第1章 绪论
供配电技术，就是研究电力的供应及分配的问题。电力，是现代工业生产、民用住宅、及企事业单位的主要能源和动力，是现代文明的物质技术基础。没有电力，就没有国民经 济的现代化。现代社会的信息化和网络化，都是建立在电气化的基础之上的。因此，电力 供应如果突然中断，则将对这些用电部门造成严重的和深远的影响。故，作好供配电工作， 对于保证正常的工作、学习、生活将有十分重要的意义。 供配电工作要很好的为用电部门及整个国民经济服务，必须达到以下的基本要求： （1） 安全——在电力的供应、分配及使用中，不发生人身事故和设备事故。 （2） 可靠——应满足电力用户对供电可靠性和连续性的要求。 （3） 优质——应满足电力用户对电压质量和频率质量的要求。 （4） 经济——应使供配电系统投资少，运行费用低，并尽可能的节约电能和减少有 色金属消耗量。 我们这次的毕业设计的论文题目是： 某高校供配电工程总体规划方案设计； 作为高校， 随着本科教育工作的推进和未来几年的继续扩招，对学校的基础设施建设特别是电力设施 将提出相当大的挑战。因此，我们做供配电设计工作，要作到未雨绸缪。为未来发展提供 足够的空间：这主要表现在电力变压器及一些相当重要的配电线路上，应力求在满足现有 需求的基础上从大选择，以避免一台变压器或一组变压器刚服役不到几年又因为容量问题 而台而光荣下岗的情况的发生。 总之一句话：定位现实，着眼未来；以发展的眼光来设计此课题供配电系统设计应贯 彻执行国家的经济技术指标，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。在设 计中，必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点，以及地区供电特 点，合理确定设计方案。还应注意近远期结合，以近期为主。设计中尽量采用符合国家现 行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。 2.1 负荷分级及供电要求
电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响 的程度分为一级、二级、三级负荷。独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常 的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线 路供电。必要时采用不间断电源（UPS） 。 2.1.1 一级负荷 一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或将在政治上，经济上造成重大损失者；或 中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。 就学校供配电这一块来讲，我校现没有一级用电负荷。 2.1.2 二级负荷 二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大 量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢 纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。 在本次毕业设计中：我校现有的二级负荷有：综合楼（南）和综合教学楼（北）的消 防电梯、消防水泵、应急照明，银行用电设备，专家楼用电设备，医院急诊室用电设备， 保卫处用电设备，学校大门照明与门禁系统，东西区水泵，五座食堂厨房用电，教学楼照 明。 2.1.3 三级负荷
1 三级负荷为不属于前两级负荷者。对供电无特殊要求。 我校除了前面罗列的二级负荷外，全为三级负荷。 2.2 电源及供电系统
供配电系统的设计，除一级负荷中特别重要的负荷外，不应按一个电源系统检修或者 故障的同时另外一个电源又发生故障的情况进行设计。需要两回电源线路的用电单位，应 采用同级电压供电；但根据各级负荷的不同需要及地区供电的条件，也可以采用不同的电 压供
电。供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不应多于两级。高压配电 系统应采用放射式。根据负荷的容量和分布，配变电所应靠近负荷中心。 我们知道现学校采用10KV双回路电源进线，其中一回为大专线，另一回为双港线，已 经满足了学校所有负荷的用电需求。按道理讲，我校由于没有一级负荷，不需再增设第三 电源；但考虑到我校的历史原因，现有库存柴油发电机，虽然比较陈旧些，但是毕竟还能 使用，有点“鸡肋”的感觉——食之无味，弃之可惜。故拟在高压配电房旁边设置一柴油 发电机房。相信这样的设置更能超额满足学校的用电要求了，并且能很好的推动学校各项 工作的向前发展。 2.3 电压选择和电能质量
用电单位的供电电压应根据用电容量，用电设备的特性，供电距离，供电线路的回路 数，当地公共电网的现状及其发展规划等因素，经济技术比较确定。 供配电系统的设计时，应正确选择变压器的变比及电压分接头，降低系统阻抗，并应 采取无功功率补偿的措施，还应使三相负荷平衡，以减少电压的偏差。 单相用电设备接入三相系统，使三相保持平衡。220V 照明负荷，当线路大于 30A 时， 应采用三相系统，并应采用三相五线制。这样，可以降低三相低压配电系统的不对称性和 保证电气安全。 我校附近可供选择的却只有 10KV 双港线和大专线。 当单相用电设备接入电网时，求其计算负荷是以其三相中最大的一相负荷乘以三所 得。那么我们在设计中尽量或者注意使其三相平衡分布，这样单相接入的负荷就可以以其 全部负荷相加即为其计算负荷。后面的负荷列表中将引用这一用电思想。 2.4 无功补偿
供配电设计中正确选择电动机、变压器的容量，降低线路的感抗。当工艺条件适当时， 应采取同步电机或选用带空载切除的间歇工作制设备等，提高用电单位自然功率因数措施 后，仍达不到电网合理运行要求时，还可以采用并联电力电容器作为无功补偿装置；合理 时，还可采用同步电动机。当采用电力电容器作为无功补偿装置时，应就地平衡补偿。低 压部分的无功功率应由低压电容器补偿；高压部分的无功功率应由高压电容器补偿。容量 较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率应就地补偿、集中补偿。在环境正常的 车间内，低压电容器应分散补偿。 无功补偿容量应按照无功功率曲线或无功补偿计算确定。当补偿低压基本无功功率的 电容器组，常年稳定的无功功率，经常投入运行的变压器或配变电所内投切次数较少的高 压电动机及高压电容器组时，应采用手动投切的无功补偿装置。当为避免过补偿时，装设 无功自动补偿装置，在经济合理时只有装设无功自动补偿装置才能满足在各种运行负荷的 情况下的电压偏差允许时，应装设无功自动补偿装置。当采用高低压自动补偿装置效果相 同时，应采用低压自动补偿装置。 为基本满足上述要求，我们在设计时把无功补偿装置统一装设在变压器的低压母线
2 侧。这样的补偿，可以选择相对较小容量的变压器，节约初期投资。对于容量较大，并且 功率因数很低的用电负荷采用单独集中补偿。 2.5 低压配电
在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，并且无特殊要求的时 候，应采用树干式配电。当用电设备为大容量时，或负荷性质重要，或在有特殊要求的建 筑物内，应采用放射式配电。还有一种为混合式，它兼具前两者的优点，在现代建筑中应 用最为广泛。 在本次设计中对于同一区变管辖范围内用电设备性质相同的采用放射式配电。而在极 少区域内采用树干式配电：如学生区变的活动中心和风雨球场.
3.2 负荷统计
我们做负荷统计是以计算负荷为基础的。计算负荷，是假想的负荷，是据之按允许发 热条件选择供配电系统的导线截面，确定变压器容量，制订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质量等的依据。 对用电设备我们按工作制分为：连续运行工作制，短时运行工作制，反复短时工作制。 a：对于连续运行的设备容量即等于其额定功率；b：短时工作制通常不考虑；c:对于反复 短时的是考虑在暂载率下的功率：电动机 Pe = 2 PN JC N ,电焊机 Pe = JC N .S N .cos Φ N 。d: 照 明 ： Pe = PN .10 ?3 ， 气 体 放 电 灯 ： Pe = (1.1 ~ 1.2) PN .10 ?3 ； 同 时 照 明 亦 可 用 ：
Pe = s ×ω ( KW ) ? ? s : 面积；ω：单位容量） （ 。 1000
房间名称 办公楼 教学楼 住宅 食堂 浴室 锅炉房 商店 单位容量（ ω ） 8 8 4 4 3 4 10 房间名称 实验室 金工车间 焊接车间 铸铁车间 银行 水泵房 体育馆 单位容量（ ω ） 10 6 8 8 10 8 10 （注：上表中未列出而又在后面的负荷统计中出现的房间取与上有相似或相近功能的 房间的单位容量值）
3.3 主教学区负荷统计及相关设备的选择
3 设备 楼宇 综合楼 机械楼 后勤处 印刷厂 医院 照明 空调
电梯 11K× 2 —— —— —— ——
水泵 11K× 2 5.5K× 2 —— —— —— —— 电脑 300× 600 300× 700 300× 10 —— —— 多媒体 2K× 24 2K× 50 —— —— —— 电视台 15K —— —— —— —— 其它 5K 200K 5K 30K 5K Kd
0.45 0.50 0.60 0.50 0.60 总计 （KW） 292.05 353.50 22.68 29.10 52.80 8× 12K 2.5K× 100 8× 14K 8× 600 8× 400 8× 1K 0.70 2.5K× 50 2.5K× 10 2.5K× 10 2.5K× 30 KΣ PC 750.13 × 0.70=525.09(KW) SC 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： dη/d I 2 =0 可求出产生最大功率的条件为：I 2 = 即：
* * P0 Pk 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， 也预留好以后的发展空间，宜选用 SCB10-1000/10 电力变压器一台。
4 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： 电气设备的额定电压 U N .e 应符合电器 a、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 U W .m 即： U N .e ≥ U W .m 。b、电气设备的额定电流 I N .e 应大于或等于正常时最大的工作电流 I W .m ,即： I N .e ≥ I W .m 。 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
2 离开关等的动稳定性满足 Im≥Ish,而其热稳定性满足 I t2.t ≥ I a .tima 且 It≥Ia tima 。 t 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： I k( 3) ≤ I N .off ，且
S k ≤ S N .off 。
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 I N ，电磁脱扣 器（即瞬时或短延时脱扣器）额定电流 I N .ER 和热（长延时）脱扣器的额定电流 I N .TR 之间要 满足下式关系：
I N ≥ I N .ER ≥ I N .TR ≥ I C 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：
I off .QA ≥ I sh 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:
I off .QA ≥ I k I off .QA ----自动空气开关的分断电流(KA); I sh ----装设开关处冲击短路电流的有效值(KA); I k ----装设开关处短路电流周期分量的有效值(KA). 5 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 I OP.TR ,可用下式计算: I OP.TR ≥ K rel .I CΣ ， K rel ----可靠系数,热脱扣
器取 1.0~1.1,长延时脱扣器取 1.1; I CΣ 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 t d 必须大于载流导体表面的最高温度 t m ,即:
t d > t m .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: I N = KI al ≥ I c 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 :
?U 1 % = 1 10U 12N n
∑ (P R
i =1 i i + Qi X i ) = ?U a % + ?U r %.10KV 电缆线路 X 0 = 0.08 ? KM , 可以先
假定电抗 X 0 = 0.35 ? KM （平均值）计算出电抗电压损失 ?U r %, 再按允许电压损失 ?U %,
n 100 ∑ Pi Li 按此式选择与之相近的 r /U 12N ?U a % i =1 得有功损失和无功损失。选取原则公式为： S = 标称导线截面 S,根据线路布置状况计算出电抗 X 0 值，如与所选 X 0 值差别不大，证明所选 正确。反之，则按计算所得 X 0 重算 ?U r % ，再计算 ?U a % ，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 I 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 = c ，S 经 δ ec 济截面， I c 导线负荷计算电流， δ ec —经济电流密度（ A ）.mm 2 (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。
6 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： cos Φ =0.81（*注） I C =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（3 × 120+1 × 70） 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%。
// cos Φ =0.83， I C =647.09（A） I C =323.55(A); I C =64.71(A) ； / 脱扣器整定值：400 断路器：一层：DZ20-400/3, 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—3 × 240+1 × 120 其余层：VV—1000—3 × 25+1 × 10 ③后勤处： cos Φ =0.83， I C =41.52(A) VV—1000-3 × 10+1 × 6 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： cos Φ =0.78， I C =56.68(A)
VV—1000—3 × 16+1 × 10 断路器：DZ20-100/3 互感器：LMZ1-0.5-75/5 脱扣器整定值：80
⑤医院： cos Φ =0.82， I C =97.83(A) VV—1000—3 × 35+1 × 16 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： I C =
1000 3 × 0.38 = 1519.34( A) 母排选择为：TMY-4(100× 8) 断路器：DW15-1600/3 脱扣器整定值：1600 刀开关：HD13-1500/30 电流互感器：LMZJ1-0.5-1500/3 (8) 无功补偿：公式有： QC = αPC (tgΦ 1 ? tgΦ 2 ) 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
7 求比值。按前面的方法有 cos Φ 1 = 0.82 查补偿率表有： tgΦ 1 ? tgΦ 2 = 0.22 。 有： QC = αPC (tgΦ 1 ? tgΦ 2 ) =0.7 × 525.09 × 0.22=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 8 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
5.1.1 规划方案 1 现状中，南区高压配电房可以容纳 13 面配电柜，刚好能满足设计中的 13 块变电区域 的需求。那么，方案 1 的设计理念就是充分尊重现实，利用现状，完美地处理好现有资源； 南北校区整合供配电设施，实现集中的管理，统一调度。 我校现有的两路高压进线前已介绍。我们把这两回架空线都引进南区高压配电房。但 在此方案中不用常规的一回线路运行，另一回线路完全备用的形式，而是采用双回线路同 时运行的方式：主要的考虑为 1) 两回线路的供电质量都很高，都能分别满足用户用电的 需求。2) 整个校区容量较大，假如只是单回线路运行的话，势必会在线路造成很大的损 失，浪费能源。 在中间设立一个联络柜。 具体的管辖范围可以是大专线管南区，双港线管北区；或者交换。 配 电 方 式 全 采 用 高 压 放 射 式 。 配 电 柜 中 设 计 见 系 统 图 5.1.3 规划方案 3 总体的思维依然是南北分治，但是把南北两区用一根高压联络电缆连接起来，目的是 使北区的供电可靠性得到增强。 就目前的现实情况来看，我校的重点仍然在南区，不管是教学还是人员等；但是几年 之后，随着北区各项工程的相继竣工，可以用一个不的很恰当的词来形容就是，南北校区 将形成“分庭抗礼”的局面。 南北校区的联络线如果设置的合理的话，那么对北区的供电来说将形成高压环式接 线，对北区来讲，供电的可靠性将大大的增强。 9 5.1.4 规划方案 4 只在南区建一个高压总配，但从南区引出一根（能承担北区全部负荷的）大容量的配 电线路到北区，进入北区的配电子站。平面示意图和系统示意图如下所示： 这也是一个高压放射式接线。 10 5.2 各方案比较
5.2.1 采用架空线、电缆线及各自的费用和必要性 大专线在四个方案中相同，即都是采用架空线在学校.入口处接入，费用一样，在此不 再赘述。 方案 1：只需要一个高压通道引出至南区总配即可；需从双港线上引一段架空线（或 者是 10KV 高压电缆线）到高压总配电房，距离约在 400 米。 方案 2：由于南北分治，需要从双港线上引两路分别到两个配电所，相应的线路费用 增加。 方案 3：方案 3 基本同方案 2，只是多了一条从南到北的一段电力电缆线，约 450 米。 方案 4：综合方案 1 和方案 3，一段从双港线上引 300 米，另一段从南到北约 450 米。 5.2.5 效益 几个方案在经济效益方面相当，只是在方案 2 和方案 3 中需要三面进线柜、三面计量 柜，设备较多，初期投资较高，相比较而言，产出投入比不是很划算；并且在设备增多的 情况下，相应的出现故障的几率也增大了。 在社会效益方面，方案 1 更可观些，因为采用的是高压放射式配电方式，各配出线之 间没有联系，当某条线路发生故障时，不会牵连到其它的线路，因故而造成的停电范围也 会比较小。 方案 2 中，在北区仅有双港线一回线路供电，假如双港线发生故障，势必造成北区全 面停电，影响面较广。并且也没有能很好的满足北区综合教学楼的消防电梯和其它消防设 备的供电要求。 技术指标 5.3 方案定案
综合比较以上各个方案,决定采用方案 1,但需做些适当的补充和改进说明 5.3.1 配电母线设置 高压配电母线排采用单母线分段，一段管南区，另一段管北区和孔目湖校区。中间用 断路器连接，平时使用的是双回路同时运行：利于减少电能在线路上的损失；即使在线路 发生故障的情况下， 也能保证至少有一半的用电负荷不会停电， 造成的负面社会影响较小；
一回线路发生故障的时候，可以通过倒闸操作，闭合母连断路器，实现继续供电。当控制 回路设计的合理时，还可以实现自动投切，停电后恢复期较短。大大的提高了供电的可靠 性和持续性。 5.3.2 低压联络线 在邻近的变区设置低压母线联络线，形成准网式供电。 5.3.3 二食堂变 考虑到二食堂处的生活区 1 变工作的环境比较恶劣——旁边有水泵房，并且在配电所 中有水管穿过，拟迁址重建。最好能建成独立式的变电所，具体位置建议设在教工住宅
3、4 栋之间的马鞍山脚下。这样使得变电所更接近负荷中心，减少能耗和有色金属耗量，并 且可以把南大门，地下道的用电负荷点加入的此区。 5.3.4 各变电所内部设置 给排水区，生活 2 区，研究生院区设置无特殊要求，采用单母线即可。
11 主教学区，学生区，生活 1 区，北校区和孔目湖校区变有两台变压器的变电所宜设置 成单母线分段接线，通常情况下各变压器仅向各自的母线段供电；在紧急情况下，用单台 变压器向整条线路供电——把母线联络断路器连接即可。这样做能保证至少全部二级负荷 和部分三级负荷的用电需求。 实习工厂区，由于其中的符合性质相差很大，故虽只有一台变压器，也宜设置成单母 线分段形式，学生区在一段上，工厂区在另一段上。但仅在实习工厂母线段上进行电容补 偿，容量按全区负荷配制。 5.4 整个系统的运行方式
根据前面的设计，在正常情况（或用电需求不是很紧迫的情况）下，各变电所是相互 独立的，互相之间没有影响，互相也不会受到牵制，这也是放射式配电的优势。通常由进 线到个配线柜通过 10KV 电力电缆送到各区域变电所，降压为 380/220V 后再通过低压电力 电缆送达各负荷点。完成整个的变配电过程。 5.4.1 分时区别供电 在有明显时间区段用电负荷的变电所，可通过调节变压器投入的台数来适时调整供给 量，甚至当负荷相当低的时候通过高压配电房中的断路器来切断整个区的供电，而有邻近的低压联络线供给电能——主要时段是晚上 11：30 到早上 6：00，和寒暑假期间。 5.4.2 柴油发电机房 在整个系统中，两回线路已经足以能满足我校的用电需求和国家的相关用电规范。但 是由于我校的历史原因，遗留下一些个柴油发电机，年代比较久远，有点老态龙钟的感觉 ——似鸡肋，食之无味，弃之可惜。为了能很好的安置它们，让它们“老”有所用，拟在 高压配电房旁边设置柴油发电机室。那么现在就有三电源，进一步增强了我校的供电可靠 性。在紧急情况下，还可以作为应急电源使用。 5.4.3 UPS 电源 对某些不允许停电的（哪怕是 1~2 秒钟）场所应设置 UPS 电源。这些地方主要是在— —南区综合楼中的中心计算机，学校重要的研究所，实验室等等。UPS 通常由整流器和充 电器，储能装置，逆变装置，开关等组成。GB7260—87 按输出电流的不同，给出了一张产 品系列表：从 0.5~1500A 的输出范围不等，把 UPS 分成 27 个等级，单相输出为 220V，三 相输出为 380V.稳态运行时，额定输出电压偏差不超过额定值的 2%。工作原理和技术特性 在此不做详细介绍。 通常在学校来说，可以选用大于 15 分钟的 UPS。 5.5 节能建议
5.5.1 电容补偿 前已述及的电容补偿节能（及减少有色金属耗量）在次不再赘述。 5.5.3 变配电装置的节能 为了使变压器经济运行，一般情况下，从以下几个方面采取措施降低功率损耗。 (1) 及时切除轻载变压器。前已述及。 (2) 更换额定负载或轻载变压器。当一台变压器长时间工作在轻载或过载，都会使效 率下降，损耗增加。此时可更换一台较大容量的变压器，使其运行在高效节能区。相反， 当长时间工作在轻载状态下时（30%以下）的变压器，应更换小容量的变压器，以减少电 能损耗。 (3) 停用夜间或假日中多余的变压器。
前已有论述。 (4) 采用节能型的变压器。
12 5.6 方案小结
5.6.1 方案评价 (1) 高压总配位于外来架空线路高压入校处，进线方便。 (2) 各变电所基本位于负荷的中心，减少了线路上的能量损失。 (3) 实现了自备应急电源的高压联络，直接有生活区 1 变，升压为 10KV 后通过高压 配电线路送达各个变电所，设置集中，便于管理。 (4) 各个变电所建立了就近低压联络，从而解决了各站检修或者故障时应急备用的问 题，和在假期中合理调配变压器的问题。 (5) 配电房的设置，便于了集中统一的管理。 第6章 结论
通过 3 个多月的毕业设计，使我学习到了很多的东西，并且很多是在课堂上想学却没 有机会学到的。 在整个的毕业设计过程中，我们把供配电工程又好好的复习了一遍，可以说从头到尾 的又在我们的脑海中消化了一遍。再一次的把理论知识和实践好好的联系了起来，做到了 理论与实践的结合。由于我们做的是实际工程，不可避免的要牵扯到很多现实生活中的东 西。很多我们想象可以的东西，在现实操作中就不一定能实现。比如象在我们这个题目中， 在选择电缆的时候，我一开始不知道，就随便选了油浸式的，但听老师讲解后，才知道在 现实中一般不用这样的电力电缆，而是用塑料电缆，油浸式的通常应用在环境比较恶劣的 场所。所以要想进步，人是需要不断学习的。 在整个设计的过程中，我也时刻本着不懂就问的原则，虚心的向学校的老高工学习请 教。在它的讲解下，我明白了设计的意义，与做设计的基本方法、基本步骤。当然要把这 个设计用于现实施工中，可行性还是有一定欠缺的。毕竟其中还有些不太完善的地方，像 5 根高压配线在同时穿越双港路的时候，怎么一个走法，这样布置，是我所没有能够解决 的。 不管怎样，设计效果基本达到了本实际工程的需求和老师的要求。电力用户要获得高 质量的电力，关键在电源本身的质量。但如果电源质量相同，那就要看在供配电的设计中， 是不是合理了。合理的设计使用户用的安心，用的顺心，也用得放心。 总之本次设计，基本达到了锻炼我们的目的。为我们将来走上工作岗位奠定了一个坚 实的基础。相信，它将使我们受益终身的。 参考文献
[1]刘思亮主编.建筑供配电.第一版.北京：中国建筑工业出版社，2001 [2]汪永华主编.建筑电气.第一版.北京：机械工业出版社，2004.7 [3]吴成东主编.这样阅读建筑电气工程图.第一版.北京：中国建材工业出版社，2002 [4]金佩诗等主编.建筑电气设计手册.长春：吉林科学技术出版社 [5]周良权等主编.新编使用建筑电工手册.第一版.上海：同济大学出版社，2002 [6]集体编写.建筑电气设备手册.第一版.北京：中国建筑工业出版社，1988 [7]刘介才主编.工厂供电设计指导.第一版.北京：机械工业出版社，2004 [8]孙建民主编.电气照明技术.北京：中国建筑工业出版社，1998 [9]陈一才主编．现代建筑电气设计与禁忌手册.北京：机械工业出版社，2002． [10]民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）.北京：中国计划出版社,1992 13 附录 C 其余各区负荷列表
说明：以下列表中符号表示的意义：1K=1000； K Σ —同时系数； K d —需用系数； I C —计算电流； 1X2—前面的数字表示为单位容量，后面的数字表示为数量或者面积（仅有照明用面积）
附表 1 学生区负荷统计
(1)平均每间学生公寓负荷列表 设备 容量 1 容量 2 楼号 1 2 3 4 5 6 7 8 照明 4 × 20 4 × 20 房间数 112 168 160 108 200 152 108 108 电视 80 80 电脑 300 × 3 300 × 3 负荷 (KW) 86.49 115.32 109.82 39.66 57.12 49.61 83.40 83.40 电风扇 100 100 楼号 9 10 11 12 13 14 15 电热水器 1500 —— 房间数 108 138 108 102 168 270 144 0.55 其它 —— 5K 5K 5K 5K 5K —— 100K —— 2K 其它 200 200 Kd
0.6 0.6 负荷 (KW) 83.40 101.83 83.40 78.76 115.32 138.99 106.25 总计 （KW） 1716 816 （2） 学生公寓区 1—15 栋附和列表（学生 4~6 栋取 cos Φ = 0.83 ；其余取 0.88） KΣ
0.45 0.40 0.40 0.45 0.35 0.40 0.45 0.45 I C （A）
149.33 199.10 189.61 72.60 104.56 90.81 143.99 143.99 KΣ
0.45 0.43 0.45 0.45 0.40 0.30 0.43 I C (A)
143.99 175.81 143.99 135.98 199.10 239.97 183.44 KΣ
炊具 —— 15K 15K 15K —— —— —— —— —— —— PC
总计 （KW） 733.02 116.50 114.50 124.50 33.50 733.02（KW）
（3） 整个学生区符合列表 设备 楼宇 学生 公寓 一食 堂 三食 堂 四食 堂 活动 中心 风雨 球场 浴室 锅 房 炉 游 池 泳 体 馆 育 照明 —— 4× 2K 4× 1K 4× 6K 8× 1.5K 10× 1.5K 3× 2K 4× 500 10× 400 10× 1.5K 空调 —— 200K 200K 200K 2.5K× 2 0 —— —— —— —— —— 电动机 —— —— —— —— —— —— —— —— 15K× 2 —— 洗碗机 —— 5K 5K 5K —— —— —— —— —— —— Kd
—— 0.50 0.50 0.50 0.50 —— —— 0.75 0.80 0.86 cos Φ
—— 0.82 0.82 0.82 I C (A)
—— 215.86 212.15 230.68 0.85 20 6 76.50 27.20 14.62 1.0 0.85 0.81 0.80 95.63 9.12 136.74 51.02 27.77 14 水 房 泵 设备 楼宇 学一栋 学二栋 学三栋 学四栋 学五栋 学六栋 学七栋 学八栋 学九栋 学十栋 学 11 栋 学 12 栋 学 13 栋 学 14 栋 学 15 栋 一食堂 三食堂 四食堂 8× 200 —— 断路器 17K× 2 —— —— 2K 0.80 30.08 线缆 0.81 56.42 电力电缆 埋设方式
脱扣器整定值 160 250 200 80 125 125 160 160 160 200 160 160 250 315 200 250 250 315 125 16 160 63 40 80 电流互感器 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-100/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-150/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-300/5 LMZ1-0.5-150/5 LMZ1-0.5-20/5 LMZ1-0.5-200/5 LMZ1-0.5-75/5 LMZ1-0.5-50/5 LMZ1-0.5-75/5 2 台：SCB10-1000/10 TMY-4(100 × 8) DZ20-200/3 DZ20-400/3 DZ20-200/3 DZ20-100/3 DZ20-200/3 DZ20-200/3 DZ20-200/3 DZ20-200/2 DZ20-200/3 DZ20-200/3 DZ20-200/3 DZ20-200/3 DZ20-400/3 DZ20-400/3 DZ20-200/3 DZ20-400/3 DZ20-400/3 DZ20-400/3 DZ20-200/3 DZ20-100/2 DZ20-200/3 DZ20-100/3 DZ20-100/3 DZ20-100/3 VV-3 × 95 +1× 50 VV-3 × 150 +1× 70 VV-3 × 120 +1× 70 VV-3 × 25 +1× 10 VV-3 × 50 +1× 25 VV-3 × 35 +1× 16 VV-3 × 95 +1× 50 VV-3 × 95 +1× 50 VV-3 × 95 +1× 50 VV-3 × 120 +1× 70 VV-3 × 95 +1× 50 VV-3 × 70 +1× 35 VV-3 × 150 +1× 70 VV-3 × 185 +1× 95 VV-3 × 120 +1× 70 VV-3 × 150 +1× 70 VV-3 × 150 +1× 70 VV-3 × 185 +1× 95 VV-3 × 35 +1× 16 VV-3 × 4 VV-3 × 70 +1× 35 VV-3 × 16 +1× 10 VV-3 × 6 +1× 4 VV-3 × 16 +1× 10 直埋
活动中心 风雨球场 学生浴室 锅炉房 游泳池 体育馆 水泵房 变压器 低压母排 进线设备 无功补偿 开关柜 DW15-1600/3 1600 LMZJ1-0.5-1500/5 刀开关：HD13-1500/30 6 组：BW0.4-16-3 cos Φ 1 =0.86
QC = αPC (tgΦ 1 ? tgΦ 2 ) =74.87(KVar)
GGD2 系列固定式低压配电柜 15 附表 7 高压配电房现状
分区 设备 计算电流（A） 高压输电线 YJV22—10 高压断路器 ZN18—10/630 电流互感器 LFJ3—10Q 避雷器 接地刀开关 母排 开关柜型号 高压熔断器 分区 设备 电流互感器 断路器 LMZ-10-800/5 ZN18—10/630-31.5 LMZ-10-800/5 ZN18—10/630-31.5 LMZ-10-800/5 ZN18—10/630-31.5 RN2-10 RN2-10 RN2-10 38.04 3X35 25 50/5 FS8-10 JN16-10 62.37 3X50 25 75/5 FS8-10 JN16-10 35.45 3X35 25 50/5 FS8-10 JN16-10 63.55 3X50 25 75/5 FS8-10 JN16-10 TYM-75X10 KYN29A(VE) RN2-10 RN2-10 RN2-10 联络线 RN2-10 27.88 3X35 25 50/5 FS8-10 JN16-10 24.97 3X3525 50/5 FS8-10 JN16-10 68.42 3X50 25 100/5 FS8-10 JN16-10 主教学区 学生区 给排水区 生活区 1 生活区 2 实习工厂区 北区 大专线进线 双港线进线
附录 D 负荷曲线
附图 1 学生区负荷曲线图
P(KW) t(h) 16 P(KW) t(h) P(KW) t(h) 学生区负荷曲线图
附图 2 主教学区负荷曲线图
P(KW) t(h) 17 P(KW) t(h) P(KW) t(h) 主教学区负荷曲线图 18
