摘要本次设计题目为某高校生活区配电系统设计，该系统通过降压变压器与10kv公共电源干线相连，然后向学校供给电能。

该校对供电可靠性要求也较高。

因此，必须采用可靠性较高的接线形式。

本次设计主要内容包括：负荷计算、短路电流计算、电气主接线的设计、电气设备的选择与校验（包括主变压器的选择、断路器及隔离开关的选择与校验、导体的选择与校验、电流互感器的选择与校验、电压互感器的选择和避雷器的选择等）和变配电所的布置与结构设计。

其中，主接线代表了变配电所主体结构，它对各种电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系，并将长期影响电力系统运行的可靠性、安全性、灵活性和经济性。

在设计的过程中，本人参阅了大量的供配电系统设计、变配电所设计、建筑电气设计规范等相关的规范和设计手册，最后对该校供配电系统进行了初步设计。

本设计为毕业设计，其目的是通过设计实践，综合运用所学知识，理论联系实际，锻炼独立分析和解决电气设计问题的能力，为未来的工作奠定坚实的基础。

关键词：变压器电气主接线电气设备继电保护目录摘要第1章绪论 (1)1.1 供配电设计的意义和要求 (1)1.2 供配电设计必须遵循的一般原则 (1)1.3 设计步骤 (2)1.4 本次设计的主要工作 (4)第2章系统计算负荷及无功功率补偿 (5)2.1 负荷计算 (5)2.1.1 负荷计算的内容和目的 (5)2.1.2计负荷的确定 (5)2.1.3 按需要系数法确定计算负荷的公式 (5)2.1.4 负荷计算的结果 (6)2.2无功功率补偿及其计算 (7)2.2.1 无功补偿的目的 (7)2.2.2 无功功率的人工补偿装置 (7)2.2.3 并联电容器的选择计算方法 (8)2.2.4 无功功率补偿的计算 (8)第3章变配电所位置和主变压器及主接线方案的选择 (10)3.1 变配电所位置的选择 (10)3.1.1 变配电所型式的概述 (10)3.1.2变配电所位置选择的一般原则 (10)3.2 变电所主变压器的选择 (11)3.2.1 变电所主变压器选型的原则 (11)3.2.2 变电所主变压器台数的选择 (11)3.2.3 变电所主变压器容量的选择 (11)3.3 变配电所主接线方案的选择 (12)3.3.1 变配电所主接线设计要求 (12)3.3.2 变配电所主接线方案的拟定 (13)第4章短路电流计算 (17)4.1 计算短路电流的目的 (17)4.2 短路计算的方法 (17)4.3 标么值法计算短路电流 (17)4.3.1 标么值的概念 (17)4.3.2 电力系统各元件电抗标么值的计算 (18)4.3.3 用标么值法进行短路计算的方法 (18)4.4 短路电流的计算过程与结果 (19)第5章变配电所一次设备的选择校验 (22)5.1 一次设备选择与校验的条件与项目 (22)5.1.1 一次设备选择与校验的条件 (22)5.1.2 一次设备选择与校验的项目 (22)5.2 一次设备选择依据 (23)5.2.1按正常工作条件选择 (23)5.3 一次侧设备的选择校验 (26)5.3.1 10KV侧一次设备的选择校验 (26)5.3.2 380V侧一次设备的选择校验 (27)5.4 高低压母线的选择 (27)第6章变配电所进出线的选择 (28)6.1 电缆型式的选择 (28)6.1.1 高压电缆线的选择 (28)6.1.2 低压电缆线 (28)6.2 导线和电缆截面的选择依据 (28)6.2.1 按发热条件选择或校验导线和电缆的截面 (28)6.2.2 按电压损耗校验导线和电缆的截面 (29)6.2.3 按短路热稳定校验导线和电缆的截面 (29)6.3 导线和电缆截面的选择过程 (30)6.3.1 10KV高压进线和引入电缆的选择 (30)6.3.2 380V低压出线的选择 (30)6.3.3导线和电缆截面的选择结果 (33)6.3.4 作为备用电源的高压联络线的选择校验 (33)第7章变配电所二次回路的选择与继电保护的整定 (34)7.1 高压断路器的操动机构控制与信号回路 (34)7.2 高低压侧的电能计量回路 (34)7.3 变配电所的测量和绝缘监察回路 (34)7.4 变配电所的保护装置 (36)7.4.1主变压器的继电保护装置的配置要求 (36)7.4.2 主变压器的继电保护装置的选择依据 (36)7.4.3 主变压器的继电保护装置的选择 (37)7.4.4 变配电所低压侧的保护装置的选择 (39)第8章变配电所防雷保护和接地装置的设计 (40)8.1 变配电所的防雷保护 (40)8.1.1 直击雷保护 (40)8.1.2 雷电侵入波的保护 (40)8.2 变配电所公共接地装置的设计 (40)8.2.1 设计依据 (40)8.2.2 设计过程与结果 (42)总结 (44)参考文献 (45)第1章绪论1.1 供配电设计的意义和要求在日常生活、工厂中，电能虽然是生产生活的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小。

电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。

但是如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。

从另一方面来说，电能不光给我们的日常生活带来许多便利，更重要的是它已经成为我们赖以生存的必需品。

因此，做好供配电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，促进人类文明具有十分重要的意义。

由于能源节约是供配电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好供配电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。

供配电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和日常生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：1、安全在电能的供应、传输、分配和使用中，应确保不发生人身事故和设备事故。

2、可靠在电力系统的运行过程中，应避免发生供电中断，满足电能用户对供电可靠性的要求。

3、优质就是要满足电能用户对电压和频率等质量的要求。

4、经济降低电力系统的投资和运行费用，并尽可能地节约有色金属的消耗量，通过合理规划和调度，减少电能损耗，实现电力系统的经济运行。

此外，在供配电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。

1.2 供配电设计必须遵循的一般原则1）必须遵循国家的有关法令、标准和规范，执行国家的有关方针、政策。

包括节约能源、节约有色金属等技术经济政策。

2）应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，设计中应采用符合国家现行有关标准的效率高、耗能低、性能先进的电气。

3）必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。

4）应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。

关于负荷性质，按GB50052-95《供配电系统设计规范》规定，根据电力负荷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或影响程度，电力负荷分为以下三级：1、一级负荷中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将在政治、经济上造成重大损失者。

2、二级负荷中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等；中断供电将影响重要用电单位的正常工作者。

3、三级负荷不属于一级和二级负荷电力负荷。

对一级负荷，应由两个电源供电。

当一个电源发生故障时，另一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。

一级负荷中特别重要的负荷，除应由两个电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接应急供电系统。

对二级负荷，宜由两回线路供电。

在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。

当采用架空线时，可为一回架空线供电。

当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。

1.3 设计步骤供配电设计内容主要包括变配电设计、高压配电线路设计、低压配电线路设计和电气照明设计等。

其设计步骤一般如下：1．收集原始资料（1）学校生活区负荷表（2） 气象资料本学校所在地区的年最高气温为40.2o C ，年平均气温为25 o C ，年最低气温 －8 o C ，年最热月平均最高气温为35.5 o C ，年最热月地下0.8m 处平均温度为25 o C 。

（3）地质水文资料本校所在地区平均海拔500m, 地层一砂粘土为主, 地下水位为2m 。

（4）供用电协议1）从电力系统的某66/10KV 变电站，用10KV 架空线路向学校馈电。

该变电站在工厂南侧1km 。

2）系统变电站馈电线的定时限过电流保护的整定时间s t op 1.3 。

（5）学校负荷性质学校属二级负荷。

2．电力负荷的分析计算根据提供的各用电单位的电力负荷清单，分析那些电力设备属一级负荷，那些属二级负荷，那些属三级负荷，然后按需要系数法分别计算出各用电单位及全部的计算负荷，在中学平面图上画出各用电单位的负荷图。

根据各用电单位的负荷性质及平面布局，确定在那些地方设变电所及各变电所中的变压器台数。

然后根据确定的变电所布局，拟出各用电单位变电所供电范围，并计算各变电所的计算负荷。

3．生活区配电系统设计生活区配电系统设计应根据工艺设计所提供的设备平面布置图、拟出两种可行的中学配电系统方案进行比较后，确定一种方案。

4．低压配电屏的选择5．选择高压电器6．变配电所平面布置设计：根据变电所应靠近负荷中心及进出线方便的原则，确定变电所的位置，然后根据环境条件确定变压器是放在户外还是室内。

7．测量保护8．防雷凡是与架空线路相连的进出线，在入户处、变电所母线上都要装一组YW 型避雷器。

9．接地按规定10KV 配电装置的构架，变压器380V 的中性点及外壳，以及380V 电气设备的金属外壳等都需要接地，其接地电阻要求小于4Ω。

（1）接地电阻的计算（2）接地体的布置（3）列出人工接地所需的材料的规格和数量。

10．绘变电所系统图。

1.4 本次设计的主要工作本次设计是对某高校生活区供配电系统进行设计。

在本次设计中，对实验中学的负荷进行确定计算﹑变电所位置的选择﹑变压器和主结线方案的确定﹑短路电流的计算﹑一次设备的选择校验﹑变电所进出线的选则﹑二次回路方案的选择与继电保护的整定基防雷与接地的设计。

在防雷设计时采用建筑本身结构钢筋或钢结构等自然金属体作为防雷装置的一部分。