大型小區(qū)供電設(shè)計(jì)

1、摘 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，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)；變壓器

2、選擇；短路計(jì)算；繼電保護(hù) I目 錄1 引言12 負(fù)荷計(jì)算22.1 供電負(fù)荷的分析22.2 供電負(fù)荷的計(jì)算33 供電方案的確定53.1 主接線方案原則53.2 主接線方案設(shè)計(jì)54 變壓器及線路的選擇64.1 變壓器臺數(shù)的選擇64.2 變壓器容量的選擇64.3 變壓器型號的選擇64.4 線路的選擇75.變配電所的總體布置85.1變配電所總體布置要求85.2變配電所結(jié)構(gòu)規(guī)范85.3變配電所平面結(jié)構(gòu)圖106 短路計(jì)算116.1 短路故障的形式116.2 短路電流的計(jì)算117 高、低壓設(shè)備的選擇147.1 設(shè)備選擇的基本原則147.2 高壓設(shè)備的選擇157.3 低壓設(shè)備的選擇168 繼電保護(hù)188.1

3、繼電保護(hù)的意義及設(shè)置原則188.2 變壓器的繼電保護(hù)189 變電所防雷與接地219.1 變電所防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)：219.2變電所接地保護(hù)的設(shè)計(jì)：21結(jié)束語23參 考 文 獻(xiàn)25III1 引言 研究意義：近幾年來隨著我國社會經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人民的生活水平有了大幅提高，對居住環(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)對用電

4、負(fù)荷的要求也不盡相同，但總體的趨勢是用電負(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，由此對于小區(qū)的供電方案也有了新的要求。發(fā)展趨勢：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。目前對于供電系統(tǒng)的供電可靠性尚感不足，對于某些重要設(shè)備如消防設(shè)施、生活水泵

5、、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。（4）經(jīng)濟(jì)性 在符合上述要求的前提下，盡可能簡化設(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

6、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)勁的增長態(tài)勢，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，每兩個(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)

7、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)算簡便, 對于任何性質(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)備容量相差大的場所, 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

8、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

9、變化的新形勢還要有一定的超前意識，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

10、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)備用量較少的簡化接線。能緩裝的設(shè)備，不提前采購裝設(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 變壓器臺數(shù)的選擇在

11、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。選擇主變壓器臺數(shù)時(shí)應(yīng)考慮以下原則：（1）供電系統(tǒng)對正常的用電負(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)，可考慮接入兩臺變壓器。（3）一般情況下，變電所適宜選用一臺變壓器，但對于負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級負(fù)荷，也可采用兩臺或更多的變壓器。（4）在選擇變電所主變壓器臺數(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：適宜選用兩臺主變壓器，若某臺變壓器停止運(yùn)行時(shí)，另一臺則須承擔(dān)其負(fù)荷。4.2 變壓器容量的選擇（1）

12、對于只裝有一臺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）裝有兩臺主變壓器時(shí)每臺變壓器的容量應(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)任意一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，須滿足所有的、級負(fù)荷的需要，即 就本次設(shè)計(jì)而言，小區(qū)負(fù)荷等級為三級，只要考慮條件：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 變壓器型號的選擇根據(jù)以上對變壓器的分析，查詢資料可知，變壓器型號選擇為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)型號額定電壓阻抗電

13、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

14、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

15、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

16、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

17、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單車長度+1200雙列面對面布置8002000雙車長度+900雙列背對背布置10001500單車長度+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

18、定式單列布置15001000雙列面對面布置20001000雙列背對背布置15001500抽屜式單列布置18001000雙列面對面布置23001000雙列背對背布置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不應(yīng)低于二級；低壓配電室的耐火等級不應(yīng)低于三級。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

19、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，尤其對于電源距離供電系統(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

20、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)

21、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

22、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)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

23、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設(shè)備的電壓、電流、頻率（一般50Hz）等的要求；對一些斷流電器如開關(guān)、斷路器等，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

24、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)

25、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

26、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

27、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)、

28、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，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

29、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)

30、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。變壓器的故障對系統(tǒng)的影響是很大的，因此對變壓器應(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

31、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)和單相式低壓啟動(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)：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

32、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)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

33、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附近建筑物等造成“反擊”，為了避免發(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有關(guān)，由于是針對變電所的防雷，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

34、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變配電所電氣裝置特別是對主變壓器的危害，需要裝設(shè)避雷器，變配電所對高壓側(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

35、體，以節(jié)約投資，節(jié)約鋼材。如果實(shí)地測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而不能做時(shí)，可以考慮選用絕緣臺來進(jìn)行電力設(shè)備的維護(hù)和操作。對于外殼導(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為接地體長度。（2）多根垂直管形接地體的接地