10kV供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上大學(xué)校區(qū)10kV供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)The Design Of Campuss Power Supply System專心-專注-專業(yè)大學(xué)校區(qū)10kV供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要 本次設(shè)計(jì)是為當(dāng)?shù)氐拇髮W(xué)一個(gè)校區(qū)設(shè)計(jì)的供配電系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)降壓變壓器與10kV公共電源干線相連，根據(jù)校區(qū)內(nèi)的實(shí)際用電負(fù)荷情況，按照安全可靠，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理的標(biāo)準(zhǔn)，確定變電所的位置和型式；主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和類型；選擇變電所主接線方案及高低設(shè)備和進(jìn)出線；確定二次回路方案；選定整定繼電保護(hù)裝置。 關(guān)鍵詞 供配電系統(tǒng) 變電所 短路 變壓 功率The Design Of Campuss Power Suppl

2、y SystemAbstract This power supply and distribution system is designed for a campus of a local university. The system connected with a 10Kv main power line through a step-down transformer. Determine the location and type of the substation, the quantity and capacitance of main transformer, the both h

3、igh-pressure low-pressure equipment and relay protection device, with the specific design including the formula of main wiring, secondary circuit on the basis of safety, reliability, technological advancement and economic rationality, according to the actual electricity load.Key Words Power Supply a

4、nd Distribution Substation Short Circuit Varying Voltage Power目錄引 言供配電技術(shù)，就是研究電力的供應(yīng)及分配的問(wèn)題。電力，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、民用住宅、及企事業(yè)單位的主要能源和動(dòng)力，是現(xiàn)代文明的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。沒(méi)有電力，就沒(méi)有國(guó)民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化?，F(xiàn)代社會(huì)的信息化和網(wǎng)絡(luò)化，都是建立在電氣化的基礎(chǔ)之上的。因此，電力供應(yīng)如果突然中斷，則將對(duì)這些用電部門(mén)造成嚴(yán)重的和深遠(yuǎn)的影響。故，作好供配電工作，對(duì)于保證正常的工作、學(xué)習(xí)、生活將有十分重要的意義。供配電工作要很好的為用電部門(mén)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù)，必須達(dá)到以下的基本要求：（1） 安全在電力的供應(yīng)、分配及

5、使用中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2） 可靠應(yīng)滿足電力用戶對(duì)供電可靠性和連續(xù)性的要求。（3） 優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足電力用戶對(duì)電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量的要求。（4） 經(jīng)濟(jì)應(yīng)使供配電系統(tǒng)投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能的節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。 另外，在供配電工作中，還應(yīng)合理的處理局部和全局，當(dāng)前與長(zhǎng)遠(yuǎn)的關(guān)系，即要照顧局部和當(dāng)前利益，又要有全局觀點(diǎn)，能照顧大局，適應(yīng)發(fā)展。我們這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文題目是：大學(xué)校區(qū)10kV供配電系統(tǒng)；作為高校，隨著本科教育工作的推進(jìn)和未來(lái)幾年的繼續(xù)擴(kuò)招，對(duì)學(xué)校的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)特別是電力設(shè)施將提出相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。因此，我們做供配電設(shè)計(jì)工作，要作到未雨綢繆。為未來(lái)發(fā)展提供足夠的空間：這主

6、要表現(xiàn)在電力變壓器及一些相當(dāng)重要的配電線路上，應(yīng)力求在滿足現(xiàn)有需求的基礎(chǔ)上從大選擇，以避免一臺(tái)變壓器或一組變壓器剛服役不到幾年又因?yàn)槿萘繂?wèn)題而臺(tái)而光榮下崗的情況的發(fā)生?？傊痪湓挘憾ㄎ滑F(xiàn)實(shí)，著眼未來(lái)；以發(fā)展的眼光來(lái)設(shè)計(jì)此課題。第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 原始資料1.1.1 設(shè)計(jì)題目 學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1.2 設(shè)計(jì)要求 要求根據(jù)本校所能取得的電源及本校用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到學(xué)校的發(fā)展，按照學(xué)好全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類型，選擇變電所主結(jié)線方案及高低設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝

7、置（選做），最后按要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪出設(shè)計(jì)圖樣。1.1.3 設(shè)計(jì)依據(jù)1） 學(xué)校生活區(qū)總平面圖 圖1.1 學(xué)校生活區(qū)總平面圖Fig 1.1 Plan of living quarters2）學(xué)校宿舍樓標(biāo)準(zhǔn)層建筑平面圖圖1.2宿舍樓標(biāo)準(zhǔn)層建筑平面圖Fig 1.2 Building plan of dormitory standard layer3）電源的南側(cè)1000m處, , 其出口斷路器是SN10-10II型,此斷路器配電備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù), 定時(shí)限過(guò)流整定的動(dòng)作時(shí)間為1.3s. 為滿足學(xué)校二級(jí)負(fù)荷的要求, 可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得電源。4） 學(xué)校生活區(qū)負(fù)荷表,見(jiàn)表1

8、.1表1.1學(xué)校生活區(qū)負(fù)荷表Table 1.1 Load table of living quarters編號(hào)名稱/kw/kw1學(xué)校食堂3082102鍋爐1001003教師樓2701204校醫(yī)室130985戶外照明25206本所用電1007 學(xué)生宿舍由學(xué)生設(shè)計(jì)計(jì)算1.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成下列工作量1.2.1 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1) 前言 2) 目錄 3) 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償 4) 變電所位置和型式的選擇 5) 變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量,類型的選擇 6) 學(xué)生宿舍樓配電系統(tǒng)的確定 7) 變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì) 8) 短路電流的計(jì)算 9) 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 10) 變電

9、所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) 11) 變電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)的整定 12) 防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì) 13) 附錄及參考文獻(xiàn)1.2.2 設(shè)計(jì)圖樣1）變電所主結(jié)線圖一張。2）學(xué)校用電結(jié)線圖一張。第二章 負(fù)荷分析計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償2.1 負(fù)荷計(jì)算的目的及方法2.1.1 目的負(fù)荷計(jì)算的目的是為了掌握用電情況，合理選擇配電系統(tǒng)的設(shè)備和元件，如導(dǎo)線、電纜、變壓器、開(kāi)關(guān)等。負(fù)荷計(jì)算過(guò)小，則依此選用的設(shè)備和載流部分有過(guò)熱危險(xiǎn)，輕者使線路和配電設(shè)備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。負(fù)荷計(jì)算偏大，則造成設(shè)備的浪費(fèi)和投資的增大。為此，正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。

10、2.1.2 方法目前，我國(guó)設(shè)計(jì)部門(mén)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, 如機(jī)械加工企業(yè)、煤礦綜合采工作面等,二項(xiàng)式法考慮問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)就是大容量設(shè)備的作用，因此，當(dāng)用電設(shè)備組中設(shè)備容量相差懸殊時(shí)，使用二項(xiàng)式法可以得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。利用系數(shù)法是平均負(fù)荷作為計(jì)算依據(jù),利用

11、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。單位面積功率法，多用于民用建筑；單位產(chǎn)品耗電量法，適用于某些工業(yè)建筑，在用電設(shè)備功率和臺(tái)數(shù)無(wú)法確定時(shí)，或者設(shè)計(jì)前期，這些方法是確定設(shè)備符合的主要方法。單位面積功率法和單位產(chǎn)品耗電量法多用于設(shè)計(jì)的前期計(jì)算，如：可行性研究和方案設(shè)計(jì)階段；需要系數(shù)法和利用系數(shù)法多用于初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。2.2 學(xué)生宿舍的負(fù)荷分析和計(jì)算整個(gè)生活區(qū)的計(jì)算負(fù)荷表如下表2.1表2.1生活區(qū)的計(jì)算負(fù)荷表Table 2.1 Computatio

12、nal load table of living quarters編號(hào)名稱計(jì) 算 負(fù) 荷/kw/kw1學(xué)校食堂3082102鍋爐1001003教師樓2701204校醫(yī)室130985戶外照明25206本所用電1007學(xué)生宿舍393.6339.15 照明的設(shè)備容量, 在初步設(shè)計(jì)中按不同的性質(zhì)建筑物的單位面積照明容量 () 法來(lái)估算. 照明設(shè)備容量 = 或者按照照明設(shè) 計(jì)計(jì)算所得的安裝容量來(lái)計(jì)算.（查表附錄） 單間寢室的建筑面積：S = 4.26.3 = 15.12 照明設(shè)備容量： = W 取二條40 W的熒光燈。 單間學(xué)習(xí)室的建筑面積：S = 33.6 = 10.8 照明設(shè)備容量： W 取二條40

13、 W的熒光燈。 衛(wèi)生間和后走廊的建筑面積：S = 3.61.5 = 5.4 照明設(shè)備容量： W 由于衛(wèi)生間和走廊相隔，所以就各取一個(gè)25 W的白織燈。插座容量及同時(shí)使用系數(shù)，根據(jù)建筑電氣設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程JGJ16-83、第9.8.9條規(guī)定，“民用建筑中的插座在無(wú)具體設(shè)備聯(lián)接時(shí)，每個(gè)可按100W計(jì)算”，“全國(guó)住宅電氣設(shè)計(jì)會(huì)議”，確定住宅也按每個(gè)100W計(jì)算。計(jì)算插座容量時(shí)，查下表2.1。表2.2插座容量及同時(shí)使用系數(shù)Table 2.2 Capacity of the socket and coefficient of using at the same time插座的數(shù)量（個(gè)）45678910同時(shí)系

14、數(shù)Kx10.90.80.70.650.60.6 所以各個(gè)宿舍可以安裝八個(gè)插座（學(xué)習(xí)室和寢室各四個(gè)）：?jiǎn)伍g宿舍的插座容量：W = 800tg=8000.8 = 640W 單間宿舍總照明容量（學(xué)習(xí)室、寢室、衛(wèi)生間、插座）：W前走廊的長(zhǎng)度：L = 2.7+53.6 = 20.7m 面積：S = 20.71.8 = 37.26 每個(gè)樓梯口只需安裝一個(gè)25W的白一層宿舍樓的總負(fù)荷為：= 25+10108 = 8130W每棟宿舍所用總負(fù)荷為：= 81306 = 48.78八棟學(xué)生宿舍的總負(fù)荷為：= 48.788 = 390.24 一間宿舍的熒光燈： 一棟宿舍的熒光燈： 插座： 八棟學(xué)生宿舍的熒光燈： 插座

15、： 熒光燈和宿舍：學(xué)生宿舍總負(fù)荷為： COS2.3 無(wú)功補(bǔ)償后生活區(qū)的計(jì)算負(fù)荷由負(fù)荷表知，該生活區(qū)308V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.81。而供電部門(mén)要求該生活區(qū)10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不應(yīng)低于0.9?？紤]到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.95來(lái)計(jì)算380V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量： 參照資料選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏*，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）5臺(tái)相組合，總共容量：。因此無(wú)功補(bǔ)償后生活區(qū)380V側(cè)和10KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表2-3所示。表2.3無(wú)功補(bǔ)償后生活區(qū)的計(jì)算負(fù)荷Tabl

16、e 2.3 Computational load table of living quarters after reactive power compensation項(xiàng) 目 COS計(jì) 算 負(fù) 荷/Kw/Kvar/KVA/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.811236.6887.151521.912312380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量-482.27380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.951236.6404.881301.191977主變壓器功率損耗10KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.931256.12482.951345.7677.7第三章 變電所及主變壓器的選擇3.1變電所所址選擇的一般原則選擇生活區(qū)變、配電所的所址，應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)

17、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定： （1） 接近負(fù)荷中心。 （2） 進(jìn)出線方便。 （3） 接近電源側(cè)。 （4） 設(shè)備運(yùn)輸方便。 （5） 不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所。 （6） 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。 （7） 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其它經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相鄰。 （8） 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)的正上方和正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5005892爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。（9） 不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。圖3.1 變電所位置圖Fig

18、 3.1 Location plan of substation3.2利用生活區(qū)的負(fù)荷來(lái)選變電所的位置利用生活區(qū)的負(fù)荷來(lái)選變電所的位置。因?yàn)樵撋顓^(qū)的負(fù)荷較集中于學(xué)生宿舍和食堂。所以考慮到方便進(jìn)出線及周圍環(huán)境情況。決定該變電所選在學(xué)生宿舍和食堂的中間來(lái)修建變電所，其型式附設(shè)式。3.3變電所型式的選擇變電所有屋內(nèi)式和屋外式兩大型。 屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。在選擇生活區(qū)變電所的型式時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜；技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用屋內(nèi)式。負(fù)荷較大的地方，宜設(shè)附設(shè)式或半露天式變電所。負(fù)荷較大的及高層建筑內(nèi)，宜設(shè)在室內(nèi)變電所或組合式成套變電站。負(fù)荷小而分散的生活區(qū)，或需要遠(yuǎn)離有易燃易

19、爆危險(xiǎn)及有腐蝕性時(shí)，宜設(shè)獨(dú)立變電所。如戶外環(huán)境正常，亦可設(shè)露天式變電所。當(dāng)變壓器容量在350KVA及以下時(shí)，宜設(shè)桿上式變電臺(tái)或高臺(tái)式變電所。3.4變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇3.4.1變電所主變壓器的選擇 根據(jù)生活區(qū)的負(fù)荷和電源情況，生活區(qū)的主變壓器可有下列兩種方案：（1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器變電所，型式采用S9，主變壓器容量應(yīng)不小于總計(jì)算負(fù)荷，而容量根據(jù)所得出來(lái)的數(shù)據(jù)，選=1600KVA =1520KVA, 即選一臺(tái)S9-1600/10型的低損耗配電變壓器。至于生活區(qū)的二次負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。（注：由于二次負(fù)荷達(dá)到335.1KVA，380V側(cè)電流達(dá)到509A，

20、距離又較長(zhǎng)，因此不能采用低壓聯(lián)絡(luò)線作備用電源。）（2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器、型號(hào)采用S9，而每臺(tái)容量的選擇，即 同時(shí)每臺(tái)主變壓器容量不應(yīng)小于全部一、二負(fù)荷之和 即 因此選兩抬S9-1000/10型的低損耗配電變壓器。本所二級(jí)負(fù)荷的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0。圖3.2 裝設(shè)一臺(tái)主變的主結(jié)線方案Fig 3.2 Main connection scheme of furnishing a main transformer 圖3.3 裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案 Fig 3.3 Main connection scheme of furnishing two

21、 main transformers 3.4.2變電所主結(jié)線方案的選擇按上面考慮的兩種主變壓器的方案可以設(shè)計(jì)下列兩種主結(jié)線方案：（1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案 （2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案 表3.1兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較Table 3.1 Technical and economic comparison of two kinds of main connection scheme比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變的主結(jié)線方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案技 術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電的可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變，電壓損耗略大由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗小靈活方便性只一

22、臺(tái)主變，靈活性稍差由于兩臺(tái)主變，靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)比較電力變壓器的綜合投額查表得S9-1600單價(jià)為15.18萬(wàn)元，而查表得變壓器綜合投資約為其單價(jià)的2倍，因此其綜合投資約為215.18萬(wàn)元=30.36萬(wàn)元查表得S9-1000單價(jià)為10.76萬(wàn)元，因此兩臺(tái)綜合投資為410.76萬(wàn)元=40.06萬(wàn)元，比一臺(tái)主變的方案多投資12.68萬(wàn)元高壓開(kāi)關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資查表的GG-1A（F）型柜按每臺(tái)3.5萬(wàn)元計(jì)，查表得其綜合投資按設(shè)備價(jià)1.5倍計(jì)，因此其綜合投資約為41.53.5萬(wàn)元=21萬(wàn)元本方案采用6臺(tái)GG-1A（F）型柜，其綜合投資額約為61.53.5萬(wàn)元=31.5萬(wàn)

23、元，比一臺(tái)主變的方案多投資10.5萬(wàn)元交供電部門(mén)的一次性供電貼費(fèi)按800元/KVA計(jì)，貼為16000.08萬(wàn)元=128萬(wàn)元貼費(fèi)為210000.08萬(wàn)元=160萬(wàn)元，比1臺(tái)主變的方案多投32萬(wàn)元從上表3.1可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案（圖3.3）略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主結(jié)線方案（圖3.2），但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案（圖3.2）遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變方案（圖3.3），因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。第四章 短路電流計(jì)算及設(shè)備的選擇4.1短路電流計(jì)算的目的在發(fā)電廠和變電所的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其目的是：（1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或

24、確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等。（2）在選擇載流導(dǎo)體及電器元件時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和短路情況下都能安全，可靠地工作，同時(shí)又力為節(jié)約資金，這就需對(duì)有關(guān)短路電流值進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定和開(kāi)斷能力的檢驗(yàn)。（3）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)短路電流為依據(jù)。（4）接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。4.2短路電流計(jì)算的一般規(guī)定按照高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程SDJ5-85和導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定SDGJ14-86的有關(guān)條文，對(duì)于驗(yàn)算導(dǎo)體和電器時(shí)所用短路電流，一般有以下規(guī)定。（1）計(jì)算的基本情況：a、電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行；b、所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁

25、裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）；c、短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；d、所有電源的電勢(shì)相位角相同；e、應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。（2）接線方式：計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式（即最大運(yùn)行方式），而不能用僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。4.3 短路電流的計(jì)算（1） 繪制計(jì)算電路圖（圖4.1）圖4.1 短路電流計(jì)算電路Fig 4.1 Calculating circuit of short circuit current（2）確定基準(zhǔn)值：設(shè)，即高壓側(cè)，低

26、壓側(cè)，則 （3）計(jì)算短路電路中各元件的電抗表幺值 電力系統(tǒng) 架空線路 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，由表查得，當(dāng)時(shí)，代入下列得 S 導(dǎo)線的截面。 最大負(fù)荷電流。 J 經(jīng)濟(jì)電流密度。 選擇LGJ70型的剛芯鋁絞線，均能滿足發(fā)熱條件要求也能滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。查表得LGJ70型的導(dǎo)線的，線路長(zhǎng)1000m ，由于線路較短，標(biāo)幺值很小，導(dǎo)致短路電流過(guò)大，使后面的設(shè)備難以選擇，所以要在線路上串聯(lián)一個(gè)電抗器，以降低短路電流。假設(shè)電抗器的電阻為R，取標(biāo)幺值為5。 電力變壓器，查表得。 因此短路等效電路，如圖4.2所示圖4.2 短路等效電路Fig 4.2 Equivalent circuit of short circuit

27、（4）計(jì)算K-1點(diǎn)（10.5KV側(cè)）的短路電路總電抗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 其它短路電流 三相短路容量 （5） 計(jì)算K-2點(diǎn)（0.4KV側(cè)）的短路電路總電抗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 其它短路電流 三相短路容量 表4.2短路電流的計(jì)算Table 4.2 calculation of short circuit短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVAK-11.061.061.062.71.619.23K-218181833.1219.6212.54.4變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)（1） 10KV側(cè)一次設(shè)備的選

28、擇校驗(yàn)表4.3 10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)Table 4.3 Selection check of primary equipment by 10kV side選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10KV92.38A1.06KA2.7KA KA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)少油斷路器SN10-10II/630高壓隔離開(kāi)關(guān)GN19-10/400400A31.5 KA KA高壓熔斷器RN1-10100 A電流互感器JDJ-1010/0.1KV電壓互感器JDZJ-10 KV KVKV電流互感器LQJ-10100/5A KA二次負(fù)荷避雷器FS4-10FS4-1010KV戶外

29、式高壓隔離開(kāi)關(guān)GW4-15G/20015KV200A表4.3所選設(shè)備均滿足要求。（2） 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)表4.4 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)Table 4.4 Selection check of primary equipment by 380V side選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V2312A18 KA33.12 KA KA額定參數(shù)低壓斷路器DW15-2500/3電動(dòng)380V2500A60 KA低壓斷路器DZ20-630380V630A30KA低壓斷路器DZ20-200380V200A25KA低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1500/3038

30、0V1500A電流互感器LMZJ1-0.5500V2500/5A電流互感器LMZ1-0.5500V160/5A100/5A表4.4所選設(shè)備均滿足要求。綜合以上所選變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)規(guī)格如表4-6所示。（3） 高低壓母線的選擇，查表4.5， 10KV母線選LMY3（404）， 即母線尺寸為40mm4mm；380V母線選LMY2（12010）（8010），即相母線尺寸為120mm10mm,中性母線尺寸為80mm10mm。表4.5高低壓母線的選擇Table 4.5 Selection of high and low voltage bus變壓器容量/KVA2004005008001

31、00012501600 高壓母線404低壓母線相母線4046068061008120102（10010）2（12010）中性母線6068068088010必須注意：按表4.4選擇的母線尺寸，一般均滿足短路動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，因此不必再進(jìn)行短路校驗(yàn)。但對(duì)于高壓配電所及35KV或以上的變電所，則不能采用此表的母線尺寸，而應(yīng)按發(fā)熱條件進(jìn)行選擇，并校驗(yàn)其短路穩(wěn)定度。 （4） 變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)規(guī)格選擇，如表4.6所示。表4.6變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)選擇Table 4.6 Selection of substations outlet and inlet line and

32、 tie lines wire and cable type線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號(hào)規(guī)格10KV電源進(jìn)線LJ25鋁絞線（三相三線架空）主變引入電纜YJL10000325交聯(lián)電纜（直埋）380V低壓出線至食堂VLV2210003185190四芯塑料電纜（直埋）至鍋爐VLV2210003150170四芯塑料電纜（直埋）至教師樓VLV2210003185180四芯塑料電纜（直埋）至校醫(yī)院VLV2210003185190四芯塑料電纜（直埋）至本所用電和戶外照明VLV2210003150170四芯塑料電纜（直埋）至學(xué)生宿舍VLV2210003150170四芯塑料電纜（直埋）與鄰近單位10KV聯(lián)絡(luò)線YJL

33、10000325交聯(lián)電纜（直埋）（5） 計(jì)算步驟如下1) 10KV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇，采用LJ型率絞線架空敷設(shè)，接往10KV公用干線。 按發(fā)熱條件選擇。由于及室外環(huán)境溫度,查表的，初選LJ-16，其,時(shí)的，滿足發(fā)熱條件。 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。查表得最小允許截面，因此LJ-16不滿足機(jī)械強(qiáng)度要求，故改選LJ-35。由于此線路很短，不需要校驗(yàn)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(yàn)，采用YJLV2210000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接敷設(shè)。 按發(fā)熱條件選擇。由及土壤溫度，查表初選電纜為35的交聯(lián)電纜，其中，滿足發(fā)熱條件。 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定。計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面 式中 開(kāi)

34、關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值（單位為KA） 開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間（單位為S） 開(kāi)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(shí)間（單位為KA）短路發(fā)熱假想時(shí)間一般按下式計(jì)算 在無(wú)限容量系統(tǒng)中，由=，因此 式中 短路持續(xù)時(shí)間，采用該電路主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加對(duì)應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間。當(dāng)1S時(shí) =低壓斷路器（如油斷路器），其全分閘時(shí)間取0.2S，高速斷路器（如真空斷路器），其全分閘時(shí)間取0.1S。 式中 C 短路熱穩(wěn)定系數(shù) （查表得） 選YJLV10000335 電纜滿足要求。3) 饋電給食堂的線路采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 按發(fā)熱條件選擇 由及0.8m土壤溫度25。查表

35、初選，其中，不滿足，所以選兩條電纜來(lái)把負(fù)荷平均分開(kāi)，每條的，滿足發(fā)熱條件。 校驗(yàn)電壓損耗。假設(shè)從變電所到食堂有90m,而查表得的鋁芯電纜的（按電纜芯工作溫度75計(jì)），食堂的，。因此按式得 滿足允許電壓損耗5的要求。 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)，求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面 變電所高壓側(cè)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5S整定（終端變電所），再加上斷路器時(shí)間0.2S，再加0.5S。由于前面所選的纜芯截面大于，滿足短路熱穩(wěn)定度要求，整個(gè)食堂的負(fù)荷是用兩條電纜分開(kāi)的，所以選的截面小一點(diǎn)也能滿足要求，這樣可以節(jié)約投資。故選 VLV10003185+190的四芯電纜。（中性線芯按不小于相線芯的一半）4) 饋電給鍋爐房的線路亦

36、采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 按發(fā)熱條件選擇 由及地下0.8m土壤溫度25。查表初選，其中，滿足發(fā)熱條件。 校驗(yàn)電壓損耗。假設(shè)從變電所至鍋爐房的距離約為1km，而查表得的鋁芯電纜的 。又鍋爐房的 得 滿足允許電壓損耗5的要求。 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)，求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面由于前面所選的纜芯截面大于，滿足短路熱穩(wěn)定度要求，即選VLV10003150170的四芯電纜。（中性線芯按不小于相線芯的一半）。5) 饋電給教師樓的線路亦采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件選擇 由及地下0.8m土壤溫度25。查表初選的截面，其，不滿足要求。所以需要

37、用兩條 的電纜把負(fù)荷分開(kāi)。這樣就可以達(dá)到要求。 校驗(yàn)電壓損耗。假設(shè)從變電所至教師樓的距離約為km，而查表得 選VLV22100023185180的四芯電纜。（中性線芯按不小于相線芯的一半）。6) 饋電給校醫(yī)院的線路亦采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）。電纜芯截面，選VLV22100023185190的四芯電纜。（中性線芯按不小于相線芯的一半）。7) 饋電給戶外照明、本所用電的線路亦采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上）。電纜芯截面16mm，選VLV2210003185180的四芯電纜。（中性線芯按不小于相線芯的一半）。8) 饋

38、電給學(xué)生宿舍的線路亦采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 按發(fā)熱條件選擇，由及地下0.8m土壤溫度25。查表初選的電纜，其，不滿足發(fā)熱條件。所以可以選用三條電纜把學(xué)生宿舍的負(fù)荷分開(kāi)來(lái)供電。 校驗(yàn)電壓損耗。假設(shè)從變電所到學(xué)生宿舍大約有50m，查表得的鋁芯電纜的、，又因?yàn)閷W(xué)生宿舍的、滿足允許電壓損耗5的要求。 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)，求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面滿足短路熱穩(wěn)定要求選三條VLV2210003150170的四芯電纜9) 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)，采用YJL221000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)，與鄰近單位變電所的10KV母線相聯(lián)。由于鄰近單位變電所

39、的數(shù)據(jù)不知，無(wú)法進(jìn)行選擇和校驗(yàn)，只有暫缺。第五章 變電所二次回路方案的選擇和繼電保護(hù)選擇5.1高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路，斷路器采用手力操作機(jī)構(gòu)，其控制與信號(hào)回路如圖5.1所示。圖5.1高壓斷路器的控制與信號(hào)回路Fig 5.1 Control and signal circuit of high-voltage circuit breaker5.2變電所的電能計(jì)量回路變電所的電能計(jì)量回路，變電所高壓側(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)量整個(gè)生活區(qū)消耗的有功電能和無(wú)功電能，并據(jù)以計(jì)算每月生活區(qū)的平均功率因數(shù)。計(jì)量柜由上級(jí)供電部門(mén)加封

40、和管理。5.3變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路，變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器、避雷器柜，其中電壓互感器為3個(gè)JDZJ-10型，組成Y。/Y。/（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)察如其結(jié)線圖5.2所示。作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上，裝有三相有功電度表、三相無(wú)功電度表和電流表，結(jié)線見(jiàn)圖5.3所示，高壓進(jìn)線上，亦裝有電流表低壓側(cè)的動(dòng)力出線上，均裝有有功電度表和無(wú)功電度表，低壓照明線路上裝有三相四線有功電度表。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝有無(wú)功電度表。每一回路均裝有電度表低壓母線裝有電壓表。儀器的準(zhǔn)確度等級(jí)按規(guī)范要求。圖5.2高壓側(cè)測(cè)量接線圖Fig 5.2 Measuring

41、wire diagram of high-voltage side圖5.3高壓聯(lián)絡(luò)線測(cè)量接線圖Fig 5.3 Measuring wire diagram of high-voltage tie line5.4 繼電保護(hù)的整定由于本變電站電源是從工廠總降壓變電站引來(lái)，線路間的距離較短，所以不裝設(shè)線路保護(hù)。只設(shè)置電力變壓器的保護(hù)和低壓400V線路的絕緣監(jiān)視裝置。電力變壓器的保護(hù)1對(duì)400 KVA及以上的中小型變電所內(nèi)油浸式電力變壓器、戶外800 KVA以上油浸式電力變壓器應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)。2. 對(duì)10 MVA以下變壓器，且過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大于0.5 s時(shí)，應(yīng)采用電流速斷保護(hù)。3 對(duì)并列運(yùn)行或單獨(dú)

42、運(yùn)行的變壓器。 1）對(duì)1000 KVA以上的變壓器如果電流速斷保護(hù)靈敏度達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。2）對(duì)并列運(yùn)行的變壓器容量為6300 KVA及以上，允許裝設(shè)電流速斷保護(hù)來(lái)代替縱差動(dòng)保護(hù)。3）對(duì)廠用工作變壓器，容量為6300 KVA及對(duì)工廠備用變壓器，允許裝設(shè)電流速斷保護(hù)來(lái)代替縱差動(dòng)保護(hù)。4）對(duì)單獨(dú)運(yùn)行的電力變壓器容量為10 MVA及以上時(shí)，應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。5）過(guò)電流保護(hù)一般用于降壓變壓器。復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù)，一般用于升壓變壓器及降壓變壓器。6）負(fù)序電流及單相式低壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，一般用于大容量升壓變壓器及系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器。7）針對(duì)60 KV系統(tǒng)的二次降壓變電所，主容量

43、在10MVA左右時(shí)，應(yīng)考慮裝設(shè)氣體保護(hù)，電流速斷保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)。圖5.4繼電保護(hù)裝置原理圖Fig 5.4 Schematic diagram of relay protection equipment圖5.5繼電保護(hù)裝置展開(kāi)圖Fig 5.5 Expanded diagram of relay protection equipment5.5主變壓器的繼電保護(hù)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部故障產(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。裝設(shè)反時(shí)限過(guò)過(guò)電流的保護(hù)。采用GL15型感應(yīng)式過(guò)流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整

44、定。其中 整定為10A。（注：只能整數(shù)且不能大于10A）。 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定：因本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間（10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)：其中 = 滿足靈敏系數(shù)的要求裝設(shè)電流速斷保護(hù)。利用GL15的速斷裝置。 速斷電流的整定：其中 ，A速斷電流倍數(shù)整定為(注：可以不為整數(shù)，但是必須在28之內(nèi)) 電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)：（或2）其中，因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為： =查表可知：按GB50062-92規(guī)定，電流保護(hù)含電流速斷保護(hù)的最小靈敏系數(shù)為1.5，則這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)系數(shù)稍低一些。5.6作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置（1）裝設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。亦采用GL15型感應(yīng)式電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定其中，取， 整定為10A 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定。按終端保護(hù)考慮，動(dòng)作時(shí)間整定為0.5s。過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)。因無(wú)鄰近單位變電所10KV母線經(jīng)聯(lián)絡(luò)線至本校變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無(wú)法檢驗(yàn)靈敏系數(shù)，只有從略（2）裝設(shè)電流速短保護(hù)亦采用GL15的速斷