某化纖毛紡廠總配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、某化纖毛紡廠總配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1.1 設(shè)計(jì)概括在國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，電能的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，生產(chǎn)、科學(xué)、研究、日常生活都對(duì)電能的供應(yīng)提出更高的要求，因此確保良好的供電質(zhì)量十分必要。本設(shè)計(jì)書(shū)注重理論聯(lián)系實(shí)際，理論知識(shí)力求全面、深入淺出和通俗易懂，實(shí)踐技能注重實(shí)用性，可操作性和有針對(duì)性。本課程設(shè)計(jì)選擇進(jìn)行了一個(gè)模擬的中小型工廠 10/0.4kV 、容量為 2149.01KVA的降壓變電所 . 區(qū)域變電站經(jīng) 10KV雙回進(jìn)線對(duì)該廠供電。該廠多數(shù)車間為三班制。本廠絕大部分用電設(shè)備屬長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)荷，要求不間斷供電。全年為 306 個(gè)工作日，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為 6000 小時(shí)。屬于二級(jí)負(fù)荷。本設(shè)計(jì)書(shū)論

2、述了供配系統(tǒng)的整體功能和相關(guān)的技術(shù)知識(shí)，重點(diǎn)介紹了工廠供配電系統(tǒng)的組成和部分。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行，并根據(jù)工廠所能取得的電源及工廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定了變電所的位置與形式及變電所至變壓的臺(tái)數(shù)與容量、類型及選擇變電所主接線方案及高低設(shè)備與進(jìn)出線。工廠供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)電力用戶所處地理環(huán)境、生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求、各個(gè)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)、負(fù)荷布局以及地區(qū)供電條件進(jìn)行的。要求設(shè)計(jì)成果能應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，能夠讓該供電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的分配電能，滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。我們這次的課程設(shè)計(jì)題目是：某化纖毛紡廠總配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)

3、的具體容及步驟如下：1）. 按照廠區(qū)用電設(shè)備的資料和其他具體情況，求計(jì)算負(fù)荷。2）. 根據(jù)負(fù)荷等級(jí)和計(jì)算負(fù)荷，選定供電電源、電壓等級(jí)和供電方式。3）. 根據(jù)環(huán)境和計(jì)算負(fù)荷，選擇變電所的位置、變壓器數(shù)量和容量。4）. 為變配電所選擇安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)的主接線，選擇合理的戶外高壓配電方案。5）. 用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路電流的計(jì)算。6）. 根據(jù)短路電流的計(jì)算結(jié)果，按照正常工作條件、短路時(shí)的工作條件、電氣設(shè)備自身特點(diǎn)進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)，用主接線圖表達(dá)設(shè)計(jì)成果。2 負(fù)荷計(jì)算2.1 負(fù)荷計(jì)算的意義計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷是供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。 工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原始資料是工藝部門提供的用電設(shè)備安裝容量。

4、這些設(shè)備品種多，數(shù)量大，工作情況復(fù)雜，因此如何根據(jù)這些資料正確估計(jì)工廠所需的電力和電量非常重要。估計(jì)的準(zhǔn)確程度，直接影響到工程的質(zhì)量。如果估算過(guò)高， 會(huì)增加供電設(shè)備的容量， 使工廠電網(wǎng)復(fù)雜， 浪費(fèi)有色金屬，增加初投資和運(yùn)行管理工作量，浪費(fèi)大量的人力財(cái)力；相反，如果估算過(guò)低，工廠投產(chǎn)后，供電系統(tǒng)的線路及電氣設(shè)備由于承擔(dān)不了實(shí)際負(fù)荷電流而過(guò)熱，加速其老化絕緣速度，降低使用壽命，增大電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正?？煽窟\(yùn)行。由此可見(jiàn)，進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，能否準(zhǔn)確的估算計(jì)算負(fù)荷決定了設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能否安全、經(jīng)濟(jì)、可靠的供電。計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知的工廠的用電設(shè)備安裝容量確定的、預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷

5、，負(fù)荷計(jì)算的目的就是求出這個(gè)假想負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是設(shè)計(jì)時(shí)作為選擇工廠電力系統(tǒng)的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開(kāi)關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù) 。供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第一步，就是通過(guò)負(fù)荷計(jì)算，將復(fù)雜、凌亂的負(fù)荷數(shù)據(jù)整理成設(shè)計(jì)所需要的資料。2.2 負(fù)荷計(jì)算的方法方法：我國(guó)目前普通采用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便，適用于全廠和車間變電所的負(fù)荷的計(jì)算，二項(xiàng)式法則適用于機(jī)加工車間，有較大容量設(shè)備影響的干線和分支干線的負(fù)荷計(jì)算。但在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而設(shè)備容量差別較大的分支干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，次啊用二項(xiàng)式法較之需要系數(shù)法來(lái)的簡(jiǎn)單，計(jì)算也方便。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)

6、式等幾種，本設(shè)計(jì)將采用需要系數(shù)法予以確定。需要系數(shù)法是用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù), 直接求出計(jì)算負(fù)荷。2.3 車間變電所的負(fù)荷計(jì)算根據(jù)我們這次供配電課程設(shè)計(jì)任務(wù)條件，我設(shè)計(jì)兩個(gè)車間變電所來(lái)給各個(gè)用電用戶供電1#變電所負(fù)荷：設(shè)備變 電用 電容需要Pc1Qc1Sc1Ic1量所單位Pe系數(shù)costan(KW)（kvar ） （ KVA） (KA)Kd(KW)制 條3400.80.80.752722043400.51車間1# 變紡 紗3200.80.80.752561923200.49電所車間鍋 爐1500.750.80,75112.584.4140.700.21房辦 公1080.750.80.

7、758160.75101.250,15樓、幼兒園小計(jì)918649.35487.035811.701.23主要計(jì)算公式為： Pc1(i)= Pe ×Kd Qc1(i)=Pc1(i) × TanPc1= Pc1(i)Qc1= Qc1(i)2Sc1= P Q2Ic1= Sc1/( 3×Un)其中 Un的值為 380 伏。無(wú)功、有功、視在功率的單位分別為kW，kvar,kVA, 計(jì)算電流 I30 的單位為 KA。計(jì)算如下：制條車間： Pc1= Pe×Kd=340*0.8=272 Qc1= Pc1 × tan=272× 0.75=204紡紗車間

8、： Pc1= Pe×Kd=320×0.8=256 Qc1= Pc1 × tan=256×0.75=192鍋爐房： Pc1= Pe× Kd=150× 0.75=112.5 Qc1= Pc1 × tan=112.5 ×0.75=84.4辦公樓幼兒園： Pc1= Pe×Kd=108× 0.75=81 Qc1= Pc1 × tan=81×0.75=60.75小計(jì)： Pc1=Pc1(i) ×K=712.5 × 0.9=649.35 Qc1= Qc1(i) ×

9、;K=541.15 ×0.9=487.0352Sc1=PQ2 =811.70Ic1= Sc1/( 3×Un)=1.23變 電所2#變電所2#變電所設(shè)備用 電容需要Qc2Sc2Ic2(K量TanPc2單位Pe系數(shù)（kvar ） （KVA） A)KdCos(KW)(KW)織 造5250.80.80.754203155250.80車間染 整4900.80.80.753922944900.74車間機(jī) 修3000.30.51.590135162.250.25車間化 驗(yàn)780.750.80.7558.543.973.140.11房食 堂500.750.80.7537,528.146,8

10、60.07宿舍小計(jì)1443898.2734.41160.21.762織造車間： Pc2= Pe×Kd=525×0。8=420 Qc2= Pc2× tan=420×0.75=315染整車間： Pc2= Pe×Kd=490×0。8=392 Qc2= Pc2 × tan=392×0.75=294機(jī)修車間： Pc2= Pe×Kd=300×0.3=90 Qc2= Pc2 × tan =90×1.5=135化驗(yàn)房 : Pc2= Pe ×Kd=78×0.75=58.5

11、Qc2= Pc2 × tan=58.5 ×0.75=43.9食堂宿舍 : Pc2= Pe ×Kd=50×0.75=37.5 Qc2= Pc2 × tan=50×0.75=28.1小計(jì)： Pc2=Pc2(i) ×K=998×0.9=898.2Qc2= Qc2(i) ×K=816×0.9=734.4Sc2= (P2+Q2)=1160.22Ic2= Sc2/( 3× Un)=1.76由于無(wú)功和有功的 K值均為 0.9 ，故在小計(jì)時(shí) P30，Q30的值應(yīng)該乘以 0.9 ，相應(yīng)的 S30 的值也

12、應(yīng)該乘以 0.9 ，結(jié)果表達(dá)如上表。2.4 所用變壓器負(fù)荷計(jì)算Pc3= Pe× Kd=80×0.8=64Qc3= Pc3×Tan =64×0.75=482Sc3=PQ2 =802.5 全廠負(fù)荷計(jì)算上面三個(gè)表格表達(dá)了車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷， 其計(jì)算結(jié)果可用來(lái)選擇車間變電所變壓器的容量，然后選擇車間變壓器，查表算出變壓器上的功率損耗。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，可以采用公式 PT (0.015 0.02) SN.T QT(0.08 0.1) SN.T 估算。當(dāng)采用低損耗變壓器時(shí)， 也可以用公式 PT 0.015S30 QT0.06S30 估算出車間變壓器上的功率損

13、耗。1變電所：PT 0.015Sc10.015 ×811.70 12.76QT 0.06Sc1 0.06×811.70=48.72變電所 :PT 0.015Sc20.015× 1160.22=17.40QT 0.06Sc2 0.06×1160.22=69.61所用變壓器：PT 0.015Pc30.015× 80=1.2QT 0.06Qc3 0.06 ×80=4.8由于廠區(qū)高壓配電網(wǎng)距離較短，故在確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，廠區(qū)高壓輸電線路上的功率損耗可以忽略不計(jì)， 因此高壓配電所引出線上的計(jì)算負(fù)荷可以認(rèn)為是變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷加上變壓器的功

14、率損耗。高壓引出線上的計(jì)算負(fù)荷分別為：P1=P+PT=650.55P2=P+ PT=899.4Q1=Q+QT=491.84Q2=Q+ QT=739.2P0=P+PT=81.2Q0=P+PT=84.8根據(jù)計(jì)算負(fù)荷的等級(jí)查表可知高壓配電母線的同期系數(shù)為0.9 1.0 ，取 K 0.92 。本廠沒(méi)有高壓用電負(fù)荷，故配電所進(jìn)線上的的計(jì)算負(fù)荷為：P= (P1 P2 + P0) ×0.92=1500.66Q=(Q1 Q2 + Q0) ×0.92=1210.573 功率因數(shù)和無(wú)功補(bǔ)償3.1 補(bǔ)償方法2S=PQ2=1928.07功率因數(shù)為cos=1500.66/1928.07=0.77設(shè)計(jì)

15、要求達(dá)到的功率因數(shù)為 0.93 ，顯然不符合要求， 需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。 工廠企業(yè)廣泛采用的補(bǔ)償裝置是靜電電容器，其補(bǔ)償方式有個(gè)別補(bǔ)償、分組補(bǔ)償和集中補(bǔ)償。由于集中補(bǔ)償具有電容器利用率高，易于管理的特點(diǎn)，故采用集中補(bǔ)償方式。高壓補(bǔ)償?shù)碾娙萜鞅容^便宜，電容器利用率高，但是投切電容器的開(kāi)關(guān)設(shè)備及保護(hù)裝置價(jià)格都比較高；低壓補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償效果好，開(kāi)關(guān)及保護(hù)設(shè)備價(jià)格低且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投切，但是電容器利用不充分?？紤]到低壓靜電電容器與高壓靜電電容器價(jià)格差別不大，而高壓斷路器等開(kāi)關(guān)設(shè)備價(jià)格高昂、維護(hù)費(fèi)用高，從節(jié)約建設(shè)和運(yùn)行成本的角度考慮，在設(shè)計(jì)中采用低壓補(bǔ)償?shù)姆绞?。為了提高車間變電所變壓器的負(fù)荷能力，在車間變電所的

16、低壓側(cè)進(jìn)行集中補(bǔ)償。3.2 補(bǔ)償計(jì)算補(bǔ)償容量計(jì)算：1變電所：變電所低壓側(cè)視在計(jì)算負(fù)荷：Sc1=811.70低壓側(cè)功率因數(shù)：cos=649.35/811.70=0.79在低壓側(cè)裝設(shè)補(bǔ)償電容器，考慮到變壓器的無(wú)功損耗，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)為 0.94低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量： Qc=649.35× (tancos-10.79- tancos-10.94)=262.23PGJl 型低壓無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏 PGJl 型低壓無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏有 1、 2、 3、 4 等 4 種方案。其中 1、2 屏為主屏， 3、4 屏為輔屏。 1、3 屏各有 6 支路，電容器為 BW0414 3 型，每屏共 8

17、4kvar ，采用 6 步控制，每步投 )14kvar 。2、4 屏各有 8 支路，電容器亦為 BW04 143 型，每屏共 112kvar ，采用 8 步控制，每步亦投入 14kvar 。我們選擇 1 號(hào)主屏一個(gè)， 3 個(gè)三號(hào)輔屏。補(bǔ)償 336kvar變電所低壓側(cè)視在計(jì)算負(fù)荷：Sc1=（ 487.035-336 ）*（ 487.035-336 ） =811.70變壓器的功率損耗： PT0.015Sc1 0.015 × 690.58 10.36 QT0.06Sc1 0.06 ×690.58=41.43變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：P=649.35+10.36=659.71Q=（4

18、87.035-336 ）+105.67=256.71S=22變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)：(P +Q)=707.89cos=659.71/707.89=0.9322 變電所：變電所低壓側(cè)視在計(jì)算負(fù)荷：Sc2=1160.22KVA低壓側(cè)功率因數(shù)：cos=898.2/1160.22=0.774在低壓側(cè)裝設(shè)補(bǔ)償電容器，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)為0.93 。低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量： Qc=898.2×(tancos-10.774- tancos-10.93)=379.80,選擇PGJl 型低壓無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏， 選擇 1 臺(tái) 2 號(hào)主屏和 3 臺(tái) 4 號(hào)輔屏，電容器都為 BW0414 3 型，每屏共

19、 112kvar ，則補(bǔ)償容量整合為 112+3×112=448kvar 補(bǔ)償后的數(shù)據(jù)：變電所低壓側(cè)視在計(jì)算負(fù)荷：S30=（ 734.4-448 ） * （ 734.4-448 ）=942.76KVA變壓器的功率損耗： PT0.015Sc2 0.015 × 942.76 14.14 QT0.06Sc2 0.06 ×942.76=26.88變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：P=898.2+14.14=912.34Q=（734.4-448 ） +26.88=340.16S=22(P+Q)=973.69變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)：cos=912.34/973.69=0.937變壓器高

20、壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及功率因數(shù)：2Q2 =70.84cos =0.918P=65.025Q=28.101S=P全廠的功率因數(shù)計(jì)算：P=1608.05Q= 596.87S=1715.25P=K* P=0.92*1608.05=1479.41Q=K * Q=0.92*596.87=549.12S= (P2+Q2)= 1578.03Cos=P/ S=0.937經(jīng)過(guò)無(wú)功補(bǔ)償以后，全廠功率因數(shù)為 0.937 0.93 ，滿足設(shè)計(jì)要求。在裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置以后，減少了無(wú)功損耗，因此總的視在計(jì)算負(fù)荷也隨之減小，有可能使進(jìn)線選用更細(xì)的導(dǎo)線，車間變壓器容量可能選小 1 級(jí)，節(jié)約了有色金屬和變電投資。這不僅可以降低初投資，

21、而且可以減少企業(yè)的電費(fèi)支出， 對(duì)提高電能質(zhì)量和系統(tǒng)調(diào)壓能力也有好處。計(jì)算負(fù)荷以補(bǔ)償后的為準(zhǔn)。4 總配電所位置及車間變壓器臺(tái)數(shù)和容量選擇4.1 總配電所及車間變電所位置的選擇總配電所位置及車間變電所位置選擇的原則總配電所的位置選擇應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：1) 應(yīng)該接近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗有色金屬損耗；2) 進(jìn)線方便：考慮電源的進(jìn)線方向，偏向電源測(cè)，以節(jié)省導(dǎo)線的費(fèi)用和減小線路的電能損耗。3) 不應(yīng)妨礙企業(yè)的發(fā)展，要考慮擴(kuò)建的可能性；4) 運(yùn)輸方便；5) 盡量避開(kāi)有腐蝕性氣體和污穢的地段；6) 配電裝置與其他建筑物之間的防火間距要符合規(guī)定；7) 與附近冷卻塔或噴水池之間的距離要符合規(guī)定?？?/p>

22、配電所及車間變電所位置選擇的方法負(fù)荷中心的確定有兩種方法：1）負(fù)荷指示圖法2）負(fù)荷功率矩法在這次設(shè)計(jì)中我們選用負(fù)荷功率矩法，根據(jù)公式：x =( Pi xi ) /Piy =( Pixi) /Pi我們建立了坐標(biāo)系得到各個(gè)用電單位的坐標(biāo)如下：制條車間（ 10，10） 紡紗車間（ 6， 10） 織造車間（10，12）染整車間（10，12）機(jī)修車間（ 9.6 ， 1.7 ）鍋爐房（ 4.9 ，5.2 ）化驗(yàn)室（ 12.2 ，14）食堂宿舍（ 13， 14.5 ）辦公樓、幼兒園（ 13.6 ，5.6 ）通過(guò)公式我們得到負(fù)荷中心坐標(biāo)（ 8.1 ，10.2 ）但結(jié)果并不如意，因?yàn)檫@個(gè)坐標(biāo)就在制條車間和紡紗車

23、間中間并深入工廠建筑的圍，按著盡量靠近負(fù)荷中心的原則，我們將總配電的選址坐標(biāo)改為（ 8.1 ，9.2 ）同樣的變電所的位置也是如此得到，這里不再贅述。4.2 車間變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇由負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果， 1#車間， 2#車間所用變低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷分別為：1#車間：P1=P+PT=650.55Q1=Q+QT-336 =155.9422S=(P +Q)=668 982#車間：P2=P+ PT=899.4Q2=Q+ QT =291.222S=(P +Q)=S30=945.36KVA所用變壓器：P=64Q=24S=68.352由于第一、第二車間的容量都不超過(guò)了1000kVA，所以我們選取了 2 臺(tái) 1

24、000kVA變壓器具體型號(hào)為 S9-1000/101 號(hào)變電所選擇 1 臺(tái) 1000kVA的變壓器供電。因?yàn)樽顭嵩缕骄鶞囟?0。為了方便計(jì)算，變壓器的容量可不必校正。在選出車間變壓器的容量以后，可以由此算出變壓器上的功率損耗。對(duì)于1 號(hào)車間變電所：有功損耗 PT=P0.T+ PCU.N.T（Sc/S NT） 2=1.4+7.5*（668 98/1000 ） 2=4.76無(wú)功損耗 QT=Q0.T+ QN.T（ Sc /S NT）2= （0.8/100 ）*1000+（4.5/100 ）*1000* （668 98/1000 ） 2=28.132 號(hào)車間采用 1 臺(tái)變壓器，容量為1000KVA，則

25、功率損耗為：有功損耗 PT=P0.T+ PCU.N.T（Sc/S NT） 2=8.10無(wú)功損耗 QT=Q0.T+ QN.T（ Sc /S NT）2=48.21由變壓器容量驗(yàn)算車間變壓器的損耗，和前面的運(yùn)算結(jié)果誤差較小，證明變壓器的選擇符合設(shè)計(jì)的要求。5 主接線方案的選擇根據(jù)工廠與電業(yè)部門的供電協(xié)議以及電廠的各個(gè)用電設(shè)施的條件， 我們將從電業(yè)局到用電設(shè)備之間分為的電力線路連接分成三大部分（總體接線圖見(jiàn)附錄） ：1）第一部分：從電業(yè)局到工廠，在這一部分，根據(jù)協(xié)議，我們將采用雙回路架空進(jìn)線，在工廠設(shè)置高壓配電所。 高壓配電所它的主要作用是起到接收和分配電能的作用，它將接收到的電能供應(yīng)給連接的車間變電

26、所或建筑物變電所或高壓用電設(shè)備。 這一部分我們采用雙回路進(jìn)線，單母線分段的連接方式。其連接圖大體如下圖所示：?jiǎn)文妇€分段的方式母線分段后，可提高供電的可靠性和靈活性。在正常運(yùn)行時(shí)，可以接通也可以斷開(kāi)運(yùn)行。當(dāng)分段斷路器 QFd接通運(yùn)行時(shí)，任一段母線發(fā)生短路故障時(shí)，在繼電保護(hù)作用下，分段斷路器 QFd和接在故障段上的電源回路斷路器便自動(dòng)斷開(kāi)。這時(shí)非故障段母線可以繼續(xù)運(yùn)行，縮小了母線故障的停電圍。當(dāng)分段斷路器斷開(kāi)運(yùn)行時(shí)，分段斷路器除裝有繼電保護(hù)裝置外， 還應(yīng)裝有備用電源自動(dòng)投入裝置， 分段斷路器斷開(kāi)運(yùn)行，有利于限制短路電流。對(duì)重要用戶，可以采用雙回路供電，即從不同段上分別引出饋電線路，由兩個(gè)電源供電，

27、以保證供電可靠性。2）第二部分：從工廠高壓配電所到我們?cè)谏厦嫣岬降膬蓚€(gè)車間變電所，車間變電所的作用是將從高壓配電所送過(guò)來(lái)的 10KV高壓電降壓成工廠用電設(shè)備能用的 380/220V 電壓。在這一部分選用這種方式是因?yàn)閱文妇€分段接線的接線特點(diǎn)：?jiǎn)文妇€分段接線可以分段獨(dú)立運(yùn)行，也可以同時(shí)并列運(yùn)行的。單獨(dú)分段運(yùn)行是，各段相當(dāng)于單母線不分段接線狀態(tài)，各段母線的電氣系統(tǒng)互不影響。當(dāng)一段母線發(fā)生故障或檢修是，僅停止對(duì)該段母線所帶負(fù)荷的供電；當(dāng)采用并列運(yùn)行時(shí)，若遇到電源檢修，無(wú)需母線停電，只需斷開(kāi)電源的斷路器及其隔離開(kāi)關(guān)，調(diào)整另外電源的負(fù)荷就行。這樣無(wú)疑提高了，供配電的可靠性和用電配電的靈活性。其大體連接圖

28、如下所示：3）第三部分：從車間變電所到各個(gè)用電建筑，在這一部分我們采用的是放射性接線方式。放射性接線接線簡(jiǎn)單，操作維護(hù)方便，引出線發(fā)生故障時(shí)互不影響，供電可靠性高。其接線圖大致如下圖所示：6 短路計(jì)算6.1 最大運(yùn)行方式下短路電流計(jì)算選取功率基準(zhǔn)值Sj =100MV*A，對(duì)于一號(hào)車間 K1 點(diǎn)短路時(shí)，取基準(zhǔn)電壓 Uj1 =0.4KV，則基準(zhǔn)電流 I j1 =Sj/( 3Uj1 )=100/( 3*0.4)=144.34KA 。對(duì)于二號(hào)車間對(duì)于 K 2 點(diǎn)短路時(shí)，取基準(zhǔn)電壓Uj2 =0.4KV，則基準(zhǔn)電流 I j2 = Sj /( 3Uj2 )=100/( 3*0.4)=144.34KA 。計(jì)算

29、各元件阻抗的標(biāo)么值電源電抗標(biāo)么值： X* 1M=Sj/S k.max (3) =100/187=0.53510 千伏單回架空線路電抗標(biāo)么值：X*2 =x0l*S J /Uav2=0.38*2*100/10.52 =0.689由于是采用最大運(yùn)行方式，則兩回架空線并列運(yùn)行，其等效阻抗為：X*2=0.689 0.689=0.3451*=( u %/100)*(S/S )=(4.5/100)* （100/1 ）號(hào)車間變壓器 1T 電抗標(biāo)么值： X3jkNT=4.52 號(hào)車間變壓器 2T 電抗標(biāo)么值：X* 3 =( uk %/100)*(S j /S NT)=(4.5/100)* （ 100/1 ）=4

30、.5求電源至短路點(diǎn)總阻抗*對(duì)一、二號(hào)變壓器 K1點(diǎn)： X k11M2= X+ X =0.535+0.345+4.5=5.38求短路電流的周期分量、沖擊電流及短路容量對(duì)于一號(hào)變壓器 K 1：三相短路電流周期分量有效值I 1.M=I j1 / X * k1=144.34/5.38=26.83KA沖擊短路電流 i ch1.M=2.55* I1.M=2.55*26.83=68.4165KA*=100/5.38=18.587MV*A三相短路容量 S=S/X1K1.MJ對(duì)于二號(hào)變壓器 K 1：三相短路電流周期分量有效值I 1.M=I j2 / X * k2=144.34/5.38=26.83KA沖擊短路電

31、流 i ch2.M=2.55* I1.M=2.55*26.83=68.4165KA三相短路容量 S K1.M= SJ/ X * 2=100/5.38=18.587MV*A 最大運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算：三相短路電流 /KA三相短路容量 /MVAI 1.Mi ch1.MSK1.MK1 點(diǎn) 26.8368.4218.587最大運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算電路圖：10kV短路點(diǎn)0.4kV短路點(diǎn)電源阻抗電源架空進(jìn)線阻抗車間變壓器阻抗6.2 最小運(yùn)行方式下短路電流計(jì)算選取功率基準(zhǔn)值Sj =100MV*A，對(duì)于一號(hào)車間 K1 點(diǎn)短路時(shí)，取基準(zhǔn)電壓 Uj1 =0.4KV，則基準(zhǔn)電流 I j1 =Sj/( 3Uj

32、1 )=100/( 3*0.4)=144.34KA 。對(duì)于二號(hào)車間對(duì)于 K 2 點(diǎn)短路時(shí)，取基準(zhǔn)電壓Uj2 =0.4KV，則基準(zhǔn)電流 I j2 = Sj /( 3Uj2 )=100/( 3*0.4)=144.34KA 。計(jì)算各元件阻抗的標(biāo)么值電源電抗標(biāo)么值： X* 1M=Sj/S k.max (3) =100/107=0.93510 千伏單回架空線路電抗標(biāo)么值：X*2 =x0l*S J /Uav2=0.38*2*100/10.52 =0.689最小運(yùn)行方式下單母分段開(kāi)關(guān)打開(kāi)，兩回線路分列運(yùn)行，電源 - 配電母線 - 車間母線單線供電，架空線路阻抗為 0.689 。1 號(hào)車間變壓器 1T 電抗標(biāo)

33、么值： X* 3 =( uk%/100)*(S j /S NT)=(4.5/100)*（100/1 ）=4.52 號(hào)車間變壓器 2T 電抗標(biāo)么值：X* 3 =( uk %/100)*(S j /S NT)=(4.5/100)* （ 100/1 ）=4.5求電源至短路點(diǎn)總阻抗對(duì)一、二號(hào)變壓器K 1 點(diǎn)： X* k1= X* 1M + X * 2=0.535+0.689+4.5=5.724求短路電流的周期分量、沖擊電流及短路容量對(duì)于一號(hào)變壓器K 1：三相短路電流周期分量有效值 I 1.M=I j1 / X * k1=144.34/5.724=25.217KA 沖擊短路電流 i ch1.M=2.55

34、* I 1.M三相短路容量 S K1.M= SJ/ X * 1=100/5.724=17.47MV*A 對(duì)于二號(hào)變壓器 K 1：三相短路電流周期分量有效值 I 1.M=I j2 / X * k2=144.34/5.724=25.217KA 沖擊短路電流 i ch2.M=2.55* I 1.M三相短路容量 S K1.M= SJ/ X * 2=100/5.724=17.47MV*A 最小運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算：三相短路電流 /KA三相短路容量 /MVAI 1.Mi ch1.MSK1.MK1 點(diǎn) 25.2164.3017.47最小運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算電路圖：10kV短路點(diǎn)0.4kV短路點(diǎn)電源阻

35、抗電源架空進(jìn)線阻抗車間變壓器阻抗7 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)供電系統(tǒng)的電氣設(shè)備主要有斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、電抗器、互感器、母線裝置及成套電設(shè)備等。電氣設(shè)備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。電氣設(shè)備按在正常條件下工作進(jìn)行選擇， 就是要考慮電氣裝置的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電氣裝置所處的位置（室或室外） 、環(huán)境溫度、海拔高度以及有無(wú)防塵、防腐、防火、 防爆等要求；對(duì)一些斷流電器如開(kāi)關(guān)、熔斷器等，應(yīng)考慮斷流能力。7.1 高壓側(cè)短路計(jì)算取 SB =100MVA， U av10.5kV所以*=U k

36、 % SB= 4.510010 64.5X T1100STN 11001000103X T*2=XT*1 =4.5總配進(jìn)線： X L =0.2950.60.18X L*X LSB=0.18100=0.16U av210.52最大運(yùn)行方式下：繪制等效電路圖Kx : X *0.53510.16 0.6152I jSj1003U av35.5kA10.5( 3)=I j=5.58.94kAI ZX *0.615i sh(3) =2.55 II sh(3) =ish(3)1.686( 3)z=22.8kA13.52kA( 3)=Sj=100SkX *162.6MVA0.1657.2 高壓設(shè)備器件的選擇

37、及校驗(yàn)高壓設(shè)備器件的選擇：計(jì)算數(shù)據(jù)斷路器隔離開(kāi)關(guān)電流互感電壓互感高壓熔斷器器器GW1-6（ 10） LA-10（ DRW10型號(hào)SN10-10IJDZ-10I30(F)/ 200/400級(jí)）U=10kV10kV10kV10kV11000/1010kV0I 30 =105.59A630A400A200/52AI z =8.94kA16kASk =162.6MVA300MVA200MVAi sh =22.8kA40kA25kAI 2 t= 8.94 2 ×t162×2142×51）斷路器的選擇與校驗(yàn)（ 1）按工作環(huán)境選型：戶外式（ 2）斷路器額定電壓 U N .QF

38、及額定電流 I N .QFU N.QF =10kV=U N .I 'N.QFI N.QFN-1N-070 -30630727.46AI 30105.59A70-40I N .QF =630A>I 30 =105.59A(3) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器最大動(dòng)穩(wěn)試驗(yàn)電流峰值i max .QF 不小于斷路器安裝處的短路沖擊電流值i sh 即i max .QF =40kA>i sh =22.8A(4) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)要求斷路器的最高溫升不超過(guò)最高允許溫度即I t2.QFtI 2t j即 162 2 >8.942 0.15(5) 斷流容量的校驗(yàn)：斷路器的額定斷流容量應(yīng)大于斷路器安裝處的最大

39、三相短路電流容量即S( 3) N.k .QF300MVA >S( 3) k. max162.6MVA綜上，斷路器的選擇滿足校驗(yàn)條件。隔離開(kāi)關(guān)的選擇與校驗(yàn)（ 1）按工作環(huán)境選型：戶外型（ 2）隔離開(kāi)關(guān)的額定電壓及額定電流U N. QS =10kV=U N .I N .QS =200> I 30 =105.59A'N -140070-30105.59AI N.QSI N.QS461.9A I 30N -070-40（ 3） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) imax .QS =25.5kA> i sh =22.8kA（ 4）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 14 25980 >8.9420.1512.0 即

40、I t2.QStI 2t j2）電流互感器選擇與校驗(yàn)10kV 電流互感器（ 1）該電流互感器額定電壓 U N .TA安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓 U N . 即U N.TAU N.（ 2）電流互感器一次側(cè)額定電流'I N.ctN - 120070-30I 30 1.2 105.59A 126.7AI N.ctN - 0231A 1.270-40（ 3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) Kd=160i sh =22.8A一次側(cè)額定電流 I 'IN1AN .CTN231N0則i sh22.8103160 即 K di sh動(dòng)穩(wěn)定性滿足2I N'69.82 IN'.CT2 231.CT

41、（ 4）熱穩(wěn)定性校驗(yàn)熱穩(wěn)定倍數(shù) Kt=90 熱穩(wěn)定時(shí)間 i sh =0.15 I=8.94kA即 (KT I N.TA )2 =(90231) 2 =4.3103I 2 t j 894020.151.2 107(K t ? I N'.CY ) 熱穩(wěn)定性滿足3） 電壓互感器的選擇與校驗(yàn)經(jīng)查表該型號(hào)電壓互感器額定容量 SN500VA I NSN500U N0.05A 0.5 A10000所以滿足要求4） 高壓熔斷器的選擇與校驗(yàn)（ 1）高壓熔斷器額定電壓大于安裝處電網(wǎng)的額定電壓即 U N Fu10kVU N(2) 斷流能力SFU200MVA162.6MVA5） 10kV 進(jìn)線與各車間變電所進(jìn)

42、線的校驗(yàn)1、根據(jù)短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)（ 1） 10kV 進(jìn)線：按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇進(jìn)線截面積：已知 Tmax6000 小時(shí)，經(jīng)查表可得，經(jīng)濟(jì)電流密度jec=0.9A/ mm2進(jìn)線端計(jì)算電流S1828.878I 303105.6A3U10可得經(jīng)濟(jì)截面I 30105.6117.33mm2Aec=0.9jec經(jīng)查表，選擇 LJ 型裸絞線 LJ-120,取導(dǎo)線間幾何間距 D=0.6m該導(dǎo)線技術(shù)參數(shù)為： R=0.27/ kmX=0.29 / km校驗(yàn)：短路時(shí)發(fā)熱的最高允許溫度下所需導(dǎo)線最小截面積AminI (3)8.9440 mm2120mm2t j0.15C87所以滿足要求。（ 2） No.1 變電所

43、進(jìn)線：按上述方法選擇LJ 型裸絞線 LJ-50, 取導(dǎo)線間幾何間距D=0.6m該導(dǎo)線技術(shù)參數(shù)為： R=0.64/ kmX= 0.323/ km校驗(yàn)： AminI (3)8.9440mm250mm2t j0.15C87所以滿足要求。（ 4）No.3 變電所進(jìn)線：按上述方法選擇LJ 型裸絞線 LJ-25, 取導(dǎo)線間幾何間距D=0.6mAminI (3)t j8.94 0.15 40mm2 25mm2C872、根據(jù)電壓損耗進(jìn)行校驗(yàn)（ 1） 10kV 進(jìn)線：u%PR QX%1664.451 0.162 757.89 0.1770.4%10U N21000（ 2） No.1 車間變電所進(jìn)線：u%PR QX%647.07 0.64 292.18 0.3230.095%10U N21000（ 3） No.2 車間變電所進(jìn)線：u%PR QX%234.225 1.28 101.44 0.6460.37%10U N210003、根據(jù)符合長(zhǎng)期發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)（ 1） 10kV 進(jìn)線：選 LJ 120 型裸鋁絞線取導(dǎo)線間幾何間距 D=0.6m經(jīng)查表可得，最大允許載流量 I Z 375A >105.6A（總負(fù)荷電流）（ 2） No.1 車間變電所進(jìn)線選 LJ 50 型裸鋁絞