【正文】 系統(tǒng)、動(dòng)力照明干線系統(tǒng)、配電箱系統(tǒng)和導(dǎo)線電纜的敷設(shè)等，這一部分設(shè)計(jì)的基本要求是可靠性、靈活性、安全性。靈活性還表現(xiàn)在具有適應(yīng)發(fā)展的可能性。因此在處理這些矛盾時(shí)，應(yīng)當(dāng)先滿足可靠性的同時(shí)再提高經(jīng)濟(jì)性。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 16 高壓配電系統(tǒng) 為了保證供電可靠性，現(xiàn)代高層建筑至少應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源，具體數(shù)量應(yīng)視負(fù)荷大小及當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件而定。 “FYJ” 高層商住綜合大廈的用電容量較大，以級(jí)建筑電氣所要求的出線回路數(shù)按國(guó)家的相關(guān)規(guī)定，該大廈采用 10KV 電壓等級(jí)作供電源，低壓配電系統(tǒng)采用 380/220V 電壓等級(jí)，即電壓選擇為10KV / / 。只有當(dāng)供電電源為一主一備時(shí)，才考慮采用單母線不分段的結(jié)線。 該大廈屬一類建筑，其內(nèi)部一些重要負(fù)荷屬一級(jí)負(fù)荷，需雙電源供電外，其余三類負(fù)荷為單電源供電，另按電力法及供電部門規(guī)定，計(jì)量必須按雙電源雙計(jì)量，單電源單計(jì)量，容量大于 315KVA 要求裝設(shè)高壓專用計(jì)量等要求， “FYJ” 高層商住綜合樓的 10KV 配 電系統(tǒng)結(jié)線方式選擇如下： 按用電可靠性及計(jì)量選擇 ； 按供電負(fù)荷性質(zhì)不同選擇（即電價(jià)不同） ； 在負(fù)荷分類分級(jí)的分析， “FYJ” 高層商住綜合樓的用電負(fù)荷分為三大類，供電可靠性要求分兩種，具體是： 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 17 居民用電負(fù)荷類： 10KV 單電源供電，供電可靠性要求為三級(jí)負(fù)荷。 (2)設(shè)置自備電源較從電力系統(tǒng)取得第二電源經(jīng)濟(jì)合理或第二電源不能滿足一級(jí)負(fù)荷要求的條件時(shí)。 需要兩回電源線路的用電單位，宜采用同級(jí)電壓供電，但根據(jù)各級(jí)負(fù)荷的不同需要及地區(qū)供電條件，也可采用不同電壓供電。 主結(jié)線的選擇 （ 1） 當(dāng)滿足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。 （ 5） 接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開(kāi)關(guān)。 （ 9） 變壓器低壓側(cè)為 的總開(kāi)關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開(kāi)關(guān)。 圖 31 兩路 10KV 電源同時(shí)供電主接線 圖 31 是兩路電源互為備用的主接線供電線路變壓器均按 100%備用，選擇設(shè)備的條件下供電的可靠性是比較高的，但我國(guó)目前大多數(shù)地區(qū)仍按基本電費(fèi)的兩部電價(jià)制的情況下會(huì)出現(xiàn)基本電費(fèi)太高的問(wèn)題，而從節(jié)約電能的觀點(diǎn)，由于正常運(yùn)行時(shí)線路的變壓器損耗均較低也是有利的，但要增加一些初期投資，該方案從技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)是有利的。 本設(shè)計(jì)采用圖 33 所示的主接線方案，它是采用一路 10KV 專用架空線路 作為主電源，柴油發(fā)電機(jī) 作為第二電源， 保證計(jì)算機(jī)，防火通信系統(tǒng)，事故照明，電梯等特殊的一級(jí)負(fù)荷供電的可靠性。 （ 4）民用低壓配電系統(tǒng)還應(yīng)滿足，配電系統(tǒng)的電壓等級(jí)一般不宜超過(guò)兩級(jí)，為了方便維修，高層建筑宜分層設(shè)置配電箱，單相用電設(shè)備應(yīng)適當(dāng)配置力求達(dá)到三相負(fù)荷平衡，一般應(yīng)將動(dòng)力和照明分別配電。這種敷設(shè)電纜或上升管線的電氣豎井，每層都用樓 板隔開(kāi)，只留出穿行管線或電纜的孔洞。 電氣豎井的平面位置應(yīng)設(shè)在負(fù)荷中心，一般位于電梯井道兩側(cè)和樓梯走道附近，道的水平截面積視建筑條件及電纜和管線的多少而定。同時(shí)應(yīng)該避免與房間、吊頂、壁柜等互相連通。 例如，電臺(tái)供電的可靠性要求相對(duì)較高，因此盡管電梯容量不大，亦采用一回路供一臺(tái)電梯的接線方式。但其不足之處是：導(dǎo)線或電纜用量大；占用低壓配電屏出線回路數(shù)多，低壓配電屏用量大；敷設(shè)線路工程量大；增大了電纜井的截面積。 本設(shè)計(jì)采用分區(qū)樹(shù)干式配電系統(tǒng)，接線如圖 34 所示。 群樓用電低壓配電系統(tǒng)結(jié)線方式 ： 單母線結(jié)線，一路低壓電源總進(jìn)線， 23 回出線，其中備用 7 回。A 以上者應(yīng)以高壓方式供電；用電設(shè)備容量在 250kW或需用變壓器容量 160kV5% 。5% ；在視覺(jué)要求較高的屋內(nèi)場(chǎng)所為+5%、 %；對(duì)于遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場(chǎng)所，難以滿足上述要求時(shí)，可為 +5%、 10%；應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明為 +5%、 10%。 為了限制電壓波動(dòng)和閃變 (不包括電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)允許的電壓波動(dòng) )在合理的范圍， 對(duì)沖擊性低壓負(fù)荷宜采取下列措施： (1)采用專線供電。由地區(qū)公共低壓電網(wǎng)供電的 220V 照明負(fù)荷，線路電流不超過(guò) 30A 時(shí)，可用 220V 單相供電，還則應(yīng)以 220/380V 三相四線制供電。這是一對(duì)矛盾的兩個(gè)對(duì)立面。 主變壓器放在地下室時(shí)根據(jù)消防要求，一般不得選用 礦油變壓器。 2. 維護(hù)保養(yǎng)容易。 變壓器作為整個(gè)大廈的供電核心，其容量的選擇的大小很重要，變壓器選擇的一般原則是： 變壓器的選擇容量應(yīng)留有一定的裕度考慮日后用電設(shè)備 ， 增加發(fā)展的可能需要 ， 變壓器的負(fù)荷率在 ～ 為宜，即最大計(jì)算負(fù)荷容量為選擇變壓器容量的 ～ 倍 。過(guò)去大多數(shù)是采用柴油發(fā)電機(jī)作自備應(yīng)急電源，近年高層建筑已經(jīng)開(kāi)始采用燃汽輪發(fā)電機(jī)，這種發(fā)電機(jī)具有體積小、重量輕、反映速度快、故障率低等優(yōu)點(diǎn)，本 設(shè)計(jì)采用 柴油 發(fā)電機(jī)。 當(dāng)采用自動(dòng)信號(hào)控制起動(dòng)電動(dòng)機(jī)或控制壓縮空氣閥，并對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)采取措施后，便可實(shí)現(xiàn)機(jī)組自起動(dòng)。 柴油發(fā)電機(jī)組按轉(zhuǎn)速分高、中、低三類。 柴油機(jī)在運(yùn)行中由于柴油的燃燒產(chǎn)生高溫，為保證柴油機(jī)受熱機(jī)件及增壓器外殼等部分不受高溫的影響，并保證各工作面的潤(rùn)滑，就要在受熱部分進(jìn)行冷卻。柴油機(jī)的冷卻方式有水冷和風(fēng)冷兩種。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 28 勵(lì)磁系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)的主要組成部分。% 以內(nèi)，這種類型機(jī)組能適應(yīng)各種運(yùn)行方式，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)組自動(dòng)化或?qū)Πl(fā)電機(jī)組的遙控。 真空斷路器，是以基本不需要維修的真空滅弧室 (又稱真空管 )為主體及相關(guān)附件組合而成，它的操作機(jī)構(gòu)由于動(dòng)作行程短，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件少，因而故障少，被稱為免維護(hù)電器。 抽屜式低壓配電屏可以跟一些類型的變壓器組成組合式成套配電裝置，采用高壓直接深入負(fù)荷中心的方式，可以進(jìn)一步縮小變、配電房的占地面積。反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)，電壓波動(dòng)，諧波增大等諸多因素。在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量提高用電自然功率因數(shù)，在設(shè)計(jì)配電和用電設(shè)備是要正確選用變壓器容量和電動(dòng)機(jī)容量，降低線路阻抗，應(yīng)選用空載切除間歇工作制的設(shè)備等，提高大廈應(yīng)具備的自然功率因數(shù)，如果仍不能滿足合理運(yùn)行所需的無(wú)功容量時(shí)，要按照無(wú)功規(guī)劃或所要求的功率因數(shù)考慮無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 30 設(shè)計(jì)中應(yīng)正確選擇變壓器的容量，減少線路感抗。容量較大、負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備的無(wú)功負(fù)荷宜單獨(dú)就地補(bǔ)償。 (2)穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，提高電網(wǎng)質(zhì)量。 (4)靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置：早期為飽和電抗器型的，目前較先進(jìn)的采用了自換相變流電路。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 32 第 6 章 二次回路 的設(shè)計(jì) 電力變壓器的保護(hù) 電力變壓器是發(fā)電廠和變電站的主要電氣設(shè)備之一，對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，尤其是大型高壓、超高壓電力變壓器造價(jià)昂貴、運(yùn)行責(zé)任重大。但是， 變壓 器是連 續(xù)運(yùn) 行的 ，停電 機(jī)會(huì) 很少 ，而且 絕大 部分 安裝在室外， 受自 然環(huán)境 影響 較大 。 因此， 考慮 到變 壓器在電力系 統(tǒng)中 的 重要 地位 及其 故障和 不正 常工 作狀態(tài) 可能 造成 的嚴(yán)重后果，必須根據(jù) 變壓器容量和 重要程 度裝 設(shè)相應(yīng) 的繼 電保 護(hù)裝置 。所 以，繼 電保 護(hù)應(yīng) 盡可能 快地 切除 這些故障。 變 壓 器繼 電 保 護(hù) 的任 務(wù) 就 是 反應(yīng) 上 述 故 障或 異 常 運(yùn) 行狀 態(tài) ，并通過(guò)斷 路器 切除故 障變 壓器 ，或發(fā) 出信 號(hào)告 知運(yùn)行 人員 采取 措施消除異常，同時(shí) 變壓器保護(hù)還應(yīng) 能用作 相鄰 電器元 件的 后備 保護(hù)。 在瓦斯保護(hù)繼電器內(nèi)，上部是一個(gè)密封的浮筒，下部是一塊金屬檔板 ,兩者都裝有密封的水銀接點(diǎn)。重瓦斯動(dòng)作，立即切斷與變壓器連接的所有電源，從而避免事故擴(kuò)大，起到保護(hù)變壓器的作用。 至延時(shí)電路信號(hào) 圖 61 瓦斯保護(hù)的接線 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 34 瓦斯保護(hù)是變壓器的主要保護(hù)，它可以反映油箱內(nèi)的一切故障。另外，瓦斯保護(hù)也易在一些外界因素（如地震）的干擾下誤動(dòng)作，對(duì)此必 須采取相應(yīng)的措施。 本設(shè)計(jì)采用 瓦斯保護(hù) 和電流速斷保護(hù)相配合的接線方法。對(duì)于電力負(fù)荷，一般不允許從照明插座取用電源，需要單獨(dú)從電力配電箱或照明配電箱中分路供電，除了本身單獨(dú)設(shè)有保護(hù)裝置的設(shè)備外，其余的設(shè)備都在分路供電線路上裝設(shè)單獨(dú) 的保護(hù)裝置。對(duì)于明敷絕緣導(dǎo)線，由于絕緣等級(jí)偏底絕緣老化等原因，融通的額定電流應(yīng)小于導(dǎo)線允許載流量的 倍，當(dāng)采用自動(dòng)開(kāi)關(guān)作短路保護(hù)時(shí)，由于其過(guò)電流脫扣器具有延時(shí)性并且可調(diào)，可以避開(kāi)線路的短時(shí)過(guò)負(fù)荷電流，所以過(guò)電流脫扣器的整定電流一般小于或等于絕緣導(dǎo)線或電纜的允許流量的 倍。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 36 配置主要原則 滿足國(guó)家相關(guān)的規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)。 遙測(cè)量和遙信量 1. 遙測(cè)量 ： 10 線路 Ia、 Uab、 Ubc、 P、 Q； 10KV 分段開(kāi)關(guān) Ia； 直流母線電壓測(cè)量； 10KV 母線電壓測(cè)量（ Uab、 Ubc、 Uca、 Ua、 Ub、 Uc、 Uo） 。 1. 數(shù)據(jù)采集功能 遙測(cè)：有功、無(wú)功、電流、電壓、有功電量、無(wú)功電量、周波、檔位、溫度、壓力等； 遙信：開(kāi)關(guān)、刀閘、檔位、設(shè)備、消防、事故總信號(hào)、保護(hù)信號(hào)、通信故障、裝置異常等； 脈沖電量：脈沖電量、數(shù)值電量； 保護(hù)：保護(hù)定值、測(cè)量量、運(yùn)行 /跳閘波形、故障跳 閘信號(hào)、故障錄波數(shù)據(jù)等； 2. 安全監(jiān)視功能 畫面：主接線圖、系統(tǒng)配置圖、系統(tǒng)狀態(tài)圖、地理接線圖、曲線 /計(jì)劃曲線、棒圖、潮流圖、菜單畫面、各種資料畫面； 各種開(kāi)關(guān)狀態(tài)及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示； 系統(tǒng)周波和系統(tǒng)時(shí)鐘； 主變、線路的負(fù)荷、溫度及電流監(jiān)視； 遙信狀態(tài)監(jiān)視、變位有聲光報(bào)警信息； 用表格顯示實(shí)時(shí)與整點(diǎn)數(shù)據(jù)； 用棒圖、曲線圖形式顯示電壓、負(fù)荷等模擬量； 對(duì)電壓、電流等進(jìn)行越限監(jiān)視 與告警，并可人工修改限值； 3. 數(shù)據(jù)處理 遙測(cè)量。 3. 批次信息 ： 配電房有功功率，無(wú)功功率總加測(cè)量； 配電房有功電度，無(wú)功電度總加測(cè)量； 配電房事件順序記錄； 配電房事故追記。 主要技術(shù)指標(biāo) 環(huán)境溫度： 10℃ — +40℃ 海拔高度： 1200 米 相對(duì)溫度： 90% 滿足 各種抗干擾標(biāo)準(zhǔn) 絕緣強(qiáng)度：符合 Q/SD17888 規(guī)定標(biāo)準(zhǔn) 工作條件：符合 Q/SD17888 規(guī)定標(biāo)準(zhǔn) 裝置的平均故障間隔時(shí)間：不低于 10000 小時(shí) ， SOE 事件記錄分辯率不大于 5ms 輸出接點(diǎn)容量：出口繼電器輸出接點(diǎn)容量 DC220V5A 遙測(cè)精度： 級(jí) 遙信輸入 :無(wú)源接點(diǎn)方式 。三種方式的可靠性，維護(hù)性、技術(shù)性及價(jià)格差別較大。 對(duì)于電動(dòng)機(jī)類用電負(fù)荷，在需要單獨(dú)分路裝設(shè)保護(hù)裝置時(shí)，除設(shè)短路保護(hù)外還需要裝設(shè)過(guò)載保護(hù)，可由熔斷器和帶過(guò)載的磁力起動(dòng)器進(jìn)行保護(hù)，或由帶短路和過(guò)載保護(hù)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行保護(hù)。 照明支路的保護(hù)主要考慮對(duì)照明 用電設(shè)備的鍛煉保護(hù)，對(duì)于要求不高的場(chǎng)合，采用帶短路脫扣器的自動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行保護(hù)。它與瓦斯保護(hù)配合，以反應(yīng)變壓器繞組及變壓器電源側(cè)的引出線套管上的各種故障。瓦斯保護(hù)動(dòng)作迅速、靈敏可靠而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。目前大多采用 QJ80 型繼電器，其信號(hào)回路接上開(kāi)口杯，跳閘回路接下檔板 。在正常運(yùn)行時(shí)，繼電器內(nèi)充滿油，浮筒浸在油內(nèi)，處于上浮位置，水銀接點(diǎn)斷開(kāi)；檔板則由于本身重量而下垂，其水銀接點(diǎn)也是斷開(kāi)的。當(dāng)油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，由于電 弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體，其強(qiáng)烈程度隨故障的嚴(yán)重程度不同而不同。 變 壓 器 的 不正 常 工 作 狀 態(tài) 主 要 有 過(guò)負(fù) 荷 、 外 部 短 路 引 起 的過(guò) 電流、外 部接 地短路 引起 的中 性點(diǎn)過(guò) 電壓 、油 箱漏油 引起 的油 面降低或冷卻 系統(tǒng) 故障引 起的 溫度 升高等 。油箱內(nèi) 部故 障主要 是指 發(fā)生 在變壓 器油 箱內(nèi) 包括高 壓側(cè) 或低 壓側(cè)繞組的相 間短 路、匝 間短 路、 中性點(diǎn) 直接 接地 系統(tǒng)側(cè) 繞組 的單 相接地短路。因此 ，電 力變 壓器在運(yùn)行中 ，仍 然可能 發(fā)生 各種 類型的 故障 或出 現(xiàn)不正 常的 工作 狀態(tài)。因此，對(duì)繼電保護(hù)的要求很高。 無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 計(jì)算公式 C C cQ p q=? （ 51） 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) /論文 31 式 中 ： CQ — 無(wú)功功率補(bǔ)償容量 cp — 計(jì)算有功功率 cq — 無(wú)功功率補(bǔ)償率 補(bǔ)償前 1cosf 為 ～ 取 ， 補(bǔ)償后要求 2cosf 為 ，cq 取 ( 6 8 9 .6 6 6 5 .7 3 1 8 ) 0 .3 1 8 5