漢中建工院供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化專業(yè)

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1、 摘 要 當(dāng)今社會(huì)，電力技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加速了工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。電力的應(yīng)用已經(jīng)遍布人們生活的方方面面。一個(gè)優(yōu)質(zhì)的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑物來說十分重要。建工院屬于辦公樓，人流量較大，需要滿足的要求也較多。在設(shè)計(jì)過程中要盡可能的考慮到每層樓、每間房的具體需求，按照需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本次設(shè)計(jì)的供配電系統(tǒng)，主要涉及強(qiáng)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及相關(guān)計(jì)算等。主要包括計(jì)算負(fù)荷量的統(tǒng)計(jì)、變壓器選擇、短路電流計(jì)算、無功功率補(bǔ)償及補(bǔ)償電容器的選型、高低開關(guān)選型、導(dǎo)線選型、變壓器的二次整定以及接地防雷保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面。 本次設(shè)計(jì)完成一層接地設(shè)計(jì)、頂層防雷設(shè)計(jì)以及每層的平面走線圖、一次系統(tǒng)圖

2、；完成一層至五層每層配電箱的系統(tǒng)圖。根據(jù)計(jì)算及選型為每圖標(biāo)注相應(yīng)的導(dǎo)線、開關(guān)、控制柜等型號(hào)。同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)圖，按照行業(yè)規(guī)范完成了所有的連線以及高低壓設(shè)備的布置。 關(guān)鍵字：建工院，供配電系統(tǒng)，負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)圖 ABSTRACT The electric power technology development impelled human society's progress, also has accelerated the technical development. The electric power application a

3、lready proliferated the aspects which the people lived. High quality supplies the electrical power distribution system design to be extremely important regarding the building. The construction work courtyard belongs to the office building, the stream of people quantity is big, needs to satisfy the r

4、equest are also many. In the design process must as far as possible consideration each building, each room concrete demand, carry on the design according to the demand. This design for the electrical power distribution system, mainly involves the strong electricity system the design as well as the

5、 correlation computation and so on. Mainly includes the computation load the statistics, the short-circuit current computation, the transformer shaping, the reactive power computation as well as the compensation, the high and low pressure equipment choice, wire aspects and so on shaping, transformer

6、 two installations as well as earth anti-radar protection. This design completes an earth design, the top layer anti-radar design as well as each level plane walks the graph, a diagram; Completes one to five each distributing box diagrams. According to computation and shaping ，we should label the

7、corresponding wire, switch, control cubicle. Simultaneously acts according to the diagram, has completed all segments as well as the high and low pressure equipment arrangement according to the profession standard. Key words: Construction work courtyard, for electrical power distribution system

8、design, load statistics, diagram. 目 錄 摘 要 II ABSTRACT III 目 錄 IV 第一章 緒論 1 1.1選題的目的與意義 1 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3 工程概況及研究方法 2 1.3.1工程概況 2 1.3.2 研究方法 3 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容及安排 3 第二章 統(tǒng)計(jì)負(fù)荷量 4 2.1 概述 4 2.2 負(fù)荷計(jì)算 4 2.3 電氣負(fù)荷的計(jì)算 5 2.3.1 負(fù)荷按需要系數(shù)法計(jì)算 5 2.3.2 負(fù)荷按密度計(jì)算法計(jì)算 6 2.3.3 詳細(xì)負(fù)荷計(jì)算 7 2.3.4

9、負(fù)荷量統(tǒng)計(jì)表格 8 2.4本章小結(jié) 10 第三章 功率因數(shù)改善與無功功率補(bǔ)償 11 3.1 功率因數(shù)的改善 11 3.2無功功率補(bǔ)償及電容器的選擇 12 3.2.1工作原理 12 3.2.2無功功率補(bǔ)償量計(jì)算 13 3.2.3 電容器的選擇 14 3.2.4電容器的補(bǔ)償方式 14 3.2.4無功補(bǔ)償接線圖 15 3.3本章小結(jié) 16 第四章 短路電流計(jì)算 17 4.1 短路電流計(jì)算的目的及步驟 17 4.1.1短路電流計(jì)算的目的 17 4.1.2短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 17 4.1.3短路電流的計(jì)算步驟 18 4.2短路電流的計(jì)算 19 4.2.1 短路電流的

10、計(jì)算過程 19 4.2.2 短路電流計(jì)算表 19 4.2.3 系統(tǒng)等效電路圖 20 4.3本章小結(jié) 20 第五章 系統(tǒng)供配電措施 21 5.1變壓器的選擇 21 5.1.1 變壓器容量選擇 21 5.1.2 變壓器類型及臺(tái)數(shù)選擇 23 5.1.3變壓器選型表 25 5.1.4 變壓器的二次整定 25 5.2 高、低壓開關(guān)設(shè)備的選擇 30 5.2.1 高壓開關(guān)設(shè)備的選擇 30 5.2.2 低壓開關(guān)設(shè)備的選擇 31 5.3高、低壓線纜的選擇 33 5.3.1 高壓線纜的選擇 33 5.3.2 低壓線纜的選擇 34 5.3.3線纜選擇結(jié)果 35 5.4本章小結(jié)

11、37 第六章 防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì) 39 6.1 建筑物的防雷措施 39 6.1.1一般規(guī)定 39 6.1.2 建筑物的防雷分類 40 6.1.3第二類防雷建筑物的防雷措施 42 6.2 防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果 43 6.2.1屋頂防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì) 43 6.2.2接地系統(tǒng) 44 6.3本章小結(jié) 45 第七章 結(jié)論 46 致謝 47 參考文獻(xiàn) 48 VI 第一章 緒論 1.1選題的目的與意義 經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的同時(shí)，建筑行業(yè)也蓬勃發(fā)展起來，與之配套的智能建筑電氣技術(shù)也日漸成熟起來。建筑電氣

12、技術(shù)，與建筑相關(guān)，同時(shí)也具備著電氣工程方面的十分鮮明的特征以及內(nèi)涵。它與電氣工程應(yīng)用相似，是把電子技術(shù)、電工技術(shù)、控制技術(shù)以及信息技術(shù)綜合在一起，應(yīng)用于建筑之中，在電氣工程中，電氣設(shè)備的應(yīng)用也是如此。近些年來，智能建筑行業(yè)得以快速發(fā)展，智能建筑功能的實(shí)現(xiàn)也依賴于供配電系統(tǒng)，現(xiàn)代電氣工程技術(shù)的發(fā)展也推動(dòng)了智能建筑的發(fā)展。與之前簡(jiǎn)單的分類不同，現(xiàn)在已經(jīng)不能將建筑電氣設(shè)備簡(jiǎn)單的劃為電子類、控制類、電工類等設(shè)備。[14] 就供配電系統(tǒng)而言，是由供電和配電兩部分組成的。將來自于電網(wǎng)的電壓進(jìn)過高壓輸電送至區(qū)域變電所，再由區(qū)域變電所將電壓降至所需的電壓等級(jí)，配送給用戶，在供電系統(tǒng)中存在微處理器可以檢測(cè)系

13、統(tǒng)的狀態(tài)。同時(shí)，供電系統(tǒng)中的各類設(shè)備可以構(gòu)成簡(jiǎn)單或復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，形成了數(shù)字化的綜合系統(tǒng)。對(duì)全部的供電系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理、測(cè)控和維修。所以、建筑物的供電系統(tǒng)已經(jīng)不單單指強(qiáng)電系統(tǒng)，而是將其電氣、機(jī)電、計(jì)算機(jī)等各類綜合的應(yīng)用系統(tǒng)。 所以，對(duì)于建筑物或者建筑系統(tǒng)而言，合理有效的供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)建筑的使用、綜合管理以及功能的實(shí)現(xiàn)都十分重要。尤其是伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)居住的要求越來越高，同時(shí)，各行業(yè)的發(fā)展都離不開供配電技術(shù)的支持。對(duì)于現(xiàn)代化建筑來說，高效、節(jié)能、合理的供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是其必備的條件之一。 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 現(xiàn)代智能建筑電氣控制技術(shù)，伴隨

14、著社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，不斷地趨于完善，走向成熟。我國(guó)智能建筑的起步較晚，但近幾年來也發(fā)展的十分迅速。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)居住環(huán)境的要求也提高了，對(duì)建筑的使用功能也提出了更高的要求。與此同時(shí)，人們對(duì)自己的工作環(huán)境也提出了新的要求。在這樣的需求下，建筑技術(shù)的發(fā)展必須要能夠促進(jìn)整體建筑水平的發(fā)展。此外，從建筑電氣的角度出發(fā)，堅(jiān)持綠色可持續(xù)發(fā)展基本理念為指導(dǎo)的發(fā)展思想，促進(jìn)現(xiàn)代智能建筑電氣技術(shù)的持續(xù)完善的發(fā)展，現(xiàn)有智能建筑模式所體現(xiàn)出來的智能化和綠色化的發(fā)展趨勢(shì)，也必定是未來建筑電氣發(fā)展的主流方向。[15] 資料顯示，20世紀(jì)80年代起，智能建筑這個(gè)概念就已經(jīng)逐漸深入了中國(guó)的建筑領(lǐng)域中

15、?！爸悄芙ㄖ鳖櫭剂x就是在建筑內(nèi)可以實(shí)行智能化管理的建筑。我國(guó)《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?GB/T 50314-2000》中對(duì)“智能建筑”的描述為：“它是以建筑為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖO(shè)備、辦公自動(dòng)化及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，集結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理及它們之間的最優(yōu)化組合，向人們提供一個(gè)安全、高效、舒適、便利的建筑環(huán)境?！盵3]隨著建筑技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于建筑電氣的智能化技術(shù)的關(guān)注度以及要求也越來越高。在智能化建筑電氣技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)的指導(dǎo)下，越來越多的電氣控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了用自動(dòng)控制來替代了傳統(tǒng)的人工操作，在為人們的生活提供更大程度的便捷的同時(shí)，也很大程度上的節(jié)省了人力、物力資源，降低能源以及資源的消耗。 在強(qiáng)調(diào)生

16、態(tài)保護(hù)以及推崇可持續(xù)發(fā)展策略的當(dāng)下來講，也可謂對(duì)環(huán)境起到了一定的保護(hù)作用，是對(duì)我國(guó)可持續(xù)發(fā)張戰(zhàn)略目標(biāo)的積極響應(yīng)。我國(guó)建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，很大程度上取決于人口眾多。智能化小區(qū)也成為了發(fā)展智能建筑電氣技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的主要場(chǎng)所。此外，很多的智能化電器控制技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用于工廠設(shè)計(jì)院等相關(guān)場(chǎng)所。目前。我國(guó)智能建筑的電氣控制技術(shù)還處于迅猛發(fā)展，逐漸走向更高水平的階段，很多大學(xué)也將此類相關(guān)專業(yè)列入重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象。 1.3 工程概況及研究方法 1.3.1工程概況 本供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)為沈陽建筑工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司的設(shè)計(jì)研發(fā)加工基地企業(yè)辦公樓的供配電設(shè)計(jì)，本工程為多層辦公建筑，建筑長(zhǎng)54米，寬21.6米高度

17、為17.7米，總建筑面積約4897平方米。1層為廚房餐廳，2~5層為辦公用房。 一層占地面積950.42平方米，由一間主餐廳，三間包間及其他加工間組成；2-5層為標(biāo)準(zhǔn)層，每層面積980.16平方米，每層由23間辦公室、一間活動(dòng)室以及洗衣房等組成；屋面層面積75.45平方米，設(shè)計(jì)中主要用作配電間，頂層需設(shè)計(jì)防雷保護(hù)。 1.3.2 研究方法 根據(jù)基本工程概況及設(shè)計(jì)任務(wù)要求查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)主要需要完成統(tǒng)計(jì)負(fù)荷量的計(jì)算，采用需要系數(shù)法以及負(fù)荷密度估算法；完成短路電流的計(jì)算以及基本配電方案中各設(shè)備的選型，對(duì)選擇的變壓器進(jìn)行二次正定保護(hù)，對(duì)建筑物進(jìn)行接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)和防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

18、最后完成相關(guān)圖紙的繪制。 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容及安排 本文將詳細(xì)介紹漢中建工院供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況，給出完善的計(jì)算過程及圖紙繪制。結(jié)合要解決的關(guān)鍵問題，給出合理優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)方案，旨在讓人對(duì)設(shè)計(jì)一目了然。 第一章為緒論，講解供配電發(fā)展的意義及目的，了解國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，講述工程基本狀況以及研究方法。 第二章介紹了建工院的負(fù)荷計(jì)算，包括需要系數(shù)法計(jì)算和密度估算法，并給出詳細(xì)計(jì)算過程。 第三章介紹無功功率補(bǔ)償以及電容器的選擇。 第四章旨在介紹短路電流相關(guān)知識(shí)以及課題涉及的短路電流的計(jì)算 第五章介紹供配電方案，包括各高低壓設(shè)備的選型。 第六章介紹防雷接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 第七章對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行系

19、統(tǒng)性總結(jié)。 第二章 統(tǒng)計(jì)負(fù)荷量 2.1 概述 電力負(fù)荷的概念如下：用電單位或用電設(shè)備所消耗的電功率、容量或者電流。民用供電系統(tǒng)中，對(duì)用電單位進(jìn)行如下分類： 按用電性質(zhì)分：住宅電能用戶、商業(yè)電能用戶、公用建筑電能用戶等；按照電能用途分：照明負(fù)荷、動(dòng)力負(fù)荷以及重要負(fù)荷等。用電設(shè)備有很多類型，一般來講主要分類有照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、電梯、水泵、家電設(shè)備等。[4] 在設(shè)計(jì)中，為了滿足電力用戶對(duì)供電可靠性的要求，以及中斷供電對(duì)政治上、經(jīng)濟(jì)上所造成的影響和損失程度，把電力負(fù)荷分為三級(jí)。[4] 表2.1 負(fù)荷分級(jí)表 此次設(shè)計(jì)的漢中建工院屬于大型辦公樓，屬于二級(jí)

20、負(fù)荷范疇。 2.2 負(fù)荷計(jì)算 在相關(guān)規(guī)定中指出電力負(fù)荷是指用電設(shè)備所消耗的電功率或者說用電線路中所通過的電流。對(duì)于供電部門來說，會(huì)分配給用戶負(fù)荷指標(biāo)，這里的負(fù)荷指的是每小時(shí)平均的有功功率。而對(duì)于變電所及配電所來說，他們所限定的負(fù)荷指標(biāo)又是指視在功率。在我們進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要完成的就是負(fù)荷的計(jì)算，準(zhǔn)確計(jì)算出負(fù)荷相關(guān)指標(biāo)才能保證后續(xù)設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行。計(jì)算負(fù)荷的方法有很多，本次設(shè)計(jì)中我們主要涉及需要系數(shù)法和密度估算法，在后續(xù)會(huì)進(jìn)行詳細(xì)介紹。 2.3 電氣負(fù)荷的計(jì)算 電氣負(fù)荷統(tǒng)計(jì)負(fù)荷量常用方法： 1) 需要系數(shù)法； 2) 二項(xiàng)式法； 3) 利用系數(shù)法； 4) 單位面積功率法（密

21、度法）和單位指標(biāo)法。 2.3.1 負(fù)荷按需要系數(shù)法計(jì)算 需要系數(shù)計(jì)算電力負(fù)荷時(shí)，先根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料確定系數(shù)，然后用設(shè)備容量乘以需要系數(shù)求得計(jì)算負(fù)荷。需要系數(shù)一般用KX表示。以Ps為基本統(tǒng)計(jì)量，以KX為關(guān)鍵計(jì)算系數(shù)，綜合各方面，考慮經(jīng)濟(jì)、安全、合理等因素，以發(fā)熱條件為依據(jù)，需要系數(shù)法統(tǒng)計(jì)負(fù)荷量被廣泛應(yīng)用。 對(duì)于單組設(shè)備而言，用需要系數(shù)法計(jì)算時(shí)，有如下公式： （2-1） （2-2）

22、 （2-3） （2-4） 其中：Ps————設(shè)備容量，單位kW Pjs————有功計(jì)算功率，單位kW； Qjs————無功計(jì)算功率，單位kvar； Sjs————視在計(jì)算功率，單位kVA； Ijs————計(jì)算電流，單位A。 設(shè)備容量Ps的確定，對(duì)于一般長(zhǎng)期連續(xù)工作的用電設(shè)備，如水泵、電爐等其設(shè)備容量就是該設(shè)備銘牌上標(biāo)示的額定容量，Ps=Pn。 斷續(xù)周期性工作

23、的用電設(shè)備，存在“暫載率”這一概念，需要經(jīng)過換算計(jì)算出設(shè)備容量，換算公式如下： （2-5） 2.3.2 負(fù)荷按密度計(jì)算法計(jì)算 當(dāng)用電設(shè)備還沒有完全確定時(shí)，且需要做初步方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要用密度估算法對(duì)樓層進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。 負(fù)荷密度計(jì)算法公式為： （2-6） 對(duì)于目標(biāo)建筑，每層樓的負(fù)荷我們都需要用密度法進(jìn)行估算，負(fù)荷密度選取根據(jù)下表完成。 表2.2 各類民用建筑物

24、的負(fù)荷密度指標(biāo) 建筑類別 負(fù)荷密度指標(biāo) 建筑類別 負(fù)荷密度指標(biāo) 公寓 30-50 高等學(xué)校 20-40 辦公樓 40-80 中小學(xué)校 12-20 醫(yī)院 40-70 展覽館 50-80 住宅 普通住宅 30-60 中級(jí)住宅 50-100 高級(jí)住宅、別墅 60-100 商業(yè) 一般 40-80 大中型 70-130 體育場(chǎng) 40-70 旅館 40-70 劇場(chǎng) 50-80 汽車庫 8-15 2.3.3 詳細(xì)負(fù)荷計(jì)算 目標(biāo)建筑的具體計(jì)算如下所列： 1. 生活與消防電梯： 計(jì)算得 綜合數(shù)據(jù)計(jì)算電梯計(jì)算功率如

25、下（需要系數(shù)法）： 有功計(jì)算負(fù)荷： （2-7） 無功計(jì)算負(fù)荷： （2-8） 視在計(jì)算功率： （2-9） 計(jì)算電流： （2-10） 2. 生活與消防泵： 計(jì)算得 綜合數(shù)據(jù)計(jì)算水泵計(jì)算功率如下： 有功計(jì)算功率： （2-11） 無功計(jì)算功率： （2-12） 視在計(jì)算功率；（2-13） 計(jì)算電流： （2-14） 3. 樓層負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（負(fù)荷密度法）： 負(fù)荷密度法計(jì)算公式： 　　　　　　　　　　式中： 　　　　　目標(biāo)建筑為辦公樓，查閱資料取負(fù)荷密度為0.06 1. 一層計(jì)算負(fù)荷： 目

26、標(biāo)建筑一層面積A1=950.42平方米； （2-16） 2. 二層計(jì)算負(fù)荷： 目標(biāo)建筑二層面積A2=980.16平方米 （2-17） 3. 三層計(jì)算負(fù)荷： 目標(biāo)建筑三層面積A3=980.16平方米 （2-18） 4. 四層計(jì)算負(fù)荷： 目標(biāo)建筑四層面積A4=980.16平方米 （2-19） 5. 五層計(jì)算負(fù)荷： 目標(biāo)建筑五層面積A5=980.16平方米 （2-20） 對(duì)整棟樓進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，是后續(xù)設(shè)備選

27、型、短路電流計(jì)算、無功補(bǔ)償計(jì)算的前提條件。 2.3.4 負(fù)荷量統(tǒng)計(jì)表格 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，列出負(fù)荷量統(tǒng)計(jì)表格如下： 表2.3 負(fù)荷量統(tǒng)計(jì)表格 指標(biāo) 負(fù)荷名稱 PN /kW PS /kW KX Pjs kW Kvar KVA A 公式 已知 =PN 查表 KXPN 已知 查表 Pjs* Sjs 3U 樓層估算 一層 1 57.03 0.63 1.23 70.14 90.39 137.3 二層 1 58.81 0.63

28、 1.23 72.33 93.22 141.4 三層 1 58.81 0.63 1.23 72.33 93.22 141.4 四層 1 58.81 0.63 1.23 72.33 93.22 141.4 五層 1 58.81 0.63 1.23 72.33 93.22 141.4 消防電梯 20 20 0.8 16 0.4 2.29 36.44 39.88 60.74 生活電梯 20 20 0.8 16 0.4 2.29 36.44 39.88 60.74 消防泵 18

29、 18 0.8 14.4 0.8 2.29 10.8 18 27.34 生活泵 18 18 0.8 14.4 0.8 2.29 10.8 18 27.34 總負(fù)荷 353.07 0.63 1.23 454.34 579.23 879.78 77 注：PN———銘牌額定功率 COSα———功率因數(shù) Tanα———功率因數(shù)對(duì)應(yīng)正切 KX———需用系數(shù) PS———電氣設(shè)備的設(shè)備容量 Pjs———系統(tǒng)有功計(jì)算功率 Qjs———系統(tǒng)無功計(jì)算功率 Sjs———系統(tǒng)視在計(jì)算功率 Ijs———系統(tǒng)計(jì)算電流

30、2.4本章小結(jié) 本章對(duì)負(fù)荷分級(jí)以及高壓系統(tǒng)做了講述，對(duì)系統(tǒng)的負(fù)荷量進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算，運(yùn)用需要系數(shù)法和密度估算法對(duì)目標(biāo)建筑做了負(fù)荷量統(tǒng)計(jì)，最后列出詳細(xì)負(fù)荷量統(tǒng)計(jì)表格。負(fù)荷量統(tǒng)計(jì)是后續(xù)計(jì)算的關(guān)鍵部分。 第三章 功率因數(shù)改善與無功功率補(bǔ)償 在民用建筑設(shè)計(jì)的供配電系統(tǒng)中，設(shè)備多為感性負(fù)載，用電設(shè)備正常工作時(shí)，需要和電網(wǎng)交換大量無功功率，并且需要從電網(wǎng)吸收無功功率，導(dǎo)致總的系統(tǒng)的功率因數(shù)降低，影響供電質(zhì)量。無功功率增加會(huì)導(dǎo)致電能浪費(fèi)，各種損耗都隨之增加。如何提高自然功率因數(shù)，對(duì)提高供電質(zhì)量，提高系

31、統(tǒng)性能有十分重要的意義。 一般情況下，綜合負(fù)荷的功率因數(shù)在0.6-0.9之間，[7]要求補(bǔ)償后再0.9-0.96之間。 3.1 功率因數(shù)的改善 1. 提高功率因數(shù)的意義 1) 提高功率因數(shù)能充分發(fā)揮電能的潛力，用發(fā)電機(jī)或變壓器作為電源設(shè)備時(shí)，功率因數(shù)越高，就可以獲得越高的有功功率，能被用電設(shè)備利用的有功功率就越多,電能利用率越高。 2) 提高功率因數(shù)可以減少各類損耗。目前普遍采用高壓輸電，一般情況下高壓輸電的線路電壓是一定的。而輸電線路的電流有電壓、功率因數(shù)和用戶需求共同決定，用戶需求可以預(yù)先計(jì)算，也是一定的。這種情況下，功率因數(shù)越高，線路電流越小，隨之產(chǎn)生的線路損耗以及系統(tǒng)損耗也會(huì)

32、降低。 2. 提高功率因數(shù)的辦法 在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，提高功率因數(shù)可采取兩種方法，分別是提高自然功率因數(shù)和人工補(bǔ)償法提高功率因數(shù)。 1) 提高自然功率因數(shù) 合理的使用和選擇用電設(shè)備。降低各用電設(shè)備的無功需求量，提高系統(tǒng)的自然功率因數(shù)。在選擇變壓器時(shí)，要合理選擇型號(hào)和容量。合理選擇異步電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和規(guī)格。選擇燈具時(shí)，盡量選擇節(jié)能型熒光燈。 2) 人工補(bǔ)償法提高功率因數(shù) 有時(shí)候采用基于用電設(shè)備的選擇提高自然功率因數(shù)后還是不能滿足設(shè)計(jì)的基本要求，就需要人為加以干預(yù)，來提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。常用的方法有同步電機(jī)補(bǔ)償法和并聯(lián)電容器補(bǔ)償法。 目前，有專門用于無功補(bǔ)償?shù)碾妱?dòng)機(jī)稱為同步調(diào)相機(jī)，它的

33、工作原理為通過改變勵(lì)磁電流來改變供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，但由于其特殊性，后期維護(hù)不方便，且成本過于高昂，因此，使用范圍很小，暫時(shí)還未被廣泛應(yīng)用到建筑供配電系統(tǒng)里。 除了采用同步電機(jī)外，還可以進(jìn)行并聯(lián)電容器進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。在用電系統(tǒng)中，大部分設(shè)備為感性負(fù)載，會(huì)和電網(wǎng)進(jìn)行大量無功功率的交換，造成電能的浪費(fèi)。采用并聯(lián)電容器可以對(duì)感性負(fù)載進(jìn)行補(bǔ)償，雖然較同步電機(jī)而言，無法進(jìn)行平滑無極調(diào)節(jié)，但是由于其成本不高，補(bǔ)償容量以控制，后期維護(hù)方便等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于建筑供配電系統(tǒng)中。 3.2無功功率補(bǔ)償及電容器的選擇 綜合考慮后，我們選擇用并聯(lián)電容器的方法進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。 3.2.1工作原理 在建筑

34、供配電系統(tǒng)中，絕大部分用電設(shè)備都為感性用電設(shè)備，其等值電路可以看做是電感和電容的串聯(lián)電路，見圖6.1。由電路方面知識(shí)我們可以知道，感性負(fù)載的電流是滯后于電網(wǎng)電壓的，而電容器呈現(xiàn)容性，其電流超前于電網(wǎng)電壓，采用電容和電感相互抵消的方法，可以減小功率因數(shù)角，從而提高功率因數(shù)。 圖3.1 等效電路圖 補(bǔ)償?shù)姆椒ǚ譃榍费a(bǔ)償和過補(bǔ)償，一般采用欠補(bǔ)償而不采用過補(bǔ)償。過補(bǔ)償?shù)姆椒〞?huì)引起變壓器副邊電壓升高，會(huì)使得電容器損耗增大，溫度升高，損害電容器壽命，線損也會(huì)隨之增加。 3.2.2無功功率補(bǔ)償量計(jì)算 無功功率補(bǔ)償中涉及的計(jì)算主要與無功功率有關(guān)。功率因數(shù)角與無功功率之間存在圖6.2所示的關(guān)系。

35、 圖 3.2 功率因數(shù)角與無功功率的關(guān)系 圖中S1對(duì)應(yīng)的角度為，對(duì)應(yīng)的無功功率為Q1，S2對(duì)應(yīng)的角度為，對(duì)應(yīng)的無功功率為Q2，Q1與Q2的差值就為需要計(jì)算的無功補(bǔ)償量. 根據(jù)無功功率的計(jì)算公式我們可以知道： （3-1） （3-2） 所以我們可以得到計(jì)算無功補(bǔ)償量的計(jì)算公式為： （3-3） 由已知條件得 計(jì)算得 3.

36、2.3 電容器的選擇 1. 電容器的數(shù)量 計(jì)算出總的無功補(bǔ)償量后，我們需要根據(jù)單個(gè)電容器的補(bǔ)償量來計(jì)算需要的電容器的套數(shù)，計(jì)算公式如下： （3-4） 單個(gè)電容器的補(bǔ)償容量是由廠家預(yù)先設(shè)置好的，我們?cè)谶x擇時(shí)，查相關(guān)手冊(cè)確定，然后進(jìn)行計(jì)算。 2. 電容器型號(hào)選擇 此次選取電容器型號(hào)為BW-10.5-14-3 求得所需的套數(shù)N=24.7 一般取2的倍數(shù)，所以最后求得N=26套。 3.2.4電容器的補(bǔ)償方式 并聯(lián)電容器補(bǔ)償方式分為以下三種： 1. 就地補(bǔ)償 就地補(bǔ)償是指將

37、補(bǔ)償電容器裝設(shè)在需要補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備旁邊。其優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)償區(qū)域范圍大，節(jié)能效果顯著，但是設(shè)備利用率低，維護(hù)困難。 此種補(bǔ)償方式適用于對(duì)無功補(bǔ)償量需求大的情況。適用于使用頻繁的負(fù)載。電容器的安裝位置應(yīng)與各類諧波源保持一定距離。 對(duì)于短時(shí)工作制的設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)、電梯等，不允許設(shè)置就地補(bǔ)償裝置。 2. 低壓集中補(bǔ)償 低壓集中補(bǔ)償是建筑供配電系統(tǒng)中常用的補(bǔ)償方式，是將補(bǔ)償電容器裝設(shè)在低壓母線上，根據(jù)用戶需求情況，可以是自投運(yùn)行，也可以是固定模式運(yùn)行。 低壓集中補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償范圍較大，可以補(bǔ)償變壓器前向設(shè)備和線路的功率因數(shù)，不能補(bǔ)償變壓器至用電設(shè)備的線路功率因數(shù)。此種方式，由于其集中性，維護(hù)管理方便且設(shè)備

38、利用率高，節(jié)能效果較就地補(bǔ)償有所欠缺。 3. 高壓集中補(bǔ)償 與低壓集中補(bǔ)償相對(duì)，高壓集中補(bǔ)償是指將補(bǔ)償裝置設(shè)在高壓母線側(cè)。補(bǔ)償范圍小，只能對(duì)高壓側(cè)的線路進(jìn)行補(bǔ)償，而對(duì)低壓側(cè)無效果。達(dá)不到低壓側(cè)節(jié)能效果，且造價(jià)高，一般民用建筑中不適用。 圖3.3 補(bǔ)償方式 3.2.4無功補(bǔ)償接線圖 三相電容器的接線方式有：三角形接線和星形接線。電容器額定電壓等于電網(wǎng)線電壓時(shí)，兩種方式都可以使用；等于電網(wǎng)相電壓時(shí)，只用星形連接。補(bǔ)償容量相同時(shí)，采用三角形連接比采用星形連接可節(jié)約大約三分之二的電容值。所以，在一般民用建筑中，多采用補(bǔ)償電容三角形連接方式。 圖3.4 電容器接線圖 3.3本章小結(jié)

39、 本章主要對(duì)系統(tǒng)無功功率進(jìn)行補(bǔ)償。由于用電系統(tǒng)中感性用電設(shè)備居多，經(jīng)常存在設(shè)備與電網(wǎng)之間發(fā)生大量無功功率交換的過程。不利于電能的充分利用。選擇電容器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，可以提高電能利用率。 第四章 短路電流計(jì)算 在本章我們主要對(duì)短路電流有所了解，并完成系統(tǒng)的短路電流的計(jì)算，列出短路電流計(jì)算表格，繪制系統(tǒng)負(fù)荷等效電路圖。 4.1 短路電流計(jì)算的目的及步驟 4.1.1短路電流計(jì)算的目的 電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，常常會(huì)發(fā)生一些故障。電力系統(tǒng)的故障,可以將其分為兩類，一是簡(jiǎn)單故障，一是復(fù)合故障。 簡(jiǎn)單故障：指的是電力系統(tǒng)發(fā)生的單一地方的故障，也就是說在某一時(shí)刻電力系統(tǒng)中只有一個(gè)地

40、方發(fā)生故障；復(fù)合故障，故名思議就是復(fù)合型簡(jiǎn)單故障，一般是指某一時(shí)刻在電力系統(tǒng)兩個(gè)及兩個(gè)以上的地方同時(shí)發(fā)生故障。 電力系統(tǒng)的故障通常是短路故障和斷路故障。通常情況下，短路故障比斷路故障發(fā)生的幾率要大，也比斷線故障要嚴(yán)重，在設(shè)計(jì)中也更值得我們關(guān)注。 短路是電力系統(tǒng)故障中的嚴(yán)重故障。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)將從預(yù)期運(yùn)行狀態(tài)劇變到另一種不可預(yù)測(cè)的非正常運(yùn)行狀態(tài)，并伴隨一系列復(fù)雜的變化。這樣一來，計(jì)算系統(tǒng)的短路電流，對(duì)于我們所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)來說顯得尤為重要。 4.1.2短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 1. 系統(tǒng)基本情況 （1）電力系統(tǒng)的所有電源均在額定負(fù)荷下運(yùn)行； （2）所有同步電機(jī)

41、都具備自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁的裝置； （3）短路故障發(fā)生在系統(tǒng)短路電流為最大值的瞬間； （4）電力系統(tǒng)所有電源具有相同的的電動(dòng)勢(shì)相位角； （5）考慮對(duì)短路電流有影響的所有元器件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。 2. 接線方式 計(jì)算短路電流時(shí)，系統(tǒng)所采用的接線方式，應(yīng)是最大短路電流可能產(chǎn)生的正常接線方式即所說的最大運(yùn)行方式，而不能是僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。 3. 短路種類 在三相交流供配電系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路種類有三相短路電流、兩相短路電流、單相短路電流。 4. 短路計(jì)算點(diǎn) 在正常接線方式時(shí)，通過電氣設(shè)備的短路電流為最大的點(diǎn)，稱為短路計(jì)算點(diǎn)。 4.1.3短路電流的計(jì)算步驟

42、 1. 系統(tǒng)已知條件 系統(tǒng)電源由地區(qū)變電所經(jīng)4Km、10KV高壓架空線然后再經(jīng)1Km、10KV高壓電纜送入本變電所。電力系統(tǒng)出口斷路器斷流總?cè)萘繛?00MVA。 表4.1 電力線路每相的單位長(zhǎng)度電抗近似值表格 2. 計(jì)算方法 三相短路電流的計(jì)算方法有歐姆值法和標(biāo)幺值法，由于歐姆值法在計(jì)算三相短路電流時(shí)需要進(jìn)行電壓等級(jí)換算，因此在此采用標(biāo)幺值法。 相關(guān)物理量和公式： 三相短路電路 （4-1） 兩相短路電流 （4-2） 三相短路電流穩(wěn)態(tài)值

43、 （4-3） 三相短路電流沖擊值：高壓 （4-4） 低壓 （4-5） 4.2短路電流的計(jì)算 4.2.1 短路電流的計(jì)算過程 1. 確定基準(zhǔn)值 取 Sj=100MVA ；Uj1=10.5kV ；Uj2=0.4kV計(jì)算短路電流 而 Ij1=Sj/3Uj1=5.50kA （4-6） Ij2=Sj/3Uj2=144kA

44、 （4-7） 2. 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng)：Soc=200MVA X*1=100MVA/200MVA=0.5 （4-8） 架空線路（ Xo1=0.4Ω /km ）：X*2= Xo1lSjUj2=1.45 （4-9） 電纜線路( Xo2=0.08Ω /km ): X*3= Xo2lSjUj2=0.07 （4-10） 電力變壓器（Uk%=4）：X*T=Uk%Sj/100SNT=16 （4-

45、11） 4.2.2 短路電流計(jì)算表 短路電流的具體計(jì)算結(jié)果見下表： 表4.2 短路電流計(jì)算表格 說明：由計(jì)算可知，一臺(tái)變壓器的電抗標(biāo)幺值為16。T分列運(yùn)行時(shí)，即在最小運(yùn)行方式，X*T=16；T并列運(yùn)行時(shí)，即在最大運(yùn)行方式，X*T=8。 4.2.3 系統(tǒng)等效電路圖 經(jīng)過計(jì)算，得到短路回路中的總阻抗，繪制簡(jiǎn)化等效電路圖如下： 圖4.1 等效電路圖 4.3本章小結(jié) 本章對(duì)系統(tǒng)的短路電流做了詳細(xì)計(jì)算。由于電力系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可能會(huì)發(fā)生短路故障，短路故障引起的危害及其大。我們要對(duì)系統(tǒng)的短路電流做一計(jì)算，方便了解系統(tǒng)狀況，也是后面供配電系統(tǒng)設(shè)備選型的重要依據(jù)。 第五章 系

46、統(tǒng)供配電措施 供配電方案的確定屬于設(shè)計(jì)的主體部分，在這一部分，我們將根據(jù)之前章節(jié)的負(fù)荷量計(jì)算、短路電流計(jì)算等前期準(zhǔn)備工作，確定一套較為完善的供配電方案。我們需要對(duì)高壓進(jìn)線、低壓配電進(jìn)行線纜的選擇，對(duì)高壓電進(jìn)行變電后配送入戶，需要對(duì)變壓器進(jìn)行選型；為了保障用電的安全與合理，我們要進(jìn)行各種高低壓設(shè)備的選型等。 建工院屬于獨(dú)立辦公樓，供電面積不大，供電相對(duì)集中。高壓電經(jīng)高壓電纜引入一樓變壓間經(jīng)變壓后配電至每層。一層至五層各設(shè)一低壓配電箱。設(shè)置配電變壓所在一樓。 5.1變壓器的選擇 變壓器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的一種靜止的電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，用來將交流電由一種等級(jí)的電壓與電流轉(zhuǎn)換為同頻的另一種等級(jí)的

47、電壓與電流。[2] 變壓器按相數(shù)分有單相、三相、或多相變壓器；按作用分，有升壓變壓器、降壓變壓器、接地變壓器；按用途分，有用于電力系統(tǒng)的電力變壓器、用于局部動(dòng)力和照明的小容量變壓器以及用于傳遞信號(hào)的耦合和控制變壓器；根據(jù)繞組數(shù)量分，有自耦變壓器、兩繞組變壓器、三繞組變壓器；根據(jù)冷卻方式分，有自冷干式變壓器、風(fēng)冷干式變壓器、自冷油浸式變壓器、風(fēng)冷油浸式變壓器、水冷油浸式變壓器。另外，還有一些專門用途的特種變壓器。[2] 圖5.1 電力變壓器 5.1.1 變壓器容量選擇 合理選擇變壓器在智能建筑的供配電系統(tǒng)中顯得尤為重要。變壓器將來自電網(wǎng)的高壓電經(jīng)過變換后送至用戶配電箱。選擇合適的變壓

48、器是供配電系統(tǒng)的關(guān)鍵。變壓器的容量一般可以在銘牌上看到。變壓器的選擇包括容量、類型臺(tái)數(shù)的選擇。 圖5.2 變壓器銘牌 1. 容量 1) 單臺(tái)時(shí)， （5-1） 2) 雙臺(tái)時(shí)， （5-2） 2. 計(jì)算方法 （5-3） 3. 變壓器容量 1) 變壓器視在容量計(jì)算： （5-4） （5-5）

49、 （5-6） （5-7） （5-8） （5-9） 2) 變壓器額定容量計(jì)算： （5-10） 經(jīng)過計(jì)算得到變壓器計(jì)算容量為459.53KVA，額定容量為367.62KVA?；敬_定變壓器容量。 5.1.2 變壓器類型及臺(tái)數(shù)選擇 確定變壓器額定容量要對(duì)變

50、壓器的型號(hào)及臺(tái)數(shù)做一選擇，變壓器類型很多，具體分類如下： 1. 變壓器按相數(shù)分有單相、三相、或多相變壓器； 2. 按作用分，有升壓變壓器、降壓變壓器、接地變壓器； 3. 按用途分，有用于電力系統(tǒng)的電力變壓器、用于局部動(dòng)力和照明的小容量變壓器以及用于傳遞信號(hào)的耦合和控制變壓器； 4. 按繞組數(shù)量分，有自耦變壓器、兩繞組變壓器、三繞組變壓器； 5. 按照冷卻方式分，有自冷干式變壓器、風(fēng)冷干式變壓器、自冷油浸式變壓器、風(fēng)冷油浸式變壓器、水冷油浸式變壓器； 6. 此外，還有一些專門用途的特種變壓器。 變壓器臺(tái)數(shù)的選擇要考慮目標(biāo)建筑的負(fù)荷大小、供電方面的可靠性以及電能的質(zhì)量來決定，并結(jié)合節(jié)

51、約電能、經(jīng)濟(jì)適用以及維護(hù)方便等要求考慮。 對(duì)于此次設(shè)計(jì)的供配電系統(tǒng)，我們僅考慮設(shè)置普通變壓器，所要考慮因素如下： 1. 設(shè)置一臺(tái)變壓器 根據(jù)負(fù)荷分級(jí)，考慮變壓器所帶的負(fù)荷級(jí)數(shù)。變壓器一、二、三級(jí)負(fù)荷時(shí)，但所帶的一、二級(jí)負(fù)荷較少時(shí)，并且可以從鄰近變電所獲得低壓備用電源時(shí)，可以考慮選擇一臺(tái)變壓器；另外，如果變壓器僅僅帶有少量的三級(jí)負(fù)荷，也只選擇一臺(tái)變壓器，選擇容量不應(yīng)大于1250KVA，選擇節(jié)能型變壓器。 2. 設(shè)置兩臺(tái)及以上變壓器 變壓器同時(shí)帶有一、二、三級(jí)負(fù)荷時(shí)，而且一、二級(jí)負(fù)荷較多時(shí)，且建筑內(nèi)設(shè)有一定的消防設(shè)備以及安全保護(hù)設(shè)備等時(shí)，僅設(shè)置一臺(tái)變壓器時(shí)不能滿足要求；或者變壓器帶的三級(jí)

52、負(fù)荷量較大或者負(fù)荷相對(duì)集中時(shí)，選擇一臺(tái)變壓器不能滿足要求時(shí)，我們需要根據(jù)實(shí)際情況選擇兩臺(tái)或者以上變壓器。 本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)屬于10KV/0.4KV供配電系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)目前用于10kV及以下配電網(wǎng)的變壓器主要采用的類型有：普通油浸式配電變壓器S9系列，主要用于室內(nèi)變電所以及防火要求一般的場(chǎng)所；S11系列節(jié)能低損耗配電變壓器等；SC8、SC9干式變壓器等，用于多層或高層主體建筑內(nèi)的變電所；預(yù)裝箱式變壓器，用于城市公共配電、高層建筑、城市住宅小區(qū)等，比如ZWB、XWB系列等。 圖5.3 油浸式變壓器結(jié)構(gòu)圖 對(duì)于此次設(shè)計(jì)，根據(jù)前述所計(jì)算的容量，可知所選擇的為800KVA以下的變壓器，通常要滿足結(jié)構(gòu)

53、簡(jiǎn)單，維護(hù)方便等特點(diǎn)，同時(shí)又要具備防火、難燃等特點(diǎn)。所以我們可以考慮選擇環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器，干式變壓器雖然相比于普通較油浸式變壓器價(jià)格較高。但由于結(jié)構(gòu)和工藝原因，可以長(zhǎng)期免于維護(hù)，而且不必加裝重瓦斯保護(hù)裝置，總體來說性價(jià)比高也更合適用于此次設(shè)計(jì)。 另外，建工院屬于二級(jí)負(fù)荷，且負(fù)荷量較大，在臺(tái)數(shù)上，我們選擇兩臺(tái)。 綜上所述，本工程所使用的兩變壓器型號(hào)為SC9-400-10/0.4型變壓器，記為T1和T2。 圖5.4 SC9-10系列變壓器 5.1.3變壓器選型表 經(jīng)過前述計(jì)算及選型，我們將變壓器選型列表如下： 表5.1 變壓器選型表 線損（KVA） 鐵損（KVA）

54、（KVA） △PWL=0.06 △QWL=0.08 △PT=0.02 △QT=0.1Sjs =0.96(補(bǔ)償后的功率因數(shù)) △PWL=34.75 △QWL=46.33 △PT=11.58 △QT=57.9 331.30 459.53 選變壓器的公式： 單臺(tái)：STN=1.25 SjsT 兩臺(tái)：STN=（0.7~0.8）SjsT 多臺(tái)：STN（工作）≥ SjsT（Ⅰ+Ⅱ） （說明：按兩臺(tái)選擇，初選SC9-400/10.5） 5.1.4 變壓器的二次整定 為了保障變壓器在運(yùn)行盡可能少的發(fā)生故障，以及不正常的工作狀態(tài)，需要根據(jù)變壓器的容量大小等對(duì)其

55、設(shè)置專用的保護(hù)裝置，對(duì)變壓器進(jìn)行二次整定。 選取的變壓器型號(hào)為SC9-400-10/0.4，共兩臺(tái)。對(duì)所選取的變壓器進(jìn)行二次整定，包含以下保護(hù)項(xiàng)目。 1. 過流保護(hù) 整定原則公式： （4-10） 其中： 計(jì)算得： （4-11） 靈敏度檢驗(yàn)公式： （4-12） 計(jì)算得： （4-13） 檢驗(yàn)結(jié)果： 檢驗(yàn)?zāi)康模寒?dāng)T進(jìn)線柜中的二次保護(hù)裝置安裝位到末端負(fù)荷，當(dāng)時(shí)，延時(shí)跳閘。 2. 速斷保護(hù) 整定原則公式：

56、 （4-14） 其中： 計(jì)算得： （4-15） 靈敏度校驗(yàn)公式： （4-16） 計(jì)算得： 檢驗(yàn)結(jié)果： 檢驗(yàn)?zāi)康模簭腡進(jìn)線控制柜中的二次保護(hù)裝置安裝位到低壓母線，當(dāng)時(shí)，瞬間跳閘并有報(bào)警信號(hào)。 3. 副邊單相接地 整定原則公式： （4-17） 計(jì)算得： （4-18） 整定結(jié)果： 校驗(yàn)?zāi)康模簭腡的副邊到末端負(fù)荷，當(dāng)時(shí)，瞬間跳閘。 4. 過負(fù)荷保護(hù) 整定原則公式：

57、 （4-19） 計(jì)算得： 整定結(jié)果： 整定目的：在末端負(fù)荷，當(dāng)時(shí)，不跳閘但有報(bào)警信號(hào)。 變壓器整定結(jié)果下表。 表5.2 變壓器二次整定表 保護(hù)項(xiàng)目 動(dòng)作整定值 過流保護(hù) 速斷保護(hù) 整定原則公式 整定計(jì)算過程 Kk=1.3 Kjx=1 Kzf=1.5 KTA=4 ⅠTN1=S/U1=23.09A ⅠgD=13.24A Kk=1.3 Kjx=1 KTA=4 Ⅰ(3)maxd2-1=Ⅰ(3)maxd2X(N2/N1)=0.69KA ⅠSD=224.3A 整定結(jié)果 ⅠgD=14

58、A ⅠSD=225A 靈敏度檢驗(yàn)公式 計(jì)算過程 KTA=4 ⅠgD=14A KImg=6.06 KTA=4 =225A KIms=2.62 檢驗(yàn)結(jié)果 KImg＞1.5 KIms＞2 各校驗(yàn)原則目的 當(dāng)T進(jìn)線柜中的二次保護(hù)裝置安裝位到末端負(fù)荷，當(dāng)時(shí)，延時(shí)跳閘。 從T進(jìn)線控制柜中的二次保護(hù)裝置安裝位到低壓母線，當(dāng)時(shí)，瞬間跳閘并有報(bào)警信號(hào)。 保護(hù)項(xiàng)目 動(dòng)作整定值 副邊單相接地 過負(fù)荷 備注 整定原則公式 ——接線系數(shù)，取值與接線形式有關(guān)； ——最大負(fù)荷系數(shù)，取值為1.3-1.5； ——可靠動(dòng)作系數(shù)，與K

59、A類型有關(guān)，取值1.2或者1.3；過負(fù)荷保護(hù)的與變壓器過負(fù)荷能力有關(guān)，取值1.05-1.1。 ——電壓繼電器返回系數(shù)，取0.85； ——電流互感器匝數(shù)； 整定計(jì)算過程 ITN2=S/√3U2=577.3A KTA=100 ⅠDD=1.88A ⅠTN1=SU1=23.09A KTA=4 ⅠgfD=7.5A 整定結(jié)果 ⅠDD=2A ⅠgfD=8A 靈敏度檢驗(yàn)公式 計(jì)算過程 檢驗(yàn)結(jié)果 各校驗(yàn)原則目的 從T的副邊到末端負(fù)荷，當(dāng)時(shí)，瞬間跳閘。 在末端負(fù)荷，當(dāng)時(shí)，不跳閘但有報(bào)警信號(hào)。 5.2 高、低壓開關(guān)設(shè)備的選擇 在智能建筑

60、供配電系統(tǒng)中，高低壓開關(guān)設(shè)備的選擇可以保障系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行，在進(jìn)行高低壓開關(guān)設(shè)備選擇時(shí)，設(shè)備應(yīng)滿足在正常情況下正常工作的電壓、電流要求，還要滿足非正常情況下要承受的沖擊電流產(chǎn)生的效應(yīng)。在選擇時(shí)要考慮電壓原則、電流原則、熱穩(wěn)、動(dòng)穩(wěn)等原則。具體選擇如下。 5.2.1 高壓開關(guān)設(shè)備的選擇 1. 電壓選擇原則（UN≥Ux） 高壓進(jìn)線柜中高壓斷路器QF：10KV≥10KV 高壓隔離開關(guān)QS：10KV≥10KV 高壓進(jìn)線柜中電流互感器：10KV≥10KV 高壓進(jìn)線柜中電壓互感器：63≥10KV 校驗(yàn)原則目的：防絕緣損壞。 2. 電流原則（IN＞Ijs） 高壓進(jìn)線柜中高壓斷路器QF：63

61、0A＞26.55A 高壓隔離開關(guān)QS：400A＞26.55A 高壓進(jìn)線柜中電流互感器：30A＞26.55A 高壓進(jìn)線柜中電壓互感器：免校 校驗(yàn)原則目的：保證長(zhǎng)期正常運(yùn)行的耐熱能力。 3. 熱穩(wěn)校驗(yàn)（Ⅰr2 *tr≥Ⅰ∞2*tjKA2*S） 高壓進(jìn)線柜中高壓斷路器QF：162 *4≥2.722*1.7 高壓隔離開關(guān)QS：> 高壓進(jìn)線柜中電流互感器：> 高壓進(jìn)線柜中電壓互感器：免校 校驗(yàn)原則目的：防燒壞，校驗(yàn)設(shè)備對(duì)于熱損壞的承受能力。 4. 動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn)（imax ＞ich（KA）） 高壓進(jìn)線柜中高壓斷路器QF：40 KA＞6.94 KA 高壓隔離開關(guān)QS：31.5KA＞6.

62、94 KA 高壓進(jìn)線柜中電流互感器：160KA＞6.94KA 高壓進(jìn)線柜中電壓互感器：免校 校驗(yàn)原則目的：防形變。 5. 滅弧能力校驗(yàn)（Ⅰoc≥Ⅰd） 高壓進(jìn)線柜中高壓斷路器QF：16KA ＞2.72KA 高壓隔離開關(guān)QS：免校 高壓進(jìn)線柜中電流互感器：免校 高壓進(jìn)線柜中電壓互感器：免校 校驗(yàn)原則目的：防假性跳閘。 6. 導(dǎo)線配合（ⅠZL＞1.2ⅠRD ⅠRD＞Ⅰjs） 高壓進(jìn)線柜中高壓斷路器QF：免校 高壓隔離開關(guān)QS：免校 高壓進(jìn)線柜中電流互感器：免校 高壓進(jìn)線柜中電壓互感器：免校 校驗(yàn)原則目的：防越級(jí)跳 5.2.2 低壓開關(guān)設(shè)備的選擇 1. 電壓選擇原則

63、（UN≥Ux） 低壓配電屏中低壓斷路器：380v≥380v 校驗(yàn)原則目的：防絕緣損壞 2. 電流原則（IN＞Ijs） 低壓配電屏中低壓斷路器：250＞229.68A 校驗(yàn)原則目的：保證長(zhǎng)期正常運(yùn)行的耐熱能力。 3. 熱穩(wěn)校驗(yàn)（Ⅰr2 *tr≥Ⅰ∞2*tjKA2*S） 低壓配電屏中低壓斷路器：免校 各校驗(yàn)原則目的：防燒壞，校驗(yàn)設(shè)備對(duì)于熱損壞的承受能力。 4. 動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn)（imax ＞ich（KA）） 低壓配電屏中低壓斷路器：免校 校驗(yàn)原則目的：防形變。 5. 滅弧能力校驗(yàn)（Ⅰoc≥Ⅰd） 低壓配電屏中低壓斷路器：免校 校驗(yàn)原則目的：防假性跳閘。 6. 與導(dǎo)線配合（ⅠZ

64、L＞1.2ⅠRD ⅠRD＞Ⅰjs） 低壓配電屏中低壓斷路器：300A≥1.2*250；250A＞45.9 各校驗(yàn)原則目的：防越級(jí)跳 低壓開關(guān)主要是低壓斷路器，配合以上原則進(jìn)行校驗(yàn)，具體選型見下表。 表5.3 設(shè)備選型表 5.3高、低壓線纜的選擇 在此節(jié)中，我們要了解設(shè)計(jì)中要選擇的線纜，包括高壓輸電的架空線、電纜、高壓母線、低壓母線、低壓進(jìn)線等。 線纜通常的分類為母線、導(dǎo)線和電纜線。母線起著匯聚電能以及分配電能的作用，電纜和導(dǎo)線一般用于配送電。 5.3.1 高壓線纜的選擇 各類導(dǎo)線選擇原則有：發(fā)熱原則、電壓損失原則、機(jī)械強(qiáng)度原則、熱穩(wěn)校驗(yàn)、動(dòng)穩(wěn)校驗(yàn)、經(jīng)濟(jì)電流密度。經(jīng)濟(jì)電

65、流密度原則一般用于發(fā)電廠和地區(qū)變電所，不用于民用建筑工程，在此不做考慮。 選擇高壓母線時(shí)以發(fā)熱原則、熱穩(wěn)、動(dòng)穩(wěn)原則為主選；選擇高壓架空線以發(fā)熱原則、電壓損失原則、機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)原則為主選；高壓電纜以發(fā)熱原則、電壓損失原則、熱穩(wěn)校驗(yàn)原則；低壓絕緣導(dǎo)線以發(fā)熱原則為主選。 1. 架空線 架空線分為架空裸線和架空絕緣線。 架空裸線一般采用鋁、路合金以及鋼材料制成。常見的架空裸線截面可以為矩形、槽型、管型和圓形等。 一般10KV及以下架空線路可采用架空絕緣線。 2. 電纜線 電纜是由一根或者多跟相互絕緣的導(dǎo)體和外包絕緣保護(hù)層制成，完成電力或者信息傳輸?shù)膶?dǎo)線。電纜有電力電纜、補(bǔ)償電纜、同軸電纜

66、等。 3. 線纜選擇 高壓線纜的選擇要考慮電壓、電流等多個(gè)方面。電壓選擇表如下。 表4.2高壓電纜的絕緣水平選擇 系統(tǒng)標(biāo)稱電壓UN/kV 3 6 10 35 電纜的額定電壓UN/kV 3/3 6/6 8.7/10 26/35 線纜之間工頻最高電壓Umax/kV 3.6 7.2 12 42 纜芯對(duì)地的雷電沖擊耐受電壓峰值UP1/kV - 75 95 250 5.3.2 低壓線纜的選擇 低壓配電導(dǎo)體截面積的選擇： 1. 按環(huán)境及敷設(shè)方式初選的截面積，載流量不應(yīng)該小于與其負(fù)荷的最大計(jì)算電流和按保護(hù)條件所確定的電流； 2. 電壓損失不允許超過規(guī)定值； 3. 滿足動(dòng)穩(wěn)和熱穩(wěn)原則； 4. 最小截面滿足機(jī)械強(qiáng)度原則。 綜合以上原則，選擇出各項(xiàng)原則校驗(yàn)中的最大截面積。 5.3.3線纜選擇結(jié)果 1. 高壓架空線 高壓架空線選擇時(shí)除熱穩(wěn)、動(dòng)穩(wěn)原則外都要校驗(yàn)。 1) 發(fā)熱原則校驗(yàn)： 導(dǎo)線所在地流過的計(jì)算電流：,暫選LJ-35*3 查表的 滿足 2) 機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)： 初選S=35 滿足 3) 電壓損失原則校驗(yàn)： 要求滿足