1、畢 業 設 計（論文） 題 目： 校園生活區配電系統設計姓 名： 薄計劃 學 號： 20112004342 平頂山工業職業技術學院2014年5月8日目 錄目錄1前言3第一部分 說明書4第一章 設計任務41.1.原始資料41.1.1.設計題目41.1.2.設計要求41.1.3.設計依據4第二章 用電設備計算52.1宿舍區樓層用電設備計算52.1.1 照明組52.1.2 電風扇組52.1.3 電腦組62.1.4 空調組62.2實訓工廠計算62.2.1 吊扇 41個 (65W)62.2.2 吊燈16（30W）72.2.3 白熾燈 90 （40W）72.2.4 縫衣機150 （400W）72.2.5

2、加熱蒸汽鍋爐 9KW372.2.6 空調6個（大）（2000W）8第三章 變電所及主變壓器的選擇83.1.變電所所址選擇的一般原則83.2.利用生活區的負荷來選變電所的位置83.3.變電所型式的選擇93.4.變電所主變壓器和主結線方案的選擇93.4.1.變電所主變壓器的選擇93.4.2.變電所主結線方案的選擇，按上面考慮的兩種主變壓器的方案可以設計下列兩種主結線方案：10第四章 變壓器有關保護124.1瓦斯保護124.2縱差保護134.3外部相間短路的后備保護134.4外部接地短路的后備保護14第五章 短路電流計算155.1短路產生的原因165.2短路產生的危害165.3計算短路的目的175.

3、4短路計算的方法17短路電流計算17計算短路電流和短路容量19第六章 變配電所一次設備的選擇校驗196.1 一次設備選擇與校驗的條件與項目206.1.1 一次設備選擇與校驗的條件206.1.2 一次設備選擇與校驗的項目20繼電保護的整定21第七章 防雷保護和接地裝置的設計227.1 配電變壓器防雷接線22接地電阻的數值23共同接地的連接方式24接地裝置的設計經驗25接地引下線的連接方式26接地裝置的施工267.1.6 低壓側安裝避雷器27中性線及其連接做法287.2 配電變壓器低壓側的接地型式28第八章 變配電所進出線的選擇318.1 電纜型式的選擇318.1.1 高壓電纜線的選擇318.1.

4、2 低壓電纜線328.2 導線和電纜截面的選擇依據328.2.1 按發熱條件選擇或校驗導線和電纜的截面328.2.2 按電壓損耗校驗導線和電纜的截面328.2.3 按短路熱穩定校驗導線和電纜的截面33總結與體會34謝辭35參考文獻36前 言畢業設計是學生走出校門、走向社會相關工作崗位的一道考核，也是一次對學生三年所學知識的鞏固程度的大考驗。畢業設計由指導老師指導、由學生獨立完成的知識成果，可以體現一個學生對所學知識的鞏固程度以及學生獨立設計的能力。故本次設計是我最努力、最全面的一次設計，從中我可以學習到很多知識和體驗到很多平時難得的設計。 本次設計是對學校生活區配電系統進行設計,共完成了: 確

5、定變電所主變壓器的臺數與容量,類型, 選擇變電所主結線方案及高低壓設備和進出線, 確定二次回路方案以及選擇整定繼電保護裝置等. 通過完成這次設計，鞏固和加深了對三年來所學有關專業知識的理解，獲得了實踐經驗，從而為以后完成相關的設計打下良好的基礎，同時也使自己該方面的學習成果得到綜合考核。 最后，再次懇請各位老師批評指正,以便我在日后的相關設計得到提高。 摘要 要求根據本校所能取得的電源及本校用電負荷的實際情況，并適當考慮到學校的發展，按照學好全可靠、技術先進、經濟合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺數與容量、類型，選擇變電所主結線方案及高低設備和進出線，確定二次回路方案，

6、選擇整定繼電保護裝置。 關鍵詞 配電系統 變電所 短路 變壓 功率第一部分 說明書第一章 設計任務1.1.原始資料.設計題目 學校生活區配電系統設計.設計要求 要求根據本校所能取得的電源及本校用電負荷的實際情況，并適當考慮到學校的發展，按照學好全可靠、技術先進、經濟合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺數與容量、類型，選擇變電所主結線方案及高低設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖樣。.設計依據（1） 學校生活區總平面圖 宿舍北門新5#新6#新1#新4#籃球場新2#西門營業廳澡堂新3#實訓工廠學校生活區

7、概況圖（2） 氣象資料 本所在地區的年最高溫度為, 年平均氣溫為。（3）地質水文資料 本校所在地區海拔最高2135米，最低68.5米。第二章 用電設備計算2.1宿舍區樓層用電設備計算宿舍間數 306=180間日光燈 2180=360（30W）白熾燈 2180=360（40W）電風扇 1180=180(65W)電腦 平均每個宿舍5臺 5180=900（60W）空調總 100個 照明組Tan&=1 un=220V kd=0.7有功計算負荷：p30總=kdp總P03=0.7(36030W2)=15.12KW無功計算負荷：Q30=P30Tan&Q30=1.5121=15.12Kvar 電風扇組KD=0

8、.9 Cos&=0.9Tan&=0.9有功計算負荷：P30=KdP總P30=0.918065 =10.53KW無功計算負荷：Q30=P30Tan& =0.9Kvar 電腦組Kd=0.9 Cos&=0.9 Tan&=0.9有功計算負荷：P30=KdP總 =0.990060 =48.6KW無功計算負荷：Q30=P30Tan& =4.860.9 =43.7Kvar 空調組Kd=0.9 Cos&=0.9 Tan&=0.9有功計算負荷：P30=KdP總 =0.91000100 =90KW無功計算負荷：Q30=P30Tan& =900.9 =81Kvar2.2實訓工廠計算 吊扇 41個 (65W)Kd=0

9、.9 Cos&=0.9 Tan&=0.9有功計算負荷：P30=KdP總 =0.94165 =2.4KW無功計算負荷：Q30=P30Tan& =2.16Kvar 吊燈16（30W）Kd=0.9 Cos&=0.9 Tan&=0.9有功計算負荷：P30=KdP總 =0.91630 =0.4KW無功計算負荷：Q30=P30Tan& =0.36Kvar2.2.3 白熾燈 90 （40W）Kd=0.9 Cos&=0.9 Tan&=0.9有功計算負荷：P30=KdP總 =0.99040 =3.2KW無功計算負荷：Q30=P30Tan& =2.88Kvar2.2.4 縫衣機150 （400W）Kd=0.9 C

10、os&=0.9 Tan&=0.9有功計算負荷：P30=KdP總 =0.9150400 =5.4KW無功計算負荷：Q30=P30Tan& =48.6Kvar2.2.5 加熱蒸汽鍋爐 9KW3Kd=0.9 Cos&=0.9 Tan&=0.9有功計算負荷：P30=KdP總 =0.990003 =24.3KW無功計算負荷：Q30=P30Tan& =21.8Kvar2.2.6 空調6個（大）（2000W）Kd=0.9 Cos&=0.9 Tan&=0.9有功計算負荷：P30=KdP總 =0.962000 =10.8KW無功計算負荷：Q30=P30Tan& =9.7Kvar第三章 變電所及主變壓器的選擇3.

11、1.變電所所址選擇的一般原則選擇生活區變、配電所的所址，應根據下列要求經技術、經濟比較后確定： （1） 接近負荷中心。 （2） 進出線方便。 （3） 接近電源側。 （4） 設備運輸方便。 （5） 不應設在有劇烈振動或高溫的場所。 （6） 不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，當無法遠離時，不應設在污染源盛行風向的下風側。 （7） 不應設在廁所、浴室或其它經常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相鄰。 （8） 不應設在有爆炸危險的正上方和正下方，且不宜設在有火災危險環境的正上方或正下方，當與有爆炸或火災危險環境的建筑物毗連時，應符合現行國家標準GB5005892爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范的規定

12、。（9） 不應設在地勢低洼和可能積水的場所。3.2.利用生活區的負荷來選變電所的位置利用生活區的負荷來選變電所的位置。因為該生活區的負荷較集中于學生宿舍和食堂。所以考慮到方便進出線及周圍環境情況。決定該變電所選在學生宿舍和食堂的中間來修建變電所，其型式附設式。3.3.變電所型式的選擇變電所有屋內式和屋外式兩大型。 屋內式運行維護方便，占地面積少。在選擇生活區變電所的型式時，應根據具體地理環境，因地制宜；技術經濟合理時，應優先選用屋內式。 負荷較大的地方，宜設附設式或半露天式變電所。 負荷較大的及高層建筑內，宜設在室內變電所或組合式成套變電站。 負荷小而分散的生活區，或需要遠離有易燃易爆危險及有

13、腐蝕性時，宜設獨立變電所。如戶外環境正常，亦可設露天式變電所。 當變壓器容量在350KVA及以下時，宜設桿上式變電臺或高臺式變電所。3.4.變電所主變壓器和主結線方案的選擇.變電所主變壓器的選擇 根據生活區的負荷和電源情況，生活區的主變壓器可有下列兩種方案： （1）裝設一臺主變壓器變電所，型式采用S9，主變壓器容量應不小于總計算負荷，而容量根據所得出來的數據，選=1600KVA =14050kvar, 即選一臺S9-1600/10型的低損耗配電變壓器。至于生活區的二次負荷的備用電源，由與鄰近單位相聯的高壓聯絡線來承擔。（注：由于二次負荷達到335.1KVA，380V側電流達到509A，距離又較

14、長，因此不能采用低壓聯絡線作備用電源。）（2）裝設兩臺主變壓器、型號采用S9，而每臺容量的選擇，即 同時每臺主變壓器容量不應小于全部一、二負荷之和 即 因此選兩抬S9-1000/10型的低損耗配電變壓器。本所二級負荷的備用電源亦由與鄰近單位相聯的高壓聯絡線來承擔。主變壓器的聯結組別均采用Yyn0。 圖3-1 裝設一臺主變的主結線方案 圖3-2 裝設兩臺主變的主結線方案 （附高壓柜列圖） （附高壓柜列圖）.變電所主結線方案的選擇，按上面考慮的兩種主變壓器的方案可以設計下列兩種主結線方案：（1）裝設一臺主變壓器的主結線方案 （2）裝設兩臺主變壓器的主結線方案 （3）兩種主結線方案的技術經濟比較比較

15、項目裝設一臺主變的主結線方案裝設兩臺主變的主結線方案 技 術指標供電安全性滿足要求滿足要求供電的可靠性基本滿足要求滿足要求供電質量由于一臺主變，電壓損耗略大由于兩臺主變并列，電壓損耗小靈活方便性只一臺主變，靈活性稍差由于兩臺主變，靈活性較好擴建適應性稍差一些更好一些經濟比較電力變壓器的綜合投額查表得S9-1600單價為15.18萬元，而查表得變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此其綜合投資約為215.18萬元=30.36萬元查表得S9-1000單價為10.76萬元，因此兩臺綜合投資為410.76萬元=40.06萬元，比一臺主變的方案多投資12.68萬元高壓開關柜（含計量柜）的綜合投資查表的GG-

16、1A（F）型柜按每臺3.5萬元計，查表得其綜合投資按設備價1.5倍計，因此其綜合投資約為41.53.5萬元=21萬元本方案采用6臺GG-1A（F）型柜，其綜合投資額約為61.53.5萬元=31.5萬元，比一臺主變的方案多投資10.5萬元交供電部門的一次性供電貼費按800元/KVA計，貼為16000.08萬元=128萬元貼費為210000.08萬元=160萬元，比1臺主變的方案多投32萬元從上表可以看出，按技術指標，裝設兩臺主變的主結線方案（圖3-2）略優于裝設一臺主變的主結線方案（圖3-1），但按經濟指標，則裝設一臺主變的方案（圖3-1）遠優于裝設兩臺主變方案（圖3-2），因此決定采用裝設一臺

17、主變的方案，即S9-1600。第四章 變壓器有關保護4.1瓦斯保護在油浸式變壓器油箱內發生故障時，短路點電弧使變壓器油及其它絕緣材料分解，產生氣體（含瓦斯成分），從油箱向油枕流動，反應這種氣體與油流而動作的保護成為瓦斯保護。瓦斯保護的測量元件是氣體繼電器，氣體繼電器安裝在變壓器油箱和油枕的通道上。瓦斯保護又分為輕瓦斯保護和重瓦斯保護。輕瓦斯保護是指當變壓器內發生輕微故障時，產生的氣體較少且速度較慢，氣體上升后逐漸積聚在繼電器的上部，是氣體繼電器內的右面下降，是其中一個觸點閉合而作用與信號。重瓦斯保護是指當變壓器內發生嚴重故障時，強烈的電弧將產生大量的氣體，油箱壓力迅速升高，迫使變壓器油沿著油箱

18、沖向油枕，在油流的強烈沖擊下，是另一觸點接閉而動作與跳閘。輕瓦斯保護動作，一般只發告警信號，而重瓦斯保護動作，發跳閘命令。瓦斯保護能夠反應油箱內部各種故障，且靈敏度高。但是瓦斯保護卻不能反應油箱外的引出線和絕緣套管上的短路故障。4.2縱差保護差動保護是利用基爾霍夫電流定理工作的，當變壓器正常工作或區外故障時，將其看作理想變壓器，則流入變壓器的電流和流出電流（折算后的電流）相等，差動繼電器不動作。當變壓器內部故障時，兩側（或三側）向故障點提供短路電流，差動保護感受到的二次電流和的正比于故障點電流，差動繼電器動作。變壓器差動保護中其差動回路中不平衡電流大，形成不平衡電流的因素多，所以必須采取措施躲

19、開不平衡電流或設法減小不平衡電流的影響。而引起變壓器差動不平衡電流的因素有：（1）電流互感器的計算變比與實際變比不同在變壓器保護中對變壓器兩側一次電流進行幅值折算時需要應用變壓器變比，但折算變比有可能與實際變比不同，從而引起不平衡差動電流。克服措施是增大動作電流門檻值。（2）變壓器帶負載調節分接頭帶負荷調壓分接頭變壓器在運行中常常需要改變分接頭來調電壓，這樣就改變了變壓器的變比，出現不平衡差流。克服措施是增大動作電流門檻值。（3）電流互感器傳變誤差變壓器兩側的電壓等級和額定電流不同，因而采用的電流互感器的型號不同，它們的特性差別較大，故引起較大的不平衡差動電流。克服措施是增大動作電流門檻值。（

20、4）變壓器勵磁涌流當變壓器空載合閘或外部故障切除后電壓恢復過程中，由于變壓器鐵心中的磁通急劇增大，使變壓器鐵心瞬時飽和，出現數值很大的勵磁涌流。勵磁涌流可達變壓器額定電流的48倍，如不采取措施變壓器縱差保護將會誤動。4.3外部相間短路的后備保護 相間后備保護用以防止變壓器外部短路引起變壓器繞組的過電流及作為變壓器本身差動保護和瓦斯保護的后備，當變壓器所連接母線未裝設專用母線保護時也作為母線的保護。相間后備保護可選用過電流保護、復合電壓啟動的過電流保護以及負序過電流保護等。過電流保護動作電流按躲過變壓器可能出現的最大負荷電流整定：需要分別考慮躲過并列運行的變壓器切除一臺時產生的過負荷電流，躲過電

21、動機負荷的自起動電流等，動作時限和靈敏度需要與相鄰元件的過電流保護相配合。復合電壓啟動的過電流保護負序過電壓繼電器作為不對稱故障的電壓保護，而低電壓繼電器作為三相短路的電壓保護。 動作電流按躲過變壓器額定電流整定 ：負序電壓過電壓繼電器的動作電壓按躲過正常運行時出現的最大不平衡電壓整定：負序過電流保護負序電流保護靈敏度較高，但整定計算相對復雜，由于負序電流不反應三相對稱短路，所以必須加裝一套單相式低電壓啟動的過電流保護來反應三相短路故障。 低阻抗保護當電流、電壓保護不滿足靈敏度要求或根據系統各保護之間配合的要求，可采用阻抗保護。阻抗保護常用于330-500KV大型升壓及降壓變壓器，作為變壓器引

22、線、母線及相鄰線路相間故障后備保護。 4.4外部接地短路的后備保護對110kV及以上中性點直接接地電網（大接地電流系統）中的變壓器，應裝設接地故障后備保護，作為變壓器內部繞組、引線以及相鄰元件（母線和線路）接地故障的后備保護。變壓器接地故障的后備采用零序保護。變壓器接地保護的方式與變壓器中性點的接地方式以及所連系統的中性點運行方式密切相關。變壓器中性點是否接地運行與變壓器中性點的絕緣水平有關。220KV及以上大型變壓器，高壓繞組一般采用分級絕緣，中性點絕緣有兩種：500KV變壓器中性點絕緣水平38KV，必須直接接地運行；220KV變壓器中性點絕緣水平110KV，可以直接接地也可以在系統中不失去

23、接地點情況下不接地運行。變壓器中性點不同的運行方式，接地保護的配置也不盡相同。中性點直接接地的變壓器零序電流保護由兩段式零序過電流保護構成，通常以較短時限動作于縮小故障范圍，以較長時限動作于斷開變壓器各側斷路器。 中性點可能接地或不接地變壓器的零序電流、電壓保護 對于有多臺變壓器并列運行的情況，通常只有部分變壓器中性點接地運行，而另一部分變壓器中性點不接地。當相鄰母線或線路發生接地故障，故障元件保護拒動時，則中性點接地變壓器的零序電流保護動作，將中性點接地變壓器切除，此時中性點不接地變壓器可能產生過電壓。對于變壓器的過負荷保護、過勵磁保護、其他非電氣量的保護等，實際應用的比較少而已。當前變壓器

24、主保護主要用的是瓦斯保護和縱差保護，但是隨著電力系統容量的日益增大，范圍越來越廣，對變壓器的要求也將越來越高，對其保護裝置的要求也將更加嚴格，新的保護方式將會誕生。與此同時，我們也將從全局出發，發展我們的電力系統事業，更深一步的進行電力系統繼電保護的相關研究！第五章 短路電流計算“短路”是電力系統中常發生的一種故障。所謂短路是電網中某一相導體未通過任何負荷而直接與另一相導體或“地”相碰觸。電網正常運行的破壞大多數是由短路故障引起的。因此，正確計算短路電流尤為重要。5.1短路產生的原因 (1)電氣設備載流部分的絕緣損壞，如設備長期運行，絕緣老化；設備本身設計、文裝和運行維護不良；絕緣材料陳舊；絕

25、緣強度不夠而被正常電壓擊穿；設備絕緣正常而被過電壓(包括雷電過電壓)擊穿；設備絕緣受到機械損傷都能造成短路，這是短路的原因。 (2)氣象條件惡化，如雷擊、過電壓造成的閃絡放電，風災引起架豐線路斷線或導線覆冰引起電什倒塌等造成短路。 (3)人為過失，如運行人員帶貝柯誤拉隔離開關，造成弧光短路；檢修線路或設備時末拆除檢修接地線就合閘供電，單片機造成按地短路等。(4)其他原因，鳥獸跨越十裸露的相線之間或相線與接地物體之間，或者咬壞設備導線的絕緣造成短路。5.2短路產生的危害 發生短路時，由于部分負荷阻抗被短接供電系統的總阻抗減小，因而短路回路小的短路電流比正常丁作電流大得多。在大容量電力系統中，短路

26、電流可達幾萬安培甚至幾十萬安培。如此大的短路電流會對供電系統產生極大的危害。 (1)短路電流通過導體時，使導體人叢發熱溫度急劇升高，從而破壞設備絕緣；同時，通過短路電流的導休會受到很大的電動力作用，使導體受形甚全損壞。 (2)短路點可能會出現電弧。AT89C2051電弧的溫度很高，使電氣設備邁到破壞，使操作人員的人身安全受到威脅。 (3)短路電流通過的線路，要產生根大的電壓降，伎系統的電壓水平驟降，引起電動機轉速突然下降，其于停轉，嚴重影響電氣設備的正常運行。 (4)短路可造成停電狀態，而民越靠近電源，停電范圍越大，給同經濟造成的損失也越多。 (5)嚴重的短路故障發生在靠近電源的地方，且維持時

27、間校長，使并聯運行的發電機組欠去同步，嚴重的可能造成系統解列。 (6)不對稱的接地短路，共不平衡電流將產生較強的小平衡磁場，對附近的通信線路、電子設備及具他弱電控制系統可能產生干擾信號，偵通信失真、控制失靈、設備產生誤操作。出此可見，短路的后果是十分嚴重的。所以必須設法消除可能引起短路的一切岡素，使系統安全可靠的運行。5.3計算短路的目的（1） 為保證電力系統的安全運行，在設計選擇電氣設備時，都要用可能流經該設備的最大短路電流進行熱穩定和動穩定校驗，以保證該設備在運行中能夠經受住突發短路引起的發熱和電動力的巨大沖擊。（2） 為盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護裝置將自動的使有關斷路器跳閘，繼

28、電保護裝置的整定和斷路器的選擇，也需要準確的短路電流數據。5.4短路計算的方法短路電流計算的方法常用的有歐姆法（有名單位制法）和標么值法。在電力系統計算短路電流時，如計算低壓系統的短路電流，常采用有名單位制；但計算高壓系統短路電流，由于有多個電壓等級，存在著電抗換算問題，為使計算簡化常采用標么制。因此，本設計采用的是標么值法來計算短路電流。短路電流計算變電站 SL7-6300/35 S1G架空線路2KM 35KV電纜 0.5KM 電抗電壓百分數 6KV電纜 0.25KM電抗值0.4/KM 0.12/KM Us%=7.5 0.08/KM用相同值法進行短路電流計算（優點，不必進行阻抗拆算，不必計算

29、化簡） 1選定基準容量 Sda 基準電壓Uda 基準電流Ida 基準電抗XdaIda= Xda=一般Sda取100MVA Uda選各短路點線路平均電壓Uav，即電網額定電壓升高5%；2系統各元件相對基準電抗估計算： 電源系統相對基準電抗Xsy*da= Ss-母線上短路容量，常取700800MVA 變壓器的相對基準電抗XT*da=Uz%阻抗電壓百分數Sn.t變壓器額定容量 線路相對基準電抗Xw*da=X0LX0線路千米電抗值3短路回路總相對基準電抗X*da=Xsg*da+Xt*da+Xw*da4短路電流的計算短路電流相對基準估I(3)s*da= 測I(3)s= I(2)s=0.866 I(3)s

30、三相短路容量 Ss=Uav I(3)s用相對值法解上題1繪制短路計算電路和等值電路圖，并計算相對基準電抗電源系統：X1*da=0.125架空線：X2*da=X0L=0.42=0.058變壓器：X3*da=1.1935KV電纜線路 X4*da=X0L4=0.120.5=0.00436KV電纜線路 X5*da=X0L5=0.080.25=0.055.4.2計算短路電流和短路容量(1)S1點短路時短路回路總是相對基準電抗：X*da=X1*da+X2*da+X3*da+X4*da+X5*da=0.125+0.058+1.19+0.0043+0.05=1.4273(2)S1點的短路電流和短路容量：S1點

31、基準電流：Ida=9.165KA三相短路電流：I(3)S1=6.421KA兩相短路電流：I(2)s1=0.866I(3)s1=0.8666.421=5.56KA三相短路容量：Ss1=70.06KA第六章 變配電所一次設備的選擇校驗一次設備是指直接參與生產變換輸送分配和消耗電能的設備，常用的高壓一次電氣設備有：高壓熔斷器、高壓隔離開關、高壓負荷開關、高壓斷路器、高壓開關柜、高壓避雷器和互感器等。在建筑工程常見的低壓電氣設備有刀開關、熔斷器、自動空氣開關、接觸器、低壓配電柜等。6.1 一次設備選擇與校驗的條件與項目6.1.1 一次設備選擇與校驗的條件為了保證一次設備安全可靠地運行，必須按下列條件選

32、擇和校驗：（1）按正常工作條件，包括電壓電流頻率開斷電流等選擇。（2）按短路條件，包括動穩定和熱穩定來校驗。（3）考慮電氣設備運行環境條件如溫度濕度海拔以及有無防塵防腐防火防爆等要求。（4）按各類設備的不同特點和要求入斷路器的操縱性能互感器的二次負荷準確級等進行選擇。6.1.2 一次設備選擇與校驗的項目選擇一次設備時應校驗的項目如表5-1表5-1選擇一次設備的校驗項目一次設備名稱額定電壓 V額定電流 A開斷電流 KA短路電流校驗環境條件其他動穩定熱穩定高低壓熔斷器是是是不一定否是高壓隔離開關是是否是是是操作性能高壓負荷開關是是是是是是操作性能高壓斷路器是是是是是是操作性能低壓刀開關是是是不一定

33、不一定是操作性能低壓負荷開關是是是不一定不一定是操作性能低壓斷路器是是是不一定不一定是操作性能電流互感器是是否是是是二次負載準確級電壓互感器是否否否否是二次負荷準確級并聯電容器是否否否否是額定容量母線否是否是是是電纜是是否否是是支柱絕緣子是否否是否是穿墻套管是是否是是是備注表中“是”表示必須校驗，“否”表示不必校驗，“不一定”表示一般不必校驗6.1.3繼電保護的整定1 對400 KVA及以上的中小型變電所內油浸式電力變壓器、戶外800 KVA以上油浸式電力變壓器應裝設氣體保護。2 對10 MVA以下變壓器，且過電流保護動作時限大于0.5 s時，應采用電流速斷保護。3 對并列運行或單獨運行的變壓

34、器。 1）對1000 KVA以上的變壓器如果電流速斷保護靈敏度達不到要求時，應裝設縱差動保護。2）對并列運行的變壓器容量為6300 KVA及以上，允許裝設電流速斷保護來代替縱差動保護。3）對廠用工作變壓器，容量為6300 KVA及對工廠備用變壓器，允許裝設電流速斷保護來代替縱差動保護。4）對單獨運行的電力變壓器容量為10 MVA及以上時，應裝設縱差動保護。5）過電流保護一般用于降壓變壓器。復合電壓起動的過電流保護過電流保護，一般用于升壓變壓器及降壓變壓器。6）負序電流及單相式低壓起動的過電流保護，一般用于大容量升壓變壓器及系統聯絡變壓器。7）針對60 KV系統的二次降壓變電所，主容量在10MV

35、A左右時，應考慮裝設氣體保護，電流速斷保護和過負荷保護。繼電保護裝置原理圖繼電保護裝置展開圖第七章 防雷保護和接地裝置的設計7.1 配電變壓器防雷接線目前，常規的配電變壓器防雷接線如圖1所示。它是將配電變壓器的防雷、工作、保護這三種接地共同接在了一起的。圖1配電變壓器防雷、工作、保護共同接地7.1.1接地電阻的數值三點共同接地就是將防雷接地（高、低壓避雷器）、保護接地（外殼）和工作接地（低壓中性點）連接在同一個接地裝置，其接地電阻應滿足三者之中的最小值，其中防雷接地一般規定小于10，但要有垂直接地極，以利散流。低壓工作接地一般應小于4。因而接地電阻主要取決于高壓側對地擊穿時的保護接地，一般情況

36、下配電變壓器都是向B類建筑物供電的，標準上有規定，只有當保護接地的接地電阻R50/I時，高壓側防雷及保護接地才能與低壓側工作接地共用一個接地裝置。反過來說，如果采取三點共同接地，則R50/I時，其中I為高壓系統的單相接地電流。對不接地系統，I為系統的電容電流，對消弧線圈接地系統，I為故障點的殘流。有些系統雖裝有消弧線圈，但常常運行不正常而退出運行，目前不少10 kV系統IC都在40 A左右，所以較大的高壓系統中R應取1。如果按上述計算結果大于4，則由于低壓工作接地要求，不得大于4。公式R50/I中，50為低系統的安全電壓，即高壓側對外殼單相接地時，接地電流流過接地裝置的壓降不得超過50 V。而

37、10 kV系統中的電容電流差別很大，有的不足10 A，有的高達上百安或數百安，所以配電變壓器三點共同接地時，要根據所在高壓系統的情況來確定接地裝置的接地電阻，不能籠統地規定4或10。當低壓工作接地單獨另設時，100 kVA以下的配電變壓器的低壓側工作接地電阻，可放寬到10，因為變壓器小，繞組的阻抗大，限制了接地電流，也就限制了地電位的升高。7.1.2共同接地的連接方式除圖1的方式外，施工中還有其它接地裝置的連接方式，見圖2、3所示。圖2施工中常用的接地方式圖3施工中常用接地方式這三種方式中都是共同接地的，只是它們連接的次序不同，最終還是連在了一起了。采用哪種方式為好，現分析如下。高壓側避雷器的

38、作用是用來保護變壓器高壓線圈與外殼之間的絕緣，按圖2的接法，高壓線圈與外殼之間承受的電壓除避雷器殘壓外，還增加了接地引下線的電阻上的壓降，這個壓降在雷電流沖擊下是不可忽視的，使其保護效果大為降低。而圖1的接法也會產生一個問題，就是低壓線圈及中性線全部承受接地裝置上的壓降，特別是當中性點存在重復接地，接地電阻小于配電變壓器接地電阻，且離配電變壓器較近時，高壓側避雷器的放電沖擊電流將較多流向重復接地，有時會將重復接地的引下線燒斷（重復接地線一般較細）。所以圖3的接法較為合理，對高壓線圈的防雷保護合理，對低壓中性線的沖擊也較小，因為部分雷電流已通過接地裝置流入地中。7.1.3接地裝置的設計經驗有關標

39、準規定，配電變壓器臺區的接地裝置應敷設為閉合環形，并加垂直接地極，這是因為環形內的接觸電壓比較低，而沿環形接地體走路的行人，其跨步電壓也較小，城區的配電變壓器大多安裝在路邊，因常有人走動，為行人安全著想，必須敷設為環形。環形的大小，一般以5m為直徑，這是因為要發揮水平接地極和垂直接地極的散流效果，減少相互屏蔽，降低接地電阻而必需的。但有些安裝地點過于狹窄時，則可為橢圓形，短軸距不得低于3 m。由圖4可見，兩個垂直接地極宜打在短軸兩端點附近，高壓避雷器及外殼接地和中性點的接地分別引至垂直接地極附近，以利于散流。如土壤電阻率較高，做一個環后，測試接地電阻不合要求，則應在環外再做一個大環，兩環相距4

40、5 m，埋深比第一環深，至少兩處相連接，直至滿足要求為止。圖4接地裝置敷設為橢圓形7.1.4接地引下線的連接方式按部頒標準，除設備的接線端子可用螺栓連接外，引下線及接地裝置都應使用焊接，但為安裝方便，通常在電桿下的1.82.0 m處有一個斷接卡，也用螺栓連接。引下線一般用扁鋼，但也有采用鋼絞線。鋼絞線與扁鋼的連接應制作接線板，最好采用雙螺栓相連，并且采用不銹鋼的螺栓，以利于接觸良好。目前的實際情況是，高壓避雷器接地端分別用鋼絞線接線，三根鋼絞線再連在一起，且都是絞合連接，配電變壓器外殼的接地線也用鋼絞線與避雷器接地線絞合，然后再與接地裝置的引上線用螺栓連接，有的也未壓制接線鼻，這些連接都不符合

41、標準的要求，接頭過多，容易造成接觸不良。比較好的做法是將三個高壓避雷器的接地端用304的扁鋼連成一體，從中間引下與外殼的接地扁鋼相連，均采用焊接，也不宜在中間設斷連卡，而直接入地與接地裝置進行焊接，低壓中性點直接用扁鋼引至接地裝置與之焊接，扁鋼宜采用3040 mm2。7.1.5接地裝置的施工接地裝置的地下水平接地極應采用404的扁鋼，垂直接地極用L404，埋深大于60cm，填土時用干凈的原土并夯實。有條件時，應將環形水平接地極的面積適當增大些，或往環外再做一個環，兩處相連，以降低接地電阻，盡可能達到1。地下連接處應采用焊接，并符合要求。扁鋼的搭接長度應為扁鋼寬度的2倍，且應三面或四面焊接，三面

42、焊接時盡量二短邊一長邊，利于電流通過，圓鋼的焊接長度為圓鋼直徑的6倍，應兩面焊接，且不得有虛焊。焊接處應采取防腐措施。7.1.6 低壓側安裝避雷器由于采用三點共地后，高壓側避雷器的放電電流（特別當三相同時放電時）很大，在接地電阻上的壓降也很高。該壓降加在低壓線圈上，通過低壓線路電容接地，在低壓線圈中就有一沖擊電流使線圈勵磁，通過電磁感應使高壓線圈感應出很高的電壓。高壓側電壓受高壓側避雷器殘壓所限制，高壓線圈中性點電位就很高，容易在中性點附近，導致對地擊穿或匝間短路而損壞變壓器，因而必須采取措施，限制低壓線圈承受的電壓，即一般采取低壓側也加一組避雷器。當地電位升高時，通過避雷器放電，使低壓線圈只

43、承受低壓避雷器的殘壓（1300 V左右），這樣高壓中性點附近的過電壓就被限制在可承受范圍之內，這就是防止逆變換損壞變壓器，見圖5所示。同樣當低壓線路感應雷傳到配電變壓器時，低壓側避雷器也會動作，使雷電流入地，低壓線圈的電壓被限制在低壓避雷器殘壓之內，防止配電變壓器高壓側被按變比由低壓而感應的電壓所損壞。因此，必須在配電變壓器的低壓側安裝一組低壓避雷器。這種情況屬于正變換過電壓，由于配電變壓器的低壓側絕緣裕度高于高壓側，所以配電變壓器雷擊事故常發生在高壓側，尤其是中性點附近，如圖6所示。圖5配電變壓器逆變換情況圖6配電變壓器正變換情況低壓側加裝避雷器，因其往往采用高、低壓架空線，容易受雷擊，35

44、/0.4 kV直配變壓器因其變比大，更應在低壓側加裝一組避雷器。加裝低壓避雷器后，原來的三點共同接地就成了四點共同接地，見圖1。7.1.7中性線及其連接做法中性線在三相負荷不平衡時流過電流，按有關規定該電流不得大于相線電流的25%。另外，中性線、中性點接地線與配電變壓器低壓中性線端頭的連接應可靠，應制作接線鼻（板），螺栓應壓緊，防止接觸不良流過電流時發熱燒斷。中性線斷線意味著低壓系統失去接地，成為不接地系統。三相負荷不平衡時，導致三相電壓相差很大，過高的電壓將燒毀用電設備。7.2 配電變壓器低壓側的接地型式前述配電變壓器低壓側中性點接地，并與高壓側避雷器接地共用一個接地裝置，適應于大量采用的低

45、壓系統為TN和TT，但是如采用IT 制式，則中性點就不能接地。TN系統，又分三種情況：TN-C系統，整個系統中用電氣設備外殼保護線與中性線合一；TN-S系統,整個系統中電氣設備外殼保護接地線與中性線分開，有專用保護線；TN-C-S系統，系統中有部分線路的中性線和保護線合一。TT系統，系統中有一點直接接地，用電設備外殼采取接地保護。IT系統，配電變壓器低壓中性點不接地，用電氣設備外殼單獨接地保護。（1）TN-C系統（2）TN-CS系統（3）TN-S系統（4）TT系統（5）IT系統圖7系統接地各種型式示意圖一般居民用戶可用TN-C-S系統，即低壓從配電變壓器引出的主干線可以采取TN-C系統（四線制

46、），到用戶的支線采取TN-S系統；工廠車間可以采用TT系統，電動機用三相電源，照明及其它單相負載用用單相電源，配電變壓器中性點接地，到車間后，車間設備的外殼單獨接地。需防爆的場所（如井礦鹽制鹽及鹽化工企業的熱電站輸煤系統）最好采用IT系統，三根相線或四根（三相四線：三根相線加一根中性線）送過去，中性點不接地，外殼單獨接地，這樣相線碰地或碰外殼，電流很小，不會產生火花，可有效地防止爆炸。有防腐要求的場所（如制鹽企業、化工企業等），其接地裝置最好是采用銅質材料來制作。接地引下線、水平接地體可采用相應規格的圓銅條或銅排，垂直接地體可采用相應規格的銅棒。現在還有一種既防腐，又廉價實惠的銅覆鋼復合接地棒

47、，它既有很好的導電及防腐性能（銅材），又有較高的機械強度（鋼材），是一種很值得推廣的新型接地材料，用它來逐步代替鋼材來作接地裝置材料，是今后的發展方向。第八章 變配電所進出線的選擇變配電所進出線方式有架空線和電纜兩種。架空線用在供電可靠性要求不很高或投資較少的中小型供電設計中優先選用。電纜用在供電可靠性要求交高或投資較高的各類供電設計中優先選用。8.1 電纜型式的選擇8.1.1 高壓電纜線的選擇根據電力工程電纜設計規范 GB50217-94規定，高壓電纜的選擇應遵循以下原則：（1） 一般環境和場所可用鋁芯電纜；但有特殊要求的場所，應采用銅芯電纜；（2） 埋地敷設的電纜，應采用外護層的鎧裝電纜；

48、但在無機械損傷可能的場所，可采用塑料護套電纜或帶外護層的鉛包電纜；（3） 在可能發生位移的土壤中埋地敷設的電纜，應采用鋼絲鎧裝電纜；（4） 敷設在管內或排管內的電纜，一般采用塑料護套電纜，也可采用裸鎧裝電纜；（5） 電纜溝內敷設的電纜，一般采用裸鎧裝電纜、塑料護套電纜或裸鉛包電纜；（6） 交聯聚乙稀絕緣電纜具有優良性能，宜優先選用；（7） 電纜除按敷設方式及環境條件選擇外，還應符合線路電壓要求。8.1.2 低壓電纜線根據電力工程電纜設計規范 GB50217-94規定，低壓電纜線的選擇應遵循以下原則：（1） 一般采用鋁芯電纜，但有特殊要求的線路可采用銅芯電纜；（2） 電纜溝內電纜，一般采用塑料護

49、套電纜，也可采用裸鎧裝電纜；（3） TN系統的出線電纜應采用四芯或五芯電纜。8.2 導線和電纜截面的選擇依據8.2.1 按發熱條件選擇或校驗導線和電纜的截面（1） 相線截面的選擇 需滿足：（2） 中性線（N線）截面的選擇 當配電變壓器為Yyn0聯結時 一般三相四線制線路中的N線：當配電變壓器為Dyn11聯結時 8.2.2 按電壓損耗校驗導線和電纜的截面線路在最大負荷（計算負荷）時的電壓損耗U不得超過允許電壓損耗Ual。線路的允許電壓損耗 研究所的高壓配電線路和低壓動力線路的允許電壓損耗一般為5；而低壓照明線路，由于電壓對照度的影響極大，為保證照明質量，其允許電壓損耗通常為2.55 。8.2.3

50、 按短路熱穩定校驗導線和電纜的截面 導線截面 式中Amin為滿足短路熱穩定條件的最小截面積； C為電纜材料的熱穩定系數，埋地取最熱月地下0.81m的土壤平均溫度或近似的取當地最熱月平均氣溫）；線路的計算電流。必須注意：對變壓器高壓進線，應取變壓器高壓繞組的額定電流；對并聯電容器組的回路，應取電容器組額定電流的1.35倍（據GB5022795規定）。（2）按電壓損耗校驗導線和電纜的截面線路在最大負荷（計算負荷）時的電壓損耗不得超過允許的電壓損耗，即線路電壓損耗的一般計算根公式為： 式中 pq線路各負荷點的有功和無功負荷； RX線路首端至負荷點的線路電阻和電抗； 線路額定電壓。總結與體會經過這一個

51、多月的畢業設計和對相關資料的收集,在設計過程中一些電纜的設計讓我很頭痛，原因是必須考慮本專業的一些要求規范，從而形成了一些矛盾點，這些矛盾在處理上讓人很難斟酌，正是基于這種考慮我意識到：要向更完美的進行一次設計，與其他專業人才的交流溝通是很有必要的。提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設計讓我積累了無數實際經驗，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學習中表現出更高的應變能力，更強的溝通力和理解力。但由于個人水平限制原因，我對這個課題研究還不是很深入，論文本身還存在諸多欠妥之處，懇請老師給我提出寶貴的意見，只有發現問題面對問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會給我打擊只會

52、更好的鞭策我前行，今后我更會關注新技術新設備新工藝的出現，并爭取盡快的掌握這些先進的知識。謝辭 回想三年前我才剛走進學校的大門，現在我就快畢業了，時間過得真的很快，我也完成了很多電力方面的專業課程，現在也順利地完成了學校生活區配電系統的畢業設計。我之所以能夠得到這樣的成績，不但是自己的一翻努力，同學的幫助，同時離不開學校的支持，更離不開三年來悉心指導我的各位老師，在畢業設計中，老師對我的幫助是非常大的，可以這么說吧，本次的畢業設計,老師至少有一半的功勞，在此，我想衷心地對老師說聲：“老師，您辛苦了！” 當然，畢業是我的一個新的轉折點，但在即將畢業之際，在我將要離開教導我，關心我的學院和老師們，我真的很舍不得。但離開是無法改變的，唯有借此機會感謝我的老師，我的學校，我的同學，更想在此對老師說聲：“老師，謝謝你！” 學