某加工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計

1、 供配電系統(tǒng)設(shè)計報告 課 題 某加工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計 專業(yè)班級 自動化* 姓 名 * 學(xué) 號 0909* 指導(dǎo)老師 完成時間 201*年*月*日 任務(wù)書一負荷情況 某廠變電所擔負三個車間、一個辦公樓和一個食堂的供電任務(wù)，負荷均為380/220V負荷。各部門電氣設(shè)備、負荷情況如下：（一）一號車間一號車間接有下表所列用電設(shè)備編號用電設(shè)備名稱數(shù)量銘牌上額定功率需要系數(shù)功率因數(shù)備注1冷加工機床20合計45KW0.14 0.160.52吊車組110.5KW0.120.5FC=25%3電焊機122KVA0.50.6FC=60%4電焊機28.95KVA0.50.6FC=100%（二）二號車間二號車間接有下表

2、所列用電設(shè)備編號用電設(shè)備名稱數(shù)量銘牌上額定功率需要系數(shù)功率因數(shù)備注1電加熱設(shè)備24KW0.812吊車組110.5KW0.20.5FC=25%3電焊機122KVA0.50.6FC=60%4電焊機14.5KVA0.50.6FC=100%（三）三號車間三號車間接有下表所列用電設(shè)備編號用電設(shè)備名稱銘牌上額定功率需要系數(shù)功率因數(shù)備注1裝載車間起重機7.5KW0.150.52各類裝備用電器7.5KW0.80.83照明2.5KW0.80.8（四）辦公樓辦公樓接有下表所列用電設(shè)備負荷編號用電設(shè)備名稱銘牌上額定功率需要系數(shù)功率因數(shù)備注1照明20KW0.80.82空調(diào)及通風(fēng)設(shè)備75KW0.80.83電梯10KW0

3、.60.7（五）食堂食堂接有下表所列用電設(shè)備負荷編號用電設(shè)備名稱銘牌上額定功率需要系數(shù)功率因數(shù)備注1風(fēng)機、空調(diào)機、照明8.8KW0.80.82食品加工機械3.0KW0.70.83電飯鍋、電烤箱、電炒鍋9.0KW0.81.04電冰箱1.5KW0.70.7二、供用電協(xié)議（1）從電力系統(tǒng)的某66/10KV變電站，用10KV架空線路向工廠饋電。該變電站在工廠南側(cè)1km。（2）系統(tǒng)變電站饋電線的定時限過電流保護的整定時間，工廠總配變電所保護整定時間不得大于1.5s。（3）在工廠總配電所的10KV進線側(cè)進行電能計量。工廠最大負荷時功率因數(shù)不得低于0.9。（4）系統(tǒng)變電站10KV母線出口斷路器的斷流容量為2

4、00MVA。其配電系統(tǒng)圖如圖1。（5）供電貼費和每月電費制：每月基本電費按主變壓器容量計為18元/kVA，動力電費為0.2元/kW·h，照明電費為0.5元/kW·h。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性地向供電部門交納供電貼費：610kV為800元/kVA。圖1 配電系統(tǒng)圖三工廠負荷性質(zhì)生產(chǎn)車間大部分為一班制，少部分車間為兩班制，年最大有功負荷利用小時數(shù)為4000h，工廠屬級負荷。四工廠自然條件（1）氣象資料：本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38oC，年平均氣溫為23 oC，年最低氣溫為8 oC，年最熱月平均最高氣溫為33 oC，年最熱月平均氣溫為26 oC，年最熱月地下

5、0.8m處平均溫度為25 oC。當?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。（2）地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂粘土為主，地下水位為2m。五設(shè)計任務(wù)書1計算車間、辦公樓、食堂用電計算負荷2計算全廠的計算負荷3確定廠變電所變壓器臺數(shù)、各變壓器容量4供電方式及主接線設(shè)計5短路計算及設(shè)備選擇6高壓配電系統(tǒng)設(shè)計7保護及接地防雷系統(tǒng)設(shè)計六設(shè)計成果1設(shè)計說明書（設(shè)計報告），包括全部設(shè)計內(nèi)容，并附有必要的計算及表格。2電氣主接線圖（3號圖紙）。3繼電保護配置圖（3號圖紙）。4總降壓變電所平面布置圖（3號圖紙）。 目 錄第一章 負荷計算和無功補償51.1負荷計算的目的和方法51.2全廠負荷計算的過程7

6、1.3 無功功率補償9第二章 變電所的選擇及主變壓器的選擇92.1 變電器容量的選擇92.2變壓器臺數(shù)與型號的選擇102.3 總降壓變電所電氣主接線設(shè)計14第三章 短路電路的計算133.1 短路的形式133.2 短路的原因133.3 短路的危害133.4 三項短路電流的計算14第四章 導(dǎo)線型號及截面的選擇17第五章 高低壓電氣一次設(shè)備的選擇185.1 電氣設(shè)備選擇原則185.2 高壓一次設(shè)備的選擇205.3變電所低壓一次設(shè)備的選擇21第六章 接地與防雷設(shè)計6.1防雷保護的措施 226.2防雷裝置的接地23第七章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護整定247.1 二次回路方案選擇247.2 主變壓

7、器的繼電保護裝置24總 結(jié)26附錄27參考文獻28第一章 負荷計算和無功補償1.1負荷計算的目的和方法1、負荷計算的內(nèi)容和目的（1）求計算負荷，是選擇確定建筑物報裝容量、變壓器容量的依據(jù)；（2）求計算電流，是選擇纜線和開關(guān)設(shè)備的依據(jù)；（3）求有功計算負荷和無功計算負荷，是確定靜電電容器容量的依據(jù)。2、負荷計算的方法（1）需要系數(shù)法用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷。用于設(shè)備數(shù)量多，容量差別不大的工程計算，尤其適用于配、變電所和干線的負荷計算。（2）二項式系數(shù)法應(yīng)用局限性較小大，主要適用于設(shè)備臺數(shù)較少且容量差別較懸殊的的場合。（3）利用系數(shù)法采用利用系數(shù)求出最大負荷區(qū)間內(nèi)的平均負

8、荷，再考慮設(shè)備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)，得出計算負荷。適用于各種范圍的負荷計算，但計算過程稍繁。1.2全廠負荷計算的過程本設(shè)計各車間計算負荷采用需要系數(shù)法確定。主要計算公式有： 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）：1.3設(shè)計原則與要求1、工廠供電設(shè)計必須遵守國家的相關(guān)法令，標準和規(guī)范，執(zhí)行國家的有關(guān)方針、政策，以保證做到節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等經(jīng)濟政策。2、工廠供電設(shè)計必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照不同的負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，合理確定不同的設(shè)計方案。3、工廠供電設(shè)計要做到安全、可靠、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)。

9、應(yīng)采用符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的效率高、能耗低、性能先進的電氣設(shè)備。工廠供電設(shè)計必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計方案。4、工廠供電設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)和長遠發(fā)展的關(guān)系，做到遠近期結(jié)合，以近期為主，適當考慮擴建的可能性。關(guān)于負荷性質(zhì)，按照GB50052-95供電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，根據(jù)電力負荷對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟上造成的損失或影響程度，電力負荷分為以下三個等級（1）一級負荷 中斷供電將造成人身傷亡，將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失者，例如重要交通樞紐，大型體育場等。（2）二級負荷 中斷供電將在政治、經(jīng)

10、濟上造成較大損失者，例如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等，例如交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要負荷。（3）三級負荷 不屬于一、二級的電力負荷。 對于一級負荷和二級負荷，因為其再政治經(jīng)濟上的特殊性，應(yīng)該有兩個供電電源，當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應(yīng)同時受到損壞。一級負荷中特別重要的負荷，除有兩個電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴禁將其它負荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。對于二級負荷，應(yīng)該有兩回路供電。在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時，二級負荷可由一回路6KV及以上專用架空線或電纜線供電。當采用架空線時候，可為一回路架空線供電。當采用電纜線時，當由兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應(yīng)能承

11、受100%的二級負荷。1.4各部門負荷計算按照需要系數(shù)法計算各部門的有功計算負荷（P30）、無功計算負荷（Q30）、視在計算負荷（S30）和計算電流（I30）。（1）一號車間將負載盡可能均衡的分配到三相電線上，（2）二號車間將負載盡可能均衡的分配到三相電線上，（3）三號車間將負載盡可能均衡的分配到三相電線上，（4）辦公樓辦公樓電氣設(shè)備用電為220V單相交流電。（5）食堂得到各部門負荷計算表如下：序 號部門名稱負荷類型計算負荷P30 / KWQ30 / KvarS30 / KV·AI30 / A1一號車間33.2144.1755.2684.062二號車間24.3932.4440.596

12、1.673三號車間18.024.030.045.584辦公樓74.3457.9494.25247.645食堂15.717.2617.3145.481.5工廠總負荷各部門總負荷的計算1.6無功補償計算 按照2.2計算結(jié)果，未進行無功補償時，工廠總功率因數(shù)題目要求工廠最大負荷時功率因數(shù)不得低于0.9。根據(jù)有關(guān)規(guī)，配電電壓為6-10KV時，要求總功率因素不低于0.95.故需要在低壓側(cè)并聯(lián)電容器進行無功功率補償，使功率因數(shù)提高到0.95。并聯(lián)的電容器總?cè)萘坑嬎闳缦拢旱诙?變電所的選擇及主變壓器的選擇2.1變壓器容量的選擇 變壓器容量不應(yīng)小于補償后的總視在計算負荷SC=156.70KV·A事

13、實上，考慮變壓器應(yīng)有一定的過載能力，以及應(yīng)對工廠未來510年可能的電力負荷增長。此外，溫度高出平均氣溫，變壓器容量也會減小。所以變壓器容量的選擇應(yīng)留有余量，常取S=1.3,SC=202.7KV·A,及變壓器總?cè)萘靠扇?00KV·A.2.2變壓器臺數(shù)與型號的選擇2.2.1變壓器類型選擇聯(lián)結(jié)組別： Yyn0接線方式的電力變壓器一相高壓熔絲融化時另兩相電壓基本不受影響，可減小故障時的停電范圍； Dyn11接線：具有輸出電壓質(zhì)量高、中性點不漂移、防雷性能好等特點。工廠為三級負荷，允許短時停電，故選擇Dyn11聯(lián)結(jié)組別更好。注：并行的電力變壓器聯(lián)結(jié)組別應(yīng)當相同絕緣與冷卻方

14、式： 常見有油浸式、干式、充氣式等。考慮控制成本、方便維護和變壓器應(yīng)具有一定的過載能力，本項目選擇油浸式變壓器2.2.2 變壓器臺數(shù)選擇變壓器臺數(shù)選擇原則 應(yīng)滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所應(yīng)采用兩臺變壓器，對只有二級負荷，而無一級負荷的變電所，也可只采用一臺變壓器，并在低壓側(cè)架設(shè)與其他變電所的聯(lián)絡(luò)線。 對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大的工廠變電所，可考慮采用兩臺主變壓器。 一般的三級負荷，只采用一臺主變壓器。 考慮負荷的發(fā)展，留有安裝第二臺主變壓器的空間。 車間變電所中，單臺變壓器容量不宜超過1000kVA具體到本項目，提出兩種方案：方案一：使用一臺江蘇彭變S9-

15、M-200-10/0.75三相電力油浸式變壓器給工廠所有單位供電。變壓器價格為：¥18600（商品信息來自阿里巴巴）方案二：使用兩臺江蘇彭變s9-m-160 10KV/0.4三相電力油浸式變壓器分別給工廠不同單位供電。兩條低壓供電線通過斷路器連接，其中一條線路檢修或發(fā)生故障時，另一條線路可以短時單獨給全廠供電。變壓器價格為：¥14800兩方案變壓器采購價格相差11000元，若考慮一次設(shè)備與線路施工成本，則方案二較方案一建設(shè)費用明顯高出，且維護成本更高。由于工廠屬三級負荷，故對備用電源無硬性要求，故選用方案一更為經(jīng)濟、合理，且能基本滿足工廠日常運行的電力需求。2.3供電方式及

16、主接線設(shè)計2.3.1 供電、用電情況分析(1)供電概況根據(jù)題示信息，從電力系統(tǒng)的某66/10KV變電站，用10KV架空線路向工廠饋電。該變電站在工廠南側(cè)1km(2)年用電費估計：在一次側(cè)計算用電量，其中，為變壓器損耗功率，按0.06計，為年最大負荷利用小時，忽略變壓器空載損耗和線路損耗。代入數(shù)據(jù)。另一部分電費為每月按主變壓器容量收取的費用。計算年電費估計值為：即估計一年電費為37.49萬元2.3.2主接線方案(1)主接線設(shè)計原則主接線圖即主電路圖，是表示系統(tǒng)中電能輸送和分配路線的電路圖，亦是一次電路圖。而用來控制指示檢測和保護一次設(shè)備運行的電路圖，則稱二次電路圖，或二次接線圖，通稱二次回路。二

17、次回路是通過電流互感器餓電壓互感器與主電路相聯(lián)系的。具體要求如下1、安全 符合有關(guān)國家標準和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全2、可靠 應(yīng)滿足電力負荷特別是期中一二級負荷對供電系統(tǒng)的可靠性的要求。3、靈活 應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)符合的發(fā)展。4、經(jīng)濟 在滿足上述要求的前提下，應(yīng)盡量是主接線簡單，投資少，運行費用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。(2)變配電所主結(jié)線的選擇原則當滿足運行要求時，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。當變電所有兩臺變壓器同時運行時，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。當供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺變壓器時，宜采用線路變壓器組

18、結(jié)線。為了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時運行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運行。接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。610KV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。采用610 KV熔斷器負荷開關(guān)固定式配電裝置時，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計費用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計量柜）。變壓器低壓側(cè)為0.4KV的總開關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開關(guān)。當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。當?shù)蛪耗妇€為雙電源，變

19、壓器低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時，在總開關(guān)的出線側(cè)及母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭。2.3.3 備用電源的選擇工廠為三級負荷，從經(jīng)濟角度考慮，多數(shù)不需要備用電源。但按照規(guī)定，辦公樓內(nèi)電梯應(yīng)裝設(shè)備用電源，發(fā)生電力系統(tǒng)故障時，電源能及時啟動，維持電梯正常運行，不發(fā)生安全事故。此外，工廠內(nèi)人流密集，應(yīng)裝設(shè)應(yīng)急照明設(shè)備，避免安全事故。第三章 短路電流計算3.1短路的形式 在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備

20、在最嚴重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，因此作為選擇檢驗電氣設(shè)備用的短路計算中，以三相短路計算為主。三相短路用文字符號k(3)表示。3.2 短路的原因工廠供電系統(tǒng)要求正常地不簡短地對用電負荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進行。但是由于各種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。所謂短路，就是指一切不正常的相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。產(chǎn)生短路的原因很多，主要有以下幾個方面：（1）元件損壞，例如絕緣材料的自然老化，設(shè)計、安裝及維護不良帶來的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路等；（2）氣象條件惡化，例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒

21、塌等；（3）人為事故，例如運行人員帶負荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后為拆除接地線就加上電壓等；（4）其它，例如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。3.3 短路的危害短路后，短路電流比正常電流大得多；在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬甚至幾十萬安。如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害，即:（1）短路是要產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件損壞；（2）短路時電壓要驟降，嚴重影響電氣設(shè)備的正常運行；（3）短路可造成停電，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國民經(jīng)濟造成的損失也越大；（4）嚴重的短路要影響電流系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，可使并列運行的發(fā)電機組失去同步，造成系統(tǒng)解列；

22、（5）單相短路，其電流將產(chǎn)生較強的不平衡交變磁場，對附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生干擾，影響其正常運行，甚至使之發(fā)生誤動作。由此可見，短路的后果是十分嚴重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時需要進行短路電流計算，以便正確地選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能的最大短路電流時不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障懂得開關(guān)電器、整定短路保護的繼電保護裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也必須計算短路電流。3.4 三相短路電流的計算標幺制法，即相對單位制算法，因其短路計算中的有關(guān)物理量是采用標幺值（相對單位）而得名。按標幺制法進行短路計算時，一般是先選定

23、基準容量S d和基準電壓Ud。基準容量，工程設(shè)計中通常取Sd=100MV·A。基準電壓，通常取元件所在處的短路計算電壓，即取Ud=Uc。選定了基準容量Sd和基準電壓Ud以后，基準電流Id按下式計算 基準電抗Xd則按下式計算 供電系統(tǒng)中各主要元件的電抗標幺值的計算（取Sd=100MV·A,Ud=Uc）。（1）電力系統(tǒng)的電抗標幺值 （2）電力變壓器的電抗標幺值 （3）電力線路的電抗標幺值 短路電路中各主要元件的電抗標幺值求出以后，即可利用其等效電路圖進行電路化簡，計算其總電抗標幺值X*。由于各元件電抗均采用相對值，與短路計算點的電壓無關(guān)，因此無須進行電壓換算，這也是標幺值法較之

24、歐姆法優(yōu)越之處。三相短路電流周期分量有效值 其他三相短路電流 3.5標幺值法計算電路短路電流 3.5.1 短路計算電路k-1 0.4KV k-2 電源 Soc=200MVA l=1km,x0=0.4/km S9-200 /10,Dyn11 10KV S1=200KVA, DU=4%3.5.2確定短路計算基準值取取Uc1=10.5KV則 =100MVA/(*10.5KV)=5.50KA取 則 =144KA3.5.3計算短路電路中某個元件的電抗標幺值電力系統(tǒng):已知電力系統(tǒng)出口斷路器的遮斷容量=200MVA，故X1* =1OOMVA/200MVA=0.5架空線路:X2* =(0.4*1)*100MV

25、A/(10.5KVA)2=0.36電力變壓器查表得：S9-160/10變壓器的短路電壓百分值=4故 X3* = 0.04*(100MVA/200KVA) = 20式中，為變壓器的額定容量因此繪制短路計算等效電路如圖3.1所示。 X1=0.5 X2=0.36 k-1 X3=20 k-2 圖3.1 短路計算等效電路1.k-1點（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計算總電抗標幺值=0.5+0.36=0.86 三相短路電流周期分量有效值 I(k-1) =5.5KA/0.86=6.40KA 其他短路電流i(sh)=2.55*6.40KA=16.32KAI(sh)=1.51*6.40KA=9.66KA 三相短路容量S

26、(k-1)=100MVA/0.86=116.28MVA2.k-2點（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計算總電抗標幺值=0.5+0.36+20=20.86 三相短路電流周期分量有效值 I(k-2)=144KA/20.86=6.91KA 其他短路電流 i(sh)=2.55*6.91KA=17.62KA I(sh)=1.51*6.91KA=10.43KA 三相短路容量 S(k-2)=100MVA/20.86=4.79MVA 以上短路計算結(jié)果綜合圖表3.2所示。表3.2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-16.406.406.4016.329.66116.28k-26.91 6.916.91

27、17.6210.434.79電氣設(shè)備、電纜、母線的選擇第四章 導(dǎo)線型號及截面選擇4.1 導(dǎo)線型號及截面選擇 1. 10KV高壓母線的選擇及檢驗(1)選擇經(jīng)濟截面 變壓器一次側(cè)計算電流:=156.70/1.73*10=9.02A按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面，因年最大負荷利用小時為4000h，查表得:Jec=1.15(lgj） 則 Sec=Ic1/Jec =7.84（mm） 由設(shè)計經(jīng)驗表明計算值比實際值偏大，因此選用LGJ-25型鋼芯鋁絞線。(2)檢驗發(fā)熱條件 查表知，LGJ-25在室外溫度為25度時的允許載流量為Ial=135A>9.02A,滿足發(fā)熱條件。 (3)校驗機械強度 查表知，10K

28、V架空鋁絞線的機械強度最小截面為Smin=16mm2<S=25mm2因此，所選的導(dǎo)線截面也滿足機械強度要求。 2. 4KV高壓母線的選擇及檢驗 (1)選擇經(jīng)濟截面 變壓器一次側(cè)計算電流:=156.70/1.73*4=22.53A 按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面，因年最大負荷利用小時為4000h，查表得:=1.15（LGJ） 則 Sec=Ic1/Jec =19.59（mm） 由設(shè)計經(jīng)驗表明計算值比實際值偏大，因此選用LGJ-25型銅絞線。(2)檢驗發(fā)熱條件 查表知，TMY50在室外溫度為25度時的允許載流量為Ial=135>19.68A,滿足發(fā)熱條件。 (3)校驗機械強度 查表知，4KV

29、架空鋁絞線的機械強度最小截面為Smin=16mm2<S=25mm2因此，所選的導(dǎo)線截面也滿足機械強度要求。 3. 380V的出線選擇及檢驗具體選擇如下表：表6-1 380V的出線選擇序號用電設(shè)備名稱負荷類型(A)導(dǎo)線截面選擇（）導(dǎo)體類型選擇一車間I動力84.0640BX型銅芯絕緣橡皮線二車間II動力61.6735BX型銅芯絕緣橡皮線三車間III動力45.5825BX型銅芯絕緣橡皮線四辦公室照明247.64120BX型銅芯絕緣橡皮線五食堂照明45.4825BX型銅芯絕緣橡皮線第五章 高低壓電氣一次設(shè)備的選擇工廠供配電系統(tǒng)中擔負輸送、變換和分配電能任務(wù)的電路，稱為“主電路”，也叫“一次電路”

30、。 一次電路中的所有電氣設(shè)備，稱為“一次設(shè)備”或“一次元件”。5.1 電氣設(shè)備選擇原則5.1.1 按正常運行條件選擇電氣設(shè)備按正常工作條件選擇，就是要考慮裝置地點的環(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特征；電氣要求是指對設(shè)備的電壓、電流、頻率（一般為50HZ）等方面的要求；對一些斷路電器如開關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮其斷流能力。（1）考慮所選設(shè)備的工作環(huán)境。如戶內(nèi)、戶外、防腐蝕、防暴、防塵、防火等要求，以及沿?；蚴菨駸岬赜虻奶攸c 。（2）所選設(shè)備的額定電壓UN,et應(yīng)不低于安裝地點電網(wǎng)的額定電壓UN，即 UN,etUN 一般設(shè)備的電壓設(shè)計值滿足1.1UN,et，因而可在1.1UN,e

31、t下安全工作。（3）設(shè)備的額定電流IN是指在額定周圍環(huán)境溫度下，設(shè)備的長期允許電流。IN應(yīng)不小于通過設(shè)備的計算電流I30，即 INI30 （4）設(shè)備的最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流，即 5.1.2 按短路條件校驗（1）動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定校驗（電動力穩(wěn)定）是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機械效應(yīng)的能力。滿足穩(wěn)定的條件是 或 式中，、設(shè)備安裝地點短路沖擊電流的峰值及其有效值； 、設(shè)備允許通過的電流峰值及其有效值。對于下列情況可不校驗動穩(wěn)定或熱穩(wěn)定。1）用熔斷器保護的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故不校驗熱穩(wěn)定。2）電壓互感器及其所在回路的裸倒替和電器可不校驗動、熱穩(wěn)定，因短路電流很小。3）電纜一

32、般均有足夠的機械強度，可不校驗動穩(wěn)定。（2）熱穩(wěn)定校驗短路電流通過時，電器各部件溫度不應(yīng)超過短路時發(fā)熱最高允許值，即 式中，設(shè)備安裝地點穩(wěn)態(tài)三相短路電流； 短路電流假想時間； 電器的熱穩(wěn)定電流； 電器的熱穩(wěn)定時間。5.2 高壓一次設(shè)備的選擇高壓一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。5.2.1 按工作電壓選則 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。故高壓開關(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=12

33、kV。5.2.2 按工作電流選擇設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計算電流，即5.2.3 按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流或遮斷容量，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。5.2.4 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)定校驗條件或、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5.1所示，由它可知所選高壓一次設(shè)備均滿足要求表5.1 10kV高壓側(cè)一次側(cè)設(shè)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)定度其

34、它裝置地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kV 9.02A()6.40kA9.66kA6.402*1.8=73.73KA一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10/100010kV1000A31.5kA80 kA高壓隔離開關(guān)-10/20010kV200A-25.5 kA-高壓熔斷器RN2-10/15A10kV15A50kA-電壓互感器JDJ-1010/0.1kV-電壓互感器JDZJ-10-電流互感器LQJ-1010kV100/5A-30.8 kA-避雷針FS4-1010kV-戶外隔離開關(guān)GW4-12/40010kV400A-25kA-5.3變電所低壓一次設(shè)備的選擇同樣根據(jù)上面的原則，做出380V低壓

35、側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗，如表6-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。表7.2 380V低壓側(cè)一次設(shè)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)380V 477.3 A6.91kA10.43kA6.912*1.8=85.95一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器DW20-630380V630A（大于）-變電所至各車間干線上負荷開關(guān)的選擇如表7-5。表7-5 低壓干線負荷開關(guān)型號選擇序號車間名稱（A）負荷開關(guān)型號額定電流（A）一車間I84.06HH11-100/3100二車間II61.67HH11-100/3100三車間III45.58HH11-100/3100四辦公室247.6

36、4HH11-300/3300五食堂45.48HH11-100/3100第六章 接地與防雷設(shè)計6.1防雷保護的措施 1. 防直擊雷保護 (1)避雷針 (2)避雷線 (3)避雷帶和避雷網(wǎng) 避雷針（線）的接地裝置 (1)避雷針接地必須良好，接地電阻不宜超過10 歐姆 ； (2)35kV及以下變配電所的避雷針應(yīng)單獨裝設(shè)支架，避雷針與被保護設(shè)備之間的空氣距離不小于5m； (3)獨立避雷針應(yīng)有自己專用的接地裝置，接地裝置與變配電所接地網(wǎng)間的地中距離不應(yīng)小于3m； (4)避雷針及接地裝置與道路入口等的距離不小于3m。 2. 感應(yīng)雷和入侵雷防護 (1)管型避雷器 (2)閥型避雷器 (3)金屬氧化物避雷器 3.

37、 架空線的防雷措施 (1)在60kV及以上的架空線路上全線裝設(shè)； (2)35kV的架空線路上，一般只在進出變配電所的一段線路上裝設(shè)； (3)而10kV及以下線路上一般不裝設(shè)避雷線。 4. 變配電所的防雷措施 (1)裝設(shè)避雷針來防止直接雷。 (2)裝設(shè)避雷器用來保護主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞變電所的這一關(guān)鍵的設(shè)備。 (3)為了防止雷電波侵入變電所的310kV配電裝置，應(yīng)當在變電所的每組母線和每路進線上裝設(shè)閥型避雷器。 根據(jù)以上分析，選擇FCD-6JS-8避雷器。 6.2防雷裝置的接地 避雷針宜裝設(shè)獨立的接地裝置。防雷的接地裝置及避雷針（線、網(wǎng)）引下線的結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)符合GB

38、500571994的規(guī)定。 防直擊雷的接地裝置與保護的建筑物、配點裝置及其接地裝置應(yīng)保持一定的安全距離。為了降低跨步電壓，保障人生安全，按GB500571994規(guī)定，放直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道的距離不應(yīng)小于3m。當距離小于3m時，應(yīng)采取以下措施：水平接地局部深埋不應(yīng)小于1m;水平接地體局部包以絕緣物，或敷以50-80mm厚的瀝青層，其寬度應(yīng)超過接地體2m. 該變電所變壓器容量1000KVA，因為進線為10/0.4KV,10KV的架空線是總長是 1km。 (1)確定接地電阻 屬1KV以上電流接地系統(tǒng)及與1KV以上系統(tǒng)共用的接地裝置，選（RE120/ IE，且RE< 10），

39、同時又滿足與總?cè)萘吭?00KV·A以上的變壓器相聯(lián)的接地裝得: RE<4所以確定次車間公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個條件： 且 =10*1/350=0.028A=120/0.028=4285.7故此變電所的接地電阻為RE<4 。 (2)接地裝置初步方案 現(xiàn)初步考慮圍繞車間建筑四周距車間2-3米打入一圈直徑50mm，長2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用40×4mm的扁鋼焊接。 (3)計算單根鋼管接地電阻 查附表1得砂質(zhì)粘土的=100·m. 單根鋼管接地電阻 RE1=100/2.5=40 (4)確定最后接地方案 根據(jù)Re1/Re=40/4

40、=10,但考慮到管間屏蔽效應(yīng),初選15根直徑50mm,長2.5m的鋼管作為接地體.以n=15和 去查手冊 (取n=10和n=20,在時的值的中間值)可得e0.645,因此n=Re1/（Re*e） =40/(0.645×4)16,但是要考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置以及實際需要,選18根直徑為50mm,長2.5m的鋼管作接地體,用40×4mm的扁鋼連接,根據(jù)車間需要,適宜單排布置,而且南北兩排,共36根。 第七章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護整定7.1 二次回路方案選擇（1)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動機構(gòu)。（2)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)三相有功電度表和無功電度表，分別計量全廠消耗的有功電能表和無功電能，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。（3)變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路 變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器避雷器柜。其中電壓互感器為3個JDZJ10型，組成Y0/Y0/的接線，用以實現(xiàn)電壓側(cè)量和絕緣監(jiān)察。作為備用電源的高壓聯(lián)路線上，裝有三相有功電度表和三相無功電度表、電流表。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，低壓照明線路上裝上三相四線有功電度。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