住宅小區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計

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1、 住宅小區(qū)供電系統(tǒng)設(shè)計 目 錄 1 引言 1 2 負(fù)荷計算 2 2.1 供電負(fù)荷的分析 2 2.2 供電負(fù)荷的計算 3 3 供電方案的確定 5 3.1 主接線方案原則 5 3.2 主接線方案設(shè)計 5 3.3 低壓部分配電系統(tǒng) 6 4 變壓器及線路的選擇 8 5 短路計算 11 5.1 短路故障的形式 11 5.2 短路電流的計算 11 6 高、低壓設(shè)備的選擇 13 6.1 設(shè)備選擇的基本原則 13 6.2 高壓設(shè)備的選擇 14 6.3 低壓設(shè)備的選擇 15 7 繼電保

2、護(hù) 17 7.1 繼電保護(hù)的意義及設(shè)置原則 17 7.2 變壓器的繼電保護(hù) 17 8 變電所防雷與接地 19 9 電測量儀表 21 10 電梯雙電源互備投電路 23 結(jié) 論 25 參 考 文 獻(xiàn) 27 附錄： 28 1 引言 研究意義：近幾年來我國社會發(fā)展迅速，人民的生活水平有了很大提高，對居住環(huán)境的方便、安全、環(huán)保、舒適等方面提出了更高的要求。這使得住宅小區(qū)的供電系統(tǒng)要適應(yīng)小區(qū)的用電負(fù)荷及小區(qū)的規(guī)劃，從多方面考慮，設(shè)計出最合理的供電方案，以使供電系統(tǒng)的運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)、靈活、安全、可靠。 發(fā)展現(xiàn)狀：步入21世紀(jì)后，我國城市化正處于又一

3、新的發(fā)展階段，城市地區(qū)的住宅建筑林立，建筑標(biāo)準(zhǔn)越來越現(xiàn)代化，不同種類的小區(qū)對用電負(fù)荷的要求也不盡相同，但總體的趨勢是用電負(fù)荷有較大增高，在夏冬季節(jié)或用電高峰時段時，用電負(fù)荷有較大的波動，造成供電的不穩(wěn)定或是停電時有發(fā)生，為居民用電帶來了諸多不便，因此要求小區(qū)供電系統(tǒng)要具備更高的可靠性與安全性。隨著城市化進(jìn)程的逐年加快，城市用地更加緊張、用電負(fù)荷更加集中，城市的電力電網(wǎng)也逐步由架空向電纜過渡，老舊的配電方案以及變壓器、配電室等電力設(shè)備在安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性等方面都難以滿足時下的住宅用電負(fù)荷要求，由此對于小區(qū)的供電方案也有了新的要求。 發(fā)展趨勢：將來的供配電系統(tǒng)主要發(fā)展方向?yàn)樾⌒突?、?jié)能化及更

4、加自動化。目前對于供電系統(tǒng)的供電可靠性尚感不足，對于某些重要設(shè)備如消防設(shè)施、生活水泵、生活電梯的供電可靠性還有待提高。另外，低壓配電部分的安全性也需要更多的重視。 小區(qū)供電設(shè)計要考慮下列基本要求：

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13、 （1）安全性 需要達(dá)到相關(guān)技術(shù)規(guī)范與國家標(biāo)準(zhǔn)，且能夠保證人身和設(shè)備的安全。 （2）可靠性 需要滿足小區(qū)正常用電的電力負(fù)荷。 （3）靈活性 需要適用于多種運(yùn)行方式，以便于電氣設(shè)備的維修及切換，并適當(dāng)考慮未來的負(fù)荷發(fā)展情況。 （4）經(jīng)濟(jì)性 在符合上述要求的前提下，盡可能簡化設(shè)計方案，降低投資及設(shè)備運(yùn)行、維修的費(fèi)用，并減少線路有色金屬的消耗和電能的節(jié)約。

14、 2 負(fù)荷計算 2.1 供電負(fù)荷的分析 近年來我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)步入快車道，居民的生活水品不斷提高，越來越多的高能耗電器走進(jìn)我們的生活，普通家庭的用電需求不斷上漲，例如：空調(diào)、電炊具、電熱水器等，很多家庭裝有多個空調(diào)、彩電、冰箱，而且呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長態(tài)勢，根據(jù)以上現(xiàn)狀《江蘇省住宅設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》做出如下規(guī)定，一般而言高層的計算負(fù)荷可參考每戶6~8kW標(biāo)準(zhǔn)，小高層及多層可參考每戶4~6kW，除上述方法外還可參考50的建筑面積標(biāo)準(zhǔn)，本次設(shè)計是針對普通住宅小區(qū)的設(shè)計，根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，計算負(fù)荷取值6kW每戶。 本次設(shè)計共有兩個院，每棟高6層，則每單元為12戶，一號院為1~14棟，每兩棟設(shè)置一個戶外配電

15、箱，共計7個配電箱；二號院為15~26棟，每兩棟設(shè)置一個戶外配電箱，共計6個配電箱。每兩個配電箱設(shè)置一個配電屏，共計7個配電屏。由配電屏引出線路通向配電箱，再由配電箱引出線路通向樓棟單元，之后各單元在引出線路到各戶。 表2-1 負(fù)荷的初步劃分 變壓器 配電屏 配電箱 樓棟單元 1號 變壓器 1號 配電屏 1#配電箱 1棟、2棟 2#配電箱 3棟、4棟 2號 配電屏 3配電箱 5棟、6棟 4#配電箱 7棟、8棟 3號 配電屏 5#配電箱 9棟、10棟 6#配電箱 11棟、12棟 4號 配電屏 7#配電箱 13棟、14棟 8

16、#配電箱 15棟、16棟 2號 變壓器 5號 配電屏 9#配電箱 17棟、18棟 10#配電箱 19棟、20棟 6號 配電屏 11#配電箱 21棟、22棟 12#配電箱 23棟、25棟 7號 配電屏 13#配電箱 24棟、26棟 - - 2.2 供電負(fù)荷的計算 負(fù)荷計算公式： 有功計算負(fù)荷 無功計算負(fù)荷 視在計算負(fù)荷 計算電流 查閱資料得知：住宅用電負(fù)荷需要系數(shù)12戶時取值0.6；在25~100戶時取值0.45；100~200戶時取值0.35；大于260戶時取值0.3；生活用電功率因數(shù)取值，

17、則 （1）小區(qū)總的負(fù)荷計算 （2）單元的負(fù)荷計算 （3）配電箱的負(fù)荷計算： ① 1#、2#、3#、5#、6#、8#配電箱單元數(shù)相同，負(fù)荷相同 ② 4#、11#配電箱單元數(shù)相同，負(fù)荷相同 ③ 9#、10#、12#、13#配電箱單元數(shù)相同，負(fù)荷相同 經(jīng)以上計算結(jié)果列出下表： 表2-2 負(fù)荷計算的結(jié)果 負(fù) 荷 項 目 負(fù)荷容量 kW 有功負(fù)荷 kW 視在負(fù)荷 kVA 計算電流 A 1號 變壓器 1號 配電屏 1#配電箱 504 226.8 26

18、6.8 385.1 2#配電箱 504 226.8 266.8 385.1 2號 配電屏 3配電箱 504 226.8 266.8 385.1 4#配電箱 432 194.4 228.7 330.1 3號 配電屏 5#配電箱 504 226.8 266.8 385.1 6#配電箱 504 226.8 266.8 385.1 4號 配電屏 7#配電箱 432 194.4 228.7 330.1 8#配電箱 504 226.8 266.8 385.1 2號 變壓器 5號 配電屏 9#配電箱 57

19、6 259.2 304.9 440.1 10#配電箱 576 259.2 304.9 440.1 6號 配電屏 11#配電箱 432 194.4 228.7 330.1 12#配電箱 576 259.2 304.9 440.1 7號 配電屏 13#配電箱 576 259.2 304.9 440.1 - - - - - 3 供電方案的確定 3.1 主接線方案原則 在設(shè)計小區(qū)供電主接線方案時，要符合國家規(guī)范，合理布局，經(jīng)濟(jì)節(jié)約等，為適應(yīng)日益變化的新形勢還要有一定的超前意識，從而避免造成重復(fù)建設(shè)，資金浪費(fèi)，維護(hù)不便，還影

20、響居民的正常用電。 設(shè)計主接線方案時要符合下列要求： （1）安全性 需要達(dá)到相關(guān)技術(shù)規(guī)范與國家標(biāo)準(zhǔn)，且能夠保證人身和設(shè)備的安全。 （2）可靠性 需要滿足小區(qū)正常用電的電力負(fù)荷。 （3）靈活性 需要適用于多種運(yùn)行方式，以便于電氣設(shè)備的維修及切換，并適當(dāng)考慮未來的負(fù)荷發(fā)展情況。 （4）經(jīng)濟(jì)性 在符合上述要求的前提下，盡可能簡化主接線方案，降低投資及設(shè)備運(yùn)行、維修的費(fèi)用，并減少線路有色金屬的消耗和電能的節(jié)約。 3.2 主接線方案設(shè)計 圖3-1 主接線方案 3.3 低壓部分配電系統(tǒng) （1）配電屏至配電箱部分 本次設(shè)計是每兩棟樓設(shè)一個配電箱，小區(qū)的低壓配電箱共有1

21、3個，分別標(biāo)號為1#~13#配電箱，低壓配電屏設(shè)七個，1號配電屏為1#、2#配電箱配電，2號配電屏為3#~4#配電箱配電，3號配電屏為5#~6#配電箱配電，4號配電屏為7#~8#配電箱配電，5號配電屏為9#~10#配電箱配電，6號配電屏為11#~12#配電箱配電，7號配電屏為13#配電箱配電。 圖3-2 配電屏至配電箱部分 （2）配電箱至單元部分 每兩棟樓設(shè)一個配電箱，共計13個，配電箱為其下屬的單元配電。  圖3-3 配電箱至單元部分 4 變壓器及線路的選擇 4.1 變壓器臺數(shù)的選擇 在變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備是電力變壓器，它的主要任務(wù)

22、是提升或降低電力系統(tǒng)的電壓，以便于合理分配、使用和輸送電能。 選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮以下原則： （1）供電系統(tǒng)對正常的用電負(fù)荷要有足夠的可靠性。 （2）當(dāng)變電所的負(fù)荷因晝夜、季節(jié)而幅度較大時，且適宜以經(jīng)濟(jì)方式運(yùn)行時，可考慮接入兩臺變壓器。 （3）一般情況下，變電所適宜選用一臺變壓器，但對于負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級負(fù)荷，也可采用兩臺或更多的變壓器。 （4）在選擇變電所主變壓器臺數(shù)時，還應(yīng)考慮負(fù)荷未來的發(fā)展情況，預(yù)留出一定的容量。 就本次設(shè)計而言：適宜選用兩臺主變壓器，分別為兩個院供電，若某臺變壓器停止運(yùn)行時，另一臺則須承擔(dān)其負(fù)荷。 4.2 變壓器容量的選擇 （1

23、）對于只裝有一臺主變壓器的供電系統(tǒng)，主變壓器的容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負(fù)荷的需要，即 （2）裝有兩臺主變壓器時每臺變壓器的容量應(yīng)同時滿足下列兩個條件： ①當(dāng)任意一臺變壓器單獨(dú)承擔(dān)負(fù)荷時，須滿足約60%~70%的總計算負(fù)荷，即 ②當(dāng)任意一臺變壓器單獨(dú)承擔(dān)負(fù)荷時，須滿足所有的Ⅰ、Ⅱ級負(fù)荷，即 就本次設(shè)計而言，小區(qū)負(fù)荷等級為三級，只要考慮條件①：則兩個院的為2337.8kVA，選用兩個主變壓器的容量，經(jīng)計算得，取 4.3 變壓器型號的選擇 根據(jù)以上對變壓器的分析，查詢資料可知，變壓器型號選擇為SC9-1600/10，參數(shù)如下： 表4-1 SC9-1600/10變壓器參

24、數(shù) 型號 額定電壓 阻抗電壓（%） 空載損耗（W） 負(fù)載損耗（W） 空載電流（%） 連接組別 SC9-1600/10 10kV 6 1980 10850 0.7 Dyn11 4.4 線路的選擇 電源進(jìn)線由10kV城市電網(wǎng)引出兩路架空線路進(jìn)入變電站，在兩路電路進(jìn)線的主開關(guān)柜之前各裝設(shè)一臺高壓計量柜，計費(fèi)電能表通過電壓互感器及電流互感器接入電路中。 在選擇三相系統(tǒng)中導(dǎo)線的相線截面時可依照導(dǎo)線發(fā)熱條件來選，須使其允許載流量 不小于相線上的計算電流 ，即 在計算導(dǎo)線的允許載流量時，還要考慮溫度條件的影響，計算時要乘以溫度校正系數(shù)，其公式如下： （1） 變電所

25、進(jìn)線電纜的選擇 經(jīng)算得溫度校正系數(shù)為 ，即 查表4-2得知：可選用標(biāo)稱截面為35的油浸紙絕緣電纜。 校驗(yàn)發(fā)熱條件 油浸紙絕緣電纜的，發(fā)熱條件滿足。 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 對于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。 （2）配電箱電纜的選擇 1#、2#、3#、5#、6#、8#配電箱的計算電流 4#、11#配電箱的計算電流 9#、10#、12#、13#配電箱的計算電流 經(jīng)算得溫度校正系數(shù)為 ，即 查表4-2得知：1#、2#、3#、5#、6#、8#配電箱可選用標(biāo)稱截面為150的YJV型電纜；4#、11#配電箱可選用標(biāo)稱截面為120的YJV型電纜；9#、10#、12#、13#配電箱可

26、選用標(biāo)稱截面為185的YJV型電纜。 校驗(yàn)發(fā)熱條件 YJV型電纜的，發(fā)熱條件滿足。 YJV型電纜的，發(fā)熱條件滿足。 YJV型電纜的，發(fā)熱條件滿足。 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 對于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。 （3）單元電纜的選擇 經(jīng)算得溫度校正系數(shù)為 ，即 查表4-2得知：可選用標(biāo)稱截面為10的YJV型電纜。 校驗(yàn)發(fā)熱條件 油浸紙絕緣電纜的，發(fā)熱條件滿足。 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 對于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。 5 短路計算 5.1 短路故障的形式 三相系統(tǒng)的短路主要分為單相、兩相及三相短路三大類。單相短路只能發(fā)生在中性線引出的四線制系統(tǒng)及中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)中。一般情況下，三

27、相短路電流要大于單相與兩相短路電流，尤其對于電源距離供電系統(tǒng)較遠(yuǎn)時，三相短路電流最大，此時因系統(tǒng)短路而產(chǎn)生的危害也最為嚴(yán)重。為了保證電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備在處于最嚴(yán)重的短路情況下能夠可靠的工作，在選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備時，也都按照三相短路時的數(shù)值來校驗(yàn)。 5.2 短路電流的計算 本次設(shè)計小區(qū)采用兩路電源供電，由0.5KM處城市電網(wǎng)供電，斷流容量，一般基準(zhǔn)容量數(shù)值為100MVA，下面是采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路電流的計算過程： （1）確定基本值 取基準(zhǔn)容量 ，基準(zhǔn)電壓， 則： （2）相關(guān)元件在短路電路中的電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 查資料得知，因此 架空線路的電抗標(biāo)幺值

28、查表得知電纜的，因此 變壓器的電抗標(biāo)幺值 查表可知，因此 由此可繪制出短路等效電路圖： 圖5-1 短路等效電路圖 （3）點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值以及三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值 三相短路電流周期分量有效值 其他三相短路電流 三相短路容量 （4）點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值 三相短路電流周期分量有效值 其他三相短路電流 三相短路容量 表5-1 短路計算結(jié)果 點(diǎn) 14.8 37.7 22.3 268.8 點(diǎn) 35 64.4

29、 38.2 24.3 6 高、低壓設(shè)備的選擇 6.1 設(shè)備選擇的基本原則 （1）根據(jù)額定參數(shù)的選擇 在選用設(shè)備電器時，要求設(shè)備的額定電壓不低于安裝位置的額定電壓，即 同時要求其額定電流不低于實(shí)際通過設(shè)備的最大電流，即 （2）根據(jù)穩(wěn)定條件的選擇 系統(tǒng)發(fā)生短路故障后保護(hù)系統(tǒng)動作需要一定的時間，系統(tǒng)的供電設(shè)備要能夠承受一定時間內(nèi)的短路電流。 供電設(shè)備的熱穩(wěn)定是指電氣設(shè)備的載流導(dǎo)體通過最大電流時，其發(fā)熱溫度扔不超過允許短時發(fā)熱溫度，即 供電設(shè)備的動穩(wěn)定是指電氣設(shè)備通過最大短路沖擊電流，并承受相應(yīng)的電動力時，設(shè)備仍保持機(jī)械結(jié)構(gòu)完好能力，即 （3）根據(jù)斷流能

30、力的選擇 供電設(shè)備熔斷器、斷路器等開關(guān)設(shè)備，承擔(dān)著通斷電路的任務(wù)。設(shè)備的開斷電流一般應(yīng)大于所處位置可能發(fā)生的最大短路電流，或斷流容量一般應(yīng)大于所處位置可能發(fā)生的最大三相短路容量，即 或 進(jìn)行設(shè)備選擇時通常把額定參數(shù)與工作環(huán)境作為前期初選原則，而后將斷流能力與動熱穩(wěn)定性作為后續(xù)校驗(yàn)原則。以下為設(shè)備初選及校驗(yàn)項目： 表6-1 設(shè)備初選及校驗(yàn)項目 項目 額定電壓 kV 額定電流 A 斷流能力 kA或MVA 短路電流校驗(yàn) 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 斷路器 ○ ○ ○ ○ ○ 熔斷器 ○ ○ ○ － － 負(fù)荷開關(guān) ○ ○ ○ ○ ○ 隔離開

31、關(guān) ○ ○ － ○ ○ 限流電抗器 ○ ○ － ○ ○ 電流互感器 ○ ○ － ○ ○ 電壓互感器 ○ － － － － 支柱絕緣子 ○ － － ○ － 套管絕緣子 ○ ○ － ○ ○ 母線 － ○ － ○ ○ 電纜 ○ ○ － － ○ 設(shè)備校驗(yàn)項目（○表示需要校驗(yàn)項目 －表示無需要校驗(yàn)項目） 6.2 高壓設(shè)備的選擇 為了充分提高高壓設(shè)備運(yùn)行的可靠性，高壓電器應(yīng)根據(jù)其正常運(yùn)行時的額定電壓及額定電流來進(jìn)行初選，一些設(shè)備完成初選后還要驗(yàn)證其動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性條件，對于熔斷器和斷路器還要驗(yàn)證其斷流容量。

32、此外，還要考慮電氣設(shè)備的環(huán)境條件（如濕度、溫度、海拔、介質(zhì)狀態(tài)等）選用不同類型的高壓電器（如戶內(nèi)、戶外、熱帶型、加強(qiáng)絕緣型等）。對于有些電器的選用還要作更多的考慮（如斷路器、開關(guān)的操作頻度、互感器的負(fù)載和準(zhǔn)確等級、熔斷器的上下級選擇性配合等）。 變壓器高壓側(cè)的選擇標(biāo)準(zhǔn)： （1）額定參數(shù)：額定電壓，，即 額定電流，，即 （2）穩(wěn)定條件：沖擊電流，，即 熱穩(wěn)定，，即 （3）斷流能力：斷流容量，，即 根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)選擇如下高壓設(shè)備：高壓開關(guān)柜GG1A-10Q（F）、少油斷路器SN10—10I/630、隔離開關(guān)GN8-10T/200、電流互感器LQJ-10-200/5A

33、、電壓互感器JDZ-10Q、熔斷器RN1-10 表6-2 高壓電器校驗(yàn)的結(jié)果 項目 額定電壓 kV 額定電流 A 開斷電流 kA 短路電流校驗(yàn) 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 kA kA2s 校驗(yàn)結(jié)果 少油斷路器 SN10-10Ⅰ/630 10 630≥93 16≥14.8 40≥37.7 1024≥153 滿足 條件 隔離開關(guān) GN8-10T/400 10 400≥93 － 40≥ 37.7 980≥ 153 滿足 條件 電流互感器 LQJ-10-200/5A 10 200≥93 － 45≥37.7

34、 5625≥ 153 滿足 條件 電壓互感器 JDZ-10Q 10 － － － － 滿足 條件 熔斷器 RN1-10 10 150≥138.5 15.5≥14.8 － － 滿足 條件 （－表示無需要校驗(yàn)項目） 6.3 低壓設(shè)備的選擇 變壓器至母線間的選擇標(biāo)準(zhǔn)： （1）額定參數(shù)：額定電壓，，即 額定電流，，即 （2）穩(wěn)定條件：沖擊電流，，即 熱穩(wěn)定，，即 （3）斷流能力：斷流容量，，即 根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)選擇如下低壓設(shè)備：斷路器DW15-2500、刀開關(guān)HD18-2500 表6-3 低壓電器校驗(yàn)的結(jié)果 項目

35、 額定電壓 kV 額定電流 A 開斷電流 kA 短路電流校驗(yàn) 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 kA kA2s 校驗(yàn)結(jié)果 斷路器 DW15-2500 0.4 2500≥2309 60≥35 65≥64.4 3600≥858 滿足 條件 刀開關(guān) HD18-2500 0.4 2500≥2309 － 105≥64.4 2500≥858 滿足 條件 （－表示無需要校驗(yàn)項目） 配電屏至配電箱至樓棟單元設(shè)備的選擇： 1#至7#配電屏的計算電流分別為770.2A、715.2A、770.2A、770.2A、880.2A、770.2A、4

36、40.1A 1#、2#、3#、5#、6#、8#配電箱的計算電流為385.1A；4#、11#配電箱的計算電流為330.1A；9#、10#、12#、13#配電箱的計算電流為440.1A 樓棟各單元的計算電流為73.3A 根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)選擇如下低壓設(shè)備：刀開關(guān)HD17-1000與HD17-630，斷路器DZX10-630與DZX10-100 表6-4 配電屏至配電箱至樓棟單元設(shè)備的選擇 項目 設(shè)備 1#、2#、3#、4#、5#、6#配電屏 HD17-1000 7#配電屏 HD17-630 1#、2#、3#、5#、6#、8#配電箱 DZX10-630/400 9#、10#、1

37、2#、13#配電箱 DZX10-630/500 4#、11#配電箱 DZX10-630/350 各樓棟單元 DZX10-100/80 7 繼電保護(hù) 7.1 繼電保護(hù)的意義及設(shè)置原則 供電系統(tǒng)中繼電保護(hù)是系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要保證，是自動、迅速、準(zhǔn)確切除故障的重要環(huán)節(jié)，也是變壓器二次回路的重要組成。 繼電保護(hù)的任務(wù)： （1）在系統(tǒng)發(fā)生故障時，要準(zhǔn)確、自動、迅速的切除系統(tǒng)中的故障元件，以確保其余部分的正常供電。 （2）當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，正確反映電氣設(shè)備的故障運(yùn)行狀態(tài)，便于操作人員采取適當(dāng)措施，及時恢復(fù)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。 （3）與系統(tǒng)的故障部分電路自動重合閘或備用電源

38、的自投入等自動裝置相配合，從而使供電系統(tǒng)擁有足夠的可靠性。 設(shè)置的基本原則如下： （1）選擇性 當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，繼電保護(hù)裝置動作，有選擇性的把系統(tǒng)中故障部分切斷，從而使其余正常部分繼續(xù)運(yùn)行，最大限度的保障供電。 （2）快速性 電力系統(tǒng)由于其實(shí)時性的特點(diǎn)，要求在系統(tǒng)發(fā)生故障時繼電保護(hù)裝置能夠盡快動作，用最短的時間完成故障部分的切斷。 （3）靈敏性 繼電保護(hù)裝置的靈敏性決定了其在系統(tǒng)發(fā)生故障時是否做出動作，要根據(jù)具體情況來選擇最適合的靈敏度，以免做成誤動作或拒動作。 （4）可靠性 根據(jù)系統(tǒng)繼電保護(hù)的范圍和任務(wù)，當(dāng)保護(hù)裝置本應(yīng)動作卻未能動作時，稱為拒動作；當(dāng)電力系統(tǒng)的故障

39、部分不在保護(hù)范圍內(nèi)或系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)時，保護(hù)裝置本不該動作卻做出動作，稱為誤動作。保護(hù)裝置的誤動作與拒動作嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的可靠性，使系統(tǒng)不能安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。裝置的原理、接線方式等都直接影響了保護(hù)裝置的可靠性，因此須盡量選擇原理、接線方式簡單，可靠性高，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。 除了上述四項基本的原則外，在實(shí)際的選擇中還必需考慮其經(jīng)濟(jì)性，在能實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，盡量選用投資少、維護(hù)費(fèi)用低的保護(hù)裝置。 7.2 變壓器的繼電保護(hù) 變壓器定時限過流保護(hù)是變壓器的基本保護(hù)方式之一，選用DL型電磁式電流繼電器，變壓器過電流保護(hù)的動作電流為， 為保護(hù)線系數(shù)，取值為1；為

40、可靠系數(shù)，取值1.2；為繼電器的返回系數(shù)，取值0.85；為電流互感器的變流比。 變壓器過流保護(hù)的動作時限按級差原則整定，該動作時限要比變壓器二次側(cè)出線過流保護(hù)的最大動作時限大一個級差，取值0.5秒。 變壓器過流保護(hù)的靈敏性校驗(yàn)按下式計算 其中為變壓器二次側(cè)發(fā)生最小兩相短路的電流。 零序電流速斷保護(hù)也是變壓器基本保護(hù)方式之一，速斷保護(hù)動作電流要不小于變壓器二次側(cè)母線最大三相短路的電流，即 電流速斷保護(hù)靈敏性校驗(yàn)要依據(jù)變壓器一次側(cè)最小兩相短路電流進(jìn)行校驗(yàn) 過電流保護(hù)及速斷保護(hù)的計算 （1）過電流保護(hù)電流的整定 動作電流 選DL-11/10電流繼電器，動作電流

41、整定為5A 動作時間的整定 過流保護(hù)的靈敏性校驗(yàn) 滿足要求 （2）速斷保護(hù)電路的整定 選DL-11/100電流繼電器，動作電流整定為45A 電流速斷保護(hù)的靈敏性校驗(yàn) 滿足要求 8 變電所防雷與接地 變電所防雷保護(hù)的設(shè)計： 一般情況下，變配電所屋外防雷裝置，可選用避雷線或避雷針。避雷針可以單獨(dú)立桿，當(dāng)其受到雷擊時，避雷針及引下線處可能對附近建筑物等造成“反擊”，為了避免發(fā)生此類事故，要注意下述幾點(diǎn)： （1）要使被保護(hù)物與避雷針之間有足夠的距離，這個距離與建筑物的防雷等級有關(guān)，由于是針對變電所的防雷，距離取值為大于等于5米。 （2）避雷針不能

42、共用保護(hù)物自身的接地，應(yīng)另設(shè)獨(dú)立的接地裝置，兩者接地體之間也要有足夠的地中距離，距離取值為大于等于3米。 （3）避雷針及其引下線選擇位置時要盡可能在遠(yuǎn)離人員經(jīng)過的地方。一般與人行道及其他建筑物的出入口距離至少要大于3米，從而限制跨步電壓。 為防止雷電沖擊波沿高壓線路侵入配電所，對所內(nèi)的設(shè)備造成危害，尤其是價格高但絕緣能力相對薄弱的電力變壓器，可以在變壓器進(jìn)線處每根母線處裝設(shè)FS型閥型避雷器，且與變壓器的距離通常小于5米。避雷器的接地可以同變壓器外殼導(dǎo)電部分及低壓側(cè)接地中性點(diǎn)連接起來一同接地，如下圖所示： 變配電所的線路雷電波侵入防護(hù) 變壓器

43、的防雷保護(hù)及接地 圖8-1 變電所防雷與接地 變電所接地保護(hù)的設(shè)計： 對于同一系統(tǒng)中電壓及用途不相同的電氣設(shè)備，接地體可以只設(shè)置一個，其電阻阻值須滿足最小值的規(guī)定。如果接地裝置受到條件限制而不能做時，可以考慮選用絕緣臺來進(jìn)行電力設(shè)備的維護(hù)和操作。對于外殼導(dǎo)電的電力設(shè)備，一般還要進(jìn)行接零保護(hù)，通常裝設(shè)在靠近其電源的位置。 （1）單根垂直管形或棒形接地體的接地電阻 （2）多根垂直管形接地體并聯(lián)的接地電阻 實(shí)際的總接地電阻為 式中，為多根接地體并聯(lián)時的利用系數(shù)，可利用管間距離a與管長l之比及管子數(shù)n去查。由于該表所列未計及管子之間連接扁鋼的屏蔽作用，所以實(shí)際的略高于表中的數(shù)據(jù)，

44、由此計算所得的也略微偏高，這樣便能更好的滿足接地要求。 9 電測量儀表 9.1 變配電裝置的測量儀表 電量儀表是用于對系統(tǒng)裝置運(yùn)行的各項參數(shù)進(jìn)行測量并記錄或是進(jìn)行技術(shù)分析、核算電費(fèi)的儀表的總稱。 為了監(jiān)測供電系統(tǒng)的一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及計量一次系統(tǒng)消耗的電能，保證供電系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、安全和可靠合理的運(yùn)行，必須為供電系統(tǒng)中的裝置安裝電測量儀表。 根據(jù)不同用途來劃分，其主要為計量儀表與常用測量儀表兩大類。測量儀表用于對一次回路的電力運(yùn)行參數(shù)做測量、記錄的儀表，計量儀表用于對一次回路計費(fèi)、技術(shù)分析的計量儀表，即各種電能表。 （1）在配電系統(tǒng)的電源進(jìn)線上，必須裝設(shè)計費(fèi)用

45、的有功電能表與無功電度表，一般采用標(biāo)準(zhǔn)計量柜，為了了解負(fù)荷電流，進(jìn)線上還需裝設(shè)一只電流表。 （2）一般情況下電壓表須裝設(shè)在變配電所的三根母線上對電壓進(jìn)行測量。當(dāng)電力系統(tǒng)選用的運(yùn)行方式為中性點(diǎn)非有效接地時，每段母線上還須安裝絕緣檢測裝置。 （3）35/6~10kV的變壓器要在高壓側(cè)或低壓側(cè)裝設(shè)電流表、有功功率表、無功功率表、有功電能表和無功電能表各一只。10/0.4kV的變壓器，需在高壓側(cè)裝設(shè)電流表及有功功率表各一只，對于單獨(dú)經(jīng)濟(jì)核算的單位變壓器，還要裝設(shè)無功電能表一只。 （4）對于照明線路及不平衡度的三相負(fù)荷線路，需要通過電流表對每相上的電流進(jìn)行測量。對于負(fù)荷平衡的三相混合供電線路，可只

46、裝設(shè)單相有功電能表一只，實(shí)際電能為其計度的3倍。 9.2 電測量儀表的選擇和接線 為了對小區(qū)用電總量進(jìn)行計價，可在高壓側(cè)通過電壓互感器及電流互感器接入電能表來測量用電量，采取兩元件的三相電能表進(jìn)行測量，型號為DT2型；低壓側(cè)是在每個單元設(shè)置單元電表箱一個，采用單相電能表進(jìn)行測量，型號為DDSI866型，電能表的兩種接線方法分別如下: 圖9-1 高壓側(cè)兩元件三相電能表接線 圖9-2 單元處單相電能表接線 10 電梯雙電源互備投電路 10.1 備用電源自動投入的要求 備用電源自投入裝置簡稱為APD，其功能是在主電源線路因某些原因而中斷時，能夠把備用電源迅速

47、、自動的投入，以此來提高供電的可靠性。 備用電源自投入裝置有以下要求： （1）不論何種原因致使工作電源中斷，APD要動作。 （2）APD動作時，需要先將工作電源切斷，隨后再使備用電源投入。 （3）對于工作電源的一次故障，APD只能動作一次。 （4）當(dāng)系統(tǒng)中的電壓互感器二次側(cè)回路斷線時，APD不能誤動作。 （5）APD動作時間應(yīng)盡量短，以利于連續(xù)供電及電動機(jī)自啟動。 10.2 雙電源互備自動投入裝置 電梯的雙電源線互為備用，任一主電源消失時，另一路APD動作，雙電源進(jìn)線的兩個APD接線類似，互投控制回路如下： 圖10-1 電梯電源主電路 1#線路電壓回路

48、 2#線路電壓回路 圖10-2 線路的電壓回路 雙電源互為備投的APD接線原理圖： 圖10-3 雙電源互為備投的APD接線 （注：1KV-4KV為電壓繼電器 1U，1V，1W,2U,2V,2W分別為兩路電源電壓 、互感器二次電壓母線 1SA，2SA為兩路電源控制開關(guān) 1YO，2YO為斷路器合閘線圈 1KM，2KM為中間繼電器 1KS-4KS為信號繼電器 1KT，2KT為時間繼電器 1QF，2QF為斷路器輔助觸點(diǎn)） 正常狀態(tài)下電源1WL為主電源，2WL為備用電源，斷路器1QF在合閘狀態(tài)，控制電源的開關(guān)1SA在“合閘”位置，即觸

49、點(diǎn)5-8，6-7不通，16-13接通，1QF的輔助觸點(diǎn)常開閉合，長閉斷開。斷路器2QF在分閘狀態(tài)，控制電源的開關(guān)2SA在“分閘”位置，即觸點(diǎn)5-8，6-7，16-13均斷開。 當(dāng)主電源1WL因某些原因而斷開時，繼電器1KV與2KV失電，對應(yīng)的常閉觸點(diǎn)變?yōu)殚]合狀態(tài)，時間繼電器1KT動作，其延時閉合觸點(diǎn)1KT閉合，使1QF的跳閘線圈1YR通電，則1QF跳閘。之后，1QF（1-2）閉合引起2QF的線圈2YO接通，從而2QF完成合閘，即斷開了原先的工作電源并投入了備用電源，恢復(fù)了電梯的供電。 同樣的當(dāng)電源2WL為主電源，1WL為備用電源時，在2WL發(fā)生故障斷電時，也可以實(shí)現(xiàn)電源2WL的切除

50、與電源1WL的自動投入。在上圖中，虛框內(nèi)的觸點(diǎn)為對方斷路器保護(hù)回路的出口繼電器觸點(diǎn)，作用是閉鎖對方電路的APD功能。當(dāng)1QF因?yàn)閮?nèi)部故障而分閘時，1QF的保護(hù)裝置同時斷開了2QF的APD回路，從而避免了內(nèi)部故障分閘時的另一路APD的誤動作。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 劉介才，高仕斌，簡克良.工廠供電[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009. [2] 靖大為，張淑珍.城市供電技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2011. [3] 唐志平，楊胡萍，史國棟.供配電技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005. [4] 余健明，同向前，蘇文成.供電技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，

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53、永根，卞鎧生，王劍芬.工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊[M].北京：中高電力 出版社，1994. 附錄： 表4-2 電纜載流量對應(yīng)截面 電纜持續(xù)載流量（A） 電纜型號 額定電壓kV 標(biāo)稱截面（） 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 YJV <1 71 94 125 153 185 234 283 327 371 425 油浸紙 絕緣電纜 10 - 42 56 68 81 106 126 146 171 195 （油浸紙絕緣電纜工作溫度,環(huán)境溫度 YJV銅芯交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜工作溫度,環(huán)境溫度）