【正文】 ???????????????????? 8 2.. 主變壓器臺數(shù)的選擇 ??????????????????????? 8 主變壓器容量的選擇 ?????????????????????? 8 變配電所主接線方案的選擇 ???????????????????? 9 3 短路電流的計(jì)算 …………………………………………………………………… 12 計(jì)算短路電流的目的 ?????????????????????? 12 標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流的方法與步驟 ??????????????? 12 短路電流計(jì)算過程與結(jié)果 ???????????????????? 13 4 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) …………………………………………………… 17 一次設(shè)備選擇和校驗(yàn)的條件與項(xiàng)目 ???????????????? 17 按正常工作條件選擇 ?????????????????????? 18 IV 按短路條件選擇 ????????????????? ????? 18 隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) ???????? 18 電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) ???????????????? 19 母線的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) ??????????????????? 19 電纜的短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn) ??????????????????? 20 10kV 側(cè)與 380V 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) ?????????????? 20 10kV 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) ????????????????? 20 380V 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) ?????????????????? 21 高低壓母線的選擇 ?????????????????????? 22 5 變配電所進(jìn)出線及聯(lián)絡(luò)線的選擇 ……………………………………………… 23 變電所進(jìn)出線導(dǎo)線與電纜形式的選擇 ???????????????? 23 高壓架空線的選擇 ???????????????????? 23 高壓電纜的選擇 ?????????????????????? 23 低壓電纜的選擇 ???????????????? ?????? 23 導(dǎo)線和電纜截面的選擇 ???????????????????? 24 按發(fā)熱條件選擇或校驗(yàn)導(dǎo)線和電纜的截面積 ?????????? 24 按電壓損耗校驗(yàn)導(dǎo)線和電纜的截面積 ?????????????? 24 按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線的截面積（電纜不校驗(yàn)） ?????????? 25 導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算過程與結(jié)果 ???????????? 25 10kV 高壓進(jìn)線與引入電纜的選擇 ?????????????? 25 380V 側(cè)低 壓出線的選擇 ?????????????????? 26 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn) ?????????? 27 6 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定 ………………………… 29 高壓斷路器的操動機(jī)構(gòu)控制與信號回路 ???????????? 29 變電所的電能計(jì)量回路 ???????????????????? 29 變配電所的測量和絕緣監(jiān)察回路 ?????????????? 29 變電所的保護(hù)裝置 ?????????????????????? 29 變電所 保護(hù)裝置的選擇計(jì)算 ?????????????????? 31 V 主變壓器的繼電保護(hù)裝置 ?????????????????? 31 變電所低壓側(cè)繼電保護(hù)裝置 ?????????????????? 32 7 防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) …………………………………………………… 34 變電所防雷保護(hù) ???????????????????????? 34 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) ??????????????????? 34 電力裝置要求的接地電阻值 ???????????? ?????? 34 接地裝置的計(jì)算設(shè)計(jì)步驟 ??????????????????? 35 公共接地裝置的設(shè)計(jì)過程及結(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)及分配的問題。 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。采用無功補(bǔ)償 ，提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，不僅可以節(jié)能，減少線路壓降，提高供電質(zhì)量， 還可以提高系統(tǒng)供電的裕量。本次設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法來確定計(jì)算負(fù)荷。 變配電所選擇 變配電所選擇的一般原則 選擇生活區(qū)變、配電所的所址，應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定： （ 1） 接近負(fù)荷中心。 （ 9） 不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。如戶外環(huán)境正常，亦可設(shè)露天式變電所。 （ 1） 有大量一級或二級負(fù)荷 （ 2） 季節(jié)性負(fù)荷變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案。 主變壓器聯(lián)絡(luò)組均采用 Yyn0。顯然 ,這些都會導(dǎo)致費(fèi)用的增加 ,與經(jīng)濟(jì)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(yùn)行部分影響小，不影響連續(xù)供電或停電時(shí)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 。 計(jì)算 短路電流的目的 （ 1） 為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)選擇電氣設(shè)備時(shí)，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗(yàn)，以保證該設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊。 ③ 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 * %%X100k d kT NNU S USS?? （ 34） 式中 %kU — 變壓器的短路電壓（又稱阻抗電壓）百分值； NS — 變壓器的額定容量（單位為 kVA，但在此式應(yīng)化為與同單位的 MVA）。在建筑工程常見的低壓電氣設(shè)備有刀開關(guān)、熔斷器、自動空氣開關(guān)、接觸器、低壓配電柜等 。 （ 2） 熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 19 2 3 2t imaI t I t?? （ ） （ 47） 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(yàn)時(shí)間，單位為 s； 3I?（ ） — 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(shí)間，單位為 s。 電纜的短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn) 電纜不校驗(yàn)短路動穩(wěn)定度。 23 5 變配電所進(jìn)出線 及聯(lián)絡(luò)線 的選擇 變配電所進(jìn)出線方式有架空線和電纜兩種 。 （ 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 。 導(dǎo)線和電纜截面的選擇 導(dǎo)線和電纜的截面積應(yīng)滿足發(fā)熱、電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度的要求。 線路電壓損耗的百分值為 % 100NUU U?? ? ? （ 55） 按機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)導(dǎo)線的截面積（電纜不校驗(yàn)） 架空裸導(dǎo)線的允許最小截面積見表 51 表 51 架空裸導(dǎo)線的允許最小截面積 （單位為） 導(dǎo)線種類 35kV 6～ 10kV 1kV 以下 鋁和鋁合金線 35 35 16 鋼芯鋁絞線 35 25 16 導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算過程與結(jié)果 10kV 高壓進(jìn)線與引入電纜的選擇 （ 1） 10kV 高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) 采用 LJ 型鋁絞線架空敷設(shè)，接往 10kV 公用干線。 ① 按發(fā)熱條件選擇 由 30 ? 及土壤溫度 25C ，查表 ② 3，初選纜芯截面 2150mm ，其30242 312alI A I? ? ? ?，滿足發(fā)熱條件。 （ 7） 饋電給宿舍樓照明的線路 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）。計(jì)量柜由上級供電部門加封和管理 變配電所的測量和絕緣監(jiān)察回路 變配電所高壓側(cè)裝有兩臺電壓互感器 — 避雷柜， 其中電壓互感器為 3 個(gè) JDZJ10型， 組成 Y0/ Y0/△（開口三角）的結(jié)線， 用以實(shí)現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)察 。 ②縱聯(lián)差動保護(hù) 10000KVA 及以上的單獨(dú)運(yùn)行變壓器和 6300KVA 及以上的并列運(yùn)行變壓器，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護(hù)。 ②過電流保護(hù)動作時(shí)間的整定計(jì)算公式 12t t t? ?? (62) 式中 1t — 在變壓器的低壓母線上發(fā)生三相短路時(shí)高壓側(cè)保護(hù)的動作時(shí)間； 2t — 變壓器低壓側(cè)保護(hù)在低壓母線上發(fā)生三相短路時(shí)的最長的一個(gè)動作時(shí)間； t? — 前后兩級保護(hù)的時(shí)間級差，對定時(shí)限取 ，對反時(shí)限取 。 relK — 可靠系數(shù)，對定時(shí)限去 ，對反時(shí)限去 ； wK — 接線系數(shù)，對相電流取 1，對相電流差接線取 3 reK — 繼電器返回系數(shù)，一般為 ； iK — 電流互感器的電流比。低壓母線上裝有電壓表。本設(shè)計(jì)斷路器采用手力操作機(jī)構(gòu)， 其控制和信號可實(shí)現(xiàn)一次重合閘。 （ 5） 饋電給圖書館的線路 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）。 因此 YJL22100003 25 電纜滿足短路熱穩(wěn)定條件。 按電壓損耗校驗(yàn)導(dǎo)線和電纜的截面積 線路在最大負(fù)荷（計(jì)算負(fù)荷）時(shí)的電壓損耗不得超過允許的電壓損耗，即 1%%aUU? ? ? （ 53） （ 1） 線路的允許電壓損耗 高壓配電線路和低壓動力線路的允許電壓損耗一般取 5%。 （ 2） 電纜溝內(nèi)電纜，一般采用塑料護(hù)套電纜，也可采用裸鎧裝電纜。 高壓電纜的選擇 根據(jù)電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范 GB5021794 規(guī)定，高壓電纜的選擇應(yīng)遵循以下原 （ 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 。 表 45 6～ 10kV變電所高低壓 LMY型硬鋁母線的常用尺寸 （單位： mm） 變壓器容量/kVA 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 高壓母線 40 4 低壓母線 相母線 40 4 50 5 60 6 80 6 80 8 1008 12010 2（ 100 10） 2（ 120 10） 中性母線 40 4 50 5 60 6 80 6 80 8 80 10 參照表 55， 10kV 母線選 LMY3（ 40 4），即母線尺寸為 40mm 4mm， 380V 側(cè)母線選 LMY3（ 120 10） +80 6，即相母線尺寸為 120mm 10mm，而中性線母線尺寸為 80mm 6mm。 母線的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) （ 1） 動穩(wěn)定校驗(yàn)條件 1ac??? (412) 式中 1a? — 母線材料的最大允許應(yīng)力，硬銅 1 140a MPa? ? ，硬鋁 1 70a MPa? ? ； c? — 母線通過 (3)shi 時(shí)所受到的最大計(jì)算應(yīng)力，單位 MPa 。 按短路條件選擇 短路條件校驗(yàn)，就是校驗(yàn)電器和導(dǎo)體在短路時(shí)的 動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 14 圖 31 短路計(jì)算電路 （ 2） 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值 設(shè) dS =100MVA ， d c NU =U U? ，即高壓側(cè) 1 kV? ，低壓側(cè) 2 kV? ，則 dd1 d1S 1 0 0 M V