某学校供配电系统设计方案

综合楼 机械楼 后勤处 印刷厂 医院 812K 814K 8600 8400 81K 0.70 2.5K100 2.5K50 2.5K10 2.5K10 2.5K30 11K2 —— —— —— —— 11K2 5.5K2 —— —— —— —— 300600 300700 30010 —— —— 2K24 2K50 —— —— —— 15K —— —— —— —— 5K 200K 5K 30K 5K 0.45 0.50 0.60 0.50 0.60 292.05 353.50 22.68 29.10 52.80 750.130.70=525.09(KW) 525.09/0.9=583.43(KVA) 3.3.1 下面将进行变压器的选取 变压器的选取原则：

(1) 变压器台数的选取：电力变压器台数的选取应根据用电负荷的特点、经济运行、节能和降低工程造价等因素综合确定。如果周围环境因素恶劣，选用具有防尘、防腐性能的全密闭电力变压器BSL1型；对于高层建筑，地下建筑，机场等消防要求高的场所，宜选用干式电力变压器SLL、SG、SGZ、SCB型；如电网电压波动较大而不能满足用电负荷的要求时，则应选用有载调压电力变压器，以改善供电电压的质量。

对于一般车间、居民住宅、机关学校等，如果一台变压器能满足用电负荷需要时，宜选用一台变压器，其容量大小由计算负荷确定，但总的负荷通常在1000KV以下，且用电负荷变化不大。对于有大量一、二级用电负荷或用电负荷季节性（或昼夜）变化较大，或集中用电负荷较大的单位，应设置两台及以上的电力变压器。如有大型冲击负荷，为减少对照明或其它用电负荷的影响，应增设独立变压器。对供电可靠性要求高，又无条件采用低压联络线或采用低压联络线不经济时，也应设置两台电力变压器。选用两台变压器时，其容量应能满足一台变压器故障或检修时，另一台仍能对一级和部分二级负荷供电。

(2) 变压器容量的选择：先计算电力变压器的二次侧的总的计算负荷，并考虑无功补偿容量，最大负荷同时系数，以及线路与变压器的损耗，从而求得变压器的一次侧计算负荷，并作为选择变压器容量的重要依据。对于无特殊要求的用电部门，应考虑近期发展，单台电力变压器的额定容量按总视在计算负荷值再加大15%~25%来确定，以提高变压器的运行效率，但单台变压器的容量应不超过1000KVA。在装设两台及以上电力变压器的变电所，当其中某一台变压器故障、检修而停止运行时，其他变压器应能保证一、二级负荷的用电，但每台的容量应在1000KVA以内。 在确定电力变压器容量时，还应考虑变压器的经济运行。由于变压器的损耗与负荷率有关，负荷率对于变压器的经济运行的影响较大，所以应力求使变压器的平均负荷率接近于最佳负荷率β值。我们从以前学过的知识知道，变压器的效率曲线不是单增的，而是先增加再下降，在其上有一个最大值：即：dη/d=0可求出产生最大功率的条件为： =即是说当不变损耗等于可变损耗时，变压器的效率达到最大值。

电力变压器的选择，应综合供配电计算负荷、供电可靠性要求和用电单位的发展规划等因素考虑，力求经济合理，满足用电负荷的要求。但有一个不变的原则是：在保证供 电可靠性的前提下，电力变压器的台数应尽量的减少，尽可能的少。

(3) 对主教学区变压器的选择：考虑SCB系列变压器的最佳负荷率在50%~60%左右， 3.3.2 配电设备的选择：

我们以综合楼为突破口对电力电缆，低压断路器，刀开关，电流互感器等进行选取： (1) 在进行电器设备的选择时，应根据实际工程的特点，按照有关设计规范的规定，在保证供配电安全可靠性的前提下，力争做到技术先进，经济合理：

①按正常工作条件选择额定电压和额定电流：a、电气设备的额定电压应符合电器装设点的电网额定电压，并应大于或等于正常时最大工作电压即：≥。b、电气设备的额定

电流应大于或等于正常时最大的工作电流,即：≥。

② 按短路情况来校验电气设备的动稳定性和热稳定性：1、如断路器、负荷开关、隔离开关等的动稳定性满足Im≥Ish,而其热稳定性满足≥且It≥Ia。

③ 按照装置地点的三相短路容量来校验开关电器的断流能力，即：≤，且≤。 ④ 按照装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电气设备的适当型式。 (2) 低压刀开关：满足额定电压大于或等于工作电压，额定电流大于或等于正常时最大工作电流即可，对其他没有特殊要求。

(3) 低压断路器：按灭弧介质分有油浸式、真空式、空气式，应用最多的是空气式断路器。按结构分有万能式和塑壳式。万能式断路器即框架式断路器，所有器件均装于框架内，其部件大部分设计成可拆卸的，便于制造安装和检修。另外，这种断路器的容量较大，额定电流可达4000A，可装设较多具有不同保护功能的脱扣器。选择配电用断路器多为万能式，且特别适用于低压配电系统的主保护，即常用做低压进线柜的主开关。塑壳式的容量较小，通常用于配电线路中，对线路起过载保护和短路保护的作用。

低压断路器（即自动空气开关）的选择原则：注意开关主触头额定电流，电磁脱扣器（即瞬时或短延时脱扣器）额定电流和热（长延时）脱扣器的额定电流之间要满足下式关系：

≥≥≥

开关动作时间小于0.02秒（如DZ系列）时，其开关分断能力用下式校验： ≥

开关动作时间大于0.02秒(如DW系列)时,其开关分断能力用下式校验: ≥

----自动空气开关的分断电流(KA);

----装设开关处冲击短路电流的有效值(KA); ----装设开关处短路电流周期分量的有效值(KA).

自动空气开关脱扣器电流整定:为使自动空气开关各脱扣器更好的发挥保护功能,需要结合保护对象,进行电流的整定计算,然后正确确定:配电线路用自动空气开关,热(或长延时)脱扣器整定电流,可用下式计算:≥， ----可靠系数,热脱扣器取1.0~1.1,长延时脱扣器取1.1;被控线路的计算电流(A).

(4) 电力电缆截面的选择:

①按允许载流量选择导线和电缆截面:金属导线或电缆中流通电流时,由于导体电阻的存在,电流使导体产生热效应,使导体温度升高,同时向导体周围介质发散热量.导体或电缆的绝缘介质,所能允许承受的最高温度必须大于载流导体表面的最高温度,即: >.才能使绝缘介质不燃烧,不加速老化.按发热条件选择导线截面积,即是按照允许载流量来选择，是比较常用的方法.对于我们设计中将涉及到的配电电缆,是长期工作制负荷的电流载体,我们按: =来决定导线或电缆的允许载流量,选取导线或电缆截面.

②按允许电压损失选择导线或电缆的截面:输电线路的电压损失,是指输电线路始端与末端电压的代数值,而不是电压的向量差值,即不考虑两电压的相角差别.由于输电线路有电阻及电抗的存在,电能沿输电线路传输时,必然产生电能损耗和电压损失.为使电压损失能保持在国家允许的范围之中,我们必须恰当地选择导线截面.电压损失可分解为有功分量电压损失和无功分量电压损失:

?U1%?110U12N?(PRii?1ni?QiXi)??Ua%??Ur%.10KV电缆线路可以先假定电抗（平均

值）计算出电抗电压损失再按允许电压损失得有功损失和无功损失。选取原则公式为：按

此式选择与之相近的标称导线截面S,根据线路布置状况计算出电抗值，如与所选值差别不大，证明所选正确。反之，则按计算所得重算，再计算，重选截面。

③按经济电流密度选择电缆截面：为兼顾有色金属耗量投资与降低导线能耗费用之间的矛盾，提出了经济电流密度的概念，所选的截面对两者而言是经济的。，S经济截面，导线负荷计算电流，—经济电流密度（）.

(5) 电流互感器的选择：

① 电流互感器的原线圈之额定电压大于或等于线路之工作电压。

② 电流互感器原线圈的额定电流应大于线路的最大工作电流，一般取线路工作电流的1.2~1.5倍，并要求在短路故障时，对测量仪表的冲击电流较小，即要求磁路能迅速饱和，以限制二次侧电流成比例增长。

③ 电流互感器的动稳定性，热稳定性应满足线路短路时的要求。 (6) 下面进行各楼宇电气设备的选择： ①综合楼： =0.81（*注），=547.81（A）

取VV—1000型电力电缆，查表有最大允许载流量为340A.故把综合楼电流分成三根并起来承担：VV—1000—3（3120+170） 断路器：DZ20—630/3 脱扣器整定值：630 电流互感器：LMZJ1-0.5-800/5

②机械楼：整个主教学区的变电房设置在机械楼内，为避免重复建设，浪费资源和金钱，拟把机械楼的低压配电房与变电房的配电合成而建。我们知道机械楼为六层建筑，其最大的用电负荷集中在第一层（因为其中有大量的实验设备），取整个用电量的50%，其余每层平分剩下的50%。

=0.83， =647.09（A）； =323.55(A); =64.71(A)

断路器：一层：DZ20-400/3, 脱扣器整定值：400 其余：DZ20-100/3, 脱扣器整定值：80

电流互感器：取总：LMZJ1-0.5-800/5 电力电缆：（在空气中敷设）第一层：VV—1000—3240+1120 其余层：VV—1000—325+110 ③后勤处： =0.83， =41.52(A)

VV—1000-310+16

断路器：DZ20-100/3 脱扣器整定值：50 电流互感器：LMZ1-0.5-50/5 ④印刷厂： =0.78， =56.68(A)

VV—1000—316+110

断路器：DZ20-100/3 脱扣器整定值：80 互感器：LMZ1-0.5-75/5 ⑤医院： =0.82， =97.83(A) VV—1000—335+116

断路器：DZ20—200/3 脱扣器整定值：125 电流互感器：LMZ1-0.5-150/5

(7) 低压母排的选择：采用单母线不分段：IC? 母排选择为：TMY-4(1008)

电流互感器：LMZJ1-0.5-1500/3

10003?0.38?1519.34(A)

(8) 无功补偿：公式有：

首先求出补偿前的功率因数：总的思想是把所有负荷的有功功率和视在功率分别相加求比值。按前面的方法有查补偿率表有：。

有： =0.7525.090.22=80.86（KVar）

取BW0.4-16-3并联电容器作无功功率补偿需：5个 (9) 低压配电柜的选择：GGD2型低压固定式配电柜。 具体布置详见主教学区系统图。

其余各区负荷统计与高压总配现状详见正文后附表和各自系统图。

第4章 对现有系统的评价

现代社会的发展，包括企事业的飞速发展，已经越来越紧密地与点联系在一起。可以说：没有电，就没有现代文明的进步。经济合理安全可靠的供电质量对现代文明的发展更是快马加鞭，促成飞跃。我们学校也一样，正因为有了这样的基础设施建设，学校的发展才如此的迅速，如此的突飞猛进。总的来说，我校现有的供配电系统有如下优点：

(1) 选址位置基本位于负荷中心，减少了电缆长度（即有色金属的耗量）节约了成本。供电距离都不是很长，电压损失较小，供电质量高。

(2) 变电所区域管辖范围比较合理，通常1、2台变压器管理一个区域，这样相对来讲监管和维护比较容易。

(3) 由于这是学校单位，每年都有寒暑两季假期，在这一期间，学生宿舍，教学楼等平时用电负荷很大的场所，这时候用电量都大幅度的萎缩，减小。故，现有系统的低压联络线设置得是很合理的，在假期中节约了大量的能源。

(4) 考虑到占地面积，以及土建特点，学校配电室的母线桥接是很合理的，使得土建设施紧凑，而又使得配电室陈设均匀，并预留有空间，充分考虑到了未来发展的可能性及可行性。

相对欠缺的是：

(1) 二食堂处变压器房的设置地方不是很合理，因为邻近水泵房，并且在房间中还有水管穿过，工作环境比较恶劣，建议迁址重建。

(2) 有几处变配房的土建设置的不是很合理，导致除了能容纳下基本的配电箱以外，就没有电容补偿柜的位置了，这相对来讲是一个弊病。建议扩大配电房或者在高压处加一个补偿柜。

第5章 总体规划设计方案

在做方案设计之前先简单介绍一下校园内总体的符合情况： 南区前面已经有负荷列表，在此不再做论述；

下面谈谈北区，北区在新近兼并了一所学校和获得了三块新征用地后，面积是大副度的扩大了，但里面的很多东西也相对杂乱，迫切需要对基础设施进行整合。我们根据南区统计的经验知道，在北区大概需要用电容量为7000KVA。根据2004年用地规划，大概把北区分为四大区域（不含现有北区变）分别是：

北区核心区变：1000 KVA 北区一变：2X630 KVA 北区二变：2X630 KVA

专家及留学生宿舍区变：2X630 KVA 南北两校区容量总共约1.6兆伏安。

5.1 规划设计方案