1、. . 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計 方圓小區(qū)電氣設(shè)計 院 部 機(jī)械與電子工程學(xué)院 專業(yè)班級 電氣工程及其自動化5班 屆 次 2015屆 學(xué)生姓名 陳鑫楠 學(xué) 號 20110803 指導(dǎo)教師 劉興華 二一五年六月五日裝訂線. . . 目 錄摘要IAbstractII引言11 設(shè)計概況11.1 小區(qū)概況11.2 設(shè)計依據(jù)11.3 設(shè)計要求11.4 設(shè)計成果22 設(shè)計計算書22.1 負(fù)荷分析22.2 負(fù)荷統(tǒng)計計算22.3 無功功率計算及補(bǔ)償42.3.1 電力電容接線方式42.3.2 無功補(bǔ)償方式42.3.3 無功補(bǔ)償容量42.3.4 并聯(lián)電容器的選擇53 變電所位置和形式的選擇63.1 概述63.2

2、 小區(qū)變配電所的布置及結(jié)構(gòu)方案63.2.1 配電室的結(jié)構(gòu)63.2.2 值班室的結(jié)構(gòu)73.3 變電所位置的確定74 主變壓器臺數(shù)和容量的確定84.1 變壓器主變臺數(shù)的選擇84.2 變電所主變壓器容量的選擇95 變電所主接線方案的選擇95.1 變電所主接線方案的評價95.2 變電所主接線方案的確定106 短路電流計算106.1 短路計算的意義和內(nèi)容106.2 短路電流計算方法116.3 短路計算點(diǎn)的選取117 變壓器一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)147.1 概述147.2 高壓一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)157.3 低壓一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)168 變電所高、低壓線路的選擇198.1 高壓側(cè)線路的選擇與校驗(yàn)198.2

3、 低壓側(cè)線路的選擇與校驗(yàn)219 照明系統(tǒng)239.1 光源照度計算239.2 電源進(jìn)線設(shè)計299.3 照明線路的控制與保護(hù)3110 弱電系統(tǒng)設(shè)計3110.1 概述3110.2 有線電視系統(tǒng)3110.3 電話系統(tǒng)3210.4 網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng)3210.5 訪客對講系統(tǒng)3211防雷和接地裝置的確定3211.1 概述3211.2 變電所防雷接地系統(tǒng)設(shè)計3211.3 單體樓的防雷接地系統(tǒng)設(shè)計34參考文獻(xiàn)35致謝36附錄37IContentsAbstractIIIntroduction11 Design general situation11.1 Small zone general situation11.

4、2 The design gist11.3 The design require11.4 Design result22 Design statement of account22.1 Load Analysis22.2 Carry the statistics reckoning22.3 Reckon and commute without the rate of work52.3.1 The electric power electric capacity connects line method52.3.2 Without the work offset method52.3.3 Wit

5、hout the work offset capacity measure52.3.4 Merge the select of the capacitor63 Change an electricity the position with the modal select73.1 Sum73.2 The small zone changes to go together with an electricity of the layout and the structure scheme73.2.1 Change an electricity the certainty of the posit

6、ion73.2.2 Change an electricity the type scheme select83.3 Determine position of substation84 The main transformer pedestal number and the certainty of the capacity measure94.1 The transformer lord changes the select of the pedestal number94.2 Change an electricity the select of the main transformer

7、 capacity measure105 Change the select that the electricity connects the line scheme the lord105.1 Change the appraisal that the electricity connects the line scheme the lord105.2 Change the certainty that the electricity connects the line scheme the lord116 The short-circuit electric current calcul

8、ation116.1 The senses and the contents of the short-circuit reckoning116.1 The senses and the contents of the short-circuit reckoning116.1 The senses and the contents of the short-circuit reckoning127 Change an electricity to check a select of facility and the schoo157.1 Sum157.2 The high pressure a

9、 select of facility and school check157.3 Low-pressure select of facility and school check178 Change an electricity the select of the high and low-pressure circuit218.1 The select and school of the high pressure side circuit check218.2 The select and school of the low-pressure side circuit check239

10、The electricity light, heat and water expense design259.1 The light source luminance check259.2 The power supply enters the line design319.3 Illuminate the regulate and the safeguard of the circuit3310 The weak electricity system design3310.1 Sum3310.2 Cabled T.V. system3310.3 Telephone system3410.4

11、 Network cloth line system3410.5 Visitor vs. speak system3411 Defend thunder and connect the certainty of the solemn installation3411.1 Sum3411.2 Change the thunder that electricity defend connects the solemn system design3411.3 The single corpus building defends thunder to connect the solemn system

12、 design35Reference37Acknowledgement38Appendix39方圓小區(qū)電氣設(shè)計陳鑫楠 （山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)械與電子工程學(xué)院 泰安 271018）摘要：隨著社會的發(fā)展與進(jìn)步, 以信息技術(shù)與建筑技術(shù)相結(jié)合的智能小區(qū)迅速地發(fā)展起來。智能小區(qū)的發(fā)展為人們提供更為便捷、高雅、舒適的居住環(huán)境，它不僅包括服務(wù),空間展開,電子基礎(chǔ)設(shè)施,纜線管理等一般服務(wù), 更重要的是以建筑為平臺，集結(jié)構(gòu)，服務(wù),管理，電氣自動化及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間的最優(yōu)化組合,向人們提供一個安全,高效,舒適,便利的居住環(huán)境。本次電氣工程設(shè)計以最新智能小區(qū)的發(fā)展為背景，涉及小區(qū)的供配電設(shè)計，弱電系統(tǒng)設(shè)計，單體樓電氣照

13、明設(shè)計等幾部分內(nèi)容。小區(qū)供配電設(shè)計是根據(jù)小區(qū)規(guī)模及建筑分布情況規(guī)劃變電所的位置、類型，主要包括負(fù)荷計算和相關(guān)設(shè)備的選擇；單體建筑電氣設(shè)計是根據(jù)國家有關(guān)規(guī)范完成一棟多層住宅樓的電氣施工圖設(shè)計，主要包括照明配電，防雷與接地，綜合系統(tǒng)布線等內(nèi)容。關(guān)鍵詞：負(fù)荷計算 繼電保護(hù) 電氣照明設(shè)計 弱電系統(tǒng) 供配電設(shè)計The Garden of Fangyuan Electrical DesignXinnan Chen(Mechanical & Electrical Engineering College of Shandong Agricultural University, Taian, Shandong

14、271018)Abstract：Along with the social shape and the advancement, is combining together with the information technique and the structure technique of brain the small zone develops quickly. The shape of the brain small zone is for people tender more conveniently, elegant and easy living condition, it

15、not only includes a service, the space stretch, the electronics infrastructure, the cable supervision etc. serves generally, more important take structure as terrace, gather structure, serve, manage, the electricity automation and correspond by letter the optimization of combination of the network s

16、ystem, tender a safety toward people, efficiently, amenity, facilitation of living condition. This electrical engineering design with the latest brain the shape of the small zone into back ground, involve small zone to provide to go together with the electricity design, weak electricity system desig

17、n, the single corpus building electricity light, heat and water expense design waits several parts of contents sc. Small zones providing to go together with the electricity design is the position, type that distributes the condition scheme to change to give or get an electric shock surd the small zo

18、ne scale and the structure, the main including burden reckon and the select of the related facility; The single corpus structure electricity design is terminate surd the national relevant norms one many layer home buildings of the electricity contract drawing design, the main including light, heat a

19、nd water expense goes together with an electricity, defending thunder with connect solemn, the complex system cloth line etc. contents. . Keywords: load calculation; relay protection; electricity light to design; weak electricity system; power supply design;引言本設(shè)計為小區(qū)供配電的設(shè)計，設(shè)計以“電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書與指導(dǎo)書”所提供的設(shè)

20、計要求，設(shè)計任務(wù)為依據(jù)，結(jié)合國家近年來頒布的建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和供電技術(shù)的最新發(fā)展，依托工廠供電電氣照明繼電保護(hù)的授課內(nèi)容，并查閱有關(guān)的圖書資料進(jìn)行的。本設(shè)計的主要內(nèi)容包括：負(fù)荷計算,功率因數(shù)計算及無功功率因數(shù)補(bǔ)償,變配電所的位置和型式選擇，短路電流計算,變壓器的選擇及連接方案，主接線的方案的選擇，高低壓一次設(shè)備的選擇，各線路的計算電流及設(shè)備的選擇，電氣照明設(shè)計，單體樓線路及設(shè)備的選擇，繼電保護(hù)的整定弱電系統(tǒng)設(shè)計，防雷接地保護(hù)等。本設(shè)計是在專業(yè)老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下完成的，由于時間倉促和限于本人的水平，設(shè)計中難免出現(xiàn)疏漏，敬請各位老師和同學(xué)批評指正，本人不勝感激。1 設(shè)計概況1.1 小區(qū)概況方圓小

21、區(qū)包括單體建筑21棟，建筑類型為商業(yè)住宅樓，商鋪252家，住戶共525戶。小區(qū)年最大負(fù)荷利用小時為2500h,日最大負(fù)荷持續(xù)時間為8h, 本小區(qū)均屬于三級負(fù)荷。低壓動力設(shè)備均為三相供電，額定電壓為380V。照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。1.2 設(shè)計依據(jù)供電電源：按照甲方與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本小區(qū)可由附近一條10KV的公用電源線引來。氣象資料：年最高氣溫為35，年平均氣溫為20，年最低氣溫為-18.5，最熱月平均最高氣溫31.5，年最熱月地下0.81米處平均溫度20，土壤凍結(jié)深度為0.75米。夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，年雷暴日31天。地質(zhì)水文資料：所在地區(qū)平均海拔130m

22、，地層以沙粘土為主，地質(zhì)條件較好，地下水位為2.85.3m，抵制壓力為20噸/平方米。電費(fèi)制度：一部分為基本電費(fèi)，按所裝用的主變壓器容量來計費(fèi)。另一部分為電度電費(fèi)，按每月實(shí)際耗用的電能計費(fèi)。小區(qū)最大負(fù)荷時的高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.9。1.3 設(shè)計要求根據(jù)小區(qū)所取得的電源及小區(qū)用電負(fù)荷情況，并考慮小區(qū)以后的發(fā)展，應(yīng)采用安全可靠，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理的原則，統(tǒng)計負(fù)荷計算、功率因數(shù)計算及無功功率因數(shù)補(bǔ)償；確定變配電所的位置和型式選擇,確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量；計算短路電流；選擇變電所主接線方案,選擇并校驗(yàn)高低壓側(cè)一次回路設(shè)備,選擇各單體樓線路及設(shè)備；確定防雷和接地裝置，最后按要求提交設(shè)計計算書及

23、說明書，繪出設(shè)計圖紙。1.4 設(shè)計成果設(shè)計計算書一份,設(shè)計圖紙27張。2 設(shè)計計算書2.1 負(fù)荷分析負(fù)荷分類及定義一級負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計損壞，且難以挽回，帶來極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級負(fù)荷。一級負(fù)荷要求有兩個獨(dú)立電源供電。二級負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級負(fù)荷。二級負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線路供電。三級負(fù)荷：不屬于一級和二級的一般電力負(fù)荷。三級負(fù)荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。按照GB500-1995供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范規(guī)

24、定，電力負(fù)荷據(jù)其對供電可靠性的要求及中斷電造成的損失或影響分為三級，本工程設(shè)計按三級負(fù)荷進(jìn)行供電設(shè)計。2.2 負(fù)荷統(tǒng)計計算根據(jù)小區(qū)的負(fù)荷情況，年最大負(fù)荷利用小時為2500 h,日最大負(fù)荷持續(xù)時間為8h，按照我國普遍采用的需要系數(shù)法確定小區(qū)計算負(fù)荷，需要系數(shù)參照下表： 表2-1 需要系數(shù)表住宅戶數(shù)需要系數(shù)住宅戶數(shù)需要系數(shù)住宅戶數(shù)需要系數(shù)152-570.50169-1860.347-90.8958-600.49187-2040.3310-120.8161-630.48205-2220.3213-150.7664-690.47223-2460.3116-180.7270-720.46247-2730

25、.3019-210.6873-780.45274-3030.2922-240.6679-840.44304-3360.2825-270.6385-900.43337-3750.2728-300.6191-960.42376-4230.2631-330.5997-1050.41424-4770.2534-360.58106-1110.40478-5400.2437-390.56112-1200.39541-6150.2340-420.55121-1320.38616-7080.2243-450.54133-1410.37709-8160.2146-480.52142-1560.36817-948

26、0.2049-510.51157-1680.35949-10000.19本小區(qū)共21棟樓，一棟六層，住戶一層五戶，商鋪一棟12戶，共777戶。統(tǒng)計為一棟樓三類戶型：一類;一梯兩戶，1#到21#樓共210戶；二類：一梯兩戶，1#到21#共210戶；三類：一梯一戶，1#到21#，共105戶；四類：商鋪，1#到21#共252戶。所以21棟樓可以只選取一棟樓作為計算。具體負(fù)荷計算如下所示：（1）本類共有37戶，根據(jù)GB50096-1999住宅設(shè)計規(guī)范和小康住宅設(shè)計導(dǎo)則的有關(guān)規(guī)定，每戶用電指標(biāo)按8,6,10計算，需要系數(shù)參照民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，取，則有功計算負(fù)荷：（2）依據(jù)民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范相

27、關(guān)規(guī)定，取功率因數(shù)，則無功計算負(fù)荷： 另外，小區(qū)的公用，照明，消防負(fù)荷，作統(tǒng)計分別為，有功計算負(fù)荷：，依據(jù)民用建筑電氣設(shè)計手冊，取功率因數(shù)，則，則無功計算負(fù)荷：表2-2 小區(qū)計算負(fù)荷統(tǒng)計表統(tǒng)計序號類類有功計算負(fù)荷(kW)1155.42300無功計算負(fù)荷(kvar)866.57225需要系數(shù)0.211.00功率因數(shù)0.850.85額定電壓（V）220220綜上所述，本小區(qū)總計算負(fù)荷為：（取,）總的有功計算負(fù)荷： =0.95（1155.42+300.0）=1382.65kW總的無功計算負(fù)荷： =0.97（866.57+225）=1058.82kvar總的視在計算負(fù)荷： 總的計算電流：功率因數(shù)：2.

28、3 無功功率計算及補(bǔ)償在確定小區(qū)的低壓側(cè)的計算負(fù)荷后，要進(jìn)一步確定小區(qū)的高壓總計算負(fù)荷，這需要逐級計入有關(guān)線路和變壓器的功率損耗。本工程設(shè)計采用逐級計算法確定工廠高壓計算負(fù)荷，但因小區(qū)的配電線路不長，故該部分功率損耗不計，在此只考慮變壓器的損耗。2.3.1 電力電容接線方式采用三角形連接，該接線方式提供的補(bǔ)償容量，所用器件為靜電電容器補(bǔ)償器件。具體接線如下圖：圖2-1 電容接線方式2.3.2 無功補(bǔ)償方式本工程設(shè)計采用低壓集中補(bǔ)償方式，其有管理方便，電容器充分利用等優(yōu)點(diǎn)，但補(bǔ)償范圍較分散補(bǔ)償小。2.3.3 無功補(bǔ)償容量根據(jù)供電企業(yè)規(guī)則規(guī)定：用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到

29、以下規(guī)定：10kV及高壓供電用戶功率因數(shù)為0.90以上，考慮到變壓器無功功率損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于高壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)，這里取低壓側(cè)功率因數(shù)=0.92，則低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量應(yīng)為: 補(bǔ)償后的變電所低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷為： 變壓器有功功率損耗：變壓器無功功率損耗： 變電所高壓側(cè)計算負(fù)荷為： =無功補(bǔ)償后，小區(qū)功率因數(shù)為: ，滿足規(guī)定要求。2.3.4 并聯(lián)電容器的選擇根據(jù)供電設(shè)計要求，低壓集中補(bǔ)償所采用的電容器電壓為400V，為滿足補(bǔ)償需要，電容器具體型號：BKMJ0.4153 電容器所需數(shù)量為： N=447.98/15=

30、29.87（實(shí)際數(shù)量為30個）。則實(shí)際補(bǔ)償無功功率為：補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的實(shí)際視在計算負(fù)荷為：變壓器實(shí)際有功功率損耗：變壓器實(shí)際無功功率損耗： 變電所實(shí)際高壓側(cè)計算負(fù)荷為： = 無功補(bǔ)償后，小區(qū)的實(shí)際功率因數(shù)為: ，滿足規(guī)定要求。3 變電所位置和形式的選擇3.1 概述變電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓，再分配電能的任務(wù)。它是供電系統(tǒng)的樞紐，在供電系統(tǒng)中占有特殊重要的地位。本工程設(shè)計結(jié)合供電技術(shù)的最新發(fā)展，從合理規(guī)劃，考慮發(fā)展角度出發(fā)，對該小區(qū)設(shè)置一座降壓變電所，采用獨(dú)立式結(jié)構(gòu)。3.2 小區(qū)變配電所的布置及結(jié)構(gòu)方案本小區(qū)的變配電所總體的布置方案采用獨(dú)立式，變壓器在室內(nèi)。應(yīng)因地制宜，合理設(shè)計，布

31、置方案示例見圖紙。設(shè)計變壓器室的結(jié)構(gòu)布置時，應(yīng)根據(jù)GB50053199410 kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范和全國通用建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計電氣裝置標(biāo)準(zhǔn)圖集中的88D264電力變壓器室布置（610 kV，2001600 kV）進(jìn)行布置。3.2.1 配電室的結(jié)構(gòu)（1） 高壓配電室 表3-1 高壓配電室內(nèi)各種通道的最小寬度開關(guān)柜布置方式柜后維護(hù)通道/柜前操作通道/固定式柜手車式單列布置8001500單車長度+1200雙列面對面布置8002000雙車長度+900雙列背對背布置10001500單車長度+1200按GB50053-1994規(guī)定，高壓配電室的開關(guān)柜成列布置時，其屏前后的通道的最小寬度如上表所示。參考表中數(shù)

32、據(jù)，本高壓配電室的開關(guān)柜采用單列布置。1）高壓開關(guān)柜為距墻布置時，柜后與墻凈距大于800，側(cè)面與墻凈距應(yīng)大于200。2）通道寬度在建筑物的墻面遇有柱類局部凸出時，凸出部位的通道寬度可以減少200。3）當(dāng)電源從柜后正背后墻上另設(shè)隔離開關(guān)及其手動操作機(jī)構(gòu)時，柜后通道凈寬不小于1.5米；當(dāng)柜背面防護(hù)等級為IP2X時，可減為1.3米。4）高壓配電室的防火等級不應(yīng)低于二級。（2）低壓配電室 表3-2 低壓配電室內(nèi)屏前后通道最小寬度配電屏形式配電屏的形式屏前通道/mm屏后通道/mm抽屜式單列布置18001000雙列面對面布置25001000雙列背對背布置18001000低壓配電室內(nèi)成列布置的低壓配電屏，其

33、屏前后的通道的最小寬度，按GB50053-1994規(guī)定，如上表。本低壓配電室的配電柜采用雙列面對面布置，參考表中數(shù)據(jù)。1）低壓配電室與抬高地坪的變壓器室相鄰時，配電室高度不應(yīng)小于4m；與不抬高地坪的變壓器室相鄰時，配電室高度不應(yīng)小于3.5m。2）低壓配電室的防火等級不應(yīng)低于三級。3）電源從柜后正背后墻上另設(shè)隔離開關(guān)及其手動操作機(jī)構(gòu)時，柜后通道凈寬不應(yīng)小于1.5米；當(dāng)柜背面防護(hù)等級為IP2X時，可減為1.3米。3.2.2 值班室的結(jié)構(gòu)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制度全盤考慮，以利于運(yùn)行維護(hù)。3.3 變電所位置的確定根據(jù)變配電所位置選擇一般原則：(1)盡量靠近負(fù)荷中心，以降低配

34、電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬損耗。(2)進(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線。(3)靠近電源側(cè)。(4)設(shè)備運(yùn)輸方便，特別考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運(yùn)輸。(5)不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動或高溫的場所，無法避開時，應(yīng)有防振和隔熱的措施。(6)不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠(yuǎn)離時，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。(7)不宜設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。(8)不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險環(huán)境的正上方或正下方。(9) 不應(yīng)設(shè)在地勢較洼和可能積水的場所。負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心:小區(qū)的負(fù)荷中心是變電所所址選擇的首要考慮因素，本工程

35、設(shè)計采用負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心，根據(jù)負(fù)荷指示圖按負(fù)荷功率矩法確定小區(qū)的負(fù)荷中心：（可取小區(qū)的外圍圖框的左下角點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，外圍框的左邊框?yàn)樽鴺?biāo)X軸正方向，下邊框?yàn)樽鴺?biāo)的Y軸正方向，采用的距離參考數(shù)據(jù)為圖紙距離）。由以上計算可知負(fù)荷中心在小區(qū)負(fù)荷指示圖上的坐標(biāo)，考慮到小區(qū)的實(shí)際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在小區(qū)6號樓的草坪的位置，為了降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量，同時參考GB50053-199410kV級以下變電所設(shè)計規(guī)范有關(guān)所址選擇的規(guī)定，綜合其他諸多因素，本變電所選在小區(qū)中央草坪地帶的東南側(cè)(詳見小區(qū)強(qiáng)電布置圖)。變電所型式方案選擇：變配電所的布置方案，應(yīng)因地制宜，合理設(shè)計。本工程設(shè)計裝

36、設(shè)的變電所為10/0.4kV的獨(dú)立變電所，其設(shè)備平面布置圖詳見配電室設(shè)備平面布置圖，其設(shè)備布置特點(diǎn)：(1)獨(dú)立式變配電所的變壓器采用干式，變壓器通風(fēng)以自然通風(fēng)為主，變壓器室地坪抬高，北面下設(shè)進(jìn)風(fēng)口，南面上設(shè)出風(fēng)口。(2)配電室南端開兩大門，北端設(shè)采光窗，高壓柜下柜后設(shè)電纜溝，高壓開關(guān)柜雙面維護(hù)，前面設(shè)操作通道，后設(shè)置維護(hù)通道。(3)低壓配電柜雙面維護(hù)，前面設(shè)操作通道，后設(shè)置維護(hù)通道。柜下設(shè)電纜溝，高，低壓配電柜和變壓器設(shè)置在一個配電室中，低壓進(jìn)出線由西側(cè)和東側(cè)引進(jìn)和引出。(4)變壓器室為一級防火建筑，設(shè)鋼門，向外開。高低壓配電室設(shè)鋼門外開，電纜溝作防水處理。4 主變壓器臺數(shù)和容量的確定電力變壓

37、器是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其功能是將電力系統(tǒng)中的電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和利用。本工程設(shè)計變電所裝設(shè)SCB9干式普通降壓變壓器，相數(shù)為三相，調(diào)壓方式為無載調(diào)壓，繞組形式為雙繞組,聯(lián)結(jié)組別為Dyn11方式。4.1 變壓器主變臺數(shù)的選擇選擇變壓器時應(yīng)考慮以下幾條原則：(1)應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負(fù)荷的變電所應(yīng)裝設(shè)兩臺變壓器。(2)對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可考慮采用兩臺變壓器。(3)負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大的變電所，即使為三級負(fù)荷，也應(yīng)采用兩臺或多臺變壓器。(4)在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一

38、定的余地。本次工程設(shè)計綜合考慮以上原則，確定裝設(shè)兩臺變壓器。4.2 變電所主變壓器容量的選擇裝設(shè)兩臺主變的變電所，每臺主變?nèi)萘客瑫r滿足以下兩個條件：（1）任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時能滿足總計算負(fù)荷60%70%的需要，即：=(0.60.7)1741.50=(1044.91219.05) kVA。本小區(qū)所在地區(qū)的年平均氣溫為20，且變壓器采用室內(nèi)安裝，一般變壓器的出風(fēng)口和進(jìn)風(fēng)口間有約15的溫差，從而使處在室內(nèi)的變壓器環(huán)境溫度比戶外變壓器環(huán)境溫度高出8，故變壓器實(shí)際容量較上式計算還要減少8%，其實(shí)際容量為：（2）任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時，宜滿足全部一、二負(fù)荷的需要，本次小區(qū)設(shè)計的負(fù)荷等級為三級，故可不考慮

39、這個因素影響。（3）變壓器采用Dyn11聯(lián)結(jié)，與Yyn0聯(lián)結(jié)相比，有利于抑制高次諧波，便于低壓單相接地短路故障的保護(hù)和切除，且承受單相不平衡負(fù)荷的能力要強(qiáng)的多。最后，綜合考慮以上幾個因素影響，本小區(qū)變電所采用兩臺SCB9的1000kVA的變壓器。型號為SCB9-1000/10，聯(lián)結(jié)組標(biāo)號Dyn11。5 變電所主接線方案的選擇本工程設(shè)計根據(jù)原始資料計算結(jié)果，綜合考慮各方面的因素，選擇合適的主接線方案。并進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析論證，最后對所選擇方案繪出變電所主接線裝置圖和系統(tǒng)圖。小區(qū)變電所的主接線方案基本要求：(1)保證供電的可靠性，滿足負(fù)荷用電的要求。(2)在保證可靠供電的前提下，主接線應(yīng)簡單，運(yùn)行

40、方便。(3)主接線應(yīng)有一定的靈活性。(4)結(jié)合小區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，應(yīng)留有擴(kuò)建的余地。(5)在保證可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上，力求投資少，年運(yùn)行費(fèi)用低。5.1 變電所主接線方案的評價根據(jù)甲方的需求及工程的設(shè)計要求，選擇高低壓側(cè)均為單母線分段的變電所主接線方案。對該方案的評價可從以下幾方面著手：首先，從技術(shù)指標(biāo)方面考慮，該方案的供電可靠性和運(yùn)行靈活性都比較高，在高低壓母線側(cè)發(fā)生短路時，僅故障母線段停止工作，非故障段仍可繼續(xù)運(yùn)行，可縮小母線故障時停電范圍，同時對重要用戶可從不同母線分段引出雙回路供電，供電可靠性及運(yùn)行靈活性相當(dāng)高。其次，從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面考慮，雖然該方案的初投資比較高，但從年運(yùn)行費(fèi)用包括設(shè)備折舊費(fèi)，設(shè)

41、備維護(hù)費(fèi)和年電能損耗費(fèi)考慮，該方案又有許多優(yōu)越之處。故本工程設(shè)計變電所采主接線方案用該方案。5.2 變電所主接線方案的確定(1)電源進(jìn)線為滿足小區(qū)負(fù)荷的要求，本變電所采用兩路10kV電源進(jìn)線，一路由小區(qū)西北側(cè)的電纜線引進(jìn)，此作為正常工作電源；另一路為聯(lián)絡(luò)線，從鄰近的用電單位的聯(lián)絡(luò)線取得，為本小區(qū)負(fù)荷取得備用電源。通常高壓母線隔離開關(guān)打開，由一路電源供電。(2)母線高低壓母線采用斷路器分段的單母線制，母線分段開關(guān)通常閉合，并采用備用電源自動投入裝置，以提高供電的可靠性。為測量、監(jiān)視、保護(hù)和控制主電路設(shè)備的需要，每段母線上接電壓互感器，進(jìn)出線上均串有電流互感器，為了防止雷電過電壓侵入配電所時擊毀其

42、中的電氣設(shè)備，每段母線上裝設(shè)避雷器，與電壓互感器同設(shè)在進(jìn)線隔離柜中，共用一組高壓隔離開關(guān)。(3)高壓配電出線該變電所有兩路高壓出線。這兩路出線分別由兩路母線經(jīng)斷路器配電給兩臺變壓器。所有出線斷路器的母線側(cè)采用抽屜式開關(guān)柜，由于這里的高壓配電線路是由高壓母線來電，因此其出線斷路器需在其母線側(cè)裝隔離開關(guān)，以保證斷路器和出線的安全檢修。 (4)低壓配電出線該變電所的24路低壓出線均裝設(shè)刀開關(guān)+斷路器供電給21棟樓和小區(qū)照明,一路出線經(jīng)刀開關(guān)+接觸器供給低壓配電室照明供電,還有兩路出線為備用和消防。低壓配電采用TN-C-S三相五線制供電系統(tǒng)。并在入樓時統(tǒng)一接地。6 短路電流計算6.1 短路計算的意義和

43、內(nèi)容(1)短路計算的目的1）對所選的電氣設(shè)備進(jìn)行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)；2）進(jìn)行變壓器和線路保護(hù)的整定值和靈敏度計算。(2)短路計算的內(nèi)容計算總降壓變電所相關(guān)節(jié)點(diǎn)的三相短路電流和兩相短路電流。6.2 短路電流計算方法視系統(tǒng)為無限大容量系統(tǒng)，采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路點(diǎn)的短路電流計算。6.3 短路計算點(diǎn)的選取變電所相關(guān)節(jié)點(diǎn)的短路計算：根據(jù)小區(qū)原始資料可知，供電部門采用LGJ-185的高壓架空線（鋼芯鋁絞線）為該小區(qū)供電，距小區(qū)為6km，電力系統(tǒng)饋電變電站首端所裝高壓斷路器的斷流容量，查表知10KV架空線路每相單位長度電抗平均值為。確定基準(zhǔn)值，取=100 MVA，= =，系統(tǒng)最大運(yùn)行方式：（1）計算短路電路

44、中各主要元件的電抗標(biāo)幺值a）電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值：b）架空線路電抗標(biāo)幺值：， c）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：查表得， 根據(jù)以上計算結(jié)果繪制等效電路圖如圖所示：圖6-3 等效電路圖（2）求K-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 a）總電抗標(biāo)幺值： b）三相短路電流周期分量有效值： c）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： d）三相短路沖擊電流及其有效值： e）三相短路容量：f）兩相短路電流的有效值： （3）求K-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 a）總電抗標(biāo)幺值： b）三相短路電流周期分量有效值： c）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： d）三相短路沖擊電流及其有

45、效值： e）三相短路容量：f）兩相短路電流的有效值：系統(tǒng)最小運(yùn)行方式：根據(jù)要求繪制短路的單相等效電路圖如圖所示：圖6-4 等效電路圖（1）求K-3點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量a）總電抗標(biāo)幺值： b）三相短路電流周期分量有效值： c）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： d）三相短路沖擊電流及其有效值： e）三相短路容量： f）兩相短路電流的有效值： （2）求K-4點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量 a）總電抗標(biāo)么值： b）三相短路電流周期分量有效值： c）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： d）三相短路沖擊電流及其有效值： e）三相短路容量： f）兩相短路電

46、流的有效值：根據(jù)以上計算結(jié)果，繪制短路計算表如下：表6-1 短路計算表系統(tǒng)運(yùn)行狀況情況短路點(diǎn)的選取三相短路容量三相短路容量兩相短路電流/KA/KA/KA/KA/KA最大運(yùn)行狀況K-12.612.612.616.73.947.52.26K-231.2731.2731.2757.5434.0821.7227.08最小運(yùn)行狀況K-32.612.612.616.73.947.52.26K-420.2720.2720.2737.3022.0914.0717.557 變壓器一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)7.1 概述 變電所中的一次設(shè)備承擔(dān)著輸送和分配電能的任務(wù)，它是工廠供配電的主電路。一次設(shè)備是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行及工

47、廠正常供電的基礎(chǔ)，一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)特別重要。7.2 高壓一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)（1）高壓斷路器的選擇與校驗(yàn)根據(jù)和，試選ZN型高壓真空斷路器。按，則其選擇校驗(yàn)表如下：表7-1 真空斷路器選擇校驗(yàn)表序號裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件ZN3-10/630-8項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論110 kV10kV合格2109.97 A630A合格32.61 kA8 kA合格46.7 kA20 kA合格510.2256合格由上表可知該斷路器滿足要求。（2）高壓避雷器的選擇因?yàn)楸驹O(shè)計中高壓避雷器使用場合為配電用，且配電電壓為10 kV，根據(jù)高壓配電柜配置要求，對每段母線都設(shè)置一避雷器，因此選用型號為HY5WS2-17/50避雷器

48、。（3）高壓電流互感器的選擇與校驗(yàn)表7-2 高壓電流互感器選擇與校驗(yàn)序號裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件LZZBJ10-10項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1 10k V10 kV合格2109.97A150 A合格32.61 kA50 kA合格56.7 kA110 kA合格610.22500合格高壓電流互感器選用LZZBJ10-10型澆注絕緣加強(qiáng)、保護(hù)支柱式電流互感器，計量用電流互感器選用0.2級，其余選用0.5級。其選擇校驗(yàn)表如上表，由上表可知該電流互感器滿足要求。（4）高壓電壓互感器的選擇 根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)的的條件及一次電壓、二次電壓要求，電壓互感器所選擇的是JDZ10-10型單相樹脂澆注式，計量用準(zhǔn)確度等級選為0.2級，其余為0.5級。 （5）高壓熔斷器的選擇高壓側(cè)熔斷器用做高壓電壓互感器一次側(cè)的短路保護(hù),熔斷器選擇RN2-10/0.5型戶內(nèi)式高壓管式限流熔斷器。（6）高壓開關(guān)柜的選擇本次設(shè)計考慮供電技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展需要，故采用KYN2812型高壓戶內(nèi)開關(guān)柜。7.3 低壓一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)（1）低壓斷路器的選擇與校驗(yàn)受電柜和母聯(lián)柜的低壓斷路器電流脫扣器的選擇與校驗(yàn)低壓斷路器DW15-1500過電流脫扣器動作電流的整定a）瞬時過