【正文】 所能取得的電源及本校用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到學(xué)校的發(fā)展， 按照學(xué)好全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類(lèi)型，選擇變電所主結(jié)線方案及高低設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置。 （ 1） 學(xué)校生活區(qū)總平面圖 宿舍北門(mén) 新 5 新 6 新 1 新 4 籃球場(chǎng) 新 2 西 門(mén) 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 學(xué)校生活區(qū)概況圖 （ 2） 氣象資料 本所在地區(qū)的年最高溫度為 39C? , 年平均氣溫為 25C? 。 第二章 用電設(shè)備計(jì)算 宿舍區(qū)樓層用電設(shè)備計(jì)算 宿舍間數(shù) 30 6=180 間 日光燈 2 180=360（ 30W） 白熾燈 2 180=360（ 40W） 電風(fēng)扇 1 180=180(65W) 電腦 平均每個(gè)宿舍 5 臺(tái) 5 180=900（ 60W） 空調(diào) 總 100 個(gè) 照明組 Tanamp。 Q30= 1 = 電風(fēng)扇組 KD= Cosamp。= 有功計(jì)算負(fù)荷： P30=Kd P總 P30= 180 65 營(yíng)業(yè)廳 澡堂 新 3 實(shí)訓(xùn)工廠 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) = 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Q30=P30 Tanamp。= Tanamp。 = = 空調(diào)組 Kd= Cosamp。= 有功計(jì)算負(fù)荷： P30=Kd P總 = 1000 100 =90KW 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Q30=P30 Tanamp。= Tanamp。 = 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 吊燈 16（ 30W） Kd= Cosamp。= 有功計(jì)算負(fù)荷： P30=Kd P 總 = 16 30 = 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Q30=P30 Tanamp。= Tanamp。 = 縫衣機(jī) 150 （ 400W） Kd= Cosamp。= 有功計(jì)算負(fù)荷： P30=Kd P 總 = 150 400 = 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Q30=P30 Tanamp。= Tanamp。 = 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 空調(diào) 6 個(gè)（大） （ 2021W） Kd= Cosamp。= 有功計(jì)算負(fù)荷： P30=Kd P 總 = 6 2021 = 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Q30=P30 Tanamp。 （ 2） 進(jìn)出線方便。 （ 4） 設(shè)備運(yùn)輸方便。 （ 6） 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體 的場(chǎng)所，當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。 （ 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，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家 標(biāo)準(zhǔn) GB50058— 92《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。 利用生活區(qū)的負(fù)荷來(lái)選變電所的位置。所以考慮到方便進(jìn)出線及周?chē)h(huán)境情況。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 變電所有屋內(nèi)式和屋外式兩大型。在選擇生活區(qū)變電所的型式時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜；技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用屋內(nèi)式。 負(fù)荷較大的及高層建筑內(nèi)，宜設(shè)在室內(nèi)變電所或組合式成套變電站。如戶外環(huán)境正常，亦可 設(shè)露天式變電所。 根據(jù)生活區(qū)的負(fù)荷和電源情況，生活區(qū)的主變壓器可有下列兩種方案： （ 1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器變電所，型式采用 S9，主變壓器容量 NTS? 應(yīng)不小于總計(jì)算負(fù)荷 30S ，而容量根據(jù)所得出來(lái)的數(shù)據(jù)，選 NTS? =1600KVA 30S =14050kvar, 即選一臺(tái) S91600/10 型的低損耗配電變壓器。（注：由于二次負(fù)荷達(dá)到 ， 380V側(cè)電流達(dá)到 509A，距離又較長(zhǎng)，因此不能采用低壓聯(lián)絡(luò)線作備用電源。本所二級(jí)負(fù)荷的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 圖 31 裝設(shè)一臺(tái)主變的主結(jié)線方案 圖 32 裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案 （附高壓柜列圖） （附高壓柜列圖） ，按上面考慮的兩種主變壓器的方案可以設(shè)計(jì)下列兩種主結(jié)線方案： （ 1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案 （ 2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案 （ 3）兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 比較項(xiàng)目 裝設(shè)一臺(tái)主變的主結(jié)線方案 裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案 技 術(shù) 指 標(biāo) 供電安全性 滿足要求 滿足要求 供電的可靠性 基本滿足要求 滿足要求 供電質(zhì)量 由于一臺(tái)主變，電壓損耗略大 由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗小 靈活方便性 只一臺(tái)主變，靈活性稍差 由于兩臺(tái)主變，靈活性較好 擴(kuò)建適應(yīng)性 稍差一些 更好一些 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 經(jīng) 濟(jì) 比 較 電力變壓器的綜合投額 查表得 S91600 單 價(jià)為 萬(wàn)元，而查表得變壓器綜合投資約為其單價(jià)的 2倍，因此其綜合投資約為 2 萬(wàn)元 = 萬(wàn)元 查表得 S91000 單 價(jià)為 萬(wàn)元，因此兩臺(tái)綜合投資為 4 萬(wàn)元= 萬(wàn)元，比一臺(tái) 主變的方案多投資 萬(wàn)元 高壓開(kāi)關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資 查表的 GG1A（ F）型柜按每臺(tái) ，查表得其綜合投資按設(shè)備價(jià) 倍計(jì)，因此其綜合投資約為 4 萬(wàn)元 =21 萬(wàn)元 本方案采用 6臺(tái) GG1A（ F）型柜，其綜合投資額約為 6 萬(wàn)元 = 萬(wàn)元，比一臺(tái)主變的方案多投資 萬(wàn)元 交供電部門(mén)的一次性供電貼費(fèi) 按 800元 /KVA計(jì)，貼為 1600 萬(wàn)元 =128 萬(wàn)元 貼費(fèi)為 2 1000 =160 萬(wàn)元，比 1 臺(tái)主變的方案多投 32萬(wàn)元 從上表可 以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案（圖 32）略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主結(jié)線方案（圖 31），但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案（圖31）遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變方案（圖 32）， 因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案，即 S91600。 瓦斯保護(hù)的測(cè)量元件是氣體繼電器，氣體繼電器安裝在變壓器油箱和油枕的通道上。輕瓦斯保護(hù)是指當(dāng)變壓器內(nèi)發(fā)生輕微故障時(shí)，產(chǎn)生的氣體較少且速度較慢，氣體上升后逐漸積聚在繼電器的上部，是氣體繼電器內(nèi)的右面下降，是其中一個(gè)觸點(diǎn)閉合而作用與信號(hào)。 輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作，一般只發(fā)告警信號(hào)，而重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，發(fā)跳閘命令。但是瓦斯保護(hù)卻不能反應(yīng)油箱外的引出線 和絕緣套管上的短路故障。當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，兩側(cè)（或三側(cè)）向故障點(diǎn)提供短路電流，差動(dòng)保護(hù)感受到的二次電流和的正比于故障點(diǎn)電流，差動(dòng)繼電器動(dòng)作。 而引起變壓器差動(dòng)不平衡電流的因素有： （ 1）電流互感器的計(jì)算變比與實(shí) 際變比不同 在變壓器保護(hù)中對(duì)變壓器兩側(cè)一次電流進(jìn)行幅值折算時(shí)需要應(yīng)用變壓器變比，但折算變比有可能與實(shí)際變比不同，從而引起不平衡差動(dòng)電流。 （ 2）變壓器帶負(fù)載調(diào)節(jié)分接頭 帶負(fù)荷調(diào)壓分接頭變壓器在運(yùn)行中常常需要改變分接頭來(lái)調(diào)電壓，這樣就改變了變壓器的變比，出現(xiàn)不平衡差流。 （ 3）電流互感器傳變誤差 變壓器兩側(cè)的電壓等級(jí)和額定電流不同，因而采用的電流互感器的型號(hào)不同，它們的特性差別較大，故引起較大的不平衡差動(dòng)電流。 （ 4）變 壓器勵(lì)磁涌流 當(dāng)變壓器空載合閘或外部故障切除后電壓恢復(fù)過(guò)程中，由于變壓器鐵心中的磁通急劇增大，使變壓器鐵心瞬時(shí)飽和，出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁涌流。 外部相間短路的后備保護(hù) 相間后備保護(hù)用以防止變壓器外部短路引起變壓器繞組的過(guò)電流及作為變壓平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 器本身差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)的后備，當(dāng)變壓器所連接母線未裝設(shè)專用母線保護(hù)時(shí)也作為母線的保護(hù)。 ① 過(guò)電流保護(hù) 動(dòng)作電流按躲過(guò) 變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流整定 ： 需要分別考慮躲過(guò)并列運(yùn)行的變壓器切除一臺(tái)時(shí)產(chǎn)生的過(guò)負(fù)荷電流，躲過(guò)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷的自起動(dòng)電流等，動(dòng)作時(shí)限和靈敏度需要與相鄰元件的過(guò)電流保護(hù)相配合。 動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流整定 ： Narrelop InKKI ? 負(fù)序電壓過(guò)電壓繼電器的動(dòng)作電壓按躲過(guò)正常運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的最大不平衡電壓整定： ③ 負(fù)序過(guò)電流保護(hù) 負(fù)序電流保護(hù)靈敏度較高，但整定計(jì)算相對(duì)復(fù)雜，由于負(fù)序電流不反應(yīng)三相對(duì)稱短路，所以必須 加裝一套單相式低電壓?jiǎn)?dòng)的過(guò)電流保護(hù)來(lái)反應(yīng)三相短路故障。阻抗保護(hù)常用于 330500KV大型升壓及降壓變壓器，作為變壓器引線、母線及相鄰線路相間故障后備保護(hù)。變壓器接地故障的后備采用零序保護(hù)。 變壓器中性點(diǎn)是否接地運(yùn)行與變壓器中性點(diǎn)的絕緣水平有關(guān)。變壓器中性點(diǎn)不同的運(yùn)行方式，接地保護(hù)的配置也不盡相同。 ② 中性點(diǎn)可能接地或不接地變壓器的零序電流、電壓保護(hù) 對(duì)于有多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行的情況，通常只有部分變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行，而另一部分變壓器中性點(diǎn)不接地。 對(duì)于變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)、過(guò)勵(lì)磁保護(hù)、其他非電氣量的保護(hù)等，實(shí)際應(yīng)用的比較少而已。與此同時(shí)，我們也將從全局出發(fā)，發(fā)展我們的電力系統(tǒng)事業(yè)，更深一步的進(jìn)行電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的相關(guān)研究！ 第 五 章 短路電流計(jì)算 “短路”是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的一種故障。電網(wǎng)正常運(yùn)行的破壞大多數(shù)是由短路故障引起的。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè) 短路產(chǎn)生的原因 (1)電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，如設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行，絕緣 老 化；設(shè)備本身設(shè)計(jì)、文裝 和運(yùn)行維護(hù)不良；絕緣材料 陳舊；絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿；設(shè)備絕緣正常而被過(guò)電壓 (包括雷電過(guò)電壓 )擊穿；設(shè)備絕緣受到機(jī)械損傷都能造成短路，這是短路的原因 。 (3)人為過(guò)失，如運(yùn)行人員帶貝柯誤拉隔離開(kāi)關(guān)，造成弧光短路；檢修線路或設(shè)備時(shí)末拆除檢修接地線就合閘供電， 單片機(jī) 造成按地短路等 。 短路產(chǎn)生的危害 發(fā)生短路時(shí)，由于部分負(fù)荷阻抗被短接．供電系統(tǒng)的總阻抗減小，因而短路回路小的短路 電流比正常丁作電流大得多。 如此大的短路電流會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。 (2)短路點(diǎn)可能會(huì)出現(xiàn)電弧。 (3)短路電流通過(guò)的線路，要產(chǎn)生根大的電壓降，伎系統(tǒng)的電壓水平驟降，引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速突然下降，其于停轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。 (5)嚴(yán)重的短路故障發(fā)生在靠近電源的地方，且維持時(shí)間校長(zhǎng)，使并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī) 組欠去同步，嚴(yán)重的可能造成 系統(tǒng)解列。 出此可見(jiàn)，短路的后果是十分嚴(yán)重的。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁(yè) 計(jì)算短路的目的 （ 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(dòng)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(dòng)力的巨大沖擊。 短路計(jì)算的方法 短路電流計(jì)算的方法常用的有歐姆法（有名單位制法）和標(biāo)么值法。 因此，本設(shè)計(jì)采用的是標(biāo)么值法來(lái)計(jì)算短路電流。在建筑工程常見(jiàn)的低壓電氣設(shè)備有刀開(kāi)關(guān)、熔斷器、自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)、接觸器、低壓配電柜等。 （ 2）按短路條件，包括動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來(lái)校驗(yàn)。 （ 4）按各類(lèi)設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求入斷路器的操縱性能﹑互感器的二次負(fù)荷準(zhǔn)確級(jí)等進(jìn)行選擇。 2 對(duì) 10 MVA 以下變壓器，且過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限大于 s 時(shí)，應(yīng)采用電流速斷保護(hù)。 1）對(duì) 1000 KVA 以上的變壓器如果電流速斷保護(hù)靈敏度達(dá)不到要求時(shí)，應(yīng)裝設(shè)縱差動(dòng)保護(hù)。 3）對(duì)廠用工作變壓器，容量為 6300 KVA 及對(duì)工廠備用變壓器，允許裝設(shè)電流速斷保護(hù)來(lái)代替縱差動(dòng)保護(hù)。 5）過(guò)電流保護(hù)一般用于降壓變壓器。 6）負(fù)序 電流及單相式低壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)，一般用于大容量升壓變壓器及系平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) 統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器。 繼電保護(hù)裝置原理圖 繼電保護(hù)裝置展開(kāi)圖 第 七 章 防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì) 配電變壓器防雷接線 目前，常規(guī)的 配電變壓器防雷接線 如 圖 1 所示 。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 圖 1 配電變壓器防雷、工作、保