35kV總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)

1、目 錄1 前言11.1畢業(yè)設(shè)計(jì)背景11.2畢業(yè)設(shè)計(jì)意義11.3設(shè)計(jì)要求12 35kV變電所一次系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算22.1變電所電力負(fù)荷分組與計(jì)算22.2 需要系數(shù)法的計(jì)算22.2.1設(shè)備負(fù)荷計(jì)算舉例32.2.2總配電所和車間變電所數(shù)量的確定42.2.3各車間變電所負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償52.3 低壓變壓器的選擇與損耗計(jì)算82.3.1低壓變壓器的選擇82.3.2 各低壓變壓器的損耗計(jì)算92.4 主變壓器的選擇112.4.2主變壓器損耗計(jì)算123 系統(tǒng)主接線設(shè)計(jì)133.1主接線設(shè)計(jì)的基本要求133.1.1供電電源的確定133.2電氣主接線方案的確定133.2.1 確定35kV、10kV電氣主接線133.

2、2.2供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖144 短路電流的計(jì)算154.1 短路電流154.1.1短路的原因154.1.2 短路的危害154.1.3 短路電流計(jì)算的目的154.1.4 短路電流計(jì)算的標(biāo)幺值法154.2 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值164.2.1選取基準(zhǔn)值164.2.2供配電系統(tǒng)中各主要元件電抗標(biāo)么值164.2.3短路電流具體計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值174.2.4 在最大運(yùn)行方式下184.2.5在最小運(yùn)行方式下195 變電所高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)215.1. 35KV高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇215.1.1短路校驗(yàn)的原則215.2高壓設(shè)備選擇及校驗(yàn)215.2.1 35KV斷路器的選擇215.2.2 35K

3、V隔離開(kāi)關(guān)的選擇235.2.3 35KV電流互感器的選擇235.2.4 35KV電壓互感器的選擇235.2.5 35KV熔斷器的選擇235.2.6 35KV避雷器的選擇245.3 10KV電氣設(shè)備的選擇245.3.1 10KV開(kāi)關(guān)柜的選擇245.3.2 10KV斷路器的選擇245.3.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇255.3.4電流互感器的選擇255.3.5電壓互感器的選擇256 高壓配電線路的設(shè)計(jì)266.1高壓配電線路接線方式的選擇266.2高壓配電線路截面的選擇與校驗(yàn)266.2.1 35KV高壓進(jìn)線的選擇266.2.2 截面積的校驗(yàn)266.2.3 10KV高壓出線線路的選擇與校驗(yàn)277 防雷與接地設(shè)計(jì)

4、297.1防雷保護(hù)297.1.1 電力線路的防雷措施297.1.2 變配電所的防雷措施297.1.3雷電侵入波的防護(hù)307.2接地設(shè)計(jì)308 繼電保護(hù)的整定計(jì)算318.1繼電保護(hù)的基本任務(wù)及要求318.1.1繼電保護(hù)的基本任務(wù)318.1.2 繼電保護(hù)的基本要求318.2 變壓器的繼電保護(hù)設(shè)置318.3變電所主變壓器繼電保護(hù)的計(jì)算328.3.1裝設(shè)瓦斯保護(hù)328.3.2裝設(shè)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)328.3.3 裝設(shè)電流速斷保護(hù)338.3.4 裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)348.3.5 10kV母線斷路器的保護(hù)348.3.6 10kV出線各支路的保護(hù)34結(jié)論35致謝36參考文獻(xiàn)37摘 要本設(shè)計(jì)是為某礦山起重機(jī)有限公司

5、設(shè)計(jì)一座35kV變電所及其配電系統(tǒng)。其內(nèi)容包括有：1、總降壓變電所一次部分的初步設(shè)計(jì)變電所主接線方案的確定；負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償容量和補(bǔ)償方案的確定；主變壓器的選擇計(jì)算；短路電流計(jì)算；總降壓變電所各種高壓電氣設(shè)備的選擇；防雷接地的設(shè)計(jì)。2、高壓配電線路的設(shè)計(jì)高壓配電線路接線方式的確定；高壓配電線路的類型和結(jié)構(gòu)的確定；導(dǎo)線或電纜截面的選擇。關(guān)鍵字：負(fù)荷計(jì)算；電氣主接線；短路計(jì)算；電氣設(shè)備選擇；繼電保護(hù)ABSTRACT This design for a certain mine crane co., LTD. Is a 35 kv substation and power distribution

6、 system design.Its contents include:1, the general voltage substation for preliminary design of a partThe determine of substation main wiring scheme;(2) the load calculation and the scheme of reactive power compensation capacity and compensation;(3) the choice of main transformer calculation;(4) sho

7、rt circuit current calculation;(5) general voltage substation high-voltage electrical equipment choice;6. The design of lightning protection grounding.2, the design of high pressure distribution line(1) the determination of high pressure distribution line connection mode;(2) the type of high pressur

8、e distribution line and the determination of structure;(3) the choice of wire or cable.Key words: load calculation;The main electrical wiring;Short circuit calculation.Electrical equipment choice;Relay protection1 前言1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)背景供電工程，就是指工廠所電能的供應(yīng)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

9、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應(yīng)用；而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。因而，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中必不可少。1.2畢業(yè)設(shè)計(jì)意義通過(guò)此次對(duì)變電所的設(shè)計(jì)，不僅使我加深了對(duì)專業(yè)的理解和應(yīng)用，還培養(yǎng)了我樹(shù)立工程的觀點(diǎn)。初步地掌握生產(chǎn)工廠、變電站電氣主系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，且在分析、計(jì)算和解決實(shí)際工程能力等方便得到訓(xùn)練，熟悉了CAD制圖軟件的應(yīng)用，為我今后從事電力工程設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行及管理工作打下了必要基礎(chǔ)。1.3設(shè)計(jì)要求供電工程要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好的供應(yīng)工作，就必須達(dá)到以下基本要求：

10、1、安全性：在供應(yīng)、分配和使用電能中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2、可靠性 ：應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì)性：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)性 ：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 35kV變電所一次系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算2.1變電所電力負(fù)荷分組與計(jì)算我國(guó)目前普遍采用的確定用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的方法，有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法簡(jiǎn)單方便，計(jì)算結(jié)果基本符合實(shí)際，用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，各臺(tái)設(shè)備容量相差不懸殊時(shí)，宜采用需要系數(shù)法，一般用于干線、配變電所的負(fù)荷計(jì)算。下面介紹需要系數(shù)法的計(jì)算。2.2 需要系數(shù)法的計(jì)算

11、（1）用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定用電設(shè)備組是由工藝性質(zhì)相同、需用系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。在一個(gè)車間中，可以根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，再分別計(jì)算各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷。其計(jì)算公式為：有功計(jì)算負(fù)荷（kW） （2-12）無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（kvar） （2-13）視在計(jì)算負(fù)荷（kV.A） （2-14）計(jì)算電流（A） （2-15）式中、該用電設(shè)備組的有功、無(wú)功、視在功率計(jì)算負(fù)荷；該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量，kW額定電壓，V功率因數(shù)角的正切值該用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷電流，A 需用系數(shù)（2）多個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷在配電干線上或礦山變電所低壓母線上，常有多個(gè)用電設(shè)備組同時(shí)工作，但是各個(gè)用電

12、設(shè)備組的最大負(fù)荷也非同時(shí)出現(xiàn)，因此在求配電干線或礦山變電所低的計(jì)算符合時(shí)，應(yīng)再計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)。具體計(jì)算公式如下： i=1，2，3.m （2-16） （2-17） （2-18）式中、為配電干線或變電站低壓母線有功、無(wú)功、視在功率計(jì)算負(fù)荷；同時(shí)系數(shù)m 為配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備總數(shù);該干線或低壓母線上的額定電壓，V該干線變電站低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷電流，A需用系數(shù)、分別對(duì)應(yīng)于某一用電設(shè)備組的需用系數(shù)、功率因數(shù)角的正切值、總設(shè)備容量。2.2.1設(shè)備負(fù)荷計(jì)算舉例計(jì)算舉例：（1）機(jī)械加工車間1已知：=1150kw，Kx =0.25，COS=0.65則tan=tan(art COS)=1.1

13、7= Kx=0.251150=287.5kW=tan=287.51.17=336.4kvar=COS= 287.5/0.65=442.3kVA=/=442.3/0.38=672A （2）機(jī)械加工車間2已知：=850kw，Kx =0.25，COS=0.65則tan=tan(art COS)=1.17= KxPe=0.25850=212.5kW=tan=212.51.17=248.6kvar=COS= =212.5/0.65=326.9kVA=/=326.9/0.38=496.7A（3）金屬結(jié)構(gòu)車間已知：=1345kw，Kx =0.40，COS=0.65則tan=tan(art COS)=1.17

14、= Kx=0.401345=538kW=tan=5381.17=629.5kvar=COS=538/0.65=827.7kVA=/=827.7/0.38=1257.6A 其它車間負(fù)荷計(jì)算過(guò)程不再一一列舉同理可得，計(jì)算結(jié)果列表如下序號(hào)車間名稱Pe/kWKdCos補(bǔ)償前計(jì)算負(fù)荷 Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A1機(jī)械加工車間111500.250.65287.5336.4442.36722機(jī)械加工車間28500.250.65212.5248.6326.9496.73金屬結(jié)構(gòu)車間13450.400.65538629.5827.71257.64裝配車間16800.40 0.65272318.

15、2418.5635.85裝配車間24580.400.65183.2214.3281.8428.26熱處理車間6200.600.70372379.5531.4807.4 7噴漆車間 5700.400.70228232.6325.7494.98試驗(yàn)車間2600.400.8010478130197.59起重電器分廠18600.500.70930948.81328.62018.610辦公樓2200.500.8511068.2129.4196.611 倉(cāng)庫(kù)880.350.9030.814.934.2 52.0表2-1 全廠各車間電氣設(shè)備及車間變電所負(fù)荷計(jì)算表2.2.2總配電所和車間變電所數(shù)量的確定（一）

16、高壓配電所的確定該廠屬于大中型用戶，設(shè)一個(gè)高壓配電所。（二）車間變電所的確定一般情況每個(gè)車間均單獨(dú)設(shè)立變電所，根據(jù)負(fù)荷容量大小分六個(gè)車間變電所。表2-2 車間變電所分配車間變電所車間名稱標(biāo)號(hào)NO1機(jī)械加工車間1D1機(jī)械加工車間2D2NO2裝配車間1D3裝配車間2D4 NO3金屬結(jié)構(gòu)車間D5NO4熱處理車間D6噴漆車間D7試驗(yàn)車間D8NO5起重電器分廠 D9NO6 辦公樓 D10 倉(cāng)庫(kù) D112.2.3各車間變電所負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償以第一車間變電所來(lái)計(jì)算求解， 確定D1、D2點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷，見(jiàn)表2-3.表2-3 計(jì)算點(diǎn)D1、D2的負(fù)荷計(jì)算點(diǎn)Pe/kWKdCos計(jì) 算 負(fù) 荷Pc/kWQc/kv

17、arSc/kVAIc/AD11150 0.250.65287.5336.4 442.3672.0D2850 0.250.65 212.5248.6326.9 496.7 （1）確定C1點(diǎn)的計(jì)算負(fù)荷由于本設(shè)計(jì)中要求功率因數(shù)應(yīng)不低于0.90，所以先需要求各車間變電所自然功率因數(shù)：，如果就需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。本設(shè)計(jì)中取，在低壓母線上設(shè)置無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償。取，取。補(bǔ)償前計(jì)算負(fù)荷 0.90滿足要求。考慮到礦區(qū)的發(fā)展情況，負(fù)荷可能增加，變壓器容量可選為4000 kVA.根據(jù)主變壓器的選擇條件，主變壓器應(yīng)選用一主一備，在一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器必須保證礦山起重機(jī)公司的安全生產(chǎn)用電,兩臺(tái)

18、變壓器并聯(lián)運(yùn)行。由以上計(jì)算，再考慮到以后的發(fā)展，故35/10kV選擇兩臺(tái)SZ9-4000/35/10 35kV32.5%/10kV型三相油浸式有載調(diào)壓銅線電力變壓器，其技術(shù)參數(shù)如下表。 表3-8 SZ94000/35型電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)容量kVA高壓額定值kV低壓額定值kV阻抗電壓空載電流空載損耗kW負(fù)載損耗kW40003510.57.01.24.830.02.4.2主變壓器損耗計(jì)算變壓器負(fù)荷率： 變壓器有功功率損耗： 變壓器無(wú)功功率損耗：全廠總負(fù)荷= +PT =2805.3+18.26=2823.56kW=+QT =1069.4+176.9=1246.3kvar3 系統(tǒng)主接線設(shè)計(jì)3.1主接線

19、設(shè)計(jì)的基本要求（1）安全性為保障設(shè)備安全及人身安全，主接線應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，正確選擇電氣設(shè)備及其監(jiān)視、保護(hù)系統(tǒng)，考慮各種安全技術(shù)措施.（2）可靠性主接線應(yīng)符合電力負(fù)荷特別是一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。一級(jí)負(fù)荷要求由兩個(gè)電源供電，二級(jí)負(fù)荷，要求由兩回路供電或一回路6kV及以上的專用架空線路或電纜供電。（3）靈活性主接線應(yīng)能適應(yīng)供配電系統(tǒng)各種不同的運(yùn)行方式（如變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式、電源線路備用方式等），倒閘切換操作簡(jiǎn)便；檢修操作，也應(yīng)保證供電可靠性的條件。 變配電所的高低壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段接線。35kV及以上電源進(jìn)線為雙回路時(shí)，宜采用橋形接線或雙線路變壓器組接線

20、。需帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)。主接線方案應(yīng)與主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求相適應(yīng)。主接線方案應(yīng)考慮到今后可能的擴(kuò)展。（4）經(jīng)濟(jì)性結(jié)線方式在滿足生產(chǎn)要求和保證供電質(zhì)量的前提下，應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以減少設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，一次接線應(yīng)盡量做到投資省、占地少、電損小。3.1.1供電電源的確定由設(shè)計(jì)原始資料可知，工廠電源擬從電業(yè)部門某200/35千伏變壓所，用35千伏雙回架空線引入本廠，其中一個(gè)作為工作電源，一臺(tái)作為備用電源,該變電站距廠8公里。3.2電氣主接線方案的確定3.2.1 確定35kV、10kV電氣主接線內(nèi)橋接線方式可提高供電可靠性，適于電源線路較長(zhǎng)、變壓器不需經(jīng)常切

21、換操作的情況。外橋接線方式電源線路投入和切除時(shí)操作較復(fù)雜，變壓器故障時(shí)操作簡(jiǎn)便，適用于電源線路較短、變壓器需經(jīng)常切換操作的情況。隨著對(duì)供電可靠性、運(yùn)行靈活性要求的提高，現(xiàn)代工廠35kV側(cè)多采用內(nèi)橋，所以35kV側(cè)采用內(nèi)橋接線。兩路電源進(jìn)線，單母線分段可提高供電可靠性和靈活性，所以10kV主接線確定為單母線分段（分兩段）接線。3.2.2供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖根據(jù)以上分析，可繪制出變電所供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，如圖所示。4 短路電流的計(jì)算4.1 短路電流4.1.1短路的原因短路是指兩個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電部分之間形成的導(dǎo)電通路，此通路迫使導(dǎo)電部分之間的電位差等于或接近于零。引起短路發(fā)生的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，其

22、次是人員誤操作、鳥(niǎo)獸的危害等。電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞可能是有雨設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行絕緣自然老化或設(shè)備本身絕緣缺陷而被工頻電壓擊穿，或設(shè)備絕緣正常唄過(guò)電壓擊穿，或者是設(shè)備絕緣受到外力損傷而造成短路。4.1.2 短路的危害（1）短路電流通過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，溫度急劇上升，會(huì)使絕緣老化或損壞；同時(shí)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，會(huì)使設(shè)備載流部分發(fā)生機(jī)械變形甚至損壞。（2）短路會(huì)使系統(tǒng)電壓驟降，影響系統(tǒng)其它設(shè)備的正常運(yùn)行。（3）短路可造成停電事故，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大。（4）嚴(yán)重的短路會(huì)影響電力系統(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，造成電力系統(tǒng)解列。（5）電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路

23、時(shí)，其電流會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾。4.1.3 短路電流計(jì)算的目的（1）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。（2）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。（3）在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。4.1.4 短路電流計(jì)算的標(biāo)幺值法對(duì)較復(fù)雜的高壓供電系統(tǒng)，計(jì)算短路電流時(shí)采用標(biāo)么制進(jìn)行計(jì)算比較簡(jiǎn)便。標(biāo)么制屬于相對(duì)電位制的一種，在用標(biāo)么制計(jì)算時(shí)，各電氣元件的參數(shù)

24、都用標(biāo)么值表示。在短路計(jì)算中所遇到的電氣量有功率、電壓、電流和電抗等四個(gè)量。某一電氣量的標(biāo)么值就是它的實(shí)際值（有名值）與一個(gè)預(yù)先選定的同單位的基準(zhǔn)值的比值。以下就是用標(biāo)么值法進(jìn)行短路電流的計(jì)算。4.2 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值4.2.1選取基準(zhǔn)值由設(shè)計(jì)對(duì)象中已知，本變電所主要有35kV、10kV兩種電壓等級(jí)的線路段,主變壓器連接了35kV、10kV電壓等級(jí)的線路段，為簡(jiǎn)化分析，采用近似計(jì)算法計(jì)算標(biāo)幺值，在近似計(jì)算中不管變壓器電壓比如何，選擇各級(jí)的基準(zhǔn)功率是統(tǒng)一的，通常選擇各級(jí)網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓，即Ud =1.05UN 。選取基準(zhǔn)容量：100MVA選取短路點(diǎn)所在母線的平均電壓為基準(zhǔn)電壓，

25、取=36.75kV, =10.5kV, =/() 則 kA，kA, 4.2.2供配電系統(tǒng)中各主要元件電抗標(biāo)么值 短路計(jì)算電路圖（1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值。電力系統(tǒng)電抗，可由系統(tǒng)的短路容量求取最大運(yùn)行方式下：最小運(yùn)行方式下：（2）電力變壓器的電抗標(biāo)么值。電力變壓器的電抗值可由其短路電壓近似的計(jì)算，即式中，為變壓器的額定容量。（3）電力線路的電抗標(biāo)么值 4.2.3短路電流具體計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)么值1電力系統(tǒng)電抗標(biāo)么值最大運(yùn)行方式 最小運(yùn)行方式 2架空線路標(biāo)么值3電力變壓器（由附錄表查得SZ9-4000型油浸式變壓器Uk%=7.0） 短路等效電路圖如圖所示（系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下）4.2.

26、4 在最大運(yùn)行方式下k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及短路電流和短路容量總電抗標(biāo)么值 三相對(duì)稱短路電流初始值 其他三相短路電流 三相短路容量k-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)么值 三相短路電流周期分量有效值其他三相短路電流 三相短路容量 4.2.5在最小運(yùn)行方式下k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及短路電流和短路容量總電抗標(biāo)么值 三相對(duì)稱短路電流初始值其他三相短路電流 三相短路容量k-2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)么值及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)么值三相短路電流周期分量有效值其他三相短路電流 三相短路容量表4-1 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)總電抗標(biāo)么值三相短路電流/kA兩相短路電

27、流/kA三相短路容量/MVA在最大運(yùn)行方式下k-1點(diǎn)0.443.573.839.105.393.09227.3k-2點(diǎn)1.3154.184.189.455.48 3.62 76.05在最小運(yùn)行方式下k-1點(diǎn)0.742.122.125.413.201.84135.14k-2點(diǎn)2.492.212.214.992.90 1.91 40.165 變電所高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)5.1. 35KV高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇選用XGN-40.5 型固定式金屬封閉開(kāi)關(guān)柜。該柜內(nèi)配有ZN12-40.5 型真空斷路器，作為40.5kV 交流系統(tǒng)接受和分配電能之用。開(kāi)關(guān)柜具有安全聯(lián)鎖裝置、防誤性能，運(yùn)行安全可靠。真空滅弧室免

28、維護(hù)。該產(chǎn)品滿足GB3906-913-35kV 交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備等標(biāo)準(zhǔn)。5.1.1短路校驗(yàn)的原則對(duì)于相應(yīng)高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行短路校驗(yàn)，主要有斷路器的額定電壓、額定電流、額定開(kāi)斷電流以及相應(yīng)的額定動(dòng)、熱穩(wěn)定電度校驗(yàn)。5.2高壓設(shè)備選擇及校驗(yàn) 高壓設(shè)備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)該工作安全可靠、運(yùn)行方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。一般要遵循以下原則：1、按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流；2、按短路情況來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定；3、安裝地點(diǎn)的三相短路容量來(lái)校驗(yàn)高壓斷路器的速斷容量。5.2.1 35KV斷路器的選擇（1）額定電壓選擇斷路器的額定電壓

29、應(yīng)大于或等于所在電網(wǎng)的工作電壓,即。 （2）額定電流選擇斷路器的額定電流應(yīng)大于或等于它的最大長(zhǎng)期工作電流，即。 （3）開(kāi)斷電流選擇在給定的電網(wǎng)電壓下，斷路器的開(kāi)斷電流不應(yīng)小于實(shí)際瞬間的短路電流周期分量，即。 （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)若斷路器的極限通過(guò)電流峰值，大于三相短路時(shí)通過(guò)斷路器的沖擊電流，則其動(dòng)穩(wěn)定便滿足要求，即。 （5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)斷路器熱穩(wěn)定電流，即在短時(shí)允許發(fā)熱量應(yīng)大于短路期間短路電流所發(fā)出的熱量，則此斷路器滿足熱穩(wěn)定要求。可表示為。初步選用高壓開(kāi)關(guān)柜配有的ZN12-40.5型真空斷路器校驗(yàn):ZN12-40.5型真空斷路器額定電壓為40.5kV, =35kV, ,符合條件。ZN12-40.5

30、型真空斷路器額定電流為630A,最大長(zhǎng)期工作電流為又因?yàn)?630A 即，因此符合技術(shù)條件。斷路器開(kāi)斷電流50kA，3.9kA，符合技術(shù)條件。63kA，9.77kA序號(hào)選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)的技術(shù)參數(shù)斷路器的技術(shù)參數(shù)結(jié)論1額定電壓 Un=35KV, Um=36.75KV Ur=40.5KVUrUn，2額定電流Ic= Ir=1000AIrIc，3額定短路開(kāi)斷電流Ib3=3.57KA（最大運(yùn)行方式）Ib=50KAIbIb3，4額定峰值耐受電流（動(dòng)穩(wěn)定）ip3=9.10KA(最大運(yùn)行方式)imax=63KAImax ip3, 5額定短時(shí)（4s）耐受電流（熱穩(wěn)定）Qt=3.572（0.1+0.8+0.05）K

31、A2.s=12.11 KA2.s25KA2.sQ Qt, 6額定短路關(guān)合電流ip3=9.10KA（最大運(yùn)行方式）im=50KAim ip3,7環(huán)境條件某礦山起重機(jī)公司變電所高壓開(kāi)關(guān)正常使用環(huán)境滿足條件則滿足動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。表5-1 35kV高壓斷路器的校驗(yàn)QtkA2S25 kA2S，滿足熱穩(wěn)定校驗(yàn)。5.2.2 35KV隔離開(kāi)關(guān)的選擇 選用GN27-35/630隔離開(kāi)關(guān)，其技術(shù)參數(shù)為：額定電壓35kV，額定電流630A，極限通過(guò)電流峰值50kA，4s熱穩(wěn)定電流20kA。短路電流取Ioo=IK3=3.57kA，電抗器通過(guò)短路電流的持續(xù)時(shí)間為tla= 0.2+2.0=2.2s。故,所以熱穩(wěn)定度符合要求。

32、電抗器所在線路的短路電流沖擊值=1.513.57=5.39kA50kA，所以動(dòng)穩(wěn)定度符合要求。由此可知GN27-35/630隔離開(kāi)關(guān)符合要求。5.2.3 35KV電流互感器的選擇電流互感器是一種專門用于變換測(cè)量電流的特殊電氣器，選用LCZ-35Q電流互感器，適用于額定頻率50Hz或60Hz、額定電壓為35kV及以下的電力系統(tǒng)中，作為電能計(jì)量、電流測(cè)量和繼電保護(hù)用。選用額定電流變比為200/5，準(zhǔn)確級(jí)次0.5。校驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表5-2選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)的技術(shù)參數(shù)電流互感器參數(shù)結(jié)論額定電壓35KV35KV 額定電流50.9A300A動(dòng)穩(wěn)定9.10KA42.4KA熱穩(wěn)定12.11KA2.s13KA2.s5

33、.2.4 35KV電壓互感器的選擇互感器是交流供電系統(tǒng)中一次回路將交流電流或電壓按比例降低供二次回路儀表使用。根據(jù)一次額定電壓選擇。并按二次負(fù)荷大小及負(fù)荷準(zhǔn)確等級(jí)校驗(yàn)?？蛇x高壓開(kāi)關(guān)柜配套的JDJJ2-35型電壓互感器，根據(jù)資料手冊(cè)選用JDJJ2-35型電壓互感器。5.2.5 35KV熔斷器的選擇選擇裝設(shè)RN2-35型高壓熔斷器分別對(duì)額定電壓、額定電流、開(kāi)斷電流（最大分?jǐn)嚯娏鞯挠行е担┻M(jìn)行校驗(yàn)，符合要求。5.2.6 35KV避雷器的選擇避雷器用來(lái)防止雷電沖擊波沿線路侵入變配電所，對(duì)電氣設(shè)備的絕緣造成損壞。本設(shè)計(jì)中選用兩組35kV 合成套無(wú)間隙氧化鋅避雷器HY5WZ2-52.7/134兩組分放在3

34、5kV母線上，與電壓互感器共用一個(gè)間隔。5.3 10KV電氣設(shè)備的選擇5.3.1 10KV開(kāi)關(guān)柜的選擇選用KYNl8A-12 型戶內(nèi)交流鎧裝移開(kāi)式金屬封閉開(kāi)關(guān)柜，產(chǎn)品符合GB3906-913-35kV 交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備DL404-91戶內(nèi)交流開(kāi)關(guān)柜訂貨技術(shù)條件及IEC298交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備等標(biāo)準(zhǔn)。適用于3-10kV 單母線電力系統(tǒng)中作為接受和分配電能之用。可廣泛用于各類型發(fā)電廠，變電站及工礦企業(yè)中。5.3.2 10KV斷路器的選擇表5-3 ZN12-10B型真空斷路器校驗(yàn)序號(hào)選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)的技術(shù)參數(shù)斷路器的技術(shù)參數(shù)結(jié)論1額定電壓 Un=10KV, Um=10.5KV Ur=

35、12KVUrUn，2額定電流Ic= Ir=1250AIrIc，3額定短路開(kāi)斷電流Ib3=4.18KA（最大運(yùn)行方式）Ib=31.5KAIbIb3，4額定峰值耐受電流（動(dòng)穩(wěn)定）ip3=9.45KA(最大運(yùn)行方式)imax=80KAImax ip3, 5額定短時(shí)（4s）耐受電流（熱穩(wěn)定）Qt=4.182（0.1+0.8+0.05）KA2.s=16.60 KA2.s31.5KA2.sQ Qt, 6額定短路關(guān)合電流ip3=9.45KA（最大運(yùn)行方式）im=80KAimip3，7環(huán)境條件某礦山起重機(jī)公司變電所高壓開(kāi)關(guān)柜正常使用環(huán)境滿足條件5.3.3 隔離開(kāi)關(guān)的選擇查閱設(shè)備資料，其所選型號(hào)有GN6-10T

36、/200、 GN6-10T/400、GN6-10T/600 GN1910（C）/400、GN19-10（C）/630等，選用GN1910c/630隔離開(kāi)關(guān)，其操動(dòng)機(jī)構(gòu)配套選用手動(dòng)CS61T型。表6-5 10kv隔離開(kāi)關(guān)的選擇選擇項(xiàng)目裝置地點(diǎn)的技術(shù)參數(shù)GN1910c/630隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)額定電壓10kVU=10kv額定電流178.2AI=630A動(dòng)穩(wěn)定i=9.45kAi=50kA熱穩(wěn)定16.60kAI=20kA對(duì)上述數(shù)據(jù)校驗(yàn)符合要求，故都符合要求。5.3.4電流互感器的選擇電流互感器選用LAJ-10型，變比為100/5、150/5、200/5、600/5等選用額定電流變比為200/5，準(zhǔn)確級(jí)次0.

37、5，經(jīng)過(guò)動(dòng)、熱穩(wěn)定性校驗(yàn)，都大于實(shí)際值，電流互感器能滿足要求。5.3.5電壓互感器的選擇電壓互感器選用JDZJ系列，為單相三卷澆注絕緣戶內(nèi)。供中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，做電流、電能測(cè)量及單相接地保護(hù)用。用三臺(tái)JDJZ型產(chǎn)品能在1.1倍額定電壓下長(zhǎng)期運(yùn)行，并能在八小時(shí)內(nèi)無(wú)損傷地承受2倍額定電壓。選擇型號(hào)為JDZJ10，可選兩臺(tái)雙圈JDZJ10型互感器接在10kV母線上，配用二個(gè)XRNT1-12/200A型熔斷器，用作線路的器短路保護(hù)，其最額定電壓原線圈6/,副線圈0.1/,輔助線圈0.1/，選用0.5級(jí)額定容量為30MVA。選擇XRNT1-12/200A型熔斷器額定電壓10KV12KV,符合要求。額定電

38、流Ic=178.2A200A，符合要求。額定短路開(kāi)斷電流4.31KA31.5KA,符合要求。6 高壓配電線路的設(shè)計(jì)6.1高壓配電線路接線方式的選擇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(shí)采用的網(wǎng)絡(luò)形式。常用的接線方式有放射式、樹(shù)干、環(huán)式三種。（一）放射式放射式接線的特點(diǎn)是每路饋線僅給一個(gè)復(fù)合墊單獨(dú)供電，放射式線路故障影響范圍小，易于控制盒實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，供電可靠性高，適于對(duì)重要負(fù)荷的供電。單回路放射式接線一般供二、三級(jí)負(fù)荷，供二級(jí)負(fù)荷宜用備用電源；雙回路放射式接線供電可靠性較單回路放射式接線大大提高，可供二級(jí)負(fù)荷。（二）樹(shù)干式樹(shù)干式接線是有分支的輻射網(wǎng)絡(luò)，

39、特點(diǎn)是每路饋線可給同一方向的多個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電，其開(kāi)關(guān)電器數(shù)量少，投資省，但可靠性不高。（三）環(huán)形環(huán)形接線的特點(diǎn)是配電線路從一個(gè)供電點(diǎn)開(kāi)始，接入許多負(fù)荷點(diǎn)后，返回至同一或不同的供電點(diǎn)，形成環(huán)網(wǎng)。環(huán)形接線運(yùn)行靈活，供電可靠性較高，在現(xiàn)代化配電網(wǎng)中這種接線方式應(yīng)用較廣。為了便于管理，實(shí)現(xiàn)集中控制，盡量提高廠區(qū)用電的可靠性，而放射式接線可靠性較高，保護(hù)配合簡(jiǎn)單、便于運(yùn)行管理。因此總降壓變電所采用10KV單回路放射式配電。6.2高壓配電線路截面的選擇與校驗(yàn)6.2.1 35KV高壓進(jìn)線的選擇變電所中各種電壓配電裝置的母線,以及電器間的連接大都采用銅、鋁或鋼的矩形、圓形、管形裸導(dǎo)線或多芯絞線。母線的截面形狀，

40、35KV及以下的屋內(nèi)配電裝置中，都采用矩形截面。因?yàn)樗睦鋮s條件好，對(duì)交流肌膚效應(yīng)的影響小。一般采用LGJ型鋼芯鋁絞線。根據(jù)設(shè)備資料中附錄表29知35kV線路鋼芯鋁絞線的最小允許截面為35mm2。所以初選LGJ-35型鋼芯鋁絞線。6.2.2 截面積的校驗(yàn)（1）按發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn) 線路計(jì)算電流為Ic=從供電工程中附錄表42，得35mm2截面積的LGJ型鋼芯鋁絞線在環(huán)境溫度25的載流量為220A，大于線路的計(jì)算電流50.9A，滿足發(fā)熱條件。（2）按線電壓損失條件進(jìn)行校驗(yàn) 查供電工程附表12,以及設(shè)備資料中的附表32，得LGJ-50型鋼芯鋁絞線的r=0.823/km，x=0.39/km。將參數(shù)代入公

41、式 （4-18） 可得 =1.8355，因此，所選截面積也滿足電壓損失要求。（3）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查設(shè)備資料中附表29 得35KV線路鋼芯鋁絞線的最小允許截面為35mm2，因此，所選的LGJ-35型鋼芯鋁絞線也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求的。（4）按經(jīng)濟(jì)電流條件進(jìn)行校驗(yàn) 線路工作時(shí)的最大時(shí)常電流Ic由于該廠的年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4800h，根據(jù)網(wǎng)上資料得出經(jīng)濟(jì)電流密度Jec=1.15A/，所以經(jīng)濟(jì)截面積Sec=Iarm/ Jec=50.9/1.15=44.262352，符合要求。6.2.3 10KV高壓出線線路的選擇與校驗(yàn)變配電所10KV高壓出線一般選用電纜，而交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜具有卓越的熱-機(jī)械性能，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，敷設(shè)不受落差限制等優(yōu)點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)