高層住宅供配電系統(tǒng)設(shè)計

1、工廠供電課程設(shè)計課題：高層住宅供配電系統(tǒng)設(shè)計系 別： 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2009年2月成績評定·一、指導(dǎo)教師評語。二、評分（按下表要求評定）評分項目設(shè)計報告評分答辯評分平時表現(xiàn)評分合 計 （100分）任務(wù)完成情 況（20分）課程設(shè)計報告質(zhì)量（40分）表達(dá)情況（10分）回答問題情 況（10分）工作態(tài)度與紀(jì)律（10分）獨立工作能力（10分）得分課程設(shè)計成績評定班級 姓名 學(xué)號成績： 分（折合等級 ）指導(dǎo)教師簽字 年 月 日目錄一、負(fù)荷計算和無功功率計算44 43、無功功率補償44、年耗電量的估算5二、變電所位置和形式的選擇 5三、變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇4

2、1、變電所主變壓器臺數(shù)的選擇 2、變電所主變壓器容量選擇四、變電所主接線方案的選擇 五、短路電流的計算 1、設(shè)計的總體原理框圖 42、工作原理 53、總電路圖 5四、各部分電路設(shè)計 51、2、 3、報警電路 7五、軟件設(shè)計 81、主程序流程圖 六、設(shè)計總結(jié) 131、設(shè)計過程中遇到的問題及解決方法132、設(shè)計體會 14七、參考文獻(xiàn) 14一、 負(fù)荷計算和無功功率計算高層各樓層負(fù)荷統(tǒng)計資料在負(fù)荷計算時，采用需要系數(shù)法對各個樓層進(jìn)行計算。1、16F P(30)=168 * 0.8=134.4 kw; Q(30)=134.4*0.48=64.5 kvar; S(30)= 134.4 +64.5 =149

3、.1 kv.A I(30)=149.1kva/1.732/0.38kv=226.5A2、7-12F住宅 P(30)=168 * 0.8=134.4 kw; Q(30)=134.4*0.48=64.5 kvar; S(30)= 134.4 +64.5 =149.1 kv.A I(30)=149.1kva/1.732/0.38kv=226.5A3、13-18F住宅 P(30)=168 * 0.8=134.4 kw; Q(30)=134.4*0.48=64.5 kvar; S(30)= 134.4 +64.5 =149.1 kv.A I(30)=149.1kva/1.732/0.38kv=226.5

4、A4、消防電梯及輔助設(shè)備： P(30)=14 kw *1=14 kw Q(30)=14 * 0.75=10.5 kvar S(30)= 14 +10.5 =17.5 kv.A I(30)=17.5 kv.A /1.732 /0.38 kv=26.6A5、普通電梯及輔助設(shè)備： P(30)=14 kw *1=14 kw Q(30)=14 * 0.75=10.5 kvar S(30)= 14 +10.5 =17.5 kv.A I(30)=17.5 kv.A /1.732 /0.38 kv=26.6A6、消防泵 P(30)=22 *1=22 kw Q(30)=22 *0.75=16.5kvar S(3

5、0)= I(30)=27.5 /1.732 /0.38 kv=41.8 A7、生活泵 P(30)=5.5 * 1=22 kw Q(30)=5.5 *0.75 =4.1kvar S(30)= 5.5 + 4.1 = 6.9 kv.A10.5A8、公用照明常用電源： P(30)=7kw *1 =7kw ; Q(30)=7 * 0.75 =5.25 kvar S(30)= 7 + 5.25 = 8.75 kv.A I(30)=8.75 kv.A/1.732 /0.38 =13.2A9、人防照明： P(30)=5kw *1 =5 kw ; Q(30)=5* 0.75 =3.75 kvar S(30)=

6、 5 + 3.75 =6.25 kv.A I(30)=9.5 A10、人防動力 P(30)=7kw *1 =7kw ; Q(30)=7 * 0.75 =5.25 kvar S(30)= 7 + 5.25 = 8.75 kv.A I(30)=8.75 kv.A/1.732 /0.38 =13.2A取本住宅同時系數(shù)：K p=0.95, K q=0.97,則全樓計算負(fù)荷為： P(30)=0.95 * P (30)=0.95 *477.7 =453.8 kw Q(30)=0.97 * 249.4 =241.9kvar S(30)= P(30) + Q(30) = 453.8 +241.9 I(30)=

7、514.2 kv.A/1.732 /0.38 =781.3 A 3、無功功率補償由以上計算可得變壓器低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷為： 這時低壓側(cè)的功率因數(shù)為： 為使高壓側(cè)的功率因數(shù)0.90，則低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應(yīng)高于0.90，?。?。要使低壓側(cè)的功率因數(shù)由0.88提高到0.95，則低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為：取:=96則補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷為：計算電流變壓器的功率損耗為： 變電所高壓側(cè)的計算負(fù)荷為：補償后的功率因數(shù)為： 滿足（大于0.90）的要求。4、年耗電量的估算年有功電能消耗量及年無功電能耗電量可由下式計算得到：年有功電能消耗量： 年無功電能耗電量： 結(jié)合本廠的情況，年負(fù)荷利用

8、小時數(shù)為4800h，取年平均有功負(fù)荷系數(shù)，年平均無功負(fù)荷系數(shù)。由此可得本住宅：年有功耗電量：；年無功耗電量：。二、變電所位置和形式的選擇由于本住宅有二級重要負(fù)荷，考慮到對供電可靠性的要求，采用兩路進(jìn)線，一路經(jīng)6kV公共電源干線架空進(jìn)線（中間有電纜接入變電所）；一路引自鄰近高壓聯(lián)絡(luò)線。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)合本住宅的實際情況，這里變電所采用單獨設(shè)立方式。三、變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇1、變電所主變壓器臺數(shù)的選擇變壓器臺數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點和經(jīng)濟(jì)運行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時，宜裝設(shè)兩臺及以上變壓器：有大

9、量一級或二級負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較大；集中負(fù)荷較大。結(jié)合本廠的情況，考慮到二級重要負(fù)荷的供電安全可靠，故選擇兩臺主變壓器。2、變電所主變壓器容量選擇每臺變壓器的容量應(yīng)同時滿足以下兩個條件：1）任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足：2）任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足：。考慮到本住宅的實際情況，同時又考慮到未來510年的負(fù)荷發(fā)展，初步取=1000 。考慮到安全性和可靠性的問題，確定變壓器為SC3系列箱型干式變壓器。型號：SC3-1000/10 ，其主要技術(shù)指如下表所示：變壓器型號額定容量/額定電壓/kV聯(lián) 結(jié) 組型 號損耗/kW空載電流%短路阻抗%高壓低壓空載負(fù)載SC3-1000/10100010.50

10、.4Dyn112.457.451.36 四、變電所主接線方案的選擇方案：高、低壓側(cè)均采用單母線分段。優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供電；當(dāng)一段母線故障時，分段斷路器自動切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 。缺點：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)檢修時該母線各出線須停電；當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建。方案：單母線分段帶旁路。優(yōu)點：具有單母線分段全部優(yōu)點，在檢修斷路器時不至中斷對用戶供電。缺點：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。方案：高壓采用單母線、低壓單母線分段。優(yōu)點：任一主變壓器檢修或發(fā)生故

11、障時，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對整個變電所的供電。缺點：在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時，整個變電所仍需停電。以上三種方案均能滿足主接線要求，采用三方案時雖經(jīng)濟(jì)性最佳，但是其可靠性相比其他兩方案差；采用方案二需要的斷路器數(shù)量多，接線復(fù)雜，它們的經(jīng)濟(jì)性能較差；采用方案一既滿足負(fù)荷供電要求又較經(jīng)濟(jì)，故本次設(shè)計選用方案。根據(jù)所選的接線方式，其主接線圖如下：五、短路電流的計算2、短路電流的計算本住宅的供電系統(tǒng)簡圖如下圖所示。 下面計算本廠變電所高壓10kV母線上k-1點短路和低壓380V母線上k-2點短路的三相短路電流和短路容量。3、確定基準(zhǔn)值取，所以：4、計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么

12、值：（忽略架空線至變電所的電纜電抗）1) 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值： 2) 因電線的型號是LGJ-240：查手冊得，因此： 3) 電力變壓器的電抗標(biāo)么值：由所選的變壓器的技術(shù)參數(shù)得，因此： 可繪得短路等效電路圖如下圖所示。5、計算k-1點的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標(biāo)么值：2) 三相短路電流周期分量有效值： 3) 其他三相短路電流： 4) 三相短路容量：6、計算k-2點短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標(biāo)么值：2) 三相短路電流周期分量有效值：3) 其他三相短路電流： 三相短路容量：這樣，短路電流的計算就完成了。六、變電所一次設(shè)備的選擇1、導(dǎo)線機(jī)

13、截面選擇的基本理論為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運行，對導(dǎo)線和電纜截面進(jìn)行選擇時必須滿足下列條件:1）發(fā)熱條件導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運行時的最高允許溫度。2）電壓損耗條件導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過其正常運行時允許的電壓損耗。對于較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗。3）經(jīng)濟(jì)電流密度35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下但距離長電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費用支出最小。所選截面，稱為“經(jīng)濟(jì)截面”。此種選擇原則，稱為“年費用支出最小”

14、原則。10KV及以下線路，通常不按此原則選擇。4）機(jī)械強度導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對于電纜，不必校驗其機(jī)械強度，但需校驗其短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗短路時的穩(wěn)定度。對于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，一般對高壓線路，常按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，用其他三種方法校驗。對10KV及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再由電壓損耗和機(jī)械強度校驗。對低壓架空線路，常按長時允許電流選擇，其余校驗。對低壓照明線路，因其對電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再發(fā)熱條件和機(jī)械強度進(jìn)行校驗。對長距離大電流及35KV以上的高壓線路，則

15、可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，再校驗其它條件。 高壓一次設(shè)備選取原則：根據(jù)以上負(fù)荷計算和短路電流計算選擇高低壓一次設(shè)備。選取；2、變電所高壓一次設(shè)備的選擇高壓斷路器： ZN6-10 高壓熔斷器：RN2-10/0.5 -50 電流互感器：LZZQB6-10-0.5-200/5 電壓互感器：JDZJ-10 接地開關(guān)：JN-3-10/25絕緣子型號：ZA-10Y抗彎強度：3.75kN（戶內(nèi)支柱絕緣子）從高壓配電柜引出的6kV三芯電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，型號：YJV-350，無鋼鎧護(hù)套，纜芯最高工作溫度。七、變電所繼電保護(hù)的設(shè)計繼電保護(hù)要求具有選擇性，速動性，可靠性及靈敏性。由于本設(shè)計高壓線

16、路不很長，容量不很大，因此繼電保護(hù)裝置比較簡單。對線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時限的過電流保護(hù)和瞬時動作的電流速斷保護(hù)；對線路的單相接地保護(hù)采用絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變電所高壓母線上，動作于信號。繼電保護(hù)裝置的接線方式采用兩相兩繼電器式接線；繼電保護(hù)裝置的操作方式采用交流操作電源供電中的“去分流跳閘”操作方式（接線簡單，靈敏可靠）；帶時限過電流保護(hù)采用反時限過電流保護(hù)裝置。型號都采用GL-25/10 。其優(yōu)點是：繼電器數(shù)量大為減少，而且可同時實現(xiàn)電流速斷保護(hù)，可采用交流操作，運行簡單經(jīng)濟(jì)，投資大大降低。此次設(shè)計對變壓器裝設(shè)過電流保護(hù)、速斷保護(hù)裝置；在低壓側(cè)采用相關(guān)斷路器實現(xiàn)三段保護(hù)。1、變壓器

17、繼電保護(hù)變電所內(nèi)裝有一臺10/0.4KV1000KV*A的變壓器。低壓母線側(cè)三相短路電流為，高壓側(cè)繼電保護(hù)用電流互感器的變比為200/5A，繼電器采用GL-25/10型，接成兩相兩繼電器方式。下面整定該繼電器的動作電流，動作時限和速斷電流倍數(shù)。1)過電流保護(hù)動作電流的整定： ，故其動作電流：動作電流整定為9A。2)過電流保護(hù)動作時限的整定由于此變電所為終端變電所，因此其過電流保護(hù)的10倍動作電流的動作時限整定為。3)電流速斷保護(hù)速斷電流倍數(shù)整定取 ，故其速斷電流為： 因此速斷電流倍數(shù)整定為： 2、變壓器的瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)，又稱氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護(hù)裝置。按

18、GB5006292規(guī)定，800KVA及以上的一般油浸式變壓器和400KVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應(yīng)取1%1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時，聯(lián)通管對油箱頂蓋也有 2%4%的傾斜度。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進(jìn)入氣體繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡錘的力矩而降落。這時上觸點接通而接通信號回路，發(fā)出音響和燈光信號，這稱之為“輕瓦斯動作

19、”。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，由故障產(chǎn)生的氣體很多，帶動油流迅猛地由變壓器油箱通過聯(lián)通管進(jìn)入油枕。這大量的油氣混合體在經(jīng)過氣體繼電器時，沖擊擋板，使下油杯下降。這時下觸點接通跳閘回路（通過中間繼電器），同時發(fā)出音響和燈光信號（通過信號繼電器），這稱之為“重瓦斯動作”。如果變壓器油箱漏油，使得氣體繼電器內(nèi)的油也慢慢流盡。先是繼電器的上油杯下降，發(fā)出報警信號，接著繼電器內(nèi)的下油杯下降，使斷路器跳閘，同時發(fā)出跳閘信號。八、防雷和接地裝置的確定1、防雷基本理論1）架空線路的防雷措施*架設(shè)避雷線 這是防雷的有效措施，但造價高，因此只在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)。35KV的架空線路上，一

20、般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)。而10KV及以下的線路上一般不裝設(shè)避雷線。*提高線路本身的絕緣水平 在架空線路上，可采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10KV及以下架空線路防雷的基本措施。*利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線 由于310KV的線路是中性點不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護(hù)間隙。在出現(xiàn)雷電過電壓時，頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保護(hù)了下面兩根導(dǎo)線，也不會引起線路斷路器跳閘。*裝設(shè)自動重合閘裝置 線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD，使斷路器

21、經(jīng)0.5s或稍長一點時間后自動重合閘，電弧通常不會復(fù)燃，從而能恢復(fù)供電，這對一般用戶不會有什么影響。*個別絕緣薄弱地點加裝避雷器 對架空線路上個別絕緣薄弱地點，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個別金屬桿等處，可裝設(shè)排氣式避雷器或保護(hù)間隙。2）變配電所的防雷措施*裝設(shè)避雷針 室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來防護(hù)直接雷擊。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物上防雷設(shè)施保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時，不必再考慮直擊雷的保護(hù)。*高壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用來保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最關(guān)鍵的設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。避雷器的接地端

22、應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點及金屬外殼等連接在一起。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地。*低壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用在多雷區(qū)用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點不接地時（如IT系統(tǒng)），其中性點可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護(hù)間隙。2、防雷裝置的確定1）直擊雷的防治根據(jù)變電所雷擊目的物的分類，在變電所的中的建筑物應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置。在進(jìn)線段的1km長度內(nèi)進(jìn)行直擊雷保護(hù)。防直擊雷的常用設(shè)備為避雷針。所選用的避雷器：接閃器采用

23、直徑的圓鋼；引下線采用直徑的圓鋼；接地體采用三根2.5m長的的角鋼打入地中再并聯(lián)后與引下線可靠連接。2)雷電侵入波保護(hù)由于雷電侵入波比較常見，且危害性較強，對其保護(hù)非常重要。對變電所來說，雷電侵入波保護(hù)利用閥式避雷器以及與閥式避雷器相配合的進(jìn)線保護(hù)段；為了其內(nèi)部的變壓器和電器設(shè)備得以保護(hù)，在配電裝置內(nèi)安放閥式避雷器。3、接地基本理論電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。連接接地體

24、與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過接地故障電流。接地線與接地體合稱為接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。其中接地線又分為接地干線和接地支線。接地干線一般應(yīng)采用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點與接地網(wǎng)連接。4、接地裝置的確定接地裝置為接地線和接地體的組合，結(jié)合本廠實際條件選擇接地裝置：交流電器設(shè)備可采用自然接地體，如建筑物的鋼筋和金屬管道。本廠的大接地體采用扁鋼，經(jīng)校驗，截面選擇為，厚度為。銅接地線截面選擇：低壓電器設(shè)備地面上的外露部分截面選擇為（絕緣銅線）；電纜的接地芯截面選擇為。所用的接地

25、電阻選擇：查表得接地電阻應(yīng)滿足R5，Re120V/IE根據(jù)經(jīng)驗公式： 其中：為同一電壓的具有電聯(lián)系的架空線線路總長度；為同一電壓的具有電聯(lián)系的電纜線路總長度。則： =4.67所以，變電所的接地電阻應(yīng)選為5。九、設(shè)計總結(jié)參考文獻(xiàn)1劉介才.工廠供電.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社，2004.2雷振山.中小型變電所實用設(shè)計手冊. 北京：中國水利水電出版社，2000.3劉介才.實用供配電技術(shù)手冊. 北京：中國水利水電出版社，2002.4王子午，徐澤植等.常用供配電設(shè)備選型手冊. 煤炭工業(yè)出版社編，1998.5王子午，陳昌等.10kV及以下供配電設(shè)計與安裝圖集. 煤炭工業(yè)出版社，2002.6 課題：高層住宅供配

26、電系統(tǒng)設(shè)計系 別： 專 業(yè)： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2009年2月成績評定·一、指導(dǎo)教師評語。二、評分（按下表要求評定）評分項目設(shè)計報告評分答辯評分平時表現(xiàn)評分合 計 （100分）任務(wù)完成情 況（20分）課程設(shè)計報告質(zhì)量（40分）表達(dá)情況（10分）回答問題情 況（10分）工作態(tài)度與紀(jì)律（10分）獨立工作能力（10分）得分課程設(shè)計成績評定班級 姓名 學(xué)號成績： 分（折合等級 ）指導(dǎo)教師簽字 年 月 日目錄一、負(fù)荷計算和無功功率計算44 43、無功功率補償44、年耗電量的估算5二、變電所位置和形式的選擇 5三、變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇4 1、變電所主變壓器臺數(shù)的選擇 2、

27、變電所主變壓器容量選擇四、變電所主接線方案的選擇 五、短路電流的計算 1、設(shè)計的總體原理框圖 42、工作原理 53、總電路圖 5四、各部分電路設(shè)計 51、2、 3、報警電路 7五、軟件設(shè)計 81、主程序流程圖 六、設(shè)計總結(jié) 131、設(shè)計過程中遇到的問題及解決方法132、設(shè)計體會 14七、參考文獻(xiàn) 14二、 負(fù)荷計算和無功功率計算高層各樓層負(fù)荷統(tǒng)計資料在負(fù)荷計算時，采用需要系數(shù)法對各個樓層進(jìn)行計算。1、16F P(30)=168 * 0.8=134.4 kw; Q(30)=134.4*0.48=64.5 kvar; S(30)= 134.4 +64.5 =149.1 kv.A I(30)=149

28、.1kva/1.732/0.38kv=226.5A2、7-12F住宅 P(30)=168 * 0.8=134.4 kw; Q(30)=134.4*0.48=64.5 kvar; S(30)= 134.4 +64.5 =149.1 kv.A I(30)=149.1kva/1.732/0.38kv=226.5A3、13-18F住宅 P(30)=168 * 0.8=134.4 kw; Q(30)=134.4*0.48=64.5 kvar; S(30)= 134.4 +64.5 =149.1 kv.A I(30)=149.1kva/1.732/0.38kv=226.5A4、消防電梯及輔助設(shè)備： P(3

29、0)=14 kw *1=14 kw Q(30)=14 * 0.75=10.5 kvar S(30)= 14 +10.5 =17.5 kv.A I(30)=17.5 kv.A /1.732 /0.38 kv=26.6A5、普通電梯及輔助設(shè)備： P(30)=14 kw *1=14 kw Q(30)=14 * 0.75=10.5 kvar S(30)= 14 +10.5 =17.5 kv.A I(30)=17.5 kv.A /1.732 /0.38 kv=26.6A6、消防泵 P(30)=22 *1=22 kw Q(30)=22 *0.75=16.5kvar S(30)= I(30)=27.5 /1

30、.732 /0.38 kv=41.8 A7、生活泵 P(30)=5.5 * 1=22 kw Q(30)=5.5 *0.75 =4.1kvar S(30)= 5.5 + 4.1 = 6.9 kv.A10.5A8、公用照明常用電源： P(30)=7kw *1 =7kw ; Q(30)=7 * 0.75 =5.25 kvar S(30)= 7 + 5.25 = 8.75 kv.A I(30)=8.75 kv.A/1.732 /0.38 =13.2A9、人防照明： P(30)=5kw *1 =5 kw ; Q(30)=5* 0.75 =3.75 kvar S(30)= 5 + 3.75 =6.25 k

31、v.A I(30)=9.5 A10、人防動力 P(30)=7kw *1 =7kw ; Q(30)=7 * 0.75 =5.25 kvar S(30)= 7 + 5.25 = 8.75 kv.A I(30)=8.75 kv.A/1.732 /0.38 =13.2A取本住宅同時系數(shù)：K p=0.95, K q=0.97,則全樓計算負(fù)荷為： P(30)=0.95 * P (30)=0.95 *477.7 =453.8 kw Q(30)=0.97 * 249.4 =241.9kvar S(30)= P(30) + Q(30) = 453.8 +241.9 I(30)=514.2 kv.A/1.732

32、/0.38 =781.3 A 3、無功功率補償由以上計算可得變壓器低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷為： 這時低壓側(cè)的功率因數(shù)為： 為使高壓側(cè)的功率因數(shù)0.90，則低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應(yīng)高于0.90，?。?。要使低壓側(cè)的功率因數(shù)由0.88提高到0.95，則低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為：取:=96則補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷為：計算電流變壓器的功率損耗為： 變電所高壓側(cè)的計算負(fù)荷為：補償后的功率因數(shù)為： 滿足（大于0.90）的要求。4、年耗電量的估算年有功電能消耗量及年無功電能耗電量可由下式計算得到：年有功電能消耗量： 年無功電能耗電量： 結(jié)合本廠的情況，年負(fù)荷利用小時數(shù)為4800h，取年平均有功負(fù)

33、荷系數(shù)，年平均無功負(fù)荷系數(shù)。由此可得本住宅：年有功耗電量：；年無功耗電量：。二、變電所位置和形式的選擇由于本住宅有二級重要負(fù)荷，考慮到對供電可靠性的要求，采用兩路進(jìn)線，一路經(jīng)6kV公共電源干線架空進(jìn)線（中間有電纜接入變電所）；一路引自鄰近高壓聯(lián)絡(luò)線。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)合本住宅的實際情況，這里變電所采用單獨設(shè)立方式。三、變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇1、變電所主變壓器臺數(shù)的選擇變壓器臺數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點和經(jīng)濟(jì)運行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時，宜裝設(shè)兩臺及以上變壓器：有大量一級或二級負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較

34、大；集中負(fù)荷較大。結(jié)合本廠的情況，考慮到二級重要負(fù)荷的供電安全可靠，故選擇兩臺主變壓器。2、變電所主變壓器容量選擇每臺變壓器的容量應(yīng)同時滿足以下兩個條件：1）任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足：2）任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足：?？紤]到本住宅的實際情況，同時又考慮到未來510年的負(fù)荷發(fā)展，初步取=1000 ?？紤]到安全性和可靠性的問題，確定變壓器為SC3系列箱型干式變壓器。型號：SC3-1000/10 ，其主要技術(shù)指如下表所示：變壓器型號額定容量/額定電壓/kV聯(lián) 結(jié) 組型 號損耗/kW空載電流%短路阻抗%高壓低壓空載負(fù)載SC3-1000/10100010.50.4Dyn112.457.451.

35、36 四、變電所主接線方案的選擇方案：高、低壓側(cè)均采用單母線分段。優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供電；當(dāng)一段母線故障時，分段斷路器自動切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 。缺點：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)檢修時該母線各出線須停電；當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時需向兩個方向均衡擴(kuò)建。方案：單母線分段帶旁路。優(yōu)點：具有單母線分段全部優(yōu)點，在檢修斷路器時不至中斷對用戶供電。缺點：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。方案：高壓采用單母線、低壓單母線分段。優(yōu)點：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對

36、整個變電所的供電。缺點：在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時，整個變電所仍需停電。以上三種方案均能滿足主接線要求，采用三方案時雖經(jīng)濟(jì)性最佳，但是其可靠性相比其他兩方案差；采用方案二需要的斷路器數(shù)量多，接線復(fù)雜，它們的經(jīng)濟(jì)性能較差；采用方案一既滿足負(fù)荷供電要求又較經(jīng)濟(jì)，故本次設(shè)計選用方案。根據(jù)所選的接線方式，其主接線圖如下：五、短路電流的計算2、短路電流的計算本住宅的供電系統(tǒng)簡圖如下圖所示。 下面計算本廠變電所高壓10kV母線上k-1點短路和低壓380V母線上k-2點短路的三相短路電流和短路容量。3、確定基準(zhǔn)值取，所以：4、計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值：（忽略架空線至變電所的電纜電抗

37、）4) 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值： 5) 因電線的型號是LGJ-240：查手冊得，因此： 6) 電力變壓器的電抗標(biāo)么值：由所選的變壓器的技術(shù)參數(shù)得，因此： 可繪得短路等效電路圖如下圖所示。5、計算k-1點的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量5) 總電抗標(biāo)么值：6) 三相短路電流周期分量有效值： 7) 其他三相短路電流： 8) 三相短路容量：6、計算k-2點短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量4) 總電抗標(biāo)么值：5) 三相短路電流周期分量有效值：6) 其他三相短路電流： 三相短路容量：這樣，短路電流的計算就完成了。六、變電所一次設(shè)備的選擇1、導(dǎo)線機(jī)截面選擇的基本理論為了保證供電系統(tǒng)

38、安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運行，對導(dǎo)線和電纜截面進(jìn)行選擇時必須滿足下列條件:1）發(fā)熱條件導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運行時的最高允許溫度。2）電壓損耗條件導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過其正常運行時允許的電壓損耗。對于較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗。3）經(jīng)濟(jì)電流密度35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下但距離長電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費用支出最小。所選截面，稱為“經(jīng)濟(jì)截面”。此種選擇原則，稱為“年費用支出最小”原則。10KV及以下線路，通常不按

39、此原則選擇。4）機(jī)械強度導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對于電纜，不必校驗其機(jī)械強度，但需校驗其短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗短路時的穩(wěn)定度。對于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，一般對高壓線路，常按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，用其他三種方法校驗。對10KV及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再由電壓損耗和機(jī)械強度校驗。對低壓架空線路，常按長時允許電流選擇，其余校驗。對低壓照明線路，因其對電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再發(fā)熱條件和機(jī)械強度進(jìn)行校驗。對長距離大電流及35KV以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，再

40、校驗其它條件。 高壓一次設(shè)備選取原則：根據(jù)以上負(fù)荷計算和短路電流計算選擇高低壓一次設(shè)備。選?。?、變電所高壓一次設(shè)備的選擇高壓斷路器： ZN6-10 高壓熔斷器：RN2-10/0.5 -50 電流互感器：LZZQB6-10-0.5-200/5 電壓互感器：JDZJ-10 接地開關(guān)：JN-3-10/25絕緣子型號：ZA-10Y抗彎強度：3.75kN（戶內(nèi)支柱絕緣子）從高壓配電柜引出的6kV三芯電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，型號：YJV-350，無鋼鎧護(hù)套，纜芯最高工作溫度。七、變電所繼電保護(hù)的設(shè)計繼電保護(hù)要求具有選擇性，速動性，可靠性及靈敏性。由于本設(shè)計高壓線路不很長，容量不很大，因此繼電保護(hù)

41、裝置比較簡單。對線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時限的過電流保護(hù)和瞬時動作的電流速斷保護(hù)；對線路的單相接地保護(hù)采用絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變電所高壓母線上，動作于信號。繼電保護(hù)裝置的接線方式采用兩相兩繼電器式接線；繼電保護(hù)裝置的操作方式采用交流操作電源供電中的“去分流跳閘”操作方式（接線簡單，靈敏可靠）；帶時限過電流保護(hù)采用反時限過電流保護(hù)裝置。型號都采用GL-25/10 。其優(yōu)點是：繼電器數(shù)量大為減少，而且可同時實現(xiàn)電流速斷保護(hù)，可采用交流操作，運行簡單經(jīng)濟(jì)，投資大大降低。此次設(shè)計對變壓器裝設(shè)過電流保護(hù)、速斷保護(hù)裝置；在低壓側(cè)采用相關(guān)斷路器實現(xiàn)三段保護(hù)。1、變壓器繼電保護(hù)變電所內(nèi)裝有一臺10/0.

42、4KV1000KV*A的變壓器。低壓母線側(cè)三相短路電流為，高壓側(cè)繼電保護(hù)用電流互感器的變比為200/5A，繼電器采用GL-25/10型，接成兩相兩繼電器方式。下面整定該繼電器的動作電流，動作時限和速斷電流倍數(shù)。1)過電流保護(hù)動作電流的整定： ，故其動作電流：動作電流整定為9A。2)過電流保護(hù)動作時限的整定由于此變電所為終端變電所，因此其過電流保護(hù)的10倍動作電流的動作時限整定為。3)電流速斷保護(hù)速斷電流倍數(shù)整定取 ，故其速斷電流為： 因此速斷電流倍數(shù)整定為： 2、變壓器的瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)，又稱氣體繼電保護(hù)，是保護(hù)油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護(hù)裝置。按GB5006292規(guī)定，800KV

43、A及以上的一般油浸式變壓器和400KVA及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應(yīng)取1%1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時，聯(lián)通管對油箱頂蓋也有 2%4%的傾斜度。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進(jìn)入氣體繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡錘的力矩而降落。這時上觸點接通而接通信號回路，發(fā)出音響和燈光信號，這稱之為“輕瓦斯動作”。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時

44、，由故障產(chǎn)生的氣體很多，帶動油流迅猛地由變壓器油箱通過聯(lián)通管進(jìn)入油枕。這大量的油氣混合體在經(jīng)過氣體繼電器時，沖擊擋板，使下油杯下降。這時下觸點接通跳閘回路（通過中間繼電器），同時發(fā)出音響和燈光信號（通過信號繼電器），這稱之為“重瓦斯動作”。如果變壓器油箱漏油，使得氣體繼電器內(nèi)的油也慢慢流盡。先是繼電器的上油杯下降，發(fā)出報警信號，接著繼電器內(nèi)的下油杯下降，使斷路器跳閘，同時發(fā)出跳閘信號。八、防雷和接地裝置的確定1、防雷基本理論1）架空線路的防雷措施*架設(shè)避雷線 這是防雷的有效措施，但造價高，因此只在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)。35KV的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)。而10KV及以下的線路上一般不裝設(shè)避雷線。*提高線路本身的絕緣水平 在架空線路上，可采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10KV及以下架空線路防雷的基本措施。*利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線 由于310KV的線路是中性點不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護(hù)間隙。在出現(xiàn)雷電過電壓時，頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保護(hù)了下面兩根導(dǎo)線，也不會引起線路斷路器跳閘。*裝設(shè)自動重合閘裝置 線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次A