某學(xué)校生活區(qū)工廠供電設(shè)計(jì)

1、前 言現(xiàn)如今，電能是現(xiàn)代生產(chǎn)生活的主要能源和動(dòng)力。電能即易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來，也易于轉(zhuǎn)換為其他相識(shí)的能量以供應(yīng)用。我國的電力工業(yè)已居世界前列，但與發(fā)達(dá)國家相比還是有一定的差距，我們?nèi)司娏克竭€很低，電力工業(yè)分布也不均勻，還不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。電力市場(chǎng)還未完善，管理水平、技術(shù)水平都有待提高。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力用戶的配電裝置和用電設(shè)備的容量不斷增加，對(duì)建筑配電和用電設(shè)備的安裝提出了更高的要求。我國的改革開放，為建筑電器領(lǐng)域大量采用新設(shè)備新工藝創(chuàng)造了條件。 為了配合實(shí)現(xiàn)建筑電器現(xiàn)代化，適應(yīng)內(nèi)線安裝技術(shù)迅速發(fā)展的需要，提高建筑安裝電工的業(yè)務(wù)技術(shù)水平，確保電氣安裝、施工質(zhì)量安

2、全可靠，保證低壓電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)建筑的供配電進(jìn)行合理的負(fù)荷計(jì)算以及對(duì)相應(yīng)的變電所進(jìn)行繼電保護(hù)和瓦斯保護(hù)是有必要的。第一章 負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償1.1負(fù)荷的分級(jí)1.1.1電力負(fù)荷的概念電力負(fù)荷又稱電力負(fù)載。它有兩種含義：一是指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位，如說重要負(fù)荷、不重要負(fù)荷、動(dòng)力負(fù)荷、照明負(fù)荷等。另一種是指用電設(shè)備或用電單位所耗用的電功率或電流大小，如說輕負(fù)荷（輕載）、重負(fù)荷（重載）、空負(fù)荷（空載）、滿負(fù)荷（滿載）等。電力負(fù)荷的具體含義視具體情況而定。1.1.2 電力負(fù)荷的分級(jí)電力負(fù)荷分級(jí)的意義，在于正確地反映電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性要求的界限，以便恰當(dāng)?shù)剡x擇適合我國實(shí)際水平的供電方式，

3、滿足我國四個(gè)現(xiàn)代化建設(shè)的需要，提高投資的效益。根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級(jí)：（1）一級(jí)負(fù)荷 中斷供電將造成人身傷亡者。 中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，例如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、重要原料生產(chǎn)的大量報(bào)廢、國民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時(shí)間才能恢復(fù)等。 中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作者，例如重要交通紐約、重要通信紐約、重要賓館、大型體育場(chǎng)、經(jīng)常用于國際活動(dòng)的大量人員集中的公共場(chǎng)所等用電單位中的重要電力負(fù)荷。 在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特

4、別重要的負(fù)荷。（2）二級(jí)負(fù)荷 中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，例如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時(shí)間才能恢復(fù)、重要企業(yè)大量減產(chǎn)等。 中斷供電將影響重要用電單位的正常工作者，例如交通紐約、通信紐約等用電單位 中的重要電力負(fù)荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場(chǎng)等較多人員集中的重要公共場(chǎng)所次序混亂者。（3）三級(jí)負(fù)荷不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者。1.1.3 各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求（1）一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求由于一級(jí)負(fù)荷屬于重要負(fù)荷，如中斷供電造成的后果十分嚴(yán)重，因此要求由兩個(gè)電源供電，當(dāng)其中一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)不致同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷

5、，除上述兩個(gè)電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其它負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。常用的應(yīng)急電源可使用下列幾種電源：1）獨(dú)立與正常電源的發(fā)電機(jī)。2）供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專門饋電路線。3）蓄電池。4）干電池。（2）二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求二級(jí)負(fù)荷，要求由兩回路供電，供電變壓器也應(yīng)有兩臺(tái)（這兩臺(tái)不一定在同一變電所）。在其中一回路或一臺(tái)變壓器發(fā)生常見故障時(shí)，二級(jí)負(fù)荷應(yīng)不致中斷供電，或中斷后能迅速恢復(fù)供電。只有當(dāng)負(fù)荷較小或者當(dāng)?shù)毓╇姉l件困難時(shí)，二次負(fù)荷可由一回路6kv及以上的專用架空線路供電。這是考慮架空線路發(fā)生故障時(shí)，較之電纜線路發(fā)生故障時(shí)易于發(fā)生且易于檢查和修復(fù)。當(dāng)采用電纜

6、線路時(shí)，必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應(yīng)能承擔(dān)全部二級(jí)負(fù)荷。（3）三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求由于三級(jí)負(fù)荷為不重要的一般負(fù)荷，因此它對(duì)電源無特殊要求。1.2 用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定1.2.1 計(jì)算負(fù)荷的含義及其確定方法計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算負(fù)荷是指通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算確定的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中的各元件（包括設(shè)備和線路）的一種負(fù)荷值。根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜等，如以計(jì)算負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行時(shí)，其發(fā)熱溫度不會(huì)超過正常允許值。計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如計(jì)算負(fù)荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線電纜選得過大，造成投資和有色金

7、屬的浪費(fèi)；如計(jì)算負(fù)荷確定過小，將使電器和導(dǎo)線處于過負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣老化甚至燒毀，同樣造成損失。由此可見，正確計(jì)算負(fù)荷意義重大。計(jì)算負(fù)荷確定的方法：（1）需要系數(shù)法利用一個(gè)需要系數(shù)乘以設(shè)備容量即可求得設(shè)備的有功計(jì)算負(fù)荷的一種方法。該方法計(jì)算十分簡(jiǎn)便，它是最早提出的也是至今應(yīng)用最為普遍的一種方法。但由于需要系數(shù)值是根據(jù)設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、容量差別不是很大的一般情況來確定的，未考慮設(shè)備容量相差懸殊時(shí)少數(shù)大容量設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)負(fù)荷的影響，因此此法較適用于設(shè)備臺(tái)數(shù)較多的車間及全廠范圍的計(jì)算負(fù)荷的確定。 需要系數(shù)法的基本公式為： 有功計(jì)算負(fù)荷： （1） 式中 ：稱為需要系數(shù)； ：為該組內(nèi)

8、各設(shè)備額定功率之和，即=； ：為有功功率負(fù)荷；其中： ：設(shè)備組的同時(shí)使用系數(shù)（即最大負(fù)荷時(shí)運(yùn)行設(shè)備的容量與設(shè)備組總額定容量之比）；：設(shè)備組的平均加權(quán)負(fù)荷系數(shù)（表示設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量的比值）；：設(shè)備組的平均加權(quán)效率；：配電線路的平均效率。 無功計(jì)算負(fù)荷： （2） tan：用電設(shè)備組的功率因數(shù)角的正切值； 視在計(jì)算負(fù)荷： （3） cos：用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)； 計(jì)算電流： （4） u：用電設(shè)備組的額定電壓； 注意：需要系數(shù)值是按設(shè)備較多的情況來確定的，對(duì)單臺(tái)設(shè)備，=1；即 ；但對(duì)于電動(dòng)機(jī)，它本身損耗較大，因此當(dāng)只有一臺(tái)時(shí)，。（2）二項(xiàng)式系數(shù)法這是前蘇聯(lián)一位電氣工程師19

9、73年首先提出來的，其確定用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷的公式為二項(xiàng)式。3它考慮了設(shè)備組中容量最大的幾臺(tái)對(duì)整個(gè)設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的影響，彌補(bǔ)了需要系數(shù)法的不足。此法計(jì)算也十分簡(jiǎn)便，至今仍為我國不少設(shè)計(jì)單位和設(shè)計(jì)人員所采用。 有功計(jì)算負(fù)荷： （5） ：表示用電設(shè)備組的平均負(fù)荷。 ：表示用電設(shè)備組中的x臺(tái)容量組大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷，其中為x臺(tái)容量最大的設(shè)備之和； b、c：二項(xiàng)式系數(shù)，其數(shù)值隨用電設(shè)備組的類別和臺(tái)數(shù)而定； 無功計(jì)算負(fù)荷： （6） 視在計(jì)算負(fù)荷： （7） 計(jì)算電流： （8）（3）利用系數(shù)法這是前蘇聯(lián)在20世紀(jì)中葉提出來的，它先根據(jù)利用系數(shù)求出各用電設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的平均負(fù)荷，然后求總

10、的平均利用系數(shù)和用電設(shè)備的有效臺(tái)數(shù)，并由此查出對(duì)應(yīng)的最大系數(shù)，最后由各平均負(fù)荷之和乘以最大系數(shù)，從而求得總的有功計(jì)算負(fù)荷。3利用系數(shù)法對(duì)于用電設(shè)備組無論臺(tái)數(shù)多少和容量差別大小，計(jì)算結(jié)果都比較準(zhǔn)確。但此法計(jì)算繁復(fù)，因此應(yīng)用不甚普遍。（4）多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因數(shù)。因此在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對(duì)其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別記入一個(gè)同時(shí)系數(shù) 、對(duì)車間干線?。?；5對(duì)低壓母線取： 由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)取 ； 由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加計(jì)算時(shí)取 ；1.3在本設(shè)計(jì)

11、中采用的是需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷為了合理設(shè)計(jì)和選擇工廠供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備和導(dǎo)線，需要根據(jù)用電設(shè)備的容量對(duì)有關(guān)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，即得到計(jì)算負(fù)荷。如果計(jì)算負(fù)荷確定過大，會(huì)增加投資和造成有色金屬的浪費(fèi)；而計(jì)算負(fù)荷確定過小，又會(huì)造成電氣設(shè)備和導(dǎo)線長期過熱，這不僅增加了電能損耗，而且影響它的使用壽命和用電安全。根據(jù)工藝設(shè)計(jì)提供的各廠房電力負(fù)荷清單，全廠都是三級(jí)負(fù)荷。按需要系數(shù)法分別計(jì)算出各廠房及全廠的計(jì)算負(fù)荷。注意，用電設(shè)備的總?cè)萘?pc值不含備用設(shè)備容量。5 負(fù)荷計(jì)算表見表 1表1 負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)名稱p30/kwq30/kva1學(xué)生食堂3082102鍋爐1001003教師樓2701204校醫(yī)院13

12、0985戶外照明25206本所用電1007學(xué)生宿舍樓300180總 計(jì)1143730 1.4 無功功率補(bǔ)償 1補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù) 1）變壓器低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷 有功計(jì)算負(fù)荷 無功計(jì)算負(fù)荷 變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為: 主變壓器容量選擇條件為 ss ，因此未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器容量應(yīng)選為了1600kva。這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為： 2）變壓器高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷功率損耗可直接按簡(jiǎn)化公式計(jì)算有功功率損耗： 無功功率損耗： 則高壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷為：計(jì)算負(fù)荷 無功功率計(jì)算負(fù)荷 3) 無功補(bǔ)償容量按規(guī)定，由于要求變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)不得低0.9，而目前只有0.83 ，因此，需進(jìn)行無功功率的補(bǔ)

13、償。提高功率因數(shù)的方法分為改善自然功率因數(shù)和安裝人工補(bǔ)償裝置兩種。安裝人工補(bǔ)償裝置的方法既簡(jiǎn)單見效又快，因此，這里采用在低壓母線裝設(shè)電容屏的方法來提高功率因數(shù)?？紤]到變壓器無功功率補(bǔ)償損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗。變電所高壓側(cè)的，考慮到變壓器本身的無功功率損耗遠(yuǎn)大于其有功功率損耗，一般，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90 ，這里取。 要使低壓側(cè)功率因數(shù)由083提高到092，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為: 取 視在功率： 功率因數(shù)： 2補(bǔ)償后變壓器容量和功率因數(shù) 1）補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷： 因此主變壓器容量可改選為，比補(bǔ)償前減少2）主變壓器的功率損耗

14、有功功率損耗： 無功功率損耗： 3）變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷 有功計(jì)算負(fù)荷： 無功計(jì)算負(fù)荷： 視在功率計(jì)算負(fù)荷： 補(bǔ)償后的功率因數(shù) 這一功率因數(shù)滿足規(guī)定。補(bǔ)償方案見表 2表2 無功補(bǔ)償方案補(bǔ)償容量400kvar總無功電流值779a電容器varplus投切步組合1,1,2,2,2安裝組合(15kvar2) 2+(15kvar4) 8功率因數(shù)控制器varlogic nr6varlogic nr12程序選擇optim斷路器2*ns630/3*ns400熔斷器80a3*2160a3*8接觸器lc1-dpk12m7c2lc1-dwk12m7c8blokset推薦柜寬(mm)2*900推薦柜深(mm)2*1

15、000推薦柜高(mm)2200表3 全廠計(jì)算負(fù)荷列表車間名稱供電回路代號(hào)計(jì)算負(fù)荷金工車間學(xué)生食堂308210372.78567.05鍋爐100100141.42215.12教師樓270120250.6381.29校醫(yī)院13098162.80247.64戶外照明252032.0148.70本所用電1001015.21學(xué)生宿舍樓300180348.85532.18總計(jì)11437301356.222063.01變壓器低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷1085.85708.11296.3197.90380v側(cè)無功補(bǔ)償容量1085.852611116.771698.76變壓器的功率損耗20.56982.27補(bǔ)償后高壓側(cè)變壓

16、器計(jì)算負(fù)荷1316.87529.371419.292156.45第二章 主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定2.1主變壓器的選擇電力變壓器是變電所中最重要的一次設(shè)備，其主要功能是將電力系統(tǒng)的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。選擇主變壓器臺(tái)數(shù)按其負(fù)荷性質(zhì)要求為:三班工作制,年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為3500h,三級(jí)負(fù)荷,供電電源條件:1) 電源由35/10kv總降壓變電所采用電纜線路受電,電線路長l000m.2) 工廠總降壓變電所10kv母線上的短路容量按200mva計(jì)。3) 工廠總降壓變電所10kv配電出線定時(shí)限過流保護(hù)裝置的整定時(shí)間top=1.3s。4） 要求車間變電所最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)

17、不得低于0.9。因此只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器. 根據(jù)補(bǔ)償后一次側(cè)容量為1316.87 kva,因此選擇其額定容量為1600 kva ,型號(hào)為sgb10型三相環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器,聯(lián)結(jié)組別為dyn11,即s9-1600-10/0.4-dyn11 型.92.2 變壓器主變臺(tái)數(shù)的選擇選擇變壓器時(shí)應(yīng)考慮以下幾條原則：1）應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。2）對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較而宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可考慮采用兩臺(tái)變壓器。3）負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大的變電所，既是為三級(jí)負(fù)荷，也應(yīng)采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。4）在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的

18、發(fā)展，留有一定的余地。本小區(qū)設(shè)計(jì)綜合考慮以上原則，確定裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。變壓器容量的選擇根據(jù)工廠供電11，裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：1）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷的大約60%70%的需要，即：=(0.60.7) =(0.60.7)1235.9（741.5865.1）kva。本小區(qū)所在地區(qū)的年平均氣溫為20，且變壓器采用室內(nèi)安裝，故變壓器的實(shí)際容量為：/0.92=（741.5865.1）/ 0.92kva=(805.9940.3)kva。2）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即,而本次小區(qū)設(shè)計(jì)的負(fù)荷全為三級(jí)負(fù)荷，所以不用考慮

19、這個(gè)因素。綜合考慮，本小區(qū)變電所采用兩臺(tái)s9系列1000kva的變壓器。第三章 變配電所主接線方案的選擇3.1 變配電所的主接線方案基本要求a) 安全 應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備安全。b) 可靠 應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。c) 靈活 應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和維修且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。d) 經(jīng)濟(jì) 在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡(jiǎn)單，投資小，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。變電所主接線采用高壓側(cè)單母線不分段、低壓側(cè)單母線分段形式。這種主接線適用于一路電源供電一路備用且裝有兩臺(tái)（或多臺(tái)）主變壓器或者有多路高壓出線

20、的變電所。其供電可靠性較高，任一臺(tái)變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過切換操作，可很快恢復(fù)整個(gè)變電所的供電。3.2 變電所主接線方案的評(píng)價(jià)根據(jù)小區(qū)設(shè)計(jì)要求，選擇高低壓側(cè)均為單母線分段的變電所主接線方案。10對(duì)該方案的評(píng)價(jià)可從以下幾方面入手：（1）從技術(shù)指標(biāo)方面考慮，該方案的供電可靠性和運(yùn)行靈活性都比較高，在高低壓母線側(cè)發(fā)生短路時(shí)，僅故障母線段停止工作，非故障段仍可繼續(xù)運(yùn)行，可縮小母線故障時(shí)停電范圍，同時(shí)對(duì)重要用戶可從不同母線分段引出雙回路供電，供電可靠性及運(yùn)行靈活性相當(dāng)高。（2）從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面考慮，雖然該方案的初投資比較高，但從年運(yùn)行費(fèi)用包括設(shè)備折舊費(fèi)，設(shè)備維護(hù)費(fèi)和年電能損耗費(fèi)考慮，該方案又有許多優(yōu)越

21、之處。3.3 變配電所的主接線方案電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的結(jié)構(gòu),今后供電的可靠性以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都與變電所主接線有著密切的關(guān)系,因此要求設(shè)計(jì)的變電所主接線在滿足安全,可靠供電的前提下,盡可能使接線簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，并考慮學(xué)校今后510年的發(fā)展。根據(jù)所選車間變壓器的容量,安裝地點(diǎn),進(jìn)線方式,本車間及需轉(zhuǎn)供負(fù)荷的性質(zhì)及出路數(shù)量,確定變電所主結(jié)線。本主接線采用了二臺(tái)變壓器的小型變電所，其高壓側(cè)一般采用無母線的結(jié)構(gòu)。如圖1所示： 圖1 二臺(tái)變壓器主接線方案這種主接線采用了高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作十分靈活方便，同時(shí)高壓斷路器都配有繼電保護(hù)裝置，在變電所發(fā)生短路和過負(fù)荷時(shí)均能自動(dòng)跳閘，而且在短路故障和過

22、負(fù)荷情況消除后，又可直接迅速合閘，從而使恢復(fù)供電的時(shí)間大大縮短。如果配電自動(dòng)重合閘裝置，則供電可靠性更進(jìn)一步提高。但是一般用于三級(jí)負(fù)荷，但在變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其它變電所相連時(shí)，則可用于二級(jí)負(fù)荷；因此在考慮該種方案時(shí)，我選擇了一個(gè)低壓聯(lián)絡(luò)線的方式，低壓聯(lián)絡(luò)線開關(guān)可采用自動(dòng)投入或電動(dòng)操作。3.4 供配電線路的接線及其結(jié)構(gòu)3.4.1 樹干式接線見圖2圖2 樹干式接線1）配電設(shè)備和導(dǎo)線材料耗用較少，運(yùn)行靈活性好，特別是采用封閉式母線槽時(shí)；但干線故障時(shí)影響范圍大，供電可靠性較低。2）一般用于用電設(shè)備容量不很大、布置較均勻的場(chǎng)合，例如對(duì)機(jī)械加工車間的中小機(jī)床設(shè)備供電以及對(duì)照明燈具供電等，均采用樹干式接

23、線。3.4.2接線圖見圖3圖3主接線圖第四章 導(dǎo)線、電纜及其選擇4.1 導(dǎo)線和電纜選擇的一般規(guī)定（1）架空線路導(dǎo)線宜采用鋁導(dǎo)線，但不得采用單股的鋁導(dǎo)線，一般是采用鋁合金如鋼芯鋁導(dǎo)線。（2）在對(duì)導(dǎo)線有腐蝕使用的地段，宜采用防腐型導(dǎo)線。（3）越過樹林以及通道擁擠場(chǎng)所的1kv及以下線路，宜采用架空絕緣線。按規(guī)定，市區(qū)10kv及以下架空電力線路，遇下列情況可采用絕緣鋁絞線： a：線路走廊狹窄，與建筑物之間的距離不能滿足安全要求的地段；b：高層建筑鄰近地段；c：繁華街道或人口密集地區(qū)；d：游覽區(qū)和綠化區(qū)；e：空氣嚴(yán)重污穢地段；f：建筑施工現(xiàn)場(chǎng)。（4）架空導(dǎo)線連續(xù)允許的載流量，應(yīng)按周圍空氣溫度進(jìn)行效正。周

24、圍空氣溫度應(yīng)采用當(dāng)?shù)?0年或10年以上的最熱月的每日最高溫度的月平均值。（5）從供電變電所二次側(cè)出口至線路末端變壓器一次側(cè)入口的610kv架空線路電壓損失，不宜超過供電變電所二次側(cè)額定電壓的5%。（6）架空線路導(dǎo)線的截面不應(yīng)小于所規(guī)定的最小截面。4.2 配電線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)配電線路，包括室內(nèi)配電線路和室外配電線路。室內(nèi)配電線路大多采用絕緣導(dǎo)線，室外配電線路指沿車間外墻或屋檐敷設(shè)的低壓配電線路、都采用絕緣導(dǎo)線。絕緣導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和敷設(shè)（1）絕緣導(dǎo)線按芯線材質(zhì)分，有銅芯和鋁芯兩種。除重要回路及振動(dòng)場(chǎng)所或?qū)︿X有腐蝕的場(chǎng)所應(yīng)采用銅芯絕緣導(dǎo)線外，一般應(yīng)優(yōu)先選用鋁芯絕緣導(dǎo)線。（2）絕緣導(dǎo)線按絕緣材料分，有橡皮

25、絕緣和塑料絕緣兩種。塑料絕緣導(dǎo)線的絕緣性能好，耐油和抗酸堿腐蝕，價(jià)格底，但高溫易軟化，低溫要變硬和發(fā)脆。橡皮絕緣導(dǎo)線克服以上的缺點(diǎn)，但絕緣性能不及塑料好，價(jià)格較高。（3）絕緣導(dǎo)線的敷設(shè)方式，分明敷和暗敷。明敷是導(dǎo)線直接或在管子、線槽等保護(hù)體內(nèi)，敷設(shè)于墻壁、頂棚的表面及支架等處。暗敷是導(dǎo)線在管子、線槽等保護(hù)體內(nèi)，敷設(shè)于墻壁、頂棚、地坪及樓板等內(nèi)部，或者在混凝土板孔內(nèi)敷線等。4.3 導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，選擇導(dǎo)線和電纜截面時(shí)滿足下列條件。（1）發(fā)熱條件 導(dǎo)線和電纜在最大負(fù)荷產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過起正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。（2）電壓損耗導(dǎo)線和電纜通

26、過最大負(fù)荷是產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗，據(jù)設(shè)計(jì)的要求一般規(guī)定取=5%。損耗公式為： = （9）式中 為導(dǎo)線電阻； 為導(dǎo)線長度； 為導(dǎo)線電抗； 為線路額定電壓； %=/100 （10）其損耗條件 %=5% （11）（3）經(jīng)濟(jì)電流密度35kv及以上的高壓線路及電壓在35kv以下但距離長電流大的線路，其可按此選擇。（4）機(jī)械強(qiáng)度導(dǎo)線截面不應(yīng)小于其最小允許截面。（5）根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：一般10kv及以下高壓及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再效驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線路，因其對(duì)電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再效驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)長距離大電

27、流及35kv以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，再效驗(yàn)其它條件。按以上經(jīng)驗(yàn)來選擇計(jì)算，比較容易滿足要求，較少返工。124.4 按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面4.4.1 低壓動(dòng)力干線 由低壓配電屏引至各配電箱的配電干線共2條，其中動(dòng)力干線1條，照明干線1條，動(dòng)力干線截面按發(fā)熱條件選擇截面再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，由于線路不長，故不需校驗(yàn)其電壓損失條件，以金工車間為例：1、1號(hào)干線計(jì)算電流：按發(fā)熱條件,查其參考文獻(xiàn)電氣數(shù)據(jù)查詢選取導(dǎo)線截面的導(dǎo)線（），yjv型導(dǎo)線，零線按相線,取 因此選取yjv22-335+125型導(dǎo)線一沿地暗敷。14見表4表4 低壓動(dòng)力干線一車間干線號(hào)型 號(hào)/a/a相線a/中性

28、線a/一 號(hào)yjv沿地暗敷401.171493525二號(hào)19.056高壓線路/a/aa/型號(hào)鋪設(shè)方式39.614225yjv埋地敷設(shè) 4.4.2 低壓側(cè)母線的選擇低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為，查文獻(xiàn)得：，滿足要求。取其尺寸為相線尺寸為73.66.3,中性母線尺寸為506.3。見表5表5 母線選擇高壓低壓相母線低壓中性母線型號(hào)tmy參數(shù)404808636.3 第五章 短路電流及其計(jì)算5.1 短路的原因工廠供電系統(tǒng)要求正常地不間斷地對(duì)用電負(fù)荷供電，以保證工廠和生活的正常運(yùn)行和生活的正常進(jìn)行。但由于各種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞；而系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。造成短路的主要原因，是電氣設(shè)備

29、載流部分的絕緣損壞。這種損壞可能是由于設(shè)備長期運(yùn)行，絕緣自然老化或由于設(shè)備本身不合格、絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿，或設(shè)備絕緣正常而被過電壓擊穿，或者是設(shè)備絕緣受到外力損傷而造成短路。工作人員由于未遵守安全操作規(guī)程而發(fā)生誤操作，也可能造成短路。鳥獸跨越在裸露的相線之間或相線與接地物體之間，或者咬壞設(shè)備導(dǎo)線電纜的絕緣，也是導(dǎo)線短路的一個(gè)原因。5.2 短路的后果（1）短路后，短路電流比正常電流大得多；對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。即1）短路時(shí)要產(chǎn)生很大的電動(dòng)和很高的溫度，從而使故障元件和短路電路中的其它元件損壞。2）短路時(shí)電壓要驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。3）短路可造成停電，而且越靠近電源，停電

30、范圍越大，給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大；4）嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)解列。單相短路，其電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至使之發(fā)生誤動(dòng)作。5.3 短路電流計(jì)算（采用標(biāo)幺值法）5.3.1 確定基準(zhǔn)值取=100mva，=， 5.3.2 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值（1）電力系統(tǒng)電抗標(biāo)么值：（2）電纜線路電抗標(biāo)么值：， （3）電力變壓器的電抗標(biāo)么值：查表得變壓器的阻抗電壓， 根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果繪制等效電路圖見圖4 圖4 等效電路圖 5.3.3 k-1點(diǎn)的短路電流計(jì)算 （1）總電抗標(biāo)么值：

31、（2）三相短路電流周期分量有效值： （3）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： （4）三相短路沖擊電流及其有效值： （5）三相短路容量： 5.3.4 k-2點(diǎn)的短路電流計(jì)算 （1）總電抗標(biāo)么值： （2）三相短路電流周期分量有效值： （3）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值： （4）三相短路沖擊電流及其有效值： （5）三相短路容量： 第六章 低壓電器設(shè)備的選型電器選擇是工廠和企業(yè)配電所電器設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一。正確地選擇電器是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。在進(jìn)行電器選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，按照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，在保證安全可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)省投資，選擇

32、合適的電器。6.1 按正常運(yùn)行條件選擇電器設(shè)備按正常工作條件，就是要考慮電器裝置的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電器裝置所處的位置特征（戶外或戶內(nèi)）、環(huán)境溫度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求；電氣要求是指電器裝置對(duì)設(shè)備的電壓、電流、頻率等方面的要求；對(duì)一些電器還應(yīng)考慮其斷流能力。 電器設(shè)備按短路故障條件下工作選擇，就是要效驗(yàn)其短路時(shí)是否滿足電動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求。(1) 低壓電器的選擇和效驗(yàn)項(xiàng)目和條件如表6。 表6 低壓電器的選擇條件電器名稱電壓（v）電流（a）斷流能力（ka）短路電流效驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度低壓斷路器oo低壓負(fù)荷開關(guān)oo低壓刀開關(guān)oo電流互感器電壓互感器熔斷器 注

33、：表中“”表示必須效驗(yàn)；“”表示不要效驗(yàn)；“o”表示一般可不效驗(yàn)；電流互感器還必須按準(zhǔn)確度要求進(jìn)行效驗(yàn)；根據(jù)設(shè)計(jì)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)35千伏及以下的供電系統(tǒng)，通常下列設(shè)備可以不進(jìn)行動(dòng)熱穩(wěn)定效驗(yàn) 斷路器：當(dāng)斷流容量符合要求時(shí)。 負(fù)荷開關(guān)：當(dāng)供電變壓器容量10000千伏安及以下時(shí)。 隔離開關(guān)：35千伏的戶內(nèi)及戶外式隔離開關(guān)；10千伏的戶外式隔離開關(guān)在短路容量不大于100兆伏安時(shí)；6千伏的戶外式隔離開關(guān)在短路容量不大于60兆伏安時(shí)。 電流互感器：當(dāng)變比較大時(shí)（如在75/5以上）。(2) 選擇效驗(yàn)應(yīng)滿足的條件 電器的額定電壓應(yīng)不低于所在電路的額定電壓； 即 (12) 電器的額定電流應(yīng)不小于所在電路的計(jì)算電流

34、； 即 (18) 電器的最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流； 即 (19) 動(dòng)穩(wěn)定是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足穩(wěn)定的條件是 (20)或 式中 、：設(shè)備安裝地點(diǎn)短路沖擊電流的峰值及其有效（）； 、：設(shè)備允許通過的電流峰值及其有效值（）。 熱穩(wěn)定效驗(yàn)短路電流通過時(shí)，電器各部件溫度不應(yīng)超過短路時(shí)發(fā)熱最高允許值，即 （21）式中 ：設(shè)備安裝地點(diǎn)穩(wěn)態(tài)三相短路電流（）； ：短路電流假想時(shí)間（s）。 ：t秒內(nèi)允許通過的短路電流值或稱t秒熱穩(wěn)（）； t：廠家給出的熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間，一般為4s、5s、1等。6.2 電器設(shè)備的選擇 6.2.1 一次設(shè)備的選擇 按設(shè)備裝設(shè)地點(diǎn),工作環(huán)境,使用要

35、求選擇電氣設(shè)備的適當(dāng)型號(hào),變電所一次設(shè)備均選用專業(yè)廠家生產(chǎn)的配套開關(guān)柜(屏)1高壓開關(guān)柜的選擇 根據(jù)主接線方案要求,要選擇高壓進(jìn)線,計(jì)量和互感器柜 根據(jù)主接線方案,選擇gg-1a(f)-11型作為進(jìn)線開關(guān)柜其設(shè)備型號(hào),規(guī)格的選擇及校驗(yàn)電能計(jì)量柜 gg-1a(f)-03，見表7表7-1 gg_1a_j電能計(jì)量柜一次設(shè)備選擇校驗(yàn)結(jié)果選擇項(xiàng)目裝設(shè)低點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)備型號(hào)規(guī)格參 數(shù)數(shù) 據(jù)參數(shù)高壓隔離開關(guān)電壓熔斷器電流互感器電壓互感器高壓隔離開關(guān)gn8-10/400rn2-10-0.5lqg-10-400/5jdz-10-10/0.1gn8-10/400電 壓1010101010電 流396a400a0.5a4

36、00斷流能力10.0650動(dòng)穩(wěn)定274040熱穩(wěn)定21759結(jié)論合格合格合格合格合格表7-2 gg_1a（f）_11進(jìn)線開關(guān)柜一次設(shè)備選擇校驗(yàn)結(jié)果選擇項(xiàng)目裝設(shè)低點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)備型號(hào)規(guī)格參 數(shù)數(shù) 據(jù)參數(shù)高壓隔離開關(guān)電壓熔斷器電流互感器gn8-10/400zn2-10/630lqg-10-400/5電 壓10101010電 流396a400a0.5a斷流能力10.0650動(dòng)穩(wěn)定2740熱穩(wěn)定21759結(jié)論合格合格合格表7-3 gg_1a（f）_54避雷器及電壓互感器一次設(shè)備選擇校驗(yàn)結(jié)果選擇項(xiàng)目裝設(shè)低點(diǎn)數(shù)據(jù)設(shè)備型號(hào)規(guī)格參 數(shù)數(shù) 據(jù)參數(shù)高壓隔離開關(guān)電壓熔斷器電壓互感器高壓隔離開關(guān)gn8-10/400rn2-

37、10-0.5jdz-10-10/0.1fs-10電 壓10101010電 流396a400a0.5a400斷流能力10.0650動(dòng)穩(wěn)定274040熱穩(wěn)定21759結(jié)論合格合格合格合格2低壓配電屏選擇：根據(jù)變電所低壓配電室的面積及配電需要，選擇低壓配電屏七臺(tái)，其它主要設(shè)備見表8表8-1 ggd-09一次設(shè)備選擇校驗(yàn)結(jié)果選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380v989a21.3a39317.6一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓刀開光380v1500a/5a合格低壓斷路器dw15-1500380v1500a40ka合格電流互感器lmzj1-0.5,500/5500v150

38、0a/5a合格表8-2 ggd-36一次設(shè)備選擇校驗(yàn)結(jié)果選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度結(jié)論裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380v989a21.3a39317.6一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓刀開光380v600a合格電流互感器lmzj1-0.5,500/5500v500/5a合格低壓斷路器dz20-160/3380v160a25a合格低壓斷路器dz20-160/3380v160a25a合格低壓斷路器dz20-160/3380v160a25a合格低壓斷路器dz20-160/3380v160a25a合格第七章 變電所低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)7.1 低壓母線的選擇與校驗(yàn)在變壓器的低壓側(cè)，其計(jì)算電

39、流為： 按載流量選擇lmy-12510矩形鋁母線 (母線室內(nèi)的環(huán)境溫度取25，查表知，溫度校正系數(shù)為0.97)，符合要求。動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為 lmy母線材料的最大允許應(yīng)力=70mpa。380v低壓母線的短路電流為：=37.90ka =22.45ka三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力： 母線的彎曲力矩（母線檔數(shù)為3）： 母線的截面系數(shù)： 母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力:所以，=70=，滿足動(dòng)穩(wěn)定度要求。 熱穩(wěn)定度校驗(yàn)： ，符合熱穩(wěn)定度要求。7.2 低壓電纜、設(shè)備的選擇與校驗(yàn)在本校園中，是84戶一個(gè)樓型。來計(jì)算低壓側(cè)的負(fù)荷。查表知需要系數(shù)=0.7，再，功率因數(shù)為cos=0.97.2.1 電纜的選擇首先，按發(fā)熱條件選擇電纜：=283.6a，查工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)選擇銅芯主芯線截面是150的yjlv22-1.0kv 交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，其載流量為=305a283.6a.初步選定的電纜型號(hào)為yjv22 -3150+195。7短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)： 由變電所引向單體樓的電纜線路總電抗為總電抗標(biāo)幺值為三相短路穩(wěn)態(tài)電流有效