工廠變配電所畢業(yè)設(shè)計

1、目錄第一章車間電力負(fù)荷計算及變壓器的選擇1.1負(fù)荷計算的目的 31.2負(fù)荷計算的方法及加氫裂化裝置主要原始資料 31.3按需要系數(shù)法確定負(fù)荷計算 71.4尖峰電流 111.5車間變壓器選擇 13第 2 章 短路及短路電流的計算2.1短路的概述 182.2電力網(wǎng)路中的短路計算 21第 3 章 導(dǎo)線及其截面的選擇3.1導(dǎo)線和電纜的選擇 293.2導(dǎo)線截面選擇及校驗的方法 30第 4 章 車間高、低壓電氣設(shè)備及其選擇4.1低壓電氣的選擇及校驗條件 354.2高壓電氣選擇及校驗條件 37第 5 章 車間變電所和供配電系統(tǒng)的主結(jié)線5.1 車間變電所所址選擇的要求 475.2車間變電所的總體布置及要求 4

2、85.3車間供電系統(tǒng)的主結(jié)線 49第 6 章供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)6.1 繼電保護(hù)的概述 536.2常用繼電保護(hù)的結(jié)線及整定計算 536.3 車間部分裝置的繼電保護(hù) 55第 7 章 防雷和接地7.1變電所的防雷保護(hù) 577.2配電變壓器和電容器的保護(hù) 587.3接地保護(hù) 59謝 辭 60參考文獻(xiàn) 61摘要工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)所需要的電能，除大型廠礦企業(yè)建有自備發(fā)電廠可供應(yīng)部分外，通常均由電力系統(tǒng)供給。 工業(yè)企業(yè)所使用的電能都是通過企業(yè)的各級變電站經(jīng)過變換電壓后，分配到各用電設(shè)備。因此，工業(yè)企 業(yè)變電站可以說是企業(yè)電力供應(yīng)的樞紐，所處地位十分重要。本人對煉油廠 1000萬噸/ 年煉油系統(tǒng)改造工程 -200

3、萬噸/年加氫裂化裝置 供配電系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計 , 石化企業(yè)負(fù)荷等級屬等一類負(fù)荷 , 它對供電的可靠 性和電能品質(zhì)的要求很高 , 這類負(fù)荷在供電突然中斷時將造成人身傷害危險 或造成重大設(shè)備損壞且難以修復(fù) , 或給國民經(jīng)濟帶來極大損失 .所以, 如何正 確地計算選擇各級變電站的變壓器容量及其它主要電氣設(shè)備，這是保證企 業(yè)安全可靠供電的重要前提。進(jìn)行企業(yè)電力負(fù)荷計算的主要目的就是為了 正確選擇企業(yè)各級變電站的變壓器容量，各種電氣設(shè)備的型號、規(guī)格以及 供電網(wǎng)絡(luò)所用導(dǎo)線牌號等提供科學(xué)的依據(jù)。一般常用于企業(yè)電力負(fù)荷計算 的方法有需用系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位面積功率法、單位指標(biāo)法和單位 產(chǎn)品耗電量法。此設(shè)計采

4、用的是需用系數(shù)法、標(biāo)幺值法等方法對加氫裂化 裝置電力負(fù)荷、最大短路電流等進(jìn)行了計算的。經(jīng)過優(yōu)化計算 , 科學(xué)合理 對配電間進(jìn)行選址、布局，并選用新一代S10系列節(jié)能型變壓器，最大化的 為企業(yè)節(jié)省投資、運行成本 , 為加氫裂化裝置供配電系統(tǒng)方面的安全穩(wěn)定節(jié) 能可靠運行、保證優(yōu)質(zhì)供電提供了強有力的保證 .第 1 章 車間電力負(fù)荷計算及變壓器的選擇1.1 負(fù)荷計算的目的工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)所需要的電能，除大型廠礦企業(yè)建有自備發(fā)電廠可供應(yīng)部分外，通常均由電力系統(tǒng)共給。 工業(yè)企業(yè)所使用的電能都是通過企業(yè)的各級變電站經(jīng)過變換電壓后，分配到各用電設(shè)備。因此，工業(yè)企 業(yè)變電站可以說是企業(yè)電力供應(yīng)的樞紐，所處地位十分重

5、要。如何正確地計算選擇各級變電站的變壓器 容量及其它主要電氣設(shè)備，這是保證企業(yè)安全可靠供電的重要前提。進(jìn)行企業(yè)電力負(fù)荷計算的主要目的 就是為了正確選擇企業(yè)各級變電站的變壓器容量，各種電氣設(shè)備的型號、規(guī)格以及供電網(wǎng)絡(luò)所用導(dǎo)線牌 號等提供科學(xué)的依據(jù)。1.2 負(fù)荷計算的方法及加氫裂化裝置主要原始資料 一般常用于企業(yè)電力負(fù)荷計算的方法有需用系數(shù)法、利用系數(shù)法、單位面積功率法、單位指標(biāo)法和單位產(chǎn)品耗電量法。此設(shè)計采用的是需用系數(shù)法來對加氫裂化裝置進(jìn)行電力負(fù)荷計算的。 因為，需用系數(shù)是用設(shè)備功率乘以需用系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負(fù)荷。這種方法簡便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計算采用利用系數(shù)法求

6、出最大負(fù)荷的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺數(shù)和功率差異的 影響，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計算負(fù)荷，計算過程十分繁 瑣。而單位面積功率法和單位指標(biāo)法主要多用于民用建筑；單位產(chǎn)品耗電 量法主要適用于某些工業(yè)。（表 1.1）加氫裂化裝置及相關(guān)參數(shù)一覽表裝置名稱臺數(shù)規(guī)格型號Pe( KWUe(V)Ie(A)分餾塔頂冷凝水泵2YB132S-45.538011.6硫化劑泵1YB200L-43038056.8反沖洗污油泵2YB200L-43038056.8循環(huán)氫壓縮機1YB132S1-25.538011.1重污油抽油泵1YB180M-22238042輕污油抽油泵1YB180M-22238042新氫壓縮機水站水

7、泵2YB200L1-23038056.9新氫壓縮機水站水箱加熱器23038045熱高分子空冷器8YB200L1-23038056.9熱低分子氣/航煤空冷器6YB200L1-23038056.9硫化氫氣提塔頂空冷器6YB200L1-23038056.9分餾塔頂空冷器8YB180M-22238042柴油空冷器8YB180M-22238042穩(wěn)定塔頂空冷器6YB180M-22238042新氫壓縮機輔助油泵電機3YB160M2-21538029.4新氫壓縮機油箱電加熱器31538022.8吸收塔一中段回流泵1YB160L-218.538035.5吸收塔二中段回流泵2YB160L-218.538035.

8、5穩(wěn)定塔進(jìn)泵2YB225M-24538083.9塔頂循環(huán)回流泵2YB280S-275380140.1脫吸塔底泵2YB225M-24538083.9航煤泵2YB250M-255380102.7注氨泵1YB160M2-21538029.4K-3101新氫壓縮機盤車電機3YB132S2-27.538015阻垢劑泵2YB801-40.553801.5引風(fēng)機1YB280S-275380140.1壓縮機廠房吊車1YB280S-275380140.1重石腦油泵2YB250M-290380167柴油泵3YB280S-275380140.1K-3102循環(huán)氫壓縮機油泵電機2YB200L1-23038056.9抗

9、氧劑泵2YB801-40.553801.5緩蝕劑泵2YB90L-22.23804.7分餾塔中斷回流泵2YB280S-275380140.1低壓脫硫貧胺液泵2YB250M-255380102.7硫化氫汽提塔頂泵2YB280S-275380140.1開工循環(huán)泵2YB801-40.553801.5石腦油分餾塔頂回流泵2YB200L1-23038056.9熱低分子氣/航煤空冷器1YB200L1-23038056.9硫化氫氣提塔頂空冷器1YB200L1-23038056.9新氫壓縮機注油器電機3YB90S-21.53803.4分餾塔頂回流泵2YB250M-290380167尾油泵（P-3206A/B）2

10、JR1410-8280600036分溜塔進(jìn)料泵2JR1410-8280600036反應(yīng)進(jìn)料泵2YK2200-299022006000261新氫壓縮機（K-3101）主機3TAW2000-20/2600200060002233JR138-4280600035新氫壓縮機3YB160M-41138022.6辦公室外中央空調(diào)室外機684380127.6辦公室外中央空調(diào)室內(nèi)機307.538011.4控制室風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)機2176380267.4配電間風(fēng)冷空調(diào)機23038045.6（表 1.2）加氫裂化裝置技術(shù)參數(shù)一覽表裝置名稱Pe(kw)kxcos $tan $分餾塔頂冷凝水泵5.50.80.840.6

11、46硫化劑泵300.80.870.567循環(huán)氫壓縮機5.50.80.880.54重污油抽油泵220.80.880.54輕污油抽油泵220.80.880.54分餾塔頂空冷器220.80.880.54穩(wěn)定塔頂空冷器220.80.880.54柴油空冷器220.80.880.54反沖洗污油泵300.80.890.512新氫壓縮機輔助油泵電機150.80.840.646新氫壓縮機油箱電加熱器150.50.651.17吸收塔中段回流泵18.50.80.890.512新氫壓縮機水站水泵300.80.890.512穩(wěn)定塔進(jìn)泵450.80.890.512熱高分子空冷器300.80.890.512塔頂循環(huán)回流泵7

12、50.80.890.512脫吸塔底泵450.80.890.512航煤泵550.80.890.512注氨泵150.80.840.646新氫壓縮機盤車電機7.50.80.880.54阻垢劑泵0.550.80.760.882引風(fēng)機750.80.890.512壓縮機廠房吊車750.80.890.512柴油泵重石腦油泵900.80.890.512循環(huán)氫壓縮機油泵電機300.80.890.512抗氧劑泵0.550.80.760.882緩蝕劑泵2.20.80.860.593熱低分子氣/航煤空冷器300.80.890.512硫化氫氣提塔頂空冷器300.80.890.512分餾塔中斷回流750.80.890.5

13、12低壓脫硫貧胺液泵550.80.890.512硫化氫氣提塔頂泵750.80.890.512開工循環(huán)泵550.80.890.512分餾塔頂冷凝水泵150.80.880.54石腦油分餾塔頂回流泵450.80.890.512新氫壓縮機注油器電機30.80.870.567分餾塔頂回流泵900.80.890.512分溜塔進(jìn)料泵(P-3204A/B)2800.80.850.62新氫壓縮機（K-3101）主機20000.9-0.90.36尾油泵2800.80.850.62反應(yīng)進(jìn)料泵22000.80.850.62注水泵2800.80.850.62新氫壓縮機110.80.840.646辦公室外中央空調(diào)室外機8

14、40.80.840.646辦公室外中央空調(diào)室內(nèi)機7.50.80.840.646控制室風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)機1760.80.840.646配電間風(fēng)冷空調(diào)機300.80.840.6461.3按需要系數(shù)法確定負(fù)荷計算需用系數(shù)法計算負(fù)荷的有關(guān)公式A.確定用電設(shè)備組或用電單位計算負(fù)荷的公式a.有功計算負(fù)荷（KWP30 = Kx *Pe ；式中，Kx為用電設(shè)備組或用電單位的需要系數(shù);Pe為b.式中,視在計算負(fù)荷（KV A） S30匸d.計算電流（A） I 30二Un 式中Un為用電設(shè)備組或用電單位供電電壓額定值 （KV）B.確定多組用電設(shè)備組或多個用電單位總計算負(fù)荷的公式a.有功計算負(fù)荷 （KW）P30 = K

15、P P30i.式中,P30i.為各組的計算負(fù)荷（KW） ； K7 P為有功負(fù)荷同時系數(shù)，由設(shè)備組計算車間配電干線負(fù)荷時可取Kx P=0.850.95，由設(shè)備組直接計算變電所低壓母線總負(fù)荷時可取K二 P=0.8 0.9。b.無功計算負(fù)荷Kvar式中，Q30i.為各組無功計算負(fù)荷（Kvar） ；q為無功負(fù)荷同時系數(shù),由設(shè)備組計算車間配電干線負(fù)荷時可取Kx q =0.90.97，由設(shè)備組直接計算變電所低壓母線總負(fù)荷時可取K q =0.85 0.95。2 2 2c.視在計算負(fù)荷（KV A） S30二氐 Q30Un式中Un為用電設(shè)備電壓額定值d.計算電流（A） I 30二(KV)用電設(shè)備組或用電單位的總

16、設(shè)備容量;無功計算負(fù)荷KvarQ30二F30 *tan tan為設(shè)備銘牌給定功率因數(shù)角用電設(shè)備組或用電單位功率因數(shù)角的正切值c.補償前 COS1=0.85, tan1=O.62補償后 COS 2 =0.95, tan ;：2=0.33需用系數(shù)法計算負(fù)荷的結(jié)果（表 1.3 ） 加氫裂化裝置計算負(fù)荷一覽表裝置名稱P30i.（ KW）Q30i,（ Kvar）S30 i,（ KVA分餾塔頂冷凝水泵4.42.8425.24硫化劑泵2413.60827.589反沖洗污油泵2413.60827.589循環(huán)氫壓縮機4.42.3765重污油抽油泵17.69.520輕污油抽油泵17.69.520熱低分子氣/航煤空

17、冷器15096.89硫化氫氣提塔頂空冷器15096.89分餾塔頂空冷器134.482.294穩(wěn)定塔頂空冷器100.862.47柴油空冷器134.482.294新氫壓縮機水站水泵2412.28826.963新氫壓縮機水站水箱加熱器30030熱高分子空冷器200129.187新氫壓縮機輔助油泵電機2415.50528.57新氫壓縮機油箱電加熱器30030吸收塔一中段回流泵14.87.57816.627吸收塔二中段回流泵14.87.57816.627穩(wěn)定塔進(jìn)泵3618.43240.445塔頂循環(huán)回流泵6030.7267.407脫吸塔底泵3618.43240.445航煤泵4422.52849.432注

18、氨泵126.4813.638新氫壓縮機盤車電機127.437阻垢劑泵0.440.3880.587引風(fēng)機6030.7267.407柴油泵71.846.614壓縮機廠房吊車6030.7267.407重石腦油泵7236.86480.89循環(huán)氫壓縮機油泵電機2412.28826.963抗氧劑泵0.440.3880.587緩侍劑泵1.761.0432.046辦公室外中央空調(diào)室外機67.250.4分餾塔中斷回流泵6030.7267.407低壓脫硫貧胺液泵4422.52849.432硫化氫汽提塔頂泵6030.7267.407開工循環(huán)泵8845.056辦公室外中央空調(diào)室內(nèi)機64.5控制室風(fēng)恒溫恒濕空調(diào)機140

19、.8105.6配電間風(fēng)冷空調(diào)機2418石腦油分餾塔頂回流泵2412.28826.963新氫壓縮機注油器電機2.41.8分餾塔頂回流泵7236.86480.89新氫壓縮機3.62.2324.236車間低壓裝置合計P30（ KWQ30（ Kvar）S30（ KVA）（380V）2594.91734.423121.17乘以同時系數(shù)Kp=0.9Kq=0.952335.411647.699921.052低壓無功補償-677.2689補償后計算負(fù)荷2335.41970.43012529.01（依此數(shù)據(jù)選車間變壓器 ）新氫壓縮機主機3600-1296分溜塔進(jìn)料泵224138.88263.56尾油泵22413

20、8.88263.56反應(yīng)進(jìn)料泵17601091.22070.83注水泵448276.76車間總合計10632.315258.2801乘以同時系數(shù)Kp=0.9Kq=0.959569.0794995.366112108.11高壓無功補償-2775.032補償后計算負(fù)荷9569.0792220.33417670.476車間變壓器損耗4.40421.126KV側(cè)計算負(fù)荷9573.4832241.45419832.38備注： 低壓（380V）側(cè)：l3o=3842.5A ;高壓（6KV）側(cè)：l30=946.1A1.4尖峰電流尖峰電流是指持續(xù)時間只12s左右的短時最大負(fù)荷電流，它對導(dǎo)線和 電器設(shè)備有很大的損

21、害作用，一般用來作為選擇校驗熔斷器、自動開關(guān)、 斷路器等設(shè)備的依據(jù)。尖峰電流的計算（1）單臺用電設(shè)備的尖峰電流I pk “ST =Kst *l N式中，Ipk為尖峰電流；Kst為設(shè)備的啟動電流倍數(shù)；1st為設(shè)備的啟動電流；對一般的籠型異步電動機而言Kst =67;對于級數(shù)W 4的籠型異步電機 KST 一般取7。依次為計算依據(jù)，可以計算岀整個加氫裂化車間各裝置的尖峰電流，計算結(jié)果如表1.4所示。（2）低壓380V的車間總設(shè)備的尖峰電流Ipk = I30 1st In m ax已知車間低壓設(shè)備的總計算電流I 30 =3842.5A所以 Ipk =丨30 Tst Tn m a=3842.5+267.

22、4 6=5446.9A（表1.4）加氫裂化裝置的尖峰電流和計算電流一覽表裝置名稱Ie(A)KTSI PK (A)I 30 (A)分餾塔頂冷凝水泵11.6781.27.96硫化劑泵56.87397.641.92注氨泵29.47205.820.72循環(huán)氫壓縮機11.1777.77.6重污油抽油泵42729430.39輕污油抽油泵42729430.39分餾塔頂空冷器42729430.39穩(wěn)定塔頂空冷器42729430.39柴油空冷器42729430.39反沖洗污油泵56.97398.340.97新氫壓縮機輔助油泵電機29.47205.820.72新氫壓縮機水站水泵56.97398.340.97熱低分

23、子氣/航煤空冷器56.97398.340.97硫化氫氣提塔頂空冷器56.97398.340.97新氫壓縮機油箱電加熱器45.67398.340.97熱高分子空冷器56.97398.340.97吸收塔一中段回流泵35.57248.525.26吸收塔二中段回流泵35.57248.525.26穩(wěn)定塔進(jìn)泵83.97587.361.45塔頂循環(huán)回流泵140.17980.7102.42脫吸塔底泵83.97587.361.45航煤泵102.77718.975.11阻垢劑泵1.5710.50.89引風(fēng)機140.17980.7102.42壓縮機廠房吊車140.17980.7102.42柴油泵140.17980.

24、7102.42重石腦油泵16771169122.9循環(huán)氫壓縮機油泵電機15710510.36抗氧劑泵1.5710.50.89緩侍劑泵4.7732.93.11分餾塔中斷回流140.17980.7102.42低壓脫硫貧胺液泵102.77718.975.11硫化氫氣提塔頂泵140.17980.7102.42開工循環(huán)泵102.77718.975.11硫化氫氣提塔頂泵140.17980.7102.42分餾塔頂冷凝水泵29.47205.820.72石腦油分餾塔頂回流泵15710510.36新氫壓縮機注油器電機3.4723.82.15分餾塔頂回流泵16771169122.9尾油泵36725224.5分溜塔進(jìn)

25、料泵36725224.5反應(yīng)進(jìn)料泵2615.21357.2199.27新氫壓縮機主機2235.21159.6199.27注水泵35724524.5加藥裝置加藥泵3.4723.82.15控制室新風(fēng)凈化機3.4723.82.15新氫壓縮機22.67158.215.921.5車間變壓器的選擇變壓器是電力系統(tǒng)中數(shù)量極多且地位十分重要的電器設(shè)備，它的作用 就是升咼和降低電壓。車間變電站變壓器臺數(shù)的選擇原則：(1) 對于一般的生產(chǎn)車間盡量裝設(shè)一臺變壓器；(2) 如果車間的一、二級負(fù)荷所占比重較大，必須兩個電源供電時， 則應(yīng)裝設(shè)兩臺變壓器。每臺變壓器均能承擔(dān)對全部一、二級負(fù)荷的供電任 務(wù)。如果與相鄰車間有聯(lián)

26、絡(luò)線時，當(dāng)車間變電站出現(xiàn)故障時，其一、二級 負(fù)荷可通過聯(lián)絡(luò)線保證繼續(xù)供電，則亦可以只選用一臺變壓器。(3) 當(dāng)車間負(fù)荷晝夜變化較大時，或由獨立(公用)車間變電站向幾 個負(fù)荷曲線相差懸殊的車間供電時，如選用一臺變壓器在技術(shù)經(jīng)濟上顯然 是不合理的，則亦裝設(shè)兩臺變壓器。變壓器容量的選擇：(1) 變壓器的容量ST (可近似地認(rèn)為是其額定容量 SN- T)應(yīng)滿足車 間內(nèi)所有用電設(shè)備計算負(fù)荷 S30的需要，即ST S30 ;(2) 低壓為0.4KV的主變壓器單臺容量一般不宜大于 1000KV- A(JGJ/T16 92規(guī)定)或1250 KV A (GB500594規(guī)定)。如果用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運

27、行合理時，亦可選用較大容量的變壓器。 這樣選擇的原因：一是由于一般車間的負(fù)荷密度，選用1000-1250 KV- A的變壓器更接近于負(fù)荷中心，減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬 消耗量；另一是限于變壓器低壓側(cè)總開關(guān)的斷流容量。 低壓為 230/400V 的配電變壓器聯(lián)結(jié)組別的選擇：（1） 選擇 Y,yn0 聯(lián)結(jié)組別的幾種情況： 三相負(fù)荷基本平衡，其低壓中性線電流不致超過低壓繞組額定電流 25%時； 供電系統(tǒng)中高次諧波干擾不嚴(yán)重時； 低壓單相接地短路保護(hù)的動作靈敏度達(dá)到要求時；（2） 選擇 D,yn11 聯(lián)結(jié)組別的幾種情況： 由單相不平衡負(fù)荷引起的中性電流超過變壓器低壓繞組額定電流

28、25%時； 供電系統(tǒng)中存在較大的“諧波源”，三次及以上高次次諧波電流比 較突出時； 需要增大單相短路電流值，以確保低壓單相接地短路保護(hù)的動作靈 敏度；除此之外 , 考慮到加氫裂化裝置在整個廠生產(chǎn)過程中所起到的作用，車 間應(yīng)該設(shè)有四臺變壓器，四套設(shè)備同時運行；每臺變壓器承擔(dān)50%的計算負(fù)荷，兩臺變壓器互為暗備用；但兩臺變壓器的容量均按計算負(fù)荷的70d80%來選擇。這樣，變壓器在正常運行時的負(fù)載率B不超過下列百分值：B =(50/80)% s(50/70)% 62.5%s71% 基本上滿足經(jīng)濟運行的要求。在故障的情況下 , 不用考慮變壓器的過負(fù)荷能 力就能擔(dān)負(fù)起對全部負(fù)荷供電的任務(wù)。綜上所述 :依

29、據(jù)車間低壓裝置的計算負(fù)荷可以選定催化車間變壓器為：選用10KV級S10系列節(jié)能型電力變壓器四臺。其技術(shù)參數(shù)如下：額定容量： 1600KVA 一次側(cè)額定電壓： 6000V二次側(cè)額定電壓： 400V 聯(lián)結(jié)組別： Y,yn0 或 Dyn11空載損耗： Pk=2.20KW短路損耗： Pe=13.8KW短路電壓百分值： ud %=4.5 空載電流百分值： Ik %=0.6當(dāng)電流通過變壓器時，就要引起有功功率和無功功率的損耗，這部分 功率損耗也需要由電力系統(tǒng)供給。因此，在確定車間主結(jié)母線時需要考慮 到這部分功率損耗。變壓器的負(fù)荷率：B 二S30/Se =2529.01/1600 440%變壓器的有功損耗為

30、： Pb=A Pk+p 2 Pe Pb =2.20+0.42 13.8=4.408Kw變壓器的無功損耗為： QbM Qk+p 2 Qe Qb = Ik %/100 Se+p 2 ud %/100 Se =0.6/100 1600+0.42 4.5/100 1600 =21.12Kvar第2章 短路及短路電流的計算2.1 短路的概述“短路”是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的一種故障。所謂短路是指電網(wǎng)某一相導(dǎo)體未通過任何負(fù)荷而直接與另一相導(dǎo)體或地接觸。電器設(shè)備載流部分絕 緣損壞是形成短路的主要原因，它帶來的危害也是相當(dāng)嚴(yán)重的。后果：(1) 損壞電氣設(shè)備：短路電路要產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，可 使故障設(shè)備造成

31、嚴(yán)重的損壞，并可能損壞電路其它設(shè)備。(2) 造成停電事故：由于電路中裝設(shè)有短路保護(hù)裝置，因此在電路短 路時，將使得短路電路斷開，從而造成停電。短路點越靠近電源，短路引 起停電的范圍越大，給國民經(jīng)濟造成的損失越大。(3) 引起電壓驟降：短路時電壓要驟降，從而嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的運 行。電壓的嚴(yán)重下降，還可能破壞各發(fā)電廠并列運行的穩(wěn)定性，使得并列 運行的發(fā)電機組失去同步，造成系統(tǒng)解列.(4) 造成電磁干擾：不對稱短路電流產(chǎn)生的不平衡磁場，對附近的通 信線路、信號系統(tǒng)及電子設(shè)備等產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，影響其正常運行，甚至 可能造成誤動作。常見的幾種短路類型(1)對稱短路：三相短路k(3):(2)不對稱短路:

32、兩相短路k(2) 兩相接地短路k(1.1)單相短路k：進(jìn)行短路電流計算的目的是為了保證電力系統(tǒng)安全運行，在設(shè)計選 擇電器設(shè)備時都要用可能流經(jīng)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，以保證該設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路故障引起的發(fā) 熱效應(yīng)和電動理效應(yīng)的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，采用了各種繼電保護(hù)和自動裝置，這些裝置的整定計算也需要準(zhǔn) 確的短路電流數(shù)據(jù)。為了校驗各種電器設(shè)備，必須找出可能出現(xiàn)的最嚴(yán)重的短路電流。經(jīng) 分析，發(fā)現(xiàn)在空載線路上且恰好當(dāng)某一相電壓過零時刻發(fā)生三相短路，在 該相中就會出現(xiàn)最為嚴(yán)重的短路電流。2.2電力網(wǎng)絡(luò)中的短路計算221短路計算的相關(guān)公式（

33、表2.1）有名值與標(biāo)幺值換算公式參數(shù)名稱有名值標(biāo)幺值說明功率S一般取Sd=100MVA電壓U一般取 Ud=Uev電流I電抗XwX = XSdX片一2XdUdx*是以Sd為基準(zhǔn)容量的標(biāo)幺值變壓器電抗線路電抗X i為線路每公里電抗值電抗器電抗Xr%為電抗器銘牌上數(shù)值系統(tǒng)等值電抗X SdSd粘 _Sk 一打kUnSk（ MVA）Ik（ KA）Sk為某點短路容 量，Ik為該點的三 相短路電流電動機電抗Kst為啟動電流倍數(shù)根據(jù)經(jīng)驗值，一般6KV電壓級的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)如下示:Sd=100MVA Ud=Uav ；基準(zhǔn)電壓為6.3KV;基準(zhǔn)電抗為0.397。；基準(zhǔn)電流為 9.16KA高壓網(wǎng)絡(luò)中對于無窮大電源系統(tǒng)三相

34、短路標(biāo)幺值法計算公式:x匚為系統(tǒng)電源到短路點間的總阻抗;X3j KA）山為短路點處的平均電壓，為次暫態(tài)短路電流;Sk = 3 I Un（MVA）；ish二-2kshl（ KA） ish為沖擊電流，ksh為短路電流沖擊系數(shù); 低壓配電網(wǎng)絡(luò)中短路電流的計算（1）高壓側(cè)系統(tǒng)的的等值電抗配電變壓器容量較小，阻抗值較大，一般可認(rèn)為短路時其高壓側(cè)母線電壓保持不變，即為無窮大電源系統(tǒng)?？蓳?jù)下式算出系統(tǒng)的等值阻抗（折算到400V側(cè)）：Zs4002STRS 0.1XS； XS 0.995ZSm；Sk配電變壓側(cè)短路容量,KVA（2）變壓器的阻抗式中，丄Pk的單位為KW Un的單位為V; Sn的單位為KVA（3）低

35、壓電網(wǎng)內(nèi)電阻值較大，不能略去。用 z=r2 X2來代替計算中 的電抗X。（4）一般采用標(biāo)幺值法或有名值計算比較簡便。采用有名值計算時電壓單位用 V,電流用KA容量用KVA阻抗用 m1。有關(guān)計算公式 式中，Zt為短路回路每相的總阻抗，； Rz、X二分別為短路回路每相的 總電阻、總電抗，； Uav為平均額定線電壓，V。短路計算中應(yīng)注意的問題1. 短路電流沖擊系數(shù)ksh的取值在高壓電網(wǎng)中其它地點短路取1.8 ;在1000V及以下變壓器低壓側(cè)0.4KV短路時取1.3 ；2. 對電網(wǎng)中異步電動機負(fù)荷的處理一些接在短路點附近（5m內(nèi)）且容量較大的異步電動機（電動機容量大 于100KW或總?cè)萘看笥?00 K

36、W的感應(yīng)電動機），在短路初瞬次暫態(tài)階段， 短路點的電壓為零，這些電動機因為有較大的慣性，轉(zhuǎn)速不能立即降到 零，因此其反電動勢大于電網(wǎng)的剩余電壓。此時看作一臺發(fā)電機，能向短路點反饋次暫態(tài)短路電流和沖擊短路電流?？砂聪鹿接嬎?MN0.95.3I0.17I sh(M)IMN-x，2K sh (M )I Msh(M )53IMN7.48KshI mn ；式中，Em為電動機次暫態(tài)電勢標(biāo)幺值，一般取 0.9 ；Xm.為電動機次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值，一般取0.17 ； Ksh（M）為電動機短路電流沖擊系數(shù)，一般高壓電動機取1.41.6，低壓電動機取1.0 ;3. 系統(tǒng)等值電抗的估算：Xs.二豈，Sk為系統(tǒng)分界母

37、線處的短路容量（有時用該處斷路器額定斷Sk流容量代替）4. 短路時母線殘壓的計算：電網(wǎng)中發(fā)生三相短路時，短路點的電壓降為零，短路點附近的電壓也 大為降低。為分析短路時電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)或因繼電保護(hù)整定計算的要 求，需要計算系統(tǒng)中某點在短路時的電壓（殘壓）Ure“X “為由短路點算起到系統(tǒng)某點的電抗標(biāo)幺值；高壓側(cè)三相短路電流計算系統(tǒng)圖（表 2.2）高壓側(cè)三相短路電流計算一覽表短路占八、l(3)=l =i1 Zq1 oci 1(KA)（KA）（KA）（KA）(KA(MVAd 1、8327.68494.8831.65831.653575.56d2254.44384.2645.77645.772773

38、.14d 3、295.48446.17749.932.93752.863220.4413d4、101.78153.69258.320.4258.721109.310d 5、101.78153.69258.320.39258.711109.311d 6、101.78153.69258.320.39258.711109.312d7、9295.48446.17749.932.93752.863220.44備注：（1） lZq）-為三相短路時周期分量的有效值，用來作為推算其它各短 路電流計算量的基本依據(jù)。（2）| ：-為三相短路電流的穩(wěn)態(tài)有效值，用來校驗電器和電路中載流 部件的熱穩(wěn)定性。（3）I-為次

39、暫態(tài)短路電流，用來作繼電保護(hù)的整定計算和校驗斷路 器的額定斷流量。（4）Ish-為三相短路后第一周期內(nèi)短路電流（指最嚴(yán)重情況下的最嚴(yán) 重相的第一周期的電流峰值）的有效值，用來校驗電器設(shè)備的動穩(wěn)定性，有 時也用作校驗斷路器的額定斷流量。（5）ish-為三相短路沖擊電流（指最嚴(yán)重短路情況下，三相短路電流 中最嚴(yán)重相的第一周期的電流峰值），用來校驗電器設(shè)備和母線的動穩(wěn)定 性。（6）s-為次暫態(tài)三相短路容量，用來校驗斷路器的遮斷能力。（7）ish（M）-為電動機的反饋沖擊電流（8）代-為考慮了電動機的反饋電流后短路電流的沖擊值低壓側(cè)三相短路電流計算系統(tǒng)圖（表 2.3）低壓側(cè)三相短路電流計算一覽表短路點

40、(KA(KA(MVA(KAd 1、9148.81344.67162.2102.98d227.1861.1329.6318.81d385.41192.0993.159.1d420.1345.2721.9412.66d 5117.35263.92127.9181.21d 610.3523.2811.287.17d 78.3718.829.125.79d 833.6575.6836.6823.28ooooooooooooooo第3章 導(dǎo)線及其截面的選擇3.1導(dǎo)線和電纜的選擇導(dǎo)線和電纜選擇是工業(yè)企業(yè)供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中的一個重要組成部分，因 為它們是構(gòu)成供電網(wǎng)絡(luò)的主要元件，電能必須依靠它們來輸送分配。在選

41、擇導(dǎo)線和電纜的型號及截面時，既要保證供電的安全可靠，又要充分利用 導(dǎo)線和電纜的負(fù)載能力。選擇導(dǎo)線和電纜截面時，必須考慮以下幾個因素，這些因素也是我們 的選擇原則：（1）發(fā)熱問題電流通過導(dǎo)線或電纜時將引起發(fā)熱，從而使其溫度升高。當(dāng)通過的電流超過其允許電流時，將其絕緣線和電纜的絕緣加速老 化，嚴(yán)重時將燒毀導(dǎo)線或電纜，或引起其它的事故，不能保證安全供電。 另一方面為了避免浪費有色金屬，應(yīng)該充分利用導(dǎo)線和電纜的負(fù)荷能力。 因此，必須按導(dǎo)線或電纜的允許載流量來選擇其截面。（2）電壓損失問題電流通過導(dǎo)線時，除產(chǎn)生電能損耗外，由于線路上有電阻和電抗，還產(chǎn)生電壓損失。當(dāng)電壓損失超過一定的范圍后，將使用 電設(shè)備

42、端子上的電壓不足，嚴(yán)重影響用電設(shè)備的正常運行。（3）架空線路的機械強度架空線路經(jīng)受風(fēng)、雪、覆冰和溫度變化的影響，因此必須有足夠的機械強度以保證其安全運行，其截面不得小于某一 最小允許截面。（4）經(jīng)濟條件導(dǎo)線和電纜截面的大小，直接影響網(wǎng)絡(luò)的出投資及電能損耗的大小。截面選的小些，可節(jié)約有色金屬和減少電網(wǎng)投資，但網(wǎng)絡(luò) 中的電能損耗增大。反之，網(wǎng)路中的電能損耗雖然減少，但有色金屬耗用 量和電網(wǎng)投資都隨之增大。因此這里有一個經(jīng)濟運行的問題，即所謂按經(jīng) 濟電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面，此時網(wǎng)路中的年運行費用最小。3.2 導(dǎo)線截面選擇及校驗的方法 常用選擇導(dǎo)線截面的方法有：按發(fā)熱條件選擇；按照允許電壓損失條

43、件選擇；按照機械強度條件選擇；按照經(jīng)濟電流密度條件選擇。從原則上講，上述四個條件都滿足，以其中最大的截面作為我們應(yīng)該選取的導(dǎo)線截面。但是，對一般工業(yè)企業(yè) 610KV線路來說，因為電力線路不長，如按照經(jīng)濟電流密度來選擇導(dǎo)線的截面，則往往偏大，所以一般只 作為參考數(shù)據(jù)。只有大型工業(yè)企業(yè)的外部電源線路，但負(fù)荷較大、線路較 長時，特別是 35KV 及以上的輸電線路，主要應(yīng)按經(jīng)濟電流密度來選擇導(dǎo)線 截面。對于一般的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部 610KV 線路，因線路不長，其電壓損失不 大，所以一般按發(fā)熱條件選擇，然后按其它條件進(jìn)行校驗。對于 380V 低壓 線路，雖然線路不長，但因電流較大，在按發(fā)熱條件選擇的同時，還

44、應(yīng)按 允許電壓損失的條件進(jìn)行校驗。按照允許電壓損失條件選擇條件:.：U% 其iouNnn1 PaL。品i迄5%進(jìn)行校驗各設(shè)備導(dǎo)線的選擇均滿足此條件。式中，Ro、X 0為每公里線路的電阻和電抗;PaL iouN i為由有功負(fù)荷及電阻引起的電壓損失;卷NaLa為由無功負(fù)荷及電抗引起的電壓損失;除此校驗條件外，還需考慮到熔斷器和自動開關(guān)與導(dǎo)線截面的配合問 題，它們之間也需要滿足一定的關(guān)系:(1)對于動力支線采用電纜敷設(shè)時，熔斷器和電纜允許電流的倍數(shù)關(guān)系是為電纜允許的電流，A);自G：2.5( Ier為熔斷器熔體的額定電流，A； Iy1 Y動開關(guān)和電纜允許電流的倍數(shù)關(guān)系是F0,: 4.5 （ Igzd

45、為長延時脫扣I Y器整定電流，Iszd為瞬時脫扣器整定電流，A)Q，j5。(2)對于動力干線采用電纜敷設(shè)時，熔斷器和電纜允許電流的倍數(shù)關(guān)系是* ：1.5 ；自動開關(guān)和電纜允許電流的倍數(shù)關(guān)系是1 Y(3) 對于有爆炸危險的廠房中選擇電纜截面的條件為 1.25。1 N綜上所述:加氫裂化車間各用電設(shè)備導(dǎo)線及其截面的選擇和校驗情況如下表所示:設(shè)備名稱電纜型號I Y( A)In (A)上 1.251 N分餾塔頂冷凝水泵VLV29-3 X43011.6合格硫化劑泵VLV29-3 X258756.8合格循環(huán)氫壓縮機VLV29-3 X43011.1合格重污油抽油泵VLV29-3 X 166742合格輕污油抽油

46、泵VLV29-3 X 166742合格分餾塔頂空冷器VLV29-3 X 166742合格穩(wěn)定塔頂空冷器VLV29-3 心66742合格柴油空冷器VLV29-3 漢 166742合格新氫壓縮機水站水泵VLV29-3 漢 258756.8合格新氫壓縮機水站水箱加熱器VLV29-3 漢 258756.8合格熱高分子空冷器VLV29-3 x258756.8合格熱低分子氣/航煤空冷器VLV29-3 漢 258756.8合格硫化氫氣提塔頂空冷器VLV29-3 x258756.8合格新氫壓縮機輔助油泵電機VLV29-3 汽 63829.4合格新氫壓縮機油箱電加 熱器VLV29-3 漢 43011.1合格反沖

47、洗污油泵VLV29-3 X258756.9合格新氫壓縮機水站水泵VLV29-3 X258756.9合格吸收塔一中回流泵VLV29-3 x 105135.5合格吸收塔二中回流泵VLV29-3 江105135.5合格穩(wěn)定塔進(jìn)料泵VLV29-3 漢 3510883.9合格塔頂循環(huán)回流泵VLV29-3 漢 95192140.1合格脫吸塔底泵VLV29-3 x3510883.9合格航煤泵VLV29-3 匯50132102.7合格注氨泵VLV29-3 X63829.4合格新氫壓縮機盤車電機VLV29-3 匯 43015合格阻垢劑泵VLV29-3 X4301.5合格引風(fēng)機VLV29-3 江95192140.1合格柴油泵VLV29-3 X95192140.1合格壓縮機廠房吊車VLV29-3 X95192140.1合格重石腦油泵VLV29-3 X 120218167合格循環(huán)氫壓縮機油泵電VLV29-3 江258756.9合格機抗氧劑泵VLV29-3 X4301.5合格緩侍劑泵VLV29-3 漢 4304.7合格分段塔回流泵VLV29-3 X95192