某化纖毛紡廠總配變電所及高壓配電設(shè)計(jì)

畢業(yè)論文〔設(shè)計(jì)〕論文題目：系別：專業(yè)：班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：某化纖毛紡廠總配變電所及高壓配電系統(tǒng)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(chē)間中去，它由工廠降壓變電所，高壓配電線路，車(chē)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(chē)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(guó)家供電情況,解決對(duì)各部門(mén)平安可靠，經(jīng)濟(jì)技術(shù)的分配電能的問(wèn)題。其根本內(nèi)容有以下幾方面：進(jìn)線電壓的選擇,變配電所位置的選擇,短路電流的計(jì)算及繼電保護(hù),電氣設(shè)備的選擇,車(chē)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。關(guān)鍵詞:計(jì)算負(fù)荷，繼電保護(hù)，變壓器，短路電流Abstract:Factorypowersupplysystemismeantocutdownthepowersystems’energyanddistributpowertoeachplantorworkshop,Itconsistsofstep-downsubstationplant,highpressuredistributionlines,substationplant,low-voltagedistributionlinesandelectricequipment.Thedesignoftotalstep-downsubstationanddistributionsystemisaccordingtothenumberandnatureoftheloadineachworkshops,therequirementsoftheloadinProductionprocessanddistributionoftheLoad,Combinationofthenationalpowersupplysituationtoresolveeachdepartments'problemthathowtodistributepowerSafely,reliablely,Economicallyandtechnology.Thebasiccontentsareasfollows,Linevoltageselection,Substationlocationselection,Calculationofshortcircuitcurrentandrelayprotection，Thechoiceofelectricalequipmentandtheplantsubstationlocation,Thenumberandcapacityoftransformers,thedesignofLightningGroundingDevice,andsoon.Keywords:Calculatedload,RelayProtection,transformers,short-circuitcurrent目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章緒論61.1工廠供電的意義和要求61.2工廠供電設(shè)計(jì)的一般原那么71.3設(shè)計(jì)要求7第二章設(shè)計(jì)背景資料82.1工廠的總平面布置圖82.2工廠情況82.3工廠各車(chē)間負(fù)荷情況及車(chē)間變電所的容量82.4工廠供用電協(xié)議92.5工廠負(fù)荷性質(zhì)102.6工廠自然條件10第三章設(shè)計(jì)過(guò)程103.1工廠負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償103.1.1負(fù)荷計(jì)算103.1.2無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)計(jì)123.2工廠總降壓變電所位置和型式的選擇143.2.1變電所所址的選擇143.2.2變配電所型式的選擇153.2.3變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇153.2.4變電所主變壓器型式和聯(lián)接組別的選擇163.3變電所主變壓器和主接線方案的選擇163.3.1電氣主接線的概述163.3.2工廠電氣主接線的設(shè)計(jì)原那么和要求173.3.3主接線的設(shè)計(jì)步驟173.3.4供電根本接線型式183.3.5配電所主接線方案的比照及選擇193.4計(jì)算短路電流223.4.1產(chǎn)生短路的原因和短路的種類223.4.2繪制計(jì)算電路圖233.4.3計(jì)算短路電流233.5電氣設(shè)備的選擇校驗(yàn)263.5.1高壓電器選擇的一般原那么26高壓斷路器的選擇與校驗(yàn)273.5.3低壓斷路器273.5.4熔斷器的選擇與校驗(yàn)283.5.5隔離開(kāi)關(guān)的選擇與校驗(yàn)293.5.6電流互感器的選擇與校驗(yàn)293.5.7電壓互感器的選擇校驗(yàn)303.5.8母線313.5.9低壓斷路器31刀開(kāi)關(guān)的選擇和校驗(yàn)32高壓開(kāi)關(guān)柜32低壓開(kāi)關(guān)柜32按以上各設(shè)備的的選擇和校驗(yàn)方法，總結(jié)為表６與表７：33上下壓母線的選擇35變電所進(jìn)出線的選擇和校驗(yàn)3510kV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇35由總配電所至各車(chē)間變電所的一段引入電纜的選擇校驗(yàn)35380V低壓出線的選擇363.7變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定373.7.1高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路373.7.2變電所的電能計(jì)量回路383.7.3變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路39變電所的保護(hù)裝置措施403.8變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)44變電所的防雷措施443.8.2變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)45參考文獻(xiàn)46第一章緒論1.1工廠供電的意義和要求工廠供電，就是指工廠所需電能的供給和分配，亦稱工廠配電。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供給用：電能輸送的分配既簡(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。因此電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)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(dòng)力，但是他在產(chǎn)品本錢(qián)中所占的比重一般很小〔除電化工業(yè)外〕。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品本錢(qián)中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(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)本錢(qián)，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)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供給突然中斷，那么對(duì)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(duì)于開(kāi)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)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)效勞，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須到達(dá)以下根本要求：〔1〕平安在電能的供給、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故?！?〕可靠應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求?！?〕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的消耗量。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)開(kāi)展。1.2工廠供電設(shè)計(jì)的一般原那么按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、GB50053-94《10kv及以下設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原那么：

(1)遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；

必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。

(2)平安可靠、先進(jìn)合理；

應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的平安，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。(3)近期為主、考慮開(kāi)展；

應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和開(kāi)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期開(kāi)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。

(4)全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。

按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成局部。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及開(kāi)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。由此可見(jiàn)，一個(gè)好的供配電設(shè)計(jì)是一個(gè)工廠能順利投產(chǎn)、運(yùn)行、盈利的基石。對(duì)于一個(gè)工廠來(lái)說(shuō)，一套好的供配電設(shè)計(jì)是必須有的。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。1.3設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)的題目是“某花錢(qián)毛紡廠總配電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)”。設(shè)計(jì)的詳細(xì)數(shù)據(jù)將在隨后的設(shè)計(jì)過(guò)程中給出，在此就不再重復(fù)了。通過(guò)工廠供電設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)要求如下：(1)工廠的負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償；(2)確定工廠總配變電所的所址和型式；(3)確定工廠總配變電所的主接線方案(要求從兩個(gè)比擬合理的方案中優(yōu)選)，總降壓變電所要結(jié)合主接線方案確實(shí)定，確定主變壓器型式、容量和數(shù)量；(4)短路計(jì)算與動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)，并選擇一次設(shè)備；(5)選擇工廠進(jìn)線及高壓配電線路；(6)選擇電源進(jìn)線的二次回路方案及整定繼電保護(hù)；(7)工廠總變電所防雷保護(hù)及接地裝置的設(shè)計(jì)。第二章設(shè)計(jì)背景資料2.1工廠的總平面布置圖圖2-1工廠的總平面布置圖2.2工廠情況本廠主要從事生產(chǎn)化纖紡織產(chǎn)品以及印染精加工，年生產(chǎn)能力2.3×106米，其中：厚織物占50%，中厚織物占30%，薄織物占20%。全部產(chǎn)品中以腈綸為主體的混紡物占60%，以滌綸為主體的混紡物占40%。2.3工廠各車(chē)間負(fù)荷情況及車(chē)間變電所的容量工廠各車(chē)間負(fù)荷情況及車(chē)間變電所的容量如表2-1所示表2-1各車(chē)間和車(chē)間變電所負(fù)荷計(jì)算表〔380V〕序號(hào)車(chē)間名稱設(shè)備容量/kwKdcosφtanφ計(jì)算負(fù)荷車(chē)間變電所代號(hào)變壓器臺(tái)數(shù)及容量kVA1制條車(chē)間3400.80.80N0.1車(chē)變1×紡紗車(chē)間3400.80.80飲水站860.650.80鍛工車(chē)間370.20.65機(jī)修車(chē)間2960.30.50幼兒園12.80.60.60倉(cāng)庫(kù)380.30.50小計(jì)〔K∑=0.9〕2織造車(chē)間5250.80.80N0.2車(chē)變1×染整車(chē)間4900.80.801×浴室、理發(fā)室50.81.01×食堂400.750.80單身宿舍500.81.0小計(jì)〔K∑=0.9〕1×3鍋爐房1510.750.80N0.3車(chē)變1×水泵房1180.750.801×化驗(yàn)室880.750.801×油泵房140.750.801×小計(jì)〔K∑=0.9〕2.4工廠供用電協(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。系統(tǒng)變電站在工廠南0.5km?！?〕系統(tǒng)變電站饋電線的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)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1s?！?〕在工廠總配電所的10kv進(jìn)線側(cè)進(jìn)行電能測(cè)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)的短路數(shù)據(jù)，如表2-2所示。其配電系統(tǒng)圖，如圖2-3所示。表2-2電力系統(tǒng)10kv母線的短路數(shù)據(jù)表2-2電力系統(tǒng)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〕k·max=187MVA電力系統(tǒng)可視為無(wú)限大容量系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)S〔3〕k·min=107MVA圖2-3配電系統(tǒng)圖：〔5〕供電貼費(fèi)和每月電費(fèi)制電量計(jì)量：在總配電所10KV側(cè)計(jì)量。供電局實(shí)行兩部電價(jià)：①根本電價(jià)：按變壓器安裝容量每1千伏安每月4元計(jì)費(fèi)。②電度電價(jià)：10KV?=0.06元/KW③線路的功率損失在發(fā)電廠引起的附加投資按每千瓦1000元計(jì)。2.5工廠負(fù)荷性質(zhì)本廠多數(shù)車(chē)間為三班制，少數(shù)車(chē)間為一班或兩班制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)位6000h。本廠屬于二級(jí)負(fù)荷。2.6工廠自然條件本場(chǎng)所在地區(qū)平均海拔215m，地層以砂粘土為主，地下水位5m；年最氣溫為40℃，年平均氣溫29℃，年最低氣溫1℃，年最熱月平均最高氣溫為32℃，年最熱月平均氣溫為31℃第三章設(shè)計(jì)過(guò)程3.1工廠負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償3.1.1負(fù)荷計(jì)算1、負(fù)荷計(jì)算的意義在電力系統(tǒng)中，用電設(shè)備需用的電功率稱為電力負(fù)荷，簡(jiǎn)稱負(fù)荷或功率。功率是表示能量變化速率的一個(gè)重要物理量。電功率又分為有功功率、無(wú)功功率和視在功率。電阻性用電設(shè)備總是消耗能量的，電阻所消耗的功率稱為有功功率，用字母P表示；純電感〔或純電容〕性設(shè)備能夠儲(chǔ)存能量，但不消耗能量，它只是與電源之間進(jìn)行能量的交換，時(shí)而由電源吸收能量?jī)?chǔ)存在磁場(chǎng)〔或電場(chǎng)〕中，時(shí)而又將儲(chǔ)存的能量釋放，電感〔或電容〕并未真正消耗能量。這種與電源進(jìn)行交換能量的功率，稱為無(wú)功功率，用字母Q表示；視在功率，在三相交流電路中是乘以線電壓與線電流，用字母S表示。計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)的工廠的用電設(shè)備安裝容量確定的、預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。它是設(shè)計(jì)時(shí)作為選擇工廠電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開(kāi)關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的重要依據(jù)。2、負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的在進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)時(shí)，根本的原始資料為工藝部門(mén)提供的各種用電設(shè)備的產(chǎn)品銘牌數(shù)據(jù)，如額定容量，額定電壓等，這是設(shè)計(jì)的依據(jù)。但是能否簡(jiǎn)單地用設(shè)備額定容量來(lái)選擇導(dǎo)體和各種供電設(shè)備呢？顯然是不能的。因?yàn)樗惭b的設(shè)備并非都同時(shí)運(yùn)行，而且運(yùn)行的設(shè)備實(shí)際需用的負(fù)荷也并不是每一時(shí)刻都等于設(shè)備的額定容量，而是在不超過(guò)額定容量的范圍內(nèi)，時(shí)大時(shí)小地變化著。所以直接用額定容量〔也稱安裝容量〕選擇供電設(shè)備和供配電系統(tǒng)，必將導(dǎo)致有色金屬的浪費(fèi)和工程投資的增加。因而，供配電設(shè)計(jì)的第一步，需要計(jì)算全廠和各車(chē)間的實(shí)際負(fù)荷。負(fù)荷計(jì)算的目的是為了掌握用電情況，合理選擇配電系統(tǒng)的設(shè)備和元件，如導(dǎo)線、電纜、變壓器、開(kāi)關(guān)等。負(fù)荷計(jì)算過(guò)小，那么依此選用的設(shè)備和載流局部有過(guò)熱危險(xiǎn)，輕者使線路和配電設(shè)備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的平安運(yùn)行。負(fù)荷計(jì)算偏大，那么造成設(shè)備的浪費(fèi)和投資的增大。因此，正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)平安、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。負(fù)荷計(jì)算主要包括：〔1〕求計(jì)算負(fù)荷〔也稱需用負(fù)荷〕。目的是為了合理地選擇各級(jí)電壓供電網(wǎng)絡(luò)、變壓器容量和電氣設(shè)備型號(hào)等?！?〕算出尖峰電流。用于計(jì)算電壓波動(dòng)、電壓損失，選擇熔斷器和保護(hù)元件等?！?〕算出平均負(fù)荷。用來(lái)計(jì)算全場(chǎng)電能需要、電能損耗和選擇無(wú)功補(bǔ)償裝置等。3、負(fù)荷計(jì)算的方法計(jì)算負(fù)荷是用來(lái)按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。由于載流導(dǎo)體一般通電半小時(shí)〔30min〕后即可到達(dá)穩(wěn)定的溫升值，因此通常取“半小時(shí)最大負(fù)荷”作為按發(fā)熱條件選擇電氣元件的計(jì)算負(fù)荷。有功計(jì)算負(fù)荷表示為P30，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷表示為Q30，時(shí)在計(jì)算負(fù)荷表示為S30，而計(jì)算電流表示為I30。目前負(fù)荷計(jì)算常用需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法，此外還有一些尚未推廣的方法如單位產(chǎn)品耗電法、單位面積功率法、變值系數(shù)法和ABC法等。用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷確實(shí)定，在工程中常用的是需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法是世界各國(guó)普遍應(yīng)用確實(shí)定計(jì)算負(fù)荷的方法，而二項(xiàng)式法應(yīng)用的局限性較大，主要應(yīng)用于機(jī)械加工企業(yè)。關(guān)于以概率論為理論根底而提出的用以取代二項(xiàng)式法的利用系數(shù)法，由于計(jì)算比擬繁復(fù)而未能得到普遍應(yīng)用。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不甚懸殊時(shí)，宜采用需要系數(shù)法來(lái)計(jì)算。采用此方法計(jì)算用電設(shè)備組的負(fù)荷時(shí)，應(yīng)將性質(zhì)相同的用電設(shè)備劃作一組，并根據(jù)該組用電設(shè)備的類別，查出相應(yīng)的需要系數(shù)Kd，然后按照公式求出改組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量又相差懸殊時(shí)，宜采用二項(xiàng)式法計(jì)算。無(wú)論采用哪一種計(jì)算方法來(lái)確定用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，首先要正確判別用電設(shè)備的類別和工作性質(zhì)，準(zhǔn)確的分組。例如機(jī)修車(chē)間的機(jī)床，應(yīng)屬于小批量生產(chǎn)的冷加工機(jī)床。又如壓塑機(jī)、拉絲機(jī)等，那么應(yīng)屬熱加工機(jī)床。此設(shè)計(jì)采用的是需要系數(shù)法來(lái)對(duì)電力負(fù)荷計(jì)算。因?yàn)樾枰禂?shù)是用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。這種方法簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負(fù)荷計(jì)算。采用利用系數(shù)法求出最大負(fù)荷的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷，計(jì)算過(guò)程十分繁瑣。而單位面積功率法和單位指標(biāo)法主要多用于民用建筑。單位產(chǎn)品耗電量法主要適用于某些工業(yè)。負(fù)荷計(jì)算公式：P30=Kd*PeQ30=P30*tanφS30=P30／COSφI30=S30／(UN√3)Pe—用電設(shè)備組總的設(shè)備容量〔不含備用設(shè)備容量，單位為kw〕,UN—用電設(shè)備組的額定電壓〔單位為kv〕。表3-1某化纖毛紡廠負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)車(chē)間名稱設(shè)備容量/kwKdcosφtanφ計(jì)算負(fù)荷車(chē)間變電所代號(hào)變壓器臺(tái)數(shù)及容量kVA1制條車(chē)間3400.80.80N0.1車(chē)變1×1200紡紗車(chē)間3400.80.80飲水站860.650.80鍛工車(chē)間370.20.65機(jī)修車(chē)間2960.30.50幼兒園12.80.60.60倉(cāng)庫(kù)380.30.50小計(jì)〔K∑=0.9〕2織造車(chē)間5250.80.80N0.2車(chē)變1×1250染整車(chē)間4900.80.80浴室、理發(fā)室50.81.0食堂400.750.80單身宿舍500.81.0小計(jì)〔K∑=0.9〕3鍋爐房1510.750.80N0.3車(chē)變1×400水泵房1180.750.80化驗(yàn)室880.750.80油泵房140.750.80小計(jì)〔K∑=0.9〕無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)計(jì)按我國(guó)原電力工業(yè)部1996年公布實(shí)施的《供電營(yíng)業(yè)規(guī)那么》規(guī)定：“用戶應(yīng)在提高用電自然功率因數(shù)的根底上，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，并做到隨其負(fù)荷和電壓變動(dòng)及時(shí)投入或切除，防止無(wú)功電力倒送。除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)頂峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，應(yīng)到達(dá)以下規(guī)定：100kVA及以上高壓供電的用戶，功率因數(shù)為0.9以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、泵購(gòu)轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上。農(nóng)業(yè)用戶，功率因數(shù)為0.80。凡功率因數(shù)不能到達(dá)上述規(guī)定的新用戶，供電企業(yè)可拒絕接電。對(duì)已送電用戶，供電企業(yè)應(yīng)催促和幫助用戶采取措施，提高功率因數(shù)。對(duì)在規(guī)定期限內(nèi)仍未采取措施到達(dá)上述要求的用戶，供電企業(yè)可以中止或限制供電?！币虼斯S的功率因數(shù)達(dá)不到上述要求時(shí)，必需增設(shè)無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置。1、無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置無(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)，因此并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式，有以下三種：①、高壓集中補(bǔ)償電容器集中裝設(shè)在變電所的高壓電容器室內(nèi)，與高壓母線相聯(lián)。②、低壓集中補(bǔ)償電容器集中裝設(shè)在變電所的低壓電容器室內(nèi)，與低壓母線相聯(lián)。③、低壓分散補(bǔ)償電容器分散裝設(shè)在低壓配電箱旁或與用電設(shè)備并聯(lián)。2、并聯(lián)電容器的選擇與計(jì)算⑴、無(wú)功功率補(bǔ)償容量〔單位為kvar〕的計(jì)算:QC1=P30(tanφ1-tanφ2)式中P30—工廠的有功計(jì)算負(fù)荷，單位為kw；tanφ1—對(duì)應(yīng)于補(bǔ)償前功率因數(shù)cosφ1的正切；tanφ2—對(duì)應(yīng)于補(bǔ)償后到達(dá)功率因數(shù)cosφ2的正切。⑵并聯(lián)電容器個(gè)數(shù)的計(jì)算：N=Qc／qc式中qc—單個(gè)電容器的容量，單位為kvar。注意：對(duì)于單相電容器，n應(yīng)取為3的整數(shù)倍，以便三相均衡分配。表3-2無(wú)功功率補(bǔ)償量及設(shè)備選擇需無(wú)功補(bǔ)償處車(chē)間變電所1車(chē)間變電所2車(chē)間變電所3總計(jì)需要的無(wú)功補(bǔ)償量/kvar選補(bǔ)償電容器的型號(hào)為：QC1=P30(tanφ1-tanφ2)N=Qc／qc因此，補(bǔ)償電容器為3的倍數(shù)個(gè)。無(wú)功補(bǔ)償后的負(fù)荷情況如表3-3所示。表3-3無(wú)功補(bǔ)償后的負(fù)荷情況工程cosφ計(jì)算負(fù)荷P30kWQ30kvarS30kVAI30A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.796kV設(shè)備側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷—無(wú)功補(bǔ)償量——－2880——變壓器損耗—0.015=270.06=90——35kV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.9550331294519685.73.2工廠總降壓變電所位置和型式的選擇變電所所址的選擇㈠、變電所所址選擇的一般原那么選擇工廠變配電所的所址，應(yīng)根據(jù)以下要求并經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比擬后擇優(yōu)確定:⑴接近負(fù)荷中心。⑵進(jìn)出線方便。⑶接近電源側(cè)。⑷設(shè)備吊裝和運(yùn)輸方便。⑸不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所。⑹不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所。當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。⑺不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所貼鄰。⑻不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方；當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50058—1992《爆炸與火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。⑼不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。⑽高壓配電所應(yīng)盡量與鄰近車(chē)間變電所或有大量高壓用電設(shè)備的廠房合建在一起。GB50053—1994《10kv及以下變電所設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》還規(guī)定：①裝有可燃性油浸電力變壓器的車(chē)間內(nèi)變電所，不應(yīng)設(shè)在三、四級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)；當(dāng)設(shè)在二級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)，建筑物應(yīng)采取局部防火措施。②多層建筑物中，裝有可燃性油的電氣設(shè)備，變、配電所應(yīng)設(shè)置在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁。③高層主體建筑內(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的變、配電所。當(dāng)受條件限制必須設(shè)置時(shí)，應(yīng)設(shè)在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的來(lái)兩旁，并應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50045—1995《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定，采取相應(yīng)的防火措施。④露天或半露天的變電所，不應(yīng)設(shè)置在以下場(chǎng)所：Ⅰ、有腐蝕性氣體的場(chǎng)所；Ⅱ、挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級(jí)為四級(jí)的建筑物；Ⅲ、附近有棉、糧及其他易燃、易爆物品集中的露天堆場(chǎng)；Ⅳ、容易沉積可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴(yán)重影響變壓器平安運(yùn)行的場(chǎng)所。㈡、負(fù)荷中心確實(shí)定方法負(fù)荷中心確實(shí)定方法有兩種:利用以負(fù)荷圓表示的負(fù)荷指示圖來(lái)判定負(fù)荷中心和利用負(fù)荷功率矩法來(lái)確定負(fù)荷中心。本設(shè)計(jì)采用的是利用負(fù)荷功率矩法來(lái)確定負(fù)荷中心。負(fù)荷中心坐標(biāo)：X=∑(PiXi)／∑PiY=∑(PiYi)／∑Pi式中：Pi—表示個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，列入P1(x1,y1)…∑Pi=P1+P2+P3+…注意：負(fù)荷中心雖是選擇變配電所位置的重要因數(shù)，但不是唯一因數(shù)。因此負(fù)荷中心的計(jì)算不必要求十分精確。變配電所的所址，必須全面分析比擬后擇優(yōu)確定。表3-1各變配電所位置圖區(qū)域變電站區(qū)域變電站車(chē)間變電所車(chē)間變電所3車(chē)間變電所1車(chē)間變電所1工廠總配電所工廠總配電所車(chē)間變電所2車(chē)間變電所2新變電所新變電所變配電所型式的選擇變電所有屋內(nèi)式和屋外式兩大形式。屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。在選擇工廠總變配電所型式時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜；技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選擇屋內(nèi)式。負(fù)荷較大的車(chē)間，宜設(shè)附設(shè)式或半露天式變電所。負(fù)荷較大的多跨廠房及高層建筑內(nèi)，宜設(shè)車(chē)間內(nèi)變電所或組合是成套變電站。負(fù)荷小而分散的工廠車(chē)間及生活區(qū)，或需遠(yuǎn)離有易燃易爆危險(xiǎn)環(huán)境及有腐蝕性車(chē)間時(shí)，宜設(shè)獨(dú)立變電所。如屋外環(huán)境正常，亦可設(shè)露天變電所，有條件時(shí)亦可設(shè)戶外箱式變電站。工廠的生活區(qū)，當(dāng)變壓器容量在315kVA及以下時(shí)，宜設(shè)桿上式變電臺(tái)或高臺(tái)式變電所。根據(jù)各車(chē)間變電所變壓器的容量，本設(shè)計(jì)所有變電所均選擇屋內(nèi)式。變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇一、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇主變壓器臺(tái)數(shù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合以下條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上主變壓器：⑴有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷。⑵季節(jié)性負(fù)荷變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。⑶集中負(fù)荷較大，例如1250KVA時(shí)。其他情況下宜裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。二、變電所主變壓器容量的選擇1.裝有一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量SN·T應(yīng)不小于總的計(jì)算負(fù)荷S30，即：SN·T≥S302.裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)主變壓器容量SN·T不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷S30的60%—70%，即：SN·T≈〔0.6～0.7〕S30同時(shí)每臺(tái)主變壓器容量SN·T不應(yīng)小于全部一、二級(jí)負(fù)荷的計(jì)算負(fù)荷之和S30(Ⅰ﹢Ⅱ),即：SN·T≥S30(Ⅰ﹢Ⅱ)3.主變壓器單臺(tái)容量上限單臺(tái)10〔6〕／0.4kV的配電變壓器容量一般不宜大于1250KVA。當(dāng)用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，亦可選用1600～2000kVA的變壓器。生活區(qū)變電所的單臺(tái)主變壓器容量不宜大于630kVA。變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇，還應(yīng)結(jié)合變電所主接線方案的設(shè)計(jì)來(lái)綜合考慮。變電所主變壓器型式和聯(lián)接組別的選擇1、變電所主變壓器型式的選擇一般正常環(huán)境的變電所，可選用油浸式變壓器，且應(yīng)優(yōu)先選用S9、S11等系列變壓器。在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器平安運(yùn)行的場(chǎng)所，應(yīng)選用S9-M、S11-M·R等系列全封閉式變壓器。多層或高層建筑屋內(nèi)的變電所，宜選用SC9等系列環(huán)氧樹(shù)脂澆注干式變壓器或SF6充氣型變壓器。多雷地區(qū)及土壤電阻率較高的山區(qū)，宜選用防雷型變壓器。例如SZ等型變壓器。2、變電所主變壓器聯(lián)接組別的選擇三相負(fù)荷根本平衡，其低壓中性線電流不超過(guò)其低壓繞組額定電流25%、且其供電系統(tǒng)諧波干擾不甚嚴(yán)重時(shí)，三相配電變壓器的聯(lián)接組可選YynO。當(dāng)由單相不平衡負(fù)荷引起的中性線電流超過(guò)變壓器低壓繞組額定電流25%時(shí)，或供電系統(tǒng)中存在較大的“諧波源”、高次諧波比擬突出時(shí)，三項(xiàng)配電變壓器的聯(lián)接組宜選Dyn11。3.3變電所主變壓器和主接線方案的選擇電氣主接線的概述工廠供電系統(tǒng)電氣主接線是將變壓器、開(kāi)關(guān)電器、互感器等電氣設(shè)備按一定順序連接而成的接受、分配和傳輸電能的總電路，又稱一次電路或一次接線圖。通常用單線圖表示。一次電路中的所有電氣設(shè)備，稱為一次元件或一次電氣設(shè)備。主接線是否合理,對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的靈活性、平安性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，以及繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系。它是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。在圖上所有電器均以新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)表示，按它們的正常狀態(tài)畫(huà)出。所謂正常狀態(tài)，就是電器所處的電路中既無(wú)電壓，也無(wú)外力作用的狀態(tài)。對(duì)于圖中的斷路器和隔離開(kāi)關(guān)，是畫(huà)出它們的斷開(kāi)位置。在圖上高壓設(shè)備均以標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)代表，一般在主接線路圖上只標(biāo)出設(shè)備的圖形符號(hào)，在主接線的施工圖上，除畫(huà)出代表設(shè)備的圖形符號(hào)外，還應(yīng)在圖形符號(hào)旁邊寫(xiě)明設(shè)備的型號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)。從主接線圖上我們可了解變電所設(shè)備的電壓、電流的流向、設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量、變電所的規(guī)模及設(shè)備間的連接方式等，因此，主接線圖是變電所的最主要的圖紙之一。工廠電氣主接線的設(shè)計(jì)原那么和要求變配電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等因數(shù)綜合分析確定，并應(yīng)滿足平安、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。1、考慮變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。2、考慮近期和遠(yuǎn)期的開(kāi)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)五到十年電力系統(tǒng)開(kāi)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小及分布負(fù)荷增長(zhǎng)速度和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來(lái)確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。3、考慮用電負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響對(duì)一級(jí)用電負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級(jí)用電負(fù)荷不間斷供電；對(duì)二級(jí)用電負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大局部二級(jí)用電負(fù)荷供電；三級(jí)用電負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。4、考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。通常對(duì)大型變電所，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此，其對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求低。5、考慮備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無(wú)而有所不同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)否允切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。主接線的設(shè)計(jì)步驟電氣主接線的具體設(shè)計(jì)步驟如下：1、分析原始資料(1)本工程情況變電站類型，設(shè)計(jì)規(guī)劃容量〔近期，遠(yuǎn)景〕，主變臺(tái)數(shù)及容量等。(2)電力系統(tǒng)情況電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景開(kāi)展規(guī)劃〔5～10年〕，變電站在電力系統(tǒng)中的位置和作用，本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。(3)負(fù)荷情況負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量等。(4)環(huán)境條件當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度等因素，對(duì)主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。(5)設(shè)備制造情況為使所設(shè)計(jì)的主接線具有可行性，必須對(duì)各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價(jià)格等資料聚集并分析比擬，保證設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。2、擬定主接線方案根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，在原始資料分析的根底上，可擬定出假設(shè)干個(gè)主接線方案。因?yàn)閷?duì)出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮不同，會(huì)出現(xiàn)多種接線方案。應(yīng)依據(jù)對(duì)主接線的根本要求，結(jié)合最新技術(shù)，確定最優(yōu)的技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線方案。3、短路電流計(jì)算對(duì)擬定的主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。4、主要電器選擇包括高壓斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線等電器的選擇。5、繪制電氣主接線圖將最終確定的主接線，按工程要求，繪制工程圖。供電根本接線型式電氣主接線的根本形式：1.單母線接線單母線是比擬簡(jiǎn)單的接線方式。單母線接線又分為單母線不分段、用隔離開(kāi)關(guān)分段的單母線接線和用高壓斷路器分段的單母線接線三種形式。①單母線不分段接線單母線不分段接線的優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性比擬好。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，誤操作是造成系統(tǒng)故障的重要原因之一，主接線簡(jiǎn)單，操作人員發(fā)生錯(cuò)誤操作的可能性小，因而接線簡(jiǎn)單也是評(píng)價(jià)主接線的條件之一。單母線的缺點(diǎn)：可靠性和靈活性差。例如當(dāng)母線或母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障或進(jìn)行檢修時(shí)，必須斷開(kāi)所有回路的電源，造成對(duì)全部用戶供電中斷。但當(dāng)某一出線發(fā)生故障或檢修出線斷路器時(shí)，可只中斷對(duì)該出線上用戶的供電，而不影響其他用戶，所以仍具有一定可靠性。適用范圍:可用于對(duì)供電連續(xù)性要求不高的二級(jí)負(fù)荷用戶，或有備用電源的二級(jí)負(fù)荷用戶。②單母線分段接線為了克服上述缺點(diǎn)，可用隔離開(kāi)關(guān)或斷路器將單母線分段。當(dāng)用隔離開(kāi)關(guān)分段時(shí)，如需檢修母線或母線隔離開(kāi)關(guān)，可將分段隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后分段進(jìn)行。當(dāng)母線發(fā)生該故障時(shí)，經(jīng)過(guò)短時(shí)間倒閘操作將故障段切除，非故障段仍可繼續(xù)運(yùn)行，對(duì)1/2的用戶僅短時(shí)間中斷供電。假設(shè)用斷路器分段時(shí)，除仍具有可分段檢修母線的優(yōu)點(diǎn)外還可在母線或母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障時(shí)，同時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)母線分段斷路器和進(jìn)線斷路器，以保證非故障局部連續(xù)供電。但是，上述兩種單母線分段接線存在共同缺點(diǎn)，即在母線檢修或發(fā)生故障時(shí)，仍有50%左右的用戶停電；出線斷路器檢修仍對(duì)該出現(xiàn)上的用戶停電。為了進(jìn)一步縮小停電范圍，單母線可采用多分段〔如三分段〕接線方式，對(duì)重要用戶可由兩段母線同時(shí)供電，以提高供電可靠性。適用范圍：在有兩回進(jìn)線電源的條件下，采用單母線分段接線較為優(yōu)越。特別是備用電源自動(dòng)重合閘裝置的采用，更能單母線用斷路器分段接線的供電可靠性。目前，單母線分段已廣泛用于10KV及以下變配電所。2、雙母線接線雙母線接線的主要優(yōu)點(diǎn)是供電可靠、運(yùn)行靈活、檢修方便、易于擴(kuò)建，在大、中型發(fā)電廠和變電所中廣為采用。在雙母線接線中，兩組母線均可分別作為工作母線或備用母線使用，應(yīng)視具體情況而定。適用范圍：當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源較多，輸送和穿越功率較大，母線故障后要求迅速恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時(shí)不允許影響對(duì)用戶的供電，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對(duì)接線的靈活性有一定要求時(shí)采用該接線方式。如：配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電帶電抗器時(shí)；配電裝置，當(dāng)出線回路數(shù)超過(guò)8回時(shí)，或連接的電源較多，負(fù)荷較大時(shí)；配電裝置，出線回路數(shù)為5回及級(jí)以上時(shí)。3、橋形接線對(duì)于具有兩回電源進(jìn)線和兩臺(tái)變壓器的降壓變壓所，可考慮采用橋形接線。它是由單母線分段接線演變而成的一種更簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)并具有相當(dāng)可靠性的接線方式。橋形接線的接線特點(diǎn)是：用一組橫向?qū)Ь€〔包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)〕將兩回線路和兩臺(tái)變壓器橫向連接起來(lái)。橫向?qū)Ь€謂之跨“橋”，并省掉線路側(cè)〔或變壓器側(cè)〕的斷路器。根據(jù)跨接“橋”連接位置和省掉斷路器的回路不同，又分為內(nèi)橋接線和外橋接線。①內(nèi)橋接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器；缺點(diǎn)：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，影響一回線路的暫時(shí)停運(yùn)；橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路須解裂運(yùn)行；出線斷路器檢修時(shí)，線路需長(zhǎng)時(shí)期停運(yùn)，為防止此缺點(diǎn)，可加裝正常斷開(kāi)運(yùn)行的跨條，為了輪流停電檢修任何一組隔離開(kāi)關(guān)，在跨條上需加裝兩組隔離開(kāi)關(guān)，橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，也可利用此跨條。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長(zhǎng)，故障率較高的情況。②外橋形接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器；缺點(diǎn)：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)；橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，兩個(gè)回路須解裂運(yùn)行；變壓器側(cè)斷路器檢修時(shí)，變壓器需較長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)。為防止此缺點(diǎn)，可加裝正常斷開(kāi)運(yùn)行的跨條。橋聯(lián)斷路器檢修時(shí)，也可利用此跨條；適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠或變電所，并且變壓器的切換較為繁或線路較短，故障率較少的情況。此外，線路有穿越功率時(shí)，也宜采用外橋形接線。③3～5角形接線多角形接線的各斷路器互相連接而成閉合的環(huán)形，是單環(huán)形接線。為減少因斷路器檢修而開(kāi)環(huán)運(yùn)行的時(shí)間，保證角形接線運(yùn)行的可靠性，以采用3～5角形為宜。并且變壓器與出線回路一對(duì)角對(duì)稱布置。此外，當(dāng)進(jìn)出回路數(shù)較多時(shí)，我國(guó)個(gè)別水電廠采用了雙連四角形接線，形成多環(huán)形，從而保證了供電的可靠性。但斷路器數(shù)量增多，有的回路連著三個(gè)斷路器，布置和繼電保護(hù)復(fù)雜，沒(méi)有推廣使用。3.3.5配電所主接線方案的比照及選擇配電所的主結(jié)線方案分一條電源進(jìn)線和兩條電源進(jìn)線兩種。1、一條電源線的主結(jié)線方案如下圖一條電源進(jìn)線的主結(jié)線方案2、兩條電源線的主結(jié)線方案如下圖本設(shè)計(jì)采用的是裝有兩臺(tái)主變壓器的小型變電所主結(jié)線圖，這種接法上下壓側(cè)均為單母線分段的變電所的主結(jié)線，變電所的兩段高壓母線，在正常時(shí)可以接通運(yùn)行，也可以分段運(yùn)行，當(dāng)任一臺(tái)變壓器或任一電源進(jìn)線停電或發(fā)生故障時(shí)，改變電所通過(guò)閉合低壓母線分段開(kāi)關(guān)，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電，因此供電可靠性相當(dāng)高。兩條電源線進(jìn)線的主結(jié)線方案3、兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬，如表所示兩種主接線方案的比擬根據(jù)表可以看出方案2的技術(shù)指標(biāo)比方案1好,其供電的穩(wěn)定性更高，但考慮到工廠屬于二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)選擇方案2，即一條電源進(jìn)線的方案3.4計(jì)算短路電流在供電系統(tǒng)中出現(xiàn)次數(shù)比擬多的嚴(yán)重故障就是短路。所謂短路，是指供電系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接。發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)中的總阻抗大大減少，因此短路電流可能到達(dá)幾十WA。如此大的電流可對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素，需要進(jìn)行短路電流的計(jì)算，以便正確的選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大電流時(shí)不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障的開(kāi)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等，也必須計(jì)算短路電流。產(chǎn)生短路的原因和短路的種類1、短路類型在三相供電系統(tǒng)中，可能發(fā)生的主要短路類型有三相短路、兩相短路、兩相接地短路、單相接地短路。其中三相短路屬于對(duì)稱短路，其余三種為不對(duì)稱短路。2、造成短路的原因產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流局部的絕緣損壞，而絕緣損壞主要是絕緣老化、過(guò)電壓、機(jī)械性損壞等引起的，且認(rèn)為誤操作及鳥(niǎo)獸跨越裸導(dǎo)體也能引起短路。3、短路的危害(1)特點(diǎn)：①電流劇增至正常電流的幾十甚至幾百倍〔電流大〕；②系統(tǒng)電壓驟降。(2)后果①損害設(shè)備和線路；②設(shè)備不能正常工作；③影響電力系統(tǒng)運(yùn)行；④通信線路、電子設(shè)備干擾、產(chǎn)生誤動(dòng)作。(3)保護(hù)措施：限制、裝設(shè)熔斷器、繼電保護(hù)裝置等。5、計(jì)算短路電流的目的和任務(wù)(1)選擇導(dǎo)線和設(shè)備。(2)選擇和整定繼電保護(hù)裝置。(3)確定接線和運(yùn)行方式。(4)選擇限流電抗器。6、影響短路電流的因素影響短路電流的因素主要有以下幾點(diǎn)：(1)電源布局及其地理位置，特別是大容量發(fā)電廠及發(fā)電廠群距受端系統(tǒng)或負(fù)荷中心的電氣距離；

(2)發(fā)電廠的規(guī)模、單機(jī)容量、接入系統(tǒng)電壓等級(jí)及主接線方式；(3)電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)〔特別是主網(wǎng)架〕的緊密程度及不同電壓電力網(wǎng)間的耦合程度；(4)接至樞紐變電所的發(fā)電和變電容量，其中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量和方式對(duì)單相短路電流水平影響很大；(5)電力系統(tǒng)間互聯(lián)的強(qiáng)弱及互聯(lián)方式。7、限制短路電流的措施當(dāng)電力網(wǎng)短路電流數(shù)值與系統(tǒng)運(yùn)行和開(kāi)展不適應(yīng)時(shí)，應(yīng)采取措施限制短路電流，一般可以從電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)行和設(shè)備等方面采取措施：(1)電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)方面：在保持合理電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的根底上，及時(shí)開(kāi)展高一級(jí)電壓、電網(wǎng)互聯(lián)或新建線路時(shí)注意減少網(wǎng)絡(luò)的緊密性，大容量發(fā)電廠盡量接入最高一級(jí)電壓電網(wǎng)，合理選擇開(kāi)閉所的位置及直流聯(lián)網(wǎng)等，要經(jīng)過(guò)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬后決定。(2)系統(tǒng)運(yùn)行方面：高一級(jí)電壓電網(wǎng)形成后及時(shí)將低一級(jí)電壓電網(wǎng)分片運(yùn)行、多母線分列運(yùn)行和母線分段運(yùn)行等。(3)設(shè)備方面：結(jié)合電力網(wǎng)具體情況，可采用高阻抗變壓器、分裂電抗器等常用措施，在高壓電網(wǎng)必要時(shí)可采用LC諧振式或晶閘管控制式短路電流限制裝置。(4)其他方面：為限制單相短路電流，可采用減少中性點(diǎn)接地變壓器數(shù)目、變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地、局部變壓器中性點(diǎn)正常不接地，在變壓器跳開(kāi)前使用快速接地開(kāi)關(guān)將中性點(diǎn)接地、發(fā)電機(jī)變壓器組的升壓變壓器不接地，但要提高變壓器和中性點(diǎn)的絕緣水平及限制自耦變壓器使用等。繪制計(jì)算電路圖計(jì)算短路電流1、確定基準(zhǔn)值取，，所以：2、計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值(1)電力系統(tǒng)(2)架空線查《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表5-1得10kV架空線的x0=0.38Ω/km，而線長(zhǎng)為0.5km，故(3)電力變壓器3、計(jì)算k1點(diǎn)〔10.5kV側(cè)〕的短路總電抗及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標(biāo)幺值=+=0.707(2)三相短路電流周期分量有效值=/=7.776KA(3)其他短路電流(4)三相短路容量4、計(jì)算k2點(diǎn)〔0.4kV側(cè)〕的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)幺值(2)三相短路電流周期分量有效值其他短路電流(4)三相短路容量5、同理可算得k3、k4點(diǎn)的短路電流總電抗和三相短路電流和短路容量。表3-7短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk1k2k3k43.5電氣設(shè)備的選擇校驗(yàn)高壓電器選擇的一般原那么高壓電器選擇的主要任務(wù)是選擇滿足變電所及輸、配電線路正常和故障狀態(tài)下工作要求的合理的電器，以保證系統(tǒng)平安、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行條件。要使企業(yè)供電系統(tǒng)的平安可靠，必須正確合理的選擇各種電氣設(shè)備，選擇企業(yè)供電系統(tǒng)中高壓電氣設(shè)備的一般原那么，除按正常運(yùn)行下的額定電壓、額定電流等條件外，還應(yīng)按短路情況下進(jìn)行校驗(yàn)，但各種電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)工程也不盡一樣，見(jiàn)下表：選擇一次設(shè)備的校驗(yàn)工程一次設(shè)備名稱額定電壓kV額定電流kA開(kāi)斷電流kA短路電流校驗(yàn)環(huán)境條件其它熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定上下壓熔斷器√√√×√－高壓隔離開(kāi)關(guān)√√√√√√操作性能高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)√√√√√√操作性能高壓斷路器√√√√√√操作性能低壓刀開(kāi)關(guān)√√√××√操作性能低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)√√√××√操作性能低壓斷路器√√√××√操作性能電流互感器√√－√√√二次負(fù)荷準(zhǔn)確級(jí)電壓互感器√－－－－√二次負(fù)荷準(zhǔn)確級(jí)并聯(lián)電容器√－－－－√額定容量母線—√－√√√電纜√√－－√√支柱絕緣子√－－√－√穿墻套管√√－√√√備注表中“√”表示必須校驗(yàn)工程，“－”表示不必校驗(yàn)工程，“×”表示一般可不校驗(yàn)高壓斷路器的選擇與校驗(yàn)高壓斷路器〔QF〕不僅能夠通斷正常負(fù)荷電流，而且能接通和承受一定時(shí)間的短路電流，并能在保護(hù)裝置的作用下自動(dòng)跳閘切除短路故障。所以其做保護(hù)裝置使用時(shí)要和電流互感器配合使用。所以在10KV的電力系統(tǒng)中我們采用高壓斷路器和電流互感器配合使用的方法來(lái)作為電路的主保護(hù)。1高壓斷路器的選擇高壓斷路器的指標(biāo)主要有額定電壓、額定電流、斷流容量。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)我們主要考慮的也是這三者。⑴高壓斷路器的額定電壓須大于等于工作電網(wǎng)電壓。⑵高壓斷路器的額定遮斷容量必須大于或等于其安裝處的短路容量。⑶其額定斷流能力必須大于或等于其安裝處的最大短路電流。⑷如果斷路器裝在較其額定電壓低的電路中，其遮斷容量也相應(yīng)的減少。注：：電網(wǎng)電壓；：斷路器的額定電壓。2高壓斷路器的校驗(yàn)⑴動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)：按三相短路沖擊電流校驗(yàn)。⑵熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)：按三相短路穩(wěn)態(tài)電流和短路發(fā)熱假想時(shí)間校驗(yàn)。低壓斷路器低壓斷路器〔QF〕又稱低壓自動(dòng)開(kāi)關(guān)，它既能帶負(fù)荷通斷電路，又能在短路、過(guò)負(fù)荷和低電壓〔失壓〕時(shí)自動(dòng)跳閘。所以在0.38KV的電力系統(tǒng)中，我們采用斷路器作為電路的短路、過(guò)負(fù)荷、失壓保護(hù)。低壓斷路器的選擇準(zhǔn)那么如下：⑴斷路器的額定工作電壓≥線路額定電壓；⑵斷路器的額定電流≥線路計(jì)算負(fù)載電流；

⑶斷路器的額定短路通斷能力≥線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流，一般有效值計(jì)算；

⑷線路末端單相對(duì)地短路電流≥1.25倍斷路器瞬時(shí)(或短延時(shí))脫扣器整定電流;

⑸斷路器欠電壓脫扣器額定電壓=線路額定電壓；

⑹具有短延時(shí)的斷路器，假設(shè)帶欠電壓脫扣器，那么欠電壓脫扣器必須是延時(shí)的，其延時(shí)時(shí)間≥短路延時(shí)時(shí)間；

⑺斷路器的分勵(lì)脫扣器額定電壓=控制電源電壓；

⑻電動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的額定工作電壓=控制電源電壓；

⑼低壓斷路器可不用校驗(yàn)，假設(shè)要校驗(yàn)，其方法和高壓斷路器的校驗(yàn)方法類似。3.5.4熔斷器的選擇與校驗(yàn)熔斷器是根據(jù)電流超過(guò)規(guī)定值一定時(shí)間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開(kāi)的原理制成的一種電流保護(hù)器。熔斷器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及用電設(shè)備中，作為短路和過(guò)電流保護(hù)，是應(yīng)用最普遍的保護(hù)器件之一。熔斷器選擇方法：(1)照明電路熔體額定電流≥被保護(hù)電路上所有照明電器工作電流之和。(2)電動(dòng)機(jī)：①單臺(tái)直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)熔體額定電流＝(1.5～2.5)×電動(dòng)機(jī)額定電流。②多臺(tái)直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)總保護(hù)熔體額定電流＝(1.5～2.5)×各臺(tái)電動(dòng)機(jī)電流之和。③降壓起動(dòng)電動(dòng)機(jī)熔體額定電流＝(1.5～2)×電動(dòng)機(jī)額定電流。④繞線式電動(dòng)機(jī)熔體額定電流＝(1.2～1.5)×電動(dòng)機(jī)額定電流。(3)配電變壓器低壓側(cè)熔體額定電流＝(1.0～1.5)×變壓器低壓側(cè)額定電流。(4)并聯(lián)電容器組熔體額定電流＝(1.43～1.55)×電容器組額定電流。(5)電焊機(jī)熔體額定電流＝(1.5～2.5)×負(fù)荷電流。(6)電子整流元件熔體額定電流≥1.57×整流元件額定電流。隔離開(kāi)關(guān)的選擇與校驗(yàn)隔離開(kāi)關(guān)是高壓開(kāi)關(guān)電器中使用最多的一種電器，它本身的工作原理及結(jié)構(gòu)比擬簡(jiǎn)單，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，對(duì)變電所、電廠的設(shè)計(jì)、建立和平安運(yùn)行的影響均較大。刀閘的主要特點(diǎn)是無(wú)滅弧能力，只能在沒(méi)有負(fù)荷電流的情況下分、合電路。隔離開(kāi)關(guān)的選擇： (1)斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開(kāi)關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)形成明顯的斷口與電源隔離。(2)中性點(diǎn)直接接地的普通變壓器，均應(yīng)通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)接地。(3)在母線上的避雷器和電壓互感器，宜合用一組隔離開(kāi)關(guān)，保證電器和母線的檢修平安，每段母線上宜裝設(shè)1-2組接地刀閘。(4)接在變壓器引出線或中性點(diǎn)的避雷器可不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。(5)當(dāng)饋電線路的用戶側(cè)沒(méi)有電源時(shí)，斷路器通往用戶的那一側(cè)可以不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。但為了防止雷電過(guò)電壓，也可以裝設(shè)。3.5.6電流互感器的選擇與校驗(yàn)電流互感器可以向計(jì)量?jī)x表的電流線圈〔如電流表、功率表等〕和繼電保護(hù)裝置中的斷路器的電流線圈供電，這樣可以隔離高電壓，有利于運(yùn)行人員的平安，同時(shí)還可以是儀表及繼電裝置標(biāo)準(zhǔn)化。電流互感器的準(zhǔn)確度分為假設(shè)干等級(jí)：入0.2級(jí)、0.5級(jí)、1級(jí)、2級(jí)等。一般工程上用0.5級(jí)、1級(jí)。0.5級(jí)用于計(jì)量電費(fèi)，1級(jí)用于繼電保護(hù)。因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)是窯尾電氣室的設(shè)計(jì)，不用計(jì)量電費(fèi)，所以我們均選擇1級(jí)的電流互感器。電流互感器選擇的一般準(zhǔn)那么：⑴電流互感器額定電壓不小于裝設(shè)點(diǎn)線路額定電壓；⑵根據(jù)一次負(fù)荷計(jì)算電流選擇電流互感器變比；

⑶根據(jù)二次回路的要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確度并校驗(yàn)準(zhǔn)確度；

⑷校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。3.5.7電壓互感器的選擇校驗(yàn)電壓互感器的作用是：把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí)，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，但它的電磁結(jié)構(gòu)關(guān)系與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次回路是高阻抗回路，二次電流的大小由回路的阻抗決定。當(dāng)二次負(fù)載阻抗減小時(shí)，二次電流增大，使得一次電流自動(dòng)增大一個(gè)分量來(lái)滿足一、二次側(cè)之間的電磁平衡關(guān)系?？梢哉f(shuō)，電壓互感器是一個(gè)被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。電壓互感器在投入運(yùn)行前要按照規(guī)程規(guī)定的工程進(jìn)行試驗(yàn)檢查。例如，測(cè)極性、連接組別、搖絕緣、核相序等。電壓互感器的接線應(yīng)保證其正確性，一次繞組和被測(cè)電路并聯(lián)，二次繞組應(yīng)和所接的測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置的電壓線圈并聯(lián)，同時(shí)要注意極性的正確性。電壓互感器二次側(cè)不允許短路。由于電壓互感器內(nèi)阻抗很小，假設(shè)二次回路短路時(shí)，會(huì)出現(xiàn)很大的電流，將損壞二次設(shè)備甚至危及人身平安。電壓互感器可以在二次側(cè)裝設(shè)熔斷器以保護(hù)其自身不因二次側(cè)短路而損壞。在可能的情況下，一次側(cè)也應(yīng)裝設(shè)熔斷器以保護(hù)高壓電網(wǎng)不因互感器高壓繞組或引線故障危及一次系統(tǒng)的平安。電壓互感器選擇的一般準(zhǔn)那么：⑴電壓互感器額定電壓不小于裝設(shè)點(diǎn)線路額定電壓；⑵適宜的類型：戶內(nèi)型、戶外型⑶根據(jù)二次回路的要求選擇電壓互感器的準(zhǔn)確度并校驗(yàn)準(zhǔn)確度；及為儀表并聯(lián)線圈所消耗的功率及其功率因數(shù),從手冊(cè)查到。⑷由于電壓互感器兩側(cè)均裝有熔斷器，故不需進(jìn)行短路的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。母線為了保證供電的平安、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)，選擇導(dǎo)線和電纜時(shí)應(yīng)滿足以下條件：發(fā)熱條件；電壓損耗條件；經(jīng)濟(jì)電流密度；機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：一般10KV及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)于低壓照明線路，因?qū)﹄妷核揭筝^高，通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。⑴母線主要有兩類TMY和LMY，即銅母線和鋁母線，考慮節(jié)約有色金屬的原那么我們選擇LMY。⑵母線敷設(shè)方法有單條、雙條和多條等。通常的變電所采用單條母線的接線方式，我們?cè)诖艘膊捎脝螚l母線。⑶母線的放置方法不同其允許載流量Ial也是不同的，通常平放的Ial比豎放的Ial要小，為了可靠的運(yùn)行，且留有余量，我們都按平放數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇。⑷Ial≥I30注：其中I30用無(wú)功補(bǔ)償后的I‵30代替低壓斷路器低壓斷路器〔QF〕又稱低壓自動(dòng)開(kāi)關(guān)，它既能帶負(fù)荷通斷電路，又能在短路、過(guò)負(fù)荷和低電壓〔失壓〕時(shí)自動(dòng)跳閘。所以在0.38KV的電力系統(tǒng)中，我們采用斷路器作為電路的短路、過(guò)負(fù)荷、失壓保護(hù)。低壓斷路器的選擇準(zhǔn)那么如下：⑴斷路器的額定工作電壓≥線路額定電壓；⑵斷路器的額定電流≥線路計(jì)算負(fù)載電流；

⑶斷路器的額定短路通斷能力≥線路中可能出現(xiàn)的最大短路電流，一般按有效值計(jì)算；

⑷線路末端單相對(duì)地短路電流≥1.25倍斷路器瞬時(shí)(或短延時(shí))脫扣器整定電流;

⑸斷路器欠電壓脫扣器額定電壓=線路額定電壓；

⑹具有短延時(shí)的斷路器，假設(shè)帶欠電壓脫扣器，那么欠電壓脫扣器必須是延時(shí)的，其延時(shí)時(shí)間≥短路延時(shí)時(shí)間；

⑺斷路器的分勵(lì)脫扣器額定電壓=控制電源電壓；

⑻電動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的額定工作電壓=控制電源電壓；

⑼低壓斷路器可不用校驗(yàn)，假設(shè)要校驗(yàn)，其方法和高壓斷路器的校驗(yàn)方法類似。刀開(kāi)關(guān)的選擇和校驗(yàn)刀開(kāi)關(guān)又稱閘刀開(kāi)關(guān)或隔離開(kāi)關(guān)，它是手控電器中最簡(jiǎn)單而使用又較廣泛的一種低壓電器。刀開(kāi)關(guān)在電路中的作用是：隔離電源，以確保電路和設(shè)備維修的平安；分?jǐn)嘭?fù)載，如不頻繁地接通和分?jǐn)嗳萘坎淮蟮牡蛪弘娐坊蛑苯訂?dòng)小容量電機(jī)。高壓開(kāi)關(guān)柜GG-1A(F)高壓開(kāi)關(guān)柜產(chǎn)品具有防止誤分?jǐn)嗦菲?防止帶負(fù)荷拉分隔離開(kāi)關(guān),防止帶電掛接地線和防止帶地線合閘的"五防"功能,能有效地防止錯(cuò)誤操作，使產(chǎn)品運(yùn)行平安可靠,額定電壓10KV;最高工作電壓11.5KV,額定電流600A;額定開(kāi)斷電流20KV,國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品較好的水平。額定電壓〔kV〕3，6，10額定電流〔A〕200，400，600，1000，2000，3000額定開(kāi)斷電流〔kA〕SN10-10I〔ZN28-10630A〕16SN10-10Ⅱ〔ZN28-101250A〕31.5額定斷流容量〔kV/MVA〕SN10-10Ⅲ〔ZN28-103150A〕3/1506/30010/500操作方式手動(dòng)、電動(dòng)、彈簧母線系統(tǒng)單母線外形尺寸〔mm)長(zhǎng)×寬×高1200×1200×3100，方案25～28柜1400×1540×3100，方案119柜長(zhǎng)1200×3400×3100低壓開(kāi)關(guān)柜GCS型低壓抽出式開(kāi)關(guān)柜適用于發(fā)電廠、石油、化工、冶金、紡織等行業(yè)以及高層建筑的配電系統(tǒng)。在大型發(fā)電廠、石油、化工等自動(dòng)化程度高，要求與計(jì)算機(jī)接口的使用場(chǎng)所，作為三相交流頻率50〔60〕HZ，額定工作電壓為380〔660〕V，額定電流為4000A及以下的電力網(wǎng)絡(luò)中的受電、饋電、電動(dòng)機(jī)集中控制、無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)仁褂玫牡蛪撼商着潆娧b置。技術(shù)參數(shù):主電路額定電壓：交流380〔660〕V

輔助電路額定電壓：交流220、380V

直流110、220V額定頻率：50-60HZ

額定絕緣電壓：660〔1000〕V

水平母線額定工作電流：630A

垂直母線額定電流：1000A

母線額定短時(shí)耐受電流：50，80KV，0，1S

母線額定峰值耐受電流：105，176KA，0，1S

主電路插接件額定電流：220A，400A

輔助電路插接件額定電流：15A

控制電動(dòng)機(jī)最大容量：200KW

防護(hù)等級(jí)：IP3LO，IP4LO

操作方式：就地、遠(yuǎn)方、自動(dòng)按以上各設(shè)備的的選擇和校驗(yàn)方法，總結(jié)為表６與表７：表６10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)參數(shù)校驗(yàn)工程電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kv91.37A7.776kA19.830kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10/63010kV630A16KA40kA高壓隔離開(kāi)關(guān)GN8-10/20010kV200A25.5kA高壓斷路器RN2-1010kV0.5A50kA電壓互感器JDJ-1010/0.1kV電壓互感器JDZJ-1010/kV0.1/kV0.1/3kV電流互感器LQJ-1010kV100/5A避雷器FS4-1010kV戶外式高壓隔離開(kāi)關(guān)GW4-15G/20015kV200A表７1號(hào)車(chē)間變電所380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)參數(shù)校驗(yàn)工程電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V1582.58A22.795kA41.942kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器DW15-1500/3電動(dòng)380V1500A40kA低壓斷路器DZ20-630380V630A一般30kA低壓斷路器DZ20-200380V200A一般25kA低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1500/30380V1500A電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A電流互感器LMZJ1-0.5500V160/5A100/5A上下壓母線的選擇根據(jù)母線選擇方法，結(jié)合本廠短路電流和計(jì)算電流的計(jì)算數(shù)據(jù)，選定母線如下表：母線選擇變電所10kV側(cè)母線選擇380V側(cè)母線選擇車(chē)間變電所1LMY3(8*80)LMY3(8*100)車(chē)間變電所2LMY3(10*125)LMY3(10*125)車(chē)間變電所3LMY3(5*50)LMY(5*50)氣象資料：本廠所在地區(qū)年最高氣溫為40度，年平均氣溫為29度，年最低氣溫為1度，年最熱月平均最高氣溫為32度，年最熱月平均氣溫為31度，年最熱月地下0.8m處平均氣溫為31度，當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，年雷暴日數(shù)為35天。10kV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV共用干線按發(fā)熱條件選擇。由I30=91.37A及室外環(huán)境溫度29°，查資料初選LJ-25,其35°時(shí)的Ial=119A，40°時(shí)的Ial=109A，滿足發(fā)熱條件。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，查表架空裸導(dǎo)線的最小允許截面為Amin=35。故機(jī)械強(qiáng)度不滿足條件。應(yīng)選LJ-35。由于此線路才0.5km，故不需要進(jìn)行校驗(yàn)電壓損耗。由總配電所至各車(chē)間變電所的一段引入電纜的選擇校驗(yàn)以從配電所到1號(hào)車(chē)間變電所的電纜選擇為例：按發(fā)熱條件選擇。由I30=37.62A及當(dāng)?shù)丨h(huán)境溫度，初選纜芯為25的VLV223芯電力電纜，其Ial=80A>I30,滿足發(fā)熱條件。校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定性，由公式A=因此不滿足熱穩(wěn)定條件，改選VLV22-95的電纜。 按照以上方法，選擇的電纜如下：從配電所到車(chē)間變電所的電纜選擇車(chē)間變電所1VLV22-95車(chē)間變電所2VLV22-95車(chē)間變電所3VLV22-95380V低壓出線的選擇選擇方法：相線截面的選擇以滿足發(fā)熱條件即，；中性線〔N線〕截面選擇，這里采用的為一般三相四線，滿足；保護(hù)線〔PE線〕的截面選擇時(shí)，；時(shí)，時(shí)，保護(hù)中性線〔PEN〕的選擇，取〔N線〕與〔PE〕的最大截面。以從1號(hào)車(chē)間變電所饋電給1號(hào)廠房〔制條車(chē)間〕的線路采用2根VLV22-150型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。按發(fā)熱條件選擇。由I30=516.80A及當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件30°，查表，初選VLV22-150，其Ial=346A>258.4A,故滿足發(fā)熱條件。校驗(yàn)電壓損耗。由于本廠廠房不大，這局部線路較短，線路上的電壓損耗較小，故滿足要求。短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn)。A=故熱穩(wěn)定性不符合條件。應(yīng)選擇VLV22-185的電纜。按照以上方法，初步選擇的電纜總結(jié)為以下表格：車(chē)間名稱電纜型號(hào)制條車(chē)間VLV22-185紡紗車(chē)間VLV22-185飲水站BLV1*50鍛工車(chē)間BLV1*50機(jī)修車(chē)間BLV1*50幼兒園BLV1*50倉(cāng)庫(kù)BLV1*50織造車(chē)間VLV22-240染整車(chē)間VLV22-240浴室、理發(fā)室BLV1*50食堂BLV1*50單身宿舍BLV1*50鍋爐房BLV1*95水泵房BLV1*95化驗(yàn)房BLV1*50油泵房BLV1*503.7變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路高壓斷路器控制回路，就是指控制高壓斷路器分、合閘的回路。在本設(shè)計(jì)中斷路器采用電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其控制與信號(hào)回路如圖8-1所示。圖8-1電磁操動(dòng)的短路控制與信號(hào)回路當(dāng)一次電路發(fā)生短路故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，其出口繼電器KM觸點(diǎn)閉合，接通跳閘線圈YR回路，使斷路器自動(dòng)跳閘。隨后QF3-4斷開(kāi)，使紅燈RD滅，并切斷跳閘回路，同時(shí)QF1-2閉合，而SA在合閘位置，其觸點(diǎn)SA5-6也閉合，從而接通閃光電源WF(+)，使綠燈GN閃光，表示斷路器自動(dòng)跳閘。由于斷路器自動(dòng)跳閘，SA在合閘位置，其觸點(diǎn)SA9-10閉合，而斷路器已跳閘，其觸點(diǎn)QF5-6也閉合，因此事故音響信號(hào)回路接通，又發(fā)出音響信號(hào)。當(dāng)值班人員得知事故跳閘信號(hào)后，可將控制開(kāi)關(guān)SA的操作手柄扳向分閘位置，使SA得觸點(diǎn)與QF的輔助觸點(diǎn)回復(fù)“對(duì)應(yīng)”關(guān)系，全部事故信號(hào)立即解除。變電所的電能計(jì)量回路根據(jù)原始資料要求在變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無(wú)功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能和無(wú)功電能，并據(jù)以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù)。計(jì)量柜由上級(jí)供電部門(mén)加封和管理。3.7.3變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器-避雷器柜，其中電壓互感器為三個(gè)JDZJ-10型，組成〔開(kāi)口三角〕的結(jié)線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)視，其接線圖見(jiàn)圖8-2。圖8-210KV母線的電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察原理接線圖絕緣監(jiān)視裝置用于小接地電流的電力系統(tǒng)中，一邊及時(shí)發(fā)現(xiàn)單相接地故障，設(shè)法處理，以防止單相接地故障開(kāi)展為兩相接地短路，造成停電事故。本處可采用三個(gè)單相雙繞組電壓互感器和三只電壓表，接成如圖8-3所示的接線。圖8-3電壓互感器的接線方案圖8-410KV線路測(cè)量和計(jì)量?jī)x表的原理電路3.7.4變電所的保護(hù)裝置措施1、1號(hào)車(chē)間變壓器的繼電保護(hù)裝置(1)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(shí)，瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器。瓦斯保護(hù)接線圖如圖8-5所示。圖8-5變壓器瓦斯保護(hù)接線圖(2)裝設(shè)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)采用GL15型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器,兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式。其結(jié)線圖如圖8-6所示。1)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作整定。采用過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定計(jì)算公式式中—變壓器的最大負(fù)荷電流，可取為〔1.5～3〕,為變壓器一次額定電流；—保護(hù)裝置的可靠系數(shù)，對(duì)定時(shí)限，取1.2，對(duì)反時(shí)限，取1.3；—保護(hù)裝置的結(jié)線系數(shù)，對(duì)相電流結(jié)線取1，對(duì)相電流差結(jié)線?。弧娏骼^電器的返回系數(shù)，一般取0.8；—電流互感器的變流比。其中，,=1.2,=1,=0.8,,因此動(dòng)作電流為：因此過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流整定為10A。變壓器繼電保護(hù)護(hù)接線圖過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定：因要求工廠總降壓變電所保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間不得大于1.5s，且工廠還有車(chē)間變電所，故其過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間可整定為1s。過(guò)電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)：式中—在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，低壓母線兩相短路電流折合到變壓器高壓側(cè)的值；—繼電保護(hù)動(dòng)作電流折合到一次電路的值。其中，，,因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為：=1360A/200A=6.8>1.5滿足靈敏系數(shù)1.5的要求。(3)裝設(shè)電流速斷保護(hù)采用GL-15的速斷裝置。1)速斷電流的整定：利用下式式中—變壓器低壓母線三相短路電流周期分量有效值；—可靠系數(shù)，對(duì)DL型繼電器取1.2～1.3，對(duì)GL取1.4～1.5；—變壓器的電壓比；—保護(hù)裝置的結(jié)線系數(shù)，對(duì)相電流結(jié)線取1，對(duì)相電流差結(jié)線??；—電流互感器的變流比。對(duì)GL型繼電器，速斷電流通常用Iqb對(duì)Iop的倍數(shù)〔速斷電流倍數(shù)〕Kqb來(lái)表示，Kqb=Iqb/Iop=2～8。本設(shè)計(jì)中，,=1.4,=1,=100/5=20,=10/0.4=25,因此速斷電流為速斷電流倍數(shù)整定為：2)電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)公式式中—在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，變壓器高壓側(cè)的兩相短路電流；—速斷電流折算到一次電路〔變壓器高壓側(cè)〕的值。如果有困難時(shí)，可取。本設(shè)計(jì)中，，，因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為：故滿足電流速斷靈敏度要求。2、變壓器低壓側(cè)的保護(hù)裝置變壓器低壓側(cè)單相接地短路保護(hù)的整定計(jì)算利用高壓側(cè)三相三繼電器結(jié)線來(lái)實(shí)現(xiàn)低壓側(cè)的單相接地短路保護(hù)時(shí)的整定計(jì)算1〕動(dòng)作電流的整定計(jì)算公式與上面相同。2)過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間可整定為1s。3)保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗(yàn)公式滿足靈敏系數(shù)要求。式中—在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，低壓干線末端單相短路電流折合到變壓器高壓側(cè)的值；—繼電保護(hù)動(dòng)作電流折合到一次電路的值。3.10kV側(cè)電纜的繼電保護(hù)裝設(shè)電流速斷保護(hù)、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)、接地保護(hù)。其整定方法與主變壓器整定繼電保護(hù)一致，其接線圖如圖8-6所示。10kV電纜繼電保護(hù)護(hù)原理圖3.8變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)變電所的防雷措施1、裝設(shè)避雷針或避雷帶〔網(wǎng)〕變配電所及