工廠供電課程設計指導書

1、工廠供電課程設計指導書變配電所在供配電系統(tǒng)中處于中心地位，設計好變配電所是供配電系統(tǒng)設計的關鍵，變電所設計要做到供電可靠、技術先進、經濟合理、維護方便和保障人身安全。變電所設計應根據工程特點、規(guī)模和5年10年發(fā)展規(guī)劃，處理近期建設和遠期發(fā)展的關系，遠近結合，以近期為主。變電所設計應統(tǒng)籌兼顧，綜合負荷性質、用電容量、工程特點、所址環(huán)境、地區(qū)供電條件和節(jié)約電能等因素合理確定設計方案。變電所設計好采用的設備，應符合國家或行業(yè)技術標準，應優(yōu)先選用技術先進、經濟和節(jié)能的產品。 變配電所設計按照規(guī)范，可以分三個層次，即：10kV及以下變電所設計，35kV110kV 變電所設計，220kV500kV變電所設

2、計。不同電壓等級的變電所規(guī)范要求有所不同。為了進行供配電設計，在此之前要搜集齊下列資料：1) 向電力部門取得的資料2) 向當地氣象、水文地質部門收集的資料 最高年平均氣溫、最熱月平均最高氣溫、歷年極端最高最低氣溫；當地年雷暴日數及年雷電小時數；當地土壤性質、土壤電阻率；當地曾經出現(xiàn)過或可能出現(xiàn)的最高地震烈度；當地常年主導風向、歷年最大風速；當地年降水量、積雪深度；地下水位及最高洪水位等， 3) 向電力用戶收集的資料 建筑總平面圖，各建筑(車間)的土建平、斷面圖；各用電設備的詳細型號、規(guī)格，對供電的要求，各設備的平面圖及主要斷面圖；用戶已有供配電系統(tǒng)的系統(tǒng)圖及平面布置圖；用戶的最大負荷、年耗電量

3、、功率因數等。一、負荷計算和無功功率補償1、負荷計算 資料準備齊了以后，設計的第一步是進行負荷計算。負荷計算的方法有需要系數法、二項式系數法等。負荷計算出來后，列表表示出來。編號名稱類別設備容量Pe/kW需要系數Kdcostan計算負荷P30/kWQ30/kvarS30/kvAI30/A總計（380V側）動力2220915.3853.1照明403KP=0.8計入Kq=0.80.75812.2727.6109016562、無功功率補償計算出來后列表表示項目cos計算負荷P30/kWQ30/kvarS30/kvAI30/A380V側補償前負荷380V側無功補償容量380V側補償后負荷主變壓器功率損

4、耗10KV側負荷總計二、變配電所方案選擇及電氣主接線 1. 變配電所方案選擇 變配電所設計應先拿出總體設計方案。即根據預測或計算出的計算負荷容量大小、負荷性質、負荷分布、負荷數量、供電半徑等定出變配電所的進線電壓、電源及備用電源數量，確定出線電壓、出線回路數；按照靠近負荷中心，考慮污染、易燃易爆、防洪，考慮進出線、施工運輸、職工生活方便等等因素，選擇變配電所的位置；結合規(guī)范確定變配電所主接線，選出變壓器等主要設備；最后進行工程估算。 變配電所的總體設計方案通常有多個可供選擇。方案比較要從技術和經濟性的角度進行。首先設計方案要滿足技術性需求，即從供電的可靠性、電能質量、運行維護、設備技術等方面進

5、行比較；其次設計方案要考慮變配電所建設和運行的經濟性，即讓變配電所建設的總投資和年運行費用達到最小?？傮w設計方案通過技術性、經濟性比較選出最優(yōu)方案，進行下一步設計。如果總體設計不足以確定最優(yōu)方案，那么可以進一步在初步設計階段完成后再進行變配電所方案比較與選擇。 2. 變配電所電氣主接線 1) 10kV及以下變配電所中的主接線設置原則： 高壓及低壓母線宜采用單母線或分段單母線接線。當供電連續(xù)性要求很高時，高壓母線可采用分段單母線帶旁路母線或雙母線的接線。 2) 35kV變電所中的主接線設置原則：高壓側宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線。當35kV110kV線路為2回及以下時，宜采用橋形、線路變壓

6、器組或線路分支接線。超過2回時，宜采用擴大橋形、單母線或分段單母線的接線。 三、變電所主變壓器的選擇原則 變電所主變壓器數量、容量基本選擇原則前面章節(jié)已介紹過，這里需要注意的是： (1) 10kV及以下變電所中的單臺配電變壓器(低壓為0.4kV)的容量不宜大于1250kVA。當用電設備容量較大、負荷集中且運行合理時，可選用較大容量的變壓器。 (2) 在一般情況下，動力和照明宜共用配電變壓器。但當照明負荷較大或動力和照明采用共用變壓器嚴重影響照明質量及燈具使用壽命，單臺單相負荷較大，沖擊性負荷較大，嚴重影響電能質量時，可設專用變壓器；在電源系統(tǒng)不接地或經阻抗接地，電氣裝置外露導電體就地接地系統(tǒng)(

7、IT系統(tǒng))的低壓電網中，照明負荷應設專用配電變壓器。 (3) 多層或高層主體建筑內變電所，宜選用不燃或難燃型變壓器。 (4) 在多塵或有腐蝕性氣體嚴重影響變壓器安全運行的場所，應選用防塵型或防腐型變壓器。 (5) 當變電所具有3種電壓時，如通過主變壓器各側線圈的功率均達到該變壓器容量的15%以上，則主變壓器宜采用三線圈變壓器。 (6) 對深入市區(qū)的城市電力網變電所，結合城市供電規(guī)劃，為簡化變壓層次和接線，也可采用雙繞組變壓器。 (7) 電力潮流變化大和電壓偏移大的變電所，如經計算普通變壓器不能滿足電力系統(tǒng)和用戶對電壓質量的要求時，應采用有載調壓變壓器。主變壓器調壓方式的選擇，應符合SDJ161

8、1985(試行)電力系統(tǒng)設計技術規(guī)程的有關規(guī)定。當500kV變壓器采用有載調壓時，應經過技術經濟論證。四、 變電所短路電流計算 計算短路電流主要是選擇和校驗電氣設備，以及為了繼電保護的整定與靈敏度校驗。變電所短路電流的計算因考慮到有多個電壓等級，故一般用標幺制法。采用標么制法進行變電所短路電流計算應注意以下幾點： (1) 變電所短路電流計算從簡化的角度考慮可按無限大容量電源系統(tǒng)的方法計算，認為在短路的全過程中系統(tǒng)電源的端電壓保持不變；不過，要計入系統(tǒng)電源的內阻對短路電流的影響。 (2) 基準值的選?。夯鶞孰妷阂x取電網額定電壓的1.05倍；基準容量一般選取100MVA，并且在設計計算時只能有一

9、個基準容量。 (3) 最大運行方式與最小運行方式： 電力系統(tǒng)在運行時有所謂的最大運行方式和最小運行方式，最大運行方式下系統(tǒng)各電廠投入的發(fā)電機組最多，供電部門及用戶的輸、變電設備按最大負荷的情況相互連接投入運行。 此時發(fā)生短路故障，系統(tǒng)電源至短路點的總阻抗最小，短路電流最大。在最小運行方式下，系統(tǒng)各電廠投入的發(fā)電機組少，輸變電設備解列處于單列運行狀態(tài)。短路時，短路回路總阻抗最大，因此有最小的短路電流。計算最大運行方式下的短路電流可作為選擇和校驗電氣設備、繼電保護的整定依據，計算最小運行方式下短路電流可作為校驗繼電保護裝置靈敏度的依據。在短路電流計算時既要考慮系統(tǒng)電源在最大運行方式和最小運行方式下

10、的容量，又要考慮變電所主接線的不同運行方式，如圖7.1所示。(b) 最大運行方式下短路計算等效阻抗圖c) 最小運行方式下短路計算等效阻抗圖圖7.1不同運行方式下短路電流計算示意圖 (4) 短路電流計算的短路點選取。在變電所設計時需要校驗的電氣設備很多，而短路計算通常只考慮電源、線路、變壓器、電抗器等相對的大阻抗，所以短路點只有有限的幾個。實際電氣設備短路校驗選擇的短路電流是與其相近的(近似于金屬性短接)短路點的電流，如圖7.2所示。圖7.2 電氣設備短路校驗選用短路點示意圖五、變電所一次設備的選擇和校驗為了保證一次設備安全可靠地運行，必須按照下列條件選擇和校驗：1） 按正常工作條件，包括電壓、

11、電流、頻率、開斷電流等選擇。2） 按短路條件，包括動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來校驗。3） 考慮電氣設備運行的環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。4） 按照各類設備的不同特點和要求如斷路器的操作性能、互感器的二次負荷和準確級等進行選擇。六、變電所電源進線和配電線路的選擇為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質、經濟地運行，進行導線和電纜截面時必須滿足下列條件:1）發(fā)熱條件2）電壓損耗條件3）經濟電流密度4）機械強度根據設計經驗，一般10KV及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再校驗電壓損耗和機械強度。低壓照明線路，因其對電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進行

12、選擇，再校驗發(fā)熱條件和機械強度。對長距離大電流及35KV以上的高壓線路，則可先按經濟電流密度確定經濟截面，再校驗其它條件。架空進線的選擇按發(fā)熱條件選擇導線截面。七、 變電所二次回路方案的選擇和繼電保護1、二次回路方案的選擇內容：1） 高壓斷路器的操作機構控制與信號回路2） 變電所的電能計量回路3） 變電所的測量和絕緣監(jiān)測回路2、變電所的繼電保護內容1） 主變壓器的保護2） 線路的保護八、變電所的防雷與接地裝置1、 變電所的防雷保護（1）裝設避雷針 室外配電裝置應裝設避雷針來防護直接雷擊。如果變配電所處在附近高建（構）筑物上防雷設施保護范圍之內或變配電所本身為室內型時，不必再考慮直擊雷的保護。（2）高壓側裝設避雷器 這主要用來保護主變壓器，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鍵的設備。為此要求避雷器應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。避雷器的接地端應與變壓器低壓側中性點及金屬外殼等連接在一起。在每路進線終端和每段母線上，均