某工廠變電所設計

1、 第一章 緒論1.1.1機械工廠供電的意義和特點工廠是工業(yè)生產(chǎn)的主要動力能源。工廠供電設計的任務是從電力系統(tǒng)取得電源，經(jīng)過合理的傳輸，變換，分配到工廠車間中的每一個用電設備上。隨著工業(yè)電氣自動化技術的發(fā)展，工廠用電量的迅速增長，對電能的質(zhì)量，供電的可靠行以及技術經(jīng)濟指標等的要求也日益提高。供電設計是否完善，不僅影響工廠的基本建設投資，運行費用和有色金屬的消耗量，而且也反映到工廠供電的可靠性和工廠的安全生產(chǎn)上，他與企業(yè)的經(jīng)濟效益，設備和人身安全等是密切相關的。供電設計的任務是從廠區(qū)以外的電網(wǎng)取得電源，并通過廠內(nèi)的變配電中心分配到下廠的各個供電點。它是工程建設施下的依抓，也是日后進行驗收及運行維修

2、的依據(jù)。供電設計首先要確定供電系統(tǒng)并進行用電負荷計算，然后將設計的供電系統(tǒng)圖及用電容量向供電部門申請。申請用電容量的大小應滿足生產(chǎn)需要，也要考慮到節(jié)省投資和節(jié)約能源，這就要求設計者對對工藝專業(yè)和公用專業(yè)用電負荷系數(shù)有足夠的把握。在設計計算中除了查找資料外，還必須借助于設計者在實踐中長期積累的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。由于機械工廠車間組成類型多，產(chǎn)品、工藝日新月異，對供電要求各不相同，非專業(yè)設計院或個體設計者一不了解機械生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)規(guī)律，要作出好的設計，相對來說要困難些。比如機加工車間，從設備明細表中看出用電電量頗大，大小設備用電量相差較大，用電特點是短時下作制的設備多，機加工設備輔助傳動電機一般僅工作幾秒鐘

3、，而停歇時間卻達幾分鐘、甚至幾小時。在作負荷計算時對設備下作時間要了解,并把不同的用電設備按組劃分確定其計算功率。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到下列基本要求：安全 在電能的供應，分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性即連續(xù)供電的要求優(yōu)質(zhì) 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要省，運行費用要低，并盡可能節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量此外，在供電工作中，應合理的處理局部和全局，當前和長遠等關系，既要照顧全局和當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適當發(fā)展。 機械工廠供電設計是

4、機械行業(yè)工程設計的重要組成部分，它的設計質(zhì)量已引起有關部門的關注。對設計單位的選擇應參照國際貫例，采取招、投標的方式。對設計單位的專業(yè)技術水平以及聲譽和資歷等都應成為能否承擔設計任務的重要條件。設計部門的專業(yè)技術水平以及設計的標準化、規(guī)范化和發(fā)展規(guī)劃都與機械下程項目的成功、合理、安全、經(jīng)濟密切相關。1.1.2本工廠負荷性質(zhì)本廠除空壓站，煤氣站部分設備為二級負荷外，其余均為三級負荷。關于負荷性質(zhì)，按gb50052-5供配電系統(tǒng)設計規(guī)范規(guī)定，根據(jù)電力負荷對供電可靠性的要求及中斷供電在政治經(jīng)濟上所造成的損失或影響程度，電力負荷分為以下三級：一級負荷 中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在政治上，經(jīng)濟

5、上造成重大損失，例如重要的交通樞紐，重要通信樞紐，重要賓館，大型的體育場，經(jīng)常用與國際活動的大量人員集中的公共場合等用電單位中重要的電力負荷。在一級負荷中，當中斷將發(fā)生中毒，爆炸和火災等情況的負荷，以及特別重要的場所的不允許中斷供電的負荷，應重視為特別重要的負荷。二級負荷 中斷供電將在政治，經(jīng)濟上造成較大損失者，例如主要設備損壞，大量產(chǎn)品報廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復，重點企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電將影響重要用電單位的正常工作者，例如交通樞紐，用電樞紐，通信樞紐等用電單位中重要的電力負荷以及中斷供電造成大型影劇院，大型商場等較多人員集中的公共場所秩序混亂者。三級負荷 不屬于一級負荷和

6、二級負荷的電力負荷。本機械廠為機械制造工廠，所以要求用兩回路供電，供電變壓器也應有兩太（這兩臺變壓器不一定在同一變壓所）。在其中一回路或一臺變壓器發(fā)生故障時，不至于斷電。1.1.3工廠供電系統(tǒng)總述工廠供電系統(tǒng)是由工廠總降壓變電所（高壓變電所），高壓配電線路，車間變電所，低壓配電線路及用電設備組成。一般中型工廠的電源是610kv。電能先經(jīng)高壓配電所，有高壓配電線路將電能分送至各個車間變電所。車間變電所內(nèi)裝設有電力變壓器，將610kv的高壓降為一般低壓用電設備所需的電壓，通常降為220/380v（220v為三相電路相電壓，380v為其線電壓）。如果工廠有610kv的高壓用電設備，則由高壓配電所直接

7、對其配電。圖是一個比較典型的中型工廠供電的簡圖。該簡圖只用一根線來表示三相線路，即繪成單線圖的形式，而且該圖除母線分段開關和低壓聯(lián)絡線上裝設的開關外未繪出其他開關電器。 從上圖可看出，該廠是典型的“單母線分段制”。在任一電源進線發(fā)生故障或進行檢修而被切除后，可以利用閉合母線分段開關，由另一條電源進線對整個配電所（特別是其中的重要負荷）進行配電，從而提高了供電的可靠性。這類接線的配電所通常的運行方式是；母線分段開關閉合，整個配電所由一條電源進線作為備用。工作電源通常來自公共電網(wǎng)（電力系統(tǒng)）。而備用電源通常通過聯(lián)絡線來自鄰近單位的變，配電所。 上圖所示高壓配電所有四條高壓配電出線，供電給三個車間變

8、電所，其中1車間變電所和3號車間變電所各裝有一臺配電變壓器，而2號車間變電所裝有 兩臺，并分別有兩段母線供電，其低壓側(cè)有采用單母線分段制，因此對重要的低壓用電設備可由兩段母線交叉供電，各車間變電所的低壓側(cè)，均設有低壓聯(lián)絡線相互連接，以提高供電系統(tǒng)運行的可靠性和靈活性。此外，該高壓配電所還有一條高壓配電線，直接供給一組高壓電動機；另有一條高壓線，直接與一組高壓并聯(lián)電容器相連。3號車間變電所低壓母線上也連接一組低壓并聯(lián)電容器。這些并聯(lián)電容器都是用來補償無功功率提高功率因數(shù)的。對于大型工廠及某些進線電壓為35kv幾以上的中型工廠，通常經(jīng)過兩次降壓，也就是電源進廠以后，先經(jīng)總電壓變電所，其中裝有較大容

9、量的電力變壓器，將35kv及以上的電源電壓降為610kv的配電電壓，然后通過610kv高壓配電線將電能送到各個車間變電所，也有的經(jīng)高壓配電所在送到車間變電所，最后經(jīng)車間變電所的配電變壓器降為一般低壓設備所需的電壓。其系統(tǒng)簡圖如下圖所示。有的35kv進線的工廠，只經(jīng)一次降壓，既35kv線路直接引入靠近負荷中心的車間變電所，經(jīng)車間變電所的變壓器直接降為低壓用電設備所需的電壓，如圖所示。這種供電方式，稱為高壓深入負荷中心的直配方式。這種直配方式，可省去一級中間變壓，從而簡化的供電系統(tǒng)，節(jié)約的有色金屬，降低電能損耗和電壓損耗，提高供電質(zhì)量。然而這要根據(jù)廠區(qū)的環(huán)境條件是否滿足35kv架空線路深入負荷中心

10、的“安全走廊”而定，否則不宜采用，以確保供電安全。由以上分析可知，配電所的任務是接受電能和分配電能，不改變電壓，而變電所的任務是接受電能，變換電壓和分配電能。以上所講變，配電所中的母線，有稱匯流線，其任務是匯集電能和分配電能。以上所講的工廠供電系統(tǒng)，是指從電源進線進廠起到高低壓用電設備進線端止的整個電路系統(tǒng)，包括廠內(nèi)的變，配電所和所有高低壓配電線路。1.1.4 計算機輔助設計(cad)在供電系統(tǒng)中的應用 計算機輔助設計(cad)已應用于供電系統(tǒng)，并取得一些可喜成果. 用cad技術進行系統(tǒng)分析，并應用于實踐，旨在推動cad技術在工業(yè)等各個領域中的應用.1供電cad系統(tǒng)的分析 供電系統(tǒng)cad，目前

11、主要用來進行各種參數(shù)計算，方案的比較確定，裝置、設備的選擇，繪圖及數(shù)據(jù)處理等.因此，從用戶的角度來看，作為一個滿意的供電的cad系統(tǒng)，一般應該有以下的性能品質(zhì). 1、靈活性即具有各種靈活的輸人方式和輸出方式，以滿足用戶的要求. 2、交互性即具有最方便的人機對話功能，對話簡單易行，使不同水平的用戶易于掌握應用. 3、可靠性即系統(tǒng)工作的不間斷性. 4、可擴展性即系統(tǒng)能較容易地進行功能的擴充和完善 5、可維護性即系統(tǒng)運行中維護方便，操作簡便等. 1.1.5工廠配電電壓的選擇（一）工廠供電的選擇工廠供電電壓的選擇，主要取決于當?shù)仉娋W(wǎng)的供電電壓等級，同時也要考慮工廠用電設備的電壓，容量和供電距離等因素。

12、由于同樣的配送功率和輸送距離條件下，配電電壓越高，線路電流越小，因而線路采用的導線或電纜截面越小，從而可以減少線路的初投資和有色金屬消耗量且可減少線路的電能損耗的電壓損耗。下表示出各級電壓線路合理的輸送功率和輸送距離，供參考。表：各級電力線路合理的輸送功率和輸送距離線路電壓線路結(jié)構輸出功率/kw輸出距離/km0.38架空線1000.250.38電纜線1750.356架空線1000106電纜線3000810架空線200062010電纜線50001035架空線200010000205066架空線35003000030100110架空線100005000050150220架空線10000050000

13、0100300（二）工廠高壓配電電壓的選擇工廠高壓配電電壓的選擇，主要取決于工廠高壓用電設備的電壓及其容量，數(shù)量等因素。工廠采用的高壓配電電壓通常為10kv。如果工廠擁有相當數(shù)量的6kv用電設備，或者供電電源電壓就是6kv，則可考慮采用6kv電壓作為工廠的高壓配電電壓。如果不是上述情況，6kv用電設備數(shù)量不多，則應選擇10kv作為工廠的高壓配電電壓，而6kv高壓設備則可通過專用的10/63kv的變壓器單獨供電。如果當?shù)氐碾娫措妷簽?5kv，而廠區(qū)環(huán)境條件又允許采用35kv架空線路和較經(jīng)濟的35kv設備時，則可考慮采用35kv作為高壓配電電壓深入工廠各車間負荷中心，并經(jīng)車間變電所直接降為低壓用電

14、設備所需的電壓。這種高壓深入負荷中心的直配方式，可以省去一級中間變壓，大大簡化供電系統(tǒng)接線，節(jié)約有色金屬，降低電能損耗和電壓損耗，提高供電質(zhì)量，因此有一定的推廣價值。但必須考慮廠區(qū)要有滿足35kv架空線路深入負荷中心的“安全走廊”，以確保安全。（三）工廠低壓配電電壓的選擇工廠的低壓配電電壓，一般采用220/380v，其中線電壓380v接三相動力設備和380v的單相設備，相電壓220v接一般照明燈具和其他220v的單相設備。但某些場合宜采用660v甚至更高的1140v作為低壓配電電壓。例如礦井下，由于負荷中心往往離變電所較遠，因此為保證負荷端的電壓水平而采用比380v更高的電壓配電。采用660v

15、或1140v（只用于礦井下）電壓配電，較之采用380v配電，不僅可以減少線路的電壓損耗，提高負荷端的電壓水平，而且能減少線路的電能損耗，降低線路的有色金屬消耗量和初投資，增大配電范圍，提高供電能力，減少變電點，簡化供配電系統(tǒng)。因此提高低壓配電電壓有明顯的經(jīng)濟效益，是節(jié)電的有效措施之一，這在世界各國已成為發(fā)展的趨勢。但是將380v升高為660v，需電器制造部門全面配合。我國現(xiàn)在采用660v電壓的工業(yè)，尚只限于采礦，石油和化工等少數(shù)部門。至于220v電壓，現(xiàn)在規(guī)定不作為低壓三相配電電壓，而只作為單相配電電壓和單相用電設備的額定電壓。1.1.6abc法簡述我國工廠設計工作者提出abc法求計算負荷，其

16、特點是：1運用概率論的基本原則找出計算負荷與設備容量之間的關系；2利用單元功率的概念和ab列表法，將繁雜的功率運算簡化為臺數(shù)的運算，使運算簡單準確，適宜工廠設計利用。利用abc求計算負荷的公式為 式子中 d單臺等值功率（kw），d可取任意值，一般取d=3kw； 該組用電設備的利用系數(shù)a=b=abc法也把計算負荷看作是平均負荷p與計算負荷對平均負荷參差值的疊加，但它對這個參差值的估算，是由設備的容量總平方和的方根 表征的，該方根隨設備臺數(shù)n和設備的容量p而變化，容量值越大，對方根的影響越大，如一臺100kw的設備，就相當于3kw的設備1100臺，這一點是符合負荷變化的實際的。abc法適用于連續(xù)工

17、作制，短時，反復短時工作制類設備，只要一組設備的利用系數(shù)明確，就可方便的確定它的計算負荷p，與此同時，還可得出平均功率，有效功率，前者可用來計算電能需要和確定功率因數(shù)補償裝置等。后者可用來計算電能損耗。整個運算可在一次列表中完成。通過所列表格，可以求出車間主干線，變電所，配電所，全嘗等各級配電點的負荷，各級運算中不必乘以同期系數(shù)，計算本身也和方便，只需對設備臺數(shù)進行簡單的加法，不牽涉到設備容量的繁瑣計算，因而節(jié)約了時間。abc法的另一特點，就是它的基本計算系數(shù)是最大負荷班的平均系數(shù)，該系數(shù)的數(shù)值確定，易于通過實測取得，因而使本方法具有使用價值。第二章 設計的基礎材料及方案論證2.1.1設計總基

18、礎資料（1）廠區(qū)平面布置圖表：本廠產(chǎn)品及單耗產(chǎn)品類型單位數(shù)量（套）單位重量（kg/套）每公斤重耗電量kwh/kg耗電量（kwh）特大型中型小型共計套套套500020萬10萬200200.51510100萬2000萬50萬2150萬（2）負荷類型及大小配電計點名稱設備臺數(shù)n設備容量/kw計算有功功率/kw計算無功功率/kw計算視在功率kw計算電流/a一車間701419470183506770二車間17722236124167441130三車間3717559202769571452工具,機修車間811289496129510775空氣站煤氣站4512668541688721374全廠總負荷6041

19、04634087165944856811配電計點名稱功率因數(shù)costg平均有功功率kw平均無功功率/kvar有功功率損耗/kw無功功率損耗/kw變壓器容量/(kva)一車間0.930.393541381050630二車間0.820.685123481574800三車間0.960.363219019961000工具,機修車間0.920.264001041051630空氣站煤氣站0.980.563312517871000全廠總負荷3159132589447.65000本廠除動力站，房部分設備為二級負荷外，其余均為三級負荷（3）工廠為二班制 全年工廠工作小時數(shù)為4500小時，最大負荷利用小時數(shù)：tm

20、ax=4000小時。年耗電量約為2015萬kwh（有效生產(chǎn)時間為10個月）（4）電源 工廠東北方向6公里處有新建地區(qū)降壓變電所，110/35/10kv，125mva變壓器一臺作為工廠的主電源，允許用35kv或10kv中的一種電壓，以一回架空線向工廠供電。35kv廁系統(tǒng)的最大三相短路容量為1000mva，最小三相短路容量為500 mva。備用電源 此外，由正北方向其他工廠引入10kv電纜作為備用電源，平時不準投入，只在該工廠主電源發(fā)生故障或檢修時提供照明及部分重要負荷用電，輸送容量不得超過全廠計算負荷的20%。（5）功率因數(shù) 供電部門對功率因數(shù)的要求為當以35kv供電時，cos0.85。（6）電

21、價計算供電部門實行兩部電價制。1基本電價：按變壓器安裝容量每1kva，6元/月計費；2電度電價：供電電壓為35kv時，=0.5元/（kwh）；供電電壓為10kv時，=0.55元（kwh）。附加投資：線路的功率損失在發(fā)電廠引起的附加投資按1000元/kw計算（7）工廠的自然條件 本廠所在地區(qū)年最高氣溫為38，年平均溫度為23，年最低氣溫為-8 ，年最熱月最高氣溫為33，年最熱月平均氣溫為36，年最熱月地下0.8m處平均溫度為35 。當?shù)刂鲗эL向為東北風，年雷暴日數(shù)為20。本廠所在地區(qū)平均海拔高度為500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。2.1.2供電方案論證 由于本地區(qū)僅能提供35kv或10

22、kv中的一種電壓，所以將兩種電壓的優(yōu)缺點扼要分析如下：（一）35kv與10kv供電特點方案一：采用35kv電壓供電的特點1供電電壓較高，線路的功率損耗及電能損耗小，年運行費用低；2電壓損失小，調(diào)壓問題容易解決；3對cos的要求較低，可以減少提高功率因數(shù)補償設備的投資；4需建設總降壓變電所，工廠供電設備便于集中控制管理，易于實現(xiàn)自動化，但要多占一定的土地面積；5根據(jù)運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)，35kv架空線路的故障比10kv架空線路的故障低一半，因而供電的可靠性高；6有利于工廠的進一步擴展方案二：采用10kv電壓供電的特點1不需要投資建設工廠總降壓變電所，并少占土地面積；2工廠內(nèi)不裝設主變壓器，可簡化接線，便

23、于運行操作；3減輕維護工作量，減少管理人員；4供電電壓較35kv低，會增加線路的功率損耗和電能損耗，線路的電壓損失也會增大5要求cos的值高，要增加補償設備的投資6線路的故障比35kv的高，即供電可靠性不如35kv。（二）經(jīng)濟技術指標的比較方案一：正常運行時以35kv單回路架空線供電，由鄰廠10kv電纜線路作為備用電源。根據(jù)全廠計算負荷情況，s30=4485kva，而只有少數(shù)的負荷為二級負荷，大多數(shù)為三級負荷，故擬廠內(nèi)總降壓變電所裝設一臺容量為5000 kva的變壓器，型號為sjl1-5000/35型，電壓為35/10kv，查產(chǎn)品樣本，其有關技術參數(shù)為：p0=6.9kw, pk=45kw,uk

24、%=7,i0%=1.1變壓器的功率損耗為:有功功率損耗為：ptp0+p（）2=6.9+45()2=43.1kw無功功率損耗為：qtq0+qn（）2= sn+(）2=35kv線路功率等于全廠計算負荷與變壓器功率損耗之和。 p30=p30+pt=4087+43.1=4130.1kv q30=q30+qt=1659+336.6=1995.6kv= cos.= p30/ s30 =i30= s30/un=考慮本廠負荷的增長是逐漸的，為了節(jié)約有色金屬消耗量，按允許發(fā)熱條件選擇導線截面，而未采用經(jīng)濟電流密度選擇導線截面。查有關手冊或產(chǎn)品樣本，選擇鋼芯鋁鉸線 lgj-35 ，起允許電流為170a i30=7

25、5.67a 滿足要求。該導線單位長度電阻 r0=0.85/km ,單位長度電抗 x0 = 0.36/km。查有關設計手冊，經(jīng)過計算，35kv供電的投資費用z1見表，年運行費用f1見表 表 35kv的投資費用項 目說 明單價（萬元）數(shù) 量費用（萬元）線路綜合投資lgj-351.2萬元/km6km7.2變壓器綜合投資sjl-5000/3510萬1臺1035kv斷路器sw2-35/10002.1萬1臺2.8避雷器及電壓互感jdjj-35+fz-350.9萬各1臺1.3附加投資1000元/kw130.7kw13.07共計34.37表 35kv供電的年運行費用f1 項 目說 明費 用（萬 元）線路折舊費

26、 線路投資5% 0.36電氣設備折舊費 按設備投資8% 1.128線路電能損耗費fl= 6.045變壓器電能損耗費 4.312共 計11.845方案二：采用10kv電壓供電，廠內(nèi)不設總降壓變電所，即不裝設變壓器，故無變壓器損耗問題。此時，10kv架空線路計算電流 i30=s30/un=4485/10=258.95a而 cos= p30/ s30=4087/44850.95 不符合要求 為使兩個方案比較在同一個基礎上進行，也按照允許發(fā)熱條件選擇導線截面。選擇 lgj-70， 鋼芯鋁鉸線，其允許載流量為 275a ，r0=0.46/km，x0=0.365/km。10kv線路電壓損失為（線路長度l=

27、6km）；=（408760.46165960.365）/10=1491.3v =14.9% 5% 表10kv供電的投資費用項 目說 明單 位數(shù) 量費用（萬元）線路綜合投資lgj-701.44萬元/km6km8.64附加投資1000元/kwh555.22kw55.522合 資64.162 表10kv供電的年運行費用項 目 說 明 費 用線路折舊費以投資的5%計 0.432線路電能損耗費fl= 47.249 共 計 47.681在上述各表中，變壓器全年空載工作時間為8760小時；最大負荷利用小時tmax=4000小時；最大負荷損耗小時可由tmax=4500和cos=0.9查有關手冊中 關系曲線，得

28、出=2300小時；為電度電價35kv時，=0.5元/（kwh）；10kv時，=0.55元/（kwh）。 由上述分析計算可知，方案一較方案二的投資費用及年運行費用均少。而且方案二以10kv電壓供電，電壓損失達到了極為嚴重的程度，無法滿足二級負荷長期正常運行的要求。因此，選用方案一，即采用35kv電壓供電，建設廠內(nèi)總降壓變電所，無論從經(jīng)濟上還是從技術上來看，都是合理的。第三章 總降壓變電所及主接線圖設計3.1.1總降壓變電所位置選擇及要求根據(jù)前面已確定的供電方案，結(jié)合本廠廠區(qū)平面示意圖，如圖本工廠的降壓變電所設在工廠的東北部，原理如下：靠電源進線側(cè)，接近負荷中心；進出線方便，遠離工廠中心區(qū)，不影響

29、工廠廠區(qū)面積的利用；靠近鐵路專線，便于變，配電設備運輸；位于煤氣站，鍋爐房等空氣污染源的上風側(cè)，環(huán)境潔凈；與鍛工車間保持足夠距離以免受震動影響；遠離人員集中區(qū)，有利于安全便于保衛(wèi)；根據(jù)運行要求，對總降壓變電所提出以下要求：1 總降壓變電所裝設一臺5000kva，35/10kv的降壓變電所，與35kv架空線路接成線路變壓器組。為便于檢修，運行，控制和管理，在變壓器高壓側(cè)進線處應設置高壓斷路短路器。2 根據(jù)規(guī)定，備用電源只有主電源線路解列及變壓器有故障或檢修時才允許投入，因此備用10kv電源進線斷路器在正常工作時必須斷開。3 變壓器二次側(cè)（10kv）設置少油斷路器，與10kv備用電源進線斷路器組成

30、備用電源自動投入裝置（apd），當工作電源失去電壓時，備用電源立即自動投入。4 變壓器二次側(cè)10kv母線采用單母線分段接線。變壓器二次側(cè)10kv接在分段上，而10kv備用電源接在分段上。單分母分段聯(lián)絡開關在正常時閉合，重要二級負荷可接在母線分段，在主電源停止供電時，不至于使重要負荷的供電受到影響。5 本總降壓變電所的操作電源來自備用電源斷路器前的所用變壓器。當主電源停電時，操作電源不至于停電。3.1.2總降壓變電所的主接線圖第四章 短路電流計算4.1.1短路電流計算計算短路電流的等值線路如下：1.求個元件電抗（用標幺制法計算）設基準容量 ，而基準電流 電力系統(tǒng)電抗當時，當時，架空線路電抗主變壓

31、器電抗2. k-1點三相短路電流計算系統(tǒng)最大運行方式時，總電抗標幺值=0.1+0.1578=0.2578系統(tǒng)最小運行方式時，總電抗標幺值因此，系統(tǒng)最大運行方式時，三相短路電流及短路容量各為1.56/0.2578=6.05ka=100/0.2578=387.89mva而系統(tǒng)最小運行時，三相短路電流及短路容量各為=2.554.36=11.12ka=3. k-2點短路電流計算系統(tǒng)最大運行方式時=0.1+0.1578+1.19=1.6578系統(tǒng)最小方式運行時=0.2=0.1578=1.19=1.7578因此，三相短路電流及短路容量各為=5.50/1.4478=3.32ka=5.50/1.5478=3.

32、13ka=3.32ka=3.13ka=2.553.32=8.47 ka= 上述短路電流計算結(jié)果，如表所示 三相短路電流計算表短路計算點運行方式 短路電流/ka短路容量/（mva） k-1最大6.056.056.0515.43387.89最小4.364.364.3611.12279.49k-2（k-3）最大3.323.323.328.4760.32最小3.133.133.137.9856.89第五章 高低壓電氣設備選擇5.1.1高低壓熔斷器的選擇與校驗熔體電流的選擇（1）保護電力線路的熔斷器熔體電流的選擇 通常電力線路的末端多為單臺電動機或電動機組負荷。國際gb5005593通用用電設備配電設計

33、規(guī)范規(guī)定：保護交流電動機的熔斷器熔體額定電流“應大于電動機的額定電流，且其安秒特性曲線計及偏差后略高于電動機起動電流和起動時間。當電動機頻繁起動和制動時，熔體的額定電流還應加大1-2級”。據(jù)此，保護電力線路的熔斷器熔體電流可按下列條件進行選擇。熔體額定電流（in.fe）應大于線路的計算電流，即 in.fe 熔體額定電流應躲過線路的尖峰電流。由于尖峰電流是短時最大工作電流，考慮熔體的熔斷需要一定的時間，因此滿足躲過尖峰電流的條件為 式中k小于1的計算系數(shù)。對單臺電動機的線路：當電動機起動時間tst3s時，取k=0.250.35 當tst=3s8s時，取k=0.350.5 當tst8s或電動機為頻

34、繁起動、反接制動時，取k=0.50.6對多臺電動機的線路：取k=0.51。熔體額定電流與被保護線路的配合。當線路過負荷或短路時，為保證絕緣導線或電纜不致因過熱燒毀而熔斷器不熔斷的事故發(fā)生，要求 式中ial絕緣導線和電纜的允許載流量； kol 絕緣導線和電纜的允許短時過負荷系數(shù)。若熔斷器公作短路保護，對電纜和穿管絕緣導線取2.5，對明敷絕緣導線取1.5；若熔斷器除作短路保護外，還兼作過負荷保護時可取1；對有爆炸性氣體區(qū)域內(nèi)的線路，則應取0.8。如果按所選擇的熔體電流不滿足上式的配合要求，可依據(jù)具體情況改選熔斷器的型號規(guī)格，或適當加大絕緣導線和電纜的截面。（2）保護電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇

35、 對于610kv的電力變壓器，容量在1000kva用以下者，均可在高壓側(cè)裝設熔斷器作短路及過負荷保護，可按下式選擇熔體的額定電流。 式中iin，t 電力變壓器的額定一次電流。 綜合考慮了以下三個方面的因素： 熔體額定電流應躲過變壓器允許的正常過負荷電流； 熔體額定電流應躲過來自變壓器低壓側(cè)電動機自起動引起的尖峰電流； 熔體額定電流應躲過變壓器空載投入時的勵磁涌流。（3）保護電壓互感器的熔斷體電流的選擇 由于電壓互感器正常運行時二次側(cè)接近于空載，因此保護電壓互感器的熔斷熔體額定電流一般選0。5a。2熔斷器的選擇及校驗（1）熔斷器的額定電壓大于或等于安裝處的額定電壓。（2）熔斷器的額定電流應大于或

36、等于它所安裝熔體的額定電流。（3）熔斷器的類型應與實際安裝地點的工作條件及環(huán)境條件（戶內(nèi)、戶外）相適應。（4）熔斷器應滿足安裝處對斷流能力的要求，為此熔斷器需進行斷流能力的校驗。對“限流式”熔斷器可按下式進行校驗： 式中 熔斷器的最大分斷電流； 熔斷器安裝處三相次暫態(tài)短路電流有效值，在無限大容量系統(tǒng)中 對“非限流式”熔斷器可按下式進行校驗： 式中 熔斷器安裝處三相短路沖擊電流有效值。 對具有斷流能力上下限斷器可按下式進行校驗： 式中 熔斷器最大分斷電流有效值； 熔斷器最小分斷電流有效值； 熔斷器安裝處最大三相短路沖擊電流有效值； 熔斷器安裝處最小三相短路沖擊電流有效值。對it系統(tǒng)（中性點不接地

37、系統(tǒng)）取最小兩相短路電流；對it或tn系統(tǒng)（中性點接地系統(tǒng)）取單相短路電流或單相接地短路電流。（5）熔斷路應滿足保護靈敏度的要求，以保證在保護區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時能可靠地熔斷。保護靈敏度可按下式進行校驗： 式中 被保護線路末端在系統(tǒng)最小運行方式下的最小短路電流。對tt、tn系統(tǒng)取單相短路電流或單相接地故障電流；對it系統(tǒng)取兩相短路電流；對安裝在變壓器高壓側(cè)的熔斷器，取低壓側(cè)母線的兩相短路電流折算到高壓側(cè)之值。此外，前后級熔斷器之間還應滿足選擇性配合的要求，即線路發(fā)生故障時，靠近故障點的熔斷器先熔斷，切除故障，從而使系統(tǒng)其他部分迅速恢復正常運行。5.1.2低壓開關設備的選擇與校驗低壓開關設備的選擇

38、與校驗，主要指低壓斷路器、低壓刀開關、低壓刀熔開關以及低壓負荷開關的選擇與校驗。下面重點介紹低壓斷路器的選擇、整定與校驗。（1）低壓斷路器過電流脫扣器的選擇 過電流脫扣器的額定電流 應大于等于線路的計算電流，即（2）低壓斷路器過電流脫扣器的整定瞬間過電流脫扣器支作電流的整定，瞬時過電流脫扣器的動作電流 應躲過線路的尖峰電流，即 式中可靠系數(shù)。對動作時間在0.02s以上的dw系列斷路器可取1.35；對動作時間在0.02s及以下的dz系列斷路順宜取22.5。短延時過電流脫扣器動作電流和時間的整定，短延時過電流脫扣器的動作電流應躲過線路的尖峰電流即 式中 可靠系數(shù)，取1.2。短延時過電流脫扣器的動作

39、時間分0.2s、0.4s及0.6s 三級，通常要求前一級保護的動作時間比后一級保護的動作時間長一個時間級差（0.2s）。長延時過電流脫扣器動作電流和時間的整定，長延時過電流脫扣器一般用于作過負荷保護，動作電流 僅需躲過線路的計算電流，即 式中 可靠系數(shù)，取1.1。動作時間應躲過線路允許過負荷的持續(xù)時間，其動特性通常為反時限，即過負荷電流越大，動作時間越短。 過電流脫扣器與被保護線路的配合，當線路過負荷或短路時，為保證絕緣導線或電纜不致因過熱燒毀而低壓斷路器的過電流脫扣器拒動的事故發(fā)生，要求 式中 為絕緣導線或電纜的允許載流量； 為絕緣導線或電纜的允許短時過負荷系數(shù)。對瞬時和短延時過電流脫扣器取

40、4.5；對長延時過電流脫扣器取1；對保護有爆炸性氣體區(qū)域內(nèi)的線路，取0 .8。如果按式所選擇的過電流脫扣器不滿足上式的配合要求，可依據(jù)具體情況改選過電流脫扣器的動作電流，或適當加大絕緣導線或電纜的截面。（3）低壓斷路器熱保護脫扣器的選擇 熱脫扣器的額定電流 應大于等于線路的計算電流，即 （4）低壓斷路器熱保護脫扣器的整定期 熱保護脫扣器用于作過負荷保護，其動作電流需躲過線路的計算電流，即 式中可靠系數(shù)，通常取1.1，但一般應通過實際測度進行調(diào)整。（5）低壓斷路器型號規(guī)格的選擇與校驗斷路器的額定電壓應大于或等于安裝的額定電壓。數(shù)路器的額定電流應大于或等于它所安裝過電流脫扣器與熱脫扣器的額定電流。

41、斷路器應滿足安裝處對斷流能力的要求。對動作時間在0.02s以上的dw系列斷路器，要求 式中斷路器的最大分斷電流；斷路器安裝處三相短路電流穩(wěn)態(tài)值。對動作時間在0.02s及以下的dz系列斷路器，要求 或 （6）低壓斷路器還應滿足保護對靈敏度的要求 以保證在保護區(qū)內(nèi)發(fā)生短路故障時能可靠動作，切除故障。保護靈敏度可按下式進行校驗 式中 低壓斷路器瞬時或短延時電流脫扣器的動作電流； k保護最小靈敏度，一般取1.3； 被保護線路末端在單相接地電流；對it系統(tǒng)取下兩相短路電流5.1.3電流互感器的選擇與校驗（1）電流互感器應按以下條件選擇。電流互感器的額定電壓應大于或等于所接電網(wǎng)的額定電壓。電流互感器的額定

42、電流應大于或等于所接線路的額定電流。電流互感器的類型和結(jié)構應與實際安裝地點的安裝條件、環(huán)境條件相適應。電流互感器應滿足準確度等級的要求。為滿足電流互感器準確度等級的要求，其二次側(cè)所接負荷容量s2不得大于規(guī)定準確度等級所對應的額定二次容量s2n，即 s2n s2電流互感器的二次負荷s2 按下式計算 式中電流互感器二次側(cè)額定電流，一般為5a 電流互感器二次側(cè)總陰抗； 二次回路中所有串聯(lián)的儀表、繼電器電流線圈阻抗之和，可由相關的產(chǎn)品樣本查得； 電流互感器二次側(cè)連接導線的電阻； 電流互感器二次回路中的接觸電阻，一般取0.1（2）電流互感器應按以下條件校驗動、熱穩(wěn)定度 多數(shù)電流器給出了相對于額定一次電流

43、的動穩(wěn)定倍數(shù)（kes）和1秒鐘熱穩(wěn)定倍數(shù)（kt）,因此其動穩(wěn)定度可按下式校驗 其熱穩(wěn)定度可按下式校驗 如電流互感器不滿足式上面式子的要求，則應改選較大變流比或具有較大的s2n或|z2.al| 的互感器，或者加大二次側(cè)導線的截面。5.1.4電壓互感器應按以下條件選擇 電壓互感器的額定電壓應大于或等于所接電網(wǎng)的額定電壓。 電壓互感器的類型應與實際安裝地點的工作條件及環(huán)境條件（戶內(nèi)、戶外；單相、三相）相適應。 電壓互感器應滿足準確度等級的要求。 為滿足電壓互感器準確度等級的要求，其二次側(cè)所接負荷容量s2 不得大于規(guī)定準確度等級所對應的額定二次容量s2n ，即 s2n s2其中 式中 的接側(cè)量儀表和繼

44、電器電壓線圈消耗的有功功率之和； 所接測量儀表和繼電器電壓線圈消耗的無功功率之和。由于電壓互感器一、二側(cè)均有熔斷器保護，因此不需校驗動、熱穩(wěn)定度。 根據(jù)上述短路電流計算結(jié)果，按正常工作條件和按工作條件選擇和短路情況校驗確定的總降壓變電所高，低壓電氣設備如下：5.1.5主變壓器保護裝置的選擇表主變35kv側(cè)設備如下所示設備名稱及型號計算數(shù)據(jù)高壓斷路器sw2-35/1000隔離開關gw2-35g電壓互感器jdjj-35電流互感器lcw-35避雷器fz-35u=35kvi30=82.48a6.05ka387.89kai 15.43=35kv1000a24.8ka1500mva63.4ka35kv60

45、0a50ka35kv35kv150/535kv主變10kv側(cè)設備（主變壓器低壓側(cè)及備用電源進線）如表 所示。該設備分別組裝在高壓開關柜gg-1a（f）中。其中10kv母線按經(jīng)濟電流密度選為lmy-3（505）鋁母線，其允許電流 740a 大于10kv側(cè)計算電流 288.7 a，動穩(wěn)定均滿足要求。10kv側(cè)設備的布置，排列順序及用途如下圖所示： 表：10kv側(cè)電氣設備 設備名稱及型號計算數(shù)據(jù)高壓斷路器隔離開關電流互感器隔離開關備 注u=10kv69.07mva=9.69ka10 kv600a16ka300mva40ka10 kv600a30 ka52 ka10 kv400/5, 300/5 57

46、 ka10kv600a30 ka52 ka采用gg-1a(f)高壓開關柜10kv饋電線路設備選擇。以去一車間的饋電線為例，10kv饋電線路設備如下該設備組裝在11臺gg-1a（f）型高壓開關柜中，其編號，排列順序及用途見圖所示。 10kv 饋電線路設備 設備名稱及型號計算數(shù)據(jù)高壓斷路器sn10-10/600隔離開關cn6-10t/600電流互感器ldc-10/0.5電力電纜zlq20-10-325u=10kv60.32mva=8.47ka10 kv600a16ka300mva40kv10 kv600a30 ka52kv10 kv300/510 kv80aamin=18.7a=25第六章 車間變電所位置和變壓器數(shù)量容量 車間變電所的位置，變壓器的數(shù)量和容量，可根據(jù)廠區(qū)平面圖提供的車間分布情