某機械廠降壓變電所的電氣設計

1、2011年度本科生供配電課程（設計）幺傷#7冬HONGHE UNIVERSITY供配電（設計）題目院系：專 業(yè)：電氣工程及其自動化年 級：學生姓名：學 號：導師及職稱：2012年2月2011 Ann ual Graduation Thesis (Project) of the College Un dergraduateTitle of the Graduati on Thesis (Project)Department :_Major:電氣工程及其自動化Grade:Student s Name:Student No.:Tutor:June,2012課程設計（論文）題目:某機械廠降壓變電所的電

2、氣設計、課程設計（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）：1）課程設計（論文）要求要求根據(jù)本廠所能取得的電源6KV,繪出設計圖紙。2）課程設計（論文）原始數(shù)據(jù)（資料） 工廠總平面圖公共電源線工具車間工廠生活區(qū)常大街生活區(qū)的街負荷中心后廠門鑄造車間電鍍車間機修車間廠區(qū)鍋爐房鍛壓車間熱處理車間倉庫鄰廠金工車間裝配車間廠門北I?二X機械廠總平面圖比例：1: 2000九鋼機械廠總平面圖 工廠負荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大利用負荷小時為 50000h，日最大負荷持續(xù)時間為 5h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。低壓動力設備均為三相，額定電壓為380V。電氣照明及家用電器均為單

3、相，額定電壓為220V。本廠的負荷統(tǒng)計資料如下表所示。工廠負荷統(tǒng)計資料廠房編號廠房名稱負荷類別設備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動力3000.30.60照明50.71.02鍛壓車間動力2000.20.60照明50.71.03金工車間動力4000.20.65照明100.81.04工具車間動力2000.20.60照明50.71.05電鍍車間動力1500.40.70照明50.71.06熱處理車間動力1000.40.70照明50.71.07裝配車間動力1000.30.70照明50.71.08機修車間動力1000.20.60照明50.71.09鍋爐房動力1000.40.60照明20.71.010倉

4、庫動力100.20.60照明10.71.0生活區(qū)照明2000.61.0 供電電源情況按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條 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。該干線的導線牌號為LGJ-120,導線為等邊三角形排列，線距為2m干線首端距離本廠約 5km,干線首端所裝設的高壓斷 路器斷流容量為300MVA此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護，定時限過電流保護的動作時間為1.2s。為滿足貫徹二級負荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為100km電纜線路總長度為30km。 氣象資料本

5、廠所在地區(qū)的年最高氣溫為 35C，年平均氣溫為 25C，年最低氣溫為-10 C,年 最熱月平均最高氣溫為 30C，年最熱月平均氣溫為 25C,年最熱月地下0.8m處平均溫度 為20C。當?shù)刂鲗эL向為西風，年雷暴日數(shù)為20。 地質水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔 700m,地層以砂粘黃土為主，地下水位為10m 電費制度本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側計量電能，設專用計量柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變壓器容量計為10元/kVA，動力電費為0.40元/kWh,照明電費為 0.80元/kWh。工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.9，此外,電力用戶需要按新裝變壓器容量計算，一次性

6、的向供電部門交納供電貼費：610kV為800元 kVA。、八 、,刖言（一）工廠供電的意義眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。 電能既易于由其它形式 的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送和分配既 簡單經(jīng)濟，又便于控制、調節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一 般很小。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所 占的必重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條 件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動

7、化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中 斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。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。 由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面， 而能源節(jié)約對于國家 經(jīng)濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略意義， 因此做好工廠供電工作， 對于節(jié)約能源、 支 援國家經(jīng)濟建設，也具有重大的作用。（二）工廠供電的原則按照國家標準GB50052-95供配電系統(tǒng)設計規(guī)范、GB50053-94 10kv及以下設計規(guī)范、GB50054-95低壓配電設計規(guī)范等的規(guī)定，進行工廠供電設 計必須遵循以下原則：1 、遵守規(guī)程、執(zhí)行政策必須遵守國家的有關規(guī)定及標準， 執(zhí)行

8、國家的有關方針政策， 包括節(jié)約能源， 節(jié)約有色金屬等技術經(jīng)濟政策。2、安全可靠、先進合理應做到保障人身和設備的安全， 供電可靠， 電能質量合格， 技術先進和經(jīng)濟 合理采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。3、近期為主、考慮發(fā)展 應根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，做到遠近結合，適當考慮擴建的可能性。4、全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧 按負荷性質、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。 工廠供電設計的質量直接影響 到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。 作為從事工廠供電工作的人員， 有必要了解和掌握工廠供 電設計的有關知識，以便適應設

9、計工作的需要。目錄一、緒論 錯 誤! 未定義書簽。（一）設計內容及步驟 1二、負荷計算和無功功率補償 2（一）負荷計算的方法 2（二）負荷計算結果 5（三）無功補償容量 7三、變電所位置和型式的選擇 8（一）配電所所址選擇的一般原則 8（二）變電所位置和形式的選擇 8四、變電所主變壓器臺數(shù)和容量、類型的選擇 9（一）方案選擇原則 9（二）變電所主變壓器臺數(shù)的選擇 9（三）變電所主變壓器容量選擇 9五、變電所主結線方案的設計 10（一）變配電所主結線的選擇原則 10（二）主結線方案選擇 10六、短路電流的計算 12（一）采用標幺制法進行短路計算 12（二）下面采用標么制法進行短路電流計算。 13

10、七、變電所一次設備的選擇與校驗 14（一）、10KV側一次設備的選擇校驗 如表7.1 14（二）、380V側一次設備的選擇校驗 如表7.2 15八、變電所進出線的選擇與校驗 16（一）、高壓線路導線的選擇 16（二）、低壓線路導線的選擇 16九、變電所二次回路方案的選擇及繼電保護的整定 17（一）二次回路方案選擇 17（ 二 ） 變配電站的保護裝置 18十、防雷保護和接地裝置的設計 19（一）防雷設備和措施 19（二）接地與接地裝置 20十一、總結 21、緒論（一）設計內容及步驟全廠總配電所及配電系統(tǒng)設計， 是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質， 生產(chǎn)工 藝對負荷的要求，以及負荷布局，結合國家供電情

11、況。 解決對各部門的安全可靠， 經(jīng)濟的分配電能問題。其基本內容有以下幾方面。1、負荷計算和電容補償 全廠總配電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎上進行的。求出全廠 高壓總配電所計算負荷及總功率因數(shù)。列出負荷計算表、顯示計算結果。按負荷計算求出總配電所的功率因數(shù)， 通過查表或計算求出達到供電部門要 求數(shù)值所需補償?shù)臒o功率。 由手冊或產(chǎn)品樣本選用所需無功功率補償柜的規(guī)格和 數(shù)量。2、確定配電所的所址和形式根據(jù)電源進線方向， 綜合考慮設置高壓總配電所的有關因素， 結合全廠計算 負荷以及擴建和備用的需要，確定高壓總配電所的所址和型式。3、配電所的主接線方案 根據(jù)負荷類別及對供電可靠性的要求進行負荷計

12、算， 選擇主接線方案， 確定 配電所主接線方式。 對它的基本要求， 即要安全可靠又要靈活經(jīng)濟， 安裝容易維 修方便。4、短路電流的計算，并選擇配電所的一次設備及其校驗 工廠用電， 通常為國家電網(wǎng)的末端負荷， 其容量運行小于電網(wǎng)容量， 皆可按 無限大容量系統(tǒng)供電進行短路計算。 求出各短路點的三相短路電流及相應有關參 數(shù)。參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應的額定值， 選擇高壓配電 設備，如斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關柜等設備。并根 據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗，并列表表示。5、選擇電源進線及工廠高壓配電線路 為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質、經(jīng)濟地運行，進行導線和電纜

13、截面選擇時必須滿足發(fā)熱條件：導線和電纜（包括母線）在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的 發(fā)熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。6整定繼電及并選擇二次回路保護為了監(jiān)視、控制和保證安全可靠運行，各用電設備，皆需設置相應的控制、 信號、檢測和繼電器保護裝置。并對保護裝置做出整定計算。7、總配電所防雷保護和接地裝置的設計參考本地區(qū)氣象及地質資料，設計防雷接地裝置和接地裝置。8、車間自然條件氣象資料 車間內最熱月的平均溫度30C。 地中最熱月的平均溫度為25C。 車間環(huán)境屬于正常干燥環(huán)境。地質水文資料車間原址為耕地，地勢平坦，地層以黃土為主，地下水位為10m本廠所在地區(qū)平均海拔700m。

14、、負荷計算和無功功率補償（一）負荷計算的方法負荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式等幾種。本設計將采用需要系數(shù)法予以確定。所用公式有：有功功率P 30 :*dPe無功功率Q 30 :=P 30 tan視在功率S 30 :_ P30=COS計算電流I 30S 30、3UnP30 =Kd Pe =90Q30= P 30 tan計算步驟：1.鑄造車間:動力:=119.7S30=coss=138.51 303Un鮎照明:P30 =K Pe =3.530 tan = 0=P30cos=3.51 30S305.3，3Un2.鍛壓車間：動力：P30=Kd Pe =40Q30 = P30 tan=53

15、.2S = P30S30COS=66.7S30I 3013U n101.4照明:P30 =Kd Pe =3.530 tan =0S 一 巳0S30 =COS=3.51 30S305.3、3Un3.金工車間：動力：P 30 =Kd Pe =40Q30 = P 30 tan =53 2S30盂=66.7S30I 30-V3Un101.4照明:P30 =Kd Pe =3.5Q30 = P30 ta n= 0P30S30 COS=3.51 30S305.33U n4.工具車間：動力：P30=Kd Pe =40Q30 = P30 tan=53 2S30*COS=66.7S30I303Un101.4照明：

16、P30 =Kd Pe =3 , 5Q30 = P30 tan=0S=3.5S30I 305.33U n5.電鍍車間：動力：P 30 =Kd Pe =60Q30 = P30 tan=61.2S = P3030cos=85.7I 30,3Un103.4照明:P30 =K Pe =3.5Q30 = P 30 tan=0P30S30cos=3.5I 30S305.33U n6.熱處理車間：動力:P 30 =Kd Pe =40Q30 = P30 tan =40.8S = P30S30cos=57.1I 30S30.3Un86.9照明:P30 =K Pe =3.530 tan =0P30S30 cos=3

17、.5I 30S305.33U n7.裝配車間：動力：P 30 =Kd Pe =30Q30 = P 30 tan=30.6S = P3030cos=42.9I30 I： 65.2照明:P30 =K Pe =3.530 tan = 0=P30cos=3.5I 30S305.33U n8.機修車間：動力：P 30 =Kd Pe =20Q30 = P30 tan=26.6cos照明:P30 =K Pe =3.5Q30 = P 30 ta n= 0S = P30S30cos=3.51 303U n5.39.鍋爐房：動力:P 30 =Kd Pe =40Q30 = P30 tan=53.2=P30cos=6

18、6.71 30S3。101.4，3Un照明:P30=K Pe =1.4Q30 = P 30 ta n= 0S = P30S30cos= 1.4I 30S302 13Un 2.110.倉庫：動力：P 30 =Kd Pe =2Q30 = P30 tan = 2.7乩=3.3 cosIS30I 30、3Un5.1照明:P30 =K Pe =0.7Q30 = P 30 tan=0S30 = 一 =0.7 cos1 30S303Un1.1（二）負荷計算結果見表2.1表2.1某機械廠負荷計算表廠廠負設備功率因tan房房荷容量1需要系數(shù)數(shù)編名類/kWP30Q 30S3030號稱別1鑄造車間動力3000.30

19、.651.3390119.7138.50.21KA昭八、明50.71.003.503.55.3A小計305-93.5119.7142215.32鍛 壓 車 間動力2000.20.601.334053.266.7101.4A昭八、明50.71.003.503.55.3A小計205-43.553.270.2106.73金 工 車 間動力2000.20.601.334053.266. 7101.4A昭八、明50.71.003.503.55.3A小計205-43.553.270.2106.74工 具/、 車 間動力2000.20.601.334053.266.7101.4A昭八、明50.71.003.

20、503.55.3A小計205-43.553.270.2106.75電鍍車間動力1500.40.701.026061.285.7103.4A昭八、明50.71.003.503.55.3A小計155-63.561.289.2108.76執(zhí)八、處 理 車 間動力1000.40.701.024040.857.186.9A昭八、明50.71.003.503.55.3A小計105-43.540.860.692.27裝 配 車 間動力1000.30.701.023030.642.965.2A昭八、明50.71.003.503.55.3A小計105-33.530.646.470.58機 修 車 間動力1000

21、.20.601.332026.633.350.7A昭八、明50.71.003.503.55.3A小計105-23.526.636.8569鍋爐房動力1000.40.601.334053.266.7101.4A昭八、明20.71.001.401.42.1A小計102-41.453.268.1103.510倉庫動力100.20.601.3322.73.35.1A昭八、明10.71.000.700.71.1A小計11-2.72.746.2生活區(qū)昭八、明2000.61.001201200.18總計動力1460552.1494.4昭八、明243總計K p 0.8K0.85q0.74441.7420.25

22、96.9907補償后低壓高壓0.96441.7446140147463470703A27A（三）無功補償容量在工廠總配電所的10K V進線側計量，工廠最大負荷時功率因數(shù)不得低于0.9，,因此在配電所二次側進行高壓無功集中補償，進線側補償后的功率因數(shù)由0.74提高到0.96，要想達到0.95需取cos =0.96。二次側需裝設的并聯(lián)電容器容量為：QC =441.7 x( tanarccos0.74 tanarccos0.96 )KVar 280Kvar 三、變電所位置和型式的選擇（一）配電所所址選擇的一般原則1、盡量接近負荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬 消耗量。2、進出線方

23、便，特別是要便于架空進出線。3、接近電源側，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。4、設備運輸方便， 特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運輸。5、不因設在有劇烈震動或高溫的場所， 無法避開時， 應有防震和隔熱的措 施。6、不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠離時，不應設在污染源的 下風側。7、不應設在廁所、浴室和其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所 相貼鄰。8、不應設在有爆炸危險環(huán)境的正下方或正上方，且不應設在有火災危險環(huán) 境的正上方或正下方。 當與有爆炸或火災危險環(huán)境的建筑物毗連時， 應符合現(xiàn)行 國家標準GB50058-1992爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范的規(guī)定。9

24、、不應設在地勢低洼和可能積水的場所。（二）變電所位置和形式的選擇變電所的位置 i 應盡量接近負荷中心。 工廠的負荷中心按負荷功率矩法來確 定，計算公式為：X=P1X1+P2X2+P3X3+/P1+P2+P3+ =5.2Y=P1Y1+P2Y2+P3Y3+/P1+P2+P3+ - =3.1通過計算工廠的負荷中心在鍋爐房地西方?？紤]到周圍環(huán)境和進出線方便， 決定在電鍍車間的西側緊靠鍋爐房建造變電所。四、變電所主變壓器臺數(shù)和容量、類型的選擇（一）方案選擇原則1、當滿足運行要求時，應盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。2、接在線路上的避雷器，不宜裝設隔離開關；但接在母線上的避雷器，可 與電壓互感器合用一組

25、隔離開關。3、610KV固定式配電裝置的進線側，在架空線路或有反饋可能的電纜出 線回路中，應裝設線路隔離開關。4、采用610 KV熔斷器負荷開關固定式配電裝置時，應在電源側裝設隔離 開關。5、由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設供計費用的專用電壓、 電流互感器。（二）變電所主變壓器臺數(shù)的選擇變壓器臺數(shù)應根據(jù)負荷特點和經(jīng)濟運行進行選擇。當符合下列條件之一時， 宜裝設兩臺及以上變壓器： 有大量一級或二級負荷； 季節(jié)性負荷變化較大； 集中 負荷較大。 結合本廠的情況， 考慮到二級重要負荷的供電安全可靠， 故選擇兩臺 主變壓器。（三）變電所主變壓器容量選擇裝設一臺變壓器Snt 470又考慮到本廠

26、的氣象資料（年平均氣溫為 20oC ），所選變壓器的實際容量：也滿 足使用要求，同時又考慮到未來 510年的負荷發(fā)展，初步取 SNT=600kV A 。 考慮到安全性和可靠性的問題，確定變壓器為 SC3系列箱型干式變壓器。型號：SC3-600/10五、變電所主結線方案的設計一)變配電所主結線的選擇原則(1) . 當滿足運行要求時，應盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。(2) . 當變電所有兩臺變壓器同時運行時， 二次側應采用斷路器分段的單母線 接線。(3) . 當供電電源只有一回線路， 變電所裝設單臺變壓器時， 宜采用線路變壓 器組結線。(4) . 為了限制配出線短路電流， 具有多臺主變壓器同時

27、運行的變電所， 應采 用變壓器分列運行。(5) . 接在線路上的避雷器， 不宜裝設隔離開關； 但接在母線上的避雷器， 可 與電壓互感器合用一組隔離開關。.610KV固定式配電裝置的出線側，在架空線路或有反饋可能的電纜出 線回路中，應裝設線路隔離開關。(7) .采用610 KV熔斷器負荷開關固定式配電裝置時，應在電源側裝設隔 離開關。(8) . 由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設供計費用的專用電壓、 電流互感器(一般都安裝計量柜)。(9) .變壓器低壓側為0.4KV的總開關宜采用低壓斷路器或隔離開關。當有繼 電保護或自動切換電源要求時， 低壓側總開關和母線分段開關均應采用低壓斷路 器。(

28、10) . 當?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側總開關和母線分段開關采用低壓 斷路器時，在總開關的出線側及母線分段開關的兩側， 宜裝設刀開關或隔離觸頭。(二)主結線方案選擇降壓變電所主結線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設備 (變 壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關等)及其連接線組成，通常用單線表示。主結線對變電所設備選擇和布置， 運行的可靠性和經(jīng)濟性， 繼電保護和控制 方式都有密切關系，是供電設計中的重要環(huán)節(jié)。(1) 一次側采用內橋式結線， 二次側采用單母線分段的總降壓變電所主電路。(2) 一次側采用外橋式結線、二次側采用單母線分段的降壓變電所主電路。(3) 一、二次側均采用單母線

29、分段的降壓變電所主電路圖這種主結線圖兼有 上述兩種橋式結線的運行靈活性的優(yōu)點， 但所用高壓開關設備較多， 可供一、 二 級負荷，適用于一、二次側進出線較多的降壓變電所(4) 一、二次側均采用雙母線的降壓變電所主電路圖采用雙母線結線較之采 用單母線結線， 供電可靠性和運行靈活性大大提高， 但開關設備也大大增加， 從 而大大增加了初投資， 所以雙母線結線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運用 主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。 本次設計的電機修造廠是連續(xù)運行， 負荷變動 較小，電源進線較短( 2.5km), 主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的 長遠發(fā)展。采用一、二側單母線分段的總降壓變電所主結線

30、(即全橋式結線)。方案I:高、低壓側均采用單母線分段。優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對 重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路， 用兩個電路供電；當一段母線故障時， 分段斷路器自動切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停 電 。缺點：當一段母線或母線隔離開關檢修時該母線各出線須停電；當出線為 雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時需向兩個方向均衡擴建。方案U:單母線分段帶旁路。優(yōu)點：具有單母線分段全部優(yōu)點，在檢修斷路 器時不至中斷對用戶供電。缺點：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。方案川：高壓采用單母線、低壓單母線分段。優(yōu)點：任一主變壓器檢修或發(fā) 生故障時，通過切換操作，即可迅速

31、恢復對整個變電所的供電。缺點：在高壓母 線或電源進線進行檢修或發(fā)生故障時，整個變電所仍需停電。以上三種方案均能滿足主接線要求， 采用三方案時雖經(jīng)濟性最佳， 但是其可 靠性相比其他兩方案差； 采用方案二需要的斷路器數(shù)量多， 接線復雜， 它們的經(jīng) 濟性能較差；采用方案一既滿足負荷供電要求又較經(jīng)濟，故本次設計選用方案I。六、短路電流的計算工廠供電系統(tǒng)要求正常的不間斷的對負荷供電， 以保證工廠生產(chǎn)和生活的正 常進行。然而由于各種原因也難免出現(xiàn)故障， 而使系統(tǒng)正常運行遭到破壞。系統(tǒng) 中最常見的故障就是短路。短路就是不同電位的導電部分包括導電部分對地之間 的電阻性短路。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（

32、有稱有名單位制法）和標幺制法（又稱相對單位制法）。（一）米用標幺制法進行短路計算本廠的供電系統(tǒng)簡圖如圖（一）所示。采用兩路電源供線，一路為距本廠 7km的饋電變電站經(jīng)LGJ-120架空線（系統(tǒng)按電源計），該干線首段所裝高壓 斷路器的斷流容量為350MVA路為鄰廠高壓聯(lián)絡線。下面計算本廠變電所高 壓6kV母線上k-1點短路和低壓380V母線上k-2點短路的三相短路電流和短路 容量。SC3-1000/10K-1K-2a系統(tǒng)GDyn11QF架空線J殳丿FL=7KM鄰廠咼壓聯(lián)絡線c y J6KV380VSC3-1000/10（圖一）（二）下面采用標么制法進行短路電流計算1確定基準值：取 Sd 100M

33、V A，Uc1=6.2kV, Uc2 0.4kV所以：I dl=9.3kA, I d2=144kA2、計算短路電路中各主要元件的電抗標么值：（忽略架空線至變電所的電纜 電抗）1）電力系統(tǒng)的電抗標么值：X* =100MVA =0.29350MVA2）架空線路的電抗標么值：查手冊得 X0=0.37Q /km,因此：X；=0.37（ Q /km）*7km* 100MVA =6.7（6.2kV）23 ）電力變壓器的電抗標么值：由所選的變壓器的技術參數(shù)得Uk% 6，因D *6 100MV A此：X3X46.000100 1000kV A可繪得短路等效電路圖如圖6.2所示。K-2K-1/3/6.01/0.

34、22/1.904/ - P4/6.0圖6.23、計算k-1點的短路電路總電抗標么值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標么值：* * *X（ K 1）= X1+&6.992）三相短路電流周期分量有效值:X(k-1)= 15.5kA=2.22kA6.993）其他三相短路電流：I “=l（3）= I k3）i=2.22kAi S3）=2.55 I “（3）=5.66kAI Sh =1.51 I “3）=3.35kAS三相短路容量：Sk3）, =亠 =14.3MVAX （k-1）4、計算k-2點短路電路總電抗標么值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標么值：Sk3）2 = X* + X；+ X2=12.

35、992）三相短路電流周期分量有效值：I k3）2 = 144kA =11.1kA X （k-2）12.993）其他三相短路電流：l“（3）=l（3）= I k3）2=11.1kAi S3）=1.84 I “（3）=20.4 kAI S3）=1.091 “（3）=12.1kA三相短路容量：Sk3）2 =7.7 MVAX （ k-2）七、變電所一次設備的選擇與校驗（一） 6KV側一次設備的選擇校驗如表7.1表7.1 6KV側一次設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)定度其他裝置 地 占八、參數(shù)UNI 30嚴I k（3）i shI （3） *t數(shù)據(jù)10kV27A2.22kA3.35k

36、A8.3條件次設備型號規(guī)格額定參數(shù)UnIn1 oci maxI2t咼壓少油斷路器SN10-10I/63010KV630A16KA40KA512咼壓隔離開關GN6/8-10/20010KV200A25.5KA500高壓熔斷器RN2-1010KV0.5A50KA電壓互感器JDJ-1010/0.1KV電流互感器LQJ-1010KV100/5A31.8A81二次負荷0.6Q避雷器FS4-1010KV戶外隔離開關GW4-12/40012KV400A25KA500所選一次設備均滿足要求（二） 380V側一次設備的選擇校驗如表7.2表7.2380V側一次設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)

37、定度其它裝置地點條件參數(shù)UNI 30 I k(3)1 sh(3)I *t數(shù)據(jù)380V703A11.1kA20.4kA492一次設備型號額定參數(shù)UnInI ocimaxIt2t低壓斷路器DW15-1000/3D380V1000A30kA規(guī)格低壓斷路器DZ20-630380V630A30kA低壓刀開關HD13-1500/30380V1000A電流互感器LMZJ1-0.5500V1000/5A電流互感器LMZJ-0.5500V100/5A160/5A所選一次設備均滿足要求八、變電所進出線的選擇與校驗為了保證供電的安全、可靠、優(yōu)質、經(jīng)濟，選擇導線和電纜時應滿足下列條 件：發(fā)熱條件；電壓損耗條件；經(jīng)濟電

38、流密度；機械強度。根據(jù)設計經(jīng)驗：一般10K V及以下的高壓線路和低壓動力線路，通常先按發(fā) 熱條件選擇導線和電纜截面，再校驗其電壓損耗和機械強度。對于低壓照明線路, 因對電壓水平要求較高，通常先按允許電壓損耗進行選擇，再校驗其發(fā)熱條件和 機械強度。（一）、高壓線路導線的選擇架空進線后接了一段粘性油浸紙電力電纜 YJL-3 50做引入線（直埋）高壓 側計算電流27所選電纜的允許載流量lai 55 I30滿足發(fā)熱條件。（二）、低壓線路導線的選擇結合負荷計算，可得到由變電所到各個車間的低壓電纜的型號為：電鍍車間：VV22-1KV-3X 120+1X 70 兩根并聯(lián)；I al =207X 2=414A2

39、44A鑄造車間：VV22-1KV-3X 240+1X 120 I al =310A201A鍋爐房：VV22-1KV-3X 120+1X 70 I al =207A67A鍛壓車間：VV22-1KV-3X 150+1X 95 兩根并聯(lián) I al =474A251A金工車間： VV22-1KV-3X185+1X95 I al =264A1 94A工具車間： VV22-1KV-3X150+1X95 兩根并聯(lián) I al=474A280A熱處理車間： VV22-1 KV-3X 150+1X 95 I al=237A176A裝配車間： VV22-1KV-3X70+1X50 I al =1 52A1 22A機

40、修車間： VV22-1KV-3X50+1X35 I al=129A78A倉庫： VV22-1KV-3X 25+1X 16 I al =87A1 6.2A生活區(qū)： VV22-1KV-3X185+1X 95 兩根并聯(lián) I al=264X 2=528A413A另外，送至各車間的照明線路采用：銅芯聚氯乙烯絕緣導線BV型號。九、變電所二次回路方案的選擇及繼電保護的整定（一）二次回路方案選擇1 、二次回路電源選擇二次回路操作電源有直流電源，交流電源之分。蓄電池組供電的直流操作電源帶有腐蝕性， 并且有爆炸危險； 由整流裝置供 電的直流操作電源安全性高，但是經(jīng)濟性差。考慮到交流操作電源可使二次回路大大簡化，投

41、資大大減少，且工作可靠， 維護方便。這里采用交流操作電源。2、高壓斷路器的控制和信號回路 高壓斷路器的控制回路取決于操作機構的形式和操作電源的類別。 結合上面設備的選擇和電源選擇，采用彈簧操作機構的斷路器控制和信號回路。（ 二 ） 變配電站的保護裝置1、主變壓器的繼電保護裝置（1）裝設瓦斯保護 當變壓器油箱內部產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時 動作于信號 ; 當因嚴重故障產(chǎn)生大量瓦斯時，則動作于跳閘。（2） 裝設反時限過電流保護采用GL15型感應式過電流繼電器，兩相兩繼 電器式接線，去分流跳閘的操作方式。過流保護動作電流的整定公式為I op =Krel Kw I l.m ax / K reKi

42、通過計算整定電流為 9.5A。因此過流保護動作電流lop整定為10A。過電流保護動作時間的整定 由于本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所， 故其 過電流保護的動作時間可整定為最短的 0.5S.過電流保護靈敏系數(shù)的校驗 由公式 S p = l k.min / l op.1=3.411.5 所以滿 足靈敏系數(shù) 1.5 的要求。（3） 裝設電流速斷保護利用GL15型繼電器的電流速斷裝置來實現(xiàn)。速斷電流的整定為 Kqb= l qb/ l op =5.5 電流速斷保護靈敏系數(shù)的檢驗Sp =1.551.5 因此這里的電流速斷保護滿足要求。2、作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的繼電保護裝置（1）裝設反時限過電流保護 采用

43、GL15型感應式過電流繼電器，兩相兩繼 電器式接線，去分流跳閘的操作方式。過流保護動作電流的整定公式為l op =Krel Kw l l.m ax / K reKi 通過計算整定電流為 6.3A。因此過流保護動作電流lop整定為7A。過電流保護動作時間的整定 由于本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所， 故其 過電流保護的動作時間可整定為最短的 0.5S.（2） 裝設電流速斷保護利用GL15型繼電器的電流速斷裝置來實現(xiàn)。3、變電所低壓側的保護裝置（1）低壓總開關采用DW15-1500/3型低壓斷路器，三相均裝過流脫扣器。（2）低壓側所有的出線上均裝設 DZ20型低壓斷路器控制，其過流脫扣器可 實現(xiàn)對線

44、路短路故障的保護。十、防雷保護和接地裝置的設計（一）防雷設備和措施防雷的設備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷 擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或 稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物 內，以免危及被保護設備的絕緣。避雷器應與被保護設備并聯(lián)，裝在被保護設備 的電源側。當線路上出現(xiàn)危及設備絕緣的雷電過電壓時， 避雷器的火花間隙就被 擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥?，使過電壓對大地放電，從而保護了設備的絕緣。避雷 器的型式，主要有閥式和排氣式等。防雷措施為：（1）

45、架設避雷線 這是防雷的有效措施，但造價高，因此只在 66K V及以上 的架空線路上才沿全線裝設。35KV的架空線路上，一般只在進出變配電所的一 段線路上裝設。而10K V及以下的線路上一般不裝設避雷線。（2）提高線路本身的絕緣水平 在架空線路上，可采用木橫擔、瓷橫擔或高 一級的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是 10K V及以下架空線路防雷的基本 措施。（3） 利用三角形排列的頂線兼作防雷保護線 由于310KV的線路是中性點 不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護間隙。 在出現(xiàn)雷電過電 壓時，頂線絕緣子上的保護間隙被擊穿， 通過其接地引下線對地泄放雷電流， 從 而保護了下面兩根導線

46、，也不會引起線路斷路器跳閘。（4）裝設自動重合閘裝置 線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD使斷路器經(jīng)0.5s或稍長一點時間后自動重合閘，電弧通常不會復燃，從而能恢復供電，這對一般 用戶不會有什么影響。（5）個別絕緣薄弱地點加裝避雷器對架空線路上個別絕緣薄弱地點，如跨 越桿、轉角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個別金屬桿等處，可裝設排氣 式避雷器或保護間隙。變配電所的防雷措施（1）裝設避雷針 室外配電裝置應裝設避雷針來防護直接雷擊。 如果變配電 所處在附近高建（構）筑物上防雷設施保護范圍之內或變配電所本身為室內型時， 不必再考慮直擊雷的保護。（2）高壓側裝設避雷器 這主要用來保護主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓 線路侵入