高層住宅樓供配電畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

序論近幾年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電能需求量越來越大，其中城市用電量更是急劇增加。目前，我國一般大、中型城市的市中心地區(qū)每平方公里的負(fù)荷密度平均已達(dá)左右，有些城市市中心局部地區(qū)的負(fù)荷密度甚至高達(dá)上萬千瓦，乃至幾萬千瓦，且有繼續(xù)增長的勢頭。不但如此，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和建筑技術(shù)的進(jìn)步，我國的高層建筑發(fā)展也越來越快，1992~1994年間，我國僅建設(shè)部系統(tǒng)每年建成的10層以上建筑就達(dá)800~900萬㎡，加上其它部門，估計(jì)每年建成10層以上建筑在1000萬㎡以上。目前，全國已建成的高層建筑約為1億㎡，一萬幢左右，而且這種趨勢仍在繼續(xù)發(fā)展。相應(yīng)的，高層建筑的電氣設(shè)計(jì)則會(huì)增加許多新內(nèi)容，而首當(dāng)其沖的則是高層建筑的供配電設(shè)計(jì)。供配電設(shè)計(jì)，就是要完成對電力的供應(yīng)和分配的設(shè)計(jì)問題。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)。沒有電力，就沒有工業(yè)現(xiàn)代化，就沒有整個(gè)國民經(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。做好供配電工作，對于保證企業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行和實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，保證正常的工作、學(xué)習(xí)、生活都具有十分重要的意義。民用建筑的供配電設(shè)計(jì)主要包括：高壓供配電系統(tǒng)，低壓供配電系統(tǒng)，動(dòng)力照明干線系統(tǒng)，配電箱系統(tǒng)，電纜導(dǎo)線的敷設(shè)，各種電器設(shè)備的選型，安裝，建筑防雷接地等等。它的基本要求為：可靠，間接，安全，可選擇性。高層配電設(shè)計(jì)要求在滿足國家有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果的前提下，還必須嚴(yán)格按照供配電有關(guān)技術(shù)規(guī)定和相關(guān)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。其相關(guān)原則概括如下：1.必須遵守有關(guān)國標(biāo)，認(rèn)真貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并做關(guān)于保障人身和設(shè)備安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理方面的針對性設(shè)計(jì)。2.根據(jù)工程特點(diǎn)，規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)和遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近期結(jié)合，以近期為主，考慮到擴(kuò)建。3.必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷的性質(zhì)，用電容量，工程特點(diǎn)和地區(qū)供配電條件，合理確定設(shè)計(jì)方案，滿足供配電要求。4.注意節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)政策。5.認(rèn)真學(xué)習(xí)新技術(shù)，新方案，做到盡量全面掌握好相關(guān)知識，使供配電設(shè)計(jì)盡善盡美?，F(xiàn)在，供配電技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)更高技術(shù)和可靠性要求加強(qiáng)的新階段。近50年以來，我國的供配電技術(shù)也取得了很大進(jìn)展。由于在生活和工廠用電負(fù)荷的發(fā)展不斷向前，因此我們對遠(yuǎn)期工業(yè)建筑和住宅負(fù)荷的發(fā)展很難預(yù)測，當(dāng)前要將住宅小區(qū)的電氣設(shè)計(jì)做到十分完美是不可能的。我們只有不斷的學(xué)習(xí)探討，交流總結(jié)和統(tǒng)籌兼顧，才能在每一具體階段將住宅，商業(yè)和工業(yè)建筑的供配電設(shè)計(jì)盡量做到最好。最后，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)還應(yīng)貫徹執(zhí)行國家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策，做到保障人身安全，供電可靠，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。在設(shè)計(jì)中，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)，以及地區(qū)供電特點(diǎn)，合理確定設(shè)計(jì)方案。還應(yīng)注意近遠(yuǎn)期結(jié)合，以近期為主。設(shè)計(jì)中盡量采用符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品，并應(yīng)符合國家現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定。目錄序論 1摘要 5第一章負(fù)荷計(jì)算 81.1負(fù)荷計(jì)算的目的和負(fù)荷分級 81.2電力負(fù)荷的計(jì)算 11第二章變配電所的設(shè)計(jì) 262.1 變壓器的選擇272.2 變壓器型號的確定 312.3變配電所位置的選擇 322.4短路電流的計(jì)算 332.5高壓設(shè)備的選擇 372.6電源進(jìn)出線的選擇 462.7低壓電器的選擇 57第三章供配電二次接線的設(shè)計(jì) 623.1二次回路的操作電源 623.2斷路器的控制回路 633.3中央信號回路 653.4測量儀表及接線 66第四章繼電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 694.1繼電保護(hù)的任務(wù)和基本要求 694.2變壓器二次繼電保護(hù)整定 704.3變壓器二次繼電保護(hù)接線原理圖及說明 734.410KV線路的保護(hù) 744.510KV線路繼電保護(hù)的原理說明 754.610KV母線的保護(hù) 76第五章高低壓開關(guān)柜的選擇 775.1高壓開關(guān)柜的選擇 775.2低壓開關(guān)柜的選擇 785.3動(dòng)力配電箱的選擇 795.4低壓配電屏的選擇 81第六章防雷接地 826.1民用建筑的防雷分類 826.2避雷針保護(hù)范圍計(jì)算 836.3各類建筑物的防雷措施 846.4本建筑物的防雷 85結(jié)束語 88文獻(xiàn)摘要 89摘要本設(shè)計(jì)是長安大學(xué)E點(diǎn)高層住宅樓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括一次主干線設(shè)計(jì)和二次保護(hù)線路的設(shè)計(jì)，具體為變配電所的設(shè)計(jì)，住宅樓照明配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，動(dòng)力配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，防雷及接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。設(shè)計(jì)根據(jù)課題提供的的用電負(fù)荷和供電條件，并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，本著安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求確定住宅樓的供配電設(shè)計(jì)方案。通過負(fù)荷計(jì)算，確定主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量；運(yùn)用經(jīng)濟(jì)及技術(shù)比較的方法來確定變電站的電氣主接線；進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備與進(jìn)出線，合理選擇整定繼電器保護(hù)裝置；通過查閱設(shè)計(jì)手冊和技術(shù)規(guī)程對主要設(shè)備和導(dǎo)體以及電氣總平面布置和高壓配電裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選擇；根據(jù)住宅樓的安全級別計(jì)算確定出它的防雷接地系統(tǒng)；最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書,并繪出設(shè)計(jì)圖樣。該變壓室設(shè)有2臺(tái)主變壓器，采用單母線結(jié)構(gòu)及單母線分段的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有：變配電所的設(shè)計(jì)，變壓器的選擇，短路電流的計(jì)算，負(fù)荷量統(tǒng)計(jì)，高壓供配電系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，低壓配電系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)，二次保護(hù)方案的設(shè)計(jì)，低壓側(cè)一次供電方案的設(shè)計(jì)，高壓架空線，電纜，高壓母線，低壓母線及低壓負(fù)荷饋線的選擇，主要高低壓電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)（包括斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器），無功補(bǔ)償，各種繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)整定，防雷接地以及相關(guān)設(shè)備元件的選擇和校驗(yàn)等。本次設(shè)計(jì)以提供安全，可靠，優(yōu)質(zhì)，高效的電能為目標(biāo)，嚴(yán)格遵守供配電設(shè)計(jì)的原則，在安全可靠的前提下，盡量考慮經(jīng)濟(jì)性方案，減少投入的資金，做好節(jié)能，并且考慮遠(yuǎn)景，為以后的擴(kuò)展設(shè)計(jì)留有裕量。由于本人能力有限，設(shè)計(jì)過程中難免有考慮不足之處，尚請老師批評指正，以便能及時(shí)糾正錯(cuò)誤，利于今后設(shè)計(jì)工作的進(jìn)步和提高。謝謝指導(dǎo)！關(guān)鍵詞：變配電所，需用系數(shù)法，負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，短路電流計(jì)算，無功補(bǔ)償，設(shè)備導(dǎo)線選擇，參數(shù)校驗(yàn)，繼電保護(hù)，變壓器二次保護(hù)，防雷接地ABSTRACTThisdesignistheChang’AnUniversityEspothigh-riseconstructionforelectricalpowerdistributionsystem'sdesign.Itincludingthesubsystemmainskeletonlinedesignandtwosubsystemprotectsline'sdesign,makesconcretetochangethesubstationthedesign,theapartmentbuildingilluminationelectricalpowerdistributionsystem'sdesign,thepowerelectricalpowerdistributionsystem'sdesign,anti-radarandearthsystem'sdesignandsoon.Designprovidesaccordingtothetopicuseselectricitytheloadandthepowersupplycondition,andthedueconsiderationproduction'sdevelopment,accordingtothe national related standard, the design criterion, in line with safe reliable, thetechnological advance, the economical reasonable request determination apartmentbuildingsuppliesthepowerdistributiondesignproposal.Throughloadcomputation,definitemaintransformer'sTaiwannumberandcapacity;Determinesthetransformersubstationusingtheeconomicalandthetechnicalcomparisonmethodtheelectricalmainwiring;Carriesontheshort-circuitcurrentcomputation,choosesthetransformersubstationmainwiringplanandthehighandlowpressureequipmentwithentersgoingbeyondaline,choosestheinstallationrelayprotectioninstallmentreasonably;Hascarriedonthedesignandthechoicethroughtheconsultdesignhandbookandthetechnicalscheduletothemajorinstallationandtheconductoraswellastheelectricitytotalplanelayoutandthehigh pressure power distribution equipment;Determines its anti-radar earthsystemaccordingtotheapartmentbuildingsecurityrankcomputation;Finallypressesrequeststowritethedesigninstructionbooklet,anddrawsthedesigndrafts.Thislivepressureroomisequippedwith2maintransformers,usesthesinglebusbarstructureandthesinglebusbarpartitionstructure.Thedesignprimarycoverageincludes:Changesthesubstationthedesign,transformer'schoice,theshort-circuitcurrentcomputation,theloadstatistics,thehighpressurefortheelectricalpowerdistributionsystemplandesign,thelowpressureelectricalpowerdistributionsystemplandesign,twoprotectionplan'sdesign,thelowpressureleansapowersupplyplandesign,thehigh-pressuredairline,theelectriccable,thehigh-pressuredbusbar,thelowpressurebusbarandthelowpressureloadfeederchoice,mainheightpiezounitselectandverification(includingcircuitbreaker,isolator,currenttransformer,voltagetransformer),idleworkcompensation,eachkindofrelayprotectiondesigninstallation,anti-radarearthaswellasrelatedequipmentcomponent'schoiceandverificationandsoon.Thisdesigntakeprovidessafely,reliable,highquality,thehighlyeffectiveelectricalenergyasagoal,observesstrictlyforthepowerdistributiondesignprinciple,underthesafereliablepremise,considerstheefficientplanasfaraspossible,reducesinvestmentthefund,completestheenergyconservation,andtheconsiderationprospect,leavesleewaytheallowanceforthelaterexpansiondesign.Becauseofmyabilityislimited,theconsiderationdeficiencyunavoidablyinthedesigningprocessisnotavoid,inaddition,Teachercriticizespointsoutmistakes,inordertocorrectthemistakepromptly,willfavorfromnowontheprojectworkprogressandtheenhancement.Thankstheinstruction!Keyword:changingintothedistributionbureau，needingtousethecoefficientmethod，burdenstatistics，short-circuitelectriccurrentcalculation，reactivepowercompensation，choiceofequipmentandleadwire，parameterverification，theprotectionofrelay，thesecondsideprotectionofthetransformer，defendingthunderandground第一章負(fù)荷統(tǒng)計(jì)1.1負(fù)荷計(jì)算的目的與負(fù)荷分級一．電力負(fù)荷與電量在電力系統(tǒng)中，用電設(shè)備需用的電動(dòng)率稱為電力負(fù)荷或功率。功率是表示能量變化速率的一個(gè)重要物理量。電功率又分為有功功率，無功功率和視在功率。電阻性用電設(shè)備消耗電能的功率稱為有功功率，其用P表示；純電感（或純電容）性設(shè)備不消耗電能，它與電源進(jìn)行能量交換的功率稱為無功功率，其用Q表示；視在功率在三相交流電路中是3乘以線電壓和線電流，其用S表示。它們之間的關(guān)系為：S=P2Q2。所謂電量，指用電設(shè)備所需用的電能數(shù)量。有功電量表示用電設(shè)備所消耗的電能數(shù)量，無功電量表示用電設(shè)備與電源所交換的電能數(shù)量。二．負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的在進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)時(shí)，基本的原始資料為工藝部門提供的各種用電設(shè)備的產(chǎn)品銘牌數(shù)據(jù)，如額定容量，額定電壓等，這是設(shè)計(jì)的依據(jù)。但是能否簡單的用設(shè)備額定容量來選擇各種用電設(shè)備呢？顯然是不行的，因?yàn)樗惭b的設(shè)備并非都同時(shí)運(yùn)行，而且運(yùn)行著的設(shè)備實(shí)際需用的負(fù)荷也并不是每一時(shí)刻都等于設(shè)備的額定容量，而是在不超過額定容量的范圍內(nèi)時(shí)大時(shí)小的變化著，所以是不能直接用額定容量（也稱安裝容量）來選擇供電設(shè)備和供配電系統(tǒng)的。因而，供配電設(shè)計(jì)的第一步，是需要計(jì)算全廠和各用電設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是確定供電系統(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。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線截面選擇過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)；如計(jì)算負(fù)荷確定過小，又將使電器和導(dǎo)線運(yùn)行時(shí)增加電能損耗，并產(chǎn)生過熱，引起絕緣過早老化，甚至燒毀，以致發(fā)生事故，同樣給國家造成損失。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。負(fù)荷計(jì)算主要包括：（1）求計(jì)算電流。目的是為了合理的選擇工廠各級電壓供電網(wǎng)絡(luò)，變壓器容量和電器設(shè)備型號。（2）計(jì)算尖峰電流。用于計(jì)算電壓波動(dòng)，電壓損失，選擇熔斷器和保護(hù)元件等。三．電力負(fù)荷的分級電力系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失及影響的程度分為一級、二級、三級負(fù)荷。獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組，供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常的專用饋電線路，以及蓄電池和干電池可作為應(yīng)急電源。二級負(fù)荷的供電系統(tǒng)，應(yīng)由兩線路供電。必要時(shí)采用不間斷電源（UPS）。（1）一級負(fù)荷—級負(fù)荷為突然中斷供電將造成人身傷亡或會(huì)引起對周圍環(huán)境嚴(yán)重污染的，突然中斷供電將會(huì)造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，如重要的大型設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品或用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂且需要長時(shí)間才能恢復(fù)生產(chǎn)的；突然中斷供電將會(huì)造成社會(huì)秩序嚴(yán)重混亂或產(chǎn)生政治上的嚴(yán)重影響，如重要的交通與通信樞紐，國際社交場所，高層建筑的消防，安全照明等用電負(fù)荷。特別重要的一級負(fù)荷通常稱為保安負(fù)荷。保安負(fù)荷必須備有應(yīng)急電源，從而保證在工作電源失去時(shí)對保安負(fù)荷的供電，以保證企業(yè)安全生產(chǎn)及人員安全。其包括有：a.中斷供電將發(fā)生中毒，爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷；b.特別重要場所的不允許中斷供電的負(fù)荷；c.如正常電源中斷時(shí)，必須設(shè)有處理安全停產(chǎn)所必須的應(yīng)急照明，通信系統(tǒng)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，保證安全停產(chǎn)的自動(dòng)控制裝置等；d.民用建筑中大型金屬中心的關(guān)鍵電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和防盜報(bào)警系統(tǒng)，大型國際比賽場的記分系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)等。本次對長大E點(diǎn)高層住宅的供電設(shè)計(jì)中，沒有一級用電負(fù)荷。（2）二級負(fù)荷二級負(fù)荷為中斷供電將在政治上，經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生較大損失的負(fù)荷，如主要設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品報(bào)廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要較長時(shí)間才能恢復(fù)，重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等；或中斷供電將影響重要的用電單位正常的工作負(fù)荷，如交通樞紐、通信樞紐用點(diǎn)單位中的重要電力負(fù)荷等；或中斷供電將造成秩序混亂的負(fù)荷等，如大型影劇院，商場等較多人員集中的公共場所，城市主要水源，廣播電視，礦井主提升設(shè)備，高層建筑的電梯，商業(yè)住宅建筑等。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中：我?，F(xiàn)有的二級負(fù)荷有：消防電梯、消防水泵、應(yīng)急照明，保衛(wèi)處用電設(shè)備，生活水泵。（3）三級負(fù)荷不屬于一級，二級負(fù)荷的均屬于三級負(fù)荷。對一些非連續(xù)生產(chǎn)的中小型企業(yè)，停業(yè)僅影響產(chǎn)量或?qū)е律倭慨a(chǎn)品報(bào)費(fèi)的用電設(shè)備，以及一般民用建筑的用電負(fù)荷等均屬于三級負(fù)荷。對這類負(fù)荷，突然中斷供電造成的損失不大或不會(huì)造成直接損失。長大E點(diǎn)高層住宅樓除了前面羅列的二級負(fù)荷外，全為三級負(fù)荷。四．電力負(fù)荷對供電的要求（1）對一級負(fù)荷必須有兩個(gè)或兩個(gè)以上的獨(dú)立電源回路供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證對全部一級負(fù)荷不間斷供電。負(fù)荷容量較大或有高壓用電設(shè)備應(yīng)采用兩路高壓電源，如一級容量不大，可從電力系統(tǒng)或鄰近單位取得第二低壓電源。對特殊重要的一級負(fù)荷，除了應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)供電外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為確保對特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其它負(fù)荷介入應(yīng)急供電系統(tǒng)。根據(jù)允許中斷供電的時(shí)間可分別選擇下列應(yīng)急電源：a.蓄電池靜止型不間斷供電裝置（UPS），蓄電池及寫出能帶年級型不間斷供電裝置或柴油機(jī)電磁儲(chǔ)能電機(jī)型不間斷供電裝置，適用于允許中斷供電時(shí)間為毫秒級的負(fù)荷。b.帶有自動(dòng)投入裝置的獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路，適用于自動(dòng)裝置的動(dòng)作時(shí)間能滿足允許中斷供電時(shí)間為1.5S以上的供電系統(tǒng)。注釋：①獨(dú)立電源是指若干電源中，任一電源因故障而停止供電時(shí)，不影響其它電源繼續(xù)供電。同時(shí)具備兩個(gè)條件的發(fā)電廠，變電所的不同母線段均屬獨(dú)立電源。每段母線的電源來自不同的發(fā)電機(jī)；母線段之間無聯(lián)系，或雖有聯(lián)系但在其中一段發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)斷開聯(lián)系，不影響其余母線段繼續(xù)供電。②獨(dú)立電源點(diǎn)是指若干獨(dú)立電源來自不同的地點(diǎn)。任一電源點(diǎn)因故障而停止供電時(shí)，不影響其它電源點(diǎn)繼續(xù)供電。兩個(gè)發(fā)電廠，一個(gè)發(fā)電廠和一個(gè)地區(qū)電網(wǎng)或一個(gè)電力系統(tǒng)中的兩個(gè)區(qū)域性變電所都屬于兩個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)。（2）對于二級負(fù)荷一般要有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且供電變壓器也應(yīng)有兩臺(tái)（不一定在同一變電所）。當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證全部或大部分二級負(fù)荷的供電迅速恢復(fù)。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件因難時(shí)，可有一路6KV及以上專用架空線路供電；當(dāng)采用電纜線路時(shí)，采用兩根電纜組成的電纜段供電，每根電纜應(yīng)能承受百分之百的二級負(fù)荷；為了解決線路和變配電設(shè)備的檢修以及突然停電后，設(shè)備能安全停產(chǎn)的問題，可采用小容量的柴油發(fā)電站，其容量可由實(shí)際需要確定。（3）對于三級負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。1.2電力負(fù)荷的計(jì)算一．電力負(fù)荷計(jì)算的計(jì)算方法計(jì)算負(fù)荷，又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)單位的持續(xù)性負(fù)荷。其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇配電變壓器，導(dǎo)線以及電氣設(shè)備的依據(jù)，并用來說計(jì)算電壓損失和功率損耗。在工程上為了方便計(jì)算也可作為電量損耗量及無用功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷的定義：計(jì)算負(fù)荷是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和電器設(shè)備時(shí)使用的一個(gè)假想負(fù)荷。其物理意義為：按這個(gè)計(jì)算負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行的產(chǎn)生的熱效應(yīng)，與按實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷長期運(yùn)行所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。換句話說，當(dāng)導(dǎo)體持續(xù)流過計(jì)算負(fù)荷時(shí)所產(chǎn)生的導(dǎo)體恒定溫升，恰好等于導(dǎo)體流過實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷時(shí)所產(chǎn)生的平均最高溫升。從發(fā)熱效果來看，兩者等效的。通常規(guī)定取30分鐘平均最大負(fù)荷P，Q 和S 作為該用戶的計(jì)算負(fù)荷，并用P，30 30 30 jsQ 和S 分別表示其有功，無功和視在計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)體和js js電器設(shè)備的依據(jù)，并有如下關(guān)系：P=P=Pjs 30maxQ =Q =Qjs 30maxS =S =Sjs 30 max式中P，P，P 分別為最大工作班的有功計(jì)算負(fù)荷，30min平均最大負(fù)荷，最js大負(fù)荷。30 max尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流，一般取啟動(dòng)電流的周期分量作為計(jì)算電壓損失，電壓波形和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。一二級負(fù)荷用以確定備用電源或應(yīng)急電源。季節(jié)性負(fù)荷，從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件出發(fā)，用以考慮變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。負(fù)荷計(jì)算的方法：目前負(fù)荷計(jì)算常用的方法有需用系數(shù)法（也稱需要系數(shù)法），二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法。前兩種方法在國內(nèi)使用最為普遍。利用系數(shù)法的理論根據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，因而計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際，適用于各種范圍的負(fù)荷計(jì)算，但計(jì)算結(jié)果繁瑣，因此目前還沒有更廣泛的應(yīng)用。在方案設(shè)計(jì)階段，需要對用電負(fù)荷進(jìn)行估算，可以采用單位面積功率法或單位容量法。我國地域?qū)拸V，各地經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況不一，單位面積功率，單位指標(biāo)也各不相同。（1）需用系數(shù)法該計(jì)算方法是把設(shè)備功率乘以需用系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。由于這種計(jì)算方法比較簡單，因此得到了很廣泛的應(yīng)用。但當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)少而功率相差懸殊時(shí)，利用需用系數(shù)法的得到的計(jì)算結(jié)果往往偏小，故不適用于低壓配電線路的計(jì)算。為此經(jīng)常在初步設(shè)計(jì)或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段作為負(fù)荷統(tǒng)計(jì)或施工圖設(shè)計(jì)確定變配電所的電力負(fù)荷時(shí)采用。（2）二項(xiàng)式法該方法是設(shè)計(jì)負(fù)荷包括用電設(shè)備組的平均功率，同時(shí)考慮數(shù)臺(tái)大功率設(shè)備工作時(shí)的附加功率。這種方法比較簡便，但計(jì)算結(jié)果往往偏大，一般用于低壓配電支干線和配電箱的負(fù)荷計(jì)算，在施工圖階段對各種機(jī)械加工廠或各種其中電焊設(shè)備作配電線路或動(dòng)力配電箱選型中也經(jīng)常采用。上面都是常用的計(jì)算方法，根據(jù)本設(shè)計(jì)的特殊情況本設(shè)計(jì)主要采用需用系數(shù)法和單位面積功率法相結(jié)合的方法。由于住宅樓主要的負(fù)荷為照明和動(dòng)力部分，而且以照明為主要。因此，在統(tǒng)計(jì)負(fù)荷時(shí)，先對整個(gè)住宅樓的照明做一個(gè)計(jì)算負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)?，F(xiàn)在再簡要介紹本設(shè)計(jì)的計(jì)算方法和相應(yīng)的參考。負(fù)荷密度法和單位指標(biāo)法是目前對民用建筑計(jì)算負(fù)荷常用的計(jì)算方法。負(fù)荷密度法計(jì)算有功功率PSP =a×S/1000(KW)S式中a：預(yù)計(jì)負(fù)荷密度（單位面積功率）W/㎡;S:建筑面積（㎡）；利用負(fù)荷密度計(jì)算有功功率為規(guī)劃值或?yàn)榭赡馨l(fā)生的最大負(fù)荷值，在確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，還應(yīng)結(jié)合具體情況，乘上不同的需用系數(shù)。即：P =P×Kjs S X負(fù)荷密度法適用于照明功率及非工業(yè)負(fù)荷功率的計(jì)算。其中部分用電單位負(fù)荷密度參考值參考芮靜康主編的《現(xiàn)代工業(yè)與民用供配電設(shè)計(jì)手冊》。近年來，在城市電網(wǎng)制訂發(fā)展規(guī)劃中，符合預(yù)測值多采用負(fù)荷密度法來確定。特別在是在城市中，按功能將建筑劃分為不同的等級，根據(jù)功能特點(diǎn)，功能區(qū)負(fù)荷性質(zhì)，參照已有城市的經(jīng)驗(yàn)值，結(jié)合本市建筑特點(diǎn)，及其具體情況，利用負(fù)荷密度法制定將來的拓展計(jì)劃，是比較接近實(shí)際情況的。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們的消費(fèi)觀念在轉(zhuǎn)變，社會(huì)消費(fèi)結(jié)構(gòu)在變化，消費(fèi)水平在提高，對建筑的規(guī)格要求也在不斷提高，其中對生活生產(chǎn)用電的需求也在不斷提高。從長遠(yuǎn)來看，特別是居民生活的負(fù)荷水平還會(huì)隨著人民的生活方式的轉(zhuǎn)變而大幅度提升。所以在本設(shè)計(jì)中結(jié)合以上情況，為了將來的電量需求潛在的大幅度增加，在統(tǒng)計(jì)負(fù)荷量時(shí)給與了適當(dāng)?shù)挠嗔?。二．?fù)荷統(tǒng)計(jì)的計(jì)算過程根據(jù)長大E點(diǎn)住宅樓的特點(diǎn)，在統(tǒng)計(jì)負(fù)荷量時(shí)，以地上建筑照明負(fù)荷為主，同時(shí)也要統(tǒng)計(jì)地下室的動(dòng)力負(fù)荷。詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算過程如下：1.照明負(fù)荷統(tǒng)計(jì)本次設(shè)計(jì)的E點(diǎn)高層，對其的照明負(fù)荷統(tǒng)計(jì)采用采用負(fù)荷密度法（單位容量法）計(jì)算。由于要設(shè)計(jì)的長大E點(diǎn)高層住宅樓共31層，其中地下一層，作為一個(gè)人防的地點(diǎn)，地上三十層，在二十層和二十一層之間有一個(gè)設(shè)備間，主要是對水壓和氣壓的一點(diǎn)補(bǔ)償。整幢大樓每一層的結(jié)構(gòu)布局基本一致，可按一層的結(jié)構(gòu)面積進(jìn)行計(jì)算。（1）室內(nèi)照明長大E點(diǎn)高層的每一層均為一梯六戶，并且采用對稱結(jié)構(gòu)，每戶面積分別為135㎡,125㎡,155㎡,135㎡,125㎡,155㎡,所以，每一層平面的面積為：S=（135+125+155）×2=830㎡根據(jù)照明手冊，結(jié)合實(shí)際，每一層的單位面積功率3.5W/㎡，P=a×S/1000=3.5×830/1000=2.91KWsP=P×K=1.16KWjs s xQ =P×tanθ=0.72Kvarjs jsS =jsI = SjsjsN=1.36KVA=2.07A（2）樓梯間及走廊照明根據(jù)實(shí)際，每一層的樓梯間及走廊的面積為：S=21.6+39.04=60.64㎡單位面積功率為2W/㎡：P=a×S/1000=2×60.64/1000=0.12KWsP=P×K=0.11KWjs s xQ =P×tanθ=0.07Kvarjs jsS =jsI = SjsjsN=0.2KVA=0.31A（3）每個(gè)房間其它用電對每一戶內(nèi)插座的統(tǒng)計(jì)按提高型住宅插座計(jì)算：插座類型用途 (廳)二、三孔雙聯(lián)插座（組） 4 3 2 1 2三孔插座（空調(diào)） 1 1 1 1三孔插座（電炊具） 1~2 三孔插座（電熱水器） 1 三孔插座（排氣扇、排煙 1 1 風(fēng)機(jī)） 三孔插座（燃?xì)鉄崴鳎? 1 三孔插座（洗衣機(jī)） 1~2 對每一戶內(nèi)插座總數(shù)的統(tǒng)計(jì)如下：插座類型 135㎡房間（個(gè)） 125㎡間（個(gè)） 155㎡間（個(gè)）二、三孔雙聯(lián)組合插座 12 12 14三孔插座（空調(diào)） 4 4 5三孔插座（電炊具） 2 2 2三孔插座（電熱水器） 2 1 2三孔插座（排氣扇、排煙風(fēng)機(jī)） 3 2 3三孔插座（燃?xì)鉄崴鳎?1 1 1三孔插座（洗衣機(jī)） 1 1 1總計(jì) 37 35 42所以插座的總數(shù)為： N=（37+35+42）×2=234（個(gè)）其中，每一個(gè)插座的功率按100W進(jìn)行計(jì)算，則有：P=234×100/1000=23.4KWs其需用系數(shù)K=1，功率因數(shù)Cosθ=0.7，所以xP=23.4KWjsQ =P×tanθ=23.87Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=33.43KVA=151.95A所以一層的單元的照明總負(fù)荷為：P=24.67KWjsQ =24.66Kvarjs∴一層平面總的照明負(fù)荷為：S =jsI = SjsjsN=53.00A=34.88KVA（4）地下室長大E點(diǎn)高層住宅樓的地下一層為人防間，里面設(shè)有防毒室，消洗室，配電室，供水間，對其負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下：P=a×S/1000=2×850/1000=1.70KWsP=P×K=1.57KWjs s xQ =P×tanθ=0.97Kvarjs jsS =jsI = SjsjsN=1.74KVA=2.64A（5）設(shè)備層在長大E點(diǎn)高層住宅樓的第二十層和第二十一層之間有一設(shè)備層，主要功能為對消防水壓及生活用水水壓進(jìn)行加壓。對其負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下：名稱面積(㎡)單位負(fù)荷密度a(W/㎡) 需用系數(shù)K功率因數(shù)Cosθ設(shè)備層830 2 0．6 0．85P=a×S/1000=2×830/1000=1.66KWsP=P×K=1.00KWjs s xQ =P×tanθ=0.62KvarjsS =jsI =js2.動(dòng)力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)js=1.18KVASjs =1.79AN（1）消防水泵，生活水泵，消防排水泵的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)。①地下室內(nèi)的消防水泵2臺(tái)，每臺(tái)功率45KW，一用一備運(yùn)行；設(shè)備層內(nèi)消防水泵2臺(tái)，每臺(tái)功率25KW，一用一備運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)選用JJ11-B-45/380自耦降壓啟動(dòng)控制柜。K 取0.8，Cosθ取0.8，U =380V，X NP=P×K =（45+25）×0.8=56KWjs s XQ =P×tanθ=56×0.75=42Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=74.67KVA=113.45A②地下室內(nèi)的生活水泵共2臺(tái)，每臺(tái)功率18KW，一用一備運(yùn)行；設(shè)備層內(nèi)消防水泵2臺(tái)，每臺(tái)功率11KW，一用一備運(yùn)行，水泵電動(dòng)機(jī)選用QX4-17型Y-Y降壓啟動(dòng)。K 取0.85，Cosθ取0.8，U =380V，X NP=P×K =（18+11）×0.8=23.2KWjs s XQ =P×tanθ=17.40Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=29KVA=44.06A③消防排水泵一臺(tái)，功率1.1KW，采用QC25-4型磁力啟動(dòng)器啟動(dòng)。K 取0.8，Cosθ取0.8，U =380V，X NP=P×K =1.1×0.8=0.88KWjs s XQ =P×tanθ=0.88×0.75=0.66Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=1.1KVA=1.67A（2）消防電梯，生活電梯的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：電梯共兩部，采用20KW的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行曳引。單梯：K 取0.6，Cosθ取0.5，U =380V，X NP=P×K =20×0.6=12KWjs s XQ =P×tanθ=12×1.73=20.78Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=24KVA=36.46A所以雙梯：P=24KWjsQ =20.78KvarjsS =12×2=48KVAjsSI = jsjsN=72.93A由于采用不間斷電源(UPS)的供電方式造價(jià)昂貴，特別是在線式UPS，其轉(zhuǎn)換效率較低，長期連續(xù)運(yùn)行，必然造成電能浪費(fèi)。因此，本次設(shè)計(jì)中的應(yīng)急照明采用EPS應(yīng)急電源，它是一種允許短時(shí)電源中斷的應(yīng)急電源裝置。當(dāng)建筑物發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時(shí)，為疏散照明和其它重要的一級供電負(fù)荷提供集中供電。在正常情況時(shí)，由交流市電經(jīng)過互投裝置給重要負(fù)載供電，當(dāng)交流市電斷電后，互投裝置將立即切換至逆變器供電，供電時(shí)間由蓄電池的容量決定，當(dāng)市電電壓恢復(fù)時(shí)，應(yīng)急電源將恢復(fù)為市電供電。EPS應(yīng)急電源主要采用SPWM(交流脈帶調(diào)制)技術(shù)，系統(tǒng)主要包括整流充電器、蓄電池組、逆變器、互投裝置等部分。其中逆變器是核心，整流器的作用是將交流電變成直流電，實(shí)現(xiàn)對蓄電池及向逆變器模塊供電。逆變器的作用則是將直流電變換成交流電，供給負(fù)載設(shè)備穩(wěn)定持續(xù)的電力，互投裝置保證負(fù)載在市電及逆變器輸出間的順利切換。系統(tǒng)控制器對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以發(fā)出告警信號，同時(shí)可通過串行口與計(jì)算機(jī)或Modem連接，實(shí)現(xiàn)對供電系統(tǒng)的微機(jī)監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控。其具有以下特點(diǎn)：(1)電網(wǎng)有電時(shí)處于靜態(tài)，無噪音，小于60dB，不需排煙、防震處理；(2)自動(dòng)切換，可實(shí)現(xiàn)無人值守，電網(wǎng)與EPS電源相互切換時(shí)間為0.1s～0.25s；(3)帶載能力強(qiáng)，EPS適合電感性、電容性及綜合性負(fù)載的設(shè)備，如消防電梯、水泵、風(fēng)機(jī)、應(yīng)急照明等；(4)使用可靠，在重要場合可以采用雙機(jī)熱備方式，確保事故和火災(zāi)情況下供電可靠，主機(jī)壽命可達(dá)20a以上，電池5a～10a以上。(5)適應(yīng)惡劣環(huán)境，可放置于地下室或配電室，可以緊*應(yīng)急負(fù)載使用場所就地設(shè)置，減少供電線路；(6)對于某些功率較大的用電設(shè)施，如：消防水泵、風(fēng)機(jī)，EPS可直接與電機(jī)相聯(lián)變頻啟動(dòng)后，再進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)；(7)應(yīng)急備用時(shí)間，標(biāo)準(zhǔn)型為60min(有延時(shí)接口)。對EPS應(yīng)急電源對電能的需求很小，因此對其的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)可忽略不計(jì)其它動(dòng)力設(shè)備說明一．消防控制室部分大約需要10KW。二．排煙風(fēng)機(jī)部分按100KW進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。3.各樓層所需總負(fù)荷計(jì)算（1）地下室的總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)S = =14.53KVAjsSI = jsjsN=22.08A（2）一至二十層平面的總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)S =jsSI = jsjsN=1059.89A=697.6KVA（3）設(shè)備間的總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)S =jsSI = jsjsN=1.79A=1.18KVA（4）二十一層至三十層的總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)S =jsSI = jsjsN=529.95A=348.8KVA4.整個(gè)大樓的總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)照明負(fù)荷：S =js=1049.39KVASI = jsjsN=1594.38A動(dòng)力負(fù)荷：S =js=257.43KVASI = jsjsN=391.12A總共的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)；S =js=1306.34KVASI = jsjsN=1984.78A以上為對長大E點(diǎn)高層住宅樓的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)。以下是對E點(diǎn)高層住宅樓所在小區(qū)內(nèi)的其它樓層的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)的估計(jì)。其計(jì)算過程如下：小區(qū)各個(gè)建筑樓層的面積統(tǒng)計(jì)：7層的住宅樓：3×14×120=5040㎡7層的住宅樓：3×14×120=5040㎡5層住宅樓：4×10×128=5120㎡停車庫：4×6×30=720㎡市政與暖通實(shí)驗(yàn)中心樓：16×65×5=5200㎡建筑結(jié)構(gòu)與抗震實(shí)驗(yàn)室：500㎡其參數(shù)見下表：單位負(fù)荷密度名 稱 面積(㎡)a(W/㎡) 需用系數(shù)K 功率因數(shù)Cosθx 11號住宅樓 5120 3．5 0.8 0.912號住宅樓 5040 3．5 0.8 0.913號住宅樓 5040 3．5 0.8 0.9停車庫 720 5 0.7 0.9市政與暖通實(shí)驗(yàn)中心樓5200 3．5 0.8 0.9建筑結(jié)構(gòu)與抗震實(shí)驗(yàn)室 500 9 0.8 0.9（1）11號住宅樓照明統(tǒng)計(jì)：P=a×S/1000=17.92KWSP=P×K=14.34KWjs S xQ =P×tanθ=6.95Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=15.93KVA=24.21A（2）12號住宅樓:P=a×S/1000=17.64KWSP=P×K=14.11KWjs S xQ =P×tanθ=6.83Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=15.68KVA=23.82A（3）13號住宅樓:P=a×S/1000=17.64KWSP=P×K=14.11KWjs S xQ =P×tanθ=6.83Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=15.68KVA=23.82A（4）停車庫:P=a×S/1000=1.5KWSP=P×K=1.5KWjs S xQ =P×tanθ=0.93Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=1.76KVA=2.67A（5）市政與暖通實(shí)驗(yàn)中心樓:P=a×S/1000=18.2KWSP=P×K=50.96KWjs S xQ =P×tanθ=24.46Kvarjs jsS =js=56.53KVAI =85.88Ajs（6）建筑結(jié)構(gòu)與抗震實(shí)驗(yàn)室:P=a×S/1000=6.5KWSP=P×K=5.2KWjs S xQ =P×tanθ=6.92Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=8.67KVA=13.17A（7）小區(qū)路燈根據(jù)實(shí)際情況，小區(qū)內(nèi)道路邊的每盞路燈的功率設(shè)為250W。小區(qū)內(nèi)道路總共長為：63+33+120+25+120+33+120=514(m)其中，每兩盞路燈之間的距離為32m，則總共的路燈的盞數(shù)為：514÷32=16.06≈16(盞)則路燈總的設(shè)備功率為：P=250×16=4000W=4KWS設(shè)路燈的需用系數(shù)K=0.9，功率因數(shù)Cosθ=0.65，則有：xP=P×K=3.8KWjs S xQ =P×tanθ=4.45Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=5.85KVA=8.89A插座統(tǒng)計(jì)：小區(qū)內(nèi)其它住宅樓的每一戶面積都比較小，因此按標(biāo)準(zhǔn)配置來進(jìn)行計(jì)算，即每一個(gè)用戶包括主臥室，次臥室，起居室，工作室，衛(wèi)生間，廚房，按照先進(jìn)型用戶的標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)其插座數(shù)量總為35個(gè)，每一個(gè)插座的功率為100W，則每幢住宅樓的插座負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下：十一號樓插座負(fù)荷P=35×4×10×100/1000=140KWs其需用系數(shù)K=1，功率因數(shù)Cosθ=0.7，所以xP=3.5KWjsQ =P×tanθ=142.8Kvarjs jsS =jsI = SjsjsN=200KVA=303.87A十三號樓插座負(fù)荷：P=35×3×14×100/1000=147KWs其需用系數(shù)K=1，功率因數(shù)Cosθ=0.7，所以xP=147KWjsQ =P×tanθ=149.97Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=210KVA=319.06A十二號樓插座負(fù)荷：P=35×3×14×100/1000=147KWs其需用系數(shù)K=1，功率因數(shù)Cosθ=0.7，所以xP=147KWjsQ =P×tanθ=149.97Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=210KVA=319.06A十三號樓插座負(fù)荷：P=35×3×14×100/1000=147KWs其需用系數(shù)K=1，功率因數(shù)Cosθ=0.7，所以xP=147KWjsQ =P×tanθ=149.97Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=210KVA=319.06A對于市政與暖通實(shí)驗(yàn)中心樓，由于不知道其里面的房間的數(shù)量，所以根據(jù)實(shí)驗(yàn)樓單位面積的用電量進(jìn)行估計(jì)，查手冊知道a=0.4W/㎡,所以市政與暖通實(shí)驗(yàn)中心樓的的家用電器的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下：P=0.4×5×16×65/1000=83.2≈85KWs其需用系數(shù)K=1，功率因數(shù)Cosθ=0.7，所以xP=85KWjsQ =P×tanθ=86.72Kvarjs jsS =jsSI = jsjsN=121.43KVA=184.49A十一號樓總負(fù)荷：S =js=92.89KVASI = jsjsN=141.13A十二號樓總負(fù)荷：S =js=96.85KVASI = jsjsN=147.15A十三號樓總負(fù)荷：S =js=96.85KVASI = jsjsN=147.15A小區(qū)內(nèi)停車庫的總負(fù)荷：S =jsSI = jsjsN=2.67A=1.76KVA市政與暖通實(shí)驗(yàn)中心樓總負(fù)荷：S = =83.54KVAjsSI = jsjsN=126.93A建筑結(jié)構(gòu)與抗震實(shí)驗(yàn)室樓總負(fù)荷：S =jsSI = jsjsN=13.17A=8.67KVA小區(qū)內(nèi)內(nèi)路燈的總負(fù)荷：S =jsSI = jsjsN=8.89A=5.85KVA第二章變配電所的設(shè)計(jì)本建筑用電屬于二級負(fù)荷，電壓波動(dòng)范圍在正負(fù)5℅之間，電源來自市電10KV，兩路電源供電，10KV高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)為單母線分段式。系統(tǒng)正常工作時(shí)，一路帶能源供電，另一路備用，選用雙變壓器工作，當(dāng)一臺(tái)變壓器故障時(shí)，另一臺(tái)變壓器承擔(dān)全部負(fù)荷。2.1變壓器的選擇一．變壓器的選擇與無功補(bǔ)償變壓器的選取原則：(1)變壓器臺(tái)數(shù)的選取：電力變壓器臺(tái)數(shù)的選取應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、節(jié)能和降低工程造價(jià)等因素綜合確定。如果周圍環(huán)境因素惡劣，選用具有防塵、防腐性能的全密閉電力變壓器BSL1型；對于高層建筑，地下建筑，機(jī)場等消防要求高的場所，宜選用干式電力變壓器SLL、SG、SGZ、SCB型；如電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大而不能滿足用電負(fù)荷的要求時(shí)，則應(yīng)選用有載調(diào)壓電力變壓器，以改善供電電壓的質(zhì)量。對于一般車間、居民住宅、機(jī)關(guān)學(xué)校等，如果一臺(tái)變壓器能滿足用電負(fù)荷需要時(shí)，宜選用一臺(tái)變壓器，其容量大小由計(jì)算負(fù)荷確定，但總的負(fù)荷通常在1000KV以下，且用電負(fù)荷變化不大。對于有大量一、二級用電負(fù)荷或用電負(fù)荷季節(jié)性（或晝夜）變化較大，或集中用電負(fù)荷較大的單位，應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)及以上的電力變壓器。如有大型沖擊負(fù)荷，為減少對照明或其它用電負(fù)荷的影響，應(yīng)增設(shè)獨(dú)立變壓器。對供電可靠性要求高，又無條件采用低壓聯(lián)絡(luò)線或采用低壓聯(lián)絡(luò)線不經(jīng)濟(jì)時(shí)，也應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)電力變壓器。選用兩臺(tái)變壓器時(shí)，其容量應(yīng)能滿足一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)仍能對一級和部分二級負(fù)荷供電。(2)變壓器容量的選擇：先計(jì)算電力變壓器的二次側(cè)的總的計(jì)算負(fù)荷，并考慮無功補(bǔ)償容量，最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，以及線路與變壓器的損耗，從而求得變壓器的一次側(cè)計(jì)算負(fù)荷，并作為選擇變壓器容量的重要依據(jù)。對于無特殊要求的用電部門，應(yīng)考慮近期發(fā)展，單臺(tái)電力變壓器的額定容量按總視在計(jì)算負(fù)荷值再加大15%~25%來確定，以提高變壓器的運(yùn)行效率，但單臺(tái)變壓器的容量應(yīng)不超過1000KVA。在裝設(shè)兩臺(tái)及以上電力變壓器的變電所，當(dāng)其中某一臺(tái)變壓器故障、檢修而停止運(yùn)行時(shí)，其他變壓器應(yīng)能保證一、二級負(fù)荷的用電，但每臺(tái)的容量應(yīng)在1000KVA以內(nèi)。在確定電力變壓器容量時(shí)，還應(yīng)考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于變壓器的損耗與負(fù)荷率有關(guān)，負(fù)荷率對于變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響較大，所以應(yīng)力求使變壓器的平均負(fù)荷率接近于最佳負(fù)荷率β值。我們從以前學(xué)過的知識知道，變壓器的效率曲線不是單增的，而是先增加再下降，在其上有一個(gè)最大值：即：dη/dI*=0可求出產(chǎn)生最2大功率的條件為：I*=2即是說當(dāng)不變損耗等于可變損耗時(shí)，變壓器的效率達(dá)到最大值。電力變壓器的選擇，應(yīng)綜合供配電計(jì)算負(fù)荷、供電可靠性要求和用電單位的發(fā)展規(guī)劃等因素考慮，力求經(jīng)濟(jì)合理，滿足用電負(fù)荷的要求。但有一個(gè)不變的原則是：在保證供電可靠性的前提下，電力變壓器的臺(tái)數(shù)應(yīng)盡量的減少，盡可能的少。(3)對整個(gè)小區(qū)變壓器的選擇：考慮SCB系列變壓器的最佳負(fù)荷率在50%~60%左右，也預(yù)留好以后的發(fā)展空間，宜選用SCB10-1000/10電力變壓器一臺(tái)。1.負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表E點(diǎn)高層住宅樓家用電器 702.00 716.00 1002.73 1．000．70 1．02地下室 1．57 0．97 1．74 0．90．85 0．62設(shè)備層 1．00 0．62 1．18 0．600．85 0．62消防水泵 56．00 42．00 74．67 0．800．80 0．75生活水泵 23．20 17．40 29．00 0．850．80 0．75消防排水泵 0．88 0．66 1．10 0．800．80 0．75電梯 24．00 41．56 48．00 0．600．50 1．73消防控制室 10．00 7．50 12．50 1．000．80 0．75排煙風(fēng)機(jī) 80．00 60．00 100．000．800．80 0．75小區(qū)內(nèi)其它負(fù)荷13號層住宅 82．32 51．04 96．85 0．500．85 0．6212號層住宅 82．32 51．04 96．85 0．500．85 0．6211號住宅 78．96 48．96 92．89 0．500．85 0．62停車庫 1．5 0．93 1．76 1．000．85 0．62市政與暖通實(shí)驗(yàn)中心樓 71．01 44．03 83．54 0．700．85 0．62建筑結(jié)構(gòu)與抗震實(shí)驗(yàn)室 5．2 6．92 8．67 0．800．60 1．33路燈 3．8 4．45 5．85 0．950．65 1．172.計(jì)算公式P=P×KQ =P×tanθjs s XS =jsjs jsSI = jsjsNP：用電設(shè)備的設(shè)備功率（KW）sP：用電供電設(shè)備的有功計(jì)算負(fù)荷（KW）jsQ：用電供電設(shè)備的無功計(jì)算負(fù)荷（Kvar）jsS ：用電設(shè)備的視在計(jì)算負(fù)荷（KVA）jsI ：用電設(shè)備的計(jì)算電流（A）jsU ：用電設(shè)備的額定電壓值（KV）NK ：需用系數(shù)XCosθ：用電設(shè)備的平均功率因數(shù)tanθ：用電設(shè)備的平均功率因數(shù)角的正切值此外，P=1260.12KWjsQ =1116.67Kvarjs由于系統(tǒng)電壓小于5000KV，所以可取同時(shí)系數(shù)K =1S = =1683.70KVAjs此時(shí)的功率因數(shù)為：Cosθ=1260.12/1683.70=75%變壓器的功率損耗估算值：△P=0.02S =26.51KWT js△Q=0.1ST js=132.54Kvar變壓器的線損耗估算值：△P =0.06S =79.52KWwl js△Q =0.08Swl js=106.03Kvar《民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊》中規(guī)定，高壓供電的用電單位，功率因數(shù)Cosθ應(yīng)在0.9以上。這里是通過對無功功率進(jìn)行功率補(bǔ)償。本設(shè)計(jì)采用在低壓母線上裝設(shè)并聯(lián)電容器的方式進(jìn)行無功功率補(bǔ)償?？紤]到變壓器的無功功率的損耗為有功功率損耗的5倍以上，因此本設(shè)計(jì)在低壓補(bǔ)償后的功率因數(shù)略大于0.9，因此取Cosθ=0.95。Q=P(tan－tan)C js 1 2因?yàn)镃os=0.751得tan=0.891補(bǔ)償后的功率因數(shù)Cos=0.952得 tan=0.332Q=P(tan－tan)=705.67KvarC js 1 2本次設(shè)計(jì)中選擇深圳思銘實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的JKG型低壓無功補(bǔ)償成套裝置，產(chǎn)品符合電力工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《DL/T597—1996》。其可將功率因數(shù)控制在0.95-1.00之間。型號選擇為JKGSM-8-705-3-5型。其型號說明如下：JKG 無功功率自動(dòng)補(bǔ)償控制器/成套裝置SM 深圳市思銘實(shí)業(yè)有限公司代號-8 分為八組電容控制-705 總?cè)萘繛?20KVAR-3 為三相無功補(bǔ)償-5 為最小可控制容量5KVAR其基本技術(shù)參數(shù)為：工作電壓AC 380V±20％工作頻率50Hz±10%取樣電流AC 0～5A 本機(jī)功耗0.3%控制物理量COSQ 測量靈敏度100mA輸出路數(shù)4～14路可選環(huán)境溫度：－25℃～＋55℃海撥高度：不超過2000M使用條件大氣條件：空氣濕度不超過90％環(huán)境條件：介質(zhì)無導(dǎo)電塵埃補(bǔ)償后系統(tǒng)的總?cè)萘繛椋篠 = =1325.40KVAjs補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：Cos=1260.12/1325.40=0.95>0.92滿足功率因數(shù)的要求。人工補(bǔ)償后變壓器容量為：S =js=1512.66KVA2.2變壓器型號的確定由于是雙臺(tái)并列運(yùn)行，那么所選變壓器的S ≥0.7S =1058.86KVA.TN js由于本建筑的變電所所址基本給定為地下室，考慮各方面的要求，本設(shè)計(jì)選用由廣東順德特種變壓器廠生產(chǎn)的SCL-1250/10型環(huán)氧樹脂澆注干式電力變壓器。該產(chǎn)品為三相全銅線型薄絕緣樹脂澆注干式變壓器，可作為油浸式變壓器的更新?lián)Q代產(chǎn)品，尤其適用下列場所的輸配電。高層建筑、商業(yè)中心、醫(yī)院、實(shí)驗(yàn)室、博物館、海上石油鉆井平臺(tái)、石油化工廠、地下鐵道、隧道、工礦井、大型水電站、火力發(fā)電廠、機(jī)場、車站、港口。該產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：（1）阻燃能力強(qiáng)，不會(huì)污染空氣，可安裝在負(fù)荷中心的地點(diǎn)；（2）防潮性能好，可在100﹪溫度下正常工作運(yùn)行，停運(yùn)后不經(jīng)干燥處理即可投入進(jìn)行；（3）局部放電量小，可保護(hù)在長期工作電壓下安全運(yùn)行；（4）自動(dòng)溫度檢測保護(hù)，為變壓器安全運(yùn)行提供可靠保證；（5）損耗低，散熱性能好，過載能力強(qiáng)，強(qiáng)迫風(fēng)冷時(shí)刻使額定容量提高50﹪；（6）抗裂，抗溫度變化，機(jī)械強(qiáng)度高；（7）體積小，重量輕，安裝方便，免維護(hù)，經(jīng)濟(jì)性能好。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：壓 二次0.4KV 負(fù)載（75℃） 11000W阻抗壓降 6% 連接組別 Dyn-11空載電流質(zhì)量 2.5%3360kg 電壓級 62dB（A）lm根據(jù)提供的溫度參數(shù)及其計(jì)算負(fù)荷可知，選用SCL-1250/10型環(huán)氧樹脂澆注干式電力變壓器符合設(shè)計(jì)要求。2.3變配電所所址的選擇和布置一．變配電所所址的選擇原則《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，變配電所位置的選擇應(yīng)遵循以下原則：（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)備吊裝運(yùn)輸方便；（5）不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動(dòng)的場所；（6）不宜設(shè)在多塵，多霧或有腐蝕性氣體的場所；（7）不宜設(shè)在經(jīng)常積水場所的正上方或貼鄰；（8）不應(yīng)設(shè)在爆炸危險(xiǎn)場所以內(nèi)和不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)場所的正上方或正下方；（9）高層建筑地下變配電所的位置，宜選擇在通風(fēng)，散熱條件好的場所；（10）變配電所位于高層建筑的地下室時(shí)，不宜設(shè)在最底層，當(dāng)?shù)叵率覂H有一層時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)抬高該所地面等防水措施。根據(jù)以上原則和實(shí)際情況，在本住宅小區(qū)中，其變配電所所址選擇在整個(gè)小區(qū)的西北角的一塊空地上。校驗(yàn)符合原則要求，選定。二．變配電所的設(shè)計(jì)思路（1）便于運(yùn)行維護(hù)和檢修由于本建筑的地下室中的高低壓配電室及值班室的位置已經(jīng)給定，而且值班室與高低壓配電室有門直通，所以滿足便于運(yùn)行維護(hù)和檢修的要求。（2）便于進(jìn)出線高壓配電室位于進(jìn)線側(cè)，變壓器低壓出線一般都采用巨型裸母線，因此變壓器室布置在低壓配電室附近。（3）保證安全的運(yùn)行值班室內(nèi)不得有高壓設(shè)備，并且門一律外開，以利于緊急情況下的人員疏散。（4）考慮低壓電容器的裝設(shè)要求本設(shè)計(jì)是在低壓母線上裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行人工補(bǔ)償，由于低壓電容器組比較安全，因而低壓電容器柜與低壓配電屏并列安裝在低壓配電室內(nèi)。三．變配電所的布置方案如附圖變電所平面圖，剖面圖。2.4短路電流的計(jì)算在三相供配電系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路形式有三相，兩相和單相短路三種。據(jù)統(tǒng)計(jì)在中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，發(fā)生單相故障的占到65﹪~70﹪,兩相短路占到10﹪~15﹪，三相短路只占到5﹪，但是一般三相短路的電流最大，后果極為嚴(yán)重。因此，為了選擇和校驗(yàn)設(shè)備而進(jìn)行計(jì)算時(shí)，通常以計(jì)算三相短路電流為主，只有在校驗(yàn)繼電保護(hù)靈敏度時(shí)，才需要用到兩相短路電流。一．造成短路電流的原因，后果和計(jì)算的目的造成短路電流的的原因有：1．原因：（1）電氣設(shè)備載流部分絕緣損壞；（2）誤操作和誤接；（3）鳥獸等跨越裸露導(dǎo)體或跨越在相線，接地物之間；（4）人為及自然破壞等原因。2．后果：（1）短路電流的熱效應(yīng)；（2）產(chǎn)生很大的電動(dòng)力；（3）產(chǎn)生電壓驟降；（4）產(chǎn)生磁場效應(yīng)的干擾；（5）造成停電事故；（6）影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。3．計(jì)算目的：為了正確的選擇設(shè)備，設(shè)計(jì)繼電保護(hù)和選擇保護(hù)電流的元件。二．計(jì)算過程示意圖如下：1.理論依據(jù)X*Sx/Sj ocX*XlSwl o/U2j wlNX*UT d%S/100Sj TNi 1.84I(3)（低壓）ch di 2.55I(3)（高壓）ch dI(2)d0.866I(3)dI(3)dI/X *j dSS X *d j dIId(3)X *：總的電抗標(biāo)幺值；dX*：電源出口短路電抗標(biāo)幺值；xX*：線路電抗標(biāo)幺值；wlX*：變壓器電抗標(biāo)幺值；TU2wlN：線路上的額定電壓值（KV）；U%：電壓損耗百分比；dS：基準(zhǔn)容量（MVA）；jS：電力系統(tǒng)出口短路器短路容量（MVA）；ocS ：變壓器額定容量（KVA）；TNS：三相短路容量（MVA）；dX：線路每公里電抗有名值（Ω/KM）；oI：基準(zhǔn)電流（KA）；ji ：短路沖擊電流（KA）；chI(2)：兩相短路電流（KA）；dI(3)：三相短路電流（KA）；dI：三相短路電流的穩(wěn)態(tài)分量（KA）。2.短路電流的計(jì)算過程（1）選基準(zhǔn)值：原則上S和U可以任意選取，但為了簡單和統(tǒng)一起見，設(shè)計(jì)中一律取j jSj=100MVA，各處的基準(zhǔn)電壓取其平均電壓Upj，即Uj=Upj，則Uj1=10.5KV，Uj2=0.4KV。（2）各元件的電抗標(biāo)幺值：電源出口處，由《電氣工程師設(shè)計(jì)手冊》查得，系統(tǒng)的短路容量為300MVA。即有：X*xS/Sj oc=100/300=0.33。10KV架空線路為2KM，架空線的電抗系數(shù)為X =0.4Ω/KM，o架則有：X*=XlS/U2=0.73。wl1o j wlN10KV的電纜線路取1KM，其中電纜的X=0.73Ω/KM，o纜則有：X*=XlS/U2=0.073wl2o j wlN對于變壓器，查表得U%=6，S =1250KV，d TN則有：X*TU%Sd/100Sj TN=4.8。（3）畫出等效電路（4）求各點(diǎn)短路電流①d1點(diǎn)的短路總的電抗標(biāo)幺值為：X *=X*+X*+X*=0.33+0.73+0.073=1.133d-1x wl1wl2三相短路電流的有效值為：I (3)=I /XS*= j /X*=4.85KAd-1jd-1d-1d-1那么，i =2.55I (3)=12.37KAchd-1 d-1I (2)=0.866I (3)=4.20KAd-1 d-1I =Id-1(3)=4.85KAd-1短路容量S =S/X *=88.26KMAd-1j d-1②d2點(diǎn)的短路正常工作時(shí)，兩臺(tái)變壓器分裂運(yùn)行，即在最小運(yùn)行方式下運(yùn)行，當(dāng)任一臺(tái)變壓器發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)變壓器則將對所有負(fù)荷中的二級負(fù)荷進(jìn)行正常供電，所以對d2點(diǎn)而言，其總的電抗標(biāo)幺值為：X *=X*+X*=1.133+4.8=5.933d-2 d-1 T三相短路電流的有效值為：Id-2(3)=I /Xjd-2*= Sjd-2/X *=24.33KAd-2那么，i =1.84I (3)=44.77KAchd-2 d-2I (2)=0.866I (3)=21.09KAd-2d-2I =I (3)=24.33KAd-2 d-2短路容量：S =S/I(3)=16.85MVAd-2 j d-2列表如下：d1 4.85 4.20 12.37 4.85 88.26d2 24.33 21.09 44.77 24.33 16.852.5高壓設(shè)備的選擇電氣設(shè)備選擇是變配電所電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，正確選擇電氣設(shè)備是保證電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電氣設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全，可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備選擇原則和應(yīng)校驗(yàn)的項(xiàng)目主要有：1.按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流。即有：（1）電壓原則：UnUn（2）電流原則：In>Ijs2.按短路情況來校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。即有：（1）動(dòng)穩(wěn)原則：i ich（2）熱穩(wěn)原則：It2tI2tj3.按裝置地點(diǎn)的三相短路容量來校驗(yàn)開關(guān)電器的斷流能力，即：滅弧能力原則：IOCI(3)d4.按裝置地點(diǎn)，工作環(huán)境，使用要求及供貨條件來選擇電氣設(shè)備的適當(dāng)形式。本設(shè)計(jì)的高壓設(shè)備包括高壓一次系統(tǒng)中的高壓斷路器，高壓隔離開關(guān)，高壓熔斷器，高壓互感器及避雷針等，并對以上各設(shè)備進(jìn)行選擇校驗(yàn)。一．高壓斷路器（QF）高壓斷路器在高壓開關(guān)設(shè)備中是一種最復(fù)雜，最重要的電器，在規(guī)定的使用條件下，可切斷或接通正常運(yùn)行條件下的負(fù)荷電流，在短路故障情況下，在繼電保護(hù)裝置的作用下，自動(dòng)切斷短路電流，減少事故范圍。在高壓供配電系統(tǒng)中，切斷短路電流時(shí)，要產(chǎn)生強(qiáng)烈的電弧，所以高壓斷路器具有可靠的滅弧裝置。高壓斷路器是一種能夠?qū)崿F(xiàn)控制與保護(hù)雙重作用的高壓設(shè)備。由于近年來國產(chǎn)的少油斷路器運(yùn)行可靠，使用方便，安全，而且價(jià)格也比較低廉，故高壓斷路器應(yīng)以選用少油斷路器為主。在本次設(shè)計(jì)中，因?yàn)橄到y(tǒng)S js3UI ，則INjs jsS /js3U =76.52A。N根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)初選用SN10-10Ⅰ/630A系列戶內(nèi)高壓少油斷路器。SN10-10Ⅰ系列少油斷路器為額定電壓10kV，三相交流50Hz的高壓戶內(nèi)開關(guān)設(shè)備，可供工礦企業(yè)、發(fā)電廠及變電站作保護(hù)和控制電氣設(shè)備之用。本系列產(chǎn)品可配用CD10型直流電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)和CT8型彈簧儲(chǔ)能式操式操動(dòng)機(jī)構(gòu)。SN10-10Ⅰ系列戶內(nèi)高壓少油斷路器,本產(chǎn)品符合GB1984-89《交流高壓斷路器》的標(biāo)準(zhǔn)。由《電氣設(shè)備實(shí)用手冊》查得其技術(shù)參數(shù)為：SN10-10Ⅰ/630A系列戶內(nèi)高壓少油斷路器技術(shù)參數(shù)SN10-10Ⅰ/630A系列少油斷路器由框架，油箱及傳動(dòng)部分組成?？蚣苌涎b有分閘限位器，合閘緩沖，分閘彈簧及6只支持絕緣子。傳動(dòng)部分有斷路器主軸，絕緣拉桿等。油箱固定在支持絕緣子上。本斷路器的滅弧室設(shè)計(jì)為縱橫吹和機(jī)械油吹聯(lián)合作用滅弧，在短時(shí)間內(nèi)可有效地滅大，中，小電流。校驗(yàn)：1）電壓原則：UnUn2）電流原則：In>I =76.52Ajs3）動(dòng)穩(wěn)原則：imax=40KAi =12.37KAch4）熱穩(wěn)原則：It2tI2tj其中，It=16KA，t=2S，I=4.85KA，tj=0.45S所以，I2t=16×16×2I2tj=4.85×4.85×0.455）It2t滅弧能力原則：I =16KAOCI(3)=4.85KAd由以上校驗(yàn)可知，SN10-10Ⅰ/630A系列少油斷路器符合要求。二．高壓隔離開關(guān)（QS）高壓隔離開關(guān)主要用來隔離高壓電源，倒閘操作，接通或切斷較小電流。在檢修高壓設(shè)備時(shí)，能夠隔離電源，構(gòu)成明顯的斷開點(diǎn)，確保人身安全。高壓隔離開關(guān)沒有特殊的滅弧裝置，只有微弱的開弧滅弧能力，不能用來切，合負(fù)荷電流或故障電流，所以隔離開關(guān)嚴(yán)禁帶負(fù)荷操作。如果誤操作，即用來切斷負(fù)荷電流或故障電流時(shí)，不僅使高壓隔離開關(guān)損壞，還容易發(fā)生弧光短路，造成設(shè)備損壞，人身傷亡等嚴(yán)重后果。隔離開關(guān)除斷開或接通無負(fù)荷的電路外，還可以分合電壓互感器和避雷器回路，并允許分合某些小功率電路。在本次設(shè)計(jì)中，因?yàn)橄到y(tǒng)Ijs=76.52A。初選GN6-10T/200型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)。其技術(shù)數(shù)據(jù)為：GN6-10T/200型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)額定電流 200A 最大工作電流 3637A動(dòng)穩(wěn)電流 31.5KA 5S熱穩(wěn)定電流 12.5KA額定開斷電流 17.3kA 額定斷流容量 300MVA極限通過電流峰值25.5.KA有效值14.7KA操作機(jī)構(gòu)型號CS6-1，CS6-1T戶內(nèi)隔離開關(guān)指定為三相交流50周波(或60周波)戶內(nèi)裝置之用.供戶內(nèi)高壓設(shè)備在電壓無負(fù)載時(shí),切斷與閉合線路之用.其使用條件如下:(1)海拔高度不超過1000米:(2)環(huán)境溫度不高于+40℃,不低于-30℃:(3)相對濕度不大于85%(+20℃)注:當(dāng)海拔高度超過1000米,或環(huán)境溫度于+40℃,應(yīng)遵守GB311-64"高壓電氣設(shè)備絕緣試驗(yàn)電壓和試驗(yàn)方法"和GB763-74"交流高壓電器在長期工作時(shí)的發(fā)熱"等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定使用此種隔離開關(guān).校驗(yàn)：1）電壓原則：UnUn2）電流原則：In>I =76.52Ajs3）動(dòng)穩(wěn)原則：imax=14.7KAi =12.37KAch4）熱穩(wěn)原則：It2tI2tj其中，It=10KA，t=5S，I=4.85KA，tj=1.8S所以，I2t=10×10×5I2tj=4.85×4.85×1.8根據(jù)以上校驗(yàn)可知，GN6-10T/200型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)符合要求。三．高壓熔斷器（FU）高壓熔斷器是用來防止電氣設(shè)備長時(shí)間過載和防止短路的保護(hù)元件。當(dāng)電路發(fā)生過負(fù)荷時(shí)或短路故障時(shí)，故障電流超過熔體的額定電流，熔體會(huì)被迅速加熱熔斷，從而切斷電流，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大。高壓熔斷器由熔管，熔體，滅弧填充物，指示器，靜觸座等組成。熔斷器的動(dòng)作具有反時(shí)限的“安—保護(hù)特性”。高壓熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，容易維護(hù)，使用方便的特點(diǎn)。在供電系統(tǒng)中，對容量較小而且不大重要的負(fù)荷，凡能利用隔離開關(guān)，負(fù)荷開關(guān)及其它方法可靠的斷開回路中的電流時(shí)，可采用熔斷器保護(hù)，并裝設(shè)在被保護(hù)回路的所有三相上，這樣既經(jīng)濟(jì)又能滿足對可靠性的基本的要求。選用《電氣設(shè)備實(shí)用手冊》中的RN3-10/200型戶內(nèi)高壓限流熔斷器（保護(hù)電壓互感器）。其技術(shù)數(shù)據(jù)為：RN3-10/200型戶內(nèi)高壓限流熔斷器技術(shù)數(shù)據(jù)額定電壓 10KV 額定電流 200A額定斷流容量 200MVA 熔管電阻 93Ω質(zhì)量 5．6kg 熔體額定電流 100A，150A最大開斷電流 15KA 最小開斷電流 1．3KA最大三相開斷容量 200MVA 校驗(yàn)：Ier=（1.4~2.5）Ij=107.13~191.30≤Ie1.電壓原則：UnUn2.電流原則：In>Ijs3.滅弧能力原則：S N>SOC js均滿足各校驗(yàn)原則。所以，可選擇RN3-10/200 型戶內(nèi)高壓限流熔斷器。四．操動(dòng)機(jī)構(gòu)操動(dòng)機(jī)構(gòu)是供操作高壓斷路器及隔離開關(guān)之用的電氣設(shè)備。而彈簧儲(chǔ)能設(shè)備操作機(jī)構(gòu)具有合閘速度快，操動(dòng)電源容量小，不受交、直流電壓變化的影響，因而應(yīng)用很廣泛。本設(shè)計(jì)選用配合SN10-10Ⅰ/630A型戶內(nèi)高壓斷路器的CT8Ⅰ型彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)。本機(jī)構(gòu)合閘儲(chǔ)能方式具有電動(dòng)機(jī)儲(chǔ)能或人力手動(dòng)儲(chǔ)能兩種，合閘操作有合閘電磁操作或手動(dòng)按鈕操作，分閘操作有分閘電磁鐵（4），過電流脫扣器（0）、欠壓脫扣器（3）、和手按鈕操作四類。操動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能符合GB1984《交流高壓斷路器》和本產(chǎn)品《技術(shù)條件》的要求，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或超過IEC標(biāo)準(zhǔn)它能滿足交直流操作的要求，既能電動(dòng)儲(chǔ)能，也能手動(dòng)儲(chǔ)能，而且可以進(jìn)行一次自動(dòng)快速合閘、備用電源的自動(dòng)投入及其它自動(dòng)化操作。每臺(tái)操作機(jī)構(gòu)可安1~4只脫扣線圈。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：五．高壓互感器（TV/TA）互感器是一次電路與二次電路間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表的繼電器的電流線圈與電壓線圈供電。根據(jù)用途的不同，高壓互感器分為兩大類：高壓電流互感器和高壓電壓互感器。二者均是電能變換元件，前者將大電流變換成小電流（5A），后者將高壓變換成低電壓（100V），供計(jì)量檢測儀表和繼電器保護(hù)裝置的使用。1.高壓電流互感器的選擇原則：1）電壓原則：UnUn2）電流原則：In>(1.2~1.5)Ijs3）動(dòng)穩(wěn)原則：imaxich4）熱穩(wěn)原則：It2tI2tj5）容量選擇原則：S S2N 2Z已知Ijs=76.52A，所以選用《民用建筑設(shè)備手冊》中的LFZ1-10-100/5型高壓電流互感器。LFZ1-10型系列電流互感器為復(fù)匝貫穿式半封閉環(huán)氧樹脂澆注絕緣戶內(nèi)型全工況產(chǎn)品，適用于安裝在開關(guān)柜中，在額定頻率50Hz、額定電壓10kV及以下電力系統(tǒng)中作電流、電能測量及繼電保護(hù)用。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：LFZ1-10-100/5型高壓電流互感器技術(shù)數(shù)據(jù)額定電流比 100/5 準(zhǔn)確等級 0.51S熱穩(wěn)倍數(shù) 90 動(dòng)穩(wěn)倍數(shù) 160校驗(yàn)：1）動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn)：2KI idIN ch2KdIIN=×100×160=22.63i =12.37ch2）熱穩(wěn)校驗(yàn)：(INKt)2tθ=I2t(INKt)2t=(100×90)2×1/1000=81000>SθK=I2tj=4.852×1.8=42.34注：因?yàn)镮 =jsjs =97.21A,所以I =100AINθ：短路電流在短路作用時(shí)間內(nèi)的熱效應(yīng)；KKt：電流互感器的熱穩(wěn)定系數(shù)，即電流互感器1S熱穩(wěn)定電流與一次線圈額定電流的比值；K：電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)d可見LA-10-100/5型高壓電流互感器滿足設(shè)計(jì)要求，所以最終選擇LFZ1-10-100/5型高壓電流互感器。2.高壓電流互感器的選擇原則：1）電壓原則：UnUn2）準(zhǔn)確度原則：fV(V2V1)/KV1K100%V3）最大負(fù)荷量不應(yīng)超過其額定容量。本設(shè)計(jì)選用JDZ-10型環(huán)氧樹脂澆注式電壓互感器。JDZ-10系列電壓互感器為環(huán)氧樹脂澆注式絕緣結(jié)構(gòu)，鐵芯為疊片式，心柱上套裝一、二次繞組，一次繞組與二次繞組為同心式，繞在同一個(gè)骨架上，整個(gè)線圈外部用環(huán)氧樹脂澆注成形，二次繞組的引線通過澆注體上的兩個(gè)嵌裝螺母引出為a.x.一次繞組的引線通過澆注體上的兩個(gè)高壓接線端子引出為A.X。JDZ-10型電壓互感器為單相環(huán)氧樹脂澆注戶內(nèi)雙線圈半封閉式的電壓互感器型可供戶內(nèi)頻率為50Hz、10kV電力系統(tǒng)作電壓，電能測量及繼電保護(hù)用。型號及含義：J：電壓互感器D：單相Z：澆注絕緣使用條件：1、安裝地點(diǎn)：海拔高度不超過1000m;2、周圍環(huán)境溫度不高于+40℃，不低于-5℃；3、周圍空氣的相對濕度不大于85%（20℃）；4、本產(chǎn)品能承受在相當(dāng)于里氏九級裂度的加速度為0.4g正弦三波試驗(yàn)；5、本產(chǎn)品可在有污穢的環(huán)境里使用。JDZ-10型環(huán)氧樹脂澆注式電壓互感器技術(shù)數(shù)據(jù)二次額定容量（0.5級） 50KVA 最大容量 400KVA一次短路電流 1.3KA 二次短路電流 1.3KA額定電壓比 10000/100 額定二次輸出 30VA極限輸出表面爬