課程設(shè)計某機(jī)修廠配電系統(tǒng)設(shè)計

1、某機(jī)修廠配電系統(tǒng)設(shè)計目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc4412 第一章 前言1HYPERLINK l _Toc8452 1.1引言 PAGEREF _Toc8452 1HYPERLINK l _Toc8855 1.2設(shè)計原那么2HYPERLINK l _Toc25162 1.3本設(shè)計所做的主要工作 PAGEREF _Toc25162 2HYPERLINK l _Toc4190 第二章 負(fù)荷計算及電容補(bǔ)償5HYPERLINK l _Toc20300 2.1負(fù)荷計算的方法5HYPERLINK l _Toc17651 2.2負(fù)荷統(tǒng)計計算6HYPERLINK l _Toc

2、25309 2.3電容補(bǔ)償7HYPERLINK l _Toc2542 第三章 變壓器選擇及主接線方案確定9HYPERLINK l _Toc23040 3.1主變壓器臺數(shù)選擇9HYPERLINK l _Toc746 3.2主變壓器容量選擇9HYPERLINK l _Toc16893 3.3主接線方案確定10HYPERLINK l _Toc1984 3.3.1變電所主接線方案的設(shè)計原那么與要求10HYPERLINK l _Toc23602 3.3.2變電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)11HYPERLINK l _Toc11622 3.3.3工廠變電所常見的主接線方案11HYPERLINK l _Toc

3、18801 3.3.4確定主接線方案12HYPERLINK l _Toc31902 第四章 上下壓開關(guān)設(shè)備選擇16HYPERLINK l _Toc15385 4.1短路電流的計算16HYPERLINK l _Toc26064 4.1.1 短路計算的方法 PAGEREF _Toc26064 16HYPERLINK l _Toc5799 4.1.2本設(shè)計采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計算 PAGEREF _Toc5799 16HYPERLINK l _Toc1758 4.2變電站一次設(shè)備的選擇與校驗20HYPERLINK l _Toc18417 4.2.1 一次設(shè)備選擇與校驗的條件21HYPERLINK l

4、 _Toc16835 4.2.2 按正常工作條件選擇21HYPERLINK l _Toc1690 4.2.3 按短路條件校驗21HYPERLINK l _Toc9437 4.2.4 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗23HYPERLINK l _Toc14507 4.2.5 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗23HYPERLINK l _Toc21165 4.3上下壓母線的選擇24HYPERLINK l _Toc24788 第五章 變電所進(jìn)出線和低壓電纜選擇26HYPERLINK l _Toc19598 5.1 變電所進(jìn)出線的選擇范圍26HYPERLINK l _Toc1729 5.2 變電所進(jìn)出線方式的

5、選擇26HYPERLINK l _Toc24626 5.3 變電所進(jìn)出導(dǎo)線和電纜形式的選擇26HYPERLINK l _Toc31541 5.4 高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇27HYPERLINK l _Toc13790 5.4.1 10kV高壓進(jìn)線的選擇校驗27HYPERLINK l _Toc7612 5.4.2 由高壓母線至主變的引入電纜的選擇校驗28第六章 防雷保護(hù)及接地.30HYPERLINK l _Toc11715 第七章 總結(jié)34HYPERLINK l _Toc27879 第八章 參考文獻(xiàn)35TOC o 1-3 h u 摘 要電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。機(jī)械廠供電系統(tǒng)的核心局部

6、是變電所。變電所主接線設(shè)計是否合理，關(guān)系到整個電力系統(tǒng)的平安、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本設(shè)計在給定機(jī)械廠具體資料的根底上，依據(jù)變電所設(shè)計的一般原那么和步驟，完成了變電所一次系統(tǒng)設(shè)計。本設(shè)計中采用并聯(lián)電容器的方法來減少供電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損失，同時提高了供電電壓的質(zhì)量。此機(jī)械廠變電所一次系統(tǒng)設(shè)計包括：負(fù)荷的計算及無功功率的補(bǔ)償；變電所主變壓器臺數(shù)和容量、型式確實定；變電所主接線方案的選擇；進(jìn)出線的選擇；短路計算和開關(guān)設(shè)備的選擇；根據(jù)設(shè)計要求，繪制變電所一次系統(tǒng)圖。關(guān)鍵詞：電能；變電所；一次系統(tǒng)。第一章 前言1.1引言電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為

7、其它形式的能量以供給用；電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。在工程機(jī)械制造廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品本錢中所占的比重一般很小。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品本錢中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)本錢，減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。電能從區(qū)域變電站進(jìn)入機(jī)械廠后，首先要解決的就是如何對電能進(jìn)行控制、變換、分配和傳輸?shù)葐栴}。在機(jī)械廠，擔(dān)負(fù)這一任務(wù)的是供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)的核心局部是變電所。一旦變電所出了事故而造成停電，那

8、么整個機(jī)械廠的生產(chǎn)過程都將停止，甚至還會引起一些嚴(yán)重的平安事故。機(jī)械廠變電所要很好地為生產(chǎn)效勞，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須到達(dá)以下根本要求：(1)平安 在電能的供給、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。(2)可靠 應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。(3)優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求(4)經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局兼顧，能顧全大局，適應(yīng)開展。1.2設(shè)計原那么按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95?供

9、配電系統(tǒng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?、GB50053-94 ?10kV及以下設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?、GB50054-95 ?低壓配電設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?、JGJ16-2021?民用建筑電氣設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?等的規(guī)定，進(jìn)行變電所設(shè)計必須遵循以下原那么：1、遵守規(guī)程、執(zhí)行政策必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。2、平安可靠、先進(jìn)合理應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的平安，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。3、當(dāng)前為主、考慮開展應(yīng)根據(jù)工作特點、規(guī)模和開展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期開展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。4、全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧

10、按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成局部。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及開展。1.3本設(shè)計所做的主要工作目前世界上機(jī)械生產(chǎn)能源和動力主要來源于電能。電網(wǎng)的正常運(yùn)行是保證機(jī)械生產(chǎn)平安前提。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，結(jié)合實際情況和市場上現(xiàn)有的電力產(chǎn)品及其技術(shù)，本設(shè)計主要做了以下工作：1、負(fù)荷計算 機(jī)械廠變電所的負(fù)荷計算，是根據(jù)所提供的負(fù)荷情況進(jìn)行的，本文列出了負(fù)荷計算表，得出總負(fù)荷。2、一次系統(tǒng)圖跟據(jù)負(fù)荷類別及對供電可靠性的要求進(jìn)行負(fù)荷計算，繪制一次系統(tǒng)圖，確定變電所高、低接線方式。對它的根本要求是，即要平安可靠又要靈活經(jīng)濟(jì)

11、，安裝容易維修方便。3、電容補(bǔ)償按負(fù)荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計算求出到達(dá)供電部門要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o功率。由手冊或產(chǎn)品樣本選用所需無功功率補(bǔ)償柜的規(guī)格和數(shù)量。4、變壓器選擇根據(jù)電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器型號。5、短路電流計算工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限大容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計算。求出各短路點的三相短路電流及相應(yīng)有關(guān)參數(shù)。6、高、低壓設(shè)備選擇及校驗參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負(fù)荷以及對應(yīng)的額定值，選擇高、低壓配電設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避

12、雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗，并列表表示。7、電纜的選擇 為了保證供電系統(tǒng)平安、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行電纜截面選擇時必須滿足發(fā)熱條件：電纜(包括母線)在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時的最高允許溫度。小結(jié)計算負(fù)荷是供電設(shè)計計算的根本依據(jù)，計算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器盒導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。我國目前采用確實定計算負(fù)荷的根本方法，有需要系數(shù)法和二項式法。第二章 負(fù)荷計算及電容補(bǔ)償2.1 負(fù)荷計算的方法負(fù)荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式等幾種。由于本機(jī)械廠用電部門較多，用電設(shè)備臺數(shù)較多，設(shè)計

13、采用需要系數(shù)法予以確定。1單臺組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式(1).有功計算負(fù)荷(單位為kW)： (2-1)式中 設(shè)備有功計算負(fù)荷(單位為kW)；用電設(shè)備組總的設(shè)備容量(不含備用設(shè)備容量，單位為kW)；用電設(shè)備組的需要系數(shù)。(2).無功計算負(fù)荷(單位為kvar) (2-2)式中 設(shè)備無功計算負(fù)荷(單位為kvar)；對應(yīng)于用電設(shè)備組功率因數(shù)的正切值。(3).視在計算負(fù)荷(單位為kVA) (2-3)式中 視在計算負(fù)荷(單位為kVA)；用電設(shè)備組的功率因數(shù)。(4).計算電流(單位為A) (2-4)式中 計算電流(單位為A)；用電設(shè)備組的視在功率(單位為kVA)； 用電設(shè)備組的額定電壓(單位為kV)。2

14、多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式(1).有功計算負(fù)荷(單位為kW) (2-5)式中 多組用電設(shè)備有功計算負(fù)荷(單位為kW)； 所有設(shè)備組有功計算負(fù)荷之和； 有功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.80.95根據(jù)需要對車間干線、低壓母線等不同情況取不同的系數(shù)。(2).無功計算負(fù)荷(單位為kvar) (2-6)式中 多組用電設(shè)備無功計算負(fù)荷(單位為kvar)；所有設(shè)備組無功計算負(fù)荷之和； 無功負(fù)荷同時系數(shù)，可取0.850.95。(3).視在計算負(fù)荷(單位為kVA) (2-7)(4).計算電流(單位為A) (2-8)(5).功率因數(shù) (2-9)2.2負(fù)荷統(tǒng)計計算根據(jù)提供的資料，列出負(fù)荷計算表。因設(shè)計的需要，計算了各

15、負(fù)荷的有功功率、無功功率、視在功率、計算電流等。表中生活區(qū)的照明負(fù)荷中已經(jīng)包括生活區(qū)各用戶的家庭動力負(fù)荷。具體負(fù)荷的統(tǒng)計計算見表2-1。序號名稱設(shè)備容量需要系數(shù)cos計算負(fù)荷1一車間，鍛工車間14190.330.930.4468.27187.38503.52756.022二車間22230.30.830.68666.9452.49806.871225.913三車間17550.520.960.3912.6273.78950.631444.324工具，機(jī)修車間12890.380.970.26489.82127.35504.97767.225空氣站，煤氣站，鍋爐房12660.670.980.2848.

16、22169.64865.5313156倉庫5500.30.820.7165115.5201.22307.24380測總計3550.191327.140.9328401128.073056.4212302.3電容補(bǔ)償由表2-1知,，因此該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)為。供電部門要求該廠10kV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)不應(yīng)低于0.9。所以無需補(bǔ)償 (2-10小結(jié)計算負(fù)荷是供電設(shè)計計算的根本依據(jù)，計算負(fù)荷確定得是否正確合理，直接影響到電器盒導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。我國目前采用確實定計算負(fù)荷的根本方法，有需要系數(shù)法和二項式法。第三章 變壓器選擇及主接線方案確定3.1主變壓器臺數(shù)選擇選擇主變壓

17、器臺數(shù)時應(yīng)考慮以下原那么：1應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負(fù)荷繼續(xù)供電。對只有二級而無一級負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須有備用電源。2對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大，適于采用合理的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可采用兩臺變壓器。3當(dāng)負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級負(fù)荷，也可以采用兩臺或多臺變壓器。4在確定變電所臺數(shù)時及負(fù)荷容量時，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的擴(kuò)展，留有一定的余量。3.2主變壓器容量選擇1只裝一臺型號S9型主變壓器的變電所 主變壓器容量S應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計算負(fù)荷S3

18、的需要，即即選用S93150/10型低損耗配電變壓器。 (3-1)2裝有兩臺型號用S9型主變壓器的變電所 每臺變壓器的容量Sz應(yīng)同時滿足以下兩個條件：(1)任一臺變壓器單獨運(yùn)行時，應(yīng)滿足總計算負(fù)荷S3的大約60%80%的需要，即 本設(shè)計選用范圍 即 3-3 (2)任一臺變壓器單獨運(yùn)行時，應(yīng)滿足全部一、二級負(fù)荷的需要，即 (3-3)因此選兩臺S92000/10型 低損耗配電變壓器。 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以下兩種方案：方案1 裝設(shè)一臺主變壓器根據(jù)式(3-1)，主變選用一臺接線方式為YD11的S9-3150/10型變壓器。至于機(jī)械廠的二級負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位

19、相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承當(dāng)。方案2 裝設(shè)兩臺主變壓器根據(jù)式(3-2)和(3-3)選兩臺接線方式為D.yn11的S9_2000/10型低損耗配電變壓器。兩臺變壓器并列運(yùn)行，互為備用。3.3主接線方案確定3.3.1變電所主接線方案的設(shè)計原那么與要求變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足平安、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)等要求。(1)平安 應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，能充分保證人身和設(shè)備的平安及周邊環(huán)境建筑的平安。 (2)可靠 應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一、二級負(fù)荷對供電可靠性的要求。(3)優(yōu)質(zhì) 應(yīng)能滿足必要的各種運(yùn)行方式，而且要便于切換操作和檢修

20、，還要經(jīng)得住未來負(fù)荷開展的考驗。(4)經(jīng)濟(jì) 在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡單，投資少，運(yùn)行費用低，在嚴(yán)格考慮工廠的經(jīng)濟(jì)條件下，還應(yīng)兼顧節(jié)約電能和有色金屬消耗量這一條件。變電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.主接線方案的技術(shù)指標(biāo)(1)供電的平安性 主接線方案在確保運(yùn)行維護(hù)和檢修的平安方面的情況。(2)供電的可靠性 主接線方案應(yīng)與供電負(fù)荷的可靠性要求相匹配。(3)供電的電能質(zhì)量 是指電壓質(zhì)量，包括電壓偏差、電壓波動及高次諧波等方面的情況。(4)運(yùn)行的靈活性 是指運(yùn)行維護(hù)時的方便性和對變電所今后增容擴(kuò)建的適應(yīng)性。2.主接線方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1)線路和設(shè)備的綜合投資額 包括線路和設(shè)備本身的價格、運(yùn)輸

21、費、管理費、基建安裝費等，可按當(dāng)?shù)仉姎獍惭b部門的規(guī)定計算。(2)變配電系統(tǒng)的年運(yùn)行費 包括線路和設(shè)備的折舊費、維修管理費和電能損消耗等。(3)供電貼費系統(tǒng)增容費有關(guān)部門還規(guī)定申請用電，用戶必須向供電部門一次性地交納供電貼費。(4)線路的有色金屬消消耗 指導(dǎo)線和有色金屬銅、鋁耗用的費用。工廠變電所常見的主接線方案1.只裝有一臺主變壓器的變電所主接線方案 只裝有一臺主變壓器的變電所，其高壓側(cè)一般采用無母線、單母線、雙母線的接線，根據(jù)高壓側(cè)采用的開關(guān)電器不同，有三種比擬典型的主接線方案：(1)高壓側(cè)采用隔離開關(guān)-熔斷器或戶外跌開式熔斷器的主接線方案；(2)高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)-熔斷器或負(fù)荷型跌開式熔斷

22、器的主接線方案；(3)高壓側(cè)采用隔離開關(guān)-斷路器的主接線方案。2.裝有兩臺主變壓器的變電所主接線方案 裝有兩臺主變壓器的變電所的典型主接線方案有：(1)高壓無母線、低壓單母線分段的主接線方案；(2)高壓采用單母線、低壓單母線分段的主接線方案；(3)上下壓側(cè)均為單母線分段的主接線方案。(4)高壓側(cè)雙母線、低壓側(cè)單母線分段的主接線方案。確定主接線方案1.10kV側(cè)主接線方案的擬定由原始資料可知，高壓側(cè)進(jìn)線有一條10kV的公用電源干線，為滿足工廠二級負(fù)荷的要求，又采用與附近單位連接高壓聯(lián)絡(luò)線的方式取得備用電源，因此，變電所高壓側(cè)有兩條電源進(jìn)線，一條工作，一條備用，同時為保證供電的可靠性和對擴(kuò)建的適應(yīng)

23、性，所以10kV側(cè)可采用雙母線或單母線分段的方案。2.380V側(cè)主接線方案的擬定由原始資料可知，工廠用電部門較多，為保證供電的可靠性和靈活性，可采用雙母線或單母線分段接線的方案，對電能進(jìn)行聚集，使每一個用電部門都可以方便地獲得電能。3.方案確定根據(jù)前面章節(jié)的計算，假設(shè)主變采用一臺S9型變壓器時，總進(jìn)線為一路。為提高供電系統(tǒng)的可靠性，高壓側(cè)采用單母線形式，低壓側(cè)采用單母線形式，其系統(tǒng)圖見：圖3-1 采用一臺主變時的系統(tǒng)圖。假設(shè)主變采用兩臺S9型變壓器時，總進(jìn)線為一路，為提高供電系統(tǒng)的可靠性，高壓側(cè)采用單母形式，兩臺變壓器在正常情況下分裂運(yùn)行，當(dāng)其中任意一臺出現(xiàn)故障時另一臺作為備用，當(dāng)總進(jìn)線中的任

24、一回路出現(xiàn)故障時兩臺變壓器可并列運(yùn)行。低壓側(cè)采用單母線分段形式，其系統(tǒng)圖見：圖3-2 采用兩臺主變時的系統(tǒng)表3-3 兩種主接線方案的比擬裝設(shè)一臺主變的方案裝設(shè)兩臺主變的方案技術(shù)指標(biāo)供電平安性滿足要求滿足要求供電可靠性根本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗略大由于兩臺主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只有一臺主變，靈活性不好由于有兩臺主變，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額 按單臺18萬元計，而變壓器的綜合投資約其單價的2倍，因此其綜合投資約為218=36萬元按單臺12萬元計，因此兩臺主變壓器的綜合投資為412=48萬元，比一臺主變方案多投資8萬元高壓開

25、關(guān)柜含計量柜的綜合投資額按每臺4萬元計,其綜合投資按設(shè)備價的1.5倍計，因此高壓開關(guān)柜綜合投資約為51.54.2=31.5萬元采用6臺GG-1AF型柜，其綜合投資約為61.54.2=37.8萬元，比一臺主變方案多投資6.3萬元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費約6.8萬元主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費約10萬元 供電貼費按主變?nèi)萘棵縆VA800元計，供電貼費為1000KVA0.08萬元=80萬元供電貼費為26300.08=100.8萬元比一臺主變方案多投資20.8萬元從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的方案。從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來看，

26、裝設(shè)一臺主變的方案優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的方案。由于集中負(fù)荷不是很大，且小于1250kVA,低壓側(cè)出線回路數(shù)較少，因此決定考慮用一臺主變的方案。說明：如果工廠負(fù)荷近期可有較大增長的話，考慮到增容擴(kuò)建的適應(yīng)性，從技術(shù)指標(biāo)上考慮，采用裝設(shè)兩臺主變的方案。小結(jié)變壓器臺數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合以下條件之一時，宜裝設(shè)兩臺及以上變壓器：有大量一級或二級負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較大；集中負(fù)荷較大。結(jié)合本廠的情況，考慮到二級重要負(fù)荷的供電平安可靠，應(yīng)選擇兩臺主變壓器 第四章 上下壓開關(guān)設(shè)備選擇4.1短路電流的計算 短路計算的方法進(jìn)行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所考慮的

27、各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算出電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比擬簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法又稱有名單位制法，因其短路計算中的阻抗都采用有名單位“歐姆而得名和

28、標(biāo)幺制法又稱相對單位制法，因其短路計算中的有關(guān)物理量采用標(biāo)幺值即相對單位而得名。本設(shè)計采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計算1標(biāo)幺制法計算步驟和方法 (1)繪計算電路圖，選擇短路計算點。計算電路圖上應(yīng)將短路計算中需計入的所以電路元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各個元件依次編號。 (2)設(shè)定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計算短路點基準(zhǔn)電流。一般設(shè)=100MVA，設(shè)=短路計算電壓。短路基準(zhǔn)電流按下式計算： (4-1) (3)計算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)幺值，一般只計算電抗。電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 (4-2)式中 電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量單位為MVA。電力線路的電抗標(biāo)幺值 (4-3)式中 線路所在電網(wǎng)的短路計算電壓單位

29、為kV。電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 (4-4)式中 變壓器的短路電壓阻抗電壓百分值； 變壓器的額定容量單位為kVA,計算時化為與同單位。(4)繪短路回路等效電路，并計算總阻抗。用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計算時，無論有幾個短路計算點，其短路等效電路只有一個。(5)計算短路電流。分別對短路計算點計算其各種短路電流：三相短路電流周期分量、短路次暫態(tài)短路電流、短路穩(wěn)態(tài)電流、短路沖擊電流及短路后第一個周期的短路全電流有效值又稱短路沖擊電流有效值。 (4-5)在無限大容量系統(tǒng)中，存在以下關(guān)系：= (4-6)高壓電路的短路沖擊電流及其有效值按以下公式近似計算：=2.55 (4-7)=1.51 (4-8)低壓電路的短路沖

30、擊電流及其有效值按以下公式近似計算：=1.84 (4-9)=1.09 (4-10)(6)計算短路容量 (4-11)K-2K-1500MVAS9-3150系統(tǒng)LJ-150,10KM10.5KV0.4KV圖4-1 一臺運(yùn)行時短路計算電路2.一臺變壓器運(yùn)行時(1)根據(jù)原始資料及所設(shè)計方案，繪制計算電路，選擇短路計算點，如圖4-1所示。(2)設(shè)定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計算短路點基準(zhǔn)電流,設(shè)=100MVA，=，即高壓側(cè)=10.5kV,低壓側(cè)=0.4kV,那么 (4-12) (4-13)(3)計算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 (4-14) QUOTE =0.36 QUOTE =4.9 (

31、4-15)式中 電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量架空線路的電抗標(biāo)幺值，查得LGJ-150的單位電抗，而線路長10km,故電力變壓器的電抗標(biāo)幺值，查得S9-1000的短路電壓=4.5，故 (4-16) (4)求k1點10.5kV側(cè)的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總阻抗標(biāo)幺值 (4-17)三相短路電流周期分量有效值 (4-18)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流=1.67kA (4-19)三相短路沖擊電流=2.55=2.551.67kA=4.26kA (4-20)第一個周期短路全電流有效值=1.51=1.511.67kA=2.52kA (4-21)三相短路容量 (4-22)5求k2點0.4kV

32、側(cè)的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總阻抗標(biāo)幺值 (4-23)三相短路電流周期分量有效值 (4-24)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流=18.49kA (4-25)三相短路沖擊電流=1.84=1.8418.49kA=34.01kA (4-26)第一個周期短路全電流有效值=1.09=1.0918.49kA=20.15kA (4-27)短路電流計算結(jié)果見表4-1表4-1 一臺主變運(yùn)行時短路電流計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/K11.671.671.674262.5230.40K218.4918.4918.4934.0120.1512.844.2變電站一次設(shè)備的選擇與校驗正

33、確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置到達(dá)平安、經(jīng)濟(jì)的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時，應(yīng)根據(jù)工程實際情況，在保證平安、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇適宜的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的選擇同時必須執(zhí)行國家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、平安可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲虚_展余地，以滿足電力系統(tǒng)平安經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。 一次設(shè)備選擇與校驗的條件為了保證一次設(shè)備平安可靠地運(yùn)行，必須按以下條件選擇和校驗：(1) 按正常工作條件，包括電壓、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(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件和溫度、濕度、海拔以及有無防塵、防腐

34、、防火、防爆等要求。 按正常工作條件選擇1.按工作電壓選擇 設(shè)備的額定電壓不應(yīng)小于所在線路的額定電壓，即 (4-28)2.按工作電流選擇設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計算電流，即 (4-29)3.按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量不應(yīng)小于設(shè)備分?jǐn)嗨查g的短路電流有效值或短路容量，即 (4-30)或 (4-31) 按短路條件校驗短路條件校驗，就是校驗電器和導(dǎo)體在短路時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。1.隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(1)動穩(wěn)定校驗條件 (4-32) 或 (4-33) 式中 、開關(guān)的極限通過電流動穩(wěn)定電流峰值和有效值單位為kA；、開關(guān)所在處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值單

35、位為kA。(2)熱穩(wěn)定校驗條件 (4-34) 式中 開關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值單位為kA； 開關(guān)的熱穩(wěn)定試驗時間單位為s；開關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流單位為kA；短路發(fā)熱假想時間單位為s。2.電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗(1)動穩(wěn)定校驗條件 (4-35) 或 (4-36) 式中 電流互感器的動穩(wěn)定電流單位為kA；電流互感器的動穩(wěn)定倍數(shù)對；電流互感器的額定一次電流單位為A。熱穩(wěn)定校驗條件 (4-37)或 (4-38)式中 電流互感器的熱穩(wěn)定電流單位為kA；電流互感器的熱穩(wěn)定試驗時間，一般取1s；電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)對。4.2.4 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗表4-3 10kv側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗：工

36、程校 驗電壓10kv電流58A斷流能力2.5KA動穩(wěn)定度校驗6.38KA熱穩(wěn)定度額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10/100010KV1000A31.5KA80KA高壓隔離開關(guān)GN-10T40010KV400A400A40KA高壓熔斷器RN2-1010KV0.5A50KA電壓互感器JDJ-10100.1KV合格電流互感器LQJ-1010KV1005A避雷器FS4-1010KV戶外隔離開關(guān)GW4-1212KV400A30KA 4.2.5 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 表4-4 380v側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗：選擇交驗工程電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V12307A36.

37、46kA67.08kA一次設(shè)備型號參數(shù)額定參數(shù)低壓斷路器DW15-1500380V1500A40kA低壓斷路器DZ20-200380V200A(大于)一般30kA低壓斷路器DZ20-630380V630A(大于)一般25kA低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380V1500A低壓刀開關(guān)HD13-1000/30380V1000A電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A630/5A電流互感器LMZ1-0.5500V400/5A315/5A200/5A表4-4所選設(shè)備均滿足要求。4.3上下壓母線的選擇根據(jù)計算電流和?GB5005394 10kV 及以下變電所設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)?中的規(guī)定，參照“工廠供

38、電設(shè)計指導(dǎo)以下所述表均來自此設(shè)計指導(dǎo)表5-28,10KV高壓母線選擇LMY-3(404)型母線，即相母線尺寸均為40mm4mm；380V低壓母線選擇LMY-3(12010)+ 806型母線，即相母線尺寸為120mm10mm,中性母線尺寸為80mm6mm。小結(jié)本章分析無限大容量電力系統(tǒng)發(fā)生三相短路時的物理過程及有關(guān)物理量，接著重點講述工廠供電系統(tǒng)三相短路的計算，并介紹短路電流的效應(yīng)及短路校驗條件，最后講述變配電所電氣設(shè)備的選擇與校驗。 第五章 變電所進(jìn)出線和低壓電纜選擇5.1 變電所進(jìn)出線的選擇范圍1.高壓進(jìn)線(1)如為專用線路，應(yīng)選專用線路的全長。(2)如從公共干線引至變電站，那么僅選從公共干

39、線到變電站的一段引出線。(3)對于靠墻安裝的高壓開關(guān)柜，柜下進(jìn)線時一般須經(jīng)電纜引入，因此架空進(jìn)線至變電站高壓側(cè)，往往需選一段引入電纜。2.高壓出線(1)對于全線一致的架空出線或電纜出線，應(yīng)選線路的全長。(2)如經(jīng)一段電纜從高壓開關(guān)柜引出再架空配電的線路，那么變電站高壓出線的選擇只選這一段引出電纜，而架空配電線路在廠區(qū)配電線路的設(shè)計中考慮。3.低壓出線(1)如采用電纜配電，應(yīng)選線路的全長。(2)如經(jīng)一段穿管絕緣導(dǎo)線引出，再架空配電線路，那么變電站低壓出線的選擇只選這一段引出的穿管絕緣導(dǎo)線，而架空配電線路那么在廠區(qū)配電線路或車間配電線路的設(shè)計中考慮。5.2 變電所進(jìn)出線方式的選擇1.架空線。在供電

40、可靠性要求不很高或投資較少的中小型工廠供電設(shè)計中優(yōu)先選用。2.電纜。在供電可靠性要求較高或投資較高的各類工廠供電設(shè)計中優(yōu)先選用。5.3 變電所進(jìn)出導(dǎo)線和電纜形式的選擇1. 高壓架空線(1)一般采用鋁絞線。(2)當(dāng)檔距或交叉檔距較長、電桿較高時，宜采用鋼芯鋁絞線。(3)沿海地區(qū)及有腐蝕性介質(zhì)的場所，宜采用銅絞線或防腐鋁絞線。2.高壓電纜線(1)一般環(huán)境和場所，可采用鋁芯電纜；但在有特殊要求的場所，應(yīng)采用銅芯電纜。(2)埋地敷設(shè)的電纜，應(yīng)采用有外護(hù)層的鎧裝電纜；但在無機(jī)械損傷可能的場所，可采用塑料護(hù)套電纜或帶有外護(hù)層的鉛包電纜。3.低壓電纜線(1)一般采用鋁芯電纜，但特別重要的或有特殊要求的線路可

41、采用銅芯電纜。(2)電纜溝內(nèi)電纜，一般采用塑料護(hù)套電纜，也可采用裸鎧裝電纜。5.4 高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇5.4.1 10kV高壓進(jìn)線的選擇校驗采用LJ型鋁芯絞線架空敷設(shè)，接往10kV公用電源干線。(1)按發(fā)熱條件選擇。由線路最大負(fù)荷時的計算電流及室外環(huán)境溫度34，查表8-36，預(yù)選擇LJ-16，其30時的允許持續(xù)載流量=93.5A=58A，滿足發(fā)熱條件。(2)校驗機(jī)械強(qiáng)度。查表8-34，因為鋼芯鋁絞線架空裸導(dǎo)線在610kV的允許最小截面為35，因此按發(fā)熱條件選擇的LJ-16不滿足機(jī)械強(qiáng)度，所以改選LJ-35滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。由于此線路很短，不需檢驗電壓損耗。 由高壓母線至主變的引入電纜的選

42、擇校驗采用YJL22-10kV型交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件選擇。 由線路最大負(fù)荷時的計算電流及土壤溫度25，查表8-44，選擇3芯交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯截面25，其=90A=58A，滿足發(fā)熱條件。2校驗短路熱穩(wěn)定。查得短路熱穩(wěn)定系數(shù)C=77 (5-1)所以所選電纜滿足要求。說明：上式中C值由表5-13查得；按終端變電所保護(hù)動作時間0.5s，加斷路器時間0.2s，再加0.05s計，故假想時間為0.75s，下同。小結(jié) 為了保證供電的平安、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)，選擇導(dǎo)線和電纜時應(yīng)滿足以下條件：發(fā)熱條件；電壓損耗條件；經(jīng)濟(jì)電流密度；強(qiáng)度。 由于沒有設(shè)單獨的車間變電所，進(jìn)入各個車間的導(dǎo)線接線

43、采用TN-C-S系統(tǒng)；從變電所到各個車間及宿舍區(qū)用埋地電纜供電，電纜采用VV22型銅芯交聯(lián)聚氯乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護(hù)套電力。 第六章 防雷與接地變電所防雷裝置設(shè)計應(yīng)參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計防雷裝置。進(jìn)行防直擊的避雷針保護(hù)范圍計算，防止產(chǎn)生還擊現(xiàn)象的空間距離計算，按避雷器的根本參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號，并確定其接線部位。進(jìn)行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗以及沖擊接地電阻計算。6.1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

44、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.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)中性點及金屬外殼等連接在一起。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，那么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