【《一个住宅小区的供配电系统设计》12000字】

一个住宅小区的供配电系统设计 目录摘要 摘要工业革命以来，电力得到了广泛的开发，并逐渐渗透到各个行业，现代信息通信技术和网络化技术在智能电气化的技术基础上得到了很好的确立。伴随科学的不断发展和技术的不断突破，我国人民的生活质量得到了改善，所涉及的家用电器的数量增加了，家庭用电也大大增加了。因此,居民对于生活中所居住的小区内部配电网络的供电和可靠性提出了更高的要求,这就需要一种合理的住宅小区内部配电系统的设计和接线方法简单、技术先进、运行稳定可靠且经济合理显得日趋重要。本研究课题是对于一个住宅小区的供配电系统进行设计,是一个典型的案例,设计的内容主要应该包含以下几个重点方面的内容,住宅小区的变压器负荷计算,功率因数补偿,小区变配电所内主变压器容量的大小如何选择,短路容量的计算,供电系统设计,防雷,接地等内容。其中的每个组成部分内容都是十分重要,需求满足安全可靠、操作方便、经济合理、便于开发这四个基本要求,每个组成部分的设计都会直接影响到一个住宅楼房的整体效果与安全系统性能。关键词：大型小区；供配电系统；负荷计算；设备选型；防雷接地第1章绪论1.1研究的背景、目的和意义随着我国经济社会的进步和发展越来越快,越来越发达,电能已经与我们的日常生活、学习、工作密切相关,人们对于电能的需求程度也得到了很大提高，人们对电能也越来越依赖。由于过去的社会发展缓慢，家用电器没有现在这么广泛,居民的用电极限很小,一户人家可能只有一盏灯，甚至连灯都没有。现如今,随着社会的发展,居民家庭使用电器产品的数量也在增加,居民的家庭用电量也在增加,微波炉、洗衣机、电视机、冰箱等各类家电设备也已经成为我们生活中常见的家电。停电会对我们的生活造成很多不便，电能的影响力和对社会的帮助可以说超过了任何媒介。同时,我国总体的工业和用电结构正在逐步的发生变化,居民和企业中的用电数量逐步增加,非工业和企业中用电的比重也逐步上涨。电能的正常使用和运行将会直接地影响到人们的一切,对于人们日常生活都具有极为重要的影响。而且住宅小区内的各个供配电系统能够安全地正常运行,是保证小区内居民的日常生活秩序的根本,可以说没有电能，就没有现在的生活。但是必须由专门的技术人员合理的去分配电能到各个地方,才能更好地去使用电能来造福社会。当前,电力的合理分配并不容易,所以在考虑到一种最恰当的供配电系统形态并非很简单。如果系统选取得不合理,很有可能就会造成经济上的损失,有时甚至会造成人身安全的损害。因此必须安全的运行电力系统,此外在节能方面也被认为是今后我们探索和研究的一个主要方向。1.2国内外研究现状通常来说,小区的供配电系统就是给各个小区用户合理的分配从国家电网上传送到的电能。而所谓的供配电技术,就是考虑如何将各个用户所得到的电能合理分配的技术。电力是现代工业化生产以及现代生活所不可或缺的能源。很难想象，如果当初并没有发现电,就注定没有今天的生活和现代化的社会。自第二次工业革命以来电力早已渗透进社会的各个行业，因此,用电设备电力供给若突然出现停止,则将可能会对社会造成一定的影响。因此作好供配电的维护工作,对于我们确保正常的日常工作、学习、生活将来都具备十分重要的价值。供配电工作需要很好地服务于用电单位和全体人员，并且一定要做到以下基本条件:(1)安全,在对所有电力设备进行安全供应、分配和正常运输过程使用中,不能出现任何人身安全事故和电力装置上的安全事故。(2)可靠,应能够满足各种电力使用者对其供电的可靠性与连续度的要求。(3)优质,应能够满足广大电力使用者对于电压、频率等质量的需求。(4)经济,应该尽量使得整套供配电系统的设备投资相对较少,运行中的成本相对较低,并且它还要尽可能的节省电能及减少对一些有色金属的消耗。供配电系统的发展趋势：(1)供配电系统的规模越来越大(2)功率密度也越来越高(3)供配电系统可靠性要求越来越高(4)供配电系统的绿色节能(5)配电自动化随着现代信息科技的发展与进步以及经济社会的发展,对于居民小区供配电系统的运行及其维护等安全性能的技术提出了更高的要求,并受到了政府及其相关部门的越来越多地重视。1.3研究内容工程基本概况：建筑地下2层，地上28层，建筑高度为90米，为一类高层居住建筑。结构形式为钢筋混凝土剪力墙结构，现浇混凝土楼板。总建筑面积约14026.08平方米。地下2层至地下1层为戊类储藏间和设备用房。地上一层至顶层为住宅，屋面层局部为设备用房。设计原则：智能小区每户用电标准值(kW)一类二类三类普通住宅468中档住宅679高档住宅8810建筑面积在75以下的住宅为普通住宅，建筑面积120以上的豪华住宅为高档住宅，介于75与120之间的为中档住宅。而对于高层住宅，由于公用电荷如电梯、公用照明、应急照明等智能化的管理，每户应增加0.6kW作为用电负荷。经计算，地上建筑面积约为13091.008平方米，每层面积约为467.536平方米。由于普通住宅相当于建筑面积75平方米以下的住宅，故每层设6户普通住宅。共计168户普通住宅。第2章负荷计算与功率因数补偿2.1负荷计算2.1.1负荷统计根据JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》行业标准规定，用电负荷应根据供电可靠性及中断供电所造成的损失或影响的程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。主要用电负荷的分级：图1主要用电负荷的分级根据工业与民用供配电设计手册对供配电系统负荷分级的要求[11][14]。负荷统计表如表1所列。表1负荷统计表序号设备负荷等级电压电动机类型单机容量安装/工作台数工作设备总容量需用系数功率因数1风机11380Y91/190.80.82风机21380Y5.51/15.50.80.83风机32380Y32/130.80.84低层生活水泵2380X5.51/15.50.80.85中层生活水泵1380X5.51/15.50.80.86高层生活水泵1380X5.51/15.50.80.87排污水泵1380X5.52/2110.80.88消防水泵1380X5.52/2110.80.89客用电梯1380Y132/2260.220.610消防电梯1380Y132/2260.220.611泛光照明2220100.80.712事故应急照明122080.80.713走道照明122060.80.714网络通信机房322050.90.8515消防安保机房222080.90.8516用户分布负荷3220168772.80.40.852.1.2负荷计算本论文主要使用需用系数法对有关内容进行计算。采用需用系数法首先按照设备容量对所有用电负荷进行分组。共分为6个用电负荷组，分别是风机组、水泵组、电梯组、照明组、机房组、用户分布负荷。各用电负荷的计算功率为：计算有功功率（2.1）计算无功功率（2.2）各用电负荷组的计算功率为：计算有功功率（2.3）计算无功功率（2.4）计算视在功率（2.5）各组计算如下：风机组水泵组电梯组照明组机房组用户分布负荷总计算视在功率总计算电流（2.6）功率因数（2.7）其中为需用系数。,即；对于短时工作的设备，如电梯、消防电梯。。同时对于客用电梯来说工作繁重取40%，消防电梯工作较轻取15%。同时系数为一般取0.8-0.9,一般取0.93-0.97。为配电干线额定电压，380V供电电压为400V综上所述，如表2所列即为负荷计算结果。表2负荷计算统计表序号设备名称计算容量据变电所距离有功kW无功kvar视在kVAkm1风机组12.610.1916.20.52水泵组27.7222.4135.6513电梯组5.257.539.20.84照明组17.281925.75机房组9.366.7511.51.56用户分布负荷247.30178.34304.97总计319.51244.22403.152.2功率因数补偿2.2.1无功补偿的目的由于在整个供电过程中，在供电系统中会产生很多无功损耗，从而直接导致功率因数的减小。而功率因数的减小会使得电能在传递的过程中产生很多损耗,降低设备的电能使用率，从而造成经济的损失。所以,根据国家供电管理部门的一些有关规定,在功率因数低于要求时需要对功率因数进行功率补偿。根据实际电气设备工作情况，居民住宅小区的功率因数应控制在0.7-0.75之间。但是，0.9以上。当功率因数低于要求时就需要我们提高功率因数。为了提高功率因数，我们可以选择合适的变压器容量，或者更换电动机型号，防止电动机长时间空载运行。如果这样还是达不到要求就需要我们对其进行无功补偿。2.2.2无功补偿计算进行无功功率补偿的办法主要有两种：就地进行无功功率补偿和改变发电机的两端电压。。本次设计的无功补偿主要采用了并联电容器补偿。而且并联电容器补偿根据其在电路上的不同位置上可以分为低压集中补偿、高压集中补偿以及单独装置进行就地补偿等三种方式。。低压集中补偿是指在10kV变电站0.4kV的低压供电母线上安装低压补偿电容器。低压集中补偿与其他的补偿方式相比，使用的补偿设备成本更低，投资也更小。而且方便管理，容易接线，对无功的平衡也比较有效。并且也能降低变压器的实际功率，减小变压器的容量，从而降低成本。根据JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》中3.6.2条要求：“10(6)kV及以下无功补偿宜在配电变压器低压侧集中补偿，且功率因数不宜低于0.9。高压侧的功率因数指标，应符合当地供电部门的规定”。由于不满足规范要求，需要进行无功补偿。同时由于每台变压器仍具有无功的损耗，功率补偿后的功率因数应该要大于0.9，取0.93。取,则。按照最大负荷计算的补偿容量计算为：（2.8）选择YY0.4-12-1型电容器，需要的电容器个数（2.9）考虑误差等因素，多用一个电容，即n取11实际补偿容量为补偿后低压侧的视在计算负荷为变压器功率损耗为补偿后高压侧的视在计算负荷为补偿后高压侧功率因数为满足要求。第3章主变压器和应急发电机的选择主变压器主要作为用户用电的电源，主变压器的各项选择标准影响着用电的安全性能。主变压器的容量需要根据负荷计算来选择，还要根据实际情况选择变压器的数量和实际运行方式。应急发电机作为备用电源的主体，常见的形式是柴油发电机或者柴油发电机。它是为了在出现短路、火灾等事故时供电系统出现故障时，可以保证系统内一、二级负荷或全部负荷正常供电。还需要注意的一点就是应该对正常供电和应急供电之间制定一个可靠的预防和减少并列运行的措施。如机械连锁、电气连锁等。目的主要是奥应急供电的专业性和技术稳定性，防止应急电源与正常使用的电网并网，引发事故。3.1变压器的选择由负荷计算得，该项目总的计算负荷Sc为403.15kVA，一台变压器的负载率不应大于0.85。由此可依据选择主变压器型号：（3.1）按此参数可以选择容量为400kVA的两台主变压器，并且为了对今后的发展留有空间，选用400kVA的主变压器较为合适。因此次设计欲选用SL11-400型变压器，其连接组别选用Yd11，。3.2应急发电机的选择根据JGJ16-2008民用建筑一级应急电气设计设备技术应用规范中6.1.1条的有关要求，为了有效保证一级电气负荷中特别重要的一级电气负荷在规定用电时间都需要分别安装一级应急保护电源。在本建筑工程中,客用动力电梯、消防人员专用动力电梯、消防人员应急救灾电力电源供给等供电负荷均应该属于这一类,因此在工程施工运行过程中相对来说应该也需要配备有一定的消防应急救灾供电动力电源。根据本次工程设计项目的实际应用情况，应急电源可以考虑采用小型柴油发电机组来实现。其中机组的总容量SC.F（3.2）其中P∑为总负荷。这里取低压配电母线侧值，即Pα为负荷率。取0.2。ηΣ为总负荷的计算效率。取0.8第4章短路电流计算4.1短路计算的目的当电路发生短路时，会产生很大的短路电流，此时的线路阻抗会很小。过大的短路电流可能会导致整个电路中的所有电气设备受到严重损坏，使得电路的供电受到严重的影响或者被迫暂时停止。并且若在干线火力发电厂附近突然意外发生了干线短路，还会可能直接导致短路使全部的干线电力系统全部停止正常运行而直接导致线路解列，引起非常严重的后果。短路故障可能造成产生的危险和后果都极为严重，为了有效地消除和限短路电流的直接威胁和及时缩小对短路故障可能造成的直接影响，在高压供电控制系统的基本电路结构设计和实际技术应用中，必须对其电流进行相应的短路电流计算。短路计算有两种方法：有名制法和标幺制法。本次设计采用标幺制法进行计算。4.2选取短路点并绘制等效计算图 短路计算其主要目的之一是为了正确选择设备。所以在需要安装设备的地方，都应设置短路点[12]。常见的电路短路点有高压母线、低压母线以及线路的末端等。本项目设计的短路点及等效计算图如图4所示。图4短路等效电路图4.3选择计算各基准值选取的基准电压为；选择的基准容量为。则各级基准电流分别为：4.4进行各元件的标幺电抗值计算4.4.1线路电抗值计算取架空线单位长度电抗为0.38，其他线路电抗为0.06。10kV架空线电抗电梯组馈电线路电抗水泵组馈电线路电抗机房组馈电线路电抗风机组馈电线路电抗4.4.2变压器电抗值计算4.4.3系统电源电抗4.5各短路点短路参数计算（1）k11）最大运行方式下的三相短路电流2）最小运行方式下的三相短路电流（2）k21）最大运行方式下的三相短路电流2）最小运行方式下的三相短路电流（3）k31）最大运行方式下的三相短路电流2）最小运行方式下的三相短路电流对于、、这三个短路点，其计算方法与k3相同。只需要在计算短路系统电抗值时，将点的线路电抗换成其余各短路点对应的线路阻抗标幺值计算即可。这里不再进行重复计算，三点短路计算数据见表3短路电流计算汇总表。表3短路电流计算汇总表短路点最大运行方式下短路参数最小运行方式下短路参数0.641.630.970.640.40.3510.727.216.210.77.86.83.38.553.332.62.275.83.42.272.11.82.085.3112.081.91.74.4511.36.74.453.93.3第5章供电系统的设计供电系统建设是我们整个电力系统建设中的一个重要环节，供电系统的设计作为本次小区供配电设计的总体框架。既要满足设计所需的要求，也要做到安全可靠、操作方便、经济合理、便于发展，这四点要求对于供电系统的设计至关重要，这是在供电系统设计过程中必须要保证的四点。5.1供电系统的接线方式在本工程项目中，所需要涉及到的照明设施负荷主要有：消防应急照明负荷、航空障碍物照明负荷、行人走道照明负荷、旅客扶梯照明负荷、建筑分布式照明负荷。重要负荷约占总负荷的百分之二十左右。若供电系统的接线方式只采用双回线路放射式接线，如图1所示。则会出现容量浪费、有色资源消耗过大等缺点；若供电系统的接线方式只采用双回线路树干式接线，如图2所示。则无法满足重要负荷对可靠性的要求。图1双回线路放射式接线图2双回线路干式接线综上所述，本次项目设计拟采用双回线路放射式与双回线路干式相结合的供电系统接线方式。对其中一级负荷采取双回线路放射式接线，保证其对供电可靠性的要求；对其中三级负荷采用双回线路树干式接线，以减少设备数量，增加经济性。达到可靠性和经济性平衡的目的，满足供电系统对系统接线方式的要求。5.2变电所的主接线形式变电所主接线形式主要有以下几种：（1）线路-变压器组接线优点是接线简单，使用的设备比较少，成本比较低；缺点在于它的供电可靠性较低。（2）桥式接线。（3）单母线分段式接线优点是所需要使用的连接装置元件数量较小，设计简单、经济，操作安全；缺点之处是由于当其中的任何一段的单母线都在需要进行日常维护的检修或者发生了重大故障时，接于这一段的单母线的整个进、出线操作都会被停止。（4）双母线接线优点是可靠性高、运行灵活；缺点是不仅接线装置维护投资大、接线较难和工艺复杂、而且在日常操作维护方面它的安全性也比较差。本项目中，来自地区电网的两所上级变电站负责供电，共有两回10kV进线，以架空线路的方式供电，且具有多回0.4kV出线。当某一回进线需要停电检修时，另一回进线将承担所有一、二级负荷。所以变电所的主接线拟采用可靠性高、运行灵活的单母线分段式接线，如图3所示。同时这种方式也具有系统简单、经济、操作安全等优势。还需要特别注意的一点是，在该连接线路中的一、二级负荷必须采用双回线路供电，以便相互作为备用。图3单母线分段式接线一次配电线路及配电室模型见附录。5.3供电系统的运行方式此次设计选择分列运行的方式，选用分列运行的方式不仅变压器独立运行，功率损耗小；而且母线之间相互独立，运行灵活。故采用分列运行的运行方式。5.4电网中性点的运行方式对于380/220V的交流低压供电系统，我国普遍采用了具有中性点直接接地的工作运行方式。同时，还要做到的是要引出保护线PE和中性线N。保护线PE的是为了防止人为触电发生事故。当系统中一个设备在工作时发生了单相短路的故障时，保护线PE线会与接地中性点发生单相短路，从而启动了保护措施，断开了断路器，切除了故障装置，从而保证了安全。这就是保护线PE的保护接零对线路的保护作用。而中性线N有三点的作用：第一，可以减少负荷中性点的电压偏移；第二，对单相设备起零线的作用；第三，可以通过中性线N使三相系统中的不平衡电流和单相电流快速传导至大地。第6章电气设备的选型与校验在对供电系统进行设计的整个过程中，对于电气设施的选型也是非常必不可少的一个环节。所选设备是否合理，是否满足系统要求，是否满足规范手册[13]要求将会对供电系统可靠性产生影响。按照其功能不同，可以把所用到的电气设备划分为导体、开关器、绝缘装置、互感器四类。在接下来的设计过程中，也将按着四个方面分别设计。同时，选择和进行校验时所需要特别注意的基本原则是：按照正常的工作状态条件下的参数来进行选择；按照短路的情况下来进行参数校验。6.1导体的选择和校验6.1.10.4kV侧汇流母线的选择与校验（1）选择已知0.4kV母线上的最大长时负荷电流：其中K为分配系数，取0.8。地最热月室内最高温度平均为32℃；母线采用GXL型配电箱尺寸为0.6m×0.8m×0.2m；母线中心距为0.2m；硬铝材料允许弯曲应力查表得为；热稳定系数C查表得为87；导体截面系数W为。拟选取截面积为50mm×5mm的矩形铝母线，其额定电流为665A（25℃）按照最高长时的负荷电流来选定的母线，其值应该满足（6.1）（6.2）故满足要求。（2）热稳定性校验最小热稳定截面（6.3）最小热稳定截面比所选的母线截面小，因此所选的母线满足了对热稳定性要求。（3）动稳定性校验在发生三相短路时母线受到的电动力最大，其数值为：（6.4）母线的最大弯矩为：（6.5）母线上所受到的最大电动应力为：（6.6）因此最大电应力为，小于硬铝材料所允许的弯曲应力，所以其动稳定性能够满足要求。6.1.210kV架空线进线和0.4kV馈电电缆出线选型和校验本次工程设计中电源进线选择上级35kV地区变电站，距负荷中心3km，一般采用两回架空线路进行供电。进线拟采用LGJ型钢芯铝绞线；0.4kV供电电缆最长为1.5km，此处拟采用铜芯交联聚氯乙烯铠装电缆。（1）选择4500h，经过查表可以得到其经济电流密度为。按经济电流密度选择母线截面要满足（6.7）为母线经济截面，单位；为经济电流密度，单位。1）：所以拟选用截面积为的LGJ型钢芯铝绞线作为进线。2）：所以拟选用截面积为50mm2的（2）按照导体载流量校验1）10kV架空线在当地最热月室外最高温度平均为40℃情况下，查表得截面积为的LGJ型钢芯铝绞线的载流量为110A，大于正常运行情况下计算的工作电流。所以符合要求。2）0.4kV馈电电缆线路在当地最热月室外最高温度平均为40℃情况下，查表得截面积为的铜芯交联聚氯乙烯铠装电缆的载流量为197A，大于正常运行情况下计算工作电流。所以符合要求。（3）按照线路允许电压降校验1）10kV架空线路相电压降及其相对值为查表得查表得10kV架空线路铝绞线的允许电压降相对值为1.029%大于0.37%。符合要求。2）0.4kV馈电电缆线路允许电压降及其相对值为查表得0.4kV馈电电缆线路的允许电压降相对值为0.4%大于0.37%。符合要求。（4）按照机械强度校验截面10kV架空线路裸露的铝导体由查表可得，机械强度所允许的最小截面为，小于所选的电缆的截面。所以满足要求。6.2开关设备的选型与校验6.2.1断路器的选择与校验10kV侧最大长时负荷电流为（6.8）按照室内工作电压为10kV和最大长时负荷电流为24A，可选择DZ-10-63型断路器。其参数如表4所列。表4DZ-10-63型断路器参数表型号额定电压额定电流动稳定电流4s额定短时耐受电流GD9-10/63106340166.2.2隔离开关的选择与校验布置在室内的10kV隔离控制开关通常选用GW9型。同时为了更加方便的进行检修和日常维护，10kV进线隔离开关和电压互感器回路要选用带接地刀闸的GW9-10GD型。GW9型隔离开关参数如表5所列。表5GW9-10型隔离开关参数表型号额定电压额定电流动稳定电流4s额定短时耐受电流GW9-10/630106305220（1）热稳定校验。因本级最长短路时间，即假想时间为2.6s。所以4s热稳定电流为：符合要求。（2）动稳定校验由于动稳定电流为52kA，短路冲击电流为2.16kA。符合要求。6.2.3互感器的选择和校验常见的保护用电流互感器的精确度有5P20、10P20等。5P20表示短路电流为正常电流的20倍时，测量误差只有5%。保护用电流互感器拟用LCW-10型户外支撑式电流互感器，并采用星型连接方式。其技术参数如表6所列。表6LCW-10型电流互感器参数表型号额定电流比额定电压准确度等级4s热稳定电流LCW-10600/5105P2020按照短路条件校验（1）热稳定性校验。因两回10kV电源上级出线断路器过电流保护动作时间为2.5s，断路器的开断时间为0.1s，则本级最长短路时间为t=0.1+2.5=2.6s，即假想时间为2.6s。所以4s热稳定电流为：符合要求。（2）动稳定性校验由于动稳定电流为44A，短路冲击电流为2.16kA，则符合要求。计量用电流互感器拟采用G-40|400/5型电流互感器，其主要技术参数如下表7所列。表7G-40|400/5型电流互感器参数表型号额定电流比准确度等级互感器内径G-40|400-5400/50.230校验的方式和保护使用的电流互感器一样，经过校验后符合规定的要求。6.3绝缘设备的选择与校验6.3.1高压绝缘子的选择与校验3kV-10kV架空电力线路常采用悬式绝缘子。高压绝缘子的片数应按系统最高电压和爬电比距等条件选择。（1）选择高压悬式绝缘子的片数即n取7。（2）绝缘子机械强度校验应满足经校验满足要求。6.3.2穿墙套管的选择与校验对于穿墙套管按照电压及长时允许电流进行选择，并对其进行动稳定性校验。因为长时允许电流为，电压10kV。选取了户外式铝合金导线作为穿墙板的绝缘子，型号为CLWB-10/1500，最大破坏力为7358N，4s热稳定电流为20kA。长时允许电流为满足要求。为由于。满足动稳定性要求。4s热稳定电流为符合要求。6.4设备选择结果统计统计结果如下表8所列。 表8设备选择结果 名称截面积型号10.4kV母线250矩形硬铝母线210kV架空线路25LGJ型铝绞线30.4kV馈电出线50铜芯交联聚氯乙烯铠装电缆410kV隔离开关GW9-10510kV断路器DZ-10-636电流互感器LCW-10、G-40|400/57穿墙套管CLWB-10/1500第7章继电保护和变电所二次回路7.1继电保护继电保护的作用和功能主要保证电力系统和用电设备在电网下安全的运行，或者出现故障能快速切断。其中整定计算过程一般是在正常工作情况下及短路故障发生时的情况下分别进行计算并校验的，并且应该充分地满足其可靠性、选择性、灵敏度和速动性四项基本原则[8][15]。（1）10/0.4kV变压器继电保护的整定已知10/0.4kV变压器的容量为400kVA，两台变压器分列运行。依照工业与民用供配电设计手册要求以及参考GBT50062-2008《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》中的相关要求。经查表可得，此次设计需要设置过电流保护、电流速断保护、过负荷保护来保证其安全。1）过电流保护的整定保护设备的动作电流（应当按照躲过有可能发生的过负荷电流进行整定）（7.1）保护设备的灵敏度系数（7.2）2）保护装置的动作时间3）电流速断保护保护设备的动作电流（7.3）保护设备的灵敏度系数（7.4）4）过负荷保护保护设备的动作电流（7.5）保护设备的动作时间（应按照允许的短时工作景况下的过负荷时间进行整定）5）非电量保护在变压器的运行过程中，还有很多非电量对系统的运行会产生影响。通常是通过影响变压器的稳定运行工况进而影响供电系统。长见识的非电量有油浸式变压器的温度、瓦斯浓度、压力值，干式变压器的温度等。在本项目中选择的是干式变压器，所以要对温度保护进行整定。具体整定如下：当变压器温度低于85℃时，停止冷却系统。当变压器温度大于90℃时，启动冷却系统。当变压器温度大于110℃时，延时1s动作与信号。当变压器温度大于125℃时，0s动作跳开各侧断路器。7.2变电所二次回路变电所的二次回路主要由直流操作电源系统、断路器的控制、信号回路等部分组成。二次侧原理图见附录。7.2.1直流操作电源系统在本次设计中直流操作电源系统电压应该采用110V，主要用于继电保护的控制负荷。拟采用1组蓄电池，并配置一组高频开关充电装置。在此使用单母线的直流系统接线方式。7.2.2断路器的控制、信号回路断路器的控制、信号回路。其主要功能是是实现了在供电系统不同的运行情况下对断路器的控制和操作人员的信号反馈。第8章防雷与接地建筑物的防雷设施和保护是非常重要的，尤其是类似本工程设计项目的大型高层建筑，若不及时采用有效的防雷设施和保护，雷击后很有可能会对该建筑物内部的供电系统产生破坏，甚至可能造成严重的人员伤亡[3][4][10]。防雷设施的设计要求如下：(1)根据实际的情况进行建筑物的防雷工程设计。(2)避免使用带有放射性材料的接闪器。(3)由于新建的建筑物因根据其所在地区的建筑和结构类型与国家相关的专业进行配合,充分利用了建筑物的金属结构和半导体而制定的防雷措施。8.1防雷等级确定我国对于建筑物的防雷设施安全保护按照它的重要性、使用特点以及发生各种雷电灾害或者事故所造成的可能性和影响，分为三个层次[10]。第一级根据GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》对各类大型建筑物防雷进行的建筑防雷设计和维护分类管理规范，民用建筑中几乎没有第一类用于防雷的大型建筑物。要求应当确定各种危险建筑物必须进行安全防雷设施保护的危险等级，必须进行年雷击次数计算。年雷击次数N:（8.1）其中公式为：（8.2）公式为：（8.3）已知本次项目设计所在地区的年平均雷暴日为21.4天/年，所以雷击大地的年平均密度为2.14次/（年∙km2）。本次工程设计的建筑物的长为23.75m，宽为20m，高度为90m。所以年雷击次数N如下次因此本项目是按照第三级的防雷保护方案来进行设计的。8.2防雷措施对于第三级基层防雷保护建筑物的基层防雷保护工程项目主要用途有：防直击雷、防侧击雷、防闪电的电涌侵入。为了有效预防自然直击雷，利用其高出屋顶以及周边建筑檐口内的构造钢筋和建筑构造装饰材料涂层作为圆形接闪器，为安全起见也可选择一条厚度直径约10mm的涂层镀锌圆形型钢(明敷)沿其高出屋面屋顶周边和其他高出高层屋面的建筑构架之间分别设置一个圆形接闪器钢带，并在其高出屋面上以一条直径约10mm的涂层镀锌圆形型钢(明敷利用建筑结构装饰材料和构造钢筋)涂层作为圆形接闪器钢带，设置一个不大于20mx20m的圆形接闪器钢带制作网格。凸出的贴在屋面上的各种金属物都一定是硬的可以用来进行各种防雷层的焊接。利用焊接建筑基础支柱内的防雷钢筋（可以选择一条直径不小于10mm的钢筋）导线当作焊接防雷钢筋引上导下线，选择的钢筋引上导下线之间的焊接间距一般不大于25m，利用建筑基础内的钢筋网络线当作防雷接地极，引上导下线的上端和下部接闪电导带可靠进行焊接，下端和接地系统可靠进行焊接。为了有效预防侧击雷，本项目在60米以上的部位，每两层利用结构圈梁与水平钢筋进行连通，使用等电位均压措施，形成一个等电均压环，并与引下线进行可靠焊接。外墙上的栏杆、门窗等金属物均需要与避雷装置进行可靠焊接。对于露在屋顶建筑表面的各个尖点、墙角、边缘、设备以及突出的地方，按建筑屋顶的保护措施要求进行处理。为防闪电电涌侵入，主要方法是在断路器后加装电涌保护器（SPD），防止雷电电波对建筑内用电设备造成损害。电涌保护器是一种适用于控制带电系统内瞬态过电压及导引外部泄放电涌电流的一种非线性保护器件。常见的类型主要有：电压启动式开关、限压式、组合等。大致的工作原理为：将相线和地线通过SPD连接在一起，SPD具有随着电压的变化而改变自身电阻的功能。当电压低于某个特定值时，则在半导体原件中将产生极高