游泳馆供配电设计毕业设计

1、毕业设计说明书盐城工学院水上乐园供配电系统设计专业建筑电气与智能化学生姓名班级学号指导教师完成日期毕业设计说明书（毕业论文）独创性声明本人声明所呈交的毕业设计说明书(毕业论文)是本人在导师指导下进行的研究、设计工作后独立完成的。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，说明书中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究所做贡献集体和个人，均己在说明书中作了明确的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。毕业设计说明书（毕业论文）作者签名(手写): 日期: 年 月 日指导教师签名(手写):日期: 年 月 日盐城工学院本科毕业设计说明书（2016）盐城工学院水上乐园供配电系统设

2、计摘要：民用建筑的供配电设计是维持建筑内各个用电设备的安全有效运行的基本保障，近年来，随着经济水平的不断提高，人民的业余生活呈现多样化和健康化。本游泳馆设计旨在提高大学生身体素养以及丰富周边居民的业余生活质量，同时为一些中小型企业、团体或组织提供比赛和休闲娱乐场地。供配电设计是该游泳馆的基础功能设计之一，包括负荷计算，短路计算，变压器设备选型以及容量计算，最后进行继电保护整定计算。进行负荷计算以确定变压器容量和数量，短路计算的目的是选择合适的线缆，并根据计算结果来选择互感器、断路器等用电设备，然后分析电气变压器和电力线路的继电保护。设计根据现行的国家标准及行业规范，通过计算分析，合理选择与布置

3、相关用电设备。做好供电工作不仅是居民生活安全的保障，还是绿色生活理念的前提条件。一个合格的供电设计需满足安全、可靠、经济等指标。设计需严格按照国家现行的行业标准与技术规范，通过严密的计算与方案选择，最终达到施工的要求。关键词：负荷计算 变压器选择 继电保护 Yancheng Institute of Technology Water Park Power Supply and Distribution System DesignAbstract：Civil construction of the power supply is designed to maintain building the

4、 basic safeguard that the safe and effective operation of electrical equipment, in recent years, with the constant improvement of the economic level, the diversified amateur life and health of the people. This swimming pool is designed to improve college students' physical qualities and to enric

5、h the spare life of the surrounding residents quality, at the same time for some small and medium-sized enterprises, groups or organizations provide game and entertainment venues. Power supply design is one of the swimming pool on the basis of functional design, including load calculation, short cir

6、cuit calculation, transformer capacity calculation, equipment selection, and finally to relay protection setting calculation. Load calculation are carried out to determine transformer capacity and quantity, short circuit calculation of purpose is to choose the appropriate cable, and according to the

7、 calculated results to select the current transformer, circuit breaker, such as electric equipment, and then analyzed the relay protection of the electric transformer and power line. This design according to the existing national standards and industry standards, through calculation and analysis, th

8、e reasonable selection and layout related electrical equipment. To do a good job of power supply is not only the residents' life security, or the concept of green living condition. A qualified power supply design to meet the safe, reliable, economic and other indicators. Design should be strictl

9、y in accordance with the current state of the industry standard and technical specification, through strict calculation and scheme selection, eventually to achieve the requirement of the construction. Keywords：Load calculation Transformer selection Relay protection 目 录1 概述11.1 课题含义11.2 课题由来11.3 课题主题

10、设计思路11.4 课题成果预计12 系统总体方案设计12.1 工程概况12.2 设计原则22.3 方案论证23 负荷计算与设备选型33.1 负荷计算33.1.1 需要系数法33.1.2 游泳馆负荷计算53.2 无功功率补偿84 变电所设计84.1 变配电所的布置84.1.1 基本布置要求94.1.2 总体布置方案94.2 变压器容量计算与台数选择104.2.1 变压器的台数选择原则104.2.2 变压器容量的选择104.2.3 变压器的功率损耗114.2.4 变压器的选择计算124.3 变电所主接线124.3.1主接线设计的基本要求124.3.2 高压电气主接线方案134.3.3低压电气主接线

11、方案135 供配电系统的设备选择145.1 短路电流的计算145.1.1 短路计算的目的145.1.2 短路电流计算基本步骤145.1.3 游泳馆短路电流计算165.2 一次设备选择与校验185.2.1 一次设备选型原则185.2.2 高低压侧设备选择与校验195.3 导线及电缆线路的选择205.3.1 导线截面选择的基本原则205.3.2 电力线缆的选择215.4 继电保护225.4.1 电力变压器的保护225.4.2 电力线路的保护236 结束语25参 考 文 献26致 谢27附录：设计图纸28盐城工学院水上乐园供配电系统设计1 概述1.1 课题含义电能是一种清洁的二次能源，便于输送和分配

12、，电能可以由其他能源产生，也可以转化成其他的能源，并且电能方便测量、控制、管理和调度，可以实现电气自动化。供配电系统指电力系统以110kV及以下电压等级，对某个地区或某企业或某单位供配电的系统，供配电是民用建筑基础功能性设计之一。供配电系统主要负责将电能从变配电所输送至用户端，给用户的生活各方面带来方便。由各种配电设备、配电元件以及相关配电设施可组成的变配电系统。直接面向终端用户的供配电系统是电力系统中的最后一个重要环节，它的完善程度决定了大部分用户用电时的可靠性和稳定性以及用电的质量，在电力系统中，供配电系统所扮演的角色是很重要的。1.2 课题由来课题的选题是依据毕业设计大纲，结合盐城工学院

13、应用型人才培养的新形式、新要求，符合专业的培养目标，力求有利于巩固、深化和拓展学生所学的知识和技能，使学生的综合能力得到提升。1.3 课题主题设计思路供配电设计是游泳馆的基础功能设计之一，包括负荷计算，短路计算，变压器设备选型以及容量计算，最后进行继电保护整定计算。进行负荷计算以确定变压器容量和数量，短路计算的目的是选择合适的线缆，并根据计算结果来选择互感器、断路器等一次设备，然后分析电气变压器和电力线路的继电保护。设计根据现行的国家标准及行业规范，通过计算分析，合理选择与布置相关用电设备。1.4 课题成果预计做好供电工作不仅是居民生活安全的保障，还是绿色生活理念的前提条件。一个合格的供电设计

14、需满足安全、可靠、经济等指标。设计需严格按照国家现行的行业标准与技术规范，通过严密的计算与方案选择，最终达到施工的要求。2 系统总体方案设计2.1 工程概况项目位于盐城工学院南校区东北部，其东侧为希望大道，有城市快速公交站台；西面为学校的体育运动场；北边毗邻亭湖区文化艺术中心，有城市快速公交站台；南边为学校的东门进出口。盐城工学院水上乐园项目总建筑面积为13343，其中游泳馆面积12938，绿化率为85%。项目的基本情况见表2-1。表2-1 水上乐园项目简介建设用地面积43700m2容积率0.31建筑总占地面积5340m2绿化率85%总建筑面积13343m2建筑密度12.2%总绿化面积3714

15、5建筑总高度23.1m地下一层变电所、冷冻机房，游泳池机房一层基础设施50m*21m标准游泳池，男女更衣室、男女沐浴室、卫生间、洗脚池、检录室功能设施办公室、值班室、休息室、器械室、足疗电影、医疗室、餐厅（3个）、茶吧、超市、包厢（6个）、救生体检、控制室、网咖二层基础设施卫生间功能设施商铺、健身房、艺术体操三层基础设施卫生间功能设施体操武术室、大型排练室2.2 设计原则设计首先需要遵循电气行业相关政策和规定，做到运行安全，设计方案可靠，技术先进等要求，同时，还要考虑节约能源。便于控制和检查、管理以及修复，已达到减少投资及运行维护成本。此次毕业设计是通过该游泳馆的供配电系统设计，综合所学过的知

16、识，将理论与实际紧密联系，为今后走向社会打下夯实的专业基本功。2.3 方案论证方案一：采用10kV进线中小型民用建筑的进线方式多采用6kV10kV线缆，电能由发电站送出，经配电所集中后再经配电线路分送到各个用电房间，另外一种输电方式则是将电能直接送给高压用电设备。变电所内的变压器将6kV10kV的高压转换成低压用电设备所用电压，如220V/380V（220V为相电压，380V为线电压），最后，电能经低压电力线路输送到各个房间或功能室，供用电负荷使用。方案二：采用35kV进线大型或超大型建筑的电源进线电压多为35kV甚至35kV以上，由于电压过大，通常需要进行两次降压才能输送到低压用电设备供其使

17、用，一般方案为电源进入建筑，经总变电所，总变电所装置大容量变压器（如1250kVA或1600kVA，该变压器将35kV电压降为10kV以下后再通过高压电线送到另外的变电所，再在此变电所进行二次变压，最后，电能经低压电力线路输送到各个房间或功能室，供用电负荷使用。由于设计对象为校园内游泳馆，游泳馆内无较大功率的用电设备，因此工程上拟用方案一，即采用10kV进线。3 负荷计算与设备选型3.1 负荷计算电力负荷一般可分为三个等级a.一级负荷电力线路瘫痪对人的生命造成威胁，或是对政治、经济造成严重恶劣影响，例如核心设备损坏、产品不合格，国民经济受到影响且短时间内无法修复，划为一级负荷。一级负荷的供电出

18、现问题将造成非常严重的后果，所以，一级负荷需采用双电源供电，这样当一个电源出现问题时，另一个电源仍可以工作。b.二级负荷电力线路瘫痪将对政治、经济上造成较大影响，例如主要技术涉笔毁坏，产品不合格，且短时间内无法恢复运行，划为二级负荷。二级负荷一般采取两个回路供电。c.三级负荷不属于一二级负荷，可分为三级负荷。三级负荷对用电无特殊要求。3.1.1 需要系数法需要系数法以负荷曲线为基础，从用电设备组负荷计算开始逐次向电源端计算。在电力系统中，实际负荷往往不是一个固定的值，故为了便于理论分析，实际负荷通常取一个假设的持续性的数值，在短时间范围内，假设值与实际负荷相等，这一过程便是负荷计算。而这个假设

19、性的数值便是用电设备的计算负荷，记为P30。设备功率一般取不包含备用设备的所有设备的额定功率PN之和，公式表示为。用电设备组的有功计算负荷为 （3-1）令上式中的，Kd称为需要系数。则需要系数的定义式为 （3-2）求出P30，可按下式求出其他计算负荷：无功计算负荷为 （3-3）视在计算负荷为 （3-4）计算电流为 （3-5）若用电设备为三相电动机，计算电流取额定电流，即 （3-6）游泳馆用电设备需要系数及功率因数统计表如下：表3-1 游泳馆用电设备需要系数及功率因数值用电设备名称需要系数Kdcostan空气热能泵0.120.51.73循环水泵0.750.80.75电梯0.200.51.73排烟

20、风机0.750.80.72空调0.450.80.75房间照明0.380.950.33其他照明0.660.80.75弱电系统0.450.880.54室外娱乐设施供电0.440.820.77游泳馆用电设备容量表如下：表3-2 游泳馆常用电气设备信息表用电设备名称用电设备台数负荷等级用电设备相数常用备用单台容量（KW）电压（V）三相循环水泵2二级120380三相空气热能泵21二级225380三相臭氧消毒机1二级12380三相电梯1二级18.5380三相排风排烟风机21二级5.5380三相中央空调1二级94.8380三相弱电系统二级10380三相负一层照明二级16380三相一层照明二级30380三相二

21、层照明二级32380三相三层照明二级45380三相总计10403.1.2 游泳馆负荷计算a.负一层平面a)照明由上表3-2统计可知Pe=16kW，查表3-1可知Kd=0.66，tan=0.75所以： b)空气热能泵由上表3-2统计可知Pe=450kW，查表3-1可知Kd=0.12，tan=1,73所以： c)臭氧消毒机由上表3-2统计可知Pe=12kW，查表3-1可知Kd=0.78，tan=1.14所以： b.一层平面a)照明由上表3-2统计可知Pe=30kW，查表3-1可知Kd=0.66，tan=0.75所以： b)空调由上表3-2统计可知Pe=94.8kW，查表3-1可知Kd=0.45，t

22、an=0.75所以： c)排烟风机由上表3-2统计可知Pe=5.5kW，查表3-1可知Kd=0.75，tan=0.72所以： d)循环水泵由上表3-2统计可知Pe=240kW，查表3-1可知Kd=0.75，tan=0.75所以： e)电梯由上表3-2统计可知Pe=18.5kW，查表3-1可知Kd=0.2，tan=1.73所以： c.二层平面a)照明由上表3-2统计可知Pe=32kW，查表3-1可知Kd=0.38，tan=0.32所以： b)空调由上表3-2统计可知Pe=10kW，查表3-1可知Kd=0.45，tan=0.75所以： d.三层平面a)照明由上表3-2统计可知Pe=45kW，查表3

23、-1可知Kd=0.38，tan=0.33所以： b)空调由上表3-2统计可知Pe=17.6kW，查表3-1可知Kd=0.45，tan=0.75所以： e.游泳馆室外a)照明由上表3-2统计可知Pe=60kW，查表3-1可知Kd=0.38，tan=0.33所以： b)娱乐设施供电由上表3-2统计可知Pe=80kW，查表3-1可知Kd=0.44，tan=0.82所以： f.弱电系统由上表3-2统计可知Pe=10kW，查表3-1可知Kd=0.45，tan=0.54故： 综上，该水上乐园负荷计算统计如下：表3-3 水上乐园负荷计算统计表用电设备容量(kW)Kdcosjtanj计算负荷P30(kW)Q3

24、0(kvar)S30(kVA)I30(A)负一层空气热能泵4500.120.51.735493.42107.90163.84臭氧消毒机120.780.661.149.3610.6814.2021.58照明160.660.80.7510.567.9213.2020.05一层空调94.80.450.80.7542.6632.053.3384.07照明300.660.80.7519.814.8524.7537.60电梯18.50.20.51.733.706.407.7911.84循环水泵2400.750.80.75180135225341.85双速排风兼排烟风机110.750.810.728.265

25、.9610.1815.47二层照明300.381.050.3311.43.7612.018.23空调100.450.80.754.503.385.638.55三层照明450.380.950.3317.15.6417.2626.22空调1800.450.80.758160.75101.25153.77室外照明120.380.950.334.561.384.767.24娱乐设施800.440.770.8235.228.8745.5269.16弱电系统100.450.880.544.52.435.117.76其他动力设备400.750.810.583017.434.6852.69总计1510482.

26、1410.01计入KP=0.95KQ=0.970.77457.9397.7606.41320由上表可知，系统总的视在功率为606.4kVA,系统总额功率因数为,所以没有达到0.9以上，因此，需要对此进行无功功率补偿。3.4 无功功率补偿工程中的供电系统，由于感性负荷的存在，功率因数为0.77，从节能环保的角度来考虑，我们需要通过提高功率因数来提高整个供配电系统的用电效率，所以我们需要装设无功功率补偿装置。要使无功功率由提高到，所需要装设的无功功率补偿装置的容量为，根据公式 (3-7)由表3-3可知，功率因数，其对应的功率因数角为，若将原来的功率因数从0.88提高到0.95，其对应的功率因数角。

27、根据表3-3所提供的数据我们知道系统总的有功功率kW。所以无功功率补偿装置的容量-kvar 对于该游泳馆工程，我们选择型号为BkMJ0.4-30-1的并联电容作为此处的电容补偿装置。补偿电容的个数:为了保证电容补偿在三相电之中的平衡性，这里的N，应该取8。安装补偿装置之后，有功功率，无功功率，视在功率以及功率的计算如下kvarkVA有以上计算可以的出结论:安装无功功率补偿装置之后，功率因数显著提高，无功功率减小，视在功率减小，从而计算电流也减小，而,所以由计算电流所造成的功率损耗也变小，从经济角度来看，功率补偿之后，整体的经济效益相对来说很可观。4 变电所设计4.1 变配电所的布置4.1.1

28、基本布置要求变配电所的总体配置是在其位置与其数量、电气主接线、变压器型式数量及容量确定的基础上进行的，且与变配电所的型式密切相关。变配电所要求如下：a.便于运行维护与检修中大型变配电所需专人值班，并配备独立的值班室。单低压配电室用做值班室，低压配电房区域应适当增加。变压器、高低压柜等开关装置要有足够的安全净距和操作、维护通道。b.便于进出线若采用高压架空进线，则从高压配电室开始进线。变压器低压出线电流较大，一般采用封闭式母线桥，因此，变压器的位置宜靠近低压配电室。c.保证运行安全配电装置的长度超过6m时，柜后通道应设置多个出口，低压配电装置两个出口的距离不宜大于15m时，否则要增加出口。d.适

29、应发展要求高、低压配电房间，宜提供足够的数量分布设备备用位置。配电室应考虑未来几年内变压器容量的扩张。4.1.2 变电所总体布置方案为了减少系统功率损耗和降低资本投资，变电所的位置应靠近负荷中心，尽可能使我们可以改善电能质量。变电站设计的建筑用电设备应该密集分布，充分利用空间。同时，变电站应设置在干燥的环境中，为了避免变压器腐蚀，造成安全事故。a.变配电所选址游泳馆的主要用电设备在一楼北侧的机房，变电所位置应尽量接近负荷中心，所以选择机房西侧的一个房间作为变配电室。b.主接线方案电源由盐城工学院总开闭所10kV母线出线，一次进线长为0.8km，游泳馆属于二级负荷，所以只进行总配电再进行车间10

30、/0.4kV变电。主接线图选择高压采用单母线，低压单母线分段的架线方式。高压母线接一路备用电源联络线，从校外盐城师范学院开闭所10kV母线引入，它与正常运行下，形成了一个电气或机械连锁，以确保负荷在故障情况下的正常供电。低压母线连接一路由本校建筑仁和楼引入的380/220V低压进线，以供应急照明等应急负荷用电，节省了一台柴油发电机。c.设备布置变配电所门向外开，门开南北两扇。室内只设通风窗，不设采光窗。变压器选用的是S9-400型，查询规范可知，变压器的外扩与后壁、侧壁最小净距为600mm，与门净距为800mm。设计选用固定式的高压开关柜，单列布置，查询规范可知，柜后的维护通道最窄应为800m

31、m，柜前最窄为1500mm。低压配电屏选用PGL2型配电屏，双列对面布置，查询规范可知，屏前通道最窄应为2000mm，屏后通道最窄为1000mm。变配电室内共有两台变压器，五台高压开关柜，十台低压配电柜。按照规范布置，设备平面布置图见设计图纸部分。该游泳馆供配电示意图如图4-1所示：图4-1 供配电示意图4.2 变压器容量计算与台数选择4.2.1 变压器的台数选择原则a.考虑用电可靠性。在建筑内包含有大量一二级负荷的情况下，需要两台变压器，这样，当其中一台变压器损坏或维修时，另一台变压器仍可以正常工作，不至于影响到建筑电气设备的使用。b.考虑季节性变化以及昼夜性变化。对于一些随着季节性和昼夜性

32、变化用电负荷差别较大的场所，如游泳馆或网吧等娱乐场地，同时兼顾经济高效的变电所设计，宜采用两台变压器。c.除去以上两种情况，变电所只使用一台变压器。在选择变压器台数时，还应考虑以后建筑内添加新的负荷做好准备。4.2.2 变压器容量的选择a.含一台变压器的变电所 变压器的容量（SNT）需符合足全部用电负荷S30的要求，即 （4-1）b.含两台变压器的变电所每台变压器的容量（SNT）需满足：其中一台变压器独立工作时，需满足建筑用电负荷S30的60%70%，即 （4-2）其中一台变压器独立工作时，应满足全部一、二级负荷S30（I+）的需要，即 （4-3）c.变压器单台容量的最大值变电所主变压器的容量

33、一般不宜超过1250kVA。现如今我国已经有生产高质量低压开关的能力，所以，即便现在负荷较大并且负荷过于集中也可以选用1250kVA至2000kVA的大容量变压器。d.适当考虑负荷的发展应将建筑510年后的电力负荷增长考虑在内，并保留一定的电容量，同时，还应考虑变压器正常工作时的过负荷能力。当电力变压器出现事故时，比如同时工作的两台变压器突然有一台出现损坏现象，这种情况下，不管故障前的设备工作的负荷，变压器都会短时间较大负荷运行，过负荷运行时间允许值如下表。表4-1电力变压器事故过负荷允许值油浸式变压器过负荷百分数（%）336472120210过负荷时间1104024121.8干式变压器过负荷

34、百分数/min1224325567过负荷时间/min7263481684.2.3 变压器的功率损耗a.变压器的有功功率损耗有功功率损耗指变压器铁损和铜损。PFe与变压器的外施电压和频率有关，当一次绕组的外施电压和频率保持不变时，PFe是固定的，不受负荷影响。铜损正比于负荷电流的平方。铜损可由变压器短路试验测定。变压器的短路耗损PK可认为是铜损。变压器的有功功率损耗为 （4-4）式子中，SN为变压器的额定容量；S30为变压器的计算负荷。b.变压器的无功功率损耗变压器无功耗损包括两部分，一部分用来产生主磁通，以Q0表示。 （4-5）另一部分为消耗在变压器绕组电抗上的无功功率，以QN表示，即 （4-

35、6）因此，变压器的无功功率损耗为 （4-7）以上式子中的P0、Pk、 I0%、 Uk%等参数可从供配电相关书籍附录表中查阅。在负荷计算中，有些低损耗的电力变压器，如SL7、S7、S9等型，这些变压器的功率损耗公式可简化为以下公式：有功损耗： （4-8）无功损耗： （4-9）4.2.4 变压器的选择根据盐城工学院水上乐园所提供的工程概况，可知游泳馆总建筑面积 13343，层高11.5m,属于二类高层，负荷等级为二级负荷。按照 10kV及以下变电所设计规范应装设两台变压器。按照变压器容量选择的原则，对于装设两台主变压器的变电所，每台主变压器的容量应该大于等于总的计算负荷的。由表3-3可知，变压器台

36、数选为2台。每台可供总负荷的70%，即查阅文献，在盐城工学院游泳馆的变配电所，可选用S9系列变压器两台，选择额定容量为400kVA。变压器设备为P0=0.87kW，Pk=4.2kW，Uk%=3.0，I0%=4。下面计算每台变压器的功率损耗（n=1）有功功率损耗:无功功率损耗:4.3 变配电所电气主接线4.3.1主接线设计的基本要求a.可靠性。主接线满足可靠性要求是供配电系统安全、优质的前提条件。小电厂主接线,可以使用单回路的薄弱环节的参与方式,10kV电压水平应采取的母线连接形式供电可靠性较高。b.灵活性。主接线设计要因地制宜，根据当地气候变化以及地理位置做出相应调整，便于维护和操作。c.经济

37、性。应该满足的要求是最少的投资和年运行费用,使总经济效益是最好的。简化接线，减少电压层次，尽量使主接线简单、投资少、运行费用低。d.发展性。考虑5至8年的电力负荷增长，并留有一定的余地。4.3.2 高压电气主接线方案正常情况下，10kV及以下变配电所，配电装置不多，母线的长度很短，出线也少。一般来说，单母线分段加手动联络方式用于变电器0.4kV的低压侧，还应该注意电气加机械联锁。平时的运行方式为分列式运行，若一路电源发生故障时，另一路电源仍然可以负责向其他负荷进行供电。通过实践证明：具有单母线分段式主接线的接线方式的变配电所，一般情况下便可满足供电要求。当整个供电系统对运行的可靠性的要求比较高

38、时，我们一般会考虑采用单母线分段或双母线式这两种接线方式作为主接线方案。a)单母线分段主接线，采用母线分段的方法，不仅能够提高供电的灵活性而且还能增强供电的稳定性。两路以上的电源供电一般情况下需要装设高压隔离开关和高压断路器分段的单母线制。通常在正常运行的情况下，高压侧的部分可以接通运行也可以断开运行。当我们遇到任意段的母线发生故障，比如短路，在分段断路器接通运行、继电保护装置发生动作，这两种电器元件同时动作的情况下，位于故障回路上的断路器与分段断路将会由于继电保护装置的作用而自动的断开。这时没有发生故障的母线段仍然可以继续运行，不会受到任何影响。b)双母线式主接线，在供电连续性要求比较高或者

39、变配电所有特殊要求的情况下，我们可以考虑用这种接线方式。双母线式的主接线方式有很多优点，当母线发生故障时，可以通过备用回路供电，能够阻止大面积范围的停电；检修母线或断路器时，可以利用备用母线联络断路器，不会发生长期断电的情况。这大大提高了供电系统的可靠性。但是，母线上安装的隔离开关太多，工作人员操作的时候很容易发生失误，而且一次侧设备数量很多、联锁机构的结构较为复杂，对继电保护的要求又很高，因此整体的投资会很高。关于盐城工学院水上乐园（游泳馆）的供配电系统，高压侧采用的是10kV高压侧单母线分段。工程中采用的是单回路供电，为了有效的限制短路电流，在分段断路器断开运行的情况下，虽然分段断路器装设

40、了继电保护装置，但还应该注意装设有备用电源自动投入的装置，这样就可以有备无患。关于盐城工学院水上乐园（游泳馆）的供配电系统图中的高压侧主接线图见设计图纸部分。4.3.3低压电气主接线方案二次侧主接线图主要表达的是关于二次侧设备之间连接关系的一种简图，是二次侧系统进行布置、安装、接线、查找、调试、维修和故障处理分析所需要的主要依据。这对供配电系统运行的稳定性、可靠性、灵活性的保证有着不可或缺的作用。a)二次侧继电保护方式工程准备采用微电脑式多功能继电保护器来对10kV开关柜进行继电保护。通常将三相过流、速断、变压器的单相接地保护及变压器超温报警等保护方式用于10kV变压器高压侧。低压配电线路的保

41、护：变压器低压侧出线口装设自动空气开关，在其他低压配电干线或分支线上也装有自动空气开关或熔断器作过载和短路保护。b)变电所的电能计量回路变电所高压侧需装设带有有三相有功电能表和无功电能表的专设计量柜。我们需要根据建筑物能耗的电量分项分别对照明、空调、动力、特殊用电进行具体的计量。这样便于计量整个供配电系统消耗的有功电能和无功电能，并以此作为依据计算主建筑物每个月的功率因数。按照规定，这种专用的计量柜应该是由有关部门的加工和管理。c)变电所的测量和绝缘监察回路变电所高压侧需装设电压互感器-避雷器柜，主要用来保护供配电系统中的电力设备和相关的电力线路，同时防止高电压侵入室内，保证室内安全。一般情况

42、下，主要将来电压测量和绝缘监视这两种方式用于绝缘监察回路。低压侧的动力出线应装设有功电能表上，三相四线制的有功电能表必须装设于低压照明线路上。低压侧的母线上也需要装设电压表，同时我们也需要在低压并联电容器的组线路上装设无功电能表，且每一个回路的电流表必须要装设。上述所提的各种仪表的准确度必须要符合相关规范的要求。关于盐城工学院水上乐园（游泳馆）的供配电系统，高压侧采用的是0.4kV分段母线接线。供配电系统图中的低压侧压侧接线图见设计图纸部分。5 供配电系统的设备选择5.1 短路电流的计算5.1.1 短路计算的目的a.校验电气设备的选择是否合适。设计过程将用到很多电气设备，如隔离开关、断路器、架

43、空线等等。计算三相短路电流的目的是检查电气设备和热稳定性，计算三相短路容量的目的是检查断路器分断能力。b.进行继电保护的整定计算，确定短路保护装置，用继电器来构成保护装置。在供电系统的选择和设计，短路电流的计算宜选用多种方案比较，以确保设计的可靠性，最终根据变配电室的具体分析，选择最优方案。5.1.2 短路电流计算基本步骤工程中采用标幺值计算短路电流，一般先选定基准容量Sd，,基准电压Ud。取Sd=100MV·A，Ud=UC。选择好基准电压和基准电流后，可用下式求得基准电流： （5-1）Uc为元件所在处的短路计算电压（KV）；基准电抗Xd按下式计算： （5-2）计算短路回路各元件的电

44、抗标幺值：按以下步骤计算电力线路中主要元件的电抗标幺值：电力系统电抗： （5-3）SOC为系统断路器的断路容量；电力线路电抗： （5-4）XO为电力线路单位长度的电抗，单位为/km；l是电力线路的长度，单位为km。电力变压器电抗： （5-5）计算完成以后，即可画短路回路的等效电路，简化等效电路图，计算短路回路的总电抗标幺值。计算三相短路电流与短路容量：三相短路容量： （5-6）两相短路电流： （5-7）三相短路电流周期分量有效值： （5-8）三相短路次暂态电流和稳态电流： （5-9）三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流的有效值： （5-10） （5-11）5.1.3 游泳馆短路电流计算a.

45、计算电路的绘制图5-1 短路计算电路b.短路计算基准值的确定a)电流基准值设，设短路计算点的电压为,考虑到电路损耗的因素，短路电压需要在额定电压的基础上提高5%，设,所以高压侧，同理可知，则基准电流为：b)电力系统其中为电力系统出口开关的短路容量。c)电力线路：查阅参考文献可知，LGJ-120的x0为0.35/km，电源由盐城工学院总开闭所10kV母线出线，一次进线长为0.8km，所以d)电力变压器：查阅S9-400变压器信息，可知UZ%=3.0综上可知，短路计算等效图如5-2所示图5-2 短路计算等效图c.阻抗标幺值的计算a)10.5kV侧的短路电流计算对于k-1侧总电抗标幺值:三相短路周期

46、分量有效值：其他短路电流：三相短路容量：b)0.4kV侧的短路计算对于k-2侧总电抗标幺值:三相短路周期分量有效值：其他短路电流：三相短路容量：综上所述的计算结果如下表所示:表5-1 短路计算结果短路电流计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk-126.226.226.266.8139.6476.2k-236.3636.3636.3666.9139.6325.255.2 一次设备选择与校验一次侧设备的选择指的是对与主变压器相关的设备的选择，像高压隔离开关、高压断路器、高压熔断器，以及电压互感器等设备的选择。正确选择这些设备，也是保证配电系统稳定运行的关键所在。正确选择设备的同时，为了保证

47、整个系统的安全性，我们还需对相关设备进行热稳定和动稳定的校验。5.2.1 一次设备选型原则a.设备选择原则a)按工作电压来选: （5-12）其中为所选设备的额定电压，为系统的额定电压b)按断流能力来选： （5-13）或 （5-14）其中IOC为开断电流，SOC为断流容量。c)按工作电流来选： （5-15）其中INE为设备的额定电流，I30为计算电流。b.设备的动稳定和热稳定的校验a)关于负荷开关、断路器和隔离开关的稳定度校验如下所述：动稳定校验条件： （5-16） （5-17）其中、分别是指通过开关的电流的极限值和有效值。热稳定度的校验： （5-18）其中为开关热稳定的电流有效值，t为开关热稳

48、定的实验时间。为一个假设值，是短路发热的假想时间，这个假设值得计算公式如下： （5-19）一般情况下,所以 （5-20）其中为短路持续时间，当时，。对于少油断路器，其全分闸时间一般取0.2s，对于真空断路器，其全分闸时间一般取0.1s。b)电流互感器的稳定度校验 （5-21） （5-22）其中为电流互感器的动稳定电流，为电流互感器的一次侧额定电流，为电流互感器的动稳定电流倍数。5.2.2 高低压侧一次设备选择与校验根据上述设备选用原则，可将高低压侧一次设备选择与校验统计于下表。表5-2 10kV侧一次设备选择与校验选择检验项目电压电流断流能力动稳定性热稳定性装置地点条件参数数据10kV57.7

49、A()1.96kA5.0kA额定参数高压少油断路器SN10-10I/63010kV630A16kA40kA高压隔离开关GN8-10/20010kV200A25.5kA高压熔断器RN2-1010kV0.5A50kA电压互感器JDJ-1010/0.1kV户外隔离开关GW4-12/40012kV400A25kA表5-2所选设备均满足要求。表5-3 380kV侧一次设备选择与校验选择检验项目电压电流断流能力动稳定性热稳定性装置地点条件参数数据380V总1320A19.6kA36.2kA1额定参数低压断路器DW15-1500/3D380V1500A40kA低压断路器DZ20-63010kV630A30kA低压断路器DZ20-200380V200A25kA低压刀开关HD13-1500/30380V电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A电流互感器LMZ1-0.5500V200/5A100/5A表5-3所选设备均满足要求。5.3 导线及电缆线路的选择5.3.1 导线截面选择的基本原则电网的技术和经济指标将大大受到输电线路导线截面的影响。在输电导线方面应遵循以下几个基本原则：a.按发热条件导线发热受导体电流影响，流经导线的电流越大，导线发热越严重，导线