(hù)裝置16 4.4.1 主變壓器的繼電保護(hù)裝置的配置要求16 4.4.2 主變壓器的繼電保護(hù)裝置的選擇依據(jù)16 4.4.3 主變壓器的繼電保護(hù)裝置的選擇17 4.4.4 變配電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置的選擇195 變配電所防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)205.1 變配電所的防雷保護(hù)20 5.1.1 直擊雷保護(hù)20 5.1.2 雷電侵入波的保護(hù)205.2 變配電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)20 5.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)20總 結(jié)23致 謝24參考文獻(xiàn)25附 錄26 附錄一： 某實(shí)驗(yàn)小學(xué)總平面圖26 附錄二： 實(shí)驗(yàn)小學(xué)主接線圖271 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及步驟1.1 供配電設(shè)計(jì)的意義和要求本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：

13、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)該校生活區(qū)供配電系統(tǒng)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。供配電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和

14、日常生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)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(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)避免發(fā)生供電中斷，滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì) 就是要滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4、經(jīng)濟(jì) 降低電力系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用，并盡可能地節(jié)約有色金屬的消耗量，通過(guò)合理規(guī)劃和調(diào)度，減少電能損耗，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。此外，在供配電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。1.2 設(shè)計(jì)步驟1.收集原始資料在動(dòng)手設(shè)計(jì)之前，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要

15、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(fù)荷的分析計(jì)算根據(jù)提供的各用電單位的電力負(fù)荷清單，分析那些電力設(shè)備屬一級(jí)負(fù)荷，那些屬二級(jí)負(fù)荷，那些屬三級(jí)負(fù)荷，然后按需要系數(shù)法分別計(jì)算出各用電單位及全部的計(jì)算負(fù)荷，在中學(xué)平面圖上畫(huà)出各用電單位的負(fù)荷圖。根據(jù)各用電單位的負(fù)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(tái)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(jì)算各變電所的計(jì)算負(fù)荷。3.中學(xué)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中學(xué)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)所提供的設(shè)備平面布置圖、擬出兩

16、種可行的中學(xué)配電系統(tǒng)方案進(jìn)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(jì)根據(jù)變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心及進(jìn)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(cè)量保護(hù)8.防雷凡是與架空線路相連的進(jìn)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(diǎn)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4。2系統(tǒng)計(jì)算負(fù)荷及無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算負(fù)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(hù)的重要數(shù)據(jù)；計(jì)算負(fù)荷確定

17、的是否正確，直接影響到電器和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。采用無(wú)功補(bǔ)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(duì)學(xué)校的各類用電負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，并采用并聯(lián)電容器方法對(duì)低壓進(jìn)行集中補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)。2.1 負(fù)荷計(jì)算2.1.1 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷的公式（1） 有功計(jì)算負(fù)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(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）（3） 視在計(jì)算負(fù)荷（單位為KVA）（4） 計(jì)算電流（單位為A）（5） 多組用電設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷基本公式：同時(shí)系數(shù)

18、: 本次設(shè)計(jì)取 2.1.2 負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果根據(jù)某學(xué)校生活區(qū)配電資料，按照需要系數(shù)法，負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如表1所示。建筑名稱負(fù)荷性質(zhì)數(shù)量總?cè)萘啃枰禂?shù)costg計(jì) 算 負(fù) 荷1#-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(fēng)扇10041040.50.750.882017.626.67消防電18420.3640.50.80.7540.7230.5450.9合 計(jì)143.3275.90662.73298.47149.6餐廳熒光燈401.60.60.551.520.961.45921.745電視81.60.50

19、.750.880.80.7041.067電風(fēng)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(jì)121.490.4620.410292.734140.9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(jì)22.8612.067.9714.45621.96校園內(nèi)路燈白熾燈15060.951.00

20、5.705.7合計(jì)65.705.7操場(chǎng)白熾燈120.720.951.000.68400.684音響1010.50.750.880.50.440.667合計(jì)1.721.1840.441.261.9總合計(jì)995.26596.14413.0509725.254乘以Kp=0.9， Kq=0.950.81536.526392.298664.6491009.8表2-1 負(fù)荷計(jì)算表2.2 無(wú)功功率補(bǔ)償及其計(jì)算 2.2.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?按供電局的規(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。采用無(wú)功補(bǔ)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。

21、因此，供配電系統(tǒng)中的無(wú)功功率補(bǔ)償是必不可少的。2.2.2 無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置工程中普遍采用并聯(lián)電容器來(lái)補(bǔ)償供電系統(tǒng)的無(wú)功功率。并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式，有以下三種：（1） 高壓集中補(bǔ)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(bǔ)償 電容器裝設(shè)在變配電所的低壓配電室或單獨(dú)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GB5022795規(guī)定：低壓電容器組可采用三角形結(jié)線或中性點(diǎn)不接地的星形結(jié)線方式（如圖2-2）。（3） 低壓分散補(bǔ)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

22、2-3）。 2.2.3 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）2.2.4 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算由負(fù)荷計(jì)算表知，該學(xué)380側(cè)最大負(fù)荷時(shí)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(bǔ)償?shù)?.95,高壓功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9以上。（1）低壓電容器柜（屏）的選擇方法PGJ1型低壓無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)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

23、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： 根據(jù)控制步數(shù)要求，選擇一臺(tái)1號(hào)或2號(hào)主屏。 根據(jù)所需無(wú)功補(bǔ)償容量再補(bǔ)充一臺(tái)或數(shù)臺(tái)3號(hào)或4號(hào)輔屏（2）低壓電容器柜（屏）的選擇選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏,并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型.其方案1(主屏)1臺(tái)與方案3(輔屏)1臺(tái)相結(jié)合,總共容量84kvar2=168kvar。無(wú)功補(bǔ)償后，380v側(cè)和10kv側(cè)負(fù)荷計(jì)算如表2項(xiàng)目Cos計(jì)算負(fù)荷380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.81536.526392.298664.6491009.8380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量168380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.923536.526224

24、.298581.5883.5主變壓器功率損耗0.015=8.720.06=34.8910KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.903545.246259.188603.734.85表2-2 無(wú)功補(bǔ)償后賓館的計(jì)算負(fù)荷經(jīng)過(guò)低壓集中補(bǔ)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(dá)到了0.903達(dá)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。3 主變壓器及主接線方案的選擇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(dú)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(dāng)變壓器附設(shè)在首層

25、靠外墻時(shí)，可安裝油浸變壓器， 但容量不得超過(guò)400KVA。3.1.1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜采用兩臺(tái)及以上變壓器：（1） 有大量一級(jí)負(fù)荷或者雖為二級(jí)負(fù)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(fù)荷較大，所需變壓器容量超過(guò)500kVA時(shí)，可選用兩臺(tái)小容量變壓器，以確保供電安全。（3） 季節(jié)性負(fù)荷變化較大時(shí)，可設(shè)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變壓器，以便在淡季時(shí)可切除整臺(tái)變壓器。其它情況下宜裝設(shè)一臺(tái)變壓器。3.1.2 變電所主變壓器容量的選擇根據(jù)實(shí)驗(yàn)中學(xué)的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，中學(xué)變電所的主變壓器可由下列兩種方案：（1）裝有一臺(tái)

26、主變壓器的變電所 主變壓器容量不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷，即若裝設(shè)一臺(tái)主變壓器 型式采用SG10，而容量根據(jù)上式，選=630 KVA=603.7KVA,即選一臺(tái)SG10-630/10型空氣自冷干式變壓器。（2）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所 每臺(tái)主變壓器容量不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷的60%，最好為總的計(jì)算負(fù)荷的70%左右，即（0.60.7）同時(shí)每臺(tái)主變壓器容量不應(yīng)小于全部一二級(jí)負(fù)荷之和（+），即（+）若裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器 型號(hào)亦采用SG10，而每臺(tái)容量按以上兩式選擇，因此選擇兩臺(tái)SG10-400/10型空氣自冷干式變壓器。其聯(lián)結(jié)組別采用Yyn0。 3.2 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）

27、是指由各種開(kāi)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(yùn)行人員進(jìn)行各種倒閘操作和事故處理的重要依據(jù)。用圖形符號(hào)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。3.2.1 變配電所主接線設(shè)計(jì)要求電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求。（1） 可靠性供電可靠性是指能夠長(zhǎng)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(jì)首先應(yīng)滿足這個(gè)要求。電氣主接線不

28、僅要保證在正常運(yùn)行時(shí),還要考慮到檢修和事故時(shí),都不能導(dǎo)致一類負(fù)荷停電,一般負(fù)荷也要盡量減少停電時(shí)間。顯然,這些都會(huì)導(dǎo)致費(fèi)用的增加,與經(jīng)濟(jì)性的要求發(fā)生矛盾。因此,應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)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 滿足調(diào)度時(shí)的靈活性要求。應(yīng)能根據(jù)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，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(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。 滿足檢修時(shí)的靈活性要求。在某一設(shè)備需要檢修時(shí)，應(yīng)能方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電，并使該設(shè)備與帶電運(yùn)行部分有可靠的安全隔離，

29、保證檢修人員檢修時(shí)的方便和安全。 滿足擴(kuò)建時(shí)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(guò)渡都應(yīng)比較方便，對(duì)已運(yùn)行部分影響小，不影響連續(xù)供電或停電時(shí)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(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。（3） 經(jīng)濟(jì)性在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)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(dòng)裝置，從而導(dǎo)致投資費(fèi)用的增加。因此，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下作到經(jīng)濟(jì)合理。一般應(yīng)當(dāng)從以下幾方面考慮。 節(jié)省一次投資。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，并要適當(dāng)采取限制短路電流的措施，以節(jié)省開(kāi)關(guān)電器的數(shù)量

30、、選用價(jià)廉的電器或輕型電器，以便降低投資。 電能損耗少，經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的形式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次壓降而增加電能損失。 占地面小。主接線設(shè)計(jì)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(shí)，要注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。對(duì)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(jì)，分期投資建設(shè)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。3.2.2 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(jì)下列按兩種主接線方案：（1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案 如圖（3-1）所示（2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案 如圖（3-2）所示圖3-1 裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案（附高壓柜列圖）圖3-

31、2 裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案（附高壓列柜圖）兩種主接線方案通過(guò)技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)方面的比較上可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線（圖3-2）略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案（圖3-1），但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案（圖3-1）遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案（圖3-2），因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案（圖3-1）。4 變配電所二次回路的確定4.1 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)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(dòng)機(jī)構(gòu)或彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)，而10KV側(cè)短路容量不超過(guò)100MVA的變配電所多采用手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)（如本設(shè)計(jì)）。斷路器采用手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其控制與信號(hào)回路如圖4-1所示圖4-

32、1 手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路4.2 高低壓側(cè)的電能計(jì)量回路變配電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無(wú)功電度表，分別計(jì)量小區(qū)消耗的有功電能與無(wú)功電能，并據(jù)以計(jì)算每月小區(qū)的平均功率因數(shù)。計(jì)量柜由上級(jí)供電部門加封和管理。4.3 變配電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路變配電所高壓側(cè)裝有兩臺(tái)電壓互感器避雷柜，其中電壓互感器為3個(gè)JDZJ-10型，組成Y0/ Y0/（開(kāi)口三角）的結(jié)線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察，如圖4-2所示：圖4-2610KV線路測(cè)量和和計(jì)量?jī)x表的原理電路PA電流表 PJ1三相有功電度表（DS2,DS862） PJ2三相無(wú)功電度表（DX2,DX863）低壓側(cè)的動(dòng)力出線上，均裝有有功電

33、度表和無(wú)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(wú)功電度表。 每一回路均裝有電壓表。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)按規(guī)范要求。圖4-3 220/380V線路測(cè)量和計(jì)量?jī)x表的原理電路PA電流表 PJ三相四線有功電度表4.4 變配電所的保護(hù)裝置4.4.1 主變壓器的繼電保護(hù)裝置的配置要求主變壓器的繼電保護(hù)裝置的配置有以下要求：（1） 瓦斯保護(hù)800KVA及以上的油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。（2） 縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)10000KVA及以上的單獨(dú)運(yùn)行變壓器和6300KVA及以上的并列運(yùn)行變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)。（3） 過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù) 10000KVA以

34、下的變壓器，可裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。（4） 過(guò)負(fù)荷保護(hù) 400KVA及以上變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。4.4.2 主變壓器的繼電保護(hù)裝置的選擇依據(jù)1過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定計(jì)算公式式中變壓器的最大負(fù)荷電流，可取為（1.53），為變壓器一次額定電流； 保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，對(duì)定時(shí)限，取1.2，對(duì)反時(shí)限，取1.3； 保護(hù)裝置的結(jié)線系數(shù)，對(duì)相電流結(jié)線取1，對(duì)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(duì)感應(yīng)式繼電器，應(yīng)整定為整數(shù)，且在10A以內(nèi)。2過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定計(jì)算公式式中

35、 在變壓器低壓母線發(fā)生三相短路時(shí)高壓側(cè)繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間； 變壓器低壓側(cè)保護(hù)裝置在低壓母線發(fā)生三相短路時(shí)的最長(zhǎng)的一個(gè)動(dòng)作時(shí)間； 前后兩級(jí)保護(hù)裝置的時(shí)間級(jí)差，對(duì)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，可取0.5s，對(duì)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，可取0.7 s。 必須注意：對(duì)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置，由于其過(guò)電流繼電器的整定時(shí)間只能是“10倍動(dòng)作時(shí)間，或由實(shí)際動(dòng)作時(shí)間確定整定時(shí)間。過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)公式式中 在電力系統(tǒng)最小運(yùn)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(hù)動(dòng)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(hù)，則靈敏系數(shù)1.2即可。4.4.3 主變壓器的繼電保護(hù)裝置的選擇（1) 裝設(shè)瓦斯保

36、護(hù)當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器。（2） 裝設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)繼電保護(hù)包括定時(shí)限保護(hù)和反時(shí)限保護(hù)，定時(shí)限保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作時(shí)間比較精確，整定簡(jiǎn)便，其缺點(diǎn)是繼電器多，結(jié)線復(fù)雜需直流操作電源，投資較大。反時(shí)限保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：投資少，結(jié)線簡(jiǎn)單，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，顯得簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)且適于交流操作其缺點(diǎn)是動(dòng)作時(shí)間確定比較麻煩。對(duì)于中小型工廠供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)以簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)為宜，因此使用反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。采用GL15型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式。 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定：公式 其中IL.max=2I1NT=

37、236.4=72.8A, Krel=1.3, Kw=1, Kre=0.8, Ki=100/5=20,因此動(dòng)作電流為：對(duì)于感應(yīng)式繼電器，IOP應(yīng)整定為整數(shù)，且在10A以內(nèi)。所以整定為6A。 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定因本變配電所為電力系統(tǒng)的終端變配電所，故其過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間（倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間）可整定為最短的0.5s 過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)公式 其中：所以其保護(hù)靈敏系數(shù)為： 滿足靈敏系數(shù)的要求(3）裝設(shè)電流速斷保護(hù)。利用GL15的速斷裝置 速斷電流的整定公式 式中：變壓器低壓母線三相短路電流周期分量有效值；可靠系數(shù)，對(duì)DL型繼電器取1.21.3, 對(duì)GL型繼電器取1.41.5；變壓器的電壓比

38、。保護(hù)裝置的結(jié)線系數(shù).對(duì)相電流取結(jié)線取1，對(duì)相電流差結(jié)線取；電流互感器的變流比。,所以速斷電流 速斷電流倍數(shù)整定為：在28之間，滿足要求 電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)式中 ：在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下(兩相短路)，變壓器高壓側(cè)的短路電流； Iqb.1速斷電流折算到一次電路（即變壓器高壓側(cè)）的值。其中所以 按GB50062-92規(guī)定，電纜保護(hù)（含電流速斷保護(hù)）的最小靈敏系數(shù)符合要求。4.4.4 變配電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置的選擇(1）低壓總開(kāi)關(guān)采用DW15-1000/3型（脫扣器額定電流為1000A）低壓斷路器，三相均裝有過(guò)流脫扣器，既可保護(hù)低壓側(cè)的相間短路和過(guò)負(fù)荷（利用其長(zhǎng)延時(shí)脫扣器），而且可以保護(hù)低

39、壓?jiǎn)蜗嘟拥囟搪? 瞬時(shí)動(dòng)作電流的整定起動(dòng)電流 整定電流所選DW15-1000/3型（脫扣器額定電流為1000A）的瞬動(dòng)整定電流范圍為400018000A。 所以整定為6000A2 長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作電流的整定所選低壓斷路器長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作整定電流為4001000A。5 變配電所防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)中，雷擊是主要的自然災(zāi)害。雷電可能損壞設(shè)備或設(shè)施，造成大規(guī)模停電，也可能引起火災(zāi)或爆炸事故，危及人身安全，因此必須對(duì)電力設(shè)備建筑物等采取一定的防雷措施。5.1 變配電所的防雷保護(hù)5.1.1 直擊雷保護(hù)在變配電所屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶，并引出兩根接地線與變配電所公共接地裝置相連。如變配電所的主變壓器裝在室

40、外或有露天配電裝置時(shí)，則應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包括整個(gè)變配電所。如果變配電所處在其他建筑物的直擊雷防護(hù)范圍以內(nèi)時(shí)，則可不另設(shè)獨(dú)立避雷針。按規(guī)定，獨(dú)立避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用36根長(zhǎng)2.5m，50mm的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近作一排或多邊形排列，管間距離5m。打入地下，管頂距地面0.6m。接地管間用40mm4mm鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用25mm4mm的鍍鋅扁鋼，下與接地他焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用20mm的鍍鋅圓鋼，長(zhǎng)11.5m。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變配電所公共接地裝置應(yīng)有3m以

41、上距離。5.1.2 雷電侵入波的保護(hù)1在10kV電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)FS4-10型閥式避雷器。引下線采用的25mm4mm鍍鋅扁鋼，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端螺栓連接。2在10kV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有GG-1A（F）-54型開(kāi)關(guān)柜，其中配有FS4-10型閥式避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來(lái)保護(hù)，防護(hù)雷電侵入波的危害。3在380V低壓側(cè)架空出線桿上，裝設(shè)保護(hù)間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護(hù)沿低壓架空線侵入的雷電波。5.2 變配電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)5.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）電力裝置和建筑物要求的接地電阻最大值（見(jiàn)表5-1）序號(hào)裝置名稱裝置特點(diǎn)接地電阻/11kv以上

42、小接地電流系統(tǒng)僅用于該系統(tǒng)的接地裝置2與1kv以下系統(tǒng)共用的接地裝置31kv以下系統(tǒng)與總?cè)萘?00KVA以上的發(fā)電機(jī)或變壓器相連的接地裝置4上述（序號(hào)3）裝置的重復(fù)接地5與總?cè)萘?00KVA及以下的發(fā)電機(jī)或變壓器相連的接地裝置6上述（序號(hào)5）裝置的重復(fù)接地7變配電所和線路的防雷裝置獨(dú)立避雷針和避雷線8變配電所裝設(shè)的避雷器與序號(hào)3裝置共用9與序號(hào)5裝置共用10線路上裝設(shè)的避雷器或保護(hù)間隙與電機(jī)無(wú)電氣聯(lián)系11與電機(jī)有電氣聯(lián)系12建筑物的防雷裝置第一類防雷建筑物防直擊雷13防雷電感應(yīng)14防雷電波侵入15第二類防雷建筑物（防直擊雷、防雷電感應(yīng)和防雷電波侵入公共接地裝置）16第三類防雷建筑物防直擊雷和雷電波侵入（共用）17第三類中（2）款建筑物表5-1 電力裝置和建筑物要求的接地電阻最大值（2） 單