紡織廠供配電課程設計.docx

供配電課程設計 設計題目： 某紡織廠供配電系統(tǒng)設計 班 級： 學 號： 姓 名： 指導老師： 2017年 1月2日43 / 43 目錄第1章 原始資料及設計要求.（46）第2章 接入系統(tǒng)設計.（613） 一.計算負荷.(611) 二.城北變電所供電電壓的確定.(12) 三.35KV架空線路的選擇.(1213) 四.工廠總降壓變電所主變壓器臺數(shù)及容量選擇（13）第三章 車間變電所設計.(1425) 一.變電所選址原則.(14) 二.車間變電所數(shù)量確定.（15） 三.變電所主變壓器臺數(shù)及容量選擇原則.(1517) 四.各車間主變壓器臺數(shù)和容量的選擇.(1720) 五.廠內10KV線路及截面選擇.(2025) 六.0.4KV母線選擇.(25)第四章 短路電流計算.(2532) 一.標幺制法.(2527) 二. 標幺制法計算電流.(2732)第五章 電氣設備的選擇.(3339) 一.電氣一次設備選擇.(3334) 二.防雷.(38) 三.本變電所高低壓電氣設備的選擇.(3839)第六章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護.(3942) 一.二次回路方案.(3940) 二.繼電保護方案.（4042） 結束語.(42)參考資料.(42) 第一章 原始資料1.工廠負荷數(shù)據(jù)：工廠多數(shù)車間為2班制，年最大負荷利用小時數(shù)4600小時。工廠負荷統(tǒng)計資料見表1。設計需要考慮工廠5年發(fā)展規(guī)劃負荷（工廠負荷年增長率按2%）。表1：化纖廠負荷情況表序號車間及設備安裝容量(kW)需要系數(shù)1紡練車間紡絲機2000.800.78筒絞機300.750.75烘干機850.751.02脫水機120.600.80通風機1800.700.75淋洗機60.750.78變頻機8400.800.70傳送機400.800.702原液車間照明10400.750.703酸站照明2600.650.704鍋爐房照明3200.750.755排毒車間照明1600.700.606其他車間照明2400.700.752.供電電源請況：按與供電局協(xié)議，本廠可由16公里處的城北變電所（110/38.5/11kV），90MVA變壓器供電，供電電壓可任選。另外，與本廠相距5公里處的其他工廠可以引入10kV電纜做備用電源，但容量只能滿足本廠負荷的20%（重要負荷），平時不準投入，只在本廠主要電源故障或檢修時投入。3.電源的短路容量（城北變電所）：35kV母線的出線斷路器斷流容量為400MVA；10kV母線的出線斷路器斷流容量為350MVA。4.電費制度：按兩部制電費計算。變壓安裝容量每1kVA為18元/月，電費為0.5元/ kWh。5.氣象資料：本廠地區(qū)最高溫度為38度，最熱月平均最高氣溫為30度。6.地質水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂粘土為主，地下水位為2 m。二設計內容1總降壓變電站設計（1）負荷計算（2）主結線設計：根據(jù)設計任務書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術上可能實現(xiàn)的多個方案，根據(jù)改方案初選主變壓器及高壓開關等設備，經(jīng)過概略分析比較，留下23個較優(yōu)方案，對較優(yōu)方案進行詳細計算和分析比較，（經(jīng)濟計算分析時，設備價格、使用綜合投資指標），確定最優(yōu)方案。（3）短路電流計算：根據(jù)電氣設備選擇和繼電保護的需要，確定短路計算點，計算三相短路電流，計算結果列出匯總表。（4）主要電氣設備選擇：主要電氣設備的選擇，包括斷路器、隔離開關、互感器、導線截面和型號、絕緣子等設備的選擇及校驗。選用設備型號、數(shù)量、匯成設備一覽表。（5）主要設備繼電保護設計：包括主變壓器、線路等元件的保護方式選擇和整定計算。（6）配電裝置設計：包括配電裝置布置型式的選擇、設備布置圖。（7）防雷、接地設計：包括直擊雷保護、進行波保護和接地網(wǎng)設計。2車間變電所設計根據(jù)車間負荷情況，選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量，以及變電所位置的原則考慮。3 廠區(qū)380V配電系統(tǒng)設計根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結線方案，經(jīng)過詳細計算和分析比較，確定最優(yōu)方案。第二章 接入系統(tǒng)設計一、計算負荷1.計算負荷方法目前負荷計算常用需要系數(shù)法、二項式法、和利用系數(shù)法,前二種方法在國內設計單位的使用最為普遍。此外還有一些尚未推廣的方法如單位產品耗電法、單位面積功率法、變值系數(shù)法和ABC法等. 常采用需要系數(shù)法計算用電設備組的負荷時，應將性質相同的用電設備劃作一組，并根據(jù)該組用電設備的類別，查出相應的需要系數(shù)，然后求出該組用電設備的計算負荷。此設計采用的是需用系數(shù)法來對電力負荷計算的。用需要系數(shù)法確定計算負荷都有如表2的通用公式：表2：公式表名稱公式備注用電設備組的容量設備的額定容量設備組的同時系數(shù)設備組的負荷系數(shù)設備組的平均效率 配電線路的平均效率 對應用電設備組的正切值 用電設備組的平均功率因數(shù) 用電設備組的額定電壓以上參數(shù)由用電設備組計算負荷直接相加來計算時取。用電設備組有功計算負荷需要系數(shù) 無功計算負荷視在計算負荷計算電流有功負荷的同時系數(shù)無功負荷的同時系數(shù)總的有功計算負荷總的無功計算負荷總的視在計算負荷2.負荷計算過程（1）紡絲車間： 紡絲機：P30.1=KdPN=2000.8=160(KW) Q30.1=P30.1tan=1600.78=124.8(Kvar)筒絞機：P30.2=KdPN=300.75=22.5(KW)Q30.2=P30.2tan=22.50.75=16.875(Kvar)烘干機：P30.3=KdPN=850.75=63.75（KW） Q30.3=P30.3tan=63.751.02=65.025(Kvar)脫水機：P30.4=KdPN=120.6=7.2（KW） Q30.4=P30.4tan=7.20.8=5.76(Kvar)通風機：P30.5=KdPN=1800.7=126（KW） Q30.5=P30.5tan=1260.75=94.5(Kvar)淋洗機：P30.6=KdPN=60.75=4.5（KW） Q30.6=P30.6tan=4.50.78=3.51(Kvar)變頻機：P30.7=KdPN=8400.8=672（KW） Q30.7=P30.7tan=6720.7=470.4(Kvar)傳送機：P30.8=KdPN=400.8=32（KW） Q30.8=P30.8tan=320.7=22.4(Kvar)總的計算負荷，取同時系數(shù)Kp=0.9 Kq=0.95P1=Kp(P30.1+P30.2+P30.3+P30.4+P30.5+P30.6+P30.7+P30.8)=0.9(160+22.5+63.75+7.2+126+4.5+672+32)=979.16(KW)Q1=Kq(Q30.1+Q30.2+Q30.3+Q30.4+Q30.5+Q30.6+Q30.7+Q30.8)=0.95(124.8+16.875+65.025+5.76+94.5+3.51+470.4+22.4)=763.11(Kvar)S1=1241.41(KVA)I1=S1/UN=1241.41/*380)=1.89(KA)(2)原液車間照明 ：P照明=KdPN=10400.75=780(KW)Q照明=P照明tan=7800.7=546(Kvar)總的計算負荷P2=P照明=780（KW）Q2=Q照明=546(Kvar)S2=952.11(KVA)I2=S2/UN=952.11/(380)=1.45(KA)(3)酸站照明 :P酸=KdPN=2600.65=169(KW)Q酸=P酸t(yī)an=1690.7=118.3(Kvar)總的計算負荷P3=P酸=169(KW)Q3=Q酸=118.3(Kvar)S3=206.3(KVA)I3=S3/UN=206.3/(380)=0.31(KA)(4)鍋爐房照明：P鍋=KdPN=3200.75=240(KW)Q鍋=P鍋tan=2400.75=180(Kvar)總的計算負荷P4=P鍋=240(KW)Q4=Q鍋=180(Kvar)S4=300(KVA)I4=S4/UN=300/(5)排毒車間照明P排=KdPN=1600.7=112(KW)Q排=P排tan=1120.6=67.2(Kvar)總的計算負荷P5=P排=112(KW)Q5=Q排=67.2(Kvar)S5=130.61(KVA)I5=S5/UN=130.61/(380)=0.2(KA)(6)其他車間照明：P其=KdPN=2400.7=168(KW)Q其=P其tan=1680.75=126(Kvar)總的計算負荷P6=P其=168(KW)Q6=Q其=126(Kvar)S6=210(KVA)I6=S6/UN=210/(*380)=0.32(KA)電力負荷計算表如表3所示：表3 電力負荷計算表序號車間及設備安裝容量（KW）需要系數(shù)Kdtan計算負荷P(KW)Q(Kvar)S(KVA)I(A)1紡練車間紡絲機2000.80.78160124.81241.411890筒絞機300.750.7522516.875烘干機850.751.0263.7565.025脫水機120.60.87.25.76通風機1800.70.7512694.5淋洗機60.750.784.53.51變頻機8400.80.7672470.4傳送機400.80.73222.4小計979.16763.112原液車間照明10400.750.7780546952.1114503酸站照明2600.650.7169118.3206.33104鍋爐房照明3600.750.752401803004605排毒車間照明1600.70.611267.2130.612006其他車間照明2400.70.751681262103203.全廠負荷的計算工廠計算負荷是選擇工廠電源進線及主要電氣設備包括主變壓器的基本依據(jù)，也是計算工廠的功率因數(shù)和無功補償容量的基本依據(jù)。在計算全廠的計算負荷時，總的計算負荷要小于每個用電負荷加起來的和，此次的課程設計，取全場負荷系數(shù)Kp=0.9,Kq=0.95。則全廠負荷的計算過程如下：有功負荷：P=Kpk=0.9(979.61+780+169+240+112+168)=2203.34KW無功負荷：Q=Kqk=0.95 (763.11+546+118.3+180+67.2+126) =1710.58Kvar視在負荷：S=2789.41KVA計算電流：I=46.01A根據(jù)設計要求，需要考慮工廠5年發(fā)展規(guī)劃負荷，且工廠負荷年增長率按2%來計算，則有最終的負荷計算結果：P=2230.34=2462.48KWQ=1710.58=1888.62KvarS=3103.34KVA二城北變電所供電電壓的確定輸電線路電壓等級的確定應該負荷國家規(guī)定的標準電壓等級，選擇電壓等級時，應根據(jù)輸送容量和輸電距離，以及接入的電網(wǎng)的額定電壓的情況來確定，輸送容量應該考慮變電所總負荷和五年發(fā)展規(guī)劃。查閱有關資料，得到有關供電電壓與輸送容量的關系，與供電方式、供電負荷、供電距離等因素有關，具體如下：（1） 當負荷為2000KW時，供電電壓易選6KV,輸送距離在3-10公里；（2） 當負荷為3000-5000KW時，供電電壓易選10KV,輸送距離在5-15公里；（3） 當負荷為2000-10000KW時，供電電壓易選35KV,輸送距離在20-50公里；（4） 當負荷為10000-50000KW時，供電電壓易選110KV,輸送距離在50-150公里；（5） 當負荷為50000-200000KW時，供電電壓易選220KV,輸送距離在150-300公里；（6） 當負荷為200000KW時，供電電壓易選500KV,輸送距離在300公里以上；根據(jù)原始資料，本廠可由16公里處的城北變電所（110/38.5/11KV）,90MVA變壓器供電，供電電壓可任選，綜合考慮輸送距離、五年之后的負荷，本次選擇35KV的供電電壓。三架空線路導線選擇由原始資料可以得到，這個紡織廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負荷利用小時為4600小時，并且有20%的重要負荷，考慮到重要負荷的供電可靠性，本設計采用兩路電源進線，從城北變電所取得，備用電源來自距離紡織廠5公里的其他工廠，經(jīng)過兩次降壓，也就是電源進廠以后，先經(jīng)過總降壓變電所，其中裝有較大容量的電力變壓器，將35kv的電源電壓降為10kv的配電電壓，然后通過高壓配電線將電能送到各個車間變電所，最后經(jīng)過車間變電所經(jīng)配電變壓器降為一般低壓用電設備所需電壓。35kV架空線路導線截面的選擇：根據(jù)設計經(jīng)驗，對于長距離大電流線路和35KV及以上的高壓線路，先按經(jīng)濟電流密度選導線經(jīng)濟截面，再校驗其他條件。1 計算負荷電流：I=P/UNcos=2462.48/(*350.9)=45.13A選擇經(jīng)濟截面：由設計資料知年最大負荷利用小時為 4600小時，根據(jù)查表得經(jīng)濟電流密度J=1.1A/mm2，按經(jīng)濟電流密度選擇接入系統(tǒng)每回導線型號、規(guī)格、截面的選擇：截面的選擇：A=I/J=45.13/1.1=41.03mm22校驗電壓降：正常運行時： N=2 查附表, LGJ-50導線的阻抗r1=0.63/km;x1=0.42/km.R=r1L=0.6316=10.08X=x1L=0.4216=6.72U%=(PR+QX)/2U2=(246210.08+18896.72)/(2352)=1.5%5%符合要求故障情況運行時：考慮到一條回路故障切除，另一條回路能保證全部負荷供電U%=(PR+QX)/ U2=(2435.8910.08+18786.72)/ 352=3%0.9所以補償電容合適 補償之后的視在負荷：S=2267.7KVA為保證供電可靠性，選用兩臺主變壓器（每臺可供總負荷70%）：SN.T=0.72267.7=1587KVA由于要考慮一定的余量以便今后5年的發(fā)展，所以選用SL7-2000/35作為主變壓器。 第三章 車間供電系統(tǒng)設計一變電所選址原則變電所所址的選擇是否合理，直接影響供配電系統(tǒng)的造價和運行。變電所所址的選擇，應考慮以下原則：（1） 盡量靠近負荷中心，以便減少電壓損耗、電能損耗和有色金屬消耗量。（2） 節(jié)約用電，不占或者少占耕地及經(jīng)濟效益高的土地。（3） 與城鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調，便于架空線路和電纜線路的引入和引出。（4） 交通運輸方便（5） 盡量避開污染源或選擇在污染源的上風側。（6） 應考慮變電所與周圍環(huán)境、臨近設施的相互影響。（7） 盡量不設在低洼積水場所及其下方。（8） 應遠離易燃易爆等危險場所。當與有爆炸或者火災危險環(huán)境的建筑物毗鄰時，應符合國家標準GB50058-2014爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范的規(guī)定。二車間變電所的確定根據(jù)地理位置及各車間計算負荷，確定設立三個車間變電所：（1） 變電所1:紡練車間、鍋爐房；（2） 變電所2：原液車間；（3） 變電所3：排毒車間、酸站、其他車間；三變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇原則1.選擇主變壓器臺數(shù)時應該考慮下列原則：（1）應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，應采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障或者檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電。對只有二級負荷而無一級負荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須在低壓側敷設與其他變電所相連的聯(lián)絡線作為備用電源，或另有自備電源。（1） 對季節(jié)性負荷或者晝夜負荷變動較大而適宜采用經(jīng)濟運行方式的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器。（2） 除上述兩種情況外，一般車間變電所適宜采用一臺變壓器，但是負荷集中且容量相當大的變電所，雖為三級負荷，也可采用兩臺或者多臺變壓器。2變電所主變壓器容量的選擇（1）只裝有一臺主變壓器的變電所 主變壓器的容量SN.T應滿足全部用電設備總計算負荷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應同時滿足以下兩個條件：a.任一臺變壓器單獨運行時，應該滿足總計算負荷S30的大約60%70%的需要，即 SN.T=（0.60.7）S30b 任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一二級負荷的需要，即：SN.TS30（I+II）（3）車間變電所主變壓器的單臺容量上限車間變電所主變壓器的單臺容量一般不宜大于1000KVA（或1250KVA）。這一方面是受以往低壓開關電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制，另一方面也是考慮到可以使變壓器更加接近于車間負荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗、有色金屬消耗量。（4）適當考慮負荷的發(fā)展 應適當考慮今后510年電力負荷的增長，留有一定的余地。干式變壓器的過負荷能力較小，更應該留有較大裕量。 這里，電力變壓器的額定容量SN.T是在一定溫度條件下的持續(xù)最大輸出容量（出力）。如果安裝地區(qū)的年平均氣溫不為20攝氏度時，則年平均氣溫每升高1攝氏度，變壓器容量相應地減小1%。因此戶外電力變壓器的實際容量為： ST=（1-）SN.T 對于戶內變壓器，由于散熱條件較差，一般變壓器室的出風口與進風口之間有約15攝氏度的溫度差，從而使處在室中間的變壓器環(huán)境溫度比戶外變壓器環(huán)境溫度要高出大約8攝氏度，因此戶內變壓器的實際容量較之上式所計算的容量還要減小8%。四. 各車間變壓所臺數(shù)及容量選擇1. 變壓所 1變壓器及容量選擇(1) 變壓所 1的供電負荷統(tǒng)計。取同時系數(shù)：Kp=0.9 Kq=0.95P= Kp(P4+P4)=0.9(979.16+240)=1097.244(KW)Q= Kq(Q4+Q4)=0.95(763.11+180)=895.95(Kvar)(2) 變壓所 1 得的無功補償（提高功率因數(shù)到 0.9 以上）。無功補償試?。篞C=450Kvar補償以后:Q=895.95-450=445.95KvarCos=P/=1097.244/=0.9260.9SI=1184.4KVA(3) 變電所 1的變壓器選擇。 為保證供電的可靠性， 選用兩臺變壓器 （每臺可供電車間總負荷的70% ）：SNT1=0.7SI=0.71184.4=759.08KVA查表：選擇變壓器型號S9系列，額定容量為1000kVA查表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗：PO=1.8KW;負載損耗PK=11.6KW；阻抗電壓UK%=4.5；空載電流IO%=1.1.（4） 計算每臺變壓器的功率損耗(n=1)。S=0.5 SI=0.51184.4=592.2KVAPT=nPO+PK/n(S/SN)2=1.8+11.6(592.2/1000)2=5.87KWQT=nIO%SN/100+UK%/100n(S/SN)2=11+45(592.2/1000)2=26.78Kvar2. 變壓所2變壓器臺數(shù)及容量選擇（1） 變壓所2的供電負荷統(tǒng)計。P=780KWQ=546Kvar（2）變壓所2的無功補償（提高功率因數(shù)到 0.9 以上）。無功補償試?。篞C=200Kvar補償以后：Q=549-200=346KvarCos=P/=780/=0.910.9S=853.3KVA（3）變電所2的變壓器選擇。 為保證供電的可靠性， 選用兩臺變壓器 （每臺可供電車間總負荷的70% ）：SNg2=0.7 S=0.7853.3=597.31KVA查表：選擇變壓器型號S9系列，額定容量為630kVA ，兩臺。查表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗：PO=1.3KW;負載損耗PK=8.1KW；阻抗電壓UK%=4.5；空載電流IO%=2.（4） 計算每臺變壓器的功率損耗。S=0.5 S=0.5853.3=426.25KVAPT=nPO+PK/n(S/SN)2=1.3+8.1(426.25/630)2=5.05KWQT=nIO%SN/100+ UK%/100n(S/SN)2=12.6+45(426.25/630)2=32.6Kvar3. 變壓所3變壓器臺數(shù)及容量選擇（1） 變壓所3的供電負荷統(tǒng)計。P=P3+P5+P6=169+112+168=449KWQ=Q3+Q5+Q6=118.3+67.2+126=311.5Kvar（2） 變壓所3的供電負荷統(tǒng)計。取同時系數(shù)：Kp=0.9 Kq=0.95P= Kp P=0.9449=404.1KWQ= Kq Q=0.95311.5=295.93Kvar（3） 變壓所3的無功補償（提高功率因數(shù)到 0.9 以上）。無功補償試?。篞C=150Kvar補償以后：Q=295.93-150=145.93KvarCos=P/=404.1/=0.940.9S=429.64KVA變電所3的變壓器選擇。 為保證供電的可靠性， 選用兩臺變壓器 （每臺可供電車間總負荷的70% ）：SNg3=0.7 S=0.7429.64=300.75KVA查表：選擇變壓器型號S9系列，額定容量為315kVA ，兩臺。查表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗：PO=0.76KW;負載損耗PK=4.8KW；阻抗電壓UK%=4；空載電流IO%=2.3。（4） 計算每臺變壓器的功率損耗。S=0.5 S=0.5429.64=214.82KVAPT=nPO+PK/n(S/SN)2=0.76+4.8(214.82/315)2=2.99KWQT=nIO%SN/100+ UK%/100n(S/SN)2=7.25+12.6(214.82/315)2=13.6Kvar五. 廠內 10kV 線路截面選擇1.供電給變電所1的10kV線路為保證供電的可靠性選用雙回供電線路，每回供電線路計算負荷:P=0.51097.244=548.62KWQ=0.5445.95=222.98Kvar計算變壓器的損耗：P=P+Pb=548.62+5.87=554.49KWQ=Q+Qb=222.98+26.78=249.76KvarS=608.1KVAI=S/)=35.1A由于任務書中給出的最大負荷利用小時數(shù)為4600 小時，查表可得：架空線的經(jīng)濟電流密度jec=0.9A/mm2。所以可得經(jīng)濟截面：Aec=I/jec=35.1/0.9=39mm2可選用導線型號LGJ-50，其允許載流量為Ia1=234A相應參數(shù)為ro=0.63/km,xO=0.38/km在按發(fā)熱條件檢驗：已知=30OC，溫度修正系數(shù)為：Kt=0.94Ia1=KtIa1=0.94234=219.96AI=35.1A由上式可知，所選導線符合長期發(fā)熱條件。由于變電所1緊鄰35/11kW主變壓器，10kV線路很短，其功率損耗可忽略不計。線路首端功率：P=P=554.49KWQ=Q=249.76Kvar2. 供電給變電所2的10kV線路為保證供電的可靠性選用雙回供電線路，每回供電線路計算負荷：P=0.5780=390KWQ=0.5346=173Kvar計算變壓器的損耗：P=P+Pb=390+5.05=395.05KWQ=Q+Qb=173+25.71=198.71KvarS=442.21KVAI=S/10)=25.53A根據(jù)地理位置圖及比例尺，得到此線路長度為l =0.32 km 。10kV線路很短功率損耗PL=3l2RL=325.5321.330.32=0.8KWQL=3l2XL=325.5320.350.32=0.2Kvar線路首端功率：P=P+P=395.05+0.8=395.85KWQ=Q+Q=198.71+0.2=198.91Kvar(1)先按經(jīng)濟電流密度選擇導線經(jīng)濟截面：由于任務書中給出的最大負荷利用小時數(shù)為4600 小時，查表可得：架空線的經(jīng)濟電流密度jec=1A/mm2。所以可得經(jīng)濟截面：Aec=I/jec=25.23/1=25.23mm2選擇標準截面35mm2，即選導線型號為LGJ-35。(2)復核電壓降正常運行時： N=2 查表LGJ-35導線的電阻r1=0.9/km；線路電抗取x1=0.39/km，根據(jù)負荷另供電距離為 0.32 公里，則R=r1L=0.90.32=0.2X=x1L=0.380.32=0.12U%=(PR+QX)/2U2=(7800.2+3460.12)/(2102)=1%10%符合要求故障情況運行時： 考慮到一條回路故障切除， 另一條回路能保證全部負荷供電U%=(PR+QX)/ U2=(7800.2+3460.12)/ 102=2%I30因此滿足發(fā)熱條件。結論：經(jīng)上述計算復核變電所2決定采用10kV電壓等級二回路LGJ-35導線接入。3. 供電給變電所3的10kV線路為保證供電的可靠性選用雙回供電線路，每回供電線路計算負荷： P=0.5Kp(P3+P5+P6)=0.50.9(112+168+169)=202.05KWQ=0.5Kq(Q3+Q5+Q6)=0.50.95(67.2+126+118.3)=147.96Kvar計算變壓器的損耗：P=P+Pb=202.05+2.99=205.04KWQ=Q+Qb=147.96+13.11=161.07KvarS=260.74KVAI=S/=15.05A10kV線路功率損耗：PL=3l2RL=312.8421.330.64=0.42KWQL=3l2XL=312.8420.350.64=0.1Kvar線路首端功率：P=P+P=250.04+0.42=205.5KWQ=Q+Q=147.96+0.1=148.96Kvar線路電壓降計算（僅計算最長廠內10kV線路電壓降）：U=(PrO+QxO)/UNl=(2051.33+148.060.35)/100.64=0.02KVU%=U/UN100%=0.02/10100%=0.2%合格（其余線路就更合格）(1)先按經(jīng)濟電流密度選擇導線經(jīng)濟截面：由于任務書中給出的最大負荷利用小時數(shù)為4600 小時，查表可得：架空線的經(jīng)濟電流密度jec=1A/mm2。所以可得經(jīng)濟截面：Aec=I/jec=15.05/1=15.05mm2選擇標準截面25mm2，但根據(jù)最小導線截面積的規(guī)定，應選導線型號為LGJ-35。(2)復核電壓降正常運行時： 查表LGJ-35導線的電阻r1=0.9/km；線路電抗取x1=0.38/km，根據(jù)負荷另供電距離為 0.64 公里，則R=r1L=0.90.64=0.58X=x1L=0.380.32=0.24U%=(PR+QX)/2U2=(404.10.58+295.920.24)/(2102)=1.5%10%符合要求故障情況運行時： 考慮到一條回路故障切除， 另一條回路能保證全部負荷供電U%=(PR+QX)/ U2=(404.10.58+259.20.24)/ 102=3%I30因此滿足發(fā)熱條件。結論：經(jīng)上述計算復核變電所3決定采用10kV電壓等級二回路LGJ-35導線接入。4. 10kV 聯(lián)絡線（與其相鄰其他工廠）的選擇已知全廠總負荷：P總=2451KW,Q總=1864.17Kvar10kV聯(lián)絡線容量滿足全廠總負荷20% ：P=20%P總=492.5KWQ= 20%Q總=377.7KvarS=621KVAI=S/U=621/(10)=35.8A因運用時間很少，可按長期發(fā)熱條件選擇和校驗。選導線LJ-25，其允許載流量為：Ia1=135A。相應參數(shù)為rO=1.33/km,xO=0.35/km. 已知線路長度：l= 5 km 。線路電壓降計算：U=l(PrO+QxO)/UN=5(492.51.33+377.70.35)/10=0.4KVU%=U/UN*100%=0.4/10100%=4% 5%符合要求5.總降壓變電所10KV母線的選擇 P=2084KWI30=P/UNcos)=2084/100.92)=130.8A按照發(fā)熱條件選擇選擇LGJ-35合適校驗機械強度 得LGJ-35的截面滿足條件按照經(jīng)濟截面選擇: Aec=130.8/1.15=113.7平方毫米所以選擇LGJ-120經(jīng)校驗，滿足發(fā)熱條件和機械強度的需要六.0.4kv母線選擇1.變電所1的母線I30=S/(3U)=1184.4/(30.4)=1709.5AIal要大于等于I30按照熱穩(wěn)定性選擇，采用LMY-3(10010)2.變電所2的母線I30=S/(3U)=780/(30.4)=1125.8AIal要大于等于I30按照熱穩(wěn)定性選擇，采用LMY-3(808)3.變電所3的母線I30=S/(3U)=404.1/(30.4)=583.3AIal要大于等于I30按照熱穩(wěn)定性選擇，采用LMY-3(504)第四章 短路電流的計算一. 標幺制法工廠供電系統(tǒng)要求正常地不間斷地對用電負荷供電，以保證工廠生產和生活的正常的進行。然而由于各種原因，難免出現(xiàn)故障，最常見的就是短路。短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負荷電流大得多，對供電系統(tǒng)造成極大的危害。短路的后果是十分嚴重的，因此需要進行短路電流的計算，以便正確地選擇電氣設備，使設備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證它在發(fā)生可能有的最大短路電流時不至于損壞。短路電流計算方法中，常用的有歐姆法和標幺制法，本次采用標幺制法進行計算。標幺制法，即相對單位制算法，因其短路計算中的有關物理量是采用標幺值（相對單位）而得名。按標幺制法進行短路計算時，一般是先選定基準容量 S d 和基準電壓 U d 。基準容量，工程設計中通常取 S d =100MVA?；鶞孰妷?，通常取元件所在處的短路計算電壓，即取 Ud =Uc 。選定了基準容量Sd 和基準電壓Ud以后,基 準 電 流 I d 按下式計算Id=Sd/Ud=Sd/Uc基準電抗 X d 則按下式計算Xd=Ud/Id=Uc2/Sd供電系統(tǒng)中各主要元件的電抗標幺值的計算（取 S d =100MVA,Ud =U c ）（1） 電力系統(tǒng)的電抗標幺值Xs*=Xs/Xd=(Uc2/Sc)/(Uc2/Sd)=Sd/Soc（2） 電力變壓器的電抗標幺值XT*=XT/Xd=(UK%/100)*(Uc2/SN)/(Uc2/Sd)=UK%Sd/100SN（3） 電力線路的電抗標幺值XWL*=XWL/Xd=X0l/(Uc2/Sd)=X0lSd/Uc2短路電路中各主要元件的電抗標幺值求出以后，即可利用其等效電路圖進行電路化簡，計算其總電抗標幺值 X*。由于各元件電抗均采用相對值，與短路計算點的電壓無關，因此無須進行電壓換算，這也是標幺值法較之歐姆法優(yōu)越之處。三相短路電流周期分量有效值IK(3)=IK(3)*Id=Id/X*其他三相短路電流I”(3)=I(3) =IK(3)ish(3)=2.55 I”(3)Ish(3)=1.51 I”(3)二.標幺值法計算電路短路電流1. 工廠總降壓變35kV 母線短路電流（短路點)（1） 確定標幺值基準：Sd= 100 MVA ，Uc =37 KvId=Sd/Uc=100/(37)=1.56KA（2）計算各主要元件的電抗標幺值：系統(tǒng)電抗（取短路器S oc =400 MVA）Xs*=Sd/Soc=100/400=0.2535kV線路電抗(LGJ-50)x0=0.43/kmXwl*=x0lSd/Uc2=0.4319100/372=0.6（3） 求三相短路電流和短路容量：a.總電抗標幺值：X*= Xs*+0.5 Xwl*=0.25+0.50.6=0.55b.三相短路電流周期分量有效值：IK(3) =Id/X*=1.56/0.55=2.84KAc.其他三相短路電流電流值：I”(3)=I(3) =IK(3)=2.84KAish(3)=2.55 I”(3)=2.552.84=7.24KAIsh(3)=1.51 I”(3)=1.512.84=4.32KAd.三相短路容量：SK(3)=Sd/X=100/0.55=181.82MVA2. 10kV 母線短路電流（短路點 )(1) 確定標幺值基準：S d= 100 MVA ，UC2=10.5 kVId2=Sd/Uc2=100/(10.5)=5.5KA(2) 計算各主要元件的電抗標幺值：系統(tǒng)電抗（取短路器S oc =400 MVA）Xs*=Sd/Soc=100/400=0.2535kV線路電抗(LGJ-50)x0=0.43/kmXwl*=x0lSd/Uc2=0.4319100/372=0.6(3) 35 kV /11 kV 電力變壓器電抗(UK%=6.5)XT*=UK%Sd/100SN=6.5100103/(1002000)=3.25(4) 求三相短路電流和短路容量：a.總電抗標幺值：X*= Xs*+0.5( Xwl*+XT*)=0.25+0.5(0.6+3.25)=2.18b.三相短路電流周期分量有效值：IK(3) =Id/X*=5.5/2.18=2.52KAc.其他三相短路電流電流值：I”(3)=I(3) =IK(3)=2.52KAish(3)=2.55 I”(3)=2.552.52=6.43KAIsh(3)=1.51 I”(3)=1.512.52=3.83KAd.三相短路容量：SK(3)=Sd/X=100/2.18=45.87MVA3.0.4kV 母線（變電所1）短路電流（短路點 )(1) 確定標幺值基準：Sd =100 MVA ，UC3=0.4kVId3=Sd/Uc2=100/(0.4)=144.34KA(2) 計算各主要元件的電抗標幺值：系統(tǒng)電抗（取短路器S oc =400 MVA）Xs*=Sd/Soc=100/400=0.2535kV線路電抗(LGJ-50)x0=0.43/kmXwl*=x0lSd/Uc2=0.4319100/372=0.6(3)35 kV /11 kV 電力變壓器電抗(UK%=6.5)XT*=UK%Sd/100SN=6.5100103/(100400)=16.25(4) 10kV 廠內架空線路電抗（給變電所供電） ：因這段 10kV 架空線路很短，I=0，電抗可不計。X4=0 (5) 10 /0.4kV 電力變壓器（1000kVA 變壓器U k % =4.5）：X5= UK%Sd/100SN=4.5100103/(1001000)=4.5(6) 求三相短路電流和短路容量：a.總電抗標幺值：X*= Xs*+0.5( Xwl*+XT*)+0.5(X4+X5)=0.25+0.5(0.6+16.25)+0.5(0+4.5)=10.93b.三相短路電流周期分量有效值：IK(3) =Id/X*=144.34/10.93=13.21KAc.其他三相短路電流電流值：I”(3)=I(3) =IK(3)=13.21KAish(3)=2.55 I”(3)=2.5513.21=33.69KAIsh(3)=1.51 I”(3)=1.5113.21=20.08KAd.三相短路容量：SK(3)=Sd/X=100/10.93=9.15MVA三相短路電流和短路容量計算結果列表匯總如表 4所示。4.0.4kV 母線（變電所2）短路電流（短路點 )(1) 確定標幺值基準：Sd =100 MVA ，UC3=0.4kVId3=Sd/Uc2=100/(0.4)=144.34KA(2) 計算各主要元件的電抗標幺值：系統(tǒng)電抗（取短路器S oc =400 MVA）Xs*=Sd/Soc=100/400=0.2535kV線路電抗(LGJ-50)x0=0.43/kmXwl*=x0lSd/Uc2=0.4319100/372=0.6(3)35 kV /11 kV 電力變壓器電抗(UK%=6.5)XT*=UK%Sd/100SN=6.5100103/(100400)=16.25(4) 10kV 廠內架空線路電抗（給變電所2供電） ：因這段 10kV 架空線路很短，I=0，電抗可不計。X4=0 (5) 10 /0.4kV 電力變