某加工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計

供配電系統(tǒng)設(shè)計報告課題某加工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計專業(yè)班級 自動化****姓名 ***學(xué)號0909*****指導(dǎo)老師 完成時間 201*年**月**日任務(wù)書一.負(fù)荷情況某廠變電所擔(dān)負(fù)三個車間、一個辦公樓和一個食堂的供電任務(wù)，負(fù)荷均為380/220V負(fù)荷。各部門電氣設(shè)備、負(fù)荷情況如下：（一）一號車間一號車間接有下表所列用電設(shè)備編號用電設(shè)備名稱數(shù)量銘牌上額定功率需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos中備注1冷加工機(jī)床20合計45KW~2吊車組1FC=25%3電焊機(jī)122KVAFC=60%4電焊機(jī)2FC=100%（二）二號車間二號車間接有下表所列用電設(shè)備編號用電設(shè)備名稱數(shù)量銘牌上額定功率需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos甲備注1電加熱設(shè)備24KW12吊車組1FC=25%3電焊機(jī)122KVAFC=60%4電焊機(jī)1FC=100%（三）三號車間三號車間接有下表所列用電設(shè)備編號用電設(shè)備名稱銘牌上額定功率需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos甲備注1裝載車間起重機(jī)2各類裝備用電器3照明（四）辦公樓辦公樓接有下表所列用電設(shè)備負(fù)荷編號用電設(shè)備名稱銘牌上額定功率需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos甲備注1照明20KW2空調(diào)及通風(fēng)設(shè)備75KW3電梯10KW（五）食堂食堂接有下表所列用電設(shè)備負(fù)荷

編號用電設(shè)備名稱銘牌上額定功率需要系數(shù)K d 功率因數(shù)cos中備注1風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)、照明2食品加工機(jī)械3電飯鍋、電烤箱、電炒鍋4電冰箱二、供用電協(xié)議（1） 從電力系統(tǒng)的某66/10KV變電站，用10KV架空線路向工廠饋電。該變電站在工廠南側(cè)1km。（2） 系統(tǒng)變電站饋電線的定時限過電流保護(hù)的整定時間,即=2s，工廠總配變電所保護(hù)整定時間不得大于。（3） 在工廠總配電所的10KV進(jìn)線側(cè)進(jìn)行電能計量。工廠最大負(fù)荷時功率因數(shù)不得低于。（4） 系統(tǒng)變電站10KV母線出口斷路器的斷流容量為200MVA。其配電系統(tǒng)圖如圖1。（5） 供電貼費(fèi)和每月電費(fèi)制：每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計為18元/kVA，動力電費(fèi)為元/kW?h，照明電費(fèi)為元/kW?h。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納供電貼費(fèi)：6?10kV為800元/kVA。圖1配電系統(tǒng)圖工廠負(fù)荷性質(zhì)生產(chǎn)車間大部分為一班制，少部分車間為兩班制，年最大有功負(fù)荷利用小時數(shù)為4000匕工廠屬III級負(fù)荷。工廠自然條件（1）氣象資料：本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38oC，年平均氣溫為23oC，年最低氣溫為一8oC，年最熱月平均最高氣溫為33oC，年最熱月平均氣溫為26oC，年最熱月地下處平均溫度為25oC。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。（2）地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔60m,底層以砂粘土為主，地下水位為2m。設(shè)計任務(wù)書計算車間、辦公樓、食堂用電計算負(fù)荷計算全廠的計算負(fù)荷確定廠變電所變壓器臺數(shù)、各變壓器容量供電方式及主接線設(shè)計短路計算及設(shè)備選擇高壓配電系統(tǒng)設(shè)計保護(hù)及接地防雷系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計成果設(shè)計說明書（設(shè)計報告），包括全部設(shè)計內(nèi)容，并附有必要的計算及表格。電氣主接線圖（3號圖紙）。繼電保護(hù)配置圖（3號圖紙）?？偨祲鹤冸娝矫娌贾脠D（3號圖紙）。TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第一章負(fù)荷計算和無功補(bǔ)償 5\o"CurrentDocument"負(fù)荷計算的目的和方法 5全廠負(fù)荷計算的過程 錯誤!未定義書簽。無功功率補(bǔ)償 9\o"CurrentDocument"第二章變電所的選擇及主變壓器的選擇 9\o"CurrentDocument"變電器容量的選擇 9變壓器臺數(shù)與型號的選擇 錯誤!未定義書簽?？偨祲鹤冸娝姎庵鹘泳€設(shè)計 錯誤!未定義書簽。第三章短路電路的計算 錯誤!未定義書簽。短路的形式 錯誤!未定義書簽。短路的原因 錯誤!未定義書簽。短路的危害 錯誤!未定義書簽。TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"三項短路電流的計算 14\o"CurrentDocument"第四章導(dǎo)線型號及截面的選擇 17第五章高低壓電氣一次設(shè)備的選擇 錯誤!未定義書簽。\o"CurrentDocument"電氣設(shè)備選擇原則 18\o"CurrentDocument"高壓一次設(shè)備的選擇 20\o"CurrentDocument"變電所低壓一次設(shè)備的選擇 21第六章接地與防雷設(shè)計\o"CurrentDocument"防雷保護(hù)的措施 22\o"CurrentDocument"防雷裝置的接地 23\o"CurrentDocument"第七章變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定 24\o"CurrentDocument"二次回路方案選擇 24\o"CurrentDocument"主變壓器的繼電保護(hù)裝置 24總結(jié) 錯誤!未定義書簽。附錄 錯誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn) 錯誤!未定義書簽。第一章負(fù)荷計算和無功補(bǔ)償負(fù)荷計算的目的和方法1、 負(fù)荷計算的內(nèi)容和目的（1） 求計算負(fù)荷，是選擇確定建筑物報裝容量、變壓器容量的依據(jù)；（2） 求計算電流，是選擇纜線和開關(guān)設(shè)備的依據(jù)；（3） 求有功計算負(fù)荷和無功計算負(fù)荷，是確定靜電電容器容量的依據(jù)。2、 負(fù)荷計算的方法（1） 需要系數(shù)法一一用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負(fù)荷。用于設(shè)備數(shù)量多，容量差別不大的工程計算，尤其適用于配、變電所和干線的負(fù)荷計算。（2） 二項式系數(shù)法一一應(yīng)用局限性較小大，主要適用于設(shè)備臺數(shù)較少且容量差別較懸殊的的場合。（3） 利用系數(shù)法一一采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷區(qū)間內(nèi)的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)，得出計算負(fù)荷。適用于各種范圍的負(fù)荷計算，但計算過程稍繁。全廠負(fù)荷計算的過程本設(shè)計各車間計算負(fù)荷采用需要系數(shù)法確定。主要計算公式有：有功計算負(fù)荷（kW）：Pc有功計算負(fù)荷（kW）：Pc—PCKd無功計算負(fù)荷（kvar）：Qc=Pctan中視在計算負(fù)荷（kVA）：Sc='號+Qc 工廠供電設(shè)計必須遵守國家的相關(guān)法令，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，執(zhí)行國家的有關(guān)方針、政策，以保證做到節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等經(jīng)濟(jì)政策。 工廠供電設(shè)計必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照不同的負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，合理確定不同的設(shè)計方案。 工廠供電設(shè)計要做到安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)。應(yīng)采用符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的電氣設(shè)備。工廠供電設(shè)計必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計方視在計算負(fù)荷 工廠供電設(shè)計必須遵守國家的相關(guān)法令，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，執(zhí)行國家的有關(guān)方針、政策，以保證做到節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等經(jīng)濟(jì)政策。 工廠供電設(shè)計必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照不同的負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，合理確定不同的設(shè)計方案。 工廠供電設(shè)計要做到安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)。應(yīng)采用符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的電氣設(shè)備。工廠供電設(shè)計必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計方計算電流（A）設(shè)計原則與要求IC=SCI計算電流（A）設(shè)計原則與要求案。4、工廠供電設(shè)計應(yīng)根據(jù)工程特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)和長遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。關(guān)于負(fù)荷性質(zhì)，按照GB50052-95《供電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)電力負(fù)荷對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或影響程度，電力負(fù)荷分為以下三個等級（1） 一級負(fù)荷中斷供電將造成人身傷亡，將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，例如重要交通樞紐，大型體育場等。（2） 二級負(fù)荷中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，例如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等，例如交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要負(fù)荷。（3） 三級負(fù)荷不屬于一、二級的電力負(fù)荷。對于一級負(fù)荷和二級負(fù)荷，因為其再政治經(jīng)濟(jì)上的特殊性，應(yīng)該有兩個供電電源，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應(yīng)同時受到損壞。一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除有兩個電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其它負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。對于二級負(fù)荷，應(yīng)該有兩回路供電。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時，二級負(fù)荷可由一回路6KV及以上專用架空線或電纜線供電。當(dāng)采用架空線時候，可為一回路架空線供電。當(dāng)采用電纜線時，當(dāng)由兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應(yīng)能承受100%的二級負(fù)荷。各部門負(fù)荷計算按照需要系數(shù)法計算各部門的有功計算負(fù)荷（P）、無功計算負(fù)荷（Q）、視在計算負(fù)荷（S）和計算電流（I）。（1）一號車間將負(fù)載盡可能均衡的分配到三相電線上，Affli45KW冷加工機(jī)床組對PAl=SQ乂0.15=7.5KWB相：10.5KW吊車組xl*1=11x0.12-1.32KWC相：22KVA電焊機(jī)X1+8.95KVA電焊機(jī)妃P如1=0,-9x121xC.5K0.6+2x10x0,5x0.6）二11.Q7kwP環(huán)⑴=3%⑴.呷三"％=33.21kw二號車間將負(fù)載盡可能均衡的分配到三相電線上，A相：4.5KW電加熱設(shè)備XZ+4.5KVA電焊機(jī)xlPA.i=0.9x(0,6x5.Qx2+0.5x3.Q=8.78kwB10.5KW吊車組xlPB2=0.2XxV0.25=0.95kwC相：22KVA電焊機(jī)xlP"=0.5x21xV0.6=8.13kw「30(2)=3鳥=gXPC2=2439kwQw⑵=&Q卻⑵.m甲—§XQg.z—32.44kvar5刊（2）=J>30⑵，+。30⑵=4CLS9K.甘如兇=3。⑵ =61-67A（3）三號車間將負(fù)載盡可能均衡的分配到三相電線上，A相；75KW車間起更機(jī)燈%=0.15x7.5=1.13KWBHI：7SKW各類裝備用電器,1Pg=。用*75=6KWC相t2.5KW照明設(shè)備組燈P.3—0.8x2—1.6kwPso（3）=3Ejo⑶.血ip=3mP&a=18KWQ舞⑶=3（?初舊如伊=3XQr,n=24Kvar&o⑶=細(xì)⑴'+Go⑴-=3DKV.A如⑶=&g//^=45g（4）辦公樓辦公樓電氣設(shè)備用電為220V單相交流電。

4「時⑷-Ky；p乂)PniX電二0.9XC08X20+0.8X72-F0.6X15)4=1=7434kw。卻⑷二K^qm(EWj⑴En甲「)2.9北v業(yè)&。⑷=Jpmo⑴？+Q,。⑴衛(wèi)=9435KV.A城4)=騷)扇/廣274.64A -食堂%。⑸=?￡pXXKai=0.9(05xS.Oo7x3+0.Sx9+(17x1§)=5.71Kw1=1o3o3p.LI-q-rsXqJp那⑸'+Qm⑸乏=17?31KV-A得到各部門負(fù)荷計算表如下:序號部門名稱負(fù)荷類型計算負(fù)荷P/KWQ/KvarS/KV?AI/A1一號車間III2二號車間III3三號車間III4辦公樓I5食堂I

工廠總負(fù)荷各部門總負(fù)荷的計算5凡二給pX2Pm(。二149.艘KWr=l總無功計算負(fù)荷：5Q=阮勺x>&□⑴=157.52Kvar1=1總視在計算負(fù)荷E21S.66KVAV3x10KV斗="n。；=216.8921S.66KVAV3x10KV12.54A無功補(bǔ)償計算Pc按照計算結(jié)果，未進(jìn)行無功補(bǔ)償時，工廠總功率因數(shù)「題目要求工廠最大負(fù)荷時功率因數(shù)不得低于。根據(jù)有關(guān)規(guī)，配電電壓為6-10KV時，要求總功率因素不低于.故需要在低壓側(cè)并聯(lián)電容器進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，使功率因數(shù)提高到。并聯(lián)的電容器總?cè)萘坑嬎闳缦拢篞cf=Pcx[tan(cos-1例)—tanfcos'項)]=148.8DX[tan(cos-10.687)-tan(cos-10.95)]=111.82Kvar補(bǔ)償?？偣β室驍?shù)為0.95「無功計算負(fù)荷Q/=WKvar視在計算負(fù)荷矽=155.-94KV-A計算電流=對24第二章變電所的選擇及主變壓器的選擇變壓器容量的選擇變壓器容量不應(yīng)小于補(bǔ)償后的總視在計算負(fù)荷S二-A事實上，考慮變壓器應(yīng)有一定的過載能力，以及應(yīng)對工廠未來5-10年可能的電力負(fù)荷增長。此外，溫度高出平均氣溫，變壓器容量也會減小。所以變壓器容量的選擇應(yīng)留有余量，常取S二,S=-A,及變壓器總?cè)萘靠扇?00KV-A.變壓器臺數(shù)與型號的選擇變壓器類型選擇聯(lián)結(jié)組別：Yyn0接線方式的電力變壓器一相高壓熔絲融化時另兩相電壓基本不受影響，可減小故障時的停電范圍；Dyn11接線：具有輸出電壓質(zhì)量高、中性點不漂移、防雷性能好等特點。工廠為三級負(fù)荷，允許短時停電，故選擇Dyn11聯(lián)結(jié)組別更好。注：并行的電力變壓器聯(lián)結(jié)組別應(yīng)當(dāng)相同絕緣與冷卻方式：常見有油浸式、干式、充氣式等。考慮控制成本、方便維護(hù)和變壓器應(yīng)具有一定的過載能力，本項目選擇油浸式變壓器變壓器臺數(shù)選擇變壓器臺數(shù)選擇原則應(yīng)滿足用電負(fù)荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負(fù)荷的變電所應(yīng)采用兩臺變壓器，對只有二級負(fù)荷，而無一級負(fù)荷的變電所，也可只采用一臺變壓器，并在低壓側(cè)架設(shè)與其他變電所的聯(lián)絡(luò)線。對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大的工廠變電所，可考慮采用兩臺主變壓器。一般的三級負(fù)荷，只采用一臺主變壓器。考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有安裝第二臺主變壓器的空間。車間變電所中，單臺變壓器容量不宜超過1000kVA具體到本項目，提出兩種方案：方案一：使用一臺江蘇彭變S9-M-200-10/三相電力油浸式變壓器給工廠所有單位供電。變壓器價格為：￥18600（商品信息來自阿里巴巴）方案二：使用兩臺江蘇彭變s9-m-16010KV/三相電力油浸式變壓器分別給工廠不同單位供電。兩條低壓供電線通過斷路器連接，其中一條線路檢修或發(fā)生故障時，另一條線路可以短時單獨給全廠供電。變壓器價格為：￥14800兩方案變壓器采購價格相差11000元，若考慮一次設(shè)備與線路施工成本，則方案二較方案一建設(shè)費(fèi)用明顯高出，且維護(hù)成本更高。由于工廠屬三級負(fù)荷，故對備用電源無硬性要求，故選用方案一更為經(jīng)濟(jì)、合理，且能基本滿足工廠日常運(yùn)行的電力需求。供電方式及主接線設(shè)計供電、用電情況分析供電概況根據(jù)題示信息，從電力系統(tǒng)的某66/10KV變電站，用10KV架空線路向工廠饋電。該變電站在工廠南側(cè)1km年用電費(fèi)估計：在一次側(cè)計算用電量，其中，為變壓器損耗功率，按計，為年最大負(fù)荷利用小時，忽略變壓器空載損耗和線路損耗。代入數(shù)據(jù)。另一部分電費(fèi)為每月按主變壓器容量收取的費(fèi)用。計算年電費(fèi)估計值為：即估計一年電費(fèi)為萬元主接線方案主接線設(shè)計原則主接線圖即主電路圖，是表示系統(tǒng)中電能輸送和分配路線的電路圖，亦是一次電路圖。而用來控制指示檢測和保護(hù)一次設(shè)備運(yùn)行的電路圖，則稱二次電路圖，或二次接線圖，通稱二次回路。二次回路是通過電流互感器餓電壓互感器與主電路相聯(lián)系的。具體要求如下1、 安全符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全2、 可靠應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是期中一二級負(fù)荷對供電系統(tǒng)的可靠性的要求。3、 靈活應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)符合的發(fā)展。4、 經(jīng)濟(jì)在滿足上述要求的前提下，應(yīng)盡量是主接線簡單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。變配電所主結(jié)線的選擇原則當(dāng)滿足運(yùn)行要求時，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。當(dāng)變電所有兩臺變壓器同時運(yùn)行時，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺變壓器時，宜采用線路變壓器組結(jié)線。為了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行。接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。6?10KV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。采用6?10KV熔斷器負(fù)荷開關(guān)固定式配電裝置時，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計費(fèi)用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計量柜）。變壓器低壓側(cè)為的總開關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開關(guān)。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動切換電源要求時，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。當(dāng)?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時，在總開關(guān)的出線側(cè)及母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭。lOKTS^,YL1備用電源的選擇工廠為三級負(fù)荷，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，多數(shù)不需要備用電源。但按照規(guī)定，辦公樓內(nèi)電梯應(yīng)裝設(shè)備用電源，發(fā)生電力系統(tǒng)故障時，電源能及時啟動，維持電梯正常運(yùn)行，不發(fā)生安全事故。此外，工廠內(nèi)人流密集，應(yīng)裝設(shè)應(yīng)急照明設(shè)備，避免安全事故。第三章短路電流計算短路的形式在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。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。但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，因此作為選擇檢驗電氣設(shè)備用的短路計算中，以三相短路計算為主。三相短路用文字符號k（3表示。短路的原因工廠供電系統(tǒng)要求正常地不簡短地對用電負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。但是由于各種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。所謂短路，就是指一切不正常的相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。產(chǎn)生短路的原因很多，主要有以下幾個方面：（1） 元件損壞，例如絕緣材料的自然老化，設(shè)計、安裝及維護(hù)不良帶來的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路等；（2） 氣象條件惡化，例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等；（3） 人為事故，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后為拆除接地線就加上電壓等；（4） 其它，例如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。短路的危害短路后，短路電流比正常電流大得多；在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬甚至幾十萬安。如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害，即：（1）短路是要產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件損壞；（2）短路時電壓要驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行;

（3）短路可造成停電，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大;（4） 嚴(yán)重的短路要影響電流系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)解列；（5） 單相短路，其電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變磁場，對附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至使之發(fā)生誤動作。由此可見，短路的后果是十分嚴(yán)重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時需要進(jìn)行短路電流計算，以便正確地選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能的最大短路電流時不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障懂得開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也必須計算短路電流。三相短路電流的計算標(biāo)幺制法，即相對單位制算法，因其短路計算中的有關(guān)物理量是采用標(biāo)幺值（相對單位）而得名。按標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計算時，一般是先選定基準(zhǔn)容量sd和基準(zhǔn)電壓ud?；鶞?zhǔn)容量，工程設(shè)計中通常取S=100MV?A。d基準(zhǔn)電壓，通常取元件所在處的短路計算電壓，即取ud=Uc。選定了基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud以后，基準(zhǔn)電流Id按下式計算TOC\o"1-5"\h\zI=」二d .、/3U .,3Ud c基準(zhǔn)電抗Xd則按下式計算U2 cSd供電系統(tǒng)中各主要元件的電抗標(biāo)幺值的計算（取S=100MV?A,U=U）。d dc（1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值X*=X/Xd(2)X*=X/Xd(2)S—dSoc電力變壓器的電抗標(biāo)幺值U%sU%s100SdN=X?:X=U%四.UT'd100S.SN'd

電力線路的電抗標(biāo)幺值X*=X:X=Xl/U=XlL^ 短路WLWLd0/S0U2d c電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值求出以后，即可利用其等效電路圖進(jìn)行電路化簡，計算其總電抗標(biāo)幺值XE*。由于各元件電抗均采用相對值，與短路計算點的電壓無關(guān)，因此無須進(jìn)行電壓換算，這也是標(biāo)幺值法較之歐姆法優(yōu)越之處。三相短路電流周期分量有效值1(3)=〈3)*七=IJX；其他三相短路電流I"(3)=I(3)=I(3)ski(3)=2.551"(3)shI(3)=1.51I〃(3)sh短路計算電路Lk-1k-200MVAl=1km,x0二k電源S9-200/10,Dyn11標(biāo)幺值法計算電路短路電流短路計算電路Lk-1k-200MVAl=1km,x0二k電源S9-200/10,Dyn1110KV S1=200KVA,DU=4%確定短路計算基準(zhǔn)值取Sd=100MVA取Uc1二則Id1=Sd/?ci=100MVA/(J3*二取Uc2=0.4KV則I22=Sd/國c2=100MVA/C/3x0.4KV)=144KA計算短路電路中某個元件的電抗標(biāo)幺值°L電力系統(tǒng):

已知電力系統(tǒng)出口斷路器的遮斷容量S二200MVA,故X1*=1OOMVA/200MVA=c2架空線路：X2*二*1)*100MVA/"2二③電力變壓器查表得：S9-160/10變壓器的短路電壓百分值U%=4k故X3*=*(100MVA/200KVA)=20式中，％為變壓器的額定容量因此繪制短路計算等效電路如圖所示。k-1 X3=20 k-2 k-1 X3=20 k-2 短路計算等效電路=X*+X*=+=q — 圖點(側(cè))的相關(guān)計算總電抗標(biāo)幺值X*￡(k-三相短路電流周期分量有效值I(k-1)==其他短路電流i(sh)=*=I(sh)=*=三相短路容量S(k-1)=100MVA/=點(側(cè))的相關(guān)計算總電抗標(biāo)幺值X；(k2)=X*+X；+X；=++20=三相短路電流周期分量有效值I(k-2)=144KA/=其他短路電流i(sh)=*二I(sh)=*二三相短路容量S(k-2)=100MVA/=以上短路計算結(jié)果綜合圖表所示。表短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流三相短路容量/MVAI(3)kI"(3)I(3)Si(3)shI⑶shS(3)kk-1k-2電氣設(shè)備、電纜、母線的選擇第四章導(dǎo)線型號及截面選擇導(dǎo)線型號及截面選擇10KV高壓母線的選擇及檢驗選擇經(jīng)濟(jì)截面變壓器一次側(cè)計算電流：，C1=SC\/、3Un=*10二按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，因年最大負(fù)荷利用小時為4000h，查表得：Jec=(lgj)則Sec=Ic1/Jec=(mm)由設(shè)計經(jīng)驗表明計算值比實際值偏大，因此選用LGJ-25型鋼芯鋁絞線。檢驗發(fā)熱條件查表知，LGJ-25在室外溫度為25度時的允許載流量為Ial=135A>,滿足發(fā)熱條件。校驗機(jī)械強(qiáng)度查表知，10KV架空鋁絞線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為Smin=16mm2<S=25mm2因此，所選的導(dǎo)線截面也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。4KV高壓母線的選擇及檢驗選擇經(jīng)濟(jì)截面變壓器一次側(cè)計算電流：】ciSc\i、3Un=*4二按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，因年最大負(fù)荷利用小時為4000h，查表得：jec二(LGJ)則Sec=Ic1/Jec=(mm)由設(shè)計經(jīng)驗表明計算值比實際值偏大，因此選用LGJ-25型銅絞線。檢驗發(fā)熱條件查表知，TMY—50在室外溫度為25度時的允許載流量為Ial=135>,滿足發(fā)熱條件。校驗機(jī)械強(qiáng)度查表知，4KV架空鋁絞線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為Smin=16mm2<S=25mm2因此，所選的導(dǎo)線截面也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。380V的出線選擇及檢驗具體選擇如下表：表6-1380V的出線選擇序號用電設(shè)備名稱負(fù)荷類型Ic(A)導(dǎo)線截面選擇(mm2)導(dǎo)體類型選擇一車間I動力40BX型銅芯絕緣橡皮線二車間II動力35BX型銅芯絕緣橡皮線三車間III動力25BX型銅芯絕緣橡皮線四辦公室照明120BX型銅芯絕緣橡皮線五食堂照明25BX型銅芯絕緣橡皮線第五章高低壓電氣一次設(shè)備的選擇工廠供配電系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)輸送、變換和分配電能任務(wù)的電路，稱為“主電路”，也叫“一次電路”。一次電路中的所有電氣設(shè)備，稱為“一次設(shè)備”或“一次元件”。電氣設(shè)備選擇原則按正常運(yùn)行條件選擇電氣設(shè)備按正常工作條件選擇，就是要考慮裝置地點的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電氣裝置所處的位置特征；電氣要求是指對設(shè)備的電壓、電流、頻率（一般為50H）等方面的要求；對一些斷路電器如開關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮其Z斷流能力。（1） 考慮所選設(shè)備的工作環(huán)境。如戶內(nèi)、戶外、防腐蝕、防暴、防塵、防火等要求，以及沿海或是濕熱地域的特點。（2） 所選設(shè)備的額定電壓火西應(yīng)不低于安裝地點電網(wǎng)的額定電壓Un，即一般設(shè)備的電壓設(shè)計值滿足了因而可在西下安全工作。（3） 設(shè)備的額定電流"是指在額定周圍環(huán)境溫度下，設(shè)備的長期允許電流。"應(yīng)不小于通過設(shè)備的計算電流、，即（4） 設(shè)備的最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流，即匕>1（3）按短路條件校驗（1）動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定校驗（電動力穩(wěn)定）是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足穩(wěn)定的條件是i>i（3或 1max>邕式中，i（3）、I⑶一一設(shè)備安裝地點短路沖擊電流的峰值及其有效值；shshimax、Imax 設(shè)備允許通過的電流峰值及其有效值。對于下列情況可不校驗動穩(wěn)定或熱穩(wěn)定。1） 用熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時間保證，故不校驗熱穩(wěn)定。2） 電壓互感器及其所在回路的裸倒替和電器可不校驗動、熱穩(wěn)定，因短路電流很小。電纜一般均有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，可不校驗動穩(wěn)定。熱穩(wěn)定校驗短路電流通過時，電器各部件溫度不應(yīng)超過短路時發(fā)熱最高允許值，即121>I(3)21

tsima式中，I(3)——設(shè)備安裝地點穩(wěn)態(tài)三相短路電流；t^——短路電流假想時間；I——電器的熱穩(wěn)定電流；t——電器的熱穩(wěn)定時間。高壓一次設(shè)備的選擇高壓一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。按工作電壓選則設(shè)備的額定電壓UNe一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓UN，即UN.e- ，高壓設(shè)備的額定電壓Une應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓Umax，即L-Umax。故高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓UN.e=12kV，穿墻套管額定電壓UN.e二，熔斷器額定電壓。N.e=12kVo按工作電流選擇設(shè)備的額定電流IN-e不應(yīng)小于所在電路的計算電流130，^即1Ne'130按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流Ioc或遮斷容量Soc，對分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е礗⑶或短路容量S⑶，即k kI>I(3)或S(3)>S(3)對于分?jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為Ioc-Iol-max，'OLmax為最大負(fù)荷電流。隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗a)動穩(wěn)定校驗條件靜"或1maxZ邕i、/分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，i(3)、I⑶分別為開關(guān)

maxmax shsh所處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗條件121=I(3)21t8ima對于上面的分析，如表所示，由它可知所選高壓一次設(shè)備均滿足要求表10kV高壓側(cè)一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點條件參數(shù)UNINI(3)kI⑶sh18""ma數(shù)據(jù)10kV(I)八2*二一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)UNe(1NT)UN,eIocimaxI2-t高壓少油斷路器SN10-10/100010kV1000AkA80kA31.52x2=1985高壓隔離開關(guān)GN6-10/200810kV200A-kA-高壓熔斷器RN2-10/15A10kV15A50kA--電壓互感器JDJ-1010/----電壓互感器JDZJ-1010/0.1/0.1貝/^^/—^/—kVV3J3J3----電流互感器LQJ-1010kV100/5A-kA-避雷針FS4-1010kV----戶外隔離開關(guān)GW4-12/40010kV400A-25kA-變電所低壓一次設(shè)備的選擇同樣根據(jù)上面的原則，做出380V低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗，如表6-2所

示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。表380V低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度裝置地點條件參數(shù)UNINI⑶kI⑶shI烹-y數(shù)據(jù)380VA八2*二一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)UNeIN-eIocimaxI2-t低壓斷路器DW20-630380V630A(大于130)--變電所至各車間干線上負(fù)荷開關(guān)的選擇如表7-5。表7-5低壓干線負(fù)荷開關(guān)型號選擇序號車間名稱IC(A)負(fù)荷開關(guān)型號額定電流(A)一車間IHH11-100/3100二車間IIHH11-100/3100三車間IIIHH11-100/3100四辦公室HH11-300/3300五食堂HH11-100/3100第六章接地與防雷設(shè)計防雷保護(hù)的措施防直擊雷保護(hù)避雷針避雷線避雷帶和避雷網(wǎng)避雷針(線)的接地裝置避雷針接地必須良好，接地電阻不宜超過10歐姆；35kV及以下變配電所的避雷針應(yīng)單獨裝設(shè)支架，避雷針與被保護(hù)設(shè)備之間的空氣距離不小于5m；獨立避雷針應(yīng)有自己專用的接地裝置，接地裝置與變配電所接地網(wǎng)間的地中距離不應(yīng)小于3m；避雷針及接地裝置與道路入口等的距離不小于3m。感應(yīng)雷和入侵雷防護(hù)管型避雷器閥型避雷器金屬氧化物避雷器架空線的防雷措施在60kV及以上的架空線路上全線裝設(shè)；35kV的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)；而10kV及以下線路上一般不裝設(shè)避雷線。變配電所的防雷措施裝設(shè)避雷針來防止直接雷。裝設(shè)避雷器用來保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞變電所的這一關(guān)鍵的設(shè)備。為了防止雷電波侵入變電所的3?10kV配電裝置，應(yīng)當(dāng)在變電所的每組母線和每路進(jìn)線上裝設(shè)閥型避雷器。根據(jù)以上分析，選擇FCD-6JS-8避雷器。防雷裝置的接地避雷針宜裝設(shè)獨立的接地裝置。防雷的接地裝置及避雷針(線、網(wǎng))引下線的結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)符合GB50057—1994的規(guī)定。防直擊雷的接地裝置與保護(hù)的建筑物、配點裝置及其接地裝置應(yīng)保持一定的安全距離。為了降低跨步電壓，保障人生安全，按GB50057—1994規(guī)定，放直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道的距離不應(yīng)小于3m。當(dāng)距離小于3m時，應(yīng)采取以下措施：①水平接地局部深埋不應(yīng)小于1m:②水平接地體局部包以絕緣物，或敷以50-80mm厚的瀝青層，其寬度應(yīng)超過接地體2m.該變電所變壓器容量1000KVA，因為進(jìn)線為10/,10KV的架空線是總長是1km。確定接地電阻屬1KV以上電流接地系統(tǒng)及與1KV以上系統(tǒng)共用的接地裝置，選(REW120/IE，且RE<10Q)，同時又滿足與總?cè)萘吭?00KV-A以上的變壓器相聯(lián)的接地裝得：RE<4Q所以確定次車間公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個條件：Re<101 且Re*QIE=IC=UN*(Loh+L)/350=10*1/350二Re<120/IE=120/=Q故此變電所的接地電阻為RE<4Q。接地裝置初步方案現(xiàn)初步考慮圍繞車間建筑四周距車間2-3米打入一圈直徑50mm，長的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用40X4mm的扁鋼焊接。計算單根鋼管接地電阻查附表1得砂質(zhì)粘土的P=100Q?m.單根鋼管接地電阻RE1==100/=40Q確定最后接地方案根據(jù)Re1/Re=40/4=10，但考慮到管間屏蔽效應(yīng)，初選15根直徑50mm,長的鋼管作為接地體.以n=15和去查手冊(取n=10和n=20,在時的值的中間值)可得ne^,,因此n=Re1/(Re*ne)=40/X4)^16，但是要考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置以及實際需要，選18根直徑為50mm,長的鋼管作接地體，用40X4mm的扁鋼連接,根據(jù)車間需要，適宜單排布置,而且南北兩排，共36根。第七章變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定二次回路方案選擇（1） 高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號回路斷路器采用手動操動機(jī)構(gòu)。（2） 變電所的電能計量回路變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無功電度表，分別計量全廠消耗的有功電能表和無功電能，并以計算每月工廠的平均功率因數(shù)。計量柜由上級供電部門加封和管理。（3） 變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器一一避雷器柜。其中電壓互感器為3個JDZJ——10型，組成YJY0/（開口）Y0/Y0/的接線，用以實現(xiàn)電壓側(cè)量和絕緣監(jiān)察。作為備用電源的高壓聯(lián)路線上，裝有三相有功電度表和三相無功電度表、電流表。高壓進(jìn)線上，也裝上電流表。低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝上三相四線有功電度。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝上無功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。低壓母線裝有電壓表，儀表的準(zhǔn)確度等級按符合要求。主變壓器的繼電保護(hù)裝置裝設(shè)瓦斯保護(hù)當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量的瓦斯時，應(yīng)動作于高壓側(cè)斷路器。裝設(shè)反時限過電流保護(hù)采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分