供配电课程设计中医院综合楼电

年4月19日供配电课程设计中医院综合楼电文档仅供参考，不当之处，请联系改正。能源与动力工程学院本科生课程设计题目：中医院综合楼电课程：供配电工程专业：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导教师：完成日期：扬州大学能源与动力工程学院供配电工程课程设计任务书1．题目中医院10kV变电所电气设计2．原始资料2.1课题原始资料各课题的工程概况及负荷详见工程图纸资料（另附）。2.2供电条件（1）供电部门110/10kV变电所位于工程附近1.5/2.0/2.5/3.0km（自选）处，10kV母线短路电流为16/18/20kA（自选），根据需要可提供给用户1路或2路10kV专线（自选）供电。（2）采用高供高计，要求月平均功率因数不少于0.95。不同电价负荷，计量分开。如学校用电统一执行居民电价，公共建筑执行商业照明电价、非工业动力电价，工业企业生产用电统一执行大工业电价、职工生活用电执行居民电价。居住区采用高供低计（住户每单元集中设置计量表箱、小区公建在配电室低压出线柜设置计量表）。（3）供电部门要求用户变电所高压计量柜在进线主开关柜之前，且第一柜为隔离柜。2.3其它资料当地最热月的日最高气温平均值为35℃，年最热月地下0.8m处最高温度平均值为25℃。3．具体任务及技术要求本次课程设计共1.5周时间，具体任务与日程安排如下：第1周周一：熟悉资料及设计任务，负荷计算与无功补偿、变压器选择。周二：供配电系统一次接线设计，设计绘制变电所高压侧主接线图。周三：设计绘制变电所低压侧主接线图。周四：设计绘制变电所低压侧主接线图。周五：设计绘制变电所电气平面布置图。第2周周一：短路电流计算，高低压电器及电线电缆选择计算。周二：编制设计报告正文（设计说明书、计算书）电子版。周三：整理打印设计报告，交设计成果。要求根据设计任务及工程实际情况，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，完成10kV变电所的电气设计（每组2～3人分工合作完成）。设计深度应达到初步设计要求，制图应符合国家规范要求。4．实物内容及要求课程设计报告文本内容包括：1.封面；2.任务书；3.目录；4.正文；5.致谢；6.参考文献；7.附录（课程设计图纸）。4.1设计报告正文内容（1）工程概况与设计依据（2）负荷计算与无功补偿设计（3）供配电系统一次接线设计（4）变电所设计（5）短路计算与高低压电器选择（6）电线电缆选择（7）低压配电线路保护设计设计报告正文编写的一般要求是：必须阐明设计主题，突出阐述设计方案、文字精炼、计算简明，条理清晰、层次分明。（变电所出线部分内容各有侧重）设计报告正文采用A4版面撰写、A3纸打印（每页版数2）。4.2设计图纸（1）变电所高压侧电气主接线图（1张A3）（2）变电所低压侧电气主接线图（2～4张A3）（3）变电所电气平面布置图（1张A3）设计图纸绘制的一般要求是：满足设计要求，遵循制图标准，依据设计规范，比例适当、布局合理，讲究绘图质量。（变电所出线部分内容各有侧重）设计图纸采用A3图纸CAD出图。与报告正文一起装订成册。5．设计指导书及参考文献[1]翁双安．供配电工程设计指导[M]．北京：机械工业出版社，[2]莫岳平、翁双安．供配电工程[M]．北京：机械工业出版社，[3]任元会．工业与民用配电设计手册[M]．3版．北京：中国电力出版社，6．学生任务分配表1课程设计任务分配表序号课题名称班级学号（末两位）备注7中医院综合楼10kV变电所电气设计电气100119，20，217．完成期限任务书写于****年*月*日，完成期限为****年*月*日8．指导教师***

目录1工程概况与设计依据……………61.1工程概况……………………61.2设计依据……………………62负荷计算及无功补偿设计………72.1负荷数据……………………72.2负荷计算……………………92.2.1照明负荷低压配电干线负荷计算……92.2.2电力负荷与平时消防负荷低压配电干线负荷计算…92.2.3火灾时消防负荷低压配电干线负荷计算…………102.2.4变电所负荷计算……………………103供配电系统一次接线设计……………………123.1负荷分级及供电电源……………………123.2电压选择与电能质量……………………123.3电力变压器选择…………133.4变电所电气主接线设计…………………153.4.1变电所高压侧电气主接线设计……153.4.2变电所低压侧电气主接线设计……164变电所布置设计………………174.1总体布置…………………174.2配电装置通道与安全净距………………175短路电流计算与高低压电器选择……………185.1变电所高压侧短路电流计算……………185.2低压电网短路电流计算…………………185.2.1变压器低压侧短路电流计算………185.2.2低压配电线路短路电流计算………205.3高压电器选择……………245.4高压互感器选择…………255.5低压断路器的初步选择…………………265.5.1配电干线保护断路器过电流脱扣器的初步选择…265.5.2变电所低压电源进线断路器的初步选择…………276电线电缆选择……………………286.1高压进出线电缆选择……………………286.2变电所硬母线选择………296.3低压配电干线电缆选择…………………307低压配电线路保护设计…………327.1低压配电线路的保护设置………………327.2低压断路器过电流脱扣器的整定………327.2.1配电干线保护断路器过电流脱扣器的整定………327.2.2变电所低压电源进线断路器的整定………………34致谢…………………35参考文献……………35附录设计图纸……………………36图纸目录序号图纸名称图幅图纸编号备注1变电所高压侧电气主接线图A3电012变电所低压侧电气主接线图（一）A3电023变电所低压侧电气主接线图（二）A3电034变电所低压侧电气主接线图（三）A3电045变电所低压侧电气主接线图（四）A3电056变电所电气平面布置图A3电06

1工程概况与设计依据1.1工程概况本工程为十一层医院门诊病房综合楼，地下一层为人防，一~四层为门诊，五~九层为病房，十层为手术层，建筑高度约49米。建筑面积约为18000m2。为一类高层建筑，基础采用筏板及桩基基础。1.2设计依据1.甲方提出的设计要求。2.审查经过的初步设计文件。3.国家和江苏有关设计标准规范：《民用建筑电气设计规范》JGJ16-《供配电系统设计规范》GB50052-95《3-110KV高压配电装置设计规范》GB50060-92《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-94《低压配电设计规范》GB50054-95《电力工程电缆设计规范》GB50217-《建筑照明设计标准》GB50034-《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（）《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-98《电子计算机房设计规范》GB50174-93《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-《防静电工程技术规程》DGJ08-83-《35kV及以下客户端变电所建设标准》DGJ32/J14-

2负荷计算及无功补偿设计2.1负荷数据中医院综合楼有220V单相用电设备（照明负荷），也有380V三相用电设备（如电力负荷）；各类负荷中有平时需要运行的用电设备，也有在发生火灾时才需运行的消防用电设备。以上设备均由设于地下一层的10/0.38kV变电所采用低压三相四线制系统放射式或树干式配电。根据方案设计，各层用电设备负荷数据见表2-1。表2-1本建筑工程各层用电设备负荷数据序号用电设备名称所在楼层设备数量及负荷功率功率因数配电回路配电箱负荷等级备注1照明负荷1.1十一层照明11F10kW0.9WP111AL三级1.2设备夹层照明设备夹层20kW0.9WP1JAL1三级1.3九层照明9F42.2kW0.9WP19AL三级1.4五~八层照明5~8F4*52.2kW0.9WP15AL~8AL三级1.5三~四层照明3~4F2*47.2kW0.9WP13AL~4AL三级1.6二层照明2F68kW0.9WP12AL三级1.7一层照明1F47kW0.9WP11AL三级1.8数字肠胃2F80kW0.9WP2CAL二级1.9DR2F80kW0.9WP3DRAL二级1.10钼靶2F10kW0.9WP4MAL二级1.11九层走道照明及重要医用负荷9F40kW0.9WS5WS6GAT9一级1.12五~八层走道照明及重要医用负荷5~8F6kW0.9WS5WS6GAT5~8一级1.13四层走道照明及重要医用负荷4F20kW0.9WS5WS6GAT4一级1.14三层走道照明及重要医用负荷3F12kW0.9WS5WS6GAT3一级1.15二层走道照明及重要医用负荷2F10kW0.9WS5WS6GAT2一级1.16一层走道照明及重要医用负荷1F20kW0.9WS5WS6GAT1一级1.17十层手术室照明10F160kW0.9WS11WS1210AT一级2电力负荷2.1一层微机中心1F10kW0.85WS3WS4JFAT一级2.2设备层空调机组设备层266kW0.8WS13WS14KTAT1一级2.3设备层空调机组设备层266kW0.8WS15WS16KTAT2一级2.4设备层空调机组设备层188kW0.8WS17WS18KTAT3一级2.5十一层电梯11F18kW0.7WS23WS24DTAT1一级2.6十一层消防电梯11F18kW0.7WS21WS22XFDTAT一级2.7屋顶电梯屋顶32kW0.7WS27WS28DTAT2一级2.8热水热泵机组11F133.3kW0.85WP5SAPSXHAC三级2.9辅助电加热电源设备层60kW0.85WP6预留三级3消防负荷3.1十一层应急照明11F3kW0.9WS7WS8EAL11一级3.2夹层应急照明设备层3kW0.9WS7WS8EALJ一级3.3十层应急照明10F6kW0.9WS7WS8EA10一级3.4二~九层应急照明2F~9F3kW0.9WS7WS8EAL2~10一级3.5一层应急照明1F10kW0.9WS7WS8EAL1一级3.6正压风机12F5.5kW0.8WS9WS10ZYAT1一级3.7正压风机211F18.5kW0.8WS25WS26ZYAT2一级3.8正压风机3屋顶18.5kW0.8WS29WS30ZYAT3一级3.9排烟风机屋顶11kW0.8WS31WS32PYAT一级3.10消防电梯11F18kW0.7WS21WS22XFDTAT一级3.11稳压泵设备层3kW0.8WS19WS20WYAT一级3.12一层消控中心1F5kW0.85WS1WS2XKAT一级2.2负荷计算2.2.1照明负荷低压配电干线负荷计算照明负荷0.38kV配电干线负荷计算采用需要系数法，见表2-2。负荷计算时不计备用回路负荷及备用设备功率。表2-2照明负荷0.38kV配电干线负荷计算用电设备名称照明回路名称负荷等级额定容量/kW需要系数Kd功率因数QUOTEcos∅cosφ有功功率/kW无功功率/kvar视在功率/kVA计算电流A一般照明WP1三级4400.750.9330.0159.8366.7557.3数字肠胃WP2二级8010.8580.049.694.1143.1DRWP3二级8010.8580.049.694.1143.1钼靶WP4二级1010.8510.06.211.817.9走道照明及重要医用负荷WS5一级1260.750.994.545.8105.0159.6手术室照明WS11一级1600.90.9144.069.7160.0243.2合计8960.820.89738.5380.7830.81262.9乘同时系数（0.75/0.80)8960.620.88553.9304.6632.1960.82.2.2电力负荷与平时消防负荷低压配电干线负荷计算电力负荷与平时消防负荷0.38kV配电干线负荷计算采用需要系数法计算，见表2-3。负荷计算时不计备用回路负荷及备用设备功率。表2-3电力负荷与平时消防负荷0.38kV配电干线负荷计算用电设备名称电力及平时消防回路名称负荷等级额定容量/kW需要系数Kd功率因数QUOTEcos∅QUOTEcos∅cosφ有功功率/kW无功功率/kvar视在功率/kVA计算电流A一层微机中心WS3一级1010.8510.06.211.817.9设备层空调机组WS13一级2660.80.8212.8159.6266.0404.3设备层空调机组WS15一级2660.80.8212.8159.6266.0404.3设备层空调机组WS17一级1880.80.8150.4112.8188.0285.8十一层电梯WS23一级180.850.715.315.621.933.2屋顶电梯WS27一级320.850.727.227.738.959.1十一层消防电梯WS21一级1810.718.018.425.739.1热水热泵机组WP5三级133.310.85133.382.6156.8238.4辅助电加热电源WP6三级6010.8560.037.270.6107.3合计991.30.850.80839.8619.71043.71586.4乘同时系数（0.75/0.80)991.30.640.79629.9495.8801.61218.42.2.3火灾时消防负荷低压配电干线负荷计算火灾时消防负荷0.38kV配电干线负荷计算采用需要系数法计算，见表2-4。负荷计算时不计备用回路负荷及备用设备功率。表2-4火灾时消防负荷0.38kV配电干线负荷计算用电设备名称火灾时消防回路名称负荷等级额定容量/kW需要系数Kd功率因数QUOTEcos∅QUOTEcos∅cosφ有功功率/kW无功功率/kvar视在功率/kVA计算电流A应急照明WS7一级4610.946.022.351.177.7二层屋面正压送风WS9一级5.510.85.54.16.910.5十一层正压送风WS25一级18.510.818.513.923.135.2屋顶正压送风WS29一级18.510.818.513.923.135.2屋顶排烟风机WS31一级1110.811.08.313.820.9十一层消防电梯WS21一级1810.718.018.425.739.1设备层稳压泵WS19一级310.83.02.33.85.7一层消控中心WS1一级510.855.03.15.98.9合计125.51.000.82125.586.1152.2231.4乘同时系数（0.95/0.98)125.50.950.82119.284.4146.1222.02.2.4变电所负荷计算先计算变电所总负荷，见表2-5，以便选择变压器台数及容量。

表2-5变电所负荷0.38kV配电干线负荷计算回路名称额定容量/kW需要系数Kd功率因数QUOTEcos∅QUOTEcos∅cosφ有功功率/kW无功功率/kvar视在功率/kVA计算电流A照明回路896.00.820.89738.5380.7830.81262.9电力回路991.30.850.80839.8619.71043.71586.4合计1887.30.840.841578.31000.41868.62840.3乘同时系数（0.75/0.80)1887.30.630.831183.7800.31428.92171.9功率因数补偿-360功率因数补偿后1887.30.630.941183.7440.31263.01919.7变压器损耗12.663.1高压侧负荷1887.30.630.921196.4503.51298.074.9变压器选择2*1000KVA变压器负荷率63%

3供配电系统一次接线设计负荷分级及供电电源(一)负荷等级及容量本工程为一类高层建筑，根据相关设计规范规定，本工程负荷等级如下：一级负荷有：微机中心、走道照明及重要医用负荷、手术室照明、设备层空调机组、十一层电梯、屋顶电梯、所有消防负荷包括消防控制中心、应急照明、十一层正压风机、屋顶正压风机、排烟风机、设备层稳压泵。二级负荷有：数字肠胃、DR、钼靶、。三级负荷有：一般照明、屋面设备层热水设备、设备层辅助电加热电源。根据负荷计算结果可知：一级负荷合计1010.5kW,二级负荷合计170kW，三级负荷合计523.3kW。考虑同时系数后的总有功负荷合计1302.9kW，其中一二级负荷合计967.2kW。（二）供电电源本工程从供电部门的110/10kV变电站引来1路10kV专线电源A，可承担全部负荷，同时从供电部门的35/10kV变电站引来1路10kV环网电源B，仅作一、二级负荷的第二个电源。两路10kV电源可同时供电，电源A可作为电源B的备用。两路10kV电缆从建筑物北侧穿管埋地引入设在地下1层的10/0.38kV变电所。由于本工程的两个10kV供电电源相对独立可靠，因此，不再设置自备发电机组或其它集中式应急电源装置。已知供电部门的110/10kV变电站与35/10kV变电站的两个10kV电源中性点均采用经消弧线圈接地。电压选择与电能质量本工程的总有功负荷只有1302.9kW，故采用10kV供电。本工程为高层建筑，用电设备额定电压为220/380V，低压配电距离最长不大于200m。因此，本工程只设置1座10/0.38kV变电所，对所有用电设备均采用低压220/380V三相四线制TN-S系统配电。本工程将采取下列措施以使电能质量满足规范要求：（1）采用Dyn11联结组别的三相配电变压器，采用±5%无励磁调压分接头。（2）采用铜芯电缆，选择合适导体截面，将电压损失限制在5%以内。（3）气体放电灯采用低谐波电子镇流器或节能型电感镇流器，并就地无功功率补偿，自动投切。（4）将单相用电设备均匀分布于三相配电系统中。（5）照明和电力配电回路分开。对较大容量的电力设备如电梯、空调机组、水泵等采用专线供电。电力变压器选择（一）变压器形式及台数本工程为一般高层建筑，变电所位于主体建筑地下室内，故采用SCB10型三相双绕组干式变压器，联结组标号Dyn11，无励磁调压，电压比10（1±5%）/0.4kV。考虑到与开关柜布置在同一房间内，变压器外壳防护等级选用IP2X。SCB10型干式变压器符合GB2-《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》的要求。因本工程具有较大的容量的一、二级负荷，故采用两台变压器。（二）变压器容量选择本工程总视在计算负荷为1400kVA()，其中一、二级负荷为987.5kVA()。选择两台等容量变压器，互为备用。每台变压器容量为1000kVA。正常运行时照明负荷和电力负荷共用变压器，经过合理分配负荷，可使两台变压器正常运行时负荷率相当。10/0.38kV变电所变压器T1、T2负荷分配计算及无功功率补偿装置选择见表3-1、表3-2。SCB10-1000/10型变压器技术数据：UK%=6，ΔPK=10.2kW,IP2X防护外壳尺寸：长1990mm宽1500mm高1900mm。

表3-110/0.38kV变电所变压器T1负荷分配计算及无功功率补偿装置选择变压器T1回路名称额定容量/kW需要系数Kd功率因数cosφ有功功率/kW无功功率/kvar视在功率/kVA计算电流AWS1510.855.03.15.98.9WS31010.8510.06.211.817.9WS51260.750.994.545.8105.0159.6WS111600.90.9144.069.7160.0243.2WS132660.80.8212.8159.6266.0404.3WP14400.60.9264.0127.9293.3445.9WS74610.946.022.351.177.7WS19310.83.02.33.85.7合计10560.740.87779.3436.8893.41357.9乘同时系数（0.75/0.80)10560.550.86584.5349.4681.01035.1功率因数补偿-120功率因数补偿后10560.550.93584.5229.4627.9954.4表3-210/0.38kV变电所变压器T2负荷分配计算及无功功率补偿装置选择变压器T2回路名称额定容量/kW需要系数Kd功率因数cosφ有功功率/kW无功功率/kvar视在功率/kVA计算电流AWS171880.80.8150.4112.8188.0285.8WS23180.850.715.315.621.933.2WS211810.718.018.425.739.1WS27320.850.727.227.738.959.1WS152660.80.8212.8159.6266.0404.3WP28010.8580.049.694.1143.1WP38010.8580.049.694.1143.1WP41010.8510.06.211.817.9WS51260.750.994.545.8105.0159.6WP66010.8560.037.270.6107.3WS95.510.85.54.16.910.5WS2518.510.818.513.923.135.2WS2918.510.818.513.923.135.2WS311110.811.08.313.820.9合计931.50.860.82801.7562.6979.41488.7乘同时系数（0.75/0.80)931.50.650.80601.3450.0751.01141.6功率因数补偿-250功率因数补偿后931.50.650.95601.3200.0633.7963.23.4变电所电气主接线设计3.4.1变电所高压侧电气主接线设计1.电气主接线形式及运行方式本工程变电所的两路10kV外供电源可同时供电，并设有两台变压器，互为备用。因此采用分段单母线形式，运行方式如下：正常运行时，由10kV电源A和电源B同时供电，母线联络断路器断开，两个电源各承担一半负荷。当电源B故障或检修时，闭合母线断路器，由电源A承担全部负荷；当电源A故障或检修时，母线断路器仍断开，由电源B承担一半负荷。此方案的供电可靠性高、灵活性好，但经济性稍差。开关柜型式及配置因本工程变压器容量较大，故开关采用真空熔断器，高压开关柜采用KYN44A-12型金属铠装中置式手车柜。根据当地供电部门规定，电源进线第一台柜为隔离柜，电能计量柜在照明负荷开关柜之前，进线断路器柜与进线隔离柜、联络隔离柜加电气联锁，以防止带负荷操作隔离手车。两个进线断路器与母线断路器设电气联锁，任何情况下只能合其中的两台断路器，以保证两个电源不并联运行。3.所用电设计考虑到经济性，变电所不设所用变压器。电气主接线图绘制本工程变电所施工阶段的高压侧电气主接线图见附录变电所低压侧电气主接线设计1.电气主接线形式与运行方式变电所设有两台变压器，因此，低压配电系统电气主接线也采用分段单母线形式。运行方式如下：正常运行时，两台变压器同时运行，母联断路器断开，两台变压器分列运行，各承担一半负荷。当任一台变压器故障或检修时，切除部分三级负荷，闭合母联断路器，由另一台变压器承担全部一、二级负荷及部分三级负荷。2.开关柜型式及配置低压进线断路器、母线断路器及大容量出线断路器采用空气断路器（ACB),低压出线断路器采用塑壳式断路器（MCCB)，低压配电屏采用MNS（BWL3）-0.4型抽出式开关柜。MNS（BWL3）-0.4型开关柜抽屉层的抽出组件规格有8E/4、8E/2、4E、8E、12E、16E、20E、24E等，根据出线回路的负荷和开关配置相应选择。根据当地供电部门规定，照明负荷与电力负荷电价不同，分开计量。根据消防要求，消防用电设备配电回路集中设置于低压配电屏内，并设有明显标志。为防止两台变压器并联运行，变压器低压侧两台断路器与母线断路器实现电器联锁，任何情况下，只能合其中的两台低压断路器。联络柜的母线分段处设置阻火隔断，以确保一级负荷的供电可靠性。3.电气主接线图绘制本工程变电所施工阶段的低压侧电气主接线图见附录。

4变电所布置设计4.1总体布置本工程变电所为单层布置，不单独设值班室。由于变压器为干式并带有IP2X防护外壳，因此，可与高低压开关柜设置于一个房间内（变配电室）。由于低压开关柜数量较多，故采用双列面对面布置形式。本工程变电所电气平面布置图见附录。根据《建筑工程设计文件编制深度规定》（）的要求，图中按比例绘制变压器、开关柜、直流及信号屏等平面布置尺寸。高压开关柜、低压开关柜及变压器的相对位置是基于电缆进出线方便的考虑。由于干式变压器防护外壳只有IP2X，故未与低压开关柜贴邻安装，两者低压母线之间采用架空封闭母线连接。双列布置的低压开关柜母线之间也采用架空封闭母线连接。为保证运行安全，变配电室设有通向通道的门，与物业管理的值班室经过通道相通。同时，变配电室内留有发展空间和安全工具放置与设备检修区。需注意的是，高低压开关柜的排列应使其操作面正视图与高低压系统图一致。4.2配电装置通道与安全净距从附录图纸中的变电所电气平面布置图能够看出，本工程高压开关柜的柜后维护通道最小处为900mm，低压开关柜的柜后维护通道距墙最少1100mm，距承重柱1000mm，柜前操作通道2300mm，干式变压器外廓与侧墙壁的净距最少为800mm，干式变压器正面之间的距离为2300mm。以上配电装置通道与安全净距均满足规范要求。5短路电流计算与高低压电器选择5.1变电所高压侧短路电流计算根据所设计的供配电系统一次接线，本工程变电所高压侧短路电流计算电路如图5-1所示。短路点k-1点选在变电所一段10kV母线上。图5-1变压器高压侧短路电流计算电路表5-1变电所高压侧短路计算过程及结果高压侧短路计算基准值Sd=100MVA，Uc1=10.5kV，Id1=5.5kA序号元件短路点运行参数X*Ik3"/kAIb3/kAIk3/kAip3/kASk3"/MVAIk2/kA1SAmax0.27520.020.020.051.0363.717.3min0.34416.016.016.040.8291.013.92WHAx/Ω/kml/km0.09530.25931＋2k-1max0.53310.310.310.326.3187.58.9min0.6029.19.19.123.3166.17.95.2低压侧短路电流计算5.2.1变压器低压侧短路电流计算本工程变电所低压侧短路电流计算电路如图5-2所示。短路点选在两台变压器低压绕组出口处k-3、k-4点和两台低压进线开关负荷侧k-5、k-6点（即低压柜AA1 、AA18处）和离低压进线开关最远端母线处k-7、k-8点（即低压柜AA9、AA10处）。图5-2变电所低压侧短路电流计算电路采用欧姆法计算。正常运行时，电源A、B同时供电，低压母线分段不联络。此时可分别计算出变压器T1低压侧K-3、K-5、K-7点的三相短路电流和单相短路电流。短路电流计算结果见表5-2。表5-2变压器T1低压侧短路计算变压器T1低压侧短路计算Un=380V序号元件短路点运行参数R/mΩX/mΩZ/mΩRL-PE/mΩXL-PE/mΩZL-PE/mΩIk3"/kAkpip3/kAIk2/kAIk1E/kA1SAk-1Skmax/MVA187.500.0850.8490.8530.0570.5662T1SrT/kVA△Pk/kWUk％10009.2561.4809.4859.6001.4809.48531＋2k-31.56510.33410.4521.53710.05110.16822.101.62150.6619.1322.714T1WB1r/mΩ/mx/mΩ/ml/m0.0190.10540.0760.420rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/ml/m0.0450.2640.1801.04053＋4k-51.64110.75410.8791.71711.09111.22321.231.61948.6018.3820.586T1WB2r/mΩ/mx/mΩ/ml/m0.0190.10580.1520.840rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/ml/m0.0450.2680.3602.08075+6k-71.79311.59411.7322.07713.17113.33419.691.61544.9617.0517.325.2.2低压配电线路短路电流计算短路计算点首端为低压配电柜出线，末端为与低压配电柜相对应的配电总箱。本工程变电所低压配电线路短路电流计算电路如图5-3所示。图5-3低压配电线路短路电流计算电路采用欧姆法计算，以低压开关柜AA3配出的消防控制中心配电干线WS1和低压开关柜AA3配出的设备层空调机组配电干线WS13为例。其短路电流计算表格见表5-3和表5-4。计算时，配电干线及其分支线的型号规格先按发热条件初选。

表5-3变压器T1低压侧配电干线WS1（AA3柜配出）短路计算变压器T1低压侧配电干线WS1（AA3柜配出）短路计算Un=380V序号元件短路点运行参数R/mΩX/mΩZ/mΩRL-PE/mΩXL-PE/mΩZL-PE/mΩIk3"/kAkpip3/kAIk2/kAIk1E/kA1SAk-1Skmax/MVA187.500.0850.8490.8530.0570.5662T1SrT/kVA△Pk/kWUk％10009.2561.4809.4859.6001.4809.4853T1WBr/mΩ/mx/mΩ/ml/m0.0190.1058.80.1670.924rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/ml/m0.0450.268.80.3962.28841+2+3AA31.73211.25811.3911.93312.33912.49020.271.61746.3517.5618.495WS1r/mΩ/mx/mΩ/ml/m3.5540.092150533.10013.800rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/ml/m8.6010.21501290.15030.00064+54~6ATL1534.83225.058535.4191292.08342.3391292.7760.431.0000.610.370.18表5-4变压器T1低压侧配电干线WS13（AA3柜配出）短路计算变压器T1低压侧配电干线WS13（AA3柜配出）短路计算Un=380V序号元件短路点运行参数R/mΩX/mΩZ/mΩRL-PE/mΩXL-PE/mΩZL-PE/mΩIk3"/kAkpip3/kAIk2/kAIk1E/kA1SAk-1Skmax/MVA187.500.0850.8490.8530.0570.5662T1SrT/kVA△Pk/kWUk％10009.2561.4809.4859.6001.4809.4853T1WBr/mΩ/mx/mΩ/ml/m0.0190.1058.80.1670.924rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/ml/m0.0450.268.80.3962.28841+2+3AA31.73211.25811.3911.93312.33912.49020.271.61746.3517.5618.495WS13r/mΩ/mx/mΩ/ml/m0.1810.09517030.77016.150rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/ml/m0.5960.178170101.32030.26064+54~6ATL132.50227.40842.516103.25342.599111.6955.431.0247.874.702.075.3高压电器选择本工程高压断路器作为变压器回路、电源进线回路的控制和保护电器及分段联络用电器。查光盘资料选用VD4-12-630A/20kA型户内高压真空断路器，配用弹簧操动机构，二次设备电压为DC110V，高压断路器的选择校验见表5-5，由表可知，所选断路器合格。表5-5高压断路器的选择校验序号选择项目装置地点技术数据断路器技术数据结论1额定电压与最高工作电压=10kV，=10×1.2kV=12kV=12kV>，合格2额定电流AH4柜：=57.7AAH3柜：=115.5A=630A>，合格3额定频率50Hz50Hz合格4额定短路开断电流=10.3kA=20kA>，合格5额定峰值耐受电流=26.3kA=50kA>，合格6额定短时（4耐受电流Qt=69.0·S=×4=1600·S>，合格7额定断路关合电流=26.3kAi=50kAi>，合格8承受过电压能力及绝缘水平10kV系统中性点经消弧线圈接地雷电冲击耐受电压75kV1min工频耐受电压42kV满足条件9环境条件主建筑地下室一层正常使用环境满足条件10其它条件无特殊要求额定操作顺序：分-180s-合分-180s-合分满足条件

5.4高压互感器选择（一）高压电流互感器的选择本工程高压电流互感器有的安装于电能计量柜AH2/AH9内作计量专用，有的安装于电源进线柜AH3/AH8、变压器保护柜AH4/AH7、分段联络柜AH5内作继电保护（测量）用。选用LZZBJ12-10A型户内高压电流互感器。高压电流互感器一般项目的选择校验，见表5-6。表5-6高压电流互感器一般项目的选择校验序号选择项目装置地点技术数据互感器技术数据结论1额定电压Un=10kVUrUr=U合格2额定频率50Hz50Hz合格3额定一次电流AH2(计量)：Imax=72.2AAH2：I1r=100AIr>Imax合格AH3(测量/保护)Imax=72.2AAH3：I1r=100AIr>Imax合格4额定二次电流I2r=5A合格5准确级及容量AH2(计量)0.2s（10VA）合格AH3(测量/保护)0.5/10P（20VA/15VA）合格6额定动稳定电流Ip3=34.7kA（最大运行方式）Imax=112.5kA(最小)Imax>Ip3合格7额定短路时（1s）热稳定电流Qt=13.6×13.6×(0.1+0.5+0.05)=120.2A2·s(后备保护延时时间取0.5s)It2×t=45×45×1=2025A2·sIt2×t>Qt合格8环境条件华东地区建筑物地下室高压开关柜内正常使用环境满足条件9其它条件电能计量接线继电保护接线两相不完全星型联接三相星型联接满足条件（二）高压电压互感器的选择本工程高压电压互感器有点安装于电能计量柜AH2/AH9内作计量专用，有点安装于进线隔离测量柜AH1/AH10内作电压测量用。选用JDZ12—10型户内高压电压互感器。选择校验见表5-7。表5-7高压电压互感器一般的选择校验序号选择项目装置地点技术数据互感器技术数据结论1额定一次电压Un=10KVUrUr=Un，合格2额定频率50HZ50HZ合格3额定二次电压100V合格4准确级及容量AH2（计量）AH1（测量）0.2（30VA）0.5（80VA）合格合格5环境条件华东地区建筑物地下室高压开关柜内正常使用环境满足条件6其它条件两只单相电压互感器接成Vv满足条件5.5低压断路器的初步选择5.5.1配电干线保护断路器过电流脱扣器的初步选择变电所配电干线保护断路器过电流脱扣器的初步选择见表5-8、表5-9。表5-8配电干线保护断路器过电流脱扣器的初步选择（以WS1为例）序号选择项目装置地点技术数据断路器技术数据结论1类别选择低压小容量出线WS1保护用塑壳式断路器，选择型三段保护，T2S,160,PR221DS-LS合格2极数选择TN-S系统3P合格3额定电流选择=107.3A=160A，=160A≥＞,合格4分断能力选择≤20.27kA==50kA＞，合格5附件选择非消防用电回路断电及动作信号返回电分AC220，带合分辅助触点信号及过电流脱扣器动作信号满足要求表5-9配电干线保护断路器过电流脱扣器的初步选择（以WS13为例）序号选择项目装置地点技术数据断路器技术数据结论1类别选择低压大容量出线保护用WS13塑壳式断路器，选择型三段保护，T5S,630,PR222P-LSI合格2极数选择TN-S系统3P合格3额定电流选择=404.3A=630A，=630A≥>,合格4分断能力选择≤20.27kA==50kA＞，合格5附件选择非消防用电回路断电及动作信号返回电分AC220，带合分辅助触点信号及过电流脱扣器动作信号满足要求5.5.2变电所低压电源进线断路器的初步选择变电所低压电源进线断路器的初步选择见表5-10。表5-8变电所低压电源进线断路器的初步选择序号选择项目装置地点技术数据断路器技术数据结论1类别选择电源进线抽出式空气断路器，选择型三段保护，E3N,32,PR122/P-LSI合格2极数选择TN-S系统3P合格3额定电流选择=1443.4A=3200A，=3200A≥＞合格4分断能力选择≤22.10kA==65kA＞，合格5附件选择标准附件配置电分AC220，带合分辅助触点信号及过电流脱扣器动作信号满足要求

6电线电缆选择6.1高压进出线电缆选择已知当地最热月的日最高气温平均值为35℃，年最热月地下0.8m处最高温度平均值为25℃。（一）高压电源进线电缆选择10kV电源引入电缆选用YJV22-8.7/10型3芯电缆。高压电源进线电缆截面先按允许温升条件选择，然后检验其电压损失条件，短路热稳定条件未校验，见表6-1。表6-1高压电源进线电缆截面选择序号选择校验项目具体内容结论1允许温升线路计算电流=74.9A满足条件Ic﹤Ial合格初选母线截面S=120mm2按敷设方式与环境条件确定的母线载流量Ial=245×0.9=220.5A（已知环境温度25℃，2根电缆敷设，校正系数0.9）2短路动稳定计算负荷P=1196.4kW，Q=503.5kvar满足条件△U%﹤△Ual%合格线路参数r=0.181Ω/km，x=0.095Ω/km。已知线路长度L=3km电压损失计算值△U%=L*（Pr+Qx）l=0.79允许电压损失△Ual%=53短路热稳定三相短路电流Ik3"=10.3kA满足条件Smin﹤S合格短路持续时间tk=tp+tb=0.9s热稳定系数K=137AS-1/2/mm2热稳定最小允许截面Smin=（Ik3"2（tk+0.05））-1/2×1000/137=73.3mm2电缆实际截面S=120mm2电缆型号规格表示：YJV22-8.7/10-3×120（二）高压电源出线电缆选择以高压柜至变压器T1一次侧的电缆为例。，高压柜至变压器T1一次侧的电缆选用ZB-YJV-8.7/10型3芯电缆。高压电源出线电缆截面仅按允许温升条件进行初选，未校验短路热稳定条件，由于该段电缆长度较短，电压损失极小，不需校验，见表6-2。表6-2高压电源出线电缆截面选择序号选择校验项目具体内容结论1允许温升线路电流计算=72.4A满足条件<合格初选电缆截面S=70按敷设方式与环境条件确定的电缆载流量=255×0.91×0.72=167.1A电缆型号规格表示：ZB-YJV-8.7/10-3×706.2变电所硬母线选择（一）高压开关柜母线选择本工程采用XGN24型高压开关柜，选用硬裸铜母线，每相1片。母线截面先按允许温升条件选择，然后校验其短路动稳定条件，短路热稳定条件未校验。由于母线长度较短，电压损失较小，不需校验。开关柜有主母线和分支母线，以主母线截面选择为例，见表6-3。表6-3高压主母线截面选择序号选择校验项目具体内容结论1允许温升母线电流计算=117.9A满足条件<合格初选母线截面S=80mm×8mm或载流量相当的异型母线按敷设方式与环境条件确定的母线载流量=1370A2短路热稳定三相短路电流热效应Ik3"=10.3tk=tp+tb=0.5s+0.1s=0.6sQt=Ik3"2(tk+0.05)=69kA满足条件It2t>>Qt额定短时（4S）耐受电流KYN44A-12型高压开关柜设计值：It=20KA,t=4s3短路动稳定三相短路电流峰值=10.3kA满足条件>合格额定峰值耐受电流KYN44A-12型高压开关柜设计值：=50kA主母线型号规格表示：TMY-3(80×8)表6-4变压器低压母线桥及低压开关柜主母线截面选择序号选择校验项目具体内容结论1允许温升母线电流计算=1443.4A，允许变压器1.2倍过载时=1732.08A满足条件<合格初选母线截面相母线S=2（100mm×10mm），N及PE母线截面为100mm×10mm或载流量相当的异型母线按敷设方式与环境条件确定的母线载流量=2924A2短路动稳定三相短路电流峰值=48.60kA满足条件>合格额定峰值耐受电流MNS(BWL3)-04型低压开关柜设计值：=200kA母线型号规格表示：TMY-3(125×10)+(80×10)6.3低压配电干线电缆选择（一）配电干线WS1电缆选择WS1为消防控制中心配电线，采用线缆型号为2*NH-YJV-5*6，线缆截面先按温升条件选择，然后校验其电压损失条件，短路热稳定条件未校验，见表6-5。表6-5配电干线WS1电缆截面选择序号选择校验项目具体内容结论1允许温升线路电流计算=8.9A满足条件<合格初选电缆截面相线S=6，N线S=6,PE线为6按敷设方式与环境条件确定的电缆载流量=52A×0.55=28.6A2电压损失计算负荷P=5kW，Q=3.1kvar满足条件<合格线路参数r=3.554Ω/km，x=0.092Ω/km。已知线路长度L=0.15km电压损失计算值=0.84允许电压损失=1（二）配电干线WM61电缆选择WM61为地下室车库照明验用电配电线路,采用线缆型号为NHYJV-5*6，线缆截面先按温升条件选择，然后校验其电压损失条件，短路热稳定条件未校验，见表6-6。表6-6配电干线WS13电缆截面选择序号选择校验项目具体内容结论1允许温升线路电流计算=404.3A满足条件<合格初选电缆截面相线S=120，N线S=120,PE线为70按敷设方式与环境条件确定的电缆载流量=596A×0.55×2=655.6A2电压损失计算负荷P=212.8kW，Q=159.6kvar满足条件<合格线路参数r=0.181Ω/km，x=0.095Ω/km已知线路长度L=0.17km电压损失计算值×0.5=0.2允许电压损失=1