【正文】 ... 40 變配電所的防雷保護 ................................................. 40 直擊雷保護 ................................................... 40 雷電侵入波的保護 ............................................. 40 變配電所公共接地裝置的設(shè)計 ......................................... 40 設(shè)計依據(jù) ..................................................... 40 設(shè)計過程與結(jié)果 ............................................... 42 總 結(jié) ................................................................... 44 參考文獻(xiàn) .................................................................. 45 皖西學(xué)院 第 1 頁 第 1 章 緒論 供配電設(shè)計的意義和要求 在 日常生活、工廠中 ，電能雖然是生產(chǎn) 生活 的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小。皖西學(xué)院 I 摘 要 本次設(shè)計題目為某高校生活區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計，該系統(tǒng)通過降壓變壓器與 10kv 公共電源干線相連，然后向?qū)W校供給電能。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)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)過程自動化。 經(jīng)濟 降低電力系統(tǒng)的投資和運行費用 ，并盡可能地節(jié)約有色金屬的消耗量 ，通過合理規(guī)劃和調(diào)度，減少電能損耗，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行 。 二級負(fù)荷 中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失者，例如：主要設(shè)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(fù)、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電將影響重要用電單位的正常工作者。當(dāng)采用電纜線路時，應(yīng)采用兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應(yīng)能承受 100%的二級負(fù)荷。 2．電力負(fù)荷的分析計算 根據(jù)提供的各用電單位的電力負(fù)荷清單，分析那些電力設(shè)備屬一級負(fù)荷，那些屬二級負(fù)荷，那些屬三級負(fù)荷，然后按需要系數(shù)法分別計算出各用電單位及全部的計算負(fù)荷，在中學(xué)平面圖上畫出各用電單位的負(fù)荷圖 。 10．繪變電所系統(tǒng)圖。 計算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。它既簡便又實用，因為民用建筑中單機負(fù)荷較大的各類設(shè)備都是采用單機組或同類機群放射式供電，在計及供電線路、開關(guān)時，都是用單機的額定電流或起動電流進行選型或校驗的，所以普遍采用需要系數(shù)法。 無功功率的人工補償裝置 工程中普遍采用并聯(lián)電容器來補償供電系統(tǒng)的無功功率。 民用建筑供電有它的特殊性：一是照明 負(fù)荷占的比重比較大，屬于分散負(fù)荷；二是電機大部分是空調(diào)風(fēng)機、防排煙風(fēng)機，其容量也是小而分散。 3 屏各有六條支路，電容器為 ，每屏共84kvar，采用六步控制，每步投入 14kvar。 在選擇工廠總變配電所型式時，應(yīng)根據(jù)具體的地理環(huán)境，因地制宜；技術(shù)經(jīng)濟合理時，應(yīng)優(yōu)先選用屋內(nèi)式。 （ 5）盡量避開劇烈震動和高溫場所。 變電所主變壓器的選擇 主變壓器的選擇包括主變臺數(shù)和容量的選擇，它的確定應(yīng)結(jié)合變電所主接線方案的選擇，下面將做詳細(xì)介紹。 變配電所主接線方案的選擇 變（配）電所的主結(jié)線（一次接線）是指由各種開關(guān)電 器、電力變壓器、互感器、母線、電力電纜、并聯(lián)電容器等電氣設(shè)備按一定次序連接的接受和分配電能的電路。顯然 ,這些都會導(dǎo)致費用的增加 ,與經(jīng)濟性的要求發(fā)生矛盾。從初期的主接線到最終方案的確定，每次過渡都應(yīng)比較方便，對已運行部分影響小，不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二次部分的改建工作量最少。 ③ 占地面小。 因此，本設(shè)計采用的是標(biāo)么值法來計算短路電流。 三相短路容量得計算公式為 ( ) ( )**dcdckk USISU I XX??? ? ?3333 （ 412） 短路電流的計算過程與結(jié)果 （ 1） 繪制計算電路圖如圖 41 （ 2） 確定基準(zhǔn)值 設(shè) dS =100MVA， dCUU? ，高壓側(cè)， 1 KV? ， 低壓側(cè)2dU =，則 1 1 100 5 . 53 3 1 0 . 5dd dS M V AI K AU k v? ? ?? 2 2 100 1443 3 0 . 4dd dS M V AI K AU k v? ? ?? （ 3） 計算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值 ① 電力系統(tǒng) *1 100 MVAX MVA?? ② 架空線路 1 2 3 6 .6 7 5 .1 53 1 0 0 .9 5IA???? 根據(jù)計算結(jié)果 max ? ，由表查得，當(dāng) max 5000Th? 時， /J A mm? 代入下列得 ? ?22m a x 75 .1 5 65 .3 51. 15IS m m m mJ? ? ? S — 導(dǎo)線的截面。 （ 3）考慮電氣設(shè)備運行環(huán)境條件如溫度﹑濕度﹑海拔以及有無防塵﹑防腐﹑防火﹑防爆等要求。 ② 熱穩(wěn)定校驗條件 ? ?232t imaI t I t?? （ 55） 式中 tI —— 開關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值（單位為 kA）； t—— 開關(guān)的熱穩(wěn)定試驗時間（單位為 s）； ??23I? —— 開關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流 （單位為 kA）； imat —— 短路發(fā)熱假想時間 （單位為 s）。 ② 熱穩(wěn)定校驗條件 ? ?3m in imatA A I C??? （ 59） 式中 A—— 母線截面積（單位為 2mm ）； minA —— 滿足短路熱穩(wěn)定條件的最小截面積 （單位為 2mm ）； c —— 母線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)。 皖西學(xué)院 第 28 頁 第 6 章 變配電所進出線的選擇 電纜型式的選擇 高壓電纜線的選擇 根據(jù)電力工程電纜設(shè)計規(guī)范 GB5021794 規(guī)定，高壓電纜的選擇應(yīng)遵循以下原 則 ： （ 1） 一般環(huán)境和場所可用鋁芯電纜；但有特殊要求的場所，應(yīng)采用銅芯電纜； （ 2） 埋地敷設(shè)的電纜，應(yīng)采用外護層的鎧裝電纜；但在無機械損傷可能的場所，可采用塑料護套電纜或帶外護層的鉛包電纜； （ 3） 在可能發(fā)生位移的土壤中埋地敷設(shè)的電纜，應(yīng)采用鋼絲鎧裝電纜； （ 4） 敷設(shè)在管內(nèi)或排管內(nèi)的電纜，一般采用塑料護套電纜，也可采用裸鎧裝電纜； （ 5） 電纜溝內(nèi)敷設(shè)的電纜，一般采用裸鎧裝電纜、塑料護套電纜或裸鉛包電纜； （ 6） 交聯(lián)聚乙稀絕緣電纜具有優(yōu)良性能，宜優(yōu)先選用； （ 7） 電纜除按敷設(shè)方式及環(huán)境條件選擇外 ，還應(yīng)符合線路電壓要求。 (1) 按發(fā)熱條件選擇。 由 30 1 I A??? A 及土壤溫度 25℃ ， 查表初選纜芯為 35 2mm 的交聯(lián)電纜，其 105alIA??? ?? ，滿足發(fā)熱條件。因此按式得 皖西學(xué)院 第 31 頁 ( 1 5 / 3 8 0 ) 1 0 0 3 . 9 5alU V V U? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3 0 8 ( 0 .1 6 0 .0 9 ) 2 1 0 v a r ( 0 .0 7 0 .0 9 ) 150 .3 8k w kUV kv? ? ? ? ? ? ?? ? ? ( 1 5 / 3 8 0 ) 1 0 0 3 . 9 5alU V V U? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 滿足允許電壓損耗 5﹪的要求。假設(shè)從變電所至鍋 爐房的距離約為 1km，而查表得2150mm 的鋁芯電纜的 0 /R km?? 0 /X km??。這樣就可以達(dá)到要求。 （ 5）饋電給戶外照明、本所用電的線路亦采用 VLV22— 1000 型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 ② 校驗電壓損耗。查表初選2300mm 的電纜，其 30319alI A I??，不滿足發(fā)熱條件。電纜芯截面 2185mm ，選 VLV22— 10002— 3 185＋ 190的四芯電纜。查表初選2185mm 的截面，其 30273alI A I??，不滿足要求。查表初選2150mm ，其中 30237alII??，滿足發(fā)熱條件。 ② 校驗電壓損耗。 2. 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗 采用 YJL221000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 （ 2）按電壓損耗校驗導(dǎo)線和電纜的截面 線路在最大負(fù)荷（計算負(fù)荷）時的電壓損耗 %U? 不得超過允許的電壓損耗%alU? ， 即 %U? ≤ %alU? 線路電壓損耗的一般計算根公 式為： ? ?NpR qXU U ???? 式中 p﹑ q—— 線路各負(fù)荷點的有功和無功負(fù)荷； R﹑ X—— 線路首端至負(fù)荷點的線路電阻和電抗； 皖西學(xué)院 第 30 頁 NU —— 線路額定電壓。380v 母線選 LMY— 2（ 120 10）＋（ 80 10） ,即相母線尺寸為 120mm 10mm,中性母線尺寸為 80mm 10mm。 tK —— 電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)（對 1NI ）。 皖西學(xué)院 第 24 頁 （ 1） 隔離開關(guān) ﹑ 負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗 ① 動穩(wěn)定校驗條件 shii? ()max 3 （ 54） 式中 maxi —— 開關(guān)的極限通過電流（動穩(wěn)定電流）峰值和有效值（單位為 kA） 。 21005 ( 0 . 3 4 3 1 ) (1 0 . 5 )M V AR KA? ? ? ? ? ∴ ?? ∴ *2 2100( 0 . 3 4 3 1 ) 5(1 0 . 5 )M V AX KA? ? ? ? ?? ? ? ? ③ 電力變壓器 %ZU =，故 *3 4. 5 10 0 0 16 00M V AX KV A? ? ? 因此繪制等效電路，如圖所示 （ 4） 計算 k1 點（ ）的短路電路總電抗及三相短路電流和短 路容量 ① 總電抗標(biāo)幺值 ** 11 0 .2kXX ??? ? ? ? ? ? ? ? ???? ② 三相短路電流周期分量有效值 ( 3 ) 11 *15 .5 1 .0 65 .2dkkI KAI K AX??? ? ?? ③ 其它短路電流 ( 3 ) ( 3 ) ( 3 )1 1. 06kI I I KA???? ? ? ? ( 3 ) ( 3 )2. 55 2. 55 1. 06 2. 7shi I KA KA??? ? ? ? ( 3 ) ( 3 )1. 51 1. 51 1. 06 1. 6shI I KA KA??? ? ? ? ④ 三相短路容量 皖西學(xué)院 第 21 頁 ( 3 )1 *1100 1 9 . 2 35 . 2dkkS M V AS M V AX??? ? ?? （ 5） 計算 k2 點（ ）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 ① 總電抗標(biāo)幺值 ** 12 0 . 2kXX ????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ② 三相短路電流周期分量有效值 ( 3 ) 22 *2144 188dkkI KAI KAX??? ? ?? ③ 其它短路電流 ( 3 ) ( 3 ) ( 3 )2 18kI I I KA???? ? ? ? ( 3 ) ( 3 )1. 84 1. 84 18 33 .1 2shi I KA KA??? ? ? ? ( 3 ) ( 3 )1 . 0 3 1 . 0 9 1 8 1 9 . 6 2shI I KA KA??? ? ? ? ④ 三相短路容量 ( 3 )2 *2100 1 2 . 58dkkS M V AS M V AX??? ? ?? 以上計算結(jié)果綜合如表 41所示： 表 41 短路計算結(jié)果 短路計算點 三相短 路電流 /KA 三相短路容量 /MVA (3)kI (3)I?? 2(3) imaIt? (3)shi (3)shI (3)kS K1 K2 18 18 18 皖西學(xué)院 第 22 頁 第 5 章 變配電