1號(hào)教學(xué)樓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)-建筑供配電與照明課程設(shè)計(jì)

建筑供配電與照明課程設(shè)計(jì)建筑供配電與照明課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容：1號(hào)教學(xué)樓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 建筑供配電與照明課程設(shè)計(jì)摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)數(shù)字化城市、綠色與智能建筑的要求越來(lái)越高，現(xiàn)代化和電氣化的高層、高級(jí)、密集大型建筑群普遍興建。設(shè)備電量增大，高電壓、大容量的變電站建立在用電負(fù)荷中心，建筑電氣范圍不斷擴(kuò)大。本設(shè)計(jì)就是一號(hào)教學(xué)樓的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，內(nèi)容包括負(fù)荷計(jì)算、無(wú)功功率補(bǔ)償、導(dǎo)線與截面的選擇、變電所、繼電保護(hù)、照明、防雷與接地等。這次設(shè)計(jì)必須考慮到供電系統(tǒng)的安全性、可靠性及經(jīng)濟(jì)性。通過(guò)對(duì)主接線設(shè)計(jì)，短路電流計(jì)算，主要電氣設(shè)備型號(hào)和參數(shù)的確定，電氣設(shè)備的動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)，無(wú)功補(bǔ)償設(shè)計(jì)，防雷和過(guò)電壓保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)較為詳細(xì)地完成了電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)；照明設(shè)計(jì)；防雷與接地設(shè)計(jì)Abstract：With the development of information technology, the demand of national economy for digital city, green and intelligent building is higher and higher, and modern, electrification, high-rise, high-level, dense large building groups are generally built. With the increase of equipment capacity, the substation with high voltage and large capacity is built on the power load center, and the electrical range of building is expanding. This design is the design of power supply and distribution system for No. 1 teaching building, which includes load calculation, reactive power compensation, conductor and cross section selection, substation, relay protection, lighting, lightning protection and grounding. The design must take into account the safety, reliability and economy of the power supply system. Through the design of the main wiring, the calculation of short-circuit current, the determination of the type and parameters of the main electrical equipment, the dynamic and thermal stability calibration of the electrical equipment, the design of reactive compensation, the design of lightning protection and over-voltage protection device, the design of the power system is completed in detail.Key words: power supply and distribution system design; lighting design; lightning protection and grounding design目錄前言1第1章概述21.1工程概述21.2 高層民用建筑的特點(diǎn)21.3 建筑電氣設(shè)計(jì)的組成21.4建筑電氣設(shè)計(jì)中的原則31.5研究現(xiàn)狀3第2章 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)52.1負(fù)荷等級(jí)52.2各級(jí)負(fù)荷的供電措施52.3配電系統(tǒng)的原則52.4本高層教學(xué)樓的負(fù)荷分級(jí)與供電措施6第3章負(fù)荷計(jì)算73.1負(fù)荷計(jì)算的方法73.2本高層教學(xué)樓的負(fù)荷計(jì)算113.3變壓器負(fù)荷計(jì)算14第4章 無(wú)功功率補(bǔ)償174.1提高自然功率因數(shù)的方法174.2人工補(bǔ)償改善功率因數(shù)的方法174.3無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算18第5章配電變壓器的選擇205.1配電變壓器的選擇原則205.2配電變壓器數(shù)量的確定205.3配變電所主變壓器容量選擇21第6章 配變電所位置和形式的選擇226.1變電所所址選擇226.2變電所的類型22第7章 10kV變電所主接線設(shè)計(jì)規(guī)劃247.1 電氣主接線的基本要求244 7.2 電氣主接線的基本形式247.3 電氣主接線方案設(shè)計(jì)25第8章 短路計(jì)算278.1 產(chǎn)生短路的原因278.2短路電流的危害278.3短路計(jì)算的目的278.4短路電流計(jì)算28第9章 電氣設(shè)備選型與檢驗(yàn)319.1 高壓斷路器的選擇與校驗(yàn)329.2 隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)339.3 互感器的選擇和校驗(yàn)34第10章 繼電保護(hù)3710.1繼電保護(hù)的任務(wù)與要求3710.2變壓器保護(hù)3910.3繼電保護(hù)電流的計(jì)算41第11章 防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)4311.1建筑物防雷等級(jí)確定4311.2建筑物的防雷保護(hù)措施4311.3接地安全設(shè)計(jì)44結(jié)論47致謝48參 考 文 獻(xiàn)49 前言建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的重要組成部分，供配電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到建筑的功能及其發(fā)展。建筑供配電設(shè)計(jì)必須根據(jù)上級(jí)有關(guān)部門的文件、建設(shè)單位的設(shè)計(jì)要求和工藝設(shè)備要求進(jìn)行。建筑供配電設(shè)計(jì)必須貫徹國(guó)家有關(guān)工程建設(shè)的政策和法規(guī)，依據(jù)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范等，遵守對(duì)行業(yè)、部門和地區(qū)的有關(guān)規(guī)程及特殊規(guī)定，并考慮工程規(guī)模、特點(diǎn)及發(fā)展規(guī)劃。現(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(duì)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)代化具有十分重要的意義。供配電工作要很好的為工業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù)，切實(shí)保證工業(yè)生產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要。在電力的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故，滿足電力用戶對(duì)持續(xù)用電的要求，滿足電力用戶對(duì)電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量等方面的要求。經(jīng)濟(jì)應(yīng)使供配電系統(tǒng)的投資少，運(yùn)用費(fèi)用低。在供配電工作中，應(yīng)合理地處理局部與全局、當(dāng)前與長(zhǎng)遠(yuǎn)的關(guān)系、既要照顧局部和當(dāng)前的利益，也要顧全全局和長(zhǎng)遠(yuǎn)的利益。建筑供配電設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括供配電線路設(shè)計(jì)、變配電所設(shè)計(jì)、電力設(shè)計(jì)、電氣照明設(shè)計(jì)、建筑物的防雷及接地以及電氣信號(hào)與自動(dòng)控制等，本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)是變配電所的設(shè)計(jì)、電氣照明設(shè)計(jì)以及建筑物的防雷和接地。第1章概述1.1工程概述 本次設(shè)計(jì)的對(duì)象高層教學(xué)樓，是個(gè)集教學(xué)與辦公為一體的教學(xué)樓，建筑面積約為21000平方米，地下一層，地上七層。其中，地下室包括地下車庫(kù)、水泵房、蓄水池、空調(diào)機(jī)房、變配電室、電梯等。地上一層面積約為3000平方米，由14個(gè)教室、6個(gè)教師辦公室、1個(gè)消防控制室、1個(gè)值班室、2個(gè)階梯教室、2個(gè)小演講廳、1個(gè)大演講廳及觀景平臺(tái)組成。二層與一層基本類似，在去掉兩個(gè)值班室的基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)教師休息室。三層則為教室和辦公室、2個(gè)繪圖教室、1個(gè)多功能廳。四到六層為標(biāo)準(zhǔn)層，由教室、辦公室、繪圖教室組成。一到六層每層面積約為3000平方米。七層為頂層，面積較小，約1800平方米，只有教師辦公室、展廳以及教師活動(dòng)大會(huì)議室。 1.2 高層民用建筑的特點(diǎn) 1、 高層民用建筑采用10KV甚至35KV高壓供電，而一般高層教學(xué)樓則可采用城市公用變壓器低壓供電； 2、 高層民用建筑的用電量大，對(duì)電氣設(shè)備的要求較高； 3、 高層民用建筑對(duì)消防系統(tǒng)的安全、可靠性要求較高； 4、 高層民用建筑對(duì)防雷、接地等安全要求較高； 5、 高層民用建筑功能較全，對(duì)弱電部分依賴較多，智能化水平較高。 1.3 建筑電氣設(shè)計(jì)的組成 建筑電氣設(shè)計(jì)是現(xiàn)代高層建筑的重要組成部分，一般來(lái)講，建筑電氣設(shè)計(jì)大致分為強(qiáng)電部分和弱電部分。 強(qiáng)電部分的設(shè)計(jì)包括低壓配電系統(tǒng)，動(dòng)力照明干線系統(tǒng)，配電箱系統(tǒng)和導(dǎo)線電纜的敷設(shè)。強(qiáng)電部分是建筑電氣設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和主干部分，建筑電氣的重要性和可靠性都取決于強(qiáng)電部分設(shè)計(jì)的好壞。而弱電部分包括有線電視及衛(wèi)星電視系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，廣播擴(kuò)聲系統(tǒng)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)還有綜合布線系統(tǒng)，目前設(shè)計(jì)中比較深化的是火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)與綜合布線系統(tǒng)兩部分。隨著建筑智能化水平的提高，弱電部分的系統(tǒng)增加很多，弱電系統(tǒng)占基建投資的比率也越來(lái)越高，因此設(shè)計(jì)好弱電的各個(gè)子系統(tǒng)，對(duì)節(jié)約投資、提高智能化水平是有重要意義的。1.4建筑電氣設(shè)計(jì)中的原則 1、滿足建筑物的使用功能。即滿足照明的照度、色溫、顯色指數(shù)；滿足舒適性空調(diào)的溫度及新風(fēng)量，也就是舒適衛(wèi)生；滿足上下、左右的運(yùn)輸通道暢通無(wú)阻；滿足特殊工藝要求，如娛樂(lè)場(chǎng)所的一些電氣設(shè)施的用電，展廳的工藝照明及電力用電等。2、考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。節(jié)能應(yīng)按國(guó)情考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，不能因?yàn)楣?jié)能而過(guò)高地消耗投資，增加運(yùn)行費(fèi)用，而是應(yīng)該讓增加的部分投資，能在幾年或較短的時(shí)間內(nèi)用節(jié)能減少下來(lái)的運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行回收。3、節(jié)省無(wú)謂消耗的能量。節(jié)能的著眼點(diǎn)，應(yīng)是節(jié)省無(wú)謂消耗的能量。首先找出哪些地方的能量消耗是與發(fā)揮建筑物功能無(wú)關(guān)的，再考慮采取什么措施節(jié)能。如變壓器的功率損耗，傳輸電能線路上的有功損耗都是無(wú)用的能量損耗，又如量大面廣的照明容量，宜采用先進(jìn)技術(shù)使其能耗降低。1.5研究現(xiàn)狀建筑行業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)名副其實(shí)的對(duì)未來(lái)產(chǎn)生巨大效益的支柱產(chǎn)業(yè)之一，現(xiàn)階段，教學(xué)樓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)有標(biāo)準(zhǔn)的明文規(guī)定、有科技期刊作為依托，且有科研場(chǎng)所進(jìn)行深入探討，還積極組織開展與國(guó)外的技術(shù)交流活動(dòng)。建筑行業(yè)與科學(xué)技術(shù)的不斷結(jié)合，漸漸建立了相關(guān)的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)，通過(guò)交流溝通建筑電氣技術(shù)中的新技術(shù)新思想，建筑電氣的發(fā)展日新月異、突飛猛進(jìn)，已經(jīng)前進(jìn)了一大步。相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程、設(shè)計(jì)規(guī)范的陸續(xù)編制，有利于建筑供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依照遵循，建筑電氣走向更加合理化邁出了最有力的步伐，也促進(jìn)了我國(guó)建筑行業(yè)健康有序的發(fā)展。建筑電氣技術(shù)實(shí)現(xiàn)了跨越式的蓬勃發(fā)展。教學(xué)樓供電系統(tǒng)發(fā)展前景如下：由于用電負(fù)荷越來(lái)越大，密度也高，為保證升壓質(zhì)量，減少電能損耗，高壓電源將直接深入到高層建筑，中壓配電將深入樓層；簡(jiǎn)化主接線，電源側(cè)的進(jìn)線根據(jù)系統(tǒng)的需要選用隔離開關(guān)，中壓配電系統(tǒng)采用負(fù)荷開關(guān)和熔斷器，實(shí)現(xiàn)安全可靠經(jīng)濟(jì)的要求；研究制造有利于建筑供電系統(tǒng)所需要的可靠、安全、優(yōu)質(zhì)等性能的電氣設(shè)備；用電負(fù)荷大，設(shè)備種類多且分散，垂直供電的高度差大，一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷多，對(duì)供電系統(tǒng)的要求提高，電氣系統(tǒng)繁復(fù)雜亂，電氣線路稠密很多，因此對(duì)教學(xué)樓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)各方面的需求明顯提高。供電方式、變壓器的選擇以及負(fù)荷的分配都會(huì)降低電能的消耗。目前針對(duì)教學(xué)樓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究比較多，主要闡述教學(xué)樓供電線路設(shè)計(jì)，并比較同等電壓級(jí)變電所主接線方案之間的優(yōu)缺點(diǎn)，注明在教學(xué)樓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)著重留意的問(wèn)題；也有文獻(xiàn)指出了建筑供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不合理會(huì)給建筑安全留下不良影響，應(yīng)重點(diǎn)把關(guān)供電系統(tǒng)、變電所位置、防雷接地、照明以及消防電氣等設(shè)計(jì)的規(guī)范性和可靠性等。隨著建筑電氣行業(yè)驚人的速度的增長(zhǎng)，許許多多國(guó)際知名的建筑電氣企業(yè)先后入駐中國(guó)，使整個(gè)行業(yè)和中國(guó)市場(chǎng)的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)增添了更大的挑戰(zhàn)。第2章 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1負(fù)荷等級(jí) 民用建筑電氣負(fù)荷，根據(jù)建筑物在政治、經(jīng)濟(jì)上的重要性或用電設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求，分為三級(jí)。即一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。 在本設(shè)計(jì)高層教學(xué)樓中，根據(jù)負(fù)荷等級(jí)的分類，消防中心、消防栓泵、噴淋泵、消防電梯、防煙排煙風(fēng)機(jī)、應(yīng)急照明等消防設(shè)備為一級(jí)負(fù)荷；普通電梯、生活水泵和弱電機(jī)房為二級(jí)負(fù)荷；而普通照明為三級(jí)負(fù)荷。 2.2各級(jí)負(fù)荷的供電措施 各級(jí)負(fù)荷用戶和設(shè)備的供電措施，均與外部電源條件有關(guān)，而外部電源條件取決于工程籌建單位提供的由當(dāng)?shù)毓╇姴块T出據(jù)的“供電方案”。根據(jù)“供電方案”設(shè)計(jì)本工程的電源及供配電系統(tǒng)。 1、 一級(jí)負(fù)荷用戶和設(shè)備的供電措施 一級(jí)負(fù)荷用戶應(yīng)由兩個(gè)電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到破壞。而且當(dāng)一個(gè)電源中斷供電時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)能承擔(dān)本用戶的全部一級(jí)負(fù)荷設(shè)備的供電。一級(jí)負(fù)荷用戶的變配電室內(nèi)的高低壓配電系統(tǒng)，均應(yīng)采用單母線分段系統(tǒng)。分列運(yùn)行互為備用。一級(jí)負(fù)荷設(shè)備應(yīng)采用雙電源供電，并在最末一級(jí)配電裝置處自動(dòng)切換。 2、 二級(jí)負(fù)荷用戶和設(shè)備的供電措施 二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)應(yīng)做到當(dāng)電力變壓器或線路發(fā)生常見故障時(shí)，不致中斷供電或中斷供電能及時(shí)恢復(fù)。應(yīng)急照明等分散的小容量負(fù)荷，可采用一路市電加EPS或采用一路電源與設(shè)備自帶的蓄電池(組)在設(shè)備處自動(dòng)切換。 3、 三級(jí)負(fù)荷用戶和設(shè)備的供電措施 三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，采用單回路供電，但應(yīng)使配電系統(tǒng)簡(jiǎn)潔可靠，盡量減少配電級(jí)數(shù)，低壓配電級(jí)數(shù)一般不宜超過(guò)四級(jí)。且應(yīng)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的條件下，盡量減少電壓偏差和電壓波動(dòng)。 2.3配電系統(tǒng)的原則 配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足供電可靠性和電壓質(zhì)量的要求。配電系統(tǒng)以三級(jí)保護(hù)為宜。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不宜復(fù)雜，在操作安全、檢修方便的前提下，應(yīng)有一定的靈活性。配電線路或配電室及配電箱應(yīng)設(shè)置在負(fù)荷中心，以最大限度地減小導(dǎo)線截面，降低電能損耗。同一用電設(shè)備性質(zhì)相同或接近，應(yīng)有同一線路供電；不同性質(zhì)的用電設(shè)備應(yīng)有不同支路的線路供電。 在供電線路中，如果安裝有沖擊負(fù)荷大的用電設(shè)備，應(yīng)有單獨(dú)支路供電。對(duì)于容量較大的用電設(shè)備（10千瓦以上），應(yīng)有單獨(dú)支路供電。在三相供電線路中，單相用電設(shè)備應(yīng)均勻地分配到三相線路，應(yīng)盡可能做到三相平衡。由單相負(fù)荷分配不均勻所引起的中性線電流，不得超過(guò)額定電流的25；每一相的電流在滿載時(shí)不得超過(guò)額定電流值。 在配電系統(tǒng)中的配電屏、箱應(yīng)留有適當(dāng)?shù)膫溆没芈?。選擇導(dǎo)線截面也應(yīng)適當(dāng)留有余量。 2.4本高層教學(xué)樓的負(fù)荷分級(jí)與供電措施 本工程為一高層教學(xué)樓，消防中心、消防栓泵、噴淋泵、消防電梯、防煙排煙風(fēng)機(jī)、應(yīng)急照明等消防設(shè)備為一級(jí)負(fù)荷，普通電梯、生活水泵和弱電機(jī)房為二級(jí)負(fù)荷，設(shè)為一用一備，互為備用，采用雙電源供電，從附近兩變電站引入兩回路，采用單母線分段制，中間設(shè)聯(lián)絡(luò)柜，并在最末一級(jí)配電箱處設(shè)置自動(dòng)切換裝置。其它照明用電為三級(jí)負(fù)荷。 第3章負(fù)荷計(jì)算3.1負(fù)荷計(jì)算的方法1、方法 （1）需要系數(shù)法。用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。這種方法比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。 （2）利用系數(shù)法。采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷。這種方法的理論依據(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，但因利用系數(shù)實(shí)測(cè)與統(tǒng)計(jì)較難，在民用建筑電氣中一般不用。 （3）單位面積功率法、單位指標(biāo)法。 一般情況下，在方案設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法；在初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段，宜采用需要系數(shù)法；對(duì)于住宅，在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均可采用單位指標(biāo)法。 因此在本工程的負(fù)荷計(jì)算中，先用根據(jù)單位面積功率法大致估算本工程的計(jì)算負(fù)荷，然后再用需要系數(shù)法進(jìn)行進(jìn)一步計(jì)算。 2、設(shè)備容量的計(jì)算 在計(jì)算用戶的設(shè)備容量時(shí)，應(yīng)先對(duì)單臺(tái)用電設(shè)備或用電設(shè)備組進(jìn)行下列處理 再相加： 單臺(tái)設(shè)備的設(shè)備容量一般取其名牌上的額定容量或額定功率。 連續(xù)工作的電動(dòng)機(jī)的設(shè)備容量即名牌上的額定功率，是軸輸出有功功率，未計(jì)入電動(dòng)機(jī)本身的損耗。 短時(shí)工作電機(jī)，需考慮使用系數(shù)。 照明設(shè)備的設(shè)備容量采用光源的額定功率加上附屬設(shè)備的功率。如熒光燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈、高壓汞燈，均為燈泡的額定功率加上鎮(zhèn)流器的損耗。低壓鹵鎢燈、低壓鈉燈為燈泡額定功率加上變壓器的功耗。 成組用電設(shè)備的設(shè)備容量不包括備用設(shè)備。 消防設(shè)備與火災(zāi)時(shí)必然切除的設(shè)備取其大者計(jì)入總設(shè)備容量。 3、計(jì)算容量的計(jì)算 方案設(shè)計(jì)階段確定計(jì)算容量時(shí)，采用單位指標(biāo)法計(jì)算、并根據(jù)計(jì)算結(jié)果確定電力變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，各類建筑物的用電指標(biāo)如下表。表3-1 各類建筑物的用電指標(biāo)建筑類別用電指標(biāo)（W/m2）建筑類別用電指標(biāo)（W/m2）公寓3050醫(yī)院4070旅館4070高等學(xué)校2040辦公4080中小學(xué)1220商業(yè)一般：4080展覽館5080大中型：70130體育4070演播室250500劇場(chǎng)5080汽車庫(kù)815 工圖階段采用需要系數(shù)法。 計(jì)算容量（計(jì)算負(fù)荷、有功功率）：式中：Pjs計(jì)算容量（kW）； Kx需要系數(shù)； Pe設(shè)備容量； 視在容量（視在功率）： 無(wú)功負(fù)荷（無(wú)功功率）：或 單相負(fù)荷均衡的分配到三相上。當(dāng)無(wú)法使三相完全平衡，且最大一相與最小一相負(fù)荷之差大于三相總負(fù)荷10%時(shí)，應(yīng)取最大一相負(fù)荷的三倍作為等效三相負(fù)荷計(jì)算，否則按三相對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算。 同類設(shè)備的計(jì)算容量，可以將設(shè)備容量的算數(shù)和乘以需要系數(shù)。不同類型的設(shè)備的視在功率，應(yīng)將其有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷分別相加后求其均方根。 表3-2 需要系數(shù)及功率因數(shù)表負(fù)荷名稱規(guī)模（臺(tái)數(shù)）需要系數(shù)（KX）功率因數(shù)（ cos ）備注照明面積15000m20.40.6商場(chǎng)照明0.70.9冷凍機(jī)房13臺(tái)0.70.90.80.85鍋爐房3臺(tái)0.70.9熱力站、水泵房、通風(fēng)機(jī)15臺(tái)0.810.80.855臺(tái)0.60.8電梯0.180.220.7（直流梯）0.8（交流梯）洗衣房100kW0.40.50.80.9廚房100kW0.30.4窗式空調(diào)410臺(tái)0.60.80.81050臺(tái)0.40.650臺(tái)以上0.30.4舞臺(tái)照明200kW0.40.6注：1、一般動(dòng)力設(shè)備為3臺(tái)及以下時(shí)，需要系數(shù)取為Kx=1。 2、 大面積集中控制的燈比相同建筑面積的多個(gè)小房間分散控制的燈的需要系數(shù)大。插座容量的比例大時(shí)，需要系數(shù)的選擇可以偏小些。 3、計(jì)算電流的計(jì)算 380/220V三相平衡負(fù)荷的計(jì)算電流:式中Ue三相設(shè)備的額定電壓, Ue =0.38kV。 220V單相負(fù)荷的計(jì)算電流： 電力變壓器低壓側(cè)的額定電流： 式中： Set-變壓器的額定容量(kVA)； Uet-變壓器低壓側(cè)的額定電壓，Uet =0.4 kV。3.2本高層教學(xué)樓的負(fù)荷計(jì)算 1、舉例說(shuō)明負(fù)荷計(jì)算（以地下室為例）（1）動(dòng)力負(fù)荷計(jì)算1）各類水泵、風(fēng)機(jī) 本設(shè)計(jì)地下室包括消防栓泵（主、備，Pe=22kW）、噴淋泵 （主、備，Pe=18.5kW）、生活水泵（主、備，Pe=25kW）、排煙風(fēng)機(jī)（主、備，Pe=11kW）。 以上各設(shè)備Kx取0.8，cos =0.8，tan =0.75，UN=0.38。 由公式得： Pjs消防栓泵=KxPe=0.822=17.6 kWQjs消防栓泵=Pjstan=17.60.75=13.2kVARPjs噴淋泵=KxPe=0.818.5=14.8 kWQjs噴淋泵=Pjstan=14.80.75=11.1KVARPjs生活水泵=KxPe=0.825=20 kWQjs生活水泵=Pjstan=200.75=15kVARPjs排煙風(fēng)機(jī)=KxPe=0.811=8.8 kWQjs排煙風(fēng)機(jī)=Pjstan=8.80.75=6.6kVAR各類水泵、風(fēng)機(jī)的總負(fù)荷為 Pjs泵、風(fēng)機(jī)=17.6+14.8+20+8.8=61.2 kWQjs泵、風(fēng)機(jī)=13.2+11.1+15+6.6=45.9kVAR 2）空調(diào)Kx取0.8，cos=0.8，tan=0.75，UN=0.38。 全樓設(shè)中央空調(diào)Pjs空調(diào)=KxPe=0.8150=120 kWQjs空調(diào)=Pjstan=1200.75=90kVAR動(dòng)力總負(fù)荷為Pjs動(dòng)力=KxPe=61.2+120=181.2 kWQjs動(dòng)力=Pjstan=45.9+90=135.9kVAR（2）照明負(fù)荷計(jì)算 1）方案設(shè)計(jì)階段確定照明及插座的計(jì)算容量，采用單位指標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算 地下一層的建筑面積約為1000，用電指標(biāo)取14.4W/ 6 Pjs=100014.4=14.4 kW2）施工圖階段采用需要系數(shù)法 用單位指標(biāo)法做出的計(jì)算容量14.4 kW即為用需要系數(shù)法計(jì)算中的設(shè)備容量， 因此在需要系數(shù)法下，地下室照明：Pjs=KxPe=0.8514.4=12.24 kWQjs=Pjstan=12.240.62=7.6kVARSjs=Pjscos=12.240.85=14.4kVAIjs=1.52Pjscos=1.5212.240.85=21.9A 地下室總計(jì)算負(fù)荷 ：Pjs總地下=KPPjs動(dòng)力+Pjs照明=0.9(181.2+12.24)=174.1kWQjs總地下=KQQjs動(dòng)力+Qjs照明=0.9（135.9+7.6）=129.15kVARSjs總地下=Pjs總地下2+Qjs總地下2=174.12+172.152=244.8kVA2、全樓總負(fù)荷計(jì)算 該高層教學(xué)樓的總負(fù)荷計(jì)算見表3-3 表3-3 高層教學(xué)辦公樓負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)樓層及設(shè)備組名稱設(shè)備容量 KW計(jì)算負(fù)荷KWKVARKVAANO.1地下室泵、風(fēng)機(jī)76.50.80.7561.245.976.5116.28空調(diào)1500.80.7512090150228照明14.40.850.6212.247.614.421.9小計(jì)193.44143.5乘174.1129.15244.8NO.2一層消防中心2010.7520152538照明460.850.6239.124.245.9869.92小計(jì)59.139.2乘53.1935.2863.83NO.3二層弱電機(jī)房 810.75861015.2照明460.850.6239.124.245.9869.92小計(jì)47.130.2乘 42.3927.1850.38NO.4三到七層三層照明460.850.6239.124.245.9869.92四層照明460.850.6239.124.245.9869.92五層照明460.850.6239.124.245.9869.92六層照明460.850.6239.124.245.9869.92七層照明230.850.6219.5512.1212334.96小計(jì) 175.95108.92乘158.3698.028186.23NO.5電梯4010.75201525383.3變壓器負(fù)荷計(jì)算1、1#號(hào)變壓器各項(xiàng)負(fù)荷數(shù)據(jù)如表3-4所示，負(fù)荷計(jì)算如下：照明設(shè)備：計(jì)算機(jī)部分：進(jìn)風(fēng)機(jī)部分：1#號(hào)變壓器最后總的計(jì)算負(fù)荷：表3-4 1#號(hào)變壓器各項(xiàng)負(fù)荷數(shù)據(jù)1#號(hào)變壓器設(shè)備功率kW數(shù)目照明設(shè)備300.700.800.7524011551201計(jì)算機(jī)2400.800.800.752進(jìn)風(fēng)機(jī)7.50.700.850.6212、2#號(hào)變壓器各項(xiàng)負(fù)荷數(shù)據(jù)如表3-5所示，負(fù)荷計(jì)算如下：照明設(shè)備： 電力設(shè)備：正壓風(fēng)機(jī)部分： 2#號(hào)變壓器最后總的計(jì)算負(fù)荷：表3-5 2#號(hào)變壓器各項(xiàng)負(fù)荷數(shù)據(jù)2#號(hào)變壓器設(shè)備功率kW數(shù)目照明設(shè)備210.700.800.751501電力設(shè)備300.700.800.7511601200112021802正壓風(fēng)機(jī)140.600.800.751第4章 無(wú)功功率補(bǔ)償4.1提高自然功率因數(shù)的方法提高用電設(shè)備功率因數(shù)，一般采用如下措施：1.合理選擇電動(dòng)機(jī)的容量，使其接近滿載運(yùn)行。2.對(duì)實(shí)際負(fù)載不超過(guò)額定容量40%的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)更換為小容量的電動(dòng)機(jī)。3.合理安排和調(diào)整工藝流程，改善用電設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)方式，限制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)行。4.正確選擇變壓器容量，提高變壓器的負(fù)載率（一般為75%80%比較合適）。對(duì)于負(fù)載率低于30%的變壓器，應(yīng)予以調(diào)整或更換。5.對(duì)于負(fù)載率在0.60.9的繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，必要時(shí)可以使其同化，這時(shí)電動(dòng)機(jī)可以向電力系統(tǒng)輸送出無(wú)功功率。4.2人工補(bǔ)償改善功率因數(shù)的方法當(dāng)采用提高自然功率因數(shù)的方法，仍不能滿足電力部門所要求的數(shù)值時(shí)應(yīng)采用人工補(bǔ)償方法，利用專門的補(bǔ)償設(shè)備來(lái)提高功率因數(shù)，通常采用方法有：1.采用同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償。使用同步電動(dòng)機(jī)在勵(lì)磁方式呈現(xiàn)容性時(shí)，其功率因數(shù)超前，向供電系統(tǒng)輸出無(wú)功功率，用來(lái)補(bǔ)償感性用電設(shè)備所需要的無(wú)功功率，從而提高功率因數(shù)。2.利用調(diào)相機(jī)作為無(wú)功功率電源（無(wú)功發(fā)電機(jī)），用來(lái)補(bǔ)償用戶運(yùn)行所需要的無(wú)功功率，。同步調(diào)相機(jī)是軸上不帶任何負(fù)載的同步電動(dòng)機(jī)，調(diào)節(jié)同步調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁電流大小，可以改變其輸出無(wú)功功率的大小，從而提高功率因數(shù)。3.采用并聯(lián)靜電電容器補(bǔ)償。將電容器與感性負(fù)荷（用電設(shè)備）并聯(lián)，改善的是包括電容器在內(nèi)的整個(gè)線路的功率因數(shù)。4.靜止無(wú)功補(bǔ)償器。是由可控硅控制的可調(diào)電抗器與電容器并聯(lián)組成的新型無(wú)功補(bǔ)償裝置，具有極好的調(diào)節(jié)性能，能快速跟蹤負(fù)荷變動(dòng)，改變無(wú)功功率的大小，能根據(jù)需要改變的無(wú)功功率的方向，響應(yīng)速度快，不僅可以作為一般的無(wú)功功率裝置，而且是唯一能用于沖擊性負(fù)荷的無(wú)功補(bǔ)償裝置。4.3無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算1、無(wú)功功率補(bǔ)償原理假設(shè)功率因數(shù)由提高到，這時(shí)在用戶需用的有功功率Pjs不變的條件下，無(wú)功功率將由Qjs減小到Qjs，視在功率將由Sjs減小到Sjs。要使功率因數(shù)從增加到，安裝設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備(并聯(lián)電容器)是一種普遍使用的方法，容量為無(wú)功補(bǔ)償以后無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為無(wú)功補(bǔ)償以后視在計(jì)算負(fù)荷為圖4-1 并聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)脑韴D并聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)脑韴D如圖4-1所示。1#號(hào)變壓器負(fù)荷補(bǔ)償：現(xiàn)將其提高到，考慮三相平衡，選取12個(gè)，容量為。得到經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后： 2#號(hào)變壓器負(fù)荷補(bǔ)償：現(xiàn)將其提高到，考慮三相平衡，選取15個(gè)，容量為：。得到經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后： 滿足設(shè)計(jì)要求。第5章配電變壓器的選擇5.1配電變壓器的選擇原則1.配電變壓器選擇應(yīng)根據(jù)建筑物的性質(zhì)和負(fù)荷情況、環(huán)境條件確定，并應(yīng)選用節(jié)能型變壓器。2.配電變壓器的長(zhǎng)期工作負(fù)載率不宜大于85%。3.當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，可設(shè)置專門變壓器：（1）電力和照明采用共用變壓器將嚴(yán)重影響照明質(zhì)量及光源壽命時(shí)，可設(shè)照明專用變壓器。（2）季節(jié)性負(fù)荷容量較大或沖擊性負(fù)荷嚴(yán)重影響電能質(zhì)量時(shí)，可設(shè)專用變壓器。（3）單相負(fù)荷容量較大，由于不平衡負(fù)荷引起中性導(dǎo)體電流超過(guò)變壓器低壓繞組額定電流的25%時(shí)，或只有單相負(fù)荷其容量不是很大時(shí)，可設(shè)置單相變壓器。（4）出于功能需要的某些特殊設(shè)備，可設(shè)專用變壓器。（5）在電源系統(tǒng)不接地或經(jīng)高阻抗接地、電氣裝置外露、可導(dǎo)電部分就地接地的低壓系統(tǒng)中，照明系統(tǒng)應(yīng)設(shè)專用變壓器。4.設(shè)置在民用建筑中的變壓器，應(yīng)選擇干式、氣體絕緣或非可燃性液體絕緣的變壓器。當(dāng)單臺(tái)變壓器油量為100kg及以上時(shí)，應(yīng)設(shè)置單獨(dú)的變壓器室。5.變壓器低壓側(cè)電壓為0.4KV時(shí)，單臺(tái)變壓器容量不宜大于120KVA。預(yù)裝式配變電所變壓器，單臺(tái)容量不宜大于800KVA。5.2配電變壓器數(shù)量的確定當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器。1.有大量的一級(jí)及雖為二級(jí)負(fù)荷但從保安角度考慮需設(shè)置時(shí)。2.季節(jié)性負(fù)荷變化較大。3.集中負(fù)荷較大。結(jié)合本大樓的情況，考慮到二級(jí)重要負(fù)荷的供電安全可靠，變電所選用高壓為，低壓為，考慮選用兩臺(tái)變壓器的安裝設(shè)置。5.3配變電所主變壓器容量選擇每臺(tái)變壓器的容量SNT應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：（1）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足：SNT=(1.151.4)Sc。（2）任2臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足：SN=(0.60.7)Sc。變壓器在空載運(yùn)行時(shí)需由供電系統(tǒng)提供的無(wú)功功率較大，如果選用大容量的變壓器，不僅提升成本投資，增加空載損耗和網(wǎng)絡(luò)損耗，減小功率因數(shù)，而且變壓器會(huì)長(zhǎng)期在輕載情況下運(yùn)行；如果選用小容量的變壓器，設(shè)備容易毀壞，變壓器會(huì)長(zhǎng)期在負(fù)載情況下運(yùn)行。所以基于現(xiàn)有的負(fù)荷來(lái)選擇變壓器的容量，遵照變電所的設(shè)計(jì)選用的變壓器容量為1000kVA。表5-1 變壓器SCB9-1000/10kV型主要技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定容量（kVA）額定電壓（kV）空載損耗（W）負(fù)載損耗（W）阻抗電壓（%）空載電流（%）連接組標(biāo)號(hào)高壓低壓SCB9-1000/10100010.50.41550760061Dyn11第6章 配變電所位置和形式的選擇6.1變電所所址選擇變電所所址選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1、靠近負(fù)荷中心，接近電源側(cè)。2、進(jìn)出線方便。3、設(shè)備運(yùn)輸、安裝方便。4、不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)的場(chǎng)所。5、不應(yīng)設(shè)在多塵、水霧或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，如無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下側(cè)，也不應(yīng)設(shè)在有爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)場(chǎng)所。6、不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室、地勢(shì)低洼或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方或相鄰。考慮擴(kuò)建和發(fā)展的可能。7、當(dāng)變電所的正上方、正下方為住宅、客房、辦公室等場(chǎng)所時(shí)，變電所應(yīng)作屏蔽處理。6.2變電所的類型工業(yè)與民用建筑的變電所大多是10KV變電所，一般為全戶內(nèi)或半戶內(nèi)獨(dú)立式結(jié)構(gòu)，開關(guān)柜放置在屋內(nèi)，主變壓器可放置在屋內(nèi)或屋外，依據(jù)地理?xiàng)l件因地制宜。10KV及以下變配電所按其位置分類主要有以下類型：1、獨(dú)立式變電所它是一個(gè)獨(dú)立的建筑物，一般用于供給分散的用電負(fù)荷，有時(shí)由于周圍環(huán)境的限制（如防火、防爆和防塵等），或?yàn)榱私ㄖ肮芾砩系男枰O(shè)置獨(dú)立變電所。在大中城市的中心區(qū)和負(fù)荷區(qū)多采用。2、地下變配電所設(shè)置在建筑物的地下室內(nèi)，以節(jié)省用地。但通風(fēng)條件差，濕度較大，防火等級(jí)要求較高，投資高，但相當(dāng)安全。多用于某些高層建筑中 ，其主一般采用干式變壓器。3、附設(shè)變配電所一面或數(shù)面與建筑物的墻共用，且變壓器室的門和通風(fēng)窗向建筑物外開。根據(jù)與建筑物的位置關(guān)系可分為：（1）內(nèi)附式。變配電所位于建筑物內(nèi)，與建筑物共用外墻，屬于建筑物的一部分?？梢允菇ㄖ锿庥^整潔，主要應(yīng)用于受周圍環(huán)境限制的多層建筑或一般工廠車間。（2）外附式。變配電所附設(shè)于建筑物外，與建筑物共用一面墻壁。在大型民用建筑中常與冷凍機(jī)房、鍋爐房等用電量較大的建筑物設(shè)置在一起，或設(shè)置在一般工廠的車間變電所。（3）室內(nèi)式。位于建筑物內(nèi)部，在負(fù)荷較大的大型建筑物，為使變電所深入負(fù)荷中心時(shí)采用，可縮短低壓配電的距離，降低電能損耗和電壓損失，減少有色金屬消耗量。在民用建筑中經(jīng)常采用建筑物內(nèi)變電所，但要采取相應(yīng)的防火措施。4、戶外變電所變壓器一般位于室外的電線桿塔上，或在專門的變壓器臺(tái)墩上，一般用于負(fù)荷分散的小城市居民區(qū)和工廠生活區(qū)以及小型工廠和礦山等。變壓器容量一般在315KVA及以上。5、箱式變電站廣泛應(yīng)用于城市公共配電、高層建筑、住在小區(qū)、公園等，還應(yīng)用于油田、工礦企業(yè)及施工場(chǎng)所等。由于大樓有二級(jí)重要負(fù)荷，考慮到對(duì)供電可靠性的要求，采用兩路進(jìn)線，一路經(jīng)10kV公共電源電纜接入變電所，另一路引自鄰近高壓環(huán)網(wǎng)箱。變電所的形式由用電負(fù)荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定，根據(jù)變電所位置和形式的選擇規(guī)定及GB500531994的規(guī)定，結(jié)合本大樓的實(shí)際情況，這里變電所采用單獨(dú)設(shè)立方式。第7章 10kV變電所主接線設(shè)計(jì)規(guī)劃變電所電氣設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是電氣主接線的設(shè)計(jì)，同時(shí)也是整個(gè)電網(wǎng)不可或缺的組成部分。因此，主接線的設(shè)計(jì)，必須要全面分析考慮所有的因素，正確處理電壓等級(jí)、負(fù)荷等級(jí)、對(duì)電氣設(shè)備的選擇和布置、二次回路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。正確確定主接線的方式是教學(xué)樓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的樞紐。7.1 電氣主接線的基本要求整個(gè)電力系統(tǒng)和變電所本身運(yùn)行得可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性組成了電氣主接線的基本要求。（1）可靠性：供電可靠性是電力傳輸、分配的前提條件，供電的中止將會(huì)引起國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的嚴(yán)重?fù)p失。因此，應(yīng)滿足各級(jí)電力負(fù)荷連續(xù)供電可靠性的條件。（2）經(jīng)濟(jì)性：可節(jié)省投資，主接線應(yīng)一目了然，主要電氣設(shè)備例如隔離開關(guān)、熔斷器、互感器等減小使用，避免短路的發(fā)生目的是采用更加便宜的設(shè)備；電能損失少：考慮成本投資問(wèn)題對(duì)變壓器的單位數(shù)量、容量和型號(hào)經(jīng)濟(jì)性選用。（3）靈活性：主接線應(yīng)能夠適應(yīng)供電系統(tǒng)所需運(yùn)行方式，方便維護(hù)與操作，并能適應(yīng)負(fù)荷發(fā)展，充分考慮改建等可能性。（4）安全性：按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，力求保證人事和設(shè)備安全。7.2 電氣主接線的基本形式1）單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線一目了然、設(shè)備不多、運(yùn)行方便、投資少、有利于擴(kuò)充更大空間。缺點(diǎn)：在母線及隔離開關(guān)發(fā)生滯礙或需要維修的情況下，會(huì)引發(fā)配電裝備停止供電。由此看來(lái)，單母線接線的供電靈活性和可靠性都不太理想，適宜在較小容量以及電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性要求相對(duì)低的場(chǎng)合。2）單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：母線發(fā)生滯礙或需要維修的情況下停電范圍將減小。缺點(diǎn)：在母線及隔離開關(guān)發(fā)生滯礙或需要維修的情況下，分段上的全部電源會(huì)斷開，整個(gè)體系發(fā)電的數(shù)量會(huì)降低，依靠此條單回路供電的用戶會(huì)被停電，供電靈活性和可靠性都不太理想。3）雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：供電靈活性和可靠性高，檢修方便，擴(kuò)建也便利，多用于大中型變配電所。缺點(diǎn)：運(yùn)行狀態(tài)下的母線發(fā)生滯礙的情況下將造成整個(gè)配電裝置暫時(shí)性停電，另外該接線結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備開關(guān)等使用量大，還容易造成誤操作。4）內(nèi)橋接線特點(diǎn)：在一條電源線或斷路器的維修的情況下，其他仍然按照日常符合的規(guī)律運(yùn)行。當(dāng)任一回線路發(fā)生滯礙時(shí)，斷開故障電路，其他回路可繼續(xù)工作，但當(dāng)任何一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或要檢修時(shí)，則要先斷開一回路，經(jīng)倒閘操作后方可恢復(fù)供電。 5）外橋接線 特點(diǎn)：跨接橋靠近線路側(cè)，變壓器回路操作簡(jiǎn)單方便，其他三個(gè)回路在一個(gè)變壓器發(fā)生滯礙或需要維修的情況下仍可按照日常符合的規(guī)律運(yùn)行?？墒钱?dāng)任一線路發(fā)生滯礙的情況下，要使供電重新恢復(fù)正常需進(jìn)行倒閘操作。此接線方式在供電線路短，負(fù)荷變化大，主變投切頻繁的場(chǎng)合較為適合采用。7.3 電氣主接線方案設(shè)計(jì)1）一、二次側(cè)全選用單母線接線特點(diǎn)：接線清楚明晰、設(shè)備不多、運(yùn)行方便、投資少，供電靈活性和可靠性較高，適用于二、三類負(fù)荷。2）一、二次側(cè)全選用單母線分段接線特點(diǎn)：供電可靠性和靈活性高，高壓開關(guān)設(shè)備使用的數(shù)量偏多，增加了投資不經(jīng)濟(jì)，此用于一、二類負(fù)荷。3）一、二次側(cè)全選用雙母線接線特點(diǎn)：供電可靠性和靈活性高，配電裝置繁雜，宜用于大容量的負(fù)荷，增加了投資不經(jīng)濟(jì)，而且所占空間大。 4）一次側(cè)選用內(nèi)橋或者外橋接線、二次側(cè)選用單母線分段接線特點(diǎn)：供電可靠性和靈活性高，設(shè)備使用的數(shù)量不多，布局簡(jiǎn)單，所占空間小，此用于一、二類負(fù)荷。依據(jù)該教學(xué)樓變電所中實(shí)際情況的了解，通過(guò)對(duì)上述4種方案的比較，選擇方案1。圖7-1 單母線分段接線第8章 短路計(jì)算8.1 產(chǎn)生短路的原因由于破壞了電氣設(shè)備載流部分的絕緣所造成短路現(xiàn)象，這是其主要原因。例如：架空線路的絕緣子可能因?yàn)槭艿竭^(guò)電壓發(fā)生閃絡(luò)放電，也可能因?yàn)榭諝馕廴臼菇^緣子表面在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電壓下放電；在變壓器、發(fā)電機(jī)、電纜線路等電氣設(shè)備工作時(shí)損壞了其載流部分的絕緣材料；絕緣材料長(zhǎng)期外露在室外條件下產(chǎn)生的各種變化，以及設(shè)計(jì)、裝配和檢修不適當(dāng)所引發(fā)的弊端造成短路；鳥獸跨接在外露的相線之間或咬壞電纜絕緣，氣象條件惡劣由此造成的短路也屢見不鮮；此外還有人為誤而引發(fā)短路。8.2短路電流的危害發(fā)生短路時(shí)，由于供電回路的阻抗減小以及突然短路時(shí)的暫態(tài)過(guò)程，使短路點(diǎn)及其附近設(shè)備中流過(guò)的短路電流值大大增加，可能超過(guò)該回路額定電流許多倍，電力系統(tǒng)中的短路電流可達(dá)數(shù)十千安甚至更高。短路點(diǎn)距發(fā)電機(jī)的電氣距離愈近，短路電流愈大。強(qiáng)大的短路電流將電氣設(shè)備和電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生很大的危害。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1、短路電流的熱效應(yīng)會(huì)使設(shè)備發(fā)熱急劇增加，可能導(dǎo)致設(shè)備過(guò)熱而損壞甚至燒毀。2、短路電流將在電氣設(shè)備的導(dǎo)體間產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，可引起設(shè)備機(jī)械變形、扭曲甚至損壞。3、由于短路電流基本上是電感性電流，它將在發(fā)電機(jī)中產(chǎn)生較大的去磁性電樞反應(yīng)，從而使發(fā)電機(jī)的端電壓下降，同時(shí)短路電流流過(guò)線路、電抗器等時(shí)還使其電壓損失增加，造成系統(tǒng)電壓大幅度下降，短路點(diǎn)附近電壓下降的最多，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常工作。4、嚴(yán)重的短路可破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致并列運(yùn)行的發(fā)電廠失去同步而解列，造成大面積的停電。8.3短路計(jì)算的目的為了減少短路故障對(duì)電力系統(tǒng)的危害，一方面必須采取限制短路電流的措施，如在線路上裝設(shè)電抗器；另一方面是將發(fā)生短路的部分與系統(tǒng)其他部分迅速隔離開來(lái)，使無(wú)故障部分恢復(fù)正常運(yùn)行。這都離不開對(duì)短路故障的分析和短路電流的計(jì)算。短路電流的計(jì)算有以下目的：1、計(jì)算短路電流，為選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備的機(jī)械穩(wěn)定性和熱穩(wěn)性提供依據(jù)。2、為設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和變電站的電氣主接線提供必要的數(shù)據(jù)，如比較各種接線方案，或確定某一接線是否采取限制短路電流的措施，設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離等。3、為合理配置電力系統(tǒng)中各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù)提供可靠的依據(jù)。根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)考慮系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式下的短路計(jì)算結(jié)果。8.4短路電流計(jì)算短路電流的計(jì)算方法，常用的有歐姆法和標(biāo)幺值法，本設(shè)計(jì)采用的就是標(biāo)幺值法。圖8-1 4個(gè)故障點(diǎn)短路計(jì)算圖電力系統(tǒng)4個(gè)故障點(diǎn)短路計(jì)算圖見8-1所示。計(jì)算方法采用運(yùn)算步驟簡(jiǎn)單、數(shù)值簡(jiǎn)明的標(biāo)幺值法計(jì)算。選取基準(zhǔn)值，由此可得：短路回路主要元件電抗標(biāo)幺值計(jì)算如下：因?yàn)閿嗦菲鞯念~定開斷電流為電力系統(tǒng)：架空線路：電力變壓器： 圖8-2 K3點(diǎn)短路電路圖故障點(diǎn)K3點(diǎn)的短路等效圖見圖8-2。圖8-3 K4點(diǎn)短路電路圖故障點(diǎn)K4點(diǎn)的短路等效圖見圖8-4。短路計(jì)算表見表8-4。表8-4 短路計(jì)算表短路故障點(diǎn)三相短路電流（kA）三相短路量（MVA）K3點(diǎn)2.762.762.767.044.2250.25K4點(diǎn)32.0732.0732.0759.0134.9622.27第9章 電氣設(shè)備選型與檢驗(yàn)使用電氣設(shè)備，例如變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、互感器等，以電氣設(shè)備在系統(tǒng)中處的地理位置與完成的任務(wù)來(lái)確定其型號(hào)和參數(shù)為依據(jù)來(lái)選擇電氣設(shè)備。這些設(shè)備的主要任務(wù)是保證變電所的可靠持續(xù)供電，安全且經(jīng)濟(jì)得運(yùn)行。選擇電氣設(shè)備應(yīng)滿足下述基本條件：（1）以正常運(yùn)行的條件和運(yùn)行的境地為選擇依據(jù)?；谶\(yùn)行電壓對(duì)電氣設(shè)備的額定電壓進(jìn)行確定：電氣設(shè)備額定電壓應(yīng)大于等于其所在線路的額定電壓 ?；谪?fù)荷電流最大情況下對(duì)電氣設(shè)備額定電流進(jìn)行斷定：電氣設(shè)備額定電流應(yīng)大于等于實(shí)際流過(guò)的負(fù)荷電流在最大的情況下（或者），用式子表示為或者。2）確保在發(fā)生短路時(shí)不損壞電氣設(shè)備，