工業(yè)建筑降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)書(shū)

1、. . . . 前 言在國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，電能的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，生產(chǎn)、科學(xué)、研究、日常生活都對(duì)電能的供應(yīng)提出更高的要求，因此確保良好的供電質(zhì)量十分必要。本設(shè)計(jì)書(shū)注重理論聯(lián)系實(shí)際，理論知識(shí)力求全面、深入淺出和通俗易懂，實(shí)踐技能注重實(shí)用性，可操作性和有針對(duì)性，同時(shí)注重介紹和反映現(xiàn)代供配電技術(shù)的新技術(shù)。 本課程設(shè)計(jì)選擇進(jìn)行了一個(gè)模擬的中小型工廠10/0.4kV、容量為1000kVA的降壓變電所，既含有高壓供電部分又含有電力變壓器低壓配電部分。 本設(shè)計(jì)書(shū)論述了供配電系統(tǒng)的整體功能和相關(guān)的技術(shù)知識(shí)，重點(diǎn)介紹了工廠供配電系統(tǒng)的組成部分。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行與管理，并根據(jù)工廠所能取得的電源與

2、工廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定了變電所的位置與形式與變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類(lèi)型與選擇變電所主結(jié)線(xiàn)方案與高低壓設(shè)備與進(jìn)出線(xiàn)。本設(shè)計(jì)書(shū)共分部分，包括：負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償、變電所位置和形式選擇、變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、類(lèi)型容量與主接線(xiàn)方案選擇、短路電流的計(jì)算、變電所一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)、變電所電氣主結(jié)線(xiàn)圖。目 錄前言 .1第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).3第二章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償.6第三章 變電所位置和型式的選擇11第四章 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量與主結(jié)線(xiàn)方案的選擇12第五章 短路電流的計(jì)算16第六章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)19第七章

3、 變電所高、低壓線(xiàn)路的選擇與校驗(yàn)22第八章 變電所二次回路方案選擇與繼電保護(hù)的整定27第九章 防雷和接地裝置的確定.31第十章 參考文獻(xiàn).33第十一章 收獲和體會(huì)33第一章一、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（一）設(shè)計(jì)題目某工業(yè)建筑降壓變電所電氣設(shè)計(jì)。（二）設(shè)計(jì)要求根據(jù)本廠所能取得的電源與用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量，選擇變電所主結(jié)線(xiàn)方案與高低壓設(shè)備與進(jìn)出線(xiàn)，確定二次回路方案，選擇并整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪出設(shè)計(jì)圖樣。(三) 設(shè)計(jì)依據(jù)（1）工廠總平面圖：附圖B-1X

4、X機(jī)械廠總平面圖（2）工廠負(fù)荷情況：本廠多數(shù)車(chē)間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為5000h,日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為8h。該廠除鑄造車(chē)間、電鍍車(chē)間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。照明與家用電器均為單相，額定電壓為220V。（3）供電電源情況：按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線(xiàn)取得工作電源。該干線(xiàn)的走向參看工廠總平面圖。該干線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)品牌號(hào)為L(zhǎng)GJ-185，導(dǎo)線(xiàn)為等邊三角形排列，線(xiàn)距為1.5m。干線(xiàn)首端（即電力系統(tǒng)的饋電變電所）距離本廠約10km，該干線(xiàn)首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA，此斷路器

5、配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.4s。為滿(mǎn)足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線(xiàn)由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線(xiàn)路總長(zhǎng)度達(dá)100km，電纜線(xiàn)路總長(zhǎng)度達(dá)30km。表1 工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料用電單位編號(hào)用電單位名稱(chēng)負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車(chē)間動(dòng)力2100.350.65照明60.81.02鍛壓車(chē)間動(dòng)力2200.30.6照明70.81.03金工車(chē)間動(dòng)力2000.250.6照明70.81.04工具車(chē)間動(dòng)力2900.250.65照明80.81.05電鍍車(chē)間動(dòng)力2000.50.7照明60.81.06熱處理車(chē)間動(dòng)力2550

6、.60.75照明70.81.07裝配車(chē)間動(dòng)力1200.350.75照明50.81.08機(jī)修車(chē)間動(dòng)力1400.250.6照明30.81.09鍋爐房動(dòng)力750.40.65照明10.81.010倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.250.6照明10.91.011生活區(qū)動(dòng)力3300.81.0（4）氣象資料：本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為40，年平均氣溫為20，年最低氣溫為5，年最熱月平均最高氣溫為35，年最熱月平均氣溫為28.，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25。.年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，年雷暴日數(shù)為32天。（5）地質(zhì)水文資料：本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土（土質(zhì)）為主，地下水位為2m。（6）電費(fèi)制度：本廠與當(dāng)?shù)毓╇?/p>

7、部門(mén)達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專(zhuān)用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制繳納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量為18元/（kVA），動(dòng)力電費(fèi)為1元/（kWh），照明（含家電）電費(fèi)為0.56元/（kWh），工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9。（四）設(shè)計(jì)任務(wù)要求在規(guī)定時(shí)間獨(dú)立完成下列工作量：（一） 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（1） 目錄。（2） 前言與確定了賦值參數(shù)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。（3） 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償。（4） 變電所位置和型式的選擇。（5） 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量、類(lèi)型與主結(jié)線(xiàn)方案的選擇。（6） 短路電流的計(jì)算。（7） 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。（8） 變電所高、低壓進(jìn)出線(xiàn)的選擇與校驗(yàn)。（9） 變電所二

8、次回路方案選擇與繼電保護(hù)的整定。（10） 防雷和接地裝置的確定。（11） 附錄與參考文獻(xiàn)。（12） 收獲和體會(huì)。（二） 設(shè)計(jì)圖樣（1） 主要設(shè)備與材料表。（2） 變電所主結(jié)線(xiàn)圖（裝置式）。（3） 變電所的二次回路接線(xiàn)圖。（五）設(shè)計(jì)時(shí)間2010年 月 日至2010年 月 日 指導(dǎo)教師：邱曉華第二章（一）負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償1負(fù)荷計(jì)算各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算如下所示：1.鑄造車(chē)間：動(dòng)力 P30d= Kd×Pe=0.35×210Kw=73.5Kw Q30d=P30tan=73.5Kw×1.17=85.995Kvar 照明 P30z=Kd×Pe=0.8

9、5;6Kw=4.8Kw Q30z=4.8Kw×0=0Kvar P301=K（P30d+P30）=0.95×（73.5+4.8)Kw=74.385Kw Q301=K（Q30dQ30z)=0.95×85.995Kw=81.695Kvar S301=P3012+Q3012=74.3852+81.6952=110.486KVA I301=S3013×0.38Kv=167.87A2.鍛壓車(chē)間：動(dòng)力 P30d= Kd×Pe=0.3×220Kw=66Kw Q30d=P30tan=66Kw×1.33=87.78Kw 照明 P30z=Kd&#

10、215;Pe=7Kw×0.8=5.6Kw Q30z=0Kvar P302=K（P30dP30z）=0.95×(66+5.6)Kw=68.02Kw Q302=K(Q30d+Q30z)=0.95×87.78Kvar=83.391Kvar S302=P3022+Q3022=68.022+83.3912=107.614KVA I302=S3023×0.38Kv=163.50A3.金工車(chē)間：動(dòng)力 P30d=Kd×Pe=0.25×200Kw=50Kw Q30d=P30tan=50Kw×1.33=66.5Kvar 照明 P30z=Kd&#

11、215;Pe=0.8×7Kw=5.6Kw Q30z=0Kvar P303=K(P30d+P30z）=0.95×(50+5.6)Kw=52.82Kw Q303=K（Q30dQ30z)=0.95×66.5Kvar=63.175Kvar S303=P3032+Q3032=52.822+63.1752=82.35KVA I303=S3033×0.38Kv=125.12A4.工具車(chē)間：動(dòng)力 P30d= Kd×Pe=0.25×290Kw=72.5Kw Q30d=P30tan=72.5Kw×1.17=84.825Kw 照明 P30z=Kd

12、×Pe=0.8×8Kw=6.4Kw Q30z=0Kvar P304=K(P30d+P30z）=0.95×(72.5+6.4）Kw=74.955Kw Q304=K(Q30d+Q30z)=0.95×84.825Kvar=80.584Kvar S304=P3042+Q3042=74.9552+80.5842=110.05KVA I304=S3043×0.38Kv=167.20A5.電鍍車(chē)間：動(dòng)力 P30d= Kd×Pe=0.5×200Kw=100Kw Q30d=P30tan=100Kw×1.02=102Kvar 照明 P

13、30z=Kd×Pe=0.8×6Kw=4.8Kw Q30z=0Kvar P305=K（P30dP30z）=0.95×（100+4.8）Kw=99.56Kw Q305=K（Q30dQ30z)=0.95×102Kvar=96.9Kvar S305=P3052+Q3052=99.562+96.92=138.931KVA I305=S3053×0.38Kv=211.08A6.熱處理： 動(dòng)力 P30d= Kd×Pe=0.6×255Kw=153Kw Q30d=P30tan=153Kw×0.88=134.64Kvar 照明 P30

14、z=Kd×Pe=0.8×7=5.6Kw Q30z=0Kvar P306=K（P30dP30z）=0.95×（153+5.6）Kw=150.67Kw Q306=KQ30dQ30z)=0.95×134.64Kvar=127.908Kvar S306=P3062+Q3062=150.672127.9082=197.64KVA I306=S3063×0.38Kv=300.28A7裝配車(chē)間： 動(dòng)力 P30d= Kd×Pe=0.35×120Kw=42Kw Q30d=P30tan=42Kw×0.88=36.96Kvar 照明 P

15、30z=Kd×Pe=0.8×5Kw=4Kw Q30z=0Kvar P307=K(P30dP30z）=0.95×（42+4）Kw=43.7Kw Q307=K（Q30dQ30z)=0.95×36.96Kvar=35.112Kvar S307=P3072+Q3072=43.72+35.1122=56.06KVA I307=S3073×0.38Kv=85.17A8.機(jī)修車(chē)間：動(dòng)力 P30d= Kd×Pe=0.25×140Kw=35Kw Q30d=P30tan=35Kw×1.33=46.55Kvar 照明 P30z=Kd&#

16、215;Pe=0.8×3Kw=2.4Kw Q30z=0Kvar P308=K（P30dP30z）=0.95×（35+2.4）Kw=35.53Kw Q308=K（Q30dQ30z)=0.95×46.55Kvar=44.223Kvar S308=P3082+Q3082=35.532+44.2232=56.73KVA I308=S3083×0.38Kv=86.19A9.鍋爐房： 動(dòng)力 P30d= Kd×Pe=0.4×75Kw=30KW Q30d=P30tan=30Kw×1.17=35.1Kvar 照明 P30z=Kd×P

17、e=0.8×1Kw=0.8Kw Q30z=0Kvar P309=K(P30dP30z）=0.95×(30+0.8)Kw=29.26Kw Q309=K（Q30dQ30z)=0.95×35.1Kvar=33.345Kvar S309=P3092+Q3092=29.262+33.3452=44.363KVA I309=S3093×0.38Kv=67.40A10. 倉(cāng)庫(kù)： 動(dòng)力 P30d= Kd×Pe=0.25×20Kw=5Kw Q30d=P30tan=5Kw×1.33=6.65Kvar 照明 P30z=Kd×Pe=0.9

18、×1Kw=0.9Kw Q30z=0Kvar P3010=K（P30dP30z）=0.95×(5+0.9)Kw=5.605Kw Q3010=K（Q30dQ30z)=0.95×6.65Kvar=6.3175Kvar S3010=P30102+Q30102=5.6052+6.31752=8.45KVA I3010=S30103×0.38Kv=12.84A11.生活區(qū): P30d= Kd×Pe=0.8×330Kw=264Kw Q30z=0Kvar S3011=P30d2=2642=264KVA I3011=S30113×0.38Kv

19、=401.11A表2該工廠負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)名稱(chēng)類(lèi)別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)costan負(fù)荷計(jì)算P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A1鑄造車(chē)間動(dòng)力2100.350.651.1773.585.995110.486167.87照明60.81.004.80小計(jì)216/74.38581.6952鍛壓車(chē)間動(dòng)力2200.30.61.336687.78107.614163.50照明70.81.005.60小計(jì)227/68.0283.3913金工車(chē)間動(dòng)力2000.250.61.335066.582.35125.12照明70.81.005.60小計(jì)207/52.8263.1754工具車(chē)間動(dòng)力2900.

20、250.651.1772.584.825110.05167.20照明80.81.006.40小計(jì)298/74.95580.5845電鍍車(chē)間動(dòng)力2000.50.71.02100102138.931211.08照明60.81.004.80小計(jì)206/99.5696.96熱處理車(chē)間動(dòng)力2550.60.750.88153134.66197.64300.28照明70.81.005.60小計(jì)262/150.67127.9087裝配車(chē)間動(dòng)力1200.350.750.884236.9656.0685.17照明50.81.0040小計(jì)120/43.735.1128機(jī)修車(chē)間動(dòng)力1400.250.61.333546

21、.5556.7386.19照明30.81.002.40小計(jì)143/35.5344.2239鍋爐房動(dòng)力750.40.651.173035.144.36367.40照明10.81.000.80小計(jì)76/29.2633.34510倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.250.61.3356.658.4512.84照明10.91.000.90小計(jì)21/5.6056.317511生活區(qū)動(dòng)力3300.81.002640264401.11總計(jì)（380V側(cè)）動(dòng)力2060/0.82/814.05587.391003.841525.18照明51/計(jì)入K1=0.95 K2=0.981405335.39880.431337.68（表2中P

22、30=Kd×Pe Q30=P30×tan S30=P302+Q302 I30=S30（3×Un） P30（各車(chē)間）=K12×（P30<動(dòng)力>+P30<照明>） Q30（各車(chē)間）=K1×（Q30<動(dòng)力>+Q30<照明>）P30（總）=K2×（P<各車(chē)間>） Q30（總）=K2×（Q<各車(chē)間>） 其中Kd為需要系數(shù)，Un為額定電壓380V。K1為車(chē)間的同時(shí)系數(shù)，K2為工廠的同時(shí)系數(shù)。）2無(wú)功功率補(bǔ)償由表2可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.75。

23、而供電部門(mén)要求該廠10kV進(jìn)線(xiàn)側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9?？紤]到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92,來(lái)計(jì)算380V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量：Qc=P30×qc814.05kW×0.32=219.794kVar 其中查表得qc=0.32參照?qǐng)D，選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）3臺(tái)相組合，總共容量為84kVar×3=252kVar。因此，無(wú)功功率補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表所示：項(xiàng)目cos計(jì)算負(fù)荷P30/kWQ30

24、/kVarS30/kVAI30/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.82814.05587.391003.841525.18380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量/-252/380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.92814.05335.39880.431337.68主變壓器功率損耗/0.015S30=13.210.06S30=52.83/10kV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.92827.26388.22913.8252.76第三章（二）變電所位置和型式的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按功率矩法來(lái)確定，在工廠平面圖的下邊和左側(cè)，分別作一直角坐標(biāo)的x軸和y軸，然后測(cè)出各車(chē)間和生活區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，P1、P2、P3P10分別代

25、表車(chē)間1、2、310號(hào)。計(jì)算公式為：x=（P1·x1+P2·x2+P3·x3+P11·x11）（P1+P2+P3+P11）=（Pi·Xi）Piy=（P1·y1+P2·y2+P3·y3+P11·y11）（P1+P2+P3+P11）=（Pi·Yi）Pi 計(jì)算得：x=2.86 y=2.74下圖為各車(chē)間負(fù)荷坐標(biāo)點(diǎn)。 由計(jì)算結(jié)果可知,工廠的負(fù)荷中心在2號(hào)車(chē)間附近，考慮到方便進(jìn)出線(xiàn)，周邊環(huán)境與交通情況，決定在2號(hào)車(chē)間的東側(cè)緊靠車(chē)間修建工廠變電所，其形式為外附式。第四章（三）變電所主變壓器和主結(jié)線(xiàn)方案的選擇1

26、變電所主變壓器的選擇,根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況,工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案:方案a.裝設(shè)1臺(tái)變壓器：型式采用S9，而容量根據(jù)式SNS30 ，SN =1000KV880.43KVA，即選一臺(tái)S9-1000/10型低損耗配電變 壓器。方案b.裝設(shè)2臺(tái)變壓器：型號(hào)亦采用S9，容量按式SN（0.60.7） S30 即SN（528.258，616.301）KVASNS30（二級(jí)負(fù)荷） =（S1+S5+S9）×0.9=264.402KVA,因此兩臺(tái)選S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源亦由臨 近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線(xiàn)來(lái)承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0 2

27、變電所主結(jié)線(xiàn)方案的選擇,按上面考慮的兩種主變壓器的方案可設(shè)計(jì)兩種主結(jié)線(xiàn)方案:(1) 裝設(shè)一臺(tái)變壓器的主結(jié)線(xiàn)方案（2）裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的主結(jié)線(xiàn)方案（3）兩種主結(jié)線(xiàn)方案的計(jì)算經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)比較表：比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)裝設(shè)兩臺(tái)技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿(mǎn)足要求滿(mǎn)足要求供電可靠性基本滿(mǎn)足滿(mǎn)足供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變壓器，電壓損耗略大由于有兩臺(tái)主變壓器，電壓損耗略小供電靈活性由于一臺(tái)主變壓器，靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變壓器，靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資查表得單價(jià)為15萬(wàn)則綜合投資為30萬(wàn)查表得單價(jià)為10.5714萬(wàn)元?jiǎng)t綜合投資為42.2856萬(wàn)元高壓開(kāi)關(guān)柜的綜合投資查表得單價(jià)為3.8萬(wàn)則綜合投

28、資為3.8萬(wàn)×1.5×5=28.5萬(wàn)查表得單價(jià)為3.8萬(wàn)元?jiǎng)t綜合投資為3.8萬(wàn)×1.5×634.2萬(wàn)元高壓柜運(yùn)行費(fèi)用折舊費(fèi):30萬(wàn)元×5%=1.5萬(wàn)元維修費(fèi):30萬(wàn)元×6%=1.8萬(wàn)元折舊費(fèi):42.2856萬(wàn)元×5%=2.11428萬(wàn)元維修費(fèi):42.2856×6%=2.537136萬(wàn)元開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行費(fèi)用折舊費(fèi):28.5萬(wàn)元×5%=1.425萬(wàn)元維修費(fèi):28.5萬(wàn)元×6%=1.71萬(wàn)元折舊費(fèi):34.2萬(wàn)元×5%=1.71萬(wàn)元維修費(fèi):34.2萬(wàn)元×6%=2.052萬(wàn)元供電補(bǔ)貼21萬(wàn)元

29、21萬(wàn)元從上表可知,按技術(shù)指標(biāo),裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線(xiàn)方案略?xún)?yōu)于一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線(xiàn)方案,但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo),則裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線(xiàn)方案,因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。第五章（四）短路電流的計(jì)算1繪制計(jì)算電路2確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值設(shè) Sd=100MVA 高壓側(cè)Ud1=10.5Kv 低壓側(cè)Ud2=0.4kV，則 Id1=Sd3Ud1=100MVA（3×10.5kV）=5.5A Id2=Sd3Ud2=100MVA3×0.4kV=144kA3計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值 (1) 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 已知Soc=500MVA X*1=100MVA/

30、500MVA=0.2(2)架空線(xiàn)路 查表4-1LGJ-185的x0=0.33.km-1而線(xiàn)路長(zhǎng)10km因此， X*2=（0.33.km-1×10km）×100MVA（10.5Kv）2=2.99（3）電力變壓器 查表A-8，得Uk%=4.5（Yyno聯(lián)結(jié)），故 X*3=（4.5×100×103KVA）（100×1000KVA）=4.5 因此繪等效電路圖，如下圖所示 4.計(jì)算k-1點(diǎn)（10.5Kv側(cè)）的短路總電抗與三相短路電流和短路容量 （1）總電抗標(biāo)幺值： X*（k-1)=X*1+X*2=0.2+2.99=3.19 （2）三相短路電流周期分量有效

31、值： I(3)k1=Id1/X*（k-1)=5.5KA/3.375=1.72 （3）其他三相短路容量為： I"(3)=I(3)=I(3)k-1=1.72KA ish(3)=2.55I"(3)=2.551.72KA=4.39KA Ish(3)=1.51I"(3)=1.511.72KA=2.60KA（4）三相短路容量為： Sk-1(3)=3×Uc1Ik-1(3)=3×10.5Kv×1.72KA=31.28MVA5.計(jì)算k-2點(diǎn)（0.4kv側(cè)的短路電路總電抗與三相短路電流和短路容量 （1）總電抗標(biāo)幺值： X*（k-2)=X*1X*2X*3=

32、0.22.994.5=7.69 （2）三相短路電流周期分量有效值為： Ik-2(3)=Id2X*（k-2)=144KA7.69KA=18.73KA （3）其他三相短路電流： I"(3)=I(3)=I(3)k-2=18.73KA ish(3)=1.84I"(3)=1.8418.73KA=34.46KA Ish(3)=1.09I"(3)=1.0918.73KA=20.42KA（4） 三相短路容量為：Sk-2（3）=3Uc2Ik-2(3)=3×0.4Kv×18.73=12.98MVA以上計(jì)算結(jié)果如下表所示：短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/M

33、VAIk(3)I"(3)I(3)ish(3)Ish(3)Sk(3)K-11.721.721.724.392.6031.28K-218.7318.7318.7334.4620.4212.98第六章（五）變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)110kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)a按工作電壓選擇設(shè)備的額定電壓UN。e一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓UN，即UN。eUN。b按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流IN。e一般不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流I30，即IN。eI30。c按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開(kāi)斷電流Ioc，對(duì)分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來(lái)說(shuō)，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е礗k（3），即IocIk（3）。d. 按短

34、路的動(dòng)熱穩(wěn)定度校驗(yàn) 1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件 imaxish（3）或ImaxIsh（3） imax、Imax分別為開(kāi)關(guān)的極限通過(guò)電流峰值和有效值，ish（3）、Ish（3）分別為開(kāi)關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值。 2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 It2.tI（3）2.tima對(duì)應(yīng)上面的分析，如下表所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿(mǎn)足要求。10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UNINIk（3）Ish（3）I（3）2.tima數(shù)據(jù)10kV52.76A1.72kA4.39 kA1.722×1.6=4.73一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UN。eIN。eIoc

35、imaxIt2.t電流互感器LQJ-10 -100/510kV100A225××0.1=31.82 kA（90×0.1）2×1=81高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630 A16 kA40 kA162×4=1024高壓隔離開(kāi)關(guān)GN8-10/20010kV200 A25.5 kA102×5=500高壓熔斷器RN2-10/7510kV75A25 kA高壓避雷器FS4-1010kV電壓互感器JDZJ-10-1000/10010kV2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)。與一次設(shè)備的校驗(yàn)不同的是，

36、二次設(shè)備只需校驗(yàn)其電流、電壓和斷流能力，不需校驗(yàn)懂穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定讀，如下表所示，所選數(shù)據(jù)均滿(mǎn)足要求。380V側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UNINIk（3）數(shù)據(jù)380V1337.68A18.73kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UN。eIN。eIoc電流互感器LMZJ1-0.5-1500/5500V1500A低壓斷路器DW15-1500/3380V1500 A40 kA低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1500/30380V1500 A電流互感器LMZ1-0.5-1500/5500V1500A單投開(kāi)關(guān)HD13-1500/31380V1500A低壓斷路器DW-1500380V15

37、00A第七章（六）變電所高、低壓線(xiàn)路的選擇變電所進(jìn)出線(xiàn)纜的選擇應(yīng)從人員活動(dòng)是否秘密集，場(chǎng)區(qū)是否緊湊等各方面考慮。因此，本設(shè)計(jì)書(shū)中生活區(qū)和倉(cāng)庫(kù)進(jìn)出線(xiàn)纜選擇架空線(xiàn)，并根據(jù)其發(fā)熱條件、電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度選擇合適的鋁絞線(xiàn)。其余各車(chē)間均用電纜線(xiàn)直埋，并根據(jù)其發(fā)熱條件、電壓損耗和熱穩(wěn)定度選擇合適的電纜線(xiàn)。變電所的低壓結(jié)線(xiàn)方式根據(jù)可靠性程度選擇放射式結(jié)線(xiàn)。根據(jù)放射式結(jié)線(xiàn)方法在工廠總平面圖上量得負(fù)荷中心到各個(gè)車(chē)間的距離，并算總和。因?yàn)樨?fù)荷中心與2號(hào)鍛壓車(chē)間很近，變壓器外附在2號(hào)車(chē)間的墻上，所以將負(fù)荷中心移至（2.6,2.74）。計(jì)算得總走線(xiàn)長(zhǎng)度為27.49cm即549.8m，其中架空線(xiàn)為8.33cm即166.

38、6m，直埋電纜線(xiàn)為383.3m。一、10kV高壓進(jìn)線(xiàn)和引入電纜的選擇110kV高壓進(jìn)線(xiàn)的選擇校驗(yàn)采用LGJ型鋼芯鋁絞線(xiàn)架空敷設(shè)，接往10kV公用干線(xiàn)。 1）按發(fā)熱條件選擇由I30= IIN。T=52.76A與室外環(huán)境溫度為35，查表A-23得，初選LGJ-35，其35時(shí)的Ial=149AI30，滿(mǎn)足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查附表A-11得，10kV架空裸導(dǎo)線(xiàn)的最小截面為Amin=25mm2，而LGJ-35額定截面大于最小截面，即符合機(jī)械強(qiáng)度，滿(mǎn)足要求，故選它。由于此線(xiàn)路很短，故不需要校驗(yàn)電壓損耗。2高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn) 采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜

39、埋地敷設(shè)。1） 按發(fā)熱條件選擇由I30= IIN。T=52.76A與土壤環(huán)境25，查表A-23得，初選纜線(xiàn)芯截面為25mm2的交聯(lián)電纜，其Ial=110AI30，滿(mǎn)足發(fā)熱條件。2） 校驗(yàn)熱穩(wěn)定度按公式AAmin=I(3)（/C），A為母線(xiàn)截面積，單位為mm2；Amin為滿(mǎn)足短路熱穩(wěn)定條件的最大截面積，單位為mm2；C為材料熱穩(wěn)定系數(shù)；I(3) 為母線(xiàn)通過(guò)的三項(xiàng)短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為A；tima為短路發(fā)熱假想時(shí)間，單位為s；本電纜線(xiàn)中I(3) =1720A，tima=0.5+0.2+0.05=0.75s，終端變電所保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.5s，斷路器斷路時(shí)間為0.2s，C=84，把這些數(shù)據(jù)代入公式得Am

40、in= I(3)（/C）=1720A×（/84）=17.73 mm2A=25mm2；滿(mǎn)足要求。因此選擇YJL22-10000-3×25電纜。二、380V低壓側(cè)出線(xiàn)的選擇1鑄造車(chē)間 饋電給1號(hào)廠房（鑄造車(chē)間）的線(xiàn)路采用VV22-1000型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。1） 按發(fā)熱條件選擇由I30=167.87A與地下0.8m土壤溫度為25，查表得，初選纜芯截面為70 mm2，其Ial=185AI30，滿(mǎn)足發(fā)熱條件。2） 電壓損耗的校驗(yàn)由如上圖的工廠平面圖量得變電所至1號(hào)廠房距離約為31m，而查表得到70mm2的銅芯電纜的R0=0.342/km（按纜芯工作溫度75計(jì)），X0

41、=0.0966/km，又1號(hào)車(chē)間的P30=74.385kW，Q30=81.695kvar，故線(xiàn)路電壓損耗為U=（PR+QX）/ UN=（74.385kW×0.342×0.031+81.695kvar×0.0966×0.031）/0.38V=2.72VU%=(2.72V/380V)×100%=0.72%Ual%=5%。3） 熱穩(wěn)定度校驗(yàn) Amin= I(3)（/C）=18730A×（/100）=162.21 mm2A =70mm2不滿(mǎn)足短路熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯為截面為185 mm2的電纜，即選VV22-1000-3×185+

42、1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜，中性線(xiàn)芯按不小于相線(xiàn)芯一半選擇，下同。2鍛壓車(chē)間 饋電給2號(hào)廠房（鍛壓車(chē)間）的線(xiàn)路，亦采用VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。3金工車(chē)間饋電給3號(hào)廠房（金工車(chē)間）的線(xiàn)路，亦采用VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。4工具車(chē)間饋電給4號(hào)廠房（工具車(chē)間）的線(xiàn)路，亦采用VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。5電鍍車(chē)間饋電

43、給5號(hào)廠房（電鍍車(chē)間）的線(xiàn)路，亦采用VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。6裝配車(chē)間饋電給7號(hào)廠房（裝配車(chē)間）的線(xiàn)路，亦采用VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7機(jī)修車(chē)間饋電給8號(hào)廠房（機(jī)修車(chē)間）的線(xiàn)路，亦采用VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。8鍋爐房饋電給9號(hào)廠房（鍋爐房）的線(xiàn)路，亦采用VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯

44、乙烯絕緣的銅芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。9熱處理車(chē)間1）按發(fā)熱條件選擇由I30=300.28A與地下0.8m土壤溫度為25，查表得，纜芯截面最大的為185 mm2，其Ial=321AI30，所以滿(mǎn)足發(fā)熱條件。2）電壓損耗的校驗(yàn)由工廠平面圖量得變電所至1號(hào)廠房距離約為36m，而查表得到185 mm2的銅芯電纜的R0=0.128/km（按纜芯工作溫度75計(jì)），X0=0.0743/km，又熱處理車(chē)間的P30=150.67kW，Q30=127.908kvar，故線(xiàn)路電壓損耗為U=（PR+QX）/ UN=（150.67kW×0.128×0.036+127.908kvar

45、5;0.0743×0.036）/0.38V=2.6VU%=(2.6V/380V)×100%=0.684%Ual%=5%。3）熱穩(wěn)定度校驗(yàn) Amin= I(3)（/C）=18730A×（/100）=162.21 mm2A =185mm2滿(mǎn)足短路熱穩(wěn)定要求，故選一條纜芯截面為185 mm2的電纜并行埋地敷設(shè)，即選VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜，中性線(xiàn)芯按不小于相線(xiàn)芯一半選擇。10倉(cāng)庫(kù)饋電給10號(hào)廠房（倉(cāng)庫(kù)）的線(xiàn)路，采用鋁絞線(xiàn)架空敷設(shè)。1） 按發(fā)熱條件選擇由I30=12.84A與環(huán)境溫度（年最熱月平均氣溫）為28

46、，查表得，初選LJ-16，其28時(shí)，Ial=98.7AI30，滿(mǎn)足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表A-11得，最小允許截面Amin=16mm2，而LGJ-16滿(mǎn)足要求，故選它。3）校驗(yàn)電壓損耗由圖1-1所示的工廠平面圖量得變電所至10號(hào)廠房距離約為75.8m，而查表A-23得LJ-16型鋁絞線(xiàn)的R0=2.7/km，X0=0.42/km（按線(xiàn)間幾何間距1.5m計(jì)），又10號(hào)廠房（倉(cāng)庫(kù)）的P30=5.605kW，Q30=6.3175kvar，故線(xiàn)路電壓損耗為U=（PR+QX）/ UN=（5.605kW×2.7×0.0758+6.3175kvar×0.42×0.

47、0758）/0.38V=3.55VU%=(3.55V/380)×100%=0.934%Ual%=5%。滿(mǎn)足允許電壓損耗要求。因此決定采用LJ-16鋁絞線(xiàn)架空線(xiàn)路對(duì)倉(cāng)庫(kù)供電。11生活區(qū)饋電給10號(hào)廠房（倉(cāng)庫(kù)）的線(xiàn)路，采用鋁絞線(xiàn)架空敷設(shè)。2） 按發(fā)熱條件選擇由I30=401.11A與環(huán)境溫度（年最熱月平均氣溫）為28，查表得，初選LJ-150，其28時(shí)，Ial=440AI30，滿(mǎn)足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表A-11得，最小允許截面Amin=16mm2，而LGJ-150滿(mǎn)足要求，故選它。3）校驗(yàn)電壓損耗由圖1-1所示的工廠平面圖量得變電所至生活區(qū)距離約為90.8m，而查表A-23得LJ

48、-95型鋁絞線(xiàn)的R0=0.23/km，X0=0.35/km（按線(xiàn)間幾何間距1.5m計(jì)），又生活區(qū)的P30=264kW，Q30=0kvar，故線(xiàn)路電壓損耗為U=（PR+QX）/ UN=（264kW×0.23×0.0908+0kvar×0.35×0.0908）/0.38V=14.51VU%=(14.51V/380 V)×100%=3.82%Ual%=5%。滿(mǎn)足允許電壓損耗要求。因此選LJ-150型鋁絞線(xiàn)架空線(xiàn)路對(duì)生活區(qū)供電。以上所選變電所進(jìn)出線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)和電纜型號(hào)規(guī)格如表7-1所示。表7-1 進(jìn)出線(xiàn)的導(dǎo)線(xiàn)和電纜型號(hào)規(guī)格線(xiàn)路名稱(chēng)導(dǎo)線(xiàn)或線(xiàn)纜的型號(hào)規(guī)格10k

49、V電源進(jìn)線(xiàn)LGJ-35鋁絞線(xiàn)主變引入電纜YJL22-10000-3×25交聯(lián)電纜（直埋）380V低壓出 線(xiàn)至1號(hào)廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至2號(hào)廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至3號(hào)廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至4號(hào)廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至5號(hào)廠房VV22-1000-3×185+1

50、15;95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至6號(hào)廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至7號(hào)廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至8號(hào)廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至9號(hào)廠房VV22-1000-3×185+1×95的四芯聚氯乙烯絕緣的銅芯電纜（直埋）至10號(hào)廠房LJ-16鋁絞線(xiàn)（架空敷設(shè)）至生活區(qū)LJ-150鋁絞線(xiàn)（架空敷設(shè)）第八章(七)變電所二次回路方案選擇與繼電保護(hù)的整定1變電所二次回路方案的選擇（1）高壓斷路器的控制與信號(hào)回路 斷路器采用手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其控制與信號(hào)回路如圖8-1所示。WC控制小母線(xiàn)RD紅色信號(hào)燈WS信號(hào)小母線(xiàn)R1,R2限流電阻FU1FU3熔斷器KA繼電保護(hù)裝置出口繼電器觸點(diǎn)YR跳閘線(xiàn)圈QF12QF56斷路器輔助觸點(diǎn)GN綠色信號(hào)燈QM手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)輔助觸點(diǎn)圖8-1 手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路與其信號(hào)系統(tǒng)合閘時(shí)，推上手力操動(dòng)機(jī)構(gòu)操作手柄使斷路器合閘。這時(shí)