学校配电系统设计电气控制设计说明

1、 PAGE36 / NUMPAGES42毕业设计（论文）（说 明 书）题 目： 学校配电系统设计 姓 名： 马云霞 学号：工业职业技术学院2014年 月 日工业职业技术学院毕业设计 （论文） 任 务书 马云霞 专业 楼宇智能化工程技术 任 务 下 达 日 期 年月日设计（论文）开始日期年月日设计（论文）完成日期年月日设计（论文）题目： 学校配电系统设计 编制设计设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 贾纯纯 系(部)主 任 年 月 日 工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录 自动化与信息工程 系 楼宇智能化工程技术 专业，学生马云霞于年月日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 学校配电

2、系统设计 专题（论文）题目： 学校配电系统设计 指导老师： 贾纯纯 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 马云霞 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员：， ， ， 工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第页共页学生： 马云霞 专业 楼宇智能化工程技术 年级 11级 毕业设计（论文）题目： 学校配电系统设计 评阅 人：指导教师： （签字） 年 月 日成 绩：系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）与答辩评语：摘 要在本设计中完成对学校配电系统设计，主要包括

3、负荷计算、照明系统、插座系统、低压配电系统、防雷与接地系统。论文针对学校电气的设计和使用需要，在重点表述低压配电系统、负荷计算和防雷与接地系统的同时，侧重于电气基本理论和基本知识。使学校在实现安全可靠配电的同时，还要做到环境的美化，让整个学校的配电合理、适用、经济。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。通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。关键词：低压配电，照明，电气设备，配

4、电系统，防雷接地目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc375830403第一章绪论 PAGEREF _Toc375830403 h 1HYPERLINK l _Toc375830404第二章学校负荷计算 PAGEREF _Toc375830404 h 2HYPERLINK l _Toc3758304052.1 负荷分级与供电要求 PAGEREF _Toc375830405 h 2HYPERLINK l _Toc3758304062.1.2 计算负荷的确定 PAGEREF _Toc375830406 h 3HYPERLINK l _Toc3758304072.1

5、.3 按需要系数法确定计算负荷的公式 PAGEREF _Toc375830407 h 3HYPERLINK l _Toc3758304082.2 学校的负荷计算 PAGEREF _Toc375830408 h 4HYPERLINK l _Toc3758304092.3 无功补偿 PAGEREF _Toc375830409 h 7HYPERLINK l _Toc3758304102.3.1 无功补偿的目的 PAGEREF _Toc375830410 h 7HYPERLINK l _Toc3758304112.3.2 无功功率的人工补偿装置 PAGEREF _Toc375830411 h 7HYP

6、ERLINK l _Toc3758304122.3.3 并联电容器的选择计算方法 PAGEREF _Toc375830412 h 8HYPERLINK l _Toc3758304132.3.4 无功功率补偿的计算 PAGEREF _Toc375830413 h 8HYPERLINK l _Toc3758304142.4 变压器选择 PAGEREF _Toc375830414 h 9HYPERLINK l _Toc375830415第三章低压配电系统设计 PAGEREF _Toc375830415 h 11HYPERLINK l _Toc3758304163.1 高层建筑一般规定 PAGEREF

7、 _Toc375830416 h 11HYPERLINK l _Toc3758304173.2 低压配电系统线路的选择 PAGEREF _Toc375830417 h 12HYPERLINK l _Toc3758304183.2.1 低压线路接线方式 PAGEREF _Toc375830418 h 12HYPERLINK l _Toc3758304193.2.2 电气主接线 PAGEREF _Toc375830419 h 13HYPERLINK l _Toc375830420第四章短路计算 PAGEREF _Toc375830420 h 19HYPERLINK l _Toc3758304214

8、.1 计算短路电流的目的 PAGEREF _Toc375830421 h 19HYPERLINK l _Toc3758304224.2 短路计算的方法 PAGEREF _Toc375830422 h 19HYPERLINK l _Toc3758304234.3 短路电流的计算过程与结果 PAGEREF _Toc375830423 h 19HYPERLINK l _Toc375830424第五章电气设备的选择 PAGEREF _Toc375830424 h 22HYPERLINK l _Toc3758304255.1 配电系统电气设备的选择 PAGEREF _Toc375830425 h 22H

9、YPERLINK l _Toc3758304265.2 10KV侧一次设备的选择校验 PAGEREF _Toc375830426 h 24HYPERLINK l _Toc3758304275.3 380V侧一次设备的选择校验 PAGEREF _Toc375830427 h 26HYPERLINK l _Toc3758304285.4 高低压母线的选择 PAGEREF _Toc375830428 h 27HYPERLINK l _Toc375830429第六章电气照明设计 PAGEREF _Toc375830429 h 29HYPERLINK l _Toc3758304306.1 照明概述 PA

10、GEREF _Toc375830430 h 29HYPERLINK l _Toc3758304316.2 照度计算 PAGEREF _Toc375830431 h 29HYPERLINK l _Toc3758304326.3 学校的电气照明计算 PAGEREF _Toc375830432 h 31HYPERLINK l _Toc3758304336.4 插座系统 PAGEREF _Toc375830433 h 32HYPERLINK l _Toc3758304346.4.1 插座系统的概述 PAGEREF _Toc375830434 h 32HYPERLINK l _Toc3758304356

11、.4.2 插座的安装 PAGEREF _Toc375830435 h 32HYPERLINK l _Toc3758304366.4.3 学校宿舍标准层设计 PAGEREF _Toc375830436 h 33HYPERLINK l _Toc375830437第七章防雷接地系统 PAGEREF _Toc375830437 h 34HYPERLINK l _Toc3758304387.1 变配电所的防雷保护 PAGEREF _Toc375830438 h 34HYPERLINK l _Toc3758304397.1.1 直击雷保护 PAGEREF _Toc375830439 h 34HYPERLI

12、NK l _Toc3758304407.1.2 雷电侵入波的保护 PAGEREF _Toc375830440 h 34HYPERLINK l _Toc3758304417.2 变配电所接地装置的设计 PAGEREF _Toc375830441 h 34HYPERLINK l _Toc375830442结论 PAGEREF _Toc375830442 h 36HYPERLINK l _Toc375830443致 PAGEREF _Toc375830443 h 37HYPERLINK l _Toc375830444参考文献 PAGEREF _Toc375830444 h 38第一章 绪论本次设计的

13、具体项目是学校配电项目，通过具体对学校小区的调查，发现现在的学校在配电系统上有了很大的进步和提高，现在的配电系统更加安全可靠，合理经济。随着市场经济的发展，国家在城乡电网建造和改造中，要求直接进入负荷中心，形成高压受电变压器降压低压配电的供电格局，所以供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、无人值守的方向发展，箱式变电站正是具有这些特点的最佳产品。其次随着社会发展和城市化进程的加快，负荷密度越来越高，城市用地越来越紧，城市配电网逐步由架空向电缆过滤，架杆方式安装的配电变压器越来越不适应人们的要求，因此预装式变电站成为主要的配电设备之一。再次人们对供电质量尤其是供电的可靠性要求越来越高，而采用高压

14、环网或双电源供电、低压网自动投切等先进技术的预装式变电站成为首选的配电设备。学校建筑面积 37万平方米，共有建筑30栋，本设计采用10Kv电源进线，进过变压降压成380v，供给学院各楼适用。供配电设计需要考虑很多方面，分析变电所担负的任务与用户负荷等情况。利用用户数据进行负荷的计算，确定用户无功功率补偿装置。同时进行各种变压器的选择，从而确定变电所的主接线方式，在进行选择变电所高低压电气设备等。现在社会的信息化和网络化，都建立在电气化的基础之上的，因此做好供配电工作，对于保证正常的工作、学校、生活将十分重要的意义。供配电设计必须遵循的一般原则有：(1)必须遵循国家的有关法令、标准和规，执行国家

15、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，按照符合性质、用电容量、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。在本设计中，要求完成对学校配电系统设计，主要包括负荷计算、照明系统、插座系统、低压配电系统、防雷与接地系统。论文针对学校电气的设计和使用需要，在重点表述低压配电系统、负荷计算和

16、防雷与接地系统的同时，侧重于电气基本理论和基本知识。使学校在实现安全可靠配电的同时，还要做到环境的美化，让整个学校的配电合理、适用、经济。第二章 学校负荷计算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。采用无功补偿，提高了系统的功率因数，不仅可以节能，减少线路压降，提高供电质量，还可以提高系统供电的裕量。本章采用需要系数法对学校的各类用电负荷进行详细计算，并采用并联电容器方法对低压进行集中补偿，以提高功率因数。2.1 负荷分级与供电要求电力负荷应根据对供电可靠性的要求与

17、中断供电在政治、经济上所造成的损失与影响的程度分为一级、二级、三级负荷。独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常的专用馈电线路，以与蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线路供电。必要时采用不间断电源（UPS）。一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或将在政治上，经济上造成重大损失者；或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。就学校供配电这一块来讲，我校现没有一级用电负荷。二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等

18、。在本次毕业设计中：我校现有的二级负荷有：行政楼，实训楼的消防电梯、消防水泵、应急照明，银行用电设备，办公用电设备，保卫处用电设备，学校大门照明与门禁系统，水泵，食堂厨房用电，教学楼照明。三级负荷为不属于前两级负荷者。对供电无特殊要求。我校除了前面罗列的二级负荷外，全为三级负荷。学校变电所现有分区：我校现有变电所共记有三处，每一处管辖围不等的一个供电区域。1、第一个：办公楼、1#教学楼、2#教学楼、图书馆、综合馆、竞赛馆、行政楼、南区新七新十三 、计算机实训中心2、第二个：实训楼、就业楼、餐厅、北区宿舍楼3、第三个：南区新一 新六宿舍楼、茶水房、澡堂这三个变电所主要分别管以上建筑物，它们的进电

19、来自不同的地方，其实每一个变电所的电都供给重要建筑物，形成双电路，这样当一条电路出现故障时，另一电路能继续供电，保证供电可靠。表2-1学校楼宇负荷估测表楼宇负荷/kw楼宇负荷/kw1#教学楼86.44综合楼205.842#教学楼86.44餐厅 121.4 图书馆36.6宿舍楼609.11办公楼262.4综合馆22.86保卫室22.42校园路灯6南区东部宿舍楼楼22.86操场1.722.1.2 计算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

20、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，在计与供电线路、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。本设计则采用需要系数法来确定计算负荷。2.1.3 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）式中 Pe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）（3） 视在计算负荷（单位为KVA）（4） 计算电流（单位为A）（5） 多组用电设备

21、有功计算负荷基本公式：同时系数: 本次设计取2.2 学校的负荷计算例如：教学楼的荧光灯的功率：=23.040.8=18.432kw=23.041.2=27.648kw=23.04/0.55=33.513kw总功率：根据多组用电设备有功计算负荷基本公式可计算出Pz=115.096+104.84+158.62+322.6+90.46+20.724+12.06+11.55+5.7+1.184=842.834kwQz=97.638+72.256+126.4876+266.611+20.4102+16.4238+7.97+8.6933+0.44=616.93kwSz=150.93+127.33+202.

22、878+138.448+92.734+26.443+14.456+14.156+5.7+1.26=879.275kwP=842.8340.9=758.551kwQ=616.930.95=586.084kwS=958.58kw=758.551/958.58=0.8表2-2学校负荷的计算建筑名称负荷性质数量总容量需要系数cos计 算 负 荷1#-2#教学楼荧光灯288211.5220.80.5518.43227.64833.513白炽灯4421.7620.951.03.34403.344投影机2424.820.60.85.764.327.2空调2424820.70.867.250.484消防电36

23、40.720.50.820.3615.2725.45合 计172.88115.09697.638150.93综合楼（包括实训楼，机房，竞赛馆，会议室）荧光灯3007.760.80.556.2089.43611.287白炽灯441.760.951.01.67201.672空调30600.70.84233.652.5电脑320960.30.828.821.636实验器材200.81.016016消防电1620.300.50.810.167.6212.7合 计205.84104.8472.256127.33办公楼荧光灯32012.80.850.5510.8816.537619.78白炽灯801.20

24、.951.01.1401.14电 脑160480.30.814.410.818空 调801600.70.811284140消防电2040.40.50.820.215.1525.25合 计262.4158.62126.4876202.878宿舍楼荧光灯300174 170.60.5540.862.01617.45白炽灯300171.47170.951.023.74023.74电风扇1501710170.50.758574.863.75消防电18420.36170.50.8173.06129.795138.448合 计609.11322.6266.611243.388餐厅荧光灯401.60.60.

25、550.961.45921.745电视81.60.50.750.80.7041.067电风扇2020.50.7510.881.173电磁炉40800.851.068068电冰箱40160.60.79.69.79213.714消防栓1020.20.50.810.17.57512.625合 计121.490.4620.410292.734图书馆荧光灯602.40.60.551.442.1882.62白炽灯80.320.951.00.30400.304空调6120.70.88.46.310.5电脑61.80.30.80.540.4050.675消防栓420.080.50.810.047.5312.5

26、5合计36.620.72416.423826.443综合馆白炽灯401.60.951.01.5201.52音响1010.50.750.50.440.667消防栓420.080.50.810.047.5312.55合计22.8612.067.9714.456保卫室荧光灯20.080.50.550.040.06080.073空调120.70.81.41.051.75电脑10.30.30.80.090.06750.1125消防栓220.040.50.810.027.51512.525合计22.4211.558.693314.156校园路灯白炽灯15060.951.05.705.7合计65.705.7

27、操场白炽灯120.720.951.00.68400.684音响1010.50.750.50.440.667合计1.721.1840.441.26乘以Kp=0.9， Kq=0.95总合计1461.230.8758.551586.084958.582.3 无功补偿2.3.1 无功补偿的目的采用无功补偿，提高系统的功率因数，既可以节能、减少线路压降，又能提高供电质量，还可以提高系统供电的裕量。因此，供配电系统中的无功功率补偿是必不可少的。2.3.2 无功功率的人工补偿装置工程中普遍采用并联电容器来补偿供电系统的无功功率。并联电容器的补偿方式，有以下三种：（1） 高压集中补偿 电容器装设在变配电所的高

28、压电容器室，与高压母线相联（如图2-1）。（2） 低压集中补偿 电容器装设在变配电所的低压配电室或单独的低压电容器室，与低压母线相联。它利用指示灯或放电电阻放电。按GB5022795规定：低压电容器组可采用三角形结线或中性点不接地的星形结线方式（如图2-2）。（3） 低压分散补偿 电容器装设在低压配电箱旁或与用电设备并联。它就利用用电设备本身的绕组放电。电容器组多采用三角形结线（如图2-3）。民用建筑供电有它的特殊性：一是照明负荷占的比重比较大，属于分散负荷；二是电机大部分是空调风机、防排烟风机，其容量也是小而分散。由于上诉原因，在民用建筑的供电系统中，一般都是采用低压配电装置处集中补偿。而且

29、，采用低压集中补偿不需要从电力系统中获取无功，可以减少电力系统的无功功率发生装置，也减少了电力系统到用户的线路上的无功传输，从而减少了这部分线路的电压损失与电能损耗。因此，本设计采用低压集中补偿。2.3.3 并联电容器的选择计算方法（1） 无功功率补偿容量（单位为kvar）的计算（2）并联电容器个数式中 qc单个电容器的容量（单位为kvar）2.3.4 无功功率补偿的计算由负荷计算表知，该学校380侧最大负荷时的功率因数为0.8。而民用建筑各地供电局规定低压功率因数补偿到0.95,高压功率因数补偿到0.9以上。（1） 低压电容器柜（屏）的选择方法PGJ1型低压无功功率自动补偿屏有1、2、3、4

30、等4种方案。其中1、2屏为主屏，3、4屏为辅屏。1、3屏各有六条支路，电容器为BW0.4-14-3型，每屏共84kvar，采用六步控制，每步投入14kvar。2、4屏各有八条支路，电容器亦为BW0.4-14-3型，每屏共112kvar，采用8步控制，每步投入14kvar。选择步骤： 根据控制步数要求，选择一台1号或2号主屏。 根据所需无功补偿容量再补充一台或数台3号或4号辅屏（2） 低压电容器柜（屏）的选择c=(tan a1-tan a2) =758.551(0.724-0.428)Kvar=224.53Kvar选PGJ1型低压自动补偿屏,并联电容器为BW0.4-14-3型。其方案1(主屏)1

31、台与方案3(辅屏)1台相结合,总共容量126kvar2=256kvar。无功补偿后，380v侧和10kv侧负荷计算如表表2-3无功补偿后学校的计算负荷项目Cos计算负荷380V侧补偿前负荷0.8758.551586.084958.58380V侧无功补偿容量256380V侧补偿后负荷0.9758.551330.084827.25主变压器功率损耗0.015=12.410.06=49.63510KV侧负荷总计0.9770.961379.719859.415经过选PGJ1型低压自动补偿屏,并联电容器为BW0.4-14-3型低压集中补偿后，不但提高了系统的功率因数，使高压侧的功率因数达到了0.9达到了供

32、电局的要求，而且减少了线路压降，提高了供电质量，还提高了系统供电的裕量。2.4 变压器选择变压器的选取原则：（1）变压器容量的选择 先计算电力变压器的二次侧的总的计算负荷，并考虑无功补偿容量，从而求得变压器的一次侧计算负荷，并作为选择变压器容量的重要依据。对有两台变压器的变电所，通常采用等容量的变压器，每台容量应同时满足以下两个条件：满足总计算负荷70%的需要，即：0.7 ； （2-1）满足全部一、二级负荷的需要，即： （2-2）电力变压器的选择，应综合供配电计算负荷、供电可靠性要求和用电单位的发展规划等因素考虑，力求经济合理，满足用电负荷的要求。但有一个不变的原则是：在保证供电可靠性的前提下

33、，电力变压器的台数应尽量的减少，尽可能的少。(2) 变压器台数的选取电力变压器台数的选取应根据用电负荷的特点、经济运行、节能和降低工程造价等因素综合确定。如果周围环境因素恶劣，选用具有防尘、防腐性能的全密闭电力变压器BSL1型；对于高层建筑，地下建筑，机场等消防要求高的场所，宜选用干式电力变压器SLL、SG、SGZ、SCB型；如电网电压波动较大而不能满足用电负荷的要求时，则应选用有载调压电力变压器，以改善供电电压的质量。对于一般车间、居民住宅、机关学校等，如果一台变压器能满足用电负荷需要时，宜选用一台变压器，其容量大小由计算负荷确定，但总的负荷通常在1000KV以下，且用电负荷变化不大。对于有

34、大量一、二级用电负荷或用电负荷季节性（或昼夜）变化较大，或集中用电负荷较大的单位，应设置两台与以上的电力变压器。如有大型冲击负荷，为减少对照明或其它用电负荷的影响，应增设独立变压器。对供电可靠性要求高，又无条件采用低压联络线或采用低压联络线不经济时，也应设置两台电力变压器。选用两台变压器时，其容量应能满足一台变压器故障或检修时，另一台仍能对一级和部分二级负荷供电。（3）变压器类型的选择电力变压器类型的选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组形式、绝缘与冷却方式、联结组别等。变压器按相数分，有单相和三相两种。用户变电所一般采用三相变压器。变压器按调压方式分，有无载调压和有载调压两种。我校是10k

35、V配电变压器，采用有载调压方式。变压器按绕组形式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器等。用户供电系统大多采用双绕组变压器。变压器按绝缘与冷却方式分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等。10kV配电变压器有Yyn0和Dyn11两种常见联结组。由于Dyn11联结组变压器具有低压侧单相接地短路电流大，具有利于故障切除、承受单相不平衡负荷的负载能力强和高压侧三角形接线有利于抑制零序谐波电流注入电网等优点，从而在TN与TT系统接地形式的低压电网中得到越来越广泛的应用。由上面分析得出选择变压器的类型为油浸式、有载调压、双绕组、Dyn11联结组。变压器的型号是：SZ-1600KVA/10KV/0.4

36、KV Dyn11第三章 低压配电系统设计3.1 高层建筑一般规定（1）本学校是由10Kv电源供电，学校的教学楼和其他的建筑楼的用电负荷分级应负荷现行的建筑设计防火规笵等规定。当小区仅有三级负荷时，供电电源可取10Kv供电回路，当小区同时具有一、二级负荷时，则应根据区域变电所的电源路数和变压器台数确定供电电源，当区域变电所的10Kv出线走廊受到限制或配电装置间隔不足且无扩建余地时，宜在小区设置10Kv开闭所。开闭所宜在与10Kv变电站联体建设。（2）配电系统设计应根据工程规、设备布局、负荷容量与性质等综合考虑确定。（3）配电系统应该满足生产和使用所需要的供电可靠性和电压质量；接线简单，并有一定的

37、灵活性；操作安全，检修方便；另外，还有考虑节省有色金属消耗、减少电能损好。（4）自变压器两侧至用电设备之间的低压配电级数不宜超过三级，但对非常重要的负荷供电时，可以超过三级。（5）由公用电网引入建筑物的电源线路，应在屋靠近进线点便于操作维护的地方装设电源开关和保护电器。若由本单位配电所引入建筑物的专用电源线路，可装设不带保护的隔离电器。（6）在正常环境的车间或建筑物，当大部分用电设备容量不很大的时候，又无特殊要求时宜采用树干式配电。当用电设备容量大，或负荷性质重要，或在很潮湿、有腐蚀性环境的车间与建筑物，宜采用放射式配电。（7）各级低压配电屏，应根据发展的可能性留有适当的备用回路。（8）高层建

38、筑低压配电一般应遵循以下原则：= 1 * GB3应满足计量维护管理、供电安全、可靠地要求，应将照明与电力负荷分成不同配电系统。= 2 * GB3确定高层住宅低压配电系统与计量方式时，应与当地供电部门协商，一般可以采用以下几种方式：= 1 * alphabetica）配电设备的布置应便于安装和维护。高层民用建筑的地下层通常有两层，宜将总配电室（变电所）设在地下一层。柴油发电机宜用风冷式机组，且机房最好设置在地下一层；一是便于通风冷却；二是可与变配电室中的设备共用运输通道。为防火的需要，不宜设置可燃油浸的电力变压器、高压电容器和多油开关，而应采用干式变压器与高压真空开关。各楼层配电室宜设在电气竖井

39、，一般情况下配电箱与电缆分装在竖井的不同侧面。b）供配电系统的网络设计应合理。高层民用建筑中的低压配电网络多采用混合式配电系统。其中地下室与裙楼部分采用放射式配电，主体部分采用树干式配电。根据负荷大小和楼层层数的多少，决定选用分区树干式还是母线树干式配电系统。树干式的配电形式一般为电缆或插接式绝缘母线槽沿垂直的电气竖井敷设。（9）高层建筑低压配电一般应遵循如下原则：= 1 * GB3选择变压器时，一般SCR型干式变压器。= 2 * GB3将照明与电力负荷分成不同的配电系统。= 3 * GB3对于容量较大的集中负荷或重要负荷宜从配电室以放射配电；对各层配电间的配电宜采用下列方式之一；a)工作电源

40、采用分区树干式,备用电源也采用分区树干式或首层到顶层垂直干线的方式。b)工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。c)工作电源采用分区树干式，备用电源取自应急照明等电源干线。= 4 * GB3对经常处于备用状态的消防泵、喷淋泵、事故排风机等设备，不作为计算负荷的一部分来选择变压器容量。为保证在发生火灾事故时，消防设备的起动与正常运转，可以采取自动切除非消防用电设备的措施。= 5 * GB3高层建筑的配电箱设置和配电回路划分，应根据负荷的性质和密度、防火分区、维护管理等条件综合确定。= 6 * GB3自备应急柴油发电机组的选择。3.2 低压配电系统线路的选择3.2.1 低压线路接线方式

41、低压配电线路采用反射式、树干式与环式等接线法。放射式放射式接线的特点是其引出线发生故障时互不影响，因此供电可靠性较高。但在一般情况下，其有色金属消耗量较多，采用的开关设备较多。多用于设备容量较大或对供电可靠性要求较高的设备配电。树干式树干式接线的特点与放射式相反，一般情况下，树干式接线采用的开关设备较少，有色金属消耗量也较少，但当线路发生故障时，影响围较大，因此供电可靠性较低。环形高压环形接线，实质上是两端供电的树干式接线，这种接线在现代城市电网中应用很广。为了避免线路上发生故障时影响整个网络，也为了便于实现线路保护的选择性，环形线路中有一段断开。为了便于切换操作，环形线路中的开关多采用负荷开

42、关。供电可靠性较高；在一段线路发生故障时，都不致造成供电中断，但易发生误操作。图3-1 低压配电主接线形式在正常环境的车间或建筑物，当大部分用电设备为中小容量，并且无特殊要求的时候，应采用树干式配电。当用电设备为大容量时，或负荷性质重要，或在有特殊要求的建筑物，应采用放射式配电。对供电可靠性要求高时，采用环形接线。我学校接线较多，采用树干式与放射式相结合的方式供电，既可以节约成本，又能保证供电可靠性。3.2.2 电气主接线电气主接线是变电所由高压电气设备通过连线组成的接收和分配电能的电路。用规定的设备、文字符号，按其作用依次连接的电气主接线单线图称作主接线图。电气主接线根据变电所在电力系统中的

43、地位、回路数、设备特点与负荷性质等条件确定，并应满足运行可靠、简单灵活、操作方便、易于维护检修、利于远方监控和节约投资等要求。电气主接线的概念发电厂、变电所的一次接线是由直接用来生产、汇聚、变换、传输和分配电能的一次设备的一次设备构成的，又称为电气主接线。是发电厂（变电所）电气部分的主体结构，也是电力系统网络结构的重要组成部分。它对电气设备选择、配电装置布置、继电保护与自动装置的配置起着决定性的作用，因此，主接线必须综合考虑各方面因素，经技术经济比较后方可确定出正确、合理的设计方案。电气主接线应满足以下基本要求：a、具有一定的灵活性 主接线在力求简单、明了、操作方便的同时，也要求有一定的灵活性

44、，以适应系统不同运行方式的要求。1) 调度时，应可以灵活的投入和切除发电机、变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以与特殊运行方式下的系统调度要求。2) 检修时，可以方便的停运断路器、母线与其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的用电。3) 扩建时，可以容易的从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、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小。b、操作应尽可能简单、方便主接线应简单清晰、操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接线不仅不便于操作，还往往会造成运行人员的误操作

45、而发生事故。但接线过于简单，可能又不能满足运行方式的需要，而且也会给运行造成不便或造成不必要的停电。c、可靠性 供电可靠性是电力生产和分配的首要任务，保证供电可靠性是电气主接线最基本的要求。分析和研究主接线可靠性通常应从以下几方面综合考虑：（1)变电站在电力系统中的地位和作用变电站是电力系统的重要组成部分，其可靠性应与系统相适应。例如：对一个中小型变电站的主接线就毋须要求过高的可靠性，也就没有必要采取太复杂的接线形式；而对于一个大型发电厂或超高压变电站，由于它们在电力系统中的地位很重要，供电容量大、围广，发生事故可能使系统稳定运行遭破坏，造成巨大损失。因此，其主接线应采取供电可靠性高的接线形式

46、。（2)变电站的运行方式与负荷性质电能的特点是：发电、变电、输电和用电同时完成。而负荷的性质按其重要性又有类、类和类之分。因此，根据发电厂的运行方式和负荷的要求，进行具体分析，以满足必要的供电可靠性 。（3）断路器检修时是否会影响对用户的供电。（4）设备和线路故障或检修时，停电线路的多少和停电时间的长短，以与能否保证对重要用户的供电。 d 、经济性主接线在保证安全可靠、操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用小，占地面积最少，使其尽地发挥经济效益。一般应当从以下几方面考虑：1)投资小 2)占地面积少3)电能损耗少e、扩建的可能性 由于近年来，我国的经济建设高速发展，各地区的电力负荷的需求近

47、年来增加的很快，因此，在选择主接线时，要充分考虑到具有扩建的可能性，并且预留出合适的扩建空间。主接线的分类：a单母线接线 (如图3-2)图3-2单母线接线L3L2电源2电源1WBQFQF1L4L1母线起汇集和分配电能的作用。每一条进出线回路都组成一个接线单元，每个接线单元都与母线相连。优点：简单、经济= 1 * GB3线简单（设备少）、清晰、明了；布置、安装简单，配电装置建造费用低； 断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁，操作安全、方便，母线故障的几率低；易扩建和采用成套式配电装置。缺点：不够灵活可靠。主母线、母隔故障或检修，全厂停电；任一回路断路器检修，该回路停电。 适用围：（1）小型骨干

48、水电站台以下或非骨干水电站发电机电压母线的接线； （2）610kV出线（含联络线）回路5回；（3）35kV出线（含联络线）回路3回；（4）110kV出线（含联络线）回路2回。b单母线分段接线（如图3-3）为了克服一般单母线接线存在的缺点，提高它的供电可靠性和灵活性，把单母线分成几段，在每段母线之间装设一个分段断路器和两个隔离开关。每段母线上均接有电源和出线回路，便成为单母线分段接线。S2S1图3-3单母线分段接线QF2QF1W1W11WL4WL3WL2WL11、单母线分段接线的优点：（1）用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路,有两个电源供电。 （2）当一段母线发生故障，分段

49、断路器自动将故障段切除，保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电。2、单母线分段接线的缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。（2）当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越。（3）扩建时需向两个方向均衡扩建。3、单母线分段接线的适用围：（1）610kV配电装置出线回路数为6回与以上时。（2）3563kV配电装置出线回路数为48回时。（3）110220kV配电装置出线回路数34时。c单母线带旁路母线的接线有了旁路母线，检修与它相连的任意回路的断路器时，该回路便可以不停电，从而提高了供电的可靠性。它广泛地用于出线数较多的110kV与以上的高压配电装

50、置中。而35kV与以下的配电装置一般不设旁路母线，因为负荷小，供电距离短，容易取得备用电源，有可能停电检修断路器，并且断路器的检修、安装或更换均较方便。一般35kV以下配电装置多为屋型，为节省建筑面积，降低造价都不设旁路母线。只有在向特殊重要的、类用户负荷供电，不允许停电检修断路器时，才设置旁路母线。带有专用旁路断路器的接线，加装了价高的断路器和隔离开关，增加了投资。供电可靠性有特殊需要路器。对于单母线分段接线，常采用以分段断路器兼作旁路断路器的接线。两段母线均可带旁路母线，正常时旁路母线不带电。该出线路这种接线方式，对于进出线不多，电压或接入旁路母线的线路过多、难于操作时采用。为节约建设投资

51、，可以不采用专用旁路断为35110kV的变电所较为适用，具有足够的可靠性和灵活性。d双母线接线（如图3-4）QFaWB1QF1WB图3-4双母线接线电源2电源1L4L3L2L11.可轮流检修母线而不影响供电。2.检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电。3.工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电。4.可利用母联断路器代替引出线断路器工作。5.便于扩建。6.由于双母线接线的设备较多，配电装置复杂，运行中需要用隔离开关切换电路，容易引起误操作；投资和占地面积也较大。表3-1主接线方案比较方 案项 目方案单母线方案单母线分段方案双母线技 术会造成全校停电调度不够灵活保证对重要用户的供

52、电任一断路器检修，该回路停止工作不会全校停电调度较灵活操作简单供电可靠调度灵活扩建方便便于试验易误操作经 济占地少设备少占地较少便于维护设备多、配电装置复杂投资和占地面大根据以上对电气主接线的介绍，结合学校的供电特点，我学校10kV配电所主接线宜采用单母线分段接线。主接线设计（如图3-5）T2QF22T1QF20图3-5 主接线设计图QF210.4KvQF10QF11QF13QF14QF1210KV电源进线配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。在高压断路器的电源侧与可能反馈电能的一侧，装设高压隔离开关。10kV母线的分段处，装设断路器。配电所每段高压母线上装设避雷器。接在

53、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，不装设隔离开关。每段高压母线上装设2组电压互感器。用于检测电源进线电压值。第四章 短路计算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（有位制法）和标么值法。在电力系统计

54、算短路电流时，如计算低压系统的短路电流，常采用有位制；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 短路电流的计算过程与结果（1） 绘制计算电路图如图4-1图4-1 短路计算电路系统500MVA(1)(2)LGJ185，8km10.5kVk-1SG10-630（3）0.4kVk-2（2） 确定基准值 设=100MVA，=10.5KV，高压侧，低压侧=0.4KV，则（3） 计算短路电路中各元件的电抗标幺值 电力系统 架空线路 查表8-37，得LGJ-185的=0.35km，而线长8km。故 电力变压器

55、 =4，故因此绘制等效电路，如图所示图4-2 等效电路（4） 计算k-1点（10.5KV侧）的短路电路总电抗与三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值 三相短路电流周期分量有效值 其它短路电流 三相短路容量（5） 计算k-2点（0.4KV侧）的短路电路总电抗与三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值 三相短路电流周期分量有效值 其它短路电流 三相短路容量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/MVAk-12.012.012.015.133.0436.5k-215.815.815.8 29.0717.211第五章 电气设备的选择5.1 配电系统电

56、气设备的选择1、断路器选用原则： (1)根据用途选择断路器的型式与级数。(2)采取断路器作为电动机的短路保护时，瞬时脱扣器的整定电流为电动机启动电流的1.35倍（DW系列断路器）或1.7倍（DZ系列断路器）。 DZ20系列塑料外壳式断路器适用于交流50hz，额定绝缘电压660v，额定工作电压380v（400v）与以下，其额定电流至1250a 。一般作为配电用，额定电流200a和400y型的断路器亦可作为保护电动机用。在正常情况下，断路器可分别作为线路不频繁转换与电动机的不频繁起动之用。（3）采用断路器作为配电变压器低压侧总开关时，其分断能力应大于变压器低压侧的短路电流值，脱扣器的额定电流不应小

57、于变压器的额定电流，短路保护的整定电流一般为变压器额定电流的6-10倍；过载保护的的整定电流等于变压器的额定电流。 DW15 系列万能式空气断路器适用于交流50hz、额定电流至4000a,额定工作电压至1140v（壳架等级额定电流630a以下）80v（壳架等级额定电流 1000a与以上）的配电网络中，用来分配电能和供电线路与电源设备的过载、欠电压、短路保护之用。壳架等级额定电流630a与以下的断路器也能在交流 50hz、380v网络中供作电动机的过载、欠电压和短路保护。（4）照明、生活用导线保护断路器，是指在生活建筑中用来保护配电系统的断路器，选用时应考虑：长延时整定值小于等于线路计算负载电流

58、；瞬时动作整定值等于（6-20）倍线路计算负载电流。DZ12系列塑料外壳式断路器，体积小巧，结构新颖、性能优良可靠。(5)初步选定断路器的类型和等级后，还要与上、下级开关的保护特性进行配合，以免越级跳闸，扩大事故围。选择DZ20-1250断路器2、隔离开关作用：隔离开关是具有明显断开点的开关，而且断开间隙的绝缘与相间绝缘都是足够可靠的，可用于通断有电压而无负载的线路，还允许接通或断开空载的短线路、电压互感器与有限容量的空载变压器。隔离开关没有灭弧装置，因此不能用来切断负荷电流或短路电流，否则在高压作用下，断开点将产生强烈电弧，并很难自行熄灭，甚至可能造成飞弧（相对地或相间短路），烧损设备，危与

59、人身安全，这就是所谓“带负荷拉隔离开关”的严重事故。隔离开关还可以用来进行某些的切换操作，以改变系统的运行方式。例如：在双母线电路中，可以用隔离开关将运行中的电路从一条母线切换到另一条母线上。选择GN-10T/200的隔离开关3、熔断器熔断器是一种在短路或严重过载时利用熔化作用而切断电路的保护电器，它主要由熔体和熔断管组成。其中熔体既是敏感元件又是执行元件。由易溶金属制成，熔断管用瓷、玻璃或硬制纤维制成。当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件或珍贵器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了熔断器，那么，熔断器就会在电流异常升高到一

60、定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。假如电路中安装了断路器就可以不用熔断器，目前熔断器一般多用于控制回路。选择RN2-10型高压熔断器4、电容器电力电容器分为串联电容器和并联电容器，它们都改善电力系统的电压质量和提高输电线路的输电能力，是电力系统的重要设备。对于学校而言，电容器主要用于降低变压器二次侧电压波动。提高系统运行的功率因数。，具体数值在变压器选择时计算出，在此不作阐述。电容器补偿容量为：316Kvar。并联电容器为BW0.4-14-3型5、互感器互感器是按比例变换电压或电流的设备，互感器分为电压互感器和电流互感器两大类，其主要作用有：将一次系统的电