住宅小區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、住宅小區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計 內(nèi)容提要 本次設(shè)計課題是住宅小區(qū)供電系統(tǒng)剖析與設(shè)計，根據(jù)設(shè)計基本要求，運用所學(xué)相關(guān)知識，查閱相關(guān)資料，進行供電系統(tǒng)初步設(shè)計。本次設(shè)計基本流程是：進行負荷計算，根據(jù)負荷計算結(jié)果進行變壓器選擇并確定供電方案，之后依次進行短路電流計算，高、低壓電器設(shè)備選擇與校驗，繼電保護，防雷與接地保護等。在這一框架下，按照國家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合小區(qū)實際情況完成設(shè)計。本次設(shè)計考慮到了供電系統(tǒng)安全、可靠、靈活、經(jīng)濟四項基本要求，在選擇供電方案與電器設(shè)備時，優(yōu)先選擇低能耗并且滿足設(shè)計要求方案與設(shè)備，除此以外，還考慮到了小區(qū)未來負荷發(fā)展情況，做到了遠近期結(jié)合，留有擴建可能性。 關(guān)鍵詞:負荷統(tǒng)計；變壓

2、器選擇；短路計算；繼電保護 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 vole electrical equipment, relay protection, lightning arrest and grounding protection, in this framework, according to

4、 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, preferre

5、d 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 . - 0 - 2 負荷計算 . - 1 - 2.1 供電負荷剖析 . - 1 - 2.2 供電負荷計算 . - 2 - 3 供電方案確定 . - 3 - 3.1 主接線方案原則 . - 3 - 3.2 主接線方案設(shè)計 . - 3 - 4 變壓器及線路選擇 . 錯誤! ! 未定義書簽。 4.1 變壓器臺數(shù)選擇 . - 3 - 4.2 變壓器容量選擇 . - 4 - 4.3 變壓器型號選擇 . - 4 - 4.4 線路選擇 . - 4 - 5.變配電所總體布置 . - 5 - 5.1 變配電所總體布置要求 . - 5 - 5.2 變配電

7、所結(jié)構(gòu)規(guī)范 . - 6 - 5.3 變配電所平面結(jié)構(gòu)圖 . - 7 - 6 短路計算 . - 8 - 6.1 短路故障形式 . - 8 - 6.2 短路電流計算 . - 8 - 7 高、低壓設(shè)備選擇 . - 9 - 7.1 設(shè)備選擇基本原則 . - 9 - 7.2 高壓設(shè)備選擇 . - 10 - 7.3 低壓設(shè)備選擇 . - 11 - 8 繼電保護 . - 14 - 8.1 繼電保護意義及設(shè)置原則 . - 14 - 8.2 變壓器繼電保護 . - 14 - 9 變電所防雷與接地 . - 17 - 9.1 變電所防雷保護設(shè)計： . - 17 - 9.2 變電所接地保護設(shè)計： . - 17 - 結(jié)

8、 論 . - 19 - 致 謝 . - 20 - 參 考 文 獻 . - 20 - 1 引言 研究意義：近幾年來隨著我國.經(jīng)濟迅速發(fā)展，人民生活水平有了大幅提高，對居住環(huán)境方便、安全、環(huán)保、舒適程度等方面提出了更高要求。這使得住宅小區(qū)供電系統(tǒng)要能夠適應(yīng)小區(qū)用電負荷要求及小區(qū)長遠規(guī)劃，從多方面考慮，進而設(shè)計出最合理供電方案，以使供電系統(tǒng)運行更加經(jīng)濟、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發(fā)展階段，城市地區(qū)住宅建筑林立，建筑標(biāo)準(zhǔn)越來越現(xiàn)代化，不同種類小區(qū)對用電負荷要求也不盡相同，但總體趨勢是用電負荷有較大增高，在夏冬季節(jié)或用電高峰時段時，用電負荷有較大波動，造成供電不穩(wěn)定或是

9、停電時有發(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)要具備更高可靠性與安全性。隨著城市化進程逐年加快，城市用地更加緊張、用電負荷更加集中，城市電力電網(wǎng)也逐步由架空向電纜過渡，老舊配電方案以及變壓器、配電室等電力設(shè)備在安全性、經(jīng)濟性、環(huán)保性等方面都難以滿足時下住宅用電負荷要求，由此對于小區(qū)供電方案也有了新要求。 發(fā)展趨勢：將來供配電系統(tǒng)主要發(fā)展方向為小型化、節(jié)能化及更加自動化。目前對于供電系統(tǒng)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、生活電梯供電可靠性還有待提高。另外，低壓配電部分安全性也需要更多重視。 小區(qū)供電設(shè)計要考慮下列基本要求： （1）安全性 需要達到相關(guān)技術(shù)規(guī)范

10、與國家標(biāo)準(zhǔn)，且能夠保證人身與設(shè)備安全。 （2）可靠性 需要滿足小區(qū)正常用電電力負荷。 （3）靈活性 需要適用于多種運行方式，以便于電氣設(shè)備維修及切換，并適當(dāng)考慮未來負荷發(fā)展情況。 （4）經(jīng)濟性 在符合上述要求前提下，盡可能簡化設(shè)計方案，降低投資及設(shè)備運行、維修費用，并減少線路有色金屬消耗與電能節(jié)約。 2 負荷計算 2.1 供電負荷剖析 近年來我國經(jīng)濟建設(shè)步入快車道，居民生活水品不斷提高，越來越多高能耗電器走進我們生活，普通家庭用電需求不斷上漲，很多家庭裝有多個空調(diào)、彩電、冰箱，而且呈現(xiàn)出強勁增長態(tài)勢，根據(jù)以上現(xiàn)狀住宅設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)做出如下規(guī)定，一般而言高層計算負荷可參考每戶68kw 標(biāo)準(zhǔn)，小高層及多

11、層可參考每戶 46kw，除上述方法外還可參考 502/m w 建筑面積標(biāo)準(zhǔn)， 本次設(shè)計是針對普通住宅小區(qū)設(shè)計，根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，計算負荷取值 6kw 每戶。 本次設(shè)計小區(qū)有 10 棟樓，每棟 33 層，每層 4 戶，每戶 100 平米，每棟設(shè)置一個戶外配電箱，共計 10 個配電箱，每兩個配電箱設(shè)置一個配電屏，共計 5 個配電屏。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 供電負荷計算 目前，我國設(shè)計部門在進行企業(yè)供電設(shè)計時, 經(jīng)常采用電力負荷計算方法有:需要系數(shù)法、二項式系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位電耗法與單位面積功率法等.需要系數(shù)法計算簡便, 對于任何性質(zhì)企業(yè)負荷均適

12、用, 且計算結(jié)果基本上符合實際, 因此, 這種計算方法采用最廣泛. 尤其對各用電設(shè)備容量相差較小, 且用電設(shè)備數(shù)量較多用電設(shè)備組, 這種計算最適宜. 二項式系數(shù)法則主要適用于各種設(shè)備容量相差大場所, 如機械加工企業(yè)、煤礦綜合采工作面等。利用系數(shù)法是平均負荷作為計算依據(jù),利用概率論剖析出最大負荷與平均負荷關(guān)系。這種計算方法雖理論依據(jù)較充分, 但由于目前積累實用數(shù)據(jù)不多, 且計算步驟較繁瑣, 精確度也并不比前兩種方法強多少, 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)法計算。 負荷計算公式： 有功計算負荷: 30 d e p k p= 無功計算負荷: 3030tanq

13、pf = 視在計算負荷：3030cospsf= 計算電流：30303nsiu= 查閱資料得知：住宅用電負荷需要系數(shù) 12 戶時dk 取 值 0.6；dk 在 25100 戶時dk 取值0.45；100200 戶時dk 取值 0.35；大于 260 戶時dk 取值 0.3；生活用電功率因數(shù)取值cos f =0.85，則 tan f = 0.62 （1）小區(qū)總負荷計算 （2）每棟樓負荷計算如下 （3）配電箱負荷計算： 1#-10#配電箱負荷相同,計算與每棟樓負荷計算一樣： （4）配電屏負荷計算： 1#-5#配電屏負荷相同，計算如下 3 供電方案確定 3.1 主接線方案原則 在設(shè)計小區(qū)供電主接線方案

14、時，要符合國家相關(guān)規(guī)范，布局合理，經(jīng)濟節(jié)約等，為適應(yīng)日益變化新形勢還要有一定超前意識，從而避免造成重復(fù)建設(shè)，資金浪費，維護不便，還影響居民正常用電。 主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性等要求。 （1）可靠性：為了向用戶供應(yīng)持續(xù)、優(yōu)質(zhì)電力，主接線首先必須滿足這一可靠性要求。主接線可靠性衡量標(biāo)準(zhǔn)是運行實踐，要充分地做好調(diào)研工作，力求避免決策失誤，鑒于進行可靠定量計算剖析基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚不完善情況，充分做好調(diào)查研究工作顯尤為重要。 為了提高主接線可靠性，選用運行可靠性高設(shè)備是條捷徑，這就要兼顧可靠性與經(jīng)濟性兩方面，作出切合實際決定。 （2）靈活性：電氣主接線設(shè)計，應(yīng)當(dāng)在運行、熱備用、冷備用與檢修等各種方式

15、下運行要求。在調(diào)度時，可以靈活地投入或切除發(fā)電機、變壓器與線路等元件，合理調(diào)配電源與負荷。在檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及二次設(shè)備，并方便設(shè)備安全措施，不影響電網(wǎng)正常運行與對其他用戶供電。 （3）經(jīng)濟性：方案經(jīng)濟性體現(xiàn)在以下三個方面。 采用簡單接線方式，少用設(shè)備，節(jié)省設(shè)備上投資。在投資初期回路數(shù)較少時，更有條件采用設(shè)備用量較少簡化接線。能緩裝設(shè)備，不提前采購裝設(shè)；在設(shè)備型式與額定參數(shù)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，要考慮到設(shè)備布置占地面積大小，要力求減少占地，節(jié)省配電裝置征地費用。 3.2 主接線方案設(shè)計 見后附錄 4 變壓器及線路選擇 4.1

16、變壓器臺數(shù)選擇 在變電所中最關(guān)鍵一次設(shè)備是電力變壓器，它主要任務(wù)是提升或降低電力系統(tǒng)電壓，以便于合理分配、使用與輸送電能。 選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮以下原則： （1）供電系統(tǒng)對正常用電負荷要有足夠可靠性。 （2）當(dāng)變電所負荷因晝夜、季節(jié)而幅度較大時，且適宜以經(jīng)濟方式運行時，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，但對于負荷集中且容量相當(dāng)大變電所，雖為三級負荷，也可采用兩臺或更多變壓器。 （4）在選擇變電所主變壓器臺數(shù)時，還應(yīng)考慮負荷未來發(fā)展情況，預(yù)留出一定容量。 就本次設(shè)計而言：適宜選用兩臺主變壓器，若某臺變壓器停止運行時，另一臺則須承擔(dān)其負荷。 4.2 變壓器容量

17、選擇 （1）對于只裝有一臺主變壓器供電系統(tǒng)，主變壓器容量t ns.應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負荷30s 需要，即30 .s st n³ （2）裝有兩臺主變壓器時每臺變壓器容量t ns.應(yīng)同時滿足下列兩個條件： 當(dāng) 任 意 一 臺 變 壓 器 單 獨 運 行 時 ， 須 滿 足 約 60%70% 總 計 算 負 荷 需 要 ， 即30 .) 7 . 0 6 . 0 ( s st n= 當(dāng)任意一臺變壓器單獨運行時，須滿足所有、級負荷需要，即) ( 30 . p + i³ s st n 就本次設(shè)計而言，小區(qū)負荷等級為三級，只要考慮條件：這里小區(qū)總計算負荷30s 為2795.3kva

18、 ， 選 用 兩 個 主 變 壓 器 容 量30 .) 7 . 0 6 . 0 ( s st n= ， 經(jīng) 計 算 得.16771957n tkvas= ，取.2021n tkvas= 4.3 變壓器型號選擇 根據(jù)以上對變壓器剖析，查詢資料可知，變壓器型號選擇為 s9-2021/10 系列油浸式銅線電力變壓器，參數(shù)如下： 表 4-1 s9-2021/10 變壓器參數(shù) 型號 額定電壓 阻抗電壓（%） 空載損耗 （w） 負載損耗（w） 空載電流 （%） 連接組別 s9-2021/10 10kv 6 3000 18000 0.8 dyn11 4.4 線路選擇 電源進線由 10kv 城市電網(wǎng)引出由電纜

19、線路進入變電站,在電路進線主開關(guān)柜之前裝設(shè)一臺高壓計量柜，計費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)計經(jīng)驗，一般 10kv 及以下高壓線路與低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇導(dǎo)線與電纜截面，再校驗電壓損耗與機械強度。 在選擇三相系統(tǒng)中導(dǎo)線相線截面時可依照導(dǎo)線發(fā)熱條件來選，須使其允許載流量ai 不小于相線上計算電流30i ，即30i i al ³ 在計算導(dǎo)線允許載流量時，還要考慮溫度條件影響，計算時要乘以溫度校正系數(shù)，其公式如下： 式中，al q為導(dǎo)線額定負荷時最高允許溫度；0 q為導(dǎo)線允許載流量所用環(huán)境溫度；"0 q為導(dǎo)線敷設(shè)地點實際環(huán)境溫度。 （1） 變電

20、所進線電纜選擇 經(jīng)算得溫度校正系數(shù)為 45 . 140 6018 600"0=-=-=q qq qqalalk 3045 . 1 i i al ³ ，即30115.579.61.45 1.45alaii³ = = 查表 得知：可選用標(biāo)稱截面為 502mm 油浸紙絕緣電纜。 校驗發(fā)熱條件 油浸紙絕緣電纜 3081 79.6alai i= ³ = ,發(fā)熱條件滿足。 校驗機械強度 對于電纜，不必校驗其機械強度。 （2）配電箱電纜選擇 1#-10#配電箱計算電流30470.2ai= 經(jīng)算得溫度校正系數(shù)為"0090 181.0590 25alalk qq

21、 qq q-= = =- - 30 1.05 al i i³ ，即301.05alii³ 查表得知：1#、2#、3#、4#、5#、配電箱可選用標(biāo)稱截面為 3002mm yjv 型電纜； 校驗發(fā)熱條件 yjv 型電纜30506 448ala ai i= ³ = ，發(fā)熱條件滿足。 校驗機械強度 對于電纜，不必校驗其機械強度。 5.變配電所總體布置 5.1 變配電所總體布置要求 1.便于運行維護與檢修 有人值班變配電所，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.保證安全運行 3.便于

22、進出線 4.節(jié)約土地與建筑費用 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、主接線方案及進出線方式與方向等諸多因素，考慮到發(fā)展，變壓器室宜有更換大一級容量可能性。 為保證變壓器安全運行及防治變壓器失火時故障蔓延，gb 5005310kv 及以下變電所設(shè)計規(guī)定規(guī)定，可燃油油浸變壓器與變壓器室墻壁與門最小凈距應(yīng)符合下表規(guī)定： 表 5-1 變壓器外廊與變壓器室墻壁與門最小凈距 變壓器容量/kva 100-1000 1250 及以上 變壓器外廊與后壁、側(cè)壁凈距/mm 600 800 變壓器外廊與門凈距/mm 800 1000 變

23、壓器室地坪，按通風(fēng)要求，分為地坪抬高與不抬高兩種型式。變壓器室地坪抬高時，通風(fēng)散熱更好，但建筑費用較高。變壓器容量在 630kva 及以下變壓器室地坪，一般不抬高。本設(shè)計采用抬高地坪型式。 2.高低壓配電室與值班室結(jié)構(gòu) 高低壓配電室結(jié)構(gòu)形式，主要取決于高低壓開關(guān)柜型式，同時要考慮運行維護方便與安全，留有足夠操作維護通道，并且要照顧今后發(fā)展，留有適當(dāng)數(shù)量備用開關(guān)柜位置，但占地面積不宜過大，建筑費用不宜過高。 表 5-2 高壓配電室內(nèi)各種通道最小寬度 開關(guān)柜布置方式 柜后維護通道 mm 柜前操作通道/mm 固定式柜 手車式柜 單列布置 800 1500 單車長度+1200 雙列面對面布置 800

24、2021 雙車長度+900 雙列背對背布置 1000 1500 單車長度+1200 裝設(shè) gg-1a(f)型高壓柜（柜高 3.1m）電纜進線高壓配電室高度為 4m，如果開關(guān)柜為手車式（一般高 2.2m）時，高壓配電室高度可降為 3.5m。為了布線與檢修方便，開關(guān)柜下面應(yīng)設(shè)電纜溝。 低壓配電室內(nèi)成列布置配電屏，其屏前、屏后通道最小寬度，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 1500 1000 雙列面對面布置 2021 1000 雙列背對背布置 1500 150

25、0 抽屜式 單列布置 1800 1000 雙列面對面布置 2300 1000 雙列背對背布置 1800 1000 低壓配電室高度，應(yīng)與變壓器室綜合考慮，以便變壓器低壓出線。當(dāng)配電室與抬高地坪變壓器室相鄰時，低壓配電室高度不應(yīng)低于 4m；與不太高地坪變壓器室相鄰時，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；低壓配電室耐火等級不應(yīng)低于三級。 值班室結(jié)構(gòu)型式，要結(jié)合變配電所總體布置與值班工作要求全盤考慮，以利于運行值班工作。值班室內(nèi)除通往配電室、電容器室門外，其他門均應(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

26、 1-高壓配電室 2-變壓器室 3-低壓配電室 4-值班室 6 短路計算 6.1 短路故障形式 三相系統(tǒng)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)生在中性線引出四線制系統(tǒng)及中性點接地系統(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)較遠時，三相短路電流最大，此時因系統(tǒng)短路而產(chǎn)生危害也最為嚴(yán)重。為了保證電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備在處于最嚴(yán)重短路情況下能夠可靠工作，在選擇與校驗電氣設(shè)備時，也都按照三相短路時數(shù)值來校驗。 6.2 短路電流計算 本次設(shè)計小區(qū)采單電源供電，由 0.5km 處城市電網(wǎng)供電，斷流容量 mva s oc 300 = ，一般基準(zhǔn)容量ds 數(shù)值

27、為 100mva，下面是采用標(biāo)幺制法進行短路電流計算過程： （1）確定基本值 取基準(zhǔn)容量 mva s d 100 = ，基準(zhǔn)電壓 kv u c 5 . 101= ， kv u c 4 . 02= 則： （2）相關(guān)元件在短路電路中電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值*sx 查資料得知 mva s oc 300 = ，因此 電力線路電抗標(biāo)幺值*wlx 查表得知電纜 km x / 092 . 00w = ，因此 變壓器電抗標(biāo)幺值*t x 查表可知 6 % =ku ，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） 1 - k 點短路電路總電抗標(biāo)幺值以及三相短路電流與短路容量 總電抗標(biāo)

28、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 mvaxsskdk8 . 268372 . 0100*) 1 () 3 (1= = =- å- （4） 2 - k 點短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流與短路容量 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 (3)*2( 2)10029.73.372dkkmvassx-å -= = = 表 6-1 短路計算結(jié)果 ) 3 ( "i ka ) 3 (shi ka ) 3 (shi ka ) 3 (ks mva 1 - k 點 14.8 37.7 22.3 268.8 2 -

29、 k 點 43 78.6 46.9 29.7 7 高、低壓設(shè)備選擇 7.1 設(shè)備選擇基本原則 （1）根據(jù)額定參數(shù)選擇 在選用設(shè)備電器時，要求設(shè)備額定電壓nu 不低于安裝位置額定電壓n wu.，即 同時要求其額定電流ni 不低于實際通過設(shè)備最大電流maxi ，即 （2）根據(jù)穩(wěn)定條件選擇 系統(tǒng)發(fā)生短路故障后保護系統(tǒng)動作需要一定時間，系統(tǒng)供電設(shè)備要能夠承受一定時間內(nèi)短路電流。 供電設(shè)備熱穩(wěn)定是指電氣設(shè)備載流導(dǎo)體通過最大電流時，其發(fā)熱溫度扔不超過允許短時發(fā)熱溫度，即 供電設(shè)備動穩(wěn)定是指電氣設(shè)備通過最大短路沖擊電流) 3 (shi ，并承受相應(yīng)電動力時，設(shè)備仍保持機械結(jié)構(gòu)完好能力，即 （3）根據(jù)斷流能力

30、選擇 供電設(shè)備熔斷器、斷路器等開關(guān)設(shè)備，承擔(dān)著通斷電路任務(wù)。設(shè)備開斷電流oci 一般應(yīng)大于所處位置可能發(fā)生最大短路電流) 3 (max . ki ，或斷流容量ocs 一般應(yīng)大于所處位置可能發(fā)生最大三相短路容量) 3 (max . ks ，即 ) 3 (max . ki i oc ³ 或) 3 (max . ks s oc ³ 進行設(shè)備選擇時通常把額定參數(shù)與工作環(huán)境作為前期初選原則，而后將斷流能力與動熱穩(wěn)定性作為后續(xù)校驗原則。以下為設(shè)備初選及校驗項目： 表 7-1 高壓一次設(shè)備選擇校驗項目 項目 額定電壓 kv 額定電流 a 斷流能力 ka 或 mva 短路電流校驗 動穩(wěn)定

31、熱穩(wěn)定 斷路器 熔斷器 負荷開關(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)備校驗項目（表示需要校驗項目 表示無需要校驗項目） 7.2 高壓設(shè)備選擇 高壓一次設(shè)備必須滿足一次電路正常條件下與短路故障條件下工作要求，工作安全可靠運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。 電氣設(shè)備按正常條件下工作進行選擇，就是要考慮電氣裝置環(huán)境條件與電氣要求。環(huán)境條件是指電氣安裝所處位置（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)備電壓、電流、頻率（一般 50hz）等要求；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

32、障條件下工作要求，還必須按最大可能短路故障動穩(wěn)定度與熱穩(wěn)定度進行校驗。但對斷路器及裝有斷路器保護電壓互感器，不必進行短路動穩(wěn)定度與熱穩(wěn)定度校驗。對電力電纜，由于其機械強度足夠，所以不必進行短路動穩(wěn)定度校驗，但須進行短路熱穩(wěn)定度校驗。 變壓器高壓側(cè)選擇標(biāo)準(zhǔn)： （1）額定參數(shù)：額定電壓n w nu u.³ ， kv un w10.= ，即 額定電流t n ni i. 1³ ，.2021115.53 3 10n tln tnsiu= = =´ ，即 （2）穩(wěn)定條件：沖擊電流) 3 (max shi i ³ ， ka i sh 7 . 37 8 . 14 55

33、. 2) 3 (= ´ = ，即 熱穩(wěn)定ima tt i t i2 2¥³ ， s ka t iima2 2 23 . 153 ) 2 . 0 5 . 0 ( 8 . 14 = + ´ =¥，即 （ 3 ） 斷 流 能 力 ： 斷 流 容 量) 3 (max . ks s oc ³ ， mvaxsskdk8 . 268372 . 0100*) 1 () 3 (1= = =- å-， 即 mva s oc 269 ³ 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

34、、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 高壓電器校驗結(jié)果 項目 額定電壓 kv 額定電流 a 開斷電流 ka 短路電流校驗 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 ka ka2 s 校驗結(jié)果 少油斷路器 sn10-10/630 10 630115.5 1614.8 4037.7 1024153 滿足 條件 隔離開關(guān) gn8-10t/400 10 400115.5 40 37.7 980 153 滿足 條件 電流互感器 lqj-10-200/5a 10 202115.5 4537.7 5625 153 滿足 條件 電壓互感

35、器 jdz-10q 10 滿足 條件 熔斷器 rn1-10 10 150138.5 15.514.8 滿足 條件 （表示無需要校驗項目） 7.3 低壓設(shè)備選擇 低壓一次設(shè)備選擇，與高壓一次設(shè)備選擇一樣，必須滿足在正常條件下與短路故障條件下工作要求，同時設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。 表 7-3 低壓一次設(shè)備選擇校驗 項目 額定電壓 v 額定電流 a 斷流能力 ka 短路電流校驗 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 低壓斷路器 低壓熔斷器 低壓負荷開關(guān) 低壓刀開關(guān) 電流互感器 設(shè)備校驗項目（表示需要校驗項目 表示無需要校驗項目） 變壓器至母線間選擇標(biāo)準(zhǔn)： （1）額定參數(shù)：額定電壓n w nu u.

36、³ ， kv un w4 . 0.= ，即 額定電流t n ni i. 2³ ，302 .202128873 3 0.4n tnasiu= = =´ ，即 （2）穩(wěn)定條件：沖擊電流) 3 (max shi i ³ ，(3)1.84 43 78.6shkai= ´ = ，即 熱穩(wěn)定ima tt i t i2 2¥³ ，2 2 2(0.5 0.2) 129443imak st i a ¥= ´ + = ，即 （ 3 ） 斷 流 能 力 ： 斷 流 容 量) 3 (m a x . ks s oc ³

37、，(3)*2( 2)10029.73.372dkkmvassx-å -= = = ， 即29.7ocmvas³ 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 低壓電器校驗結(jié)果 項目 額定電壓 kv 額定電流 a 開斷電流 ka 短路電流校驗 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 ka ka2 s 校驗結(jié)果 斷路器 dw15-4000 0.4 30002887 8043 8078.6 36001294 滿足 條件 刀開關(guān) hd18-3000 0.4 30002887 10578.6 25001294 滿足 條件 （表示無需要校驗項目） 配電屏至配

38、電箱至樓棟單元設(shè)備選擇： 1#至 5#配電屏計算電流30i 為 807a；1# -10#配電箱計算電流30i 為 470.2a； 每樓棟計算電流30i 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)備選擇 項目 設(shè)備 1#、2#、3#、4#、5#、 配電屏 hd17-1000 配電箱 dzx10-630 各樓棟單元 dzx10-630 8 繼電保護 8.1 繼電保護意義及設(shè)置原則 供電系統(tǒng)中繼電保護是系統(tǒng)安全運行重要保證，是自動、迅速、準(zhǔn)確切除故障重要環(huán)節(jié)，也是變壓器二次回路重要組成。 繼電保護任

39、務(wù)： （1）在系統(tǒng)發(fā)生故障時，要準(zhǔn)確、自動、迅速切除系統(tǒng)中故障元件，以確保其余部分正常供電。 （2）當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，正確反映電氣設(shè)備故障運行狀態(tài)，便于操作人員采取適當(dāng)措施，及時恢復(fù)電氣設(shè)備正常運行。 （3）與系統(tǒng)故障部分電路自動重合閘或備用電源自投入等自動裝置相配合，從而使供電系統(tǒng)擁有足夠可靠性。 設(shè)置基本原則如下： （1）選擇性 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置動作，有選擇性把系統(tǒng)中故障部分切斷，從而使其余正常部分繼續(xù)運行，最大限度保障供電。 （2）快速性 電力系統(tǒng)由于其實時性特點，要求在系統(tǒng)發(fā)生故障時繼電保護裝置能夠盡快動作，用最短時間完成故障部分切斷。 （3）靈敏性 繼電保護裝置靈敏

40、性決定了其在系統(tǒng)發(fā)生故障時是否做出動作，要根據(jù)具體情況來選擇最適合靈敏度，以免做成誤動作或拒動作。 （4）可靠性 根據(jù)系統(tǒng)繼電保護范圍與任務(wù)，當(dāng)保護裝置本應(yīng)動作卻未能動作時，稱為拒動作；當(dāng)電力系統(tǒng)故障部分不在保護范圍內(nèi)或系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時，保護裝置本不該動作卻做出動作，稱為誤動作。保護裝置誤動作與拒動作嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)可靠性，使系統(tǒng)不能安全、穩(wěn)定運行。裝置原理、接線方式等都直接影響了保護裝置可靠性，因此須盡量選擇原理、接線方式簡單，可靠性高，運行經(jīng)驗豐富設(shè)備進行保護。 除了上述四項基本原則外，在實際選擇中還必需考慮其經(jīng)濟性，在能實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全運行前提下，盡量選用投資少、維護費用低保護裝置

41、。 8.2 變壓器繼電保護 變壓器是電力系統(tǒng)中主要電氣設(shè)備之一。變壓器故障對系統(tǒng)影響是很大，因此對變壓器應(yīng)裝設(shè)必要保護裝置。 1.變壓器主要故障形式： 1）.內(nèi)部故障：繞組匝間短路、相間短路、層間短路與單相接地短路等。內(nèi)部短路時產(chǎn)生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與變壓器油受熱而產(chǎn)生大量氣體，從而引起油箱爆炸。 2）.外部故障：引出線與絕緣套管相間短路或單相接地短路等。 2.變壓器繼電保護裝置： 1）.瓦斯保護：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障與油面降低瓦斯保護。容量為 800kva 及以上油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護。 2）.相間短路保護：反應(yīng)變壓器繞組與引出線相間短路及繞組

42、匝間短路縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護。 3）.后備保護： （1）過電流保護，用于降壓變壓器，保護裝置整定值應(yīng)考慮短路時可能出現(xiàn)過負荷。復(fù)合電壓（包括負序電壓及線電壓）啟動過電流保護。 （2）負序電流保護與單相式低壓啟動過電流保護，用于 6300kva 及以上升壓變壓器。 4）.過負荷保護：反應(yīng)變壓器過負荷過負荷保護。 5）.溫度保護：干式變壓器繞組溫度升高原因有很多，如過負荷、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。 變壓器定時限過流保護是變壓器基本保護方式之一，選用 dl 型電磁式電流繼電器，變壓器過電流保護動作電流為maxrel wop lre ik ki ik k= ,ma

43、x l i取為（1.53）nt i，wk 為保護線系數(shù)，取值為 1；relk 為可靠系數(shù)，取值 1.2；rek 為繼電器返回系數(shù)，取值 0.85；ik 為電流互感器變流比。 變壓器過流保護動作時限按階梯原則整定，該動作時限要比變壓器二次側(cè)出線過流保護最大動作時限大一個級差 t d ，取值 0.5s。 變壓器過流保護靈敏性校驗按下式計算 5 . 1)" 2 (min³ =×op ik wpi ki ks 其中)" 2 (min × ki 為變壓器二次側(cè)母線在系統(tǒng)最小運行方式下發(fā)生兩相短路時換算到一次側(cè)短路電流。 零序電流速斷保護也是變壓器基本保護

44、方式之一，速斷保護動作電流要不小于變壓器二次側(cè)母線最大三相短路電流)" 3 (max × ki ，即 電流速斷保護靈敏性校驗要依據(jù)變壓器一次側(cè)最小兩相短路電流(2)k i進行校驗 過電流保護及速斷保護計算 （1）過電流保護電流整定 動作電流 .max1.2 1173.2 6.10.85 40rel wop lre iak ki ik k´= = ´ =´ 選 dl-11/10 電流繼電器，動作電流整定為 6a 動作時間整定 過流保護靈敏性校驗 5 . 1 1 . 65 40104 . 010 35 866 . 0 13)" 2 (mi

45、n³ =´´ ´ ´ ´= =×op ik wpi ki ks 滿足要求 （2）速斷保護電路整定 選 dl-11/100 電流繼電器，動作電流整定為 45a 電流速斷保護靈敏性校驗 2 1 . 745 4010 8 . 14 866 . 0 13 ) 2 (min³ =´´ ´ ´= =×qb ik wpi ki ks 滿足要求 9 變電所防雷與接地 9.1 變電所防雷保護設(shè)計： 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。避雷針可以單獨立桿，當(dāng)其受到雷

46、擊時，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： （1）要使被保護物與避雷針之間有足夠距離，這個距離與建筑物防雷等級有關(guān)，由于是針對變電所防雷，距離取值為大于等于 5 米。 （2）避雷針不能共用保護物自身接地，應(yīng)另設(shè)獨立接地裝置，兩者接地體之間也要有足夠地中距離，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要盡可能在遠離人員經(jīng)過地方。一般與人行道及其他建筑物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)雷電波侵入防護接線圖

47、如圖 9-1 所示，在每段進線終端與每段母線上，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)避雷器應(yīng)與變壓器中性點及金屬外殼一同接地，如圖 9-2 所示 。 圖 9-1 變配電所線路雷電波侵入防護 圖 9-2 變壓器防雷保護及接地 9.2 變電所接地保護設(shè)計： 在設(shè)計與裝設(shè)接地裝置時，首先應(yīng)充分利用自然接地體，以節(jié)約投資，節(jié)約鋼材。如果實地測量所利用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，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，一定要保證良好電氣連接。 對于同一系統(tǒng)中電壓及用途不相同

48、電氣設(shè)備，接地體可以只設(shè)置一個，其電阻阻值須滿足最小值規(guī)定。如果接地裝置受到條件限制而不能做時，可以考慮選用絕緣臺來進行電力設(shè)備維護與操作。對于外殼導(dǎo)電電力設(shè)備，一般還要進行接零保護，通常裝設(shè)在靠近其電源位置。 自然接地體工頻接地電阻計算簡化計算公式如下： （1）電纜金屬外皮與水管等接地電阻 (2) 鋼筋混凝土基礎(chǔ)接地電阻 式中，v 為鋼筋混凝土基礎(chǔ)體積（3m ）。 人工接地體工頻接地電阻計算簡化計算公式如下： （1）單根垂直管形或棒形接地體接地電阻（單位為 w ） r 為埋設(shè)地點土壤電阻率；l 為接地體長度。 （2）多根垂直管形接地體接地電阻 n 根垂直接地體通過連接扁鋼并聯(lián)時，由于接地體間

49、屏蔽效應(yīng)影響，因此實際總接地電阻為 式中，gh為接地體并聯(lián)時利用系數(shù)，可利用管間距離 a 與管長 l 之比及管子數(shù)目 n 去查表。由于該表所列g(shù)h未計及管子之間連接扁鋼屏蔽作用，所以實際gh略高于表中數(shù)據(jù)，由此計算所得e r也略微偏高，這樣便能更好滿足接地要求。 接地裝置計算程序如下： （1） 按設(shè)計規(guī)范要求確定允許接地電阻e r值。 （2） 實測或估算可以利用自然接地體接地電阻( ) e nat r。 （3） 計算需要補充人工接地體接地電阻 如果不考慮利用自然接地體，則( ) e man e r r= 。 （4） 在裝設(shè)接地體區(qū)域內(nèi)初步安排接地體布置，并按一般經(jīng)驗試選，初步確定接地體與接地線尺寸。 （5） 計算單根接地體接