某化纖毛紡廠總配變電所及高壓配電

1、 目 錄第一章 緒 論11.1 工廠供電發(fā)展及現(xiàn)狀11.2 工廠供電設(shè)計原則11.3 本設(shè)計的意義11.4 本設(shè)計的主要內(nèi)容2第二章 負荷計算及無功功率補償32.1 電力負荷32.1.1電力負荷的分級32.1.2各級電力負荷對供電電源的要求32.2 具體的負荷計算42.2.1各車間變電所的負荷計算42.3 無功功率補償82.3.1一號車間變電所無功功率補償102.3.2二號車間變電所無功功率補償112.3.3三號車間變電所無功功率補償112.4 工廠總配電所的計算負荷12第三章 變電所主變壓器和主接線方案的選擇143.1 變電所主變壓器的選擇143.1.1變電所主變壓器臺數(shù)的選擇143.1.2

2、變電所主變壓器聯(lián)結(jié)組別的選擇153.1.3變電所主變壓器容量的選擇153.2 變電所主接線方案的選擇153.2.1車間變電所的主接線分類163.2.2變電所主接線圖16第四章 短路電流計算174.1 短路電流的基本概念174.1.1短路的危害174.1.2計算短路電流的目的174.2 短路電流計算174.2.1一號車間變電所短路電流計算174.2.2二號車間變電所短路電流計算214.2.3三號車間變電所短路電流計算25第五章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗295.1 變電所一次設(shè)備分類295.2 變電所一次設(shè)備的選擇295.2.1變電所一次設(shè)備的選擇原則295.2.2變電所一次設(shè)備的選擇校驗305.

3、3 高低壓母線的選擇35第六章 變電所進出線的選擇366.1 電力線路366.1.1導(dǎo)線和電纜截面的選擇條件366.2 變電所進出線的選擇校驗376.2.1 10kV高壓進線和引入電纜的選擇376.2.2 380V低壓出線的選擇37第七章 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護整定407.1 過電流保護裝置的類型和任務(wù)407.2 電力變壓器的繼電保護407.2.1主變壓器的保護及整定41第八章 變電所的防雷保護與接地裝置設(shè)計468.1 防雷設(shè)備468.2 變電所防雷保護468.2.1直擊雷防護468.2.2雷電侵入波的防護468.3 變電所公共接地裝置的設(shè)計47第九章 結(jié)論48參考文獻：49第一章

4、 緒 論1.1 工廠供電發(fā)展及現(xiàn)狀電能廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟、社會生產(chǎn)和人民生活的各個方面，絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠提供，電力工業(yè)已成為我國實現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。而我國現(xiàn)有的配電網(wǎng)很薄弱，絕大多數(shù)為樹狀結(jié)構(gòu)，且多為架空線，可靠性差。尤其在農(nóng)村送電距離太長，配電設(shè)備比較陳舊，配電網(wǎng)運行狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備少，信息傳輸通道缺乏。這些導(dǎo)致事故處理自動化程度低，處理時間長，事故后恢復(fù)供電慢。加強配電網(wǎng)的建設(shè)，提高配電網(wǎng)的管理水平和電網(wǎng)自動化程度顯得尤為重要。我國已在近期內(nèi)重點投資改造和建設(shè)配電網(wǎng)，合理增加變電站，完善配電網(wǎng)絡(luò)，提高配電自動化水平。為此，不斷涌現(xiàn)的新理論、新方法、新技術(shù)、新設(shè)備，把計算機技術(shù)、

5、通信技術(shù)與傳統(tǒng)的變電技術(shù)相結(jié)合形成的現(xiàn)代變電技術(shù)在供變電系統(tǒng)中得到快速發(fā)展和應(yīng)用。1.2 工廠供電設(shè)計原則工廠供電設(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。因此，設(shè)計中必須遵循以下要求1：（1）必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，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）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)濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。（3）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(dāng)考慮擴建的可能性。（4）按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供

6、電條件等，合理確定設(shè)計方案。1.3 本設(shè)計的意義和工作1.3本設(shè)計的意義工廠供電設(shè)計工作的目的就是為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，保證生產(chǎn)和生活用電的需要。因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。同時做好工廠供電設(shè)計有利于實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，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。1.4本設(shè)計的主要內(nèi)容本設(shè)計就是根據(jù)工程實際，對某化纖毛紡廠總配電所及高壓配電一次系統(tǒng)和部分二次系統(tǒng)進行總體設(shè)計。其主要內(nèi)容如下：根據(jù)工廠的布置、生產(chǎn)任務(wù)、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格，求出各車間負荷情況。根據(jù)車間變電所的容量以及供用電協(xié)議，對該廠的設(shè)備進行選擇。提出該廠的總配變電所及高壓配電系統(tǒng)的具

7、體設(shè)計方案。對該系統(tǒng)的供電可靠性進行探討。第二章 負荷計算及無功功率補償2.1 電力負荷電力負荷又稱電力負載，其有兩種含義：（1）指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位，如重要負荷等；（2）指用電設(shè)備或用電單位所耗用的電功率或電流大小，如輕負載等。2.1.1電力負荷的分級 按規(guī)定，電力負荷根據(jù)其對供電可靠性的要求以及中斷供電造成的損失或影響分為三級2：一級負荷一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡；或者中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失者，如重大設(shè)備的損壞等。在一級負荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，應(yīng)視為特別重要的負荷。二級負荷二級負荷為中斷供電

8、將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失，如主要設(shè)備的損壞等。三級負荷三級負荷為一般電力負荷，指所有不屬于上述一、二級的負荷。2.1.2各級電力負荷對供電電源的要求一級負荷對供電電源的要求由于一級負荷屬于重要負荷，如中斷供電造成的后果十分嚴重，因此要求由兩個電源供電，當(dāng)其中一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不至于同時受到損壞。一級負荷中特別重要的負荷，除上述兩個電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源，為保證對特別重要負荷的供電，嚴禁將其他負荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。二級負荷對供電電源的要求二級負荷也屬于重要負荷，要求由兩回路供電，供電變壓器也應(yīng)有兩臺。其中一回路或一臺變壓器發(fā)生常見故障時，二級負荷應(yīng)不致中斷供電，或中斷后能迅

9、速恢復(fù)供電。三級負荷對供電電源的要求三級負荷屬于不重要的一般負荷，對供電負荷沒有特殊要求。2.2 具體的負荷計算計算負荷是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值。用電設(shè)備組計算負荷的確定，在工程中常用的有需要系數(shù)法和二項式法，前者應(yīng)用最為普遍。當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)較多、各臺設(shè)備容量相差不大時，通常采用需要系數(shù)法計算。當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)較少而容量又相差懸殊時，則宜采用二項式法計算3。本次設(shè)計采用需要系數(shù)法進行負荷計算。2.2.1各車間變電所的負荷計算表2-1 各車間變電所資料序號車間（單位）名稱設(shè)備容量kwKd1制條車間3400.80.80 紡紗車間3400.80.80 飲 水 站860.650.80

10、 鍛工車間370.20.65 機修車間2960.30.50 幼兒園12.80.60.60 倉庫380.30.50 小計（）2織造車間5250.80.80 染造車間4900.80.80 浴室、理發(fā)室50.81.00 食堂400.750.80 單身宿舍500.81.00 小計（）3鍋爐房1510.750.80 水泵房1180.750.80 化驗室500.750.80 油泵房280.750.80 小計（）根據(jù)表2-1，可得：一號車間變電所的計算負荷：1）制條車間的計算負荷有功計算負荷的計算公式： （2.1）所以：制條車間的有功計算負荷：無功計算負荷的計算公式： （2.2）所以：制條車間的無功計算負荷

11、：2）紡紗車間的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：3）飲水站的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：4）鍛工車間的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：5）機修車間的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：6）幼兒園的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：7）倉庫的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：8）一號車間變電所的計算負荷有功計算負荷的計算公式： （2.3）所以：一號車間的有功計算負荷：無功計算負荷的計算公式： （2.4）所以：一號車間的無功計算負荷：視在負荷和計算電流公式： （2.5） （2.6）所以：一號車間變電所視在負荷： 計算電流：二號車間變電所的計算負荷：1）織造車間的計算負荷有功計算

12、負荷：無功計算負荷：2）染造車間的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：3）浴室、理發(fā)室的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：4）食堂的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：5）單身宿舍的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：6）二號車間變電所的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：視在負荷： 計算電流：三號車間變電所的計算負荷1）鍋爐房的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：2）水泵房的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：3）化驗室的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：4）油泵房的計算負荷有功計算負荷：無功計算負荷：5）三號車間變電所的計算負荷有功計算負荷： 無功計算負荷：視在負荷： 計算電流：2.3

13、 無功功率補償由表2-2可知，該廠的三個車間變壓器380V側(cè)最大負荷時的功率因數(shù)分別只有0.74、0.81和0.80。而供電部門要求10kV進線側(cè)最大負荷時功率因數(shù)不應(yīng)低于0.90?？紤]到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.90，故取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量。設(shè)計采用PGL1型低壓無功功率自動補嘗屏作無功功率補償。PGL1型低壓無功功率自動補嘗屏有1、2、3、4四種方案，其中1、2屏為主屏，3、4屏為輔屏。1、3屏各有6支路，電容器為BW0.4-14-3型，每屏共84kvar，采用6步控制，每步投入14kvar。2、4屏各有8支路，

14、電容器亦為BW0.4-14-3型，每屏共112kvar，采用8步控制，每步亦投入14kvar。表2-2 全廠各車間負荷計算數(shù)據(jù)表序號車間（單位）名稱設(shè)備容量kwKd1制條車間3400.80.80 0.75 272.00 204.00 340.00 516.58 紡紗車間3400.80.80 0.75 272.00 204.00 340.00 516.58 飲 水 站860.650.80 0.75 55.90 41.93 69.88 106.16 鍛工車間370.20.65 1.17 7.40 8.65 11.38 17.30 機修車間2960.30.50 1.73 88.80 153.81 1

15、77.60 269.84 幼兒園12.80.60.60 1.33 7.68 10.24 12.80 19.45 倉庫380.30.50 1.73 11.40 19.75 22.80 34.64 小計（）0.74 643.66 578.13 865.18 1314.51 2織造車間5250.80.80 0.75 420.00 315.00 525.00 797.65 染造車間4900.80.80 0.75 392.00 294.00 490.00 744.48 浴室、理發(fā)室50.81.00 0.00 4.00 0.00 4.00 6.08 食堂400.750.80 0.75 30.00 22.5

16、0 37.50 56.98 單身宿舍500.81.00 0.00 40.00 0.00 40.00 60.77 小計（）0.81 797.40 568.35 979.22 1487.77 3鍋爐房1510.750.80 0.75 113.25 84.94 141.56 215.08 水泵房1180.750.80 0.75 88.50 66.38 110.63 168.08 化驗室500.750.80 0.75 37.50 28.13 46.88 71.22 油泵房280.750.80 0.75 21.00 15.75 26.25 39.88 小計（）0.80 234.23 175.67 292

17、.78 444.84 2.3.1一號車間變電所無功功率補償?shù)蛪簜?cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為 （2.7）所以： 取補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為 （2.8）所以： 變壓器的功率損耗為 （2.9） （2.10）變電所高壓側(cè)的計算負荷為無功功率補償后，一次側(cè)最大負荷時功率因數(shù)為滿足規(guī)定要求選PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）3臺相組合，總?cè)萘?84kvar4=336kvar。無功補償后380V側(cè)和10kV側(cè)的負荷計算如表2.3所示。表2-3 一號車間變電所無功功率補償計算項 目計算負荷380V側(cè)補償前負荷0.74643.66 578

18、.13 865.18 1314.50 380V側(cè)無功補償容量 -336.00 380V側(cè)補償后負荷0.92643.66 242.13 687.70 1044.88 主變壓器功率損耗10.3241.26 10kV側(cè)負荷總計0.917653.98 283.40712.7441.15 2.3.2二號車間變電所無功功率補償?shù)蛪簜?cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為取補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為變壓器的功率損耗為變電所高壓側(cè)的計算負荷為無功功率補償后，一次側(cè)最大負荷時功率因數(shù)為滿足規(guī)定要求選PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）2臺相組合，總?cè)萘?

19、84kvar3=252kvar。無功補償后380V側(cè)和10kV側(cè)的負荷計算如表2-4所示。表2-4 二號車間變電所無功功率補償計算項 目計算負荷380V側(cè)補償前負荷0.81797.40568.35979.221487.77380V側(cè)無功補償容量-252.00380V側(cè)補償后負荷0.92797.40316.35857.861303.42主變壓器功率損耗12.8751.4710kV側(cè)負荷總計0.910810.27367.82889.8551.382.3.3三號車間變電所無功功率補償?shù)蛪簜?cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為取補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為變壓器的功率損耗為變電所高壓側(cè)的計算負荷為無功功率補

20、償后，一次側(cè)最大負荷時功率因數(shù)為滿足規(guī)定要求-選PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用方案1（主屏）1臺，總?cè)萘?84kvar1=84kvar。無功補償后380V側(cè)和10kV側(cè)的負荷計算如表2-5所示。表2-5 三號車間變電所無功功率補償計算項 目計算負荷380V側(cè)補償前負荷0.8234.23 175.67 292.79 444.84 380V側(cè)無功補償容量 -84.00 380V側(cè)補償后負荷0.92234.23 91.67 251.53382.17主變壓器功率損耗3.77 15.09 10kV側(cè)負荷總計0.912238.00 106.76 260.8515.06

21、2.4 工廠總配電所的計算負荷根據(jù)表2-1計算總配電所的負荷：有功計算負荷：無功計算負荷：視在負荷：計算電流： 第三章 變電所主變壓器和主接線方案的選擇變電所擔(dān)負著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓然后分配電能的任務(wù)。配電所擔(dān)負著從電力系統(tǒng)受電，然后直接分配電能的任務(wù)，變配電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐。 工廠變電所又分總降壓變電所（把35kV以上電壓降為10kV或6kV電壓）和車間變電所（把10kV或6kV電壓降為220/380V電壓）。一般中小型工廠不設(shè)總降壓變電所4。3.1 變電所主變壓器的選擇已知該毛紡化纖廠屬一般中小型工廠，對供電負荷沒有特殊要求，所以從電力系統(tǒng)的35kV/10kV變電站直接向車間變

22、電所供電。3.1.1變電所主變壓器臺數(shù)的選擇選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮下列原則：應(yīng)滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所，應(yīng)采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電。對只有二級而無一級負荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或另有自備電源。對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器。除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但是負荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級負荷，也可以采用兩臺或多臺變壓器。在確定變電所主變壓器的臺數(shù)

23、時，應(yīng)適當(dāng)考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。 本次設(shè)計的三個變電所均為車間變電所，根據(jù)其負荷性質(zhì)和供電要求，設(shè)計時采用一臺變壓器。3.1.2變電所主變壓器聯(lián)結(jié)組別的選擇電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別，是指變壓器一、二次繞組因采取不同的聯(lián)結(jié)方式而形成變壓器一、二次側(cè)對應(yīng)線電壓之間的不同相位關(guān)系。610kV配電變壓器有Yyn0 和Dyn11兩種常見的聯(lián)結(jié)組6。三相負荷基本平衡，其低壓中性線電流不超過低壓繞組額定電流25%，且供電系統(tǒng)中諧波干擾不太嚴重時，三相配電變壓器的聯(lián)結(jié)組可選Yyn0。當(dāng)由于單相不平衡負荷引起的中性線電流超過變壓器低壓繞組額定電流25%時，或供電系統(tǒng)中存在較大的“諧波源”，高次諧波電流突出

24、時，三相配電變壓器的聯(lián)結(jié)組宜選Dyn11。本設(shè)計的三個車間變電所均采用Yyn0聯(lián)結(jié)的配電變壓器。3.1.3變電所主變壓器容量的選擇 只裝一臺主變壓器的變電所，主變壓器容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負荷的需要，即 （3.1） 車間變電所主變壓器的單臺容量，一般不宜大于1000kV.A。一號變電所主變壓器容量的選擇由表2.2可知一號變壓器視在負荷為712.74 kV.A，取 即選一臺S9-800/10型低損耗配電變壓器。二號變電所主變壓器容量的選擇由表2.2可知二號變壓器視在負荷為889.85 kV.A，取 即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器。三號變電所主變壓器容量的選擇由表2.2可知三

25、號變壓器視在負荷為260.85 kV.A，取 即選一臺S9-315/10型低損耗配電變壓器。3.2 變電所主接線方案的選擇主接線圖即主電路圖，是表示系統(tǒng)中電能輸送和分配路線的電路圖，亦稱一次電路圖。3.2.1車間變電所的主接線分類有工廠總降壓變電所或高壓配電所的非獨立式變電所其高壓側(cè)的開關(guān)電器、保護裝置和測量儀表等，一般都安裝在高壓配電線路的首端，即總變配電所的高壓配電室內(nèi)，而車間變電所只設(shè)變壓器和低壓配電室，其高壓側(cè)多數(shù)不裝開關(guān)，或只裝簡單的隔離開關(guān)、熔斷器和避雷器等。無工廠總降壓變電所和高壓配電所的獨立式變電所工廠內(nèi)無總變、配電所時，其車間變電所就是工廠的降壓變電所，其高壓側(cè)的開關(guān)電器、保

26、護裝置和測量儀表等都必須配備齊全，所以一般要設(shè)置高壓配電室。在變壓器容量較小、供電可靠性要求不高的情況下也可不設(shè)高壓配電室，其高壓側(cè)的開關(guān)電器就裝設(shè)在變壓器室的墻上或電桿上，在低壓側(cè)計量電能；或者高壓開關(guān)柜就裝在低壓配電室內(nèi)，在高壓側(cè)計量電能6。3.2.2變電所主接線圖 圖3.1 變電所主接線方案第四章 短路電流計算4.1 短路電流的基本概念所謂短路，就是指電力系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接，如相與相之間、相與地之間的短接。其特征就是短接前后兩點的電位差會發(fā)生顯著變化7。4.1.1短路的危害發(fā)生短路故障時，由于短路回路中的阻抗大大減小，短路電流與正常工作電流相比增加很大。強大的短路電流在其

27、回路中所產(chǎn)生的熱效應(yīng)及電動效應(yīng)會使電氣設(shè)備受到破壞；不對稱接地短路所產(chǎn)生的零序電流，會在臨近的通信線路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢干擾通信，嚴重時會危及人身和設(shè)備的安全。4.1.2計算短路電流的目的計算短路電流的目的是為了限制短路危害和縮小故障的影響范圍。在變電所和供電系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，進行短路電流計算有以下用途：選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，必須用短路電流校驗其熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。選擇和整定繼電保護裝置，使之能準(zhǔn)確地切除短路故障。確定合理的主接線方案、運行方式及限流措施8。4.2 短路電流計算短路電流的計算方法分為有名單位制法（歐姆法）和相對單位制法（標(biāo)幺制法）。本次設(shè)計采用標(biāo)幺制法進行短路電流計算。4.2

28、.1一號車間變電所短路電流計算系統(tǒng)最大運行方式時短路電流計算1）繪制計算電路圖4.1 短路計算電路2）確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側(cè)Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,則 （4.1）所以：3）計算短路電路中各原件的電抗標(biāo)幺值a.電力系統(tǒng) （4.2）所以：b.架空線 查表得LGJ-150的，線路長0.5km,故 （4.3）所以：c.電力變壓器 查表得,故 （4.4）所以：繪制等效電路，圖4-2 等效電路4）計算k-1點的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值 （4.5）所以：c.其它短路電流 （4.6） （4.7） （4.

29、8）d.三相短路容量 （4.9）所以：5）計算k-2點的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流 （4.10） （4.11）d.三相短路容量表4-1短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-17.977.977.9720.3212.03144.93k-222.7822.7822.7841.9224.8315.82系統(tǒng)最小運行方式時短路電流計算1）繪制計算電路圖4-3 短路計算電路2）確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側(cè)Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,則3）計算短路電路中各原件的電抗標(biāo)幺值

30、a.電力系統(tǒng) b.架空線 查表得LGJ-150的，線路長0.5km,故c.電力變壓器 查表得,故繪制等效電路，圖4.4 等效電路4）計算k-1點的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量5）計算k-2點的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量表4-2短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-15.055.055.0512.887.6391.74k-221.4321.4321.4339.4323.3614.884.2.2二

31、號車間變電所短路電流計算系統(tǒng)最大運行方式時短路電流計算1）繪制計算電路圖4.5 短路計算電路2）確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側(cè)Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,則3）計算短路電路中各原件的電抗標(biāo)幺值a.電力系統(tǒng) b.架空線 查表得LGJ-150的，線路長0.5km,故c.電力變壓器 查表得,故繪制等效電路，圖4-6 等效電路4）計算k-1點的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量5）計算k-2點的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它

32、短路電流d.三相短路容量表4-3短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-17.977.977.9720.3212.03144.93k-227.7527.7527.7551.0630.2519.27系統(tǒng)最小運行方式時短路電流計算1）繪制計算電路圖4.7 短路計算電路2）確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側(cè)Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,則3）計算短路電路中各原件的電抗標(biāo)幺值a.電力系統(tǒng) b.架空線 查表得LGJ-150的，線路長0.5km,故c.電力變壓器 查表得,故繪制等效電路，圖4.8 等效電路4）計算k-1點的短路電路總電抗及三相短路電流和

33、短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量5）計算k-2點的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量表4-4短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-15.055.055.0512.887.6391.74k-225.7625.7625.7647.4028.0817.894.2.3三號車間變電所短路電流計算系統(tǒng)最大運行方式時短路電流計算1）繪制計算電路圖4.9 短路計算電路2）確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側(cè)Ud1=10.5kV,Ud2

34、=0.4kV,則3）計算短路電路中各原件的電抗標(biāo)幺值a.電力系統(tǒng) b.架空線 查表得LGJ-150的，線路長0.5km,故c.電力變壓器 查表得,故繪制等效電路，圖4.10 等效電路4）計算k-1點的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d三相短路容量5）計算k-2點的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量表4.5短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-17.977.977.9720.3212.03144.93k-210.7510.

35、7510.7519.7811.727.47系統(tǒng)最小運行方式時短路電流計算1）繪制計算電路圖4.11 短路計算電路2）確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側(cè)Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,則3）計算短路電路中各原件的電抗標(biāo)幺值a.電力系統(tǒng) b.架空線 查表得LGJ-150的，線路長0.5km,故c電力變壓器 查表得,故繪制等效電路，圖4.12 等效電路4）計算k-1點的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量5）計算k-2點的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周

36、期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量表4-6短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-15.055.055.0512.887.6391.74k-210.4410.4410.4419.2111.387.25第五章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗變配電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱為一次電路或一次回路，亦稱主電路。一次電路中所有的電氣設(shè)備稱為一次設(shè)備10。5.1 變電所一次設(shè)備分類一次設(shè)備按其功能可分為以下幾類：（1）變換設(shè)備其功能是按電力系統(tǒng)工作的要求來改變電壓或電流等，例如電力變壓器、電流互感器、電壓互感器等。（2）控制設(shè)備其功能是按電力系統(tǒng)工作的要求來控制一次電

37、路的通、斷，例如各種高低壓開關(guān)。（3）保護設(shè)備其功能是用來對電力系統(tǒng)進行過電流和過電壓等的保護，例如熔斷器和避雷器等。（4）補償設(shè)備其功能是用來補償電力系統(tǒng)的無功功率，以提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，例如并聯(lián)電容器。（5）成套設(shè)備它是按一次電路接線方案的要求，將有關(guān)一次設(shè)備及二次設(shè)備組合為一體的電氣裝置，例如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏、動力和照明配電箱等。5.2 變電所一次設(shè)備的選擇一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路在正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時設(shè)備應(yīng)工作安全可靠、運行維護方便、投資經(jīng)濟合理。5.2.1變電所一次設(shè)備的選擇原則在供配電系統(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基本

38、上是相同的。為了保證設(shè)備安全、可靠的運行，各種設(shè)備均應(yīng)按正常工作條件的額定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗其動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度11。按工作環(huán)境選擇電氣設(shè)備型號 工作環(huán)境要求有：戶內(nèi)、戶外、海拔、環(huán)境溫度、礦井、防塵、防爆等。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)備安裝地點電網(wǎng)的電壓,即 （5.1）按最大負荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流一般電氣設(shè)備和導(dǎo)線的額定電流應(yīng)不小于通過該設(shè)備的最大負荷電流,即 （5.2）對開關(guān)類電氣設(shè)備還應(yīng)考慮其斷流能力設(shè)備的最大開斷電流應(yīng)不小于安裝地點的最大三相短路電流，即 （5.3）按短路條件校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度電氣設(shè)

39、備在短路故障條件下必須具有足夠的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度，以保證電氣設(shè)備在短路時不被損壞。1）熱穩(wěn)定度校驗。通過短路電流時，導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱溫度不應(yīng)超過短時發(fā)熱最高允許溫度值，即 （5.4）其中 ，當(dāng) 時， 式中，為設(shè)備安裝地點的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，為短路發(fā)熱假想時間，為實際短路時間，為動作時間，通常取0.2s；為電氣設(shè)備t秒內(nèi)允許通過的短路電流，t為設(shè)備給定的熱穩(wěn)定計算時間。2）動穩(wěn)定度校驗。動穩(wěn)定度是指導(dǎo)體和電氣設(shè)備承受短路電流機械效應(yīng)的能力。滿足條件為 （5.5）式中，為設(shè)備安裝地點的三相短路沖擊電流峰值，為設(shè)備的極限通過電流峰值。5.2.2變電所一次設(shè)備的選擇校驗10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校

40、驗1）高低壓開關(guān)柜的用途高壓開關(guān)柜是高壓系統(tǒng)中用來接收和分配電能的成套配電裝置，主要用于335KV系統(tǒng)中。通常一個柜就構(gòu)成一個單元回路，因此一個柜也就成為一個間隔。使用時可按設(shè)計的主電路方案，選擇適合各種電路間隔的開關(guān)柜組合起來，便可構(gòu)成整個高壓配電裝置12。它具有安全可靠、維護方便、占地面積小等特點。設(shè)計可選用GG-1A(F)型固定式高壓開關(guān)柜。該開關(guān)柜的主要結(jié)構(gòu)由主柜和遮攔柜組成，主柜部分被母線隔板分為兩段，上段為母線和母線隔離開關(guān)、接地開關(guān)，中部為斷路器或負荷開關(guān)，下部為互感器13。2）高低壓開關(guān)柜的選擇a.計量柜的選擇及其設(shè)備校驗在兩路10kV電源進線側(cè)各裝一臺高壓計量柜，其中的電流互

41、感器和電壓互感器專用于連接計費電能表。本次設(shè)計選擇GG-1A(J)-03型計量柜（圖中NO.101），其一次設(shè)備校驗見表5-1。表5-1 GG-1A(J)-03型計量柜設(shè)備校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點參數(shù)10kV96.82A7.97kA20.32kA一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓隔離開關(guān)10kV200A25.5kA高壓熔斷器/0.510kV0.5A50kA電壓互感器/kV電流互感器10kA200/5A高壓隔離開關(guān)10kV200A25.5kAb.進線柜的選擇及其設(shè)備校驗在兩路10kV電源進線側(cè)各裝一臺高壓進線柜（圖中NO.102），選擇GG-1A(F)-11型進線柜，其

42、一次設(shè)備校驗見表5-2。表5-2 GG-1A(F)-11型進線柜設(shè)備校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點參數(shù)10kV96.82A7.97kA20.32kA一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓斷路器10kV1250A43.3kA130kA高壓隔離開關(guān)10kV200A25.5kA電流互感器10kA200/5Ac.出線柜的選擇及其設(shè)備校驗連接各車間變電所的出線柜（圖中NO.104）均選擇GG-1A(F)-03型，以二號車間變電所為例對所選設(shè)備進行校驗，見表5-3。表5-3 GG-1A(F)-03型互感器柜設(shè)備校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點參數(shù)10kV51.68A

43、7.97kA20.32kA一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓斷路器10kV630A16kA40kA高壓隔離開關(guān)10kV200A25.5kA電流互感器10kA200/5Ad.互感器柜的選擇及其設(shè)備校驗本次設(shè)計的兩個互感器柜（圖中NO.103）均選擇GG-1A(F)-54型，其一次設(shè)備校驗見表5-4。表5-4 GG-1A(F)-54型互感器柜設(shè)備校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點參數(shù)10kV96.82A7.97kA20.32kA一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓熔斷器/0.510kV0.5 A50kA電壓互感器/kV避雷器10kV高壓隔離開關(guān)10kV200A25.5kA380V側(cè)一次設(shè)備

44、的選擇校驗1) 低壓配電屏低壓配電屏是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種低壓成套配電裝置，在低壓配電系統(tǒng)中作動力和照明配電之用。低壓配電屏的的結(jié)構(gòu)形式有固定式和抽屜式兩大類。不過抽屜式價格昂貴，一般中小型工廠多用固定式14。我國現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的固定式低壓配電屏，主要有PGL1和PGL2型。本次設(shè)計選用PGL2型低壓配電屏。2) 低壓配電屏的選擇a.對三個車間均選用PGL2-03A型配電屏(圖中NO.201)作為進線柜，以二號車間變電所為例對所選設(shè)備進行校驗，見表5-5。表5-5 380V側(cè)進線柜一次設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點參數(shù)10kV130

45、3.42A27.75kA51.06kA一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器電動380V1500A40kV低壓刀開關(guān)380V1500A電流互感器500V1500/5Ab.各生產(chǎn)車間均選用PGL2-27A配電屏(NO.205)對用電設(shè)備配電，其一次設(shè)備校驗見表5-6。表5-6 380V側(cè)出線柜一次設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點參數(shù)10kV1303.42A27.75kA51.06kA一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器電動380V1500A40kV低壓刀開關(guān)380V1500A電流互感器500V160/5A100/5A5.3 高低壓母線的選擇 按照88D264電力變壓器室布置標(biāo)準(zhǔn)圖集規(guī)定，610kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線的尺寸，如表5-7所示。表5-7 610kV