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 負荷計算 2 2.1 供電負荷的分析 2 2.2 供電負荷的計算 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 17 7.1 繼電保護的意義及設(shè)置原則 17 7.2 變壓器的繼電保護 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 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)要適應小區(qū)的用電負荷及小區(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)的運行更加經(jīng)濟、靈活、安全、可靠。 發(fā)展現(xiàn)狀:步入21世紀后,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,建筑標準越來越現(xiàn)代化,不同種類的小區(qū)對用電負荷的要求也不盡相同,但總體的趨勢是用電負荷有較大增高,在夏冬季節(jié)或用電高峰時段時,用電負荷有較大的波動,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。隨著城市化進程的逐年加快,城市用地更加緊張、用電負荷更加集中,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)濟性、環(huán)保性等方面都難以滿足時下的住宅用電負荷要求,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)展方向為小型化、節(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 需要達到相關(guān)技術(shù)規(guī)范與國家標準,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)正常用電的電力負荷。 (3)靈活性 需要適用于多種運行方式,以便于電氣設(shè)備的維修及切換,并適當考慮未來的負荷發(fā)展情況。 (4)經(jīng)濟性 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)備運行、維修的費用,并減少線路有色金屬的消耗和電能的節(jié)約。
14、 2 負荷計算 2.1 供電負荷的分析 近年來我國的經(jīng)濟建設(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)出強勁的增長態(tài)勢,根據(jù)以上現(xiàn)狀《江蘇省住宅設(shè)計標準》做出如下規(guī)定,一般而言高層的計算負荷可參考每戶6~8kW標準,小高層及多層可參考每戶4~6kW,除上述方法外還可參考50的建筑面積標準,本次設(shè)計是針對普通住宅小區(qū)的設(shè)計,根據(jù)以上標準,計算負荷取值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 供電負荷的計算 負荷計算公式: 有功計算負荷 無功計算負荷 視在計算負荷 計算電流 查閱資料得知:住宅用電負荷需要系數(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)總的負荷計算 (2)單元的負荷計算 (3)配電箱的負荷計算: ① 1#、2#、3#、5#、6#、8#配電箱單元數(shù)相同,負荷相同 ② 4#、11#配電箱單元數(shù)相同,負荷相同 ③ 9#、10#、12#、13#配電箱單元數(shù)相同,負荷相同 經(jīng)以上計算結(jié)果列出下表: 表2-2 負荷計算的結(jié)果 負 荷 項 目 負荷容量 kW 有功負荷 kW 視在負荷 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)濟節(jié)約等,為適應日益變化的新形勢還要有一定的超前意識,從而避免造成重復建設(shè),資金浪費,維護不便,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 需要達到相關(guān)技術(shù)規(guī)范與國家標準,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)正常用電的電力負荷。 (3)靈活性 需要適用于多種運行方式,以便于電氣設(shè)備的維修及切換,并適當考慮未來的負荷發(fā)展情況。 (4)經(jīng)濟性 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)備運行、維修的費用,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
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)時應考慮以下原則: (1)供電系統(tǒng)對正常的用電負荷要有足夠的可靠性。 (2)當變電所的負荷因晝夜、季節(jié)而幅度較大時,且適宜以經(jīng)濟方式運行時,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,但對于負荷集中且容量相當大的變電所,雖為三級負荷,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,還應考慮負荷未來的發(fā)展情況,預留出一定的容量。 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行時,另一臺則須承擔其負荷。 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),主變壓器的容量應滿足全部用電設(shè)備總計算負荷的需要,即 (2)裝有兩臺主變壓器時每臺變壓器的容量應同時滿足下列兩個條件: ①當任意一臺變壓器單獨承擔負荷時,須滿足約60%~70%的總計算負荷,即 ②當任意一臺變壓器單獨承擔負荷時,須滿足所有的Ⅰ、Ⅱ級負荷,即 就本次設(shè)計而言,小區(qū)負荷等級為三級,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 電源進線由10kV城市電網(wǎng)引出兩路架空線路進入變電站,在兩路電路進線的主開關(guān)柜之前各裝設(shè)一臺高壓計量柜,計費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)中導線的相線截面時可依照導線發(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:可選用標稱截面為35的油浸紙絕緣電纜。 校驗發(fā)熱條件 油浸紙絕緣電纜的,發(fā)熱條件滿足。 校驗機械強度 對于電纜,不必校驗其機械強度。 (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#配電箱可選用標稱截面為150的YJV型電纜;4#、11#配電箱可選用標稱截面為120的YJV型電纜;9#、10#、12#、13#配電箱可
26、選用標稱截面為185的YJV型電纜。 校驗發(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。 校驗機械強度 對于電纜,不必校驗其機械強度。 (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:可選用標稱截面為10的YJV型電纜。 校驗發(fā)熱條件 油浸紙絕緣電纜的,發(fā)熱條件滿足。 校驗機械強度 對于電纜,不必校驗其機械強度。 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)生的危害也最為嚴重。為了保證電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備在處于最嚴重的短路情況下能夠可靠的工作,在選擇和校驗電氣設(shè)備時,也都按照三相短路時的數(shù)值來校驗。 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,一般基準容量數(shù)值為100MVA,下面是采用標幺制法進行短路電流的計算過程: (1)確定基本值 取基準容量 ,基準電壓, 則: (2)相關(guān)元件在短路電路中的電抗標幺值 電力系統(tǒng)的電抗標幺值 查資料得知,因此 架空線路的電抗標幺值
28、查表得知電纜的,因此 變壓器的電抗標幺值 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)點的短路電路總電抗標幺值以及三相短路電流和短路容量 總電抗標幺值 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)點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量 總電抗標幺值 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 14.8 37.7 22.3 268.8 點 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,并承受相應的電動力時,設(shè)備仍保持機械結(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,承擔著通斷電路的任務。設(shè)備的開斷電流一般應大于所處位置可能發(fā)生的最大短路電流,或斷流容量一般應大于所處位置可能發(fā)生的最大三相短路容量,即 或 進行設(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)校驗原則。以下為設(shè)備初選及校驗項目: 表6-1 設(shè)備初選及校驗項目 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 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 斷路器 ○ ○ ○ ○ ○ 熔斷器 ○ ○ ○ - - 負荷開關(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)備校驗項目(○表示需要校驗項目 -表示無需要校驗項目) 6.2 高壓設(shè)備的選擇 為了充分提高高壓設(shè)備運行的可靠性,高壓電器應根據(jù)其正常運行時的額定電壓及額定電流來進行初選,一些設(shè)備完成初選后還要驗證其動穩(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、互感器的負載和準確等級、熔斷器的上下級選擇性配合等)。 變壓器高壓側(cè)的選擇標準: (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)以上標準選擇如下高壓設(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 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 kA kA2s 校驗結(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 (-表示無需要校驗項目) 6.3 低壓設(shè)備的選擇 變壓器至母線間的選擇標準: (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)以上標準選擇如下低壓設(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 動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 kA kA2s 校驗結(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)以上標準選擇如下低壓設(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 7.1 繼電保護的意義及設(shè)置原則 供電系統(tǒng)中繼電保護是系統(tǒng)安全運行的重要保證,是自動、迅速、準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。 繼電保護的任務: (1)在系統(tǒng)發(fā)生故障時,要準確、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)當系統(tǒng)發(fā)生故障時,正確反映電氣設(shè)備的故障運行狀態(tài),便于操作人員采取適當措施,及時恢復電氣設(shè)備的正常運行。 (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 當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時,繼電保護裝置動作,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)運行,最大限度的保障供電。 (2)快速性 電力系統(tǒng)由于其實時性的特點,要求在系統(tǒng)發(fā)生故障時繼電保護裝置能夠盡快動作,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)繼電保護的范圍和任務,當保護裝置本應動作卻未能動作時,稱為拒動作;當電力系統(tǒng)的故障
39、部分不在保護范圍內(nèi)或系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)時,保護裝置本不該動作卻做出動作,稱為誤動作。保護裝置的誤動作與拒動作嚴重影響電力系統(tǒng)的可靠性,使系統(tǒng)不能安全、穩(wěn)定的運行。裝置的原理、接線方式等都直接影響了保護裝置的可靠性,因此須盡量選擇原理、接線方式簡單,可靠性高,運行經(jīng)驗豐富的設(shè)備進行保護。 除了上述四項基本的原則外,在實際的選擇中還必需考慮其經(jīng)濟性,在能實現(xiàn)電力系統(tǒng)安全運行的前提下,盡量選用投資少、維護費用低的保護裝置。 7.2 變壓器的繼電保護 變壓器定時限過流保護是變壓器的基本保護方式之一,選用DL型電磁式電流繼電器,變壓器過電流保護的動作電流為, 為保護線系數(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)出線過流保護的最大動作時限大一個級差,取值0.5秒。 變壓器過流保護的靈敏性校驗按下式計算 其中為變壓器二次側(cè)發(fā)生最小兩相短路的電流。 零序電流速斷保護也是變壓器基本保護方式之一,速斷保護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 電流速斷保護靈敏性校驗要依據(jù)變壓器一次側(cè)最小兩相短路電流進行校驗 過電流保護及速斷保護的計算 (1)過電流保護電流的整定 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 過流保護的靈敏性校驗 滿足要求 (2)速斷保護電路的整定 選DL-11/100電流繼電器,動作電流整定為45A 電流速斷保護的靈敏性校驗 滿足要求 8 變電所防雷與接地 變電所防雷保護的設(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。避雷針可以單獨立桿,當其受到雷擊時,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: (1)要使被保護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、共用保護物自身的接地,應另設(shè)獨立的接地裝置,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電部分及低壓側(cè)接地中性點連接起來一同接地,如下圖所示: 變配電所的線路雷電波侵入防護 變壓器
43、的防雷保護及接地 圖8-1 變電所防雷與接地 變電所接地保護的設(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行電力設(shè)備的維護和操作。對于外殼導電的電力設(shè)備,一般還要進行接零保護,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)裝置運行的各項參數(shù)進行測量并記錄或是進行技術(shù)分析、核算電費的儀表的總稱。 為了監(jiān)測供電系統(tǒng)的一次設(shè)備的運行狀態(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、安全和可靠合理的運行,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、技術(shù)分析的計量儀表,即各種電能表。 (1)在配電系統(tǒng)的電源進線上,必須裝設(shè)計費用
45、的有功電能表與無功電度表,一般采用標準計量柜,為了了解負荷電流,進線上還需裝設(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行測量。當電力系統(tǒng)選用的運行方式為中性點非有效接地時,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,對于單獨經(jīng)濟核算的單位變壓器,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荷線路,需要通過電流表對每相上的電流進行測量。對于負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動作時間應盡量短,以利于連續(xù)供電及電動機自啟動。 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) 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5-8,6-7不通,16-13接通,1QF的輔助觸點常開閉合,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5-8,6-7,16-13均斷開。 當主電源1WL因某些原因而斷開時,繼電器1KV與2KV失電,對應的常閉觸點變?yōu)殚]合狀態(tài),時間繼電器1KT動作,其延時閉合觸點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,恢復了電梯的供電。 同樣的當電源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)的觸點為對方斷路器保護回路的出口繼電器觸點,作用是閉鎖對方電路的APD功能。當1QF因為內(nèi)部故障而分閘時,1QF的保護裝置同時斷開了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 [1] 劉介才,高仕斌,簡克良.工廠供電[M].北京:機械工業(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:機械工業(yè)出版社,
51、1998. [5] 周文森,鄭景山.簡明電工手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1994. [6] 隋振友,宋立新.配電實用技術(shù)[M].北京:中國電力出版社,2006. [7] 沈鴻,周建南,汪道涵,張維,史洪志.電機工程手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1983. [8] 北江鋼鐵設(shè)計院等.鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計參考資料[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1976. [9] 航空工業(yè)部第四規(guī)劃設(shè)計研究院等.工廠配電設(shè)計手冊[M].北京:水利電力出版社,1983. [10] 紀愛華,周志敏.電工測量與試驗實用技術(shù)問答[M].北京:電子工業(yè)出版社,2006. [11] 孫艷君,戴艷梅.
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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 電纜載流量對應截面 電纜持續(xù)載流量(A) 電纜型號 額定電壓kV 標稱截面() 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套電纜工作溫度,環(huán)境溫度)
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