供電課程設(shè)計教材

機(jī)械工廠供電設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u18872第一章緒論 第一章緒論1.1工廠供電的意義電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。

在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)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(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，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。

因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。工廠供電設(shè)計主要包括全廠變電所設(shè)計、車間配電系統(tǒng)所設(shè)計及車間動力和照明設(shè)計。電能是一種清潔的二次能源，它不僅能傳送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其他的能源，而且便于控制、管理和調(diào)制，易于實現(xiàn)自動化。所以，電能已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)、社會生產(chǎn)和人們的日常生活之中。1.2設(shè)計概述SSK=200MVAt=1.6sLJ-705km5km1、工廠總平面圖（參見附圖-5）2、各車間用電設(shè)計資料（參見附表1）3、電源情況：電源電壓等級：10千伏。電源線路，用一回架空非專用線向本廠供電，導(dǎo)線型號為LJ—70，線路長度為5公里，線路走向參看工廠總平面圖。電源變電所10千伏母線短路容量為200MVA，單相接地電流為10安。電源變電所10千伏引出線繼電保護(hù)的整定時限為1.6秒。4、全廠功率因數(shù)要求不低于《供用電規(guī)程》。5、計量要求高供高量。6、二部電價制收費：（1）電度電價為0.058元/度。（2）設(shè)備容量電價4元/KVA月（或最高量電價6元/千瓦、月）。7、工廠為二班制生產(chǎn)，全年工作時數(shù)4500小時，最大負(fù)荷利用小時3500小時（均為統(tǒng)計參考值）。8、廠區(qū)內(nèi)低壓配電線路允許電壓損失3.5~5%。9、本地氣象、地壤等資料：（1）海拔高度9.2米。（2）最熱月平均溫度28.4℃。（3）最熱月平均最高溫度32.2℃。（4）極端最高溫度38.5℃。（5）極端最低溫度-15.5℃。（6）雷暴日數(shù)35.6日/年。（7）最熱月地下0.8米的平均溫度27.4℃。1.3設(shè)計任務(wù)及方案1、設(shè)計說明書一份在設(shè)計說明計算書中應(yīng)包括以下主要部分：1）各車間與全廠的負(fù)荷計算，功率因數(shù)的補(bǔ)償（放電電阻值）。2）變（配）電所位置的確定，變壓器數(shù)量、容量的決定。3）全廠供電系統(tǒng)的接線方式與變電所主接線的確定。4）高氣壓電氣設(shè)備與導(dǎo)線電纜的選擇。5）短路電流的計算與電氣設(shè)備的校驗。2、設(shè)計圖紙：1）變(配)電所主接線圖一張(或?qū)⒏?、低壓分開畫兩張)。2）工廠變配電所和電力線路平面布置圖一張。3）變配電所平剖面布置圖一張（兩張）。3、主要設(shè)備材料表一份。4、設(shè)計方案：我們應(yīng)根據(jù)工廠各車間的實際情況，利用需要系數(shù)法計算出各組設(shè)備容量、功率因數(shù)不滿足供電規(guī)程，則進(jìn)行無功補(bǔ)償。然后按功率距法確定負(fù)荷中心，根據(jù)變電所位置選擇的原則確定了變電所的位置，如果車間的視在功率大于320KVA，則需設(shè)一個車間變電所，再確定變壓器的臺數(shù)和容量，并選擇了變壓器的型號。根據(jù)選擇的額定容量計算短路電流，在選擇電氣設(shè)備時，一定要遵循選擇的原則。繼電保護(hù)設(shè)計時，要就實際情況選擇保護(hù)。廠區(qū)采用電纜接線方式，高壓電纜進(jìn)線用硬鋁母線，變壓器室需抬高地平，窄面推進(jìn)且離墻安裝。設(shè)計時應(yīng)盡量采用簡潔明了的方案，考慮資源問題，以經(jīng)濟(jì)效果和供電質(zhì)量綜合考慮。5、設(shè)計時間：設(shè)計時間定為一周。第二章負(fù)荷計算及功率補(bǔ)償2.1負(fù)荷計算的目的和方法一、負(fù)荷計算的目的負(fù)荷計算是供配電系統(tǒng)正常運行的計算，是正確選擇供配電系統(tǒng)中導(dǎo)線，電纜，開關(guān)電器，變壓器等的基礎(chǔ)，也是保障供配電系統(tǒng)安全可靠運行必不可少的環(huán)節(jié)。這就需要對電力負(fù)荷進(jìn)行計算。工廠企業(yè)電力負(fù)荷計算的主要目的是：（1）全廠在工程設(shè)計的可行性研究階段要對全廠用電量做出估算以便確定整個工程的方案；（2）在設(shè)計工廠供電系統(tǒng)時，為了正確選擇變壓器的容量，正確選擇各種電氣設(shè)備和配電網(wǎng)絡(luò)，以及正確選擇無功補(bǔ)償設(shè)備等，需要對電力負(fù)荷進(jìn)行計算。二、負(fù)荷計算的方法工程上根據(jù)不同的計算目的，針對不同類型的用戶和不同類型的負(fù)荷，在實踐中總結(jié)出了各種負(fù)荷計算：估算法、需要系數(shù)法、二項式法和單相負(fù)荷計算法等，本次課程設(shè)計采用需要系數(shù)法。負(fù)荷計算要將各車間設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備的設(shè)備容量，然后用需要系數(shù)法逐個算出分組的計算負(fù)荷，車間計算負(fù)荷以及全廠計算負(fù)荷。2.2負(fù)荷計算的內(nèi)容表2—1第五車間（熱處理）序號用電設(shè)備型號名稱臺數(shù)每臺設(shè)備額定容量（千瓦）備注1清砂機(jī)1.72混砂機(jī)4.63碎鐵機(jī)2.84煨火爐鼓風(fēng)機(jī)2.85化鐵爐加料機(jī)1.76管形電阻爐1單相220伏7箱形電阻爐2單相220伏8鑄工鼓風(fēng)機(jī)289鑄工空壓機(jī)22活塞式10皮帶運輸機(jī)1.711篩砂機(jī)1.712小鼓風(fēng)機(jī)1.013砂輪機(jī)0.5143噸單梁行車4.5+2.8 根據(jù)上述相關(guān)的計算原則，則可以計算出第五車間的計算負(fù)荷和其他相關(guān)量，以下是第五車間的負(fù)荷計算：表2—2第五車間各用電設(shè)備組的分組及需要系數(shù)用電設(shè)備組需要系數(shù)（kd）tanφ清砂機(jī)組（1、2、3、11）0.750.75鼓風(fēng)機(jī)組（4、8、12）0.70.8加料機(jī)（5）0.21.52電阻爐組（6、7）0.60.2空壓機(jī)9）0.750.75運輸機(jī)（10）0.60.88砂輪機(jī)（13）0.140.73起重機(jī)0.31.73照明電路0.8各用電設(shè)備組計算負(fù)荷如下：①清砂機(jī)組:=0.75×(1.7+4.6+2.8+1.7)＝8.1kW＝8.1×0.75＝6.075kvar②鼓風(fēng)機(jī)組:=0.7×(2.8.+28+1)＝22.26kW＝22.26×0.8＝17.808kvar③加料機(jī):=0.2×1.7＝0.34kW＝0.34×1.52＝0.52kvar④電阻爐組:單相設(shè)備接于相電壓時的等效三相設(shè)備容量為=3×(1+2)=9kW=0.6×9＝5.4kW＝0.57×121.5＝69.26kvar⑤空壓機(jī):=0.75×22＝16.5kW＝16.5×0.75＝12.375kvar⑥運輸機(jī)=0.6×1.7＝1.02kW=1.02×0.88＝0.9kvar⑦砂輪機(jī)=0.14×0.5＝0.07kW＝0.07×0.73＝0.05kvar⑧起重機(jī)=0.3×（4.5+2.8）＝2.19kW＝2.19×1.73＝3.79kvar⑨照明電路:第五車間照明面積為1056m2查指導(dǎo)書第9頁表3-1得ω=8W/m2＝8×1056/1000＝8.45kW取同時系數(shù)為0.9，則第五車間總的計算負(fù)荷為：第一車間：Pc1=244kW；Qc1=384kvar；第二車間：Pc2=224kW；Qc2=382kvar；第三車間：Pc3=1107kW；Qc3=407kvar；第四車間：Pc4=187kW；Qc4=116kvar；全廠生活照明為：Pc生活=1.2+9.76+6.912+9.216+7.36=35.25kW全廠低壓側(cè)負(fù)荷取同時系數(shù)為0.9＝0.9×(244+224+1107+187+57.9+35.25)＝1669.64kW=0.9×(384+382+407+116+38.34)＝1194.61kvar=2053kVA=0.81全廠高壓側(cè)負(fù)荷=0.015×2053=30.8kW=0.06×2053=123.18kvar=1669.64+30.8=1700.44kW=1194.61+123.18=1317.79kvar=2151.29kVA=0.79表2—3全廠負(fù)荷計算匯總表序號車間號用電設(shè)備分組設(shè)備容量kWKdtanφ計算負(fù)荷計算電流Ic（A）PCkWQckvarSckVANO1第一車間大件加工244384454.96690.84NO2第二車間中小件加工224382442.83672.81NO3第三車間熱處理11074071179.451792NO4第四車間鍛工187116220.06334.35N05第五車間清砂機(jī)組10.80.750.758.16.075鼓風(fēng)機(jī)組31..80.70.822.2617.808加料機(jī)1.70.21.520.340.52運輸機(jī)1.70.60.881.020.9電阻爐組90.60.25.41,08空壓機(jī)220.750.7516.512.375砂輪機(jī)0.50.140.730.070.05起重機(jī)7.30.31.732.193.79照明6.0480.804.840小計60.7242.6乘以K∑＝0.957.938.3469.44105.5N06生活照明35.25NO7全廠共計1855.161327.34乘以K∑＝0.9、0.91669.641194.612053無功功率補(bǔ)償560全廠低壓側(cè)總計1669.64634.611786.182713.82變壓器損耗26.79107.17總計1696.43741.771851.51106.92.3無功功率補(bǔ)償一、功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響及提高功率因數(shù)的方法1、功率因數(shù)的概念和意義功率因數(shù)是衡量供配電系統(tǒng)是否經(jīng)濟(jì)運行的一個重要指標(biāo)。用戶中絕大多數(shù)用電設(shè)備，如感應(yīng)電動機(jī)、電力變壓器、電焊機(jī)及交流接觸器等，它們都要從電網(wǎng)吸收大量無功電流來產(chǎn)生交變磁場，其功率因數(shù)均小于1，需要進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，提高功率因數(shù)。2、功率因數(shù)對供配電系統(tǒng)的影響及提高功率因數(shù)的方法 感性用電設(shè)備都需要從供配電系統(tǒng)中吸收無功功率，從而降低功率因數(shù)。功率因數(shù)太低將會給供配電系統(tǒng)帶來電能損耗增加、電壓損失增大和供電設(shè)備利用率降低等不良影響。所以要求電力用戶功率因數(shù)必須達(dá)到一定值，低于某一定值就必須進(jìn)行補(bǔ)償。國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3485―1998《評價企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則》中規(guī)定∶“在企業(yè)中最大負(fù)荷時的功率因數(shù)應(yīng)不低于0.9，凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的，應(yīng)在負(fù)荷側(cè)合理的裝置幾種與就地?zé)o功功率補(bǔ)償設(shè)備”。3、提高功率因數(shù)的方法功率因數(shù)不滿足要求時，首先應(yīng)提高自然功率因數(shù)，然后再進(jìn)行人工補(bǔ)償。 （1）提高自然功率因數(shù)①合理選擇電動機(jī)的規(guī)格和型號。②防止電動機(jī)長時間空載運行。③保證電動機(jī)的檢修質(zhì)量。④合理選擇變壓器的容量。⑤交流接觸器的節(jié)電運行。 （2）人工補(bǔ)償功率因數(shù)①并聯(lián)電容器補(bǔ)償。②同步電動機(jī)補(bǔ)償。③動態(tài)無功功率補(bǔ)償?？紤]到廠為機(jī)械廠，如果采用提高自然功率因數(shù)的話，設(shè)備臺數(shù)太多，不太容易實現(xiàn)，故在這采用人工補(bǔ)償來功率因數(shù)，為了方便控制和管理，應(yīng)該選用動態(tài)無功功率補(bǔ)償更為合理。二、功率補(bǔ)償計算 全廠低壓側(cè)的功率因數(shù)為∶cosφ1=0.81 該廠為機(jī)械加工廠，且是采用10KV電源進(jìn)線，在經(jīng)過全廠變電所變?yōu)?.4KV的電壓供設(shè)備使用，為了便于控制和管理故應(yīng)采用自動補(bǔ)償方式。 要使高壓側(cè)的功率因數(shù)在0.9以上，則設(shè)低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)為0.92，則計算如下∶ 在此選用PGL1型低壓無功功率償自動補(bǔ)償屏，故應(yīng)選用兩臺PGL1型低壓無功功率償自動補(bǔ)償屏，具體型號和參數(shù)為：一個主屏PGL1—2，4個輔屏PGL1—4，，即：實際補(bǔ)償容量為∶112×5＝560kvar補(bǔ)償后低壓側(cè)的視在功率為∶=1786.18kVA=0.015×1786.18=26.79kW=0.06×1786.18=107.17kvar補(bǔ)償后高壓側(cè)=1669.64+26.79=1696.43kW=(1194.6-560)+107.17=741.77kvar=1851.51kVA=0.916>0.9所以無功功率補(bǔ)償達(dá)到要求第三章變電所一次系統(tǒng)設(shè)計3.1變電所的配置1、變電所的類型 變電所是接受電能、變換電壓、分配電能的環(huán)節(jié)，是供配電系統(tǒng)的重要組成部分。變電所按其在供配電系統(tǒng)中的地位和作用，分為總降壓變電所、獨立變電所、車間變電所、桿上變電所、建筑物變電所及高層建筑變電所。2、變電所的位置選擇（1）變電所位置選擇的原則： ①應(yīng)盡可能接近負(fù)荷中心以降低配電系統(tǒng)的電能損耗，電壓損失；②進(jìn)出線方便，考慮電源的進(jìn)線方向，偏向電源側(cè)；③不應(yīng)妨礙企業(yè)的發(fā)展，要考慮擴(kuò)建的可能性；④設(shè)備運輸方便；⑤盡量避開腐蝕性氣體和污穢的地段，若無法避免，則應(yīng)位于污染源的上風(fēng)側(cè)；⑥變電所屋外配電裝置與其他建筑物之間的防火間距應(yīng)符合規(guī)定；⑦變電所建筑物，變壓器及屋外配電裝置應(yīng)與附近的冷卻塔或噴水池之間的距離應(yīng)符合規(guī)定。（2）負(fù)荷中心確定 負(fù)荷中心可以用負(fù)荷指示圖、負(fù)荷功率矩法或負(fù)荷電能矩法近似來確定。這里應(yīng)采用負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心的方法。由于第三車間負(fù)荷較大，所以在第三車間設(shè)置車間變電所，以下為除去第三車間的負(fù)荷計算（1#，2#，4#，5#車間的總體負(fù)荷計算）低壓側(cè)負(fù)荷計算：；；；②高壓側(cè)負(fù)荷計算：；；；；；；；③補(bǔ)償后的計算負(fù)荷和功率因數(shù)取在此選用PGL1型低壓無功功率償自動補(bǔ)償屏，故應(yīng)選用五臺PGL1型低壓無功功率償自動補(bǔ)償屏，具體型號和參數(shù)為：PGL1-2，PGL1-4三臺，PGL1-1，共112×4=560kvar。；；；；；；所以無功功率補(bǔ)償達(dá)到要求。④以下簡述負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心法：如圖3-1所示，設(shè)工廠內(nèi)有負(fù)荷P1、P2、P3，以工廠平面圖的左下角為原點建立一個直角坐標(biāo)系，選取P1(X1，Y1)、P2(X2，Y2)、P3(X3，Y3)則負(fù)荷中心的坐標(biāo)為：，yyyy1y2y3xx1x2x3PP1P2P3圖3-1負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心，只考慮了各負(fù)荷的功率和位置，而未考慮各負(fù)荷的工作時間，因而負(fù)荷中心被認(rèn)為是固定不變的。根據(jù)機(jī)附圖4所示的全廠變配電所及廠區(qū)線路平面圖，以該圖的右下角為原點建立一個直角坐標(biāo)系，并確定負(fù)荷中心P1,P2,P4,P5的平面坐標(biāo)分別為（8.7，9.2）、（7.5，9.2）、（6.0，4.0）、（3.1，4）。代入數(shù)據(jù)得：；但為了考慮到線路損耗和經(jīng)濟(jì)條件問題則應(yīng)靠近電源進(jìn)線端，以降低電壓損失和提高供電可靠性，故該負(fù)荷中心的實際位置坐標(biāo)應(yīng)為（4.5,10.7）。3.2變壓器的選擇1、變壓器型號選擇變壓器：文字符號為T，是變電所中關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送、分配和使用。本課程設(shè)計在選擇變壓器是應(yīng)該選用低損耗節(jié)能型變壓器，應(yīng)選S9系列的。2、變壓器的臺數(shù)和容量的確定（1）全廠的變壓器的臺數(shù)和容量的確定：應(yīng)該滿足用電負(fù)荷對可靠性的要求。在有一、二級負(fù)荷的變電所中，選擇兩臺主變壓器，當(dāng)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上比較合理時，主變壓器選擇也可多于兩臺；對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變化較大的宜用經(jīng)濟(jì)運行方式的變電所，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時刻選擇兩臺主變壓器；三級負(fù)荷一般選擇一臺主變壓器，負(fù)荷較大時，應(yīng)選擇兩臺主變壓器。從第二章的負(fù)荷計算可知，負(fù)荷相對較大，考慮到選擇一臺變壓器時會顯得很大，且不利于控制和維護(hù)，同時考慮到以后的發(fā)展，加上該工廠作為三級負(fù)荷來說，則應(yīng)選擇兩臺變壓器。變壓器容量的確定選單臺變壓器時，其額定容量SN應(yīng)能滿足全部用電設(shè)備的計算負(fù)荷SC，考慮負(fù)荷發(fā)展應(yīng)留有一定的容量裕度，并考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運行，根據(jù)負(fù)荷計算計算出來的負(fù)荷S=751.91KVA即則應(yīng)該選擇兩臺變壓器，且單臺變壓器的容量為630KVA。選擇S9系列變壓器額定容量為630KVA，Yyn0連結(jié)方法。車間的變壓器的臺數(shù)和容量的確定：3#車間因容量較大需單獨設(shè)置車間變，由上述計算可知三號車間容量為：；，所以選擇S9系列額定容量為1250KVA，Yyn0連結(jié)方法的變壓器。3.3全廠變電所主接線設(shè)計1、對變電所主接線的要求變配電所由一次回路和二次回路構(gòu)成。一次回路：供配電系統(tǒng)中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路。二次回路：用來控制、指示、監(jiān)測和保護(hù)一次設(shè)備運行的電路。 變配電所的主接線兩種表現(xiàn)形式： ①系統(tǒng)式主接線：該主接線僅表示電能輸送和分配的次序及相互的連接，不反映相互位置，主要用于主接線的原理圖中。 ②配置式主接線：該主接線按高壓開關(guān)柜或低壓配電屏的相互連接和部署位置繪制，常用于變配電所的施工圖中。確定變電所主接線應(yīng)滿足該基本要求：安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)。2、變電所主接線方案供配電系統(tǒng)變電所常用的主接線基本形式有線路——變壓器組接線、單母線接線和橋式接線3種類型。單母線接線又分為單母線不分段和單母線分段。橋式接線又分內(nèi)橋式接線和外橋式接線。由于該廠采用的一路電源進(jìn)線，且有兩臺變壓器，故應(yīng)選用的是單母線接線方式，且變壓器一次側(cè)采用單母線不分段，二次側(cè)采用單母線分段接線。具體布局見附錄2所示。3、變電所主接線設(shè)計高壓開關(guān)柜選擇KGN型高壓開關(guān)柜，電流互感器采用兩相式接線，電壓互感器采用V-V型和Y0/Y0/（開口）△型，右進(jìn)線的方式。分為進(jìn)線柜、計量柜、互感器柜和2個出線柜。故低壓側(cè)配電柜選擇GGD型成套開關(guān)柜，無功功率補(bǔ)償采用PGL1型低壓無功功率償自動補(bǔ)償屏。具體設(shè)計見附錄1和附錄2圖紙。第四章電氣設(shè)備的選擇4.1短路電流計算在電力系統(tǒng)中短路種類主要有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接短路。短路發(fā)生的主要原因是電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞，運行人員不遵守操作規(guī)程發(fā)生的誤操作以及鳥獸跨越在裸露導(dǎo)體上等。其中三相短路電力系統(tǒng)最嚴(yán)重的短路故障。然而其分析很難變化大，為了簡化分析，假設(shè)成一個無限大容量系統(tǒng)來做分析。在計算短路電流的是采用標(biāo)幺制表示，更簡化了計算。做短路電流計算是為了正確地選擇和校驗各種電氣設(shè)備、計算和整定保護(hù)短路的繼電保護(hù)裝置等。該廠電源進(jìn)線采用一回架空線，型號為LJ_70，線路長度為5km的線路供電根據(jù)表A-15，LJ-70導(dǎo)線，選擇線間幾何均距為1.25m，則其電抗值為0.358Ω／km。其中變壓器1T中的參數(shù)為500KA，阻抗電壓Uk％=4.5。1、一臺變壓器單獨運行時，則供電系統(tǒng)的等效電路圖如下圖所示：最大運行方式時：Soc.max=200MVA圖4—1短路計算等效電路圖取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ud=Uav,兩個電壓等級的基準(zhǔn)電壓分別為Ud1=10.5kv,Ud2=0.4kv,相應(yīng)的基準(zhǔn)電流為Id1,Id2,則各元件的電抗標(biāo)幺值為：系統(tǒng)S：線路1WL：變壓器1T：（1）K1點的三相短路電流和容量的計算計算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：K1點所在電壓等級的基準(zhǔn)電源：K1點短路電流的各量：（2）K2點的三相短路電流和容量的計算計算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：K2點所在電壓等級的基準(zhǔn)電源：K2點短路電流的各量：2、兩臺變壓器并聯(lián)運行時，短路計算等效電路圖如下圖所示。最小運行方式時：Soc.min=200MVA圖4—2短路計算等效電路圖取基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ud2=Uav,兩個電壓等級的基準(zhǔn)電壓分別為Ud1=10.5kv,Ud2=0.4v,相應(yīng)的基準(zhǔn)電流為Id1,Id2,則各元件的電抗標(biāo)幺值為系統(tǒng)S：線路1WL：變壓器1T，2T：；（1）K1點的三相短路電流和容量的計算計算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：K1點所在電壓等級的基準(zhǔn)電源：K1點短路電流的各量：（2）K2點的三相短路電流和容量的計算計算短路回路總阻抗標(biāo)幺值：K2點所在電壓等級的基準(zhǔn)電源：K2點短路電流的各量：表4—1全廠其他車間短路電流計算匯總表表4—1全廠其他車間短路電流計算匯總表K1K2單獨一臺5.50.472.596.63.9147.08144.340.09912.9923.914.168.99兩臺并聯(lián)5.50.472.596.63.9147.08144.340.16321.79555.57732.9115.0974.2電氣設(shè)備選擇4.2.1電氣設(shè)備選擇一般原則供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備是在一定的電壓、電流、頻率和工作環(huán)境條件下工作的，電氣設(shè)備的選擇除了滿足在正常時能安全可靠運行，并適應(yīng)所處的位置、環(huán)境溫度，以及防塵、防火、防腐、防爆等要求，還應(yīng)滿足在短路故障時不至于損壞的條件，開關(guān)電器必須具有足夠的斷流能力。電氣設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下4個原則：（1）按工作要求和環(huán)境條件選擇電氣設(shè)備的型號（2）按正常工作條件選擇電氣設(shè)備的額定電壓和額定電流按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓。電氣設(shè)備的額定電壓U應(yīng)不低于其所在線路的額定電壓UW.N，即U≥U按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流。電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于實際通過它的最大負(fù)荷電流I（或計算電流I），即I≥I或I≥I（3）按短路電流條件校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性（4）開關(guān)電器斷流能力校驗4.2.2高壓電氣設(shè)備選擇高壓開關(guān)電器分為高壓斷路器、高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)和高壓負(fù)荷開關(guān)。高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)和高壓負(fù)荷開關(guān)的具體選擇原則如下：根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件來選擇設(shè)備的型號；在正常條件下，選擇設(shè)備的額定電壓和額定電流；短路校驗：（1）動穩(wěn)定校驗：電氣設(shè)備的極限通過電流應(yīng)不小于設(shè)備安裝的最大沖擊短路電流，即 （2）熱穩(wěn)定校驗；電氣設(shè)備允許的短時發(fā)熱應(yīng)不小于設(shè)備安裝的最大短路發(fā)熱，即I≥I（3）開關(guān)電器斷流能力校驗。一、電纜進(jìn)線柜：1、高壓斷路器選擇高壓斷路器是一種專用于斷開或接通電路的開關(guān)設(shè)備，具有完善的滅弧裝置。因此，高壓斷路器不僅能在正常時通斷負(fù)荷電流，而且能在出現(xiàn)短路故障時在保護(hù)裝置作用下切斷短路電流。因為有前面負(fù)荷計算可知：由于采用的是獨立的全廠變電所，故應(yīng)采用少油戶內(nèi)型斷路器，查書表A—4，可知選擇SN10-10I/630少油戶內(nèi)型斷路器。校驗如下：動穩(wěn)定：；合格斷流能力：；合格熱穩(wěn)定：；合格高壓隔離開關(guān)因為有前面負(fù)荷計算可知：查表書A-5，選擇校驗如下：動穩(wěn)定：；合格熱穩(wěn)定：；合格3、電流互感器（1）保護(hù)電流互感器：U=10KV，Ic=106.9KA,查書表A-7，選變比為160/5A的LQJ-10，準(zhǔn)確級別為10P。Kes=160，Kt=75，t=1s校驗如下：動穩(wěn)定：；合格熱穩(wěn)定：合格測量電流互感器U=10KV，Ic=106.9KA,查書表A-7，選變比為160/5A的LQJ-10，準(zhǔn)確級別為1。Kes=160，Kt=75，t=1s校驗如下：動穩(wěn)定：；合格熱穩(wěn)定：合格計量柜：計量柜由供電局供給PT互感柜：高壓熔斷器：，查表書A-6-2，選RN2-10型，電壓互感器：查書表A-8，選JSJW-10型，準(zhǔn)確級為1.避雷器：查資料P91，表3-29，選擇型號為FZ-10。高壓隔離開關(guān)：選擇同理電纜進(jìn)線柜的隔離開關(guān)，即選型為四、出線柜（2#變壓器）高壓隔離開關(guān)：，查表書A-5，選擇型號為校驗如下：動穩(wěn)定：；合格熱穩(wěn)定：；合格高壓斷路器：查表書A—4，可知選擇SN10-10I/630少油戶內(nèi)型斷路器。校驗如下：動穩(wěn)定：；合格斷流能力：；合格熱穩(wěn)定：；合格3、電流互感器（1）保護(hù)電流互感器：U=10KV，Ic=36.37KA，查書表A-7，選變比為100/5A的LQJ-10，準(zhǔn)確級別為10P。Kes=100，Kt=90，t=1s校驗如下：動穩(wěn)定：；合格熱穩(wěn)定：合格（2）測量電流互感器U=10KV，Ic=36.37KA，查書表A-7，選變比為100/5A的LQJ-10，準(zhǔn)確級別為1。Kes=100，Kt=90，t=1s校驗如下：動穩(wěn)定：；合格熱穩(wěn)定：合格五、出線柜（1#變壓器）選型同三出線柜（2#變壓器），校驗同理。六、出線柜（3#車間變壓器）1、高壓隔離開關(guān)：，查書表A-5，選擇型號為2、高壓斷路器：查書表A—4，可知選擇SN10-10I/630少油戶內(nèi)型斷路器。3、電流互感器（1）保護(hù)電流互感器：查表A-7，選變比為100/5A的LQJ-10，準(zhǔn)確級別為10P。測量電流互感器查表A-7，選變比為100/5A的LQJ-10，準(zhǔn)確級別為1。校驗同理。4.2.3低壓電氣設(shè)備選擇變壓器1#、2#次總柜上的低壓設(shè)備（低壓斷路器、低壓隔離開關(guān)）低壓斷路器又稱為低壓自動空氣開關(guān)，低壓隔離開關(guān)又稱為低壓刀開關(guān)。一、1#變壓器次總柜：刀開關(guān)由，選擇型號為HD13-1000/0.38空氣開關(guān)，故選取脫扣器尖峰電流：，查書表A-9-5，選擇5倍整定倍數(shù)的瞬時脫扣器，則動作電流整定值為查書表A-9-6選擇1500ADW15系列斷路器，型號為DW15-1500，過流脫扣器額定電流為1000A。電流互感器查書表A-7選擇型號為LMZJ-1000/5，準(zhǔn)確級為10P。2#變壓器次總柜選擇方法同理。母聯(lián)柜：1、刀開關(guān)由，選擇型號為HD13-2000/0.382、空氣開關(guān)，故選取脫扣器尖峰電流：，查表A-9-5，選擇4倍整定倍數(shù)的瞬時脫扣器，則動作電流整定值為查表A-9-6選擇4000ADW15系列斷路器，型號為DW15-4000，過流脫扣器額定電流為2500A。3、電流互感器選擇型號為LMZJ-2000/5，準(zhǔn)確級為10P。照明柜：生活照明：，，使用一路即可。1、刀開關(guān)由，選擇型號為HD13-100/0.382、空氣開關(guān)，故選取脫扣器尖峰電流：，查表A-9-5，選擇4倍整定倍數(shù)的瞬時脫扣器，則動作電流整定值為查表A-9-6選擇200ADW15系列斷路器，型號為DW15-200，過流脫扣器額定電流為200A。3、電流互感器選擇型號為LMZJ-100/5，準(zhǔn)確級為10P。四、第五車間柜：1、刀開關(guān)由，選擇型號為HD13-200/0.382、空氣開關(guān)，故選取脫扣器尖峰電流：，查表A-9-5，選擇3倍整定倍數(shù)的瞬時脫扣器，則動作電流整定值為查表A-9-6選擇200ADW15系列斷路器，型號為DW15-200，過流脫扣器額定電流為150A。3、電流互感器選擇型號為LMZJ-200/5，準(zhǔn)確級為10P。第五章廠區(qū)線路設(shè)計5.1電力線路的接線方式電力線路按電壓高低分，有1KV及以下高壓線路和1KV及以下低壓線路；按結(jié)構(gòu)形式分，有架空線路、電纜線路及室內(nèi)（車間）線路等。電力線路的接線方式是指由電源端（變配電所）向負(fù)荷端（電能用戶或用電設(shè)備）輸送電能時采用的網(wǎng)絡(luò)形式。常用的接線方式有：放射式、樹干式和環(huán)式三種。對電力線路的基本要求是：供電安全可靠、操作方便、運行靈活、經(jīng)濟(jì)和有利發(fā)展。本次課程設(shè)計的高壓和低壓均采用放射式接線。5.2導(dǎo)線和電纜的選擇導(dǎo)線和電纜的選擇是供配電設(shè)計中的重要內(nèi)容之一。導(dǎo)線和電纜是分配電能的主要器件，選擇得合理與否，直接影響到有色金屬的消耗量與線路投資，以及電力電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運行。導(dǎo)線和電纜的選擇，必須滿足用電設(shè)備對供電安全可靠和電能質(zhì)量的要求，盡量節(jié)省投資，降低年運行費用，布局合理，維修方便。導(dǎo)線和電纜的選擇包括兩方面的內(nèi)容：①型號選擇；②截面選擇。1、導(dǎo)線和電纜型號的選擇原則:導(dǎo)線和電纜型號的選擇應(yīng)根據(jù)其使用環(huán)境、工作條件等因數(shù)來確定。1）常用架空線路導(dǎo)線型號及選擇戶外架空線路6KV及以上電壓等級一般采用裸導(dǎo)線，380V電壓等級一般采用絕緣導(dǎo)線。裸導(dǎo)線常用的型號有：①鋁絞線（LJ）；②鋼芯鋁絞線(LGJ)；③銅絞線(TJ)；④防腐鋼芯鋁絞線（LGJF）。2）常用電力電纜型號及選擇原則①常用型號及選擇原則塑料絕緣電力電纜，該種電力電纜結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，抗酸堿，耐腐蝕，敷設(shè)安裝方便，并可敷設(shè)在較大高落差或垂直、傾斜的環(huán)境中，有逐步取代油浸紙絕緣電纜的趨向。常用的有兩種：聚氯乙烯絕緣及護(hù)套電纜（已達(dá)10kV電壓等級）和交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套電纜（已達(dá)110kV電壓等級）。交聯(lián)聚氯乙烯絕緣電纜允許發(fā)熱溫度高，允許載流大。油浸紙滴干絕緣鉛包電力電纜，可用于垂直或高落差處，敷設(shè)在室內(nèi)、電纜溝、隧道或土壤中，能承受機(jī)械壓力，但不能承受大的拉力。②常用絕緣導(dǎo)線型號及選擇建筑物或車間內(nèi)采用的配電線路及從電桿上引進(jìn)戶內(nèi)的絕緣導(dǎo)線。絕緣導(dǎo)線的線芯材料有鋁芯和銅芯兩種。絕緣導(dǎo)線外皮的絕緣材料有塑料絕緣和橡膠絕緣。塑料絕緣導(dǎo)線的絕緣性能良好，價格低，可節(jié)約橡膠和棉紗，在室內(nèi)敷設(shè)可取代橡膠絕緣導(dǎo)線。橡膠絕緣導(dǎo)線現(xiàn)已不使用，塑料絕緣導(dǎo)線不宜在戶外使用，以免高溫使軟化，低溫時變硬變脆。常用塑料絕緣導(dǎo)線型號有：BLV(BV),BLVV(BVV),BVR等。2、導(dǎo)線和電纜截面的選擇原則導(dǎo)線和電纜截面的選擇必須滿足安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的條件。按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜截面按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線和電纜截面滿足短路穩(wěn)定的條件對于35kV及110kV高壓供電線路，其截面主要按經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇，按其他條件校驗；對10kV一下高壓線路和低壓動力線路通常按允許載流量選擇截面，再校驗電壓損失和機(jī)械強(qiáng)度；對低壓照明線路，因其對電壓要求較高，所以通常先按允許電壓損失選擇截面，再校驗其他條件。按此經(jīng)驗選擇，一般就能滿足要求。根據(jù)上述相關(guān)原則，本小組決定采用電纜進(jìn)線和電纜敷設(shè)，低壓側(cè)采用BV—500型導(dǎo)線進(jìn)線敷設(shè)。3、高壓導(dǎo)線的選擇（1）母線的選擇母線都用支柱絕緣子固定在開關(guān)柜上，因而無電壓要求，其選擇條件如下；1）型號選擇母線的種類有矩形和管型母線。目前變電所的母線除大電流采用銅母線以外，一般盡量采用鋁母線。低壓配電屏上的母線應(yīng)選用硬鋁矩形母線（LMY）。2）母線截面的選擇：①按允許載流量選擇母線截面：IC≤Ial②按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面：式中，jec經(jīng)濟(jì)電流密度為;Sec為母線經(jīng)濟(jì)截面。具體選擇如下：按經(jīng)濟(jì)截面選擇LMY硬鋁母線查書表A-11-2，選擇LMY—30×44、低壓導(dǎo)線的選擇（1）低壓側(cè)母線的選擇初步選定母線的跨距l(xiāng)為0.5m，母線中心距為0.2m，鋁線熱穩(wěn)定計算系數(shù)為87，假想時間為1.2s按允許載流量選擇母線截面：Ial≥Ic＝957.19A查書表A—11—2,故選擇LMY—80×6中性線的選擇：按S0≥0.5Sφ要求，故選S0＝180mm2故所選母線型號為：LMY—3（80×6）＋40×3（2）各支路進(jìn)線的選擇計算已知該地最熱月平均溫度為28.4