大学毕业论文--住宅小区供电系统的设计毕业

1、郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）内容提要本次设计的课题是住宅小区供电系统的分析与设计，根据设计的基本要求， 运用所学的相关知识，查阅相关的资料，进行供电系统的初步设计。本次设计的 基本流程是：进行负荷计算，根据负荷计算结果进行变压器的选择并确定供电方 案，之后依次进行短路电流的计算，高、低压电器设备的选择和校验，继电保 护，防雷与接地保护等。在这一框架下，按照国家的标准，结合小区实际情况完 成设计。本次设计考虑到了供电系统的安全、可靠、灵活、经济四项基本要求， 在选择供电方案和电器设备时，优先选择低能耗并且满足设计要求的方案和设 备，除此以外，还考虑到了小区未来的负荷发展情况，做到了远近期

2、的结合，留 有扩建的可能性。关键词：负荷统计；变压器选择；短路计算；继电保护AbstractThe subject of this graduati on project is the desig n of the reside nee area power supply system. Accord ing to the basic requireme nts of the desig n, using of the releva nt kno wledge, search ing releva nt in formati on. Begi n the design of the power

3、 supply system. The basic process of design is load statistics, according to the load calculation results to select the transformer, then beg in the Short-circuit calculati on, selecti on and calibrati on of high and low voltage electrical equipme nt, relay protecti on, light ning arrest and groundi

4、ng protection, In this framework, according to the national standards, combined with the actual situation of residential to complete the graduati on project. This desig n con siderati ons to the power supply system of safe, reliable, flexible and economic four basic requirements, in the choice of po

5、wer supply pla n and electrical equipme nt, preferred select low energy consume and meet the design requirements of the plan and equipment. Besides, consider to the residential future of the loads, comb in ati on of rece nt and forward, it support the possibility of the expa nsion.Keywords: Load sta

6、tistics; Transformer selection; Short-circuit calculati on; Relay protecti on目 录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1引言 -1 - HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 2负荷计算 -2 - HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 供电负荷的分析 -2 - HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 供电负荷的计算

7、 -3 - HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 3供电方案的确定 -5 - HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 主接线方案原则 -5 - HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 主接线方案设计 -5 - HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 4变压器及线路的选择 -6 - HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 变压器台数的选择 -6 - HYPERLINK l bo

8、okmark30 o Current Document 变压器容量的选择 -6 - HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 变压器型号的选择 -6 - HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 线路的选择 -7 - HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 5.变配电所的总体布置 -8 - HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 5.1变配电所总体布置要求 -8 - HYPERLINK l bookmark40 o Curr

9、ent Document 5.2变配电所结构规范 -9 - HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 5.3变配电所平面结构图 -10 - HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 短路计算 -12 - HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 短路故障的形式 -12 - HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 短路电流的计算 -12 - HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 高、

10、低压设备的选择 -14 - HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 设备选择的基本原则 -14 - HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 高压设备的选择 -16 -低压设备的选择 -17 - HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 8继电保护 -20 - HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 继电保护的意义及设置原则 -20 - HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 变压

11、器的继电保护 -20 - HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 9变电所防雷与接地 -23 - HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 9.1变电所防雷保护的设计： -23 - HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 9.2变电所接地保护的设计： -23 - HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 结论 -26 - HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 致谢 -27 - H

12、YPERLINK l bookmark82 o Current Document 参考文献 -28 -郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）- -1引言研究意义：近几年来随着我国社会经济迅速发展，人民的生活水平有了大幅 提高，对居住环境的方便、安全、环保、舒适程度等方面提出了更高的要求。这 使得住宅小区的供电系统要能够适应小区的用电负荷要求及小区的长远规划，从 多方面考虑，进而设计出最合理的供电方案，以使供电系统的运行更加经济、灵 活、安全、可靠。发展现状：近年来，我国城市化正处于又一新的发展阶段，城市地区的住宅 建筑林立，建筑标准越来越现代化，不同种类的小区对用电负荷的要求也不尽相 同，但总体

13、的趋势是用电负荷有较大增高，在夏冬季节或用电高峰时段时，用电 负荷有较大的波动，造成供电的不稳定或是停电时有发生，为居民用电带来了诸 多不便，因此要求小区供电系统要具备更高的可靠性与安全性。随着城市化进程 的逐年加快，城市用地更加紧张、用电负荷更加集中，城市的电力电网也逐步由 架空向电缆过渡，老旧的配电方案以及变压器、配电室等电力设备在安全性、经 济性、环保性等方面都难以满足时下的住宅用电负荷要求，由此对于小区的供电 方案也有了新的要求。发展趋势：将来的供配电系统主要发展方向为小型化、节能化及更加自动 化。目前对于供电系统的供电可靠性尚感不足，对于某些重要设备如消防设施、 生活水泵、生活电梯的

14、供电可靠性还有待提高。另外，低压配电部分的安全性也 需要更多的重视。小区供电设计要考虑下列基本要求：（1）安全性 需要达到相关技术规范与国家标准，且能够保证人身和设备的安 全。（2）可靠性 需要满足小区正常用电的电力负荷。（3）灵活性 需要适用于多种运行方式，以便于电气设备的维修及切换，并适当 考虑未来的负荷发展情况。（4）经济性 在符合上述要求的前提下，尽可能简化设计方案，降低投资及设备 运行、维修的费用，并减少线路有色金属的消耗和电能的节约。2负荷计算2.1 供电负荷的分析近年来我国的经济建设步入快车道，居民的生活水品不断提高，越来越多的 高能耗电器走进我们的生活，普通家庭的用电需求不断上

15、涨，很多家庭装有多个 空调、彩电、冰箱，而且呈现出强劲的增长态势，根据以上现状住宅设计标准做 出如下规定，一般而言高层的计算负荷可参考每户68kW标准，小高层及多层可参考每户46kW，除上述方法外还可参考 50W/m2的建筑面积标准， 本次设 计是针对普通住宅小区的设计，根据以上标准，计算负荷取值6kW每户。本次设计小区有10栋楼，每栋33层，每层4户，每户100平米，每栋设置 一个户外配电箱，共计 10个配电箱，每两个配电箱设置一个配电屏，共计5个配电屏。由配电屏引出线路通向配电箱，再由配电箱引出线路通向楼栋单元到各 户。2.2 供电负荷的计算目前，我国设计部门在进行企业供电设计时，经常采用

16、的电力负荷计算方法有:需要系数法、二项式系数法、利用系数法、单位电耗法和单位面积功率法等 需要系数法计算简便，对于任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符合实 际,因此，这种计算方法采用最广泛尤其对各用电设备容量相差较小，且用电设备 数量较多的用电设备组，这种计算最适宜.二项式系数法则主要适用于各种设备容 量相差大的场所，如机械加工企业、煤矿综合采工作面等。利用系数法是平均负 荷作为计算依据，利用概率论分析出最大负荷与平均负荷的关系。这种计算方法虽 理论依据较充分，但由于目前积累的实用数据不多，且计算步骤较繁琐，精确度也 并不比前两种方法强多少，所以，目前以逐渐不被采用.最后两种方法常用于

17、方案 估算。这里用需要系数法计算。负荷计算公式：有功计算负荷：P30 =KdPe无功计算负荷：Q30 = p30tan$视在计算负荷：S30 = P30S3030 cos*3U N计算电流：I 30 =查阅资料得知：住宅用电负荷需要系数12户时Kd取值0.6; Kd在25100户时Kd取值0.45; 100200户时Kd取值0.35;大于260户时取值0.3；生活用电 功率因数取值 cos =0.85，则 tan =0.62（1）小区总的负荷计算p =792 10 =7920KWP30 = KdPe=.3 7920 =2376kwS30= P30 =086 = 279535cos 0.85（2

18、）每栋楼的负荷计算如下郑州航空工业管理学院毕业设计(论文)- -P =33 4 6 二 792kwP30二 KdPe=0.35 792 = 277.2kS30二匹二 277.2cos0.85 曲.1I 30S30362.1:470.2A0.4(3)配电箱的负荷计算:1#-10#配电箱负荷相同,计算与每栋楼负荷计算一样:(4)配电屏的负荷计算:1#-5#配电屏负荷相同，计算如下P =792 2 =1584KWP30=KdPe=0.3 1584 =475.2kwQ30 = P30tan =475.2 0.62 = 294.6kvarS30P30cos475.2559.1KVA0.85I 30S30

19、_3U N559.13 0.4= 807A郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）- -3供电方案的确定3.1 主接线方案原则在设计小区供电主接线方案时，要符合国家相关规范，布局合理，经济节约 等，为适应日益变化的新形势还要有一定的超前意识，从而避免造成重复建设， 资金浪费，维护不便，还影响居民的正常用电。主接线应满足可靠性、灵活性、经济性等要求。（1）可靠性：为了向用户供应持续、优质的电力，主接线首先必须满足这一 可靠性的要求。主接线的可靠性的衡量标准是运行实践，要充分地做好调研工 作，力求避免决策失误，鉴于进行可靠的定量计算分析的基础数据尚不完善的情 况，充分做好调查研究工作显的尤为重要。为了

20、提高主接线的可靠性，选用运行可靠性高的设备是条捷径，这就要兼顾 可靠性和经济性两方面，作出切合实际的决定。（2）灵活性：电气主接线的设计，应当在运行、热备用、冷备用和检修等各 种方式下的运行要求。在调度时，可以灵活地投入或切除发电机、变压器和线路 等元件，合理调配电源和负荷。在检修时，可以方便地停运断路器、母线及二次 设备，并方便设备的安全措施，不影响电网正常运行和对其他用户的供电。（3）经济性：方案的经济性体现在以下三个方面。采用简单的接线方式，少用设备，节省设备上的投资。在投资初期回路数较 少时，更有条件采用设备用量较少的简化接线。能缓装的设备，不提前采购装 设；在设备型式和额定参数的选择

21、上，要结合工程情况恰到好处，避免以大代 小，以高代低；在选择接线方式时，要考虑到设备布置的占地面积大小，要力求 减少占地，节省配电装置的征地费用。3.2主接线方案设计见后附录4变压器及线路的选择变压器台数的选择在变电所中最关键的一次设备是电力变压器，它的主要任务是提升或降低电 力系统的电压，以便于合理分配、使用和输送电能。选择主变压器台数时应考虑以下原则：（1）供电系统对正常的用电负荷要有足够的可靠性。（2）当变电所的负荷因昼夜、季节而幅度较大时，且适宜以经济方式运行时， 可考虑接入两台变压器。（3）般情况下，变电所适宜选用一台变压器，但对于负荷集中且容量相当大 的变电所，虽为三级负荷，也可采

22、用两台或更多的变压器。（4）在选择变电所主变压器台数时，还应考虑负荷未来的发展情况，预留出一 定的容量。就本次设计而言：适宜选用两台主变压器，若某台变压器停止运行时，另一 台则须承担其负荷。变压器容量的选择（1） 对于只装有一台主变压器的供电系统，主变压器的容量Sn.t应满足全部用电设备总计算负荷S30的需要，即Sn.t启S30（2）装有两台主变压器时每台变压器的容量 Sn.t应同时满足下列两个条件：当任意一台变压器单独运行时，须满足约60%70%总计算负荷的需要，即Sn.t = （0.6 S30当任意一台变压器单独运行时，须满足所有的I、U级负荷的需要，即SN .T - S30（円）就本次设

23、计而言，小区负荷等级为三级，只要考虑条件：这里小区总计算负荷S30为2795.3kVA，选用两个主变压器的容量 Sn.t = （0.6 0.7疋3。，经计算得Sn.t =1677 1957KVA，取 Sn.t =2000KVA变压器型号的选择郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）- -郑州航空工业管理学院毕业设计(论文)- -根据以上对变压器的分析，查询资料可知，变压器型号选择为S9-2000/10系列油浸式铜线电力变压器，参数如下：表4-1 S9-2000/10 变压器参数型号额定电压阻抗电压空载损耗负载损耗空载电流连接组(%(W(W(%别S9-2000/1010KV63000180000.8

24、Dyn 114.4 线路的选择电源进线由10kV城市电网引出由电缆线路进入变电站，在电路进线的主开关 柜之前装设一台高压计量柜，计费电能表通过电压互感器及电流互感器接入电路 中。根据设计经验，一般10kv及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件来选择导线和电缆截面，再校验电压损耗和机械强度。在选择三相系统中导线的相线截面时可依照导线发热条件来选，须使其允许 载流量la不小于相线上的计算电流丨30，即薦- 130在计算导线的允许载流量时，还要考虑温度条件的影响，计算时要乘以温度 校正系数，其公式如下：式中，二，为导线额定负荷时的最高允许温度；二为导线的允许载流量所用的环境温al0度；r

25、0为导线敷设地点实际环境温度。(1)变电所进线电缆的选择经算得温度校正系数为60 -1860 - 40= 1.451.45lal 一10，即 I 厂 1.451.45查表得知：可选用标称截面为50mm2的油浸纸绝缘电缆 校验发热条件 油浸纸绝缘电缆的| al =81 一 | 30 =79.6A,发热条件满足。校验机械强度对于电缆，不必校验其机械强度。（2）配电箱电缆的选择1#-10#配电箱的计算电流|30=47O.2A经算得温度校正系数为 K，5-二90-18 “a2 畅卄& Y90-251.05I al引30，即|肿晋al1.0530470.21.05= 448A查表得知：1#、2#、3#、

26、4#、5#、配电箱可选用标称截面为 300mm2的YJV型电缆；校验发热条件YJV型电缆的| al =506A 一 | 30 =448A，发热条件满足校验机械强度 对于电缆，不必校验其机械强度5.变配电所的总体布置5.1变配电所总体布置要求便于运行维护和检修有人值班的变配电所，一般应设值班室。值班室应尽量靠近配电室, 且有门直通。如果值班室靠近高低压配电室有困难，则值班室可经走 廊与高压配电室相通。保证安全运行便于进出线节约土地和建筑费用适合发展要求5.2变配电所结构规范1.变压器室结构规范变压器室结构形式，决定于变压器形式、容量、放置方式、主接线方案及进 出线方式和方向等诸多因素，考虑到发展

27、，变压器室宜有更换大一级容量的可能 性。为保证变压器安全运行及防治变压器失火时故障蔓延，GB 50053-10kv及以下变电所设计规定规定，可燃油油浸变压器与变压器室墙壁和门的最小净距 应符合下表规定：表5-1变压器外廊与变压器室墙壁和门的最小净距变压器容量/KVA100-10001250及以上变压器外廊与后壁、侧壁净距/mm600800变压器外廊与门净距/mm8001000变压器室的地坪，按通风要求，分为地坪抬高和不抬高两种型式。变压器室 的地坪抬高时，通风散热更好，但建筑费用较高。变压器容量在630KVA及以下的变压器室地坪，一般不抬高。本设计采用抬高地坪型式。2.高低压配电室和值班室结构

28、高低压配电室的结构形式，主要取决于高低压开关柜的型式，同时要考虑运 行维护的方便与安全，留有足够的操作维护通道，并且要照顾今后的发展，留有 适当数量的备用开关柜的位置，但占地面积不宜过大，建筑费用不宜过高。表5-2高压配电室内各种通道的最小宽度开关柜布置方式柜后维护通道mm柜前操作通道/mm固定式柜手车式柜单列布置8001500单车长度+1200双列面对面布置8002000双车长度+900双列背对背布置10001500单车长度+1200装设GG-1A（F）型高压柜（柜高3.1m）电缆进线的高压配电室的高度为 4m如 果开关柜为手车式（一般高 2.2m）时，高压配电室的高度可降为 3.5m。为了

29、布 线和检修方便，开关柜下面应设电缆沟。低压配电室内成列布置的配电屏，其屏前、屏后的通道最小宽度，按GB50053-1994规定，如下表所示：表5-3低压配电室内屏前屏后通道的最小宽度配电屏型式配电屏布置方式屏前通道/mm屏后通道/mm固定式单列布置15001000双列面对面布置20001000双列背对背布置15001500抽屉式单列布置18001000双列面对面布置23001000双列背对背布置18001000低压配电室的高度，应与变压器室综合考虑，以便变压器低压出线。当配电室 与抬高地坪的变压器室相邻时，低压配电室高度不应低于4m与不太高地坪的变压器室相邻时，配电室高度不应低于 3.5m。

30、为了布线需要，低压配电屏下面也应 设电缆沟。高压配电室耐火等级不应低于二级；低压配电室的耐火等级不应低于三级。值班室的结构型式，要结合变配电所的总体布置和值班工作要求全盘考虑，以 利于运行值班工作。值班室的内除通往配电室、电容器室的门外，其他的门均应 向外开。5.3变配电所平面结构图斗2COoo1图5-1变配电所平面布置图1-高压配电室2-变压器室3-低压配电室4-值班室6短路计算6.1短路故障的形式三相系统的短路主要分为单相、两相及三相短路三大类。单相短路只能发生 在中性线引出的四线制系统及中性点接地的系统中。一般情况下，三相短路电流 要大于单相与两相短路电流，尤其对于电源距离供电系统较远时

31、，三相短路电流 最大，此时因系统短路而产生的危害也最为严重。为了保证电力系统中电气设备 在处于最严重的短路情况下能够可靠的工作，在选择和校验电气设备时，也都按 照三相短路时的数值来校验。6.2 短路电流的计算本次设计小区采单电源供电，由0.5km处城市电网供电，断流容量Soc =300MVA，般基准容量Sd数值为100MVA，下面是采用标幺制法进行短路电流的计算过程：（1）确定基本值取基准容量 Sd =100MVA，基准电压 Uci =10.5kV，Uc2 =0.4kV 贝U:d1d2Sd,3Uc1100=5.5kA3 10.5Sd3Uc21003 0.4=144kA（2）相关元件在短路电路中

32、的电抗标幺值电力系统的电抗标幺值Xs*查资料得知Soc = 300MVA，因此Uc*Xs-X s 二 /Soc _ Sd - 100 二 033 x/uCSo/300 _ /Sd电力线路的电抗标幺值Xwl*查表得知电缆的X。=0.092/km，因此-X。1X dUCSd=0.092 0.5Uc100 2 二 0.04210.5变压器的电抗标幺值x；查表可知U k % = 6因此U K%Sd100SN36 100 103100 2000由此可绘制出短路等效电路图:0. 330. 042图5-1 短路等效电路图（3）k -1点的短路电路总电抗标幺值以及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值X、(2)=

33、XsXw =0.33 0.042 = 0.372三相短路电流周期分量有效值If1 di*X、（k 书急148kA其他三相短路电流l=I (3)= lk? =14.8kAiS3)=2.55 14.8=37.7kAI S3)=1.51 14.8 =22.3kA三相短路容量sk?Sd100268.8MVAX/z0.372（4）k -2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量总电抗标幺值X k2Xs XwL X T = 0.33 0.0423.372三相短路电流周期分量有效值I d2Xe 龄43A其他三相短路电流(3)(3)八I u k 厂 43kA(3)ish =1.8478.6kAI S?

34、 h.09 43 =46.9kA三相短路容量sk3Sd*X、(2)1003.372= 29.7MVA表6-1短路计算结果1” kAiS? kA1鼎kASk3) MVAk -1点14.837.722.3268.8k - 2点4378.646.929.77高、低压设备的选择设备选择的基本原则（1）根据额定参数的选择在选用设备电器时，要求设备的额定电压Un不低于安装位置的额定电压Uw.N，即U N - U W.N同时要求其额定电流In不低于实际通过设备的最大电流Imax，即1 N 1 max（2）根据稳定条件的选择系统发生短路故障后保护系统动作需要一定的时间，系统的供电设备要能够 承受一定时间内的短

35、路电流。供电设备的热稳定是指电气设备的载流导体通过最大电流时，其发热温度扔 不超过允许短时发热温度，即2 2Itt - I :tma供电设备的动稳定是指电气设备通过最大短路冲击电流iS3），并承受相应的电动力时，设备仍保持机械结构完好能力，即i max_i(3) sh（3）根据断流能力的选择供电设备熔断器、断路器等开关设备，承担着通断电路的任务。设备的开断电流loc 般应大于所处位置可能发生的最大短路电流lk3L，或断流容量Soc 一般应大于所处位置可能发生的最大三相短路容量sk3），即oc I k(3)或 Soc_sk. max进行设备选择时通常把额定参数与工作环境作为前期初选原则，而后将断

36、流 能力与动热稳定性作为后续校验原则。以下为设备初选及校验项目：表7-1高压一次设备的选择校验项目项目额定电压kV额定电流A断流能力kA 或 MVA短路电流校验动稳定热稳定断路器VVVVV熔断器VVV一一负何开关VVVVV隔离开关VVVV电流互感器VV一VV电压互感器V一一一一支柱绝缘子V一一V一套管绝缘子VV一VV母线一V一VV电缆VVV设备校验项目（V表示需要校验项目-表示无需要校验项目）7.2 高压设备的选择高压一次设备必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下工作的要求， 工作安全可靠运行维护方便，投资经济合理。电气设备按正常条件下工作进行选择，就是要考虑电气装置的环境条件和电 气要求

37、。环境条件是指电气安装所处的位置（室内或室外）、环境温度、海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。电气要求是指电气装置对设备的电 压、电流、频率（一般 50Hz）等的要求；对一些断流电器如开关、断路器等，应 考虑其断流能力。电气设备要满足在短路故障条件下工作的要求，还必须按最大可能的短路故 障的动稳定度和热稳定度进行校验。但对断路器及装有断路器保护的电压互感 器，不必进行短路动稳定度和热稳定度的校验。对电力电缆，由于其机械强度足 够，所以不必进行短路动稳定度的校验，但须进行短路热稳定度的校验。变压器高压侧的选择标准：（1）额定参数：额定电压Un -Uw.n，Uw.n =10kV，即U n

38、 -10kV额定电流 I n 艺 | in T， I LNT = SN. = 2000 = 115.5，即3U n 3 10| n -115.5A（2）稳定条件：冲击电流 imax -iS3），iS3 =2.55 14.8 = 37.7kA，即imax -37.7kA热稳定 lt2t _ 12tima，12：tima = 14.82 （0.5 0.2） = 153.3kAf，即It2t -153kA2s（3） 断流能力：断流容量Sc-S，S乌Sd100 268.8MVA，即k.maxX 近心）0.372Soc - 269MVA根据以上标准选择如下高压设备：高压开关柜GG1A-10Q （ F）、

39、少油断路器SN10 10I/630、隔离开关 GN8-10T/200、电流互感器 LQJ-10-200/5A、电压互感器 JDZ-10Q、熔断器 RN1-10表7-2 高压电器校验的结果短路电流校验校验项目额定电压kV额疋电流A开断电流kA动稳疋kA热稳疋kA2s结果少油断路器10630 115.516 14.84037.1024153满足SN10-10I /6307条件隔离开关10400 115.540980153满足GN8-10T/40037.7条件电流互感器10200 115.5一4537.5625满足LQJ-10-200/5A7153条件电压互感器10一一一一满足JDZ-10Q条件熔断

40、器10150138.515.5 14.8一一满足RN1-10条件（表示无需要校验项目）7.3 低压设备的选择低压一次设备的选择，与高压一次设备的选择一样，必须满足在正常条件下 和短路故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠，运行维护方便，投资 经济合理。表7-3低压一次设备的选择校验项目额定电压V额定电流A断流能力kA短路电流校验动稳定热稳定低压断路器VVV一 一低压熔断器VVV一 一低压负荷开关VVV一 一低压刀开关VV一一 一电流互感器VVVV设备校验项目（V表示需要校验项目-表示无需要校验项目）变压器至母线间的选择标准:额定参数：额定电压Un _Uw.n , Uw.n =0-4kV，

41、即U N _0.4kV额定电流I N _ I 2N.T，2N.TS30_ _2000_%飞。/= 2887 A，即| n - 2887A稳定条件：冲击电流 imax _iS3)，jSh =1-84 43 = 78.6kA，即i 78.6kAmax2 2 2 2 2 热稳疋 I t t _ I ： t jma，| ： t ima = 43(0-5 0-2) - 1294k A S，即2 2I tt _1294kAS（3）断流能力：断流容量Soc z ski，S(3)k_2Sd*X、(2)29.7 MVA，即3.372Sc -29.7MVA根据以上标准选择如下低压设备：断路器 DW15-4000、

42、刀开关HD18-2500表7-3 低压电器校验的结果项目额定电压kV额定电流A开断电流kA短路电流校验校验结果动稳定kA热稳定kA2s断路器0.43000288780 4380 78.63600129满足DW15-40004条件刀开关0.430002887一10578.62500129满足HD18-30004条件（-表示无需要校验项目）配电屏至配电箱至楼栋单元设备的选择：1#至5#配电屏的计算电流丨3。为807A ; 1# -10 #配电箱的计算电流丨3。为470.2A ；每楼栋的计算电流I30为470.2A根据以上标准选择如下低压设备：刀开关HD17-1000，断路器DZX10-630表7-

43、4 配电屏至配电箱至楼栋单元设备的选择项目设备1#、2#、3#、4#、5#、配电屏配电箱各楼栋单元HD17-1000DZX10-630DZX10-6308继电保护继电保护的意义及设置原则供电系统中继电保护是系统安全运行的重要保证，是自动、迅速、准确切除 故障的重要环节，也是变压器二次回路的重要组成。继电保护的任务：（1）在系统发生故障时，要准确、自动、迅速的切除系统中的故障元件，以确 保其余部分的正常供电。（2）当系统发生故障时，正确反映电气设备的故障运行状态，便于操作人员采 取适当措施，及时恢复电气设备的正常运行。（3）与系统的故障部分电路自动重合闸或备用电源的自投入等自动装置相配 合，从而

44、使供电系统拥有足够的可靠性。设置的基本原则如下：（1）选择性 当电力系统发生故障时，继电保护装置动作，有选择性的把系统中 故障部分切断，从而使其余正常部分继续运行，最大限度的保障供电。（2）快速性电力系统由于其实时性的特点，要求在系统发生故障时继电保护装 置能够尽快动作，用最短的时间完成故障部分的切断。（3）灵敏性继电保护装置的灵敏性决定了其在系统发生故障时是否做出动作， 要根据具体情况来选择最适合的灵敏度，以免做成误动作或拒动作。（4）可靠性 根据系统继电保护的范围和任务，当保护装置本应动作却未能动作 时，称为拒动作；当电力系统的故障部分不在保护范围内或系统处于正常运行状 态时，保护装置本不

45、该动作却做出动作，称为误动作。保护装置的误动作与拒动 作严重影响电力系统的可靠性，使系统不能安全、稳定的运行。装置的原理、接 线方式等都直接影响了保护装置的可靠性，因此须尽量选择原理、接线方式简单，可靠性高，运行经验丰富的设备进行保护。除了上述四项基本的原则外，在实际的选择中还必需考虑其经济性，在能实 现电力系统安全运行的前提下，尽量选用投资少、维护费用低的保护装置。变压器的继电保护变压器是电力系统中的主要电气设备之一。变压器的故障对系统的影响是很 大的，因此对变压器应装设必要的保护装置。郑州航空工业管理学院毕业设计(论文)- -变压器的主要故障形式：内部故障：绕组匝间短路、相间短路、层间短路

46、和单相接地短路等。内 部短路时产生的电弧不仅可能烧坏绝缘，而且烧坏铁心，而且可能会使绝缘材料 和变压器油受热而产生大量气体，从而引起油箱爆炸。.外部故障：弓I出线和绝缘套管的相间短路或单相接地短路等。变压器的继电保护装置：.瓦斯保护：反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护。容量为 800KVA及以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。相间短路保护：反应变压器绕组和引出线相间短路及绕组匝间短路的纵 联差动保护或电流速断保护。.后备保护：过电流保护，用于降压变压器，保护装置的整定值应考虑短路时可能 出现的过负荷。复合电压(包括负序电压及线电压)启动的过电流保护。 负序电流保护和单相式低压启动的过

47、电流保护，用于6300KVA及以上 的升压变压器。.过负荷保护：反应变压器过负荷的过负荷保护。温度保护：干式变压器绕组温度升高的原因有很多，如过负荷、匝间短 路、环境温度过高、冷却系统故障等，应设置温度保护。变压器定时限过流保护是变压器的基本保护方式之一，选用DL型电磁式电流继电器，变压器过电流保护的动作电流为| op= KrelKw i Lmax , i Lmax取为K reK i(1.53) I nt，Kw为保护线系数，取值为1； Krei为可靠系数，取值1.2； Kre为 继电器的返回系数，取值0.85; Ki为电流互感器的变流比。变压器过流保护的动作时限按阶梯原则整定，该动作时限要比变

48、压器二次侧 出线过流保护的最大动作时限大一个级差氏，取值0.5s。变压器过流保护的灵敏性校验按下式计算K |(2)Sp =4!沁_1.5其中lk2min为变压器二次侧母线在系统最小运行方式下发生两Ki lop相短路时换算到一次侧的短路电流。零序电流速断保护也是变压器基本保护方式之一，速断保护动作电流要不小郑州航空工业管理学院毕业设计（论文）- -于变压器二次侧母线最大三相短路的电流ikmax，即1 qbK relKwKi| (3)1 k max电流速断保护灵敏性校验要依据变压器一次侧最小两相短路电流17进行校验SpK rel | KK i I qb_2过电流保护及速断保护的计算（1）过电流保护

49、电流的整定200=402000动作电流I p _ KrelKw1.2 1I L.max 二1 LN.T = 5：173.2AI =173 2= 6 1AKreKi I Lx 0.85 40.选DL-11/10电流继电器，动作电流整定为 6A动作时间的整定 鮎=t2 t =0 0.5 二 0.5s过流保护的灵敏性校验SpK w I k min(2)1 0.866 35 103 04Ki Iop40 510 =6.1 一 1.5满足要求（2）速断保护电路的整定I qbK rel K w I (3)I k maxKi35 103= 42A4010选DL-11/100电流继电器，动作电流整定为 45A

50、电流速断保护的灵敏性校验SpKwI(2)k minKiIqb1 0.866 14.8 10340 疋 45= 7.1 一 2满足要求9变电所防雷与接地9.1变电所防雷保护的设计:一般情况下，变配电所屋外防雷装置，可选用避雷线或避雷针。避雷针可以单独立杆，当其受到雷击时，避雷针及引下线处可能对附近建筑物等造成“反击”为了避免发生此类事故，要注意下述几点：（1）要使被保护物与避雷针之间有足够的距离，这个距离与建筑物的防雷等级有关，由于是针对变电所的防雷，距离取值为大于等于5米。（2）避雷针不能共用保护物自身的接地，应另设独立的接地装置，两者接地体之间也要有足够的地中距离，距离取值为大于等于 3米。

51、（3）避雷针及其引下线选择位置时要尽可能在远离人员经过的地方。一般与人行道及其他建筑物的出入口距离至少要大于 3米，从而限制跨步电压。为了防止雷电侵入波对变配电所电气装置特别是对主变压器的危害，需要装设避雷器，变配电所对高压侧雷电波侵入防护接线图如图9-1所示，在每段进线终端和每段母线上，均应装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器。配电变压器高压侧均应装设阀式避雷器。变压器两侧的避雷器应与变压器中性点及金属外壳一同接地，如图9-2所示O220/3SCVa图9-1变配电所的线路雷电波侵入防护图9-2变压器的防雷保护及接地9.2变电所接地保护的设计:在设计和装设接地装置时，首先应充分利用自然接地体，以节

52、约投资，节约钢材。如果实地测量所利用的自然接地体接地电阻已满足要求，且这些自然接地 体又满足短路热稳定度条件时，除35kv及以上变配电所外，一般不必再装设人工接地装置了。利用自然接地体时，一定要保证良好的电气连接。对于同一系统中电压及用途不相同的电气设备，接地体可以只设置一个，其电阻阻值须满足最小值的规定。如果接地装置受到条件限制而不能做时，可以考 虑选用绝缘台来进行电力设备的维护和操作。对于外壳导电的电力设备，一般还 要进行接零保护，通常装设在靠近其电源的位置。自然接地体工频接地电阻计算简化计算公式如下：（1）电缆金属外皮和水管等的接地电阻2PRe T（2）钢筋混凝土基础的接地电阻Re0.2 ?式中，v为钢筋混凝土基础的体积（m3） 人工接地体工频接地电阻计算简化计算公式如下：（1） 单根垂直管形或棒形接地体的接地电阻（单位为1）PRE（1 -为埋设地点的土壤电阻率；I为接地体