現(xiàn)代住宅小區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計(論文)安坤旗

1、畢 業(yè) 設(shè) 計（說 明 書）題 目： 住宅小區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計姓 名： 安康康 學(xué) 號： 20132000431 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院2016年5月30日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書姓名 安康康 專業(yè)班級 13級建筑工程技術(shù)3班 任務(wù)下達日期 2016 年 3 月 1 日設(shè)計開始日期 2016 年 3 月 7 日設(shè)計完成日期 2016 年 5 月 30 日設(shè)計題目： 住宅小區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計 指 導(dǎo) 教 師 韓紅梅 院（部） 主 任 郭 宗 躍 2015 年 3 月1日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計答辯委員會記錄 資源開發(fā) 學(xué)院 建筑工程技術(shù)3班 專業(yè)，學(xué)生 安康康 于2016年

2、 6 月 8 日進行了畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯。設(shè)計題目： 住宅小區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計 指導(dǎo)老師： 韓紅梅 答辯委員會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會討論評定，給予學(xué)生 安康康 畢業(yè)設(shè)計成績?yōu)?。答辯委員會 人，出席 人答辯委員會主任（簽字）： 答辯委員會副主任（簽字）： 答辯委員會委員： ， ， ， ， ， , 。平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計評語第 頁共 頁學(xué)生姓名： 安康康 專業(yè)班級 建筑工程技術(shù)3班 年級 13級 畢業(yè)設(shè)計題目： 住宅小區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計 評 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 2016 年6月10日成 績： 系 主 任： （簽字） 2015 年6 月10日畢業(yè)

3、設(shè)計及答辯評語： 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書摘 要本課題設(shè)計的內(nèi)容為住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)的設(shè)計，主要是根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準和規(guī)范對住宅小區(qū)電氣供配電系統(tǒng)進行設(shè)計。本課題內(nèi)容主要包括以下幾個方面：小區(qū)的電力負荷及其計算；小區(qū)變配電所的設(shè)計；小區(qū)的電力線路設(shè)計；小區(qū)的節(jié)約用電與計劃用電；小區(qū)的防雷接地與電氣安全。若要提高住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)的可靠性，提高電能的利用率，就必須要準確地計算小區(qū)的電力負荷，合理地選擇變壓器、電氣設(shè)備等。本論文結(jié)合特定的住宅小區(qū)，對這些內(nèi)容都進行了詳細的介紹和計算。另外，由于天氣原因，建筑物可能會受到雷電的侵襲，所以本文對防雷與接地措施也進行了詳細說明。關(guān)鍵詞： 負荷計

4、算；短路電流；變壓器；接地與防雷；功率因數(shù) 第I頁目 錄摘 要I目 錄II第1章概 論11.1小區(qū)供電11.2工程概述2第2章負荷計算32.1負荷分析32.2相關(guān)負荷計算52.3短路電流7第3章供電方案的確定103.1接線方案103.2低壓部分配電系統(tǒng)113.3變壓器的選擇133.4線路的選擇14第4章電氣設(shè)備與繼電保護164.1電氣設(shè)備164.2繼電保護19第5章小區(qū)供電系統(tǒng)維護225.1大氣過電壓225.2防雷保護的設(shè)計225.3接地保護的設(shè)計235.4功率因數(shù)補償26致 謝28參考文獻29第1章 概 論1.1 小區(qū)供電1.1.1 小區(qū)供電的意義及發(fā)展21世紀后，我國城市化正處于又一新的發(fā)

5、展階段，城市地區(qū)的住宅建筑林立，建筑標(biāo)準越來越現(xiàn)代化，不同種類的小區(qū)對用電負荷的要求也不盡相同，但總體的趨勢是用電負荷有較大增高，在夏冬季節(jié)或用電高峰時段時，用電負荷有較大的波動，造成供電的不穩(wěn)定或是停電時有發(fā)生，為居民用電帶來了諸多不便，因此要求小區(qū)供電系統(tǒng)要具備更高的可靠性與安全性。隨著城市化進程的逐年加快，城市用地更加緊張、用電負荷更加集中，城市的電力電網(wǎng)也逐步由架空向電纜過渡，老舊的配電方案以及變壓器、配電室等電力設(shè)備在安全性、經(jīng)濟性、環(huán)保性等方面都難以滿足時下的住宅用電負荷要求，由此對于小區(qū)的供電方案也有了新的要求。近幾年來我國社會發(fā)展迅速，人民的生活水平有了很大提高，對居住環(huán)境的方

6、便、安全、環(huán)保、舒適等方面提出了更高的要求。這使得住宅小區(qū)的供電系統(tǒng)要適應(yīng)小區(qū)的用電負荷及小區(qū)的規(guī)劃，從多方面考慮，設(shè)計出最合理的供電方案，以使供電系統(tǒng)的運行更加經(jīng)濟、靈活、安全、可靠。將來的供配電系統(tǒng)主要發(fā)展方向為小型化、節(jié)能化及更加自動化。目前對于供電系統(tǒng)的供電可靠性尚感不足，對于某些重要設(shè)備如消防設(shè)施、生活水泵、生活電梯的供電可靠性還有待提高。另外，低壓配電部分的安全性也需要更多的重視。1.1.2 小區(qū)供電設(shè)計要求1. 安全性：需要達到相關(guān)技術(shù)規(guī)范與國家標(biāo)準，且能夠保證人身和設(shè)備的安全。 2. 可靠性：需要滿足小區(qū)正常用電的電力負荷。3. 靈活性：需要適用于多種運行方式，以便于電氣設(shè)備的

7、維修及切換，并適當(dāng)考慮未來的負荷發(fā)展情況。4. 經(jīng)濟性：在符合上述要求的前提下，盡可能簡化設(shè)計方案，降低投資及設(shè)備運行、維修的費用，并減少線路有色金屬的消耗和電能的節(jié)約。1.1.3 小區(qū)供電設(shè)計一般原則本設(shè)計主要參考了如下電氣行業(yè)標(biāo)準：1. GB3804-90 ：3-63kV交流高壓負荷開關(guān)2. GB11032-89 ：交流無間隙金屬氧化物避雷器3. DL401-91 ：高壓電纜選用導(dǎo)則4. DL/T 572-95 ：電力變壓器運行規(guī)程同時小區(qū)供電還應(yīng)該符合全國電壓電流等級和頻率標(biāo)準化技術(shù)委員會（TCI）制定的標(biāo)準及其主要指標(biāo)：1. GB12325-1990供電電壓允許偏差:35KV及以上正、

8、負偏差的絕對值之和小于10% ；10KV及以下小于7%；220V小于+7%、-10% 2. GB/T15945-1995電力系統(tǒng)頻率允許偏差:一般情況 0.2HZ；系統(tǒng)較小0.5HZ 3. GB/T15543-1995三相電壓允許不平衡度:三相電壓允許不平衡度為2%，短時不超過4%，用戶引起不平衡度為1.3% 4. GB12326-1990電壓允許波動和閃變:電壓允許波動：10KV為2.5%；35110KV為2%；220KV為1.6%；閃變：要求較高時為0.4%；一般時為0.6% 5. GB/T14549-1993公用電網(wǎng)諧波:電網(wǎng)諧波電壓限值:電網(wǎng)電壓/KV0.386、1035、66110；

9、畸變率/%5.04.03.02.0 1.2 工程概述一般而言高層的計算負荷可參考每戶68kW標(biāo)準，小高層及多層可參考每戶46kW，除上述方法外還可參考50的建筑面積標(biāo)準，本次設(shè)計是針對普通小區(qū)的設(shè)計，根據(jù)以上標(biāo)準，計算負荷取值6kW每戶。本次設(shè)計共有兩個院，每棟高6層，則每單元為12戶，一號院為114棟，每兩棟設(shè)置一個戶外配電箱，共計7個配電箱；二號院為1526棟，每兩棟設(shè)置一個戶外配電箱，共計6個配電箱。每兩個配電箱設(shè)置一個配電屏，共計7個配電屏。由配電屏引出線路通向配電箱，再由配電箱引出線路通向樓棟單元，之后各單元在引出線路到各戶。第2章 負荷計算2.1 負荷分析2.1.1 負荷的初步劃分

10、對用電設(shè)備容量在250kW以上的建筑應(yīng)單獨設(shè)用戶變電所,直接由高壓供電,對用電設(shè)備容量較小的用戶由小區(qū)變電所供電在城市居住小區(qū),每條10kV供電線路及每座配電站都應(yīng)有明確且比較整齊的供電區(qū)域,防止交叉重疊及近電遠供。根據(jù)不同區(qū)段不同負荷,在10kV干線上要裝設(shè)分段開關(guān)以便控制。一般10kV電網(wǎng)應(yīng)根據(jù)不同用電負荷的可靠性要求,需要選擇適當(dāng)?shù)慕泳€方式。對供電可靠性要求較高的可采用雙線放射型或雙線閉合型,其用戶應(yīng)雙電源進線,并有電源自動切換裝置，以便為正確地選擇變壓器容量和臺數(shù)、選擇電氣設(shè)備和導(dǎo)線截面積、選擇繼電保護裝置等提供重要的計算依據(jù)。因此對本次設(shè)計按表2-1做出劃分：表2-1 負荷的初步劃分

11、變壓器配電屏配電箱樓棟單元1號變壓器1號配電屏1#配電箱1棟、2棟2#配電箱3棟、4棟2號配電屏3配電箱5棟、6棟4#配電箱7棟、8棟3號配電屏5#配電箱9棟、10棟6#配電箱11棟、12棟4號配電屏7#配電箱13棟、14棟8#配電箱15棟、16棟2號變壓器5號配電屏9#配電箱17棟、18棟10#配電箱19棟、20棟6號配電屏11#配電箱21棟、22棟12#配電箱23棟、25棟7號配電屏13#配電箱24棟、26棟-2.1.2 負荷的計算說明1. 計算的方法：1) 需用系數(shù)法：小區(qū)內(nèi)的住宅面積可分為三類：60m2以下的為小型，60100m2為中型，100m2以上為大型。一般小型住宅的設(shè)備容量為：

12、照明用電容量300W；娛樂用電容量(包括電視機、VCD或DVD、音響、電腦等)900W；衛(wèi)生間用電容量(包括洗衣機、熱水器、排風(fēng)扇等)3500W；廚房用電容量(包括電飯煲、電熱開水器、電冰箱、排風(fēng)扇等)3500W；空調(diào)用電容量為1500W，合計用電容量8400W。中型住宅的居民，除照明用電容量外，還要增加空調(diào)、電視機，用電容量將增加1950W，總?cè)萘繛?0350W，約為小型住宅的1.25倍。大型住宅的居民因為經(jīng)濟條件寬裕，一般為雙衛(wèi)生間，用電容量將大幅增加，約為小型住宅的2.5倍。據(jù)統(tǒng)計，居民用電的最大負荷出現(xiàn)在夏季1922時間段，這時用電負荷約3800W，是用電設(shè)備容量的45%，所以取需用系

13、數(shù)為0.45。小型住宅的計算負荷取3800W，中型住宅取4750W，大型住宅取9500W。2) 單位面積法：據(jù)有關(guān)資料介紹，新建住宅內(nèi)居民用電按建筑面積40W/m2負荷密度選擇，大城市為6080W/m2。本文取50W/m2，即小型住宅的計算負荷為3000W；中型住宅5000W；大型住宅10000W。2. 計算的資料：住宅用電負荷需要系數(shù)13戶時取值0.6；在25100戶時取值0.45；100200戶時取值0.35；大于260戶時取值0.3；生活用電功率因數(shù)取值，則3. 計算相關(guān)公式1) 有功計算負荷 2) 無功計算負荷 3) 視在計算負荷 4) 計算電流 2.2 相關(guān)負荷計算2.2.1 小區(qū)總

14、的負荷計算2.2.2 單元的負荷計算2.2.3 配電箱的負荷計算：1. 1#、2#、3#、5#、6#、8#配電箱單元數(shù)相同，負荷相同2. 4#、11#配電箱單元數(shù)相同，負荷相同3. 9#、10#、12#、13#配電箱單元數(shù)相同，負荷相同 表2-2 負荷計算的結(jié)果負 荷 項 目負荷容量 kW有功負荷 kW視在負荷 kVA計算電流 A1號變壓器1號配電屏1#配電箱504226.8266.8385.12#配電箱504226.8266.8385.12號配電屏3配電箱504226.8266.8385.14#配電箱432194.4228.7330.13號配電屏5#配電箱504226.8266.8385.1

15、6#配電箱504226.8266.8385.14號配電屏7#配電箱432194.4228.7330.18#配電箱504226.8266.8385.12號變壓器5號配電屏9#配電箱576259.2304.9440.110#配電箱576259.2304.9440.16號配電屏11#配電箱432194.4228.7330.112#配電箱576259.2304.9440.17號配電屏13#配電箱576259.2304.9440.12.3 短路電流2.3.1 短路故障的形式三相系統(tǒng)的短路主要分為單相、兩相及三相短路三大類。單相短路只能發(fā)生在中性線引出的四線制系統(tǒng)及中性點接地的系統(tǒng)中。一般情況下，三相短路

16、電流要大于單相與兩相短路電流，尤其對于電源距離供電系統(tǒng)較遠時，三相短路電流最大，此時因系統(tǒng)短路而產(chǎn)生的危害也最為嚴重。為了保證電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備在處于最嚴重的短路情況下能夠可靠的工作，在選擇和校驗電氣設(shè)備時，也都按照三相短路時的數(shù)值來校驗。2.3.2 短路電流計算的步驟在工程設(shè)計中，短路電流的計算通常采用使用曲線法。步驟如下：1. 選擇計算短路點。2. 畫等值網(wǎng)絡(luò)圖：1) 首先去掉系統(tǒng)中的所有負荷分支、線路電容、各元件的電阻，發(fā)電機電抗用次暫態(tài)電抗；2) 選取基準容量和基準電壓（一般取各級的平均電壓）；3) 將各元件電抗換算為同一基準值的標(biāo)幺電抗；4) 繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖，并將各元件電抗統(tǒng)一編號。

17、3. 化簡等值網(wǎng)絡(luò)：為計算不同短路點的短路電流值，將等值網(wǎng)絡(luò)分別化簡為以短路點為中心的輻射形等值網(wǎng)絡(luò)，并求出各電源與短路點之間的電抗，即轉(zhuǎn)移電抗。4. 求計算電抗(將各轉(zhuǎn)移阻抗按各發(fā)電機額定功率歸算)。5. 查運算曲線查出各供給的短路電流周期分量標(biāo)幺值。6. 計算無限大容量的電源供給的短路電流周期分量。7. 計算短路電流周期分量有名值。2.3.3 短路電流的計算本次設(shè)計小區(qū)采用兩路電源供電，由0.5KM處城市電網(wǎng)供電，斷流容量，一般基準容量數(shù)值為100MVA，下面是采用標(biāo)幺制法進行短路電流的計算過程：1. 確定基本值取基準容量 ，基準電壓， 則：2. 相關(guān)元件在短路電路中的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的

18、電抗標(biāo)幺值查資料得知，因此架空線路的電抗標(biāo)幺值查表得知電纜的，因此變壓器的電抗標(biāo)幺值查表可知，因此由此可繪制出短路等效電路圖：圖2-1 短路等效電路圖3. 點的短路電路總電抗標(biāo)幺值以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他三相短路電流三相短路容量 4. 點的短路電路總電抗標(biāo)幺值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他三相短路電流三相短路容量 表2-3 短路計算結(jié)果 點14.837.722.3268.8點3564.438.224.3第3章 供電方案的確定3.1 接線方案3.1.1 方案要求設(shè)計主接線方案時要符合下列要求：1. 安全性 需要達到相

19、關(guān)技術(shù)規(guī)范與國家標(biāo)準，且能夠保證人身和設(shè)備的安全。2. 可靠性 需要滿足小區(qū)正常用電的電力負荷。3. 靈活性 需要適用于多種運行方式，以便于電氣設(shè)備的維修及切換，并適當(dāng)考慮未來的負荷發(fā)展情況。4. 經(jīng)濟性 在符合上述要求的前提下，盡可能簡化主接線方案，降低投資及設(shè)備運行、維修的費用，并減少線路有色金屬的消耗和電能的節(jié)約。3.1.2 方案設(shè)計圖3-1 主接線方案3.2 低壓部分配電系統(tǒng)3.2.1 配電屏至配電箱部分本次設(shè)計是每兩棟樓設(shè)一個配電箱，小區(qū)的低壓配電箱共有13個，分別標(biāo)號為1#13#配電箱，低壓配電屏設(shè)七個，1號配電屏為1#、2#配電箱配電，2號配電屏為3#4#配電箱配電，3號配電屏為

20、5#6#配電箱配電，4號配電屏為7#8#配電箱配電，5號配電屏為9#10#配電箱配電，6號配電屏為11#12#配電箱配電，7號配電屏為13#配電箱配電。圖3-2 配電屏至配電箱部分3.2.2 配電箱至單元部分每兩棟樓設(shè)一個配電箱，共計13個，配電箱為其下屬的單元配電。圖3-3 配電箱至單元部分3.3 變壓器的選擇3.3.1 變壓器臺數(shù)的選擇在變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備是電力變壓器，它的主要任務(wù)是提升或降低電力系統(tǒng)的電壓，以便于合理分配、使用和輸送電能。選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮以下原則：1. 供電系統(tǒng)對正常的用電負荷要有足夠的可靠性。2. 當(dāng)變電所的負荷因晝夜、季節(jié)而幅度較大時，且適宜以經(jīng)濟方式運

21、行時，可考慮接入兩臺變壓器。3. 一般情況下，變電所適宜選用一臺變壓器，但對于負荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級負荷，也可采用兩臺或更多的變壓器。4. 在選擇變電所主變壓器臺數(shù)時，還應(yīng)考慮負荷未來的發(fā)展情況，預(yù)留出一定的容量。就本次設(shè)計而言：適宜選用兩臺主變壓器，分別為兩個院供電，若某臺變壓器停止運行時，另一臺則須承擔(dān)其負荷。3.3.2 變壓器容量的選擇對于只裝有一臺主變壓器的供電系統(tǒng)，主變壓器的容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負荷的需要，即裝有兩臺主變壓器時每臺變壓器的容量應(yīng)同時滿足下列兩個條件：1. 當(dāng)任意一臺變壓器單獨承擔(dān)負荷時，須滿足約60%70%的總計算負荷，即2. 當(dāng)任意一臺變壓器

22、單獨承擔(dān)負荷時，須滿足所有的、級負荷，即就本次設(shè)計而言，小區(qū)負荷等級為三級，只要考慮條件1：則兩個院的為2337.8kVA，選用兩個主變壓器的容量，經(jīng)計算得，取 3.3.3 變壓器型號的選擇根據(jù)以上對變壓器的分析，查詢資料可知，變壓器型號選擇為SC9-1600/10，參數(shù)如下：表3-1 SC9-1600/10變壓器參數(shù)型號額定電壓阻抗電壓（%）空載損耗（W）負載損耗（W）空載電流（%）連接組別SC9-1600/1010kV61980108500.7Dyn113.4 線路的選擇3.4.1 電源進線的選擇電源進線由10kV城市電網(wǎng)引出兩路架空線路進入變電站，在兩路電路進線的主開關(guān)柜之前各裝設(shè)一臺高

23、壓計量柜，計費電能表通過電壓互感器及電流互感器接入電路中。在選擇三相系統(tǒng)中導(dǎo)線的相線截面時可依照導(dǎo)線發(fā)熱條件來選，須使其允許載流量 不小于相線上的計算電流 ，即在計算導(dǎo)線的允許載流量時，還要考慮溫度條件的影響，計算時要乘以溫度校正系數(shù)，其公式如下：變電所進線電纜的選擇經(jīng)算得溫度校正系數(shù)為，即查表可知：可選用標(biāo)稱截面為35的油浸紙絕緣電纜。3.4.2 配電箱電纜的選擇1#、2#、3#、5#、6#、8#配電箱的計算電流，4#、11#配電箱的計算電流，9#、10#、12#、13#配電箱的計算電流經(jīng)算得溫度校正系數(shù)為，即查表可知知：1#、2#、3#、5#、6#、8#配電箱可選用標(biāo)稱截面為150的YJV

24、型電纜；4#、11#配電箱可選用標(biāo)稱截面為120的YJV型電纜；9#、10#、12#、13#配電箱可選用標(biāo)稱截面為185的YJV型電纜。3.4.3 單元電纜的選擇經(jīng)算得溫度校正系數(shù)為，即查表可知知：可選用標(biāo)稱截面為10的YJV型電纜。第4章 電氣設(shè)備與繼電保護4.1 電氣設(shè)備4.1.1 設(shè)備選擇的基本原則1. 根據(jù)額定參數(shù)的選擇在選用設(shè)備電器時，要求設(shè)備的額定電壓不低于安裝位置的額定電壓，即同時要求其額定電流不低于實際通過設(shè)備的最大電流，即。2. 根據(jù)穩(wěn)定條件的選擇系統(tǒng)發(fā)生短路故障后保護系統(tǒng)動作需要一定的時間，系統(tǒng)的供電設(shè)備要能夠承受一定時間內(nèi)的短路電流。供電設(shè)備的熱穩(wěn)定是指電氣設(shè)備的載流導(dǎo)體

25、通過最大電流時，其發(fā)熱溫度扔不超過允許短時發(fā)熱溫度，即供電設(shè)備的動穩(wěn)定是指電氣設(shè)備通過最大短路沖擊電流，并承受相應(yīng)的電動力時，設(shè)備仍保持機械結(jié)構(gòu)完好能力，即3. 根據(jù)斷流能力的選擇供電設(shè)備熔斷器、斷路器等開關(guān)設(shè)備，承擔(dān)著通斷電路的任務(wù)。設(shè)備的開斷電流一般應(yīng)大于所處位置可能發(fā)生的最大短路電流，或斷流容量一般應(yīng)大于所處位置可能發(fā)生的最大三相短路容量，即或進行設(shè)備選擇時通常把額定參數(shù)與工作環(huán)境作為前期初選原則，而后將斷流能力與動熱穩(wěn)定性作為后續(xù)校驗原則。以下為設(shè)備初選及校驗項目： 表4-1 設(shè)備初選及校驗項目項目額定電壓kV額定電流A斷流能力kA或MVA短路電流校驗動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定斷路器熔斷器負荷開關(guān)

26、隔離開關(guān)限流電抗器電流互感器電壓互感器支柱絕緣子套管絕緣子母線電纜4.1.2 高壓設(shè)備的選擇為了充分提高高壓設(shè)備運行的可靠性，高壓電器應(yīng)根據(jù)其正常運行時的額定電壓及額定電流來進行初選，一些設(shè)備完成初選后還要驗證其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性條件，對于熔斷器和斷路器還要驗證其斷流容量。此外，還要考慮電氣設(shè)備的環(huán)境條件（如濕度、溫度、海拔、介質(zhì)狀態(tài)等）選用不同類型的高壓電器（如戶內(nèi)、戶外、熱帶型、加強絕緣型等）。對于有些電器的選用還要作更多的考慮（如斷路器、開關(guān)的操作頻度、互感器的負載和準確等級、熔斷器的上下級選擇性配合等）。變壓器高壓側(cè)的選擇標(biāo)準：1. 額定參數(shù)：額定電壓，即額定電流，即2. 穩(wěn)定條件：沖擊

27、電流：，即熱穩(wěn)定：，即3. 斷流能力：斷流容量，即根據(jù)以上標(biāo)準選擇如下高壓設(shè)備：高壓開關(guān)柜GG1A-10Q（F）、少油斷路器SN1010I/630、隔離開關(guān)GN8-10T/200、電流互感器LQJ-10-200/5A、電壓互感器JDZ-10Q、熔斷器RN1-104.1.3 低壓設(shè)備的選擇變壓器至母線間的選擇標(biāo)準：1. 額定參數(shù)：額定電壓，即額定電流，即2. 穩(wěn)定條件：沖擊電流，即熱穩(wěn)定，即3. 斷流能力：斷流容量，即根據(jù)以上標(biāo)準選擇如下低壓設(shè)備：斷路器DW15-2500、刀開關(guān)HD18-25004.1.4 配電屏至配電箱至樓棟單元設(shè)備的選擇：1#至7#配電屏的計算電流分別為770.2A、715

28、.2A、770.2A、770.2A、880.2A、770.2A、440.1A1#、2#、3#、5#、6#、8#配電箱的計算電流為385.1A；4#、11#配電箱的計算電流為330.1A；9#、10#、12#、13#配電箱的計算電流為440.1A樓棟各單元的計算電流為73.3A根據(jù)以上標(biāo)準選擇如下低壓設(shè)備：刀開關(guān)HD17-1000與HD17-630，斷路器DZX10-630與DZX10-1004.2 繼電保護4.2.1 繼電保護的任務(wù)及設(shè)置原則供電系統(tǒng)中繼電保護是系統(tǒng)安全運行的重要保證，是自動、迅速、準確切除故障的重要環(huán)節(jié)，也是變壓器二次回路的重要組成。1. 繼電保護的任務(wù)：1) 在系統(tǒng)發(fā)生故障

29、時，要準確、自動、迅速的切除系統(tǒng)中的故障元件，以確保其余部分的正常供電。2) 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，正確反映電氣設(shè)備的故障運行狀態(tài)，便于操作人員采取適當(dāng)措施，及時恢復(fù)電氣設(shè)備的正常運行。3) 與系統(tǒng)的故障部分電路自動重合閘或備用電源的自投入等自動裝置相配合，從而使供電系統(tǒng)擁有足夠的可靠性。2. 設(shè)置的基本原則如下：1) 選擇性：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護裝置動作，有選擇性的把系統(tǒng)中故障部分切斷，從而使其余正常部分繼續(xù)運行，最大限度的保障供電。2) 快速性：電力系統(tǒng)由于其實時性的特點，要求在系統(tǒng)發(fā)生故障時繼電保護裝置能夠盡快動作，用最短的時間完成故障部分的切斷。 3) 靈敏性：繼電保護裝置的靈敏

30、性決定了其在系統(tǒng)發(fā)生故障時是否做出動作，要根據(jù)具體情況來選擇最適合的靈敏度，以免做成誤動作或拒動作。 4) 可靠性：根據(jù)系統(tǒng)繼電保護的范圍和任務(wù)，當(dāng)保護裝置本應(yīng)動作卻未能動作時，稱為拒動作；當(dāng)電力系統(tǒng)的故障部分不在保護范圍內(nèi)或系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時，保護裝置本不該動作卻做出動作，稱為誤動作。保護裝置的誤動作與拒動作嚴重影響電力系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)不能安全、穩(wěn)定的運行。裝置的原理、接線方式等都直接影響了保護裝置的可靠性，因此須盡量選擇原理、接線方式簡單，可靠性高，運行經(jīng)驗豐富的設(shè)備進行保護。除了上述四項基本的原則外，在實際的選擇中還必需考慮其經(jīng)濟性，在能實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全運行的前提下，盡量選用投資

31、少、維護費用低的保護裝置。4.2.2 變壓器的繼電保護變壓器定時限過流保護是變壓器的基本保護方式之一，選用DL型電磁式電流繼電器，變壓器過電流保護的動作電流為， 為保護線系數(shù)，取值為1；為可靠系數(shù)，取值1.2；為繼電器的返回系數(shù)，取值0.85；為電流互感器的變流比。變壓器過流保護的動作時限按級差原則整定，該動作時限要比變壓器二次側(cè)出線過流保護的最大動作時限大一個級差，取值0.5秒。變壓器過流保護的靈敏性校驗按下式計算其中為變壓器二次側(cè)發(fā)生最小兩相短路的電流。零序電流速斷保護也是變壓器基本保護方式之一，速斷保護動作電流要不小于變壓器二次側(cè)母線最大三相短路的電流，即電流速斷保護靈敏性校驗要依據(jù)變壓

32、器一次側(cè)最小兩相短路電流進行校驗4.2.3 過電流保護及速斷保護的計算1. 過電流保護電流的整定動作電流選DL-11/10電流繼電器，動作電流整定為5A動作時間的整定過流保護的靈敏性校驗 滿足要求2. 速斷保護電路的整定選DL-11/100電流繼電器，動作電流整定為45A電流速斷保護的靈敏性校驗 滿足要求第5章 小區(qū)供電系統(tǒng)維護5.1 大氣過電壓1. 定義：指電氣線路或者電氣設(shè)備上出現(xiàn)并且超過正常電壓對絕緣有怒號影響的異常電壓2. 分類：1) 內(nèi)部過電壓：由于內(nèi)部過壓不會超過系統(tǒng)正常工作時相對于地（單相）額定電壓的三至四倍，所以我們可以說內(nèi)部過電壓對電氣設(shè)備的絕緣和電力系統(tǒng)的正常運行的危險不是

33、特別大。2) 外部過電壓：由于電力系統(tǒng)中的線路、設(shè)備等遭受雷電感應(yīng)或者來自于大氣的雷擊而導(dǎo)致的過壓。其中雷電過電壓對供電系統(tǒng)的威脅極大，有時候還會傷及人類，必須對此加以防護。雷電過電壓的形式：直接雷擊、間接雷擊、由于金屬管道或者架空線路遭受雷擊引起的過電壓波，沿金屬管道或者架空線路進入變配電所等建筑。這種形式叫做高電位侵入。根據(jù)我國的幾個大城市近幾年的詳細統(tǒng)計，供配電系統(tǒng)因高電位侵入造成的傷害損失事故，占總共雷電事故的50%70%，因此，我們對于高電位侵入的防護應(yīng)該特別的重視。住宅小區(qū)這種人員密集的場所，我們更應(yīng)該給予重視，必須施以防雷措施。5.2 防雷保護的設(shè)計5.2.1 變配電防雷一般情況

34、下，變配電所屋外防雷裝置，可選用避雷線或避雷針。避雷針可以單獨立桿，當(dāng)其受到雷擊時，避雷針及引下線處可能對附近建筑物等造成“反擊”，為了避免發(fā)生此類事故，要注意下述幾點：1. 要使被保護物與避雷針之間有足夠的距離，這個距離與建筑物的防雷等級有關(guān)，由于是針對變電所的防雷，距離取值為大于等于5米。2. 避雷針不能共用保護物自身的接地，應(yīng)另設(shè)獨立的接地裝置，兩者接地體之間也要有足夠的地中距離，距離取值為大于等于3米。3. 避雷針及其引下線選擇位置時要盡可能在遠離人員經(jīng)過的地方。一般與人行道及其他建筑物的出入口距離至少要大于3米，從而限制跨步電壓。4. 為防止雷電沖擊波沿高壓線路侵入配電所，對所內(nèi)的設(shè)

35、備造成危害，尤其是價格高但絕緣能力相對薄弱的電力變壓器，可以在變壓器進線處每根母線處裝設(shè)FS型閥型避雷器，且與變壓器的距離通常小于5米。避雷器的接地可以同變壓器外殼導(dǎo)電部分及低壓側(cè)接地中性點連接起來一同接地，如下圖所示：圖8-1 變電所防雷與接地5.2.2 建筑物防雷（防直擊雷）1. 本建筑利用建筑物金屬構(gòu)件作防雷裝置，屋面用10鍍鋅圓鋼沿女兒墻頂通圈明敷避雷帶，支架間距為1米，并暗敷避雷網(wǎng)，網(wǎng)格不大于20m20m或24m16m。2. 利用建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)兩根12鋼筋通長彼此焊接作引下線，共20處，在建筑物的四周均勻?qū)ΨQ的布置，間距小于18米，并利用混凝土基礎(chǔ)鋼筋作自然接地體。5.3 接地保護的設(shè)

36、計5.3.1 接地保護的方法1. 保護接地：保護接地是指將電氣裝置正常情況下不帶電的金屬部分與接地裝置連接起來，以防止該部分在故障情況下突然帶電而造成對人體的傷害。2. 保護接零：保護接零是指電氣設(shè)備正常情況下不帶電的金屬部分用金屬導(dǎo)體與系統(tǒng)中的零線連接起來，當(dāng)設(shè)備絕緣損壞碰殼時，就形成單相金屬性短路，短路電流流經(jīng)相線零線回路，而不經(jīng)過電源中性點接地裝置，從而產(chǎn)生足夠大的短路電流，使過流保護裝置迅速動作，切斷漏電設(shè)備的電源，以保障人身安全3. 工作接地：工作接地就是將變壓器的中性點接地。其主要作用是系統(tǒng)電位的穩(wěn)定性，即減輕低壓系統(tǒng)由于一相接地，高低壓短接等原因所產(chǎn)生過電壓的危險性，并能防止絕緣

37、擊穿。5.3.2 變電所接地保護的設(shè)計對于同一系統(tǒng)中電壓及用途不相同的電氣設(shè)備，接地體可以只設(shè)置一個，其電阻阻值須滿足最小值的規(guī)定。如果接地裝置受到條件限制而不能做時，可以考慮選用絕緣臺來進行電力設(shè)備的維護和操作。對于外殼導(dǎo)電的電力設(shè)備，一般還要進行接零保護，通常裝設(shè)在靠近其電源的位置。1. 單根垂直管形或棒形接地體的接地電阻2. 多根垂直管形接地體并聯(lián)的接地電阻的實際總接地電阻為式中，為多根接地體并聯(lián)時的利用系數(shù)，可利用管間距離a與管長l之比及管子數(shù)n去查。由于該表所列未計及管子之間連接扁鋼的屏蔽作用，所以實際的略高于表中的數(shù)據(jù)，由此計算所得的也略微偏高，這樣便能更好的滿足接地要求。5.3.

38、3 建筑物接地保護的設(shè)計本建筑采用三相五線制接零接線保護系統(tǒng)(TN-S)，如5-1所示用混凝土基礎(chǔ)鋼筋作自然接地體。防雷接地、電氣設(shè)備安全接地以及其它需要接地的設(shè)備，弱電設(shè)備采用共用接地，共用接地體的接地電阻應(yīng)小于1。這樣既保證了人身和設(shè)備的安全，也減少了由不合理接地引起的干擾。為了保證人身設(shè)備的用電安全，設(shè)計要求建筑物內(nèi)作總等電位聯(lián)結(jié)，在地下室配電室安裝一總等電位聯(lián)結(jié)端子箱，把總水管、空調(diào)立管等所有進出建筑物的金屬體及建筑物的金屬構(gòu)件等與電位聯(lián)結(jié)端子箱連通。為了保證建筑物美觀，所有防雷裝置除避雷帶外均采用暗敷。圖5-1 三相五線制接零接線保護系統(tǒng)圖5.4 功率因數(shù)補償5.3.4 功率因數(shù)的改

39、善1. 提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)。1) 正確選擇與合理的使用電動機，使其經(jīng)常在滿載或接近滿載的情況下運行2) 合理的調(diào)節(jié)負荷，避免變壓器空載及輕載運行。3) 盡量選用鼠籠型電動機，因為它比繞線型電動機的功率因數(shù)高。2. 采用人工補償?shù)姆椒ㄊ箍偣β室驍?shù)得以提高。3. 采用同步電動機補償。4. 采用并聯(lián)電容補償。5.3.5 無功功率補償功率因數(shù)低是無功功率大的表現(xiàn)，無功功率大會使變配電的容量增加；使供配電系統(tǒng)的損耗增加；使電壓損失增加；使發(fā)電機的效率降低。這就需要進行無功補償。一般采用并聯(lián)電容器的方法來進行無功補償。設(shè)在補償有功計算功率為P，無功計算功率為Q。由于補償后的有功計算功率不變，因此功率因數(shù)得到了提高，總的視在功率得到顯著降低，即：式