电气化铁路供电论文

1、黑龙江交通职业技术学院 09级毕业论文 电气化铁道黑龙江交通职业技术学院毕业设计（论文）题目小区变配电系统分析与设计专业班级 电气化铁道0934班 姓 名 年 月 日毕业设计（论文）开题报告题目： 小区变配电系统的分析与设计1 本课题的来源、选题依据：本设计是以小区变配电为来源、用变配电所系统设计为选题依据设计的一个课题。2 本课题的设计（研究）意义（相关技术的现状和发展趋势）：随着经济和电力行业的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，小区供电的选型、设计和配置，力求做到运行可靠、方便，经济合理，具有灵活性和安全。3 本课题的基本内容、重点和难点，拟采用的实现手段（途径）：（可以另附页）内容

2、包括：主变压器的选择、电气主接线、短路计算、电气设备的选择、无功补偿、配电装置、安全用电、防雷设计等。主要问题是防雷的分析与设计。4 文献综述（列出主要参考文献的作者、名称、出版社、出版时间以及与本课题相关的主要参考要点）：1、赵大志 高电压技术 北京，中国电力出版社，20042、李建民 安全用电 北京，中国铁道出版社，20083、伊克宁 变压器设计原理 北京，中国电力出版社，2003指导教师意见： 指导教师： 年 月 日专业部意见： 签字 年 月 日中期进展情况检查表年 月 日课题名称小区变配电系统的分析与设计学生姓名陈淇乐学 号200934049专 业电气化铁道技术指导教师李平职 称助教主

3、要研究内容及进展尚须完成的任务存在的主要问题及解决措施指导教师审查意见专业部审查意见毕业设计(论文)结题验收一、完成日期二、完成质量三、存在问题四、结论指导教师： 年 月 日目 录从目录中可以看到正文有的地方格式不对内容提要7一、变配电系统设计国内外现状8二、主变压器的选择9（一）负荷分析91.一级负荷92.二级负荷93不属于一级和二级负荷者为三级负荷。10三、电气主接线13（一）对电气主接线的基本要求和原则13（二）电气主接线设计15四、短路计算17五、电气设备的选择20六、配电装置21七、防雷设计22（一）现代防雷技术22八、安全用电26一、电的概述26二、电的危害26三、用电安全26四、

4、怎么安全用电27总结32参考文献33致谢34内容提要 随着电力行业的不断发展，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。然而电网的稳固性、可靠性和持续性往往取决于变电所的合理设计和配置。一个典型的变电配电系统要求变电设设备运行可靠、操作灵活、经济合理、扩建方便。出于这几方面的考虑，本文设计小区变配电。该设计选择两台主变压器，其他设备如断路器，隔离开关，电流互感器，电压互感器和继电保护装置等等也按照具体要求进行选型，设计和配置，与合理的防雷设计、安全用电。力求做到运行可靠，操作简单、方便，经济合理。具有扩建的可能性和改变运行方式时的灵活性。使其更加贴合实际，更具现实意义。

5、关键词： 小区变配电；电气设备的选择；防雷设计；安全用电变配电系统设计国内外现状在一些工业发达国家中，配电自动化系统受到了广泛的重视，国外的配电自动化系统已经形成了集变电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调节控制、用户负荷控制和远程抄表等系统于一体的配电网管理系统(dms)，其功能多达140余种。 国外著名电力系统设备的制造厂家基本都涉及配电自动化领域，如德国西门子公司、法国施耐德公司、美国cooper公司、摩托罗拉公司、英国abb公司、日本东芝公司等，均推出了各具特色的配电网自动化产品。 日本从20世纪50年代开始在配电线上采用自动隔离故障区，并向健全区(无故障区)恢复送电的按时限自动顺序

6、送电装置；6070年代研究开发了各种就地控制方式和配电线开关的远方监视控制装置；70年代后半期开始利用计算机构成自动控制系统；其后由于电子技术、计算机技术及信息传送技术的发展，配电自动化计算机系统及配电线远方监视控制系统在实际应用中得到了很大的发展。到1986年，全日本9个电力公司的41610条配电线(占36.5%)实现了故障后的按时限自动顺序送出，其中2788条(占6.7%)实现了配电线开关(指柱上开关)的远方监控(包括一般的和计算机监控)。 新加坡公用电力局(pub)在20世纪80年代中期投运并在90年代加以发展和完善的大型配电网的scada系统，其规模最初覆盖其220kv配电网的1330

7、个配电所，目前已将网络管理功能扩展到6.6kv配电网，进而覆盖约4000个配电所。 芬兰"espoo sahko"电力配电公司的配电自动化覆盖了该公司的85000个用户，8座110/20kv的一次变电所，1100km的20kv馈电线和1400个20/0.4kv的配电变电所。 从国外配电自动化系统采用的通信方式看，尚没有一种通信技术可以很好地满足于配电系统自动化所有层次的需要。在一个配电自动化系统中，往往由多种通信技术组合成综合的通信系统，各个层次按实际需求采用合适的通信方式。 目前，国外正致力于配电自动化专家系统和配电网仿真培训系统等的研究，并且在研究通过负荷分配的优化来减

8、少损耗，对变压器负荷进行管理，以最大限度地利用变压器容量并降低系统有功损耗，以及按即时电价对用户负荷进行管理等。 20世纪90年代以来，国内电力系统35kv变电所逐步实现了四遥功能，但规模覆盖变电所自动化、馈线的故障定位与隔离和自动恢复供电、负荷控制、远程自动读表、最低网损、电压、无功优化、配电投资系统、变电配电和用电管理信息系统的配电网综合管理系统，则是近年来才起步的。 上海市供电局在浦东金桥金藤开发区实施了配电自动化工程，第一期工程采用法国施耐德集团生产的pr环网开关柜9台，基本达到了遥控、遥信和遥测的目的，但规模较小，且设备依赖进口，造价高，不便于推广普及。另外，北京供电局、沈阳电业局等

9、采用进口设备进行了一定规模的尝试。银川城区配电自动化系统全部采用自行研制的国产设备实现了配电网中30余条进线、几十条馈线和7个开闭所及小区变的全面监控，取得了大量经验，该系统于1998年8月20日通过国家电力公司组织的技术鉴定，达到国内领先水平。这是我国第一套通过技术鉴定的配电自动化系统。 二、主变压器的选择（一）负荷分析电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定：1.一级负荷（1）中断供电将造成人身伤亡时。（2）中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大才产品报废、用重要原料盛产的产品大量报废、国民经济重点

10、企业的连续盛产过程被打乱需要长时间才能恢复等。（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。例如：重要交通枢纽、重要宾馆、大型体育场官、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，应视为特别重要的负荷。2.二级负荷（1）中断供电将在政治、竞技上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。（2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。3不属于一级和二级负

11、荷者为三级负荷。住宅负荷计算这部分的字体和格式都不对可以用格式刷刷一下以前，住宅小区用电负荷的计算主要有单位面积法和需要系数法。pe=k*pe*n式中pe单位用电指标各地的计算标准千差万别新的住宅设计规范出台后，对各类住宅的用电负荷标准、电表规格、进户线截面都规定了下限值。很多省、市、自治区也根据此规范并结合本地区情况，出台了地方住宅设计标准，对上述用电指标均作了等同或高于住宅设计规范的规定。根据山东省住宅建筑设计标准（dbj14-s1-97）第十章的规定每户用电负荷宜按6-8kw设计，按照济南市建委济建设字200114号文件规定对配置标准更为详细的规定，多层及以下一般按6kw/户，中高层及以

12、上按8kw/户，别墅根据实际用电需求设计。kx需要系数，住宅设计规范对其取值未作规定，有些地方标准有规定，但是差别较大。参照民用建筑电气设计规范附录c.6的规定取0.3一0.5具体按接在同一相电源上的户数选定:25户以下取0.45一0.5;25一100户取0.4一0.45:超过100户取0.3-0.35。也可以参照工业与民用配电设计手册的推荐值。如表2-1所示：表2-1户数141618212425-100125-200260-300系数0.550.550.50.50.450.450.350.3注：1、上表中是指单相配电时接于同一相上的户数，按三相配电时连接的户数应乘以3。2、住宅的公用照明和公

13、用电力负荷需要系数可按0.8选取。根据济南市供电公司的相关规定对同时率的取值如下：400户及以下取0.65，401-800取0.55,801-1600户取0.5，1601-3200户取0.45，3201户以上4.其他负荷一般的大型住宅小区都有商业、换热站、地下车库配套公建等其他用电负荷。对于商业负荷、换热站等要根据实际情况计算。地下车库要根据其规模大小及实际配置的电气设备来定，根据工业与民用配电设计手册民用建筑负荷密度指标，车库的负荷密度为8-15w/平米。但是许多大型车库实际配置的电气设备大大超过了8-15w/平米。所以还要根据工程实际情况在此基础上乘以不同的系数。济南市物价局关于制定新建住

14、宅小区供电配套工程费标准的通知，公共建筑按50w配置。在工程实践中根据实际情况按15-50 w/平米进行了配置。（二）变电所变压器容量、台数、型号选择1.变压器容量 变压器空载运行时需用较大的无功功率，这些无功功率需由供电系统供给，变压器容量如选的过大，不但增加投资，而且使变压器长期处于轻载运行，出现“大马拉小车”现象，使空载的损耗增加，功率因数降低，网络损耗增加。若容量选的小，会使变压器长期过负载，易损坏设备。 变压器的最佳负载率在40%-70%之间，负载过高，损耗明显增加，另一方面，由于变压器容量裕度小，负载稍有增长，便需要增容，更换大容量的变压器，势必增加投资，且影响供电。总之选择变压器

15、的容量，要以现有的负荷为依据，按照5-10年的发展计划来确定。2.主变压器台数 变压器的台数应根据负荷的特点和经济运行进行选择，要由负荷大小，对供电的可靠性和电能质量的要求来决定，并兼顾节约电能、降低运行造价、维护设备等因素，确定变压器台数应综合考虑，进行认真的技术经济比较。 按负荷的等级大小来说，对于带一、二级负荷的变电所，当一、耳机负荷较多时，应选两台或者两台以上变压器，如只有少量的一、耳机负荷并且能从相邻的变电所取得低压备用电源，可以只采用一台变压器。3.主变压器型号主变压器的型号选择主要考虑以下因素：变电所的所址选择；建筑物的防火等级；建筑物的使用功能；主要用电设备对供电的要求；当地供

16、电部门对变电所的管理体制等。 设置在一类高、低压主体建筑中的变压器，应选择干式、气体绝缘或者非可燃性液体绝缘的变压器；二类高、低压主体建筑也宜如此，否则应采取相应的防火措施。 主变压器安装在地下时，根据消防要求，不得选用可燃性油变压器，地下层一般比较潮湿，通风条件不好，也不宜选用空气绝缘的干式变压器，应采用环氧树脂浇注型或六氟化硫型变压器。本次论文设计是小区配电设计，假设该小区规划用地是4公顷为别墅型的高档智能化建筑系列，户型分别是a、b1、b2、b3、c型，平均层数为3层，总共是住164户，容积率为0.83。小区用电分为生活用电（包括居民住宅用电，给排水用电，集中供暖用电）、公共用电和道路照

17、明用电及景观照明用电（包括小区内为主、次干道、广场花园草坪、音乐喷泉、建筑及雕塑等）。 别墅规格150平方米左右250平方米左右300平方米左右每户容量20kw25kw30kw因为小区总面积约4 万，住户数164 户，得到每户所占有面积：40000/164=243.9m2/户得到的是243.9m/户约=250m2（未除小区的绿化及其它设施所占面积）则初步估算，所以每户容量选用25kw 得到总装机容量及pe=25kw*164 户=4100kw。根据现代建筑电气设计实用指南陈元丽主编一书，查表得别墅小区负荷需要系数为kc=0.60.65，cos=0.8，kd=1。由需要系数法则得：kc=0.63

18、cos =0.8 则tg =0.75所以就有功功率为pc=kc*pe=0.63*4100kw=2583kw无功功率为qc=pc*tg=2583kw*0.75=1937.25kvar视在功率为sc=pc/cos=3228.75kva当ur=380v 时，工作电流ic=sc/1.732 ur=2588.64a当ur=220v 时，工作电流ic=sc/1.732ur=4496.05a而对于多组设备的同时负荷计算为：有功功率同时系数kep 一般为0.851，我们求平均得取值0.925。无功功率同时系数keq 一般为0.951，我们求平均得取值0.975。所以可根据计算公式得同时有功功率为：pn=pc*

19、kep=2583*0.925=2389.28kw同时无功功率为：qn=qc*keq=1937.25*0.975=1888.82kvar同时视在功率为：sn=pc/cos=3045.7kva。而我们在该小区的供配电所采用的是2台1000kva的铜式箱型变压器，可得总装机容量可得总装机容量为2*1000kva=2000kva，不能达到供电要求，所以可知选择每户装机容量为25kw过大。按国家建筑的修建标准，得该小区必须有一定的绿化面积，并应达到一定的程度及别墅建筑小区的绿化面积范围是30%-45%才能够符合人们的居住环境，才符合国家的相关规定。由此按要求我们取小区的 绿化率为35%及可以达到规划、居

20、住的要求：总平面面积约40000m2，绿化率为35%，绿化面积为40000*35%=14000m2。建筑面积为 40000-14000=26000m2，总建筑面积为 26000*3=78000m2（三层住宅）容积率为 78000/40000=1.95按标准别墅型住宅每户用电来估算：则小区建筑面积约2.6 万，住户数164 户，得到每户所占有面积：26000 平方米/164 户=158.54 平方米/户，而158.54 平方米约等于150 平方米，则可以选用20kw 每户的用电容量。得到总装机容量为：pe=164 户*20kw=3280.00kw,综合楼及总平面装机容量为pe1=50kw+180

21、kw=230kw则得到小区总装机容量为pe2=pe+pe1=3280.00kw+230kw=3510.00kw根据现代建筑电气设计实用指南 陈元丽 主编一书，查表得别墅住宅小区的负荷需要系数为kc=0.40.46 之间，cos=0.8，kd=1。由小区类型及系统规定得:kc=0.426 cos=0.8 则tg=0.75由需要系数法则得：pn=kc*pe2=0.426*3510.00kw=1496kwqn=pn*tg=1496kw*0.75=1122kvarsn=pn/cos=1496kw/0.8=1870kva当ur=380v 时，工作电流ic=sc/ 1.732 ur=2588.64 当ur

22、=220v 时，工作电流ic=sc/ 1.732 ur=4496.05对于多组设备的同时负荷计算为有功功率同时系数kep 一般为0.851，我们求平均得取值0.925。无功功率同时系数keq 一般为0.951，我们求平均得取值0.975。所以可根据计算公式得同时有功功率为：pn=pc*kep=1496*0.925=1383.8kw同时无功功率为：qn=qc*keq=1122*0.975=1093.95kvar同时视在功率为：sn= pc/cos=1763.99kva。总容量为1763.99kva，我们选用2相同型号相同规格的变压器得每台需承载的负荷为s1=s2 =sn/2=1763.99kva

23、/2=881.2<1000kva则我们选用2台变压器就可以据现代建筑电气设计实用指南，查看变压器选型规定，参考箱式变电站变压器的系统参数我们初步选择scb10-1000kva的铜芯箱型干式变压器。验证选择sc10-1000kva 铜芯箱型干式变压器的可行性。则箱式变压器的功率损耗（有功功率损耗、无功功率损耗），查表得： 容量（kva）有功功率损耗(kw)无功功率损耗(kvar)负载率1000空载有载空载有载p0pkq0qk1.85.2711.3425.300.85 所以变压器的有功功率损耗为：p= p0+pk2=1.8+5.27*0.85=5.59kw变压器的无功功率损耗为：q=q0+q

24、k2=11.34+25.30*0.85=29.56kvar所以电力系统供电的容量为pe=3510kw+5.59kw+25.56kw=3541.15kw则有供功率：pc=kc*pe=0.426*3541.15kw=1508.53kw无供功率：qc=pc*tg =1508.53kw*0.75=1131.40kvar视在功率：sc= =1885.67kva.ur=380v，ir=sc/1.732 ur=2865a。则计算电流约为2.87ka，可得2台平均下来的计算电流为i0=2865a/2=1.422a因为 sc1=sc2= sc/2=1885.67/2=942.5kvasc1=sc2=942.5k

25、va<1000kva则我们可以选择2台同型号同功率的箱型干式变压器来给该小区供电满足要求。三、电气主接线电气主接线（这部分的字体和格式也不对main electrical connection scheme）按牵引变电所和铁路变、配电所（或发电所）接受（输送）电能和分溜配电能的要求，表征其主要电气设备相互之间连接关系的总电路。通常以单线图表示。电气主接线中表示的主要电气设备有电力变压器、发电机、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、接地装置以及各种无功补偿装置等。常用的主接线形式有:单母线接线、单母线分段接线、单母线分段带旁路母线接线、桥形接线和双t形（或t 形）分支接

26、线等。电气主接线包括从电源进线侧到各级负荷电压侧的全部一次接线，有时还包括各类变、配电所（或发电所）的自用电部分，后者常称作自用电接线。主要功能 电气主接线反映了牵引变电所和铁路变、配电所（发电所）的基本结构和功能。在运行中，它表明本变电所（发电所）与高压电网、馈电线的连接方式以及相关一次设备的运行方式，成为调度控制和设备实际操作的依据；同时，电气主接线对牵引供电和铁路电力供电系统运行的可能性、电能质量、经济性和操作灵活性起着决定性作用；在设计中，电气主接线对变电所（发电所）电气设备选择、配电装置布置、继电保护方式及其配置与整定计算、自动装置和控制方式选择都有重大影响，因此，电气主接线及其组成

27、的电气设备，是牵引变电所和铁路变、配电所（发电所）的主体部分。（一）对电气主接线的基本要求和原则1.电气主接线应满足的要求要求 （1）这个地方帮你做了一下调整牵引变电所、铁路变电所电气主接应综合考虑电源进线情况（有无穿越通过）、负荷重要程度、主变压器容量和台数，以及进线和馈出线回路数量、断路器备用方式和电气设备特点等条件确定，并具有相应的安全可靠性、运行灵活和经济性。 （2）具有一级电力负荷的牵引变电所，向运输生产、安全环卫等一级电力负荷供电的铁路变电所，城市轨道交通降压变电所（见电力负荷、电力牵引负荷）应有两回路相互独立的电源进线，每路电源进线应能保证对全部负荷的供电。没有一级电力负荷的铁路

28、变、配电所，应有一回路可靠的进线电源，有条件时宜设置两回路进线电源。 （3）主变压器的台数和容量能满足规划期间供电负荷的需要，并能满足当变压器故障或检修时供电负荷的需要。在三相交流牵引变电所和铁路变电所中，当出现三级电压且中压或低压侧负荷超过变压器额定容量的15%时，通常应彩三绕组变压器为主变压器。 （4）按电力系统无功功率就地平衡的要求，交流牵引变电所和铁路变、配电所需分层次装设并联电容补偿设备与相应主接线配电单元。为改善注入电力统的谐波含量，交流牵引变电所牵引电压侧母线，还需要考虑接入无功、谐波综合并联补偿装置回路（见并联综合补偿装置）。对于直流制干线电气化铁路，为减轻直流12相脉动电压牵

29、引网负荷对沿线平行通信线路的干扰影响，需在牵引变电所直流正、负母线间设置550 hz、650hz等谐波的并联滤波回路。 （5）电源进（出）线电压等级及其回路数、断路器备用方式和检修周期，对电气主接线形式的选择有重大影响。当交、直流牵引变电所35 kv220 kv电压的电源进线为两回路时，宜采用双t形分支接线或桥型接线的主接线，当进（出）线不超过四回路及以上时，可采用单母线或分段单母线的主接线；进（出）线为四回路及以上时，宜采用带旁路母线的分段单线线主接线。对于有两路电源并联运行的6kv10 kv铁路地区变、配电所，宜采用带断路器分段的单母线接线；电源进线为一主一备时，分段开关可采用隔离开关。无

30、地方电源的铁路（站、段）发电所，装机容量一般在2 000 kva以下，额定电压定为400 v或6.3 kv，其电气主接线宜采用单母线或隔离开关分段的单母线接线。交、直流牵引变电所牵引负荷侧电气接线形式，应根据主变压器类型（单相、三相或其他）及数量、断路器或直流快速开关类型和备用方式、馈线数目和线路的年运输量或者客流量因素确定。一般宜采用单母线分段的接线，当馈线数在四回路以上时，应采用单母线分段带旁路母线的接线。2.电气主接线的原则 （1）考虑变电所在电力系统中的地位和作用：变电所在电力系统中的地位和作用是决定主接线的主要因素。变电所不管是枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、企业变电所还是分支变

31、电所，由于他们在电力系统中的地位和作用不同，对主接线的可靠性、灵活性、经济性的要求也不同。（2）考虑近期和元气的发展规模：变电所主接线设计应根据5-10年电力系统发展规划金星。应根据负荷的大小和分布、负荷增长速度遗迹地区网络情况和潮流分布，并分析各种可能运行方式，来确定主接线的形式以及所连接电源数和出线回数。（3）考虑负荷的中邀请分级和出线回数多少对主接线的影响对遗迹负荷，必须有两个独立电源供电，且当一个电源失去后，应保证全部一级负荷不间断供电：对耳机负荷，一般要有两个电源供电，且当一个电源失去后，能保证大部分二级负荷供电。三级负荷一般只需要一个电源供电。（4）考虑主变台数对主接线的影响变电所

32、主变的容量与台数，对变电所主接线的选择将产生直接的影响。通常对大型变电所，由于其传输容量大，对供电可靠性的要求高，因此，其对主接线的可靠性、灵活性的要求也高。而容量小的变电所，其传输容量小，对主接线的可靠性、灵活性要求低。（5）考虑备用容量的无有和大小对主接线的影响：发、送、变的备用容量是为了保证可靠的供电、适应负荷突增、设备检修、鼓掌停运的情况下应急要求。电器主接线的设计要根据备用容量的有无而有所不同。例如，当断路器或母线检修时，是否允许线路，变压器厅停运；当线路故障时允许切除线路、变压器的数量等，都直接影响主接线的形式。（二）电气主接线设计 主接线的基本形式，就是主要电气设备常用的几种形式

33、，分为两大类：有汇流母线的接线形式、无汇流母线的接线形式。变电所电气主接线的基本环节是电源、母线和出现。各个变电所的出线回路数和电源数不同，且每路馈线所传输的功率也不一样。在进出线数较多时（一般超过4回），为便于电能的汇集和分配，采用母线作为中间环节，可使接线简单清晰，增多。无汇流母线的接线使用开关电器较少，占地面积小，但只适用于进出线回路少，不再扩建和发展的变电所。有汇流母线的接线形式主要有：单母线接线和双母线接线。在设计里以单母线接线为例。1.单母线接线图3-1单母线接线单母线如图3-1图按章进行顺序标号，在文章中和图下都得有标识，下同不分段的优点：电路简单，使用设备少以及配电装置的建造费

34、用低；缺点是可靠性和灵活性较差。这种接线方式只实用于容量较小和对供电可靠性要求不高的中小型工厂。单母线分段的优点： 母线检修时可以分段进行，出现故障时，经过倒闸操作切除故障段，保证另一段继续运行，比单母线不分段提高了可靠性。四、短路计算（一）概述 注意节的标题的标志供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件. （二）计算条件 1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即

35、计算阻抗比系统阻抗要大得多. 具体规定: 对于335kv级电网中短路电流的计算,可以认为110kv及以上的系统的容量为无限大.只要计算35kv及以下网络元件的阻抗. 2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻. 3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流. （三）简化计算法 即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于

36、一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种 “口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法. 在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念. 1.主要参数 sd三相短路容量 (mva)简称短路容量校核开关分断容量 id三相短路电流周期分量有效值(ka)简称短路电流校核开关分断电流 和热稳定 ic三相短路第一周期全电流有效值(ka) 简称冲击电流有效值校核动稳定 ic三相短路第一周期全电流峰值(ka) 简称冲击电流峰值校核动稳定 x电抗() 其中系统短路容量sd和计算点电抗x 是关键. 2

37、.标么值 计算时选定一个基准容量(sjz)和基准电压(ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算). (1)基准 基准容量 sjz =100 mva 基准电压 ujz规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 kv 有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: ujz (kv)37 10.5 6.3 0.4 因为 s=1.73*u*i 所以 ijz (ka)1.565.59.16144 (2)标么值计算 容量标么值 s* =s/sjz.例如

38、:当10kv母线上短路容量为200 mva时,其标么值容量 s* = 200/100=2. 电压标么值 u*= u/ujz ; 电流标么值 i* =i/ijz 3无限大容量系统三相短路电流计算公式 短路电流标么值: i*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数). 短路电流有效值: id= ijz* i*d=ijz/ x*(ka) 冲击电流有效值: ic = id *1+2 (kc-1)2 (ka)其中kc冲击系数,取1.8 所以 ic =1.52id 冲击电流峰值: ic =1.41* id*kc=2.55 id (ka) 当1000kva及以下变压器二次侧短路时,冲击系数kc ,取1.3 这

39、时:冲击电流有效值ic =1.09*id(ka) 冲击电流峰值: ic =1.84 id(ka) 掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等. 一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求得总电抗后,再用以上公式计算短路电流; 设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流. 下面介绍一种 “口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法. 4简化算法 【1】系统电抗的计算 系统电抗，百兆为一。容量增减，电抗反比。100

40、除系统容量 例：基准容量 100mva。当系统容量为100mva时，系统的电抗为xs*=100/1001 当系统容量为200mva时，系统的电抗为xs*=100/2000.5 当系统容量为无穷大时，系统的电抗为xs*=100/0 系统容量单位：mva 系统容量应由当地供电部门提供。当不能得到时，可将供电电源出线开关的开断容量 作为系统容量。如已知供电部门出线开关为w-vac 12kv 2000a 额定分断电流为40ka。则可认为系统容量s=1.73*40*10000v=692mva, 系统的电抗为xs*=100/6920.144。 【2】变压器电抗的计算 110kv, 10.5除变压器容量；3

41、5kv, 7除变压器容量；10kv6kv, 4.5除变压器容量。 例：一台35kv 3200kva变压器的电抗x*=7/3.2=2.1875 一台10kv 1600kva变压器的电抗x*=4.5/1.6=2.813 变压器容量单位：mva 这里的系数10.5，7，4.5 实际上就是变压器短路电抗的数。不同电压等级有不同的值。 【3】电抗器电抗的计算 电抗器的额定电抗除额定容量再打九折。 例：有一电抗器 u=6kv i=0.3ka 额定电抗 x=4% 。 额定容量 s=1.73*6*0.3=3.12 mva. 电抗器电抗x*=4/3.12*0.9=1.15 电抗器容量单位：mva 【4】架空线路

42、及电缆电抗的计算 架空线：6kv，等于公里数；10kv，取1/3；35kv，取 30 电缆：按架空线再乘0.2。 例：10kv 6km架空线。架空线路电抗x*=6/3=2 10kv 0.2km电缆。电缆电抗x*=0.2/3*0.2=0.013。 这里作了简化，实际上架空线路及电缆的电抗和其截面有关，截面越大电抗越小。 【5】短路容量的计算 电抗加定，去除100。 例：已知短路点前各元件电抗标么值之和为 x*=2, 则短路点的短路容量 sd=100/2=50 mva。 短路容量单位：mva 【6】短路电流的计算 6kv，9.2除电抗；10kv，5.5除电抗; 35kv，1.6除电抗; 110kv

43、，0.5除电抗。 0.4kv，150除电抗 例：已知一短路点前各元件电抗标么值之和为 x*=2, 短路点电压等级为6kv, 则短路点的短路电流 id=9.2/2=4.6ka。 短路电流单位：ka 【7】短路冲击电流的计算 1000kva及以下变压器二次侧短路时：冲击电流有效值ic=id, 冲击电流峰值ic=1.8id 1000kva以上变压器二次侧短路时：冲击电流有效值ic=1.5id, 冲击电流峰值ic=2.5id 例：已知短路点1600kva变压器二次侧的短路电流 id=4.6ka， 则该点冲击电流有效值ic=1.5id,1.5*4.67.36ka,冲击电流峰值ic=2.5id=2.5*4

44、06=11.5ka。 可见短路电流计算的关键是算出短路点前的总电抗标么值.但一定要包括系统电抗 5. 举例 系统见下图.由电业部门区域变电站送出一路10kv架空线路,经10km后到达企业变电所, 进变电所前有一段200m的电缆.变电所设一台1600kva变压器. 求k1,k2点的短路参数. 系统图电抗图合并电抗图 系统容量: s=1.73*u*i=1.73*10.5*31.5=573 mva 用以上口诀,很容易求得各电抗标么值,一共有4个. 系统电抗 x0=100/573=0.175 10km,10kv架空线路电抗 x1=10/3=3.333 200m,10kv 电缆线路电抗 x2=(0.2/

45、3)*0.2=0.133 1600kva 变压器电抗 x3=4.5/1.6=2.81 请注意:以上电抗都是标么值(x*) 将每一段电抗分别相加,得到k1点总电抗=x0+x1=3.51 k2点总电抗=x0+x1+x2+x3=6.45 (不是2.94 !) 再用口诀,即可算出短路电流 u (kv)x*id (ka)ic (ka)ic (ka)sd (mva) 口诀5.5/x*1.52* id2.55 id100/x* k110.53.511.562.374.028.5 口诀150/x*1.52* id2.55 id100/x* k20.46.4523355915.5 用口诀算和用第3节公式算有什么

46、不同 ? 用口诀算出的是实名制单位,ka,mva,而用公式算出的是标么值. 细心的人一定会看出,计算短路电流口诀中的系数 150、9.2、5.5、1.6. 实际上就是各级电压基准值.只是作了简化.准确计算应该是144、9.16、5.5、1.56. 有了短路参数有什么用? 是验算开关的主要参数.例:这台1600kva变压器低压总开关采用m25,n1.额定电流2500a, 额定分断电流55ka. 验算: 变压器额定电流为2253a 开关额定电流>变压器额定电流; 开关额定分断电流>短路电流 id.验算通过.五、电气设备的选择1、隔离开关的选择节的标志用（一）表示，可以用格式刷直接刷之前

47、已经设置好的（1）容量为220mw及以上大机组与双绕组变压器为单元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。（2）接在发电机、变压器因出线或中性点上的避雷器不可装设隔离开关。（3）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自藕变压器的中性点则不必装设隔离开关。2、接地刀闸或接地器的选择（1）为保证电器和母线的检修安全，110kv每段母线根据长度宜装设12组接地刀闸或接地器，每两接地刀闸间的距离应尽量保持适中。母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装于其他回路母线隔离开关的基座上。必要时可设置独立式母线接地器。（2）110kv配电装置的断路器两侧隔离开

48、关和线路隔离开关的线路宜配置接地刀闸。3、电流互感器的选择（1）电流互感器的选择应满足变电所中的电气设备的继电保护、自动装置、测量仪表及电能计量的要求。（2）选择的电流互感器一次回路允许最高工作电压umax应大于或等于该回路的最高运行电压4、电压互感器的选择电压互感器正常工作条件时，按一次回路电压、二次电压、二次负荷、准确度等级、机械可载条件选择。六、配电装置可以删掉，没有太大的用七、防雷设计雷电是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层与大地之间迅猛的放电，这种迅猛的放电过程产生强烈的闪电并伴随巨大的声音。只要我们积极主动注意正文格式的防御，采取正确良好的防雷手段，雷电

49、灾害是可以避免的。 （一）现代防雷技术  国际电工委员会编制的标准(iecl024-1)、建筑物防雷设计规范gb50057-94(2000年版)将建筑物综合防雷装置分为两大部分：外部防雷装置和内部防雷装置，建筑物的防雷设计必须将外部防雷装置和内部防雷装置作为整体统一考虑。  外部防雷装置：外部防雷装置主要是防直击雷装置，即在直击雷非防护区(lpzoa)或直击雷防护区(lpzob)界面采取的防雷措施，由接闪器、引下线、接地装置三部分组成。接闪器一般由避雷针、避雷带、避雷线、避雷网等构成，可根据建筑物实际情况选择，既要考虑外观、经济，关键还要考虑防雷效果。 

50、 内部防雷装置：主要用于减小和防止雷电流在需防空间内所产生的电磁效应以及防止反击、接触电压、跨步电压等二次雷害，即在直击雷防护区(lpzob)届面内采取的防雷措施，内部防雷装置由等电位连接系统、共用接地系统、屏蔽系统、合理布线系统、浪涌保护器等组成。  共用接地系统：连接至接地装置的建筑物的所有互连的金属装置(包括外部防雷装置)，建筑物防雷设计规范gb50057-94(2000年版)和建筑物电子信息系统防雷技术规范gb50343-2004均规定应采用共用接地系统。  屏蔽措施：指“在需要保护的空间内，当采用屏蔽电缆时其屏蔽层至少在两端并宜在防雷区交界处做等电位连接，当系统要

51、求只在一端做等电位连接时，应采用两层屏蔽，外层屏蔽按前述要求处理。”屏蔽是减小电磁干扰的基本措施。  合理布线：现代化的建筑物都离不开照明、动力、电话、电视和计算机等设备的管线，在防雷设计中，必须考虑防雷装置与这些管线的关系。在管线较长或桥架等设施较长的路线上，还需要两端接地；第三，应该注意电源线、天线和屋顶高处的彩灯及航空障碍灯等线路的引入做法，防止雷电波侵入。  电涌保护器(spd)防护：电涌保护器的防护分为电源电涌防护和信号电涌防护。电源电涌防护按规范分为三部分：在总电房低压配电柜电源总开关处安装对地电源电涌保护器，作为一级防护：在分配电柜安装对地电源电涌保护器，作为

52、二级防护；在ups电源、精密设备和电脑终端等设备处安装对地电源电涌保护器，作为三级防护。    （二）住宅小区智能项目概述    住宅小区智能主要有电视监控系统、可视对讲系统及物业管理处计算机网络系统，所以本项目针对这些系统提出相应的防雷设计及施工方案。  电视监控系统一般由以下三部分组成：、前端部分：主要由黑白(彩色)摄像机、镜头、云台、解码器、防护罩、支架等组成。、传输部分：使用同轴电缆、电线、多芯线、双绞线、光纤等采取架空、地埋或沿墙敷设等方式传输视频、音频或控制信号等。、终端部分：主要由画面分割器、监视器、控制设备、电视幕墙和控制台等组

53、成。  为了对电视监控系统采取有效的防雷保护措施，保障监控系统正常可靠的运行，正确选择和使用监控系统设备的防雷保护装置，研究和探讨信号、电源线路的布放、屏蔽及接地方式等，对提高监控系统的抗雷电能力，优化系统的防雷水平能起到很好的作用。  可视对讲系统一套现代化的小康住宅服务措施，提供访客与住户之间双向可视通话，达到图像、语音双重识别从而增加安全可靠性，同时节省大量的时间，提高了工作效率，是提高住宅的整体管理和服务水平，创造安全社区居住环境不可缺少的配套设备。主要由室内用户机、门口机、管理机及网络连接设备如网络连接器等组成。  计算机网络系统是办公及与外界信息沟通重

54、要的不可或缺的系统，主要由路由器、交换机、终端电脑以及连接线缆等组成。一旦遭受雷击损坏，将严重影响日常工作的进行。    （三）防雷设计及施工方案    1.低压电源系统防护  1.1 电源一级防护  通常将配电系统第一级防雷保护设计为：使用10/350s波形、通流容量15-25ka每线，8/20s波形、通流容量60-100ka每线的b级电源电涌保护器将感应雷击过电压限制到4000v以下。所有接线用16mm2股铜线连接，地线用25mm2多股铜线连接。可选用开关型电源防雷模块或者电源防雷箱。  1.2电源二级防护 

55、按照第二类防雷建筑物雷电防护等级二次雷击参数要求，依据雷电分流理论，可分配到电源线路系统的雷电电流为8/20s波形75ka，则对于tn系统，每线可分配8/20s波形雷电流18.75ka，考虑到保护的裕度，作为配电系统电源第二级防雷，需使用8/20s波形、通流容量40ka每线的电源电涌保护器将4kv的线路残余感应雷击过电压限制到2500kv以下。为防止浪涌保护器遭受雷击后损坏后，电源对地短路，需要在浪涌保护器前安装空气开关作为短路保护装置。  1.3电源三级防护  依据智能建筑配电线路设计的实际情况，考虑到各种电子机房内设备的重要性，将配电系统按第三级防雷保护设计为：使用8/

56、20s波形、通流容量10ka每线的电源电涌保护器将感应雷击过电压限制到1500v以下。可选用限压型电源防雷模块或者电源防雷箱。  2. 施工方案  在监控中心电源总开关和物业管理处电源总开关处各安装1套限压型电源防雷模块或者电源防雷箱，作为电源第一、二级防雷保护。  在监控中心内的监控主机、硬盘录像机、可视对讲主机等设备的用电处安装防雷插座，串联安装。带lc滤波，超低残压输出。作为电源线路第三级精细保护。  在总线分支器的电源箱处各安装单相电源防雷模块，作为线路第三级防雷保护。  在物业管理处电脑、路由器、打印机等设备的用电插座处安装防雷插座，串联安装，带lc滤波，超低残压输出，作为电源线路第三级精细保护。  3.监控系统防护  系统的各种线路，在建筑物直击雷非防护区(lpzoa)或直击雷防护区(lpzob)与第一防护区(lpzl)交界处应