化工廠車間變電所及低壓配電系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、摘要遵循安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的基本原則,提出工廠廠區(qū)供電的設(shè)計方案 。 本次設(shè)計是關(guān)于化工廠氯乙烯車間變電所及車間低壓配電系統(tǒng)設(shè)計。其中包括對車間進(jìn)行了負(fù)荷計算，變壓器的選擇，短路電流的計算以及主接線，二次回路，繼電保護(hù)等各個方面的設(shè)計。首先根據(jù)設(shè)計的任務(wù)和條件進(jìn)行了各個部分的計算，然后根據(jù)計算的結(jié)果進(jìn)行了車間電氣設(shè)備的選擇及一、二次接線的設(shè)計，最后進(jìn)行了繼電保護(hù)及防雷和接地的設(shè)計。關(guān)鍵詞: 方案設(shè)計；工廠供電； 短路電流； 一、二次設(shè)備Abstract According to the basic principles of safety, reliability, high qualit

2、y and economic results, The power supply design program of the factory district is put forward. It is about design the Chemical plant to give or get an electric shock and the cartful a low pressure goes together with to give or get an electric shock system. The design includes the calculation of loa

3、ds and short-circuit, electric current, the select of transformer and circuit, and design of main-circuit ,the second circuit ,protect. According to the duty and the condition of the design. carried the computation of each parts, then the basic on the result of the computation the workshop electrica

4、l equipment choice and one、two times wiring design, finally has carried on the protection andanti-radar and the earth design.Keywords: scheme design; plant power supply; the calculation carries; short-circuit electric current; one、 two times equipments目錄 前 言11設(shè)計任務(wù)和條件11.1設(shè)計內(nèi)容11.2設(shè)計依據(jù)11.3車間變電所配電范圍11.4

5、負(fù)荷性質(zhì)及電氣設(shè)備選擇標(biāo)準(zhǔn)12 總體方案設(shè)計33 各部分計算43.1車間負(fù)荷計算43.2無功功率補(bǔ)償64 車間變電所主變壓器的選擇75 變電所主接線的設(shè)計86 短路計算及變電所一次設(shè)備的選擇96.1 短路計算的相關(guān)公式106.2短路計算中應(yīng)注意的問題126.2.1 短路電流沖擊系數(shù)的取值126.2.2 對電網(wǎng)中異步電動機(jī)負(fù)荷的處理126.2.3 系統(tǒng)等值電抗的估算136.2.4. 短路時母線殘壓的計算137 變電所二次回路設(shè)計及繼電保護(hù)整定157.1 繼電保護(hù)的任務(wù)177.2 繼電保護(hù)的要求177.3 繼電保護(hù)裝置的操作電源177.4 常用繼電保護(hù)的結(jié)線及整定計算187.4.1 常用繼電保護(hù)的

6、結(jié)線187.4.2 繼電保護(hù)的整定計算公式197.5 車間變壓器的保護(hù)配置198 變電所防雷和接地設(shè)計198.1 變電所的防雷保護(hù)198.2 接地保護(hù)20總 結(jié)20前 言工廠廠區(qū)供電設(shè)計是整個工廠建設(shè)設(shè)計中的重要組成部分。供電設(shè)計質(zhì)量,會直接影響到日后工廠的生產(chǎn)與發(fā)展。尤其對那些工業(yè)生產(chǎn)自動化程度很高的大型現(xiàn)代化工廠,如果能有一個高質(zhì)量的供電系統(tǒng),那么,就有利于企業(yè)的快速發(fā)展。穩(wěn)定可靠的供電系統(tǒng),有助于工廠增加產(chǎn)品產(chǎn)量,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。如果供電系統(tǒng)設(shè)計質(zhì)量不高,將會給企業(yè),給國家造成不可估量的損失。本次設(shè)計從工廠電力負(fù)荷及其計算，短路電流及其計算，工廠配電所及其一

7、次設(shè)備，工廠電力線路，工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù)，二次回路和防雷保護(hù)還有電氣照明等方面入手按照國家的一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。1設(shè)計任務(wù)和條件1.1設(shè)計內(nèi)容本設(shè)計包括年產(chǎn)10萬噸氯乙烯單體工程 氯乙烯界區(qū)內(nèi)的電石除塵，電石破碎、乙炔發(fā)生、清靜配置、渣漿輸送、氯乙烯合成、單體壓縮、精餾及污水處理、熱水泵房、單體儲罐、氣柜、鹽酸脫析、渣漿處理等工序的動力、防雷、防靜電接地設(shè)計。1.2設(shè)計依據(jù)由工藝、動力、給排水、采暖通風(fēng)、土建等專業(yè)提供的車間用電設(shè)備見表1。1.3車間變電所配電范圍車間變電所設(shè)在氯乙烯單體車間西北角，承擔(dān)為氯乙烯單體車間配電的任務(wù)1.4負(fù)荷性質(zhì)及電氣設(shè)備選擇標(biāo)準(zhǔn)本廠為三班工作制，年最大負(fù)荷利

8、用小時數(shù)為7000小時，屬一級負(fù)荷。危險區(qū)域劃分及其電氣設(shè)備選型。本裝置內(nèi)氣、單體壓縮、精餾及污水處理、單體儲罐、電石除塵、電石破碎、乙炔發(fā)生、清靜配置鹽酸脫析等工序劃分為防爆二區(qū)。其它工序為非防爆區(qū)。在防爆區(qū)域所有電氣設(shè)備均選用防爆電氣設(shè)備，電動機(jī)為YB系列，操作柱為BZC 51系列，燈具選用BAD52系列，照明配電箱選用BXM51系列. 防爆等級為: Exde II BT4。在非防爆區(qū)域所有 電氣設(shè)備均選用防水防塵防腐型.電動機(jī)為Y系列，操作柱為LNZ系列，燈具選用FAD系列。表1 氯乙烯單體車間裝置及相關(guān)參數(shù)一覽表裝置名稱臺數(shù)規(guī)格型號Pe（KW）Ue(V)Ie(A)冷凝水泵2YB132S

9、-45.538011.6污水泵1YB200L-43038056.8噴霧冷卻塔2YB200L-43038056.8發(fā)生器給水泵1YB132S1-25.538011.11皮帶機(jī)1YB180M-222380422皮帶機(jī)1YB180M-22238042壓縮機(jī)水站水泵2YB200L1-23038056.9壓縮機(jī)輔助油泵電機(jī)3YB160M2-21538029.4粗破機(jī)1YB160L-218.538035.5細(xì)破機(jī)2YB160L-218.538035.5穩(wěn)定塔進(jìn)泵2YB225M-24538083.9水環(huán)壓縮機(jī)2YB315M-4132380230脫吸塔底泵2YB225M-24538083.9清夜冷卻泵2YB2

10、50M-255380102.7水環(huán)真空泵1YB160M2-21538029.4阻垢劑泵2YB801-40.553801.5引風(fēng)機(jī)1YB280S-275380140.1壓縮機(jī)廠房吊車1YB280S-275380140.1渣漿泵2YB250M-290380167抗氧劑泵2YB801-40.553801.5緩蝕劑泵2YB90L-22.23804.7渣漿輸送泵2YB250M-255380102.7堿液循環(huán)泵2YB280S-275380140.1清夜泵2YB200L1-23038056.9表2 氯乙烯單體裝置技術(shù)參數(shù)一覽表裝置名稱Pe(kw)kxcostan冷凝水泵5.50.80.840.646污水泵3

11、00.80.870.567發(fā)生器給水泵5.50.80.880.541皮帶機(jī)220.80.880.542皮帶機(jī)220.80.880.54噴霧冷卻塔300.80.890.512壓縮機(jī)輔助油泵電機(jī)150.80.840.646壓縮機(jī)水站水泵300.80.890.512穩(wěn)定塔進(jìn)泵450.80.890.512水環(huán)壓縮機(jī)1320.80.890.512脫吸塔底泵450.80.890.512清夜冷卻泵550.80.890.512水環(huán)真空泵150.80.840.646新氫壓縮機(jī)盤車電機(jī)7.50.80.880.54阻垢劑泵0.550.80.760.882引風(fēng)機(jī)750.80.890.512壓縮機(jī)廠房吊車750.80.

12、890.512渣漿泵900.80.890.512發(fā)生器給水泵油泵電機(jī)300.80.890.512抗氧劑泵0.550.80.760.882緩蝕劑泵2.20.80.860.593渣漿輸送泵550.80.890.512冷凝水泵150.80.880.54清夜泵450.80.890.5122 總體方案設(shè)計 本次設(shè)計是關(guān)于化工廠氯乙烯單體車間變電所及車間低壓配電系統(tǒng)設(shè)計，我們最先從車間的布局考慮，參考了現(xiàn)在很多工廠的平面設(shè)計圖對各部分的布局的可用性和經(jīng)濟(jì)性入手。接下來開始進(jìn)入工廠廠區(qū)的供電設(shè)計部分。先從各部分的計算入手，其中包括計算負(fù)荷和短路電流的計算和一次設(shè)備穩(wěn)定度的效驗，及低壓配電屏的選擇。接下來我們

13、進(jìn)行了對變電所高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇，車間配電線路的設(shè)計。在變電所二次回路設(shè)計及繼電保護(hù)整定當(dāng)中我們考慮了個方面的保護(hù)及對保護(hù)器具的選擇。3 各部分計算3.1車間負(fù)荷計算 一般常用于企業(yè)電力負(fù)荷計算的方法有需用系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位面積功率法、單位指標(biāo)法和單位產(chǎn)品耗電量法。此設(shè)計采用的是需用系數(shù)法來對車間裝置進(jìn)行電力負(fù)荷計算的。因為，需用系數(shù)是用設(shè)備功率乘以需用系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負(fù)荷。這種方法簡便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計算。采用利用系數(shù)法求出最大負(fù)荷的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計算負(fù)荷，計算過程十分繁瑣。而單位面積功

14、率法和單位指標(biāo)法主要多用于民用建筑；單位產(chǎn)品耗電量法主要適用于某些工業(yè)。 按需要系數(shù)法確定負(fù)荷計算.1 需用系數(shù)法計算負(fù)荷的有關(guān)公式A. 確定用電設(shè)備組或用電單位計算負(fù)荷的公式:a. 有功計算負(fù)荷 (KW) ；式中，為用電設(shè)備組或用電單位的需要系數(shù)；為用電設(shè)備組或用電單位的總設(shè)備容量；b. 無功計算負(fù)荷 Kvar 式中，為設(shè)備銘牌給定功率因數(shù)角用電設(shè)備組或用電單位功率因數(shù)角的正切值c. 視在計算負(fù)荷(KV·A) d. 計算電流(A) 式中為用電單位供電電壓額定值B. 確定多組用電設(shè)備組或多個用電單位總計算負(fù)荷的公式:a. 有功計算負(fù)荷 (KW) 式中，為各組的計算負(fù)荷(KW)；為有功

15、負(fù)荷同時系數(shù)，由設(shè)備組計算車間配電干線負(fù)荷時可取=0.850.95，由設(shè)備組直接計算變電所低壓母線總負(fù)荷時可取=0.80.9。b. 無功計算負(fù)荷 Kvar式中，為各組無功計算負(fù)荷(Kvar)；為無功負(fù)荷同時系數(shù)，由設(shè)備組計算車間配電干線負(fù)荷時可取=0.90.97，由設(shè)備組直接計算變電所低壓母線總負(fù)荷時可取=0.850.95 。 c. 視在計算負(fù)荷(KV·A) d. 計算電流(A) 式中為用電設(shè)備電壓額定值(KV)e. 無功補(bǔ)償公式 補(bǔ)償前 ， ， 補(bǔ)償后， .2 需用系數(shù)法計算負(fù)荷的結(jié)果表3 氯乙烯車間裝置 計 算 負(fù) 荷 一 覽 表裝置名稱（KW)（Kvar）（KVA）冷凝水泵4.

16、42.8425.24污水泵2413.60827.589噴霧冷卻塔2413.60827.589發(fā)生器給水泵4.42.37651皮帶機(jī)17.69.5202皮帶機(jī)17.69.520壓縮機(jī)水站水泵2412.28826.963壓縮機(jī)輔助油泵電機(jī)2415.50528.57粗破機(jī)14.87.57816.627細(xì)破機(jī)14.87.57816.627穩(wěn)定塔進(jìn)泵3618.43240.445水環(huán)壓縮機(jī)105.654.07118.655脫吸塔底泵3618.43240.445清夜冷卻泵4422.52849.432水環(huán)真空泵126.4813.638阻垢劑泵0.440.3880.587引風(fēng)機(jī)6030.7267.407壓縮機(jī)廠

17、房吊車6030.7267.407渣漿泵7236.86480.89發(fā)生器給水泵油泵電機(jī)2412.28826.963抗氧劑泵0.440.3880.587緩侍劑泵1.761.0432.046渣漿輸送泵4422.52849.432堿液循環(huán)泵6030.7267.407清夜泵2412.28826.963壓縮機(jī)3.62.2324.236車間低壓裝置合計P30（KW）Q30（Kvar）S30（KVA） 1349.28786.601446.12乘以同時系數(shù)Kp=0.9Kq=0.951214.35747.27低壓無功補(bǔ)償-352.16補(bǔ)償后計算負(fù)荷1214.35395.101278.26(依此數(shù)據(jù)選車間變壓器)3

18、.2無功功率補(bǔ)償工廠中由于有大量的感應(yīng)電動機(jī)等感性負(fù)荷，從而使功率因數(shù)降低。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的工廠規(guī)律因數(shù)要求時，則考慮人工補(bǔ)償。工廠供電的功率因數(shù)，是衡量工廠對電能的利用程度及電氣設(shè)備使用狀況的一個具有代表性的重要指標(biāo)。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)345883評價企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則規(guī)定，工業(yè)企業(yè)供電的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0. 9以上。又據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)5005295供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，“當(dāng)采用提高自然功率因數(shù)措施后，仍達(dá)不到電網(wǎng)合理運(yùn)行要求時，應(yīng)采用并聯(lián)電力電容器作為無功補(bǔ)償裝置。只有在經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確認(rèn)采用同步電動機(jī)作為無功補(bǔ)償裝置合理時，才可采

19、用同步電動機(jī)。電力電容器選擇計算：用于調(diào)整母線電壓時所需電容量式中，為要實現(xiàn)的電壓變化百分?jǐn)?shù)，一般為1.5%2.5%左右；為該母線處系統(tǒng)的短路容量，MVA對于380V母線：根據(jù)車間的負(fù)荷的無功補(bǔ)償容量的計算可知，380V母線的無功補(bǔ)償容量為352.10Kvar380V母線側(cè)并聯(lián)電容器臺數(shù)的選擇計算：（臺）綜上所述： PGJ1型低壓無功功率自動補(bǔ)償屏 圖1 PGJ1型低壓無功功率自動補(bǔ)償屏01號方案結(jié)線圖電容器為BW0.4143型，每屏六個，84kvar；采用6步控制，每步投入14kvar。4 車間變電所主變壓器的選擇變壓器是電力系統(tǒng)中數(shù)量極多且地位十分重要的電器設(shè)備，它的作用就是升高和降低電壓

20、。車間變電站變壓器臺數(shù)的選擇原則：（1） 對于一般的生產(chǎn)車間盡量裝設(shè)一臺變壓器；（2）如果車間的一、二級負(fù)荷所占比重較大，必須兩個電源供電時，則應(yīng)裝設(shè)兩臺變壓器。每臺變壓器均能承擔(dān)對全部一、二級負(fù)荷的供電任務(wù)。如果與相鄰車間有聯(lián)絡(luò)線時，當(dāng)車間變電站出現(xiàn)故障時，其一、二級負(fù)荷可通過聯(lián)絡(luò)線保證繼續(xù)供電，則亦可以只選用一臺變壓器。（3）當(dāng)車間負(fù)荷晝夜變化較大時，或由獨立（公用）車間變電站向幾個負(fù)荷曲線相差懸殊的車間供電時，如選用一臺變壓器在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上顯然是不合理的，則亦裝設(shè)兩臺變壓器。變壓器容量的選擇：（1） 變壓器的容量ST（可近似地認(rèn)為是其額定容量SN·T）應(yīng)滿足車間內(nèi)所有用電設(shè)備計算

21、負(fù)荷S30的需要，即 STS30 ；（2）低壓為0.4Kv的主變壓器單臺容量一般不宜大于1000KV·A（JGJ/T1692規(guī)定）或1250 KV·A（GB5005394規(guī)定）。如果用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時，亦可選用較大容量的變壓器。這樣選擇的原因：一是由于一般車間的負(fù)荷密度，選用1000-1250 KV·A的變壓器更接近于負(fù)荷中心，減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量；另一是限于變壓器低壓側(cè)總開關(guān)的斷流容量。除此之外，考慮到加氯乙烯單體車間在整個廠生產(chǎn)過程中所起到的作用，車間應(yīng)該設(shè)有兩臺變壓器，兩套設(shè)備同時運(yùn)行；每臺變壓器承擔(dān)50%

22、的計算負(fù)荷，兩臺變壓器互為暗備用；裝有兩臺變壓器的變電所，每臺變壓器的容量ST應(yīng)同時滿足一下兩個條件任一臺變壓器單獨運(yùn)行時，應(yīng)滿足總計算負(fù)荷的60%70%的需要，即 ST=（0.60.7）S30任一臺變壓器單獨運(yùn)行時，應(yīng)滿足全部一 、二級負(fù)荷S30（+）的需要即 STS30（+）綜上所述:依據(jù)車間低壓裝置的計算負(fù)荷可以選定氯乙烯單體車間變壓器為：選用10KV級S10系列節(jié)能型電力變壓器兩臺。其技術(shù)參數(shù)如下：額定容量：1600KVA 一次側(cè)額定電壓：10000V二次側(cè)額定電壓：400V 聯(lián)結(jié)組別：Y，yn0或Dyn11空載損耗：Pk=2.20KW 短路損耗：Pe=13.8KW短路電壓百分值：ud

23、 %=4.5 空載電流百分值：Ik %=0.65 變電所主接線的設(shè)計電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又成為一次接線或電氣主系統(tǒng)。用規(guī)定的設(shè)備文字或圖形符號并按工作順序排列，詳細(xì)的表示電氣設(shè)備或成套裝置的全部基本組成或連接關(guān)系的單線接線圖，稱為主接線電路圖。 電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的結(jié)構(gòu)，今后供電的可靠性以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都與變電所的主接線有著密切的關(guān)系，因此要求設(shè)計的變電所的主接線在滿足安全，可靠供電的前提下，盡可能使界限簡單，經(jīng)濟(jì)。 為克服一般單母線存在的缺點，提高供電的可靠性和靈活性，把單母線分成幾段，在每段母線之間裝設(shè)一

24、個分段短路器和兩個隔離開關(guān)。每段母線上均接有電源和出線回路，便成為單母線分段接線。 單母線分段接線的優(yōu)缺點（1） 用短路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；（2） 當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段短路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電圖2 電所主接線圖6 短路計算及變電所一次設(shè)備的選擇工廠供電系統(tǒng)要求正常地不間斷地對用電負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。但是由于各種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。短路對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害： （1）短路時產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，使故障元件和電路中的其

25、他元件損壞； （2）短路時電壓要驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的運(yùn)行； （3）短路可造成停電，而且越靠近電源，停電范圍越大，給經(jīng)濟(jì)造成的損失很大； （4）嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系列解列； 在工廠供電系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路形式有:三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。在可能發(fā)生的短路形式中，單相短路的機(jī)會最多，可能性也最大。而三相短路的可能性最小，但三相短路后的電流卻最大，其危害和后果也系統(tǒng)解列，甚至電源停電，給企業(yè)、給國家造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失最嚴(yán)重。工廠供電系統(tǒng)若發(fā)生三相短路時大的三相短路電流進(jìn)行計算，用以正確的選擇和校驗電氣設(shè)備。高壓電，強(qiáng)大的

26、電動力和極高的溫度會使故障元件和處于短路電路之中的其它電氣設(shè)備都不能保證正常運(yùn)行，嚴(yán)重時，可能造成。為此，應(yīng)對危害最氣設(shè)備的選擇，其額定電壓不應(yīng)低于裝置地點的額定電壓。其額定電流也不低于通過設(shè)備的額定電流。供電系統(tǒng)中的主要高壓電氣設(shè)備都要進(jìn)行三相短路電流校驗。用三相短路沖擊電流校驗高壓電氣設(shè)備的動穩(wěn)定性，用三相短路穩(wěn)定的電流校驗高壓電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性6.1 短路計算的相關(guān)公式表4 有名值與標(biāo)幺值換算公式參數(shù)名稱有名值標(biāo)幺值說明功率S一般取Sd=100MVA電壓U一般取Ud=Uev電流I電抗X=是以Sd為基準(zhǔn)容量的標(biāo)幺值變壓器電抗線路電抗為線路每公里電抗值電抗器電抗%為電抗器銘牌上數(shù)值系統(tǒng)等值電

27、抗（MVA）（KA）為某點短路容量，為該點的三相短路電流電動機(jī)電抗為啟動電流倍數(shù)根據(jù)經(jīng)驗值，一般10KV 電壓級的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)如下示：=100MVA；=；基準(zhǔn)電壓為10.5KV；基準(zhǔn)電抗為0.397；基準(zhǔn)電流為9.16KA高壓網(wǎng)絡(luò)中對于無窮大電源系統(tǒng)三相短路標(biāo)幺值法計算公式： 為系統(tǒng)電源到短路點間的總阻抗；（KA） 為短路點處的平均電壓，為次暫態(tài)短路電流 （MVA）（KA） 為沖擊電流，為短路電流沖擊系數(shù)；低壓配電網(wǎng)絡(luò)中短路電流的計算（1） 高壓側(cè)系統(tǒng)的等值電抗配電變壓器容量較小，阻抗值較大，一般可認(rèn)為短路時其高壓側(cè)母線電壓保持不變，即為無窮大電源系統(tǒng)?？蓳?jù)下式算出系統(tǒng)的等值阻抗（折算到400V

28、側(cè)）：配電變壓側(cè)短路容量，KVA（2） 變壓器的阻抗式中，的單位為KW；的單位為V；的單位為KVA（1） 低壓電網(wǎng)內(nèi)電阻值較大，不能略去。用來代替計算中的電抗X。（2） 一般采用標(biāo)幺值法或有名值計算比較簡便。采用有名值計算時電壓單位用V，電流用KA，容量用KVA，阻抗用。有關(guān)計算公式式中， 為短路回路每相的總阻抗，；、分別為短路回路每相的總電阻、總電抗，；為平均額定線電壓，V。6.2短路計算中應(yīng)注意的問題 短路電流沖擊系數(shù)的取值高壓電網(wǎng)中其它地點短路取1.8；1000V 及以下變壓器低壓側(cè)0.4KV 短路時取1.3； 對電網(wǎng)中異步電動機(jī)負(fù)荷的處理一些接在短路點附近（5m內(nèi)）且容量較大的異步電動

29、機(jī)（電動機(jī)容量大于100KW或總?cè)萘看笥?00 KW的感應(yīng)電動機(jī)），在短路初瞬次暫態(tài)階段，短路點的電壓為零，這些電動機(jī)因為有較大的慣性，轉(zhuǎn)速不能立即降到零，因此其反電動勢大于電網(wǎng)的剩余電壓。此時看作一臺發(fā)電機(jī)，能向短路點反饋次暫態(tài)短路電流和沖擊短路電流?？砂聪鹿接嬎悖?；式中，為電動機(jī)次暫態(tài)電勢標(biāo)幺值，一般取0.9；為電動機(jī)次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值，一般取0.17；為電動機(jī)短路電流沖擊系數(shù)，一般高壓電動機(jī)取1.41.6，低壓電動機(jī)取1.0； 系統(tǒng)等值電抗的估算， 為系統(tǒng)分界母線處的短路容量（有時用該處斷路器額定斷流容量代替）. 短路時母線殘壓的計算電網(wǎng)中發(fā)生三相短路時，短路點的電壓降為零，短路點附近的

30、電壓也大為降低。為分析短路時電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)或因繼電保護(hù)整定計算的要求，需要計算系統(tǒng)中某點在短路時的電壓（殘壓） 為由短路點算起到系統(tǒng)某點的電抗標(biāo)幺值；低壓側(cè)三相短路電流計算系統(tǒng)圖3 低壓側(cè)三相短路電流計算系統(tǒng)表5 低壓側(cè)三相短路電流計算一覽表短路點（KA）（KA）（KA）（MVA）d1、9148.81344.67162.2102.98d2 27.1861.1329.6318.81d3 85.41192.0993.159.1d420.1345.2721.9412.66d5117.35263.92127.9181.21d610.3523.2811.287.17d78.3718.829.125.

31、79d833.6575.6836.6823.28備注：（1）-為三相短路時周期分量的有效值，用來作為推算其它各短路電流計算量的基本依據(jù)。（2）-為三相短路電流的穩(wěn)態(tài)有效值，用來校驗電器和電路中載流部件的熱穩(wěn)定性。（3）-為次暫態(tài)短路電流，用來作繼電保護(hù)的整定計算和校驗斷路器的額定斷流量。(4）-為三相短路后第一周期內(nèi)短路電流（指最嚴(yán)重情況下的最嚴(yán)重相的第一周期的電流峰值）的有效值，用來校驗電器設(shè)備的動穩(wěn)定性，有時也用作校驗斷路器的額定斷流量。（5）-為三相短路沖擊電流（指最嚴(yán)重短路情況下，三相短路電流中最嚴(yán)重相的第一周期的電流峰值），用來校驗電器設(shè)備和母線的動穩(wěn)定性。（6）-為次暫態(tài)三相短路容

32、量，用來校驗斷路器的遮斷能力。（7）-為電動機(jī)的反饋沖擊電流（8）-為考慮了電動機(jī)的反饋電流后短路電流的沖擊值7 變電所二次回路設(shè)計及繼電保護(hù)整定 二次回路是指用來控制、指示、監(jiān)測和保護(hù)一次回路運(yùn)行的電路，包括控制系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)及繼電保護(hù)和自動化系統(tǒng)等。二次回路在工廠供電系統(tǒng)雖是其一次設(shè)備的輔助系統(tǒng)，但它對一次的電路的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行有著十分重要的作用，因此必須予以充分的重視。各工序主要用電設(shè)備均采用現(xiàn)場及DCS（Distributed Control System）兩地控制，現(xiàn)場操作柱要有電流顯示，轉(zhuǎn)換開關(guān)，開停按鈕，電動機(jī)容量>110KW 時，采用數(shù)字式軟起動柜

33、進(jìn)行減壓起動.DCS系統(tǒng)給每臺電機(jī)開車及停車兩個信號，電氣給DCS兩個信號，一個運(yùn)行信號，一個電機(jī)保護(hù)器420mA輸出信號。DCS是分散控制系統(tǒng)（Distributed Control System）的簡稱，國內(nèi)一般習(xí)慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計算機(jī)（Computer）、通訊（Communication）、顯示（CRT）和控制（Control）等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級管理、配置靈活、組態(tài)方便。DCS具有以下特點： （1）高可靠性 由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機(jī)上實現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計，

34、因此某一臺計算機(jī)出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺計算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對需要實現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計算機(jī)，從而使系統(tǒng)中每臺計算機(jī)的可靠性也得到提高。（2）開放性 DCS采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計，系統(tǒng)中各臺計算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信，實現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時，可將新增計算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計算機(jī)的工作。（3）靈活性 通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測量與控制信號及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和

35、報警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。采用JDB系列電動機(jī)綜合保護(hù)器，主要是解決電機(jī)的過電流、過電壓及斷相時的保護(hù)問題。主要技術(shù)是通過電子元件對三相交流電進(jìn)行檢測及控制，當(dāng)出現(xiàn)過電流、過電壓及斷相故障時自動對電機(jī)斷電而施以保護(hù)。對大功率電機(jī)采用數(shù)字軟啟動器進(jìn)行降壓啟動，軟起動器是一種用來控制鼠籠型異步電動機(jī)的新設(shè)備，集電機(jī)軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。 運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不 

36、同的要求而變化，就可實現(xiàn)不同的功能。軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處是：（1）無沖擊電流。軟起動器在起動電機(jī)時，通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)起動電流從零線性上升至設(shè)定值。對電機(jī)無沖擊，提高了供電可靠性，平穩(wěn)起動，減少對負(fù)載機(jī)械的沖擊轉(zhuǎn)矩，延長機(jī)器使用壽命。（2）有軟停車功能，即平滑減速，逐漸停機(jī)，它可以克服瞬間斷電停機(jī)的弊病，減輕對重載機(jī)械的沖擊，避免高程供水系統(tǒng)的水錘效應(yīng)，減少設(shè)備損壞。（3）起動參數(shù)可調(diào)，根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級調(diào)整至最佳的起動電流 多數(shù)軟起動器在晶閘管兩側(cè)有旁路接觸器觸頭，其優(yōu)點是：（1）在電機(jī)運(yùn)行時可以避免軟起動器產(chǎn)生的諧波（2）軟起動的晶

37、閘管僅在起動停車時工作，可以避免長期運(yùn)行使晶閘管發(fā)熱，延長了使用壽命。（3）一旦軟起動器發(fā)生故障，可由旁路接觸器作為應(yīng)急備用圖5電動機(jī)綜合保護(hù)器的電機(jī)控制二次回路接線圖圖4數(shù)字式軟啟動柜減壓啟動二次回路接線圖7.1 繼電保護(hù)的任務(wù)(1) 故障時作用于跳閘。電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路等故障時，作用于前方最近的斷路器，使之迅速跳閘，切除故障部分，恢復(fù)系統(tǒng)其它部分的正常運(yùn)行，同時發(fā)出信號，提醒運(yùn)行值班人員及時處理事故。（2）異常時發(fā)出信號。電力系統(tǒng)出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)如過負(fù)荷或故障苗頭時，發(fā)出報警信號，提醒運(yùn)行值班人員及時處理，以免發(fā)展為故障。7.2 繼電保護(hù)的要求可靠性；選擇性；靈敏性；速動性。7.3 繼電保

38、護(hù)裝置的操作電源繼電保護(hù)裝置常用的操作電源采用鎘鎳蓄電池組直流操作電源。鎘鎳蓄電池組的優(yōu)點：不受供電系統(tǒng)運(yùn)行情況的影響，工作可靠，大電流放電性能好，使用壽命長，腐蝕性小，投資少，運(yùn)行維護(hù)簡便。7.4 常用繼電保護(hù)的結(jié)線及整定計算 常用繼電保護(hù)的結(jié)線A. 定時限過電流保護(hù)的結(jié)線圖6定時限過電流保護(hù)的結(jié)線圖中QF -斷路器 TA-電流互感器 KA-DL型電流繼電器KM-DZ型中間繼電器 YR-跳閘線圈 KT-DS型時間繼電器 KS-DX型信號繼電器B. 電流速斷保護(hù)的結(jié)線圖7電流速斷保護(hù)的結(jié)線圖QF -斷路器 TA-電流互感器 KA-DL型電流繼電器KM-DZ型中間繼電器 YR-跳閘線圈 繼電保護(hù)

39、的整定計算公式A. 過電流保護(hù)動作電流整定計算公式 式中，為保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，對DL型電流繼電器取1.2，對GL型電流繼電器取1.3；為保護(hù)裝置的結(jié)線系數(shù)，對兩相兩繼電器式結(jié)線取1，對兩相一繼電器式結(jié)線取；為保護(hù)裝置的返回系數(shù)，一般取0.8或0.85；Ki為電流互感器變流比；為線路或變壓器的最大負(fù)荷電流。B. 速斷電流整定計算公式 式中為線路末端的最大短路電流7.5 車間變壓器的保護(hù)配置過電流保護(hù)-防御內(nèi)外部相間短路及作后備保護(hù)；電流速斷保護(hù)-防御內(nèi)外部引線短路；瓦斯保護(hù)-防御內(nèi)部匝間故障，油面降低；過負(fù)荷保護(hù)-監(jiān)視變壓器的過負(fù)荷；溫度保護(hù)-監(jiān)視變壓器油溫升高和冷卻系統(tǒng)得故障；8 變電所防雷和接地設(shè)計8.1 變電所的防雷保護(hù)本工程主要廠房為二類防雷建筑物，