某工廠總配變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、重慶大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 某工廠總配變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生所在校外學(xué)習(xí)中心四川遂寧校外學(xué)習(xí)中心批次 層次 專業(yè)201601、?？破瘘c(diǎn)本科、電氣工程及其自動(dòng)化學(xué) 號(hào) W1420345 學(xué) 生 楊敏 指 導(dǎo) 教 師 董光德 起 止 日 期 2016.02.14-2016.4.8 摘 要在國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，電能的應(yīng)用越來越廣泛，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。論文注重理論聯(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

2、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。 論文論述了供配系統(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。 本論文共分部分包括：負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償、變電

3、所位置和形式選擇、變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、類型容量及主接線方案的選擇、短路電流的計(jì)算、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)、變電所電氣主結(jié)線圖、工廠二次回路方案的選擇繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)與整定以及防雷、接地設(shè)計(jì)：包括直擊雷保護(hù)、行波保護(hù)和接地網(wǎng)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：負(fù)荷計(jì)算 短路計(jì)算 主接線 無功補(bǔ)償 設(shè)備選擇目 錄中文摘要11 引言12 原始材料分析22.1 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則22.2 工程概況22.3 供電條件22.4全廠負(fù)荷計(jì)算33 無功功率的補(bǔ)償及變壓器的選擇43.1 就地補(bǔ)償43.2低壓集中補(bǔ)償43.3 變壓器的選擇及高壓集中補(bǔ)償54 主接線設(shè)計(jì)64.1 主接線設(shè)計(jì)的原則64.2 變配電所主接線方案的經(jīng)濟(jì)

4、指標(biāo)75 短路電流計(jì)算85.1 短路電流的計(jì)算86 變電所的一次設(shè)備選擇和校驗(yàn)126.1高壓設(shè)備器件的選擇及校驗(yàn)126.1.1斷路器的選擇與校驗(yàn)126.1.2隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)136.1.3電流互感器選擇與校驗(yàn)（高壓側(cè)電流互感器）136.1.4 電壓互感器的選擇與校驗(yàn)146.1.5 高壓熔斷器的選擇與校驗(yàn)146.1.6避雷器的選擇146.1.7 10kV進(jìn)線與各車間變電所進(jìn)線的校驗(yàn)146.2低壓設(shè)備器件的選擇及校驗(yàn)166.3各車間的進(jìn)線裝設(shè)低壓熔斷器206.4母線的選擇與校驗(yàn)216.4.1高壓母線選擇與校驗(yàn)216.4.2低壓母線選擇與校驗(yàn)226.5絕緣子和套管選擇與校驗(yàn)236.5.1戶內(nèi)支柱

5、絕緣子236.5.2穿墻套管247 變配電所得布置與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)248 防雷裝置及接地裝置設(shè)計(jì)258.1直擊雷保護(hù)258.2配電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)258.3行波保護(hù)269 二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)的整定計(jì)算269.1 二次回路方案的選擇269.2 變電所繼電保護(hù)裝置配置279.2.1 電力線路繼電保護(hù)279.2.2變壓器繼電保護(hù)配置2810 結(jié)束語30參考文獻(xiàn)301 引言工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用：電能輸送的分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，

6、有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。因此電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。按照工廠供電技術(shù)以及所滿足的必須原則進(jìn)行初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)等三個(gè)階段去實(shí)行。滿足所給的負(fù)荷條件、供電條件、技術(shù)條件和設(shè)備的選擇的可行性。必須遵守國家的有關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全、供電可靠、電能質(zhì)量合格、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，應(yīng)采用效率高、能耗低、性能較先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)則，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容

7、量、工程特點(diǎn)和供電地區(qū)的條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。 在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是他在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。因此，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)

8、于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。由此可見，一個(gè)好的供配電設(shè)計(jì)是一個(gè)工廠能順利投產(chǎn)、運(yùn)行、盈利的基石。對(duì)于一個(gè)工廠來說，一套好的供配電設(shè)計(jì)是必須有的。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分

9、重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。2 原始材料分析2.1 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50053-94 10kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50054-95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則：（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策。必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。（2）安全可靠、先進(jìn)合理。應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。（3）近期為主、考慮發(fā)展

10、。應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。（4） 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。2.2 工程概況化纖毛紡廠10kV配變電所供電給織造車間、染整車間、鍋爐房、食堂、水泵房、化驗(yàn)室及其他車間變電所。已知工廠三班制工作，年最大負(fù)荷利用小數(shù)6000h，其中織造車間、染整車間、鍋爐房為二級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷是指中

11、斷供電將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成較大的損失的用電設(shè)備。在條件允許的情況下，二級(jí)負(fù)荷應(yīng)有兩條線路供電，例如煤氣站的鼓風(fēng)機(jī)、10噸以下的電弧煉鋼爐的低壓用電設(shè)備和剛玉冶煉電爐變壓器等，中斷供電可能造成主要設(shè)備損壞或大量產(chǎn)品報(bào)廢2.3 供電條件（1）供電部門可提供雙回路10kV電源，一用一備。（2）電源1進(jìn)線處三相短路容量120MVA，進(jìn)線電纜長約150米。電源2進(jìn)線處三相短路容量100MVA，進(jìn)線電纜長約120米。（3）采用高供高計(jì)，要求月平均功率因數(shù)不小于0.9，。要求計(jì)量柜在主進(jìn)開關(guān)柜之后，且第一柜為主進(jìn)開關(guān)柜。（4）為其他車間變電所提供2路10kV電源出線，容量每路800kVA。（5）配變電所設(shè)

12、于廠區(qū)負(fù)荷中心，為獨(dú)立式結(jié)構(gòu)，有人值班。低壓供電半徑小于250m。配變電所建筑構(gòu)造及面積由電氣設(shè)計(jì)定。2.4全廠負(fù)荷計(jì)算 采用需要系數(shù)法計(jì)算各車間變電所的計(jì)算負(fù)荷，具體數(shù)據(jù)如表2-1所示。表2-1序號(hào)車間或用電單位名稱設(shè)備容量(kW)計(jì) 算 負(fù) 荷變壓器臺(tái)數(shù)及容量(kW)(kVAR)(kVA)1制條車間3400.80.80.75272204480.8326SL7-1000/10 1000kVA*10.90.952紡紗車間3400.80.80.75272204480.83260.90.953軟水站86.10.650.80.7555.96541.9737121.7630.90.954鍛工車間36.

13、90.30.651.1711.0712.951952.184480.90.955機(jī)修車間296.20.30.51.7388.86153.727418.89000.90.956幼兒園12.80.60.61.337.6810.214418.101930.90.957倉庫37.960.30.51.1711.38813.323953.683540.90.958織造車間5250.80.80.75420315742.4621SL7-1000/10 1000kVA*10.90.959染整車間4900.80.80.75392294692.96460.90.9510浴室1.880.811.50402.65872

14、0.90.9511食堂20.630.750.80.7515.47211.604329.175220.90.9512獨(dú)身宿舍200.8116028.284270.90.9513鍋爐房1510.750.80.75113.2584.9375213.5462SL7-400/10 400kVA*10.90.9514水泵房1180.750.80.7588.566.375166.87720.90.9515化驗(yàn)室500.750.80.7537.528.12570.710670.90.9516卸油泵房280.750.80.752115.7539.597970.90.95相關(guān)計(jì)算公式：= = = =3 無功功率的

15、補(bǔ)償及變壓器的選擇 電力部門規(guī)定，無帶負(fù)荷調(diào)整電壓設(shè)備的工廠必須在0.9以上。為此，一般工廠均需安裝無功功率補(bǔ)償設(shè)備，以改善功率因數(shù)。我們采取的無功補(bǔ)償方式是：高壓補(bǔ)償和低壓補(bǔ)償相結(jié)合、集中補(bǔ)償與就地補(bǔ)償相結(jié)合。在需要補(bǔ)償容量大的車間采用就地補(bǔ)償?shù)姆绞狡溆嗖捎玫蛪杭醒a(bǔ)償和高壓集中補(bǔ)償方式。根據(jù)該工廠的負(fù)荷特點(diǎn)，根據(jù)這一思路，我們選擇在NO.1變電所選擇1、2、5車間，NO.2變電所8、9車間采用就地補(bǔ)償。根據(jù)供電協(xié)議的功率因數(shù)要求，取補(bǔ)償后的功率因數(shù)，各個(gè)補(bǔ)償?shù)娜萘坑?jì)算如下：3.1 就地補(bǔ)償： 列NO.1 車間變電所： 制條車間： 聯(lián)立得： 根據(jù)供電技術(shù)233頁表26知并列電容器的標(biāo)稱容量選

16、擇六個(gè)BW0.4-14-3/3，即補(bǔ)償容量為84kVar。補(bǔ)償后剩余容量：=204-84=120kVar同理可得2、5、8、9車間的補(bǔ)償容量及補(bǔ)償后剩余容量。3.2低壓集中補(bǔ)償對(duì)NO.1變電所0.4kV母線，采用三個(gè)型號(hào)為BW0.4-12-3/3進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為36kVar。對(duì)NO.2變電所0.4kV母線，采用兩個(gè)型號(hào)為BW0.4-12-3/2進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為24kVar。對(duì)NO.3變電所0.4kV母線，采用三個(gè)型號(hào)為BW0.4-14-3/6進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為84kVar。3.3 變壓器的選擇及高壓集中補(bǔ)償變壓器本身無功的消耗對(duì)變壓器容量的選擇影響較大，故應(yīng)該

17、先進(jìn)行無功補(bǔ)償才能選出合適的容量。 取 = = =NO.1變電所：=725.5327Kva考慮15%裕量：根據(jù)供電技術(shù)222頁表4 選SL7-1000/10 接線方式Y(jié),y該變壓器的參數(shù)為：=1800+11600=48kVar同理可得NO.2和NO.3的變壓器選型及高壓集中補(bǔ)償前的參數(shù)，其中NO.2選SL7-400/10 接線方式Y(jié),y高壓集中補(bǔ)償：以上在車間和車變補(bǔ)償之后，在高壓側(cè)的有功和無功變?yōu)楦鱾€(gè)車間變電所高壓側(cè)的有功，無功之和。于是高壓側(cè)的有功與無功為： 1641.771+22.68=1664.51kW =735.19+139.7=874.89kVar =115.9kVar 選用三個(gè)型

18、號(hào)為BF10.5-40-1/3進(jìn)行高壓集中補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為120kVar。補(bǔ)償后的功率因數(shù)達(dá)到0.91序號(hào)車間無功功率理論補(bǔ)償量實(shí)際補(bǔ)償量補(bǔ)償后剩余無功電容器型號(hào)及數(shù)量視在功率(kVA)功率因數(shù)Q(kVar)Qc(kVar)Qc(kVar)Q(kVar)120478.8884120BW0.4-14-3/6220478.8884120BW0.4-14-3/6341.9816.2241.98412.957.8612.955153.73112.8511241.73BW0.4-14-3/8610.216.6810.21713.328.8813.328315121.8112203BW0.4-14-3/8

19、9294113.68112182BW0.4-14-3/8100001111.64.4811.6120001384.9432.8484.941466.3825.6766.381528.1310.8828.131615.756.0915.75PQ就地補(bǔ)償之后No.1 640.1310.25280328.1805725.53270.89185No.2 620.6239.96224365.57843.78290.901273No.3 195.275.480185.44298.74630.784026低壓集中補(bǔ)償No.1 328.1833.118084836292.1805BW0.4-12-3/3709

20、.97520.911393No.2 365.5718.791644424341.57BW0.4-12-3/2833.66550.912211No.3 185.4478.633484101.44BW0.4-14-3/6255.24780.917638總879.1905130.543129144735.19051798.8650.91267高壓側(cè)功率因數(shù)874.89051880.380.885167高壓集中補(bǔ)償874.8905115.901049117757.8905BF10.5-40-1/31828.8780.910094變壓器損耗No.17.748No.211.657No.33.3834.74

21、 主接線設(shè)計(jì)4.1 主接線設(shè)計(jì)的原則一次接線圖也叫做主接線圖，是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電路中的高壓電氣設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。電氣一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過程的高壓電氣設(shè)備。它包括發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、自動(dòng)開關(guān)、接觸器、刀開關(guān)、母線、輸電線路、電力電纜、電抗器、電動(dòng)機(jī)等。變電所主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：安全：應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全?？煽浚簯?yīng)滿足電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。靈活：應(yīng)能適應(yīng)必要

22、的各種運(yùn)行方式，便于操作和檢修，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)：在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。4.2 變配電所主接線方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)變配電所主接線，應(yīng)根據(jù)所選主變壓器的容量以及負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，初步確定23個(gè)比較合適的主接線方案來進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，擇其憂者作為選定的變配電所主接線方案。主接線的基本方式有以下四種：單母線接線母線是連接電源和引出線的中間環(huán)節(jié)，起匯集和分配電能的作用，只有一組母線的接線稱為單母線.單母線接線簡單明了，操作方便，便于擴(kuò)建，投資少。雙母線連線在單母線連線的基礎(chǔ)上，設(shè)備備用母線，就成為雙母線。它在供電可靠性和運(yùn)行

23、靈活性方面是最好的一種主接線。可投資大，開關(guān)電器多，配電裝置復(fù)雜，占地面積大，不適合一般配電所。橋式接線當(dāng)配電所只有兩回路電源進(jìn)線和兩臺(tái)主變壓器時(shí)，采用橋式接線用的斷路器臺(tái)數(shù)最少，投資低。線路一變壓器組單元接線當(dāng)單回路單臺(tái)變壓器供電時(shí)，宜采用此進(jìn)線，所有的電氣設(shè)備少，配電裝置簡單，節(jié)約建設(shè)投資。因?yàn)樵搹S是二級(jí)負(fù)荷，考慮到經(jīng)濟(jì)因素故本方案采用10kV雙回進(jìn)線，單母線分段供電方式，在NO.3車變中接明備用變壓器。采用這種接線方式的優(yōu)點(diǎn)有可靠性和靈活性較好，當(dāng)雙回路同時(shí)供電時(shí)，正常時(shí)，分段斷路器可合也可開斷運(yùn)行，兩路電源進(jìn)線一用一備，分段斷路器接通，此時(shí)，任一段母線故障，分段與故障斷路器都會(huì)在繼電保

24、護(hù)作用下自動(dòng)斷開。故障母線切除后，非故障段可以繼續(xù)工作。當(dāng)兩路電源同時(shí)工作互為備用試，分段斷路器則斷開，若任一電源故障，電源進(jìn)線斷路器自動(dòng)斷開，分段斷路器自動(dòng)投入，保證繼續(xù)供電。5 短路電流計(jì)算5.1短路電流計(jì)算方法：基準(zhǔn)電流 三相短路電流周期分量有效值 =三相短路容量的計(jì)算公式 =在10/0.4kV變壓器二次側(cè)低壓母線發(fā)生三相短路時(shí)，一般。5.1 短路電流的計(jì)算取=100MVA，所以 = =4.5 =總配進(jìn)線：=0.295 =0.18=0.16總配到NO.1變電所進(jìn)線： =10.323=0.323 =0.323=0.29總配到NO.3變電所進(jìn)線： =20.323=0.646 =0.646=0

25、.58最大運(yùn)行方式下：繪制等效電路圖: = =2.55=22.8kA = =: =0.535+ = =1.84=1.84 = =: =0.535+ = =1.84=1.84 = =: =0.535+ = =1.84=1.84 = =最小運(yùn)行方式下：繪制等效電路圖: =0.93+0.16=1.09 = =2.55=2.55 = =: =0.93+0.16+4.5+0.29=5.88 = =1.84=1.84 = =: =0.93+0.16+4.5=5.59 = =1.84=1.84 = =: =0.93+0.16+0.58+12.7=14.37 = =1.84 = =將以上數(shù)據(jù)列成短路計(jì)算表，如

26、表5-1和表5-2所示：表5-1最大運(yùn)行方式短路點(diǎn)（kA）（kA）（kA）三相短路容量（MVA）8.9422.813.52162.626.749.1329.0418.528.2251.9230.6919.5510.3819.1111.297.19表5-2最小運(yùn)行方式短路點(diǎn)（kA）（kA）（kA）三相短路容量（MVA）5.0512.887.6491.7424.5545.1726.6917.0625.8247.5128.0817.8910.0418.4810.926.966 變電所的一次設(shè)備選擇和校驗(yàn)供電系統(tǒng)的電氣設(shè)備主要有斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、熔斷器、電抗器、互感器、母線裝置及成套電設(shè)備等

27、。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（室內(nèi)或室外）、環(huán)境溫度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求；對(duì)一些斷流電器如開關(guān)、熔斷器等，應(yīng)考慮斷流能力。6.1高壓設(shè)備器件的選擇及校驗(yàn)計(jì)算數(shù)據(jù)斷路器隔離開關(guān)電流互感器電壓互感器高壓熔斷器避雷器型號(hào)SN10-10IGW1-6（10）/400LA-10（D級(jí)）JDZ-10RW10FZ-10U=10kV10kV10kV10kV11000/10010kV1

28、0kV=105.59A630A400A200/52A=8.94kA16kA =162.6MVA300MVA200MVA=22.8kA40kA25kAt=×t×2×5 個(gè)數(shù)7142221供電技術(shù)工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)6.1.1斷路器的選擇與校驗(yàn)（1）按工作環(huán)境選型：戶外式（2）斷路器額定電壓及額定電流=10kV=630A>=105.59A(3)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器最大動(dòng)穩(wěn)試驗(yàn)電流峰值不小于斷路器安裝處的短路沖擊電流值即=40kA>=22.8A(4)熱穩(wěn)定校驗(yàn)要求斷路器的最高溫升不超過最高允許溫度即即>(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

29、處的最大三相短路電流容量即>綜上，斷路器的選擇滿足校驗(yàn)條件。6.1.2隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)（1） 按工作環(huán)境選型：戶外型（2） 隔離開關(guān)的額定電壓及額定電流=10kV=200>=105.59A（3） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)=25.5kA>=22.8kA（4） 熱穩(wěn)定校驗(yàn)>即6.1.3電流互感器選擇與校驗(yàn)（高壓側(cè)電流互感器）10kV電流互感器（1） 該電流互感器額定電壓安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓即（2） 電流互感器一次側(cè)額定電流（3） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kd=160 =22.8A一次側(cè)額定電流則即動(dòng)穩(wěn)定性滿足（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=0.15=8.94kA即=熱

30、穩(wěn)定性滿足6.1.4 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：所以滿足要求6.1.5 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(2)斷流能力6.1.6避雷器的選擇避雷器的額定電壓大于等于安裝處電網(wǎng)的額定電壓6.1.7 10kV進(jìn)線與各車間變電所進(jìn)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：已知小時(shí)，經(jīng)查表可得，經(jīng)濟(jì)電流密度jec=0.9A/進(jìn)線端計(jì)算電流 可得經(jīng)濟(jì)截面 Aec= 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 X=校驗(yàn)：短路時(shí)發(fā)熱的最高允

31、許溫度下所需導(dǎo)線最小截面積 所以滿足要求。（2）No.1變電所進(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 X=校驗(yàn)： 所以滿足要求。（3）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=0.6m2、根據(jù)電壓損耗進(jìn)行校驗(yàn)（1）10kV進(jìn)線： （2）No.1車間變電所進(jìn)線： （3）No.3車間變電所進(jìn)線： 3、根據(jù)符合長期發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)（1）10kV進(jìn)線：選LJ120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>105.6A（總負(fù)荷電流）（2）No.1車間變電所進(jìn)線選LJ50型裸

32、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>41.89A（3）No.3車間變電所進(jìn)線：選LJ50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>17.25A6.2低壓設(shè)備器件的選擇及校驗(yàn)NO.1計(jì)算數(shù)據(jù)低壓斷路器隔離開關(guān)電流互感器型號(hào)DW48-1600HD1114LMZ-0.5U=0.4kV0.4kV0.4kV0.4kV=933.96A1600A1000A1000/5=26.7kA50kA=18.5MVA=49.13kA60kA（杠桿式）135t=t75個(gè)數(shù)178NO.2計(jì)算數(shù)據(jù)低壓斷路器隔離開關(guān)電流互感器型號(hào)DW48-1600HD1114L

33、MZ-0.5U=0.4kV0.4kV0.4kV0.4kV=1277.89A1600A1500A2000/5=28.22kA50kA=19.55MVA=51.92kA80kA（杠桿式）135t=t75個(gè)數(shù)156NO.3計(jì)算數(shù)據(jù)低壓斷路器隔離開關(guān)電流互感器型號(hào)DW15-630HD1114LMZB6-0.38U=0.4kV0.4kV0.4kV0.4kV=368.42A630A600A300800/5=10.38kA30kA=7.18MVA=19.11kA50kA（杠桿式）135t=t75個(gè)數(shù)145供電技術(shù)工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)NO.11、低壓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

34、壓及額定電流=0.4kV=2、隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)(1)按工作環(huán)境選型：戶外型(2)隔離開關(guān)的額定電壓及額定電流 =0.4kV= =1000=1154.7A>=933.96A 滿足要求(3)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) =60kA>=49.13Ka 滿足要求(4)熱穩(wěn)定校驗(yàn) =1=900 =107 所以> 滿足要求3、電流互感器選擇與校驗(yàn)（低壓側(cè)電流互感器） (1)該電流互感器額定電壓不小于安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓，即 (2)電流互感器一次側(cè)額定電流>=933.06A 滿足要求 (3)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)（Kd=135） 滿足要求 (4)熱穩(wěn)定校驗(yàn)（Kt=75） =7.4 =< 滿足要求NO.

35、2 1、斷路器的選擇與校驗(yàn)（1）按工作環(huán)境選型：戶外式（2）斷路器額定電壓及額定電流=0.4kV=1600A>=1217.89A 滿足要求2、隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)（5） 按工作環(huán)境選型：戶外型（6） 隔離開關(guān)的額定電壓及額定電流=0.4kV=1500>=1217.89A 滿足要求（7） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)=80kA>=51.92kA（8） 熱穩(wěn)定校驗(yàn)>即 3、電流互感器選擇與校驗(yàn)（低壓側(cè)電流互感器）0.4kV電流互感器（4） 該電流互感器額定電壓安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓即（5） 電流互感器一次側(cè)額定電流（6） 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kd=135 =51.92kA一次側(cè)額定電流則即動(dòng)

36、穩(wěn)定性滿足（4）熱穩(wěn)定性校驗(yàn)熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt=75熱穩(wěn)定時(shí)間=0.15=28.22kA即=熱穩(wěn)定性滿足NO.3 1、斷路器的選擇與校驗(yàn)（1）按工作環(huán)境選型：戶外式（2）斷路器額定電壓及額定電流=0.4kV=630A>=368.42A 滿足要求 2、隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)（1）按工作環(huán)境選型：戶外型（2）隔離開關(guān)的額定電壓及額定電流=0.4kV=600>=368.42A 滿足要求（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)=50kA>=19.11kA（4）熱穩(wěn)定校驗(yàn)>即 3、電流互感器選擇與校驗(yàn)（低壓側(cè)電流互感器）0.4kV電流互感器（1）該電流互感器額定電壓安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓即（2）電流互感器一次

37、側(cè)額定電流 滿足要求（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)Kd=135 =19.11kA一次側(cè)額定電流則即動(dòng)穩(wěn)定性滿足（4）熱穩(wěn)定性校驗(yàn)熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt=75熱穩(wěn)定時(shí)間=0.15=10.38kA即=熱穩(wěn)定性滿足6.3各車間的進(jìn)線裝設(shè)低壓熔斷器低壓熔斷器的型號(hào)型號(hào)熔斷電流熔體電流分段電流FU1RM1060060010000FU2RM1060060010000FU3RM1020016010000FU4RM1060353500FU5RM1035030010000FU6RM1060203500FU7RM1060353500FU8RM10100085012000FU9RM10100085012000FU10RM101

38、5151200FU11RM1060353500FU12RM1060253500FU13RM1035022510000FU14RM1020020010000FU15RM10100803500FU16RM10604535006.4母線的選擇與校驗(yàn)6.4.1高壓母線選擇與校驗(yàn)：工廠供電，（LMY） 母線尺寸：15×3（）鋁母線載流量：165A熱穩(wěn)定校驗(yàn)：所以滿足熱穩(wěn)定要求；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 帶入數(shù)據(jù)=所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。6.4.2低壓母線選擇與校驗(yàn)：No.1: （LMY） 母線尺寸：80×6（）鋁母線載流量：1150A熱穩(wěn)定校驗(yàn)：所以滿足熱穩(wěn)定要求；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 帶入數(shù)據(jù)如下：=所以

39、滿足動(dòng)穩(wěn)定要求No.2: （LMY） 母線尺寸：100×6（）鋁母線載流量：1425A熱穩(wěn)定校驗(yàn)：所以滿足熱穩(wěn)定要求；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 帶入數(shù)據(jù)如下：=所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求No.3: （LMY） 母線尺寸：40×4（）鋁母線載流量：480A熱穩(wěn)定校驗(yàn)：所以滿足熱穩(wěn)定要求；動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 帶入數(shù)據(jù)如下：=所以滿足動(dòng)穩(wěn)定要求6.5絕緣子和套管選擇與校驗(yàn)6.5.1戶內(nèi)支柱絕緣子型號(hào)：ZA10Y 額定電壓10kV動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： 經(jīng)查表可得，支柱絕緣子最大允許機(jī)械破壞負(fù)荷（彎曲）為3.75kN 則： K 經(jīng)驗(yàn)證：所以支柱絕緣子滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。6.5.2穿墻套管：型號(hào)：CWL10/600 1）動(dòng)

40、穩(wěn)定校驗(yàn)： 經(jīng)查表可得，a=0.22m 所以此穿墻套管滿足動(dòng)穩(wěn)定要求2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)： 額定電流為600A的穿墻套管5s熱穩(wěn)定電流有效值為1.2kA則： 所以穿墻套管滿足熱穩(wěn)定要求。7 變配電所得布置與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)總配電所的地點(diǎn)應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，進(jìn)出線方便，靠近電源側(cè)，盡量使進(jìn)出線方便，設(shè)備運(yùn)輸方便。不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)或有腐蝕性氣體的場所周圍。本設(shè)計(jì)中，工廠中心有一軟水站和水塔，所以本工廠總配電所不宜設(shè)在工廠中心位置。工廠東北角遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，且有一卸油臺(tái)和化驗(yàn)室，總配電所不宜靠近易爆易燃與具有腐蝕性物品的場所，所以也不應(yīng)該在此地建設(shè)總配電所。本廠最重負(fù)荷有NO.2變電所承擔(dān)，且周圍負(fù)荷較均衡

41、，故宜將總配建在此所附近。而且對(duì)負(fù)荷不大的用戶，可將總配電所與某個(gè)10kV變電所合并，擴(kuò)充為變配電所。根據(jù)本廠實(shí)際情況，出線相對(duì)較少，負(fù)荷總體水平不大，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，將總配電所與NO.2變電所合并，建設(shè)成變配電所，同時(shí)節(jié)省了投資，便于管理。8 防雷裝置及接地裝置設(shè)計(jì)8.1直擊雷保護(hù)（1）本廠最高建設(shè)為水塔，設(shè)計(jì)高度為20m，加設(shè)2m高的避雷針，現(xiàn)計(jì)算水塔避雷針能否保護(hù)軟水站。本廠為第三類建設(shè)物，滾球半徑=60m，水塔上避雷針高度為（20+2）=22m，軟水站一般建筑高度=4m，經(jīng)測量避雷針至軟水站最遠(yuǎn)屋角距離為r=20m，避雷針保護(hù)半徑=（1.5h-2）p=25>20m. 因此水塔避雷針

42、能保護(hù)軟水站（2）由于No.1,No.3變電站中電氣設(shè)備并不集中，只各有一臺(tái)或兩臺(tái)變壓器，所以不設(shè)獨(dú)立的避雷保護(hù)，而采用在各變壓器側(cè)加裝避雷器的方法來防止雷電波和操作過電壓。（3）因總配與No.2變電站合并，建設(shè)成總配電所，電氣設(shè)備較集中，所以設(shè)置獨(dú)立的避雷針保護(hù)，設(shè)避雷針高度為22m，保護(hù)半徑同上計(jì)算24.89m，同時(shí)為防止反擊，避雷針建設(shè)在距離總配10m處，并使避雷針接地體與總配接地體相距大于3m。8.2配電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)對(duì)于大量使用動(dòng)力電的礦工企業(yè)，供電系統(tǒng)采用YN-C系統(tǒng)，即保護(hù)接線與零線相統(tǒng)一，電氣設(shè)備外殼接保護(hù)零線與系統(tǒng)共地。（1）確定接地電阻要求值 經(jīng)查表可確定此變電所公共

43、接地裝置的接地電阻應(yīng)該滿足一下兩個(gè)條件： 120/ 其中=（A） 4式中：-系統(tǒng)的額定電壓 -有電的聯(lián)系的架空線路總長度（km） -有電的聯(lián)系的電纜線路總長度（km）所以=所以120/=比較可得：總接地電阻4（2）人工接地電阻：應(yīng)不考慮自然接地體，所以=4（3）接地裝置方案初選 采用“環(huán)路式”接地網(wǎng)，初步考慮圍繞變電所建筑四周打入一圈鋼管接地體，鋼管直徑50mm,長2.5m，間距為2.4m；管間用40×4的扁鋼連接（4）計(jì)算單根接地電阻 查表可得砂質(zhì)粘土電阻率=100m，單根鋼管接地電阻=40（5）確定接地鋼管數(shù)和最后接地方案根據(jù)/=40÷4=10；故選擇10根鋼管做接地體

44、；=1，利用系數(shù)=0.520.58，取=0.55，因此接地體數(shù)量n為n=16所以最后確定為用16根直徑50mm長2.5m的鋼管體接地體管間距為2.5m，環(huán)式布置。用40×4扁管連接，附加均壓帶。=<48.3行波保護(hù)裝設(shè)避雷器用來防止雷電入侵波與操作過電壓對(duì)配電所電氣裝置特別是對(duì)變壓器的危害，根據(jù)本廠總配電處系統(tǒng)高壓側(cè)為10kV電壓等級(jí)。所以按額定電壓選擇避雷器。故FZ-10型避雷器。9 二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)的整定計(jì)算：工廠供電系統(tǒng)或變配電所得二次回路是由二次設(shè)備（包括：電壓、電流和電能的測量表計(jì)，保護(hù)用電壓和電流繼電器，各類開關(guān)的操作控制設(shè)備，信號(hào)指示設(shè)備，自動(dòng)裝置與遠(yuǎn)動(dòng)裝置等）所組成的回路。二次回路是用來控制、指示、監(jiān)視和保護(hù)一次設(shè)備的電路，按功能可分為斷路器控制回路、信號(hào)回路、保護(hù)回路、監(jiān)測回路和自動(dòng)裝置回路等。高壓側(cè)繼電保護(hù)安裝于10kV進(jìn)線9.1 二次回路方案的選擇（1）斷路器控制和信號(hào)回路設(shè)計(jì)。采用燈光監(jiān)視的斷路器控制信號(hào)回路接線。（2）變電所測量及計(jì)量儀表。10kV變電所計(jì)量表的裝設(shè)如表9-1所示表9-1 10kV變電所計(jì)量儀表的裝設(shè)線路名稱裝設(shè)的表計(jì)數(shù)量電流表電壓表有功功率表有功電能表無功電能表10kV進(jìn)線11110kV母線（每段）410kV聯(lián)絡(luò)線11