【正文】 （ UPS）。 （ 1） 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?治上，經(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。 (2) 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。 (3 )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。 電源及供電系統(tǒng) 供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷外，不應(yīng)按一個(gè)電源系統(tǒng)檢修或者故障的同時(shí)另外一個(gè)電源又發(fā)生故障的情況進(jìn)行 設(shè)計(jì)。需要兩回電源線路的用電單位，應(yīng)采用同級(jí)電壓供電；但根據(jù)各級(jí)負(fù)荷的不同需要及地區(qū)供電的條件，也可以采用不同的電壓供電。供電系統(tǒng)應(yīng)簡單可靠，同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級(jí)數(shù)不應(yīng)多于兩級(jí)。高壓配電系統(tǒng)應(yīng)采用放射式。根據(jù)負(fù)荷的容量和分布，配變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心。 我們知道現(xiàn)學(xué)校采用 10Kv 線路電源進(jìn)線， 由于學(xué)校用電大多為三級(jí)負(fù)荷，只有行政樓和圖書館消防為二級(jí)負(fù)荷，對(duì)供電可靠性和靈活性要求不是太高。因此，用一臺(tái)變壓器就可以了。 容量選擇原則 (1) 主變?nèi)萘窟x擇一般按變電所建成以后 5～ 10 年的規(guī)劃負(fù)荷選 擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期 10～ 20 年發(fā)展。 (2) 根據(jù)變電所帶負(fù)荷性質(zhì)及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定主變?nèi)萘?。?duì)有重要負(fù)荷變電 所考慮一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變?nèi)萘吭谟?jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余主變應(yīng)能保證其余負(fù)荷的 60%。 (3) 同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓容量的級(jí)別不易太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化（主要考慮備品、備件和檢修方便）。 （ 4）主變?nèi)萘?ST的選擇必須符合以下三個(gè)條件： ST≥ Sca ST— 主變壓器容量 Sca— 本回路全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷 變壓器型號(hào)的選擇 總結(jié)：用高效節(jié)能型三相電力變壓器 S11M(或 S9M)來取代用熱軋硅鋼片的 SJ1 三相電力變壓器節(jié)能效果十分明顯，通常所需的新增投資費(fèi)用在 3 年左右時(shí)間內(nèi)即可收回，在整個(gè)變壓器壽命期間可節(jié)約的電費(fèi)支出約為整個(gè)投資費(fèi)用的 3~4 倍，并有利于綠色環(huán)保。因此我校采用的變壓器為 S9M2100。 第五章 供電系統(tǒng)的保護(hù) 電力系統(tǒng)的故障和不正常運(yùn) 行狀態(tài) 電 力系 統(tǒng) 在運(yùn)行中，可能發(fā)生各 種 故障和不正常運(yùn)行狀 態(tài) ，最常 見 同 時(shí) 也是最危 險(xiǎn) 的故障是發(fā)生各 種形式 的短路，如相間短路、接地短路等。 短路故障可能 產(chǎn) 生的后果： （ 1）流經(jīng)故障點(diǎn)的很大的短路 電 流和所燃起的 電 弧，使故障元件 損壞 。 （ 2）短路 電 流流經(jīng)非故障電氣元件時(shí)，由于 發(fā)熱 和 電動(dòng) 力的作用，引起它 們 的 損 壞或縮 短它 們 的使用壽命。 （ 3） 電 力系 統(tǒng) 中部分地區(qū)的 電壓 大大降低，破壞用 戶 工作的 穩(wěn) 定性或影響工廠 產(chǎn) 品 質(zhì)量。 （ 4）破壞 電 力系 統(tǒng) 并列運(yùn)行的 穩(wěn) 定性，引起系 統(tǒng) 振蕩，甚至使整個(gè)系 統(tǒng) 瓦解。 電 力系 統(tǒng) 中 電 氣元件的正常工作遭到 破壞，但沒有 發(fā) 生故障， 這種 情況屬于不正常運(yùn)行狀 態(tài) ： （ 1）例如，因 負(fù) 荷超 過電 氣 設(shè)備 的 額 定 值 而引起的 電 流升高 (一般 又 稱 過負(fù) 荷 )，就是一 種 最常 見 的不正常運(yùn)行狀態(tài)。由于 過負(fù) 荷，使元件 載 流部分和 絕緣 材料的溫度不斷升高，加速 絕緣 的老化和 損 壞，就可能 發(fā) 展成故障。 （ 2）系 統(tǒng) 中出 現(xiàn) 功率缺 額 而引起的 頻 率降低 （ 3） 發(fā) 電 機(jī) 突 然甩 負(fù) 荷而 產(chǎn) 生的 過電壓 （ 4）以及 電 力系 統(tǒng) 發(fā)生振蕩 故障和不正常運(yùn)行狀 態(tài) ，都可能在 電 力系 統(tǒng) 中引起事故。 事故，就是指系 統(tǒng) 或其中一部分的正常工作遭到破 壞 ，并造成 對(duì) 用 戶 少送 電 或 電 能 質(zhì) 量變 壞到不能容 許 的地 步 ，甚 至造成人身 傷 亡和 電 氣 設(shè)備 的 損 壞。 系 統(tǒng) 事故的發(fā)生，除了由于自然條件的因素 (如遭受雷 擊 等 )以外，一般都是由于 設(shè)備 制造上的缺陷、 設(shè)計(jì) 和安裝的 錯(cuò)誤 、 檢 修 質(zhì) 量不高或運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)而引起的。因此，只要充分發(fā) 揮 人的主 觀 能 動(dòng) 性，正確地掌握客 觀規(guī) 律，加 強(qiáng)對(duì)設(shè)備 的 維護(hù) 和 檢 修，就可以大大減少事故發(fā)生的幾率。 繼電 保 護(hù) 的作用 在電力系統(tǒng)中，繼電 保 護(hù) 裝置的基本任 務(wù)（作用） 是 : （ 1）當(dāng)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，能自 動(dòng) 、迅速、有 選擇 性地將故障元件從 電 力系 統(tǒng) 中切除，使故障元件免于 繼續(xù) 遭到破 壞 ，保 證 其它無故障部分迅 速恢 復(fù) 正常運(yùn)行。 （ 2）當(dāng)電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀 態(tài)時(shí) ，并根據(jù)運(yùn)行 維護(hù) 的條件 ( 例如有無 經(jīng) 常 值 班人 員 ) ， 動(dòng) 作于發(fā)出信號(hào)、減 負(fù) 荷或跳 閘 。此 時(shí)一 般不要求保 護(hù) 迅速 動(dòng) 作，而是根據(jù)當(dāng) 時(shí)電 力系 統(tǒng)和 元件的危害程度 規(guī) 定一定的延 時(shí) ，以免 誤動(dòng) 作。 （ 3） 為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運(yùn)行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動(dòng)機(jī)、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號(hào)、檢測和繼電器保護(hù)裝置。并對(duì)保護(hù)裝置做出整定計(jì)算和檢驗(yàn)其靈敏系數(shù)。 設(shè)計(jì)包括繼電器保護(hù)裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號(hào)裝置，操作電 源和控制電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達(dá)設(shè)計(jì)成果。 短路保護(hù) 短路保護(hù)的目的 短路是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的故障，短路電流直接影響電器的安全，危害主結(jié)線的運(yùn)行，假如短路電流較大，為了使電器能承受短路電流的沖擊，往往需要選擇重型電器。這不僅會(huì)增加投資，甚至?xí)蜷_斷電流不滿足而選擇不到合適的高壓電器，為了能合理選擇輕型電器，在主結(jié)線設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮限制 Id 的措施，即而需要計(jì)算 Id。 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定： 為了所選電器具有足夠的可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性并在一定的時(shí)期內(nèi)滿足電力系統(tǒng)發(fā)展的需要，應(yīng)對(duì)不同點(diǎn)的短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。短路電流計(jì)算應(yīng)包括以下 規(guī)定： 1 驗(yàn)算導(dǎo)體的穩(wěn)定性和電器的動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定以及電器開斷電流的能力，應(yīng)按本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量來計(jì)算，并考慮到電力系統(tǒng)的 510 發(fā)展規(guī)劃（一般應(yīng)按本工程的建成之后的 510年）。在確定短路電流時(shí)應(yīng)按可能發(fā)生的短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)按照僅在切換時(shí)過程中的可能的并列運(yùn)行方式的接線方式。 2 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)所用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。 3 選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗的回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流最大的地點(diǎn)， 對(duì)帶電抗器 610kV 出線與廠用分支回路，除其母線與隔離開關(guān)之間隔板前的引線和套管的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器之前外，其余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。 4 導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路驗(yàn)算。若發(fā)電機(jī)的出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相，兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。 短路電流的計(jì)算 （ 1）變壓器 uk﹪ =6,△ Pk=25kW,Sr T=2500kVA,變壓器高壓側(cè)設(shè)為無限大容量電源，即 Sk= ∞ 1. 高壓側(cè) ① 選定 功率基值 SB=100MVA UBⅠ = l=5km x0= /km 確定基準(zhǔn)電流值 kAUSI BBB ?? ?? 繪短路等效電路如下圖所示，圖上標(biāo)出元件的電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。 XL K1 L 圖 ② 電纜電路 220 ????? ?? BBL SUlxX ③ 求 K1點(diǎn)的短路總阻抗及 三相短路電流和容量 ⑴總阻抗標(biāo)幺值 X∑ =XL= ⑵三相短路電流周期分量有效值 kAXII BK )3(1 ??? ?? ⑶其它三相短路電流 kAIII K )3(1)3()3( ????? ? 工程上對(duì) Ksh的取值通常為：對(duì) L 較大的中高壓系統(tǒng)，取 Ksh=,則 kAKIi shKsh )3(1)3( ????? kAKII shsh)()1(2122)3(???????????? ⑷三相短路容量 M VAXSSr B )3( ??? ?? 2. 低壓側(cè) l= x0= /km r0= /km Ur1 T= Ur2 T= 計(jì)算短路電路各元件的阻抗，單位為 mΩ ① 電力電纜的阻抗 ) 400()() 400()(232120232120????????????????TrTrLTrTrLUUlxXUUlrR ② 電力變壓器的阻抗 25 0 04001006100 %2222 ???????TrTrkT SUuZ 電力變壓器的電阻 2 5 0 04 0 025 22222 ???????TrTrkT SUPR 電力變壓器的電抗 2222 ????? TTT RZX ③ 繪短路等效電路如下圖所示，圖上標(biāo)出元件的電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。 RT XT RL XL K2 圖 計(jì)算 K2短路電路總阻抗 2222 ????????????????????XRZXXXRRRLTLT ④ K2點(diǎn)三相短路電流 (周期分量有效值 ) kAkAZUI avK 4003)3(2 ???? ? ⑤ 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 kAIII K )3(2)3()3( ????? ? ⑥ 三相短路全電流沖擊值 根據(jù) ????RX，查資料得 Ksh=。則 kAkAIKi Kshsh 2 )3(2)3( ????? 短路沖擊電流有效值 kAKII shKsh 23)( 23)1(2122)3(2????????? ⑦ 三相短路容量 M V AkAkVIUSr KTr )3(22)3( ?????? ? （ 2）短路電流計(jì)算統(tǒng)計(jì)表 短路電流計(jì)算統(tǒng)計(jì)表 變壓器號(hào) 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 /kA 三相短路容量/MVA IK(3) I″ (3) I∞ (3) ish(3) Ish SK(3) 變壓器 K1 K2 41 變壓器的保護(hù) 防雷與接地裝置的設(shè)置 防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器。 其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。 避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓沿著電路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過電壓時(shí)，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥?，使過電壓對(duì)大地放電，從而保護(hù)了設(shè)備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。 直接防雷保護(hù) 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針和避雷帶，并引進(jìn)出兩根接地線與變電所公共接裝置相連。如變電所的主變壓器裝在室外和有露天配電裝置時(shí)，則應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)