某工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

...XinjiangInstituteofEngineering畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目某工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)系〔部電氣與信息工程系學(xué)科專業(yè)電氣自動(dòng)化班級(jí)姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師二〇一四年四月二十日新疆工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)設(shè)計(jì)題目某工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)接受任務(wù)日期完成任務(wù)日期指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師單位新疆工程學(xué)院設(shè)計(jì)目標(biāo)通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能解決問(wèn)題的本領(lǐng),鞏固和加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解；培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究的習(xí)慣和工作能力；培養(yǎng)學(xué)生建立正確的設(shè)計(jì)和科學(xué)研究的思想,樹立實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)工作態(tài)度。設(shè)計(jì)要求〔1計(jì)算電力負(fù)荷和無(wú)功功率補(bǔ)償；〔2選擇本變電所主變的臺(tái)數(shù)、容量和類型；〔3設(shè)計(jì)本變電所的電氣主接線；〔4進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算；〔5主要電氣設(shè)備的選擇；〔6電力線路接線及敷設(shè)教師指導(dǎo)過(guò)程記錄3.5教學(xué)樓A325分配任務(wù)和設(shè)計(jì)要求與計(jì)劃3.13A325檢查設(shè)計(jì)資料查詢、設(shè)計(jì)思路、講負(fù)荷計(jì)算、功率因素的補(bǔ)償3.20A325檢查計(jì)算情況、講短路電流計(jì)算、主變壓器、主接線方案選取3.29天津路校區(qū)檢查計(jì)算情況、計(jì)算指導(dǎo)4.9教學(xué)樓A325檢查計(jì)算情況、講解設(shè)備導(dǎo)線選擇4.19天津路校區(qū)檢查設(shè)計(jì)進(jìn)度、介紹答辯流程、注意事項(xiàng)4.21教學(xué)樓B208檢查設(shè)計(jì)說(shuō)明書參考資料1、江文、許慧中主編.《供配電技術(shù)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005.12、翁雙安主編.《供配電工程設(shè)計(jì)技術(shù)指導(dǎo)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2008.3新疆工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)表學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)設(shè)計(jì)題目某工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)考核項(xiàng)目考核內(nèi)容滿分評(píng)分一、指導(dǎo)教師評(píng)分1、工作態(tài)度與紀(jì)律102、基本理論、基本知識(shí)、基本技能和外文水平103、獨(dú)立工作能力、分析和解決問(wèn)題能力104、完成任務(wù)的情況與水平〔論文與實(shí)物硬件質(zhì)量10指導(dǎo)教師簽字：年月日二、評(píng)閱教師評(píng)分1、論文質(zhì)量〔正確性、條理性、創(chuàng)造性和實(shí)用性152、成果技術(shù)水平〔理論分析、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)和實(shí)物性能15評(píng)閱教師簽字：年月日三、答辯小組評(píng)分1、完成任務(wù)書所規(guī)定的內(nèi)容和要求52、論文與實(shí)物的質(zhì)量53、課題設(shè)計(jì)內(nèi)容的講述104、回答問(wèn)題的正確性10答辯組長(zhǎng)簽字：年月日四、答辯小組成績(jī)?cè)u(píng)定：負(fù)責(zé)人簽字：年月日五、答辯委員會(huì)意見(jiàn)：答辯委員會(huì)主任簽字：年月日目錄TOC\t"1號(hào)標(biāo)題,1,標(biāo)題2號(hào),2,3號(hào)標(biāo)題,3"\h\u22435摘要 112574Abstract 13480第一章緒論 2326641.1工廠供電的意義232571.2設(shè)計(jì)概述 240031.2.1工廠情況 2196961.2.2設(shè)計(jì)思路 413339第二章負(fù)荷計(jì)算及功率因數(shù)補(bǔ)償計(jì)算 535452.1負(fù)荷計(jì)算 5198582.1.1負(fù)荷計(jì)算的意義 5305872.1.2負(fù)荷計(jì)算的方法 537582.1.3各車間負(fù)荷計(jì)算 6229742.1.4全廠總負(fù)荷 762122.2功率因數(shù)補(bǔ)償計(jì)算 8185612.2.1功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響 8213912.2.2功率因數(shù)的補(bǔ)償 8386第三章變電所位置與型式的選擇 11253423.1變配電所的類型和所址的選擇 11129243.2變配電所總體布置的一般要求 1216283.3變配電所的總體設(shè)計(jì)選擇 1210525第四章主變壓器及主接線方案的選擇14300594.1變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇149634.2變電所主變壓器容量選擇1431114.3主接線方案的選擇14289694.3.1主接線的總體分類：14159454.3.210kV側(cè)單母線和雙母線接線的比較16159734.4低壓側(cè)接線方案的選擇16132564.4.1一般要求 16117524.4.2低壓配電系統(tǒng)常見(jiàn)接線方式及適合場(chǎng) 1615970第五章短路電流的計(jì)算 19100725.1短路的基本概念 1962635.2短路的原因 1939755.3短路的后果 1981265.4短路的形成 19206915.5三相短路電流計(jì)算的目的 2047625.6短路電流的計(jì)算 208100短路電流計(jì)算的公式2019735具體計(jì)算過(guò)程219208第六章一次設(shè)備的選擇24109716.1電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)的一般原則 24143516.2設(shè)備選擇 2575656.2.1斷路器25117026.2.2隔離開關(guān)25172786.2.3電壓互感器26222216.2.4熔斷器26267796.2.5避雷器2613038第七章變壓所進(jìn)出線的選擇 28276337.1電力線路的截面選擇 28295397.2按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜的截面 2957067.310KV高壓進(jìn)線選擇校驗(yàn) 29204367.4380低壓出線的選擇 3047737.5作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn) 31146737.5.1按發(fā)熱條件選擇 31326767.5.2校驗(yàn)電壓損耗 3198817.5.3短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 312333第八章二次回路方案選擇及繼電保護(hù)33194208.1二次回路方案選擇33131648.1.1二次回路電源選擇33249038.1.2高壓斷路器的控制和信號(hào)回路3336538.1.3電測(cè)量?jī)x表與絕緣監(jiān)視裝置33304808.2繼電保護(hù)的整定33294528.2.1變壓器繼電保護(hù)332796總結(jié) 3521252致謝 3629190參考文獻(xiàn) 37摘要工廠供電,是指工廠所需的電能的供應(yīng)與分配,也稱工廠配電。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。電能既能易于由其他形式的能量以供應(yīng)用,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,而且現(xiàn)代社會(huì)的信息技術(shù)和其他高新技術(shù)無(wú)疑不是建立在電能應(yīng)用的基礎(chǔ)之上的。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。本論文設(shè)計(jì)首先計(jì)算電力負(fù)荷和變壓器的臺(tái)數(shù)、容量:利用所學(xué)的知識(shí)確定變電所的位置,計(jì)算出短路電流的大小,選出不同型號(hào)的變壓器,進(jìn)而確定變壓器的連接組別,畫出必要的變電所主接線圖。關(guān)鍵詞：主接線圖、短路電流、電力負(fù)荷、變壓器AbstractThefactorypowersupply,itistopointtothepowersupplyanddistribution,alsocalledplantdistribution.Asisknowntoall,theelectricityisofmodernindustrialproduction,themainformofenergyandpower.Electricenergycaneasilybyotherformsofenergyconversion,andeasytoconverttootherformsofenergytosupplytheuse.Electricpowertransmissionanddistributionofeconomicissimple,andeasytocontrol,adjustandmeasurement,whichishelpfultorealizetheproductionprocessautomation,and,themodernsocialinformationtechnologyandotherhigh-techundoubtedlyisnotbasedonelectricpoweronthebasisofapplicationofthe.Sothepowerinthemodernindustryproductionandthewholenationaleconomiclifearewidely.Thisthesisdesignfirstcalculatedpowerloadandtransformersets,capacity;Useknowledgetodeterminethepositionofthesubstation.Tocalculatetheshotcircuitcurrentsizechoosedifferenttypesoftransformerconnectioncategories,drawthenecessarysubstationmainwiringdiagram.Keywords:mainwiringdiagram,shottcircuitcurrent,powerload,transformer第一章緒論1.1工廠供電的意義以第二次工業(yè)革命的爆發(fā),從此人類社會(huì)進(jìn)入電氣時(shí)代,電能的發(fā)展是現(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；電能的輸送的分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì),又便于控制、調(diào)節(jié)和計(jì)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。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(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō),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。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(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義,因此做好工廠供配電的工作,對(duì)于節(jié)約能源、減少能源的浪費(fèi),也具有重大的作用。1.2設(shè)計(jì)概述現(xiàn)有一工廠,需要根據(jù)其所能取得的電源及用電負(fù)荷的實(shí)際情況,并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展,按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求,為本廠設(shè)計(jì)一個(gè)變電所。1.2.1工廠情況1、工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制,年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4600h,日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6h。該廠除鍋爐房、水泵房和制冷站屬二級(jí)負(fù)荷外,其余均屬三級(jí)負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表1.1所示。2、供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定,本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號(hào)為L(zhǎng)GJ-35,導(dǎo)線為等邊三角形排列,線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)流保護(hù)和電流速斷保護(hù),定時(shí)限過(guò)流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷要求,可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度為10km,電纜線路總長(zhǎng)度為25km。3、本地氣象、地壤等資料：〔1最熱月平均溫度28.4℃〔2最熱月平均最高溫度33℃

〔3極端最高溫度38.5℃

〔4極端最低溫度-15.5℃

〔5最熱月地下0.8米的平均溫度25度表1.1負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料序號(hào)車間名稱計(jì)算負(fù)荷〔KW>〔kvar<KV.A>1空調(diào)機(jī)房〔一98.672.3122.22廠務(wù)公用站房136.895.6166.83TG車間163.7137.5213.84鍋爐房10780.2133.85水泵房108.690.5141.36污水處理廠53.647.268.77TA車間151120.21938空壓站134.2100.1167.49空調(diào)機(jī)房〔二95.677.2122.910冷凍機(jī)〔1192.7145.6241.511冷凍機(jī)〔2,3185.4151.1239.212制冷站10582.2133.413照明用電107.590.6140.5〔4工廠平面圖圖1.1工廠平面圖1.2.2設(shè)計(jì)思路1、計(jì)算電力負(fù)荷和無(wú)功功率補(bǔ)償；2、選擇本變電所主變的臺(tái)數(shù)、容量和類型；3、設(shè)計(jì)本變電所的電氣主接線；4、進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算；5、主要電氣設(shè)備的選擇；6、電力線路接線及敷設(shè)方式；7、繼電保護(hù)。第二章負(fù)荷計(jì)算及功率因數(shù)補(bǔ)償計(jì)算2.1負(fù)荷計(jì)算2.1.1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,增大電能損耗,影響供電系統(tǒng)的正常可靠運(yùn)行。2.1.2負(fù)荷計(jì)算的方法常用負(fù)荷計(jì)算的方法有：1、需要系數(shù)法2、二項(xiàng)式系數(shù)法3、形狀系數(shù)法。在此次選擇的設(shè)計(jì)中,設(shè)備臺(tái)數(shù)較多,各臺(tái)設(shè)備容量相差不太懸殊,所以考慮采用需要系數(shù)法。需要系數(shù)法的主要步驟：1、將用電設(shè)備分組,求出各組用電設(shè)備的總額定容量。2、查出各組用電設(shè)備相應(yīng)需要系數(shù)及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)。3、用需要系數(shù)法求車間或全廠的計(jì)算負(fù)荷時(shí),需要在各級(jí)配電點(diǎn)乘以同時(shí)系數(shù)K。需要系數(shù)法的計(jì)算過(guò)程：先從用電端起逐級(jí)往電源方向計(jì)算,即：首先按需要系數(shù)法求得各車間低壓側(cè)有功及無(wú)功計(jì)算負(fù)荷,加上本車間變電所的變壓器有功及無(wú)功功率損耗,即得車間變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷；其次是將全廠各車間高壓則負(fù)荷相加同時(shí)加上廠區(qū)配電線路的功率損耗,再乘以同時(shí)系數(shù)。便得出工廠總降壓變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷；然后再考慮無(wú)功功率的影響和總降壓變電所主變壓器的功率損耗,其總和就是全廠計(jì)算負(fù)荷。表2.1需要系數(shù)法的計(jì)算公式計(jì)算負(fù)荷計(jì)算公式適用條件有功已知三相用電設(shè)備組或用電單位〔工廠、車間的設(shè)備容量及功率因數(shù),求其計(jì)算負(fù)荷。無(wú)功視在電流2.1.3各車間負(fù)荷計(jì)算1、空調(diào)機(jī)房〔一>：P=98.6kw；Q=72.3kvar;S=122.2kVA;I=122.2÷<×0.38>=185.7A2、廠務(wù)公用站房:P=136.8kw；Q=95.6kvar;S=166.8kVA；I=166.8÷〔×0.38=253.4A3、TG車間：P=163.7kW；Q=137.5kvar;S=213.8kVA；I=213.8÷<×0.38=324.8A4、鍋爐房：P=107kW；Q=80.2kvar;S=133.8kVA；I=133.8÷<×0.38=203.3A5、水泵房：P=108.6kW；Q=90.5kvar;S=141.3kVA；I=141.3÷<×0.38=214.7A6、污水處理廠：P=53.6kW；Q=47.2kvar;S=68.7kVA；I=68.7÷<×0.38=104.4A7、TA車間：P=151kW；Q=120.2kvar;S=193kVA；I=193÷<×0.38=288.7A8、空壓站：P=134.2kW；Q=100.1kvar;S=167.4kVA；I=167.4÷<×0.38=254.3A9、空調(diào)機(jī)房〔二：P=95.6kW；Q=77.2kvar；S=122.9kVA；I=122.9÷〔×0.38=186.7A10、冷凍機(jī)〔1：P=192.7kW；Q=145.6kvar；S=241.5kVA；I=241.5÷<×0.38=366.9A11、冷凍機(jī)〔2,3：P=185.4kW；Q=151.1kvar;S=239.2kVA；I=239.2÷<×0.38=363.4A12、制冷站：P=105kW；Q=82.2kvar；S=133.4kVA；I=133.4÷〔×0.38=202.7A13、照明用電：P=107.5kW；Q=90.6kvar；S=140.5kVA；I=140.5÷<×0.38=213.5A2.1.4全廠總負(fù)荷取全廠的同時(shí)系數(shù)為：K∑p=K∑q=0.9,則全廠的計(jì)算負(fù)荷為：=0.9×1639.7=1475.73KW=0.9×1290.3=1161.27kvar===1877.8kVA變壓器損耗：有功損耗：無(wú)功損耗：〔注：由于線路不很長(zhǎng),因此高壓配電線的功率損耗可忽略則變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：2.2功率因數(shù)補(bǔ)償計(jì)算2.2.1功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響在工廠供電系統(tǒng)中,絕大多數(shù)用電設(shè)備都具有電感的特性。這些設(shè)備僅需要從電力系統(tǒng)吸收有功功率,還要吸收無(wú)功功率以產(chǎn)生這些設(shè)備正常工作所必需的交變磁場(chǎng)。然而在輸送有功功率一定的情況下,無(wú)功功率增大,就會(huì)降低供電系統(tǒng)的功率因數(shù)。因此,功率因數(shù)是衡量工廠供電系統(tǒng)電能利用程度及電器設(shè)備使用狀況的一個(gè)具有代表性的重要指標(biāo)。功率因數(shù)的降低產(chǎn)生的不良影響：1、系統(tǒng)中輸送的總電流增加,使得供電系統(tǒng)中的電氣元件,如變壓器、電器設(shè)備、導(dǎo)線等容量增大,從而使工廠內(nèi)部的啟動(dòng)控制設(shè)備、測(cè)量?jī)x表等規(guī)格尺寸增大,因而增大了初投資費(fèi)用；2、由于無(wú)功功率的增大而引起的總電流的增加,使得設(shè)備及供電線路的有功功率損耗相應(yīng)地增大；3、由于供電系統(tǒng)中的電壓損失正比于系統(tǒng)中流過(guò)的電流,因此總電流增大,就使的供電系統(tǒng)中的電壓損失增加,使得調(diào)壓困難；4、對(duì)電力系統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備來(lái)說(shuō),無(wú)功電流的增大,使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的去磁效應(yīng)增加,電壓降低,過(guò)度增大激磁電流,從而使轉(zhuǎn)子繞組的溫升超過(guò)允許范圍,為了保證轉(zhuǎn)子繞組的正常工作,發(fā)電機(jī)就不能達(dá)到預(yù)定的出力。無(wú)功功率對(duì)電力系統(tǒng)及工廠內(nèi)部的供電系統(tǒng)都有不良的影響。因此,供電單位和工廠內(nèi)部都有降低無(wú)功功率需要量的要求,無(wú)功功率的減少就相應(yīng)地提高了功率因數(shù)。2.2.2功率因數(shù)的補(bǔ)償供電單位在工廠進(jìn)行初步設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)功率因數(shù)都要提出一定的要求,它是根據(jù)工廠電源進(jìn)線、電力系統(tǒng)發(fā)電廠的相對(duì)位置以及工廠負(fù)荷的容量決定的。根據(jù)《全國(guó)供用電規(guī)則》的規(guī)定,本設(shè)計(jì)要求用戶的功率因數(shù)cos0.92。供電單位對(duì)工廠功率因數(shù)這樣高的要求,僅僅依靠提高自然功率因數(shù)的辦法,一般不能滿足要求。因此,工廠便需要裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置,對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行人工補(bǔ)償。補(bǔ)償容量可按下式子計(jì)算：——補(bǔ)償前自然平均功率因數(shù)對(duì)應(yīng)的正切值；——補(bǔ)償后自然平均功率因數(shù)對(duì)應(yīng)的正切值；最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)：=1503.9/2009.3=0.74所需的無(wú)功補(bǔ)償裝置容量為：〔其中取0.92<n為所需電容個(gè)數(shù)則：補(bǔ)償后重新選變壓器容量：低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷：補(bǔ)償后變壓器的功率損耗為：變壓所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為：因?yàn)?.94>0.92,所以滿足相關(guān)規(guī)定。 表2.2負(fù)荷計(jì)算總表序號(hào)車間名稱計(jì)算負(fù)荷<KW><kvar><KV.A>〔A1空調(diào)機(jī)房〔一98.672.3122.2185.72廠務(wù)公用站房136.895.6166.8253.43TG車間163.7137.5213.8324.84鍋爐房10780.2133.8203.35水泵房108.690.5141.3214.76污水處理廠53.647.268.7104.47TA車間151120.2193288.78空壓站134.2100.1167.4254.39空調(diào)機(jī)房〔二95.677.2122.9186.710冷凍機(jī)〔1192.7145.6241.5366.911冷凍機(jī)〔2,3185.4151.1239.2363.412制冷站10582.2133.4202.713照明用電107.590.6140.5213.5合計(jì)1639.71290.32086.53170.1計(jì)入K∑p=K∑q=0.91475.71161.31877.82853.0380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償前1475.71161.31877.82853.0無(wú)功補(bǔ)償后1475.7467.71548.02352.010kv側(cè)無(wú)功補(bǔ)償前1503.91332.52009.3116.0無(wú)功補(bǔ)償后1498.9560.61600.392.4第三章變電所位置與型式的選擇無(wú)論是工礦企業(yè)或是高層建筑,變配電所的選址、設(shè)計(jì)、布置及結(jié)構(gòu)將直接影響到工程造價(jià)、運(yùn)行管理的安全、可靠及維護(hù)的方便問(wèn)題。3.1變配電所的類型和所址的選擇變配電所的設(shè)計(jì)要求供電可靠,技術(shù)先進(jìn),保障人員人身安全,經(jīng)濟(jì)合理,維修方便。根據(jù)工程特點(diǎn),規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃,以近期為主,適當(dāng)考慮發(fā)展,正確處理近期建設(shè)和遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系,進(jìn)行遠(yuǎn)近結(jié)合。結(jié)合負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)、所址環(huán)境、地區(qū)供電條件和節(jié)約電能等因數(shù),并征求建設(shè)單位的意見(jiàn),綜合考慮,合理確定方案。變配電所采用的設(shè)備和元件,應(yīng)符合國(guó)家或行業(yè)的產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并優(yōu)先選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用和節(jié)能的成套設(shè)備及定型產(chǎn)品?！?地震基本強(qiáng)度為7度及以上的地區(qū),變配電所的設(shè)計(jì)和電氣設(shè)備的安裝應(yīng)采取必要的抗震措施。2、變配電所的類型變配電所的類型應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷情況和周圍環(huán)境情況等綜合確定。工廠變配電所與高層建筑變電所的型式及所址雖有所區(qū)別,但根據(jù)安裝位置、方式、結(jié)構(gòu)的不同,它們大致有以下幾種類型：工廠總降價(jià)變電所。用于電源電壓為35KV及以上的大中型工廠。它是從電力系統(tǒng)接受35KV或以上電壓的電能后,由主變壓器把電壓降為10KV,經(jīng)10KV母線分別配電到各車間變電所。這種變電所一般都是獨(dú)立式的。高壓配電所。用于高壓電能〔10KV或6KV及以上的接受和分配。無(wú)總降壓變電所的高壓配電所一般為獨(dú)立式。車間變電所。車間變電所主要用于低壓電能的接受和分配。按其安裝位置的不同可分為車間附設(shè)變電所、車間內(nèi)變電所、獨(dú)立變電所、桿上變電所、露天或半露天變電所、地下變電所、樓層變電所、箱式變電所。變配電所的所址選擇變配電所所址的選擇,應(yīng)根據(jù)下列要求綜合考慮確定：盡量接近或深入負(fù)荷中心,這樣可縮短配電線路的長(zhǎng)度,對(duì)于節(jié)約電能,節(jié)約有色金屬盒提高電能質(zhì)量都有重要意義。其具體位置由各種因素綜合確定。進(jìn)出線方便,使變配電所盡可能靠近電源進(jìn)線側(cè),其目的是為了避免高壓電源線路,尤其是架空線路跨越其他建筑或設(shè)施。設(shè)備運(yùn)輸、吊裝方便,特別要考慮電力變壓器和高低壓開關(guān)柜等大型設(shè)備的運(yùn)輸方便。不應(yīng)設(shè)在鄰近下列場(chǎng)所的地方：①有劇烈震動(dòng)或高壓的場(chǎng)所；②有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)的場(chǎng)所正下方或正上方；③多塵、多水霧或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所,如無(wú)法避免時(shí),要避免污染源的下風(fēng)口；④廁所、浴室、洗衣房、廚房、泵房的正下方及鄰近地區(qū)和其他經(jīng)常積水場(chǎng)所和低洼地區(qū)。高壓配電所宜于和鄰近的車間變電所合建,以降低建設(shè)費(fèi)用,減少系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。高層建筑地下配電所的位置,宜選擇在通風(fēng)、散熱條件較好的場(chǎng)所,且不宜設(shè)在最底層。當(dāng)?shù)叵聝H有一層時(shí),應(yīng)采取適當(dāng)抬高變電所地面防水措施,并應(yīng)避免有洪水或積水從其他渠道淹沒(méi)變電所的可能性。應(yīng)考慮企業(yè)的發(fā)展,使變配電所有擴(kuò)建的可能,尤其是獨(dú)立式的變電所。3.2變配電所總體布置的一般要求1、便于運(yùn)行維護(hù)和檢修。如有人值班的變電所應(yīng)設(shè)單獨(dú)的值班室,且值班室應(yīng)和高壓配電室相鄰,有門直通；變壓器室應(yīng)靠近運(yùn)輸方便的馬路側(cè)。2、保證運(yùn)行的安全。如值班室內(nèi)不應(yīng)有高壓設(shè)備,且值班室的門應(yīng)該朝外開,而高低壓配電室和電容器室的門朝值班室開或朝外開；油量在1000kg及以上的戶內(nèi)三相變壓器應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)的變壓器室內(nèi),在雙層布置的變電所內(nèi),變壓器室要設(shè)在底層；所有帶電部分離墻和離地的尺寸及各室的操作維護(hù)通道的寬度,須符合有關(guān)規(guī)程的要求。3、便于進(jìn)出線。如高壓配電室一般位于高壓接線側(cè)；低壓配電室應(yīng)靠近變壓器室,且便于低壓架空出線；高壓電容器室宜靠近高壓配電室,低壓電容器室宜靠近低壓配電室。4、節(jié)約土地和建筑費(fèi)用。在保證安全運(yùn)行的前提下,盡量采用節(jié)約土地和建筑費(fèi)用布置方案。如值班室和低壓配電室合用；條件許可下,優(yōu)先選用露天或半露天變電所；當(dāng)高壓開關(guān)不多于臺(tái)時(shí),可與低壓配電屏設(shè)置在同一間房?jī)?nèi)；低壓電容器數(shù)量不多時(shí)?？膳c低壓配電裝置設(shè)在一間房?jī)?nèi)。5、留有發(fā)展余地。如變壓器室應(yīng)考慮擴(kuò)建時(shí)更換大的變壓器的可能性；高低壓配電室均需留有一定數(shù)量開關(guān)柜〔屏的備用位置。3.3變配電所的總體設(shè)計(jì)選擇1、變配電所的類型選擇：因?yàn)楸竟S引入的是10kv高線電纜,所以根據(jù)相關(guān)要求,擬采用獨(dú)立式的高壓配電所。2、變配電所所址選址：根據(jù)相關(guān)要求擬把變電所建在靠10KV電纜側(cè),5號(hào)車間與11號(hào)車間之間,具體位置見(jiàn)圖3.1.圖3.1變電所位置圖3、變配電所的總體布置的選擇：根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行了設(shè)計(jì),具體設(shè)計(jì)圖見(jiàn)附錄四。第四章主變壓器及主接線方案的選擇4.1變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí),宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器：有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較大；集中負(fù)荷較大。結(jié)合本廠的情況,考慮到二級(jí)重要負(fù)荷的供電安全可靠,故選擇兩臺(tái)主變壓器。4.2變電所主變壓器容量選擇每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：1、任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí),宜滿足：2、任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí),應(yīng)滿足：,即滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷需求。代入數(shù)據(jù)可得：。又考慮到本廠5~10年的負(fù)荷發(fā)展,初步取?？紤]到安全性和可靠性的問(wèn)題,確定變壓器為SC3系列箱型干式變壓器。型號(hào)：SC3-1600/10,其主要技術(shù)指標(biāo)如下表所示：表4.1變壓器型號(hào)參數(shù)表變壓器型號(hào)額定容量額定電壓/kV聯(lián)結(jié)組型號(hào)損耗/kW空載電流阻抗電壓〔%高壓低壓空載負(fù)載SC3-1600/10160010.50.4Dyn112.4142.564.3主接線方案的選擇4.3.1主接線的總體分類：1、單母線接線〔1接線方法及工作要求,見(jiàn)圖4.1。〔2特點(diǎn)①接線簡(jiǎn)單〔設(shè)備少、清晰、明了；②布置、安裝簡(jiǎn)單,配電裝置建造費(fèi)用低；③斷路器與隔離開關(guān)間易實(shí)現(xiàn)可靠的防誤閉鎖,操作安全、方便,母線故障的幾率低；④易擴(kuò)建和采用成套式配電裝置。⑤主母線、母線故障或檢修,全廠停電；⑥任一回路斷路器檢修,該回路停電。圖4.1單母線接線圖2、雙母線接線〔1接線方法及運(yùn)行方式見(jiàn)圖4.2。〔2特點(diǎn)：①可輪流檢修母線而不影響正常供電②檢修任一母線側(cè)隔離開關(guān)時(shí),只影響該回路供電③工作母線發(fā)生故障后,所有回路短時(shí)停電并能迅速恢復(fù)供電④可利用母聯(lián)斷路器代替引出線斷路器工作⑤便于擴(kuò)建⑥由于雙母線接線的設(shè)備較多,配電裝置復(fù)雜,運(yùn)行中需要用隔離開關(guān)切換電路,容易引起誤操作；同時(shí)投資和占地面積也較大。圖4.2雙母線接線圖4.3.210kV側(cè)單母線和雙母線接線的比較6～10kV配電裝置出線回路數(shù)目為6回及以上時(shí),可采用單母線分段接線。而雙母線接線一般用于引出線和電源較多,輸送和穿越功率較大,要求可靠性和靈活性較高的場(chǎng)合。110kV終端變電站的10kV部分一般采用單母線分段,互為備用。由課題所給條件進(jìn)行綜合分析：對(duì)圖4.1和圖4.2所示的方案Ⅰ、Ⅱ綜合比較,見(jiàn)表4.1表4.1主接線方案比較方案項(xiàng)目方案Ⅰ單母線方案Ⅱ雙母線技術(shù)①不會(huì)造成全所停電②調(diào)度靈活③保證對(duì)重要用戶的供電④任一斷路器檢修,該回路必須停止工作①供電可靠②調(diào)度靈活③擴(kuò)建方便④便于試驗(yàn)⑤易誤操作經(jīng)濟(jì)①占地少①設(shè)備少①設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜②投資和占地面大經(jīng)過(guò)綜合比較方案Ⅰ在經(jīng)濟(jì)性上比方案Ⅱ好,且調(diào)度和靈活性也可以保證供電的可靠性。所以選用方案Ⅰ。具體接線圖見(jiàn)附錄二。4.4低壓側(cè)接線方案的選擇4.4.1一般要求1、低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程性質(zhì)、規(guī)模、負(fù)荷容量等因素綜合考慮,可采用放射式、樹干式、鏈?zhǔn)?、環(huán)式等組合形式。應(yīng)滿足用電設(shè)備對(duì)供電可靠性和電能性質(zhì)的要求,同時(shí)應(yīng)注意接線簡(jiǎn)單,操作方便安全,具有一定的靈活性,能適應(yīng)生產(chǎn)和使用上的變化及設(shè)備檢修的需要。2、變壓器二次側(cè)至用電設(shè)備之間的低壓配電級(jí)數(shù)不宜超過(guò)3級(jí)。3、在用電單位內(nèi)部的鄰近變電所之間宜設(shè)置低壓聯(lián)絡(luò)線,既可以提高供電可靠性,還可以在出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間輕負(fù)荷時(shí),通過(guò)運(yùn)行方式切換,減少變壓器的空載損耗。4.4.2低壓配電系統(tǒng)常見(jiàn)接線方式及適合場(chǎng)1、單回路放射式：適用場(chǎng)合：一般用于配電給容量較大的集中負(fù)荷或重要負(fù)荷。2、雙回路放射式：適用場(chǎng)合：用于配電給一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷。3、單回路樹干式：適用場(chǎng)合：一般用于用電設(shè)備布置比較均勻,容量不大,又無(wú)特殊要求的場(chǎng)合。4、雙回路樹干式：適用場(chǎng)合：一般用于配電給二級(jí)負(fù)荷。當(dāng)供電電源可靠時(shí),可配電給一級(jí)負(fù)荷。5、環(huán)式：適用場(chǎng)合：配電給二級(jí)、三級(jí)負(fù)荷。一般用于開環(huán)運(yùn)行。6、鏈?zhǔn)剑哼m用場(chǎng)合：適用于從配電箱對(duì)彼此相距很近,容量很小的次要用電設(shè)備的配電,如生產(chǎn)線上的一組小容量電動(dòng)機(jī)、一組照明燈具、一組電源插座。<注：STS為車間變電所、AC為控制箱、AP為電力配電箱、AT為雙電源切換箱、AL為照明配電箱選擇：考慮到本廠用電設(shè)備大部分為中小容量,且無(wú)其他特殊要求,綜合權(quán)衡之下,低壓側(cè)接線擬采用雙回路樹干式接法。具體接線圖見(jiàn)附錄。第五章短路電流的計(jì)算5.1短路的基本概念短路是指電源通向用電設(shè)備的導(dǎo)線不經(jīng)過(guò)負(fù)載而相互直接連接的狀態(tài),也稱為短路狀態(tài)。5.2短路的原因造成短路主要原因有：1、電氣設(shè)備絕緣損壞這種損害可能是由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行、絕緣老化造成的；也可能是設(shè)備本身質(zhì)量低劣、絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿；或者設(shè)備質(zhì)量合格、絕緣合乎要求而被過(guò)電壓擊穿；或者由于設(shè)備絕緣受到了外力損傷而造成的。2、有關(guān)人員誤操作這種情況大多數(shù)是由于操作人員違反安全操作規(guī)程而發(fā)生的,例如帶負(fù)荷拉閘,或者誤將電壓設(shè)備接入較高壓的電路中而造成的擊穿短路。3、鳥獸為害事故鳥獸跨越在裸露的相線之間或者相線與接地物體之間,或者咬壞設(shè)備和導(dǎo)線電纜的絕緣,從而導(dǎo)致短路。5.3短路的后果短路后,系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負(fù)荷電流大的多。在大電力系統(tǒng)中,短路電流可達(dá)幾萬(wàn)安甚至幾十萬(wàn)安,如此大的短路電流可對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害：1、短路時(shí)要產(chǎn)生很大的點(diǎn)動(dòng)力和很高的溫度,而使故障元件和短路電路中的其他元件受到損害和破壞,甚至引起火災(zāi)事故。2、短路時(shí)電路的電壓驟降,嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。3、短路時(shí)保護(hù)裝置動(dòng)作,將故障電路切除,從而造成停電,而且短路點(diǎn)越靠近電源停電范圍越大,造成的損失也越大。4、嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步造成系統(tǒng)解列。5、不對(duì)稱短路包括單相和兩相短路,其短路電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變電磁場(chǎng),對(duì)附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾,影響其正常運(yùn)行,甚至使之發(fā)生誤動(dòng)作。由此可見(jiàn),為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件等,也必須計(jì)算短路電流。5.4短路的形成在三相系統(tǒng)中,短路的形式有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路等,其中兩相接地短路,實(shí)質(zhì)是兩相短路。按短路的對(duì)稱性來(lái)分,三相短路屬對(duì)稱性短路,其他形式短路均為不對(duì)稱短路。電力系統(tǒng)中,發(fā)生單相短路的可能性最大,而發(fā)生三相短路的可能性最小。但是一般情況下,特別是原理電源〔發(fā)電機(jī)的工廠供電系統(tǒng)中,三相短路電流最大,因此他造成的危害也最為嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作,因此作為選擇和校驗(yàn)電器設(shè)備用的短路計(jì)算中,以三相短路計(jì)算為主。實(shí)際上不對(duì)稱短路也可以按對(duì)稱分量法將不對(duì)稱的短路電流分解為對(duì)稱的正序、負(fù)序和零序分量,然后對(duì)稱量來(lái)分析和計(jì)算,所以對(duì)稱的三相的三相短路分析計(jì)算也是不對(duì)稱短路分析計(jì)算的基礎(chǔ)。5.5三相短路電流計(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)和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn),以保證設(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。5.6短路電流的計(jì)算計(jì)算短路電流的方法有歐姆法和標(biāo)幺值法,這里用的是標(biāo)幺值法。5.6.1短路電流計(jì)算的公式1、標(biāo)幺制法概念任意一個(gè)有名值得物理量與同單位的基準(zhǔn)值之比,稱為標(biāo)幺值。它是個(gè)相對(duì)值,無(wú)單位的純數(shù),可用小數(shù)或百分?jǐn)?shù)表示。基準(zhǔn)值是可以任意選擇的,選擇以運(yùn)算方便、簡(jiǎn)單為目的。通常標(biāo)幺值用表示,參考值用,實(shí)際值用A表示,因此按標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí),一般先選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。在工程計(jì)算中,為計(jì)算方便,基準(zhǔn)容量一般取或；基準(zhǔn)電壓通常取元件所在處的短路計(jì)算電壓,即。選定了基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓后,基準(zhǔn)電流按下式計(jì)算：基準(zhǔn)電抗按下式計(jì)算：2、電力系統(tǒng)中各主要元件電抗標(biāo)幺制的計(jì)算方式〔注：〔1電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值式中,為電力系統(tǒng)的電抗值；為電力系統(tǒng)的容量?！?電力變壓器的電抗標(biāo)幺值式中,%為變壓器短路電壓百分比；為變壓器的電抗；為電力變壓器的額定容量?！?電力線路的電抗標(biāo)幺值式中,為線路的電抗；為導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電抗；l為導(dǎo)線的長(zhǎng)度?！?無(wú)限大容量電力系統(tǒng)三相短路電流周期分量有效值得標(biāo)幺值：由此可得三相短路流量周期分量有效值：然后,即可用前面的公式分別求出、、和等。三相短路容量的計(jì)算公式為：5.6.2具體計(jì)算過(guò)程1、畫出相應(yīng)的等效電路圖,如圖。根據(jù)電氣主接線圖,繪制出短路電流計(jì)算圖。高壓側(cè)10kv進(jìn)線末端確定K1為短路點(diǎn),電源進(jìn)線長(zhǎng)度為10km,變壓器T1低壓側(cè)380v母線確定K2為短路點(diǎn),變壓器T2低壓側(cè)380v母線確定K3為短路點(diǎn)。繪制等值電路如圖5.1所示。圖5.1等值電路2、選取基準(zhǔn)容量,一般3、計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值：〔1電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值〔2電力線路的電抗標(biāo)幺值〔3電力變壓器的電抗標(biāo)幺值〔4求K-1點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值和短路電流和短路容量①總電抗標(biāo)幺值②各三相短路電流周期分量有效值③各三相短路電流④三相短路容量〔5求k-2點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值和短路電流和短路容量①總電抗標(biāo)幺值②各三相短路電流周期分量有效值③各三相短路電流④三相短路容量〔6將計(jì)算結(jié)果列成表格形式。表.5.1短路電流計(jì)算結(jié)果表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVAK-1點(diǎn)1.621.621.622.454.1329.41K-2點(diǎn)25.4925.4925.4927.7848.9017.70第六章一次設(shè)備的選擇6.1電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)的一般原則1、環(huán)境條件和電氣要求：環(huán)境要求就是指電氣設(shè)備所處位置〔戶內(nèi)或戶外、環(huán)境溫度、海拔高度以及有無(wú)防塵、防腐、防火、防爆要求；電氣要求主要是對(duì)電壓、電流、頻率等供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備按正常工作條件進(jìn)行選擇,就是要考慮電氣設(shè)備裝置的方面的要求；對(duì)開關(guān)電器及保護(hù)用設(shè)備,如開關(guān)、熔斷器應(yīng)考慮其斷流能力。電氣設(shè)備按短路故障情況進(jìn)行檢驗(yàn),就是要按最大可能的短路故障〔通常為三相短路障時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)。但熔斷器和有熔斷器保護(hù)的電器和導(dǎo)體〔如電壓互感器等,以及架空線路,一般不必考慮穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度的校驗(yàn),對(duì)電纜,也不必進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)。在供配電系統(tǒng)中盡管各種電氣設(shè)備的作用不一樣,但選擇的要求和條件有諸多是相同的。為保證設(shè)備安全、可靠地運(yùn)行,各種設(shè)備均應(yīng)按正常工作條件下的額定電壓和額定電流選擇,并按短路故障條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。工作環(huán)境要求有：戶內(nèi)、戶外、海拔、環(huán)境溫度、礦山〔井、防塵、防爆等。2、按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓一般電氣設(shè)備和導(dǎo)線的額定電壓應(yīng)不低于設(shè)備安裝地點(diǎn)電網(wǎng)電壓〔額定電壓,即：3、按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定流量導(dǎo)體和電氣設(shè)備的額定流量是指在額定環(huán)境溫度下長(zhǎng)期允許通過(guò)的電流,以表示該電流應(yīng)不小于通過(guò)設(shè)備的最大負(fù)荷電流〔計(jì)算電路,即4、對(duì)開關(guān)類電氣設(shè)備還應(yīng)考慮其斷流能力設(shè)備的最大開端電流<或容量>應(yīng)不小于安裝地點(diǎn)的最大三相短路電流即5、按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度電氣設(shè)備在短路故障條件下必須具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度,以保證電氣設(shè)備在短路故障時(shí)不致?lián)p壞?！?熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。通過(guò)短路電流時(shí),導(dǎo)體和電器各部件的發(fā)熱溫度不應(yīng)超過(guò)短時(shí)發(fā)熱最高允許溫度值,即其中當(dāng)時(shí),式中,設(shè)備安裝地點(diǎn)的三相短路穩(wěn)態(tài)電流,單位為KA；為短路發(fā)熱假象時(shí)間,單位為S；為實(shí)際短路時(shí)間；為t秒〔S>內(nèi)允許通過(guò)的短路電路值或稱t秒〔S>熱穩(wěn)定電路,單位為KA、t為設(shè)備生產(chǎn)廠家給出的設(shè)備熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間,一般為4S、5S、1S等。和t可查相關(guān)的產(chǎn)品手冊(cè)或產(chǎn)品樣書?！?動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)。動(dòng)穩(wěn)定是指導(dǎo)體和電器承受短路電路機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足穩(wěn)定度校驗(yàn)條件是：或。式中,為設(shè)備安裝地點(diǎn)的三相短路沖擊電流峰值,單位為KA；為安裝地點(diǎn)的三相短路沖擊電流有效值,單位為KA；為設(shè)備的極限通過(guò)電流〔動(dòng)穩(wěn)定電流有效值,單位為KA。和均可由相關(guān)產(chǎn)品的手冊(cè)或樣本中查到。6.2設(shè)備選擇6.2.1斷路器斷路器〔英文名稱：circuit-breaker,circuitbreaker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)承載和開斷異常回路條件〔包括短路條件下的電流的開關(guān)裝置。在這里由于10KV測(cè)92.4A,且戶外布置。選擇斷路器為戶內(nèi)少油斷路器,型號(hào)是：SN10-10I,其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如表所示：表6.1SN3-10I斷路器技術(shù)參數(shù)額定工作電壓〔KV額定工作電流〔A開斷電流<KA>動(dòng)穩(wěn)定電流峰值<KA>熱穩(wěn)定流<KA>固有分閘時(shí)間<S>合閘時(shí)間〔S>配用操作機(jī)構(gòu)型號(hào)10630164016〔4S>CT86.2.2隔離開關(guān)隔離開關(guān)是一種沒(méi)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10KV處的最高正常工作電流為,且戶內(nèi)布置。選擇的隔離開關(guān)型號(hào)為：,其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如表所示：表6.2斷路器技術(shù)參數(shù)額定工作電壓〔KV額定工作電流〔A極限通過(guò)電流/KA5S熱穩(wěn)定電流〔KA操作機(jī)構(gòu)型號(hào)峰值有效值1020025.514.720S6-1T<CS6-1>6.2.3電壓互感器電壓互感器是一個(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φ,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,我們選擇的型號(hào)為：JD6-10,其技術(shù)參數(shù)如下：表6.3JD6-10電壓互感器技術(shù)參數(shù)額定工作電壓〔v額定頻率〔HZ二次線圈的額定容量〔va二次線圈極限容量〔va線圈連接組標(biāo)號(hào)一次線圈二次線圈100001005025010001/1-126.2.4熔斷器熔斷器也被稱為保險(xiǎn)絲,IEC127標(biāo)準(zhǔn)將它定義為"熔斷體〔fuse-link>"。它是一種安裝在電路中,保證電路安全運(yùn)行的電器元件。這里熔斷器是用于保護(hù)電壓互感器的,由于10KV處的最高電廠工作電流為92.4A。因此選擇高壓限流熔斷器的型號(hào)是：RN1-10,其主要技術(shù)參數(shù)如下表：表6.4RN1-10熔斷器技術(shù)參數(shù)額定工作電壓〔KV額定工作電流〔A額定斷流容量〔MVA最大開斷電流有效值/KA過(guò)電壓倍數(shù)〔額定電壓倍數(shù)1010020011.62.56.2.5避雷器避雷器又稱：surgearrester,能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過(guò)電壓能量,保護(hù)電工設(shè)備免受瞬時(shí)過(guò)電壓危害,又能截?cái)嗬m(xù)流,不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。這里根據(jù)電壓等級(jí)和工作環(huán)境確定選擇磁吹閥式避雷器,型號(hào)為：FCZ3-10,其主要技術(shù)參數(shù)如下：表6.5FCZ3-10避雷器技術(shù)參數(shù)額定電壓〔KV滅弧電壓〔KV工頻放電電壓〔有效值〔KV沖擊放電電壓峰值不大于〔KV 電導(dǎo)電流有效值峰值直流試驗(yàn)〔KV電流〔A1041708511250250-400第七章變壓所進(jìn)出線的選擇7.1電力線路的截面選擇電力線路的正確、合理的選擇直接關(guān)系到供配電系統(tǒng)的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。電力線路包括電力電纜、架空導(dǎo)線、室內(nèi)絕緣導(dǎo)線和硬母線等類型。因此,電力線路的選擇包括類型的選擇和截面的選擇兩部分,其中因?yàn)轭愋鸵呀?jīng)在前面確定,故此章節(jié)只行進(jìn)截面的選擇。為了保證供配電系統(tǒng)的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行,選擇導(dǎo)線和電纜截面時(shí)必須滿足以下條件：1、發(fā)熱條件。導(dǎo)線和電纜〔包括母線在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流〔>時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度,不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。2、電壓損耗條件。導(dǎo)線和電纜在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流〔時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗,不應(yīng)超過(guò)正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗〔對(duì)工廠內(nèi)較短的高壓線路,可不進(jìn)行電壓損耗檢驗(yàn)。3、經(jīng)濟(jì)電流密度。35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下但長(zhǎng)距離、大電流的線路,其導(dǎo)電和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電路密度選擇,以使線路的年度費(fèi)用支出最少。4、機(jī)械強(qiáng)度。導(dǎo)線〔包括裸線和絕緣導(dǎo)線截面不應(yīng)小于其最小允許截面。5、短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。和一般電氣設(shè)備一樣導(dǎo)線也必須具備有足夠的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度,以保證在短路故障時(shí)不損壞。6、與保護(hù)裝置的配合。導(dǎo)線和安裝在其線路上的保護(hù)裝置〔如熔斷器、低壓斷路器等必須互相配合,才能有效地避免短路電流對(duì)線路造成的危害。對(duì)于電纜,不必檢驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度和短路動(dòng)穩(wěn)定度,但需要校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度。對(duì)于母線,短路動(dòng)穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度都要考慮。對(duì)于絕緣導(dǎo)線和電纜,還應(yīng)滿足工作電壓的要求,即絕緣導(dǎo)線和電纜的額定電壓應(yīng)不低于使用地點(diǎn)的額定電壓。在工程設(shè)計(jì)中,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般對(duì)6-10KV以下的高壓配電線路和低壓動(dòng)力線路,先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面,再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度；對(duì)35KV及以上的高壓輸電線路和6-10 KV長(zhǎng)距離,大電流線路,則先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面,再校驗(yàn)發(fā)熱條件、電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度；對(duì)低壓照明線路,先按電壓損耗選擇導(dǎo)線截面,再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。通常按以上順序進(jìn)行截面選擇,比較容易滿足要求,較少返工,從而減少計(jì)算的工作量。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)屬于6-10KV以下的高壓配電線路和低壓動(dòng)力線路,所以選擇按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面。7.2按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜的截面電流通過(guò)導(dǎo)線<包括電纜、母線等,由于線路的電阻而會(huì)使其發(fā)熱。當(dāng)發(fā)熱超過(guò)其允許溫度時(shí),會(huì)使導(dǎo)線接頭處氧化加劇,增大接觸電阻而導(dǎo)致進(jìn)一步的氧化,如此惡性循環(huán)會(huì)發(fā)展到觸頭燒壞而斷線。而且絕緣導(dǎo)線和電纜的溫度過(guò)高時(shí),可使絕緣加速老化甚至損壞,或引起火災(zāi)。因此,導(dǎo)線的正常發(fā)熱溫度不得超過(guò)教科書〔《供配電技術(shù)》附表17所列的各類線路在額定負(fù)荷時(shí)的最高允許溫度。當(dāng)在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,通常用導(dǎo)線和電纜的允許載流量不小于通過(guò)相線的計(jì)算電流來(lái)校驗(yàn)其發(fā)熱條件,即:導(dǎo)線的允許載流量,是指在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下,導(dǎo)線或電纜能夠連續(xù)承受而不致使其穩(wěn)定溫度超過(guò)允許值得最大電流。這里所說(shuō)的"環(huán)境溫度",時(shí)按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜所采用的特定溫度。在室外,環(huán)境溫度一般取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁?。在室?nèi),則取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁丶?C。對(duì)土中直埋的電纜,取當(dāng)?shù)刈顭嵩碌叵?.8~1m的土壤平均溫度,亦可近似地采用當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜庥谙嗑€截面的50%,即由三相線路引出的兩相三線線路的三相四線線路和單相線路,由于其中性線電流與相線電流相等,因此它們的中性線截面應(yīng)與相線截面相同,即7.310KV高壓進(jìn)線選擇校驗(yàn)1、采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè),接往10kV公用干線。〔1按發(fā)熱條件選擇：由==92.4A及室外環(huán)境溫度33°,查表《供配電技術(shù)》P327附表12-1得,初選LGJ-35,其35°C時(shí)的=149A>,滿足發(fā)熱條件。〔2校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度：查《供配電技術(shù)》P333附表12得,最小允許截面積=25,而LGJ-35滿足要求,故選它。由于此線路很短,故不需要校驗(yàn)電壓損耗。2、采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜之間埋地敷設(shè)?！?按發(fā)熱條件選擇：由==92.4A及土壤環(huán)境25°,查表得,初選纜線芯截面為25的交聯(lián)電纜,其=149A>,滿足發(fā)熱條件?！?校驗(yàn)熱路穩(wěn)定：按式,A為母線截面積,單位為；為滿足熱路穩(wěn)定條件的最大截面積,單位為；C為材料熱穩(wěn)定系數(shù)；為母線通過(guò)的三相短路穩(wěn)態(tài)電流,單位為A；短路發(fā)熱假想時(shí)間,單位為s。本電纜線中=1620,=0.5+0.15+0.05=0.7s,終端變電所保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.5s,斷路器斷路時(shí)間為0.15s,C=77,把這些數(shù)據(jù)代入公式中得<A=25。因此JL22-10000-325電纜滿足要求。7.4380低壓出線的選擇1.空調(diào)機(jī)房〔一饋電給1號(hào)廠房〔空調(diào)機(jī)房〔一的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件需選擇：由=185.7A及地下0.8m土壤溫度為25℃,查表,初選纜芯截面240,其=212A>,滿足發(fā)熱條件。校驗(yàn)電壓損耗：由圖1.1所示的工廠平面圖量得變電所至1號(hào)廠房距離約為400m,而查表得到120的鋁芯電纜的=0.31〔按纜芯工作溫度75°計(jì),=0.07,又1號(hào)廠房的=98.6kW,=72.3kvar,故線路電壓損耗為：>=5%。不滿足短熱穩(wěn)定要求,故改選纜芯截面為240的電纜,即選VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜,中性線芯按不小于相線芯一半選擇。同理其他車間低壓出線均選擇VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜。7.5作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)采用YJL22—10000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁心電纜,直接埋地敖設(shè),與相距約2Km的臨近單位變配電所的10KY母線相連。7.5.1按發(fā)熱條件選擇工廠二級(jí)負(fù)荷容量共408.5KVA,,最熱月土壤平均溫度為25℃。查表《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》8-43,初選纜心截面為25的交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁心電纜,其滿足要求。7.5.2校驗(yàn)電壓損耗由表《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》8-41可查得纜芯為25的鋁〔纜芯溫度按80℃計(jì),,而二級(jí)負(fù)荷的,,線路長(zhǎng)度按2km計(jì),因此由此可見(jiàn)滿足要求電壓損耗5%的要求。7.5.3短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)按本變電所高壓側(cè)短路電流校驗(yàn),由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn),可知纜芯25的交聯(lián)電纜是滿足熱穩(wěn)定要求的。而臨近單