沈阳工程学院电力学院输电专业毕业设计

新华小区户外电气部分初步设计 1 第一部分 说明书 第 一 章 负荷的计算 述 负荷计算时设计过程中的重要步骤，关系到后续设计正确性，应认真核算。 荷计算的内容和目的 （ 1） 计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假象的持续性负荷。其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。 （ 2）尖峰电流指的是单台或多台用电设备持续 1s 左右的最大负荷电流。一般 取 起动 电流的周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件的依据。在校验瞬动元件时，还要考虑 启动电流的非周期分量。 （ 3）平均负荷为某段时间内用点设备所消耗的电能与该段时间的比值。通常用最大负荷班（即有代表性的一昼夜电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷的电能消耗量。 荷计算方法 负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法、单位指标法等几种。 （ 1） 需要系数法。用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。 （ 2） 利用系数法。采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法的理论依据是概率论和数理统计 ，因而计算结果比较接近现实。适用于工业企业电力负荷计算，但 计算过程稍繁琐。 （ 3） 单位面积功率法、单位指标法和电位产品耗电量法。前俩者多用于民用建筑，后者适用于某些工业建筑 。在用电设备功率和台数无法确定时，这些方法是确定设备负沈阳工程学院毕业设计 （论文） 2 荷的主要方法。 单位面积功率法、单位指标法和电位产品耗电量法。多用于设计的前期计算，如可行性研究和方案设计阶段； 需要系数法 、利用系数法多用于初步设计和施工图设计。 新华小区户外电气部分初步设计 3 第 二 章 供配电系统 荷分级及供电要求 范对负荷分级的原规定 电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定： 一级负荷： （ 1） 中断供电将造成人身伤亡时。 （ 2） 中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。 （ 3） 中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。中断供电将造成人员伤亡、重大政治影响者、重大经济损失、公共场所秩序严重混乱。 二级负荷： （ 1） 中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。 （ 2） 中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失、公共场所秩序混乱 。 三级负荷： （ 1） 基本不属于一级、二级负荷的都是三级负荷。 沈阳工程学院毕业设计 （论文） 4 级负荷对供电电源的要求 （ 1） 一级负荷应由 两 个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到 损坏。 一级负荷容量较大或有高电压用电设备时，应采用两路高压电源。一级负荷容量不大时，可采用从电力系统取得第二低电压电源，亦可采用柴油发电机组等，以维持继续供电。 （ 2） 一级负荷中特别重要的负荷，除上述 两 个电源外，还必须增设应急电源。 级负荷对供电电源的要求 二级负荷应由 两 个电源供电，即应由两回路线路供电，供电变压器亦应有两 台（ 两 台变压器比一定在同一变电所）。做到 当发生电力变压器故障或电力线路常见故障 (不包括铁塔倾倒或龙卷风引起的极少见的故障 )时，不致中断供电或中断后能迅速恢复。在负荷较小或地区供电条件困难时，可有一回 6以上专用架空线路供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的电缆段供电，其每根电缆应能承受 100%的二级负荷；为了解决线路和变配电设备的检修以及突然停电后，设备能安全停产问题，设备可用小容量柴油发电站，其容量由实际需要确定。 供电系统设计要则 供配电系统设计应根据工程特点、规模和发展规划正确处理近期和远期发展的关系，做到远近期结合，以近期为主，适当考虑发展的可能， 按照负荷的性质、用电容量、地区供电条件，合理确定设计方案。 （ 1） 根据负荷分级、用电容量和地区供电条件，选择供电电源、确定供电回路数，除（ 2）款所列情况外，供电电源应从地区电网取得。 （ 2） 负荷下列情况之一时用电单位宜设置自备电源。 1） 需要设置自备电源作为一级负荷中特别重要负荷的应急电源时，或第二电源不能满足一级负荷要求的条件。 2） 设置自备电源较从电力系统取得第二电源经济合理时。 3） 常年稳定余热、压差、废 气可供发电，技术经济合理性。 4） 所在地区偏僻或远离电力系统，设置自备电源经济合理时。 （ 3） 应急电源与正常电源之间必须采取防止并列运行措施（机械连锁、电气连锁）。目的在保证应急电源的专用性，更重要的是防止向系统反送电。 新华小区户外电气部分初步设计 5 （ 4） 在设计供配电系统时，除一级负荷中特别重要负荷外，不应考虑电源系统检修或故障的同时，另一电源又发生故障。 （ 5） 需要两回电源线路的用电单位，宜采用同级电压供电。但根据各级负荷的不同需要及地区供电条件，亦可采用不同级电压供电。 （ 6） 有一级负荷的用电单位难以从地区电力网取得两个电源二有可能从临近单位取得第二电源时，宜从该单位取得第二电源。 （ 7） 同时供电的两回及以上供配电线路中，一回路中断供电时，其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷的用电需要。供电系统应简单可靠，便于操作管理。同一电压供电系统的变配电级数不宜多余两级。 （ 8） 总变电所和配变电所宜靠近负荷中心。当 配电电压为 35，且用电负荷均为低压又较集中，亦可将 35降至 220/380V 配电电压。 （ 9） 为提高供电可靠性和符合节约用电、检修用电的需要，在用电单位内部邻近的变电所之间宜设置低压联 络线。 （ 10） 小负荷的一般用电单位宜纳入地区低压电网 （ 11） 对于冲击性负荷（电弧炉、弧焊机、电焊机组）的供电需要降低冲击性负荷引起的电网电压波动和电压闪变（不包括电动机起动时允许的电压下降） 时，宜采用取下列措施： 1） 采用专线供电 2） 与对电压不敏感的其他负荷供用配电线路，以加大导体截面积、降低线路阻抗。 3） 较大功率的冲击性负荷或冲击性负荷群与对电压波动、闪变敏感的负荷分别由不同的变压器供电。 4） 选择高一级电压或由专用变压器供电，将冲击性负荷接入短路容量较大的电网中。 （ 12） 控制各类非线性用电设备（整流器等）所产生的谐波一起的电网电压正弦波形畸变率，宜采用下列措施 。 1） 各类大功率非线性用电设备变压器由短路容量较大的电网供电。 2） 对大功率静止整流器，应采用提高整流变压器二次侧的相数和增加整流器的整流脉冲数的措施。多台相数相同的整流装备，应使整流变压器的二次侧有适当的相交差。 3） 按谐波次数装设分流滤波器。 4） 选用 D， 线组别的三相配变电变压器。 层建筑供配电系统 高层建筑分为一般高层住宅建筑及商业性高层建筑。一般高层建筑是指普通居民住的高层住宅。商业性高层建筑是指那些出租或出卖的高层公寓及商住楼、宾馆饭店、写字楼、办公楼等。商业性高层建筑与一般高层住宅 相比，其用电特点表现为用电设备种类多、用电水平高、耗电量大、供电可靠性要求高。 沈阳工程学院毕业设计 （论文） 6 压供电系统 （ 1） 高层建筑的配变电所的设计根据负荷性质、用电容量、工程特点、所址环境、地区供电条件和节约电能等因素制定设计方案，并进行多方案的技术经济比较，力求做到保障人身安全、供电可靠、 技术先进、经济合理和维修方便。并应根据 工程特点、规模和发展规划做到近远期结合，并考虑扩容的可能性，适当留有余量。 （ 2） 当建筑物高度超过 100m 时，也可在高层区的避难层或技术夹层内设置变电所。局部采用 10深入负荷中心的供电方案。 （ 3） 高层建筑一般需要两路高压电源，对于重要的一类高层建筑为确保一级负荷中特别重要的负荷用电，应配备应急柴油发电机。 （ 4） 当有两路高压电源 供电时，配变电所高压侧宜采用单母线或单母线分断的接线方式。 （ 5） 一般高层住宅建筑当变电所的变压器的容量为 1000下时，宜采用环网式供电系统。 （ 6） 由地区电网供电的配变电所电源进线处，宜装设装用计量柜。 新华小区户外电气部分初步设计 7 第 三 章 变压器的选择及变配电所主接线 压器的选择 类变压器性能比较 表 类变压器性能比较表 类别 油浸式变压器 气体绝缘变压 器 干式变压器 矿物油变压器 硅油变压器 六氟化硫变压 器 普通及非包封绕组干式变压器 环氧树脂浇筑变压器 安装面积 中 中 中 大（小） 小 绝缘等级 A E 爆炸性 有可能 可能性小 不爆 不爆 不爆 燃烧性 可燃 难燃 不燃 难燃 难燃 耐湿性 良好 良好 良好 弱 优 耐潮性 良好 良好 良好 弱 良好 损耗 大 大 较小 大 小 噪音 低 低 低 高 低 重量 重 较重 中 重（轻） 轻 沈阳工程学院毕业设计 （论文） 8 环境条件选择变压器 表 类变压器的适用范围及参考型号 变压器形式 适用范围 参考型号 普通油浸式 密封油浸式 一般正常环境的变电所 应优先选用 配电变压器 干式 用于防火要求较高或潮湿、多尘环境的变电所 B） 9B） 11 等系列树环氧树脂浇注变压器 非包封线圈干式变压器 密封式 用于具有化学腐蚀性气体、蒸汽或具有导电及可燃粉尘、纤维会严重影响变压器安全运行的场所 油浸变压器防雷式 用于多雷区及土壤电阻率较高的山区 系列防雷变压器，具有良好的防雷性能，承受单相负荷能力也较强，变压器绕组连接方法一般为D, Y, 10（ 6） 电变压器台数和容量的选择 （ 1） 变压器台数应根据负荷特点和经济运行选择，当负荷下列条件之一时，宜装设两台以及上变压器 ： 1） 有大量一级或二级负荷。 2） 季节性负荷变化比较大。 3） 集中负荷较大。 （ 2） 装有两台及以上变压器的变电所，当其中任何一台变压器断开时，其余变压器的容量应满足一级负荷及二级负荷的用电，并宜满足工厂主要生产用电。 （ 3） 变压器容量应根据计算负荷选择。对昼夜或季节性波动较大的负荷，供电变压器经济技术比较，可采用容量不一致的变压器。 （ 4） 在一般情况下，动力和照明宜公用变压器，属于下列情况之一时，可设专用变压器： 1） 照明负荷较大，或动力和照明共用变压器 由于负荷变动引起闪变或电压升高，严重影响照明质量及灯泡寿命时，可设照明专用变压器。 2） 单台单相负荷很大时，可设单相变压器。 3） 冲击性负荷（试验设备，电焊机群以及大型电焊设备等）较大，严重影响电能质量，可设专用变压器。 4） 在 统的低压电网中，照明负荷应设专用变压器。 5） 当季节性的负荷容量较大时（如大型民用建筑中的空调冷冻机等负荷），可专设变压器。 新华小区户外电气部分初步设计 9 6） 在民用建筑中出于某些特殊设备的功能需要（如容量较大的 宜设专用变压器。 配电所的电气主接线 接线的一般要求 （ 1） 10（ 6） 电所 主接线宜采用单母线或分段单母线；当供电连线性要求较高，不允许停电检修断路器或母线时，可采用双母线。 （ 2） 10（ 6） 电所专用电源线的进线开关宜采用断路器或带熔断器的负荷开关。当无继电保护和自动装置要求，且出线回路少无需带负荷操作时，可采用隔离开关或隔离触头。 （ 3）在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的一侧，必须装设高压隔离开关或隔离触头。 （ 4）向高压并联电容器组或频繁操作的高压用电设备供电的出线断路器兼做操作开关时，应 采用 具有高分段能力和频繁操作性能的断路器。 （ 5） 10（ 6） 线分段处，宜装设短路器，单负荷下列情况时，可装设隔离开关或隔离触头组。 1）事故时手动切换电源满足要求。 2）不需要带负载操作 3）继电保护或自动装置无要求。 4）出线回路少 （ 6） 10（ 6） 配电所之间的联络线宜在供电可能性大的一侧配电所装设短路器，另一侧装隔离开关或负荷开关， 如两侧供电可能性相同，宜在两侧均装设断路器。 （ 7）变电所、配电所每段高压母线上及架空线路末端必须装设避雷器。接在母线上的避雷器和电压互感器，宜合用一组隔离开关。架空进出线上的避雷器回路中，可不装设隔离开关。 （ 8）每段高压母线上应装设一组电压互感器。电压互感器应采用专用熔断器保护。 （ 9）由地区电网供电的变配电所进线处，宜装设计费用的专用电压及电流互感器 或专用电能计量柜。 （ 10）所用变压器宜采用高压熔断器保护。 沈阳工程学院毕业设计 （论文） 10 0(6)配变电所的主接线 表 0(6)变所常用主接线 表 设备名称 主接线简图 简要说明 带高压室的变电所 电源引自用电单位总配变电所，避雷器可以装在室外进线处 电源引自电源引自 电力系统装设专用的计量柜。若电力部门同意时，进线断路器也可以不装。进线上的避雷器如安装在开关内时，则宜加隔离开关 单母线 电源引自电力系统，一路工作，路备用。一般用于二级负荷配电。需要装设计量装置时，两回电源线路的专用计量柜均装设在电源线路的送电端 新华小区户外电气部分初步设计 11 分段单母线（隔离开关受点） 适用于电源引自本企业的总配变电所，放射式接线，供二、三级负荷用电 分段单母线（断路器受电） 适用两路工作电源，分段断路器自动投入或出线回路较多 的配变电所，供一、级负荷用电，所用变压器是否装设视情况而定 用于电源引自电力系统，需装设专用计量柜的配变电所 沈阳工程学院毕业设计 （论文） 12 0（ 6） /电所的接线及电气选择 表 0（ 6） /电所 高压接线常用方式 进线方式 电缆引入线 架空引入线 室内变电所 接线图 变压器容量（ 1600 630 1250 1600 630 1250 1600 接线图 变压器容量（ 1250 630 1250 630 630 1250 表 0（ 6） 内型成套变电所高、低压接线方案 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 方案 新华小区户外电气部分初步设计 13 表 0（ 6） 外型成套变电所高、低压接线方案 序号 1 2 3 4 5 6 方案 沈阳工程学院毕业设计 （论文） 14 第 四 章 高压电器及开关柜的选择 述 高压电器及开关柜包括断路器、负荷开关、隔离开关、熔断器、限流电抗器、电流互感器、电压互感器、消弧线圈（电磁式）、接地变压器、接地电阻器、 支柱绝缘子、穿墙套管以及高压开关柜和环网负荷开关柜等。 导体包括高压电力电缆、高压配电装备的载流母线等。 压电器以及开关柜的选择条件 为了保证高压电器及开关柜的可靠运行，高压电器及开关柜应按下列条件选择： (1)按主要额定特性参数包括电压、电流、频率、开断电流等选择； (2)按短路条件进行动稳定、热稳定校验； (3)按承受过电压能力及绝缘水平选择； (4)按环境条件，如温度、湿度、海拔等选择； (5)按各类高压电器及开关柜的不同特点进行选择。 表 压电器及开关柜的选择与校验项目 电气设备名称 额定 电压 额定 电流 额定开断电流 短路电流校验 环境 条件 备注 动稳定 热稳定 断路器 负荷开关 隔离开关和接地开关 熔断器 限流电抗器 接地变压器 接地电阻器 消弧线圈 电流互感器 电压互感器 支柱绝缘子 穿墙套管 母线 电缆 高压开关柜 环网负荷开关柜 新华小区户外电气部分初步设计 15 工作电压选择 根据国家标准 56准电压有关电压的定义如下： (1)系统的标称电压：系统被指定的电压。 (2)系统的最高电压：当系统正常运行时，在任何时间、系统中任何一点所出现的电压最高值，不包括系统的暂态和异常电压，例如系统的操作引起的暂态和瞬时的电压变化。 (3)电气设备的额定电压：国家规定的电气设备工作条件，通常由制造厂确定的电压。 (4)电气设备的最高电压：考虑到设备的绝缘性能和与最高电压有关的其他性能所确定的最高运行电压，其数值等于所在系统的系统最高电压值。 电气设备的最高电压只在系统标称电压高于 1000 (1140)V 时才给出。 工作电压选择高压电器及开关柜的要求 选用的高电压器及开关柜，其额定电压应符合所在回路的系统标称电压，其高压电器及开关柜的最高电压 y，即 高压电器的最高电压见表 压电器的最高电压表 单位 ： 目 穿墙套管 支柱绝缘子 隔离开关 断路器 负荷开关 熔断器 电流互感器 电压互感器 限流电抗器 消弧线圈 系统标称电压 3 系统最高电压 备最高电压 统的线对中性点电压 6 0 12 2 12 12 12 12 12 12 12 20 24 23 24 24 24 24 24 24 24 24 35 阳工程学院毕业设计 （论文） 16 工作电流选择 高压电器及导体的额定电流 A （ 4 由于高压开断电器没有连续过载的能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。 当高压电器、开关柜及导体的实际环境温度与额定环境温度不一致时，高压电器和导体 的最大允许工作电流应进行修正。 开端电流选择 用短路电流校验开断设备的开断能力时，应选择在系统中流经开断设备的短路电流最大的短路点进行校验。 压断路器 选择 高压断路器的额定短路开断电流，包括开断短路电流的交流分量有效值和开断直流分量百分比两部分构成。 当短路电流中直流分量不超过交流分量幅值的 20%时，可只按开断短路电流的交流分量有效值选择断路器；当短路电流中直流分量超过交流分量幅值的 20%时，应分别按额定短路开断电流的交流分量有效值和开断直流分量百分比选择。 按开断电流的交流分量有效值选择高压断路器时，宜取断路器实际开断时间（继电保护动作时间与断路器固有分闸时间之和）的短路电流作为选择条件，即满足下式要求 （ 4 式中 高压断路器的额定短路开断电流的直流分量采用对交流分量幅值的百分数 (%示， 可按下式计算 新华小区户外电气部分初步设计 17 % 100e;(r)/ (4式中 向断路器制造厂索取 ； 于自脱扣断路器 设定为 0于仅由辅助动力脱扣的断路器，当额定频率为 50， 10流分量百分数对应的时间间隔等于 r。 时间常数 可按下式计算： = （ 4 式中 ； ； 直流分量百分数也可以由图 出。 图 流分量百分数、时间常数与时间间隔关系曲线 图中标准时间常数 = 45于短路电流直流分量的时间常数 20%，或时间常数 45以及对某些特殊用途的断路器可能要求更高的值，如靠近发电机的断路器，在这些情况下对断路器开断短路电流直流分量和附加试验的要求，应向高压断路器制造厂家提出。 沈阳工程学院毕业设计 （论文） 18 第 五 章 电缆的选择 体材料选择 用作电线电缆的导电材料，通常有铜和铝两种。铜材的导电率高， 20时的 电阻 率 0;6线芯 20时的电阻率 0;6；载 流量相同时，铝线芯截面约为铜的 。采用铜线芯损耗比较低，铜材的机械性能优 于铝材 ，延展性好，便于加工和安装。抗疲劳强度约为铝材的 。但铝材比重小，在 电阻值 同时， 铝线芯的质量仅为铜的一半，铝 缆明显较轻。 固定敷设用的布电线一般采用铜线芯。 (1)导体材料应根据负荷性质、环境条件、市场货源等实际情况选择铜芯或锚一出 (2)下列场合不应采用铝芯线缆： 1)需要确保长期运行中连接可靠的回路，如重要电源、重要的操作回路丝 机的励磁回路等； 2)移动设备的线路及振动场所的线路； 3)对铝有腐蚀的环境； 4)高温环境、潮湿环境、爆炸及火灾危险环境； 5)应急系统及消防设施的线路； 6)工业及市政工程、户外工程的布电线（分支配电线）。 (3)下列场合不宜采用铝芯线缆： 1)非熟练人员容易接触的线路 ，如公共建筑与居住建筑。 2)线芯截面 6 (4)下列场合应采用铝导体： 1)对铜有 腐蚀 而对铝腐蚀相对较轻的环境； 2)氨压缩机房。 (5)下列场合宜采用铝导体： 1)架空输电线路； 2)较大截面的中频线路。 新华小区户外电气部分初步设计 19 缆 芯数选择 用于各种系统中的电缆芯数选择见 表 缆芯数选择表 电压 系统制式 电缆芯数 说明 单芯 多芯 35三相 31 当前国产 3芯电缆的填充料质量不稳定，各厂家差异大，应慎用。 610三相 见本条（ 2）款 3芯 600 通道宽度 两边有支架时，架间水平净距 1000 300 500 一边有支架，架与壁间水平净距 900 300 450 支架层间的垂直净距 电力电缆 2550 200 200 1000 150 150 控制电缆 120 100 100 电力电缆间的水平净距（单芯电缆品字形布置时除外） 35单不小于电缆外径 (10)电缆在屋内明敷，在电缆沟、电缆隧道和竖井内明敷时，不应有黄麻或其他易燃的外 护层，否则应予剥去，并刷防腐漆。 (11)电缆在屋外明敷时，尤其是有塑料或橡胶外护层的电缆，应避免日光长时间直晒，必要时加装遮阳罩或采用耐日照电缆。 (12)交流回路中的单芯电缆不应采用磁性材料护套铠装的电缆。单芯电缆敷设 时。应 满足 沈阳工程学院毕业设计 （论文） 30 下列要求： 1)三相 系统中使用的单芯电缆，应组成紧贴的正三角形排列（水下电缆除外）。应用1 免松散； 2)使并联电缆间的电流分布 均匀 ； 3)接触电缆外皮时应无危险； 4)穿金属管时，同一回路的各相和中性线单芯电缆应 穿在同一管中； 5)防止引起附近金属部件发热。 (13)不应在有易燃、易爆及可燃的气体或液体管道的沟道或隧道内敷设电缆， (14)不宜在热力管道的沟道或隧道内敷设电力电缆。 (15)敷设电缆的构架，如为钢制，宜采取热镀锌或其他防腐措施。在有较 严重 腐蚀的环境中，还应采取相适应的防腐措施。 (16)当电缆成束敷设时，宜采用阻燃电缆。 (17)电缆的敷设长度，宜在进户处、接头、电缆头处或地沟及隧道中留 有一定余量。 缆埋地敷设 (1)电缆直接埋地敷设时，沿同一路径敷设的电缆数不宜超过 8 根。 (2)电缆在屋外直接埋地敷设的深度：人行道下不应小于 行道 下不应小于 越农田时不应小于 1m。敷设时，应在电缆上面、下面各均匀铺设 100 的 软土或细沙层，再盖混凝土板、石板或砖等保护，保护板应超出电缆两侧各 50寒冷地区，电缆应敷设在冻土层以下。当无法深埋时，可增加铺设细沙的 厚 度，使其达到上下各为 100上。 (3)禁止将电缆放在其他管道上面或下面平行敷设。 (4)电缆在壕沟内作 波 状敷设，预留 长度，以免电缆冷却缩短受到拉力。 (5)在土壤中 含 有对电缆有腐蚀性物质（如酸、碱、矿渣、石灰等）或有地中电流的地方，不宜采用电缆直接埋地敷设。如必须敷设时，视腐蚀程度，采用塑料护套电缆或防腐电缆。 (6)电缆通过下列各地段应穿管保护，穿管的内径不应小于电缆外径的 。 1)电缆通过建筑物和构筑物的基础、散水坡、楼板和穿过墙体等处。 2)电缆通过铁路、道路和可能受到机械损伤等地段。 3)电缆引出地面 2m 至地下 200的一段和人容易接触使电缆可能受到机械损伤的地方（电气专用房 间除外 ） ，除了穿管保护外，也可采用保护罩保护。 (7)直接埋地电缆引入隧道、人孔井，或建筑物在贯穿墙壁处添加的保护管，应堵塞 管口，以防水的渗透。 (8)电缆与建筑物平行敷设 时 ，电缆应埋设在建筑物的散水坡外。电缆引入建筑物时所穿保护管长度应超出建筑物散水坡 100 (9)埋地敷设的电缆之间及各种设施平行或交叉时的最小净距，不应小于 图 列数值。 新华小区户外电气部分初步设计 31 表 地敷设的电缆之间及各种设施平行或交叉时的最小净距 单位： m 项目 敷设条件 平行时 交叉时 建筑物、构筑物基础 电杆 乔木 灌木丛 10010控制电缆之间 - 通信电缆，不同使用部门的电缆 热力管沟 水管、压缩空气管 可燃气体及易燃液体管道 铁路（平行时与轨道，交叉时与轨底，电气化铁路除外） 路（平行时与路边，交叉时与路面） 水明沟（平行时与沟边，交叉时与沟底） 缆在沟内的敷设 (l)电缆沟可分为无支架沟、单侧支架沟、双侧支架沟三种。当电缆根数不多（一般 不超 过 5 根）时，可采用无支架沟，电缆敷设于沟底。 (2)屋内电缆沟的盖板应与屋内地坪相平，在容易积水积灰处，宜用水泥沙浆或沥青将盖板缝隙抹死。 (3)屋外电缆沟的沟口宜高出地面 50减少地面排水进入沟内。但当盖板高出地面影响地面排水或交通时，可采用具有覆盖层的电缆沟，盖板顶部一般低于地面 300 (4)屋 外电缆沟在进入建筑物（或变电所）处，应设有防火隔墙。 (5)电缆沟一般采用钢筋混凝土盖板，盖板重量不宜超过 50屋内需经常开启的电缆沟盖板，宜采用花纹钢盖板。 (6)电缆沟应采取防水措施。底部还应做不小于 纵向排水坡度，并设集水坑（井）。积水的排出，有条件时可直接排人下水道，否则可经集水井用泵排出。电缆沟较长时应考虑分段排水，每隔 50m 左右设置一个集水井。 (7)电缆在多层支架上敷设时，高压电缆位于最底层，低压电缆位于最上层；电力电缆应放在控制电缆的上层，但 以下的电力电缆和控制电缆可并列敷设。当两侧均有支架时， 以下的电力电缆和控制电缆，宜与 上的电力电缆分别敷设 于两侧支架上。 盐雾 地区或化学腐蚀地区的支架宜涂防腐漆或采用玻璃钢支架。 沈阳工程学院毕业设计 （论文） 32 (8)电缆在沟内敷设时，支架的长度不宜大于 350 缆在隧道内敷设 当 出 线电缆数量太多（一般为 40 根）时，应考虑电缆在电缆隧道内敷设。 (l)电缆隧道长度大于 7m 时，两端应设出口（包括人孔井）。当两个出口之间的距离超 过 75m 时，应增加出口。人孔井的直径不应小于 (2)电缆隧道内应有照明，电压不应超过 24V，否则需采取安全措施。 (3)隧道内净高不应低于 部或与管道交叉处净高不宜低于 (4)电缆隧道应有防水措施，底部还应做成不小于 纵向排水坡度， 而 排水边 沟向集水井也应有 坡度。 (5)隧道进入建筑物（或变电所）处、在变电所围墙处以及在长距离隧道 中每 隔 100设置带门的防火隔墙。该门应用非燃烧材料或难燃材料制作，并应装锁。电 缆过墙时的保护管两端应用阻燃材料堵塞。 (6)电缆 隧道 应尽量采用自然通风。当隧道内的电缆电力损失超过 150， 200W/考虑采用机械通风。 (7)电缆在隧道内敷设时支架的长度不应大于 500 (8)与电缆隧道无关的管线不得通过电缆隧道。电缆隧道与其他地下管线 交叉 时，应尽可能避免隧道局部下降。 新华小区户外电气部分初步设计 33 第 七 章 短路电流计算 路计算概述 计算短路电流的目的是用于电气主接线的选择；导线及电气设备的选择，确定中性点接地方式；计算软导线的短路摇摆；验算接地装置的接触电压和跨步电压；选择继电保护装置和进行整定计算。 供电系统的设计和运行中，不仅要考虑到正常工作状态，而且还需考虑到可能发生的短路故障以及正常运行情况。多年运行经验表明，供电系统的故障，大多数是由短路引起的，短路故障的基本类型有四种：三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路。 三相短路时，由于短路回路的三相电流基本相等。因此，三相电流和电压仍是对称的，故又称为对称短路，其他类型的短 路均为不对称短路。统计资料表明，在大接地电流系统中，以单相接地故障最多；小接地电流系统中，主要是相间短路故障。 发生短路故障后，将会造成以下后果： 路电流的热效应可能导致导体发热甚至融化；使电气设备绝缘过热而被烧坏。 重时影响电机、照明、生产和家用电器等电气设备正常运行，甚至破坏发电机的并列运行，造成系统解列和电压崩溃，导致大面积停电。 能使导体变形、扭曲或损坏。 流将周围空间产生较强的电磁场，尤其是不对称短路所产生的不平衡交变磁场，对周围的通讯网络、信号系统、晶闸管触发系统及自控系统产生干扰。 正因为短路故障对电力系统可能造成极其严重的后果，所以一方面采取限制短路电流的措施；另一方面要正确选择电气设备载流导体和继电保护装置，以防止故障的扩大，保证电力系统的安全运行。只有正确计算出各种网络结构不同短路点的短路电流才能正确地选择各种电气设备，并对继电保护进行整定。 沈阳工程学院毕业设计 （论文） 34 路计算条件 气系统短路电流计算条件 基本假定： 考虑电机磁饱和、磁滞、涡 流及导体肌肤效应等影响，转子结构完全对称；定子三相绕组空间位置相差 120电角度； 有铁芯的电器社别电抗值不随电流 大小发生变化； 中 50 负荷接在高压母线 上， 50 负荷接在系统侧； 件的电阻 都略去不计 考虑参数的误差和调整范围； 般规定 稳定以及电器开断电流所用的短路电流，应按工程的设计规划容量计算，并考虑电力系统的远景规划发展。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列运行的接线方式。 电器连接网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和 电容补偿装置放电电流的影响。 不带电抗器回路的计算电路点，应选择在正常接线方式短路电流的最大的地点。 稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算，若发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相，两相接地系统短路较三相短路严重时，应按严重情况计算。 新华小区户外电气部分初步设计 35 制措施 (1)提高电路系统的电压等级； (2)采用直流输电方式； (3)在电力系统的主网加强联系后，将次级电网解列运行； (4)在允许的范围内，增大系统的零序阻抗。 (1)变压器分列运行； (2)在变压器回路中装设分裂电抗器； (3)采用低压侧为分绕组的变压器； (4)出线上装设电抗器。 路过程分析 “无限大容量系统”供电的三相短路电流 所谓“无限大容量系统”仅为一个相对概念。当电源的容量足够大时，其等 值内阻抗 就很小，此时若在电源外部发生短路，则整个短路中各个元件的等值阻抗，将此电源的内阻大的多，因而电源母线上的电压变化很小，实际计算时甚至可以认为没有变化，既认为是一个恒压源，这种电源就称为无限大容量电源。 三相短路后，在短路暂态过程中，短路电流等于它的周期分量和非周期分量的瞬间值之和，短路电流的非周期分量是随时间按指数规律衰减的。当非周期分量为零时，短路既进入稳态过程，此时稳态短路电流的大小不再变化，这是这种系统短路的显著特点。 三相短路电流的最大瞬时值出现在短路发生后约半个周波左右，它不仅与周期分量的幅值有关，也与非周期分量的起始值有关，最严重的短路情况下，三相短路电流的最大瞬时值称为冲击电流 2 （ 7 式中： 1+路电流冲击系数 I” 短路电流周期分量的有效值 一般 : 沈阳工程学院毕业设计 （论文） 36 )1(21 （ 7 一般： “有限容量系统”供电时的三相短路电流 假如向短路点输送短路电流的电源容量较小，或者短路点离电源较近，在这种情况下称为有限容量系统供电的短路，在此条件下，电源电压的变化并非恒定不变，短路电源周期分量的幅值随电源电压的变化而改变，短路的暂态过程更为复杂，因此，前文所述无限容量系统短路过程的分析和计算方法，已不全适用，此时必须考虑同步发电机在突然短路时的电磁暂态过程。 路电流的计算方法 电力系统短路电流的计算方法通常有三种，即标幺值法、短路容量法（又称 ）和有名单位制法（又称欧姆法），高压系统中，一般采用标幺值法。 幺值法的基本原理 标幺制又称为相对单位制，它是各个物理量的实际值与基准值的比值（系数或百分比） 采用标幺制，首要的问题是确定基准值： 在短路电流的实际计算中，为了方便常选取 100 10000为视在 功率基准值，选用某电压等级的平均额定电压作为电压的基准值。 所谓线路平均额定电压，系指线路始端最大额定电压与线路末端最小额定电压的平均值。 表 路额定电压与平均额定电压 额定电压 10 35 60 110 154 220 平均额定电压 7 63 115 162 230 若取 00可列出不同基准电压 d，与基准电抗 。 新华小区户外电气部分初步设计 37 表 用基准值表 基准电压 Ud(7 63 115 162 230 基准电流 Id(准电抗 ) 32 262 529 标幺值的定义： 容量标幺值： （ 7 电压标幺值： （ 7 电流标幺值： 3（ 7 额定标幺值：在电气设备（如发电机、变压器、电抗器及电动机等）的技术数据中，往往给出以其自身额定参数为基准的标幺值。 容量的额定标幺值： （ 7 电压的额定标幺值： 公式（ 7 电抗的额定标幺值： 2 公式（ 7 电流的 额定标幺值： N 公式（ 7 路电流的计算 本次设计的变电所距负荷较近，配电线路较短， 10各配电线路末端的短路电流值与变电所二次母线上的短路电流值相差无几，故只计算出变压器一次与二次母线的短路电流既可满足要求。 沈阳工程学院毕业设计 （论文） 38 第八 章 交流电气装置的过电压限制器件 式避雷器 （ 1） 不同系统接线方式下的选型要求： 1）低电阻接地系统应选用金属氧化物避雷器。 2）不接地、经消弧线圈接地和高电阻接地系统，根据系统中谐振过电压和间隙性电弧 接地过电压等发生的可能性以及严重程度，可选用有串联间隙金属氧化物 避雷器、碳化硅普通阀式避雷器，或无间隙金属氧化物避雷器。 （ 2） 旋转电机的雷电过电压保护，宜采用旋转电机无间隙 金属氧化物避雷器或旋转电机磁吹阀式避雷器。 （ 3） 避雷器按其标称放电电流（ 8/20s 波形）以及 使用场合的分类见表 表 雷器分类 标称放电电流 5 避雷器额定电压 效值， 425 517 590 5108 4284 4r r 0 207 应用场合 发