某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計

1、 09自動化 李紹平某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計學(xué) 院： 楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 電氣自動化 姓 名： 李紹平 學(xué) 號： 200921705116 指導(dǎo)教師： 朱明生 日 期： 2011年12月23日 目 錄前 言1概 論2第一章 畢業(yè)設(shè)計的目的與內(nèi)容3第二章 電力負荷計算及無功功率補償72.1電力負荷及其計算82.2無功功率補償13第三章 變電所位置、型式及其主變壓器臺數(shù)、容量和類型的選擇153.1 變電所位置選擇153.2 變壓器的選擇17第四章 學(xué)生宿舍樓配電系統(tǒng)的確定20第五章 變電所主接線的設(shè)計215.1變電所主接線方案235.2主接線方案的確定25第六章 短路電流的計算266.1

2、k-1點的短路電流和短路容量266.2 k-2點的短路電流和短路容量28第七章 變電所一次設(shè)備的選擇與較驗307.1.高壓斷路器的選擇317.2.高壓斷路器的校驗327.3.隔離開關(guān)選擇與校驗337.4.互感器347.5電壓互感器37第八章 變電所進出線的選擇與校驗418.1高壓側(cè)聯(lián)絡(luò)線的選擇與校驗418.2高壓母線的選擇與校驗428.3低壓母線的選擇與校驗438.4低壓側(cè)中性線的選擇448.5各用電區(qū)導(dǎo)線的選擇與校驗45第九章 變電所二次回路的選擇及繼電保護的整定509.1 變電所二次回路的選擇529.2 變電所繼電保護裝置55第十章 變電所防雷保護與接地裝置的設(shè)計5910.1變電所的防雷保

3、護5910.2變電所公共接地裝置的設(shè)計60總結(jié)與體會64謝辭65參考文獻66附錄表67ii前 言畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生走出校門、走向社會相關(guān)工作崗位的一道考核，也是一次對學(xué)生所學(xué)知識鞏固程度的綜合考驗。畢業(yè)設(shè)計由指導(dǎo)老師指導(dǎo)、學(xué)生獨立完成，可以體現(xiàn)出一個學(xué)生對所學(xué)知識的鞏固程度以及獨立設(shè)計的能力。經(jīng)過三年的理論知識學(xué)習，在所有指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我們經(jīng)過多次熟悉操作及實踐，使我對電力系統(tǒng)有了初步的認識與了解。本設(shè)計是對某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)進行設(shè)計，含：確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型、選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進出線、確定二次回路方案以及選擇整定繼電保護裝置等。本設(shè)計書根據(jù)昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)

4、用技術(shù)學(xué)院09級電氣自動化技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的要求進行編寫，介紹了電力規(guī)劃、設(shè)計的基本知識，包括設(shè)計原則、設(shè)計步驟和計算方法等。本設(shè)計書主要對設(shè)計的原則、要求及具體的方法以文本的形式來表達，其主要理論來源于與之相關(guān)的課程內(nèi)容。它介紹了負荷計算、變電所位置和型式的選擇、變壓器的選擇、電力系統(tǒng)主接線設(shè)計、短路計算及繼電保護的整定計算的設(shè)計等內(nèi)容，主要反映電力系統(tǒng)的控制、繼電保護裝置、生活區(qū)綜合電氣自動化等領(lǐng)域的知識。經(jīng)過認真閱讀、分析原始材料后，參考閱讀了發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備、供配電一次系統(tǒng)、工廠供電安全用電、機械制圖等參考書籍后，在朱明生老師的悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過周密的計算，完成了本次畢業(yè)設(shè)計。

5、經(jīng)過一個多月的畢業(yè)設(shè)計，我了解了設(shè)計的要求及內(nèi)容，理論與實踐相結(jié)合，更加深刻的掌握了課本中的知識。尤其對變壓器、電氣設(shè)備以及導(dǎo)體等設(shè)備的選擇方法和主接線設(shè)計有了進一步地了解。概 論電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，做好供電系統(tǒng)設(shè)計對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)、實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。供電系統(tǒng)首先要能滿足生活用電的需要，其次要確保安全，供電可靠，技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，并做好節(jié)能。本設(shè)計根據(jù)該校生活區(qū)所能取得的供電電源和該校生活區(qū)用電負荷的實際情況，并適當考慮日后的發(fā)展，按供電系統(tǒng)的基本要求，確定為10kv電壓供電。然后對其進行了分析，建設(shè)10kv總降壓變電所，本次設(shè)計的主要內(nèi)容既為10kv總降壓變電

6、所設(shè)計。該設(shè)計書共十個章節(jié)，其中主要包括了負荷的計算、短路電流的計算、一次設(shè)備的選擇及校驗（包括斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、電流互感器、電壓互感器等）、主變壓器的保護設(shè)計、防雷保護和接地裝置的設(shè)計等內(nèi)容。 對該校各建筑物供電進行了負荷計算和無功補償；確定出了變電所的位置及變電所內(nèi)變壓器臺數(shù)、容量和型式；計算了短路電流；選擇了各線路導(dǎo)線截面和變電所高低壓設(shè)備；配置了繼電保護裝置、防 雷和接地裝置；該變電所設(shè)1臺主變壓器，分為兩個電壓等級，既為10kv和400v。10kv側(cè)采用單母線接線，400v側(cè)也采用單母線的主接線方式，并附上了本所電氣主接線圖、學(xué)校用電接線圖和學(xué)校變電所平面圖、剖面圖。關(guān)鍵詞：

7、計算負荷 無功補償 變壓器 主接線 電氣設(shè)備 短路電流 繼電保護第一章 畢業(yè)設(shè)計的目的與內(nèi)容 某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計一、 設(shè)計題目某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計二、 設(shè)計目的 (1)通過該校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識、基本技能和專業(yè)知識進行分析和解決實際問題的能力。(2)培養(yǎng)學(xué)生獨立獲取新知識、新技術(shù)和新消息的能力,使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的基本方法和思路。(3)掌握供配電系統(tǒng)設(shè)計計算和運行維護所必須的基本理論和基本技能。(4)掌握供配電設(shè)計的基本原則和方法,深刻理解“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟”的設(shè)計要求，為今后從事工廠供配電技術(shù)工作奠定一定的基礎(chǔ)。三、 設(shè)計要求(1)根據(jù)本

8、校所能取得的電源及校用電負荷的實際情況，并適當考慮到學(xué)校的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的要求，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，確定變電所的位置和型式。 （2）確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型。 （3）選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進出線。 （4）確定二次回路方案。 （5）選擇整定繼電保護裝置。 （6）確定防雷和接地方案。(7)撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。四、設(shè)計依據(jù)1、學(xué)校生活總平面圖如圖1-1所示。2、學(xué)校宿舍樓標準層建筑平面圖如圖1-2所示。圖 1-1圖 1-23、供電電源情況 在學(xué)校南側(cè)1000m處有一座10kv配電所，其出口斷路器是sn1010型，此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保

9、護，定時限過電流保護整定的動作時間為1.3s。為滿足學(xué)校二級負荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。4、學(xué)校生活區(qū)負荷情況學(xué)校生活區(qū)負荷情況見表1-3所示。表1-3學(xué)校生活區(qū)負荷情況編號名稱p30/kwq30/kvar1學(xué)生食堂4502852鍋爐2002003教師樓3501604校醫(yī)院175135戶外照明35306本所用電1507學(xué)生宿舍樓由學(xué)生設(shè)計計算5、氣象子資料 本校所在地區(qū)的年最高氣溫為35，年平均氣溫為19，年最熱月平均最高氣溫為28，年最熱月平均氣溫26，年最熱月地下0.8 m處平均溫度為18。6、地質(zhì)水文資料 本校所在地區(qū)平均海拔1765 m。地層以粘性(土質(zhì))為主

10、;地下水位為5 m。7、其他 在高壓側(cè)計量電能，設(shè)專用計量柜，按兩部電費制交納電費。發(fā)電廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.90 。五、設(shè)計任務(wù)（1）負荷計算機和無功功率補償。（2）變電所位置和型式的選擇。（3）變電所主變壓強的臺數(shù)與容量、類型的選擇。(4) 學(xué)生宿舍樓配電系統(tǒng)的確定。（5）變電所主結(jié)結(jié)方案的設(shè)計。（6）短路電流計算。（7）變電所一次設(shè)備的選擇與校驗。（8）變電所進出線的選擇與校驗。（9）配電所二次回路方案的選擇及繼電器保護的整定。（10）防雷保護和接地裝置的設(shè)計。六、應(yīng)完成的技術(shù)資料1、開題報告（2000字左右）2、畢業(yè)設(shè)計說明書（10000字左右）3、技術(shù)資料（1）變電所主結(jié)

11、線圖一張。（2）學(xué)校用電結(jié)線圖一張。（3）學(xué)校變電所平面圖、剖面圖各一張。（4）若時間允許，繪制高低開關(guān)柜配置圖、接地及照明圖各一張。第二章 電力負荷計算及無功功率補償電力負荷的分級電力負荷又稱電力負載，有兩種含義：一是指耗用電能的用電設(shè)備或用戶，如說重要負荷、一般負荷、動力負荷、照明負荷等。另一是指用電設(shè)備或用戶的功率或電流大小，如說輕負荷（輕載）、重負荷（重載）、空負荷(空載)、滿負荷（滿載）等。電力負荷的具體含義視具體情況而定。電力負荷，按gb 500521995供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，根據(jù)其對供電可靠性的要求和中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級。一級負荷：一級負荷為中斷供電將造成人

12、身傷亡者；或?qū)⒃谡紊希?jīng)濟上造成重大損失者；或中斷將影響有重大政治經(jīng)濟意義的用電單位的正常工作者。就學(xué)校供配電這一塊來講，我校現(xiàn)沒有一級用電負荷。二級負荷：二級負荷為中斷供電將在政治上，經(jīng)濟上產(chǎn)生較大損失的負荷，如主要設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品報廢等；或中斷供電將影響重要的用電單位正常的工作負荷，如交通樞紐、通信樞紐等；或中斷供電將造成秩序混亂的負荷等。校區(qū)現(xiàn)有的二級負荷有：學(xué)生食堂廚房用電、鍋爐、本所用電等。三級負荷：三級負荷為不屬于前兩級負荷者。對供電無特殊要求。該校除了前面羅列的二級負荷外，全為三級負荷2.1 電力負荷及其計算一、概述 通過負荷的統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元

13、件的負荷值，稱為負荷計算。根據(jù)計算負荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如果以計算負荷連續(xù)運行，其發(fā)熱溫度不會超過允許值。計算負荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)。計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。確定得過大，將使電器和導(dǎo)線電纜選得過大，造成投資和有色金屬的浪費。確定得過小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過負荷下運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老化甚至燃燒引起火災(zāi)，同樣會造成更大損失。由此可見，正確確定計算負荷意義重大。二、按需要系數(shù)法確定計算負荷采用需要系數(shù)法比較簡便，適用于用電設(shè)備臺數(shù)比較多，而單臺設(shè)備容量相差不大的情況，因而廣泛使用，應(yīng)用此法計算時，首先要正確判

14、明用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)。當用電設(shè)備臺數(shù)少而功率相差懸殊時，需要系數(shù)法計算結(jié)果往往偏小，故不適用于低壓配電線路的計算，而適用于計算變、配電所的負荷。確定擁有變電所低壓母線上的計算負荷，應(yīng)結(jié)合學(xué)校生活區(qū)情況其有功負荷和無功負荷分別計入一個同時系數(shù)（又稱參差系數(shù)或綜合系數(shù)）kp和kq設(shè)備組計算負荷直接相加來計對于低壓母線用電算時，由用電設(shè)備計算負荷直接相加來計算時，取 kp =0.800.90kq =0.850.95 由車間干線計算負荷直接相加來計算時，取 kp=0.900.95 kq=0.930.97 在計算時用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的1個小時最大負荷p30 ，用電設(shè)備組的設(shè)備容量pe ，是

15、指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用的設(shè)備）的額定容量pn之和，即pe =pn 有功計算負荷 p30 =kdpe 無功計算負荷 q30 = p30tan 視在計算負荷 計算電流為 總的有功計算負荷為 p30 = kpp30.i總的無功計算負荷為 q30 =q30.i 總的視在計算負荷為 總的計算電流為 根據(jù)本工程的設(shè)計要求及給定的供電電源的分配，并對學(xué)校生活區(qū)的負荷情況表1-3所示進行計。 學(xué)生宿舍總共有八棟：照明的設(shè)備容量, 在初步設(shè)計中按不同的性質(zhì)建筑物的單位水平面積上照明容量() 法來估算.照明設(shè)備容量 = 或者按照照明設(shè)計計算所得的安裝容量來計算.（查表附錄）單位容量: p0 = 又 p =

16、 p0a 式中，p為受照房間總的光源安裝容量；pn為每一光源的安裝容量；n為總的光源數(shù)；a為受照房間水平面積。單間寢室的建筑面積： a = 4.23.6 = 15.12 pn =40w 取二條40 w的熒光燈。單間學(xué)習室的建筑面積：a= 33.6 = 10.8 pn =40w 取二條40 w的熒光燈。衛(wèi)生間和走廊建筑面積：a = 3.61.5 = 5.4 衛(wèi)生間和走廊各取一個15 w的節(jié)能燈走廊的建筑面積a=1.8 （3.630.32）1.8 （3.652.7）2.72.13.623.632=94.87走廊和樓梯取15 w的節(jié)能燈共12個含每個樓梯口需安裝一個插座：插座容量及同時使用系數(shù)，根據(jù)

17、建筑電氣設(shè)計技術(shù)規(guī)程jgj16-83、第9.8.9條規(guī)定，“民用建筑中的插座在無具體設(shè)備聯(lián)接時，每個可按100w計算”，“全國住宅電氣設(shè)計會議”，確定住宅也按每個100w計算。計算插座容量時，查下表2-1插座的數(shù)量（個）45678910同時系數(shù)kd10.90.80.70.650.60.6所以各個宿舍可以安裝10個插座（學(xué)習室、寢室各四個，衛(wèi)生間兩個）：單間宿舍的插座容量：p0 =10010=1000w= 1000tan=10000.6 =600w單間宿舍總照明容量（學(xué)習室、寢室、衛(wèi)生間、走廊、插座）：p30=402+402+15+15+1000=1190w一層宿舍樓的總負荷為：= 11908+

18、1215=9700w每棟宿舍所用總負荷為：= 97005= 48.5 kw八棟學(xué)生宿舍的總負荷為：= 48.58 = 388 kw一間宿舍的熒光燈: p30 =kdpe=0.8(402+402+15+15)=0.152 kwq30 = p30tan=0.1520=0 一棟宿舍的熒光燈： =0.15285=6.08 kwq30 = tan=6.080=0 插座：p30 =kdpe=0.6(100085)=24kw八棟學(xué)生宿舍的熒光燈：=6.088=48.64 kw 插座：=248=192 kw熒光燈和插座：=48.64+192=240.64 kw學(xué)生宿舍總負荷為：=240.64+(15125)

19、8)/1000 =247.84kwq30=0本工程的總計算 p30 = kpp30.iq30 =q30.i p30 = kp( p30(1) + p30(2)+ p30(3) + p30(4)+ p30(5)+ p30(6) + p30(7) =0.85(450+200+350+175+35+15+247.84) =1252kwq30 =（q30(1) + q30(2)+ q30(3) + q30(4)+ q30(5)+ q30(6) + q30(7)= 0.95(285+200+160+13+30+0+0)=0.95688kvar=653.6 kvar =1412.34kv =2145.83

20、a功率因數(shù)：= p30/ s30 =1252/1412.34=0.89總功率表編 號名 稱p30/kwq30/kvars30/kvai30/a 1學(xué)生食堂450285532.66809.292鍋 爐200200282.84429.733教師樓350160384.84584.74校醫(yī)院17513175.48266.615戶外照明353046.197.396本所用電1501522.797學(xué)生宿舍樓247.840247.84376.55合計1472.846881684.762587.062.2無功功率補償1、無功功率補償所謂無功功率補償是把具有容性功率的裝置與感性負荷聯(lián)接在同一電路，當容性裝置釋放能

21、量在相互轉(zhuǎn)化，感性負荷所吸收的無功功率可由容性裝置輸出的無功功率中得到補償。由于受感性負荷的影響使功率因數(shù)降低，負荷電流減小，這將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應(yīng)降低，既節(jié)約了電能，又提高了電壓質(zhì)量，而且可選較小容量的供電設(shè)備和導(dǎo)線電纜，因此提高功率因數(shù)對供電系統(tǒng)大有好處。則需考慮增設(shè)無功功率補償裝置，其容量 為 或 式中，稱為無功補償率或比補償容量。這無功補償率，是表示使的有功功率由提高到所需要的無功補償容量值。在負荷計算中，s9型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡化公式近似計算。有功損耗 無功損耗 配電所裝設(shè)了無功補償裝置以后，則在確定補償?shù)攸c以前的總計算負荷時，應(yīng)扣除無功補償容量，即總的

22、無功計算負荷 補償后總的視在計算負荷 （1）無功補償容量 按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的，而目前只有0.89，因此，需進行無功功率的補償。提高功率因數(shù)的方法分為改善自然功率因數(shù)和安裝人工補償裝置兩種。安裝人工補償裝置的方法既簡單又快，因此，這里采用在低壓母線裝設(shè)電容屏的方法來提高功率因數(shù)。考慮到變壓器無功功率補償損耗遠大于有功功率損耗。一般,因此在低壓補償時，低壓側(cè)補償?shù)墓β事愿哂?.9，這里取。而補償前低壓側(cè)的功率因數(shù)只有0.89，由此可得低壓側(cè)電容屏的容量為： =108.1kvar取 kvar（2）補償后變壓器容量和功率因數(shù)：補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負荷： =1364.92kva主變壓器的功率

23、損耗： 變壓器高壓側(cè)的計算負荷：有功計算負荷：無功計算負荷：視在計算負荷： 補償后的功率因數(shù)為 這一功率因數(shù)滿足規(guī)定（0.90）要求.由此例可以看出，采用無功補償來提高功率因數(shù)能使本工程取得可觀的經(jīng)濟效果。第三章 變電所位置、型式及其主變壓器臺數(shù)、容量和類型的選擇3.1 變電所位置選擇1、變電所位置選擇的一般原則：1） 變電所得位置應(yīng)盡量接近負荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。2） 進出線方便，特別要便于架空進出線。3） 設(shè)備運輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套設(shè)備裝置的運輸。4） 不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動或高溫的成所，無法避開時，應(yīng)有防振和隔熱的措施。5） 不宜設(shè)

24、在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠離時，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風側(cè)。6） 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼臨。7） 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險環(huán)境的正上方或正下方。8） 不應(yīng)設(shè)在走勢低洼和可能有積水的場所變電所的形式選擇室外模式，露天或半露天變電所的變壓器四周應(yīng)設(shè)不低于1.7m高的固定圍欄，變壓器外廓與圍欄的凈距離不應(yīng)小于0.8m，變壓器底部距地面不應(yīng)小于0.3m。變電所擔負著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓，然后配電的任務(wù)。顯然，變配電所是整個學(xué)校生活區(qū)供電系統(tǒng)的樞紐，在學(xué)校生活區(qū)占有特殊而重要的地位。在本設(shè)計中，考慮到學(xué)校生活區(qū)對電能

25、需要的重要性，聯(lián)系本學(xué)校生活區(qū)的實際地理位置情況，將本變電所設(shè)計為獨立式變電所，位置設(shè)在教室樓旁（見圖3-1）圖3-13.2 變壓器的選擇一、變壓器的選擇1、主變壓器臺數(shù)選擇原則1）、應(yīng)滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所，應(yīng)采用兩臺變壓器，以便一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器能繼續(xù)供電。對只有二級負荷的變電所，頁可只裝設(shè)一臺變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相聯(lián)的備用電源。2）、對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器。3）、除以上兩種情況外，一般車間變電所宜裝設(shè)一臺變壓器。4）、選擇主變壓器臺數(shù)時，還應(yīng)考慮負荷的

26、發(fā)展，留有一定的余地。因此根據(jù)本校的負荷可以選一臺主變壓器或兩臺主變壓器。2、變壓器容量選擇（1）、只裝一臺主變壓器的變電所主變壓器容量應(yīng)滿足全部用點設(shè)備總計算負荷的需要，即選擇一臺主變壓器時：=1412.34kva考慮今后510年的負荷發(fā)展，留20%裕量，得：根據(jù)以上計算結(jié)果，本所選用容量為2000kva的變壓器。本所內(nèi)所有和類負荷總共有1578.48kva，小于所選單臺變壓器的容量2000kva，理論上選擇2000kva容量的變壓器符合要求，但是考慮到本所是一臺主變壓器獨立運行，若出現(xiàn)故障，短時間過負荷并不會太大的影響變壓器的壽命，并且從經(jīng)濟性的角度考慮，若選擇2500kva容量的變壓器將

27、大大的提高建設(shè)投資且常年處于更嚴重的欠負荷狀態(tài)，造成了變壓器容量的嚴重浪費，故最終選擇了2000kva容量的變壓器。即s9-2000/10型（2）、裝有兩臺主變壓器的變電所每臺主變壓器的容量應(yīng)同時滿足兩個條件：1)、任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足總計算負荷的60% 70%的需要，即 2)、任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部一、二級負荷的需要，即 選擇兩臺變壓器時：=（0.60.7）1412.34=847.4988.64kva=830.5 kva所以選擇兩臺s9-1000/10型低損耗變壓器，校區(qū)二級負荷所需的備用電源，由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為dyn11 。 二、主

28、變壓器臺數(shù)的確定一般學(xué)校變電所宜采用一臺變壓器。但是負荷集中且容量相當大的變電所，雖為三級負荷，也可采用兩臺或多臺變壓器。對于只采用一臺變壓器的，必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或另有自備電源。在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)適當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。根據(jù)以本校負荷情況得知，本校大部分負荷為三級負荷，要求供電性能的可靠，同時擁有備用電源，根據(jù)上述原則至少應(yīng)設(shè)一臺或一臺以上變壓器，考慮到節(jié)約投資，本校選用一臺變壓器作為主變壓器。三、 本所主變壓器其他指標的確定1、相數(shù)、繞組數(shù)和連接組別由于供電電壓為10kv高壓，采用三相供電，并且本變電所只有兩個電壓等級，故本變電所

29、主變壓器應(yīng)當選擇三相雙繞組變壓器，連接方式必須和系統(tǒng)電壓相位一致，否則不能并列運行，10kv采用y形連接，400v采用形連接。2、調(diào)壓方式普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為，而且當調(diào)壓要求的變化趨勢與實際相反（如逆調(diào)壓）時，僅靠調(diào)整普通變壓器的分接頭方法就無法滿足要求。另外，普通變壓器的調(diào)整很不方便，而且有載調(diào)壓變壓器可以解決這些問題。它的調(diào)壓范圍較大，一般在15%以上，即要向系統(tǒng)傳輸功率，又可能從系統(tǒng)反送功率，要求母線電壓恒定，保證供電質(zhì)量情況下，有載調(diào)壓變壓器可以實現(xiàn)，特別是在潮流方向不固定，而要求變壓器可以副邊電壓保持一定范圍時，有載調(diào)壓可解決。因此本所選用有載調(diào)壓變壓器。3、冷卻方式變壓器

30、一般采用的冷卻方式有：自然風冷、強迫油循環(huán)風冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。考慮到冷卻系統(tǒng)的供電可靠性、要求及維護工作量，本所選擇自然風冷冷卻方式。綜上所述，經(jīng)過查表對比，本所應(yīng)選擇s9-2000/10型變壓器。主變壓器容量、類型的主要技術(shù)參數(shù)如下型 號額 定容 量kva額定電壓（kv）連接組標號損耗空載電流（%）短路阻抗（%）一次二次空載損耗kw負載損耗kws9-2000/10200010.50.4dyn113180.86第四章 學(xué)生宿舍樓配電系統(tǒng)的確定由于學(xué)校變電所提供的是10kv電壓等級供電，所以在該校內(nèi)學(xué)生宿舍樓由400v供電是符合電力要求的。 學(xué)生宿舍樓配電系統(tǒng)圖學(xué)生宿舍樓配

31、電系統(tǒng)中性點運行方式由tn-c-s系統(tǒng)完成第五章 變電所主接線的設(shè)計變電所的電氣主接線由各種電氣設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)）及其連接線組成，用以接受和分配電能，是供電系統(tǒng)的組成部分。它與電源回路線、電壓等級和負荷的大小、級別以及所用變壓器的臺數(shù)、容量等因數(shù)有關(guān)，確定變電站的主接線對變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置及運行的可靠性與經(jīng)濟性等都由密切的關(guān)系，主接線的設(shè)計是變電所設(shè)計中的重要任務(wù)之一。變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電站在電力系統(tǒng)中的地址、變電所的規(guī)劃容量、負荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴建

32、等要求來考慮設(shè)計。主接線設(shè)計方案的基本要求：一、 可靠性。供電可靠性是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線首先應(yīng)滿足這一要求。其可靠性具體要求包括：1、斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電。2、斷路器或母線故障及母線檢修時，盡量減少停運的回路數(shù)和停運時間，并要保證對一級負荷及全部或大部分二級負荷的供電。3、盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運的可能性。4、大機組超高電壓電氣主接線應(yīng)滿足可靠性的特殊要求。二、 靈活性。主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴建時的靈活性。其靈活性具體要求包括：1、調(diào)度時，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機、變壓器和線路，調(diào)配電源和負荷，滿足系統(tǒng)在事故運行方式、檢修運行方式以及特殊運行方式下的

33、系統(tǒng)調(diào)度要求。2、檢修時，可以方便地停運斷路器、母線及其繼電保護裝備，進行安全檢修而不至影響電力網(wǎng)的運行和對用戶的供電。3、擴建時，可以容易地從初期接線過渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝機組、變壓器或線路而互不干擾，并且對一次和二次部分的改建工作量最少。三、 經(jīng)濟性。主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟合理。其經(jīng)濟性要求具體如下：1、投資省。主接線應(yīng)力求簡單，以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器，避雷器等一次設(shè)備；要能使繼電保護及二次回路不太復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜；要限制短路電流，以便于選擇廉價的電氣設(shè)備或輕型電氣；如能滿足系統(tǒng)安全運行及繼電

34、保護要求，110kv及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。2、占地面積小。主接線設(shè)計要求為配電室裝置布置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減小。3、電能損失少。要避免因兩次變壓而增加電能損失。此外，在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡化主接線，發(fā)電廠，變電所接入系統(tǒng)的電壓等級一般不超過兩種。四、安全性 。安全才是最重要的。必須符合有關(guān)國家標準和技術(shù)范圍的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。51變電所主接線方案1.單臺變壓器運行的主接線形式優(yōu)點：經(jīng)濟簡單，接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置，單母線接線方式配電造價格也比較低，適用于三級負荷并且對電能要求不是很高的工廠電力用

35、戶缺點：供電可靠性不高，不夠靈活可靠，任一元件故障或檢修，均需使整個配電裝置停電，單母線接線的方式靈活性能較差只是適用于小型工廠用戶。2.兩臺變壓器高低壓側(cè)采用單母分段的主接線形式優(yōu)點：母線分段后，對主要用戶可從不同段供電，保證供電的可靠性，另外，當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電。調(diào)度靈活，靈敏度高，擴建方便。缺點：增加一組母線，每一回路增加一組母線隔離開關(guān)，從而增加投資，維護不方便，也容易造成誤操作52主接線方案的確定綜上所述，結(jié)合該校負荷等級及其規(guī)模以及發(fā)展前景，在滿足其安全有效的運行等方面技術(shù)的前提下，從經(jīng)濟角度出發(fā)并為重要衡量條件，該校變電所的主

36、接線方案選擇單臺變壓器運行方式的主接線方案。如下圖所示第六章 短路電流的計算圖6-1電力線路每相的單位長度電抗平均值（）線路結(jié)構(gòu)線路電壓35kv及以上610kv220/380v架空線路電纜線路0.400.120.350.080.320.06661 k-1點的短路電流和短路容量求k-1點的短路電流和短路容量。（1）計算短路電路中各元件的阻抗及總阻抗1） 電力系統(tǒng)的電抗： 2） 架空線路的電抗: 3） 總阻抗: （2）計算三相短路電流和短路容量:1）三相短路電流周期分量有效值：2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：3）三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值：4）三相短路容量：6.2 k-2點的短

37、路電流和短路容量求k-2點的短路電流和短路容量。(1) 計算短路電路中各元件的電抗及總電抗1) 電力系統(tǒng)的電抗：2）架空線路的電抗：3）電力變壓器的電抗：4）總電抗：(2) 計算三相短路電流和短路容量1）三相短路電流周期分量有效值：2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：3）三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值：4）三相短路容量：短路計算表短 路計算點三相短路電流/ka三相短路容量/mv.ak-110.6410.6410.6427.1316.1193.5k-247.8147.8147.81121.9272.1933.12第七章 變電所一次設(shè)備的選擇與較驗電氣一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送和分

38、配電能的生產(chǎn)過程的高壓電氣設(shè)備。它包括發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、自動開關(guān)、接觸器、刀開關(guān)、母線、輸電線路、電力電纜、電流互感器、電壓互感器、避雷器、消弧線圈、電抗器、電動機等。主變斷路器的額定電流按其額定容量或者最大長期負荷電流選擇，出線斷路器按最大負荷電流選擇，分段斷路器按一臺主變檢修時可能最大電流選擇，所選主變各側(cè)的斷路器均能通過主變的額定電流。而電氣低壓一次設(shè)備在選擇時，則可依照滿足額定電流、額定電壓等級即可初步選定。電氣設(shè)備選擇與校驗電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計的重要內(nèi)容之一。安全、可靠、經(jīng)濟、合理是選擇電氣設(shè)備的基本要求。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：按正常工作條件下選擇額定電

39、流、額定電壓及型號，按短路情況下校驗開關(guān)的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。在供配電系統(tǒng)中盡管各種電器設(shè)備的作用不一樣，但選擇的條件有諸多是相同的，在表7-1中列出了導(dǎo)體和電器選擇與校驗的項目。從表中可以看出為保證設(shè)備可靠的運行，各種設(shè)備均應(yīng)按正常工作條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路條件校驗動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。表7-1高壓一次設(shè)備的選擇與較驗項目電氣設(shè)備名稱額定電壓（kv）額定電流（a）斷流能力ka/mv.a短路電流校驗熱穩(wěn)定動穩(wěn)定高壓熔斷器-高壓斷路器高壓負荷開關(guān)高壓隔離開關(guān)-電流互感器-電壓互感器-母線-電纜-支柱絕緣子-套管絕緣子-7.1、高壓斷路器的選擇高壓斷路器是高壓電氣中的重要設(shè)備

40、，是一次電力系統(tǒng)中控制和保護電路的關(guān)鍵設(shè)備，它在電網(wǎng)中的作用有兩方面，其一是控制作用，即根據(jù)電力系統(tǒng)的運行要求，接通或斷開工作電路，其二是保護作用，當電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時，在繼電保護裝置的作用下，斷路器自動斷開故障部分，以保證無故障部分的正常運行。高壓斷路器的主要作用是：在正常運行時用它接通或切斷負荷電流；在發(fā)生短路故障或嚴重負荷時，借助繼電保護裝置用它自動、迅速地切斷故障電流，以防止擴大事故范圍。斷路器工作性能好壞直接關(guān)系到供配電系統(tǒng)的安全運行。為此要求斷路器具有相當完善的滅弧裝置和足夠強的滅弧能力。7.2、高壓斷路器的校驗根據(jù)圖6-1高壓斷路器的型號規(guī)格。在短路計算中我們得知10kv側(cè)母線

41、上短路電流為10.64ka，線路繼電保護裝置整定的動作時間為1.3s.變壓器高壓側(cè)實際最大工作電流按變壓器額定電流計算。 線路首端短路時，流過短路電流最大，而線路首端（k-1）點短路和母線（k-2）點短路，其短路電流相等，即：短路電流沖擊值：短路容量：根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，選用sn1010型高少油斷路器。表7-2 sn1010型高少油斷路器序號安裝電氣條件sn1010型校驗結(jié)論項目數(shù)據(jù)項目技術(shù)數(shù)據(jù)110kv10（12）kv合格2115.47a630a合格310.64ka16ka合格4193.5mv.a300mv.a合格527.13ka40ka合格615.96ka16（4s）ka合格7.3.隔離開關(guān)選擇

42、與校驗7.3.1隔離開關(guān)原理與類型隔離開關(guān)是發(fā)電廠和變電所中常用的開關(guān)電器，用于隔離電源，以保證對其它電器設(shè)備和線路運行安全檢修。隔離開關(guān)是應(yīng)用于斷路器的配套裝置使用的，但是隔離開關(guān)無滅弧裝置，不能用來接通和斷開負荷電流和短路電流。隔離開關(guān)的類型較多，按裝接地點不同分：屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目分：單柱式、雙柱式和三柱式；此外還有v型隔離開關(guān)。隔離開關(guān)的型式對配電裝置的分布和占地面積有很大的影響，隔離開關(guān)選型時應(yīng)根據(jù)實際情況選擇，該校選擇型號為：gn30-10d/630，這種型號隔離開關(guān)系列為高壓10kv，三相電流頻率50hz的戶內(nèi)裝置，安裝于高壓開關(guān)柜內(nèi)，使高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)緊密占地面積小，

43、安全性高。如下表所示7-3為gn30-10d/630的技術(shù)數(shù)據(jù)。表7-3 gn30-10d/630技術(shù)數(shù)據(jù)型號型式序號額定電壓kv額定電流a結(jié)構(gòu)標志gn30-10d/630戶內(nèi)3010630帶接地刀閘7.3.2隔離開關(guān)運行與維護隔離開關(guān)運行與維護的注意事項：（1）.載流回路及引線端子無過熱。（2）.瓷瓶無裂痕，瓷瓶與法蘭接觸處無松散及起層現(xiàn)象。（3）.傳動機構(gòu)外露的金屬無明顯銹蝕痕跡。（4）.觸頭罩無異物堵塞。（5）.接地良好。（6）.分合閘過程應(yīng)無卡勁，觸頭中心要標準，三相是否同時接觸。（7）.隔離開關(guān)嚴禁帶負荷分、合閘，維修時檢查它與斷路器的連鎖。7.3.3隔離開關(guān)的校驗 根據(jù)型號擬選gn

44、30-10d/630。 短路電流的沖擊值：短路容量：短路電流假想時間： 校驗情況如下表表7-4 gn30-10d/630校驗數(shù)據(jù)計算數(shù)據(jù)gn30-10d/630工作電壓（kv）10最大工作電流（a）115.47短路電流 （ka）10.64短路沖擊電流（ka）27.13熱穩(wěn)定性校驗kaka根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得滿足熱穩(wěn)定校驗條件。7.4.互感器互感器包括電流互感器和電壓互感器。電流互感器又稱儀用變流器，文字符號為ta；電壓互感器又稱儀用變壓器，文字符號為tv。從基本結(jié)構(gòu)和工作原理來說，互感器是一種特殊變壓器?；ジ衅饔腥缦伦饔?；(1)安全絕緣采用互感器作一次電路與二次電路之間的中間元件，可避免一次電路的

45、高電壓直接引入測量儀表、繼電器等二次設(shè)備，有利于保障人身安全；可避免一次電路發(fā)生短路使二次儀表、繼電器等電流線圈受大電流沖擊而損壞；也可避免二次電路的故障影響一次電路。這樣就提高了一、二次電路工作的安全性和可靠性。(2)按比例減小電流和降低電壓電流互感器是將一次大電流按比例變成二次小電流的裝置。雖然電流互感器一次額定電流不同，但二次額定電流一般為5a。電壓互感器是將一次高電壓按比例變成二次低電壓的裝置，雖然電壓互感器一次額定電壓不同，但二次額定電壓一般為100v。(3)擴大二次設(shè)備的使用范圍采用互感器后，就相當于擴大了儀表和繼電器的使用范圍。例如：用一只量程為5a的電流表與不同變流比的電流互感

46、器配套使用，就可測量不同范圍的電流。同樣，用一只量程為100v的電壓表與不同變壓比的電壓互感器配套使用，就可測量不同范圍的電壓。此外，使用互感器后，可使二次儀表和繼電器等的電流或電壓規(guī)格統(tǒng)一，有利于這些產(chǎn)品的標準化、小型化和大規(guī)模生產(chǎn)。7.4.1.電流互感器原理與結(jié)構(gòu)1工作原理電流互感器的基本結(jié)構(gòu)與變壓器相似，原理接線如圖7-4-1所示其一次繞組的匝數(shù)很少(有的利用一次導(dǎo)體穿過其鐵芯，只有一匝)，導(dǎo)體較粗，串接在被測電路中，因此一次電流完全取決于被測電路的負載電流；其二次繞組的匝數(shù)很多，且與低阻抗的儀表或繼電器的電流線圈相連，因而二次阻抗很小，所以它實際上就相當于一個短路運行的變壓器。電流互感

47、器一、二次額定電流之比叫變流比，用表示，由變壓器的基本知識可知： （7-1）式中 、電流互感器一、二次繞組的匝數(shù)；、電流互感器一、二次額定電流；、電流互感器一、二次實際電流；由式7-1可知，若已知電流互感器的變流比(或一、二次繞組的匝數(shù))和二次實際電流，便可計算出一次實際電流的近似值。圖 7-4-1 電流互感器原理接線圖1鐵芯；2一次繞組；3二次繞組2結(jié)構(gòu)電流互感器的結(jié)構(gòu)如圖7-5-1所示，它主要由鐵芯、一次繞組、二次繞組和絕緣構(gòu)成。按照一次繞組匝數(shù)的多少，電流互感器又可分為單匝式和多匝式，多匝式電流互感器又分為只有一個鐵芯和具有兩個鐵芯的兩種類型。7.4.2電流互感器校驗對于大多數(shù)電流互感器

48、，給出了相對于額定一次電流的動穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此其動、熱穩(wěn)定度應(yīng)按下式校驗。動穩(wěn)定倍數(shù)：則動穩(wěn)定校驗的條件為：擬定型號為：lzzbj9-10型電流互感器，查表得，a熱穩(wěn)定倍數(shù)：，則熱穩(wěn)定度校驗條件為：，一般為1s熱穩(wěn)定倍數(shù)，即電流互感器試驗時間t=1s，因此上式可改寫為：27130a通過計算結(jié)果可知滿足熱穩(wěn)定校驗。7.5電壓互感器1.電壓互感器原理如圖右圖7-5-1為電壓互感器原理接線圖，其基本結(jié)構(gòu)與變壓器相同，電壓互感器一、二次側(cè)額定電壓之比稱為變壓比，用表示。1鐵芯；2一次繞組；3二次繞組式中 、電壓互感器一、二次繞組的匝數(shù)；、電壓互感器一、二次額定電壓；、電壓互感器一、二次實際電

49、壓；由式可知電壓互感器變壓比和二次實際電壓，可計算出一次實際電壓的近似值。2電壓互感器的結(jié)構(gòu)一次繞組被分為匝數(shù)相等的兩部分，分別繞在上下鐵芯柱上并且并聯(lián)起來，其連接點于鐵芯相連，二次繞組繞在鐵芯上，此外還有一個平衡線圈，也有匝數(shù)相等的兩部分組成，分別繞在上下兩個鐵芯上，并且串起來，連接點與鐵芯相連。3電壓互感器校驗為了保證電壓互感器的安全運行和在規(guī)定的準確級下運行，電壓互感器一次繞組所接電網(wǎng)電壓互感器應(yīng)滿足下列條件：其中式中 為電網(wǎng)電壓； 為電壓互感器一次繞組額定電壓；其電壓互感器參數(shù)如下表所示表7-5-2 電壓互感器參數(shù)型號額定電壓（kv）一次繞組額定容量（va）二次繞組額定容量（va）最大容量（va）jdz18-10一次二次0.5133p6p400100.15080200綜合公式： 校驗后滿足要求。如表7-5-2所示，可知所選一次