工廠供配電系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)書實(shí)施方案書書[1]96906

1、工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案書 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、(2) 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) 2.3 工廠常用架空線路裸導(dǎo)線型號(hào)及選擇 (3) 2.4 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) 3.1 變配電所所址選擇的一般原則 (7) 3.2 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) 4.1 短路電流的計(jì)算 (8) 4.2 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) 7.1 防雷設(shè)備 (14) 7.2 防雷措施 (14) 第八章 接地 (15

3、) 致謝 (16) 參考文獻(xiàn) (16) 附圖 143 第一章 緒論 工廠供電，即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

4、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(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，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

5、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) GB50

6、052-95 供 配 電 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 規(guī) 范 、 GB50053-94 10kv 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(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

7、。 ( 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(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 2.1 電壓損耗條件 導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電 壓損耗，不應(yīng)超過其正常運(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

8、： 電壓損耗厶 UAC%二 P(Rol)+Q(Xol) / 10UN2 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； 配 設(shè) 設(shè)備 計(jì)算 計(jì)算 計(jì)算 計(jì)算 功率 tan 平均 平均 有 無(wú)功 變 UN 線路的額定電壓。 對(duì)于架空線路可取Xo=0.4 Q /km. 2.2機(jī)械廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 機(jī)械廠東北方向6KM處有一地區(qū)降壓變電所，用一臺(tái) 110/35/10KV，1*25MV.A的變壓器作為工廠主電源，允許用 35KV 或10KV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10KV

9、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 1000KV.A。 35KV側(cè)系統(tǒng)的最大三相短路容量為 1000MV.A，最小三相短路容量 為500MV.A。供電部門對(duì)功率因數(shù)的要求： 當(dāng)以35KV供電時(shí)，cos =0.9。當(dāng)以10KV供電時(shí)，cos =0.95。 表1 電 計(jì) 量 占 八、 名 稱 備 臺(tái) 數(shù) n 容量 nP 有功 功率 Pis 無(wú)功 功率 Q 視功 功率 Sojs 電流 Iis 因數(shù) cos 有功 功率 Ppj 無(wú)功 功率 Qj 功 功 率 損 耗 Fb 功率 損耗 Q 壓器容量sb 車 間 70 141

10、9 470 183 506 770 0.93 0.39 345 138 10 50 630 車 間 177 2223 612 416 744 1130 0.82 0.68 512 348 15 74 800 車 間 194 2511 735 487 896 1360 0.82 0.67 628 420 18 89.6 100 0 鍛 工 車 間 37 1755 920 276 957 1452 0.96 0.3 632 190 19 96 100 0 機(jī) 修 車 間 81 1289 496 129 510 775 0.92 0.26 400 104 10 51 630 空 壓 鍋 爐 煤 氣

11、45 1266 854 168 872 1374 0.98 0.5 633 125 17 87 100 0 算無(wú)功功率Qjs計(jì)算視功功率Sojs 計(jì)算電流lis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 2.3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10KV及以下線路上，其桿距不超過 100125m。 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

12、膚效應(yīng)，電 流實(shí)際上只從鋁線通過，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，且密度過大，選用要根據(jù)實(shí)際需要而定。 2.4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) 110/35/10KV、1*25MV.A的變壓器作為工廠主電源，允許用 35KV 或 10KV 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

13、，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 10kv 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 10kv 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

14、，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 10kv 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， S30=4485kv?A ，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 5000kv?A 的變壓器， 型號(hào)為SJL1-5000/35型，電壓為35/10kv，查產(chǎn)品樣本，其有

15、關(guān)技術(shù) 參數(shù)為： P0=6.9kw, Pk=45kw,Uk%=7,IO%=1.1。 變壓器的功率損耗： 有 功 功 率 損 耗 PT P0+ Pk(S30/SN)2=6.9+45*(4485/5000)2=43.1kw 無(wú) 功 功 率 損 耗 QT Q0+ QN(S30/SN)2=SNI0%/100+UK%/100*(S30/SN)2 =5000*1.1/100+7/100*(4485/5000)2=336.6kvar 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 . P 30=P30+A PT=4087+43.仁4130.1kw Q 30=Q30+AQT=1659+336.6=19

16、95.6kvar S 30= P 30 + Q 30 =4130.1+1995.6=6125.7kvar cos 曠 =P 30/ Q 30 =4130.1/725.7=0. I 30= S 30/ UN=6125.7/ *35=101.05A 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-70,其允許電流為275A I 30=101.05A滿足要求.該導(dǎo)線單 位長(zhǎng)度電阻R0=0.46Q/km,單位長(zhǎng)度電抗 X0=0.365 Q/km. 35kv 線路電壓損失為(線路長(zhǎng)

17、度 l=6km): U=(P30lR0+Q30LX0)/UN=(4087*6*0.46+1659*6*0.365)/35=426.1V UAC%=(P30lR0+Q30LX0)/10UN2=426.1/352=0.34% 5% 符合 要求。 查相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，經(jīng)過計(jì)算，35 kv供電的投資費(fèi)用Z1見表2,年運(yùn)行費(fèi) 用 F1 見表 3。 一車間 70 1419 470 183 506 770 0.93 0.39 345 138 10 50 630 二車間 177 2223 612 416 744 1130 0.82 0.68 512 348 15 74 800 三車間 194 2511 735 4

18、87 896 1360 0.82 0.67 628 420 18 89.6 1000 鍛工車間 37 1755 920 276 957 1452 0.96 0.3 632 190 19 96 1000 機(jī)修車間 81 1289 496 129 510 775 0.92 0.26 400 104 10 51 630 空壓鍋爐煤氣 45 1266 854 168 872 1374 0.98 0.5 633 125 17 87 1000 全廠總負(fù)荷 604 104634087 1659 4485 6811 3159 1325 89 447.6 5000 2.3工廠常用架空線路裸導(dǎo)線型號(hào)及選擇 鋁絞線

19、（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10KV及以下線路上，其桿距不超過 100125m。 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，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，且密度過大，選用要根據(jù)實(shí)際需要而定。 2.4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

20、6KM 處有一地區(qū)降壓變電所， 用一臺(tái) 110/35/10KV、1*25MV.A 的變壓器作為工廠主電源，允許用 35KV 或 10KV 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

21、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 10kv 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 10kv 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

22、鄰廠 10kv 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， S30=4485kv?A，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 5000kv?A 的變壓器， 型號(hào)為SJL1-5000/35型，電壓為35/10kv，查產(chǎn)品樣本，其有關(guān)技術(shù) 參數(shù)為： P0=6.9kw, Pk=45kw,Uk%=7,IO%=1.1。 變壓器的功率損耗： 有 功 功 率 損 耗 PT P0+ Pk(S30/SN)2=6.9+45*(4485/5000)2=43.1kw 無(wú) 功 功 率 損 耗 QT Q0+ QN(S30/SN)2=SNI0%/100+UK%/1

23、00*(S30/SN)2 =5000*1.1/100+7/100*(4485/5000)2=336.6kvar 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 . P 30=P30+A PT=4087+43.仁4130.1kw Q 30=Q30+AQT=1659+336.6=1995.6kvar S 30= P 30 + Q 30 =4130.1+1995.6=6125.7kvar cos 曠 =P 30/ Q 30 =4130.1/6125.7=0.67 I 30= S 30/ UN=6125.7/ *35=101.05A 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 ,

24、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-70,其允許電流為275A I 30=101.05A滿足要求.該導(dǎo)線單 位長(zhǎng)度電阻R0=0.46Q/km,單位長(zhǎng)度電抗 X0=0.365 Q/km. 35kv 線路電壓損失為(線路長(zhǎng)度 l=6km): U=(P30lR0+Q30LX0)/UN=(4087*6*0.46+1659*6*0.365)/35=426.1V UAC%=(P30lR0+Q30LX0)/10UN2=426.1/352=0.34% 5% 符合 要求。 查相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)，經(jīng)過計(jì)算,35 kv供電的投資費(fèi)用Z1見表2

25、,年運(yùn)行費(fèi) 用 F1 見表 3。 表2 35kv的投資費(fèi)用Z1 工程 說(shuō)明 單價(jià) 數(shù)量 費(fèi)用 /萬(wàn)元 線路綜合投資 LGJ-701.73 萬(wàn)元 /km 6km 10.4 變壓器綜合投資 SJL-5000/35 12 萬(wàn)元 1臺(tái) 12 35kv 斷路器 Sw2-35/1000 3.4萬(wàn)元 1臺(tái) 3.4 避雷器及互感器 FZ-35，JDJJ-35 1.6 萬(wàn)元 各 1 臺(tái) 1.6 附加投資3 I 302R0I+ PT=3*101.052*0.85*6+43.10.15 萬(wàn) 元 /km130.7km19.6 合計(jì)47.3 表3 35kv供電的年運(yùn)行費(fèi)用F1 工程 說(shuō)明 費(fèi)用/萬(wàn)元 線路折舊費(fèi) 按線路

26、投資的 5%計(jì),8.4*5%0.42 氣設(shè)備折舊費(fèi) 按設(shè)備投資的 8%計(jì),(12+3.4+1.6)*8%1.36 線路電能損耗費(fèi) FT=3 I 302R0L t p*10- 3=3*101.052*0.85*6*2300*0.055*10-31.1 變壓器電能損耗費(fèi) FT= P0*8760+ PK(S30/SN)2 t p =6.9*8760+45* (4485/5000)2*2300*0.0550.8 基本電價(jià)費(fèi) 每年有效生產(chǎn)時(shí)間為 10個(gè)月,5000*10*4 20 合計(jì)24.6 方案二 :采用 10KV 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)變壓器損耗問題此時(shí),10K

27、V架空線路計(jì)算電流 I30=S30/ UN=4485/ *10=258.95A 而 cos 二P30/S30=4087/4485=0.9115% 不符合 要求。 10 kv供電的投資費(fèi)用Z2見表4,年運(yùn)行費(fèi)用F2見表5。 表4 10kv供電的投資費(fèi)用Z2 工程 說(shuō)明 單價(jià) 數(shù)量 費(fèi)用 /萬(wàn)元 線路綜合投資LGJ-70 1.73萬(wàn)元/km 6km 10.4 附加 3l302R0l=3*258.952*0.46*6*10-30.1 萬(wàn)元/km 555.22km 55.52 合計(jì)65.92 表 5 10kv 供電的年運(yùn)行費(fèi)用 F2 工程 說(shuō)明 費(fèi)用/萬(wàn)元 線路拆舊費(fèi) 以線路投資的 5%計(jì), 10.4

28、*5%0.52 線路電能損耗費(fèi) F1=3l302R0l=3*258.952*0.46*6*10-347.25 合計(jì)47.77 在上述各表中，變壓器全年空載工作時(shí)間為8760h。最大負(fù)荷利用小 時(shí)Tmax=4000h。最大負(fù)荷損耗小時(shí)t可由Tmax=4500和cos =0.9 查有關(guān)手冊(cè)中t -Tmax關(guān)系曲線，得出 t =2300h。p為電度電價(jià) 35kv 時(shí)，p =0.055元/kw?h; 10kv 時(shí)，p =0.083元/kw?h. 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 10kv 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

29、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) 3.1 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)法避開時(shí)，應(yīng)有相應(yīng)的保

30、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) GB50058-1992的規(guī)定。 不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。 3.2 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

31、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)5000kv?A、 35/10kv 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 10 kv 電源進(jìn)線斷路器在正常工作時(shí) 必須斷開。 3、 變壓器二次側(cè)（10kv ）設(shè)置少油斷路器，與10kv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) 10kv 母線采用單母線

32、分段接線。變壓器二次側(cè) 10kv接在分段I上，而10kv備用電源接在分段H上。單分母線分段 聯(lián)絡(luò)開關(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II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) 4.1 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

33、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)、10kv母線以及廠區(qū)高壓配電線路末端（即車間變電所10kv 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，總降壓變電所到最遠(yuǎn)車間的距離不過數(shù)百來(lái)，因此總降壓變電 所 10kv 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

34、準(zhǔn)容量 Sd=100MV?A 基準(zhǔn)電壓 Ud1=37kv,Ud2=10.5kA 而基準(zhǔn)電流 Id仁Sd/ Ud1=100/ *37= 1.56kA Id2=Sd/ Ud2=100/ *10.5=5.50kA a、電力系統(tǒng)電抗 當(dāng) S ( 3 ) k ?m =1000MV ?A 時(shí) ， X * max=Sd/S3 k =100/1000=0.1 當(dāng) S3 k?m =500MV?A 時(shí)，X* 1 ?m =Sd/S3 k?m =100/500=0.2 b、架空線路電抗 X* 2=X0lSd/U2 d1=0.36*6*100/372 =0.1578 c、主變壓器電抗 X* 3=Uk%Sd/100SN=

35、7*100*102/100*5000=1.4 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* 藝 k- =X* 1ma+X* 2=0.1+0.1578=0.2578 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)，總電抗標(biāo)幺值 X* 藝(=X* 1mi +X* 2=0.2+0.1578=0.3578 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 =ld1/X* 藝 k- =1.56/0.2578=6.05kA I3 =( k =I3 k-1=I3 k-仁6.05kA i3 sh =2.55I3 k- =2.55*6.05=15.43kA S3 k-仁Sd/X* * 藝

36、k- =100/0.2578=387.9MV?A 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=1.56/0.3578=4.36kA 3 sh =I3 3 k =I 3 k- =4.36kA i3 sh=2.55l3 k- =2.55*4.36=11.12kA S3 k-二Sd/Z*藝 k- =100/0.3578=279.49MV?A 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* 藝（k =X* 1ma +X* 2=X* 3=0.1+0.1578+1.4=1.6578 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí) X*藝（k =X* 1mi+X* 2+X* 3=0.2+0.1578+

37、1.4=1.7578 因此，三相短路電流及短路容量各為 I （3） k- =Id2/X* 藝 k- =5.50/1.6578=3.32kA I3k-=Id2/X* 2-k=5.50/1.7578=3.13kA I3 乂 k =I3 k- =I3 k-2=I3 k-2=3.32kA I3Z =I3 k =I3k- =3.13kA i3 sh =2.55I3 k- =2.55*3.32=8.47kA S3 k-2=Sd/X*藝-k=100/1.6578=60.32MV?A 上述短路電流計(jì)算結(jié)果，如表 6所示。 4 . 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)限的過電保護(hù)和瞬時(shí)機(jī) 構(gòu)

38、，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)限過電流保護(hù)的動(dòng)作電流lop,應(yīng)躲過線路的最大負(fù)荷電 流；電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流即速斷電流 Iqb 應(yīng)按躲過它所保護(hù)線 路的末端的最大短路電流 lk.max 來(lái)整定。 變壓器過電流保護(hù)和速斷保護(hù)： 繼電器采用DL-15/10，動(dòng)作時(shí)限設(shè)為1S。 TA的變相比：Ki=5000/35=143所以采用150/5A, 計(jì)算電流：li=2*Seb/ V 3UN=2*5000/ V3*35=164.97 過電 流保護(hù)：Iop = KrelKwlk.max/KreKi=1.3 x 1

39、x 164.97/0.8 x 30=8.94A 整定動(dòng)作電流為9A，過電流保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流為： lopl=Ki/Kw*lop=30*9=270A 靈敏度校驗(yàn)： Ks=lk.min/lopl=0.87*3.13*103/270=10.081.5 WL2 過電流保護(hù)整定滿足要求。 速斷保護(hù)： lke(2)=3.32*103*10/35=948.57 lop.KA=Kel.Kw/Ki*lke(2)=1.3*1/30*948357=41.1A 速斷電流倍數(shù)整定為 nqb=41.1A/10A=4.11 整定動(dòng)作倍數(shù) 4.11倍， lopl(qb)=4.11*270=1109.7A 靈敏度校驗(yàn)： Ks=

40、lk.min(2)/lopl=4.36*0.87*103/1109.7=3.421.5 WL2 過電流速斷保護(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 SW2-35/100 隔離開關(guān) JDJJ-35 電 壓 互 感器LCW-35電流互感器LCW-35避雷器/ (MV?A) U=35kv 35kv 35kv 35kv 35kv 35kv I30=SN/ UN1=82.48A10

41、00A600A150/5 I3 k-1=6.05KA24.8KA K3 K-1=387.9MV?A1500MV?A I3 shk =15.43KA 63.4KA 50KA 100* *150=21.2KA I32 31 t ma=6.052*0.7 12 11=24.82*4 ”142*5 ”12 11=(65*0.15)2*1 (2)主變 10kv 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關(guān)柜 GG-1A (F)中。其中10kV母線按經(jīng)濟(jì)電流密度選為 LMY-3 (50*5)鋁母 線，其允許電流740A大于10kV側(cè)計(jì)算電流288.7A，動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn) 定均滿足要求 10kV 側(cè)設(shè)備的布置、排列順序及用途如圖 12-2 所 示。 表8 10kV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 10-10I/600 隔離開關(guān) GN8-10T/600 電 U=10KV 10KV 10KV 10KV 10KV 采用 GG-1A (F)高壓開關(guān)柜 I30=SN/ UN2=288.7A600A600A400/5，300/5600A I3 K2=3