某小区变配电系统（一次部分）设计

目 录

引 言 ....................................................................... 1 摘 要 ....................................................................... 2 第一章 负荷计算 .............................................................. 4

1.1确定负荷等级 ......................................................... 4 1.2总计算容量 ........................................................... 6 1.3确定主结线方式 ....................................................... 8 1.4主接线中的设备配置 ................................................... 8

1.4.1确定变压器连接组别 ............................................ 10 1.4.2确定变压器型号及容量 .......................................... 11 1.5高压侧电缆选择 ...................................................... 11 1.6无功补偿的必要性 .................................................... 11

1.6.1无功功率补偿的方法： .......................................... 12 1.6.2补偿容量的计算 ................................................ 12 1.7电气设备选择原则 .................................................... 12 1.8每个变压器负荷的分配及无功补偿容量的确定 ............................ 15 第二章 短路电流计算及设备校检 .............................................. 23

2.1选择柴油发电机 ...................................................... 23 2.2 变压器高低压侧短路电流计算 .......................................... 23 2.3线路的校验 .......................................................... 24 2.4高压侧电缆校验 ...................................................... 25 2.5低压侧电缆的校验。 .................................................. 26 2.6低压网络电路元件阻抗的计算 .......................................... 26 2.7低压网络单相接地故障电流 ............................................ 28 2.8断路器的校验 ........................................................ 29 2.9主设备继电保护 ...................................................... 30 第三章 防雷与接地 ........................................................... 32

3.1防雷的基本知识及设计原则 ............................................ 32 3.2本次设计所采用的防雷保护 ............................................ 33 3.3避雷器的配置与选择 .................................................. 34 总 结 .................................................................... 36 主要参考文献： .............................................................. 37 谢 辞 ..................................................................... 38

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引 言

本工程为一个住宅小区，包含东区和西区。总用地面积：9940 m2，总建筑面积：42074.98 m2，其中店面面积：3310.14 m2，住宅面积：31367.04 m2，车库及设备：6212.47m2。西区住宅包含A1，A2，A3，B1，B2，C，D七个单元，且均属于多层住宅。东区住宅含有E，F，G三个单元的高层住宅，其中E单元12层，F单元12层，G单元16层，属于二类高层建筑。小区的其他建筑包含：商店，停车库，多功能厅等。

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摘 要

本设计的对象为一个典型住宅小区，其中含有二类高层建筑。包含供配电系统,照明,防雷。本文包含设计中的计算（例如负荷计算，短路电流计算，容量负荷等），以及供配电系统主要电气设备的选择及校验。对建筑电气设计理解和执行规范的规定是十分重要的，对一些强制性的规定，设计时我们就必须遵守。在本文中介绍了与本次设计相关的一些规范要求，以及本设计的执行状况。

关键词；供配电 电气设备 负荷计算 电流计算 建筑电气 二类高层建筑

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Abstract

abstract ：The object of this design is a small area of a typical model residence, include two high genus buildings.The design include Support distribution system ,illumination, defend the thunder, Fire control automatic design considerations of warning system, three meter far spread, and the stakeout system, patrol system, parking area management. This text includes to design the calculation( for example,Carry calculation, short-circuit Electric current calculation, illuminance calculation and so on) and the choice of the main electricity equipments in the Support distribution system. In electricity design comprehending and carrying out the norm is very important. For some constrained provision, we must obey. This text introduce some norms related with this designs.

Key words:distribution system electricity equipments Carry calculation Electric current calculation two high genus buildings

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第一章 负荷计算

1.1确定负荷等级

小区的住宅照明为三级负荷；按《民用建筑电气设计规范》东区的高层建筑中的客梯电力，生活水泵电力和楼梯照明为二级负荷；高层建筑消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动的放火门、窗、卷帘、阀门等消防用电，按现行的国家《工业与民用供电系统设计规范》的规定，二类高层建筑应按二级负荷要求供电。故小区的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志为二级负荷。本小区的二级负荷采用双电源供电，正常电源为市电供电，由于本小区的二级负荷可以允许中断供电15s以上，故小区的应急电源采用快速自起动的柴油发电机组。

本工程设计中，采用了需要系数法和负荷密度方法两种负荷计算的方法。 需要系数法：是将用电设备容量Pe乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷的一种简便计算方法。其计算公式为： Pc = Kd ·Pe （kw） Qc = Pc·tgφ （kvar）

在进行供配电设计时，基本的原始资料是各种用电设备的产品铭牌数据，如额定容量、额定电压等，这是设计的依据。但是，这种原始资料要变成供配电系统设计所需要的假想负荷——计算负荷，从而根据计算负荷按照允许发热条件选择供配电系统的导线截面，确定变压器容量，制定提高功率因数的措施，选择及整定保护设备以及校验供电电压的质量等，是一项较复杂的工作。负荷计算是供配电设计的依据参数，估算准确与否，对合理选择设备、系统安全经济运行起决定性作用。

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表1.1

负 荷 名 称 安装功率Pe(KW) A1单元照明 A2单元照明 A3单元照明 B1单元照明 B2单元照明 C 单元照明 D 单元照明 E 单元照明 F 单元照明 G 单元照明 西区停车库 消防控制室 东区停车库 西区商店 东区商店 西区应急照明 需要系数 Kx 有功负荷Pc(KW) 计算容量 无功负荷功率因数计算电流 IC(A) Sc（KVA） Qc(Kvar) cosφ 56 46 56 68 56 116 74 222 270 370 76.5 8 17 120 210 10 0.8 0.9 0.8 0.8 0.8 0.63 0.6 0.6 0.59 0.57 — — — — — — 44.8 41.4 44.8 54.4 44.8 73.08 44.4 133.2 159.3 210.9 76.5 8 17 120 210 10 68.9 63.69 68.9 83.6 68.9 112.43 68.3 204.92 245.08 324.46 95.63 10 21.25 133.33 233.33 10.52 52.42 48.44 52.42 63.65 52.42 85.5 51.95 155.84 186.38 246.75 57.38 6 12.75 58.08 101.64 3.3 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.65 0.8 0.8 0.8 0.9 0.9 0.95 104.2 96.3 104.2 127.3 104.2 171.0 103.9 311.7 372.8 493.5 145.46 15.2 32.32 202.8 354.93 16.01 5

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东区应急照明 G-正压送风机 东区车库排烟风机 西区车库1#排烟风 机 西区车库2#排烟风机 西区库房排烟风机 发电机房排风机 发电机房送补风机 泵房送风机 10 4 11 7.5 — — — — 10 4 11 7.5 10.52. 5 13.75 9.375 3.3 3 8.25 5.625 0.95 0.8 0.8 0.8 16.01 7.6 20.92 14.26 7.5 — 7.5 9.375 5.625 0.8 14.26 3 4 1.5 3 — — — — 3 4 1.5 3 3.75 5 1.875 3.75 2.25 3 1.125 2.25 0.8 0.8 0.8 0.8 5.7 7.6 2.85 5.7 备注：备用设备在总的负荷计算时不计算在内。 1.2总计算容量

住宅： 总安装功率：56+46+56+68+56+116+74+222+270+370=1334kw

总户数：245户 功率因数COSφ=0.65 需要系数Kd=0.45

计算有功负荷：Pc=1334x0.45=600.3kw 计算无功负荷：Qc=600.3 tgφ=701.83kvar

商店： 总安装功率：120+210=330kw

功率因数：COSφ=0.9 计算有功负荷：Pc=330kw

计算无功负荷：Qc=330 tgφ=159.83kvar

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停车库： 总安装功率：76.5+17=93.5kw

功率因数：COSφ=0.85 计算有功负荷：Pc=93.5kw

计算无功负荷：Qc=93.5 tgφ=57.95kvar

风机： 总安装功率：4+11+7.5+3+4+1.5+3+7.5=41.5kw

功率因数：COSφ=0.8 需要系数：Kd=0.75

计算有功负荷：Pc=Kd x 41.5=31.13kw 计算无功负荷：Qc=31.13 tgφ=23.35kvar

水泵： 总安装功率：22+2+2+30+30=86kw

功率因数：COSφ=0.8 需要系数：Kd=0.65

计算有功负荷：Pc=Kd x 86=55.9kw 计算无功负荷：Qc=55.9tgφ=41.93kvar

电梯： 总安装功率：15+15+15+12=57kw

功率因数：COSφ=0.5 需要系数：Kd=0.5

计算有功负荷：Pc=Kd x 57=28.5kw 计算无功负荷：Qc=28.5 tgφ=49.4kvar

应急照明： 总安装功率：10+10=20kw 功率因数：COSφ=0.95

计算有功负荷：Pc=20kw

计算无功负荷：Qc=20 tgφ=6.57kvar

消防控制室： 计算有功负荷： Pc=8kw 功率因数：COSφ=0.8

计算无功负荷：Qc=8 tgφ=6.kvar

总计算有功负荷：

Pc=K

?Px (20+28.5+55.9+31.13+600.3+300+93.5+8)=0.9x1137.33

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=1023.6kw

总计算无功负荷： Qc=K?Qx (6.57+49.4+41.93+23.35+57.95+159.83+701.83+6)=0.94x1046.86

计算电流：Ic=5/(1.73x0.38)=7.6A 综上所述：

22?PC=1023.62?984.052=1419.9KVA 该小区的总容量为：Sc=QC1.3确定主结线方式

变配电所主结线表示用电单位接受和分配电能的路径和方式，它是由电力变压器、断路器、隔离开关、互感器、移相电容器、母线或电力电缆等电气设备按一定次序连接起来的电路。主结线的确定和完善对变电所电气设备的选择、变配电装置的合理布置、可靠运行、控制方式和经济性等密切关系。主接线满足以下要求：

（1）安全 设计应符合国家相关技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全；

（2）可靠 应满足用电设备对供电可靠性的要求； （3）灵活 能适应各种不同运行方式，操作检修方便；

（4）经济 在满足以上要求的前提下，主结线应简单、投资少、运行管理费用低，且考虑节约电能和有色金属消耗量。

本工程中在高压侧采用的单母线不分段接线方式，由GB50053-1994《10KV及以下变电所设计规范》3.2.12由地区电网供电的配电所电源进线处，宜装设供计费用的专用变压，电流互感器。故在本工程中设有一个供电力局计费的专用测量柜。由GB50053-1994《10KV及以下变电所设计规范》3.3.2装有两台及以上变压器的变配电所，当其中任一台变压器断开时，其余变压器的容量应满足所有一级负荷及二级负荷的供电。故低压侧采用的是单母线分段结线方式，对小区中的二级负荷可以在有一台变压器出现故障时，通过另外一台变压器进行供电。其备用电源采用柴油发电机，可以保证在市电停电的时候也能正常的工作。如此设计有可以保证供电的可靠性。 1.4主接线中的设备配置 1.4.1 隔离开关的配置

（1）一般装设隔离开关：容量为220MW及以上大机组与双绕组变压器为单

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元连接时，其出口不装设隔离开关，但应有可拆连接点。

（2）在出线上装设电抗器的配电装置中，当向不同用户供电的两回线共用一台断路器和一组电抗器时，每回线上应各装设一组出线隔离开关。

（3）接在变压器因出线或中性点上的避雷器不可装设隔离开关。 （4）中性点直接接地的普通型变压器均应通过隔离开关接地；自藕变压器的中性点则不必装设隔离开关。 1.4.2 接地刀闸或接地器的配置

（1）为保证电器和母线的检修安全，35KV及以上每段母线根据长度宜装设1～2组接地刀闸或接地器，每两接地刀闸间的距离应尽量保持适中。母线的接地刀闸宜装设在母线电压互感器的隔离开关和母联隔离开关上，也可装于其他回路母线隔离开关的基座上。必要时可设置独立式母线接地器。

（2）63KV及以上配电装置的断路器两侧隔离开关和线路隔离开关的线路宜配置接地刀闸。

1.4.3 电压互感器的配置

（1）电压互感器的数量和配置与主接线方式有关，并应满足测量、保护、同期和自动装置的要求。电压互感器的配置应能保证在运行方式改变时，保护装置不得失压，同期点的两侧都能提取到电压。

（2）6—220KV电压等级的每组母线的三相上应装设电压互感器。 母线上是否需要装设电压互感器，应视各回出线外侧装设电压互感器的情况和需要确定。

（3）当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上应装设电压互感器。

（4）当需要在330KV及以下主变压器回路中提取电压时，可尽量利用变压器电容式套管上的电压抽取装置。 1.4.4 电流互感器的配置

（1）凡装有断路器的回路均应装设电流互感器其数量应满足测量仪表、保护和自动装置要求。

（2）在未设断路器的下列地点也应装设电流互感器：发电机和变压器的中性点、发电机和变压器的出口、桥形接线的跨条上等。

（3）对直接接地系统，一般按三相配置。对非直接接地系统，依具体要求

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按两相或三相配置。

（4）一台半断路器接线中，线路—线路串可装设四组电流互感器，在能满足保护和测量要求的条件下也可装设三组电流互感器。线路—变压器串，当变压器的套管电流互感器可以利用时，可装设三组电流互感器。 1.4.5 避雷器的装置

（1）配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线装设避雷器时除外。 （2）旁路母线上是否需要装设避雷器，应视在旁路母线投入运行时，避雷器到被保护设备的电气距离是否满足要求而定。

（3）220KV及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近增设一组避雷器。

（4）两绕组变压器低压侧的一相上宜设置一台避雷器。 （5）下列情况的变压器中性点应装设避雷器

1）直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时。 2）直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且为单台变压器运行时。

3）接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。 （6）发电厂变电所35KV及以上电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器。

（7）SF6全封闭电器的架空线路侧必须装设避雷器。 1.4.6 确定变压器连接组别

当需要提高单相接地电流值或需要限制三次谐波含量或三相不平衡负荷超过每相额定电流的15%以上时，宜选用连接组为D，yn11的变压器。D，yn11接线的变压器单相短路电流更大，可以确保低压单相接地保护装置动作灵敏度。D，yn11接线的变压器原边为3次谐波提供了通路，产生出反向谐波电流和消磁磁通，可使绕组中的3次谐波电势比Y，yn0接线小得多，增强了系统抗干扰能力。D，yn11接线的变压器，由于零序电流能在原边绕组环流。因而可以削弱零序磁通。故D，yn11接线变压器适用与三相不平衡负荷较大的配变电系统中。在本工程中，小区住宅的三相不平衡负荷较大，不对称电流也较大，为使不对称电流能在一次侧产生回路。故采用连接组别为D，yn11的变压器。

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1.4.7 确定变压器型号及容量

二类高层主体的建筑中，应采用干式，气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器。JGJ/T 16-92 《民用建筑电气设计规范》4.3.7居住小区变电所内单台变压器容量不宜大于630KVA。

在本工程中，根据计算负荷的总量，结合最佳负载率（β=75%），共采用2台630KVA的干式变压器和1台500KVA的干式变压器 采用的变压器型号：

环氧树脂浇注干式变压器SC12-630/10.5 10±5%/0.4/0.23KV 630KVA

D,yn11 Uk%=6,IP2X

环氧树脂浇注干式变压器SC12-500/10.5 10±5%/0.4/0.23KV 500KVA

D,yn11 Uk%=4,IP2X

1.5高压侧电缆选择

入线电缆上的计算电流： (630x3)/(10x3)=109.25A 选择传输电缆：ZR-YJV-8.7/10KV-3x70（经校验见后） 变压器的入线电缆上的计算电流：630/（10x3）=36.4A 500/（10x3）=28.9A

选择电缆：YJV-8.7/10KV-3x50（经校验见后） 1.6无功功率补偿

1.6.1无偿功率的补偿必要性

电力系统中使用的输变电设备及电力用户的用电设备，如变压器、电抗器、感应电动机等大部分具有电感的特性。它们按照电磁感应原理工作，在建立交变磁场时需从电力系统中吸收无功功率。但无功功率并不是实际作功的功率，电力系统中视在功率为一定时，无功功率需求的增加，将会造成发出的有功功率的下降而影响发电机的出力。同时无功功率在系统的输送中会造成许多不利的影响利的影响：

1、无功功率在通过电网时，会引起线路和设备的有功损耗。

2、电网的电压损失将会随着无功功率的增加而增加，这给电网电压的调整带来困难。

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3、在电网输送有功不变下，无功增加而使总电流增加，会使供电系统中的如断路器、导线以及测量仪表等的一次、二次设备的容量、规格尺寸增大，从而使投资费用增加。由于无功功率对供电系统有着如上诸多不利的影响，因此降低无功功率的输送量，提高功率因数是系统及用户保证供电质量，保证经济、合理地供电的需要。

1.6.2无功功率补偿的方法：

①低压集中补偿：将低压电容集中设置在配电的所0.23/0.4KV低压母线上，这种补偿方式能够对变压器，高压出线，母线及电力系统进行补偿。因而获得的经济效果最好，而且低压补偿柜可以安装在变电所的低压配电室内，运行维护方便。此方法的缺点是不能补偿低压出线回路的无功功率，因而不能减少低压线线路截面及低压开关箱的容量。

②就地（分散）补偿：将并联补偿的电容器组装在需要进行无功功率补偿的各个用电点附近，这种补偿方式可以补偿安装部位前所有的高低压线路和变压器的无功功率因素，补偿范围大、效果好，但设备总投资大、利用率低、补偿设备分散运行维护工作量大。

③高压集中补偿：将高压电容器集中设置在配电所6—10KV母线上，其只能补偿6—10KV母线前线路的无功功率，而母线后的线路未得到补偿，因而补偿所获得的经济效果差，但初步投资较低，便于集中维护。

根据本工程的实际情况，采用低压集中补偿。 1.6.3补偿容量的计算

Qc= Pjs（tgφ1－tgφ2）或Qc= Pjs qc

式中：tgφ1——补偿前功率因数角的正切值； tgφ2——补偿后功率因数角的正切值；

qc——无功功率补偿率（KVar/KW）。

1.7电气设备选择原则

电气设备的选择是供配电系统设计的主要内容之一。在选择时，应根据实际工程特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠的前提下，力争做到技术先进，经济合理。电气设备选择应遵守以下几项原则：

一、按短路情况来校验电气设备的动稳定和热稳定。即

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Im ≥ Ish(3) im ≥ ish(3) It2 · t ≥ Ia2 · tima It ≥ Ia?tima/t

二、按装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力。即 Ik(3) ≤ IN·off

SK ＜ SN·off

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表1.2 变压器的型号和参数

型号 空载损耗 ΔP0(kw) SC12-630/10 SC12-630/10 SC12-500/10 1.5 1.5 1.42 负载损耗 ΔPk(kvar) 5.9 5.9 4.8 1.8 1.8 1.8 6 6 4 空载电流I0% 阻抗电压uk% 表1.3 低压侧的功率 F点 G点 H点 有功功率（kw） 431 442.26 388.93 无功功率（kvar） 89.8 67.7 85.26 视在功率（kVA） 440.3 447.4 398.2

T1变压器最大有功损耗： ΔPT1 =ΔP0+ΔPk（最大无功损耗： ΔQT1 = ΔQ0+ΔQL （

SCSrSCSr）2=4.39 （kw）

） =Sr [

2

I00+

UK0（

SCSr）2]=29.86 (kvar)

同理：T2变压器的最大有功损耗 ΔPT2=ΔP0+ΔPk（最大无功损耗： ΔQT12= ΔQ0+ΔQL （

SCSrSCSr）2=4.47 （kw）

） =Sr [

2

I0013

+

UK0（

SCSr）2]=30.39(kvar)

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T3变压器的最大有功损耗 ΔPT1 =ΔP0+ΔPk（最大无功损耗： ΔQT1 = ΔQ0+ΔQL （ 表1.4

T1BSC12-630/10 Uk%=6 △Pcu=5960kwSCSr）2=4.46 （kw）

SCSr） =Sr [

2

I00+

UK0（

SCSr）2]=21.67 (kvar)

31500KVA Uk%=8AZR-YJV-8.7/10KV-3x702kmT2SC12-630/10 Uk%=6 △Pcu=5960kwT3CSC12-500/10 Uk%=4 △Pcu=4800kw

所以，C点有功功率 Pcc = 431+4.39 =435.39 ( kw ) 无功功率Qcc = 89.8+29.86 =119.66 (kvar)

22?Qcc =451.53 (kVA) 视在功率 Scc = Pcc 计算电流 Icc =

SCC3Ur = 26.07 ( A )

D点有功功率 PDc = 442.26+4.47 =435.39 ( kw )

无功功率QDc = 67.7+30.39 =119.66 (kvar)

22?QDc =457.37 (kVA) 视在功率 SDc = PDc计算电流 IDc =

SDC3Ur = 26.41 ( A )

E点有功功率 PEc = 388.93+4.46 = 393.39 ( kw )

无功功率QEc = 85.28 + 21.67 = 106.95(kvar)

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22?QEc = 407.67 (kVA) 视在功率 SEc = PEc计算电流 IEc =

SEC3Ur = 23.54 ( A )

母联断路器QF1闭合且仅有电源S1供电时，

A点有功功率 PAc =435.39 + 466.73 + 393.39 = 1275.5 ( kw )

无功功率QAc = 119.66 + 98.09 + 106.95 = 324.7 (kvar)

22?QEc = 1316.18(kVA) 视在功率 SAc = PEc计算电流 IAc =

SEC3Ur = 75.99 ( A )

母联断路器QF1断开时，

B点的计算电流 IBc = IEc = 23.54 ( A ) 1.8每个变压器负荷的分配及无功补偿容量的确定 1#变压器

E单元回路： 计算负荷：133.2kw

计算电流：311.7A

选择断路器：S5N-400/R320

瞬动动作整定值：5In

导线：YJV-0.6/1kv-4x150+1x70

F单元回路： 计算负荷：159.3kw

计算电流：372.8A

选择断路器：S5N-400/R400 瞬动动作整定值：5In

导线：YJV-0.6/1kv-4x240+1x120

G单元回路： 计算负荷：210.9kw

计算电流：493.5A

选择断路器：S5N-630/R500 瞬动动作整定值：5In

导线：YJV-0.6/1kv-4x(1x240)+1x120

3个单元总容量：222+270+370=862kw

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3个单元总户数：164户 需要系数：Kd=0.5

3个单元计算负荷：Pc=0.5x862=431kw

功率补偿： 补偿前住宅功率因数：COSφ1=0.65 补偿后目标功率因数：COSφ2=0.97

达到目标功率因数无功功率补偿：

Q=Ptgφ1-Pctgφ2=509.8-108.02=401.78kvar

实际无功功率补偿功率：Q'=420kvar

补偿后计算无功负荷：Qc=509.8-420=89.8kvar

22?PC= 89.82?4312=440.3KVA Sc= QC1#变压器负载率： β=（440.3/630）x 100%=70%

2#变压器

A1单元回路： 计算负荷：44.8kw

计算电流：104.2A

选择断路器：S2N-160/R125

瞬动动作整定值：5In

导线：YJV-0.6/1kv-4x35+1x16

A2单元回路： 计算负荷：41.4kw

计算电流：96.3A

选择断路器：S1N-125/R100

瞬动动作整定值：5In

导线：YJV-0.6/1kv-4x25+1x16

A3单元回路： 计算负荷：44.8kw

计算电流：104.2A

选择断路器：S2N-160/R125

瞬动动作整定值：5In

导线：YJV-0.6/1kv-4x35+1x16

16

平顶山工学院毕业设计（论文）

B1单元回路： 计算负荷：54.4kw

计算电流：127.3A

选择断路器：S2N-160/R160

B2单元回路：

C单元回路：

D单元回路：

西区停车库回路：

西区商店回路： 瞬动动作整定值：5In

导线：YJV-0.6/1kv-4x50+1x25

计算负荷：44.8kw

计算电流：104.2A

选择断路器：S2N-160/R125

瞬动动作整定值：5In

导线：YJV-0.6/1kv-4x35+1x16

计算负荷：73.08kw

计算电流：171.0A

选择断路器：S3N-250/R200

瞬动动作整定值：5In

导线：YJV-0.6/1kv-4x70+1x35

计算负荷：44.4kw

计算电流：103.9A

选择断路器：S1N-125/R125

瞬动动作整定值：5In

导线：YJV-0.6/1kv-4x35+1x16

计算负荷：76.5kw 计算电流：145.46A

选择断路器：S2N-160/R160

瞬动动作整定值：5In

导线：YJV-0.6/1kv-4x50+1x25

计算负荷：120kw 计算电流：202.8A

选择断路器：S3N-250/R250

瞬动动作整定值：5In

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平顶山工学院毕业设计（论文）

导线：YJV-0.6/1kv-4x95+1x50

7个单元总容量：56+46+56+68+56+116+74=472kw

7个单元总户数：81户 需要系数：Kd=0.57

7个单元计算负荷：Pc=0.57x472=269.04kw 功率补偿： 补偿前住宅功率因数：COSφ1=0.65 补偿前商店功率因数：COSφ2=0.9 补偿前停车库功率因数：COSφ3=0.8

补偿后目标功率因数：COSφ4=0.97 达到目标功率因数无功功率补偿：

Q=P1tgφ1+P2tgφ2+P3tgφ3-PCtgφ4

=269.04x1.17+120x0.48+76.5x0.75+8x0.75-465.54x0.2 =313.38kvar

实际无功功率补偿功率：Q'=360kvar

补偿后计算无功负荷：Qc=K?Qx(429.8-360)=0.97x69.8

=67.7kvar

补偿后计算有功负荷：Pc=K?Px465.54=0.95x465.54=442.26kw

22?PC= 442.262?67.72=447.4KVA Sc= QC2#变压器负载率： β=（447.4/630）x 100%=71%

3#变压器

东区商店回路： 计算负荷：210kw 计算电流：354.93A

选择断路器：S5N-400/R400

瞬动动作整定值：5In

导线：YJV-0.6/1kv-4x240+1x120

东区停车库回路： 计算负荷：17kw

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平顶山工学院毕业设计（论文）

计算电流：32.32A

选择断路器：S1N-125/R40

瞬动动作整定值：5In 导线：YJV-0.6/1kv-5x4

西区应急照明回路： 计算负荷：10kw 计算电流：16.01A

东区应急照明回路： G-正压送风机回路：

东区车库排烟风机回路：

西区车库排烟风机回路：

选择断路器：S1N-125/R20

瞬动动作整定值：5In 导线：ZR-YJV-0.6/1kv-5x10

计算负荷：10kw 计算电流：16.01A 选择断路器：S1N-125/R20

瞬动动作整定值：5In 导线：ZR-YJV-0.6/1kv-5x10

计算负荷：4kw 计算电流：7.6A

选择断路器：S1N-125/R10

瞬动动作整定值：12In 导线：ZR-YJV-0.6/1kv-5x10

计算负荷：11kw 计算电流：20.92A 选择断路器：S1N-125/R25

瞬动动作整定值：12In 导线：YJV-0.6/1kv-5x4

需要系数：Kd=0.8

计算负荷：Kd x (7.5+3+7.5)=14.4kw

计算电流：27.4A

选择断路器：S1N-125/R32

瞬动动作整定值：9In 导线：ZR-YJV-0.6/1kv-5x10

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泵房送风机回路： 计算负荷：3kw 计算电流：5.7A

选择断路器：S1N-125/R10

瞬动动作整定值：12In 导线：YJV-0.6/1kv-5x10

变电站排风机回路： 计算负荷：4kw 变电站送补风机回路：

G-电梯回路：

E-电梯回路： F-电梯回路： 计算电流：7.6A

选择断路器：S1N-125/R10

瞬动动作整定值：12In 导线：YJV-0.6/1kv-5x4

计算负荷：1.5kw 计算电流：2.85A

选择断路器：S1N-125/R10

瞬动动作整定值：12In 导线：ZR-YJV-0.6/1kv-5x4

计算负荷：30kw 计算电流：91.27A

选择断路器：S1N-125/R100

瞬动动作整定值：12In

导线：ZR-YJV-0.6/1kv-3x50+2x25

计算负荷：15kw 计算电流：45.63A 选择断路器：S1N-125/R50

瞬动动作整定值：12In

导线：ZR-YJV-0.6/1kv-3x25+2x16

计算负荷：12kw 计算电流：36.5A

选择断路器：S1N-125/R50

瞬动动作整定值：12In

导线：ZR-YJV-0.6/1kv-3x25+2x16

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泵房回路： 计算负荷：Kdx86=0.65x86=55.9kw 计算电流：106.29A 选择断路器：S1N-160/R125

瞬动动作整定值：9In

导线：ZR-YJV-0.6/1kv-3x95+2x50

消防控制室： 计算负荷：8kw 计算电流：15.2A

选择断路器：S1N-125/R20

瞬动动作整定值：5In 导线：ZR-YJV-0.6/1kv-5x10

功率补偿： 补偿前风机功率因数：COSφ1=0.8 补偿前商店功率因数：COSφ2=0.9 补偿前停车库功率因数：COSφ3=0.8 补偿前电梯功率因数： COSφ4=0.5

补偿前水泵功率因数：COSφ5=0.8 补偿前应急照明功率因数：COSφ6=0.95 补偿前消防控制室功率因数：COSφ7=0.8 补偿后目标功率因数：COSφ8=0.97

达到目标功率因数无功功率补偿：

Q=P1tgφ1+P2tgφ2+P3tgφ3+P4tgφ4+P5tgφ5+P6tgφ6+P7tgφ7-PCtgφ8

=41.5x0.75+210x0.48+17x0.75+57x1.732+55.9x0.75+20x0.33+8x0.75-409.4x0.25 =190.574kvar

实际无功功率补偿功率：Q'=210kvar

补偿后计算无功负荷：

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Qc=K?Qx (297.92-210)=0.97x87.92=85.28kvar

x 409.4=0.95x409.4=388.93kw

?P 补偿后计算有功负荷：Pc=K2Sc= PC2?QC= 388.932?85.282=398.2KVA

3#变压器负载率： β=（398.2/500）x 100%=79.6%

22

平顶山工学院毕业设计（论文）

第二章 短路电流计算及设备校检

2.1选择柴油发电机

柴油发电机负载： 西区应急照明回路： 计算负荷：10kw 东区应急照明回路： 计算负荷：10kw G-正压送风机回路： 计算负荷：4kw

东区车库排烟风机回路： 计算负荷：11kw

西区车库排烟风机回路： 计算负荷：14.4kw 变电站送补风机回路： 计算负荷：1.5kw G-电梯回路： 计算负荷：30kw E-电梯回路： 计算负荷：15kw F-电梯回路： 计算负荷：12kw 泵房回路： 计算负荷：55.9kw 消防控制室： 计算负荷：8kw

柴油发电机选用： DFC200GF 200/250KVA

在柴油发电机供电的负荷中，消防泵30kw为最大的电动机容量。本设计中选用的柴油发电机的容量为250KVA，能够满足电动机直接起动及其他冲击负荷的用电要求。

2.2 变压器高低压侧短路电流计算 见图1.4

条件：上一级变配电站的变压器容量：31500KVA，Uk%=8.0更上一级为无限大容量系统

电缆进线：2km

设基准参数：Sb=100MVA,Ud=Uav

高压侧A点： 由于31500KVA的变压器的电阻R相对而言比较小，故在此忽略。 Xt1*=Z*=(Uk%xSb)/(100xSnt1)=(8.0x100)/(100x31.5)=0.25 L1: R*=2x0.292=0.584 X*=2x0.091=0.182 Z*=0.5842?(0.182?0.25) =0.73

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Ik(3)=Ik(3)*Ib=100/(0.73x10x3)=7.92kA

低压侧B点： △Pcu=5960kw Uk%=6

Zt2*=(Uk%xSb)/(100xSnt)=(6x100)/(100x0.63)=9.52 Rt2*=（△Pcu×Sb）/(Snt2)=(5960x100)/(6302)=1.5 Xt2*=9.522?1.5 =9.4

Z*=(0.584?1.5)2?(9.4?0.182?0.25) =10.05

Ik(3)=Ik(3)*Ib=100/（10.05x0.4x3)=14.37kA

低压侧C点： △Pcu=4800kw Uk%=4

Zt2*=(Uk%xSb)/(100xSnt)=(4x100)/(100x0.5)=8

Rt2*=（△Pcu×Sb）/(Snt2)=(4800x100)/(5002)=1.92 Xt2*=82?1.92 =7.7

Z*=(0.584?1.92)2?(7.7?0.182?0.25) =8.5

Ik(3)=Ik(3)*Ib=100/（8.5x0.4x3)=17.00kA

2.3线路的校验

配电线路截面的选择要满足以下几个条件：

① 线的载流量来确定导线是否满足发热条件的要求。发热条件，此条件就限制

了导线的载流量的大小，即选择导线可以通过查导 ② 导线截面还需要满足机械强度的要求。 ③ 电压损失 ④ 热稳定条件 ⑤ 动稳定条件

⑥ 导线截面还需要满足经济性，即按经济电流密度选择导线截面。

在此，我们校验热稳定和电压损失两项指标，比较在其在高低压系统高低压系统中的不同。

24

平顶山工学院毕业设计（论文）

2.4高压侧电缆校验 校验入线电缆热稳定：

假想时间：tima=保护动作时间+开关分闸时间+非周期分量假想时间

=0.6+0.07+0.05=0.72s

（这里上一级变电站的断路器的条件未给出） 热稳定要求最小导线截面：Smin=（I?tima）/C

=（7920x0.72）/115=58.4m2 导线选择为；ZR-YJV-8.7/10KV-3x70 综上入线导线截面能满足热稳定的要求 校验变压器入线电缆热稳定：

假想时间：tima=保护动作时间+开关分闸时间+非周期分量假想时间

=0.5+0.07+0.05=0.62s

（熔断器的保护时间是通过查熔断器的动作曲线，短路电流对应动作时间）

热稳定要求最小导线截面：Smin=（I?tima）/C

=（7920x0.62）/140=44.54m2 导线选择为；ZR-YJV-8.7/10KV-3x70 综上入线导线截面能满足热稳定的要求 校验入线电缆电压损失：

2△U%=（PR+QX）L/10UN%=（1016.4x0.321x2+978.41x0.101x2）/10x 102)%

=0.85%

校验1#变压器进线电压损失：

2△U%=（PR+QX）L/10UN%=（431x0.449x0.01+89.8x0.107x0.01）/10x 102)%

=0.002%

校验2#变压器进线电压损失：

2△U%=（PR+QX）L/10UN%=（442.26x0.449x0.02+67.7x0.107x0.02）/10x 102)%

=0.004%

校验3#变压器进线电压损失：

2△U%=（PR+QX）L/10UN%=（381.33x0.449x0.03+79.46x0.107x0.03）/10x 102)%

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平顶山工学院毕业设计（论文）

=0.005%

由上可知：在高压系统中，电缆电压损失很小，故热稳定是一项关键的指标。 2.5低压侧电缆的校验。 取E-电梯回路进行校验

E-电梯回路从低压配电柜到单元配电箱这段线路 导线：YJV-0.6/1kv-3x25+2x16, 长约为150m 校验热稳定：

这段线路的末段的三短路电流：

Rl*=r1 x L x (Sb/Ub2)=1.426x0.150x(100/0.42)=133.69 Xl*=x1 x Lx (Sb/Ub2)=0.082x0.150x (100/0.42)=7.69 Z*=(0.584?1.5?133.69)2?(9.4?0.182?0.25?7.69) =136.9

Ik(3)=Ik(3)*Ib=100/（136.9x0.4x3)=1.055kA

校验变压器入线电缆热稳定：

假想时间：tima=保护动作时间+开关分闸时间+非周期分量假想时间

=0+0.07+0.05=0.12s

热稳定要求最小导线截面：Smin=（I?tima）/C

=（1055x0.12）/115=3.2m2 校验电压损失：

导线：YJV-0.6/1kv-3x35+2x16, 长约为170m

2△ U%=（∑PR+∑QX）L/10UN%

=（15x1.426x0.150+20.78x0.082x0.150）/10x 0.42% =2.1%<5%满足要求

故该段线路的导线满足要求。

由上可知，在低压系统中，热稳定条件容易满足，电压损失是个关键的指标。 2.6低压网络电路元件阻抗的计算 ①高压侧系统阻抗

在计算220/380V网络短路电流时，变压器高压侧系统阻抗需要计入。若已知高

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平顶山工学院毕业设计（论文）

压侧系统短路容量为Ss，归算到变压器低压侧的高压系统阻抗可按下式计算：

Zs=

(cUn)Ss23?10 mΩ

如果不知道其电阻Rs和电抗Xs的确切值，可以认为

Rs=0.1Xs，Xs=0.995 Zs

以上式中：

Un——变压器低压侧标称电压，0.38KV； c——电压系数，计算三相短路电流时取1.05； Ss——变压器高压侧的短路容量，MVA；

Rs、Xs、Zs——归算到变压器低压侧的高压系统电阻、电抗、阻抗，mΩ；

至于零序阻抗，D，yn和Y，yn0连接的变压器，当低压侧发生单相接地短路时，由于低压侧绕组，零序电流不能在高压侧流通，高压侧对于零序电流相当于开路状态，故在计算单相接地短路电流时视若无此阻抗。对于10（6）/0.4KV配电变压器高压侧系统短路容量与高压侧系统阻抗、相保阻抗（归算到400V）的数值关系。

②低压配电线路的阻抗 1）线路零序阻抗的计算

各种形式的低压配电线路的零序阻抗Z（0）均可由以下公式来计算：

22|Z（0）|=| Z（0）·φ＋3Z（0）·p|=[R(0).??3R(0).p]?[X(0).??3X(0).p]

式中：

22R(0).??X(0).? Z（0）·φ——相线的零序阻抗， Z（0）·φ=

22Z（0）R(0).p?X(0).p ·p——保护线的零序阻抗，Z（0）·p=

R（0）·φ、X（0）·φ——相线的零序电阻和电抗； R（0）·p、X（0）·p——保护线的零序电阻和电抗。

相线、保护线的零序电阻和零序电抗的计算方法与正、负序电阻和电抗的计

算方法相同，但在计算相线零序电抗X（0）·φ和保护线零序电抗X（0）·p时，线路电抗计算公式中的几何均距Dj改用D0代替，其计算公式如下

D0=DL1pDL2pDL3p

式中 DL1p 、DL2p、DL3p——相线L1L2L3中心至保护线PE或PEN线中心的距离。

2）线路相保阻抗的计算

单相接地短路电路中任一元件（配电变压器、线路等）的相保阻抗 Zφp计算公式为

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平顶山工学院毕业设计（论文）

Zφp=R?p2?X?p2

Rφp=[R（1）＋R（2）＋R（0）]= [R（1）＋R（2）＋R（0）φ＋3R（0）p]

3311 = Rφ＋Rp

Xφp=[X（1）＋X（2）＋X（0）]= [X（1）＋X（2）＋X（0）φ＋3X（0）p]

3311= [X（1）＋X（2）＋X（0）φ]＋X（0）p

31式中 Rφp——元件的相保电阻，Rφp=[R（1）＋R（2）＋R（0）]；

31Xφp——元件的相保电抗，Xφp=[X（1）＋X（2）＋X（0）]；

31R（1）、X（1）——元件的正序电阻和正序电抗； R（2）、X（2）——元件的负序电阻和负序电抗； R（0）、X（0）——元件的零序电阻和零序电抗； R（0）= R（0）φ＋3R（0）p X（0）= X（0）φ＋3X（0）p

Rφ、R（0）φ、X（0）φ——元件相线的电阻、零序电阻和零序电抗； Rp、R（0）p、X（0）p——元件保护线的电阻、零序电阻和零序电抗； 2.7低压网络单相接地故障电流 单相短路电流计算Id Id(1)(1)可用下述公式计算：

3Uφav＝

Z1l?Z2l?Z0l?Z1T?Z1T?Z0T

式中：l表示线路短路阻抗；T表示变压器短路阻抗； 0、1、2分别表示零序、正序、负序阻抗

对于选用D，yn11接法变压器的线路，线路零序阻抗约等于正负序阻抗，变压器零序阻抗等于正负序阻抗。因此上述公式可简化为：

Id(1)＝

UφavZlPE?ZT

式中：ZlPE表示相保阻抗

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平顶山工学院毕业设计（论文）

2.8断路器的校验

分断时间>0.02s的断路器，其额定开断电流Ibr.n>Ik(3)低压侧最大短路电流

Ik(3)=17.00kA配电柜中的断路器的分断能力为：25～35kA ，故均能开断最大的

三相短路电流。低压侧单相短路电流计算及断路器灵敏度校验：高压侧短路容量S=3×U × Ik(3)=1.73×10×7.92=137KVA。对于D,yn11连接变压器，零序电流不能在高压侧流通，故不计入高压侧的零序阻抗：

RLP.S=0.08mΩ XLP.S=0.86 mΩ

3#变压器：

RLP.T=3.26 mΩ XLP.T=12.38mΩ

2#变压器：

RLP.T=2.5 mΩ XLP.T=11.15mΩ

低压配电柜出线：

导线：ZR-YJV-0.6/1kv-4x95+1x50 线路长约为：145.6m

RLP.L=0.804x145.6=117.06mΩ

XLP.L=0.186x145.6=27.1mΩ

该段线路末段单相短路电流：

Ik(1)=

(CUn/R(1)?R(2)?R(0)3)?(23X(1)?X(2)?X(0)33X(1)?X(2)?X(0)3)2

)2 =

(31.0Un/R(1)?R(2)?R(0))?(2

=

Un/RLP232LP=

RLP2202?X?X2LP

=

2220(0.08?3.26?117.06)?(27.1?12.38?0.86)?102?3=1732A

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保护该段线路的断路器：S1N-160/R125 瞬动动作整定值：9In 灵敏度：Ks=1732/(9x125)=1.54>1.5，故满足断路器灵敏度要求。 水泵控制柜出线：

消防泵回路为例，导线：ZR-YJV-0.6/1KV-4x16 线路长约为：10m

RLP.LX=3.291x10=32.91mΩ =0.174x10=1.74mΩ

LP.L该段线路末段单相短路电流：

Ik(1)=

(CUn/R(1)?R(2)?R(0)3)?(23X(1)?X(2)?X(0)33X(1)?X(2)?X(0)3)2

)2 =

(31.0Un/R(1)?R(2)?R(0))?(2

=

Un/RLP232LP=

RLP2202?X?X2LP

==1384A

保护该段线路的断路器：S2X80 In63 瞬动动作整定值：820A 灵敏度：Ks=1732/820=2.1>1.5 故满足断路器灵敏度要求。

综上所述该回路各级断路器的灵敏度都能达到要求。 2.9主设备继电保护 变压器保护 配置原则

变压器一般装设下列继电保护装置

1、反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护

容量为800kv及以上的油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。对于高压侧为装设断路器的线路—变压器组，未采取使瓦斯保护能切除变压器内部故障的技术措施时，瓦斯保护可仅动作于信号。

30

220(0.08?3.26?117.06?32.91)?(27.1?12.38?0.86?1.74)?1022?3

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2、相间短路保护反应变压器绕组和引出线的相间短路的纵联差动保护或电流速断保护，对其中性点直接接地侧绕组和引出线的接地短路以及绕组匝间短路也能引起保护作用。 后备保护

3、复合电压（包括负序电压及线电压）起动的过电流保及以上的升压变电器。中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路时的零序电流保护，110kv及以上中性点直接接地电网中，如果变压器中性点可能接地运行，对于两侧或三侧电源的升压变压器或降压变压器上应装设零序电流保护，作为变压器主保护的后备保护，并作为相邻元件的后备保护。

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第三章 防雷与接地

3.1防雷的基本知识及设计原则 1、雷电活动的一般规律性

1）、热而潮湿的地区要比冷而干燥的地区雷电活动多。

2）、雷电活动与地理纬度有关，赤道雷电活动最高，由赤道分别向北，南逐渐递减。 在我国大致是：华南〉西南〉长江流域〉华北〉东北〉西北。

3）、山区雷电活动多于平原，陆地多于湖海。

4）、雷电活动多在7~8月份，活动的时间大部分 在14~22时。各地区雷暴的极大值和极小值，多出现在相同的年份。 2、雷电活动的选择性

1）、土壤电阻率相对小，有利于电荷很快积聚的地方易受雷击。 2）、地下埋有导电矿藏（今属矿，盐矿）的地区，易受雷击； 3）、空旷地中的孤立建筑物或建筑群中高耸建筑物易受雷击；

4）、屋顶为金属结构，地下埋有大量金属管道，室内安装大型金属设备的厂房易受雷击；

5）、尖屋顶及高耸建，构筑物易受雷击，如井架，水塔，烟囱，天窗，旗杆，消防梯等。

3、变电所的防雷设计原则

电动机、变压器、输配电线路和开关设备的等的对地绝缘，在正常工作时只承受相电压。当由于某些原因，电网的电磁能量发生突变，就会造成设备对地或匝间电压的异常升高，产生过电压。过电压分为雷电过电压和内部过电压。雷电过电压又分为直击雷过电压、感应雷过电压、侵入波过电压和雷击电磁脉冲。

变电所是电力系统重要组成部分，因此，它是防雷的重要保护部位。如果变电所发生雷击事故，将造成大面积的停电，给社会生产和人民生活带来不便，这就要求防雷措施必须十分可靠变电所的防雷设计应做到设备先进、保护动作灵敏、安全可靠、维护试验方便，在此前提下，力求经济合理的原则。

变电所范围内雷击目的物可以分为A类、B—I类、B—Ⅱ类、B—Ⅲ类和C类5种。由于是初步设计，所以只考虑A类雷击目的物的防雷保护，包括屋内外配电装置、主控制楼、组合导线及母线桥等。

电压在110kV及以上的屋外配电装置，可将避雷针装在配电装置架构上。对于35～60kV的配电装置，为防雷击时引起反击闪络的可能，一般采用独立避雷针进行保护。如需要将避雷针装在架构上时，配电装置接地网的接地电阻，不得大于下列数值：35kV配电装置为1Ω，60kV配电装置为2Ω。

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安装避雷针的架构支柱应与配电装置接地网相连接。在避雷针的支柱附近，应设置辅助的集中接地装置，其接地电阻应不大于10Ω。由避雷针与配电装置接地网上的连接处起，至变压器与接地网上的连接处止，沿接地线的距离，不得小于15m。在变压器门型架构上，不得装置避雷针。

在选择独立避雷针的装设地点时，应尽量利用照明灯塔，在其上装设避雷针。装设独立避雷针时，避雷针与配电装置部分在地中和空气中应有一定的距离。

①地中：避雷针本身的接地装置与最近的配电装置接地网的地中距离Sdi≥0.3R（m），式中R是独立避雷针的接地电阻。在任何情况下，Sdi不得小于3m。

②空气中：由独立避雷针到配电装置导电部分之间以及到配电装置电力设备与架构接地部分之间的空气距离Sk≥0.3R+0.1h（m），式中h是被保护物考虑点的高度。在任何情况下，Sk不得小于5m。

电压为110kV及以上的屋外配电装置，可将保护线路的避雷线连接在配电装置的出线门型架构上，须满足下列条件：

①35～60kV出线门型架构周围半径20m范围内的接地电阻应不大于5Ω，当土壤电阻率ρ≥5×104Ω.cm时，这个范围的半径可增大至30m；

②线路终端杆塔的接地电阻应不大于10Ω； ③在变压器的6～60kV出口处装设阀型避雷器。 主控制楼及屋内配电装置对直击雷的防雷措施如下： ①若有金属屋顶或屋顶上有金属结构时，将金属部分接地； ②若屋顶为钢筋混凝土结构，应将其钢筋焊接成网接地；

③若结构为非导电体的屋顶时，采用避雷带保护，该避雷带的网络为8～10m，每隔10～20m设引下线接地。

上述的接地可与总接地网连接，并在连接处加装集中接地装置，其接地电阻应不大于10Ω。

本系统采用氧化锌避雷器作为限制操作过电压和雷电侵入波的措施，并以避雷器10kA雷电冲击残压作为绝缘配合的依据。在10kV架构上设置了2只高度为25m的避雷针。在变电站的北围墙内、南、北两端各设一只为25m的独立避雷针，作为直雷的保护装置。 4、防雷设备

防止雷电直击的主要设备有避雷针、避雷线；防止雷电波沿架空线路侵入电气设备和建筑物内部的主要设备有避雷器等。避雷针有单支、多支，等高和不等高之分；避雷器有阀型避雷器和金属氧化物避雷器等。 3.2本次设计所采用的防雷保护

1）、装设避雷针 室外配电装置装设避雷针来防护直接雷击。

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架设避雷针是变电所防止直击雷的常用措施，其作用是将雷电吸引到避雷针本身上来并安全地将雷电流引入大地，从而保护了设备。变电所装设避雷针时，应该使所有设备都处于避雷针保护范围之内，此外，还应采取措施，防止雷击避雷针时的反击事故。

雷击避雷针时的反击事故，是由于避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙被击穿及避雷针接地装置和被保护设备接地装置之间在土壤中的间隙被击穿而造成的。35KV及以下高压配电装置构架或房顶上不宜装设避雷针，因其绝缘水平很低，雷击时易引起反击

2）、 装设避雷器 变电所内必须装设避雷器以限制雷电波入侵时的过电压，这是变电所防雷保护的基本措施之一。 以免雷击冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏变压器。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。 在每路进线终端和每段母线上，均装有阀式避雷器，以限制电气设备上的过电压幅值。如果进线是具有引入电缆的架空线路，则在架空线路终端的电缆头出装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地。

避雷器是电力系统中主要的防雷保护装置之一，只有正确地选择避雷器，方能发挥其应有的防雷保护作用。

根据《电力设备过电压保护设计技术规程》的要求，变电所的每组母线上，都应安装避雷器，作为防止高压雷电波沿架空线路、设备侵入变电所的最主要措施。在母线防雷设备选择上应尽量按以下三个方面选择：

1) 按额定电压选择：避雷器的额定电压必须大于或等于安装处的电网额定电压。

2) 按工作环境温度选择：选择工作环境温度在-40℃至+40℃之间，适用高寒、高温工作环境设备。

3) 应首先采用高新技术产品，并有一定可靠运行记录的新产品。选用通流能力强，工频续流小，放电时间短，稳定性高，残压低的避雷器 3.3 避雷器的配置与选择

1) 配电装置的每组母线上，应装设避雷器，但进出线都装设避雷器时除外。 2) 220kv及以下变压器到避雷器的电气距离超过允许值时，应在变压器附近

增设一组避雷器。

3）下列三种情况的变压器中性点应装设避雷器，常用的避雷器有

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管型避雷器 阀型避雷器 氧化锌避雷器

一 、直接接地系统中，变压器中性点为分级绝缘且装有隔离开关时； 1) 直接接地系统中，变压器中性点为全绝缘，但变电所为单进线且单台变

压器运行时；

2）不接地和经消弧线圈接地系统中，多雷区的单进线变压器中性点上。 3）单元连接的发电机出线宜装一组避雷器 4）容量为25MW及以上的直配线发电机 二 、应按以下条件选择：

1) 型式：选择避雷器型式时，应考虑被保护电器的绝缘水平和使用特点。 2) 额定电压：避雷器的额定电压应与系统额定电压一致。

3) 灭弧电压：按照使用情况，校验避雷器安装地点可能出现的最大的导线

对地电压是否等于或小于避雷器的最大允许电压。（灭弧电压）。在中性点非直接接地的电网中应不低于设备最高运行线电压。在中性点直接接地的电网中应不低于设备最高运行线电压的80%。

4) 工频放电电压：在中性点绝缘或经阻抗接地的电网中，工频放电电压一

般应大于最大运行电压的3.5倍。在中性点直接接地的电网，工频放电电压应大于最大运行相电压的3倍。工频放电电压应大于灭弧电压的1.8倍。

5) 冲击放电电压和残压：一般国产阀型避雷器的保护特性与各种电器的绝

缘均可配合，故此项校验从略。 根据以上条件，选择HYW-5型避雷器。

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总 结

课题的目的就是为了熟悉工程设计过程的各个环节；基本掌握设计步骤及方法；了解国家及地方的有关政策，法规；学会运用所学知识解决工程设计中的具体问题。建筑电气包括强电和弱电两类。建筑与建筑群用电一般指220V50HZ及以上的强电。强电主要向人们提供电力资源，例如电力拖动电机用电，照明用电等等。建筑中的弱电主要分为两类，一类是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能，有交流与直流之分，如24V直流控制电源，或应急照明灯备用电源。另一类是载有语音、图像、数据等信息的信息源，如电话、电视、计算机的信息。本设计就包含供配电等强电系统和闭路监视系统等弱电系统。近年来，我国建筑业发展迅速。随着人口的增长，建筑不断向高层发展，建筑物内用电负荷明显上升，建筑物的功能越趋复杂，对建筑电气化的要求越来越高，对供电的可靠性、安全性、经济性提出了新的要求。为了提高人们的生活质量，建筑电气的设计出现了智能化、人性化、节能化的特点。同时，建筑高度加大，遭雷击的可能性加大。室内用电设备增多，触电漏电事故增大，所以有必要进行防雷接地和漏电保护设计。建筑供配电设计是为了在建筑内合理地进行电能的分配利用，设计是否合理关系到建筑的节能和舒适性以及提高办公人员的工作效率；防雷接地设计事关人身安全。通过这次毕业设计，使我对我们专业有了更加深刻的认识，同时也把我们以前学的理论知识和实际结合在一起了。增强了自己查找和翻阅资料的能力，以前我对规范的理解只是片面，没有足够的认识。通过设计，让我明白了规范的理解对我们设计是非常重要的，我们需要对规范继续反复的学习，理解透彻。在设计中的有些地方，规范做了明确规定，那就必须按照规范来。规范在我们设计工程的过程中就相当于法律。这次毕业设计我们的设计时间比较长，在设计的过程中出现的一些问题，通过指导老师耐心讲解和查阅资料也得到解决。正是通过这个过程，使我们对这些问题的印象更加深刻。总的来说，这次毕业设计对我们是十分重要和有意义的，这为我们将来的工作和学习积累了经验。

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主要参考文献：

[1]《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16－95 [2]《低压配电设计规范》 GB50054－95

[3]《高层民用建筑设计防火规范》 GB50045－95 [4]《住宅设计规范》 GB50096－99

[5]《火灾自动报警系统设计规范》 GB50116－99 [6]《民用建筑照明设计标准》 GBJ133－90 [7]《10KV及以下变电所设计规范》 GB50053－94 [8]《建筑电气设计手册》建筑电气编写组 建工版 [9]《民用建筑电气设计手册》戴瑜兴主编 建工版

[10]《工厂常用电气设备手册》上、下、增补三册 水利电力版 [11]《工业与民用配电设计手册》航四院版 [12]《小康住宅电气设计》建工版 [13]《建筑供配电》刘思亮主编 建工版 [14]《建筑电气常用数据手册》 建工版 [15] 有关的标准图集 [16] 有关的设计产品手册

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谢 辞

经过几个月的查资料、整理材料、写作论文，今天终于可以顺利的完成论文的最后的谢辞了，想了很久，要写下这一段谢词，表示可以进行毕业答辩了自己想想求学期间的点点滴历历涌上心头，时光匆匆飞逝，四年多的努力与付出，随着论文的完成，终于让学生在大学的生活，得以划下了完美的句点。

论文得以完成，要感谢的人实在太多了，首先要感谢刘海昌老师，因为论文是在刘老师的悉心指导下完成的。刘老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。本论文从选题到完成，每一步都是在刘教授的指导下完成的

同时，论文的顺利完成，离不开其它各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在整个的论文写作中，各位老师、同学和朋友积极的帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见，在他们的帮助下，论文得以不断的完善，最终帮助我完整的写完了整个论文。另外，要感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识，这也是论文得以完成的基础。

总之，此次论文的写作过程，我收获了很多，即为大学四年划上了一个完美的句号，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。 再次感谢我的大学和所有帮助过我并给我鼓励的老师，同学和朋友，谢谢你们！

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