某食品廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)

1、物理與電子工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程工廠供電題目某食品廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)姓名葉濤（及第三組成員）指導(dǎo)教師劉剛 講師學(xué) 期2013-2013-2某食品廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)學(xué)生：葉濤指導(dǎo)老師：劉剛摘 要：某食品廠降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是對(duì)工廠供電的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)對(duì) 工廠供電方式、主要設(shè)備的選擇、保護(hù)裝置的配置及防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的 敘述，其中還包括全廠的負(fù)荷計(jì)算、高壓側(cè)和低壓側(cè)的短路計(jì)算、 設(shè)備選擇及校 驗(yàn)、主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、配電裝置設(shè)計(jì)、防雷和接地設(shè)計(jì)等。本設(shè)計(jì)通過計(jì) 算出的有功、無功和視在功率選擇變壓器的大小和相應(yīng)主要設(shè)備的主要參數(shù)，再根據(jù)用戶對(duì)電壓的要求

2、，計(jì)算補(bǔ)償功率，從而得出所需補(bǔ)償電容的大小與個(gè)數(shù)。根據(jù)國家供電部門的相關(guān)規(guī)定，畫出總配變電所及配電系統(tǒng)的主接線圖。 電 氣主接線對(duì)電氣設(shè)備的選擇，配電所的布置，運(yùn)行的安全性、可靠性和靈活性， 對(duì)電力工程建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)節(jié)約等，都有很大的影響。關(guān)鍵字：變電所;負(fù)荷計(jì)算;設(shè)備選型;繼電保護(hù)Step-dow n Substati on Electrical Desig n of a foodfactoryUn dergraduate:Supervisor:Liu GangAbstract : The Step-down substation electrical and power distribu

3、tion system design of a plastic products factory is for power pla nt desig n. The desig n makes the n arrative about the factory power supply, main equipment selection, protection device configuration and grounding system for lightning protection, which also includes the load calculation of the fact

4、ory, the short circuit current calculation of the high pressure side and low pressure side, equipment selection and validation, the main equipme nt relay protect ion desig n, power distributi on equipme nt desig n, light ning protect ion and grounding desig n. This desig n is based on the calculati

5、on of the active power, reactive power and apparent power transformer and the size of the corresponding main equipment main parameter, then works out the compensation computing power according to user requirements to voltage .Thus it can obtain the desirable size and nu mber of compe nsati on capaci

6、tor.Accord ing to the releva nt provisi ons of the n ati onal electricity sector, the desig n draws the main connection diagram about the total distribution substation and power distributio n system. Mai n electrical conn ecti on have great in flue nee on the electrical equipment selection, the layo

7、ut of the distribution, operation safety, reliability and flexibility, also power engin eeri ng con structi on and economy of the operati on and so on.Keywords: substati on s; load calculati on; equipme nt select ion; relay protecti on目錄前言錯(cuò)誤!未定義書簽1負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽1.1負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的錯(cuò)誤!未定義書簽1.2負(fù)荷計(jì)算的方法.錯(cuò)

8、誤!未定義書簽1.3全場負(fù)荷計(jì)算錯(cuò)誤!未定義書簽1.4無功補(bǔ)償目的和方案 錯(cuò)誤!未定義書簽1.5無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算和電容的選擇 錯(cuò)誤!未定義書簽2變電所位置和型式的選擇 錯(cuò)誤!未定義書簽2.1變電所位置的選擇 錯(cuò)誤!未定義書簽2.2變電所的形式（類型）： 錯(cuò)誤!未定義書簽2.3變電所位置確定錯(cuò)誤!未定義書簽3變電所主要變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類型的選擇。 錯(cuò)誤!未定義書簽。4變電所主接線方案的選擇 錯(cuò)誤!未定義書簽。5變電所一次設(shè)別的選擇與校驗(yàn) 錯(cuò)誤!未定義書簽。5.1電氣設(shè)備選擇的一般原則 錯(cuò)誤!未定義書簽。5.2高低壓電氣設(shè)備的選擇錯(cuò)誤!未定義書簽。6變電所高、低壓線路的選擇 錯(cuò)誤!未定義書簽。6

9、.1變電所主接線圖錯(cuò)誤!未定義書簽。6.2總平面圖錯(cuò)誤!未定義書簽。6.3低壓配電系統(tǒng)圖 .錯(cuò)誤!未定義書簽。7電氣設(shè)備的選擇錯(cuò)誤!未定義書簽。7.1 6KV架空線上設(shè)備錯(cuò)誤!未定義書簽。7.2 6KV電纜線上開關(guān)柜錯(cuò)誤!未定義書簽。8變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定 錯(cuò)誤!未定義書簽。8.1變電所二次回路的選擇 錯(cuò)誤!未定義書簽。8.2變電所繼電保護(hù)裝置 錯(cuò)誤!未定義書簽。8.3裝設(shè)電流速斷保護(hù)錯(cuò)誤!未定義書簽。9收獲與體會(huì)錯(cuò)誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤!未定義書簽。、八 、-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(dòng)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

10、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(dòng)化。因此，電能 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)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(dòng)力， 但是它在產(chǎn)品成本中所 占的比重一般很小（除電化工業(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(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的 勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件， 有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。 從另一方面來說， 如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。因此，做好工

11、廠供電工作對(duì)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(gè)重要方面， 而能源節(jié)約對(duì)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(duì)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。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)， 切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需 要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求：（ 1） 安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（ 2） 可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。（ 3） 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求（ 4） 經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)

12、約電能和減 少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，既要 照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。課程設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)我們本學(xué)期學(xué)習(xí)的情況的一項(xiàng)綜合測試， 它要求我們把所學(xué) 的知識(shí)全部適用， 融會(huì)貫通的一項(xiàng)訓(xùn)練， 是對(duì)我們能力的一項(xiàng)綜合評(píng)定， 它要求 我們充分發(fā)掘自身的潛力，開拓思路設(shè)計(jì)出合理適用的自動(dòng)控制系統(tǒng)。1 負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償計(jì)算1.1 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的（1）計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)載或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的 負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。（2）尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)一秒左右

13、的最大負(fù)荷電流。一般 取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、 電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件的依據(jù)。(3) 平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選 用最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷。1.2負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式法等幾種。本設(shè)計(jì)中采 用需要系數(shù)法。主要計(jì)算公式如下所示：所以本食品廠的負(fù)荷計(jì)算統(tǒng)計(jì)如下：第一車間：動(dòng)力負(fù)荷計(jì)算功率因數(shù)取cos =0.7，則 arccos(0.7)= 45.6有功功率：P30=Pe*Kd=5OO*O.4=2OOkW無功功率：Q30=P30*tan=200*tan (arccosO.7) =204kvar視在

14、功率：S30 = P3O Q3o =285.7KV AS30計(jì)算電流：|3O = 3U N =434A照明負(fù)荷計(jì)算如下：功率因數(shù)取 cos =1.0，貝U arccos(1.0)= 0°有功功率：P30=Pe*Kd=6*0.7=4.2kW無功功率：Q3o= P30*tan=200*tan (arccos1Q =0kvar視在功率：S30 = P30 Q3o =4.2KV AS30計(jì)算電流：I30 = 3Un =11A則第一車間總的計(jì)算負(fù)荷為：P30=200+4.2=204.2Kw; Q30 =204kvarS30 =285.7+4.2=289.9 KV A; 130=434+11=4

15、45A同理可得該食品廠的計(jì)算負(fù)荷如下表所示：廠 房 編 號(hào)用 電 單 位負(fù) 荷 性 質(zhì)/kwQ30 /kvar/KV AI30/A總F3o /kw總Q30 /kvar總S30 /KV A總I30 /Acos1第動(dòng) 力200204285.7434204.2204289.94450.40.7車 間昭八、明4.204.2110.71.02第動(dòng)120140184.280125.140.190.2940.30.65二二二力.36632.7車昭八、5.605.614.0.71.0間明73第動(dòng)150175230.350156.175.237.3670.30.65三三1力.48.6341.1車昭八、6.306

16、.316.0.71.0間明54第動(dòng)608010015264.980104.1640.30.6四力9.9車昭八、4.904.912.0.71.0間明9表1-1食品產(chǎn)的計(jì)算負(fù)荷1.3全場負(fù)荷計(jì)算取 K刀 p = 0.90; KE q = 0.95;根據(jù)上表可計(jì)算出：E P30i =551kW; EQ30i =599.7kvar貝U p30 = KE PE P30i = 0.9X 551kw = 495.9kWQ30 = KEqEQ30i = 0.95X 599.7kvar = 569.7kvarS3o=丙 q30 755.3KV AS30I30 =.3Un 1147.6Acos = P30/S3

17、0 0.661.4無功補(bǔ)償目的和方案由上面計(jì)算功率因數(shù) 0.66,功率因數(shù)偏低，因此需要采用無功補(bǔ)償措施來提 高功率因數(shù)。電力系統(tǒng)要求用戶的功率因數(shù)不低于0.9，本次設(shè)計(jì)要求功率因數(shù)為0.92以上，因此必須采取措施提高系統(tǒng)功率因數(shù)。目前提高功率因數(shù)的常用的辦 法是裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償并聯(lián)電容器裝置。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，擬定采用低壓集中補(bǔ)償方式進(jìn)行無功補(bǔ)償。1.5無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算和電容的選擇Qc =551 X( tan (arccos0.66> tan (arccos0.92) kvar=392.3kvar 取 Qc=400 kvar.此次選用 HLBCDR0.4-20-3型的電容器因此電容器的

18、個(gè)數(shù)為：n = Qc/qc=400/20= 20(只)無功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：S' 3o(= (495.9)2+(569.7-400)2 1/2 =524.1KV Acos = P30 /S30=495.9 /524.1=0.946> 0.92因此，符合本設(shè)計(jì)的要求。2 變電所位置和型式的選擇2.1 變電所位置的選擇一、接近負(fù)荷中心；二、進(jìn)出線方便；三、接近電源側(cè)；四、設(shè)備運(yùn)輸方便；五、不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場所；六、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所， 當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)， 不應(yīng)設(shè)在污染源 盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；七、不應(yīng)設(shè)在廁所、 浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方， 且不宜

19、與上述場所 相貼鄰；八、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 國家標(biāo)準(zhǔn)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定；九、不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。 變電所的型式應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定：1、裝有可燃性油浸電力變壓器的車間內(nèi)變電所， 不應(yīng)設(shè)在三、 四級(jí)耐火等 級(jí)的建筑物內(nèi)；當(dāng)設(shè)在二級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)時(shí)， 建筑物應(yīng)采取局部防火措施。2、多層建筑中， 裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所、 變電所應(yīng)設(shè)置在底層 靠外墻部位， 且不應(yīng)設(shè)在人員密集場所的正上方、 正下方、貼鄰和疏散出口的兩

20、 旁。3、高層主體建筑內(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所和變電所， 當(dāng)受條件限制必須設(shè)置時(shí)， 應(yīng)設(shè)在底層靠外墻部位， 且不應(yīng)設(shè)在人員密集場所的 正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁，并應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)高層民用建筑 設(shè)計(jì)防火規(guī)范有關(guān)規(guī)定，采取相應(yīng)的防火措施。4、露天或半露天的變電所，不應(yīng)設(shè)置在下列場所：一、有腐蝕性氣體的場所；二、挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級(jí)為四級(jí)的建筑物旁；三、附近有棉、糧及其他易燃、易爆物品集中的露天堆場；四、容易沉積可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場所。變電所的型式應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定， 并應(yīng)符合下列規(guī) 定：一、負(fù)荷較大

21、的車間和站房，宜設(shè)附設(shè)變電所或半露天變電所；二、負(fù)荷較大的多跨廠房，負(fù)荷中心在廠房的中部且環(huán)境許可時(shí)，宜設(shè)車間 內(nèi)變電所或組臺(tái)式成套變電站；三、高層或大型民用建筑內(nèi)，宜設(shè)室內(nèi)變電所或組合式成套變電站；四、負(fù)荷小而分散的工業(yè)企業(yè)和大中城市的居民區(qū)，宜設(shè)獨(dú)立變電所，有條件時(shí)也可設(shè)附設(shè)變電所或戶外箱式變電站；五、環(huán)境允許的中小城鎮(zhèn)居民區(qū)和工廠的生活區(qū)，當(dāng)變壓器容量在 315KVA 及以下時(shí)，宜設(shè)桿上式或高臺(tái)式變電所。帶可燃性油的高壓配電裝置 , 宜裝設(shè)在單獨(dú)的高壓配電室內(nèi)。當(dāng)高壓開關(guān)柜 的數(shù)量為 6 臺(tái)及以下時(shí)，可與低壓配電屏設(shè)置在同一房間內(nèi)。 不帶可燃性油的高、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，

22、可設(shè)置在同一房間內(nèi)。 具有符合 IP3X 防護(hù)等級(jí)外殼的不帶可燃性油的高、低壓配電裝置和非油浸的電 力變壓器，當(dāng)環(huán)境允許時(shí)，可相互靠近布置在車間內(nèi)。室內(nèi)變電所的每臺(tái)油量為 100kg 及以上的三相變壓器， 應(yīng)設(shè)在單獨(dú)的變壓器 室內(nèi)。在同一配電室內(nèi)單列布置高、 低壓配電裝置時(shí)， 當(dāng)高壓開關(guān)柜或低壓配電屏 頂面有裸露帶電導(dǎo)體時(shí)，兩者之間的凈距不應(yīng)小于2m當(dāng)高壓開關(guān)柜和低壓配電屏的頂面封閉外殼防護(hù)等級(jí)符合 IP2X 級(jí)時(shí)，兩者可靠近布置。有人值班的配電所， 應(yīng)設(shè)單獨(dú)的值班室。 當(dāng)?shù)蛪号潆娛壹孀髦蛋嗍視r(shí)， 低壓 配電室面積應(yīng)適當(dāng)增大。 高壓配電室與值班室應(yīng)直通或經(jīng)過通道相通， 值班室應(yīng) 有直接通向戶外

23、或通向走道的門。變電所宜單層布置。 當(dāng)采用雙層布置時(shí)， 變壓器應(yīng)設(shè)在底層。 設(shè)于二層的配 電室應(yīng)設(shè)搬運(yùn)設(shè)備的通道、平臺(tái)或孔洞。高（低）壓配電室內(nèi)，宜留有適當(dāng)數(shù)量配電裝置的備用位置。高壓配電裝置的柜頂為裸母線分段時(shí)， 兩段母線分段處宜裝設(shè)絕緣隔板， 其 高度不應(yīng)小于 0.3m。由同一配電所供給一級(jí)負(fù)荷用電時(shí) , 母線分段處應(yīng)設(shè)防火隔板或有門洞的隔 墻。供給一級(jí)負(fù)荷用電的兩路電纜不應(yīng)通過同一電纜溝， 當(dāng)無法分開時(shí)， 該電纜 溝內(nèi)的兩路電纜應(yīng)采用阻燃性電纜，且應(yīng)分別敷設(shè)在電纜溝兩側(cè)的支架上。 戶外箱式變電站和組合式成套變電站的進(jìn)出線宜采用電纜。配電所宜設(shè)輔助生產(chǎn)用房。2.2變電所的形式(類型)：(1

24、)車間附設(shè)變電所(2)車間內(nèi)變電所(3)露天(或半露天)變電所(4)獨(dú)立變電所(5)桿上變電臺(tái)(6)地下變電所(7)樓上變電所(8)成套變電所(9)移動(dòng)式變電所2.3變電所位置確定我們的工廠是10kv以下，變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠 的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來確定。在工廠的平面圖下側(cè)和左側(cè)，分別作一條直角坐標(biāo)的x軸和y軸，然后測出各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，pl、p2、p3p10分別代表廠房1、2、310號(hào)的功率，設(shè)定pl、p2p10并設(shè)定 p11為生活區(qū)的中心負(fù)荷，如圖3-1所示。而工廠的負(fù)荷中心的力矩方程，可得 負(fù)荷中心的坐標(biāo)：把各車間的坐標(biāo) p1(2.5,5.51);

25、 p2(3.6,3.54); p3(5.56,1.3); p4(4,6.7);p5(6.2,6.7)p6(6.2,5);p7(6.2,3.4);p8(8.55,6.7);p9(8.55,5);p10(8.55,3.4); p11(1.2,1.1) 帶入上式，得到 x=5.38，y=5.38.由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在5號(hào)廠房的西北角?？紤]到周圍環(huán)境和進(jìn)出線方便，決定 在5號(hào)廠房的西側(cè)僅靠廠房建造工廠變電所，器型為附設(shè)式。3變電所主要變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類型的選擇。根據(jù)工廠的負(fù)荷情況和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可 供選擇的方案：(1) 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器型式采用S11型，而

26、容量根據(jù)式Sn.t S30，選Sn,t 1000kVA S30 755kva，即選一臺(tái)S11-800/10型低損耗配電變壓器。(2) 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器型號(hào)亦采用S11，而每臺(tái)變壓器容量按式y(tǒng) 嘔Pi和式 Sn.t 竊12 選擇，即 Snt= (0.60.7 )X 755= (453529) kV A且 Sn.tS3o(II)133. 4 160 44.4337. 8KVA因此選兩臺(tái)S11-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電 源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均采用Yyn0。我們這里選S11-630/10或S11-1000/10主變壓器的聯(lián)結(jié)組為Yyn

27、0。4變電所主接線方案的選擇根據(jù)上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計(jì)出下列兩種主接線方案:4.1裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案如圖4-1所示：4.2裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案4.3主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案技 術(shù) 指 標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變，電壓損耗較 大由于兩臺(tái)主變并列，電壓損 耗小靈活方便性只一臺(tái)主變，靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變，靈活性較 好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng) 濟(jì) 指 標(biāo)電力變壓器的綜合投資由手冊查得S111000單價(jià) 為10.76萬元，而由手冊查 得變壓器綜合投資約為其 單價(jià)的2倍，因此

28、其綜合投 資為 2X 10.76 萬元=21.52 萬元由手冊查得S9- 630單價(jià)為 7.47萬元，因此兩臺(tái)綜合投 資為4X 7.47萬元=29.88 萬元，比一臺(tái)變壓器多投資 8.36萬元咼壓開關(guān)柜(含 計(jì)量柜)的綜合 投資額查手冊得GG-A (F)型柜 按每臺(tái)3.5萬元計(jì)，查手冊 得其綜合投資按設(shè)備價(jià)1.5 倍計(jì)，因此其綜合投資約為4X 1.5 X 3.5=21 萬元本方案米用6臺(tái)GG-A (F) 柜，其綜合投資額約為6X1.5 X 3.5=31.5 萬元，比一臺(tái)主變的方案多投資10.5 萬元電力變壓器和高 壓開關(guān)柜的年運(yùn) 行費(fèi)參照手冊計(jì)算，主變和高壓 開關(guān)柜的折算和維修管理 費(fèi)每年為4

29、.893萬元(其余 略)主變和咼壓開關(guān)柜的折舊 費(fèi)和維修管理費(fèi)每年為 7.067萬元，比一臺(tái)主變的 方案多耗2.174萬元供電貼費(fèi)按800元/KVA計(jì)，貼費(fèi)為1000X 0.08=80 萬元貼費(fèi)為2X 630X 0.08萬元=100.8萬兀，比一臺(tái)主變的 方案多交20.8萬元從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái) 主變的主接線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái) 主變的主接線方案。X3* = X4*=UK%Sd/100SN = 7.5X 100X 103/(100X 800) = 5.625 繪制等效電路如圖，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，

30、并標(biāo)出短路計(jì) 算點(diǎn)。圖4-1等效電路圖(標(biāo)幺制法)3. 求k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量(3) 總電抗標(biāo)幺值X* 藝(k-1)= X1* + X2*=0.2+2.9=3.1(2) 三相短路電流周期分量有效值Ik-1 =|di/X* 2(K-1)=5.5/3.1 =1.78(3) 其他三相短路電流I"=I 乂=Ik-1 =1.78KA ish =2.55X 1.78KA = 4.54KAIsh =1.51X 1.78 KA= 2.69KA(4) 三相短路容量Sk-i(3) = Sd/X* 2(k-i) =100 MV A /3.仁32.34. 求k-2點(diǎn)的短路電

31、路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量(1) 總電抗標(biāo)幺值X* 2(k-2) = Xi* + X2* + X3*/ X 4* =0.2+3.1+5.65/2=6.13(2) 三相短路電流周期分量有效值Ik-2 (3) = Id2/X* 2(k-2) = 144KA/6.13 =23.5KA(3) 其他三相短路電流I"(3)= I丄3)= Ik-2 (3) = 23.5KAish(3)= 1.84X 23.5KA =42.3KA lsh(3)=1.09X 23.5KA = 25.6KA(4) 三相短路容量Sk-2(3)= Sd/X* 2(k-2) = 100MVA/6.13 = 16.

32、3MV A 在工程設(shè)計(jì)說明書中，往往只列出短路計(jì)算表，如表3-2所示。表3-2短路計(jì)算表短路 計(jì)算 占 八、三相短路電流/KA三相短路容量 /MVAIk (3)I"(3)I ishIsh9 (3)k-1占1.781.781.784.542.6932.3點(diǎn)K-223.523.523.542.325.616.3占八、5變電所一次設(shè)別的選擇與校驗(yàn)5.1電氣設(shè)備選擇的一般原則電氣設(shè)備選擇的一般原則主要有以下幾條：（1）按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備。根據(jù)設(shè)備所在位置（戶內(nèi)或戶外）、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設(shè)備型號(hào)。（2）按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓。（3）按最大負(fù)荷電流選擇電氣

33、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(shí)際通過它的最大負(fù)荷電流lmax（或計(jì)算電流lj），即IN > Imax或 IN > lj（7 1）（4）按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。為保證電氣設(shè)備在短路故障時(shí)不至損壞，按最大可能的短路電流校驗(yàn)電氣設(shè) 備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。動(dòng)穩(wěn)定：電氣設(shè)備在沖擊短路屯流所產(chǎn)生的電動(dòng)力作用下， 電氣設(shè)備不至損壞。熱穩(wěn)定：電氣設(shè)備載流導(dǎo)體在最大隱態(tài)短路屯流作用下，其發(fā)熱溫度不超過載流導(dǎo)體短時(shí)的允許發(fā)熱溫度。（5）開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)。斷路器和熔斷器等電氣設(shè)備擔(dān)負(fù)著可靠切斷短路電流的任務(wù)， 所以開關(guān)電器 還必須校驗(yàn)斷流能力，開關(guān)設(shè)備的斷流容量不小于

34、安裝地點(diǎn)最大三相短路容量5.2高低壓電氣設(shè)備的選擇一、高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)壓 電流 電流力 斷能穩(wěn)度 動(dòng)定穩(wěn)度 熱定他 其切件數(shù)參據(jù) 數(shù)V K O1A6.913.次 設(shè) 備 型 號(hào)數(shù) 參 定 額kv O10A36kA61kA40251關(guān)660離畐9 壓N 高G負(fù)6規(guī) 格高壓熔斷器XRNP-1010kV0.5A50kA電壓互感器JDZ9-1010/0.1kV電壓互感器JDZ-10電流互感器LZZBJ9-1010Kv100/5A31.8KA81避雷器HY5WS-17/4510kV戶外式高 壓隔離開關(guān)GW4-15G/20012kV400A25KA500表中所選一次設(shè)

35、備均滿足要求二、低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如圖所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。表6.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)壓 電流 電流力 斷能穩(wěn)度 動(dòng)定穩(wěn)度 熱定他 其址件數(shù)參據(jù) 數(shù)O00342123次 設(shè) 備 型 號(hào) 規(guī) 格數(shù) 參 定 額路 ” 冊 RrnnV O 003OA40kA53V O 0035A22kA53V O 003A36kA53V O 003電流互感器BH-0.66500V1500/5A電流互感器BH-0.66500V100/5160/5表中所選一次設(shè)備均滿足要求三、高低壓母線的選擇查表得到10kv母線選TMY-3( 50*5mm，即母線尺寸為

36、50mm*5mm ,380V母線選TMY-3 (100*10)+80*8，即母線尺寸為100mm*10mm而中性母線 尺寸為80mm*8mm6變電所高、低壓線路的選擇6.1變電所主接線圖圖6-1變電所主接線圖6.2總平面圖圖6-2工廠總平面圖6.3低壓配電系統(tǒng)圖圖6-3低壓配電系統(tǒng)圖7電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇時(shí)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。 安全、經(jīng)濟(jì)、合理是選 擇電氣設(shè)備的基本要求，應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程情況保證安全、 可靠的前提下，選擇合 適的電氣設(shè)備，盡量采用新技術(shù)，節(jié)約投資。電氣設(shè)備選擇的一般原則為：按正常工作條件下選擇額定電流、 額定電壓及 型號(hào)，按短路情況下校驗(yàn)開關(guān)的開斷能力、短路熱穩(wěn)

37、定和動(dòng)穩(wěn)定。7.1 6KV架空線上設(shè)備1. 斷路器由于6KV處的最高正常工作電流為lea 160.771A，且戶外布置。選擇斷路 器為戶外高壓SF6斷路器，型號(hào)是：LW-35/1600-25。短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流的穩(wěn)定值I 2.434KA，短路電流的假想時(shí)間tima=1.5+0.2=1.7s, 則：所以I勺阮lt2t，滿足熱穩(wěn)定要求。短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：由于短路電流的沖擊值ish=6.207KA<63KA,所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求.開關(guān)設(shè)備斷流能力校驗(yàn)：由于該處三相短路電流的最大值是：I kmax (3) 2.434KA 25KA所以滿足開關(guān)設(shè)備斷流能力要求。2. 隔離開關(guān)由于 35KV 處的

38、最高正常工作電流為 Ica 160.771A ，且戶外布置。選擇的 隔離開關(guān)型號(hào)為： GW2-35G。短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流的穩(wěn)定值 I2.434KA ，短路電流的假想時(shí)間 tima=1.5+0.2=1.7s，則： I 2tima 2.4342 1.7 10.0722所以 I 2tima I t2t ，滿足熱穩(wěn)定要求。短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 由于短路電流的沖擊值 ish=6.207KA<42KA, 所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。3. 避雷器根據(jù)電壓等級(jí)和工作環(huán)境選擇磁吹閥式避雷器，型號(hào)為： FCZ3-35。4. 電壓互感器由于該互感器用于運(yùn)行監(jiān)視， 選擇準(zhǔn)確度為 1 級(jí)，根據(jù)電壓等級(jí)和工作環(huán)境， 選擇

39、單相雙線圈油浸式戶外電壓互感器，型號(hào)為： JD6-35。5. 熔斷器該熔斷器用于保護(hù)電壓互感器，由于 6KV 處的最高正常工作電流為 Ica 160-771A，且戶外布置。因此選擇的高壓限流熔斷器的型號(hào)是： RXW0-35/0.5 。熔斷容量校驗(yàn)：由于該熔斷器安裝處的三相短路容量：Sk 1 55.985MVA 1000MVA ，所以滿足要求。7.2 6KV 電纜線上開關(guān)柜1. 進(jìn)線柜由于工作電壓為 6KV ，且進(jìn)線處的計(jì)算電流為：根據(jù)電壓等級(jí)和額定工作電流，選擇進(jìn)線柜的型號(hào)為：JYNC-10-23，其內(nèi)部接線圖如圖所示，圖 7-1 進(jìn)線柜內(nèi)部接線圖短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：各車間短路電流的最大穩(wěn)定值I

40、8.51KA，短路電流的假想時(shí)間tima=1.0+0.2=1.2s,貝U: I 2tima 8.512 1.2 86.9 所以 I 2tima I t2t ，滿足熱穩(wěn)定要求。短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 由于各車間短路電流的最大沖擊值： ish=21.7KA<63KA, 所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求 .開關(guān)設(shè)備斷流能力校驗(yàn)：由于該處三相短路電流的最大值是： I k max (3) 8.51KA 25KA 所以滿足開關(guān)設(shè)備斷流能力要求。2. 母聯(lián)柜由于6KV母線上的最高工作電流為1031.66A，所以根據(jù)電壓等級(jí)和工作電 流選擇的母聯(lián)開關(guān)柜的型號(hào)為：JYN2-10(Z)/37和JYN2-10(Z)/40.，其內(nèi)

41、部接線 圖如圖所示。圖 7-2 母聯(lián)開關(guān)柜的內(nèi)部接線圖短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：母線短路電 流的 穩(wěn)定值 I 9.021KA ， 短路電 流的 假想時(shí)間tima=1.0+0.2=1.2s,貝U: I 氣ma 9.0212 1.297.64It 2t 252 4 2500所以， I 2tima I t2t ，滿足熱穩(wěn)定要求。短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：由于短路電流的沖擊值 ish=23.004KA<63KA, 所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求 . 開關(guān)設(shè)備斷流能力校驗(yàn)：由于該處三相短路電流的最大值是： I k max (3)9.021KA 25KA所以滿足開關(guān)設(shè)備斷流能力要求。8 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定8.

42、1 變電所二次回路的選擇8.1.1 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路 斷路器采用彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)一次合閘。 變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜， 其上裝設(shè)三項(xiàng)有功電能表和無功電能表， 分別計(jì)量全廠消耗的有功電能和無功電能，并據(jù)以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù)， 計(jì)量柜由有關(guān)供電部門加封和管理。變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器 -避雷器柜，其中電壓互感器為 3個(gè) JDZJ-10 型，組成 Y0/Y0/( 開口三角)的接線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)察。作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上， 裝有三相有功電能表、 三相無功電能表和電 流表，高壓進(jìn)線上也裝有電流表。低壓側(cè)的動(dòng)力出線上， 均裝有有功電能表和無功電能表，

43、低壓照明線路上裝 有三相四線有功電能表。 低壓并聯(lián)電容器組線路上， 裝有無功電能表。 每一回路 均裝有電流表。低壓母線裝有電壓表。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)按規(guī)范要求。8.2變電所繼電保護(hù)裝置（1） 裝設(shè)瓦斯保護(hù)當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器。（2）裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)。采用GL-15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼 電器式接線，去分流跳閘的操作方式。過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定。禾I用 式 |Lma=2liNT= 2 1000kA,3 10kV = 2 46.3A =115A，Krel =1.3,K w=1,Kre=0.8,K i =100

44、/5=20,因此動(dòng)作電流為：131lop=-115A =9.3A整定為10A。（注意：lop為整數(shù)，且不能大于10A）0.8 20過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定：因本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間（10倍動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間）可整定為最短的0.5S。過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)：利用式 I k.min =1 k-2/KT=0.64kA,I op.1=I °pK/Kw=10AX 20/1=200A,因此其保護(hù)靈 敏系數(shù)為：Sp =682/200=3.41 > 1.5滿足靈敏系數(shù)1.5的要求。8.3裝設(shè)電流速斷保護(hù)利用式（I k.max= I（3）k-2=19.7kA,Krel=1.4, K=1, K=100/5=20, KT=10kV/0.4kV=25,因此速斷電流為：1.4 1I qb=55A20 25速斷電流倍數(shù)整定為：Kqb= I qb/ I op=55A/10A=5.5 （注意：K可不為整數(shù)，但必須在28