【正文】 第1章 緒論 供配電技術(shù)，就是研究電力的供應(yīng)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(dòng)力，是現(xiàn)代文明的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。沒有電力，就沒有國民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化。現(xiàn)代社會(huì)的信息化和網(wǎng)絡(luò)化，都是建立在電氣化的基礎(chǔ)之上的。因此，電力供應(yīng)如果突然中斷，則將對這些用電部門造成嚴(yán)重的和深遠(yuǎn)的影響。故，作好供配電工作，對于保證正常的工作、學(xué)習(xí)、生活將有十分重要的意義。供配電工作要很好的為用電部門及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)，必須達(dá)到以下的基本要求：（1） 安全——在電力的供應(yīng)、分配及使用中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2） 可靠——應(yīng)滿足電力用戶對供電可靠性和連續(xù)性的要求。（3） 優(yōu)質(zhì)——應(yīng)滿足電力用戶對電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量的要求。（4） 經(jīng)濟(jì)——應(yīng)使供配電系統(tǒng)投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能的節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。 另外，在供配電工作中，還應(yīng)合理的處理局部和全局，當(dāng)前與長遠(yuǎn)的關(guān)系，即要照顧局部和當(dāng)前利益，又要有全局觀點(diǎn)，能照顧大局，適應(yīng)發(fā)展。我們這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文題目是：某高校供配電工程總體規(guī)劃方案設(shè)計(jì)；作為高校，隨著本科教育工作的推進(jìn)和未來幾年的繼續(xù)擴(kuò)招，對學(xué)校的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)特別是電力設(shè)施將提出相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。因此，我們做供配電設(shè)計(jì)工作，要作到未雨綢繆。為未來發(fā)展提供足夠的空間：這主要表現(xiàn)在電力變壓器及一些相當(dāng)重要的配電線路上，應(yīng)力求在滿足現(xiàn)有需求的基礎(chǔ)上從大選擇，以避免一臺(tái)變壓器或一組變壓器剛服役不到幾年又因?yàn)槿萘繂栴}而臺(tái)而光榮下崗的情況的發(fā)生?？傊痪湓挘憾ㄎ滑F(xiàn)實(shí)，著眼未來；以發(fā)展的眼光來設(shè)計(jì)此課題。第2章 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)范要點(diǎn)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹執(zhí)行國家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，做到保障人身安全，供電可靠，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。在設(shè)計(jì)中，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)，以及地區(qū)供電特點(diǎn)，合理確定設(shè)計(jì)方案。還應(yīng)注意近遠(yuǎn)期結(jié)合，以近期為主。設(shè)計(jì)中盡量采用符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。 負(fù)荷分級及供電要求電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失及影響的程度分為一級、二級、三級負(fù)荷。獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組，供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常的專用饋電線路，以及蓄電池和干電池可作為應(yīng)急電源。二級負(fù)荷的供電系統(tǒng)，應(yīng)由兩線路供電。必要時(shí)采用不間斷電源（UPS）。 一級負(fù)荷一級負(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，我校現(xiàn)沒有一級用電負(fù)荷。 二級負(fù)荷二級負(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。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中：我校現(xiàn)有的二級負(fù)荷有：綜合樓（南）和綜合教學(xué)樓（北）的消防電梯、消防水泵、應(yīng)急照明，銀行用電設(shè)備，專家樓用電設(shè)備，醫(yī)院急診室用電設(shè)備，保衛(wèi)處用電設(shè)備，學(xué)校大門照明與門禁系統(tǒng)，東西區(qū)水泵，五座食堂廚房用電，教學(xué)樓照明。 三級負(fù)荷三級負(fù)荷為不屬于前兩級負(fù)荷者。對供電無特殊要求。我校除了前面羅列的二級負(fù)荷外，全為三級負(fù)荷。 電源及供電系統(tǒng)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除一級負(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)采用同級電壓供電；但根據(jù)各級負(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)的變配電級數(shù)不應(yīng)多于兩級。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雙回路電源進(jìn)線，其中一回為大專線，另一回為雙港線，已經(jīng)滿足了學(xué)校所有負(fù)荷的用電需求。按道理講，我校由于沒有一級負(fù)荷，不需再增設(shè)第三電源；但考慮到我校的歷史原因，現(xiàn)有庫存柴油發(fā)電機(jī)，雖然比較陳舊些，但是畢竟還能使用，有點(diǎn)“雞肋”的感覺——食之無味，棄之可惜。故擬在高壓配電房旁邊設(shè)置一柴油發(fā)電機(jī)房。相信這樣的設(shè)置更能超額滿足學(xué)校的用電要求了，并且能很好的推動(dòng)學(xué)校各項(xiàng)工作的向前發(fā)展。 電壓選擇和電能質(zhì)量用電單位的供電電壓應(yīng)根據(jù)用電容量，用電設(shè)備的特性，供電距離，供電線路的回路數(shù)，當(dāng)?shù)毓搽娋W(wǎng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展規(guī)劃等因素，經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較確定。供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)正確選擇變壓器的變比及電壓分接頭，降低系統(tǒng)阻抗，并應(yīng)采取無功功率補(bǔ)償?shù)拇胧?，還應(yīng)使三相負(fù)荷平衡，以減少電壓的偏差。單相用電設(shè)備接入三相系統(tǒng)，使三相保持平衡。220V照明負(fù)荷，當(dāng)線路大于30A時(shí)，應(yīng)采用三相系統(tǒng)，并應(yīng)采用三相五線制。這樣，可以降低三相低壓配電系統(tǒng)的不對稱性和保證電氣安全。我校附近可供選擇的卻只有10KV雙港線和大專線。當(dāng)單相用電設(shè)備接入電網(wǎng)時(shí)，求其計(jì)算負(fù)荷是以其三相中最大的一相負(fù)荷乘以三所得。那么我們在設(shè)計(jì)中盡量或者注意使其三相平衡分布，這樣單相接入的負(fù)荷就可以以其全部負(fù)荷相加即為其計(jì)算負(fù)荷。后面的負(fù)荷列表中將引用這一用電思想。 無功補(bǔ)償供配電設(shè)計(jì)中正確選擇電動(dòng)機(jī)、變壓器的容量，降低線路的感抗。當(dāng)工藝條件適當(dāng)時(shí)，應(yīng)采取同步電機(jī)或選用帶空載切除的間歇工作制設(shè)備等，提高用電單位自然功率因數(shù)措施后，仍達(dá)不到電網(wǎng)合理運(yùn)行要求時(shí)，還可以采用并聯(lián)電力電容器作為無功補(bǔ)償裝置；合理時(shí)，還可采用同步電動(dòng)機(jī)。當(dāng)采用電力電容器作為無功補(bǔ)償裝置時(shí)，應(yīng)就地平衡補(bǔ)償。低壓部分的無功功率應(yīng)由低壓電容器補(bǔ)償；高壓部分的無功功率應(yīng)由高壓電容器補(bǔ)償。容量較大，負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備的無功功率應(yīng)就地補(bǔ)償、集中補(bǔ)償。在環(huán)境正常的車間內(nèi)，低壓電容器應(yīng)分散補(bǔ)償。無功補(bǔ)償容量應(yīng)按照無功功率曲線或無功補(bǔ)償計(jì)算確定。當(dāng)補(bǔ)償?shù)蛪夯緹o功功率的電容器組，常年穩(wěn)定的無功功率，經(jīng)常投入運(yùn)行的變壓器或配變電所內(nèi)投切次數(shù)較少的高壓電動(dòng)機(jī)及高壓電容器組時(shí)，應(yīng)采用手動(dòng)投切的無功補(bǔ)償裝置。當(dāng)為避免過補(bǔ)償時(shí)，裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，在經(jīng)濟(jì)合理時(shí)只有裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置才能滿足在各種運(yùn)行負(fù)荷的情況下的電壓偏差允許時(shí)，應(yīng)裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。當(dāng)采用高低壓自動(dòng)補(bǔ)償裝置效果相同時(shí)，應(yīng)采用低壓自動(dòng)補(bǔ)償裝置。為基本滿足上述要求，我們在設(shè)計(jì)時(shí)把無功補(bǔ)償裝置統(tǒng)一裝設(shè)在變壓器的低壓母線側(cè)。這樣的補(bǔ)償，可以選擇相對較小容量的變壓器，節(jié)約初期投資。對于容量較大，并且功率因數(shù)很低的用電負(fù)荷采用單獨(dú)集中補(bǔ)償。 低壓配電在正常環(huán)境的車間或建筑物內(nèi)，當(dāng)大部分用電設(shè)備為中小容量，并且無特殊要求的時(shí)候，應(yīng)采用樹干式配電。當(dāng)用電設(shè)備為大容量時(shí)，或負(fù)荷性質(zhì)重要，或在有特殊要求的建筑物內(nèi)，應(yīng)采用放射式配電。還有一種為混合式，它兼具前兩者的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代建筑中應(yīng)用最為廣泛。 在本次設(shè)計(jì)中對于同一區(qū)變管轄范圍內(nèi)用電設(shè)備性質(zhì)相同的采用放射式配電。而在極少區(qū)域內(nèi)采用樹干式配電：如學(xué)生區(qū)變的活動(dòng)中心和風(fēng)雨球場.第3章 全校負(fù)荷調(diào)查及相關(guān)設(shè)備選型 變電所現(xiàn)有分區(qū)我?，F(xiàn)有變電所共記有七處，每一處管轄范圍不等的一個(gè)供電區(qū)域。這七大區(qū)域?yàn)椋?1) 主教學(xué)區(qū)變：含南區(qū)綜合辦公樓，機(jī)械工程學(xué)院，外語學(xué)院，印刷廠，醫(yī)院，后勤管理處；(2) 學(xué)生區(qū)變：含（1—15棟）學(xué)生公寓，3個(gè)學(xué)生食堂，大學(xué)生活動(dòng)中心，學(xué)生浴室，鍋爐房，風(fēng)雨球場，游泳池，體育館，東區(qū)水泵房；(3) 給排水區(qū)變：含基礎(chǔ)科學(xué)學(xué)院，體育學(xué)院，圖書館，信息工程學(xué)院，土木建筑學(xué)院，電氣與電子工程學(xué)院，給排水實(shí)驗(yàn)室；(4) 生活區(qū)變1：含（12—41棟）教工住宅，俱樂部，教工活動(dòng)中心，保衛(wèi)處，西區(qū)水泵房，子弟學(xué)校，南大門，地下道，銀行，新七棟教工住宅（42棟到48棟），立通大廈，幼兒園；(5) 生活區(qū)變2：含（1—11棟）教工住宅，孔目湖賓館，第二食堂；(6) 實(shí)習(xí)工廠區(qū)變：含金工車間，生產(chǎn)車間，電焊車間， D區(qū)學(xué)生公寓（16—20棟），鍛造車間，鑄造車間；(7) 北區(qū)變：北區(qū)綜合教學(xué)大樓，8棟學(xué)生宿舍，食堂一座，教工樓2棟，辦公樓一棟，教學(xué)樓3棟（教16，17，18）； 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)我們做負(fù)荷統(tǒng)計(jì)是以計(jì)算負(fù)荷為基礎(chǔ)的。計(jì)算負(fù)荷，是假想的負(fù)荷，是據(jù)之按允許發(fā)熱條件選擇供配電系統(tǒng)的導(dǎo)線截面，確定變壓器容量，制訂提高功率因數(shù)的措施，選擇及整定保護(hù)設(shè)備以及校驗(yàn)供電電壓質(zhì)量等的依據(jù)。對用電設(shè)備我們按工作制分為：連續(xù)運(yùn)行工作制，短時(shí)運(yùn)行工作制，反復(fù)短時(shí)工作制。a：對于連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備容量即等于其額定功率；b：短時(shí)工作制通常不考慮；c:對于反復(fù)短時(shí)的是考慮在暫載率下的功率：電動(dòng)機(jī),電焊機(jī)。d:照明：，氣體放電燈：；同時(shí)照明亦可用：。房間名稱單位容量（）房間名稱單位容量（）辦公樓8實(shí)驗(yàn)室10教學(xué)樓8金工車間6住宅4焊接車間8食堂4鑄鐵車間8浴室3銀行10鍋爐房4水泵房8商店10體育館10（注：上表中未列出而又在后面的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)中出現(xiàn)的房間取與上有相似或相近功能的房間的單位容量值） 主教學(xué)區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及相關(guān)設(shè)備的選擇 設(shè)備樓宇照明空調(diào)電梯水泵電腦多媒體電視臺(tái)其它總計(jì)（KW）綜合樓812K11K211K23006002K2415K5K機(jī)械樓814K————3007002K50——200K后勤處8600————30010————5K印刷廠8400——————————30K醫(yī)院81K——————————5K=(KW)(KVA) 下面將進(jìn)行變壓器的選取變壓器的選取原則：(1) 變壓器臺(tái)數(shù)的選?。弘娏ψ儔浩髋_(tái)數(shù)的選取應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、節(jié)能和降低工程造價(jià)等因素綜合確定。如果周圍環(huán)境因素惡劣，選用具有防塵、防腐性能的全密閉電力變壓器BSL1型；對于高層建筑，地下建筑，機(jī)場等消防要求高的場所，宜選用干式電力變壓器SLL、SG、SGZ、SCB型；如電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大而不能滿足用電負(fù)荷的要求時(shí)，則應(yīng)選用有載調(diào)壓電力變壓器，以改善供電電壓的質(zhì)量。對于一般車間、居民住宅、機(jī)關(guān)學(xué)校等，如果一臺(tái)變壓器能滿足用電負(fù)荷需要時(shí)，宜選用一臺(tái)變壓器，其容量大小由計(jì)算負(fù)荷確定，但總的負(fù)荷通常在1000KV以下，且用電負(fù)荷變化不大。對于有大量一、二級用電負(fù)荷或用電負(fù)荷季節(jié)性（或晝夜）變化較大，或集中用電負(fù)荷較大的單位，應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)及以上的電力變壓器。如有大型沖擊負(fù)荷，為減少對照明或其它用電負(fù)荷的影響，應(yīng)增設(shè)獨(dú)立變壓器。對供電可靠性要求高，又無條件采用低壓聯(lián)絡(luò)線或采用低壓聯(lián)絡(luò)線不經(jīng)濟(jì)時(shí)，也應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)電力變壓器。選用兩臺(tái)變壓器時(shí)，其容量應(yīng)能滿足一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)仍能對一級和部分二級負(fù)荷供電。(2) 變壓器容量的選擇：先計(jì)算電力變壓器的二次側(cè)的總的計(jì)算負(fù)荷，并考慮無功補(bǔ)償容量，最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，以及線路與變壓器的損耗，從而求得變壓器的一次側(cè)計(jì)算負(fù)荷，并作為選擇變壓器容量的重要依據(jù)。對于無特殊要求的用電部門，應(yīng)考慮近期發(fā)展，單臺(tái)電力變壓器的額定容量按總視在計(jì)算負(fù)荷值再加大15%~25%來確定，以提高變壓器的運(yùn)行效率，但單臺(tái)變壓器的容量應(yīng)不超過1000KVA。在裝設(shè)兩臺(tái)及以上電力變壓器的變電所，當(dāng)其中某一臺(tái)變壓器故障、檢修而停止運(yùn)行時(shí)，其他變壓器應(yīng)能保證一、二級負(fù)荷的用電，但每臺(tái)的容量應(yīng)在1000KVA以內(nèi)。在確定電力變壓器容量時(shí)，還應(yīng)考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。由于變壓器的損耗與負(fù)荷率有關(guān)，負(fù)荷率對于變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響較大，所以應(yīng)力求使變壓器的平均負(fù)荷率接近于最佳負(fù)荷率β值。我們從以前學(xué)過的知識知道，變壓器的效率曲線不是單增的，而是先增加再下降，在其上有一個(gè)最大值：即：dη/d=0可求出產(chǎn)生最大功率的條件為：=即是說當(dāng)不變損耗等于可變損耗時(shí)，變壓器的效率達(dá)到最大值。 電力變壓器的選擇，應(yīng)綜合供配電計(jì)算負(fù)荷、供電可靠性要求和用電單位的發(fā)展規(guī)劃等因素考慮，力求經(jīng)濟(jì)合理，滿足用電負(fù)荷的要求。但有一個(gè)不變的原則是：在保證供電可靠性的前提下，電力變壓器的臺(tái)數(shù)應(yīng)盡量的減少，盡可能的少。(3) 對主教學(xué)區(qū)變壓器的選擇：考慮SCB系列變壓器的最佳負(fù)荷率在50%~60%左右，也預(yù)留好以后的發(fā)展空間，宜選用SCB101000/10電力變壓器一臺(tái)。 配電設(shè)備的選擇：我們以綜合樓為突破口對電力電纜，低壓斷路器，刀開關(guān)，電流互感器等進(jìn)行選?。?1) 在進(jìn)行電器設(shè)備的選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程的特點(diǎn)，按照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，在保證供配電安全可靠性的前提下，力爭做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理：①按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流：a、電氣設(shè)備的額定電壓應(yīng)符合電器裝設(shè)點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓，并應(yīng)大于或等于正常時(shí)最大工作電壓即：≥。b、電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)大于或等于正常時(shí)最大的工作電流,即：≥。② 按短路情況來校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性：如斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)等的動(dòng)穩(wěn)定性滿足Im≥Ish,而其熱穩(wěn)定性滿足≥且It≥Ia。③ 按照裝置地點(diǎn)的三相短路容量來校驗(yàn)開關(guān)電器的斷流能力，即：≤，且≤。④ 按照裝置地點(diǎn)、工作環(huán)境、使用要求及供貨條件來選擇電氣設(shè)備的適當(dāng)型式。(2) 低壓刀開關(guān)：滿足額定電壓大于或等于工作電壓，額定電流大于或等于正常時(shí)最大工作電流即可，對其他沒有特殊要求。(3) 低壓斷路器：按滅弧介質(zhì)分有油浸式、真空式、空氣式，應(yīng)用最多的是空氣式斷路器。按結(jié)構(gòu)分有萬能式和塑殼式。萬能式斷路器即框架式斷路器，所有器件均裝于框架內(nèi)，其部件大部分設(shè)計(jì)成可拆卸的，便于制造安裝和檢修。另外，這種斷路器的容量較大，額定電流可達(dá)4000A，可裝設(shè)較多具有不同保護(hù)功能的脫扣器。選擇配電用斷路器多為萬能式，且特別適用于低壓配電系統(tǒng)的主保護(hù)，即常用做低壓進(jìn)線柜的主開關(guān)。塑殼式的容量較小，通常用于配電線路中，對線路起過載保護(hù)和短路保護(hù)的作用。