电力工程设计学习材料.docx
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电力工程设计学习材料
10KV配网设计
（杨荣仁讲稿）
一、设计人员前期准备工作：
1、仔细阅读《客户工程设计通知书》中的以下内容：
（1）工程性质：
新装、增容还是改造工程。
（2）客户用电容量：
原装、新装及总设计多少千伏安（KVA）。
（3）10KV线路的电源点：
110（35）KV变电站的10KV出线间隔，10KV户外开关站的出线间隔，还是10KV架空线路T接杆塔。
（4）负荷等级：
一级、二级还是三级。
（5）10KV及0.4KV电气接线是单母线接线，还是单母线分段接线。
（6）电能计量方式：
高供高计，高拱低计，共有几套计量装置。
（7）配电室型式：
单独建筑物，还是在建筑物室内。
（8）方案简要说明：
工程建筑物的面积，装设变压器的台数及容量，电源供电，计量装置的套数及安装位置等。
2、10KV线路线路现场勘察：
（1）核实10KV线路的电源点，特别注意变电站，10KV户外开关站的名称，出线间隔，T接10KV架空线路的名称，T接杆塔的杆号、杆型。
（2）落实用电点——箱变，0.4KV还是10KV配电室的现场位置。
（3）勘察10KV线路走向：
采用架空线路应初步确定新立杆塔的位置及杆型，测出档距及全线（电源点至用电点）的距离。
如采用电缆线路，是新建电缆通道，确定电缆埋管及人孔检查井的位置；还是沿用电缆通道，沿用电缆沟还是电缆埋管，测出长度。
现场画出10KV线路走向的草图，图中标明线路走向周围的道路、铁路、建筑物、河流、河道及地形地貌，交叉跨越的电力线路或通信线路。
3、箱变、配电室现场勘察：
（1）箱变是终端型还是环网型，与10KV线路对应的位置；
（2）客户用电容量S≤315KVA，10KV线路采用架空线路，在线路末端设置终端变压器∏2台架，变压器采用S11型的油浸式变压器，0.4KV配电室设置在∏2台架附近。
也可以在线路末端修建10KV配电室，变压器采用带外罩的干式变压器。
（3）客户用电容量S＞315KVA。
一般均设置10KV配电室，变压器采用带外罩的干式变压器，变压器与10KV及0.4开关柜布置在一个室内。
（4）如果增容或改造工程，必须先勘察原有的供电方案与增容或改造供电方案的关系。
勘察原有配电室的长、宽、高尺寸，画出配电室内电气设备平面及断面图，千万不要忘记标出电缆沟布置的尺寸，进出线的位置及门窗尺寸等。
4、与客户商谈采用10KV及0.4KV开关柜的档次，并向客户索取工程的总平面图及0.4KV的负荷资料。
5、勘察现场结束，认真考虑工程设计思路。
二、设计人员应掌握的10KV线路专业知识：
1、10KV电缆线路：
①电缆敷设方式：
电缆敷设有常见的三种方式，即电缆沟敷设，常用电缆沟的宽×深（mm）有400×450（可敷设2根电缆）600×650、（可敷设4根电缆）、800×850（可敷设12根电缆）、1000×1050（可敷设16根电缆）、1200×1250（可敷设24根电缆）。
埋管敷设，管子采用CPVC管，管子的内径按电缆直径的1.5倍选择，排管敷设，采用管子为CPVC管，管子内径≥1.5倍电缆直径，管子排列应装设管枕。
②人孔检查井：
电缆埋管或排管敷设，均应在电缆通道适当的地方建筑人孔检查井。
③电缆裕度井：
常用的电缆裕度井的直径有Φ1500（mm）、Φ2000（mm）、Φ2400（mm）。
④电缆型号规格：
型号10kV为YJV22-8.7/10kV、0.4kV为YJV-0.6/1kV，阻燃型号在型号签加ZR，耐火型号在型号前加NH。
规格（截面积mm2）。
10kV电缆有70、95、120、150、185、240、300、400等。
0.4kV电缆有5×4、5×6、5×10、5×16、4×25+1×16、4×35+1×6、4×50+1×25、4×70+1×35、4×70+1×35、4×95+1×50、4×120+1×70、4×150+1×70、4×185+1×95、4×240+1×120、4×300+1×150等。
2.10kV架空线路：
①电杆和铁塔：
电杆梢径Φ190、杆装有12m、15m、18m，锥度为1/75.铁塔有13m和16m。
②绝缘子：
有P-1024针式绝缘子、XP-70C槽型悬式绝缘子、SC-185瓷横担绝缘子。
③导线：
有绝缘导线JKLYJ-10，截面积为50、70、95、120、150、185、240、300mm2.
④横担及铁附件：
见《10kV配电线路通用设计》手册。
⑤金具：
有NLD耐张线夹、JB并沟线夹、U-7U型挂环、PS-7平行挂板、NX契型线夹、NUTUT线夹。
⑥接地：
城区线路每基杆均接地、郊区线路的跨越杆、耐张杆、转角杆等应接地、杆塔上装有断路器、跌落保险、避雷器等设备的应接地、变压器架双杆接地。
接地电阻值，一般杆塔R≤30Ω，装有断路器、跌落保险、避雷器的杆塔R≤10Ω，变压器架按装设变压器容量确定，变压器容量S<100kVA、R≤10Ω、S≥100kVA、R≤4Ω.
⑦基础：
电杆埋深，12m杆1.9m，15m杆2.3m，18m杆3m，铁塔采用长×宽×深=2×2×2（m）的半钢筋砼基础。
⑧杆型：
直线杆I2型、转角杆Y型（转角5°-15°为Y1型、转角15°-30°为Y2型、转角30°-60°为Y3型、转角60°-90°为Y4型），耐张杆塔Ik型、终端杆塔IkD型、直线T接杆塔I2T型、变压器架有直线变压器TT1型、终端变压器TT2型。
三、设计人员应掌握的配电电气知识:
1.电气设备：
1变压器：
油浸式变压器型号S11，容量S≤630kVA，电压分接10±5%/0.4kV，接线组别D,yn11。
带外罩干式变压器型号SCB10，容量S≤2500kVA，电压分接10±2×2.5%/0.4kV，接线组别D,yn11。
2断路器：
有灭弧装置，可以带负荷分合闸，可以装设保护装置。
3负荷开关：
不可以带负荷分合闸，不可以装设保护装置。
4隔离开关：
不可以带负荷分合闸，起到有明星分合位置的作用。
5避雷器：
起对电气设备防雷保护。
6熔断器：
靠熔丝起过负荷保护。
7电压互感器：
单相电压互感器电压比为10/0.1kV，电压互感器的级别，用于测量保护为0.5/3P级，用于计量为0.2级。
8电流互感器：
二次侧电流为5A，一次侧电流有20A、30A、50A、75A、100A、150A、200A、250A、300A、400A、500A、600A、800A、1000A、1500A、2000A、2500A、3000A、4000A等。
电流互感器的级别，用于测控的0.5级，用于测控带继电器保护的0.5/10P15级。
用于计量的0.2S级。
2.设计图中表示电气设备符号：
3.功率和电流计算：
1视在功率（即变压器容量）：
S=√3UI（kVA）
2变压器10kV侧（包括10kV进线）电流：
I10=S/√3×10（A）
例：
一条10kV线路供电容量为2×800kVA，计算10kV线路电流及800kVA变压器10kV侧的电流。
解：
10kV线路电流I=1600/√3×10=92.4A
800kVA变压器10kV侧电流为
I10=800/√3×10=46.2A
3变压器0.4kV侧电流：
I=S/√3×0.4（A）
例：
一台800kVA变压器0.4kV侧电流为多少？
解：
I0.4=800/√3×0.4=1154.7A
4有功功率常用于0.4kV负荷电流计算：
P=√3UIcosφ（kW）
I0.4=P/√3×0.4cosφ（A）
5无功功率及电容器电流计算：
I容=Q/√3U（A）
例：
一台630kVA变压器，按变压器容量的30%补偿无功，补偿回路中的电流为多少？
解：
Q=630×30%=189（kvar）
则：
I容=189/√3×0.4=272.8（A）
四、思改设计工作：
初步拟出工程设计主要图纸目录，以便设计作图。
1.箱变工程：
1设计说明书
2设备材料清册
3高压系统接入方式图
410kV线路走向平面图
5箱变电气接线图
6箱变基础图
7箱变基础平面图
2.杆上变压器工程：
1设计说明书
2设备材料清册
3高压系统接入方式图
410kV线路走向平面图
50.4kV电气接线图
6低压配电室电气平面及断面图
7低压配电室接地平面图
8低压配电室照明平面图
9低压配电室建筑结构图
3.10kV配电室工程：
①设计说明书
②设备材料清册
③高压系统接入方式图
④10kV线路走向平面图
⑤10kV电气接线图
⑥0.4kV电气接线图
⑦10kV配电室电气平面及断面图
⑧10kV配电室接地平面图
⑨10kV配电室照明平面图
⑩10kV配电室建筑结构图（如配电室在建筑物内，不列此部分图）
五、设计图纸资料制作：
（一）设计说明书格式及内容：
1.设计依据：
①客户受电工程设计通知书的业务登记号、答复日期。
②客户提供与设计相关的图纸及负荷资料
③设计人员现场勘察
④国家级行业相关的规范规程
⑤参考中国南方电网10kV及以下业扩受电工程典型图集（相关图名及图号详见设计图纸）
2.设计方案简介：
按《客户受电工程设计通知书》中的“方案简要说明”一栏的内容，结合所作设计工程的实际状况加以修改编制。
3.设计范围：
从10kV电源点至0.4kV开关柜出线柱头。
4.设计内容：
①10kV线路部分：
是采用架空线路还是电缆线路，简述10kV电源点至客户用电点线路走向的状况，详见《10kV线路走向平面图》
②配电室电气部分：
A.10kV电气接线：
是单母线接线，还是单母线分段接线。
共采用什么型号的10kV开关柜几台。
B.变压器：
是油浸式，还是带外罩干式。
写出变压器台数及每台变压器的型号规格。
C.0.4kV电气接线：
是单母线接线，还是单母线分段接线。
共草原什么型号的0.4kV开关柜几台。
D.配电室接地：
单独建筑物的配电室，采用垂直接地极与水平接地极连接成封闭是的接地装置，接地电阻R≤4Ω（变压器容量S≥100kVA）或R≤10Ω（变压器容量S<100kVA）配电室在建筑物室内，采用水平接地极与配电室四周建筑立柱不少于三处是垂直接地极连接成封闭式的接地装置，接地电阻R≤4Ω。
E.配电室照明：
采用照明配电箱供日光灯、壁灯、插座等用电，并配置应急照明灯具体事故照明使用。
③柴油发电机：
（没有则不写）。
A.柴油发电机的功率
B.0.4kV电气接线
C.柴油发电机房接地
D.柴油发电机房照明
④配电室土建部分：
配电室0m房采用电缆沟，还是活动地级。
详见0m房沟道平面及剖面图，或详见活动地级相关图。
5.计量装置：
高供高计或高供低计分别设几套计量装置，计测的内容，装设在10kV或0.4kV哪个开关柜内。
6.施工要求：
①土建施工中，电气安装应积极配合
②母线、电缆有裸露部分，应用绝缘材料包裹
③电缆穿墙壁应用防火材料封堵
④作好停电等安全组织技术措施，保障人身设备安全
⑤施工安装中对设计图纸资料有疑问或不清楚的地方，及时与设计单位联系协商解决。
（二）设备材料清册：
将10kV线路设备材料、配电电气及接地照明等电气设备及材料汇总，列入下表中。
序号
名称
型号
规格
单位
数量
备注
1
2
3
4
5
（三）高压系统接入方式图：
参改《中国南方电网10kV及以下业扩受电工程典型设计图集》中相关图体，说明參改图纸名称及图号。
（四）10kV线路走向平面图：
1.10kV架空线路走向平面图：
图中应标明沿用或新立杆塔尺寸、杆型、杆号、杆距、交叉跨越物、搭火杆装置设备型号规格等。
本图说明：
从10kV电源点到终端位置的架空线路使用导线型号规格，直线距离（m）。
2.10kV电缆线路：
图中应标明沿用或新建电缆沟、穿管或排管的尺寸根数，人孔检查井、电缆裕度井的位置、新敷设电缆的型号规格。
本图说明：
照浙江图中内容编写。
（五）10kV电气接线图：
根据单电源或双电源供电容量、选用10kV开关柜型号，按产品样本接线要求作出10kV电气接线图。
设计时应明确以下几点：
1.计算10kV进线电流
2.计算每台变压器10kV侧的电流
3.电流互感器（TA）变比计算，用于测控是TA，将计算电流×1.3倍选择TA变比；用于计量的TA，按计算电流值，选择TA变比
4.断路器开断电流25kA或31.5kA
5.保护配置：
装设断路器开关柜应有保护配置，进线柜配置速断、过流、小电流接地；变压器柜配置速断、过流、温度；双电源供电的分段柜配置速断、过流、并在10kV进线柜、分段柜中加装配置备用电源自投自复装置。
本图说明：
以双电源供电为例
1.正常运行时，两路主供，各备供电源同时供电，电源10kV柜中断路器合闸，分段柜中断路器分闸，禁止合环运行。
2.主供电源失电，柜中断路器分闸，自备自投装置投入，分段柜中断路器合闸，备供电源柜中断路器合闸。
3.备供电源失电，柜中断路器分闸，自备自投装置投入，分段柜中断路器合闸，主供电源柜中断路器合闸。
4.主供、备供、分段柜的断路器应有机械及电气闭锁装置。
5.电源进线及分段断路器分合闸逻辑表。
运行方式
QF1（主供电源柜中断路器符号）
QF3（分段柜中断路器符号）
QF2（备供电源柜中断路器符号）
正常运行
-
×
-
主供失电
×
-
-
备供失电
-
-
×
表中：
“-”表示合闸、“×”表示分闸
6.配置直流电源装置：
按图一个断路器配置5Ah来考虑。
（38Ah以下用壁挂，以上用屏）用2个屏。
7.保护及控制二次回路设计，由10kV开关柜生产厂家完成，并作为竣工资料保存。
（六）0.4kV电气接线图：
根据选用0.4kV开关柜型号、接线是否分段、按产品样本作出0.4kV电气接线图。
设计时应明确以下几点：
1.计算变压器0.4kV进线电流
2.无功补偿容量按变压器容量30%左右配置电容器。
3.出线负荷及电流，以客户提供为准
4.电流互感器（TA）变比计算，用于测控TA，将计算电流×1.3倍选择TA变比；用于计量TA，按计算电流值选择TA变比。
本图说明：
以两台变压器单母线分段接线为例。
1.正常运行时，分段柜中断路器分闸，并加装机械闭锁。
2.变压器0.4kV进线柜中断路器及出线≥630A的回路中算录取采用电子脱口器，脱扣器带过载、短路、可调瞬时短路、接地故障保护功能。
3.出线<630A回路中断路器带热敏电磁托漏气，脱扣器具有可调过流及短路保护功能。
4.出线为消防回路中断路器带单电磁脱扣器，取消过载保护功能。
5.无功补偿根据功率因数可以自动或手动分组投切，补偿之后的功率因数不低于0.9.
6.变压器0.4kV进线侧装设带断路器的电涌保护器。
（七）配电室电气平面及断面图：
1.根据10kV进线及0.4kV出线的方位，对10kV、0.4kV开关柜及带外罩干式变压器等电气设备在配电室进行平面布置。
2.电气设备之间的安全，检修维护通道等一定要满足相关规范规程的要求。
3.负荷监控装置、直流电源装置一定布置10kV开关柜邻近处。
4.配电室内使用电缆沟的，在电气平面图中呼出电缆沟位置，标明电缆沟宽×深的尺寸。
5.根据电气平面图作出对应电气设备断面图。
6.电气平面图中，必须设计“设备材料表”。
（八）配电室接地平面图：
1.此图中必须设计接地平面图、材料表、图纸说明，
2.接地材料：
①垂直接地极，采用∠50×5、L=2500的热镀锌角钢。
②水平接地极，采用-50×5的热镀锌扁钢。
③接地接线柱，采用M8×20的热镀锌螺栓。
3.接地平面图设计：
①配电室为独立建筑物：
配电室外四周布置垂直接地极，接地极顶部柜地面0.8m，接地极之间的距离≥5m，水哦接地极与每根垂直接地极焊接后，引入配电室内与10kV、0.4kV开关柜、变压器基础槽钢焊接成环网闭合的接地装置，接地接线柱布置在10kV、0.4kV开关柜后及邻近变压器的室内墙边。
②配电室在建筑物内：
配电室内墙边四周布置水平接地极，并与室内不少于三根立柱上预留接地极焊接后，再与10kV、0.4kV开关柜、变压器基础槽钢焊接成环网闭合的接地装置，几点接线柱布置在10kV、0.4kV开关柜开关后及邻近变压器的室内墙边。
4.本图说明：
①接地装置施工安装应严格按《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50129-92）中的有关规定执行。
②变压器中性点、外壳、避雷器、10kV、0.4kV开关柜金属底座、电缆沟内接地接地线、电缆（头）、金属外壳（皮）、各种箱体及所有金属支架等，均用-50×5热镀锌扁钢体接地引下线与接地装置可靠焊接。
③-a，（配电室为独立建筑物）垂直接地极打入地中，其顶部距地面0.8m，水平接地极与垂直接地极逐一焊接后，引入配电室与10kV、0.4kV开关柜及变压器基础槽钢焊接。
③-b，（配电室在建筑物内）水平接地极沿配电室四周敷设在地坪上或活动地级下，并与四周不少于三根建筑物立柱上预留接地极可靠焊接后，再与10kV、0.4kV、变压器基础槽钢焊接。
④接地接线柱与水平接地极可靠焊接。
⑤所有接地焊接长度不小于80mm，焊接后应作防腐处理。
⑥接地电阻值：
R≤10Ω，变压器容量S<100kVA
R≤4Ω，变压器容量S≥100kVA
（九）配电室照明平面图：
此图上需设计照明灯具布置平面图，照明配电箱接线图。
材料表、图纸说明：
1.照明灯具布置平面图：
①照明配电箱布置在低压出线电缆沟上方墙上。
②双管日光灯布置在10kV、0.4kV开关柜操作面前上方。
③双支壁灯（带开关）及插座布置在10kV、0.4kV开关柜后墙上及邻近变压器的墙上；
④双管日光灯控制开关布置在进门的墙上；
⑤应急照明灯具布置在照明灯停电之后，解决事故照明的适当位置墙上。
2.照明配电箱接线图：
有单电源（一台变压器供电）和双电源（二台变压器供电）的照明配电箱接线图，图上应标明配电箱进线，母线及出线。
见下列照明配电箱接线图：
3.照明材料表：
4.本图说明：
①安装灯具距地面（或活动地板）高度：
照明箱底部1.5m，日光灯2.5m，壁灯2m，开关1.3m，插座0.3m。
②照明箱嵌入墙体装设，开关、插座暗装；
③照明、插座回路的导线穿管暗敷设；
④全部照明施工结束，应测绝缘电阻，电阻值≥0.5MΩ；
⑤应急照明灯具平时充电，作事故照明使用；
⑥所有灯具均采用节能型的灯具。
（十）其他需安装设计的图纸：
根据工程设计需要，选用其他图纸。
1.负荷监控装置接线示意图；
2.电能计量装置图：
①对低压电能计量柜的相关要求；
②高供低计计量方式二次接线原理图；
③高供低计计量方式计量室接线端子图；
④对10kV电能计量柜的相关要求；
⑤高供低计计量方式二次原理接线图；
⑥高供低计计量方式计量室接线端子图；
⑦KYN计量柜固定式安装计量室室内元件布置图；
⑧KYN高压固定式安装计量柜侧视及局部剖视图；
⑨KYN高压计量柜正视及背视图；
⑩XGN15高压计量柜计量元件布置图；
⑪XGN15高压计量柜正视及左右视图；
⑫XGN15高压计量柜正视及背视图。
注：
以上图纸查阅《南方电网公司电能计量装置典型设计》图集。
3.直流电源容量≤38Ah、AC220v/DC110V壁挂式直流电源箱二次接线图；
4.直流电源容量＞38Ah,AC380V/DC220V直流屏二次接线图。
5.10KV户外开关站图：
①三分路电气接线图；
②四分路电气接线图；
③五分路电气接线图；
④六分路电气接线图；
⑤三分路开关站基础图；
⑥四分路开关站基础图；
⑦五分路开关站基础图；
⑧六分路开关站基础图。
注：
以上图纸查阅《云南电网公司昆明供电局10kV及以下业扩工程设计标准及典型设计》。
6.10kV架空线路的搭伙杆及线路中的杆型图，拉线系统安装图等，见以往设计图。
7.10kV电缆线路：
①电缆下线杆型图；
②人孔桥查井图；
③电缆穿管断面图；
④电缆裕度井图；
⑤各类电缆沟制作图。
注：
以上图纸查阅以往设计资料。
8.配电室内采用电缆沟：
①配电室0米层电缆沟平面图；
②10kV开关柜基础断面图；
③0.4kV开关柜基础断面图；
④变压器基础图；
⑤各类室内电缆沟制作图。
注：
以上图纸查阅参考《昆明市中医院配电工程》相关图纸。
9.配电室内采用活动地板安装图：
①配电室活动地板安装图；
②10kV开关柜基础支架图；
③0.4kV开关柜基础支架图；
④变压器基础支架图。
注：
以上图纸查阅参考《昆明市北市区第一人民医院配电工程》相关图纸。
10.重要负荷双电源末端切换设计：
①重要负荷总容量小于一台变压器的容量，重要负荷回路分别由一台变压器和发电机0.4kV供电至末端，进行双电源切换。
②重要负荷总容量大于一台变压器的容量，每一台变压器出一回路线且进行电源切换后供重要负荷，再与发电机供重要负荷，二者供电至负荷末端，进行双电源切换。
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