機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

《供配電系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書課題名稱機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)目錄TOC\t"小標(biāo)題,1,第一級(jí)標(biāo)題,1,第二級(jí)標(biāo)題,2,第三級(jí)標(biāo)題,3"\h\u29553引言 1416270摘要 15214481設(shè)計(jì)任務(wù)書 15213371.1設(shè)計(jì)要求 15281881.2設(shè)計(jì)依據(jù) 1599521.2.1工廠總平面圖 1584781.2.2工廠負(fù)荷情況 16178411.2.3供電電源情況 16233621.2.4氣象資料 1664401.2.5地質(zhì)水文資料 1726471.2.6電費(fèi)制度 175321.3設(shè)計(jì)任務(wù) 1854252負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償 1862212.1負(fù)荷計(jì)算 1859672.1.1負(fù)荷計(jì)算的意義 1821062.1.2負(fù)荷計(jì)算的方法 1958442.1.3負(fù)荷計(jì)算 1913762.2無功功率補(bǔ)償 2154043變電所的位置與型式的選擇 21144763.1變電所位置的選擇 21150673.2變電所的類型及形式選擇 22285514變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型的選擇 23111924.1變壓器臺(tái)數(shù)選擇的原則 23163484.2變電所主變臺(tái)數(shù)、容量與類型的選擇 23179195變電所主接線方案的設(shè)計(jì) 2474395.1變電所主接線方案的選擇 2434326短路電流的計(jì)算 24271386.1繪制短路計(jì)算電路 2412036.2確定基準(zhǔn)值 2582666.3計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值 25285236.4計(jì)算K-1點(diǎn)（10.5KV側(cè)）的短路總阻抗及三相短路電流和短路容量 25117776.5計(jì)算K-2點(diǎn)（0.4KV側(cè)）的短路總阻抗及三相短路電流和短路容量 26205367變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 2657997.110KV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 27322207.2380V側(cè)一次設(shè)備的校驗(yàn) 27275377.3高低壓母線的選擇 28118108變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) 2869928.110kv高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇校驗(yàn) 28237558.2380V低壓出線的選擇 29313488.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇與校驗(yàn) 3171799變電所繼電保護(hù)的整定 329719.1主變壓器的繼電保護(hù)裝置

32126379.2作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置 3346669.3變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置

344927參考文獻(xiàn) 3432139附錄 34引言電能作為最基本的能源，不僅滿足于人民生活需要，企業(yè)生產(chǎn)也需要電，整個(gè)人類社會(huì)的進(jìn)步更需要電；今天，我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我們整個(gè)生活、生產(chǎn)乃至社會(huì)將進(jìn)入電氣化的新時(shí)代，電能已成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國(guó)防科技及人民生活等各方面不可缺少的能源；電力工業(yè)的發(fā)展水平，是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的重要標(biāo)志。電力工業(yè)必須優(yōu)先于其它工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，其建設(shè)和發(fā)展的速度必須高于國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的增長(zhǎng)速度，只有這樣，國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門才能夠快速而穩(wěn)定地發(fā)展。在工廠中，變配電所將電網(wǎng)輸送來的電能進(jìn)行接收、變換、分配以期能夠達(dá)到驅(qū)動(dòng)負(fù)載正常工作，并使電能能夠合理分配，創(chuàng)造最大的效益，尤為重要。設(shè)計(jì)一個(gè)合理的變配電所，能夠合理的分配電力資源，同時(shí)能夠滿足企業(yè)的生產(chǎn)所需。本次設(shè)計(jì)根據(jù)課題提供的某機(jī)械制造廠的用電負(fù)荷和供電條件，氣候條件，并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，本著安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求確定本廠變電所的位置和形式。通過負(fù)荷計(jì)算，確定主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備與進(jìn)出線,最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書,并繪出設(shè)計(jì)圖樣。具體過程和步驟:根據(jù)工廠總平面圖,工廠負(fù)荷情況,供電電源情況,氣象資料等,先計(jì)算電力負(fù)荷,判斷是否要進(jìn)行無功功率補(bǔ)償,接著進(jìn)行變電所位置和型式選擇,并確定變電所變壓器臺(tái)數(shù)和容量,主接線方案選擇,最后進(jìn)行短路電流的計(jì)算,并對(duì)變電所一次設(shè)備選擇和高低壓線路的選擇做出最經(jīng)濟(jì)，最合理，最安全的設(shè)計(jì)方案，達(dá)到供電的要求：安全，可靠，經(jīng)濟(jì)，優(yōu)質(zhì)。摘要供配電系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)應(yīng)用本專業(yè)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行的一門實(shí)踐性課程，所涉及到的主要課程是《工廠供電》、《電路》、《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》等。設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了很多知識(shí)，通過課程設(shè)計(jì)可以鞏固本課程理論知識(shí)，掌握供配電設(shè)計(jì)的基本方法，通過解決各種實(shí)際問題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力，同時(shí)對(duì)電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解，在計(jì)算、繪圖、設(shè)計(jì)說明書等方面得到訓(xùn)練。在設(shè)計(jì)中會(huì)遇到很多問題，為了解決問題，激發(fā)了對(duì)獲取知識(shí)的追求，對(duì)計(jì)算和微機(jī)應(yīng)用能力有很大程度的提高，同時(shí)也鍛煉了自身的自學(xué)能力，為今后的工作奠定基礎(chǔ)。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。

本課程設(shè)計(jì)共包括九個(gè)主要部分，依次是：負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償；變電所的位置與型式的選擇；及主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型的選擇；變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)；短路電流的計(jì)算；變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)；變電所繼電保護(hù)的整定；變電所主接線圖等。關(guān)鍵詞：工廠供電，發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)代化設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)要求根據(jù)該廠所能取得的電源及該廠用電負(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，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類型，選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，選擇整定繼電保護(hù)裝置。最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖。設(shè)計(jì)依據(jù)工廠總平面圖工廠負(fù)荷情況該廠多數(shù)車間為二班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4600h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。該廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表1.1所示。供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，該廠可由附近一條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)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-150，導(dǎo)線為等三角形排列，線距為2m；干線首端距離該廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MV·A。此斷路器配備有定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與該廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度為80km，電纜線路總長(zhǎng)度為25km。氣象資料該廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38℃，年平均氣溫為23℃，年最低氣溫為-8℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，年最熱月平均氣溫為26℃，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25℃。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20天。表1.1工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動(dòng)力3740.350.7照明70.91.02鍛壓車間動(dòng)力3170.30.6照明90.81.03金工車間動(dòng)力3460.250.63照明100.71.04工具車間動(dòng)力2880.30.6照明70.81.05電鍍車間動(dòng)力2590.50.75照明60.81.06熱處理車間動(dòng)力2300.60.8照明70.81.07裝配車間動(dòng)力2020.40.7照明90.91.08機(jī)修車間動(dòng)力1730.30.7照明60.81.09鍋爐房動(dòng)力720.80.75照明30.81.010倉庫動(dòng)力140.30.8照明10.71.0生活區(qū)照明2880.70.9地質(zhì)水文資料該廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。電費(fèi)制度該廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為18元/(kV·A)，電度電價(jià)為0.59元/(kW·h)。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.90。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性地向供電部門交納供電貼費(fèi)：6~10kV為800元/(kV·A)。設(shè)計(jì)任務(wù)要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成下列工作量：1、設(shè)計(jì)說明書，內(nèi)容：1）前言；2）目錄；3）負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償；4）變電所的位置與型式的選擇；5）及主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型的選擇；6）變電所主接線方案的設(shè)計(jì)；7）短路電流的計(jì)算；8）變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；9）變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)；10）變電所繼電保護(hù)的整定；11）參考文獻(xiàn)；12）變電所主接線圖。繪制的電路圖、圖形符號(hào)及文字符號(hào)應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)報(bào)告的格式按照附件“課程設(shè)計(jì)報(bào)告書格式”。負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算的意義進(jìn)行電力設(shè)計(jì)的基本原始資料是用電部門提供的用電設(shè)備的安裝容量。這些用電設(shè)備品種多、數(shù)量大、工作情況復(fù)雜，因此，如何根據(jù)這些原始資料正確估算所需的電力和用電量是一個(gè)非常重要的問題。估算的準(zhǔn)確程度，將直接影響到電力設(shè)計(jì)的質(zhì)量。若計(jì)算過高，將使設(shè)備和導(dǎo)線選擇偏大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)；而估算過低，又將使設(shè)備和導(dǎo)線選擇偏小，造成運(yùn)行時(shí)過熱，加快絕緣老化，降低使用壽命，增大電能損耗，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行?？梢姡_計(jì)算電力負(fù)荷具有重要意義。負(fù)荷計(jì)算的方法用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定，是工程中常用的有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法是世界各國(guó)普遍應(yīng)用的確定計(jì)算負(fù)荷的基本方法。

有功計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式

無功計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式

視在計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式計(jì)算電流的計(jì)算公式負(fù)荷計(jì)算表2.1工廠計(jì)算負(fù)荷編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)P30/KWQ30/KvarS30/KV·AI30/A1鑄造車間動(dòng)力3740.350.7130.9133.5187284.1照明70.91.06.36.316.5小計(jì)444137.2133.5193.3300.62鍛壓車間動(dòng)力3170.30.695.1126.5158.5240.8照明90.81.07.27.218.9小計(jì)326102.3126.5165.7259.73金工車間動(dòng)力3460.250.6386.5106.4137.3208.6照明100.71.07718.4小計(jì)35693.5106.4144.32274工具車間動(dòng)力2880.30.686.4114.9144218.8照明70.81.05.65.614.7小計(jì)29592114.9149.6233.55電鍍車間動(dòng)力2590.50.75129.5114172.7262.4照明60.81.04.84.812.6小計(jì)265134.3114177.52756熱處理車間動(dòng)力2300.60.8138103.5172.5262.1照明70.81.05.65.614.7小計(jì)237143.6103.5178.1276.87裝配車間動(dòng)力2020.40.780.882.4115.4175.3照明90.91.08.18.121.3小計(jì)21188.982.4123.5196.68機(jī)修車間動(dòng)力1730.30.751.95374.1112.6照明60.81.04.84.812.6小計(jì)17956.75378.9125.29鍋爐房動(dòng)力720.80.7557.650.776.8116.7照明30.81.02.42.46.3小計(jì)756050.779.212310倉庫動(dòng)力140.30.84.23.25.38照明10.71.07718.4小計(jì)1511.23.212.326.4生活區(qū)照明2880.70.9201.696.8224587.8總計(jì)動(dòng)力22751121.3984.91526.42631.6照明353取KΣp=0.8，KΣq=0.850.73897837.212271864.2無功功率補(bǔ)償由表2.1可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷是的功率因數(shù)只有0.73。而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷是功率因數(shù)不應(yīng)該低于0.9。考慮到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷是功率因素應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來計(jì)算380V側(cè)（1）所需無功功率補(bǔ)償容量：Qc=P30(tanφ-tanφ＇)=897[tan(arccos0.73)-tan(arccos0.92)]=457.7Kvar（2）補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)實(shí)在計(jì)算負(fù)荷：S＇30(2)=√(8972+(837.2-457.7)2)KV·A=974KV·A（3）變壓器的功率損耗：△PT≈0.01S30(2)=0.01×974KV·A=9.7KW△QT≈0.05S30(2)=0.05×974KV·A=48.7Kvar（4）變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：P＇30(1)=897KW+9.7KW=906.7KWQ＇30(1)=(837.2-457.7)Kvar+48.7Kvar=428.2KvarS＇30(1)=√(906.72+428.22)KV·A=1002.7KV·A（5）補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)：cosφ＇=P＇30(1)/S＇30(1)=906.7KW/1002.7KV·A=0.904這一功率因數(shù)滿足要求。變電所的位置與型式的選擇變電所位置的選擇應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較確定：1、接近負(fù)荷中心；

2、進(jìn)出線方便；

3、接近電源側(cè)；

4、設(shè)備運(yùn)輸方便；

5、不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所；

6、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；

7、不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰；

8、不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定；9、不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。綜上所述按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心。

工廠是10kv以下，變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來確定。在工廠的平面圖下側(cè)和左側(cè)，分別作一條直角坐標(biāo)的x軸和y軸，然后測(cè)出各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，p1、p2、p3……p10分別代表車間1、2、3……10號(hào)的功率，設(shè)定p1、p2……p10并設(shè)定p11為生活區(qū)的中心負(fù)荷。而工廠的負(fù)荷中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)：x=(P1x1+P2x2+P3x3+…)/(

P1+P2+P3+…）=∑(PiXi)/∑Pi,y=（P1y1+P2y2+P3y3…）/(P1+P2+P3+…)=∑(PiYi)/∑Pi。把各車間的坐標(biāo)帶入上述2個(gè)公式，得到x=5.38，y=5.38.由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在6號(hào)廠房的東北角。考慮到周圍環(huán)境和減少企業(yè)內(nèi)部的高壓線路，且1號(hào)，5號(hào)，9號(hào)廠房屬于二級(jí)負(fù)荷，必須保證供電的可靠性和方便性，所以變電所設(shè)在6號(hào)廠房的右方見圖3.1。變電所類型有室內(nèi)型和室外型。室內(nèi)型運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。所以采用室內(nèi)型變電所。變電所的類型及形式選擇考慮變配電所的經(jīng)濟(jì)效益，變電所的類型為露天附設(shè)變電所。圖3.1工廠變電所選址圖變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型的選擇變壓器臺(tái)數(shù)選擇的原則1．應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)而無一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺(tái)變壓器，但必須有備用電源。

2．對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可采用兩臺(tái)變壓器。

3．當(dāng)負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可以采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。

4．在確定變電所臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。變電所主變臺(tái)數(shù)、容量與類型的選擇考慮到變壓器在車間建筑內(nèi)，根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所只需裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。其型式采用S9，由于S30=1227KV·A,根據(jù)容量公式SN.T≥S30，故選擇SN.T=1250KV·A。即選一臺(tái)S9-1250/10型低損耗配電變壓器。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均采用Yyn0。至于工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。變電所主接線方案的設(shè)計(jì)變電所主接線方案的選擇由于本廠的工作電源由附近一條10KV的共用電源干線取得，所取得的電源供本廠使用，且存在的多個(gè)二級(jí)負(fù)荷可以采用與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。故此變電所只需裝設(shè)1臺(tái)主變壓器即可。由此，可以選擇采用高壓斷路器。高壓斷路器可以使得變電所的切換操作非常靈活方便；而且高壓斷路器都配有繼電保護(hù)裝置，在變電所發(fā)生的短路和過負(fù)荷是能自動(dòng)跳閘后再短路故障和過負(fù)荷消除后又能直接迅速合閘，從而使回復(fù)供電的時(shí)間大大縮短。有利于工廠的車間的工作，故選擇變電所采用高壓側(cè)為高壓隔離開關(guān)-斷路器的形式。如圖5.1。圖5.1變電所主接線方案圖短路電流的計(jì)算繪制短路計(jì)算電路確定基準(zhǔn)值設(shè)Sd=100MV·A，Ud1=Uc1=10.5KV，Ud2=Uc2=0.4KV，則基準(zhǔn)電流為：Id1=Sd/（√3×UR1）=100MV·A/（√3×10.5KV）=5.5KAId2=Sd/（√3×UR2）=100MV·A/（√3×0.4KV）=144KA計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值（1）電力系統(tǒng)電抗標(biāo)么值：斷路器的斷流容量Soc=500MV·A，因此X*1=100MV·A/500MV·A=0.2（2）架空線路的電抗標(biāo)幺值：查《工廠供電》附表6可得LGJ-150在線距為2m等邊三角形排列時(shí)的X0=0.36Ω/KM，而線路長(zhǎng)度為8KM，因此X*2=（0.36×8）Ω×（100MV·A/10.5KV2）=2.6電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：查附表5可得U2%=4.5，故X*3=4.5%×（100MV·A/1250KV·A）=3.6繪出等效電路圖如下：計(jì)算K-1點(diǎn)（10.5KV側(cè)）的短路總阻抗及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標(biāo)幺值：X*Σ（K-1）=X*1+X*2=0.2+2.6=2.8（2）三相短路電流周期分量有效值為：I(3)K1=Id1/X*Σ（K-1）=5.5KA/2.8=2KA（3）其他三相短路電流：I＇＇（3）=I（3）∞=I（3）k1=2KAi＇＇（3）=2.55I＇＇（3）=5.1KAI（3）sh=1.51Ｉ＇＇（3）=3KA（4）三相短路容量S（3）k1=Sd/X*Σ（K-1）=100MV·A/2.8=35.7MV·A計(jì)算K-2點(diǎn)（0.4KV側(cè)）的短路總阻抗及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標(biāo)幺值：X*Σ（K-2）=X*1+X*2+X*3=0.2+2.6+3.6=6.4（2）三相短路電流周期分量有效值為：I(3)K2=Id2/X*Σ（K-2）=144KA/6.4=22.5KA（3）其他三相短路電流：I＇＇（3）=I（3）∞=I（3）k2=22.5KAi（3）sh=1.84I＇＇（3）=1.84×22.5KA=41.4KAI（3）sh=1.09Ｉ＇＇（3）=1.09×22.5KA=24.5KA（4）三相短路容量S（3）k2=Sd/X*Σ（K-2）=100MV·A/6.4=15.6MV·A表6.1工廠短路電流計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MV·AI(3)KI＇＇（3）I（3）∞i（3）shI（3）shS（3）kK-12225.1335.7K-222.522.522.541.424.515.6變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)表7.110KV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)表選擇教研項(xiàng)目電壓/KV電流/A斷流能力/KA動(dòng)穩(wěn)定度/KA熱穩(wěn)定度其他裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件參數(shù)UNI30I(3)ki（3）shI(3)∞tima數(shù)據(jù)1057.925.17.2一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10I/630106301640512高壓隔離開關(guān)GN-10/20010200-25.5500高壓熔斷器RN2-10100.550--電壓互感器JDJ-1010/0.1電壓互感器JDZJ-10電流互感器LQJ-1010100/531.881二次負(fù)荷0.6Ω避雷器FS4-1010戶

外

式

高

壓隔離開關(guān)GW4-15G/200

12400-25500由上表得出，10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇均滿足要求。380V側(cè)一次設(shè)備的校驗(yàn)表7.2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)表選擇教研項(xiàng)目電壓/V電流/A斷流能力/KA動(dòng)穩(wěn)定度/KA熱穩(wěn)定度其他裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件參數(shù)UNI30I(3)ki（3）shI(3)∞tima數(shù)據(jù)3801864.222.541.4379.7一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器DW15-1500/3D380150040--低壓斷路器DZ20-63038063030--低壓斷路器DZ20-20038020025--低壓刀開關(guān)HD13-1500/303801500電流互感器LMZJ1-0.5

5001500/5電流互感器LMZ1-0.5500100/5160/5由上表得出，380V側(cè)一次設(shè)備的選擇均滿足要求。高低壓母線的選擇參照表5—28，10KV母線選LMY-3（40×4），即母線尺寸為40mm×4mm；380V母線選LMY-3（120×10）+80×6，即母線尺寸為120mm×10mm，而中性線母線尺寸為80mm×6mm。變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)10kv高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇校驗(yàn)（1）10KV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)，采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)，接往10KV公用干線。 1）按發(fā)熱條件選擇，由I30=I1N·T=57.9A及室外環(huán)境溫度33℃，查表，初選LJ-16，其35℃時(shí)的Ial=93.5A>I30，滿足發(fā)熱條件。 2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，查表，最小允許截面Amin=35mm2，因此按發(fā)熱條件選擇的LJ-16不滿足機(jī)械強(qiáng)度要求，故改選LJ-35。 由于此線路很短，不需要校驗(yàn)電壓損耗。（2）由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn)，采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件選擇，由I30=IIN·T=57.9A及年最熱月地下0.8m處平均氣溫為25℃，查表，初選纜芯截面為25mm2的交聯(lián)電纜，其Ial=90A>I30，滿足發(fā)熱條件。校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度，計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面Amin=I(3)∞（√tima/C）=2000×√0.75/77mm2=22.5<A=25mm2 式中，C值由查表得；tima按終端變電所保護(hù)時(shí)間0.5s，加斷路器短路時(shí)間0.2s，在家0.05s計(jì)，故tima=0.75s。380V低壓出線的選擇（1）饋電給1號(hào)廠房(鑄造車間)的線路采用VV22-1250型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇，由I30=284.1A及地下0.8m土壤溫度為25℃，查表可初選截面為240mm2，由于當(dāng)?shù)赝寥罍囟葹?5℃，則其Ial=319A＞I30，滿足發(fā)熱條件。

2）校驗(yàn)電壓損耗，由工廠平面圖量得變電所至1號(hào)廠房距離約50m，而查表得240mm2的鋁芯電纜的R0=0.15Ω/km(按纜芯工作溫度55℃計(jì))，X0=0.07Ω/km,又1號(hào)廠房的P30=130.9KW,Q30=133.5Kvar,因此可得：△U=[130.9KW×(0.15×0.05)Ω+133.5Kvar×(0.07×0.05)Ω]/0.38KV=3.8V△U%=(3.8/380)×100%=1%<△Ual%=5%滿足允許電壓損耗5%的要求。 3）短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)Amin=I(3)∞（√tima/C）=22500×√0.75/76mm2=256.4mm2由于前面所選120mm2的纜芯截面小于Amin，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，因此改選纜芯150mm2的聚氯乙烯電纜，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜(中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同)。（2）饋電給2號(hào)廠房(鍛壓車間)的線路亦采用VV22-1250聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(方法同上，從略)纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。

（3）饋電給3號(hào)廠房(金工車間)的線路亦采用VV22-1250聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(方法同前，從略)纜芯纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。

（4）饋電給4號(hào)廠房(工具車間)的線路亦采用VV22-1250聚氯乙烯鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(方法同前，此略)纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。

（5）饋電給5號(hào)廠房(電鍍車間)的線路亦采用VV22-1250聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(方法同前，從略)纜芯纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。

（6）饋電給6號(hào)廠房(熱處理車間)的線路亦采用VV22-1250聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(方法同前，從略)纜芯纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。

（7）饋電給7號(hào)廠房(裝配車間)的線路亦采用VV22-1250聚氯乙烯鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(方法同前，此略)纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。

（8）饋電給8號(hào)廠房(機(jī)修車間)的線路亦采用VV22-1250聚氯乙烯鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(方法同前，此略)纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。（9）饋電給9號(hào)廠房(鍋爐房)的線路亦采用VV22-1250聚氯乙烯鋁芯電纜直埋敷設(shè)。(方法同前，此略)纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。（10）饋電給10號(hào)廠房(倉庫)的線路由于此處距變電所不遠(yuǎn)，可用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線BLV-1250型5根(3根相線、一根中性線、一根保護(hù)線)穿硬塑料管埋地敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇，由I30=26.4A及環(huán)境溫度(年最熱月平均氣溫)26℃，查表，相線截面初選25mm2,其Ial≈57A＞I30，滿足發(fā)熱條件。

按規(guī)定，中性線和保護(hù)線也選為25mm2，與相線截面相同，即選用BLV-1250-1×25塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑50mm2的硬塑料管。

2)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，查表可知最小允許截面Amin=2.5mm2因此上面所選25mm2的相線滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。

3)校驗(yàn)電壓損耗，所選穿管線，估計(jì)長(zhǎng)度50m，查表可得R0=1.31Ω/km，X0=0.099Ω/km,又倉庫的P30=11.2KW,Q30=3.2Kvar,因此

△U=[11.2KW×(1.31×0.05)Ω+3.2Kvar×(0.099×0.05)Ω]/0.38KV=2V△U%=2V/380V×100%=0.52%<△alU%=5%滿足允許電壓損耗5%的要求。饋給生活區(qū)的線路，采用TJ-1250型銅絞線架空敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇，由I30=587.8A及室外環(huán)境溫度為33℃，查表，初選TJ-1250-1×240，其33℃時(shí)的Ial≈560×1.29=722.4>I30滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，查表可知最小允許截面Amin=10mm2，因此，TJ-1250-1×240滿足機(jī)械輕度要求。3）校驗(yàn)電壓損耗，由工廠平面圖量得變電所距生活區(qū)敷在中心約200m，又查表得TJ-1250-1×240的R0=0.09Ω/km，X0=0.19Ω/km（按線間幾何均距1000mm計(jì)），又生活區(qū)P30=201.6KW，Q30=96.8Kvar，因此△U=[201.6KW×(0.09×0.2)Ω+96.8Kvar×(0.19×0.2)Ω]/0.38KV=24.4V△U%=24.4V/380V×100%=6.4%>△alU%=5%不滿足允許電壓損耗要求。為確保生活用電的電壓質(zhì)量，決定采用四回路3×TJ-1×120+1×LJ-70三相四線架空線對(duì)生活區(qū)供電。重新校驗(yàn)電壓損耗，完全合格（此略）。作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇與校驗(yàn)采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)，與相距約2km的鄰近單位變配電所的10KV母線相聯(lián)。（1）按發(fā)熱條件選擇，工廠二級(jí)負(fù)荷容量共450KV·A，I30=450KV·A/(√3×10KV)=26A，而最熱月平均溫度為25℃，因此查表，初選纜芯截面為25mm2的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜（注：該型電纜最小芯線截面積為25mm2），其Ial=90A>I30,滿足發(fā)熱條件。（2）校驗(yàn)電壓損耗，查表得纜芯為25mm2的鋁芯電纜的R0=1.54Ω/km（纜芯溫度按80℃計(jì)），X0=0.12Ω/km，而二級(jí)負(fù)荷的P30=331.5KW，Q30=298.2Kvar，線路長(zhǎng)度按2km計(jì)，因此△U=[331.5KW×(1.54×2)Ω+298.2Kvar×(0.12×2)Ω]/10KV=109.3V△U%=109.3V/10000V×100%=1.1%<△alU%=5%由此可見該電纜滿足允許電壓損耗要求。（3）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)，按本變電所高壓側(cè)短路校驗(yàn)，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)，可知纜芯25mm2的交聯(lián)電纜滿足短路熱穩(wěn)定要求。由于鄰近單位10KV的短路數(shù)據(jù)不詳，因此該聯(lián)絡(luò)線的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)無法進(jìn)行，只有暫缺。綜合以上所選變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)規(guī)格如表8.1所示。表8.1變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的型號(hào)規(guī)格線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號(hào)規(guī)格10KV電源進(jìn)線LJ-35鋁絞線（三相三線架空）主變引入電纜YJL-22-10000-3×25交聯(lián)電纜（直埋）380V低壓出線至1號(hào)廠房VV22-1250-3×240+1×120四芯塑料(直埋)至2號(hào)廠房VV22-1250-3×240+1×120四芯塑料(直埋)至3號(hào)廠房VV22-1250-3×240+1×120四芯塑料(直埋)至4號(hào)廠房VV22-1250-3×240+1×120四芯塑料(直埋)至5號(hào)廠房VV22-1250-3×240+1×120四芯塑料(直埋)至6號(hào)廠房VV22-1250-3×240+1×120四芯塑料(直埋)至7號(hào)廠房VV22-1250-3×240+1×120四芯塑料(直埋)至8號(hào)廠房VV22-1250-3×240+1×120四芯塑料(直埋)至9號(hào)廠房VV22-1250-3×240+1×120四芯塑料(直埋)至10號(hào)廠房BLV-1250-1×25塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑50mm2的硬塑料管（直埋）至生活區(qū)四回路3×TJ-1×120+1×LJ-70（三相四線架空）與鄰近單位10KV聯(lián)絡(luò)線YJL22-10000-3×25交聯(lián)電纜（直埋）變電所繼電保護(hù)的整定主變壓器的繼電保護(hù)裝置

1）裝設(shè)瓦斯保護(hù)，當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器。

2）裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)。采用GL-15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電