學生公寓供配電系統(tǒng)設設計

1、摘 要供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的電能用戶。電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的概念、電力系統(tǒng)的額定電壓、電力系統(tǒng)的中性點的運行方式、電能的質量指標和電力負荷等基本知識是做供配電技術所必需的。做好供配電工作，對于促進工業(yè)生產(chǎn)、降低產(chǎn)品成本、實線生產(chǎn)自動化和工業(yè)現(xiàn)代化及表彰人民生活有著十分重要的意義。此論文對學生公寓進行了負荷分析和計算，同時對負荷進行了無功功率的補償。在這個基礎上又比較分析了宿舍樓配電系統(tǒng)的接線方案，確定接線方案之后根據(jù)技術規(guī)范進行了電氣主設備的選型。對于主電氣設備的選型主要包括主要高壓開關柜（包括高壓斷路器、高壓負荷開關等）的選擇、主要低壓成套開關設備（包括低壓熔斷器、低壓斷路器、隔離開關等）的

2、選擇。并于最后做了各主要電氣設備的校驗，繪制了校驗表。此論文最終完成了學生公寓供配電的設計，完全能夠滿足學生生活對于電力的需求，但是針對宿舍的防雷與消防保護方面并未太多涉及，也是本篇論文的不足之處。關鍵詞：學生公寓，供配電，電力負荷，電氣主結線，選擇校驗ABSTRACTPower supply and distribution system is the power user of electric power system . The concept of the power system and power supply system, the rated voltage of power

3、 system, power systems operation mode, power quality indices and power load and other basic knowledge are necessary for power distribution technology.Do a good job of distribution, for the promotion of industrial production, reduce product cost, solid production automation and industrial modernizati

4、on and commend people life is very important.This paper completed the load calculation and analysis of the student apartmen , at the same time completed the compensation of reactive power.On this basis, this paper completes some wiring schemes and determines the wiring scheme according to the techni

5、cal specification of the main electrical equipment selection. The selection of the main electrical equipments mainly includes the main high voltage switch cabinet (including high voltage circuit breaker, high-voltage load switch and so on) selection, main low-voltage switch equipment (including low-

6、voltage fuse, low-voltage breaker, isolating switch) selection. And finally made the main electrical equipment calibration, and drew the list of checking.This paper finally completed the power distribution design of the student apartments, fully able to meet students demand for electricity. But it d

7、idnt involve the dormitory lightning protection and fire protection so much, this is is also the deficiencies. KEY WORDS: Power Supply, Electrical Design, Distribution, Load Calculation目 錄摘 要IABSTRACTII第1章 緒 論11.1 供配電系統(tǒng)設計在國內(nèi)外形勢11.2 畢業(yè)設計的要求與目的1第2章 課題描述22.1 設計目的及要求22.1.1 設計的目的22.1.2 設計的要求22.1.3設計的意義22

8、.2 設計依據(jù)32.3 設計任務3第3章 負荷計算53.1 負荷分級及供電要求53.1.1 電力負荷的分級53.1.2 各級電力負荷對電源的要求53.1.3 本設計負荷分級63.2 學生宿舍樓負荷計算6第4章 無功補償及變壓器的選擇94.1 無功補償?shù)哪康?4.1.1 無功功率94.1.2 影響功率因數(shù)的主要因素94.1.3 提高自然功率因數(shù)的方法94.2 無功補償方法104.2.1 無功補償裝置的選擇104.2.2 無功補償裝置的安裝方法114.3 無功補償初步計算124.4 變壓器的選擇124.4.1 電力變壓器的類型選擇124.4.2 電力變壓器的臺數(shù)和容量選擇134.4.3 電力變壓器

9、的過負荷能力144.4.4 變壓器類型的確定144.5 無功補償及變壓器方案的確定15第5章 宿舍樓配電系統(tǒng)的接線方案165.1 宿舍樓配電系統(tǒng)接線方案16第6章 短路電流的計算186.1 短路電流計算概述186.1.1 短路的類型186.1.2 短路計算的目的186.1.3 短路計算的假定條件186.2 電路短路電流的計算196.2.1 計算電路圖196.2.2 短路電流的計算（標幺制法）19第7章 主線路線型及電氣設備的選擇227.1 主線路線型選擇227.1.1 導體材料的選擇227.1.2 普通電纜絕緣材料及護套選擇227.1.3 主線路線型選擇257.1.4 導線截面及配電箱的選擇2

10、57.1.5 總干線267.2 主要高壓開關柜的選擇277.2.1 高壓成套裝置277.2.2 預裝式變電站高壓單元常用成套裝置277.2.3 交流高壓負荷開關287.2.4 高壓斷路器287.2.5 本設計負荷開關柜的選擇287.3 主要低壓成套開關設備和控制設備柜體選擇297.3.1 低壓成套開關設備和控制設備297.3.2 低壓成套開關設備和控制設備的分類297.3.3 低壓斷路器307.3.4 開關、隔離開關及熔斷器組合電器30第8章 電器校驗328.1 校驗328.1.1 低壓電器校驗328.1.2 導線校驗32結論與展望35致謝36參考文獻37附 錄38附錄 1.38附錄 2.39

11、附錄 3.40第1章 緒 論1.1 供配電系統(tǒng)設計在國內(nèi)外形勢目前公寓的供配電系統(tǒng)設計在國內(nèi)外已經(jīng)相當成熟，無論是供配電系統(tǒng)設計計算和運行維護的理論基礎和相關技能都很完善、供配電設計方法也已經(jīng)相當成熟。1.2 畢業(yè)設計的要求與目的本畢業(yè)設計是對學生公寓的供配電系統(tǒng)進行設計，主要涉及供配電領域的相關知識。隨著技術的進步，人們對城市配電網(wǎng)絡供電可靠性要求越來越高，因此要求公寓的配電系統(tǒng)設計接線方式簡單靈活、運行可靠。公寓占地面積大、人口集中。負荷容量大，用電設備多，屬于二級負荷區(qū)，如果供電干線斷路器頻繁地跳閘造成大面積斷電，會給學生老師生活帶來不便，因此必須采取新的配電思路和方式來滿足需要。本文對

12、公寓供配電設計中的負荷計算及無功補償宿舍配電系統(tǒng)的確定、電氣設備的選擇以及電氣校驗（低壓電器的校驗、導線的校驗）作了分析，并提出了應注意的相關問題。設計的目的要求：（1）通過該畢業(yè)設計培養(yǎng)我們綜合運用所學的基礎理論知識、基本技能和專業(yè)知識進行分析和解決實際問題的能力。（2）培養(yǎng)我們獨立獲取新知識、新技術和新信息的能力，使我們初步掌握科學研究的基本方法和思路。（3）掌握供配電系統(tǒng)設計計算和運行維護所必須的基本理論和基本技能。（4）掌握供配電設計的基本原則和方法，深刻理解“安全、可靠、優(yōu)質、經(jīng)濟”的設計要求，為今后從事工廠供配電技術工作奠定一定的基礎?？傊?，通過這次設計應該能夠樹立正確的設計思想和

13、嚴肅認真的工作態(tài)度，樹立正確的生產(chǎn)觀念，經(jīng)濟意識的全面觀念。第2章 課題描述2.1 設計目的及要求2.1.1 設計的目的（1）通過該校供配電系統(tǒng)設計培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論知識、基本技能和專業(yè)知識進行分析和解決實際問題的能力。（2）培養(yǎng)學生獨立獲取新知識、新技術和新信息的能力，使學生初步掌握科學研究的基本方法和思路。（3）掌握供配電系統(tǒng)設計計算和運行維護所必須的基本理論和基本技能。（4）掌握供配電設計的基本原則和方法，深刻理解“安全、可靠、優(yōu)質、經(jīng)濟”的設計要求，為今后從事工廠供配電技術工作奠定一定的基礎。2.1.2 設計的要求我們做供配電設計工作需達到下列基本要求：一、做到在電力的供應

14、、分配和使用中，應避免發(fā)生人身事故和設備事故；二、應滿足電力用戶對供電可靠性即連續(xù)供電的要求；三、應滿足電力用戶對電壓質量和頻率質量等方面的要求；四、在滿足安全、可靠和電能質量的前提下，應使供配電系統(tǒng)的投資少，運行費用低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。這主要表現(xiàn)在電力變壓器及一些相當重要的配電線路上，應力求在滿足現(xiàn)有需求的基礎上從大選擇，以避免一臺變壓器或一組變壓器剛服役不到幾年又因為容量問題而臺而光榮下崗的情況的發(fā)生。若在不是很重要的線路上，選擇器件也稍要有一定的預量，但不必過大。 總之一句話：安全第一，節(jié)能減排，以發(fā)展的眼光來設計此課題。2.1.3設計的意義供配電技術，就是研究電

15、力的供應及分配的問題。電力，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、民用住宅、及企事業(yè)單位的主要能源和動力，是現(xiàn)代文明的物質技術基礎。沒有電力，就沒有工業(yè)現(xiàn)代化，就沒有國民經(jīng)濟的現(xiàn)代化?，F(xiàn)代社會的信息化和網(wǎng)絡化，都是建立在電氣化的基礎之上的。因此電力工業(yè)被譽為國民經(jīng)濟的“先行官”。工業(yè)生產(chǎn)只有電氣化以后，才能大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。人類社會生活也只有電氣化以后，才能確保正常的的社會秩序和必需的生活質量。但是，如果電力供應突然中斷，則將對企業(yè)生產(chǎn)和社會生活造成嚴重的后果，不只是會打亂生產(chǎn)和生活秩序，有時甚至可能發(fā)生重大

16、的設備損壞事故或人身傷亡。因此做好供配電工作，對應保證企業(yè)生產(chǎn)和社會生活的正常進行和實現(xiàn)整個國民經(jīng)濟的現(xiàn)代化具有十分重大的意義。2.2 設計依據(jù)（1）學校宿舍樓標準層平面布置圖（2）學校公寓負荷情況見表表2.1 學校公寓區(qū)負荷表編號名稱1學生宿舍樓750.6635.3 圖2.1 A#宿舍平面圖宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍樓宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍梯宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍宿舍供電電源。在學校北側500m處有一座10kV配電所，其出口斷路器是 SN1010II型，此斷路器配有定

17、時限過電流保護和電流速斷保護，定時限過電流保整定的動作時間為1.3s。氣象資料。年平均氣溫為12.70C，年最冷月平均氣溫為0.50C，年最熱月平均氣溫為25.30C。地質資料。所在地區(qū)平均海撥25m。2.3 設計任務 此次畢業(yè)設計的設計任務具體如下：（1）選擇本變電所主變的臺數(shù)、容量和類型。（2）設計本變電所的電氣主結線，選出數(shù)個電氣主結線方案進行技術經(jīng)濟比較，確定最優(yōu)方案。（3）進行必要的短路電流計算。（4）選擇和校驗所需的電氣設備。（5）設計和校驗母線系統(tǒng)。第3章 負荷計算3.1 負荷分級及供電要求3.1.1 電力負荷的分級電力負荷根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟上所造成損失

18、或影響的程度，電力負荷分為三級：一級負荷：（1）中斷供電將造成人身傷亡的負荷。（2）中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失的負荷。例如重大設備損壞、重大產(chǎn)品報廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢、有害物質溢出嚴重污染環(huán)境、國民經(jīng)濟中重點企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時間才能恢復等。（3）中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟意義的用電單位的正常工作的負荷。例如重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場館、經(jīng)常用于國際活動的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要電力負荷。二級負荷：（1）中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失時。例如主要設備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復、重點企

19、業(yè)大量減產(chǎn)等。（2）中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。三級負荷：不屬于一級和二級負荷者應為三級負荷。3.1.2 各級電力負荷對電源的要求 一級負荷對供電電源的要求（1）一級負荷應有兩個電源供電，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應同時受到損壞。一級負荷容量較大 或有高壓用電設備時，應采用兩路高壓電源。一級負荷容量不大時，可采用從電力系統(tǒng)取得第二低壓電源，亦可采用柴油發(fā)電機組等，以維持繼續(xù)供電。（2）一級負荷中特別重要的負荷，除上述兩個電源外，還必須增設應急電源。二級負荷對供電電源的要求二級負荷應由兩個電源供電，即應有兩回線路供電，供電變壓器亦應有兩臺（兩臺變壓器不一定在同一變電所）。做到當

20、發(fā)生電力變壓器故障或電力線路常見故障（不包括鐵塔傾倒或龍卷風引起的極少見的故障）時，不致中斷供電或中斷后能迅速恢復。在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時，可由一回6KV及以上專用架空線供電；當采用電纜線路時，應采用兩根電纜組成的電纜段供電，其每根電纜應能承受100%的二級負荷；為了解決線路和變配電設備的檢修以及突然停電后，設備能安全停產(chǎn)問題，設備可用小容量柴油發(fā)電站，其容量由實際需要確定。3.1.3 本設計負荷分級本設計中公寓樓的消防用電、應急照明、變頻調速（恒壓供水）、排污泵屬于一級負荷，其他負荷屬于三級負荷。對公寓配電采用雙回路供電來保證公寓中一級負荷的需求。 3.2 學生宿舍樓負荷計算為了合理

21、設計和選擇學校供電系統(tǒng)中的電氣設備和導線，需要根據(jù)用電設備的容量對有關的電力負荷進行統(tǒng)計計算，即得到計算負荷。如果計算負荷確定過大，會增加投資和造成有色金屬的浪費；而計算負荷過小，又造成電氣設備和導線長期過熱，這不僅增加了電能損耗，而且影響它的使用壽命和用電安全。由于學生公寓樓層有5層，每層有10個房間，每個房間里有2只熒光燈，8臺電腦，1臺飲水機，1個空調和1個熱水器。據(jù)調查：學生宿舍樓各電器額定功率如下，熒光燈（總）：=0.042105=4kw電腦（總）：=0.48105=160kw飲水機（總）：=0.421105=21kw空調（總）：=2.51105=125Kw熱水器（總）：=1.511

22、05=75kw求各組計算負荷如下： 熒光燈組：查表得，=0.60.8（取0.8），=0.9，=0.48 (1)= =0.84=3.2 kw (1)=(1)= 3.20.48=1.53Kvar (1)= =3.56kvar (1)= =5.41A 電器組:=160+21=181kw,查表得, =0.50.55（取0.55），=0.75，=0.88 (2)= =0.55181=99.55kw (2)= (2)=99.550.88=87.60kvar (2)= =132.73kva (2)=201.66A 空調組：查表得，=0.70.8（取0.8），=0.8, =0.75(3)= =0.8125=1

23、00kw (3)= (5)=1000.75=75kvar (3)= =125kva (3)=190.1A 熱水器組：查表得，=0.65；=1；=0(4)= =0.6575=48.75kw (4)= (4)=48.750=0kvar (4)= =48.75kva (4)= =74.2A以上設備總計算負荷（取,）為:=0.95( 3.2+99.55+100+48.75)=251.5kw=0.97( 1.53+87.6+75+0)=164.13kvar=300.32kvar= =456.29A至此，學生宿舍樓負荷計算完成。第4章 無功補償及變壓器的選擇4.1 無功補償?shù)哪康?.1.1 無功功率許多用

24、電設備均是根據(jù)電磁感應原理工作的，如配電變壓器、電動機等，它們都是依靠建立交變磁場才能進行能量的轉換和傳遞。為建立交變磁場和感應磁通而需要的電功率稱為無功功率，因此，所謂的無功并不是無用的電功率，只不過它的功率并不轉化為機械能、熱能而已；因此在供用電系統(tǒng)中除了需要有功電源外，還需要無功電源，兩者缺一不可。在電力網(wǎng)的運行中，功率因數(shù)反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度，我們希望的是功率因數(shù)越大越好。這樣電路中的無功功率可以降到最小，視在功率將大部分用來供給有功功率，從而提高電能輸送的功率。4.1.2 影響功率因數(shù)的主要因素 （1）大量的電感性設備，如異步電動機、感應電爐、交流電焊機等設備是無

25、功功率的主要消耗者。據(jù)有關的統(tǒng)計，在工礦企業(yè)所消耗的全部無功功率中，異步電動機的無功消耗占了6070；而在異步電動機空載時所消耗的無功又占到電動機總無功消耗的6070。所以要改善異步電動機的功率因數(shù)就要防止電動機的空載運行并盡可能提高負載率。 （2）變壓器消耗的無功功率一般約為其額定容量的1015，它的空載無功功率約為滿載時的1/3。因而，為了改善電力系統(tǒng)和企業(yè)的功率因數(shù)，變壓器不應空載運行或長期處于低負載運行狀態(tài)。 （3）供電電壓超出規(guī)定范圍也會對功率因數(shù)造成很大的影響。 當供電電壓高于額定值的10時，由于磁路飽和的影響，無功功率將增長得很快，據(jù)有關資料統(tǒng)計，當供電電壓為額定值的110時，一

26、般無功將增加35左右。當供電電壓低于額定值時，無功功率也相應減少而使它們的功率因數(shù)有所提高。但供電電壓降低會影響電氣設備的正常工作。所以，應當采取措施使電力系統(tǒng)的供電電壓盡可能保持穩(wěn)定。4.1.3 提高自然功率因數(shù)的方法提高自然功率因數(shù)是不需要任何補償設備投資，僅采取各種管理上或技術上的手段來減少各種用電設備所消耗的無功功率，這是一種最經(jīng)濟的提高功率因數(shù)的方法。 （1）合理使用電動機； （2）提高異步電動機的檢修質量； （3）采用同步電動機。 （4）合理選擇配變?nèi)萘?，改善配變的運行方式：對負載率比較低的配變，一般采取“撤、換、并、停”等方法，使其負載率提高到最佳值，從而改善電網(wǎng)的自然功率因數(shù)。

27、4.2 無功補償方法4.2.1 無功補償裝置的選擇 電力系統(tǒng)的無功電源除了同步電機外，還有靜電電容器、靜止無功補償器以及靜止無功發(fā)生器，這四種裝置又稱為無功補償裝置。除電容器外，其余幾種既能吸收容性無功又能吸收感性無功。 （1）同步電機： 同步電機中有同步發(fā)電機、同步電動機及同步調相機三種。 同步發(fā)電機： 同步發(fā)電機是唯一的有功電源，同時又是最基本的無功電源，當其在額定狀態(tài)下運行時，可以發(fā)出無功功率： 發(fā)電機正常運行時,以滯后功率因數(shù)運行為主,向系統(tǒng)提供無功，但必要時,也可以減小勵磁電流,使功率因數(shù)超前,即所謂的“進相運行”，以吸收系統(tǒng)多余的無功。 同步調相機：同步調相機是空載運行的同步電機，

28、它能在欠勵或過勵的情況下向系統(tǒng)吸收或供出無功，裝有自勵裝置的同步電機能根據(jù)電壓平滑地調節(jié)輸入或輸出的無功功率，這是其優(yōu)點。但它的有功損耗大、運行維護復雜、響應速度慢，近來已逐漸退出電網(wǎng)運行。 （2）并聯(lián)電容器： 并聯(lián)電容器補償是目前使用最廣泛的一種無功電源，由于通過電容器的交變電流在相位上正好超前于電容器極板上的電壓，相反于電感中的滯后，由此可視為向電網(wǎng)發(fā)送無功功率。（3）靜止無功補償器： 靜止無功補償器是由晶閘管所控制投切電抗器和電容器組成，由于晶閘管對于控制信號反應極為迅速，而且通斷次數(shù)也可以不受限制。當電壓變化時靜止補償器能快速、平滑地調節(jié)，以滿足動態(tài)無功補償?shù)男枰瑫r還能做到分相補償

29、，對于三相不平衡負荷及沖擊負荷有較強的適應性，但由于晶閘管控制對電抗器的投切過程中會產(chǎn)生高次諧波，為此需加裝專門的濾波器。 （4）靜止無功發(fā)生器： 靜止無功發(fā)生器的主體是一個電壓源型逆變器，由可關斷晶閘管適當?shù)耐〝?，將電容上的直流電壓轉換成為與電力系統(tǒng)電壓同步的三相交流電壓，再通過電抗器和變壓器并聯(lián)接入電網(wǎng)。適當控制逆變器的輸出電壓，就可以靈活地改變其運行工況，使其處于容性、感性或零負荷狀態(tài)。 4.2.2 無功補償裝置的安裝方法（1）低壓個別補償: 低壓個別補償就是根據(jù)個別用電設備對無功的需要量將單臺或多臺低壓電容器組分散地與用電設備并接，它與用電設備共用一套斷路器。通過控制、保護裝置與電機同

30、時投切。隨機補償適用于補償個別大容量且連續(xù)運行(如大中型異步電動機)的無功消耗，以補勵磁無功為主。低壓個別補償?shù)膬?yōu)點是：用電設備運行時，無功補償投入，用電設備停運時，補償設備也退出，因此不會造成無功倒送。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護簡單、事故率低等優(yōu)點。 （2）低壓集中補償： 低壓集中補償是指將低壓電容器通過低壓開關接在配電變壓器低壓母線側，以無功補償投切裝置作為控制保護裝置，根據(jù)低壓母線上的無功負荷而直接控制電容器的投切。電容器的投切是整組進行，做不到平滑的調節(jié)。低壓補償?shù)膬?yōu)點：接線簡單、運行維護工作量小，使無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟性，是

31、目前無功補償中常用的手段之一。 （3）高壓集中補償： 高壓集中補償是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的610kV高壓母線上的補償方式。適用于用戶遠離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又有一定的高壓負荷時，可以減少對電力系統(tǒng)無功的消耗并可以起到一定的補償作用；補償裝置根據(jù)負荷的大小自動投切，從而合理地提高了用戶的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導致電費的增加。同時便于運行維護，補償效益高。4.3 無功補償初步計算 補償前有功功率為251.5kW,無功功率為164.13kvar，視在計算負荷為300.32KVA。 根據(jù)計算公式：cos=/ (4.1)得出總功率因數(shù)大概為0.83 根據(jù)計算公式：= (-)

32、(4.2)可以得出初步計算無功補償容量大概為107.1kvar 補償后的目標功率因數(shù)一般取0.92，以使變壓器高壓側的功率因數(shù)達到0.9。初步計算如表4.1所示表4.1有功計算負荷排/kW無功計算負荷/kvar視在計算負荷/kVA功 率 因 數(shù)無功補償前251.5164.13300.320.83無功補償后251.5107.1273.350.92 綜上可總結出無功補償后的功率因數(shù)為0.927，滿足補償后目標功率因數(shù)0.92。4.4 變壓器的選擇4.4.1 電力變壓器的類型選擇 電力變壓器類型選擇是指確定變壓器的相數(shù)、調壓方式、繞組形式、絕緣及冷卻方式、聯(lián)結組別等，并應優(yōu)先選用技術先進、高效節(jié)能、

33、免維護的新產(chǎn)品。 變壓器按相數(shù)分，有單相和三相兩種。用戶變電所一般采用三相變壓器。 變壓器按調壓方式分，有無載調壓（又稱無勵磁調壓）和有載調壓兩種。10KV配電變壓器一般采用無載調壓方式；35KV總降壓變電所的主變壓器在電壓偏差不能滿足要求時應采用有載調壓方式。 變壓器按繞組形式分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器等。用戶供電系統(tǒng)大多采用雙繞組變壓器。 變壓器按絕緣及冷卻方式分，有油浸式、干式和充氣式（SF6）等。油浸式變壓器冷卻方式有自冷式、風冷式、水冷式和強迫油循環(huán)冷卻式等。干式變壓器冷卻方式有自冷式和風冷式兩種，采用風冷可提高干式變壓器的過載能力。多層或高層建筑內(nèi)變電所，考慮到防

34、火要求，應采用干式變壓器。當干式變壓器與高低壓配電裝置設在同一房間內(nèi)時，還應具有不低于IP2X的防護外殼。4.4.2 電力變壓器的臺數(shù)和容量選擇 10KV主變壓器臺數(shù)和容量選擇 （1）變壓器的臺數(shù)和容量應根據(jù)地區(qū)供電條件、負荷性質、用電容量、運行方式和企業(yè)發(fā)展等因數(shù)綜合考慮確定。一般采用三相變壓器，其容量可按投入運行后510年的預期負荷選擇，至少留有15%25%的裕量。（2）有一、二級負荷的變電所中宜裝設兩臺主變壓器。當在技術經(jīng)濟上比較理想時，可裝設兩臺以上主變壓器。如變電所可由中、低壓側電力網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時，可裝設一臺主變壓器。（3）裝有兩臺及以上主變壓器的變電所中，當斷開一臺時，

35、其余主變壓器的容量應保證用戶的一、二級負荷，且不應小于60%的全部負荷。（4）具有三種電壓的變電所中，如通過主變壓器各側繞組的功率均達到該變壓器容量的15%以上時，主變壓器宜采用三繞組變壓器。（5）變壓器過載能力應滿足運行要求。（6）變電所兩臺或多臺主變壓器應經(jīng)濟運行。 10KV配電變壓器臺數(shù)和容量的選擇（1）變壓器臺數(shù)應根據(jù)負荷特點和經(jīng)濟運行選擇，當符合下列條件之一時，宜裝設兩臺及以上變壓器：有大量一級或二級負荷；季節(jié)性負荷變化較大；集中負荷較大。（2）裝有兩臺及以上變壓器的變電所，當其中任何一臺變壓器斷開時，其余變壓器的容量應滿足一級負荷及二級負荷的用電，并宜滿足工廠主要生產(chǎn)用電。（3）變

36、壓器容量應根據(jù)計算負荷選擇。對晝夜或季節(jié)性波動較大的負荷，供電變壓器經(jīng)技術經(jīng)濟比較，可采用容量不一致的變壓器。（4）在一般情況下，動力和照明宜共用變壓器，屬下列情況之一時，可設專用變壓器； 照明負荷較大，或動力和照明共用變壓器由于負荷變化引起的電壓閃變或電壓升高，嚴重影響照明質量及燈泡壽命時，可設照明專用變壓器。 單臺單相負荷很大時，可設單相變壓器。 沖擊性負荷（試驗設備、電焊機群及大型電焊設備等）較大，嚴重影響電能質量時，可設專用變壓器。 在IT系統(tǒng)的低壓電網(wǎng)中，照明負荷應設專用變壓器。 當季節(jié)性的負荷容量較大時（如大型民用建筑中的空調冷凍機等負荷），可設專用變壓器。 在民用建筑中出于某些特

37、殊設備的功能需要（如容量較大的X射線機等），宜設專用變壓器。4.4.3 電力變壓器的過負荷能力 （1）正常過負荷 電力變壓器在運行中，其負荷總是變化的，不均勻的。就一晝夜來說，大部分時間的負荷都低于最大負荷，而變壓器容量又是按最大負荷選擇的，因此，從維持變壓器使用年限不變條件來考慮，變壓器在必要時完全可以過負荷運行。 （2）事故過負荷 電力變壓器在事故情況下（例如并列運行的兩臺變壓器因故障切除一臺時），允許短時間較大幅度地過負荷運行，而不論故障前負荷情況如何，但運行時間不得超過規(guī)定的時間。4.4.4 變壓器類型的確定 戶外型預裝式變電站一般采用S9或S7油浸式電力變壓器；戶內(nèi)型預裝式變電站按設

38、計規(guī)范一般配樹脂絕緣干式電力變壓器，而緊湊節(jié)能小型預裝式變電站配用的是S9型派生系列產(chǎn)品。波紋壁油箱，無油枕，帶有空氣層的全密封低損耗的專用變壓器，高低壓進出線在箱體的一側與高低壓設備連接，其余三面外露，這種配合方式散熱條件好，結構緊湊造價低。組合式箱變配用的變壓器是按原裝結構裝于箱內(nèi)，再與高低壓設備連接拼裝組合。根據(jù)本設計中的各種條件，考慮到安全、經(jīng)濟、壽命等方面，選擇S9-M型全密封電力變壓器作為本設計中箱變的變壓器部分。具體型號為：S9-M-XXXX/104.5 無功補償及變壓器方案的確定 根據(jù)查找的資料，對比各種并聯(lián)電容器及無功補償柜，最終決定選用和1#2#3#4#5#箱變一樣的PGJ

39、2型無功功率自動補償屏。6#變壓器所選定的PGJ2-137型無功功率自動補償屏使用的電容器為自愈式低壓并聯(lián)電力電容器，型號為BSMJ0.4-20-3，額定容量為20kvar，總電容量為398uF，額定電流為29A。表4.2型 號是 否 帶 控制 器總 容 量（kvar）單臺電容器容量（kvar）路 數(shù)屏 寬PGJ2-137帶2002010800 經(jīng)過無功補償后的6#變壓器所帶負荷的參數(shù)為表4.3有功計算負荷排/kW無功計算負荷/kvar視在計算負荷/kVA功 率 因 數(shù)無功補償前531.8330.68673.110.790無功補償后531.8130.68547.620.971可看出無功補償后視

40、在計算負荷為547.62kVA，無功補償后的功率因數(shù)為0.971，滿足補償后目標功率因數(shù)0.92。按照擬采用800kVA的電壓器，按負荷率80%算，可負擔640kVA的負荷，實際上總視在計算負荷只有547.62kVA，留下了充足的裕量，為以后增加公共耗電設施提供了基礎。變壓器具體型號為S9-M-800/10型變壓器。第5章 宿舍樓配電系統(tǒng)的接線方案5.1 宿舍樓配電系統(tǒng)接線方案鑒于有的學生公寓和教學樓共用變壓器等器件，那么我們把公寓樓作為二級負荷區(qū)來對待。對于二級負荷應由兩回線路供電，供電變壓器也應有兩臺（兩臺變壓器不一定在同一變電所），從而做到當電力變壓器發(fā)生故障或者電力線路發(fā)生常見故障時，

41、不致中斷供電或中斷后能迅速恢復。宿舍樓的配電線路的接線方式采用放射式和樹干式的混合型接線。這樣就集中了這兩種接線方式各自的優(yōu)點：接線簡單，操作維護方便，引出線路發(fā)生故障時互不影響，供電可靠性高；同時從一定程度上克服了此二者各自的缺點：出線多，有色金屬消耗量多，投資較大等。從變壓器的配電房到宿舍樓的配電柜，采用放射式接線，這樣可以使當某一配電出線發(fā)生故障時，不致影響其他配電出線的運行，提高供電的可靠性。從宿舍樓的配電箱到每一間宿舍的用電設備采用樹干式接線，它采用的開關電器較少，有色金屬消耗量也較少，克服了放射式接線中采用多開關電器，高消耗有色金屬的問題，且樹干式多采用封閉母線，靈活方便，也較安全

42、，“配電箱干線組”接線，還省去了變壓器低壓側整套低壓配電裝置，從而使接線大為簡化，投資大大降低。符合了GB500521995供配電系統(tǒng)設計規(guī)范的規(guī)定：“供電系統(tǒng)應簡單可靠，同一電壓供電系統(tǒng)的配電級數(shù)不宜多于兩級。圖5.1 雙回路放射式接線圖圖5.2 雙樹干式接線圖第6章 短路電流的計算6.1 短路電流計算概述6.1.1 短路的類型 短路故障分為對稱短路和不對稱短路。三相短路是對稱性短路，造成的危害最為嚴重，但發(fā)生三相短路的機會較少。其他種類的短路都屬于不對稱短路，其中單相短路發(fā)生的機會最多，約占短路總數(shù)的70%以上。6.1.2 短路計算的目的 為了保證電力系統(tǒng)的安全運行，在設計選擇電氣設備時，

43、都要用可能流經(jīng)該設備的最大短路電流進行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以保證該設備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護裝置將自動地使有關斷路器跳閘。繼電保護裝置的整定和斷路器的選擇，也需要準確的短路電流數(shù)據(jù)。6.1.3 短路計算的假定條件短路過程是一種暫態(tài)過程。影響電力系統(tǒng)暫態(tài)過程的因素很多，若在實際計算中把所有因素都考慮進來，將是十分復雜也是不必要的。因此，在滿足工程要求的前提下，為了簡化計算，通常采取一些合理的假設，采用近似的方法對短路電流進行計算?；緱l件如下：（1） 在短路過程中，所有發(fā)電機電勢的相位及大小均相同，亦即在發(fā)電機之

44、間沒有電流交換，發(fā)電機供出的電流全部是流向短路點的。而所有負荷支路則認為都已斷開。（2） 不計磁路飽和。這樣系統(tǒng)各元件的感抗便都是恒定的、線性的，可以運用疊加原理。（3） 不計變壓器勵磁電流。（4） 系統(tǒng)中所有元件只計入電抗。但在計算短路電流非周期分量衰減時間常數(shù)，或者計算電壓為1KV一下低壓系統(tǒng)短路電流時，則須計及元件的電阻。（5） 短路皆為金屬性短路，即不計短路點過渡電阻的影響。（6） 三相系統(tǒng)是對稱的。對于不對稱短路，可應用對稱分量法，將每序對稱網(wǎng)絡簡化成單相電路進行計算。以上假設，使短路電流計算結果稍偏大一點，但最大誤差一般不超過10%15%，這對于工程設計所要求準確度來說是允許的。6

45、.2 電路短路電流的計算6.2.1 計算電路圖圖6.1 計算電路圖 表6.1 電力線路每相的單位長度電抗平均值線路結構單位長度電抗平均值（）220/380V610kv35kV及以上電纜線路0.0660.080.126.2.2 短路電流的計算（標幺制法）第一步、短路電流計算等效電路圖，如圖所示，由斷路器斷流容量估算系統(tǒng)電抗，用表示。圖6.2 等效電路圖第二步、取基準容量Sd=100MV.A,基準電壓Ud=Uav,三個電壓的基準電壓為Ud1=37kv、Ud2=10.5kv、Ud3=0.4kv,計算各元件的電抗標幺值為系統(tǒng)G =0.1 (6.1)線路L =Xo=0.12=0.01 (6.2)變壓器T

46、1和T2 =4.4(6.3)求k-2點的三相短路電流和短路容量（=10.5kv）根據(jù)k-1點短路的等效電路所示,并計算其總電抗如下: =0.1+0.01=0.11 (6.4)（1）計算短路電路中總電抗標幺值 X=+X/X=0.11+=2.31(6.5)（2）計算K2點所在電壓級的的基準電流，得 Id=144.3KA (6.6)（3）計算K2點三相短路時的各量 =0.44KA(6.7) = Id=144.3=52.5KA(6.8) 三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值: =1.84=1.8452.5=96.6KA (6.9)三相短路容量: =100=44MVA (6.10)在工程設計中,

47、往往只列出短路計算電路,如下表所示。表6.2 短路計算表短路電流短路電流/kA短路容量/MVA0.440.440.4496.652.544第7章 主線路線型及電氣設備的選擇7.1 主線路線型選擇7.1.1 導體材料的選擇 用作電線電纜的導電材料，通常有銅和鋁兩種。銅材的導電率較高，20時的電阻率為1.72*10-6.cm，鋁線芯20時的電阻率為銅的1.68倍；載流量相同時，鋁線芯截面約為銅的1.5倍。采用銅線芯損耗比較低，銅材的機械性能優(yōu)于鋁材，延展性好，便于加工和安裝?？蛊趶姸燃s為鋁材的1.7倍。但鋁材比重小，在電阻值相同時，鋁線芯的質量僅為銅的一半。（1）導體材料應根據(jù)負荷性質、環(huán)境條件

48、、市場貨源等實際情況選擇銅芯或鋁芯。（2）下列場合不應采用鋁芯線纜： 需要確保長期運行中連接可靠的回路，如重要電源、重要的操作回路及二次回路、電機的勵磁回路等； 移動設備的線路及震動場所的線路； 對鋁有腐蝕的環(huán)境； 高溫環(huán)境、潮濕環(huán)境、爆炸及火災危險環(huán)境； 應急系統(tǒng)及消防設施的線路； 工業(yè)及市政工程、戶外工程的布電線（分支配電線）。 （3）下列場合不宜采用鋁芯線纜： 非熟練人員容易接觸的線路，如公共建筑與居住建筑； 線芯截面6mm2及以下的電纜。 （4）下列場合應采用鋁導體： 對銅有腐蝕而對鋁腐蝕相對較輕的環(huán)境； 氨壓縮機房。 （5）下列場合宜采用鋁導體： 架空輸電線路； 較大截面的中頻線路。

49、7.1.2 普通電纜絕緣材料及護套選擇 （1）聚氯乙烯（PVC）絕緣電線、電纜。線芯長期準許工作溫度70，短路熱穩(wěn)定允許溫度300 mm2及以下截面為160，300 mm2以上為140。 聚氯乙烯絕緣及護套電力電纜有1KV及6KV兩級，與油浸紙絕緣電纜相比主要優(yōu)點是制造工藝簡便，沒有敷設高差限制，重量輕，彎曲性能好，接頭制作簡便；耐油、耐酸堿腐蝕，不延燃；具有內(nèi)鎧裝結構，使鋼帶或鋼絲免受腐蝕；價格便宜。因此已經(jīng)在很大范圍內(nèi)代替了油浸紙絕緣電纜、滴干絕緣和不滴流浸漬紙絕緣電纜。尤其適宜在線路高差較大或敷設在橋架、槽盒內(nèi)以及含有酸、堿等化學性腐蝕土質中直埋。但其絕緣電阻較油浸紙絕緣電纜低，介質損耗

50、較高，因此6KV較重要回路電纜，不宜用聚氯乙烯絕緣型。 聚氯乙烯的缺點是對氣候適應性能差，低溫時變硬發(fā)脆。普通型聚氯乙烯絕緣電纜的適用溫度范圍為+60-15之間，不適宜在-15以下的環(huán)境中使用。它敷設時的溫度更不能低于-5，當?shù)陀?時，宜先對電線、電纜加熱。低于-15的嚴寒地區(qū)應選用耐寒聚氯乙烯電纜。高溫或日光照射下，增塑劑易揮發(fā)而導致絕緣加速老化，因此，在未具備有效隔熱措施的高溫環(huán)境或日光經(jīng)常強烈照射的場合，宜選用相應的特種電線、電纜，如耐熱聚氯乙烯線纜。耐熱聚氯乙烯的絕緣材料中添加了耐熱增塑劑，線芯長期允許工作溫度達90及105等，適應在環(huán)境溫度50以上環(huán)境使用，但需求電線接頭處或鉸接處錫

51、焊處理，防止接頭處氧化。電線實際允許工作溫度還取決于電線與電器接頭處的允許溫度。 隨著經(jīng)濟發(fā)展和技術進步，聚氯乙烯絕緣電線還有許多新品種。如引進美國技術生產(chǎn)的BVN、BVN-90型及BVNVB型聚氯乙烯絕緣尼龍護套電線等。這種電線表面耐磨而且比普通BV型導線外徑小質量輕，特別適合穿管敷設。但在35 mm2 以上截面時價格比BV型導線貴得多而且比較硬，因此使用很少。 普通聚氯乙烯雖然有一定的阻燃性能，但在燃燒時散放有毒煙氣，故對于需滿足在一旦著火燃燒時的低煙、低毒要求場合，如地下客運設施，地下商業(yè)區(qū)、高層建筑和特殊重要公共設施等人流密集場所，或者重要性高的廠房，不宜采用聚氯乙烯絕緣或護套類電線、

52、電纜，而應采用低煙、低鹵或無鹵的阻燃電線電纜。 聚氯乙烯電纜不適合用在含有苯及苯胺類、酮類、吡啶、甲醇、乙醇、乙醛等化學劑的土質中；在含有三氯乙烯、三氯甲烷、四氯化碳、二硫化碳、醋酸酐、冰醋酸的環(huán)境不宜采用。 （2）交聯(lián)聚乙烯絕緣（XLPE）電線、電纜。線芯長期允許工作溫度為90，短路熱穩(wěn)定允許溫度為250. 635KV交聯(lián)聚乙烯絕緣聚乙烯護套電力電纜，介質損耗低，性能優(yōu)良，結構簡單，制造方便，外徑小，質量輕，載流量大，敷設方便，不受高差限制，耐腐蝕，做終端和中間接頭較簡便而被廣泛采用。由于交聯(lián)聚乙烯材料輕，故1KV級的電纜價格與聚氯乙烯絕緣電纜相差有限，故低壓交聯(lián)聚乙烯電纜有較好的市場前景。 普通的交聯(lián)聚乙烯材料不含鹵素，不具備阻燃性能，但燃燒時不會產(chǎn)生大量毒氣及毒霧，用它制造的電線、電纜稱為“清潔電線、電纜”。若要兼?zhèn)渥枞夹阅?，須在絕緣材料中添加阻燃劑，但這樣會使機械及電氣性能下降。采用輻照工藝可提高機械及電氣性能，又可使絕緣耐溫提高至125135。 線芯溫度：90135的導線的正確選擇至關重要。通常在人可觸及處，電纜或管線的表面溫度不允許超過70，而線芯與絕緣表面的溫差僅約510。因此90135的導線主要適用于高溫環(huán)境或人不能觸及的部位。 在有“清潔”要求的工業(yè)與民用建筑內(nèi)