某楼宇配电系统一次部分设计(编辑修改稿)

某楼宇配电系统一次部分设计(编辑修改稿)内容摘要：

（ 1）电压为 6～ 10k 时，出线回路数为 6回及以上，每段母线容量不超过 25MW，否则回路数过多，影响供电可靠性； （ 2）电压为 35～ 63kV 时，出线回路数为 4～ 8 回为宜； （ 3）电压 110～ 220kV时，出线回路数为 3～ 4 回为宜。 三、单断路器的 双母线接线 ，如图 13所示 图 13单断器的 双母线接线 11 两组（ IWB 和Ⅱ WB）母线通过母线联络断路器 0QF（即母联断路器）连接；每一条引出线（ L L L L4）和电源支路（ 5QF、 6QF）都经一台断路器与两组母线隔离开关分别接至两组母线上。 （ 1）可靠性高。 可轮流检修母线而不影响正常供电。 当采用一组母线工作、一组母线备用方式运行时，需要检修工作母线，可将工作母 线转换为备用状态后，便可进行母线停电检修工作；检修任一母线侧隔离开关时，只影响该回路供电；工作母线发生故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电；可利用母联断路器替代引出线断路器工作，使引出线断路器检修期间能继续向负荷供电。 （ 2）灵活性好。 各个电源和各回路负荷可以任意分配到某一组母线上，能灵活的适应电力系统中各种运行方式调度和潮流变化的需要。 通过操作可以组成如下运行方式： 1）母联断路器断开，进出线分别接在两组母线上，相当于单母分段运行； 2）母联断路器断开，一组母线运行，一组母线备用； 3）两组母线同时工作，母联断路器合上，两组母线并联运行，电源和负荷平均分配在两组母线上，这是双母线常采用的运行方式。 （ 3）扩建方便。 向双母线的左右任一方向扩建，均不影响两组母线的电源和负荷的均匀分配，不会引起原有电路的停电。 （ 4）检修出线断路器时该支路仍然会停电。 （ 5）设备较多、配电装置复杂，运行中需要用隔离开关切换电路，容易引起误操作；同时投资和占地面积也较大。 由于双母线接线具有较高的可靠性和灵活性，这种接线在大、中型发电厂和变电站中得到广泛的应用。 一般用于引出 线和电源较多、输送和穿越功率较大、要求可靠性和灵活性较高的场合。 （ 1）电压为 6～ 10kV 短路容量大，有出线电抗器的装置； （ 2）电压为 35～ 60kV 出线超过 8回或电源较多，负荷较大的装置； 12 （ 3）电压为 110～ 220kV 出线为 5回及以上，或者在系统中居重要位置、出线为 4回及以上的装置。 由于此 楼宇 是大型建筑，所以用电负荷按电力负荷的分级为二级负荷 和 三级负荷。 经上述四种接线方案从供电可靠性和经济性来考虑，比较合适的方案为：单母分段接线。 其 配电室平面布置图 、高压一次系统图、电气主接线图 详 见附录 3。 13 第 2 章 短路电流 计算 概述 短路是电力系统 中常见的，并且对系统正常运行产生严重影响的故障。 短路将使系统的电压急剧下降，而短路回路中的电流则大大增加，可能使电力系统的稳定运行遭到破坏和电气设备遭到损坏。 因此，在发电厂变电所的设计和运行中，都需要对短路电流进行深入的分析和计算。 计算短路电流的目的 有， 在设计电气主接线的时候，为了比较各种方案，确定某 种接线方式是否有必要采取限制短路电流的措施等，需要计算短路电流； 在进行电气设备和载流导体的选择是，为了保证各种电气设备和导体在正常运行时 和故障情况下都能安全、可靠地工作，同时又要力求节约，减少投资，需要根据短路电流对电气设备进行动、热稳定的效验 ； 在选择继电保护装置及进行整定计算时，必须以各种不同类型短路时的短路电流作为依据 ； 设计屋外高压配电装置时，要按短路条件效验导线的相间、相对地的安全距离 ； 进行电力系统及故障分析等。 短路电流的计算程序 ： ，应根据计算的目的搜集有关资料，如电力系统接线图，运行方式和各元件的技术数据等。 ，首先根据电气设备选择效验或继电保护所需要的短路电流在电力系统接线图中确定各短 路点，并作出计算电路图；再按各短路点位置作出等值电路图；然后利用网络简化规则，将等值电路逐步化简，求出短路回路总电抗：最后根据总电抗即可求出短路电流值。 ，但计算步骤基本相同即首先绘制计算电路图，然后将各元件依次编号，并计算各元件等值电抗，再根据短路点绘制等效电路，将电路简化，最后求出等效总阻抗以及短路电流。 14 1．先选定基准容量 jS （ kVA）和基准电压 jU （ kV），根据jjj USI 3 求出基准电流值。 （ 1）选 jS =100MVA jjj USI 3 （ 1jU =10kV 时） jjj USI 3 （ 2jU =） （ 2）计算系统中各元件阻抗的标么值，绘制等效电路图 22，图上按顺序标出其阻抗值（ M 表示最大运行方式， m表示最小运行方式） 202000)3( m ax*  k jS SX=， )3( m in*  k jm S SX=（最小运行方式总容量为估测值） 线路阻抗标么值： 2 111*1 avjUSlXX  = 2 122*2 avjUSlXX  = 2 133*3 avjUSlXX  = 2 144*4 avjUSlXX  = 变压器阻抗标么值： 611001006100100*1 NTjk SSuX 611001006100200* 2 NTjk S SuX 300*3 100NTjk SSuX 15 （ 3）求电源点至短路点的总阻抗 31k 点： *4** 1 XXX MM   = *4** 1 XXX MM   = 32k 点： *1*1*4** 2 XXXXX MM   = *1*1*4** 2 XXXXX MM   =7 33k 点： * 2*2*4** 3 XXXXX MM   = * 2*2*4** 3 XXXXX MM   =7 34k 点： * 3*3*4** 4 XXXXX MM   = * 3*3*4** 4 XXXXX MM   = （ 4）求短路电流的周期分量，冲击电流及短路容量。 最大运行方式： 31k 点：   *1*13 1  MMz XI=     kAIII jMzMz       Mzsh Ii  1331 =     jMzk SIS  *3131 = 100=112MVA 最小运行方式时：   *1*13 1  MMz XI=1／ =     11313 jMzMz III   = = 同理可得 16 32k 点：   *2* .23 1 MMz XI=     kAIII jMzMz       Mzsh Ii  2331 = =     jMzk SIS  *3231 = 100= 最小运行方式时：   *2*23 1  MMz XI=1／ 7=     jMzMz III  = = 33k 点：   *3*.33 1 MMz XI=     kAIII jMzMz       Mzsh Ii  3331 ==     jMzk SIS  *3331 = 最小运行方式时：   *3*33 1  MMz XI=     jMzMz III  = 17 34k 点：   *.4*43 1 MMz XI=1／ =     kAIII jMzMz 4 41 7       Mzsh Ii  4331 = = kA     jMzk SIS  *3431 = 100= 最小运行方式时：   *.4*43 1 MMz XI=1／ =     14343 jMzMz III   = = 以此计算可知表 21的数据。 表 21 各短路点有关数据 短路点 Rkl/ Xkl/ Zkl/ 3zMI /kA 3shi /kA 3zmI /kA 3kS /MVA 31k + 112 32k + 33k + 34k + 导体截面的选择 为了供电的经济性，导线截面应按紧急电流密度进行选择；各段导线的电流案子按式（ 21） [9]计算： 18 ee USU PI 3c os3    （ 21） 1） 1变压器的视在功率： S=583kVA 高压侧 hI1 = 低压侧 lI1 =1443A 根据年利用小时为（ T’ max） 3000~5000，查表得铝绞线的经济电流密度为Jj=；铜芯电缆 Jj=；铝芯电缆 Jj=。 [2] 按经济电流密度初选各段导线截面为： S1=jJI1 = mm2= S1=jJI1 == 因此， 高压侧选择 35mm2的铝芯电缆，低压侧选择 900mm2的铝芯电缆。 2） 2变压器 1变压器情况 因此，高压侧选择 35mm2的铝芯电缆，低压侧选择 900mm2的铝芯电缆。 3） 3变压器所联设备线路末端 高压侧 hI3 = 低压侧 lI3 = 按经济电流密度初选各段导线截面为： 高压侧 S3=jJI1 =mm2=／ =42 mm2 低压侧 S3=jJI1 = mm2=／ =42 mm2 因此， 高压侧选择 45mm2的铝芯电缆 ,低压侧选择 1200 mm2的铝芯电缆。 19 4） 10kV 母线采用铜芯电缆 ,则 Jj=10kV母线的进线电流： 4I = hI1 + hI2 + hI3 + shI =++= S4=jJI1 ==／ = 可得 ： r4= mm 因此， 选择 90mm2的铜芯电缆。 1）长度估算 从电力系统网络 10kV 高压线上引出的进线长度约为 2km； 从高压柜到变压器室电缆长度为 ； 从变压器室到低压柜电缆长度为。 2）阻抗计算 铝绞线的电阻率为  m ，铜芯电缆的电阻率为  m [2]则 则 1变压器： 高压侧 R1h=Sl = ／ 35= 低压侧 R11=Sl = ／ 900= 则 2变压器： 高压侧： R2h=Sl = ／ 35= 低压侧： R11=Sl = ／ 900= 则 3变压器： 高压侧： R3h =Sl = ／ 45= 低压侧： R3l =Sl = ／ 1200= 根据上述计算可得表 22 20 表 22各变压器阻抗数值 编号 等级 1变压器 2变压器 3变压器 高压侧    低压侧    10kV 母线选择铜芯电缆 则 10kV母线： R4= Sl1 = 2／ 90= 导线的电抗的大小，与导线的几何尺寸，三相导线的排列方法及乡间距离有关。 导线的电抗可以用下式计算： 40   ravrDfX  （ 23） 式中 f—— 交流电频率，单位 Hz,我国的工频位 f=50Hz； Dav—— 三相导线间的几何平均距离。 相间及对地的安全距离为 kV≥ 2 公分， 10 kV≥ 公分； r —— 导线的外半径，单位为 cm； r —— 导线材料的相对磁导率，对于有色金属 r =1； 本设计的 f=50Hz，相间距 Dav=130mm， r =1；所以可求得： 1变压器 高压侧： X10h=（ +） 104 2 50 =  低压侧： X10l=（ +） 104 2 50 = 因此， X1h= = ， X1l= = 2变压器与 1变压器情况相同 21 高压侧： X20h=， 低压侧： X20l= X2h=，。