焊接廠變電所供配電設(shè)計(jì)

1、xx科技大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書課程名稱 電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 題 目 XXX焊接廠變電所供配電設(shè)計(jì) 學(xué) 院 農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 日 期 2015年3月17日 電力工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目： 如：XXX焊接廠變電所供配電設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)目的熟悉電力設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)程、規(guī)定，樹(shù)立可靠供電的觀點(diǎn)，了解電力系統(tǒng)，電網(wǎng)設(shè)計(jì)的基本方法和基本內(nèi)容，熟悉相關(guān)電力計(jì)算的內(nèi)容，鞏固已學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容，學(xué)習(xí)撰寫工程設(shè)計(jì)說(shuō)明書，對(duì)變電所區(qū)域設(shè)計(jì)有初步的認(rèn)識(shí)。二、設(shè)計(jì)要求（1）通過(guò)對(duì)相應(yīng)文獻(xiàn)的收集、分析以及總結(jié)，給出相應(yīng)項(xiàng)目分析，需求預(yù)測(cè)說(shuō)明。（2）通過(guò)課題設(shè)計(jì)，掌握電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法和設(shè)計(jì)步驟

2、。（3）學(xué)習(xí)按要求編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書，能正確闡述設(shè)計(jì)方法和計(jì)算結(jié)果。（4）學(xué)生應(yīng)抱著嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度積極投入到課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，認(rèn)真查閱相應(yīng)文獻(xiàn)以及實(shí)現(xiàn)，給出個(gè)人分析、設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)。三、設(shè)計(jì)任務(wù)負(fù)荷計(jì)算；變壓器臺(tái)數(shù)、各變壓器容量；供電方式及主接線設(shè)計(jì)；短路計(jì)算及設(shè)備選擇等。 四、設(shè)計(jì)時(shí)間安排查找相關(guān)資料（1天）、總降壓變電站設(shè)計(jì)（3天）、車間變電所設(shè)計(jì)（2天）、廠區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1天）、撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告（2天）和答辯（1天）。五、主要參考文獻(xiàn)1 電力工程基礎(chǔ)2 工廠供電3 繼電保護(hù).4 電力系統(tǒng)分析5電氣工程設(shè)計(jì)手冊(cè)等資料指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日一原始資料1工廠總平面布置圖如下： 圖1 工廠總平面布

3、置圖2.工廠的生產(chǎn)任務(wù)、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格：本廠承擔(dān)某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)各附屬?gòu)S的電機(jī)、變壓器修理和制造任務(wù)。年生產(chǎn)規(guī)模為修理電機(jī)7000臺(tái)，總?cè)萘繛?5萬(wàn)kW；制造電機(jī)總?cè)萘繛?萬(wàn)kW，制造單機(jī)最大容量為4500kW；修理變壓器550臺(tái)；生產(chǎn)電氣備件為60萬(wàn)件。本廠為某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的重要組成部分。3.工廠各車間的負(fù)荷情況及各車間預(yù)計(jì)配置變壓器臺(tái)數(shù)如表1所示。表1 工廠各車間負(fù)荷情況及各車間變電所容量序號(hào)車間名稱設(shè)備容量(kW)車間變電所代號(hào)變壓器臺(tái)數(shù)1電機(jī)修造車間24000.240.82No.112機(jī)械加工車間8860.181.58No.213新品試制車間7340.351.51No.314原料

4、車間5140.60.59No.415備件車間5620.350.79No.516鍛造車間1500.241.6No.617鍋爐房3690.730.87No.718空壓站3220.560.88No.819汽車庫(kù)530.570.9No.9110大線圈車間3350.560.63No.10111半成品試驗(yàn)站12170.30.79No.11112成品試驗(yàn)站22900.280.75No.12113加壓站（10kV專供負(fù)荷）2560.640.85114設(shè)備處倉(cāng)庫(kù)（10kV專供負(fù)荷）5600.60.85115成品試驗(yàn)站內(nèi)大型集中負(fù)荷36000.80.8主要為35kV高壓整流裝置，要求專線供電。4.供電協(xié)議：（1）

5、當(dāng)?shù)毓╇姴块T可提供兩個(gè)供電電源，供設(shè)計(jì)部門選擇：1）從某220/35kV區(qū)域變電站提供電源，此區(qū)域變電站距工廠南側(cè)4.5km。2）從某35/10kV變電所，提供10kV備用電源，此變電所距工廠南側(cè)約4km。（2）電力系統(tǒng)的短路數(shù)據(jù)，如表2，其供電系統(tǒng)圖，如圖2。表2 區(qū)域變電站35kV母線短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式圖2 供電系統(tǒng)圖（3）供電部門對(duì)工廠提出的技術(shù)要求：1）區(qū)域變電站35kV饋電線的過(guò)電流保護(hù)整定時(shí)間，要求工廠總降壓變電所的過(guò)電流保護(hù)整定時(shí)間不大于1.3s。2）在工廠35kV電源側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量。3）工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9。（4）電費(fèi)制度：

6、每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為18元/kVA，電費(fèi)為0.5元/kWh。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性地向供電部門交納供電貼費(fèi)：610kV為800元/kVA。5.工廠負(fù)荷性質(zhì)：本廠大部分車間為一班工作制，少數(shù)車間為兩班或三班工作制，工廠的年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為2500h。鍋爐房供應(yīng)生產(chǎn)用高壓蒸汽，其停電將使鍋爐發(fā)生危險(xiǎn)。又由于工廠距離市區(qū)較遠(yuǎn)，消防用水需廠方自備。因此鍋爐房供電要求有較高的可靠性。6.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

7、熱月地下0.8m處平均溫度為25 oC。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|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。二設(shè)計(jì)任務(wù)1高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要任務(wù)是工廠內(nèi)部高壓供電等級(jí)選擇，需考慮供電的經(jīng)濟(jì)性（設(shè)備及損耗費(fèi)用）和技術(shù)要求（線路電壓損耗、以及供電電源變壓器的斷路器出線容量等）。2總降壓變電站設(shè)計(jì)（1）主結(jié)線設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的多個(gè)方案，經(jīng)過(guò)概略分析比較，留下23個(gè)較優(yōu)方案，對(duì)較優(yōu)方案進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和分析比較，（經(jīng)濟(jì)計(jì)算分析時(shí)，設(shè)備價(jià)格、使用綜合投資指標(biāo)），確定最優(yōu)方案。（2）短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保

8、護(hù)的需要，確定短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算三相短路電流，計(jì)算結(jié)果列出匯總表。（3）主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇，包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、導(dǎo)線截面和型號(hào)等設(shè)備的選擇及校驗(yàn)。選用設(shè)備型號(hào)、數(shù)量、匯成設(shè)備一覽表。（4）主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)：包括主變壓器、線路等元件的保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算。（5）配電裝置設(shè)計(jì)：包括配電裝置布置型式的選擇、設(shè)備布置圖。（6）防雷、接地設(shè)計(jì)：包括直擊雷保護(hù)、進(jìn)行波保護(hù)和接地網(wǎng)設(shè)計(jì)。3車間變電所設(shè)計(jì)根據(jù)車間負(fù)荷情況，選擇車間變壓器的型號(hào)。4廠區(qū)10KV配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算和分析比較，確定最優(yōu)方案。三設(shè)計(jì)成果1設(shè)計(jì)說(shuō)明書：包括對(duì)各種設(shè)

9、計(jì)方案分析比較的扼要敘述，并附有必要的計(jì)算及表格。2設(shè)計(jì)圖紙 主變壓器保護(hù)原理接線圖。XXX焊接廠變電所供配電設(shè)計(jì) 摘 要本次設(shè)計(jì)主要依照供電設(shè)計(jì)必須遵循的一般原則、基本內(nèi)容和設(shè)計(jì)流程，對(duì)某電機(jī)修造廠變電所進(jìn)行了設(shè)計(jì)說(shuō)明，本文按照設(shè)計(jì)要求，在查閱大量參考資料、手冊(cè)后，對(duì)負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算，變配電所所址和型式的選擇，變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及類型的選擇，變配電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)，短路電流的計(jì)算，變配電所一次設(shè)備的選擇，變配電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)裝置的選擇與整定，變配電所防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)等進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明。并附有相應(yīng)的圖表、公式和計(jì)算結(jié)果。這次設(shè)計(jì)的變配電所完全滿足設(shè)

10、計(jì)要求。本次設(shè)計(jì)通過(guò)計(jì)算負(fù)荷，選出變壓器；通過(guò)計(jì)算三相短路電流，選出其他保護(hù)器件；通過(guò)三相短路電流，選擇過(guò)電流保護(hù)設(shè)備；然后選擇二次回路的設(shè)備，對(duì)一次側(cè)設(shè)備進(jìn)行控制、檢測(cè)；最后注意安全、接地和防雷的設(shè)置。關(guān)鍵詞：電能，電力工程，負(fù)荷計(jì)算，變壓器目 錄第一章 緒論11.1 電能的重要性11.2 工廠供電11.3 供電的基本要求21.4 電能的發(fā)展2第二章 計(jì)算負(fù)荷32.1 負(fù)荷計(jì)算的意義32.2 負(fù)荷計(jì)算32.3 總降壓變電所變壓器容量的選擇5第三章 總降壓變電站設(shè)計(jì)83.1 總降壓變電所位置選擇83.1.1 總降壓變電所位置選擇83.1.2 車間變電所位置選擇83.1.3 總降壓變電所電氣主接

11、線設(shè)計(jì)83.1.4 車間變電所電氣主接線設(shè)計(jì)93.2 短路電流的計(jì)算103.2.1 計(jì)算分組103.2.2 供電系統(tǒng)圖及短路電流結(jié)算的等效電路圖113.2.3 各個(gè)車間短路電流的計(jì)算113.3 電氣設(shè)備的選擇163.3.1 主變壓器35KV側(cè)設(shè)備163.3.2 主變壓器10KV側(cè)設(shè)備173.3.3 10KV饋電線路設(shè)備183.3.4 變電所進(jìn)出線選擇183.4 繼電保護(hù)的整定與防雷措施223.4.1 總降壓變電所的電能計(jì)量回路223.4.2 變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路223.4.3 總降壓變電所的保護(hù)裝置223.4.4 變電所的防雷保護(hù)263.4.5 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)27第四章 設(shè)計(jì)結(jié)

12、論29參考文獻(xiàn)30第一章 緒論電力行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，它的發(fā)展直接關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的興衰成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國(guó)防提供必不可少的動(dòng)力。以發(fā)電廠電氣部分、高電壓技術(shù)、繼電保護(hù)等專業(yè)知識(shí)為理論依據(jù)，主要對(duì)該廠總降壓變電所及接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)訓(xùn)練。設(shè)計(jì)步驟主要包括：負(fù)荷統(tǒng)計(jì)、負(fù)荷計(jì)算、方案比較、供電方式確定、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇與繼電保護(hù)整定以及防雷接地等內(nèi)容。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力.隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展與進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)和生活對(duì)電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來(lái)越高的要求。工廠供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。因此，設(shè)計(jì)和建造一個(gè)安全、經(jīng)濟(jì)的變電所，是極為重要的1.1 電能的重

13、要性電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，它的輸送和分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，又利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。從而搞好工業(yè)企業(yè)供電工作對(duì)于整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化具有十分重要的意義。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)的重要組成部分，工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量影響到工廠的和生產(chǎn)及其發(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(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。1.2 工廠供電在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ?/p>

14、電化工業(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。1.3 供電的基本要求做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好安全保護(hù)工作，就必須達(dá)到以下基本要求：（1）安全: 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（

15、2）可靠: 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。（3）優(yōu)質(zhì): 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求（4）經(jīng)濟(jì): 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。1.4 電能的發(fā)展此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。作為工廠隨著時(shí)代的進(jìn)步和推進(jìn)和未來(lái)今年的發(fā)展，工廠的設(shè)施建設(shè)，特別是電力設(shè)施將提出相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。因此，我們做供配電設(shè)計(jì)的工作，要做到未雨綢繆。為未來(lái)發(fā)展提供足夠的空間。這主要變現(xiàn)在電力電壓器及一些相當(dāng)重要的配電線路上，應(yīng)力求在滿足現(xiàn)在需求的基礎(chǔ)上從大選擇，以避免一臺(tái)變

16、壓器或一組變壓器剛服役不到幾年就因?yàn)槿萘繂?wèn)題而出現(xiàn)“光榮下崗”的情況發(fā)生。第二章 計(jì)算負(fù)荷2.1 負(fù)荷計(jì)算的意義（1）計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知的工廠的用電設(shè)備安裝容量求取確定的、預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。也就是通過(guò)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來(lái)按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用半小時(shí)的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（2）計(jì)算負(fù)荷是用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、供電線路截面選擇、變壓器數(shù)量和容量選擇、電氣設(shè)備額定參數(shù)選擇等的依據(jù)，合理地確定用戶各級(jí)用電系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷非常重要。2.2 負(fù)荷計(jì)算(1) 有功計(jì)算負(fù)荷為： （為設(shè)備容量）(2) 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：（對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備

17、組的正切值）(3)視在計(jì)算負(fù)荷為：(4)總的計(jì)算電流為： (為額定電壓380V)(5)變壓器功率損耗的計(jì)算：變壓器的負(fù)荷率：變壓器的有功功率損耗為：變壓器的無(wú)功功率損耗為：表2-1 車間負(fù)荷計(jì)算序號(hào)車間名稱P30/Q30/KvarS30/KVA1電機(jī)修造車間2機(jī)械加工車間3新品試制車間4原料車間5備件車間6鍛造車間7鍋爐房8空壓站9汽車庫(kù)10大線圈車間11半成品試驗(yàn)站12成品試驗(yàn)站序號(hào)車間名稱變壓器型號(hào)臺(tái)數(shù)變壓器有功損耗/KW變壓器無(wú)功損耗/Kvar110KV側(cè)有功功率/KW110KV側(cè)無(wú)功率/Kvar110KV側(cè)視在功率/KVA1電機(jī)修造車間S9-1000/10/0.4/19.9042.83

18、699.90608.63927.522機(jī)械加工車間S9-315/10/0.4/13.2713.18165.27269.14315.833新品試制車間S9-630/10/0.4/15.3624.9298.07448.47538.064原料車間S9-315/10/0.4/13.4413.83273.44173.13323.645備件車間S9-315/10/0.4/14.4016.3237.1229.29329.566鍛造車間S9-315/10/0.4/14.4016.3237.1229.29329.567鍋爐房S9-315/10/0.4/19.3812.72213.05189.91285.418空

19、壓站S9-250/10/0.4/15.4212.23188.74171.00254.689汽車庫(kù)S9-630/10/0.4/15.3624.9298.07448.47538.0610大線圈車間S9-250/10/0.4/18.2211.59204.22135.08244.8511半成品試驗(yàn)站S9-500/10/0.4/113.9722.12376.97308.89487.3612成品試驗(yàn)站S9-1000/10/0.4/18.9138.49678.11540.39867.10表2-2 車間變壓器的選擇及其負(fù)荷計(jì)算2.3 總降壓變電所變壓器容量的選擇由于工廠廠區(qū)范圍不大，高壓配電線路上的功率損耗可

20、忽略不計(jì)，因此表2-1所示車間變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷可認(rèn)為就是總降壓變電所出線上的計(jì)算負(fù)荷。取，P=3388.39KW，Q=3073.93Kvar,則總降壓變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷為：因?yàn)榇蠖鄶?shù)負(fù)荷為三級(jí)負(fù)荷，只有少數(shù)為二級(jí)負(fù)荷，故從經(jīng)濟(jì)性上考慮總降壓變電所可裝設(shè)一臺(tái)容量為5000KVA的變壓器,少數(shù)的二級(jí)負(fù)荷及重要的三級(jí)負(fù)荷，可由區(qū)域變電所的10KV線路作為備用線路。總降壓變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為：考慮到變壓器的無(wú)功功率損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗，由此可判斷工廠進(jìn)線處的功率因數(shù)必然小于0.85。為使工廠的功率因數(shù)天提供提高到0.9，需在總降壓變電所低壓側(cè)10KV母線上裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償，取

21、低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)為0.92，則需裝設(shè)的電容器補(bǔ)償容量為：選擇BWF10.5-50-1W型電容器，所需電容器個(gè)數(shù)為：取n=33，則實(shí)際補(bǔ)償容量為：補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)視在計(jì)算負(fù)荷為：查附表A-2，選擇S9-4000/35型、35/10.5kv的變壓器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下：變壓器的負(fù)荷率為：則變壓器的功率損耗為：第三章 總降壓變電站設(shè)計(jì)3.1 總降壓變電所位置選擇 總降壓變電所位置選擇根據(jù)供電電源員集中區(qū)，結(jié)合廠區(qū)供電平面圖，擬將總降壓變電所設(shè)置在廠區(qū)南部，如廠區(qū)供電平面圖2-1所示。情況，考慮盡量將總降壓變電所設(shè)置在靠近負(fù)荷中心且遠(yuǎn)離人。 車間變電所位置選擇根據(jù)各車間負(fù)荷情況，設(shè)置七個(gè)車間變電所

22、，每個(gè)車間變電所裝設(shè)一臺(tái)變壓器，根據(jù)廠區(qū)平面布置圖所提供的分布情況及車間負(fù)荷情況，結(jié)合其他各項(xiàng)選擇原則，并與工藝、土建等相關(guān)方面協(xié)商確定變電所位置，變電所設(shè)置如圖廠區(qū)平面布置圖如圖所示。圖3-1 廠區(qū)供電平面圖 總降壓變電所電氣主接線設(shè)計(jì)本工廠要求正常運(yùn)行時(shí)以354KV單回路架空線供電，由10KV電纜線路作為備用電源，因此，總降壓變電所主變壓器與35KV架空線路可采用線路-變壓器單元接線。為了便于檢修、運(yùn)行、控制和管理，在變壓器高壓側(cè)進(jìn)線處設(shè)置高壓斷路器。由于10KV線路平時(shí)不允許投入，因此備用10KV電源進(jìn)線斷路器在正常工作時(shí)必須能斷開(kāi)。變壓器二次側(cè)（10KV）設(shè)置少油斷路器，與10KV備用

23、電源進(jìn)線斷路器組成備用電源自動(dòng)投入裝置（APD）,當(dāng)工作電源失去電壓時(shí)，備用電源立即自動(dòng)投入，主變壓器二次側(cè)10KV母線采用單母線分段接線，變壓器二次側(cè)10KV接在段母線上，10KV備用電源接在段母線上，母線分段斷路器在正常工作時(shí)閉合，重要二級(jí)負(fù)荷可解在段母線上，在工作電源停止供電時(shí)不至于使重要負(fù)荷的供電受影響?？偨祲鹤冸娝碾姎庵鹘泳€如圖所示。圖3-2 總降壓變電所主接線 車間變電所電氣主接線設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則：車間變電所變壓器的單臺(tái)容量，一般不宜大于1250KVA,這樣可使變壓器更接近于車間負(fù)荷中心，減少低壓配電線路的投資和電能損耗，并且變壓器低壓側(cè)短路電流不至于太大，開(kāi)關(guān)電器的斷流容量和短路動(dòng)

24、穩(wěn)定易滿足要求。因此對(duì)于11號(hào)車間應(yīng)選擇兩臺(tái)變壓器，電氣主接線如下圖。圖3-3 車間變電所主接線3.2 短路電流的計(jì)算 計(jì)算分組各個(gè)車間選擇的變壓器型號(hào)，如下表所示。根據(jù)下表，可知短路電流的計(jì)算可分為5組進(jìn)行。表3-1 短路電流計(jì)算分組及變壓器臺(tái)數(shù)選擇車間序號(hào)選擇變壓器的型號(hào)變壓器臺(tái)數(shù)1、12S9-1000/10/0.412、4、7和5、6S9-315/10/0.413、9S9-630/10/0.418、10S9-250/10/0.4111S9-500/10/0.42 供電系統(tǒng)圖及短路電流結(jié)算的等效電路圖 圖3-4 廠區(qū)供電系統(tǒng)圖圖3-5 等效電路圖 各個(gè)車間短路電流的計(jì)算1.以1號(hào)車間為例，

25、進(jìn)行短路電流計(jì)算，短路計(jì)算電路和等效電路圖如下所示：圖3-6 第1號(hào)車間供電原理圖圖3-7第 1號(hào)車間等效電路圖2.確定基準(zhǔn)值3.計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值4.系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路電流及短路容量計(jì)算(2) k2點(diǎn)短路5.系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下三相短路電流及短路容量計(jì)算(2) k2點(diǎn)短路表3-2 第1、12號(hào)車間短路電流計(jì)算短路計(jì)算點(diǎn) 運(yùn)行方式IK/KAish/KAIsh/KASK/MVAK1最大5.2113.267.85333.33最小3.188.124.80204.08K2最大2.686.834.0548.78最小2.466.263.7144.64K3最大22.0344.54240.1324.

26、01最小21.4133.3922.9314.84表3-3 第2、4、7和5、6號(hào)車間短路電流計(jì)算短路計(jì)算點(diǎn) 運(yùn)行方式IK/KAish/KAIsh/KASK/MVAK1最大5.2113.267.85333.33最小3.188.124.80204.08K2最大2.686.834.0548.78最小2.466.263.7144.64K3最大9.7824.9514.276.78最小9.6624.6314.586.69表3-4 第3、9號(hào)車間短路電流計(jì)算短路計(jì)算點(diǎn) 運(yùn)行方式IK/KAish/KAIsh/KASK/MVAK1最大5.2113.267.85333.33最小3.188.124.80204.08

27、K2最大2.686.834.0548.78最小2.466.263.7146.64K3最大15.7040.0423.7110.88最小15.3839.2323.2310.66表3-5 第8、10號(hào)車間短路電流計(jì)算短路計(jì)算點(diǎn) 運(yùn)行方式IK/KAish/KAIsh/KASK/MVAK1最大5.2113.267.85333.33最小3.188.124.80204.08K2最大2.686.834.0548.78最小2.466.263.7146.64K3最大7.9920.3912.075.54最小7.9120.1711.985.26表3-6 第11號(hào)車間短路電流計(jì)算短路計(jì)算點(diǎn) 運(yùn)行方式IK/KAish/K

28、AIsh/KASK/MVAK1最大5.2113.267.85333.33最小3.188.124.80204.08K2最大2.686.834.0548.78最小2.466.263.7146.64K3最大14.3636.6121.689.95最小14.0935.9321.289.803.3 電氣設(shè)備的選擇 主變壓器35KV側(cè)設(shè)備安裝電氣條件設(shè)備型號(hào)規(guī)格項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目斷路器SW2-35/1000隔離開(kāi)關(guān)GW4-35G/600電流互感器LCW-35電壓互感器JDJJ-35避雷器FZ-35353535353535521000600100/55.216.5333.33100013.3455046 主變壓器1

29、0KV側(cè)設(shè)備安裝點(diǎn)電氣條件設(shè)備型號(hào)規(guī)格項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目高壓斷路器SN10-10I/630隔離開(kāi)關(guān)GN8-10T/600電流互感器LAJ-1010101010173.2630600300/52.291641.673005.8440523.3.3 10KV饋電線路設(shè)備 變電所進(jìn)出線選擇（1） 饋電給6號(hào)廠房（鍛造車間）的線路采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 按發(fā)熱條件選擇由及土壤溫度25，查表，初選纜芯為的交聯(lián)電纜，其，滿足發(fā)熱條件。 校驗(yàn)電壓損耗 由電機(jī)修造廠平面圖量得變電所至一號(hào)廠房距離約100m，而表查得的鋁芯電纜的（按纜芯工作溫度80計(jì)），又6號(hào)廠房的，因此按

30、式：滿足允許電壓損耗5的要求。 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面（1）由于前面所選的纜芯截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，因此改選纜芯的交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，即YJL22-10000-335125的四芯電纜（中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同）。（2） 饋電給7號(hào)廠房（鍋爐房）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選，即YJL22-10000-335125的四芯電纜。（3） 饋電給8號(hào)廠房（空壓站）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選，即YJL22

31、-10000-335125的四芯電纜。（4） 饋電給9號(hào)廠房（汽車庫(kù)）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選，即YJL22-10000-335125的四芯電纜。（5）饋電給10號(hào)廠房（大線圈車間）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選，即YJL22-10000-335125的四芯電纜。（6） 饋電給11號(hào)廠房（半成品試驗(yàn)站）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選，即YJL22-10000-33512

32、5的四芯電纜。（7） 饋電給12號(hào)廠房（成品試驗(yàn)站）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選，即YJL22-10000-335125的四芯電纜。3.作為備用電源的高壓線的選擇校驗(yàn)采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)，與相距約4km的某35/10kV變電所的10kV母線相聯(lián)。（1） 按發(fā)熱條件選擇工廠二級(jí)負(fù)荷容量共169.9kVA，計(jì)算電流為：室外環(huán)境溫度為38，查表，初選LJ-16，其35時(shí)的，滿足發(fā)熱條件。（2） 校驗(yàn)電壓損耗由表查得纜芯為的鋁絞線的，（按線間幾何均距0.8m計(jì)）。又，線路長(zhǎng)度按4km計(jì)，因此按式(3-9)，得：滿足允許電壓

33、損耗5的要求。（3） 短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)因?yàn)猷徑?5/10kV變電所電源10kV側(cè)的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)絡(luò)線的短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)計(jì)算無(wú)法進(jìn)行，只有暫缺。表3-9 高壓進(jìn)出線選規(guī)格型線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號(hào)規(guī)格35kV電源進(jìn)線LGJ-35鋼芯鋁絞線(三相三線架空)10kV高壓出線至6號(hào)廠房YJL22-10000-335125四芯電纜(直埋)至7號(hào)廠房YJL22-10000-335125四芯電纜(直埋)至8號(hào)廠房YJL22-10000-335125四芯電纜(直埋)至9號(hào)廠房YJL22-10000-335125四芯電纜(直埋)至10號(hào)廠房YJL22-10000-335125四芯電纜(直埋)至11號(hào)廠

34、房YJL22-10000-335125四芯電纜(直埋)至12號(hào)廠房YJL22-10000-335125四芯電纜(直埋)與鄰近35/10kV變電所10kV聯(lián)絡(luò)線LJ-16鋁絞線(三相三線架空)3.4 繼電保護(hù)的整定與防雷措施 總降壓變電所的電能計(jì)量回路總降壓變電所35kV進(jìn)線側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無(wú)功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能和無(wú)功電能，并據(jù)以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù)。計(jì)量柜由上級(jí)供電部門加封和管理。 變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路 變電所35kV側(cè)母線裝有電壓互感器避雷器柜，其中電壓互感器為3個(gè)JDJJ2-35型，組成（開(kāi)口三角）的結(jié)線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察。作為備

35、用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上，裝有三相有功電度表、三相無(wú)功電度表和電流表。高壓進(jìn)線上，亦裝有電流表。10kV側(cè)的出線上，均裝有有功電度表和無(wú)功電度表。10kV側(cè)母線裝有電壓互感器避雷器柜，其中電壓互感器為2個(gè)JDJ-10型，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)按規(guī)范要求。 總降壓變電所的保護(hù)裝置（1） 進(jìn)線側(cè)線路的繼電保護(hù)裝設(shè)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。采用GL15型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，三相三繼電器式結(jié)線。（見(jiàn)圖2-6）。其工作原理為：當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器KA瞬時(shí)動(dòng)作，閉合其觸點(diǎn)，使時(shí)間繼電器KT動(dòng)作。KT經(jīng)過(guò)整定的時(shí)限后，其延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使串聯(lián)的信號(hào)繼電器（電流型）KS和中間繼電器KM

36、動(dòng)作。KS動(dòng)作后，其指示牌掉下，同時(shí)接通信號(hào)回路，給出燈光信號(hào)和音響信號(hào)。KM動(dòng)作后，接通跳閘線圈YR回路，使斷路器QF跳閘，切除短路故障。QF跳閘后，其輔助觸點(diǎn)QF1-2隨之切斷跳閘回路。在短路故障被切除后，繼電保護(hù)裝置除KS外的其他所有繼電器均自動(dòng)返回起始狀態(tài)，而KS可手動(dòng)復(fù)位。圖3-8變電所進(jìn)線側(cè)線路定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理電路圖 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定：其中：，因此動(dòng)作電流為：整定為4A。（只能為整數(shù)，且不能大于10A） 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定：定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)其動(dòng)作時(shí)限，利用時(shí)間繼電器（DS型）來(lái)整定。因?yàn)轭}目知區(qū)域變電站220/35kV饋電線的過(guò)電流保護(hù)整定時(shí)間，所以電機(jī)修造廠變

37、電所進(jìn)線側(cè)線路的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)時(shí)間t，由于不知區(qū)域變電站饋電線采用的是定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，還是反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。我在這里假設(shè)為反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，所以t2s0.7s1.3s所以時(shí)間整定為1.3s。 過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)：其中因此其保護(hù)靈敏系數(shù)：1.5滿足靈敏系數(shù)1.5的要求。（2） 主變壓器的繼電保護(hù)裝置電流速斷保護(hù):保護(hù)采用兩相兩繼電器式接線，繼電器為DL11型，電流互感器變比為Ki=100/5=20，保護(hù)裝置的動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)變壓器二次側(cè)母線的最大三相短路穿越電流，即：靈敏度應(yīng)按變壓器一次側(cè)的最小兩相短路電流來(lái)校驗(yàn)，即： 裝設(shè)瓦斯保護(hù)：其保護(hù)原理如下：當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障（輕瓦斯）時(shí)，

38、瓦斯繼電器KG的上觸點(diǎn)KG1-2閉合，動(dòng)作于報(bào)警信號(hào)。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障（重瓦斯）時(shí)，KG的下觸點(diǎn)KG3-4閉合，通常是經(jīng)中間繼電器KM動(dòng)作于斷路器QF的跳閘機(jī)構(gòu)YR，同時(shí)通過(guò)信號(hào)繼電器KS發(fā)出跳閘信號(hào)。但KG3-4閉合，也可以利用切換片XB切換，使KS線圈串接限流電阻R，動(dòng)作于報(bào)警信號(hào)。由于瓦斯繼電器下觸點(diǎn)KG3-4在重瓦斯故障時(shí)可能有“抖動(dòng)”（接觸不穩(wěn)定）的情況，因此為了使跳閘回路穩(wěn)定地接通，斷路器能足夠可靠地跳閘，這里利用中間繼電器KM的上觸點(diǎn)KM1-2作“自保持”觸點(diǎn)。只要KG3-4因重瓦斯動(dòng)作一閉合，就使KM動(dòng)作，并借其上觸點(diǎn)KM1-2的閉合而自保持動(dòng)作狀態(tài)，同時(shí)其下觸點(diǎn)KM3

39、-4也閉合，使斷路器QF跳閘。斷路器跳閘后，其輔助觸點(diǎn)QF1-2斷開(kāi)跳閘回路，以減輕中間繼電器觸點(diǎn)的工作，而其另一對(duì)輔助觸點(diǎn)QF3-4則切斷中間繼電器KM的自保持回路，使中間繼電器返回。圖3-9變壓器瓦斯保護(hù)的接線圖3.4.4 變電所的防雷保護(hù)（1） 直擊雷防護(hù)在變電所屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶，并引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。由于變電所有露天配電裝置，應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包括整個(gè)變電所。按規(guī)定，獨(dú)立避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用36根長(zhǎng)2.5m、50mm的鋼管，在裝避雷針的桿塔附近作一排或多邊形排列，管間距離5m，打入地下，管頂距地面0.6m。接地管間用40mm4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用25mm4mm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(zhǎng)11.5m。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng)有3m以上距離。在35kV架空進(jìn)