毕业设计（论文）-家园小区电气设计（全套图纸）.doc

. . 毕 业 设 计家园小区电气设计 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化2班 届 次 2015届 学生姓名 二O一五年六月五日装订线. . . iv目 录摘要IAbstractII引言11 设计概况11.1 小区概况11.2 设计依据11.3 设计成果22 设计计算书22.1 负荷分析22.2 负荷计算22.3 无功功率计算及无功补偿53 变电所位置和形式的选择73.1 概述73.2 小区变配电所的布置及结构方案73.3 变电所位置的确定84 主变压器台数和容量的确定94.1 变电所主变压器台数的选择104.2 变电所主变压器容量的选择105 变电所主接线方案的选择105.1 变电所主接线方案的评价115.2 变电所主接线方案的确定116 短路电流计算126.1 短路计算的目的126.2 短路电流计算方法126.3 短路计算点的选取127 变电所设备的选择与校验147.1 概述147.2 高压一次设备的选择和校验147.3 低压一次设备的选择和校验168 照明系统188.1 光源照度计算188.2 导线截面的选择259 弱电系统设计279.1 概述279.2 有线电视系统279.3 电话系统289.4 网络布线系统289.5 访客对讲系统2810 防雷与接地系统2810.1 防雷等级2810.2 接闪器2910.3 引下线2910.4 接地极2910.5 单体楼的防雷与接地29参考文献30致谢31 ContentsAbstractIAbstractIIIntrodution11 Design overview11.1 Community overview11.2 Design basis11.3 Design results22 Design calculations22.1 Load analysis22.2 Load calculation22.3 Reactive power calculation and reactive power compensation53 Substation location and form of choice73.1 Outline73.2 Variable layout and structure of cell distribution by program73.3 Determine the location of the substation84 Main transformer station to determine the number and capacity94.1 Select the number of main transformer substation104.2 Capacity of transformer substation105 Select the substation main wiring scheme115.1 Evaluation of substation main line scheme115.2 Determine substation main wiring scheme116 Short circuit calculation126.1 The purpose of the short circuit calculation126.2 Short circuit current calculation method126.3 Select short circuit calculation points127 Selection and verification of substation equipment147.1 Outline147.2 High pressure selection and calibration equipment147.3 low pressure selection and calibration equipment168 Lighting system188.1 Light illumination calculation188.2 Select conductor cross-section259. Weak systems design279.1 Outline279.2 Cable system279.3 Phone system289.4 Network cabling systems289.5 Visitor intercom system2810 Lightning protection and grounding system2810.1 Lightning level2810.2 Air terminals2910.3 Deflectors2910.4 Grounding2910.5 Single floor of lightning protection and grounding29References30Acknowledgements31家园小区电气设计摘要：本次设计的题目是家园小区的电气设计，通过这次的设计，掌握了小区设计的基本方法，将学过的理论知识与实际应用结合起来，掌握了与电气设计有关的规范，弥补自己理论知识的不足之处，提高自己独立完成电气设计的能力。这次的设计的内容有：小区的供配电设计，弱电系统设计，单体建筑物的电气照明设计。小区供配电设计指的是根据小区建筑的规模及建筑物的分布情况来进行小区变电所的位置、类型的选择，主要包括相关设备的选择布置及负荷计算。弱电系统设计主要包括有线电视，电话，宽带网络及可视对讲系统的设计。单体建筑物的电气设计指的是根据国家有关的规范对一栋多层住宅楼进行电气设计，设计的内容主要包括照明系统，防雷与接地，综合布线系统，照明系统主要是进行照明灯具的选择、照度计算、负荷计算及敷设方式，防雷系统只要是根据规范确定防雷等级，布置防雷网格。综合布线系统是根据不同房间的不同需求布置信息点。关键词：负荷计算 电气照明设计 弱电系统 供配电设计全套图纸加153893706 Electrical Design home districtAbstract design of this topic is the home district of the electrical design, through the design and master the basic methods of cell design, the learned and the practical application of theoretical knowledge and combine master and electrical design specifications related , make up their own inadequacies theory of knowledge, improve their ability to independently complete electrical design. The design of the design of the content: a cell for power distribution design, weak systems design, electrical lighting design single building. Quarters distribution design refers to the distribution of residential buildings based on the size and structure of the cell to the substation location, type of choice, including the choice of layout and associated equipment load calculations. Weak system design includes design cable television, telephone, broadband Internet and video intercom system. Electric single building design means that according to the national norms related to multi-storey residential building electrical design, design of content including lighting systems, lightning protection and grounding, integrated system wiring systems, lighting systems mainly for lighting choice of lighting, illumination calculations, load calculations and laying, lightning protection system as long as determined in accordance with specification grade mine, mine layout grid. Cabling system is arranged according to the different needs of different information points of the room.Keywords: Load Calculation;Electrical lighting design;Weak systems;Supply and Distribution Design31引言这次的设计为家园小区进行电气设计，该设计以“电气工程及其自动化专业毕业设计任务书与指导书”的设计要求及设计任务为设计依据，根据学过的有关电气设计的理论知识，如电气照明智能建筑弱电系统工厂供电等，并结合最新的电气设计行业规范，以及到图书馆和运用互联网查阅相关资料，通过天正电气软件来进行设计的。设计的主要内容包括：照明系统设计，单体建筑物线路的选择及敷设方式，线路的计算电流及相关设备的选择，弱电系统设计，防雷与接地系统，负荷计算及无功功率因数补偿,变电所的位置选择和设备型号,短路电流的计算,变压器设备的选择、布置及连接方案,主接线方案的选择,高低压一次设备的选择及布置等。 这次的设计是第一次运用所学知识进行的一次综合设计，专业老师和同学都给予了自己很大的帮助，但由于自己的水平有限，在设计中肯定会有跟多不足之处，敬请老师和同学批评指正，在今后的工作中，认真学习电气设计相关的知识，把电气这门专业做好。1 设计概况1.1 小区概况家园小区是由11栋单体建筑构成，建筑物的类型为住宅楼，一共有374户住户。小区年最大负荷利用小时为2500h,日最大负荷持续时间为8h。小区的负荷等级为三级负荷。低压动力设备采用三相供电方式，额定电压为380V。照明及家用电器采用单相供电方式，额定电压为220V。1.2 设计依据供电电源：按照甲方与当地供电部门签订的供用电协议规定，小区的电源由附近一条10KV的公用电源线引至小区变电所。该干线的导线型号为LGJ-185,导线为等边三角形，线距为1.2m；小区变电所位于该小区的中心，该干线首端所装高压断路器的断流容量为500MVA，高压断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定动作时间为1.5s。气象资料：年最高气温为35，年平均气温为13，年最低气温为-10，最热月平均最高气温31.5，年最热月地下0.81米处平均温度20，土壤冻结深度为0.75米。夏季主导风向为南风，年雷暴日31天。地质水文资料：所在地区平均海拔130m，地层以沙粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.85.3m，抵制压力为20吨/平方米。电费制度：小区与当地供电部门达成协议，在变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。一部分为基本电费，按所装用的主变压器容量来计费。另一部分为电度电费，按每月实际耗用的电能计费。小区最大负荷时的高压侧功率因数不低于0.9。1.3 设计成果设计计算书一份,设计图纸24张。2 设计计算书2.1 负荷分析负荷的定义和分类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：（1）符合下列情况之一时，应为一级负荷： 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。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。（2）符合下列情况之一时，应为二级负荷：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。（3）不属于一级和二级负荷者应为三级负荷 。（4）一级负荷要求有两个独立电源供电。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区），允许有一回专用架空线路供电。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。按照供配电系统设计规范GB50052-2005规定，本小区按三级负荷进行供电设计。2.2 负荷计算小区的年最大负荷利用小时为2500 h,日最大负荷持续时间为8h，根据小区的负荷情况，按需要系数法确定小区得计算负荷，需要系数参照表2-1。本小区共11栋楼，一栋分为三个单元，一单元和二单元是六层住宅加一层储藏室，三单元是五层住宅加一层储藏室，一共374户住户。将小区住宅分为三类：一类，1-4号楼，共136户；二类，5-8号楼，共136户；三类，9-11号楼，共102户。表2-1 需要系数表住宅户数需要系数住宅户数需要系数住宅户数需要系数152-570.50169-1860.347-90.8958-600.49187-2040.3310-120.8161-630.48205-2220.3213-150.7664-690.47223-2460.3116-180.7270-720.46247-2730.3019-210.6873-780.45274-3030.2922-240.6679-840.44304-3360.2825-270.6385-900.43337-3750.2728-300.6191-960.42376-4230.2631-330.5997-1050.41424-4770.2534-360.58106-1110.40478-5400.2437-390.56112-1200.39541-6150.2340-420.55121-1320.38616-7080.2243-450.54133-1410.37709-8160.2146-480.52142-1560.36817-9480.2049-510.51157-1680.35949-10000.19具体负荷计算如下所示：第一类：(1)本类包括1-4号楼，共有136户，根据住宅建筑电气设计规范JGJ242-2011的有关规定，每户用电指标按6计算，需要系数参照民用建筑电气设计规范JGJ16-2008的规定，取，则有功计算负荷：(2)依据民用建筑电气设计规范JGJ16-2008的相关规定，取功率因数，则无功计算负荷： 第二类： (1)本类包括5-8号楼，共有136户，根据住宅建筑电气设计规范JGJ242-2011的有关规定，每户用电指标按6计算，需要系数参照民用建筑电气设计规范JGJ16-2008的规定，取，则有功计算负荷：(2)依据民用建筑电气设计规范JGJ16-2008有关规定，取功率因数，则，则无功计算负荷：第三类：(1)本类包括9-11号楼，共有102户，根据住宅建筑电气设计规范JGJ242-2011的有关规定，每户用电指标按6计算，需要系数参照民用建筑电气设计规范JGJ16-2008的规定，取，则有功计算负荷：(2)依据民用建筑电气设计规范JGJ16-2008有关规定，取功率因数，则，则无功计算负荷：此外，小区的公用照明负荷为：有功计算负荷：，依据民用建筑电气设计规范JGJ16-2008，取功率因数，则，则无功计算负荷：表2-2 小区计算负荷统计表统计序号类类类类有功计算负荷(kW)301.92301.92250.9212无功计算负荷(kvar)226.44226.44188.199需要系数0.370.370.411功率因数0.80.80.80.8额定电压（V）220220220220综上所述，本小区总计算负荷为：（取,）总的有功计算负荷：总的无功计算负荷：总的视在计算负荷： 总的计算电流：功率因数：2.3 无功功率计算及无功补偿通过计算确定了小区的低压侧的计算负荷，再根据低压侧的计算负荷确定小区的高压侧计算负荷，需要的是将有关线路和变压器的功率损耗逐级计入。通过采用逐级计算法确定小区变电所的高压侧计算负荷，由于小区的配电线路不长，所以线路的功率损耗忽略不计，只考虑变压器的功率损耗。( 1)电力电容接线方式采用三角形连接的接线方式，该接线方式提供的补偿容量，所用器件为静电电容器补偿器件。具体接线见图2-1：图2-1 电容接线方式(2) 无功补偿方式本设计在低压侧采用集中补偿的方式，这种方式的优点是管理方便，电容器充分利用，不足之处在于补偿范围较分散补偿小。(3)无功补偿容量供电企业规则规定：用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因数应达到以下规定：10kV及高压供电用户功率因数为0.90以上，考虑到变压器无功功率损耗远大于有功功率损耗，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于高压侧补偿后的功率因数，这里取低压侧功率因数=0.95，则低压侧需装设的并联电容器容量应为: 补偿后的变电所低压侧的视在计算负荷为： 变压器有功功率损耗：变压器无功功率损耗： 变电所高压侧计算负荷为： =无功补偿后，小区功率因数为: ，满足规定要求。(4)并联电容器的选择由供电设计要求可知，低压侧集中补偿所采用的电容器电压为400V，根据补偿的需要，选择的电容器型号是：BKMJ0.4153 则电容器所需的数量为：（实际数量为24个）。则实际补偿无功功率为：则经过无功补偿后，变电所低压侧实际的视在计算负荷为：变压器实际有功功率损耗：变压器实际无功功率损耗： 变电所实际高压侧计算负荷为： = 经过无功补偿后，则小区的实际功率因数为: ，满足规定要求。3 变电所位置和形式的选择3.1概述变电所担负的任务是接受来自电力系统的10kV电源，经过变压器变压，将10KV降至0.4kV，成为用户所需的电压等级，再将电能分配给用户。变电所在供电系统中的地位是非常重要的，是供电系统的枢纽。这次的设计结合供电技术的最新发展，从因地制宜，合理规划，考虑发展的角度出发，在小区内设置一座降压变电所，采用独立式结构。3.2 小区变配电所的布置及结构方案本小区的变配电所总体采用独立式的布置方案，将变压器安放在室内。应根据小区的布局对变电所进行合理规划，具体的布置方案见图纸。在进行变压器室的结构布置的设计时，采用的布置规范是20k及以下变电所设计规范 GB500532013和全国通用建筑标准设计电气装置标准图集中的88D264电力变压器室布置（610kV，2001600 kV）。(1)高压配电室按GB50053-2013规定，高压配电室内成排布置的高压配电装置，其屏前后的通道的最小宽度参照表3-1。表3-1 高压配电室内各种通道的最小宽度开关柜布置方式柜后维护通道/柜前操作通道/固定式柜手车式单列布置8001500单车长度+1200双列面对面布置8002000双车长度+900双列背对背布置10001500单车长度+1200参考表中的数据，高压配电室的开关柜采用单列布置。1）高压开关柜为距墙布置时，柜后与墙净距大于800，侧面与墙净距应大于200。2）通道宽度在建筑物的墙面遇有柱类局部凸出时，凸出部位的通道宽度可以减少200。3）当电源从柜后正背后墙上另设隔离开关及其手动操作机构时，柜后通道净宽不小于1.5米；当柜背面防护等级为IP2X时，可减为1.3米。4）高压配电室的防火等级不应低于二级。(2)低压配电室 低压配电室内成列布置的低压配电屏，其屏前后的通道的最小宽度，按GB50053-2013规定，参照表3-2。表3-2 低压配电室内屏前后通道最小宽度配电屏形式配电屏的形式屏前通道/mm屏后通道/mm固定式单列布置15001000双列面对面布置20001000双列背对背布置15001500参考表中数据，低压配电室的配电柜采用单列布置。1）低压配电室与抬高地坪的变压器室相邻时，配电室高度不应小于4m；与不抬高地坪的变压器室相邻时，配电室高度不应小于3.5m。2）低压配电室的防火等级不应低于三级。3）电源从柜后正背后墙上另设隔离开关及其手动操作机构时，柜后通道净宽不应小于1.5米；当柜背面防护等级为IP2X时，可减为1.3米。3.3 变电所位置的确定(1) 变电所的所址应根据下列要求，经技术经济等因素综合分析和比较后确定：1）宜接近负荷中心；2）宜接近电源侧；3）应方便进出线；4) 应方便设备运输；5) 不应设在有剧烈振动或高温的场所；6) 不宜设在多尘或有腐蚀性物质的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧，或应采取有效的防护措施；7) 不应设在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的正下方处，也不宜设在与上述场所相贴邻的地方，当贴邻时，相邻的隔墙应做无渗漏、无结露的防水处理；8) 当与有爆炸或火灾危险的建筑物毗连时，变电所的所址应符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB 50058的有关规定；9) 不应设在地势低洼和可能积水的场所；10) 不宜设在对防电磁干扰有较高要求的设备机房的正上方、正下方或与其贴邻的场所，当需要设在上述场所时，应采取防电磁干扰的措施。(2) 采用负荷功率矩法来确定负荷中心:小区变电所所址选择首要考虑的因素是小区的负荷中心，本工程设计确定负荷中心的方法根据负荷指示图按负荷功率矩法确定小区的负荷中心：即坐标原点为小区外围图框的左下角点，坐标X轴的正方向为小区外围图框框的左边框，坐标Y轴的正方向为小区外围图框的下边框，图纸距离作为参考数据采用的距离。(3) 变电所型式方案选择：根据20 kV及以下变电所设计规范 GB500532013的要求，变电所型式的选择应符合下列规定： 1）负荷较大的车间和动力站房，宜设附设变电所、户外预装式变电站或露天、半露天变电所； 2）负荷较大的多跨厂房，负荷中心在厂房的中部且环境许可时，宜设车间内变电所或预装式变电站； 3）高层或大型民用建筑内，宜设户内变电所或预装式变电站； 4）负荷小而分散的工业企业，民用建筑和城市居民区，宜设独立变电所或户外预装式变电站，当条件许可时，也可设附设变电所； 5）城镇居民区、农村居民区和工业企业的生活区，宜设户外预装式变电站，当环境允许且变压器容量小于或等于400kVA时，可设杆上式变电站。由上可知，小区装设的变电所为10/0.4kV的独立变电所，变电所的布置方案应因地制宜，合理设计。变电所的设备平面布置图 见图纸，设备的布置有以下特点：1）独立式变配电所的变压器采用油浸式变压器，变压器室宜采用自然通风，变压器室地坪抬高，北面下设进风口，南面上设出风口夏季的排风温度不宜高于45，且排风与进风的温差不宜大于15。当自然通风不能满足要求时，应增设机械通风。2）高压配电室的高压柜下设电缆沟，高压开关柜双面维护，前面设操作通道，后设置维护通道。3）低压配电室与变压器室相邻，便于低压母线连接。低压配电柜双面维护，前面设操作通道，后设置维护通道。4）变压器室为一级防火建筑，设钢门，向外开。高低压配电室设钢门外开，电缆沟作防水处理。4 主变压器台数和容量的确定小区变电所中最关键的一次设备是电力变压器，它的功能是将电力系统中的电压降低至用户所需要的电压等级，以利于电能的合理输送、分配和利用。小区变电所装设的变压器为S9型油浸自冷式普通降压变压器，绕组形式为双绕组,相数为三相，采用无载调压的调压方式和Dyn11方式的联结组别。4.1 变电所主变压器台数的选择选择主变压器台数时应考虑以下几条原则：（1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所应装设两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源，或另有自备电源。（2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜采用经济运行方式的变电所，也可考虑采用两台变压器。（3）除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器，但是负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台或多台变压器。（4）在确定变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。综合考虑以上原则并结合小区的负荷情况，确定在变电所装设两台变压器。4.2 变电所主变压器容量的选择装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：（1）任一台变压器单独运行时，宜能满足总计算负荷的大约60%70%的需要，即： 。小区所在地区的年平均气温为13，且变压器采用室内安装的方式，对于变压器来说，在它的出风口和进风口间有约15的温差，从而使处在户外的变压器环境温度比处在室内的变压器环境温度要低8，因此变压器实际容量与上式计算相比较，还要减少8%，所以变压器的实际容量为：（2）任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，本次小区设计的负荷等级为三级，故可不考虑这个因素影响。（3）变压器采用Dyn11的联结组别，与Yyn0联结组别相比，承受单相不平衡负荷的能力要强的多，能够有效的抑制高次谐波，还可以对低压单相接地短路故障的保护和切除起到很好的帮助。经过考虑以上几个因素的影响，本小区变电所采用两台S9系列800kVA的变压器。型号为S9-800/10，变压器的联结组别为Dyn11。5 变电所主接线方案的选择本设计由原始资料计算结果，再综合考虑各方面的因素，因地制宜，合理规划，选择合适的主接线方案，最后绘制出主接线方案的装置图和系统图。小区变电所的主接线方案基本要求：（1）安全，应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。（2）可靠，应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求。（3）灵活，应能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。（4）经济，在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属的消耗。（5）结合小区的发展规划，应留有扩建的余地。5.1 变电所主接线方案的评价综上所述，小区变电所的主接线方案是选用高低压侧均为单母线分段的主接线方式。可以从以下几个方面评价该方案：首先，从技术指标方面考虑，该方案的供电可靠性和运行灵活性都比较高，在高低压母线侧发生短路时，可以仅仅将故障母线段停止工作，非故障段仍可继续运行，可以缩小停电范围，从不同母线分段引出双回路对重要用户进行供电，大大提高了变电所的供电可靠性及运行灵活性。其次，从经济指标方面考虑，在方案的进行初期投资时费用比较高，但是从年运行费用（包括设备折旧费，设备维护费和年电能损耗费）方面考虑，该方案又有可取之处。因此该小区变电所采用上述主接线方案。5.2 变电所主接线方案的确定(1) 电源进线为满足小区负荷的要求，本变电所采用两路10kV电源进线，一路是由电力系统变电站引进，用来作为小区的正常工作电源；另一路为联络线，从邻近的用电单位的高压联络线取得，作为本小区负荷的备用电源。进线采用高压断路器控制且配置专用的电能计量柜。考虑到进线断路器在检修时有可能两端来电，因此，为保证检修人员的人身安全，断路器的两侧都必须装设高压隔离开关。(2) 母线母线又称汇流排，是配电装置中用来汇集和分配电能的导体。由于是两路电源进线，因此在高低压母线采用断路器分段的单母线制。高压配电所采用一路电源工作，一路电源备用的运行方式，因此母线分段开关通常闭合，并采用备用电源自动投入装置，以提高供电的可靠性。为测量、监视、保护和控制主电路设备的需要，每段母线上都接有电压互感器，进出线上都接有电流互感器，为了防止雷电过电压侵入配电所时击毁其中的电气设备，每段母线上装设避雷器，与电压互感器同设在进线隔离柜中，且共用一组高压隔离开关。(3) 高压配电出线该变电所设有两路高压出线。这两路出线分别由两路母线经断路器配电给两台变压器。所有出线断路器的母线侧采用抽屉式开关柜，由于这里的高压配电线路是由高压母线来电，因此其出线断路器需在其母线侧装隔离开关，以保证断路器和出线的安全检修。(4) 低压配电出线小区的11栋楼由该变电所的11路低压出线均装设刀开关+断路器供电。低压配电采用TN-C-S三相五线制供电系统，并在入楼时统一做重复地。6 短路电流计算6.1 短路计算的目的1）对所选的电气设备进行动稳定和热稳定校验；2）进行变压器和线路保护的整定值和灵敏度计算。6.2 短路电流计算方法将视系统为无限大容量系统，采用标幺值法进行短路点的短路电流计算。6.3 短路计算点的选取变电所相关节点的短路计算：根据小区原始资料可知，供电部门采用LGJ-185的高压架空线（钢芯铝绞线）为该小区供电，距小区为6km，电力系统馈电变电站首端所装高压断路器的断流容量，查表知10kV架空线路每相单位长度电抗平均值为。确定基准值，取=100 MVA，=，系统最大运行方式：（1）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值a）电力系统电抗标幺值：b）架空线路电抗标幺值：， c）电力变压器的电抗标幺值：查表得， 根据以上计算结果绘制等效电路图如图所示：图6-3 等效电路图（2）求K-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 a）总电抗标幺值： b）三相短路电流周期分量有效值： c）三相短路次暂态电流和稳态电流有效值： d）三相短路冲击电流及其有效值： e）三相短路容量：f）两相短路电流的有效值： （3）求K-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量 a）总电抗标幺值： b）三相短路电流周期分量有效值： c）三相短路次暂态电流和稳态电流有效值： d）三相短路冲击电流及其有效值： e）三相短路容量：f）两相短路电流的有效值：同理可得最小运行方式下短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量，绘制短路计算表见6-1。表6-1 短路计算表系统运行状况情况短路点的选取三相短路容量三相短路容量两相短路电流/kA/kA/kA/kA/kA最大运行状况K-12.612.612.616.73.947.52.26K-231.2731.2731.2757.5434.0821.7227.08最小运行状况K-32.612.612.616.73.947.52.26K-420.2720.2720.2737.3022.0914.0717.557 变电所设备的选择与校验7.1 概述 变电所中的一次设备承担着输送和分配电能的任务，它是工厂供配电的主电路。一次设备是电力系统正常运行及工厂正常供电的基础，一次设备的选择与校验特别重要。7.2 高压一次设备的选择和校验 1）高压熔断器的选择高压侧熔断器用做高压电压互感器一次侧的短路保护,熔断器选择RN2-10/0.5型户内式高压管式限流熔断器。2）高压断路器的选择与校验根据和，试选ZN3-10I/630型高压真空断路器。按，则其选择校验表见表7-1。表7-1 真空断路器选择校验表序号装设地点的电气条件ZN3-10/630-8项目数据项目数据结论110 kV10kV合格287.98 A630A合格32.61 kA8 kA合格46.7 kA20 kA合格510.2256合格由上表可知该断路器满足要求。3）高压电流互感器的选择与校验高压电流互感器选用LZZBJ9-12型浇注绝缘加强、保护支柱式电流互感器。表7-2 高压电流互感器选择与校验序号装设地点的电气条件LZZBJ9-12项目数据项目数据结论1 10k V12kV合格287.98A150 A合格32.61 kA50 kA合格56.7 kA110 kA合格610.22500合格计量用电流互感器选用0.2级，其余选用0.5级。其选择校验表如上表，表7-2可知该电流互感器满足要求。4）高压电压互感器的选择 根据装设地点的的条件及一次电压、二次电压要求，电压互感器所选择的是JDZ10-10型单相树脂浇注式，计量用准确度等级选为0.2级，其余为0.5级。 5）高压避雷器的选择因为本设计中高压避雷器使用场合为配电用，且配电电压为10 kV，根据高压配电柜配置要求，对每段母线都设置一避雷器，因此选用型号为HY5WS-17/50避雷器。6) 带电显示器的选择为了检修时保证人身的安全，在高压配电柜里装有带电显示器，选用的型号为ZS1-10/T1带电显示器。7）接地开关的选择选择的接地开关的型号是JN15-12户内型。8）高压开关柜的选择本次设计考虑供电技术的应用发展需要，采用的高压户内开关柜是KYN2812型铠装中置式金属封闭开关设备，柜体的尺寸为（宽深高）80015002200，单位mm。7.3 低压一次设备的选择和校验（1）低压断路器的选择与校验1）受电柜和母联柜的低压断路器电流脱扣器的选择与校验 整定过电流线路脱扣器的额定电流=，选择的断路器的型号是DW15-1500。a）瞬时过电流脱扣器动作电流的整定线路的尖峰电流取，瞬时过电流脱扣器的动作电流应躲过线路的尖峰电流，即，设瞬时脱扣电流整定为，即，满足躲过尖峰电流的要求。b）短延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定短延时过电流脱扣器动作电流应躲过线路负荷尖峰电流，即，故整定为=短延时过电流脱扣器的动作时间应满足保护选择性要求，整定为0.6sc）长延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定长延时过电流脱扣器动作电流应躲过线路最大负荷电流，即，故整定为长延时过电流脱扣器的动作时间应躲过允许过负荷的持续时间，整定为2s。d）热脱扣器额定电流应不小于线路的计算电流，即，选择1500 A，其动作电流按下式整定：，热脱扣器动作电流整定为1300A。故根据计算，低压断路器选择DW15-1500。2) 低压出线柜断路器的选择与校验小区每栋楼的户数是34户，通过计算低压侧的负荷来选择断路器。查表可知需要系数，功率因数取为， =/.过电流脱扣器的额定电流应不小于线路的计算电流，因此选择DW15-400断路器，其额定电流为400A。a）瞬时过电流脱扣器动作电流的整定瞬时过电流脱扣器的动作电流应躲过线路的尖峰电流，设瞬时脱扣电流整定为3倍，即b）短延时过电流脱扣器动作电流的整定短延时过电流脱扣器的动作电流应躲过线路短时间出现的负荷尖峰电流，即，故整定为=c）长延时过电流脱扣器动作电流和动作时间的整定长延时过电流脱扣器动作电流应躲过线路最大负荷电流，即，故整定为长延时过电流脱扣器的动作时间应躲过允许过负荷的持续时间，其动作特性为反时限，即过负荷电流越大，其动作时间越短，一般动作时间整定为2h。d）热脱扣器额定电流应不小于线路的计算电流，即，其动作电流按下式整定：，热脱扣器动作电流整定为300A。故根据计算，低压断路器选择DW15-400。小区道路照明负荷计算:同理,小区道路照明：电流为31.49 A，选择DW15-200型2）低压电流互感器的选择与校验根据额定电压与一次侧电流的大小,低压电流互感器选用LMZ2-0.66母线式树脂浇注绝缘电流互感器，计量用电流互感器选用0.2级，其余选用0.5级。3）刀开关的选择与校验根据补偿柜安装处的电压和电流以及断路容量，受电柜中刀开关型号为HD13BX-2000/31，母联柜刀开关型号选用HD13BX-600/31,出线柜的刀开关型号 HD13BX-400/31。4) 补偿柜其他设备的选择熔断器的型号选用的是RT0熔断器。5）低压配电柜的选择考虑供电的先进性与可靠性，低压配电柜采用GGD型封闭固定用作动力的开关柜。8 照明系统照明系统是电气设计中的一个重要组成部分，一般规定在进行照明设计时，应根据视觉要求、作业性质和环境条件，选择配光合理的光源，合理的照度分布，一般照明与局部照明的配合，同时处理好电气照明与天然采光的关系，使工作区或空间获得良好的视觉功效、合理的照度和显色性、适宜的亮度分布以及舒适的视觉环境。8.1 光源照度计算（1）电气照明概述电气照明的分类：1）按照明方式分为：一般照明，局部照明和混合照明。一般照明是不考虑特殊局部的需要，为照亮整个场所而设置的照明。局部照明是为满足某些部位的特殊需要而设置的照明。2）按照明种类分为：正常照明，应急照明，值班照明，警卫照明，障碍照明，装饰照明和艺术照明。这次的设计是对住宅楼进行电气设计，因此照明空间内不需要考虑特殊局部的需要，同时在书房和卧室内都已布置了台灯和床头灯插座。布置单一的照度较均匀的一般照明，可以使得整个工作场合能获得均匀照度，在满足设备安全维护和其他管线的布置要求同时要求照明器的布置应当与建筑物的形式相结合。照明设计的内容包括光源的选择、灯具的布置、照度计算、灯具造型等方面，(2)确定合适的光源当选择光源时，应满足显色性、启动时间等要求，并应根据光源、灯具及镇流器等的效率或效能、寿命等在进行综合技术经济分析比较后确定。因为荧光灯光色好，光谱特性接近天然光的谱线，且光线柔和，温度较低，发光效率高使用寿命长，所以该小区住宅选用荧光灯，考虑到国家电气设计的节能性要求，对一般居室照明采用新型的节能性荧光灯。（3）照度标准：1）照度标准值应按0.5、1.3、5、10、20、30