1
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。
另外，在供配电工作中，还应合理的处理局部和全局，当前与长远的关系，即要照顾
局部和当前利益，又要有全局观点，能照顾大局，适应发展。
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。
2
第2章 供配电系统设计的规范要点
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。
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）。
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。
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。
三级负荷
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。
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。
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。
3
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。
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。
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.
4
第 3 章 全校负荷调查及相关设备选型
变电所现有分区
我校现有变电所共记有七处，每一处管辖范围不等的一个供电区域。
这七大区域为：
(1) 主教学区变：含南区综合办公楼，机械工程学院，外语学院，印刷厂，医院，后
勤管理处；
(2) 学生区变：含（1—15 栋）学生公寓，3 个学生食堂，大学生活动中心，学生浴室，
锅炉房，风雨球场，游泳池，体育馆，东区水泵房；
(3) 给排水区变：含基础科学学院，体育学院，图书馆，信息工程学院，土木建筑学
院，电气与电子工程学院，给排水实验室；
(4) 生活区变 1：含（12—41 栋）教工住宅，俱乐部，教工活动中心，保卫处，西区
水泵房，子弟学校，南大门，地下道，银行，新七栋教工住宅（42 栋到 48 栋），立通大厦，
幼儿园；
(5) 生活区变 2：含（1—11 栋）教工住宅，孔目湖宾馆，第二食堂；
(6) 实习工厂区变：含金工车间，生产车间，电焊车间， D 区学生公寓（16—20 栋），
锻造车间，铸造车间；
(7) 北区变：北区综合教学大楼，8 栋学生宿舍，食堂一座，教工楼 2 栋，办公楼一栋，
教学楼 3 栋（教 16，17，18）；
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 ,电焊机 。d:
照 明 ： ， 气 体 放 电 灯 ： ； 同 时 照 明 亦 可 用 ：
。
房间名称 单位容量（ ） 房间名称 单位容量（ ）
办公楼 8 实验室 10
教学楼 8 金工车间 6
住宅 4 焊接车间 8
食堂 4 铸铁车间 8
浴室 3 银行 10
锅炉房 4 水泵房 8
商店 10 体育馆 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）
NNe JCPP 2 NNNe SJCP cos..
310. Ne PP
310.)~( Ne PP
：单位容量）面积；（
:)(
1000
sKW
s
Pe
5
主教学区负荷统计及相关设备的选择
设备
楼宇
照明 空调 电梯 水泵 电脑 多媒体 电视台 其它 总计
（KW）
综合楼 8
12K
100 11K 2 11K 2
2
300 600 2K 24 15K 5K
机械楼 8
14K
50 —— —— 300 700 2K 50 —— 200K
后勤处 8
600
10 —— —— 300 10 —— —— 5K
印刷厂 8
400
10 —— —— —— —— —— 30K
医院 8 1K 30 —— —— —— —— —— 5K
=(KW)
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。
dK
K CP
CS
*
2I
*
2I
kP
P0
6
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。
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： ≥ 。
① 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 。
① 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 ≤
。
① 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 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 秒(如 DW 系列)时,其开关分断能力用下式校验:
≥
eNU .
mWU . eNU . mWU .
eNI . mWI . eNI . mWI .
2
.ttI timaaI .
2
t
tima
)3(
kI offNI . kS
offNS .
NI
ERNI . TRNI .
NI ERNI . TRNI . CI
QAoffI . shI
QAoffI . kI
7
----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
~,长延时脱扣器取 ; 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.
①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: 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。
①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（ ）.
QAoffI .
shI
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A
8
(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。
① 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 ~ 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。
① 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： =（*注）， =（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：-800/5
①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%。
=， =（A）； =(A); =(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：-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
①后勤处： =， =(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：-50/5
①印刷厂： =， =(A)
VV—1000—3 16+1 10
断路器：DZ20-100/3 脱扣器整定值：80
互感器：-75/5
①医院： =， =(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：-150/5
(7) 低压母排的选择：采用单母线不分段：
母排选择为：TMY-4(100 8)
断路器：DW15-1600/3 脱扣器整定值：1600
cos CI
cos CI
/
CI
//
CI
cos CI
cos CI
cos CI
)(
1000
AIC
9
刀开关：HD13-1500/30
电流互感器：-1500/3
(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： = =（KVar）
取 -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。
)( 21 tgtgPQ CC
1 tgtg
)( 21 tgtgPQ CC
10
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。
11
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 兆伏安。
规划设计方案
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
12
规划方案 2
前面在地理位置的时候，相信大家已经有了这样的一个概念：南北校区面积相当，在
以后的发展中将和南区处于同一重要的位置。在这一概念的基础上，规划方案 2 拟考虑南
北分治，即在现有配电设施的基础上，在北区另外单建一个高压配电房，南北相互独立，
互不牵制，毫无关联。
其中，把现有的北区变电房也移交给规划中的北区高压配电房。
同样如方案 1 中说讲，为减少线路损失，采用两回电源同时运行的方式，也在南区高
压总配设置母线断路器联络，断路器平时是断开的，仅在双回电源中，某一回受损后，才
开启使用，即由另一条母线独立的向所有的负荷供电。
13
规划方案 3
在方案 2 的基础上做一些适当的调整，改进。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。
14
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。
15
各方案比较
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。
电压绝缘等级花费
由于两回线路采用的都是 10KV 电压，绝缘设备花费几个方案相同。、
土建费用
方案 1：仅需要现有的高压配电房即可，对土建没有其它的要求。
方案 2：需在现有的高压配电房的基础上再在北区建一个高压配电房（或者是高压子
配电房）花费较方案 1 大；并且这样的话，将增加管理人员的数量，监管费用增加。
其它方案同方案 2。
施工费用
方案 1：增设了 5 根电缆到北区，在线路铺设的时候比较费时费力。并且高压线缆在
即使是埋地走线的情况下，也需要一定量值的空间，怎样协调，合理布置走线有待研究。
其它方案中，由于走的都是独立的电力电缆，比较好处理，施工简单。
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
供电可靠性及灵活性
方案 1、3 运行比较灵活：可单回线路独立供电，也可采用双回线路同时供电；可靠
性也较高，因为那样的设置满足了在全校区域内都有两回电源的供给，只有在极端情况下
才可能产生停电的情况，那就是所有母线同时故障的时候。满足了 2 级负荷的全部要求。
其余两个方案中，由于都有瓶颈，在电力供给比较紧张或者在天气等自然条件变化较
大的时候，极易出现故障，很难越过瓶颈。
供电电能质量
四个方案相当。
运行管理、维护检修条件
16
方案 1 中仅有一个高压配电房，所需管理人员少，且实现了集中统一管理，较易实现
全校的协调和统一调度管理。在具体的配电柜中，都采用了电流互感器，接地刀开关，高
压断路器，避雷器，能完全保证正常的运行。在厉行的检修或者是维护中只需把高压断路
器断开，然后把接地开关接地即可以安全的作业了。
其它方案中只是需要较多的管理人员，在维修监管作业的条件与方案 1 一样。
交通运输及施工条件
在交通运输方面，由于学校内部道路交通网络比较发达，运输较易。
施工条件：方案 1、3、4 中，均需在南北两区作业，并且配电电缆所走的线路比较长，
相对施工比较麻烦些。而方案 2 就相对省工。
分期建设的可能性及灵活性
方案 1：比较灵活，由于有 13 面柜子的空间，现已经上了 7 面，等以后北校区、研究
生学院区、孔目湖校区相继建成后，可分期上配电柜，即是说建成一个区位，上一面柜子。
分期投资，分期建设，同时也可把分散风险是比较灵活的设计思想。
其他方案中，不管具体的这样建设，北区配电房无论如何要一次性建设到位，但选址
在何处，建成什么样式的，以后是否能很好的融入主体建筑群，是很难说清楚的（因为现
在北区有很多地方还有待开发，有待整合）。
各方案比较列表示下
项目
方案号
电源
质量
供电
可靠性
建设
费用
运行维
护费用
土建
施工量
灵活
与否
交通运
输条件
方案 1 高 低 省 少 是
方案 2 一般 较高 耗 多 一般
方案 3 高 高 耗 多 是
方案 4
相同
一般 高 耗 多 一般
相当
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
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。
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。
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。
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。
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
17
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。
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。
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。
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。
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 ~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。
节能建议
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。
节能设备
在整个片区内建议全部选用节能型的设备，包括像节能电灯，节能冰箱，节能空调等。
这样由于这些设备通常技术先进，科技含量高，故初期投资虽高，但从长期运行来看，将
节约大量的能源，也是一个节省电费的好方法。
下面仅以照明节能来说明这样做的效果：
在照明设计中，应尽可能的满足工作时的视觉要求，那么在选用光源，灯具的时候就
要综合考虑照明特性和长期运行的经济效益。目前，全国照明用电约占发电量的 8%~10%，
总用电量的 10%，而且照明用电量的平均年增长率为 %，所以开展照明节能对于民用
建筑的经济效益有着重要的意义，常用的照明节能措施有：、
(1) 采用高效光源
18
目前我国大量采用的几种光源从节能效果的好坏来分为：高压钠灯，荧光灯，金属卤
化物灯，汞灯，卤钨灯，白炽灯。近年来普遍采用的新型节能灯有：紧凑型高效节能荧光
灯，细管型节能荧光灯，紧凑型定向照明卤物灯，小功率高压钠灯，和金属卤化物灯。任
何一所高校都是一个大宗电力用户，以我校为例仅照明就记为 ，初略的估计一
年也能节约电费为 万圆。这可不是一个小数目哦。
(2) 采用高效灯具
在选择灯具，一般不宜选用效率低于 70%的灯具，采用荧光灯照明时应选用高效荧光灯具
及低能耗的电子镇流器。
① 选用合理的照度方案
① 采用合理的建筑艺术照明设计
① 装设必要的节能装置：使用调光开关，屋顶墙面等用高反射率的材料粉刷，并
且建立定期清扫制度。
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。
方案小结
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。
存在的问题及建议
(1) 从高压配电房出来到到达北区之前，5 根配电电力电缆有一段走线公共区，特别是
在过双港路的时候，施工比较麻烦。走地下直埋的话，由于地下道处是一个低地，经常有
水渗透，线缆易受到腐蚀；如果走架空线，又很影响城市美观。建议具体设置在征求了水
文地质专家和南昌市城市规划处的负责人后给出。
(2) 柴油发电机房设置在高压配电房处，由于这里是生活区，相应的噪声污染和油污
染会很大。建议既然设置了柴油发电机房，就要好好利用，把它设置好，配备好，管理好。
最好能把这些老式柴油机处理掉，购买进新型节能，低耗，低污染的奔驰等。
19
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。
20
谢辞
借着这个机会,我要感谢关心,支持,帮助毕业生工作的各位领导,感谢老师这一年半来的
细心教育，精心培养，是她打开了我们通向神圣电气的大门，让我认识到了这一片广阔的
天地；在她的影响下，我决定以电业为我的职业，并愿意为之奋斗终生。最后我要感谢所
有帮助过支持过我的老师和同学。
21
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，
[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
22
附录
附录 A 外文翻译—原文部分
Alternating Current
An alternating current is one which varies in the circuit with time. The value of the current at
any given instant of time is the instantaneous value of current, symbolized by . The
instantaneous value of current is deemed positive for one direction of flow though the
cross-section of a conductor, and negative for the opposite direction. The direction of current
flow in which instantaneous values are positive is called positive. A current is fully specified, if
one knows its instantaneous value as a function of time, =F(t),and its positive direction.
Current whose value recur for equal increments of time are called periodic, and the least
increment of time for which this recurrent takes place is called the period . For a periodic
current = F(t)= F(t+T)
shows an example of the relationship = F(t) for a periodic current. The arrow in
the diagram indicates the positive direction of current flow. The dotted arrows show the actual
direction of current flow at the instants of time when >0 and <0. The segments of the curve
between points a and b or O and c cover a complete cycle of current alternations over one period.
The number of cycle or period per second is the frequency of a periodic current. It is
reciprocal of its period.
It is usually to specify the frequency of any periodic quantity in cycle per second. Thus the
frequency of a periodic current will be 1 cycle per second, if its period is second, or 1cycle/
i
i
i
T
i
i
i i
Tf /1
23
direct current may be regarded as a special case of a periodic current whose period is infinitely
long and the frequency is thus zero.
The term alternating current is often used in the narrow sense of a periodic current whose
constant(direction-current)component is zero, or
The frequencies of alternating current encountered in practice range over wide values. The
mains frequency is 50Hz in the Soviet Union and Europe, and 60Hz in the United States. Some
industrial processes use frequencies from 10Hz to Hz .In radio practice, frequencies up
to Hz are employed.
The definitions for current just introduced(and, indeed, those that will be introduced shortly)
fully apply to periodic voltages, , magnetic fluxes and any other electrical and magnetic
quantities. Some additional remarks are only needed with regard to the sign of alternating
voltage and .
An alternating voltage between two point A and B, determined along a specified path 1,
periodically changes sign, so that if it is assumed to be positive in the direction from A to B. it
will be negative in direction from B to A at the same instant of time. This is why it is important
to label which of the two directions is assumed positive. In diagrams, such a direction is labeled
either by arrows or subscripts in the symbols for voltage and is regarded to be the positive
reference direction of a voltage(or of an ).
Electrical engineering uses the simplest and commonest type of alternating current, the one
which varies sinusoidally with time; hence the term a harmonic or a sinusoidal current. The
preference for sinusoidal currents is explained modulated by the signal in amplitude, frequency
or phase. Periodic non-sinusoidal current may likewise be treated as composed of sinusoidal
current at a variety of frequencies occurring simultaneously. This is why thorough of
sinusoidal-current circuits is of primary importance.
The Generator
An generator consists of a stationary part, the stator, and a revolving part, the rotor. As
a rule the rotor carries magnetic poles with coils around them. These are the filed coils of the
generator ,because they establish a magnetic filed in the machine. They are energized with direct
current through slip rings and brushes. The slots of the stator staked up from electrical-sheet steel
punchings receive the coils of the stator winding. The stator coils are connected in series, as
shown by the fully and dotted lines in the drawing.
The . induced in a stator conductor is given by
where —magnetic induction of the field moving relative to the conductor;
—active length of the conductor;
—speed with which the magnetic field moves relative to the conductor.
Since and are constant, the induced . will vary exactly as varies. If the
induced is to be sinusoidal(which is usually sought), the distribution of around the
circumference of the stator should be as close to sinusoidal as practicable.
With pole-pairs on the rotor, the . will undergo cycles of changes every
0
1
0
T
idt
T
10103
BlvE
B
l
v
l v B
B
p p
24
revolution. If the speed of the rotor is revolutions per minutes (r/min), this works out to
cycles per minute, and the frequency of the induced . is：
For f=50Hz, the rotor of a generator with one pair of poles should run at 3000r/
with two pole-pairs, at 1500r/min. With speeds like this, rotors are usually fabricated with
non-salient piles for greater mechanical strength.
High-frequency generators operating at 800 to 8000Hz are all of special designs. Their uses
are in the heat-treatment and induction-heating field. Still higher frequencies are generated by
valve and semiconductor oscillators.
Sinusoidal Current
The instantaneous value of a sinusoidal current is given by
where is the peak value or amplitude of the current, and is the phase of
the current. The quantity is the initial phase of the current (for t=0) and is termed the epoch
angle. The phase of a current continuously increases with time. When it has increase by , the
whole cycle of changes is repeated exactly all over again. Therefore, s peaking of the phase of a
current, it is customary to drop the integer and to consider the phase within or
between zero and .
The above change of phase by occurs during the period T. therefore, the rate of
change of the phase is given by . It is symbolized by the Greek letter (omega) and is
called the pulsatance. Noting that , we may write
The above expression, relating and ,has been responsible for the fact that the
pulstance is also termed the angular velocity or frequency. It is expressed in radians per
second. Thus, for , . Introduce in Eq.() we obtain
Sinusoidal current of the same frequency, but differing in amplitude and epoch angles, are
shown in . their instantaneous values are
The time or the product ,proportional to time, is laid off as abscissa.
pn
60/pnf
)
2
sin(
t
T
Ii m
mI )
2
(
t
T
2
2
2
2
T/2
Tf /1
fT 2/2
f
Hzf 50 srad /314
)sin( tII m
)sin( 11 1 tIi m )sin( 22 2 tIi m
t t
25
The epoch angle is always measured between the origin of coordinates, which corresponds
to the reference time t=0, and the instant when a given sinusoidal just passes through zero(from
negative to positive values). For >0, the start(or zero point) of the sinusoid is shifted to
the left, and for <0 it is shifted to the right of the origin of coordinates.
Alternatively, the instantaneous value of a sinusoidal current may be represented by a
cosinusoidal function of the form
)
Where .
When two or more sinusoidal function differ in time phase as reckoned from similar points,
they are said to be shifted or displaced in phase with respect to one another. This phase shift, or
the phase displacement, is measured between their respective zeros, and obviously is the
difference in epoch angles. Referring to , , and the current is said to lead
the current in phase by , or, which is the same, the current lags in phase behind
the current by .
Two sinusoidal functions of the same frequency are said to be in phase if they have same
epoch angle, and are said to be in anti-phase when their phase displacement is . Finally, they
are said to be in quadrature if their difference is .
1 1i
2
tIi m cos(
2/
021 1i
2i 21 2i
1i 21
2/
26
附录 B 外文翻译——译文部分
交流电
交流电在电路中是一个随时间变化的值。电流值在任何给定的时间上都是一个瞬态值，
用符号 表示。当瞬态电流值 从用正号标记的导体的端流进时为正值，而从相反的方向流
动时为负值。当电流的任一瞬态值为正时，它流进导体的方向就为正极。假如知道瞬态值
与时间的关系式： 以及它的正方向，那么瞬时电流值就是一个定值。
电流值随时间 T 进行周期性变化的这种现象叫做交流电的周期性，能满足这个条件的
最小 T 值我们把它叫做周期。周期电流的公式为：
= F(t)= F(t+T)
图 是 = F(t)周期电流的一个例子。正如图表中箭头所示，指出的方向表示电流的
方向。打点的箭头表示瞬时电流的正方向。在曲线上 a 与 b 或者 o 与 c 之间的部分就表示
交流电一个完整的周期。
周期的倒数是为电流的频率。表示为：
通常把频率描述成周期值的倒数。因此交流电的频率就表示成多少周期/秒。直流电可
以被认为是交流电的一个特例，是周期无限长，频率为 0 的交流电。
i i
)(tFi
i
i
Tf /1
27
时间有限的交流电通常被认为是狭义的交流电，因为它的常量值是 0 或表示为
交流电的频率在现实生活中通常可以取很大范围内的值。在前苏联和欧洲工频为 50Hz,
在美国为 60Hz.一些工业用电频率往往在 10 到 Hz 不等。在无线电波中，甚至有用
Hz 的。
引用前面对电流的定义（确实，只是很简单的介绍）来介绍电压，电动势, 磁通以及
其他电气与磁的量值。一些附加的参数只是在描述电压和电动势才用得上。
A,B 两点之间的电压，由路径决定其值是正或是负，是周期性改变的，当假定的正方
向是从 A 指向 B 时，那么从 B 指向 A 就是负的。这就是为什么我们要标记假想的正方向
的原因。在图表中，假定的正方向用箭头或者下标表示，并且作为电压的正方向。
在电气工程中应用最广的交流电是——按正弦曲线成周期性变化的交流电；正弦电流
通常比非正弦电流的能量损失要小，并且非正弦电流还会感应电压，对通信电路有很大的
干扰。
在远距离信息传递中（电缆或者无线电通信电路，远程遥控等）也通常用正弦电，但
是用放大器对频率和性状进行调整过的，。周期性非正弦电流也可以被认为是许多不同频
率的正弦电流的叠加。这就是正弦电流为什么这么重要的原因。
交流发电机
交流发电机由定子和转子组成。通常，转子上带磁极和萦绕线圈。这些发电机的线圈，
在电机中建立磁场。它产生出流通与线圈与电刷之间的电流。定子的作用就是固定机子。
定子中线圈都是有序的连接的，就象在图 中用线表示的一样。
在导体中感应电动势表示为：
表示磁场密度；
表示导体的有效长度；
表示磁场与导体之间的相对速度。
当 和 是常量的时候，感应电动势将随着磁密度的变化而变化。假如感应电动势是正
弦型的（通常是很毛躁的）那么在定子周围的磁通分布就越接近于正弦型。
感应电动势的正负随着磁极的改变而改变。假如转子的转速以多少转每分钟记，感应
电动势的频率就为
因为频率为 50Hz,对于一对磁极的发电机的转子来说就要每分钟转 3000 转。对于两对
磁极的来说，为 1500 转。因为速度如此之高，要承受很大的机械应力，必须把转子做成
隐极性的。
高频率的发电机频率能达到 800 到 8000Hz，它们必须经过特殊的设计。它们通常被应
用在热处理或者感应热的地方。高频被应用在阀门或半导体震动的场所。
正弦电
正弦电流的瞬时值可以用下式表示：
0
1
0
T
idt
T
10103
BlvE
B
l
v
l v
60/pnf
28
这里的 Im 代表电流的峰值， 代表电流的状态。 值代表时间为 0 是的最
初状态。连续电流的值是随时间变化的。当增长到 时，重复完前一个周期值。因此，
通常意义的电流值，是仅指从 0 到 时的值。
在一个周期中要经历从 0 到 的变化。所以，状态变化率就表述为 。用希腊字
母 表示，被叫做 pulsatance.注意到 ，我们可以写作
被描述成弧度每分。因此，因为有频率 ， 。以及前面的式子，
我们有：
同样频率的正弦电流，但是幅度和角度的不同，在前面的式子中有表示。它们的瞬时
值为：
时间 t 或者 ，对时间的比例，用横坐标表示。
角度通常是在与最初的值的比对中测得的，通常和参考的时间相对应，并且在给定的
正弦量刚刚过 0 时（从负到正）。当 >0 时，正弦电流 i 的初值就向左偏移，当 <0 是，
初值就相应的向右偏移。
对于以上两者，正弦电流的瞬时值可以用下面的公式表示：
)
这里有 。
两个或多个正弦电流随着初始角度的不同，在图上将表现出一定量值的偏移。这些形
状 的 变 化 ， 或 者 叫 状 态 位 子 的 移 动 ， 由 他 们 各 自 的 零 起 点 标 记 ， 很 显 然 与 不
同 的 角 度 对 应 着 。 看 图 ， 我 们 就 说 电 流 超 前 于 电 流 角 度；
或 着 说 电 流 落 后 于 角 度 。
)
2
sin(
t
T
Ii m
)
2
(
t
T
2
2
2 T/2
Tf /1
fT 2/2
Hzf 50 srad /314
)sin( tII m
)sin( 11 1 tIi m
)sin( 22 2 tIi m
t
1 2
tIi m cos(
2/
021 1i 2i 21
2i 1i 21
29
同频率的正弦电流假如有相同的初始角度的话，通常有相同的形状；当它们的角度
相差 时，它们的形状关于 X 轴对称；当角度相差 时，就求积。
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； —同时系数； —需用系数； —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 照明 电视 电脑 电风扇 电热水器 其它 总计
（KW）
容量 1 4 20 80 300 3 100 1500 200 1716
容量 2 4 20 80 300 3 100 —— 200 816
（2） 学生公寓区 1—15 栋附和列表（学生 4~6 栋取 ；其余取 ）
楼号 房间数 负荷
(KW)
（A）
楼号 房间数 负荷
(KW)
(A)
1 112 9 108
2 168 10 138
3 160 11 108
4 108 12 102
5 200 13 168
6 152 14 270
7 108 15 144
8 108
（KW）
（3） 整个学生区符合列表
2/
K dK CI
dK
K CI K CI
K CP
30
设备
楼宇
照明 空调 电动机 洗碗机 炊具 其它 总计
（KW）
(A)
学生
公寓
—— —— —— —— —— —— —— —— ——
一食
堂
4 2K 200K —— 5K 15K 5K
三食
堂
4 1K 200K —— 5K 15K 5K
四食
堂
4 6K 200K —— 5K 15K 5K
活动
中心
8
20
—— —— —— 5K
风雨
球场
10 —— —— —— —— 5K —— 20
浴室 3 2K —— —— —— —— —— —— 6
锅炉房 4 500 —— —— —— —— 100K
游泳池 10 400 —— 15K 2 —— —— ——
体育馆 10 —— —— —— —— 2K
水泵房 8 200 —— 17K 2 —— —— 2K
设备
楼宇
断路器 脱扣器整定值 电流互感器 线缆 电力电缆
埋设方式
学一栋 DZ20-200/3 160 -200/5 VV-3 95 +1 50
学二栋 DZ20-400/3 250 -300/5 VV-3 150 +1 70
学三栋 DZ20-200/3 200 -300/5 VV-3 120 +1 70
学四栋 DZ20-100/3 80 -100/5 VV-3 25 +1 10
学五栋 DZ20-200/3 125 -200/5 VV-3 50 +1 25
学六栋 DZ20-200/3 125 -150/5 VV-3 35 +1 16
学七栋 DZ20-200/3 160 -200/5 VV-3 95 +1 50
学八栋 DZ20-200/2 160 -200/5 VV-3 95 +1 50
学九栋 DZ20-200/3 160 -200/5 VV-3 95 +1 50
学十栋 DZ20-200/3 200 -300/5 VV-3 120 +1 70
学 11 栋 DZ20-200/3 160 -200/5 VV-3 95 +1 50
学 12 栋 DZ20-200/3 160 -200/5 VV-3 70 +1 35
学 13 栋 DZ20-400/3 250 -300/5 VV-3 150 +1 70
学 14 栋 DZ20-400/3 315 -300/5 VV-3 185 +1 95
学 15 栋 DZ20-200/3 200 -300/5 VV-3 120 +1 70
一食堂 DZ20-400/3 250 -300/5 VV-3 150 +1 70
三食堂 DZ20-400/3 250 -300/5 VV-3 150 +1 70
四食堂 DZ20-400/3 315 -300/5 VV-3 185 +1 95
活动中心
风雨球场
DZ20-200/3 125 -150/5 VV-3 35 +1 16
学生浴室 DZ20-100/2 16 -20/5 VV-3 4
锅炉房 DZ20-200/3 160 -200/5 VV-3 70 +1 35
直埋
dK
cos
CI
31
游泳池 DZ20-100/3 63 -75/5 VV-3 16 +1 10
体育馆 DZ20-100/3 40 -50/5 VV-3 6 +1 4
水泵房 DZ20-100/3 80 -75/5 VV-3 16 +1 10
变压器 2 台：SCB10-1000/10
低压母排 TMY-4(100 8)
进线设备 DW15-1600/3 1600 -1500/5 刀开关：HD13-1500/30
无功补偿
= =(KVar)
6 组：-16-3
开关柜 GGD2 系列固定式低压配电柜
附表 2 给排水区负荷统计
设备
楼宇
照明 空调 电脑 多媒
体
电梯 其它 总计
（KW）
(A)
基础学院 8X4K
0
300X10
0
2KX2 —— 20K
体院 8X700
5
300X15 —— —— 2K
图书馆 8X15K 7KX30
0
300X40
0
2KX1
2
2
5K
信息学院 8X8K
0
300X60
0
2KX2 —— 20K
土木学院 8X7K
0
300X30
0
2KX2
0
—— 130K 208
电气学院 8X9K
0
7KX5
300X25
0
2KX5 —— 10K 176
给排水实
验室
K
0
—— —— —— 10K
外语学院 8X2K
0
300X10
0
—— —— —— 5K
=（KW）
变压器 SCB10-1000/10
1cos )( 21 tgtgPQ CC
dK
cos
cI
K CP CS
32
附表 3 生活区 1 负荷统计
（1）单间教工住宅负荷列表 (单位：W)
设备 照明 冰箱 空调 洗衣机 彩电 音响 电脑 浴具 炊具 抽烟机 总计
容量 4X10
0
400 500 80 200 300 1000 1500 500 4428
（2）教工住宅负荷列表
户数 负荷
（KW）
（A）
户数 负荷
（KW）
（A）
10 12
16 20
24 25
30 32
60
==
（3）区域负荷列表
设备
楼宇
照明 空调 电脑 放映
设备
水泵 其它 总计
（KW）
(A)
俱乐部 8X2K 11KX8 300X2 5K —— 50K
教工活动
中心
6X3K
0
300X40 —— —— 5K 66
保卫处 6X400
0
300X10 —— —— 5K
西区泵 8X200 —— —— —— 17KX
2
——
子弟校 8X2K
0
300X10
0
—— —— 5K 38
幼儿园 8X500 —— —— —— 2K
立通大厦 10X8K 200K 300X10 —— —— 10K
南大门 8X100 300 —— —— 5K
地下道 8X400 —— —— —— —— —— ——
银行 10X100 7KX2 300X6 —— —— 2K
dK
K
cos
CI K
cos
CI
CP
dK
cos
cI
33
教工住宅 —— —— —— —— —— —— —— —— ——
=(KV)
变压器 2 台：SCB10-1000/10
附表 4 生活区 2 负荷统计
（1）用电需求
序号 居住类别 户型（室） 建筑面积（平方米） 每户用电负荷（KW）
1 丙 1 45~50 3
2 乙 2 60~65 3
3 乙 3 75~80 4
4 甲 4 90~93 4
（2）教工住宅负荷列表（KW）
楼
宇
户 负荷
（A）
楼宇 户 负荷
（A）
2 20 30 8 10 22
3 44 9 16 32
4 50 57 10 10 22
5 16 32 11 24
6 16 32 照明 其它
7 20 音乐系 8X80
0
2K
（3）生活区变负荷列表（KW）
设备
楼宇
照明 空调 洗碗机 炊具 其它 总计
（KW）
(A)
二食堂 4X5K 200K 5K 15K 5K 147
专家楼 8X7K
0
5K 15K 16K
教工住
宅
—— —— —— —— —— —— —— ——
=
变压器 一台：SCB10-800/10
附表 5 实习工厂区负荷统计
（1） 学生公寓负荷列表
K CP CS
K
cos
CI K
cos
CI
dK
cos
cI
K cP cS
34
设备
楼宇
房间数 指标（W） 负荷
（KW）
（A）
学 16 栋 140 1716
学 17 栋 140 1716
学 18 栋 140 1716
学 19 栋 140 1716
学 20 栋 140 1716
=（KW）
（2）区域负荷列表
设
备
车间
照明 车床
电焊
机械
或电动
机
其它 总计
（KW）
(A)
金工
车间
6X800 8KX30 5K
生产
车间
8X500 8KX5 3K
电焊
车间
8X700 2KX10 5K
锻造
车间
7X400 8KX2 5K
铸造
车间
8X800 8KX5 5K
学生
公寓
—— —— —— —— 360．40 —— ——
519．=389. 35
变压器 一台：SCB10-800/10
附表 6 北区负荷统计
（ 1 ） 学 生 公 寓 （ 单 位 KW ）
( )
楼号 房间数 负荷
(KW)
（A）
楼号 房间数 负荷
(KW)
(A)
学 32 48 学 36 168
学 33 56 学 37 132
学 34 112 学 38 32
学 35 28 学 39 48
（KW）
（2） 教工（单位 KW） ( )
K
cos
CI
K CP
dK
cos
cI
K cP cS
K CI K CI
K CP
35
楼号 房间数 负荷
(KW)
（A）
楼号 房间数 负荷
(KW)
(A)
教工 1 48 教工 2 32
（3）变区负荷列表
设备
楼宇
照明 空调 电脑 多 媒
体
水泵 电梯 饮水机 其它 总计
（KW）
(A)
北综
合教
学楼
8X30K —— 300X1K 2KX3
2
15KX
4
11KX
2
0
10K
食堂 4X3
K
200K —— —— —— —— —— 25K
教工 —— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——
教16
0
—— 2KX6 —— —— —— 5K 49
教17
0
—— —— —— —— —— 5K
教18 8X800 —— —— —— —— —— —— 5K
办公
楼
0
300X30 —— —— —— —— 5K
学生
宿舍
—— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——
=(KW)
变压器 一台：SCB10-800/10
北区综合楼
空调变压器
一台：SCB10-800/10
附表 7 高压配电房现状
分区
设备
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
计算电流（A）
高压输电线
YJV22—10
3X35 3X50 3X35 3X50 3X35 3X35 3X50
高压断路器 25 25 25 25 25 25 25
K CI K CI
dK
cos
cI
K cP cS
36
ZN18—10/630
电流互感器
LFJ3—10Q
50/5 75/5 50/5 75/5 50/5 50/5 100/5
避雷器 FS8-10 FS8-10 FS8-10 FS8-10 FS8-10 FS8-10 FS8-10
接地刀开关 JN16-10 JN16-10 JN16-10 JN16-10 JN16-10 JN16-10 JN16-10
母排 TYM-75X10
开关柜型号 KYN29A(VE)
高压熔断器 RN2-10 RN2-10 RN2-10 RN2-10 RN2-10 RN2-10 RN2-10
分区
设备
大专线进线 双港线进线 联络线
电流互感器 LMZ-10-800/5 LMZ-10-800/5 LMZ-10-800/5
断路器 ZN18—10/ ZN18—10/ ZN18—10/
附录 D 负荷曲线
附图 1 学生区负荷曲线图
37
学生区负荷曲线图
附图 2 主教学区负荷曲线图
t(h)
P(KW)
P(KW)
t(h)
t(h)
P(KW)
38
主教学区负荷曲线图
t(h)
P(KW)
P(KW)
t(h)
t(h)
P(KW)
