【正文】 置的設(shè)計(jì)過(guò)程及結(jié)果 ???????????????? 37 結(jié)論 ………………………………………………………………………………… 38 致謝 ………………………………………………………………………………… 39 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………… 40 附錄 1 學(xué)校負(fù)荷詳細(xì)統(tǒng)計(jì)表 ………………………………………………………… 41 附錄 2 部分導(dǎo)線的技術(shù)數(shù)據(jù)表 …………………… ………………………………… 45 附錄 3 設(shè)計(jì)原始資料 ………………………………………………………………… 48 1 緒論 供配電技術(shù)，就是研究電力的供應(yīng)及分配的問(wèn)題。 華夏大學(xué)綜合配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系 ： 機(jī)電與自動(dòng)化 專 業(yè) 班： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2020年 6 月 華夏大學(xué)綜合配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) Design of power distribution system of Huaxia University I 摘要 畢業(yè)設(shè)計(jì) 是學(xué)生走出校門、走向社會(huì)相關(guān)工作崗位的一道考核，也 是一次對(duì)學(xué)生四年所 學(xué)知識(shí)的鞏固程度的大考驗(yàn)。 在分析給 定的資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)所取得電源情況，電負(fù)荷數(shù)據(jù)，氣象資料等，以 實(shí)現(xiàn)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的供電系統(tǒng)為設(shè)計(jì)目標(biāo)， 共完成了 : 確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量 ,類型 , 選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線 , 確定二次回路方案以及選擇整定繼電保 護(hù)裝置等 . 通過(guò)完成這次設(shè)計(jì)，鞏固和加深了對(duì)三年來(lái)所學(xué)有關(guān)專業(yè)知識(shí)的理解，獲得了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而為以后完成相關(guān)的設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)，同時(shí)也使自己該方面的學(xué)習(xí)成果得到綜合考核?，F(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。 可靠 —— 應(yīng)滿足電力用戶對(duì)供電可靠性和連續(xù)性的要求。 本 次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文題目是： 華夏大學(xué)綜合配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) ；作為高校， 隨著本科教育工作的推進(jìn)和未來(lái)幾年的繼續(xù)擴(kuò)招，對(duì)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)。 2 1 負(fù)荷分析計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償 計(jì)算負(fù)荷是確定供配電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和儀表量程的依 據(jù) ， 也是整定繼電保護(hù)的重要數(shù)據(jù) ； 計(jì)算負(fù)荷確定的是否正確 ， 直接影響到電器和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。它既簡(jiǎn)便又實(shí)、在計(jì)及供電線路、開(kāi)關(guān)時(shí)，都是用單機(jī)的額定電流或起動(dòng)電流進(jìn)行選型或校驗(yàn)的，所以普遍采用需要系數(shù)法?？紤]到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此 380V 側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于 ，暫取 來(lái)計(jì)算 380V 側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量 ? ?C 3 0 1 2Q = P ta n ta n = 12 22 .5 6 ta n a r c c os 0. 76 ta n a r c c o s0 .9 2??（ ） （ ） （ ）=525kvar 參照資料選 PGJ1 型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為 型，采用其方案 2（主屏） 1 臺(tái)與方案 4（輔屏） 4 臺(tái)相組合，總共容量 1 1 2 k v ar 5 =5 6 0 k v ar? 。本設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循變電所各個(gè)部分設(shè)計(jì)的原則，選擇出適合本學(xué)校供配電方式的方案。 （ 4） 設(shè)備運(yùn)輸方便。 （ 8） 不應(yīng)設(shè)在有爆炸 危險(xiǎn)的正上方和正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。 屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。 負(fù)荷小而分散的生活區(qū)，或需要遠(yuǎn)離有易燃易爆危險(xiǎn)及有腐蝕性時(shí)，宜設(shè)獨(dú)立變電所。因?yàn)樵撋顓^(qū)的負(fù)荷較集中于宿舍樓。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器。當(dāng)用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，亦可選用 1600~2020kVA 的變壓器。學(xué)校二級(jí)負(fù)荷的備用電源由與鄰近單位相連的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。用圖形符號(hào)表示主要電氣設(shè)備在電路中連接的相互關(guān)系，稱為電氣主結(jié)線圖。 電氣主接線不僅要保證在正常運(yùn)行時(shí) ,還要考慮到檢修和事故時(shí) ,都不能導(dǎo)致一類負(fù)荷停電 ,一般負(fù)荷也要盡量減少停電時(shí)間。應(yīng)能根據(jù)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，靈活地投入和切換電源、變壓器和線路， 滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下 的系統(tǒng)調(diào)度要求。大的電力工程往往要分期建 設(shè)。因此， 主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下作到經(jīng)濟(jì)合理。 ②電能損耗少，經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的形式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次壓降而增加電能損失。 按上述要求，本次設(shè)計(jì)采取高壓側(cè)單母線，低壓側(cè)單母線分段的接線方式。因此，正確計(jì)算短路電流尤為重要。計(jì)算電路圖上應(yīng)將短路計(jì)算中需計(jì)入的所有電路元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各個(gè)元件依次編號(hào) 。 13 采用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)，無(wú)論短路計(jì)算點(diǎn)在哪里，線路的電抗標(biāo)幺值不許換算。 （ 5）計(jì)算短路電流。 圖 32 短路計(jì)算 等效 電路 15 （ 4） 計(jì)算 k1 點(diǎn)（ 側(cè)）的短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量 ① 總電抗標(biāo)幺值 * * *( 1 ) 1 2 0. 2 2. 6 2. 8kX X X?? ? ? ? ? ? ② 三相短路電流周期分量有效值 ( 3 ) d11 * ( 1 )I 5 . 5 1 . 9 62 . 8k k kAI kAX? ??? ? ? ③ 其他短路電流 3 ( 3 ) ( 3 )1I = = 1 .9 6kI I kA???? ?（ ） 33shi = 5I 5 6 5k A k A?? ? ? ?（ ） （ ） ( 3 ) 3sh = 1 .5 1 I 1 .5 1 1 .9 6 2 .9 6I k A k A?? ? ? ?（ ） ④ 三相短路容量 ( 3 ) d1 * ( 1 ) 1 0 0 M V A 3 5 . 72 . 8k kSS M V AX? ??? ? ? （ 5） 計(jì)算 k2 點(diǎn)（ 側(cè)）的短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量 ① 總電抗標(biāo)幺值 *** * * 34( 2 ) 1 2 **34 4 . 50 . 2 2 . 6 5 . 0 52k XXX X X XX?? ? ? ? ? ? ? ?? ② 三相短路電流周期分量有效值 ( 3 ) d22 * ( 2 )I 144 2 8 . 55 . 0 5k k kAI k AX? ??? ? ? ③ 其他短路電流 3 ( 3 ) ( 3 )2I = = 2 8 .5kI I kA???? ?（ ） 33shi = 1. 84 I 1. 84 28 .5 52 .4 4k A k A?? ? ? ?（ ） （ ） ( 3 ) 3sh = 1. 09 I 1. 09 28 .5 31 .0 7I k A k A?? ? ? ?（ ） ④ 三相短路容量 ( 3 ) d2 * ( 2 ) 1 0 0 M V A 1 9 . 85 . 0 5k kSS M V AX? ??? ? ? 以上短路計(jì)算結(jié)果綜合如表 31 所示 16 表 31 短路計(jì)算結(jié)果 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 /kA 三相短路容量 (3)kI 3I??（ ） (3)I? 3shi（ ） (3)shI (3)Sk K1 K2 17 4 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 一次設(shè)備是指直接參與生產(chǎn)、變 換、輸送、分配和消耗電能的設(shè)備，常用的高壓一次電氣設(shè)備有： 高壓熔斷器、高壓隔離開(kāi)關(guān)、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、高壓斷路器、高壓開(kāi)關(guān)柜、高壓避雷器和互感器等。 （ 3） 考慮電氣設(shè)備運(yùn)行環(huán)境條件如溫度、 濕度 、 海拔 高度以及 有無(wú)防塵、防腐、防火、 防爆等要求。 隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) （ 1） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件 (3)max shii? （ 46） 式中 maxi — 開(kāi)關(guān)的極限通過(guò)電流（又稱動(dòng)穩(wěn)定電流）峰值，單位為 kA； (3)shi — 開(kāi)關(guān)所在處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值，單位為 kA。 低速斷路器（如油斷路器），其全分閘時(shí)間取 ；高速斷路器（如真空斷路器），其全分閘時(shí)間取 。 20 （ 2） 熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 ( 3 )m in im atA A I C??? (413) 式中 A — 母線截面積，單位為 2mm ； minA — 滿足短路熱穩(wěn)定條件的最大截面積，單位 2mm ； C — 母線材料的熱穩(wěn)定；參看表 42； (3)I? — 母線通過(guò)的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為 A。 表 43 所選高壓一次設(shè)備均滿足要求 。 按表 45 選擇的母線尺寸，一般均滿足短路動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，因此不必再進(jìn)行短路校驗(yàn)。 變 電所進(jìn)出線導(dǎo)線與電纜形式的選擇 高壓架空線 的選擇 （ 1） 一般采用鋁絞線 。 （ 2） 埋地敷設(shè)的電纜，應(yīng)采用外護(hù)層的鎧裝電纜； 但 在無(wú)機(jī)械損傷可能的場(chǎng)所，可采用塑料護(hù)套電纜或帶外護(hù)層的鉛包電纜。 （ 6） 交聯(lián)聚乙稀絕緣電纜具有優(yōu)良性能，宜優(yōu)先選用。 24 （ 3） TN 系統(tǒng)的出線電纜應(yīng)采用四芯或五芯電纜。 按發(fā)熱條件選擇或校驗(yàn)導(dǎo)線和電纜的截面積 （ 1） 相線截面積的選擇 需滿足下列條件： 30alII? （ 51） 式中 alI — 導(dǎo)線和電纜的允許載流量； 30I — 線路的計(jì)算電流。 （ 2） 線 路電壓損耗的計(jì)算 ① 線路低壓損耗的一般計(jì)算公式為 ( +qX )NpRU U??? （ 54） 式中 p、 q— 線路上各負(fù)荷點(diǎn)的有功和無(wú)功損耗； 25 R、 X— 線路首端至負(fù)荷點(diǎn)的線路電阻與電抗； NU — 線路額定電壓。 此線路 很短，不許校驗(yàn)電壓損耗 （ 2） 由高壓配電室主室的一段引入電纜的選擇校驗(yàn) 采用 YJL2210000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 380V 側(cè)低壓出線的選擇 （ 1） 饋電給行政樓的線路 采用 VV221000 型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （ 2） 饋電給實(shí)驗(yàn)樓的線路 亦采用 VV2210003 240+1 120的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜 直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 （ 6） 饋電給 1 號(hào) 宿舍樓的線路 （ 5 號(hào)宿舍樓同） 亦采用 VV2210003 240+1 120的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜 直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 （ 1） 按發(fā)熱條件選擇 學(xué)校二級(jí)負(fù)荷 ， 10kV 側(cè)30 5 9 4 .8 3 4 .33 1 0kV AIAkV???，土壤溫度 25C ，因此，初選纜芯截面為 225mm ，其 3090alI A I??，滿足發(fā)熱條件。 變電所的電能計(jì)量回路 變配電所高壓側(cè)裝設(shè) 專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無(wú)功電度表，分別計(jì)量小區(qū)消耗的有功電能與無(wú)功電能， 并據(jù)以計(jì)算每月小區(qū)的平均功率因數(shù)。 低壓側(cè)的出線上，均裝有有功電能表，無(wú)功電能表。 變電所的保護(hù)裝置 主變壓器的繼電保護(hù)裝置 （ 1） 主變壓器的繼電保護(hù)裝置的配置有以下要求 ： ①瓦斯保護(hù) 800KVA 及以上的油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 ⑤溫度保護(hù) 所有干式變壓器和 1000kVA 及以上油浸式變壓器，均裝設(shè)有溫度保護(hù)。 必須注意：對(duì) GL 型繼電器， Iop 應(yīng)整定為整數(shù)，且在 10A