畢業(yè)論文---低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文</p><p>　　題目 三明職業(yè)技術(shù)學(xué)院低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p>　　專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化</p><p>　　學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 </p><p><b>　　年 級(jí)：</b></p>&

2、lt;p><b>　　學(xué)習(xí)形式：</b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)</b></p><p><b>　　論文作者：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p><b>　　職 稱：</

3、b></p><p><b>　　完成時(shí)間： </b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)與研究三明職業(yè)技術(shù)學(xué)院的配電系統(tǒng)。該系統(tǒng)為10kV電源進(jìn)線，經(jīng)過(guò)降壓變電所變?yōu)?.4kV的低壓，供給學(xué)校各樓宇使用。供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮很多方面，分析變電所各用戶負(fù)

4、荷并根據(jù)用戶數(shù)據(jù)對(duì)相應(yīng)的負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，為了降低線路損耗，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，確定用戶無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。此外，進(jìn)行各種變壓器的選擇，進(jìn)而確定變電所的電氣主接線方式，再選擇變電所高低壓電氣設(shè)備，最后確定整個(gè)學(xué)校變配電所的主接線圖。</p><p>　　本次供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括了：對(duì)學(xué)?，F(xiàn)有系統(tǒng)的分析、變配電所選址與布置、負(fù)荷計(jì)算、變壓器選擇、設(shè)備介紹、主接線形式、防雷與接地等。</p><p>

5、;　　關(guān)鍵詞：降壓變電所，電力負(fù)荷，變壓器，電氣主接線</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　The main task of the graduation design is the power distribution system of the school. The system can turn 10kV voltage

6、level into 0.4kV low-voltage supply by step-down substation to supply the building in our school. Many aspects needs to be considered in power supply and distribution system design. Analysis of the substation load and th

7、e user according to the user data to a corresponding load was calculated, in order to reduce the line loss, improve power factor, determine the user reactive po</p><p>　　The design of power supply and distri

8、bution system includes: the school existing system analysis, substation’s address and layout, load calculation, selection of equipment, transformer, the form of the main wiring, lightning protection and grounding.</p&

9、gt;<p>　　Keywords: substation, electrical load, transformer, the main electrical wiring</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要III</b></p><p>　　Abstra

10、ctIV</p><p><b>　　目 錄V</b></p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　2 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)范2</p><p>　　2.1 負(fù)荷分級(jí)及供電要求2</p><p>　　2.1.1 一級(jí)負(fù)荷2</p&

11、gt;<p>　　2.1.2 二級(jí)負(fù)荷2</p><p>　　2.1.3 三級(jí)負(fù)荷2</p><p>　　2.2 無(wú)功補(bǔ)償3</p><p>　　2.3 高、低壓配線3</p><p>　　2.3.1 放射式3</p><p>　　2.3.2 樹(shù)干式4</p><p&g

12、t;　　2.3.3 環(huán)形4</p><p>　　3 學(xué)?，F(xiàn)有配電系統(tǒng)的分析5</p><p>　　3.1 全院負(fù)荷調(diào)查5</p><p>　　3.1.1 學(xué)院概況及變電所現(xiàn)有分區(qū)5</p><p>　　3.1.2 學(xué)院配電系統(tǒng)圖5</p><p>　　3.1.3 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)6</p><

13、p>　　3.2 學(xué)院用電量的統(tǒng)計(jì)與配電分析6</p><p>　　3.3 對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的評(píng)價(jià)7</p><p>　　4 總體規(guī)劃設(shè)計(jì)9</p><p>　　4.1 變配電臺(tái)區(qū)選址、變配電所布置9</p><p>　　4.1.1變配電所的選址9</p><p>　　4.1.2 變配電所布局10<

14、/p><p>　　4.2變壓器選擇11</p><p>　　4.2.1 設(shè)備選擇14</p><p>　　4.3 電氣主接線17</p><p>　　4.4 防雷與接地23</p><p>　　4.4.1供配電系統(tǒng)的防雷23</p><p>　　4.4.2 供配電系統(tǒng)的接地27&l

15、t;/p><p>　　4.5 確定設(shè)計(jì)方案28</p><p>　　4.5.1 配電母線設(shè)置28</p><p>　　4.5.2 配電所設(shè)置29</p><p>　　4.5.3 設(shè)備更換29</p><p>　　4.5.4 功率補(bǔ)償29</p><p><b>　　5 結(jié)論3

16、0</b></p><p><b>　　致謝31</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：32</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　供配電技術(shù)，就是研究電力的供應(yīng)及分配的問(wèn)題。電力，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、民用住宅、及企事

17、業(yè)單位的主要能源和動(dòng)力，是現(xiàn)代文明的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。沒(méi)有電力，就沒(méi)有國(guó)民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化。現(xiàn)代社會(huì)的信息化和網(wǎng)絡(luò)化，都是建立在電氣化的基礎(chǔ)之上的。因此，電力供應(yīng)如果突然中斷，則將對(duì)這些用電部門造成嚴(yán)重的和深遠(yuǎn)的影響。因此，作好供配電工作，對(duì)于保證正常的工作、學(xué)習(xí)、生活將有十分重要的意義。</p><p>　　供配電工作要很好的為用電部門及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)服務(wù)，必須達(dá)到以下的基本要求：</p><p>

18、;　?。?）安全—在電力的供應(yīng)、分配及使用中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。</p><p>　?。?）可靠—應(yīng)滿足電力用戶對(duì)供電可靠性和連續(xù)性的要求。</p><p>　?。?）優(yōu)質(zhì)—應(yīng)滿足電力用戶對(duì)電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量的要求。</p><p>　?。?）經(jīng)濟(jì)——應(yīng)使供配電系統(tǒng)投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能的節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。</p><p

19、>　　我們這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文題目是：三明技術(shù)學(xué)院低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。作為高校，隨著?？平逃ぷ鞯耐七M(jìn)和未來(lái)幾年國(guó)網(wǎng)學(xué)院的繼續(xù)擴(kuò)招，對(duì)學(xué)校的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)特別是電力設(shè)施建設(shè)將提出相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。因此，我們這次做供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要作到未雨綢繆，為未來(lái)發(fā)展提供足夠的空間；這主要表現(xiàn)在電力變壓器及一些相當(dāng)重要的配電線路上，應(yīng)力求在滿足現(xiàn)有需求的基礎(chǔ)上從大選擇，以避免一臺(tái)變壓器或一組變壓器剛服役不到幾年又因?yàn)槿萘繂?wèn)題而光榮下崗的情況的發(fā)生。

20、</p><p>　　總之一句話：定位現(xiàn)實(shí)，著眼未來(lái)；以發(fā)展的眼光來(lái)設(shè)計(jì)此課題，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹執(zhí)行國(guó)家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，做到保障人身安全，供電可靠，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。在設(shè)計(jì)中，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)，以及地區(qū)供電特點(diǎn)，合理確定設(shè)計(jì)方案。還應(yīng)注意近、遠(yuǎn)期結(jié)合，以近期為主。設(shè)計(jì)中盡量采用符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的電氣產(chǎn)品。</p><p>　　2 供配電系統(tǒng)

21、設(shè)計(jì)的規(guī)范</p><p>　　供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹執(zhí)行國(guó)家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，做到保障人身安全，供電可靠，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。</p><p>　　2.1 負(fù)荷分級(jí)及供電要求</p><p>　　電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失及影響的程度分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)負(fù)荷。獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組，供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常的專用饋電線路，以及蓄

22、電池和干電池可作為應(yīng)急電源。二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)，應(yīng)由兩線路供電。必要時(shí)采用不間斷電源（UPS）。</p><p>　　2.1.1 一級(jí)負(fù)荷</p><p>　　一級(jí)負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡者；或?qū)⒃谡紊?，?jīng)濟(jì)上造成重大損失者；或中斷將影響有重大政治經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作者。</p><p>　　就學(xué)校供配電這一塊來(lái)講，我?，F(xiàn)沒(méi)有一級(jí)用電負(fù)荷。</p

23、><p>　　2.1.2 二級(jí)負(fù)荷</p><p>　　二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在政治上，經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生較大損失的負(fù)荷，如主要設(shè)備損壞，大量產(chǎn)品報(bào)廢等；或中斷供電將影響重要的用電單位正常的工作負(fù)荷，如交通樞紐、通信樞紐等；或中斷供電將造成秩序混亂的負(fù)荷等。</p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中：三明職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)有的二級(jí)負(fù)荷有：消防水泵，應(yīng)急照明，醫(yī)院急診室用電設(shè)備，教培中心會(huì)

24、議用電，保衛(wèi)處用電設(shè)備，學(xué)校大門照明與門禁系統(tǒng)，東、西區(qū)水泵，教學(xué)樓照明。</p><p>　　2.1.3 三級(jí)負(fù)荷</p><p>　　三級(jí)負(fù)荷為不屬于前兩級(jí)負(fù)荷者。對(duì)供電無(wú)特殊要求。</p><p>　　三明職業(yè)技術(shù)學(xué)院除了前面羅列的二級(jí)負(fù)荷外，全為三級(jí)負(fù)荷。</p><p><b>　　2.2 無(wú)功補(bǔ)償</b>&l

25、t;/p><p>　　供配電設(shè)計(jì)中正確選擇電動(dòng)機(jī)、變壓器的容量，降低線路的感抗。當(dāng)工藝條件適當(dāng)時(shí)，應(yīng)采取同步電機(jī)或選用帶空載切除的間歇工作制設(shè)備等，提高用電單位自然功率因數(shù)措施后，仍達(dá)不到電網(wǎng)合理運(yùn)行要求時(shí)，還可以采用并聯(lián)電力電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置；合理時(shí)，還可采用同步電動(dòng)機(jī)。當(dāng)采用電力電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，應(yīng)就地平衡補(bǔ)償。低壓部分的無(wú)功功率應(yīng)由低壓電容器補(bǔ)償；高壓部分的無(wú)功功率應(yīng)由高壓電容器補(bǔ)償。容量較大，負(fù)荷

26、平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備的無(wú)功功率應(yīng)就地補(bǔ)償、集中補(bǔ)償。在環(huán)境正常的車間內(nèi)，低壓電容器應(yīng)分散補(bǔ)償。</p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償容量應(yīng)按照無(wú)功功率曲線或無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算確定。當(dāng)補(bǔ)償?shù)蛪夯緹o(wú)功功率的電容器組，常年穩(wěn)定的無(wú)功功率，經(jīng)常投入運(yùn)行的變壓器或配變電所內(nèi)投切次數(shù)較少的高壓電動(dòng)機(jī)及高壓電容器組時(shí)，應(yīng)采用手動(dòng)投切的無(wú)功補(bǔ)償裝置。當(dāng)為避免過(guò)補(bǔ)償時(shí)，裝設(shè)無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置，在經(jīng)濟(jì)合理時(shí)只有裝設(shè)無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置才能滿足在各

27、種運(yùn)行負(fù)荷的情況下的電壓偏差允許時(shí)，應(yīng)裝設(shè)無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。當(dāng)采用高低壓自動(dòng)補(bǔ)償裝置效果相同時(shí)，應(yīng)采用低壓自動(dòng)補(bǔ)償裝置。</p><p>　　為基本滿足上述要求，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)把無(wú)功補(bǔ)償裝置統(tǒng)一裝設(shè)在變壓器的低壓母線側(cè)。這樣的補(bǔ)償，可以選擇相對(duì)較小容量的變壓器，節(jié)約初期投資。對(duì)于容量較大，并且功率因數(shù)很低的用電負(fù)荷采用單獨(dú)集中補(bǔ)償。</p><p>　　2.3 高、低壓配線</p>

28、;<p>　　高、低壓配電網(wǎng)常用電氣主接線形式有：放射式、樹(shù)干式、環(huán)形等基本接線形式。</p><p><b>　　2.3.1 放射式</b></p><p>　　放射式接線的特點(diǎn)是其引出線發(fā)生故障時(shí)互不影響，因此供電可靠性較高。但在一般情況下，其有色金屬消耗量較多，采用的開(kāi)關(guān)設(shè)備較多。多用于設(shè)備容量較大或?qū)╇娍煽啃砸筝^高的設(shè)備配電。</p&g

29、t;<p><b>　　2.3.2 樹(shù)干式</b></p><p>　　樹(shù)干式接線的特點(diǎn)與放射式相反，一般情況下，樹(shù)干式接線采用的開(kāi)關(guān)設(shè)備較少，有色金屬消耗量也較少，但當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，影響范圍較大，因此供電可靠性較低。</p><p><b>　　2.3.3 環(huán)形</b></p><p>　　高壓環(huán)形接線，

30、實(shí)質(zhì)上是兩端供電的樹(shù)干式接線，這種接線在現(xiàn)代城市電網(wǎng)中應(yīng)用很廣。為了避免線路上發(fā)生故障時(shí)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，也為了便于實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)的選擇性，環(huán)形線路中有一段斷開(kāi)。為了便于切換操作，環(huán)形線路中的開(kāi)關(guān)多采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)。供電可靠性較高；在一段線路發(fā)生故障時(shí)，都不致造成供電中斷，但易發(fā)生誤操作。</p><p>　　圖2-1 低壓配電主接線形式</p><p>　　在正常環(huán)境的車間或建筑物內(nèi)，當(dāng)大部分用

31、電設(shè)備為中小容量，并且無(wú)特殊要求的時(shí)候，應(yīng)采用樹(shù)干式配電。當(dāng)用電設(shè)備為大容量時(shí)，或負(fù)荷性質(zhì)重要，或在有特殊要求的建筑物內(nèi)，應(yīng)采用放射式配電。對(duì)供電可靠性要求高時(shí)，采用環(huán)形接線。我學(xué)校接線較多，采用樹(shù)干式與放射式相結(jié)合的方式供電，既可以節(jié)約成本，又能保證供電可靠性。</p><p>　　3 學(xué)?，F(xiàn)有配電系統(tǒng)的分析</p><p><b>　　3.1全院負(fù)荷調(diào)查</b>&

32、lt;/p><p>　　3.1.1 學(xué)院概況及變電所現(xiàn)有分區(qū)</p><p>　　三明職業(yè)技術(shù)學(xué)院是經(jīng)福建省人民政府批準(zhǔn)設(shè)立，國(guó)家教育部備案的一所公立全日制普通高等專科學(xué)校，是在優(yōu)化整合原三明業(yè)余大學(xué)、三明財(cái)經(jīng)學(xué)校、三明衛(wèi)生學(xué)校、三明輕紡工業(yè)學(xué)校等教育資源基礎(chǔ)上組建的綜合性高職院校，具有幾十年的優(yōu)良辦學(xué)傳統(tǒng)和扎實(shí)的辦學(xué)基礎(chǔ)。學(xué)院規(guī)劃占地325畝，已有建筑面積8萬(wàn)多平方米，擁有教學(xué)儀器設(shè)備總值1

33、540萬(wàn)元，圖書(shū)館藏書(shū)20萬(wàn)余冊(cè)，期刊600多種；已建成校園網(wǎng)和護(hù)理專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、會(huì)計(jì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)代物流專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、公共實(shí)驗(yàn)室、輕紡實(shí)訓(xùn)中心、機(jī)電實(shí)訓(xùn)中心、數(shù)控實(shí)訓(xùn)中心和現(xiàn)代語(yǔ)音室等,擁有教學(xué)用計(jì)算機(jī)600多臺(tái)，實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地9個(gè)，校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地50多個(gè)，教室全部配多媒體教學(xué)設(shè)備</p><p>　　三明職業(yè)技術(shù)學(xué)院現(xiàn)有師生5000余人，變電所共記有一處，僅架設(shè)了2臺(tái)630千伏安的變壓器。其管轄范圍如下：辦公樓、教學(xué)

34、樓、圖書(shū)館、學(xué)生食堂、衛(wèi)生室、學(xué)生公寓、鍋爐房、體育館、路燈、實(shí)訓(xùn)樓?，F(xiàn)有的變壓器容量?jī)H僅只能滿足學(xué)校用電需求。隨著教學(xué)的發(fā)展，多媒體、空調(diào)等電氣大量應(yīng)用，用電負(fù)荷不斷攀升，電壓不穩(wěn)定等問(wèn)題日漸明顯，用電高峰期經(jīng)常要對(duì)學(xué)生公寓采取輪流停電等減負(fù)措施。</p><p>　　3.1.2 學(xué)院配電系統(tǒng)圖</p><p>　　圖3-1直觀、詳細(xì)的表現(xiàn)出學(xué)院的供電現(xiàn)狀。學(xué)院采用雙電源供電，一側(cè)電源停

35、止供電時(shí)，學(xué)院總負(fù)荷可臨時(shí)由另側(cè)電源供電，保證了供電可靠性。母線采用單線分段方式，運(yùn)行靈活。高壓側(cè)采用放射式接線，另外放射式線路之間互不影響，因此供電可靠性較高。</p><p>　　圖3-1 學(xué)院供電系統(tǒng)圖</p><p><b>　　3.1.3負(fù)荷統(tǒng)計(jì)</b></p><p>　　負(fù)荷估測(cè)，就是對(duì)學(xué)院各樓宇用電量調(diào)查，通過(guò)對(duì)學(xué)院各樓宇用電

36、量的分析，可以對(duì)學(xué)院的負(fù)荷分布有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。通過(guò)對(duì)學(xué)院總用電量的分析，可以反過(guò)來(lái)計(jì)算出各樓宇的用電情況，對(duì)后文計(jì)算學(xué)院負(fù)荷中心有很大幫助。</p><p>　　表3.1 學(xué)校樓宇負(fù)荷估測(cè)表</p><p><b>　　續(xù) 表</b></p><p>　　3.2 學(xué)院用電量的統(tǒng)計(jì)與配電分析</p><p>　　表3-2

37、和圖3-2是三年來(lái)三明職業(yè)技術(shù)學(xué)院各個(gè)用電負(fù)荷的年總用電量。通過(guò)比較，可以發(fā)現(xiàn)：三年來(lái)該學(xué)院量是逐年遞增的，且增幅較大；中心變是學(xué)院的大負(fù)荷，將近學(xué)院總負(fù)荷的70% 。從圖3-3中可以看出：6、7、12、1四月是學(xué)院的用電高峰期。</p><p>　　表3.2 近三年學(xué)校用電量</p><p>　　圖3-2 12、13、14用電量比較</p><p>　　圖3-3

38、 2014各月用電量比較</p><p>　　3.3 對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的評(píng)價(jià)</p><p>　　現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，包括企事業(yè)的飛速發(fā)展，已經(jīng)越來(lái)越緊密地與電聯(lián)系在一起?？梢哉f(shuō)：沒(méi)有電，就沒(méi)有現(xiàn)代文明的進(jìn)步。經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠的供電質(zhì)量對(duì)現(xiàn)代文明的發(fā)展更是如虎添翼。三明職業(yè)技術(shù)學(xué)院也一樣，正因?yàn)橛辛诉@樣的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，學(xué)院的發(fā)展才如此的迅速，總的來(lái)說(shuō)，學(xué)院現(xiàn)有的供配電系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)：</p

39、><p>　　(1) 選址位置基本位于負(fù)荷中心，減少了電纜長(zhǎng)度（即有色金屬的耗量）節(jié)約了成本。供電距離都不是很長(zhǎng)，電壓損失較小，供電質(zhì)量高。</p><p>　　(2) 變電所區(qū)域管轄范圍比較合理，通常1、2臺(tái)變壓器管理一個(gè)區(qū)域，供電可靠性較高，供電不會(huì)出現(xiàn)緊張狀況，監(jiān)管和維護(hù)也比較容易。</p><p>　　(3) 由于這是學(xué)校單位，每年都有寒暑兩季假期，在這一期間，

40、學(xué)生宿舍，教學(xué)樓等平時(shí)用電負(fù)荷很大的場(chǎng)所，這時(shí)候用電量都大幅度的萎縮，減小。故，現(xiàn)有系統(tǒng)的低壓聯(lián)絡(luò)線設(shè)置得是很合理的，在假期中節(jié)約了大量的能源。</p><p><b>　　缺點(diǎn)如下：</b></p><p>　　(1) 中心配電室建在實(shí)訓(xùn)樓一、二樓，對(duì)在實(shí)訓(xùn)樓的工作人員產(chǎn)生了較嚴(yán)重的噪聲影響，建議改建該配電室。</p><p>　　(2) 中

41、心配電室部分電氣設(shè)備存在老舊問(wèn)題，若條件允許，建議整改。</p><p><b>　　4 總體規(guī)劃設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1變配電臺(tái)區(qū)選址、變配電所布置</p><p>　　4.1.1變配電所的選址</p><p>　　把中壓配電電壓（6-10kv）轉(zhuǎn)變成低壓配電電壓（0.4kv）的場(chǎng)所統(tǒng)稱變配電所，變配電

42、所的設(shè)計(jì)和規(guī)劃要做到安全和經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一，應(yīng)保證有充足的電力，以滿足供電可靠性和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的要求，并應(yīng)考慮環(huán)保和標(biāo)準(zhǔn)化等方面的要求。</p><p>　　變配電所址選擇原則：</p><p>　　盡量靠近負(fù)荷中心，以減少配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗、和有色金屬消耗量。</p><p>　　(2)進(jìn)出線方便，特別是采用架空線出現(xiàn)時(shí)要考慮這一點(diǎn)。</p>&l

43、t;p>　　(3)接近電源側(cè)，對(duì)總變、配電所特別要考慮這一點(diǎn)。</p><p>　　(4)設(shè)備運(yùn)輸方便。</p><p>　　(5)盡量避開(kāi)劇烈震動(dòng)和高溫場(chǎng)所。</p><p>　　(6)不宜設(shè)在多塵和有腐蝕性氣體的場(chǎng)所；當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，則應(yīng)設(shè)在污染源的上風(fēng)側(cè)。</p><p>　　(7)不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他常積水的正下方，且不易于上

44、述場(chǎng)所相貼臨。</p><p>　　(8)不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不易設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗鄰時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50058-1992《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。</p><p>　　(9)高壓配電所應(yīng)盡量與車間變電所或有大量高壓用電設(shè)備的廠房合建。</p><p>　　(10

45、)不應(yīng)妨礙企業(yè)或車間的發(fā)展，應(yīng)與當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)總體規(guī)劃相協(xié)調(diào)，并適當(dāng)考慮今后擴(kuò)建的可能。</p><p>　　根據(jù)以上原則我們分析:負(fù)荷中心位于圖書(shū)館東南角，緊靠學(xué)校東西主干道，將配電所建在這里顯然是不適合的，負(fù)荷中心南側(cè)是教學(xué)樓，配電室不能建在這里，東側(cè)是樹(shù)林，西側(cè)是圖書(shū)館，也不能滿足要求，所以我們決定，將配電室還建在食堂樓，但做出一點(diǎn)改變。將配電室的高、低壓側(cè)都放在食堂負(fù)一樓。將現(xiàn)有的中心配電室低壓側(cè)擴(kuò)建，以滿足配

46、電室對(duì)空間的需求。</p><p>　　4.1.2 變配電所布局</p><p>　　變配電所的設(shè)備布局，包括高低壓配電柜、變壓器室、補(bǔ)償電容、控制室。著重于平面布置。控制室應(yīng)位于運(yùn)行方便、電纜較短、朝向良好和便于觀察屋外主要設(shè)備的地方。控制柜的排列布置，宜與配電裝置的間隔排列次序相對(duì)應(yīng)?？刂剖业慕ㄖ瑧?yīng)按變電所的規(guī)劃容量在一期工程中一次建成。</p><p>　　

47、變電所內(nèi)的布置應(yīng)合理緊湊，便于值班人員操作、檢修、試驗(yàn)和搬運(yùn)，配電裝置的安放布置應(yīng)保證具有規(guī)定的最小允許通道寬度。具體布置要求如下：</p><p>　　（1）配電室、控制室和值班室可以開(kāi)窗，對(duì)采光、通風(fēng)等有利。變壓器室和電容器室需要有良好的自然通風(fēng)，但通風(fēng)、采光均必須采取防止小動(dòng)物進(jìn)入的措施。應(yīng)對(duì)門窗、電纜、電線用的管溝、槽等出入口處，采取防止小動(dòng)物進(jìn)入的措施。因?yàn)樾?dòng)物進(jìn)入室內(nèi)會(huì)造成電氣設(shè)備事故，如老鼠咬傷電

48、纜，蛇、貓等造成電氣設(shè)備短路。</p><p>　?。?）配電設(shè)備的布置必須遵循安全、可靠、適用和經(jīng)濟(jì)的原則，并應(yīng)便于安裝、操作、搬運(yùn)、檢修、試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)。應(yīng)合理布置變電所內(nèi)各室的相對(duì)位置，高壓配電宅與電容器室、低壓配電室與電力變壓器室應(yīng)相互鄰近，且便于進(jìn)、出線，控制室、值班室(及輔助間)的位置應(yīng)便于值班人員的工作管理.</p><p>　?。?）變電所內(nèi)不允許采用可燃材料裝修，不允許各種水

49、管、熱力管道和可燃?xì)怏w管道從變電所內(nèi)通過(guò)，變電所內(nèi)不宜設(shè)置廁所和衛(wèi)生間等。</p><p>　?。?）變電所內(nèi)配電裝置的設(shè)置應(yīng)符合人身安全和防火要求，對(duì)于電氣設(shè)備載流部分要采用金屬網(wǎng)或金屬欄桿隔離出一定的安全距離。</p><p>　?。?）高壓開(kāi)關(guān)柜有靠墻安裝和離墻安裝等兩種安裝方式。若變電所采用電纜出線，可采用靠墻安裝方式，以減少配電室的建筑面積；根據(jù)出線回路數(shù)和負(fù)荷類型來(lái)確定采用架空

50、出線或電纜出線。若出線回路數(shù)較多或?yàn)楦邏弘妱?dòng)機(jī)供電的線路．宜采用電纜出線。</p><p>　　根據(jù)以上要求。我們決定：將學(xué)院中心配電室的變壓器室；高、低壓配電室；值班室放在一起，安排在實(shí)訓(xùn)樓一樓。與原來(lái)相比，去除了高壓值班室，節(jié)省了人力，也提高了工作效率。并且將配電室安排在一樓，一定程度上了對(duì)實(shí)訓(xùn)樓的噪聲起到抑制作用。具體布置如下圖所示：</p><p>　　圖4-1 配電室布置圖&l

51、t;/p><p><b>　　4.2變壓器選擇</b></p><p><b>　　變壓器的選取原則：</b></p><p>　　(1) 變壓器臺(tái)數(shù)的選取</p><p>　　電力變壓器臺(tái)數(shù)的選取應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的特點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、節(jié)能和降低工程造價(jià)等因素綜合確定。如果周圍環(huán)境因素惡劣，選用具有防塵、防腐

52、性能的全密閉電力變壓器BSL1型；對(duì)于高層建筑，地下建筑，機(jī)場(chǎng)等消防要求高的場(chǎng)所，宜選用干式電力變壓器SLL、SG、SGZ、SCB型；如電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大而不能滿足用電負(fù)荷的要求時(shí)，則應(yīng)選用有載調(diào)壓電力變壓器，以改善供電電壓的質(zhì)量。</p><p>　　對(duì)于一般車間、居民住宅、機(jī)關(guān)學(xué)校等，如果一臺(tái)變壓器能滿足用電負(fù)荷需要時(shí)，宜選用一臺(tái)變壓器，其容量大小由計(jì)算負(fù)荷確定，但總的負(fù)荷通常在1000KV以下，且用電負(fù)荷變化

53、不大。對(duì)于有大量一、二級(jí)用電負(fù)荷或用電負(fù)荷季節(jié)性（或晝夜）變化較大，或集中用電負(fù)荷較大的單位，應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)及以上的電力變壓器。如有大型沖擊負(fù)荷，為減少對(duì)照明或其它用電負(fù)荷的影響，應(yīng)增設(shè)獨(dú)立變壓器。對(duì)供電可靠性要求高，又無(wú)條件采用低壓聯(lián)絡(luò)線或采用低壓聯(lián)絡(luò)線不經(jīng)濟(jì)時(shí)，也應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)電力變壓器。選用兩臺(tái)變壓器時(shí)，其容量應(yīng)能滿足一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)仍能對(duì)一級(jí)和部分二級(jí)負(fù)荷供電。</p><p>　　變壓器的臺(tái)數(shù)一般

54、根據(jù)負(fù)荷等級(jí)、用電容量和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等條件綜合考慮確定?！?0kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范GB50053－94》中規(guī)定，當(dāng)符合以下條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及兩臺(tái)以上的變壓器：（1） 有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷；（2） 季節(jié)性負(fù)荷變化較大；（3） 集中負(fù)荷容量較大。</p><p>　　（2）變壓器類型的選擇</p><p>　　電力變壓器類型的選擇是指確定變壓器的相數(shù)、調(diào)壓方式、繞組形式、絕緣及冷卻方式、

55、聯(lián)結(jié)組別等。</p><p>　　變壓器按相數(shù)分，有單相和三相兩種。用戶變電所一般采用三相變壓器。</p><p>　　變壓器按調(diào)壓方式分，有無(wú)載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。10kV配電變壓器一般采用無(wú)載調(diào)壓方式。</p><p>　　變壓器按繞組形式分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器等。用戶供電系統(tǒng)大多采用雙繞組變壓器。</p><p>

56、　　變壓器按絕緣及冷卻方式分，有油浸式、干式和充氣式（SF6）等。</p><p>　　10kV配電變壓器有Yyn0和Dyn11兩種常見(jiàn)聯(lián)結(jié)組。由于Dyn11聯(lián)結(jié)組變壓器具有低壓側(cè)單相接地短路電流大，具有利于故障切除、承受單相不平衡負(fù)荷的負(fù)載能力強(qiáng)和高壓側(cè)三角形接線有利于抑制零序諧波電流注入電網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，從而在TN及TT系統(tǒng)接地形式的低壓電網(wǎng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　由上

57、面分析得出選擇變壓器的類型為干式、無(wú)載調(diào)壓、雙繞組、Dyn11聯(lián)結(jié)組。</p><p>　?。?）變壓器容量的選擇</p><p>　　先計(jì)算電力變壓器的二次側(cè)的總的計(jì)算負(fù)荷，并考慮無(wú)功補(bǔ)償容量，從而求得變壓器的一次側(cè)計(jì)算負(fù)荷，并作為選擇變壓器容量的重要依據(jù)。對(duì)于無(wú)特殊要求的用電部門，應(yīng)考慮近期發(fā)展，單臺(tái)電力變壓器的額定容量按總視在計(jì)算負(fù)荷值再加大15%~25%來(lái)確定，以提高變壓器的運(yùn)行效

58、率，但單臺(tái)變壓器的容量應(yīng)不超過(guò)1000KVA。對(duì)有兩臺(tái)變壓器的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺(tái)容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：</p><p>　?、贊M足總計(jì)算負(fù)荷70%的需要，即：</p><p>　　≈0.7 ； （4-1）</p><p>　?、跐M足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即：</p><p>　　≥

59、 （4-2）</p><p>　　電力變壓器的選擇，應(yīng)綜合供配電計(jì)算負(fù)荷、供電可靠性要求和用電單位的發(fā)展規(guī)劃等因素考慮，力求經(jīng)濟(jì)合理，滿足用電負(fù)荷的要求。但有一個(gè)不變的原則是：在保證供電可靠性的前提下，電力變壓器的臺(tái)數(shù)應(yīng)盡量的減少，盡可能的少。</p><p>　　表4.1 學(xué)校主變電所出線負(fù)荷表</p><p>　　已知，

60、電力線路的功率因數(shù)為0.9，根據(jù)上表中的各電力負(fù)荷的參數(shù)，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，如下所示：</p><p><b>　　有功計(jì)算負(fù)荷：</b></p><p>　　=4370.9+1520.8+490.8+1430.8+1220.8+3000.9+210.8</p><p><b>　　=1053（Kw）</b></p>

61、;<p><b>　　無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：</b></p><p>　　Q=P=10530.48=505Kvar</p><p>　　S===1170 KVA</p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償：（采用變壓器二次側(cè)并聯(lián)電容器的方式）</p><p>　　Q1==0.31053=316 Kvar （cos0.9cos0.

62、99）Q1</p><p><b>　　==1356kVA</b></p><p>　　≥0.71356=949.2kVA，同時(shí)又考慮到未來(lái)5-10年得負(fù)荷發(fā)展，初步取=1000kVA</p><p>　　主變壓器形式為：2*1000kVA無(wú)載調(diào)壓、雙繞組、Dyn11聯(lián)結(jié)、干式變壓器。</p><p><b>

63、　　4.2.1設(shè)備選擇</b></p><p><b>　　1、斷路器</b></p><p><b>　　選用原則： </b></p><p>　　（1）根據(jù)用途選擇斷路器的型式及極數(shù)，具體要求是： ①斷路器的額定工作電壓≥線路額定電壓； ②斷路器的額定短路通斷能力≥線路計(jì)算負(fù)載電流； ③斷路器的額定短

64、路通斷能力≥線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流（一般按有效值計(jì)算）； ④線路末端單相對(duì)地短路電流≥1.25倍斷路器瞬時(shí)（或短延時(shí)）脫扣整定電流⑤斷路器欠壓脫扣器額定電壓等于線路額定電壓； ⑥斷路器的分勵(lì)脫扣器額定電壓等于控制電源電壓； ⑦電動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的額定工作電壓等于控制電源電壓； ⑧斷路器用于照明電路時(shí)，電磁脫扣器的瞬時(shí)整定電流一般取負(fù)載電流的6倍。 （2）采取斷路器作為電動(dòng)機(jī)的短路保護(hù)時(shí)，瞬時(shí)脫扣器的整定電流為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)

65、電流的1.35倍（DW系列斷路器）或1.7倍（DZ系列斷路器）。 DZ20系列塑料外殼式斷路器適用于交流50Hz，額定絕緣電壓660V，額定工作電壓380 V（400 V）及以下，其額定電流至1250A 。一般作為配電用，額定電流200A和400A型的斷路器亦可作為保護(hù)電動(dòng)機(jī)用。在正常情況下，斷路器可分別作為線路不頻繁轉(zhuǎn)換及電動(dòng)機(jī)的不頻繁起動(dòng)之用。 （3）采用斷路器作為配電變壓器低壓側(cè)總開(kāi)</p><p>

66、　?。?）照明、生活用導(dǎo)線保護(hù)斷路器，是指在生活建筑中用來(lái)保護(hù)配電系統(tǒng)的斷路器，選用時(shí)應(yīng)考慮：長(zhǎng)延時(shí)整定值小于等于線路計(jì)算負(fù)載電流；瞬時(shí)動(dòng)作整定值等于(6—20)倍線路計(jì)算負(fù)載電流。DZ12系列塑料外殼式斷路器，體積小巧，結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)良可靠。主要裝在照明配電箱中，用于賓館、公寓、高層建筑、廣場(chǎng)、航空港、火車站和工商企業(yè)等單位的交流50Hz單相230V，三相380V及以下的照明線路中，作為線路的過(guò)載，短路保護(hù)以及在正常情況下作為線路的

67、不頻繁轉(zhuǎn)換之用。 （5）初步選定斷路器的類型和等級(jí)后，還要與上、下級(jí)開(kāi)關(guān)的保護(hù)特性進(jìn)行配合，以免越級(jí)跳閘，擴(kuò)大事故范圍。</p><p><b>　　2、隔離開(kāi)關(guān)</b></p><p>　　作用：隔離開(kāi)關(guān)是具有明顯斷開(kāi)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)，而且斷開(kāi)間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，可用于通斷有電壓而無(wú)負(fù)載的線路，還允許接通或斷開(kāi)空載的短線路、電壓互感器及有限容量的空載變

68、壓器。隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有滅弧裝置，因此不能用來(lái)切斷負(fù)荷電流或短路電流，否則在高壓作用下，斷開(kāi)點(diǎn)將產(chǎn)生強(qiáng)烈電弧，并很難自行熄滅，甚至可能造成飛弧（相對(duì)地或相間短路），燒損設(shè)備，危及人身安全，這就是所謂“帶負(fù)荷拉隔離開(kāi)關(guān)”的嚴(yán)重事故。隔離開(kāi)關(guān)還可以用來(lái)進(jìn)行某些的切換操作，以改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式。例如：在雙母線電路中，可以用隔離開(kāi)關(guān)將運(yùn)行中的電路從一條母線切換到另一條母線上。</p><p><b>　　3、熔斷器&

69、lt;/b></p><p>　　熔斷器是一種在短路或嚴(yán)重過(guò)載時(shí)利用熔化作用而切斷電路的保護(hù)電器，它主要由熔體和熔斷管組成。其中熔體既是敏感元件又是執(zhí)行元件。由易溶金屬制成，熔斷管用瓷、玻璃或硬制纖維制成。</p><p>　　當(dāng)電路發(fā)生故障或異常時(shí)，伴隨著電流不斷升高，并且升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或珍貴器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災(zāi)。若電路中正確地安置了熔斷器，

70、那么，熔斷器就會(huì)在電流異常升高到一定的高度和一定的時(shí)候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用。假如電路中安裝了斷路器就可以不用熔斷器，目前熔斷器一般多用于控制回路。</p><p><b>　　4、電容器</b></p><p>　　電力電容器分為串聯(lián)電容器和并聯(lián)電容器，它們都改善電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量和提高輸電線路的輸電能力，是電力系統(tǒng)的重要設(shè)備。

71、a、電力電容器的作用 串聯(lián)電容器的作用：</p><p>　?。?）提高線路末端電壓。串接在線路中的電容器，利用其容抗Xc補(bǔ)償線路的感抗XL，使線路的電壓降落減少，從而提高線路末端（受電端）的電壓，一般可將線路末端電壓最大可提高10%～20%。</p><p>　　（2） 降低受電端電壓波動(dòng)。當(dāng)線路受電端接有變化很大的沖擊負(fù)荷（如電弧爐、電焊機(jī)、電氣軌道等）時(shí)，串聯(lián)電容器能消除電壓

72、的劇烈波動(dòng)。 </p><p>　?。?） 改善系統(tǒng)潮流分布。在閉合網(wǎng)絡(luò)中的某些線路上串接一些電容器，部分地改變了線路電抗，使電流按指定的線路流動(dòng)，以達(dá)到功率經(jīng)濟(jì)分布的目的。 （4） 提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)線路故障被部分切除時(shí)，系統(tǒng)等效電抗急劇增加，此時(shí)，將串聯(lián)電容器進(jìn)行強(qiáng)行補(bǔ)償，即短時(shí)強(qiáng)行改變電容器串、并聯(lián)數(shù)量，臨時(shí)增加容抗Ｘc，使系統(tǒng)總的等效電抗減少，提高了輸送的極限功率，從而提高系統(tǒng)的動(dòng)穩(wěn)定

73、。</p><p>　　b、并聯(lián)電容器的作用 熱電技術(shù)聯(lián)盟并聯(lián)電容器并聯(lián)在系統(tǒng)的母線上，類似于系統(tǒng)母線上的一個(gè)容性負(fù)荷，它吸收系統(tǒng)的容性無(wú)功功率，這就相當(dāng)于并聯(lián)電容器向系統(tǒng)發(fā)出感性無(wú)功。因此，并聯(lián)電容器能向系統(tǒng)提供感性無(wú)功功率，系統(tǒng)運(yùn)行的功率因數(shù)，提高受電端母線的電壓水平，同時(shí)，它減少了線路上感性無(wú)功的輸送，減少了電壓和功率損耗，因而提高了線路的輸電能力。</p><p>　　對(duì)于

74、學(xué)校而言，電容器主要用于降低變壓器二次側(cè)電壓波動(dòng)。提高系統(tǒng)運(yùn)行的功率因數(shù)。，具體數(shù)值在變壓器選擇時(shí)計(jì)算出，在此不作闡述。電容器補(bǔ)償容量為：316kVar。</p><p><b>　　5、互感器</b></p><p>　　互感器是按比例變換電壓或電流的設(shè)備，互感器分為電壓互感器和電流互感器兩大類，其主要作用有：將一次系統(tǒng)的電壓、電流信息準(zhǔn)確地傳遞到二次側(cè)相關(guān)設(shè)備；將

75、一次系統(tǒng)的高電壓、大電流變換為二次側(cè)的低電壓（標(biāo)準(zhǔn)值）、小電流（標(biāo)準(zhǔn)值），使測(cè)量、計(jì)量?jī)x表和繼電器等裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并降低了對(duì)二次設(shè)備的絕緣要求；將二次側(cè)設(shè)備以及二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)高壓設(shè)備在電氣方面很好地隔離，從而保證了二次設(shè)備和人身的安全。</p><p>　　電壓互感器按原理分為電磁感應(yīng)式和電容分壓式兩類。前者多用于220千伏（kV）及以下各種電壓等級(jí)；后者則一般用于110kV以上的電力系統(tǒng)，在330～7

76、65kV超高壓電力系統(tǒng)中應(yīng)用較多。按用途，電壓互感器又分為測(cè)量用和保護(hù)用兩類：①電磁感應(yīng)式電壓互感器。工作原理與變壓器相同?；窘Y(jié)構(gòu)也是鐵芯和原、副繞組。特點(diǎn)是容量很小且比較恒定，正常運(yùn)行時(shí)接近于空載狀態(tài)。電壓互感器本身阻抗很小，一旦副邊發(fā)生短路，電流將急劇增加而燒毀線圈。為此，電壓互感器原邊接有熔斷器，副邊接地，以免原、副邊絕緣損壞時(shí)，副邊出現(xiàn)對(duì)地高電位而造成事故。②電容分壓式電壓互感器。在電容分壓器的基礎(chǔ)上制成。電容式電壓互感器多與

77、電力系統(tǒng)載波通信的耦合電容器合用，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)，降低造價(jià)。此時(shí)，它還需滿足通信運(yùn)行上的要求。</p><p>　　電流互感器工作原理、等值電路與一般變壓器相同，只是其原邊繞組串聯(lián)在被測(cè)電路中，且匝數(shù)很少；副邊繞組接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負(fù)載，近似短路。原邊電流（即被測(cè)電流）和副邊電流取決于被測(cè)線路的負(fù)載，與電流互感器副邊負(fù)載無(wú)關(guān)。電流互感器運(yùn)行時(shí)，副邊不允許開(kāi)路。因?yàn)樵谶@種情況下，原邊電流均成為勵(lì)磁電流，將

78、導(dǎo)致磁通和副邊電壓大大超過(guò)正常值而危及人身及設(shè)備安全。因此，電流互感器副邊回路中不允許接熔斷器，也不允許在運(yùn)行時(shí)未經(jīng)旁路就拆卸電流表及繼電器等設(shè)備。</p><p><b>　　4.3電氣主接線</b></p><p>　　電氣主接線是變電所由高壓電氣設(shè)備通過(guò)連線組成的接收和分配電能的電路。用規(guī)定的設(shè)備、文字符號(hào)，按其作用依次連接的電氣主接線單線圖稱作主接線圖。電氣主

79、接線根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足運(yùn)行可靠、簡(jiǎn)單靈活、操作方便、易于維護(hù)檢修、利于遠(yuǎn)方監(jiān)控和節(jié)約投資等要求。</p><p>　　發(fā)電廠、變電所的一次接線是由直接用來(lái)生產(chǎn)、匯聚、變換、傳輸和分配電能的一次設(shè)備的一次設(shè)備構(gòu)成的，又稱為電氣主接線。是發(fā)電廠（變電所）電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，也是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。它對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置的

80、配置起著決定性的作用，因此，主接線必須綜合考慮各方面因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后方可確定出正確、合理的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　電氣主接線應(yīng)滿足以下基本要求：</p><p>　?。?）具有一定的靈活性 </p><p>　　主接線在力求簡(jiǎn)單、明了、操作方便的同時(shí)，也要求有一定的靈活性，以適應(yīng)系統(tǒng)不同運(yùn)行方式的要求。1) 調(diào)度時(shí)，應(yīng)可以靈活的投入和切除發(fā)電機(jī)、變壓

81、器和線路，調(diào)配電源和負(fù)荷，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以及特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。2) 檢修時(shí)，可以方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的用電。3) 擴(kuò)建時(shí)，可以容易的從初期接線過(guò)渡到最終接線。在不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝機(jī)組、變壓器或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最小。</p><p>　?。?）操作應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單

82、、方便</p><p>　　主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰、操作方便，盡可能使操作步驟簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行人員掌握。復(fù)雜的接線不僅不便于操作，還往往會(huì)造成運(yùn)行人員的誤操作而發(fā)生事故。但接線過(guò)于簡(jiǎn)單，可能又不能滿足運(yùn)行方式的需要，而且也會(huì)給運(yùn)行造成不便或造成不必要的停電。</p><p><b>　　（3）可靠性 </b></p><p>　　供電可靠性是電力生產(chǎn)和

83、分配的首要任務(wù)，保證供電可靠性是電氣主接線最基本的要求。分析和研究主接線可靠性通常應(yīng)從以下幾方面綜合考慮：</p><p>　　1）變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用</p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，其可靠性應(yīng)與系統(tǒng)相適應(yīng)。例如：對(duì)一個(gè)中小型變電站的主接線就毋須要求過(guò)高的可靠性，也就沒(méi)有必要采取太復(fù)雜的接線形式；而對(duì)于一個(gè)大型發(fā)電廠或超高壓變電站，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位

84、很重要，供電容量大、范圍廣，發(fā)生事故可能使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行遭破壞，造成巨大損失。因此，其主接線應(yīng)采取供電可靠性高的接線形式。</p><p>　　2）變電站的運(yùn)行方式及負(fù)荷性質(zhì)</p><p>　　電能的特點(diǎn)是：發(fā)電、變電、輸電和用電同時(shí)完成。而負(fù)荷的性質(zhì)按其重要性又有Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅲ類之分。因此，根據(jù)發(fā)電廠的運(yùn)行方式和負(fù)荷的要求，進(jìn)行具體分析，以滿足必要的供電可靠性 。</p>

85、<p>　　3）斷路器檢修時(shí)是否會(huì)影響對(duì)用戶的供電。</p><p>　　4）設(shè)備和線路故障或檢修時(shí)，停電線路的多少和停電時(shí)間的長(zhǎng)短，以及能否保證對(duì)重要用戶的供電。 </p><p><b>　?。?）經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　主接線在保證安全可靠、操作靈活方便的基礎(chǔ)上，還應(yīng)使投資和年運(yùn)行費(fèi)用小，占地面積最少，使其盡地發(fā)揮經(jīng)

86、濟(jì)效益。一般應(yīng)當(dāng)從以下幾方面考慮：</p><p>　　1)投資小 2)占地面積少3)電能損耗少</p><p>　?。?）擴(kuò)建的可能性 </p><p>　　由于近年來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)高速發(fā)展，各地區(qū)的電力負(fù)荷的需求近年來(lái)增加的很快，因此，在選擇主接線時(shí)，要充分考慮到具有擴(kuò)建的可能性，并且預(yù)留出合適的擴(kuò)建空間。</p><p><

87、b>　　主接線的分類：</b></p><p><b>　?。?）單母線接線 </b></p><p>　　母線起匯集和分配電能的作用。每一條進(jìn)出線回路都組成一個(gè)接線單元，每個(gè)接線單元都與母線相連。</p><p>　　1）優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)</p><p>　　①接線簡(jiǎn)單（設(shè)備少）、清晰、明了；<

88、/p><p>　　②布置、安裝簡(jiǎn)單，配電裝置建造費(fèi)用低；</p><p>　　③斷路器與隔離開(kāi)關(guān)間易實(shí)現(xiàn)可靠的防誤閉鎖，操作安全、方便，母線故障的幾率低；</p><p>　　④易擴(kuò)建和采用成套式配電裝置。</p><p>　　2）缺點(diǎn)：不夠靈活可靠。</p><p>　?、僦髂妇€、母隔故障或檢修，全廠停電；</p&

89、gt;<p>　?、谌我换芈窋嗦菲鳈z修，該回路停電。 </p><p><b>　　3）適用范圍：</b></p><p>　?、傩⌒凸歉伤娬荆磁_(tái)以下或非骨干水電站發(fā)電機(jī)電壓母線的接線； </p><p>　?、?～10kV出線（含聯(lián)絡(luò)線）回路≤5回；</p><p>　

90、?、?5kV出線（含聯(lián)絡(luò)線）回路≤3回；</p><p>　?、?10kV出線（含聯(lián)絡(luò)線）回路≤2回。</p><p>　?。?）單母線分段接線</p><p>　　為了克服一般單母線接線存在的缺點(diǎn)，提高它的供電可靠性和靈活性，把單母線分成幾段，在每段母線之間裝設(shè)一個(gè)分段斷路器和兩個(gè)隔離開(kāi)關(guān)。每段母線上均接有電源和出線回路，便成為單母線分段接線。</p>

91、<p>　　1）單母線分段接線的優(yōu)點(diǎn)： </p><p>　?、儆脭嗦菲靼涯妇€分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路,有兩個(gè)電源供電。</p><p>　　②當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自</p><p>　　動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。</p><p>

92、;　　2）單母線分段接線的缺點(diǎn)：</p><p>　　①當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。</p><p>　　②當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。</p><p>　?、蹟U(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。</p><p>　　3）單母線分段接線的適用范圍：</p><p>

93、　?、?~10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)。</p><p>　　②35~63kV配電裝置出線回路數(shù)為4~8回時(shí)。</p><p>　　③110~220kV配電裝置出線回路數(shù)3~4時(shí)。</p><p>　?。?）單母線帶旁路母線的接線</p><p>　　有了旁路母線，檢修與它相連的任意回路的斷路器時(shí)，該回路便可以不停電，從而提高了供

94、電的可靠性。它廣泛地用于出線數(shù)較多的110kV及以上的高壓配電裝置中。而35kV及以下的配電裝置一般不設(shè)旁路母線，因?yàn)樨?fù)荷小，供電距離短，容易取得備用電源，有可能停電檢修斷路器，并且斷路器的檢修、安裝或更換均較方便。一般35kV以下配電裝置多為屋內(nèi)型，為節(jié)省建筑面積，降低造價(jià)都不設(shè)旁路母線。只有在向特殊重要的Ⅰ、Ⅱ類用戶負(fù)荷供電，不允許停電檢修斷路器時(shí)，才設(shè)置旁路母線。</p><p>　　帶有專用旁路斷路器的接

95、線，加裝了價(jià)高的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，增加了投資。供電可靠性有特殊需要或接入旁路母線的線路過(guò)多、難于操作時(shí)采用。為節(jié)約建設(shè)投資，可以不采用專用旁路斷路器。對(duì)于單母線分段接線，常采用以分段斷路器兼作旁路斷路器的接線。兩段母線均可帶旁路母線，正常時(shí)旁路母線不帶電。該出線路這種接線方式，對(duì)于進(jìn)出線不多，電壓為35~110kV的變電所較為適用，具有足夠的可靠性和靈活性。</p><p><b>　?。?）雙母線接線

96、</b></p><p>　　1）可輪流檢修母線而不影響供電</p><p>　　2）檢修任一母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只影響該回路供電</p><p>　　3）工作母線發(fā)生故障后，所有回路短時(shí)停電并能迅速恢復(fù)供電</p><p>　　4）可利用母聯(lián)斷路器代替引出線斷路器工作</p><p><b>　　

97、5）便于擴(kuò)建</b></p><p>　　6）由于雙母線接線的設(shè)備較多，配電裝置復(fù)雜，運(yùn)行中需要用隔離開(kāi)關(guān)切換電路，容易引起誤操作；投資和占地面積也較大 </p><p>　　表4-2 雙母線主接線方案比較</p><p>　　根據(jù)以上對(duì)電氣主接線的介紹，結(jié)合學(xué)院的供電特點(diǎn)，該學(xué)院10kV配電所主接線宜采用單母線分段接線

98、。</p><p>　　配電所專用電源線的進(jìn)線開(kāi)關(guān)宜采用斷路器或帶熔斷器的負(fù)荷開(kāi)關(guān)。</p><p>　　在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的一側(cè)，裝設(shè)高壓隔離開(kāi)關(guān)。</p><p>　　10kV母線的分段處，裝設(shè)斷路器。</p><p>　　配電所每段高壓母線上裝設(shè)避雷器。接在母線上的避雷器和電壓互感器，宜合用一組隔離開(kāi)關(guān)。架空進(jìn)出線上的避

99、雷器回路中，不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。</p><p>　　每段高壓母線上裝設(shè)2組電壓互感器。</p><p>　　用于檢測(cè)電源進(jìn)線電壓值。 </p><p>　　圖4-2 學(xué)院主變電所主接線圖</p><p><b>　　4.4防雷與接地</b></p><p>　　4

100、.4.1供配電系統(tǒng)的防雷</p><p>　　雷電的危害 雷電的破壞作用主要是雷電電流引起的。它的危害本可以分為兩種類型：一是雷直接擊在建筑物上發(fā)生的熱效應(yīng)作用和電動(dòng)力作用；而是雷電的二次作用，即雷電產(chǎn)生的靜電感應(yīng)作用和電磁感應(yīng)作用。</p><p>　　雷電流的熱效應(yīng)主要表現(xiàn)在雷電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生大量的熱能，可能燒斷導(dǎo)線，燒毀設(shè)備，引起火災(zāi)或爆炸。</p><p&g

101、t;　　雷電流的機(jī)械力作用能使被擊物破壞，擊毀桿塔或建筑物。</p><p>　　雷電流的電磁效應(yīng)和靜電感應(yīng)回產(chǎn)生過(guò)電壓，擊穿電氣設(shè)備的絕緣，甚至引起火災(zāi)和爆炸，造成人身傷亡事故。</p><p>　　雷擊損害內(nèi)部設(shè)備有多種途徑，基本上會(huì)有以下幾種表現(xiàn)形式：直擊雷擊、感應(yīng)雷擊、電磁脈沖輻射、雷擊的地電位反擊。</p><p>　　圖4-3 雷擊損壞設(shè)備的途經(jīng)<

102、;/p><p>　　1、過(guò)電壓及雷電的有關(guān)概念</p><p>　　過(guò)電壓是指在電氣線路或電氣設(shè)備上出現(xiàn)的超過(guò)正常工作要求的電壓。在電力系統(tǒng)中，按過(guò)電壓產(chǎn)生原因的不同，可分為內(nèi)部過(guò)電壓和外部過(guò)電壓（雷電過(guò)電壓）兩大類。</p><p><b>　?。?）內(nèi)部過(guò)電壓</b></p><p>　　內(nèi)部過(guò)電壓是由于電力系統(tǒng)本身的開(kāi)

103、關(guān)操作、發(fā)生故障或其他原因，使系統(tǒng)的工作狀態(tài)突然改變，從而在系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)電磁振蕩而引起的過(guò)電壓。分為操作過(guò)電壓和諧振過(guò)電壓兩種形式，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，內(nèi)部過(guò)電壓一般不會(huì)超過(guò)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)相電壓的3~4倍，因此對(duì)電力線路和電氣絕緣設(shè)備的威脅不是很大。</p><p><b>　?。?）雷電過(guò)電壓</b></p><p>　　雷電過(guò)電壓又稱外部過(guò)電壓或大氣過(guò)電壓，是由于電力系

104、統(tǒng)的設(shè)備或建筑物遭受來(lái)自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過(guò)電壓。有兩種基本形式：</p><p>　　1）直接雷擊 它是雷電直接擊中電氣設(shè)備、線路或建筑物，其過(guò)電壓引起強(qiáng)大的雷電電流通過(guò)這些物體放電入地，從而產(chǎn)生破壞性極大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，相伴的還有電磁效應(yīng)和閃絡(luò)放電。這種雷電過(guò)電壓又稱為“直擊雷”。</p><p>　　2）間接雷擊 它是有雷電對(duì)設(shè)備、線路或其他物體產(chǎn)生靜電感應(yīng)或電磁

105、感應(yīng)而引起的過(guò)電壓。這種雷電過(guò)電壓又稱為“感應(yīng)過(guò)電壓”或“感應(yīng)雷”。</p><p>　　感應(yīng)過(guò)電壓除了上述兩種形式外，還有一種是由于架空線路遭受直接雷擊或間接雷擊而引起的過(guò)電壓波，沿線路侵入變配電鎖或其他建筑物，這稱為“雷電波侵入”或“高點(diǎn)壓侵入”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電力系統(tǒng)中由于雷電波侵入而造成的雷害事故，占整個(gè)雷害事故的50%~70%，比例很大，因此對(duì)雷電波侵入的防護(hù)應(yīng)予以足夠的重視。</p><

106、p><b>　　2、防雷設(shè)備</b></p><p>　　接閃器，是指專門用來(lái)接受雷擊的金屬物體。接閃的金屬桿，稱為避雷針，接閃的金屬線，稱為避雷線，又稱為架空地線。接閃的金屬帶，稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)，稱為避雷網(wǎng)。</p><p><b>　?。?）避雷針?lè)览纂?lt;/b></p><p>　　以避雷針作為接閃器的防

107、雷電。避雷針通過(guò)導(dǎo)線接入地下，與地面形成等電位差，利用自身的高度，使電場(chǎng)強(qiáng)度增加到極限值的雷電云電場(chǎng)發(fā)生畸變，開(kāi)始電離并下行先導(dǎo)放電；避雷針在強(qiáng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生尖端放電；形成向上先導(dǎo)放電；兩者會(huì)合形成雷電通路，隨之泄入大地，達(dá)到避雷效果。 　　實(shí)際上，避雷裝置是引雷針，可將周圍的雷電引來(lái)并提前放電，將雷電電流通過(guò)自身的接地導(dǎo)體傳向地面，避免保護(hù)對(duì)象直接遭雷擊。</p><p><b>　?。?）避雷線防

108、雷電</b></p><p>　　是通過(guò)防護(hù)對(duì)象的制高點(diǎn)向另外制高點(diǎn)或地面接引金屬線的防雷電。根據(jù)防護(hù)對(duì)象的不同避雷線分為單根避雷線、雙根避雷線或多根避雷線。可根據(jù)防護(hù)對(duì)象的形狀和體積具體確定采用不同截面積的避雷線。避雷線一般采用截面積不小于35平方毫米的鍍鋅鋼絞線。它的防護(hù)作用等同于在弧垂上每一點(diǎn)都是一根等高的避雷針。</p><p><b>　?。?）避雷帶防雷電

109、</b></p><p>　　是指在屋頂四周的屋脊、屋檐上安裝金屬帶做接閃器的防雷電。避雷帶的防護(hù)原理與避雷線一樣，由于它的接閃面積大，接閃設(shè)備附近空間電場(chǎng)強(qiáng)度相對(duì)比較強(qiáng)，更容易吸引雷電先導(dǎo)，使附近尤其比它低的物體受雷擊的幾率大大減少。避雷帶的材料一般選用直徑不小于8毫米的圓鋼，或截面積不小于48平方毫米、厚度不少于4毫米的扁鋼。</p><p><b>　?。?）避

110、雷網(wǎng)防雷電</b></p><p>　　避雷網(wǎng)分明網(wǎng)和暗網(wǎng)。明網(wǎng)防雷電是將金屬線制成的網(wǎng)，架在建（構(gòu)）筑物頂部空間，用截面積足夠大的金屬物與大地連接的防雷電。暗網(wǎng)是利用建（構(gòu)）筑物鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋網(wǎng)進(jìn)行雷電防護(hù)。只要每層樓的樓板內(nèi)的鋼筋與梁、柱、墻內(nèi)的鋼筋有可靠的電氣連接，并與層臺(tái)和地樁有良好的電氣連接，形成可靠的暗網(wǎng)，則這種方法要比其他防護(hù)設(shè)施更為有效。無(wú)論是明網(wǎng)還是暗網(wǎng)，網(wǎng)格越密，防雷的可靠

111、性越好。</p><p><b>　　3、配電所的防雷</b></p><p>　　雖然目前人類還無(wú)法制止雷電的產(chǎn)生，但可以通過(guò)努力將雷擊的能量給予阻擋并將它泄放入大地，以避免它所帶來(lái)的災(zāi)害。雷擊及過(guò)電壓的保護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工作。</p><p>　　外部防雷:(安裝避雷針、避雷帶等)只能防止直擊雷擊，對(duì)于感應(yīng)雷擊、電磁脈沖輻射、雷擊的地電位侵入

112、和反擊卻無(wú)能為力，內(nèi)部設(shè)備仍然經(jīng)常遭到以上這幾種雷擊的損害，對(duì)雷電科學(xué)的研究需要和社會(huì)的發(fā)展、進(jìn)步相適應(yīng)。在作好外部防雷的同時(shí)更注重內(nèi)部防雷。</p><p>　　內(nèi)部防雷:是為保護(hù)建筑物內(nèi)部設(shè)備以及人員的安全而設(shè)置的。通過(guò)在需要保護(hù)設(shè)備的前端安裝合適的避雷器，使設(shè)備、線路、與大地形成一個(gè)有條件的等電位體。將可能進(jìn)入的雷電流阻攔在外，將因雷擊而使內(nèi)部設(shè)施所感應(yīng)到的雷電流得以安全泄放入地，能有效地防止感應(yīng)雷擊、電磁