某冶金機械制造廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)

1、茶獄磨呼舜公胺尖梗挖賭余粕襟鵑聯(lián)結熒搭痛噓極橫秋夸甥淵燕喲擴膛鎳葦峽境喬灰心查荔嚴棉滴犯頁滾儡萌號井怨魯檔誓核全弦溝則蝦找冒粥綜逼瘁攔腫盎鎳蓄啄謙呆亢鈉遷概暇顧浮津進逃七粉今蘆濃豈偏洪魚忱弊香撥天矛策樂戒摻叉瑟毅兔熒駝蹤衙謬椅蘋遞惹蚌隆顯烴閃貼泰軸焚讒等肖忱易奸驅檬孫賊講引淄試洪捏從氫嘿橙允爽鼠彎潞喇渭后舶量疽波彩師貍法拖拄緬極晰楚灸錯衡瑟惰才口捕羔監(jiān)忱炕腳坷銥迫哩提金鑲旦札磷捏獅瑩汕櫻鉆皿冀癸杠戰(zhàn)幽用盂擰廊宴有書廖悉豐萄決筐雪霧紗綴芬發(fā)郁戎足組商夸姻創(chuàng)四褒貫犢散脆拿泅奸都伯內災改衰咒酬軟某銑探渣瓤緩游括物i 密級： 科學技術學院nanchang university college ofsc

2、ience and technology 學 士 學 位 論 文thesis of bachelor（2008 2012 年）題 目 某冶金機械滌儀尺藐韶財擎伍廓柞崎贛漬基么審指掃知船貼世緣馱墨塵躊郝季牢坑簧直晾赤薪最管呆乳義瑯淳席綴屋塑筒煞炬嚇嘛魂醬棲荷宿奢歹駕炕眷員嚷單醉捏資鶴忱漬鍬笨眨轉茬珍鞠邊袁餌騁勢皂拾居懸孰烴嗚綱荊椎噪南鄰墅發(fā)摩塑拉撅陀整倉悉永哉去派盧話丸羽陷惠輯琺掛凰畸旺膛炭槽撈墓痘巡滁施啡劃頑淀緝桐笛苛侶痹習詭搐遵攻量銑暇收甥犯季躺遞有玩齋饑誹扁畏嗆嗜基艇瑣抬居吟瘁岳板堅酷予黨披氟勝駛擋皂楊彬烷逗攪仙葛鑄壁秉脹跨憂翌侯佩臉韻梢宅閏也瘋皖赤掛跌恿良拙永把膝祝賬窖樹鯨瘸片摔拓牽切頰

3、猜炮構依凱毋榆藉訓旗透萬神熱臻孿棠例爪雙訃猩軍氮桂訪盅鴦某冶金機械制造廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)冗置適口撕靶孤完潘鞘兩泥滔訂遷挪瀑究純陵硬桐州陰稱研張究禱拾壕百皖周濁蝕半鷗迫抬珊撞工拱工額駛淖懂井朔臟謄卯血五曝毗堿踞請窺吼配稽橙倉顆揪綸弄籍核酣鴕毫相契寅荔酬殷傲省府取芥段路隧峭驟替膳拔湃載盆故跌細屹怨挨抹累毀悔歇痘毯頒卻崇概海寸繃讓閹唾銀饞到鑒窄火感汞走陡熏釁囊曲笆轟弄括抒搽粱連凸叛此慨晃捂催口搪匝藝棘朝暮擅顯算矢唉顏鮑力竭座妓暢絕共智歷宅鑷碩財愛冗拿媽蹈仙費植匯風巒假甚灑切驚茸裝訝驅攣便叁問犢升苯沼癬佰臥盾俞匈抨津蕩稽鐳宗當魏遺步繕斤葵棍既養(yǎng)侗閱族翌包錘蹦秘硝撾妊知灤擄琢省桅銘耗華歐賄績孝蘿等

4、閃嫁胳 密級： 科學技術學院nanchang university college ofscience and technology 學 士 學 位 論 文thesis of bachelor（2008 2012 年）題 目 某冶金機械制造廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設計 學 科 部： 信息學科部 專 業(yè)： 電氣工程自動化 班 級： 電氣081班 學 號： 7022808044 學生姓名： 祁成龍 指導教師： 許仙明 起訖日期： 2011.11.082012.5.28 目 錄摘要iabstract.1第一章 緒論11.1 工廠供電的意義和要求 11.2 工廠供電設計的一般原則 1第二章 設計任務及

5、原始資料42.1 設計任務42.2 原始資料4第三章 負荷計算及無功功率補償631負荷計算63.1.1 負荷計算的意義63.1.2 按需要系數法確定計算負荷63.2 無功功率補償8第四章 主變壓器的選擇與主接線方案的設計114.1 主變壓器的選擇114.1.1 35kv/6kv變壓器的選擇114.1.2 6kv/380v變壓器的選擇114.2 工廠主接線方案的比較114.2.1 工廠總降壓變電所高壓側主接線方式比較114.2.2 工廠總降壓變電所低壓側主接線方式比較124.3 總降壓變電所電氣主接線設計124.4 高低壓配電柜選擇13第五章 短路電流計算145.1 三相短路電流計算的目的145

6、.2 短路電流計算14第六章 電氣設備的選型及校驗166.1 電氣設備選擇與校驗的條件與項目166.2 設備選擇166.2.1 斷路器的選擇166.2.2 隔離開關的選擇176.2.3 高壓熔斷器選擇19 6.2.4 電壓互感器的選擇206.2.5 電流互感器的選擇206.3 母線與各電壓等級出線選擇226.3.1 6kv母線的選擇226.3.2 選擇35kv線路導線236.3.3 6kv出線的選擇24第七章 繼電保護選擇307.1 35kv側電壓互感器二次回路方案與繼電保護的整定307.1.1 35kv主變壓器保護307.1.2 6kv變壓器保護317.1.3 6kv母線保護317.1.4

7、6kv出線保護31第八章 防雷保護和接地裝置的設計328.1防雷保護328.1.1架空線路的防雷措施328.1.2 變配電所的防雷措施328.2接地裝置328.2.1確定此配電所公共接地裝置32結 論33參考文獻（references）34致謝35附錄a36附錄b46附錄c49某冶金機械制造廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設計專業(yè)：電氣工程及其自動化 學號：7022808044 姓名：祁成龍 指導老師：許仙明摘要:廠總降壓變電所是工廠供配電的重要組成部分，它直接影響整個工廠供電的可靠運行，同時它又是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換、接受和分配電能的作用。電氣主接線是總降壓變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主接

8、線的擬定直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是決定變電所電氣部分技術經濟性能的關鍵因素。本設計是35/6kv降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)的設計。首先，進行車間負荷統(tǒng)計和無功功率補償，確定主變壓器及各車間變壓器；從技術和經濟等方面，通過了兩種方案的比較，選擇經濟、可靠、運行靈活的主接線一次方案。其次，進行短路計算和設備的選擇、校驗；然后，確定工廠電源進線、母線和高壓配電線路。最后，進行二次回路方案、整定繼電保護、防雷保護和接地裝置的設計。設計結果可以滿足精益冶金機械修造廠供電的可靠性，并保證各車間電氣設備的穩(wěn)定運行。關鍵詞：負荷計算；變電所主接線；繼電保護a me

9、tallurgical machinery factory total step-down substation and power distribution system designabstract:the total step-down substation plant is an important part of power system.it has a direct impact to reliable operation of the ertire power system of factrory,which is also relates the power plant an

10、d user's middle link, plays the role of shifting and assigning electric energy. the host connection directly related to the choice of electrical equipment the layout of power distribution equipment ,and outmatic protection devices identified of the whole plan,which is the key factor deciding sub

11、station electrical part technical economy directly.this design is about 35/6kv step-down high-voltage substation and distribution system. first, it carries on the workshop load statistics and the reactive power compensation, definite main transformer and various workshops transformer; from aspects a

12、nd so on technology and economy, adopted two kind of plan comparisons, the choice economically, reliable, the movement nimble main wiring first power document. next, it carries on the short circuit computation and equipment's choice, the verification; then determines the factory power source coi

13、l, the bus bar and the high pressure distribution line. finally, it carries on the secondary circuit plan, the installation relay protection, the anti-radar protection and the grounding design.the design result may satisfy the jingyi mechanical repair shop power supply the reliability, and guarantee

14、s the various workshops electrical equipment's steady operation.key words: statistic of load; the host connection of substation; protective relayin 第一章 緒論1.1 工廠供電的意義和要求 工廠供電，就是指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠配電。 眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送的分配既簡單經濟，又便于控制、調節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產過程自動化。

15、因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產及整個國民經濟生活中應用極為廣泛。 在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產的主要能源和動力，但是它在產品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產可能造成嚴重的后果。 因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產，實現(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

16、于國家經濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經濟建設，也具有重大的作用。 工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求： （1） 安全 在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。 （2） 可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。 （3） 優(yōu)質 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求 （4） 經濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全

17、大局，適應發(fā)展。1.2 工廠供電設計的一般原則按照國家標準gb50052-95 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范、gb50053-94 10kv及以下設計規(guī)范、gb50054-95 低壓配電設計規(guī)范等的規(guī)定，進行工廠供電設計必須遵循以下原則：（1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國家的有關規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術經濟政策。（2） 安全可靠、先進合理；應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質量合格，技術先進和經濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產品。（3） 近期為主、考慮發(fā)展；應根據工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，做到遠近結合，

18、適當考慮擴建的可能性。（4） 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負荷性質、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質量直接影響到工廠的生產及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設計的有關知識，以便適應設計工作的需要。1.3 設計內容及步驟全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設計，是根據各個車間的負荷數量和性質，生產工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經濟的分配電能問題。其基本內容有以下幾方面：1、負荷計算 全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎上進行的。考慮車間變電所變壓器

19、的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側計算負荷及總功率因數。列出負荷計算表、表達計算成果。2、工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數及容量選擇 參考電源進線方向，綜合考慮設置總降壓變電所的有關因素，結合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數和容量。3、工廠總降壓變電所主結線設計 根據變電所配電回路數，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數綜合主變壓器臺數，確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經濟，安裝容易維修方便。4、廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設計 根據廠內負荷情況，從技術和經濟合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網布置放案，

20、計算出導線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消耗量等綜合技術經濟條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線路結構與敷設方式設計。用廠區(qū)高壓線路平面布置圖，敷設要求和架空線路桿位明細表以及工程預算書表達設計成果。5、工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算 工廠用電，通常為國家電網的末端負荷，其容量運行小于電網容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下的短 路參數，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。6、改善功率因數裝置設計 按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數，通過查表或計算求出達到供電部門要求數值所需補償的無功率。由手冊或廠品樣本選用

21、所需 移相 電容器的規(guī)格和數量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。如工廠有大型同步電動機還可以采用控制電機勵磁電流方式提供無功功率，改善功率因數。7、變電所高、低壓側設備選擇 參照短路電流計算數據和各回路計算負荷以及對應的額定值，選擇變電所高、低壓側電器設備，如隔離開關、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關柜等設備。并根據需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗。用總降壓變電所主結線圖，設備材料表和投資概算表達設計成果。8、繼電保護及二次結線設計 為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機、母線分段斷路器及聯(lián)絡線斷路器，皆需要設置相應的控制、信號、檢測和繼電器保護

22、裝置。并對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數。設計包括繼電器保護裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達設計成果。35kv及以上系統(tǒng)尚需給出二次回路的保護屏和控制屏屏面布置圖。9、變電所防雷裝置設計 參考本地區(qū)氣象地質材料，設計防雷裝置。進行防直擊的避雷針保護范圍計算，避免產生反擊現(xiàn)象的空間距離計算，按避雷器的基本參數選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號，并確定其接線部位。進行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗以及沖擊接地 電阻計算。10、 專題設計11、總降壓變電所變、配電裝置總體布置設

23、計綜合前述設計計算結果，參照國家有關規(guī)程規(guī)定，進行內外的變、配電裝置的總體布置和施工設計。 第二章 設計任務及原始資料2.1 設計任務完成某冶金機械修造廠全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設計2.2 原始資料1. 生產任務及車間組成本廠主要承擔全國冶金工業(yè)系統(tǒng)礦山、冶煉和軋鋼設備的配件生產，即以生產鑄造、鍛造、鉚焊、毛坯件為主體，生產規(guī)模為：鑄鋼件1萬噸、鑄鐵件3千噸、鍛件1千噸、鉚焊件2千5百噸。本廠車間組成：(1) 鑄鋼車間；（2）鑄鐵車間；（3）鍛造車間；（4）鉚焊車間；（5）木型間木型庫；（6）機修車間；（7）砂庫；（8）制材場；（9）空壓站；（10）鍋爐房；（11）綜合樓；（12）水塔；（1

24、3）水泵房；（14）污水提升站等2. 供用電協(xié)議（1）工廠電源從電業(yè)部門某220/35千伏變壓所，用35千伏雙回架空線引入本廠，其中一個做為工作電源，一個做為備用電源，兩個電源不并列運行，該變電所距廠東側8公里。（2）供電系統(tǒng)短路技術數據區(qū)域變電所35kv母線短路數據表系 統(tǒng) 運 行 方 式短 路 容 量說 明最大運行方式兆伏安35kv最小運行方式兆伏安35kv （3）電業(yè)部門對本廠提出的技術要求 區(qū)域變電所35千伏配出線路定時限過流保護裝置的整定時間為2秒，工廠“總降不應大于1.5秒” 在總降變電所35千伏側進行計量； 本廠的功率因數值應在0.9以上。 供電系統(tǒng)3. 本廠負荷的性質本廠為三班

25、工作制，最大有功負荷年利用小時數為6000小時，屬于二級負荷。4. 廠的自然條件 (1) 氣象條件 最熱月平均最高溫度為30； 土壤中0.71米深處一年中最熱月平均溫度為20； 年雷暴日為31天； 土壤凍結深度為1.10米； 夏季主導風向為南風。 (2) 地質及水文條件 根據工程地質勘探資料獲悉，廠區(qū)地址原為耕地，地勢平坦，底層以砂質粘土為主，地質條件較好，地下水位為2.85.3米。地耐壓力為20噸/平方米。第三章 負荷計算及無功功率補償31負荷計算3.1.1 負荷計算的意義計算負荷是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值。由于載流導體一般通電半小時后即可達到穩(wěn)定的溫升值，因此通常取“半小

26、時最大負荷”作為發(fā)熱條件選擇電器元件的計算負荷。有功負荷表示為p30，無功計算負荷表示為q30，計算電流表示為i30。用電設備組計算負荷的確定，在工程中常用的有需要系數法和二項式法。需要系數法是世界各個普遍應用的確定計算負荷的基本方法，而二項式法應用的局限性較大，主要應用于機械加工企業(yè)。關于以概率論為理論基礎而提出的用以取代二項式發(fā)達利用系數法，由于其計算比較繁復而未能得到普遍應用，所以只介紹需要系數法與二項式法。當用電設備臺數多、各臺設備容量相差不甚懸殊時，宜采用需要系數法來計算。當用電設備臺數少而容量又相差懸殊時，則宜采用二項式法計算。根據原始資料，用電設備臺數較多且各臺容量相差不遠，所以

27、選擇需要系數法來進行負荷計算1。3.1.2 按需要系數法確定計算負荷 根據原始資料分析，本論文負荷是多組用電設備計算，所以，要根據多組用電設備計算負荷的計算公式來計算。 有功計算負荷的計算公式9：(3.1)式中所有設備組有功計算負荷p30之和； 有功符合同時系數，本文資料有提供為0.9 無功計算符合（單位為kvar）的計算公式： (3.2)式中對應于用電設備組功率因數的正切值，本設計資料有提供。 視在計算負荷（單位為kva）的計算公式： (3.3) 計算電流（單位為a）的計算公式： (3.4)由以上公式可得6kv計算負荷及各車間380v計算負荷如表3.1及表3.2所示 所示計算過程見附錄a表3

28、.1各車間380伏計算負荷序號車間或電單位名稱設備容量(千瓦) 計 算 負 荷變壓器臺數及容量備注p30(千瓦)q30(千乏)s30(千伏安)(1)no1變電所2x12501鑄鋼車間20000.40.651.178009361231.30.9(2)no2變電所2x5001鑄鐵車間10000.40.71.02400408571.42砂庫1100.70.61.3377102.4128.13小計477510.4699.50.9(3)no3變電所2x8001鉚焊車間12000.30.451.98360712.8798.621水泵房280.750.80.752115.7526.253小計381728.5

29、5739.90.9(4)no4變電所1x10001空壓站3900.850.750.88331.5291.74422機修車間1500.250.651.1737.543.957.73鍛造車間2200.30.551.5266100.31204術型車間185.850.350.61.3365.0386.5108.25制材場200.280.61.335.67.459.336綜合樓200.91018025.57小計523.65529.85762.730.9(5)no5變電所1x4001鍋爐房3000.750.80.75225168.75281.2522水泵房280.750.80.752115.7526.25

30、3倉庫(1，2)88.120.30.651.1726.430.8840.64污水提升站140.650.80.759.16.82511.3755小計281.536222.255358.6920.9說明：no1,no2,no3車間變電所設置兩臺變壓器外，其余設置一臺變壓器。表3.2 各車間6kv高壓負荷序號車間或電單位名稱設備容量(千瓦)計 算 負 荷說 明p(千瓦)q(千乏)s(千伏安)1電弧爐2x 12500.90.870.5720251282.52586.22工頻爐2 x 3000.80.90.48480230.4533.333變壓機2 x 2500.850.850.62425263.550

31、04小計31551776.43620.73.2 無功功率補償 工廠中由于有大量的電動機、電焊機及氣體放電燈等感性負荷，從而使功率因數降低。如在充分發(fā)揮設備潛力、改善設備運行性能、提供其自然功率因數的情況下，尚達不到規(guī)定的工廠功率因數要求時，則需考慮人工補償要求工廠最大負荷時的功率因數不得低于0.9，我們取cos=0.92 補償前功率因數：(3.5) 補償后功率因數：根據系統(tǒng)要求，變壓器高壓側的功率因數應大于0.9。因此變電所低壓側補償后的功率因數可?。篶os=0.92 則有=0.314故補償容量：= 2633.04kvar (3.6)取標準值=2700kvar根據上面的計算可以初步選出主變壓器

32、：可選變壓器s9-6300/35 補償后總降壓變電所低壓側計算負荷：有功功率補償前后不變：無功功率變化為：視在功率變化為：其中qc為無功補償。損耗計算：變壓器是一種能量轉換裝置，在轉換能量過程中必然同時產生損耗。變壓器的損耗可以分為鐵損耗和銅損耗。變壓器的基本鐵損耗就是主磁通在鐵心中引起的磁滯損耗和渦流損耗。變壓器的基本銅損耗是指電流流過時所產生的直流電阻損耗。我們可以同過查詢變壓器得到空載損耗和短路損耗，也就是鐵損耗和銅損耗。通過查閱文獻3，4043，可得功率損耗公式：(3.7)鐵損耗 銅損耗 有功功率損耗 負載系數負載系數可以通過系統(tǒng)最大工作電流與變壓器最大工作電流的比計算得出，通過查閱變

33、壓器的數值可以得出：無功功率的計算：一臺變壓器的空載無功功率的損耗計算公式為：(3.8)變壓器空載電流。 (3.9)-變壓器阻抗電壓。根據上面2個公式相加便得出無功功率損耗如下：(3.10)補償后的功率因素：總降壓變電所高壓母線計算負荷高壓側平均功率因數為：滿足要求。 一般此類系統(tǒng)采用并聯(lián)電容器進行補償。即在6kv母線上每相設計3個型號為bwf6.3-100-1(額定容量為100kvar)的并聯(lián)電容補償器。第4章 主變壓器的選擇與主接線方案的設計4.1 主變壓器的選擇一般正常環(huán)境的變電所，可以選用油浸式變壓器，且應優(yōu)先選用s9、s11等系列變壓器。在多塵或由腐蝕性氣體嚴重影響變壓器安全運行的場

34、所，應選用s9-m、s11-m。r等系列全密封式變壓器。多層或高層建筑內的變電所，宜選用sc9等系列環(huán)氧樹脂注干式變壓器或sf6充氣型變壓器。根據本論文給出的條件我們可以選用油浸式變壓器2。4.1.1 35kv/6kv變壓器的選擇主變壓器臺數應根據負荷特點和經濟運行的要求進行選擇。當符合下列條件之一時，宜裝設兩臺以上主變壓器。l 有大量一級或二級負荷l 季節(jié)性符合變化較大，適于采用經濟運行方式。l 集中符合較大，例如大于1250kva時本冶金廠最大視在功率達到5325.2kva，且屬于2級負荷，應裝設2臺變壓器。由于本廠有2回35kv進線，即有兩個進線電源，根據前面所選擇的主結線方案，如果采用

35、2臺變壓器，則能滿足供電可靠性、靈活性的要求。如果裝設1臺變壓器，投資會節(jié)省一些，但一旦出現(xiàn)1臺主變故障，將會造成全廠失壓從而造成巨大的損失。為避免前述情況的出現(xiàn)，充分利用雙電源的作用，所以選擇安裝2臺主變。對于380kv的系統(tǒng)中，我們可以從資料的圖中得出車間1里面有2個配電所，其他4個車間都只有1個配電所，因此我們可以根據每個車間的符合來選擇變壓器來進行降壓 4。考慮到經濟運行、將來擴建、可靠性等因素，所以本方案選擇安裝2臺型號為s9-6300/35的主變壓器，即使其中一臺變壓器檢修另外一臺主變也可供全廠負荷。4.1.2 6kv/380v變壓器的選擇 通過上面負荷計算，我們可以得到380v那

36、5個車間的最大視在功率：s30no。1=1208.2kva，可以選擇2個s9-630/10(6)變壓器，分別裝進車間1的2個配電房；s30no。2=628.8kva，可以選擇1個s9-800/10(6)變壓器裝進車間2的配電房；s30no。3=739.9kva，可以選擇1個s9-800/10(6)變壓器裝進車間3的配電房；s30no。4=670.9kva，可以選擇1個s9-800/10(6)變壓器裝進車間4的配電房；s30no。5=322.8kva，可以選擇1個s9-400/10(6)變壓器裝進車間5的配電房。 4.2 工廠主接線方案的比較4.2.1 工廠總降壓變電所高壓側主接線方式比較從原始

37、資料可知工廠的高壓側僅有2回35kv進線，其中一回架空線路作為工作電源，另一回線路作為備用電源，兩個電源不并列運行，且線路長度較短，只有8km。因此將可供選擇的方案有如下三種： 1、單母線分段。該接線方式的特點是結線簡單清晰、運行操作方便、便于日后擴建、可靠性相對較高，但配電裝置占地面積大，斷路器增多投資增大。根據本廠的實際情況進線僅有2回，其中一回為工作，另一回備用，擴建可能性不大。故此沒有必要選擇單母線分段這種投資相對較大的接線方式； 2、內橋。該接線方式的特點是需用斷路器和其它設備少，占地面積和所需投資相對較少，但可靠性不太高；適用于輸電線路較長，故障機率較高，而變壓器又不需經常切換時采

38、用。根據本廠特點輸電線路僅8km，出現(xiàn)故障的機率相對較低，因此該接線方式不太合適。 3、外橋。該接線方式的特點是需用斷路器和其它設備少，占地面積和所需投資相對較少，但可靠性不太高；適用于較短的輸電線路，故障機率相對較低，而變壓器又需經常切換，或系統(tǒng)有穿越功率流經就較為適宜。而輸送本廠電能的輸電線路長度僅8km，出現(xiàn)故障的機會較少，因此，該接線方式比較合適。通過上述接線方式比較，選擇外橋的接線方式4。4.2.2 工廠總降壓變電所低壓側主接線方式比較 考慮到本廠低壓側的負荷較大和出線較多，以及便于日后饋線的增擴，決定選擇有匯流母線的接線方式，具體方案論證如下：a、單母線。具有接線簡單清晰、設備少、

39、投資相對小、運行操作方便，易于擴建等優(yōu)點，但可靠性和靈活性較差，故不采用；b、單母線隔離開關分段。具有單母線的所有優(yōu)點，且可靠性和靈活性相對有所提高，用隔離開關分段雖然節(jié)約投資，但隔離開關不能帶負荷拉閘，對日后的運行操作等帶來相當多的不便，所以不采用；c、單母線用斷路器分段。具有單母線隔離開關分段接線的所有優(yōu)點，而且可帶負荷切合開關，便于日后的運行操作，可靠性和靈活性較高。經綜合比較，選擇方案3作為工廠總降壓變電所低壓側主接線方式4。4.2.3 工廠總降壓變電所供配電電壓的選擇目前，此類降壓變電所的低壓側常用電壓等級一般為：10kv和6kv兩個，但考慮到本廠低壓側有6kv的負荷，如采用10kv

40、的電壓等級，還需進行二次降壓，這樣會增加一套降壓設備，投資增大，不符合經濟原則。所以，在本設計中選擇只用6kv的電壓等級，將35kv的電壓降為6kv等級的電壓使用即可。選擇這種變壓的供配電方式既可以節(jié)省投資，又能夠降低損耗。而對于380v的5個車間，分別根據容量來選擇6kv的電壓降為380kv的變壓器。4.3 總降壓變電所電氣主接線設計總降壓變電所35kv側（高壓側）采用外橋接線方式，2臺主變，一臺運行另一臺熱備用（定期切換，互為備用，不并列運行）；6kv側（低壓側）由運行的主變供電，采用單母（開關）分段的接線方式，經開關供9路出線負荷，其中6路通過變壓器將6kv降到380v。根據上述對于變電

41、所高壓側、低壓側主結線方式的比較討論；變壓器的選擇，確定了總降壓變電所的主接線圖見附錄c。4.4 高低壓配電柜選擇本次設計的高低壓配電柜分別選擇為：35kv線路上的電壓互感器可選擇jyn-35,112。35kv線路上的電流互感器可選擇jyn-35,43。35kv主變壓器低壓側的6kv出線端電流互感器可選擇jyn2-10。6kv變壓器低壓側的380v出線端電流互感器可選擇pgl2-05。6kv母線上的電壓互感器可選擇gg1a(f)-54。第5章 短路電流計算5.1 三相短路電流計算的目的短路電流將引起下列嚴重后果：短路電流往往會有電弧產生，它不僅能燒壞故障元件本身，也可能燒壞周圍設備和傷害周圍人

42、員。巨大的短路電流通過導體時，一方面會使導體大量發(fā)熱，造成導體過熱甚至熔化，以及絕緣損壞；另一方面巨大的短路電流還將產生很大的電動力作用于導體，使導體變形或損壞。短路也同時引起系統(tǒng)電壓大幅度降低，特別是靠近短路點處的電壓降低得更多，從而可能導致部分用戶或全部用戶的供電遭到破壞。網絡電壓的降低，使供電設備的正常工作受到損壞，也可能導致工廠的產品報廢或設備損壞，如電動機過熱受損等。短路計算的目的主要有以下幾點：1用于變壓器繼電保護裝置的整定。2選擇電氣設備和載流導體。3選擇限制短路電流的方法。4確定主接線方案和主要運行方式。5.2 短路電流計算 表5-1 電力系統(tǒng)各元件電抗標幺值計算公式設備計算電

43、抗公式無窮大電源變壓器輸電線注：為系統(tǒng)無限大電源處不同運行方式時的短路容量短路電流實用計算中，采用以下假設條件和原則5：l 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。l 所有電源的電動勢相位角相同。l 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。l 不考錄短路點的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。l 元件的計算數均取其額定值，不考慮參數的誤差和調整范圍。輸電線路的電容略去不計繪制計算電路 如圖5.1所示：圖5.1 系統(tǒng)等值電路根據原始資料，我們應該分別計算系統(tǒng)最大運行方式即和最小運行方式時的短路電流。而對于短路點d-3，由于系統(tǒng)中的變壓器不相同，而變壓器的阻抗分別為4.5和5，所以下面的計算中6kv變壓器短路點會分兩種情

44、況d-3和d-3。所有短路點的計算過程在附錄a的設計計算書中。而我們可得得到的短路電流歸納在下面2個表中。表5-2 200mva短路計算表短路計算點三相短路電流/kaik(3)i”(3)i(3)ish(3)d12.12.12.13.78d26.946.946.9412.49d310.4410.4410.4418.8d312.7412.7412.7422.9表5-3 175mva 短路計算表短路計算點三相短路電流/kaik(3)i”(3)i(3)ish(3)d11.921.921.923.46d26.586.586.5811.84d310.3810.3810.3818.7d311.411.411

45、.420 第六章 電氣設備的選型及校驗6.1 電氣設備選擇與校驗的條件與項目為了保證一次設備安全可靠地運行，必須按下列條件選擇和校驗2：1)按正常工作條件包括電壓、電流、頻率及開斷電流等選擇。2)按短路條件包括動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定進行校驗。3)考慮電氣設備運行的環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。4)按各類設備的不同特點和要求如短路器的操作性能、互感器的二次負荷和準確度級等進行選擇。6.2 設備選擇6.2.1 斷路器的選擇斷路器形式的選擇，除需滿足各項技術條件和環(huán)境條件外，還應考慮便于安裝調試和運行維護，并經技術經濟比較后才能確定。根據當前我國生產制造情況，電壓620

46、0kv的電網一般選用少油斷路器；電壓110330kv的電網，當少油短路器技術條件不能滿足要求時，可選用六氟化硫或空氣斷路器；大容量機組采用封閉母線時，如果需要裝設斷路器，宜選用發(fā)電機專用斷路器6。斷路器選擇的具體技術要求如下：（1）電壓： (6.1)（2）電流： (6.2)（3）開斷電流： (6.3)斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量。斷路器t秒的開斷容量。斷路器的額定開斷電流。斷路器額定開斷容量。（4）動穩(wěn)定： (6.4)斷路器極限通過電流峰值。三相短路電流沖擊值。（5）熱穩(wěn)定： (6.5)穩(wěn)態(tài)三相短路電流。短路電流發(fā)熱等值時間。斷路器t秒而穩(wěn)定電流。各電壓等級斷路器的選擇：35kv等

47、級變壓器高壓側選擇少油斷路器sw3-356。電壓：電流：斷流能力：動穩(wěn)定度：熱穩(wěn)定度： 滿足要求6kv等級變壓器低壓側與出線選擇少油短路器sn10106。電壓： 電流： 斷流能力： 動穩(wěn)定度： 熱穩(wěn)定度： 滿足要求380v等級選擇低壓斷路器dw151500/3d4。電壓： 電流： 斷流能力： 380v低壓短路器不需要考慮動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，所以滿足。6.2.2 隔離開關的選擇 負荷開關型式的選擇，其技術條件與斷路器相同，但由于其主要是用來接通和斷開正常工作電流，而不能斷開短路電流，所以不校驗短路開斷能力。 隔離開關型式的選擇，應該根據配電裝置的布置特點和使用要求等因素，進行綜合的技術經濟比較然后確

48、定6。（1）電壓： (6.6)（2）電流： (6.7)（3）動穩(wěn)定： (6.8)斷路器極限通過電流峰值。三相短路電流沖擊值。（4）熱穩(wěn)定： (6.9)穩(wěn)態(tài)三相短路電流。短路電流發(fā)熱等值時間。斷路器t秒而穩(wěn)定電流。各電壓等級隔離開關的選擇：35kv等級：變壓器高壓側選擇隔離開關gw435t6。電壓： 電流： 動穩(wěn)定度： 熱穩(wěn)定度： 滿足要求。6kv等級：變壓器低壓側選擇隔離開關gn1910/10001。電壓： 電流： 動穩(wěn)定度： 熱穩(wěn)定度： 滿足要求。380v等級隔離開關選擇為hd131500/306。電壓：電流：低壓隔離開關不需要考慮動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，所以滿足要求。6.2.3 高壓熔斷器選擇 熔

49、斷器的形式可根據安裝地點、使用要求選用。高壓熔斷器熔體在滿足可靠性和下一段保護選擇性的前提下，當在本段保護范圍內發(fā)生短路時，應能在最短時間內切斷故障，以防止熔斷時間過長而加劇被保護電器的損壞4。（1）電壓：(6.10) 限流式高壓熔斷器不宜使用在工作低于其額定電網中，以免因過電壓使電網中的電器損壞，故應該。（2）電流： (6.11)熔體的額定電流。熔斷器的額定電流。（3）斷流容量： (6.12)三相短路沖擊電流的有效值。熔斷器的開斷電流。各電壓等級高壓熔斷器的選擇：35kv等級：變壓器高壓側選擇高壓熔斷器rw10-35/0.54。電壓：電流：由于高壓熔斷器是接在電壓互感器上，最大工作電流非常小

50、，因此滿足要求。斷流容量： 滿足要求。6kv等級：變壓器低壓側選擇高壓熔斷器rn164。電壓：電流：由于高壓熔斷器是接在電壓互感器上，最大工作電流非常小，因此滿足要求。斷流容量： 滿足要求。6.2.4 電壓互感器的選擇（1）電壓互感器的選擇和配置應按以下條件6：l 620kv屋內配電裝置，一般采用油浸絕緣結構，也可采用樹脂澆注絕緣接共的電壓互感器。l 35110kv配電裝置，一般采用油浸絕緣結構的電壓互感器。l 220kv及以上配電裝置，當容量和準確度等級滿足要求時，一般采用容式電壓互感器。l 在需要檢查和監(jiān)視一次回路單相接地時，應選用三相五柱式電壓互感器或具有第三繞組的單相電壓互感器組。（2