某冶金機械修造廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設計

1、目 錄 中文摘要I 英文摘要II1 緒論11.1 工廠供電的意義和要求11.1.1 工廠供電的意義11.1.2 工廠供電的要求11.2 工廠供電設計的一般原則及內(nèi)容21.2.1 工廠供電設計的一般原則21.2.2 設計內(nèi)容及步驟32 負荷計算和無功功率補償52.1 負荷計算的目的和方法52.1.1 負荷計算的目的52.1.2 負荷計算的方法52.2 車間用電設備組和工廠計算負荷的確定62.2.1 380V車間負荷計算62.2.2 6kV車間負荷計算82.3 無功功率補償及其計算102.3.1 無功功率補償?shù)姆椒?02.3.2 無功補償計算112.3.4 變壓器損耗計算132.3.4 全廠計算負

2、荷133 變電所及主變壓器的選擇153.1 變電所所址的選擇153.1.1 變電所所址選擇的一般原則153.1.2 負荷中心的確定163.1.3 變電所型式的選擇173.2 主變壓器臺數(shù)和容量的選擇183.2.1 主變壓器臺數(shù)的選擇193.2.2 主變壓器容量的選擇203.2.3 繞組數(shù)和接線組別的確定和冷卻方式214 變配電所主接線的選擇224.1 變電所主接線224.1.1 變電所的構(gòu)成224.1.2 對變電所主接線的要求224.1.3 變電所主接線方案的比較244.2 變電所主接線方式254.2.1 變電所常用主接線254.2.2 總降壓變電所主接線方式的選擇274.2.3 高壓配電系統(tǒng)

3、主接線方式的選擇285 短路計算及一次設備的選擇315.1 短路電流計算315.1.1 短路計算的目的和方法315.1.2 短路計算過程315.2 一次設備的選擇與校驗345.2.1 一次設備選擇及校驗的條件345.2.2 35kV高壓設備的選擇及校驗365.2.3 6kV高壓設備的選擇及校驗396 工廠電源進線及高壓配電線路的選擇416.1 變電所進出線的選擇416.1.1 變電所進出線的種類416.1.2 變電所進出線的方式的選擇416.1.3 變電所進出線導線和電纜形式的選擇416.2 導線截面的選擇及校驗436.2.1 35kV高壓進線的選擇436.2.2 35kV高壓母線的選擇446

4、.2.3 6kV高壓母線的選擇456.2.4 各車間變壓器到6kV母線聯(lián)絡線的選擇467 配電裝置及變電所的總體設計487.1 配電裝置的選型487.2 配電裝置的布置原則487.3 變電所的總體布置497.3.1 變配電所總體布置方案的設計要求497.3.2 變配電所電氣總平面布置圖的設計508 變壓器保護的初步整定計算518.1 變壓器的繼電保護及整定計算518.1.1 變壓器保護裝置的配置要求518.1.2 主變壓器保護裝置的整定計算519 車間變電所的防雷保護和接地裝置的設計549.1 防雷保護549.1.1 雷電過電壓的種類549.1.2 防雷設備的選擇549.1.3 防雷措施549

5、.2 變電所接地裝置的選擇569.2.1 接地的概述569.2.2 接地方案確定5710 結(jié)論60致謝61參考文獻62附錄63附錄1畢業(yè)設計原始資料63附錄2電氣總平面布置圖67中文摘要英文摘要1 緒論1.1 工廠供電的意義和要求 工廠供電的意義1.1.2 工廠供電的要求1.2 工廠供電設計的一般原則及內(nèi)容 工廠供電設計的一般原則工廠供電必須遵循以下原則：1.2.2 設計內(nèi)容及步驟確定總降壓變電所接線方案和廠區(qū)內(nèi)高壓配電方案變壓器保護的初步整定計算2 負荷計算和無功功率補償2.1 負荷計算的目的和方法 負荷計算的目的計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù)。計算負荷的確定是否合理，將直接影響到電氣設備

6、和導線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。計算負荷不能定得太大，否則選擇的電氣設備和導線電纜將會過大而造成投資和有色金屬的浪費；計算負荷也不能定得過小，否則選擇的電氣設備和導線電纜將會長期處于過負荷下運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導致絕緣體過早老化甚至燒毀，因此，必須合理確定計算負荷。確定用戶的計算負荷是選擇電源進線和一、二次設備的基本依據(jù)，是供配電系統(tǒng)設計的重要組成部分，也是與電力部門簽訂用電協(xié)議的基本依據(jù)。2.1.2 負荷計算的方法有功功率 （2-1）無功功率 （2-2）視在功率 （2-3）計算電流 （2-4）額定電壓。 有功功率 （2-5） 無功功率 （2-6） 視在功率 （2-7） 計算電流 （2

7、-8）式中所有設備組有功計算負荷之和；有功負荷同時系數(shù)，本設計取0.9；所有設備組無功計算負荷之和；無功負荷同時系數(shù)，本設計取0.9。2.2 車間用電設備組和工廠計算負荷的確定由于本設計需要選擇設備，應該采用比較詳細的的計算方法，這里選擇逐級計算法。逐級計算方法是指根據(jù)用戶的供配電系統(tǒng)圖，從用電設備開始，朝電源方向逐級計算，最后求出用戶總的計算負荷的方法。 380V車間負荷計算（1）各380V車間變電所有功計算負荷（單位為KW）1) N01變電所：=0.4×2000=8002) N02變電所：=0.4×1000+0.7×110=4773) N03變電所：=0.3&

8、#215;1200+0.76×28=381.34) N04變電所：=0.85×390+0.25×150+0.33×220+0.32×186+0.28×20+0.9×20=524.7 (5) N05變電所：=0.85×300+0.75×28+0.3×88+0.65×14=311.5（2）各380V車間變電所無功計算負荷（單位為KVar）1) N01變電所：=1.11×800=8882) N02變電所：=1.05×400+1.33×77=522.43) N03

9、變電所：=1.98×360+0.75×21.28=728.84) N04變電所：=0.88×331.5+1.2×37.5+1.44×72.6+1.23×59.52+1.17×5.6+0×18=5215) N05變電所：=0.75×255+0.75×21+1.17×26.4+0.75×9.1=244.7（3）各380V車間變電所視在功率計算負荷（單位為KVA）1) N01變電所：2) N02變電所：3) N03變電所：4) N04變電所：5) N05變電所：（4）各380V車間

10、變電所計算電流（單位為A）1) N01變電所：2) N02變電所：3) N03變電所：4) N04變電所：5) N05變電所：（5）380V側(cè)總負荷計算380V側(cè)總有功功率計算： 380V側(cè)總無功功率計算： 380V側(cè)總視在功率計算： 380V側(cè)負荷電流計算：2.2.2 6kV車間負荷計算（1）有功計算負荷：（單位為KW）1）電弧爐： 2）工頻爐：3）空壓機：（2）無功計算負荷：（單位為kVar）1）電弧爐： 2）工頻爐：3）空壓機：（3）視在計算負荷：（單位為KVA）1）電弧爐：2）工頻爐：3）空壓機：（4）計算電流：=3453.6/（×6）=332.3A（5）6KV側(cè)總負荷計算：

11、 6KV側(cè)總有功功率計算： 6KV側(cè)總無功功率計算： 6KV側(cè)視在功率計算：6KV負荷電流計算A表2-1 各車間380V負荷負荷表序號車間（單位）名稱設備容量kWKdCostan計算負荷車間變電所代號P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A1鑄鋼車間20000.40.671.118008881195.21816No.1車變2鑄鐵車間10000.40.691.05400420No.2車變砂庫1100.70.601.3377102.41小計(K=0.9)477522.41707.421074.83鉚焊車間12000.30.451.98360712.8No.3車變1#水泵房280.760

12、.800.7521.2815.96小計(K=0.9)381.28728.76822.5 1249.74空壓站3900.850.750.88331.5291.72No.4車變機修車間1500.250.641.237.545鍛造車間2200.330.571.4472.6104.5木型車間1860.320.631.2359.5273.2制材場200.280.651.175.66.55綜合樓200.910180小計(K=0.9)524.72520.97739.41123.45鍋爐房3000.850.800.75255191.25No.5車變2#水泵房280.750.800.752115.75倉庫（1、

13、2）880.30.651.1726.430.89污水提升站140.650.800.759.16.83小計(K=0.9)311.5244.72396.1601.8表1-2各車間6kV高壓負荷計算序號車間（單位）名稱高壓設備名稱設備容量/kWKdCostan計算負荷P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A1鑄鋼車間電弧爐2×12500.90.870.5722501282.52586.2248.92鑄鐵車間工頻鹿2×2000.800.900.48320153.6355.634.23空壓站空壓機2×2500.870.850.62435269.7511.849.

14、3小計30051705.83109.2332.32.3 無功功率補償及其計算 無功功率補償?shù)姆椒ㄑa償高壓集中補償是指將高壓電容器組集中裝設在總降壓變電所610kV母線上，如圖2-1所示。該補償方式只能補償總降壓變電所的610kV母線之前的供配電系統(tǒng)中由無功功率產(chǎn)生的影響，而對無功功率在企業(yè)內(nèi)部的供配電系統(tǒng)中引起的損耗無法補償，因此補償范圍最小，經(jīng)濟效果較其它補償方式差。但由于裝設集中，運行條件好，維護管理方便，投資較少。且總降壓變電所610kV母線停電機會少，因此電容器利用率高。這種方式很普遍。圖2-1 高壓電容器集中補償?shù)慕Y(jié)線（2）低壓集中補償?shù)蛪杭醒a償是指將低壓電容器集中裝設在車間變電所

15、或建筑物變電2-2。圖2-2 低壓電容器集中補償?shù)慕Y(jié)線低壓集中補償?shù)碾娙萜鹘M的結(jié)線。電容器也采用形接線，和高壓集中補償不同的是，放電裝置為放電電阻或220V，1525W的白熾燈的燈絲電阻。如果用白熾燈放電的話，白熾燈還可起指示電容器組是否正常運行的作用。（3）低壓分散補償圖2-3 低壓電容器分散補償?shù)慕Y(jié)線單獨就地補償是指在個別功率因數(shù)較低的設備旁邊裝設補償電容器組。該補償方式能補償安裝部位以前的所有設備，因此補償范圍最大，效果最好。但投資較大，而且如果被補償?shù)脑O備停止運行的話，電容器組也被切除，電容器的利用率較低。同時存在小容量電容器的單位價格、電容器受到機械震動及其他環(huán)境條件影響較遠，不便于

16、實現(xiàn)其他補償?shù)膱龊?。如圖2-3所示為低壓電容器分散補償?shù)慕Y(jié)線。 無功補償計算（1）380V側(cè)無功補償：1）38功率因數(shù)：供電部門要求本廠的功率因數(shù)在0.9以上，取0.92則，380V側(cè)所需無功功率補償容量為=×tan1tan2 3）并聯(lián)電容器的選擇 采用方案為：每相并聯(lián)5個BWF6.3-120-1電容器。即4）補償后： 補償后負荷功率因數(shù)為0.92；變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為因此主變壓器容量比補償前容量減少了1057.8KVA。（2）6KV側(cè)無功補償：1）6KV側(cè)2）最大負荷時的功率因數(shù)：供電部門要求本廠的功率因數(shù)在0.9以上，取0.943則，6KV側(cè)所需無功功率補償容量為=

17、15;tan1tan2 3）并聯(lián)電容器的選擇 采用方案為：每相并聯(lián)2個BWF6.3-120-1電容器。即4）補償后： 補償后負荷功率因數(shù)為0.943；變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為因此主變壓器容量比補償前容量減少了284.5KVA。 變壓器損耗計算 380V側(cè)變壓器損耗計算： 6kV側(cè)變壓器損耗計算： 全廠計算負荷表2-2 380V側(cè)無功功率補償后的計算負荷項目計算負荷P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A380V側(cè)補償前負荷0.651422452614.434465235.8380V側(cè)無功補償容量1800380V側(cè)補償后負荷0.922245814.42388.23628.6變壓器

18、功率損耗35.82143.29380V側(cè)負荷總計0.9222280.82957.692473.723758.54表2-3 6kV側(cè)無功功率補償后的計算負荷項目計算負荷P30/KWQ30/KVARS30/KVAI30/A6KV側(cè)補償前負荷0.8672704.51535.23109.22992 6KV側(cè)無功補償容量7206KV側(cè)補償后負荷0.9432704.5815.22824.7271.8變壓器功率損耗42.37169.486KV側(cè)負荷總計0.9412746.87984.682918.03280.83 4、35kV全廠計算負荷 35kV側(cè)總有功功率計算： 35kV側(cè)總無功功率計算： 35kV側(cè)視

19、在功率計算：35kV側(cè)負荷電流計算：35KV側(cè)，補償前后無功補償容量差別較大，補償后，各車間的功率因數(shù)均達到要求，而且無功功率顯著減少。補償后各車間變壓器容量也有所減少，可見無功補償具有很實際的意義,3 變電所及主變壓器的選擇3.1 變電所所址的選擇 變電所所址選擇的一般原則1、2、3、4、5、6、7、8、9、3.1.2 負荷中心的確定在工廠平面圖的下面和左側(cè)，任作一直角坐標的x軸和y軸，測出各車間和生活區(qū)的負荷中心點的坐標位置，例如：、。而工廠的負荷中心設在，=按負荷功率矩法確定負荷中心 （3-1） （3-2）(1.42，8.49) (4.52，8.49) (5.65，7.63) (5.65

20、，7.63) (4.47，9.7) (6.53，9.68) (0.42，3.2)由前計算可知:=800 =477 =381.3 =524.7 =311.5=+P4+=3984.7=3.77= =8.35計算所得的負荷中心為:(3.37，8.35)按圖紙比例及綜合考慮變電所位置選擇的原則后,確定(5.3,5.6)為總降壓變電所坐標中心，如圖3-1中所示。3.1.3 變電所型式的選擇變電所是接受電能、變換電壓、分配電能的環(huán)節(jié)，是供配電系統(tǒng)的重要組成部分。變電所按其在供配電系統(tǒng)地位合作用，分為總降壓變電所、獨立變電所、車間變電所、桿上變電所、建筑物及高層建筑物變電所。（1）車間變電所主要有以下兩種類

21、型的變電所。1)車間附設變電所附設變電所利用車間的一面或兩面墻壁，而其變壓器室的大門朝外開如下圖3-1所示，車間附設變電所又分為內(nèi)附式（如圖3-2中a）和外附式（如圖3-2中b）。內(nèi)附式變電所要占用一定的車間面積，但其在車間內(nèi)部，故對車間外觀沒有影響。外附式變電所在車間的外部，不占用車間面積，便于車間設備的布置，而且安全性也比內(nèi)附式變電所要高一些。2)車間內(nèi)變電所變壓器室位于車間內(nèi)的單獨房間內(nèi)（如圖3-2中c），雖然這種變電所占用了車間內(nèi)的面積，但它處于負荷的中心，因而可以減少線路上的電能損耗和有色金屬消耗量。由于設在車間內(nèi)其安全性要差一些，故適用于負荷較大的多跨廠房內(nèi)，在大型冶金企業(yè)中比較多

22、見。 圖3-2 變電所類型圖變配電所有屋內(nèi)式和屋外式兩大型式。屋內(nèi)式運行維護方便，占地面積少。在選擇工廠總變配電型式時，應根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜；技術(shù)經(jīng)濟合理時，應優(yōu)選用屋內(nèi)式。3)本設計3.2 主變壓器臺數(shù)和容量的選擇變壓器是變電所中關(guān)鍵的一次設備，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送、分配和適用。變壓器按動能分有升壓變壓器和降壓變壓器；按相數(shù)分有單相和三相變壓器；按繞組導體的材質(zhì)分有銅繞組和鋁繞組變壓器；按冷卻方式和繞組絕緣分有油浸式、干式兩大類，其中油浸式變壓器又有油浸自冷式、油浸風冷式、油浸水冷式和強迫油循環(huán)冷卻式等，而干式變壓器又有澆注式、開啟式、充氣式等；按用途分又

23、可分為普通變壓器和特種變壓器；按調(diào)壓方式分有無載調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。在選擇變壓器時，應選用低損耗節(jié)能型變壓器，如S9系列或S10系列。高損耗變壓器已被淘汰，不再采用。在多塵或有腐蝕性氣體嚴重影響變壓器安全的場所，應選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器；供電系統(tǒng)中沒有特殊要求和民用建筑獨立變電所常采用三相油浸自冷電力變壓器（S9、S10-M、S11、S11-M等）；對于高層建筑、地下建筑、發(fā)電廠、化工等單位對消防要求較高的場所，宜采用干式電力變壓器（SC、SCZ、SG3、SG10、SC6等）；對電網(wǎng)電壓波動較大的，為改善電能質(zhì)量應采用有載調(diào)壓電力變壓器（SZ7、SFSZ、SGZ3等）。本設計選

24、擇S9系列三相油浸自冷電力變壓器。 主變壓器臺數(shù)的選擇（1）主變壓器臺數(shù)應根據(jù)負荷特點和經(jīng)濟運行要求進行選擇。1、2、3、由于該廠的負荷屬于二級負荷，對電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(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。（2）選擇主變壓器臺數(shù)按其負荷性質(zhì)要求為：車間為三班工作制，年最大有功負荷利用小時數(shù)為6000h，屬于二級負荷。供用電協(xié)議：1、本車間變電所從本廠220/35kV變電站以35KV雙回路架空線路引入本廠。其中一路作為工作電源，另一路作為備用電源，兩個電源不并列運行，變電站距廠東8km。2、工廠總降壓變電所35kV電源

25、側(cè)進行電能計量。3、區(qū)域變電站35 kV饋電線路定時限過電流保護裝置的整定時間Top=2s，工廠總降壓變電所保護的時間不的大于1.5s。4、工廠最大負荷時功率因數(shù)不得低于0.9。5、本廠所在地區(qū)平均海拔207m，地層以砂粘土為主，地下水位為3-5m。6、本廠所在地區(qū)的年最高氣溫35，年平均氣溫+13，年最低氣溫-9，年最熱月平均氣溫+28，年最熱月地下0.8處平均溫度+10。常年主導風向為南風，覆冰厚度10mm，年雷暴日數(shù)為20d。 主變壓器容量的選擇(1.151.4) （3-3）（3-4）（3-5）NO.1 (0.60.7)=(0.60.7)×1195.2=(717.12836.6

26、4)KVA =1195.2KVA 選擇兩臺S9-1250/6變壓器 NO.2 (0.60.7)=(0.60.7)×707.4=(424.44495.18) KVA =707.4 KVA選擇兩臺S9-800/6變壓器 NO.3 (1.151.4)=(1.151.4)×822.5=(945.8751151.5) KVA選擇一臺S9-1000/6變壓器 NO.4 (1.151.4)=(1.151.4)×739.4=(850.311035.16) KVA選擇一臺S9-1000/6變壓器 NO.5 (1.151.4)=(1.151.4)×396.1=(455.51

27、5554.54) KVA選擇一臺S9-500/6變壓器（2）總降壓變電所變壓器容量和臺數(shù)的選擇: (0.60.7)=(0.60.7)×5588.53=(3353.1183911.985)KVA 因此：裝設一臺時，根據(jù),即選一臺S97000/35型低損耗配電變壓器；裝設兩臺時選S9-4000/35型低損耗變壓器。由于本設計大多數(shù)是二級負荷，主接線采用兩臺變壓器并列運行的方式，選擇S9-4000/35型變壓器。NO.1車間、NO2車間供電也采用了2臺變壓器并列運行方式,提高了工廠供電的可靠性。 繞組數(shù)和接線組別的確定和冷卻方式4 變配電所主接線的選擇4.1 變電所主接線 變電所的構(gòu)成變電

28、所由一次回路和二次回路構(gòu)成。（1）一次回路 供配電系統(tǒng)中承擔輸送和分配電能任務的電路，稱一次回路，也稱為主電路或主接線。一次電路中所有的電氣設備稱為一次設備，如變壓器、斷路器、互感器等。一次設備按功能分為以下幾類。1、變換設備 按電力系統(tǒng)的要求，改變電壓或電流大小的設備，如變壓器、電流互感器、電壓互感器等。2、控制設備 用來控制一次電路通、斷的設備，如高低壓短路器、開關(guān)等。3、保護設備 用來控制一次電路通、斷的設備，避雷器等。4、補償設備 用來補償電力系統(tǒng)中無功功率以提高功率因數(shù)的設備，如并聯(lián)電容器等。5、成套設備為了節(jié)省空間，按一次電路接線方案的要求，將有關(guān)的一次設備及其相關(guān)的二次二次設備組

29、合為一體的電氣裝置，如高低壓開關(guān)柜、低壓配電箱等。（2）二次回路 凡用來控制、指示、監(jiān)測和保護一次設備運行的電路，叫二次回路，也叫二次接線。二次回路中所有電氣設備都稱為二次設備或二次元件，如儀表、繼電器、操作電源等 對變電所主接線的要求（1）安全性1、在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設高壓隔離開關(guān)。2、在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設低壓刀開關(guān)。3、在裝設高壓熔斷器-負荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設高壓隔離開關(guān)。4、35kV及以上的線路末端，應裝設與隔離開關(guān)聯(lián)鎖的接地刀閘。5、變配電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設避雷器。裝設于母線上的避雷器，宜與電壓

30、互感器共用一組隔離開關(guān)。接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設隔離開關(guān)。（2）可靠性1、變電所的主結(jié)線方案，必須與其負荷級別相適應。對一級負荷，應由兩個電源供電。對二級負荷，應由兩回路或者一回6kV及以上專用架空線或電纜供電；其中采用電纜供電時，應采用兩根電纜組成的線路，且每根電纜應能承受100%的二級負荷。2、變電所的非專用電源進線側(cè)，應裝設帶短路保護的斷路器或負荷開關(guān)（串熔斷器）。當雙電源供多個變電所時，宜采用環(huán)網(wǎng)供電方式。3、對一般生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜由工廠總變配電所采用放射式高壓配電，以確定供電可靠性，但對輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)的變電所，可采用樹干式配電。4、變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低

31、壓斷路器。當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側(cè)總開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)，均應采用低壓斷路器。（3）靈活性1、變電所的高低壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段結(jié)線。2、35kV及以上電源進線為雙回路時，宜采用橋形結(jié)線或線路變壓器組結(jié)線。3、需帶負荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應裝設高壓斷路器或高壓負荷開關(guān)。4、主結(jié)線方案應與主變壓器經(jīng)濟運行的要求相適應。5、主結(jié)線方案應考慮到今后可能的擴展。（4）經(jīng)濟性1、主結(jié)線方案在滿足運行要求的前提下，應力求簡單，變電所高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的結(jié)線。2、變配電所的電氣設備應選用技術(shù)先進、經(jīng)濟適用的節(jié)能產(chǎn)品，不得選用國家明令淘汰的產(chǎn)品。3、中小

32、型工廠變電所一般采用高壓少油斷路器；在需頻繁操作的場合，則應采用真空斷路器或斷路器。4、工廠的電源進線上應裝設專用的計量柜，其中的電流、電壓互感器只供計費的電度表用。5、應考慮無功功率的人工補償，使最大負荷時功率因數(shù)達到規(guī)定的要求。 變電所主接線方案的比較根據(jù)前面考慮的兩種主接線方案可設計下面兩種主接線方案：（1）裝設一臺主變壓器的主接線方案（2）裝設兩臺主變壓器的主接線方案（3）兩種主結(jié)線方案的比較。見表4-1表4-1 兩種主接線方案的比較比較項目裝設一臺主變壓器的方案裝設兩臺主變壓器的方案技術(shù)指標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)量由于一臺主變，電壓損耗略大由于

33、兩臺主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好擴建適應性稍差一些更好一些經(jīng)濟指標電力變壓器的綜合投資額查表得S97000/35單價為86.3萬元，查表得變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此其綜合投資為2×86.3萬元=172.6萬查表得S94000/35單價為73.9萬元，因次兩臺綜合投資為4×73.9=295.6萬元，比一臺主變方案多投資123萬高壓開關(guān)柜的綜合比較查表得柜按每臺6.5萬元計，查表得其綜合投資按設備價1.5倍計，因此其綜合投資約為4×1.5×6.5萬元=39萬元本方案采用11臺柜，電力變壓器和高壓開

34、關(guān)柜的年運行費查表計算，主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費每年為10.97萬元主變和高壓開關(guān)柜的折舊費和維修管理費每年為21.215萬元，比1臺主變壓器的方案多耗10.245萬元交供電部門的一次性供電貼費按700元/kVA計，貼費為7000×0.07萬元=490萬元貼費為2×4000×0.07萬元=560萬元，比一臺主變壓器多投資70萬從上表可以看出，按技術(shù)指標，裝設兩臺主變的主結(jié)線方案略優(yōu)于裝設一臺主變的主接線方案，從按經(jīng)濟指標，則裝設一臺主變的方案優(yōu)于裝設兩臺主變的方案，但考慮到本廠屬于二級負荷，如出現(xiàn)中斷供電，在經(jīng)濟上的損失遠多于所裝設的費用，因次決定采用裝

35、設兩臺主變的方案。4.3 變電所主接線方式在大中型企業(yè)中設置配電所，它起接收和分配電能的作用，其位置應當盡量靠近負荷中心，經(jīng)常和車間變電所設在一起。每個配電所的饋電線路一般不少于4-5回，配電所一般為單母線制，根據(jù)負荷的類型及進出線數(shù)目可考慮將母線索分段。如果總降壓變電所以放射式的配電所供電，則配電所進線開關(guān)可以考慮利用負荷開關(guān)或隔離開關(guān)，以減少繼電保護動作時間級差配合上的困難。配電所的引出線可根據(jù)用戶類型采用熔斷器、熔斷器加負荷開關(guān)、斷路器?？偱潆娝鹘Y(jié)線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成。主結(jié)線對變電所設備選擇和布置，

36、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，是供電設計中的重要環(huán)節(jié)。4.3.1 變電所常用主接線供配電系統(tǒng)變電所常用的主接線基本形式有線路變壓器組接線、單母線接線和橋式接線3種類型。（1）線路變壓器組接線單只有一路電源供電線路和一臺變壓器時，可采用線路變壓器組接線，如圖4-1所示。根據(jù)變壓器高壓側(cè)情況的不同，可以選擇如圖4-1所示4種開關(guān)電器。當電源側(cè)繼電保護裝置能保護變壓器且靈敏度滿足要求時，變壓器高壓側(cè)可只裝設隔離開關(guān)；當變壓器高壓側(cè)短路容量不超過高壓熔斷器斷流容量，而又允許采用高壓熔斷器保護變壓器時，變壓器高壓側(cè)可裝設跌落式熔斷器或負荷開關(guān)熔斷器；一般情況下，在變壓器高壓側(cè)裝設

37、隔離開關(guān)和斷路器。優(yōu)點：接線簡單，所用電氣設備少，配電裝置簡單，節(jié)約投資。缺點：該單元中任一設備發(fā)生故障或檢修時，變電所全部停電，可靠性不高。適用范圍：適用于小容量三級負荷、小型企業(yè)或非生產(chǎn)性用戶。線路變壓器組接線（2）單母線接線母線又稱匯流排，用于匯集和分配電能。單母線接線又可分為單母線不分段和當母線分段兩種。1、單母線不分段接線當只有一路電源進線時，常用這種接線，每路進線和出線裝設一只隔離開關(guān)和斷路器?？拷€路的隔離開關(guān)稱線路隔離開關(guān)，靠近母線的隔離開關(guān)稱母線隔離開關(guān)。優(yōu)點：接線簡單清晰，使用設備少，經(jīng)濟性比較好。由于接線簡單，操作人員發(fā)生誤操作的可能性就小。缺點：可靠性和靈活性差。當電源

38、線路、母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或進行檢修時，全部用戶供電中斷。2、單母線分段接線當有雙電源供電時，常采用單母線分段接線，可采用隔離開關(guān)或斷路器分段，隔離開關(guān)分段因操作不便，目前已不采用。單母線分段接線可以分段單獨運行，也可以并列同時運行。采用分段單獨運行時，各段相當于單母線不分段接線的運行狀態(tài)，各段母線的電氣系統(tǒng)互不影響。當任一段母線發(fā)生故障或檢修時，僅停止對該段母線所帶負荷的供電。當任一電源線路故障或檢修時，如另一電源能負擔全部引出線的負荷時，則可經(jīng)倒閘操作恢復該段母線所帶負荷的供電，否則由該電源所帶的負荷仍應停止運行或部分停止運行。優(yōu)點：供電可靠性較高，操作靈活，除母線故障或檢修外，可對

39、用戶連續(xù)供電。缺點：母線故障或檢修時，仍有50%左右的用戶停電。（3）橋式接線所謂橋式接線是指在兩路電源進線之間跨接一個斷路器，猶如一座橋。斷路器跨在進線斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，稱為內(nèi)橋式接線，若斷路器跨在進線斷路器的外側(cè)，靠近電源側(cè)，稱為外橋式接線。橋式接線的特點是：1、接線簡單 高壓側(cè)無母線，沒有多余設備；2、經(jīng)濟 由于不需設母線，4個回路只用了3只斷路器，省去了1-2臺斷路器，節(jié)約了投資；3、可靠性高 無論那條回路故障或檢修，均可通過倒閘操作迅速切除該回路，不至使二次側(cè)母線長時間停電；4、安全 每臺斷路器兩側(cè)均裝有隔離開關(guān)，可形成明顯的斷開點，以保證設備安全檢修；5、靈活 操作靈活，能

40、適應多種運行方式。 總降壓變電所主接線方式的選擇4.3.3 高壓配電系統(tǒng)主接線方式的選擇5 短路計算及一次設備的選擇5.1 短路電流計算 短路計算的目的和方法5.1.2 短路計算過程（1）繪制計算電路圖，選擇短路計算點，如圖5-1 圖5-1 短路計算電路圖（2）采用標么值法計算1.確定短路計算基準值：設，即高壓側(cè)，低壓側(cè)，則2.計算短路電路中各元件的電抗標幺值：（1） 電力系統(tǒng) 已知電力系統(tǒng)最大運行方式下的短路容量，故（2） 架空線路 查資料5第58頁表3-1得，而線路長8Km故 （3） 電力變壓器 查表，故 3.繪短路等效電路圖如下圖所示，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標明短路計算點。

41、4.計算k-1點（37KV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標幺值 （2）三相短路電流周期分量有效值 （3）其他短路電流 （4）三相短路容量 5.計算k-2點（6.3KV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標幺值 （2）三相短路電流周期分量有效值 （3）其他短路電流 （4）三相短路容量 表5-1 短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk12.142.142.145.463.23137k25.75.75.710.496.2162.35.2 一次設備的選擇與校驗5.2.1 一次設備選擇及校驗的條件供配電系統(tǒng)中的電氣設備是在一定的電壓、

42、電流、頻率和工作環(huán)境條件下工作的，電氣設備的選擇，除了應滿足在正常工作時能安全可靠運行之外，還應滿足在短路故障時不至損壞的條件，開關(guān)電氣還必須具有足夠的斷流能力，并適應所處的位置、環(huán)境溫度、海拔高度，以及防塵、防火、防腐、防爆等環(huán)境條件。（1）電氣設備的選擇應遵循以下3個原則1、按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設備1)根據(jù)電氣裝置所處的位置、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設備型號。2) 按工作電壓選擇電氣設備的額定電壓。電氣設備的額定電壓應不低于其所在線路的額定電壓,即：3)按最大負荷電流選擇電氣設備的額定電流 電氣設備的額定電流應不小于實際通過它的最大負荷電流，即： 2、按短路條件校驗電氣設備

43、的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定為了保證電氣設備在短路故障時不至損壞，就必須按最大可能的短路電流校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。動穩(wěn)定是指電氣設備在沖擊短路電流所產(chǎn)生的電動力作用下，電氣設備不至損壞。熱穩(wěn)定是指電氣設備載流導體在最大穩(wěn)態(tài)短路電流作用下，其發(fā)熱溫度不超過載流導體時的允許發(fā)熱溫度。3、開關(guān)電器斷流能力校驗斷路器和熔斷器等電氣設備擔負著切斷短路電流的任務，通過最大短路電流時必須可靠地切斷，因此開關(guān)電器還必須校驗其斷流能力。對具有斷流能力的高壓開關(guān)設備需校驗其斷流能力，開關(guān)設備的斷流容量不小于安裝地點最大三相短路容量。（2）一次設備選擇校驗見表5-25.2.2 35kV高壓設備的選擇及校驗一般一、二級負

44、荷選擇移開式開關(guān)柜，如, , 型開關(guān)柜，三級負荷選擇固定式開關(guān)1)動穩(wěn)定效驗 經(jīng)校驗滿足要求。5、高壓熔斷器的效驗裝設地點高壓熔斷器選RN2-35，額定電壓為35KV，額定電流為0.5A，熔體額定電流為0.5A，短流容量為1000MVA，滿足要求。5.2.3 6kV高壓設備的選擇及校驗表5-4 SN10-10ILQJ-6.3JDZJ-6GN8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)/KA/A/KA/KA/數(shù)據(jù)351322.145.46=10.08額定參數(shù)/KA/A/KA/KA/高壓斷路器SN10-35I351000164516×4=1024高壓隔離開關(guān)GN2-35

45、356006425×5=3125高壓熔斷器RN2-35350.517電壓互感器JDJ2-3535電流互感器LCZ-3535200/5=59.96=169避雷器FZ-3535表5-5 主變壓器一次側(cè)設備的選擇和校驗表5-5所選設備均滿足要求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)/KA/A/KA/KA/數(shù)據(jù)6916.55.710.49=71.48額定參數(shù)/KA/A/KA/KA/高壓斷路器SN10-10I6300164516×4=1024高壓隔離開關(guān)GN8-666005225×5=3125高壓熔斷器RN2-660.550電壓互感器JDZJ-66電流

46、互感器LQJ-66100/5=127.28=2601避雷器FZ-66表5-6 車間一次側(cè)設備的選擇和校驗表5-6所選設備均滿足要求6 工廠電源進線及高壓配電線路的選擇6.1 變電所進出線的選擇 變電所進出線的種類（1）高壓進線1）如為專用線路，應選專用線路的全長。2）如從公共干線引至變配電所，則僅選從公共干線到變配電所的一段引入線。3）對于靠墻安裝的高壓開關(guān)柜，柜下進線時一般需經(jīng)電纜引入，因此架空線進（2）高壓出線1）對于全線一致的電纜出線，應選線路的全長。2）如經(jīng)一段電纜從高壓開關(guān)柜引出再架空配電的線路，則變配電所高壓出線的選擇只選這一段引出電纜。（3）低壓出線1）如采用電纜配電，應選線路的

47、全長。2）如經(jīng)一段穿管絕緣導線引出，再架空配電的線路，則變配電所低壓出線的選擇只選這一段引出的穿墻絕緣導線，而架空配電線路則在廠區(qū)配電線路或車間配電線路的設計中考慮。 變電所進出線的方式的選擇（1）架空線 在供電可靠性要求不很高或投資較少的中小型工廠設計中優(yōu)先選用。（2）電纜 在供電可靠性要求較高或投資較高的各類工廠供電設計中優(yōu)先選用。 變電所進出線導線和電纜形式的選擇（1）（2）（3）沿海地區(qū)或有腐蝕性介質(zhì)的場所，宜采用鋁絞線或防腐鋁絞線。（1）（2）（3）（4）（2）高壓電纜線1、一般環(huán)境和場所，可采用鋁芯電纜；但在有特殊要求的場所，應采用銅芯電纜。2、埋地敷設的電纜，應采用有外保護層的鎧

48、裝電纜；但在無機械損傷可能的場所，可采用塑料護套電纜或帶外保護層的鉛包電纜。3、在可能發(fā)生位移的土壤中埋地敷設的電纜，應采用鋼絲鎧裝電纜。4、敷設在管內(nèi)或排管內(nèi)的電纜，一般采用塑料護套電纜，也可采用裸鎧裝電纜。5、電纜溝內(nèi)敷設的電纜，一般采用裸凱裝電纜、塑料護套電纜或裸鉛包電纜。6、交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜具有優(yōu)良的性能，宜優(yōu)先選用。7、電纜除按敷設方式及環(huán)境條件選擇外，還應符合線路電壓要求。（三）低壓穿管絕緣導線 一般采用鋁芯絕緣線。但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯絕緣線。（四）低壓電纜線1、一般采用鋁芯電纜，但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯電纜。2、明敷電纜一般采用裸鎧裝電纜。當明敷在無機械損傷可能的場所，允許采用無鎧裝電纜。明敷在有腐蝕性介質(zhì)場所的電纜，應采用塑料護套電纜或防腐型電纜。3、電纜溝內(nèi)電纜，一般采用塑料護套電纜，也可采用裸鎧裝電纜。4、TN系統(tǒng)的出線電纜應采用四芯或五芯電纜。6.2 導線截面的選擇及校驗一般610kV及以下高壓配電線路及低壓動力線路，電流較大，線路較短，可先按發(fā)熱條件選擇截面，再校驗其電壓損失和機械強度。6.2.1 35kV高壓進線的選擇根據(jù)本次設計要求,從某220/35KV變電站35kV雙回路架空線引入本廠，本廠年最大負荷利用小時為6000h，架空線采用LGJ型鋼心鋁絞線。（1） 經(jīng)濟截面的選擇=65.