某高层建筑高低压供配电系统设计

1、郑州轻工业学院课程设计说明书课程设计说明书题目：题目：某高层建筑高低压供配电系统设计 姓姓 名：名： 范军伟 院院 （系）：（系）： 建筑环境工程学院 专业班级：专业班级： 建筑电气与智能化 12-01 学学 号：号： 541201040105 指导教师：指导教师： 曹祥红 成成 绩：绩： 摘 要本工程是对某高层建筑高低压供配电系统设计，保证系统安全、可靠、优质、经济地运行，必须遵守国家的有关规定及标准，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。 设计内容包括确定大楼的设备电气负荷等级，进行负荷计算，选择变压器的容量、类型及台数，各个楼层供电线路中的短路电流的计算，供配

2、电系统的主接线方式、高低压设备和导线电缆的选择及校验，防雷接地的设计。设计过程中需要绘图的部分使用 AutoCAD 绘图，最后将整个设计过程整理、总结设计文档报告。 关键词：设备选择 防雷接地 负荷计算 无功补偿 变压器 目 录摘 要.I1 绪论.41.1 设计题目和工作概况.41.1.1 设计题目.41.1.2 工程概况.41.2 课程设计的目的.4 1.3 课程设计的内容和要求. .41.4 设计的依据.51.5 设计的原则.5 1.6 设计知识要点难点解析.62 方案论证.72.1 供配电系统的方案论证.72.2 方案事项.73 负荷计算.93.1 负荷计算的依据与目的.93.2 负荷计

3、算方法.93.2.1 需要系数法.93.2.2 单组设备计算负荷.103.2.3 多组设备的计算负荷.113.3 无功补偿计算及选择.123.4 负荷计算.133.4.1 照明负荷 0.38KV 配电干线负荷计算.133.4.2 动力负荷和平时消防负荷 0.38KV 负荷计算.173.4.3 消防负荷 0.38KV 配电干线的负荷计算.223.4.4 10/0.38KV 变电所总负荷计算.264 设备与导线的选择.304.1 变压器的选择.304.2 三相短路电流的计算.304.3 高压断路器的选择.314.4 低压断路器的选择.334.5 互感器的选择.344.5.1 电流互感器的选择.34

4、4.5.2 电压互感器的选择.354.4 导线选择.365 变配电室设计.376 防雷接地设计.396.1 接地概念.396.2 接地形式的种类.396.2.1 TNC 系统.396.2.2 TNS 系统.406.2.3 TNCS 系统.40结束语.42参考文献.43附 录.4431 绪论1.1 设计题目及工作概况1.1.1 设计题目 某高层建筑高低压供配电系统设计1.1.2 工程概况 本工程为一类高层综合楼，地面 22 层，地下一层，总建筑面积 28807.1 平方米。其中地下室建筑面积为 2916 平方米，建筑物总高为 99.8 米。年预计雷击次数 0.11 次，为二类防雷建筑物。地下一层

5、为附建式 6 级人防地下室，平时作为汽车库，战时作为一个防护单元二等人员掩蔽部，掩蔽人数为 800，地面一到四层为商场，三层以上均为办公用房，屋顶为设备层，变电所设在一层。1.2 课程设计的目的本次课程设计是将理论课学习内容，应用与民用建筑电气工程之中，通过此次课程设计使学生对课堂所学智能建筑供配电系统知识进一步巩固和验证，同时锻炼学生的实际分析问题解决问题的能力。1.3 课程设计的内容和要求1、制定设计方案。 1）确定电源电压、负荷等级及供配电方式。2）确定保护设备控制方式及安装方式。 2、确定方案后，绘制施工图。1）绘制各用电设备等布置平面图。42）绘制高、低压系统图。3）绘制防雷接地平面

6、图。4）编制设计说明书。3、进行设计计算，选择设备容量、整定值、型号、台数等。编写设计计算书。1.4 设计的依据民用建筑电气设计规范 （JGJ/T13-92） ；高出民用建筑设计防火规范 （GB50045-95） ；现代建筑设计规范大全 （修订缩印本）2002 版；住宅设计规范 （BG50096-1999）2003 版；1.5设计的原则 (1）安全性 必须保证在任何可能的运行的方式及检修状态下运行人员及设备的安全。(2）可靠性 主结线的可靠性要求由用电负荷的等级确定。要保证主结线的可靠性可以采用多种措施。如系统中的某一电气元件故障时，可以由保护装置自动把故障元件迅速切除，使之不影响系统的其他部

7、分的继续运行；也可以在系统中设置备用元件，当工作元件故障时，由自动装置立即投入备用元件代替工作元件。因此，在主结线中就要考虑是否方便电气元件的投切操作。(3）灵活性 应能适应在各种可能的运行方式的要求。主结线的电路关系是可以改变的，在系统运行中，这种主结线电路关系的改变叫做运行方式的改变。运行方式的改变通常是通过对主结线中某些电气元件的投入和切除来实现的，因此，主结线应考5虑是否方便电气元件的投切操作。从而适应各个时段能源供电能力与负荷变化的要求，适应元件检修的要求，保证各种不正常运行方式下系统仍能达到足够的供电质量。(4）经济性 应满足最少的投资与年运行费用的要求，使得总经济效益为最佳。1.

8、6设计知识要点难点解析设计知识要点难点解析参考教材第十章工程实例，应用其他章节所学方法和理论，主要完成以下几个方面内容：（一）进行负荷计算，选择变压器。1、根据教材第四章基本理论和工程概况，确定负荷等级，并对对所选工程进行负荷计算，有关参数请查阅相关资料选定。如需要系数、同时系数等等。要求计算出 PC、QC、SC、IC等参数。2、根据计算负荷，选择供电电压和供电变压器容量，选择变压器规格型号，了解外形尺寸等有关参数。并根据负荷等级情况，确定是否需要应急电源或备用电源，如需要，选择柴油发电机组容量。（二）高低压主接线系统设计根据教材第三、八章的内容，选择高低压主接线方式，并进行高低压主接线系统设

9、计，确定变压器室的布置方案。确定高低压系统接地型式，并确定高低压配电方式。（三）短路计算和高、低压断路器等开关设备的选择计算。根据教材第五、六章内容，进行短路计算并进行高、低压断路器等开关设备的选择计算。如利用计算电流 IC ，查找产品样6本，选择回路开关额定电流，并进行相关校验，确定各级开关整定电流和级间配合。 （四）导线选择计算。根据教材第七章内容，进行导线选择计算。确定各回路导线规格型号及敷设方式。如利用有关公式求出每一回路的计算电流IC，按载流量选择回路导线截面，按电压损失不超5%校验等。考虑中线及保护线截面的选择，选择穿管管径。（五）防雷接地根据第九章内容和相关规范，计算年平均雷暴日

10、，确定建筑物防雷分类等级，进行屋面防雷设计和基础接地设计。（六）绘制施工图1、电气设备平面图在土建平面图上画出全部用电设备的位置，电源及配电盘（箱）等位置、型号、规格、穿线管径、数量、容量大小、敷设方式，干线、支线的编号、走向、 安装高度和方式等。2、电力配电系统图根据配电方案，及各级配电箱装置和用电设备出线线路，绘制高低压系统图。3、防雷接地平面图根据防雷接地设计，绘制屋面防雷和基础接地平面图。4、列出图纸目录、图例表、材料表。4、编写设计说明。分项说明施工图未表达清楚的问题，一般分为：设计依据、设计范围、建筑构造概况、电源电压、电线电缆选择与敷设、管径选择、开 配电箱安装、保护及等电位联结

11、、其他等等。72 方案论证2.1 供配电系统的方案论证本工程中一级负荷是消防设备，二级负荷为地下室设备，其余的均为三级负荷。总负荷为 2051.3KW。根据负荷容量，本工程选用一台干式环氧树脂变压器，容量为 1600KVA， 本工程采用两路电源进线，其中电源 S1给 1#和 2#两台变压器供电，电源 S2仅给 3#和 4#两台变压器供电，高压母线单母线分段联络，保证电源切换；低压母线分段联络，运行方式灵活，保证了供电的可靠性。高压柜采用 KYN28-12 系列产品。产品的外型尺寸为：80016002200(mm)。参数：额定电压：12KV；额定绝缘水平：1min 工频耐受电压 42KV，雷电冲

12、击耐受电压75KV。低压开关柜采用 MNS 系列产品，以 E=25mm 为模数，外型尺寸为：10002200800(mm)。参数：额定工作电压：690V；额定绝缘电压：1KV；额定耐冲击电压：10KV；工频耐受电压：3KV。变压器型号： SCB-1600/10，联结组别：Dyn11，空载损耗：2300W，负载损耗：11000W，阻抗电压：6%，空载电流：1.0%,噪音 52dB。2.2 方案事项 (1)高压供配电系统中，为了保证整个系统的供电可靠性，拟采用高压母线分段联络的供电方式。并拟用 TN-S 系统。 (2)低压配电系统中为保证本工程的一、二级负荷供电可靠性，拟采用低压母线分段联络的供电

13、方式。(3)根据本工程实际需要拟将变电所设置在地下一层8 (4)高压配电系统：10KV 高压配电系统为 单母线分段，正常运行时，两路电源同时供电，当任一电源故障或停用时，人工闭合网络开关，每路电源均能承担全部的负荷。高压断路器采用真空断路器，直流操作电源。 (5)1#，2#变压器及 3#，4#变压器之间的低压母线设联络开关，低压母线分段运行，联络开关设自投自复；自投不自复；手动转换开关。自投时应自动断开非保护负荷，以保证变压器正常工作。住进开关与联络开关设电气连锁，任何情况下只能合其中的两个开关。 (6)低压配电系统采用放射式和树干式相结合的方式，对单太容量较大的负荷和重要负荷采用放射式供电，

14、对照明和一般负荷采用采用树干式和与放射式相结合的方式。 (7)高压开关柜采用下进、下出的接线方式。低压开关柜均采用上进、下出的接线方式。 (8)高压电缆采用 YJV-10KV 交联聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套铜芯电力电缆。低压出线电缆选用 ZRYJV-T-1KV 交联聚氯乙烯绝缘，聚氯乙烯护套铜芯电力电缆；(9)根据相关规定，同时为了提高在变配电室工作的安全可靠性，拟采用接地线同基础主筋可靠焊接的方法，对整个变配电室采用等电位系统。93 负荷计算3.1 负荷计算的依据与目的需要系数法计算简单，是最为常用的一种计算方法，适合用电设备类数量较多且容量相差不大的情况，结合本工程具体情况，采用需要系数法

15、。 3.2 负荷计算3.2.1 需要系数法负荷计算的需要系数法：首先根据负荷类别进行分组，然后按照下列步骤进行计算。(1）设备功率 每组中只有一台（套）电气设备时，应将设备实际向供配电系统汲取的电功率作为计算负荷，又常把单台设备的计算负荷称作设备功率，以（KW）表示。对于： 连续nP工作制负荷 = (3-1)nPrP 式中为设备额定输入功率，rP(2）断续运行工作制电动机类负荷应将起额定功率换算成负荷持续率为 25%时的等效功率，以便计算： =2 (3-2)nPrPr式中 -设备额定输入功率rP(3)断续运行输入功率.10工作制电焊类负荷应将其额定功率换算成负荷持续率为 100%时的等效功率,

16、以便于计算.即: = (3-3)nPrP 式中为设备额定输入功率，rP(4)成组用电设备的设备功率是指除备用设备以外的所有单个用电设备额定输入功率之和.(5)照明设备的设备功率应考虑辅助其正常工作的镇流器等元件上的功率损耗。白炽灯光源的照明设备: = (3-4)nPrP荧光灯光源的照明设备： =1.25 (3-5)nPrP高强气体放电灯光源的照明设备： =1.1 (3-6)nPrP3.2.2 单组设备计算负荷 当分组后同一组中设备台数3 台时,计算负荷应考虑其需要系数,即: = (3-7)cPdKnP = tan (3-8)cQcP = (3-9)CS22cCPQ (3-10)3CCrSIU式

17、中 总设备功率,单位为 KWnP11 需要系数dK 计算有功功率,单位为 KWcP 计算无功功率,单位为 KvarcQ 计算视在功率,单位为 KVACS tg电气设备功率因数角的正切值 电气设备额定电压,单位为 KVrU 计算电流,单位为 ACI当每台电气设备台数(套)3 台时,考虑其同时使用效率取为 1,其于计算与上述公式相同.dK3.2.3 多组设备的计算负荷 当供电范围内有多个性质不同的电气设备组时,先将每一组都按上述步骤计算后,再考虑各个设备组的计算负荷在各自的负荷曲线上不可能同时出现,以一个同时系数来表达这中不同时率,因此其计算负荷为: = (3-11)cPPKdKnP = tg (

18、3-12)cQQKcP = (3-13)CS22cCPQ (3-14)3CCrSIU 式中-有功功率同时系数.对于配电干线所供范围的PK计算负荷, 取值范围一般在 0.7-1。PK12-无功功率同时系数,对于配电干线计算负荷, QK取值范围一般在 0.70.97;对于变电站总计算负荷取QKQK值范围一般在 0.7。 3.3 无功补偿计算自然满足要求,在负荷曲线上,无功计算负荷(最大值)往往是发生在有功计算负荷的附近,所以,一般以有功计算负荷发生时所需要的无功补偿容量作为自动补偿时补偿容量计算的依据.即: (3-15)12()cccccQp tgtgq p 选择:电容器的选择(使用台数) (3-

19、16)CCrQNQ当电容器为三相电容器时,其额定容量之和应小于系统需要的容量.所以实际的补偿容量应为ccQ (3-17)CCrQNQ 当电容器为单相电容器时,除了保证补偿容量以外,为维持三相平衡,还应保证电容器的台数为 3 的倍数补偿后的实际平均功率因数为: (3-18)221cos()avavavavavavppspp tgQcc 133.4 负荷计算3.4.1 照明负荷 0.38KV 配电干线负荷计算用电设备名称计算回路编号配电箱设备功率/kw需要系数功率因数有功计算负荷/kw无功计算负荷/kw视在计算负荷/kw计算电流/AMG0-1-ZAL112.84 10.5512.8419.50 2

20、3.35 35MG0-2-ZAL212.84 10.5512.8419.50 23.35 35地下室照明25.68 10.5525.6839.00 46.70 701AL418 10.81813.50 22.50 341AL518 10.81813.50 22.50 34大楼泛光照明MG-036 10.83627.00 45.00 68一层MG-11AL132.80 10.732.833.46 46.86 71.2141AL213.10 10.6713.114.51 19.55 301AL315.00 10.691515.73 21.74 33照明MG-260.90 10.6960.963.7

21、1 88.15 134.20 MG-32AL124.60 10.6424.629.53 38.44 58.4MG-42AL224.30 10.6624.327.66 36.82 56二层照明48.90 10.6548.90 57.19 75.26 114.4MG-53AL129.58 10.6629.5833.67 44.82 68.13AL214.70 10.6514.717.19 22.62 34MG-63AL327.70 10.7627.723.69 36.45 55.4三层照明71.98 10.6971.98 74.54 103.88 157.5MG-74AL131.80 10.653

22、1.837.18 48.92 74.3四层照明MG-84AL238.40 10.7638.432.84 50.53 76.81570.20 10.7170.20 70.02 99.45 151.10 MG-923AL18 10.81813.50 22.50 34屋顶层照明18 10.81813.50 22.50 3421ZAL130 0.80.82418.00 30.00 45MG-1022ZAL130 0.80.82418.00 30.00 4521-22层照明60 0.80.84836.00 60.00 905ZAL105 0.70.873.555.13 91.88 1396ZAL105

23、0.70.873.555.13 91.88 1397ZAL105 0.70.873.555.13 91.88 1398ZAL105 0.70.873.555.13 91.88 1399ZAL105 0.70.873.555.13 91.88 1395-20层照明1-LINE 型母线槽10Z105 0.70.873.555.13 91.813916AL8 11ZAL105 0.70.873.555.13 91.88 13912ZAL105 0.70.873.555.13 91.88 13913ZAL105 0.70.873.555.13 91.88 13914ZAL105 0.70.873.55

24、5.13 91.88 13915ZAL105 0.70.873.555.13 91.88 13916ZAL105 0.70.873.555.13 91.88 13917ZAL105 0.70.873.555.13 91.88 13918ZAL105 0.70.873.555.13 91.88 13919ZAL105 0.70.873.555.13 91.88 13920ZAL105 0.70.873.555.13 91.88 1391680 0.70.81176.00 882.00 1470.00 2224.00 按需要系数法合20710.70.77 1555.1263.20103043.17

25、计.7 5 66 0 .93 20 其中一级负荷0.00 00000.00 0其中二级负荷0.00 00000.00 0(注：以上设备全为三级负荷)表 3-1：照明负荷 0.38KV 配电干线负荷计算3.4.2 动力负荷和平时消防负荷 0.38KV 负荷计算用电设备名称回路编号配电箱设备功率/kw需要系数功率因数有功计算负荷/kw无功计算负荷/kw视在计算负荷/kw计算电流/ALG0-1-1ZAP144.20 0.80.7535.431.22 47.20 71LG0-2-1ZAP243.80 0.80.753530.87 46.67 70地下室动力88.00 0.80.7570.462.09

26、93.87 141一层动力LG11ZAP195.00 0.80.87657.00 95.00 144LG21ZA95.00 0.80.87657.00 95.00 14418P2190.00 0.80.8152114.00 190.00 288二层动力LG32ZAP1115.00 0.80.89269.00 115.00 174LG42ZAP2115.00 0.80.89269.00 115.00 174230.00 0.80.8184138.00 230.00 348三层动力LG53ZAP195.00 0.80.87657.00 95.00 144LG63ZAP275.00 0.90.868

27、51.00 85.00 129170.00 0.850.8144108.00 180.00 273四层动力LG74ZAP195.00 0.80.87657.00 95.00 144LG84ZA75.00 0.90.86851.00 85.00 12919P2170.00 0.850.8144108.00 180.00 273FLG-3FLG-423AT222.00 10.672224.38 32.84 52屋顶客梯动力22.00 10.672224.38 32.84 52-1AT112.00 10.751210.58 16.00 24地下室送风机1WP12WP212.00 10.751210.

28、58 16.00 24-1AT219.00 10.751916.76 25.33 38地下室排风机1WP22WP219.00 10.751916.76 25.33 381AK12.20 10.652.22.57 3.38 5地下室1AK2.20 10.652.22.57 3.38 52021AK32.20 10.652.22.57 3.38 51AK42.20 10.652.22.57 3.38 51AK52.20 10.652.22.57 3.38 51AK64.00 10.7143.97 5.63 8.51AK72.20 10.652.22.57 3.38 51AK82.20 10.652

29、.22.57 3.38 51AK92.20 10.652.22.57 3.38 51AK102.20 10.652.22.57 3.38 51AK114.00 10.7143.97 5.63 8.51AK122.20 10.652.22.57 3.38 51AK132.20 10.652.22.57 3.38 5排污泵1AK2.20 10.652.22.57 3.38 521141AK154.00 10.7143.97 5.63 8.538.4 1 0.67 38.40 42.77 57.52 85.5 21ZAL263.00 0.80.850.437.80 63.00 9522ZAL263.

30、00 0.80.850.437.80 63.00 9521-22层空调MG-11126.00 0.80.8100.875.60 126.00 190-1AT574.00 10.757465.26 98.67 144生活水泵LG0-7LG0-874.00 10.757465.26 98.67 144按需要系数法合计1139.4 0.8 0.78 960.6 765.4 1230.2 1856.5 其中一级负荷96.00 10.739689.64 131.51 196其中二级负荷69.40 10.769.476.11 98.85 147.5（注：屋顶客梯动力和生活水泵为一级负荷，地下室排污泵，地下

31、室送风机， ，地下室排风机为二级负荷，其他的均为三级负荷）表 3-2：照明负荷 0.38KV 配电干线负荷计算223.4.3 消防负荷 0.38KV 配电干线的负荷计算用电设备名称回路编号控制箱设备功率/kw需要系数功率因数有功计算负荷/kw无功计算负荷/kw视在计算负荷/kw计算电流/A1ALE5.46 10.55.469.46 10.92 16.62ALE6.30 10.56.310.91 12.60 19.13ALE5.40 10.55.49.35 10.80 16.44ALE5.70 10.55.79.87 11.40 17.36ALE6.30 10.66.38.40 10.50 16

32、9ALE6.30 10.66.38.40 10.50 1612ALE6.30 10.66.38.40 10.50 1615ALE6.30 10.66.38.40 10.50 16应急照明FMG-1FMG-218A6.310.66.38.40 10.50 1623LE0 21ALE6.30 10.66.38.40 10.50 1660.66 10.5660.6689.99 108.72 133.4-1AT112.00 10.751210.58 16.00 24地下室送风机1WP12WP212.00 10.751210.58 16.00 24-1AT219.00 10.751916.76 25.3

33、3 38地下室排风机1WP22WP219.00 10.751916.76 25.33 381AK12.20 10.652.22.57 3.38 51AK22.20 10.652.22.57 3.38 51AK32.20 10.652.22.57 3.38 5地下室排污泵1AK2.210.652.22.57 3.38 52440 1AK52.20 10.652.22.57 3.38 51AK64.00 10.7143.97 5.63 8.51AK72.20 10.652.22.57 3.38 51AK82.20 10.652.22.57 3.38 51AK92.20 10.652.22.57 3

34、.38 51AK102.20 10.652.22.57 3.38 51AK114.00 10.7143.97 5.63 8.51AK122.20 10.652.22.57 3.38 51AK132.20 10.652.22.57 3.38 51AK142.20 10.652.22.57 3.38 51AK154.00 10.7143.97 5.63 8.538.1 0.67 38.40 42.77 57.52 85.5 254 -1AT390.00 10.89067.50 112.50 170喷淋泵LG0-3LG0-490.00 10.89067.50 112.50 170-1AT4115.0

35、0 10.75115101.42 153.33 208消火栓泵LG0-5LG0-6115.00 10.75115101.42 153.33 208AFE9.00 10.896.75 11.25 17消控中心FMG-3FMG-49.00 10.896.75 11.25 17BXE6.00 10.864.50 7.50 11.4管理中心FMG-5FMG-66.00 10.864.57.50 11.4按需要系数法合计350.06 1 0.71 350.06 340.27 492.15 687.30 其中一级负荷280.66 1 0.71280.66270.16393.30 539.8其中二级负荷69

36、.1 0.769.470.1198.85 147.52640 （注：地下室排污泵，地下室送风机， ，地下室排风机为二级负荷，其他的均为一级负荷）表 3-3：消防负荷 0.38KV 配电干线的负荷计算3.4.4 10/0.38KV 变电所总负荷计算负荷名称需要系数功率因数有功计算负荷/kw无功计算负荷/kw视在计算负荷/kw计算电流/A照明，电力及平时消防负荷合计0.78 0.782516.262028.43241.134899.70 其中一级负荷1 0.78 9689.64131.51196.00 其中二级负荷1 0.7369.476.1198.85147.50 无功补偿前低压母线的计算负荷合

37、计一二1 0.7165.4165.230.36343.50 27级负荷合计0 75总负荷p=0.75q=0.800.59 0.761887.21622.72488.93781.60 计入同时系数其中一二级负荷p=0.80q=0.95O.80.64132.32157.46205.68312.50 粗选无功补偿装置（并联电容）容量NC=1887.2Kw*tan(arcos0.76)-tan(arccos0.-8202892)=810kvar(取820kvar）总负荷0.59 0.921887.2817.872051.33114.56 无功补偿后低压母线的计算负荷其中一二负荷0.80 0.92132

38、.3256.38143.83218.53 变压器功率损耗T0.01ScT0.05Sc20.5102.6变压器高压侧计算负荷0.59 0.91894.5917.82105.1121.50 表 3-4：10/0.38KV 变电所总负荷计算294 设备与导线的选择4.1 变压器的选择当选择一台变压器时，有变压器的容量 Sr,T与计算负荷 SC满足 Sr,T SC （4.1）当有两台以上变压器时，有变压器的容量 Sr,T与计算负荷 SC应满足 Sr,T1+ Sr,T2 SC （4.2） 且 Sr,T1 SC，Sr,T2 SC （4.3）根据前面计算： SCT1=1164.81 kVA (4-4) SC

39、T2=1020.47kVA (4-5)30 SCT3=1001.20kVA (4-6) SCT4=922.44kVA (4-7)本次设计按照有关规定变压器负荷率应该取值应小于70%，因此选用两台型号为 SCB9 干式变压器，变压器容量应为 1600 kVA。改变压器设有强制风冷系统及温度监测及报警装置。4.2 三相短路电流的计算图 4-1 电路系统图表 4-1 三相短路电流计算表三相短路电流（KA）三相短路容量（MVA）短路计算Ik(3)I(3)I(3)ish(3)Ish(3)k-12.62.62.66.63.947.6k-224.624.624.645.326.817.04.3 高压断路器的

40、选择高低压断路器是供配电系统中最重要的开关设备之一，它能在事故情况下迅速地断开短路电流，防止事故扩大。电源 S1 处的短路容量 Sk=350MVA,取进线电缆为31YJV(0.08m/m),长度为 5000m.则: XS=Ua2/ska=10.52/350=0.315 （4-8） XYJV=5000*0.08 m=400 m （4-9） IK=Uav/1.732(Xs+XYJV)=10.5/1.732*0.715=8.48KA（4-10） ish=2.55*Ik=21.6KA （4-11） I2*tim= 8.482*1.45=104.27KA （4-12）高压断路器除了进行正常的投切操作外，

41、还必须能够对故障的短路电流进切断操作，所以必须能够承受的住短路冲击电流和短路过程中的热能作用。工程采用安全系数较高的 VD4 高压真空断路器。选择原则高压断路器除了进行正常的投切操作外，还必须能够对故障的短路电流进切断操作，所以必须能够承受的住短路冲击电流和短路过程中的热能作用。工程采用安全系数较高的 VD4 高压真空断路器。选择原则(一)满足正常工作条件1.满足工作电压要求 即： Ur=UN （4-13） UMUW 32（4-14）式中 UM电流互感器最高工作电压； UW电流互感器装设处的最高电压； Ur电流互感器额定电流； UN系统标称电压；2.满足工作电流要求 即： IrIC （4-15

42、）式中 Ir 开关电器额定电流； IC 开关电器装设处的计算电流；2.满足工作环境要求 选择电气设备时,应考虑其适合运行环境条件要求,如:温度、风速、湿度、污秽、海拔、地震烈度等。(二)满足短路故障时的动、热稳定条件1满足动稳定要求 短路时电器设备能受到的电动力，与导体间形状系数、间距、长度、材料以及通过导体的电流大小有关。对于开关电器而言，一旦制造出来，无论用于系统何处，其导体间间距、长度及形状系数都不会改变，因此通过导体的电流的大小就成为决定该开关电器能否达到动稳定要求的唯一因素，即只要满足： imasiSH或ImasISH （4-16）式中 imas开关电器的极限通过电流峰值； Imas

43、开关电器的极限通过电流有效值； iSH开关电器安装处的三相短路冲击电流；ISH开关电器安装处的三相短路冲击电流有效值； 2.满足热稳定要求 开关电器自身可以承受的热脉冲应大于33短路时最大可能出现的热脉冲,称为满足热稳定要求,即: It2tI2tim （4-17）式中 It开关电器的 t 秒热稳定电流有效值； I开关电器安装处的三相短路电流有效值；tim假想时间；(三)满足天关电器分断能力的要求开关电器分断能力用极限分断能力和额定分断能力两个参数来表达.极限分断能力是指在该条件下开关断后,不考虑开关电器继续承载额定电流,即不考虑其是否还能正常使用;额定分断能力是指在该条件下开关分断后,开关电器

44、还能继续承载额定电流正常运行,并能反复分断该条件电路多次.断路器 断路器应能分断最大短路电流 IbrI(3)k.max或 SbrS(3)k.max （4-18）式中 Ibr断路器的额定分断电流； Sbr断路器的额定分断容量； I(3)k.max断路器安装处最大运行方式下三相短路电流有效值；S(3)k.max断路器安装处最大运行方式下的短路容量.4.4 低压断路器的选择计算短路电路元件的电抗： 高压系统的电抗，由于高压系统认为容量 SK=350MVA34则折算到低压侧 ZS= =0.46m3210350400变压器阻抗 ZT=XT=0.1552002100kr trtUUSTK1104 . 0.

45、6 . 110.10062电缆相线的电阻 R7=0.31550=1.575m电缆相线的电抗 XL=0.09750=0.485m计算短路点阻值 Z=0.116K 点的三相短路电流 IK=2.275 kA155. 04 . 0 ish=2.55Ik=6.576KA Ish=1.84Ik=4.775kA根据上面高压断路器选择校验方法，本工程低压断路器选用 MT和 TN-S 系列低压断路器，其它断路器选择也按照以上方法，具体见低压配电系统图。4.5 互感器的选择4.5.1 电流互感器的选择 （1）满足工作电压要求即： Ur=UN （4-19） UmUw （4-20）式中 Um电流互感器最高工作电压；

46、Uw电流互感器装设处的最高电压； Ur电流互感器额定电压；UN系统标称电压；35（2）满足工作电流要求，应对一、二次侧电流进行考虑。 （a）一次侧额定电流 Ir1： Ir1Ic （4-21）式中 Ic线路计算电流。（b）二次侧额定电流 Ir2： Ir15A （4-22） （3）准确度等级由于考虑到仪表指针在仪表盘 1/22/3 左右较易准确读数，因此： Ir1=（1.251.5）Ic （4-23）以低压配电系统图 WP2 回路为例：由于 Ur=380V Ic=115.9A Ir1=（1.251.5）Ic=150A 本工程供配电系统的电流互感器主要用于测量，因此准确级选 0.5 级， 因此选用电

47、流互感器 LQG-0.5- 150/5。 其它电流互感器选择按以上方法选择，具体见本工程供配电系统图附录。4.5.2 电压互感器的选择（1）满足工作电压要求 对一、二次侧分别考虑如下：36（a）一次侧电压： Ur1=UN （4-24） Um1Uw （4-25）式中 Um1电压互感器最高工作电压 Uw 电压互感器装设处的最高工作电压Ur1电压互感器额定电压 UN 系统的标称电压（b）二次侧电压 Ur2: Ur2=100V （4-26）本工程高压供配电系统中 Ur1=10kV,因此选用电压互感器RZL10/0.1KV。其它电压互感器选择按照以上方法。4.4 导线选择 由计算结果知线路的计算电流 I

48、c=121.5A 初选电缆面积为120mmIal=245x0.9=220.5 Ic,合格三相短路电流 短路持续时间5U3.54LQPU101alxr2n)3(0）（kS11910K5.00tIS1373kk3min2）（SAK27.20I 3k.6s0tk37所以应选择电缆面积 S=120mm 电缆型号规格为 YjV22-8.7/10-3x1205 变配电室设计由于选择的变压器为干式变压器，断路器为真空断路器，低压断路器为塑料壳式断路器，没有可燃性油的高低压配电装置和非油浸的电力变压器，可设置在同一房间内。具有符合 IP3X 防护等级外壳的无可燃性油的高低压配电装置和非油浸的电力变压器。（1）

49、本变配电室由变压器柜、高压配电柜、低压配电柜、电容器柜、控制室和值班室等组成。（2）室内安装的干式变压器，其外廓与四周墙壁的净距不应小于 0.6m；干式变压器之间的间距不应小于 1m，并应满足巡视，检修的要求。在考虑变压器布置及高、低压进出线位置时，应尽量使负荷开关或隔离开关的操作机构装在近门处。（3）在确定变压器室面积时，应考虑变电站所带负荷发展的可能性，一般按装设大一级容量的变压器考虑。（4）变压器室内不应用与其无关的管道和明敷线路通过。（5）干式变压器可安装在中低压配电室内。（6）应考虑留有适当数量开关柜的备用位置。38（7）成套电容器柜单列布置时，柜正面与墙面之间的距离不应小于 1.5

50、m，双列布置时，柜面之间的距离不应小于 2m，长度大于 7m 的中压电容器室应设两个出口，并宜布置在两端，电容器室门应向外开。（8）当变压器、中压开光、电容器等均采用无油设备时，变压器室、中、低压配电室、电容器和值班室可设于一个房间内。自备柴油发电机组设置在民用建筑内时，只能设在地面层或底下一层。除了按照机组的房间外，还应设置为机组供应燃油的贮油间，还应考虑机组的启动用蓄电池、控制设备、排烟、排风、冷却设施的位置。6 防雷接地设计6.1 接地概念将电力系统或电气设备的某一正常不带电，而故障运行时可能带电的金部分或电气装置外露可导电部分经接地线连接到接地极称为接地。6.2 接地形式的种类6.2.1 TNC 系统TNC 系统被称之为三相四线系统，如图 4-1。该系统中性线 N 与保护接地 PE