某学校供配电设计

毕业设计I摘要本次设计题目为某市实验中学供配电系统设计，该系统通过降压变压器与10kv公共电源干线相连，然后向学校供给电能。该校对供电可靠性要求也较高。因此，必须采用可靠性较高的接线形式。本次设计主要内容包括：负荷计算、短路电流计算、电气主接线的设计、电气设备的选择与校验（包括主变压器的选择、断路器及隔离开关的选择与校验、导体的选择与校验、电流互感器的选择与校验、电压互感器的选择和避雷器的选择等）和变配电所的布置与结构设计。其中，主接线代表了变配电所主体结构，它对各种电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系，并将长期影响电力系统运行的可靠性、安全性、灵活性和经济性。在设计的过程中，本人参阅了大量的供配电系统设计、变配电所设计、建筑电气设计规范等相关的规范和设计手册，最后对该校供配电系统进行了初步设计。本设计为毕业设计，其目的是通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。关键词：变压器电气主接线电气设备继电保护PAGEPAGEIIAbstractThisdesigntopicisthepowersupplyanddistributionsystemforaexperimentalhighschoolofAcity,thissystemisconnectedwiththepubliclineof10kVthroughstep-downtransformers,anddistributeelectricalpowertoexperimentalhighschoolofAcity.TheexperimentalhighschoolofAcityelectricalchargeisbig,andtheschool’demandofreliabilityofpowersupplyishigh,usingthehighreliablewiringform.Thisdesignmaincontentincludes:thechargecomputation,short-circuitcurrentcomputation,electricalmainwiringdesign,electricalequipmentchoiceandverification(includingmainvoltagetransformerchoice,circuitbreakeranddisconnectingswitchwithcheck-up,conductorchoicewithcheck-up,currenttransformerchoicewithcheck-up,voltagetransformerchoicewithcheck-upandlightningprotectorchoiceandsoon),thedisposalandconfigurationofthetransformersubstationdesign.Betweenthem,theelectricalmainwiringhasrepresentedthemainbodiesstructureofthesubstation,ithasthedecisiverelationsabouttheelectricalequipmentchoice,thepowerdistributionequipmentarrangement,therelayprotection,thedecisionofautomaticdeviceandthecontrolmode,andithaslong-terminfluenceaboutthereliability，security，flexibilityandefficiencyoftheelectricalpowersystemmovement.Inordertofinishthedesign,Ireferringtothepowersupplyanddistributiondesignstandard,thetransformersubstationdesignstandard，theelectricaldesignstandardofarchitectureandsoon,carryonthepreliminarydesigntothispowersystem.Thisdesignisagraduationdesign.Thepurposeofthisdesignistogiveusachanceofsyntheticalusageoftheknowledgewehavelearned.Besides,itcantrainourabilitytoanalyzeandsolvepracticalproblemsinConstructelectricityindependentlysothatthetheoryisconnectedwithpracticeandasolidbaseismadeinfavoroffuturework.Keywords:transformer,electricalmainwiring,electricalequipment，relayprotectionPAGEii目录摘要Abstract第1章绪论 11.1供配电设计的意义和要求 11.2供配电设计必须遵循的一般原则 11.3设计步骤 21.4本次设计的主要工作 4第2章系统计算负荷及无功功率补偿 52.1负荷计算 52.1.1负荷计算的内容和目的 52.1.2计负荷的确定 52.1.3按需要系数法确定计算负荷的公式 62.1.4负荷计算的结果 62.2无功功率补偿及其计算 92.2.1无功补偿的目的 92.2.2无功功率的人工补偿装置 92.2.3并联电容器的选择计算方法 102.2.4无功功率补偿的计算 10第3章 变配电所位置和主变压器及主接线方案的选择 123.1变配电所位置的选择 123.1.1变配电所型式的概述 123.1.2变配电所位置选择的一般原则 123.2负荷中心的确定 133.3变电所主变压器的选择 133.3.1变电所主变压器选型的原则 133.3.2变电所主变压器台数的选择 143.3.3变电所主变压器容量的选择 143.4变配电所主接线方案的选择 153.4.1变配电所主接线设计要求 153.4.2变配电所主接线方案的拟定 16第4章短路电流计算 204.1计算短路电流的目的 204.2短路计算的方法 204.3标么值法计算短路电流 204.3.1标么值的概念 204.3.2电力系统各元件电抗标么值的计算 214.3.3用标么值法进行短路计算的方法 214.4短路电流的计算过程与结果 22第5章变配电所一次设备的选择校验 255.1一次设备选择与校验的条件与项目 255.1.1一次设备选择与校验的条件 255.1.2一次设备选择与校验的项目 255.2一次设备选择依据 265.2.1按正常工作条件选择 265.3一次侧设备的选择校验 295.3.110KV侧一次设备的选择校验 295.3.2380V侧一次设备的选择校验 325.4高低压母线的选择 33第6章变配电所进出线的选择 346.1电缆型式的选择 346.1.1高压电缆线的选择 346.1.2低压电缆线 346.2导线和电缆截面的选择依据 346.2.1按发热条件选择或校验导线和电缆的截面 346.2.2按电压损耗校验导线和电缆的截面 356.2.3按短路热稳定校验导线和电缆的截面 356.3导线和电缆截面的选择过程 366.3.110KV高压进线和引入电缆的选择 366.2.2380V低压出线的选择 376.2.3导线和电缆截面的选择结果 426.2.4作为备用电源的高压联络线的选择校验 43第7章变配电所二次回路的选择与继电保护的整定 447.1高压断路器的操动机构控制与信号回路 447.2高低压侧的电能计量回路 447.3变配电所的测量和绝缘监察回路 447.4变配电所的保护装置 467.4.1主变压器的继电保护装置的配置要求 467.4.2主变压器的继电保护装置的选择依据 467.4.3主变压器的继电保护装置的选择 477.4.4变配电所低压侧的保护装置的选择 49第8章变配电所防雷保护和接地装置的设计 518.1变配电所的防雷保护 518.1.1直击雷保护 518.1.2雷电侵入波的保护 518.2变配电所公共接地装置的设计 528.2.1设计依据 528.2.2设计过程与结果 53总结 55致谢 56参考文献 57附录一实验中学平面图 68附录二实验中学主接线图 69第1页共69页第1章绪论1.1供配电设计的意义和要求在日常生活、工厂中，电能虽然是生产生活的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。但是如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。从另一方面来说，电能不光给我们的日常生活带来许多便利，更重要的是它已经成为我们赖以生存的必需品。因此，做好供配电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，促进人类文明具有十分重要的意义。由于能源节约是供配电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好供配电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。供配电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和日常生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：1、安全在电能的供应、传输、分配和使用中，应确保不发生人身事故和设备事故。2、可靠在电力系统的运行过程中，应避免发生供电中断，满足电能用户对供电可靠性的要求。3、优质就是要满足电能用户对电压和频率等质量的要求。4、经济降低电力系统的投资和运行费用，并尽可能地节约有色金属的消耗量，通过合理规划和调度，减少电能损耗，实现电力系统的经济运行。此外，在供配电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。1.2供配电设计必须遵循的一般原则1）必须遵循国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策。包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。2）应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，设计中应采用符合国家现行有关标准的效率高、耗能低、性能先进的电气。3）必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。4）应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。关于负荷性质，按GB50052-95《供配电系统设计规范》规定，根据电力负荷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程度，电力负荷分为以下三级：1、一级负荷中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将在政治、经济上造成重大损失者。2、二级负荷中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，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；中断供电将影响重要用电单位的正常工作者。3、三级负荷不属于一级和二级负荷电力负荷。对一级负荷，应由两个电源供电。当一个电源发生故障时，另一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除应由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接应急供电系统。对二级负荷，宜由两回线路供电。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。当采用架空线时，可为一回架空线供电。当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。1.3设计步骤供配电设计内容主要包括变配电设计、高压配电线路设计、低压配电线路设计和电气照明设计等。其设计步骤一般如下：1．收集原始资料在动手设计之前，应根据设计任务书的要求，收集用电设备的性质、特征、功率、布局、环境及气象条件；各用电单位的平面图及断面图；用电设备平面布置图；电源的电压、容量及可能提供的供电方式。2．电力负荷的分析计算根据提供的各用电单位的电力负荷清单，分析那些电力设备属一级负荷，那些属二级负荷，那些属三级负荷，然后按需要系数法分别计算出各用电单位及全部的计算负荷，在中学平面图上画出各用电单位的负荷图。根据各用电单位的负荷性质及平面布局，确定在那些地方设变电所及各变电所中的变压器台数。然后根据确定的变电所布局，拟出各用电单位变电所供电范围，并计算各变电所的计算负荷。3．中学配电系统设计中学配电系统设计应根据工艺设计所提供的设备平面布置图、拟出两种可行的中学配电系统方案进行比较后，确定一种方案。4．低压配电屏的选择5．选择高压电器6．变配电所平面布置设计：根据变电所应靠近负荷中心及进出线方便的原则，确定变电所的位置，然后根据环境条件确定变压器是放在户外还是室内。7．测量保护8．防雷凡是与架空线路相连的进出线，在入户处、变电所母线上都要装一组YW型避雷器。9．接地按规定10KV配电装置的构架，变压器380V的中性点及外壳，以及380V电气设备的金属外壳等都需要接地，其接地电阻要求小于4Ω。（1）接地电阻的计算（2）接地体的布置（3）列出人工接地所需的材料的规格和数量。10．绘变电所系统图。1.4本次设计的主要工作本次设计是对A市实验中学供配电系统进行设计。在本次设计中，对实验中学的负荷进行确定计算﹑变电所位置的选择﹑变压器和主结线方案的确定﹑短路电流的计算﹑一次设备的选择校验﹑变电所进出线的选则﹑二次回路方案的选择与继电保护的整定基防雷与接地的设计。在防雷设计时采用建筑本身结构钢筋或钢结构等自然金属体作为防雷装置的一部分。针对本次设计力求做到积极采用先进﹑可靠﹑适用的装备，实现无油化﹑绝缘化﹑组合化﹑自动化﹑少污染﹑免维护等一系列高科技装备技术。供配电系统，照明系统，消防系统，防雷系统是建筑电气的重要组成部分。本设计本着对安全性，可靠性，先进性和经济性的追求，着重对A市实验中学供配电系统的部分展开了设计。第5页共69页第2章系统计算负荷及无功功率补偿计算负荷是确定供配电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据；计算负荷确定的是否正确，直接影响到电器和导线的选择是否经济合理。采用无功补偿，提高了系统的功率因数，不仅可以节能，减少线路压降，提高供电质量，还可以提高系统供电的裕量。本章采用需要系数法对学校的各类用电负荷进行详细计算，并采用并联电容器方法对低压进行集中补偿，以提高功率因数。2.1负荷计算2.1.1负荷计算的内容和目的（1）负荷计算的内容包括设备功率计算，计算负荷，尖峰电流，一、二级负荷和平均负荷等内容。计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。（2）负荷计算的目的是为了合理的选择供电系统中的导线、开关电器、变压器等元件、整定继电保护，使电气设备和材料得以充分利用和安全运行。2.1.2计负荷的确定计算负荷的方法主要有需要系数法和二项式法。前一种方法比较简便，在设计单位的使用最为普遍。当用电设备台数较多、各台设备容量相差不甚悬殊时，通常都采用需要系数法计算。当用电设备台数较少而容量又相差悬殊时，则宜采用二项式法计算，凡是民用建筑中的负荷，一般都是用需要系数Kd进行计算的。它既简便又实用，因为民用建筑中单机负荷较大的各类设备都是采用单机组或同类机群放射式供电，在计及供电线路、开关时，都是用单机的额定电流或起动电流进行选型或校验的，所以普遍采用需要系数法。本设计则采用需要系数法来确定计算负荷。2.1.3按需要系数法确定计算负荷的公式（1）有功计算负荷（单位为kw）式中Pe——用电设备组总的设备容量（不含备用设备容量，单位为kw）。Kd——用电设备组的需要系数。（2）无功计算负荷（单位为kvar）（3）视在计算负荷（单位为KVA）（4）计算电流（单位为A）（5）多组用电设备有功计算负荷基本公式：同时系数:本次设计取2.1.4负荷计算的结果根据实验中学计资料，按照需要系数法，负荷计算结果如表2-1所示。表2-1负荷计算表建筑名称负荷性质数量总容量需要系数cosφtgφ计

算

负

荷1#-2#教学楼荧光灯288211.5220.80.551.5218.43227.64833.513白炽灯4421.7620.951.003.34403.344投影机2424.820.60.80.755.764.327.2空调2424820.70.80.7567.250.484消防电3640.720.50.80.7520.3615.2725.45合计172.88115.09697.638150.93229.3综合楼（包括实验室，机房，礼堂，会议室，医务室）荧光灯1947.760.80.551.526.2089.43611.287白炽灯441.760.951.001.67201.672空调30600.70.80.754233.652.5电脑320960.30.80.7528.821.636实验器材200.81.0016016消防电1620.300.50.80.7510.167.6212.7合计205.84104.8472.256127.33193.46办公楼荧光灯32012.80.850.551.5210.8816.537619.78白炽灯801.20.951.001.1401.14电脑160480.30.80.7514.410.818空调801600.70.80.7511284140消防电2040.40.50.80.7520.215.1525.25合计262.4158.62126.4876202.878308.21#-4#宿舍楼荧光灯1004440.60.551.529.614.59217.45白炽灯9841.4740.951.005.58605.586电风扇10041040.50.750.882017.626.67消防电18420.3640.50.80.7540.7230.5450.9合计143.3275.90662.73298.47149.6餐厅荧光灯401.60.60.551.520.961.45921.745电视81.60.50.750.880.80.7041.067电风扇2020.50.750.8810.881.173电磁炉40800.851.0068068电冰箱40160.60.71.029.69.79213.714消防栓1020.20.50.80.7510.17.57512.625合计121.490.4620.410292.734140.9图书馆荧光灯602.40.60.551.521.442.1882.62白炽灯80.320.951.000.30400.304空调6120.70.80.758.46.310.5电脑61.80.30.80.750.540.4050.675消防栓420.080.50.80.7510.047.5312.55合计36.620.72416.423826.44340.18体育中心白炽灯401.60.951.001.5201.52音响1010.50.750.880.50.440.667消防栓420.080.50.80.7510.047.5312.55合计22.8612.067.9714.45621.96保卫室荧光灯20.080.50.551.520.040.06080.073空调120.70.80.751.41.051.75电脑10.30.30.80.750.090.06750.1125消防栓220.040.50.80.7510.027.51512.525合计22.4211.558.693314.15621.51校园内路灯白炽灯15060.951.005.705.7合计65.705.7操场白炽灯120.720.951.000.68400.684音响1010.50.750.880.50.440.667合计1.721.1840.441.261.9总合计995.26596.14413.0509725.254乘以KΣp=0.9，KΣq=0.950.81536.526392.298664.6491009.82.2无功功率补偿及其计算2.2.1无功补偿的目的按供电局的规定，低压功率因数补偿到0.95，高压功率因数要求0.9。采用无功补偿，提高系统的功率因数，既可以节能、减少线路压降，又能提高供电质量，还可以提高系统供电的裕量。因此，供配电系统中的无功功率补偿是必不可少的。2.2.2无功功率的人工补偿装置工程中普遍采用并联电容器来补偿供电系统的无功功率。并联电容器的补偿方式，有以下三种：（1）高压集中补偿电容器装设在变配电所的高压电容器室内，与高压母线相联（如图2-1）。（2）低压集中补偿电容器装设在变配电所的低压配电室或单独的低压电容器室内，与低压母线相联。它利用指示灯或放电电阻放电。按GB50227—95规定：低压电容器组可采用三角形结线或中性点不接地的星形结线方式（如图2-2）。（3）低压分散补偿电容器装设在低压配电箱旁或与用电设备并联。它就利用用电设备本身的绕组放电。电容器组多采用三角形结线（如图2-3）。民用建筑供电有它的特殊性：一是照明负荷占的比重比较大，属于分散负荷；二是电机大部分是空调风机、防排烟风机，其容量也是小而分散。由于上诉原因，在民用建筑的供电系统中，一般都是采用低压配电装置处集中补偿。而且，采用低压集中补偿不需要从电力系统中获取无功，可以减少电力系统的无功功率发生装置，也减少了电力系统到用户的线路上的无功传输，从而减少了这部分线路的电压损失及电能损耗。因此，本设计采用低压集中补偿。2.2.3并联电容器的选择计算方法（1）无功功率补偿容量（单位为kvar）的计算（2）并联电容器个数式中qc——单个电容器的容量（单位为kvar）2.2.4无功功率补偿的计算由负荷计算表知，该学380侧最大负荷时的功率因数为0.81。而民用建筑各地供电局规定低压功率因数补偿到0.95,高压功率因数补偿到0.9以上。（1）低压电容器柜（屏）的选择方法PGJ1型低压无功功率自动补偿屏有1、2、3、4等4种方案。其中1、2屏为主屏，3、4屏为辅屏。1、3屏各有六条支路，电容器为BW0.4-14-3型，每屏共84kvar，采用六步控制，每步投入14kvar。2、4屏各有八条支路，电容器亦为BW0.4-14-3型，每屏共112kvar，采用8步控制，每步投入14kvar。选择步骤：①根据控制步数要求，选择一台1号或2号主屏。②根据所需无功补偿容量再补充一台或数台3号或4号辅屏（2）低压电容器柜（屏）的选择选PGJ1型低压自动补偿屏,并联电容器为BW0.4-14-3型.其方案1(主屏)1台与方案3(辅屏)1台相结合,总共容量84kvar×2=168kvar。无功补偿后，380v侧和10kv侧负荷计算如表2-2表2-2无功补偿后宾馆的计算负荷项目Cos计算负荷380V侧补偿前负荷0.81536.526392.298664.6491009.8380V侧无功补偿容量—168380V侧补偿后负荷0.923536.526224.298581.5883.5主变压器功率损耗0.015=8.720.06=34.8910KV侧负荷总计0.903545.246259.188603.734.85经过低压集中补偿后，不但提高了系统的功率因数，使高压侧的功率因数达到了0.903达到了供电局的要求，而且减少了线路压降，提高了供电质量，还提高了系统供电的裕量。变配电所位置和主变压器及主接线方案的选择变配电所是电力网的重要组成部分，承担着电网电压的变换和电能传输任务。他的设计（变电所位置的确定和主变压器及主接线方案的选择）至关重要，其中主接线代表了变配电所主体结构，它对各种电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系，并将长期影响电力系统运行的可靠性、安全性、灵活性和经济性。本设计严格遵循变电所各个部分设计的原则，选择出适合本实验中学供配电方式的方案。3.1变配电所位置的选择3.1.1变配电所型式的概述变配电所有屋内式和屋外式。屋内式的特点由于允许安全净距小，可以分层布置；故占地面积少；维修、操作、巡视在室内进行，比较方便，不受气候的影响；外界污秽空气不会影响电气设备，维护工作可以减轻；房屋建筑投资较大。屋外式的特点土建工程量和费用较少，建设周期短；扩建方便；相邻设备之间距离较大，便于带电作业；占地面积大；设备露天运行条件差，需加强绝缘；天气变化对维修和操作有较大影响。在选择工厂总变配电所型式时，应根据具体的地理环境，因地制宜；技术经济合理时，应优先选用屋内式。负荷较大的车间，宜设附设式或半露天式变电所。负荷较大的多跨厂房宜设车间内变电所或组合式成套变电所。负荷小而分散的工厂车间或远离有易燃易爆危险及腐蚀性车间时，宜设独立变电所。3.1.2变配电所位置选择的一般原则（1）尽量靠近负荷中心，以减少配电系统的电能损耗、电压损耗及有色金属消耗量。（2）进出线方便，特别是采用架空线进出时应考虑这一点。（3）接近电源侧，对总变、配电所特别要考虑这一点。（4）设备运输方便。（5）尽量避开剧烈震动和高温场所。（6）不宜设在有多尘和有腐蚀性气体的场所，当无法远离时。则应设在污源的上风侧。（7）不宜设在厕所、浴池或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。（8）不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方。且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方。（9）高压配电所应尽量与车间变电所或有大量高压用电设备建筑物合建。（10）不应妨碍其他建筑物的发展，并适当考虑今后的扩建。3.2负荷中心的确定变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心。负荷中心的确定一般采取负荷功率矩法确定负荷中心。在学校平面图的左下侧作一个直角坐标，测出学校各用电负荷到负荷中心点的坐标位置，例如教学楼为、宿舍楼为等，如图3-1所示：,同理可得得中学的负荷中心的坐标为（5.1，3.1）。即在1#教学楼东北角，其平面图见（附录二）。3.3变电所主变压器的选择主变压器的选择包括主变台数和容量的选择，它的确定应结合变电所主接线方案的选择，下面将做详细介绍。3.3.1变电所主变压器选型的原则为了调压和降低电能损耗，变压器选择应考虑以下原则：（1）变压器应尽量选节能型的油浸或干式变压器；（2）独立的变配电所，可选节能型干式变压器；（3）非一类建筑物，当变压器附设在首层靠外墙时，可安装油浸变压器，但容量不得超过400KVA。3.3.2变电所主变压器台数的选择变压器台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择。当符合下列条件之一时，宜采用两台及以上变压器：（1）有大量一级负荷或者虽为二级负荷，但有一定数量的消防设备、保安设备等用电；（2）集中负荷较大，所需变压器容量超过500kVA时，可选用两台小容量变压器，以确保供电安全；（3）季节性负荷变化较大时，可设两台或两台以上变压器，以便在淡季时可切除整台变压器。其它情况下宜装设一台变压器。3.3.3变电所主变压器容量的选择根据实验中学的负荷性质和电源情况，中学变电所的主变压器可由下列两种方案：（1）装有一台主变压器的变电所主变压器容量不应小于总的计算负荷，即≥若装设一台主变压器型式采用SG10，而容量根据上式，选=630KVA＞=603.7KVA,即选一台SG10-630/10型空气自冷干式变压器。（2）装有两台主变压器的变电所每台主变压器容量不应小于总的计算负荷的60%，最好为总的计算负荷的70%左右，即≈（0.6～0.7）同时每台主变压器容量不应小于全部一﹑二级负荷之和（Ⅰ+Ⅱ），即≥（Ⅰ+Ⅱ）若装设两台主变压器型号亦采用SG10，而每台容量按以上两式选择，因此选择两台SG10-400/10型空气自冷干式变压器。其联结组别采用Yyn0。3.4变配电所主接线方案的选择变（配）电所的主结线（一次接线）是指由各种开关电器、电力变压器、互感器、母线、电力电缆、并联电容器等电气设备按一定次序连接的接受和分配电能的电路。它是电气设备选择及确定配电装置安装方式的依据，也是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。用图形符号表示主要电气设备在电路中连接的相互关系，称为电气主结线图。电气主结线图通常以单线图形式表示。主结线的基本形式有单母线接线、双母线接线、桥式接线等多种。3.4.1变配电所主接线设计要求电气主接线设计应满足可靠性、灵活性和经济性三项基本要求。（1）可靠性供电可靠性是指能够长期、连续、正常地向用户供电的能力,是电力生产和分配的首要要求，主接线的设计首先应满足这个要求。电气主接线不仅要保证在正常运行时,还要考虑到检修和事故时,都不能导致一类负荷停电,一般负荷也要尽量减少停电时间。显然,这些都会导致费用的增加,与经济性的要求发生矛盾。因此,应根据具体情况进行技术经济比较,保证必要的可靠性,而不可片面地追求高的可靠性。（2）灵活性①满足调度时的灵活性要求。应能根据安全、优质、经济的目标，灵活地投入和切换电源、变压器和线路，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。②满足检修时的灵活性要求。在某一设备需要检修时，应能方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和对用户的供电，并使该设备与带电运行部分有可靠的安全隔离，保证检修人员检修时的方便和安全。③满足扩建时的灵活性要求。大的电力工程往往要分期建设。从初期的主接线到最终方案的确定，每次过渡都应比较方便，对已运行部分影响小，不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装变压器或线路而不互相干扰，并且对一次和二次部分的改建工作量最少。（3）经济性在设计主接线时，主要矛盾往往发生在可靠性与经济性之间。欲使主接线可靠、灵活，必然要选用高质量的设备和现代化的自动装置，从而导致投资费用的增加。因此，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下作到经济合理。一般应当从以下几方面考虑。①节省一次投资。主接线应简单清晰，并要适当采取限制短路电流的措施，以节省开关电器的数量、选用价廉的电器或轻型电器，以便降低投资。②电能损耗少，经济合理地选择主变压器的形式、容量和台数，避免两次压降而增加电能损失。③占地面小。主接线设计要为配电装置布置创造节约土地的条件，尽可能使占地面积少；同时，要注意节约搬迁费用、安装费用和外汇费用。对大容量电厂或变电站，在可能和允许的条件下，应采取一次设计，分期投资建设，尽快发挥经济效益。3.4.2变配电所主接线方案的拟定按上面考虑的两种主变压器的方案可设计下列按两种主接线方案：（1）装设一台主变压器的主接线方案如图（3-1）所示（2）装设两台主变压器的主接线方案如图（3-2）所示图3-1装设一台主变的主接线方案（附高压柜列图）图3-2装设两台主变的主接线方案（附高压列柜图）两种主接线方案通过技术指标和经济指标两个方面的比较，比较结果见表3-1表3-1两种主结线方案的比较比较项目装设一台主变的方案装设两台主变的方案技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗略大由于两台主变并列，电压损耗略小灵活方便性只一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性好扩建适应性稍差一些好一些经济指标电力变压器的综合投资额由网上查得SG10-630单价为20.2万元，查表得其综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资为220.2万元=40.4万元由网上查得SG10-400单价为12.3万元，变压器的综合投资额约为单价的四倍，因此两台综合投资为412.3=49.2万元，比一台主变方案多投资8.8万元高压开关柜（含计量柜）的综合投资额查表得GG-1A（F）型柜按每台4万元计，查表得其综合投资可按设备价的1.5倍计，因此高压开关柜的综合投资约为41.54万元=24万元本方案采用7台GG-1A（F）柜，其综合投资额约为71.54.5=47.25万元，比一台主变的方案多投资20.25万元电力变压器和高压开关柜的年运行费按表4-2规定计算，主变的折旧费=40.4万元×0.05=20.2万元；高压开关柜的折旧费=24万元×0.06=1.44万元；变配电设备的维修管理费=（40.4+24）万元×0.06=3.864。因此主变和高压开关柜设备的折旧和维修管理费=（2.02+1.44+3.864）万元=7.324万元（其余项目从略）。主变的折旧费=49.2万元×0.05=2.46万元；高压开关柜的折旧费=47.25×0.06=2.835万元；变配电设备的维修管理费=（40.4+47.25）万元×0.06=5.235万元。因此主变和高压开关柜设备的折旧和维修管理费=（2.46+2.835+5.235）万元=10.53万元。比一台主变方案多耗资3.206万元。交供电部门的一次性供电贴费按900元/KVA计，贴费为6300.09元=56.7贴费为24000.09=72，比一台主变的方案的贴费多15.3从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主接线（图3-2）略优于装设一台主变的主接线方案（图3-1），但按经济指标，则装设一台主变的方案（图3-1）远优于装设两台主变的方案（图3-2），因此决定采用装设一台主变的方案（图3-1）。第4章短路电流计算“短路”是电力系统中常发生的一种故障。所谓短路是电网中某一相导体未通过任何负荷而直接与另一相导体或“地”相碰触。电网正常运行的破坏大多数是由短路故障引起的。因此，正确计算短路电流尤为重要。4.1计算短路电流的目的（1）为保证电力系统的安全运行，在设计选择电气设备时，都要用可能流经该设备的最大短路电流进行热稳定和动稳定校验，以保证该设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和电动力的巨大冲击。（2）为尽快切断电源对短路点的供电，继电保护装置将自动的使有关断路器跳闸，继电保护装置的整定和断路器的选择，也需要准确的短路电流数据。4.2短路计算的方法短路电流计算的方法常用的有欧姆法（有名单位制法）和标么值法。在电力系统计算短路电流时，如计算低压系统的短路电流，常采用有名单位制；但计算高压系统短路电流，由于有多个电压等级，存在着电抗换算问题，为使计算简化常采用标么制。因此，本设计采用的是标么值法来计算短路电流。4.3标么值法计算短路电流4.3.1标么值的概念标么制中各元件的物理量不用有名单位值，而用相对值来表示。相对值就是实际有名值与选定的基准值间的比值，即标么值＝从上看出，标么值是没有单位的。另外,采用标么值计算时必须先选定基准值。我们一般先选定基准容量Sd和基准电压Ud。根据三相交流电路中的基本关系，推得基准电流Id和基准电抗值分别为（4-1）（4-2）据此，可以直接写出以下标么值表示式容量标么值 （4-3）电压标么值 （4-4）电流标么值 （4-5）电抗标么值 （4-6）在进行短路计算时，为方便起见通常选择基准值Sd＝100MVA，基准电压（Ud）为线路平均额定电压（Uc）。4.3.2电力系统各元件电抗标么值的计算取Sd＝100MVA，Ud＝Uc①电力系统的电抗标么值为（4-7）②电力变压器的电抗标么值为（4-8）③电力线路的电抗标么值为（4-9）4.3.3用标么值法进行短路计算的方法短路电流中各主要元件的电抗标么值求出以后，即可利用其等效电路图进行电路化简，计算其总电抗标么值XΣ*，由于各元件电抗均采用相对值，与短路计算点的电压无关，因此无需进行电压换算，这也是标么值法较之欧姆法优越之处。无限大容量系统三相短路周期分量有效值的标么值按下式计算为（4-10）由此可求得三相短路电流周期分量有效值（4-11）求得Ik(3)后，即可利用前面得公式求出I”(3)、I∞(3)、ish(3)和Ish(3)等。三相短路容量得计算公式为（4-12）4.4短路电流的计算过程与结果（1）绘制计算电路图如图4-1～～∞系统500MVA(1)(2)LGJ—185，8km10.5kVk-1SG10-630（3）0.4kVk-2图4-1短路计算电路（2）确定基准值设=100MVA，=10.5KV，高压侧，，低压侧=0.4KV，则（3）计算短路电路中各元件的电抗标幺值①电力系统②架空线路查表8-37，得LGJ-185的=0.35km，而线长8km。故③电力变压器=4，故因此绘制等效电路，如图所示（4）计算k-1点（10.5KV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量①总电抗标幺值②三相短路电流周期分量有效值③其它短路电流④三相短路容量（5）计算k-2点（0.4KV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量①总电抗标幺值②三相短路电流周期分量有效值③其它短路电流④三相短路容量以上计算结果综合如表4-1所示：表4-1短路计算结果短路计算点三相短路电流/KA三相短路容量/MVAk-12.012.012.015.133.0436.5k-215.815.815.829.0717.211第5章变配电所一次设备的选择校验一次设备是指直接参与生产﹑变换﹑输送﹑分配和消耗电能的设备，常用的高压一次电气设备有：高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器、高压开关柜、高压避雷器和互感器等。在建筑工程常见的低压电气设备有刀开关、熔断器、自动空气开关、接触器、低压配电柜等。5.1一次设备选择与校验的条件与项目5.1.1一次设备选择与校验的条件为了保证一次设备安全可靠地运行，必须按下列条件选择和校验：（1）按正常工作条件，包括电压﹑电流﹑频率﹑开断电流等选择。（2）按短路条件，包括动稳定和热稳定来校验。（3）考虑电气设备运行环境条件如温度﹑湿度﹑海拔以及有无防尘﹑防腐﹑防火﹑防爆等要求。（4）按各类设备的不同特点和要求入断路器的操纵性能﹑互感器的二次负荷准确级等进行选择。5.1.2一次设备选择与校验的项目选择一次设备时应校验的项目如表5-1表5-1 选择一次设备的校验项目一次设备名称额定电压V额定电流A开断电流KA短路电流校验环境条件其他动稳定热稳定高低压熔断器是是是不一定否是高压隔离开关是是否是是是操作性能高压负荷开关是是是是是是操作性能高压断路器是是是是是是操作性能低压刀开关是是是不一定不一定是操作性能低压负荷开关是是是不一定不一定是操作性能低压断路器是是是不一定不一定是操作性能电流互感器是是否是是是二次负载准确级电压互感器是否否否否是二次负荷准确级并联电容器是否否否否是额定容量母线否是否是是是电缆是是否否是是支柱绝缘子是否否是否是穿墙套管是是否是是是备注表中“是”表示必须校验，“否”表示不必校验，“不一定”表示一般不必校验5.2一次设备选择依据5.2.1按正常工作条件选择（1）按工作电压选择设备的额定电压不应小于所在线路的额定电压，即（5-1）但需注意：使用限流式高压熔断器时，熔断器的额定电压应与线路额定电压相同，即=，而不能＞。例如10kV熔断器不能用在6kV电路上。（2）按工作电流选择设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即（5-2）（3）按断流能力选择设备的额定开断电流或断流容量不应小于设备分断瞬间的短路电流有效值或，即或（5-3）5.2.2按短路条件校验短路条件校验，就是校验电器和导体在短路时的动稳定和热稳定。校验动稳定是，当短路计算点附近接有较大容量的交流电动机或电动机组时（按GB50054—95《低压配电设计规范》规定：电动机额定电流之和超过短路电流的1%时），应考虑这些电动机在短路时反馈电流的影响。（1）隔离开关﹑负荷开关和断路器的短路稳定度校验①动稳定校验条件（5-4）式中——开关的极限通过电流（动稳定电流）峰值和有效值（单位为kA）;ish(3)——开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值（单位为kA）。②热稳定校验条件（5-5）式中——开关的热稳定电流有效值（单位为kA）；t——开关的热稳定试验时间（单位为s）；——开关所在处的三相短路稳态电流（单位为kA）；——短路发热假想时间（单位为s）。短路发热假想时间tima一般按下式计算：在无限大容量系统中，由于,因此式中tk——短路持续时间，采用该电路主保护动作时间加对应的断路器全分闸时间。当tk≥1s时低速断路器(如油断路器),其全分闸时间取0.2s;高速断路器(如真空断路器),其全分闸时间取0.1s。（2）电流互感器的短路稳定度校验①动稳定校验条件（5-6）或式中——电流互感器的动稳定电流（单位为kA）；——电流互感器的动稳定倍数（对）；——电流互感器的额定一次电流（单位为A）。②热稳定校验条件（5-7）或式中——电流互感器的热稳定电流；t——电流互感器的热稳定试验时间，一般取1s;——电流互感器的热稳定倍数（对）。（3）母线的短路稳定度校验①动稳定校验条件（5-8）式中——母线材料的的最大允许应力；——母线通过时所受到的最大计算应力（单位为MPa）。②热稳定校验条件（5-9）式中A——母线截面积（单位为）；——满足短路热稳定条件的最小截面积（单位为）；——母线材料的热稳定系数。——母线通过的三相短路稳定电流（单位为A）。（4）电缆的短路热稳定度校验 电缆不校验短路动稳定度。电缆短路热稳定度校验的条件采用（5-9）式中C参见表5-2。表5-2电缆长期允许工作温度和短路时的允许最高温度及相应的热稳定系数导体种类导体材料长期允许工作温度℃短路允许最高温度℃短路热稳定系数6～10KV交联聚乙烯绝缘电缆铝9020077铜90250137（5）保护电压器的熔体额定电流的选择一般取为0.5A，不必校验5.3一次侧设备的选择校验5.3.110KV侧一次设备的选择校验（1）高压断路器的选择校验回路最大持续工作电流选择：根据断路器选择原则选择ZN3-10/630型高压真空断路器，其参数如下：额定电流IN(A)开断电流(KA)极限电流峰imax(KA)4S热稳定电流It(KA)6308.7228.7校验：额定工作电压10KV≥线路电压10KV。动稳定校验：imax=31.5KA，ish(3)=5.13KA，则极限电流峰imax≥k-1点最大冲击电流ish(3)符合要求。热稳定校验：因为，参考《供配电技术》当时，可认为开断电流校验：开断电流=8.7KA三相短路电流=2.01KA经上述校验所选断路器满足设计选择需求。（2）户内高压隔离开关的选择校验根据隔离开关的选择原则IN≥Igmax，所以选择GN-10T/200的隔离开关，其参数如下：额定电流IN(A)动稳定电流峰imax(KA)5S热稳定电流It(KA)20025.510校验：额定工作电压10KV≥线路计算电压10KV动稳定校验：imax=25.5KA，ish(3)=5.13KA，则动稳定电流峰值imax≥k-1点最大冲击电流ish符合要求。热稳定校验：经上述校验所选断路器满足设计选择需求。（3）户外高压隔离开关的选择校验选择：GW4-10/400型高压隔离开关，其参数如下：额定电流IN(A)动稳定电流峰imax(KA)5S热稳定电流It(KA)4002510校验：额定工作电压12KV≥线路计算电压10KV动稳定校验：imax=25KA，ish(3)=5.13KA，则动稳定电流峰值imax≥k-1点最大冲击电流ish符合要求。热稳定校验：经上述校验所选高压隔离开关满足设计选择需求。（4）高压熔断器选择校验根据高压熔断器的选择原则，选择RN2-10型高压熔断器，其参数如下：额定电压UN(KV)额定电流IN(A)最大开断电流(KA)100.550校验：最大开断电流50KA＞IK-1(3)=2.01KA额定工作电压10KV≥线路电压10KV额定工作电流0.5A可作为电流互感器的短路和过负荷保护设备使用经上述校验所选高压熔断器满足设计选择需求。（5）电压互感器选择校验选择：JDZJ-10校验:额定工作电压10KV≥线路电压10KV电压互感器一、二次侧装有熔断器保护因此不需要进行动稳定度和热稳定度校验。（6）电流互感器选择校验选择:LQJ-10150/5校验：额定工作电压10KV≥线路电压10KV额定一次电流150A≥线路计算电流36.4A动稳定校验：额定动稳定电流有效值31.8KA≥ish(3)=5.13KA符合要求。热稳定校验：满足要求。（7）避雷器选择校验：选择FS4-10型。（8）高压开关柜型号GG-1A(F)通过校验以上均满足要求。5.3.2380V侧一次设备的选择校验（1）低压开关的选择校验根据：，选择HD13-1000/30断路器校验:额定工作电压380V≥线路电压380V额定工作电流1000A≥线路计算电流883.5A满足要求。（2）低压断路器的选择校验根据：，选择DZ20-1250断路器校验:额定工作电压380V≥线路电压380V额定工作电流1250A≥线路计算电流883.5A额定分断能力30KA≥线路短路电流36.4KA,满足要求。（3）低压断路器的选择校验选择:DW15-1000校验:额定工作电压380V≥线路电压380V额定工作电流1000A≥线路计算电流883.5A额定分断能力30KA≥线路短路电流36.4KA,满足要求。（4）低压断路器的选择校验选择:DZ20-200校验:额定工作电压380V≥线路电压380V额定工作电流1500A≥线路计算电流883.5A,满足要求。（5）电流互感器的选择校验选择:LMZJ1-0.5LMZ1-0.5100/5160/5校验:额定工作电压500V≥线路电压380V额定工作电流1000A≥线路计算电流883.5A,满足要求。5.4高低压母线的选择表5-56～10kv变配电所高低压LMY型硬铝母线的常用尺寸（mm）变压器容量/KVA200250315400500630800100012501600高压母线40×4低压母线相母线40×4050×560×680×680×8100×8120×102（100×102（120×10）中性母线40×4050×540×4040×4040×4040×40参照6～10kv变配电所高低压LMY型硬铝母线的常用尺寸,10kv母线选LMY-3×(40×4),即母线尺寸为40mm×4mm;380v母线选LMY-3(80×8)+50×5,即相母线尺寸为80mm×8mm,中性母线尺寸为50mm×5mm。因为所选的母线尺寸一般均满足短路动稳定和热稳定要求，因此不必再进行短路校验。第6章变配电所进出线的选择变配电所进出线方式有架空线和电缆两种。架空线用在供电可靠性要求不很高或投资较少的中小型供电设计中优先选用。电缆用在供电可靠性要求交高或投资较高的各类供电设计中优先选用。6.1电缆型式的选择6.1.1高压电缆线的选择根据电力工程电缆设计规范GB50217-94规定，高压电缆的选择应遵循以下原则：（1）一般环境和场所可用铝芯电缆；但有特殊要求的场所，应采用铜芯电缆；（2）埋地敷设的电缆，应采用外护层的铠装电缆；但在无机械损伤可能的场所，可采用塑料护套电缆或带外护层的铅包电缆；（3）在可能发生位移的土壤中埋地敷设的电缆，应采用钢丝铠装电缆；（4）敷设在管内或排管内的电缆，一般采用塑料护套电缆，也可采用裸铠装电缆；（5）电缆沟内敷设的电缆，一般采用裸铠装电缆、塑料护套电缆或裸铅包电缆；（6）交联聚乙稀绝缘电缆具有优良性能，宜优先选用；（7）电缆除按敷设方式及环境条件选择外，还应符合线路电压要求。6.1.2低压电缆线 根据电力工程电缆设计规范GB50217-94规定，低压电缆线的选择应遵循以下原则：（1）一般采用铝芯电缆，但有特殊要求的线路可采用铜芯电缆；（2）电缆沟内电缆，一般采用塑料护套电缆，也可采用裸铠装电缆；（3）TN系统的出线电缆应采用四芯或五芯电缆。6.2导线和电缆截面的选择依据6.2.1按发热条件选择或校验导线和电缆的截面（1）相线截面的选择需满足：（2）中性线（N线）截面的选择 当配电变压器为Yyn0联结时 一般三相四线制线路中的N线：当配电变压器为Dyn11联结时6.2.2按电压损耗校验导线和电缆的截面 线路在最大负荷（计算负荷）时的电压损耗U％不得超过允许电压损耗△Ual％。线路的允许电压损耗研究所的高压配电线路和低压动力线路的允许电压损耗一般为5％；而低压照明线路，由于电压对照度的影响极大，为保证照明质量，其允许电压损耗通常为2.5％～5％。6.2.3按短路热稳定校验导线和电缆的截面导线截面式中 Amin——为满足短路热稳定条件的最小截面积； C——为电缆材料的热稳定系数，埋地取最热月地下0.8～1m的土壤平均温度或近似的取当地最热月平均气温）；——线路的计算电流。必须注意：对变压器高压进线，应取变压器高压绕组的额定电流；对并联电容器组的回路，应取电容器组额定电流的1.35倍（据GB50227—95规定）。（2）按电压损耗校验导线和电缆的截面线路在最大负荷（计算负荷）时的电压损耗不得超过允许的电压损耗，即≤线路电压损耗的一般计算根公式为：式中p﹑q——线路各负荷点的有功和无功负荷；R﹑X——线路首端至负荷点的线路电阻和电抗；——线路额定电压。6.3导线和电缆截面的选择过程6.3.110KV高压进线和引入电缆的选择1.10KV高压进线的选择校验采用LJ型铝绞线架空敷设，接往10KV公用干线。(1)按发热条件选择。由及室外环境温度33℃，查表8-36，初选LJ-25，。其35℃时的，满足发热条件。(2)校验机械强度。查表8-34，最小允许截面,因此LJ-25不满足机械强度要求，故改选LJ-35。由于此线路很短，不需要校验电压损耗。2.由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验采用YJL22-1000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。(1)按发热条件选择。由A及土壤温度25℃查表8-44，初选缆芯为25的交联电缆，其，满足发热条件。(2)校验短路热稳定。按式（4-1）计算满足短路热稳定的最小截面式中的C值由表5-13查得。因此LJL22-1000-325电缆满足短路稳定要求。6.2.2380V低压出线的选择（1）馈电给综合楼的线路采用VLV22-1000型聚氯乙烯铝芯电缆直接埋地敷设。1、按发热条件选择由A及地下0.8m土壤温度为25℃，查表8-43，初选240㎜2，其,满足发热条件。2、校验电压损耗由学校平面图量得变电所至综合楼距离约150m。而查表8-42得缆心为240㎜2的=0.17/km，=0.07/km，且综合楼的=104.84kW，=72.256kvar计算得：满足电压损耗5%的要求。3、短路热稳定度校验求满足短路热稳定度的最小截面：（式中tima—变电所高压侧过电流保护动作时间按0.5s整定（终端变电所），再加上断路器时间0.2s再加0.05s。）240㎜2为前面所选缆心截面大于Amin，满足热稳定度要求。综上所述可知馈给综合楼的线路选一根型号为VLV20-1000-3×240＋1×120的四芯电缆。（2）馈电给办公楼的线路采用VLV20-1000型聚氯乙烯铝芯电缆直接埋地敷设。1、按发热条件选择由及地下0.8m土壤温度为25℃，查表8-43初选240㎜2，其,满足发热条件。2、校验电压损耗由学校平面图量得变电所至办公楼距离约120m。而查表缆心为240㎜2的=0.17/km，=0.07/km，且办公楼的=158.62kW，=126.49kvar，计算得：满足电压损耗5%的要求。3、短路热稳定度校验求满足短路热稳定度的最小截面：（式中tima—变电所高压侧过电流保护动作时间按0.5s整定（终端变电所），再加上断路器时间0.2s再加0.05s。）240㎜2为前面所选缆心截面大于Amin，满足热稳定度要求。综上所述可知馈给办公楼的线路选一根型号为VLV20-1000-3×240＋1×120的四芯电缆。（3）馈电给教学楼的线路采用VLV20-1000型聚氯乙烯铝芯电缆直接埋地敷设。1、按发热条件选择由及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，初选240㎜2，其Ial=319A,满足发热条件。2、校验电压损耗由学校平面图量得变电所至教学楼距离约90m。而查表缆心为240㎜2的=0.17/km，=0.07/km，且教学楼的=115.096kW，=97.638kvar，计算得：满足电压损耗5%的要求。3、短路热稳定度校验求满足短路热稳定度的最小截面：（式中tima—变电所高压侧过电流保护动作时间按0.5s整定（终端变电所），再加上断路器时间0.2s再加0.05s。）240㎜2为前面所选缆心截面大于Amin，满足热稳定度要求。综上所述可知馈给教学楼的线路选一根型号为VLV20-1000-3×240＋1×120的四芯电缆。（4）馈电给餐厅的线路采用VLV20-1000型聚氯乙烯铝芯电缆直接埋地敷设。1、按发热条件选择由及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，初选240㎜2，其I满足发热条件。2、校验电压损耗由学校平面图量得变电所至餐厅距离约120m。而查表缆心为240㎜2的=0.17/km，=0.07/km，且教学楼的=90.46kW，=20.41kvar，计算得：满足电压损耗5%的要求。3、短路热稳定度校验求满足短路热稳定度的最小截面：＝＝180mm2＜240mm2（式中tima—变电所高压侧过电流保护动作时间按0.5s整定（终端变电所），再加上断路器时间0.2s再加0.05s。）240㎜2为前面所选缆心截面大于Amin，满足热稳定度要求。综上所述可知馈给餐厅的线路选一根型号为VLV20-1000-3×240＋1×120的四芯电缆。（5）馈电给宿舍楼和体育中心的线路采用VLV20-1000型聚氯乙烯铝芯电缆直接埋地敷设。按发热条件选择由负荷计算可知：，，。由及地下0.8m土壤温度为25℃，查表，初选240㎜2，其,满足发热条件。2、校验电压损耗由学校平面图量得变电所至宿舍楼和体育中心距离约150m。而查表缆心为240㎜2的=0.17/km，=0.07/km，且教学楼的=87.966kW，=87.966kvar，计算得：满足电压损耗5%的要求。3、短路热稳定度校验求满足短路热稳定度的最小截面：＝＝180mm2＜240mm2（式中tima—变电所高压侧过电流保护动作时间按0.5s整定（终端变电所），再加上断路器时间0.2s再加0.05s。）240㎜2为前面所选缆心截面大于Amin，满足热稳定度要求。综上所述可知馈给宿舍楼和体育中心的线路选一根型号为VLV20-1000-3×240＋1×120的四芯电缆。（6）馈电给图书馆和操场的线路按发热条件选择由负荷计算可知：，，I30=42.09A。由及环境温度（年最热平均气温26℃）查表8-41，相线截面初选为25㎜2，其,满足发热条件。按规定中性线和保护线也选为25㎜2，与相线截面相同，即选用BLV-1000-1×25㎜2塑料导线5根穿内径50mm的硬塑管。2、校验机械强度查表8-35，最小允许截面为2.5㎜2，因此所选25㎜2的相线满足要求。3、校验电压损耗所选穿管线，估计长度为80mm,而查表8-39得=1.36/km，=0.099/km，且图书馆和操场的，，计算得：满足电压损耗5%的要求。综上所述可知馈给图书馆和操场的线路选用BLV-1000-1×25㎜2塑料导线5根穿内径50mm的硬塑管。（7）馈电给保卫室的线路按发热条件选择由及环境温度（年最热平均气温26℃）查表8-41，相线截面初选为16㎜2，其,满足发热条件。按规定中性线和保护线也选为16㎜2，与相线截面相同，即选用BLV-1000-1×16㎜2塑料导线5根穿内径32mm的硬塑管。2、校验机械强度查表8-35，最小允许截面为2.5㎜2，因此所选16㎜2的相线满足要求。3、校验电压损耗所选穿管线，估计长度为200mm,而查表8-39得=2.16/km，=0.102/km，且保卫室的，，计算得：满足电压损耗5%的要求。综上所述可知馈给保卫室的线路选用BLV-1000-1×16㎜2塑料导线5根穿内径32mm的硬塑管。6.2.3导线和电缆截面的选择结果变配电所进出线的导线和电缆型号规格选择结果如表6-1表6-1变配电所进出线的型号规格线路名称导线电缆的型号规格10kv电源进线LJ-35铝铰线（三相三线架空）主变引入电缆YJLV-10000-3×25交联铝芯电缆（直埋）380v侧低压出线至综合楼的线路VLV20-1000-3×240+1×120四芯电缆（直埋）至办公楼的线路VLV20-1000-3×240+1×120四芯电缆（直埋）至教学楼的线路VLV20-1000-3×240+1×120四芯电缆（直埋）至餐厅的线路VLV20-1000-3×240+1×120四芯电缆（直埋）至宿舍楼和体育中心的线路VLV20-1000-3×240+1×120四芯电缆（直埋）至图书馆和操场的线路BLV-1000-1×25㎜2塑料导线5根穿内径50mm的硬塑管（直埋）至门卫室的线路BLV-1000-1×16㎜2塑料导线5根穿内径32mm的硬塑管（直埋）6.2.4作为备用电源的高压联络线的选择校验采用YJLV-1000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆，直接埋地敷设，与相距约2Km的邻近单位变配电所的10KV母线相联。有以上校验可知YJLV-1000-3×25电缆满足要求。第7章变配电所二次回路的选择与继电保护的整定7.1高压断路器的操动机构控制与信号回路高压配电所和总降压变配电所的断路器，多采用电磁操动机构或弹簧操动机构，而10KV侧短路容量不超过100MVA的变配电所多采用手力操动机构（如本设计）。断路器采用手力操动机构，其控制与信号回路如图7-1所示图7-1手力操动机构控制与信号回路7.2高低压侧的电能计量回路变配电所高压侧装设专用计量柜，装设三相有功电度表和无功电度表，分别计量小区消耗的有功电能与无功电能，并据以计算每月小区的平均功率因数。计量柜由上级供电部门加封和管理。7.3变配电所的测量和绝缘监察回路变配电所高压侧装有两台电压互感器—避雷柜，其中电压互感器为3个JDZJ-10型，组成Y0/Y0/△（开口三角）的结线，用以实现电压测量和绝缘监察，如图7-2所示：图7-2 6～10KV线路测量和和计量仪表的原理电路PA—电流表 PJ1—三相有功电度表（DS2,DS862）PJ2—三相无功电度表（DX2,DX863）低压侧的动力出线上，均装有有功电度表和无功电度表，低压照明线路上装有三相四线有功电度表，接线图如7-3所示。低压并联电容器组线路上，装有无功电度表。每一回路均装有电压表。仪表的准确度等级按规范要求。图7-3 220/380V线路测量和计量仪表的原理电路PA—电流表 PJ—三相四线有功电度表7.4变配电所的保护装置7.4.1主变压器的继电保护装置的配置要求主变压器的继电保护装置的配置有以下要求：（1）瓦斯保护 800KVA及以上的油浸式变压器应装设瓦斯保护。（2）纵联差动保护 10000KVA及以上的单独运行变压器和6300KVA及以上的并列运行变压器，应装设纵联差动保护。（3）过电流保护和电流速断保护 10000KVA以下的变压器，可装设过电流保护和电流速断保护。（4）过负荷保护 400KVA及以上变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。7.4.2主变压器的继电保护装置的选择依据1．过电流保护动作电流的整定计算公式式中——变压器的最大负荷电流，可取为（1.5～3），为变压器一次额定电流；——保护装置的可靠系数，对定时限，取1.2，对反时限，取1.3；——保护装置的结线系数，对相电流结线取1，对相电流差结线取；——电流继电器电器的返回系数，一般取0.8；——电流互感器的变流比。必须注意：对感应式继电器，应整定为整数，且在10A以内。2．过电流保护动作时间的整定计算公式≥式中——在变压器低压母线发生三相短路时高压侧继电保护的动作时间；——变压器低压侧保护装置在低压母线发生三相短路时的最长的一个动作时间；——前后两级保护装置的时间级差，对定时限过电流保护，可取0.5s，对反时限过电流保护，可取0.7s。必须注意：对反时限过电流保护装置，由于其过电流继电器的整定时间只能是“10倍动作时间，或由实际动作时间确定整定时间。过电流保护灵敏系数的检验公式式中——在电力系统最小运行方式下，低压母线两相短路电流折合到变压器高压侧的值；——继电保护动作电流折合到一次电路（即变压器高压侧）的值。如做后备保护，则灵敏系数≥1.2即可。7.4.3主变压器的继电保护装置的选择1)装设瓦斯保护当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当产生大量瓦斯时，应动作于高压侧断路器。2）装设反时限过电流保护继