工廠供電論文南陽防爆廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)

1、 中中國國地地質(zhì)質(zhì)大大學(xué)學(xué)長長城城學(xué)學(xué)院院 本本 科科 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 題題 目目:南陽防爆廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì) 系系 別別信息工程系信息工程系學(xué)學(xué)生生姓姓名名 專專 業(yè)業(yè)電電氣氣工工程程及及其其自自動動化化學(xué)學(xué) 號號 指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師 職職 稱稱高高級級工工程程師師 課程設(shè)計(jì)目錄前言前言 .1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 .2一、設(shè)計(jì)題目：一、設(shè)計(jì)題目：南陽防爆廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)要求二、設(shè)計(jì)要求.2三、設(shè)計(jì)依據(jù)三、設(shè)計(jì)依據(jù).2第一章第一章 負(fù)荷計(jì)算和負(fù)荷計(jì)算和負(fù)荷等級的確定負(fù)荷等級的確定 .4第一節(jié) 各車間負(fù)荷計(jì)算.4第二節(jié) 全廠負(fù)荷計(jì)算.5第三節(jié) 年耗電量的估算.7

2、第四節(jié) 等級符合確定.7第二章第二章 變變壓器壓器選擇及主選擇及主主接線設(shè)計(jì)主接線設(shè)計(jì) .8第一節(jié) 變電所主變壓器臺數(shù)的選擇.8第二節(jié) 變電所變壓器容量選擇.8 第三節(jié) 變電所主接線設(shè)計(jì).9 第四節(jié) 變電所未知的選擇.10第三章第三章 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算 .12第一節(jié) 確定基準(zhǔn)值.12第二節(jié) 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值.12第四章第四章 電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備選擇 .14第一節(jié) 一次設(shè)備選擇的原則.14第二節(jié) 變電所一次設(shè)備的選擇.14 第三節(jié) 變電所二次設(shè)備的選擇.18第五章第五章 課設(shè)體會及總結(jié)課設(shè)體會及總結(jié) .22參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .23 課程設(shè)計(jì)第 1 頁 共 23 頁前

3、言前言眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善工人的勞動條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方

4、面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。本次設(shè)計(jì)根據(jù)課題提供的某機(jī)械制造廠的用電負(fù)荷和供電條件，并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，本著安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求確定本廠變電所的位置和形式。通過負(fù)荷計(jì)算，確定主變壓器的臺數(shù)和容量。進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備與進(jìn)出線,最后按要求寫出設(shè)計(jì)說

5、明書,并繪出設(shè)計(jì)圖樣。具體過程和步驟:根據(jù)工廠總平面圖,工廠負(fù)荷情況,供電電源情況,氣象資料,地區(qū)水文資料和電費(fèi)制度等,先計(jì)算電力負(fù)荷,判斷是否要進(jìn)行無功功率補(bǔ)償,接著進(jìn)行變電所位置和型式選擇,并確定變電所變壓器臺數(shù)和容量, 主接線方案選擇,最后進(jìn)行短路電流的計(jì)算,并對變電所一次設(shè)備選擇和校驗(yàn)和高低壓線路的選擇。 課程設(shè)計(jì)第 2 頁 共 23 頁設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)及要求一、設(shè)計(jì)題目一、設(shè)計(jì)題目：南陽防爆廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)要求：二、設(shè)計(jì)要求：要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與

6、型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型，選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，最后定出設(shè)計(jì)說明書。三、設(shè)計(jì)依據(jù)三、設(shè)計(jì)依據(jù)1 1工廠總平面圖工廠總平面圖2 2工廠負(fù)荷情況工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時為 4000h，日最大負(fù)荷持續(xù)時間為10h。該廠除鑄造車間、鍛壓車間和鍋爐房屬二級負(fù)荷外，其余均屬三級負(fù)荷。低壓動力設(shè)備均為三相，額定電壓為 280v。照明及家用電器均為單相，額定電壓為 220v。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表（1）所示。 3 3供電電源情況供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條 35k

7、v 的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號為 lgj120 導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為 1m；干線首端（即電力系統(tǒng)的饋電變電電站）距離本廠約20km，該干線首端所裝高壓斷路器 300mva，此斷路器配備有定時限過電流保護(hù)和電流速 課程設(shè)計(jì)第 3 頁 共 23 頁斷保護(hù)，其定時限過電流保護(hù)整定的動作時間為 1.5s。為滿足工廠二級負(fù)荷的要求，可采用聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度達(dá) 100km，電纜線路總長度達(dá) 80km。4.氣象資料氣象資料 本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為 37，年平均氣溫為 24，年最低氣溫為-8，年

8、最熱月平均最高氣溫為 33，年最熱月平均氣溫為 26，年最熱月地下 0.8 處平均溫度為25。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴是數(shù)為 20。工廠最大負(fù)荷時的功率因數(shù)不得低于 0.92。工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料 表（1）廠房編號用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量kw需要系數(shù)功率因數(shù)動力3000.40.71鑄造車間照明60.71.0動力5000.30.652鍛壓車間照明80.71.0動力5000.30.653金工車間照明90.71.0動力3000.30.64工具車間照明70.71.0動力3000.60.85電鍍車間照明70.71.0動力2000.60.86熱處理車間照明80.71.0動力1000.40.77裝配車間

9、照明70.71.0動力2000.30.658焊接車間照明40.71.0動力800.60.659鍋爐房照明20.71.0生活區(qū)照明2000.71.0 課程設(shè)計(jì)第 4 頁 共 23 頁第一章第一章 負(fù)荷計(jì)算與負(fù)荷等級確定負(fù)荷計(jì)算與負(fù)荷等級確定第一節(jié)、各車間負(fù)荷計(jì)算第一節(jié)、各車間負(fù)荷計(jì)算在負(fù)荷計(jì)算時，采用需要系數(shù)法對各個車間進(jìn)行計(jì)算，并將照明計(jì)算，主要涉及的計(jì)算公式如下： 有功功率計(jì)算：dekpp30 無功功率計(jì)算: tan3030 pq 視在功率計(jì)算:cos3030 ps 計(jì)算電流： nusi33030下面以鑄造車間為例計(jì)算：動力部分的計(jì)算：kwp1204 . 030030 kvar4 .1220

10、2. 112030q kvas4 .1714 .1221202230 4 .26038. 034 .17130i照明部分的計(jì)算：kwp2 . 47 . 0630 030q kvas2 . 430 ai381. 638. 032 . 430小計(jì)： kwp2 .1242 . 412030 var4 .12230kq kvas4 .1744 .1222 .1242230 課程設(shè)計(jì)第 5 頁 共 23 頁 kai0 .26538. 034 .17430 各車間參數(shù)和計(jì)算負(fù)荷各車間參數(shù)和計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷廠房編號編號名稱負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量 kw需要系數(shù)功率因數(shù)tanp30(kw)q30(kvar)s30(k

11、va)i30（a)動力3000.40.71.02120122.4171.4260.41鑄造車間照明60.71.004.204.26.381動力5000.30.651.17150175.4230.8350.72車間鍛壓照明80.71.005.605.68.508動力5000.30.651.17150175.4230.8350.73金工車間照明90.71.006.306.39.572動力3000.30.61.3390120150227.94工具車間照明70.71.004.904.97.445動力3000.60.80.75180135225341.95電鍍車間照明70.71.004.904.97.4

12、45動力2000.60.80.7512090150227.96熱處理車間照明80.71.006.406.49.724動力1000.40.71.024040.8157.1486.827裝配車間照明70.71.004.904.97.445動力2000.30.651.176070.1592.31140.38焊接車間照明40.71.002.802.84.254動力800.60.651.174856.1273.85112.29鍋爐房照明20.71.001.401.42.127生活區(qū)照明2000.71.001400140212.7第第 2 2 節(jié)節(jié)、全廠負(fù)荷計(jì)算、全廠負(fù)荷計(jì)算用需要系數(shù)法計(jì)算全廠負(fù)荷。取同

13、時系數(shù)=0.90。pk95. 0qk動力部分：120+150+150+90+180+120+40+60+48=958kw)(30ip照明部分：4.2+5.6+6.3+4.9+4.9+5.6+4.9+2.8+1.4+140=180.6kw照明p全廠有功功率： )()(3030照明ppkpi 0.9(958+180.6)=1024.74kw全廠無功功率：=0.95x(122.4+175.4+175.4+120+135+90+40.81+70.15+56.12)=936.02kva)(3030iqkqq 課程設(shè)計(jì)第 6 頁 共 23 頁r kvas88.1387)02.93674.1024(2230

14、 無功補(bǔ)償計(jì)算：由以上計(jì)算可得變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：kvas88.138730 這時低壓側(cè)的功率因數(shù)為:7384. 088.138774.10242cos 為使高壓側(cè)的功率因數(shù)，則低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于 0.92，92. 01 cos?。?要使低壓側(cè)的功率因數(shù)由 0.769 提高到 0.95，則低壓側(cè)需裝設(shè)的并95. 02cos聯(lián)電容器容量為： var33.499)92. 0arccostan7384. 0arccos(tan74.1024kqc 取:=600則補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：cqvark kvas64.1113)50002.936(74.1024230)2(

15、 ai29.229628. 0364.1113)2(30 變壓器的功率損耗為： kwspt14.1164.111301. 001. 0)2(30 var68.5564.111305. 005. 0)2(30kspt 補(bǔ)償后高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： kwp88.103514.1174.1024)1(30 var7 .49168.5550002.936)1(30kq kvas65.11467 .49188.10352230)1( ai91.1835365.1146)1(30 補(bǔ)償后高壓側(cè)的功率因數(shù)為： ，滿足要求。9034. 065.114688.1035cos1第第 3 3 節(jié)節(jié)、年耗電量的估算、年

16、耗電量的估算年有功電能消耗量及年無功電能耗電量可由下式計(jì)算得到： 課程設(shè)計(jì)第 7 頁 共 23 頁年有功電能消耗量： 30pwp t年無功電能耗電量： 30qwq t結(jié)合本廠的情況，年負(fù)荷利用小時數(shù)為 4000h，取年平均有功負(fù)荷系數(shù)，年平t75. 0均無功負(fù)荷系數(shù)。由此可得本廠：82. 0年有功耗電量：kwhwap3107640400088.103575. 0.年無功耗電量：kwhwaq161277640007 .49182. 0.第第 4 4 節(jié)節(jié)、負(fù)荷等級確定、負(fù)荷等級確定根據(jù)用電設(shè)備在工藝生產(chǎn)中的作用，以及供電中斷對人身和設(shè)備安全的影響，電力負(fù)荷通?？煞譃槿齻€等級：一級負(fù)荷：為中斷供電

17、將造成人身傷亡，或重大設(shè)備損壞難以修復(fù)帶來極大的政治經(jīng)濟(jì)損失者。一級負(fù)荷要求有兩個獨(dú)立電源供電。本礦屬于國有能源部門，其中斷供電將有可能造成人員傷亡及重大經(jīng)濟(jì)損失，屬于一級負(fù)荷。 二級負(fù)荷：為中斷供電將造成設(shè)備局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂且需較長時間才能恢復(fù)或大量產(chǎn)品報廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)造成較大經(jīng)濟(jì)損失者。二級負(fù)荷應(yīng)由兩回線路供電，但當(dāng)兩回線路有困難時（如邊遠(yuǎn)地區(qū)）允許由一回架空線路供電。 三級負(fù)荷：不屬于一級和二級負(fù)荷的一般電力負(fù)荷，三級負(fù)荷對供電無特殊要求，允許長時間停電，可用單回線路供電。 該廠的鑄造車間、鍛壓車間和鍋爐房屬于二級負(fù)荷，其余的均為三級負(fù)荷。二級負(fù)荷的計(jì)算：kwp3 .2964

18、 . 1486 . 51502 . 41209 . 0）（二級 var3 .33512.564 .1754 .12295. 0kq）（二級 kvas5 .4473 .3353 .29622二級可見二級負(fù)荷所占的比例較大。第第 2 2 章章 變壓器選擇變壓器選擇及主及主接線設(shè)計(jì)接線設(shè)計(jì)第第 1 1 節(jié)節(jié)、變電所主變壓器臺數(shù)的選擇變電所主變壓器臺數(shù)的選擇 課程設(shè)計(jì)第 8 頁 共 23 頁變壓器臺數(shù)的選擇應(yīng)考慮一下原則：1）應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器法傷故障或者檢修時，另一臺變壓器能對一二級負(fù)荷繼續(xù)供電。對職業(yè)二級而無一級負(fù)荷

19、的變電所，也可以采用一臺別有情趣，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或另有自備電源。2）對季節(jié)貨晝夜負(fù)荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可以考慮采用兩臺變壓器。3）除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但是負(fù)荷集中且容量相對較大的變電所，雖為三級負(fù)荷，也可以采用兩臺或多臺變壓器。4）在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。結(jié)合本廠的情況，經(jīng)過上面的計(jì)算可知，二級負(fù)荷所占的比例較大，考慮到二級重要負(fù)荷的供電安全可靠，故選擇兩臺主變壓器。第第 2 2 節(jié)節(jié)、變電所主變壓器容量選擇變電所主變壓器容量選擇每臺變壓器的容量應(yīng)同時滿足以

20、下兩個條件：n ts（1）任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時，宜滿足：30(0.6 0.7)n tss（2）任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時，應(yīng)滿足：，即滿足全部一、二級負(fù)荷需求。30(1 11)n tss所以，kvastn66.80265.11467 . 0.該廠的鑄造車間、鍛壓車間和鍋爐房屬于二級負(fù)荷，其余的均為三級負(fù)荷，經(jīng)計(jì)算，該廠的二級負(fù)荷為 447.5kva故，滿足全部一、二級負(fù)荷。）itnss(30.所以變壓器的時機(jī)容量取最大，為滿足使用要求，同時又考慮到未來kvastn66.802.510 年的負(fù)荷發(fā)展，初步取考慮到安全性和可靠性的問題，確定變壓器為kvasn1000sc9 系列樹脂澆注干式變壓器。型

21、號：s9-1000/35 ，其主要技術(shù)指標(biāo)如下表所示：變壓器型號額定容量/kv a額定電壓/kv聯(lián)結(jié)組型號損耗/kw空載電流i短路阻抗 u% 課程設(shè)計(jì)第 9 頁 共 23 頁高壓低壓空載負(fù)載%s9-1000/351000350.4yyn01.4512.151.46.5第第 3 3 節(jié)節(jié)、變電所主接線設(shè)計(jì)、變電所主接線設(shè)計(jì)方案一單母線不分段接線如圖所示。 電氣主接線方案一方案二單母線分段接線如圖所示 課程設(shè)計(jì)第 10 頁 共 23 頁 電氣主接線方案二方案一種采用單母線不分段接線，雖然簡單，但其可靠性不高。當(dāng)母線需要檢修或者發(fā)生故障時，會導(dǎo)致所有用電設(shè)備停電。且變電所的負(fù)荷大部分均為類、類負(fù)荷，

22、因此方案一中的單母線不分段接線不能滿足類、類負(fù)荷供電可靠性的要求。方案二中采用單母線分段接線的兩段母線可看成是兩個獨(dú)立的電源，提高了供電的可靠性?？梢员ＷC當(dāng)任一母線發(fā)生故障或檢修時，都不會中斷對類負(fù)荷的供電。綜合比較本礦的35kv 側(cè)采取全橋形式的主接線，全橋型接線靈活可靠。380v 側(cè)則選用單母線分段接線。第第 4 4 節(jié)節(jié)、變電所位置的選擇、變電所位置的選擇 變電所的位置選擇應(yīng)根據(jù)選擇原則，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。一、變電所位置的選擇原則：一、變電所位置的選擇原則： (1) 盡可能接近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量；(2) 考慮電源的進(jìn)線方向，偏向電源側(cè)； 課

23、程設(shè)計(jì)第 11 頁 共 23 頁(3) 進(jìn)出線方便；(4) 不應(yīng)妨礙企業(yè)的發(fā)展，考慮擴(kuò)建的可能性；(5) 設(shè)備運(yùn)輸方便；(6) 盡量避開有腐蝕氣體和污穢的地段；(7) 變電所屋外配電裝置與其他建筑物之間的防火間距符合規(guī)定；(8) 變電所建筑物、變壓器及屋外配電裝置應(yīng)與附近的冷卻塔或噴水池之間的距離負(fù)荷規(guī)定。二、負(fù)荷中心的確定二、負(fù)荷中心的確定用負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心。如圖 3-1 所示為銅冶煉廠平面圖選直角坐標(biāo)系如圖所示，假設(shè)各車間負(fù)荷分布均勻，則各車間的負(fù)荷中心即為車間平面幾何中心，在所選直角坐標(biāo)系中確定各車間負(fù)荷中心坐標(biāo)，計(jì)算總廠負(fù)荷中心。各車間的總的有功功率及負(fù)荷中心坐標(biāo)12345功率

24、pi/w124.2155.6156.394.9184.9坐標(biāo)(x,y)(2.3,3.5)(2.7,5.8)(4.8,8.2)(7.2,2.4)(7.7,4.5)678910(生活區(qū))功率pi/w125.644.962.849.4140坐標(biāo)(x,y)(8.1,6.5)(8.6,8.4)(11.4,2.7)(11.9,4.5)(0.9,9)則負(fù)荷中心坐標(biāo)為：6 . 56 .113831.6396iiipxpx7 . 56 .113807.6524iiipypy 課程設(shè)計(jì)第 12 頁 共 23 頁第第 3 章章 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算供電系統(tǒng)應(yīng)該正常地不間斷地可靠供電，以保證生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。

25、但供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行常常因?yàn)榘l(fā)生短路故障而遭到破壞。短路就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。短路電流通過電氣設(shè)備時，設(shè)備溫度急劇上升，過熱會使絕緣加速老化或損壞，同時產(chǎn)生很大的點(diǎn)動力，使設(shè)備的載流部分變形或損壞，因此選擇設(shè)備時要考慮它們對短路電流的穩(wěn)定性，所以我們以最嚴(yán)重的短路三相短路為例，計(jì)算短路電流。本廠的供電系統(tǒng)簡圖如圖 4-1 所示。本廠采用兩路電源進(jìn)線供電，一路由附近一條35kv 的公用電源干線取得工作電源。該干線的導(dǎo)線牌號為 lgj120 導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為 1m；干線首端（即電力系統(tǒng)的饋電變電電站）距離本廠約 20km，該干線首端所裝

26、高壓斷路器 1000mva，此斷路器配備有定時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時限過電流保護(hù)整定的動作時間為 1.5s；另一路為與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度達(dá) 100km，電纜線路總長度達(dá) 80km。下面計(jì)算本廠變電所高壓 10kv 母線上 k-1 點(diǎn)短路和低壓 380v 母線上 k-2 點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。g系統(tǒng)qf 架空線l=20km鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線380vs9-1000/35k-1k-2yyn035kv 圖 4-1 供電系統(tǒng)簡圖下面采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路電流計(jì)算。第第 1 1 節(jié)節(jié)、確定基準(zhǔn)值、確定基準(zhǔn)值取，mvasd100kvuc37120.4cukv所以有：kakv

27、amvausicdd560. 1373100311 kakvmvausicdd3 .1444 . 03100322第第 2 2 節(jié)節(jié)、計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值計(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)的電抗標(biāo)么值： 1 . 01000100*1mvamvax2) 架空線路的電抗標(biāo)么值：查手冊得，因此：kmx/40. 00 課程設(shè)計(jì)第 13 頁 共 23 頁5844. 0)37(10020)/(40. 022*kvmvakmkmx3）電力變壓器的電抗標(biāo)么值：由所選的變壓器的技術(shù)參數(shù)得.5，因此：%6ku 5 . 6.k1000100.1005 . 6*4*3avamvxx可繪

28、得短路等效電路圖如圖 4-2 所示。1/0.12/0.58443/6.54/6.5k-1k-2圖 4-2 短路等效電路圖1.計(jì)算 k-1 點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標(biāo)么值：6844. 05844. 01 . 0*21)1(xxxk2) 三相短路電流周期分量有效值： kaxiikdk279. 26844. 056. 1*)1(1)3(13) 其他三相短路電流：kaiiik279. 2)3(1)3()3( kaish811. 5279. 255. 2)3( kaish441. 3279. 251. 1)3(4) 三相短路容量：mvamvaxsskdk1 .1466

29、844. 0100*)1()3(12.計(jì)算 k-2 點(diǎn)短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標(biāo)么值; 9344. 325 . 65844. 01 . 0)/(*4*3*2*1*)2(xxxxxk2) 三相短路電流周期分量有效值：kaaxi68.369344. 3k3 .144 *)2-k(2d32-ki）（3) 其他三相短路電流：kaiii68.363)2-k()3()3( ）（ 課程設(shè)計(jì)第 14 頁 共 23 頁 67.49ka36.681.84 i(3)sh kaish98.3962.3409. 1)3(4)4) 三相短路容量：mvaamvxskd42.259344. 3

30、.100 *)2(3)2-ks短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算結(jié)果三相短路電流/ka三相短路容量/mva短路計(jì)算點(diǎn) 3331/2kiii 3shi 3shi 31/2ksk-12.2795.8113.441146.1k-236.6867.4939.9825.42第第 4 4 章章 電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備選擇第第 1 1 節(jié)節(jié)、一次設(shè)備選擇的原則、一次設(shè)備選擇的原則供配電系統(tǒng)中的一次設(shè)備是在一定的電壓、電流、頻率和工作環(huán)境條件下工作的，一次設(shè)備的選擇，除了應(yīng)滿足在正常工作時能安全可靠運(yùn)行之外，還應(yīng)滿足在短路故障時不至損壞的條件，開關(guān)電器還必須具有足夠的斷流能力，并能適應(yīng)所處的位置、環(huán)境溫度、海拔高度。以及防塵

31、、防火、防腐、防爆等環(huán)境條件。一次設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下 3 個原則。(1) 按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備；(2) 按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定；(3) 開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)。第第 2 2 節(jié)節(jié)、變電所一次設(shè)備的選擇、變電所一次設(shè)備的選擇 高壓母線高壓母線 1）選擇母線型號：tmy-3 （50 4） 課程設(shè)計(jì)第 15 頁 共 23 頁 2）高壓母線熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件： a=查產(chǎn)品資料，得銅母線的 c=171，取。mina(3)imatic2samm0.75imats母線的截面： a=50 4=2002mm2mm允許的最小截面： 22min54.1117175. 0279. 2

32、mmmmsaskaa從而，該母線滿足熱穩(wěn)定性要求 。minaa（2 2）高壓電纜高壓電纜1）選擇電纜型號：yjv-3 50 2) 高壓電纜的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件： a=mina(3)imatic允許的最小截面： 22min54.1117175. 0279. 2mmmmsaskaa所選電纜 yjv-3 50 的截面 a=50從而，該電纜滿足熱穩(wěn)定性要求 。2mmminaa（3 3）高壓斷路器）高壓斷路器高壓側(cè)計(jì)算電流=18.91a，戶內(nèi)變電所，故選擇戶內(nèi)少油型斷路器zn12-30i35/1250 型，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)及裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件和計(jì)算結(jié)果列于表 5-1 中，從中可以看出斷路器的參數(shù)均大于裝

33、設(shè)地點(diǎn)的電氣條件，故所選斷路器合格。高壓斷路器選擇校驗(yàn)表高壓斷路器選擇校驗(yàn)表sn10-10i/630裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件序號項(xiàng)目數(shù)據(jù)選擇要求項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1nu35kv.w nu35kv合格2ni1250ai3018.91a合格3oci31.5ka 31ki2.279ka合格 課程設(shè)計(jì)第 16 頁 共 23 頁4maxi63ka 3shi5.811ka合格52tit336945 .3122imait31. 81 . 05 . 1279. 22）（合格（4 4）高壓熔斷器）高壓熔斷器熔斷器沒有觸頭，而且分?jǐn)喽搪冯娏骱笕垠w熔斷，故不必校驗(yàn)動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。僅需校驗(yàn)其斷流能力。高壓側(cè)需要保護(hù)電力變壓器和保護(hù)

34、電壓互感器的熔斷器。 保護(hù)電力變壓器的熔斷器選擇考慮到變壓器的正常過負(fù)荷能力（20%左右） 、變壓器低壓側(cè)尖峰電流及變壓器空載合閘時的勵磁涌流，熔斷器熔體額定電流應(yīng)滿足.1.1.52.0n fen tii=16.50a11./3n tn tnisu3531000所以可取 100a，又熔斷器額定電流應(yīng)不小于熔體的額定電流，所以選 rw5-.n fei35/100400 型高壓熔斷器。校驗(yàn)：最大斷開電流=12ka=2.279kaoci 31ki 保護(hù)電壓互感器的熔斷器選擇因?yàn)殡妷夯ジ衅鞫蝹?cè)電流很小，故選擇 rn2-10/0.5 型專用熔斷器做電壓互感器短路保護(hù)。其熔體額定電流為 0.5a，可作為

35、電流互感器的短路和過負(fù)荷保護(hù)設(shè)備使用。校驗(yàn)：最大斷開電流=85ka=2.279kaoci 31ki高壓隔離開關(guān)由于隔離開關(guān)主要是用于電氣隔離而不能分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和短路電流，因此，只需要選擇額定電壓和額定電流，校驗(yàn)動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。查附表選擇 gn2-35t/400 2文獻(xiàn)型高壓隔離開關(guān)。其有關(guān)技術(shù)參數(shù)及裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件和計(jì)算結(jié)果列于表 5-2 中，從中可以看出高壓隔離開關(guān)的參數(shù)均大于裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件，故所選高壓隔離開關(guān)合格。 高壓隔離開關(guān)選擇校驗(yàn)表高壓隔離開關(guān)選擇校驗(yàn)表gn2-35t/400裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件序號項(xiàng)目數(shù)據(jù)選擇要求項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論 課程設(shè)計(jì)第 17 頁 共 23 頁1nu35kv.

36、w nu35kv合格2ni400ai3018.91a合格3oci14ka)3(1ki2.279ka合格4maxi52ka 3shi5.811ka合格52tit98051422imait31. 81 . 05 . 1279. 22）（合格（5 5）電流互感器）電流互感器根據(jù)安裝地點(diǎn)和工作要求選擇 lcw-35-50/5 型電流互感器。=160。有關(guān)技術(shù)參數(shù)esk及裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件和計(jì)算結(jié)果列于表 5-3 中，從中可以看出電流互感器的參數(shù)均大于裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件，故所選電流互感器合格。 電流互感器選擇校驗(yàn)表電流互感器選擇校驗(yàn)表lcw-35-50/5裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件序號項(xiàng)目數(shù)據(jù)選擇要求項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論

37、1nu35kv.w nu35kv合格2ni50/5ai3018.91a合格3maxi=11.3kesk12nia 3shi5.811ka合格42tit25.20)05. 090(22imait31. 81 . 05 . 1279. 22）（合格（6 6）電壓互感器）電壓互感器電壓互感器的一、二次側(cè)均有熔斷器保護(hù)，所以不需要校驗(yàn)短路動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。按裝設(shè)地點(diǎn)環(huán)境及工作要求選擇 jsjw-35 型電壓互感器。（7 7）高壓開關(guān)柜）高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜是成套設(shè)備柜內(nèi)有斷路器、隔離開關(guān)、互感器設(shè)備等。高壓開關(guān)柜主要選擇開關(guān)柜的型號和回路方案號。因廠區(qū)有二級負(fù)荷，選擇 kyn-35 型移開式開關(guān)柜。其額

38、定電壓、額定電流等均滿足要求。 課程設(shè)計(jì)第 18 頁 共 23 頁（8 8）變壓器型號）變壓器型號在第 3 章已選，型號為 sc9-1000/35。（9 9）避雷器型號）避雷器型號由高壓開關(guān)柜決定，避雷器型號為 fcd3-35。第第 3 3 節(jié)節(jié)、變電所二次設(shè)備的選擇、變電所二次設(shè)備的選擇低壓熔斷器低壓熔斷器低壓熔斷器通常接在被保護(hù)的設(shè)備前或接在電源引出線上。當(dāng)被保護(hù)區(qū)出線短路故障或過電流時，熔斷器熔體熔斷，使設(shè)備與電源隔離，免受過電流損壞。以鑄造車間為例選擇動力和照明干線的低壓熔斷器。動力線路選擇 rt0-400/300 型低壓熔斷器。校驗(yàn)：額定工作電壓 380v線路電壓 380v；額定工作

39、電流 300a線路計(jì)算電流 260.4a；最大分段電流 50ka。照明線路選擇 rm10-15/10 型低壓熔斷器。校驗(yàn)：額定工作電壓 380v線路電壓 220v；額定工作電流 10a線路計(jì)算電流 6.381a；最大分段電流 1.2ka。各車間選擇原則同上，低壓熔斷器型號見表 5-4。 各車間低壓熔斷器型號各車間低壓熔斷器型號額定電流（a）編號名稱類別i30(a)熔斷器熔體低壓熔斷器型號動力260.4400300rt0-400/3001鑄造車間照明6.3811510rm10-15/10動力350.7600400rt0-600/4002鍛壓車間照明8.5081515rm10-15/15動力350

40、.7600400rt0-600/4003金工車間照明9.5721515rm10-15/154工具動力227.9400300rt0-400/300 課程設(shè)計(jì)第 19 頁 共 23 頁車間照明7.4451515rm10-15/15動力341.9400400rt0-400/4005電鍍車間照明7.4451515rm10-15/15動力227.9300250rt0-300/2506熱處理車間照明9.7241515rm10-15/15動力86.82200100rt0-200/1007裝配車間照明7.4451515rm10-15/15動力140.3200150rt0-200/1508機(jī)修車間照明4.254

41、1510rm10-15/10動力112.2200150rt0-200/1509鍋爐車間照明2.127156rm10-15/6生活區(qū)照明212.7400250rm10-400/250低壓斷路器低壓斷路器低壓斷路器選擇的一般原則：低壓斷路器的型號及操作機(jī)構(gòu)形式應(yīng)符合工作環(huán)境、保護(hù)性能等方面的要求；低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)地點(diǎn)線路的額定電壓；低壓斷路器的額定電流應(yīng)不小于它所能安裝的最大脫扣器的額定電流。下面以鑄造車間為例選擇動力和照明干線的低壓斷路器。動力線路選擇 dw15-400/300 型低壓斷路器。校驗(yàn)：額定工作電壓 380v線路電壓 380v；脫扣器額定電流電流 300a線路計(jì)算電流

42、 260.4a；低壓斷路器額定電流 400a脫扣器額定電流 300a額定運(yùn)行斷路分?jǐn)嗄芰?25ka。照明線路選擇 dz20-100/20y 型低壓斷路器。校驗(yàn)：額定工作電壓 380v線路電壓 220v；脫扣器額定電流電流 20a線路計(jì)算電流 6.381a；低壓斷路器額定電流 100a脫扣器額定電流 20a額定運(yùn)行斷路分?jǐn)嗄芰?14ka。 課程設(shè)計(jì)第 20 頁 共 23 頁各車間選擇原則同上，低壓斷路器型號見表 5-5。 各車間低壓斷路器的型號各車間低壓斷路器的型號額定電流（a）編號名稱類別ci(a)斷路器脫扣器低壓熔斷器型號動力260.4400300dw15-400/3001鑄造車間照明6.3

43、8110020dz20-100/20y動力350.7600400dw15-600/4002鍛壓車間照明8.50810020dz20-100/20y動力350.7600400dw15-600/4003金工車間照明9.57210020dz20-100/20y動力227.9400300dw15-400/3004工具車間照明7.44510020dz20-100/20y動力341.9600400dw15-600/4005電鍍車間照明7.44510020dz20-100/20y動力227.9400300dw15-400/3006熱處理車間照明9.72410020dz20-100/20y動力86.82200100dw15-200/1007裝配車間照明7.