電氣工程及自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)工廠主變電所部分設(shè)計(jì)

1、工廠供電課程設(shè)計(jì)說明書題目：工廠主變電所部分設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化姓名：溫強(qiáng)學(xué)號(hào)： 110512530 指導(dǎo)教師：洪寶棣職稱：教授設(shè)計(jì)完成日期：二一四年七月內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院摘要本次課程設(shè)計(jì)是為8 個(gè)車間合理設(shè)計(jì)供電系統(tǒng)以及對(duì)供電系統(tǒng)的保護(hù)。首先從車間的分布和布局考慮， 上網(wǎng)查詢了相關(guān)的資料， 初步第對(duì)變電所分布做了合理的布置。然后開始對(duì)工廠廠區(qū)的供電部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。查詢了很多相關(guān)的資料和文獻(xiàn)，從各部分的計(jì)算入手， 其中包括計(jì)算負(fù)荷和短路電流的計(jì)算和一次設(shè)備穩(wěn)定度的效驗(yàn)，及低壓配電屏的選擇。 接下來，還進(jìn)行了對(duì)變電所高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇，車間配電線路的設(shè)計(jì)。

2、在變電所二次回路設(shè)計(jì)及繼電保護(hù)整定當(dāng)中我考慮了各方面的保護(hù)及對(duì)保護(hù)器具的選擇。同時(shí)也考慮了對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的防雷保護(hù)設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)方案趨于完善。關(guān)鍵詞 ：供電設(shè)計(jì) 供電系統(tǒng)保護(hù)短路計(jì)算計(jì)算負(fù)荷內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院目錄第一章負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與無(wú)功補(bǔ)償. 1 1.1 原始資料分析. 1 1.2 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算. 2 1.2.1 計(jì)算過程 . 2 1.3 無(wú)功補(bǔ)償及計(jì)算. 7 第二章變電所主接線設(shè)計(jì)及主變選擇. 9 2.1 變電所主變的選擇. 9 2.1.1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇. 9 2.1.2 變電所主變壓器容量的選擇. 9 2.2 變壓器詳細(xì)參數(shù). 10 2.3 位置平面布置圖. 11 2.4

3、 主接線設(shè)計(jì) . 11 第三章短路電流計(jì)算. 11 第四章各電壓等級(jí)設(shè)備的選擇. 16 4.1 35kv 高壓側(cè)設(shè)備選擇. 16 4.2 10kv 高壓側(cè)設(shè)備選擇. 18 4.3 380v 低壓設(shè)備的選擇. 20 第五章變電所進(jìn)出線選擇及校驗(yàn). 21 5.1 35kv 架空線的選擇. 21 5.2 10kv 電纜的選擇 . 21 5.3 380v 側(cè)電纜的選擇. 22 5.4 廠房電纜的選擇. 22 第六章繼電器保護(hù)配置及整定. 23 6.1 變壓器的保護(hù). 23 6.1.1 定時(shí)限電流保護(hù). 23 6.1.2 電流速斷保護(hù). 24 6.1.3 變壓器的瓦斯保護(hù). 24 6.1.4 低壓斷路器

4、保護(hù). 24 參考文獻(xiàn) . 26 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院1 第一章負(fù)荷統(tǒng)計(jì)與無(wú)功補(bǔ)償1.1 原始資料分析設(shè)計(jì)任務(wù)某車間負(fù)荷分布：序號(hào)車間設(shè)備名稱容量pe(kw) kd costg 計(jì)算負(fù)荷p(kw) q(kvar) s(kva) 1 鑄鋼車間動(dòng) 力1600 0.5 0.6 照 明30 0.8 10kv 電動(dòng)機(jī)60 合 計(jì)2 熱處理車間動(dòng) 力2300 0.5 0.8 照 明30 0.8 合 計(jì)3 鍛工車間動(dòng) 力1600 0.25 0.60 照 明30 0.8 10kv 電動(dòng)機(jī)80 合 計(jì)4 焊接車間動(dòng) 力300 0.5 0.7 照 明30 0.8 合 計(jì)5 金工車間動(dòng) 力400 0.25 0

5、.6 照 明40 0.8 10kv 電動(dòng)機(jī)60 合 計(jì)6 總裝車間動(dòng) 力265 0.15 0.5 照 明40 0.8 合 計(jì)7 空壓站動(dòng) 力812 0.8 0.8 照 明30 0.8 合 計(jì)8 煤氣站動(dòng) 力525 0.5 0.8 照 明40 0.8 合 計(jì)9 總計(jì)10 全廠計(jì)算負(fù)荷11 無(wú)功補(bǔ)償容量?jī)?nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院2 12 cos補(bǔ)償?shù)?0.9 后全廠計(jì)算負(fù)荷合計(jì)13 變壓器損耗14 全廠計(jì)算負(fù)荷總計(jì)變電所占地為2.5km2.5km,35kv電源進(jìn)線。1.2 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及計(jì)算本設(shè)計(jì)采用系數(shù)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，所需要的公式包括：有功功率：ed30pkp無(wú)功功率：tan 3030pq視在功率

6、：/cos3030ps計(jì)算電流：nusi3/3030總的有功計(jì)算負(fù)荷：i .30p30pkp總的武功計(jì)算負(fù)荷：i .30q30qkq總的視在計(jì)算負(fù)荷：22303030qps總的計(jì)算電流：nusi3/3030其中)cos(arctan tan1.2.1 計(jì)算過程1）鑄造車間動(dòng)力 :ep=1600kw dk=0.5 cos=0.6 tan=tan (arc cos)=1.33 30p=0.51600=800kw 30q=8001.33=1064kvar 30s=221064800=1331.2kva 30i=1331.20(3380)=2.023ka=2023a 照明 :ep=30kw dk=0.

7、8 cos=1.0 tan=0 30p=0.830=24kw 30q=0kvar 30s=22024=24kva 30i=24/220=0.109k a=109a 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院3 10kv電動(dòng)機(jī)：查附表 1 可知，小批生產(chǎn)的金屬熱加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)dk=0.3，cos=0.6，tan=1.33 ep=60kw 30p=0.360=18kw 30q=181.33=23.9kvar 30s=2294.2318=30kva 30i=ni=np/(3nucos)=60/(3100.8 0.6)=7.2a 2）熱處理車間動(dòng)力：ep=2300kw dk=0.5 cos=0.8 tan=tan (

8、arc cos)=0.75 30p=0.52300=1150kw 30q=11500.75=862.5kvar 30s=225 .8621150=1437.5kva 30i=1437.5(3380)=2.184ka=2184a 照明：ep=30kw dk=0.8 cos=1.0 tan=0 30p=0.830=24kw 30q=0kvar 30s=22024=24kva 30i=24/220=0.109k a=109a 3）鍛工車間動(dòng)力：ep=1600kw dk=0.25 cos=0.6 tan=tan (arc cos)=1.33 30p=0.251600=400kw 30q=1.33400

9、=532kvar 30s=22532400=665.6kva 30i=665.6(3380)=1.011ka=1011a 照明：ep=30kw dk=0.8 cos=1.0 tan=0 30p=0.830=24kw 30q=0kvar 30s=22024=24kva 30i=24/220=0.109k a=109a 10kv 電動(dòng)機(jī)： 查附表 1 可知， 小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)dk=0.2，cos=0.5，tan=1.73 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院4 ep=80kw 30p=0.280=16kw 30q=161.75=27.7kvar 30s=227 .2716=32kva 30i=

10、ni=np/(3nucos)=80/(3100.8 0.5)=11.5a4）焊接車間動(dòng)力：ep=300kw dk=0.5 cos=0.7 tan=tan (arc cos)=1.02 30p=0.5300=150kw 30q=1501.02=153kvar 30s=22153150=214.3kva 30i=214.3(3380)=0.326ka=326a 照明：ep=30kw dk=0.8 cos=1.0 tan=0 30p=0.830=24kw 30q=0kvar 30s=22024=24kva 30i=24/220=0.109k a=109a 5）金工車間動(dòng)力：ep=400kw dk=0

11、.25 cos=0.6 tan=tan (arc cos)=1.33 30p=0.25400=100kw 30q=1001.33=133kvar 30s=22133100=166.4kva 30i=166.4(3380)=0.253ka=253a 照明 :ep=40kw dk=0.8 cos=1.0 tan=0 30p=0.840=32kw 30q=0kvar 30s=22032=32kva 30i=32/220=0.145k a=145a 10kv 電動(dòng)機(jī)： 查附表 1 可知， 小批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)dk=0.2，cos=0.5，tan=1.73 ep=60kw 30p=0.260=

12、12kw 30q=121.72=20.8kvar 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院5 30s=228 .2012=24kva 30i=ni=np/(3nucos)=60/(3100.8 0.5)=8.7a 6）總裝車間動(dòng)力：ep=265kw dk=0.15 cos=0.5 tan=tan (arc cos)=1.73 30p=0.15265=39.8kw 30q=39.751.73=68.8kvar 30s=228 .688.32=76.2kva 30i=76.2(3380)=0.116ka=116a 照明：ep=40kw dk=0.8 cos=1.0 tan=0 30p=0.840=32kw 30

13、q=0kvar 30s=22032=32kva 30i=32/220=0.145k a=145a 7）空壓站動(dòng)力：ep=812kw dk=0.8 cos=0.8 tan=tan (arc cos)=0.75 30p=0.8812=649.6kw 30q=649.60.75=487.2kvar 30s=222 .4876.649=812kva 30i=812(3380)=1.234ka=1234a 照明：ep=30kw dk=0.8 cos=1.0 tan=0 30p=0.830=24kw 30q=0kvar 30s=22024=24kva 30i=24/220=0.109k a=109a 8）

14、煤氣站動(dòng)力：ep=525kw dk=0.5 cos=0.8 tan=tan (arc cos)=0.75 30p=0.5525=262.5kw 30q=262.50.75=196.9kvar 30s=229.1965 .262=328.1kva 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院6 30i=328.1(3380)=0.498ka=498a照明：ep=40kw dk=0.8 cos=1.0 tan=0 30p=0.840=32kw 30q=0kvar 30s=22032=32kva 30i=32/220=0.145k a=145a 9）車間總的計(jì)算負(fù)荷車間中含有照明消耗的功率， 也有動(dòng)力消耗的功率， 照

15、明是單相設(shè)備， 動(dòng)力和電動(dòng)機(jī)是三相設(shè)備，它們所消耗的功率不能直接進(jìn)行相加，要進(jìn)行容量換算。規(guī)定如果三相電路中單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^三項(xiàng)設(shè)備總?cè)萘康?5% ，則不論單向設(shè)備如何分配， 單項(xiàng)設(shè)備可與三項(xiàng)設(shè)備綜合按三相負(fù)荷平衡計(jì)算；如果單向設(shè)備的總?cè)萘砍^三項(xiàng)設(shè)備總?cè)萘康?5% ，則應(yīng)將單相設(shè)備容量換算為等效三相設(shè)備容量（單項(xiàng)設(shè)備容量的3 倍） ，在與三項(xiàng)設(shè)備容量相加。以下是各車間中單相設(shè)備的總?cè)萘空既?xiàng)設(shè)備總?cè)萘康谋嚷蔭 鑄鋼車間：1a=24/(1331.2+30)=1.7% 熱處理車間 : 2a=24/1437.5=1.7% 鍛工車間 : 3a=24/(665.6+32)=3.4% 焊接車間 :

16、 4a=24/214.3=11.2% 金工車間 : 5a=32/(166.4+24)=16.8% 總裝車間 : 6a=32/76.2=42.0% 空壓站 : 7a=24/812=3.0% 煤氣站 : 8a=32/328.1=9.8% 經(jīng)過計(jì)算，有兩個(gè)車間單相設(shè)備的總?cè)萘砍^了三項(xiàng)設(shè)備總?cè)萘康?5% ，分別是金工車間 16.8%、總裝車間 42.0%，由于工廠中的照明設(shè)備一般接于相電壓，所以計(jì)算總功率時(shí)應(yīng)將這三個(gè)車間的照明容量變?yōu)? 倍后再進(jìn)行計(jì)算。取有功功率同時(shí)系數(shù)9. 0pk，ippkp.3030取無(wú)功功率同時(shí)系數(shù)95.0qk，iqqkq.303030p =0.9(800+24+18+115

17、0+24+400+24+16+150+24+100+323+12+ 39.8+323+649.6+24+262.5+32)=3547.7kw 30q=0.95(1064+23.9+862.5+532+27.7+153+133+20.8+68.8+487.2+ 196.9)=3391.3kvar 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院7 30s =223 .33917.3547=4907.9kva 30i=4907.9(3380)=7.457k a =7457a1.3 無(wú)功補(bǔ)償及計(jì)算為計(jì)算出無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘?，先進(jìn)行功率因數(shù)的計(jì)算： cos=30/30sp=3547.7/4907.9=0.72 通過計(jì)算可知，

18、該廠的功率因數(shù)為0.72，因?yàn)橐蠊β室驍?shù)高于0.9 ，所以取 0.92 暫時(shí)用來計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘俊o(wú)功補(bǔ)償容量)tan(tan30cpq=3547.7 (.92tanarccos0-.72tanarccos0)=1915.8kvar取cq =1920kvar 補(bǔ)償后變壓器的容量22301920)-(3391.37 .5473s=3547.9kva 取30s=3600kv a 變壓器的功率損耗為3001.0spt=0.013547.9=35.5kw 3005. 0sqt=0.053547.9=177.5kvar 變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：30p=30p+tp =3547.7+35.5=3583

19、.2kw 30q=30q+tq -cq =3391.3+177.5 3600= -31.2kvar 30s=22(-31.2)3583.2=3583.3kva cos=30p/30s=3576.7/3583.3=0.990.9 滿足要求。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院8 因此可整理表格：序號(hào)車間設(shè)備名稱容量pe(kw) kd costg 計(jì)算負(fù)荷p(kw) q(kvar)s(kva) i(a) 1 鑄鋼車間動(dòng) 力1600 0.5 0.6 1.33 800 1064 1331.2 2023 照 明30 0.8 1.0 0 24 0 24 109 10kv 電動(dòng)機(jī)60 0.3 0.6 1.33 18

20、23.9 30 7.2 合 計(jì)842 1087.9 1185.2 2 熱處理車間動(dòng) 力2300 0.5 0.8 0.75 1150 862.5 1437.5 2184 照 明30 0.8 1.0 0 24 0 24 109 合 計(jì)1174 862.5 1461.5 3 鍛工車間動(dòng) 力1600 0.25 0.60 1.33 400 532 665.6 1101 照 明30 0.8 1.0 0 24 0 24 109 10kv 電動(dòng)機(jī)80 0.2 0.5 1.73 16 27.7 32 11.5 合 計(jì)440 559.7 721.6 4 焊接車間動(dòng) 力300 0.5 0.7 1.02 150 15

21、3 214.3 326 照 明30 0.8 1.0 0 24 0 24 109 合 計(jì)174 153 238.3 5 金工車間動(dòng) 力400 0.25 0.6 1.33 100 113 166.4 253 照 明40 0.8 1.0 0 32 0 32 145 10kv 電動(dòng)機(jī)60 0.2 0.5 1.73 12 20.8 24 8.7 合 計(jì)208 133.8 286.4 6 總裝車間動(dòng) 力265 0.15 0.5 1.73 39.8 68.8 76.2 116 照 明40 0.8 1.0 0 32 0 32 145 合 計(jì)135.8 68.8 172.2 7 空壓站動(dòng) 力812 0.8 0.

22、8 0.75 649.6 487.2 812 1234 照 明30 0.8 1.0 0 24 0 24 109 合 計(jì)673.6 487.2 836 8 煤氣站動(dòng) 力525 0.5 0.8 0.75 262.5 196.9 328.1 495 照 明40 0.8 1.0 0 32 0 32 145 合 計(jì)294.5 196.9 360.1 9 總計(jì)10 全廠計(jì)算負(fù)荷3547.7 3391.3 4907.9 140.2 11 無(wú)功補(bǔ)償容量1920 12 cos補(bǔ)償?shù)?0.9 后全廠計(jì)算負(fù)荷合計(jì)3547.7 1471.3 3547.9 13 變壓器損耗35.5 177.5 14 全廠計(jì)算負(fù)荷總計(jì)0

23、.99 3583.2 -31.2 3583.3 變電所占地為2.5km2.5km,35kv電源進(jìn)線。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院9 第二章 變電所主接線設(shè)計(jì)及主變選擇2.1 變電所主變的選擇2.1.1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則： 1）應(yīng)滿足電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量以、 二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)， 另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所， 也可只采用一臺(tái)變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或另有自備電源。 2）對(duì)季節(jié)性或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方

24、式的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)變壓器。 3）除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。但是負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。 4）在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。綜上考慮，本變電所擬選擇兩臺(tái)住變壓器。2.1.2 變電所主變壓器容量的選擇 .裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量tns.應(yīng)同時(shí)滿足一下兩個(gè)條件: 1） 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)， 宜滿足總計(jì)算負(fù)荷30s 的大約 60%70%的需要，即tns.=(0.60.7)30s 2）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即tns.30s (i+ii)

25、此外，還應(yīng)適當(dāng)考慮今后510年電力負(fù)荷的增長(zhǎng)，留有一定的余地。由負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果可知：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院1 030s=22(-31.2)3583.2=3583.3kva 所以選擇的變壓器容量應(yīng)不小于3583.3 kva ，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求是35kv進(jìn)線，同時(shí)二次側(cè)電壓等級(jí)較多，有10kv 的電動(dòng)機(jī)，還有380v的動(dòng)力和 220v的照明設(shè)備，所以要求一次側(cè)電壓經(jīng)變壓器后要有不同的電壓等級(jí)。根據(jù)要求，可設(shè)計(jì)變壓器選擇方案：選擇兩臺(tái)大容量的變壓器，為所有的廠房進(jìn)行供電。要求容量應(yīng)高于3600kv a ， 一次測(cè)電壓等級(jí)為35kv ， 戶外使用，根據(jù)要求，可選擇 s9-4000/35型變壓器。用

26、此變壓器為整個(gè)廠房供電，二次側(cè)電壓為10kv，作為所有 10kv電動(dòng)機(jī)供電電源，同時(shí)經(jīng)另一臺(tái)變壓器對(duì)10kv 電壓再次降壓至0.4kv，供其它動(dòng)力及照明使用。另兩臺(tái)變壓器由于不需要為10kv電動(dòng)機(jī)供電，所以容量可以小一些，具體要求容量為： 30s=30s-30-32-24=3583.3-30-32-24=3497.3kva 由于二次側(cè)電壓等級(jí)較低， 所以采用兩臺(tái)變壓器并勵(lì)運(yùn)行， 任意一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，容量應(yīng)滿足：ts (0.60.7) 30s=(0.60.7) 3497.3=2098.42448.1kv a 同時(shí)一次測(cè)電壓為10kv，二次側(cè)電壓為 0.4kv。根據(jù)具體的要求， 選擇的變壓器

27、型號(hào)為 sc9-2500/10。所以共需 sc9-2500/10 型變壓器兩臺(tái)， s9-4000/35 型變壓器一臺(tái)，共計(jì)4臺(tái)變壓器。2.2 變壓器詳細(xì)參數(shù)變壓器詳細(xì)參數(shù)s9-4000/35 型變壓器參數(shù)額 定 容量 kva 高壓kv 低壓 kv 連 接 組標(biāo)號(hào)損耗（kw ）空載電流（% ）阻抗電壓（% ）空載負(fù)載4000 35 10 yd11 4.55 28.8 1.0 7 sc9-2500/10 型變壓器詳細(xì)參數(shù)內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院1 1額 定 容量 kva 高壓kv 低壓 kv 連 接 組標(biāo)號(hào)損耗（ w ）空載電流（% ）阻抗電壓（% ）空載負(fù)載2500 10 0.4 yyn0 2

28、850 15800 0.6 6 2.3 位置平面布置圖2.4 主接線設(shè)計(jì)變電所里電壓等級(jí)有35kv、10kv、400v，進(jìn)線為 35kv，出線分別為 10kv，400v，電壓等級(jí)不是很高， 所以主接線都采用單母分段接線方式，既達(dá)到了供電穩(wěn)定的要求，又能夠節(jié)約利用資源。主接線圖如附圖所示。第三章短路電流計(jì)算取出口斷路器的斷流容量為k.mins=500mv a、k.max s=1000mv a，取基準(zhǔn)容量ds=100mva ，du=avu，由于變電所為 2.5 2.5km, 取線纜長(zhǎng)度為 42km=8km ，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院1 2可畫出短路電流計(jì)算接線圖如下圖：圖 3-1 短路電流計(jì)算接

29、線圖圖 3-2 短路電流計(jì)算等效電路圖確定基準(zhǔn)值取js=100mv a，1ku=37kv，2ku=10.5kv，3ku=0.4kv 則）（）（373100373j1dsi1.56ka ）（）（5.1031005 .103j2dsi5.5ka ）（）（4.031004. 03j3dsi144.34ka計(jì)算短路電流過程中所需的電抗標(biāo)幺值供電系統(tǒng)：d.max s=1000mv a *max. 1x=max .djss=100/1000=0.1 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院1 3.minds=500mv a *min. 1x=min .dssj=100/500=0.2 架空線（取0x =0.35/km）

30、 ：*2x=0.358237100=0.2045 電力變壓器：*4*3xx=ejdssu100%=41001007=1.75 *6*5xx=ejdssu100%=5 .21001006=2.4 1k點(diǎn)短路電流及短路容量短路電流計(jì)算等效電路圖如下圖3-3（a）所示圖 3-3（a）k-1 短路電流計(jì)算等效電路圖總電抗標(biāo)幺值：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)，總電抗標(biāo)幺值為) 1k(*x=max 1*x+2*x=0.1+0.2045=0.3045 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)，總電抗標(biāo)幺值為) 1k(*x=min 1*x+2*x=0.2+0.2045=0.4045 則系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)，短路電流及短路容量分別為：)3(1k

31、i=*)1(d1ikx=3045.056.1=5.123ka i =i=)3(1ki=5.123ka shi=2.555.123=13.06ka 1ks=*)1(jskx=3045. 0100=328.41mv a 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院1 4而系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)，短路電流及短路容量分別為：)3(1ki=*)1(d1ikx=0405.056.1=3.857ka i=i=1ki=3.857ka shi=2.553.857=9.835ka 1ks=*)1(jskx=0405.0100=247.2mv a k-2 點(diǎn)短路電流及短路容量短路電流計(jì)算等效電路圖如下圖3-3（b）所示圖 3-3（b）k

32、-2 短路電流計(jì)算等效電路圖總電抗標(biāo)幺值：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)，總電抗標(biāo)幺值為*)2k(x=*max1x+*2x+*3x|*4x=0.1+0.2045+1.75/2=1.1795 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)，總電抗標(biāo)幺值為*)2k(x=*min1x+*2x+*3x|*4x=0.2+0.2045+1.75/2=1.2795 則系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)，短路電流及短路容量分別為：)3(2ki=*)2(d2ikx=1795. 15. 5=4.663ka i =i=)3(2ki=4.663ka shi=2.554.663=11.891ka 1ks=*)2(jskx=1795.1100=84.78mv a 而系統(tǒng)最小運(yùn)

33、行方式時(shí)，短路電流及短路容量分別為：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院1 5)3(2ki=*)2(d2ikx=2795. 15. 5=4.299ka i=i=)3(2ki=4.299ka shi=2.554.299=10.96ka 1ks=*)2(jskx=2795.1100=78.16mv a k -3 點(diǎn)短路電流及短路容量短路電流計(jì)算等效電路圖如下圖3-3（c）所示圖 3-3（c）k-3 短路電流計(jì)算等效電路圖總電抗標(biāo)幺值：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)，總電抗標(biāo)幺值為*)3k(x=*max1x+2*x+*3x|*4x+*5x|*6x =0.1+0.2045+1.75/2+2.4/2=2.3795 系統(tǒng)最小運(yùn)

34、行方式時(shí)，總電抗標(biāo)幺值為)3k(*x=*min1x+2*x+*3x|*4x+*5x|*6x =0.2+0.2045+1.75/2+2.4/2=2.4795 則系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)，短路電流及短路容量分別為：)3(3ki=*)3(d3ikx=2.3795144.34=60.660ka i =i=)3(2ki=60.660ka shi=2.5560.660=154.683ka 1ks=*)2(jskx=3975.2100=41.71mv a 而系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)，短路電流及短路容量分別為：)3(3ki=*)3(d3ikx=2.4795144.34=58.213ka 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院1 6

35、i =i=)3(2ki=58.213ka shi=2.5558.213=148.443ka 1ks=*)2(jskx=4975.2100=40.04mv a短路電流計(jì)算結(jié)果表短路點(diǎn)運(yùn)行方式短路電流（ ka）短路容量(mv a) iishiksk -1 最大5.123 5.123 13.060 328.41 最小3.857 3.857 9.835 247.20 k -2 最大4.663 4.663 11.891 84.78 最小4.299 4.299 10.960 78.16 k-3 最大60.660 60.660 154.683 41.71 最小58.213 58.213 148.443 40

36、.04 第四章各電壓等級(jí)設(shè)備的選擇4.1 35kv 高壓側(cè)設(shè)備選擇（1）高壓斷路器的選擇高壓斷路器的選擇真空斷路器具有體積小、 動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)、安全可靠和便于維護(hù)檢修等優(yōu)點(diǎn)。它在安全性能方面優(yōu)于少油斷路器，在價(jià)格方面優(yōu)于六氟化硫斷路器。而且它的開斷可靠性完全可以滿足35kv高壓。所以選擇真空斷路器。高壓斷路器的校驗(yàn)已求得短路電流為5.123ka，電壓為 35kv，計(jì)算電流30i=kvakv.usn3533358333059.1a 選擇斷路器為 zn12-35，其額定電壓為 35kv，額定電流為 1250a30i斷流能力：ki=31.5ka5.123ka 動(dòng)穩(wěn)定度：shi=63ka2.555.1

37、23=13.06ka 熱穩(wěn)定度：2i imat=25.314=39692123.51.9=49.87 ，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院1 7序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件zn12-35型真空斷路器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1 nu35kv nu35（40.5 ）kv 合格2 30i59.1a ni1250 合格3 )3(ki5.123ka oci31.5ka 合格4 )3(shi13.060ka maxi63ka 合格5 imati2)3(49.87 tit23969 合格（2）電流互感器的選擇電流互感器的二次額定電流有5a和 1a 兩種，一般弱電系統(tǒng)用1a，強(qiáng)電系統(tǒng)用 5a。已求得短路電流為5.123ka，電

38、壓為 35kv，30i=59.1a 選擇電流互感器為lb-35 型，其額定電壓為35kv，ni=300a30i熱穩(wěn)定度：2i imat=25 .161=272.252123.51.9=49.87 符合要求。序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件lb-35 型電流互感器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1 nu35kv nu35kv 合格2 30i59.1a ni300a 合格3 )3(shi13.060ka maxi272.25ka 合格（3）電壓互感器的選擇選擇的電壓互感器輸入電壓應(yīng)為35kv，選擇的型號(hào)為 jdjj-35 電壓互感器，額定電壓為335/31.0/31.0kv。（4）高壓熔斷器的選擇電纜電壓為 35kv，

39、30i=59.1a，短路電流為5.123ka，根據(jù)要求，選擇的型號(hào)為 rn2-35 ，參數(shù)如下：額定電壓： 35kv ni =500a30i=140.2a 斷流能力：sh i=50ka5.123ka 符合要求。序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件rn2-35型高壓熔斷器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1 nu35kv nu35kv 合格2 30i140.2a ni500a 合格3 )3(ki5.123ka oci50ka 合格（5）高壓隔離開關(guān)的選擇需要的額定電壓為35kv，30i=59.1a，短路電流為5.123ka，根據(jù)要求，選內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院1 8擇的型號(hào)為 gn-35t/400-52，參數(shù)如下：額定電

40、壓： 35kv ni=400a30i=59.1a 動(dòng)穩(wěn)定度：sh i=31.52.55 5.123=13.06ka 熱穩(wěn)定度：2i imat=25 .122=312.52123.51.9=49.87 序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件gn-35t/400-52 型高壓隔離開關(guān)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1 nu35kv nu35kv 合格2 30i59.1a ni400a 合格3 )3(shi13.06ka maxi31.5ka 合格4 imati2)3(49.87 tit2312.5 合格（6）避雷器的選擇由于是 35kv電壓的保護(hù)，所以選擇的型號(hào) fs4-10避雷器， 額定電壓為 35kv。4.2 10kv

41、高壓側(cè)設(shè)備選擇（1）母線的選擇按發(fā)熱條件選擇母線的截面30i=kvakv.usn10333583330206.9a，選擇 lmy-40 3 型硬鋁母線，環(huán)境溫度為 40時(shí)，ali =389a30i=207.0a，滿足發(fā)熱條件。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度差附錄表 14 可知，最小截面mina=252mm 30i斷流能力：ki=11.6ka4.663ka 動(dòng)穩(wěn)定度：shi=30ka2.554.663ka=11.89ka 熱穩(wěn)定度：2i imat=26.114=538.2424.6631.9=40.78 ，所以符合要求。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院1 9序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件zn12-35型真空斷路器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)

42、據(jù)結(jié)論1 nu10kv nu10kv 合格2 30i206.9a ni630a 合格3 )3(ki4.663ka oci11.6ka 合格4 )3(shi11.89ka maxi30ka 合格5 imati2)3(40.78 tit2538.24 合格（3）電流互感器的選擇已求得短路電流為)3(2ki=4.663ka，電壓為 10kv，30i=206.9a 選擇電流互感器為la-10 300/5 型，其額定電壓為10kv，ni=300a30i熱穩(wěn)定度：2i imat=2)3.075(1=506.324.6631.9=40.78 動(dòng)穩(wěn)定度：sh i=20.3 135=57.27ka11.89ka

43、，符合要求。序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件zn12-35型真空斷路器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1 nu10kv nu10kv 合格2 30i206.9a ni300a 合格3 )3(shi11.89ka maxi57.27ka 合格4 imati2)3(506.3 tit240.78 合格 (4)電壓互感器的選擇選擇的電壓互感器輸入電壓應(yīng)為10kv，選擇的型號(hào)為 jdzj-10 電壓互感器，額定電壓為310/31.0/31.0kv。 (5)高壓熔斷器的選擇電纜電壓為 10kv，30i=206.9a，短路電流為)3(2ki=4.663ka，根據(jù)要求，選擇的型號(hào)為 rn2-10 ，參數(shù)如下：額定電壓： 10kv

44、 ni =500a30i=206.9a 斷流能力：sh i=50ka11.89ka 符合要求。序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件rn2-10型高壓熔斷器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1 nu10kv nu10kv 合格2 30i206.9a ni500a 合格3 )3(ki11.89ka oci50ka 合格 (6)高壓隔離開關(guān)的選擇內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院2 0需要的額定電壓為10kv，30i=206.9a， 短路電流為)3(2ki=4.663ka，根據(jù)要求，選擇的型號(hào)為 gn19-10/400，參數(shù)如下：額定電壓： 10kv ni =400a30i=206.9a 動(dòng)穩(wěn)定度：sh i=31.52.55 4.66

45、3ka=11.89ka 熱穩(wěn)定度：2i imat=25 .124=62524.6631.9=40.78 序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件zn12-35型真空斷路器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1 nu10kv nu10kv 合格2 30i206.9a ni400a 合格3 )3(shi11.89ka maxi31.5ka 合格4 imati2)3(40.78 tit2625 合格 (7)避雷器的選擇由于是 10kv電壓的保護(hù)，所以選擇的型號(hào) fs4-10避雷器， 額定電壓為 10kv。4.3 380v 低壓設(shè)備的選擇（1）低壓斷路器的選擇低壓斷路器選擇的型號(hào)為dz20-400/3j 額定電壓： 380v 額定電流

46、ni =350a30i=kvakv.usn38.039233583330）（312.5a 斷流能力：ki=42ka32.4ka 符合設(shè)計(jì)要求。（2）電流互感器的選擇電流互感器選擇的型號(hào)為lmz1-0.5 315/5 額定電壓： 500v 額定電流：ni =315a30i=kvakv.usn38.039233583330）（312.5a 符合設(shè)計(jì)要求。（3）低壓隔離開關(guān)的選擇低壓隔離開關(guān)選擇的型號(hào)為hd13-400/31 額定電壓： 380v 額定電流： 400a30i=kvakv.usn38.039233583330）（312.5a 符合設(shè)計(jì)要求。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院2 1電壓等級(jí)斷路器

47、隔離開關(guān)電壓互感器電流互感器熔斷器避雷器35kv zn12-35 gn2-35t/400-52 jdjj-35 lb-35 rn2-35 fs4-10 10kv zn2-10/630 gn19-10/400 jdzj-10 la-10 300/5 rn2-10 fs4-10 380v dz20-400/3j hd13-400/31 lmz1-0.5 315/5 第五章變電所進(jìn)出線選擇及校驗(yàn)5.1 35kv 架空線的選擇按電流經(jīng)濟(jì)密度選擇架空線路假設(shè)該廠maxt=4800h，30i=kvakv.usn3533358333059.1a 由表 5-4 可得ecj=1.15a/2mm ，可得eca=e

48、c30ji=59.1/1.15=51.42mm故選擇的標(biāo)準(zhǔn)截面為502mm ，型號(hào)為 lgj-50 的鋼芯鋁線。校驗(yàn)發(fā)熱條件查附錄表 16得 lgj-50允許載流量為ali =178a30i=59.1a， 滿足發(fā)熱條件（環(huán)境溫度為 40時(shí)） 。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度差附錄表 14 得 35kv架空鋼芯鋁線的最小截面mina=352mm 30i=206.9a，滿足發(fā)熱條件。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院2 2查附錄表 14 可知， 最小截面mina=252mm30i=kvakv.usn38.039233583330）（312.5a，滿足發(fā)熱條件。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查附錄表 14 可知，最小截面mina=

49、252mm30i，滿足發(fā)熱條件。b）校驗(yàn)電壓損耗變電所至鑄鋼車間距離約為120m ，而查表得到2402mm 的鋁芯電纜的0r=0.16km/（ 按 纜 芯 工 作 溫 度75 計(jì) ） ，0x=0.07 ， 每 根 電 纜 的30p=911.5/5=182.3kw, 30q=1212.3/5=242.46kvar ，故線路電壓損耗為vkvkkwu57.1438.0)12.007.0(var46.242)12.016.0(3.182%5%8.3%100)380/57.14(%aluu滿足要求。c）斷路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)23)3(min84.737675.05104 .32mmactiaima109a ，滿足發(fā)熱條件。所以，鑄鋼車間照明采用blx-1000-（350+125）四芯橡皮絕緣鋁芯架空導(dǎo)線。第六章繼電器保護(hù)配置及整定6.1 變壓器的保護(hù)繼電保護(hù)主要主要是對(duì)主變壓器的保護(hù)以及后備保護(hù)等，其中應(yīng)包括主變壓器保護(hù)、 10kv饋電線路保護(hù)、備用電源進(jìn)線保護(hù)和10kv母線保護(hù)。而且還需要設(shè)置備用電源自動(dòng)投入裝置和絕緣檢查裝置。