1、 遼寧科技大學本科生畢業設計(論文) 第 65 頁 某大廈供配電系統設計摘要本課題是關于大廈供配電系統包含變電所的設計。該設計是大廈二類負荷對供電可靠性的要求和根據國家規范要求，制定的設計方案及供配電措施。在該設計中，根據給定的設計范圍和基礎資料，建立起適合自身生產及發展需要的供電系統。為確保負荷供電的可靠性，該大廈的供電系統由兩條10kv高壓架空進線提供電源。為了適應大廈自然功率因數低和用電負荷變化大的特點，本設計中采取并聯電容器的方式進行無功功率補償，從而減少供電系統的電能損耗和電壓損失，同時也提高了供電電壓的質量。設計中充分體現了安全、可靠、靈活、經濟等原則。該設計確定二次繼電保護方案，

2、選用先進的自動保護裝置；確定變電所防雷過壓保護與接地保護方案；根據設計要求，繪制大廈供配電系統圖。關鍵詞：供配電系統；負荷計算；一次接線；二次接線；短路電流；防雷分類號：tm727.5the distribution system design of a buildingabstractthis topic is about building power supply system and substation design. the design ideas are based on national regulatory requirements and the building load

3、 to the power supply reliability of two types of requirements, develop design and supply measures. in this design, the design based on the scope and given basic information, and establish their own production and development needs for the power supply system. the building by two 10kv high voltage po

4、wer supply systems into the line overhead to provide power supply, to ensure the reliability of the load. in order to meet building electricity load changes, the natural characteristics of low power factor, the design methods used to compensate for shunt capacitor reactive power, power supply system

5、 to reduce power loss and voltage loss, while improving the quality of supply voltage . designed to reflect a safe, reliable, flexible and economic principles. determine the location of substation, form, number and capacity of main transformer station, etc.; determine the secondary protection progra

6、ms, use the advanced automatic protection devices; determine substation lightning over-voltage protection and grounding protection program; according to design requirements, draw building supply and distribution system maps.keywords：supply and distribution systems; load calculation; primary connecti

7、on; secondary wiring; short-circuit current; lightning protection目錄摘要i目錄iii1 緒論11.1 建筑供配電的意義11.2 高層建筑對供配電系統的需求11.2.1 供電的連續性11.2.2 供電的可靠性21.3 高層建筑供配電系統電氣設計基本原則21.4 高層建筑供配電系統設計21.5 建筑供配電設計的一般原則32 工程概況43 負荷數據53.1 用電設備負荷53.2照明負荷計算53.3 電力負荷及日常消防負荷53.4火災時消防負荷53.5變電所負荷計算64 負荷分級及供電電源 74.1 負荷等級及容量74.2 供電電源74

8、.2.1 電壓選擇與電能質量74.2.2 電力變壓器選擇84.3 變電所電氣主接線設計105 變電所所址選擇126 短路電流計算與高低壓電器選擇136.1 供電部門提供的系統短路數據如下136.2 變電所高壓側短路電流計算136.3 低壓電網短路計算176.4 高壓電器的選擇176.4.1 高壓斷路器的選擇176.4.2 高壓熔斷器的選擇196.4.3 高壓互感器的選擇196.5 低壓電器的選擇217 繼電保護與二次接線設計237.1 變電所操作電源與交流所用電設計237.1.1 蓄電池個數確定237.1.2 蓄電池組容量選擇237.1.3 交流所用電設計237.2繼電保護設計247.2.1保

9、護裝置247.2.2整定計算247.3 二次接線設計247.3.1 電器測量與電能計量回路設計247.3.2 高壓斷路器控制與信號回路設計248 電線電纜選擇及敷設268.1 高壓進出線電纜選擇及敷設268.1.1 類型選擇及敷設268.1.2 電纜截面選擇268.2 高壓出現電纜選擇及敷設268.2.1 類型選擇及敷設268.2.2 電纜截面選擇269 防雷及過電壓保護279.1 建筑物防雷設計279.1.1建筑物防雷類別確定279.1.2 建筑物防雷措施279.2 雷電過電壓保護設計27結論29致謝30參考文獻31附錄321 緒論1.1 建筑供配電的意義 建筑電氣是建筑供配電工程的重要組成

10、部分，是連接電力系統與人們生產、生活的紐帶，它完成全樓的照明、通訊、安防等功能，管理水泵、空調通風等建筑設備工作，火災等緊急狀態組織人員疏散和火災撲救。建筑電氣設計主要是依據建設單位提出的設計委托要求和國家設計規范，分析建筑布局與功能，以功能與安全為原則，同時兼顧工程造價、施工難易、管理與維護等因素，合理組織樓內供配電系統及各通訊等弱電系統，是建筑功能與安全設計的核心組成部分。我國高層建筑混凝土結構技術規程規定l0層及1o層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米的其他高層民用建筑混凝土結構為高層建筑。高層建筑的自動化水平一般較高，大多包含各種現代化的電氣技術，具有完備的安全

11、和服務系統，但這一切都是以供配電系統的可靠性為基礎的，高層建筑供配電系統的設計不僅是建筑電氣設計的主要組成部分，還是整個高層建筑設計的重要環節，其性能直接影響到整個建筑的使用功能和安全性能。高層建筑中，機電設備種類數量較多，負荷較重，這要求供配電系統的設計能滿足更高的安全可靠性要求，只有設計合理、符合實際的供配電系統才能保障高層建筑的正常運轉，保障人民的生命財產安全。1.2 高層建筑對供配電系統的需求高層建筑包含的設施具有用電負荷大、一級負荷多、全天候工作設備多等特點，如何保證供電的連續性和可靠性是高層建筑供配電系統設計時考慮的重點。一般情況下采用雙電源互投的運行方式，樹干式和放射式相結合的供

12、電方式。1.2.1 供電的連續性 由于高層建筑中包含電梯、消防水泵、防排煙設施、照明和污水處理等一級、二級負荷，必須保證在非極端情況下設備在正常工作，斷電等情況不被允許，故高層建筑一般采用兩個獨立電源供電，可以是從電網系統中不同變電站出線母線提供。但對于內部含有十分重要的負荷時，要考慮在一路電源系統故障或檢修時，另一路也發生故障的情況，這時就需要采用后備應急電源，一般采用柴油發電機組作為應急電源，在電網無法提供電能時啟動柴油機為重要設備提供能源。如果高層建筑僅采用單電源供電，柴油發電機組就要承擔起第二電源的任務，在火災等特殊情況發生時，消防用電設施可以使用蓄電池等供電，保障人民的安全。1.2.

13、2 供電的可靠性由于高層建筑造價成本一般較高，且人員密集度大，供配電系統的供電可靠性直接影響高層建筑的正常運作以及人員設備的安全。當高層建筑出現火災等事故時，首先依靠的是建筑中的消防設施進行滅火和人員的疏散，而消防設施一般使用電能才能工作，比如消防報警按鈕和安全出口指示燈等設備，如果不采用可靠性高的電源，就可能在發生事故時拒動，不能及時報警和有效疏散群眾，難以控制火勢的蔓延，所以提高供電的可靠性非常重要。1.3 高層建筑供配電系統電氣設計基本原則由于高層建筑相比普通建筑群具有一定特殊性，在對其供配電系統進行設計時要嚴格遵循一部分基本原則，主要包括可靠性原則、簡潔性原則和保障安全性原則。(1)可

14、靠性原則：高層建筑屬于人員密集，用電設施種類繁多的類型，供配電系統的設計必須堅持安全性和可靠性原則，首先要對整棟建筑實際用電負荷進行估計，在留有一定裕量的情況下保證系統能在任何運行方式下持續地提供電能，保證電能的可靠供應 (2)簡潔性原則：高層建筑建筑層數多，用電設備多，出現老化故障的概率也會相對較高，所以常需要日常的維護和保養，在設計供配電系統線路時要盡可能的簡潔，盡量避免過多線路的交叉重疊，易于以后的檢查操作。這樣才能保證供配電系統的安全運行。(3)保障安全性原則：用電設備數量多，能耗也就更大。大容量、高電壓等級變壓器的危險程度也就越高，在日常的使用過程中，要多設置一些可靠的保障措施，確保

15、工作人員或維修人員的生命安全。1.4 高層建筑供配電系統設計常見的高層建筑供配電系統包括雙電源進線相互獨立的系統、帶備用發電機組的系統、帶不間斷電源裝置的系統。供電系統包括兩路電源進線互為備用，且裝設低壓備用發電機和不間斷電源三種電源。但其結構復雜設計成本高，故只有在對十分重要負荷才采用備用發電機或不間斷電源裝置提供能量。雙電源各自獨立的系統一般是采用相互獨立的兩個電源進線，采用母線分段的方式進行供電，在正常工作時，負荷使用單一電源進線供電，當電源進線出現故障失電后聯絡開關會迅速動作將該段母線上的負載并接到另一段母線上去，保證電能的持續可靠性。這要求負荷具有能滿足允許中斷供電時間大于電源切換時

16、間的性能，同時要把消防及非消防負荷通過自動裝置進行開斷，在火災發生的情況下，自動切斷非消防負荷供電，來保證消防負荷供電的可靠性。應急備用發電機組一般采用柴油發電機組，具有較高的可靠性，不受外部電路，電網穩定與否的影響，即使當兩路電源進線都出現故障時，重要負荷依舊有電源供電，快速自啟動的應急發電機組在los左右便可以提供電能。1.5 建筑供配電設計的一般原則（1）建筑供配電設計必須遵守國家的有關法令、標準和規范，執行國家的有關方針、政策，包括節約能源、節約有色金屬等技術經濟政策。（2）建筑供配電設計應做到保障人身和設備的安全、供電可靠、電能質量合格、技術先進和經濟合理，設計中采用的技術標準和裝備

17、水平，應與工程的性質、規模、功能要求相適應。（3）建筑供配電設計應符合國家現行有關標準的高效節能、性能先進、綠色環保、安全可靠的電氣產品。應選擇具有國家權威機構認證的產品，嚴禁使用已被國家淘汰的和不符合國家技術標準，沒有產品質量認證的設備。（4）建筑供配電系統設計必須從全局出發，統籌兼顧，按照負荷性質、用電容量、工程特點和地區供電條件，合理確定設計方案。（5）建筑供配電系統設計應根據工程特點、規模和發展規劃，正確處理近期建設與遠期發展的關系，做到遠近期結合，在滿足近期使用要求的同時，兼顧未來發展的需要。（6）建筑供配電設計應體現以人為本的設計理念。重視電磁污染及聲、光污染對環境的影響，采取綜合

18、治理措施，確保人居環境安全。（7）建筑供配電設計應采取實踐證明行之有效的新技術、新理論，創造經濟效益、社會效益和環境效益。2 工程概況本建筑為東北地區一棟高層單體商業辦公建筑。 建筑面積約50000m²（其中地下5000m²，地上45000m²，不含技術夾層）。該建筑高度100m。建筑層數為地上24層，地下1層。表2.1 建筑布局及功能建筑布局樓層頂層1層為設備房、電梯機房、水箱房 25標準寫字間9層 1624公寓式寫字間9層715技術夾層1層 商場6層 16地下1層 -1建筑耐火等級一級；地上16層和地下1層每層2個防火分區； 724層和夾層每層一個防火分區。3

19、 負荷數據本建筑有220v單相用電設備，也有380v三相用電設備；各類負荷中有平時需要運行的用電設備，也有在發生火災時才需要運行的消防用電設備。地下1層的10/0.38kv變電所采用低壓三相四線制系統向上述設備配電。由于本建筑有寫字間、商鋪等部分用電需要二次設計，所以要先按照單位功率法預留負荷功率，其余用電設備負荷功率由照明設計計算得出。3.1 用電設備負荷本建筑工程各層用電設備負荷數據見附錄a表a0。3.2照明負荷計算表3.1 照明負荷0.38kv配電干線及支干線負荷計算用電設備統計設備功率/kw需要系數功率因數有功計算負荷無功計算負荷視在計算負荷計算電流按需要系數法合計35620.690.

20、862629.81289.22928.84449.9其中一級負荷1740.80.9139.267.4154.7235其中二級負荷17380.70.851133.25491259.21913.2詳細數據整理計算見附錄a表a1 。3.3 電力負荷及日常消防負荷表3.2 電力負荷和平時消防負荷0.38kv配電干線及支干線負荷計算用電設備負荷統計設備功率/kw需要系數功率因數有功計算負荷無功計 算負荷視在計 算負荷計算電流按需要系數法合計1515.70.820.781245.6995.21594.32426.8其中一級負荷206.70.910.74181.1162.3243.2369.5其中二級負荷1

21、690.810.7397.5124.7158.3240.5電力負荷和平時消防負0.38kv配電干線及支干線負荷整理計算見附錄a表a23.4火災時消防負荷表3.3 火災時消防負荷0.38kv配電干線及支干線負荷計算用電設備名稱設備功率需要系數功率因數有功計算負荷無功計算負荷視在計算負荷計算電流合計503.80.860.82503.8302.4528.4802.8計入同時系數503.80.820.81478.6656.6812.51234.5詳細數據整理及計算見附錄a表a3。3.5變電所負荷計算10/0.38kv變電所總負荷計算見附錄a表a4。4 負荷分級及供電電源4.1 負荷等級及容量本工程為一

22、類高層民用建筑，本工程負荷等級如下：一級負荷：各層公共照明、乘客電梯、所有消防負荷包括應急照明、消火栓泵等。二級負荷：地下室及 16 層照明、商場自動扶梯、商場乘客扶梯和生活泵等。三級負荷：夾層及725 層照明、屋頂節日照明、商場空調機組等。依據之前負荷計算結果可知：一級負荷合計320.3kw，二級負荷合計1230.7kw，三級負荷合計2324.4 kw。考慮同時系數后的總有功負荷合計2906.6kw，其中一二級負荷合計1240.8 kw。4.2 供電電源本工程從供電部門的110/10kv變電站引來1路10kv專線電源a，從供電部門的35/10kv變電站引來1路10kv環網電源b。兩路10kv

23、電源可同時供電，電源a可作為電源b的備用。110/10kv和35/10kv電纜分別從建筑不同側引入設在地下1層的10/0.38kv變電所。由于本工程的兩個10kv 供電電源相對獨立可靠，因此，不再設置自備發電機組或其他集中式應急電源裝置。已知供電部門的110/10kv變電站與35/10kv變電站的兩個10kv電源中性點均采用經消弧線圈接地。4.2.1 電壓選擇與電能質量本工程總有功負荷2906.6kw，選用10kv 供電。本工程為高層民用建筑，用電設備的額定電壓為220/380v，本工程設立一座10/0.38kv變電所，對所有用電設備均采用低壓220v/380v 的三相四線制tn-s 系統配電

24、。為電能質量滿足規范要求采取如下措施：(1)選用 dynll 聯結組別的三相配電變壓器，采取 ±5% 的無勵磁調壓分接頭。(2)采用銅芯電纜，選擇恰當的導體截面，將電壓損失限制于5% 以下。(3)氣體放電燈采用節能型電感鎮流器或低諧波電子鎮流器，并使用無功功率補償使其功率因數不小于0.9。在變電所低壓側采用集中補償的方法，及自動投切error! reference source not found.。(4)所有單相用電設備平均分在三相配電系統中。(5)電力配電與照明配電回路分開。對于較大容量的電力設備如電梯、空調機組、水泵等采用專線來供電2。4.2.2 電力變壓器選擇(一)變壓器型式

25、及臺數采取 scb 10型三相雙繞組干式變壓器，聯結組標號為 dyn11 ，電壓比 。考慮到與開關柜布置在同房間內，變壓器外殼防護等級選用 ip2x。scb10 型干式變壓器符合三相配電變壓器能效限定值及節能評價值的要求。由于本工程具有較大容量的一、二級負荷，故采用兩臺或兩臺以上變壓器。(二)變壓器容量選擇總視在計算負荷為 3195.4kva，其中一、二級負荷為1459.2kva，接近總計算負荷的一半。由于本工程照明負荷對電壓質量無特殊要求，無需對正常照明和電力負荷分設不同變壓器供電，可選擇兩臺等容量的變壓器，互為備用。每臺變壓器容量按 0.7×3195.4kva 左右且不小于 14

26、59.2kva 的要求選擇，為1600kva。正常運行時電力負荷與照明負荷共用變壓器，通過合理分配負荷，可使兩臺變壓器正常運行時負荷率相當。10/0.38kv變電所變壓器t1、t2符合分配計算及無功功率補償裝置。查廠家產品樣本得 scb10-100/10 型變壓器技術數據：，10.2kw。ip2x 防護外殼尺寸：長2200mm×寬1600mm×高2200mm。(三)變壓器負荷分配計算及補償裝置選擇將電力負荷的配電主回路、消防用電設備配電回路及部分次要照明負荷配電回路集中于一臺變壓器低壓母線上，主要照明負荷的配電主回路則集中于另一臺變壓器低壓母線上，以使兩臺變壓器正常運行時負

27、荷率相當。 同時，將給一 、二級負荷（包括照明、電力和消防用電設備）配電的主回路與備用回路分別接于不同變壓器的低壓母線上，以保證供電可靠性。無功功率補償前低壓母線出線回路 wl3、wl4m、wl5m、wl6m、wl7m、wl8m、wl9m、wl10m、wl11m、wl12m 的計算負荷合計為910+2×144×6+2×5+54+120=2822。變壓器負荷分配計算及補償裝置選擇見下表。表4.1 10/0.38kv變電所變壓器t1負荷分配計算及無功功率補償裝置選擇負荷名稱設備容量需要系數功率因數有功計算負荷無功計算負荷視在計算負荷計算電流無功功率補償前低壓母線出線回

28、路wl3、wl4mwl12m的計算負荷合計28220.690.851947.21206.82290.83480.5計入同時系數28220.520.841460.4965.41750.62659.8無功功率補償裝置-360無功功率補償后低壓母線的計算負荷28220.520.921460.4605.41580.92401.9變壓器額定容量1600變壓器負荷率0.99表4.2 10/0.38kv變電所變壓器t2負荷分配計算及無功功率補償裝置選擇負荷名稱設備容量需要系數功率因數有功計算負荷無功計算負荷視在計算負荷計算電流無功功率補償前低壓母線出線回路wl2、wp1wp5、wp6mwp13m、wle4m

29、、wpe1m、wpe2m、wpe7m、wpe8m、wpe10m計算負荷合計5077.7-2822=2255.70.760.811714.31241.12116.43215.5計入同時系數=0.75、=0.802255.70.570.791285.7997.81627.52472.7無功功率補償裝置-480無功功率補償后低壓母線的計算負荷2255.70.570.931460.4517.81549.52354.2變壓器額定容量1600變壓器負荷率0.974.3 變電所電氣主接線設計（一）變電所高壓電氣主接線設計本工程變電所的兩路 l0kv 外供電源同時供電，并設置兩臺變壓器。因此， 采取分段單母線

30、形式運行。正常運行情況下，由 l0kv 電源 a 和電源 b 同時供電，母線聯絡斷路器（簡稱母聯斷路器）斷開，兩個電源分別承擔一半負荷。當電源 b 故障或檢修時，閉合母聯斷路器，由電源 a 承擔全部負荷；當電源 a 故障或檢修時，母聯斷路器仍斷開，由電源 b 承擔一半負荷。（二）變電所低壓電氣主接線設計5 變電所所址選擇根據相關設計規范要求，本工程設置室內型變電所，并設立于地下一層。由于綜合考慮高壓電源進線與低壓配電出線的方便，變電所設于建筑物地下室東北角處。該處正上方無廁所、浴室或其他經常積水的場所，而且不與上述各場所相毗鄰；與電氣豎井(配電間)等負荷中心接近；與車庫有大門相通，設備運輸方便

31、。6 短路電流計算與高低壓電器選擇6.1 供電部門提供的系統短路數據如下（1）提供 10kv 專線電源 a 的 變電站距離本工程為 2km，電源引人電纜型號初選為 , 變電站 10kv 母線處三相短路電施有效值設計規劃最大值為 25ka，最小值為 20ka。 電纜首端過電流保護延時時間為 0.8s ，真空斷路器全開斷時間為 0.ls 。（2）提供 l0kv 環網電源 b 的環網柜(由 35/l0kv 變電站供電)距離本工程為0.2km，電源引入電纜型號初選為 ，該環網柜處三相短路電流有效值設計規劃最大值為 8ka ，最小值為 6ka 。電纜采用高分斷熔斷器保護。6.2 變電所高壓側短路電流計算

32、由于本工程可能由兩個獨立電源供電，但不并聯運行，因此需分別計算變電所 10kv 母線上的三相和兩相短路電流，從中找出其最大值和最小值。三相對稱短路電流的計算基準容量 基準電壓 基準電流 峰值系數 ，對高壓電路， ，可取，則 系統 a 最大運行方式時，三項短路容量（供電部門提供）電抗標幺值三相對稱短路電流初始值三相對稱開斷電流（有效值）（對遠離發電機端短路）三相短路電流峰值三相穩態短路電流（有效值）（對遠離發電機端短路）兩相短路電流系統 a 最小運行方式時，三項短路容量（供電部門提供）電抗標幺值 三相對稱短路電流初始值三相對稱開斷電流（有效值）（對遠離發電機端短路）三相短路電流峰值三相穩態短路電

33、流（有效值）（對遠離發電機端短路）兩相短路電流線路 a 的電抗標幺值短路點k-1最大運行方式時，電抗標幺值三相對稱短路電流初始值三相對稱開斷電流（有效值）（對遠離發電機端短路）三相短路電流峰值三相穩態短路電流（有效值）（對遠離發電機端短路）三相短路容量兩相短路電流短路點k-1最小運行方式時，電抗標幺值三相對稱短路電流初始值三相對稱開斷電流（有效值）（對遠離發電機端短路）三相短路電流峰值三相穩態短路電流（有效值）（對遠離發電機端短路）三相短路容量兩相短路電流系統 b 計算方法同系統 a。短路點k-1、k-2點選在變電所兩段10kv母線上表6.1 變電所高壓側短路計算過程及結果序號電路元件短路計算

34、點技術參數電抗標幺值三項短路電流/ka三項短路容量兩相短路電流=100mva=10.5kv=5.5ka1系統a最大運行方式0.2225252563.6454.721.7最小運行方式0.27520202051363.717.32線路ax=0.095/km，l=2km0.17231+2k-1最大運行方式0.39214141435.6254.612.1最大運行方式0.44712.312.312.331.3223.710.64系統b最大運行方式0.68788820.4145.56.9最小運行方式0.91766615.3109.15.25線路bx=0.095/km，l=0.2km0.01764+5k-2

35、最大運行方式0.7047.87.87.819.9141.96.75最小運行方式0.9335.95.95.915107.35.1變電所 10kv 母線上三相對稱短路電流初始值最大為 14ka（發生在由電源 a 供電時），兩相對稱短路電流初始值最小為 5.1ka（發生在由電源 b 供電時）。6.3 低壓電網短路計算本工程變電所低壓側短路電流計算電路，短路點選取在兩臺變壓器低壓繞組出口處和兩臺低壓進線開關負荷側及離低壓進線開關最遠端母線處。正常運行時，電源a、b同時供電，低壓母線分段不聯絡。此時，可分別計算出變壓器t1低壓側和變壓器t2低壓側的三相短路電流和單相短路電流。計算公式及過程見附錄b式b1

36、。變壓器t1、t2低壓側短路計算見附錄a表a5。6.4 高壓電器的選擇本工程選用 zs1-12 型高壓戶內中置式開關柜。柜內主要安裝高壓斷路器、高壓熔斷器、高壓互感器。6.4.1 高壓斷路器的選擇35kv及以下變配電所中廣泛采用戶內型真空斷路器，配用彈簧操動機構或永磁操動機構。為限制操作過壓，真空斷路器可根據電路性質和工作狀態配置專用的r-c吸收裝置或金屬氧化鋅避雷器。本工程高壓斷路器作為變壓器回路、電源進線回路的控制和保護電器及分段聯絡用電器。選用abb的vd4/p-12-630a/20ka型戶內高壓真空斷路器，配用彈簧操動機構，二次設備電壓為dc110v。表6.2 高壓斷路器的選擇校驗序號

37、選擇項目裝置地點技術數據斷路器技術數據結論1額定電壓與最高工作電壓所在線路的標稱電壓 所在線路的最高運行電壓 =10×1.15kv=11.5kv額定電壓 =12kv合格2額定電流ah4/ah5/ah7/ah10柜最大持續工作電流： ah3柜最大持續工作電流：額定電流 合格3額定頻率電網工頻：50hz50hz合格4額定短路開斷電流最大三相對稱開斷電流 =14 ka額定短路開斷電流=20ka合格5額定峰值耐受電流最大三相短路電流=50ka合格6額定短時（4s）耐受電流ah4/ah5/ah7/ah10柜（后備保護延時時間取0.5 s） ah3柜短路電流熱效應（后備保護延時時間取0.8 s）

38、 合格7額定短路關合電流最大三相短路電流峰值 =35.6 kai=50ka合格8承受過電壓能力及絕緣水平系統中性點經消弧線圈接地雷電沖擊耐受電壓 短時工頻耐受電壓滿足條件9環境條件東北地區建筑物地下室高壓開關柜內正常使用環境滿足條件10其他條件無特殊要求額定操作順序：分180s合分180s合分滿足條件由表可知，所選斷路器合格。6.4.2 高壓熔斷器的選擇目前， 35kv及以下變配電所中采用的戶內型高壓熔斷器類型有一般熔斷器、后備熔斷器及全范圍熔斷器。選用 xrnp1-12s-0.5a/50ka 型電壓互感器回路的短路保護電器。表6.3 高壓熔斷器的選擇及校驗序號選擇項目裝置地點技術數據熔斷器技

39、術數據結論1額定電壓與最高工作電壓標稱電壓最高運行電壓合格2額定頻率電網工頻50hz50hz合格3熔斷器額定電流，合格4熔體額定電流電壓互感器回路=0.5a合格5額定開斷電流最大三相對稱電流 =14ka=50ka合格6環境條件東北地區建筑物地下室高壓開關柜內正常使用環境滿足條件6.4.3 高壓互感器的選擇選用 lzzbj12-10a 型戶內高壓電流互感器。表6.4 高壓電流互感器一般項目的選擇校驗序號選擇項目裝置地點技術數據互感器技術數據結論1額定電壓=10kv=10kv合格2額定功率50hz50hz合格3額定一次電流ah2（計量）： =184.8a ah9（計量）：=92.4aah2： =2

40、00a ah9：=150a合格ah3（測量/保護）：=184.8a ah4/ah5/ah7/ah8（測量/保護）：=92.4aah3：=200a ah4/ah5/ah7/ah8：=150a合格4額定二次電流=5a合格5準確級及容量ah2/ah9（計量）0.2s（10va）合格ah3/ah4/ah5/ah7/ah8（測量/保護）0.5/10p（20va/15va）合格6額定動穩定電流=35.6ka（最大運行方式）=112.5ka（最小），合格7額定短時熱穩定電流（后備保護延時時間取0.5s），合格8環境條件東北地區建筑物地下室高壓開關柜內正常使用環境滿足條件9其他條件電能計量接線、繼電保護接線兩

41、相不完全星形聯結、三相星形聯結滿足條件選用jdz12-10型戶內高壓電壓互感器。表6.5 高壓電壓互感器一般項目的選擇校驗序號選擇項目裝置地點技術數據互感器技術數據結論1額定一次電壓=10kv=10kv，合格2額定頻率50hz50hz合格3額定二次電壓100v合格4準確級及容量（計量）0.2（30va）合格（測量）0.5（80va）合格5環境條件東北地區建筑物地下室高壓開關柜內正常使用環境滿足條件6其他條件兩只單相電壓互感器接成vv聯結滿足條件6.5 低壓電器的選擇變電所選用mns（bwl3）0.4型低壓戶內抽出式開關柜，柜內安裝的低壓電氣主要有低壓斷路器、電流互感器等。低壓配電垂直母干線系統

42、插接箱及層配電箱中的低壓電氣有低壓斷路器、低壓隔離開關（根據需要配置剩余電流保護脫扣器）、雙電源自動轉換開關電器（atse）等。表6.6 變電所低壓電源進線、母線聯絡保護用斷路器的初步選擇序號選擇項目裝置地點技術數據斷路器技術數據結論1類別選擇電源進線、母線聯絡保護用e3n 12 pr121/p-lsi r800,3p,w,hr（標準附件配置）三級e3n 1250/r800抽出式斷路器，液晶顯示微處理器脫扣器，三段保護，電操、電分、電合均為ac220，水平后接線合格2極數選擇tn-s系統3p合格3額定電流選擇=3200a， =3200a合格4分斷能力選擇合格5附件選擇標準附件配置電操、電分、電

43、合均為ac220，帶合分輔助觸電信號及過電流脫扣器動作信號滿足要求變電所低壓大容量出線保護用斷路器的初步選擇見附錄表a6。變電所低壓中小容量出線保護用斷路器的初步選擇見附錄表a7。低壓配電垂直母干線系統插接箱中低壓斷路器的初步選擇見附錄表a8。樓層配電箱進出線保護用低壓斷路器和熔斷器的初步選擇見附錄表a9。樓層配電箱進出線保護用低壓斷路器的初步選擇見附錄表a10。雙電源自動轉換開關電器（atse）的選擇見附錄表a11。7 繼電保護與二次接線設計本工程為供電給具有一、二級負荷的10kv變電所，裝設兩臺變壓器，總容量為3200ka。采用兩路獨立10kv電源進線同時工作，單母線分段運行，母聯斷路器不

44、自投。高壓開關柜為中置式真空斷路器柜。7.1 變電所操作電源與交流所用電設計根據本工程的特點，變電所操作電源可采用高頻開關電源充電的免維護閥控式密封鉛酸蓄電池直流操作電源系統，1組蓄電池。單母線接線，直流系統標稱電壓 =10v。7.1.1 蓄電池個數確定選用12v閥控式密封鉛酸蓄電池組合，電池個數為 8+1（6v）。浮充電壓為13.50v，浮充時母線電壓為114.75v；均充電壓為14.10v，均充時母線電壓為1.09；放電終止電壓為11.22v，母線最低電壓為0.867。7.1.2 蓄電池組容量選擇本工程變電所有人值班，110v直流負荷統計見附錄表12蓄電池10h放電率所需容量為選用標稱容量

45、為 20a·h的蓄電池組。選用一套高頻開關充電裝置。充電裝置的交流電源輸入采用三相制，額定頻率為50hz，額定電壓為380(1±10%)v。充電裝置的交流電源設兩個回路（一用一備）。充電裝置的額定電流為選用hd11005系列高頻開關充電模塊，充電模塊額定電流為5a。故選用基本模塊2只，備用模塊1只，數量共3只。對斷路器儲能回路、斷路器控制回路、信號回路單獨饋線，饋線電纜型號采用yjv-0.6/1-2×4。由于蓄電池容量嬌小，故采用小型一體化柜。7.1.3 交流所用電設計變電所交流所用電有：直流操作電源屏的交流充電裝置、變壓器溫控溫顯裝置、高壓開關柜除濕裝置和柜內照

46、明、低壓柜數字儀表輔助電源、變電所照明與檢修用電、本工程設置交流所用電屏，交流所用電屏分別由主變壓器低壓側（220/380v）兩段母線采用雙回路電源配電并實現自動切換。7.2繼電保護設計7.2.1保護裝置本工程采用直流操作電源，采用靜態電流繼電器、時間繼電器和信號繼電器組成定時限過電流保護和短時限或無時限電流速斷保護，保護采用三相三繼電器式。具體配置見附錄表a137.2.2整定計算已知變壓器低壓側無電動機自啟動，其高壓側短時最大負荷電流取1.4。變壓器低壓母線短路時，低壓斷路器瞬時脫口跳閘。根yg據之前短路計算結果，本工程變電所高低壓母線有關短路數據見附錄表a14。電源a只承擔一半負荷，其進線

47、繼電保護整定計算見表a15。電源b只承擔一半負荷，其進線繼電保護整定計算見表a16。7.3 二次接線設計7.3.1 電器測量與電能計量回路設計電源進線柜裝設1只三相數字電流表、母聯柜裝設1只三相數字電流表、變壓器柜裝設1只三相數字電流表、1只三相有功電能表和1只三相無功電能表。數字表的輔助電源dc110v來自直流屏。電源進線電壓互感器柜各裝設1只三項數字電壓表和3只低電壓繼電器（根據供電部門要求）以監測電源電壓，并設置有電壓互感器切換裝置，即當電源b進線斷路器失電跳閘后母聯斷路器合閘，2段母線和1段母線并聯，2段電壓測量小母線也相應切換至1段電壓測量小母線，由電源a進線互感器供電。同時，電源b

48、進線電壓互感器手車不退出，仍應監測電源b電壓。根據當地供電部門管理規定，專用電能計量柜內裝設1只三相多功能電能表（具體型號由供電部門選定），1只電能計量專用接線盒、監視tv二次回路斷線的1只三相數字電壓表及電壓互感器失壓斷相計時儀。7.3.2 高壓斷路器控制與信號回路設計本工程變電所有人值守，高壓斷路器采用就地操作的燈光監視回路，采用“不對應接線”構成事故跳閘信號回路。兩臺進線斷路器qf1、qf2與母聯斷路器qf3實現電氣聯鎖，以防止兩路電源并聯運行。同時，進線斷路器還與進線隔離手車實現電氣聯鎖，母線分段聯絡斷路器與母聯隔離手車實現電氣聯鎖，以防止帶負電荷誤分合隔離手車。每臺斷路器的合閘控制回

49、路中還串聯接入斷路器手車處于工作位置的輔助觸點bq1及試驗位置時才能進行合閘。8 電線電纜選擇及敷設已知本地最熱月份的日最高溫度平均值為33攝氏度，0.8m處的最熱月份平均地溫為25攝氏度。8.1 高壓進出線電纜選擇及敷設8.1.1 類型選擇及敷設10kv專線電源a引入電纜選用yjv22型3芯電纜，在變電所外采用直埋/穿管埋地、在變電所內采用梯架/電纜溝相結合的敷設方式。8.1.2 電纜截面選擇壓電源進線電纜截面先按允許溫升條件選擇，然后校驗其電壓損失和短路熱穩定，見附錄表a17。電纜型號規格：yfd-nh-yjv-4(3×185)+pe(3×95) 。10kv專線電源b同

50、電源a。8.2 高壓出現電纜選擇及敷設68.2.1 類型選擇及敷設高壓柜至變壓器t1一次側的電纜選用zb-yjv-8.7/10型3芯電纜，在變電所采用電纜溝敷設。考慮防火要求，選用b級阻燃電纜。高壓柜至變壓器t2同t1 。8.2.2 電纜截面選擇 高壓出線電纜截面先按短路熱穩定選擇，然后校驗其允許溫升條件。高壓出線電纜截面選擇見附錄表a18。電纜型號規格表示：zb-yjv-8.7/10-3×70。9 防雷及過電壓保護9.1 建筑物防雷設計9.1.1建筑物防雷類別確定已知本工程為東北某市一棟高層單體商業辦公建筑。本建筑長50m，寬30m，高100m，校正系數k=1.0，建筑物

51、預計雷擊次數為n，建筑物所處地區雷擊大地的年平均密度 ，年平均雷暴日數（以當地氣象部門為準，鞍山為例）為=30。與建筑物截收相同雷擊次數的等效面積建筑物年預計雷擊次數9.1.2 建筑物防雷措施本工程有防直擊雷和防雷電波入侵的措施。由于建筑高度超過45m，尚應采取防側擊和等電位的保護措施。另外，本工程裝有大量電子信息系統設備，還應有防雷擊電磁脈沖的措施。屋面采用鍍鋅圓鋼或采用金屬欄桿作為接閃器，沿女兒墻四周敷設，支持卡子間距為1m，轉角處懸空段不大于0.3m，避雷帶高出屋面裝飾柱或女兒墻0.15m。屋面采用鍍鋅圓鋼組成不大于或避雷帶可靠焊接。將45m及以上各層外圈鋼梁兩個主筋通長焊接，并與各引下

52、線焊接。豎直敷設的金屬管道與基礎底板上的鋼筋焊接，每根引下線的沖擊接地電阻不大于。9.2 雷電過電壓保護設計本工程10kv變電所不布置于地下室，已在建筑物的防雷保護范圍內，所以高壓電氣設備不需裝設直擊雷保護裝置。但需采取防雷電波侵入過電壓保護。系統最高運行電壓，變壓器標準雷電沖擊全波耐受電壓，因此選取氧化鋅避雷器型號為hy5wz17/45 。本工程選用勵磁特性飽和點較高的電磁式電壓互感器來限制鐵磁諧振過電壓的幅值。選用性能良好的真空斷路器并裝設金屬氧化物避雷器，作為限制操作過電壓的后備保護裝置。選用的10kv電氣設備能承受一定幅值和時間的工頻過電壓和諧振過電壓，也能承受操作過電壓的作用。結論在這三個月的學習中，我完成了大廈供配電系統設計。從了解相關資料到設計的完成，每完成一部分都是對我而言，都是克服困難提高能力的過程。這段時間里，我學到很多，也感受頗多。這次設計，我開始獨立學習和探索，不斷查閱相關書籍資料，逐步完善設計，每次改進都有新的體會。由于本人能力有限，課題設計還是有一些不足，如微機保護與配電自動化系統設計、常用用電設備配電設計，本設計只能算初步設計。