工廠10kv供配電設(shè)計(jì)

1、目 錄第一章第一章 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 .1 11.1 原始資料分析.11.1.1 工廠總平面圖 .11.1.2 負(fù)荷情況 .11.1.3 供用電協(xié)議 .21.1.4 自然條件 .21.2 設(shè)計(jì)原則和基本要求.21.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù).21.2.2 設(shè)計(jì)目的 .21.2.3 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 .3第二章第二章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償 .4 42.1 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算.42.2 無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算.62.3 年耗電量的估算.7第三章第三章 變電所位置和型式選擇變電所位置和型式選擇 .8 83.1 變配電所所址選擇的一般原則.83.2 變配電所所址選擇的一般方法.83.2.

2、1 負(fù)荷指示圖法 .83.2.2 按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心 .93.3 變配電所位置和型式的確定.9第四章第四章 主變臺(tái)數(shù)、容量選擇及主接線方式主變臺(tái)數(shù)、容量選擇及主接線方式 .11114.1 變電所主變臺(tái)數(shù)選擇.114.2 變電所主變?nèi)萘窟x擇.114.3 變電所主接線方式的選擇.12第五章第五章 短路電流和短路容量計(jì)算短路電流和短路容量計(jì)算 .1313I5.1 短路計(jì)算的目的及假設(shè).135.1.1 短路電流計(jì)算的目的 .135.1.2 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定 .135.2 短路電流計(jì)算的步驟.135.3 元件阻抗計(jì)算.155.4 K1 點(diǎn)短路計(jì)算 .155.5 K2 點(diǎn)短路計(jì)算 .15第六

3、章第六章 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)一次設(shè)備選擇與校驗(yàn) .17176.1 電氣設(shè)備的選擇原則.176.2 變電所高壓一次設(shè)備的選擇 .176.2.1 高壓斷路器.186.2.2 高壓熔斷器.186.2.3 互感器.186.2.4 接地開(kāi)關(guān)、絕緣子、母線.186.3 變電所高壓一次設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) .186.4 變電所高壓一次設(shè)備的熱穩(wěn)定校驗(yàn) .196.5 變電所低壓一次設(shè)備的熱穩(wěn)定校驗(yàn) .206.6 變電所低壓一次設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) .20第七章第七章 變電所高低壓線路選擇變電所高低壓線路選擇 .22227.1 高壓線路導(dǎo)線的選擇 .227.2 低壓線路導(dǎo)線的選擇 .22第八章第八章 變電所二次回路方案

4、選擇及繼電保護(hù)整定變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定 .24248.1 二次回路方案選擇 .248.2 繼電保護(hù)的整定 .24第九章第九章 防雷和接地裝置的確定防雷和接地裝置的確定 .26269.1 防雷裝置確定 .269.2 直擊雷的防治 .269.3 雷電侵入波防治 .26II9.4 接地裝置確定 .26總結(jié)與體會(huì)總結(jié)與體會(huì) .2828參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .29290第一章 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求1.1 原始資料分析1.1.1 工廠總平面圖 圖 1-1 某工廠總平面示意圖1.1.2 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(shí)為 4600h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和

5、鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。全廠設(shè)一個(gè)降壓變電所，各車間（380V 側(cè)）的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)情況如表 1-1 所示。表 1-1各車間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料計(jì)算負(fù)荷編號(hào)名稱設(shè)備容量/kW需要系數(shù)costanPc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A1鑄造車間(二)3500.250.750.882鍛壓車間3200.30.601.333金工車間4000.20.651.174工具車間3750.350.601.335電鍍車間（二）2500.50.750.886熱處理車間1750.60.800.757裝配車間1850.30.701.028機(jī)修車間1600.250.651.179鍋爐房（二）600.70.800.7

6、510倉(cāng)庫(kù)500.40.800.751總計(jì)1.1.3 供用電協(xié)議1供電電源：本廠可由附近一條 10kV 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。干線首端距離本廠約 8km。2系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)：干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為 400MVA。此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為 3s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。3電業(yè)部門(mén)對(duì)功率因數(shù)要求值: 工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于 0.90。1.1.4 自然條件本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為 40，年平均氣溫為 20，年最低氣溫為-8，年最熱月平均最高氣溫為

7、 30，年最熱月地下 0.8m 處平均溫度為 25。年雷暴日數(shù)為32 天，土壤性質(zhì)以砂質(zhì)粘土為主。1.2 設(shè)計(jì)原則和基本要求1.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)1負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算及補(bǔ)償； 2變電所位置和型式的選擇； 3主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇； 4短路電流的計(jì)算； 5變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)； 6變電所高、低壓線路的選擇；7變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定；8防雷和接地裝置的確定。1.2.2 設(shè)計(jì)目的1進(jìn)一步鞏固理論知識(shí)，培養(yǎng)所學(xué)理論知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用能力；2掌握供配電設(shè)計(jì)的基本方法； 3通過(guò)解決各種實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力；4對(duì)電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技

8、術(shù)規(guī)程有一定的了解；5在計(jì)算、繪圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等方面得到訓(xùn)練；26培養(yǎng)查閱圖書(shū)資料、工具書(shū)的能力；7培養(yǎng)工程繪圖、書(shū)寫(xiě)技術(shù)報(bào)告的能力；8培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作、溝通交流的能力。1.2.3 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求根據(jù)“電力系統(tǒng)分析”課程所學(xué)理論知識(shí)和工廠供電設(shè)計(jì)、發(fā)電廠電氣的基本理論，在負(fù)荷大小已確定的情況下，完成工廠的各項(xiàng)電氣設(shè)計(jì)，具體內(nèi)容如設(shè)計(jì)課題欄。要求完成各部分的具體計(jì)算。3第二章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償2.1 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算 （2-P 設(shè)備容量需要系數(shù)1） （2-tanQP2） （2-22SPQ3） （2-223SIU（U為各車間380V側(cè)）4）按照式（2-1） 、 （2-2） 、 （2-3） 、

9、（2-4） ，把表 1-1 的數(shù)據(jù)帶入可得：1、鑄造車間：、鑄造車間： 30(1)3500.2587.5PkWkW30(1)87.50.8877 varQKWk 2230(1)87.577116.56SkVA30(1)116.56177.1030.38kVAIAkV2、鍛壓車間：、鍛壓車間： 30(2)320 0.396PkW30(2)961.33127.68 varQkWk 2230(2)96127.68159.74SkVA30(2)159.74242.7130.38kVAIAkV3、金工車間：、金工車間： 30(7)400 0.280PkW30(7)801.1793.6 varQkWk 2

10、230(7)8093.6123.13SkVA30(7)123.13187.0830.38kVAIAkV4、工具車間：、工具車間：4 30(6)375 0.35131.25PkW30(6)131.251.33174.56 varQkWk 2230(6)131.25174.56218.40SkVA30(6)218.40331.8330.38kVAIAkV5、電鍍車間：、電鍍車間： 30(4)250 0.5125PkW30(4)1250.88110 varQkWk 2230(4)125110166.51SkVA30(4)166.51252.9930.38kVAIAkV6、熱處理車間：、熱處理車間：

11、30(3)175 0.6105PkW30(3)1050.7578.75 varQkWk 2230(3)10578.75131.25SkVA30(3)131.25199.4230.38kVAIAkV7、裝配車間：、裝配車間： 30(9)185 0.355.5PkW30(9)55.51.0256.61 varQkWk 2230(9)55.556.6179.28SkVA30(9)79.28120.4630.38kVAIAkV8、機(jī)修車間：、機(jī)修車間： 30(10)160 0.2540PkW30(10)401.1746.8 varQkWk 2230(10)4046.861.56SkVA30(10)61

12、.5693.5330.38kVAIAkV9、鍋爐房：、鍋爐房： 30(8)60 0.742PkW30(8)420.7531.5 varQkWk 2230(8)4231.552.5SkVA30(8)52.579.7730.38kVAIAkV10、倉(cāng)庫(kù)：、倉(cāng)庫(kù)： 30(5)50 0.420PkW30(5)200.7515 varQkWk5 2230(5)201525SkVA30(5)2537.9830.38kVAIAkV取全廠的同時(shí)系數(shù)為：，則全廠的計(jì)算負(fù)荷為：0.95pK0.97qK103030( )10.950.95 782.25781.25iiPPkW103030( )10.970.97 8

13、11.5787.155 variiQQk 2230781.25787.1551109.04SkVA301109.041685.0630.38kVAIAkV現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果匯總，如表 2-1 所示。表 2-1各車間負(fù)荷計(jì)算結(jié)果計(jì)算負(fù)荷編號(hào)名稱設(shè)備容量/kW需要系數(shù)costanPc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A1鑄造車間(二)3500.250.750.8887.577116.56177.12鍛壓車間3200.30.601.3396127.68159.74242.713金工車間4000.20.651.178093.6123.13187.084工具車間3750.350.601.33131.251

14、74.56218.40331.835電鍍車間（二）2500.50.750.88125110166.51252.996熱處理車間1750.60.800.7510578.75131.25199.427裝配車間1850.30.701.0255.556.6179.28120.468機(jī)修車間1600.250.651.174046.864.5693.539鍋爐房（二）600.70.800.754231.552.579.7710倉(cāng)庫(kù)500.40.800.7520152537.98總計(jì)781.25787.1551109.041685.062.2 無(wú)功功率補(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：30

15、1109.04SkVA這時(shí)低壓側(cè)的功率因數(shù)為：7 . 004.110925.781cos1CCSP由原始資料提供的供電協(xié)議中要求可知，高壓側(cè)功率因素應(yīng)不低于 0.9。為使高壓側(cè)的功率因數(shù)0.90，則低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于 0.90。6由于變壓器本身存在損耗，所以這里取：。要使低壓側(cè)的功率因數(shù)由95. 0cos20.7 提高到 0.95，需要采取一些無(wú)功補(bǔ)償?shù)拇胧?，在這里采用加裝并聯(lián)電容器方式進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，則低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為： （2-)tan(tan21CCPQ5）781.25 (tanarccos0.7tanarccos0.95) var539.06 varcQkk?。?5

16、40則補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：CQvark2230(2)781.25(787.155540)819.41SkVA30(2)819.41124530.38kVAIAkV變壓器的功率損耗為：30(2)0.0150.015 819.4112.29TPSkVAkW30(2)0.060.06 819.4149.16 varTQSkVAk變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：30(1)781.2512.29793.54PkWkWkW30(1)(787.155540) var 49.16 var296.32 varQkkk2230(1)793.54296.32847.06SkVA30(1)847.0648.9

17、13 10kVAIAkV補(bǔ)償后的功率因數(shù)為： 滿足（大于 0.90）的要求。793.54cos0.94847.062.3 年耗電量的估算年有功電能消耗量及年無(wú)功電能耗電量可由下式計(jì)算得到。年有功電能消耗量： （2-.30pWP T6）7年無(wú)功電能耗電量： （2-.30qWQ T7）結(jié)合本廠的情況，年負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 4600h，取年平均有功負(fù)荷系數(shù)，T0.72年平均無(wú)功負(fù)荷系數(shù)。由此可得本廠：0.78年有功耗電量：60.72 781.2546002.59 10pWkWhkW h年無(wú)功耗電量：60.78 787.155 var 46002.82 10qWkhkW h8第三章 變電所位置和型式選擇

18、3.1 變配電所所址選擇的一般原則變配電所所址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后確定。盡量接近負(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。進(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線。不應(yīng)妨礙企業(yè)的發(fā)展，有擴(kuò)建的可能。接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。設(shè)備運(yùn)輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運(yùn)輸。不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動(dòng)或高溫的場(chǎng)所，無(wú)法避開(kāi)時(shí)，應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施。不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)在污染原的下風(fēng)側(cè)。不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其它經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相鄰。不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在

19、有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)標(biāo)GB50058-1992 的規(guī)定。不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。3.2 變配電所所址選擇的一般方法3.2.1 負(fù)荷指示圖法負(fù)荷指示圖是指電力負(fù)荷按一定比例用負(fù)荷圓的形式標(biāo)示在工廠或車間的平面圖上。各車間（建筑）的負(fù)荷圓的圓心應(yīng)與車間（建筑）的負(fù)荷“重心” （負(fù)荷中心）大致相等。在負(fù)荷大體均勻分布的車間（建筑）內(nèi)，這一重心就是車間（建筑）的中心。在負(fù)荷分布不均勻的車間（建筑）內(nèi)，這一重心應(yīng)偏向負(fù)荷集中的一側(cè)。負(fù)荷圓的半徑 r，由車間（建筑）的計(jì)算負(fù)荷得230rKP (3-1)KPr303-1 式中，為車間（

20、建筑）內(nèi)的有功計(jì)算負(fù)荷（kW） ，K 為負(fù)荷圓的比例（30P9） 。2/kW mm工廠負(fù)荷指示圖可以直觀地大致確定工廠的負(fù)荷中心，但還必須結(jié)合其它條件，綜合分析比較多個(gè)方案，最后選擇其最佳方案來(lái)確定變配電所的所址。3.2.2 按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心假設(shè)有負(fù)荷、和（均為有功計(jì)算負(fù)荷），它們?cè)谌芜x的直角坐標(biāo)系中的坐1P2P3P標(biāo)為（、）、（、）和（、）?，F(xiàn)假設(shè)總負(fù)荷1P1X1Y2P2X2Y3P3X3Y的負(fù)荷中心坐標(biāo)為 P（X、Y），則仿照力學(xué)中求重心的力矩方程可123iPPPPP 得： （3-112233iX PPXP XP X2） （3-1 1223 3iY PPYPYPY3）寫(xiě)成一般式為：

21、 （3-iiiX PPX4） （3-iiiY PPY5）因此，可求得負(fù)荷中心的坐標(biāo)為： （3-iiiPXXP6） （3-iiiPYYP7）由此可確定變配電所位置。103.3 變配電所位置和型式的確定根據(jù) 3.1 和 3.2 所述，結(jié)合設(shè)計(jì)的工廠總平面圖，由重心法可得出變配電所的確切位置。先假定一個(gè)坐標(biāo)原點(diǎn)，然后根據(jù)式(3-2)、(3-3)、(3-4)、(3-5)、(3-6)、(3-7)計(jì)算出工廠的負(fù)荷中心，然后在根據(jù)選擇變電所位置的原則確定出變電所的具體位置，最后根據(jù)工廠的地理位置進(jìn)行布線。依據(jù)上述原則和要求，變電所的位置如圖 3-1 所示A。由于本廠有二級(jí)重要負(fù)荷，考慮到對(duì)供電可靠性的要求，

22、采用兩路進(jìn)線，一路經(jīng)10kV 公共市電架空進(jìn)線（中間有電纜接入變電所） ；一路引自鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線。圖 3-1 工廠變電所位置位置 A 示意變電所的型式由用電負(fù)荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定，根據(jù)變電所位置和型式的選擇規(guī)定及 GB500531994 的規(guī)定，結(jié)合本廠的實(shí)際情況，這里變電所采用單獨(dú)設(shè)立方式。第四章 主變臺(tái)數(shù)、容量選擇及主接線方式11第四章 主變臺(tái)數(shù)、容量選擇及主接線方式4.1 變電所主變臺(tái)數(shù)選擇變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器：有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較大；集中負(fù)荷較大。結(jié)合本廠的情況，考慮到二級(jí)重要負(fù)荷的供電安全可靠

23、，故選擇兩臺(tái)主變壓器。4.2 變電所主變?nèi)萘窟x擇設(shè)計(jì)選擇的是兩臺(tái)主變變壓器，那么選擇其單臺(tái)容量時(shí)，每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：N TS1任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足：30(0.6 0.7)N TSS2任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足：，即滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷30()NTSS需求。由第二章表 2-1 可知，本工廠一、二級(jí)負(fù)荷為。30()+S +SSS鍋電鑄代入數(shù)據(jù)可得：3030()(0.6 0.7)(0.6 0.7) 847.06(508.24 592.94)116.56 166.51 52.5335.57NTNTSSkVASSkVA又考慮到本廠的氣象資料（年平均氣溫為） ，所選變壓

24、器的實(shí)際容量也滿足20 C使用要求，同時(shí)又考慮到未來(lái) 510 年的負(fù)荷增長(zhǎng)，在這里，假設(shè)負(fù)荷以每年 5%的速度增長(zhǎng)，10 年后=546.61，這里初步取=630?？紤]到安全性和可靠性N TSkVAN TSkVA的問(wèn)題，確定變壓器為 SC9 系列干式變壓器。型號(hào)：SC9-630/10，其主要技術(shù)指標(biāo)如表 4-1 所示。表 4-1 SC9-630/10 型變壓器主要技術(shù)指標(biāo)型號(hào)/W0P(75)/WkPoC/%kU(%)0I/dB（ApL）/kgTGSC9-630/101200540041.252221012注：空載損耗；負(fù)載損耗；阻抗電壓；空載電流；聲壓級(jí)；0PkPkU0IpL總重。TG4.3 變

25、電所主接線方式的選擇方案方案：高、低壓側(cè)均采用單母線分段。優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同母線段引出兩個(gè)回路，用兩個(gè)電路供電；當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)該母線各出線須停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。方案方案：?jiǎn)文妇€分段帶旁路。優(yōu)點(diǎn)：具有單母線分段全部?jī)?yōu)點(diǎn)，在檢修斷路器時(shí)不至中斷對(duì)用戶供電。缺點(diǎn)：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。方案方案：高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段。優(yōu)點(diǎn)：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)

26、整個(gè)變電所的供電。缺點(diǎn)：在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍需停電。以上三種方案均能滿足主接線要求，采用三方案時(shí)雖經(jīng)濟(jì)性最佳，但是其可靠性相比其他兩方案差；采用方案二需要的斷路器數(shù)量多，接線復(fù)雜，它們的經(jīng)濟(jì)性能較差；采用方案一既滿足負(fù)荷供電要求又較經(jīng)濟(jì)，故本次設(shè)計(jì)選用方案。（本處應(yīng)該有一張變電所主接線圖，請(qǐng)補(bǔ)全?。┑谖逭?短路電流和短路容量計(jì)算13第五章 短路電流和短路容量計(jì)算5.1 短路計(jì)算的目的及假設(shè)5.1.1 短路電流計(jì)算的目的1在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。2在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保

27、證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。3在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件檢驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。4在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。5按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。5.1.2 短路電流計(jì)算的一般規(guī)定1驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開(kāi)斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后 510年） 。確定短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)僅按在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線方式。2選擇導(dǎo)體和電器用的

28、短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫姍C(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。3選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。4導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開(kāi)斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。5.2 短路電流計(jì)算的步驟目前在電力變電站建設(shè)工程設(shè)計(jì)中，計(jì)算短路電流的方法通常是采用實(shí)用曲線法，其步驟如下：1選擇要計(jì)算短路電流的短路點(diǎn)位置。2按選好的設(shè)計(jì)接線方式畫(huà)出等值電路網(wǎng)絡(luò)圖。141）在網(wǎng)絡(luò)圖中，首選去掉系統(tǒng)中所有負(fù)荷支路，線路電容，各元件電阻。2）選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓 Ub（一般取各級(jí)的平均電壓） 。3）將各元件電抗換算為同一基

29、準(zhǔn)值的標(biāo)么電抗。4）由上面的推斷繪出等值網(wǎng)絡(luò)圖。3對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無(wú)限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，即轉(zhuǎn)移電抗。4求其計(jì)算電抗。5由運(yùn)算曲線查出短路電流的標(biāo)么值。6計(jì)算有名值和短路容量。7計(jì)算短路電流的沖擊值。1）對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡(jiǎn)，把供電系統(tǒng)看為無(wú)限大系統(tǒng)，不考慮短路電流周期分量的衰減求出電流對(duì)短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算短路電流標(biāo)幺值、有名值。標(biāo)幺值：；有名值：didjIIIdijdII I2）計(jì)算短路容量，短路電流沖擊值。短路容量：；短路電流沖擊值：。jSV I2.55cjII8繪制短路電流計(jì)算結(jié)果表。本廠的供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖 5-1 所示。采用

30、兩路電源供線，一路為距本廠 8km 的饋電變電站經(jīng) LGJ-185 架空線（系統(tǒng)按電源計(jì)） ，該干線首段所裝高壓斷路器的斷流容量為 400MVA；一路為鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線。圖 5-1 工廠供電系統(tǒng)示意圖第五章 短路電流和短路容量計(jì)算15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。5.3 元件阻抗計(jì)算1系統(tǒng)電抗 Xs：28. 04005 .1022AMVKVSUXkavs2架空輸電線路電抗為 0.4/km，2 . 384 . 0lXXol3變壓器電抗： TX5 .1063. 05 .10%6%22NTavkTSUuX由此，

31、可繪得短路等效電路圖如圖 5-2 所示。5.4 K1 點(diǎn)短路計(jì)算1短路總電抗：48. 32 . 328. 011lskXXX2三相短路周期分量有效值：kAXUIkavk74. 1027. 65 .10311)3(13短路沖擊電流與短路全電流最大有效值：kAish437. 474. 155. 21kAIsh645. 274. 152. 114短路容量：1kSAMVIUSkavk64.3174. 15 .10732. 13)3(1115.5 K2 點(diǎn)短路計(jì)算1短路總電抗：013. 0)25. 52 . 328. 0()5 .104 . 0)(2(212TlskXXXX2三相短路周期分量有效值：kA

32、XUIkavk39.17023. 04 . 0322)3(23短路沖擊電流與短路全電流最大有效值：16 (3)22.55 17.3944.34shikA(3)21.52 17.3926.43shIkA4短路容量：2kSAMVIUSkavk05.1239.174 . 0732. 13)3(2220第六章 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)6.1 電氣設(shè)備的選擇原則電氣裝置中的載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備，在正常運(yùn)行和短路狀態(tài)時(shí)，都必須安全可靠地運(yùn)行。為了保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，必須正確地選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體。各種電氣設(shè)備選擇的一般程序是：先按正常工作條件選擇出設(shè)備，然后按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。電氣設(shè)備與載

33、流導(dǎo)體的設(shè)計(jì)，必須執(zhí)行國(guó)家有關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、運(yùn)行方便和為今后擴(kuò)建留有一定的余地。電氣設(shè)備選擇的一般要求包括：1應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展的需要。2應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。3應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。4選擇導(dǎo)體時(shí)應(yīng)盡量減少品種。5擴(kuò)建工程應(yīng)盡量使新老電氣型號(hào)一致。6選用的新產(chǎn)品，均應(yīng)具有可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格。7按短路條件來(lái)校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。8驗(yàn)算導(dǎo)體和 110kV 以下電纜短路熱穩(wěn)定時(shí)，所有的計(jì)算時(shí)間，一般采用主保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分閘時(shí)間；而電器的計(jì)算時(shí)間一般采用后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間加相應(yīng)的斷路器全分

34、閘時(shí)間；斷路器全分閘時(shí)間包括斷路器固有分閘時(shí)間和電弧燃燒時(shí)間。6.2 變電所高壓一次設(shè)備的選擇由于變電所位置和型式都確定好了，電氣設(shè)備如開(kāi)關(guān)柜是安裝在變電所內(nèi)，高壓設(shè)備裝于柜子內(nèi)，所以這里選擇戶內(nèi)電氣設(shè)備，且高壓電器應(yīng)可在高于的情況下長(zhǎng)期安全運(yùn)行，估設(shè)備額定電壓不小于電網(wǎng)的額定電壓，即(10% 15%)NU。采用上海輸配電氣有限公司的 JYN-10 型戶內(nèi)移開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。NUU第六章 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)16.2.1 高壓斷路器 正常工作條件選擇額定電壓及額定電流，則：NUUmaxNII ，。10NUKV163036.3733 10NNNSIAU選用 ZN-10/1250-20 斷路

35、器。斷路器額定電流為：1250A，額定電壓為：10kV。6.2.2 高壓熔斷器 熔斷器額定電流的選擇為，其中。熔斷器maxN RN JIIImax36.373NNSIAU的額定電流為變壓器額定電流的 1.52 倍，則。但電壓互感器的熔斷器不需73N RIA要考慮負(fù)荷電流，本設(shè)計(jì)選用浙江西電高壓電氣有限公司的熔斷器：，它的210RN 額定電流為 0.5A，三相斷流容量為 1000MVA，最大開(kāi)斷電流 20kA。6.2.3 互感器 電流互感器：上海華通 LZZBJ9-10 干式電流互感器。額定電壓 10kV，額定絕緣12/42/75KV，精度 0.5 級(jí)別。電壓互感器：一次額定電壓選擇滿足。選擇上

36、海華通 JDZX-101111.10.9NNUUU電壓互感器。6.2.4 接地開(kāi)關(guān)、絕緣子、母線 接地開(kāi)關(guān)：選用無(wú)錫中亞電器設(shè)備廠的 JN15-12/20 接地開(kāi)關(guān)。絕緣子型號(hào)：ZA-10Y，抗彎強(qiáng)度3.75kN（戶內(nèi)支柱絕緣子） 。alF 母線型號(hào)：TMY-3 50 4；TMY-3 80 10+1 60 6。從高壓配電柜引出的 10kV 三芯電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，型號(hào)：YJV-350，無(wú)鋼鎧護(hù)套，纜芯最高工作溫度。90 C6.3 變電所高壓一次設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)1高壓斷路器：校驗(yàn)條件： 。(3)(3)maxmax;shshiiII2 查資料可知，滿足條件。(3)504.437MAXs

37、hiKAiKA2電流互感器：，滿足條件。(3)56.54.437MAXshiKAiKA3接地開(kāi)關(guān)：，滿足要求。(3)804.437MAXshiKAiKA4絕緣子：。母線采用平放在絕緣子上的方式，則：(3)alcFF（其中=200mm； =900mm） 。得：(3)(3)272310/cshlFiNAaal，滿足要求。(3)270.934.4371015.343.750.2cFNKN5母線：校驗(yàn)條件： TMY 母線材料的最大允許應(yīng)力=140Mpa，alcal三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力。(3)270.934.4371015.340.2cFN母線的彎曲力矩：。(3)15.43 0.91.391010

38、FlMN m母線的截面系數(shù)： 2263(0.05 )0.0041.67 1066b hmmWm母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力：631.390.831.67 10cMN mMPaWm可得，滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求。1400.83alcMPaMPa6.4 變電所高壓一次設(shè)備的熱穩(wěn)定校驗(yàn)1高壓斷路器：校驗(yàn)條件：，。斷路器熱穩(wěn)定電流itststIIt0.2iroffttts20kA，時(shí)間為 4S，則，滿足要求。0.2201.744tsIKA2電流互感器：，滿足要求。0.222.51.744tsIKA3接地開(kāi)關(guān)：，滿足要求。0.2201.744tsIKA第六章 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)34母線：校驗(yàn)條件：，取。minim

39、tAAIc0.7its 母線截面：，2250 4200mAmmmm 最小允許面積：，滿足要求。2min0.71.7416.9985.7Amm5電纜：截面積也大于最小允許面積，故滿足要求。6.5 變電所低壓一次設(shè)備的熱穩(wěn)定校驗(yàn)低壓側(cè)選擇天威集團(tuán)保定高壓開(kāi)關(guān)廠的 GCS 型低壓抽出式開(kāi)關(guān)柜，所選主要低壓一次設(shè)備如下：低壓斷路器：NA1 型智能萬(wàn)能斷路器 ABB 公司 simax 塑殼斷路器低壓熔斷器：NT 系列 電壓互感器：JDZ1 系列電流互感器：LMZJ1 、LMZ1 系列 母線型號(hào)：TMY-3 （80 10）+1 （60 6）絕緣子型號(hào)：ZA-6Y 抗彎強(qiáng)度：3.75kN（戶內(nèi)支柱絕緣子）a

40、lF 無(wú)功補(bǔ)償柜：選用廣州南網(wǎng)電子科技有限公司的兩部 TQB800 智能全自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償控制柜，柜型選用 GCK。6.6 變電所低壓一次設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)由于根據(jù)低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和條件進(jìn)行的低壓一次側(cè)設(shè)備選擇，不需再對(duì)熔斷器、刀開(kāi)關(guān)、斷路器進(jìn)行校驗(yàn)。關(guān)于低壓電流互感器、電壓互感器、電容器及母線、電纜、絕緣子等校驗(yàn)項(xiàng)目與高壓側(cè)相應(yīng)電器相同，這里僅列出低壓母線的校驗(yàn)：380V 側(cè)母線上母線動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)條件：alcTMY 母線材料的最大允許應(yīng)力=140MPa。al380V 母線的短路電流=;三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為：(3)2shi44.34kAkAIk39.17)3(2(3)2720.93

41、(44.34)10/1532.30.2mFkANANm4母線的彎曲力矩： (3)1532.30.9137.9071010FlNmMN m母線的截面系數(shù)： 2253(0.08 )0.011.07 1066b hmmWm母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力： 53137.90712.891.07 10cMN mMPaWm可得，=140MPa=，滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求。alc12.89MPa380V 側(cè)母線熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：校驗(yàn)條件：，取minimtAAIc0.7its母線的截面： A=80 10=8002mm2mm允許的最小截面： 2min0.717.39169.7785.7AkAmm從而，滿足熱穩(wěn)定性要求 。min

42、AA0第七章 變電所高低壓線路選擇為了保證供電的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)，選擇導(dǎo)線和電纜時(shí)應(yīng)滿足下列條件：發(fā)熱條件；電壓損耗條件；經(jīng)濟(jì)電流密度；機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：一般 10kV 及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)于低壓照明線路，因?qū)﹄妷核揭筝^高，通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。7.1 高壓線路導(dǎo)線的選擇架空進(jìn)線后接了一段交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜 YJV-3 50 做引入線（直埋） 。高壓側(cè)計(jì)算電流：，所選電纜的允許載流量：AKVKVAI04.4510732. 106.780)2(30滿足發(fā)熱條件。3

43、0(2)12545.04alIAIA7.2 低壓線路導(dǎo)線的選擇在這里，由于變電所是對(duì)各車間進(jìn)行直接配電，沒(méi)有設(shè)單獨(dú)的車間變電所，進(jìn)入各個(gè)車間的導(dǎo)線接線采用 TN-C-S 系統(tǒng)；從變電所到各個(gè)車間及宿舍區(qū)用埋地電纜供電，電纜采用 VV22 型銅芯交聯(lián)聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力電纜，根據(jù)不同的車間負(fù)荷采用不同的截面。其中導(dǎo)線和電纜的截面選擇滿足條件：1相線截面的選擇以滿足發(fā)熱條件即，；30alII2中性線（N 線）截面選擇，這里采用的為一般三相四線，滿足；00.5AA3保護(hù)線（PE 線）的截面選擇時(shí)，；235Amm0.5PEAA時(shí)，216AmmPEAA時(shí)，221635mmAmm216PE

44、Amm4保護(hù)中性線（PEN）的選擇，?。∟ 線）與（PE）的最大截面。結(jié)合計(jì)算負(fù)荷，可得到由變電所到各個(gè)車間的低壓電纜的型號(hào)為：第七章 變電所高低壓線路選擇1電鍍車間：VV22-1KV-3120+170 兩根并聯(lián)；207 2414252.99alIAA鍛壓車間：VV22-1KV-3240+1120 310242.71alIAA鍋爐房：VV22-1KV-3120+170 20779.77alIAA鑄造車間：VV22-1KV-3150+195； 237177.1alIAA金工車間：VV22-1KV-3185+195 264187.08alIAA工具車間：VV22-1KV-3120+170 兩根并聯(lián)

45、； 207 2414331.83alIAA熱處理車間：VV22-1KV-3150+195 237199.19alIAA裝配車間：VV22-1KV-370+150 152120.46alIAA機(jī)修車間：VV22-1KV-350+135 12993.63alIAA倉(cāng)庫(kù)：VV22-1KV-325+116 8737.98alIAA2第八章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定8.1 二次回路方案選擇二次回路操作電源有直流電源、交流電源之分。蓄電池組供電的直流操作電源帶有腐蝕性，并且有爆炸危險(xiǎn)；由整流裝置供電的直流操作電源安全性高，但是經(jīng)濟(jì)性差。 考慮到交流操作電源可使二次回路大大簡(jiǎn)化，投資大大減少，且

46、工作可靠，維護(hù)方便。這里采用交流操作電源。8.2 繼電保護(hù)的整定繼電保護(hù)要求具有選擇性，速動(dòng)性，可靠性及靈敏性。由于本廠的高壓線路不很長(zhǎng)，容量不很大，因此繼電保護(hù)裝置比較簡(jiǎn)單。對(duì)線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)和瞬時(shí)動(dòng)作的電流速斷保護(hù)；對(duì)線路的單相接地保護(hù)采用絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變電所高壓母線上，動(dòng)作于信號(hào)。繼電保護(hù)裝置的接線方式采用兩相兩繼電器式接線；繼電保護(hù)裝置的操作方式采用交流操作電源供電中的“去分流跳閘”操作方式（接線簡(jiǎn)單，靈敏可靠） ；帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)采用反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置。型號(hào)都采用 GL-25/10 。其優(yōu)點(diǎn)是：繼電器數(shù)量大為減少，而且可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流速斷保護(hù)，可采

47、用交流操作，運(yùn)行簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，投資大大降低。此次設(shè)計(jì)對(duì)變壓器裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、速斷保護(hù)裝置；在低壓側(cè)采用相關(guān)斷路器實(shí)現(xiàn)三段保護(hù)。變電所內(nèi)裝有兩臺(tái) 10/0.4 630的變壓器。低壓母線側(cè)三相短路電流為kVkV A，高壓側(cè)繼電保護(hù)用電流互感器的變比為 200/5A，繼電器采用無(wú)錫昌林(3)17.39kIkA公司的 GL-25/10 型，接成兩相兩繼電器方式。下面整定該繼電器的動(dòng)作電流，動(dòng)作時(shí)限和速斷電流倍數(shù)。1過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定：保護(hù)的起動(dòng)電流按照躲開(kāi)變壓器可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流來(lái)整定，第八章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定3。.maxrelsetLreKIIK選取，其中為降1.3,0.9,relreKK1wK 200/540iK max.maxL