10kV配电系统设计

秦皇岛北戴河环境干部学院

10kV配电系统设计

院

摘要

配电系统的任务确实是保证企业、高校、居民等用户的生产、办公、生活的用电需要，同时做好打算用电、平安用电、节约用电等工作，本次10kV配电系统设计主若是通过度析某高校部份区域的负荷和用电情形，设计了无功功率补偿方案，并以此基础进而实现对整个学校配电网络进行计划设计，给出了主线路设计的最正确方案，并通太短路电流计算、动热稳固计算进行设备选型工作。考虑供电系统稳固性，进行了变压器继电爱惜的具体方法，最后分析了配电系统的雷电防护方法。本文将详细论述设计进程中所采纳的10kV配电系统的整个运行方案，而且实践证明该设计方案运行稳固靠得住，保证了该高校部份区域的用电平平稳固的性能要求。

关键字：10kV配电系统；主接线图设计；短路电流计算；变压器继电爱惜设计

Abstract

Distribution system is to ensure the enterprises, universities, residents and other users for the needs of production, office and living electricity ,and it is a important touse electricity safely. the design of 10kV distribution system is to analysis of the burden of a college in area .In this passage ,we will give the optimum solution of the main circuit design .Throughthe short-circuit current calculation and dynamic thermal stability calculation, we willchoose the best equipment . Taking into account the stability of the power supply system, the specific measures of the transformer protection and the automatic input design for power supply are carried out. At the same time, the lightning protection measures are analyzed. This paper will detail the design process of the 10kV distribution system throughout the program, and the practice of performance for the college proves that the design is stable and reliable.

KEY WORDS: 10kV Distribution System ；the Design of main Circuit ；short-circuit calculation ；the Design of Transformer Protection

1绪论

电能作为国民经济各个领域的基础能源，在社会进展中起着举足轻重的作用，由于电能具有转化容易、便于输配、利用便利等优势，在工农业生产，企业高校、国防建设、通信传播等方面都有着及其普遍的应用。电力系统是由发电站、变电所、输电线、配电网和用户所组成的发、供、用电的一个整体。在电力系统中，由发电机产生电能，为了把电能输送到较远的用电地域，通常先将发电厂的用电通过升压变压器升高电压，然后输电线路送到用电地域。在各用电区再通过降压变压器把电压逐级降低后，最后给咱们的日常工业、企业、高校和居民等用电设备工作。

可是电能是不能贮存的，电力系统中刹时产生的电能，必需等于同一刹时所消耗的电能，因此电力系统中产、供、用任何一个环节的故障，都会造成生产的停顿，给国家生产、国民生活造成损失，因此在电力系统中打算用电，平安用电，节约用电是超级重要的课题，同时在用电治理上也要有高度的集中性和统一性。

研究的意义

随着国民经济的进展，人们对用供电质量的需求愈来愈高，10kV配电系统在电力系统中负责同意电能、转变电压和和分派电能的任务，在电力系统中作为与广大电力客户相连接的部份，是超级重要的环节之一。通过对10kV配电系统的研究，其目的确实是为广大客户提供更为平安靠得住的电力应用，随着新技术、新设备、新材料的开发和利用，配电系统正在向着造价低、占地少、运行方便、平安靠得住等方向进展。

在负荷品级上，一样分为一级负荷、二级负荷、三级负荷，一级负荷为中断电显现重大人身损害或在政治、经济中造成重大损害，二级负荷一样为在政治、经济上造成较大损失时，或断电阻碍重要单位正常工作的地址，一样学校或企事业单位都为二级负荷，不属于一级负荷、二级负荷的为三级负荷。在整个配电系统中，10kV高压配电网是成立在计划电量负荷估量、负荷品级、用地性质、建筑密集等多种条件情形下进行的电力专项计划，在成立计划中不仅要知足供电的平安性和靠得住性、运行及投资的经济性和电力平稳外，还需要市政计划，环境优美、通信等部门相和谐，知足城市和居住居民的进展需要。10kV配电网络一样作为电网结尾与用户直接相连，也是整个电网当中规模最大，设计面最广的部份，一样设置在靠近居民的负荷密集点，同时也能够知足各类容量、用户性质、供电质量的需求。

在整个电力系统中，电压和频率是衡量电能质量的两个大体参数。电气设备应在其额定电压和额定频率下工作，在电力系统的电压品级划分中分为高电压和低电压。按电力行业的标准的规定，低压指设备的对地电压在250V及250V以下；高压指设备对地电压在250V以上。不同品级的电压有着不同的利用范围，220kV及220kV以上的电压，一样为输电电压，完成电能的远距离传输。110kV及110kV以下的电压，为配电电压，完成对配电电能进行降压处置并必然的方式分派给电能用户。其中35~110kV配电网为高压配电网，6~35kV配电网为中压配电网，1kV以下为低压配电网。在我国的三相交流电网和电力设备中，电网的高压品级是通过电力工业水平和全面技术经济分析后确信的超级的额定电压，其中10kV中压配电系统是经常使用的电网配电系统，在进行10kV中压配电系统作的设计时，咱们要严格依如实际的负荷、用电情形和设计标准，进行有效靠得住的系统设计，最终实现用电设备技术与经济性能指标最正确。分析好10kV高压配电系统的设计工作，关于工业、企业、高校等平平稳固用电发挥这重要的作用。

配电系统技术装备的国内外研究现状

在电力系统中，大型发电场往往原理负荷中心，发出的电能一样都要通太高压或这超高压输电网络才能输送到负荷中心，然后在负荷中心由电压品级较低的网络把电能输送配给不同品级的用户，这种自上而下的形成了一个配电网络。可见，配电网络一样包括配电变电站、配单线路、配电变压器、继电爱惜装置等。在国外，10kV配电系统一直取得专门大关注，其重点在配电系统和操纵设备的自动化水平，配电系统慢慢进展成变配电所自动化、馈线分段开关测控、电容器组调剂操纵、用户负荷操纵和远程超标系统于一体的配电治理系统（DMS），该系统能够实时检测和操纵电力系统中运行情形，自动实现故障后按时限自动顺序送点。配电系统慢慢走向集中式治理，同一性运行的模式，实现节约占地，方便治理，实时检测等功能。各大自动生产厂家比如德国的西门子公司，英国的ABB公司，均提出了自己一套配电自动化产品。

电力工业过去由于资金技术的匮乏，重点放在发电厂上面的建设，忽略了结构简单、对供电能力和平平稳固运行其关键作用的配电网的建设。随着国民经济的进展，我国的用电量迅速增加，其中在10kV配电网中其占电力系统应用占到整个电力损耗的70%，近几年来，我国也加大投入10kV配电网的建设中，截止到2021年，我国的10kV配电网规模已经达到世界第二，在此同时，我国的配电系统及操纵设备制造也取得长足的进展，国内外企业在引进国外先进技术与设备的基础上，通过自主创新，提高了技术研发水平与产品竞争力。在基础理论、材料技术上、生产工艺上和信息技术的应用上，也正在朝着智能化，免保护、环保型、小型化、集成化方向进展。

本文的要紧工作：

（1）依照对某高校新建的负荷散布及负荷量进行计算，确信无功功率补偿方案，并通过整个学校的计划对开闭所和变压器容量进行设置。

（2）进行对照，进行主接线方案设计。

（3）通过短路电流计算、动热稳固校验，进行电气设备选型。

（4）进行变压器爱惜设计和防雷爱惜。通过对10kV配电系统的设计，把握了配电系统设计的理论方式和运行原那么，提高了对配电系统的全面熟悉。

2. 10kV配电系统需求分析

配电系统负荷量概述

本文是关于某新建高校部份负荷分析的基础上进行10kV配电系统的设计，通过对该区域的配电网络的了解，进而实现对整个学校配电网络计划的设计提供知识分析和依据，设计之前需要统计该高校部份区域的用电设备和用电负荷。正确估量用电系统的电力和电量是一个超级重要的问题，为此引入了计算负荷的概念。计算负荷又称需求负荷，是按发烧条件选择导体和电气设备时利用的假设负荷，也确实是说计算负荷与产生的热效应与实际变更负荷产生的最大热效应相等。通常规定取30分钟平均最大负荷7ae57d77a79ce2504b40f31fdd0d0c00.png、f1ffdb2dd51d3748dfe6f910c1ba91.png和70cec7e559d263f76de001c6adaf179b.png作为该用户的计算负荷。计算负荷是确信供电线路导线截面、变压器容量、开关电器及其互感器等额定参数的重要依据。计算负荷太大，容易使得变压器和导线截面选择过大，造成没必要要的投资浪费；计算负荷过小，又会在电能运输中对设备产生没必要要损坏。

计算负荷的方式有估算法、需要系数法、二项式法。依照高校负荷用电的散布情形，一方面用电设备台数较多，同时各台设备容量相差不太差异，这时采纳需要系数法。二项系数法适用于机床加工车间，有较大容量设备阻碍的干线和分支干线的负荷计算。需要系数是一综合系数，它是当电设备投入时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组设备功率之比。需要系数法的计算是直接将设备容量乘以需要系数和同时系数取得计算负荷的，该方式比较简单，应用普遍，尤其是利用配、变电所的负荷计算。关于设备容量来讲，一样关于长时刻工作制的用电负荷（如空调机组），其设备容量确实是设备铭牌上所标注的额定功率，关于电炉变压器的设备容量，一样指额定功率因数时的额定功率，关于一些照明设备，设备容量大约为灯管额定功率的倍。

在计算负荷进程中，需要考虑用电设备组的情形，用电设备组是由工艺性质相同、需要系数相近的一些设备所组成的一组用电设备。关于一个大楼中，能够依照具体情形将用电设备分成假设干组，再别离计算各用电设备组的计算负荷。关于多组用电设备的计算负荷，指的是在配电线路的低压母线上，常常多个用电设备组同时工作，可是各个用电设备组的最大负荷也非同时显现，现在需要在计入一个同时系数1ade06deda570e2c07559914edbcf850.png。学校整体计划

学校工程图2-1，整个学校分为4个区域，别离是教学楼综合区、图书馆行政区、学生活动中心广场、学生生活区。在各自区域配备相应的配电室，其中教学楼综合区为开闭所周围配备的变电所供电，图书馆行政区为1#配电室进行供电实现，学生活动中心广场为2#配电室配电供给，学生生活区为3#配电室，如此集中供电分散散布一方面能够关于某一区域进行集中供电处置，一样也实现配电系统保护的方便和稳固。

图2-1学校计划总览

学校1#配电室负荷计算

针对该高校的用电大楼的负荷散布情形，咱们将每一个大楼当做一个单组用电设备组，将整个学校当做多组用电设备。同时低压输电线路均在380V的线路上（已将线电压单项设备容量换算为相电压的设备容量）。在次基础上统计了其每一个大楼用电设备组的运行情形，并在现在设置多组用电设备的同时系数1ade06deda570e2c07559914edbcf850.png为常数。下表2-1为该“图书馆行政区”各个大楼和场所散布的总额定容量75118fc12fa6aaf03c7cc2d1dd92043d.png、设备功率因数角余弦值ceddc4172308f0fe794730807d4088.png和需要系数975259f63a873a0e5f9c2553618716c7.png。

"

设备组额定容量75118fc12fa6aaf03c7cc2d1dd92043d.png

设备功率因数

需要系数975259f63a873a0e5f9c2553618716c7.png

通常采纳需要系数法来计算负荷的要紧公式有：

e400a3e29defd48b51f9cc51c9dbe4.png，f1ffdb2dd51d3748dfe6f910c1ba91.png=ff99be59cad262b4a2b38a114b9ceb7e.png，bfa5e3a21942b4cd3b135f13e9e709b1.png，ddc468d5f6e3ad4b0c9d4931814951f9.png，6f14328ddf78ab6a379377e1e8471035.png式中：7ae57d77a79ce2504b40f31fdd0d0c00.png—计算有功功率（kW）；975259f63a873a0e5f9c2553618716c7.png—需求系数；75118fc12fa6aaf03c7cc2d1dd92043d.png—是用电设备组的设备容量（kW）；

70cec7e559d263f76de001c6adaf179b.png—设备的实在功率；c5d598b3309c6b8dbc79a6c149c2f8ae.png—设备负荷电流；ceddc4172308f0fe794730807d4088.png为功率因数的余弦值；

依照公式咱们取得该高校的负荷情形如表2-2

咱们将该高校的一期工程当做一个多用户用电设备组。关于该设备组的计算负荷公式有：

594ead182ff871052e022428e0fd4c52.png，b1dabea7a2181c65832f8f9d1ae39b.png，7e932bdff2a91da835dfbd144409197a.png，d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.png08e2723e19f8b00c2b02ce4baa9ed1.png式中：e8a569995584ba507825c303bbc23a0b.png—n组用电设备组的总有功功率；65d1c8e99f1b11a1bbde2a5172f4.png—n组用电设备组的总无功功率；1ade06deda570e2c07559914edbcf850.png为同时系数，在此取常数；de8cb56ced0c4f22f0d16236c5aad576.png为n组用电设备组的总视在功率；通过咱们的最终计算能够取得该用电设备组的总有功功率e8a569995584ba507825c303bbc23a0b.png=，总无功功率65d1c8e99f1b11a1bbde2a5172f4.png=，总视在功率de8cb56ced0c4f22f0d16236c5aad576.png=，计算电流505f929d8d17148d9e7f8df6b65b5672.png=d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.png。

无功功率补偿计算

在电能输送进程中，输出的功能包括有有功功率和无功功率，有功功率直接消耗电能，并将电能转换为机械能、光能、热能等。不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气能做功的必要条件，并在电网中与电能进行周期性转换，这部份的功率成为无功功率。如电磁元件成立磁场占用的电能。在电容器成立电场所占的电能，电流在电感元件中做功时，电流超前电压90摄氏度，而电流在电容中做功时，电流滞后电压90摄氏度。若是在电磁元件电路中有比例的安装电容元件，使二者的电流彼此抵消，使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小，从而提高电能做功的能力，这确实是无功功率补偿的原理。

由于受感性负荷的阻碍，电能输送的功率因数降低，对输电线路进行适当的电容补偿，一方面能够降低负荷电流，减少线路损耗，另一方面也提高了稳固用电端及电网电压，提高电压质量，还有确实是平稳三相负荷，减少无功功率对电网的冲击。在电力系统的一样在变电所中或直接在电用户变电所中设置无功功率电源。

现有有效功率的功率因数5269984833d3931a193e38a29bd4f8.png=fa56dad190c16ed9d2c56e734fd6f4d1.png=；即1280ee120b6091e09a9da907f2fa66.png=；

现进行改良其功率因数提高到aecb1a355514f9a751a5bc4dac3fb2ad.png=，即75618a4f9dae198385012ca46ee810.png=；

需要进行电容器功率补偿，其计算公式为：

d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.png14153745b21ca17fe01021606391a5d2.png=；

现在的视在功率降低为45735ee58dc58a5ebbf2675d022531.png=；

补偿后的负荷电流5a804453844857c44dbedb63bb6fb4c9.png；

现在选择型号为的电容器单相户内型十二烷基苯浸渍的并联电容器，额定电压为、容量为f095c9ca56850d4cd6b3319e1aee.png=12kvar；

现在需要的电容器个数大约为N=f0505ee6de3d91f02d5e1a0abe6965.png=.；

即每相所需要的电容器个数为n=3=

咱们将n取其相等或稍大的偶数，现在为6个电容器即可。

学校1#配电室变压器选择方案

变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电流的装置，其要紧功能有电压变换、电流变换、阻抗变换、阻抗隔离、隔离、稳压等功能，变压器是电力系统中超级重要的设备，变压器的选择也是通过负荷计算取得出的容量大小，若是变压器选择过大，变压器不能充分利用，效率和功率因数低，即浪费了投资，又增大了每一个月的用电费用。若是容量选择过小，变压器超负荷运行，最终的结果是烧毁变压器。

变压器的选择是通过正确的负荷计算所进行选择，在选择进程中，咱们一样确实是针对某一区域进行变压器的选择，同时还要做到多青年以后的计划，这时还要适当给变压器留一些容量空间。变压器在运行中也要考虑必然的容量，长时刻满负荷运行会带来损害，因此通过以上分析，咱们能够通过负荷计算选出适合的变压器容量。

变压器的分类

变压器由绝缘冷却分类能够分为油浸式变压器和干式变压器。干式变压器确实是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器。油浸式变压器是一种器身(绕组及铁芯)都装在充满油箱中的变压器，油箱用钢板焊成。中、小型变压器的油箱由箱壳和箱盖组成，变压器的器身放在箱壳内，将箱盖打开就可吊出器身进行检修油浸式变压器低压绕组除小容量采纳铜导线之外，一样都采纳铜箔绕抽的圆筒式结构；高压绕组采纳多层圆筒式结构，使之绕组的安匝散布平稳，漏磁小，机械强度高，抗短路能力强。

油浸式变压器铁心和绕组各自采纳了紧固方法，器身高、低压引线等紧固部份都带自锁防松螺母，采纳了不吊心结构，能经受运输的颠震；线圈和铁心采纳真空干燥，变压器油采纳真空滤油和注油的工艺，使变压器内部的潮气降至最低；油箱采纳波纹片，它具有呼吸功能来补偿因温度转变而引发油的体积转变，因此该产品没有储油柜，显然降低了变压器的高度；由于波纹片取代了储油柜，使变压器油与外界隔离，如此就有效地避免了氧气、水的进入而致使绝缘性能的下降。

油浸式变压器的特性保证了油浸式变压器在正常运行内不需要换油，大大降低了变压器的保护本钱，同时延长了变压器的利用寿命。

变压器的负荷计算和选型

在节中咱们取得视在功率为9feb51f71ad7bc0eed41c48810ad11.png=，而一样变压器的负荷率一样在80%左右，现在的变压器一次负荷选择的计算值为1fa3c6604ca2bf16529e75c46aee36fe.png=9feb51f71ad7bc0eed41c48810ad11.png/=；现在咱们选择变压器主容量主变压器容量不小于变压器一次负荷1fa3c6604ca2bf16529e75c46aee36fe.png，现在选择S=1250KVA即可。

可，通过查询资料，采纳一台10kV系类型号S9-M-1250/10型油浸式变压器即可。

开闭所设置

电力开闭所又称开关房，是10kV配电网中的重要设施，其要紧特点是电源进线侧和出线侧的电压相同，作用是对电能进行二次分派，有必然数量的开闭所，可实现对配电网的优化调度，部份网城设备检修时，能够进行运行方式调整，做到设备检修时用户不断电；当设备发生故障时，开闭所可发挥其操作灵活的优势，迅速隔离故障单元，减小停电范围。

学校属于二级负荷场所，是用电负荷比较集中的地域，现在应该设置10kV开闭所，其设计原那么是设置在通道顺畅、巡视检修方便、电缆进出方便的位置，一样要求设置在单独的建筑物中。开闭所依照接线方式的有环网型和终端型，环网型开闭所为用户或分支线提供较高的供电靠得住性。终端型开闭所要紧功能为周边用户及公用变压器提供电源。关于终端型10kV开闭所接入后的配电变压器容量一样操纵在KVA，环形网所供给配电线路正常运行时是两条环网线路分开的，当显现事故或其他特殊情形全数负荷会有一条线路供电，因此两条环网线路负荷率操纵在50%以下。

通过度析该学校的整体计划情形如下图，将学校区域划分四个部份，每一个部份都配有一个电源点，通过符合散布计算能够取得其变压器总装置容量为8650kVA，本次设计的开闭所为终端型开闭所，其中教学区综合楼处成立开闭所一座，内设置95538ed41e6823d323f2e8aaad57bc.pngkVA变压器两台；图书馆行政楼处修建1#配电室一座，装设32cf20c19e42f74c0c42a405d12971ba.pngkVA变压器一台；学生活动中心广场修建2#配电室一座，装设b47a8edec0c7eda8e12d9a422b1f9793.pngkVA变压器；学生学生区综合楼修建变电所一座，设95538ed41e6823d323f2e8aaad57bc.pngkV变压器，为3#配电室，将高校区域周围区域进行划分，高校周围所有10kV电情形源均来自该开闭所，考虑到终端型10kV开闭所接入后的配电变压器容量一样操纵在KVA，现在终端开闭所的配电变压器容量大约高校负荷容量，因此只需要配置一个终端开闭所即可。

3. 电气主接线设计

主接线概述

电气接线是指电气设备在电路中彼此连接的前后顺序。依照电气设备的功能及电压不同，电气接线可分为一次接线而二次接线。

一次接线泛指发、输、变、配、用电电路的接线，即电气主接线。供配电的变配电所中承担受电、变压、输送和分派电能任务的电路，称为主接线。一次电路中所有的电气设备，如变压器、各类高低压开关设备、母线等称为电气一次设备。为保证一次电路正常、平安、经济运行，需要对一次设备进行操纵、爱惜、测量、监察等电路成为二次电路。如操纵开关、按钮、继电器、测量仪表、信号灯、自动装置都属于二次设备。电流互感器及电压互感器的一次测装在一次电路，二次测接继电器和电气测量仪表，因此，它仍属于一次设备，可是在电路图中应别离画出一、二次侧接线；熔断器在一、二次电路中都有应用，按其所装的电路不同，别离归属于一、二次设备。避雷器尽管是防雷装置，可是并联在主电流中，因此它属于一次设备。

主接线大体要求和分类

电气主接线是变配电所同意、聚集、分派电能的电路。它应知足电气运行的靠得住性和灵活性，利用其具有操作简单、运行经济合理、便于扩建等大体条件。关于电气主接线的大体要求包括：

1.依照系统和用户的要求，电气主接线要保证必要的供电靠得住性和电能质量。

2.电气主接线不仅能适应各类运行方式，而且便于检修，在其中一部份电路进行检修时，应尽可能保证未检修回路能够继续供电。

3.电气主接线应该保证简单清楚，布局对称合理，运行方便，使设备切换所需的操作步骤最少。

4.电气主接线在知足靠得住性、灵活性、操作方便的这三个方面的基础前提下，应力求投资省、保护费用少。

5.电气主接线除能知足当前的运行检修要求外，还应考虑以后有进展的可能性。

常见的主接线可分为有母线和无母线的主接线两大类。有母线的主接线包括单母线和双母线。有无母线即母线的结构形式是区分不同电气主接线的关键。其中单母线是最为经常使用的接线形式。

经常使用的电气依照变配电所的电压品级、用电范围、用户重要程度等，其电气主接线会采纳不同的形式。在选择主接线类型时，应依照变电所在系统中的地位、进出线回路数、设备特点、负载性质等条件进行选择。关于高校的配电系统来讲，其主接线多数采纳单母线接线。

单母线分为单母线不分段、单母线分段接线、单母线分段接线带旁路接线，单母线不分段接线如图3-1所示

图3-1单母线不分段连接图

该为一种最原始、最简单的接线。所有电源及显现接在同一母线上。它的每条引入线和引出线中都安装有隔离开关和断路器。优势是线路简单明显，采纳设备少，操作方便。缺点是供电靠得住性低，母线及母线隔离断路器等任一元件故障或检修时，都需要使整个配电装置停电。

单母线分段接线如图3-2所示，其在单母线不分段接线的基础上，将单母线用断路器一分为二，通经常使用隔离开关或断路器分段。母线分段后能够分段检修。当一段母线发生故障时，由于分段断路器在继电爱惜作用下自动将故障迅速切除，从而保证了母线段不中断供电和不致使重要用户停电。缺点是当一段母线断路器故障或检修，该母线所有回路都要停电。

图3-2单母线分段连接图

单母线分段接线带旁路母线如图3-3所示，该接线保证单母线分段在断路器检修或调试爱惜装置中，不中断对用户供电，可增设旁路母线。固然如此也会增加断路器的本钱。

图3-3单母线分段带旁路母线连接图

主接线设计

通过以上分析，为了保障电能输送的稳固同时也为了节约本钱，本次设计10kV高压侧采纳双电源供电，单母线分段接线方式，第一电源来自220kV变电站电源专线，第二电源来自某一支路引线，2路进线6路出线。本次设计中，电梯、消防用电和应急照明为二级负荷，其余全为三级负荷。

开闭所装设有95538ed41e6823d323f2e8aaad57bc.pngkVA变压器，由于教学行政楼包括电梯，为二级负荷，设计时采纳了两台变压器别离从1#进线和2#进线，单母线分段；学校1#配电室由于负荷中包括消防负荷和应急照明，为二级负荷，因此在接线时采纳双路进线，别离从1#进线和2#进线各引一线，保障了供电要求；2#配电室为学生活动中心，三级负荷，采纳单母线进线；3#配电室为学生生活区，三级负荷，采纳单母线进线的接线方式。

图3-4电气总接线示用意

4 短路电流计算

短路电流概述

要实现对设备进行选型，咱们需要先对短路电流进行分析计算，短路是指系统正常运行情形之外的，一切相与相之间或相与地之间金属性短接，电流计算是用于修正由于电路问题产生的过电流，要紧发生在三相短路、两相短路等电路连接方式中。当供电网络中发生短路时，专门大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而受到破坏，同时会是网络内的电压大大降低，因此破坏了网络内用电设备的正常工作，使的用户的正常工作受到破坏和阻碍。为了排除或减轻短路的后果，就需要计算短路电流，用以正常地选择电器设备、设计继电爱惜和选择短路电流的元件。总的来讲，短路电流计算能够幸免由过电流造成的供电破坏，为设备和用电线路平安提供保证。造成短路的要紧缘故一样有设备缘故，比如电气设备、元件的损害；自然缘故，比如大风、低温、导线覆水等。

在供电系统中短路类型与电源的中性点是不是接地有关，在中性点不接地系统中，可能发生的短路有三相短路、两相短路。而在中性点接地系统中，可能发生的短路除三相短路及两相短路外，尚有单相接地短路及两相接地短路。

系统故障电流的大小与短路类型有紧密关系，在中性线直接接地的电力系统中，两相短路电流约为三相短路电流的87%，单相接地短路电流约在三相短路电流的60~125%之间。

短路电流计算假设

短路计算的大体假设条件:

1.磁路是饱和的、磁滞忽略不计。系统中各元件的参数便都是恒定的，能够运用叠加原理

2.系统中三相除不对称故障处之外都可当做是对称的。因此在应用对称分量法时，关于每一序的网络可用单相等值电路进行分析。

3.关于3~35kV级电网中短路电流的计算，能够以为110kV及以上的系统容量为无穷大，只要计算35kV及以下的网络元件阻抗。

4.短路电流的计算一样都以三相短路为计算条件，因为单相短路或二相短路的短路电流都小于三相短路，能够分段三相短路电流的电器，必然能够分段单相短路电流或二相短路电流。

5.无穷大功率电源。当电力系统的电源距短路点的电气距离较远时，由短路而引发的电源输出功率的转变d44f383ce45b5283439ea630afb4d5.pngS远小于电源电源所具有的功率S，，那么称该电源为无穷大功率电源。学校1#配电室短路电流计算

本文中的短路电流计算主若是针对学校1#配电室“图书馆行政楼区”，通过学校1#配电室的短路电流计算取得相应的数据指示，要紧通过标幺值计算法计算短路电流的大小，标幺值为一种相对单位制，标幺值是一个无单位量，为任何一参数对其基准值的比值，采纳标幺法能够省去不同电压级别之间的电气参量计算。以下图为220kV变电站到10kv配电系统的进程简化为计算电路以下图所示简化为，容量以变电站显现的母线容量为准，其容量值为500kVA。

图计算电路

下面为计算短路电流的一样步骤为：

1.要紧参数： 3c48e2e63a10399594bfbc3cf174b4.png—基准视在功率（MVA）； c4e77cebd2f839a09fd8c7636d0292.png—基准电流（KA）； d171c2d4ea24f0759df460abc7843b15.png—基准电压（66118552832dc1b8223d8b3abd7bf821.png）； c7ec3bb7c10bfdb22d877b7bd8c090a1.png—变压器双侧进出电压有效值； 76553e4c06777b1dc15a156348a76c.png—短路冲击电流； 34fdd5504e1f6ddb17370143eddba2.png—短路冲击电流（全电流最大刹时时值）

2.基准值的求解：标幺值为选定一个基准容量（3c48e2e63a10399594bfbc3cf174b4.png）和基准电压（d171c2d4ea24f0759df460abc7843b15.png），现在将基准容量设为3c48e2e63a10399594bfbc3cf174b4.png=100MVA,其中短路容量Sd171c2d4ea24f0759df460abc7843b15.png=c7ec3bb7c10bfdb22d877b7bd8c090a1.png，即高压侧660e3586ab5379349d32f206b820df.png=，低压侧12fa55bd232b797d0851309ae0133950.png=，那么

0ea40c53baaad40b8a0c22825f0363b2.png

297ab6beabe32674ea8699fc9d66eee5.png

3.电力系统的电抗标幺值 d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.pngebb41c32268fb47be07438463fdfbaad.png66118552832dc1b8223d8b3abd7bf821.png

4.架空、电缆线路电抗标幺值 10bbf276a252c26112b3a6b34587c020.png66118552832dc1b8223d8b3abd7bf821.png

5.计算变压器电抗标幺值 5558bf4f418c167cb97a83d90e01a043.png66118552832dc1b8223d8b3abd7bf821.png

6.计算8c02c58aa7116aac9fde3a08effe5fa3.png点的短路阻抗、短路电流和短路容量 总阻抗710e901392c2a3993c7be44ea853fd.png66118552832dc1b8223d8b3abd7bf821.png 三相短路电流周期分量有效值0a34daf7278df9845794b4b7f51125.pngkA 其他短路电流78fcf713f7c06ba3fe870827f56e7dee.png 4bfc4fa88a4d2f3b141772919024de0b.pngkA c0b5e51af563f94dff1466984b181067.pngkA 三相短路容量d8ec27b75c203b778bf3d061a6fb3a.png

7.计算二次侧08a4dbbb59c84901606996b8432f9b44.png点的短路阻抗、短路电流和短路容量 总阻抗 b9134a02f3b366e8097040aa72e9eb.png66118552832dc1b8223d8b3abd7bf821.png 三相短路电流周期分量有效值8201061a9230dbf42c073853e948.pngkA 三各三相短路电流b885edf528d5b901d4115303aa16.png 798f315df2814e31ebb82ddb7b092bea.pngkA 72352506de42193587076aa3479f4a1d.pngkA

短路容量fe58706a9e94875eca44b8d8a7532af8.png综上能够取得上述三相短路电流的计算值如下表4-1所示

5设备选型和动热稳固性校验

动热稳固性校验概述

动热稳固计算是电流通过电气设备有热效应和力效应，本节要紧介绍电气设备在（发烧状况和短路状况）的发烧和电动力计算，导体和电器在正常工作状态时，电流和电压均未超过许诺值，导体通过的电流较小，产生的热量有充分时刻散到周围介质中，热量是平稳的，对应的发烧为长期发烧；而当电路显现短路故障时，导体通过的短路电流大，产生的热量很多，而时刻短，因此产生的热量向周围介质散发的很少，几乎都用于导体温度升高，热量是不平稳的，对应的发烧为短时发烧。

为了电气设备发烧的有害阻碍，保证导体的靠得住性和正常的利用寿命，咱们在选择设备时都要依照动热稳固性校验值来选择适合的设备。

高压进线的选择与校验

高低压配电电路最普遍的两种户外结构是架空线和电缆。架空线的要紧优势是：设备简单，造价低；有故障易于检修和保护；利用空断气缘，建造比较容易。电力电缆的建设费用高于架空线路，具有美观、占地少，传输性能稳固、靠得住性高等特点。

关于高压开关柜，从柜下进线时一样需通过电缆引入，因此，采纳架空线长距离传输，再由电缆线引入的接线方式。

对给变压器供电的高压进线和变电所用电电源线路，因短路容量较大而负荷电流较小，一样先按短路热稳固条件选择导体截面，然后再校验发烧条件。

开闭所架空线的选择依照学校整体的变压器容量（8650kVA）的50%负荷计算（另外一电源供给负荷50%）能够取得计算电流：

dd7536794b63bf90eccfd37f9b147d7f.png＝741250e04c60fc4b10f6da356cd34b19.png=8650*=（7ce26f9f0ef0a5d42048e0f5c67cbf.png=）

按热稳固条件选择导体截面：长度为3km

通过查询得，C=87A·d7c2958273faeadc2e2120111fbe86b5.png·f259f11da0ea8e6dc9e15e341a84562e.png，3bf800279e79a06d128045d67f56c8ce.png取（取值为继电器动作时刻）

A≥77bcac2fa27de0ee6e4971c6f4b61591.png=96041146ca0de5d7f0584bd4fcb4a5.png*1033bf800279e79a06d128045d67f56c8ce.png/C=*103*5de6fc39fd118a45f13147a7296831bf.png/87=f259f11da0ea8e6dc9e15e341a84562e.png

初选70f259f11da0ea8e6dc9e15e341a84562e.png的LGJ型钢芯铝绞线，温度采样水平为25℃。

通过查询得，70f259f11da0ea8e6dc9e15e341a84562e.png的LGJ型钢芯铝绞线在25℃时的载流量为275A，大于，故知足条件。

学校1#配电室电缆进线的选择

按热稳固条件选择导体截面：

通过查询得，C=143A·d7c2958273faeadc2e2120111fbe86b5.png·mm2，3bf800279e79a06d128045d67f56c8ce.png取

A≥77bcac2fa27de0ee6e4971c6f4b61591.png=96041146ca0de5d7f0584bd4fcb4a5.png*1033bf800279e79a06d128045d67f56c8ce.png/C=*103*5de6fc39fd118a45f13147a7296831bf.png/143=f259f11da0ea8e6dc9e15e341a84562e.png

初选35f259f11da0ea8e6dc9e15e341a84562e.png的YJY型交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆

1#配电室共计算电流为：4006a349031978100ce21d157d728a78.png=7c13c67df33a41ff5958b4284a0738.png==

通过查询可得，35f259f11da0ea8e6dc9e15e341a84562e.png的f2bee7a2bb30d29ab69f779935fc1bf8.png型三芯交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆在25℃的空气中敷设时的载流量为172A，大于计算电流，应选择35f259f11da0ea8e6dc9e15e341a84562e.png的f2bee7a2bb30d29ab69f779935fc1bf8.png型三芯交联聚乙烯绝缘铜芯电力电缆。

学校1#配电室一次设备的选择

变压器一次设备要紧指的有高压断路器、高压隔离开关、高压熔断器、高压互感器设备等，通过对它们的动热稳固性校验，咱们能够通过查看相关手册选择适合的设备和工具，实现咱们的高压配电任务

高压断路器的选择

高压断路器除在正常情形下通断电路外，主若是在发生故障时，自动而快速的将故障切除，以保证设备的平安运行。经常使用的高压断路器有油断路器、六氟化硫断路器和真空断路器。

（1）高压断路器的要紧参数：

额定电压7ce26f9f0ef0a5d42048e0f5c67cbf.png：是指断路器正常工作时的线电压；额定电流e2ce35c31304cdf7dfddf6b483efd4c9.png：是指环境温度在40℃时，断路器许诺长期通过的最大工作电流；额定断开电流cb250520226787f6ce351ce67529bf23.png：它是断路器开断能力的标志，其大小与灭弧室的结构和介质有关；额定开断容量f4db578b9a05355f8d424966706ed9ab.png：开断能力经常使用断流容量表示，042b6ecc875b190c10d3dc3bc2a830d2.png；（2）选择时，除按一样原那么选择外，由于断路器还有切断短路电流，因此必需校验短路容量，热稳固性及动稳固性等各项指标。

按工作环境选择：选择户外或户内，假设工作条件特殊，还需要选择特殊型式；按额定电压选择，应该大于或等于所在电网的额定电压，即：06c566d02ab419cb3e9d810428f439e8.png；按额定电流选择：应该等于或大于负载的长时最大工作电流，即：c6fe7ed1ac91c4e8d2b631dcc9443326.png；校验高压断路器的热稳固性： 571f9ddd3f8b4ba57e5f6dfed50fb748.png；校验高压断路器的动稳固性：af2ef8ddfeb8dd3e98d87bb20dc7db.png；校验高压断路器的断流容量（或开断电流）：熔断断流容量按09d399e875a75eecf5f8ffa414ae1cd3.png校验；

依照上述分析并查资料：

10KV高压断路器选择VS1—12/630—16型断路器；

序

高压隔离开关的选择

（1）高压隔离开关的作用：高压隔离开关是在无载情形下断开或接通高压线路的输电设备，和对被检修的高压母线、断路器等电器设备与带电的高压线路进行电气隔离的设备。

（2）形式结构：高压隔离开关一样有底座、支柱绝缘子、导电刀闸、动触头、静触头、传动机构等组成。一样配有的电动或手动操动机构，单相或三相操动。高压隔离开关主刀闸与接地刀闸间一样都设有机械连锁装置，确保二者之间操作顺序正确。各类高压隔离开关、接地开关依照不同的安装场所有各类不同的安装方式

依照设计条件，选择户内型高压隔离开关，依照上述条件和要求并查表有：

10KV的高压隔离开关选择GN19—10C/400型：

序

高压熔断器的选择

高压熔断器是一种过流爱惜元件,由熔件与熔管组成。当过载或短路时，熔件熔断，达到切断故障爱惜设备的目的。电流越大，熔断时刻越短。在选择熔件时，除保证在正常工作条件下（包括设备的起动）熔件不熔断外，还应该符合爱惜选择性的要求。

高压熔断器的选择：除按环境、电网电压、电源选择型号外，还必需按02a1d66a676beff0210276aae0c268b0.png校验熔断器的断流容量；选择的要紧指标是选择熔件合熔管的额定电流，熔断器额定电流按3d2db15a6add440c72bae779dcbefcf9.png选。

所选择的熔件应在长时最大工作电流及设备起动电流的作用下不熔断，在短路电流作用下开关熔断；要求熔断器特性应与上级爱惜装置的动作时限相配合（即动作要有选择性）。那个地址要紧用做电压互感器爱惜用。依照上述条件并查表有：

10kV的高压熔断器选择XRNP3—10型熔断器。

表 高压熔断器的选择校验表

电流互感器的选择

电流互感器是一次电路与二次电路间的连接元件，用以别离向测量仪表和继电器的电压线圈与电流线圈供电。电流互感器的结构特点是：一次绕组匝数少（有的只有一匝，利用一次导体穿过其铁心），导体相当粗；而二次绕组匝数很多，导体较细。它接入电路的方式是：将一次绕组串联接入一次电路；而将二次绕组与仪表、继电器等的电流线圈串联，形成一个闭合回路，由于二次仪表、继电器等的电流线圈阻抗很小，因此电流互感器工作时二次回路接近短路状态。二次绕组的额定电流一样为5A。

电流互感器在利用中要注意以下几点：

①电流互感器在工作时其二次侧不得开路，二次侧不许诺串接熔断器和开关；

②电流互感器二次侧有一端必需接地，避免一次、二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备的平安。

电流互感器的选择条件：

（1）额定电压大于或等于电网电压：737574b75ab2a47be1c518bc66da0c.png

（2）原边额定电压大于或等于长时最大工作电流: 94752606756f629b557b37b338acdc69.png

（3）二次侧总容量应不小于该精度品级所规定的额定容量: 88a8197fd5fb3bcecc00965705c25041.png

（4）校验：

内部动稳固按：997022b2c0f172cb4f951130c0d183.png

42501cdc198a476bc343233bc55ca368.png: 电流互感器额定一次电流；

51fa60aedd4aea1b0d04eb66b2198fea.png：动稳固倍数

外部动稳固按: b3cdf419b03b1691db3b2bd097280c8e.png

电压互感器的选择

电压互感器一次侧是并接在主接线高压侧，二次线圈与仪表和继电器电压线圈串联，一次侧匝数很多，阻抗专门大，因此，它的接入对被测电路没有阻碍，二次线圈匝数少，阻抗小，而并接的仪表和继电器的线圈阻抗大，在正常运行时，电压互感器接近于空载运行。二次绕组的额定电压一样为100V。

电压互感器的类型及接线按相数分单相、三相三芯和三相五芯柱式；按线圈数来分有双线圈和三线圈；实际中普遍应用三相三线五柱式（Y－Y）.

（1）电压互感器在利用中要注意以下几点：

①一次、二次侧必需加熔断器爱惜，二次侧不能短路，避免发生短路烧毁互感器或阻碍一次电路正常运行；

②电压互感器二次侧有一端必需接地，避免一次、二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备的平安；

③二次侧并接的电压线圈不能太多，幸免超过电压互感器的额定容量，引发互感器绕组发烧，并降低互感器的准确度。

（2）电压互感器的技术要求与说明：

.电压互感器能在倍额定电压下长期运行，并能在8小时内无损伤的经受2倍额定电压，当额定电压在380kV以上时，互感器绝缘所能经受的耐压强度为额定操作冲击耐受电压值和额定雷电冲击耐受电压值；当额定电压在380kV以下时，互感器绝缘所能经受的耐压强度为额定短时工频耐受电压值和额定雷电冲击耐受电压值。

②.额定电压因数，即在规按时刻内仍然能知足热性能和准确级要求的最高一次电压与额定一次电压的比值，额定电压因数与互感器低级绕组接线方式有关。

③.电压互感器的误差极限：在额定频率、80%-100%额定电压间任一电压值，功率因数为（滞后）、二次负荷为25%-100%额定负荷中任一值下，各准确品级的电压互感器误差不超过下表所列限值，对爱惜用电压互感器，在额定频率、5%额定电压及额定电压因数相对应的电压、二次负荷为25%-100%额定负荷、功率因数为（滞后）时，电压互感器误差限值不超过下表中3P、6P两项值；在2%额定电压、二次负荷为25%-100%额定负荷、功率因数为（滞后）时，电压互感器误差限值不超过下表中3P、6P两项限值的两倍。关于中性点有效接地系统的接地电压互感器，其剩余电压绕组的标准准确级为3P或6P，关于中性点非有效接地系统的接地电压互感器，其剩余电压绕组的标准准确级为6P，若是有次级绕组，次级绕组带有爱惜准确级，二次负荷在25%-100%额定负荷下、功率因数为（滞后）下，剩余电压绕组还应知足规定的准确级。

选择计量用为JDZ10—10B 10/ 型电压互感器

高压开关柜的选择

开关柜是金属封锁开关设备的俗称，是按必然的电路方案将有关电气设备组装在一个封锁的金属外壳内的成套配电设备。

金属封锁开掼设备分为三种类型：铠装式，即各室间用金属板隔离且接地，如KYN型和KGN型；距离式，即各室间是用一个或多个非金属板隔离，如JYN型；箱式，即具有金属外壳，但距离数量少于铠装式或距离式，如XGN型。从中压断路器的置放方式来看，分为：落地式，即断路器手车本身落地推入柜内；中置式，即手车装于开关柜中部。

依照一次主接线形式和所选设备来看，10kV高压开关柜选用KYN28A—12型高压中置式开关柜。进线柜中配真空断路器额定电流为630A、额定开断电流为40kA。计量柜中配隔离开关，并与进线柜中的真空断路器连锁，计量用电流、电压互感器，电压互感器用熔断器爱惜。压变、避雷器柜中配电压互感器测量过电压，并用熔断器爱惜，还有避雷器。出线柜配真空断路器和爱惜用电流互感器，配接地开关。各柜均以带电显示器显示计量读数。

学校1#配电室高压侧电气主接线图

依照上述的设备校验，汇总了一次电气设备表，咱们能够取得1#配电室10/变电高压侧装置式电气主接线图如图5-1所示：

（1）电源—该变电所采纳的电源用10kV电缆引入10/变电所。

（2）主接线—主接线形式10kV高压侧为单母线隔离插头分段，

（3）开关柜编号别离为Y1~Y4，其中Y1为电压互感器——避雷针柜，供测量仪表电压线圈、交流操作电源及防雷爱惜作用；Y2为通断高压侧电源总开关柜；Y3为供计量电能及限电用；Y4为主变压器，显现侧为T1出线，除以上一次设备外，还装有操纵、爱惜、测量、指示灯二次设备。

图5-1学校1#配电室10kv高压侧装置电气主接线

学校1#配电室低压侧设备选型和电气主接线图

通过节能够得知，学校1#配电室的计算负荷为de8cb56ced0c4f22f0d16236c5aad576.png=，

现在咱们能够取得计算电流928e06fe4eca8adce2100db0453f3903.png=，现在铜母线选择TMY-80*8的单片低压铜母线，其额定电流负荷为2300A，大于。低压母线选择截面为720mm2的1kV级聚氯乙烯绝缘铜芯VV型电力电缆，直埋敷设时在的载流量为1600A，大于。

通过计算咱们可取得学校1#配电室侧设备的选择校验，低压操纵柜选择GCK型开关柜，其主回路一次元器件为低压刀开关、断路器、电流互感器，通过设备校验能够得出依照上述的设备校验，汇总了一次电气设备表，咱们能够取得1#配电室10/变电高压侧装置式电气主接线图如图5-2所示：

（1）电源—该变压器T1出线进入母线。

（2）开关柜编号别离为Y1~Y4，其中Y1为低压进线开关柜，配备低压刀开关、断路器、电流互感器；Y2为低压计量柜，Y3和Y4为固定抽屉式出线柜，通过Y3、Y4给能够给下级配电箱输送电能，除以上一次设备外，还装有操纵、爱惜、测量、指示灯二次设备。

图5-2低压侧电气主接线图

第6章变压器继电爱惜和防雷爱惜

变压器爱惜的意义

变压器是电力系统中重要的电气设备，它的平安运行是电力系统靠得住工作的必要条件。电力电压器是一种固定的、静止的电气设备，结构相对简单，运行靠得住性高，发生故障相对较少。可是变压器是持续工作的，停电机遇专门好，而且绝大部份安装在室外，受自然环境阻碍较大。因此当变压器收到外接负荷的阻碍，专门是电力系统短路故障的要挟比较大。当显现问题时，它对电力系统的平安运行带来专门大阻碍。在考虑到变压器在电力系统的重腹地位，必需要依照电力系统容量和重要程度安装相应的继电爱惜装置。

变压器常见故障和继电爱惜

?电力系统运行要求平安靠得住，可是电力系统组成元件众多，结构各异，运行情形复杂，覆盖的低于辽阔。因此受到自然条件、设备及人为因素的阻碍，电力系统会发生各类故障和不正常的状态。最多见、危害最大的故障是各类形式的短路。故障和不正常是时有发生，可是事故是能够避免的。电力系统继电爱惜装置确实是装在每一个电气设备上，用来反映他们不正常运行的情形，从而动作与断路器跳闸或发出信号的一种有效的反映事故的自动装置。它的大体任务是：自动、有选择性的、快速的将故障元件从电力系统中切除，使故障元件的损耗降到最低，并保证该系统中非故障部份迅速答复正常工作。

在确保电力系统的平安运行时，除继电爱惜外，还应该设置电力系统自动平安装置，后者是着眼于事故后和系统不正常运行情形的紧急处置，用以避免电力系统大面积停电，比如常见的有备用电源自动投入。变压器的故障类型可分为油箱外和油箱内两种情形。油箱外主若是套管和引出线上发生相间短路，油箱内的故障包括绕组间相间短路、接地短路、匝间短路及铁芯的烧损等。关于变压器发生的各类故障，爱惜装置应尽快的将变压器切除。实践证明，变压器套管和引出线上的相间短路、接地短路、绕组上的匝间短路是比较常见的故障形式；而油箱内发生短路的情形很少。??

变压器爱惜类型和原理

变压器爱惜的主爱惜有：气体爱惜、纵联差动爱惜、电流素缎爱惜。

气体爱惜：反映变压器油箱内的各类故障及异样的爱惜，在容量为800KVA及其以上的油浸式变压器和400KVA及其以上的车间内有油浸式变压器，应该设置气体爱惜。纵联差动爱惜，其作用在反映变压器绕组、套管及引出线上的各类短路故障。其安装原那么要依照变压器容量的不同来装置。

电流速断爱惜要完成继电爱惜，用于10000KVA一下，其过电流爱惜的动作时限大于变压器。

变压器瓦斯爱惜设计与实现

结合本次设计，进行变压器瓦斯爱惜，其爱惜原理能够简化为如图6-1瓦斯爱惜是反映变压器油箱内部气体的数量和流动的速度而动作的爱惜，爱惜变压器油箱内部各类短路故障，专门是对绕组的相间和匝间短路。由于短路点电弧的作用，将使变压器和其他绝缘材料分解，产动气体。气体从油箱经连通管流向油枕，利用气体数量及流速组成瓦斯爱惜。

图6-1上面的触点表示“轻瓦斯爱惜”，动作后经延时发出报警信号。下面的触点表示“重瓦斯爱惜”，动作后启动变压器爱惜的总出口继电器，使断路器跳闸。当油箱内部发生严峻事故时，由于油流不稳固，可能造成干簧触点的抖动，现在为使断路器能靠得住跳闸，应选用具有电流自维持线圈的出口中间继电器KM，动作后由断路器的辅助触点来解除出口回路的自维持。另外，为避免变压器换油或进行实验时引发重瓦斯爱惜误动作跳闸，可利用切换片XB将跳闸回路切换到信号回路。

图6-1变压器瓦斯爱惜

变压器差动爱惜设计

差动爱惜是利用基尔霍夫电流定理工作的，当变压器正常工作或区外故障时，将其看做理想变压器，那么流入变压器的电流和流出电流（折算后的电流）相等，差动继电器不动作。当变压器内部故障时，双侧（或三侧）向故障点提供短路电流，差动爱惜感受到的二次电流和的正比于故障点电流，差动继电器动作，其原理图如5-2所示。差动爱惜原理简单、利用电气量单纯、爱惜范围明确、动作不需延时，一直用于变压器做主爱惜。另外差动爱惜还有线路差动爱惜、母线差动爱惜等等

正常运行或外部故障时

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因此双侧的CT变比应不同，且应使

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即： 1b72298553dc9e4e582bb9962c99a4a4.png

或： 8032c106749aef7a3fb6579bcf27153d.png

即：按相实现的纵差动爱惜，其电流互感器变比的选择原那么是双侧CT变比的比值等于变压器的变比。

图6-2差动爱惜设计

防雷爱惜与接地

防雷电方法，是每一个配电系统必备的设置步骤，当雷云放电时，刹时会产生几十万至几百万的高压冲击波，使电力系统的变配电设备线路上的绝缘击穿，造成整个电力系统的停电故障，电力系统的绝缘损坏使高压窜入低压系统，进入电气设备后，会使设备在短时刻内流过几十到几百千安的电流，这将带来整个电力系统设备和人员的平安要挟。

避雷器和防雷针的要紧作用确实是接闪，当雷电到来时，它能迅速通过地下引线和接地装置将雷电流释放到大地中，起到爱惜滚球范围内设备和人员的平安。在10kV及一下的配电系统中，关于变压器的防雷爱惜，要紧依托阀型避雷器作为防护方法。

直击雷过电压爱惜

变电所的直击雷过电压爱惜可采纳避雷针、避雷线、避雷带和钢筋焊成网状。

（一）直击雷的爱惜范围和方法：

一、爱惜范围：包括屋外配电装置、主控楼、变压器、构架及高压屋内配电装置等。

二、爱惜方法：采样设置避雷针和避雷线进行爱惜。具体见表6-3所示：

（二）避雷针、避雷线的装设原那么及其接地装置的要求

一、为避免避雷针落雷而引发的还击事故，避雷针与配装置架构之间在空气中的距离不宜小于5m，避雷针的接地装置与接地网之间的地中距离应大于3m。

二、避雷针（线）宜设的接地装置。避雷针不该设在人经党通行的地址，避雷针及其接地装置与道路或出入口待的距离不宜小于3m，不然应采取均压方法，或铺设卵石或沥青地面。

3、电压110KV及以上的配电装置，一样将避雷针装在配电装置的架构或房顶上，装在架构上的避雷针应与接地网连接，并应有尽有其周围装设集中接地装置；35KV及以下高压配电装置架构或房顶上不宜装避雷针，因其绝缘水平很低，雷击时易引发还击；在变压器的门型架构上，不该装设避雷针、避雷线。

4、110KV及以上配电装置，可将线路的避雷线引到出线门型架构上，土壤电阻率大于1000Ω.m的地域，应装设集中接地装置。

五、避雷针、避雷线与配电装置带电部份的空气距离，和避雷针、避雷线的接地装置与接地网间的地中距离，应符合规程的要求。

雷电侵入波爱惜

由于雷电侵入波在电气设备上产生的过电压很高，一样为电气设备额定电压的8-12倍，为避免雷电波产生的过电压损坏电气设备，本设计变电所配电装置对雷电波的过电压爱惜是采纳氧化锌避雷器及与其相配合的进线爱惜段待爱惜方法。

一、进线段爱惜：

220KV及以下的配电装置电气设备绝缘与避雷器通过雷电流为5KA幅值的残压进行配合。进线爱惜段的作用，在于利用其阻抗来雷电流幅值和利用其电晕衰耗来降低雷电波陡度，并通过进线段上避雷器的作用，使之不超过绝缘配合所要求的数值。

二、架空进线爱惜

对110KV和220KV架空送电线路采纳全线架设避雷线方法。为避免或减少近区雷击闪络，对未沿全线架设避雷线的110K架空送电线路，应在变电所1-2km的时线段架设避雷线，避雷线的爱惜角为20?-30?的范围内。

3、电缆进线爱惜

对电缆进线段，在电缆与架空线的连接处应装设避雷器，其接地端应与电缆的金属外皮连接。

4、10KV配电装置的爱惜

变电所的10KV配电装置（包括电力变压器），应在每组母线和每路架空进线上装设避雷器。

接地爱惜

接地分为工作接地和爱惜接地。工作接地的作用是维持系统电位的稳固性，即减轻低压系统由高压窜入低压系统所产生过电压的危险性。如没有工作接地那么当10kV的高压窜入低压时，低压系统的对地电压上升为5800V左右。爱惜接地，要紧是为避免电气装置的金属外壳、配电装置的构架和线路杆塔等带电危及人身和设备平安而进行的接地。所谓爱惜接地确实是将正常情形下不带电，而在绝缘材料损坏后或其他情形下可能带电的电器金属部份（即与带电部份相绝缘的金属结构部份）用导线与接地体靠得住连接起来的一种爱惜接线方式。

在本次设计中咱们将工作接地与爱惜接地共用一组接地装置，并与建筑物内钢筋相连，接地电阻一样不大于27bba2b70f4fc4d8a45bd09c394a30.png，凡是正常不带电的，绝缘损耗可能带电的电气设备金属外壳，均要接地，接地电阻也要知足标准。

结 论

通过本次课程设计，比较详细的了解了电力系统中10kV配电的有关知识，本次课程设计是参考某高校的配电设计，结合自己所学的知识，总结和整理了10kV配电的整个流程。在每一个的电力系统的设计中，必需结合用户用电的用电系统，配备相应的电力系统设计，在设计进程中还要考虑平安、经济、靠得住的运行方案，本次系统设计为尔后的发、输、变、配、用的整个设计系统打下良好的技术基础。

致 谢

通过了这段时刻的尽力，我成功完成这次毕设，这对我来将不单单是对我知识的一次考验，也是对我的学习态度的考验，在本次设计我学会了好多。

第一我要感激我的教师，是他在我背后默默的支持我，当我有不明白、优柔寡断的时候时候，教师给我了耐心的鼓舞和支持，随着一点点研究开始慢慢对我的毕设有了清楚的熟悉，然后通过查阅各类资料，最终做好论文，在此进程中教师的支持也是我最大的动力。

再次要感激咱们组的其他同窗，在碰到问题的时候，能够及时与他们沟通，许多问题通过于他们的沟通取得了专门好的解决，同时在他们的鼓舞下，我也有更好的心态去面对各类问题。

参考文献

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学校10kV配电系统1#进线电气平面图（1）

学校10kV配电系统2#进线电气平面图（2）