某起重機(jī)械廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì).

1、摘 要 本文敘述了一個(gè)起重機(jī)械廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)首先根據(jù)廠方給定的全廠各車(chē)間電氣設(shè)備容量等來(lái)進(jìn)行電力負(fù)荷計(jì)算，然后根據(jù)對(duì)計(jì)算負(fù)荷的分析選定各車(chē)間變電所的變壓器型號(hào)及其聯(lián)接組別，在設(shè)計(jì)中根據(jù)本廠供電電源和廠供電要求進(jìn)行架空線路的選擇，根據(jù)電力部門(mén)對(duì)工廠功率因數(shù)的要求計(jì)算出需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率并以此選擇相應(yīng)的補(bǔ)償電容器。然后對(duì)線路設(shè)定短路點(diǎn)進(jìn)行短路電流的計(jì)算作為各設(shè)備的選型依據(jù)?？紤]到對(duì)變壓器的保護(hù)在設(shè)計(jì)中對(duì)變壓器設(shè)置了以下繼電保護(hù)：瓦斯保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。 最后給出了該廠變配電所的主接線圖和所需要的設(shè)備匯總。 關(guān)鍵詞：電力負(fù)荷計(jì)算、無(wú)功補(bǔ)償、短路電流計(jì)算、繼電保護(hù)

2、1 前言1.1 工廠供電的意義及設(shè)計(jì)要求電能是現(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(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送和分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。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(guò)程自動(dòng)化。因此，做好工廠供電工作對(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

3、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(guó)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(guó)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)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(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益

4、，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車(chē)間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，接合國(guó)家供電情況，解決對(duì)各部門(mén)的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問(wèn)題，其基本內(nèi)容有以下幾方面。1.2.1 負(fù)荷計(jì)算全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車(chē)間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的?？紤]車(chē)間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果。1.2.2 工廠總降壓變電所的位置和變壓器的臺(tái)數(shù)及容量選擇參考電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，接合全廠計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓

5、器的臺(tái)數(shù)和容量。1.2.3 工廠總降壓變電所主接線設(shè)計(jì)根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級(jí)別和計(jì)算負(fù)荷綜合主變壓器臺(tái)數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對(duì)它的基本要求，即要安全可靠又要靈活經(jīng)濟(jì)、安裝容易、維修方便。1.2.4 廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)廠內(nèi)負(fù)荷情況，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負(fù)荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置方案，由不同方案的可靠性、電壓損失、基建投資、年運(yùn)行費(fèi)用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線路接構(gòu)與敷設(shè)方式設(shè)計(jì)。 1.2.5工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算工廠用電，通常為國(guó)家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電

6、網(wǎng)容量，皆可按無(wú)限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。由系統(tǒng)不同運(yùn)行方式下的短路參數(shù)，求出不同運(yùn)行方式下各點(diǎn)的三相及兩相短路電流。1.2.6 改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)按負(fù)荷計(jì)算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過(guò)查表或計(jì)算求出達(dá)到供電部門(mén)要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功率。由手冊(cè)或產(chǎn)品樣本選用所需移相電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。1.2.7 變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對(duì)應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器設(shè)備，如隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備。1.2.8 變電所防雷裝置設(shè)計(jì)參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計(jì)防雷接地裝置。進(jìn)行防直擊的避雷針保

7、護(hù)范圍計(jì)算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計(jì)算，按避雷器的基本參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號(hào)，并確定其接線部位。對(duì)接地和接地體做具體的理解。2 負(fù)荷計(jì)算2.1 用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)由于設(shè)備臺(tái)數(shù)比較多，而單臺(tái)設(shè)備容量相差不大所以采用需要系數(shù)法確定。 本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法，其計(jì)算負(fù)荷的有關(guān)公式：（1）一組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷（kW）：無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（kvar）：視在計(jì)算負(fù)荷（kVA)：計(jì)算電流（A）： 式中 為用電設(shè)備所在電網(wǎng)的額定電壓（kV）（2）多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷對(duì)車(chē)間干線，可取0.95，0.97。對(duì)低壓母線，分兩種情況：由用電設(shè)備

8、組計(jì)算負(fù)荷相加來(lái)計(jì)算時(shí)，可取0.90，0.95；由車(chē)間干線計(jì)算負(fù)荷相加來(lái)計(jì)算時(shí)，可取0.95，0.97。總的有功計(jì)算負(fù)荷：總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：總的視在計(jì)算負(fù)荷：總的計(jì)算電流：2.2 各車(chē)間計(jì)算負(fù)荷確定以第一鉚焊車(chē)為例計(jì)算： 其它車(chē)間同理可得，計(jì)算結(jié)果列表如下：表2.1 全廠各車(chē)間電氣設(shè)備及車(chē)間變電所負(fù)荷計(jì)算表（380V側(cè)）序號(hào)車(chē)間名稱(chēng)Pe/kWKdCos補(bǔ)償前負(fù)荷計(jì)算 Pc/kWQc/kvarSc/kV·AIc/A1第一鉚焊車(chē)間7800.450.75351.00 309.55 468.00 711.05 2第二鉚焊車(chē)間6500.450.75292.50 257.96 390.00 5

9、92.54 3第三鉚焊車(chē)間5500.450.75247.50 218.27 330.00 501.38 4精加工車(chē)間4560.380.7173.28 176.78 247.54 376.10 5橫梁車(chē)間8800.450.65396.00 462.98 609.23 925.63 6油漆車(chē)間3300.450.75148.50 130.96 198.00 300.83 7檢測(cè)車(chē)間2400.30.872.00 54.00 90.00 136.74 8組裝車(chē)間4400.350.75154.00 135.82 205.33 311.97 9綜合車(chē)間3400.30.7102.00 104.06 145.7

10、1 221.39 10綜合樓2450.750.85183.75 113.88 216.18 328.45 2.3總配電所和車(chē)間變電所數(shù)量的確定（一）高壓配電所的確定 該起重機(jī)械廠屬于大中型用戶，設(shè)一個(gè)高壓配電所。（二）車(chē)間變電所的確定 一般情況下每個(gè)車(chē)間均單獨(dú)設(shè)立自己變電所，對(duì)負(fù)荷不大的車(chē)間是否設(shè)立自己變電所，應(yīng)視負(fù)荷大小與鄰近可向其供電的車(chē)間的距離而定。（1）負(fù)荷容量315 kVA，不論距離遠(yuǎn)近，均應(yīng)單獨(dú)設(shè)立變電所；（2）共設(shè)變電所情況： 負(fù)荷容量在160 kVA以下，從供電點(diǎn)到負(fù)荷中心的最大距離不超過(guò)300m； 負(fù)荷容量在160250 kVA之間，從供電點(diǎn)到負(fù)荷中心的最大距離不超過(guò)230m

11、； 負(fù)荷容量在250315 kVA之間，從供電點(diǎn)到負(fù)荷中心的最大距離不超過(guò)175m。 從表2-1可以看出有四個(gè)車(chē)間的視在功率大于315 kVA，考慮到綜合樓單獨(dú)設(shè)立變電所，所以設(shè)五個(gè)車(chē)間變電所。表2-2 車(chē)間變電所劃分車(chē)間變電所車(chē)間名稱(chēng)標(biāo)號(hào)NO1第一鉚焊車(chē)間D1組裝車(chē)間D2NO2第二鉚焊車(chē)間D3精加工車(chē)間D4NO3橫梁車(chē)間D5檢測(cè)車(chē)間D6NO4第三鉚焊車(chē)間D7油漆車(chē)間D8綜合車(chē)間D9NO5綜合樓D10 （三） 所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)配電圖圖2-1 系統(tǒng)配電圖2.4各車(chē)間變電所負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償 2.4.1 以第一車(chē)間變電所來(lái)計(jì)算求解： （1） 確定D1、D2點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷，見(jiàn)表2-3.表2-3 計(jì)算點(diǎn)

12、D1、D2的負(fù)荷計(jì)算點(diǎn)Pe/kWKdCos計(jì) 算 負(fù) 荷Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/AD1780 0.45 0.75 351.00 309.55 468.00 711.05 D2440 0.35 0.75 154.00 135.82 205.33 311.97 （2） 確定C1點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷由于本設(shè)計(jì)中要求功率因數(shù)應(yīng)不低于0.92，所以先需要求各車(chē)間變電所自然功率因數(shù)：，如果就需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。本設(shè)計(jì)中取，在低壓母線上設(shè)置無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償。取，取。補(bǔ)償前負(fù)荷計(jì)算： <0.92補(bǔ)償容量計(jì)算： 因此選用方案號(hào)為RC360F的大容量無(wú)功補(bǔ)償柜進(jìn)行補(bǔ)償，其補(bǔ)償容量為。補(bǔ)償后負(fù)

13、荷計(jì)算：，滿足要求。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-4.表2-4 計(jì)算點(diǎn)C1的負(fù)荷計(jì)算點(diǎn)Pc/kWQc/kvar同時(shí)系數(shù)Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/Acos補(bǔ)償前C1505.00 522.22 kP=0.95kQ=0.97479.75 506.55 697.68 1060.01 0.69 補(bǔ)償量-360.00 補(bǔ)償后C1479.75 146.55 501.64 762.16 0.96 （3） 確定B1點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷 B1點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷等于C1點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷加上變壓器T1的功率損耗，即：；根據(jù)C1點(diǎn)的視在計(jì)算負(fù)荷，故選擇S11-M-800/10型的變壓器，變壓器額定容量，查表得。變壓器功率損耗：B1點(diǎn)的

14、負(fù)荷計(jì)算：計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-5.表2-5 計(jì)算點(diǎn)B1的負(fù)荷計(jì)算點(diǎn)變壓器功率損耗高壓側(cè)（10kV）cosPO/kWPk/kWI0%Uk%PT/kWQT/kvarPc/kWQc/kvarSc/kVAIc/AB10.987.50.94.53.93 7.2483.68 153.75 507.53 29.3 0.95 同理可得其他車(chē)間變電所負(fù)荷情況。2.4.2 其余變電所計(jì)算負(fù)荷情況：表2-6 計(jì)算點(diǎn)D3D10的負(fù)荷車(chē)間變電所計(jì)算點(diǎn)Pe/kWKdCos計(jì) 算 負(fù) 荷Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/ANO2D3650 0.45 0.75 292.50 257.96 390.00 592.54 NO

15、2D4456 0.38 0.70 173.28 176.78 247.54 376.10 NO3D5880 0.45 0.65 396.00 462.98 609.23 925.63 NO3D6240 0.30 0.80 72.00 54.00 90.00 136.74 NO4D7550 0.45 0.75 247.50 218.27 330.00 501.38 NO4D8330 0.45 0.75 148.50 130.96 198.00 300.83 NO4D9340 0.30 0.70 102.00 104.06 145.71 221.39 NO5D10245 0.75 0.85 183

16、.75 113.88 216.18 328.45 表2-7 計(jì)算點(diǎn)C2C5的負(fù)荷計(jì)算點(diǎn)Pc/kWQc/kvar同時(shí)系數(shù)Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/Acos補(bǔ)償前C2465.78 434.74 kP=0.95kQ=0.97442.49 421.70 611.25 928.70 0.72 補(bǔ)償量-240補(bǔ)償后C2442.49 181.70 478.34 726.77 0.93 補(bǔ)償前C3468.00 516.98 kP=0.95kQ=0.97444.60 501.47 670.18 1018.23 0.66 補(bǔ)償量-360補(bǔ)償后C3444.60 141.47 466.56 708.8

17、7 0.95 補(bǔ)償前C4498.00 453.30 kP=0.95kQ=0.97473.10 439.70 645.88 981.31 0.73 補(bǔ)償量-240補(bǔ)償后C4473.10 199.70 513.52 780.21 0.92 補(bǔ)償前C5183.75 113.88 kP=1kQ=1183.75 113.88 216.18 328.45 0.85 補(bǔ)償量-45 補(bǔ)償后C5183.75 68.88 196.24 298.15 0.94 表2-8 計(jì)算點(diǎn)B2B5的負(fù)荷計(jì)算點(diǎn)變壓器功率損耗高壓側(cè)（10kV）cosPO/kWPk/kWI0%Uk%PT/kWQT/kvarPc/kWQc/kvarS

18、c/kVAIc/AB20.987.50.94.53.66 7.2446.15 188.90 484.49 27.97 0.92 B30.987.50.94.53.53 7.2448.13 148.67 472.15 27.26 0.95 B40.987.50.94.54.07 7.2477.17 206.90 520.10 30.03 0.92 B50.483.651.10.41.90 3.465185.65 72.35 199.24 11.50 0.93 2.5 工廠總負(fù)荷計(jì)算（計(jì)算點(diǎn)A） 2.6各變電所變壓器選擇情況同第一變電所計(jì)算，在確定B1點(diǎn)時(shí)已經(jīng)選擇了變壓器型號(hào)，同理求得其余變電所變

19、壓器型號(hào)選擇見(jiàn)表2-9。表2-9 各車(chē)間變壓器選擇情況車(chē)間變電所型號(hào)額定電壓/kV連接組別損耗/kW空載電流（%）阻抗電壓（%）高壓低壓空載短路NO1S11-M-800/10100.4Dyn110.987.50.94.5NO2S11-M-800/10100.4Dyn110.987.50.94.5NO3S11-M-800/10100.4Dyn110.987.50.94.5NO4S11-M-800/10100.4Dyn110.987.50.94.5NO5S11-M-315/10100.4Dyn110.483.651.10.42.7 各車(chē)間變電所無(wú)功補(bǔ)償柜選擇情況 同第一變電所計(jì)算，在確定C1點(diǎn)計(jì)算

20、負(fù)荷時(shí)，已經(jīng)做了無(wú)功補(bǔ)償，故在此用同樣的方法可以計(jì)算其余變電所的無(wú)功補(bǔ)償情況，見(jiàn)表2-10.表2-10 無(wú)功補(bǔ)償柜選擇車(chē)間變電所無(wú)功功率補(bǔ)償柜方案號(hào)補(bǔ)償容量NO1RC360F360kvarNO2RC240F240kvarNO3RC360F360kvarNO4RC240F240kvarNO5CLMD5345kvar3 變配電所主接線方案的設(shè)計(jì)3.1 方案論證方案一：10kV雙電源進(jìn)線單母線接線，0.4kV側(cè)單母線接線。該接線方式對(duì)于用戶的變壓器總?cè)萘坑兴拗?，地?biāo)規(guī)定，當(dāng)變壓器總?cè)萘吭?00kVA時(shí)，10kV可采用單母線接線，0.4kV側(cè)采用單母線分段接線。如下圖3-1所示：圖3-1 方案一圖方

21、案二：10kV雙電源進(jìn)線單母線分段接線，0.4kV側(cè)單母線分段接線，。該方案可以采用兩路電源同時(shí)運(yùn)行的運(yùn)行方式，也可以采用一路運(yùn)行，另一路備用的運(yùn)行方式，運(yùn)行方式交靈活，供電可靠性和運(yùn)行靈活性高于方案一。如下圖3-2所示：圖3-2 方案二圖方案三：10kV 母線分三段接線，0.4kV側(cè)單母線分段接線。正常運(yùn)行方式下，三路電源三段母線同時(shí)運(yùn)行，供電可靠性較高，但投資也較大。 圖3-3 方案三圖綜上比較，最后選定方案二為主接線圖。3.2 主接線圖本設(shè)計(jì)選用XGN系列的高壓開(kāi)關(guān)柜和GGD系列的低壓開(kāi)關(guān)柜。圖3-4 變壓器一次側(cè)電氣主接線圖圖3-5 變壓器二次側(cè)電氣主接線圖4 短路計(jì)算4.1 短路電流

22、計(jì)算的目的及方法短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。對(duì)于工廠供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)

23、的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱(chēng)有名單位制法）和標(biāo)幺值法（又稱(chēng)相對(duì)單位制法）。4.2 短路電流計(jì)算本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算.繪制短路計(jì)算電路如圖4-1所示：圖4-1 短路計(jì)算電路4.2.1 供配電系統(tǒng)中各主要元件電抗標(biāo)么值（1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值。電力系統(tǒng)電抗，可由系統(tǒng)的短路容量求取最大運(yùn)行方式下：最小運(yùn)行方式下：（2）電力變壓器的電抗標(biāo)么值。電力變壓器的電抗值可由其短路電壓近似的計(jì)算，即 式中，為變壓器的額定容量。（3）電力線路的電抗標(biāo)么值 4.2.2 具體計(jì)算（1）確定基準(zhǔn)值。取Sd=100MVA，Uc1=

24、10.5 kV，Uc2=0.4 kV，則 （2）計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值電力系統(tǒng)電抗標(biāo)么值最大運(yùn)行方式 最小運(yùn)行方式 雙回線架空線標(biāo)么值最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式 短路等效電路如圖所示，圖上標(biāo)出各元件序號(hào)和電抗標(biāo)么值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。（系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)）圖4-2 短路計(jì)算等效電路4.2.3 求k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)么值最大運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式： 短路電流周期分量有效值最大運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式： 其他三相短路電流最大運(yùn)行方式： 最小運(yùn)行方式： 三相短路容量最大運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式： 4.2.4 求k-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電

25、流和短路容量 總電抗標(biāo)么值 最大運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式： 短路電流周期分量有效值最大運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式： 其他三相短路電流最大運(yùn)行方式： 最小運(yùn)行方式： 三相短路容量最大運(yùn)行方式：最小運(yùn)行方式：短路計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-1：表4-1 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)總電抗標(biāo)么值三相短路電流/kA兩相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-1點(diǎn)最大運(yùn)行方式1.294.264.2610.866.4336977.52最小運(yùn)行方式2.492.22.26.613.3221.9140.16k-2點(diǎn)最大運(yùn)行方式6.91520.8720.8747.1727.3418.0814.46最小運(yùn)行方式8.11517.7917.79

26、40.2123.3015.4012.325 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)5.1 10kV一次側(cè)設(shè)備選擇 10kV側(cè)計(jì)算電流為初步選擇10kV高壓斷路器型號(hào)為：ZN28A-12。 10kV側(cè)短路沖擊電流為短路電流熱效應(yīng)假想時(shí)間為同理可得隔離開(kāi)關(guān)GN30-10/400-12.5驗(yàn)證也合格。 表5-1 10kV電源進(jìn)線側(cè)一次設(shè)備選擇與校驗(yàn) 選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度I2tima結(jié)論安裝地點(diǎn)的電氣條件參數(shù)UNICIK(3)i(3)sh數(shù)據(jù)10kV120.6A10.86KA10.89設(shè)備型號(hào)規(guī)格參數(shù)UNINIocImaxI2t真空斷路器ZN28A-1212kV630A20KA50KA1600合格

27、隔離開(kāi)關(guān)GN30-10/400-12.512kV400A12.5KA31.5KA625合格從表知，結(jié)果全部合格，因此所選高壓斷路器符合要求。5.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 低壓側(cè)開(kāi)關(guān)柜選擇GGD2型，對(duì)于五個(gè)車(chē)間變電所，補(bǔ)償后低壓側(cè)C1、C2、C3、C4和C5最大的計(jì)算電流為1060.01A,所以選擇GGD2-A接線即可。 表5-2 GGD開(kāi)關(guān)柜電氣參數(shù) 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如表5-3所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。 表5-3 380V一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)態(tài)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V860A37.86kA41.3kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)

28、低壓斷路器DW15-1000/3D380V1000A40kA-低壓斷路器DW20-630380V630A（大于）30KA(一般)-低壓斷路器DW20-200380V200A（大于）25 kA-低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1000/30380V1000A-電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A-電流互感器LMZ1-0.5500V100/5A160/5A-6 供配電線路的選擇6.1 10kV高壓進(jìn)線的選擇 采用架空線。 （1）選擇經(jīng)濟(jì)截面 變壓器一次側(cè)計(jì)算電流,按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，因年最大負(fù)荷利用小時(shí)為5000小時(shí)，查表得（鋼芯鋁絞線）則 因?yàn)橛?jì)算值一般比實(shí)際值偏大，因此選用LGJ-9

29、5型鋼芯鋁絞線。 （2）根據(jù)發(fā)熱條件校驗(yàn) 根據(jù)附表29知，LGJ-95在室外溫度為25時(shí)的允許載流量為335A>133.37A,滿足發(fā)熱條件。 （3）機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn) 根據(jù)附表26知，10KV架空鋁絞線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為,因此所選的截面積也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。6.2 低壓側(cè)母線選擇采用矩形銅母線，選擇BV型塑料線（）。表6-1 低壓側(cè)母線選擇車(chē)間變電所Ic/A芯線截面/×每相銅排數(shù)每相載流量/Aa1/o/o'/KIa1/ANO1762.1650*518607525330.92 788.20 NO2726.7750*518607525330.92 788.20 NO3708.

30、8750*518607525330.92 788.20 NO4780.2150*518607525330.92 788.20 NO5298.1530*414757626340.92 435.34 從上表可以看出，所以每個(gè)車(chē)間變電所的低壓母線就按照上表數(shù)據(jù)選擇。7 常用繼電保護(hù)及整定計(jì)算以第一車(chē)間變電所為例計(jì)算： 圖7-1 過(guò)電流保護(hù)原理示意圖 7.1 QF處設(shè)置定時(shí)限過(guò)電流保護(hù) 變壓器的最大負(fù)荷電流取Krel=1.2，Kre= 0.85，Ki=1505=30，故動(dòng)作電流，動(dòng)作電流整定為5A。查附錄表44，選用DL-31/6型繼電器，動(dòng)作電流整定為5A。 檢驗(yàn)靈敏度：變壓器低壓母線的最小兩相短路

31、電流用于校驗(yàn)保護(hù)靈敏度線路，變壓器低壓母線最小兩相短路電流反映到高壓側(cè)的電流值為（變壓器連接組別為Dyn11）靈敏度：，滿足要求。7.2 QF處電流速斷保護(hù)整定計(jì)算電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流（速斷電流）Iqb應(yīng)躲過(guò)它所保護(hù)的變壓器低壓母線的三相短路電流，即 變壓器低壓母線最大三相短路電流反映到高壓側(cè)的電流值為 檢驗(yàn)靈敏度：采用變壓器高壓側(cè)的最小兩相短路電流校驗(yàn)電流速斷保護(hù)的靈敏度，即 ，滿足要求。7.3 ，處動(dòng)作時(shí)間的整定 過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間的整定應(yīng)該按“階梯原則”整定，以保護(hù)前后兩級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，也就是處的動(dòng)作時(shí)間比處最長(zhǎng)的動(dòng)作時(shí)間大一個(gè)時(shí)間級(jí)差。由于是定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，所以利用時(shí)間繼

32、電器直接整定。取處整定時(shí)間為，取取處整定時(shí)間為。8 防雷和接地8.1 車(chē)間變電所的防雷保護(hù)一般35KV及以下變、配電所的直擊雷需用獨(dú)立避雷針保護(hù)。獨(dú)立避雷針的設(shè)置要求：（1）獨(dú)立避雷針與被保護(hù)物之間應(yīng)保持一定的距離，以免避雷針上落雷時(shí)造成對(duì)保護(hù)物的反擊。避雷針對(duì)被保護(hù)物不發(fā)生反擊的最小距離Sa應(yīng)滿足下式的要求： 式中，Rsh為獨(dú)立避雷針的沖擊接地電阻；h為獨(dú)立避雷針校驗(yàn)高度；（2）獨(dú)立避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立的接地電阻，工頻接地電阻不宜大于10。獨(dú)立避雷針的接地裝置與被保護(hù)物的接地間最小允許的距離式中，Se為地中距離，一般不應(yīng)小于3m。 （3）獨(dú)立避雷針不宜設(shè)在人經(jīng)常通行的地方。故各車(chē)間變電所采用單支

33、避雷針保護(hù)。 避雷針在地面上的保護(hù)半徑r=1.5h，如被保護(hù)物的高度為時(shí)，在水平面上的保護(hù)半徑按下列公式計(jì)算：當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，式中P為考慮到針太高時(shí)保護(hù)半徑不成比例而應(yīng)減小的系數(shù)。當(dāng)h30m時(shí)，p=1；當(dāng)30h120m時(shí)，。H：避雷針的高度；：被保護(hù)物的高度；：避雷針在高度水平面上的保護(hù)半徑；設(shè)該車(chē)間變電所的高度=10m ；避雷針高度h=30m；則避雷針保護(hù)的半徑=（30-10）×1=20m 。8.2 接地保護(hù) 在電力系統(tǒng)中有兩類(lèi)接地保護(hù)方式：一類(lèi)為中性點(diǎn)接地，即大電流接地系統(tǒng)；另一類(lèi)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，即小電流接地系統(tǒng)。為保證電氣設(shè)備的正常工作和工作人員的安全，車(chē)間變壓器采用中性點(diǎn)直

34、接接地的方式，即工作接地。其它配電設(shè)備與電器采用接零保護(hù)，即將設(shè)備的金屬外殼接到零線上；另外還需重復(fù)接地保護(hù)，這樣當(dāng)線路發(fā)生碰殼或接地短路時(shí)，可以降低零線對(duì)地電壓，使人身避免觸電危險(xiǎn)。 （1）接地電阻的計(jì)算10KV配電系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，過(guò)電壓保護(hù)規(guī)程中規(guī)定獨(dú)立避雷針的沖擊接地電阻應(yīng)不大于10。初步考慮采用三相放射式的復(fù)式接地裝置，每支水平射線長(zhǎng)10m，射線用40×4的扁鋼，每支水平射線上焊三支垂直接地體，垂直接地體半徑為50mm，長(zhǎng)為2m的鐵管。 （2）試校驗(yàn)次接地體裝置能否符合要求：?jiǎn)胃怪苯拥氐墓ゎl為：水平接地體的工頻接地電阻為：式中A查資料為0.867，埋深h=1m，扁鋼等值直徑為2