kV總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)初步設(shè)計

1、目 錄1 前言11.1畢業(yè)設(shè)計背景11.2畢業(yè)設(shè)計意義11.3設(shè)計要求12 35kV變電所一次系統(tǒng)負荷計算22.1變電所電力負荷分組與計算22.2 需要系數(shù)法的計算2設(shè)備負荷計算舉例3總配電所和車間變電所數(shù)量的確定4各車間變電所負荷計算及無功功率補償52.3 低壓變壓器的選擇與損耗計算8低壓變壓器的選擇82.3.2 各低壓變壓器的損耗計算92.4 主變壓器的選擇11主變壓器損耗計算123 系統(tǒng)主接線設(shè)計133.1主接線設(shè)計的基本要求13供電電源的確定133.2電氣主接線方案的確定133.2.1 確定35kV、10kV電氣主接線13供電系統(tǒng)簡圖144 短路電流的計算154.1 短路電流15短路的

2、原因154.1.2 短路的危害154.1.3 短路電流計算的目的154.1.4 短路電流計算的標(biāo)幺值法154.2 計算各元件的電抗標(biāo)幺值16選取基準(zhǔn)值16供配電系統(tǒng)中各主要元件電抗標(biāo)么值16短路電流具體計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值174.2.4 在最大運行方式下18在最小運行方式下195 變電所高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗215.1. 35KV高壓開關(guān)柜的選擇21短路校驗的原則215.2高壓設(shè)備選擇及校驗215.2.1 35KV斷路器的選擇215.2.2 35KV隔離開關(guān)的選擇235.2.3 35KV電流互感器的選擇235.2.4 35KV電壓互感器的選擇235.2.5 35KV熔斷器的選

3、擇235.2.6 35KV避雷器的選擇245.3 10KV電氣設(shè)備的選擇245.3.1 10KV開關(guān)柜的選擇245.3.2 10KV斷路器的選擇245.3.3 隔離開關(guān)的選擇25電流互感器的選擇25電壓互感器的選擇256 高壓配電線路的設(shè)計266.1高壓配電線路接線方式的選擇266.2高壓配電線路截面的選擇與校驗266.2.1 35KV高壓進線的選擇266.2.2 截面積的校驗266.2.3 10KV高壓出線線路的選擇與校驗277 防雷與接地設(shè)計297.1防雷保護297.1.1 電力線路的防雷措施297.1.2 變配電所的防雷措施29雷電侵入波的防護307.2接地設(shè)計308 繼電保護的整定計算

4、318.1繼電保護的基本任務(wù)及要求31繼電保護的基本任務(wù)318.1.2 繼電保護的基本要求318.2 變壓器的繼電保護設(shè)置318.3變電所主變壓器繼電保護的計算32裝設(shè)瓦斯保護32裝設(shè)定時限過電流保護328.3.3 裝設(shè)電流速斷保護338.3.4 裝設(shè)過負荷保護348.3.5 10kV母線斷路器的保護348.3.6 10kV出線各支路的保護34結(jié)論35致謝36參考文獻37摘 要本設(shè)計是為某礦山起重機有限公司設(shè)計一座35kV變電所及其配電系統(tǒng)。其內(nèi)容包括有：1、總降壓變電所一次部分的初步設(shè)計變電所主接線方案的確定；負荷計算及無功補償容量和補償方案的確定；主變壓器的選擇計算；短路電流計算；總降壓變

5、電所各種高壓電氣設(shè)備的選擇；防雷接地的設(shè)計。2、高壓配電線路的設(shè)計高壓配電線路接線方式的確定；高壓配電線路的類型和結(jié)構(gòu)的確定；導(dǎo)線或電纜截面的選擇。關(guān)鍵字：負荷計算；電氣主接線；短路計算；電氣設(shè)備選擇；繼電保護ABSTRACT This design for a certain mine crane co., LTD. Is a 35 kv substation and power distribution system design.Its contents include:1, the general voltage substation for preliminary design of

6、 a partThe determine of substation main wiring scheme;(2) the load calculation and the scheme of reactive power compensation capacity and compensation;(3) the choice of main transformer calculation;(4) short circuit current calculation;(5) general voltage substation high-voltage electrical equipment

7、 choice;6. The design of lightning protection grounding.2, the design of high pressure distribution line(1) the determination of high pressure distribution line connection mode;(2) the type of high pressure distribution line and the determination of structure;(3) the choice of wire or cable.Key word

8、s: load calculation;The main electrical wiring;Short circuit calculation.Electrical equipment choice;Relay protection1 前言1.1畢業(yè)設(shè)計背景供電工程，就是指工廠所電能的供應(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)的主要能源和動力電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。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；而電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因而，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中必不可少。

9、1.2畢業(yè)設(shè)計意義通過此次對變電所的設(shè)計，不僅使我加深了對專業(yè)的理解和應(yīng)用，還培養(yǎng)了我樹立工程的觀點。初步地掌握生產(chǎn)工廠、變電站電氣主系統(tǒng)的設(shè)計方法，且在分析、計算和解決實際工程能力等方便得到訓(xùn)練，熟悉了CAD制圖軟件的應(yīng)用，為我今后從事電力工程設(shè)計、建設(shè)、運行及管理工作打下了必要基礎(chǔ)。1.3設(shè)計要求供電工程要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好的供應(yīng)工作，就必須達到以下基本要求：1、安全性：在供應(yīng)、分配和使用電能中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2、可靠性 ：應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì)性：應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4、經(jīng)濟性 ：必須遵守國

10、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)濟政策。2 35kV變電所一次系統(tǒng)負荷計算2.1變電所電力負荷分組與計算我國目前普遍采用的確定用電設(shè)備組計算負荷的方法，有需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法簡單方便，計算結(jié)果基本符合實際，用電設(shè)備臺數(shù)較多，各臺設(shè)備容量相差不懸殊時，宜采用需要系數(shù)法，一般用于干線、配變電所的負荷計算。下面介紹需要系數(shù)法的計算。2.2 需要系數(shù)法的計算（1）用電設(shè)備組計算負荷的確定用電設(shè)備組是由工藝性質(zhì)相同、需用系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。在一個車間中，可以根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，再分別計算各用電設(shè)備組的計算負荷。其

11、計算公式為：有功計算負荷（kW） （2-12）無功計算負荷（kvar） （2-13）視在計算負荷（kV.A） （2-14）計算電流（A） （2-15）式中、該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計算負荷；該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量，kW額定電壓，V功率因數(shù)角的正切值該用電設(shè)備組的計算負荷電流，A 需用系數(shù)（2）多個用電設(shè)備組的計算負荷在配電干線上或礦山變電所低壓母線上，常有多個用電設(shè)備組同時工作，但是各個用電設(shè)備組的最大負荷也非同時出現(xiàn)，因此在求配電干線或礦山變電所低的計算符合時，應(yīng)再計入一個同時系數(shù)。具體計算公式如下： i=1，2，3.m （2-16） （2-17） （2-18）式中、為配電干

12、線或變電站低壓母線有功、無功、視在功率計算負荷；同時系數(shù)m 為配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備總數(shù);該干線或低壓母線上的額定電壓，V該干線變電站低壓母線上的計算負荷電流，A需用系數(shù)、分別對應(yīng)于某一用電設(shè)備組的需用系數(shù)、功率因數(shù)角的正切值、總設(shè)備容量。設(shè)備負荷計算舉例計算舉例：（1）機械加工車間1已知：=1150kw，Kx =0.25，COS=0.65則tan=tan(art COS)=1.17= Kx·=0.25×1150=287.5kW=·tan=287.5×1.17=336.4kvar=COS= 287.5/0.65=442.3kV·

13、A=/=442.3/0.38×=672A （2）機械加工車間2已知：=850kw，Kx =0.25，COS=0.65則tan=tan(art COS)=1.17= Kx·Pe=0.25×850=212.5kW=·tan=212.5×1.17=248.6kvar=COS= =212.5/0.65=326.9kV·A=/=326.9/0.38×=496.7A（3）金屬結(jié)構(gòu)車間已知：=1345kw，Kx =0.40，COS=0.65則tan=tan(art COS)=1.17= Kx·=0.40×1345=53

14、8kW=·tan=538×1.17=629.5kvar=COS=538/0.65=827.7kV·A=/=827.7/0.38×=1257.6A 其它車間負荷計算過程不再一一列舉同理可得，計算結(jié)果列表如下序號車間名稱Pe/kWKdCos補償前計算負荷 Pc/kWQc/kvarSc/kV·AIc/A1機械加工車間111500.250.65287.5336.4442.36722機械加工車間28500.250.65212.5248.6326.9496.73金屬結(jié)構(gòu)車間13450.400.65538629.5827.71257.64裝配車間16800.

15、40 0.65272318.2418.5635.85裝配車間24580.400.65183.2214.3281.8428.26熱處理車間6200.600.70372379.5531.4807.4 7噴漆車間 5700.400.70228232.6325.7494.98試驗車間2600.400.8010478130197.59起重電器分廠18600.500.70930948.81328.62018.610辦公樓2200.500.8511068.2129.4196.611 倉庫880.350.9030.814.934.2 52.0表2-1 全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負荷計算表總配電所和車間變電

16、所數(shù)量的確定（一）高壓配電所的確定該廠屬于大中型用戶，設(shè)一個高壓配電所。（二）車間變電所的確定一般情況每個車間均單獨設(shè)立變電所，根據(jù)負荷容量大小分六個車間變電所。表2-2 車間變電所分配車間變電所車間名稱標(biāo)號NO1機械加工車間1D1機械加工車間2D2NO2裝配車間1D3裝配車間2D4 NO3金屬結(jié)構(gòu)車間D5NO4熱處理車間D6噴漆車間D7試驗車間D8NO5起重電器分廠 D9NO6 辦公樓 D10 倉庫 D11各車間變電所負荷計算及無功功率補償以第一車間變電所來計算求解， 確定D1、D2點的計算負荷，見表2-3.表2-3 計算點D1、D2的負荷計算點Pe/kWKdCos計 算 負 荷Pc/kWQ

17、c/kvarSc/kVAIc/AD11150 0.250.65287.5336.4 442.3672.0D2850 0.250.65 212.5248.6326.9 496.7 （1）確定C1點的計算負荷由于本設(shè)計中要求功率因數(shù)應(yīng)不低于0.90，所以先需要求各車間變電所自然功率因數(shù)：，如果就需要進行無功補償。本設(shè)計中取，在低壓母線上設(shè)置無功自動補償裝置進行補償。取，取。補償前計算負荷 <0.95補償容量計算： 因此選用方案號為RC450F的大容量無功補償柜進行補償，其補償容量為。補償后計算負荷： ，滿足要求。同理可以算出其余車變計算負荷表2-4 計算點C1-C6的負荷 計算點 Pc/kW

18、Qc/kvar同時系數(shù)Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/Acos補償前C1500 585kP=0.90kQ=0.95450555.75715.11086.50.63補償量-450補償后C1450105.75462.3702.30.97 補償前C2455.2532.5kP=0.90kQ=0.95409.7505.9651989.10.63補償量-360補償后C2409.7145.9434.9660.80.94補償前C3538629.5kP=1.0 kQ=1.0538629.5827.71257.50.65補償量-450補償后C3538179.5567.2861.70.95補償前C4704

19、690.1kP=0.90kQ=0.95633.6655.6911.71385.20.69補償量-450 補償后C4633.6205.6666.11012.10.95補償前C5930948.8kP=1.0kQ=1.0930948.81328.62018.6 0.70補償量-640補償后C5930308.8979.91488.80.95補償前C6140.8 83.1kP=0.90kQ=0.95126.778.9149.3226.80.85補償量-40補償后C6126.738.9132.5201.40.96表2-5 各車間變電所無功補償柜選擇情況車間變電所無功功率補償柜方案號補償容量1RC450F4

20、50kvar2RC360F360kvar3RC450F450kvar4RC450F450kvar5 WZ0.4-160/8-J×4640kvar6BSMJ0.4-4040 kvar2.3 低壓變壓器的選擇與損耗計算低壓變壓器的選擇車間變電所變壓器的選擇根據(jù)附錄表可知其計算容量為462.3kVA，工作電壓為380V，故選擇S11-M-630/10型的變壓器，變壓器額定容量，查表得。車間變電所變壓器的選擇根據(jù)附錄表可知其計算容量為434.9kVA，工作電壓為380V，故選擇S11-M-630/10型的變壓器，變壓器額定容量，查表得。車間變電所的選擇根據(jù)附錄表可知其計算容量為567.2kV

21、A，工作電壓為380V，故選擇S11-M-800/10型的變壓器，變壓器額定容量，查表得。車間變電所變壓器的選擇根據(jù)附錄表可知其計算容量為666.1kVA，工作電壓為380V，故選擇S11-M-800/10型的變壓器，變壓器額定容量，查表得。車間變電所變壓器的選擇根據(jù)表附錄可知其計算容量為979.9kVA，工作電壓為380V，故選擇S11-M-1250/10型的變壓器，變壓器額定容量，查表得。車間變電所變壓器的選擇根據(jù)附錄表2可知其計算容量為132.5kVA，工作電壓為380V，故選擇S11-M-200/10型的變壓器，變壓器額定容量，查表得。表2-6各車間變壓器選擇情況如下車間變電所型號額定

22、電壓/kV連接組別損耗/kW空載電流（%）阻抗電壓（%）高壓低壓空載短路NO1S11-M-630/10100.4Dyn110.816.20.94.5NO2S11-M-630/10100.4Dyn110.816.20.94.5NO3S11-M-800/10100.4Dyn110.987.50.74.5NO4S11-M-800/10100.4 Dyn110.987.50.74.5NO5S11-M-1250/10100.4Dyn111.36120.54.5NO6S11-M-200/1010 0.4Dyn110.342.61.34.0 各低壓變壓器的損耗計算變壓器的損耗可按以下公式進行計算：空載無功損

23、耗： 額定短路無功損耗： 變壓器負荷率：（兩臺同時運行時 ）變壓器的有功功率損耗： 變壓器的無功功率損耗： 計算舉例（車間變電所1）1變壓器功率損耗：2 B1點的負荷計算：同理可計算出其它車間變電所負荷則表3-7 計算點B1-B6的負荷計算點變壓器功率損耗高壓側(cè)（10kV）cosPO/kWPk/kWI0%Uk%PT/kWQT/kvarPc/kWQc/kvarSc/kVAIc/AB10.816.20.94.54.1520.9454.15 126.65 471.5 27.2 0.96 B20.816.20.94.53.7619.2413.46 165.1 445.2 25.70.93 B30.98

24、7.50.74.54.7523.7542.75 203.2 579.533.5 0.94 B40.987.50.74.56.1830.56639.78 236.16 682.09.40.94 B51.36 120.54.58.7340.8938.73349.61001.757.80.94B60.342.61.34.01.486.1128.1845135.87.80.942.4 主變壓器的選擇1變電所主變壓器臺數(shù)的選擇選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮下列原則：（1）一般情況下應(yīng)首先考慮選擇一臺變壓器。（2）下列情況可考慮選擇兩臺或兩臺以上變壓器：供有大量一、二級負荷的變電所。季節(jié)性負荷變化較大。集中負荷

25、容量較大 雖為三級負荷，但一臺變壓器供電容量不夠，也應(yīng)裝設(shè)兩臺及以上變壓器。2變電所主變壓器容量的選擇（1）只裝設(shè)一臺主變的變電所。變壓器容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負荷的需要，即（2）裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所。每臺變壓器的容量應(yīng)同時滿足以下兩個條件： 任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足總計算負荷S30的6070的需要，即 任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部一、二級負荷的需要，即 S30（+） （3）車間變電所主變壓器的單臺容量一般不宜大于1000kVA（或1250 kVA）。如車間負荷容量較大、負荷集中且運行合理時，也可以選用單臺容量為12502000kVA的配電變壓器。 必須指出，變電所主變壓

26、器臺數(shù)和容量的最后確定，應(yīng)結(jié)合變電所主接線方案的選擇，通過對幾個較合理的方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較后擇優(yōu)確定。工廠總負荷計算則>0.90滿足要求?？紤]到礦區(qū)的發(fā)展情況，負荷可能增加，變壓器容量可選為4000 kV·A.根據(jù)主變壓器的選擇條件，主變壓器應(yīng)選用一主一備，在一臺主變壓器故障或者檢修時，另一臺變壓器必須保證礦山起重機公司的安全生產(chǎn)用電,兩臺變壓器并聯(lián)運行。由以上計算，再考慮到以后的發(fā)展，故35/10kV選擇兩臺SZ9-4000/35/10 35kV±3×2.5%/10kV型三相油浸式有載調(diào)壓銅線電力變壓器，其技術(shù)參數(shù)如下表。 表3-8 SZ94000/35

27、型電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)容量kVA高壓額定值kV低壓額定值kV阻抗電壓空載電流空載損耗kW負載損耗kW40003510.57.01.24.830.0主變壓器損耗計算變壓器負荷率： 變壓器有功功率損耗： 變壓器無功功率損耗：全廠總負荷= +PT =2805.3+18.26=2823.56kW=+QT =1069.4+176.9=1246.3kvar3 系統(tǒng)主接線設(shè)計3.1主接線設(shè)計的基本要求（1）安全性為保障設(shè)備安全及人身安全，主接線應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，正確選擇電氣設(shè)備及其監(jiān)視、保護系統(tǒng)，考慮各種安全技術(shù)措施.（2）可靠性主接線應(yīng)符合電力負荷特別是一、二級負荷對供電可靠性的要求。一級負

28、荷要求由兩個電源供電，二級負荷，要求由兩回路供電或一回路6kV及以上的專用架空線路或電纜供電。（3）靈活性主接線應(yīng)能適應(yīng)供配電系統(tǒng)各種不同的運行方式（如變壓器經(jīng)濟運行方式、電源線路備用方式等），倒閘切換操作簡便；檢修操作，也應(yīng)保證供電可靠性的條件。 變配電所的高低壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段接線。35kV及以上電源進線為雙回路時，宜采用橋形接線或雙線路變壓器組接線。需帶負荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負荷開關(guān)。主接線方案應(yīng)與主變壓器經(jīng)濟運行的要求相適應(yīng)。主接線方案應(yīng)考慮到今后可能的擴展。（4）經(jīng)濟性結(jié)線方式在滿足生產(chǎn)要求和保證供電質(zhì)量的前提下，應(yīng)力求簡單，以減少設(shè)

29、備投資和運行費用，一次接線應(yīng)盡量做到投資省、占地少、電損小。供電電源的確定由設(shè)計原始資料可知，工廠電源擬從電業(yè)部門某200/35千伏變壓所，用35千伏雙回架空線引入本廠，其中一個作為工作電源，一臺作為備用電源,該變電站距廠8公里。3.2電氣主接線方案的確定 確定35kV、10kV電氣主接線內(nèi)橋接線方式可提高供電可靠性，適于電源線路較長、變壓器不需經(jīng)常切換操作的情況。外橋接線方式電源線路投入和切除時操作較復(fù)雜，變壓器故障時操作簡便，適用于電源線路較短、變壓器需經(jīng)常切換操作的情況。隨著對供電可靠性、運行靈活性要求的提高，現(xiàn)代工廠35kV側(cè)多采用內(nèi)橋，所以35kV側(cè)采用內(nèi)橋接線。兩路電源進線，單母線

30、分段可提高供電可靠性和靈活性，所以10kV主接線確定為單母線分段（分兩段）接線。供電系統(tǒng)簡圖根據(jù)以上分析，可繪制出變電所供電系統(tǒng)簡圖，如圖所示。4 短路電流的計算4.1 短路電流短路的原因短路是指兩個或多個導(dǎo)電部分之間形成的導(dǎo)電通路，此通路迫使導(dǎo)電部分之間的電位差等于或接近于零。引起短路發(fā)生的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，其次是人員誤操作、鳥獸的危害等。電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞可能是有雨設(shè)備長期運行絕緣自然老化或設(shè)備本身絕緣缺陷而被工頻電壓擊穿，或設(shè)備絕緣正常唄過電壓擊穿，或者是設(shè)備絕緣受到外力損傷而造成短路。 短路的危害（1）短路電流通過電氣設(shè)備時，溫度急劇上升，會使絕緣老化或損壞

31、；同時產(chǎn)生很大的電動力，會使設(shè)備載流部分發(fā)生機械變形甚至損壞。（2）短路會使系統(tǒng)電壓驟降，影響系統(tǒng)其它設(shè)備的正常運行。（3）短路可造成停電事故，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(yán)重的短路會影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，可使并列運行的發(fā)電機組失去同步，造成電力系統(tǒng)解列。（5）電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，其電流會產(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)生電磁干擾。 短路電流計算的目的（1）在選擇電氣主接線時，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需要進行必要的短路電流計算。（2）在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運行和故

32、障下都能安全、可靠地工作，同時又力求節(jié)約資金，這就需要進行全面的短路電流計算。（3）在選擇繼電保護方式和進行整定計算時，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)。 短路電流計算的標(biāo)幺值法對較復(fù)雜的高壓供電系統(tǒng)，計算短路電流時采用標(biāo)么制進行計算比較簡便。標(biāo)么制屬于相對電位制的一種，在用標(biāo)么制計算時，各電氣元件的參數(shù)都用標(biāo)么值表示。在短路計算中所遇到的電氣量有功率、電壓、電流和電抗等四個量。某一電氣量的標(biāo)么值就是它的實際值（有名值）與一個預(yù)先選定的同單位的基準(zhǔn)值的比值。以下就是用標(biāo)么值法進行短路電流的計算。4.2 計算各元件的電抗標(biāo)幺值選取基準(zhǔn)值由設(shè)計對象中已知，本變電所主要有35kV、10kV兩種電壓等級

33、的線路段,主變壓器連接了35kV、10kV電壓等級的線路段，為簡化分析，采用近似計算法計算標(biāo)幺值，在近似計算中不管變壓器電壓比如何，選擇各級的基準(zhǔn)功率是統(tǒng)一的，通常選擇各級網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓，即Ud =1.05UN 。選取基準(zhǔn)容量：100MVA選取短路點所在母線的平均電壓為基準(zhǔn)電壓，取=36.75kV, =10.5kV, =/() 則 kA，kA, 供配電系統(tǒng)中各主要元件電抗標(biāo)么值 短路計算電路圖（1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值。電力系統(tǒng)電抗，可由系統(tǒng)的短路容量求取最大運行方式下：最小運行方式下：（2）電力變壓器的電抗標(biāo)么值。電力變壓器的電抗值可由其短路電壓近似的計算，即式中，為變壓器的額

34、定容量。（3）電力線路的電抗標(biāo)么值 短路電流具體計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值1電力系統(tǒng)電抗標(biāo)么值最大運行方式 最小運行方式 2架空線路標(biāo)么值3電力變壓器（由附錄表查得SZ9-4000型油浸式變壓器Uk%=7.0）短路等效電路圖如圖所示（系統(tǒng)最大運行方式下） 在最大運行方式下k-1點的短路電路總電抗標(biāo)么值及短路電流和短路容量總電抗標(biāo)么值 三相對稱短路電流初始值 其他三相短路電流三相短路容量k-2點的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)么值三相短路電流周期分量有效值其他三相短路電流三相短路容量在最小運行方式下k-1點的短路電路總電抗標(biāo)么值及短路電流和短路容量總電抗標(biāo)么值 三

35、相對稱短路電流初始值其他三相短路電流三相短路容量k-2點的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)么值三相短路電流周期分量有效值其他三相短路電流三相短路容量表4-1 短路計算結(jié)果短路計算點總電抗標(biāo)么值三相短路電流/kA兩相短路電流/kA三相短路容量/MVA在最大運行方式下k-1點0.443.573.839.105.393.09227.3k-2點1.3154.184.189.455.48 3.62 76.05在最小運行方式下k-1點0.742.122.125.413.201.84135.14k-2點2.492.212.214.992.90 1.91 40.165 變電所高壓電氣設(shè)備的

36、選擇與校驗5.1. 35KV高壓開關(guān)柜的選擇選用XGN-40.5 型固定式金屬封閉開關(guān)柜。該柜內(nèi)配有ZN12-40.5 型真空斷路器，作為40.5kV 交流系統(tǒng)接受和分配電能之用。開關(guān)柜具有安全聯(lián)鎖裝置、防誤性能，運行安全可靠。真空滅弧室免維護。該產(chǎn)品滿足GB3906-913-35kV 交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備等標(biāo)準(zhǔn)。短路校驗的原則對于相應(yīng)高壓開關(guān)柜內(nèi)的設(shè)備進行短路校驗，主要有斷路器的額定電壓、額定電流、額定開斷電流以及相應(yīng)的額定動、熱穩(wěn)定電度校驗。5.2高壓設(shè)備選擇及校驗 高壓設(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，同時設(shè)備應(yīng)該工作安全可靠、運行方便，投資經(jīng)濟合理

37、。一般要遵循以下原則：1、按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流；2、按短路情況來校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定；3、安裝地點的三相短路容量來校驗高壓斷路器的速斷容量。5.2.1 35KV斷路器的選擇（1）額定電壓選擇斷路器的額定電壓應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的工作電壓,即。 （2）額定電流選擇斷路器的額定電流應(yīng)大于或等于它的最大長期工作電流，即。 （3）開斷電流選擇在給定的電網(wǎng)電壓下，斷路器的開斷電流不應(yīng)小于實際瞬間的短路電流周期分量，即。 （4）動穩(wěn)定校驗若斷路器的極限通過電流峰值，大于三相短路時通過斷路器的沖擊電流，則其動穩(wěn)定便滿足要求，即。 （5）熱穩(wěn)定校驗斷路器熱穩(wěn)定電流，即在短時允許發(fā)熱量應(yīng)

38、大于短路期間短路電流所發(fā)出的熱量，則此斷路器滿足熱穩(wěn)定要求?？杀硎緸?。初步選用高壓開關(guān)柜配有的ZN12-40.5型真空斷路器校驗: ZN12-40.5型真空斷路器額定電壓為40.5kV, =35kV, ,符合條件。ZN12-40.5型真空斷路器額定電流為630A,最大長期工作電流為又因為=630A 即，因此符合技術(shù)條件。斷路器開斷電流50kA，3.9kA，>符合技術(shù)條件。63kA，9.77kA序號選擇項目裝置地點的技術(shù)參數(shù)斷路器的技術(shù)參數(shù)結(jié)論1額定電壓 Un=35KV, Um=36.75KV Ur=40.5KVUr>Un，2額定電流Ic= Ir=1000AIr>Ic

39、，3額定短路開斷電流Ib3=3.57KA（最大運行方式）Ib=50KAIb>Ib3，4額定峰值耐受電流（動穩(wěn)定）ip3=9.10KA(最大運行方式)imax=63KAImax> ip3, 5額定短時（4s）耐受電流（熱穩(wěn)定）Qt=3.572×（0.1+0.8+0.05）KA2.s=12.11 KA2.s25KA2.sQ> Qt, 6額定短路關(guān)合電流ip3=9.10KA（最大運行方式）im=50KAim >ip3,7環(huán)境條件某礦山起重機公司變電所高壓開關(guān)正常使用環(huán)境滿足條件則滿足動穩(wěn)定校驗。表5-1 35kV高壓斷路器的校驗QtkA2S25 kA2S，滿足熱穩(wěn)定

40、校驗。5.2.2 35KV隔離開關(guān)的選擇 選用GN27-35/630隔離開關(guān)，其技術(shù)參數(shù)為：額定電壓35kV，額定電流630A，極限通過電流峰值50kA，4s熱穩(wěn)定電流20kA。短路電流取Ioo=IK3=3.57kA，電抗器通過短路電流的持續(xù)時間為tla= 0.2+2.0=2.2s。故,所以熱穩(wěn)定度符合要求。電抗器所在線路的短路電流沖擊值=1.51×3.57=5.39kA50kA，所以動穩(wěn)定度符合要求。由此可知GN27-35/630隔離開關(guān)符合要求。5.2.3 35KV電流互感器的選擇電流互感器是一種專門用于變換測量電流的特殊電氣器，選用LCZ-35Q電流互感器，適用于額定頻率50H

41、z或60Hz、額定電壓為35kV及以下的電力系統(tǒng)中，作為電能計量、電流測量和繼電保護用。選用額定電流變比為200/5，準(zhǔn)確級次0.5。校驗數(shù)據(jù)如下表5-2選擇項目裝置地點的技術(shù)參數(shù)電流互感器參數(shù)結(jié)論額定電壓35KV35KV 額定電流50.9A300A動穩(wěn)定9.10KA42.4KA熱穩(wěn)定12.11KA2.s13KA2.s5.2.4 35KV電壓互感器的選擇互感器是交流供電系統(tǒng)中一次回路將交流電流或電壓按比例降低供二次回路儀表使用。根據(jù)一次額定電壓選擇。并按二次負荷大小及負荷準(zhǔn)確等級校驗?？蛇x高壓開關(guān)柜配套的JDJJ2-35型電壓互感器，根據(jù)資料手冊選用JDJJ2-35型電壓互感器。5.2.5 3

42、5KV熔斷器的選擇選擇裝設(shè)RN2-35型高壓熔斷器分別對額定電壓、額定電流、開斷電流（最大分斷電流的有效值）進行校驗，符合要求。5.2.6 35KV避雷器的選擇避雷器用來防止雷電沖擊波沿線路侵入變配電所，對電氣設(shè)備的絕緣造成損壞。本設(shè)計中選用兩組35kV 合成套無間隙氧化鋅避雷器HY5WZ2-52.7/134兩組分放在35kV母線上，與電壓互感器共用一個間隔。5.3 10KV電氣設(shè)備的選擇5.3.1 10KV開關(guān)柜的選擇選用KYNl8A-12 型戶內(nèi)交流鎧裝移開式金屬封閉開關(guān)柜，產(chǎn)品符合GB3906-913-35kV 交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備DL404-91戶內(nèi)交流開關(guān)柜訂貨技術(shù)條件及IEC298

43、交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備等標(biāo)準(zhǔn)。適用于3-10kV 單母線電力系統(tǒng)中作為接受和分配電能之用?？蓮V泛用于各類型發(fā)電廠，變電站及工礦企業(yè)中。5.3.2 10KV斷路器的選擇表5-3 ZN12-10B型真空斷路器校驗序號選擇項目裝置地點的技術(shù)參數(shù)斷路器的技術(shù)參數(shù)結(jié)論1額定電壓 Un=10KV, Um=10.5KV Ur=12KVUr>Un，2額定電流Ic= Ir=1250AIr>Ic，3額定短路開斷電流Ib3=4.18KA（最大運行方式）Ib=31.5KAIb>Ib3，4額定峰值耐受電流（動穩(wěn)定）ip3=9.45KA(最大運行方式)imax=80KAImax> ip3,

44、 5額定短時（4s）耐受電流（熱穩(wěn)定）Qt=4.182×（0.1+0.8+0.05）KA2.s=16.60 KA2.s31.5KA2.sQ> Qt, 6額定短路關(guān)合電流ip3=9.45KA（最大運行方式）im=80KAim>ip3，7環(huán)境條件某礦山起重機公司變電所高壓開關(guān)柜正常使用環(huán)境滿足條件 隔離開關(guān)的選擇查閱設(shè)備資料，其所選型號有GN6-10T/200、 GN6-10T/400、GN6-10T/600 GN1910（C）/400、GN19-10（C）/630等，選用GN1910c/630隔離開關(guān)，其操動機構(gòu)配套選用手動CS61T型。表6-5 10kv隔離開關(guān)的選擇選擇

45、項目裝置地點的技術(shù)參數(shù)GN1910c/630隔離開關(guān)參數(shù)額定電壓10kVU=10kv額定電流178.2AI=630A動穩(wěn)定i=9.45kAi=50kA熱穩(wěn)定16.60kAI=20kA對上述數(shù)據(jù)校驗符合要求，故都符合要求。電流互感器的選擇電流互感器選用LAJ-10型，變比為100/5、150/5、200/5、600/5等選用額定電流變比為200/5，準(zhǔn)確級次0.5，經(jīng)過動、熱穩(wěn)定性校驗，都大于實際值，電流互感器能滿足要求。電壓互感器的選擇電壓互感器選用JDZJ系列，為單相三卷澆注絕緣戶內(nèi)。供中性點不接地系統(tǒng)，做電流、電能測量及單相接地保護用。用三臺JDJZ型產(chǎn)品能在1.1倍額定電壓下長期運行，并

46、能在八小時內(nèi)無損傷地承受2倍額定電壓。選擇型號為JDZJ10，可選兩臺雙圈JDZJ10型互感器接在10kV母線上，配用二個XRNT1-12/200A型熔斷器，用作線路的器短路保護，其最額定電壓原線圈6/,副線圈0.1/,輔助線圈0.1/，選用0.5級額定容量為30MVA。選擇XRNT1-12/200A型熔斷器額定電壓10KV<12KV,符合要求。額定電流Ic=178.2A<200A，符合要求。額定短路開斷電流4.31KA<31.5KA,符合要求。6 高壓配電線路的設(shè)計6.1高壓配電線路接線方式的選擇電力線路的接線方式是指由電源端（變配電所）向負荷端（電能用戶或用電設(shè)備）輸送電

47、能時采用的網(wǎng)絡(luò)形式。常用的接線方式有放射式、樹干、環(huán)式三種。（一）放射式放射式接線的特點是每路饋線僅給一個復(fù)合墊單獨供電，放射式線路故障影響范圍小，易于控制盒實現(xiàn)自動化，供電可靠性高，適于對重要負荷的供電。單回路放射式接線一般供二、三級負荷，供二級負荷宜用備用電源；雙回路放射式接線供電可靠性較單回路放射式接線大大提高，可供二級負荷。（二）樹干式樹干式接線是有分支的輻射網(wǎng)絡(luò)，特點是每路饋線可給同一方向的多個負荷點供電，其開關(guān)電器數(shù)量少，投資省，但可靠性不高。（三）環(huán)形環(huán)形接線的特點是配電線路從一個供電點開始，接入許多負荷點后，返回至同一或不同的供電點，形成環(huán)網(wǎng)。環(huán)形接線運行靈活，供電可靠性較高，

48、在現(xiàn)代化配電網(wǎng)中這種接線方式應(yīng)用較廣。為了便于管理，實現(xiàn)集中控制，盡量提高廠區(qū)用電的可靠性，而放射式接線可靠性較高，保護配合簡單、便于運行管理。因此總降壓變電所采用10KV單回路放射式配電。6.2高壓配電線路截面的選擇與校驗6.2.1 35KV高壓進線的選擇變電所中各種電壓配電裝置的母線,以及電器間的連接大都采用銅、鋁或鋼的矩形、圓形、管形裸導(dǎo)線或多芯絞線。母線的截面形狀，35KV及以下的屋內(nèi)配電裝置中，都采用矩形截面。因為它的冷卻條件好，對交流肌膚效應(yīng)的影響小。一般采用LGJ型鋼芯鋁絞線。根據(jù)設(shè)備資料中附錄表29知35kV線路鋼芯鋁絞線的最小允許截面為35mm2。所以初選LGJ-35型鋼芯鋁

49、絞線。 截面積的校驗（1）按發(fā)熱條件進行校驗 線路計算電流為Ic=從供電工程中附錄表42，得35mm2截面積的LGJ型鋼芯鋁絞線在環(huán)境溫度25的載流量為220A，大于線路的計算電流50.9A，滿足發(fā)熱條件。（2）按線電壓損失條件進行校驗 查供電工程附表12,以及設(shè)備資料中的附表32，得LGJ-50型鋼芯鋁絞線的r=0.823/km，x=0.39/km。將參數(shù)代入公式 （4-18） 可得 =1.8355，因此，所選截面積也滿足電壓損失要求。（3）校驗機械強度 查設(shè)備資料中附表29 得35KV線路鋼芯鋁絞線的最小允許截面為35mm2，因此，所選的LGJ-35型鋼芯鋁絞線也滿足機械強度要求的。（4）

50、按經(jīng)濟電流條件進行校驗 線路工作時的最大時常電流Ic由于該廠的年最大有功負荷利用小時數(shù)為4800h，根據(jù)網(wǎng)上資料得出經(jīng)濟電流密度Jec=1.15A/，所以經(jīng)濟截面積Sec=Iarm/ Jec=50.9/1.15=44.262352，符合要求。6.2.3 10KV高壓出線線路的選擇與校驗變配電所10KV高壓出線一般選用電纜，而交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜具有卓越的熱-機械性能，其結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，敷設(shè)不受落差限制等優(yōu)點，目前廣泛應(yīng)用于城市電網(wǎng)和工廠。故10kV出現(xiàn)采用YJV型電纜。根據(jù)校驗及選擇經(jīng)驗，一般10kv及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件求選擇截面，再校驗電壓損失、機械強度、短路熱穩(wěn)定等條件。而本設(shè)計中因廠區(qū)小，不考慮電壓損失，故不用校驗，而對于電纜，不必校驗其機械強度。截面積選擇校驗計算如下（1）按發(fā)熱條件選擇電纜截面積 線路計算電流為 Ic=查供電工程附錄表40，得120 mm2 溫度25的載流量為245A，同一路徑有6根電纜按固定間距0.8m并列埋地敷設(shè)，根據(jù)附錄表48校正，電纜的實際載流量為，大于178.2A，因此，選擇YJV-6/35-6×120型電纜。（2）按短路熱穩(wěn)定條件進行校驗查供電工程附錄表31，YJV-10/35-3×120型電纜的熱穩(wěn)定系數(shù)，熱穩(wěn)定最小面積為 所選電纜截面積也滿足熱為穩(wěn)定要求。7 防