某高层建筑群的供配电设计

目 录摘要IAbstractII第一章供配电工程设计阶段容及程序1第二章供配电系统的负荷计算及无功功率补偿32.1 负荷计算的目的与意义32.2 负荷计算的方法32.3 本工程的具体负荷计算52.4 无功功率补偿82.4.1概述82.4.2无功功率在系统的传输中所造成的影响82.4.3并联电容器的控制及安装方式的选择82.4.4本次设计的无功补偿设计9第三章短路电流及计算10第四章电气设备的选择124.1电气设备中电弧的产生及灭弧方法124.2 变压器的选择154.3 互感器的选择164.4 熔断器的选择204.5 隔离开关的选择224.6 断路器的选择22第五章供配电系统的一次接线245.1 负荷分级及供电电源245.2 变配电所电气主接线设计265.3 高压配电系统设计295.4 低压配电系统设计31第六章变配电所及备用电源的设计356.1 变配电所的设计356.2 变配电所所址选择386.3 备用电源的设计41第七章防雷与保护43附录48结束语52致53参考文献5452 / 55摘 要摘要：改革开放以来随着国民经济的迅速发展,国现代建筑物趄着大型、超大型、密集、高密集趋向发展,由多个单体建筑物构成的相互之间有联系的建筑群体正大量涌现,此设计通过对市新建西路南侧某高层建筑群的供配电系统设计的思考,总结出对大型建筑群供配电设计的一般模式。大型高层建筑群总体变配电系统的构成,10kV配电系统采用双环网配电和环网柜的优点,低压配电系统及柴油发电机容量的选择等。高层民用建筑用电设备多,用电负荷大。其中一、二类负荷较多。为保证供电的可靠性和企业人员及设备的安全,一般取两路或两路以上的独立电源供电,并设置柴油发电机组作为应急电源。由于建筑物高,供配电线路长,为了减少线路损耗及电压损失,配电变压器可根据情况上楼分层布置。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。树千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。随着经济的发展,新设备、新材料、新功能等不断增多,因此供配电系统应适应高层民用建筑不断发展的需要。关键词：大型建筑群 供配电设计 施工实例AbstractAbstract: since the reform and opening up with the rapid development of national economy, modern buildings with large domestic reclined, super large, dense, high intensive tendency, composed of a plurality of monomer structures have reciprocal link building groups are in large numbers, the design of the Changsha City New Road on the south side of high-rise buildings for distribution system design, summed up the large building design for the distribution of the general model. Large high-rise buildings overall power transformation and distribution system, distribution system using 10kV loop network distribution and ring network cabinet has the advantages of low voltage distribution system, and the capacity selection of diesel generator. High rise civil building electrical equipments, electric load. These one or two types of load more. In order to ensure the reliability of power supplyenterprises and the safety of personnel and equipment, generally take two or more than two lines of independent power supply, and diesel generating set as an emergency power supply. As a result of the building, power supply line is long, in order to reduce the line loss of distribution transformer and voltage loss, according to the situation upstairs hierarchical arrangement. Low voltage distribution network based on hybrid power system. The basement and the skirt part adopts the radial distribution, a main body part adopts a tree type distribution. According to the size and the number of the layers of the load floor, decided to select partition trunk or bus trunk type distribution system. Tree of 1000 distribution form is commonly cable or plug type insulated bus groove along the vertical electrical shaft installation. With the development of economy, new equipment, new materials, new function is ceaseless grow in quantity, so the power supply and distribution system should be adapted to the needs of development of high-rise civil building.Key Words：large construction group power supply design and construction example第一章 供配电工程设计阶段容及程序供配电工程设计一般分为方案设计、初步设计和施工图设计三个阶段。对于技术要求简单的民用建筑工程,经有关部门同意,并且合同中有不做初步设计的约定,可在法案设计审批后直接进入施工图设计。方案设计阶段主要是有建筑专业进行投标方案设计。电气专业通过与其他专业一起对总平面图和建筑平、立、剖面图配合进行,提出涉及方案性的意见,以保证建筑方案可行。在建筑方案中标并批复后,除技术要求简单的民用建筑工程外,通常需要进行初步设计。在这个阶段设计文件要满足政府主管部门报批、控制工程造价、特殊大型设备订货的需要在初步设计文件经政府有关部门审查批复、甲方对有关问题给予答复后,项目组开始进行施工图设计工作。这个阶段设计文件应满足设备材料采购、非标设备制作和施工的需要。设计工作的基本程序如下：(1) 设计准备。设计人员接受任务后,首先应和专业负责人一起研究设计任务书和有关批文,搞清楚设计围及要求,然后收集有关设计基础资料,并协助建设和供电管理部门进行供电业务洽谈和互提资料。(2) 确定本专业设计技术条件。在正式设计工作开展前,专业负责人协同设计人一起确定本专业设计技术条件。容包括:1.设计依据的有关规定、规和标准；2.拟采用的新技术、新材料、新工艺等；3.各系统方案；4.关键技术参数；5.各系统的主要材料、做法等；6.专业部计算和制图工作需协调的问题等。(3) 进行专业间配合。为保证工程整体合理性,确保设计质量,尽量减少错、漏、碰、缺,在各设计阶段中专业间均要相互配合。(4) 编制设计文件。设计人员应充分理解建设方的要求,执行国家及地方有关工程建设法规,依据国家现行的工程建设标准、设计规和制图标准,按照国家标准图形符号与文字符号编制设计文件。(5) 专业校审和专业间会签。设计工作后期,应对设计文件进行校对和审核,设计人员根据校审意见修改设计文件。然后进行专业会签,确认专业间互提条件的落实。(6) 设计文件归档。设计完成后应将设计任务书、审批文件、收集的基础资料、全套设文件、专业间互提资料、校审记录、工程洽商单、质量管理程序表等归档。(7) 技术交底、施工配合及验收。施工图设计完成后,需向建设、施工、监理等单位进行技术交底；解决施工中出现的技术问题,配合处工程洽商或修改补充图样；参加隐蔽工程的局部验收。(8) 工程总结。工程竣工后应进行回访,听取相关人员的意见,进行工程总结,以便今后提高设计质量。第二章供配电系统的负荷计算及无功功率补偿2.1 负荷计算的目的与意义供配电系统的设计,首先要根据用户的基本原始资料即用电设备的容量,对系统中各个环节的电力负荷进行统计计算,其目的是确定供电系统方案,并选择其中的各个元器件,以使其满足正常运行时负荷电流热效应的要求。另外,负荷计算也是合理地进行无功功率补偿的重要依据。这种根据用电设备容量统计计算出来的,用来按发热条件选择供配电系统中各元器件的负荷值,成为计算负荷。按计算负荷选择的电气设备,导线和电缆,在计算负荷下连续运行时,其发热温度不会超过允许值。显而易见,计算负荷是电器元器件连续运行时能够承受的最大负荷。用户的用电设备品种繁多,数量大,工作情况复杂,实际用电负荷或所需电量并不是用电设备的简单相加。如何根据用电设备的资料正确估计计算负荷,直接影响到电气设备和导线,电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定过大,那么将使电气设备和导线,电缆选得过大,造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定过小,那么又将使电气设备和导线,电缆处于过负荷下运行,增加电能损耗,产生过热现象,导致绝缘过早老化甚至烧毁,同样会造成损失。由此可见,正确确定计算负荷意义重大。但是影响计算负荷的因素很多,虽然各类负荷的变化有一定规律可循,但仍难准确的确定计算负荷的大小。实际上,负荷也不是一成不变的,它与设备的性能,生产的组织形式,生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关,因此负荷计算只能力求接近实际。2.2 负荷计算的方法日前常用的负荷计算方法有需要系数法、利用系数法和单位指标法。其中单位指标法包括单位面积功率法、综合单位指标法、单位产品耗电量法等。由于在本设计中设备功率未知,且对于住宅建设,在设计的各个阶段均可采用单位指标法和单位面积法。所以我采用的是利用单位面积法负荷密度法负荷密度法计算用电负荷。负荷密度就是每平方米的单位面积所需的供电量。不同地区、不同功能的区域,负荷密度是不同的。利用负荷密度法,一般要将预测区域分成若干功能区,如商业区、工业区、居住区、文教区等,然后根据区域的经济发展规划、人口规划、居民收入水平增长情况等,参照本地区或国外类似地区的用电水平,选择一个合适的负荷密度指标,推算功能区和整个预测区的用电负荷。按分类用地的单建筑面积来估算用电负荷：= 式中：负荷密度,kw/ m2 计算的建筑面积,m2 有功负荷计算值w附表一 各类建筑物的负荷密度用电指标建筑类型负荷指标W/m2推荐围平均值高层办公建筑406050酒店、宾馆80120100商场、购物中心608070建筑裙房、综合服务设施406050工业厂房408060停车库203025中学、小学、幼儿园304035医疗服务设施406050体育设施608070居住建筑3060452.3 本工程的具体负荷计算12#地块商住综合楼 建筑面积建筑面积65000m2,主体建筑地上31层,地下2层,其中5-31层为高档商品住宅。每一层的平均建筑面积为Sa=65000-7500/31=1854.8m2a全部居民住宅用电P1=1854.80.0453060的平均值27=2254 kwb用需要系数法确定计算负荷的公式为：Pj=KxPs2#地块地下层：Ps=75000.08600kw Pj0.86600519.1kw23#地块商住广场建筑面积143000m2,。 主体建筑地上31层,地下2层。5-31层为高档商品住宅。每一层的平均建筑面积为:Sa=143000-27000/31=3742 m2a全部居民住宅用电P1=37420.04527=4546.5 kwb3#地块地下层:Ps270000.082160kw Pj21600.491047.7kw2#地块商住综合楼总的负荷为P=2253.6+600+519.1= 3372.7kw3#地块商住广场总的负荷为 P=4546.5+1047.7+2160=7754.2kw2#地块用电负荷及变压器容量 表1用电设备设备容量KW计算负荷KW视在负荷KVA变压器KVA变压器负荷率A座+地下汽车库住宅变700441469163074%B座+自行车库住宅变679442470163075%C座+小商铺住宅变680437465163074%商场专变149812251303280081%河西苑变电所3557254534903#地块用电负荷及变压器容量 表2用电设备设备容量KW计算负荷KW视在负荷KVA变压器KVA变压器负荷率A+B+C座住宅212811701245280078%A-B-C商场8357528001100080%A-B-C商场空调7957558031100080%商场+公用+地下层+下层广场9507608081100081%1#A-B-C座变电所合计407834374600D+E+F座住宅206611361209280076%D-E-F商场8207387852100079%D-E-F商场空调7967568041100080%商场+公用+地下层+下层广场9187347811100078%2#A-B-C座变电所合计460033644600 火警时消防设备及非火警故障时需保障用电负荷表 表3消防设备设备容量计算负荷保障用电设备容量计算负荷消防电梯60 KW60 KW客梯160 KW130 KW正压风机排烟风机198 KW198 KW生活泵78 KW62 KW防火卷帘28 KW28 KW地下车库38 KW23 KW消防泵220 KW220 KW消防、弱电25 KW25 KW消防、安防中心15 KW15 KWV车库动力96 KW57 KW应急照明147 KW88 KW公用287 KW230 KW合计668 KW609 KW合计684 KW527 KW2.4 无功功率补偿2.4.1概述用户供电系统在最大负荷时的功率因数满足当地供电部门的要求,当无明确要求时：高压用户的功率因数应为0.9以上；低压用户的功率因数应为0.85以上。在进行人工无功补偿装置设计时,应首先采取措施提高用电设备的自然功率因数,例如,正确选择电动机的类型和功率,尽量使电动机的负荷率为80%90%;正确选择变压器容量和台数,保持变压器负荷率在75%85%围,不低于60%；减少配电线路感抗,如采用电缆线路。一般用户供配电工程的无功功率补偿装置均为并联电容装置,故仅介绍采用并联电容器装置进行无功功率补偿的设计方法。2.4.2无功功率在系统的传输中所造成的影响1、无功功率在通过电网时,会引起线路及设备的有功损耗。2、电网在电压损耗将会随着无功功率的增加而增加。3、在电网输送有功不变下,无功增加而使总电流增加,会使供电系统的如变压器,断路器,导线以及测量仪器,仪器等等的一次,二次设备的容量,规格尺寸增大,从而使投资费用增加。2.4.3并联电容器的控制及安装方式的选择为尽量减少线损和电压损失,宜就地平衡补偿无功功率。低压部分的无功功率宜由低压电容器补偿,高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿。当配电所中无高压负荷时,不宜在高压侧装设电容器装置。（1） 对于容量较大,负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率,宜单独就地补偿。补偿基本无功功率的电容器组宜在变电所集中装设。在坏境正常的车间宜装设低压电容器分散补偿。（2） 供给气体放电灯的配电线路宜在线路或灯具设置电容补偿,功率因数不应低于0.9。 （3） 对于补偿低压基本无功功率的电容器组以及常年稳定的无功功率和投切次数较少的高压电容器,宜采用手动投切；为避免过补偿或在轻载时电压过高,造成某些用电设备损坏等,宜采用自动投切,且宜优先选用低压无功自动补偿装置。（4） 无功自动补偿的调节方式可根据下列情况来选择：以节能为主进行补偿者,采用无功功率参数调节；当三相负荷平衡时,也可采用功率因数参数调节,应按电压参数调节。无功功率随时间稳定变化时,按时间参数调节。必要时,可采用组合调节方式。（5） 电容器分组时,应与配套设备的技术参数适应,满足电压偏差的允许围,适当减少分组组数和加大分组容量 。分组电容器投切时,不应产生谐振。（6） 电容器装置的开关设备及导体等载流部分的长期允许电流,对高压电容器不应小于电容器额定电流的1.35倍,对低压电容器不应小于电容器额定电流的1.5倍。（7） 电容器组应装设单独的控制和保护装置。低压电容器组应采用专用投切接触器或电力电子开关以减少合闸冲击电流,并设置过载保护、短路保护和过电压保护。（8） 对三相不平衡系统,低压无功补偿应采用分相补偿或混合补偿方式。对含有谐波的配电系统,无功补偿电容器回路中应装设抑制谐波和涌流的装置、相关设计要求需参考其他文献。2.4.4本次设计的无功补偿设计本次设计中电容补偿的界限方式采用与下图的接线方式：特点是初投资较小,运行方便。 电容补偿的接线方式第三章 短路电流及计算一、 短路电流计算容及目的供配电工程设计时,需确定的高压电网短路电流及计算目的见下表需要确定的短路电流及计算目的序号短路物理量计算目的1三相对称短路电流初始值超瞬态短路电流用于校验高压电器导体的热稳定、整定继电保护电流速断保护装置2三相对称开断电流有效值开关电器的第一对触头分断瞬间,预期短路电流对称交流分量在一个周期的有效值,用于校验高压开关电器的分断能力3三相短路电流峰值短路冲击电流用于校验高压电器、母线、绝缘子的动稳定,校验断路器的额定关合电流4三相稳态短路电流有效值计算其他短路电流的依据5两相稳态短路电流有效值用于继电保护装置或高压熔断器的灵敏度；对远离发电机短路,等于两相短路电流初始值6对称短路容量初始值用于校验高压电动机起动的依据,也是计算低压电网短路电流的依据7单相接地电容电流用于确定高压系统中性点接地方式；对高压非有效接地系统,用于验算接地装置的接触电压和跨步电压8单相接地短路电流对高压有效接地系统,用于验算接地装置的接触电压和跨步电压二、短路电流计算步骤1选取基准容量和基准电压一般取各级的平均电压。2将各元件的电抗换算为同一基准值的标幺值的标幺电抗。3绘制等值网络图,并将各元件电抗统一编号。4化简等值网络：为计算不同短路点的短路值,需将等值网络分别化简为以短路点为中心的辐射形等值网络,并求出各电源与短路点之间的电抗。5求计算电抗。6由运算曲线查出各电源供给的短路电流周期分量标幺值7计算无限大容量的电源供给的短路电流周期分量。8计算短路电流周期分量有名值和短路容量。9计算短路电流冲击值。三、本工程短路计算的估算 在本次设计任务中因为不涉及到二次回路的设计,所以短路电流这部分计算不作重点考虑。下面仅就变压器低压侧母线三相短路电流进行估算见下表。变压器额定容量Se变压器低压的额定电压Ue变压器低压的额定电压百分数UK变压器低压的额定电流Ie变压器低压侧母线出三相短路电流估算值Id20000.386607.7517.31Id=IeUK% Ie=SeId=100Se 其中： Se-变压器额定容量 Ie-变压器低压的额定电流 Ue-变压器低压的额定电压 UK-变压器的阻抗电压百分数 Id-变压器低压侧母线三相短路电流 第四章 电气设备的选择4.1电气设备中电弧的产生及灭弧方法一、电气设备中电弧的产生及灭弧方法 开关电气在接通或断开有电流的电路时,触头间就可能产生电弧。电弧是一种气体放电现象,放电过程中伴随着高温和强光。 开关触头间隙中能产生电弧放电,说明其中存在大量的带点质点。带电质点的产生与消失决定了电弧放电现象。产生带电质点并形成电弧的游离方式有： （1） 强场发射 开关触头分断电流的瞬间,触头间很强的电场使阴极表面的电子逸出,成为自由电子。（2） 热电发射 当开关触头分断电流时,阴极表面由于大电流逐渐收缩集中而出现炽热的光斑,温度很高,可使其中的电子获得巨大动能,逸出金属成为自由电子。（3） 碰撞游离 在强电场的作用下,间隙中的自由电子向阳极加速移动而获得动能,动能积累到一定数值后,碰撞中性质点就会使中性质点游离,游离后新产生的电子和原有电子又将从电场获得动能,继续引起游离,使触头间隙中正离子和电子数目迅速增加,像雪崩一样,形成了所谓电子蹦。当带电质点浓度足够大时,介质就被击穿而产生电弧。（4） 热游离 电弧形成后温度很高,可大数千度,间隙中质点剧烈热运动而相互碰撞,使电弧中的中性质点进一步游离。由于上述几种游离的综合作用,使触头在分断电流时产生电弧并维持电弧燃烧。二、电弧的影响电弧的产生对供配电系统的安全运行有很大影响,主要包括： 延长了电路的开断时间。当开关分断短路短路时,触头间的电弧延长了短路电流持续的时间,从而对供配电系统造成更大的损坏。 电弧的高温可使开关触头烧损。 电弧的强光可能损害人的视力,严重时可导致人眼失明。 可能引起电路弧光短路,甚至造成爆炸事故。 因此,为了保证供配电系统的安全运行和人员的生命安全,必须采取有效措施迅速熄灭电弧。二、 电弧的熄灭1.熄灭电弧的条件在电弧产生的过程中,游离和去游离是共同存在的两个过程。要使电弧熄灭,必须使触头间电弧中的去游离大于游离率,即其中带电质点消失的速率大于带电质点产生的速率。 2.去游离的方式1 复合 正、负带电质点相遇,发生电荷的传递而互相中和,还原为中性质点的现象,称为复合。增加间隙中的气体压力、加强冷却降低温度有利于带电质点的复合。另外,复合也与电荷接触的介质性质有关,如电弧接触的表面为固体介质,电子首先附着在固体介质表面,然后再吸引电弧中的正离子而造成强烈的复合。2扩散 扩散是带电质点从电弧部逸出而进入到周围介质中的现象。扩散的原因是由于电弧与周围介质的温度差和离子浓度差。电弧与周围介质的温度差和离子浓度差越大,扩散作用就越强。在电气设备中,如果采取措施加强复合和扩散作用,就能使电弧快速熄灭。3.开关电器中常用的灭弧方法（1） 速拉灭弧法 迅速拉长触头间的电弧,使电场强度聚减,电弧与周围温度较低的介质增加接触,离子复合和扩散迅速增强,达到加速灭弧的目的。这种方法是开关电器中最基本的灭弧方法,如高、低压断路器中都装有强力的断路弹簧,目的就是加快触头的分断速度,以利于灭弧。（2） 冷却灭弧法 利用介质如油、硅砂等来降低电弧的温度,从而增强去游离来加速灭弧。如油断路器中利用油作为灭弧介质,熔断器中利用硅砂填料作为灭弧介质。（3） 吹弧灭弧法 利用气流、油流或电磁力来吹动电弧,使电弧拉长而电场强度减小,同时也使电弧冷却。这样,复合和扩散,加速电弧熄灭。（4） 粗弧分细灭弧法 将粗弧分成若干平行的细小电弧,增大了电弧与周围介质的接触面积,改善了电弧的散热条件,降级了电弧的温度,从而使带电质点的复合和扩散得到加强,使电弧加速熄灭。（5） 长弧短切灭弧法 由于电弧的电压降主要溅落在阴极区和阳极区。而且基本上是一个常数,而弧柱电压降又较小,所以可以利用金属片将长弧切成若干短弧。（6） 狭沟灭弧法 电弧在固体介质所形成的狭沟中燃烧。冷却条件改善,同时短弧与介质表面接触使带电点的复合增强。从而加速了电弧的熄灭。（7） 真空灭弧法 真空具有较高的绝缘强度,若将开关触头装在真空容器,则再此间产生的电弧真空电弧较小,且在电流第一次过零时就能将电弧熄灭。如真空断路器、真空负荷开关就是利用这个原理来灭弧的。（8） 六氟化硫灭弧法 六氟化硫SF6气体具有优良的绝缘性能和灭弧性能,采用SF6可极提高开关的断流容量和减少灭弧所需时间。如SF6断路器、SF6负荷开关就是利用这个原理来灭弧的。 在现代的开关电器中,通常是综合利用上述某几种灭弧方法的组合来达到灭弧的目的。而且,越是重要的电气设备,其灭弧措施越是完善。同时。电气设备的灭弧性能往往是衡量其运行可靠性和安全性的重要指标之一。4.2 变压器的选择变压器型式选择是指确定变压器的相数、绕组型式、绝缘及冷却方式、联结组标号、调压方式等。变压器按相数可分为单相和三相。三相适用于一般工业与民用供配电工程；单相适用于单台单相负荷较大的场所。变压器按绝缘及冷却方式可分为油浸式和干式。油浸式适用于一般正常环境的变电所；而干式适用于防火要求较高或潮湿、多尘环境的变电所,多层或高层主体建筑的变电所。一、变压器的型式选择结合本工程的特点,应选用干式三相变压器,其中环氧浇注干式变压器无疑是比较好的选择。其特点可以有以下几点：一：整体机械强度好,耐受短路的能力强二：耐冲击过电压的性能好,基准冲击水平BIL值高 三：防潮及耐腐蚀性能特别好,尤其适合极端恶劣的环境条件下工作 四：局放小,运行寿命长 损耗低,过负荷能力强二、变压器的台数选择选择主变压器台数时应考虑下列原则：1） 一般情况下应首先考虑选择一台变压器。2） 下列情况可考虑选择两台或两台以上变压器。 对供有大量一、二级负荷的变电所,宜采用两台变压器,以便当一台变压器发生故障或检修时,另一台变压器能对一、二级负荷继续供电,以满足供电可靠性的要求。对只有二级而无一级负荷的变电所,也可以采用一台变压器,但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源。 对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所,也可考虑采用两台变压器。 除上述情况外的一般用户变电所,如果负荷集中而容量又相当大时,虽为三级负荷,也可以采用两台或以上变压器。3） 在确定变电所主变压器台数时,应适当考虑负荷的发展,留有一定的裕度。三、变电所主变压器容量的选择我国变压器容量等级采用R10容量系列。如容量100KVA、125KVA、160 KVA、200 KVA、250 KVA、315 KVA、400 KVA、500 KVA、630 KVA、800 KVA和1000KVA等。1只装设一台主变压器的变电所。变压器容量满足全部用电设备总计算负荷S30需要。 2装设两台主变压器的变电所。每台变压器的容量,应满足以下两个条件：任一台变压器单独运行时,宜满足总计算负荷的60%至70%的需要。 任一台变压器单独运行时,应满足全部一、二级负荷的需要。车间变电所主变压器的单台容量一般不宜大于1000KVA。这主要是考虑到可以使变压器更接近于车间负荷中心,以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗以及有色金属消耗量。如果车间负荷容量较大、负荷集中且运行合理时,那么也可以选用容量为12502000 KVA的配电变压器,这样能减少主变压器的台数及高压开关电器和电缆的使用量等。对装设在二层以上的店里变压器,应考虑垂直与水平运输队通道及楼板荷载的影响。如果采用干式变压器时,其容量不宜大于603KVA。对住宅小区变电所的油浸式变压器,单台容量不宜大于603KVA。这是因为油浸式变压器容量大于630603KVA时,按规定应装设瓦斯保护,而该变压器电源侧的断路器往往不在变压器附近,因此瓦斯保护很难实现。而且如果变压器容量增大,供电半径相应增大,势必造成供电末端的电压偏低,给居民生活带来不便等。3应适当考虑负荷的发展,一般应考虑今后510年电力负荷的增长,留有一定的余地,同时要考虑变压器的正常过负荷能力。 必须指出,变电所主变压器台数和容量的最后确定,应结合变电所主接线方案的选择,通过对几个较合理的方案进行技术经济比较后择优确定。根据前面的容量可以推断出变压器一共为六台,每台变压器的容量为1800KVA,且六台一起构成并列运行。根据查表可得变压器的型号为SC8-1800/10.四、本工程变压器选择根据前面的容量应选择六台变压器,每台变压器的容量为2000KVA,。根据查表可得变压器为10KV级环氧浇注干式变压器,型号为SC8-2000/10,技术参数Uk% = 6% ,I。% = 1.3% ,带外壳尺寸：2160 X 1120 X 2500。4.3 互感器的选择电流互感器的选择及校验电流互感器选择的具体技术条件如下：1) 一次回路电压：式中：电流互感器安装处一次回路工作电压；电流互感器额定电压。2) 一次回路电流：式中：电流互感器安装处的一次回路最大工作电流；电流互感器原边额定电流。当电流互感器使用地点环境温度不等于时,应对进行修正。修正的方法与断路器的修正方法相同。 准确级准等级是根据所供仪表和继电器的用途考虑。互感器的准等级不得低于所供仪表的准确级；当所供仪表要求不同准确级时,应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器的准确级。 与仪表连接分流器、变送器、互感器、中间互感器不低于下要求：与仪表相配合分流器、变压器的准确级为0.5级,与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级为0.5。仪表的准确级为1.5时,与仪表相配合分流器、变压器的准确级0.5,与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级0.5。仪表的准确级为2.5时,与仪表相配合分流器、变压器的准确级0.5与仪表相配合的互感器与中间互感器的准确级1.0。 用于电能测量的互感器准确级：0.5级有功电度表应配用0.2级互感器；1.0级有功电度表应配用0.5级互感级,2.0级无功电度表也应配用0.5级互感器；2.0级有功电度表及3.0级无功电度表,可配用1.0级级互感器。 一般保护用的电流互感器可选用3级,差动距离及高频保护用的电流互感器宜选用D级,零序接地保护可釆用专用的电流互感器,保护用电流互感器一般按10%倍数曲线进行校验计算。3) 动稳定校验：式中：短路电流冲击值；电流互感器原边额定电流；电流互感器动稳定倍数。4) 热稳定校验：式中：稳态三相短路电流；短路电流发热等值时间；电流互感器原边额定电流。t秒时的热稳定倍数。 电流互感器的选择根据如下条件选择电流互感器：一次回路电压：一次回路电流：型号额定电流比A级次组合准确级 二次负荷 10%1S热稳定 动稳定0.2VA0.5135P10P二次 负荷倍数电流kA倍数电流倍数 VALA-10300-400/5600-1000/50.5/3及1/30.5 1 30.40.40.61010755013590LFZJ1-1020200/5 300/5 400/50.5/3及1/30.5130.81.20.811208075210140130LMC-102000,3000/54000,5000/50.5/3及0.5/30.531.23275LMZ1-1012000,3000/54000,5000/50.5/D0.5D1.622.43322.415根据额定电流、短路电流、热稳定电流可以选出电流互感器；我认为选用LA-10是比较合适的因为它的参数与前面算得基本一致。电压互感器应按以下条件选择 电压互感器的额定电压应大于或等于所接电网的额定电压。 电压互感器的类型应与实际安装地点的工作条件及环境条件户、户外；单相、三相相适应。 电压互感器应满足准确度等级的要求。 为满足电压互感器准确度等级的要求,其二次侧所接负荷容量S2 不得大于规定准确度等级所对应的额定二次容量S2N ,即 S2N S2其中 式中 的接侧量仪表和继电器电压线圈消耗的有功功率之和；所接测量仪表和继电器电压线圈消耗的无功功率之和。 型号 额定电压KV 副绕组1额定电压副绕组2额定容量 最大 容量 VA原绕组副绕组辅助绕组 VA VA0.20.513 3P 6P JDZ-10 JDZJ-10 JDZJ1-10 JDJ-10 JSJW-10 106/1.7310/1.7310 10 0.10.1/1.730.1/1.73 0.1 0.10.1/30.1/30.1/350305080120808050125200200120200320480 400 200 400 640 960根据容量的大小、额定电流、短路电流、热稳定电流可以选择的电压互感器为LZZBJ910A1,额定一次电流为300-1200A,短时额定热电流为63kA动稳定电流为130KA。4.4 熔断器的选择熔断器是最简单和最早使用的一种保护电器。它串联在被保护电路中,当电路电流超过规定值一定时间后,熔断器的熔体发热、熔断,将电路开断。断路器可以电压分为高压熔断器和低压熔断器；按工作过程可分为限流型和非限流型。高低压熔断器的选择及校验1熔断器的额定电压大于或等于安装处的额定电压。2熔断器的额定电流应大于或等于它所安装熔体的额定电流。3熔断器的类型应与实际安装地点的工作条件及环境条件户、户外相适应。4熔断器应满足安装处对断流能力的要求,为此熔断器需进行断流能力的校验。对限流式熔断器可按下式进行校验：式中 熔断器的最大分断电流； 熔断器安装处三相次暂态短路电流有效值,在无限大容量系统中对非限流式熔断器可按下式进行校验：式中 熔断器安装处三相短路冲击电流有效值。对具有断流能力上下限断器可按下式进行校验：式中 熔断器最大分断电流有效值；熔断器最小分断电流有效值；熔断器安装处最大三相短路冲击电流有效值； 熔断器安装处最小三相短路冲击电流有效值。对IT系统中性点不接地系统取最小两相短路电流；对IT或TN系统中性点接地系统取单相短路电流或单相接地短路电流。5熔断路应满足保护灵敏度的要求,以保证在保护区发生短路故障时能可靠地熔断。保护灵敏度可按下式进行校验：式中 被保护线路末端在系统最小运行方式下的最小短路电流。对TT、TN系统取单相短路电流或单相接地故障电流；对IT系统取两相短路电流；对安装在变压器高压侧的熔断器,取低压侧母线的两相短路电流折算到高压侧之值。 此外,前后级熔断器之间还应满足选择性配合的要求,即线路发生故障时,靠近故障点的熔断器先熔断,切除故障,从而使系统其他部分迅速恢复正常运行。 根据额定电流和短路电流,可以确定熔断器的型号为RN5-10系列,用于电力线路和变压器的保护。低压侧的熔断器可以选择自复熔断器。且采用金属钠作为熔体,很方便不需要长期的更换熔丝。在出现故障时自动熔断,在没有故障时又可以自动的复原。隔离开关的设计:在断路器检修的时候,检修时必须要有能隔离电源的电器,以保证检修的安全隔离开关没有专门的灭弧装置,所以不能用它来接通和开断负荷电流和短路电流。断开电路时,只能在断路器开断后,隔离开关才能断开；接通电路时,接通电路时,只能在隔离开关接通后,才能接通断路器。其主要用途如下：一：隔离电源 二：倒闸操作 三：用以接通或开断小电流电路。4.5 隔离开关的选择一、隔离开关的作用1、隔离电源：电气设备检修时,在用断路器开断电流以后,用隔离开关将需要检修的电气设备与带电的电源隔离,形成明显可见的断开点,以保证检修人员和设备的安全。2、倒换线路或母线：利用等电位间没有电流通过的原理,用隔离开关将电气设备或线路从一组母线切换到另一组母线上。 3、关合与开断小电流电路：关合和开断正常工作的电压互感器、避雷器电路；关合和开断母线和直接与母线相连接的电容电流；关合和开断电容电流不超过5A的空载电力线路；关合和开断激磁电流不超过2A的空载变压器等。 4、10kV的隔离开关,容许关合和开断5km以下的空载架空线路；35kV的隔离开关,容许关合和开断10km以下空载架空线路和1000kVA以下的空载变压器；110kV的隔离开关,容许关合和开断320kVA以下的空载变压器。二、隔离开关选择根据额定电流、短路电流、热稳定电流可以看出,GN6-10开关为大电流户高压隔离开关,适用于额定电压10KV,三相交流50HZ,电力系统中高压开关设备作为有电压无负载的情况下分合电路之用。开关结构设计新颖、合理、独具一格。它采用了两步动作的锁紧方式,使开关动热稳定性能优异,操作力小。它采用了环氧树脂和绝缘子及刷镀银等新材料新工艺,使开关导电性能好,体积小,质量轻。它的出线端子便于与真空断路器、油断路器连接,可缩小开关柜体种,减少过渡接头,降低成本。4.6 断路器的选择在电力系统中,高压开关电器是最重要的电气设备之一,其所承担的任务是：在正常工作情况下可靠地接通或断开电路；在改变运行时灵活地切换操作；在系统发生故障时迅速切除故障部分非故障部分的正常运行；在设备检修时隔离带电部分以保证工作人员的安全。高压断路器是最重要的高压开关电器,它的结构完善并有灭弧装置和高速的传动机构,它能关合和开断各种状况下高压电路中的电流,包括负荷电流和短路电流,用以完成电力系统运行方式的改变和尽快切除故障电流。其基本要求有：要求其工作可靠,具有足够的开断能力、尽可能短的动作时间和具有重合闸的性能。我认为在室的高压配电系统中最好是使用真空断路器。其优点有以下特点：一：真空断路器利用真空扩散灭弧,有很高的断路能力 二：真空灭弧室没有没有爆炸和火灾危险,三：灭弧性能强,燃弧时间短动作快, 四：维修时间周期长,且不会产生有毒气体。 部分高压断路器主要技术数据型号额定电压kv额定电流动稳定电流KA热稳定电流KA合闸时间S固有分闸时间S 配用机构 型号SN10-10I10630010000 1640162S0.20.06CD10ISN10-10II101000031.58031.50.20.06CD10IISN10-10III10125043.313043.30.20.06CD10III20003000ZN3-10/63010630812.52031.580.150.05CDZN3-10/100010100002050200.10.05CDLN2-101012502563250.15CT12I注从上表可以看出：真空断路器有很多特性都反映了前面的有点；所以我认为真空断路器是比较合适的选择。在前面的短路计算中可以看出,各条线路的额定电流为112.5A.短路电流为1738A.热稳定电流为额定电流的2.55倍.为4478A.因此参照上面的表可以选出断路器为ZN310/630.第五章 供配电系统的一次接线5.1 负荷分级及供电电源进行供配电系统一次接线设计时,首先应根据规要求,正确地将电力负荷分级并满足各级负荷的供电要求。一、 负荷分级的原则规定 电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治上、经济上所造成损失或影响的程度进行分级,并符合下表规定。负荷分级原则定义一级负荷1中断供电将造成人身伤2中断供电将在政治、经济上造成重大损失3中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作4在一级负荷中,当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷,以及特别重要场所不允许中断供电的负荷,应视为特别重要的负荷二级负荷1中断供电将在政治、经济上造成较大损失2中断供电将影响重要单位的正常工作三级负荷不属于一级和二级负荷者二、各级负荷的供电要求负荷等级供电要求一级负荷1一级负荷应有两个电源供电,当一个电源发生故障时,另一个电源不致同时收到破坏。两个电源均能承担用户的全部一级负荷设备的供电2一级负荷中特别重要的负荷,除有两个电源供电外,尚应增设应急电源,并严禁将其他负荷接入应急供电系统3 下列电源可作为应急电源：1. 独立于正常电源的发电机组2. 供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路3. 蓄电池4. 干电池4根据负荷对中断供电时间的要求,可分别选择下列应急电源：1.允许中断供电时间为15s以上的供电,可选用快速自起动的发电机2.自投装置的动作时间能满足允许中断供电时间的、可选用带有自动投入装置的独立于正常电源的专用亏电线路3.允许中断供电时间为毫秒级的供电,可选用蓄电池静止型不间断供电装置、蓄电池机械能电机型不间断供电装置或柴油机不间断供电装置5应急电源的工作时间,应按生产技术上要求的停车时间考虑。当与自动起动的发电机组配合使用时,不宜少于10min二级负荷二级负荷的供电系统,宜由两回路电源线路供电。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,其每根电缆应能承受100%的二级负荷三级负荷对供电无特殊要求三、供电电源选择1符合下列情况之一时,用电单位宜设置自备电源：1需要设置自备电源作为一级负荷中特别重要负荷的应急电源时或第二电源不能满足一级负荷的条件时。2设置自备电源较从电力系统取得第二电源经济合理时。3有常年稳定余热、压差、废气可供发电,技术可靠、经济合理。4所在地区偏僻,远离电力系统,设置自备电源经济合理时。2应急电源与正常电源之间必须采取防止并列运行的措施四、供配电系统设计原则（1） 供配电系统的设计,除一级负荷中特别重要的负荷外,不应按一个电源系统检修或鼓障的同时另一电源又发生故障进行设计。（