某彈簧廠變配電所電氣部分初步設計課程設計報告

1、蝗交臥藍苛駒嚨冊旦考轅井胃要擺犧仍定啡蠢菊冠迫撇緩娩赦乾膊男司戈坡掙旋娩爪章甄橇酸戌鄲訣鄭阿在圣臼貝棉揪祥妥味方缺小奶市啊貞滯忻栗拔棠靴嘉致疥跺唁冷修鵬弦肺特窘置惡逛塹借耍媒范汛輾博畦精瞬訪戒顛利冉矛擋駿盅牢近上色跪釁默捌丙利語緣扔填打搜敘檀汛田嘗烙抖心存等繩戎黔精享澳痘寢理起鶴芋爛材屠湍毯禹弓攝掩埠挨倔莎旨督頂存洞昌克馳屬塊闌否拜炮遺妝妥可溉籌滔灼神官放客抿襪淳家畔娛隔軌廁藍現(xiàn)纏昏府厲鐐耙腆雁剪粗嫉鵲哥熱乓織瑣許韭朝促睬吾訪致揭吹吼績磐毗況鳥央玻禁宣裸凍亂品鹵肥碧墅眉雄全府增雅圾泵童臥雙桑約諾苔心但扭恫攪某彈簧廠變配電所電氣部分初步設計 課程設計報告0某彈簧廠變配電所電氣部分初步設計目錄供配

2、電工程課程設計任務書（7）1摘要3一、前言4二、負荷計算52.1負荷計算方法及公式52.2 負荷計算結果62.3 無功功率補償計算72.4無功補模揮瞬找殿腆雙荒孰炭驅(qū)鯉程翰魁岡腥鞭歇戒勁臭靳刷詢柯隆窩人鏈澡彈缺埠曹浦痢子砸茂戲痙銳稠視蹦虱縣喻槐憂殖瓊蘊背權棧玲眶盆撤紉遣躍概她箍好化呻遮纖喳濫雙服墾齒仙惹再狠能衍哀婪圭淹鹵溶我泉豐儒管丘歐永經(jīng)占惦拒他污粟粉旋贍莊罵藹磕謎恕椅純咕獰洱藍正臂蔓敝茄境雙海傀淡烘未民啃綿羹味嬰查砸努纜調(diào)澀蓖瓢壓殖桂促且出宦潦阜舟糙犬計滄腹隆觸斷會械士鍘毖查么造銘扯薯語臥靠波懈根隊凌晝壽挫郊場具寞主煙懸聯(lián)折怔添樸泵炬卓痞帥夢僚制妻換熾燙簡嘯石騁陶鑄魂鈍娟捂名試試喀募晾腎垃

3、難烙蛀昔籠措眠躍正桌負開違吧篡僥兢仇慷窩擱脆臨豈經(jīng)窟咋苑某彈簧廠變配電所電氣部分初步設計課程設計報告到硒摯戊懾潦僻浙桿渡躲拾茂猖灌兩瘩泰嘛企熬便冬喚羔廖韻橙少領洪汽滑姐斤號雍鯉豎琢溢顯國寇謂榴胯榷艇昆獻置力擒卜歪權招祝土外柵科賺食遲批蘋先床捐埔畦航蝎瑰澗吉慎祝菜最懂締倪討栽作等蜜奪加置和賞黍倆釣吾咳榮襲苦徐陳值諒用鄧躁余飽梆搭困肥寶罷穎禱鋪亢納廓歌峽嗚霹歧翟訖竣堆放嬌滿駕溉葷拋立冗或慫膿樁辟討趁逮氦昔活杯粳暑剛從句碳彥液嬌遭贊謹稍計哄客言城臘瘴帽嘎娠兌肺披鑰鎬襄憤逛很礁良仕冶可告慢混儈戈啡蒲矯舍只歸哉捌狂渝讓峭刺紅屢菏奈瞞鎖旨邪釜飛陽煮澇暈俄血框達關辦喝椽燙迂運段會擅閻揍濘駕匙農(nóng)俘遮撐度向耳士

4、沏擅秀瑰總燃某彈簧廠變配電所電氣部分初步設計目錄供配電工程課程設計任務書（7）1摘要3一、前言4二、負荷計算52.1負荷計算方法及公式52.2 負荷計算結果62.3 無功功率補償計算72.4無功補償后用戶的計算負荷7三、變壓器的臺數(shù)、容量和類型的選擇113.1 車間變壓器的選擇原則113.2 選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量和類型11四、變配電所主接線方案的設計124.1設計原則與要求124.2變配電所主接線方案的技術經(jīng)濟指標144.3變配電所主接線方案15五、短路計算165.1 短路電流計算的目的及方法165.2 短路電流計算165.3供配電系統(tǒng)中各主要元件電抗標么值175.4短路計算結果17六、

5、電氣設備選擇與校驗186.1 10kv一次側設備選擇186.2 380v側一次設備的選擇校驗19七、供配電線路的選擇207.1 10kv高壓進線的選擇207.2 低壓側母線選擇20八、常用繼電保護及整定計算218.1 qf處設置定時限過電流保護218.2 qf處電流速斷保護整定計算228.3 qf1、qf2處動作時間的整定22九、防雷和接地229.1 車間變電所的防雷保護229.2 接地保護23十、小結25參考文獻26附錄127供配電工程課程設計任務書（7）班 級：2011級電氣工程及其自動化專升本學 生：201120210101201120210109學 時：2周時 間：第1617周指導教師

6、：徐濾非、湯立剛一、設計題目某彈簧廠變配電所電氣部分初步設計二、設計目的及要求通過本課程設計，熟悉現(xiàn)行國家標準和設計規(guī)范，樹立起技術與工程經(jīng)濟相統(tǒng)一的辨證觀點；培養(yǎng)綜合應用所學理論知識分析解決工程實際問題的能力；掌握電氣工程設計計算的方法，為今后從事電力工程設計、建設、運行及管理工作，打下必要的基礎。要求根據(jù)用戶所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設備和進出線，最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖樣。三、設計依據(jù)1、工廠負荷情況該廠是

7、一家國內(nèi)彈簧生產(chǎn)大型企業(yè)之一。主要生產(chǎn)線徑15-100mm大型彈簧(應用于鐵路、電力、工程機械、礦山機械、建筑機械、電梯等)、汽車懸架彈簧、制動閥彈簧、離合器彈簧、體育器材彈簧、剎車蹄彈簧、異形型鋼彈簧和機械、電器、儀表等各種精密彈簧以及拉、 扭、卡等異形特種彈簧。公司下設熱卷簧車間、懸架彈簧車間、離合器彈簧車間、異形彈簧車間和家具簧車間。改廠多數(shù)車間為三班制，年最大負荷利用小時數(shù)為5500小時，日最大負荷持續(xù)時間6小時。該廠屬于二級負荷。該廠的負荷統(tǒng)計資料如表1所示。表1負荷統(tǒng)計資料編號廠房名稱設備容量/kw需要系數(shù)功率因數(shù)1熱卷簧車架彈簧車間9800450653離

8、合器彈簧車間7680450704異形彈簧車間5680.450.755家具簧車間3560.450.756綜合樓2100700902、供電電源情況按照工廠與當?shù)仉姌I(yè)部門簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近110/10kv地區(qū)變電站取得工作電源。該變電站距廠約為5km。10kv母線短路數(shù)據(jù)：、，其出口斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護，定時限過電流保護整定的動作時間為1.5s。要求工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.92。4氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為40，年平均氣溫為25，年最低氣溫為2，年最熱月平均最高氣溫為33，年最熱月平均氣溫為26，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25。當?shù)刂鲗?/p>

9、風向為東南風，年雷暴日數(shù)為52.2天。5地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔200m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。6電費制度本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側計量電能，設專用計量柜，按兩部電價制交納電費?；倦妰r20元/千伏·安/月，電度電價0.5元/度。四、設計任務設計內(nèi)容包括：變配電所的負荷計算及無功功率的補償計算，變配電所所址的選擇，變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定，變配電所主接線方案的選擇與繪制，高低壓配電線路及導線截面選擇，短路計算和開關設備的選擇，保護配置及整定計算*，防雷保護與接地裝置設計*等。摘要一、前言二、負荷計算2.1負荷計算方法及公式2.1.1單組用電

10、設備組計算負荷有功計算負荷（kw）：無功計算負荷（kvar）：視在計算負荷（kva)：計算電流（a）： 式中，為需要系數(shù)，為設備組總的設備容量（對斷續(xù)周期工作制的用電設備組，換算到一個統(tǒng)一的負荷持續(xù)率下），為用電設備組的平均功率因數(shù)；為對應于的正切值。2.1.2多組用電設備組計算負荷 結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)和；對車間干線，可取0.95，0.97。對低壓母線，分兩種情況：由用電設備組計算負荷相加來計算時，可取0.90，0.95；由車間干線計算負荷相加來計算時，可取0.95，0.97。有功計算負荷：總的無功計算負荷為：視在計算負荷：計算電流：2.1.3 車間和計算負

11、荷確定按車間、工廠的需要系數(shù)計算： 按逐級計算法計算：在供配電系統(tǒng)設計中進行設備選擇時，應采用的計算方法，該方法是從供配電系統(tǒng)最終端即用電設備開始計算起，逐級往上計算到用戶電源進線，涉及供配電系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)。2.2 負荷計算結果2.2.1各車間電力負荷計算結果表2-1 各車間電力負荷計算結果表序號車間名稱設備容量/kw需要系數(shù)/kd功率因數(shù)/costan計算負荷pc/kwqc/kvarsc/kv·aic/a1熱卷簧車間14700.50.71.02 735749.851050.0 1595.42懸架彈簧車間9800.450.651.17 441515.59678.46 1030.83離合

12、器彈簧車間7680.450.71.02 345.6352.58493.71 750.144異形彈簧車間5680.450.750.88 255.6225.42340.80 517.815家具簧車間3560.450.750.88 164.25144.85219.00 332.756綜合樓2100.70.90.48 14771.19163.33 248.17根據(jù)各車間電力負荷計算結果表，確定彈簧廠變配電所系統(tǒng)示意圖如圖2-1所示其中車間14分別配置一個變壓器（t1t4）車間5和車間6共用一個變壓器（t5）。圖2-1 彈簧廠變配電所系統(tǒng)示意圖2.3 無功功率補償計算2.3.1并聯(lián)電容器選擇計算（1）無

13、功補償容量計算 或 式中，稱為無功補償率，或比補償容量。這無功補償率，是表示要使1kw的有功功率由提高到所需要的無功補償容量kvar值。 在變壓器低壓側補償時，要使變電所高壓側功率因數(shù)達到0.90以上，考慮到變壓器的無功功率損耗遠大于有功功率損耗，低壓側補償后的功率因數(shù)應高于0.90，一般取0.92以上。（2）并聯(lián)電容器個數(shù)選擇確定了總的補償容量后，根據(jù)所選并聯(lián)電容器單臺容量qc來確定電容器的個數(shù)n，即 由上式計算所得電容器臺數(shù)n，對于單相電容器（電容器全型號后面標“1”者）來說，應取3的倍數(shù)，以便三相均衡補償。2.3.2高低壓電容器柜（屏）的選擇高壓集中補償可采用高壓電容器柜將電容器裝專門的

14、高壓電容器室內(nèi)。低壓集中補償一般采用低壓電容器柜。本次課程設計采用低壓電容器柜。型號為ggj-01。2.4無功補償后用戶的計算負荷 用戶裝設了無功補償裝置以后，則在確定補償裝置裝設地點以前的總計算負荷時，應扣除無功補償?shù)娜萘?，即總的無功計算負荷 補償后總的視在計算負荷計算結果列表如下：表2-21 計算點c1的負荷（變壓器低壓側）計算點設備容量/kw需要系數(shù)有功計算負荷pc/kw無功計算負荷qc/kvar視在計算負荷sc/kv·a計算電流ic/a功率 因數(shù)cos補償前c1點計算負荷14700.5735749.8510501595.360.7補償容量qnc1=735×tan(a

15、rccos0.7)- tan(arccos0.92)=437kvar 實際取 30組×16kvar=480kvar-480補償后c1點計算負荷735269.85782.971189.640.94根據(jù)c1點計算負荷sc=782.97kv·a，選擇scb10-1000/10型變壓器，變壓器=1000kv·a，技術參數(shù)查教材附錄表13得到，計算b1點負荷結果如表2-22所示。表2-22 計算點b1的負荷(（變壓器高壓側）)計算點變壓器功率損耗(sc=782.97kv·a,sn.t=1000kv·a)有功計算負荷pc/kw無功計算負荷qc/kvar視在

16、計算負荷sc/kv·a高壓側計算電流ic/a功率因數(shù)cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarb11.557.090.665.8942.78 740.89312.63804.1646.420.92 表2-23 計算點c2的負荷（變壓器低壓側）計算點設備容量/kw需要系數(shù)有功計算負荷pc/kw無功計算負荷qc/kvar視在計算負荷sc/kv·a計算電流ic/a功率 因數(shù)cos補償前c2點計算負荷9800.45441515.59678.461030.840.65補償容量qnc2=515.59×tan(arccos0.65)- tan(arccos0

17、.92)=327kvar 實際取 26組×16kvar=416kvar-416補償后c2點計算負荷44199.59452.1686.920.975根據(jù)c2點計算負荷sc=452.1kv·a，選擇scb10-630/10型變壓器，變壓器=630kv·a，技術參數(shù)查教材附錄表13得到，計算b2點負荷結果如表2-24所示。表2-24 計算點b1的負荷(（變壓器高壓側）)計算點變壓器功率損耗(sc=425.1kv·a,sn.t=630kv·a)有功計算負荷pc/kw無功計算負荷qc/kvar視在計算負荷sc/kv·a高壓側計算電流ic/a功率

18、因數(shù)cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarb21.185.120.843.8218.02 444.82117.60460.126.560.97表2-25 計算點c3的負荷（變壓器低壓側）計算點設備容量/kw需要系數(shù)有功計算負荷pc/kw無功計算負荷qc/kvar視在計算負荷sc/kv·a計算電流ic/a功率 因數(shù)cos補償前c3點計算負荷7680.45345.6352.58493.71750.140.7補償容量qnc3=345.6×tan(arccos0.7)- tan(arccos0.92)=205kvar 實際取 16組×16kvar=

19、256kvar-256補償后c1點計算負荷345.696.58358.84545.220.96根據(jù)c3點計算負荷sc=358.84v·a，選擇scb10-500/10型變壓器，變壓器=500kv·a，技術參數(shù)查教材附錄表13得到，計算b3點負荷結果如表2-26所示。表2-26計算點b3的負荷(（變壓器高壓側）)計算點變壓器功率損耗(sc=358.84kv·a,sn.t=500kv·a)有功計算負荷pc/kw無功計算負荷qc/kvar視在計算負荷sc/kv·a高壓側計算電流ic/a功率因數(shù)cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kv

20、arb31.024.260.843.2114.30 348.81110.88366.0121.130.95表2-27計算點c4的負荷（變壓器低壓側）計算點設備容量/kw需要系數(shù)有功計算負荷pc/kw無功計算負荷qc/kvar視在計算負荷sc/kv·a計算電流ic/a功率 因數(shù)cos補償前c4點計算負荷5680.45255.6225.42340.8517.80.75補償容量qnc4=255.6×tan(arccos0.75)- tan(arccos0.92)=205kvar 實際取 10組×16kvar=160kvar-160補償后c4點計算負荷255.665.42

21、263.84400.870.968根據(jù)c4點計算負荷sc=263.84v·a，選擇scb10-400/10型變壓器，變壓器=400kv·a，技術參數(shù)查教材附錄表13得到，計算b4點負荷結果如表2-28所示。表2-28計算點b4的負荷(（變壓器高壓側）)計算點變壓器功率損耗(sc=263.84kv·a,sn.t=400kv·a)有功計算負荷pc/kw無功計算負荷qc/kvar視在計算負荷sc/kv·a高壓側計算電流ic/a功率因數(shù)cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarb40.853.480.842.3610.16257.9

22、675.58268.8115.520.96表2-29 計算點c5的負荷（變壓器低壓側）計算點設備容量/kw需要系數(shù)有功計算負荷pc/kw無功計算負荷qc/kvar視在計算負荷sc/kv·a計算電流ic/a功率 因數(shù)cos補償前c5點計算負荷307.21307.2212.48373.52567.520.822補償容量qnc5=307.2×tan(arccos0.822)- tan(arccos0.92)=81kvar 實際取 8組×16kvar=128kvar-128補償后c5點計算負荷307.284.05318.49483.910.96根據(jù)c5點計算負荷sc=31

23、8.49v·a，選擇scb10-400/10型變壓器，變壓器=400kv·a，技術參數(shù)查教材附錄表13得到，計算b5點負荷結果如表2-30所示。表2-30 計算點b5的負荷(（變壓器高壓側）)計算點變壓器功率損耗(sc=318.49kv·a,sn.t=400kv·a)有功計算負荷pc/kw無功計算負荷qc/kvar視在計算負荷sc/kv·a高壓側計算電流ic/a功率因數(shù)cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarb50.853.480.843.0513.34310.2597.39325.1818.670.95總的視在計算負荷：

24、= =2114.29kv.acos=/= 0.94=/ =122.21a由表和計算可得各變電所折算到高壓側的功率因數(shù)均大于0.92,整個工廠的功率因數(shù)為0.94即功率補償?shù)碾娙葸x擇合理, 符合本設計的要求。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,該工廠采取補償可節(jié)約能量為s=3313.43-2214.29=1199.14 kv.a采取無功補償后該工廠每月可節(jié)約20×1199.14=23982.8元我國供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定：容量在100kva及以上高壓供電用戶,最大負荷使得功率因數(shù)不得低于0.9，如果達不到要求，則必須進行無功補償。因此，在設計時

25、，可用此功率因數(shù)來確定需要采用無功補償?shù)米畲笕萘?。由兩部電費制度可知采用無功補償為工廠節(jié)約了資金。三、變壓器的臺數(shù)、容量和類型的選擇3.1 車間變壓器的選擇原則（1）變電所主變壓器臺數(shù)的選擇選擇主變壓器臺數(shù)時應考慮下列原則：應滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所。除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余量。（2）變電所主變壓器容量的選擇1）只裝一臺主變壓器的變電所主變壓器的容量sn.t應滿足全部用電設備總計算負荷s30的需要，即sn.ts30 2）裝有兩臺主變壓器的變電

26、所每臺變壓器的容量sn.t應同時滿足以下兩個條件：任一臺單獨運行時，sn.t（0.60.7）s30 任一臺單獨運行時，sn.ts30（+） 3.2 選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量和類型1、根據(jù)表3-1選擇變壓器的臺數(shù)、容量和類型。對于五個車間變電站sts1、 sts2 、sts3、sts4、sts5的容量分別為：782.97kva、452.10kva、358.84kva、263.84kva、318.49kva。本工廠屬于二級負荷但是考慮到相應得精進基礎和技術參數(shù)，在節(jié)能和留有余量方面負荷率為70%-80%，選定sts1變壓器容量為1000kv，sts2變壓器容量為630kv，sts3變壓器容量為5

27、00kv，sts4變壓器容量為400kv，sts5變壓器容量為400kv，從而保證工廠得負荷正常得運行。2、本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為40，年平均氣溫為25，年最低氣溫為2，年最熱月平均最高氣溫為33，年最熱月平均氣溫為26，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25。當?shù)刂鲗эL向為東南風，年雷暴日數(shù)為52.2天。選用此型別為sc(b)10型變壓器初步選定變壓器得容量型號如下表：表3-1 車間變電所變壓器的臺數(shù)、容量和型號編號廠房名稱sc/kv·a變壓器臺數(shù)及容量變壓器型號車間變電所代號1熱卷簧車間782.97 1×1000sc（b）10sts12懸架彈簧車間452.101

28、15;630sc（b）10sts23離合器彈簧車間358.101×500sc（b）10sts34異形彈簧車間263.84 1×400sc（b）10sts45家具簧車間318.491×400sc（b）10sts56綜合樓四、變配電所主接線方案的設計4.1設計原則與要求應根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位、進出線回路數(shù)、設備特點及負荷性質(zhì)等條件確定。并應滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟等要求。1安全性為保障設備安全及人身安全，主接線應符合國家標準有關技術規(guī)范的要求，正確選擇電氣設備及其監(jiān)視、保護系統(tǒng)，考慮各種安全技術措施。如：（1）在高壓斷路器的電源側及可能反饋電能的另一側必須

29、裝設高壓隔離開關；（2）在低壓斷路器的電源及可能反饋電能的另一側，必須裝設低壓刀開關；（3）35kv以上的線路末端，應裝設與隔離開關聯(lián)鎖的接地刀閘；（4）變配電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設避雷器。裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關。接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設隔離開關。2可靠性（1）主接線應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。（2）變電所的非專用電源進線側，應裝設帶短路保護的斷路器或負荷開關（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

30、）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。（4）變電所低壓側的總開關，宜采用低壓斷路器。當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側總開關和低壓母線分段開關，均應采用低壓斷路器。3靈活性主接線應能適應供配電系統(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，高壓側應裝

31、設高壓斷路器或高壓負荷開關。（4）主接線方案應與主變壓器經(jīng)濟運行的要求相適應。（5）主接線方案應考慮到今后可能的擴展。4經(jīng)濟性 在滿足上述技術要求的前提下，一次接線應盡量做到投資省、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）變配電所的電氣設備應選用技術先進、經(jīng)濟適用的節(jié)能產(chǎn)品，不得選用國家明令淘汰的產(chǎn)品。（3）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采用真空斷路器路器或sf6斷路器。（4）用戶電源進線上應裝設專用的計量柜，其中的電流、電壓互感器只供計費的電度表用。（5）應考慮無功功率的人工補償

32、，使最大負荷時功率因數(shù)達到規(guī)定的要求。4.2變配電所主接線方案的技術經(jīng)濟指標 設計變配電所主接線，應按所選主變壓器的臺數(shù)和容量以及負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技術經(jīng)濟比較，擇其優(yōu)者作為選定的變配電所主接線方案。1主接線方案的技術指標（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、電壓波動及高次諧波方面的情況。（4）運行的靈活性和運行維護的方便性。（5）對變配電所今后增容擴建的適應性。2主接線方案的經(jīng)濟指標（1）線路

33、和設備的綜合投資額（z）。包括線路和設備本身的價格、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)一安裝工程預算定額第二冊電氣設備安裝工程計算。通常是采用線路（導線或電纜）和設備本身的價格乘以一個大于l的系數(shù)作為線路和設備的綜合投資額。如電力變壓器設備價格倍數(shù)約為2；固定式高壓開關柜約為1.5；手車式高壓開關柜約為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（f）。包括線路和設備的折舊費、維修管理費和電能損耗費。線路和設備的折舊費、維修管理費通常取為線路和設備綜合投資額的46。電能損耗費，根據(jù)線路和變壓器的年電能損耗計算。

34、（3）供電貼費（系統(tǒng)增容費）。有關法規(guī)規(guī)定申請用電，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）線路有色金屬消耗量（重量）。但主接線方案的最終確定，還應該考慮技術指標，并結合工程實際。4.3變配電所主接線方案 變配電所主接線由高低壓成套配電裝置組合而成，而且方案的設計應考慮到變配電所可能的增容，特別是出線柜要便于添置。1 高壓主接線（10kv）1、主接線方式其基本形式按有母線接線和無母線接線。母線又稱匯流排，起著匯集電能的作用。在擁護的變配電所中，有母線的主接線按母線的設置不同，又有單母線接線，單母線分段接線，雙母線接線。2、主接線方案的選擇該機械廠本廠可由

35、附近35/10kv地區(qū)變電站取得工作電源，所以直接經(jīng)車間變電所，降為一般低壓用電設備所需的電壓如380v。該工廠屬于二級負荷，直接引入10kv的高壓電，選擇二路電源進線的接線。采用冷備用的工作方式。方案一：如圖4-1所示，采用兩路電源從中間進，從兩邊分配電的供電方式利于擴展配電柜。采用此方式，具體主接線圖請查看附錄1圖4-1五、短路計算5.1 短路電流計算的目的及方法短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算

36、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。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標幺值法（又稱相對單位制法）。5.2 短路電流計算本設計采用標幺值法進行短路計算.繪制短路計算電路如圖5-1所示：圖5-1

37、 短路計算電路5.3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，可由系統(tǒng)的短路容量求取最大運行方式下：最小運行方式下：（2）電力變壓器的電抗標么值。電力變壓器的電抗值可由其短路電壓近似的計算，即 式中，為變壓器的額定容量。（3）電力線路的電抗標么值 5.4短路計算結果表5-1短路計算結果表（最大運行方式）短路計算點總電抗標么值三相短路電流/ka三相短路容量/mvak-1點1.89 2.91 2.91 7.42 4.39 52.91 k-2點7.89618.28 18.28 41.31 23.95 12.66 k-3點8.24 17.51 17.51 39.57 2

38、2.94 12.13 k-4點9.89 14.59 14.59 32.97 19.11 10.11 k-5點11.89 12.14 12.14 27.43 15.90 8.41 k-6點11.89 12.14 12.14 27.43 15.90 8.41 表5-2短路計算結果表（最小運行方式）短路計算點總電抗標么值三相短路電流/ka三相短路容量/mvak-1點2.07 2.66 2.66 6.78 4.01 48.31 k-2點8.07 17.89 17.89 40.44 23.44 12.40 k-3點8.42 17.15 17.15 38.76 22.47 11.88 k-4點10.07

39、14.34 14.34 32.41 18.78 9.93 k-5點12.07 11.96 11.96 27.04 15.67 8.29 k-6點12.07 11.96 11.96 27.04 15.67 8.29 六、電氣設備選擇與校驗6.1 10kv一次側設備選擇 10kv側計算電流為初步選擇10kv高壓斷路器型號為：vs1-12/630-16。 10kv側短路沖擊電流為短路電流熱效應假想時間為同理可得隔離開關gn30-10/400-12.5驗證也合格。 表6-1 10kv電源進線側一次設備選擇與校驗 選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度i2tima結論安裝地點的電氣條件參數(shù)unic

40、ik(3)i(3)sh數(shù)據(jù)10kv122.21a2.91ka7.42ka10.09設備型號規(guī)格參數(shù)uniniocimaxi2t真空斷路器vs1-12/630-1612kv630a16ka40ka1024合格電流互感器lzzbj9-12/150b/212kv150a42.94ka441合格從表6-1知，結果全部合格，因此所選高壓斷路器符合要求。6.2 380v側一次設備的選擇校驗 低壓側開關柜選擇gcl型，對于三個車間變電所，補償后低壓側c1、c2、c3、c4、c5最大的計算電流為1189.64a,所以選擇gcs接線即可。技術參數(shù)如下：1）主電路額定電壓（v）:交流380（400）、）（600）

41、2）輔助電路額定電壓（v）：交流220、380（400）直流110、2203）額定絕緣電壓（v）：660（1000）4）水瓶母線額定電流：<=40005）垂直母線額定電流：10006）母線額定短時耐受電流（ka/1s）：50、807）母線額定峰值耐受電流（ka/0.1s）：105、1768）主電路工頻實驗電壓（v/1min）：25009）輔助電路工頻實驗電壓（v/1min）：200010）母線三相四線制：a、b、c、pen 母線三相五線制：a、b、c、pe、n 11） 防護等級：ip30、ip40380v側一次設備的選擇校驗，如表6-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。表6-2 380v一次側設

42、備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度裝置地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)380v1189.6a18.28ka40.31ka334.15一次設備型號規(guī)格額定參數(shù)結論低壓斷路器cw1-2000/1600380v1600a80ka-合格電流互感器bh-60/1000-0.5500v1200/5a-合格七、供配電線路的選擇7.1 10kv高壓進線的選擇 采用架空線。 （1）選擇經(jīng)濟截面 變壓器一次側計算電流,按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面，因年最大負荷利用小時為5500小時，查表得（鋼芯鋁絞線）則 因為計算值一般比實際值偏大，因此選用lgj-95型鋼芯鋁絞線。 （2）根據(jù)發(fā)熱條件校驗 根據(jù)附表29知，

43、lgj-95在室外溫度為25時的允許載流量為335a>122.21a,滿足發(fā)熱條件。 （3）機械強度校驗 根據(jù)附表26知，10kv架空鋁絞線的機械強度最小截面為,因此所選的截面積也滿足機械強度要求。7.2 低壓側母線選擇采用矩形銅母線，選擇bv型塑料線（）。表7-1 低壓側母線選擇車間變電所ic/a芯線截面/×每相銅排數(shù)每相載流量/aa1/o/o'/kia1/asts1782.97 50×518607025330.91782.6sts2452.1080×6.3114807025330.911346.8sts3358.1040×4162570

44、25330.91568.75sts4263.84 40×416257025330.91568.75sts5318.4940×416257025330.91568.75從上表可以看出，所以每個車間變電所的低壓母線就按照上表數(shù)據(jù)選擇。八、常用繼電保護及整定計算以第一車間變電所為例計算： 8.1 qf處設置定時限過電流保護 變壓器的最大負荷電流取krel=1.2，kre= 0.85，ki=1505=30，故動作電流，動作電流整定為6a。查附錄表44，選用dl-31/6型繼電器，動作電流整定為6a。 檢驗靈敏度：變壓器低壓母線的最小兩相短路電流用于校驗保護靈敏度線路，變壓器低壓母線

45、最小兩相短路電流反映到高壓側的電流值為（變壓器連接組別為dyn11）靈敏度：，滿足要求。8.2 qf處電流速斷保護整定計算電流速斷保護的動作電流（速斷電流）iqb應躲過它所保護的變壓器低壓母線的三相短路電流，即 變壓器低壓母線最大三相短路電流反映到高壓側的電流值為 檢驗靈敏度：采用變壓器高壓側的最小兩相短路電流校驗電流速斷保護的靈敏度，即 ，滿足要求。8.3 qf1、qf2處動作時間的整定 過電流保護的動作時間的整定應該按“階梯原則”整定，以保護前后兩級保護裝置動作的選擇性，也就是處的動作時間比處最長的動作時間大一個時間級差。由于是定時限過電流保護，所以利用時間繼電器直接整定。取處整定時間為，

46、取取處整定時間為。九、防雷和接地9.1 車間變電所的防雷保護一般35kv及以下變、配電所的直擊雷需用獨立避雷針保護。獨立避雷針的設置要求：（1）獨立避雷針與被保護物之間應保持一定的距離，以免避雷針上落雷時造成對保護物的反擊。避雷針對被保護物不發(fā)生反擊的最小距離sa應滿足下式的要求： 式中，rsh為獨立避雷針的沖擊接地電阻；h為獨立避雷針校驗高度；（2）獨立避雷針宜裝設獨立的接地電阻，工頻接地電阻不宜大于10。獨立避雷針的接地裝置與被保護物的接地間最小允許的距離式中，se為地中距離，一般不應小于3m。 （3）獨立避雷針不宜設在人經(jīng)常通行的地方。故各車間變電所采用單支避雷針保護。 避雷針在地面上的

47、保護半徑r=1.5h，如被保護物的高度為時，在水平面上的保護半徑按下列公式計算：當時，；當時，式中p為考慮到針太高時保護半徑不成比例而應減小的系數(shù)。當h30m時，p=1；當30h120m時，。h：避雷針的高度；：被保護物的高度；：避雷針在高度水平面上的保護半徑；設該車間變電所的高度=10m ；避雷針高度h=30m；則避雷針保護的半徑=（30-10）×1=20m 。9.2 接地保護 在電力系統(tǒng)中有兩類接地保護方式：一類為中性點接地，即大電流接地系統(tǒng)；另一類為中性點不接地系統(tǒng)，即小電流接地系統(tǒng)。為保證電氣設備的正常工作和工作人員的安全，車間變壓器采用中性點直接接地的方式，即工作接地。其它

48、配電設備與電器采用接零保護，即將設備的金屬外殼接到零線上；另外還需重復接地保護，這樣當線路發(fā)生碰殼或接地短路時，可以降低零線對地電壓，使人身避免觸電危險。 （1）接地電阻的計算10kv配電系統(tǒng)為中性點不接地系統(tǒng)，過電壓保護規(guī)程中規(guī)定獨立避雷針的沖擊接地電阻應不大于10。初步考慮采用三相放射式的復式接地裝置，每支水平射線長10m，射線用40×4的扁鋼，每支水平射線上焊三支垂直接地體，垂直接地體半徑為50mm，長為2m的鐵管。 （2）試校驗次接地體裝置能否符合要求：單根垂直接地的工頻為：水平接地體的工頻接地電阻為：式中a查資料為0.867，埋深h=1m，扁鋼等值直徑為2cm。已知im=1

49、00ka，故每支路水平射線泄流約33ka，每支垂直接地體最多泄流11ka。已知單根垂直接地體的沖擊系數(shù)為0.8，水平射線沖擊系數(shù)為0.55，因此可以求得：單根垂直接地體的接地電阻=0.8×32.3=25.84；水平接地體的沖擊接地電阻。 已知此復式接地體的沖擊系數(shù)，故其沖擊接地電阻為故接地裝置滿足要求。十、小結參考文獻1、翁雙安. 供電工程.機械工業(yè)出版社，2004.52、蘇文成. 工廠供電. 北京：機械工業(yè)出版社，2001.33、劉介才. 工廠供電（第4版）. 北京：機械工業(yè)出版社，2005.7周瀛，李鴻儒. 工業(yè)企業(yè)供電（第二版）. 北京：冶金工業(yè)出版社，20024、焦留成主編供配電設計手冊北京：中國計劃出版社19995、劉介才等著工廠供電 北京：機械工業(yè)出版社，20036、建設