某電機修造廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計

1、某電機修造廠總降壓變電所及 高壓配電系統(tǒng)設(shè)計作者: 日期:某電機修造廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計摘要本論文主要依照工廠供電設(shè)計泌須遵循的一般原則、基本內(nèi)容和設(shè)計流程，對某電 機修造廠變電所進行了設(shè)計說明，本文按照設(shè)訃要求，在查閱大量參考資料、手冊后， 對負荷訃算及無功功率補償計算，變配電所所址和型式的選擇，變電所主變圧器臺數(shù)、 容量及類型的選擇，變配電所主結(jié)線方案的設(shè)訃，短路電流的計算，變配電所一次設(shè)備 的選擇，變配電所二次回路方案的選擇及繼電保護裝置的選擇與整定，變配電所防雷保 護與接地裝置的設(shè)計等進行了詳細的設(shè)計說明。并附有相應(yīng)的圖表、公式和訃算結(jié)果。 這次設(shè)計的變配電所完全滿足設(shè)計要

2、求。本設(shè)計通過對計算負荷，選出變壓器；通過計算三相短路電流，選出其他保護器件; 通過三相短路電流，選擇過電流保護設(shè)備；然后選擇二次回路的設(shè)備，對一次側(cè)設(shè)備進 行控制、檢測；最后注意安全、接地和防雷的設(shè)置。關(guān)鍵字：有功功率，電力變壓器，三相短路電流，過電流，接地20第一章緒論31.1課題背景、目的及意義31. 1. 1課題的背景31.1.2課題的目的及意義31.2設(shè)計的主要內(nèi)容、設(shè)計圖樣41.2.1設(shè)計的主要包括41.2.2設(shè)計圖樣4第二章設(shè)計依據(jù)52. 1電機修造廠5第三章設(shè)計說明73.1負荷計算及功率補償73. 1. 1負荷計算的內(nèi)容和目的73.1.2負荷計算的方法73.1.3各用電車間負荷

3、情況及各車間變電所容量。83.1.4全廠負荷計算。93. 1. 5功率補償93. 2變電所、配電所位置和型式的選擇103. 2.1電機修造廠總變電所位置和型式的選擇103.3電機修造廠總降壓變電所主變圧器和主結(jié)線方案的選擇113. 3.1變壓器容量及臺數(shù)的選擇。113. 3.2變配電所主結(jié)線的選擇原則123. 3. 3主結(jié)線方案選擇123. 3.4配電所的主接線選擇153.5短路電流的計算173. 5. 1繪制計算電路173. 5.2求k -1, k-2點的三相短路電流和短路容量183. 5.3求"-I點的三相短路電流和短路容量錯誤!未定義書簽。3. 6變電所一次設(shè)備的選擇校驗203

4、. 6. 1 35kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗203. 6. 2 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗213. 6. 3變電所高壓母線的選擇223. 7變電所進出線選擇。233. 7. 1 35kV高壓進線的選擇校驗233. 7. 2 10kV高壓出線的選擇233. 7.3作為備用電源的高壓線的選擇校驗。2638變電所二次方案的選擇與繼電保護273. 8. 1高圧斷路器的操動機構(gòu)控制與信號回路273. 8.2變電所的電能計量回路273. 8. 3變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路273. 84變電所的保護裝置2839變電所的防雷保護與接地裝置的設(shè)計353. 9.1變電所的防雷保護353. 9. 2變電所公共接地裝

5、置的設(shè)計36第四章結(jié)論38第一章緒論1.1課題背景、目的及意義1.1.1課題的背景本課題是根據(jù)劉介才主編的工廠供電設(shè)計指導(dǎo)上兩個題U為原型，根據(jù)指導(dǎo)老 師的要求設(shè)計。變電所是電力系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，它的運行情況直接影響到電力系統(tǒng)的可靠、 經(jīng)濟運行。在35KV-10KV配電變電所設(shè)計研究方面，最近兒十年發(fā)展更是迅猛。尤其 是對變電站綜合自動化的研究，已經(jīng)進行了多年，并取得了令人囑U的進展。變電站綜 合自動化LI前在國外已得到了較普遍的應(yīng)用。例如美國、德國、法國、意大利等國家， 在他們所屬的某些電力公司里,大多數(shù)的變電站都實現(xiàn)了綜合自動化及無人值班方式。在我國，現(xiàn)在變電所的基本也是向著變電站綜合

6、自動化這個方向發(fā)展的，但是根據(jù) 我國的國情，現(xiàn)在大多數(shù)變電站還是沒有完全實現(xiàn)保護和控制綜合自動化。傳統(tǒng)的變電 站的設(shè)計發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)十分的成熟了。根據(jù)供電的設(shè)計內(nèi)容和流程，可以十分的方便 的按照步驟設(shè)計。1.1.2課題的目的及意義本題LI主要LI的是設(shè)計某電機修造廠的變電所總降壓配電設(shè)計。與原來的課程設(shè)汁比較，本題不僅設(shè)汁量大了許多，而且在更個方面的要求也有所 加強。雖然變電所的設(shè)訃在現(xiàn)在已經(jīng)不是高新的技術(shù)，但是作為自動化專業(yè)的學(xué)生，本 題LI還是很全面的包含了一大部分專業(yè)課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容，而且各個方面都有所深入。尤 其是繼電保護的問題，有了更加深入的學(xué)習(xí)。雖然本題沒有對變電站綜合自動化有所研究

7、，但是對日后向這個方面的學(xué)習(xí)和發(fā)展 打下了堅實的基礎(chǔ)。通過這次設(shè)計不僅進一步加強專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，拓寬知識面，提高 理論知識水平。而且擴寬了就業(yè)面，提高就業(yè)能力，提高了獨立思考和分析問題的能力。1.2設(shè)計的主要內(nèi)容、設(shè)計圖樣1.2.1設(shè)計的主要包括（1）設(shè)計的基本依據(jù)和資料。（2）區(qū)域變電所和車間變電所負荷計算。（3）無功功率補償計算及補償電容器選擇。（4）短路電流的訃算和動穩(wěn)定度，熱穩(wěn)定度的計算機。（5）變壓器容量及臺數(shù)的選擇。（6）變電所進出線的選擇。（7）變電所的電纜，電線，高壓開關(guān)柜，低壓配電電屏，動力配電箱，電流互感 器，避雷器，母線等主要設(shè)備的選擇。（8）區(qū)域變電所進線側(cè)線路的繼電保

8、護，（采用定時限過電流保護）。主變壓器的差 動保護，瓦斯繼電器保護，工廠變電所進線側(cè)單相接地保護。（9）防靂裝置與保護接地裝置的設(shè)計。（10）、域變電所的主接線圖、工廠變電所主接線圖、各種保護裝置接線原理圖。（11）畫出工廠變電所的平面圖。1.2.2設(shè)計圖樣（1）變電所主結(jié)線電路圖電機修造廠總降壓變電所主結(jié)線電路圖（3）各種保護裝置接線原理圖變電所進線側(cè)線路的繼電保護原理電路圖，（采用定時限過電流保護）。主變壓器的 差動保護原理電路圖，瓦斯繼電器保護原理電路圖，工廠變電所進線側(cè)單相接地保護原 理電路圖（4）變電所平、剖面圖電機修造廠總降圧變電所平、剖面圖第二章設(shè)計依據(jù)2.1電機修造廠（2）工廠

9、生產(chǎn)任務(wù)、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格本廠承擔(dān)某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)各附屬廠的電機、變壓器修理和制造任務(wù)。年生產(chǎn)規(guī) 模為修理電機7500臺，總?cè)萘繛?5萬KW；制造電機總?cè)萘繛?萬KW,制造單機最大 容量5520KW:修理變壓器500臺：生產(chǎn)電氣備件為60萬件。是大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)重要組成部分。（3）工廠各車間負荷計算表表2-1工廠各車間負荷計算表序 號車間名稱設(shè)備容量 （千瓦）計算負荷變壓器臺 數(shù)及容量車間變電 所代號P：O （千瓦）Qso （千乏）Soo（千伏安）1電機修造車間25056095007881X1000No 1車變2加工車間8861632583051X400No 2車變3新制車間634222336

10、4031X500No 3車變4原料車間5143101833601X400No 4車變5備件車間5621991582541X315No 5車變6鍛造車間1053658681X100No 6車變7鍋爐房2691971722621X315No 7車變8空壓站3221811592411X315No 8車變9汽車庫5133027101X80No 9車變10大線圈車間3351871182211X250No 10車變11半成品試驗站3652871611X500Noll車變12成品試驗站22906101808001X1000No 12車變13加壓站2561631392111X25014設(shè)備處倉庫（轉(zhuǎn) 供負荷）

11、3382884441X50015成品試驗站內(nèi)大 型集中負荷3600288023003686主要為高壓整流裝置， 要求專線供電。（4）供用電協(xié)議 當(dāng)?shù)毓╇姴块T可提供兩個供電電源，供設(shè)計部門選定：i從某220/60RV區(qū)域變 電所提供電源，此站距廠南側(cè)4. 5公里。ii為滿足二級負荷的需求，從某60/10. 5kV變電所，提供10kV備用電源，此所距廠南側(cè)4公里。 電力系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)，如表2-2所示。其供電系統(tǒng)圖，如圖2-2所示。 表2-2區(qū)域變電站60kV母線短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運行方式系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運行方式系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)最大運行方式Sax=1338MVA系統(tǒng)最小運行方式S爲(wèi)=310MVA 供電部門對

12、工廠提出的技術(shù)要求：i區(qū)域變電所60kV饋電線的過電流保護整定 時間/=1.8s,要求工廠總降壓變電所的過電流保護整定時間不大于1.3s。ii在企業(yè) 總降圧變電所60kV側(cè)進行電能計量。iii該廠的總平均功率因數(shù)值應(yīng)在0. 9以上。（5）工廠負荷性質(zhì)本廠大部分車間為一班制，少數(shù)車間為兩班或三班制，年最大有功負荷利用小時數(shù) 為 2200ho鍋爐房供主產(chǎn)用高壓蒸汽，停電會使鍋爐發(fā)生危險。乂山于該廠距離市區(qū)較遠，消 防用水需廠方自備。因此，要求供電具有一定的可靠性。(6) 本廠自然條件 氣象資料 最熱月平均最高溫度35攝氏度，土壤中0.7-1米深處一年中最熱月平 均溫度為20攝氏度，土壤凍結(jié)深度為1

13、.10米，夏季主導(dǎo)風(fēng)向為南風(fēng)，最高氣溫+40度, 最低70度，導(dǎo)線復(fù)冰時氣溫-5度，最大風(fēng)速時氣溫-5度，最大風(fēng)速25米/秒，導(dǎo)線復(fù) 冰時風(fēng)速10米/秒，最高最低氣溫時風(fēng)速0米/秒，復(fù)冰厚度10毫米，年靂暴日數(shù)31. 5 日。 地質(zhì)水文資料 該廠區(qū)地層以砂粘土為主，地質(zhì)條件較好，地下水位2.8-5.3m, 地耐壓力為15噸/平方米。第三章設(shè)計說明3.1負荷計算及功率補償3.1.1負荷計算的內(nèi)容和目的(1) II-算負荷是根據(jù)已知的工廠的用電設(shè)備安裝容量求取確定的、預(yù)期不變的最大假 想負荷。也就是通過負荷的統(tǒng)汁計算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的 負荷值。在配電設(shè)計中，通常采用半小時

14、的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)?體的依據(jù)。(2) 計算負荷是用戶供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、供電線路截面選擇、變壓器數(shù)量 和容量選擇、電氣設(shè)備額定參數(shù)選擇等的依據(jù)，合理地確定用戶各級用電 系統(tǒng)的計算負荷非常重要。3.1.2負荷計算的方法有功計算負荷為時心匕(3-1)式中，巴為設(shè)備容量。無功計算負荷為030 = Ao 伽（p式中，tan。為對應(yīng)于用電設(shè)備組cos©的正切值。視在計算負荷為*30 = J心 + Qjo(3-2)(3-3)(3-4)總的計算電流為式中，/、，為額定電壓380Vo3.1.3各用電車間負荷情況及各車間變電所容量。表3-1序 號車間名稱設(shè)備容量 （千瓦）計算負荷變

15、壓器臺 數(shù)及容量車間變電 所代號P30 （千瓦）Qso （千乏）Sw（千伏安）1電機修造車間25056095007881X1000No 1車變2加工車間8861632583051X400No 2車變3新制車間6312223361031X500No 3車變4原料車間5143101833601X400No 4車變5備件車間5621991582541X315No 5車變6鍛造車間1053658681X100No 6車變7鍋爐房2691971722621X315No 7車變8空壓站3221811592411X315No 8車變9汽車庫5133027101X80No 9車變10大線圈車間33518711

16、82211X250No 10車變11半成品試驗站3652871611X500Noll車變12成品試驗站22906104808001X1000No 12車變13加壓站2561631392141X25014設(shè)備處倉庫（轉(zhuǎn) 供負荷）3382884441X50015成品試驗站內(nèi)大 型集中負荷3600288023003686主要為髙壓整流裝置， 要求專線供電。3.1.4全廠負荷計算。取 KEp = 0. 92; KEq = 0. 95根據(jù)上表可算出：LP30i = 6520kW: EQ30i = 5463kvar則 P30 = KEPEP30i = 0. 92X6520kW = 5999kWQ30 =

17、KEqEQ30i = 0. 95X5463kvar = 5190kvarS3o=尿+Q； 7932KV A130 = S30/J3UN = 94. 5ACOS <i)= P30/S30 = 5999/7932 0. 753.1.5功率補償由于本設(shè)計中上級要求COS <1)0. 9,而由上面計算可知COSd)二0. 75<0. 9,因此需要 進行無功補償。綜合考慮在這里釆用并聯(lián)電容器進行高壓集中補償?？蛇x用BWF6. 3-100-1W型的電 容器，其額定電容為2.89PFQc = 5999X (tanarc cosO. 75 tanarc cosO.92) Kvar=2735K

18、var 取 Qc=2800 Kvar 因此，其電容器的個數(shù)為：n = Qc/qC = 2800/100 =28而由于電容器是單相的，所以應(yīng)為3的倍數(shù)，取28個正好無功補償后，變電所低壓側(cè)的計算負荷為：S30 (2) *= 59992+(5463-2800) 2 1/2 =6564KV A變壓器的功率損耗為：(P18估算PT (0.01-0.02) QT (0.05-0.08)APT = 0.015 S30 = 0.015 * 6564= 98.5 KwAQT = 0.06 S300.06 * 6564 = 393.8 Kvar變電所高壓側(cè)汁算負荷為：P30 = 5999- 98.5 = 609

19、8 KwQ30 = (5463-2800 )+ 393.8= 3057 KvarS30r = (P302 + Q302) 1/2= 6821 KV .A無功率補償后，工廠的功率因數(shù)為：COS0= P307 S30'= 6098 / 6821= 0.9cos(p = P307S300.9>0.9因此，符合本設(shè)訃的要求3.2變電所、配電所位置和型式的選擇（1）變電所和配電所的位置選擇應(yīng)根據(jù)下列要求綜合考慮確定：靠近工廠的負荷中心；接近電源側(cè)；進出線方便；運輸設(shè)備方便；不應(yīng)設(shè)在有劇烈 振動或高溫的場所；不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，如無法遠離，不應(yīng)設(shè)在污染 源的主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；不

20、應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所；不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險的 區(qū)域內(nèi)；不宜設(shè)在有火災(zāi)危險區(qū)域的正上方或正下方；（2）變電所和配電所型式選擇60/10. 5kV變電所分屋內(nèi)式和屋外式，屋內(nèi)式運行維護方便，占地面積少。60kV 變電所宜用屋內(nèi)式。配電所一般為獨立式建筑物，也可與所帶10kV變電所一起附設(shè)于負荷較大的廠房 或建筑物。3. 2. 1電機修造廠總變電所位置和型式的選擇山前面的負荷計算可以看出，山于成品試驗站內(nèi)有大型集中負荷，所以電機修造廠 的負荷中心在成品試驗站和電機修造車間之間，乂考慮到變電所的位置要南北向，北邊 開高窗，南邊開低門。所以我選擇的電機修造廠的變電所的位置如圖3-1所示，其型式

21、為屋內(nèi)式。圖3-1電機修造廠總降壓變電所位宜MW 車劍11-3.3電機修造廠總降壓變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇3. 3.1變壓器容量及臺數(shù)的選擇。山于該廠的負荷屬于二級負荷，對電源的供電可幕性要求較高，宜采用兩臺變圧器，以 便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電，故選兩 臺變壓器。裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，每臺變圧器的容量ST應(yīng)同時滿足以下兩個條 件： 任一臺單獨運行時，SNTN (0. 6-0.7) S' 30 任一臺單獨運行時，SNTNS' 30 ( I + II )一二級負荷容量由于S' 30 (1) = 7932 KVA,因為該

22、廠都是一二級負荷所以按條件2選變壓器。 SNTM (0. 6-0.7) X7932= (4759.25552. 4) KV ANSNTMS' 30 ( I + II ) 因此選5700 KVA的變壓器二臺主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Ydllo3. 3. 2變配電所主結(jié)線的選擇原則1. 當(dāng)滿足運行要求時，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。2. 當(dāng)變電所有兩臺變壓器同時運行時，二次側(cè)應(yīng)釆用斷路器分段的單母線接線。3. 當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺變圧器時，宜釆用線路變壓器組結(jié)線。4. 為了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時運行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列 運行。5. 接在線路上

23、的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器 合用一組隔離開關(guān)。6. 610KV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng) 裝設(shè)線路隔離開關(guān)。7. 釆用610 KV熔斷器負荷開關(guān)固定式配電裝置時，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。8. 山地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計費用的專用電壓、電流互感器（一 般都安裝計量柜）。9. 變圧器低壓側(cè)為0. 4KV的總開關(guān)宜釆用低壓斷路器或隔離開關(guān)。當(dāng)有繼電保護或自動 切換電源要求時，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)釆用低壓斷路器。10. 當(dāng)?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時，在 總

24、開關(guān)的出線側(cè)及母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭。3. 3. 3主結(jié)線方案選擇對于電源進線電壓為35KV及以上的大中型工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降 為6-10KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓。 總降圧變電所主結(jié)線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，山各種電力設(shè)備（變壓器、避 靂器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。主結(jié)線對變電所設(shè)備選擇和布置，運行的可靠性和經(jīng)濟性，繼電保護和控制方式都 有密切關(guān)系，是供電設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。一次側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)線，二次側(cè)采用單母線分 段的總降圧變電所主電路圖如下這種主結(jié)線，其一次側(cè)的QF10跨接在

25、兩路電源線之間, 猶如一座橋梁，而處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式 結(jié)線。這種主結(jié)線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷工廠。如 果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11 ,投入QF10 （其兩側(cè)QS先合）,即可rh WL2恢復(fù)對變壓器T1的供電，這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長 因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、并且變電所的變圧器不需要經(jīng)常切換的總降壓變 電所。一次側(cè)釆用外橋式結(jié)線、二次側(cè)釆用單母線分段的總降壓變電所主電路圖（下圖）, 這種主結(jié)線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10也跨接在兩路電源進線之間，但處在線路斷 路器QF

26、11和QF12的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運行靈 活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級負荷的工廠。但與內(nèi)橋式結(jié)線適用 的場合有所不同。如果某臺變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11 ,投入 QF10 （其兩側(cè)QS先合），使兩路電源進線乂恢復(fù)并列運行。這種外橋式適用于電源線 路較短而變電所負荷變動較大、適用經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當(dāng)一次電源 電網(wǎng)釆用環(huán)行結(jié)線時，也宜于采用這種結(jié)線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不通過進線斷路器 QFU、QF12 ,這對改善線路斷路器的工作及其繼電保護的整定都極為有利。山于需要裝設(shè)兩臺主變壓器，所以可設(shè)計下列兩種主結(jié)

27、線方案：（1）一條電源進線的主結(jié)線方案 如圖3-2示（10kV側(cè)主結(jié)線從略）（2）兩條電源進線的主結(jié)線方案 如圖3-3示（10kV側(cè)主結(jié)線）35kV GW5-35-IID 伯）/630HI GN19-35/630-20FZ-35JYN7353JYNT3526373589JYWT3533JYNT351BJYNT3589JYs10.34JYg10.34圖3-2機修造廠總降壓變電所一條電源進線的主結(jié)線方案 JYNl-35-33 lrl5lln們丄 NAASL7-/356-10KV圖3-3電機修造廠總降圧變電所兩條電源進線的主結(jié)線方案（3）兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較（表3-2）表3-2兩種主結(jié)線方案

28、的比較比較項目一條電源進線的主結(jié)線方案（圖3-2）兩條電源進線的主結(jié)線方案（圖3-3）技術(shù) 指 標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量兩臺主變并列，電壓損耗小兩臺主變并列，電壓損耗小靈活方便性由于只有一條電源進線，靈活性 稍差由于只有兩條電源進線，靈活性 較好擴建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟指 標(biāo)電力變壓器 的綜合投資 額由資料查得SL7-6300/35單價為 30. 35萬元，而乂查得變壓器綜 合投資約為其單價的2倍，因此 其綜合投資為2X30. 35萬元=由資料査得SL7-6300/35單價為 30. 35萬元，而乂查得變壓器綜 合投資約為其單價的2倍，因此 其綜

29、合投資為2X30.35萬元=60. 7萬元60.7萬元高壓開關(guān)柜（含計量柜）的綜合投資查資料得JYN1-35型柜按每臺10 萬元計，其綜合投資按設(shè)備價 1.5倍計，因此其綜合投資約為 10X 1. 5X 10 萬元=150 萬元本方案采用14臺JYN1-35型柜， 其綜合投資額約為14X1.5X10 萬元= 210萬元，比一條電源進 線的方案多投資60萬元續(xù)表3-2比較項目一條電源進線的主結(jié)線方案（圖3-3）兩條電源進線的主結(jié)線方案（圖3-4）經(jīng)濟指 標(biāo)電力變壓器 和高壓開關(guān) 柜的年運行 費參照資料計算，主變和高壓開關(guān) 柜的折舊和維修管理費每年為 12. 035萬元（其余略）主變和高壓開關(guān)柜的

30、折舊和維 修管理費每年為15. 635萬元， 比一條電源進線的方案多耗3.6 萬元交供電部門 的一次性供 電貼費按700元/kVA計，貼費為2X6300X0. 07 萬元=882 萬元貼費為2X6300X0. 07萬元=882萬元從表3-2可以看出，雖然按經(jīng)濟指標(biāo)，一條電源進線的主結(jié)線方案遠優(yōu)于兩條電源 進線的主結(jié)線方案，但是按技術(shù)指標(biāo)，兩條電源進線的主結(jié)線方案優(yōu)于一條電源進線的 主結(jié)線方案。為了給工廠的正常生產(chǎn)提供更加穩(wěn)定、可靠的電源，所以決定采用兩條電 源進線的主結(jié)線方案。正常工作時60kV側(cè)母線中間分段，兩電源分別同時給兩變壓器 供電。當(dāng)一條電源進線出現(xiàn)故障時，利用60kV母線的聯(lián)絡(luò)線，

31、把60kV側(cè)母線連通，用 列外一條電源進線給兩個變壓器供電。這樣不僅提高了供電的可靠性，而且靈活性也增 強了，給電力系統(tǒng)的維護和維修帶來了安全和方便。雖然這樣投資高了不少，但是是十 分值得的。3.3.4配電所的主接線選擇配電所的主結(jié)線方案也分一條進線和兩條進線兩種。（1） 一條電源進線的主結(jié)線方案 如圖3-4示lOkVPS4-10V旱1>-5'】圖3-4電機修造廠1OKV進線的主結(jié)線方案（2）兩條電源進線的主結(jié)線方案 如圖3-5示圖3-5機修造廠總配電所兩條電源進線的主結(jié)線方案（3）兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較（表3-3）表3-3兩種主結(jié)線方案的比較比較項目一條電源進線的主結(jié)線方

32、案（圖兩條電源進線的主結(jié)線方案（圖3-5)3-6)技術(shù) 指 標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求靈活方便性由于只有一條電源進線，靈活性 稍差由于只有兩條電源進線，靈活性 較好擴建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟 指 標(biāo)高壓開關(guān) 柜(含計量 柜)的綜合 投資額查資料得GG-1A-J型柜按每臺 2. 5萬元計，GG-IA-(F)按每臺3 萬元計。其綜合投資按設(shè)備價 1.5倍計，因此其綜合投資約為 (2. 5+3) X 1. 5 萬元=8. 25 萬元本方案采用2臺GG-1A-J型柜， 2臺GG-IA-(F)型柜。其綜合投 資額約為2X (2.5+3) XI. 5萬 元=16.5萬元

33、，比一條電源進 線的方案多投資8. 25萬元高爪幵關(guān) 柜的年運 行費參照資料計算，主變和高壓開關(guān) 柜的折舊和維修管理費每年為 0. 495萬元(其余略)主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維 修管理費每年為0.99萬元，比 一條電源進線的方案多耗0. 495 萬元根據(jù)表可以看出方案2的技術(shù)指標(biāo)遠不及方案1,但是其供電的穩(wěn)定性更高，所以 這里我采用方案2,即兩條電源進線的方案。3. 5短路電流的計算3. 5.1繪制計算電路3.5.2求k T , k-2點的三相短路電流和短路容當(dāng)系統(tǒng)最大運行方式時：（1）求k -1點的三相短路電流和短路容量（Ucl = 632 ） 計算短路電路中各元件的電抗及總電抗i電力系統(tǒng)

34、的電抗：由S如=600ME4,因此S- 338MVAii架空線路的電抗：由資料得X0 =QAQ/km9因此X2 = Xo/ = 0.4（Q/jlm）x 4.5km = 1.8Qiii繪k-l點短路的等效電路，如圖3-7示，圖上標(biāo)出各元件的序號（分子）和電抗 值（分母），并計算其總電抗為：=X+X2 =2.970 + 1.80 = 4.770圖3-7短路等效電路圖 計算三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量有效值ii其他三相短路電流”=/印=闍=7.63M= 2.55 T =2.55x7.63kA=19.46kA=1.51 廠=1.51x7.63kA=11.52kAiii三相短路容量S： =

35、V3x 63kV x 763kA=8326MVA（2）求k-2點的三相短路電流和短路容量（/門=11小/） 計算短路電路中各元件的電抗及總電抗i電力系統(tǒng)的電抗ii架空線路的電抗X；= X.l=0.4（Ci/km）x 4.5hnxHkV63kV=0.05Qiii繪k-2點短路的等效電路如圖3-8示，并訃算其總電抗為:X x Xg = x+x2 + x3/x4 = xi + x2+A3 + A4= 0.090,0.050,11 = 0.1460圖錯誤0. 090. 0531.2x10 沁20.14Q10.18Q圖3-8短路等效電路圖計算三相短路電流和短路容量i三相短路電流周期分量有效值1 K V

36、« 43.5RAV3xO.146Qii其他三相短路電流護=/）=/；; =43.5k A=2.55/* =2.55x43.5kA=110.93kA=1.51/"=1.51x435kA=6569kAiii三相短路容量S：2 =、砂=V3xllkVx 43.5kA=82&8MVA當(dāng)系統(tǒng)最小運行方式時：（其計算過程同前，從略）（3）k-1, k-2點短路計算表（如表3-3, 3-4所示） 系統(tǒng)最大運行方式：表3-3系統(tǒng)最大運行方式時短路計算表短路 計算點三相短路電流/ kA三相短路容量/MVA/尸/和3)/S3k-17. 637. 637. 6319. 4611. 528

37、32.6k-224.824.824.863. 2437. 45828.8 系統(tǒng)最小運行方式：表3-4系統(tǒng)最小運行方式時短路計算表短路計 算點三相短路電流/ kA三相短路容量/MVA廠/i3>7 5/1S：3）k-12.492. 492.496. 353. 76271.7k-214. 2414. 2414. 2436.3121.5271.33. 6變電所一次設(shè)備的選擇校驗3. 6.1 35kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗表36 60kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項U電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點 條件參數(shù)”30/21 81 ima數(shù)據(jù)60kV104A(7iyvr)7. 63kA19.

38、46kA7.632x2.0=116.4一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)In'max高壓少油斷路器SN10-3535kV1000A16kA40kA162x4= 1024高壓隔離開關(guān)GN19-35/630-2035kV63050kA202x4= 1600高壓熔斷器RN2-3535kV0. 5A17kA電壓互感器JDJ2-3535/0. lkV電壓互感器JDJJ2-353電流互感器LCZ-3535kV200/5A150xx0.2=42.42kA（65x02）l= 169避雷器FZ-3535kV戶外高壓隔 離開關(guān) GW5-35- IID(W)/630隔離開關(guān)35kV630A40kA162x4= 102

39、4接 地 開 關(guān)25kA102x4= 400表3-6所選設(shè)備均滿足要求。3. 6.2 4 OkV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗表3-71ORV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地 點條件參數(shù)j1 x 1 ima數(shù)據(jù)10kV總 529. 7A18. 6kA47. 43kA18.62x0.9=311.4次 設(shè) 備 型 號 規(guī) 格額定參數(shù)5hIoc"max髙壓少汕斷路器SN10-1011/100010kV1000A31. 5kA80kA31.52x2-1984.5髙壓隔離開關(guān)GN；-10/100010kV1000A75kA3O2x5= 4500高壓熔斷器RN2-10

40、10kV0. 5A50kA電壓互感器JDJ-1010/0. lkV電流互感器LZZQB6-10lOkV800/5A315/5A（大于厶o）100/5A（大于厶o）電流互感器LA-1010kV315/5A（大于厶o）160/5A（大于厶°）避雷器FS4-1010kV表3-7所選設(shè)備均滿足要求。3. 6. 3變電所高壓母線的選擇按規(guī)定60kV級的變電所的高圧母線應(yīng)按發(fā)熱條件進線選擇，并校驗其短路穩(wěn)定度。（1）60kV母線的選擇校驗按發(fā)熱條件選擇山人。=/侶=1皿人及室外環(huán)境溫度350 查資料，初選硬鋁母線LMY-3（25X3）,其35°C時打嚴(yán)233小”滿足發(fā)熱條件。動穩(wěn)定度校

41、驗i母線在三相短路時所受的最大電動力為FN/A2a= V3x（l 9.46 xlO3）2xx 107 N/A2 心 368.95/V 11母線在F作用時的彎曲力矩為"二 J68.95NxO.9n3 2N"101039母線的截面系數(shù)為艸=也=(0.025" x0.003, “I? % io-亦6iv故母線在三相短路時所受到的訃算應(yīng)力為而硬鋁母線（LMY）的允許應(yīng)力為=70MP“>cr=53M號，山此可見該母線滿足 短路動穩(wěn)定度的要求。 熱穩(wěn)定度校驗計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面ultima、/095s 小?Anin = 7.63xlO Ax二p85.5mnrC8

42、7Ayls/mnr式中仍皿一一變電所60kV側(cè)縱聯(lián)差動保護動作時間按0. 7s整定，再加上斷路器斷 路時間0.2s,再加0. 05so由于母線的實際截面為A = 25x3勁彳=75州2 凡5,因此該母線滿足短路熱穩(wěn)定 度要求。（2）10. 5kV母線的選擇校驗采用硬鋁母線LMY-3（60X6）+50X5。（其選擇和計算方法同前，從略）所以電機修造廠高壓母線選擇如表3-8所示表3-8電機修適廠高壓母線選擇母線名稱母線型號規(guī)格35kV母線LMY-3(25X3),即母線尺寸為 25mmX 3mm10kV母線LMY-3（60X6）+50X5,即母線尺寸為60mmX6mm,中性母線尺寸為50mmX5mm

43、3. 7變電所進出線選擇。3. 7.1 60kV高壓進線的選擇校驗采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)，接往60kV公用干線。（1）按發(fā)熱條件選擇由厶。=/=1餌A及室外環(huán)境溫度35 °C,查資料，初選LJ-35,其35°C時Ial «151A/30,滿足發(fā)熱條件。（2）校驗機械強度查表，最小允許截面Amin=35/n/»2,因此LJ-35滿足機械強度要求。山于此線路很短，不需校驗電圧損耗。3. 7.2 10. 5kV高壓出線的選擇（1）饋電給1號廠房（電機修造車間）的線路采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣 的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 按發(fā)熱條件選擇由厶o=3

44、8.8A及土壤溫度20°C,查表，初選纜芯為25mm2的交聯(lián)電纜，其Iai心9OA 厶。，滿足發(fā)熱條件。 校驗電圧損耗山電機修造廠平面圖量得變電所至一號廠房距離約100m,而表查得25nmi2的鋁芯 電纜的&）=154。/燦（按纜芯工作溫度80°C計），X。=0.120C/皿，乂 1號廠房的Ao=6187RW,= 258.9k var,因此按式(3-9)9.8V61 S.7k W x (1.54 x 0.1)Q+25 3.9k varx(0.12x0.1X1u =lOkVAt/ % =(9.8V/10000 V)x 100 % =0.098 % < al %

45、= 5% 滿足允許電壓損耗 5% 的要求。 短路熱穩(wěn)定校驗JO95$計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面Amin = /丁= 24800A X 、；亠、2 293.9"2C77Ay/s/mm山于前面所選25mm2的纜芯截面小于兒山，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，因此改選纜芯300mm2的交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，即YJL22-10000-3X300 +1X 150的四芯電纜 （中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同）。（2）饋電給2號廠房（機械加工車間）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯 絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選300"2,即YJL22-100

46、00-3 X300 + 1X150的四芯電纜。（3）饋電給3號廠房（新品試制車間）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯 絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選300mm2,即YJL22-10000-3 X300 + 1X150的四芯電纜。（4）饋電給4號廠房（原料車間）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣 的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選300mm2,即YJL22-10000-3 X300 + 1X150的四芯電纜。（5）饋電給5號廠房（備件車間）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣 的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方

47、法同上，從略）纜芯截面選300切2,即YJL22-10000-3 X300 + 1X150的四芯電纜。（6）饋電給6號廠房（鍛造車間）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣 的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選300沖2,即YJL22-10000-3X300 + 1X150的四芯電纜。（7）饋電給7號廠房（鍋爐房）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的 鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選300mm2,即YJL22-10000-3X 300+1X150的四芯電纜。（8）饋電給8號廠房（空壓站）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)

48、聚乙烯絕緣的 鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選300mm2,即YJL22-10000-3X 300 + 1X150的四芯電纜。（9）饋電給9號廠房（汽車庫）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的 鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選300/n/n2,即YJL22-10000-3X 300+1X150的四芯電纜。（10）饋電給10號廠房（大線圈車間）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯 絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選300"，即丫幾22-10000-3 X300 + 1X150的四芯電纜。（11）饋電

49、給11號廠房（半成品試驗站）的線路 亦釆用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙 烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選300mm2 ,即 YJL22-10000-3X300 +1X 150 的四芯電纜。（12）饋電給12號廠房（成品試驗站）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯 絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選300”，即YJL22-10000-3 X300 + 1X150的四芯電纜。（13）饋電給13號廠房（加壓站）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣 的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選300mm2,即YJL

50、22-10000-3 X300 + 1X150的四芯電纜。（14）饋電給14號廠房（設(shè)備處倉庫）的線路 亦采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯 絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選300,mn2,即丫幾22-10000-3 X300 + 1X150的四芯電纜。（15）饋電給15號廠房（成品試驗站內(nèi)大型集中負荷）的線路 亦采用YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。（方法同上，從略）纜芯截面選300"2, 即 YJL22-10000-3X300+1X 150 的四芯電纜。3. 7. 3作為備用電源的高壓線的選擇校驗。采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)

51、，與相距約4km的某60/10. okV變電所的10. 5kV母線相 聯(lián)。（1）按發(fā)熱條件選擇工廠二級負荷容量共503kVA, /30 = 503kVA/x 10.5kv）27.7A及室外環(huán)境溫度為35°C,查表，初選LJ-16,其35°C時的Ial «93.5A>ZM,滿足發(fā)熱條件。（2）校驗電壓損耗由表查得纜芯為16mm2的鋁絞線的他=2.070/如 X。=0.380/加（按線間幾何均距0. 8m計）。乂 4。=（200+ 184 沐 W = 384"W, fto =（63.6+86.8> var=150.4kvar ,線路長度按4km

52、ih因此按式（3-9）,得/=q 340.9V384.1£ W x（2.07 x 4）Q+150.4& v“rx（038 x 4）Q10kV"/% =（3409匕/100001/）><100%2 34%<皿 = 5%滿足允許電壓損耗5%的要求。（3）短路熱穩(wěn)定度校驗因為鄰近某60/10. 5kV變電所電源10. 5kV側(cè)的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)絡(luò)線的短 路熱穩(wěn)定度校驗計算無法進行，只有暫缺。綜合以上所選電機修造廠變電所進出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格如表3-9所 示表39電機修造廠變電所進出線和聯(lián)絡(luò)線的型號規(guī)格線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號規(guī)格35kV

53、電源進線LJ-35鋁絞線（三相三線架空）10kV 高壓 出線至1號廠房YJL22-10000-3X 300+IX 150 四芯電纜（直埋）至2號廠房YJL22-10000-3X 300+IX 150 四芯電纜（直埋）至3號廠房YJL22-10000-3X 300+IX 150 四芯電纜（直埋）至4號廠房YJL22-10000-3 X 300 + 1X150 四芯電纜（直埋）至5號廠房YJL22-10000-3 X 300 + 1X150 四芯電纜（直埋）至6號廠房YJL22-10000-3 X 300 + 1X150 四芯電纜（直埋）至7號廠房YJL22-10000-3 X 300 + 1X150 四芯電纜（直埋）至8號廠房YJL22-10000-