大型小區(qū)供電設(shè)計(jì)

1引言研究意義：近幾年來隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人民的生活水平有了大幅提高，對(duì)居住環(huán)境的方便、安全、環(huán)保、舒適程度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)要能夠適應(yīng)小區(qū)的用電負(fù)荷要求及小區(qū)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，從多方面考慮，進(jìn)而設(shè)計(jì)出最合理的供電方案，以使供電系統(tǒng)的運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)、靈活、安全、可靠。發(fā)展現(xiàn)狀：近年來，我國城市化正處于又一新的發(fā)展階段，城市地區(qū)的住宅建筑林立，建筑標(biāo)準(zhǔn)越來越現(xiàn)代化，不同種類的小區(qū)對(duì)用電負(fù)荷的要求也不盡相同，但總體的趨勢(shì)是用電負(fù)荷有較大增高，在夏冬季節(jié)或用電高峰時(shí)段時(shí)，用電負(fù)荷有較大的波動(dòng)，造成供電的不穩(wěn)定或是停電時(shí)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(jìn)程的逐年加快，城市用地更加緊張、用電負(fù)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(jì)性、環(huán)保性等方面都難以滿足時(shí)下的住宅用電負(fù)荷要求，由此對(duì)于小區(qū)的供電方案也有了新的要求。發(fā)展趨勢(shì)：將來的供配電系統(tǒng)主要發(fā)展方向?yàn)樾⌒突?、?jié)能化及更加自動(dòng)化。目前對(duì)于供電系統(tǒng)的供電可靠性尚感不足，對(duì)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。小區(qū)供電設(shè)計(jì)要考慮下列基本要求：安全性需要達(dá)到相關(guān)技術(shù)規(guī)范與國家標(biāo)準(zhǔn)，且能夠保證人身和設(shè)備的安全。可靠性需要滿足小區(qū)正常用電的電力負(fù)荷。靈活性需要適用于多種運(yùn)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(fù)荷發(fā)展情況。經(jīng)濟(jì)性在符合上述要求的前提下，盡可能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方案，降低投資及設(shè)備運(yùn)行、維修的費(fèi)用，并減少線路有色金屬的消耗和電能的節(jié)約。2負(fù)荷計(jì)算2.1供電負(fù)荷的分析近年來我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)步入快車道，居民的生活水品不斷提高，越來越多的高能耗電器走進(jìn)我們的生活，普通家庭的用電需求不斷上漲，很多家庭裝有多個(gè)空調(diào)、彩電、冰箱，而且呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，根據(jù)以上現(xiàn)狀住宅設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)做出如下規(guī)定，一般而言高層的計(jì)算負(fù)荷可參考每戶6~8kW標(biāo)準(zhǔn)，小高層及多層可參考每戶4~6kW，除上述方法外還可參考50W/m2的建筑面積標(biāo)準(zhǔn)，本次設(shè)計(jì)是針對(duì)普通住宅小區(qū)的設(shè)計(jì)，根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算負(fù)荷取值6kW每戶。本次設(shè)計(jì)小區(qū)有10棟樓，每棟33層，每層4戶，每戶100平米，每棟設(shè)置一個(gè)戶外配電箱，共計(jì)10個(gè)配電箱，每?jī)蓚€(gè)配電箱設(shè)置一個(gè)配電屏，共計(jì)5個(gè)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到各戶。

2.2供電負(fù)荷的計(jì)算目前，我國設(shè)計(jì)部門在進(jìn)行企業(yè)供電設(shè)計(jì)時(shí),經(jīng)常采用的電力負(fù)荷計(jì)算方法有:需要系數(shù)法、二項(xiàng)式系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位電耗法和單位面積功率法等.需要系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)便,對(duì)于任何性質(zhì)的企業(yè)負(fù)荷均適用,且計(jì)算結(jié)果基本上符合實(shí)際,因此,這種計(jì)算方法采用最廣泛.尤其對(duì)各用電設(shè)備容量相差較小,且用電設(shè)備數(shù)量較多的用電設(shè)備組,這種計(jì)算最適宜.二項(xiàng)式系數(shù)法則主要適用于各種設(shè)備容量相差大的場(chǎng)所,如機(jī)械加工企業(yè)、煤礦綜合采工作面等。利用系數(shù)法是平均負(fù)荷作為計(jì)算依據(jù),利用概率論分析出最大負(fù)荷與平均負(fù)荷的關(guān)系。這種計(jì)算方法雖理論依據(jù)較充分,但由于目前積累的實(shí)用數(shù)據(jù)不多,且計(jì)算步驟較繁瑣,精確度也并不比前兩種方法強(qiáng)多少,所以,目前以逐漸不被采用.最后兩種方法常用于方案估算。這里用需要系數(shù)法計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算公式：有功計(jì)算負(fù)荷:PKP 30 d e無功計(jì)算負(fù)荷:QPtan視在計(jì)算負(fù)荷：S30P303030Scos計(jì)算電流：I30U303查閱資料得知：住宅用電負(fù)荷需要系數(shù)N 12戶時(shí)K取值0.6；K在25~100戶時(shí)K取值0.45；100~200戶時(shí)K取值0.35；大于60戶時(shí)K取0.3；生活用電d d d功率因數(shù)取值cos=0.85，則tan0.62（1）小區(qū)總的負(fù)荷計(jì)算p792107920KWepKp0.379202376kw30 d eSP3023762795.3KVA30cos0.85每棟樓的負(fù)荷計(jì)算如下p3346792kweKp0.35792277.2kd eSP30277.2362.1KVA30cos0.85 S 362.1I30 470.2A 30 3U 30.4N配電箱的負(fù)荷計(jì)算：1#-10#配電箱負(fù)荷相同,計(jì)算與每棟樓負(fù)荷計(jì)算一樣：配電屏的負(fù)荷計(jì)算：1#-5#配電屏負(fù)荷相同，計(jì)算如下p79221584KWeKp0.31584475.2kwd eQPtan475.20.62294.6kvar 30 30SP30475.2559.1KVA30cos0.85 S 559.1I30 807A 30 3U 30.4N

3供電方案的確定3.1主接線方案原則在設(shè)計(jì)小區(qū)供電主接線方案時(shí)，要符合國家相關(guān)規(guī)范，布局合理，經(jīng)濟(jì)節(jié)約等，為適應(yīng)日益變化的新形勢(shì)還要有一定的超前意識(shí)，從而避免造成重復(fù)建設(shè)，資金浪費(fèi)，維護(hù)不便，還影響居民的正常用電。主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等要求。可靠性：為了向用戶供應(yīng)持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的電力，主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。主接線的可靠性的衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，要充分地做好調(diào)研工作，力求避免決策失誤，鑒于進(jìn)行可靠的定量計(jì)算分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚不完善的情況，充分做好調(diào)查研究工作顯的尤為重要。為了提高主接線的可靠性，選用運(yùn)行可靠性高的設(shè)備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面，作出切合實(shí)際的決定。靈活性：電氣主接線的設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)在運(yùn)行、熱備用、冷備用和檢修等各種方式下的運(yùn)行要求。在調(diào)度時(shí)，可以靈活地投入或切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路等元件，合理調(diào)配電源和負(fù)荷。在檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及二次設(shè)備，并方便設(shè)備的安全措施，不影響電網(wǎng)正常運(yùn)行和對(duì)其他用戶的供電。經(jīng)濟(jì)性：方案的經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。采用簡(jiǎn)單的接線方式，少用設(shè)備，節(jié)省設(shè)備上的投資。在投資初期回路數(shù)較少時(shí)，更有條件采用設(shè)備用量較少的簡(jiǎn)化接線。能緩裝的設(shè)備，不提前采購裝設(shè)；在設(shè)備型式和額定參數(shù)的選擇上，要結(jié)合工程情況恰到好處，避免以大代小，以高代低；在選擇接線方式時(shí)，要考慮到設(shè)備布置的占地面積大小，要力求減少占地，節(jié)省配電裝置的征地費(fèi)用。3.2主接線方案設(shè)計(jì)見后附錄4變壓器及線路的選擇4.1變壓器臺(tái)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(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮以下原則：供電系統(tǒng)對(duì)正常的用電負(fù)荷要有足夠的可靠性。當(dāng)變電所的負(fù)荷因晝夜、季節(jié)而幅度較大時(shí)，且適宜以經(jīng)濟(jì)方式運(yùn)行時(shí)，可考慮接入兩臺(tái)變壓器。一般情況下，變電所適宜選用一臺(tái)變壓器，但對(duì)于負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可采用兩臺(tái)或更多的變壓器。在選擇變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，還應(yīng)考慮負(fù)荷未來的發(fā)展情況，預(yù)留出一定的容量。就本次設(shè)計(jì)而言：適宜選用兩臺(tái)主變壓器，若某臺(tái)變壓器停止運(yùn)行時(shí)，另一臺(tái)則須承擔(dān)其負(fù)荷。4.2變壓器容量的選擇對(duì)于只裝有一臺(tái)主變壓器的供電系統(tǒng)，主變壓器的容量S應(yīng)滿足全部用電N.T設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S的需要，即SS 30 N.T 30裝有兩臺(tái)主變壓器時(shí)每臺(tái)變壓器的容量S應(yīng)同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件：N.T①當(dāng)任意一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，須滿足約60%~70%總計(jì)算負(fù)荷的需要，即S(0.6~0.7)SN.T 30②當(dāng)任意一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，須滿足所有的Ⅰ、Ⅱ級(jí)負(fù)荷的需要，即SS N.T 30()就本次設(shè)計(jì)而言，小區(qū)負(fù)荷等級(jí)為三級(jí)，只要考慮條件①：這里小區(qū)總計(jì)算負(fù)荷S為2795.3kVA，選用兩個(gè)主變壓器的容量S(0.6~0.7)S，經(jīng)計(jì)算得S301677~1957KVA，取S2000KVA N.T 30N.T N.T4.3變壓器型號(hào)的選擇根據(jù)以上對(duì)變壓器的分析，查詢資料可知，變壓器型號(hào)選擇為S9-2000/10系列油浸式銅線電力變壓器，參數(shù)如下：表4-1S9-2000/10變壓器參數(shù)型號(hào)型號(hào)額定電壓阻抗電壓（%）空載損耗（W）負(fù)載損耗（W）空載電流（%）連接組別S9-2000/1010KV63000180000.8Dyn114.4線路的選擇電源進(jìn)線由10kV城市電網(wǎng)引出由電纜線路進(jìn)入變電站,在電路進(jìn)線的主開關(guān)柜之前裝設(shè)一臺(tái)高壓計(jì)量柜，計(jì)費(fèi)電能表通過電壓互感器及電流互感器接入電路中。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般10kv及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。在選擇三相系統(tǒng)中導(dǎo)線的相線截面時(shí)可依照導(dǎo)線發(fā)熱條件來選，須使其允許載流量I不小于相線上的計(jì)算電流I，即II在算導(dǎo)線的允許載流量時(shí)，還考慮校正系數(shù)，其公式如下：' Kal 0 al 0式中，為導(dǎo)線額定負(fù)荷時(shí)的最高允許溫度；為導(dǎo)線的允許載流量所用的環(huán)境溫度；'為導(dǎo)線敷設(shè)地點(diǎn)實(shí)際環(huán)境溫度。 al 00（1）變電所進(jìn)線電纜的選擇 ' 6018經(jīng)算得溫度校正系數(shù)為Kal 0 1.45II30115.5al79.60A60401.45II，即 al 30 al1.451.45查表得知：可選用標(biāo)稱截面為50mm2的油浸紙絕緣電纜。校驗(yàn)發(fā)熱條件油浸紙絕緣電纜的I81I79.6A,發(fā)熱條件滿足。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 al 30對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。（2）配電箱電纜的選擇1#-10#配電箱的計(jì)算電流KI30470.2alA'090181.05經(jīng)算得溫度校正系數(shù)為1.05II，即II30al0 9025 al 30 al1.05II30470.2448Aal1.051.05查表得知：1#、2#、3#、4#、5#、配電箱可選用標(biāo)稱截面為300mm2的YJV型電纜；校驗(yàn)發(fā)熱條件YJV型電纜的I506AI448A，發(fā)熱條件滿足。al 30校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。5.變配電所的總體布置5.1變配電所總體布置要求1.便于運(yùn)行維護(hù)和檢修有人值班的變配電所，一般應(yīng)設(shè)值班室。值班室應(yīng)盡量靠近配電室，且有門直通。如果值班室靠近高低壓配電室有困難，則值班室可經(jīng)走廊與高壓配電室相通。2.保證安全運(yùn)行3.便于進(jìn)出線4.節(jié)約土地和建筑費(fèi)用5.適合發(fā)展要求5.2變配電所結(jié)構(gòu)規(guī)范1.變壓器室結(jié)構(gòu)規(guī)范變壓器室結(jié)構(gòu)形式，決定于變壓器形式、容量、放置方式、主接線方案及進(jìn)出線方式和方向等諸多因素，考慮到發(fā)展，變壓器室宜有更換大一級(jí)容量的可能性。為保證變壓器安全運(yùn)行及防治變壓器失火時(shí)故障蔓延，GB50053—《10kv及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)定》規(guī)定，可燃油油浸變壓器與變壓器室墻壁和門的最小凈距應(yīng)符合下表規(guī)定：表5-1變壓器外廊與變壓器室墻壁和門的最小凈距變壓器容量變壓器容量/KVA100-10001250及以上變壓器外廊與后壁、側(cè)壁凈距/mm600800變壓器外廊與門凈距/mm8001000變壓器室的地坪，按通風(fēng)要求，分為地坪抬高和不抬高兩種型式。變壓器室的地坪抬高時(shí)，通風(fēng)散熱更好，但建筑費(fèi)用較高。變壓器容量在630KVA及以下的變壓器室地坪，一般不抬高。本設(shè)計(jì)采用抬高地坪型式。2.高低壓配電室和值班室結(jié)構(gòu)高低壓配電室的結(jié)構(gòu)形式，主要取決于高低壓開關(guān)柜的型式，同時(shí)要考慮運(yùn)行維護(hù)的方便與安全，留有足夠的操作維護(hù)通道，并且要照顧今后的發(fā)展，留有適當(dāng)數(shù)量的備用開關(guān)柜的位置，但占地面積不宜過大，建筑費(fèi)用不宜過高。表5-2高壓配電室內(nèi)各種通道的最小寬度開關(guān)柜布置方式開關(guān)柜布置方式柜后維護(hù)通道m(xù)m柜前操作通道/mm固定式柜手車式柜單列布置8001500單車長(zhǎng)度+1200雙列面對(duì)面布置8002000雙車長(zhǎng)度+900雙列背對(duì)背布置10001500單車長(zhǎng)度+1200裝設(shè)GG-1A(F)型高壓柜（柜高3.1m）電纜進(jìn)線的高壓配電室的高度為4m，如果開關(guān)柜為手車式（一般高2.2m）時(shí)，高壓配電室的高度可降為3.5m。為了布線和檢修方便，開關(guān)柜下面應(yīng)設(shè)電纜溝。低壓配電室內(nèi)成列布置的配電屏，其屏前、屏后的通道最小寬度，按GB50053-1994規(guī)定，如下表所示：表5-3低壓配電室內(nèi)屏前屏后通道的最小寬度配電屏型式配電屏型式配電屏布置方式屏前通道/mm屏后通道/mm固定式單列布置15001000雙列面對(duì)面布置20001000雙列背對(duì)背布置15001500抽屜式單列布置18001000雙列面對(duì)面布置23001000雙列背對(duì)背布置18001000低壓配電室的高度，應(yīng)與變壓器室綜合考慮，以便變壓器低壓出線。當(dāng)配電室與抬高地坪的變壓器室相鄰時(shí)，低壓配電室高度不應(yīng)低于4m；與不太高地坪的變壓器室相鄰時(shí)，配電室高度不應(yīng)低于3.5m。為了布線需要，低壓配電屏下面也應(yīng)設(shè)電纜溝。設(shè)電纜溝。高壓配電室耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)；低壓配電室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于三級(jí)。值班室的結(jié)構(gòu)型式，要結(jié)合變配電所的總體布置和值班工作要求全盤考慮，以利于運(yùn)行值班工作。值班室的內(nèi)除通往配電室、電容器室的門外，其他的門均應(yīng)向外開。5.3變配電所平面結(jié)構(gòu)圖圖5-1變配電所平面布置圖1-高壓配電室2-變壓器室3-低壓配電室4-值班室6短路計(jì)算6.1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(diǎn)接地的系統(tǒng)中。一般情況下，三相短路電流要大于單相與兩相短路電流，尤其對(duì)于電源距離供電系統(tǒng)較遠(yuǎn)時(shí)，三相短路電流最大，此時(shí)因系統(tǒng)短路而產(chǎn)生的危害也最為嚴(yán)重。為了保證電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備在處于最嚴(yán)重的短路情況下能夠可靠的工作，在選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備時(shí)，也都按照三相短路時(shí)的數(shù)值來校驗(yàn)。6.2短路電流的計(jì)算本次設(shè)計(jì)小區(qū)采單電源供電，由0.5km處城市電網(wǎng)供電，斷流容量S300MVA，一般基準(zhǔn)容量S數(shù)值為100MVA，下面是采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路oc d電流的計(jì)算過程：（1）確定基本值取基準(zhǔn)容量S100MVA，基準(zhǔn)電壓U10.5kV，U0.4kV則： d c1 c2 S 100Id 5.5kAd1 3U 310.5c1 S 100Id 144kAd2 3U 30.4c2（2）相關(guān)元件在短路電路中的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值X*s查資料得知S300MVA，因此oc22CC22CCUUSX*SXsocSd3000.33doc電力線路的電抗標(biāo)幺X*查表得知電纜的X0.09/km，因此02CUSX*XXWLX0lX0l?USd20.0920.510.51002CUSWLdcd變壓器的電抗標(biāo)幺值X*TI''(3)I(3)I(3)43kA k2i(3)1.844378.6kAshI(3)1.094346.9kAsh S 100三相短路容量S(3)d29.7MVAk2X*3.372(k2)表6-1短路計(jì)算結(jié)果I''(3)kAi(3)kAshI(3)kAshS(3)MVAkk1點(diǎn)14.837.722.3268.8k2點(diǎn)4378.646.929.77高、低壓設(shè)備的選擇7.1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(shí)，要求設(shè)備的額定電壓U不低于安裝位置的額定電壓NU ，即W.N UU N W.N同時(shí)要求其額定電流I不低于實(shí)際通過設(shè)備的最大電流I，即 N maxII N max根據(jù)穩(wěn)定條件的選擇系統(tǒng)發(fā)生短路故障后保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作需要一定的時(shí)間，系統(tǒng)的供電設(shè)備要能夠承受一定時(shí)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)體通過最大電流時(shí)，其發(fā)熱溫度扔不超過允許短時(shí)發(fā)熱溫度，即I2tI2tt ima供電設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定是指電氣設(shè)備通過最大短路沖擊電流i(3)，并承受相應(yīng)的電sh動(dòng)力時(shí)，設(shè)備仍保持機(jī)械結(jié)構(gòu)完好能力，即ii(3)max sh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I一般應(yīng)大于所處位置可能發(fā)生的最大短路電流I(3)，或斷流容量S一般 oc ock.max應(yīng)大于所處位置可能發(fā)生的最大三相短路容量S(3)，即 II(3)或SS(3) k.max oc k.max oc k.max進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)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(dòng)熱穩(wěn)定性作為后續(xù)校驗(yàn)原則。以下為設(shè)備初選及校驗(yàn)項(xiàng)目：表7-1高壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目項(xiàng)目額定電壓kV額定電流A斷流能力kA或MVA短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器√√√√√熔斷器√√√－－負(fù)荷開關(guān)√√√√√隔離開關(guān)√√－√√電流互感器√√－√√電壓互感器√－－－－支柱絕緣子√－－√－套管絕緣子√√－√√母線－√－√√電纜√√－－√設(shè)備校驗(yàn)項(xiàng)目（√表示需要校驗(yàn)項(xiàng)目－表示無需要校驗(yàn)項(xiàng)目）7.2高壓設(shè)備的選擇高壓一次設(shè)備必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，工作安全可靠運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。電氣設(shè)備按正常條件下工作進(jìn)行選擇，就是要考慮電氣裝置的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電氣安裝所處的位置（室內(nèi)或室外）、環(huán)境溫度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。電氣要求是指電氣裝置對(duì)設(shè)備的電壓、電流、頻率（一般50Hz）等的要求；對(duì)一些斷流電器如開關(guān)、斷路器等，應(yīng)考慮其斷流能力。電氣設(shè)備要滿足在短路故障條件下工作的要求，還必須按最大可能的短路故障的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)。但對(duì)斷路器及裝有斷路器保護(hù)的電壓互感器，不必進(jìn)行短路動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。對(duì)電力電纜，由于其機(jī)械強(qiáng)度足夠，所以不必進(jìn)行短路動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)，但須進(jìn)行短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。變壓器高壓側(cè)的選擇標(biāo)準(zhǔn)：（1）額定參數(shù)：額定電壓UU ，U10kV，即 N W.N W.NU10kVN I S 2000 額定I電流II，UN.T 115.5，即 115.5NA1N.T LN.T 3N 310N（2）穩(wěn)定條件：沖擊電流ii(3)，i(3)2.5514.837.7kA，即maxshshi37.7kAmax熱穩(wěn)定I2tI2t，I2t14.82(0.50.2)153.3kA2s，即I2t153kA2s t ima imat S 100（3）斷流能力：斷流容量SS(3)，S(3)d268.8MVA，即 oc k.max k1X* 0.372S269MVA (k1)oc根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)選擇如下高壓設(shè)備：高壓開關(guān)柜GG1A-10Q（F）、少油斷路器SN10—10I/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RN1-10表7-2高壓電器校驗(yàn)的結(jié)果項(xiàng)目額定電壓kV額定電流A開斷電流kA短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定kAkA2s校驗(yàn)結(jié)果少油斷路器SN10-10Ⅰ/63010630≥115.516≥14.840≥37.71024≥153滿足條件隔離開關(guān)GN8-10T/40010400≥115.5－40≥37.7980≥153滿足條件電流互感器LQJ-10-200/5A10200≥115.5－45≥37.75625≥153滿足條件電壓互感器JDZ-10Q10－－－－滿足條件熔斷器RN1-1010150≥138.515.5≥14.8－－滿足條件（－表示無需要校驗(yàn)項(xiàng)目）7.3低壓設(shè)備的選擇低壓一次設(shè)備的選擇，與高壓一次設(shè)備的選擇一樣，必須滿足在正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。表7-3低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目額定電壓V額定電流A斷流能力kA短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定低壓斷路器√√√——低壓熔斷器√√√－－低壓負(fù)荷開關(guān)√√√——低壓刀開關(guān)√√———電流互感器√√－√√設(shè)備校驗(yàn)項(xiàng)目（√表示需要校驗(yàn)項(xiàng)目－表示無需要校驗(yàn)項(xiàng)目）變壓器至母線間的選擇標(biāo)準(zhǔn)：（1）額定參數(shù)：額定電壓UU ，U 0.4kV，即 N W.N W.NU0.4kVN I S 2000 額定電流II， U30 2887A，即I2887AN 2N.T 2N.T 3N 30.4N穩(wěn)定條件：沖擊電流ii(3)，i(3)1.844378.6kA，即i78.6kA max sh shmax熱穩(wěn)定I2tI2t，I2t432(0.50.2)1294kA2s，即 t ima imaI2t1294kA2St S S 100斷流能力：斷流容量SS(3)，(3) d 29.7MVA，即 oc k.max k2X* 3.372S29.7MVA (k2)OC根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)選擇如下低壓設(shè)備：斷路器DW15-4000、刀開關(guān)HD18-2500表7-3低壓電器校驗(yàn)的結(jié)果項(xiàng)目額定電壓kV額定電流A開斷電流kA短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定kAkA2s校驗(yàn)結(jié)果斷路器DW15-40000.43000≥288780≥4380≥78.63600≥1294滿足條件刀開關(guān)HD18-30000.43000≥2887－105≥78.62500≥1294滿足條件（－表示無需要校驗(yàn)項(xiàng)目）配電屏至配電箱至樓棟單元設(shè)備的選擇：1#至5#配電屏的計(jì)算電流I為807A；1#-10#配電箱的計(jì)算電流I為 30 30470.2A；每樓棟的計(jì)算電流I為470.2A根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)選擇下低壓設(shè)備：刀開關(guān)HD17-1000，斷路器DZX10-630表7-4配電屏至配電箱至樓棟單元設(shè)備的選擇項(xiàng)目設(shè)備1#、2#、3#、4#、5#、配電屏HD17-1000配電箱DZX10-630各樓棟單元DZX10-6308繼電保護(hù)8.1繼電保護(hù)的意義及設(shè)置原則供電系統(tǒng)中繼電保護(hù)是系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保證，是自動(dòng)、迅速、準(zhǔn)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。繼電保護(hù)的任務(wù)：在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，要準(zhǔn)確、自動(dòng)、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。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，正確反映電氣設(shè)備的故障運(yùn)行狀態(tài)，便于操作人員采取適當(dāng)措施，及時(shí)恢復(fù)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。與系統(tǒng)的故障部分電路自動(dòng)重合閘或備用電源的自投入等自動(dòng)裝置相配合，從而使供電系統(tǒng)擁有足夠的可靠性。設(shè)置的基本原則如下：選擇性當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)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(yùn)行，最大限度的保障供電?？焖傩噪娏ο到y(tǒng)由于其實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，要求在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)繼電保護(hù)裝置能夠盡快動(dòng)作，用最短的時(shí)間完成故障部分的切斷。靈敏性繼電保護(hù)裝置的靈敏性決定了其在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)是否做出動(dòng)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(dòng)作或拒動(dòng)作。可靠性根據(jù)系統(tǒng)繼電保護(hù)的范圍和任務(wù)，當(dāng)保護(hù)裝置本應(yīng)動(dòng)作卻未能動(dòng)作時(shí)，稱為拒動(dòng)作；當(dāng)電力系統(tǒng)的故障部分不在保護(hù)范圍內(nèi)或系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，保護(hù)裝置本不該動(dòng)作卻做出動(dòng)作，稱為誤動(dòng)作。保護(hù)裝置的誤動(dòng)作與拒動(dòng)作嚴(yán)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(yùn)行。裝置的原理、接線方式等都直接影響了保護(hù)裝置的可靠性，因此須盡量選擇原理、接線方式簡(jiǎn)單，可靠性高，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。除了上述四項(xiàng)基本的原則外，在實(shí)際的選擇中還必需考慮其經(jīng)濟(jì)性，在能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，盡量選用投資少、維護(hù)費(fèi)用低的保護(hù)裝置。8.2變壓器的繼電保護(hù)變壓器是電力系統(tǒng)中的主要電氣設(shè)備之一。變壓器的故障對(duì)系統(tǒng)的影響是很大的，因此對(duì)變壓器應(yīng)裝設(shè)必要的保護(hù)裝置。1.變壓器的主要故障形式：.內(nèi)部故障：繞組匝間短路、相間短路、層間短路和單相接地短路等。內(nèi)部短路時(shí)產(chǎn)生的電弧不僅可能燒壞絕緣，而且燒壞鐵心，而且可能會(huì)使絕緣材料和變壓器油受熱而產(chǎn)生大量氣體，從而引起油箱爆炸。.外部故障：引出線和絕緣套管的相間短路或單相接地短路等。2.變壓器的繼電保護(hù)裝置：.瓦斯保護(hù)：反應(yīng)變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護(hù)。容量為800KVA及以上的油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。.相間短路保護(hù)：反應(yīng)變壓器繞組和引出線相間短路及繞組匝間短路的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)或電流速斷保護(hù)。.后備保護(hù)：過電流保護(hù)，用于降壓變壓器，保護(hù)裝置的整定值應(yīng)考慮短路時(shí)可能出現(xiàn)的過負(fù)荷。復(fù)合電壓（包括負(fù)序電壓及線電壓）啟動(dòng)的過電流保護(hù)。負(fù)序電流保護(hù)和單相式低壓?jiǎn)?dòng)的過電流保護(hù)，用于6300KVA及以上的升壓變壓器。.過負(fù)荷保護(hù)：反應(yīng)變壓器過負(fù)荷的過負(fù)荷保護(hù)。.溫度保護(hù)：干式變壓器繞組溫度升高的原因有很多，如過負(fù)荷、匝間短路、環(huán)境溫度過高、冷卻系統(tǒng)故障等，應(yīng)設(shè)置溫度保護(hù)。變壓器定時(shí)限過流保護(hù)是變壓器的基本保護(hù)方式之一，選用DL型電磁式電KK流繼電器，變壓器過電流保護(hù)的動(dòng)作電流為IKrelKwI,I取為（1.5~3）I，K為保護(hù)線系數(shù)，取值為1；K可靠系re數(shù)i，1.K為INT w rel re繼電器的返回系數(shù)，取值0.85；K為電流互感器的變流比。i變壓器過流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限按階梯原則整定，該動(dòng)作時(shí)限要比變壓器二次側(cè)出線過流保護(hù)的最大動(dòng)作時(shí)限大一個(gè)級(jí)差t，取值0.5s。變壓器過流保護(hù)的靈敏性校驗(yàn)按下式計(jì)算KI(2)'Swkmin1.5其中I(2)'為變壓器二次側(cè)母線在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下發(fā)生兩p KI kmin相短路時(shí)i換算到op 一次側(cè)的短路電流。零序電流速斷保護(hù)也是變壓器基本保護(hù)方式之一，速斷保護(hù)動(dòng)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I(3)'，即kmaxKKIrelwI(3)'qb K kmaxi電流速斷保護(hù)靈敏性校驗(yàn)要依據(jù)變壓器一次側(cè)最小兩相短路電流I(2)進(jìn)行校K驗(yàn)SKKrelII(2)K2piqb過電流保護(hù)及速斷保護(hù)的計(jì)算（1）過電流保護(hù)電流的整定200K40i 5I I 2000 1.5 1.5173.2AL.max LN.T 310 KK 1.21動(dòng)作電流IKrelKwI173.26.1A OP L.max0.8540 re i選DL-11/10電流繼電器，動(dòng)作電流整定為6A動(dòng)作時(shí)間的整定ttt00.50.5s1 2過流保護(hù)的靈敏性校驗(yàn)0.410.8663510 KI(2)' 3106.11.5滿足要求Swkminp KI 405iop（2）速斷保護(hù)電路的整定 KK 1.21 0.4IrelwI(3)'3510342Aqb K kmax 40 10i選DL-11/100電流繼電器，動(dòng)作電流整定為45A電流速斷保護(hù)的靈敏性校驗(yàn) KI(2) 10.86614.8103Swkmin7.12滿足要求p KI 4045iqb要進(jìn)行接零保護(hù)，通常裝設(shè)在靠近其電源的位置。自然接地體工頻接地電阻計(jì)算簡(jiǎn)化計(jì)算公式如下：（1）電纜金屬外皮和水管等的接地電阻R2E l(2)鋼筋混凝土基礎(chǔ)的接地電阻R0.2E 33V式中，v為鋼筋混凝土基礎(chǔ)的體積（m3）。人工接地體工頻接地電阻計(jì)算簡(jiǎn)化計(jì)算公式如下：（1）單根垂直管形或棒形接地體的接地電阻（單位為）R