某冶金機械廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計0

1、、課題名稱 某冶金機械廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計 二、生產(chǎn)任務(wù)及車間組成 1、本廠產(chǎn)品及生產(chǎn)規(guī)模 本廠主要承當全國冶金工業(yè)系統(tǒng)礦山、冶煉和軋鋼設(shè)備的配件生產(chǎn)，即以生產(chǎn)鑄造、鍛造、鉚焊、毛坯件為主體，生產(chǎn)規(guī)模為：鑄鋼件 1 萬件、鑄鐵件3 千噸、鍛件1 千噸、鉚焊件2 千5 百噸。 2、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木型車間及木型庫；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；13水泵房；14污水提升站等。 三、設(shè)計依據(jù) 1 全車間各車間負荷計算表如下： 2、供用電協(xié)議 工廠與電業(yè)部門所鑒定的供用電協(xié)議主要內(nèi)容如下： 1 工廠擬

2、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(cè)8 公里。 2 供電系統(tǒng)短路技術(shù)數(shù)據(jù) 系統(tǒng)運行方式 短路容量 說明 最大運行方式 最小運行方式 2003maxdS 兆伏安 1753mindS 兆伏安 供電系統(tǒng)如圖 3 電業(yè)部門對本廠提出的技術(shù)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(yīng)大于1.5 秒； 在總降壓變電所35 千伏側(cè)進行計量； 本廠的功率因數(shù)值應(yīng)字0.9 以上 四、本廠負荷性質(zhì) 本廠為三班工作制，最大有功負荷年利用小時數(shù)為 6000 小時。

3、屬于二級負荷。 五、本廠的自然條件 1、氣象條件 1 最熱月平均最高溫度為30； 2 土壤中0.71 米深處一年中最熱月平均溫度20； 3 年雷暴日為31 天； 4 土壤凍結(jié)深度為1.10 米； 5 夏季主導(dǎo)風向為南風。 2、地質(zhì)及水文條件 根據(jù)工程地質(zhì)勘探資料得悉，廠區(qū)地址原為耕地，地勢平坦，地層以砂質(zhì)粘土為主，地質(zhì)條件較好，地下水位為2.85.3 米。地耐壓力為20 噸/平方米。 六、設(shè)計任務(wù)及設(shè)計大綱 1、總降壓變電站設(shè)計 1 主結(jié)線設(shè)計。 2 短路電流計算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護的需要確定短路計算點，計算三相短路電流，計算結(jié)果列出匯總表。 3 主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇，

4、包括斷路器、隔離開關(guān)、互感器、導(dǎo)線截面和型號等設(shè)備的選擇和校驗。選用設(shè)備型號、數(shù)量匯成設(shè)備一覽表。 4 主要設(shè)備繼電保護設(shè)計：包括主變壓器、線路等元件的保護方式選擇和整定計算。 5 配電裝置設(shè)計。 6 防雷、接地設(shè)計。 2、車間變電所設(shè)計 根據(jù)車間負荷情況，選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量，以及變電所位置的原那么考慮。 3、廠區(qū)10 千伏配電系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，經(jīng)過詳細計算和分析比擬，確定最優(yōu)方案。 七、設(shè)計成果 1、設(shè)計說明書 內(nèi)容包括設(shè)計過程中涉及的計算、選擇、整定等的具體過程，并附有必要的計算表格。 2、設(shè)計圖紙 1 總降壓站電氣主結(jié)線單線圖。 2 主變壓器保護原理接

5、線圖。 3 進線斷路器控制及保護原理圖。 第一章 負荷系統(tǒng)計算 一 負荷計算的意義及方法 計算負荷是供電系統(tǒng)設(shè)計的根底，負荷計算的的目的是確定供電系統(tǒng)的最大負荷也稱計算負荷。它是選擇供電系統(tǒng)變壓器，導(dǎo)線以及開關(guān)等電氣設(shè)備的依據(jù)。 企業(yè)進行電力設(shè)計的根本原始資料是工藝部門提供的用電設(shè)備的安裝容量，這些用電設(shè)備品種多，數(shù)量大，工作情況復(fù)雜。估算的準確程度，影響工廠的電力設(shè)計的質(zhì)量，如估算過高，將增加供電設(shè)備的容量，使工廠電網(wǎng)復(fù)雜，浪費有色金屬，增加初投資和運行管理工作量，特別是由于工廠是國家電力的主要用戶。不合理的工廠電力需用量是作為根底的國家電力系統(tǒng)的建設(shè)，將給國民經(jīng)濟建設(shè)帶來很大的危害。如估算

6、過低，又會使工廠投入生產(chǎn)后，供電系統(tǒng)的線路及電氣設(shè)備由于承當不了實際電流而過熱，如加速絕緣老化的速度，降低使用壽命，增大電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正確可靠運行。 確定全廠的計算負荷的方法很多，需要系數(shù)法是最常用的一種，即先從用電端求逐級起往電源方向計算，首先按照需要系數(shù)法求得各車間低壓側(cè)有功及無功計算負荷，加上本車間變電所的變壓器有功及無功功率損耗，既得車間變電所高壓側(cè)的計算負荷。其次是將全廠各車間高壓側(cè)負荷相加如有高壓用電設(shè)備，也加上高壓用電設(shè)備的計算負荷，同時加上廠區(qū)配電線路的功率損耗，再乘以同時系數(shù)，便得出工廠總降壓變電所低壓側(cè)計算負荷，然后考慮無功功率的影響和總降壓變電所主變壓器的功率損

7、耗，其總和就是全廠的計算負荷。 式中 P30 i、Qi 30為各用電組一、用電設(shè)備組的計算負荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時最大符合 P30，用電設(shè)備組的設(shè)備容量 Pe是指用電設(shè)備組所以設(shè)備的額定容量PN只和即Pe=PN 用電設(shè)備組的有功計算負荷應(yīng)為 P30=eWL eLPK K 式中Pe為設(shè)備容量，令eWL eLPK K =Kd，Kd就稱為需要系數(shù)。實際上，需要系數(shù)還與操作人員的技能及生產(chǎn)等多種因素有關(guān)。由上式可知需要系數(shù)的定義為： Kd= P30/ Pe 由此可得較需要系數(shù)發(fā)確實定三相用電設(shè)備組有功計算負荷的根本公式為 P30= Kd Pe 在求出有功計算負荷P30后，可按以下各

8、式分別求出其余的計算符合 無功計算符合 Q30= P30 tan tan對應(yīng)于用點設(shè)備組cos的正切值 視在計算符合 S30= P30/cos 計算電流 I30=S30/ 3 UN UN額定電壓 對單臺電機，白熾燈，電熱設(shè)備，電爐變壓器等，設(shè)備的額定容量的值就是計算負荷，即： Pe= PN 對單臺反復(fù)短時工作制的設(shè)備末期額定容量均作為計算符合，不過對于吊車，如Jc25% ，電焊機Jc100%，那么相應(yīng)的換算為25%或100%的設(shè)備容量。 對多組用電設(shè)備的符合計算那么應(yīng)采用以下步驟： 將用電設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備的總額定容量。 查出各組用電設(shè)備響應(yīng)的需要系數(shù)及對應(yīng)的功率因數(shù)那么： P30 1

9、.= Kd 1 . PN 1 Q30 1 .= P30 1 . tan1 P30 2 .= Kd 2 . PN 2 Q30 2 .= P30 2 . tan2 于是 P30= iP. 30 Q30= iQ. 30 S30=230230Q P 的計算負荷。 用需要系數(shù)法求車間或全廠計算符合時，需要在各級配電點乘以同時系數(shù)Ki，Ki取值一般為0.850.95，但是他們的連乘積建議不小于0.8，由于愈趨向電流端，負荷愈平穩(wěn)，所以對應(yīng)的Ki也愈大，根據(jù)以上負荷計算的原那么，得到負荷計算表如表1 由工廠各車間設(shè)備進行工廠負荷統(tǒng)計得計算負荷具體如下表： 工程設(shè)備容量 需用系數(shù) 功率因數(shù) 負荷車間號KVAK

10、dCos有功功率Kw 無功功率Kvar 視在功率KVA類型鑄鋼車間 1000 0.40 0.70 400 408 571砂車 110 0.70 0.60 77 102.4 128小計 1110 477 510.4 699鉚焊 1200 0.30 0.15 360 713 7991#水泵房28 0.75 0.80 21 15 28小計 1228 381 728 827空壓站 390 0.85 0.75 332 292 442機修車間 150 0.25 0.65 38 57 69鍛造車間 220 0.30 0.65 66 100 120木型車間 185.85 0.35 0.60 65 87 108

11、制材場 20 0.28 0.60 6 7 9綜合樓 20 0.90 1.00 18 0 18小計 985.85 525 543 324鍋爐房 300 0.75 0.80 225 169 281倉庫 88.12 0.30 0.65 26 31 40污水提升站 14 0.65 0.80 9 7 112#水泵房28 0.75 0.80 21 16 26小計 430 281 223 359電弧爐 2*1250 0.90 0.87 2250 1283 2590工頻爐 2*3OO 0.80 0.91 480 23 532空壓機 2*250 0.85 0.90 425 264 500小計 3600 3155

12、 1777 3621用電名稱計算負荷類800 936 1231 類類類類類NO.1 2000 0.40 0.65 鑄鋼車間千伏高壓負荷 由以上電力負荷統(tǒng)計表可得：P30.i=5646.2Kw Q30.i=4712.2 Kvar 取 KP=0.92 KQ=0.95 那么有 有功功率 P30=KP P30.i=0.92 × 5646.2 = 5194.4 Kw 無功功率 Q30=KQQ30.i=0.95 × 4712.2 = 4476.6 Kvar 視在功率 S30=230230Q P =6857.4 KVA 第二章 功率因數(shù)補償和變壓器選擇 在工廠系統(tǒng)中，絕大多數(shù)用電設(shè)備都具

13、有電感的特性，這些設(shè)備不僅需要從電力系統(tǒng)中吸收有功功率，還要吸收無功功率，以產(chǎn)生這些設(shè)備正常工作所必要的交變磁場，然而在輸送有功功率一定的情況下，無功功率增大，就會降低功率因數(shù)，因此功率因數(shù)是衡量工廠供電系統(tǒng)電能利用程度及電氣設(shè)備使用狀況的一個具有代表性的重要指標。 根據(jù)該工廠的實際設(shè)計要求，工廠功率因數(shù)補償采用集中補償為主，對其他電氣設(shè)備采用就地補償。 一 功率因數(shù)的分析 對于新廠，在最初設(shè)計時，補償容量可按下式確定 QC =P30 tantan tan 補償前平均功率因數(shù)角Cos對應(yīng)的正切值 tan補償后功率因數(shù)角tan對應(yīng)的正切值 P30 設(shè)計時求得的平均負荷KW 由于Cos= 0.76

14、 達不到電業(yè)部門對本工廠用電的要求，故要在變壓器的低壓側(cè)進行無功補償，這里我取 Cos= 0.93。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.76 提高到 0.93 低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容的容量為 QC =P30 tantan =5194.4( tanarccos0.76tanarccos0.93 ) =2389.2 Kvar 補償后變電所低壓側(cè)的視在計負荷為 30S = 230230 CQ Q P =5598.2 KVA 變壓器的功耗為 ?PT0.015S30(2)=0.015×5641.5=83.973 Kw QT0.06S30(2)=0.06×5641.5=335.9 Kvar 變電所

15、高壓側(cè)的計算負荷為 P30(2)=P30 +PT=5278 Kw Q30(2)=(Q30QC)+ QT=2423.3Kvar S30(2)=2) 2 ( 302) 2 ( 30Q P =5807.7 KVA 補償后工廠的功率因數(shù)為 Cos=P30(2)/S30(2)=0.908 二 變壓器的選擇 2 1 變壓器的分類 變壓器分類方法比擬多，按功能分有升壓變壓器和降壓變壓器；按相數(shù)分有單相和三相兩類；按繞組導(dǎo)體的材質(zhì)分有銅繞組變壓器；按冷卻方式和繞組絕緣分有油浸式、干式兩大類，其油浸式變壓器又有油浸自冷式、油浸風冷式、油浸水冷式和強迫油循環(huán)冷卻方式等，而干式變壓器又有繞注式、開啟式、沖七式SF6

16、等；按用途分又可分為普通變壓器和特種變壓器。 22 變壓器臺數(shù)確實定 在選擇變壓器時，應(yīng)選用低損耗節(jié)能型變壓器，如S9 系列或S10 系列。變壓器需安裝在樓內(nèi)時，那么應(yīng)選擇干式變壓器。在多塵或有腐蝕性氣體嚴重影響變壓器平安的場所，應(yīng)選擇密閉型變壓器或防腐蝕型變壓器。變壓器臺數(shù)的選擇應(yīng)考慮以下原那么： 1 滿足用電負荷對可靠性的要求。在有一、二級負荷的變電所中，宜選擇兩臺主變壓器，當在技術(shù)經(jīng)濟上比擬合理時，主變壓器也可選擇多于兩臺。三級負荷一般選擇一臺主變壓器，如果負荷較大時，也可選擇兩臺主變壓器。 2 對負荷變化較大宜采用經(jīng)濟運行方式的變電所，應(yīng)選擇兩臺變壓器。 3 在選擇變電所主變壓器臺數(shù)時

17、，應(yīng)適當考慮負荷的開展，留有擴展增容的余地。 23 器容量確定 1、 單臺變壓器容量確實定 單臺變壓器的額定容量Sn 應(yīng)能滿足全部用電設(shè)備的計算負荷Sc,留有余量，并考慮變壓器的經(jīng)濟運行，即： Sn=(1.151.4)Sc 工廠車間變電所中，單臺變壓器容量不宜超過1000KVA，對裝設(shè)在二層樓以上的干式變壓器，其容量不宜大于630KVA。 2、 裝有兩臺變壓器容量確實定 任意一臺變壓器容量Sn 應(yīng)同時滿足以下兩個條件： 當任意一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足總計算負荷的60%70%的要求。 Sn=0.60.7Sc 任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)能滿足全部一、二級負荷Sc(+)的需要 SnSc(+) 3

18、5KV 主變壓器的選擇 型號 額定 容量 /KVA 額定電 壓/Kv 損耗/W 阻抗電壓(%) 聯(lián)結(jié) 組別 尺寸/mm 長×寬×高 高壓 低壓 空 載 負 載 7.5 Yd11 3100×2230×3520 SZ7 6300 35 10.5 8200 41000 10kv 車間變壓器的選擇 1一號車間變壓器的選擇 NO.1 和NO.2 為二類負荷且容量都大于或接近1000KVA所以要考慮裝設(shè)兩臺變壓器選擇方法 每臺變壓器的容量SN.T 應(yīng)滿足以下兩個條件： 任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足計算負荷S30 的大約60% 70%的需要，即 SN.T=0.60.

19、7S30 任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部一、二級負荷的需要，即 SN.T=S30(+) 故有主變的容量 SN.T =0.60.7×1273 =738 861 KVA 即選擇兩臺型號為SL7-800/10 2 二號車間選擇兩臺型號為SL7-500/10 3 三號車間變電所主變壓器的選擇 根據(jù)Sc=824.8KVAR,設(shè)計要求三號車間變電所設(shè)置一臺變壓器，按總?cè)萘康倪x擇即選擇變壓器的型號為SL7-1000/10 變壓器一臺。 4四號車間變電所主變壓器的選擇 根據(jù) Sc=721.07KVAR,設(shè)計要求四號車間變電所設(shè)置一臺變壓器，按總?cè)萘康倪x擇即選擇變壓器的型號為SL7-800/10

20、變壓器一臺。 5五號車間變電所主變壓器的選擇 根據(jù)Sc=393.67KVAR,設(shè)計要求五號車間變電所設(shè)置一臺變壓器，按總?cè)萘康倪x擇即選擇變壓器的型號為SL7-400/10 變壓器一臺。 各車間變壓器型號列表 車間 編號 型 號 額定容量/KVA 額定電壓/KV 聯(lián)結(jié) 組別 損耗/W 阻抗電壓(%) 高壓 低壓 空載 負載 NO.1 S9-800/10 800 6 0.4 Yyn0 1400 7500 4.5 NO.2 S9-500/10 500 1200 6200 4.5 NO.3 S9-1000/10 1000 1700 10300 4.5 NO.4 S9-800/10 800 800 43

21、00 4 NO.5 S9-400/10 400 800 4300 4 第三章變電所位置及變電所主接線的選擇 一、 變配電所類型的選擇 本廠為大型企業(yè)所以要設(shè)總降壓變電所和車間變電所選擇原那么根據(jù) 盡量接近負荷中心，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 進出線方便，特別是便于架空線進出 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)備運輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高壓成套配電裝置的運輸 不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動或高溫的場所，無法避開時，應(yīng)有防震和隔熱的措施 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠離時，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風側(cè) 應(yīng)符合國標GB500581992?爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境

22、電力裝置設(shè)計標準?的規(guī)定 二、 接線圖的意義和目的 表示電氣設(shè)備的元件與其相互連接順序的圖稱為接線圖，接線圖分為兩類：即二次接線圖及主接線圖。 主接線圖表示電能與電源的分配的用戶的主要電路，在此圖上應(yīng)表示出所有的電氣設(shè)備，有時更好的說明電力系統(tǒng)的工作，也列入二次接線的元件。 一般來說，主接線圖只表示電氣裝置的相連線因為三想交流電力裝置中的所有三相連接方法是相同的，所接的電氣設(shè)備也一樣，這種圖稱為單線圖， 三、 高壓線路的接線方式 工廠的高壓線路有放射式、樹干式和環(huán)形式等根本接線方式，由于放射式線路之間互不影響，因此供電可靠性高，而且便于自動裝置，但是高壓開關(guān)設(shè)備用得較多，而且每臺高壓斷路器必須

23、裝設(shè)一個高壓開關(guān)柜，從而使投資增加，而且這種放射式線路發(fā)生故障或檢修時，該線路所供電的負荷都要停電。 其他兩種接線方式都各有優(yōu)缺點，根據(jù)該廠實際情況需要，這里的高壓局部選擇放射式較為適宜，低壓局部也選用放射式接線方式，這樣總的主接線圖確定為放射式。 2.1 對工廠變電所主接線的要求 1 平安 主接線的設(shè)計應(yīng)符合國家標準有關(guān)技術(shù)標準的要求,能充分保證人身和設(shè)備的平安。 2 可靠 應(yīng)滿足用電設(shè)備對供電可靠性的要求。 3 靈活 能適應(yīng)各種不同的運行方式，操作檢修方便。 4 經(jīng)濟 在滿足以上要求的前提下，主接線設(shè)計應(yīng)簡單、投資少、運行管理費用低，一般情況下，應(yīng)考慮節(jié)約電能和有色金屬消耗量。 2.3 工

24、廠變電所常用主接線 工廠變電所常用主接線按其根本形式可分為三種類型 1 線路-變壓器組單元接線； 這種接線的優(yōu)點：接線簡單，所用電氣設(shè)備少，配電裝置簡單節(jié)約了建設(shè)投資。 缺點： 該單元中任一設(shè)備發(fā)生故障或檢修時，變電所全不停電，可靠性不高。 使用范圍：適用于小容量三級負荷、小型工廠或非生產(chǎn)性用戶。 單母線接線； 它可分為單母線不分段接線和單母線分段接線 單母線不分段接線 當只有一路電源進線時，常用這種接線 優(yōu)點： 線路簡單清晰使用設(shè)備少，經(jīng)濟性好。操作人員發(fā)生誤操作可能性少。 缺點： 可靠性靈活性差。 使用范圍：可用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負荷用戶，或有備用電源的二級負荷用戶。 單母線分段

25、接線 當有雙電源供電時，常采用高壓側(cè)單母線分段進線 優(yōu)點： 供電可靠性高，操作靈活，除母線故障檢修外，可對用戶連續(xù)供電。 缺點： 母線故障或檢修時，仍用50%左右的用戶停電。 使用范圍：在具有兩路電源進線時，采用單母線分段進線，可對一、二級負荷供電，特別是裝設(shè)了備用電源自動投入裝置后，更加提高了單母線用斷路器分段接線的供電可靠性。 2 橋式接線。 所謂橋式接線是指在兩路電源進線之間跨接一個斷路器，猶如一擰饕?有內(nèi)橋式接線和外橋式接線。斷路器跨在進線斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，稱為內(nèi)橋式接線，假設(shè)斷路器跨在進線斷路器的外側(cè)，靠近電源側(cè)，稱為外橋式接線。 橋式接線的特點 1 接線簡單 高壓側(cè)無母線，

26、沒有多余設(shè)備 2 經(jīng)濟 由于不需設(shè)母線，4 個回路只用了3 只斷路器，省去了12臺斷路器，節(jié)約了投資。 3 可靠性高 無論那條回路故障或檢修，均可通過倒閘操作迅速切除該回路，不致使二次側(cè)母線長時間停電。 4 平安 每臺斷路器兩側(cè)均裝有隔離開關(guān)，可行成明顯的斷開點，以保證設(shè)備平安檢修。 5 靈活 操作靈活，能使用多種運行方式。 使用范圍： 對工廠 35KV 及以上總降壓變電所，有兩路電源供電及兩臺變壓器時，一般采用橋式接線。 第四章 短路電流的計算 一、短路的原因 短路發(fā)生的主要原因是電力系統(tǒng)中電器設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞。造成絕緣損壞的原因主要有設(shè)備絕緣自然老化，操作過電壓，大氣過電壓，絕緣受到

27、機械損傷等。 運行人員不遵守操作規(guī)程發(fā)生的誤操作，如帶負荷拉、合隔離開關(guān)，檢修后忘撤除地線合閘等；或鳥獸跨越在裸露導(dǎo)體上，這些也是引起短路的原因。 二、 短路的危害 發(fā)生短路時，由于短路回路的阻抗很小，產(chǎn)生的短路電流較正常電路大數(shù)十倍，可能高達數(shù)萬安培甚至數(shù)十萬安培。同時，系統(tǒng)電壓降低，離短路點越近電壓降低越大。三相短路時，短路點的電壓可降低到零。因此，短路將造成嚴重危害。 1、 短路產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)體溫度升高，將絕緣損壞。 2、 短路產(chǎn)生巨大的電動力，使電氣設(shè)備受到機械損傷壞。 3、 短路使系統(tǒng)電壓嚴重降低，電器設(shè)備正常工作受到破壞。例如異步電動機的轉(zhuǎn)矩與外施電壓的平方成正比，當電壓降低時

28、，其轉(zhuǎn)矩降低使轉(zhuǎn)速減慢，造成電動機過熱燒壞。 4、 短路造成停電，給國民經(jīng)濟帶來損失，給人民生活帶來不便。 5、 嚴重的短路將影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使并列的同步發(fā)電機失步，造成系統(tǒng)解列，甚至崩潰。. 6、 單相短路產(chǎn)生的不平衡磁場，對附近的通信線路和弱點設(shè)備產(chǎn)生嚴重的電磁干擾，影響其正常的工作。 由上可見，短路產(chǎn)生的后果極其嚴重。在供配電系統(tǒng)的設(shè)計和運行中應(yīng)采用有效措施，設(shè)法消除可能引起短路的一切原因。同時為了減輕短路的嚴重后果和防止故障擴大，需要計算短路電流，以便正常的選擇和校驗各種電器設(shè)備，計算和整定保護短路的繼電器保護裝置和選擇限制短路電流設(shè)備如電抗器等 由此可見斷路的后果是非常嚴重的，

29、因此必須設(shè)法消除可能引起短路的一切因素，同時需要進行斷路電力計算，以便正確地選擇電氣設(shè)備，使電氣設(shè)備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大斷路電流時不致?lián)p壞，為了選擇切除短路故障的無關(guān)電器，整定短路保護的繼電器保護和選擇限制短路電流的元件等也必須計算短路電流。 三、短路電流計算 短路電流的計算方法有歐姆發(fā)、標么值法、短路容量法，根據(jù)設(shè)計的實際情況，我們選擇了表么值法。 按表么值法進行短路電流計算時，一般是先確定基準容量Sd 和基準電壓Ud 基準容量的選取是任意的，但工程上通常取S=100MVA 基準電壓，通常去元件所在處的短路計算電壓，即取Ud=Uc 確定了基準容量和基準電壓以

30、后電流可按下試計算 dI =ddus3 計算電抗按下式計算 dddIUX3 下面分別介紹供電系統(tǒng)各主要元件電抗標么值的計算 取 MVA Sd100 ， Uc Ud 電力系統(tǒng)的電抗標么值 ssussuXXXddd ddSS 22 電力變壓器的電抗表么值 nd ktsu ux2100% nd k dss u u 100%1002 電抗器的電抗標什么值 23100%ddN LN L LLUSIU XX 短路電流中所有元件的電抗的標么值求出來后，就利用其他等效電路進行電路化簡，計算總的電抗標么值X ，由于個元件電抗的采用相對值，與短路計算點無關(guān)，因此無需進行換算。 短路點的計算: Sj=100MV&#

31、183;A 對 于 K) 3 (1點 , 取 U1 j=37KV, 那么I1 j=37 3100=1.56KA 對于K) 3 (2點,取U2 j=10.5KV,那么I2 j=5 . 10 3100=5.5KV 最大運行方式及最小運行方式下,系統(tǒng)電抗X*M及X*m各為 X *1M=S) 3 (max kjSS=200100=0.5 Xm 1=) 3 (min kSSj=175100=0.571 X*2=x01l1=21 avUSj=0.4 8237100 =0.23 (35KV 供電線路電抗) X*3=ejdSSu100%=1005 . 73 . 6100 =1.19 (總降主變壓器電抗) 求短

32、路電流的周期分量，沖擊電流及短路容量 最大運行方式：I)* 3 (1 m z =*11MX=73 . 01=2 I) 3 (1 M z =I) 3 (1 M z I1 j=2 1.56=3.12 KA i) 3 (1 M sh ) 3 (1 M z =2.55 3.12=7.956 KA I) 3 (1 M sh =686 . 1) 3 (1 M shi=686 . 145 . 5=3.23 KA S)* 3 (1 M k = I)* 3 (1 m z Sj=1.37 100=200 MVA 最小運行方式：I)* 3 (1 m z =*11mX=801 . 01=1.751 I) 3 (1 m

33、 z = I)* 3 (1 m z I1 j=1.25 1.56=2.731 KA 對于k) 3 (2處 X*2M=X*1M+X*3=0.73+1.19=1.92 X*2m=X*1m+X*3=0.801+1.19=1.991 I)* 3 (2 M z =*21Mx=92 . 11=0.52 I)* 3 (2 m z =*21mX=991 . 11=0.502 I) 3 (2 M z = I)* 3 (2 M z I2 j=0.52 5.5=2.86 KA I)* 3 (2 m z I2 j=0.502 5.5=2.761 KA i) 3 (2 M sh = I) 3 (2 M z =1.84

34、4.1525=5.2624 KA I) 3 (2 M sh =686 . 1) 3 (2 M shi=686 . 159 . 10=6.28 KA S) 3 (2 M k = I)* 3 (2 M z Sj=0.52 100=52 KVA 第五章 導(dǎo)線截面的選擇 一、電線、電纜截面選擇 35KV 線路 對于35KV 的架空線路，我們采用經(jīng)濟電流密度來選擇導(dǎo)線截面 根據(jù)我們規(guī)定的導(dǎo)線和電纜經(jīng)濟電流密度表，即jec 表， 如下表所示： 線路類別 導(dǎo)線材料 年最大負荷利用小時 3000H 以下 3000H5000H 5000H 以上 架空線 鋁 1.65 1.15 0.90 銅 3.00 2.25

35、1.75 電纜 鋁 1.92 1.73 1.54 銅 2.50 2.25 2.00 二、濟電流密度選擇原那么從兩方面考慮 1、選擇截面越大，電能損耗就越小，但是線路投資，有色金屬消耗量及維修管理費用就越高。 2、選擇小，線路投資，有色金屬消耗量及維修管理費用既然底，但電能損耗大。從全面的經(jīng)濟效益考慮，使線路的年運行費用接近最小的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟截面，用符號Sec 表示。 對應(yīng)于經(jīng)濟截面的電流密度稱為經(jīng)濟電流密度，用符Jec 號表示。 公式為 ： ecS =eccjI 式中，cI 為線路計算電流 本設(shè)計的導(dǎo)線截面的選擇的計算如下： 1 35KV 架空線選擇經(jīng)濟截面 cI =NUS3=35 34

36、 . 2687 9 . 56912 2=103.8A 查表可知：Jec=0.9A 2 選擇導(dǎo)線截面95 mm2即型號為LGJ-95 鋼芯鋁鉸線 Ial=335A> Ic=103.8A 所以滿足發(fā)熱條件 校驗機械強度 35KV 架空鋁鉸線的機械強度最小截面為Smin=35mm2UW。N 例如在 10KV 的線路中，應(yīng)選擇額定電壓為 10KV 的電氣設(shè)備，380V 系統(tǒng)中應(yīng)選擇額定電壓為380V0.4KV或500V 的電氣設(shè)備。 3 按最大負荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流 電氣設(shè)備的額定電流IN 應(yīng)不小于實際通過它的最大負荷電流Imax(或計算電流Ic),即： INImax 或INIc 4 按

37、短路條件校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度 電氣設(shè)備在短路故障條件下必須具有足夠的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度，電氣設(shè)備按短路故障條件下進行校驗，就是要按最大可能的短路電流校驗設(shè)備的動、熱穩(wěn)定度，以保證電氣設(shè)備在短路故障時不至于損壞。校驗公式為： 動穩(wěn)定度校驗 imaxish(3) 或ImaxIsh(3) 式中，imax 為電氣設(shè)備的極限通過電流峰值；Imax 為電氣設(shè)備的極限通過電流有效值。 熱穩(wěn)定度校驗 I2tI(3)2tmin 式中，It 為電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流；t 為熱穩(wěn)定時間。 5 開關(guān)電器必須校驗斷流能力 開關(guān)電器設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點的最大三相短路容量，即： IocIk(3)max 或

38、SocSkmax 高壓開關(guān)柜的選擇為了保證高壓電器的可靠運行，高壓電器應(yīng)按以下原那么選擇 1 按正常工作條件，及電壓，電流頻率、開關(guān)電流選擇 2 按短路條件，及動穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和持續(xù)時間校驗 3 按環(huán)境溫度、濕度、海拔、介質(zhì)狀態(tài)等選擇。 4 按各類高壓電器的不同點，如短路器的操作性能，互感器的二次側(cè)負載和準確等級，熔斷器的上下級選擇性配合等運行選擇 35KV 高壓開關(guān)柜及柜內(nèi)元氣件的選擇 高壓開關(guān)柜的選擇為了保證高壓電器的可靠運行，高壓電器應(yīng)按以下原那么選擇 1按正常工作條件，及電壓，電流頻率、開關(guān)電流選擇 2按短路條件，及動穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和持續(xù)時間校驗 3按環(huán)境溫度、濕度、海拔、介質(zhì)狀態(tài)等選擇。 4按各類高壓電器的不同點，如短路器的操作性能，互感器的二次側(cè)負載和準確等級，熔斷器的上下級選擇性配合等運行選擇 以下我們以高壓開關(guān)柜為單位進行開關(guān)柜及柜內(nèi)電器的選擇，開關(guān)柜均選擇手車式開關(guān)柜GFC-35 型 1、電流互感器的選擇