某学校供配电设计

1、某学校供配电设计建筑供电与照明课程设计系别：电光学院专业：建筑电气与智能化课题：某学校电气及照明设计目 录第1章绪论1.1供配电设计的意义和要求1.2供配电设计必须遵循的一般原则1.3设计步骤1.4本次设计的主要工作第2章系统计算负荷2.1负荷计算的内容和目的2.2计负荷的确定2.3按需要系数法确定计算负荷的公式2.4负荷计算的结果第3章变配电所位置和主变压器及主接线方案 的选择3.1变配电所位置的选择3.1.1 变配电所型式的概述变配电所位置选择的一般原则 3.3 变电所主变压器的选择3.3.1 变电所主变压器诜型的原则3.3.2 变电所主变压器台数的选择3.3.3 变电所主变压器容量的选择

2、3.4变配电所主接线方案的选择3.4.1 变配电所主接线设计要求342 变配电所主接线方案的拟定 第4章短路电流计算4.1计算短路电流的目的4.2短路计算的方法4.3 标么值法计算短路电流4.3.1 标么值的概念4.3.2 电力系统各元件电抗标么值的 计算4.3.3 用标么值法讲行短路计算的方 法4.4短路电流的计算过程与结果第5章变配电所一次设备的选择校验5.1 次设备选择与校验的条件与项目5.1.1 次设备选择与校验的条件5.1.2 次设备选择与校验的项目5.2 次设备选择依据5.3 次侧设备的诜择校验5.3.1 10KV侧一次设备的选择校验5.3.2 380V 侧一次设备的诜择校验5.4

3、高低压母线的选择第6章 变配电所进出线的选择6.1申纟缆型式的选择6.1.1 高压电缆线的选择6.1.2 低压电缆线6.2导线和电缆截面的选择依据621按发热条件选择或校验导线禾口电缆的截面6.2.2 按短路热稳定校验导线和电缆 的截面6.3 导线和电纟缆截面的选择过程6.3.1 10KV 高压进线和引入电缆的选 择6.3.2 380V低压出线的选择导线和电缆截面的选择结果第7章 变配电所二次回路的选择与继电保护的 整定7.1 变.配电所的保护装置 第8章照明灯具及导线的选择8.1 照明的概述8.2 照明设计的目的和原则821照明设计的目的822照明的设计原则8.3 照明的方式和种类8.4 照

4、明灯具的选择8.5 照明计算8.5.1 照明计算的依据8.5.2 照度计算第一章 绪论1.1 供配电设计的意义和要求生活、工厂中，电能虽然是生产生活的主要能源和动力，但是它在产品成 本中所占的比重一般很小。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成 本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大 增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动 强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。但是如果工厂的电 能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。从另一方面来说，电能 不光给我们的日常生活带来许多便利，更重要的是它已经成为我们赖以生存的

5、 必需品。因此，做好供配电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，促进人类文 明具有十分重要的意义。由于能源节约是供配电工作的一个重要方面，而能源 节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好供配电工作，对于 节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。供配电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和日常生活用电 的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：1、安全 在电能的供应、传输、分配和使用中，应确保不发生人身事故和 设备事故。2、可靠 在电力系统的运行过程中，应避免发生供电中断，满足电能用户 对供电可靠性的要求。3、优质 就是要满足电能用户对电压和频率等质量的要求。4、

6、经济 降低电力系统的投资和运行费用，并尽可能地节约有色金属的消 耗量，通过合理规划和调度，减少电能损耗，实现电力系统的经济运行。此外，在供配电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系， 既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。1.2 供配电设计必须遵循的一般原则1）必须遵循国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策。 包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。2）应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和 经济合理，设计中应采用符合国家现行有关标准的效率高、耗能低、性能先进 的电气。3）必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容

7、量、工程特点和地 区供电条件，合理确定设计方案。4）应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关 系，做到远近结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。关于负荷性质，按 GB50052-95供配电系统设计规范规定，根据电力负 荷对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响程度， 电力负荷分为以下三级：1、一级负荷 中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将在政治、经济上造 成重大损失者。2、二级负荷 中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，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；中断供电将影响重要用电单位的正常工

8、作者。3、三级负荷不属于一级和二级负荷电力负荷 。对一级负荷，应由两个电源供电。当一个电源发生故障时，另一个电源发 生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除应 由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接应急供电系统。对二级负荷，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二 级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可 为一回架空线供电。当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其 每根电缆应能承受100%勺二级负荷。1.3设计步骤供配电设计内容主要包括变配电设计、高压配电线路设计、低压配电线路设计和电气照明设计等。其

9、设计步骤一般如下：1 收集原始资料在动手设计之前，应根据设计任务书的要求，收集用电设备的性质、特征、功率、布局、环境及气象条件；各用电单位的平面图及断面图；用电设备平面 布置图；电源的电压、容量及可能提供的供电方式。2电力负荷的分析计算根据提供的各用电单位的电力负荷清单，分析那些电力设备属一级负荷，那 些属二级负荷，那些属三级负荷，然后按需要系数法分别计算出各用电单位及 全部的计算负荷，在学校平面图上画出各用电单位的负荷图。根据各用电单位的负荷性质及平面布局，确定在那些地方设变电所及各变电 所中的变压器台数。然后根据确定的变电所布局，拟出各用电单位变电所供电 范围，并计算各变电所的计算负荷。3

10、学校配电系统设计学校配电系统设计应根据工艺设计所提供的设备平面布置图、拟出两种可行 的学校配电系统方案进行比较后，确定一种方案。4低压配电屏的选择5选择高压电器6变配电所平面布置设计：根据变电所应靠近负荷中心及进出线方便的原则，确定变电所的位置，然 后根据环境条件确定变压器是放在户外还是室内。7测量保护8防雷凡是与架空线路相连的进出线，在入户处、变电所母线上都要装一组YW型避雷器。本设计不做防雷要求。9接地按规定10KV配电装置的构架，变压器380V的中性点及外壳，以及380V电气设备的金属外壳等都需要接地，其接地电阻要求小于4Q。（1）接地电阻的计算（2）接地体的布置（3）列出人工接地所需的

11、材料的规格和数量。10绘变电所系统图。1.4 本次设计的主要工作 本次设计是对某学校供配电及照明系统进行设计。在本次设计中，对某学 校的负荷进行确定计算、变电所位置的选择、变压器和主结线方案的确定、短 路电流的计算、一次设备的选择校验、变电所进出线的选则、二次回路方案的 选择与继电保护的整定。针对本次设计力求做到积极采用先进、可靠、适用的 装备，实现无油化、绝缘化、组合化、自动化、少污染、免维护等一系列高科 技装备技术。供配电系统，照明系统，消防系统，防雷系统是建筑电气的重要 组成部分。本设计本着对安全性，可靠性，先进性和经济性的追求，着重对某 学校供配电系统的部分展开了设计。第 2 章 系统

12、计算负荷计算负荷是确定供配电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪 表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据；计算负荷确定的是否正确，直 接影响到电器和导线的选择是否经济合理。2.1 负荷计算2.1.1 负荷计算的内容和目的（1）负荷计算的内容包括设备功率计算，计算负荷，尖峰电流，一、二级 负荷和平均负荷等内容。计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷， 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 分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。（2）负荷计算的目的是为了合理的选择供电系统中的导线、开关电器、变 压

13、器等元件、整定继电保护，使电气设备和材料得以充分利用和安全运行。2.1.2 计负荷的确定计算负荷的方法主要有需要系数法和二项式法。前一种方法比较简便，在 设计单位的使用最为普遍。当用电设备台数较多、各台设备容量相差不甚悬殊 时，通常都采用需要系数法计算。当用电设备台数较少而容量又相差悬殊时， 则宜采用二项式法计算，凡是民用建筑中的负荷，一般都是用需要系数Kd 进行计算的。它既简便又实用，因为民用建筑中单机负荷较大的各类设备都是采用 单机组或同类机群放射式供电，在计及供电线路、开关时，都是用单机的额定 电流或起动电流进行选型或校验的，所以普遍采用需要系数法。本设计则采用需要系数法来确定计算负荷。

14、按需要系数法确定计算负荷的公式（1）有功计算负荷（单位为kw ）P30 = KdPe（ 2-1）式中P e用电设备组总的设备容量（不含备用设备容量，单位为kw）Kd用电设备组的需要系数。（2）无功计算负荷（单位为kvar）Q 30 = P3otan（ 2-2）（3）视在计算负荷（单位为KVAP30S30（ 2-3 ）COS甲（4）计算电流（单位为A）S30/ c A I 30（ 2-4 ）V3U N（5）多组用电设备有功计算负荷基本公式：同时系数：K' P=0.80.9 K' q = 0.850.95本次设计取 K' q=0.95 K' q=0.95* P P3

15、0Q30 二 K .1 q Q30I 30 = S3- 3 U NCOS =S30负荷计算的结果根据某学校资料，按照需要系数法，负荷计算结果如表2-1所示。表2-1负荷计算表建 筑 名 称负 荷 性 质数量每台容量千瓦总 容量pe / kw需 要 系 '数Kdco s0计算 负 荷Pq/KWQJkvarS3q/kvXI30 / aA楼教 学 仪 器500.3150.7110.50A楼昭 八、明501.2600.8148052.6580.01B楼试验台21012100.20.84231.5B楼昭 八、明501.2600.6136075.71115.1C楼教300.5150.90.813.

16、510学仪器.1C楼空 调 等 设 备302.5750.50.837.528.1C楼昭 八、明701.2840.9175.60119.1180.9D楼教 学 仪 器300.5150.90.813.510.1D楼空 调 等 设 备302.5750.50.837.528.1D楼昭 八、明401.2480.85140.8089.5136.03综合楼教 学 仪 器520.841.60.90.837.428.1综合 楼空 调 等 设 备223.0660.70.846.234.7综合楼昭 八、明401.2480.85140.80125.4190.6实验楼教 学 试 验 台3501.24200.60.825

17、2189实验楼空 调 等 设 备223.0660.70.846.234.7实验楼昭 八、明851.21020.51510373.2567.19办公楼昭八、801.2980.92188.30明办公楼空802.5200.920.81841328427调081.45等3设备校医 院与设备52.2110.40.74.444食堂.9校医 院与照明263780.8162.40食堂校医 院与其他210200.90.8181392140食堂.5.6.815宿舍照明8001.2960.9186400宿舍其他1003.0300.70.8210159714807.6.4.759第3章变配电所位置和主变压器及主接线方

18、案的选择变配电所是电力网的重要组成部分，承担着电网电压的变换和电能传输任 务。他的设计（变电所位置的确定和主变压器及主接线方案的选择）至关重要， 其中主接线代表了变配电所主体结构，它对各种电气设备的选择、配电装置的 布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系，并将长期影 响电力系统运行的可靠性、安全性、灵活性和经济性。本设计严格遵循变电所 各个部分设计的原则，选择出适合本学校供配电方式的方案。3.1 变配电所位置的选择3.1.1 变配电所型式的概述变配电所有屋内式和屋外式。屋内式的特点由于允许安全净距小，可以分层布置；故占地面积少；维修、 操作、巡视在室内进行，比较方便，不受气候

19、的影响；外界污秽空气不会影响 电气设备，维护工作可以减轻；房屋建筑投资较大。屋外式的特点土建工程量和费用较少，建设周期短；扩建方便；相邻设备之 间距离较大，便于带电作业；占地面积大；设备露天运行条件差，需加强绝缘； 天气变化对维修和操作有较大影响。在选择工厂总变配电所型式时，应根据具体的地理环境，因地制宜；技术经 济合理时，应优先选用屋内式。负荷较大的车间，宜设附设式或半露天式变电所。 负荷较大的多跨厂房宜设车间内变电所或组合式成套变电所。 负荷小而分散的工厂车间或远离有易燃易爆危险及腐蚀性车间时， 宜设独立 变电所。3.1.2 变配电所位置选择的一般原则（1）尽量靠近负荷中心，以减少配电系统

20、的电能损耗、电压损耗及有色金 属消耗量。（2）进出线方便，特别是采用架空线进出时应考虑这一点。（3）接近电源侧，对总变、配电所特别要考虑这一点。（4）设备运输方便。（5）尽量避开剧烈震动和高温场所。（6）不宜设在有多尘和有腐蚀性气体的场所，当无法远离时。则应设在污 源的上风侧。（7）不宜设在厕所、浴池或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场 所相贴邻（8）不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方。且不宜设在有火灾危险 环境的正上方或正下方。（9）高压配电所应尽量与车间变电所或有大量高压用电设备建筑物合建。（10）不应妨碍其他建筑物的发展，并适当考虑今后的扩建。3.3 变电所主变压器的选择 主变

21、压器的选择包括主变台数和容量的选择，它的确定应结合变电所主接 线方案的选择，下面将做详细介绍。3.3.1 变电所主变压器选型的原则为了调压和降低电能损耗，变压器选择应考虑以下原则：（ 1） 变压器应尽量选节能型的油浸或干式变压器；（ 2） 独立的变配电所，可选节能型干式变压器；（ 3） 非一类建筑物，当变压器附设在首层靠外墙时，可安装油浸变压器，但 容量不得超过 400KVA。3.3.2 变电所主变压器台数的选择变压器台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择。 当符合下列条件之一 时，宜采用两台及以上变压器：（ 1） 有大量一级负荷或者虽为二级负荷，但有一定数量的消防设备、保安设 备等用电；（

22、2）集中负荷较大，所需变压器容量超过 500kVA时，可选用两台小容量变压 器，以确保供电安全；（ 3） 季节性负荷变化较大时，可设两台或两台以上变压器，以便在淡季时可 切除整台变压器。其它情况下宜装设一台变压器。3.3.3 变电所主变压器容量的选择根据某学校的负荷性质和电源情况，学校变电所的主变压器可由下列两种方案：（1）装有一台主变压器的变电所主变压器容量 SN.T 不应小于总的计算负荷 S30 ，即Sn.TS30若装设一台主变压器 型式采用SG10，而容量根据上式，选Sn.t =630 KVA> S30 =603.7KVA，即选一台SG10-630/10型空气自冷干式变压器。（2）

23、装有两台主变压器的变电所每台主变压器容量Sn.t不应小于总的计算负荷S30的60%，最好为总的计算负荷S30的70%左右，即Sn.t 心（060.7 ） S30同时每台主变压器容量Sn.t不应小于全部一、二级负荷之和 S30（I + n），即SN.TS30 （i + n）若装设两台主变压器 型号亦采用SG10而每台容量按以上两式选择，因此选 择两台SG10-400/10型空气自冷干式变压器。其联结组别采用 YynO。3.4 变配电所主接线方案的选择变（配）电所的主结线（一次接线）是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分 配电能的电路。

24、它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据，也是运行 人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。用图形符号表示主要电气设备 在电路中连接的相互关系，称为电气主结线图。电气主结线图通常以单线图形 式表示。主结线的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。3.4.1 变配电所主接线设计要求电气主接线设计应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。（ 1） 可靠性供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力 , 是电力生产和 分配的首要要求，主接线的设计首先应满足这个要求。电气主接线不仅要保证在正常运行时 , 还要考虑到检修和事故时 , 都不能导 致一类负荷停电 ,一般负荷也要尽量减

25、少停电时间。显然 , 这些都会导致费用的 增加, 与经济性的要求发生矛盾。因此 , 应根据具体情况进行技术经济比较 , 保证 必要的可靠性 , 而不可片面地追求高的可靠性。（ 2） 灵活性 满足调度时的灵活性要求。应能根据安全、优质、经济的目标，灵活地 投入和切换电源、变压器和线路，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以 及特殊运行方式下的系统调度要求。 满足检修时的灵活性要求。在某一设备需要检修时，应能方便地停运断 路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用 户的供电，并使该设备与带电运行部分有可靠的安全隔离，保证检修人员检修 时的方便和安全。 满足扩建时的灵活性要

26、求。大的电力工程往往要分期建设。从初期的主 接线到最终方案的确定，每次过渡都应比较方便，对已运行部分影响小，不影 响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰， 并且对一次和二次部分的改建工作量最少。（ 3） 经济性 在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线 可靠、灵活，必然要选用高质量的设备和现代化的自动装置，从而导致投资费 用的增加。因此，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下作到经济合 理。一般应当从以下几方面考虑。 节省一次投资。 主接线应简单清晰， 并要适当采取限制短路电流的措施， 以节省开关电器的数量、选用价廉的电器或轻型电器，以便

27、降低投资。 电能损耗少，经济合理地选择主变压器的形式、容量和台数，避免两次 压降而增加电能损失。3.4.2 变配电所主接线方案的拟定第4章短路电流计算“短路”是电力系统中常发生的一种故障。 所谓短路是电网中某一相导体未 通过任何负荷而直接与另一相导体或“地”相碰触。电网正常运行的破坏大多 数是由短路故障引起的。因此，正确计算短路电流尤为重要。4.1计算短路电流的目的（1）为保证电力系统的安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经 该设备的最大短路电流进行热稳定和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够 经受住突发短路引起的发热和电动力的巨大冲击。（2）为尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置

28、将自动的使有关断路器 跳闸，继电保护装置的整定和断路器的选择，也需要准确的短路电流数据。4.2短路计算的方法短路电流计算的方法常用的有欧姆法（有名单位制法）和标么值法。在电力系统计算短路电流时，如计算低压系统的短路电流，常采用有名单 位制；但计算高压系统短路电流，由于有多个电压等级，存在着电抗换算问题， 为使计算简化常采用标么制。因此，本设计采用的是标么值法来计算短路电流。4.3标么值法计算短路电流431标么值的概念标么制中各元件的物理量不用有名单位值，而用相对值来表示。相对值就是实际有名值与选定的基准值间的比值，即标么值=实际值（任意单位）基准值（同实际值单位）从上看出，标么值是没有单位的。

29、另外，采用标么值计算时必须先选定基准值。我们一般先选定基准容量 Sd和基准电压Ud。根据三相交流电路中的基本关系，推得基准电流Id和基准电抗值分别为Id_Sd_ 3U d(4-1 )Ud3|d2U dSd(4-2)据此，可以直接写出以下标么值表示式容量标么值* SSSd电压标么值(4-3)(4-4)Ud电流标么值电抗标么值I、丄"旦I d Sd(4-5 )XXdSd2U d(4-6)在进行短路计算时，为方便起见通常选择基准值 Sd = 100MVA基准电压(Ud)为线路平均额定电压(UC)0电力系统各元件电抗标么值的计算取 Sd = 100MVA Ud= UC电力系统的电抗标么值为2

30、 2* Xs UdUc Sd Xs/-XdS oc SdS oc(4-7)电力变压器的电抗标么值为2 2、”* Xt Uk%Uc,Uc Uk%X t/_X d 100 Sn Sd 100Sn(4-8 )电力线路的电抗标么值为2* X WLU CSdXwl = X。1/ Xo1 勺XdSdU c(4-9)433用标么值法进行短路计算的方法短路电流中各主要元件的电抗标么值求出以后，即可利用其等效电路图进 行电路化简，计算其总电抗标么值 xJ，由于各元件电抗均采用相对值，与短路 计算点的电压无关，因此无需进行电压换算，这也是标么值法较之欧姆法优越 之处。无限大容量系统三相短路周期分量有效值的标么值按

31、下式计算为I (3)* 二 I k)_ _U c_ /_Sd_ 二 U C 二 1k I d 3 3u c SdX 匕 X i由此可求得三相短路电流周期分量有效值(4-10)(4-11 )i sh(3)和 I sh(3)等。(4-12),(3) _ , (3)*_ I dIk Ik Id *Xi求得I k后，即可利用前面得公式求出I ”(3)、I J3)三相短路容量得计算公式为4.4短路电流的计算过程与结果(1) 绘制计算电路图如图4-1(2)确定基准值设Sd=100MVA Ud=10KV 高压侧，Ud1=10.5KV，低压侧 Ud2=0.4KV，则2_ 100MVA 一Id15.5KAV3U

32、d1 J3"0 5kvId2 二 & 二 100MVA W4KAV3Ud2 V<0.4kv(3)计算短路电路中各元件的电抗标幺值电力系统100MVA500MVA= 0.2架空线路 查表8-37，得LGJ-185的x0=0.3/km,而线长8km 故、八 cc cc 100MVA cX2 = 0.35 0.82 - 2.54(10.5KV )电力变压器UZ%=4,故Z,UkX sdA3_100 sn6X100X1000100X1600=3.,75因此绘制等效电路，如图所示(4) 计算k-1点(10.5KV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值X* k&

33、#187;=X； X； 72 2.54 = 2.74 三相短路电流周期分量有效值I k = I di / X ； k 丄.厂 5.5KA / 2.74 = 2.01 KA 其它短路电流I"3 汀3 =lk32.01KAiS3)=2.55l"f)= ls3 =1.51l"3 =1.51 2.01KA = 3.04KA 三相短路容量Sk：=Sd/X； 2 =100MVA / 2.74 =36.5MVA(5) 计算k-2点(0.4KV侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值X*skt = X； + X； + X； = 0.2+2.54+3.75=6.49

34、三相短路电流周期分量有效值(3)*| 2 = | d2, | 邓=144 6.49 = 222kA其它短路电流''(3)(3)(3)I化门訂：二竺輕人(3)"(3)前=1.84=1.84 22 =40.82kA(3)"(3)I Sh =1.09 I =1.09 22.2 = 24.198kA 三相短路容量S(K，S / X 卫2) = 100MVA/6.49 二 15.4MVA以上计算结果综合如表4-1所示：表4-1短路计算结果短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAI "(3 )戌)iS3)I S3)Sk3)k-12.012.012.01

35、5.133.0436.5k-222.222.222.240.8224.19815.4第5章变配电所一次设备的选择校验一次设备是指直接参与生产、变换、输送、分配和消耗电能的设备，常用 的高压一次电气设备有：高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断 路器、高压开关柜、高压避雷器和互感器等。在建筑工程常见的低压电气设备 有刀开关、熔断器、自动空气开关、接触器、低压配电柜等。5.1 一次设备选择与校验的条件与项目5.1.1 一次设备选择与校验的条件为了保证一次设备安全可靠地运行，必须按下列条件选择和校验：(1) 按正常工作条件，包括电压、电流、频率、开断电流等选择。(2) 按短路条件，包括动稳定

36、和热稳定来校验。(3) 考虑电气设备运行环境条件如温度、湿度、海拔以及有无防尘、防腐、防 火、防爆等要求。(4) 按各类设备的不同特点和要求入断路器的操纵性能、互感器的二次负荷准确级等进行选择。5.1.2 一次设备选择与校验的项目选择一次设备时应校验的项目如表5-1表5-1选择一次设备的校验项目一次设额定额开断短路电流环其他备名称申压疋电流校验境V电 流AKA动稳定热稳定条件高低压熔断器是是是不疋否是高压隔 离开关是是否是是是操作性能高压负 荷开关是是是是是是操作性能高压断 路器是是是是是是操作性能低压刀开关是是是不疋不疋是操作性能低压负 荷开关是是是不疋不疋是操作性能低压断 路器是是是不疋不

37、疋是操作性能电流互是是否是是是二次感器负载 准确 级电压互 感器是否否否否是二次 负荷 准确 级并联电 容器是否否否否是额定容量母线否是否是是是电缆是是否否是是支柱绝 缘子是否否是否是穿墙套 管是是否是是是备注表中"是"表示必须校验，"否”表示 不必校验，“不一定”表示一般不必校 验5.2 一次设备选择依据521按正常工作条件选择(1 )按工作电压选择 设备的额定电压UN.e不应小于所在线路的额定电压Un,即UN.e-UN( 5-1 )但需注意：使用限流式高压熔断器时，熔断器的额定电压应与线路额定电压相 同，即UN.e = Un ,而不能UN.e > Un。

38、例如10kV熔断器不能用在6kV电路上。(2 )按工作电流选择设备的额定电流iN.e不应小于所在电路的计算电流130，即1 N.e - 1 30( 5-2 )(5-3 )(3)按断流能力选择 设备的额定开断电流Ioc或断流容量Soc不应小于设备 分断瞬间的短路电流有效值Ik或Sk，即1 0C 亠1 k 或 Soc 亠 Sk按短路条件校验短路条件校验，就是校验电器和导体在短路时的动稳定和热稳定。校验动稳定是，当短路计算点附近接有较大容量的交流电动机或电动机组时(按GB5005 95低压配电设计规范规定：电动机额定电流之和超过短路电流的 1%寸)，应考虑这些电动机在短路时反馈电流的影响。(1) 隔

39、离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验动稳定校验条件. > .i max 一 i sh(5-4)式中imax 开关的极限通过电流（动稳定电流）峰值和有效值（单位为kA）；i sh（3）开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值（单位为kA）热稳定校验条件It2t -Itma（ 5-5）式中It开关的热稳定电流有效值（单位为 kA）；t开关的热稳定试验时间（单位为 s）；2I： 开关所在处的三相短路稳态电流（单位为kA）；tima短路发热假想时间（单位为S）。短路发热假想时间t ima 一般按下式计算：2tima = tk°耳）I在无限大容量系统中，由于|= | ：-,因此ti

40、ma = tk° 05式中tk短路持续时间，采用该电路主保护动作时间加对应的断路器全分闸时间。当tk> 1S时tima - t k低速断路器（如油断路器）,其全分闸时间取0.2s;高速断路器（如真空断路器）, 其全分闸时间取0.1s。（2）电流互感器的短路稳定度校验动稳定校验条件imax -is3（ 5-6 ）或、2KesI1N 10 - is3式中imax电流互感器的动稳定电流（单位为kA）；Kes电流互感器的动稳定倍数（对1倍）；IiN电流互感器的额定一次电流（单位为 A）热稳定校验条件(5-7 )或 KJ in 乏 1式中It电流互感器的热稳定电流；t 电流互感器的热稳定

41、试验时间，一般取 1s;Kt电流互感器的热稳定倍数（对IiN）O（3）母线的短路稳定度校验(5-8 )动稳定校验条件；為-二c式中；為母线材料的的最大允许应力；讥母线通过is3时所受到的最大计算应力（单位为 MPa）热稳定校验条件A -心(5-9)式中A母线截面积（单位为mm2 ）；Amin满足短路热稳定条件的最小截面积（单位为 mm2 ）；c母线材料的热稳定系数。I :3母线通过的三相短路稳定电流（单位为 A） O（4）电缆的短路热稳定度校验电缆不校验短路动稳定度。电缆短路热min稳定度校验的条件采用(5-9)式中C参见表5-2表5-2电缆长期允许工作温度和短路时的允许最高温度及相应的热稳定

42、系数导体种类导 体 材 料长期允许 工作温度短路允许最高温度短路热 稳定系 数A/"S mm610KV交联聚乙烯 绝缘电缆铝9020077铜90250137(5)保护电压器的熔体额定电流的选择一般取为0.5A，不必校验5.3 一次侧设备的选择校验5.3.1 10KV侧一次设备的选择校验(1) 高压断路器的选择校验回路最大持续工作电流选择：PN630I max =1.05 N二 1.0536.4 A一 3Un cos 二.3 10.5 0.91根据断路器选择原则选择 ZN3-10/630型高压真空断路器，其参数如下:额定电流In (A)开断电流Ioc (KA)极限电流峰 imax(KA

43、)4S热稳定 电流It(KA)6308.7228.7校验：额定工作电压10KV>线路电压10KV动稳定校验：imax=31.5KA , ish=5.13KA，则极限电流峰imax> k-1点最大冲 击电流ish 符合要求。热稳定校验：lt2t=8.72 4 =302.6KA2S因为tk =t°p toc =2 0.2.2S，参考供配电技术当tk 1S时，可认为tima 7 =2.2SI：2tma =2.012 2.2 = 8.89KA2 Slt2tl 2ti11ima开断电流校验:开断电流Ioc =8.7KA三相短路电流Ik3 =2.01KAIoc -Ik3经上述校验所选

44、断路器满足设计选择需求。(2) 户内高压隔离开关的选择校验根据隔离开关的选择原则 InI gmax, 所以选择GN 8 -10T/200的隔离开关，其参数如下:额定电流In(A)动稳定电流峰imax (KA)5S热稳定电流It (KA)20025.510校验：额定工作电压10KV>线路计算电压10KV动稳定校验：imax=25.5KA，ish=5.13KA，则动稳定电流峰值imax> k-1点最大冲击电流ish 符合要求。热稳定校验:2 2 2lt2t =102 5 =500KA2 S1：2tima =2.012 2.2 =8.89KA2 Shl _1 2 timatimatk=

45、2.2S上述校验所选断路器满足设计选择需求(3) 户外高压隔离开关的选择校验选择：GW4-10/400型高压隔离开关，其参数如下:额定电流In(A)动稳定电流峰imax (KA)5S热稳定电流It (KA)4002510校验：额定工作电压12KV>线路计算电压10KV(3)动稳定校验：imax=25KA , ish = 5.13KA，则动稳定电流峰值imax> k-1点最大冲击电流ish 符合要求。 热稳定校验：2 2 2It t =105 =500KA S tima = tk 二 2.2SI :2tima =2.012 2.2 =8.89KA2 SI 2t I 2tI t L 一

46、 丨：Lima经上述校验所选高压隔离开关满足设计选择需求。(4) 高压熔断器选择校验根据高压熔断器的选择原则，选择 RN2-10型高压熔断器，其参数如下:额定电压Un额定电流In最大开断电流(KV)(A)Ibr (KA)100.550校验：最大开断电流 50KA |k-i(3)=2.01KA额定工作电压10KV线路电压10KV额定工作电流0.5A可作为电流互感器的短路和过负荷保护设备使用经上述校验所选高压熔断器满足设计选择需求。(5) 电压互感器选择校验选择： JDZJ-10校验：额定工作电压10KV线路电压10KV电压互感器一、二次侧装有熔断器保护因此不需要进行动稳定度和热稳定度校 验。(6

47、) 电流互感器选择校验选择：LQJ-10 150/5校验：额定工作电压10KV线路电压10KV额定一次电流150A线路计算电流36.4A动稳定校验：额定动稳定电流有效值 31.8KAish=5.13KA符合要求。热稳定校验：2 2 2It t =13.51 N82.25KA Stima = tk = 2.2SI ：气ma =2.012 2.2 =8.89KA2 SIt" -丨：2tma满足要求。(7) 避雷器选择校验：选择 FS4-10型。(8) 高压开关柜型号GG-1A(F)通过校验以上均满足要求。侧一次设备的选择校验(1) 低压开关的选择校验根据：In I30，选择HD13-15

48、00/31断路器校验：额定工作电压380V线路电压380V额定工作电流1500AA线路计算电流1484A满足要求(2) 低压断路器的选择校验选择:DW15-2000校验：额定工作电压380V线路电压380V额定工作电流2000A线路计算电流1484A额定分断能力30KA线路短路电流36.4KA,满足要求。(3) 低压断路器的选择校验选择:DZ20-200校验：额定工作电压380V线路电压380V额定工作电流1500A线路计算电流1484A,满足要求。5.4高低压母线的选择表5-5 610kv变配电所高低压LMY型硬铝母线的常用尺寸(mm变压器容2025314050631251608001000

49、量 /KVA00500000咼压母线40 X 4低相母线40 X5060808010012022压40XXXXX 8X 10(01屈母中性母40 X40 X40 X 4050 X 5XX线线40404040参照610kv变配电所高低压 LMY型硬铝母线的常用尺寸，10kv母线选LMY-3X (40 X 4),即母线尺寸为 40mM 4mm;380v母线选 LMY-3(80X 8)+50 X 5,即相母线尺寸为 80mm< 8mm中性母线尺寸为 50mm< 5mm因为所选的母线尺寸般均满足短路动稳定和热稳定要求，因此不必再进行短路校验第 6 章 变配电所进出线的选择变配电所进出线方式

50、有架空线和电缆两种。架空线用在供电可靠性要求不 很高或投资较少的中小型供电设计中优先选用。电缆用在供电可靠性要求交高 或投资较高的各类供电设计中优先选用。6.1 电缆型式的选择6.1.1 高压电缆线的选择根据电力工程电缆设计规范 GB50217-94 规定，高压电缆的选择应遵循以下原则：（1）一般环境和场所可用铝芯电缆；但有特殊要求的场所，应采用铜芯电缆；（2）埋地敷设的电缆，应采用外护层的铠装电缆；但在无机械损伤可能的场 所，可采用塑料护套电缆或带外护层的铅包电缆；（3）在可能发生位移的土壤中埋地敷设的电缆，应采用钢丝铠装电缆；（4）敷设在管内或排管内的电缆，一般采用塑料护套电缆，也可采用裸铠装 电缆；（5）电缆沟内敷设的电缆，一般采用裸铠装电缆、塑料护套电