住宅小區(qū)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、內(nèi)容提要 本次設(shè)計(jì)的課題是住宅小區(qū)供電系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)的基本要求，運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，查閱相關(guān)的資料，進(jìn)行供電系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的基本流程是：進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果進(jìn)行變壓器的選擇并確定供電方案，之后依次進(jìn)行短路電流的計(jì)算，高、低壓電器設(shè)備的選擇和校驗(yàn)，繼電保護(hù)，防雷與接地保護(hù)等。在這一框架下，按照國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合小區(qū)實(shí)際情況完成設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)考慮到了供電系統(tǒng)的安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四項(xiàng)基本要求，在選擇供電方案和電器設(shè)備時(shí)，優(yōu)先選擇低能耗并且滿足設(shè)計(jì)要求的方案和設(shè)備，除此以外，還考慮到了小區(qū)未來的負(fù)荷發(fā)展情況，做到了遠(yuǎn)近期的結(jié)合，留有擴(kuò)建的可能性。關(guān)鍵詞:負(fù)荷統(tǒng)計(jì)；變壓

2、器選擇；短路計(jì)算；繼電保護(hù) abstract the subject of this graduation project is the design of the residence area power supply system. according to the basic requirements of the design, using of the relevant knowledge, searching relevant information. begin the design of the power supply system. the basic process of

3、 design is load statistics, according to the load calculation results to select the transformer, then begin the short-circuit calculation, selection and calibration of high and low voltage electrical equipment, relay protection, lightning arrest and grounding protection, in this framework, according

4、 to the national standards, combined with the actual situation of residential to complete the graduation project. this design considerations to the power supply system of safe, reliable, flexible and economic four basic requirements, in the choice of power supply plan and electrical equipment, prefe

5、rred select low energy consume and meet the design requirements of the plan and equipment. besides, consider to the residential future of the loads, combination of recent and forward, it support the possibility of the expansion.keywords:load statistics; transformer selection; short-circuit calculati

6、on; relay protection目 錄1 引言- 1 -2 負(fù)荷計(jì)算- 2 -2.1 供電負(fù)荷的分析- 2 -2.2 供電負(fù)荷的計(jì)算- 3 -3 供電方案的確定- 5 -3.1 主接線方案原則- 5 -3.2 主接線方案設(shè)計(jì)- 5 -4 變壓器及線路的選擇- 6 -4.1 變壓器臺(tái)數(shù)的選擇- 6 -4.2 變壓器容量的選擇- 6 -4.3 變壓器型號(hào)的選擇- 6 -4.4 線路的選擇- 7 -5.變配電所的總體布置- 8 -5.1變配電所總體布置要求- 8 -5.2變配電所結(jié)構(gòu)規(guī)范- 9 -5.3變配電所平面結(jié)構(gòu)圖- 10 -6 短路計(jì)算- 12 -6.1 短路故障的形式- 12 -6

7、.2 短路電流的計(jì)算- 12 -7 高、低壓設(shè)備的選擇- 14 -7.1 設(shè)備選擇的基本原則- 14 -7.2 高壓設(shè)備的選擇- 16 -7.3 低壓設(shè)備的選擇- 17 -8 繼電保護(hù)- 20 -8.1 繼電保護(hù)的意義及設(shè)置原則- 20 -8.2 變壓器的繼電保護(hù)- 20 -9 變電所防雷與接地- 23 -9.1 變電所防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)：- 23 -9.2變電所接地保護(hù)的設(shè)計(jì)：- 23 -結(jié) 論- 26 -致 謝- 27 -參 考 文 獻(xiàn)- 28 -1 引言 研究意義：近幾年來隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人民的生活水平有了大幅提高，對(duì)居住環(huán)境的方便、安全、環(huán)保、舒適程度等方面提出了更高的要求。這使

8、得住宅小區(qū)的供電系統(tǒng)要能夠適應(yīng)小區(qū)的用電負(fù)荷要求及小區(qū)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，從多方面考慮，進(jìn)而設(shè)計(jì)出最合理的供電方案，以使供電系統(tǒng)的運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)、靈活、安全、可靠。發(fā)展現(xiàn)狀：近年來，我國(guó)城市化正處于又一新的發(fā)展階段，城市地區(qū)的住宅建筑林立，建筑標(biāo)準(zhǔn)越來越現(xiàn)代化，不同種類的小區(qū)對(duì)用電負(fù)荷的要求也不盡相同，但總體的趨勢(shì)是用電負(fù)荷有較大增高，在夏冬季節(jié)或用電高峰時(shí)段時(shí)，用電負(fù)荷有較大的波動(dòng)，造成供電的不穩(wěn)定或是停電時(shí)有發(fā)生，為居民用電帶來了諸多不便，因此要求小區(qū)供電系統(tǒng)要具備更高的可靠性與安全性。隨著城市化進(jìn)程的逐年加快，城市用地更加緊張、用電負(fù)荷更加集中，城市的電力電網(wǎng)也逐步由架空向電纜過渡，老舊的配電方案

9、以及變壓器、配電室等電力設(shè)備在安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性等方面都難以滿足時(shí)下的住宅用電負(fù)荷要求，由此對(duì)于小區(qū)的供電方案也有了新的要求。發(fā)展趨勢(shì)：將來的供配電系統(tǒng)主要發(fā)展方向?yàn)樾⌒突?、?jié)能化及更加自動(dòng)化。目前對(duì)于供電系統(tǒng)的供電可靠性尚感不足，對(duì)于某些重要設(shè)備如消防設(shè)施、生活水泵、生活電梯的供電可靠性還有待提高。另外，低壓配電部分的安全性也需要更多的重視。小區(qū)供電設(shè)計(jì)要考慮下列基本要求： （1）安全性 需要達(dá)到相關(guān)技術(shù)規(guī)范與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，且能夠保證人身和設(shè)備的安全。（2）可靠性 需要滿足小區(qū)正常用電的電力負(fù)荷。（3）靈活性 需要適用于多種運(yùn)行方式，以便于電氣設(shè)備的維修及切換，并適當(dāng)考慮未來的負(fù)荷發(fā)展情況。

10、（4）經(jīng)濟(jì)性 在符合上述要求的前提下，盡可能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方案，降低投資及設(shè)備運(yùn)行、維修的費(fèi)用，并減少線路有色金屬的消耗和電能的節(jié)約。2 負(fù)荷計(jì)算2.1 供電負(fù)荷的分析近年來我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)步入快車道，居民的生活水品不斷提高，越來越多的高能耗電器走進(jìn)我們的生活，普通家庭的用電需求不斷上漲，很多家庭裝有多個(gè)空調(diào)、彩電、冰箱，而且呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，根據(jù)以上現(xiàn)狀住宅設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)做出如下規(guī)定，一般而言高層的計(jì)算負(fù)荷可參考每戶68kw標(biāo)準(zhǔn)，小高層及多層可參考每戶46kw，除上述方法外還可參考50的建筑面積標(biāo)準(zhǔn)， 本次設(shè)計(jì)是針對(duì)普通住宅小區(qū)的設(shè)計(jì)，根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算負(fù)荷取值6kw每戶。本次設(shè)計(jì)小區(qū)有10棟樓，每棟

11、33層，每層4戶，每戶100平米，每棟設(shè)置一個(gè)戶外配電箱，共計(jì)10個(gè)配電箱，每?jī)蓚€(gè)配電箱設(shè)置一個(gè)配電屏，共計(jì)5個(gè)配電屏。由配電屏引出線路通向配電箱，再由配電箱引出線路通向樓棟單元到各戶。 2.2 供電負(fù)荷的計(jì)算目前，我國(guó)設(shè)計(jì)部門在進(jìn)行企業(yè)供電設(shè)計(jì)時(shí), 經(jīng)常采用的電力負(fù)荷計(jì)算方法有:需要系數(shù)法、二項(xiàng)式系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位電耗法和單位面積功率法等.需要系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)便, 對(duì)于任何性質(zhì)的企業(yè)負(fù)荷均適用, 且計(jì)算結(jié)果基本上符合實(shí)際, 因此, 這種計(jì)算方法采用最廣泛. 尤其對(duì)各用電設(shè)備容量相差較小, 且用電設(shè)備數(shù)量較多的用電設(shè)備組, 這種計(jì)算最適宜. 二項(xiàng)式系數(shù)法則主要適用于各種設(shè)備容量相差大的場(chǎng)所,

12、 如機(jī)械加工企業(yè)、煤礦綜合采工作面等。利用系數(shù)法是平均負(fù)荷作為計(jì)算依據(jù),利用概率論分析出最大負(fù)荷與平均負(fù)荷的關(guān)系。這種計(jì)算方法雖理論依據(jù)較充分, 但由于目前積累的實(shí)用數(shù)據(jù)不多, 且計(jì)算步驟較繁瑣, 精確度也并不比前兩種方法強(qiáng)多少, 所以, 目前以逐漸不被采用. 最后兩種方法常用于方案估算。這里用需要系數(shù)法計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算公式：有功計(jì)算負(fù)荷: 無功計(jì)算負(fù)荷: 視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：查閱資料得知：住宅用電負(fù)荷需要系數(shù)12戶時(shí)取值0.6；在25100戶時(shí)取值0.45；100200戶時(shí)取值0.35；大于260戶時(shí)取值0.3；生活用電功率因數(shù)取值=0.85，則0.62（1）小區(qū)總的負(fù)荷計(jì)算（2）每棟樓的

13、負(fù)荷計(jì)算如下 （3）配電箱的負(fù)荷計(jì)算：1#-10#配電箱負(fù)荷相同,計(jì)算與每棟樓負(fù)荷計(jì)算一樣：（4）配電屏的負(fù)荷計(jì)算：1#-5#配電屏負(fù)荷相同，計(jì)算如下 3 供電方案的確定3.1 主接線方案原則在設(shè)計(jì)小區(qū)供電主接線方案時(shí)，要符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范，布局合理，經(jīng)濟(jì)節(jié)約等，為適應(yīng)日益變化的新形勢(shì)還要有一定的超前意識(shí)，從而避免造成重復(fù)建設(shè)，資金浪費(fèi)，維護(hù)不便，還影響居民的正常用電。 主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等要求。（1）可靠性：為了向用戶供應(yīng)持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的電力，主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。主接線的可靠性的衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，要充分地做好調(diào)研工作，力求避免決策失誤，鑒于進(jìn)行可靠的定量計(jì)算分析的

14、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚不完善的情況，充分做好調(diào)查研究工作顯的尤為重要。為了提高主接線的可靠性，選用運(yùn)行可靠性高的設(shè)備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面，作出切合實(shí)際的決定。（2）靈活性：電氣主接線的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)在運(yùn)行、熱備用、冷備用和檢修等各種方式下的運(yùn)行要求。在調(diào)度時(shí)，可以靈活地投入或切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等元件，合理調(diào)配電源和負(fù)荷。在檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及二次設(shè)備，并方便設(shè)備的安全措施，不影響電網(wǎng)正常運(yùn)行和對(duì)其他用戶的供電。（3）經(jīng)濟(jì)性：方案的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。采用簡(jiǎn)單的接線方式，少用設(shè)備，節(jié)省設(shè)備上的投資。在投資初期回路數(shù)較少時(shí)，更有條件采用設(shè)備用量較少的簡(jiǎn)化接線。能緩裝

15、的設(shè)備，不提前采購(gòu)裝設(shè)；在設(shè)備型式和額定參數(shù)的選擇上，要結(jié)合工程情況恰到好處，避免以大代小，以高代低；在選擇接線方式時(shí)，要考慮到設(shè)備布置的占地面積大小，要力求減少占地，節(jié)省配電裝置的征地費(fèi)用。3.2 主接線方案設(shè)計(jì) 見后附錄4 變壓器及線路的選擇4.1 變壓器臺(tái)數(shù)的選擇在變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備是電力變壓器，它的主要任務(wù)是提升或降低電力系統(tǒng)的電壓，以便于合理分配、使用和輸送電能。選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮以下原則：（1）供電系統(tǒng)對(duì)正常的用電負(fù)荷要有足夠的可靠性。（2）當(dāng)變電所的負(fù)荷因晝夜、季節(jié)而幅度較大時(shí)，且適宜以經(jīng)濟(jì)方式運(yùn)行時(shí)，可考慮接入兩臺(tái)變壓器。（3）一般情況下，變電所適宜選用一臺(tái)變壓器，

16、但對(duì)于負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可采用兩臺(tái)或更多的變壓器。（4）在選擇變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，還應(yīng)考慮負(fù)荷未來的發(fā)展情況，預(yù)留出一定的容量。就本次設(shè)計(jì)而言：適宜選用兩臺(tái)主變壓器，若某臺(tái)變壓器停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)則須承擔(dān)其負(fù)荷。4.2 變壓器容量的選擇（1）對(duì)于只裝有一臺(tái)主變壓器的供電系統(tǒng)，主變壓器的容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷的需要，即（2）裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí)每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件：當(dāng)任意一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，須滿足約60%70%總計(jì)算負(fù)荷的需要，即當(dāng)任意一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，須滿足所有的、級(jí)負(fù)荷的需要，即 就本次設(shè)計(jì)而言，小區(qū)負(fù)荷等級(jí)為三級(jí)，只要考慮條件：

17、這里小區(qū)總計(jì)算負(fù)荷為2795.3kva，選用兩個(gè)主變壓器的容量，經(jīng)計(jì)算得 ，取 4.3 變壓器型號(hào)的選擇根據(jù)以上對(duì)變壓器的分析，查詢資料可知，變壓器型號(hào)選擇為s9-2000/10系列油浸式銅線電力變壓器，參數(shù)如下：表4-1 s9-2000/10變壓器參數(shù)型號(hào)額定電壓阻抗電壓（%）空載損耗（w）負(fù)載損耗（w）空載電流（%）連接組別s9-2000/1010kv63000180000.8dyn114.4 線路的選擇電源進(jìn)線由10kv城市電網(wǎng)引出由電纜線路進(jìn)入變電站,在電路進(jìn)線的主開關(guān)柜之前裝設(shè)一臺(tái)高壓計(jì)量柜，計(jì)費(fèi)電能表通過電壓互感器及電流互感器接入電路中。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般10kv及以下的高壓線路和

18、低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。 在選擇三相系統(tǒng)中導(dǎo)線的相線截面時(shí)可依照導(dǎo)線發(fā)熱條件來選，須使其允許載流量 不小于相線上的計(jì)算電流 ，即在計(jì)算導(dǎo)線的允許載流量時(shí)，還要考慮溫度條件的影響，計(jì)算時(shí)要乘以溫度校正系數(shù)，其公式如下：式中，為導(dǎo)線額定負(fù)荷時(shí)的最高允許溫度；為導(dǎo)線的允許載流量所用的環(huán)境溫度；為導(dǎo)線敷設(shè)地點(diǎn)實(shí)際環(huán)境溫度。（1） 變電所進(jìn)線電纜的選擇經(jīng)算得溫度校正系數(shù)為，即查表 得知：可選用標(biāo)稱截面為50的油浸紙絕緣電纜。校驗(yàn)發(fā)熱條件油浸紙絕緣電纜的 ,發(fā)熱條件滿足。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。（2）配電箱電纜的選擇1#-10#配電箱

19、的計(jì)算電流經(jīng)算得溫度校正系數(shù)為，即 查表得知：1#、2#、3#、4#、5#、配電箱可選用標(biāo)稱截面為300的yjv型電纜； 校驗(yàn)發(fā)熱條件yjv型電纜的 ，發(fā)熱條件滿足。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。5.變配電所的總體布置5.1變配電所總體布置要求 1.便于運(yùn)行維護(hù)和檢修 有人值班的變配電所，一般應(yīng)設(shè)值班室。值班室應(yīng)盡量靠近配電室， 且有門直通。如果值班室靠近高低壓配電室有困難，則值班室可經(jīng)走 廊與高壓配電室相通。2.保證安全運(yùn)行3.便于進(jìn)出線4.節(jié)約土地和建筑費(fèi)用5.適合發(fā)展要求5.2變配電所結(jié)構(gòu)規(guī)范1.變壓器室結(jié)構(gòu)規(guī)范變壓器室結(jié)構(gòu)形式，決定于變壓器形式、容量、放置方式、主接線方案及

20、進(jìn)出線方式和方向等諸多因素，考慮到發(fā)展，變壓器室宜有更換大一級(jí)容量的可能性。為保證變壓器安全運(yùn)行及防治變壓器失火時(shí)故障蔓延，gb 5005310kv及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)定規(guī)定，可燃油油浸變壓器與變壓器室墻壁和門的最小凈距應(yīng)符合下表規(guī)定： 表5-1 變壓器外廊與變壓器室墻壁和門的最小凈距變壓器容量/kva100-10001250及以上變壓器外廊與后壁、側(cè)壁凈距/mm600800變壓器外廊與門凈距/mm8001000變壓器室的地坪，按通風(fēng)要求，分為地坪抬高和不抬高兩種型式。變壓器室的地坪抬高時(shí)，通風(fēng)散熱更好，但建筑費(fèi)用較高。變壓器容量在630kva及以下的變壓器室地坪，一般不抬高。本設(shè)計(jì)采用抬高地坪

21、型式。2.高低壓配電室和值班室結(jié)構(gòu) 高低壓配電室的結(jié)構(gòu)形式，主要取決于高低壓開關(guān)柜的型式，同時(shí)要考慮運(yùn)行維護(hù)的方便與安全，留有足夠的操作維護(hù)通道，并且要照顧今后的發(fā)展，留有適當(dāng)數(shù)量的備用開關(guān)柜的位置，但占地面積不宜過大，建筑費(fèi)用不宜過高。 表5-2高壓配電室內(nèi)各種通道的最小寬度開關(guān)柜布置方式柜后維護(hù)通道m(xù)m柜前操作通道/mm固定式柜手車式柜單列布置8001500單車長(zhǎng)度+1200雙列面對(duì)面布置8002000雙車長(zhǎng)度+900雙列背對(duì)背布置10001500單車長(zhǎng)度+1200裝設(shè)gg-1a(f)型高壓柜（柜高3.1m）電纜進(jìn)線的高壓配電室的高度為4m，如果開關(guān)柜為手車式（一般高2.2m）時(shí)，高壓配電

22、室的高度可降為3.5m。為了布線和檢修方便，開關(guān)柜下面應(yīng)設(shè)電纜溝。低壓配電室內(nèi)成列布置的配電屏，其屏前、屏后的通道最小寬度，按gb 50053-1994規(guī)定，如下表所示：表5-3低壓配電室內(nèi)屏前屏后通道的最小寬度配電屏型式配電屏布置方式屏前通道/mm屏后通道/mm固定式單列布置15001000雙列面對(duì)面布置20001000雙列背對(duì)背布置15001500抽屜式單列布置18001000雙列面對(duì)面布置23001000雙列背對(duì)背布置18001000低壓配電室的高度，應(yīng)與變壓器室綜合考慮，以便變壓器低壓出線。當(dāng)配電室與抬高地坪的變壓器室相鄰時(shí)，低壓配電室高度不應(yīng)低于4m；與不太高地坪的變壓器室相鄰時(shí)，配

23、電室高度不應(yīng)低于3.5m。為了布線需要，低壓配電屏下面也應(yīng)設(shè)電纜溝。高壓配電室耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)；低壓配電室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于三級(jí)。值班室的結(jié)構(gòu)型式，要結(jié)合變配電所的總體布置和值班工作要求全盤考慮，以利于運(yùn)行值班工作。值班室的內(nèi)除通往配電室、電容器室的門外，其他的門均應(yīng)向外開。5.3變配電所平面結(jié)構(gòu)圖 圖5-1 變配電所平面布置圖1-高壓配電室 2-變壓器室 3-低壓配電室 4-值班室 6 短路計(jì)算6.1 短路故障的形式三相系統(tǒng)的短路主要分為單相、兩相及三相短路三大類。單相短路只能發(fā)生在中性線引出的四線制系統(tǒng)及中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中。一般情況下，三相短路電流要大于單相與兩相短路電流，尤其對(duì)于電源

24、距離供電系統(tǒng)較遠(yuǎn)時(shí)，三相短路電流最大，此時(shí)因系統(tǒng)短路而產(chǎn)生的危害也最為嚴(yán)重。為了保證電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備在處于最嚴(yán)重的短路情況下能夠可靠的工作，在選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備時(shí)，也都按照三相短路時(shí)的數(shù)值來校驗(yàn)。6.2 短路電流的計(jì)算本次設(shè)計(jì)小區(qū)采單電源供電，由0.5km處城市電網(wǎng)供電，斷流容量，一般基準(zhǔn)容量數(shù)值為100mva，下面是采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路電流的計(jì)算過程：（1）確定基本值取基準(zhǔn)容量 ，基準(zhǔn)電壓， 則：（2）相關(guān)元件在短路電路中的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值查資料得知，因此 電力線路的電抗標(biāo)幺值查表得知電纜的，因此變壓器的電抗標(biāo)幺值查表可知，因此由此可繪制出短路等效電路圖：圖5-1 短路等效電

25、路圖（3）點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值以及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)幺值三相短路電流周期分量有效值其他三相短路電流三相短路容量 （4）點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)幺值三相短路電流周期分量有效值其他三相短路電流三相短路容量 表6-1 短路計(jì)算結(jié)果 點(diǎn)14.837.722.3268.8點(diǎn)4378.646.929.7 7 高、低壓設(shè)備的選擇7.1 設(shè)備選擇的基本原則（1）根據(jù)額定參數(shù)的選擇在選用設(shè)備電器時(shí)，要求設(shè)備的額定電壓不低于安裝位置的額定電壓，即同時(shí)要求其額定電流不低于實(shí)際通過設(shè)備的最大電流，即（2）根據(jù)穩(wěn)定條件的選擇系統(tǒng)發(fā)生短路故障后保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作需要一定的時(shí)間，系

26、統(tǒng)的供電設(shè)備要能夠承受一定時(shí)間內(nèi)的短路電流。供電設(shè)備的熱穩(wěn)定是指電氣設(shè)備的載流導(dǎo)體通過最大電流時(shí)，其發(fā)熱溫度扔不超過允許短時(shí)發(fā)熱溫度，即供電設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定是指電氣設(shè)備通過最大短路沖擊電流，并承受相應(yīng)的電動(dòng)力時(shí)，設(shè)備仍保持機(jī)械結(jié)構(gòu)完好能力，即（3）根據(jù)斷流能力的選擇供電設(shè)備熔斷器、斷路器等開關(guān)設(shè)備，承擔(dān)著通斷電路的任務(wù)。設(shè)備的開斷電流一般應(yīng)大于所處位置可能發(fā)生的最大短路電流，或斷流容量一般應(yīng)大于所處位置可能發(fā)生的最大三相短路容量，即或進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)通常把額定參數(shù)與工作環(huán)境作為前期初選原則，而后將斷流能力與動(dòng)熱穩(wěn)定性作為后續(xù)校驗(yàn)原則。以下為設(shè)備初選及校驗(yàn)項(xiàng)目： 表7-1 高壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目項(xiàng)

27、目額定電壓kv額定電流a斷流能力ka或mva短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定斷路器熔斷器負(fù)荷開關(guān)隔離開關(guān)電流互感器電壓互感器支柱絕緣子套管絕緣子母線電纜設(shè)備校驗(yàn)項(xiàng)目（表示需要校驗(yàn)項(xiàng)目 表示無需要校驗(yàn)項(xiàng)目）7.2 高壓設(shè)備的選擇 高壓一次設(shè)備必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，工作安全可靠運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。電氣設(shè)備按正常條件下工作進(jìn)行選擇，就是要考慮電氣裝置的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電氣安裝所處的位置（室內(nèi)或室外）、環(huán)境溫度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。電氣要求是指電氣裝置對(duì)設(shè)備的電壓、電流、頻率（一般50hz）等的要求；對(duì)一些斷流電器如開關(guān)、斷路

28、器等，應(yīng)考慮其斷流能力。電氣設(shè)備要滿足在短路故障條件下工作的要求，還必須按最大可能的短路故障的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)。但對(duì)斷路器及裝有斷路器保護(hù)的電壓互感器，不必進(jìn)行短路動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。對(duì)電力電纜，由于其機(jī)械強(qiáng)度足夠，所以不必進(jìn)行短路動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)，但須進(jìn)行短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。變壓器高壓側(cè)的選擇標(biāo)準(zhǔn)：（1）額定參數(shù)：額定電壓，即額定電流， ，即 （2）穩(wěn)定條件：沖擊電流，即熱穩(wěn)定，即（3）斷流能力：斷流容量，即 根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)選擇如下高壓設(shè)備：高壓開關(guān)柜gg1a-10q（f）、少油斷路器sn1010i/630、隔離開關(guān)gn8-10t/200、電流互感器lqj-10-200/5a、電

29、壓互感器jdz-10q、熔斷器rn1-10表7-2 高壓電器校驗(yàn)的結(jié)果項(xiàng)目額定電壓kv額定電流a開斷電流 ka短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定ka ka2s校驗(yàn)結(jié)果少油斷路器sn10-10/63010630115.51614.84037.71024153滿足條件隔離開關(guān)gn8-10t/40010400115.540 37.7980 153滿足條件電流互感器lqj-10-200/5a10200115.54537.75625 153滿足條件電壓互感器jdz-10q10滿足條件熔斷器rn1-1010150138.515.514.8滿足條件（表示無需要校驗(yàn)項(xiàng)目）7.3 低壓設(shè)備的選擇 低壓一次設(shè)備的選擇，與

30、高壓一次設(shè)備的選擇一樣，必須滿足在正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。表7-3 低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目額定電壓v額定電流a斷流能力ka短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定低壓斷路器低壓熔斷器低壓負(fù)荷開關(guān)低壓刀開關(guān)電流互感器設(shè)備校驗(yàn)項(xiàng)目（表示需要校驗(yàn)項(xiàng)目 表示無需要校驗(yàn)項(xiàng)目）變壓器至母線間的選擇標(biāo)準(zhǔn)：（1）額定參數(shù)：額定電壓，即額定電流， ，即 （2）穩(wěn)定條件：沖擊電流，即熱穩(wěn)定，即（3）斷流能力：斷流容量，即 根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)選擇如下低壓設(shè)備：斷路器dw15-4000、刀開關(guān)hd18-2500表7-3 低壓電器校驗(yàn)的結(jié)果項(xiàng)目額定電壓kv額定電流a開斷

31、電流 ka短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定ka ka2s校驗(yàn)結(jié)果斷路器dw15-40000.43000288780438078.636001294滿足條件刀開關(guān)hd18-30000.43000288710578.625001294滿足條件（表示無需要校驗(yàn)項(xiàng)目）配電屏至配電箱至樓棟單元設(shè)備的選擇：1#至5#配電屏的計(jì)算電流為807a；1# -10#配電箱的計(jì)算電流為470.2a； 每樓棟的計(jì)算電流為470.2a根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)選擇如下低壓設(shè)備：刀開關(guān)hd17-1000 ，斷路器dzx10-630表7-4 配電屏至配電箱至樓棟單元設(shè)備的選擇項(xiàng)目設(shè)備1#、2#、3#、4#、5#、 配電屏hd17-1000配電

32、箱dzx10-630各樓棟單元dzx10-6308 繼電保護(hù)8.1 繼電保護(hù)的意義及設(shè)置原則供電系統(tǒng)中繼電保護(hù)是系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保證，是自動(dòng)、迅速、準(zhǔn)確切除故障的重要環(huán)節(jié)，也是變壓器二次回路的重要組成。繼電保護(hù)的任務(wù)：（1）在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要準(zhǔn)確、自動(dòng)、迅速的切除系統(tǒng)中的故障元件，以確保其余部分的正常供電。（2）當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，正確反映電氣設(shè)備的故障運(yùn)行狀態(tài)，便于操作人員采取適當(dāng)措施，及時(shí)恢復(fù)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。（3）與系統(tǒng)的故障部分電路自動(dòng)重合閘或備用電源的自投入等自動(dòng)裝置相配合，從而使供電系統(tǒng)擁有足夠的可靠性。 設(shè)置的基本原則如下：（1）選擇性 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作

33、，有選擇性的把系統(tǒng)中故障部分切斷，從而使其余正常部分繼續(xù)運(yùn)行，最大限度的保障供電。（2）快速性 電力系統(tǒng)由于其實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，要求在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)繼電保護(hù)裝置能夠盡快動(dòng)作，用最短的時(shí)間完成故障部分的切斷。 （3）靈敏性 繼電保護(hù)裝置的靈敏性決定了其在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)是否做出動(dòng)作，要根據(jù)具體情況來選擇最適合的靈敏度，以免做成誤動(dòng)作或拒動(dòng)作。 （4）可靠性 根據(jù)系統(tǒng)繼電保護(hù)的范圍和任務(wù)，當(dāng)保護(hù)裝置本應(yīng)動(dòng)作卻未能動(dòng)作時(shí)，稱為拒動(dòng)作；當(dāng)電力系統(tǒng)的故障部分不在保護(hù)范圍內(nèi)或系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置本不該動(dòng)作卻做出動(dòng)作，稱為誤動(dòng)作。保護(hù)裝置的誤動(dòng)作與拒動(dòng)作嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)不能安全、穩(wěn)定的

34、運(yùn)行。裝置的原理、接線方式等都直接影響了保護(hù)裝置的可靠性，因此須盡量選擇原理、接線方式簡(jiǎn)單，可靠性高，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。 除了上述四項(xiàng)基本的原則外，在實(shí)際的選擇中還必需考慮其經(jīng)濟(jì)性，在能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，盡量選用投資少、維護(hù)費(fèi)用低的保護(hù)裝置。8.2 變壓器的繼電保護(hù)變壓器是電力系統(tǒng)中的主要電氣設(shè)備之一。變壓器的故障對(duì)系統(tǒng)的影響是很大的，因此對(duì)變壓器應(yīng)裝設(shè)必要的保護(hù)裝置。1.變壓器的主要故障形式：1）.內(nèi)部故障：繞組匝間短路、相間短路、層間短路和單相接地短路等。內(nèi)部短路時(shí)產(chǎn)生的電弧不僅可能燒壞絕緣，而且燒壞鐵心，而且可能會(huì)使絕緣材料和變壓器油受熱而產(chǎn)生大量氣體，從而引起油箱

35、爆炸。2）.外部故障：引出線和絕緣套管的相間短路或單相接地短路等。2.變壓器的繼電保護(hù)裝置：1）.瓦斯保護(hù)：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。容量為800kva及以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。2）.相間短路保護(hù)：反應(yīng)變壓器繞組和引出線相間短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。3）.后備保護(hù)：（1）過電流保護(hù)，用于降壓變壓器，保護(hù)裝置的整定值應(yīng)考慮短路時(shí)可能出現(xiàn)的過負(fù)荷。復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線電壓）啟動(dòng)的過電流保護(hù)。（2）負(fù)序電流保護(hù)和單相式低壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)，用于6300kva及以上的升壓變壓器。4）.過負(fù)荷保護(hù)：反應(yīng)變壓器過負(fù)荷的過負(fù)荷保護(hù)。5）.溫度保護(hù)：

36、干式變壓器繞組溫度升高的原因有很多，如過負(fù)荷、匝間短路、環(huán)境溫度過高、冷卻系統(tǒng)故障等，應(yīng)設(shè)置溫度保護(hù)。變壓器定時(shí)限過流保護(hù)是變壓器的基本保護(hù)方式之一，選用dl型電磁式電流繼電器，變壓器過電流保護(hù)的動(dòng)作電流為,取為（1.53），為保護(hù)線系數(shù)，取值為1；為可靠系數(shù)，取值1.2；為繼電器的返回系數(shù)，取值0.85；為電流互感器的變流比。變壓器過流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限按階梯原則整定，該動(dòng)作時(shí)限要比變壓器二次側(cè)出線過流保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)級(jí)差，取值0.5s。變壓器過流保護(hù)的靈敏性校驗(yàn)按下式計(jì)算 其中為變壓器二次側(cè)母線在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩相短路時(shí)換算到一次側(cè)的短路電流。零序電流速斷保護(hù)也是變壓器基本保護(hù)

37、方式之一，速斷保護(hù)動(dòng)作電流要不小于變壓器二次側(cè)母線最大三相短路的電流，即 電流速斷保護(hù)靈敏性校驗(yàn)要依據(jù)變壓器一次側(cè)最小兩相短路電流進(jìn)行校驗(yàn)過電流保護(hù)及速斷保護(hù)的計(jì)算（1）過電流保護(hù)電流的整定 動(dòng)作電流 選dl-11/10電流繼電器，動(dòng)作電流整定為6a動(dòng)作時(shí)間的整定過流保護(hù)的靈敏性校驗(yàn) 滿足要求（2）速斷保護(hù)電路的整定選dl-11/100電流繼電器，動(dòng)作電流整定為45a電流速斷保護(hù)的靈敏性校驗(yàn) 滿足要求9 變電所防雷與接地 9.1 變電所防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)： 一般情況下，變配電所屋外防雷裝置，可選用避雷線或避雷針。避雷針可以單獨(dú)立桿，當(dāng)其受到雷擊時(shí)，避雷針及引下線處可能對(duì)附近建筑物等造成“反擊”，為

38、了避免發(fā)生此類事故，要注意下述幾點(diǎn)：（1）要使被保護(hù)物與避雷針之間有足夠的距離，這個(gè)距離與建筑物的防雷等級(jí)有關(guān)，由于是針對(duì)變電所的防雷，距離取值為大于等于5米。（2）避雷針不能共用保護(hù)物自身的接地，應(yīng)另設(shè)獨(dú)立的接地裝置，兩者接地體之間也要有足夠的地中距離，距離取值為大于等于3米。（3）避雷針及其引下線選擇位置時(shí)要盡可能在遠(yuǎn)離人員經(jīng)過的地方。一般與人行道及其他建筑物的出入口距離至少要大于3米，從而限制跨步電壓。 為了防止雷電侵入波對(duì)變配電所電氣裝置特別是對(duì)主變壓器的危害，需要裝設(shè)避雷器，變配電所對(duì)高壓側(cè)雷電波侵入防護(hù)接線圖如圖9-1所示，在每段進(jìn)線終端和每段母線上，均應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物

39、避雷器。配電變壓器高壓側(cè)均應(yīng)裝設(shè)閥式避雷器。變壓器兩側(cè)的避雷器應(yīng)與變壓器中性點(diǎn)及金屬外殼一同接地，如圖9-2所示 。圖9-1 變配電所的線路雷電波侵入防護(hù) 圖9-2 變壓器的防雷保護(hù)及接地9.2變電所接地保護(hù)的設(shè)計(jì)：在設(shè)計(jì)和裝設(shè)接地裝置時(shí)，首先應(yīng)充分利用自然接地體，以節(jié)約投資，節(jié)約鋼材。如果實(shí)地測(cè)量所利用的自然接地體接地電阻已滿足要求，且這些自然接地體又滿足短路熱穩(wěn)定度條件時(shí)，除35kv及以上變配電所外，一般不必再裝設(shè)人工接地裝置了。利用自然接地體時(shí)，一定要保證良好的電氣連接。對(duì)于同一系統(tǒng)中電壓及用途不相同的電氣設(shè)備，接地體可以只設(shè)置一個(gè)，其電阻阻值須滿足最小值的規(guī)定。如果接地裝置受到條件限制

40、而不能做時(shí)，可以考慮選用絕緣臺(tái)來進(jìn)行電力設(shè)備的維護(hù)和操作。對(duì)于外殼導(dǎo)電的電力設(shè)備，一般還要進(jìn)行接零保護(hù)，通常裝設(shè)在靠近其電源的位置。 自然接地體工頻接地電阻計(jì)算簡(jiǎn)化計(jì)算公式如下：（1）電纜金屬外皮和水管等的接地電阻(2) 鋼筋混凝土基礎(chǔ)的接地電阻式中，v為鋼筋混凝土基礎(chǔ)的體積（）。人工接地體工頻接地電阻計(jì)算簡(jiǎn)化計(jì)算公式如下：（1）單根垂直管形或棒形接地體的接地電阻（單位為）為埋設(shè)地點(diǎn)的土壤電阻率；l為接地體長(zhǎng)度。（2）多根垂直管形接地體的接地電阻n根垂直接地體通過連接扁鋼并聯(lián)時(shí)，由于接地體間屏蔽效應(yīng)的影響，因此實(shí)際的總接地電阻為式中，為接地體并聯(lián)時(shí)的利用系數(shù)，可利用管間距離a與管長(zhǎng)l之比及管子

41、數(shù)目n去查表。由于該表所列未計(jì)及管子之間連接扁鋼的屏蔽作用，所以實(shí)際的略高于表中的數(shù)據(jù)，由此計(jì)算所得的也略微偏高，這樣便能更好的滿足接地要求。 接地裝置的計(jì)算程序如下：（1） 按設(shè)計(jì)規(guī)范要求確定允許的接地電阻值。（2） 實(shí)測(cè)或估算可以利用的自然接地體的接地電阻。（3） 計(jì)算需要補(bǔ)充的人工接地體的接地電阻如果不考慮利用自然接地體，則。（4） 在裝設(shè)接地體的區(qū)域內(nèi)初步安排接地體的布置，并按一般經(jīng)驗(yàn)試選，初步確定接地體和接地線的尺寸。（5） 計(jì)算單根接地體的接地電阻（6） 用逐步漸進(jìn)法計(jì)算接地體的數(shù)量（7） 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度。鋼接地線的最小允許截面為，式中為短路電流持續(xù)時(shí)間（s）結(jié) 論本次畢業(yè)論文的

42、課題是住宅小區(qū)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要任務(wù)是在滿足小區(qū)供電經(jīng)濟(jì)、可靠、優(yōu)質(zhì)、安全的前提下，完成對(duì)小區(qū)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，供電設(shè)備選擇和校驗(yàn)，保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)等，主要考察了我對(duì)工廠供電這一方面的認(rèn)識(shí)。在設(shè)計(jì)的過程中，遇到了很多不懂的地方，通過查閱相關(guān)資料，詢問指導(dǎo)老師，與同學(xué)討論等方式，設(shè)計(jì)的思路慢慢明朗起來。設(shè)計(jì)中有大量的計(jì)算與繪圖，需要我認(rèn)真仔細(xì)的處理，對(duì)于繪圖主要使用了autocad制圖軟件，也讓我對(duì)這一軟件的使用更加熟練。最后在論文完成定稿前，指導(dǎo)老師也幫我們仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)并幫助我們修改和完善了畢業(yè)論文的諸多細(xì)節(jié)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)大學(xué)期間所學(xué)到的知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)，更加系統(tǒng)的把書本中的

43、理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中去，較好的提高了我認(rèn)識(shí)問題、分析問題并解決問題的能力，使我把在校期間所學(xué)做到的知識(shí)學(xué)以致用。另外，還使我認(rèn)識(shí)到：在遇到任何困難時(shí)，不能畏懼，要通過合理的方法積極應(yīng)對(duì)，沒有克服不了的困難，應(yīng)當(dāng)全力以赴，永不言棄！以后走入工作崗位，我將會(huì)利用大學(xué)期間的所學(xué)，竭盡全力的服務(wù)于社會(huì)，服務(wù)于他人。致 謝經(jīng)過三個(gè)多月的努力，我終于完成了小區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的畢業(yè)論文，為今后走向工作崗位打下了良好基礎(chǔ)，尤其是提高了我認(rèn)識(shí)問題、分析并解決問題的能力。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)以往四年學(xué)習(xí)成果的一次綜合測(cè)試。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，首先要衷心感謝的是指導(dǎo)老師，她為我提供了諸多寶貴的意見和大量的相關(guān)資料，她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕虒W(xué)態(tài)度和耐心的指導(dǎo)使我受益匪淺，在學(xué)習(xí)和為人方面也有