供電工程課程方案設(shè)計書.docx

1、前言電能是現(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(zhuǎn)換而來，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單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應(yīng)用極為廣泛。在工廠里，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?。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)過程自動化。從另一方面來說，如果

2、工廠的電能供應(yīng)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(shè)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(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)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求：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)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。3. 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求 .4. 經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資

3、要少，運行費用要低，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、當前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。課程設(shè)計是學(xué)習(xí)中的一個重要環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計可以鞏固本課程理論知識，掌握供配電設(shè)計的基本方法，通過解決各種實際問題，培養(yǎng)獨立分析和解決實際工程技術(shù)問題的能力，同時對電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解，在計算、繪圖、設(shè)計說明書等方面得到訓(xùn)練，為今后的工作奠定基礎(chǔ)。本設(shè)計可分為九部分：用戶負荷計算和無功功率計算及補償；變電所位置和形式的選擇；確定主接線方案；短路電流的計算；變電所一次設(shè)備的選擇與校驗；

4、用戶電源進線及用戶高壓配電、低壓配電線路的選擇；保護裝置的選擇和其整定裝置的計算；心得和體會；附參考文獻。由于設(shè)計者知識掌握的深度和廣度有限，本設(shè)計尚有不完善的地方，敬請老師、同學(xué)批評指正。1、 設(shè)計應(yīng)遵循的原則及原始資料11 供配電設(shè)計應(yīng)遵循的原則供配電設(shè)計應(yīng)根據(jù)上級批文的內(nèi)容，依據(jù)建設(shè)單位的具體設(shè)計要求和工藝設(shè)計所提出的具體條件進行，并遵循以下原則：（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策。必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關(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)濟政策。如國家標準 GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、 GB50053-94 10kV 及以下設(shè)計規(guī)范、 GB50054-

5、95 低壓配電設(shè)計規(guī)范等的規(guī)定。（2）安全可靠、先進合理。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(yīng)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(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠近結(jié)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(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。供配電設(shè)計是整個用戶設(shè)計中的重要組成部分。用戶供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到用戶的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事供配電工作的人員，有必要了解和掌握供配電設(shè)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。12 本設(shè)計的原始資料1 2.1

6、工廠負荷情況該船用柴油機廠擁有鑄鍛、熱處理、機械加工、冷作焊接、工具動力、裝配試車等車間及汽車沖壓件分廠，配有熱工儀表化實驗、長度計量、柴油機測試、分離機測試、計算機中心等質(zhì)量控制與生產(chǎn)管理系統(tǒng)。工廠主要產(chǎn)品有柴油機、分離機、濃縮機、膠乳機及汽車底盤及相關(guān)件。柴油機產(chǎn)品廣泛用于船用主機、船舶電站、陸用電站。公司為三班制全年連續(xù)生產(chǎn)，年最大負荷利用小時數(shù)為 5600h。大部分用電設(shè)備要求不間斷供電。負荷統(tǒng)計資料如表 1 所示。表 1 負荷統(tǒng)計資料編號車間名稱設(shè)備容量 /kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄鍛車間16000 500 652熱處理車間14000 560 753機械加工車間 19800 300 6

7、54機械加工車間 29000 300 655冷作焊接車間6500 350 706工具動力車間7200 650 657裝配試車車間6000 300 758模具車間8700 500 659汽車沖壓件分廠15900 600 7010辦公、食堂4200 450 8011廠區(qū)照明2000 500 851.2.2、供電電源情況按照公司與當?shù)仉姌I(yè)部門簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本公司可由附近兩個地區(qū)變電站取得工作電源。其中甲站為110/35/10kV 變電站，有 35kV 和 10kV 兩種電壓的出線可供公司選用，距公司約為5km；乙站為 110/10kV 變電站，可向公司提供所需的 10kV 電源，距公司約為

8、7km。變電站其他相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：變電站及母線Sk3. max (MVA)Sk3.min (MVA)備注35kV 母線500300甲站10kV 母線400260繼電保護整定時間要求不大于2.0s乙站10kV 母線3002001.2.3、供用電協(xié)議要求（ 1）以 35kV 向公司供電時，公司的功率因數(shù)不應(yīng)小于0.9；以 l0kV 向工廠供電時，公司的功率因數(shù)不應(yīng)小于0.95。（2）按兩部電價制交納電費 ,基本電價 20元/千伏安 /月，電度電價 0.5元 /度。1.2.4、工廠自然條件年最高氣溫 39，年平均氣溫 23，年最低氣溫 -5, 年最熱月平均最高氣溫 33，年最熱月平均氣溫 26，年最

9、熱月地下 0.8m 處平均溫度 25主導(dǎo)風(fēng)向為南風(fēng)，年雷暴日數(shù) 52。平均海拔 22m，地層以砂粘土為主。1.3 全廠供電系統(tǒng)草圖根據(jù)設(shè)計要求， 35KV 采用內(nèi)橋接線， 6KV 采用單母線分段接線 ,見圖 1.1.圖 1.1.采用內(nèi)橋接線的特點是：線路的投切比較方便，變壓器的投切比較復(fù)雜。單母線分段接線的特點是：母線分段后，對于重要用戶可由分別接于兩段母線上的兩條出線同時供電，當任一組母線故障或檢修時，重要用戶仍可通過正常母線段繼續(xù)供電，而兩段母線同時故障檢修的概率很小，大大提高了對重要用戶的供電可靠性 。2、電力負荷的計算2.1 負荷計算負荷計算是指導(dǎo)體通過一個等效負荷時，導(dǎo)體的最高溫升正

10、好和通過實際的變動負荷時其產(chǎn)生的最高溫升相等，該等效負荷就稱為計算負荷。工業(yè)企業(yè)電力負荷計算的主要目的是：(1)、全廠在工程設(shè)計的可行性研究階段要對全廠用電量作出估算以便確定整個工程的方案。(2)、在設(shè)計工廠供電系統(tǒng)時，為了正確選擇變壓器的容量，正確選擇各種電氣設(shè)備和配電網(wǎng)絡(luò)，以及正確選擇無功補償設(shè)備等，需要對電力負荷進行計算。用電設(shè)備組計算負荷的確定工程上常用方法有需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法簡單方便，計算結(jié)果基本符合實際。用電設(shè)備臺數(shù)較多，各臺設(shè)備容量相差不懸殊時，宜采用需要系數(shù)法，一般用于干線，配變電所的負荷計算。二項式法的應(yīng)用局限性較大，但在確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別懸殊的分支干線

11、的計算負荷時，較之需要系數(shù)法合理，且計算也較方便。此處只介紹需要系數(shù)法。1單組用電設(shè)備組計算負荷有功計算負荷（ kW ）： P30K d Pe無功計算負荷（ kvar）： Q30P30tan視在計算負荷（ kVA) ： S30P30 / cos計算電流（ A ）：I 30S30/(3)U N式中， K d 為需要系數(shù)，Pe 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)一的負荷持續(xù)率下），cos為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)； tan為對應(yīng)于 cos的正切值。2多組用電設(shè)備組計算負荷結(jié)合具體情況對其有功負荷和無功負荷分別計入一個同時系數(shù)K p 和 K q ：對車間干線，可取K p

12、0.85 0.95，K q0.90。0.97對低壓母線，分兩種情況：由用電設(shè)備組計算負荷相加來計算時，可取K p0.80 0.90， K q0.85 0.95；由車間干線計算負荷相加來計算時，可取K p0.90，0.93。0.95 K q0.97有功計算負荷： P30K pP30,i總的無功計算負荷為：Q30K q Q30,i視在計算負荷： S30P302Q302計算電流： I 30 S30 /3U N按照以上公式可計算出各車間的電力負荷情況。各車間電力負荷計算如表1:表 1 電力負荷計算表設(shè)備容需要功率因tan(計算負荷計算廠房名數(shù)量系數(shù)點稱(cos ）Pc/ kWQc/ kvarSc/ k

13、VAIc/APe/kW(Kd)曲頸瓶3580.650.800.75232.70174.53290.88441.94車間鋁蓋車2200.600.701.02132.00134.67188.57286.50間印刷車3200.550.651.17176.00205.77270.77411.39間pvc 車2800.500.800.75140.00105.00175.00265.88間裝訂車1500.200.750.8830.0026.4640.0060.77間食堂、300.600.601.3318.0024.0030.0045.58鍋爐房倉庫150.300.850.624.502.795.298.0

14、4辦公區(qū)200.800.900.4816.007.7517.7827.012.2、無功功率計算補償2.2.1提高功率因數(shù)的意義在工業(yè)企業(yè)電力用戶中，絕大多數(shù)用電設(shè)備都呈現(xiàn)電感性，比如感應(yīng)電動機、感性變壓器、電焊機、電弧爐及氣體放電燈等，需要從電力系統(tǒng)中吸取無功功率，從而導(dǎo)致功率因數(shù)降低，而且將會帶來以下后果。（1）電力網(wǎng)中輸電線路上的有功功率損耗和電能損耗；（2）使電力系統(tǒng)內(nèi)的電氣設(shè)備容量不能充分利用；（3）功率因數(shù)過低還將使線路的電壓損耗增大。因此，電力系統(tǒng)功率因數(shù)的高低是相當重要的，必須設(shè)法提高電網(wǎng)中各個部分的功率因數(shù)，以充分利用電力系統(tǒng)內(nèi)各發(fā)電設(shè)備和變電設(shè)備的容量，增加其輸電能力，減小供

15、電線路導(dǎo)線的截面，節(jié)約有色金屬，減少電網(wǎng)中的功率損耗和電能損耗，并降低線路中的電壓損失和電壓波動，以達到節(jié)約電能和提高供電質(zhì)量的目的。當功率因數(shù)提高時，無功功率和視在功率減小，從而使負荷電流相應(yīng)減小。這就可使供電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損失降低，并可選用較小容量的電力變壓器、開關(guān)設(shè)備和較小截面的電線電纜，減少投資和節(jié)約有色金屬。因此，提高功率對整個供電系統(tǒng)大有好處。最大負荷時的功率因數(shù)是指在年最大負荷（即計算負荷）時的功率因數(shù)，按下式計算cosPcSc我國供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定：容量在100KvA 及以上高壓供電的用戶，最大負荷時的因數(shù)不得低于 0.9, 如果達不到要求，剛必須進行無功補償。本設(shè)計要求不

16、得低于 0.92 。因此，在進行供電設(shè)計時，可用此功率因數(shù)來確定需要無功補償?shù)淖畲笕萘俊?.2.2無功補償方案論證根據(jù)該藥用包裝廠的具體情況，可提出以下無功補償?shù)姆桨?，對這些方案進行比較和論證后，選擇最合理的方案。（1）方案一：采用電力電容器進行無功補償在傳統(tǒng)供配電系統(tǒng)中普遍采用并聯(lián)電容器的方法來進行無功補償。根據(jù)電容器安裝的位置不同，可分為高壓集中補償、低壓集中補償和分散地就地補償（個別補償）三種。高壓集中補償補償效果不如后兩種補償方式，但初投資較少，便于集中運行維護，而且能對企業(yè)高壓側(cè)的無功功率進行有效補償，以滿足企業(yè)總功率因數(shù)的要求，所以在一些大中型企業(yè)中應(yīng)用。低壓集中補償補償效果較高壓

17、集中補償方式好，特別是它能減少變壓器的視在功率，從而可使主變壓器容量選得較小，因而在實際工程中應(yīng)用相當普遍。分散地就地補償補償效果最好，應(yīng)優(yōu)先采用。但這種補償方式總的投資較大，且電容器組在被補償?shù)脑O(shè)備停止運用時，它也將一并被切除，因此其利用率較低。這種方式特別適用于負荷平穩(wěn)、長期運行而容量又大的設(shè)備，如大型感應(yīng)電動機、高頻電爐等。不過，對于供電系統(tǒng)中高壓側(cè)的其本無功功率的補償，仍宜采用高壓集中補償和低壓集中補償?shù)姆绞?。?）方案二：采用靜止型無功補償裝置（SVC）進行無功補償為了減少無功功率沖擊引起的電壓閃變，國內(nèi)普遍采用一種靜止無功功率補償裝置（ SVC）進行無功功率補償。 SVC 在調(diào)節(jié)的

18、快速性、功能的多樣性、工作的可靠性、投資和運行費用的經(jīng)濟性等方面具有顯著的優(yōu)點。靜止無功補償裝置（ SVC）包括晶閘管控制電抗器（ TCR）和晶閘管投切電容器（ TSC），以及這兩者混合裝置（ TRC+TSC）等。該裝置有能校正動態(tài)無功負荷的功率因數(shù)、改善電壓調(diào)整、穩(wěn)定母線電壓、減少電壓閃爍、減少電壓和電流不平衡等作用。由于在不同的應(yīng)用場合，對補償裝置容量的要求不一樣，該裝置可根據(jù)不同的控制目標來采用不同的控制策略。（3）最終方案的確定由于該廠屬二級負荷，擬建四個車間變電所，其中一個和高壓配電所建在一塊。為了使變壓器容量選的更小，故采用低壓集中補償方式，即在每個車間變電所進行無功補償。最后再計

19、算高壓側(cè)的功率因數(shù)，若達不到預(yù)期要求，則在高壓側(cè)再次進行無功補償。2.2.3無功補償裝置的選擇及補償后的計算負荷由表 1 可知該廠 380V 一側(cè)最大功率 Pc=749.2kW，最大無功功率 Qc=680.95kvar ，最大視在功率 Sc=1018.29kV A，考慮到車間有 8 個，所以采用 1 個變電所，變電所帶 8 個車間的型式并且選用的自愈式低壓并聯(lián)電力電容器，以下變電所的無功補償方案。如表 2 所示 :表 2 變電所（電力負荷計算表）計算Pc Qc,i同時功率因，數(shù)點/kvarPc/kW Qc/kvar Sc/kVAIc/Ai/kW系數(shù)(cos )補 償Kp=前 C10.95點 計

20、749.2 680.95 711.74 660.53 971.01 1,475.3 0.73 Kq=算 負0.97荷補償容量 QNc1/kvar354.48-360實際取 12 組*30kvar=360kvar補償后 C1點計算負荷711.74 300.53 772.59 1173.82 0.92故選擇 GCS-34 型低壓無功補償柜 (主柜 )（BCMJ-04-30-3E ）和 GCS-35 型低壓無功補償柜 (輔柜 )（BCMJ-04-30-3E）進行無功補償。2.3 變壓器型號的選擇電力變壓器是供電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是升壓或降壓以利于電能的合理輸送、分配和使用，對變電所主接線的

21、形式及其可靠性與經(jīng)濟性有著重要影響。所以，正確合理地選擇變壓器的類型、臺數(shù)和容量，是主接線設(shè)計中一個主要問題。因為該廠屬于二級負荷，絕大多數(shù)負荷均為感性。為了車間之間供電不相互影響，故初步打算建選八臺變壓器，機鉗車間、鑄鋼車間、鉚焊車間各兩臺，實驗間和綜合樓共選兩臺?？紤]到變壓器在廠房建筑內(nèi)，故選用低損耗的SC系列變壓器。由于工廠屬于三級負荷，并且取得10kV 母線作為電源，所以變電所選用10kV/0.38kV 直降變電所。綜合考慮以下幾種因素后：1、便于維護與檢查；2、便于進出線； 3、保證運行安全；4、節(jié)約土地與建筑費用；5、適應(yīng)發(fā)展要求。根據(jù) C1 點的視在計算負荷 Sc=772.59

22、kV A 。又考慮到工廠以后的發(fā)展，所以選用 1 臺 10（15%）/0.4kV SC(B)10 型變壓器，具體參數(shù)如表 2-3 所示：表 3 變壓器參數(shù)表 2-4 計算點 B1 的負荷額定容量空載損耗短路損耗阻抗電壓空載電流SN/kVA0/Wk/WUk%I 0%PP10001550709060.6變壓器功率損耗（ Sc=772.59KV*A,S NT =1000KV*A)計算點P0/kWPk /kWI 0%Uk %PT/kWQT/kvarB11.557.090.606.005.7841.81有功功率計算無功功計算負視在功率計算高壓側(cè)計算電負荷 Pc/kW荷 Qc/kvar負荷 Sc/kV*A

23、功率因素 cos流 Ic/A717.52342.34795.0145.900.903、短路電路的計算短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。對于工廠供電系統(tǒng)來說，常將電力系統(tǒng)當作無限大容量電源。常用的計算方法有歐姆法（有稱有名單位制法）和標幺制法（又稱相對單位制法）。在本設(shè)計中取三個短路點，分別是：主變壓器高壓側(cè)，變壓器低壓側(cè)以及6KV線路 末端 。 計算方 法采 用標幺制法， 取 Sd100MVA,U d U av , 電纜X 00.08 / km,架空線 X 0 0.4/ km

24、.3.1 用標么值法計算短路電流3.1.1 供配電系統(tǒng)中各主要元件電抗標么值（1）電力系統(tǒng)的電抗標么值。電力系統(tǒng)電抗X S ，可由系統(tǒng)的短路容量 Sk求取最大運行方式下： X S*. minX S / ZdU c2U c2SdSk. maxSdSk. max最小運行方式下： X S*. minX S / Z dU c2U c2SdSk. minSdSk. min（ 2）電力變壓器的電抗標么值。電力變壓器的電抗值X T 可由其短路電壓U k % 近似的計算，即X T*XT / Z dU k % U c2U c2U k %Sd100 SNSd100SN式中， SN 為變壓器的額定容量。（3）電力線

25、路的電抗標么值*X WL / Z dU c2SdX WLx0 lx0lSdU c2式中， l 為線路的長度（ km）； x0 為線路單位長度的電抗（/ km）。如數(shù)據(jù)不詳，可按下表取線路電抗的平均值。表 電力線路每相的單位長度電抗平均值（單位： / km ）線路電壓線路結(jié)構(gòu)220/380V6 10 kV35kV架空線路0.320.350.40電纜線路0.0660.080.123.1.2 短路計算點選擇按照需要校驗的設(shè)備安裝位置及繼電保護所需選擇短路計算點，一般選擇為變壓器的高壓側(cè)和低壓側(cè)。如：短路計算電路圖短路等效電路圖3.1.3三相短路電流計算無限大容量系統(tǒng)三相短路周期分量有效值得標幺值按下

26、式計算。I（k3）*I（k3） / I dU cSdU c213X3U cSd XX *三相短路電流周期分量有效值（ ）（ ）I d / X *I k3I k3 * I d（3）I（3）（3）（3）（3）求得 I k 后，即可利用前面得公式求出、 I 、 i sh和 Ish 等。三相短路容量的計算公式為（ ）（ ）3U c I d / X *Sd / XSk33U c I k3*在工程設(shè)計說明書中，常將短路計算結(jié)果列成短路計算表，如：短路計算結(jié)果表（針對上圖）總電抗三相短路電流 /kA三相短路短路計算點標幺值容量 /MV*AX* I k（ 3）I（3）I (3)i sh(3)I sh(3)Sk

27、（ 3）MIN0.916.076.076.0715.499.17110.41K-10.826.736.736.7317.1610.16122.33MAXMIN6.9120.9020.9020.9047.2427.3814.48K-26.8221.1721.1721.1747.8527.7414.67MAX3 1.4 兩相短路電流的計算無限大容量系統(tǒng)中的兩相短路電流，可在求出三相短路電流后利用下式直接求得。I（k2）3I（k3）0.866I k(3)23.1.5 單相短路電流的計算在工程設(shè)計中，可利用下式計算單相短路電流，即I k(1)UZ 0式中， U為電源相電壓；Z 0 為單相短路回路的阻抗

28、 模 ，可查有關(guān)手冊，或按下式計算Z 0(RT R 0)2( X TX 0)2式中， R分別為變壓器單相的等效電阻和電抗；R 0、X0 分別為相線與 N、X線或 PE或 PEN線的回路（短路回路）的電阻和電抗，包括回路中低壓斷路器過流線圈的阻抗、開關(guān)觸頭的接觸電阻及電流互感器一次繞組的阻抗等，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本。3.2 短路校驗3.2.1 短路動穩(wěn)定度的校驗條件對于一般電氣設(shè)備，因為其中載流部分的結(jié)構(gòu)尺寸為定值，所以短路電流通過時產(chǎn)生的電動力只與短路電流的大小有關(guān)。而電氣設(shè)備在出廠前，通過實驗已得出其動穩(wěn)定電流，因此一般電氣設(shè)備的動穩(wěn)定度校驗條件為imaxi sh(3)或I max I s

29、h(3)式中， i max 為電氣設(shè)備的動穩(wěn)定電流（極限通過電流）峰值；I max 為電氣設(shè)備的動穩(wěn)定電流（極限通過電流）峰值有效值。imax 和 I max 可由有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本查得。其他設(shè)備和導(dǎo)體如絕緣子、硬母線等的動穩(wěn)定度校驗條件，可查閱有關(guān)設(shè)計手冊。電纜因其結(jié)構(gòu)特點決定其機械強度較好，一般無須校驗短路動穩(wěn)定度。3.2.2 短路熱穩(wěn)定度的校驗條件對于一般電氣設(shè)備，因其載流導(dǎo)體材料、長度及截面都已確定，所以短路電流通過時產(chǎn)生的熱量Qk 只與短路電流和短路電流通過的時間有關(guān)。同樣，電氣設(shè)備在出廠前，通過實驗已得出其熱穩(wěn)定電流和熱穩(wěn)定時間，因此一般電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定度校驗條件為2tI( 3)2

30、I ttima式中， It 為電器的熱穩(wěn)定電流； t 為電器的熱穩(wěn)定時間。 It 和 t 可由有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本查得。對母線及絕緣導(dǎo)線和電纜等導(dǎo)體的熱穩(wěn)定度校驗條件k. maxk式中，k .max 為導(dǎo)體在短路時的最高允許溫度。要確定k 比較麻煩，因此也可根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求來確定其最小允許截面。即導(dǎo)體滿足熱穩(wěn)定的等效條件為A AminI (3)t imaC式中， A 為導(dǎo)體截面積（mm2）； Amin 為導(dǎo)體滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面積（ mm2 ）； I (3) 為三相短路穩(wěn)態(tài)電流（A ）； C 為導(dǎo)體的熱穩(wěn)定系數(shù)（為1A s2 / mm2 ）。4、變配電所主接線方案的設(shè)計4.1 設(shè)計原則

31、與要求應(yīng)根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位、進出線回路數(shù)、設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件確定。并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟等要求 。1安全性（ 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；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)符合電力負荷特別是一、二級負荷對供電可靠性的要求。一級負荷要求由兩個電源供電，二級負荷，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。（

32、2）變電所的非專用電源進線側(cè)，應(yīng)裝設(shè)帶短路保護的斷路器或負荷開關(guān)（串熔斷器）。當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。3靈活性主接線應(yīng)能適應(yīng)供配電系統(tǒng)各種不同的運行方式（如變壓器經(jīng)濟運行方式、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）需帶負荷切換主變壓器的變電所，高壓

33、側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負荷開關(guān)。4經(jīng)濟性在滿足上述技術(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）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。4.2 變配電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟指標1主接線方案的技術(shù)指標（ 1）供電的安全性。主接線方案在確保運行維護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

34、波。2主接線方案的經(jīng)濟指標（ 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、運輸費、管理費、基建安裝費等，可按當?shù)仉姎獍惭b部門的規(guī)定計算，其中安裝費可參照全國統(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。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)的年運行費。包括線路和設(shè)備的折舊費、維修管理費和電能損耗費。線路和設(shè)備的折舊費、維修管理費通常取為線路和設(shè)備綜合投資額的 4 6。電能損耗費，根據(jù)線路和變壓器的年電能損耗計算。（ 3）供電貼費（系統(tǒng)增容費）。有關(guān)法規(guī)規(guī)定申請

35、用電，用戶需一次性向供電部門交納供電貼費，按新裝變壓器容量計算，各地規(guī)定不一樣。4.3 主接線方案的設(shè)計因為工廠是三級負載且考慮到經(jīng)濟因素，故選擇單母線接線方式單母線接線方式的優(yōu)點：簡單、清晰、設(shè)備少、運行操作方便且有利于擴建。如圖 3-1 和表 3-1 所示圖 3-1 主接線方案表 3-1 主接線方案出線1出線2出線3出線4曲頸瓶車間鋁蓋車間印刷車間Pvc 車間出線5出線6出線7出線8食堂、鍋裝訂車間倉庫辦公區(qū)爐房4.3.1 高壓主接線 （ 10kV ）左側(cè)電纜引入、右側(cè)電纜引出柜列編號NO.1NO.2NO.3NO.4柜名進線柜計量柜互感器柜出線柜柜型及方案編號KYN28-12(Z)-005

36、KYN28-12(Z)KYN28-12(Z)-050KYN28-12(Z)-001-064主接線方案真空斷路器 VS1 或VD4一次電流互感器 LZZBJ9-12/150b主要電壓互感器 JDZ10設(shè)備JDZX10高壓熔斷器 XRNP-10元件接地開關(guān) JN15避雷器 HY5W113322333134.3.2 低壓側(cè)接線柜列編號NO.1NO.2NO.3NO.4柜名進線柜無功補償柜（主）無功補償柜出線柜（輔）柜型及方案編號GCS（BWL2)-01GCS（ BWL2)-34GCS（ BWL2)-35GCS（ BWL2)-06主接線方案負荷容量1,475.3A630kvar630kvar1173.8

37、2A采用 GCS（ BWL2 ）型低壓抽出式開關(guān)柜GCS 低壓抽出式開關(guān)柜：具有較高技術(shù)性能指標、能夠適應(yīng)電力市場發(fā)展需要，并可與現(xiàn)有引進的產(chǎn)品競爭。根據(jù)安全、經(jīng)濟、合理、可靠的原則設(shè)計的新型低壓抽出式開關(guān)柜，還具有分斷、接通能力高、動熱穩(wěn)定性好、電氣方案靈活、組合方便、系列性實用性強、結(jié)構(gòu)新穎、防護等級高等特點。5、配電線路及導(dǎo)線的選擇在本設(shè)計中，為了保證導(dǎo)線和電流選擇的可靠安全和經(jīng)濟，我們分別對架空線按允許載流量、允許電壓損失、經(jīng)濟電流密度、機械強度進行計算，選出截面積最大值為架空線的截面積。對電纜按允許載流量、允許電壓損失、經(jīng)濟電流密度、熱穩(wěn)定性進行計算，選出截面積最大值為電纜的截面積。

38、為了保證供配電系統(tǒng)安全經(jīng)濟地運行，選擇導(dǎo)線和電纜截面時，一般應(yīng)考慮的條件包括導(dǎo)線的發(fā)熱、機械強度、電壓損失以及線路造價和運行費用。對電纜線路，應(yīng)還校驗其短路熱穩(wěn)定。對低壓線路，還應(yīng)滿足與其保護設(shè)備的配合要求。（ 1）按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜的截面線路計算電流為 I=45.90A10mm2截面的VV 型電纜在25的載流量為65A ，大于45.90A，因此，選擇VV22-0.6/1-4 10 型電纜。 r0=2.035 /km ， x0=0.087 /km（ 2） 按電壓損失條件進行校驗按電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面，是要保證所選導(dǎo)線截面在實際線路中通過負荷電流產(chǎn)生的電壓損失不超過線路允許的電壓損失，

39、即U %U al %式中U % 為線路實際電壓損失百分數(shù)；U al % 為線路允許的電壓損失百分數(shù)。集中負荷的三相線路電壓損失計算式為U %1n2pi Ri qi X i10UNi 11nPi ri Qi xi或U %10U N2i 1若全線的導(dǎo)線型號規(guī)格一致，則1nnU %r0pi Lix0qi Li10U2Ni 1i1式中 r0、x0 分別為導(dǎo)線單位長度的電阻和電抗值；Ri、X i 分別為各負載點至供電首端部分線路的電阻、電抗值（ /km）； Li為各負載點至供電首端線路的長度（km）。U %11(717.522.0351342.34 0.0871) 1.49 52 (PR QX)1021

40、0U N10因此，所選電纜截面滿足電壓損失要求。6、開關(guān)柜設(shè)備的選擇6.1 高壓開關(guān)柜KYN 系列：KYN 28-12(Z) 型戶內(nèi)金屬鎧裝移開式開關(guān)設(shè)備KYN28-12型鎧裝移開式戶內(nèi)交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備（以下簡稱開關(guān)設(shè)備），系3.612kV 三相交流50Hz 單母線及單母線分段系統(tǒng)的成套配電裝置，主要用于發(fā)電廠、中小型發(fā)電機送電、工礦企事業(yè)單位配電以及電業(yè)系統(tǒng)的二次變電所的受電、送電及大型高壓電動機起動等，既可配用ABB 公司的 VD4 斷路器，又可配用國產(chǎn)VS1 真空斷路器，實為一種性能優(yōu)越的配電裝置。主電路接線方案方案編號001002003004005主接線方案柜體尺寸額定電流（ A

41、）真空斷路器或 VD4800X1500X2300 800X1500X2300 800X1500X2300 800X1500X2300 800X1500X2300 1000X1500X2300 1000X1500X2300 1000X1500X2300 1000X1500X2300 1000X1500X2300 6303150VS111111一次主要電流互感器2233設(shè)備 LZZBJ9-12/150b2元件接地開關(guān) JN15111避雷器 HY5W3回路名稱受電、饋電受電、饋電受電、饋電受電、饋電受電、饋電備注額定電流 1600A及以上，則柜寬為1000mm方案編號006007008009010主

42、接線方案柜體尺寸800X1500X2300800X1500X2300800X1500X2300800X1500X2300800X1500X23001000X1500X2300 1000X1500X2300 1000X1500X2300 1000X1500X2300 1000X1500X2300額定電流（ A ）6303150一真空斷路器 VS1或1111次 VD41主電 流 互感 器 LZZBJ9-要32222設(shè) 12/150b備接地開關(guān) JN15111元避雷器 HY5W3件回路名稱受電、饋電聯(lián)絡(luò)（右）聯(lián)絡(luò)（右）聯(lián)絡(luò)（左）聯(lián)絡(luò)（左）備注額定電流 1600A及以上，則柜寬為1000mm6.2 低

43、壓開關(guān)柜GCS 系列：GCS 低壓抽出式開關(guān)柜：具有較高技術(shù)性能指標、能夠適應(yīng)電力市場發(fā)展需要，并可與現(xiàn)有引進的產(chǎn)品競爭。根據(jù)安全、經(jīng)濟、合理、可靠的原則設(shè)計的新型低壓抽出式開關(guān)柜，還具有分斷、接通能力高、動熱穩(wěn)定性好、電氣方案靈活、組合方便、系列性實用性強、結(jié)構(gòu)新穎、防護等級高等特點。主電路接線方案：7、繼電保護及一些防雷保護措施7.1供電系統(tǒng)的繼電保護在供電系統(tǒng)中發(fā)生故障時，必須有相應(yīng)的自動保護裝置，或?qū)⒐收喜糠旨词沟貜南到y(tǒng)中切除，以保障非故障部分的繼續(xù)工作；或發(fā)出報警信號，以便值班人員檢查并采取消除故障的措施。這種保護裝置的核心可以是繼電器、電子元件電路或微處理器。由于電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣的老化、遭受雷擊、外力破壞損壞或工作人員的誤操作等原因，可能使運行中的電力系統(tǒng)發(fā)生故障和造成不正常運行狀況。最常見的故障是各種形式的短路，各種短路均會產(chǎn)生很大的短路電流，同時使電力系統(tǒng)的電壓水平降低，從而引發(fā)很多嚴重的后果。在電力系統(tǒng)中，除應(yīng)采取各項積極措施消除或減少發(fā)生故障的可能性以外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運行的最有效方法之一。切除故障的時間常常要求小到十分之幾甚至百分之幾秒，因此只有在電氣元件上裝設(shè)保護裝置才有可能滿足這一要求。這種保護裝置大多由繼電器及其附屬裝置構(gòu)成的，故稱為繼電保護裝置。繼