某鍛造廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)word

1、 某鍛造廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)工廠供電課程設(shè)計(jì)題目：某鍛造廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：院（系）：電氣與信息工程學(xué)院專業(yè)：自動(dòng)化指導(dǎo)教師：2016年X月X日目錄第一章概述11.1設(shè)計(jì)對(duì)象簡(jiǎn)介原始資料介紹11.3設(shè)計(jì)原則31.4設(shè)計(jì)任務(wù)3第二章負(fù)荷計(jì)算42.1負(fù)荷計(jì)算的意義52.2負(fù)荷計(jì)算52.3功率補(bǔ)償5第三章供電方案及主變壓器選擇63.1供電方案的選擇63.2變電所主變壓器型號(hào)73.3技術(shù)指標(biāo)計(jì)算73.4方案經(jīng)濟(jì)計(jì)算93.5主接線的設(shè)計(jì)11第四章短路電流計(jì)算124.1短路電流計(jì)算的目的124.2短路電流計(jì)算12第五章主要電氣設(shè)備選擇155.1功率損耗計(jì)算155.235kV架空線路的導(dǎo)線選

2、擇155.335KV各設(shè)備的選擇和校驗(yàn)165.3.135kV斷路器175.3.235kV隔離開關(guān)185.3.335kV電壓互感器185.3.4電流互感器185.410KV各設(shè)備的選擇和校驗(yàn)195.4.110kV斷路器195.4.210kV隔離開關(guān)205.4.310kV電壓互感器205.4.410kV電流互感器205.510kv母線215.6高壓開關(guān)柜215.7車間變電所225810kV備用電源進(jìn)線23第六章主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)246.1主變壓器的保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算246.210kv高壓線路的保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算25附錄一：設(shè)備匯總一覽表26附錄二：低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目27第一章概述

3、1.1設(shè)計(jì)對(duì)象簡(jiǎn)介變電所由主接線，主變壓器，高、低壓配電裝置，繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)，所用電和直流系統(tǒng)，遠(yuǎn)動(dòng)和通信系統(tǒng)，必要的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置和主控制室等組成。其中，主接線、主變壓器、高低壓配電裝置等屬于一次系統(tǒng)；繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)和通信系統(tǒng)等屬二次系統(tǒng)。主接線是變電所的最重要組成部分。它決定著變電所的功能、建設(shè)投資、運(yùn)行質(zhì)量、維護(hù)條件和供電可靠性。一般分為單母線、雙母線、一個(gè)半斷路器接線和環(huán)形接線等幾種基本形式。主變壓器是變電所最重要的設(shè)備，它的性能與配置直接影響到變電所的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。一般變電所需裝23臺(tái)主變壓器；330千伏及以下時(shí)，主變壓器通常采用三相變壓器，其容量

4、按投入510年的預(yù)期負(fù)荷選擇。此外，對(duì)變電所其他設(shè)備選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求。變電所繼電保護(hù)分系統(tǒng)保護(hù)（包括輸電線路和母線保護(hù)）和元件保護(hù)（包括變壓器、電抗器及無(wú)功補(bǔ)償裝置保護(hù)）兩類。原始資料介紹1.廠區(qū)平面布置圖配電計(jì)點(diǎn)名稱設(shè)備容量/kW需要系數(shù)Kd一車間、鍛工車間14190.330.4二車間22230.30.68三車間17550.520.3工具,機(jī)修車間12890.380.26空氣站、煤氣站、鍋爐房12660.670.2倉(cāng)庫(kù)5500.30.72.負(fù)荷負(fù)荷類型及負(fù)荷量見上表，負(fù)荷電壓等級(jí)為380V。除空氣站，煤氣站部分設(shè)備為二級(jí)負(fù)荷，其余均為三級(jí)負(fù)荷。工廠為二班制，全年工廠工

5、作小時(shí)數(shù)為4500小時(shí)，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)：Tmax=4000小時(shí)。年耗電量約為2015萬(wàn)kWh(有效生產(chǎn)時(shí)間為10個(gè)月)。電源：工廠東北方向6公里處有新建地區(qū)降壓變電所，110/35/10kV，25MVA變壓器一臺(tái)作為工廠的主電源，允許用35kV或10kV中的一種電壓，以一回架空線向工廠供電o35kV側(cè)系統(tǒng)的最大三相短路容量為1000MVA，最小三相短路容量為500MVAo10kV側(cè)系統(tǒng)的最大三相短路容量為800MVA,最小三相短路容量為400MVA。備用電源：此外，由正北方向其他工廠引入10kV電纜作為備用電源，平時(shí)不準(zhǔn)投入，只在該工廠主電源發(fā)生故障或檢修時(shí)提供照明及部分重要負(fù)荷用電，輸送

6、容量不得超過(guò)全廠計(jì)算負(fù)荷的20%。5功率因數(shù)：要求cos$0.85。6.電價(jià)計(jì)算：供電部門實(shí)行兩部電價(jià)制。(1)基本電價(jià)：按變壓器安裝容量每1kVA，6元/月計(jì)費(fèi)；電度電價(jià):供電電壓為35kV時(shí)，B=05元/(kWh)；供電電壓為10kV時(shí)，B=055元(kWh)。附加投資：線路的功率損失在發(fā)電廠引起的附加投資按1000元/kW計(jì)算。7工廠的自然條件：本廠所在地區(qū)年最高氣溫為38C，年平均溫度為23C,年最低氣溫為-8C,年最熱月最高氣溫為33C，年最熱月平均氣溫為36C，年最熱月地下08m處平均溫度為35C。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。本廠所在地區(qū)平均海拔高度為500m，地層以砂

7、粘土為主,地下水位為2m。1.3設(shè)計(jì)原則按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50053-9410kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50054-95低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則：（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策。必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)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(jì)政策。（2）安全可靠、先進(jìn)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(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)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(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能

8、性。（4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。1.4設(shè)計(jì)任務(wù)1總降壓變電站設(shè)計(jì)（1）負(fù)荷計(jì)算。（2）主結(jié)線設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的多個(gè)方案，根據(jù)改方案初選主變壓器及高壓開關(guān)等設(shè)備，經(jīng)過(guò)概略分析比較，留下23個(gè)較優(yōu)方案，對(duì)較優(yōu)方案進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和分析比較，（經(jīng)濟(jì)計(jì)算分析時(shí)，設(shè)備價(jià)格、使用綜合投資指標(biāo)），確定最優(yōu)方案。（3）短路電流計(jì)

9、算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要，確定短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算三相短路電流，計(jì)算結(jié)果列出匯總表。（4）主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇，包括斷路器、隔離開關(guān)、互感器、導(dǎo)線截面和型號(hào)、絕緣子等設(shè)備的選擇及校驗(yàn)。選用設(shè)備型號(hào)、數(shù)量、匯成設(shè)備一覽表。（5）主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)：包括主變壓器、線路等元件的保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算。（6）配電裝置設(shè)計(jì)：包括配電裝置布置型式的選擇、設(shè)備布置圖。（7）防雷、接地設(shè)計(jì)：包括直擊雷保護(hù)、進(jìn)行波保護(hù)和接地網(wǎng)設(shè)計(jì)。車間變電所設(shè)計(jì)根據(jù)車間負(fù)荷情況，選擇車間變壓器的臺(tái)數(shù)、容量，以及變電所位置的原則考慮。3廠區(qū)380V配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，經(jīng)過(guò)詳細(xì)

10、計(jì)算和分析比較，確定最優(yōu)方案。第二章負(fù)荷計(jì)算2.1負(fù)荷計(jì)算的意義負(fù)荷計(jì)算是根據(jù)已知工廠的用電設(shè)備安裝容量來(lái)確定預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。它是按發(fā)熱條件選擇工廠電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面變壓器容量、開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)，所以非常重要。如估算過(guò)高，將增加供電設(shè)備的容量，使工廠電網(wǎng)復(fù)雜，浪費(fèi)有色金屬，增加初投資和運(yùn)行管理工作量。特別是由于工廠企業(yè)是國(guó)家電力的主要用戶，以不合理的工廠電力需要量作為基礎(chǔ)的國(guó)家電力系統(tǒng)的建設(shè)，將給整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來(lái)很大的危害。但是如果估算過(guò)低，又會(huì)使工廠投入生產(chǎn)后，供電系統(tǒng)的線路及電器設(shè)備由于承擔(dān)不了實(shí)際負(fù)荷電流而過(guò)熱，加速其絕緣老化的速度，降低使用壽命，增

11、大電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正?？煽窟\(yùn)行。負(fù)荷計(jì)算各車間的計(jì)算負(fù)荷：一車間、鍛工車間：設(shè)備容量Pe=1419kW，Kd=0.33，二車間：設(shè)備容量Pe=2223kW，Kd=03，三車間：設(shè)備容量Pe=1755kW，Kd=052，空氣站、煤氣站、鍋爐房：設(shè)備容量Pe=1289kW，Kd=038，工具，機(jī)修車間：設(shè)備容量Pe=1266kW,Kd=0.67,倉(cāng)庫(kù)：設(shè)備容量Pe=550kW，Kd=03,負(fù)荷計(jì)算表格匯總:表1工廠負(fù)荷匯總表序號(hào)配電計(jì)點(diǎn)名稱負(fù)荷類型計(jì)算負(fù)荷30(2)/kW/kvar1一車間、鍛工車間III468.27187.308504.342二車間III666.9453.492806.4

12、83三車間III912.6273.78952.784工具，機(jī)修車間III489.82127.35506.105空氣站、煤氣站、鍋爐房II848.22169.644865.026倉(cāng)庫(kù)111165115.5201.41總計(jì)3550.811327.083838.14=0.95,=0.973373.271287.263610.542.3功率補(bǔ)償工廠中由于有大量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐及氣體放電燈等感性負(fù)載,還有感性的電力變壓器,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、提高自然功率因數(shù)的情況下,尚達(dá)不到規(guī)定的功率因數(shù)要求,則需要增設(shè)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。這將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗

13、相應(yīng)降低,既節(jié)約電能又提高電壓質(zhì)量,而且可選較小容量的供電設(shè)備和導(dǎo)線電纜,因此提高功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)大有好處。變壓器(10KV/380V)的功率損耗：該變壓器對(duì)應(yīng)的高壓側(cè)功率變壓器(電壓變比為35KV/10KV)的無(wú)功和有功損耗則可得該主變壓器對(duì)應(yīng)的高壓側(cè)功率35kV側(cè)功率因數(shù)：090208510kV側(cè)功率因數(shù)：0.920.85即功率因數(shù)符合要求,無(wú)需進(jìn)行功率補(bǔ)償。第三章供電方案及主變壓器選擇3.1供電方案的選擇該廠供電電源可由35KV高壓線和10KV高壓線提供，可作出兩種供電電源。設(shè)計(jì)方案：電源及備用電源均由10KV高壓線提供2.電源由35KV高壓線提供10KV高壓線作為備用電源。因供電系統(tǒng)

14、的基本要求是安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程要對(duì)兩種方案綜合考慮，在安全可靠的基礎(chǔ)上選擇最經(jīng)濟(jì)的方案。方案1：工作電源和備用電源均采用10KV高壓線供電。兩路電源進(jìn)線均采用斷路器控制。方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析：優(yōu)點(diǎn)：工廠內(nèi)不設(shè)主變壓器，可以簡(jiǎn)化接線，降低了投資及運(yùn)行費(fèi)用。工廠內(nèi)不設(shè)降壓變電所可以減少土地占有面積，減少工作人員及運(yùn)行維護(hù)工作量。缺點(diǎn)：供電電壓低，線路的功率損耗和電壓損耗大，要求的功率因數(shù)大，需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償容量大，補(bǔ)償裝置的費(fèi)用會(huì)增加。工廠內(nèi)設(shè)總配電所，供電的穩(wěn)定性不如35KV。方案2：供電電源采用35KV供電電源供電，裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。用架空線引入降壓變電所，10KV作為備用電

15、源。10KV經(jīng)過(guò)降壓變后接在10KV的一段配電母線上，10KV接在另一段配電母線上。方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析：優(yōu)點(diǎn)：本方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)介于方案一和方案二之間由于原始資料要求正常供電時(shí)只用一路供電，出現(xiàn)故障時(shí)方用備用電源，備用電源供電時(shí)間較少。因此該方案既能滿足供電的安全可靠性又可降低投資及維護(hù)費(fèi)用。變電所主變壓器型號(hào)變電所主變壓器型式的選擇：1、油浸式:一般正常環(huán)境的變電所；2、干式:用于防火要求較高或環(huán)境潮濕，多塵的場(chǎng)所；3、密閉式:用于具有化學(xué)腐蝕性氣體、蒸汽或具有導(dǎo)電、可燃粉塵、纖維會(huì)嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行場(chǎng)所；4、防雷式:用于多雷區(qū)及土壤電阻率較高的山區(qū)；5、有載調(diào)壓式:用于電力系統(tǒng)供電電壓

16、偏低或電壓波動(dòng)嚴(yán)重且用電設(shè)備對(duì)電壓質(zhì)量又要求較高的場(chǎng)所。由于本設(shè)計(jì)的變電所為獨(dú)立式、封閉建筑，故采用油浸式變壓器?？偨祲鹤冸娬镜姆桨高x用4000KVA的油浸式變壓器一臺(tái)，型號(hào)為Sn-4000/35，電壓為35KV/10KV。有關(guān)技術(shù)指標(biāo)見下表：型號(hào)額定容量（KVA）額定電壓損耗/kW空載電流（）阻抗電壓（%）一次二次空載負(fù)載S11-4000/35400035KV10KV3.6227.360.5673.3技術(shù)指標(biāo)計(jì)算方案一不設(shè)主變壓器，變壓器損耗按0計(jì)算。=3373.27kW，=1287.26kvar，=3610.54kVA=/=208.34A10kV架空線路選擇，選擇LGJ-70鋼芯鋁絞線，幾

17、何均徑確定為1.5米。查表得，。電壓損失電壓損失不合格。且1.2kV=2.4倍規(guī)定損耗，差值過(guò)大，又是主電源進(jìn)線，不滿足要求，因此，此方案不可行。10kV電纜線未給長(zhǎng)度，電壓損失按合格計(jì)算。方案二選擇Sn-4000/35型變壓器，查資料知S11-4000/35變壓器的技術(shù)參數(shù)為：空載損耗為=3.62kW；短路損耗為=27.36kW；阻抗電壓%=7；空載電流%=0.56。變壓器的有功功率損耗：=2718kW其中=371189kVA，=4000kVA，n二變壓器臺(tái)數(shù)1變壓器的無(wú)功功率損耗：n=46512kvar35kV線路功率：=343655kW=193288kvar=394283kVA=/=65

18、03A35kV線路選取LGJ-50型鋼芯鋁線，線路導(dǎo)線為水平等距排列，相鄰線距設(shè)為16m，則線間幾何均距確定。查書（189頁(yè)）得，。電壓損失：電壓損失合格。10kV電纜線未給長(zhǎng)度，電壓損失按合格計(jì)算。34方案經(jīng)濟(jì)計(jì)算方案一經(jīng)濟(jì)計(jì)算：表2方案一的基建費(fèi)用設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格單價(jià)（萬(wàn)元）數(shù)量綜合投資（萬(wàn)元）電力變壓器無(wú)7.0000線路投資LGJ-70+鋁芯粘性油浸紙型電纜1.0+102（6+5）kmll.1高壓斷路器SN10-10I2.0612.06電壓互感器JDZJ-100.9221.84附加投資0.1/kw6km35.94合計(jì)50.94表3方案一的年運(yùn)行費(fèi)用項(xiàng)目計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)金額（萬(wàn)元）線路折舊費(fèi)按照線

19、路投資的4%計(jì)算0.44線路維護(hù)費(fèi)按照線路折舊標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算0.44變電設(shè)備維護(hù)費(fèi)按照綜合投資的6%計(jì)算0變電設(shè)備折舊費(fèi)按照綜合投資的6%計(jì)算0線路電能損耗79.068變壓器電能損耗00基本電價(jià)費(fèi)用20151108.25合計(jì)-1188.20方案二經(jīng)濟(jì)計(jì)算表2方案二的基建費(fèi)用設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格單價(jià)（萬(wàn)元）數(shù)量綜合投資（萬(wàn)元）電力變壓器S11-4000/3540.00140.00線路投資LGJ-50+鋁芯粘性油浸紙型電纜1.0+1.026+511.1高壓斷路器SN10-35I2.0612.06電壓互感器JDJJ-350.9221.84附加投資0.1/kw78.94（kW）7.89合計(jì)62.89表3方案二的

20、年運(yùn)行費(fèi)用項(xiàng)目計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)金額（萬(wàn)元）線路折舊費(fèi)按照線路投資的4%計(jì)算0.44線路維護(hù)費(fèi)按照線路折舊標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算0.44變電設(shè)備維護(hù)費(fèi)按照綜合投資的6%計(jì)算0.7變電設(shè)備折舊費(fèi)按照綜合投資的6%計(jì)算0.7線路電能損耗10.35變壓器電能損耗=11.55基本電價(jià)費(fèi)用400060+20151031.5合計(jì)-1055.68方案經(jīng)濟(jì)對(duì)比：比較項(xiàng)目方案一方案二初期投資（萬(wàn)元）50.9462.89年運(yùn)行費(fèi)用（萬(wàn)元）1188.201055.68總投資（萬(wàn)元）1239.141118.57綜上，可以看出，方案一的電壓損失不合格，且投資很高，不劃算。方案二雖然初期投資較貴，但年運(yùn)行費(fèi)用低，且所有指標(biāo)合格。所以采用方案二，

21、在正常運(yùn)行時(shí)使用1臺(tái)S11-4000/35變壓器，另加10kV備用線路。3.5主接線的設(shè)計(jì)（1）主接線基本要求安全：符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全可靠：應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是期中一二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電系統(tǒng)的可靠性的要求。靈活：應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)符合的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)“在滿足上述要求的前提下，應(yīng)盡量是主接線簡(jiǎn)單投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量（2）變電站主接線的選擇原則1.當(dāng)滿足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。2.當(dāng)變電所有兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)

22、單臺(tái)變壓器時(shí)宜采用線路變壓器組接線。為了限制配出線短路電流，具有多臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行。（3）變電站主接線方案的擬定根據(jù)課本P132P134,可知：只裝有一臺(tái)主變壓器的總降壓變電所主接線的一次側(cè)無(wú)母線，二次側(cè)為單母線。特點(diǎn)是簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。裝有兩臺(tái)主變壓器的總降壓變電所主接線分4種。（1）一次側(cè)內(nèi)橋式、二次側(cè)采用單母線分段；（2）一次側(cè)外橋式、二次側(cè)采用單母線分段；（3）一二次側(cè)均采用單母線分段；（4）一二次側(cè)君采用雙母線分段。本次設(shè)計(jì)中，該鍛造廠大部分是三級(jí)負(fù)荷，只有個(gè)別二級(jí)負(fù)荷，且方案中只使用一臺(tái)主變壓器，因此不能使用兩臺(tái)變壓器的4種結(jié)線方式，太不經(jīng)濟(jì)，也無(wú)必要；考慮

23、到二級(jí)負(fù)荷要采用10kV備用電源線供電，因此，我們采用了以下結(jié)線方式：35kV電源進(jìn)線和10kV分別接到二次側(cè)單母線分段側(cè)，當(dāng)正常運(yùn)行時(shí)，斷路器和隔離開關(guān)閉合，35kV降壓二次側(cè)供給所有用電車間，當(dāng)發(fā)生故障或者檢修變壓器時(shí)，將斷開，同時(shí)閉合10kV側(cè)的斷路器和隔離開關(guān),供二級(jí)負(fù)荷煤氣站、空氣站用電。這種結(jié)線滿足了供電需求和供電可靠性，同時(shí)盡最大可能的節(jié)省了開支和預(yù)算。第四章短路電流計(jì)算4.1短路電流計(jì)算的目的短路電流計(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)算為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，選擇電氣設(shè)備時(shí)，要用流過(guò)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)和 2) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，以保

24、證設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和點(diǎn)動(dòng)力的巨大沖擊。4.2短路電流計(jì)算降壓配電SN10-10IG電源36.5k35k10k母線SN10-35IS11-4000/35S9-1000/1010kv母線380V母線三車間變電所選擇35KV處的斷路器時(shí)，用最大短路容量，選擇少油戶內(nèi)類型的SN10-35I。K-1點(diǎn)的三相短路電流和短路容量(UC1=35*(1+5%)=36.5KV)(1)計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗1)電力系統(tǒng)的電抗：2)架空線路的電抗：由書56頁(yè)表3-1知X0=035Q/km,因此3)繪出k-1點(diǎn)的短路的等效電路,計(jì)算得總電抗(2)計(jì)算三相短路電流和短路容量1)三相短路

25、電流周期分量有效值2)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流3)三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值4)三相短路容量K-2點(diǎn)的三相短路電流和短路容量(UC2=10*(1+5%)=10.5KV)(1)計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電抗1)電力系統(tǒng)的電抗：架空線路的電抗：3)電力變壓器的電抗：由表知UK%=7%4)繪出k-2點(diǎn)的短路的等效電路，計(jì)算得總電抗(2)計(jì)算三相短路電流和短路容量1)三相短路電流周期分量有效值2)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流3)三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值4)三相短路容量K-3點(diǎn)的三相短路電流和短路容量(UC3=380V)(1)計(jì)算短路電路中各元件的電抗及總電

26、抗1)電力系統(tǒng)的電抗：2)架空線路的電抗：3)電力變壓器的電抗：S11-4000/35型號(hào)的UK1%=7%,S9-1000/10型號(hào)的UK2%=4.5%4)電纜線路的電抗：由書56頁(yè)表3-1知X0=008Q/km,取L=02km，因此5)繪出k-3點(diǎn)的短路的等效電路,計(jì)算得總電抗(2)計(jì)算三相短路電流和短路容量1)三相短路電流周期分量有效值2)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流3)三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值4）三相短路容量三相短路電力計(jì)算匯總：表4三相短路電流短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAKT6.146.146.1415.669.27388.2K-249.72K-

27、33.303.303.303.602.29第五章主要電氣設(shè)備選擇5.1功率損耗計(jì)算變壓器（10KV/380V）的功率損耗：該變壓器對(duì)應(yīng)的高壓側(cè)功率變壓器S11-4000/35（電壓變比為35KV/10KV）的無(wú)功和有功損耗則可得該主變壓器對(duì)應(yīng)的高壓側(cè)功率5.235kV架空線路的導(dǎo)線選擇35KV線路初步選用LGJ鋼芯鋁絞線架設(shè)，（按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇電纜的截面），導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度線路類別導(dǎo)線材質(zhì)年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)（30005000h）架空線路銅2.25鋁1.15由題已知Tmax=4000h,所以經(jīng)濟(jì)電流密度，故經(jīng)濟(jì)截面選取標(biāo)準(zhǔn)截面50，即選LGJ-50型鋼芯鋁線。1）校驗(yàn)發(fā)熱條件：查附

28、錄表16（書382頁(yè)）得LGJ-50的允許載流量（考慮到年最熱月平均氣溫為36C，取環(huán)境溫度為35C），滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度：查附錄表14（書381頁(yè)）得35kv架空鋼芯鋁線的最小截面，滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。3)檢驗(yàn)電壓損失：該線路導(dǎo)線為水平等距排列，相鄰線距設(shè)為16m,則線間幾何均距確定。查書(189頁(yè))得，。，電壓損失合格。所以，架空線路的導(dǎo)線選擇LGJ-50型鋼芯鋁線。5.335KV各設(shè)備的選擇和校驗(yàn)高壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電氣設(shè)備名稱電壓/kv電流/A斷流能力/KA或MVA短路電流校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度高壓斷路器VVVW高壓隔離開關(guān)W-W電流互感器W-W電壓互感器V.3.135

29、kV斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流，并能關(guān)合、在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承載和開斷異?；芈窏l件(包括短路條件)下的電流的開關(guān)裝置。在這里由于35KV側(cè)的最高正常工作電流，選擇斷路器為戶內(nèi)少油斷路器，型號(hào)是：SN10-35I,其繼電保護(hù)時(shí)間取lls,斷路器短路時(shí)間取0ls,則查附錄表8(p374)知該斷路器的熱穩(wěn)定電流為16(4s)/KA，可得高壓斷路器SN10-351的選擇校驗(yàn)表序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件SN10-35I項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論135KV35KV/40.5KV合格263.06A1000A合格36.14KA16KA合格415.66KA40KA合格51024合格由以上數(shù)據(jù)可知在35

30、KV/10KV變壓器的高壓側(cè)的斷路器選擇是合理的。5.3.235kV隔離開關(guān)是一種沒有滅弧裝置的開關(guān)設(shè)備,主要用來(lái)斷開無(wú)負(fù)荷電流的電路,隔離電源,在分閘狀態(tài)時(shí)有明顯的斷開點(diǎn)，以保證其他電氣設(shè)備的安全檢修。在這里由于35KV側(cè)的最高正常工作電流，選擇的隔離開關(guān)型號(hào)為：GW4-35DW/630A25KA，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)校驗(yàn)如表所示：高壓隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)表序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件GW4-35DW/630A25KA項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論135KV35KV/36.5KV合格263.06A630A合格315.657KA25KA合格41024合格所以高壓隔離開關(guān)選擇GW4-35DW/630A25KA。5.3.

31、335kV電壓互感器是一個(gè)帶鐵心的變壓器。它主要由一、二次線圈，鐵心和絕緣組成。當(dāng)在一次繞組上施加一個(gè)電壓U1時(shí)，在鐵心中就產(chǎn)生一個(gè)磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個(gè)二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。在這里由于互感器用于運(yùn)行監(jiān)視，選擇準(zhǔn)確度為1級(jí)，根據(jù)電壓和工作環(huán)境，這里選擇的型號(hào)為：JDJJ-35，其技術(shù)參數(shù)如下：電壓互感器JDJJ-35的選擇校驗(yàn)表序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件JDJJ-35型單相油浸式電壓互感器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論135KV35KV/36.5KV合格所以電壓互感器選擇JDJJ-35型單相油浸式電

32、壓互感器。5.3.4電流互感器電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，串在需要測(cè)量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過(guò)，二次側(cè)繞組匝數(shù)比較多，串接在測(cè)量?jī)x表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時(shí)，它的二次側(cè)回路始終是閉合的，因此測(cè)量?jī)x表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。電流互感器是把一次側(cè)大電流轉(zhuǎn)換成二次側(cè)小電流來(lái)使用，二次側(cè)不可開路。由于35KV側(cè)的最高正常工作電流，初步選定LCW-35-150/5電流互感器。電流互感器LCW-35-150/5的選擇校驗(yàn)表序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件LCW-35-150/5型電流

33、互感器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論135KV35KV/36.5KV合格263.06A150A合格315.657KA30KA合格4112.5合格準(zhǔn)確度級(jí)的選擇：由于互感器要供給計(jì)費(fèi)電能表使用，所以選用0.5級(jí)即可滿足。所以電流互感器選擇LCW-35-150/50-0.5型電流互感器。5.410KV各設(shè)備的選擇和校驗(yàn)5.4.110kV斷路器選擇10KV處的斷路器時(shí)，由K-2點(diǎn)處的短路容量，初步選擇少油戶內(nèi)類型的SN10-10I。由附錄表8知該斷路器的固有分閘時(shí)間為0.06s，該斷路器的熱穩(wěn)定電流為16(4s)/KA，取保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為06s。則允許的熱穩(wěn)定度：。短路發(fā)熱的假想時(shí)間為：計(jì)算的熱穩(wěn)定度：高壓斷路

34、器SN10-10I的選擇校驗(yàn)表序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件SN10-10I項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論110KV10KV/12KV合格2630A合格32.73KA16KA合格45.03KA40KA合格51024合格所以10kv側(cè)的斷路器選擇少油戶內(nèi)類型的SN10-10I。5.4.210kV隔離開關(guān)選擇10KV處的隔離開關(guān)時(shí)，由于10KV側(cè)的正常工作電流，初步選擇的隔離開關(guān)型號(hào)為：GN6-10T/400。該型號(hào)的隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定電流為14(5s)/KA。則允許的熱穩(wěn)定度：。高壓隔離開關(guān)GN6-10T/400的選擇校驗(yàn)表序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件GN6-10T/400項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論110KV10KV/11.5

35、KV合格2400A合格35.03KA40KA合格4合格所以10kv側(cè)的高壓隔離開關(guān)選擇戶內(nèi)類型的GN6-10T/400。5.4.310kV電壓互感器電壓互感器JDZJ-10的選擇校驗(yàn)表序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件JDZJ-10型電壓互感器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論110KV10KV/11.5KV合格所以10kv側(cè)的電壓互感器選擇JDZJ-10型號(hào)的電壓互感器。5.4.410kV電流互感器由線路的額定電壓為10KV，初步選電流互感器為L(zhǎng)QJ-10型號(hào)的。由附錄表12(書380頁(yè))可知，動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)為160，1s熱穩(wěn)定倍數(shù)為75。所以，電流互感器LQJ-10-400/5的選擇校驗(yàn)表序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件LQJ-

36、10項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論110KV10KV/11.5KV合格2400A合格35.03KA40KA合格4合格所以10kv側(cè)的電流互感器選擇LQJ-10-400/5型號(hào)的電流互感器。5.510kv母線采用單母線制。母線水平平放，檔距設(shè)為900mm，檔數(shù)取2,相鄰兩母線的軸線設(shè)置為160mm。初步選用LMY-50X5型的硬鋁母線。1）計(jì)算10kv母線短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力由表4知10kv母線的短路電流，（考慮到該短路點(diǎn)為配電總線，與車間的交流電動(dòng)機(jī)相隔較遠(yuǎn)，故忽略交流電動(dòng)機(jī)的反饋沖擊電流）。因此10kv母線在三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為2）校驗(yàn)?zāi)妇€短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度母線在作用時(shí)的彎曲力矩：母線的截面系

37、數(shù)為：故母線在三相短路時(shí)所受的計(jì)算應(yīng)力為：而硬鋁母線（LMY）的允許應(yīng)力所以10kv配電處選擇LMY-50X5型的硬鋁母線。高壓開關(guān)柜本次設(shè)計(jì)中35kV側(cè)的高壓開關(guān)柜選取KYN12-35型，主要電氣設(shè)備安裝在手車上，高壓斷路器、隔離開關(guān)等需要檢修時(shí)，拉出手車，修好后推入手車即可恢復(fù)使用。同理，10kV側(cè)需要的高壓開關(guān)柜型號(hào)為KYN28-12型。車間變電所以三車間為例:斷路器選擇車間變電所10KV進(jìn)線處的斷路器時(shí)，由K-3點(diǎn)處的短路容量，初步選擇少油戶內(nèi)類型的SN10-10I。（該斷路器的相關(guān)值已計(jì)算。）由附錄表8知該斷路器的固有分閘時(shí)間為0.06s，該斷路器的熱穩(wěn)定電流為16（4s）/KA,取

38、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為06s。則允許的熱穩(wěn)定度：短路發(fā)熱的假想時(shí)間為：計(jì)算的熱穩(wěn)定度：高壓斷路器SN10-10I的選擇校驗(yàn)表序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件SN10-10I項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論110KV10KV/12KV合格2630A合格314.08KA16KA合格435.90KA40KA合格51024合格所以車間變電所10KV進(jìn)線處的斷路器也選擇少油戶內(nèi)類型的SN10-10I。電流互感器由線路的額定電壓為10KV，計(jì)算電流為55.01A,初步選電流互感器為L(zhǎng)QJ-10-160/5型號(hào)的。由附錄表12（書380頁(yè)）可知,，電流互感器LQJ-10-160/5的選擇校驗(yàn)表序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件LQJ-10項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)

39、目數(shù)據(jù)結(jié)論110KV10KV/11.5KV合格2160A合格35.03KA40KA合格4合格所以車間變電所10KV進(jìn)線處的電流互感器選擇LQJ-10-160/5型號(hào)的。5.810kV備用電源進(jìn)線由題目要求備用電源輸送容量不得超過(guò)全廠計(jì)算負(fù)荷的20%，。則備用電源的輸送容量取為，此時(shí)10KV線路的計(jì)算電流為。初步選擇鋁芯粘性油浸紙型電纜。線路類別導(dǎo)線材質(zhì)年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)（3000h以下）電纜線路鋁1.92由于是備用電源，所以年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)確定為3000h以下，因此經(jīng)濟(jì)電流密度，故經(jīng)濟(jì)截面：選取標(biāo)準(zhǔn)截面35，即選鋁芯粘性油浸紙35型電纜。1）校驗(yàn)發(fā)熱條件：查附錄表18（書383頁(yè)）得

40、鋁芯粘性油浸紙35型電纜的允許載流量（其中年最熱月平均氣溫為36C，而纜芯最高工作溫度為60C，滿足條件），滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度：查附錄表14（書381頁(yè)）得10kv鋁線的最小截面，滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。3）檢驗(yàn)電壓損失：由于是有附近工廠引線的，忽略其電壓損失。所以，備用電源的導(dǎo)線選鋁芯粘性油浸紙35型電纜。低壓一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)的方法同上，附錄列出設(shè)備需校驗(yàn)的項(xiàng)目表。第六章主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)KA2KATASN10-35I35k10kS11-4000/35繼電保護(hù)原理圖繼電器選GL-15/10型。6.1主變壓器的保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算保護(hù)方式選擇由之前選定的35kv側(cè)的LCW-35

41、-150/5型的電流互感器知其電流比為150A/5A。繼電保護(hù)裝置的接線方式采用兩相兩繼電器式。整定計(jì)算：（1）整定KA的動(dòng)作電流取可靠系數(shù)保護(hù)裝置的返回系數(shù)保護(hù)裝置的接線系數(shù)（書229頁(yè)）電流互感器的電流比根據(jù)GL-15/10型的繼電器的規(guī)格，動(dòng)作電流整定為7A。（2）KA的保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)由表4知K-2發(fā)生三相短路時(shí)，所以將該電流折算到變壓器的一次側(cè)，可得=655A因此KA的保護(hù)靈敏度為所以KA整定的動(dòng)作電流滿足保護(hù)靈敏度的要求。（3）電流速斷保護(hù)的速斷電流倍數(shù)的整定將電力變壓器二次側(cè)母線的三相短路電流周期分量有效值折算到一次側(cè)的短路電流值：因此速斷電流倍數(shù)整定為（4）KA的速斷保護(hù)靈敏度的檢驗(yàn)所以KA