發(fā)電廠(chǎng)課程設(shè)計(jì)某工廠(chǎng)電氣設(shè)計(jì).doc

課 題： 某化工廠(chǎng)降壓變電所電氣設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí)： 2014級(jí)4班學(xué) 號(hào)： 姓 名： 劉永歡 指導(dǎo)教師： 劉勝芬設(shè)計(jì)日期： 2016.06.06成 績(jī)：重慶大學(xué)城市科技學(xué)院電氣信息學(xué)院27目錄一、設(shè)計(jì)目的1二、設(shè)計(jì)要求12.1設(shè)計(jì)資料1三、設(shè)計(jì)過(guò)程31、系統(tǒng)概述32、設(shè)計(jì)與分析過(guò)程32.1各車(chē)間計(jì)算負(fù)荷32.2各車(chē)間變電所的設(shè)計(jì)選擇62.3各變電所的變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇72.4廠(chǎng)內(nèi)10kV線(xiàn)路截面的選擇92.5工廠(chǎng)總降壓變電所及接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)112.6短路電流計(jì)算122.7 變電所高低壓電氣設(shè)備的選擇162.8繼電保護(hù)的配置182.9防雷措施18四、總結(jié)19五、附錄19六、參考文獻(xiàn)21某化工廠(chǎng)降壓變電所電氣設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的在老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)，通過(guò)對(duì)化工廠(chǎng)降壓變電所的設(shè)計(jì)，初步掌握工廠(chǎng)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，將所學(xué)知識(shí)融匯貫通運(yùn)用到設(shè)計(jì)中鞏固知識(shí)。培養(yǎng)較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)習(xí)能力。二、設(shè)計(jì)要求根據(jù)本廠(chǎng)用電負(fù)荷（甲-4組），并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按安全可靠，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理的要求。（1） 確定工廠(chǎng)變電所的位置與型式（2） 通過(guò)負(fù)荷計(jì)算，確定主變壓器臺(tái)數(shù)及容量（3） 進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇變電所的主接線(xiàn)及高、低壓電氣設(shè)備（4） 按要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，繪出設(shè)計(jì)圖紙（5） 最后寫(xiě)出課程設(shè)計(jì)報(bào)告并進(jìn)行答辯（格式請(qǐng)嚴(yán)格按照課程設(shè)計(jì)模板進(jìn)行統(tǒng)一）。2.1設(shè)計(jì)資料設(shè)計(jì)工程項(xiàng)目情況如下：（1）工廠(chǎng)總平面圖見(jiàn)圖1 1圖1-1 某化工廠(chǎng)總平面圖(lcm = 200m)(2)工廠(chǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)：本工廠(chǎng)多數(shù)車(chē)間為3班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)6000小時(shí)。本廠(chǎng)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料見(jiàn)表1 1，表1-1 某化工廠(chǎng)負(fù)荷情況表序號(hào)車(chē)間設(shè)備名稱(chēng)安裝容量Kdtancos計(jì)算負(fù)荷甲乙P(kW)Q(kvar)S(kVA)1紡煉車(chē)間紡絲機(jī)2002200.80 0.78 筒絞機(jī)30560.75 0.75 烘干機(jī)85700.75 1.02 脫水機(jī)12180.60 0.80 通風(fēng)機(jī)1802400.70 0.75 淋洗機(jī)6220.75 0.78 變頻機(jī)8409500.80 0.70 傳送機(jī)40300.80 0.70 小計(jì)2原液車(chē)間照明120011600.75 0.70 小計(jì)3酸站照明2003100.65 0.70 小計(jì)4鍋爐房照明2902700.75 0.75 小計(jì)5排毒車(chē)間照明1801400.70 0.60 小計(jì)6其他車(chē)間照明3002400.70 0.75 小計(jì)7全廠(chǎng)計(jì)算負(fù)荷總計(jì)表1-2 學(xué)生組合方案序號(hào)煉紡車(chē)間原液車(chē)間酸站鍋爐房排毒機(jī)房其他附屬車(chē)間1ABCDEF2ABDEFC3ABEFCD4BAEFCD5BAFCDE(3) 供電電源情況：按與供電局協(xié)議，本廠(chǎng)可由東南方20公里處的城北變電所110/38. 5/llkV， 50 MVA變壓器供電，供電電壓可任選。另外，與本廠(chǎng)相距4公里處的其他工廠(chǎng)可以引入10kV線(xiàn)路做備用電源，但容量只能滿(mǎn)足本廠(chǎng)負(fù)荷的30%重要負(fù)荷，平時(shí)不準(zhǔn)投入，只在本廠(chǎng)主要電源故障或檢修時(shí)投入。(4) 電源的短路容量（城北變電所）：35kV母線(xiàn)的出線(xiàn)斷路器斷流容量為1500MVA；10kV母線(xiàn)的出線(xiàn)斷路器斷流容量為350MVA。(5) 供電局要求的功率因數(shù)：當(dāng)35kV供電時(shí)，要求工廠(chǎng)變電所高壓側(cè)cos0.9；當(dāng)以10kV供電時(shí)，要求工廠(chǎng)變電所高壓側(cè)cos0.95。(6) 電費(fèi)制度：按兩部制電費(fèi)計(jì)算。變壓器安裝容量每1kVA為15元月，動(dòng)力電費(fèi)為0.3元/kWh，照明電費(fèi)為0.55元/ (kWh)。(7) 氣象資料：本廠(chǎng)地區(qū)最高溫度為38，最熱月平均最高氣溫29，最熱月地下0.8m處平均溫度為22，年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，年雷暴雨日數(shù)為20天。(8) 地質(zhì)水文資料：本廠(chǎng)地區(qū)海拔60m，地層以砂黏土為主，地下水位為2m。三、設(shè)計(jì)過(guò)程1、系統(tǒng)概述供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，由電氣設(shè)備及配電線(xiàn)路按一定的接線(xiàn)方式所組成。它從電力系統(tǒng)取得電能，通過(guò)其變換、分配、輸送與保護(hù)等功能，將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地送到每一個(gè)用電設(shè)備的裝設(shè)場(chǎng)所，再利用電氣控制設(shè)備來(lái)決定用電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，最終使電能為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活服務(wù)。本課程設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求給定的環(huán)境與參數(shù)，計(jì)算并確定負(fù)荷、無(wú)功功率及補(bǔ)償、供電電壓選擇、變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線(xiàn)方案的選擇、短路電流、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)、變電所高、低壓線(xiàn)路的選擇、變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定以及防雷和接地裝置，最終完整設(shè)計(jì)出該工廠(chǎng)的供電系統(tǒng)。2、設(shè)計(jì)與分析過(guò)程供電系統(tǒng)要能夠在正常條件下可靠運(yùn)行，則其中各個(gè)元件（包擴(kuò)電力變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線(xiàn)、電纜等）都必須要選擇得當(dāng)，除了應(yīng)滿(mǎn)足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿(mǎn)足負(fù)荷電流的要求。因此對(duì)各環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，選出供電系統(tǒng)設(shè)備。2.1各車(chē)間計(jì)算負(fù)荷和無(wú)功補(bǔ)償（需要系數(shù)法）2.1.1紡煉車(chē)間（甲組）1單臺(tái)機(jī)械負(fù)荷計(jì)算（1）紡絲機(jī)已知 Pe=200Kw，Kd=0.8，tan =0.78故 P=Pe Kd=2000.8=160（Kw) Q=P tan=1600.78=124.8(Kvar)（2）筒絞機(jī)已知 Pe=30Kw，Kd=0.75，tan =0.75故 P=Pe Kd=300.75=22.5（Kw) Q=P tan=22.50.75=18.88(Kvar)（3）烘干機(jī)已知 Pe=85Kw，Kd=0.75，tan =1.02故 P=Pe Kd=850.75=63.75（Kw) Q=P tan=63.751.02=65.03(Kvar)（4）脫水機(jī)已知 Pe=12Kw，Kd=0.6，tan =0.8故 P=Pe Kd=120.6=7.2（Kw) Q=P tan=7.20.8=5.76(Kvar)（5）通風(fēng)機(jī)已知 Pe=180Kw，Kd=0.7，tan =0.75故 P=Pe Kd=1800.7=126（Kw) Q=P tan=1260.75=94.5(Kvar)（6）淋洗機(jī)已知 Pe=6Kw，Kd=0.75，tan =0.78故 P=Pe Kd=60.75=4.5（Kw) Q=P tan=4.550.78=3.51(Kvar)（7）變頻機(jī)已知 Pe=840Kw，Kd=0.8，tan =0.7故 P=Pe Kd=8400.8=672（Kw) Q=P tan=6720.7=470.4(Kvar)（8）傳送機(jī)已知 Pe=40Kw，Kd=0.8，tan =0.7故 P=Pe Kd=400.8=32（Kw) Q=P tan=320.7=22.4(Kvar)紡煉車(chē)間單臺(tái)機(jī)械負(fù)荷計(jì)算統(tǒng)計(jì)表2-1表2-1 紡煉車(chē)間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)列表序號(hào)車(chē)間設(shè)備名稱(chēng)安裝容量Kdtan計(jì)算負(fù)荷甲P(kW)Q(kvar)紡煉車(chē)間1紡絲機(jī)2000.80 0.78 160124.82筒絞機(jī)300.75 0.75 22.518.883烘干機(jī)850.75 1.02 63.7565.034脫水機(jī)120.60 0.80 7.25.765通風(fēng)機(jī)1800.70 0.75 12694.56淋洗機(jī)60.75 0.78 4.53.517變頻機(jī)8400.80 0.70 672470.48傳送機(jī)400.80 0.70 3222.4小計(jì)13191087.95805.282.車(chē)間計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（同時(shí)系數(shù)）取同時(shí)系數(shù)：Kp=0.9，KQ=0.95 P=KpP=0.91087.95=979.2(KW) Q=KQQ=0.95805.28=765(Kvar) S=P2+Q2=979.227652=1242.6(KVA)2.1.2其余車(chē)間負(fù)荷計(jì)算1.原料車(chē)間照明已知 Pe=1200Kw，Kd=0.75，tan =0.7故 P=Pe Kd=12000.75=900（Kw) Q=P tan=9000.7=630(Kvar) S=P2+Q2=90026302=1098.6(KVA)2.酸站照明已知 Pe=200Kw，Kd=0.65，tan =0.7故 P=Pe Kd=2000.65=130（Kw) Q=P tan=1300.7=91(Kvar) S=P2+Q2=1302912=158.7(KVA)3.鍋爐房照明已知 Pe=290Kw，Kd=0.75，tan =0.75故 P=Pe Kd=2900.75=217.5（Kw) Q=P tan=217.50.75=163.1(Kvar) S=P2+Q2=217.502163.12=271.9(KVA)4.排毒車(chē)間照明已知 Pe=180Kw，Kd=0.7，tan =0.6故 P=Pe Kd=1800.7=126（Kw) Q=P tan=1260.6=75.6(Kvar) S=P2+Q2=126275.62=146.9(KVA)5.其他車(chē)間照明已知 Pe=300Kw，Kd=0.7，tan =0.75故 P=Pe Kd=3000.7=210（Kw) Q=P tan=2100.75=157.5(Kvar) S=P2+Q2=2102157.52=262.5(KVA)各車(chē)間計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表2-2表2-2 各車(chē)間計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)列表序號(hào)車(chē)間設(shè)備名稱(chēng)安裝容量計(jì)算負(fù)荷甲P(kW)Q(kvar)S(kVA)1紡煉車(chē)間1319979.27651242.62原液車(chē)間照明12009006301098.63酸站照明20013091158.74鍋爐房照明290217.5163.1271.95排毒車(chē)間照明18012675.6146.96其他車(chē)間照明300210157.5262.52.2各車(chē)間變電所的設(shè)計(jì)選擇各車(chē)間變電所位置及全廠(chǎng)供電平面草圖根據(jù)地理位置及各車(chē)間計(jì)算負(fù)荷大小，決定設(shè)立3個(gè)變電所，各自供電范圍如圖2-1。圖2-1變電站分布變電所I:紡煉車(chē)間變電所II:原料車(chē)間、鍋爐房、辦公及生活區(qū)變電所III：排毒車(chē)間、酸站車(chē)間、其他車(chē)間2.3各變電所的變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇 2.3.1變壓所I的變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇（1）變壓所I的供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)： P=979.2（kw） Q=765(Kvar)（2）變壓所I的無(wú)功補(bǔ)償（功率因數(shù)0.9以上）無(wú)功補(bǔ)償試取QC=300kvar補(bǔ)償后： Q=765-300=465（kvar） cos=PP2+Q2=979.2979.22+4652=0.9 SI=P2+Q2=979.22+4652=1084(KVA）選用BW0.4-14-1/3電容器n=QCqc=30014=21.43 取n=22（3）變壓所I的變壓器選擇，為保證供電的可靠性，選用兩臺(tái)變壓器（每臺(tái)變壓器供車(chē)間的70%）：SNT1=0.7S1=0.71084=758.8（KVA）選擇變壓器型號(hào)為S9系列，確定容量為800KVA，兩臺(tái)查表得出變壓器各項(xiàng)參數(shù)：空載損耗1.4kw、負(fù)載損耗7.5kw、空載電流I%=0.8、阻抗電壓U%=4.5（4）計(jì)算每臺(tái)變壓器的功率損耗 ST=12S1=121084=542（KVA） PT=nPT+1nPT(STSN)2=1.4+7.5(542800)2=4.84Kw QT=nI%100SN+1nUK%100(STSN)2=0.88+4.58(542800)2=22.92Kw2.3.2變壓所II變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇（1）變壓器II的供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：同時(shí)系數(shù)Kp=0.9，KQ=0.95 P=Kp（P原+P鍋）=0.9（900+217.5）=1005.75（kw） Q=QQ（Q原+Q鍋）=0.95（630+163.1）=753.45（kw）（2）變壓所II的無(wú)功補(bǔ)償（功率因數(shù)0.9以上）無(wú)功補(bǔ)償試取QC=350kvar補(bǔ)償后： Q=753.45-350=403.45（kvar） cos=PP2+Q2=1005.751005.752+403.452=0.93 SI=P2+Q2=1005.752+403.452=1083.7(KVA）選用BW0.4-14-1/3電容器n=QCqc=35014=25 （3）變壓所II的變壓器選擇，車(chē)間照明為三類(lèi)負(fù)荷選用一臺(tái)變壓器供電選擇變壓器型號(hào)為S9系列，確定容量為1250KVA查表得出變壓器各項(xiàng)參數(shù)：空載損耗1.95kw、負(fù)載損耗12kw、空載電流I%=0.6、阻抗電壓U%=4.5（4）計(jì)算每臺(tái)變壓器的功率損耗 PT=nPT+1nPT(STSN)2=1.95+12(1083.71250)2=10.97Kw QT=nI%100SN+1nUK%100(STSN)2=0.612.50+4.512.50(1083.71250)2=49.8Kvar2.3.3變壓所III變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇（1）變壓器III的供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：同時(shí)系數(shù)Kp=0.9，KQ=0.95 P=Kp（P排+P酸+P其）=0.9（126+210+130）=419.4（kw） Q=QQ（Q排+Q酸+Q其）=0.95（75.6+157.5+91）=307.89（kw）（2）變壓所III的無(wú)功補(bǔ)償（功率因數(shù)0.9以上）無(wú)功補(bǔ)償試取QC=150kvar補(bǔ)償后： Q=307.89-150=157.89（kvar） cos=PP2+Q2=419.4419.42+157.892=0.94 SI=P2+Q2=419.42+157.892=448.1(KVA）選用BW0.4-14-1/3電容器n=QCqc=15014=10.7 取n=11（3）變壓所III的變壓器選擇，車(chē)間照明為三類(lèi)負(fù)荷選用一臺(tái)變壓器供電選擇變壓器型號(hào)為S9系列，確定容量為500KVA查表得出變壓器各項(xiàng)參數(shù)：空載損耗0.96k載、負(fù)損耗5.1kw、空載電流I%=1、阻抗電壓U%=4（4）計(jì)算每臺(tái)變壓器的功率損耗 PT=nPT+1nPT(STSN)2=0.96+5.1(448.1500)2=5.06Kw QT=nI%100SN+1nUK%100(STSN)2=15+45(448.1500)2=21.06Kvar2.4廠(chǎng)內(nèi)10kV線(xiàn)路截面的選擇供電給變電所的10kV線(xiàn)路選用雙回供電線(xiàn)路，其變壓器的損耗：P30(1)=P30(1)+PT=489.6+4.84=494.44(kW)Q30(1)=Q30(1)+QT=232.5+22.92=255.4(kvar)S30(1)=P30(1)2+Q30(1)2=494.442+255.42=556.52(kVA)I301=S3013U=556.52310=32.13A（1） 先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)濟(jì)截面：由于任務(wù)書(shū)中給出的年最大負(fù)荷利用小時(shí)為6000h，查表可得，架空線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)電流密度jec=1.0A/mm2所以可得經(jīng)濟(jì)截面：Aec=Ij=32.131=32.13（mm2）可選用導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)LJ-25，其允許載流量Ial=135A，相應(yīng)參數(shù)r=1.28/km、x=0.345/km再按發(fā)熱條件檢驗(yàn)：已知=29C,溫度修正系數(shù)為Kt=70-70-25=70-2970-25=0.95 Ial=KtI=0.95135=128.2532.13由上式可知，所選導(dǎo)線(xiàn)符合長(zhǎng)期發(fā)熱（2）按機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn) 查表知，10kV架空鋁絞線(xiàn)的最小截面為16mm225mm2，故滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求。供電給變電所II的10kV線(xiàn)路選用單回供電線(xiàn)路，其變壓器的損耗：P30(1)=P30(1)+PT=1005.75+10.97=1016.72(kW)Q30(1)=Q30(1)+QT=403.45+49.8=453.25(kvar)S30(1)=P30(1)2+Q30(1)2=1016.722+453.252=1113.2(kVA)I301=S3013U=1113.2310=64.27A（2） 先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)濟(jì)截面：由于任務(wù)書(shū)中給出的年最大負(fù)荷利用小時(shí)為6000h，查表可得，架空線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)電流密度jec=1.0A/mm2所以可得經(jīng)濟(jì)截面：Aec=Ij=64.271=64.27（mm2）可選用導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)LJ-50，其允許載流量Ial=215A，相應(yīng)參數(shù)r=0.64/km、x=0.325/km再按發(fā)熱條件檢驗(yàn)：已知=29C,溫度修正系數(shù)為Kt=70-70-25=70-2970-25=0.95 Ial=KtI=0.95215=204.2564.27由上式可知，所選導(dǎo)線(xiàn)符合長(zhǎng)期發(fā)熱（3） 按機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn) 查表知，10kV架空鋁絞線(xiàn)的最小截面為16mm250mm2，故滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求。供電給變電所III的10kV線(xiàn)路選用單回供電線(xiàn)路，其變壓器的損耗：P30(1)=P30(1)+PT=419.4+5.06=424.46(kW)Q30(1)=Q30(1)+QT=157.89+21.06=178.95(kvar)S30(1)=P30(1)2+Q30(1)2=424.462+178.952=460.6(kVA)I301=S3013U=460.6310=26.6A（4） 先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)濟(jì)截面：由于任務(wù)書(shū)中給出的年最大負(fù)荷利用小時(shí)為6000h，查表可得，架空線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)電流密度jec=1.0A/mm2所以可得經(jīng)濟(jì)截面：Aec=Ij=26.61=26.6（mm2）選用LG-25其允許載流量Ial=135A，相應(yīng)參數(shù)r=1.28/km、x=0.345/km再按發(fā)熱條件檢驗(yàn)：已知=29C,溫度修正系數(shù)為Kt=70-70-25=70-2970-25=0.95 Ial=KtI=0.95135=128.2526.6由上式可知，所選導(dǎo)線(xiàn)符合長(zhǎng)期發(fā)熱（2）按機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn) 查表知，10kV架空鋁絞線(xiàn)的最小截面為16mm225mm2，故滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求。檢驗(yàn)10kv線(xiàn)路（僅計(jì)算最長(zhǎng)的廠(chǎng)內(nèi)10kv線(xiàn)路電壓降）可選用導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)LJ-25相應(yīng)參數(shù)r=1.28/km、x=0.345/km、l=0.64km10kv線(xiàn)路功率損耗Pl=3I2Rl=322.621.280.64=1.255kwQl=3I2Xl=322.620.3450.64=0.338kvar線(xiàn)路首端功率 P=P+P=424.46+1.255=425.72KW Q=Q+Q=178.95+0.338=179.3kvar線(xiàn)路電壓降計(jì)算 U%=PR+QXUN2=425.720.82+179.30.22102=0.39%合格2.5工廠(chǎng)總降壓變電所及接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.5.1工廠(chǎng)總降壓變電所住變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇（1）變壓器的供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：同時(shí)系數(shù)Kp=0.9，KQ=0.95 P=Kp（PI+PII+PIII）=0.9（988.88+1016.72+424.46）= 2187.05（kw） Q=QQ（QI+QII+QIII）=0.95（510.8+453.25+178,95）=1085.85（kw）（2）總變壓所10kv側(cè)的無(wú)功補(bǔ)償（功率因數(shù)0.9以上）無(wú)功補(bǔ)償試取QC=100kvar補(bǔ)償后： Q=1085.85-100=985.85（kvar） cos=PP2+Q2=2187.052187.052+985.852=0.91 SI=P2+Q2=2187.052+985.852=2398.98(KVA）選用BW10.5-50-1w電容器n=QCqc=10050=2 （3）總降壓變壓器選擇，化工廠(chǎng)為二類(lèi)負(fù)荷為保證供電可靠性選用兩臺(tái)變壓器（每臺(tái)變壓器供車(chē)間的70%）：SNT1=0.7S1=0.72398.98=1679.286（KVA）選擇變壓器型號(hào)為S9系列，確定容量為2000KVA查表得出變壓器各項(xiàng)參數(shù)：空載損耗2.72kw、負(fù)載損耗17.82kw、空載電流I%=0.75、阻抗電壓U%=6.5（4）計(jì)算每臺(tái)變壓器的功率損耗ST=12S總=122398.98=1199.5（KVA） PT=nPT+1nPT(STSN)2=2.72+17.82(1199.52000)2=9.13Kw QT=nI%100SN+1nUK%100(STSN)2=0.7520+6.520(1199.52000)2=61.76Kvar2.5.2 35kV供電線(xiàn)路截面選擇考慮化工廠(chǎng)未來(lái)5年的發(fā)展，每年負(fù)荷以2%的比率增長(zhǎng)（1）工廠(chǎng)計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（同時(shí)系數(shù)）取同時(shí)系數(shù)：Kp=0.9 P=KpP=0.92562.7=2306.43(KW) P=P(1+2%)5=2306.43(1+2%)5=2546.5(KW)(2)為保證供電的可靠性，選用兩回35kV供電線(xiàn)路。I=12P3UNCOS=122546.53350.9=23.23A先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)濟(jì)截面：由于任務(wù)書(shū)中給出的年最大負(fù)荷利用小時(shí)為6000h，查表可得，架空線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)電流密度jec=1.0A/mm2所以可得經(jīng)濟(jì)截面：Aec=Ij=46.461=23.23（mm2）可選用導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)LJ-25可選其允許載流量Ial=135A，再按發(fā)熱條件檢驗(yàn)：已知=29C,溫度修正系數(shù)為Kt=70-70-25=70-2970-25=0.95 Ial=KtI=0.95135=128.323.23由上式可知，所選導(dǎo)線(xiàn)符合長(zhǎng)期發(fā)熱（3）按機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn) 查表知，35kV架空鋁絞線(xiàn)的最小截面為35mm2，選用導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)LJ-35可選其允許載流量Ial=170A，相應(yīng)參數(shù)r=0.92/km、x=0.336/km故滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求。2.5.3、35kV線(xiàn)路功率損耗和電壓降計(jì)算（1） 35kV線(xiàn)路功率損耗計(jì)算已知LG-35參數(shù)：r=0.92/km、x=0.336/km,l=20km R=18.4、X=6.7235kV線(xiàn)路的功率損耗： Pl=3I2Rl=323.2320.9220=29.79kwQl=3I2Xl=323.2320.33620=10.88kvar線(xiàn)路首端功率 P=P+P=1273.25+29.79=1303.04KW Q=Q+Q=616.67+10.88=627.55kvar（2）線(xiàn)路電壓降計(jì)算 U%=PR+QXUN2=1303.0418.4+627.556.72352=2.3%10%合格2、6短路電流計(jì)算2.6.1計(jì)算概述在短路電流計(jì)算中，各電氣量，如電流、電壓、阻抗、功率（或容量）等的數(shù)值，可以用有名值表示，也可以用標(biāo)幺值表示。為了計(jì)算方便，故采用標(biāo)幺值法。用標(biāo)幺值進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，一般先選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，則基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)電抗分別按下式計(jì)算：在工程計(jì)算中，為了計(jì)算方便，常取基準(zhǔn)容量,一般取線(xiàn)路的平均額定電壓為其額定電壓的1.05倍。電力系統(tǒng)各元件電抗標(biāo)幺值的計(jì)算公式如下：1.電力系統(tǒng) 2.電力線(xiàn)路 3.變壓器 4.電抗器 三相短路電流和短路容量的計(jì)算公式如下：1.短路電流 2.短路容量 2.6.2短路電流計(jì)算簡(jiǎn)化圖按照無(wú)窮大系統(tǒng)向工廠(chǎng)供電計(jì)算短路電流，三相短路電流計(jì)算電路圖如圖5-1所示 圖5-1 三相短路電流計(jì)算電路圖2.6.3具體相關(guān)計(jì)算（1）總降壓變電所35KV母線(xiàn)短路電流（短路點(diǎn)k1）1.選取基準(zhǔn)容量，,基準(zhǔn)電壓 則基準(zhǔn)電流 2.計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值（其中） 電力系統(tǒng) 35KV線(xiàn)路X2*=x1lSdUav2=0.33620100372=0.49 3.求k1點(diǎn)的總等效電抗值及三相短路電流和短路容量X1*=x1*+12x2*=0.067+120.49=0.312IK1=Id1X1*=1.560.312=5KAish=2.55IK1=2.555=12.75KAIsh=1.51IK1=1.515=7.55KASK=SdX1*=1000.312=320.5MVA（2）變電所10KV母線(xiàn)短路電流（短路點(diǎn)k2） 1.選取基準(zhǔn)容量，,基準(zhǔn)電壓 則基準(zhǔn)電流 2.計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值（其中SOC=350MVA） 電力系統(tǒng) X1*=SdSOC=100350=0.29 35KV線(xiàn)路 X2*=x1lSdUav2=0.33620100372=0.49 35/10KV電力變壓器 X3*=UK%Sd100SN=6.510010001002000=3.253.求k2點(diǎn)的總等效電抗值及三相短路電流和短路容量X1*=x1*+12(X2*+X3*)=0.29+12(0.49+3.25)=2.16IK1=Id1X1*=5.4992.16=2.55KAish=2.55IK1=2.552.55=6.5KAIsh=1.51IK1=1.512.55=3.85KASK=SdX1*=1002.16=46.3MVA（3）車(chē)間變電所0.4KV母線(xiàn)短路電流（短路點(diǎn)k3）1.選取基準(zhǔn)容量SOC=100MVA，基準(zhǔn)電壓 則基準(zhǔn)電流 2.計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值（其中SOC=100MVA） 電力系統(tǒng) X1*=SdSOC=100100=1 35KV線(xiàn)路 X2*=x1lSdUav2=0.33620100372=0.49 35/10KV電力變壓器 X3*=UK%Sd100SN=6.510010001002000=3.25 10/0.4KV電力變壓器 X3*=UK%Sd100SN=410010001002000=23.求k3點(diǎn)的總等效電抗值及三相短路電流和短路容量X1*=x1*+12(X2*+X3*+X4*)=1+12(0.49+3.25+2)=3.87IK1=Id1X1*=144.343.87=37.3KAish=1.84IK1=1.8437.3=68.63KAIsh=1.09IK1=1.0937.3=40.66KASK=SdX1*=1003.87=25.84MVA2.6.4三相短路電流和短路容量計(jì)算結(jié)果匯總表如表5-1所示表5-1 三相短路電流計(jì)算列表短路點(diǎn)計(jì)算三相短路電流計(jì)算列表（KA）三相短路容量MVA35KV短路點(diǎn)（k1點(diǎn)）55512.757.5320.510KV短路點(diǎn)（k2點(diǎn)）2.52.52.56.53.8546.30.4KV短路點(diǎn)（k3點(diǎn)）37.337.337.368.6340.6625.842.7 變電所高低壓電氣設(shè)備的選擇根據(jù)上述短路電流計(jì)算結(jié)果，按正常工作條件選擇和按短路情況校驗(yàn)，總降壓變電所主要高低壓電氣設(shè)備確定如下。2.7.1高壓35kV側(cè)設(shè)備35kV側(cè)設(shè)備的選擇如表6-1所示表6-1 35kV側(cè)設(shè)備計(jì)算數(shù)據(jù)高壓斷路器SN10-35隔離開(kāi)關(guān)SW4-35G/600電壓互感器JDJ-35電流互感器LCW-35避雷器FZ-35備注U=35Kv35kV35kV35kV35kV35kVI=23.23A1000A600AIK=4.56kA16kASK=292.4MVA1000MVAish(3)=11.628kA50kAI24=4.562416.52414252.7.2中壓10kV側(cè)設(shè)備10kV側(cè)設(shè)備的選擇如表6-2所示表6-2 10kV側(cè)設(shè)備計(jì)算數(shù)據(jù)高壓斷路器SN-10隔離開(kāi)關(guān)GN6-10T/200電流互感器LA-10備注U=10Kv10kV10kV10kVI=64.27A630A20040/5IK=2.55kA16kASK=46.3MVA300MVAish(3)=6.5kA40kA25.5kA160402I24=2.552416241025(9040)22.7.3低壓0.4kV側(cè)設(shè)備10kV側(cè)設(shè)備的選擇如表6-3所示表6-3 0.4kV側(cè)設(shè)備計(jì)算數(shù)據(jù)低壓斷路器DZ20-200J隔離開(kāi)關(guān)HGRW-500A電流互感器LMZJ1-0.5備注U=0.4Kv0.4kV0.4kV0.4kVI=143A200A2000.5/1IK=36.39kA42kASK=25.21MVAish(3)=66.96kAI24=36.39242.8、繼電保護(hù)的配置總降壓變電所需配置以下繼電保護(hù)裝置；主變壓器保護(hù)，35kv 進(jìn)線(xiàn)保護(hù)，10kv線(xiàn)路保護(hù)；此外還需配置以下裝置：備用電源自動(dòng)投入裝置和絕緣監(jiān)察裝置。2.8.1、主變壓器保護(hù)根據(jù)規(guī)程規(guī)定1600kvA變壓器應(yīng)設(shè)下列保護(hù)：（1）瓦斯保護(hù)防御變壓器內(nèi)部短路和油面降低，輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)、重瓦斯動(dòng)作于跳閘。（2）電流速斷保護(hù)防御變壓器線(xiàn)圈和引出線(xiàn)的多相短路動(dòng)作于跳閘。（3）過(guò)電流保護(hù)防御外部相間短路并做為瓦斯保護(hù)及電流速斷保護(hù)的后備保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。（4）過(guò)負(fù)荷保護(hù)防御變壓器本身的對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷及外部短路引起的過(guò)載。2.8.2 、35kv進(jìn)線(xiàn)線(xiàn)路保護(hù)（1）電流速斷保護(hù)在電流速斷保護(hù)的保護(hù)區(qū)內(nèi)，速斷保護(hù)為主保護(hù)，動(dòng)作于跳閘。但電流速斷保護(hù)存在著一定的死區(qū)，約占線(xiàn)全長(zhǎng)的20%。（2）過(guò)電流保護(hù)由于電流速斷保護(hù)存在著約占線(xiàn)路全長(zhǎng)的20%的死區(qū)，因此由過(guò)流保護(hù)作為其后備保護(hù)，同時(shí)防御速斷保護(hù)區(qū)外部的相同短路，保護(hù)動(dòng)作于跳閘。(3)過(guò)負(fù)載保護(hù)2.8.3、 10kv線(xiàn)路保護(hù)（1）過(guò)電流保護(hù)防治電路中短路電流過(guò)大，保護(hù)動(dòng)作于跳閘。（2）過(guò)負(fù)載保護(hù)防治配電變壓器的對(duì)稱(chēng)過(guò)載就個(gè)用電設(shè)備的超負(fù)荷運(yùn)行。2.9防雷措施 由于供電部門(mén)到工廠(chǎng)之間的35kV架空線(xiàn)路的距離比較短（10kM），因此沒(méi)有必要安裝避雷線(xiàn)，只需要在高壓側(cè)進(jìn)行對(duì)雷入侵波的防護(hù)，就可以滿(mǎn)足防雷的要求。