某彈簧廠(chǎng)變配電所電氣部分初步設(shè)計(jì)_課程設(shè)計(jì)報(bào)告.doc

某彈簧廠(chǎng)變配電所電氣部分初步設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)報(bào)告某彈簧廠(chǎng)變配電所電氣部分初步設(shè)計(jì)目錄供配電工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（7）1摘要3一、前言4二、負(fù)荷計(jì)算52.1負(fù)荷計(jì)算方法及公式52.2 負(fù)荷計(jì)算結(jié)果62.3 無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算72.4無(wú)功補(bǔ)償后用戶(hù)的計(jì)算負(fù)荷7三、變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和類(lèi)型的選擇113.1 車(chē)間變壓器的選擇原則113.2 選擇車(chē)間變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和類(lèi)型11四、變配電所主接線(xiàn)方案的設(shè)計(jì)124.1設(shè)計(jì)原則與要求124.2變配電所主接線(xiàn)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)144.3變配電所主接線(xiàn)方案15五、短路計(jì)算165.1 短路電流計(jì)算的目的及方法165.2 短路電流計(jì)算165.3供配電系統(tǒng)中各主要元件電抗標(biāo)么值175.4短路計(jì)算結(jié)果17六、電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)186.1 10kv一次側(cè)設(shè)備選擇186.2 380v側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)19七、供配電線(xiàn)路的選擇207.1 10kv高壓進(jìn)線(xiàn)的選擇207.2 低壓側(cè)母線(xiàn)選擇20八、常用繼電保護(hù)及整定計(jì)算218.1 qf處設(shè)置定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)218.2 qf處電流速斷保護(hù)整定計(jì)算228.3 qf1、qf2處動(dòng)作時(shí)間的整定22九、防雷和接地229.1 車(chē)間變電所的防雷保護(hù)229.2 接地保護(hù)23十、小結(jié)25參考文獻(xiàn)26附錄127供配電工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（7）班 級(jí)：2011級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)升本學(xué) 生：201120210101201120210109學(xué) 時(shí)：2周時(shí) 間：第1617周指導(dǎo)教師：徐濾非、湯立剛一、設(shè)計(jì)題目某彈簧廠(chǎng)變配電所電氣部分初步設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)目的及要求通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，熟悉現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范，樹(shù)立起技術(shù)與工程經(jīng)濟(jì)相統(tǒng)一的辨證觀(guān)點(diǎn)；培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)分析解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力；掌握電氣工程設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，為今后從事電力工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行及管理工作，打下必要的基礎(chǔ)。要求根據(jù)用戶(hù)所能取得的電源及本廠(chǎng)用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠(chǎng)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(lèi)型，選擇變電所主接線(xiàn)方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線(xiàn)，最后按要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪出設(shè)計(jì)圖樣。三、設(shè)計(jì)依據(jù)1、工廠(chǎng)負(fù)荷情況該廠(chǎng)是一家國(guó)內(nèi)彈簧生產(chǎn)大型企業(yè)之一。主要生產(chǎn)線(xiàn)徑15-100mm大型彈簧(應(yīng)用于鐵路、電力、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、建筑機(jī)械、電梯等)、汽車(chē)懸架彈簧、制動(dòng)閥彈簧、離合器彈簧、體育器材彈簧、剎車(chē)蹄彈簧、異形型鋼彈簧和機(jī)械、電器、儀表等各種精密彈簧以及拉、 扭、卡等異形特種彈簧。公司下設(shè)熱卷簧車(chē)間、懸架彈簧車(chē)間、離合器彈簧車(chē)間、異形彈簧車(chē)間和家具簧車(chē)間。改廠(chǎng)多數(shù)車(chē)間為三班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5500小時(shí)，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間6小時(shí)。該廠(chǎng)屬于二級(jí)負(fù)荷。該廠(chǎng)的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表1所示。表1負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料編號(hào)廠(chǎng)房名稱(chēng)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)功率因數(shù)1熱卷簧車(chē)架彈簧車(chē)間9800450653離合器彈簧車(chē)間7680450704異形彈簧車(chē)間5680.450.755家具簧車(chē)間3560.450.756綜合樓2100700902、供電電源情況按照工廠(chǎng)與當(dāng)?shù)仉姌I(yè)部門(mén)簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠(chǎng)可由附近110/10kv地區(qū)變電站取得工作電源。該變電站距廠(chǎng)約為5km。10kv母線(xiàn)短路數(shù)據(jù)：、，其出口斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.5s。要求工廠(chǎng)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.92。4氣象資料本廠(chǎng)所在地區(qū)的年最高氣溫為40，年平均氣溫為25，年最低氣溫為2，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|南風(fēng)，年雷暴日數(shù)為52.2天。5地質(zhì)水文資料本廠(chǎng)所在地區(qū)平均海拔200m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。6電費(fèi)制度本廠(chǎng)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)達(dá)成協(xié)議，在工廠(chǎng)變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專(zhuān)用計(jì)量柜，按兩部電價(jià)制交納電費(fèi)?；倦妰r(jià)20元/千伏安/月，電度電價(jià)0.5元/度。四、設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：變配電所的負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率的補(bǔ)償計(jì)算，變配電所所址的選擇，變壓器臺(tái)數(shù)和容量、型式的確定，變配電所主接線(xiàn)方案的選擇與繪制，高低壓配電線(xiàn)路及導(dǎo)線(xiàn)截面選擇，短路計(jì)算和開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇，保護(hù)配置及整定計(jì)算*，防雷保護(hù)與接地裝置設(shè)計(jì)*等。摘要一、前言二、負(fù)荷計(jì)算2.1負(fù)荷計(jì)算方法及公式2.1.1單組用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷（kw）：無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（kvar）：視在計(jì)算負(fù)荷（kva)：計(jì)算電流（a）： 式中，為需要系數(shù)，為設(shè)備組總的設(shè)備容量（對(duì)斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備組，換算到一個(gè)統(tǒng)一的負(fù)荷持續(xù)率下），為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)；為對(duì)應(yīng)于的正切值。2.1.2多組用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷 結(jié)合具體情況對(duì)其有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)和；對(duì)車(chē)間干線(xiàn)，可取0.95，0.97。對(duì)低壓母線(xiàn)，分兩種情況：由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷相加來(lái)計(jì)算時(shí)，可取0.90，0.95；由車(chē)間干線(xiàn)計(jì)算負(fù)荷相加來(lái)計(jì)算時(shí)，可取0.95，0.97。有功計(jì)算負(fù)荷：總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：視在計(jì)算負(fù)荷：計(jì)算電流：2.1.3 車(chē)間和計(jì)算負(fù)荷確定按車(chē)間、工廠(chǎng)的需要系數(shù)計(jì)算： 按逐級(jí)計(jì)算法計(jì)算：在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)采用的計(jì)算方法，該方法是從供配電系統(tǒng)最終端即用電設(shè)備開(kāi)始計(jì)算起，逐級(jí)往上計(jì)算到用戶(hù)電源進(jìn)線(xiàn)，涉及供配電系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)。2.2 負(fù)荷計(jì)算結(jié)果2.2.1各車(chē)間電力負(fù)荷計(jì)算結(jié)果表2-1 各車(chē)間電力負(fù)荷計(jì)算結(jié)果表序號(hào)車(chē)間名稱(chēng)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)/kd功率因數(shù)/costan計(jì)算負(fù)荷pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a1熱卷簧車(chē)間14700.50.71.02 735749.851050.0 1595.42懸架彈簧車(chē)間9800.450.651.17 441515.59678.46 1030.83離合器彈簧車(chē)間7680.450.71.02 345.6352.58493.71 750.144異形彈簧車(chē)間5680.450.750.88 255.6225.42340.80 517.815家具簧車(chē)間3560.450.750.88 164.25144.85219.00 332.756綜合樓2100.70.90.48 14771.19163.33 248.17根據(jù)各車(chē)間電力負(fù)荷計(jì)算結(jié)果表，確定彈簧廠(chǎng)變配電所系統(tǒng)示意圖如圖2-1所示其中車(chē)間14分別配置一個(gè)變壓器（t1t4）車(chē)間5和車(chē)間6共用一個(gè)變壓器（t5）。圖2-1 彈簧廠(chǎng)變配電所系統(tǒng)示意圖2.3 無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算2.3.1并聯(lián)電容器選擇計(jì)算（1）無(wú)功補(bǔ)償容量計(jì)算 或 式中，稱(chēng)為無(wú)功補(bǔ)償率，或比補(bǔ)償容量。這無(wú)功補(bǔ)償率，是表示要使1kw的有功功率由提高到所需要的無(wú)功補(bǔ)償容量kvar值。 在變壓器低壓側(cè)補(bǔ)償時(shí)，要使變電所高壓側(cè)功率因數(shù)達(dá)到0.90以上，考慮到變壓器的無(wú)功功率損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于0.90，一般取0.92以上。（2）并聯(lián)電容器個(gè)數(shù)選擇確定了總的補(bǔ)償容量后，根據(jù)所選并聯(lián)電容器單臺(tái)容量qc來(lái)確定電容器的個(gè)數(shù)n，即 由上式計(jì)算所得電容器臺(tái)數(shù)n，對(duì)于單相電容器（電容器全型號(hào)后面標(biāo)“1”者）來(lái)說(shuō)，應(yīng)取3的倍數(shù)，以便三相均衡補(bǔ)償。2.3.2高低壓電容器柜（屏）的選擇高壓集中補(bǔ)償可采用高壓電容器柜將電容器裝專(zhuān)門(mén)的高壓電容器室內(nèi)。低壓集中補(bǔ)償一般采用低壓電容器柜。本次課程設(shè)計(jì)采用低壓電容器柜。型號(hào)為ggj-01。2.4無(wú)功補(bǔ)償后用戶(hù)的計(jì)算負(fù)荷 用戶(hù)裝設(shè)了無(wú)功補(bǔ)償裝置以后，則在確定補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)以前的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)扣除無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘?，即總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 補(bǔ)償后總的視在計(jì)算負(fù)荷計(jì)算結(jié)果列表如下：表2-21 計(jì)算點(diǎn)c1的負(fù)荷（變壓器低壓側(cè)）計(jì)算點(diǎn)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)有功計(jì)算負(fù)荷pc/kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷qc/kvar視在計(jì)算負(fù)荷sc/kva計(jì)算電流ic/a功率 因數(shù)cos補(bǔ)償前c1點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷14700.5735749.8510501595.360.7補(bǔ)償容量qnc1=735tan(arccos0.7)- tan(arccos0.92)=437kvar 實(shí)際取 30組16kvar=480kvar-480補(bǔ)償后c1點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷735269.85782.971189.640.94根據(jù)c1點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷sc=782.97kva，選擇scb10-1000/10型變壓器，變壓器=1000kva，技術(shù)參數(shù)查教材附錄表13得到，計(jì)算b1點(diǎn)負(fù)荷結(jié)果如表2-22所示。表2-22 計(jì)算點(diǎn)b1的負(fù)荷(（變壓器高壓側(cè)）)計(jì)算點(diǎn)變壓器功率損耗(sc=782.97kva,sn.t=1000kva)有功計(jì)算負(fù)荷pc/kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷qc/kvar視在計(jì)算負(fù)荷sc/kva高壓側(cè)計(jì)算電流ic/a功率因數(shù)cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarb11.557.090.665.8942.78 740.89312.63804.1646.420.92 表2-23 計(jì)算點(diǎn)c2的負(fù)荷（變壓器低壓側(cè)）計(jì)算點(diǎn)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)有功計(jì)算負(fù)荷pc/kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷qc/kvar視在計(jì)算負(fù)荷sc/kva計(jì)算電流ic/a功率 因數(shù)cos補(bǔ)償前c2點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷9800.45441515.59678.461030.840.65補(bǔ)償容量qnc2=515.59tan(arccos0.65)- tan(arccos0.92)=327kvar 實(shí)際取 26組16kvar=416kvar-416補(bǔ)償后c2點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷44199.59452.1686.920.975根據(jù)c2點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷sc=452.1kva，選擇scb10-630/10型變壓器，變壓器=630kva，技術(shù)參數(shù)查教材附錄表13得到，計(jì)算b2點(diǎn)負(fù)荷結(jié)果如表2-24所示。表2-24 計(jì)算點(diǎn)b1的負(fù)荷(（變壓器高壓側(cè)）)計(jì)算點(diǎn)變壓器功率損耗(sc=425.1kva,sn.t=630kva)有功計(jì)算負(fù)荷pc/kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷qc/kvar視在計(jì)算負(fù)荷sc/kva高壓側(cè)計(jì)算電流ic/a功率因數(shù)cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarb21.185.120.843.8218.02 444.82117.60460.126.560.97表2-25 計(jì)算點(diǎn)c3的負(fù)荷（變壓器低壓側(cè)）計(jì)算點(diǎn)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)有功計(jì)算負(fù)荷pc/kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷qc/kvar視在計(jì)算負(fù)荷sc/kva計(jì)算電流ic/a功率 因數(shù)cos補(bǔ)償前c3點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷7680.45345.6352.58493.71750.140.7補(bǔ)償容量qnc3=345.6tan(arccos0.7)- tan(arccos0.92)=205kvar 實(shí)際取 16組16kvar=256kvar-256補(bǔ)償后c1點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷345.696.58358.84545.220.96根據(jù)c3點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷sc=358.84va，選擇scb10-500/10型變壓器，變壓器=500kva，技術(shù)參數(shù)查教材附錄表13得到，計(jì)算b3點(diǎn)負(fù)荷結(jié)果如表2-26所示。表2-26計(jì)算點(diǎn)b3的負(fù)荷(（變壓器高壓側(cè)）)計(jì)算點(diǎn)變壓器功率損耗(sc=358.84kva,sn.t=500kva)有功計(jì)算負(fù)荷pc/kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷qc/kvar視在計(jì)算負(fù)荷sc/kva高壓側(cè)計(jì)算電流ic/a功率因數(shù)cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarb31.024.260.843.2114.30 348.81110.88366.0121.130.95表2-27計(jì)算點(diǎn)c4的負(fù)荷（變壓器低壓側(cè)）計(jì)算點(diǎn)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)有功計(jì)算負(fù)荷pc/kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷qc/kvar視在計(jì)算負(fù)荷sc/kva計(jì)算電流ic/a功率 因數(shù)cos補(bǔ)償前c4點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷5680.45255.6225.42340.8517.80.75補(bǔ)償容量qnc4=255.6tan(arccos0.75)- tan(arccos0.92)=205kvar 實(shí)際取 10組16kvar=160kvar-160補(bǔ)償后c4點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷255.665.42263.84400.870.968根據(jù)c4點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷sc=263.84va，選擇scb10-400/10型變壓器，變壓器=400kva，技術(shù)參數(shù)查教材附錄表13得到，計(jì)算b4點(diǎn)負(fù)荷結(jié)果如表2-28所示。表2-28計(jì)算點(diǎn)b4的負(fù)荷(（變壓器高壓側(cè)）)計(jì)算點(diǎn)變壓器功率損耗(sc=263.84kva,sn.t=400kva)有功計(jì)算負(fù)荷pc/kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷qc/kvar視在計(jì)算負(fù)荷sc/kva高壓側(cè)計(jì)算電流ic/a功率因數(shù)cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarb40.853.480.842.3610.16257.9675.58268.8115.520.96表2-29 計(jì)算點(diǎn)c5的負(fù)荷（變壓器低壓側(cè)）計(jì)算點(diǎn)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)有功計(jì)算負(fù)荷pc/kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷qc/kvar視在計(jì)算負(fù)荷sc/kva計(jì)算電流ic/a功率 因數(shù)cos補(bǔ)償前c5點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷307.21307.2212.48373.52567.520.822補(bǔ)償容量qnc5=307.2tan(arccos0.822)- tan(arccos0.92)=81kvar 實(shí)際取 8組16kvar=128kvar-128補(bǔ)償后c5點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷307.284.05318.49483.910.96根據(jù)c5點(diǎn)計(jì)算負(fù)荷sc=318.49va，選擇scb10-400/10型變壓器，變壓器=400kva，技術(shù)參數(shù)查教材附錄表13得到，計(jì)算b5點(diǎn)負(fù)荷結(jié)果如表2-30所示。表2-30 計(jì)算點(diǎn)b5的負(fù)荷(（變壓器高壓側(cè)）)計(jì)算點(diǎn)變壓器功率損耗(sc=318.49kva,sn.t=400kva)有功計(jì)算負(fù)荷pc/kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷qc/kvar視在計(jì)算負(fù)荷sc/kva高壓側(cè)計(jì)算電流ic/a功率因數(shù)cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarb50.853.480.843.0513.34310.2597.39325.1818.670.95總的視在計(jì)算負(fù)荷：= =2114.29kv.acos=/= 0.94=/ =122.21a由表和計(jì)算可得各變電所折算到高壓側(cè)的功率因數(shù)均大于0.92,整個(gè)工廠(chǎng)的功率因數(shù)為0.94即功率補(bǔ)償?shù)碾娙葸x擇合理, 符合本設(shè)計(jì)的要求。按兩部電價(jià)制交納電費(fèi),基本電價(jià)20元/千伏安/月，電度電價(jià)0.5元/度,該工廠(chǎng)采取補(bǔ)償可節(jié)約能量為s=3313.43-2214.29=1199.14 kv.a采取無(wú)功補(bǔ)償后該工廠(chǎng)每月可節(jié)約201199.14=23982.8元我國(guó)供電營(yíng)業(yè)規(guī)則規(guī)定：容量在100kva及以上高壓供電用戶(hù),最大負(fù)荷使得功率因數(shù)不得低于0.9，如果達(dá)不到要求，則必須進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，可用此功率因數(shù)來(lái)確定需要采用無(wú)功補(bǔ)償?shù)米畲笕萘俊Ｓ蓛刹侩娰M(fèi)制度可知采用無(wú)功補(bǔ)償為工廠(chǎng)節(jié)約了資金。三、變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和類(lèi)型的選擇3.1 車(chē)間變壓器的選擇原則（1）變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：應(yīng)滿(mǎn)足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所。除上述兩種情況外，一般車(chē)間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余量。（2）變電所主變壓器容量的選擇1）只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器的容量sn.t應(yīng)滿(mǎn)足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷s30的需要，即sn.ts30 2）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量sn.t應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，sn.t（0.60.7）s30 任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，sn.ts30（+） 3.2 選擇車(chē)間變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和類(lèi)型1、根據(jù)表3-1選擇變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和類(lèi)型。對(duì)于五個(gè)車(chē)間變電站sts1、 sts2 、sts3、sts4、sts5的容量分別為：782.97kva、452.10kva、358.84kva、263.84kva、318.49kva。本工廠(chǎng)屬于二級(jí)負(fù)荷但是考慮到相應(yīng)得精進(jìn)基礎(chǔ)和技術(shù)參數(shù)，在節(jié)能和留有余量方面負(fù)荷率為70%-80%，選定sts1變壓器容量為1000kv，sts2變壓器容量為630kv，sts3變壓器容量為500kv，sts4變壓器容量為400kv，sts5變壓器容量為400kv，從而保證工廠(chǎng)得負(fù)荷正常得運(yùn)行。2、本廠(chǎng)所在地區(qū)的年最高氣溫為40，年平均氣溫為25，年最低氣溫為2，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|南風(fēng)，年雷暴日數(shù)為52.2天。選用此型別為sc(b)10型變壓器初步選定變壓器得容量型號(hào)如下表：表3-1 車(chē)間變電所變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和型號(hào)編號(hào)廠(chǎng)房名稱(chēng)sc/kva變壓器臺(tái)數(shù)及容量變壓器型號(hào)車(chē)間變電所代號(hào)1熱卷簧車(chē)間782.97 11000sc（b）10sts12懸架彈簧車(chē)間452.101630sc（b）10sts23離合器彈簧車(chē)間358.101500sc（b）10sts34異形彈簧車(chē)間263.84 1400sc（b）10sts45家具簧車(chē)間318.491400sc（b）10sts56綜合樓四、變配電所主接線(xiàn)方案的設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)原則與要求應(yīng)根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線(xiàn)回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定。并應(yīng)滿(mǎn)足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。1安全性為保障設(shè)備安全及人身安全，主接線(xiàn)應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，正確選擇電氣設(shè)備及其監(jiān)視、保護(hù)系統(tǒng)，考慮各種安全技術(shù)措施。如：（1）在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)必須裝設(shè)高壓隔離開(kāi)關(guān)；（2）在低壓斷路器的電源及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開(kāi)關(guān)；（3）35kv以上的線(xiàn)路末端，應(yīng)裝設(shè)與隔離開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖的接地刀閘；（4）變配電所高壓母線(xiàn)上及架空線(xiàn)路末端，必須裝設(shè)避雷器。裝于母線(xiàn)上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開(kāi)關(guān)。接于變壓器引出線(xiàn)上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。2可靠性（1）主接線(xiàn)應(yīng)符合電力負(fù)荷特別是一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。一級(jí)負(fù)荷要求由兩個(gè)電源供電，二級(jí)負(fù)荷，要求由兩回路供電或一回路6kv及以上的專(zhuān)用架空線(xiàn)路或電纜供電。（2）變電所的非專(zhuān)用電源進(jìn)線(xiàn)側(cè)，應(yīng)裝設(shè)帶短路保護(hù)的斷路器或負(fù)荷開(kāi)關(guān)（串熔斷器）。當(dāng)雙電源供多個(gè)變電所時(shí)，宜采用環(huán)網(wǎng)供電方式。（3）對(duì)一般生產(chǎn)區(qū)的車(chē)間變電所，宜由工廠(chǎng)總變配電所采用放射式高壓配電，以確保供電可靠性，但對(duì)輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)的變電所一可采用樹(shù)干式配電。（4）變電所低壓側(cè)的總開(kāi)關(guān)，宜采用低壓斷路器。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開(kāi)關(guān)和低壓母線(xiàn)分段開(kāi)關(guān)，均應(yīng)采用低壓斷路器。3靈活性主接線(xiàn)應(yīng)能適應(yīng)供配電系統(tǒng)各種不同的運(yùn)行方式（如變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式、電源線(xiàn)路備用方式等），倒閘切換操作簡(jiǎn)便；檢修操作，也應(yīng)保證供電可靠性的條件。（1）變配電所的高低壓母線(xiàn)，一般宜采用單母線(xiàn)或單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。（2）35kv及以上電源進(jìn)線(xiàn)為雙回路時(shí)，宜采用橋形接線(xiàn)或雙線(xiàn)路變壓器組接線(xiàn)。（3）需帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)。（4）主接線(xiàn)方案應(yīng)與主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求相適應(yīng)。（5）主接線(xiàn)方案應(yīng)考慮到今后可能的擴(kuò)展。4經(jīng)濟(jì)性 在滿(mǎn)足上述技術(shù)要求的前提下，一次接線(xiàn)應(yīng)盡量做到投資省、占地少、電損小。（1）主接線(xiàn)方案在滿(mǎn)足運(yùn)行要求的前提下，應(yīng)力求簡(jiǎn)單，變電所高壓倆宜采且斷路器較少或不用斷路器的接線(xiàn)。（2）變配電所的電氣設(shè)備應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用的節(jié)能產(chǎn)品，不得選用國(guó)家明令淘汰的產(chǎn)品。（3）中小型用戶(hù)變電所一般采用高壓少油斷路器；在需頻繁操作的場(chǎng)合則應(yīng)采用真空斷路器路器或sf6斷路器。（4）用戶(hù)電源進(jìn)線(xiàn)上應(yīng)裝設(shè)專(zhuān)用的計(jì)量柜，其中的電流、電壓互感器只供計(jì)費(fèi)的電度表用。（5）應(yīng)考慮無(wú)功功率的人工補(bǔ)償，使最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)達(dá)到規(guī)定的要求。4.2變配電所主接線(xiàn)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 設(shè)計(jì)變配電所主接線(xiàn)，應(yīng)按所選主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量以及負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，初步確定23個(gè)比較合理的主接線(xiàn)方案來(lái)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，擇其優(yōu)者作為選定的變配電所主接線(xiàn)方案。1主接線(xiàn)方案的技術(shù)指標(biāo)（1）供電的安全性。主接線(xiàn)方案在確保運(yùn)行維護(hù)和檢修的安全方面的情況。（2）供電的可靠性。主接線(xiàn)方案在與用電負(fù)荷對(duì)可靠性要求的適應(yīng)性方面的情況。（3）供電的電能質(zhì)量主要是指電壓質(zhì)量，包括電壓偏差、電壓波動(dòng)及高次諧波方面的情況。（4）運(yùn)行的靈活性和運(yùn)行維護(hù)的方便性。（5）對(duì)變配電所今后增容擴(kuò)建的適應(yīng)性。2主接線(xiàn)方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（1）線(xiàn)路和設(shè)備的綜合投資額（z）。包括線(xiàn)路和設(shè)備本身的價(jià)格、運(yùn)輸費(fèi)、管理費(fèi)、基建安裝費(fèi)等，可按當(dāng)?shù)仉姎獍惭b部門(mén)的規(guī)定計(jì)算，其中安裝費(fèi)可參照全國(guó)統(tǒng)一安裝工程預(yù)算定額第二冊(cè)電氣設(shè)備安裝工程計(jì)算。通常是采用線(xiàn)路（導(dǎo)線(xiàn)或電纜）和設(shè)備本身的價(jià)格乘以一個(gè)大于l的系數(shù)作為線(xiàn)路和設(shè)備的綜合投資額。如電力變壓器設(shè)備價(jià)格倍數(shù)約為2；固定式高壓開(kāi)關(guān)柜約為1.5；手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜約為1.3高壓計(jì)量柜約為1.5，高壓電容器柜約為1.4。（2）變配電系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)（f）。包括線(xiàn)路和設(shè)備的折舊費(fèi)、維修管理費(fèi)和電能損耗費(fèi)。線(xiàn)路和設(shè)備的折舊費(fèi)、維修管理費(fèi)通常取為線(xiàn)路和設(shè)備綜合投資額的46。電能損耗費(fèi)，根據(jù)線(xiàn)路和變壓器的年電能損耗計(jì)算。（3）供電貼費(fèi)（系統(tǒng)增容費(fèi)）。有關(guān)法規(guī)規(guī)定申請(qǐng)用電，用戶(hù)需一次性向供電部門(mén)交納供電貼費(fèi)，按新裝變壓器容量計(jì)算，各地規(guī)定不一樣。（4）線(xiàn)路有色金屬消耗量（重量）。但主接線(xiàn)方案的最終確定，還應(yīng)該考慮技術(shù)指標(biāo)，并結(jié)合工程實(shí)際。4.3變配電所主接線(xiàn)方案 變配電所主接線(xiàn)由高低壓成套配電裝置組合而成，而且方案的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到變配電所可能的增容，特別是出線(xiàn)柜要便于添置。1 高壓主接線(xiàn)（10kv）1、主接線(xiàn)方式其基本形式按有母線(xiàn)接線(xiàn)和無(wú)母線(xiàn)接線(xiàn)。母線(xiàn)又稱(chēng)匯流排，起著匯集電能的作用。在擁護(hù)的變配電所中，有母線(xiàn)的主接線(xiàn)按母線(xiàn)的設(shè)置不同，又有單母線(xiàn)接線(xiàn)，單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，雙母線(xiàn)接線(xiàn)。2、主接線(xiàn)方案的選擇該機(jī)械廠(chǎng)本廠(chǎng)可由附近35/10kv地區(qū)變電站取得工作電源，所以直接經(jīng)車(chē)間變電所，降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓如380v。該工廠(chǎng)屬于二級(jí)負(fù)荷，直接引入10kv的高壓電，選擇二路電源進(jìn)線(xiàn)的接線(xiàn)。采用冷備用的工作方式。方案一：如圖4-1所示，采用兩路電源從中間進(jìn)，從兩邊分配電的供電方式利于擴(kuò)展配電柜。采用此方式，具體主接線(xiàn)圖請(qǐng)查看附錄1圖4-1五、短路計(jì)算5.1 短路電流計(jì)算的目的及方法短路電流計(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。進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。對(duì)于工廠(chǎng)供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱(chēng)有名單位制法）和標(biāo)幺值法（又稱(chēng)相對(duì)單位制法）。5.2 短路電流計(jì)算本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算.繪制短路計(jì)算電路如圖5-1所示：圖5-1 短路計(jì)算電路5.3供配電系統(tǒng)中各主要元件電抗標(biāo)么值（1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值。電力系統(tǒng)電抗，可由系統(tǒng)的短路容量求取最大運(yùn)行方式下：最小運(yùn)行方式下：（2）電力變壓器的電抗標(biāo)么值。電力變壓器的電抗值可由其短路電壓近似的計(jì)算，即 式中，為變壓器的額定容量。（3）電力線(xiàn)路的電抗標(biāo)么值 5.4短路計(jì)算結(jié)果表5-1短路計(jì)算結(jié)果表（最大運(yùn)行方式）短路計(jì)算點(diǎn)總電抗標(biāo)么值三相短路電流/ka三相短路容量/mvak-1點(diǎn)1.89 2.91 2.91 7.42 4.39 52.91 k-2點(diǎn)7.89618.28 18.28 41.31 23.95 12.66 k-3點(diǎn)8.24 17.51 17.51 39.57 22.94 12.13 k-4點(diǎn)9.89 14.59 14.59 32.97 19.11 10.11 k-5點(diǎn)11.89 12.14 12.14 27.43 15.90 8.41 k-6點(diǎn)11.89 12.14 12.14 27.43 15.90 8.41 表5-2短路計(jì)算結(jié)果表（最小運(yùn)行方式）短路計(jì)算點(diǎn)總電抗標(biāo)么值三相短路電流/ka三相短路容量/mvak-1點(diǎn)2.07 2.66 2.66 6.78 4.01 48.31 k-2點(diǎn)8.07 17.89 17.89 40.44 23.44 12.40 k-3點(diǎn)8.42 17.15 17.15 38.76 22.47 11.88 k-4點(diǎn)10.07 14.34 14.34 32.41 18.78 9.93 k-5點(diǎn)12.07 11.96 11.96 27.04 15.67 8.29 k-6點(diǎn)12.07 11.96 11.96 27.04 15.67 8.29 六、電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)6.1 10kv一次側(cè)設(shè)備選擇 10kv側(cè)計(jì)算電流為初步選擇10kv高壓斷路器型號(hào)為：vs1-12/630-16。 10kv側(cè)短路沖擊電流為短路電流熱效應(yīng)假想時(shí)間為同理可得隔離開(kāi)關(guān)gn30-10/400-12.5驗(yàn)證也合格。 表6-1 10kv電源進(jìn)線(xiàn)側(cè)一次設(shè)備選擇與校驗(yàn) 選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度i2tima結(jié)論安裝地點(diǎn)的電氣條件參數(shù)unicik(3)i(3)sh數(shù)據(jù)10kv122.21a2.91ka7.42ka10.09設(shè)備型號(hào)規(guī)格參數(shù)uniniocimaxi2t真空斷路器vs1-12/630-1612kv630a16ka40ka1024合格電流互感器lzzbj9-12/150b/212kv150a42.94ka441合格從表6-1知，結(jié)果全部合格，因此所選高壓斷路器符合要求。6.2 380v側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 低壓側(cè)開(kāi)關(guān)柜選擇gcl型，對(duì)于三個(gè)車(chē)間變電所，補(bǔ)償后低壓側(cè)c1、c2、c3、c4、c5最大的計(jì)算電流為1189.64a,所以選擇gcs接線(xiàn)即可。技術(shù)參數(shù)如下：1）主電路額定電壓（v）:交流380（400）、）（600）2）輔助電路額定電壓（v）：交流220、380（400）直流110、2203）額定絕緣電壓（v）：660（1000）4）水瓶母線(xiàn)額定電流：122.21a,滿(mǎn)足發(fā)熱條件。 （3）機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn) 根據(jù)附表26知，10kv架空鋁絞線(xiàn)的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為,因此所選的截面積也滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求。7.2 低壓側(cè)母線(xiàn)選擇采用矩形銅母線(xiàn)，選擇bv型塑料線(xiàn)（）。表7-1 低壓側(cè)母線(xiàn)選擇車(chē)間變電所ic/a芯線(xiàn)截面/每相銅排數(shù)每相載流量/aa1/o/o/kia1/asts1782.97 50518607025330.91782.6sts2452.10806.3114807025330.911346.8sts3358.1040416257025330.91568.75sts4263.84 40416257025330.91568.75sts5318.4940416257025330.91568.75從上表可以看出，所以每個(gè)車(chē)間變電所的低壓母線(xiàn)就按照上表數(shù)據(jù)選擇。八、常用繼電保護(hù)及整定計(jì)算以第一車(chē)間變電所為例計(jì)算： 8.1 qf處設(shè)置定時(shí)限過(guò)電流保護(hù) 變壓器的最大負(fù)荷電流取krel=1.2，kre= 0.85，ki=1505=30，故動(dòng)作電流，動(dòng)作電流整定為6a。查附錄表44，選用dl-31/6型繼電器，動(dòng)作電流整定為6a。 檢驗(yàn)靈敏度：變壓器低壓母線(xiàn)的最小兩相短路電流用于校驗(yàn)保護(hù)靈敏度線(xiàn)路，變壓器低壓母線(xiàn)最小兩相短路電流反映到高壓側(cè)的電流值為（變壓器連接組別為dyn11）靈敏度：，滿(mǎn)足要求。8.2 qf處電流速斷保護(hù)整定計(jì)算電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流（速斷電流）iqb應(yīng)躲過(guò)它所保護(hù)的變壓器低壓母線(xiàn)的三相短路電流，即 變壓器低壓母線(xiàn)最大三相短路電流反映到高壓側(cè)的電流值為 檢驗(yàn)靈敏度：采用變壓器高壓側(cè)的最小兩相短路電流校驗(yàn)電流速斷保護(hù)的靈敏度，即 ，滿(mǎn)足要求。8.3 qf1、qf2處動(dòng)作時(shí)間的整定 過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間的整定應(yīng)該按“階梯原則”整定，以保護(hù)前后兩級(jí)保護(hù)裝置動(dòng)作的選擇性，也就是處的動(dòng)作時(shí)間比處最長(zhǎng)的動(dòng)作時(shí)間大一個(gè)時(shí)間級(jí)差。由于是定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，所以利用時(shí)間繼電器直接整定。取處整定時(shí)間為，取取處整定時(shí)間為。九、防雷和接地9.1 車(chē)間變電所的防雷保護(hù)一般35kv及以下變、配電所的直擊雷需用獨(dú)立避雷針保護(hù)。獨(dú)立避雷針的設(shè)置要求：（1）獨(dú)立避雷針與被保護(hù)物之間應(yīng)保持一定的距離，以免避雷針上落雷時(shí)造成對(duì)保護(hù)物的反擊。避雷針對(duì)被保護(hù)物不發(fā)生反擊的最小距離sa應(yīng)滿(mǎn)足下式的要求： 式中，rsh為獨(dú)立避雷針的沖擊接地電阻；h為獨(dú)立避雷針校驗(yàn)高度；（2）獨(dú)立避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立的接地電阻，工頻接地電阻不宜大于10。獨(dú)立避雷針的接地裝置與被保護(hù)物的接地間最小允許的距離式中，se為地中距離，一般不應(yīng)小于3m。 （3）獨(dú)立避雷針不宜設(shè)在人經(jīng)常通行的地方。故各車(chē)間變電所采用單支避雷針保護(hù)。 避雷針在地面上的保護(hù)半徑r=1.5h，如被保護(hù)物的高度為時(shí)，在水平面上的保護(hù)半徑按下列公式計(jì)算：當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，式中p為考慮到針太高時(shí)保護(hù)半徑不成比例而應(yīng)減小的系數(shù)。當(dāng)h30m時(shí)，p=1；當(dāng)30h120m時(shí)，。h：避雷針的高度；：被保護(hù)物的高度；：避雷針在高度水平面上的保護(hù)半徑；設(shè)該車(chē)間變電所的高度=10m ；避雷針高度h=30m；則避雷針保護(hù)的半徑=（30-10）1=20m 。9.2 接地保護(hù) 在電力系統(tǒng)中有兩類(lèi)接地保護(hù)方式：一類(lèi)為中性點(diǎn)接地，即大電流接地系統(tǒng)；另一類(lèi)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，即小電流接地系統(tǒng)。為保證電氣設(shè)備的正常工作和工作人員的安全，車(chē)間變壓器采用中性點(diǎn)直接接地的方式，即工作接地。其它配電設(shè)備與