魯學機械廠降壓變電所電氣設(shè)計

1、目錄1 設(shè)計任務(wù)31.1 設(shè)計目的31.1 設(shè)計要求31.2 設(shè)計依據(jù)31.2.1 工廠負荷情況31.2.2 氣象資料51.2.3 地質(zhì)水文資料51.2.4 供電電源情況51.2.5 電費制度及主要費用的計算6 2 負荷和無功功率計算及補償 7 2.1 負荷計算的目的、意義及原則7 2.2 全廠負荷計算及方法7 2.3 無功功率補償9 2.3.1 無功補償?shù)淖饔?03 機加工車間配電系統(tǒng)的確定113.1 分組、干線負荷計算原理11 3.2 機加工車間負荷計算134 變電所位置和形式的選擇114.1 變電所位置的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟比較確定114.2 變電所的形式184.3 變電所主

2、變壓器臺數(shù)、容量類型的選擇15 5 變電所主接線方案的選擇16 5.1 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案16 5.2 裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案17 5.3 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較17 6 短路電流的計算236.1 短路電流計算的目的及幾點說明236.2 歐姆法計算短路電流23 7 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗27 7.1電氣設(shè)備選擇的一般原則27 7.2高低壓電氣設(shè)備的選擇278 變電所二次回路方案選擇及繼電保護的整定30 8.1變電所二次回路的選擇30 8.2變電所繼電保護裝置30 8.3裝設(shè)電流速斷保護318.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護裝置319 防雷和接地裝置的確定33 9.1

3、 變電所的防雷設(shè)計33 9.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計33心得體會35 參考文獻362 / 36文檔可自由編輯打印摘要眾所周知，電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要動力能源。工廠供電設(shè)計的任務(wù)是從電力系統(tǒng)取得電源，經(jīng)過合理的傳輸，變換，分配到工廠車間中的每一個用電設(shè)備上。隨著工業(yè)電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，工廠用電量的迅速增長，對電能的質(zhì)量，供電的可靠行以及技術(shù)經(jīng)濟指標等的要求也日益提高。供電設(shè)計是否完善，不僅影響工廠的基本建設(shè)投資，運行費用和有色金屬的消耗量，而且也反映到工廠供電的可靠性和工廠的安全生產(chǎn)上，他與企業(yè)的經(jīng)濟效益，設(shè)備和人身安全等是密切相關(guān)的。供電設(shè)計的任務(wù)是從廠區(qū)以外的電網(wǎng)取得電源，并通過廠內(nèi)的變

4、配電中心分配到下廠的各個供電點。它是工程建設(shè)施下的依抓，也是日后進行驗收及運行維修的依據(jù)。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求：（1）安全 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)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3）優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求（4） 經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，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、當前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。關(guān)鍵詞：降壓變電所

5、變壓器 工廠負荷 接線方案 防雷及接地保護1 緒論1.1 設(shè)計目的 幫助我們熟悉小型工廠的配電系統(tǒng)的構(gòu)架及建模方案。訓練同學們對配電系統(tǒng)最基本的參數(shù)計算，并根據(jù)計算參數(shù)選擇正確的的器件來完成配電的需要系統(tǒng)。利用CAD繪圖軟件畫出10kv工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計，使我們更加熟悉CAD的繪圖，實現(xiàn)現(xiàn)10kV及以下低壓供配電的CAD系統(tǒng)一體化設(shè)計，使其功能更趨完善，真正滿足設(shè)計人員的需要，這項工作是很有實際意義的。1.2 設(shè)計要求 要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠的發(fā)展，按照安全可靠，技術(shù)先進，經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置與形式；確定變電所主要變壓器的臺數(shù)與容量，類

6、型；確定變電所主接線方案的設(shè)計選擇以及高低壓設(shè)備和進出線，確定二次回路方案以及繼電保護的整定，最后按要求寫出設(shè)計說明書，繪出設(shè)計圖樣。1.3 設(shè)計依據(jù)1.3.1 工廠負荷情況工廠負荷數(shù)據(jù)：工廠多數(shù)車間為三班制，年最大負荷利用小時數(shù)4600小時，日最大負荷持續(xù)時間為6小時。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷，其余均屬三級負荷。本廠的負荷統(tǒng)計的得到的全廠負荷表見表1-1，機加工車間設(shè)備明細表見表1-2。表1-1 工廠負荷統(tǒng)計資料廠房編號廠房名稱負荷類型設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動力3000.30.70照明60.81.002鍛壓車間動力3500.30.65照明80.71.007

7、機加工車間待算6工具車間動力3600.30.60照明70.91.004電鍍車間動力2500.50.80照明50.81.003熱處理車間動力1500.60.80照明50.81.009裝備車間動力1800.30.70照明60.81.0010機修車間動力1600.20.65照明40.81.008鍋爐房動力500.70.80照明10.81.005倉庫動力200.40.80照明10.81.00生活區(qū)照明3500.70.90表1-2 機加工車間設(shè)備明細表序號設(shè)備名稱設(shè)備容量/kW臺數(shù)1車床C630M10+0.12512萬能工具磨床M5M2+0.07513、4、5普通車床C620-17+0.62536普通車

8、床C620-35+0.62517、12普通車床C6204+0.625613螺旋套絲機S-81393+0.125114普通車床C63010+0.125115管螺紋車床Q1197+0.625116搖臂鉆床Z358+0.5117、18圓柱立式鉆床Z50403+0.1252195t單梁吊車10+0.2120立式砂輪1.75121、22牛頭刨床B6653123萬能銑床X63WT13124立式銑床X52K9+0.125125滾齒機Y-364.1126插床B50324127弓鋸機G721.7128立式鉆床Z5120.6129電極式鹽浴電阻爐20（單相380V）130井式回火電阻爐24131箱式加熱電阻爐45

9、2532車床CW-131.9133立式車床C512-1A35.7134臥式鏜床J6810135單臂刨床B1010701機加工車間照明密度12W/11.3.2 氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38，年平均氣溫為23，年最低氣溫為-8，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向為東北風，年暴雷日數(shù)為20天。本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。1.3.3地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。1.3.4供電電源情況 按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條

10、10kv的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖該干線的導線牌號為LGJ-150，導線為等腰三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過流保護和電流速斷保護，定時限過流保護整定的動作時間為1.7s。為滿足工廠二級符合要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為60km，電纜線路總長度為25km。1.2.6 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(cè)計量電能，設(shè)專用計量柜，按兩部電費制繳納電費。每月基本電費按主變壓器容量為18元KVA，動力電

11、費為1.0元KW.H，照明電費為0.48元KW.H。工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.9，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門繳納供電貼費：610VA為600KVA。由下面的經(jīng)濟指標表可以得知：電力變壓器的綜合投資為30.2萬元，主變壓器的折扣費=30.2*0.05=1.51萬元，高壓開關(guān)柜的折舊費=24萬元*0.06=1.44萬元，變配電的維修管理費=（30.2+24）萬元*0.06=3.25萬元（24萬為高壓開關(guān)柜的綜合投資），因此計算主變壓器和高壓開關(guān)柜的折舊費和維修管理費= （1.51+1.44+3.25）=6.2萬元。 供電貼費：主變壓器容量每KVA 為600元，

12、供電貼費=1000 KVA*0.06萬元/ KVA=60萬元。月基本電費按主變壓器容量計為18元/ KVA,故每年電費1000*18*12=21.6萬元；由前面可知年最大負荷利用小時為3500h，故可求得：動力費用：1920kw*3500h*1.0元/kwh=672萬元；照明費用：253kw*3500h*0.48元/kwh=42.5萬元。 年用電總計約：21.6+672+42.5=736.1萬元（不含供電貼費）。2 負荷計算和無功功率補償2.1 負荷計算的目的算變配電所內(nèi)變壓器的負荷電流及視在功率，作為選擇變壓器容量的依據(jù)。計算流過各主要電氣設(shè)備(斷路器、隔離開關(guān)、母線、熔斷器等)的負荷電流，

13、作為選擇這些設(shè)備的依據(jù)。計算流過各條線路(電源進線、高低壓配電線路等)的負荷電流，作為選擇這些線路電纜或?qū)Ь€截面的依據(jù)。計算尖峰負荷，用于保護電器的整定計算和校驗電動機的啟動條件。 計算負荷是工程設(shè)計中按照發(fā)熱條件選擇導線和電氣設(shè)備的依據(jù)。計算負荷確定得是否合理，直接影響到電器和導線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理，如果計算負荷確定的過大，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，變壓器負荷率較低運行時，也將造成長期低效率運行。如果計算負荷確定的過小，又將使電器和導線處于過負荷運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導致絕緣過早老化甚至產(chǎn)生火災，造成更大的經(jīng)濟損失。因此，正確確定計算負荷具有很大的意義

14、。2.2 全廠負荷計算表及方法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(shè)計采用需要系數(shù)法確定。主要計算公式有： 有功功率： P30= Pe·Kd 無功功率: Q30 = P30 ·tg 視在功率: S3O = P30/cos 計算電流: I30 = S30/3Un表2-1 機械廠負荷計算表編號名稱類別設(shè)備容量Pe/kw需要系數(shù)KdCostan計算負荷P30/kwQ30/kwS30/kvaI30/A1鑄造車間動力3000.30.71.029091.8128.6201照明60.81.004.804.87.3小計30694.891.8133.4208.32鍛壓車間

15、動力3500.30.651.17105122.8161.5251照明80.71.005.605.625.2小計258110.6122.8167.1276.23熱處理車間動力1500.60.80.759067.5112.5176照明50.81.004046.1小計2059467.5112.5182.14電鍍車間動力2500.50.80.7512593.8183.8244照明50.81.004046.1小計25512993.8187.8250.15倉庫動力200.40.80.75861016.2照明10.81.000.800.81.2小計218.8610.817.46工具車間動力3600.30.6

16、1.33108144180280照明70.91.006.306.39.6小計267114.3144186.3289.68鍋爐房動力500.70.81.023543.867照明10.81.000.80小計5135.835.750.676.89裝配車間動力1800.30.81.025455.167.5102.6照明60.91.005.405.48.2小計18659.455.172.9110.810機修車間動力1600.20.651.173237.449.278照明40.81.003.203.24.9小計16435.237.452.47811生活區(qū)照明3500.70.90.48245118.7272

17、.2413總計（380V側(cè)）動力1920926.9772.8照明253計入Kep=0.85Keq=0.90.74787.9692.5124619022.3 無功功率補償 由上表2-1可知，該廠380V側(cè)最大負荷時的功率因數(shù)是0.74，而供電部門要求該廠10kv進線側(cè)最大負荷時因數(shù)不應(yīng)低于0.90.考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負荷時因數(shù)應(yīng)稍大于0.90，暫取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量： Qc=P30(tan1-tan2)=787.9tan(arccos0.74)-tan(arccos0.92)kvar=381.5kvar選PGJ1型低壓自動補償屏（

18、如圖2.1所示），并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）4臺相組合，總共容量84kvar*5=420kvar。因此無功補償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負荷計算如下表所示：表2-2 補償前后負荷比較項目cos計算負荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v側(cè)補償前負荷0.74787.9692.512461902380v側(cè)無功補償容量-420380v側(cè)補償后負荷0.935787.9272.48421279主變壓器功率損耗0.015S30=130.06S30=5110kv側(cè)負0.92800.9333.4870502.3.1無功補償?shù)闹饕饔?/p>

19、無功補償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率耗損、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功率。安裝并聯(lián)電容器進行無功補償，可限制無功補償在電網(wǎng)中傳輸，相應(yīng)減小了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。無功補償應(yīng)根據(jù)分級就地和便于調(diào)整電壓的原則進行配置。集中補償與分散補償相結(jié)合，以分撒補償為主；高壓補償與低壓補償相結(jié)合，以低壓補償為主；調(diào)壓與降壓相結(jié)合；并且與配電網(wǎng)建設(shè)改造工程同步規(guī)劃、設(shè)計、施工、同步投運。無功補償?shù)闹饕饔镁唧w體現(xiàn)在： 提高電壓質(zhì)量； 降低電能損耗； 提高發(fā)供電設(shè)備運行效率；減少用戶電費支出。3 機加工車間配電

20、系統(tǒng)的確定3.1 分組、干線負荷計算原理根據(jù)設(shè)計的要求，對于負荷計算采用“ABC”算法，其特點是：運用概率論的基本原理找出計算容量與設(shè)備負荷之間的關(guān)系；利用單元功率的概念和“AB”列表法，將復雜的功率運算簡化為臺數(shù)的計算，使運算簡單準確，適宜于工廠設(shè)計利用?！癆BC”算法的公式為： （式2.1）式中：D單臺等值功率（kw），D可取任意值，一般取D=3kw；改組用電設(shè)備的利用系數(shù)式中的系數(shù)“A”可按下式求得： （式2.2） （式2.3）式中：改組用電設(shè)備中某一單臺設(shè)備額定功率； 對應(yīng)于改功率設(shè)備的臺數(shù)式中的系數(shù)“B”由下式求得： （式2.4）式中“C”由下式求得： （式2.5）其中可查表求得。下

21、面以供電回路為例進行“ABC”負荷計算：表3-1 機加工車間設(shè)備明細表序號設(shè)備名稱設(shè)備容量/kW臺數(shù)1車床C630M10+0.12512萬能工具磨床M5M2+0.07513、4、5普通車床C620-17+0.62536普通車床C620-35+0.62517、12普通車床C6204+0.625613螺旋套絲機S-81393+0.125114普通車床C63010+0.125115管螺紋車床Q1197+0.625116搖臂鉆床Z358+0.5117、18圓柱立式鉆床Z50403+0.1252195t單梁吊車10+0.2120立式砂輪1.75121、22牛頭刨床B6653123萬能銑床X63WT131

22、24立式銑床X52K9+0.125125滾齒機Y-364.1126插床B50324127弓鋸機G721.7128立式鉆床Z5120.6129電極式鹽浴電阻爐20（單相380V）130井式回火電阻爐24131箱式加熱電阻爐452532車床CW-131.9133立式車床C512-1A35.7134臥式鏜床J6810135單臂刨床B1010701機加工車間照明密度12W/13.2 機加工車間負荷計算根據(jù)工廠供電1980表1-9，可以知道在本機械分廠的機加工車間的各個利用系數(shù)KL的值及各個參數(shù)如下：各種機械加工車床、銑床、刨床、鉆床、磨床：；5t單臂吊車： 電極式鹽浴電阻爐和井式回火電阻爐： 各種機械

23、加工車床設(shè)備負荷計算： 5t單梁吊車負荷計算：電極式鹽浴電阻爐和井式回火電阻爐負荷計算：4 變電所位置和形式的選擇4.1變電所位置的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟比較 一、接近負荷中心； 二、進出線方便； 三、接近電源側(cè)； 四、設(shè)備運輸方便； 五、不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所； 六、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，當無法遠離時，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風向的下風側(cè)； 七、不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰； 八、不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災危險環(huán)境的正上方或正下方，當與有爆炸或火災危險環(huán)境的建筑物毗連時，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準爆炸和火災

24、危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范的規(guī)定； 九、不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。1、裝有可燃性油浸電力變壓器的車間內(nèi)變電所，不應(yīng)設(shè)在三、四級耐火等級的建筑物內(nèi)；當設(shè)在二級耐火等級的建筑物內(nèi)時，建筑物應(yīng)采取局部防火措施。2、多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所、變電所應(yīng)設(shè)置在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁。3、高層主體建筑內(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所和變電所，當受條件限制必須設(shè)置時，應(yīng)設(shè)在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁，并應(yīng)按現(xiàn)行國家標準高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范有關(guān)規(guī)定，采取相應(yīng)的防火措施。4、

25、露天或半露天的變電所，不應(yīng)設(shè)置在下列場所： 一、有腐蝕性氣體的場所； 二、挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級為四級的建筑物旁； 三、附近有棉、糧及其他易燃、易爆物品集中的露天堆場； 四、容易沉積可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴重影響變壓器安全運行的場所。變電所的型式應(yīng)根據(jù)用電負荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 一、負荷較大的車間和站房，宜設(shè)附設(shè)變電所或半露天變電所； 二、負荷較大的多跨廠房，負荷中心在廠房的中部且環(huán)境許可時，宜設(shè)車間內(nèi)變電所或組臺式成套變電站； 三、高層或大型民用建筑內(nèi)，宜設(shè)室內(nèi)變電所或組合式成套變電站； 四、負荷小而分散的工業(yè)企業(yè)和大中城市的居民區(qū)，宜設(shè)獨立變

26、電所，有條件時也可設(shè)附設(shè)變電所或戶外箱式變電站； 五、環(huán)境允許的中小城鎮(zhèn)居民區(qū)和工廠的生活區(qū)，當變壓器容量在315KVA及以下時，宜設(shè)桿上式或高臺式變電所。帶可燃性油的高壓配電裝置,宜裝設(shè)在單獨的高壓配電室內(nèi)。當高壓開關(guān)柜的數(shù)量為6臺及以下時，可與低壓配電屏設(shè)置在同一房間內(nèi)。不帶可燃性油的高、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，可設(shè)置在同一房間內(nèi)。具有符合IP3X防護等級外殼的不帶可燃性油的高、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，當環(huán)境允許時，可相互靠近布置在車間內(nèi)。 。室內(nèi)變電所的每臺油量為100kg及以上的三相變壓器，應(yīng)設(shè)在單獨的變壓器室內(nèi)。在同一配電室內(nèi)單列布置高、低壓配電裝置時，當高壓開關(guān)

27、柜或低壓配電屏頂面有裸露帶電導體時，兩者之間的凈距不應(yīng)小于2m；當高壓開關(guān)柜和低壓配電屏的頂面封閉外殼防護等級符合IP2X級時，兩者可靠近布置。 有人值班的配電所，應(yīng)設(shè)單獨的值班室。當?shù)蛪号潆娛壹孀髦蛋嗍視r，低壓配電室面積應(yīng)適當增大。高壓配電室與值班室應(yīng)直通或經(jīng)過通道相通，值班室應(yīng)有直接通向戶外或通向走道的門。變電所宜單層布置。當采用雙層布置時，變壓器應(yīng)設(shè)在底層。設(shè)于二層的配電室應(yīng)設(shè)搬運設(shè)備的通道、平臺或孔洞。高（低）壓配電室內(nèi)，宜留有適當數(shù)量配電裝置的備用位置。高壓配電裝置的柜頂為裸母線分段時，兩段母線分段處宜裝設(shè)絕緣隔板，其高度不應(yīng)小于0.3m。由同一配電所供給一級負荷用電時,母線分段處應(yīng)

28、設(shè)防火隔板或有門洞的隔墻。供給一級負荷用電的兩路電纜不應(yīng)通過同一電纜溝，當無法分開時，該電纜溝內(nèi)的兩路電纜應(yīng)采用阻燃性電纜，且應(yīng)分別敷設(shè)在電纜溝兩側(cè)的支架上。戶外箱式變電站和組合式成套變電站的進出線宜采用電纜。配電所宜設(shè)輔助生產(chǎn)用房。4.2 變電所的形式（類型）（1） 車間附設(shè)變電所（2） 車間內(nèi)變電所（3） 露天（或半露天）變電所（4） 獨立變電所（5） 桿上變電臺（6） 地下變電所（7） 樓上變電所（8） 成套變電所（9） 移動式變電所我們的工廠是10kv以下，變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負荷中心，工廠的負荷中心按負荷功率矩法來確定。4.3 變電所主要變壓器的臺數(shù)與容量、類型的選擇根據(jù)工廠

29、的負荷情況和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：根據(jù)工廠的負荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：a)裝設(shè)一臺變壓器 型號為S9型，而容量根據(jù)式，為主變壓器容量，為總的計算負荷。選=800 KVA>=788 KVA，即選一臺S9-800/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔。b)型號為S9型，而每臺變壓器容量根據(jù)式（4-1）、（4-2）選擇，即788 KVA=（472.8551.6）KVA（4-1）=(119+160+50.6) KVA=329.6 KVA（4-2）因此選兩臺S9

30、-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Yyn0 。我們這里選S9-630/10或S9-1000/10（下一章具體介紹選哪一臺比較好） 主變壓器的聯(lián)結(jié)組為Yyn0。5變電所主接線方案的選擇根據(jù)上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計出下列兩種主接線方案：5.1 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案 Y0Y0S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV聯(lián)絡(luò)線（備用電源）GG-1A(F)-54GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)

31、-07GG-1A(F)-07主變聯(lián)絡(luò)（備用）220/380V高壓柜列圖6-15.2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案 Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F)GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-63010/0.4kV聯(lián)絡(luò)線（備用電源）GG-1A(F)-54GG-1A(F)-113、11GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-01GG-1A(F)-113GG-1A(F)-11GG-1A(J)-01GG-1A(F)-96GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54主變主變聯(lián)絡(luò)（備用）高壓柜列-96圖6-26.3主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較表6-1主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較比較項目

32、裝設(shè)一臺主變的方案裝設(shè)兩臺主變的方案技術(shù)指標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗較大由于兩臺主變并列，電壓損耗較小靈活方便性只有一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好擴建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟指標電力變壓器的綜合投資額查得S9-1000/10的單價為15.1萬元，而變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此綜合投資約為2*15.1=30.2萬元查得S9-630/10的單價為10.5萬元，因此兩臺變壓器的綜合投資約為4*10.5=42萬元，比一臺主變方案多投資11.8萬元高壓開關(guān)柜（含計量柜）的綜合投資額查得GG-1A(F)型柜可按每臺4萬

33、元計，其綜合投資可按設(shè)備的1.5倍計，因此高壓開關(guān)柜的綜合投資約為4*1.5*4=24萬元本方案采用6臺GG-1A(F)柜，其綜合投資約為6*1.5*4=36萬元，比一臺主變方案多投資12萬元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運行費主變的折舊費=30.2萬元*0.05=1.51萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費=24萬元*0.06=1.44萬元；變配電的維修管理費=（30.2+24）萬元*0.06=3.25萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費=（1.51+1.44+3.25）=6.2萬元主變的折舊費=42萬元*0.05=2.1萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費=36萬元*0.06=2.16萬元；變配電的維修管理費

34、=（42+36）萬元*0.06=4.68萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費=（2.1+2.16+4.68）=8.94萬元，比一臺主變方案多投資2.74萬元供電貼費主變?nèi)萘棵縆VA為600元，供電貼費=1000KVA*0.06萬元/KVA=60萬元供電貼費=2*630KVA*0.06萬元=75.6萬元，比一臺主變多交15.6萬元從上表6-1可以看出，按技術(shù)指標，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主接線方案，但按經(jīng)濟指標，則裝設(shè)一臺主變的主接線方案遠優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的主接線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺主變的主接線方案。6 短路電流的計算短路電流是供配電系統(tǒng)中的相間或相地之間因絕緣

35、破壞而發(fā)生電氣連通的故障狀態(tài)。它的數(shù)值可達額定電流的十余倍至數(shù)十倍，而電路由常態(tài)變?yōu)槎搪返臅簯B(tài)工程中，還出現(xiàn)高達穩(wěn)態(tài)短路電流1825倍的沖擊電流。會對供配電系統(tǒng)造成嚴重的破壞。6.1 短路電流計算的目的及幾點說明：在供配電系統(tǒng)中除應(yīng)采取有效技術(shù)措施防止發(fā)生短路外，還應(yīng)設(shè)置靈敏、可靠的繼電保護裝置和有足夠斷流能力的斷路器，快速切除短路回路，把短路危害抑制到最低限度。為此必須進行短路電流計算，以便正確選擇和整定保護裝置、選擇限制短路電流的元件和開關(guān)設(shè)備。（1）由于民用建筑內(nèi)所裝置的元件，其容量遠比系統(tǒng)容量要小，而阻抗則較系統(tǒng)阻抗大得多，當這些元件遇到短路時，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可認為電壓維持

36、不變。因此，在本次計算中，都是以上述的由無限大容量電力系統(tǒng)供電作為前提來進行計算的。（2）在計算高壓電路中的短路電流時，只需考慮短路電流值有重大影響的電流元件如發(fā)電機、變壓器、電抗器、架空線及電纜等。由于發(fā)電機、變壓器、電抗器的電阻遠小于本身電抗，因此可不考慮。但當架空線和電纜較長，使短路電流的總電阻大于總電抗1/3時，需要計如電阻。（3）短路電流計算按金屬性短路進行。（4）短路電流計算的符號含義：短路電流計算應(yīng)求出最大短路電流值，以確定電氣設(shè)備容量或額定參數(shù)；求出最小短路電流值，作為選擇熔斷器、整定繼電保護裝置和校驗電動機啟動的依據(jù)。（5）短路電流的計算方法有歐姆法和標幺制法。在此需要計算下

37、列短路電流值：Id-三相短路電流周期分量有效值，KA；Sd-三相短路容量，MVAI-次暫態(tài)短路電流，既三相短路電流周期分量第一周的有效值，KA；I-三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值，KA；Ic-三相短路電流第一周全電流有效值，KA；ic-三相短路沖擊電流，既三相短路電流第一周全電流峰值，KA；I02-短路開始到02s時的三相短路電流有效值，KA；S02-短路開始到02s時的三相短路容量，MVA；6.2 歐姆法計算短路電流6.2.1 繪制計算電路及計算500MVAK-1K-2LGJ-150,8km10.5kVS9-10000.4kV(2)(3)(1)系統(tǒng)6.2.2確定短路計算基準值設(shè)基準容量Sd=100M

38、VA，基準電壓Ud=Uc=1.05UN。UC為短路計算電壓，即高壓側(cè)Ud1=10.5kv，Ud2=0.4kv，則6.2.3計算短路電路中各元件的電抗標幺值電力系統(tǒng)已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MVA，故=100MVA/500MVA=0.2 （5-3）架空線路查表得LGJ-150的線路電抗，而線路長8km，故 （5-4）電力變壓器查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故=5.6 （5-5）式中，Sn為變壓器的額定容量 因此繪制短路計算等效電路如圖5-2所示k-1k-2k-1點的相關(guān)計算總電抗標幺值：=0.2+2.6=2.8 （5-6）三相短路電流周期分量有效值： （5-7）其它短路電流

39、： （5-8） （5-9） （5-10）三相短路容量： （5-11）k-2點的相關(guān)計算總電抗標幺值：=0.2+2.6+5.6=8.4 （5-12）三相短路電流周期分量有效值： （5-13）其它短路電流： （5-14） （5-15） （5-16）三相短路容量： （5-17）以上短路計算結(jié)果綜合圖表6-2所示表6-2 短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流三相短路容量/MVAk-11.961.961.965.02.9635.7k-217.117.117.131.518.611.9 7 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗7.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則電氣設(shè)備選擇的一般原則主要有以下幾條：（1)按工作環(huán)境及正常工

40、作條件選擇電氣設(shè)備。 1)根據(jù)設(shè)備所在位置(戶內(nèi)或戶外)、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設(shè)備型號。 2)按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓。 3)按最大負荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流。電氣設(shè)備的額定電流IN應(yīng)不小于實際通過它的最大負荷電流Imax(或計算電 流Ij)，即 INImax 或INIj(71)(2)按短路條件校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 為保證電氣設(shè)備在短路故障時不至損壞，按最大可能的短路電流校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。動穩(wěn)定：電氣設(shè)備在沖擊短路屯流所產(chǎn)生的電動力作用下，電氣設(shè)備不至損壞。熱穩(wěn)定：電氣設(shè)備載流導體在最大隱態(tài)短路屯流作用下，其發(fā)熱溫度不超過載流導體短時的允許發(fā)熱溫度。(

41、3)開關(guān)電器斷流能力校驗。斷路器和熔斷器等電氣設(shè)備擔負著可靠切斷短路電流的任務(wù)，所以開關(guān)電器還必須校驗斷流能力，開關(guān)設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點最大三相短路容量.7.2 高低壓電氣設(shè)備的選擇7.2.1 高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗按工作電壓選擇：設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kV， =11.5kV，高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。 設(shè)備的額定電流IN不應(yīng)小于所在的電路計算電流I30，既IN>I30按斷流能力選擇：設(shè)備的額定開斷電流或斷流容

42、量，對分斷短路電流的設(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分斷的最大短路有效值或短路容量，即或?qū)τ诜謹嘭摵稍O(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負荷電流。隔離開關(guān)、負荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗：a）動穩(wěn)定度校驗或、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗條件 對于上面的分析，如表8-1所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。 表7-1選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kV57.7A()1.96kA5.0kA一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40 kA高壓隔離開關(guān)

43、-10/20010kV200A-25.5 kA二次負荷0.6高壓熔斷器RN2-1010kV0.5A50 kA-電壓互感器JDJ-1010/0.1kV-電壓互感器JDZJ-10-電流互感器LQJ-1010kV100/5A-=31.8 kA=81避雷針FS4-1010kV-戶外隔離開關(guān)GW4-12/40012kV400A-25kA7.2.2 低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗，如圖8-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。表7-2選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點條件參數(shù)-數(shù)據(jù)380V總1317.6A19.7kA36.2kA-一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)-低壓

44、斷路器DW15-1500/3D380V1500A40kA-低壓斷路器DW20-630380V630A（大于）30Ka(一般)-低壓斷路器DW20-200380V200A（大于）25 kA-低壓斷路HD13-1500/30380V1500A-電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A-電流互感器LMZ1-0.5500V100/5A160/5A-7.2.3 高低壓母線的選擇 查表得到10kv母線選LMY-3（40*4mm），即母線尺寸為40mm*4mm,380V母線選LMY-3（120*10）+80*6，即母線尺寸為120mm*10mm，而中性母線尺寸為80mm*6mm。8 變電所二次回路

45、方案的選擇與繼電保護的整定8.1 變電所二次回路的選擇a）高壓斷路器的操作機構(gòu)控制與信號回路：斷路器采用手動操作機構(gòu)，其控制與信號回路如工廠供電設(shè)計指導圖6-12所示。 b）變電所的電能計量回路： 變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計量柜，裝設(shè)三項有功電度表和無功電度表，分別計量全廠消耗的有功電能和無功電能，并以計算每月工廠的平均功率因數(shù)。計量柜由上級供電部門加封和管理。 c）變電所的測量和絕緣檢查回路： 變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器。其中電壓互感器3個JDZJ-10型，組成Y0/Y0/開口Y0/Y0/的接線，用以實現(xiàn)電壓測量和絕緣檢查，其接線圖見工廠供電設(shè)計指導圖6-8.作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上，裝有三項

46、有功電度表和三項無功電度表、電流表，接線圖見工廠供電設(shè)計指導圖6-9。高壓進線上，也裝上電流表。低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓線路照明上裝上三相四線有功電度表。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝上無功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。低壓母線裝有電壓表，儀表的準確度等級應(yīng)符合要求。8.2 變電所繼電保護裝置8.2.1 主變壓器的繼電保護裝置 a）裝設(shè)瓦斯保護： 當變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當產(chǎn)生大量的瓦斯時，應(yīng)付動作于高壓側(cè)斷路器。 b)裝設(shè)反時限過電流保護： 采用型感應(yīng)式過電流繼電器，兩項兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。8.2.2 動作電流整定其中，可靠系數(shù)，接線系數(shù)，繼