《建筑供配電與照明》課程設(shè)計(jì)某食品廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)

1、工廠配電課程設(shè)計(jì) 名 稱： 某食品廠供配電 班 級： 1002 學(xué) 號：0000000000000000 姓 名： 217227 指導(dǎo)教師： 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑供配電與照明課程設(shè)計(jì)任務(wù)書某食品廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）： 1課程設(shè)計(jì)（論文）要求 要求根據(jù)本廠所能取得的電源10kv，繪出設(shè)計(jì)圖紙。2課程設(shè)計(jì)（論文）原始數(shù)據(jù)（資料） 工廠總平面圖食品廠總平面圖 工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大利用負(fù)荷小時(shí)為30000h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負(fù)荷外，其余均屬三級負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380

2、v。電氣照明及家用電器均為單相，額定電壓為220v。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如下表所示。工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料廠房編號廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kw需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動(dòng)力3000.30.60照明50.71.02鍛壓車間動(dòng)力2000.20.60照明50.71.07金工車間動(dòng)力4000.20.65照明100.81.06工具車間動(dòng)力2000.20.60照明50.71.04電鍍車間動(dòng)力1500.40.70照明50.71.03熱處理車間動(dòng)力1000.40.70照明50.71.09裝配車間動(dòng)力1000.30.70照明50.71.010機(jī)修車間動(dòng)力1000.20.60照明50.71.08鍋爐房動(dòng)力1000.40

3、.60照明20.71.05倉庫動(dòng)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(dāng)?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(dǎo)線牌號為lgj-120，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為1.5m；干線首端距離本廠約5km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為300mva。此斷路器配備有定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為1.2s。為滿足貫徹二級負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為100km，電纜線

4、路總長度為30km。 氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為35，年平均氣溫為25，年最低氣溫為-10，年最熱月平均最高氣溫為30，年最熱月平均氣溫為25，年最熱月地下0.8m處平均溫度為20。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)槲黠L(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。 地質(zhì)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(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(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為4元/kva，動(dòng)力電費(fèi)為0.40元/kwh，照明電費(fèi)為0.80元/kwh。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9。 一、緒論前 言課程設(shè)計(jì)是教學(xué)過程中的一個(gè)

5、重要環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計(jì)可以鞏固本課程理論知識，掌握供配電設(shè)計(jì)的基本方法，通過解決各種實(shí)際問題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力，同時(shí)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(jì)算、繪圖、設(shè)計(jì)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(jì)可分為八個(gè)部分：電力負(fù)荷計(jì)算、變壓器的設(shè)置、一次接線的設(shè)計(jì)、短路計(jì)算、電氣設(shè)備的參數(shù)與型號、總結(jié)、致謝、參考文獻(xiàn)。由于設(shè)計(jì)者知識掌握的深度和廣度有限，加之時(shí)間緊迫，本設(shè)計(jì)尚有不完善的地方，敬請老師、同學(xué)批評指正！（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(dòng)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

6、供應(yīng)用；電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。 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(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，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)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(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

7、對于國家經(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，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。（二）工廠供電的原則按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、gb50053-9410kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范、gb50054-95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)行政策必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，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(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)濟(jì)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

8、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)計(jì)的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。（三）設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟全廠總配電所及配電系統(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)工藝對負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問題。其基本內(nèi)容有以下幾方面。1、負(fù)荷計(jì)算和電容補(bǔ)償 全廠總配電所的負(fù)荷計(jì)算

9、，是在車間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。求出全廠高壓總配電所計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、顯示計(jì)算結(jié)果。按負(fù)荷計(jì)算求出總配電所的功率因數(shù)，通過查表或計(jì)算求出達(dá)到供電部門要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o功率。由手冊或產(chǎn)品樣本選用所需無功功率補(bǔ)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(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置高壓總配電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)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(fù)荷類別及對供電可靠性的要求進(jìn)行負(fù)荷計(jì)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(jì)，安裝容易維修方便。4、短路電流的計(jì)算，并選擇配電所的一次

10、設(shè)備及其校驗(yàn) 工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限大容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。求出各短路點(diǎn)的三相短路電流及相應(yīng)有關(guān)參數(shù)。參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對應(yīng)的額定值，選擇高壓配電設(shè)備，如斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗(yàn)，并列表表示。5、選擇電源進(jìn)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(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面選擇時(shí)必須滿足發(fā)熱條件：導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。6、整定繼電及并選擇二次回路保護(hù)

11、 為了監(jiān)視、控制和保證安全可靠運(yùn)行，各用電設(shè)備，皆需設(shè)置相應(yīng)的控制、信號、檢測和繼電器保護(hù)裝置。并對保護(hù)裝置做出整定計(jì)算。7、總配電所防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)參考本地區(qū)氣象及地質(zhì)資料，設(shè)計(jì)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(nèi)最熱月的平均溫度33。 地中最熱月的平均溫度為20。車間環(huán)境屬于正常干燥環(huán)境。 地質(zhì)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1m，本廠所在地區(qū)平均海拔800m。二、負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償（一）負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)將采用需要系數(shù)法予以確定。所用公式有： 有功功率 p=kp 無功功率

12、 q= ptan 視在功率 s= 計(jì)算電流 i= （二）負(fù)荷計(jì)算結(jié)果 見表2.1表2.1 某食品廠負(fù)荷計(jì)算表廠房編號廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kw需要系數(shù)功率因數(shù)tanpqsi1鑄造車間動(dòng)力3000.30.601.3390119.71150.010.23ka照明50.71.003.53.55.32a2鍛壓車間動(dòng)力2000.20.601.334053.266.67101.41a照明50.71.003.53.55.32a7金工車間動(dòng)力2000.20.601.334053.26.67101.41a照明50.71.003.53.55.32a6工具車間動(dòng)力2000.20.601.334053.266.6

13、7101.41a照明50.71.003.53.55.32a4電鍍車間動(dòng)力1500.40.701.026061.285.71103.38a照明50.71.003.53.55.32a3熱處理車間動(dòng)力1000.40.701.024040.857.1486.92a照明50.71.003.53.55.32a9裝配車間動(dòng)力1000.30.701.023030.642.8665.19a照明50.71.003.53.55.32a10機(jī)修車間動(dòng)力1000.20.601.332026.633.3350.72a照明50.71.003.53.55.32a8鍋爐房動(dòng)力1000.40.601.334053.266.671

14、01.41a照明20.71.001.41.42.13a5倉庫動(dòng)力100.20.601.3322.663.335.07a照明10.71.000.70.71.06a生活區(qū)照明2000.61.001201200.18總計(jì)動(dòng)力0.74511.9469.64694.707.51ka 照明105.1補(bǔ)償后0.96522.32193.884557.140.91ka（三）無功補(bǔ)償容量在工廠總配電所的10kv進(jìn)線側(cè)計(jì)量，工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9，,因此在配電所二次側(cè)進(jìn)行高壓無功集中補(bǔ)償，進(jìn)線側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)由0.74提高到0.96，要想達(dá)到0.95需取=0.96。二次側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為：=

15、511.9(0.740.96 )kvar536.42kvar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(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。2、進(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線。3、接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。4、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。5、不因設(shè)在有劇烈震動(dòng)或高溫的場所，無法避開時(shí)， 應(yīng)有防震和隔熱的措施。6、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。7、不應(yīng)設(shè)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(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的

16、正下方或正上方，且不應(yīng)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)行國家標(biāo)準(zhǔn)gb50058-1992爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。9、不應(yīng)設(shè)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(yīng)盡量接近負(fù)荷中心。工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來確定，計(jì)算公式為：x=p1x1+p2x2+p3x3+/p1+p2+p3+y=p1y1+p2y2+p3y3+/p1+p2+p3+通過計(jì)算工廠的負(fù)荷中心在電鍍車間地東南角?？紤]到周圍環(huán)境和進(jìn)出線方便，決定在電鍍車間的東側(cè)緊靠車間建造變電所。四、變電所主變壓器臺數(shù)和容量、類型的選擇（一）方案選

17、擇原則1、當(dāng)滿足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)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(shè)隔離開關(guān)；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(guān)。3、610kv固定式配電裝置的進(jìn)線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。4、采用610 kv熔斷器負(fù)荷開關(guān)固定式配電裝置時(shí)，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。5、由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計(jì)費(fèi)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(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺及以上變壓器：有大量一級或二級負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較大；集中負(fù)荷較大。結(jié)合本廠的情

18、況，考慮到二級重要負(fù)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每臺變壓器的容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： 1）任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足：2）任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足：，即滿足全部二、三級負(fù)荷需求。代入數(shù)據(jù)可得：=（0.60.7）1090=（654.6-763.7）。又考慮到本廠的氣象資料（年平均氣溫為），所選變壓器的實(shí)際容量：也滿足使用要求，同時(shí)又考慮到未來510年的負(fù)荷發(fā)展，初步取=1000 ?？紤]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：sc3-1000/10 ，其主要技術(shù)指標(biāo)如表4.1所示：表4.1 s9-800/10的主要技術(shù)

19、指標(biāo)變壓器型號額定容量/額定電壓/kv聯(lián) 結(jié) 組型 號損耗/kw空載電流%短路阻抗%高壓低壓空載負(fù)載s9-800/1080010.50.4dyn112.457.451.36（附：參考尺寸（mm）：長：1760寬：1025高：1655 重量（kg）：3410）五、變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)（一）變配電所主結(jié)線的選擇原則(1).當(dāng)滿足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。(2).當(dāng)變電所有兩臺變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。(3).當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺變壓器時(shí)，宜采用線路變壓器組結(jié)線。(4).為了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)

20、采用變壓器分列運(yùn)行。(5).接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；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(guān)。(6).610kv固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。(7).采用610 kv熔斷器負(fù)荷開關(guān)固定式配電裝置時(shí)，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。(8).由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計(jì)費(fèi)用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計(jì)量柜）。(9).變壓器低壓側(cè)為0.4kv的總開關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開關(guān)。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。(10).當(dāng)?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)

21、和母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時(shí)，在總開關(guān)的出線側(cè)及母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭。（二）主結(jié)線方案選擇降壓變電所主結(jié)線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。主結(jié)線對變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。(方案：高、低壓側(cè)均采用單母線分段。優(yōu)點(diǎn)：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(gè)回路，用兩個(gè)電路供電；當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)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(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離

22、開關(guān)檢修時(shí)該母線各出線須停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。方案：單母線分段帶旁路。優(yōu)點(diǎn)：具有單母線分段全部優(yōu)點(diǎn)，在檢修斷路器時(shí)不至中斷對用戶供電。缺點(diǎn)：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。方案：高壓采用單母線、低壓單母線分段。優(yōu)點(diǎn)：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對整個(gè)變電所的供電。缺點(diǎn)：在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)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(shí)雖經(jīng)濟(jì)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(fù)雜，它們的經(jīng)濟(jì)性能較差；采用方案一既滿足負(fù)荷供電要求又較經(jīng)

23、濟(jì)，故本次設(shè)計(jì)選用方案。六、短路電流的計(jì)算工廠供電系統(tǒng)要求正常的不間斷的對負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)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(yùn)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(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對地之間的電阻性短路。短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對單位制法）。（一）采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)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(jì)），該干線首段所裝高壓斷路器的斷流容量為350mva；一路為鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線。下面計(jì)算本廠變電所高壓6kv

24、母線上k-1點(diǎn)短路和低壓380v母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。（圖一）（二）下面采用標(biāo)么制法進(jìn)行短路電流計(jì)算。1、 確定基準(zhǔn)值：取，uc1=6.2kv,所以：i=9.3ka, i=144ka2、計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)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(biāo)么值： x=0.292) 架空線路的電抗標(biāo)么值：查手冊得x0=0.37/km，因此：x=0.37(/km)*7km*=6.7 3）電力變壓器的電抗標(biāo)么值：由所選的變壓器的技術(shù)參數(shù)得，因此：可繪得短路等效電路圖如圖6.2所示。圖6.23、計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1)

25、總電抗標(biāo)么值： x= x+x=6.992) 三相短路電流周期分量有效值： i=2.22ka3) 其他三相短路電流： i=i= i=2.22kai=2.55 i=5.66kai=1.51 i=3.35ka三相短路容量：s=14.3mva4、計(jì)算k-2點(diǎn)短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標(biāo)么值：s= x+ x+ x=12.992) 三相短路電流周期分量有效值： i=11.1ka 3) 其他三相短路電流：i=i= i=11.1kai=1.84 i=20.4 kai=1.09i=12.1ka三相短路容量：s=7.7 mva七、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)（一）6kv側(cè)一次設(shè)備的選擇

26、校驗(yàn) 如表7.1表7.1 6kv側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝置地點(diǎn)條件參數(shù)uniniii*t數(shù)據(jù)10kv57.7a1.96ka5.0ka7.3一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)un。ein.eiocimaxi2t.t高壓少油斷路器sn10-10i/63010kv630a16ka40ka512高壓隔離開關(guān)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(fù)荷0.6避雷器fs4-1010kv戶外隔離開關(guān)gw4-12/

27、40012kv400a25ka500所選一次設(shè)備均滿足要求。（二）380v側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 如表7.2表7.2 380v側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)uniniii*t數(shù)據(jù)380v總1320a19.7ka36.2ka272一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)un。ein.eiocimaxi2t.t低壓斷路器dw15-1500/3d380v1500a40ka低壓斷路器dz20-630380v630a30ka低壓刀開關(guān)hd13-1500/30380v1500a電流互感器lmzj-0.5500v1500/5a電流互感器lmzj-0.5500v100/5a

28、160/5a所選一次設(shè)備均滿足要求。八、變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)為了保證供電的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)，選擇導(dǎo)線和電纜時(shí)應(yīng)滿足下列條件：發(fā)熱條件；電壓損耗條件；經(jīng)濟(jì)電流密度；機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：一般10kv及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。對于低壓照明線路，因?qū)﹄妷核揭筝^高，通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。（一）、高壓線路導(dǎo)線的選擇架空進(jìn)線后接了一段交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜yjv-350做引入線（直埋）高壓側(cè)計(jì)算電流所選電纜的允許載流量滿足發(fā)熱條件。（二）、低壓線路導(dǎo)線的選擇結(jié)合負(fù)荷計(jì)算，可得到由變電所

29、到各個(gè)車間的低壓電纜的型號為：電鍍車間：vv22-1kv-3120+170 兩根并聯(lián)； i=2072=414a244a鑄造車間：vv22-1kv-3240+1120 i=310a201a鍋爐房：vv22-1kv-3120+170 i=207a67a鍛壓車間：vv22-1kv-3150+195 兩根并聯(lián) i=474a251a 金工車間：vv22-1kv-3185+195 i=264a194a 工具車間：vv22-1kv-3150+195 兩根并聯(lián) i=474a280a熱處理車間：vv22-1kv-3150+195 i=237a176a 裝配車間：vv22-1kv-370+150 i=152a12

30、2a 機(jī)修車間：vv22-1kv-350+135 i=129a78a 倉庫：vv22-1kv-325+116 i=87a16.2a 生活區(qū)：vv22-1kv-3185+195 兩根并聯(lián) i=2642=528a413a另外，送至各車間的照明線路采用：銅芯聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線bv型號。九、變電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)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(xiǎn)；由整流裝置供電的直流操作電源安全性高，但是經(jīng)濟(jì)性差。 考慮到交流操作電源可使二次回路大大簡化，投資大大減少，且工作可靠，維護(hù)方便。這里采用交

31、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(jī)構(gòu)的形式和操作電源的類別。結(jié)合上面設(shè)備的選擇和電源選擇，采用彈簧操作機(jī)構(gòu)的斷路器控制和信號回路。(二)變配電站的保護(hù)裝置1、主變壓器的繼電保護(hù)裝置（1）裝設(shè)瓦斯保護(hù) 當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于信號;當(dāng)因嚴(yán)重故障產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，則動(dòng)作于跳閘。（2）裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù) 采用gl15型感應(yīng)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(hù)動(dòng)作電流的整定公式為 i=kk i/ kk 通過計(jì)算整定電流為9.5a。因此過流保護(hù)動(dòng)作電流i整定為10a。過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定 由于本變電所為

32、電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間可整定為最短的0.5s.過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗(yàn) 由公式 s= i/ i=3.411.5 所以滿足靈敏系數(shù)1.5的要求。（3）裝設(shè)電流速斷保護(hù) 利用gl15型繼電器的電流速斷裝置來實(shí)現(xiàn)。 速斷電流的整定為k= i/ i=5.5 電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn) s=1.551.5 因此這里的電流速斷保護(hù)滿足要求。2、作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置（1）裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù) 采用gl15型感應(yīng)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(hù)動(dòng)作電流的整定公式為 i=kk i/ kk 通過計(jì)算整定電流為6.3a。因此過流保護(hù)動(dòng)作電流

33、i整定為7a。過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)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(hù)的動(dòng)作時(shí)間可整定為最短的0.5s.（2）裝設(shè)電流速斷保護(hù) 利用gl15型繼電器的電流速斷裝置來實(shí)現(xiàn)。3、變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置（1）低壓總開關(guān)采用dw15-1500/3型低壓斷路器，三相均裝過流脫扣器。（2）低壓側(cè)所有的出線上均裝設(shè)dz20型低壓斷路器控制，其過流脫扣器可實(shí)現(xiàn)對線路短路故障的保護(hù)。十、防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)（一） 防雷設(shè)備和措施防雷的設(shè)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

34、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(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過電壓時(shí)，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥瑁惯^電壓對大地放電，從而保護(hù)了設(shè)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）架設(shè)避雷線 這是防雷的有效措施，但造價(jià)高，因此只在66kv及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)。35kv的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)。而10kv及以下的線路上一般不裝設(shè)避雷線。（2）提高線路本身的絕緣水平 在架空線路上，可采用

35、木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10kv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(hù)線 由于310kv的線路是中性點(diǎn)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(hù)間隙。在出現(xiàn)雷電過電壓時(shí)，頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保護(hù)了下面兩根導(dǎo)線，也不會(huì)引起線路斷路器跳閘。（4）裝設(shè)自動(dòng)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(diǎn)時(shí)間后自動(dòng)重合閘，電弧通常不會(huì)復(fù)燃，從而能恢復(fù)供電，這對一般用戶不會(huì)有什么影響。（5）個(gè)別絕緣薄

36、弱地點(diǎn)加裝避雷器 對架空線路上個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個(gè)別金屬桿等處，可裝設(shè)排氣式避雷器或保護(hù)間隙。變配電所的防雷措施（1）裝設(shè)避雷針 室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來防護(hù)直接雷擊。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物上防雷設(shè)施保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時(shí)，不必再考慮直擊雷的保護(hù)。（2）高壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用來保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最關(guān)鍵的設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。避雷器的接地端應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)及金屬外殼等連接在一起。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地。（3）低壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用在多雷區(qū)用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時(shí)（如it系統(tǒng)），其中性點(diǎn)可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護(hù)間隙。在本設(shè)計(jì)中，配電所屋頂及邊緣敷設(shè)避雷帶，其直徑為8mm的鍍鋅圓鋼，主筋直徑應(yīng)大于或等于10mm