典型車間變電所及低壓配電系統(tǒng)設(shè)計—畢業(yè)設(shè)計論文

1、畢業(yè)設(shè)計論文摘 要變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)中受電、經(jīng)過變壓，然后分配電能的任務(wù),因此變電所的設(shè)計工作是整個電網(wǎng)設(shè)計和運行的重要部分。本次設(shè)計對10kv車間配電所及低壓配電系統(tǒng)進行了詳細(xì)設(shè)計，根據(jù)各個車間的負(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，本著安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟，結(jié)合實際情況，解決對各個部門的安全可靠，經(jīng)濟技術(shù)的分配電能問題。設(shè)計時，首先進行各個車間負(fù)荷計算及確定無功補償方案，提出2個可行的主變壓器配置方案，然后通過對技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，確定主變壓器的選擇，進而確定主接線方案。接著進行短路電流計算，并根據(jù)短路電流計算結(jié)果選擇變電所所需的一次設(shè)備、確定二次

2、回路和繼電保護整定以及車間照明設(shè)計，最后進行防雷接地設(shè)計。關(guān)鍵字： 車間變電所 主變選擇 一次設(shè)備 繼電保護abstractsubstation is an important part of power system, it assumes by electricity from the power system, through the transformer, and then assigned the task of power, so the designof substation design and operation of the entire power grid an im

3、portant part.the design of the 10kv distribution plant clinics and low voltage distribution system designed in detail，according to the various workshops the number and nature of the load, the production process on the load requirements as well as load distribution, in a safe, reliable, high-quality,

4、 economy, combined with the actual situation to address the various departments of the safe, reliable, economic and technological problem of the distribution of power.first of all, for each plant load calculation and determine the reactive power compensation scheme, proposed two possible configurati

5、on of the main transformer, and then on the technical and economic indicators to determine the choice of the main transformer, and then determine the main connection of the program.followed by short-circuit current calculation and choice according to short-circuit current calculations in a substatio

6、n equipment needed to determine the secondary circuit and relay setting and lighting design workshop, the final design for lightning protection and grounding.keywords: workshopsubstation；select the main transformer；primary equipment；relay protection目錄目 錄中文摘要英文摘要1 緒論11.1 供配電的現(xiàn)狀11.2 本設(shè)計的目的及意義11.3 本設(shè)計的

7、主要工作21.4 車間原始資料22 負(fù)荷計算和無功功率補償52.2 負(fù)荷計算52.3 無功功率補償103 電氣主接線設(shè)計133.1 變壓器的臺數(shù)和容量選擇133.2主接線設(shè)計方案144 短路電流及其計算194.1 短路電流計算條件194.2 高壓電網(wǎng)短路電流計算194.3 低壓電網(wǎng)短路電流計算215 一次設(shè)備的選擇與校驗275.1 一次設(shè)備選擇與校驗的條件與項目275.2 高壓電器的選擇與校驗295.3 低壓電器的選擇與校驗325.4 高低壓母線選擇355.6 變電所進出線及與臨近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇366 低壓配電系統(tǒng)設(shè)計427 車間變電所二次回路設(shè)計及繼電保護整定487.1 二次回路設(shè)計487

8、.2 繼電保護整定488 車間照明設(shè)計519 防雷保護與接地裝置設(shè)計539.1 變電所的防雷保護539.2.變電所公共接地裝置的設(shè)計53設(shè)計總結(jié)55致謝56參考文獻57附錄 圖紙58691 緒論1 緒論1.1 工廠供配電的現(xiàn)狀改革開放十幾年來,國民經(jīng)濟飛速發(fā)展,人民的物質(zhì)文化水平日益提高。但從全局來看,發(fā)展水平不盡相同,在國內(nèi)各地區(qū),變電所自動化水平也參差不齊?？偟目磥?沿海經(jīng)濟開放地區(qū)發(fā)展速度較快。以能代表自動化發(fā)展水平的無人二次變?yōu)槔?深圳地區(qū)已有相當(dāng)部分達(dá)到無人值守,在自動化方面,具備了遙信、遙測、遙控、遙調(diào)功能,并具有微機保護設(shè)備。遙控的實現(xiàn),可避免運行人員的誤操作,計算機根據(jù)當(dāng)前的運

9、行狀態(tài),做出正確的判斷,供運行人員參考,避免系統(tǒng)事故的發(fā)生,減少人身傷亡及財產(chǎn)損失,提高經(jīng)濟效益。此外,山東、河北、江蘇等地也投產(chǎn)了一部分無人值守二次變,而且根據(jù)發(fā)展情況,他們制定了一條原則,就是新投產(chǎn)的二次變一定達(dá)到無人值守程度,舊的變電所通過改造也要逐步實現(xiàn)無人值守。他們所采用的設(shè)備大部分為國外進口,但自動化設(shè)備也不乏國內(nèi)產(chǎn)品,如南京自動化設(shè)備廠的微機保護及rtu 等均有應(yīng)用。內(nèi)陸地區(qū)雖比不上沿海經(jīng)濟區(qū)的發(fā)展速度,但在自動化方面也取得了很大進展,在東北的多數(shù)城市如哈爾濱、大慶等電業(yè)部門已投入了多套微機保護系統(tǒng),而在微機遠(yuǎn)動、絕緣在線監(jiān)測方面也取得了一定的成績。為了進一步提高電力自動化水平,

10、各省局目前也在逐步擴大無人值守二次變和220kv 變電所綜合自動化試點范圍,這些都將推動各省變電所自動化的迅猛發(fā)展。從有關(guān)變電所自動化產(chǎn)品方面看,國內(nèi)目前已有眾多廠家能生產(chǎn)微機遠(yuǎn)動、微機保護等設(shè)備,絕緣在線監(jiān)測及微機故障處理設(shè)備也不斷涌現(xiàn),大部分都已達(dá)到能投入實際運行的水平,有些產(chǎn)品如微機保護已躋身國際先進行列。綜上所述,目前國內(nèi)變電所自動化工作正處于飛速發(fā)展、蒸蒸日上的階段。1.2 本設(shè)計的目的及意義在工廠里，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)

11、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1。 因此，做好工廠供電工作對于工業(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。1.3 本設(shè)計的主要工作 選用需用系數(shù)法確定計算負(fù)荷，將車間內(nèi)多臺設(shè)備按其工作特點分組，把負(fù)荷曲線大致相近的分為一組，即用電設(shè)備組，然后一組為單位

12、進行負(fù)荷計算。在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，達(dá)不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求時，則需要考慮增設(shè)無功功率補償裝置； 按設(shè)計要求來選擇選擇一臺s9低損耗配電變壓器，聯(lián)結(jié)組別采用yyn0； 根據(jù)主變壓器的選擇以及負(fù)荷對供電可靠性的要求初步確定2個比較合理的主接線方案，并根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)選擇合適的主接線方案； 按照正常運行條件（即電氣設(shè)備正常運行的工作電壓及工作電流）選擇電氣設(shè)備，按短路電流所產(chǎn)生的電動力效應(yīng)及熱效應(yīng)進行校驗，并考慮設(shè)備裝設(shè)地點的環(huán)境條件對設(shè)備的影響； 通過比較經(jīng)濟指標(biāo)和技術(shù)技術(shù)指標(biāo)確定主接線方案； 在高壓側(cè)裝設(shè)專用計量柜、三項有功電度表、無功電度表和電

13、壓互感器-避雷器柜等。在低壓側(cè)的動力出線上裝設(shè)有功電度表和無功電度表，照明線路上裝有三相四線有功電度表。低壓并聯(lián)電容器組線路上安裝無功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。低壓母線裝有電壓表。在主變壓器上裝設(shè)瓦斯保護、過電流保護和過負(fù)荷保護等繼電保護裝置并對繼電保護裝置進行整定，檢驗其是否符合要求。 根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求進行車間電氣照明設(shè)計，使得生產(chǎn)車間擁有足夠的照度。進行接地與防雷設(shè)計。1.4 車間原始資料本廠為三班工作制，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為4000小時，屬三級負(fù)荷。電源從35/10kv工廠總降壓變電所采用架空線路受電，線路長為400m，已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為80km，電纜線路

14、總長度為25km；如下圖所示： 10kv 架空線路 400m 0.4/km 10kv 車間變電所(待設(shè)計)工廠總降壓變電所圖1.1 引入車間變電所的線路圖工廠總降壓變電所10kv母線上的短路容量為250mva。工廠總降壓變電所10kv配電出線路定時限過流保護裝置的整定時間為2s；要求車間變電所最大負(fù)荷時功率因數(shù)在0.9以上；在車間變電所10kv側(cè)進行計量。機加工一車間用電設(shè)備及其他車間用電情況表1.1機加工一車間設(shè)備明細(xì)表設(shè)備代號設(shè)備名稱，型號臺數(shù)單臺容量（kw）1馬鞍車床c630m110.1252工具磨床m5m12.0753臥式車床c620-118.654臥式車床c620-118.655臥式

15、車床c620-118.656臥式車床c620-315.6257臥式車床c62014.6258臥式車床c62014.6259臥式車床c62014.62510臥式車床c62014.62511臥式車床c61814.62512臥式車床c61614.62513螺旋套燃機s-813914.12514臥式車床c630110.12515管螺紋車床q11917.62516搖臂鉆床z3518.517圓柱式立式鉆床z5013.12518圓柱式立式鉆床z5013.125195t單梁吊車110.2（e=25%）20立式砂輪s38l35011.7521牛頭刨床b6651322牛頭刨床b6651323升降臺銑床x63-wt

16、11324升降臺銑床y-3619.12525滾齒機x-52k15.126插床b50321427弓齒機g7211.728立式鉆床z51210.629電極式鹽洛電阻爐12030井式回火電阻爐12431箱式加熱電阻爐14532臥式車床cw6-1131.933單柱立式車床c512-1135.734臥式鏜床j6811035單臂刨床b1010170表1.2其它車間負(fù)荷計算表序號序號供電回路容量（kw）p30（kw）q30 （kvar）s30(kva)i30(a)1機加工二車間no1供電回路1505055no2供電回路1404045no3車間照明10802鑄造車間no1供電回路1707065no2供電回路1

17、506560no3供電回路1708075no4車間照明86.403鉚焊車間no1供電回路1705090no2供電回路18051101no3車間照明75.604電修車間no1供電回路1504578no2供電回路1354465no3車間照明10802 負(fù)荷計算和無功功率補償2 負(fù)荷計算和無功功率補償2.2 負(fù)荷計算2.2.1 單組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式有功計算負(fù)荷（單位為kw）：,為系數(shù)無功計算負(fù)荷（單位為kvar）: 視在計算負(fù)荷（單位為kva）: 計算電流（單位為a）：，式中為用電設(shè)備額定電壓（單位為kv）2.2.2 多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式有功計算負(fù)荷（單位為kw）：式中是所有設(shè)備

18、組有功計算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.850.95。無功計算負(fù)荷（單位為kvar）: 式中是所有設(shè)備無功之和， 是無功同時系數(shù)，可取0.90.97。視在計算負(fù)荷（單位為kva）: 計算電流（單位為a）：2.2.3 機加工一車間電力負(fù)荷計算 依照車間平面圖中設(shè)備配置情況，將車間配電線路分為三條回路。回路一包含設(shè)備代號為： 1到13，32到35;回路二包含設(shè)備代號為：14到31；回路三為照明回路。 回路一計算負(fù)荷：查表知，=0.2，=0.5，=1.73（10.5+2.075+8.653+5.625+4.6257+31.9+35.7+10+70)=224.125=0.2224.125= 4

19、4.825=44.8251.73=77.547 回路二計算負(fù)荷：電熱設(shè)備組，查表知，=0.7，=1，=0，89=0.7 (20+24+45)=62.3=62.30=0 金屬切削機床組，查表知，=0.2，=0.5，=1.73，83.975=83.9750.2=16.795=16.7951.73=29.055回路二計算負(fù)荷總計：89+83.975=172.975=+=79.095=+=29.055 回路三負(fù)荷計算：通常車間電燈高度為4.25，平均照度為30，查表知，由工廠平面圖知受照房間平面面積為1188，總的安裝功率為： 查表知，=0.8，=1，=0，7.128 = 機加工一車間的計算負(fù)荷總計為

20、： 224.125+172.975+7.128=404.228 +=44.825+79.095+5.702=129.622 =+=77.547+29.055+0=106.602(1.730.38)=255.2892.2.4 其余車間計算負(fù)荷機加工二車間計算負(fù)荷：由表2-2知，（150+140+10）=300，（50+40+8）=98，=（55+45+0）=100。 、回路一負(fù)荷計算： 回路二負(fù)荷計算： 回路三負(fù)荷計算： 鑄造車間計算負(fù)荷： （170+150+170+8）=498（70+65+80+6.4）=221.4=（65+60+75）=200回路一負(fù)荷計算： 回路二負(fù)荷計算： 回路三負(fù)荷計

21、算： 回路四負(fù)荷計算： 鉚焊車間計算負(fù)荷：（170+180+7）=257（50+51+5.6）=106.6=（90+101+0）=191回路一負(fù)荷計算： 回路二負(fù)荷計算： 回路三負(fù)荷計算： 電修車間計算負(fù)荷：（150+135+10）=295（45+44+8）=97=（78+65+0）=133回路一負(fù)荷計算： 回路二負(fù)荷計算： 回路三負(fù)荷計算： 2.2.5 380v側(cè)計算負(fù)荷 由上兩節(jié)計算可知，380v側(cè)設(shè)備總?cè)萘繛楦鬈囬g之和為1754.228，各車間有功計算負(fù)荷合計為652.622，各車間無功計算負(fù)荷合計730.602，取=0.8，=0.85?？偟挠嬎阖?fù)荷為=0.8652.622=522.09

22、8=0.85*730.602=621.012最大負(fù)荷時功率因素為=522.098/811.321=0.64表2.1 工廠負(fù)荷計算表編號名稱類別設(shè)備容量 pe (kw)costan計 算 負(fù) 荷p30(kw)q30(kvar)s30(kva)i30(a)1機加工一車間回路1224.1250.20.51.7344.8 77.5 89.65136.209回路2172.97579.095 29.055 84.263128.024回路37.1280.8105.702 05.7028.663小計404.228129.622 106.602 167.827 255.289 2機加工二車間回路115050.0

23、 55.0 74.33112.933回路214040.0 45.0 60.20891.477回路3100.8108.0 0812.155小計30098.0 100.0 140.014 212.982 3鑄造車間回路117070.0 65.0 95.525145.135回路215065.0 60.0 88.459134.4回路317080.0 75.0 109.659166.609回路480.8106.4 06.49.724小計490221.4 200.0 298.359 453.847 4鉚焊車間回路117050.0 90.0 102.956156.426回路218051.0 101.0 11

24、3.146171.907回路370.8105.6 05.68.508小計257106.6 191.0 218.734 332.726 5電修車間回路115045.0 78.0 90.05136.817回路213544.0 65.0 78.492119.256回路3100.8108.0 0812.155小計29597.0 133.0 164.615 250.403 總計（380v側(cè)）1754.2280.64522.098621.012 811.321 1234.136 2.3 無功功率補償 無功功率的人工補償裝置主要有同步補償機和并聯(lián)電容器等兩種。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損

25、耗小以及組裝靈活、運行方便等特點，因此并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。由表2-3可知，該廠380v側(cè)最大負(fù)荷時的功率因素只有0.64。而供電部門要求該廠10kv進線側(cè)最大負(fù)荷時功率因素不低于0.9?？紤]到主變電壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380v側(cè)最大負(fù)荷時功率因素應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來計算380v側(cè)所需無功功率補償容量： 無功功率補償裝置選取并聯(lián)電容器為bsmj0.4-20-3型，總共容量為420。 （為單個電容器的容量，單位為）補償后的變壓器容量和功率因素補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負(fù)荷為變壓器的功率損耗為變電所高壓側(cè)的計算負(fù)荷為變電所低壓側(cè)計算負(fù)荷為 補償后工廠的功率因

26、素為這一功率因素滿足（0.9）要求，使得工廠能取得可觀的經(jīng)濟效果。表2.2 無功補償后工廠計算負(fù)荷項目cos計算負(fù)荷p30(kw)q30(kvar)s30(kva)i30(a)380v側(cè)補償前負(fù)荷0.64522.098621.012811.3211234.136380v無功補償容量-420380v側(cè)補償后負(fù)荷0.933522.098201.012559.457850.007變壓器功率損耗8.3933.56710kv側(cè)負(fù)荷總計0.915530.488234.579580.0433.493 電氣主接線設(shè)計3 電氣主接線設(shè)計3.1 變壓器的臺數(shù)和容量選擇3.1.1 變電所主變壓器臺數(shù)和型式的選擇 主

27、變壓器臺屬應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點和經(jīng)濟運行要求進行選擇。當(dāng)負(fù)荷下列條件之一時，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，適于采用經(jīng)濟運行方式 集中負(fù)荷較大，如大于1250時 在本設(shè)計中的變電所屬于負(fù)荷容量較小的三級負(fù)荷變電所，且季節(jié)性負(fù)荷基本無變化，可以選用一臺主變壓器。3.1.2 變壓所主變壓器容量的選擇 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，車間變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案。對于裝有一臺主變壓器的變電所，主變壓器的容量應(yīng)不小于總的計算負(fù)荷，即，由于裝設(shè)了低壓側(cè)無功補償裝置，因此主變壓器的容量 滿足不小于補償后的視在計算負(fù)荷 ，并出于考慮到今后負(fù)荷發(fā)展需要，變壓器負(fù)

28、荷率取80%，即0.7/0.8564.638/0.8705.798 因此主變壓器容量選擇800就足夠了。裝設(shè)兩臺主變壓器時，每臺主變壓器的容量應(yīng)不小于總的計算負(fù)荷的60%到70%，由于裝設(shè)了低壓側(cè)無功補償裝置，因此主變壓器的容量 滿足不小于補償后的視在計算負(fù)荷 的60%到70%，并出于考慮到今后負(fù)荷發(fā)展需要，變壓器負(fù)荷率取80%，即即0.60.80.7，0.6*564.6380.80.7*564.638338.7830.8395.2466423.479494.058 因此每臺主變壓器應(yīng)選擇500就足夠了。3.1.3 變壓所主變壓器型式和聯(lián)結(jié)組別的選擇變壓器主變型式的選擇車間變電所處于一般正常的

29、環(huán)境時，可選用油浸式變壓器，用電負(fù)荷對電壓水平要求不高，則可選用無載調(diào)壓變壓器。在本設(shè)計中車間變電所無環(huán)境要求和電壓水平要求，因此裝設(shè)一臺主變壓器時可選用油浸式變壓器s9-800/10，調(diào)壓方式選擇無載調(diào)壓，調(diào)壓范圍為5%；裝設(shè)兩臺主變壓器時可選油浸式變壓器s9-500/10，調(diào)壓方式選擇無載調(diào)壓，調(diào)壓范圍為5%。變壓器主編聯(lián)結(jié)組別的選擇電壓器的聯(lián)結(jié)組別常見的有yyn0和dyn11兩種，其中dyn11較yyn0聯(lián)結(jié)而言，更利于抑制高次諧波和低壓單相接地短路故障的保護和切除，而且其承受單相不平衡負(fù)荷的能力遠(yuǎn)比yyn0聯(lián)結(jié)變壓器大，但同時相對而言yyn0聯(lián)結(jié)變壓器一次繞組的絕緣強度要求比dyn11

30、聯(lián)結(jié)變壓器稍低，從而制造成本稍低于dyn11聯(lián)結(jié)變壓器。在本設(shè)計中三相負(fù)荷基本平衡，其低壓中性線電流不超過其低壓繞組額定電流的25、且供電系統(tǒng)諧波干擾并不嚴(yán)重，因此三相配電變壓器的聯(lián)結(jié)組選用yyn0。表3.1 s9-800-10型變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定容量（kva）額定電壓（kv）損耗（kw）阻抗電壓（%）空載電流（%）聯(lián)結(jié)組別高低空載負(fù)載s9-800/10800100.41.47.54.50.8yyn0表3.2 s9-500-10型變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定容量（kva）額定電壓（kv）損耗（kw）阻抗電壓（%）空載電流（%）聯(lián)結(jié)組別高低空載負(fù)載s9-500/10500100.40.965.14

31、1.0yyn03.2主接線設(shè)計方案3.2.1 主接線設(shè)計要求 設(shè)計變配電所主接線，應(yīng)按所選變壓器的臺數(shù)和容量以及負(fù)荷對供電可靠性的要求，初步確定23個比較合理的主接線方案來進行經(jīng)濟技術(shù)比較，擇其優(yōu)者作為選定的變配電所主接線方案。對于變配電所主接線有以下基本要求： 安全 主接線的設(shè)計應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全； 可靠 應(yīng)滿足用電單位對供電可靠性的要求； 靈活 能適應(yīng)各種不同的運行方式，操作檢修方便； 經(jīng)濟 在滿足以上要求的前提下，主接線設(shè)計應(yīng)簡單，投資少，運行管理費用低。3.2.2 主接線可選方案圖3.1 裝設(shè)一臺主變的方案10kv單電源進線，僅裝有一臺主變壓器

32、時由于采用的油浸式變壓器s9-80010容量大于630kva，因此采用高供高計、變壓器一次側(cè)采用斷路器接線的主接線設(shè)計。10kv單電源進線、裝有兩臺變壓器時 由于兩臺油浸式變壓器單臺容量不大于630kva，采用高供高計、電源進線開關(guān)采用斷路器、變壓器一次側(cè)采用負(fù)合開關(guān)熔斷器組合電器接線的主接線設(shè)計。圖3.2 裝設(shè)兩臺主變的方案3.2.3 兩種主接線方案比較技術(shù)指標(biāo)比較表3.1 技術(shù)指標(biāo)比較比較項目裝設(shè)一臺主變的方案裝設(shè)兩臺主變的方案技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變電壓損耗較大由于兩臺主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只一臺主變，靈活性稍差由于有

33、兩臺主變，靈活性較好擴建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟指標(biāo)比較主接線方案的經(jīng)濟指標(biāo)主要由線路和設(shè)備的綜合投資額、變配電系統(tǒng)的年運行費用、線路有色金屬消耗量構(gòu)成(供電貼費現(xiàn)已取消)，由于兩種方案的輸電線路長度差異不明顯，所以在這里，只對變壓器的綜合投資額、變電設(shè)備的年運行費進行比較。方案一（一臺主變壓器的方案）：由圖4.1可知，方案一高壓設(shè)備由一臺800kv變壓器與三個高壓開關(guān)柜，一個高壓計量柜組成，查詢資料知，一臺800kv變壓器出廠價約為7萬，gg-1a高壓開關(guān)柜與高壓計量柜出廠價約為4萬，變壓器綜合投資額約為變壓器價格的兩倍，高壓開關(guān)柜與計量柜綜合投資額約為其出廠價格的1.5倍，主變壓器的設(shè)備

34、折舊費占變壓器綜合投資的5%，配電設(shè)備折舊費占設(shè)備綜合投資的6%，變電設(shè)備的維修管理費占綜合投資的6%。設(shè)備綜合投資額：電力變壓器的綜合投資額7萬214萬高壓開關(guān)柜（含計量柜）綜合投資額4萬41.524萬電力變壓器和高壓開關(guān)柜（含計量柜）的年運行費：電力變壓器的設(shè)備折舊費14萬50.7萬開關(guān)柜（含計量柜）的設(shè)備折舊費24萬61.44萬變配電設(shè)備維修管理費（14萬24萬）62.28萬總的年運行費0.7萬1.44萬2.28萬4.42萬方案二（兩臺主變壓器的方案）：由圖4.2知方案二高壓設(shè)備由兩臺500kv變壓器與六個高壓開關(guān)柜（含計量柜）組成，查詢資料知，一臺500kv變壓器出廠價約為6萬，gg-

35、1a高壓開關(guān)柜與高壓計量柜出廠價約為4萬，變壓器綜合投資額約為變壓器價格的兩倍，高壓開關(guān)柜與計量柜綜合投資額約為其出廠價格的1.5倍，主變壓器的設(shè)備折舊費占變壓器綜合投資的5%，配電設(shè)備折舊費占設(shè)備綜合投資的6%，變電設(shè)備的維修管理費占綜合投資的6%。設(shè)備綜合投資額：電力變壓器的綜合投資額6萬2224萬高壓開關(guān)柜（含計量柜）綜合投資額4萬61.536萬電力變壓器和高壓開關(guān)柜（含計量柜）的年運行費：電力變壓器的設(shè)備折舊費24萬51.2萬開關(guān)柜（含計量柜）的設(shè)備折舊費36萬62.16萬變配電設(shè)備維修管理費（24萬36萬）63萬總的年運行費1.2萬2.16萬3萬6.36萬表3.2經(jīng)濟指標(biāo)比較比較項目

36、方案一方案二經(jīng)濟指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額14萬24萬高壓開關(guān)柜的綜合投資額24萬36萬高壓設(shè)備的年運行費4.42萬6.36萬總計42.42萬56.36萬從表4.1和4.2可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案方略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的方案，但按經(jīng)濟指標(biāo)，則裝設(shè)一臺主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的方案，因此決定采用裝設(shè)一臺主變的方案。（說明，若工廠負(fù)荷近期可有較大增長的話，則宜采用裝設(shè)兩臺主變的方案）。4 短路電流極其計算4 短路電流及其計算4.1 短路電流計算條件一般用戶的高壓電源來自地區(qū)電力網(wǎng)，負(fù)荷容量遠(yuǎn)小于供電電源容量。短路時可認(rèn)為電源母線電壓維持不變，不考慮短路電流交流分量的衰減。即

37、將該系統(tǒng)看做無限大容量電源供電系統(tǒng)或按遠(yuǎn)離發(fā)電機端短路進行計算。假定短路回路各元件阻抗值保持不變。由于一般高壓短路回路的總電阻值遠(yuǎn)小于總電抗值的1/3，可不計高壓元件有效電阻。同時，電路電容和變壓器勵磁電流也略去不計。用戶高壓供配電網(wǎng)絡(luò)為單端電源，短路前三相系統(tǒng)時正常運行情況下的接線方式。具有分接線開關(guān)的變壓器，其分接線開關(guān)位置視為主分接位置。在短路持續(xù)時間內(nèi)，短路相數(shù)不變，如三相短路保持三相短路。不計短路電弧電阻。4.2 高壓電網(wǎng)短路電流計算0.4/kmk-2k-1s架空線=400m200mva10.5kv s9-800 0.4kv圖4.1 短路計算電路確定短路計算基準(zhǔn)值 設(shè) 計算短路電路中

38、各元件的電抗標(biāo)幺值1) 電力系統(tǒng) 已知，故 2) 架空線路 已知，而線路長為0.4，故 3) 電力變壓器 已知s9-800的阻抗電壓 因此繪短路計算等效電路圖4.2k-1k-2圖4.2 短路計算等效電路4) 計算可k-1點（10.5kv側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值 三相短路電流周期分量有效值 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值 三相短路容量 兩相短路電流0.8668.46ka7.326ka表4.1高壓側(cè)短路計算表短路計算點三相短路電流/ka三相短路容量/mvak-18.468.468.4621.5712.77153.854.

39、3 低壓電網(wǎng)短路電流計算4.3.1 變壓器低壓側(cè)短路電流計算圖4.3各用電車間位置圖(比例為1:2000) 短路電流采用有名值法計算，計算公式如下表所示：表4.2 低壓短路回路各元件的阻抗值序號元件名稱（正序）阻抗計算公式阻抗電阻電抗 1高壓系統(tǒng) 2配電變壓器 3配電母線 4配電線路注：為配電變壓器高壓側(cè)短路容量（mva），為低壓電網(wǎng)額定電壓（380v）為配電變壓器短路損耗（kw），為配電變壓器的額定容量（kva），為母線、線路單位長度的阻抗，為母線、配電線路長度（m），高壓系統(tǒng)阻抗與變壓器阻抗均為折算到低壓側(cè)的值。表4.3 低壓三相和兩相短路計算序號物理量名稱計算公式1三相對稱短路電流初始值

40、（aa）2三相對稱開斷電流（有效值）（ka）對遠(yuǎn)離發(fā)電機端短路，3三相短路電流峰值（ka）4三相穩(wěn)態(tài)短路電流（有效值）（ka）對遠(yuǎn)離發(fā)電機端短路，5兩相穩(wěn)態(tài)短路電流（有效值）（ka）對遠(yuǎn)離發(fā)電機端短路，注：為短路計算點所在電網(wǎng)的標(biāo)稱電壓（380v）。 為峰值系數(shù)，圖4.4 變電所低壓側(cè)短路電流計算電路如圖4.4所示短路點選在變壓器低壓繞組出口處k-2點和低壓進線開關(guān)負(fù)荷側(cè)k-3點，以及k-4可到k-8處(即低壓柜處)1) 高壓系統(tǒng)（k-1點）短路電流計算：已知153.85mva，0.4kv, 1. 04 0.1041.03 2) 變壓器短路電流計算已知s9-800-10型變壓器，yyn0聯(lián)結(jié)，

41、, 3) k-2點短路電流計算 由于母線長度很短對短路電流影響可以忽略不計，在這里不做計算，同時由于忽略了母線的影響，k-3點短路電流與k-2點處相同。 4) 各車間配電線路阻抗和電抗計算 由圖5-3所示，變電所到各車間配電線路長度如下：機加工一車間：，機加工二車間：，鑄造車間：，鉚焊車間：，電修車間：。電纜電阻和電抗值數(shù)據(jù)初步選用進行計算5) 機加工一車間短路電流計算： 由于配電線路長度均為，3條回路短路計算相同。 6) 機加工二車間短路電流計算 由于配電線路長度均為，3條回路短路計算相同。 7) 鑄造車間短路電流計算由于配電線路長度均為，3條回路短路計算相同。 8) 鉚焊車間短路電流計算由

42、于配電線路長度均為，3條回路短路計算相同。 9) 電修車間短路電流計算 表4.5 變壓器低壓側(cè)短路電流計算序號電路原件短路計算點元件相阻抗三相短路電流兩相短路電流1高壓系統(tǒng)k-10.11.031.048.461.821.577.3262變壓器t1.8758.803931+2k-21.9759.83310.02523.0361.53550.00719.94941+2k-31.9759.83310.02523.0361.53550.00719.9495k-4k-64.37510.45311.32420.2341.2736.34117.5236k-7k-930.77517.27335.2746.54

43、71.0049.2965.77k-10k-136.77511.07312.97117.8041.14728.8815.4188k-14k-1611.57512.31316.88613.6761.05220.34711.8439k-17k-1916.37513.55321.25610.8651.02215.7039.4095 一次設(shè)備的選擇與校驗5 一次設(shè)備的選擇與校驗5.1 一次設(shè)備選擇與校驗的條件與項目選擇一次設(shè)備應(yīng)考慮和校驗的項目如表5.1所示。表5.1 一次設(shè)備的選擇和校驗項目電氣設(shè)備名稱額定電壓（kv ）額定電流（a）開斷電流（ka）短路電流校驗動穩(wěn)定熱穩(wěn)定高低壓斷路器高壓隔離開關(guān)高壓

44、負(fù)荷開關(guān)高壓熔斷器 電流互感器電壓互感器支柱絕緣子套管絕緣子母線（硬）電纜注：表中“”表示為必須校驗項目，“”表示不必校驗項目。5.1.1按正常工作條件選擇按正常工作電壓選擇 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即；按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計算電流，即；按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備（如斷路器）來說，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪冯娏饔行е祷蚨搪啡萘?，?或。對于分?jǐn)嘭?fù)荷電流的設(shè)備（如負(fù)荷開關(guān)）來說，則為式中，最大過負(fù)荷電流。5.1.2 按短路條件校驗短路條件校驗，就是校驗電器和導(dǎo)體在短路時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)

45、和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗1) 動穩(wěn)定校驗條件或式中、開關(guān)的極限通過電流（又稱動穩(wěn)定電流）峰值和有效值，單位為ka； 、開關(guān)所在處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值（單位為ka）。2) 熱穩(wěn)定校驗條件式中開關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值，單位為ka；t開關(guān)的熱穩(wěn)定實驗時間，單位為s；開關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為ka；短路發(fā)熱假想時間，單位為s。短路發(fā)熱假想時間一般按下式計算:=在無限大容量系統(tǒng)中,由于=,因此=+0.05s式中短路持續(xù)時間,采用該電路主保護的動作時間加對應(yīng)的斷路器全分閘時間.當(dāng)1s時, =.低速斷路器(如油斷路器),其全分閘時間取0.2s;高速斷路器(如真空斷路器),其全分閘時間取0.1s.電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗1) 動穩(wěn)定校驗條件或式中電流互感器的動穩(wěn)定電流，單位為ka；電流互感器的一次額定電流，單位為a；電流互感器的動穩(wěn)定電流倍數(shù)（對）。2) 熱穩(wěn)定校驗條件或 式中電流互感器的熱穩(wěn)定電流，單位為ka；t電流互感器的熱穩(wěn)定實驗時間，單位為s；電流互感器的熱穩(wěn)定電流倍數(shù)（對）。母線的短路穩(wěn)定度校驗1) 動穩(wěn)定校驗條件式中母線材料的最大允許應(yīng)力，硬銅=140mpa，硬鋁=70mpa；母線通過時所受到的最大計算應(yīng)力，單位為mpa。上述最大計算應(yīng)力按下式計算：=式中m母線通過時所受到的彎曲力矩，單位為