機(jī)械工廠變配電所的設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)

--61-1緒論1.1課題的意義眾所周知，電能是機(jī)械工廠生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，也易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應(yīng)用。電能的輸送和分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。在機(jī)械工業(yè)中，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小，電費(fèi)開支僅占產(chǎn)品成本的5%左右，從投資額來(lái)看，一般機(jī)械工廠在供電設(shè)備上的投資也僅占總投資額的5%左右。因此電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而是在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電力供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。例如某些對(duì)供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短時(shí)間的停電，也會(huì)引起重大設(shè)備損壞，或引起大量產(chǎn)品報(bào)廢，甚至可能發(fā)生重大的人身事故，給國(guó)家和人民帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上甚至政治上的重大損失。因此，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)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(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。機(jī)械工廠變配電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐及核心，所以經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較設(shè)計(jì)好工廠變配電所的主接線及其設(shè)備選型，對(duì)機(jī)械工廠供電具有十分重要的意義。1.2課題研究概述工廠供電設(shè)計(jì)的任務(wù)是從電力系統(tǒng)取得電源，經(jīng)過(guò)合理的運(yùn)輸、變換，分配到工廠車間中每一個(gè)用電設(shè)備上。隨著工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，工廠用電量的迅速增長(zhǎng)，對(duì)電能質(zhì)量、供電可靠性以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等的要求也日益提高。供電設(shè)計(jì)是否完善，不僅影響工廠的基本建設(shè)投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠供電的可靠性和工廠的安全生產(chǎn)上，它與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備和人身安全等是密切相關(guān)的?，F(xiàn)在除個(gè)別大型工業(yè)聯(lián)合企業(yè)有自備電廠外，絕大多數(shù)工廠都是從國(guó)家電力系統(tǒng)取得電能的。因此，工廠工業(yè)負(fù)荷是電力系統(tǒng)的主要用戶，工廠供電系統(tǒng)也是電力系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，保證企業(yè)安全供電和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，不僅關(guān)系到企業(yè)的利益，也關(guān)系到電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及合理利用能源。工廠供電系統(tǒng)是由工廠總降壓變電所、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。一般中型工廠的電源是6~10kV。電能先經(jīng)高壓配電所，由高壓配電線路將電能分送至各個(gè)車間變電所。車間變電所內(nèi)裝設(shè)有電力變壓器，將6~10kV的高壓降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓，通常降為220/380V（220V為三相電路相電壓，380V為其線電壓）。如果工廠有6~10kV的高壓用電設(shè)備，則由高壓配電所直接對(duì)其進(jìn)行配電。對(duì)于大型工廠及某些進(jìn)線電壓為35kV及以上的中型工廠，通常經(jīng)過(guò)兩次降壓，也就是電源進(jìn)廠以后，先經(jīng)總降壓變電所，其中裝有較大容量的電力變壓器，將35kV及以上的電源電壓降為6~10kV的配電電壓，然后經(jīng)過(guò)6~10kV高壓配電線路將電能送到各個(gè)車間變電所，也有的經(jīng)高壓配電所再送到車間變電所，最后經(jīng)車間變電所的配電變壓器降為一般低壓設(shè)備所需的電壓。有的35kV進(jìn)線的工廠，只經(jīng)一次降壓，即35kV線路直接引入靠近負(fù)荷中心的車間變電所，經(jīng)車間變電所的變壓器直接降為低壓用電設(shè)備所需的電壓。這種供電方式，稱為高壓深入負(fù)荷中心的直配方式。這種直配方式，可以省去一級(jí)中間變壓，從而簡(jiǎn)化了供電系統(tǒng)，節(jié)約了有色金屬，降低了電能損耗和電壓損耗，提高供電質(zhì)量。然而這要根據(jù)廠區(qū)的環(huán)境條件是否滿足35kV架空線路深入負(fù)荷中心的“安全走廊”而定，否則不宜采用，以確保供電安全。配電所的任務(wù)是接受電能和分配電能，不改變電壓，而變電所的任務(wù)是接受電能，變換電壓和分配電能。以上所講的工廠供電系統(tǒng)，是指從電源進(jìn)線進(jìn)廠起到高低壓用電設(shè)備進(jìn)線端止的整個(gè)電路系統(tǒng)，包括廠內(nèi)的變、配電所和所有高低壓配電線路。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，就必須遵循國(guó)家的各項(xiàng)方針政策，設(shè)計(jì)方案必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)應(yīng)滿足以下幾項(xiàng)基本要求：（1）安全：在電能的供應(yīng)、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(duì)供電可靠性即連續(xù)供電的要求。（3）優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足電能用戶對(duì)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(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。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(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。1.3本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)與目標(biāo)機(jī)械工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)包括：（1）供電電壓的選擇根據(jù)供電部門提供的資料，選擇本廠最優(yōu)供電電壓等級(jí)。（2）總降壓變電站的設(shè)計(jì)=1\*GB3①主接線設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的多個(gè)方案，經(jīng)過(guò)概略分析比較，留下2~3個(gè)較優(yōu)方案，對(duì)較優(yōu)方案進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算和分析比較，確定最優(yōu)方案。=2\*GB3②短路計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要，確定短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算三相短路電流，計(jì)算結(jié)果列出匯總表。=3\*GB3③無(wú)功補(bǔ)償：求出工廠平均功率因數(shù)，確定補(bǔ)償方式，選出相應(yīng)的補(bǔ)償設(shè)備。=4\*GB3④主要電氣設(shè)備的選擇：包括斷路器、隔離開關(guān)、互感器、導(dǎo)線等設(shè)備的選擇及校驗(yàn)。選用設(shè)備型號(hào)、數(shù)量并匯成設(shè)備一覽表。=5\*GB3⑤主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)：主要為主變壓器的保護(hù)方式進(jìn)行選擇和整定計(jì)算。=6\*GB3⑥總降壓變電所二次回路的設(shè)計(jì)：主要包括對(duì)操作電源及電測(cè)量?jī)x表的設(shè)計(jì)。（3）廠區(qū)10kV配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)配電裝置的選擇：包括配電裝置如高壓開關(guān)柜、線路的選擇。（4）車間變電所的設(shè)計(jì)=1\*GB3①主接線設(shè)計(jì)：根據(jù)所給資料，選擇車間變電所的臺(tái)數(shù)、容量并設(shè)計(jì)主接線。=2\*GB3②配電裝置的選擇：包括配電裝置如低壓配電屏、線路的選擇。2負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償2.1負(fù)荷調(diào)查2.1.1工廠總平面圖2.1某機(jī)械工廠總平面圖2.1.2工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為三班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為，全年實(shí)際工作小時(shí)數(shù)為。該廠除鑄造車間、電鍍車間、空氣壓縮車間、鍋爐房屬于二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表2.1所示：表2.1工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料車間編號(hào)車間名稱設(shè)備容量（kW）需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間5000.30.72空氣壓縮車間7400.70.83鍛壓車間5500.30.654金工車間5800.20.655工具車間5700.30.66電鍍車間4200.50.87熱處理車間2600.60.88裝配車間3000.30.79機(jī)修車間2800.20.6510鍋爐車間2200.70.811配料車間3100.40.812生活區(qū)480.3供電電源情況當(dāng)?shù)毓╇姴块T提供兩個(gè)供電電源，供設(shè)計(jì)者選用。從某區(qū)域變電所提供電源，該變電所距廠南。從某區(qū)域變電所提供電源，該變電所距廠西南側(cè)。該廠可通過(guò)高壓聯(lián)絡(luò)線由距該廠的鄰近單位取得備用電源。2.1.4工廠自然條件（1）氣象資料：年最高氣溫，年平均氣溫，年最低氣溫，年最熱月平均最高氣溫。年最熱月地下土壤中~處平均溫度為，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)。年雷暴日天。（2）地質(zhì)水文資料：平均海拔，地層以沙質(zhì)黏土為主，地下水位~，地耐壓力為。2.1.5電費(fèi)制度本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)為元/，動(dòng)力電費(fèi)為元/。此外，電力用戶需按新裝變壓器的容量，一次性向供電部門交納供電貼費(fèi)為元/。2.2按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷2.2.1基本公式用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷。用電設(shè)備組的設(shè)備容量，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用設(shè)備）的額定容量之和，即。而設(shè)備的額定容量，是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率。但是用電設(shè)備組的設(shè)備實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行的設(shè)備也不太可能都滿負(fù)荷，同時(shí)設(shè)備本身有功率損耗，配電線路也有功率損耗，因此用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為 （2.1）式中，為設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)運(yùn)行的設(shè)備容量與全部容量之比；為設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量之比；為設(shè)備組的平均效率，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與取用功率之比；為配電線路的平均效率，即配電線路在最大負(fù)荷時(shí)的末端功率（亦即設(shè)備組的取用功率）與首端功率（亦即計(jì)算負(fù)荷）之比。令上式中的，這里的稱為需要系數(shù)。由上式可知需要系數(shù)的定義式為 （2.2）即用電設(shè)備組的需要系數(shù)，是用電設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)需要的有功功率與其設(shè)備容量的比值。由此可得按需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷的基本公式為 （2.3）實(shí)際上，需要系數(shù)不僅與用電設(shè)備組的工作性質(zhì)、設(shè)備臺(tái)數(shù)、設(shè)備效率和線路損耗等因素有關(guān)，而且與操作人員的技能和生產(chǎn)組織等多種因素有關(guān)，因此應(yīng)盡可能地通過(guò)實(shí)測(cè)分析確定，使之盡量接近實(shí)際。在求出有功計(jì)算負(fù)荷后，可按下列各式分別求出其余的計(jì)算負(fù)荷。無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為 （2.4）式中，為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組的正切值。視在計(jì)算負(fù)荷為 （2.5）式中，QUOTEcosφ為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。計(jì)算電流為 （2.6）式中，為用電設(shè)備組的額定電壓。負(fù)荷計(jì)算中常用的單位：有功功率為“千瓦”，無(wú)功功率為“千乏”，視在功率為“千伏·安”，電流為“安”，電壓為“千伏”。2.2.2多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。因此在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對(duì)其有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)（又稱參差系數(shù)或綜合系數(shù)）和：對(duì)車間干線取~~對(duì)低壓母線（1）由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來(lái)計(jì)算時(shí)取~~（2）由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來(lái)計(jì)算時(shí)取~~總的有功計(jì)算負(fù)荷為 （2.7）總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為 （2.8）以上兩式中的和QUOTEP30,i和Q30,i分別為各組設(shè)備的有功和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷之和?？偟囊曉谟?jì)算負(fù)荷為 （2.9）總的計(jì)算電流為 （2.10）注意：由于各組設(shè)備的功率因數(shù)不一定相同，因此總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流一般不能用各組的視在計(jì)算負(fù)荷或計(jì)算電流之和來(lái)計(jì)算，總的視在計(jì)算負(fù)荷也不能按式（2.5）計(jì)算。根據(jù)式（2.3）~（2.6），可以得到各車間的負(fù)荷計(jì)算表，如表2.2所示。表2.2各車間的負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)車間名稱1鑄造車間150153214.3325.62空氣壓縮車間518388.5647.5983.83鍛壓車間165193253.8385.64金工車間116135.7178.5271.25工具車間171227.42854336電鍍車間210157.5262.5398.87熱處理車間156117195296.38裝配車間9091.8128.6195.49機(jī)修車間5665.586.213110鍋爐車間154115.5192.5292.511配料車間12493155235.512生活區(qū)336161.3420638.1總計(jì)22461899.230194586.8取，，根據(jù)式（2.7）~（2.10）可得QUOTEKP=0.8，Kq=0.85總有功計(jì)算負(fù)荷總無(wú)功計(jì)算負(fù)荷總的視在計(jì)算負(fù)荷總的計(jì)算電流2.3無(wú)功功率補(bǔ)償2.3.1無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x許多用電設(shè)備均是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，如配電變壓器、電動(dòng)機(jī)等，它們都是依靠建立交變磁場(chǎng)才能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。為建立交變磁場(chǎng)和感應(yīng)磁通而需要的電功率稱為無(wú)功功率，因此，所謂的“無(wú)功”并不是“無(wú)用”的電功率，只不過(guò)它的功率并不轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能而已。因此在供電系統(tǒng)中除了需要有功電源外，還需要無(wú)功電源，兩者缺一不可。對(duì)廣大供電企業(yè)來(lái)說(shuō)，用戶功率因數(shù)的高低，直接關(guān)系到電力網(wǎng)中的功率損耗和電能損耗，關(guān)系到供電線路的電壓損失和電壓波動(dòng)，而且關(guān)系到節(jié)約用電和整個(gè)供電區(qū)域的供電質(zhì)量。在電網(wǎng)的運(yùn)行中，功率因數(shù)反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度，我們希望功率因數(shù)越大越好。這樣電路中的無(wú)功功率可以降到最小，視在功率將大部分用來(lái)供給有功功率，從而提高電能輸送的功率。因此，提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，已成為電力工業(yè)中的一個(gè)重要內(nèi)容，而提高電力系統(tǒng)功率因數(shù)，首先就要提高各用戶的功率因數(shù)。用戶功率因數(shù)的高低，對(duì)于電力系統(tǒng)發(fā)、供、用電設(shè)備的充分利用，有著顯著的影響。適當(dāng)提高用戶的功率因數(shù)，不但可以充分的發(fā)揮發(fā)、供電設(shè)備的生產(chǎn)能力，減少線路損失，改善電壓質(zhì)量，而且可以提高用戶用電設(shè)備的工作效率和為用戶本身節(jié)約電能。因此，對(duì)于全國(guó)廣大供電企業(yè)，若能有效的搞好低壓補(bǔ)償，不但可以減輕上一級(jí)電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)膲毫?，改善提高用戶功率因?shù)，而且能夠有效降低電能損失，減少用戶電費(fèi)，其社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是非常顯著的。我國(guó)電力工業(yè)部于年制定的?供電營(yíng)業(yè)規(guī)則?規(guī)定“用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定”：及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為以上，其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購(gòu)轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為以上。并規(guī)定，凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的，應(yīng)添加無(wú)功補(bǔ)償裝置。2.3.2無(wú)功功率的補(bǔ)償方式（1）高壓集中補(bǔ)償高壓集中補(bǔ)償是將高壓電容器組集中裝設(shè)在工廠變配電所的~QUOTE6～10kV母線上。這種補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償~母線前所有線路上的無(wú)功功率，而此母線后的廠內(nèi)線路的無(wú)功功率得不到補(bǔ)償，所以這種補(bǔ)償方式的經(jīng)濟(jì)效果較后兩種補(bǔ)償方式差。但這種補(bǔ)償方式的初投資較少，便于集中運(yùn)行維護(hù)，而且能對(duì)工廠高壓側(cè)的無(wú)功功率進(jìn)行有效的無(wú)功補(bǔ)償，以滿足工廠總功率因數(shù)的要求，所以這種補(bǔ)償方式在一些大中型工廠中應(yīng)用相當(dāng)普遍。按規(guī)定：室內(nèi)高壓電容器裝置宜設(shè)置在單獨(dú)房間內(nèi)。當(dāng)電容器組容量較小時(shí)，可設(shè)置在高壓配電室內(nèi)，但與高壓配電裝置的距離不應(yīng)小于1.5m。（2）低壓集中補(bǔ)償?shù)蛪杭醒a(bǔ)償是將低壓電容器集中裝設(shè)在車間變電所的低壓母線上。這種補(bǔ)償方式能補(bǔ)償車間變電所低壓母線前車間變電所和前面高壓配電線路及電力系統(tǒng)的無(wú)功功率。由于這種補(bǔ)償能使車間主變壓器的視在功率減小從而可使主變壓器容量選得較小，因此比較經(jīng)濟(jì)，而且這種補(bǔ)償?shù)牡蛪弘娙萜饕话憧砂惭b在低壓配電室內(nèi)（只在電容器柜比較多時(shí)才考慮單設(shè)一房間），運(yùn)行維護(hù)安全方便，因此這種補(bǔ)償方式在工廠中相當(dāng)普遍。（3）單獨(dú)就地補(bǔ)償單獨(dú)就地補(bǔ)償，又稱個(gè)別補(bǔ)償或分散補(bǔ)償，是將并聯(lián)補(bǔ)償電容器組裝設(shè)在需進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)母鱾€(gè)用電設(shè)備旁邊。這種補(bǔ)償方式能夠補(bǔ)償安裝部位以前的所有高低壓線路和電力變壓器的無(wú)功功率，因此其補(bǔ)償范圍最大，補(bǔ)償效果最好，應(yīng)予優(yōu)先采用。但這種補(bǔ)償方式的總投資較大，且電容器組在被補(bǔ)償?shù)挠秒娫O(shè)備停止工作時(shí)，它也將一并被切除，因此其利用率較低。對(duì)于供電系統(tǒng)中高壓側(cè)和低壓側(cè)的基本無(wú)功功率的補(bǔ)償，仍宜采用高壓集中補(bǔ)償和低壓集中補(bǔ)償?shù)姆绞健?.3.3無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算（1）功率因數(shù)補(bǔ)償計(jì)算公式補(bǔ)償前平均負(fù)荷功率因數(shù)為 （2.11）式中，為年平均有功負(fù)荷系數(shù)，一般取0.7~0.75；為年平均無(wú)功負(fù)荷系數(shù)，一般取0.76~0.82；為年實(shí)際工作小時(shí)數(shù)，三班制可取6900h；本設(shè)計(jì)取0.7，取0.76。要使功率因數(shù)由提高到，必須裝設(shè)的無(wú)功補(bǔ)償裝置容量為 （2.12）式中，為無(wú)功補(bǔ)償后的無(wú)功功率。電容器實(shí)際容量與實(shí)際工作電壓平方成正比，即 （2.13）其中，為單只電容器的額定容量；為電容器的額定電壓。并聯(lián)電容器的臺(tái)數(shù)為 （2.14）式中，為無(wú)功補(bǔ)償容量；為電容器的實(shí)際容量。變壓器的有功功率損耗及無(wú)功功率損耗為 （2.15） （2.16）式中，為補(bǔ)償后側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷。補(bǔ)償后平均負(fù)荷功率因數(shù)為 （2.17）式中，和為補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷。（2）功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)姆桨讣坝?jì)算為了便于集中管理并減小投資，本廠采用高壓集中補(bǔ)償方式。無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器兩種，由于并聯(lián)電容器具有安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此本廠采用并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。由式（2.11）得補(bǔ)償前平均負(fù)荷功率因數(shù)為該廠側(cè)平均負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有，而供電部門要求進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于。由式（2.12）得無(wú)功補(bǔ)償容量為因此，若選，由式（2.13）知該電容器的實(shí)際容量為由式（2.14）得并聯(lián)電容器的臺(tái)數(shù)為由于是單相電容器，所以應(yīng)取的倍數(shù)以便三相均衡分配，因此，可選三臺(tái)并聯(lián)電容器。則實(shí)際補(bǔ)償容量。補(bǔ)償后側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為由式（2.15）及式（2.16）得變壓器的功率損耗為變電所側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為由式（2.17）得無(wú)功補(bǔ)償后工廠的平均功率因數(shù)為滿足要求。3供電電壓及總降壓變電所主電路的確定3.1總降壓變電所主電路3.1.1總降壓變電所主電路的分類（1）具有一回電源進(jìn)線和一臺(tái)變壓器的主電路接線這種情況在變電所的高壓側(cè)通常是線路一變壓器組的接線，而變壓器低壓側(cè)則采用單母線接線方式。圖為變壓器高壓側(cè)裝有斷路器的線路—變壓器組結(jié)線，這種接線由于變壓器高壓側(cè)裝有斷路器，正常運(yùn)行時(shí)變壓器的投切操作及發(fā)生故障時(shí)故障線路的切除均可利用斷路器進(jìn)行，所以運(yùn)行操作比較方便。低壓側(cè)單母線接線是最簡(jiǎn)單的母線接線，由母線引出饋電線路到工廠配電所或車間變電所。饋電線路可用斷路器或負(fù)荷開關(guān)控制，或者簡(jiǎn)單地采用隔離開關(guān)及熔斷器控制方式，視負(fù)荷的大小及重要程度而定。圖3.1高壓側(cè)裝有斷路器的圖3.2高壓側(cè)只裝隔離開關(guān)的線路—變壓器組結(jié)線線路—變壓器組結(jié)線在工廠供電系統(tǒng)中，為了簡(jiǎn)化配電裝置，減少投資，往往從簡(jiǎn)化變壓器一次側(cè)的開關(guān)設(shè)備入手。圖3.2為變壓器高壓側(cè)只設(shè)隔離開關(guān)的結(jié)線圖。正常工作時(shí)，若要切除變壓器，首先需要斷開變壓器低壓側(cè)斷路器，然后再打開隔離開關(guān)；投入變壓器時(shí)，要先合上，再合。由于利用隔離開關(guān)進(jìn)行變壓器的空載分閘和合閘，這種結(jié)線在變壓器容量上有一定限制：對(duì)于電壓，變壓器容量限制在以下；對(duì)于電壓，變壓器容量限制在以下。這兩種結(jié)線都具有簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，雖然第一種結(jié)線還采用了高壓斷路器，投資稍大些，但是由于只有一回進(jìn)線和一臺(tái)變壓器，低壓側(cè)又是單母線結(jié)線，所以供電可靠性都不高。當(dāng)線路一變壓器組中的任一元件或低壓母線發(fā)生故障或進(jìn)行檢修時(shí)，全所都要停電。因此，這一類結(jié)線一般僅用于給三級(jí)負(fù)荷的中小型變電所供電。（2）具有兩回電源進(jìn)線和兩臺(tái)變壓器的變電所主電路接線為使重要負(fù)荷得到可靠的供電，大型企業(yè)變電所通常有兩回電源進(jìn)線并且設(shè)置兩臺(tái)主變壓器，在這種情況下，變電所高壓側(cè)多采用橋式結(jié)線。當(dāng)供電線路較長(zhǎng)、工廠負(fù)荷比較平穩(wěn)，兩臺(tái)變壓器需要經(jīng)常投入運(yùn)行時(shí)采用內(nèi)橋式接線，如圖所示；如供電線路較短，而工廠負(fù)荷又極不均衡，需要按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式經(jīng)常投切變壓器的變電所，則采用外橋式接線，如圖3.4所示。圖3.3內(nèi)橋接線圖3.4外橋接線由于裝設(shè)兩臺(tái)變壓器，因此變壓器低壓側(cè)可以采用單母線分段接線方式，一般分兩段。分段開關(guān)可采用斷路器或隔離開關(guān)，如果采用斷路器分段，則接線的供電可靠性和靈活性均較高。車間重要負(fù)荷可用雙回路供電，二回線路分別接在兩段上，可保證重要負(fù)荷的不間斷供電。根據(jù)橋斷路器及低壓母線分段開關(guān)的不同狀態(tài)，橋式接線在正常情況下有多種運(yùn)行方式：=1\*GB3①高壓橋斷路器閉合，低壓母線分段開關(guān)也閉合。這時(shí)兩回電源進(jìn)線和兩臺(tái)變壓器作并聯(lián)運(yùn)行，可靠性高，但短路電流大，繼電保護(hù)裝置復(fù)雜。=2\*GB3②高壓橋斷路器斷開，低壓分段開關(guān)閉合。這種運(yùn)行方式可以限制短路電流，宜用于來(lái)自同一電源的雙回進(jìn)線。=3\*GB3③高壓橋斷路器斷開，低壓母線分段開關(guān)也斷開。這適用于兩個(gè)未經(jīng)同期的獨(dú)立電源，它的運(yùn)行性能相當(dāng)于兩個(gè)互為備用的線路一變壓器組。=4\*GB3④高壓橋斷路器閉合，低壓母線分段開關(guān)斷開。這種運(yùn)行方式適用于高壓兩回電源進(jìn)線來(lái)自不同地區(qū)變電所，其中有一電源進(jìn)線是正常工作電源，而另一電源進(jìn)線在正常情況下則是備用電源。這種情況下低壓母線分段開關(guān)斷開是為了減少短路電流。為了進(jìn)一步提高這種高壓采用橋式接線、低壓采用單母線分段接線的變電所的供電可靠性和靈活性，通常在高壓側(cè)和低壓側(cè)都裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置。為了簡(jiǎn)化結(jié)線和減少配電裝置的投資，對(duì)雙電源進(jìn)線和兩臺(tái)變壓器的總降壓變電所，也可以在變壓器高壓側(cè)不設(shè)斷路器只設(shè)隔離開關(guān)。當(dāng)電源進(jìn)線來(lái)自兩個(gè)不同獨(dú)立電源，而變壓器低壓側(cè)的單母線分段接線中設(shè)有備用電源自動(dòng)投入裝置時(shí)，這種接線完全可以滿足任何類型用戶的要求。3.1.2供電電源及總降壓變電所主接線方案根據(jù)電力系統(tǒng)電源提供的情況，供電電壓等級(jí)以及總降壓變電所主接線有三個(gè)方案可供選擇：（1）方案一：工作電源與備用電源均用電壓，在這個(gè)方案中，工廠總降壓變電所的高壓側(cè)接線方式可用的有兩種，即單母線分段接線和內(nèi)橋型接線。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可知，二者初投資差不多，只是內(nèi)橋型接線要多投資一個(gè)高壓斷路器，但顯然在靈活性上橋型接線優(yōu)于單母線分段接線，因此采用內(nèi)橋型接線作為本方案的接線方式，總降壓變電所內(nèi)裝兩臺(tái)主變壓器。（2）方案二：工作電源和備用電源均采用電壓，因此不用設(shè)總降壓變電所，只需設(shè)一個(gè)高壓配電所，配電所的母線采用單母線分段接線方式，電源進(jìn)線均用斷路器控制。（3）方案三：工廠電源采用，用架空線路引入，廠內(nèi)總降壓變電所中裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，由于主變壓器容量大于，所以變壓器高壓側(cè)必須裝設(shè)高壓斷路器，備用電源為，接在總降壓變電所內(nèi)母線的一個(gè)分段上。3.2經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定總降壓變電所主接線方案3.2.1三個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析方案一：工作電源與備用電源均為優(yōu)點(diǎn)（1）供電電壓高，線路功率損耗及電能損耗少。（2）電壓損失小，調(diào)壓?jiǎn)栴}易解決。（3）要求的值低，補(bǔ)償容量小，可減少補(bǔ)償設(shè)備及其投資。（4）要建總降壓變電所，對(duì)供電設(shè)備便于集中管理，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。（5）根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，的架空線路的故障率比的架空線路的故障率低一半，因而供電可靠性高。缺點(diǎn)（1）廠內(nèi)要設(shè)總降壓變電所，需占一定的土地面積。（2）要裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，投資及運(yùn)行費(fèi)用均增加。方案二：工作電源及備用電源均為優(yōu)點(diǎn)（1）工廠內(nèi)不裝主變壓器，可簡(jiǎn)化結(jié)線，降低投資及運(yùn)行費(fèi)用。（2）廠內(nèi)不設(shè)總降壓變電所，可減少土地面積，減少管理人員及維護(hù)工作量。缺點(diǎn)（1）供電電壓低，會(huì)增加線路的功率損耗和電能損耗，線路的電壓損失也大。（2）要求的值高，要增加補(bǔ)償容量及投資。（3）要設(shè)總配電所。（4）線路的故障率要比的高，所以供電可靠性不如。方案三：工作電源是，備用電源為這個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)介于上述兩個(gè)方案之間。3.2.2三個(gè)方案35kV高壓線路的選擇及電壓損耗計(jì)算（1）變壓器功率損耗及線路功率損耗計(jì)算公式=1\*GB3①變壓器電壓損耗計(jì)算公式 （3.1） （3.2）式中，為變壓器的計(jì)算負(fù)荷；為變壓器的額定容量；為變壓器空載有功損耗；為變壓器短路有功損耗；為變壓器空載電流百分?jǐn)?shù)；為變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)；為變壓器臺(tái)數(shù)。=2\*GB3②線路的電壓損耗計(jì)算 （3.3）式中，和為線路QUOTEr0、x0為線路單位長(zhǎng)度的電阻和電抗；和為QUOTEpi、qi為線路各負(fù)荷點(diǎn)的有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷；為各負(fù)荷點(diǎn)至電源的長(zhǎng)度和各段干線的長(zhǎng)度。（2）三個(gè)方案高壓進(jìn)線線路的選擇及損耗計(jì)算=1\*GB3①方案一：根據(jù)全廠計(jì)算負(fù)荷為，考慮一臺(tái)變壓器故障，另一臺(tái)變壓器可以過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，本方案選用兩臺(tái)容量為變壓器，查設(shè)備手冊(cè)可選型號(hào)為的兩臺(tái)變壓器，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：，，，。線路功率等于計(jì)算負(fù)荷與變壓器損耗之和由式（2.9）及（2.10）得計(jì)算負(fù)荷和線路電流為QUOTE?QT=nI0據(jù)規(guī)定，及以上鋁及鋁合金架空裸導(dǎo)線的最小截面為，按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線，由設(shè)備選擇手冊(cè)查得其允許載流量為，大于，滿足要求。=2\*GB3②方案二：用電壓供電，廠內(nèi)不設(shè)主變壓器，無(wú)變壓器損耗。由式（2.9）及（2.10）得計(jì)算負(fù)荷和線路電流為QUOTEI30=S30,按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線，設(shè)備選擇手冊(cè)查得其允許載流量為，大于，滿足要求。=3\*GB3③方案三：正常運(yùn)行時(shí)以單回路供電，另設(shè)一條線路作為備用電源，根據(jù)計(jì)算負(fù)荷情況，廠內(nèi)總降壓變電所設(shè)一臺(tái)容量為的變壓器，型號(hào)為，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)為：，QUOTE?Pd=23kW，QUOTEI0%=1.3，QUOTEUd%=6.5。QUOTE?QT=nI0%由式（2.9）及（2.10）得計(jì)算負(fù)荷和線路電流為QUOTEP301,=QUOTEQ301,=Q按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線，由設(shè)備選擇手冊(cè)查得其允許載流量為，大于，滿足要求。備用線路僅考慮供二級(jí)負(fù)荷用，則由式（2.9）及（2.10）得計(jì)算負(fù)荷和線路電流為按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線，設(shè)備選擇手冊(cè)查得其允許載流量為，滿足條件。由式（3.1）~（3.3）可得到三個(gè)方案的變壓器損耗及高壓線路電壓損耗率如表3.1和表3.2所示。表3.1三個(gè)方案變壓器功率損耗計(jì)算結(jié)果項(xiàng)目方案一方案二方案三有功功率損耗（kW）21.24025.47無(wú)功功率損耗（kvar）184.190184.19表3.2三個(gè)方案高壓線路電壓損耗率項(xiàng)目方案一方案二方案三高壓線路電壓損耗率1.81%21.1%1.79%3.2.3方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析由上述計(jì)算比較可知，方案一供電可靠，運(yùn)行靈活，電壓損失和能量損失都較低，但因裝設(shè)兩臺(tái)變壓器和三臺(tái)高壓斷路器致使投資增大很多。方案二投資雖少，但電壓損失嚴(yán)重，無(wú)法滿足負(fù)荷長(zhǎng)期正常運(yùn)行的要求，因此不予考慮。方案三介于上述兩個(gè)方案之間，正常運(yùn)行時(shí)，電壓損失不大，能滿足要求。線路故障時(shí)，備用線路運(yùn)行期間，電壓降較大，但這種情況較少且時(shí)間不長(zhǎng)；從設(shè)備投資來(lái)看，方案三比方案一少一臺(tái)主變壓器和兩臺(tái)斷路器，投資將降低，至于備用線路的電壓損失問(wèn)題，可以采用適當(dāng)提高線路導(dǎo)線截面的辦法來(lái)降低電壓損失。因此將方案一與方案三再作進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)比較，如表3.3和表3.4所示。經(jīng)濟(jì)計(jì)算包括基本建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用兩大項(xiàng)。（1）基建投資基建投資一般采用供配電系統(tǒng)中各主要設(shè)備從訂貨到安裝完成所需的全部工程費(fèi)用的綜合投資指標(biāo)表示。所謂綜合投資，包括設(shè)備本體價(jià)值、輔助設(shè)備及配件、材料費(fèi)、設(shè)備的試驗(yàn)調(diào)整費(fèi)用，土建及安裝費(fèi)用，也包括設(shè)備的運(yùn)輸費(fèi)。由式3.1表示為 （3.4）式中，為變電所綜合投資，包括變壓器、開關(guān)設(shè)備、配電裝置等綜合投資，為線路綜合投資。表3.3方案一和方案三的投資費(fèi)比較比較項(xiàng)目方案一方案三線路綜合投資單價(jià)為萬(wàn)元/千米，需要千米，則費(fèi)用為萬(wàn)元單價(jià)為萬(wàn)元/千米，需要千米，單價(jià)為萬(wàn)元/千米，需要千米，則費(fèi)用為萬(wàn)元電力變壓器綜合投資單價(jià)為萬(wàn)元，需要兩臺(tái)，由于變壓器的綜合投資為其單價(jià)的兩倍，則費(fèi)用為萬(wàn)元單價(jià)為萬(wàn)元，需要一臺(tái)，由于變壓器的綜合投資為其單價(jià)的兩倍，則費(fèi)用為萬(wàn)元斷路器單價(jià)為萬(wàn)元，需要三臺(tái)，則費(fèi)用為萬(wàn)元單價(jià)為萬(wàn)元，需要一臺(tái)，則費(fèi)用為萬(wàn)元供電貼費(fèi)按元/計(jì)，貼費(fèi)為萬(wàn)元按元/計(jì)，貼費(fèi)為萬(wàn)元合計(jì)萬(wàn)元萬(wàn)元（2）年運(yùn)行費(fèi)由式（3.5）~（3.8）可得方案一與方案三的年運(yùn)行費(fèi)用比較如表3.4所示。表3.4方案一和方案三的年運(yùn)行費(fèi)比較比較項(xiàng)目方案一方案三線路折舊費(fèi)按線路綜合投資費(fèi)的計(jì)算，則費(fèi)用為萬(wàn)元按線路綜合投資費(fèi)的計(jì)算，則費(fèi)用為萬(wàn)元線路維修管理費(fèi)按線路綜合投資費(fèi)的計(jì)算，則費(fèi)用為萬(wàn)元按線路綜合投資費(fèi)的計(jì)算，則費(fèi)用為萬(wàn)元變壓器折舊費(fèi)按變壓器綜合投資的計(jì)算，則費(fèi)用為萬(wàn)元按變壓器綜合投資的計(jì)算，則費(fèi)用為萬(wàn)元變壓器維修費(fèi)按變壓器綜合投資的計(jì)算，則費(fèi)用為萬(wàn)元按變壓器綜合投資的計(jì)算，則費(fèi)用為萬(wàn)元基本電價(jià)費(fèi)用按每月元/計(jì)算，則費(fèi)用為萬(wàn)元按每月元/計(jì)算，則費(fèi)用為萬(wàn)元合計(jì)萬(wàn)元萬(wàn)元年運(yùn)行費(fèi)是指設(shè)備投入運(yùn)行后為維持正常運(yùn)行每年所付出的費(fèi)用，一般包括以下三項(xiàng)：=1\*GB3①設(shè)備的折舊費(fèi)用供電系統(tǒng)的各種設(shè)備在運(yùn)行期間將逐年陳舊、老化，因此，每一個(gè)設(shè)備過(guò)了一定的使用年限，就需要更換新的設(shè)備，更新設(shè)備的費(fèi)用，要靠工廠在原設(shè)備使用年限內(nèi)逐年積累。對(duì)每一設(shè)備每年所必須提存的資金稱為折舊費(fèi)，折舊費(fèi)一般按設(shè)備投資的一個(gè)百分?jǐn)?shù)提取。這個(gè)百分比稱為折舊率。折舊費(fèi)按下式計(jì)算 QUOTEFZ=Z×C1萬(wàn)元/年 （3.5）=2\*GB3②設(shè)備維護(hù)管理費(fèi)為使供電系統(tǒng)保持良好的性能和正常運(yùn)行，必須對(duì)各種設(shè)備經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)檢查和管理，為此需配備各種維修管理人員。設(shè)備維修管理所需的設(shè)備及交通工具等所需的費(fèi)用統(tǒng)稱為設(shè)備的維修管理費(fèi)，一般也按設(shè)備投資的百分?jǐn)?shù)計(jì)算，這個(gè)百分比稱為維修管理費(fèi)率。維修管理費(fèi)按下式計(jì)算 萬(wàn)元/年 （3.6）=3\*GB3③年基本電價(jià)費(fèi)工廠大多數(shù)皆按大宗工業(yè)用電計(jì)算電費(fèi)，為二部電價(jià)制。一部分叫基本電費(fèi)，是按所裝用的主變壓器容量來(lái)計(jì)費(fèi)的，規(guī)定每月按容量要交多少錢，容量越大，交的基本電費(fèi)就多，容量減小了，交的基本電費(fèi)就少了。另一部分電費(fèi)叫電度電費(fèi)，是按每月實(shí)際耗用的電能數(shù)來(lái)計(jì)算電費(fèi)，并且根據(jù)月平均功率因數(shù)的高低乘上一個(gè)調(diào)整系數(shù)。年基本電費(fèi)用下式計(jì)算 =基本電價(jià)總降壓變電所主變壓器總?cè)萘咳f(wàn)元/年 （3.7）整個(gè)供電系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)為 （3.8）3.3.4總降壓變電所電氣主接線的設(shè)計(jì)由以上分析可知，方案三的綜合投資及年運(yùn)行費(fèi)均低于方案一，可節(jié)省大約萬(wàn)元，從供電可靠性來(lái)講，兩個(gè)方案接近，因此決定采用方案三，即正常運(yùn)行時(shí)以單回路供電，另加備用線路。根據(jù)所確定的供電方案，可設(shè)計(jì)出總降壓變電所的主接線如附圖。該主接線的主要特點(diǎn)如下：（1）總降壓變電所設(shè)一臺(tái)容量為的降壓變壓器，變壓器與架空線路接成線路變壓器組。在變壓器高壓側(cè)設(shè)置少油斷路器，這便于變電所的控制、運(yùn)行和維修。（2）總降壓變電所的側(cè)采用單母線分段接線，用少油斷路器將母線分成兩段。（3）主變壓器低壓側(cè)經(jīng)少油斷路器接在母線的一個(gè)分段上，而備用線路也經(jīng)少油斷路器接在另一段上。（4）備用電源只為二級(jí)負(fù)荷供電，所以所有二級(jí)負(fù)荷車間接在連接備用電源的分段母線上。（5）根據(jù)規(guī)定，備用電源只有在主電源停止運(yùn)行及主變壓器故障或檢修時(shí)才能投入，因此備用電源進(jìn)線開關(guān)在正常時(shí)是斷開的，而母線的分段斷路器在正常時(shí)則是閉合的。（6）在母線側(cè)，工作電源與備用電源之間設(shè)有備用電源自動(dòng)投入裝置，當(dāng)工作電源因故障而斷開時(shí)，備用電源會(huì)立即投入。（7）當(dāng)主電源發(fā)生故障時(shí)，變電所的操作電源來(lái)自備用電源斷路器前的所用變壓器。4高壓電氣設(shè)備的選擇及二次回路設(shè)計(jì)4.1短路計(jì)算4.1.1短路計(jì)算的意義和類型（1）意義工廠供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中不僅要考慮正常運(yùn)行狀態(tài)，還要考慮可能發(fā)生故障及非正常運(yùn)行狀態(tài)。其中短路故障危害最大，短路的電流引起的電氣設(shè)備熱效應(yīng)和力效應(yīng)使設(shè)備損壞，電壓降落嚴(yán)重影響非故障元件的正常運(yùn)行。但是只要正確選擇電氣設(shè)備，滿足短路電流的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定要求，采取限制短路電流的措施就可以完全消除或減輕短路電流的危害。進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)要考慮供電系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式。在最大運(yùn)行方式下，通過(guò)故障元件的短路電流值最大，作為選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備的依據(jù)及繼電保護(hù)整定計(jì)算的依據(jù)；在最小運(yùn)行方式下，通過(guò)保護(hù)安裝處的短路電流值最小，可作為繼電保護(hù)校驗(yàn)靈敏度的依據(jù)。短路電流計(jì)算高壓（及以上）宜采用標(biāo)幺值法（相對(duì)單位制），低壓宜采用歐姆法（有名單位制）。采用標(biāo)幺值法計(jì)算高壓電路的短路電流十分方便，因?yàn)闊o(wú)論計(jì)算哪個(gè)短路點(diǎn)，電抗標(biāo)幺值都不需要折算。計(jì)算步驟同歐姆法，只是采用基準(zhǔn)電抗標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算。（2）類型三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路（單相接地短路）和兩相接地短路。除了上述各種短路以外，變壓器或電機(jī)還可能發(fā)生一相繞組匝間或?qū)娱g短路等。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，最常見的是單相接地短路，約占故障總數(shù)的，兩相短路約占，兩相接地短路約占，三相短路約占。三相短路雖少，但不能不考慮，因?yàn)樗吘褂邪l(fā)生的可能，并且對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著十分不利的影響。單相短路雖然機(jī)會(huì)多短路電流也大，但可以人為的減小單相短路電流數(shù)值，使單相短路電流最大可能值不超過(guò)三相短路電流的最大值。這就使全部電氣設(shè)備可以只根據(jù)三相或兩相短路電流來(lái)選擇。（3）采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算標(biāo)幺制法，即相對(duì)單位制法，因其短路計(jì)算中的有關(guān)物理量是采用標(biāo)幺制而得名。按標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，一般是先選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓?；鶞?zhǔn)容量，工程設(shè)計(jì)中通常取或。基準(zhǔn)電壓，通常取元件所在處的短路計(jì)算電壓，即取。選定了基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓以后，基準(zhǔn)電流按下式計(jì)算。 （4.1）基準(zhǔn)電抗則按下式計(jì)算。 （4.2）下面分別講述供電系統(tǒng)中各主要元件的電抗標(biāo)幺值的計(jì)算=1\*GB3①電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 （4.3）式中，為電力系統(tǒng)出口的短路容量。=2\*GB3②電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 （4.4）式中，為變壓器的阻抗電壓百分值；為變壓器的額定容量。=3\*GB3③電力線路的電抗標(biāo)幺值 （4.5）式中，為電力線路每相的單位長(zhǎng)度電抗平均值；為線路的長(zhǎng)度；為電力線路所在電網(wǎng)的短路計(jì)算電壓。無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路電流周期分量有效值按下式計(jì)算。 （4.6）三相短路電流次暫態(tài)電流和穩(wěn)定電流為 （4.7）三相短路電流沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值為 （4.8） （4.9）短路容量為 （4.10）4.1.2短路計(jì)算短路電流按正常運(yùn)行方式計(jì)算如圖4.1所示。圖4.1短路電流計(jì)算電路根據(jù)計(jì)算電路作出的計(jì)算短路電流的等值電路如圖4.2所示。圖4.2基本等值電路（1）求各元件電抗，用標(biāo)幺值計(jì)算：設(shè)基準(zhǔn)容量,基準(zhǔn)QUOTESd=1000MVA，基準(zhǔn)電壓，，QUOTEUc2=10.5kV，已知地區(qū)變電所母線的短路容量。由式（4.1）計(jì)算基準(zhǔn)電流分別為由式（4.3）~（4.5）可得=1\*GB3①電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值 =2\*GB3②地區(qū)變電所三繞組變壓器的高壓—中壓繞組之間的電抗 式中，地區(qū)變電所三繞組變壓器的阻抗電壓百分值，為該變壓器的額定容量。=3\*GB3③供電線路的電抗 =4\*GB3④總降壓變電所的主變壓器電抗 式中，為總降壓變電所主變壓器的阻抗電壓百分值，為該變壓器的額定容量。（2）最大運(yùn)行方式下點(diǎn)與點(diǎn)QUOTEd1點(diǎn)與d2點(diǎn)的三相短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式下的等值電路如圖4.3所示：圖4.3系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)的等值電路=1\*GB3①點(diǎn)QUOTEd1點(diǎn)三相短路電流的計(jì)算短路回路總電抗按無(wú)限大容量系統(tǒng)計(jì)算，由式（4.6）~（4.10）可得點(diǎn)三相短路電流周期分量有效值為三相短路電流次暫態(tài)電流和穩(wěn)定電流為三相短路電流沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值為短路容量為=2\*GB3②點(diǎn)QUOTEd2點(diǎn)三相短路電流的計(jì)算短路回路總電抗按無(wú)限大容量系統(tǒng)計(jì)算，由式（4.6）~（4.10）可得點(diǎn)三相短路電流周期分量有效值為三相短路電流次暫態(tài)電流和穩(wěn)定電流為三相短路電流沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值為短路容量為（3）最小運(yùn)行方式下點(diǎn)與點(diǎn)QUOTEd1點(diǎn)與d2點(diǎn)的三相短路電流計(jì)算最小運(yùn)行方式下的等值電路如圖4.4所示：圖4.4系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)的等值電路=1\*GB3①點(diǎn)QUOTEd1點(diǎn)三相短路電流的計(jì)算短路回路總電抗按無(wú)限大容量系統(tǒng)計(jì)算，由式（4.6）~（4.10）可得點(diǎn)三相短路電流周期分量有效值為 三相短路電流次暫態(tài)電流和穩(wěn)定電流為 三相短路電流沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值為 短路容量為 =2\*GB3②點(diǎn)QUOTEd2點(diǎn)三相短路電流的計(jì)算短路回路總電抗按無(wú)限大容量系統(tǒng)計(jì)算，由式（4.6）~（4.10）可得點(diǎn)三相短路電流周期分量有效值為 三相短路電流次暫態(tài)電流和穩(wěn)定電流為 三相短路電流沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值為 短路容量為 經(jīng)過(guò)以上計(jì)算，可得到點(diǎn)三相短路電流計(jì)算結(jié)果和點(diǎn)三相短路電流計(jì)算結(jié)果如表4.1和表4.2所示：表4.1點(diǎn)三相短路計(jì)算結(jié)果運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式3.273.273.278.344.94209.55最小運(yùn)行方式2.432.432.436.203.67155.72表4.2點(diǎn)三相短路計(jì)算結(jié)果運(yùn)行方式最大運(yùn)行方式1.791.791.794.562.7032.55最小運(yùn)行方式1.701.701.704.342.5730.924.2總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)電氣設(shè)備的選擇4.2.1高壓電氣設(shè)備選擇的一般原則工廠總降壓變電所的各種高壓電氣設(shè)備，主要是指~千伏以上的斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、互感器、電抗器、母線、電纜、支持絕緣子及穿墻套管等。這些電氣各自的功能和特點(diǎn)不同，要求的運(yùn)行條件和裝設(shè)環(huán)境也各不相同，但也具有共同遵守的原則。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并且按短路情況進(jìn)行穩(wěn)定校驗(yàn)。各種高壓電氣設(shè)備的選擇項(xiàng)目與校驗(yàn)項(xiàng)目如表4.3所示，表中“?”為選擇高壓電氣設(shè)備時(shí)應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)的項(xiàng)目。表4.3各種高壓電氣設(shè)備的選擇項(xiàng)目與校驗(yàn)項(xiàng)目電氣設(shè)備名稱額定電壓額定電流額定開斷電流動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定額定斷流容量斷路器??????隔離開關(guān)????熔斷器????電流互感器????電壓互感器?母線???電纜???（1）按正常工作條件選擇高壓電氣設(shè)備按工作電壓選擇：所選電氣設(shè)備的額定電壓和額定電流不低于設(shè)備所在網(wǎng)絡(luò)的最大電壓和最大工作電流，即 （4.11）（2）按短路條件進(jìn)行熱穩(wěn)定性校驗(yàn)=1\*GB3①電器設(shè)備的短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn)電器設(shè)備如斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、負(fù)荷開關(guān)要求做短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)就是要求所選的電氣設(shè)備，當(dāng)短路電流通過(guò)它時(shí)，其最高溫度不應(yīng)超過(guò)制造廠規(guī)定的短路時(shí)發(fā)熱最高允許溫度，則短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn)條件為 （4.12）式中，表示短路電流產(chǎn)生的熱量；表示電氣設(shè)備在短路時(shí)的允許發(fā)熱量，制造廠常以秒(通常為，，秒)內(nèi)允許通過(guò)的電流所產(chǎn)生的熱量表示。為短路電流的假想時(shí)間 （4.13）式中，為短路延續(xù)時(shí)間，為主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，為斷路器分閘時(shí)間，單位均為秒。如果缺乏斷路器分閘時(shí)間數(shù)據(jù)，當(dāng)主保護(hù)為速動(dòng)時(shí)，短路延續(xù)時(shí)間可取下列數(shù)值：對(duì)于快速及中速斷路器，秒；對(duì)于低速斷路器秒；此外，當(dāng)秒時(shí)，可認(rèn)為。=2\*GB3②母線、電纜的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 （4.14）式中，為滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面積；為穩(wěn)態(tài)三相短路電流周期分量有效值；為線路材料的熱穩(wěn)定系數(shù)；為短路發(fā)熱假想時(shí)間，取。（3）動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)=1\*GB3①電器設(shè)備的短路動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定是指電氣設(shè)備承受短路電流引起機(jī)械效應(yīng)的能力，在校驗(yàn)時(shí)，用短路電流的最大幅值與制造廠規(guī)定的最大允許電流進(jìn)行比較，即： （4.15）式中，和為短路沖擊電流及其有效值；和為電氣設(shè)備極限通過(guò)電流的最大值及有效值。=2\*GB3②母線的短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件母線受電動(dòng)力為 （4.16）式中，為兩導(dǎo)體的軸間距離；為導(dǎo)體的兩相鄰支持點(diǎn)間距離，即檔距；為母線通過(guò)時(shí)所受的彎曲力矩為 （4.17）母線的截面系數(shù)為 （4.18）式中，為母線截面的水平寬度；為母線截面的垂直高度。最大計(jì)算應(yīng)力為 （4.19）當(dāng)母線的最大許用應(yīng)力大于最大計(jì)算應(yīng)力時(shí)，滿足要求。（4）對(duì)于下列情況，可不進(jìn)行短路校驗(yàn)：=1\*GB3①用熔斷器保護(hù)的電氣設(shè)備和導(dǎo)體可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。除有限流作用的熔斷器保護(hù)設(shè)備外，電氣設(shè)備和裸導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定仍應(yīng)校驗(yàn)。=2\*GB3②裝設(shè)在電壓互感器回路內(nèi)的電氣設(shè)備和裸導(dǎo)體可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。=3\*GB3③架空線路可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。=4\*GB3④電纜的機(jī)械強(qiáng)度很好，無(wú)須校驗(yàn)其短路動(dòng)穩(wěn)定性。=5\*GB3⑤在非重要用電場(chǎng)所的導(dǎo)體，當(dāng)變壓器容量在以下，高壓側(cè)電壓為及以下，且不致因短路故障損壞導(dǎo)體而產(chǎn)生嚴(yán)重后果者，可不驗(yàn)算動(dòng)、熱穩(wěn)定。（5）斷流能力校驗(yàn)短路電流通過(guò)開關(guān)電器時(shí)，要求開關(guān)電器的額定開斷電流或額定斷流容量不應(yīng)小于設(shè)備分?jǐn)嗨查g的短路電流有效值或短路容量。4.2.235kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇根據(jù)上述短路電流的計(jì)算結(jié)果，在正常工作條件下按工作電壓和短路情況，由式（4.11）、（4.12）、（4.15）可確定總降壓變電所側(cè)高壓電氣設(shè)備如表4.4所示：表4.4側(cè)設(shè)備選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性短路容量裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)額定參數(shù)高壓少油斷路器隔離開關(guān)電壓互感器電流互感器避雷器4.2.310kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇根據(jù)上述短路電流的計(jì)算結(jié)果，在正常工作條件下按工作電壓和短路情況，可確定總降壓變電所10kV側(cè)高壓電氣設(shè)備如表4.5和表4.6所示：（1）變壓器低壓側(cè)及備用電源進(jìn)線，采用高壓開關(guān)柜：表4.5側(cè)設(shè)備（變壓器低壓側(cè)及備用電源進(jìn)線）選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性設(shè)備容量裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)額定參數(shù)高壓少油斷路器隔離開關(guān)電流互感器隔離開關(guān)（2）側(cè)饋電線路電氣設(shè)備的選擇，采用高壓開關(guān)柜：表4.6側(cè)設(shè)備（饋電線路）選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性設(shè)備容量裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)額定參數(shù)高壓少油斷路器隔離開關(guān)電流互感器隔離開關(guān)4.2.4母線的選擇母線的材料有銅和鋁兩種，銅的電阻率低，機(jī)械強(qiáng)度大，抗腐蝕性強(qiáng)，是很好的母線材料。但由于銅在工業(yè)上有很多重要用途，而且儲(chǔ)量不多，價(jià)格較貴，因此銅母線僅用于空氣中含腐蝕性氣體（如靠近海岸或化工廠等）的配電裝置中。鋁的電阻率為銅的~倍，重量只有銅的，而且儲(chǔ)藏量多，價(jià)格也低，因此廣泛應(yīng)用于屋內(nèi)外的配電裝置中。工廠供電系統(tǒng)以下的母線主要是用矩形鋁母線，而母線的三相排列布置則根據(jù)具體情況而定。（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線的截面 （4.20）式中，為線路的計(jì)算電流；為經(jīng)濟(jì)電流密度。（2）10kV母線的選擇主變壓器低壓側(cè)出線按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線可使其年運(yùn)行費(fèi)用降低。引出線工作電流：根據(jù)式（4.20）得母線計(jì)算截面為：由參考資料查得最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)以上的裸鋁導(dǎo)線和母線的經(jīng)濟(jì)電流密度為。選用標(biāo)準(zhǔn)截面的鋁母線LMY，其允許電流大于工作電流，滿足要求。=1\*GB3①熱穩(wěn)定校驗(yàn)：由式（4.14）得短路熱穩(wěn)定的最小截面式中，由資料查得裸鋁母線的熱穩(wěn)定系數(shù)為；=2\*GB3②動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：由式（4.16）~（4.19）得母線受電動(dòng)力為母線的截面系數(shù)為彎曲力矩為最大計(jì)算應(yīng)力為硬鋁母線的最大許用應(yīng)力大于最大計(jì)算應(yīng)力，滿足要求。4.3總降壓變電所二次回路的設(shè)計(jì)4.3.1二次回路概述工廠供電系統(tǒng)或工廠變配電所的二次回路，是指用來(lái)控制、指示、監(jiān)測(cè)和保護(hù)一次電路運(yùn)行的電路，亦稱二次系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及繼電保護(hù)和自動(dòng)化系統(tǒng)等。二次回路按電源性質(zhì)分，有直流回路和交流回路。交流回路又分交流電流回路和交流電壓回路。交流電流回路由電流互感器供電，交流電壓回路由電壓互感器供電。二次回路按其用途分，有斷路器控制(操作)回路、信號(hào)回路、測(cè)量回路、繼電保護(hù)回路和自動(dòng)裝置回路等。二次回路在工廠供電系統(tǒng)中雖是其一次電路的輔助系統(tǒng)，但它對(duì)一次電路的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行有著十分重要的作用，因此必須予以充分的重視。4.3.2操作電源的設(shè)計(jì)（1）操作電源的含義操作電源是供高壓斷路器跳、合閘回路和繼電保護(hù)裝置、信號(hào)回路、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其它二次回路所需的電源。（2）對(duì)操作電源的基本要求=1\*GB3①在生產(chǎn)情況下，提供信號(hào)、保護(hù)、自動(dòng)裝置、斷路器跳合閘以及其他設(shè)備的操作控制電源。=2\*GB3②在事故狀態(tài)下，電網(wǎng)電壓下降甚至消失時(shí)，應(yīng)能提供繼電保護(hù)跳閘及應(yīng)急照明電源，避免事故擴(kuò)大。（3）操作電源的選擇由于本廠含二級(jí)負(fù)荷，且變電所容量大于，宜采用直流操作電源。直流操作電源分為由蓄電池組供電的電源和由整流裝置供電的電源。由蓄電池組供電的電源可靠性高，但投資較大且運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，所以本廠采用由整流裝置供電的直流操作電源，整流電源為硅整流直流電源。如果單獨(dú)采用硅整流器來(lái)作直流操作電源，則交流供電系統(tǒng)電壓降低或電壓消失時(shí)，將嚴(yán)重影響直流的二次系統(tǒng)的正常工作，因此宜采用有電容儲(chǔ)能的硅整流電源，在供電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)硅整流器供給直流操作電源，同時(shí)通過(guò)電容器儲(chǔ)能，在交流供電系統(tǒng)電壓降低或消失時(shí)，由儲(chǔ)能電容器對(duì)繼電器和跳閘回路放電，使其正常工作。圖4.5是硅整流電容儲(chǔ)能式直流操作電源系統(tǒng)的接線圖。為了保證直流操作電源的可靠性，采用兩個(gè)交流電源和兩臺(tái)硅整流器。硅整流器主要用作斷路器合閘電源，并向控制電路供電。硅整流器的容量較小，僅向控制回路供電。逆止元件和的主要作用為：一是當(dāng)直流電源電壓因交流供電系統(tǒng)電壓降低而降低時(shí)，使儲(chǔ)能電容、所儲(chǔ)能量?jī)H用于補(bǔ)償自身所在的保護(hù)回路，而不向其他元件放電；二是限制、向各斷路器控制回路中的信號(hào)燈和重合閘繼電器等放電，以保證其所供的繼電保護(hù)和跳閘線圈可靠供電。逆止元件和限流電阻接在兩組直流母線之間，使直流合閘母線只向控制小母線供電，防止斷路器合閘時(shí)硅整流器向合閘母線供電。用來(lái)限制控制回路短路時(shí)通過(guò)的電流，以免燒毀。儲(chǔ)能電容器用于對(duì)高壓線路的繼電保護(hù)和跳閘回路供電，而儲(chǔ)能電容器用于對(duì)其他元件的繼電保護(hù)和跳閘回路供電。儲(chǔ)能電容器多采用比容量大的電解電容器，其容量應(yīng)能保證繼電保護(hù)和跳閘線圈回路可靠地動(dòng)作。圖4.5硅整流電容儲(chǔ)能直流系統(tǒng)接線4.3.3電測(cè)量?jī)x表的設(shè)計(jì)（1）電測(cè)量?jī)x表的概念電測(cè)量?jī)x表是對(duì)電力裝置回路的電力運(yùn)行參數(shù)所經(jīng)常測(cè)量、選擇測(cè)量、記錄用的儀表和作計(jì)費(fèi)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析考核管理用的計(jì)量?jī)x表的總稱。（2）電測(cè)量?jī)x表的作用及分類為了監(jiān)視供電系統(tǒng)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和計(jì)量一次系統(tǒng)消耗的電能，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行，工廠供電系統(tǒng)的電力裝置中必須裝設(shè)一定數(shù)量的電測(cè)量?jī)x表。電測(cè)量?jī)x表按其用途分為常用測(cè)量?jī)x表和電能計(jì)量?jī)x表兩類，前者是對(duì)一次電路的電力運(yùn)行參數(shù)作經(jīng)常測(cè)量、選擇測(cè)量和記錄用的儀表，后者是對(duì)一次電路進(jìn)行供用電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核分析和對(duì)電力用戶用電量進(jìn)行測(cè)量、計(jì)量的儀表，即各種電度表。（3）測(cè)量?jī)x表測(cè)量范圍的選擇要求=1\*GB3①儀表的測(cè)量范圍的選擇，應(yīng)滿足當(dāng)電力裝置回路以額定值的條件運(yùn)行時(shí)，儀表的指示在標(biāo)度尺的70%~100%處。=2\*GB3②對(duì)有可能過(guò)負(fù)荷運(yùn)行的電力裝置回路，儀表測(cè)量范圍宜留有適當(dāng)過(guò)負(fù)荷的裕度。=3\*GB3③經(jīng)變送器的二次測(cè)量，宜采用磁電系列直流儀表。（4）電測(cè)量?jī)x表的配置根據(jù)供電系統(tǒng)變配電裝置中各部分儀表的配置要求，則本廠高壓側(cè)電測(cè)量?jī)x表的配置如表4.7所示：表4.7電測(cè)量?jī)x表的配置線路名稱裝設(shè)的儀表數(shù)量電流表電壓表有功功率表無(wú)功功率表有功電能表無(wú)功電能表進(jìn)線11111變壓器11111進(jìn)線111母線111聯(lián)絡(luò)線1122出線111高壓線路電測(cè)量?jī)x表的電路圖如圖4.6所示：其中，、為電流互感器，為電壓互感器，為電流表，為三相有功電度表，為三相無(wú)功電度表，為電壓小母線。圖4.6高壓線路電測(cè)量?jī)x表的電路圖4.3.4中央信號(hào)裝置（1）中央信號(hào)裝置的概念中央信號(hào)裝置是指裝設(shè)在變配電所值班室或控制室的信號(hào)裝置。中央信號(hào)裝置包括事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)兩種。=1\*GB3①中央事故信號(hào)裝置中央事故信號(hào)裝置按操作電源分，有直流操作的和交流操作的兩類，按事故音響信號(hào)的動(dòng)作特征分，有不能重復(fù)動(dòng)作的和能重復(fù)動(dòng)作的兩種。中央事故信號(hào)裝置的要求是：在任一斷路器事故跳閘時(shí)，能瞬時(shí)發(fā)出音響信號(hào)，并在控制屏或配電裝置上有表示事故跳閘的具體斷路器位置的燈光指示信號(hào)。事故音響信號(hào)通常采用電笛（蜂鳴器），應(yīng)能手動(dòng)或自動(dòng)復(fù)歸。=2\*GB3②中央預(yù)告信號(hào)裝置中央預(yù)告信號(hào)裝置亦有直流操作的和交流操作的兩種，同樣有不能重復(fù)動(dòng)作的和能重復(fù)動(dòng)作的兩種。中央預(yù)告信號(hào)裝置的要求是：當(dāng)供電系統(tǒng)中發(fā)生故障或不正常工作狀態(tài)但不需要立即跳閘的情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)發(fā)出音響信號(hào)，并有顯示故障性質(zhì)和地點(diǎn)的指示信號(hào)（燈光和光字牌指示）。預(yù)告音響信號(hào)通常采用電鈴，應(yīng)能手動(dòng)或自動(dòng)復(fù)歸。（2）中央信號(hào)裝置的設(shè)計(jì)企業(yè)變電所的中央事故信號(hào)與預(yù)告信號(hào)一般應(yīng)采用重復(fù)動(dòng)作的信號(hào)裝置。如變電所主接線較簡(jiǎn)單，中央事故信號(hào)可采用不能重復(fù)動(dòng)作，工業(yè)企業(yè)和民用建筑配電所，一般應(yīng)采用不重復(fù)動(dòng)作的中央信號(hào)裝置。由于本廠變電所屬中型變電所且主接線較簡(jiǎn)單，所以采用中央復(fù)歸不重復(fù)動(dòng)作的中央事故信號(hào)和中央復(fù)歸不重復(fù)動(dòng)作的中央預(yù)告信號(hào)裝置。4.4主變壓器繼電保護(hù)的選擇與整定4.4.1繼電保護(hù)裝置的基本要求（1）繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)應(yīng)以合理的運(yùn)行方式和故障類型作為依據(jù)，并滿足以下四項(xiàng)基本要求。=1\*GB3①速動(dòng)性。為了減少故障持續(xù)時(shí)間，限制故障影響范圍，對(duì)動(dòng)作于跳閘的保護(hù)裝置，應(yīng)盡快切除故障。=2\*GB3②選擇性。供電系統(tǒng)某部分發(fā)生故障時(shí)保護(hù)裝置僅將故障部分切除，保證無(wú)故障部分繼續(xù)運(yùn)行。如與速動(dòng)性有矛盾時(shí)，應(yīng)在保證選擇性的基礎(chǔ)上力求快速動(dòng)作。帶有時(shí)限階段特性和反時(shí)限特性的保護(hù)，前后兩級(jí)之間的靈敏性和動(dòng)作時(shí)限均應(yīng)相互配合。根據(jù)配電系統(tǒng)運(yùn)行的要求，須加速切除短路時(shí)，可使保護(hù)裝置無(wú)選擇地動(dòng)作，但應(yīng)采用自動(dòng)重合閘或備用電源自動(dòng)投入裝置來(lái)補(bǔ)救。=3\*GB3③可靠性。有故障時(shí)應(yīng)該動(dòng)作的繼電器不拒動(dòng)，不該動(dòng)作不誤動(dòng)。一般說(shuō)，繼電器的質(zhì)量越高，保護(hù)裝置的接線越簡(jiǎn)單，則誤動(dòng)率及拒動(dòng)率越低，也就是保護(hù)裝置的可靠性越高。供電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備及線路應(yīng)有主保護(hù)和后備保護(hù)兩種。主保護(hù)應(yīng)能快速并有選擇地切除被保護(hù)區(qū)域內(nèi)的故障，后備保護(hù)應(yīng)在主保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)切除故障。后備保護(hù)可分為近后備和遠(yuǎn)后備，近后備保護(hù)方式即當(dāng)本元件的主保護(hù)拒絕動(dòng)作時(shí)，由本元件的另一套保護(hù)作為后備保護(hù)，遠(yuǎn)后備保護(hù)方式即當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，由相鄰設(shè)備或線路的保護(hù)實(shí)現(xiàn)后備保護(hù)。=4\*GB3④靈敏性。繼電保護(hù)裝置應(yīng)有足夠的靈敏性，靈敏性是保護(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)故障或不正常工作狀態(tài)的反應(yīng)能力。用靈敏系數(shù)來(lái)衡量。（2）變壓器保護(hù)的整定計(jì)算=1\*GB3①變壓器過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算：過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器的最大負(fù)荷電流整定，即保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流為 （4.21）電流繼電器動(dòng)作電流為 （4.22）式中，為變壓器一次側(cè)額定電流；為可靠系數(shù)，采用型繼電器取，采用型繼電器取；為電流繼電器的返回系數(shù)，一般取；為變壓器的最大負(fù)荷電流；為過(guò)負(fù)荷系數(shù)，一般取~；為電流互感器變比；為接線系數(shù)，接于相電流時(shí)取，接于相電流差時(shí)取。靈敏度校驗(yàn) （4.23）式中，為最小運(yùn)行方式下，在靈敏度檢驗(yàn)點(diǎn)發(fā)生兩相短路時(shí)流過(guò)保護(hù)裝置的最小短路電流值。=2\*GB3②變壓器電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算：動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)變壓器二次側(cè)三相短路值整定，即保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流為 （4.24）電流繼電器動(dòng)作電流為 （4.25）式中，為變壓器外部（低壓母線）三相短路時(shí)，流過(guò)保護(hù)裝置的最大短路電流；為可靠系數(shù)，采用型繼電器取1.2~1.3，采用型繼電器取1.4~1.5；為電流互感器變比；為電流互感器變比；為接線系數(shù)，接于相電流時(shí)取，接于相電流差時(shí)取。靈敏度校驗(yàn) （4.26）式中，為系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，保護(hù)裝置處兩相金屬性短路時(shí)流過(guò)保護(hù)的最小短路電流。=3\*GB3③變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)的整定計(jì)算：動(dòng)作電流按躲過(guò)變壓器額定電流整定，即保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流 （4.27）電流繼電器的動(dòng)作電流 （4.28）式中，為可靠系數(shù)，取1.05~1.10；為返回系數(shù)，取0.85；為電流互感器變比；為變壓器一次額定電流。4.4.1主變壓器的繼電保護(hù)根據(jù)規(guī)程規(guī)定，變壓器設(shè)下列保護(hù)：（1）瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)用來(lái)防御變壓器鐵殼內(nèi)部短路和油面降低。輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，重瓦斯動(dòng)作于跳閘。（2）過(guò)電流保護(hù)過(guò)電流保護(hù)用來(lái)防御外部相間短路并作為瓦斯保護(hù)及電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)。保護(hù)動(dòng)作于跳閘。變壓器一次側(cè)額定電流為采用型繼電器，由式（4.21）得保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流為由式（4.22）得電流繼電器的動(dòng)作電流為根據(jù)式（4.23）進(jìn)行靈敏系數(shù)校驗(yàn)滿足要求。動(dòng)作時(shí)間與母線保護(hù)配合，饋電線的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為秒，母線保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1秒，則變壓器過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為（3）電流速斷保護(hù)電流速斷保護(hù)用來(lái)防御變壓器線圈和引出線的多相短路，保護(hù)動(dòng)作于跳閘。速斷保護(hù)采用兩相不完全星形接法，由式（4.24）得保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流為歸算到35kV側(cè)為由式（4.25）得電流繼電器的動(dòng)作電流為由式（4.26）進(jìn)行靈敏系數(shù)校驗(yàn)滿足要求。（3）變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)用來(lái)防御變壓器本身的對(duì)稱過(guò)負(fù)荷及外部短路引起的過(guò)載。在變壓器高壓側(cè)設(shè)置過(guò)負(fù)荷保護(hù)，因?yàn)樨?fù)荷多數(shù)情況下是三相對(duì)稱的，因此過(guò)負(fù)荷只用一個(gè)電流繼電器接于一相電流，經(jīng)延時(shí)~秒作用于預(yù)告信號(hào)。由式（4.26）得保護(hù)裝置一次側(cè)動(dòng)作電流由式（4.27）得繼電器的動(dòng)作電流（4）主變壓器繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)主變壓器裝設(shè)了瓦斯保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)及過(guò)負(fù)荷保護(hù)，其中過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)的原理接線圖如圖4.7所示：定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)就是保護(hù)裝置的動(dòng)作時(shí)間是按整定的動(dòng)作時(shí)間固定不變的，與故障電流的大小無(wú)關(guān)。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的工作原理為：當(dāng)一次電路發(fā)生相間短路時(shí)，電流繼電器、瞬時(shí)動(dòng)作，閉合其觸點(diǎn)，使時(shí)間繼電器動(dòng)作，經(jīng)過(guò)整定的時(shí)限后，其延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使串聯(lián)的信號(hào)繼電器（電流型）和中間繼電器動(dòng)作。動(dòng)作后，其指示牌掉下，同時(shí)接通信號(hào)回路，給出燈光信號(hào)和音響信號(hào)。動(dòng)作后，接通跳閘線圈回路，使斷路器跳閘，切除短路故障。跳閘后，其輔助觸點(diǎn)隨之切斷跳閘回路，以減輕觸點(diǎn)的工作。在短路故障被切除后，繼電保護(hù)裝置除外的其他所有繼電器均自動(dòng)返回起始狀態(tài)，而可手動(dòng)復(fù)位。圖4.7主變壓器保護(hù)的原理接線圖上述帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，就是越靠近電源的線路的過(guò)電流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，而短路電流則是越靠近電源，其值越大，危害也就更加嚴(yán)重，因此規(guī)定，在過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間超過(guò)時(shí)，應(yīng)裝設(shè)瞬動(dòng)的電流速斷保護(hù)裝置。電流速斷保護(hù)就是一種瞬時(shí)動(dòng)作的過(guò)電流保護(hù)。對(duì)于采用系列電流繼電器的速斷保護(hù)來(lái)說(shuō)，就相當(dāng)于定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)中抽去時(shí)間繼電器，即在起動(dòng)用的電流繼電器、之后，直接接信號(hào)繼電器和中間繼電器，最后由中間繼電器觸點(diǎn)接通斷路器的跳閘回路。過(guò)負(fù)荷保護(hù)用來(lái)防御變壓器本身的對(duì)稱過(guò)負(fù)荷及外部短路引起的過(guò)載。當(dāng)一次線路過(guò)載超出規(guī)定的范圍時(shí)，電流繼電器瞬時(shí)動(dòng)作，閉合其觸點(diǎn)，使時(shí)間繼電器動(dòng)作，經(jīng)過(guò)整定的時(shí)限后，其延時(shí)觸點(diǎn)閉合，使串聯(lián)的信號(hào)繼電器（電流型）和中間繼電器動(dòng)作。動(dòng)作后，其指示牌掉下，同時(shí)接通信號(hào)回路，給出燈光信號(hào)和音響信號(hào)。動(dòng)作后，接通跳閘線圈回路，使斷路器跳閘，切除短路故障。4.5總降壓變電所所址的選擇4.5.1所址的選擇選擇變電所位置時(shí)，應(yīng)依照國(guó)家十至二十年的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃和五至十年的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，搞清所選變電所的負(fù)荷分布，近期和遠(yuǎn)期在系統(tǒng)中的地位和作用，系統(tǒng)連接方式，電源潮流，負(fù)荷對(duì)象，供電要求等，以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，從而使所址的位置選擇得比較合理。變電所位置的選擇必須適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃和布局的要求，盡可能的接近主要用戶，靠近負(fù)荷中心，這樣就會(huì)減少輸電線路的投資和電能的損耗，既經(jīng)濟(jì)又節(jié)省能源。因此變電所位置的確定遵循以下原則：（1）接近負(fù)荷中心。接近負(fù)荷中心主要從節(jié)約一次投資和減少運(yùn)行時(shí)電能損耗的角度出發(fā)。（2）進(jìn)出線方便。要有足夠的進(jìn)出線走廊，提供架空進(jìn)線、電纜溝或電纜隧道。（3）靠近電源側(cè)。變電所應(yīng)靠近電源進(jìn)線側(cè)布置，以免過(guò)大的功率倒送，產(chǎn)生不必要的電能損耗和電壓損失。（4）滿足供電半徑的要求。由于電壓等級(jí)決定了線路最大的輸送功率和輸送距離，供電半徑過(guò)大導(dǎo)致線路上電壓損失太大，使末端用電設(shè)備處的電壓不能滿足要求。因此，變電所的位置應(yīng)保證所有用電負(fù)荷均處于該站的有效供電半徑內(nèi)，否則應(yīng)增加變電所或采取其他措施。（5）運(yùn)輸設(shè)備方便。（6）避免設(shè)在有劇烈震動(dòng)和高溫的場(chǎng)所。（7）避免設(shè)在潮濕或易積水的場(chǎng)所。5工廠車間變電所的設(shè)計(jì)5.1車間變電所的位置及變壓器的選擇5.1.1車間變電所的位置車間變電所的位置一般按下述原則確定：（1）分散設(shè)置并接近負(fù)荷中心；（2）便于低壓網(wǎng)絡(luò)的備用聯(lián)絡(luò)；（3）節(jié)省變壓器及開關(guān)等設(shè)備的投資。根據(jù)廠區(qū)平面布置圖提供的車間分布情況及各車間負(fù)荷的性質(zhì)及大小，本廠擬設(shè)置四個(gè)車間變電所，其中，、、、車間由同一間變電所供電，即號(hào)車間變電所供電，且這四個(gè)車間負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷，所以設(shè)兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，每臺(tái)變壓器的容量按能擔(dān)負(fù)全部車間負(fù)荷來(lái)選擇。、、、車間由同一間變電所供電，即號(hào)車間變電所供電。、、車間由同一間變電所供電，即號(hào)車間變電所供電。生活區(qū)由于距離各車間較遠(yuǎn)，如果經(jīng)車間變電所降壓再用低壓輸電線路傳輸，損耗較大，所以由一個(gè)距離生活區(qū)較近專門的小變電所降壓。5.1.2各車間變電所的負(fù)荷計(jì)算及變壓器的選擇（1）各車間變電所的負(fù)荷計(jì)算取，，則由式（2.7）~（2.10）得四個(gè)車間變電所的計(jì)算負(fù)荷如表5.1所示。表5.1各車間變電所計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目（kW）（kvar）（kVA）（A）（A）二號(hào)車間變電所825.6692.33107762.181636.38七號(hào)車間變電所356342.5549428.52750.58九號(hào)車間變電所346.4442.34561.8332.44853.64生活區(qū)變電所268.8137.11301.7517.42458.48=1\*GB3①二號(hào)車間變電所變壓器的選擇由于該車間變電所所供負(fù)荷均為二級(jí)負(fù)荷，則可設(shè)兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，考慮到當(dāng)一臺(tái)變壓器停止工作時(shí)，另一臺(tái)變壓器能保證全部二級(jí)負(fù)荷的用電，變壓器單臺(tái)運(yùn)行可承受一定的過(guò)負(fù)荷，并且并列運(yùn)行時(shí)每臺(tái)變壓器的負(fù)荷率高于，則根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可選擇兩臺(tái)型號(hào)為的變壓器。=2\*GB3②七號(hào)車間變電所變壓器的選擇該車間變電所由一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行，該變壓器需承擔(dān)、、號(hào)車間所有負(fù)荷的用電，考慮到未來(lái)年的擴(kuò)展需求，可選擇一臺(tái)型號(hào)為的變壓器。=3\*GB3③九號(hào)車間變電所變壓器的選擇 該車間變電所由一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行，該變壓器需承擔(dān)、、、號(hào)車間所有負(fù)荷的用電，考慮到未來(lái)年的擴(kuò)展需求，可選擇一臺(tái)型號(hào)為的變壓器。=4\*GB3④生活區(qū)變電所變壓器的選擇該變電所由一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行，該變壓器需承擔(dān)生活區(qū)所有負(fù)荷的用電，考慮到未來(lái)年的擴(kuò)展需求，可選擇一臺(tái)型號(hào)為的變壓器。5.2短路計(jì)算及車間變電所設(shè)備的選擇5.2.1短路計(jì)算先選取基準(zhǔn)容量，基準(zhǔn)電壓，。（1）由式（4.1）得基準(zhǔn)電流（2）由式（4.3）~（4.5）可得查資料已知SN10-10?型斷路器的斷流容量為300MVA，由式（4.3）得電源內(nèi)阻=1\*GB3①電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值=2\*GB3②總降壓變電所的主變壓器電抗=3\*GB3③查表可知電纜線路，線路電抗 （5.1）式中，為總降壓變電所與車間變電所的距離。最大運(yùn)行方式下的等效電路圖如圖5.1所示：圖5.1系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)的等值電路圖（3）二號(hào)車間變電所短路計(jì)算由于二號(hào)車間變電所與總降壓變電所之間的距離，則由式（5.1）得線路電抗。由式（4.4）得車間配電變壓器電抗計(jì)算、點(diǎn)的短路回路總電抗按無(wú)限大容量系統(tǒng)計(jì)算，由式（4.6）可得最大運(yùn)行方式下、點(diǎn)的短路電流為（4）七號(hào)車間變電所短路計(jì)算由于七號(hào)車間變電所與總降壓變電所之間的距離，則由式（5.1）得線路電抗。由式（4.4）得車間配電變壓器電抗計(jì)算、點(diǎn)的短路回路總電抗按無(wú)限大容量系統(tǒng)計(jì)算，由式（4.6）可得最大運(yùn)行方式下、點(diǎn)的短路電流為（5）九號(hào)車間變電所短路計(jì)算由于九號(hào)車間變電所與總降壓變電所之間的距離，則由式（5.1）得線路電抗。由式（4.4）得車間配電變壓器電抗計(jì)算、點(diǎn)的短路回路總電抗按無(wú)限大容量系統(tǒng)計(jì)算，由式（4.6）可得最大運(yùn)行方式下、點(diǎn)的短路電流為（6）生活區(qū)變電所短路計(jì)算由于九號(hào)車間變電所與總降壓變電所之間的距離，則由式（5.1）得線路電抗。由式（4.4）得車間配電變壓器電抗計(jì)算、點(diǎn)的短路回路總電抗按無(wú)限大容量系統(tǒng)計(jì)算，由式（4.6）可得最大運(yùn)行方式下、點(diǎn)的短路電流為由式（4.7）~（4.9）可得各車間變電所短路電流計(jì)算結(jié)果如表5.2所示：表5.2短路電流計(jì)算值結(jié)果項(xiàng)目短路點(diǎn)運(yùn)行方式二號(hào)車間變電所最大3.333.333.338.49最大30.1930.1930.1976.98七號(hào)車間變電所最大3.293.293.298.39最大14.9214.9214.9238.05九號(hào)車間變電所最大3.293.293.298.39最大15.0215.0215.0238.30生活區(qū)車間變電所最大58.29最大10.0310.0310.0325.585.2.2車間低壓配電屏的選擇二號(hào)車間變電所低壓配電屏選擇PLG2A-03，七號(hào)車間變電所低壓配電屏選擇PLG2B-03，九號(hào)車間變電所低壓配電屏選擇PLG2B-03，生活區(qū)變電所低壓配電屏選擇PLG2E-03，其技術(shù)參數(shù)如表5.3、5.4、5.5所示。表5.3二號(hào)車間變壓器低壓側(cè)出線處低壓配電屏技術(shù)參數(shù)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)3801636.3830.1976.98額定參數(shù)電動(dòng)型自動(dòng)開關(guān)380160050刀開關(guān)380150080電流互感器3801500/5表5.4七號(hào)、九號(hào)車間變壓器低壓側(cè)出線處低壓配電屏技術(shù)參數(shù)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)裝置地點(diǎn)條件七號(hào)車間380750.5814.9238.05九號(hào)車間380853.6415.0238.30額定參數(shù)電動(dòng)型自動(dòng)開關(guān)380100050刀開關(guān)380100050電流互感器3801500/5表5.5生活區(qū)變壓器低壓側(cè)出線處低壓配電屏技術(shù)參數(shù)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)熱穩(wěn)定校驗(yàn)裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380458.4810.0325.58額定參數(shù)f電動(dòng)型自動(dòng)開關(guān)38060050刀開關(guān)38060050電流互感器3801500/55.2.3車間進(jìn)線電纜的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求選擇高壓配電所到車間變電所的進(jìn)線電纜，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇經(jīng)濟(jì)截面積，由參考資料查得年最大負(fù)荷利用小時(shí)以上的鋁電纜線路的經(jīng)濟(jì)電流密度，選型交聯(lián)聚乙烯鋁芯電力電纜直埋敷設(shè)。（1）高壓配電所至二號(hào)車間變電所=1\*GB3①進(jìn)線電纜的選擇已知，則由式（4.20）得經(jīng)濟(jì)截面為選用標(biāo)準(zhǔn)截面的交聯(lián)聚乙烯電纜，其允許電流180A大于工作電流，滿足要求。=2\*GB3②進(jìn)線電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)由式（4.14）得熱穩(wěn)定最小截面為式中，為交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁電纜熱穩(wěn)定系數(shù)，查表知該值為；為短路發(fā)熱假想時(shí)間，取。按熱穩(wěn)定要求選交聯(lián)聚乙烯電纜，電纜不作動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。（2）高壓配電所至七號(hào)車間變電所=1\*GB3①進(jìn)線電纜的選擇已知，則由式（4.20）得經(jīng)濟(jì)截面為選用標(biāo)準(zhǔn)截面的交聯(lián)聚乙烯電纜，其允許電流123A大于工作電流28.52A，滿足要求。=2\*GB3②進(jìn)線電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)由式（4.14）得熱穩(wěn)定最小截面為按熱穩(wěn)定要求重選交聯(lián)聚乙烯電纜，允許載流量180A，滿足要求。電纜不作動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。（3）高壓配電所至九號(hào)車間變電所=1\*GB3①進(jìn)線電纜的選擇已知，則由式（4.20）得經(jīng)濟(jì)截面為選用標(biāo)準(zhǔn)截面的交聯(lián)聚乙烯電纜，其允許電流123A大于工作電流32.44A，滿足要求。=2\*GB3②進(jìn)線電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)由式（4.14）得熱穩(wěn)定最小截面為按熱穩(wěn)定要求重選交聯(lián)聚乙烯電纜，允許載流量，滿足要求。電纜不作動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。（4）高壓配電所至生活區(qū)變電所=1\*GB3①進(jìn)線電纜的選擇已知，則由式（4.20）得經(jīng)濟(jì)截面為：選用標(biāo)準(zhǔn)截面的交聯(lián)聚乙烯電纜，其允許電流123A大于工作電流17.42A，滿足要求。=2\*GB3②進(jìn)線電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)由式（4.14）得熱穩(wěn)定最小截面為按熱穩(wěn)定要求重選交聯(lián)聚乙烯電纜，允許載流量180A，滿足要求。電纜不作動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。5.2.4車間低壓母線的選擇車間低壓母線，可以選擇型矩形鋁母線，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，鋁母線的熱穩(wěn)定系數(shù)。（1）二號(hào)車間變電所低壓母線的選擇=1\*GB3①選擇母線截面積已知，則由式（4.20）得經(jīng)濟(jì)截面積為查表選型矩形鋁母線。在環(huán)境溫度為時(shí)豎放允許載流量為，平放減少，則，可見，母線允許載流量大于母線計(jì)算電流。=2\*GB3②對(duì)母線作熱穩(wěn)定校驗(yàn)由式（4.14）得熱穩(wěn)定最小截面為因?yàn)閷?shí)際選母線截面積，滿足要求。=3\*GB3③對(duì)母線作動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)?zāi)妇€采用平放布置，根據(jù)低壓配電屏結(jié)構(gòu)尺寸確定，兩導(dǎo)體的軸線間距離為，導(dǎo)體相鄰兩支持點(diǎn)間距離為。由式（4.16）~（4.19）得母線受電動(dòng)力為母線彎曲力矩為母線的截面系數(shù)為最大計(jì)算應(yīng)力為硬鋁母線的最大許用應(yīng)力，所以滿足要求。（2）七號(hào)車間變電所低壓母線的選擇=1\*GB3①選擇母線截面積已知，