紡織廠供配電設計概述

1、 . . 42/49紡織廠供配電設計概述 日期：紡織廠供配電設計系 別：專業(yè)：班級：學生：指導教師：職稱：畢業(yè)（設計）論文誠信承諾書為確保畢業(yè)(設計)論文寫作質量和答辯 HYPERLINK :/ lwlm /ZongJieDaQuan/ o t _blank工作的順利開展，達到按期圓滿畢業(yè)的目標。本人重承諾：1.本人所呈交的畢業(yè)設計（論文），是在指導教師的指導下，嚴格按照學院、系部有關規(guī)定完成的。2.本人在畢業(yè)設計（論文）中引用他人的觀點和參考資料均加以注釋和說明。3.本人承諾在畢業(yè)設計（論文）選題和研究容過程中沒有抄襲他人研究成果和偽造相關數(shù)據(jù)等行為。4.在畢業(yè)設計（論文）（設計）中對侵犯任

2、何方面知識產權的行為，由本人承擔相應的法律責任。畢業(yè)設計（論文）作者簽名： 年 月 日目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc5856 摘要 PAGEREF _Toc5856 1 HYPERLINK l _Toc21406 Abstract PAGEREF _Toc21406 2 HYPERLINK l _Toc25256 前言 PAGEREF _Toc25256 3 HYPERLINK l _Toc29482 第1章 緒論 PAGEREF _Toc29482 4 HYPERLINK l _Toc8302 1.1 課題來源與研究的目的和意義 PAGEREF _Toc83

3、02 4 HYPERLINK l _Toc30006 1.2 工廠供電的意義和要求 PAGEREF _Toc30006 4 HYPERLINK l _Toc13909 1.3工廠供電設計的一般原則 PAGEREF _Toc13909 5 HYPERLINK l _Toc29958 1.4紡織廠平面圖 PAGEREF _Toc29958 6 HYPERLINK l _Toc12659 1.5工廠供電電源 PAGEREF _Toc12659 6 HYPERLINK l _Toc22173 1.6工廠負荷情況 PAGEREF _Toc22173 6 HYPERLINK l _Toc19456 第2章

4、 全廠負荷計算 PAGEREF _Toc19456 8 HYPERLINK l _Toc8352 2.1 負荷計算 PAGEREF _Toc8352 8 HYPERLINK l _Toc6677 第3章無功功率補償 PAGEREF _Toc6677 12 HYPERLINK l _Toc18093 3.1無功功率補償 PAGEREF _Toc18093 12 HYPERLINK l _Toc14639 3.1.1提高功率因數(shù)的意義 PAGEREF _Toc14639 12 HYPERLINK l _Toc28474 3.1.2補償裝置的確定 PAGEREF _Toc28474 12 HYPER

5、LINK l _Toc282 第4章 變電所高壓電器設備選型 PAGEREF _Toc282 14 HYPERLINK l _Toc22885 4.1主變壓器的選擇 PAGEREF _Toc22885 14 HYPERLINK l _Toc26868 4.2各個車間變壓器的選擇 PAGEREF _Toc26868 14 HYPERLINK l _Toc27239 4.3 10KV架空線的選擇 PAGEREF _Toc27239 15 HYPERLINK l _Toc10586 第5章 短路電流的計算 PAGEREF _Toc10586 16 HYPERLINK l _Toc26507 5.1

6、短路的基本概念 PAGEREF _Toc26507 16 HYPERLINK l _Toc11529 5.2短路電流計算的目的 PAGEREF _Toc11529 16 HYPERLINK l _Toc18637 5.3 短路的原因 PAGEREF _Toc18637 16 HYPERLINK l _Toc11124 5.4 短路的后果 PAGEREF _Toc11124 16 HYPERLINK l _Toc12693 5.5 短路的形成 PAGEREF _Toc12693 17 HYPERLINK l _Toc258875.6 三相短路電流計算的目的 PAGEREF _Toc25887 1

7、7 HYPERLINK l _Toc18474 5.7 短路電流的計算 PAGEREF _Toc18474 18 HYPERLINK l _Toc30657 5.8 電費計算 PAGEREF _Toc30657 20 HYPERLINK l _Toc10698 第6章 變電所的設備選擇與校驗 PAGEREF _Toc10698 22 HYPERLINK l _Toc12404 61 一次設備的選擇 PAGEREF _Toc12404 22 HYPERLINK l _Toc26773 62二次設備的選擇 PAGEREF _Toc26773 23 HYPERLINK l _Toc13446 6.

8、10kv側的設備選擇和校驗 PAGEREF _Toc13446 24 HYPERLINK l _Toc10661 第7章 主變壓器繼電保護 PAGEREF _Toc10661 27 HYPERLINK l _Toc23972 7.1 繼電保護裝置 PAGEREF _Toc23972 27 HYPERLINK l _Toc27911 7.2 保護作用 PAGEREF _Toc27911 27 HYPERLINK l _Toc19566 7.3 保護裝置與整定計算 PAGEREF _Toc19566 27 HYPERLINK l _Toc5754 第8章 防雷保護和接地裝置設計 PAGEREF _

9、Toc5754 29 HYPERLINK l _Toc3265 8.1防雷保護 PAGEREF _Toc3265 29 HYPERLINK l _Toc17689 8.1.1直擊雷的過壓保護 PAGEREF _Toc17689 29 HYPERLINK l _Toc16695 8.1.2 雷電侵入波的防護 PAGEREF _Toc16695 29 HYPERLINK l _Toc14683 8.2 接地裝置PAGEREF _Toc14683 29 HYPERLINK l _Toc14245 結論 PAGEREF _Toc14245 31 HYPERLINK l _Toc17423 總結與體會

10、PAGEREF _Toc17423 32 HYPERLINK l _Toc5803 致 PAGEREF _Toc5803 33 HYPERLINK l _Toc20029 參考文獻 PAGEREF _Toc20029 34 HYPERLINK l _Toc5255 附錄 PAGEREF _Toc5255 35 HYPERLINK l _Toc18710 附錄1 PAGEREF _Toc18710 35 HYPERLINK l _Toc27090 附錄2 PAGEREF _Toc27090 36紡織廠供配電設計摘要電能是現(xiàn)代化工業(yè)生產的主要能源和動力，它對我們日常生活以與對社會的工業(yè)都起著重要的

11、作用。隨著社會的發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，結構越來越復雜。變電所作為電力系統(tǒng)中變化電壓、交換功率和匯集分配電能的樞紐，隨著電力系統(tǒng)電壓等級的不斷提高，網絡日益復雜。它的作用尤為重要。因此，做好工廠供配電系統(tǒng)的設計對于發(fā)展工業(yè)生產，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。本論文設計首先計算電力負荷和變壓器的臺數(shù)、容量；利用所學的知識確定變電所的位置。計算出短路電流的大小，選出不同型號的變壓器，進而確定變壓器的連接組別，畫出必要的變電所主接線圖。關鍵詞主接線圖,短路電流,電力負荷,變壓器Textile mill power supply and distribution designAbstrac

12、tThe electrical energyistheenergy and powerofmodernindustrial production，it plays an important role in our daily life and society industrial. With thedevelopmentofsocial, the scale of the power system is increasing; the structure is more and more complex. Substation totransformvoltagepower system, e

13、xchange ofpowerandbrings togetherahubfordistribution of electric energy. With thecontinuous improvementofpower systemvoltage level, theincreasing complexity ofnetwork, Its role isparticularlyimportant. Therefore, to do afactorytosupply and distribution systemdesignforthedevelopmentofindustrial produ

14、ction,industrial modernization, andhas a very importantsignificance.This thesis design first calculated power load and transformer sets, capacity; Use knowledge to determine the position of the substation. To calculate the short circuit current size, choose different types of transformer, and then d

15、etermine the transformer connection categories, draw the necessary substation main wiring diagram。Keyword: main wiring diagram, short circuit current, power load, transformer前言本設計為電氣工程與其自動化專業(yè)的畢業(yè)設計，以供電技術為主線，綜合考查學生對本專業(yè)各科知識的掌握程度，培養(yǎng)對本專業(yè)各科知識進行綜合運用的能力，同時也檢驗了本專業(yè)學習四年以來的成果。除某些特殊的大型工業(yè)企業(yè)帶有自備發(fā)電站以外，工廠都是由電力系統(tǒng)的終端降

16、壓變配電所，即總降（配）變電所提供電能。總降（配）變電所、供電線路和用電設備構成了一個完整的工廠供電系統(tǒng)。供電系統(tǒng)一旦確定，就決定了用戶部用電負荷的供電可靠性和供電質量。電能易于轉換，易于傳輸，分配簡單經濟，便于調節(jié)、控制和測量等特點，使得電能成為了工業(yè)生產的主要能源。能否保證供電的可靠性和電能質量直接影響到工業(yè)生產能否正常進行，能否做到合理用電、節(jié)約用電、高質量用電成為決定工廠生產力和企業(yè)效益的重要因素。因此，設計符合工廠具體負荷情況的供電系統(tǒng)是工業(yè)生產的必備條件。緒論1.1 課題來源與研究的目的和意義電能是現(xiàn)代工業(yè)生產的主要能源和動力，電能的輸送的分配既簡單經濟，又便于控制、調節(jié)和測量，有

17、利于實現(xiàn)生產過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產與整個國民經濟生活中應用極為廣泛。隨著工業(yè)生產化的發(fā)展，電能在工業(yè)也是不可缺乏的能源。因此，做好工廠企業(yè)供配電的設計，可以有效的利用電能為經濟的發(fā)展而服務，所以工廠企業(yè)供配電的電路設計要聯(lián)系到各個方面，負荷計算與無功補償，變壓器的型號、容量和數(shù)量的分配；短路的計算、設備的選擇、線路的分配和設計、保護措施等方面進行設計分析，把最好的供配電設計應用到現(xiàn)實生產中來，為經濟的發(fā)展做出最好的服務。1.2 工廠供電的意義和要求工廠供電，就是指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠配電。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而

18、來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送的分配既簡單經濟，又便于控制、調節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產與整個國民經濟生活中應用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產的主要能源和動力，但是它在產品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產可能造成嚴重的后果。因此，做好工廠供

19、配電系統(tǒng)工作對于發(fā)展工業(yè)生產，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供配電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經濟建設，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求：（1） 安全 在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。（2） 可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3） 優(yōu)質 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求（4） 經濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量

20、。此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。1.3工廠供電設計的一般原則按照國家標準GB50052-95 供配電系統(tǒng)設計規(guī)、GB50053-94 10kv與以下設計規(guī)、GB50054-95 低壓配電設計規(guī)等的規(guī)定，進行工廠供電設計必須遵循以下原則：（1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國家的有關規(guī)定與標準，執(zhí)行國家的有關方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術經濟政策。（2） 安全可靠、先進合理；應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質量合格，技術先進和經濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產品。（3

21、）近期為主、考慮發(fā)展；應根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，做到遠近結合，適當考慮擴建的可能性。（4） 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負荷性質、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質量直接影響到工廠的生產與發(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計的有關知識，以便適應設計工作的需要。1.4紡織廠平面圖紡織廠平面圖1.5工廠供電電源按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條110KV的功用電源干線取得電源。該干線走向參看工廠總平面圖。為滿足工廠耳機負荷的要求，可采

22、用高壓聯(lián)絡線有鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為80KM，電纜線路總長度為25KM；工廠要求的功率因數(shù)在0.9以上。關于電費的收取，因與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在本廠變電所高壓側計量電能，設專用計量柜，按兩部電費交電費。每月基本電費按主變壓器容量計為18元/KVA，動力電費為0.20元/K，照明電費為0.50元/K。電氣主接線圖見附錄一。1.6工廠負荷情況本廠多數(shù)車間為三班制，年最大負荷利用小時數(shù)4600小時，日最大負荷持續(xù)時間為6小時。該廠處鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。全廠的負荷表如下：表1-1 全廠的負荷表廠房編號廠房名稱負荷類

23、別設備容量 /KW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動力3000.30.70照明60.81.02鍛壓車間動力3500.30.65照明80.71.03熱處理車間動力1500.60.80照明50.81.04電鍍車間動力2500.50.8照明50.81.05倉庫動力200.40.8照明10.81.06工具車間動力3600.30.60照明70.91.07金工車間動力4000.20.65照明100.81.08鍋爐房動力500.70.80照明10.81.09裝配車間動力1800.30.70照明60.81.010機修車間動力1600.20.65照明40.81.0生活區(qū)照明3500.70.9全廠負荷計算2.1 負荷計

24、算我們在計算全廠負荷時，由于熱處理車間、裝配車間、機修車間、鍋爐房、倉庫動力、照明容量小，從每個車間的變壓器和全廠的平面圖可以把這五個地方看成一個地方，其余都是兩個車間看成一個車間，則我們可以把全廠的平面簡化如圖2-1所示： 變壓器 變壓器 變壓器變 壓器圖2-1 工廠簡化圖采用需要系數(shù)法對各個車間進行計算，應該將照明的和動力部分分開算集體的情況如下：（1）、鑄造車間、鍛壓車間A、 動力電路：P(30)=P1(e)K1(d)+ P2(e)K2(d)=300X0.3+350X0.3kw=195kwQ(30)=947.17karS1(30)=P1/+ P2/=(300/0.70)+(350/0.6

25、5)=967.03kvAI(30)= S(30)/=967.03/ X0.38=1469.65AB、照明電路：P（30）=P3(e)K3(d)+ P4(e)K4(d)=6X0.8+8X0.7=10.4KWQ(30)= =9.8karS2(30)= P3/+ P4/= (6/1.0)+(8/1.0)=14KVA I(30)= S(30)/=14/X0.38=24.13A則鑄造車間、鍛壓車間:S(30)= S1(30)+ S2(30)=14+967.03=981.03KVA(2)、金工車間、工具車間A、動力電路：P(30)= P5(e)K5(d)+ P6(e)K6(d)=400X0.2+360X0

26、.3=188 KWQ(30)=1200.75karS3(30)= P5/+ P6/=(400/0.65)+(360/0.6)=1215.38 KVAI(30)= S(30)/=1215.38/X0.38=1847.08AB、照明電路：P(30)= P7(e)K7(d)+ P8(e)K8(d)=10X0.8+7X0.9=14.3 KWQ(30)=10.57karS4(30)= P7/+ P8/=(10/1.0)+(7/0.9)=17.78 KVAI(30) = S(30)/=17.78/X0.38=27.02A則金工車間、工具車間：S(30)= S3(30)+ S4(30)=17.78+1215

27、.38=1233.16KVA（3）、生活區(qū)、電鍍車間A、動力電路：P(30)= P9(e)K9(d) =250X0.5=125KWQ(30)= =286.4karS(30)= P9/=250/0.8=312.5 KVAI(30) = S(30)/=312.5/X0.38=474.92AB、照明電路：P(30)= P10(e)K10(d)+ P11(e)K11(d)=5X0.8+350X0.7=249 KWQ(30)=298.72kar S(30)= P10/+ P11/=(5/1.0)+(350/0.9)=388.89 KVAI(30) = S(30)/=388.89/ X0.38=591.0

28、2A則電鍍車間、生活區(qū)：S(30)=312.5+388.89=701.39KVA（4）、熱處理車間、裝配車間、機修車間、鍋爐房、倉庫A、動力電路：P(30)=P12(e)K12(d)+P13(e)K13(d)+P14(e)K14(d)+P15(e)K15(d)+P16(e)K16(d)=150X0.6+180X0.3+160X0.2+50X0.7+20X0.4=219KWQ(30)=759.55kar S(30)= P12/+P13/+P14/+ P15/+P16/=(160/0.80)+(180/0.70)+(160/0.65)+(50/0.80)+(20/0.8)=790.79 KVAI(

29、30) = S(30)/=790.79/X0.38=1201.8AB、照明電路：P(30)=P12(e)K12(d)+P13(e)K13(d)+P14(e)K14(d)+P15(e)K15(d)+P16(e)K16(d)=5X0.8+6X0.8+4X0.8+1X0.8+1X0.8=15.6KWQ(30)=6.76kar S(30)= P12/+P13/+P14/+ P15/+P16/=(5/1.0)+6/1.0)+(4/1.0)+(1/1.0)+(1/1.0)=17 KVAI(30) = S(30)/=17/X0.38=25.83A則熱處理車間、裝配車間、機修車間、鍋爐房、倉庫：S(30)=1

30、7+790.79=817.79KVA取全廠的系數(shù)同時為K(p)=0.9 K(q)=0.95 則全廠計算負荷為：P(30)=195+10.4+188+14.3+125+249+219+15.6=1016.3 KWQ(30)=947.17+9.8+1200.75+1.57+286.4+298.72+759.55+6.76=3510.72karS(30) =3654.86 KVAI(30) =3654.86/X0.38=5554.5A第3章無功功率補償3.1無功功率補償3.1.1提高功率因數(shù)的意義工廠中由于有大量的感應電動機、電焊機、電弧爐與氣體放電燈等感性負荷，還有感性的電力變壓器，從而使功率因數(shù)

31、降低。如在充分發(fā)揮設備潛力、改善設備運行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求。為了保證供電質量和節(jié)能，充分利用電力系統(tǒng)中發(fā)配電設備的容量，減小供電線路的截面，減小電網的功率損耗、電能損耗，減小線路的電壓損失，必須提高用電單位的功率因數(shù)，則需考慮增設無功功率補償裝置。3.1.2補償裝置的確定無功補償裝置包括系統(tǒng)中的并聯(lián)電容器，串聯(lián)電容器，并聯(lián)電抗器，同步調相機和靜止無功補償裝置等。其中并聯(lián)電容器補償裝置時無功負荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設地點不受自然條件限制，運行簡便可靠等優(yōu)點。故一般首先考慮裝設并聯(lián)電容器。由于它沒有旋轉部件，維護較為方便，為了在運行中調節(jié)電

32、容器的功率，可將電容器連接成若干組，根據(jù)負荷變化，分組投入或切除。以上結果可得變壓器低壓側的視在計算負荷為：S(30) =3654.86 KVA 這時的功率因素為：cos= P(30)/ Q(30)=1016.3/3654.86=0.27遠小于0.9，因此要進行無功功率補償。由于電壓器的無功消耗大于有功消耗，所以在計算無功功率補償時候取 =0.92，這樣我們無功補償?shù)腝（c）為：Q（c）=1016.3tan(arccos0.27)-tan(arccos0.92)=3201.3Kvar則取Q（c）=3300Kvar，采用33個BWF10.5/100/1并聯(lián)電容器進行補償，總共容量：100Kvar

33、X33=3300Kvar、補償后的變壓所的低壓側視在計算負荷為：S(30) =1016.3X1016.3+（3510.72-3300）X=1037.9KVA電流：I(30)=1037.9/X0.38=1577.36A（2）、變壓所的功率損耗為：P(r)=0.015 S(30)=0.015X1037.9=15.57KvarQ(r) =0.06 S(30)=0.06X1037.9=62.274Kvar（3）、變電所的高壓側的計算負荷為： P(30)=195+10.4+188+14.3+125+249+219+15.6=1016.3 KWQ (30)=3510.72-3300=210.72karS(

34、30) =1038.33 KVAI(30)=1038.33/X0.38=1578A( 4 )、補償后的功率因素：= P(30)/ S(30)= 1016.3/1038.33=0.979（大于0.9）符合要求第4章 變電所高壓電器設備選型4.1主變壓器的選擇年損耗的電量的計算年有功電能消耗量與年無功電能消耗量可由下計算得到（1）年有功電能消耗量：W(pa)=（30）T（a）（2）年無功電能消耗量：W(pa)=(30) T（a）結合本工廠的情況，年負荷利用小時數(shù)T（a）=4600小時，取年平均用功負荷系數(shù) = 0.72 年平均無功負荷系數(shù)=0.78 由此可得本廠：（1）年有功電能消耗量：W(pa)

35、=0.72X1016.3X4600=3365985.6KW/h（2）年無功電能消耗量：W(pa)=0.78X1038.33X4600=3725528.04KW/h全工廠的實在計算負荷和全工廠要求上看，該廠負荷屬于二級負荷，故該工廠變壓器的容量：S(nt)0.7X1037.9=756.53KVA所以我們選用SFZ11-1000/110型配電變壓器，容量為1000KVA，連接組別采用Yyn0.4.2各個車間變壓器的選擇（1）鑄造車間、鍛壓車間變壓器容量：S()0.7X981.03=686.72KVA 選擇S9/800/10型號低損耗配電變壓器，連接組別采用Yyn0（2）金工車間、工具車間變壓器容量

36、：S()0.7X1233.16=863.212KVA 選擇S9/1000/10型號低損耗配電變壓器，連接組別采用Yyn0（3）電鍍車間、生活區(qū)變壓器容量：S()0.7X701.39=490.97KVA 選擇S9/600/10型號低損耗配電變壓器，連接組別采用Yyn0（4）熱處理車間、裝配車間、機修車間、鍋爐房、倉庫變壓器容量：S()0.7X817.79=572.KVA.選擇S9/600/10型號低損耗配電變壓器，連接組別采用Yyn04.3 110KV架空線的選擇本廠有附近一條110KV公用電源干線取得電源，所以按照寂靜電流密度選擇導線截面積，線路在正常工作時的最大電流為：I=3654.86/X

37、110=19.18kA該工廠為三班制，全年最大負荷利用小時數(shù)位4600小時，屬于三級負荷。其鋼芯鋁線電流密度J=0.9 所以導線截面面積：S=I/J=19.18/0.9=21.31mm2由于線路長久使用，應該選擇截面面積為70mm2的剛芯鋁線，所以110KV架空線為LGJ/70的導線 查表的LGJ/70型裸導線的允許電流I=275A(25)、 I=228A(35) 、I=222A(40)第5章 短路電流的計算5.1 短路的基本概念短路是指電源通向用電設備的導線不經過負載而相互直接連接的狀態(tài)，也稱為短路狀態(tài)。5.2短路電流計算的目的短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備。進行短路電流計算

38、，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行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。5.3 短路的原因造成短路主要原因有：1、電氣設備絕緣損壞，這種損害可能是由于設備長氣運行、絕緣老化造成的；也肯能是設備本身質量低劣、絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿；或者設備質量合格、絕緣合乎要求而被過電壓擊穿；或者由于設備絕緣守到了外力損傷而造成的。2、有關人員誤操作，這種情況大多數(shù)是由于操作人員違反安全操作規(guī)程而發(fā)生的，例如帶負荷拉閘，或者誤將電壓設備接入較高壓的電路中而造成的擊穿短路。3、鳥獸為

39、害事故，鳥獸跨越在裸露的相線之間或者相線與接地物體之間，或者咬壞設備和導線電纜的絕緣，從而導致短路。5.4 短路的后果 短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負荷電流大的多。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬安甚至幾十萬安，如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)產生極大的危害：1、短路時要產生很大的點動力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件受到損害和破壞，甚至引起火災事故。2、短路時電路的電壓驟降，嚴重影響電氣設備的正常運行。3、短路時保護裝置動作，將故障電路切除，從而造成停電，而且短路點越靠近電源停電圍越大，造成的損失也越大。4、嚴重的短路要影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，可使并列運行的發(fā)電機組失去同

40、步造成系統(tǒng)解列。5、不對稱短路包括單相和兩相短路，其短路電流將產生較強的不平衡交變電磁場，對附近的通信線路、電子設備等產生電磁干擾，影響其正常運行，甚至使之發(fā)生誤動作。由此可見，為了選擇切除短路故障的開關電器、整定短路保護的繼電保護裝置和選擇限制短路電流的元件等，也必須計算短路電流。5.5 短路的形成 在三相系統(tǒng)中，短路的形式有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路等，其中兩相接地短路，實質是兩相短路。 按短路的對稱性來分，三相短路屬對稱性短路，其他形式短路均為不對稱短路。 電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但是一般情況下，特別是原理電源（發(fā)電機）的工廠供電

41、系統(tǒng)中，三相短路電流最大，因此他造成的危害也最為嚴重。為了是電力系統(tǒng)中的電氣設備在最嚴重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，因此作為選擇和校驗電器設備用的短路計算中，以三相短路計算為主。實際上不對稱短路也可以按對稱分量法將不對稱的短路電流分解為對稱的正序、負序和零序分量，然后對稱量來分析和計算，所以對稱的三相的三相短路分析計算也是不對稱短路分析計算的基礎。5.6 三相短路電流計算的目的短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，以與進行繼電保護裝置的整定計算為了保證電力系統(tǒng)安全運行，選擇電氣設備時，要用流過該設備的最大短路電流進行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以保證設備在運行中能夠經受住突發(fā)短路引起的發(fā)

42、熱和點動力的巨大沖擊。5.7 短路電流的計算計算短路電流的方法有歐姆法和標幺值法，這里用的是標幺值法。 本工廠的供電系統(tǒng)簡圖如下圖所示。采用一路電源供線，一路本廠饋電變電站經LGJ/70架空線（系統(tǒng)按電源計）。（1）本電廠的供電簡略如圖5-1所示：圖5-1本電廠的供電簡略圖（2）根據(jù)系統(tǒng)圖畫出等值電路如圖5-2所示：圖5-2等值電路圖(3) 采用標幺值法進行三相短路計算1) 選擇基準值：取2) 計算短路電路中的各元件的電抗標幺值 110KV電力變壓器的電抗標幺值取,因此 電路中線路的電抗標幺值取，L=400m因此 10KV電力變壓器的電抗標幺值3) 計算k-1點的短路電路總電抗標幺值與三相短路

43、電流和短路容量 總電抗標幺值 三相短路電流周期分量有效值 其他三相短路電流 三相短路容量4) 計算k-2點的短路電路總電抗標幺值與三相短路電流和短路容量 總電抗標幺值 三相短路電流 其他三相短路電流 三相短路容量短路計算結果表如下：短路計算點三相短路電流三相短路容量/MVAK-194.8994.8994.89241.98143.28189K-2173.35173.35180.28318.96194.631.55.8 電費計算因與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在本廠變電所高壓側計量電能，設專用計量柜，按兩部電費交電費。每月基本電費按主變壓器容量計為18元/KVA，動力電費為0.20元/K，照明電費為0.

44、50元/K。工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.90.此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性地向供電部門交供電貼費：610KV為800元/KVA。供電貼費：主變壓器容量為每KVA800元，供電貼費為1000KVA*0.08萬元/ KVA =80萬元。月基本電費按主變壓器容量計為18元/KVA，故每年電費為1000*18*12=21.6萬元。根據(jù)年最大負荷利用小時T可求得：動力費用：627.5*T*0.2照明費用：31.3*T*0.5第6章 變電所的設備選擇與校驗61 一次設備的選擇(1)、斷路器斷路器是指能夠關合、承載和開斷正?；芈窏l件下的電流，并能關合、在規(guī)定的時間承載和開斷異?；芈窏l

45、件（包括短路條件）下的電流的開關裝置。在這里由于110KV除的最高正常工作電流Ig=5.44A，且戶外布置。選擇斷路器為戶SF6斷路器，型號是：LW38-126/10，其主要技術數(shù)據(jù)如表6-1所示：表6-1 LW38-126/10斷路器技術參數(shù)額定工作電壓（）額定工作電流（A）額定開端電流(KA)動穩(wěn)定電流(KA)熱穩(wěn)定電流(KA)額定熱穩(wěn)定時間(S)11010004035164(2)、隔開關隔離開關是一種沒有滅弧裝置的開關設備，主要用來斷開無負荷電流的電路，隔離電源，在分閘狀態(tài)時有明顯的斷開點，以保證其他電氣設備的安全檢修。在這里由于110KV處的最高正常工作電流為Ig=5.44A，且戶布置

46、。選擇的隔離開關型號為：GW4-110/1250，其主要技術數(shù)據(jù)如表6-2所示：表6-2 GW4-110/1250斷路器技術參數(shù)額定工作電流（KV）額定工作電流（A）極限通過電流峰值（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定時間（S）110125060204(3)、電壓互感器電壓互感器是一個帶鐵心的變壓器。它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當在一次繞組上施加一個電壓U1時，在鐵心中就產生一個磁通，根據(jù)電磁感應定律，則在二次繞組中就產生一個二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。在這里由于互感器用于運行監(jiān)視，選擇準確度為1級，根據(jù)電壓和

47、工作環(huán)境，我們選擇的型號為：DCF-110WB，其技術參數(shù)如表6-3所示：表6-3 DCF-110WB電壓互感器技術參數(shù)額定工作電壓（v）額定頻率（HZ）二次線圈的額定容量（va）二次線圈極限容量（va）線圈連接組標號一次線圈二次線圈1100001005040010001/1-12(4)、熔斷器熔斷器也被稱為保險絲，IEC127標準將它定義為熔斷體（fuse-link)。它是一種安裝在電路中，保證電路安全運行的電器元件。這里熔斷器是用于保護電壓互感器的，由于110KV處的最高電廠工作電流為I=5.44A。因此選擇高壓限流熔斷器的型號是：RXW0-110/0.5，其主要技術參數(shù)如表6-4所示：表

48、6-4 RXW0-110/0.5熔斷器技術參數(shù)額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）額定斷流容量（MVA）重量（KG）110105100023(5)、避雷器避雷器 又稱：surge，能釋放雷電或兼能釋放電力系統(tǒng)操作過電壓能量，保護電工設備免受瞬時過電壓危害，又能截斷續(xù)流，不致引起系統(tǒng)接地短路的電器裝置。這里根據(jù)電壓等級和工作環(huán)境確定選擇磁吹閥式避雷器，型號為：YH10WZ-100/260，其主要技術參數(shù)如表6-5所示：表6-5 YH10WZ-100/260避雷器技術參數(shù)額定電壓（KV）滅弧電壓（KV）工頻放電電壓（有效值）（KV）沖擊放電電壓峰值不大于（KV）電導電流直流試驗（KV）電流（A）

49、110260708511250260-40062二次設備的選擇(1)、斷路器由于一次側的電流為I=5.44A，因為二次側電流和一次側電流是一樣的所以I2g=59.95A，二次側所以選擇是戶型的，型號為：SN10-10/630，其主要技術參數(shù)如表6-6所示：表6-6 SN10-10/630斷路器技術參數(shù)額定電壓（KV）額定電流（A）額定開端電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）額定熱穩(wěn)定時間（S）106301640164(2)、熔斷器該熔斷器用于保護電壓互感器，由于10KV處的最高電廠工作電流為Ig=59.95A。因此選擇高壓限流熔斷器的型號是：RW0-10/1.5，其主要技術參數(shù)如表

50、6-7所示：表6-7 RW0-10/1.5熔斷器技術參數(shù)額定電壓（KV）額定電流（A）額定斷流容量（MVA）重量（S）100.51000236. 10kv側的設備選擇和校驗1.熔斷器用于10KV側正常工作時的電流由各個車間按照每個車間的進行計算：(1)、鑄造車間、鍛壓車間：正常的工作電流為：I=981.3/根號3X10=56.66A，是戶布置的斷路器，型號是：SN10-10/1250，其主要技術參數(shù)如6-8所示：表6-8 SN10-10/1250斷路器技術參數(shù)額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）額定開端電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）額定熱穩(wěn)定時間（S）10125040125

51、404(2)、金工車間、工具車間正常工作電流為：I=1233.66/根號3X10=71.23A，是戶布置的斷路器，型號是：SNS-10/1000，其主要技術參數(shù)如6-9所示：表6-9 SNS-10/1000斷路器技術參數(shù)額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）額定開端電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）額定熱穩(wěn)定時間（S）10100031.58031.54(3)、 電鍍車間、生活區(qū)正常的工作電流I=701.39/根號3X10=40.49A，是戶布置的斷路器，型號是：SN10-10/1250，其主要技術參數(shù)如6-10所示：表6-10 SN10-10/1250斷路器技術參數(shù)額定工作電壓（

52、KV）額定工作電流（A）額定開端電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）額定熱穩(wěn)定時間（S）10125040125404(4)、熱處理車間、裝配車間、機修車間、鍋爐房、倉庫正常的工作電流Ig=817.79/根號3X10=47.22A，是戶布置的斷路器，型號是：SN10-10/1250，其主要技術參數(shù)如6-11所示：表6-11 SN10-10/1250斷路器技術參數(shù)額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）額定開端電流（KA）動穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）額定熱穩(wěn)定時間（S）101250401254042、隔離開關(1)、鑄造車間、鍛壓車間：正常的工作電流為：I=981.3/根號3X1

53、0=56.66A，是戶布置的隔離開關，型號是：GN6-10/1250，其主要技術參數(shù)如6-12所示：表6-12 GN6-10/1250隔離開關技術參數(shù)額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）極限通過電流峰值（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定時間（S）配用操動機構型號10125075434CS6-1T(2)、金工車間、工具車間正常工作電流為：I=1233.66/根號3X10=71.23A，是戶布置的隔離開關，型號是GNS-10/1000，其主要技術參數(shù)如6-13所示：表6-13 GNS-10/1000隔離開關技術參數(shù)額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）極限通過電流峰值（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)

54、定時間（S）配用操動機構型號10100075435CS6-1T(3)、電鍍車間、生活區(qū)正常的工作電流I=701.39/根號3X10=40.49A，是戶布置的隔離開關，型號是：GN10-10/1250，其主要技術參數(shù)如6-14所示：表6-14 GN6-10/1250隔離開關技術參數(shù)額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）極限通過電流峰值（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定時間（S）配用操動機構型號10100075435CS6-1T(4)、熱處理車間、裝配車間、機修車間、鍋爐房、倉庫正常的工作電流Ig=817.79/根號3X10=47.22A，是戶布置的隔離開關，型號是：SN10-10/1250，其主要

55、技術參數(shù)如6-15所示：表6-15 SN6-10/1250隔離開關技術參數(shù)額定工作電壓（KV）額定工作電流（A）極限通過電流峰值（KA）熱穩(wěn)定電流（KA）熱穩(wěn)定時間（S）配用操動機構型號10100075435CS6-1T第7章 主變壓器繼電保護7.1 繼電保護裝置當電力系統(tǒng)中的電力元件或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危與電力系統(tǒng)安全運行時，能夠向運行值班人員與時發(fā)出警告信號，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動化措施和設備。實現(xiàn)這種自動化措施的成套設備，一般通稱為繼電保護裝置。7.2 保護作用對于高壓側位110KV的工廠總降壓變電所主變壓器來說，應該裝有瓦斯保護、過流保護和

56、電流速斷保護。7.3 保護裝置與整定計算1、瓦斯保護 采用FJ-80開口杯擋板式氣體繼電器。2、裝設過流保護 采用GL15型感應式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。3、電流互感器選擇高壓側：I(1N)=2000/X110=10.49A電流互感器采用三角形接法，計算電流互感器變比K=10.49X/5=3.63A ,選用電流互感器變比K=100/5=20（1）過電流動作電流的整定=2.5X2000/X110=26.24A取K=429/7=61.28故整定電流為90（2）裝設電流速斷保護 采用GL15型繼電器的電流速斷裝置來實現(xiàn)。速斷電流的整定I=Ik2=2.452KAI=I/

57、=2.452X1.3X1/5.56X20=28.7A故速斷電流倍數(shù)整定為K=28.7/7=4.1第8章 防雷保護和接地裝置設計8.1防雷保護8.1.1直擊雷的過壓保護在變電所屋頂裝設避雷針或避雷帶，并引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。如變電所的主變壓器裝設在室外或露天配電裝置時，則應在變電所外面的適當位置裝設獨立避雷針，其裝設高度應使其防雷保護圍包括整個變電所。如果變電所處在其它建筑物的直擊雷防護圍時，則可不另設獨立避雷針。按規(guī)定，獨立避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用3-6根長、的鋼管，在裝設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40

58、mm4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用的鍍鋅扁鋼，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔與其基礎的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用的鍍鋅圓鋼，長1-1.5m。獨立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應有3m以上距離。8.1.2 雷電侵入波的防護(1) 在110kV電源進線的終端桿上裝設型閥式避雷器。引下線采用的鍍鋅扁鋼，下與公共接地網焊接相連，上與避雷針接地端螺栓連接。(2) 在10kV高壓配電室裝設有GG1A（F）54型開關柜，其中配有FS410型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠避雷器來保護，防護雷電侵入波的危害。(3) 在380V低壓架空出線桿上，裝設保護間隙，或將其絕緣子的

59、鐵腳接地，用以防護沿低壓架空線侵入波的雷電波。8.2 接地裝置由資料得該工廠變壓器容量為2000kv.A。電壓為10/0.4kv，接線組為Yyn0，與工廠變壓器連接到車間變壓器的電纜長80km。(1)、確定接地電阻值查表，此變電所的公共接地裝置的接地電阻應滿足以下條件因此公共接地裝置接地電阻。(2)、接地裝置的設計 采用長2.5m、mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置，管距5m，垂直打入地下，管頂離地面0.6m。管間用40mm4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。變電所的變壓器室有兩條接地干線、低壓配電室有一條接地干線與室外公共接地裝置焊接相連，接地干線均采用25mm4mm的鍍鋅扁鋼。結論本次畢業(yè)是對紡

60、織廠供配電系統(tǒng)的設計，通過完成負荷計算 、主接線設計、電源進線與工廠高壓配電線路的設計、短路計算、高低壓電氣設備選擇、變電站幾點保護和防雷接地，使得一個完成的工廠供配電系統(tǒng)呈現(xiàn)在我們的面前。這一學期的畢業(yè)設計，由于本人個人水平限制原因，我對這個設計還不是很深入，論文本身還存在諸多欠妥之處，懇請老師給我提出寶貴的意見，只有發(fā)現(xiàn)問題面對問題才能解決問題，不足和遺憾不會給我打擊指揮更好的鞭策我前行，今后我更會關注新技術新設備新方案的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進的知識，保持不放棄努力本是我的任務，在現(xiàn)在的基礎上爭取更是我的職責?？偨Y與體會經過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設計以前覺得