畢業(yè)設計電氣設備生產(chǎn)有限公司供配電設計

1、信息科學與工程學院2011屆本科畢業(yè)設計（論文）題目： 某電氣設備成套生產(chǎn)有限公司供配電設計 院（系） 信息科學與工程學院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 屆 別 2011屆 學 號 0715311019 姓 名 洪志陽 指導老師 方瑞明 教授 華僑大學教務處印制 2011年5月摘 要電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力.隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展與進步，社會生產(chǎn)和生活對電能供應的質(zhì)量和管理提出了越來越高的要求。工廠供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。因此，設計和建造一個安全、經(jīng)濟的變電所，是極為重要的。本設計是針對某電氣設備成套生產(chǎn)有限公司供配電設計。以發(fā)電廠電氣部分、高電壓技術、繼電保護等專業(yè)知識為理論依據(jù)，主

2、要對該廠變電站高壓部分進行畢業(yè)設計訓練。通過負荷計算，確定主變壓器的臺數(shù)和容量，進行短路電流計算，選擇變電所主接線方案及高低壓設備與進出線，合理選擇整定繼電器保護裝置，最后按要求繪出設計圖樣。具體過程和步驟:根據(jù)工廠總平面圖,工廠負荷情況,供電電源情況,氣象資料,地區(qū)水文資料和電費制度等,先計算電力負荷,判斷是否要進行無功功率補償,接著進行變電所位置和型式選擇,并確定變電所變壓器臺數(shù)和容量, 主接線方案選擇,然后進行短路電流的計算,并對變電所一次設備選擇和校驗和高低壓線路的選擇，最后繪出變電所電氣主接線圖和平面布置圖，完成本次設計。  關鍵詞：變電站設計；負荷統(tǒng)計；短路電流

3、計算abstractenergy modern industrial production is the major energy and power. with the development of modern civilization and progress, social production and life to the quality of power supply and management of the increasingly high demands. factories power supply system is the core of the substatio

4、n. therefore, the design and construction of a security, economic substation, is extremely important.the design is for a electric co,ltd for distribution design. the electric power plants to some, high-voltage technology, such as protection for the theoretical basis of professional knowledge, high v

5、oltage substation on the main part of the plant design graduate training. through the load calculation, to determine the number and capacity of the main transformer, short-circuit current calculation, choose substation lord wiring schemes and high and low voltage equipments and into the stages, the

6、reasonable choice setting relay protection device, finally required design specification, and write draw design pattern.detailed process and the steps: according to the factory total plan, the load condition ,the power supply, the meteorological data, the district hydrologic data and electric system

7、, the first calculated to power load, judge whether calculated to reactive power compensation, and choose the position and type of the substation , and determine the transformer substation numbers and capacity, the main connection scheme selection, thent concluded the calculation of short-circuit cu

8、rrent, and once for substation equipment selection and calibration, and high and low voltage circuit choice. finally draw the electrical main wiring diagrams and floor charts to complete this design.keywords：design the power substation, load counts, short circuit electric current secretly scheme aga

9、inst目 錄摘 要iabstractii第一章 設計任務書11.1設計題目11.2 設計要求11.3 設計基礎資料1第二章 各種負荷的計算42.1 負荷分級42.2 計算負荷概念52.3 計算負荷目的52.4 計算負荷意義52.5 各車間的負荷計算6第三章 各車間變電所的設計選擇83.1變電所設計原則83.2 各車間變電所位置及全廠供電平面草圖83.3 各車間變壓器臺數(shù)及容量選擇10第四章 工廠總降壓變電所及接入系統(tǒng)的設計124.1 供電方案論證124.2 總降壓變電所位置選擇及要求154.3 變配電所主接線設計方案16第五章 短路電流計算175.1 短路的種類及產(chǎn)生短路的原因175.2 短

10、路的危害175.3 計算短路電流的目的和任務185.4 短路電流的計算18第六章 廠內(nèi)10kv線路的截面選擇256.1 10kv電纜選擇25第七章 變電所高低壓設備的選擇287.1 選擇原則287.2 高低壓開關柜的選擇287.3 電氣設備的校驗29第八章 繼電保護和自動裝置338.1 繼電保護裝置338.2 繼電保護的配置33第九章 防雷和接地369.1 防雷保護369.2 變電所內(nèi)電氣裝置的接地37結 語38參考文獻39致謝40iv第一章 設計任務書1.1 設計題目 某電氣設備成套生產(chǎn)有限公司供配電設計1.2 設計要求根據(jù)本廠用電負荷和供電條件，并適當考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按照國家相關標準，本著

11、安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的要求確定變電所的位置與形式，通過負荷計算，確定主變壓器的臺數(shù)與容量，進行短路電流計算，選擇變壓器的主接線，及高低壓電氣設備，選擇繼電保護裝置，并寫出設計說明書，繪制出設計圖紙。1.3 設計基礎資料31 工廠總平面圖（見附圖1, 比例：1:6000）32 負荷情況本廠動力站、房的部分設備為二級負荷，鑄鋼車間有50%的負荷為二級負荷，熱處理車間有60%的負荷為二級負荷，其余均為三級負荷，本廠負荷統(tǒng)計資料見附表。33 電源3.3.1 工廠東北方向 16 公里處: 有一新建地區(qū)降壓變電所,110/35/10kv, 1×25mva變壓器一臺作為工廠的主電源，允許用

12、35kv或10kv中的電壓以一回架空線向工廠供電。3.3.2 由正北方向 5 公里處的其它工廠引入10kv電纜作為備用電源，一般不投入，在該廠的主電源發(fā)生故障或檢修時，提供照明及部分重要負荷用電。輸電容量不得超過全廠計算負荷的20%。34 電源短路容量 35千伏側(cè)系統(tǒng)最大三相短路容量 1000mva 35千伏側(cè)系統(tǒng)最小三相短路容量 500mva35 供電部門對功率因數(shù)要求值: 35千伏供電時 0.9 10千伏供電時 0.9536 電價: 兩部電價制: 變壓器安裝容量每 1kva 20元/月. 電度電價: 供電電壓為: 35kv時, 0.55元/kwh 供電電壓為: 10kv時, 0.58元/k

13、wh* 工廠為二班制,全年工作時數(shù)4500小時，最大負荷利用時數(shù)4000小時.* 線路的功率損失在發(fā)電廠引起的附加投資: zj = 5000元/kw.37 氣象、地質(zhì)、水文資料 本廠地處江蘇平原地區(qū)，平均海拔7.5米，地質(zhì)以砂粘土為主，地下水位2米，最熱月平均最高溫度26，最熱月地下0.8米處平均溫度20，極端最高溫度40，極端最低溫度10。38 其它基礎資料（略）附表1：負荷數(shù)據(jù)表 車間名稱1# 鑄鋼車間2# 熱處理車間3# 鍛工車間4# 焊接車間安裝容量(kw)150020002000250015001800200250車間名稱5# 金工車間6# 總裝車間7# 空壓站8# 煤氣站安裝容量(

14、kw)400500150200700800500600 附圖 某工廠總平面圖 (比例： 1：8000)第二章 各種負荷的計算2.1 負荷分級電力負荷應根據(jù)供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟上所造成的損失或影響的程度，分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。1.一級負荷a.中斷供電將造成人身傷亡者。b.中斷供電將造成重大政治影響者。c.中斷供電將造成重大經(jīng)濟損失者。d.中斷供電將造成公共場所秩序嚴重混亂者。(1).一級負荷中特別重要的負荷是指：中斷供電將發(fā)生中毒，爆炸和火災等情況的負荷；b.特別重要場所的不允許中斷供電的負荷；c.如正常電源中斷時，必須設有處理安全停產(chǎn)所必須的應急照明，通信系統(tǒng)，火災報警

15、系統(tǒng)，保證安全停產(chǎn)的自動控制裝置等。d.民用建筑中大型金屬中心的關鍵電子計算機系統(tǒng)和防盜報警系統(tǒng)，大型國際比賽場的記分系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)等。2.二級負荷a.中斷供電將造成較大政治經(jīng)濟損失的負荷。所謂較大損失指主要設備損壞，大量產(chǎn)品報廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要較長時間才能恢復，重點企業(yè)大量減產(chǎn)等。b. 中斷供電將影響重要用電單位正常工作的負荷。如交通樞紐，通信樞紐用點單位中的重要電力負荷。c.中斷供電造成大型影劇院，商場等較多人員集中的公共場所秩序混亂的負荷。如商業(yè)住宅建筑屬于二級負荷。3.三級負荷不屬于一級，二級負荷的均屬于三級負荷。對一些非連續(xù)生產(chǎn)的中小企業(yè)，停業(yè)僅影響產(chǎn)量或?qū)е律倭慨a(chǎn)品報廢的用

16、電設備，以及一般民用建筑的用電負荷等均屬于三級負荷。2.2 計算負荷概念計算負荷，是通過統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供配電系統(tǒng)中各元件的負荷值。計算負荷也稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)負荷，其熱效應與某一段時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應相等。在配電設計中，通常采用30分鐘的最大平均作為按民熱條件選擇電器工導體的依據(jù)。2.3 計算負荷目的負荷計算的目的是確定供電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設備、導線截面和儀表量程的依據(jù)，也是合理地進行無功功率補償?shù)闹匾罁?jù)。2.4 計算負荷意義計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電氣設備和導線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。如計算負荷確定過大

17、，將使電器和導線電纜選得過大，造成投資和有色金屬的浪費。如計算負荷確定過小，又將使電氣設備和導線電纜處于過負荷下運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導致絕緣過早老化甚至燒毀，同樣要造成損失。由此可見，正確確定計算負荷意義重大。在進行負荷計算時，要考慮環(huán)境及社會因素的影響，并應為將來的發(fā)展留有適當余量。2.5 各車間的負荷計算負荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式等幾種。本設計采用需要系數(shù)法確定。主要計算公式有：有功計算負荷：無功計算負荷:視在計算負荷:計算電流: 表2.1 電力負荷計算表序號車間設備名稱容量(kw)kdcosjtgj計 算 負 荷p(kw)q(kvar)s(kva)1金工車間

18、動力: 車.銑.刨床 鏜.磨.鉆床 砂輪.鋸床 軸流風扇 起重機 通風機 電焊設備905060608080400.150.150.150.80.10.80.350.50.50.50.80.50.80.61.731.731.730.751.730.71.3313.57.59488641423.41315.63613.844.818.627151860168023.3照明20.00 0.918合計480165.6156.94228.12總裝車間動力150.00 0.150.51.7322.538.944.9照明20.00 0.918合計17040.538.956.23空壓站動力750.00 0.8

19、0.80.75600450750照明30.00 0.927合計780627450771.84煤氣站動力500.00 0.50.80.75250187.5319照明20.00 0.918合計520268187.53275鑄鋼車間動力1800.00 0.350.651.17630737.1969.6照明50.00 0.945合計1850675737.1999.56熱處理車間動力2400.00 0.50.71.02120012241714.1照明60.00 0.954合計2460125412241752.37鍛工車間動力1700.00 0.250.61.33425565.3707.2照明26.00

20、0.923.4合計1726448.4565.3707.28焊接車間動力200.00 0.30.51.7360103.8119.9照明20.00 0.918合計22078103.8129.89總計82060.73556.53463.5538410考慮同時系數(shù)時全廠計算負荷3200.93290.44590.411變壓器損耗50.7202.912考慮變壓器損耗后全廠計算負荷3251.63493.34772.213cosj補償?shù)?.9所需電容器0.95-220014全廠計算負荷總計82060.9293251.61293.33499.4第三章 各車間變電所的設計選擇3.1變電所設計原則變電所位置選擇應滿

21、足下列幾條要求：1） 接近負荷中心；2） 接近電源側(cè)；3） 進出線方便；4） 運輸設備方便；5） 不應設在容易積水、劇烈震動或高溫的場所；6） 不應設在有爆炸危險的區(qū)域內(nèi)；7） 其他等等從上面幾條綜合確定，總平面圖序號f設為35/10kv變電所，靠近負荷中心。由于煤氣站屬于危險區(qū)域，故不應與變電所相鄰，整個變電所的室內(nèi)地面，應高于室外地坪0.6米。3.2 各車間變電所位置及全廠供電平面草圖表3.1 計算負荷統(tǒng)計列表序號車間設備名稱p30（kw）q30(kvar)s(kva)1金工車間165.6156.94228.12總裝車間40.538.956.23空壓站627450771.84煤氣站2681

22、87.53275鑄鋼車間675737.1969.56熱處理車間125412241752.37鍛工車間448.4565.3721.58焊接車間78103.8129.8根據(jù)地理位置及各車間計算負荷大小，決定設立3個車間變電所，各自供電范圍如下：變電所i：熱處理車間變電所：鑄鋼車間、空壓站、煤氣站變電所：鍛工車間、焊接車間、金工車間、總裝車間如圖所示：3.3 各車間變壓器臺數(shù)及容量選擇3.3.1 變電所i變壓器臺數(shù)及容量選擇(1). 變電所i變壓器的供電負荷統(tǒng)計： 因此需要進行無功補償。(2). 變電所i的無功補償（將功率因素提高到0.9以上）：補償前 補償后 無功補償試?。?補償后： (3).變電

23、所i的變壓器選擇：為保證供電可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間總負荷的70%）: 選擇變壓器型號為scb10系列，額定容量為1000kva，兩臺。查表得變壓器的各項參數(shù):空載損耗，負載損耗 阻抗損耗，空載電流 (4). 計算每臺變壓器的功率損耗（n=1）有功功率損耗為：pt無功功率損耗為：(5). 變電所高壓側(cè)計算負荷： 滿足要求變電所ii和變電所iii照此計算。表3.2 各變電所變壓器臺數(shù)及容量車間變電所名稱供電范圍變壓器臺數(shù)（臺）型號變電所i熱處理車間2scb10-1000/10變電所ii鑄鋼車間、空壓站、煤氣站2scb10-1250/10變電所iii鍛工車間、焊接車間、金工車間、總裝車

24、間1scb10-800/10第四章 工廠總降壓變電所及接入系統(tǒng)的設計4.1 供電方案論證 由于本地區(qū)僅能提供35kv或10kv中的一種電壓，所以將兩種電壓的優(yōu)缺點扼要分析如下：（一）35kv與10kv供電特點方案一：采用35kv電壓供電的特點1供電電壓較高，線路的功率損耗及電能損耗小，年運行費用低；2電壓損失小，調(diào)壓問題容易解決；3對cos的要求較低，可以減少提高功率因數(shù)補償設備的投資；4需建設總降壓變電所，工廠供電設備便于集中控制管理，易于實現(xiàn)自動化，但要多占一定的土地面積；5根據(jù)運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)，35kv架空線路的故障比10kv架空線路的故障低一半，因而供電的可靠性高；6有利于工廠的進一步擴展

25、方案二：采用10kv電壓供電的特點1不需要投資建設工廠總降壓變電所，并少占土地面積；2工廠內(nèi)不裝設主變壓器，可簡化接線，便于運行操作；3減輕維護工作量，減少管理人員；4供電電壓較35kv低，會增加線路的功率損耗和電能損耗，線路的電壓損失也會增大5要求cos的值高，要增加補償設備的投資6線路的故障比35kv的高，即供電可靠性不如35kv。（二）各方案的比較的比較電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差（gb123252003）規(guī)定供電電壓允許偏差如下：    （1）35kv及以上供電電壓正、負偏差的絕對值之和不超過額定電壓的10%。    （2）10

26、kv及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%。    （3）220v單相供電電壓允許偏差為額定電壓的+7%、-10%。方案一：正常運行時以35kv單回路架空線供電，由鄰廠10kv電纜線路作為備用電源。本次設計中只有少數(shù)的負荷為二級負荷，大多數(shù)為三級負荷，根據(jù)工業(yè)民用與配電設計手冊 第三版“如變電所可由中、低壓側(cè)電力網(wǎng)取得足夠容量的備用電源時，可裝設一臺主變壓器”。故擬廠內(nèi)總降壓變電所裝設一臺容量為5000 kv·a的變壓器，型號為s9-5000/35型，電壓為35/10kv，查產(chǎn)品樣本，其有關技術參數(shù)為：空載損耗，負載損耗阻抗損耗，空載電流

27、 有功功率損耗為：pt無功功率損耗為： 滿足要求考慮本廠負荷的增長是逐漸的，為了節(jié)約有色金屬消耗量，按允許發(fā)熱條件選擇導線截面，而未采用經(jīng)濟電流密度選擇導線截面。查有關手冊或產(chǎn)品樣本，選擇鋼芯鋁鉸線 lgj-35 ，起允許電流為 滿足要求。該導線單位長度電阻 ,單位長度電抗。 符合要求 方案二：采用10kv電壓供電，廠內(nèi)不設總降壓變電所，即不裝設變壓器，故無變壓器損耗問題。此時，10kv架空線路計算電流i而 不符合要求為使兩個方案比較在同一個基礎上進行，也按照允許發(fā)熱條件選擇導線截面。選擇 lgj-70， 鋼芯鋁鉸線，其允許載流量為， ,10kv線路電壓損失為（線路長度l=16km）； 不符合

28、要求方案二以10kv電壓供電，電壓損失達到了極為嚴重的程度，無法滿足二級負荷長期正常運行的要求。因此，選用方案一，即采用35kv電壓供電，建設廠內(nèi)總降壓變電所，符合國家規(guī)范要求。4.2 總降壓變電所位置選擇及要求根據(jù)前面已確定的供電方案，結合本廠廠區(qū)平面示意圖，如圖本工廠的降壓變電所設在工廠的東北部，原理如下：靠電源進線側(cè)，接近負荷中心； 進出線方便，不影響工廠廠區(qū)面積的利用；位于煤氣站，鍋爐房等空氣污染源的上風側(cè)，環(huán)境潔凈；與鍛工車間保持足夠距離以免受震動影響；根據(jù)運行要求，對總降壓變電所提出以下要求：1 總降壓變電所裝設一臺型號為s9-5000/35型35/10kv的降壓變電所，與35kv

29、架空線路接成線路變壓器組。為便于檢修，運行，控制和管理，在變壓器高壓側(cè)進線處應設置高壓斷路短路器。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才允許投入，因此備用10kv電源進線斷路器在正常工作時必須斷開。3 變壓器二次側(cè)（10kv）設置少油斷路器，與10kv備用電源進線斷路器組成備用電源自動投入裝置（apd），當工作電源失去電壓時，備用電源立即自動投入。4 變壓器二次側(cè)10kv母線采用單母線分段接線。變壓器二次側(cè)10kv接在分段上，而10kv備用電源接在分段上。單分母分段聯(lián)絡開關在正常時閉合，重要二級負荷可接在母線分段，在主電源停止供電時，不至于使重要負荷的供電受到影響。5

30、 本總降壓變電所的操作電源來自備用電源斷路器前的所用變壓器。當主電源停電時，操作電源不至于停電。4.3 變配電所主接線設計方案供電系統(tǒng)主接線詳見“變電所電氣主接線圖”。 第五章 短路電流計算5.1 短路的種類及產(chǎn)生短路的原因短路的種類：4 種基本類型：三相短路，兩相短路，單相對地短路和兩相對地短路。其中，除三相短路時，三相回路依舊對稱，因而又稱對稱短路外，其余三類均屬不對稱短路。在中性點接地的電力網(wǎng)絡中，以一相對地的短路故障最多，約占全部故障的90。在中性點非直接接地的電力網(wǎng)絡中，短路故障主要是各種相間短路。產(chǎn)生短路的原因：造成短路的主要原因，是電氣設備截流部分的絕緣損壞。比如，設備長期運行，

31、絕緣自然老化；設備本身設計、安裝和運行維護不良;絕緣材料陳舊;絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿；設備絕緣正常而被過電壓（包括雷電過電壓）擊穿；設備絕緣受到外力損傷等都可能造成短路。工作人員由于未遵守安全操作規(guī)程而發(fā)生誤操作，或者誤將低電壓設備接入較高電壓的電路中，也可能造成短路。電力線路發(fā)生斷線和倒桿事故可能導致短路。鳥獸跨越在裸露的相線之間或相線與接地物體之間，或者咬壞設備導線的絕緣，也是導致短路的一個原因。5.2 短路的危害發(fā)生短路時，由于部分負荷阻抗被短接掉，供電系統(tǒng)的總阻抗減少，因而短路回路中的短路電流比正常工作電流大得多。在大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬安培甚至幾十萬安培。如此大的短

32、路電流會對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。a. 短路電流通過導體時，使導體大量發(fā)熱，溫度急劇升高，從而破壞設備絕緣；同時，通過短路電流的導體會受到很大的電動力作用，使導體變形甚至損壞。b. 短路點的電弧可能燒毀電氣設備的載流部分。c. 短路電流通過線路，要產(chǎn)生很大的電壓降，使系統(tǒng)的電壓水平驟降，引起電動機轉(zhuǎn)速突然下降，甚至停轉(zhuǎn)，嚴重影響電氣設備的正常運行。d. 短路可造成停電狀態(tài)，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國民經(jīng)濟造成的損失也越大。e. 嚴重的短路故障若發(fā)生在靠近電源的地方，且維持時間越長，可使并聯(lián)運行的發(fā)電機組失去同步，嚴重的可能造成系統(tǒng)解列。f. 不對稱的接地短路，其不平衡電流將產(chǎn)生較強的不

33、平衡磁場，對附近的通信線路、電子設備及其他弱電控制系統(tǒng)可能產(chǎn)生干擾信號，使通訊失真、控制失靈、設備產(chǎn)生誤動作。由此可見，短路的后果是十分嚴重的。所以必須設法消除可能引起短路的一切因素，使系統(tǒng)安全可靠地運行。5.3 計算短路電流的目的和任務保證電力系統(tǒng)安全運行，在設計選擇電氣設備時，都要用可能流經(jīng)該設備的最大短路電流進行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以保證該設備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱的電動力的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護裝置將自動地使有關斷路器跳閘。繼電保護裝置的整定和斷路器的選擇，也需發(fā)準確的短路電流數(shù)據(jù)。5.4 短路電流的計算 為了選擇高壓電氣設備，校驗繼

34、電保護，需計算,ki處的短路電流但因面積緊湊，例如本設計中至最遠車間變電所的距離未超過500m，處的短路電流差別極小，故。最小運行方式下系統(tǒng)短路電流計算已知系統(tǒng)最小三相短路容量（1）確定基準值取基準容量 則 （2）計算短路電路中各主要元件的電抗標么值1）電力系統(tǒng)2）架空線路3）電力變壓器變電所i： 變電所ii： 變電所iii：（3）計算各短路點總計算電抗及三相短路電流和短路容量1）各短路點總計算電抗變電所i：變電所ii：變電所iii： 2）各短路點三相短路電流變電所i: 變電所ii: 變電所iii: 3）各短路點短路沖擊電流 變電所i: 變電所ii: 變電所iii: 4）各短路點短路全電流最大

35、有效值變電所i: 變電所ii: 變電所iii: 5）各短路點短路容量變電所i: 變電所ii: 變電所ii: 最大運行方式下系統(tǒng)短路電流計算已知系統(tǒng)最大三相短路容量（1）確定基準值取基準容量 則 （2）計算短路電路中各主要元件的電抗標么值1）電力系統(tǒng)2）架空線路3）電力變壓器變電所i： 變電所ii： 變電所iii：（3）計算各短路點總計算電抗及三相短路電流和短路容量1）各短路點總計算電抗變電所i：變電所ii：變電所iii：2）各短路點三相短路電流變電所i: 變電所ii: 變電所iii: 3）各短路點短路沖擊電流 變電所i: 變電所ii: 變電所iii: 4）各短路點短路全電流最大有效值變電所i:

36、 變電所ii: 變電所iii: 5）各短路點短路容量變電所i: 變電所ii: 變電所ii: 表5.1 三相短路電流計算表短路計算點運行方式短路電流/ka短路容量/（mv·a）k-1最大2.752.752.757.014.15176.4最小2.342.342.345.973.53149.9k-2 （k-3）最大2.542.542.546.483.8446.15最小2.432.432.436.23.6744.11最大27.9327.9327.9371.2242.1719.35最小27.427.427.469.8741.3719最大31.6631.6631.6680.647.7221.9最

37、小30.9230.9230.9278.8546.6921.43最大14.9314.9314.933822.5410.34最小14.7714.7714.7737.6622.310.24第六章 廠內(nèi)10kv線路的截面選擇6.1 10kv電纜選擇10kv電纜截面選擇計算主變壓器10kv側(cè)計算電流：（1）按發(fā)熱條件選擇查表得yjv22-8.7/10kv 直埋敷設方式，載流量為： （2）按經(jīng)濟電流密度校驗年最大負荷利用小時=4000h，銅芯電纜的經(jīng)濟電流密度為2.25a/mm2（3）按短路熱穩(wěn)定校驗最大運行方式下10kv母線 按切除短路故障時間0.2秒計算 （4）按電壓損失校驗由于工廠內(nèi)線路較短，不進行

38、電壓損耗校驗結論：選yjv22-8.7/10kv 3×185mm2電纜符合要求。配變壓器10kv側(cè)變電所i：計算電流：按持發(fā)熱條件選擇查表得yjv22-8.7/10kv 直埋敷設方式，載流量為：（2）按經(jīng)濟電流密度校驗年最大負荷利用小時=4000h，銅芯電纜的經(jīng)濟電流密度為2.25a/mm2（3）按短路熱穩(wěn)定校驗最大運行方式下10kv母線 按切除短路故障時間0.2秒計算結論：選yjv22-8.7/10kv 3×35mm2電纜符合要求。變電所ii：計算電流：（1）按發(fā)熱條件選擇查表得yjv22-8.7/10kv 直埋敷設方式，載流量為：（2）按經(jīng)濟電流密度校驗年最大負荷利用小

39、時=4000h，銅芯電纜的經(jīng)濟電流密度為2.25a/mm2（3）按短路熱穩(wěn)定校驗最大運行方式下10kv母線 按切除短路故障時間0.2秒計算結論：選yjv22-8.7/10kv 3×35mm2電纜符合要求。變電所iii：計算電流：（1）按發(fā)熱條件選擇查表得yjv22-8.7/10kv 直埋敷設方式，載流量為：（2）按經(jīng)濟電流密度校驗年最大負荷利用小時=4000h，銅芯電纜的經(jīng)濟電流密度為2.25a/mm2（3）按短路熱穩(wěn)定校驗最大運行方式下10kv母線 按切除短路故障時間0.2秒計算結論：選yjv22-8.7/10kv 3×25mm2電纜符合要求。第七章 變電所高低壓設備的選

40、擇7.1 選擇原則為保證電器供電線路及電器設備自身的安全可靠、經(jīng)濟合理、運行維修方便，電器設備應按正常條件下和短路故障條件下工作的要求來選用。正常條件是指電器使用中的額定容量、額定電壓、額定電流、額定頻率及電器所處在的場所、環(huán)境溫度、海拔高度等。其中所處的場所包括用于戶外或戶內(nèi)、有無防塵、防腐、防火、防爆要求，空氣中的濕度、鹽堿成份等。短路故障條件是指發(fā)生短路時滿足動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。電器設備選用的一般原則是：1.電器的額定電壓大于或等于所在回路的工作電壓。2.電器的額定電流大于或等于所在回路的工作電流。3.電器設備（指斷路器、熔斷器、開關、負荷開關等）的額定斷流容量應大于或等于該設備所處的短

41、路容量。4.部分電器設備在選擇后要進行短路動穩(wěn)定度、熱穩(wěn)定度的校驗。7.2 高低壓開關柜的選擇高低壓開關柜是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種高低壓成套配電裝置。高壓開關柜有固定式和手車式（移可式）兩大類型。 1）本設計35kv設備選用kyn61a-40.5鎧裝移開式交流金屬封閉開關設備。該產(chǎn)品引進美國西屋公司的先進技術，根據(jù)gb3906-199135kv交流金屬封閉開關設備及電力部dl404-1997戶內(nèi)交流高壓開關柜訂貨技術條件，并全面參照iec298 1kv以上的52kv及以下的交流金屬封閉開關設備和控制設備 （1990年版）標準設計和制造的kyn61a-40.5鎧裝式金屬

42、封閉開關設備，是三相交流50hz單母線及單母線分段系統(tǒng)的戶內(nèi)成套配電裝置，作為接受和分配35kv網(wǎng)絡電能和對電路實行控制、保護及監(jiān)測。本型開關柜既有防止誤操作斷路器、防止帶負荷推、拉可移開部件、防止帶電合接地開關、防止接地開關在接地位置送電和防止誤入帶電間隔（即簡稱“五防”功能）。2）本設計10kv設備選用kyn28-12金屬鎧裝中置式開關柜。該產(chǎn)品系3.6-12kv三相交流50hz單母線及單母線分段系的成套配電裝置。主要用于發(fā)電廠、中小型發(fā)電機送電、工礦企事業(yè)配電以及電業(yè)系統(tǒng)二次變電所的受電、送電及大型高壓電動機起動等，實行控制保護、監(jiān)測之用。本開關設備滿足iec298、gb3906、dl/

43、t404-91等標準要求，具有防止帶負荷推拉斷路器手車、防止誤分合斷路器、防止接地開關處在閉合位置時關合斷路器、防止誤入帶電隔室、防止在帶電時誤合接地開關的聯(lián)鎖功能。3）低壓開關柜有固定式和抽出式兩大類型。本設計0.4kv設備選用gck系列交流低壓抽出式開關柜。該產(chǎn)品結構柜架為組合裝配式結構，骨架采用c型材。柜架的全部結構均通過自攻螺釘連接，按需要加裝門、面板、隔板、支架及抽屜部件、以便組合成完整無缺開關柜柜架。 每一功能單元均占據(jù)一個獨立隔室功能單室，總占用高度1800mm范圍內(nèi)，根據(jù)用戶的各電流等級不同的占用高度，組合成每臺抽屜式開關柜的供電回路。 抽屜具有合、分、試驗

44、、抽出位置，既能保證正常的工作，又可安全檢修抽屜內(nèi)的元件。相同規(guī)格的功能單元均共有互換性，用戶可以方便迅速地使備用抽屜。7.3 電氣設備的校驗(1) 按正常工作條件選擇1.按工作電壓選擇 設備的額定電壓不應小于所在線路的額定電壓，即但需注意：使用限流式高壓熔斷器時，熔斷器的額定電壓應與線路額定電壓相同，即。2.按工作電流選擇 設備的額定電流不應小于所在線路的計算電流，即(2) 按短路條件校驗 1.動穩(wěn)定校驗：式中開關的極限通過電流（動穩(wěn)定電流）峰值和有效值（單位為），開關所在處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值（單位為）2.熱穩(wěn)定校驗：當短路電流通過被選擇的電氣設備和載流導體時，其熱效應不應超過

45、允許值，校驗電氣設備及電纜熱穩(wěn)定時，短路持續(xù)時間一般采用后備保護動作時間加斷路器全分閘時間。表7.1 35kv側(cè)設備的選擇校驗選擇校驗項目電 壓電 流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他參數(shù)采用kyn61a-40.5高壓開關柜數(shù)據(jù)35kv82.5a2.75ka7.01ka額定參數(shù)電壓互感器保護用限流熔斷器xrnp1-40.5/0.5a40.5kv0.5a50ka_高壓真空斷路器zn85a-40.5/630a40.5kv630a25ka63ka電壓互感器jdz6-35qr35/0.1kv_電壓互感器jdzx8-35_電流互感器lzzbj9-36/250w236kv150/5a_避雷器hy5ws2-51/

46、13435kv_高壓接地開關jnh1-40.5g/31.540.5kv_表7.2 10kv側(cè)設備的選擇校驗選擇校驗項目電 壓電 流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他參數(shù)采用kyn28-12高壓開關柜數(shù)據(jù)10kv225a 2.54ka6.48ka額定參數(shù)電壓互感器保護用限流熔斷器xrnp1-12/0.5a12kv0.5a50ka_高壓真空斷路器zn63a-12/630a12kv630a25ka63ka電壓互感器jdz8-1010/0.1kv_電壓互感器jdzx8-10_電流互感器lzzbj9-1010kv400/5a_避雷器hy5ws2-17/5010kv_高壓接地開關jn15-12/31.5ka12

47、kv_表7.3 0.4kv側(cè)設備的選擇校驗選擇校驗項目電 壓電 流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他參數(shù)采用gck低壓開關柜數(shù)據(jù)0.4kv1805a31.66ka80.6ka額定參數(shù)低壓斷路器zbw1-3200m/3p0.4kv2500a80ka100ka電流互感器bh-0.66 3000/5a0.4kv3000/5a_第八章 繼電保護和自動裝置8.1 繼電保護裝置繼電保護裝置是指能反映電力系統(tǒng)中電氣設備發(fā)生的故障和不正常運行狀態(tài)，并能動作于斷路器跳閘或起動信號裝置發(fā)生報警信號的一種自動裝置。繼電保護裝置應滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動性的要求：這四“性”之間緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一。 8.2 繼電

48、保護的配置本廠總所需要設置以下的保護：變電所饋電線路保護、變壓器保護、母線保護、備用電源進線保護。還須設置以下裝置：備用電源自動投入裝置、絕緣監(jiān)視裝置。1、變電所饋電線路保護由總降壓變電所送至每一車間變電所的線路需設速斷保護和過電流保護?；ジ衅鹘映刹煌耆切?，繼電器選用gl一11/10型。（1）過電流保護的動作電流整定值按下式計算：式中 可靠系數(shù)，??；接線系數(shù)，；返回系數(shù)，；最大負載電流，；電流互感器變比，； 動作電流整定為9a，動作時間因需要與低壓側(cè)空氣相配合，故選為0.5s。靈敏度校驗 靈敏系數(shù)可根據(jù)下式校驗：（2）速斷保護的動作電流應躲開變壓器二次側(cè)三相電流歸算值。即 故整定的速斷電流倍數(shù)為靈敏系數(shù)為2、變壓器保護根據(jù)本降壓變電所變壓器的容量及重要性按照規(guī)程規(guī)定，一次側(cè)應設置帶有定時限的過電流保護及電流速斷保護。此外，還應裝設瓦斯保護及溫度信號。具體整定如下：（1）定時限過電流保護采用三個電流互感器接成全星形接線方式以提高保護動作的靈敏度，繼電器選用dl-11型，動作電流整定值如下：式中 可靠系數(shù)，取；接線系數(shù)，；返回系數(shù)，；最大負載電流，；電流互感器變比，； 動作電流整定為9a，動作時間因需與母線聯(lián)絡開關配合可取1.5s。靈敏系數(shù)（2）電流速斷保護采用互感器不完全星形接法進行速斷保護，動作電流躲開二次側(cè)三相短路值，即 故整定的速斷電