工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計方案書1

1、工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計方案書摘 要 工廠供電系統(tǒng)就是將電力系統(tǒng)的電能降壓再分配電能到各個廠房或車間中去，它由工廠降壓變電所，高壓配電線路，車間變電所，低壓配電線路及用電設(shè)備組成。工廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計，是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結(jié)合國家供電情況.解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟技術(shù)的分配電能問題。其基本內(nèi)容有以下幾方面：進線電壓的選擇, 變配電所位置的電氣設(shè)計, 短路電流的計算及繼電保護, 電氣設(shè)備的選擇,車間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇, 防雷接地裝置設(shè)計等.目 錄第一章 緒論.(1)第二章 工廠進線電壓的選擇.(2) 2.1電壓損耗的條件.(

2、2) 2.2機械廠設(shè)計基礎(chǔ)資料.(2) 2.3工廠常用架空線路裸導線型號及選擇.(3) 2.4方案初定及經(jīng)濟技術(shù)指標的分析.(4)第三章 變配電所位置的電氣設(shè)計.(7)3.1變配電所所址選擇的一般原則.(7)3.2結(jié)合方案要求設(shè)計位置圖.(7)第四章 短路電流的計算及繼電保護.(8) 4.1 短路電流的計算.(8) 4.2繼電器保護的整定. (11)第五章 電氣設(shè)備的選擇.(12)第六章 車間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇.(13)第七章 防雷.(14) 7.1防雷設(shè)備. (14) 7.2防雷措施. (14)第八章 接地. (15)致謝 (16)參考文獻 (16)附圖143第一章 緒論工廠

3、供電，即指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電.電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和核心動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應(yīng)用極為廣泛。在企業(yè)工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)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(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，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞

4、動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。 可見，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)自動化生產(chǎn)，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)約對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(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)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并確實做好節(jié)能環(huán)保工作，就必須達到以下基本要求：（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)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。

5、（3） 優(yōu)質(zhì)： 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求（4） 經(jīng)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(yīng)合理地處理局部和全局、當前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)社會的發(fā)展。為了保證工廠供電的正常運轉(zhuǎn)，就必須要有一套完整的保護，監(jiān)視和測量裝置。目前多以采用自動裝置，將計算機應(yīng)用到工廠配電控制系統(tǒng)中去。工廠供電設(shè)計的一般原則按照國家標準GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、GB50053-94 10kv及以下設(shè)計規(guī)范、GB50054-95 低壓配電設(shè)計規(guī)范等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)計必須遵循

6、以下原則：（1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。（2） 安全可靠、先進合理；應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進和經(jīng)合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。（3） 近期為主、考慮發(fā)展；應(yīng)根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠近結(jié)合，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(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供

7、電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要第二章 工廠進線電壓的選擇2.1 電壓損耗條件 導線和電纜在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過其正常運行時允許的電壓損耗。即設(shè)計線路時，高壓配電線路的電壓損耗一般不超過線路額定電壓的5%。對于輸電距離較長或負荷電流較大的線路，必須按工廠設(shè)計的基礎(chǔ)資料來選擇或校驗。電壓損耗：電壓損耗UAC%= P(Rol)+Q(Xol)10UN2 式中，UAC%線路實際的電壓損耗； P、Q干線上總的有功負荷和無功負荷；l線路的長度；Ro、Xo線路單位長度的電阻和電抗；UN線路的額定電壓。對于架空線路可取Xo=0

8、.4/km.2.2機械廠設(shè)計基礎(chǔ)資料機械廠東北方向6KM處有一地區(qū)降壓變電所，用一臺110/35/10KV，1*25MV.A的變壓器作為工廠主電源，允許用35KV或10KV的一種電壓，以一回架空線向工廠供電。此處正北方向有其他工廠引入10KV電纜作為備用電源，平時不準投入，只有在該廠的主供電源發(fā)生故障或檢修時提供照明及部分重要負荷用電，輸送容量不得超過1000KV.A。35KV側(cè)系統(tǒng)的最大三相短路容量為1000MV.A，最小三相短路容量為500MV.A。供電部門對功率因數(shù)的要求：當以35KV供電時，cos=0.9;當以10KV供電時，cos=0.95。表1配電計量點名稱設(shè)備臺數(shù)n設(shè)備容量nP計

9、算有功功率Pis計算無功功率Qjs計算視功功率Sojs計算電流Iis功率因數(shù)costan平均有功功率Ppj平均無功功率Qpj有功功率損耗Pb無功功率損耗Qb變壓器容量Seb一車間7014194701835067700.930.393451381050630二車間177222361241674411300.820.685123481574800三車間194251173548789613600.820.676284201889.61000鍛工車間37175592027695714520.960.363219019961000 機修車間 8112894961295107750.920.2640010

10、41051630空壓鍋爐煤氣45126685416887213740.980.563312517871000全廠總負荷6041046340871659448568113159132589447.65000配電計量點名稱設(shè)備臺數(shù)n設(shè)備容量nP計算有功功率Pis計算無功功率Qjs計算視功功率Sojs計算電流Iis功率因數(shù)costan平均有功功率Ppj平均無功功率Qpj有功功率損耗Pb無功功率損耗Qb變壓器容量Seb2.3工廠常用架空線路裸導線型號及選擇 鋁絞線（LJ）。戶外架空線路采用的鋁絞線導電性能好，重量輕，對風雨作用的抵抗力強，但對化學腐蝕作用的抵抗力較差，多用在10KV及以下線路上，其桿距

11、不超過100125m。鋼芯鋁絞線（LGJ）。此種導線的外圍用鋁線，中間線芯用鋼線，解決了鋁絞線機械強度差的缺點。由于交流點的趨膚效應(yīng)，電流實際上只從鋁線通過，所以鋼芯鋁絞線的截面積面積是指鋁線部分的面積。在機械強度要求較高的場所和35KV及以上的架空線路上多被選用。銅絞線（TJ）。銅絞線導電性能好，對風雨及化學腐蝕作用的抵抗力強，但造價高，且密度過大，選用要根據(jù)實際需要而定。2.4方案初定及經(jīng)濟技術(shù)指標的分析目前機械廠東北方向6KM處有一地區(qū)降壓變電所，用一臺110/35/10KV、1*25MV.A的變壓器作為工廠主電源，允許用35KV或10KV的一種電壓，以一回架空線向工廠供電。根據(jù)本廠所能

12、取得的電源及本廠用電的實際情況，并適當考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠，技術(shù)先進，經(jīng)濟合理的要求，綜合上述資料進行考慮分析兩方案如下：方案一：采用35kv電壓供電的特點1、供電電壓較高，線路的功率損耗較小，年運行費用較低；2、電壓損失小，調(diào)壓問題容易解決；3、對cos的要求較低，可以減少高功率因數(shù)補償設(shè)備的投資；4、需要建設(shè)總降壓變電所，工廠供電設(shè)備便于集中控制管理，易于實現(xiàn)自動化，但要多占一定的土地面積；5、根據(jù)運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)，35kv架空線路的故障率比10kv架空線路的故障率低一半，因而供電可靠性高；6、有利于工廠進一步擴展。方案二：采用10kv電壓供電的特點1、不需投資建設(shè)工廠總降壓變電

13、所，并少占土地面積；2、工廠內(nèi)不裝設(shè)主高壓器，可簡化接線，便于運行操作；3、減輕維護工作量，減少管理人員；4、供電電壓較35kv低，會增加線路的功率損耗和電能損耗，線路的電壓損失也會增大；5、要求的cos值高，要增加補償設(shè)備的投資；6、線路的故障率比35kv的高，即供電可靠性不如35kv.方案一：正常運行時以35kv單回路架空線路供電，由鄰廠10kv電纜線路作為備用電源。根據(jù)設(shè)計基礎(chǔ)資料全廠計算負荷情況，S30=4485kvA，且只有少數(shù)的負荷為二級負荷，大多數(shù)為三級負荷，故擬廠內(nèi)總降壓變電所裝設(shè)一臺容量為5000kvA的變壓器，型號為SJL1-5000/35型，電壓為35/10kv,查產(chǎn)品樣

14、本，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)為：P0=6.9kw, Pk=45kw,Uk%=7,I0%=1.1。變壓器的功率損耗：有功功率損耗 PTP0+Pk(S30/SN)2=6.9+45*(4485/5000)2=43.1kw無功功率損耗QTQ0+QN(S30/SN)2=SNI0%/100+UK%/100*(S30/SN)2=5000*1.1/100+7/100*(4485/5000)2=336.6kvar35kv線路功率等于全廠計算負荷與變壓器功率損耗之和.P30=P30+PT=4087+43.1=4130.1kwQ30=Q30+QT=1659+336.6=1995.6kvarS30= P30 + Q30 =41

15、30.1+1995.6=6125.7kvarcos= P30/ Q30 =4130.1/6125.7=0.67I30= S30/ UN=6125.7/ *35=101.05A考慮到本廠負荷的增長是逐漸的,為了節(jié)約有色金屬消耗量,按允許發(fā)熱條件選擇導線截面,而未采用經(jīng)濟電流密度選擇導線截面.查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本,選擇鋼芯鋁鉸線LGJ-70,其允許電流為275A> I30=101.05A滿足要求.該導線單位長度電阻R0=0.46/km,單位長度電抗X0=0.365/km. 35kv線路電壓損失為（線路長度l=6km）: U=(P30lR0+Q30LX0)/UN=(4087*6*0.46+16

16、59*6*0.365)/35=426.1V UAC%=(P30lR0+Q30LX0)/10UN2=426.1/352=0.34%5% 符合要求。查相關(guān)設(shè)計手冊,經(jīng)過計算,35 kv供電的投資費用Z1見表2,年運行費用F1見表3。一車間7014194701835067700.930.393451381050630二車間177222361241674411300.820.685123481574800三車間194251173548789613600.820.676284201889.61000鍛工車間37175592027695714520.960.363219019961000 機修車間 811

17、2894961295107750.920.264001041051630空壓鍋爐煤氣45126685416887213740.980.563312517871000全廠總負荷6041046340871659448568113159132589447.650002.3工廠常用架空線路裸導線型號及選擇 鋁絞線（LJ）。戶外架空線路采用的鋁絞線導電性能好，重量輕，對風雨作用的抵抗力強，但對化學腐蝕作用的抵抗力較差，多用在10KV及以下線路上，其桿距不超過100125m。鋼芯鋁絞線（LGJ）。此種導線的外圍用鋁線，中間線芯用鋼線，解決了鋁絞線機械強度差的缺點。由于交流點的趨膚效應(yīng)，電流實際上只從鋁線通

18、過，所以鋼芯鋁絞線的截面積面積是指鋁線部分的面積。在機械強度要求較高的場所和35KV及以上的架空線路上多被選用。銅絞線（TJ）。銅絞線導電性能好，對風雨及化學腐蝕作用的抵抗力強，但造價高，且密度過大，選用要根據(jù)實際需要而定。2.4方案初定及經(jīng)濟技術(shù)指標的分析目前機械廠東北方向6KM處有一地區(qū)降壓變電所，用一臺110/35/10KV、1*25MV.A的變壓器作為工廠主電源，允許用35KV或10KV的一種電壓，以一回架空線向工廠供電。根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電的實際情況，并適當考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠，技術(shù)先進，經(jīng)濟合理的要求，綜合上述資料進行考慮分析兩方案如下：方案一：采用35k

19、v電壓供電的特點1、供電電壓較高，線路的功率損耗較小，年運行費用較低；2、電壓損失小，調(diào)壓問題容易解決；3、對cos的要求較低，可以減少高功率因數(shù)補償設(shè)備的投資；4、需要建設(shè)總降壓變電所，工廠供電設(shè)備便于集中控制管理，易于實現(xiàn)自動化，但要多占一定的土地面積；5、根據(jù)運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)，35kv架空線路的故障率比10kv架空線路的故障率低一半，因而供電可靠性高；6、有利于工廠進一步擴展。方案二：采用10kv電壓供電的特點1、不需投資建設(shè)工廠總降壓變電所，并少占土地面積；2、工廠內(nèi)不裝設(shè)主高壓器，可簡化接線，便于運行操作；3、減輕維護工作量，減少管理人員；4、供電電壓較35kv低，會增加線路的功率損耗和

20、電能損耗，線路的電壓損失也會增大；5、要求的cos值高，要增加補償設(shè)備的投資；6、線路的故障率比35kv的高，即供電可靠性不如35kv.方案一：正常運行時以35kv單回路架空線路供電，由鄰廠10kv電纜線路作為備用電源。根據(jù)設(shè)計基礎(chǔ)資料全廠計算負荷情況，S30=4485kvA，且只有少數(shù)的負荷為二級負荷，大多數(shù)為三級負荷，故擬廠內(nèi)總降壓變電所裝設(shè)一臺容量為5000kvA的變壓器，型號為SJL1-5000/35型，電壓為35/10kv,查產(chǎn)品樣本，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)為：P0=6.9kw, Pk=45kw,Uk%=7,I0%=1.1。變壓器的功率損耗：有功功率損耗 PTP0+Pk(S30/SN)2=6

21、.9+45*(4485/5000)2=43.1kw無功功率損耗QTQ0+QN(S30/SN)2=SNI0%/100+UK%/100*(S30/SN)2=5000*1.1/100+7/100*(4485/5000)2=336.6kvar35kv線路功率等于全廠計算負荷與變壓器功率損耗之和.P30=P30+PT=4087+43.1=4130.1kwQ30=Q30+QT=1659+336.6=1995.6kvarS30= P30 + Q30 =4130.1+1995.6=6125.7kvarcos= P30/ Q30 =4130.1/6125.7=0.67I30= S30/ UN=6125.7/ *

22、35=101.05A考慮到本廠負荷的增長是逐漸的,為了節(jié)約有色金屬消耗量,按允許發(fā)熱條件選擇導線截面,而未采用經(jīng)濟電流密度選擇導線截面.查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本,選擇鋼芯鋁鉸線LGJ-70,其允許電流為275A> I30=101.05A滿足要求.該導線單位長度電阻R0=0.46/km,單位長度電抗X0=0.365/km. 35kv線路電壓損失為（線路長度l=6km）: U=(P30lR0+Q30LX0)/UN=(4087*6*0.46+1659*6*0.365)/35=426.1V UAC%=(P30lR0+Q30LX0)/10UN2=426.1/352=0.34%5% 符合要求。查相關(guān)設(shè)計

23、手冊,經(jīng)過計算,35 kv供電的投資費用Z1見表2,年運行費用F1見表3。表2 35kv的投資費用Z1項目說明單價數(shù)量費用/萬元線路綜合投資LGJ-701.73萬元/km6km10.4 變壓器綜合投資SJL-5000/3512萬元1臺12 35kv斷路器Sw2-35/10003.4萬元1臺3.4避雷器及互感器FZ-35，JDJJ-351.6萬元各1臺1.6附加投資3 I302R0l+PT=3*101.052*0.85*6+43.10.15萬元/km130.7km19.6合計 47.3表3 35kv供電的年運行費用F1項目說明費用/萬元線路折舊費按線路投資的5%計,8.4*5%0.42氣設(shè)備折舊

24、費按設(shè)備投資的8%計,(12+3.4+1.6)*8%1.36線路電能損耗費FT=3 I302R0L*10-3=3*101.052*0.85*6*2300*0.055*10-31.1變壓器電能損耗費FT=P0*8760+PK(S30/SN)2=6.9*8760+45*(4485/5000)2*2300*0.0550.8基本電價費每年有效生產(chǎn)時間為10個月,5000*10*420合計 24.6方案二:采用10KV電壓供電,廠內(nèi)不設(shè)總降壓變電所,即不裝設(shè)變壓器,所以無變壓器損耗問題.此時,10KV架空線路計算電流 I30=S30/ UN=4485/ *10=258.95A而 cos=P30/S30=

25、4087/4485=0.911<0.95 不符合要求.為使兩個方案比較在同一基礎(chǔ)上進行,也按允許發(fā)熱條件選擇導線截面.選擇LGJ-70鋼芯鋁絞線,其允許載流量為275A,R0=0.46/km,X0=0.365/km. 10kv線路電壓損失為（線路長度l=6km）: U=(P30lR0+Q30LX0)/UN=(4087*6*0.46+1659*6*0.365)/10=1491.3VUAC%=(P30lR0+Q30LX0)/10UN2 =1491.3/102=14.9%>5% 不符合要求。10 kv供電的投資費用Z2見表4，年運行費用F2見表5。表4 10kv供電的投資費用Z2項目說明

26、單價數(shù)量費用/萬元線路綜合投資LGJ-701.73萬元/km6km10.4附加3I302R0l=3*258.952*0.46*6*10-30.1萬元/km555.22km55.52合計 65.92表5 10kv供電的年運行費用F2項目說明費用/萬元線路拆舊費以線路投資的5%計，10.4*5%0.52線路電能損耗費F1=3I302R0l=3*258.952*0.46*6*10-347.25合計 47.77在上述各表中,變壓器全年空載工作時間為8760h;最大負荷利用小時Tmax=4000h;最大負荷損耗小時可由Tmax=4500和cos=0.9查有關(guān)手冊中-Tmax關(guān)系曲線，得出 =2300h;

27、為電度電價35kv時，=0.055元/kwh；10kv時，=0.083元/kwh.由上述分析計算可知,方案一較方案二的投資費用及年運行費用均少.而且方案二以10kv電壓供電,電壓損失達到了極為嚴重的程度,無法滿足二級負荷長期正常運行的要求.因此,選用方案一,即采用35 kv電壓供電,建立廠內(nèi)總降壓變電所,不論從經(jīng)濟上還是從技術(shù)上來看,都是合理的。第三章 總降壓變電所的位置電氣設(shè)計3.1變配電所所址選擇的一般原則變配電所所址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析比較后確定。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，特別是要便于架空進出線。不應(yīng)妨礙企業(yè)的發(fā)展

28、，有擴建的可能。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低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)有相應(yīng)的保護措施。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)在污染原的下風側(cè)。不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其它經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相鄰。不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險環(huán)境的正上方或正下方。當與有爆炸或火災(zāi)危險環(huán)境的建筑物毗連時，應(yīng)符合現(xiàn)行國標GB50058-1992的規(guī)定。不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。3.2結(jié)合方案要求設(shè)計位置圖根據(jù)前面已確定的供電方案,結(jié)合本廠區(qū)平面

29、示意圖,考慮總降壓變電所盡量接近負荷中心,且遠離人員集中區(qū),不影響廠區(qū)面積的利用,有利于安全等諸多因素,擬將決降壓變電所設(shè)在廠區(qū)東北部,如附圖1-1。 根據(jù)運行而要,對總降壓變電提出以下要求: 1、 總降壓變電所所裝設(shè)一臺5000kvA、35/10kv的降壓變壓器，與35kv架空線路接成線路-變壓器組。為便于檢修、運行、控制和管理，在變壓器高壓側(cè)進一處應(yīng)設(shè)置高壓斷路器。 2、 根據(jù)規(guī)定，備用電源只有主電源線路解列及變壓器有故障或檢修時才允許投入，因此備用10 kv電源進線斷路器在正常工作時必須斷開。 3、 變壓器二次側(cè)（10kv）設(shè)置少油斷路器，與10kv備用電源進線斷路器組成備用電源自動投入

30、裝置（APD），當工作電源失去電壓時，備用電源立即自動投入。 4、 變壓器二次側(cè)10kv母線采用單母線分段接線。變壓器二次側(cè)10kv接在分段I上，而10kv備用電源接在分段上。單分母線分段聯(lián)絡(luò)開關(guān)在正常工作時閉合，重要二級負荷可接在母線分段上，在主電源停止供電時，不至于使重要負荷的供電受到影響。5、 本總降壓變電所的操作電源來自備用電源斷路器前的所用變壓器。當主電源停電時，操作電源不至于停電。6、 用雙母線供電，當有一個根母線出故障或需要檢修時，可以用另一根母線投入使用，以免影響到工廠的生產(chǎn)。根據(jù)以上要求設(shè)計總降壓變電所的主接線如附圖1-2所示四章 短路電流的計算及繼電保護4.1短路電流的計算

31、短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。短路電流按系統(tǒng)正常運行方式計算，其計算電路圖如附圖3-1所示為了選擇高壓電氣設(shè)備，整定斷電保護，需計算總降壓變電所的35kv側(cè)、10kv母線以及廠區(qū)高壓配電線路末端（即車間變電所10kv母線）的短路電流，分別為k-1、k-2和k-3點。但因工廠廠區(qū)不大，總降壓變電所到最遠車間的距離不過數(shù)百來，因此總降壓變電所10kv母線（k-2點)與廠區(qū)高壓配電線路末端處（k-3點)的短路電流值差別極小，所以只計算主變壓器高、低壓側(cè)k-1和k-2兩點短路電流。根據(jù)計算電路作出計算短路電流的等效電路圖如附圖3-2所示1、 求各元件電

32、抗（用標幺制法計算） 設(shè)基準容量 Sd=100MVA 基準電壓 Ud1=37kv,Ud2=10.5kA 而基準電流 Id1=Sd/ Ud1=100/ *371.56kA Id2=Sd/ Ud2=100/ *10.5=5.50kA a、 電力系統(tǒng)電抗 當S（3）km =1000MVA時，X * max=Sd/S3 km =100/1000=0.1 當S3 km =500MVA時，X* 1m =Sd/S3 km =100/500=0.2 b、 架空線路電抗 X* 2=X0lSd/U2 d1=0.36*6*100/372 =0.1578 c、 主變壓器電抗 X* 3=Uk%Sd/100SN=7*10

33、0*102/100*5000=1.4 2、 k-1點三相短路電流計算 系統(tǒng)最大運行方式時，總電抗標幺值 X* k- =X* 1ma+X* 2=0.1+0.1578=0.2578 系統(tǒng)最小運行方式時，總電抗標幺值 X*（ =X* 1mi +X* 2=0.2+0.1578=0.3578 因此，系統(tǒng)最大運行方式時，三相短路電流及短路容量各為 I（3）k-1 =Id1/X*k- =1.56/0.2578=6.05kA I3 （k =I"3 k-1=I3 k-1=6.05kA i3 sh =2.55I3 k- =2.55*6.05=15.43kA S3 k-1=Sd/X*k- =100/0.2

34、578=387.9MVA 而最小運行方式時，三相短路電流及短路容量各為 I（3）k-1=1.56/0.3578=4.36kA I3sh =I"3k =I 3k- =4.36kA i3sh=2.55I3k- =2.55*4.36=11.12kA S3k- =Sd/Z*"k- =100/0.3578=279.49MVA 3、 k-2點三相短路電流的計算 系統(tǒng)最大運行方式時 X* （k =X* 1ma +X* 2=X* 3=0.1+0.1578+1.4=1.6578 系統(tǒng)最小運行方式時 X*" （k =X* 1mi+X* 2+X* 3=0.2+0.1578+1.4=1.

35、7578 因此，三相短路電流及短路容量各為 I（3） k- =Id2/X*k- =5.50/1.6578=3.32kA I3'k-=Id2/X*"k- =5.50/1.7578=3.13kA I3 k =I"3 k- =I3 k-2=I3 k-2=3.32kA I3' =I"3' k =I3'k- =3.13kA i3 sh =2.55I3 k- =2.55*3.32=8.47kA S3 k-2=Sd/X*'k- =100/1.6578=60.32MVA 上述短路電流計算結(jié)果，如表6所示。4.2繼電器保護的整定對于線路的相間

36、短路保護，主要采用帶時限的過電保護和瞬時機構(gòu)，使斷路器跳閘，切除短路故障部分。對于單相接地保護可才用絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變配電所的高壓母線上，動作于信號。原則：帶時限過電流保護的動作電流Iop,應(yīng)躲過線路的最大負荷電流；電流速斷保護的動作電流即速斷電流Iqb應(yīng)按躲過它所保護線路的末端的最大短路電流Ik.max來整定。變壓器過電流保護和速斷保護：繼電器采用DL-15/10，動作時限設(shè)為1S。TA的變相比：Ki=5000/35=143 所以采用150/5A，計算電流：Ii=2*Seb/3UN=2*5000/3*35=164.97過電流保護: IopKrelKwIk.max/KreKi=1.3

37、15;1×164.97/0.8×30=8.94A整定動作電流為9A，過電流保護一次側(cè)動作電流為：Iopl=Ki/Kw*Iop=30*9=270A靈敏度校驗：Ks=Ik.min/Iopl=0.87*3.13*103/270=10.08>1.5WL2過電流保護整定滿足要求。速斷保護：Ike(2)=3.32*103*10/35=948.57Iop.KA=Kel.Kw/Ki*Ike(2)=1.3*1/30*948357=41.1A速斷電流倍數(shù)整定為 nqb=41.1A/10A=4.11整定動作倍數(shù)4.11倍，Iopl（qb）=4.11*270=1109.7A靈敏度校驗：Ks=

38、Ik.min(2)/Iopl=4.36*0.87*103/1109.7=3.42>1.5WL2過電流速斷保護整定滿足要求。第五章 電氣設(shè)備的選擇根據(jù)上述短路電流計算結(jié)呆，按正正常工作條件選項擇和按短路情況校驗確定的總降壓變電所高、低壓電氣設(shè)備如下： （1） 主變35kA側(cè)高備如表7所示。表7 35kV側(cè)電氣設(shè)備 設(shè)備名稱及型號計算數(shù)據(jù)高壓斷路器SW2-35/100隔離開關(guān)JDJJ-35電壓互感器LCW-35電流互感器LCW-35避雷器/（MVA）U=35kv35kv35kv35kv35kv35kvI30=SN/ UN1=82.48A1000A600A 150/5 I3 k-1=6.05K

39、A24.8KA K3 K-1=387.9MVA1500MVA I3 shk =15.43KA63.4KA50KA 100* *150=21.2KA I32tma=6.052*0.7I2 tt=24.82*4142*5 I2 tt=(65*0.15)2*1（2）主變10kv側(cè)設(shè)備（主變壓器低壓側(cè)及備用電源進線）如表8所示。該設(shè)備分別組裝在兩套高壓開關(guān)柜GG-1A（F）中。其中10kV母線按經(jīng)濟電流密度選為LMY-3（50*5）鋁母線，其允許電流740A大于10kV側(cè)計算電流288.7A，動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定均滿足要求10kV側(cè)設(shè)備的布置、排列順序及用途如圖12-2所示。表8 10kV側(cè)電氣設(shè)備（變壓器

40、低壓側(cè)及備用電源進線）設(shè)備名稱及型號計算數(shù)據(jù)高壓斷路器SN 10-10I/600隔離開關(guān)GN8-10T/600電流互感器LAJ-10/D隔離開關(guān)GN6-10T/600備注U=10KV10KV10KV10KV10KV采用GG-1A（F）高壓開關(guān)柜I30=SN/ UN2=288.7A600A600A400/5，300/5600AI3 K2=3.32KA16KA30KA 30KA I3 K2=60.32MVA300MVA I3 sh=8.47KA40KA52KA180* *0.3=57KA52KAI32tma=3.322*0.7I2 tt=162*2202*5(100*0.3)2*1202*5（3）

41、 10kV饋電線路設(shè)備選擇。以一車間的饋電線路為例，10kV饋電線路設(shè)備如表12-9。該設(shè)備組裝在11臺GG-A（F）型高壓開關(guān)柜中，其編號、排列順序及用途見圖12-2所示。表9 10kA饋電線路設(shè)備設(shè)備名稱及型號計算數(shù)據(jù)高壓斷路器SN 10-10I/600隔離開關(guān)GN6-10T/600電流互感器LDC-10/0.5電力電纜ZLQ20-10-3*25U=10KV10KV10KV10KV10KVI30=SN/ UN2=36.37600A600A300/580AI3 K2=3.32KA16A30KA I3 K2=60.32MVA300MV I3 sh=8.47KA40KA52KA135* *0.3

42、Amin=18.7mm2I32tma=3.322*0.2I2 tt=162*2202*5 <A=25mm2第六章 車間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇 車間變電所的位置、變壓器數(shù)量和容量，可根據(jù)廠區(qū)平面布置圖提供的車間分布情況及車間負荷的中位置、負荷性質(zhì)、負荷大小等，結(jié)合其他各項選項擇原則，與工藝、土建有關(guān)方面協(xié)商確定。本廠擬設(shè)置六個車間變電所，每個車間變配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范電所裝設(shè)一臺變壓器，其位置附如圖1-1所示，變壓器容量見表10。表10 車間變電所變壓器一覽表變壓器名稱位置及型式容量/（KVA）變壓器型號變壓器名稱位置及型式容量/（KVA）變壓器型號T1一車間630SL7-630/

43、10T4鍛工車間1000SL7-1000/10T2二車間800SL7-800/10T5工具、機修630SL7-630/10T3三車間1000SL7-1000/10T6空壓、煤氣1000SL7-1000/10第七章 防雷7.1防雷設(shè)備防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)，以免危及被保護設(shè)備的絕緣。避雷器應(yīng)與被保護設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護設(shè)備的電源側(cè)。當線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過電壓時，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥?，使過電壓對大地放電，從而保護了設(shè)備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。7.2防雷措施一、架空線路的防雷措施（1）架設(shè)避雷線 這是防雷的有效措施，但造價高，因此只在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)。35KV的架空線路上