電氣工程及其自動化專升本專業(yè)畢業(yè)論文

1、電力工程課程設(shè)計任務(wù)書3班 級：2012級電氣工程及其自動化專升本一、設(shè)計題目某文具公司供配電系統(tǒng)電氣部分初步設(shè)計二、設(shè)計目的及要求通過本課程設(shè)計：熟悉供配電系統(tǒng)初步設(shè)計必須遵循的原則、基本內(nèi)容、設(shè)計程序、設(shè)計規(guī)范等，鍛煉工程設(shè)計、技術(shù)經(jīng)濟分析比較、工程計算、工具書使用等能力，并了解供電配電系統(tǒng)前沿技術(shù)及先進設(shè)備。要求根據(jù)用戶所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的要求，選擇配變電所主結(jié)線方案、高壓配電線路接線方式、高低壓設(shè)備和進出線，確定車間變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型。最后按要求寫出設(shè)計說明書，繪出設(shè)計圖樣。三、設(shè)計依據(jù)1、

2、負(fù)荷情況該公司主要生產(chǎn)長尾、牛頭夾、園形彈簧夾、山形彈簧夾、磁力夾、板夾、各式塑料夾、回形針、起釘器、書圈、磁力鉤、書立等系列產(chǎn)品，公司下設(shè)模具車間、沖件車間、熱處理車間、電泳車間、噴涂車間、發(fā)黑車間、電鍍車間、包裝車間。編號廠房名稱設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1模具車間4400.350.652沖件車間5500.500.703熱處理車間6800.550.754電泳車間2800.400.755噴涂車間3200.500.756發(fā)黑車間2500.550.757電鍍車間2400.500.708包裝車間1100.750.809綜合樓1600.750.90該公司大部分車間為三班制，年最大有功負(fù)荷利用小時

3、數(shù)為5000h。車間負(fù)荷情況見附表。2、供電電源情況按照公司與當(dāng)?shù)仉姌I(yè)部門簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，可從某3510kV地區(qū)變電站取得工作電源。該3510kV地區(qū)變距離本廠約為1km，10kV母線短路數(shù)據(jù)：、。要求該公司：過電流保護整定時間不大于1.0s；在工廠10kV電源側(cè)進行電能計量；功率因數(shù)應(yīng)不低于0.92。3工廠自然條件年最高氣溫39，年平均氣溫23，年最低氣溫-5, 年最熱月平均最高氣溫33，年最熱月平均氣溫26，年最熱月地下0.8m處平均溫度25主導(dǎo)風(fēng)向為南風(fēng)，年雷暴日數(shù)52。平均海拔22m，地層以砂粘土為主。4電費制度按兩部電價制交納電費,基本電價20元/千伏·安/月，電度電

4、價0.5元/度。四、設(shè)計任務(wù)設(shè)計內(nèi)容包括：選擇高壓配電所位置、配變電所的負(fù)荷計算及無功功率的補償計算，車間變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定，變配電所主接線方案的選擇，高壓配電線路接線方式的選擇，高低壓配電線路及導(dǎo)線截面選擇，短路計算和開關(guān)設(shè)備的選擇，繼電保護的整定計算*，防雷保護與接地裝置設(shè)計*等。5、 開關(guān)柜選擇高壓低壓KGN、XGN系列GGD、GGL系列六、參考資料1、翁雙安.供電工程.第1、2版.北京：機械工業(yè)出版社，2012.12、余健明等.供電技術(shù).第3版.北京：機械工業(yè)出版社，19983、劉介才.實用供配電技術(shù)手冊.北京：中國水利水電出版社，20024、黃德仁等. 供用電實用技術(shù)手冊.

5、 北京：中國水利水電出版社，19965、中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院.工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊：第2版.北京：水利電力出版社6、劉介才.工廠供電設(shè)計指導(dǎo).北京：機械工業(yè)出版社，19987、G1350053-199410kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范、GB50052-1995供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、供電營業(yè)規(guī)則等規(guī)范 8、各電氣設(shè)備公司網(wǎng)頁目錄1 設(shè)計說明 1.1燈具公司供配電意義和要 1.2選題的背景和意義 2 負(fù)荷計算、無功補償計算、變壓器選擇及初步方案確定 2.1用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定 2.2車間和計算負(fù)荷確定 2.3無功功率補償計算 2.4變壓器選擇3 變配電所主接線方案的設(shè)計 3.1變配電所主接線

6、方案4 短路電流計算 4.1短路計算的簡化說明 4.2用標(biāo)么值法計算短路電流 4.2.1在最大運行方式下 4.2.2在最小運行方式下 4.3短路校驗5 電氣設(shè)備選擇與校驗 5.1高低壓開關(guān)柜選型 5.1.1高壓開關(guān)柜 5.1.2低壓開關(guān)柜 5.2高壓一次設(shè)備選擇 5.3低壓一次設(shè)備選擇 6 供配電線路的選擇 6.1配電線路的接線方式選擇 6.1.1高壓配電線路接線方式選擇 6.1.2低壓配電線路接線方式選擇 6.2導(dǎo)線和電纜截面的選擇 7 防雷接地保護8 總結(jié)9 參考資料摘 要 電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應(yīng)用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中

7、所占比例一般很?。ǔ娀I(yè)）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于在產(chǎn)品成本或投資總額所占比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化后可以大大增加產(chǎn)量，減輕工人勞動強度，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，改善工作條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。另一方面，如果工廠電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重后果。因此做好工廠供電工作對發(fā)展工業(yè)生、實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化都具有極其重要的意義，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(shè)同樣也具有重大意義。 本設(shè)計為工廠變電所設(shè)計，對在工廠變電所設(shè)計中的若干問題如負(fù)荷計算，三相短路分析，短路電流計算，高低壓設(shè)備的選擇與校驗，防雷與接地，變電所的過電壓保護，計量無功補償?shù)葞?/p>

8、方面的設(shè)計進行了闡述。 工廠供電工作要很好為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，同時做好節(jié)能工作，要從以下基本要求做起:（1）安全 在電能的供應(yīng)、分配和利用過程中，不應(yīng)發(fā)生人生事故及設(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)投資要盡量少，運行費要低，盡可能節(jié)約電能和減少有色金屬消耗。 此外，在供電工作中，要合理處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，要做到局部與全局協(xié)調(diào)，顧全大局，適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展要求。 關(guān)鍵詞：三相短路分析 高低壓設(shè)備的選擇與校驗 防雷與接地安全 安全 可靠 優(yōu)質(zhì) 經(jīng)濟1 設(shè)計說明1.1

9、供配電設(shè)計應(yīng)遵循的原則供配電設(shè)計應(yīng)根據(jù)上級批文的內(nèi)容，依據(jù)建設(shè)單位的具體設(shè)計要求和工藝設(shè)計所提出的具體條件進行，并遵循以下原則：（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策。（2）安全可靠、先進合理。（3）近期為主、考慮發(fā)展。（4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。1.2 供配電設(shè)計的內(nèi)容供配電設(shè)計的內(nèi)容一般包括變配電所、供配電線路、防雷與接地、電氣二次回路及自動控制等項目。變配電所的設(shè)計內(nèi)容包括：變配電所的負(fù)荷計算及無功功率的補償計算；變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定；變配電所主接線方案的選擇；短路計算和開關(guān)設(shè)備的選擇；二次回路方案的確定及繼電保護的整定計算；防雷保護與接地裝置設(shè)計以及變配電所的電氣照明設(shè)計等。防雷與接地設(shè)計是依

10、據(jù)當(dāng)?shù)氐睦纂娙諗?shù)等基礎(chǔ)資料，確定防雷等級和采取的防雷措施，確定允許接地電阻值和接地裝置的形式等。電氣二次回路及自動控制設(shè)計是根據(jù)工藝設(shè)計提出的要求，確定電氣設(shè)備的控制、保護、測量、信號和自動裝置的形式，以及各二次設(shè)備的選擇校驗等。1.3 供配電設(shè)計的目的要求根據(jù)某文具公司所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計說明書。二、負(fù)荷計算、無功補償計算、變壓器

11、選擇及初步方案確定2.1 用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定目前，電力負(fù)荷計算主要采用三種方法：單位容量法、需要系數(shù)法、用系數(shù)法。在本設(shè)計中采用的是需要系法來進行負(fù)荷計算。（一）一組用電設(shè)備的計算負(fù)荷主要計算公式有：有功計算負(fù)荷： (2-1)無功計算負(fù)荷： (2-2)視在計算負(fù)荷： (2-3)計算電流： (2-4)式中為用電設(shè)備組的需要系數(shù)值；為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)； 為功率因數(shù)的正切值；為用電設(shè)備組的額定電壓。（二）多組用電設(shè)備的計算負(fù)荷在確定低壓干線上或低壓母線上的計算負(fù)荷時，可結(jié)合具體情況對其有功和無功計算負(fù)荷計入一個同時系數(shù)K。 圖2-1 多組用電設(shè)備的計算負(fù)荷 對于干線，可取KP=0.85

12、-0.95;KQ=0.90-0.97對于低壓母線，由用電設(shè)備計算負(fù)荷直接相加來計算時，可取KP=0.8-0.9, KQ =0.85-0.95。由干線負(fù)荷直接相加來計算時，可取KP=0.95, KQ =0.97。 主要計算公式有：有功計算負(fù)荷： （2-5）總的無功計算負(fù)荷為： （2-6）視在計算負(fù)荷： （2-7）計算電流： （2-8）總的計算電流按式（2-4）計算。由于各組設(shè)備的不一定相同，因此總的視在計算負(fù)荷或計算電流不能用各組的視在計算負(fù)荷或計算電流直接相加來計算。由此確定燈具公司供配電系統(tǒng)各車間變電所總的電力負(fù)荷。2.2 車間和計算負(fù)荷確定該文具公司供配電系統(tǒng)各車間變電所電力負(fù)荷計算表，分

13、別如下表編號廠房名稱設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1模具車間4400.350.652沖件車間5500.500.703熱處理車間6800.550.754電泳車間2800.400.755噴涂車間3200.500.756發(fā)黑車間2500.550.757電鍍車間2400.500.708包裝車間1100.750.809綜合樓1600.750.90表2-1：車間負(fù)荷情況表2-2 各車間負(fù)荷計算情況編號廠房名稱設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)PctanQcScIc1 模具車間440.00 0.35 0.65 154 1.17 180.05 236.92 359.97 2 沖件車間550.00 0.50 0.7

14、0 275 1.02 280.56 392.86 596.88 3 熱處理車間680.00 0.55 0.75 374 0.88 329.84 498.67 757.65 4 電泳車間280.00 0.40 0.75 1120.88 98.77 149.33 226.89 5 噴涂車間320.00 0.50 0.75 160. 0.88 141.11 213.33 324.13 6 發(fā)黑車間250.00 0.55 0.75 137.5 0.88 121.26 183.33 278.55 7 電鍍車間240.00 0.50 0.70 120 1.02 122.42 171.43 260.46 8

15、 包裝車間110.00 0.75 0.80 82.5 0.75 61.88 103.13 156.68 9 綜合樓160.00 0.75 0.90 120 0.48 58.12 133.33 202.58 2.3 車間變電所的數(shù)量，類型的確定按負(fù)荷分布情況確定車間變電所的數(shù)量、類型和所址。1車間變電所的數(shù)量一般情況下每個車間均單獨設(shè)立自己變電所，對負(fù)荷不大的車間是否設(shè)立自己變電所，應(yīng)視負(fù)荷大小與鄰近可向其供電的車間的距離而定。（1）負(fù)荷容量315 kVA，不論距離遠(yuǎn)近，均應(yīng)單獨設(shè)立變電所；（2）共設(shè)變電所情況： 負(fù)荷容量在160 kVA以下，從供電點到負(fù)荷中心的最大距離不超過300m； 負(fù)荷容

16、量在160250 kVA之間，從供電點到負(fù)荷中心的最大距離不超過230m； 負(fù)荷容量在250315 kVA之間，從供電點到負(fù)荷中心的最大距離不超過175m。（3）對于辦公樓等重要場合，要單獨設(shè)一個變電所。在本次設(shè)計的文具廠中，主要生產(chǎn)長尾、牛頭夾、園形彈簧夾、山形彈簧夾、磁力夾、板夾、各式塑料夾、回形針、起釘器、書圈、磁力鉤、書立等系列產(chǎn)品，公司下設(shè)模具車間、沖件車間、熱處理車間、電泳車間、噴涂車間、發(fā)黑車間、電鍍車間、包裝車間。且大部分車間為三班制，年最大有功負(fù)荷利用小時數(shù)為5000h。考慮到綜合樓的特殊性及重要性，將綜合樓單獨設(shè)置一個車間變電所（#1車間），而沖件車間與熱處理車間負(fù)荷容量均

17、大于315kVA，按規(guī)定應(yīng)分別單獨設(shè)置一個車間變電所，（#2車間,#3車間），模具與電泳車間距離較近，可共用一個車間變電所（#4車間），噴涂與包裝車間共用一個車間變電所（#5車間），余下的發(fā)黑與電鍍車間設(shè)在需在方便排污的地方，故共用一個車間變電所（#6車間）。根據(jù)前面的計算負(fù)荷，需再次計算車間變電所的計算負(fù)荷。表2-3 各車間變電所負(fù)荷計算情況車間變電所PcQctancosScIc1#（綜合樓）120.00 58.12 0.48 0.90 133.33 202.58 2#（沖件車間）275.00 280.56 1.02 0.70 392.86 596.88 3#（熱處理車間）374.00 32

18、9.84 0.88 0.75 498.67 757.65 4#（模具與電泳車間）616.55 592.08 0.96 0.72 854.81 1298.74 5#（噴涂與包裝車間）461.70 415.75 0.90 0.74 621.30 943.97 6#（發(fā)黑與電鍍車間）258.40 232.69 0.90 0.74 347.73 528.31 2車間變電所所址的確定車間變電所所址的確定一般可按以下幾點考慮：（1） 離大容量設(shè)備較近；（2）進出線方便；（3）便于變壓器等設(shè)備的搬運、安裝；（4）盡量遠(yuǎn)離有震動的設(shè)備；（5）不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或生產(chǎn)過程中地面有積水的場所附近；（6）考慮車間發(fā)

19、展，必要時要考慮擴展的可能。2.3 無功功率補償計算我國供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定，除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時的功率因數(shù)應(yīng)達到下列要求：100千伏安及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上。農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為0.80。用戶普遍采用并聯(lián)電容器作為無功補償裝置。并聯(lián)電容器無功補償方式有三種：（1）高壓集中補償。并聯(lián)電容器裝設(shè)在變配電所的高壓電容器室內(nèi)，與高壓母線相聯(lián)。（2）低壓集中補償。并聯(lián)電容器裝設(shè)在變配電所的低壓配電室或低壓電容器室內(nèi)。（3）低壓分散補償。并聯(lián)電容器裝設(shè)在低壓配電箱旁或與用

20、電設(shè)備并聯(lián)。根據(jù)電容器在工廠供電系統(tǒng)中的裝設(shè)位置，有高壓集中補償，低壓成組補償和低壓補償三種方式。 由于補償是在低壓側(cè)，而又要求高壓側(cè)的功率因數(shù)不低于0.90，考慮到變壓器會有一部分損耗，因此選擇低壓側(cè)補償功率因數(shù)為0.92。綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進行低壓集中補償。 以#3(即熱處理車間)車間變電所為例,計算它的功率補償。求補償前的視在計算負(fù)荷及功率因數(shù)視在計算負(fù)荷：功率因數(shù): cos=0.75 確定無功補償容量：選擇電容器組數(shù)及每組容量 根據(jù)要求，我們選擇GGJ型的電容補償柜。由于無功自動補償控制器可控制電容器投切的回路數(shù)為4,6,8,10,12等。故在本設(shè)計里，采用如GGJ1-01（

21、C）型，有16支路，BCMJ0.4-16-3電容器，每柜共96kvar，采用16步控制，每步投入6kvar,由于補償功率大，故采用主柜和副柜兩組補償柜，實際最大負(fù)荷時的補償容量為192kvar，補償后視在功率：KV.A功率因數(shù)：cos=0.938 折算到高壓側(cè)：又考慮到變壓器的功率損耗為： (3-1) (3-2) 簡化公式有： (3-3)即： =3.986kw =20kvar變電所高壓側(cè)計算負(fù)荷為： = 377.74 kW =329.837-192+20=157.8kvar = 409.59補償后的功率因數(shù)為：= 0.922，大于0.90，滿足條件。 表2-4 功率補償結(jié)果計算（低壓側(cè)）Pc補

22、償前Qc補償前tan補償后tan實際補償容量補償柜容量與型號補償補償后Qc1#（綜合樓）120.00 58.12 0.48 0.43 7.00 不補償2#（沖件車間）275.00 280.56 1.02 0.43 163.41 GGJ1-01(A)16*10120.56 3#（熱處理車間）374.00 329.84 0.88 0.43 170.51 GGJ1-01(C)2*(6*16)137.84 4#（模具與電泳車間）252.70 270.46 1.07 0.43 162.81 GGJ1-01(A)16*10110.46 5#（噴涂與包裝車間）258.40 232.69 0.90 0.43

23、122.61 GGJ1-01(B)16*8104.69 6#（發(fā)黑與電鍍車間）230.38 196.89 0.85 0.43 98.75 GGJ1-01(B)16*868.89 補償后Sc折算到高壓側(cè)的Pc折算到高壓側(cè)的qc折算到高壓側(cè)的sc1#（綜合樓）133.33 121.33 64.79 137.55 2#（沖件車間）300.26 278.00 135.57 309.30 3#（熱處理車間）398.59 377.99 157.77 409.59 4#（模具與電泳車間）275.79 255.46 124.25 284.07 5#（噴涂與包裝車間）278.80 261.19 118.63 2

24、86.86 6#（發(fā)黑與電鍍車間）240.46 232.78 80.92 246.44 由計算,可以算出在變壓器的高壓側(cè)無功補償后的結(jié)果,見下表3-2 表2-5變壓器的高壓側(cè)無功補償后結(jié)果）考慮到低壓母線的同時系數(shù)：由式（2-5）(2-6)式及表3-2可確定補償后：總的有功計算負(fù)荷： 1526.524kW 總的無功計算負(fù)荷：622.67kvar 總的視在計算負(fù)荷： 1648.6357kV.A 計算電流：95A 功率因數(shù)：0.926由表和計算可得各變電所折算到高壓側(cè)的功率因數(shù)均大于0.90,整文具公司供配電的功率因數(shù)為0.926，即功率補償?shù)碾娙葸x擇合理, 符合本設(shè)計的要求。按兩部電價制交納電費

25、,基本電價20元/千伏·安/月，電度電價0.5元/度,該某文具公司供配電采取補償可節(jié)約能量為S=S1+S2+S3+S4+S5+S6= 160+ 192 + 160 + 128 + 128 = 768 ，采取無功補償后該工廠每月可節(jié)約電費76820=15360元。我國供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定：容量在100kVA及以上高壓供電用戶,最大負(fù)荷使得功率因數(shù)不得低于0.9，如果達不到要求，則必須進行無功補償。因此，在設(shè)計時，可用此功率因數(shù)來確定需要采用無功補償?shù)米畲笕萘?。由兩部電費制度可知采用無功補償為燈具公司供配電節(jié)約了資金。2.4 變壓器選擇 （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

26、下列原則： 一般情況下應(yīng)首先考慮選擇一臺變壓器。 下列情況可考慮選擇兩臺或兩臺以上變壓器應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所。除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余量。（2）變電所主變壓器容量的選擇1）只裝一臺主變壓器的變電所主變壓器的容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負(fù)荷S30的需要，即 S30 2）裝有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：任一臺單獨運行時，（0.60.7）S30 任一臺單獨運行時，S30（+） （3） 變壓器型號選擇選用新型電力變

27、壓器，如S11型。例如新型的S11-M.R三相卷鐵芯全密封配電變壓器在結(jié)構(gòu)和材料上有較大改進，其主要特點是其鐵心是由晶態(tài)取向優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片卷制經(jīng)退火而成，減少了傳統(tǒng)鐵心的接縫氣隙，噪音明顯下降，其空載損耗比S9型產(chǎn)品平均下降30%。表2-6車間變電所變壓器的臺數(shù)、容量和型號PcQcSc變壓器負(fù)載率70%時的容量變壓器型號1#（綜合樓）12058.119133.33 190.48 S11-1602#（沖件車間）275120.56 300.26 428.95 S11-4003#（熱處理車間）374137.84 398.59 569.42 S11-5004#（模具與電泳車間）266110.46 28

28、8.02 411.46 S11-4005#（噴涂與包裝車間）242.5104.69 264.13 377.33 S11-4006#（發(fā)黑與電鍍車間）257.568.89 266.56 380.80 S11-4003 變配電所主接線方案的設(shè)計3.1變配電所主接線方案變配電所主接線由高低壓成套配電裝置組合而成，而且方案的設(shè)計應(yīng)考慮到變配電所可能的增容，特別是出線柜要便于添置。1高壓主接線（10kV）（1）一路供電電源本設(shè)計采用XGN2-12箱型固定式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備，左側(cè)電纜架空線引入，右架空線引出。1低壓主接線左側(cè)架空線引入、右側(cè)架空線引出本設(shè)計采用GGD1-08系列低壓抽出式成套開關(guān)設(shè)備4

29、 短路電流計算對一般供配電系統(tǒng)來說，由于其容量遠(yuǎn)比電力系統(tǒng)總?cè)萘啃?，而阻抗又較電力系統(tǒng)大得多，因此供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓幾乎維持不變，即可將電力系統(tǒng)視為無限大容量的電源（如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過短路回路總阻抗的5%10%，或電力系統(tǒng)容量超過用戶供電系統(tǒng)容量50倍時，可將電力系統(tǒng)視為無限大系統(tǒng)）。 4.1 短路計算的簡化說明 通常采用兩個假設(shè)：（1）近似地取線路首端和末端電壓的平均值作為短路計算電壓，用表示即 （2）在計算高壓電網(wǎng)短路電流時，一般只計及電力系統(tǒng)（電源）、變壓器和線路等幾個主要元件的阻抗，而且這些元件的電抗值通常遠(yuǎn)大于電阻值，當(dāng)時，可略去電阻。因此

30、，對高壓電網(wǎng)可簡化為4.2 用標(biāo)么值法計算短路電流本設(shè)計采用標(biāo)幺制法進行短路計算 4.2.1在最大運行方式下 以#3為例計算: （1）確定基準(zhǔn)值取 Sd=100 =10.5kV =0.4kV而 （2）計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)：最大模式：=100 /340=0.29架空線路：= =0.1電力變壓器（由附錄表=5）=5×100×1000/100×400=8繪制等效電路如圖4-1，圖上標(biāo)出各元件的序號和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計算點。 圖4-1 短路等效電路（3）求k-1點的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流總電抗標(biāo)幺值 =0.29+0.1=0.39三

31、相短路電流周期分量有效值=5.5kA/0.39=14.1kA其他三相短路電流 = kA =2.55*14.1kA=35.926kA =1.51*14.1kA=21.295kA三相短路容量=/=100 /0.39=256.4（4）求k-2點的短路總電抗標(biāo)幺值及短路電流總電抗標(biāo)幺值=+=0.29+0.1+8=8.39三相短路電流周期分量有效值=144.34kA/8.39=17.204kA 其他三相短路電流 =17.204kA=2.26×17.204kA=38.88kA =1.31×17.204kA=22.537kA 三相短路容量=100/8.39=11.94.2.2最小方式運行

32、情況下: 以#3為例計算: （1）確定基準(zhǔn)值取 Sd=100 =10.5kV =0.4kV而 （2）計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)：最小模式：=100 /180=0.55架空線路：= =0.1電力變壓器（由附錄表=5）=5×100×1000/100×400=8繪制等效電路如圖4-2，圖上標(biāo)出各元件的序號和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計算點。 圖4-2 短路等效電路（3）求k-1點的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流總電抗標(biāo)幺值 =0.55+0.1=0.65三相短路電流周期分量有效值=5.5kA/0.65=8.46kA其他三相短路電流 =8.46kA =2.

33、55*8.46kA=21.58kA =1.51*8.46kA=12.77kA三相短路容量=/=100 /0.65=153.8（4）求k-2點的短路總電抗標(biāo)幺值及短路電流總電抗標(biāo)幺值=+=0.55+0.1+8=8.65三相短路電流周期分量有效值=144.34kA/8.65=16.69kA 其他三相短路電流 =16.69kA=2.26×16.69kA=37.712kA =1.31×16.69kA=21.86kA 三相短路容量=100/8.65=11.56短路計算結(jié)果表見表4-3，其它車間K-1點即變壓器高壓側(cè)短路時的短路電流和短路容量是相同的,只需計算K-2點變壓器低壓側(cè)短路時

34、的短路電流和短路容量;根據(jù)相同的方法可計算其它車間K-2點短路電流和短路容量。 表4-3 各車間變電所短路計算變電所變壓器型號基準(zhǔn)值電力系統(tǒng)電纜電力變壓器容量Uk%SDUC1UC2ID1ID2最大最小1#S9-160160410010.50.45.5144.340.550.290.1252#S9-400400410010.50.45.5144.340.550.290.1103#S9-500500410010.50.45.5144.340.550.290.184#S9-400400410010.50.45.5144.340.550.290.1105#S9-400400410010.50.45.5

35、144.340.550.290.110 6#S9-400400410010.50.45.5144.340.550.290.110變電所K-2(最小)K-2(最大)ish總電抗三相兩相Ishish總電抗三相兩相Ishish1#35.96 25.65 5.63 4.87 7.37 12.72 25.39 5.68 4.92 7.45 12.85 2#35.96 10.65 13.55 11.74 17.75 30.63 10.39 13.89 12.03 18.20 31.40 3#35.96 8.65 16.69 14.45 21.86 37.71 8.39 17.20 14.90 22.54

36、38.88 4#35.96 10.65 13.55 11.74 17.75 30.63 10.39 13.89 12.03 18.20 31.40 5#35.96 10.65 13.55 11.74 17.75 30.63 10.39 13.89 12.03 18.20 31.40 6#35.96 10.65 13.55 11.74 17.75 30.63 10.39 13.89 12.03 18.20 31.40 4.3 短路校驗(1)短路動穩(wěn)定度的校驗條件對于一般電氣設(shè)備，因為其中載流部分的結(jié)構(gòu)尺寸為定值，所以短路電流通過時產(chǎn)生的電動力只與短路電流的大小有關(guān)。而電氣設(shè)備在出廠前，通過試驗已

37、得出其動穩(wěn)定電流，因此一般電氣設(shè)備的動穩(wěn)定度校驗條件為或 式中，為電氣設(shè)備的動穩(wěn)定電流（極限通過電流）峰值；為電氣設(shè)備的動穩(wěn)定電流（極限通過電流）峰值有效值。和可由有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本查得符合要求。(2)短路熱穩(wěn)定度的校驗條件對于一般電氣設(shè)備，因其載流導(dǎo)體材料、長度及截面都已確定，所以短路電流通過時產(chǎn)生的熱量只與短路電流和短路電流通過的時間有關(guān)。同樣，電氣設(shè)備在出廠前，通過試驗已得出其熱穩(wěn)定電流和熱穩(wěn)定時間，因此一般電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定度校驗條件為 式中，It為電器的熱穩(wěn)定電流；t為電器的熱穩(wěn)定時間。It和t可由有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本查得符合要求。對母線及絕緣導(dǎo)線和電纜等導(dǎo)體的熱穩(wěn)定度校驗條件 式中，為

38、導(dǎo)體在短路時的最高允許溫度。要確定比較麻煩，因此也可根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求來確定其最小允許截面。即導(dǎo)體滿足熱穩(wěn)定的等效條件為式中，A為導(dǎo)體截面積（mm2）；Amin為導(dǎo)體滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面積（mm2）；為三相短路穩(wěn)態(tài)電流（A）；C為導(dǎo)體的熱穩(wěn)定系數(shù)（為）。5 電氣設(shè)備選擇與校驗5.1 高低壓開關(guān)柜選型5.1.1高壓開關(guān)柜 XGN210箱型固定式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備用于6kV，10kV三相交流50Hz系統(tǒng)中作為接受和分配電能之用的戶內(nèi)成套配電設(shè)備，具有對電路控制保護和監(jiān)測等功能。其母線系統(tǒng)為單母線及單母線帶旁路母線，并可派生出雙母線結(jié)構(gòu)。開關(guān)柜的主開關(guān)采用ZN28A-10，VA-1型系列真

39、空斷路器。斷路器配用CDl0系列電磁橾動機構(gòu)或CT8彈簧操動機構(gòu)；隔離開關(guān)采用GN30-10旋轉(zhuǎn)式隔離開關(guān)系列產(chǎn)品。5.1.2 低壓開關(guān)柜 GCK低壓抽出式開關(guān)柜由動力配電中心（PC） 柜和電動機控制中心（MCC）兩部分組成。該裝置適用于交流50（60）HZ、額定工作電壓小于等于660V、額定電流4000A及以下的控配電系統(tǒng)，作為動力配電、電動機控制及照明等配電設(shè)備。5.2 高壓一次設(shè)備選擇一次設(shè)備選擇與校驗列表: 表5-1 10kV電源進線側(cè)一次設(shè)備選擇與校驗 選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度I2tima結(jié)論安裝地點的電氣條件參數(shù)UNICIK(3)i(3)sh數(shù)據(jù)合格設(shè)

40、備型號規(guī)格參數(shù)UNINIocImaxI2t真空斷路器ZN28A-10，VA-1合格電流互感器LZZJ-10合格電壓互感器JDZ或JSJW/合格高壓熔斷器RN2-1012kV630A/50kA20kA合格注: 一次設(shè)備選擇與校驗必須注明該設(shè)備是主接線中哪一回路設(shè)備。序號安裝地點的電氣條件RN2-12高壓熔斷器項目數(shù) 據(jù)項目數(shù) 據(jù)結(jié)論1合格2合格3IK合格 表5-2 高壓熔斷器的校驗5.3 低壓一次設(shè)備選擇低壓一次設(shè)備選擇校驗項目表5-3 0.4kV電源出線側(cè)一次設(shè)備選擇與校驗 選擇校驗項目電壓電流斷流能力短路電流校驗結(jié)論安裝地點的電氣條件參數(shù)UNICIK(3)動穩(wěn)定熱穩(wěn)定數(shù)據(jù)/設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)U

41、NINIKishI合格電流互感器LMK-0.66-合格斷路器 HUW2000-3200/合格6 供配電線路的選擇 6.1配電線路的接線方式選擇高低壓配電線路的接線基本方式有放射式、樹干式和環(huán)形三種。6.1.1 高壓配電線路接線方式選擇高壓配電網(wǎng)的設(shè)計，應(yīng)根據(jù)供電可靠性的要求、車間變電所配電變壓器的容量及分布、地理環(huán)境等具體情況研究分析比較后，相應(yīng)選擇某種接線形式或幾種接線形式的組合。（1）一般來講，用戶高壓配電網(wǎng)宜采用放射式。因為放射式接線可靠性較高，保護配合簡單、便于運行管理；（2）對于重要負(fù)荷，可采用雙回路放射式，或采用工作電源接線為放射式、備用電源接線為樹干式的組合形式，根據(jù)情況，也可采

42、用拉手環(huán)式接線；（3）對于三級負(fù)荷，為節(jié)省投資可采用樹干式，負(fù)荷較大時則可采用分區(qū)樹干式接線；（4）配電網(wǎng)接線應(yīng)力求簡單，層次不能過多，同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)不宜多于兩級，否則不僅浪費投資、維護不便，還降低供電可靠性。6.1.2 低壓配電線路接線方式選擇低壓配電網(wǎng)的設(shè)計應(yīng)滿足用電設(shè)備對供電可靠性和電能質(zhì)量的要求，同時應(yīng)注意接線簡單、操作方便安全，具有一定靈活性，能適應(yīng)生產(chǎn)和使用上的變化及設(shè)備檢修的需要。（1）正常環(huán)境的車間或建筑物內(nèi)，當(dāng)大部分用電設(shè)備為中小容量，且無特殊要求時，宜采用樹干式配電。（2）用電設(shè)備為大容量，或負(fù)荷性質(zhì)重要，或在有特殊要求（指有潮濕、腐蝕性環(huán)境或有爆炸和火災(zāi)危險

43、場所等）的車間、建筑物內(nèi)，宜采用放射式配電。（3）部分用電設(shè)備距供電點較遠(yuǎn)，而彼此相距很近、容量很小的次要用電設(shè)備，可采用鏈?zhǔn)脚潆?，但每一回路環(huán)鏈設(shè)備不宜超過5臺，其總?cè)萘坎灰顺^10kW。容量較小用電設(shè)備的插座，采用鏈?zhǔn)脚潆姇r，每一條環(huán)鏈回路的設(shè)備數(shù)量可適當(dāng)增加。（4）在多層建筑物內(nèi)，由總配電箱至樓層配電箱宜采用樹干式配電或分區(qū)樹干式配電。對于容量較大的集中負(fù)荷或重要用電設(shè)備，應(yīng)從配電室以放射式配電；樓層配電箱至用戶配電箱應(yīng)采用放射式配電。在高層建筑物內(nèi)，向樓層各配電點供電時，宜采用分區(qū)樹干式配電；由樓層配電間或豎井內(nèi)配電箱至用戶配電箱的配電，宜采取放射式配電；對部分容量較大的集中負(fù)荷或重要

44、用電設(shè)備，應(yīng)從變電所低壓配電室以放射式配電。（5）平行的生產(chǎn)流水線或互為備用的生產(chǎn)機組，根據(jù)生產(chǎn)要求，宜由不同的回路配電；同一生產(chǎn)流水線的各用電設(shè)備，宜由同一回路配電。（6）配電系統(tǒng)的層次不宜超過三級。6.2 導(dǎo)線和電纜截面的選擇 為了保證供配電系統(tǒng)安全經(jīng)濟地運行，選擇導(dǎo)線和電纜截面時，一般應(yīng)考慮的條件包括導(dǎo)線的發(fā)熱、機械強度、電壓損失以及線路造價和運行費用。對電纜線路，應(yīng)還校驗其短路熱穩(wěn)定。對低壓線路，還應(yīng)滿足與其保護設(shè)備的配合要求。（1）按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜的截面按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面時，應(yīng)使其允許載流量不小于通過導(dǎo)線的計算電流： 將電纜直埋地下0.8m，環(huán)境溫度25,初步選定型3芯電

45、纜，截面積95，查附表40知電力電纜載流量為245A。設(shè)同一路徑有兩根電纜有件距并列敷設(shè)，根據(jù)附錄表48校正，電纜實際載流量為,所以電纜截面積滿足條件。（2）按電壓損失條件選擇導(dǎo)線和電纜的截面按電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面，是要保證所選導(dǎo)線截面在實際線路中通過負(fù)荷電流產(chǎn)生的電壓損失不超過線路允許的電壓損失，即式中為線路實際電壓損失百分?jǐn)?shù)；為線路允許的電壓損失百分?jǐn)?shù)。集中負(fù)荷的三相線路電壓損失計算式為或 若全線的導(dǎo)線型號規(guī)格一致，則式中分別為導(dǎo)線單位長度的電阻和電抗值； 分別為各負(fù)載點至供電首端部分線路的電阻、電抗值（/km）；為各負(fù)載點至供電首端線路的長度（km）。查表得型3芯電纜，截面積95的，代入公式得，U%=0.51<0.5，所以選擇的電纜截面積符合要求。7 防雷接地保護防雷設(shè)備由接閃器、引下線、接地裝置等組成。接閃器是專門用來接受直接雷擊的金屬物體。接閃器包括金屬桿狀的避雷針，金屬線狀的避雷線，金屬帶狀或網(wǎng)狀的避雷帶、避雷網(wǎng)等。 防雷引下線應(yīng)優(yōu)先利用自然引下線，還宜利用建筑物的鋼柱、消防梯、金屬煙囪等作為自然引下線，但其各部分之間均應(yīng)連成電氣通路。引下線的數(shù)量及間距應(yīng)按規(guī)范要求