學(xué)院：楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院日期：2011年12月23日I 1 2第一章畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與內(nèi)容 3第二章電力負(fù)荷計(jì)算及無功功率補(bǔ)償 62.1電力負(fù)荷及其計(jì)算 72.2無功功率補(bǔ)償 第三章變電所位置、型式及其主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和類型的選擇143.1變電所位置選擇 3.2變壓器的選擇 第四章學(xué)生宿舍樓配電系統(tǒng)的確定 第五章變電所主接線的設(shè)計(jì) 5.1變電所主接線方案 5.2主接線方案的確定 第六章短路電流的計(jì)算 6.1K-1點(diǎn)的短路電流和短路容量 6.2K-2點(diǎn)的短路電流和短路容量 第七章變電所一次設(shè)備的選擇與較驗(yàn) 7.1.高壓斷路器的選擇 7.2.高壓斷路器的校驗(yàn) 7.3.隔離開關(guān)選擇與校驗(yàn) 7.4.互感器 7.5電壓互感器 Ⅱ第八章變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) 8.1高壓側(cè)聯(lián)絡(luò)線的選擇與校驗(yàn) 8.2高壓母線的選擇與校驗(yàn) 8.3低壓母線的選擇與校驗(yàn) 8.4低壓側(cè)中性線的選擇 8.5各用電區(qū)導(dǎo)線的選擇與校驗(yàn) 第九章變電所二次回路的選擇及繼電保護(hù)的整定 9.1變電所二次回路的選擇 9.2變電所繼電保護(hù)裝置 第十章變電所防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) 10.1變電所的防雷保護(hù) 10.2變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) 總結(jié)與體會(huì) 謝辭 參考文獻(xiàn) 附錄表 2工業(yè)生產(chǎn)、實(shí)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(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，并做好節(jié)能。本設(shè)計(jì)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(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)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(duì)其進(jìn)行了分析，建設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)書共十個(gè)章節(jié)，其中主要包括了負(fù)荷的計(jì)算、短路電流的計(jì)算、一次設(shè)備的選擇及校驗(yàn)(包括斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、電對(duì)該校各建筑物供電進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償；確定出了變電所的位置及變電所內(nèi)變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型式；計(jì)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(hù)裝置、防雷和接地裝置；該變電所設(shè)1臺(tái)主變壓器，分為兩個(gè)電壓等級(jí)，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)校變電所關(guān)鍵詞：計(jì)算負(fù)荷無功補(bǔ)償變壓器主接線電氣設(shè)備短路電流繼電保護(hù)3第一章畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與內(nèi)容一、設(shè)計(jì)題目某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)目的(1)通過該校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、基本技能和專業(yè)知識(shí)進(jìn)行分析和解決實(shí)際問題的能力。(2)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取新知識(shí)、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(jì)計(jì)算和運(yùn)行維護(hù)所必須的基本理論和基本技能。(4)掌握供配電設(shè)計(jì)的基本原則和方法，深刻理解“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)”的設(shè)計(jì)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(jì)要求(1)根據(jù)本校所能取得的電源及校用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到學(xué)校的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(tái)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(jìn)出線。(4)確定二次回路方案。(5)選擇整定繼電保護(hù)裝置。(6)確定防雷和接地方案。(7)撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。1、學(xué)校生活總平面圖如圖1-1所示。2、學(xué)校宿舍樓標(biāo)準(zhǔn)層建筑平面圖如圖1-2所示。42165籃球場(chǎng)圖1-1學(xué)習(xí)室G學(xué)習(xí)室學(xué)習(xí)室學(xué)習(xí)室學(xué)習(xí)室學(xué)習(xí)室寢室⑤DF標(biāo)準(zhǔn)層照明平面A學(xué)習(xí)室學(xué)習(xí)室K⑩①3、供電電源情況5在學(xué)校南側(cè)1000m處有一座10KV配電所，其出口斷路器是SN10—10Ⅱ型，此斷路器配備有定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.3S。為滿足學(xué)校二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取4、學(xué)校生活區(qū)負(fù)荷情況學(xué)校生活區(qū)負(fù)荷情況見表1-3所示。表1-3學(xué)校生活區(qū)負(fù)荷情況編號(hào)名稱1學(xué)生食堂2鍋爐3教師樓4校醫(yī)院5戶外照明6本所用電07學(xué)生宿舍樓由學(xué)生設(shè)計(jì)計(jì)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0.8m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1765m。地層以粘性(土質(zhì))為主；地下水位為5m。7、其他在高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。發(fā)電廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.90。(1)負(fù)荷計(jì)算機(jī)和無功功率補(bǔ)償。(2)變電所位置和型式的選擇。(3)變電所主變壓強(qiáng)的臺(tái)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。6(5)變電所主結(jié)結(jié)方案的設(shè)計(jì)。(6)短路電流計(jì)算。(7)變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。(8)變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)。(9)配電所二次回路方案的選擇及繼電器保護(hù)的整定。(10)防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)。1、開題報(bào)告(2000字左右)2、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(10000字左右)3、技術(shù)資料(1)變電所主結(jié)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(shí)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(fù)荷計(jì)算及無功功率補(bǔ)償7電力負(fù)荷又稱電力負(fù)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(fù)荷、一般負(fù)荷、動(dòng)力負(fù)荷、照明負(fù)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(fù)荷(輕載)、重負(fù)荷 (重載)、空負(fù)荷(空載)、滿負(fù)荷(滿載)等。電力負(fù)荷的具體含義視具體情況而定。電力負(fù)荷，按GB50052—1995《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)其對(duì)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(jí)。一級(jí)負(fù)荷：一級(jí)負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡者；或?qū)⒃谡紊?，?jīng)濟(jì)上造成重大損失者；或中斷將影響有重大政治經(jīng)濟(jì)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?，F(xiàn)沒有一級(jí)用電負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷：二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在政治上，經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生較大損失的負(fù)荷，如主要設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品報(bào)廢等；或中斷供電將影響重要的用電單位正常的工作負(fù)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(fù)荷等。校區(qū)現(xiàn)有的二級(jí)負(fù)荷有：學(xué)生食堂廚房用電、鍋爐、本所用電等。三級(jí)負(fù)荷：三級(jí)負(fù)荷為不屬于前兩級(jí)負(fù)荷者。對(duì)供電無特殊要求。該校除了前面羅列的二級(jí)負(fù)荷外，全為三級(jí)負(fù)荷2.1電力負(fù)荷及其計(jì)算8通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱為負(fù)荷計(jì)算。根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如果以計(jì)算負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱溫度不會(huì)超過允許值。計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)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(jì)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(fèi)。確定得過小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過負(fù)荷下運(yùn)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(huì)造成更大損失。由此可見，正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷采用需要系數(shù)法比較簡(jiǎn)便，適用于用電設(shè)備臺(tái)數(shù)比較多，而單臺(tái)設(shè)備容量相差不大的情況，因而廣泛使用，應(yīng)用此法計(jì)算時(shí)，首先要正確判明用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)少而功率相差懸殊時(shí)，需要系數(shù)法計(jì)算結(jié)果往往偏小，故不適用于低壓配電線路的計(jì)算，而適用于計(jì)算變、配電所的負(fù)荷。確定擁有變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷，應(yīng)結(jié)合學(xué)校生活區(qū)情況其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)(又稱參差系數(shù)或綜合系數(shù))Kzp和Kzq設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)對(duì)于低壓母線用電算時(shí)，(1)由用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取(2)由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取9在計(jì)算時(shí)用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的1個(gè)小時(shí)最大負(fù)荷P30,用電設(shè)備組的設(shè)備容量Pe,是指用電設(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=∑Pv有功計(jì)算負(fù)荷無功計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)荷計(jì)算電流為總的有功計(jì)算負(fù)荷為總的無功計(jì)算負(fù)荷為總的視在計(jì)算負(fù)荷為總的計(jì)算電流為根據(jù)本工程的設(shè)計(jì)要求及給定的供電電源的分配，并對(duì)學(xué)校生活區(qū)的負(fù)荷情況表1-3所示進(jìn)行計(jì)。學(xué)生宿舍總共有八棟：照明的設(shè)備容量，在初步設(shè)計(jì)中按不同的性質(zhì)建筑物的單位水平面積上照明容量(W/m2)法來估算.照明設(shè)備容量=建筑物平面面積A(m2)×單位容量W(W/m2)或者按照照明設(shè)計(jì)計(jì)算所得的安裝容量來計(jì)算.(查表附錄)單位容量：∴∴取二條40W的熒光燈?！嘈l(wèi)生間和走廊各取一個(gè)15W的節(jié)能燈走廊的建筑面積A=1.8×(3.6×3+0.32)+1.8×(3.6×5+2.7)+2.7×2.1+走廊和樓梯取15W的節(jié)能燈共12個(gè)含每個(gè)樓梯口需安裝一個(gè)計(jì)算插座容量時(shí)，查下表2-1插座的數(shù)量(個(gè))456789同時(shí)系數(shù)Kd1單間宿舍總照明容量(學(xué)習(xí)室、寢室、衛(wèi)生間、走廊、插座):∑P30=40×2+40×2+15+15+10一層宿舍樓的總負(fù)荷為：每棟宿舍所用總負(fù)荷為：??=9700×5=48.5KW八棟學(xué)生宿舍的總負(fù)荷為：KW一間宿舍的熒光燈：P3o=K?Pe=0.8×(40×2+40×2+15+15)=0.152KW一棟宿舍的熒光燈：?o=0.152×8×5=6.08KW插座：P30=KaP=0.6×(1000×八棟學(xué)生宿舍的熒光燈：KW熒光燈和插座：??=48.64+192=240.64KW學(xué)生宿舍總負(fù)荷為：.64+(15×12×5)×8)/1000=247.84KW本工程的總計(jì)算P30=KzP=1252KW功率因數(shù)：cosφ=P3o/S3o=1252/1412.34=0.89總功率表1學(xué)生食堂23教師樓4校醫(yī)院5戶外照明6本所用電07學(xué)生宿舍樓0合計(jì)2.2無功功率補(bǔ)償1、無功功率補(bǔ)償所謂無功功率補(bǔ)償是把具有容性功率的裝置與感性負(fù)荷聯(lián)接在同一電路，當(dāng)容性裝置釋放能量在相互轉(zhuǎn)化，感性負(fù)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(bǔ)償。由于受感性負(fù)荷的影響使功率因數(shù)降低，負(fù)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(duì)供電系統(tǒng)大有好處。則需考慮增設(shè)無功功率補(bǔ)償裝置，其容量式中，△q.=tanφ-tanφ',稱為無功補(bǔ)償率或比補(bǔ)償容量。這無功補(bǔ)償率，是表示使1kW的有功功率由cosφ提高到cosφ′所需要的無功補(bǔ)償容量kvar值。在負(fù)荷計(jì)算中，S9型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡(jiǎn)化公式近似計(jì)算。配電所裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置以后，則在確定補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)以前的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)扣除無功補(bǔ)償容量，即總的無功計(jì)算負(fù)荷Q30=Q?-Qc補(bǔ)償后總的視在計(jì)算負(fù)荷(1)無功補(bǔ)償容量按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的cosφ≥0.9,而目前只有0.89,因此，需進(jìn)行無功功率的補(bǔ)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(bǔ)償裝置兩種。安裝人工補(bǔ)償裝置的方法既簡(jiǎn)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)?？紤]到變壓器無功功率補(bǔ)償損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗。一般△Q?=(4～5)△P,因此在低壓補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償?shù)墓β事愿哂?.9,這里取cosφ=0.92。而補(bǔ)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：(2)補(bǔ)償后變壓器容量和功率因數(shù)：補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷：變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：補(bǔ)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(bǔ)償來提高功率因數(shù)能使本工程取得可觀的經(jīng)濟(jì)效果。第三章變電所位置、型式及其主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和類型的選擇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(fù)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(jìn)出線方便，特別要便于架空進(jìn)出線。3)設(shè)備運(yùn)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(yùn)輸。4)不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的成所，無法避開時(shí)，應(yīng)有防振和隔熱的措施。5)不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。6)不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼臨。7)不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。8)不應(yīng)設(shè)在走勢(shì)低洼和可能有積水的場(chǎng)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(dān)負(fù)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(gè)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(jì)中，考慮到學(xué)校生活區(qū)對(duì)電能需要的重要性，聯(lián)系本學(xué)校生活區(qū)的實(shí)際地理位置情況，將本變電所設(shè)計(jì)為獨(dú)立式變電所，位置設(shè)在教室樓旁(見圖3-1)圖3-1213435田徑場(chǎng)5籃球場(chǎng)3.2變壓器的選擇1、主變壓器臺(tái)數(shù)選擇原則負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)負(fù)荷的變電所，頁(yè)可只裝設(shè)一臺(tái)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(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)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(tái)變壓器。4)、選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，還應(yīng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。因此根據(jù)本校的負(fù)荷可以選一臺(tái)主變壓器或兩臺(tái)主變壓器。2、變壓器容量選擇(1)、只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量SN應(yīng)滿足全部用點(diǎn)設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S??的需要，即選擇一臺(tái)主變壓器時(shí)：SN≥S??=1412.34KV·A考慮今后5～10年的負(fù)荷發(fā)展，留20%裕量，得：根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，本所選用容量為2000KV·A的變壓器。本所內(nèi)所有Ⅱ和Ⅲ類負(fù)荷總共有1578.48KV·A,小于所選單臺(tái)變壓器的容量2000KV·A,理論上選擇2000KV·A容量的變壓器符合要求，但是考慮到本所是一臺(tái)主變壓器獨(dú)立運(yùn)行，若出現(xiàn)故障，短時(shí)間過負(fù)荷并不會(huì)太大的影響變壓器的壽命，并且從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，若選擇2500KV·A容量的變壓器將大大的提高建設(shè)投資且常年處于更嚴(yán)重的欠負(fù)荷狀態(tài)，造成了變壓器容量的嚴(yán)重浪費(fèi)，故最終選擇了2000KV·A容量的變壓器。即S9-2000/10型(2)、裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)主變壓器的容量S應(yīng)同時(shí)滿足兩個(gè)條件：1)、任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷S?的60%～70%的需要，即SNr≥(0.6~0.7)S?02)、任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，SNr≥S??(I+II)=830.5K均為Dynl1。二、主變壓器臺(tái)數(shù)的確定的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。對(duì)于只采用一臺(tái)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(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考根據(jù)以本校負(fù)荷情況得知，本校大部分負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷，要求供電性能的可靠，同時(shí)擁有備用電源，根據(jù)上述原則至少應(yīng)設(shè)一臺(tái)或一臺(tái)以上變壓器，考慮到節(jié)約投資，本校選用一臺(tái)變壓器作為主變壓器。個(gè)電壓等級(jí)，故本變電所主變壓器應(yīng)當(dāng)選擇三相雙繞組變壓器，連接2、調(diào)壓方式普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為±5%,而且當(dāng)調(diào)壓要求的變化趨勢(shì)與實(shí)際相反(如逆調(diào)壓)時(shí)，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(shí)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(shí)，有載調(diào)壓可解決。因此本所選用有載調(diào)壓變壓器。3、冷卻方式變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻?？紤]到冷卻系統(tǒng)的供電可靠性、要求及維護(hù)工作量，本所選擇自然風(fēng)冷冷卻方式。綜上所述，經(jīng)過查表對(duì)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)如下額定電壓(KV)連接組標(biāo)號(hào)損耗空載電流短路阻抗一次二次空載損耗負(fù)載損耗36第四章學(xué)生宿舍樓配電系統(tǒng)的確定宿舍樓由400V供電是符合電力要求的。N一層二三層四五層學(xué)生宿舍樓配電系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式由TN-C-S系統(tǒng)完成三相設(shè)備兩相設(shè)備兩相設(shè)備第五章變電所主接線的設(shè)計(jì)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(jí)和負(fù)荷的大小、級(jí)別以及所用變壓器的臺(tái)數(shù)、容量等因數(shù)有關(guān)，確定變電站的主接線對(duì)變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置及運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性等都由密切的關(guān)系，主接線的設(shè)計(jì)是變電所設(shè)計(jì)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(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求來考慮設(shè)計(jì)。主接線設(shè)計(jì)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(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電。2、斷路器或母線故障及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷及全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。3、盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運(yùn)的可能性。4、大機(jī)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(kuò)建時(shí)的靈活性。其靈活性具體要求包括：1、調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。2、檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)裝備，進(jìn)行安全檢修而不至影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。3、擴(kuò)建時(shí)，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(shí)間最短的情況下，投入新裝機(jī)組、變壓器或線路而互不干擾，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。三、經(jīng)濟(jì)性。主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。其經(jīng)濟(jì)性要求具體如下：1、投資省。主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)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(hù)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(jià)的電氣設(shè)備或輕型電氣；如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求，110kV及以下終端或分支變電所可采用簡(jiǎn)易電器。2、占地面積小。主接線設(shè)計(jì)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(jì)中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡(jiǎn)化主接線，發(fā)電廠，變電所接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)范圍的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。5.1變電所主接線方案1.單臺(tái)變壓器運(yùn)行的主接線形式半生疊弟TF優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置，單母線接線方式配電造價(jià)格也比較低，適用于三級(jí)負(fù)荷并且對(duì)電能要求不是很高的工廠電力用戶缺點(diǎn)：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(gè)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(tái)變壓器高低壓側(cè)采用單母分段的主接線形式火火戶外照明校戶外照明高壓側(cè)采用單母線、低壓側(cè)單母線分段主接線圖優(yōu)點(diǎn)：母線分段后，對(duì)主要用戶可從不同段供電，保證供電的可靠性，另外，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)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(kuò)建方便。缺點(diǎn)：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(hù)不方便，也容易造成誤操作5.2主接線方案的確定綜上所述，結(jié)合該校負(fù)荷等級(jí)及其規(guī)模以及發(fā)展前景，在滿足其安全有效的運(yùn)行等方面技術(shù)的前提下，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)并為重要衡量條件，該校變電所的主接線方案選擇單臺(tái)變壓器運(yùn)行方式的主接線方案。如下圖所示弟lTA9堂食生學(xué)第六章短路電流的計(jì)算學(xué)院：楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院日期：2011年12月23日G1架空線1=1km3圖6-1電力線路每相的單位長(zhǎng)度電抗平均值(Ω/km)線路結(jié)構(gòu)線路電壓35KV及以上架空線路電纜線路6.1K-1點(diǎn)的短路電流和短路容量(1)計(jì)算短路電路中各元件的阻抗及總阻抗I 1 2第一章畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與內(nèi)容 3第二章電力負(fù)荷計(jì)算及無功功率補(bǔ)償 62.1電力負(fù)荷及其計(jì)算 72.2無功功率補(bǔ)償 第三章變電所位置、型式及其主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和類型的選擇143.1變電所位置選擇 3.2變壓器的選擇 第四章學(xué)生宿舍樓配電系統(tǒng)的確定 第五章變電所主接線的設(shè)計(jì) 5.1變電所主接線方案 5.2主接線方案的確定 第六章短路電流的計(jì)算 6.1K-1點(diǎn)的短路電流和短路容量 6.2K-2點(diǎn)的短路電流和短路容量 第七章變電所一次設(shè)備的選擇與較驗(yàn) 7.1.高壓斷路器的選擇 7.2.高壓斷路器的校驗(yàn) 7.3.隔離開關(guān)選擇與校驗(yàn) 7.4.互感器 7.5電壓互感器 (2)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：I"3=I3=I3-1=10.64KA3)三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值：I3=1.513=1.51×10.64=16.1KA4)三相短路容量：6.2K-2點(diǎn)的短路電流和短路容量Ⅱ第八章變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) 8.1高壓側(cè)聯(lián)絡(luò)線的選擇與校驗(yàn) 8.2高壓母線的選擇與校驗(yàn) 8.3低壓母線的選擇與校驗(yàn) 8.4低壓側(cè)中性線的選擇 8.5各用電區(qū)導(dǎo)線的選擇與校驗(yàn) 第九章變電所二次回路的選擇及繼電保護(hù)的整定 9.1變電所二次回路的選擇 9.2變電所繼電保護(hù)裝置 第十章變電所防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) 10.1變電所的防雷保護(hù) 10.2變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) 總結(jié)與體會(huì) 謝辭 參考文獻(xiàn) 附錄表 (1)計(jì)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(jì)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：I3=I3=I3-2=47.81KA3)三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值：4)三相短路容量：2工業(yè)生產(chǎn)、實(shí)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(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，并做好節(jié)能。本設(shè)計(jì)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(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)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(duì)其進(jìn)行了分析，建設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)書共十個(gè)章節(jié)，其中主要包括了負(fù)荷的計(jì)算、短路電流的計(jì)算、一次設(shè)備的選擇及校驗(yàn)(包括斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、電對(duì)該校各建筑物供電進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償；確定出了變電所的位置及變電所內(nèi)變壓器臺(tái)數(shù)、容量和型式；計(jì)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(hù)裝置、防雷和接地裝置；該變電所設(shè)1臺(tái)主變壓器，分為兩個(gè)電壓等級(jí)，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)校變電所關(guān)鍵詞：計(jì)算負(fù)荷無功補(bǔ)償變壓器主接線電氣設(shè)備短路電流繼電保護(hù)計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量3s第七章變電所一次設(shè)備的選擇與較驗(yàn)電氣一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過程的高壓電氣設(shè)備。它包括發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、自動(dòng)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3第一章畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與內(nèi)容一、設(shè)計(jì)題目某學(xué)校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)目的(1)通過該校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)、基本技能和專業(yè)知識(shí)進(jìn)行分析和解決實(shí)際問題的能力。(2)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取新知識(shí)、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(jì)計(jì)算和運(yùn)行維護(hù)所必須的基本理論和基本技能。(4)掌握供配電設(shè)計(jì)的基本原則和方法，深刻理解“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)”的設(shè)計(jì)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(jì)要求(1)根據(jù)本校所能取得的電源及校用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到學(xué)校的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(tái)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(jìn)出線。(4)確定二次回路方案。(5)選擇整定繼電保護(hù)裝置。(6)確定防雷和接地方案。(7)撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。1、學(xué)校生活總平面圖如圖1-1所示。2、學(xué)校宿舍樓標(biāo)準(zhǔn)層建筑平面圖如圖1-2所示。壓互感器、避雷器、消弧線圈、電抗器、電動(dòng)機(jī)等。主變斷路器的額定電流按其額定容量或者最大長(zhǎng)期負(fù)荷電流選擇，出線斷路器按最大負(fù)荷電流選擇，分段斷路器按一臺(tái)主變檢修時(shí)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(shí)，則可依照滿足額定電流、額定電壓等級(jí)即可初步選定。電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、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流、額定電壓及型號(hào)，按短路情況下校驗(yàn)開關(guān)的開斷能力、短路熱穩(wěn)定和動(dòng)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(yàn)的項(xiàng)目。從表中可以看出為保證設(shè)備可靠的運(yùn)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(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。表7-1高壓一次設(shè)備的選擇與較驗(yàn)項(xiàng)目電氣設(shè)備名稱額定電壓額定電流斷流能力短路電流校驗(yàn)熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定高壓熔斷器√√√高壓斷路器√√√√√42165籃球場(chǎng)圖1-1學(xué)習(xí)室G學(xué)習(xí)室學(xué)習(xí)室學(xué)習(xí)室學(xué)習(xí)室學(xué)習(xí)室寢室⑤DF標(biāo)準(zhǔn)層照明平面A學(xué)習(xí)室學(xué)習(xí)室K⑩①3、供電電源情況高壓負(fù)荷開關(guān)√√√√√高壓隔離開關(guān)√√一√√電流互感器√√一√√電壓互感器√一一一一母線一√一√√電纜√√一一√支柱絕緣子√一一√一套管絕緣子√√一√√高壓斷路器是高壓電氣中的重要設(shè)備，是一次電力系統(tǒng)中控制和保護(hù)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(yùn)行要求，接通或斷開工作電路，其二是保護(hù)作用，當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生故障時(shí)，在繼電保護(hù)裝置的作用下，斷路器自動(dòng)斷開故障部分，以保證無故障部分的正常運(yùn)行。高壓斷路器的主要作用是：在正常運(yùn)行時(shí)用它接通或切斷負(fù)荷電流；在發(fā)生短路故障或嚴(yán)重負(fù)荷時(shí)，借助繼電保護(hù)裝置用它自動(dòng)、迅速地切斷故障電流，以防止擴(kuò)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(yùn)行。為此要求斷路器具有相當(dāng)完善的滅弧裝置和足夠強(qiáng)的滅弧能力。根據(jù)圖6-1高壓斷路器的型號(hào)規(guī)格。在短路計(jì)算中我們得知10kV側(cè)母線上短路電流為10.64kA,線路繼電保護(hù)裝置整定的動(dòng)作時(shí)間為變壓器高壓側(cè)實(shí)際最大工作電流按變壓器額定電流計(jì)算。5在學(xué)校南側(cè)1000m處有一座10KV配電所，其出口斷路器是SN10—10Ⅱ型，此斷路器配備有定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.3S。為滿足學(xué)校二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取4、學(xué)校生活區(qū)負(fù)荷情況學(xué)校生活區(qū)負(fù)荷情況見表1-3所示。表1-3學(xué)校生活區(qū)負(fù)荷情況編號(hào)名稱1學(xué)生食堂2鍋爐3教師樓4校醫(yī)院5戶外照明6本所用電07學(xué)生宿舍樓由學(xué)生設(shè)計(jì)計(jì)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0.8m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1765m。地層以粘性(土質(zhì))為主；地下水位為5m。7、其他在高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。發(fā)電廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.90。(1)負(fù)荷計(jì)算機(jī)和無功功率補(bǔ)償。(2)變電所位置和型式的選擇。(3)變電所主變壓強(qiáng)的臺(tái)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。線路首端短路時(shí)，流過短路電流最大，而線路首端(K-1)點(diǎn)短路和母線(K-2)點(diǎn)短路，其短路電流相等，即：短路電流沖擊值：i=2.5513=2.55×短路容量：根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，選用SN10—10Ⅱ型高少油斷路器。序號(hào)安裝電氣條件校驗(yàn)結(jié)論數(shù)據(jù)技術(shù)數(shù)據(jù)1合格2合格3合格4合格5合格6合格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(duì)其它電器設(shè)備和線路運(yùn)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6(5)變電所主結(jié)結(jié)方案的設(shè)計(jì)。(6)短路電流計(jì)算。(7)變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。(8)變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)。(9)配電所二次回路方案的選擇及繼電器保護(hù)的整定。(10)防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)。1、開題報(bào)告(2000字左右)2、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(10000字左右)3、技術(shù)資料(1)變電所主結(jié)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(shí)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(fù)荷計(jì)算及無功功率補(bǔ)償弧裝置，不能用來接通和斷開負(fù)荷電流和短路電流。隔離開關(guān)的類型較多，按裝接地點(diǎn)不同分：屋內(nèi)式和屋外式；按絕緣支柱數(shù)目分：?jiǎn)沃?、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(duì)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(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇，該校選擇型號(hào)為：GN30-10D/630,這種型號(hào)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，安全性高。如下表所示7-3為GN30-10D/630的技術(shù)數(shù)據(jù)。表7-3GN30-10D/630技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)型式序號(hào)額定電流A結(jié)構(gòu)標(biāo)志戶內(nèi)帶接地刀閘7.3.2隔離開關(guān)運(yùn)行與維護(hù)(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(dòng)機(jī)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(biāo)準(zhǔn)，三相是否同時(shí)接觸。7.3.3隔離開關(guān)的校驗(yàn)根據(jù)型號(hào)擬選GN30-10D/630。短路電流的沖擊值：i=2.5513=2.55×10.64=27.17電力負(fù)荷又稱電力負(fù)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(fù)荷、一般負(fù)荷、動(dòng)力負(fù)荷、照明負(fù)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(fù)荷(輕載)、重負(fù)荷 (重載)、空負(fù)荷(空載)、滿負(fù)荷(滿載)等。電力負(fù)荷的具體含義視具體情況而定。電力負(fù)荷，按GB50052—1995《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)其對(duì)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(jí)。一級(jí)負(fù)荷：一級(jí)負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡者；或?qū)⒃谡紊?，?jīng)濟(jì)上造成重大損失者；或中斷將影響有重大政治經(jīng)濟(jì)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?，F(xiàn)沒有一級(jí)用電負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷：二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在政治上，經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生較大損失的負(fù)荷，如主要設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品報(bào)廢等；或中斷供電將影響重要的用電單位正常的工作負(fù)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(fù)荷等。校區(qū)現(xiàn)有的二級(jí)負(fù)荷有：學(xué)生食堂廚房用電、鍋爐、本所用電等。三級(jí)負(fù)荷：三級(jí)負(fù)荷為不屬于前兩級(jí)負(fù)荷者。對(duì)供電無特殊要求。該校除了前面羅列的二級(jí)負(fù)荷外，全為三級(jí)負(fù)荷2.1電力負(fù)荷及其計(jì)算短路電流假想時(shí)間：imar=tac+t=1校驗(yàn)情況如下表表7-4GN30-10D/630校驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)工作電壓(KV)最大工作電流(A)短路電流(KA)一短路沖擊電流(KA)熱穩(wěn)定性校驗(yàn)根據(jù)以上數(shù)據(jù)可得滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件?；ジ衅靼娏骰ジ衅骱碗妷夯ジ衅?。電流互感器又稱儀用變流器，文字符號(hào)為TA;電壓互感器又稱儀用變壓器，文字符號(hào)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。互感器有如下作用；采用互感器作一次電路與二次電路之間的中間元件，可避免一次電路的高電壓直接引入測(cè)量?jī)x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8通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱為負(fù)荷計(jì)算。根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如果以計(jì)算負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱溫度不會(huì)超過允許值。計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)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(jì)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(fèi)。確定得過小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過負(fù)荷下運(yùn)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(huì)造成更大損失。由此可見，正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。二、按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷采用需要系數(shù)法比較簡(jiǎn)便，適用于用電設(shè)備臺(tái)數(shù)比較多，而單臺(tái)設(shè)備容量相差不大的情況，因而廣泛使用，應(yīng)用此法計(jì)算時(shí)，首先要正確判明用電設(shè)備的類別和工作狀態(tài)。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)少而功率相差懸殊時(shí)，需要系數(shù)法計(jì)算結(jié)果往往偏小，故不適用于低壓配電線路的計(jì)算，而適用于計(jì)算變、配電所的負(fù)荷。確定擁有變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷，應(yīng)結(jié)合學(xué)校生活區(qū)情況其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)(又稱參差系數(shù)或綜合系數(shù))Kzp和Kzq設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)對(duì)于低壓母線用電算時(shí)，(1)由用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取(2)由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取定電壓不同，但二次額定電壓一般為100V。(3)擴(kuò)大二次設(shè)備的使用范圍采用互感器后，就相當(dāng)于擴(kuò)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器配套使用，就可測(cè)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(cè)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(biāo)準(zhǔn)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(cè)電路中，因此一次電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)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(shí)際上就相當(dāng)于一個(gè)短路運(yùn)行的變壓器。電流互感器一、二次額定電流之比叫變流比，用K表示，由變壓器的基本知識(shí)可知：式中N?、N?——電流互感器一、二次繞組的匝數(shù)；I?、I?N——電流互感器一、二次額定電流；I?、I?——電流互感器一、二次實(shí)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(shí)際電流，便可計(jì)算出一次實(shí)際電流的近似值。2139在計(jì)算時(shí)用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的1個(gè)小時(shí)最大負(fù)荷P30,用電設(shè)備組的設(shè)備容量Pe,是指用電設(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=∑Pv有功計(jì)算負(fù)荷無功計(jì)算負(fù)荷視在計(jì)算負(fù)荷計(jì)算電流為總的有功計(jì)算負(fù)荷為總的無功計(jì)算負(fù)荷為總的視在計(jì)算負(fù)荷為總的計(jì)算電流為根據(jù)本工程的設(shè)計(jì)要求及給定的供電電源的分配，并對(duì)學(xué)校生活區(qū)的負(fù)荷情況表1-3所示進(jìn)行計(jì)。學(xué)生宿舍總共有八棟：照明的設(shè)備容量，在初步設(shè)計(jì)中按不同的性質(zhì)建筑物的單位水平面積上照明容量(W/m2)法來估算.照明設(shè)備容量=建筑物平面面積A(m2)×單位容量W(W/m2)或者按照照明設(shè)計(jì)計(jì)算所得的安裝容量來計(jì)算.(查表附錄)單位容量：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(gè)鐵芯和具有兩個(gè)鐵芯的兩種類型。7.4.2電流互感器校驗(yàn)對(duì)于大多數(shù)電流互感器，給出了相對(duì)于額定一次電流的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)K和熱穩(wěn)定倍數(shù)K,,因此其動(dòng)、熱穩(wěn)定度應(yīng)按下式校驗(yàn)。動(dòng)穩(wěn)定倍擬定型號(hào)為：LZZBJ9-10型電流互感器，查表得K=220,K,=150/5K×√2I?=220×√2×150=46669熱穩(wěn)定倍數(shù)：K,=I,/I?,則熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為：∴∴取二條40W的熒光燈?！嘈l(wèi)生間和走廊各取一個(gè)15W的節(jié)能燈走廊的建筑面積A=1.8×(3.6×3+0.32)+1.8×(3.6×5+2.7)+2.7×2.1+走廊和樓梯取15W的節(jié)能燈共12個(gè)含每個(gè)樓梯口需安裝一個(gè)計(jì)算插座容量時(shí)，查下表2-1插座的數(shù)量(個(gè))456789同時(shí)系數(shù)Kd1(K,·I?w)2·t≥I(32timn,一般K,為1S熱穩(wěn)定倍數(shù)，即電流互感器試驗(yàn)時(shí)間t=1s,因此上式可改寫為： 通過計(jì)算結(jié)果可知滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。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K表示。1—鐵芯；2—一次繞組；3—二次繞組式中N?、N?——電壓互感器一、二次繞組的匝數(shù)；U?、U?N——電壓互感器一、二次額定電壓；U?、U?——電壓互感器一、二次實(shí)際電壓；由式可知電壓互感器變壓比和二次實(shí)際電壓U?,可計(jì)算出一次實(shí)際電壓的近似值。單間宿舍總照明容量(學(xué)習(xí)室、寢室、衛(wèi)生間、走廊、插座):∑P30=40×2+40×2+15+15+10一層宿舍樓的總負(fù)荷為：每棟宿舍所用總負(fù)荷為：??=9700×5=48.5KW八棟學(xué)生宿舍的總負(fù)荷為：KW一間宿舍的熒光燈：P3o=K?Pe=0.8×(40×2+40×2+15+15)=0.152KW一棟宿舍的熒光燈：?o=0.152×8×5=6.08KW插座：P30=KaP=0.6×(1000×八棟學(xué)生宿舍的熒光燈：KW熒光燈和插座：??=48.64+192=240.64KW學(xué)生宿舍總負(fù)荷為：.64+(15×12×5)×8)/1000=247.84KW本工程的總計(jì)算P30=KzP=1252KW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(diǎn)于鐵芯相連，二次繞組繞在鐵芯上，此外還有一個(gè)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(gè)鐵芯上，并且串起來，連接點(diǎn)與鐵芯相連。為了保證電壓互感器的安全運(yùn)行和在規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)下運(yùn)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U?為電網(wǎng)電壓；U.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(hào)二次繞組額定最大容一次二次13校驗(yàn)后滿足要求。如表7-5-2所示，可知所選一次設(shè)備均滿足要求。10KV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力斷流容量動(dòng)態(tài)定度熱穩(wěn)定電流裝置地點(diǎn)條件參數(shù)一數(shù)據(jù)一功率因數(shù)：cosφ=P3o/S3o=1252/1412.34=0.89總功率表1學(xué)生食堂23教師樓4校醫(yī)院5戶外照明6本所用電07學(xué)生宿舍樓0合計(jì)2.2無功功率補(bǔ)償1、無功功率補(bǔ)償所謂無功功率補(bǔ)償是把具有容性功率的裝置與感性負(fù)荷聯(lián)接在AA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)A高壓少油斷路器SN10-10II高壓隔離開關(guān)一高壓熔斷器一一一電壓互感器一一---電壓互感器萬后方萬一一一一一電流互感器一一避雷針FS4-10一一一一一戶外隔離開關(guān)--同一電路，當(dāng)容性裝置釋放能量在相互轉(zhuǎn)化，感性負(fù)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(bǔ)償。由于受感性負(fù)荷的影響使功率因數(shù)降低，負(fù)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(duì)供電系統(tǒng)大有好處。則需考慮增設(shè)無功功率補(bǔ)償裝置，其容量式中，△q.=tanφ-tanφ',稱為無功補(bǔ)償率或比補(bǔ)償容量。這無功補(bǔ)償率，是表示使1kW的有功功率由cosφ提高到cosφ′所需要的無功補(bǔ)償容量kvar值。在負(fù)荷計(jì)算中，S9型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡(jiǎn)化公式近似計(jì)算。配電所裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置以后，則在確定補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)以前的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)扣除無功補(bǔ)償容量，即總的無功計(jì)算負(fù)荷Q30=Q?-Qc補(bǔ)償后總的視在計(jì)算負(fù)荷(1)無功補(bǔ)償容量按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的cosφ≥0.9,而目前只有0.89,因此，需進(jìn)行無功功率的補(bǔ)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(bǔ)償裝置兩種。安裝人工補(bǔ)償裝置的方法既簡(jiǎn)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(bǔ)償損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗。一般△Q?=(4～5)△P,因此在低壓補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償?shù)墓β事愿哂?.9,這里取cosφ=0.92。而補(bǔ)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：選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)態(tài)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)VA數(shù)據(jù)二次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器一一低壓斷路器(大于I?0)(一般)一一低壓斷路器(大于130)一一電流互感器一一電流互感器一一一(2)補(bǔ)償后變壓器容量和功率因數(shù)：補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷：變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：補(bǔ)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(bǔ)償來提高功率因數(shù)能使本工程取得可觀的經(jīng)濟(jì)效果。第三章變電所位置、型式及其主變壓器臺(tái)數(shù)、容量和類型的選擇昆明理工大學(xué)09自動(dòng)化李紹平第八章變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)變電所進(jìn)出線的選擇是電器一次設(shè)備選擇的重點(diǎn)之一，根據(jù)電壓等級(jí)不同，在導(dǎo)線截面的選擇上35kV及其以上的線路可以先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定；10kV及其以下的線路則可以先按發(fā)熱條件來選擇。由于該變電所高壓側(cè)進(jìn)線已定，故此僅只對(duì)高、低壓母線及從低壓母線到各用電區(qū)干線的出線做選擇與校驗(yàn)。8、1高壓側(cè)聯(lián)絡(luò)線的選擇與校驗(yàn)經(jīng)濟(jì)電流密度J值(A/mm2)導(dǎo)線材料年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)(h)3000以下5000以上銅裸導(dǎo)線和母線鋁裸導(dǎo)線和母線、鋼芯鋁線銅芯電纜鋁芯電纜考慮到要去5%故取81.54A按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面，由K?Ial≥1?0確定。由于高壓側(cè)聯(lián)絡(luò)線選用LGJ導(dǎo)線，根據(jù)附錄表4、5及設(shè)計(jì)任務(wù)書所給的信息，可得θ%=18,θa?=70,θ?=35,所以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(fù)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(jìn)出線方便，特別要便于架空進(jìn)出線。3)設(shè)備運(yùn)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(yùn)輸。4)不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的成所，無法避開時(shí)，應(yīng)有防振和隔熱的措施。5)不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。6)不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼臨。7)不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。8)不應(yīng)設(shè)在走勢(shì)低洼和可能有積水的場(chǎng)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(dān)負(fù)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(gè)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(jì)中，考慮到學(xué)校生活區(qū)對(duì)電能需要的重要性，聯(lián)系本學(xué)校生活區(qū)的實(shí)際地理位置情況，將本變電所設(shè)計(jì)為獨(dú)立式變電所，位置設(shè)在教室樓旁(見圖3-1)09自動(dòng)化李紹平09自動(dòng)化李紹平KIa?=1.22×92A=112.24A>I所以該變電所的高壓母線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-168、2高壓母線的選擇與校驗(yàn)考慮到要去5%,故取81.54A按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面K?Ial=1.22×480A=585.6A>故初選LMY—40×4的硬鋁母線單條平放，檔距1=900mm,相鄰兩母線軸間距為160mm,忽略反饋沖擊電流。(附錄表7)母線在三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為：母線短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度母線在F(3)作用時(shí)的彎曲力矩為：母線的截面系數(shù)為：故母線在三項(xiàng)短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為：圖3-12145田徑場(chǎng)5籃球場(chǎng)3.2變壓器的選擇1、主變壓器臺(tái)數(shù)選擇原則09自動(dòng)化李紹平昆明理工大學(xué)09自動(dòng)化李紹平硬鋁母線(LMY)的允許應(yīng)力為：可al=70MPa>0.93MPa綜上所述，LMY—40×4的硬鋁母線滿足動(dòng)穩(wěn)定度及熱穩(wěn)定度的要求。8、3低壓母線的選擇與校驗(yàn),考慮5%的過載。所以按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面K?Ia=1.22×1964A=2396.08A>I30故初選LMY—80×8的硬鋁母線雙條平放，檔距l(xiāng)=900mm,相鄰兩母線軸間距為160mm,忽略反饋沖擊電流。(附錄表7)母線在三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為：母線短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度母線在F3作用時(shí)的彎曲力矩為：負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)負(fù)荷的變電所，頁(yè)可只裝設(shè)一臺(tái)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(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)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(tái)變壓器。4)、選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，還應(yīng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。因此根據(jù)本校的負(fù)荷可以選一臺(tái)主變壓器或兩臺(tái)主變壓器。2、變壓器容量選擇(1)、只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量SN應(yīng)滿足全部用點(diǎn)設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S??的需要，即選擇一臺(tái)主變壓器時(shí)：SN≥S??=1412.34KV·A考慮今后5～10年的負(fù)荷發(fā)展，留20%裕量，得：根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，本所選用容量為2000KV·A的變壓器。本所內(nèi)所有Ⅱ和Ⅲ類負(fù)荷總共有1578.48KV·A,小于所選單臺(tái)變壓器的容量2000KV·A,理論上選擇2000KV·A容量的變壓器符合要求，但是考慮到本所是一臺(tái)主變壓器獨(dú)立運(yùn)行，若出現(xiàn)故障，短時(shí)間過負(fù)荷并不會(huì)太大的影響變壓器的壽命，并且從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，若選擇2500KV·A容量的變壓器將大大的提高建設(shè)投資且常年處于更嚴(yán)重的欠負(fù)荷狀態(tài)，造成了變壓器容量的嚴(yán)重浪費(fèi)，故最終選擇了2000KV·A容量的變壓器。即S9-2000/10型(2)、裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)主變壓器的容量S應(yīng)同時(shí)滿足兩個(gè)條件：1)、任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷S?的60%～70%母線的截面系數(shù)為：故母線在三項(xiàng)短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為：而硬鋁母線(LMY)的允許應(yīng)力為：綜上所述，LMY-80×10的硬鋁母線滿足動(dòng)穩(wěn)定度及熱穩(wěn)定度的要8、4低壓側(cè)中性線的選擇三相四線制系統(tǒng)的中性線，要通過系統(tǒng)的不平衡電流和零序電流，因此中性線的允許載流量不應(yīng)小于三項(xiàng)系統(tǒng)中的最大不平衡電流，同一般三項(xiàng)四線制線路的中性線截面不應(yīng)小于相線截面A的50%,即因?yàn)樵撓到y(tǒng)中低壓母線選擇為L(zhǎng)MY-80×10,按照上述標(biāo)準(zhǔn)，低壓側(cè)中心性選擇為L(zhǎng)MY-40×10。(附錄表7)的需要，即SNr≥(0.6~0.7)S?02)、任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，SNr≥S??(I+II)=830.5K均為Dynl1。二、主變壓器臺(tái)數(shù)的確定的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。對(duì)于只采用一臺(tái)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(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考根據(jù)以本校負(fù)荷情況得知，本校大部分負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷，要求供電性能的可靠，同時(shí)擁有備用電源，根據(jù)上述原則至少應(yīng)設(shè)一臺(tái)或一臺(tái)以上變壓器，考慮到節(jié)約投資，本校選用一臺(tái)變壓器作為主變壓器。個(gè)電壓等級(jí)，故本變電所主變壓器應(yīng)當(dāng)選擇三相雙繞組變壓器，連接2、調(diào)壓方式普通型的變壓器調(diào)壓范圍小，僅為±5%,而且當(dāng)調(diào)壓要求的變化8.5各用電區(qū)導(dǎo)線的選擇與校驗(yàn)1、學(xué)校食堂導(dǎo)線的選擇與校驗(yàn)考慮5%的過載。所以I?0=807.27A按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面，由KIa?≥I?0即可確定。錄表4、5及設(shè)計(jì)任務(wù)書所給的信息，可得θ%=18,θa=65,KIa?=1.175×360A=423A<I采用母線兩根平分負(fù)荷，即BLX—(2x150+1x70+PE70)考慮5%的過載。所以趨勢(shì)與實(shí)際相反(如逆調(diào)壓)時(shí)，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(shí)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(shí)，有載調(diào)壓可解決。因此本所選用有載調(diào)壓變壓器。3、冷卻方式變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷、強(qiáng)迫油循環(huán)水冷、強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻?？紤]到冷卻系統(tǒng)的供電可靠性、要求及維護(hù)工作量，本所選擇自然風(fēng)冷冷卻方式。綜上所述，經(jīng)過查表對(duì)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)如下額定電壓(KV)連接組標(biāo)號(hào)損耗空載電流短路阻抗一次二次空載損耗負(fù)載損耗36錄表4、5及設(shè)計(jì)任務(wù)書所給的信息，可得θ?=26,θa?=65,K?Ia?=1.14×441A=502.74A>I?0=482.65A考慮5%的過載。所以根據(jù)附錄表4、5及設(shè)計(jì)任務(wù)書所給的信息，可得θ%=18,θa?=65,KIa?=1.175×310A=364.25A<I?0=583.24A第四章學(xué)生宿舍樓配電系統(tǒng)的確定宿舍樓由400V供電是符合電力要求的。N一層二三層四五層學(xué)生宿舍樓配電系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式由TN-C-S系統(tǒng)完成三相設(shè)備兩相設(shè)備兩相設(shè)備考慮5%的過載。所以I?0=265.9A錄表4、5及設(shè)計(jì)任務(wù)書所給的信息，可得θ%=18,θa=65,KIal=1.175×265A=311.4A>I?0=265.9A考慮5%的過載。所以I?0=69.87A錄表4、5及設(shè)計(jì)任務(wù)書所給的信息，可得θ%=18,θa?=65,第五章變電所主接線的設(shè)計(jì)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(jí)和負(fù)荷的大小、級(jí)別以及所用變壓器的臺(tái)數(shù)、容量等因數(shù)有關(guān)，確定變電站的主接線對(duì)變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置及運(yùn)行的可靠性與經(jīng)濟(jì)性等都由密切的關(guān)系，主接線的設(shè)計(jì)是變電所設(shè)計(jì)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(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴(kuò)建等要求來考慮設(shè)計(jì)。主接線設(shè)計(jì)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(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電。2、斷路器或母線故障及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷及全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。3、盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運(yùn)的可能性。4、大機(jī)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(kuò)建時(shí)的靈活性。其靈活性具體要求包括：1、調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活地投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。2、檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)裝備，KIa?=1.175×85A=99.88A>考慮5%的過載。所以I30=22.7A按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面，由KIal≥I?0即可確定。錄表4、5及設(shè)計(jì)任務(wù)書所給的信息，可得θ%=18,θa?=65,KIa?=1.175×35A=41.13A>I?0=22.7A7、學(xué)生宿舍樓用電導(dǎo)線的選擇與校驗(yàn)進(jìn)行安全檢修而不至影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電。3、擴(kuò)建時(shí)，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(shí)間最短的情況下，投入新裝機(jī)組、變壓器或線路而互不干擾，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。三、經(jīng)濟(jì)性。主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。其經(jīng)濟(jì)性要求具體如下：1、投資省。主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)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(hù)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(jià)的電氣設(shè)備或輕型電氣；如能滿足系統(tǒng)安全運(yùn)行及繼電保護(hù)要求，110kV及以下終端或分支變電所可采用簡(jiǎn)易電器。2、占地面積小。主接線設(shè)計(jì)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(jì)中，要避免建立復(fù)雜的操作樞紐，為簡(jiǎn)化主接線，發(fā)電廠，變電所接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)范圍的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。5.1變電所主接線方案考慮5%的過載。所以錄表4、5及設(shè)計(jì)任務(wù)書所給的信息，可得θ%=18,θa?=65,KIa?=1.175×360A=423A>I?0=3、電力進(jìn)線的選擇結(jié)果線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號(hào)規(guī)格10KV電源進(jìn)線高壓?jiǎn)文妇€低壓?jiǎn)文妇€380V低壓出線至食堂至鍋爐至教師樓至校醫(yī)院至本所用電戶外照明至學(xué)生宿舍1.單臺(tái)變壓器運(yùn)行的主接線形式半生疊弟TF優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，接線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置，單母線接線方式配電造價(jià)格也比較低，適用于三級(jí)負(fù)荷并且對(duì)電能要求不是很高的工廠電力用戶缺點(diǎn)：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(gè)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(tái)變壓器高低壓側(cè)采用單母分段的主接線形式昆明理工大09自動(dòng)化李紹平第九章變電所二次回路的選擇及繼電保護(hù)的整定繼電保護(hù)裝置是變電所的重要組成部分之一，為了反映電力系統(tǒng)故障和不正常工作狀態(tài)，滿足各種故障時(shí)主保護(hù)與后備保護(hù)可靠動(dòng)作，保證變電站及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，在變電站各元件上應(yīng)配置以繼電保護(hù)裝置按GB50062—1992規(guī)定：對(duì)電力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：1、繞組及其引出線的相間短路和中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地2、繞組的匝間短路；3、外部短路引起的過電流；4、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中外部接地短路引起的過電流及中性點(diǎn)過電壓；5、過負(fù)荷；6、油面降低；7、變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。對(duì)于高壓側(cè)為6至10kV的車間變電所主變壓器來說，通常設(shè)帶實(shí)現(xiàn)的過電流保護(hù)；如果過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于0.5至0.7s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量800kV·A及其以上的油浸式變壓器和400kV·A及其以上的車間油浸式變壓器，按照規(guī)定還應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。容量在其以上的變壓器，當(dāng)臺(tái)數(shù)并列運(yùn)行或者單臺(tái)運(yùn)行并作為其他負(fù)荷的備用電源的，應(yīng)根據(jù)可能過負(fù)荷的情況裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)。過負(fù)荷保護(hù)及瓦斯保護(hù)在輕微故障時(shí)(通稱“輕瓦斯故障”),動(dòng)作于信號(hào)，火火戶外照明校戶外照明高壓側(cè)采用單母線、低壓側(cè)單母線分段主接線圖優(yōu)點(diǎn)：母線分段后，對(duì)主要用戶可從不同段供電，保證供電的可靠性，另外，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)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(kuò)建方便。缺點(diǎn)：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(hù)不方便，也容易造成誤操作5.2主接線方案的確定綜上所述，結(jié)合該校負(fù)荷等級(jí)及其規(guī)模以及發(fā)展前景，在滿足其安全有效的運(yùn)行等方面技術(shù)的前提下，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)并為重要衡量昆羽理工09自動(dòng)化李紹平而其他保護(hù)包括瓦斯保護(hù)在嚴(yán)重故障時(shí)(通稱“重瓦斯故障”),一故此變電所變壓器的繼電保護(hù)選擇為速斷保護(hù)、瓦斯保護(hù)、過電變壓器繼電保護(hù)中電流繼電器的選擇：電流繼電器(KA),另一種是感應(yīng)式電流繼電器。電磁式電流繼電器主要由線圈、電磁鐵、鋼舌片、靜觸點(diǎn)、動(dòng)觸點(diǎn)、起動(dòng)電流調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)桿、標(biāo)度盤、軸承、反作用彈簧和軸組成。感應(yīng)式電流繼電器由兩組元件構(gòu)成，一組是感應(yīng)元件——帶短路環(huán)的電磁鐵和裝在可偏轉(zhuǎn)框架上的轉(zhuǎn)動(dòng)鋁盤；另一組是電磁元件——電磁鐵和銜鐵；其余的部件均是兩在供電系統(tǒng)中，廣泛采用的是感應(yīng)式電流繼電器，因?yàn)楦袘?yīng)式電流繼電器的電磁元件可以用來作電流速斷保護(hù)，感應(yīng)元件則可以做過電流保護(hù)，因?yàn)楦袘?yīng)式電流繼電器兼有上述電磁式電流繼電器、時(shí)間繼電器、信號(hào)繼電器和中間繼電器的功能，從而可大大簡(jiǎn)化繼電保護(hù)裝置。而且采用感應(yīng)式繼電器組成的保護(hù)裝置采用交流操作，可進(jìn)一綜上所述，該變電所用于變壓器繼電保護(hù)的電流繼電器選擇感應(yīng)已知變壓器低壓側(cè)母線的三相短路電流I3=47.81kA,高壓側(cè)繼電保護(hù)用電流互感器變流比為150/5A,繼電器采用GL-15/10型，接條件，該校變電所的主接線方案選擇單臺(tái)變壓器運(yùn)行方式的主接線方案。如下圖所示弟lTA9堂食生學(xué)第六章短路電流的計(jì)算09自動(dòng)化李紹平09自動(dòng)化李紹平I>AI>兩相兩繼電器式接線9.1變電所二次回路的選擇1、高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路2、變電所的電能計(jì)量回路表，分別計(jì)量全校消耗的有功電能表和無功電能，并以計(jì)算每月工廠3、變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器——避雷器柜。作為備用電源的高壓聯(lián)路線上，裝有三相有功電度表和三相無功電度表、電流表。高壓進(jìn)線上，也裝上電流表。低壓側(cè)的動(dòng)力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝每一回路均裝設(shè)電流表。低壓母線裝有電壓表，儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)按G1架空線1=1km3圖6-1電力線路每相的單位長(zhǎng)度電抗平均值(Ω/km)線路結(jié)構(gòu)線路電壓35KV及以上架空線路電纜線路6.1K-1點(diǎn)的短路電流和短路容量(1)計(jì)算短路電路中各元件的阻抗及總阻抗2、變電所繼電保護(hù)裝置2.1主變壓器的繼電保護(hù)裝置2.2護(hù)動(dòng)作電流整定其中Imx=2IT=2×1000KVA/(√3×10KV)=2×57.7A=115.47A,可靠系數(shù)Krel=1.3,接線系數(shù)K?=1,繼電器返回系數(shù)Kre=0.8,間(10倍的動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間)可整定為最短的0.5s。Ikmin=I(-2/K,=0.86673-2/K,=0.866×47.81kA/(10k(2)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：I"3=I3=I3-1=10.64KA3)三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值：I3=1.513=1.51×10.64=16.1KA4)三相短路容量：6.2K-2點(diǎn)的短路電流和短路容量滿足靈敏度系數(shù)的1.5的要求。3裝設(shè)電流速斷保護(hù)3.1速斷電流的整定：利用式其中因此速斷保護(hù)電流為3.2、電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn)利用式因此其保護(hù)靈敏度系數(shù)為按GB50062—92規(guī)定，電流保護(hù)的最小靈敏度系數(shù)為1.5,因此這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)的靈敏度系數(shù)是達(dá)到要求的。但按JBJ6—96和JGJ/T16—92的規(guī)定，其最小靈敏度為2,則這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)偏底。(1)計(jì)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(jì)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：I3=I3=I3-2=47.81KA3)三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值：4)三相短路容量：昆羽理工大昆羽理工大動(dòng)作于跳閘線圈的繼電保護(hù)在技術(shù)上一般滿足以下幾個(gè)方面：1、選擇性它是指繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)，僅