某鍛造廠供配電系統(tǒng)設(shè)計

1、SHAANXI UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY工廠供電課程設(shè)計題目：某鍛造廠供配電系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名：宋銳學(xué)號： 201306070323院（系）： 電氣與信息工程學(xué)院專業(yè)：自動化133指導(dǎo)教師：段明亮2016年06月25日目錄第一章概述11.1設(shè)計對象簡介11.2原始資料介紹11.3設(shè)計原則31.4設(shè)計任務(wù)4第二章負(fù)荷計算42.1負(fù)荷計算的意義52.2負(fù)荷計算52.3功率補償5第三章供電方案及主變壓器選擇 63.1供電方案的選擇 63.2變電所主變壓器型號 73.3技術(shù)指標(biāo)計算 73.4方案經(jīng)濟計算93.5主接線的設(shè)計11第四章短路電流計算 124

2、.1短路電流計算的目的 1.24.2短路電流計算12第五章主要電氣設(shè)備選擇 155.1功率損耗計算 155.2 35 KV架空線路的導(dǎo)線選擇 155.3 35KV各設(shè)備的選擇和校驗 165.3.1 35kV斷路器1.75.3.2 35kV隔離開關(guān)1.85.3.3 35kV電壓互感器 185.3.4 電流互感器 .185.4 10KV各設(shè)備的選擇和校驗 .195.4.1 10kV斷路器 195.4.2 10kV隔離開關(guān)205.4.3 10kV電壓互感器205.4.4 10kV電流互感器205.5 10KV 母線215.6 高壓開關(guān)柜215.7車間變電所225.8 10 KV備用電源進(jìn)線 23第六

3、章主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計246.1主變壓器的保護(hù)方式選擇和整定計算 246.2 10KV高壓線路的保護(hù)方式選擇和整定計算 25附錄一：設(shè)備匯總一覽表 2.6.附錄二：低壓一次設(shè)備的選擇校驗項目27第一章概述1.1設(shè)計對象簡介變電所由主接線，主變壓器，高、低壓配電裝置，繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)，所 用電和直流系統(tǒng)，遠(yuǎn)動和通信系統(tǒng)，必要的無功功率補償裝置和主控制室等組成。 其中，主接線、主變壓器、高低壓配電裝置等屬于一次系統(tǒng)；繼電保護(hù)和控制系 統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠(yuǎn)動和通信系統(tǒng)等屬二次系統(tǒng)。主接線是變電所的最重要組成部 分。它決定著變電所的功能、建設(shè)投資、運行質(zhì)量、維護(hù)條件和供電可靠性。一 般分為單母線、雙母線

4、、一個半斷路器接線和環(huán)形接線等幾種基本形式。主變壓 器是變電所最重要的設(shè)備，它的性能與配置直接影響到變電所的先進(jìn)性、 經(jīng)濟性 和可靠性。一般變電所需裝23臺主變壓器；330千伏及以下時，主變壓器通 常采用三相變壓器，其容量按投入 510年的預(yù)期負(fù)荷選擇。此外，對變電所 其他設(shè)備選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求。變電所繼電保護(hù)分系統(tǒng)保護(hù)（包括輸電線路和母線保護(hù)）和元件保護(hù)（包括變壓器、電抗器及無功補償 裝置保護(hù)）兩類。1.2原始資料介紹1廠區(qū)平面布置圖備用”'35kV電源進(jìn)線倉庫倉庫一車間二車間工具機修配電計點名稱設(shè)備容量/kW需要系數(shù)Kdtg一車間、鍛工車間14190.330.

5、4二車間22230.30.68三車間17550.520.3工具，機修車間12890.380.26空氣站、煤氣站、鍋爐12660.670.2房倉庫5500.30.72.負(fù)荷負(fù)荷類型及負(fù)荷量見上表，負(fù)荷電壓等級為380V。除空氣站，煤氣站部分設(shè)備為二級負(fù)荷，其余均為三級負(fù)荷。3. 工廠為二班制，全年工廠工作小時數(shù)為4500小時，最大負(fù)荷利用小時數(shù): Tmax=4000小時。年耗電量約為2015萬kWh （有效生產(chǎn)時間為10個月）。4. 電源：工廠東北方向6公里處有新建地區(qū)降壓變電所，110/35/10kV ， 25MVA變壓器一臺作為工廠的主電源，允許用 35kV或10kV中的一種電壓， 以一回架

6、空線向工廠供電。35kV側(cè)系統(tǒng)的最大三相短路容量為1000MV A，最 小三相短路容量為500MV A。 10kV側(cè)系統(tǒng)的最大三相短路容量為 800MV A, 最小三相短路容量為400MV A。備用電源：此外，由正北方向其他工廠引入 10kV電纜作為備用電源，平時 不準(zhǔn)投入，只在該工廠主電源發(fā)生故障或檢修時提供照明及部分重要負(fù)荷用電， 輸送容量不得超過全廠計算負(fù)荷的 20%。5. 功率因數(shù)：要求 cos >0.85。6. 電價計算：供電部門實行兩部電價制。（1 ）基本電價：按變壓器安裝容量 每1kV A ,6元/月計費；（2）電度電價：供電電壓為35kV時，戶0.5元/ （kW h）;

7、供電電壓為10kV時，3=0.55元/ kW h ）。附加投資：線路的功率損失在發(fā)電 廠引起的附加投資按1000元/kW計算。7. 工廠的自然條件：本廠所在地區(qū)年最高氣溫為38 C,年平均溫度為23 C, 年最低氣溫為-8 C,年最熱月最高氣溫為33 C,年最熱月平均氣溫為36 C,年 最熱月地下0.8m處平均溫度為35 C。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為 20 0本廠所在地區(qū)平均海拔高度為 500 m ,地層以砂粘土為主，地下水位為2m。1.3設(shè)計原則按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、GB50053-9410kv及以下設(shè)計規(guī)范、GB50054-95低壓配電設(shè)計規(guī)范等的

8、規(guī)定，進(jìn)行工廠 供電設(shè)計必須遵循以下原則：/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。應(yīng)根據(jù)工作特點、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、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠 供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。 工廠供電設(shè)計

9、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) 計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。1.4設(shè)計任務(wù)1 總降壓變電站設(shè)計(1) 負(fù)荷計算。(2) 主結(jié)線設(shè)計：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實現(xiàn)的多個方案，根據(jù)改方案初選主變壓器及高壓開關(guān)等設(shè)備，經(jīng)過概略分析比較， 留下23個較優(yōu)方案，對較優(yōu)方案進(jìn)行詳細(xì)計算和分析比較，(經(jīng)濟計算分析時，設(shè)備價格、使用綜合投資指標(biāo))，確定最優(yōu)方案。(3) 短路電流計算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要，確定短路計算點， 計算三相短路電流，計算結(jié)果列出匯總表。（4）主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇，

10、包括斷路器、隔離開關(guān)、互感 器、導(dǎo)線截面和型號、絕緣子等設(shè)備的選擇及校驗。選用設(shè)備型號、數(shù)量、匯成 設(shè)備一覽表。（5）主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計：包括主變壓器、線路等元件的保護(hù)方式選擇和整 定計算。（6）配電裝置設(shè)計：包括配電裝置布置型式的選擇、設(shè)備布置圖。（7）防雷、接地設(shè)計：包括直擊雷保護(hù)、進(jìn)行波保護(hù)和接地網(wǎng)設(shè)計。2車間變電所設(shè)計根據(jù)車間負(fù)荷情況，選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量，以及變電所位置的原則3. 廠區(qū)380V配電系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，經(jīng)過詳細(xì)計算和分析比較，確定最 優(yōu)方案第二章負(fù)荷計算2.1負(fù)荷計算的意義負(fù)荷計算是根據(jù)已知工廠的用電設(shè)備安裝容量來確定預(yù)期不變的最大假想負(fù)

11、荷。它是按發(fā)熱條件選擇工廠電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、 變壓器容量、開 關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)， 所以非常重要。如估算過高，將增加供電 設(shè)備的容量，使工廠電網(wǎng)復(fù)雜，浪費有色金屬，增加初投資和運行管理工作量。特別是由于工廠企業(yè)是國家電力的主要用戶，以不合理的工廠電力需要量作為基 礎(chǔ)的國家電力系統(tǒng)的建設(shè)，將給整個國民經(jīng)濟建設(shè)帶來很大的危害。 但是如果估 算過低，又會使工廠投入生產(chǎn)后，供電系統(tǒng)的線路及電器設(shè)備由于承擔(dān)不了實際 負(fù)荷電流而過熱，加速其絕緣老化的速度，降低使用壽命，增大電能損耗，影響 供電系統(tǒng)的正?？煽窟\行。2.2負(fù)荷計算各車間的計算負(fù)荷： 一車間、鍛工車間：設(shè)備容量 Pe=1

12、419 kW ，Kd=0.33， 二車間：設(shè)備容量 Pe=2223 kW ， Kd=0.3， 三車間：設(shè)備容量 Pe=1755 kW ，Kd=0.52， 空氣站、煤氣站、鍋爐房：設(shè)備容量 Pe=1289 kW， Kd=0.38， 工具，機修車間：設(shè)備容量 Pe=1266 kW， Kd=0.67， 倉庫:設(shè)備容量Pe=550 kW，Kd=0.3，負(fù)荷計算表格匯總：表1 工廠負(fù)荷匯總表序號配電計點名稱負(fù)荷類型計算負(fù)荷30(2)/kW/kvar1一車間、鍛工車間III468.27187.308504.342二車間III666.9453.492806.483三車間III912.6273.78952.7

13、84工具，機修車間III489.82127.35506.105空氣站、煤氣站、鍋II848.22169.644865.02爐房6倉庫III165115.5201.41總3550.811327.083838.14計K p =0.95 ， K q =0.973373.271287.263610.542.3功率補償工廠中由于有大量的感應(yīng)電動機、電焊機、電弧爐及氣體放電燈等感性負(fù)載， 還有感性的電力變壓器，從而使功率因數(shù)降低。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè) 備運行性能、提高自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的功率因數(shù)要求，則需 要增設(shè)無功功率補償裝置。這將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應(yīng)降低，既節(jié)約電能又

14、提高電壓質(zhì)量，而且可選較小容量的供電設(shè)備和導(dǎo)線電纜，因此提高功率因數(shù)對供電系統(tǒng)大有好處。變壓器(10KV/380V )的功率損耗：該變壓器對應(yīng)的高壓側(cè)功率變壓器(電壓變比為35KV/10KV )的無功和有功損耗則可得該主變壓器對應(yīng)的高壓側(cè)功率35kV側(cè)功率因數(shù)：0.902>0.8510kV側(cè)功率因數(shù)：0.92>0.85即功率因數(shù)符合要求，無需進(jìn)行功率補償。第三章供電方案及主變壓器選擇3.1供電方案的選擇該廠供電電源可由35KV高壓線和10KV高壓線提供，可作出兩種供電電源。設(shè)計方案：1. 電源及備用電源均由10KV高壓線提供2. 電源由35KV高壓線提供10KV高壓線作為備用電源。

15、因供電系統(tǒng)的基本要求是安全、可靠、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)。所以在設(shè)計過程要對兩 種方案綜合考慮，在安全可靠的基礎(chǔ)上選擇最經(jīng)濟的方案。方案1 :工作電源和備用電源均采用10KV高壓線供電。兩路電源進(jìn)線均采 用斷路器控制。方案的優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：工廠內(nèi)不設(shè)主變壓器，可以簡化接線，降低了投資及運行費用。工廠 內(nèi)不設(shè)降壓變電所可以減少土地占有面積，減少工作人員及運行維護(hù)工作量。缺點：供電電壓低，線路的功率損耗和電壓損耗大，要求的功率因數(shù)大，需 要補償?shù)臒o功補償容量大，補償裝置的費用會增加。工廠內(nèi)設(shè)總配電所，供電的 穩(wěn)定性不如35KV。方案2 :供電電源采用35KV供電電源供電，裝設(shè)一臺主變壓器。用架空線 引入降壓

16、變電所，10KV作為備用電源。10KV經(jīng)過降壓變后接在10KV的一段 配電母線上，10KV接在另一段配電母線上。方案的優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：本方案的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)介于方案一和方案二之間，由于原始資料要求正常供電時只用一路供電，出現(xiàn)故障時方用備用電源，備用電源供電時間較少。 因此該方案既能滿足供電的安全可靠性又可降低投資及維護(hù)費用。3.2變電所主變壓器型號變電所主變壓器型式的選擇：1、油浸式:一般正常環(huán)境的變電所；2、干式:用于防火要求較高或環(huán)境潮濕，多塵的場所；3、密閉式:用于具有化學(xué)腐蝕性氣體、蒸汽或具有導(dǎo)電、可燃粉塵、纖維會 嚴(yán)重影響變壓器安全運行場所；4、防雷式:用于多雷區(qū)及土壤電阻率較高的山

17、區(qū)；5、有載調(diào)壓式:用于電力系統(tǒng)供電電壓偏低或電壓波動嚴(yán)重且用電設(shè)備對電 壓質(zhì)量又要求較高的場所。由于本設(shè)計的變電所為獨立式、封閉建筑，故采用油浸式變壓器?？偨祲鹤冸娬镜姆桨高x用4000K VA的油浸式變壓器一臺，型號為S11-4000/35，電壓為35KV/10KV。有關(guān)技術(shù)指標(biāo)見下表:型號額定容量（K VA）額定電壓損耗/kW空載電流（%）阻抗電壓（%）一次二次空載負(fù)載S11-4000/35400035KV10KV3.6227.360.5673.3技術(shù)指標(biāo)計算不設(shè)主變壓器，變壓器損耗按 0計算。=3373.27kW , =1287.26kvar , =3610.54kVA=/=208.34

18、A10kV架空線路選擇，選擇LGJ-70鋼芯鋁絞線，幾何均徑確定為 1.5米 查表得，。電壓損失電壓損失不合格。且1.2kV=2.4倍規(guī)定損耗，差值過大，又是主電源進(jìn)線, 不滿足要求，因此，此方案不可行。10kV電纜線未給長度，電壓損失按合格計算。選擇S11-4000/35 型變壓器，查資料知 S11-4000/35 變壓器的技術(shù)參數(shù) 為：空載損耗為=3.62kW ；短路損耗為=27.36kW ；阻抗電壓%=7 ；空載電流%=0.56。變壓器的有功功率損耗：=27.18kW其中=3711.89kVA ，=4000kVA ，n=變壓器臺數(shù) 1變壓器的無功功率損耗：n=465.12kvar35kV

19、線路功率：=3436.55kW=1932.88kvar=3942.83kVA=/=65.03A35kV線路選取LGJ-50型鋼芯鋁線，線路導(dǎo)線為水平等距排列，相鄰線距 設(shè)為1.6m，則線間幾何均距確定。查書（189頁）得，。電壓損失：電壓損失合格。10kV電纜線未給長度，電壓損失按合格計算。3.4方案經(jīng)濟計算方案一經(jīng)濟計算：表2方案一的基建費用設(shè)備名稱型號規(guī)格單價（萬元）數(shù)量綜合投資（萬元）電力變壓器無7.0000線路投資LGJ-70+鋁芯粘性油浸紙型電纜1.0+1.02(6+5)km11.1高壓斷路器SN10-10I2.0612.06電壓互感器JDZJ-100.9221.84附加投資0.1/

20、kw6km35.94合計-50.94表3方案一的年運行費用項目計算標(biāo)準(zhǔn)金額（萬元）線路折舊費按照線路投資的4%計算0.44線路維護(hù)費按照線路折舊標(biāo)準(zhǔn)計算0.44變電設(shè)備維護(hù)費按照綜合投資的6%計算0變電設(shè)備折舊費按照綜合投資的6%計算0線路電能損耗Fx79.068變壓器電能損耗00基本電價費用20151108.25合計-1188.20方案二經(jīng)濟計算表2 ' 方案二的基建費用綜合投資 設(shè)備名稱型號規(guī)格單價（萬元）數(shù)量（萬元）電力變壓器S11-4000/3540.00140.00線路投資LGJ-50+鋁芯粘性油浸紙型電纜1.0+1.026+511.1高壓斷路器SN10-35I2.0612.

21、06電壓互感器JDJJ-350.9221.84附加投資0.1/kw78.94(kW)7.89合計-62.89表3 '方案二的年運行費用項目計算標(biāo)準(zhǔn)金額（萬元）線路折舊費按照線路投資的4%計算0.44線路維護(hù)費按照線路折舊標(biāo)準(zhǔn)計算0.44變電設(shè)備維護(hù)費按照綜合投資的6%計算0.7變電設(shè)備折舊費按照綜合投資的6%計算0.7線路電能損耗Fx10.35變壓器電能損耗=11.55基本電價費用4000 60+20151031.5合計-1055.68方案經(jīng)濟對比:比較項目萬案一萬案二初期投資（萬元）50.9462.89年運行費用（萬元）1188.201055.68總投資（萬元）1239.141118

22、.57綜上，可以看出，方案一的電壓損失不合格，且投資很高，不劃算。方案二雖然 初期投資較貴，但年運行費用低，且所有指標(biāo)合格。所以采用方案二，在正常運行時使用1臺S11-4000/35變壓器，另加10kV備用線路。3.5主接線的設(shè)計（1）主接線基本要求安全：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 可靠：應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是期中一二級負(fù)荷對供電系統(tǒng)的可靠性的要求。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。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）變電站主接線的選擇原則1當(dāng)滿足運行要求

23、時，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。2當(dāng)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。3當(dāng)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接線。4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。（3）變電站主接線方案的擬定根據(jù)課本P132P134，可知：只裝有一臺主變壓器的總降壓變電所主接線的一次側(cè)無母線，二次側(cè)為單母線。特點是簡單經(jīng)濟。裝有兩臺主變壓器的總降壓變電所主接線分 4種。（1）一次側(cè)內(nèi)橋式、二次側(cè)采用單母線分段；（2）一次側(cè)外橋式、二次側(cè)采用單母線分段；（3 ）一二次側(cè)均采用單母線分段；（4 ）一二次側(cè)君

24、采用雙母線分段。本次設(shè)計中，該鍛造廠大部分是三級負(fù)荷，只有個別二級負(fù)荷，且方案中只 使用一臺主變壓器，因此不能使用兩臺變壓器的4種結(jié)線方式，太不經(jīng)濟，也無 必要；考慮到二級負(fù)荷要采用10kV備用電源線供電，因此，我們采用了以下結(jié) 線方式：35kV電源進(jìn)線和10kV分別接到二次側(cè)單母線分段側(cè)，當(dāng)正常運行時，斷 路器和隔離開關(guān)閉合，35kV降壓二次側(cè)供給所有用電車間，當(dāng)發(fā)生故障或者檢 修變壓器時，將斷開，同時閉合10kV側(cè)的斷路器和隔離開關(guān)，供二級負(fù)荷煤氣 站、空氣站用電。這種結(jié)線滿足了供電需求和供電可靠性，同時盡最大可能的節(jié)省了開支和預(yù)算。第四章短路電流計算4.1短路電流計算的目的短路電流計算的

25、目的是為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備， 以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝 置的整定計算為了保證電力系統(tǒng)安全運行， 選擇電氣設(shè)備時，要用流過該設(shè)備的 最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗， 以保證設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受住突 發(fā)短路引起的發(fā)熱和點動力的巨大沖擊。4.2短路電流計算S9-1000/10選擇35KV處的斷路器時，用最大短路容量，選擇少油戶內(nèi)類型的 SN10-35IK-1點的三相短路電流和短路容量(Uci=35*(1+5%)=36.5KV)(1)計算短路電路中各元件的電抗及總電抗1) 電力系統(tǒng)的電抗：2) 架空線路的電抗：由書 56頁表3-1知X0=0.35 Q/km，因此3) 繪出k-1點的短路的等效電

26、路，計算得總電抗(2)計算三相短路電流和短路容量1) 三相短路電流周期分量有效值2) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流3) 三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值4) 三相短路容量K-2點的三相短路電流和短路容量(Uc2=10*(1+5%)=10.5KV)(1)計算短路電路中各元件的電抗及總電抗1) 電力系統(tǒng)的電抗：2) 架空線路的電抗：3）電力變壓器的電抗：由表知 Uk%=7%4）繪出k-2點的短路的等效電路，計算得總電抗（2）計算三相短路電流和短路容量1）三相短路電流周期分量有效值2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流3）三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值4）三相短路容量K-3點的三

27、相短路電流和短路容量（Uc3=380V）（1）計算短路電路中各元件的電抗及總電抗1）電力系統(tǒng)的電抗：2）架空線路的電抗：3）電力變壓器的電抗：S11-4000/35 型號的Uki%=7%，S9-1000/10 型號的 Uk2%=4.5%4） 電纜線路的電抗：由書 56頁表3-1知X0=0.08 Q/km，取L=0.2km ,因此5）繪出k-3點的短路的等效電路，計算得總電抗（2）計算三相短路電流和短路容量1）三相短路電流周期分量有效值2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流3）三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值4）三相短路容量三相短路電力計算匯總:表4三相短路電流短路計算點三相短路電流/kA

28、三相短路容量/MV AK-16.146.146.1415.669.27388.2K-249.72K-33.303.303.303.602.29第五章主要電氣設(shè)備選擇5.1功率損耗計算變壓器（10KV/380V ）的功率損耗：該變壓器對應(yīng)的高壓側(cè)功率變壓器S11-4000/35 （電壓變比為35KV/10KV ）的無功和有功損耗則可得該主變壓器對應(yīng)的高壓側(cè)功率5.2 35kV架空線路的導(dǎo)線選擇35KV線路初步選用LGJ鋼芯鋁絞線架設(shè)，（按經(jīng)濟電流密度選擇電纜的截面）導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟電流密度線路類別導(dǎo)線材質(zhì)年最大有功負(fù)荷利用小時（30005000h ）架空線路銅2.25鋁1.15由題已知Tmax=

29、4000h，所以經(jīng)濟電流密度，故經(jīng)濟截面選取標(biāo)準(zhǔn)截面50，即選LGJ-50型鋼芯鋁線。1 ）校驗發(fā)熱條件：查附錄表16 （書382頁）得LGJ-50的允許載流量（考慮到年最熱月平均 氣溫為36C，取環(huán)境溫度為35C），滿足發(fā)熱條件。2 ）校驗機械強度：查附錄表14 （書381頁）得35kv架空鋼芯鋁線的最小截面，滿足機械強 度的要求。3）檢驗電壓損失：該線路導(dǎo)線為水平等距排列，相鄰線距設(shè)為1.6m，則線間幾何均距確定。查書（189頁）得，。，電壓損失合格。所以，架空線路的導(dǎo)線選擇LGJ-50型鋼芯鋁線。5.3 35KV 各設(shè)備的選擇和校驗高壓一次設(shè)備的選擇校驗項目電氣設(shè)備名稱電壓/kv電流/A

30、斷流能力/KA 或 MVA短路電流校驗動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度高壓斷路器VVVVV咼壓隔離開關(guān)VV-VV電流互感器VV-VV電壓互感器V-53135kV斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流，并能關(guān)合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異?；芈窏l件(包括短路條件)下的電流的開關(guān)裝置。在這里由 于35KV側(cè)的最高正常工作電流，選擇斷路器為戶內(nèi)少油斷路器，型號是： SN10-35I，其繼電保護(hù)時間取1.1s，斷路器短路時間取0.1s，貝U查附錄表8 (p374 )知該斷路器的熱穩(wěn)定電流為16 (4s) /KA,可得高壓斷路器SN10-35I的選擇校驗表序號裝設(shè)地點的電氣條件SN10-35I項目數(shù)據(jù)項目數(shù)

31、據(jù)結(jié)論135KV35KV/40.5KV合格263.06A1000A合格36.14KA16KA合格415.66KA40KA合格51024合格由以上數(shù)據(jù)可知在35KV/10KV變壓器的高壓側(cè)的斷路器選擇是合理的5.3.2 35kV隔離開關(guān)是一種沒有滅弧裝置的開關(guān)設(shè)備，主要用來斷開無負(fù)荷電流的電路，隔離電 源，在分閘狀態(tài)時有明顯的斷開點，以保證其他電氣設(shè)備的安全檢修。 在這里由 于35KV側(cè)的最高正常工作電流，選擇的隔離開關(guān)型號為：GW4-35DW/630A-25KA，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)校驗如表所示：高壓隔離開關(guān)的選擇校驗表序號裝設(shè)地點的電氣條件GW4-35DW/630A25KA項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論13

32、5KV35KV/36.5KV合格263.06A630A合格315.657KA25KA合格41024合格所以高壓隔離開關(guān)選擇GW4-35DW/630A 25KA。533 35kV 電壓互感器是一個帶鐵心的變壓器。它主要由一、二次線圈，鐵心和絕緣組成。當(dāng)在一次繞組上施加一個電壓 U1時，在鐵心中就產(chǎn)生一個磁通©,根據(jù)電磁感應(yīng)定律， 則在二次繞組中就產(chǎn)生一個二次電壓 U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn) 生不同的一次電壓與二次電壓比， 這就可組成不同比的電壓互感器。 在這里由于 互感器用于運行監(jiān)視，選擇準(zhǔn)確度為1級，根據(jù)電壓和工作環(huán)境，這里選擇的型 號為：JDJJ-35，其技術(shù)參數(shù)如下：

33、電壓互感器JDJJ-35的選擇校驗表序號裝設(shè)地點的電氣條件JDJJ-35型單相油浸式電壓互感器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論135KV35KV/36.5KV合格所以電壓互感器選擇JDJJ-35型單相油浸式電壓互感器5.3.4電流互感器電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。 電流互感器是由閉合的鐵心和繞組 組成。它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有 線路的全部電流流過，二次側(cè)繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護(hù)回路中， 電流互感器在工作時，它的二次側(cè)回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護(hù)回路 串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。 電流互感器是把一次側(cè) 大電流轉(zhuǎn)換成二次

34、側(cè)小電流來使用，二次側(cè)不可開路。由于35KV側(cè)的最高正常工作電流，初步選定LCW-35-150/5 電流互感器電流互感器LCW-35-150/5的選擇校驗表序號裝設(shè)地點的電氣條件LCW-35-150/5 型電流互感器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論135KV35KV/36.5KV合格263.06A150A合格315.657KA30KA合格4112.5合格準(zhǔn)確度級的選擇:由于互感器要供給計費電能表使用，所以選用0.5級即可滿足。所以電流互感器選擇LCW-35-150/50-0.5型電流互感器。5.4 10KV各設(shè)備的選擇和校驗5.4.1 10kV斷路器選擇10KV處的斷路器時，由K-2點處的短路容量，初步選

35、擇少油戶內(nèi)類 型的SN10-10I。由附錄表8知該斷路器的固有分閘時間為 0.06s，該斷路器的 熱穩(wěn)定電流為16（4s）/KA，取保護(hù)動作時間為0.6s。則允許的熱穩(wěn)定度：。短路發(fā)熱的假想時間為:計算的熱穩(wěn)定度：高壓斷路器SN10-10I的選擇校驗表序號裝設(shè)地點的電氣條件SN10-10I項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論110KV10KV/12KV合格2630A合格32.73KA16KA合格45.03KA40KA合格51024合格所以10kv側(cè)的斷路器選擇少油戶內(nèi)類型的 SN10-10I542 10kV隔離開關(guān)選擇10KV處的隔離開關(guān)時，由于10KV側(cè)的正常工作電流，初步選擇的隔離開關(guān)型號為：GN6-10

36、T/400 。該型號的隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定電流為14（ 5s）/KA。則允許的熱穩(wěn)定度：。高壓隔離開關(guān)GN6-10T/400 的選擇校驗表序號裝設(shè)地點的電氣條件GN6-10T/400項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論110KV10KV/11.5KV合格2400A合格35.03KA40KA合格4合格所以10kv側(cè)的高壓隔離開關(guān)選擇戶內(nèi)類型的 GN6-10T/400543 10kV 電壓互感器電壓互感器JDZJ-10的選擇校驗表序號裝設(shè)地點的電氣條件JDZJ-10型電壓互感器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論110KV10KV/11.5KV合格所以10kv側(cè)的電壓互感器選擇JDZJ-10型號的電壓互感器5.4.4 10kV電流互

37、感器由線路的額定電壓為10KV，初步選電流互感器為LQJ-10型號的。由附錄表12 （書380頁）可知，動穩(wěn)定倍數(shù)為160，1s熱穩(wěn)定倍數(shù)為75。所以電流互感器LQJ-10-400/5 的選擇校驗表序號裝設(shè)地點的電氣條件LQJ-10項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論110KV10KV/11.5KV合格2400A合格35.03KA40KA合格4合格所以10kv側(cè)的電流互感器選擇LQJ-10-400/5 型號的電流互感器5.5 10kv 母線采用單母線制。母線水平平放，檔距設(shè)為 900mm，檔數(shù)取2，相鄰兩母線 的軸線設(shè)置為160mm。初步選用LMY-50 X5型的硬鋁母線。1）計算10kv母線短路時所受的最大

38、電動力由表4知10kv母線的短路電流，（考慮到該短路點為配電總線，與車間的交流電動機相隔較遠(yuǎn)，故忽略交流電動機的反饋沖擊電流）。因此10kv母線在三相短路時所受的最大電動力為2）校驗?zāi)妇€短路時的動穩(wěn)定度母線在作用時的彎曲力矩：母線的截面系數(shù)為：故母線在三相短路時所受的計算應(yīng)力為：而硬鋁母線（LMY）的允許應(yīng)力所以10kv配電處選擇LMY-50 X5型的硬鋁母線5.6高壓開關(guān)柜本次設(shè)計中35kV側(cè)的高壓開關(guān)柜選取KYN12-35型，主要電氣設(shè)備安裝 在手車上，高壓斷路器、隔離開關(guān)等需要檢修時，拉出手車，修好后推入手車即 可恢復(fù)使用。同理，10kV側(cè)需要的高壓開關(guān)柜型號為 KYN28-12型。5.

39、7車間變電所以三車間為例：斷路器選擇車間變電所10KV進(jìn)線處的斷路器時，由K-3點處的短路容量，初步 選擇少油戶內(nèi)類型的SN10-10I。（該斷路器的相關(guān)值已計算。）由附錄表8知該斷路器的固有分閘時間為 0.06s，該斷路器的熱穩(wěn)定電流為 16（4s）/KA，取保護(hù)動作時間為0.6s。則允許的熱穩(wěn)定度：短路發(fā)熱的假想時間為:計算的熱穩(wěn)定度：高壓斷路器SN10-10I的選擇校驗表序號裝設(shè)地點的電氣條件SN10-10I項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論110KV10KV/12KV合格2630A合格314.08KA16KA合格435.90KA40KA合格51024合格所以車間變電所10KV進(jìn)線處的斷路器也選擇少油

40、戶內(nèi)類型的SN10-10I電流互感器由線路的額定電壓為10KV，計算電流為55.01A,初步選電流互感器為LQJ-10-160/5 型號的。由附錄表12 （書380頁）可知，電流互感器LQJ-10-160/5 的選擇校驗表序號裝設(shè)地點的電氣條件LQJ-10項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論110KV10KV/11.5KV合格2160A合格35.03KA40KA合格4合格所以車間變電所10KV進(jìn)線處的電流互感器選擇 LQJ-10-160/5型號的。5.8 10kV備用電源進(jìn)線由題目要求備用電源輸送容量不得超過全廠計算負(fù)荷的20%，o則備用電源的輸送容量取為，此時10KV線路的計算電流為初步選擇鋁芯粘性油浸紙型

41、電纜。線路類別導(dǎo)線材質(zhì)年最大有功負(fù)荷利用小時（3000h以下）電纜線路鋁1.92由于是備用電源，所以年最大有功負(fù)荷利用小時確定為3000h以下，因此經(jīng)濟電流密度，故經(jīng)濟截面：選取標(biāo)準(zhǔn)截面35，即選鋁芯粘性油浸紙35型電纜。1 ）校驗發(fā)熱條件：查附錄表18 （書383頁）得鋁芯粘性油浸紙35型電纜的允許載流量（其中 年最熱月平均氣溫為36C，而纜芯最高工作溫度為 60C，滿足條件），滿足發(fā) 熱條件。2 ）校驗機械強度：查附錄表14 （書381頁）得10kv鋁線的最小截面，滿足機械強度的要求。3）檢驗電壓損失：由于是有附近工廠引線的，忽略其電壓損失。 所以，備用電源的導(dǎo)線選鋁芯粘性油浸紙 35型電

42、纜。低壓一次設(shè)備的選擇與校驗的方法同上，附錄列出設(shè)備需校驗的項目表。第六章主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計SN10-35I TA繼電保護(hù)原理圖繼電器選GL-15/10型。6.1主變壓器的保護(hù)方式選擇和整定計算保護(hù)方式選擇：由之前選定的35kv側(cè)的LCW-35-150/5 型的電流互感器知其電流比為150A/5A。繼電保護(hù)裝置的接線方式采用兩相兩繼電器式。整定計算：(1) 整定KA的動作電流取可靠系數(shù)保護(hù)裝置的返回系數(shù)保護(hù)裝置的接線系數(shù)（書229頁）電流互感器的電流比根據(jù)GL-15/10型的繼電器的規(guī)格，動作電流整定為 7A。（2）KA的保護(hù)靈敏度的檢驗由表4知K-2發(fā)生三相短路時，所以將該電流折算到變壓器的一次側(cè)，可得=655A因此KA的保護(hù)靈敏度為所以KA整定的動作電流滿足保護(hù)靈敏度的要求。（3）電流速斷保護(hù)的速斷電流倍數(shù)的整定將電力變壓器二次側(cè)母線的三相短路電流周期分量有效值折算到一次側(cè)的短路電流值：因此速斷電流倍數(shù)整定為（4）KA的