小型紡織企業(yè)供電系統(tǒng)設計

前言本供配電設計是以供配電相關(guān)技術(shù)為基礎(chǔ)，在鞏固專業(yè)知識同時提高設計水平，增強運用綜合性理論知識的能力，以實際設計項目來檢測大學四年所學到的電力系統(tǒng)相關(guān)知識是否掌握牢固。一、供配電系統(tǒng)對于工廠的意義及相關(guān)要求工廠的供配電系統(tǒng)是指電力系統(tǒng)對廠內(nèi)用電設備的提供及分配。在我國特殊型的工廠企業(yè)具有自己的發(fā)電系統(tǒng)，而大部分普通型的工廠企業(yè)都是在發(fā)電廠發(fā)出電力之后經(jīng)過變電站的降壓之后輸送至企業(yè)內(nèi)進行再次變壓后為用電設備提供電能。整個工廠企業(yè)的供電系統(tǒng)是由變配電所、供電回路以及廠內(nèi)用電設備組成，工廠內(nèi)的用電設備是否能夠得到可靠優(yōu)質(zhì)的電能供應是由前期供電系統(tǒng)設計決定的。由此可知工廠企業(yè)正常生產(chǎn)必須具有合理的供配電系統(tǒng)設計做好堅實的基礎(chǔ)。為了達到工廠供配電更好的為工廠的生產(chǎn)提供有力保障的目的，必須要做到安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟性良好等要求：（1）安全在整個供電系統(tǒng)的電力供應、用電分配以及使用電能的每一個環(huán)節(jié)，都不得出現(xiàn)用電事故及設備用電故障等情況的發(fā)生。（2）優(yōu)質(zhì)工廠電力系統(tǒng)應為廠內(nèi)用電設備供應穩(wěn)定的電壓、頻率，以高效的電能為設備生產(chǎn)提供有力的保障。（3）經(jīng)濟以安全性、可靠性為前提的供配電設計基礎(chǔ)上還應降低整個系統(tǒng)的設計費用及運行費用，提高供配電設計的經(jīng)濟性。（4）可靠根據(jù)相應的負荷等級進行供電可靠性設計，在各個負荷范圍內(nèi)增加相應的設備保證工廠用電設備的正常運行。二、供配電設計內(nèi)容與步驟本設計是以滿足工廠生產(chǎn)需求為基本原則，根據(jù)用電客戶實際的用電原始資料及廠內(nèi)用電負荷情況等進行統(tǒng)籌設計。設計最終達成要求與實際生產(chǎn)用電情況相符合，在工廠企業(yè)內(nèi)做到供電安全可靠并且能夠為企業(yè)節(jié)省用電成本。具體設計步驟：（1）首先對廠內(nèi)用電設備設施的實際用電情況進行統(tǒng)計，計算出各個負荷情況。（2）根據(jù)計算出的負荷以及用電設備的負荷等級情況確定所需供電的電源、電壓等級以及供電的方式。（3）以廠區(qū)內(nèi)環(huán)境及計算的負荷量確定變壓器安裝位置、數(shù)量以及相關(guān)容量。（4）由變壓器以及電壓等級、用電數(shù)量選擇廠內(nèi)主接線方式，主接線方式必須具有安全可靠、靈活性高等優(yōu)點。（5）利用標幺值及等效電抗圖形式計算短路電流。（6）根據(jù)所計算的短路電流在設備正常工作環(huán)境下以及短路環(huán)境條件中加以自身運行特點對電氣設備進行選擇以及校驗。（7）設計主變壓器以及饋線線路的保護設置，確認保護方式和保護數(shù)值，選擇相應的保護裝置及校驗裝置的靈敏度。（8）設計主變的防雷保護及接地保護，變電所的照明度計算。（9）核算設計設備的總投資額及所需的設備器材。三、供電系統(tǒng)設計對象紡織廠的原始資料1、紡織廠負荷統(tǒng)計智亭紡織廠的生產(chǎn)產(chǎn)品為毛紡產(chǎn)品，在廠內(nèi)絕大多數(shù)的車間為三班倒的形式組織生產(chǎn)，極少數(shù)的車間施行兩班生產(chǎn)制度。該紡織廠中鍛工車間、紡紗車間、軟水站是二級負荷，其余均為三級負荷。負荷情況如表1-1表1-1工廠負荷情況表車間名稱鍛造車間380.20.651.17紡織車間3500.80.80.75制條車間880.80.80.75軟化水處理站880.650.80.75合計826高壓側(cè)合計826機修車間3000.30.51.73倉庫400.30.51.73辦公室210.70.61.332、供電情況按照智亭工廠與當?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條的公用電源干線取得工作電源。該干線的的導線型號 ，導線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端所裝設的高壓斷路器斷流容量為。此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護，定時限過電流保護和電流速斷保護的動作時間為1.7s。為滿足工廠二級負荷可采用高壓線由鄰近的單位取得備用電源。已知本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線，電纜總線路總長為 。3、氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高溫度為38℃，年平均氣溫為23℃，年最低氣溫為-8℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，年最熱平均氣溫為26℃ ，年最熱月地下0.8m處平均氣溫為25℃，當?shù)刂鲗эL向為東北風，年雷暴數(shù)為20。

1工廠負荷統(tǒng)計計算1.1工廠負荷計算內(nèi)容工廠的計算負荷指工廠設備正常運行需要負荷或者最大的負荷。而實際情況下計算負荷屬于理論性的持續(xù)負荷，其產(chǎn)生的熱效應等于同一時間段內(nèi)的實際動態(tài)負荷運行時造成最大的熱效應。通常配電設計中的設備選擇是以三十分鐘之內(nèi)產(chǎn)生最大的平均負荷發(fā)熱的條件為依據(jù)。廠內(nèi)的設備消耗電能除以該時間作為平均負荷值。通常選擇生產(chǎn)班次中消耗電能最大的一個班次作為電力負荷最大的班次。也可以使用年平均負荷作為最大負荷以及最大電能使用量。1.2電力負荷表達式工廠電力的負荷是按照供電安全可靠的要求以及在斷電時對生活生產(chǎn)以及經(jīng)濟上造成的損失程度劃分，共分為三個級別：Ⅰ級負荷、Ⅱ級負荷、Ⅲ級負荷。1.2.1平均負荷平均負荷是以全年內(nèi)在0.5小時內(nèi)耗能最大耗能最大生產(chǎn)班次所產(chǎn)生的的最大電能作為年最大負荷，假設電力負荷按照最大負荷持續(xù)性運轉(zhuǎn)，最大耗能班次工作時段內(nèi)電力的負荷等于全年持續(xù)性運轉(zhuǎn)最大負荷耗能。這時按照以下公式計算：(1-1)式中的 —為全年電力耗能（ ）1.2.2均耗功率均耗功率 是指電力負荷在時間t內(nèi)所消耗的功率，其公式為：(1-2)工廠全年所消耗的功率作為年平均功率，t在工廠生產(chǎn)中通常以8760（h）作為計算參考值，即：(1-3)1.2.3負荷系數(shù)工廠的效能最大班次以耗能的平均負荷除以最大的負荷為計算公式，其中α為有功負荷、β為無功負荷，公式為：(1-4)1.2.4計算獨立三相電設備負荷利用需要系數(shù)法計算獨立三相電設備的負荷結(jié)果，其公式為：(1-5)此公式中的 —三相設備最大有功負荷（ ）；—三相設備的設備容量（ ）；設備物理層次計算公式：（1-6)式中：—同期系數(shù)?！摵上禂?shù)?！€路供電率?！嚯娏υO備運行效率，通常情況下取 ＜1。三相設備有功功率負荷計算公式：(1-7)三相設備無功功率負荷計算公式：(1-8)三相設備視在功率負荷計算公式：(1-9)三相設備電流計算公式：(1-10)以二項式的計算方式計算三相用電設備的負荷。同一工作條件下的獨立三相設備計算公式：有功負荷計算：無功負荷計算以上計算公式的b和c是二項式計算方法中的系數(shù)，在不同類型用電設施的選擇下是不一樣的。1.2.5確定多組三相用電設備的計算負荷在計算多臺三相設備主干線或者車間內(nèi)配電室低壓母線上負荷時，必須將多組三相用電設備多時段出現(xiàn)最大負荷的功率因數(shù)。功率因數(shù)分為有功負荷 和無功負荷 。設備的主干線取因數(shù)：車間內(nèi)的低壓母線還分為兩種狀態(tài)：多組設備負荷在計算時進行相加后計算，由此可以?。很囬g內(nèi)母線在計算時進行相加后計算，由此可以取：有功計算負荷公式：(1-11)無功計算負荷公式：(1-12)視在計算負荷公式：(1-13)工廠用電設備的計算負荷，是指搭載于高壓母線上的所有線路計算負荷之和與同時系數(shù)相乘的結(jié)果。而搭載于高壓母線上的所有線路計算負荷在工廠內(nèi)是指車間內(nèi)的低壓負荷，變壓器在運行時也會出現(xiàn)功率損耗，層層計算出的設備計算負荷相對于較短的高壓配電線路來說損耗是微乎其微的，所以通常計算負荷時忽略線路的損耗。經(jīng)過簡化后主變的功率損耗可以按照以下公式進行計算：有功損耗：無功損耗：1.3負荷計算由紡織廠的原始資料可知本設計的目的是設計高壓配電系統(tǒng)，此紡織廠的生產(chǎn)產(chǎn)品為毛紡產(chǎn)品，在廠內(nèi)絕大多數(shù)的車間為三班倒的形式組織生產(chǎn)，極少數(shù)的車間施行兩班生產(chǎn)制度。供電系統(tǒng)分為三個級別的負荷，其中二級負荷對于生產(chǎn)廠家來說也是十分重要的，因為一級負荷的情況不會在此類工廠內(nèi)出現(xiàn)因此供電變壓器可以選擇單臺變壓器運行或者一用一備變壓器運行方式。在供電線路方面使用雙回路供電線路供電，其中單根電纜載流量能夠滿足所有二級負荷同時運行時的電流通過量。廠內(nèi)的重要生產(chǎn)單位比如：鍛造、紡紗、軟化水處理車間屬于二級負荷類用電單位，其他車間及用電單位都屬于三級負荷。工廠內(nèi)負荷計算以及無功補償（1）計算有功負荷： （1-17）（1-18）（1-19）（1-20）P1車間里各項功率計算負荷的合計中：（1-21）計算高壓配電的線路計算負荷公式為：（1） （1-22）（2） （1-23）（3） （1-24）以上面公式為基礎(chǔ)進行總的負荷計算：P1：P2：P3：P4：P5：而在車間內(nèi)的高壓母線上其配電線路的計算負荷為：1.4主變的選擇1．主變?nèi)萘康倪x擇：（1）所用變壓器一般情況下連接至主變壓器的10KV母線端，這是為了提高所用變壓器的可靠性。而通常情況下選擇主變壓器容量0.1%到0.5%為所用變壓器的容量，本身所用變壓器的負荷較小，按照主變?nèi)萘康?.1%，使用方式的接線組別。對于單臺配置的變壓器 ，而相對于兩臺處于并列運行的變壓器：其中公式式中的 、 --分別是在負荷SC中Ⅰ級和Ⅱ級負荷的容量； 、 —其定義為并列運行的兩臺變壓器在正常工作條件下的額定容量。（2）為了工廠長期生產(chǎn)運行計劃以及提升產(chǎn)能擴產(chǎn)等情況，在主變的選擇時需要考慮至少五年的長期規(guī)劃。（3）在滿足使用基礎(chǔ)上還需要考慮經(jīng)濟性問題。按照變壓器備用方式運行時容量為，可滿足以上（1）（2）條件；當負荷率為時變壓器的負荷率則大于68%，可滿足以上（3）條件。因此按照備用方式投資可節(jié)省成本，且能耗小，因而被廣泛應用。2．變壓器調(diào)壓功能在本設計中10kV變電所在工廠內(nèi)供應電能的對象有鍛造車間、紡紗車間以及制條車間等等Ⅱ、Ⅲ級的負荷，這些負荷要求較高的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性，而且需要保證持續(xù)供電可靠，在供電期間能夠隨時調(diào)整電壓，提升調(diào)壓的幅度時保持電網(wǎng)的恒定，這就要求變壓器具有調(diào)壓功能。3．確定變壓器中性點接地方式為了使系統(tǒng)三相短路時末端的故障相對于大地的電壓能夠不提升使用中性點接地的方式，所以電網(wǎng)之中設備的三相對地絕緣水平的高低是由相電壓決定的，這樣能夠降低絕緣的投資成本，在這種方式下電壓的值越高，其性價比越明顯，所以我國電力系統(tǒng)規(guī)定電壓值大于或者等于10kV時系統(tǒng)接地方式必須采用直接接地方式。本變電所作為終端變電所由整個電力系統(tǒng)決定了中性點的接地方式，在中性點加隔離倒閘作為接地方式適合于本設計的初衷。4．確定變壓器數(shù)量紡織工廠外部電源為10KV，經(jīng)線路疏導后分配至廠區(qū)內(nèi)的五個車間的變電所，理論上每個車間變電所的變壓器數(shù)量在一臺或者兩臺時都可以供應電能，從相應的技術(shù)要求來看使用兩臺變壓器可以更加可靠的供應電能。但是在供電設計原則上還需要考慮到經(jīng)濟指標的實現(xiàn)問題，既然單臺變壓器可以供應電能則選擇每個車間采用單臺變壓器供電的方案更加符合設計的原則。5．確定變壓器型號由計算負荷的結(jié)果來確定車間內(nèi)變電所的變壓器型號：P1車間變電所：P2車間變電所：P3車間變電所：P4車間變電所：P5車間變電所：由變壓器相關(guān)參數(shù)說明可知型的變壓器采用的是無激磁調(diào)壓，并且其調(diào)壓范圍為，這樣能夠滿足電力的供應以及保證供電質(zhì)量。表1-1變壓器型號一覽表車間型號聯(lián)結(jié)組標號P110001.710.30.74.5車間變壓器P22500.563.051.24車間變壓器P310001.710.30.74.5車間變壓器P44000.84.314車間變壓器P52500.563.051.24車間變2無功補償2.1無功補償方案設計2.1.1提高功率因數(shù)的意義紡織廠內(nèi)具有大量勵磁電機、紡織車床、鍛造設備、電焊機及照明裝置等感性的負荷，建設感性的變壓器用在變電所中。因此會造成功率因數(shù)大大降低。供電系統(tǒng)在實際生產(chǎn)使用中工廠都是迫切需要挖掘設備的最大潛力、提升裝置運行的性能、盡量提升自然功率因數(shù)。然而實際運行狀態(tài)下是沒辦法達到設計中工廠功率因數(shù)的要求。如果需要在實際運行過程中提升供電的質(zhì)量以及系統(tǒng)運行的節(jié)能性，充分利用所設計的電力系統(tǒng)中設備的容量，而在經(jīng)濟性能方面減小輸電線路的截面積，降低供電網(wǎng)絡的功率損耗量以及電能損耗量，減少電壓在線路方面的壓降，為了達到紡織工廠要求的功率因數(shù)應該增設相關(guān)的補償無功功率裝置。2.1.2選擇補償裝置通常電力系統(tǒng)中的無功補償裝置有并聯(lián)電抗、串聯(lián)電容、并聯(lián)電容等，還有同步調(diào)相裝置以及靜止性無功補償裝置等。無功負荷電源使用并聯(lián)的電容補償設備。使用此補償設備可以節(jié)省投資，其安裝地點不會因環(huán)境受到限制，在運行及操作方面也是安全可靠。為了維護保養(yǎng)方面的便利性可以安裝并聯(lián)型的電容器，并且在設計時也可以組裝為模塊化，這樣在實際運行時可以分模塊式投入或者切斷。紡織廠的電源電壓等級為10kV，從設備的維護保養(yǎng)及操作性能方面考慮本設計選擇并聯(lián)型電容器。2.2無功補償容量計算圖2-1無功補償向量圖圖2-1可以清晰的顯示出功率因數(shù)、無功功率及視在功率之間的變化關(guān)系。如果需要將功率因數(shù)從 提升至，而相應的有功功率 不變，此種情況下就需要將無功功率 降低至 ，將視在功率 降低至 。這時負荷的電流也相應的減小，由此可知提升電壓質(zhì)量節(jié)約電能記得基礎(chǔ)上又降低了電能、電壓的損耗。提高功率因數(shù)之后就可以針對供電的實際情況選擇適當?shù)墓╇娫O施以及截面積較小的導線電纜，所以將功率因數(shù)提升之后就會相應的提高電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量以及效率。從圖2-1中可以看出由圖可知，如果將功率因數(shù)從提升至必須安裝無功補償相關(guān)的裝置（比如并聯(lián)型電容器），容量計算公式：(2-1)補償容量在計算出結(jié)果之后就可以根據(jù)單個并聯(lián)型電容容量 計算出電容的數(shù)量，計算公式：(2-2)在變電所中高壓側(cè)的功率因數(shù) ，本設計中取 。由此計算出低壓并聯(lián)型電容的容量數(shù)值為：由以上參數(shù)可以選擇并聯(lián)型的電容器型號：由電容器的個數(shù)通常為3的倍數(shù)，因此低壓側(cè)安裝27個型號 的電容器。電力系統(tǒng)實際運行并聯(lián)的電容器容量計算：=表1-2無功補償對照表項目10KV補償前負荷0.771960.4841648.582561.51147.810KV側(cè)無功補償容量-81010KV側(cè)補償后容量0.911960.484838.582132.1123.13變電站主接線的設計3變電站主接線的設計 3.1主接線的主要要求1、運行穩(wěn)定性:考慮到主要線路的可靠性。主布線的可靠性,在運行期間一次側(cè)和二次側(cè)的可靠性是依靠主接線的可靠性來進行判斷的,該裝置的全面性是高度也取決于該裝置的可靠性。斷路器檢修時依然能夠?qū)φ麄€電力系統(tǒng)進行供電,確保一級負荷、二級負荷的整體或者大部分的供電。2、靈活性:在調(diào)度操作時主接線設計能夠靈活的啟動或斷開變壓器、供電系統(tǒng)、電源和負荷等設備,并且需要考慮到初級接線到最終接線的快速對接。3、節(jié)約性:選擇以節(jié)省為主的設備,簡單的諸如避雷器,這樣就可以降低建造成本。而二次設備和控制電纜,可限制以便選擇廉價的電子裝置或光電器的短路電流。在主布線設計中,動力分配裝置必須創(chuàng)造布局的條件,以盡量減少所占面積,避免增加的功率損失。3.2主接線的選擇在現(xiàn)有的電力狀態(tài)系統(tǒng)情況下,對其進行相應的改造,其中觀測變電站的位置,對兩個位置進行相關(guān)的分析,在保證可靠性運行的基礎(chǔ)之上,應該在它的基礎(chǔ)上確定設計負荷容量,設計出需要使用的負荷容量,同時在進行規(guī)模建設方面,對于輸電方面的電壓以及電網(wǎng)質(zhì)量進行相關(guān)的統(tǒng)計設計,在輸電的過程當中副電荷的重要性是十分重要的,為了能夠保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行,則需要進行供需平衡設計,同時進行周邊環(huán)境的自動化控制以及規(guī)劃。3.2.1單母線接線方式單母線接線方式就是只有一組母線連接如圖3-1所示。這種類型接線的特征在于:在同一根母線上連接著電源和供電部分。在每一條分支上安裝斷開負荷電流和故障電流的斷路器以便于斷開和投入每一條進出的支路線路。（1）單母線具有布線簡單明了,設備少,投資少,操作方便,容易擴張的主要優(yōu)勢。（2）適用范圍。單母線接線,該種方式僅適用于對供電可靠性不高的,容量較小的變電站和小型工廠、企業(yè)等單位。（3）單母線接線缺點:當母線需要維護、保養(yǎng)或者遇到故障時就必須要停止母線運行,母線一旦停止運行那所有分支都將停止運行,母線上的斷路器或者是任何一個元器件檢修或者發(fā)生故障都是需要停電,這樣就造成可靠性很低。隔離開關(guān)在本次裝置當中的主要作用是,能夠用于開關(guān)基本的操作,在正常使用的過程當中。在進行操作斷路器及隔離開關(guān)的時候,必須按照相應的規(guī)格以及規(guī)章進行操縱,禁止私自操作,保證安全生產(chǎn)。圖3-1單母線接線

圖3-2單母線分段接線3.2.2單母線分段通常在設計方案以及經(jīng)濟成本的限制下必須使用單母線時可以用母線分段的方式彌補母線原有的缺陷。如圖3-2所示。我們可以將母線分為兩段,在端口之間加上斷路器,不同的用戶接入不同的母線,重要的用電單位接在穩(wěn)定性高的母線段,這樣就可以在某一部分出現(xiàn)故障時停運有故障的母線就可以了,其實這就是現(xiàn)在還被廣泛使用的單母線分段接線,因為其簡單、經(jīng)濟、方便所以一直沿用至今。單母線分段接線的優(yōu)勢:在簡單、經(jīng)濟、方便的基礎(chǔ)上能夠降低停電范圍,還能夠保護重點用電單位的供電,在兩個電源的供電情況下斷掉故障的一段,確保了正常部分母線電力不間斷供應。(3)單母線接線缺陷:避免不了故障時部分斷電的尷尬局面,還是需要將有故障的分支所有引線停掉,雖然不是百分之百斷電,但是也沒有全面改善斷電的情況,因此這種情況還需繼續(xù)改善。電氣主接線詳見圖3-3。圖3-3紡織廠主回路4電源進線及工廠高壓配電線路的設計4.1變電所進出線及與鄰近單位聯(lián)絡線的選擇4.1.110kV高壓進線的選擇校驗以架空方式敷設LJ型的鋁材料屬性絞線，連接至 的公用干線。(1)導線發(fā)熱條件校驗由可以查表初選 ，當溫度為35°C時電流為滿足發(fā)熱條件。(2)校驗機械強度經(jīng)查表可得最電纜最小允許的截面積為由此按照發(fā)熱條件的 電纜可以滿足機械強度的要求.由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗，主變壓器連接至高壓配電室初步使用 型的材料為交聯(lián)聚乙烯絕緣層的鋁制材料電纜敷設至地下五米以上深度。(1）按導線發(fā)熱條件校驗由 以及原始資料中土壤的溫度條件選擇截面積為 的交聯(lián)聚乙烯的電纜，電流＞167.3A滿足發(fā)熱條件。(2）校驗短路時的熱穩(wěn)定性電纜短路時熱穩(wěn)定性的最小截面積：經(jīng)查表可以得出式中的C，式中 則是按照通常情況下繼電保護動作時間 ，再加上段利器的短路最小時間，然后加 ，所以 。因此 型的電纜可以滿足短路時熱穩(wěn)定性的條件。高壓側(cè)配電電纜接線如圖4-1所示。圖4-1高壓配電圖4.1.2高壓側(cè)聯(lián)絡線在備用電源側(cè)的選擇校驗將 型的外套為交聯(lián)聚乙烯絕緣材料的鋁芯制電纜，敷設至地下，距離最近的變電所與其相連接。（1）按照導線發(fā)熱的條件校驗有原始材料可以計算出紡織廠的二級負荷總?cè)萘繛?， ，溫度最高的月份土壤的平均溫度為 ，經(jīng)查表可得，初步選擇電纜的截面積為 的外套為交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁制芯電纜（該型電纜最小芯線截面積為 ），通過電流 ，由此可見選擇的電纜滿足發(fā)熱條件。（2）電纜電壓損耗校驗經(jīng)過查表可以得知 鋁芯材料的電纜的電阻為 （電纜持續(xù)性溫度按照 計算），，二級負荷方面 ， ，電纜長度按照 計算，所以（3）電纜短路時熱穩(wěn)定性校驗經(jīng)以上電纜短路時的熱穩(wěn)定性校驗可以得知電纜截面積為 的阻燃型交聯(lián)電纜可以滿足熱穩(wěn)定性的要求。4.20.4kV側(cè)低壓出線的校驗使用型的電纜饋電輸送至重要生產(chǎn)車間（鍛造、制條車間、紡紗車間、化驗區(qū)職工車間、鍋爐房、軟水站、機修車間、染工車間、油泵房、水泵房、）。倉庫方面的供電使用型聚氯乙烯阻燃材料電纜。屬于三級負荷的生活區(qū)以及食堂、辦公樓等電力供應使用型的外套為絕緣橡膠鋁芯電纜。5短路計算5.1短路電流計算的目的線路的短路會給電力系統(tǒng)造成嚴重的損壞,在嚴重的時候會導致大面積的停電或者造成局域停電,因此為了避免該事故的發(fā)生,需要對電路進行特殊的保護,或者是進行精細的計算來限制短路電流,除此之外,還需要對電氣設備進行硬性保護,從外部來說降低其受損的概率以及降低其進行短路的幾率,在進行采取措施的時候,所采取措施的力度與計算的數(shù)值有著密切的關(guān)系,概括的來說,在進行計算數(shù)值時,其主要的目的如下:(1)在計算設備的浪涌電流的時候,需要保證設備能夠進行穩(wěn)定可靠性的工作,同時進行驗證各種用電器設備以及機械的熱穩(wěn)定性,在進行計算設備的熱穩(wěn)定性時,當計算出結(jié)果時,需要在該數(shù)值范圍內(nèi)進行有效的保護,以保證設備的穩(wěn)定運行;(2)提供用于電主布線的發(fā)電廠和變電站的設計和選擇必要的數(shù)據(jù);(3)在電力系統(tǒng)當中具有多種裝置,例如繼電器保護裝置和自動保護裝置,這類裝置在進行選型的時候都有其固定的工作參數(shù)以及保護范圍,在進行計算的過程當中,有利于為其選擇提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。5.2短路電流計算的方法為了簡化計算工作,在實際的短路電流計算中,經(jīng)常使用簡化假設手段,其中主要包括:a.標記或具有恒定電抗忽略;b.據(jù)認為,每種組分的在系統(tǒng)中的參數(shù)是恒定的,并且部件的電阻和導納高壓網(wǎng)絡,即,各組分的軍事彈簧電抗被表達在不考慮,和的電位在系統(tǒng)中的發(fā)電機是同相的,從而避免了復雜的計算;圖5-1系統(tǒng)等效電路圖5.2.1短路電流計算設基準容量 ， ，高壓側(cè)的電壓 ,低壓側(cè)的的電壓 ，則5.2.2短路電路中電抗標幺值的計算(1)系統(tǒng)容量 ，因此(2)架空線路阻抗計算由資料得 型電纜的 ，此類型電纜線路長 ，因此：(3)電力變壓器阻抗計算公式為：經(jīng)查表可得變壓器T1 ，變壓器T2 4，變壓器T3 ，變壓器T4 ，變壓器T5。由以上結(jié)果繪制出等效電路，如圖5-2圖5-2等效阻抗圖5.2.3K-1點短路計算計算K-1點（ 側(cè)）短路電路的總電抗以及三相短路電流和短路容量(1)總電抗的標幺值計算(2)三相短路的電流周期性分量有效值計算(3)其他短路電流計算(4)三相短路的容量計算：5.2.4K-2點的短路電流計算K-2點（ 側(cè)）的短路電路電流計算和總電抗以及三相短路電流和短路容量：(1)總電抗標幺值計算(2)三相短路電流周期分量有效值(3)其他短路電流(4)三相短路容量：K-3點的短路電流計算K-3點（0.4kv 側(cè)）的短路電路電流計算和總電抗以及三相短路電流和短路容量：(1)總電抗標幺值(2)三相短路電流周期分量有效值(3)其他短路電流(4)三相短路容量：K-4點短路計算求K-4點（0.4kV）的短路電路和總電抗及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標幺值(2)三相短路電流周期分量有效值(3)其他短路電流(4)三相短路容量：K-5點短路計算求K-5點（0.4kV）的短路電路和總電抗及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標幺值(2)三相短路電流周期分量有效值(3)其他短路電流(4)三相短路容量：K-6點短路計算K-6點（0.4kV）的短路電路和總電抗及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標幺值(2)三相短路電流周期分量有效值(3)其他短路電流(4)三相短路容量：通過計算得表5-1。表5-1短路點數(shù)據(jù)統(tǒng)計表三相短路電流/KA三相短路容量(MVA)短路計算點1.961.961.9652.9635.719.719.719.736.221.513.77.667.667.6614.18.355.3222.522.522.541.424.5315.6311.2511.2511.2520.712.267.817.667.667.6614.18.355.326高低壓電氣設備選擇6.1一次設備選擇與校驗的條件和項目為了實現(xiàn)紡織廠內(nèi)調(diào)整線路負荷,切換設備和線路并且能夠監(jiān)視主要設備的運行狀態(tài)以及處理故障,變電所或者配電室需要安裝大量的電氣設備,這樣才能夠滿足電力的生產(chǎn),才能夠保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。而選擇電氣設備都是有一定規(guī)范的,相關(guān)條件如下:按照電力系統(tǒng)正常運行方式選擇:額定電壓的選擇:安裝位置的最大電壓要小于最高承受電氣設備的電壓。對于電氣設備來說最大耐受電壓要在額定電壓的1.1至1.15倍之間,而且額定電壓的±10%屬于系統(tǒng)電壓的正常波動范圍。所以,電氣設備的額定電壓 要低于安裝位置的系統(tǒng)額定電壓。額定電流的選擇:根據(jù)變壓器選擇其最大過載能力時變壓器可能過載;母線分段電路是為了保護母線線被選擇為需要給負載與母線線連接的最大故障發(fā)電機的最大功率交叉;在故障期間可能會有其他電路傳遞負載至輸出電路,這一點需要考慮。在紡織廠內(nèi)供電系統(tǒng)進行建設的時候,其對外界的環(huán)境具有一定的影響,如果紡織廠所安裝的電氣設備建立的海拔較高,同時在環(huán)境當中污染情況比較嚴重,或者是溫濕度偏差過大,將會導致用電器設備出現(xiàn)嚴重的壽命縮短,在高海拔地區(qū)或者是高原地區(qū)進行使用用電器設備的時候,需要更高耐壓的設備以及更高耐環(huán)境的設備,同時在進行供電方面時降低設備的最大可容許電流,同時為了能夠使設備更加的安全運行,則避免接觸污染源。6.2變壓器為正常工作條件下校驗(1)按照工作電壓校驗電力設備的額定電壓 。通常情況下要大于所在電力系統(tǒng)的額定電壓。即（6-1）（2）按照工作電流校驗電力設備的額定電流 通常情況下要大于所在電力系統(tǒng)的計算電流 。即（6-2）6.3短路條件校驗隔離開關(guān)、負荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗（1）動態(tài)穩(wěn)定性的校驗或者 （6-4）—開關(guān)通過電流的極限峰值有效值，單位為KA；—開關(guān)通過電流的有效值，單位KA；—開關(guān)三相短路時沖擊電流的瞬時值，單位為KA；—開關(guān)所在處的三相短路沖擊電流的有效值，單位為KA.（2）熱穩(wěn)定性校驗的條件（6-5）其中 —開關(guān)熱穩(wěn)定性電流的有效值，單位為KA；t—開關(guān)熱穩(wěn)定性試驗時間，單位s；—開關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為 ；—短路時發(fā)熱過程的假想時間，單位為s。而短路時的發(fā)熱所假想的時間 通常按照下式計算：（6-6）系統(tǒng)的容量是無限大的假設而且由于 ，所以（6-7）式中 —短路電流的持續(xù)時間電路中主保護動作的時間外加所對應的斷路器全分閘的時間。當 時， 。以上述參數(shù)為基礎(chǔ)， 側(cè)選擇高壓少油的斷路器 ，其主要指標參數(shù)如表6-1所示。表6-1參數(shù)表斷路器型號額定電流 1631045（1）動穩(wěn)定性的校驗（2）熱穩(wěn)定性的校驗由以上比較可知斷路器完全滿足條件根據(jù)上述條件 側(cè)可以選擇型號為 的高壓隔離開關(guān)其主要參數(shù)指標如表6-2表6-2 參數(shù)表型號額定電流/A1021025.7（1）動穩(wěn)定性的校驗（2）熱穩(wěn)定性的校驗由以上比較可知高壓隔離開關(guān)完全滿足條件戶外的隔離開關(guān)可以選擇型號為其主要參數(shù)指標如表6-3表6-3 參數(shù)表型號額定電流/A104102510（1）動穩(wěn)定性的校驗（2）熱穩(wěn)定性的校驗由以上比較可知隔離開關(guān)完全滿足條件電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗(1)動穩(wěn)定性的校驗或 (6-8)公式中 —電流互感器的動穩(wěn)定電流，單位KA；—電流互感器的一次額定電流單位為A；—電流互感器的動穩(wěn)定電流倍數(shù)；(2)熱穩(wěn)定性校驗條件或 (6-9)式中 —電流互感器的熱穩(wěn)定電流，單位為KA；t—電流互感器的熱穩(wěn)定試驗時間，單位為s；—電流互感器的熱穩(wěn)定電流倍數(shù)（對 ）；由以上校驗條件選擇型號為 的電流互感器.（1）動穩(wěn)定性校驗（2）熱穩(wěn)定性校驗滿足熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性6.4高壓互感器的選擇與校驗在高壓互感器的選擇方面需要考慮二次側(cè)的負荷狀況，也就是二次側(cè)的負荷可以按照以下公式計算(6-10)一號變電所的容量為因為其他變電所是相同的狀況因此一致性選擇 型的電壓互感器。6.50.4kV側(cè)一次設備的選擇6.5.1P1車間配電室P1車間配電室0.4KV側(cè)負荷的總電流1247.6A，低壓斷路器可以選擇型號為 ，刀開關(guān)型號為。電流互感器可以選擇為 ，其電流比為 。此車間配電室供電范圍為鍛造車間、紡織車間、制條車間、軟化水站。鍛造車間的出線最大負荷電流17.66A，因此選擇適合于此電流的低壓電流互感器 ，其電流比為，低壓斷路器 。紡織車間的出線最大負荷電流531.7A，因此選擇適合于此電流的低壓電流互感器 ，其電流比為，低壓斷路器 。制條車間的出線的最大負荷電流531.7A，因此選擇適合于此電流的低壓電流互感器 ，其電流比為，低壓斷路器 。軟化水處理站的出線最大負荷電流 108.6A,因此選擇適合于此電流的低壓電流互感器 ，其電流比為,低壓斷路器 。6.5.2P2車間變電所P2車間配電室0.4KV側(cè)的負荷總電流371.14A。低壓斷路器可以選擇型號 ，刀開關(guān)型號為，電流互感器可以選擇 其電流比為 。此車間配電室的供電范圍為辦公樓、機修車間、倉庫。維修車間的負荷總電流為273.5A，電流互感器可以選擇型號 ，其電流比為 ，低壓斷路器為。倉庫處的負荷承載最大電流為36.5A，電流互感器可以選擇型號 ，其電流比為 ，低壓斷路器為。辦公樓負荷相對較小，其電流為37.22A，電流互感器型號可以選擇為 其電流比為 ,低壓斷路器為 。6.5.3P3車間變電所P3車間配電室0.4KV側(cè)負荷的總電流1314.13A。低壓斷路器型號為 ,低壓刀開關(guān)，電流互感器型號可以為，其電流比為 。此車間配電室的供電范圍為紡織車間、食堂、染工車間。紡織車間所負荷的最大電流為683.7A,電流互感器型號可以選為 ，其電流比為700/5，而低壓斷路器型號為 。染色車間負荷最大電流為607.73A,電流互感器型號與紡織車間相同，低壓斷路器 。食堂負荷電流較小，因此選擇與較小電流的單位一致即可。6.5.4P4車間變電所P4車間配電室0.4KV側(cè)所負荷的總電流522.8A。低壓斷路器型號為 ,刀開關(guān)在低壓側(cè)型號為，電流互感器的型號為 ，其電流比為 。此車間配電室的供電范圍為鍋爐區(qū)域、水泵、油泵房以及化驗區(qū)。鍋爐房所負荷的最大電流為212.71A，電流互感器型號 ，其電流比為 ,低壓斷路器。水泵房所負荷的最大電流為 ，電流互感器 ，其電流比為 ，低壓斷路器 。油泵房所負荷的最大電流 ，電流互感器 ，其電流比為 ）低壓斷路器 ?；瀰^(qū)所負荷的最大電流 ，電流互感器 ，其電流比為 ）低壓斷路器 。6.5.5P5車間變電所P5車間配電室0.4KV側(cè)所負荷的總電流為 。低壓斷路器 低壓刀開關(guān) ，低壓電流互感器 （電流比為 ）。此配電室僅供生活區(qū)所用。生活區(qū)所負荷的最大電流為 。低壓電流互感器 （電流比為 ）,低壓斷路器。在 母線側(cè)選擇電纜型號為 , 母線側(cè)使用型號為 的電纜。7防雷與接地設計供電系統(tǒng)的防雷擊裝置有接閃裝置與避雷裝置，兩種裝置的接閃裝置中接閃器的外表金屬材料可以直接接觸雷擊并且將雷擊的作用力傳入大地。而接閃裝置通常為我們所說的避雷針，避雷針以金屬棍狀形狀將巨大的電力傳送至避雷裝置中然后接入大地，接閃器所連接的金屬線為避雷線，避雷線又可以稱為避雷線，因為避雷線一般架在空中因此也成為了架空地線。接閃器所承載的帶狀金屬通常稱為避雷帶，金屬網(wǎng)也被稱為避雷網(wǎng)。