毕业设计（论文）-商住楼与阳光小区电气设计（全套图纸）.docx

毕业设计计算书商住楼与阳光小区电气设计 院 部机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化4班 届 次2015届学生姓名 学 号 指导教师 二一五年六月十日43目录摘要1ABSTRACT1引言11 设计概况11.1 小区概况11.2 设计依据11.3 设计要求11.4 设计成果22 设计计算书22.1 负荷分析22.2 负荷统计计算22.3 无功功率计算及补偿32.3.1 电力电容接线方式32.3.2 无功补偿方式32.3.3 无功补偿容量42.3.4 并联电容器的选择43 变电所所址的选择63.1 变电所所址的选择63.2 变电所选址63.3 配变电所所址选择63.4 配电室的结构73.5 值班室的结构84 电力变压器的选择85 变电所主接线的设计96 短路电流计算126.1 短路计算的意义和内容127 变压器一次设备的选择与校验177.2 高压一次设备的选择和校验197.3 低压一次设备的选择和校验218 变电所高、低压线路的选择258.1 高压侧线路的选择与校验258.2 低压侧线路的选择与校验269 变电所继电保护设计299.1 对继电保护装置的基本要求299.2 继电保护装置的基本类型299.3 变电所的继电保护299.3.1 线路的电压电流保护299.3.2 电力变压器的继电保护2910 照明系统2910.1照明设计说明2910.2 照明设计原则3010.2.1 照明方式、光源和灯具的选择3010.2.2 公共照明和应急照明3110.3 照度计算3210.4 电源进线设计3510.5 照明线路的控制与保护3611 弱电系统设计3611.1 概述3611.2 有线电视系统3611.3 电话系统3711.4 网络布线系统3711.5 访客对讲系统3712 防雷接地系统设计3712.1 防雷3712.1.1防雷等级3712.1.2 年预计雷击次数3812.1.3 第三类建筑防雷措施3912.2 接地3912.3 防雷接地的设计4012.3.1 年预计雷击次数4012.3.2 本工程防雷40参考文献42致 谢43ContentsINTRODUCTION1ABSTRACT1PREFACE11 DESIGN GENERAL SITUATION11.1Small zone general situation11.2 The design gist11.3 The design require11.4 Design result22 DESIGN STATEMENT OF ACCOUNT22.1 Load Analysis22.2 Carry the statistics reckoning22.3 Reckon and commute without the rate of work32.3.1 Change an electricity the position with the modal select32.3.2 Without the work offset method32.3.3 Without the work offset capacity measure42.3.4 Merge the select of the capacitor43 CHANGE AN ELECTRICITY THE POSITION WITH THE MODAL SELECT63.1Substation site by choice63.2 Substation site selection63.3 Line voltage current protection63.4 Change an electricity the certainty of the position73.5 Change an electricity the type scheme select84 THE MAIN TRANSFORMER PEDESTAL NUMBER AND THE CERTAINTY OF THE CAPACITY MEASURE85 CHANGE THE SELECT THAT THE ELECTRICITY CONNECTS THE LINE SCHEME THE LORD96 THE SHORT-CIRCUIT ELECTRIC CURRENT CALCULATION126.1 The senses and the contents of the short-circuit reckoning127 CHANGE AN ELECTRICITY TO CHECK A SELECT OF FACILITY AND THE SCHOO177.2 The high pressure a select of facility and school check197.3 Low-pressure select of facility and school check218CHANGE AN ELECTRICITY THE SELECT OF THE HIGH AND LOW-PRESSURE CIRCUIT258.1 The select and school of the high pressure side circuit check258.2 The select and school of the low-pressure side circuit check269 CHANGE AN ELECTRICITY DESIGN AFTER THE ELECTRICITY SAFEGUARD299.1 The transformer safeguard locate299.2 Change an electricity the outgoing line safeguard299.3 Change electricity the generator safeguard299.3.1 Line voltage current protection299.3.2 Relay protection of power transformer2910 THE ELECTRICITY LIGHT, HEAT AND WATER EXPENSE DESIGN2910.1Lighting design specification2910.2 Lighting design principles3010.2.1 Lighting, light source, and the choice of lamps and lanterns3010.2.2 Public lighting and emergency lighting3110.3 The light source luminance check3210.4 The power supply enters the line design3510.5 Illuminate the regulate and the safeguard of the circuit3611 THE WEAK ELECTRICITY SYSTEM DESIGN3611.1 Sum3611.2 Cabled T.V. system3611.3 Telephone system3711.4 Network cloth line system3711.5 Visitor vs. speak system3712 DEFEND THUNDER AND CONNECT THE CERTAINTY OF THE SOLEMN INSTALLATION3712.1 Defend thunder3712.1.1Lightning protection level3712.1.2 Years is expected to lightning3812.1.3 The third type of building lightning protection measures3912.2 solemn installation3912.3 Change the thunder that electricity defend connects the solemn system design4012.3.1 lightning stroke times estimated in a year4012.3.2 The lightning protection engineering40REFERENCE42ACKNOWLEDGEMENT43商住楼与阳光小区电气设计摘要：随着小康社会的到来，人们对现代住宅建筑要求的不断提高，住宅建筑电气设计进入了一个迅速发展的新高潮。本工程设计涵盖强电部分的设计和10kv变电站小区规划的设计。设计主要设计内容包括供配电、建筑照明、防雷接地、变电站、高低压柜变压器剖面图、强弱电系统图等。细节上主要包括灯具选择、照度计算、灯具和插座平面布置，配电系统主要包括确定供电方式设计、系统图设计、负荷计算、导线和和断路器等设备选型，防雷接地系统包括防雷等级确定、各种防雷措施、接地设计和等电位连接。在设计过程中，运用天正电气cad绘制电气设计图，并且根据工程要求和设计规范，确定系统设计方案，查阅标准图集和手册，遵循相关电气设计规范和要求进行设计和材料设备的选型，完成各个系统设计。本设计完成图纸共计24张，包括：图纸目录、设计说明、材料表、配电系统图、照明系统图、照明平面图、插座平面图、弱电平面图、消防平面图、屋面防雷、接地等等。关键词：建筑电气 建筑照明 低压配电 防雷 继电保护 弱电系统 供配电设计全套图纸加153893706Mass and sunshine residential electrical designAbstractAlong with the social shape and the advancement, is combining together with the information technique and the structure technique of brain the small zone develops quickly. The shape of the brain small zone is for people tender more conveniently, elegant and easy living condition, it not only includes a service, the space stretch, the electronics infrastructure, the cable supervision etc. serves generally, more important take structure as terrace, gather structure, serve, manage, the electricity automation and correspond by letter the optimization of combination of the network system, tender a safety toward people, efficiently, amenity, facilitation of living condition. This electrical engineering design with the latest brain the shape of the small zone into back ground, involve small zone to provide to go together with the electricity design, weak electricity system design, the single corpus building electricity light, heat and water expense design waits several parts of contents sc. Small zones providing to go together with the electricity design is the position, type that distributes the condition scheme to change to give or get an electric shock surd the small zone scale and the structure, the main including burden reckon and the select of the related facility; The single corpus structure electricity design is terminate surd the national relevant norms one many layer home buildings of the electricity contract drawing design, the main including light, heat and water expense goes together with an electricity, defending thunder with connect solemn, the complex system cloth line etc. contents. . Keywords: load calculation; relay protection; electricity light to design; weak electricity system; power supply design;引言本设计为商品住宅楼供配电的设计，设计以“电气工程专业毕业设计任务书与指导书”所提供的设计要求，设计任务为依据，结合国家近年来颁布的建筑标准规范和供电技术的最新发展，依托工厂供电电气照明继电保护的授课内容，并查阅有关的图书资料进行的。本设计的主要内容包括：负荷计算,功率因数计算及无功功率因数补偿,变配电所的位置和型式选择,短路电流计算,变压器的选择及连接方案,主接线的方案的选择,高低压一次设备的选择,各线路的计算电流及设备的选择,电气照明设计,单体楼线路及设备的选择,继电保护的整定弱电系统设计,防雷接地保护等。本设计是在专业老师赵老师的指导和同学的帮助下完成的，由于时间仓促和限于本人的水平，设计中难免出现疏漏，敬请各位老师和同学批评指正，本人不胜感激。1设计概况1.1 小区概况该小区包括单体楼、商住楼共15栋，商品住宅楼。底层商场，住户共1476户。年最大负荷利用小时为2500h,日最大负荷持续时间为8h, 本商住楼均属于三级负荷。低压动力设备均为三相供电，额定电压为380V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。1.2 设计依据此建筑的电气设计主要依据国家颁布的各类标准、规范，以及一部分建筑电气设计行业中积累总结的经验。主要设计规范和标准：供配电系统设计规范 GB50052-2009低压配电设计规范GB50054-2011建筑照明设计标准GB50034-2004建筑物防雷设计规范GB50057-2010民用建筑电气设计规范 JGJ 16-2008住宅电气设计规范JGJ 242-20111.3设计要求根据商住楼所取得的电源及用电负荷情况，并考虑商住楼以后的发展，应采用安全可靠，技术先进，经济合理的原则，统计负荷计算、功率因数计算及无功功率因数补偿；确定变配电所的位置和型式选择,确定变电所主变压器的台数与容量；计算短路电流；选择变电所主接线方案,选择并校验高低压侧一次回路设备,选择各单体楼线路及设备,选择整定继电保护装置；确定防雷和接地装置，最后按要求提交设计计算书及说明书，绘出设计图纸。1.4 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 负荷分析负荷分类及定义一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。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：不属于一级和二级的一般电力负荷。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GB500-1995供配电系统设计规范规定，电力负荷据其对供电可靠性的要求及中断电造成的损失或影响分为三级，本工程设计按三级负荷进行供电设计。2.2 负荷统计计算根据小区的负荷情况，年最大负荷利用小时为2500 h,日最大负荷持续时间为8h，按照我国普遍采用的需要系数法确定小区计算负荷，需要系数参照下表：表2-1 需要系数表户数需要系数（Kd）20户以下0.6以上20-50户0.6-0.550-100户0.5-0.4100-250户0.4250户以上0.35本小区共15栋楼，按照图纸要求分两个部分，每一部分均为738户。具体负荷计算如下所示：根据GB50096-1999住宅设计规范和小康住宅设计导则的有关规定，每户用电指标按计算，需要系数参照民用建筑电气设计规范的规定，取，则有功计算负荷：依据民用建筑电气设计规范的相关规定，取功率因数，则无功计算负荷：总的视在计算负荷：总的计算电流：本小区自然条件 （1）气象条件 最热月平均气温为26.4 最热月平均气温为-2.6 年雷暴日为31天 土壤冻结深夏季主导风向为南风。 (2) 地质及水文条件 根据工程地质勘测数据获悉，小区地址原为耕地，地势平坦，地层以砂质为主，地质条件较好，地下水位为2.8-5.3米，地耐力为20吨/平方米。2.3 无功功率计算及补偿在确定阳光小区的低压侧的计算负荷后，要进一步确定小区的高压总计算负荷，这需要逐级计入有关线路和变压器的功率损耗。本工程设计采用逐级计算法确定工厂高压计算负荷，但因小区的配电线路不长，故该部分功率损耗不计，在此只考虑变压器的损耗。2.3.1 电力电容接线方式采用三角形连接，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。具体接线如下图：图23电容接线方式2.3.2 无功补偿方式无功补偿，就是无功功率人工补偿，以提高供配电系统的功率因数。无功补偿设备是专用来补偿供电系统的感性无功功率的电气设备。无功补偿设备的配置应采取就地平衡、分级补偿。并联电容器的补偿方式有以下几种： （1） 高压集中补偿， （2） 低压集中补偿， （3） 低压分散补偿， 本工程设计采用低压集中补偿方式，其有管理方便，电容器充分利用等优点，但补偿范围较分散补偿小。2.3.3 无功补偿容量根据供电企业规则规定：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=0.92，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。2.3.4 并联电容器的选择根据供电设计要求，低压集中补偿所采用的电容器电压为400V，为满足补偿需要，电容器具体型号：BZMJ0.4163 电容器所需数量为： N=631.26/16=39.45（实际数量为40个）。正泰低压电力电容器技术参数序号型 号额定电压额定容量额定频率额定电容额定电流外壳高度计量单位（kv)(kvar)（Hz)(f)（A)H(mm)16BZMJ0.4-12-30.4125023917.319017BZMJ0.4-14-30.4145027920.219018BZMJ0.4-15-30.4155029821.719019BZMJ0.4-16-30.4165031823.1190则实际补偿无功功率为：补偿后变电所低压侧的实际视在计算负荷为：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： = 无功补偿后，小区的实际功率因数为: ，满足规定要求。3 变电所所址的选择3.1 变电所所址的选择变电所简介。变电所按其分类的原则不同可划分出许多类型比如按变电所容量和馈线的多少可以分为大、中、小型变电所按供电对象的差异可以分为城镇变电所、工业变电所和农业变电所按变电所在电力系统中的重要性可以分为枢纽变电所、区域变电所和末端变电所按电压等级可以分为超高压、高压、中压变电所和低压变电所按是否有人正常运行值班可分为有人值班变电所无人值班变电所等。变电所的电气设备可划分为一次设备和二次设备两大类。一次设备是进行电能交换和分配的必要设备包括电力变压器、断路器、隔离开关、避雷器、互感器、消弧线圈、补偿电容器或调相机等都是电压高、电流大的强电设备它们的安全可靠性是变电站最关心的头等大事。二次设备是对一次设备和系统进行检测、控制、调节并与上级有关部门和电力用户进行联络通信的有关设备主要包括各种继电保护装置和自动装置测量与监控设备、直流电源和远动通信设备等。3.2 变电所选址(1)尽量靠近负荷中心，特别是对小区变电所所址靠近负荷中心，可以降低配电系统的电能损耗，电压损耗和有色金属的消耗量。 (2)进出线方便。 (3)尽量靠近电源侧。 (4)尽量不设在多尘或有腐蚀性气体的场所，如无法远离时，应设在濡染源的上风侧。 (5)尽量不设在有剧烈震动的场所，变压器室、配电室和电容器室的耐火等级不应低于二级。(6)尽量不设在低洼积水场所及其下方。 (7)应远离有易燃易爆危险的场所。 (8)不占或少占农田具有适宜的地质条件。 (9)适当考虑职工生活上的方便。 (10)应尽量临近小区变电所，以节约建筑费用。 (11)不应妨碍小区的发展，并应适当考虑今后扩建的可能。根据本小区的实际情况总配变电所应选在小区南侧。3.3 配变电所所址选择住宅小区里的低层住宅、多层住宅、中高层住宅、别墅等单栋住宅建筑用电设备总容量在250kW以下时，集中设置配变电所经济合理。用电设备总容量在250kW及以上的单栋住宅建筑，配变电所可设在住宅建筑的附属群楼里，如果住宅建筑内配变电所位置难确定，可设置成室外配变电所。室外配变电所包括独立式配变电所和预装式变电站。配变电所不宜设在住宅建筑地下的“最底层”主要是防水防潮，特别是多雨、低洼地区防止水流倒灌。当只有地下一层时，应抬高配变电所地面标高。室外配变电所的外侧指独立式配变电所的外墙或预装式变电站的外壳。配变电所离住户太近会影响居民安全及居住环境。防火间距国家现行的消防规范已有明确的规定，国家标准环境电磁波卫生标准GB 9175仍在修订中，目前没有明确的技术参数。离噪声源、电磁辐射源越远越有利于人身安全，但实施起来有一定的难度。考虑到住宅建筑的特殊性，建议室外变电站的外侧与住宅建筑外墙的间距不宜小于20m，因为100.4kV变压器外侧(水平方向)20m处的电磁场强度(0.1MHz30MHz频谱范围内)一般小于10Vm，处于安全范围内。当然，由于不同区域的现场电磁场强度大小不同，放任一地点放置变压器以后的实际电磁场强度需现场测试确定。3.4 配电室的结构（1） 高压配电室表34-1 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按GB50053-1994规定，高压配电室的开关柜成列布置时，其屏前后的通道的最小宽度如上表所示。参考表中数据，本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 表34-2 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抽屉式单列布置18001000双列面对面布置25001000双列背对背布置18001000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GB50053-1994规定，如上表。本低压配电室的配电柜采用双列面对面布置，参考表中数据。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。3.5 值班室的结构值班室的结构型式，要结合变配电所的总体布置和值班制度全盘考虑，以利于运行维护。4 电力变压器的选择4.1电力变压器的分类电力变压器按变压功能分，有升压变压器和降压变压器。用户供电都采用降压变压器。电力变压器按调压方式分，有无载调压和有载调压两大类。一般采用无载调压变压器，但在用电负荷对电压水平要求较高的场合亦有采用有载调压变压器的。电力变压器按相数分，有单相和三相两大类。电力变压器按绕组导体材质分，有铜绕组变压器和铝绕组变压器两大类。因为铝绕组变压器的损耗低，现在得到了越来越广泛的应用。电力变压器按绕组型式分有双绕组变压器，三绕组变压器和自耦变压器。电力变压器按绕组绝缘及冷却方式分，有油浸式，干式和充气式变压器等。电力变压器按用途分，有普通电力变压器，全封闭变压器和防雷变压器。4.2 电力变压器台数和容量的选择4.2.1 电力变压器台数的选择变电所主变电器台数选择应根据负荷大小，负荷对供电可靠性的要求，经济性及用电发展规划等综合因素考虑确定。变压器台数越多，供电可靠性越高，运行费用也要增加。因此在满足供电可靠性前提下，变压器台数越少越好，在确定变压器台数时，还应适当考虑今后的发展，适当地留有余地。定变压器的台数应考虑 (1)对大城市郊区的一次变电站，在中、低压侧已构成环网的情况下变电站以装设台主变压器为宜。 (2)对地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站，在设计时应考虑装设三台主变压器的可能性。 (3)对于规划只装设两台主变压器的变电站其变压器基础宜按大于变压器容量的12级设计，以便负荷发展时，更换变压器的容量。 一般情况下，当时，选一台变压器；当0.7，SN T（+）时，选用两台变压器。其中为单台主变压器容量，为变电所总的计算负荷。（+）为变电所一、二级负荷的计算负荷。拥有两台或多台变压器的变电所各台变压器通常采取分别运行。如果采取并列运行时应满足：变压比相同、联接组别相同、短路电压相同等，容量差别不宜过大。 凡选择两台变压器的变电所，任一台变压器，单独运行时，必须能满足变电所总计算负荷70%的需要和一二级负荷的需要。4.2.2 电力变压器台数和容量的确定 选择变压器容量应考虑的条件 (1)主变压器容量一般按变电站建成后510年的规划负荷选择，并适当考虑远期1020年的负荷发展。对于城郊变电站，主变压器容量应与城市规划相结合。2) 根据变电站所带负荷的性质和电网结构来确定主变压器的容量。对于有重负荷的变电站应考虑当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力后的允许时间内，应保证用户的一级和二级负荷，对一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能保证全部负荷的70%80%。 即：=(0.60.7)73880.33=(1168.991363.82) KVA。(3)同级电网的单台降压变压器容量的级别不宜太多，应从全网出发，推行系列化、标准化。 正确选择变压器的容量十分重要，若变压器的容量选择的过小，会使变压器经常处于超载状态，这样易烧毁变压器；反之，若变压器的容量选择的太大，一方面增加自身设备的投资，另一方面变压器得不到充分利用造成效率因子降低，线路损耗和变压器本身损耗变大。本工程设计变电所装设S9型油浸自冷式普通降压变压器，相数为三相，调压方式为无载调压，绕组形式为双绕组,联结组别为Dyn11方式。综上所述所以本设计选择两台变压器，每一台的容量是1600kVA。型号是S9-1600/10； 注：高压：10(6、6.3、10、10.5、11)，低压：0.4kV，联结组：Y.yn0 或 D.yn11，调压范围：5%或22.5%5 变电所主接线的设计5.1主接线的设计原则变电站电气主接线是电力系统接线的主要部分。它表明了发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量，并指出应该以怎样的方式来连接发电机、变压器线路以怎样与电力系统相连接，从而完成发电、变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全站电器设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。主接线的设计是一个综合性的问题。必须在满足国家有关技术经济政策的前提下，力争使其技术先进、经济合理、安全可靠。5.2 主接线设计的基本要求主接线应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。5.2.1 主接线可靠性的要求安全可靠是电力生产的首要任务，保证供电可靠是电气主接线的最基本要求3。可靠性的工作是以保证对用户不间断的供电。衡量可靠性的客观标准是运行实践。主接线的可靠性是它的各组成元件，包括一、二次部分在运行中可靠性的综合。因此，不仅要考虑一次设备对供电可靠性的影响，还要考虑继电保护二次设备的故障对供电可靠性的影响。评价主接线可靠性的标志是：断路器检修时是否影响停电。 线路、断路器、母线故障和检修时，停运线路的回数和停运时间的长短，以及能否对重要用户的供电；变电站全部停电的可能性。5.2.2 主接线灵活性的要求 主接线的灵活性有以下几个方面的要求 调度要求。可以灵活的投入和切除变压器、线路，调配电源和负荷，能够满足系统在事故运行方式下、检修方式下以及特殊运行方式下的调度要求。 检修要求。可以方便的停运断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不致影响对用户的供电。 扩建要求。可以容易的从初期过渡到终期接线，使在扩建时，无论一次和二次设备改造量最少。5.2.3 主接线经济性的要求在满足技术要求的前提下，做到经济合理。 投资省，主接线简单，以节约断路器、隔离开关等设备的投资，占地面积小，电气主接线设计要为配电装置布置创造条件，以节约用地、架构、导线、绝缘子及安装费用。 电能损耗少，经济选择主变压器型式、容量和台数，避免两次变压而增加电能损失。 此外，在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，发电厂、变电站所接入系统的电压等级一般不超过两种。5.3 电气主接线的选择和比较变电所的主接线是由各种电气设备及其连接线组成，用以接受和分配电能是供电系统的组成部分。它与电源回路数、电压和负荷的大小、级别以及变压器的台数、容量等因素有关所以变电所的主接线有多种形式。确定变电所的主接线对变电所电气设备的选择、配电装置的配置及运行的可靠性等都有密切的关系，是变电所设计的重要任务之一。5.3.1各种接线的基本形式 线路变压器接线 当供电电源只有一回路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组接线。如图51所示。 变电所的变压器的高压侧可以装设隔离开关QS、高压跌落式熔断器FU或高压断路器QF受电装设哪种设备合适视具体情况而定。 线路变压器组接线方式的优点是接线简单，使用的设备少，基建投资省。缺点是供电可靠性低。当主接线中任一设备发生故障或检修时，全部负荷都将停电。所以，这种接线方式多用于仅有二、三级负荷的变电所，如大型企业的车间变电所和小型用电单位的10kV变电所等。图5-1 线路变压器组结线本变电所主接线方案单母线接线 单母线接线供电电源在变电站是变压器或高压进线回路。母线既可保证电源并列工作又能使任一条出线都可以从任一个电源获得电能。各出线回路输入功率不一定相等，应尽可能使负荷均衡地分配在各出线上以减少功率在母线上的传输。单母接线的优点：接线简单，操作方便、设备少、经济性好，并且母线便于向两端延伸、扩建方便。缺点：可靠性差。母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作也就成了全厂或全站长期停电。调度不方便，电源只能并列运行，不能分列运行，并且线路侧发生短路时，有较大的短路电流。 综上所述，这种接线形式一般只用在出线回路少，并且没有重要负荷的发电厂和变电站中。 单母分段接线 单母线用分段断路器进行分段，可以提高供电可靠性和灵活性，对重要用户可以不同段引出两回馈电线路，由两个电源供电，当一段母线发生故障，分段断路器自动将用户停电。两段母线同时故障的几率甚小，可以不予考虑。在可靠性要求不高时，亦可用隔离开关分段；任一母线故障时，将造成两段母线同时停电，在判别故障后，拉开分段隔离开关，完成即可恢复供电。这种接线广泛用于中、小容量发电厂和变电站610KV接线中。从各种方案所采用的设备台数进行简单的比较。号方案共用13台设备，号方案共有16台设备。 经以上两个方面的论证比较可知：号方案相对经济些，但灵活性不够；号方案经济性较高，但技术方面较合理，灵活性高、能够满足用户要求。而这样技术和经济方面就发生了矛盾，根据对各个方案分析的特点，决定在保证技术先进和满足用户要求的前提下，选用具有最大经济效益的方案。又考虑到 变电所远景发展的需要，因此该设计决定采用 号高、低压单母线分段接线的方案。5.3.2 变电所高低压侧主结线方式的选择 10kv侧主接线方式的选择 因为本设计中的阳光小区主要是二级负荷，考虑经济因素本设计总配变电所的10kV侧采用单母线分段接线，用10kV真空式断路器将母线分成两段。采用这种接线方式的优点有可靠性和灵活性好，当双回路同时供电时，正常时，分段断路器可合也可开断运行，两路电源进线一用一备，分段断路器接通,此时，任一段母线故障，分段与故障断路器都会在继电保护作用下自动断开。故障母线切除后，非故障段可以继续工作。当两路电源同时工作互为备用时分段断路器则断开，若任一电源故障，电源进线断路器自动断开，分段断路器自动投入，保证继续供电。 低压侧接线形式的选择: 变电所的低压侧，采用分段母线接线方式，母线分段数与主变压器台数一致。当不允许停电检修引出线断路器时，可采用手车式成套开关柜或设置旁路母线来解决。 6 短路电流计算6.1 短路计算的意义和内容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。2）短路计算的内容计算总降压变电所相关节点的三相短路电流和两相短路电流。6.2 短路电流计算步骤和方法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。 短路电流计算的步骤： 等需进行短路电流计算时,有时勿需专购短路电流计算程序,进行手算会更方便概念更清楚。计算步骤如下: 计算各元件电抗标幺值并折算为同一基准容量下 给系统制订等值网络图 选择短路点； 对网络进行化简，把供电系统看为无限大系统，不考虑短路电流周期分量的衰减求出电流对短路点的电抗标幺值，并计算短路电流标幺值、有名值。常用公式：标幺值： 有名值： 计算短路容量，短路电流冲击值 短路容量： 短路电流冲击值：短路计算的常用公式电力系统阻抗： 线路阻抗： 变压器阻抗： 三相短路电流： 高压侧： 低压侧： 三相短路容量： 6.3 短路计算点的选取变电所相关节点的短路计算：供电部门采用LGJ-185的高压架空线（钢芯铝绞线）为该阳光小区供电，距小区为6Km，电力系统馈电变电站首端所装高压断路器：ZN3-10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，（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：（1）求K-3点的短路电路总电抗标么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：（2）求K-4点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量 a）总电抗标么值： 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：根据以上计算结果，绘制短路计算表如下：表63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-228.2128.2128.2151.9130.7519.5924.43最小运行状况K-32.612.612.616.73.947.52.26K-417.7717.7717.7732.7019.3712.4815.397 变压器一次设备的选择与校验7.1概述导体和电器的选择是变电所设计的主要内容之一，正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。 电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。 电气设备要能可靠的工作，必须按正常工作条件进行选择，并按短路状态来校验热稳定和动稳定后选择的高压电器，应能在长期工作条件下和发生过电压、过电流的情况下保持正常运行。 7.1.1 一般原则应满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展的需要；应按当地环境条件校核； 应力求技术先进和经济合理； 选择导体时应尽量减少品种； 扩建工程应尽量使新老电器的型号一致；