2021年工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案書(shū)

1、工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案書(shū) 摘 要 工廠供電系統(tǒng)就是將電力系統(tǒng)的電能降壓再分配電能到各個(gè)廠房或車間中去，它由工廠降壓變電所，高壓配電線路，車間變電所，低壓配電線路及用電設(shè)備組成。工廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國(guó)家供電情況.解決對(duì)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)技術(shù)的分配電能問(wèn)題。其基本內(nèi)容有以下幾方面進(jìn)線電壓的選擇, 變配電所位置的電氣設(shè)計(jì), 短路電流的計(jì)算及繼電保護(hù), 電氣設(shè)備的選擇,車間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇, 防雷接地裝置設(shè)計(jì)等. 目 錄 第一章 緒論.(1) 第二章 工廠進(jìn)線電壓的選擇.(2) 1電壓損耗的條件.

2、(2) 2機(jī)械廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料.(2) 3工廠常用架空線路裸導(dǎo)線型號(hào)及選擇.(3) 4方案初定及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的分析.(4) 第三章 變配電所位置的電氣設(shè)計(jì).(7) 1變配電所所址選擇的一般原則.(7) 2結(jié)合方案要求設(shè)計(jì)位置圖.(7) 第四章 短路電流的計(jì)算及繼電保護(hù).(8) 1 短路電流的計(jì)算.(8) 2繼電器保護(hù)的整定. (11) 第五章 電氣設(shè)備的選擇.(12) 第六章 車間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇.(13) 第七章 防雷.(14) 1防雷設(shè)備. (14) 2防雷措施. (14) 第八章 接地. (15) 致謝 (16) 參考文獻(xiàn) (16) 附圖143 第一章 緒論 工廠供電，即

3、指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電. 電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和核心動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。在企業(yè)工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。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比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件

4、，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。可見(jiàn)，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，實(shí)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(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并確實(shí)做好節(jié)能環(huán)保工作，就必須達(dá)到以下基本要求（1） 安全在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2） 可靠應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。（3） 優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足電

5、能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求 （4） 經(jīng)濟(jì)供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。為了保證工廠供電的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須要有一套完整的保護(hù)，監(jiān)視和測(cè)量裝置。目前多以采用自動(dòng)裝置，將計(jì)算機(jī)應(yīng)用到工廠配電控制系統(tǒng)中去。工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb552-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、gb553-94 1kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范、gb554-95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則（1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必

6、須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)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(jì)政策。（2） 安全可靠、先進(jìn)合理；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(jìn)和經(jīng)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。（3） 近期為主、考慮發(fā)展；應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。（4） 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)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(shè)

7、計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要 第二章 工廠進(jìn)線電壓的選擇 1 電壓損耗條件 導(dǎo)線和電纜在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。即設(shè)計(jì)線路時(shí)，高壓配電線路的電壓損耗一般不超過(guò)線路額定電壓的5%。對(duì)于輸電距離較長(zhǎng)或負(fù)荷電流較大的線路，必須按工廠設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料來(lái)選擇或校驗(yàn)。電壓損耗電壓損耗uac%=p(rol)+q(xol)1un2 式中，uac%線路實(shí)際的電壓損耗；p、q干線上總的有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷；l線路的長(zhǎng)度；ro、xo線路單位長(zhǎng)度的電阻和電抗；un線路的額定電壓。對(duì)于架空線路可取xo=.4/km. 2機(jī)械廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 機(jī)械廠東北方向

8、6km處有一地區(qū)降壓變電所，用一臺(tái)11/35/1kv，1*25mv.a的變壓器作為工廠主電源，允許用35kv或1kv的一種電壓，以一回架空線向工廠供電。此處正北方向有其他工廠引入1kv電纜作為備用電源，平時(shí)不準(zhǔn)投入，只有在該廠的主供電源發(fā)生故障或檢修時(shí)提供照明及部分重要負(fù)荷用電，輸送容量不得超過(guò)1kv.a。35kv側(cè)系統(tǒng)的最大三相短路容量為1mv.a，最小三相短路容量為5mv.a。供電部門對(duì)功率因數(shù)的要求當(dāng)以35kv供電時(shí)，cos=.9;當(dāng)以1kv供電時(shí)，cos=.95。表1 配電計(jì)量點(diǎn)名稱 設(shè)備臺(tái)數(shù)n 設(shè)備容量np 計(jì)算有功功率pis 計(jì)算無(wú)功功率qjs 計(jì)算視功功率sojs 計(jì)算電流iis

9、 功率因數(shù)cos tan 平均有功功率ppj 平均無(wú)功功率qpj 有功功率損耗pb 無(wú)功功率損耗qb 變壓器容量seb 一車間 7 1419 47 183 56 77 .93 .39 345 138 1 5 63 二車間 177 2223 612 416 744 113 .82 .68 512 348 15 74 8 三車間 194 2511 735 487 896 136 .82 .67 628 42 18 86 1 鍛工車間 37 1755 92 276 957 1452 .96 .3 632 19 19 96 1 機(jī)修車間 81 1289 496 129 51 775 .92 .26 4

10、 14 1 51 63 空壓鍋爐煤氣 45 1266 854 168 872 1374 .98 .5 633 125 17 87 1 全廠總負(fù)荷 64 1463 487 1659 4485 6811 3159 1325 89 446 5 配電計(jì)量點(diǎn)名稱 設(shè)備臺(tái)數(shù)n 設(shè)備容量np 計(jì)算有功功率pis 計(jì)算無(wú)功功率qjs 計(jì)算視功功率sojs 計(jì)算電流iis 功率因數(shù)cos tan 平均有功功率ppj 平均無(wú)功功率qpj 有功功率損耗pb 無(wú)功功率損耗qb 變壓器容量seb 3工廠常用架空線路裸導(dǎo)線型號(hào)及選擇 鋁絞線（lj）。戶外架空線路采用的鋁絞線導(dǎo)電性能好，重量輕，對(duì)風(fēng)雨作用的抵抗力強(qiáng)，但對(duì)化

11、學(xué)腐蝕作用的抵抗力較差，多用在1kv及以下線路上，其桿距不超過(guò)1125m。鋼芯鋁絞線（lgj）。此種導(dǎo)線的外圍用鋁線，中間線芯用鋼線，解決了鋁絞線機(jī)械強(qiáng)度差的缺點(diǎn)。由于交流點(diǎn)的趨膚效應(yīng)，電流實(shí)際上只從鋁線通過(guò)，所以鋼芯鋁絞線的截面積面積是指鋁線部分的面積。在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的場(chǎng)所和35kv及以上的架空線路上多被選用。銅絞線（tj）。銅絞線導(dǎo)電性能好，對(duì)風(fēng)雨及化學(xué)腐蝕作用的抵抗力強(qiáng)，但造價(jià)高，且密度過(guò)大，選用要根據(jù)實(shí)際需要而定。4方案初定及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的分析 目前機(jī)械廠東北方向6km處有一地區(qū)降壓變電所，用一臺(tái)11/35/1kv、1*25mv.a的變壓器作為工廠主電源，允許用35kv或1kv的一

12、種電壓，以一回架空線向工廠供電。根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電的實(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，綜合上述資料進(jìn)行考慮分析兩方案如下方案一采用35kv電壓供電的特點(diǎn) 1、供電電壓較高，線路的功率損耗較小，年運(yùn)行費(fèi)用較低；2、電壓損失小，調(diào)壓?jiǎn)栴}容易解決；3、對(duì)cos的要求較低，可以減少高功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備的投資；4、需要建設(shè)總降壓變電所，工廠供電設(shè)備便于集中控制管理，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但要多占一定的土地面積；5、根據(jù)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，35kv架空線路的故障率比1kv架空線路的故障率低一半，因而供電可靠性高；6、有利于工廠進(jìn)一步擴(kuò)展。方案二采用1kv電壓供電

13、的特點(diǎn) 1、不需投資建設(shè)工廠總降壓變電所，并少占土地面積；2、工廠內(nèi)不裝設(shè)主高壓器，可簡(jiǎn)化接線，便于運(yùn)行操作；3、減輕維護(hù)工作量，減少管理人員；4、供電電壓較35kv低，會(huì)增加線路的功率損耗和電能損耗，線路的電壓損失也會(huì)增大；5、要求的cos值高，要增加補(bǔ)償設(shè)備的投資；6、線路的故障率比35kv的高，即供電可靠性不如35kv. 方案一正常運(yùn)行時(shí)以35kv單回路架空線路供電，由鄰廠1kv電纜線路作為備用電源。根據(jù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料全廠計(jì)算負(fù)荷情況，s3=4485kva，且只有少數(shù)的負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷，大多數(shù)為三級(jí)負(fù)荷，故擬廠內(nèi)總降壓變電所裝設(shè)一臺(tái)容量為5kva的變壓器，型號(hào)為sjl1-5/35型，電壓為3

14、5/1kv,查產(chǎn)品樣本，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)為p=9kw, pk=45kw,uk%=7,i%=1。變壓器的功率損耗有功功率損耗 ptp+pk(s3/sn)2=9+45*(4485/5)2=41kw 無(wú)功功率損耗qtq+qn(s3/sn)2=sni%/1+uk%/1*(s3/sn)2=5*1/1+7/1*(4485/5)2=336kvar 35kv線路功率等于全廠計(jì)算負(fù)荷與變壓器功率損耗之和. p3=p3+pt=487+41=413.1kw q3=q3+qt=1659+336=1996kvar s3=p3 + q3=413.1+1996=6127kvar cos=p3/ q3=413.1/6127=.

15、67 i3=s3/ un=6127/ *35=15a考慮到本廠負(fù)荷的增長(zhǎng)是逐漸的,為了節(jié)約有色金屬消耗量,按允許發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面,而未采用經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面.查有關(guān)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本,選擇鋼芯鋁鉸線lgj-7,其允許電流為275a i3=15a滿足要求.該導(dǎo)線單位長(zhǎng)度電阻r=.46/km,單位長(zhǎng)度電抗x=.365/km. 35kv線路電壓損失為（線路長(zhǎng)度l=6km）: u=(p3lr+q3lx)/un=(487*6*.46+1659*6*.365)/35=421v uac%=(p3lr+q3lx)/1un2=421/352=.34%5% 符合要求。查相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè),經(jīng)過(guò)計(jì)算,35 kv供電

16、的投資費(fèi)用z1見(jiàn)表2,年運(yùn)行費(fèi)用f1見(jiàn)表3。一車間 7 1419 47 183 56 77 .93 .39 345 138 1 5 63 二車間 177 2223 612 416 744 113 .82 .68 512 348 15 74 8 三車間 194 2511 735 487 896 136 .82 .67 628 42 18 86 1 鍛工車間 37 1755 92 276 957 1452 .96 .3 632 19 19 96 1 機(jī)修車間 81 1289 496 129 51 775 .92 .26 4 14 1 51 63 空壓鍋爐煤氣 45 1266 854 168 872

17、 1374 .98 .5 633 125 17 87 1 全廠總負(fù)荷 64 1463 487 1659 4485 6811 3159 1325 89 446 5 3工廠常用架空線路裸導(dǎo)線型號(hào)及選擇 鋁絞線（lj）。戶外架空線路采用的鋁絞線導(dǎo)電性能好，重量輕，對(duì)風(fēng)雨作用的抵抗力強(qiáng)，但對(duì)化學(xué)腐蝕作用的抵抗力較差，多用在1kv及以下線路上，其桿距不超過(guò)1125m。鋼芯鋁絞線（lgj）。此種導(dǎo)線的外圍用鋁線，中間線芯用鋼線，解決了鋁絞線機(jī)械強(qiáng)度差的缺點(diǎn)。由于交流點(diǎn)的趨膚效應(yīng)，電流實(shí)際上只從鋁線通過(guò)，所以鋼芯鋁絞線的截面積面積是指鋁線部分的面積。在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的場(chǎng)所和35kv及以上的架空線路上多被選

18、用。銅絞線（tj）。銅絞線導(dǎo)電性能好，對(duì)風(fēng)雨及化學(xué)腐蝕作用的抵抗力強(qiáng)，但造價(jià)高，且密度過(guò)大，選用要根據(jù)實(shí)際需要而定。4方案初定及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的分析 目前機(jī)械廠東北方向6km處有一地區(qū)降壓變電所，用一臺(tái)11/35/1kv、1*25mv.a的變壓器作為工廠主電源，允許用35kv或1kv的一種電壓，以一回架空線向工廠供電。根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電的實(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，綜合上述資料進(jìn)行考慮分析兩方案如下方案一采用35kv電壓供電的特點(diǎn) 1、供電電壓較高，線路的功率損耗較小，年運(yùn)行費(fèi)用較低；2、電壓損失小，調(diào)壓?jiǎn)栴}容易解決；3、對(duì)cos的

19、要求較低，可以減少高功率因數(shù)補(bǔ)償設(shè)備的投資；4、需要建設(shè)總降壓變電所，工廠供電設(shè)備便于集中控制管理，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但要多占一定的土地面積；5、根據(jù)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，35kv架空線路的故障率比1kv架空線路的故障率低一半，因而供電可靠性高；6、有利于工廠進(jìn)一步擴(kuò)展。方案二采用1kv電壓供電的特點(diǎn) 1、不需投資建設(shè)工廠總降壓變電所，并少占土地面積；2、工廠內(nèi)不裝設(shè)主高壓器，可簡(jiǎn)化接線，便于運(yùn)行操作；3、減輕維護(hù)工作量，減少管理人員；4、供電電壓較35kv低，會(huì)增加線路的功率損耗和電能損耗，線路的電壓損失也會(huì)增大；5、要求的cos值高，要增加補(bǔ)償設(shè)備的投資；6、線路的故障率比35kv的高，即供電可靠性

20、不如35kv. 方案一正常運(yùn)行時(shí)以35kv單回路架空線路供電，由鄰廠1kv電纜線路作為備用電源。根據(jù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料全廠計(jì)算負(fù)荷情況，s3=4485kva，且只有少數(shù)的負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷，大多數(shù)為三級(jí)負(fù)荷，故擬廠內(nèi)總降壓變電所裝設(shè)一臺(tái)容量為5kva的變壓器，型號(hào)為sjl1-5/35型，電壓為35/1kv,查產(chǎn)品樣本，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)為p=9kw, pk=45kw,uk%=7,i%=1。變壓器的功率損耗有功功率損耗 ptp+pk(s3/sn)2=9+45*(4485/5)2=41kw 無(wú)功功率損耗qtq+qn(s3/sn)2=sni%/1+uk%/1*(s3/sn)2=5*1/1+7/1*(4485/5)

21、2=336kvar 35kv線路功率等于全廠計(jì)算負(fù)荷與變壓器功率損耗之和. p3=p3+pt=487+41=413.1kw q3=q3+qt=1659+336=1996kvar s3=p3 + q3=413.1+1996=6127kvar cos=p3/ q3=413.1/6127=.67 i3=s3/ un=6127/ *35=15a考慮到本廠負(fù)荷的增長(zhǎng)是逐漸的,為了節(jié)約有色金屬消耗量,按允許發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面,而未采用經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面.查有關(guān)手冊(cè)或產(chǎn)品樣本,選擇鋼芯鋁鉸線lgj-7,其允許電流為275a i3=15a滿足要求.該導(dǎo)線單位長(zhǎng)度電阻r=.46/km,單位長(zhǎng)度電抗x=.

22、365/km. 35kv線路電壓損失為（線路長(zhǎng)度l=6km）: u=(p3lr+q3lx)/un=(487*6*.46+1659*6*.365)/35=421v uac%=(p3lr+q3lx)/1un2=421/352=.34%5% 符合要求。查相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè),經(jīng)過(guò)計(jì)算,35 kv供電的投資費(fèi)用z1見(jiàn)表2,年運(yùn)行費(fèi)用f1見(jiàn)表3。表2 35kv的投資費(fèi)用z1 項(xiàng)目 說(shuō)明 單價(jià) 數(shù)量 費(fèi)用/萬(wàn)元 線路綜合投資 lgj-7 73萬(wàn)元/km 6km 1.4 變壓器綜合投資 sjl-5/35 12萬(wàn)元 1臺(tái) 12 35kv斷路器 sw2-35/1 4萬(wàn)元 1臺(tái) 4 避雷器及互感器 fz-35，jdjj-

23、35 6萬(wàn)元 各1臺(tái) 6 附加投資 3 i32rl+pt=3*152*.85*6+41 .15萬(wàn)元/km 13.7km 16 合計(jì) 43 表3 35kv供電的年運(yùn)行費(fèi)用f1 項(xiàng)目 說(shuō)明 費(fèi)用/萬(wàn)元 線路折舊費(fèi) 按線路投資的5%計(jì),4*5% .42 氣設(shè)備折舊費(fèi) 按設(shè)備投資的8%計(jì),(12+4+6)*8% 36 線路電能損耗費(fèi) ft=3 i32rl*1-3=3*152*.85*6*23*.55*1-3 1 變壓器電能損耗費(fèi) ft=p*876+pk(s3/sn)2=9*876+45* (4485/5)2*23*.55 .8 基本電價(jià)費(fèi) 每年有效生產(chǎn)時(shí)間為1個(gè)月,5*1*4 2 合計(jì) 26 方案二:

24、采用1kv電壓供電,廠內(nèi)不設(shè)總降壓變電所,即不裝設(shè)變壓器,所以無(wú)變壓器損耗問(wèn)題.此時(shí),1kv架空線路計(jì)算電流 i3=s3/ un=4485/ *1=2595a 而 cos=p3/s3=487/4485=.9115% 不符合要求。1 kv供電的投資費(fèi)用z2見(jiàn)表4，年運(yùn)行費(fèi)用f2見(jiàn)表5。表4 1kv供電的投資費(fèi)用z2 項(xiàng)目 說(shuō)明 單價(jià) 數(shù)量 費(fèi)用/萬(wàn)元 線路綜合投資 lgj-7 73萬(wàn)元/km 6km 1.4 附加 3i32rl=3*25952*.46*6*1-3 .1萬(wàn)元/km 5522km 552 合計(jì) 692 表5 1kv供電的年運(yùn)行費(fèi)用f2 項(xiàng)目 說(shuō)明 費(fèi)用/萬(wàn)元 線路拆舊費(fèi) 以線路投資的

25、5%計(jì)，1.4*5% .52 線路電能損耗費(fèi) f1=3i32rl=3*25952*.46*6*1-3 425 合計(jì) 477 在上述各表中,變壓器全年空載工作時(shí)間為876h;最大負(fù)荷利用小時(shí)tmax=4h;最大負(fù)荷損耗小時(shí)可由tmax=45和cos=.9查有關(guān)手冊(cè)中-tmax關(guān)系曲線，得出 =23h;為電度電價(jià)35kv時(shí)，=.55元/kwh；1kv時(shí)，=.83元/kwh. 由上述分析計(jì)算可知,方案一較方案二的投資費(fèi)用及年運(yùn)行費(fèi)用均少.而且方案二以1kv電壓供電,電壓損失達(dá)到了極為嚴(yán)重的程度,無(wú)法滿足二級(jí)負(fù)荷長(zhǎng)期正常運(yùn)行的要求.因此,選用方案一,即采用35 kv電壓供電,建立廠內(nèi)總降壓變電所,不論

26、從經(jīng)濟(jì)上還是從技術(shù)上來(lái)看,都是合理的。第三章 總降壓變電所的位置電氣設(shè)計(jì) 1變配電所所址選擇的一般原則 變配電所所址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后確定。盡量接近負(fù)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。進(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線。不應(yīng)妨礙企業(yè)的發(fā)展，有擴(kuò)建的可能。接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。設(shè)備運(yùn)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(yùn)輸。不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動(dòng)或高溫的場(chǎng)所，無(wú)法避開(kāi)時(shí)，應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施。不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)在污染原的下風(fēng)側(cè)。不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其它經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且

27、不宜與上述場(chǎng)所相鄰。不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)標(biāo)gb558-1992的規(guī)定。不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。2結(jié)合方案要求設(shè)計(jì)位置圖 根據(jù)前面已確定的供電方案,結(jié)合本廠區(qū)平面示意圖,考慮總降壓變電所盡量接近負(fù)荷中心,且遠(yuǎn)離人員集中區(qū),不影響廠區(qū)面積的利用,有利于安全等諸多因素,擬將決降壓變電所設(shè)在廠區(qū)東北部,如附圖1-1。根據(jù)運(yùn)行而要,對(duì)總降壓變電提出以下要求: 1、 總降壓變電所所裝設(shè)一臺(tái)5kva、35/1kv的降壓變壓器，與35kv架空線路接成線路-變壓器組。為便于檢修、運(yùn)行、控制

28、和管理，在變壓器高壓側(cè)進(jìn)一處應(yīng)設(shè)置高壓斷路器。2、 根據(jù)規(guī)定，備用電源只有主電源線路解列及變壓器有故障或檢修時(shí)才允許投入，因此備用1 kv電源進(jìn)線斷路器在正常工作時(shí)必須斷開(kāi)。3、 變壓器二次側(cè)（1kv）設(shè)置少油斷路器，與1kv備用電源進(jìn)線斷路器組成備用電源自動(dòng)投入裝置（apd），當(dāng)工作電源失去電壓時(shí)，備用電源立即自動(dòng)投入。4、 變壓器二次側(cè)1kv母線采用單母線分段接線。變壓器二次側(cè)1kv接在分段i上，而1kv備用電源接在分段上。單分母線分段聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)在正常工作時(shí)閉合，重要二級(jí)負(fù)荷可接在母線分段上，在主電源停止供電時(shí)，不至于使重要負(fù)荷的供電受到影響。5、 本總降壓變電所的操作電源來(lái)自備用電源斷路器

29、前的所用變壓器。當(dāng)主電源停電時(shí)，操作電源不至于停電。6、 用雙母線供電，當(dāng)有一個(gè)根母線出故障或需要檢修時(shí)，可以用另一根母線投入使用，以免影響到工廠的生產(chǎn)。根據(jù)以上要求設(shè)計(jì)總降壓變電所的主接線如附圖1-2所示四章 短路電流的計(jì)算及繼電保護(hù) 1短路電流的計(jì)算 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。短路電流按系統(tǒng)正常運(yùn)行方式計(jì)算，其計(jì)算電路圖如附圖3-1所示 為了選擇高壓電氣設(shè)備，整定斷電保護(hù)，需計(jì)算總降壓變電所的35kv側(cè)、1kv母線以及廠區(qū)高壓配電線路末端（即車間變電所1kv母線）的短路電流，分別為k-1、k-2和k-3點(diǎn)。但因工廠廠區(qū)不大，總降壓變電所

30、到最遠(yuǎn)車間的距離不過(guò)數(shù)百來(lái)，因此總降壓變電所1kv母線（k-2點(diǎn))與廠區(qū)高壓配電線路末端處（k-3點(diǎn))的短路電流值差別極小，所以只計(jì)算主變壓器高、低壓側(cè)k-1和k-2兩點(diǎn)短路電流。根據(jù)計(jì)算電路作出計(jì)算短路電流的等效電路圖如附圖3-2所示 1、 求各元件電抗（用標(biāo)幺制法計(jì)算） 設(shè)基準(zhǔn)容量 sd=1mva 基準(zhǔn)電壓 ud1=37kv,ud2=1.5ka 而基準(zhǔn)電流 id1=sd/ ud1=1/ *3756ka id2=sd/ ud2=1/ *1.5=5ka a、 電力系統(tǒng)電抗 當(dāng)s（3）km=1mva時(shí)，x * max=sd/s3 km=1/1=.1 當(dāng)s3 km=5mva時(shí)，x* 1m=sd/s

31、3 km=1/5=.2 b、 架空線路電抗 x* 2=xlsd/u2 d1=.36*6*1/372=.1578 c、 主變壓器電抗 x* 3=uk%sd/1sn=7*1*12/1*5=4 2、 k-1點(diǎn)三相短路電流計(jì)算 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)，總電抗標(biāo)幺值 x* k-=x* 1ma+x* 2=.1+.1578=.2578 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)，總電抗標(biāo)幺值 x*（=x* 1mi +x* 2=.2+.1578=.3578 因此，系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)，三相短路電流及短路容量各為 i（3）k-1=id1/x*k-=56/.2578=5ka i3 （k=i“3 k-1=i3 k-1=5ka i3 sh=55i

32、3 k-=55*5=143ka s3 k-1=sd/x*k-=1/.2578=389mva 而最小運(yùn)行方式時(shí)，三相短路電流及短路容量各為 i（3）k-1=56/.3578=36ka i3sh=i“3k=i 3k-=36ka i3sh=55i3k-=55*36=112ka s3k-=sd/z*“k-=1/.3578=2749mva 3、 k-2點(diǎn)三相短路電流的計(jì)算 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí) x* （k=x* 1ma +x* 2=x* 3=.1+.1578+4=6578 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí) x*“ （k=x* 1mi+x* 2+x* 3=.2+.1578+4=7578 因此，三相短路電流及短路容量各為

33、i（3） k-=id2/x*k-=5/6578=32ka i3k-=id2/x*“k-=5/7578=13ka i3 k=i“3 k-=i3 k-2=i3 k-2=32ka i3=i“3 k=i3k-=13ka i3 sh=55i3 k-=55*32=47ka s3 k-2=sd/x*k-=1/6578=6.32mva 上述短路電流計(jì)算結(jié)果，如表6所示。2繼電器保護(hù)的整定 對(duì)于線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時(shí)限的過(guò)電保護(hù)和瞬時(shí)機(jī)構(gòu)，使斷路器跳閘，切除短路故障部分。對(duì)于單相接地保護(hù)可才用絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變配電所的高壓母線上，動(dòng)作于信號(hào)。原則帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流iop,應(yīng)躲過(guò)線路的最大負(fù)

34、荷電流；電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流即速斷電流iqb應(yīng)按躲過(guò)它所保護(hù)線路的末端的最大短路電流ik.max來(lái)整定。變壓器過(guò)電流保護(hù)和速斷保護(hù)繼電器采用dl-15/1，動(dòng)作時(shí)限設(shè)為1s。ta的變相比ki=5/35=143 所以采用15/5a， 計(jì)算電流ii=2*seb/3un=2*5/3*35=1697 過(guò)電流保護(hù): iopkrelkwik.max/kreki=311697/.83=94a 整定動(dòng)作電流為9a，過(guò)電流保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流為iopl=ki/kw*iop=3*9=27a 靈敏度校驗(yàn)ks=ik.min/iopl=.87*13*13/27=1.85 wl2過(guò)電流保護(hù)整定滿足要求。速斷保護(hù)ike(2

35、)=32*13*1/35=9457 iop.ka=kel.kw/ki*ike(2)=3*1/3*948357=41a 速斷電流倍數(shù)整定為 nqb=41a/1a=11 整定動(dòng)作倍數(shù)11倍，iopl（qb）=11*27=117a 靈敏度校驗(yàn)ks=ik.min(2)/iopl=36*.87*13/117=425 wl2過(guò)電流速斷保護(hù)整定滿足要求。第五章 電氣設(shè)備的選擇 根據(jù)上述短路電流計(jì)算結(jié)呆，按正正常工作條件選項(xiàng)擇和按短路情況校驗(yàn)確定的總降壓變電所高、低壓電氣設(shè)備如下（1） 主變35ka側(cè)高備如表7所示。表7 35kv側(cè)電氣設(shè)備 設(shè)備名稱及型號(hào) 計(jì)算數(shù)據(jù) 高壓斷路器sw2-35/1 隔離開(kāi)關(guān)jdj

36、j-35 電壓互感器lcw-35 電流互感器lcw-35 避雷器/（mva） u=35kv 35kv 35kv 35kv 35kv 35kv i3=sn/ un1=848a 1a 6a 15/5 i3 k-1=5ka 28ka k3 k-1=389mva 15mva i3 shk=143ka 64ka 5ka 1* *15=22ka i32t ma=52*.7 i2 tt=282*4 142*5 i2 tt=(65*.15)2*1（2）主變1kv側(cè)設(shè)備（主變壓器低壓側(cè)及備用電源進(jìn)線）如表8所示。該設(shè)備分別組裝在兩套高壓開(kāi)關(guān)柜gg-1a（f）中。其中1kv母線按經(jīng)濟(jì)電流密度選為lmy-3（5*5）鋁母線，其允許電流74a大于1kv側(cè)計(jì)算電流287a，動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定均滿足要求1kv側(cè)設(shè)備的布置、排列順序及用途如圖12-2所示。表8 1kv側(cè)電氣設(shè)備（變壓器低壓側(cè)及備用電源進(jìn)線） 設(shè)備名稱及型號(hào) 計(jì)算數(shù)據(jù) 高壓斷路器sn 1-1i/6 隔離開(kāi)關(guān)gn8-1t/6 電流互感器laj-1/d 隔離開(kāi)關(guān)gn6-1t/6 備注 u=1kv 1kv 1kv 1kv 1kv 采用gg-1a（f）高壓開(kāi)關(guān)柜 i3=sn/ un2=287a 6a 6a 4/5，3/5 6a i3 k2=32ka 16ka 3ka 3ka i