電氣工程及其自動化專升本專業(yè)畢業(yè)論文17667

電力工程課程設計任務書3班級：2012級電氣工程及其自動化專升本一、 設計題目某文具公司供配電系統(tǒng)電氣部分初步設計二、 設計目的及要求通過本課程設計：熟悉供配電系統(tǒng)初步設計必須遵循的原則、基本內容、設計程序、設計規(guī)范等，鍛煉工程設計、技術經(jīng)濟分析比較、工程計算、工具書使用等能力，并了解供電配電系統(tǒng)前沿技術及先進設備。要求根據(jù)用戶所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產的發(fā)展，按照安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的要求，選擇配變電所主結線方案、高壓配電線路接線方式、高低壓設備和進出線，確定車間變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型。最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖樣。三、 設計依據(jù)1、負荷情況該公司主要生產長尾、牛頭夾、園形彈簧夾、山形彈簧夾、磁力夾、板夾、各式塑料夾、回形針、起釘器、書圈、磁力鉤、書立等系列產品，公司下設模具車間、沖件車間、熱處理車間、電泳車間、噴涂車間、發(fā)黑車間、電鍍車間、包裝車間。編號廠房名稱設備容量/kW需要系數(shù)需乂/J\女X功率因數(shù)1模具車間4400.350.652沖件車間5500.500.703熱處理車間6800.550.754電泳車間2800.400.755噴涂車間3200.500.756發(fā)黑車間2500.550.757電鍍車間2400.500.708包裝車間1100.750.809綜合樓1600.750.90該公司大部分車間為三班制，年最大有功負荷利用小時數(shù)為5000h。車間負荷情況見附表。2、供電電源情況按照公司與當?shù)仉姌I(yè)部門簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，可從某35/10kV地區(qū)變電站取得工作電源。該35/10kV地區(qū)變距離本廠約為1km,10kV母線短路數(shù)據(jù)：s；340MVA、S3180MVAok.min要求該公司：①過電流保護整定時間不大于 1.0s;②在工廠10kV電源側進行電能計量；③功率因數(shù)應不低于0.92o工廠自然條件年最高氣溫39C,年平均氣溫23C,年最低氣溫-5C,年最熱月平均最高氣溫33C,年最熱月平均氣溫26C，年最熱月地下0.8m處平均溫度25C.主導風向為南風，年雷暴日數(shù)52。平均海拔22m，地層以砂粘土為主。電費制度按兩部電價制交納電費，基本電價20元/千伏?安/月，電度電價0.5元/度。四、設計任務設計內容包括：選擇高壓配電所位置、配變電所的負荷計算及無功功率的補償計算，車間變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定，變配電所主接線方案的選擇，高壓配電線路接線方式的選擇，高低壓配電線路及導線截面選擇，短路計算和開關設備的選擇，繼電保護的整定計算*,防雷保護與接地裝置設計*等。五、開關柜選擇高壓低壓KGN、XGN系列GGD、GGL系列六、參考資料1、 翁雙安.供電工程.第1、2版.北京：機械工業(yè)出版社，2012.12、 余健明等.供電技術.第3版.北京：機械工業(yè)出版社，19983、 劉介才.實用供配電技術手冊.北京：中國水利水電出版社，20024、 黃德仁等.供用電實用技術手冊.北京：中國水利水電出版社，19965、 中國航空工業(yè)規(guī)劃設計研究院.工業(yè)與民用配電設計手冊：第2版.北京：水利電力出版社6、 劉介才.工廠供電設計指導.北京：機械工業(yè)出版社，19987、 G1350053-1994《10kV及以下變電所設計規(guī)范》、GB50052-1995《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》、《供電營業(yè)規(guī)則》等規(guī)范8、 各電氣設備公司網(wǎng)頁目錄1設計說明1.1燈具公司供配電意義和要 1.2選題的背景和意義 2負荷計算、無功補償計算、變壓器選擇及初步方案確定2.1用電設備組計算負荷的確定 2.2車間和計算負荷確定 2.3無功功率補償計算 2.4變壓器選擇 3變配電所主接線方案的設計3.1變配電所主接線方案 4短路電流計算4.1短路計算的簡化說明 4.2用標么值法計算短路電流 4.2.1在最大運行方式下 4.2.2在最小運行方式下 4.3短路校驗 5電氣設備選擇與校驗5.1高低壓開關柜選型 5.1.1高壓開關柜 5.1.2氐壓開關柜 5.2高壓一次設備選擇 5.3低壓一次設備選擇 6供配電線路的選擇6.1配電線路的接線方式選擇 6.1.1高壓配電線路接線方式選擇 6.1.2氐壓配電線路接線方式選擇 6.2導線和電纜截面的選擇 7防雷接地保護… 8總結 9參考資料 摘要電能在現(xiàn)代工業(yè)生產及整個國民經(jīng)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比例一般很小（除電化工業(yè)）。電能在工業(yè)生產中的重要性，并不在于在產品成本或投資總額所占比重多少，而在于工業(yè)生產實現(xiàn)電氣化后可以大大增加產量，減輕工人勞動強度，降低生產成本，提高產品質量，提高勞動生產率，改善工作條件，有利于實現(xiàn)生產過程自動化。另一方面，如果工廠電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產可能造成嚴重后果。因此做好工廠供電工作對發(fā)展工業(yè)生、實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化都具有極其重要的意義，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設同樣也具有重大意義。本設計為工廠變電所設計，對在工廠變電所設計中的若干問題如負荷計算，三相短路分析，短路電流計算，高低壓設備的選擇與校驗，防雷與接地，變電所的過電壓保護，計量無功補償?shù)葞追矫娴脑O計進行了闡述。工廠供電工作要很好為工業(yè)生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，同時做好節(jié)能工作，要從以下基本要求做起：（1） 安全在電能的供應、分配和利用過程中，不應發(fā)生人生事故及設備事故。（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(jīng)濟供電系統(tǒng)投資要盡量少，運行費要低，盡可能節(jié)約電能和減少有色金屬消耗。此外，在供電工作中，要合理處理局部和全局、當前和長遠等關系，要做到局部與全局協(xié)調，顧全大局，適應可持續(xù)發(fā)展要求。關鍵詞：三相短路分析 高低壓設備的選擇與校驗 防雷與接地安全安全可靠優(yōu)質經(jīng)濟1設計說明1.1供配電設計應遵循的原則供配電設計應根據(jù)上級批文的內容，依據(jù)建設單位的具體設計要求和工藝設計所提出的具體條件進行，并遵循以下原則：遵守規(guī)程、執(zhí)行政策。安全可靠、先進合理。近期為主、考慮發(fā)展。全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。1.2供配電設計的內容供配電設計的內容一般包括變配電所、供配電線路、防雷與接地、電氣二次回路及自動控制等項目。變配電所的設計內容包括：變配電所的負荷計算及無功功率的補償計算；變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定；變配電所主接線方案的選擇；短路計算和開關設備的選擇；二次回路方案的確定及繼電保護的整定計算；防雷保護與接地裝置設計以及變配電所的電氣照明設計等。防雷與接地設計是依據(jù)當?shù)氐睦纂娙諗?shù)等基礎資料，確定防雷等級和采取的防雷措施，確定允許接地電阻值和接地裝置的形式等。電氣二次回路及自動控制設計是根據(jù)工藝設計提出的要求，確定電氣設備的控制、保護、測量、信號和自動裝置的形式，以及各二次設備的選擇校驗等。1.3供配電設計的目的要求根據(jù)某文具公司所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產的發(fā)展，按照安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設計說明書。二、負荷計算、無功補償計算、變壓器選擇及初步方案確定2.1用電設備組計算負荷的確定目前，電力負荷計算主要采用三種方法：單位容量法、需要系數(shù)法、用系數(shù)法。在本設計中采用的是需要系法來進行負荷計算。

(一)一組用電設備的計算負荷主要計算公式有：有功計算負荷：PcPmKdPe無功計算負荷：Q P^tan視在計算負荷：ScP/cos計算電流： ScSy<3Un式中Kd為用電設備組的需要系數(shù)值；cos(2-1)(2-2)(2-3)(2-4)為用電設備組的平均功率因數(shù);tan為功率因數(shù)cos(2-1)(2-2)(2-3)(2-4)為用電設備組的平均功率因數(shù);(二)多組用電設備的計算負荷在確定低壓干線上或低壓胃線上的計算負荷時，可結合具體情況對其有功和無功計算負荷計入一個同時系數(shù)KSo圖2-1多組用電設備的計算負荷對于干線，可取K】P=0.85-0.95;K】Q=0.90-0.97對于低壓胃線，由用電設備計算負荷直接相加來計算時，可取K^P=0.8-0.9,K^Q=0.85-0.95。由干線負荷直接相加來計算時，可取K^P=0.95,K^Q=0.97o主要計算公式有：TOC\o"1-5"\h\z有功計算負荷：P3。KpP30,i (2-5)總的無功計算負荷為：Q30KqQ30,i (2-6)視在計算負荷：S30，?叩30Q320 (2-7)計算電流：、人3Un (2-8)總的計算電流按式(2-4)計算。由于各組設備的cos不一定相同，因此總的視在計算負荷或計算電流不能用各組的視在計算負荷或計算電流直接相加來計算。由此確定燈具公司供配電系統(tǒng)各車間變電所總的電力負荷。車間和計算負荷確定該文具公司供配電系統(tǒng)各車間變電所電力負荷計算表，分別如下表表2-1:車間負荷情況編號廠房名稱設備容量/kW需要系數(shù)需乂/J\女X功率因數(shù)1模具車間4400.350.652沖件車間5500.500.703熱處理車間6800.550.754電泳車間2800.400.755噴涂車間3200.500.756發(fā)黑車間2500.550.757電鍍車間2400.500.708包裝車間1100.750.809綜合樓1600.750.90表2-2各車間負荷計算情況編號廠房名稱設備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)PctanQcScIc1模具車間440.000.350.651541.17180.05236.92359.972沖件車間550.000.500.702751.02280.56392.86596.883熱處理車間680.000.550.753740.88329.84498.67757.654電泳車間280.000.400.751120.8898.77149.33226.895噴涂車間320.000.500.75160.0.88141.11213.33324.136發(fā)黑車間250.000.550.75137.50.88121.26183.33278.557電鍍車間240.000.500.701201.02122.42171.43260.468包裝車間110.000.750.8082.50.7561.88103.13156.689綜合樓160.000.750.901200.4858.12133.33202.582.3車間變電所的數(shù)量，類型的確定按負荷分布情況確定車間變電所的數(shù)量、類型和所址。車間變電所的數(shù)量一般情況下每個車間均單獨設立自己變電所，對負荷不大的車間是否設立自己變電所，應視負荷大小與鄰近可向其供電的車間的距離而定。（1） 負荷容量＞315kVA,不論距離遠近，均應單獨設立變電所；（2） 共設變電所情況：負荷容量在160kVA以下，從供電點到負荷中心的最大距離不超過300m;負荷容量在160—250kVA之間，從供電點到負荷中心的最大距離不超過230m;負荷容量在250—315kVA之間，從供電點到負荷中心的最大距離不超過175m。（3） 對于辦公樓等重要場合，要單獨設一個變電所。在本次設計的文具廠中，主要生產長尾、牛頭夾、園形彈簧夾、山形彈簧夾、磁力夾、板夾、各式塑料夾、回形針、起釘器、書圈、磁力鉤、書立等系列產品，公司下設模具車間、沖件車間、熱處理車間、電泳車間、噴涂車間、發(fā)黑車間、電鍍車間、包裝車間。且大部分車間為三班制，年最大有功負荷利用小時數(shù)為5000h?？紤]到綜合樓的特殊性及重要性，將綜合樓單獨設置一個車間變電所（#1車間），而沖件車間與熱處理車間負荷容量均大于315kVA，按規(guī)定應分別單獨設置一個車間變電所，（#2車間,#3車間），模具與電泳車間距離較近，可共用一個車間變電所（#4車間），噴涂與包裝車間共用一個車間變電所（#5車間），余下的發(fā)黑與電鍍車間設在需在方便排污的地方，故共用一個車間變電所（#6車間）。根據(jù)前面的計算負荷，需再次計算車間變電所的計算負荷。表2-3各車間變電所負荷計算情況車間變電所PcQctancosScIc1#（綜合樓）120.0058.120.480.90133.33202.582#（沖件車間）275.00280.561.020.70392.86596.883#（熱處理車間）374.00329.840.880.75498.67757.654#（模具與電泳車間）616.55592.080.960.72854.811298.745#（噴涂與包裝車間）461.70415.750.900.74621.30943.976#（發(fā)黑與電鍍車間）258.40232.690.900.74347.73528.31車間變電所所址的確定車間變電所所址的確定一般可按以下幾點考慮：（1）離大容量設備較近；（2）進出線方便；（3）便于變壓器等設備的搬運、安裝；（4）盡量遠離有震動的設備；（5）不應設在廁所、浴室或生產過程中地面有積水的場所附近；（6）考慮車間發(fā)展，必要時要考慮擴展的可能。無功功率補償計算我國《供電營業(yè)規(guī)則》規(guī)定，除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負荷時的功率因數(shù)應達到下列要求：100千伏安及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上。農業(yè)用電，功率因數(shù)為0.80。用戶普遍采用并聯(lián)電容器作為無功補償裝置。并聯(lián)電容器無功補償方式有三種：（1） 高壓集中補償。并聯(lián)電容器裝設在變配電所的高壓電容器室內，與高壓胃線相聯(lián)。（2） 低壓集中補償。并聯(lián)電容器裝設在變配電所的低壓配電室或低壓電容器室內。（3） 低壓分散補償。并聯(lián)電容器裝設在低壓配電箱旁或與用電設備并聯(lián)。根據(jù)電容器在工廠供電系統(tǒng)中的裝設位置，有高壓集中補償，低壓成組補償和低壓補償三種方式。由于補償是在低壓側，而又要求高壓側的功率因數(shù)不低于0.90，考慮到變壓器會有一部分損耗，因此選擇低壓側補償功率因數(shù)為0.92。綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進行低壓集中補償。以#3（即熱處理車間）車間變電所為例,計算它的功率補償。求補償前的視在計算負荷及功率因數(shù)視在計算負荷：S Jp2Q2<3742329.8372kVA498.667kVA功率因數(shù)： cos（p=0.75確定無功補償容量：QP（tantan'）374*（tan（ar（s0c75tan（arcc0.92）））170.514kvar選擇電容器組數(shù)及每組容量

根據(jù)要求，我們選擇GGJ型的電容補償柜。由于無功自動補償控制器可控制電容器投切的回路數(shù)為4,6,8,10,12等。故在本設計里，采用如GGJ1-01（C）型，有16支路，BCMJ0.4-16-3電容器，每柜共96kvai，采用16步控制，每步投入6kvar由于補償功率大，故采用主柜和副柜兩組補償柜，實際最大負荷時的補償容量為192kvar補償后視在功率：Sc\.‘P2(Qc__Qnc)2 v'3742(329.8372*96)2 398.59KV.A功率因數(shù):cos°=0.938折算到高壓側：又考慮到變壓器的功率損耗為:PT PFe折算到高壓側：又考慮到變壓器的功率損耗為:PT PFeQQ簡化公式有：pCuQkP0Pk2([I0%/100Uk%/100)2]st0.01Sc0.05Sc(3-1)(3-2)(3-3)即:pT變電所高壓側計算負荷為:pc.1Qc.10.01S=3.986kwP2 Pt=377.74kW(Qc2Qrc)Qt0.05S=20kvarPt=329.837-192+20=157.8kvar409.59kVAQ2=c.1yP2*c.1補償后的功率因數(shù)為:Sc.1cos Pc凡1=0.922，大于0.90，滿足條件。表2-4功率補償結果計算（低壓側）

Pc補償刖Qc補償刖tan補償后tan實際補償容量補償柜容量與型號補償補償后Qc1#（綜合樓）120.0058.120.480.437.00不補償2#（）中件車間）275.00280.561.020.43163.41GGJ1-01(A)16*10120.563#（熱處理車間）374.00329.840.880.43170.51GGJ1-01(C)2*(6*16)137.844#（模具與電泳車間）252.70270.461.070.43162.81GGJ1-01(A)16*10110.465#（噴涂與包裝車間）258.40232.690.900.43122.61GGJ1-01(B)16*8104.696#（發(fā)黑與電鍍車間）230.38196.890.850.4398.75GGJ1-01(B)16*868.89由計算，可以算出在變壓器的高壓側無功補償后的結果，見下表3-2表2-5變壓器的高壓側無功補償后結果補償后Sc折算到高壓側的Pc折算到高壓側的qc折算到高壓側的sc1#（綜合樓）133.33121.3364.79137.552#（沖件車間）300.26278.00135.57309.303#（熱處理車間）398.59377.99157.77409.594#（模具與電泳車間）275.79255.46124.25284.075#（噴涂與包裝車間）278.80261.19118.63286.866#（發(fā)黑與電鍍車間）240.46232.7880.92246.44考慮到低壓母線的同時系數(shù):

由式(2-5)(2-6)式及表3-2可確定補償后:總的有功計算負荷:總的無功計算負荷:總的視在計算負荷:計算電流:功率因數(shù):PcK總的有功計算負荷:總的無功計算負荷:總的視在計算負荷:計算電流:功率因數(shù):PcKqQci622.67kvarSJp；Q21648.6357kV.AI1Sy^3U195AcosP/S10.926由表和計算可得各變電所折算到高壓側的功率因數(shù)均大于0.90,整文具公司供配電的功率因數(shù)為0.926,即功率補償?shù)碾娙葸x擇合理，符合本設計的要求。按兩部電價制交納電費，基本電價20元/千伏?安/月，電度電價0.5元/度,該某文具公司供配電采取補償可節(jié)約能量為△，二△S1+AS2+AS3+AS4+AS5+AS6=160+192+160+128+128=768，采取無功補償后該工廠每月可節(jié)約電費76820=15360元。我國《供電營業(yè)規(guī)則》規(guī)定：容量在100kVA及以上高壓供電用戶，最大負荷使得功率因數(shù)不得低于0.9,如果達不到要求，則必須進行無功補償。因此，在設計時，可用此功率因數(shù)來確定需要采用無功補償?shù)米畲笕萘俊Ｓ蓛刹侩娰M制度可知采用無功補償為燈具公司供配電節(jié)約了資金。變壓器選擇變電所主變壓器臺數(shù)的選擇選擇主變壓器臺數(shù)時應考慮下列原則：一般情況下應首先考慮選擇一臺變壓器。下列情況可考慮選擇兩臺或兩臺以上變壓器應滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所。除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余量。變電所主變壓器容量的選擇1)只裝一臺主變壓器的變電所主變壓器的容量，訂應滿足全部用電設備總計算負荷S30的需要，即S丁〉S302）裝有兩臺主變壓器的變電所每臺變壓器的容量SrT應同時滿足以下兩個條件：任一臺單獨運行時，$骯〉（0.6—0.7）S30任一臺單獨運行時，，骯〉S30（I+II）（3）變壓器型號選擇選用新型電力變壓器，如S11型。例如新型的S11-M.R三相卷鐵芯全密封配電變壓器在結構和材料上有較大改進，其主要特點是其鐵心是由晶態(tài)取向優(yōu)質冷軋硅鋼片卷制經(jīng)退火而成，減少了傳統(tǒng)鐵心的接縫氣隙，噪音明顯下降，其空載損耗比S9型產品平均下降30%。表2-6車間變電所f變壓器的臺數(shù)、容量和型號PcQcSc變壓器負載率70%時的容量變壓器型號1#（綜合樓）12058.119133.33190.48S11-1602#（沖件車間）275120.56300.26428.95S11-4003#（熱處理車間）374137.84398.59569.42S11-5004#（模具與電泳車間）266110.46288.02411.46S11-4005#（噴涂與包裝車間）242.5104.69264.13377.33S11-4006#（發(fā)黑與電鍍車間）257.568.89266.56380.80S11-4003變配電所主接線方案的設計3.1變配電所主接線方案變配電所主接線由高低壓成套配電裝置組合而成，而且方案的設計應考慮到變配電所可能的增容，特別是出線柜要便于添置。1.高壓主接線（10kV）（1）一路供電電源本設計采用XGN2-12箱型固定式交流金屬封閉開關設備，左側電纜架空線引入，右架空線引出。38 44 65D3D3 D32941 D3高壓柜型號(XGN2-12)3S4465D3D3D32941D3柜體尺寸urnuH顯技L2?XL1ffi2￡；1L2fnL1ffi3E51L2?XL1ffi2￡；1高壓柜用途鬲網(wǎng)速斷"臨剖施斷計堂防雷計登施斷計堂峭計世施斷計堂施斷隔離開關2?20/-10GK30-10P無G?30-10G?30-10G?30-10GK30-10無G?30-J電流互感器LZEJ-10P2LFZ1LIE」JP2i,JP2JL22J-10LZ2J-10LZ2J-10LZZJ-10LZZJ-1斷路器2?2^-10,V/-1無無2K2SZ-10,V/-12H202-10,V/-12(1202-10,V/-12K20/-1O,*1無2K202HV/-1熔斷器無JUt<2-10JUt<2-10無無無無無無1.低壓主接線左側架空線引入、右側架空線引出本設計采用GGD1-08系列低壓抽出式成套開關設備4短路電流計算對一般供配電系統(tǒng)來說，由于其容量遠比電力系統(tǒng)總容量小，而阻抗又較電力系統(tǒng)大得多，因此供電系統(tǒng)發(fā)生短路時，電力系統(tǒng)變電所饋電胃線上的電壓幾乎維持不變，即可將電力系統(tǒng)視為無限大容量的電源（如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過短路回路總阻抗的5%?10%，或電力系統(tǒng)容量超過用戶供電系統(tǒng)容量50倍時，可將電力系統(tǒng)視為無限大系統(tǒng)）。4.1短路計算的簡化說明通常采用兩個假設：（1）近似地取線路首端和末端電壓的平均值作為短路計算電壓，用Uc表示U1.05U即 c N（2）在計算高壓電網(wǎng)短路電流時，一般只計及電力系統(tǒng)（電源X變壓器和線路等幾個主要元件的阻抗，而且這些元件的電抗值通常遠大于電阻值，當R1/3X時，可略去電阻。因此，對高壓電網(wǎng)可簡化為I⑶U X?U..'示4.2用標么值法計算短路電流 C本設計采用標幺制法進行短路計算4.2.1在最大運行方式下以#3為例計算：Sk3 340MVA（1）確定基準值取 Sd=100MVA ，1=10.5kV Vc2=0.4kV而 Id1$"加］100MVA/（3*10.5kV）5.5cAId2Sd/J初2100MVA/（.?2*0.4kV）144.34cA（2）計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值電力系統(tǒng)：最大模式：X*Sd/Sk=100MVA/340mva=0.29架空線路：x*=xlSd/cUn2=0.1。電力變壓器（由附錄表Uk%=5）

X*Uk%Sd/1O0SNT==5X100X1000kVA/100x400kVA=8繪制等效電路如圖4-1,圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標出短路計K-l K-2圖4-1短路等效電路K-l K-2圖4-1短路等效電路求k-1點的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流①總電抗標幺值X*(k1)x*X；=0.29+0.1=0.39三相短路電流周期分量有效值【；1%1,x* (kD=5.5kA/0.39=14.1kA其他三相短路電流I,"⑶I(3) I⑶k1=k1=k1=kA3s(；)=2.55*14.1kA=35.926kAIs(；)=1.51*14.1kA=21.295kA三相短路容量c，一、cX*Sk1=Sd/ (k1)=100MVA/0.39=256.4mva求k-2點的短路總電抗標幺值及短路電流①總電抗標幺值X*(k2)=氣+%+%=0.29+0.1+8=8.39②三相短路電流周期分量有效值d2X*(k2)=144.34kA/8.39=17.204kA其他三相短路電流I''⑶I⑶I⑶k2k2=k2=17.204kA1s(h)=2.26x17.204kA=38.88kAI(h)=1.31x17.204kA=22.537kAS/x*二d(kS/x*二d(k2)=100/8.39=11.9mvaS⑶k24.2.2最小方式運行情況下：以#3為例計算：Sk3 180MVA確定基準值取 Sd=100MVId1Sd/V3U1100MVId2SdA/3U2100MVA Vc1=10.5kVA/C3*10.5kV)5.5cAA/(；3*0.4kV)144.34cAVc2=0.4kV計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值電力系統(tǒng)：最小模式：x*Sd/Sk=100MVA/180mva=0.55架空線路：x;=xlSd/cU電力變壓器(由附錄表UX*Uk%Sd/100SNTn2=0.1。k%=5)==5x100x1000kVA/100x400kVA=8繪制等效電路如圖4-2,圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標出短路計算點。K-2K-l圖4-2短路等效電路(3)求k-1點的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流總電抗標幺值X*(k1)x*X*=0.55+0.1=0.65三相短路電流周期分量有效值【31 Id1/x* (k1)=5.5kA/0.65=8.46kA其他三相短路電流I'''(3H(3)_I(3)—k1=k1=k1=8.46kAV=2.55*8.46kA=21.58kAIs(3)=1.51*8.46kA=12.77kA三相短路容量c，一、c 乂*Sk1=Sd/ (k1)=100MVA/0.65=153.8mva(4)求k-2點的短路總電抗標幺值及短路電流①總電抗標幺值②三相短路電流周期分量有效值T(3)I/x* 一， 一L2=d2(k2)=144.34kA/8.65=16.69kA③其他三相短路電流I''⑶I⑶I⑶危尸ciAk2 k2=k2=16.69kA1s(h)=2.26x16.69kA=37.712kAIS)=1.31x16.69kA=21.86kA(k2)=x*+x*+x*=0.55+0.1+8=8.65x*三相短路容量%(32=如**(k2)=100/8.65=11.56mvA短路計算結果表見表4-3,其它車間K-1點即變壓器高壓側短路時的短路電流和短路容量是相同的，只需計算K-2點變壓器低壓側短路時的短路電流和短路容量;根據(jù)相同的方法可計算其它車間K-2點短路電流和短路容量。表4-3各車間變電所短路計算變電所變壓器型號基準值電力系統(tǒng)(±|4些電纜電力變壓器容量Uk%SDUC1UC2ID1ID2最大最小1#S9-1601604100144.340.550.290.1252#S9-4004004100144.340.550.290.1103#S9-5005004100144.340.550.290.184#S9-4004004100144.340.550.290.1105#S9-4004004100144.340.550.290.1106#S9-4004004100144.340.550.290.110變電所K-2(最小)K-2(最大)ish總電抗三相兩相Ishish總電抗三相兩相Ishish1#35.9625.655.634.877.3712.7225.395.684.927.4512.852#35.9610.6513.5511.7417.7530.6310.3913.8912.0318.2031.403#35.968.6516.6914.4521.8637.718.3917.2014.9022.5438.884#35.9610.6513.5511.7417.7530.6310.3913.8912.0318.2031.405#35.9610.6513.5511.7417.7530.6310.3913.8912.0318.2031.406#35.9610.6513.5511.7417.7530.6310.3913.8912.0318.2031.404.3 短路校驗短路動穩(wěn)定度的校驗條件對于一般電氣設備，因為其中載流部分的結構尺寸為定值，所以短路電流通過時產生的電動力只與短路電流的大小有關。而電氣設備在出廠前，通過試驗已得出其動穩(wěn)定電流，因此一般電氣設備的動穩(wěn)定度校驗條件為或^ 、、如式中，'x為電氣設備的動穩(wěn)定電流(極限通過電流)峰值；Lax為電氣設備的動穩(wěn)定電流(極限通過電流)峰值有效值。lax和1max可由有關手冊或產品樣本查得符合要求。短路熱穩(wěn)定度的校驗條件對于一般電氣設備，因其載流導體材料、長度及截面都已確定，所以短路電流通過時產生的熱量Qk只與短路電流和短路電流通過的時間有關。同樣，電氣設備在出廠前，通過試驗已得出其熱穩(wěn)定電流和熱穩(wěn)定時間，因此一般電氣設備的熱穩(wěn)定度校驗條件為I2tI⑶21

t ima式中，It為電器的熱穩(wěn)定電流；t為電器的熱穩(wěn)定時間。It和t可由有關手冊或產品樣本查得符合要求。對胃線及絕緣導線和電纜等導體的熱穩(wěn)定度校驗條件k.maxk式中，k.max為導體在短路時的最高允許溫度。要確定k比較麻煩，因此也可根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求來確定其最小允許截面。即導體滿足熱穩(wěn)定的等效條件為<tAA.I⑶3^式中，A為導體截面積(mm2);Amin為導體滿足熱穩(wěn)定的最小允許截面積(mm2);】⑶為三相短路穩(wěn)態(tài)電流(A);C為導體的熱穩(wěn)定系數(shù)(為As2/mm2)o5電氣設備選擇與校驗5.1高低壓開關柜選型5.1.1高壓開關柜XGN2-10箱型固定式交流金屬封閉開關設備用于6kV,10kV三相交流50Hz系統(tǒng)中作為接受和分配電能之用的戶內成套配電設備，具有對電路控制保護和監(jiān)測等功能。其母線系統(tǒng)為單母線及單母線帶旁路母線，并可派生出雙母線結構。開關柜的主開關采用ZN28A-10,VA-1型系列真空斷路器。斷路器配用CD10系列電磁榛動機構或CT8彈簧操動機構；隔離開關采用GN30-10旋轉式隔離開關系列產品。5.1.2低壓開關柜GCK低壓抽出式開關柜由動力配電中心（PC）柜和電動機控制中心（MCC）兩部分組成。該裝置適用于交流50（60）HZ、額定工作電壓小于等于660V、額定電流4000A及以下的控配電系統(tǒng)，作為動力配電、電動機控制及照明等配電設備。5.2高壓一次設備選擇—次設備選擇與校驗列表：表5-110kV電源進線側一次設備選擇與校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度I2tima結論安裝地點的電氣條件參數(shù)UNICIK(3)i(3)sh數(shù)據(jù)合格設備型號規(guī)格參數(shù)UNINIocImaxI2t真空斷路器ZN28A-10,VA-1合格電流互感器LZZJ-10合格電壓互感器JDZ或JSJW////合格高壓熔斷器RN2-1012kV630A/50kA20kA合格

注：一次設備選擇與校驗必須注明該設備是主接線中哪一回路設備。表5-2高壓熔斷器的校驗序號安裝地點的電氣條件RN2-12高壓熔斷器項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)結論1UNUN合格2IcIc合格3I(3)KIK合格5.3低壓一次設備選擇低壓一次設備選擇校驗項目表5-30.4kV電源出線側一次設備選擇與校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力短路電流校驗結論安裝地點的電氣條件參數(shù)U N I C IK⑶動穩(wěn)定熱穩(wěn)定數(shù)據(jù)/設備型號規(guī)格參數(shù)UNINIKishI合格電流互感器LMK-0.66-合格斷路器HUW2000-3200//合格6供配電線路的選擇6.1配電線路的接線方式選擇高低壓配電線路的接線基本方式有放射式、樹干式和環(huán)形三種。6.1.1高壓配電線路接線方式選擇高壓配電網(wǎng)的設計，應根據(jù)供電可靠性的要求、車間變電所配電變壓器的容量及分布、地理環(huán)境等具體情況研究分析比較后，相應選擇某種接線形式或幾種接線形式的組合。（1） 一般來講，用戶高壓配電網(wǎng)宜采用放射式。因為放射式接線可靠性較高，保護配合簡單、便于運行管理；（2） 對于重要負荷，可采用雙回路放射式，或采用工作電源接線為放射式、備用電源接線為樹干式的組合形式，根據(jù)情況，也可采用拉手環(huán)式接線；（3） 對于三級負荷，為節(jié)省投資可采用樹干式，負荷較大時則可采用分區(qū)樹干式接線；（4）配電網(wǎng)接線應力求簡單，層次不能過多，同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)不宜多于兩級，否則不僅浪費投資、維護不便，還降低供電可靠，性。6.1.2低壓配電線路接線方式選擇低壓配電網(wǎng)的設計應滿足用電設備對供電可靠性和電能質量的要求，同時應注意接線簡單、操作方便安全，具有一定靈活性，能適應生產和使用上的變化及設備檢修的需要。（1） 正常環(huán)境的車間或建筑物內，當大部分用電設備為中小容量，且無特殊要求時，宜采用樹干式配電。（2） 用電設備為大容量，或負荷性質重要，或在有特殊要求（指有潮濕、腐蝕性環(huán)境或有爆炸和火災危險場所等）的車間、建筑物內，宜采用放射式配電。（3） 部分用電設備距供電點較遠，而彼此相距很近、容量很小的次要用電設備，可采用鏈式配電，但每一回路環(huán)鏈設備不宜超過5臺，其總容量不宜超過10kW。容量較小用電設備的插座，采用鏈式配電時，每一條環(huán)鏈回路的設備數(shù)量可適當增加。（4） 在多層建筑物內，由總配電箱至樓層配電箱宜采用樹干式配電或分區(qū)樹干式配電。對于容量較大的集中負荷或重要用電設備，應從配電室以放射式配電；

樓層配電箱至用戶配電箱應采用放射式配電。在高層建筑物內，向樓層各配電點供電時，宜采用分區(qū)樹干式配電；由樓層配電間或豎井內配電箱至用戶配電箱的配電，宜采取放射式配電；對部分容量較大的集中負荷或重要用電設備，應從變電所低壓配電室以放射式配電。（5） 平行的生產流水線或互為備用的生產機組，根據(jù)生產要求，宜由不同的回路配電；同一生產流水線的各用電設備，宜由同一回路配電。（6） 配電系統(tǒng)的層次不宜超過三級。6.2導線和電纜截面的選擇為了保證供配電系統(tǒng)安全經(jīng)濟地運行，選擇導線和電纜截面時，一般應考慮的條件包括導線的發(fā)熱、機械強度、電壓損失以及線路造價和運行費用。對電纜線路，應還校驗其短路熱穩(wěn)定。對低壓線路，還應滿足與其保護設備的配合要求。（1）按發(fā)熱條件選擇導線和電纜的截面\；'P2Q2-73U—\；'P2Q2-73U—n'al"030:'al"0將電纜直埋地下0.8m，環(huán)境溫度25C，初步選定YJV228.7/10322型3芯電纜，截面積95mm2,查附表40知電力電纜載流量為245A。設同一路徑有兩根電纜有件距并列敷設，根據(jù)附錄表48校正，電纜實際載流量為Iai2450.9220.5AI30,所以電纜截面積滿足條件。（2）按電壓損失條件選擇導線和電纜的截面按電壓損失條件選擇導線截面，是要保證所選導線截面在實際線路中通過負荷電流產生的電壓損失不超過線路允許的電壓損失，即u%uai%式中U%為線路實際電壓損失百分數(shù)；Uai%為線路允許的電壓損失百分數(shù)。集中負荷的三相線路電壓損失計算式為~ 1nU% p.R.q.X.Ni1TOC\o"1-5"\h\z卜 1n或 U% PrQx.Ni1若全線的導線型號規(guī)格一致，則_… 1 n_ n_U% rpLxqL10U2 0ii0iiNi1 i1式中％、％分別為導線單位長度的電阻和電抗值；％、h分別為各負載點至供電首端部分線路的電阻、電抗值(Q/km);Li為各負載點至供電首端線路的長度(km)。查表得YJV228.7/10322型3芯電纜，截面積95mm2的r0.229/km,x0.096/km，代入公式得，U%=0.51<0.5，所以選擇的電纜截面積符合要求。7防雷接地