某彈簧廠變配電所電氣部分初步設(shè)計_課程設(shè)計報告.doc

某彈簧廠變配電所電氣部分初步設(shè)計 課程設(shè)計報告某彈簧廠變配電所電氣部分初步設(shè)計目錄供配電工程課程設(shè)計任務(wù)書（7）1摘要3一、前言4二、負(fù)荷計算52.1負(fù)荷計算方法及公式52.2 負(fù)荷計算結(jié)果62.3 無功功率補(bǔ)償計算72.4無功補(bǔ)償后用戶的計算負(fù)荷7三、變壓器的臺數(shù)、容量和類型的選擇113.1 車間變壓器的選擇原則113.2 選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量和類型11四、變配電所主接線方案的設(shè)計124.1設(shè)計原則與要求124.2變配電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)144.3變配電所主接線方案15五、短路計算165.1 短路電流計算的目的及方法165.2 短路電流計算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、供配電線路的選擇207.1 10kv高壓進(jìn)線的選擇207.2 低壓側(cè)母線選擇20八、常用繼電保護(hù)及整定計算218.1 qf處設(shè)置定時限過電流保護(hù)218.2 qf處電流速斷保護(hù)整定計算228.3 qf1、qf2處動作時間的整定22九、防雷和接地229.1 車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)計任務(wù)書（7）班 級：2011級電氣工程及其自動化專升本學(xué) 生：201120210101201120210109學(xué) 時：2周時 間：第1617周指導(dǎo)教師：徐濾非、湯立剛一、設(shè)計題目某彈簧廠變配電所電氣部分初步設(shè)計二、設(shè)計目的及要求通過本課程設(shè)計，熟悉現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范，樹立起技術(shù)與工程經(jīng)濟(jì)相統(tǒng)一的辨證觀點(diǎn)；培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識分析解決工程實(shí)際問題的能力；掌握電氣工程設(shè)計計算的方法，為今后從事電力工程設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)行及管理工作，打下必要的基礎(chǔ)。要求根據(jù)用戶所能取得的電源及本廠用電負(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數(shù)與容量、類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，最后按要求寫出設(shè)計說明書，繪出設(shè)計圖樣。三、設(shè)計依據(jù)1、工廠負(fù)荷情況該廠是一家國內(nèi)彈簧生產(chǎn)大型企業(yè)之一。主要生產(chǎn)線徑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)、汽車懸架彈簧、制動閥彈簧、離合器彈簧、體育器材彈簧、剎車蹄彈簧、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)熱卷簧車間、懸架彈簧車間、離合器彈簧車間、異形彈簧車間和家具簧車間。改廠多數(shù)車間為三班制，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為5500小時，日最大負(fù)荷持續(xù)時間6小時。該廠屬于二級負(fù)荷。該廠的負(fù)荷統(tǒng)計資料如表1所示。表1負(fù)荷統(tǒng)計資料編號廠房名稱設(shè)備容量/kw需要系數(shù)功率因數(shù)1熱卷簧車架彈簧車間9800450653離合器彈簧車間7680450704異形彈簧車間5680.450.755家具簧車間3560.450.756綜合樓2100700902、供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)仉姌I(yè)部門簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近110/10kv地區(qū)變電站取得工作電源。該變電站距廠約為5km。10kv母線短路數(shù)據(jù)：、，其出口斷路器配備有定時限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時限過電流保護(hù)整定的動作時間為1.5s。要求工廠最大負(fù)荷時的功率因數(shù)不得低于0.92。4氣象資料本廠所在地區(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)計量電能，設(shè)專用計量柜，按兩部電價制交納電費(fèi)?；倦妰r20元/千伏安/月，電度電價0.5元/度。四、設(shè)計任務(wù)設(shè)計內(nèi)容包括：變配電所的負(fù)荷計算及無功功率的補(bǔ)償計算，變配電所所址的選擇，變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定，變配電所主接線方案的選擇與繪制，高低壓配電線路及導(dǎo)線截面選擇，短路計算和開關(guān)設(shè)備的選擇，保護(hù)配置及整定計算*，防雷保護(hù)與接地裝置設(shè)計*等。摘要一、前言二、負(fù)荷計算2.1負(fù)荷計算方法及公式2.1.1單組用電設(shè)備組計算負(fù)荷有功計算負(fù)荷（kw）：無功計算負(fù)荷（kvar）：視在計算負(fù)荷（kva)：計算電流（a）： 式中，為需要系數(shù)，為設(shè)備組總的設(shè)備容量（對斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備組，換算到一個統(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)；為對應(yīng)于的正切值。2.1.2多組用電設(shè)備組計算負(fù)荷 結(jié)合具體情況對其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別計入一個同時系數(shù)和；對車間干線，可取0.95，0.97。對低壓母線，分兩種情況：由用電設(shè)備組計算負(fù)荷相加來計算時，可取0.90，0.95；由車間干線計算負(fù)荷相加來計算時，可取0.95，0.97。有功計算負(fù)荷：總的無功計算負(fù)荷為：視在計算負(fù)荷：計算電流：2.1.3 車間和計算負(fù)荷確定按車間、工廠的需要系數(shù)計算： 按逐級計算法計算：在供配電系統(tǒng)設(shè)計中進(jìn)行設(shè)備選擇時，應(yīng)采用的計算方法，該方法是從供配電系統(tǒng)最終端即用電設(shè)備開始計算起，逐級往上計算到用戶電源進(jìn)線，涉及供配電系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)。2.2 負(fù)荷計算結(jié)果2.2.1各車間電力負(fù)荷計算結(jié)果表2-1 各車間電力負(fù)荷計算結(jié)果表序號車間名稱設(shè)備容量/kw需要系數(shù)/kd功率因數(shù)/costan計算負(fù)荷pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a1熱卷簧車間14700.50.71.02 735749.851050.0 1595.42懸架彈簧車間9800.450.651.17 441515.59678.46 1030.83離合器彈簧車間7680.450.71.02 345.6352.58493.71 750.144異形彈簧車間5680.450.750.88 255.6225.42340.80 517.815家具簧車間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)各車間電力負(fù)荷計算結(jié)果表，確定彈簧廠變配電所系統(tǒng)示意圖如圖2-1所示其中車間14分別配置一個變壓器（t1t4）車間5和車間6共用一個變壓器（t5）。圖2-1 彈簧廠變配電所系統(tǒng)示意圖2.3 無功功率補(bǔ)償計算2.3.1并聯(lián)電容器選擇計算（1）無功補(bǔ)償容量計算 或 式中，稱為無功補(bǔ)償率，或比補(bǔ)償容量。這無功補(bǔ)償率，是表示要使1kw的有功功率由提高到所需要的無功補(bǔ)償容量kvar值。 在變壓器低壓側(cè)補(bǔ)償時，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)電容器單臺容量qc來確定電容器的個數(shù)n，即 由上式計算所得電容器臺數(shù)n，對于單相電容器（電容器全型號后面標(biāo)“1”者）來說，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門的高壓電容器室內(nèi)。低壓集中補(bǔ)償一般采用低壓電容器柜。本次課程設(shè)計采用低壓電容器柜。型號為ggj-01。2.4無功補(bǔ)償后用戶的計算負(fù)荷 用戶裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置以后，則在確定補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)以前的總計算負(fù)荷時，應(yīng)扣除無功補(bǔ)償?shù)娜萘?，即總的無功計算負(fù)荷 補(bǔ)償后總的視在計算負(fù)荷計算結(jié)果列表如下：表2-21 計算點(diǎn)c1的負(fù)荷（變壓器低壓側(cè)）計算點(diǎn)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)有功計算負(fù)荷pc/kw無功計算負(fù)荷qc/kvar視在計算負(fù)荷sc/kva計算電流ic/a功率 因數(shù)cos補(bǔ)償前c1點(diǎn)計算負(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)計算負(fù)荷735269.85782.971189.640.94根據(jù)c1點(diǎn)計算負(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，計算b1點(diǎn)負(fù)荷結(jié)果如表2-22所示。表2-22 計算點(diǎn)b1的負(fù)荷(（變壓器高壓側(cè)）)計算點(diǎn)變壓器功率損耗(sc=782.97kva,sn.t=1000kva)有功計算負(fù)荷pc/kw無功計算負(fù)荷qc/kvar視在計算負(fù)荷sc/kva高壓側(cè)計算電流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 計算點(diǎn)c2的負(fù)荷（變壓器低壓側(cè)）計算點(diǎn)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)有功計算負(fù)荷pc/kw無功計算負(fù)荷qc/kvar視在計算負(fù)荷sc/kva計算電流ic/a功率 因數(shù)cos補(bǔ)償前c2點(diǎn)計算負(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)計算負(fù)荷44199.59452.1686.920.975根據(jù)c2點(diǎn)計算負(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，計算b2點(diǎn)負(fù)荷結(jié)果如表2-24所示。表2-24 計算點(diǎn)b1的負(fù)荷(（變壓器高壓側(cè)）)計算點(diǎn)變壓器功率損耗(sc=425.1kva,sn.t=630kva)有功計算負(fù)荷pc/kw無功計算負(fù)荷qc/kvar視在計算負(fù)荷sc/kva高壓側(cè)計算電流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 計算點(diǎn)c3的負(fù)荷（變壓器低壓側(cè)）計算點(diǎn)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)有功計算負(fù)荷pc/kw無功計算負(fù)荷qc/kvar視在計算負(fù)荷sc/kva計算電流ic/a功率 因數(shù)cos補(bǔ)償前c3點(diǎn)計算負(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)計算負(fù)荷345.696.58358.84545.220.96根據(jù)c3點(diǎn)計算負(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，計算b3點(diǎn)負(fù)荷結(jié)果如表2-26所示。表2-26計算點(diǎn)b3的負(fù)荷(（變壓器高壓側(cè)）)計算點(diǎn)變壓器功率損耗(sc=358.84kva,sn.t=500kva)有功計算負(fù)荷pc/kw無功計算負(fù)荷qc/kvar視在計算負(fù)荷sc/kva高壓側(cè)計算電流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計算點(diǎn)c4的負(fù)荷（變壓器低壓側(cè)）計算點(diǎn)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)有功計算負(fù)荷pc/kw無功計算負(fù)荷qc/kvar視在計算負(fù)荷sc/kva計算電流ic/a功率 因數(shù)cos補(bǔ)償前c4點(diǎn)計算負(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)計算負(fù)荷255.665.42263.84400.870.968根據(jù)c4點(diǎn)計算負(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，計算b4點(diǎn)負(fù)荷結(jié)果如表2-28所示。表2-28計算點(diǎn)b4的負(fù)荷(（變壓器高壓側(cè)）)計算點(diǎn)變壓器功率損耗(sc=263.84kva,sn.t=400kva)有功計算負(fù)荷pc/kw無功計算負(fù)荷qc/kvar視在計算負(fù)荷sc/kva高壓側(cè)計算電流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 計算點(diǎn)c5的負(fù)荷（變壓器低壓側(cè)）計算點(diǎn)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)有功計算負(fù)荷pc/kw無功計算負(fù)荷qc/kvar視在計算負(fù)荷sc/kva計算電流ic/a功率 因數(shù)cos補(bǔ)償前c5點(diǎn)計算負(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)計算負(fù)荷307.284.05318.49483.910.96根據(jù)c5點(diǎn)計算負(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，計算b5點(diǎn)負(fù)荷結(jié)果如表2-30所示。表2-30 計算點(diǎn)b5的負(fù)荷(（變壓器高壓側(cè)）)計算點(diǎn)變壓器功率損耗(sc=318.49kva,sn.t=400kva)有功計算負(fù)荷pc/kw無功計算負(fù)荷qc/kvar視在計算負(fù)荷sc/kva高壓側(cè)計算電流ic/a功率因數(shù)cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarb50.853.480.843.0513.34310.2597.39325.1818.670.95總的視在計算負(fù)荷：= =2114.29kv.acos=/= 0.94=/ =122.21a由表和計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,整個工廠的功率因數(shù)為0.94即功率補(bǔ)償?shù)碾娙葸x擇合理, 符合本設(shè)計的要求。按兩部電價制交納電費(fèi),基本電價20元/千伏安/月，電度電價0.5元/度,該工廠采取補(bǔ)償可節(jié)約能量為s=3313.43-2214.29=1199.14 kv.a采取無功補(bǔ)償后該工廠每月可節(jié)約201199.14=23982.8元我國供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定：容量在100kva及以上高壓供電用戶,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)行無功補(bǔ)償。因此，在設(shè)計時，可用此功率因數(shù)來確定需要采用無功補(bǔ)償?shù)米畲笕萘俊Ｓ蓛刹侩娰M(fèi)制度可知采用無功補(bǔ)償為工廠節(jié)約了資金。三、變壓器的臺數(shù)、容量和類型的選擇3.1 車間變壓器的選擇原則（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(fù)荷對供電可靠性的要求。對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所。除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，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）只裝一臺主變壓器的變電所主變壓器的容量sn.t應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負(fù)荷s30的需要，即sn.ts30 2）裝有兩臺主變壓器的變電所每臺變壓器的容量sn.t應(yīng)同時滿足以下兩個條件：任一臺單獨(dú)運(yùn)行時，sn.t（0.60.7）s30 任一臺單獨(dú)運(yùn)行時，sn.ts30（+） 3.2 選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量和類型1、根據(jù)表3-1選擇變壓器的臺數(shù)、容量和類型。對于五個車間變電站sts1、 sts2 、sts3、sts4、sts5的容量分別為：782.97kva、452.10kva、358.84kva、263.84kva、318.49kva。本工廠屬于二級負(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，從而保證工廠得負(fù)荷正常得運(yùn)行。2、本廠所在地區(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如下表：表3-1 車間變電所變壓器的臺數(shù)、容量和型號編號廠房名稱sc/kva變壓器臺數(shù)及容量變壓器型號車間變電所代號1熱卷簧車間782.97 11000sc（b）10sts12懸架彈簧車間452.101630sc（b）10sts23離合器彈簧車間358.101500sc（b）10sts34異形彈簧車間263.84 1400sc（b）10sts45家具簧車間318.491400sc（b）10sts56綜合樓四、變配電所主接線方案的設(shè)計4.1設(shè)計原則與要求應(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，主接線應(yīng)符合國家標(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)低壓刀開關(guān)；（3）35kv以上的線路末端，應(yīng)裝設(shè)與隔離開關(guān)聯(lián)鎖的接地刀閘；（4）變配電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設(shè)避雷器。裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)。接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)。2可靠性（1）主接線應(yīng)符合電力負(fù)荷特別是一、二級負(fù)荷對供電可靠性的要求。一級負(fù)荷要求由兩個電源供電，二級負(fù)荷，要求由兩回路供電或一回路6kv及以上的專用架空線路或電纜供電。（2）變電所的非專用電源進(jìn)線側(cè)，應(yīng)裝設(shè)帶短路保護(hù)的斷路器或負(fù)荷開關(guān)（串熔斷器）。當(dāng)雙電源供多個變電所時，宜采用環(huán)網(wǎng)供電方式。（3）對一般生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜由工廠總變配電所采用放射式高壓配電，以確保供電可靠性，但對輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)的變電所一可采用樹干式配電。（4）變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低壓斷路器。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動切換電源要求時，低壓側(cè)總開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)，均應(yīng)采用低壓斷路器。3靈活性主接線應(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、電源線路備用方式等），倒閘切換操作簡便；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，一般宜采用單母線或單母線分段接線。（2）35kv及以上電源進(jìn)線為雙回路時，宜采用橋形接線或雙線路變壓器組接線。（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)荷開關(guān)。（4）主接線方案應(yīng)與主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求相適應(yīng)。（5）主接線方案應(yīng)考慮到今后可能的擴(kuò)展。4經(jīng)濟(jì)性 在滿足上述技術(shù)要求的前提下，一次接線應(yīng)盡量做到投資省、占地少、電損小。（1）主接線方案在滿足運(yùn)行要求的前提下，應(yīng)力求簡單，變電所高壓倆宜采且斷路器較少或不用斷路器的接線。（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，不得選用國家明令淘汰的產(chǎn)品。（3）中小型用戶變電所一般采用高壓少油斷路器；在需頻繁操作的場合則應(yīng)采用真空斷路器路器或sf6斷路器。（4）用戶電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)專用的計量柜，其中的電流、電壓互感器只供計費(fèi)的電度表用。（5）應(yīng)考慮無功功率的人工補(bǔ)償，使最大負(fù)荷時功率因數(shù)達(dá)到規(guī)定的要求。4.2變配電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 設(shè)計變配電所主接線，應(yīng)按所選主變壓器的臺數(shù)和容量以及負(fù)荷對供電可靠性的要求，初步確定23個比較合理的主接線方案來進(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方案。1主接線方案的技術(shù)指標(biāo)（1）供電的安全性。主接線方案在確保運(yùn)行維護(hù)和檢修的安全方面的情況。（2）供電的可靠性。主接線方案在與用電負(fù)荷對可靠性要求的適應(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）對變配電所今后增容擴(kuò)建的適應(yīng)性。2主接線方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（1）線路和設(shè)備的綜合投資額（z）。包括線路和設(shè)備本身的價格、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部門的規(guī)定計算，其中安裝費(fèi)可參照全國統(tǒng)一安裝工程預(yù)算定額第二冊電氣設(shè)備安裝工程計算。通常是采用線路（導(dǎo)線或電纜）和設(shè)備本身的價格乘以一個大于l的系數(shù)作為線路和設(shè)備的綜合投資額。如電力變壓器設(shè)備價格倍數(shù)約為2；固定式高壓開關(guān)柜約為1.5；手車式高壓開關(guān)柜約為1.3高壓計量柜約為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）。包括線路和設(shè)備的折舊費(fèi)、維修管理費(fèi)和電能損耗費(fèi)。線路和設(shè)備的折舊費(fèi)、維修管理費(fèi)通常取為線路和設(shè)備綜合投資額的46。電能損耗費(fèi)，根據(jù)線路和變壓器的年電能損耗計算。（3）供電貼費(fèi)（系統(tǒng)增容費(fèi)）。有關(guān)法規(guī)規(guī)定申請用電，用戶需一次性向供電部門交納供電貼費(fèi)，按新裝變壓器容量計算，各地規(guī)定不一樣。（4）線路有色金屬消耗量（重量）。但主接線方案的最終確定，還應(yīng)該考慮技術(shù)指標(biāo)，并結(jié)合工程實(shí)際。4.3變配電所主接線方案 變配電所主接線由高低壓成套配電裝置組合而成，而且方案的設(shè)計應(yīng)考慮到變配電所可能的增容，特別是出線柜要便于添置。1 高壓主接線（10kv）1、主接線方式其基本形式按有母線接線和無母線接線。母線又稱匯流排，起著匯集電能的作用。在擁護(hù)的變配電所中，有母線的主接線按母線的設(shè)置不同，又有單母線接線，單母線分段接線，雙母線接線。2、主接線方案的選擇該機(jī)械廠本廠可由附近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。該工廠屬于二級負(fù)荷，直接引入10kv的高壓電，選擇二路電源進(jìn)線的接線。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，具體主接線圖請查看附錄1圖4-1五、短路計算5.1 短路電流計算的目的及方法短路電流計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)裝置的整定計算。進(jìn)行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點(diǎn)。短路計算點(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。接著，按所選擇的短路計算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺值法（又稱相對單位制法）。5.2 短路電流計算本設(shè)計采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計算.繪制短路計算電路如圖5-1所示：圖5-1 短路計算電路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算，即 式中，為變壓器的額定容量。（3）電力線路的電抗標(biāo)么值 5.4短路計算結(jié)果表5-1短路計算結(jié)果表（最大運(yùn)行方式）短路計算點(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短路計算結(jié)果表（最小運(yùn)行方式）短路計算點(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)計算電流為初步選擇10kv高壓斷路器型號為：vs1-12/630-16。 10kv側(cè)短路沖擊電流為短路電流熱效應(yīng)假想時間為同理可得隔離開關(guān)gn30-10/400-12.5驗(yàn)證也合格。 表6-1 10kv電源進(jìn)線側(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)開關(guān)柜選擇gcl型，對于三個車間變電所，補(bǔ)償后低壓側(cè)c1、c2、c3、c4、c5最大的計算電流為1189.64a,所以選擇gcs接線即可。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）水瓶母線額定電流：122.21a,滿足發(fā)熱條件。 （3）機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn) 根據(jù)附表26知，10kv架空鋁絞線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為,因此所選的截面積也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。7.2 低壓側(cè)母線選擇采用矩形銅母線，選擇bv型塑料線（）。表7-1 低壓側(cè)母線選擇車間變電所ic/a芯線截面/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，所以每個車間變電所的低壓母線就按照上表數(shù)據(jù)選擇。八、常用繼電保護(hù)及整定計算以第一車間變電所為例計算： 8.1 qf處設(shè)置定時限過電流保護(hù) 變壓器的最大負(fù)荷電流取krel=1.2，kre= 0.85，ki=1505=30，故動作電流，動作電流整定為6a。查附錄表44，選用dl-31/6型繼電器，動作電流整定為6a。 檢驗(yàn)靈敏度：變壓器低壓母線的最小兩相短路電流用于校驗(yàn)保護(hù)靈敏度線路，變壓器低壓母線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：，滿足要求。8.2 qf處電流速斷保護(hù)整定計算電流速斷保護(hù)的動作電流（速斷電流）iqb應(yīng)躲過它所保護(hù)的變壓器低壓母線的三相短路電流，即 變壓器低壓母線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 ，滿足要求。8.3 qf1、qf2處動作時間的整定 過電流保護(hù)的動作時間的整定應(yīng)該按“階梯原則”整定，以保護(hù)前后兩級保護(hù)裝置動作的選擇性，也就是處的動作時間比處最長的動作時間大一個時間級差。由于是定時限過電流保護(hù)，所以利用時間繼電器直接整定。取處整定時間為，取取處整定時間為。九、防雷和接地9.1 車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造成對保護(hù)物的反擊。避雷針對被保護(hù)物不發(fā)生反擊的最小距離sa應(yīng)滿足下式的要求： 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，在水平面上的保護(hù)半徑按下列公式計算：當(dāng)時，；當(dāng)時，式中p為考慮到針太高時保護(hù)半徑不成比例而應(yīng)減小的系數(shù)。當(dāng)h30m時，p=1；當(dāng)30h120m時，。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)中有兩類接地保護(hù)方式：一類為中性點(diǎn)接地，即大電流接地系統(tǒng)；另一類為中性點(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