電氣工程綜合設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)某化纖毛紡廠總降壓變電所設(shè)計(jì)

西南科技大學(xué)專業(yè)方向設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：電氣工程綜合設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)名稱：某化纖毛紡廠總降壓變電所設(shè)計(jì)姓名： 學(xué)號(hào):班級(jí)：自動(dòng)化0802 指導(dǎo)教師：起止日期：2011-11-62011-12-6西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院制方向設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生班級(jí)：自動(dòng)化0802學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：設(shè)計(jì)名稱：某化纖毛紡廠總降壓變電所設(shè)計(jì)起止日期：2011-11-6至2011-12-6指導(dǎo)教師：張曉琴設(shè)計(jì)要求：1、進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償(要求列表)；2、確定變電所的所址和型式；3、確定變電所主變壓器型式、容量和數(shù)量；4、變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)（要求組成2~3個(gè)不同的方案，進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的比較，選擇最佳方案）；5、進(jìn)行短路計(jì)算；6、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；7、變電所高低壓進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)；8、繪制相關(guān)圖紙，圖中注明所選設(shè)備名稱、型號(hào)等內(nèi)容方向設(shè)計(jì)學(xué)生日志時(shí)間設(shè)計(jì)內(nèi)容2011-11-6復(fù)習(xí)工廠供電2011-11-12上網(wǎng)查資料2011-11-16完成負(fù)荷計(jì)算2011-11-20完成工廠無功補(bǔ)償2011-11-22變電所地址選擇2011-11-24變壓器選型2011-11-30一次設(shè)備選擇校驗(yàn)2011-12-2書寫報(bào)告2011-12-5報(bào)告書寫及完善某化纖毛紡廠總降壓配電所設(shè)計(jì)摘要工廠供電系統(tǒng)就是將電力系統(tǒng)的電能降壓再分配電能到各個(gè)廠房或車間中去，它由工廠降壓變電所，高壓配電線路，車間變電所，低壓配電線路及用電設(shè)備組成。工廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國家供電情況.解決對(duì)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)技術(shù)的分配電能問題。其基本內(nèi)容有以下幾方面：進(jìn)線電壓的選擇,變配電所位置的電氣設(shè)計(jì),短路電流的計(jì)算及繼電保護(hù),電氣設(shè)備的選擇,車間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇,防雷接地裝置設(shè)計(jì)等。Plantpowersupplysystemistheredistributionofpowersystempowerstep-downpowertoeachplantorplanttogo,whichconsistsofstep-downsubstationplant,highvoltagedistributionlines,substationplant,low-voltagedistributionlinesandelectricalequipmentcomposition.Thetotalstep-downsubstationplantanddistributionsystemdesignisbasedontheloadofeachplantnumberandnatureoftheproductionprocessoftheloadrequirements,andloaddistribution,withthestatepowersupplysituation.Thebasiccontentsofthefollowingaspects:thechoiceofthelinevoltage,variabledistributionofthelocationoftheelectricaldesign,calculationandrelayshort-circuitcurrent,electricalequipmentselection,plantlocationandtransformersubstationnumber,capacitychoice,designoflightningprotectionandgroundingequipment.設(shè)計(jì)目的和意義本課題來源于生產(chǎn)實(shí)踐，與其研究的內(nèi)容以及變電站的研究水平不僅與我們的生活息息相關(guān)，還對(duì)我們的生活和生產(chǎn)起著至關(guān)重要的影響。隨著工業(yè)時(shí)代的發(fā)展，電力已成為人類歷史發(fā)展的主要?jiǎng)恿Y源，要科學(xué)合理的駕馭電力必須從電力工程的設(shè)計(jì)原則和方法上理解和掌握其精髓，提高電力系統(tǒng)的安全可靠性和運(yùn)行效率。從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。眾所周知，電能是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，是一種無形的、不能大量存儲(chǔ)的二次能源。電能的發(fā)、變、送、配電和用電，幾乎是在同一時(shí)間完成的，須相互協(xié)調(diào)與平衡。變電和配電是為了電能的傳輸和合理的分配，在電力系統(tǒng)中占很重要的地位，其都是由電力變壓器來完成的，因此變電所在供電系統(tǒng)中的作用是不言而語的。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)電能質(zhì)量和供電可靠提出了新的要求，高壓、超高壓變電站的設(shè)計(jì)和運(yùn)行系統(tǒng)必須適應(yīng)這種新形勢，因此，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提高供電能力與可靠性以及綜合自動(dòng)化程度，以滿足日益增長的社會(huì)需求是電力企業(yè)的首要目標(biāo)。變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，一般安裝有變壓器及其控制和保護(hù)裝置，起著變換和分配電能的作用。為了保證在送變電過程中的供電可靠性，首先要滿足的就是變電所的設(shè)計(jì)規(guī)范。進(jìn)入21世紀(jì)后，我國電力仍將以較高的速度和更大的規(guī)模發(fā)展，電源和電網(wǎng)建設(shè)的任務(wù)仍很重。做為發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，變換和分配電能的重要組成部分，將面臨電力體制改革和技術(shù)創(chuàng)新能力的雙重挑戰(zhàn)，如何合理的設(shè)計(jì)一個(gè)變電所，使之在技術(shù)上、管理上適應(yīng)電力市場化體制和競爭需要，促使電網(wǎng)互聯(lián)范圍的不斷擴(kuò)大，是這次設(shè)計(jì)的主要目的。設(shè)計(jì)原理工廠供電設(shè)計(jì)須遵守以下原則：（1）工廠供電設(shè)計(jì)必須遵守國家的有關(guān)法令、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約資源、節(jié)約有色金屬和保護(hù)環(huán)境等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策（2）工廠供電設(shè)計(jì)必須做到保障人身和設(shè)備的安全、供電可靠、電能質(zhì)量合格、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，設(shè)計(jì)中應(yīng)采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)及與用戶投資能力相適應(yīng)的經(jīng)濟(jì)合理的電器產(chǎn)品（3）工廠供電設(shè)計(jì)必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用戶容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計(jì)方案（4）工廠供電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性該降壓變電所設(shè)計(jì)須根據(jù)工廠的負(fù)荷情況、供電電源情況、當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料、地質(zhì)水文材料以及電費(fèi)制度來統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)，通過幾種方案的比較來最終確定最優(yōu)方案。詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟（一）工廠原始材料1.廠生產(chǎn)任務(wù)、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格本廠生產(chǎn)化纖產(chǎn)品，年生產(chǎn)能力為23000002.供電協(xié)議1)從電力系統(tǒng)的某35／10kv變電站，用雙回10kv架空線路向工廠饋電。變電站在廠南。2)系統(tǒng)變電站饋電線的定時(shí)限過流保護(hù)裝置的整定時(shí)間top＝1.5s，要求工廠總配電所的保護(hù)整定時(shí)間不大于1.0s。3)在工廠總配電所的10kv進(jìn)線側(cè)計(jì)量。工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于、0.9。4)電力系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)，如表1所示。其配電系統(tǒng)圖如圖1所示表1電力系統(tǒng)10kV母線的短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式10KV母線短路容量備注系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)S(3)=187MVA電力系統(tǒng)可視為無限大容量系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)S(3)=107MVA圖1配電系統(tǒng)圖3.工廠負(fù)荷性質(zhì)本廠多數(shù)車間為三班制，少數(shù)車間為一班或兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為6000h。本廠屬二級(jí)負(fù)荷。4.工廠自然條件氣象資料 1)最熱月的平均溫度為30℃。2)地中最熱月的平均溫度為20℃。 3)土壤凍結(jié)深度為。4)車間環(huán)境，屬正常干燥環(huán)境。（二）負(fù)荷計(jì)算（如表2）負(fù)荷計(jì)算公式P30=Kd×Pe（2-1）Q30=P30tanΦ（2-2）S30=P30／cosΦP30Σ=KΣ×ΣP30（2-3）Q30Σ=KΣ×ΣQ30（2-4）

S30Σ=P30Σ2+Q車間（單位）名稱設(shè)備容量kWKdcosΦtanΦ計(jì)算負(fù)荷車間變電所代號(hào)變壓器臺(tái)數(shù)及容量（kVA）P30kWQ30kvarS30kVAI301制條車間340272204340車變1Xs9-1000/10紡紗車間340272204340軟水房86鍛工車間3774機(jī)修車間296幼兒園倉庫38小計(jì)（K∑）25162織造車間525420315525車變1Xs9-1250/10染整車間490392294490浴室，理發(fā)室5404食堂4030單身宿舍5040040小計(jì)（K∑）886105227703鍋爐房151車變1Xs9-315/10水泵房118化驗(yàn)室50油泵房2821小計(jì)（K∑）801（三）無功補(bǔ)償計(jì)算電力部門規(guī)定，無帶負(fù)荷調(diào)整電壓設(shè)備的工廠必須在以上。為此，一般工廠均需安裝無功功率補(bǔ)償設(shè)備，以改善功率因數(shù)。用戶處的靜電電容器補(bǔ)償方式可分個(gè)別補(bǔ)償用戶處的靜電電容器補(bǔ)償方式可分個(gè)別補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償和高壓集中補(bǔ)償三種:個(gè)別補(bǔ)償：指在個(gè)別功率因數(shù)較低的設(shè)備旁邊裝設(shè)補(bǔ)償電容器組;高壓集中補(bǔ)償：指將高壓電容器組集中裝設(shè)在總降壓變電所6~10kV母線上；低壓集中補(bǔ)償：指將低壓電容器組集中裝設(shè)在車間變電所或建筑物變電所的低壓母線上。方案一個(gè)別補(bǔ)償該補(bǔ)償方式補(bǔ)償范圍最大，效果最好。但投資較大，而且桇被補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備停止運(yùn)行的話，電容器組也被切除，電容器的利用率低。同時(shí)存在小容量電容器的單位價(jià)格、電容器易受到機(jī)械震動(dòng)及其他環(huán)境條件的影響等缺點(diǎn)。所以這種補(bǔ)償方式適用于長期穩(wěn)定運(yùn)行，無功功率需要較大，或距電源較遠(yuǎn)，不便于實(shí)現(xiàn)其他補(bǔ)償?shù)膱龊?。方案二高壓集中補(bǔ)償該補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償總降壓變電所6~10kV母線之前的供配電系統(tǒng)中由無功功率產(chǎn)生的影響，而對(duì)無功功率在企業(yè)內(nèi)部的供配電系統(tǒng)中引起的損耗無法補(bǔ)償，因此補(bǔ)償范圍最小，經(jīng)濟(jì)效果較后最差。由于裝設(shè)集中，運(yùn)行條件較好，維護(hù)管理方便，投資較少，且總降壓變電所6~10kV母線停電機(jī)會(huì)少，因此電容器利用率高。這種方式在一些大中型企業(yè)中應(yīng)用較普遍。方案三低壓集中補(bǔ)償該補(bǔ)償方式補(bǔ)償范圍介于前兩者之間，比高壓集中補(bǔ)償要大，而且該補(bǔ)償方式能使變壓器的視在功率減小，人而使變壓器的容量可選得較小，因此比較經(jīng)濟(jì)。這種低壓電容器補(bǔ)償屏一般可安裝在低壓配電室內(nèi)，運(yùn)行維護(hù)安全方便。該補(bǔ)償方式在用戶中應(yīng)用相當(dāng)普遍。綜上所述，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，我們采取的無功補(bǔ)償方式是：高壓集中補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償與就地補(bǔ)償相結(jié)合。設(shè)計(jì)要求工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因素不得低于0.9.1、2車間采用就地補(bǔ)償。根據(jù)供電協(xié)議的功率因數(shù)要求，取補(bǔ)償后的功率因數(shù)，各個(gè)償?shù)娜萘坑?jì)算如下：就地補(bǔ)償：NO.1車間變電所：制條車間Qc=Q-PtanΦ(3-1)聯(lián)立得：Qc=204-272×0.456=79.968kVar 根據(jù)《工廠供電》348頁附錄表4知并列電容器的標(biāo)稱容量選擇六個(gè)BW，即補(bǔ)償容量為84kVar。補(bǔ)償后剩余容量：Q=Q-QC=204-同理紡紗車間也采用六個(gè)BWM0.4-16-3電容補(bǔ)償。機(jī)修車間：Qc=Q-PtanΦ聯(lián)立得：Qc=153.6-88.8根據(jù)《工廠供電》348頁附錄表4知并列電容器的標(biāo)稱容量選擇六個(gè)BWM0.23-20-3，即補(bǔ)償容量為120kVar。補(bǔ)償后剩余容量：Q=Q-QC=153.6 NO.2車間變電所：織造車間：Qc=Q-PtanΦ(3-9聯(lián)立得：Qc=315-420×根據(jù)《工廠供電》348頁附錄表4知并列電容器的標(biāo)稱容量選擇九個(gè)BWM0.4-14-3，即補(bǔ)償容量為126kVar。補(bǔ)償后剩余容量：Q=Q-QC=315染整車間：Qc=Q-PtanΦ(3-13聯(lián)立得：Qc=294-392根據(jù)《工廠供電》348頁附錄表4知并列電容器的標(biāo)稱容量選擇六個(gè)BWM0.23-20-3，即補(bǔ)償容量為120kVar。補(bǔ)償后剩余容量：Q=Q-QC=294低壓集中補(bǔ)償就地補(bǔ)償之后NO.1:總的無功負(fù)荷Q301=K 總的有功負(fù)荷P301=KQc=432.9-對(duì)NO.1變電所0.4kV母線，采用三個(gè)型號(hào)為BW0.23-20-3進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為120kVar。NO.2:總的無功負(fù)荷Q302=K 總的有功負(fù)荷P301=KS30Σ=P30ΣcosΦ=(3-23)對(duì)NO.3:總的無功負(fù)荷Q301=K 總的有功負(fù)荷P301=KQc=175.68-對(duì)母線，采用六個(gè)型號(hào)為-3進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償，補(bǔ)償容量為72kVar。變壓器的選擇及高壓集中補(bǔ)償變壓器本身無功消耗對(duì)變壓器容量的選擇影響較大，故應(yīng)該先進(jìn)行無功補(bǔ)償才能選出合適的容量。取KΣP=0.9(3-27)變電所S30Σ=PI30=1170A考慮15%裕量：S1=770.05×根據(jù)《工廠供電》350頁附表5選S9-1000/10 (6)接線方式Y(jié)yn0該變壓器的參數(shù)：P同理可得NO.2和NO.3的變壓器選型及高壓集中補(bǔ)償前的參數(shù)，其中NO.2S30Σ=PI30=1464A(3-S2=963.85×根據(jù)《工廠供電》350頁附表5選S9-1250/10(6)接線方式Y(jié)yn0該變壓器的參數(shù)：P??NO.3S30Σ=P30ΣI30=389A(3-S3=256.15×1+15%根據(jù)《工廠供電》350頁附表5選S9-315/10(6)接線方式Y(jié)yn0該變壓器的參數(shù)：P?? 于是高壓側(cè)的有功和無功為：P=ΣP+ΣΔQ=ΣQ+ΣΔQS30=2041.40kVar(3-I30=S303cosΦ無功補(bǔ)償詳表如下表3表3無功補(bǔ)償表項(xiàng)目計(jì)算負(fù)荷///NO1車間380V側(cè)就地補(bǔ)償前負(fù)荷NO2車間380V側(cè)就地補(bǔ)償前負(fù)荷8861052NO3車間380V側(cè)就地補(bǔ)償前負(fù)荷195NO1車間380V側(cè)就地補(bǔ)償后負(fù)荷NO2車間380V側(cè)就地補(bǔ)償后負(fù)荷886NO3車間380V側(cè)就地補(bǔ)償后負(fù)荷NO1車間380V側(cè)集中補(bǔ)償后負(fù)荷NO2車間380V側(cè)集中補(bǔ)償后負(fù)荷886NO3車間380V側(cè)集中補(bǔ)償后負(fù)荷主變壓器功率損耗10KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0620（四）總變壓器所址選擇變電所所址的選擇按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，應(yīng)根據(jù)下列要求選擇確定：1.靠近負(fù)荷中心2.節(jié)約用地，不占或少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地3.與城鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于架空和電纜線路的引入和引出4.交通運(yùn)輸方便5.環(huán)境宜無明顯污染，如空氣污穢時(shí)，所址宜設(shè)在受污染影響最小處6.具有適宜的地址、地形和地貌條件7.應(yīng)考慮職工生活上的方便及水源條件8.應(yīng)考慮變電所與周圍環(huán)境、臨近設(shè)施的相互影響根據(jù)上面的要求，本設(shè)計(jì)結(jié)合該工廠的負(fù)荷情況和工廠的布局，選擇該廠的西南角鍋爐房東面作為總降壓變電所的所址，其變電所所址示意圖如下圖2所示圖2變電所所址圖變電所的型式有很多種，優(yōu)點(diǎn)各異。露天式配電裝置具有運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少、投資少等優(yōu)點(diǎn)，而屋內(nèi)式配電裝置安裝方便、運(yùn)行可靠，故本設(shè)計(jì)總降壓變電所10KV采用屋內(nèi)式配電裝置。根據(jù)各車間的地理位置、車間建筑物結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境和車間負(fù)荷等情況，本設(shè)計(jì)詳細(xì)考慮了各個(gè)車間的變電所形式，三個(gè)變電所設(shè)于主要供電負(fù)荷車間，并位于一個(gè)廠房中，故采用獨(dú)立式，以保證供電安全。（五）變電所主變壓器及主接線方案選擇本工廠負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷，且工廠三個(gè)車間視在計(jì)算負(fù)荷分別為，，，由于本廠總降壓變電所應(yīng)選擇10kv進(jìn)線，所以不設(shè)立主變壓器。從經(jīng)濟(jì)和工廠發(fā)展看每個(gè)車間選用一臺(tái)主變壓器，故每臺(tái)主變壓器的容量應(yīng)大于計(jì)算負(fù)荷S30的15%，但由于本工廠的負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷，故該工廠的總降壓變電所選用兩臺(tái)容量為型號(hào)為S9-1000/10，s9-1250/10,s9-315/10的變壓器。由于工廠的負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷，總降壓變電所出線較多，故本降壓變電所采用單母線分段方式的接線，電氣接線圖見圖，這種接線方式采用的高壓開關(guān)設(shè)備較多，初期投資較大，但單母線分段接線方式比其他的接線方式的靈活性、可靠性更高，考慮到總降壓變電所在工廠的特殊地位，故本設(shè)計(jì)采用單母線分段方式的主接線方案?？紤]主接線方案的選擇時(shí)，有兩種方案：裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線案和裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案，下面就對(duì)這兩種方案在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和技術(shù)指標(biāo)兩方面進(jìn)行比較如下表4：表4方案對(duì)比表比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量電壓損耗大電壓損耗略小靈活方便性靈活性稍差靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些電力變壓器的綜合投資額網(wǎng)上查詢S9-1000/10的單價(jià)為26萬，變壓器的綜合投資為其單價(jià)的2倍，所以其綜合投資為52萬網(wǎng)上查詢S9-500/10的單價(jià)為20萬，因此兩臺(tái)綜合投資為80萬，比一臺(tái)主變的方案多投資28萬高壓開關(guān)柜的綜合投資額查表得GG-1A（F）型柜按每臺(tái)3.5萬元計(jì)，而綜合投資為1.5倍，因此綜合投資為21電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)交供電部門的一次性供電補(bǔ)貼按700元/KVA計(jì)，貼費(fèi)為350萬貼費(fèi)為2*3500*0.07=490萬，比一臺(tái)主變的方案多交140萬從上表可以看出，從技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案稍優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案，但從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案，因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。（六）短路電流計(jì)算（標(biāo)幺值計(jì)算法）基準(zhǔn)容Sd=100MVA,基準(zhǔn)電壓UC1=10.5KV,UC2=0.4KV,基準(zhǔn)電流Id=Sd3U圖5短路點(diǎn)標(biāo)志圖三相短路電流周期分量有效值：Ik(3)=I在無限大容量系統(tǒng)中，短路點(diǎn)處的次暫態(tài)短路電流：I"(3)=I∞短路沖擊電流：ish(3)=2.55I"(3)(ish(3)=2.55I"(3)沖擊電流有效值：Ish(3)=1.51I"(3)Ish(3)=1.09I"(3)三項(xiàng)短路電容量：Sk(3)=3在變壓器二次側(cè)低壓母線發(fā)生三相短路時(shí)，一般RΣ確定基準(zhǔn)值而

Id1=SdId2=Sd計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值系統(tǒng)最大運(yùn)行時(shí)：X1max*=100MV?A系統(tǒng)最小運(yùn)行時(shí)：X1min*=100MV?A架空線路的電抗標(biāo)幺值查表的X0=0.35Ω/kmX2*=0.35Ω/km電力變壓器的電抗標(biāo)幺值查表得Ukno.1X3*=4.5×100MV?A100×1000kV?AX4*=4.5×100MV?AX5*=4×100MV?A計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流及短路容量總電抗標(biāo)幺值XΣmax*=XXΣmin*=X三相短路電流周期分量有效值Ik-1max(3)Ik-1min(3)=其他三相短路電流Imax"(3)=IImin"(3)=Iishmax(3)=2.55×7.89kA=20.12kAishmin(3)=2.55×5.05kA=12.88kAI∞max(3)=1.51×7.89kA=11.91kAI∞min(3)=1.51×5.05kA=7.63kA三相短路容量Sk-1max(3)Sk-1min(3)=計(jì)算k-2，k-3,k-4點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流及短路容量?？傠娍箻?biāo)幺值XΣ(K-2)max*=XΣ(K-2)min*=XΣ(K-3)max*=XXΣ(K-3)min*=XΣ(K-4)max*=XΣ(K-4)min*=三相短路電流周期分量有效值Ik-2max(3)Ik-2min3=Ik-3max(3)=IIk-3min3=Ik-3max(3)=Ik-3min3=其他三相短路電流Ik-2max"(3)=Ik-2min"(3)Ik-3max"(3)=IIk-3min"(3)=Ik-4max"(3)Ik-4min"(3)ik-2shmax(3)=1.84×27.75=51.06kAik-2shmin(3)=1.84×25.76kA=47.40kAik-3shmax(3)=1.84×33.56=61.75kAik-3shmin(3)=1.84×30.70kA=56.49kAik-4shmax(3)=1.84×11.62=21.38kAik-4shmin(3)=1.84×11.25kA=20.70kAIk-2∞max(3)Ik-2∞min(3)=1.09×25.76kA=28.08kAIk-3∞max(3)=1.09×33.56kA=36.58kAIk-3∞min(3)=1.09×30.70kA=33.46kAIk-4∞max(3)Ik-4∞min(3)三相短路容量Sk-2max(3)Sk-2minSk-3max(3)Sk-3minSk-4max(3)=SSk-4min（七）變電所一次設(shè)備選擇及校驗(yàn) 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的條件，變電所的繼保動(dòng)作時(shí)限不能大于1.5秒，即top=1.5s，斷路器開短時(shí)間toc=0.2stima=top安裝在變壓器高壓側(cè)10kv斷路器選擇額定電壓選擇：Un≥Uns=10kV最高工作電壓選擇：Ualm≥額定電流選擇：Ie≥Igmax考慮到變壓器在電壓降低5%時(shí)其出力保持不變，所以相應(yīng)回路的Igmax=1.05Ie即：Igmax=1.05×=1.05×額定開斷電流選擇（按最大運(yùn)行方式K-1點(diǎn)短路）

即：Ik=7.98kA額定短路關(guān)合電流選擇：iNcl≥ish即：iNcl≥kA根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇ZN18－10型真空式斷路器其參數(shù)如下：額定開斷電流為IK=25kA額定開斷電流為IK=25kA動(dòng)穩(wěn)定電流峰值idw=63kA3S熱穩(wěn)定電流25kA額定合閘時(shí)間0.045S固有分閘時(shí)間3s最高工作電壓額定電流Ie=630A10kV斷路器校驗(yàn)校驗(yàn)熱穩(wěn)定：I2tt≥Qk計(jì)算時(shí)間tima=1.75sQk=Ik2×dz=7.982×1.75=111.44.kA2·SI2rt=252×4=1875kA2·S即I2tt>Qk，滿足要求。檢驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定：ish≤ies即：ish=ich=≤ies=idw=63kA,滿足要求故10kV主變進(jìn)線側(cè)斷路器選擇戶內(nèi)ZN18－10型真空式斷路器能滿足要求。按上述方法進(jìn)行校驗(yàn)，一次設(shè)備的選擇與校檢（如下表5，表6，表7，表8）表510kv一次設(shè)備校驗(yàn)選擇校檢項(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)UNI30Ik(3)ish(3)I(3)tima數(shù)據(jù) 10KV119AKAKA111kA2.S額定參數(shù)UNINIocimaxI2t斷路器ZN18-1010KV630A25KA63KA1875KA高壓隔離開關(guān)GN68-10/20010KV200A—500電流互感器LAJ-1010KV800/5A—181KA3600KA電壓互感器JDJ2-35————表6NO1車間一次設(shè)備校驗(yàn)選擇校檢項(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)UNI30Ik(3)ish(3)I(3)tima數(shù)據(jù) 380V1169AKAKA1347kA2.S額定參數(shù)UNINIocimaxI2t斷路器ZN18－2000380V1600A48KA—4032KA低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380V1500A—電流互感器500V1500/5A—表7NO2車間一次設(shè)備校驗(yàn)選擇校檢項(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)UNI30Ik(3)ish(3)I(3)tima數(shù)據(jù) 380V1464A1970kA2.S額定參數(shù)UNINIocimaxI2t斷路器ZN18－2000380V1600A48KA—4032KA低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380V1500A———電流互感器500V1500/5A—表8NO3車間一次設(shè)備校驗(yàn)選擇校檢項(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)UNI30Ik(3)ish(3)I(3)tima數(shù)據(jù) 380VkA2.S額定參數(shù)UNINIocimaxI2t斷路器ZN18－2000380V1600A48KA—4032KA低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380V1500A———電流互感器500V1500/5A—（八）高低壓進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)導(dǎo)線和電纜是電能傳輸?shù)奈ㄒ煌緩?，因此合理的選擇電纜來保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行是至關(guān)重要的。導(dǎo)線的截面越大，電能損耗越小，但是線路投資、維修管理費(fèi)用和有色金屬的消耗量都要增加，因此，從經(jīng)濟(jì)方面考慮，可選擇一個(gè)比較合理的導(dǎo)線截面，既使電能損耗小，又不至于過分增加線路投資、維修管理費(fèi)用和有色金屬的消耗量。10KV架空進(jìn)線線路的選擇：10KV供電線路可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)界面，再校檢其他條件，按經(jīng)濟(jì)電流密度jec計(jì)算經(jīng)濟(jì)截面Aec的公式為：Aec=（8-1）式中，I30為線路的計(jì)算電流。我國現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)電流密度可查表9得。該工廠為三班工作制，年最大利用小時(shí)為6000h，進(jìn)線架空線選用鋁芯電纜，有查表可得jec=。所以由上面公式可得經(jīng)濟(jì)截面為：Aec==mm2（8-2）因此選用截面為150mm2，型號(hào)為LGJ-150的鋁芯鋁絞線，LGJ-150的在30。C允許載流量I=414A>I30=119A,因此滿足發(fā)熱條件。表9導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度線路類別導(dǎo)線材質(zhì)年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)3000h以下3000~5000h5000h以上架空線路銅鋁電纜線路銅鋁校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查工廠電氣附錄表14,10KV架空鋁芯線最小截面Ａｍｉｎ＝２５ｍｍ２＜A=150mm2所以所選LGJ-150的鋁芯鋁絞線滿足機(jī)械強(qiáng)度?？偨祲鹤冸娝?0KV側(cè)母線的選擇與校檢：根據(jù)10KV母線處的電流電壓等初選母線型號(hào)為LMY-480(125×8),I=1876A>I30=119A,符合要求。（1）動(dòng)穩(wěn)定校檢：該10KV母線處的ish(3)=KA，假設(shè)母線水平平放，檔距為900mm，檔數(shù)大于2相鄰兩相母線的軸線距離為160mm。三相短路時(shí)的最大點(diǎn)動(dòng)力為：F(3)=(×103)2××10-7=N（8-3）母線在F作用時(shí)的彎曲力矩為：M==×Nm（8-4）母線的截面系數(shù)為：W=b2h/6=0.1252×08/6=×10-5m3（8-5）故母線在三相短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為：σc=M/W=NM/×10-5m3=MPa（8-6）而硬鋁母線的允許應(yīng)力為：σ=70MPa>σc=MPa（8-7）由此可見該母線滿足短路動(dòng)穩(wěn)定度的要求。（2）熱穩(wěn)定校檢：通過查詢熱穩(wěn)定校檢公式可知：Amin=I∞(3)timaKk-KL=I∞(3)timaC=11.91×103×1.75由此可知該母線滿足短路熱穩(wěn)定度的要求。3.總降壓變電所380V側(cè)母線的選擇與校檢：根據(jù)380V母線處的電流電壓等初選母線型號(hào)為LMY(125×30),I=2089A>I30=1464A,符合要求。（1）動(dòng)穩(wěn)定校檢：該380V母線處的ish(3)，假設(shè)母線水平平放，檔距為900mm，檔數(shù)大于2相鄰兩相母線的軸線距離為160mm。三相短路時(shí)的最大點(diǎn)動(dòng)力為：F(3)=×103)2××10-7