某大厦供配电系统毕业设计(论文)

'辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页某大厦供配电系统设计摘要本课题是关于大厦供配电系统包含变电所的设计。该设计是大厦二类负荷对供电可靠性的要求和根据国家规范要求，制定的设计方案及供配电措施。在该设计中，根据给定的设计范围和基础资料，建立起适合自身生产及发展需要的供电系统。为确保负荷供电的可靠性，该大厦的供电系统由两条10kV高压架空进线提供电源。为了适应大厦自然功率因数低和用电负荷变化大的特点，本设计中采取并联电容器的方式进行无功功率补偿，从而减少供电系统的电能损耗和电压损失，同时也提高了供电电压的质量。设计中充分体现了安全、可靠、灵活、经济等原则。该设计确定二次继电保护方案，选用先进的自动保护装置；确定变电所防雷过压保护与接地保护方案；根据设计要求，绘制大厦供配电系统图。关键词：供配电系统；负荷计算；一次接线；二次接线；短路电流；防雷分类号：TM727.5 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页TheDistributionSystemDesignofABuildingAbstractThistopicisaboutbuildingpowersupplysystemandsubstationdesign.Thedesignideasarebasedonnationalregulatoryrequirementsandthebuildingloadtothepowersupplyreliabilityoftwotypesofrequirements,developdesignandsupplymeasures.Inthisdesign,thedesignbasedonthescopeandgivenbasicinformation,andestablishtheirownproductionanddevelopmentneedsforthepowersupplysystem.Thebuildingbytwo10kVhighvoltagepowersupplysystemsintothelineoverheadtoprovidepowersupply,toensurethereliabilityoftheload.Inordertomeetbuildingelectricityloadchanges,thenaturalcharacteristicsoflowpowerfactor,thedesignmethodsusedtocompensateforshuntcapacitorreactivepower,powersupplysystemtoreducepowerlossandvoltageloss,whileimprovingthequalityofsupplyvoltage.Designedtoreflectasafe,reliable,flexibleandeconomicprinciples.Determinethelocationofsubstation,form,numberandcapacityofmaintransformerstation,etc.;determinethesecondaryprotectionprograms,usetheadvancedautomaticprotectiondevices;determinesubstationlightningover-voltageprotectionandgroundingprotectionprogram;accordingtodesignrequirements,drawBuildingsupplyanddistributionsystemmaps.Keywords：Supplyanddistributionsystems;loadcalculation;primaryconnection;secondarywiring;short-circuitcurrent;lightningprotection 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页目录摘要I目录III1绪论11.1建筑供配电的意义11.2高层建筑对供配电系统的需求11.2.1供电的连续性11.2.2供电的可靠性21.3高层建筑供配电系统电气设计基本原则21.4高层建筑供配电系统设计21.5建筑供配电设计的一般原则32工程概况43负荷数据53.1用电设备负荷53.2照明负荷计算53.3电力负荷及日常消防负荷53.4火灾时消防负荷53.5变电所负荷计算64负荷分级及供电电源74.1负荷等级及容量74.2供电电源74.2.1电压选择与电能质量74.2.2电力变压器选择84.3变电所电气主接线设计105变电所所址选择126短路电流计算与高低压电器选择136.1供电部门提供的系统短路数据如下136.2变电所高压侧短路电流计算136.3低压电网短路计算176.4高压电器的选择176.4.1高压断路器的选择176.4.2高压熔断器的选择196.4.3高压互感器的选择196.5低压电器的选择21 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页7继电保护与二次接线设计237.1变电所操作电源与交流所用电设计237.1.1蓄电池个数确定237.1.2蓄电池组容量选择237.1.3交流所用电设计237.2继电保护设计247.2.1保护装置247.2.2整定计算247.3二次接线设计247.3.1电器测量与电能计量回路设计247.3.2高压断路器控制与信号回路设计248电线电缆选择及敷设268.1高压进出线电缆选择及敷设268.1.1类型选择及敷设268.1.2电缆截面选择268.2高压出现电缆选择及敷设268.2.1类型选择及敷设268.2.2电缆截面选择269防雷及过电压保护279.1建筑物防雷设计279.1.1建筑物防雷类别确定279.1.2建筑物防雷措施279.2雷电过电压保护设计27结论29致谢30参考文献31附录32 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页1绪论1.1建筑供配电的意义建筑电气是建筑供配电工程的重要组成部分，是连接电力系统与人们生产、生活的纽带，它完成全楼的照明、通讯、安防等功能，管理水泵、空调通风等建筑设备工作，火灾等紧急状态组织人员疏散和火灾扑救。建筑电气设计主要是依据建设单位提出的设计委托要求和国家设计规范，分析建筑布局与功能，以功能与安全为原则，同时兼顾工程造价、施工难易、管理与维护等因素，合理组织楼内供配电系统及各通讯等弱电系统，是建筑功能与安全设计的核心组成部分。我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定l0层及1O层以上或房屋高度大于28米的住宅建筑，以及房屋高度大于24米的其他高层民用建筑混凝土结构为高层建筑。高层建筑的自动化水平一般较高，大多包含各种现代化的电气技术，具有完备的安全和服务系统，但这一切都是以供配电系统的可靠性为基础的，高层建筑供配电系统的设计不仅是建筑电气设计的主要组成部分，还是整个高层建筑设计的重要环节，其性能直接影响到整个建筑的使用功能和安全性能。高层建筑中，机电设备种类数量较多，负荷较重，这要求供配电系统的设计能满足更高的安全可靠性要求，只有设计合理、符合实际的供配电系统才能保障高层建筑的正常运转，保障人民的生命财产安全。1.2高层建筑对供配电系统的需求高层建筑包含的设施具有用电负荷大、一级负荷多、全天候工作设备多等特点，如何保证供电的连续性和可靠性是高层建筑供配电系统设计时考虑的重点。一般情况下采用双电源互投的运行方式，树干式和放射式相结合的供电方式。1.2.1供电的连续性 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页由于高层建筑中包含电梯、消防水泵、防排烟设施、照明和污水处理等一级、二级负荷，必须保证在非极端情况下设备在正常工作，断电等情况不被允许，故高层建筑一般采用两个独立电源供电，可以是从电网系统中不同变电站出线母线提供。但对于内部含有十分重要的负荷时，要考虑在一路电源系统故障或检修时，另一路也发生故障的情况，这时就需要采用后备应急电源，一般采用柴油发电机组作为应急电源，在电网无法提供电能时启动柴油机为重要设备提供能源。如果高层建筑仅采用单电源供电，柴油发电机组就要承担起第二电源的任务，在火灾等特殊情况发生时，消防用电设施可以使用蓄电池等供电，保障人民的安全。1.2.2供电的可靠性由于高层建筑造价成本一般较高，且人员密集度大，供配电系统的供电可靠性直接影响高层建筑的正常运作以及人员设备的安全。当高层建筑出现火灾等事故时，首先依靠的是建筑中的消防设施进行灭火和人员的疏散，而消防设施一般使用电能才能工作，比如消防报警按钮和安全出口指示灯等设备，如果不采用可靠性高的电源，就可能在发生事故时拒动，不能及时报警和有效疏散群众，难以控制火势的蔓延，所以提高供电的可靠性非常重要。1.3高层建筑供配电系统电气设计基本原则由于高层建筑相比普通建筑群具有一定特殊性，在对其供配电系统进行设计时要严格遵循一部分基本原则，主要包括可靠性原则、简洁性原则和保障安全性原则。(1)可靠性原则：高层建筑属于人员密集，用电设施种类繁多的类型，供配电系统的设计必须坚持安全性和可靠性原则，首先要对整栋建筑实际用电负荷进行估计，在留有一定裕量的情况下保证系统能在任何运行方式下持续地提供电能，保证电能的可靠供应(2)简洁性原则：高层建筑建筑层数多，用电设备多，出现老化故障的概率也会相对较高，所以常需要日常的维护和保养，在设计供配电系统线路时要尽可能的简洁，尽量避免过多线路的交叉重叠，易于以后的检查操作。这样才能保证供配电系统的安全运行。(3)保障安全性原则：用电设备数量多，能耗也就更大。大容量、高电压等级变压器的危险程度也就越高，在日常的使用过程中，要多设置一些可靠的保障措施，确保工作人员或维修人员的生命安全。1.4高层建筑供配电系统设计 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页常见的高层建筑供配电系统包括双电源进线相互独立的系统、带备用发电机组的系统、带不间断电源装置的系统。供电系统包括两路电源进线互为备用，且装设低压备用发电机和不间断电源三种电源。但其结构复杂设计成本高，故只有在对十分重要负荷才采用备用发电机或不间断电源装置提供能量。双电源各自独立的系统一般是采用相互独立的两个电源进线，采用母线分段的方式进行供电，在正常工作时，负荷使用单一电源进线供电，当电源进线出现故障失电后联络开关会迅速动作将该段母线上的负载并接到另一段母线上去，保证电能的持续可靠性。这要求负荷具有能满足允许中断供电时间大于电源切换时间的性能，同时要把消防及非消防负荷通过自动装置进行开断，在火灾发生的情况下，自动切断非消防负荷供电，来保证消防负荷供电的可靠性。应急备用发电机组一般采用柴油发电机组，具有较高的可靠性，不受外部电路，电网稳定与否的影响，即使当两路电源进线都出现故障时，重要负荷依旧有电源供电，快速自启动的应急发电机组在lOs左右便可以提供电能。1.5建筑供配电设计的一般原则（1）建筑供配电设计必须遵守国家的有关法令、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）建筑供配电设计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，设计中采用的技术标准和装备水平，应与工程的性质、规模、功能要求相适应。（3）建筑供配电设计应符合国家现行有关标准的高效节能、性能先进、绿色环保、安全可靠的电气产品。应选择具有国家权威机构认证的产品，严禁使用已被国家淘汰的和不符合国家技术标准，没有产品质量认证的设备。（4）建筑供配电系统设计必须从全局出发，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。（5）建筑供配电系统设计应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近期结合，在满足近期使用要求的同时，兼顾未来发展的需要。（6）建筑供配电设计应体现以人为本的设计理念。重视电磁污染及声、光污染对环境的影响，采取综合治理措施，确保人居环境安全。（7）建筑供配电设计应采取实践证明行之有效的新技术、新理论，创造经济效益、社会效益和环境效益。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页2工程概况本建筑为东北地区一栋高层单体商业办公建筑。建筑面积约50000m²（其中地下5000m²，地上45000m²，不含技术夹层）。该建筑高度100m。建筑层数为地上24层，地下1层。表2.1建筑布局及功能建筑布局楼层顶层1层为设备房、电梯机房、水箱房25标准写字间9层16～24公寓式写字间9层7～15技术夹层1层～商场6层1～6地下1层-1建筑耐火等级一级；地上1～6层和地下1层每层2个防火分区；7～24层和夹层每层一个防火分区。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页3负荷数据本建筑有220V单相用电设备，也有380V三相用电设备；各类负荷中有平时需要运行的用电设备，也有在发生火灾时才需要运行的消防用电设备。地下1层的10/0.38kV变电所采用低压三相四线制系统向上述设备配电。由于本建筑有写字间、商铺等部分用电需要二次设计，所以要先按照单位功率法预留负荷功率，其余用电设备负荷功率由照明设计计算得出。3.1用电设备负荷本建筑工程各层用电设备负荷数据见附录A表A0。3.2照明负荷计算表3.1照明负荷0.38kV配电干线及支干线负荷计算用电设备统计设备功率/kW需要系数功率因数有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷计算电流按需要系数法合计35620.690.862629.81289.22928.84449.9其中一级负荷1740.80.9139.267.4154.7235其中二级负荷17380.70.851133.25491259.21913.2详细数据整理计算见附录A表A1。3.3电力负荷及日常消防负荷表3.2电力负荷和平时消防负荷0.38kV配电干线及支干线负荷计算用电设备负荷统计设备功率/kW需要系数功率因数有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷计算电流按需要系数法合计1515.70.820.781245.6995.21594.32426.8其中一级负荷206.70.910.74181.1162.3243.2369.5其中二级负荷1690.810.7397.5124.7158.3240.5电力负荷和平时消防负0.38kV配电干线及支干线负荷整理计算见附录A表A23.4火灾时消防负荷表3.3火灾时消防负荷0.38kV配电干线及支干线负荷计算 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页用电设备名称设备功率需要系数功率因数有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷计算电流合计503.80.860.82503.8302.4528.4802.8计入同时系数503.80.820.81478.6656.6812.51234.5详细数据整理及计算见附录A表A3。3.5变电所负荷计算10/0.38kV变电所总负荷计算见附录A表A4。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页4负荷分级及供电电源4.1负荷等级及容量本工程为一类高层民用建筑，本工程负荷等级如下：一级负荷：各层公共照明、乘客电梯、所有消防负荷包括应急照明、消火栓泵等。二级负荷：地下室及1～6层照明、商场自动扶梯、商场乘客扶梯和生活泵等。三级负荷：夹层及7～25层照明、屋顶节日照明、商场空调机组等。依据之前负荷计算结果可知：一级负荷合计320.3kW，二级负荷合计1230.7kW，三级负荷合计2324.4kW。考虑同时系数后的总有功负荷合计2906.6kW，其中一二级负荷合计1240.8kW。4.2供电电源本工程从供电部门的110/10kV变电站引来1路10kV专线电源A，从供电部门的35/10kV变电站引来1路10kV环网电源B。两路10kV电源可同时供电，电源A可作为电源B的备用。110/10kV和35/10kV电缆分别从建筑不同侧引入设在地下1层的10/0.38kV变电所。由于本工程的两个10kV供电电源相对独立可靠，因此，不再设置自备发电机组或其他集中式应急电源装置。已知供电部门的110/10kV变电站与35/10kV变电站的两个10kV电源中性点均采用经消弧线圈接地。4.2.1电压选择与电能质量本工程总有功负荷2906.6kW，选用10kV供电。本工程为高层民用建筑，用电设备的额定电压为220/380V，本工程设立一座10/0.38kV变电所，对所有用电设备均采用低压220V/380V的三相四线制TN-S系统配电。为电能质量满足规范要求采取如下措施：(1)选用Dynll联结组别的三相配电变压器，采取±5%的无励磁调压分接头。(2)采用铜芯电缆，选择恰当的导体截面，将电压损失限制于5%以下。(3)气体放电灯采用节能型电感镇流器或低谐波电子镇流器，并使用无功功率补偿使其功率因数不小于0.9。在变电所低压侧采用集中补偿的方法，及自动投切Error!Referencesourcenotfound.。(4)所有单相用电设备平均分在三相配电系统中。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页(5)电力配电与照明配电回路分开。对于较大容量的电力设备如电梯、空调机组、水泵等采用专线来供电Error!Referencesourcenotfound.。4.2.2电力变压器选择(一)变压器型式及台数采取SCB10型三相双绕组干式变压器，联结组标号为Dyn11，电压比。考虑到与开关柜布置在同房间内，变压器外壳防护等级选用IP2X。SCB10型干式变压器符合《三相配电变压器能效限定值及节能评价值》的要求。由于本工程具有较大容量的一、二级负荷，故采用两台或两台以上变压器。(二)变压器容量选择总视在计算负荷为3195.4kVA，其中一、二级负荷为1459.2kVA，接近总计算负荷的一半。由于本工程照明负荷对电压质量无特殊要求，无需对正常照明和电力负荷分设不同变压器供电，可选择两台等容量的变压器，互为备用。每台变压器容量按0.7×3195.4kVA左右且不小于1459.2kVA的要求选择，为1600kVA。正常运行时电力负荷与照明负荷共用变压器，通过合理分配负荷，可使两台变压器正常运行时负荷率相当。10/0.38kV变电所变压器T1、T2符合分配计算及无功功率补偿装置。查厂家产品样本得SCB10-100/10型变压器技术数据：，10.2kW。IP2X防护外壳尺寸：长2200mm×宽1600mm×高2200mm。(三)变压器负荷分配计算及补偿装置选择将电力负荷的配电主回路、消防用电设备配电回路及部分次要照明负荷配电回路集中于一台变压器低压母线上，主要照明负荷的配电主回路则集中于另一台变压器低压母线上，以使两台变压器正常运行时负荷率相当。同时，将给一、二级负荷（包括照明、电力和消防用电设备）配电的主回路与备用回路分别接于不同变压器的低压母线上，以保证供电可靠性。无功功率补偿前低压母线出线回路WL3、WL4M、WL5M、WL6M、WL7M、WL8M、WL9M、WL10M、WL11M、WL12M的计算负荷合计为910+2×144×6+2×5+54+120=2822。变压器负荷分配计算及补偿装置选择见下表。表4.110/0.38kV变电所变压器T1负荷分配计算及无功功率补偿装置选择 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页负荷名称设备容量需要系数功率因数有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷计算电流无功功率补偿前低压母线出线回路WL3、WL4M~WL12M的计算负荷合计28220.690.851947.21206.82290.83480.5计入同时系数28220.520.841460.4965.41750.62659.8无功功率补偿装置－－－－-360－－无功功率补偿后低压母线的计算负荷28220.520.921460.4605.41580.92401.9变压器额定容量－－－－－1600－变压器负荷率－－－－－0.99－辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页表4.210/0.38kV变电所变压器T2负荷分配计算及无功功率补偿装置选择负荷名称设备容量需要系数功率因数有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷计算电流无功功率补偿前低压母线出线回路WL2、WP1~WP5、WP6M~WP13M、WLE4M、WPE1M、WPE2M、WPE7M、WPE8M、WPE10M计算负荷合计5077.7-2822=2255.70.760.811714.31241.12116.43215.5计入同时系数2255.70.570.791285.7997.81627.52472.7 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页=0.75、=0.80无功功率补偿装置－－－－-480－－无功功率补偿后低压母线的计算负荷2255.70.570.931460.4517.81549.52354.2变压器额定容量－－－－－1600－变压器负荷率－－－－－0.97－4.3变电所电气主接线设计（一）变电所高压电气主接线设计本工程变电所的两路l0kV外供电源同时供电，并设置两台变压器。因此，采取分段单母线形式运行。正常运行情况下，由l0kV电源A和电源B同时供电，母线联络断路器（简称母联断路器）断开，两个电源分别承担一半负荷。当电源B故障或检修时，闭合母联断路器，由电源A承担全部负荷；当电源A故障或检修时，母联断路器仍断开，由电源B承担一半负荷。（二）变电所低压电气主接线设计 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页5变电所所址选择根据相关设计规范要求，本工程设置室内型变电所，并设立于地下一层。由于综合考虑高压电源进线与低压配电出线的方便，变电所设于建筑物地下室东北角处。该处正上方无厕所、浴室或其他经常积水的场所，而且不与上述各场所相毗邻；与电气竖井(配电间)等负荷中心接近；与车库有大门相通，设备运输方便。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页6短路电流计算与高低压电器选择6.1供电部门提供的系统短路数据如下（1）提供10kV专线电源A的变电站距离本工程为2km，电源引人电缆型号初选为,变电站10kV母线处三相短路电施有效值设计规划最大值为25kA，最小值为20kA。电缆首端过电流保护延时时间为0.8s，真空断路器全开断时间为0.ls。（2）提供l0kV环网电源B的环网柜(由35/l0kV变电站供电)距离本工程为0.2km，电源引入电缆型号初选为，该环网柜处三相短路电流有效值设计规划最大值为8kA，最小值为6kA。电缆采用高分断熔断器保护。6.2变电所高压侧短路电流计算由于本工程可能由两个独立电源供电，但不并联运行，因此需分别计算变电所10kV母线上的三相和两相短路电流，从中找出其最大值和最小值。三相对称短路电流的计算基准容量基准电压基准电流峰值系数，对高压电路，＜，可取，则系统A最大运行方式时，三项短路容量（供电部门提供）电抗标幺值三相对称短路电流初始值 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页三相对称开断电流（有效值）（对远离发电机端短路）三相短路电流峰值三相稳态短路电流（有效值）（对远离发电机端短路）两相短路电流系统A最小运行方式时，三项短路容量（供电部门提供）电抗标幺值三相对称短路电流初始值三相对称开断电流（有效值）（对远离发电机端短路）三相短路电流峰值三相稳态短路电流（有效值）（对远离发电机端短路）两相短路电流 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页线路A的电抗标幺值短路点k-1最大运行方式时，电抗标幺值三相对称短路电流初始值三相对称开断电流（有效值）（对远离发电机端短路）三相短路电流峰值三相稳态短路电流（有效值）（对远离发电机端短路）三相短路容量两相短路电流短路点k-1最小运行方式时，电抗标幺值三相对称短路电流初始值三相对称开断电流（有效值）（对远离发电机端短路）三相短路电流峰值 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页三相稳态短路电流（有效值）（对远离发电机端短路）三相短路容量两相短路电流系统B计算方法同系统A。短路点k-1、k-2点选在变电所两段10kV母线上表6.1变电所高压侧短路计算过程及结果序号电路元件短路计算点技术参数电抗标幺值三项短路电流/KA三项短路容量两相短路电流=100MVA=10.5kV=5.5kA1系统A最大运行方式0.2225252563.6454.721.7最小运行方式0.27520202051363.717.32线路Ax=0.095Ω/km，l=2km0.172－－－－－－31+2k-1最大运行方式0.39214141435.6254.612.1最大运行方式0.44712.312.312.331.3223.710.64最大运行方式0.68788820.4145.56.9 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页系统B最小运行方式0.91766615.3109.15.25线路Bx=0.095Ω/km，l=0.2km0.017－－－－－－64+5k-2最大运行方式0.7047.87.87.819.9141.96.75最小运行方式0.9335.95.95.915107.35.1变电所10kV母线上三相对称短路电流初始值最大为14kA（发生在由电源A供电时），两相对称短路电流初始值最小为5.1kA（发生在由电源B供电时）。6.3低压电网短路计算本工程变电所低压侧短路电流计算电路，短路点选取在两台变压器低压绕组出口处和两台低压进线开关负荷侧及离低压进线开关最远端母线处。正常运行时，电源A、B同时供电，低压母线分段不联络。此时，可分别计算出变压器T1低压侧和变压器T2低压侧的三相短路电流和单相短路电流。计算公式及过程见附录B式B1。变压器T1、T2低压侧短路计算见附录A表A5。6.4高压电器的选择本工程选用ZS1-12型高压户内中置式开关柜。柜内主要安装高压断路器、高压熔断器、高压互感器。6.4.1高压断路器的选择35kV及以下变配电所中广泛采用户内型真空断路器，配用弹簧操动机构或永磁操动机构。为限制操作过压，真空断路器可根据电路性质和工作状态配置专用的R-C吸收装置或金属氧化锌避雷器。本工程高压断路器作为变压器回路、电源进线回路的控制和保护电器及分段联络用电器。选用ABB的VD4/P-12-630A/20kA型户内高压真空断路器，配用弹簧操动机构，二次设备电压为DC110V。表6.2高压断路器的选择校验 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页序号选择项目装置地点技术数据断路器技术数据结论1额定电压与最高工作电压所在线路的标称电压所在线路的最高运行电压=10×1.15kV=11.5kV额定电压=12kV＞合格2额定电流AH4/AH5/AH7/AH10柜最大持续工作电流：AH3柜最大持续工作电流：额定电流合格3额定频率电网工频：50Hz50Hz合格4额定短路开断电流最大三相对称开断电流=14kA额定短路开断电流=20kA合格5额定峰值耐受电流最大三相短路电流=50kA合格6额定短时（4s）耐受电流AH4/AH5/AH7/AH10柜（后备保护延时时间取0.5s）AH3柜短路电流热效应（后备保护延时时间取0.8s）合格7额定短路关合电流最大三相短路电流峰值=35.6kAi=50kA合格 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页8承受过电压能力及绝缘水平系统中性点经消弧线圈接地雷电冲击耐受电压短时工频耐受电压满足条件9环境条件东北地区建筑物地下室高压开关柜内正常使用环境满足条件10其他条件无特殊要求额定操作顺序：分—180s—合分—180s—合分满足条件由表可知，所选断路器合格。6.4.2高压熔断器的选择目前，35kV及以下变配电所中采用的户内型高压熔断器类型有一般熔断器、后备熔断器及全范围熔断器。选用XRNP1-12S-0.5A/50kA型电压互感器回路的短路保护电器。表6.3高压熔断器的选择及校验序号选择项目装置地点技术数据熔断器技术数据结论1额定电压与最高工作电压标称电压最高运行电压合格2额定频率电网工频50Hz50Hz合格3熔断器额定电流－，合格4熔体额定电流电压互感器回路=0.5A合格5额定开断电流最大三相对称电流=14kA=50kA合格6环境条件东北地区建筑物地下室高压开关柜内正常使用环境满足条件6.4.3高压互感器的选择选用LZZBJ12-10A型户内高压电流互感器。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页表6.4高压电流互感器一般项目的选择校验序号选择项目装置地点技术数据互感器技术数据结论1额定电压=10kV=10kV合格2额定功率50Hz50Hz合格3额定一次电流AH2（计量）：=184.8AAH9（计量）：=92.4AAH2：=200AAH9：=150A合格AH3（测量/保护）：=184.8AAH4/AH5/AH7/AH8（测量/保护）：=92.4AAH3：=200AAH4/AH5/AH7/AH8：=150A合格4额定二次电流－=5A合格5准确级及容量AH2/AH9（计量）0.2S（10VA）合格AH3/AH4/AH5/AH7/AH8（测量/保护）0.5/10P（20VA/15VA）合格6额定动稳定电流=35.6kA（最大运行方式）=112.5kA（最小），合格7额定短时热稳定电流（后备保护延时时间取0.5s），合格8环境条件东北地区建筑物地下室高压开关柜内正常使用环境满足条件9其他条件电能计量接线、继电保护接线两相不完全星形联结、三相星形联结满足条件选用JDZ12-10型户内高压电压互感器。表6.5高压电压互感器一般项目的选择校验 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页序号选择项目装置地点技术数据互感器技术数据结论1额定一次电压=10kV=10kV，合格2额定频率50Hz50Hz合格3额定二次电压－100V合格4准确级及容量（计量）0.2（30VA）合格（测量）0.5（80VA）合格5环境条件东北地区建筑物地下室高压开关柜内正常使用环境满足条件6其他条件－两只单相电压互感器接成Vv联结满足条件6.5低压电器的选择变电所选用MNS（BWL3）—0.4型低压户内抽出式开关柜，柜内安装的低压电气主要有低压断路器、电流互感器等。低压配电垂直母干线系统插接箱及层配电箱中的低压电气有低压断路器、低压隔离开关（根据需要配置剩余电流保护脱扣器）、双电源自动转换开关电器（ATSE）等。表6.6变电所低压电源进线、母线联络保护用断路器的初步选择序号选择项目装置地点技术数据断路器技术数据结论1类别选择电源进线、母线联络保护用E3N12PR121/P-LSIR800,3P,W,HR（标准附件配置）三级E3N1250/R800抽出式断路器，液晶显示微处理器脱扣器，三段保护，电操、电分、电合均为AC220，水平后接线合格2极数选择TN-S系统3P合格3额定电=3200A，=3200A 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页流选择合格4分断能力选择合格5附件选择标准附件配置电操、电分、电合均为AC220，带合分辅助触电信号及过电流脱扣器动作信号满足要求变电所低压大容量出线保护用断路器的初步选择见附录表A6。变电所低压中小容量出线保护用断路器的初步选择见附录表A7。低压配电垂直母干线系统插接箱中低压断路器的初步选择见附录表A8。楼层配电箱进出线保护用低压断路器和熔断器的初步选择见附录表A9。楼层配电箱进出线保护用低压断路器的初步选择见附录表A10。双电源自动转换开关电器（ATSE）的选择见附录表A11。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页7继电保护与二次接线设计本工程为供电给具有一、二级负荷的10kV变电所，装设两台变压器，总容量为3200kA。采用两路独立10kV电源进线同时工作，单母线分段运行，母联断路器不自投。高压开关柜为中置式真空断路器柜。7.1变电所操作电源与交流所用电设计根据本工程的特点，变电所操作电源可采用高频开关电源充电的免维护阀控式密封铅酸蓄电池直流操作电源系统，1组蓄电池。单母线接线，直流系统标称电压=10V。7.1.1蓄电池个数确定选用12V阀控式密封铅酸蓄电池组合，电池个数为8+1（6V）。浮充电压为13.50V，浮充时母线电压为114.75V；均充电压为14.10V，均充时母线电压为1.09；放电终止电压为11.22V，母线最低电压为0.867。7.1.2蓄电池组容量选择本工程变电所有人值班，110V直流负荷统计见附录表12蓄电池10h放电率所需容量为选用标称容量为20A·h的蓄电池组。选用一套高频开关充电装置。充电装置的交流电源输入采用三相制，额定频率为50Hz，额定电压为380(1±10%)V。充电装置的交流电源设两个回路（一用一备）。充电装置的额定电流为选用HD11005系列高频开关充电模块，充电模块额定电流为5A。故选用基本模块2只，备用模块1只，数量共3只。对断路器储能回路、断路器控制回路、信号回路单独馈线，馈线电缆型号采用YJV-0.6/1-2×4。由于蓄电池容量娇小，故采用小型一体化柜。7.1.3交流所用电设计 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页变电所交流所用电有：直流操作电源屏的交流充电装置、变压器温控温显装置、高压开关柜除湿装置和柜内照明、低压柜数字仪表辅助电源、变电所照明与检修用电、本工程设置交流所用电屏，交流所用电屏分别由主变压器低压侧（220/380V）两段母线采用双回路电源配电并实现自动切换。7.2继电保护设计7.2.1保护装置本工程采用直流操作电源，采用静态电流继电器、时间继电器和信号继电器组成定时限过电流保护和短时限或无时限电流速断保护，保护采用三相三继电器式。具体配置见附录表A137.2.2整定计算已知变压器低压侧无电动机自启动，其高压侧短时最大负荷电流取1.4。变压器低压母线短路时，低压断路器瞬时脱口跳闸。根yg据之前短路计算结果，本工程变电所高低压母线有关短路数据见附录表A14。电源A只承担一半负荷，其进线继电保护整定计算见表A15。电源B只承担一半负荷，其进线继电保护整定计算见表A16。7.3二次接线设计7.3.1电器测量与电能计量回路设计电源进线柜装设1只三相数字电流表、母联柜装设1只三相数字电流表、变压器柜装设1只三相数字电流表、1只三相有功电能表和1只三相无功电能表。数字表的辅助电源DC110V来自直流屏。电源进线电压互感器柜各装设1只三项数字电压表和3只低电压继电器（根据供电部门要求）以监测电源电压，并设置有电压互感器切换装置，即当电源B进线断路器失电跳闸后母联断路器合闸，2段母线和1段母线并联，2段电压测量小母线也相应切换至1段电压测量小母线，由电源A进线互感器供电。同时，电源B进线电压互感器手车不退出，仍应监测电源B电压。根据当地供电部门管理规定，专用电能计量柜内装设1只三相多功能电能表（具体型号由供电部门选定），1只电能计量专用接线盒、监视TV二次回路断线的1只三相数字电压表及电压互感器失压断相计时仪。7.3.2高压断路器控制与信号回路设计 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页本工程变电所有人值守，高压断路器采用就地操作的灯光监视回路，采用“不对应接线”构成事故跳闸信号回路。两台进线断路器QF1、QF2与母联断路器QF3实现电气联锁，以防止两路电源并联运行。同时，进线断路器还与进线隔离手车实现电气联锁，母线分段联络断路器与母联隔离手车实现电气联锁，以防止带负电荷误分合隔离手车。每台断路器的合闸控制回路中还串联接入断路器手车处于工作位置的辅助触点BQ1及试验位置时才能进行合闸。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页8电线电缆选择及敷设已知本地最热月份的日最高温度平均值为33摄氏度，0.8m处的最热月份平均地温为25摄氏度。8.1高压进出线电缆选择及敷设8.1.1类型选择及敷设10kV专线电源A引入电缆选用YJV22型3芯电缆，在变电所外采用直埋/穿管埋地、在变电所内采用梯架/电缆沟相结合的敷设方式。8.1.2电缆截面选择压电源进线电缆截面先按允许温升条件选择，然后校验其电压损失和短路热稳定，见附录表A17。电缆型号规格：YFD-NH-YJV-4(3×185)+PE(3×95)。10kV专线电源B同电源A。8.2高压出现电缆选择及敷设68.2.1类型选择及敷设高压柜至变压器T1一次侧的电缆选用ZB-YJV-8.7/10型3芯电缆，在变电所采用电缆沟敷设。考虑防火要求，选用B级阻燃电缆。高压柜至变压器T2同T1 。8.2.2电缆截面选择高压出线电缆截面先按短路热稳定选择，然后校验其允许温升条件。高压出线电缆截面选择见附录表A18。电缆型号规格表示：ZB-YJV-8.7/10-3×70。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页9防雷及过电压保护9.1建筑物防雷设计9.1.1建筑物防雷类别确定已知本工程为东北某市一栋高层单体商业办公建筑。本建筑长50m，宽30m，高100m，校正系数k=1.0，建筑物预计雷击次数为N，建筑物所处地区雷击大地的年平均密度，年平均雷暴日数（以当地气象部门为准，鞍山为例）为=30。与建筑物截收相同雷击次数的等效面积建筑物年预计雷击次数9.1.2建筑物防雷措施本工程有防直击雷和防雷电波入侵的措施。由于建筑高度超过45m，尚应采取防侧击和等电位的保护措施。另外，本工程装有大量电子信息系统设备，还应有防雷击电磁脉冲的措施。屋面采用镀锌圆钢或采用金属栏杆作为接闪器，沿女儿墙四周敷设，支持卡子间距为1m，转角处悬空段不大于0.3m，避雷带高出屋面装饰柱或女儿墙0.15m。屋面采用镀锌圆钢组成不大于或避雷带可靠焊接。将45m及以上各层外圈钢梁两个主筋通长焊接，并与各引下线焊接。竖直敷设的金属管道与基础底板上的钢筋焊接，每根引下线的冲击接地电阻不大于。9.2雷电过电压保护设计本工程10kV变电所不布置于地下室，已在建筑物的防雷保护范围内，所以高压电气设备不需装设直击雷保护装置。但需采取防雷电波侵入过电压保护。系统最高运行电压，变压器标准雷电冲击全波耐受电压 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页，因此选取氧化锌避雷器型号为HY5WZ—17/45。本工程选用励磁特性饱和点较高的电磁式电压互感器来限制铁磁谐振过电压的幅值。选用性能良好的真空断路器并装设金属氧化物避雷器，作为限制操作过电压的后备保护装置。选用的10kV电气设备能承受一定幅值和时间的工频过电压和谐振过电压，也能承受操作过电压的作用。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页结论在这三个月的学习中，我完成了大厦供配电系统设计。从了解相关资料到设计的完成，每完成一部分都是对我而言，都是克服困难提高能力的过程。这段时间里，我学到很多，也感受颇多。这次设计，我开始独立学习和探索，不断查阅相关书籍资料，逐步完善设计，每次改进都有新的体会。由于本人能力有限，课题设计还是有一些不足，如微机保护与配电自动化系统设计、常用用电设备配电设计，本设计只能算初步设计。希望自己在今后学习中能将设计做的更加完整，达到施工图设计的要求。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页致谢感谢我的指导老师吴丽娟老师。本次设计的完成与吴老师诲人不倦密不可分。吴老师深入浅出的教学方法、严谨的治学态度、渊博的学术知识，给我留下了深刻的印象，让我对学习充满热情。感谢所有传授过我知识的老师。他们的积极认真的工作态度是我学习的楷模，我的设计也是在他们的知识体系综合运用下完成的。同时，感谢我的同学，大家的互相帮助与努力，带给我良好的学习氛围和克服困难的信念。 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页参考文献［1］翁双安．供电工程设计指导[M]．北京：机械工业出版社，2008，35-36．［2］翁双安．供电工程[M]．北京：机械工业出版社，2004，56-64．［3］刘介才．工厂供电设计指导[M]．北京：机械工业出版社，2000，24-30．［4］刘介才．实用供配电技术手册[M]．北京：中国水利水电出版社，2002，24-25．［5］孙丽华．电力工程基础[M]．北京：机械工业出版社，2013，72-80．［6］马志溪．供配电工程[M]．北京：清华大学出版社，2009，56-60．［7］赵雨播，陈泽毅．唐山金融大厦供配电系统设计[J]．建筑电气，2004，33(4)：46-53．［8］张炳达．注册电气工程师执业资格考试复习指导+典型题解[M]．江苏：江苏凤凰科学技术出版社，2015，132-144．［9］中国电力规划设计协会.注册电气工程师职业资格专业考试相关标准汇编（供配电专业）[M]．北京：中国电力出版社，2005，45-52．［10］AllanHambley．ElectricalEngineering:InternationalVersion:PrinciplesandApplications［M］．TheUS：PearsonEducation，2010，81-85． 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页附录附录A表A0本建筑工程各层用电设备负荷数据序号用电设备名称所在楼层设备数量及负荷功率功率因数负荷等级备注1照明负荷1.1屋顶节日照明RF100kW0.9三级预留功率1.2顶层设备房照明（含电源插座）RF10kW0.85三级负荷功率由照明设计计算而得1.316～24层照明（含电源插座）16F～24F共9层，每层1×70kW0.85三级按单位（面积）功率法预留功率1.47～15层照明（含电源插座）7F～15F共9层，每层2×50kW0.85三级负荷功率由照明设计计算而得1.5夹层照明（含电源插座）IF10kW0.85三级负荷功率由照明设计计算而得1.61～6层照明（含电源插座）1F～6F共6层，每层每防火区144kW0.85二级按单位（面积）功率法预留功率1.7地下室照明（含电源插座）B1F每防火区5kW0.85二级负荷功率由照明设计计算而得1.87～24层公共通道照明7F～24F共18层，每层3kW0.9一级负荷功率由照明设计计算而得1.91～6层公共通道照明1F～6F共6层，每层每防火区144kW0.9一级按单位（面积）功率法预留功率2电力负荷 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页2.1商场空调机组IF共6组，每组170kW0.8三级2.2商场空调水泵IF共6组，每组2台一用一备，每台20kW0.8三级2.3商场自动扶梯1F～5F共5处，每处2部扶梯，每部折算功率11kW0.7二级2.4商场乘客电梯IF1部电梯，折算功率26kW0.7二级2.5乘客电梯RF共2处，每处2部扶梯，每部折算功率26kW0.7一级2.6地下室排污泵B1F共9处，8处0.75kW，1处2×2.22kW0.8一级2.7生活泵（有屋顶水箱）B1F4台三用一备，每台11kW0.8二级3消防负荷3.1顶层应急照明（火灾时点亮）RF3kW0.9一级负荷功率由照明设计计算而得3.27～24层应急照明（火灾时点亮）（含防火卷帘等）7F～24F共18层，每层1.5kW0.9一级负荷功率由照明设计计算而得3.3夹层应急照明（火灾时点亮）IF3kW0.9一级负荷功率由照明设计计算而得 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页3.41～6层应急照明（火灾时点亮）（含防火卷帘等）1F～6F共6层，每层每防分区5kW0.9一级负荷功率由照明设计计算而得3.5地下室及泵房应急照明（火灾时点亮）（含防火卷帘等）B1F每防火分区6kW0.9一级负荷功率由照明设计计算而得3.6变电所所用电B1F10kW0.9一级负荷功率由照明设计计算而得3.7消防控制室用电1F20kW0.8一级按单位（面积）功率法预留功率3.8消防电梯RF1部电梯，折算功率26kW0.7一级3.9屋顶稳压泵RF2×4kW0.8一级3.10屋顶正压风机（火灾时运行）RF11kW0.8一级3.11夹层排烟风机（火灾时运行）IF共2组，11kW+15kW0.8一级3.12夹层排烟风机（火灾时运行）IF共2组，（18.5+4）kW+23.5kW0.8一级3.13地下室送风机B1F共2处，5.5kW+4kW0.8一级3.14地下室排烟风机（平时排风、火灾时排烟）B1F共2处，7.5kW+4kW0.8一级3.15喷淋泵（火灾B1F0.8一级 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页时运行）及泵房、消防电梯并坑排污泵共2台一用一备每台90kW排污泵2组，每组2台，每台2.2kW3.16消火栓泵（火灾时运行）B1F2台一用一备每台132kW0.8一级表A1照明负荷0.38kV配电干线及支干线负荷计算用电设备名称计算回路编号负荷等级设备功率需要系数功率因数有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷计算电流配电干线支干线节日照明WL1三级10010.910048.4111.1168.9顶层设备房及17～24层照明WL2WL2-R三级100.80.85859.414.3WL2-24三级700.80.855634.766100WL2-23三级700.80.855634.766100WL2-22三级700.80.855634.766100WL2-21三级700.80.855634.766100WL2-20三级700.80.855634.766100WL2-19三级700.80.855634.766100WL2-18三级700.80.855634.766100WL2-17三级700.80.855634.766100WL2-16三级700.80.855634.766100∑三级6400.650.85416257.8489.4743.6夹层及7～WL3WL3-15-1三级500.80.854024.847.171.5 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页15层照明WL3-三级500.80.854024.847.171.515-2WL3-14-1三级500.80.854024.847.171.5WL3-14-2三级500.80.854024.847.171.5WL3-13-1三级500.80.854024.847.171.5WL3-13-2三级500.80.854024.847.171.5WL3-12-1三级500.80.854024.847.171.5WL3-12-2三级500.80.854024.847.171.5WL3-11-1三级500.80.854024.847.171.5WL3-11-2三级500.80.854024.847.171.5WL3-10-1三级500.80.854024.847.171.5WL3-10-2三级500.80.854024.847.171.5WL3-9-1三级500.80.854024.847.171.5WL3-9-2三级500.80.854024.847.171.5WL3-8-1三级500.80.854024.847.171.5WL3-8-2三级500.80.854024.847.171.5WL3-7-1三级500.80.854024.847.171.5WL3-7-2三级500.80.854024.847.171.5WL3-I三级100.80.85859.414.3∑三级9100.650.85 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页591.5366.6695.91057.36层照明WL4M二级2×1440.650.9187.290.72083165层照明WL5M二级2×1440.650.9187.290.72083164层照明WL6M二级2×1440.650.9187.290.72083163层照明WL7M二级2×1440.650.9187.290.72083162层照明WL8M二级2×1440.650.9187.290.72083161层照明WL9M二级2×1440.650.9187.290.7208316地下室照明WL10M二级2×510.9104.811.116.97～24层公共通道照明WL11MWL11M-22一级3×30.90.98.13.9913.7WL11M-19一级3×30.90.98.13.9913.7WL11M-16一级3×30.90.98.13.9913.7WL11M-13一级3×30.90.98.13.9913.7WL11M-10一级3×30.90.98.13.9913.7WL11M-7一级3×30.90.98.13.9913.7∑一级540.80.943.220.94872.9 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页1～6层公共通道照明WL12MWL12M-6一级2×100.90.9188.72030.4WL12M-5一级2×100.90.9188.72030.4WL12M-4一级2×100.90.9188.72030.4WL12M-3一级2×100.90.9188.72030.4WL12M-2一级2×100.90.9188.72030.4WL12M-1一级2×100.90.9188.72030.4∑一级1200.80.99646.5106.7162.1按需要系数法合计35620.690.862629.81289.22928.84449.9其中一级负荷1740.80.9139.267.4154.7235其中二级负荷17380.70.851133.25491259.21913.2表A2电力负荷和平时消防负荷0.38kV配电干线及支干线负荷计算用电设备名称负荷等级设备功率需要系数功率因数有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷计算电流 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页商场空调机组1三级1700.80.8136102170258.3商场空调机组2三级1700.80.8136102170258.3商场空调机组3三级1700.80.8136102170258.3商场空调机组4三级1700.80.8136102170258.3商场空调机组5三级1700.80.8136102170258.3商场空调机组6三级1700.80.8136102170258.3商场空调水泵三级6×200.80.89672120182.3商场自动扶梯二级220.850.718.719.126.740.6二级220.850.718.719.126.740.6二级220.850.718.719.126.740.6二级220.850.718.719.126.740.6二级220.850.718.719.126.740.6二级1100.650.771.572.9102.1155.2商场乘客电梯二级2610.7262737.156.4乘客电梯1一级2×260.850.744.245.163.195.9乘客电梯2一级2×260.850.744.245.163.195.9地下室排污泵一级2×0.7510.81.51.11.882.8一级2×0.7510.81.51.11.882.8 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页一级2×0.7510.81.51.11.882.8一级2×2.210.84.43.35.516.1一级8.90.750.86.758.412.7生活泵二级3×1110.83324.841.362.7变电所用电一级1010.9104.811.116.9消防控制室一级2010.8107.512.519消防电梯一级2610.72626.537.156.4屋顶稳压泵一级810.8861015.2地下室送风机一级9.510.89.57.111.918地下室排烟风机一级11.510.811.58.614.421.8泵房、消防电梯井坑排污泵一级8.810.88.86.61116.7按需要系数法合计1515.70.820.781245.6995.21594.32426.8其中一级负荷206.70.910.74181.1162.3243.2369.5其中二级负荷1690.810.7397.5124.7158.3240.5表A3火灾时消防负荷0.38kV配电干线及支干线负荷计算负荷功率计算 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页用电设备名称等级设备功率需要系数因数有功计算负荷无功计算负荷视在计算负荷电流顶层、7～24层、夹层应急照明一级310.931.53.35.1一级4.510.94.52.257.6一级4.510.94.52.257.6一级4.510.94.52.257.6一级4.510.94.52.257.6一级4.510.94.52.257.6一级4.510.94.52.257.6一级310.931.53.35.1一级3310.9331636.755.71～6层应急照明一级2×510.9104.811.116.9一级2×510.9104.811.116.9一级2×510.9104.811.116.9一级2×510.9104.811.116.9一级2×510.9104.811.116.9一级2×510.9104.811.116.9一级6010.96029.166.7101.3地下室应急照明一级2×610.9125.813.320.3变电所所用电一级1010.9104.811.116.9消防控制室用电一级2010.820152538消防电梯一级2610.725.926.43756.2屋顶稳压泵一级2×410.8861015.2 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页屋顶正压风机一级1110.8118.313.820.9夹层正压风机一级11+1510.82619.532.549.4夹层排烟风机一级18.5+4+23.510.84634.557.587.4地下室送风机一级5.5+410.89.57.111.918.1地下室排烟风机一级7.5+410.811.58.614.421.9喷淋泵及泵房、消防电梯井坑排污泵一级90+4×2.210.898.874.1123.5187.7消火栓泵一级13210.813299165250.8合计503.80.860.82503.8302.4528.4802.8计入同时系数=0.95=0.98503.80.820.81478.6656.6812.51234.5表A410/0.38kV变电所总负荷计算 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页负荷名称设备功率/Kw需要系数功率因数有功计算负荷/kW无功计算负荷/kvar视在计算负荷/kVA计算电流/A无功补偿前低压母线的计算负荷合计照明、电力及平时消防负荷合计5077.70.730.833875.42284.44523.16876.7其中一级负荷380.70.870.8320.3229.7397.9604.5其中二级负荷19070.710.841230.7673.71417.52153.7一、二级负荷合计2287.70.740.831551903.41815.42758.2计入同时系数总负=0.75=0.805077.70.540.822906.61827.53433.45216.5其中一、二级负荷=0.80=0.852287.70.590.811240.8767.91459.22217初选无功补偿装置（并联电容器）容量－－－－-800－－ 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页=2906.6Kw×[tan(arccos0.82)-tan(arccos0.92)]=790.6取800无功补偿后低压母线的计算负荷总负荷5077.70.540.922906.61027.53195.44854.9其中一、二级负荷2287.70.590.921240.8767.91459.22217变压器功率损耗－－－32159.8－－变压器高压侧计算负荷5077.70.540.92938.61187.33169.4183表A5变压器T1低压侧短路计算序号元件短路点技术参数元件相阻抗/mΩ 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页Un=380VR/mΩX/mΩZ/mΩ1系统Ak-1/MVA254.60.0620.6220.6252变压器T1SrT/kVA△Pk/kWUk％－－－160010.260.6345.9365.97031＋2k-3－－－0.6976.5586.5954母线T1WB1r/mΩ/mx/mΩ/ml/m－－－0.0110.11640.0440.464－rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/ml/m－－－0.0330.264－－－53＋4k-5－－－6.5957.0229.6346母线T1WB2r/mΩ/mx/mΩ/ml/m－－－0.0110.1169.60.1061.114－rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/ml/m－－－0.0330.269.6－－－75+6k-7－－－6.7018.13610.540序号元件短路点元件相线—保护线阻抗/mΩ三相短路电流/kA两相短路电流单相接地电流 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页RL-PE/mΩXL-PE/mΩZL-PE/mΩIk3"/kAkpip3/kAIk2/kAIk1E/kA1系统Ak-10.0410.415－－－－－－2变压器T1－－－－－－－－0.6345.936－－－－－－31＋2k-30.6766.3516.38734.931.71684.7730.2536.074母线T1WB1－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－0.1321.040－－－－－－53＋4k-50.8087.3917.43523.911.05235.5820.7130.986母线T1WB2－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－0.3172.496－－－－－－75+6k-71.1259.8879.95121.861.07533.2318.9323.15变压器T2低压侧短路计算序号元件短路点运行参数R/mΩX/mΩZ/mΩ 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页1系统Bk-2Skmax/MVA141.90.1121.1161.1222变压器T2SrT/kVA△Pk/kWUk％－－－160010.260.6345.9365.97038+9k-4－－－0.7467.0537.0924母线T2WB1r/mΩ/mx/mΩ/ml/m－－－0.0110.11640.0440.464－rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/ml/m－－－0.0330.264－－－510+11k-6－－－0.7907.5177.5586母线T2WB2r/mΩ/mx/mΩ/ml/m－－－0.0110.11610.40.1141.206－rL-PE/mΩ/mxL-PE/mΩ/ml/m－－－0.0330.2610.4－－－712+13k-8－－－0.9048.7238.770序号元件短路点RL-PE/mΩXL-PE/mΩZL-PE/mΩIk3"/kAkpip3/kAIk2/kAIk1E/kA 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页1系统Bk-20.0740.744－－－－－－2变压器T2－－－－－－－－0.6345.936－－－－－－38+9k-40.7096.6806.71832.481.71778.8828.1334.294母线T2WB1－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－0.1321.040－－－－－－510+11k-60.8417.7207.76630.481.71974.0826.4029.666母线T2WB2－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－0.3432.704－－－－－－712+13k-81.18410.42410.49126.271.72263.9622.7521.96表A6变电所低压大容量出线保护用断路器的初步选择序号选择项目装置地点技术数据断路器技术数据结论1类别选择低压大容量出线WL3保护用抽出式空气断路器，选择型三段保护，E3N,32,PR122/P-LSI合格2极数选择TN-S系统3P合格3额定电流选择=1057.3A=1200A，=1000A，合格4分断能力选择29.29kA，合格 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页5附件选择标准附件配置电操、电分、电合均为AC220，带合分辅助触电信号及过电流脱扣器动作信号满足要求表A7变电所低压中小容量出线保护用断路器的初步选择序号选择项目装置地点技术数据断路器技术数据结论1类别选择低压大容量出线保护用WL8M、WP6M塑壳式断路器，选择型两段保护，T2S,160,PR221DS-LS合格2极数选择TN-S系统3P合格3额定电流选择WL10M：=16.9AWP8M：=155.2AWL10M：=160A,=63AWP8M：=160A，=160A，合格4分断能力选择28.7kA（27.05kA），合格5附件选择非消防用电回路断电及动作信号返回电分AC220，带合分辅助触电信号及过电流脱扣器动作信号满足要求表A8低压配电垂直母干线系统插接箱中低压断路器的初步选择序号选择项目装置地点技术数据断路器技术数据结论 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页1类别选择插接分支箱至层配电箱进线段线路保护塑壳式断路器，非选择型两段保护，T2N,160,TMD,R100合格2极数选择TN-S系统3P合格3额定电流选择=51.5A=160A，=100A，合格4分断能力选择27.08kA，合格5附件选择非消防用电回路断电及动作信号返回电分AC220，带合分辅助触电信号及过电流脱扣器动作信号满足要求表A9楼层配电箱（以6AW1为例）进出线保护用低压断路器和熔断器的初步选择 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页序号选择项目装置地点技术数据断路器技术数据结论1类别选择低压进出线保护用进线段可由插接开关提供过电流保护，还需设置防电气火灾的措施出线为小容量的单相线路尽显采用隔离开关（不带过电流脱扣器的塑壳式断路器），但装设剩余电流保护脱扣器，TD,160,4P+RC222出线采用熔断器式隔离器，gG类，RT18系列减少了配电级数，满足设计规范要求2极数选择TN-S系统进线带剩余电流保护采用4P，出线采用1P合格3额定电流选择进线：=51.5A出线：=21.4A（单相）进线：=160A，出线：=63A，=40A，，合格4分断能力选择进线：25.52kA出线：18.41kA进线：，（与前端断路器T2N协调配合)、出线：=100kA，，合格表A10楼层配电箱（以1ATP1为例）进出线保护用低压断路器的初步选择序号选择项目装置地点技术数据断路器技术数据结论 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页1类别选择低压进出线保护用进线段可由插接开关提供过电流保护，还需设置防电气火灾的措施进线采用塑壳式断路器，装设剩余电流脱扣器，T1C，160，TMD+RCD合格2极数选择TN-S系统进线带剩余电流保护采用4P，出线采用1P合格3额定电流选择进线：=41A进线：=160A出线：=63A，合格4分断能力选择进线：16.69kA进线：，合格表A11双电源自动转换开关电器的选择序号选择项目装置地点技术数据ATSE技术数据结论 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页1类别选择保护类别树干式配电CB级合格使用类别不频繁操作B类合格2正常负载特性选择=13.7A=160A，=50A合格3短路特性选择合格4转换时间选择3s合格5开关级数选择两个电源开关带漏电保护4P合格6前端隔离与保护电器设置ATSE为CB级设置有隔离开关TID（符合隔离要求的不带过电流脱扣器的断路器）合格7控制器的选择微处理器控制单元，运行模式“自投自复”合格注：以5AT1双电源自动切换箱为例，ATSE型号规格为DPT-160/T1B,R50,4P,具体选择见上表。表A12本工程变电所有人值班，110V直流负荷统计序号负荷名称装置容量/Kw负荷系数经常负荷电流/A事故放电时间及电流/A备注初期持续/h随机1min0.515s1信号灯、0.30.61.61.61.61.6－ 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页位置指示器和位置继电器2控制、保护电源0.50.62.722.722.722.72－两台同时跳闸3断路器跳闸0.51－4.54－－－一台合闸4恢复供电合闸0.251－－－2.275电流统计/A－=4.32=8.86=4.32=4.71=2.27表A13继电保护配置 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页序号保护对象保护配置备注1电源进线短时限电流速断保护、定时限过电流保护、失压保护失压保护根据供电部门要求装设2分段母线电流速断保护电流速断保护合闸瞬间投入，合闸后自动解除3干式变压器电流速断保护、定时限过电流保护、温度保护Dyn11联结变压器，利用高压侧的三相式过电流保护兼作单相接地保护利用其低压侧总断路器作过负荷保护表A14干式变压器继电保护整定计算保护名称整定项目整定计算公式继电器选型及整定值定时限过电流保护动作电流选用JL-83C静态电流继电器，动作电流整定为6.1A 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页灵敏系数合格动作时限选用JS-114C型静态时间继电器，动作时间整定为0.5s电流速断保护动作电流选用JL-84C型静态时间继电器，动作电流整定为60A灵敏系数合格分段母线继电保护整定计算见下表分段母线继电保护整定计算保护名称整定项目整定计算公式继电器选型及整定值电流速断保护动作电流选用JL-84C型静态电流继电器，动作电流整定为84A表A15电源A进线继电保护整定计算保护名称整定项目整定计算公式继电器选型及整定值定时限过电流保护动作电流选用JL-83C型静态电流继电器，动作电流整定为9.1A 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页灵敏系数合格动作时限选用JS-114C型静态时间继电器，动作电流整定为0.8s，实际级差0.3s短时限电流速断保护动作电流选用JL-84C型静态电流继电器，动作电流整定为51A灵敏系数合格动作时限选用JS-114C型静态时间继电器，动作时间整定为0.5s表A16电源B进线继电保护整定计算 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页保护名称整定项目整定计算公式继电器选型及整定值定时限过电流保护动作电流选用JL-83C型静态电流继电器，动作电流整定为6.1A灵敏系数合格动作时限选用JS-114C型静态时间继电器，动作电流整定为0.8s，实际级差0.3s短时限电流速断保护动作电流选用JL-84C型静态电流继电器，动作电流整定为66A灵敏系数合格动作时限选用JS-114C型静态时间继电器，动作时间整定为0.5s表A17高压电源进线电缆截面选择序号选择校验项目具体内容结论1允许温升线路计算电流=183A满足条件 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页合格初选电缆截面S=240mm²按敷设方式与环境条件确定的电缆载流量=245A×0.9=220.5A2电压损失计算负荷P=2938.6KwQ=1187.3kvar满足条件合格线路参数r=0.181Ω/km，x=0.095Ω/km，线路长度L=2km电压损失计算值允许电压损失3短路热稳定三相短路电流满足条件合格短路持续时间热稳定系数热稳定最小允许截面电缆实际截面表A18高压出线电缆截面选择序号选择校验项目具体内容结论 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页1三项短路电流满足条件，合格短路持续时间热稳定系数热稳定最小允许截面选取电缆截面2线路计算电流满足条件，合格初选电缆截面按敷设方式与环境条件确定的电缆载流量附录B式B1变压器T1低压侧短路系统A高压系统阻抗电抗电阻配电变压器阻抗 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页电阻电抗短路点k-3处电阻R=0.062+0.634=0.697电抗X=0.622+5.936=6.558阻抗配电母线电阻电抗阻抗配电线路电阻电抗阻抗短路点k-5处电阻R=0.697+0.044=0.741电抗X=6.558+0.464=7.022阻抗短路点k-7处电阻R=0.697+0.044=0.846电抗X=6.558+0.464=8.180阻抗变压器T2低压侧短路计算系统B 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页高压系统阻抗电抗电阻配电变压器阻抗电阻电抗短路点k-4处电阻R=0.112+0.634=0.746电抗X=1.116+5.936=7.053阻抗配电母线电阻电抗阻抗短路点k-6处电阻R=0.746+0.044=0.790电抗X=7.053+0.464=7.517阻抗短路点k-8处电阻R=0.790+0.144=0.904电抗X=7.517+1.206=8.723阻抗 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页单相短路（包括单相接地故障）电流的计算TN系统单相接地故障电流的计算变压器T1低压侧短路计算高压系统相线—保护线电阻高压系统相线—保护线电抗配电变压器相线—保护线电阻配hyh电变压器相线—保护线电抗配电线路T1WB1相线—保护线电阻配电线路T1WB1相线—保护线电阻配电线路T1WB2相线—保护线电阻配电线路T1WB2相线—保护线电阻变压器T2低压侧短路计算高压系统相线—保护线电阻高压系统相线—保护线电抗配电变压器相线—保护线电阻配电变压器相线—保护线电抗配电线路T1WB1相线—保护线电阻配电线路T1WB1相线—保护线电阻配电线路T1WB2相线—保护线电阻配电线路T1WB2相线—保护线电阻三相短路电流的计算变压器T1k-3处三相对称短路电流初始值 辽宁科技大学本科生毕业设计(论文)第64页峰值系数三项短路电流峰值两相稳态短路电流（有效值）单相接地短路电流其他短路点计算方法同上'