某學(xué)校供配電設(shè)計(jì)

1、摘 要本次設(shè)計(jì)題目為某中學(xué)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)通過(guò)降壓變壓器與10kv公共電源干線相連，然后向?qū)W校供給電能。該校對(duì)供電可靠性要求也較高。因此，必須采用可靠性較高的接線形式。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：負(fù)荷計(jì)算、短路電流計(jì)算、電氣主接線的設(shè)計(jì)、電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)（包括主變壓器的選擇、斷路器及隔離開(kāi)關(guān)的選擇與校驗(yàn)、導(dǎo)體的選擇與校驗(yàn)、電流互感器的選擇與校驗(yàn)、電壓互感器的選擇和避雷器的選擇等）和變配電所的布置與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其中，主接線代表了變配電所主體結(jié)構(gòu)，它對(duì)各種電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系，并將長(zhǎng)期影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。

2、在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，本人參閱了大量的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、變配電所設(shè)計(jì)、建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范等相關(guān)的規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè)，最后對(duì)該校供配電系統(tǒng)進(jìn)行了初步設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)為畢業(yè)設(shè)計(jì)，其目的是通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際，鍛煉獨(dú)立分析和解決電氣設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力，為未來(lái)的工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：變壓器 電氣主接線 電氣設(shè)備 繼電保護(hù) 目 錄摘 要I目 錄i第1章 緒論31.1 供配電設(shè)計(jì)的意義和要求31.2 供配電設(shè)計(jì)必須遵循的一般原則31.3 設(shè)計(jì)步驟4第2章系統(tǒng)計(jì)算負(fù)荷及無(wú)功功率補(bǔ)償52.1 負(fù)荷計(jì)算62.1.1 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的6計(jì)負(fù)荷的確定62.1.3 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷的公式62.1.

3、4 負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果72.2無(wú)功功率補(bǔ)償及其計(jì)算92.2.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?2.2.2 無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置92.2.3 并聯(lián)電容器的選擇計(jì)算方法102.2.4 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算10第3章變配電所位置和主變壓器及主接線方案的選擇113.1 變配電所位置的選擇12變配電所位置選擇的一般原則123.2 負(fù)荷中心的確定123.3 變電所主變壓器的選擇133.3.1 變電所主變壓器選型的原則133.3.2 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇133.3.3 變電所主變壓器容量的選擇133.3.4 變配電所主接線方案的擬定14第4章 短路電流計(jì)算174.1 短路電流的計(jì)算過(guò)程與結(jié)果17第5章 變配電所防雷保護(hù)和

4、接地裝置的設(shè)計(jì)205.1 變配電所的防雷保護(hù)205.1.1 直擊雷保護(hù)205.1.2 雷電侵入波的保護(hù)205.2 變配電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)215.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)215.2.2 設(shè)計(jì)過(guò)程與結(jié)果22總 結(jié)24參考文獻(xiàn)24第1章 緒論1.1 供配電設(shè)計(jì)的意義和要求在日常生活、工廠中，電能雖然是生產(chǎn)生活的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。但是如果工廠

5、的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。從另一方面來(lái)說(shuō)，電能不光給我們的日常生活帶來(lái)許多便利，更重要的是它已經(jīng)成為我們賴(lài)以生存的必需品。因此，做好供配電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，促進(jìn)人類(lèi)文明具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是供配電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好供配電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。供配電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和日常生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求：1、安全 在電能的供應(yīng)、傳輸、分配和使用中，應(yīng)確保不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2、可靠 在電力系

6、統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)避免發(fā)生供電中斷，滿(mǎn)足電能用戶(hù)對(duì)供電可靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì) 就是要滿(mǎn)足電能用戶(hù)對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4、經(jīng)濟(jì) 降低電力系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用，并盡可能地節(jié)約有色金屬的消耗量，通過(guò)合理規(guī)劃和調(diào)度，減少電能損耗，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。此外，在供配電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。1.2 供配電設(shè)計(jì)必須遵循的一般原則1）必須遵循國(guó)家的有關(guān)法令、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針、政策。包括節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。2）應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，

7、設(shè)計(jì)中應(yīng)采用符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率高、耗能低、性能先進(jìn)的電氣。3）必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計(jì)方案。4）應(yīng)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)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。關(guān)于負(fù)荷性質(zhì)，按GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，根據(jù)電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響程度，電力負(fù)荷分為以下三級(jí)：1、一級(jí)負(fù)荷 中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者。2、二級(jí)負(fù)荷 中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，例如：主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)

8、品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程被打亂需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電將影響重要用電單位的正常工作者。3、三級(jí)負(fù)荷 不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷電力負(fù)荷 。對(duì)一級(jí)負(fù)荷，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)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除應(yīng)由兩個(gè)電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其它負(fù)荷接應(yīng)急供電系統(tǒng)。對(duì)二級(jí)負(fù)荷，宜由兩回線路供電。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時(shí)，二級(jí)負(fù)荷可由一回6kV及以上專(zhuān)用的架空線路或電纜供電。當(dāng)采用架空線時(shí)，可為一回架空線供電。當(dāng)采用電纜線路時(shí)，應(yīng)采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應(yīng)能承受100%的二級(jí)負(fù)荷。1.3 設(shè)

9、計(jì)步驟供配電設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括變配電設(shè)計(jì)、高壓配電線路設(shè)計(jì)、低壓配電線路設(shè)計(jì)和電氣照明設(shè)計(jì)等。其設(shè)計(jì)步驟一般如下：1收集原始資料在動(dòng)手設(shè)計(jì)之前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，收集用電設(shè)備的性質(zhì)、特征、功率、布局、環(huán)境及氣象條件；各用電單位的平面圖及斷面圖；用電設(shè)備平面布置圖；電源的電壓、容量及可能提供的供電方式。2電力負(fù)荷的分析計(jì)算根據(jù)提供的各用電單位的電力負(fù)荷清單，分析那些電力設(shè)備屬一級(jí)負(fù)荷，那些屬二級(jí)負(fù)荷，那些屬三級(jí)負(fù)荷，然后按需要系數(shù)法分別計(jì)算出各用電單位及全部的計(jì)算負(fù)荷，在中學(xué)平面圖上畫(huà)出各用電單位的負(fù)荷圖。根據(jù)各用電單位的負(fù)荷性質(zhì)及平面布局，確定在那些地方設(shè)變電所及各變電所中的變壓器臺(tái)數(shù)。然

10、后根據(jù)確定的變電所布局，擬出各用電單位變電所供電范圍，并計(jì)算各變電所的計(jì)算負(fù)荷。3中學(xué)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中學(xué)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)所提供的設(shè)備平面布置圖、擬出兩種可行的中學(xué)配電系統(tǒng)方案進(jìn)行比較后，確定一種方案。4低壓配電屏的選擇5選擇高壓電器6變配電所平面布置設(shè)計(jì)：根據(jù)變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心及進(jìn)出線方便的原則，確定變電所的位置，然后根據(jù)環(huán)境條件確定變壓器是放在戶(hù)外還是室內(nèi)。7防雷凡是與架空線路相連的進(jìn)出線，在入戶(hù)處、變電所母線上都要裝一組YW 型避雷器。8繪變電所系統(tǒng)圖。第2章系統(tǒng)計(jì)算負(fù)荷及無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算負(fù)荷是確定供配電系統(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

11、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。采用無(wú)功補(bǔ)償，提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，不僅可以節(jié)能，減少線路壓降，提高供電質(zhì)量，還可以提高系統(tǒng)供電的裕量。本章采用需要系數(shù)法對(duì)學(xué)校的各類(lèi)用電負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，并采用并聯(lián)電容器方法對(duì)低壓進(jìn)行集中補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)。2.1 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的（1）負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容包括設(shè)備功率計(jì)算，計(jì)算負(fù)荷，尖峰電流，一、二級(jí)負(fù)荷和平均負(fù)荷等內(nèi)容。計(jì)算負(fù)荷又稱(chēng)需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(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)熱條件選擇電器

12、或?qū)w的依據(jù)。 （2）負(fù)荷計(jì)算的目的是為了合理的選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)電器、變壓器等元件、整定繼電保護(hù)，使電氣設(shè)備和材料得以充分利用和安全運(yùn)行。2.1.2計(jì)負(fù)荷的確定計(jì)算負(fù)荷的方法主要有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。前一種方法比較簡(jiǎn)便，在設(shè)計(jì)單位的使用最為普遍。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不甚懸殊時(shí)，通常都采用需要系數(shù)法計(jì)算。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量又相差懸殊時(shí)，則宜采用二項(xiàng)式法計(jì)算，凡是民用建筑中的負(fù)荷，一般都是用需要系數(shù)Kd進(jìn)行計(jì)算的。它既簡(jiǎn)便又實(shí)用，因?yàn)槊裼媒ㄖ袉螜C(jī)負(fù)荷較大的各類(lèi)設(shè)備都是采用單機(jī)組或同類(lèi)機(jī)群放射式供電，在計(jì)及供電線路、開(kāi)關(guān)時(shí)，都是用單機(jī)的額定電流或起動(dòng)電流進(jìn)行選型或

13、校驗(yàn)的，所以普遍采用需要系數(shù)法。本設(shè)計(jì)則采用需要系數(shù)法來(lái)確定計(jì)算負(fù)荷。 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷的公式（1） 有功計(jì)算負(fù)荷（單位為kw）式中 Pe用電設(shè)備組總的設(shè)備容量（不含備用設(shè)備容量，單位為kw）。Kd用電設(shè)備組的需要系數(shù)。（2） 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）（3） 視在計(jì)算負(fù)荷（單位為KVA）（4） 計(jì)算電流（單位為A）（5） 多組用電設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷基本公式：同時(shí)系數(shù): 本次設(shè)計(jì)取 負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果根據(jù)實(shí)驗(yàn)中學(xué)計(jì)資料，按照需要系數(shù)法，負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如表2-1所示。表2-1 負(fù)荷計(jì)算表建筑名稱(chēng)負(fù)荷性質(zhì)數(shù)量總?cè)萘啃枰禂?shù)costg計(jì)  算  負(fù)  荷教學(xué)樓熒光燈

14、288211.5220.80.551.5218.43227.64833.513白熾燈4421.7620.951.003.34403.344投影機(jī)2424.820.60.80.755.764.327.2空調(diào)2424820.70.80.7567.250.484消防電3640.720.50.80.7520.3615.2725.45合 計(jì)172.88115.09697.638150.93229.3實(shí)驗(yàn)樓熒光燈1947.760.80.551.526.2089.43611.287白熾燈441.760.951.001.67201.672空調(diào)30600.70.80.754233.652.5電腦320960.3

15、0.80.7528.821.636實(shí)驗(yàn)器材200.81.0016016消防電1620.300.50.80.7510.167.6212.7合 計(jì)205.84104.8472.256127.33193.46 宿舍樓熒光燈1004440.60.551.529.614.59217.45白熾燈9841.4740.951.005.58605.586電風(fēng)扇10041040.50.750.882017.626.67消防電18420.3640.50.80.7540.7230.5450.9合 計(jì)143.3275.90662.73298.47149.6住宅小區(qū)熒光燈401.60.60.551.520.961.459

16、21.745電視81.60.50.750.880.80.7041.067電風(fēng)扇2020.50.750.8810.881.173電磁爐40800.851.0068068電冰箱40160.60.71.029.69.79213.714消防栓1020.20.50.80.7510.17.57512.625合 計(jì)121.490.4620.410292.734140.9總合計(jì)995.26596.14413.0509725.254乘以Kp=0.9， Kq=0.950.81536.526392.298664.6491009.82.2無(wú)功功率補(bǔ)償及其計(jì)算 無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?按供電局的規(guī)定，低壓功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95

17、，高壓功率因數(shù)要求0.9。采用無(wú)功補(bǔ)償，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，既可以節(jié)能、減少線路壓降，又能提高供電質(zhì)量，還可以提高系統(tǒng)供電的裕量。因此，供配電系統(tǒng)中的無(wú)功功率補(bǔ)償是必不可少的。 無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置工程中普遍采用并聯(lián)電容器來(lái)補(bǔ)償供電系統(tǒng)的無(wú)功功率。并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式，有以下三種：（1） 高壓集中補(bǔ)償 電容器裝設(shè)在變配電所的高壓電容器室內(nèi)，與高壓母線相聯(lián)（如圖2-1）。（2） 低壓集中補(bǔ)償 電容器裝設(shè)在變配電所的低壓配電室或單獨(dú)的低壓電容器室內(nèi)，與低壓母線相聯(lián)。它利用指示燈或放電電阻放電。按GB5022795規(guī)定：低壓電容器組可采用三角形結(jié)線或中性點(diǎn)不接地的星形結(jié)線方式（如圖2-2）。（3）

18、 低壓分散補(bǔ)償 電容器裝設(shè)在低壓配電箱旁或與用電設(shè)備并聯(lián)。它就利用用電設(shè)備本身的繞組放電。電容器組多采用三角形結(jié)線（如圖2-3）。 民用建筑供電有它的特殊性：一是照明負(fù)荷占的比重比較大，屬于分散負(fù)荷；二是電機(jī)大部分是空調(diào)風(fēng)機(jī)、防排煙風(fēng)機(jī)，其容量也是小而分散。由于上訴原因，在民用建筑的供電系統(tǒng)中，一般都是采用低壓配電裝置處集中補(bǔ)償。而且，采用低壓集中補(bǔ)償不需要從電力系統(tǒng)中獲取無(wú)功，可以減少電力系統(tǒng)的無(wú)功功率發(fā)生裝置，也減少了電力系統(tǒng)到用戶(hù)的線路上的無(wú)功傳輸，從而減少了這部分線路的電壓損失及電能損耗。因此，本設(shè)計(jì)采用低壓集中補(bǔ)償。 并聯(lián)電容器的選擇計(jì)算方法（1） 無(wú)功功率補(bǔ)償容量（單位為kvar）

19、的計(jì)算（2）并聯(lián)電容器個(gè)數(shù)式中 qc單個(gè)電容器的容量（單位為kvar） 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算由負(fù)荷計(jì)算表知，該學(xué)380側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)為0.81。而民用建筑各地供電局規(guī)定低壓功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95,高壓功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9以上。（1） 低壓電容器柜（屏）的選擇方法PGJ1型低壓無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏有1、2、3、4等4種方案。其中1、2屏為主屏，3、4屏為輔屏。1、3屏各有六條支路，電容器為BW0.4-14-3型，每屏共84kvar，采用六步控制，每步投入14kvar。2、4屏各有八條支路，電容器亦為BW0.4-14-3型，每屏共112kvar，采用8步控制，每步投入14kvar。選擇步驟：

20、根據(jù)控制步數(shù)要求，選擇一臺(tái)1號(hào)或2號(hào)主屏。 根據(jù)所需無(wú)功補(bǔ)償容量再補(bǔ)充一臺(tái)或數(shù)臺(tái)3號(hào)或4號(hào)輔屏（2） 低壓電容器柜（屏）的選擇選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏,并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型.其方案1(主屏)1臺(tái)與方案3(輔屏)1臺(tái)相結(jié)合,總共容量84kvar×2=168kvar。無(wú)功補(bǔ)償后，380v側(cè)和10kv側(cè)負(fù)荷計(jì)算如表2-2表2-2 無(wú)功補(bǔ)償后賓館的計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目Cos計(jì)算負(fù)荷380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.81536.526392.298664.6491009.8380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量168380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.923536.526224.298581.5883.5主變壓器功率損耗0

21、.015=8.720.06=34.8910KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.903545.246259.188603.734.85經(jīng)過(guò)低壓集中補(bǔ)償后，不但提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，使高壓側(cè)的功率因數(shù)達(dá)到了0.903達(dá)到了供電局的要求，而且減少了線路壓降，提高了供電質(zhì)量，還提高了系統(tǒng)供電的裕量。第3章 變配電所位置和主變壓器及主接線方案的選擇變配電所是電力網(wǎng)的重要組成部分，承擔(dān)著電網(wǎng)電壓的變換和電能傳輸任務(wù)。他的設(shè)計(jì)（變電所位置的確定和主變壓器及主接線方案的選擇）至關(guān)重要，其中主接線代表了變配電所主體結(jié)構(gòu)，它對(duì)各種電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系，并將長(zhǎng)期影響電力系

22、統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。本設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循變電所各個(gè)部分設(shè)計(jì)的原則，選擇出適合本實(shí)驗(yàn)中學(xué)供配電方式的方案。3.1 變配電所位置的選擇3.1.1變配電所位置選擇的一般原則（1）盡量靠近負(fù)荷中心，以減少配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗及有色金屬消耗量。（2）進(jìn)出線方便，特別是采用架空線進(jìn)出時(shí)應(yīng)考慮這一點(diǎn)。（3）接近電源側(cè)，對(duì)總變、配電所特別要考慮這一點(diǎn)。（4）設(shè)備運(yùn)輸方便。（5）盡量避開(kāi)劇烈震動(dòng)和高溫場(chǎng)所。（6）不宜設(shè)在有多塵和有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)。則應(yīng)設(shè)在污源的上風(fēng)側(cè)。（7）不宜設(shè)在廁所、浴池或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰。（8）不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正

23、上方或正下方。且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。（9）高壓配電所應(yīng)盡量與車(chē)間變電所或有大量高壓用電設(shè)備建筑物合建。（10）不應(yīng)妨礙其他建筑物的發(fā)展，并適當(dāng)考慮今后的擴(kuò)建。3.2 負(fù)荷中心的確定變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心。負(fù)荷中心的確定一般采取負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心。在學(xué)校平面圖的左下側(cè)作一個(gè)直角坐標(biāo)，測(cè)出學(xué)校各用電負(fù)荷到負(fù)荷中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置，例如教學(xué)樓為、宿舍樓為等，如圖3-1所示： , 同理可得得中學(xué)的負(fù)荷中心的坐標(biāo)為（5.1，3.1）。即在1#教學(xué)樓東北角，其平面圖見(jiàn)（附錄二）。3.3 變電所主變壓器的選擇主變壓器的選擇包括主變臺(tái)數(shù)和容量的選擇，它的確定應(yīng)結(jié)合變電所主接

24、線方案的選擇，下面將做詳細(xì)介紹。3.3.1 變電所主變壓器選型的原則為了調(diào)壓和降低電能損耗，變壓器選擇應(yīng)考慮以下原則：（1） 變壓器應(yīng)盡量選節(jié)能型的油浸或干式變壓器；（2） 獨(dú)立的變配電所，可選節(jié)能型干式變壓器；（3） 非一類(lèi)建筑物，當(dāng)變壓器附設(shè)在首層靠外墻時(shí)，可安裝油浸變壓器，但容量不得超過(guò)400KVA。3.3.2 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜采用兩臺(tái)及以上變壓器：（1） 有大量一級(jí)負(fù)荷或者雖為二級(jí)負(fù)荷，但有一定數(shù)量的消防設(shè)備、保安設(shè)備等用電；（2） 集中負(fù)荷較大，所需變壓器容量超過(guò)500kVA時(shí)，可選用兩臺(tái)小容量變壓器，以

25、確保供電安全；（3） 季節(jié)性負(fù)荷變化較大時(shí)，可設(shè)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變壓器，以便在淡季時(shí)可切除整臺(tái)變壓器。其它情況下宜裝設(shè)一臺(tái)變壓器。3.3.3 變電所主變壓器容量的選擇根據(jù)中學(xué)的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，中學(xué)變電所的主變壓器可由下列兩種方案：（1）裝有一臺(tái)主變壓器的變電所 主變壓器容量不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷，即若裝設(shè)一臺(tái)主變壓器 型式采用SG10，而容量根據(jù)上式，選=630 KVA=603.7KVA,即選一臺(tái)SG10-630/10型空氣自冷干式變壓器。（2）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所 每臺(tái)主變壓器容量不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷的60%，最好為總的計(jì)算負(fù)荷的70%左右，即（0.60.7）同時(shí)每臺(tái)主變壓器容量不應(yīng)小于

26、全部一二級(jí)負(fù)荷之和（+），即（+）若裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器 型號(hào)亦采用SG10，而每臺(tái)容量按以上兩式選擇，因此選擇兩臺(tái)SG10-400/10型空氣自冷干式變壓器。其聯(lián)結(jié)組別采用Yyn0。 3.3.4 變配電所主接線方案的擬定按上面考慮的兩種主變壓器的方案可設(shè)計(jì)下列按兩種主接線方案：（1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案 如圖（3-1）所示（2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案 如圖（3-2）所示圖3-1 裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案（附高壓柜列圖） 圖3-2 裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案（附高壓列柜圖）兩種主接線方案通過(guò)技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)方面的比較，比較結(jié)果見(jiàn)表3-1表3-1 兩種主結(jié)線方案的比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一

27、臺(tái)主變的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿(mǎn)足要求滿(mǎn)足要求供電可靠性基本滿(mǎn)足要求滿(mǎn)足要求供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變，電壓損耗略大由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只一臺(tái)主變，靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變，靈活性好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額由網(wǎng)上查得SG10-630單價(jià)為20.2萬(wàn)元，查表得其綜合投資約為其單價(jià)的2倍，因此其綜合投資為220.2萬(wàn)元=40.4萬(wàn)元由網(wǎng)上查得SG10-400單價(jià)為12.3萬(wàn)元，變壓器的綜合投資額約為單價(jià)的四倍，因此兩臺(tái)綜合投資為412.3=49.2萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多投資8.8萬(wàn)元高壓開(kāi)關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額查表得GG-1A（F

28、）型柜按每臺(tái)4萬(wàn)元計(jì)，查表得其綜合投資可按設(shè)備價(jià)的1.5倍計(jì)，因此高壓開(kāi)關(guān)柜的綜合投資約為41.54萬(wàn)元=24萬(wàn)元本方案采用7臺(tái)GG-1A（F）柜，其綜合投資額約為71.54.5=47.25萬(wàn)元，比一臺(tái)主變的方案多投資20.25萬(wàn)元電力變壓器和高壓開(kāi)關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)按表4-2規(guī)定計(jì)算，主變的折舊費(fèi)=40.4萬(wàn)元×0.05=20.2萬(wàn)元；高壓開(kāi)關(guān)柜的折舊費(fèi)=24萬(wàn)元×0.06=1.44萬(wàn)元；變配電設(shè)備的維修管理費(fèi)=（40.4+24）萬(wàn)元×0.06=3.864。因此主變和高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備的折舊和維修管理費(fèi)=（2.02+1.44+3.864）萬(wàn)元=7.324萬(wàn)元（其余項(xiàng)目從

29、略）。主變的折舊費(fèi)=49.2萬(wàn)元×0.05=2.46萬(wàn)元；高壓開(kāi)關(guān)柜的折舊費(fèi)=47.25×0.06=2.835萬(wàn)元；變配電設(shè)備的維修管理費(fèi)=（40.4+47.25）萬(wàn)元×0.06=5.235萬(wàn)元。因此主變和高壓開(kāi)關(guān)柜設(shè)備的折舊和維修管理費(fèi)=（2.46+2.835+5.235）萬(wàn)元=10.53萬(wàn)元。比一臺(tái)主變方案多耗資3.206萬(wàn)元。交供電部門(mén)的一次性供電貼費(fèi)按900元/KVA計(jì)，貼費(fèi)為6300.09元=56.7貼費(fèi)為24000.09=72，比一臺(tái)主變的方案的貼費(fèi)多15.3 從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線（圖3-2）略?xún)?yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案（

30、圖3-1），但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案（圖3-1）遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案（圖3-2），因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案（圖3-1）。第4章 短路電流計(jì)算“短路”是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的一種故障。所謂短路是電網(wǎng)中某一相導(dǎo)體未通過(guò)任何負(fù)荷而直接與另一相導(dǎo)體或“地”相碰觸。電網(wǎng)正常運(yùn)行的破壞大多數(shù)是由短路故障引起的。因此，正確計(jì)算短路電流尤為重要。4.1 短路電流的計(jì)算過(guò)程與結(jié)果（1） 繪制計(jì)算電路圖如圖4-1系統(tǒng)500MVA(1) (2) LGJ185，8km10.5kVk-1SG10-630（3）0.4kVk-2圖4-1 短路計(jì)算電路（2） 確定基準(zhǔn)值 設(shè)=100MVA，=10.5KV，高壓

31、側(cè)，低壓側(cè)=0.4KV，則（3） 計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng) 架空線路 查表8-37，得LGJ-185的=0.35km，而線長(zhǎng)8km。故 電力變壓器 =4，故因此繪制等效電路，如圖所示（4） 計(jì)算k-1點(diǎn)（10.5KV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值 三相短路電流周期分量有效值 其它短路電流 三相短路容量（5） 計(jì)算k-2點(diǎn)（0.4KV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值 三相短路電流周期分量有效值 其它短路電流 三相短路容量以上計(jì)算結(jié)果綜合如表4-1所示：表4-1 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVAk-

32、12.012.012.015.133.0436.5k-215.815.815.829.0717.211第5章 變配電所防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì) 電力系統(tǒng)中，雷擊是主要的自然災(zāi)害。雷電可能損壞設(shè)備或設(shè)施，造成大規(guī)模停電，也可能引起火災(zāi)或爆炸事故，危及人身安全，因此必須對(duì)電力設(shè)備建筑物等采取一定的防雷措施。5.1 變配電所的防雷保護(hù)5.1.1 直擊雷保護(hù)在變配電所屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶，并引出兩根接地線與變配電所公共接地裝置相連。如變配電所的主變壓器裝在室外或有露天配電裝置時(shí)，則應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包括整個(gè)變配電所。如果變配電所處在其他建筑物的直擊雷

33、防護(hù)范圍以?xún)?nèi)時(shí)，則可不另設(shè)獨(dú)立避雷針。按規(guī)定，獨(dú)立避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用36根長(zhǎng)2.5m，50mm的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近作一排或多邊形排列，管間距離5m。打入地下，管頂距地面0.6m。接地管間用40mm×4mm鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用25mm×4mm的鍍鋅扁鋼，下與接地他焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用20mm的鍍鋅圓鋼，長(zhǎng)11.5m。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變配電所公共接地裝置應(yīng)有3m以上距離。5.1.2 雷電侵入波的保護(hù)1在10kV電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)FS4-10型閥式避雷器。引下線采用的25mm4m

34、m鍍鋅扁鋼，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端螺栓連接。2在10kV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有GG-1A（F）-54型開(kāi)關(guān)柜，其中配有FS4-10型閥式避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來(lái)保護(hù)，防護(hù)雷電侵入波的危害。3在380V低壓側(cè)架空出線桿上，裝設(shè)保護(hù)間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護(hù)沿低壓架空線侵入的雷電波。5.2 變配電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)5.2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）電力裝置和建筑物要求的接地電阻最大值（見(jiàn)表8-1）表8-1 電力裝置和建筑物要求的接地電阻最大值序號(hào)裝置名稱(chēng)裝置特點(diǎn)接地電阻/11kv以上小接地電流系統(tǒng)僅用于該系統(tǒng)的接地裝置2與1kv以下系統(tǒng)共用的接地裝置31kv以下系統(tǒng)與總?cè)萘?00KVA以上的發(fā)電機(jī)或變壓器相連的接地裝置4上述（序號(hào)3）裝置的重復(fù)接地5與總?cè)萘?00KVA及以下的發(fā)電機(jī)或變壓器相連的接地裝置6上述（序號(hào)5）裝置的重復(fù)接地7變配電所和線路的防雷裝置獨(dú)立避雷針和避雷線8變配電所裝設(shè)的避雷器與序號(hào)3裝置共用9與序號(hào)5裝置共用10線路上裝設(shè)的避雷器或保護(hù)間隙與電機(jī)無(wú)電氣聯(lián)系11與電機(jī)有電氣聯(lián)系12建筑物的