某冶金機(jī)械修造廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)

1、一負(fù)荷計算和無功功率補(bǔ)償1負(fù)荷計算 根據(jù)要求及負(fù)荷計算公式，分別計算各車間的、，然后列出表格。鑄造車間：=2000kW =0.4 cos=0.65 tan=1.17=0.4*2000=800kW=tan=800*1.17=936kVAR=/cos=800/0.65=1231.3kVA=/Un=1231.3/1.732*380=1.87kA同理，如上計算，分別算出其余車間及部門的計算負(fù)荷，并列出表格如下：序號車間或用電單位名稱設(shè)備容量（kW）costan計算負(fù)荷變電所 (kW) (kVAR) (kVA)1鑄造車間20000.40.651.178009361231.30.9No12鑄鐵車間1000

2、0.40.71.02400408571.40.9No23砂庫1100.70.61.3377102.4128.10.94鉚焊車間12000.30.451.98360712.8798.60.9No351水庫房280.750.80.752115.7526.250.96空壓站3900.850.750.88331.5291.72441.580.9No47機(jī)修車間1500.250.651.1737.543.87557.70.98鍛造車間2200.30.551.5266100.32120.10.99木型車間185.80.350.61.3365.0386.5108.20.910制材場200.280.61.33

3、5.67.59.30.911綜合樓200.911181825.50.912鍋爐房3000.750.80.75225168.75281.250.9No5132水庫房280.750.80.752115.7526.250.914倉庫1,2880.30.651.1726.430.8840.60.915污水提升站140.650.80.759.16.82511.3750.9合計5754-264329453878各車間變電所計算負(fù)荷如下：序號 (kW) (kVAR) (kVA)No10.9720842.41108.2No20.9429.3510.4666.9No30.9342.9728.55805.2No4

4、0.9471.27493.11682.11No50.9253.35199.98322.742 無功功率補(bǔ)償 工廠中由于有大量的電動機(jī)、電焊機(jī)及氣體放電燈等感性負(fù)荷，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(yùn)行性能、提供其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求時，則需考慮人工補(bǔ)償要求工廠最大負(fù)荷時的功率因數(shù)不得低于0.9，我們?nèi)os=0.92 無功功率補(bǔ)償前：取=0.9 =0.9=2643kW =2945kVAR=*2643=2378kW =*2945=2650kVAR=3560kVAcos=/=0.897 補(bǔ)償前，這時變壓器容量選4000kVA（1）無功補(bǔ)償裝置容量：

5、cc=(tan-tan)= =2378*0.06=142.68kVAR（2）補(bǔ)償后的的計算負(fù)荷為：=2378kW =2650-142.68=2507.32kVAR =3456kVA二變電所位置和型式的選擇變電所位置的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較確定： a) 接近電源側(cè)b) 進(jìn)出線方便c) 設(shè)備運(yùn)輸方便d) 盡量接近負(fù)荷中心e) 不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所f) 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所g) 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰h) 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險環(huán)境的正上方或正下方變電所的總體布置，應(yīng)滿足以下要求：

6、1便于運(yùn)行維護(hù)和檢修2保證運(yùn)行安全3便于進(jìn)出線4節(jié)約土地和建筑費(fèi)用5適應(yīng)發(fā)展要求依據(jù)上述原則和要求，總降壓變電所位置如圖某冶金機(jī)械修造廠總降壓變電所總平面圖所示（附）三變電所主變壓器臺數(shù)和容量及主接線方案的選擇電力變壓器是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是將電力系統(tǒng)的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。在該廠采用兩臺變壓器非并列運(yùn)行，一臺變壓器工作，另一臺變壓器停止運(yùn)行作為備用，此時兩臺變壓器均按最大負(fù)荷時變壓器負(fù)荷率為100%考慮，所以可選為4000kVA,其對應(yīng)的符號為：SL7-4000當(dāng)兩臺變壓器并列運(yùn)行時，其中每臺變壓器容量的選擇應(yīng)滿足以下兩個條件： =(0.60

7、.7) 和，這里不涉及該種情況。主接線方案：由于采用雙回電源進(jìn)線，總降壓變電所主變壓器一般都在兩臺或兩臺以上，在這種情況下變電所高壓側(cè)多采用橋型接線，由于供電線路短，用戶負(fù)荷變化大，主變壓器需要頻繁操作，因此采用外橋。由于裝設(shè)兩臺變壓器，因此變壓器低壓側(cè)可以采用單母線分段接線方式，一般分兩段。四短路電流計算1 電源 架空線L=8KM K-1 K-2SL7-40001確定基準(zhǔn)值取=100MVA =37KV =10.5KV=1.56KA=5.5KA系統(tǒng)電抗： 計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值架空線路 電力變壓器 =4000MVA 求K-1、K-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量

8、五電所一次設(shè)備的選擇與校驗根據(jù)上述短路電流計算結(jié)果按正常工作條件選擇和按短路情況校驗確定的總降壓變電所高低壓電氣設(shè)備如下： 135KV側(cè)設(shè)備 設(shè)備名稱，型號及保證值計算數(shù)據(jù)高壓斷路器S-35隔離開關(guān)G-35GD/60電壓互感器JDJJ-35電流互感器LCW-35避雷器FZ-35備注U=35KV35KV35KV35KV35KV35KVI=82.48A1000A600A150/50=1.97KA=126.26MVA1500MVA=5.02KA63.4KA50KA=1.9*0.34 210KV側(cè)設(shè)備 設(shè)備名稱，型號及保證值計算數(shù)據(jù)高壓斷路器S-10隔離開關(guān)GN8-10T/600電壓互感器JAJ-10

9、-300/5隔離開關(guān)避雷器FZ-35備注U=10KV10KV10KV10KV10KV10KVI=274.9A600A600A600A=2.1KA52KA52KA=0.82*0.3450KA=52.9MVA350MVA六變電所高低線路的選擇本變電所的高低壓線路均采用樹干式，因其有以下優(yōu)點(diǎn)：能減少有色金屬消耗量；采用的高壓開關(guān)投資較少。但同時有以下缺點(diǎn)：供電可靠性較低，當(dāng)高配電干線發(fā)生故障或檢修時，接與干線的所有變電所都要停電，且其在適應(yīng)自動化方面性能較差。按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面時，允許載流量Ial通過相線的計算電流I30，其中IalI301高壓線路選擇計算電流I30=55A 當(dāng)?shù)刈顭?/p>

10、月平均最高氣溫25查表17-1，選芯線截面 A=10mm2N線選擇： 按A00.5A A0=5 mm2PE線選擇：APE=A=10mm2高壓線路的選擇：BLX-500-(3*10+1*5+PE10)2低壓線路的選擇同理高壓線選擇：低壓線路的選擇BLX-500-(3*25+1*16+PE25)3經(jīng)濟(jì)截面Aec 年最大負(fù)荷利用小時30005000h架空線（鋁）： Aec=I30/jec=55/1.15=48 mm2電纜： Aec=55/1.73=32 mm2七變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定1二次回路方案選擇：二次回路操作電源是供高壓斷路器跳、合閘回路和繼電保護(hù)裝置、信號回路、監(jiān)視系統(tǒng)及其他

11、二次回路所需的電源二次回路是用來控制、指示、監(jiān)測和保護(hù)一次電路運(yùn)行的電路設(shè)置自動重合閘以使短路器自動重新合閘，迅速恢復(fù)供電；準(zhǔn)備備用電源，自動投入裝置，提高供電的可靠性，而且還應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置和中央信號裝置2繼電器保護(hù)的整定：對于線路的相間短路保護(hù)，主要采用帶時限的過電保護(hù)和瞬時機(jī)構(gòu)，使斷路器跳閘，切除短路故障部分。對于單相接地保護(hù)可才用絕緣監(jiān)視裝置，裝設(shè)在變配電所的高壓母線上，動作于信號 八防雷和接地裝置的整定防雷1防雷設(shè)備防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷

12、帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過電壓時，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥?，使過電壓對大地放電，從而保護(hù)了設(shè)備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。2防雷措施1架空線路的防雷措施（1）架設(shè)避雷線 這是防雷的有效措施，但造價高，因此只在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)。35KV的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)。而10KV及以下的線路上一般不裝設(shè)避雷線。（2）提高線路本身的絕緣水平 在架空線

13、路上，可采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10KV及以下架空線路防雷的基本措施。（3）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線 由于310KV的線路是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護(hù)間隙。在出現(xiàn)雷電過電壓時，頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過其接地引下線對地泄放雷電流，從而保護(hù)了下面兩根導(dǎo)線，也不會引起線路斷路器跳閘。（4）裝設(shè)自動重合閘裝置 線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD，使斷路器經(jīng)0.5s或稍長一點(diǎn)時間后自動重合閘，電弧通常不會復(fù)燃，從而能恢復(fù)供電，這對一般用戶不會有什么影響。（5

14、）個別絕緣薄弱地點(diǎn)加裝避雷器 對架空線路上個別絕緣薄弱地點(diǎn)，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個別金屬桿等處，可裝設(shè)排氣式避雷器或保護(hù)間隙。2變配電所的防雷措施（1）裝設(shè)避雷針 室外配電裝置應(yīng)裝設(shè)避雷針來防護(hù)直接雷擊。如果變配電所處在附近高建（構(gòu)）筑物上防雷設(shè)施保護(hù)范圍之內(nèi)或變配電所本身為室內(nèi)型時，不必再考慮直擊雷的保護(hù)。（2）高壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用來保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞了變電所的這一最關(guān)鍵的設(shè)備。為此要求避雷器應(yīng)盡量靠近主變壓器安裝。閥式避雷器至310KV主變壓器的最大電氣如下表。避雷器的接地端應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)及金屬外殼等連接在一起。

15、在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進(jìn)線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地。（3）低壓側(cè)裝設(shè)避雷器 這主要用在多雷區(qū)用來防止雷電波沿低壓線路侵入而擊穿電力變壓器的絕緣。當(dāng)變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)不接地時（如IT系統(tǒng)），其中性點(diǎn)可裝設(shè)閥式避雷器或金屬氧化物避雷器或保護(hù)間隙。在本設(shè)計中，配電所屋頂及邊緣敷設(shè)避雷帶，其直徑為8mm的鍍鋅圓鋼，主筋直徑應(yīng)大于或等于10mm的鍍鋅圓鋼。1 變電站的防雷保護(hù)（1）直擊雷的保護(hù) 在變電站屋頂裝設(shè)避雷針或者避雷帶，并引出兩根接地線與變電站公共接地裝置相連。如變電站的主變壓

16、器裝設(shè)在室外或者有露天配電裝置時，則應(yīng)該在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立的避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包圍整個變電所。如果變電所處在其它建筑物的直擊雷防護(hù)范圍之內(nèi)時，則可不另設(shè)獨(dú)立的避雷針。按照規(guī)定，獨(dú)立避雷針的接地電阻。通常采用36根長2.5m，50mm的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近做一排或者多邊形排列，管間距離5m，打入地下 ，管頂距地面0.6m。接地管間用40mm*4mm的鍍鋅扁鋼焊接連接。引下線用25mm*4mm的鍍鋅扁鋼，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用20mm的鍍鋅圓鋼，長11.5m。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變電所公共接

17、地裝置應(yīng)有3m以上距離。（2）雷電侵入波的防護(hù)1）在10KV電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)FS410型閥式避雷器。引下線用25mm*4mm的鍍鋅扁鋼，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器的接地端螺栓連接。2）在10KV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有GG1A（f）54型開關(guān)柜，其中配有FS410型避雷器，靠近主變壓器。主要靠此避雷器來保護(hù)，防護(hù)雷電侵入波的危害。3）在380V低壓架空出線桿上，裝設(shè)保護(hù)間隙，或者將其絕緣子的鐵腳接地，用以防護(hù)沿低壓架空線侵入的雷電波。2變電所公共接地裝置的設(shè)計（1）接地電阻的要求，按表查得，此變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件：因此公共接地裝置接地電阻4。（2）接地裝置的設(shè)計

18、 采用長2.5m，50mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置（變電所前面布置兩排），距變電所m，管距5m，垂直打入地下，管頂離地面0.6m。管間用40mm*4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。變電所的變壓室有兩條接地干線、高低壓配電室各有一條接地干線與室外公共接地裝置焊接相連，接地干線均采用25mm*4mm的鍍鋅扁鋼。接地電阻的驗算如下：滿足4的接地電阻要求。接地1接地與接地裝置電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混

19、凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運(yùn)行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過接地故障電流。接地線與接地體合稱為接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。其中接地線又分為接地干線和接地支線。接地干線一般應(yīng)采用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點(diǎn)與接地網(wǎng)連接。2確定此配電所公共接地裝置的垂直接地鋼管和連接扁鋼（1）確定接地電阻按相關(guān)資料可確定此配電所公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個條件：RE 250V/IERE 10式中IE的計算為IE = IC = 60(60354)A/350 = 34.3A故 RE 350V/34.3A = 10.2綜上可知，此配電所總的接地電阻應(yīng)為RE10（2）接地裝置初步方案現(xiàn)初步考慮圍繞變電所建筑四周，距變電所23m，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40mm4mm的扁鋼焊接。（3）計算單根鋼管接地電阻查相關(guān)資料得土質(zhì)的 = 100m則單根鋼管接地電阻RE(1) 100m/2.5m = 40（4）確定接地鋼管數(shù)和最后的接地方