工廠供電課程設(shè)計(jì)之電機(jī)制造廠1

1、個(gè)人資料，轉(zhuǎn)載用于商業(yè)目的，將追究法律責(zé)任前言電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費(fèi)系統(tǒng)。它的功能是將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電動(dòng)力裝置（主要包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及電廠輔助生產(chǎn)系統(tǒng)等）轉(zhuǎn)化成電能，再經(jīng)輸、變電系統(tǒng)及配電系統(tǒng)將電能供應(yīng)到各負(fù)荷中心，通過(guò)各種設(shè)備再轉(zhuǎn)換成動(dòng)力、熱、光等不同形式的能量，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)和人民生活服務(wù)。對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求：1. 保證供電的可靠性電力系統(tǒng)的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危機(jī)人身和設(shè)備的安全運(yùn)行，造成十分嚴(yán)重的后果，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重的損失，因此，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行首先要保證供電的可靠性。2. 保證良好的電能質(zhì)量3. 提高系統(tǒng)運(yùn)

2、行的經(jīng)濟(jì)性4. 保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行課程設(shè)計(jì)：一、設(shè)計(jì)任務(wù)某機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)要求 要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類(lèi)型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪出設(shè)計(jì)圖紙。三、設(shè)計(jì)依據(jù)1. 工廠總平面圖圖1 工廠總平面圖2. 工廠負(fù)荷情況工廠多數(shù)車(chē)間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為6800小時(shí)，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為8小時(shí)。該廠除特種電機(jī)分廠、實(shí)驗(yàn)站

3、為一級(jí)負(fù)荷，鑄造分廠、鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。電氣照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表0所示。表10工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料廠房編號(hào)廠房名稱(chēng)負(fù)荷類(lèi)型設(shè)備容量/kW額定電壓/kV功率因數(shù)需要系數(shù)1成品試驗(yàn)站動(dòng)力1 50002 20001 102 0.381.37照明6-120.381.00 2電機(jī)制造分廠動(dòng)力6000.381.17照明6-121.00 3新品制造分廠動(dòng)力10000.381.16照明5-101.00 4特種電機(jī)分廠動(dòng)力7000.381.230.65-照明5-101.00 5鑄造分廠動(dòng)力1700.381.0

4、2照明6-121.00 6鍛造分廠動(dòng)力3800.381.17照明5-11.00 7原材料分廠動(dòng)力1500.381.17照明4-81.00 8機(jī)加工分廠動(dòng)力5000.381.12照明5-101.00 9線圈制造廠動(dòng)力3200.381.17照明6-121.00 10鍋爐房動(dòng)力1200.381.05照明3-51.00 11生活區(qū)照明6000.380.53. 供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由離廠5km和8km（0.4歐姆/km）兩處的35kV的公用電源干線取得工作電源。干線首端所裝設(shè)的斷路器斷流容量為800MVA，該電源的走向參看工廠總平面圖。4. 氣象條件本廠所在地區(qū)

5、，年最熱月平均最高氣溫為35°C，最熱月平均氣溫為18°C，最熱月地下0.8m處平均氣溫為30°C。目 錄第一章負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償-7第二章變壓器、導(dǎo)線及互感器的選擇-12第三章變電所主結(jié)線方案設(shè)計(jì)-17第四章短路計(jì)算-19第五章.變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) -23第六章選擇低壓干線、支線上的熔絲及型-27第七章.總結(jié)-30第八章. 參考文獻(xiàn)-30一負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償一、負(fù)荷計(jì)算1、單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW） = ， 為系數(shù)b)無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）= tanc)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA）=d)計(jì)算電流（單位為A）

6、=, 為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV）經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表，如表1.1所示表1.1廠房編號(hào)廠房名稱(chēng)負(fù)荷類(lèi)別coskd(KVA)(KVA)S30(KVA)(A)(A)1成品試驗(yàn)站動(dòng)力0.840.5527503767.53273.81189.0135189.01350.840.55110015071309.5241989.6162001.77照明10.880812.154742電機(jī)制造分廠動(dòng)力0.640.2120140.4187.5284.8768297.0315照明10.880812.154743新品制造分廠動(dòng)力0.70.3300348428.5714651.1469660

7、.8707照明10.86.406.49.7237944特種電機(jī)分廠動(dòng)力0.70.68476585.486801033.1531042.877照明10.86.406.49.7237945鑄造分廠動(dòng)力0.650.5593.595.37143.8462218.5516230.7064照明10.880812.154746鍛造分廠動(dòng)力0.640.33125.4146.718195.9375297.6962307.42照明10.86.406.49.7237947原材料分廠動(dòng)力0.680.3349.557.91572.79412110.5992117.8921照明10.84.804.87.2928468機(jī)加

8、工分廠動(dòng)力0.630.28140156.8222.2222337.6317347.3555照明10.86.406.49.7237949線圈制造分廠動(dòng)力0.650.258093.6123.0769186.996199.1508照明10.880812.1547410鍋爐房動(dòng)力0.850.78488.298.82353150.1468155.0087照明10.83.203.24.86189711生活區(qū)照明0.950.75450225473.6842719.6887719.6887二、全廠負(fù)荷計(jì)算取KPC =KQC= 0.850.38kv/10kv：根據(jù)上表可算出：P30i =3084kW; Q30i

9、 = 3444.483kvar 則0.38kv側(cè)： PC（2） = KPC×P30i = 0.85×3084kW = 2621.4kW QC（2） = KQC×Q30i = 0.85×3444.483kvar = 2927.81kvar SC（2） = =3930KV·A IC(2)=3930/（0.38*30.5）=5971Acos(2) = P C（2）/S C（2） =0.667變壓器功損耗： PT=0.02×SC（2）=0.02×3930=78.6KWQT =0.1×SC（2）=0.1×3930=

10、393Kvar 10kv側(cè)負(fù)荷：PC(1)=PT+ PC(2)=2700w QC(1)=QT+ QC(2)=3320.8kvarSC(1)=4280kvAcos(1) = PC(1)/SC(1) =0.6310kv側(cè) ： I30(1)=SC(1)/UN(1)）=4280/（×10=247.1A10KV/35KV:根據(jù)上表可算出：P30i =5912.6kW; Q30i = 7088.3kvar 則10KV側(cè)： PC（2） = KPC×P30i = 0.85×5912.6kW = 5025.71kW QC（2） = KQC×Q30i = 0.85×

11、;7088.3kvar = 6025kvar SC（2） = =7845.9KV·A IC(2)=5025.71/（10*30.5）=290Acos(2) = P C（2）/S C（2） =0.64變壓器功損耗：PT=0.02×SC（2）=0.02×7845.9=156.918KWQT =0.1×SC（2）=0.1×7845.9=784.59Kvar35KV側(cè)負(fù)荷：PC(1)=PT+ PC(2)=5182.618wQC(1)=QT+ QC(2)=6809.59kvarSC(1)=8557.5kvAcos(1) = PC(1)/SC(1) =0.

12、635KV側(cè) ： I30(1)=SC(1)/UN(1)）=8557.5/（×35=141.62A三、功率補(bǔ)償在電力系統(tǒng)中的變電所或直接在電能用戶變電所裝設(shè)無(wú)功功率電源,以改變電力系統(tǒng)中無(wú)功功率的流動(dòng),從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，減小網(wǎng)絡(luò)損耗和改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，這種技術(shù)措施稱(chēng)為無(wú)功功率補(bǔ)償。由于本設(shè)計(jì)中要求高壓側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)cos(1)0.92,低壓側(cè)功率因數(shù)cos(2)0.86而由上面計(jì)算可知cos(1)=0.63 <0.92，cos(2) =0.667<0.86 因此均需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償,取cos=0.95. 所以

13、低壓側(cè)補(bǔ)償?shù)娜萘繛椋篞B =PC(2)×tan(arccos0.667)tan(arccos0.95)Kvar=2066.56Kvar 無(wú)功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： SC（2） =(2621.42+(2927.81-2066.56)2)0.5=2759.26KVA IC（2） =4192.3kA 變壓器的功率損耗為：PT =0.02×SC（2）=0.02×2759.26=55.2KWQT =0.1×SC（2）=0.1×2759.26=27.6Kvar 變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：PC（1）=PC(2)+PT =2621.4 + 55.2=

14、2676.6KwQC（1）=(Q（2）-QB)+QT = ()+ 27.6=888.85KvarSC（1） = =2820.32KV .AIC（1） =162.81kA無(wú)功率補(bǔ)償后，低壓側(cè)的功率因數(shù)為：cos(2) = P C（2）/S C（2） =2621.4/2759.26 0.950.86無(wú)功率補(bǔ)償后，高壓側(cè)的功率因數(shù)為：cos（1）= PC（1）/ SC（1）=2676.6/2820.32 0.9490.92因此，符合本設(shè)計(jì)的要求PGJ1型低壓無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏的接線方案主屏輔屏1#方案6支路3#方案6支路2#方案8支路4#方案8支路CCC選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償評(píng)屏，并聯(lián)電容器為容量

15、150kvar，采用其方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）12臺(tái)相結(jié)合，總共容量為150kvar*13=1950kvar。二變壓器、導(dǎo)線及互感器的選擇一變電所的位置和型式的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來(lái)確定。在工廠總平面圖的下邊和左側(cè)，分別作一直角坐標(biāo)的軸和軸，然后測(cè)出各車(chē)間（建筑）和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，、分別代表廠房1、2、3.10號(hào)的功率，有所給總廠平面圖近似測(cè)定各分廠負(fù)荷點(diǎn)坐標(biāo)如下（2.5，9）、（2.5，5.5）、（6.5，9）、（6.5，5.5）、（6.5，2）、（11，11.5）、（11，9）、（11，6.5）、（11，4）、（15.5，

16、9），并設(shè)（1，1）為生活區(qū)的中心負(fù)荷，如圖3-1所示。而工廠的負(fù)荷中心假設(shè)在P(,),其中P=+=。因此仿照力學(xué)中計(jì)算中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)： （3-1） （3-2）把各車(chē)間的坐標(biāo)代入（3-1）、（3-2），得到=3.686，=7.717 ，因此近似取點(diǎn)（3.7,7.7）。由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在1號(hào)廠房（成品試驗(yàn)站）的東北角?？紤]到周?chē)h(huán)境及進(jìn)出線方便，決定在1號(hào)廠房的東側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所，器型式為附設(shè)式。坐標(biāo)位置如下圖所示： Y X圖 按功率矩法確定負(fù)荷中心二.變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇1變電所主要變壓器型號(hào)在選擇變壓器時(shí)，應(yīng)選用低損耗節(jié)能型變壓

17、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(yán)重影響變壓器安全的場(chǎng)所，應(yīng)選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器；供電系統(tǒng)中沒(méi)有特殊要求和民用建筑獨(dú)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(duì)于高層建筑、地下建筑、發(fā)電廠、化工等單位對(duì)消防要求較高的場(chǎng)所，宜采用干式電力變壓器（SC、SCZ、SG3、SG10、SC6等）；對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大的，為改善電能質(zhì)量應(yīng)采用有載調(diào)壓電力變壓器（SZ7、SFSZ、SGZ3等）。本設(shè)計(jì)選擇SC系列三相油浸自冷電力變壓器。2變電所主要變壓器數(shù)量變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件

18、之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器：有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷變化較大；集中負(fù)荷較大。結(jié)合本廠的情況，考慮到二級(jí)重要負(fù)荷的供電安全可靠，故選擇兩臺(tái)主變壓器。（1） 變電所主變壓器容量的選擇裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量S應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：1.明備用條件： 任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，SSC（+）2.暗備用條件： 任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，S0.7×SC（1）35kv/10kv：由于SC（1）=5481.4KV·A，按條件2 選變壓器。 S0.7×5481.4=3836.98KV·A因此，選擇變壓器容量為4000KVA，是與初選定的最接近、經(jīng)濟(jì)而且符合條

19、件的。所以35kv/10kv選擇容量為4000KVA的變壓器二臺(tái)。10kv/0.38kv：由于S30=3170KV·A,按條件2 選變壓器。 S0.7×3170= 2219KV·A因此，選擇變壓器容量為2500KVA，是與初選定的最接近、經(jīng)濟(jì)而且符合條件的。根據(jù)工廠供電附錄表1提供的參數(shù)可選擇變壓器型號(hào)SL-4000/35、SC9-2500/10變壓器參數(shù)如下表型號(hào)額定容量 KVA額定電壓 KV損耗KW阻抗電壓%空載電流%連接組高壓低壓空載短路SL-4000/354000356.3；10.51130039.574.5Y,dllTM1、2SC9-2500/10250

20、010.50.43.215.8 6 0.8Dyn11TM3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、143高低電壓網(wǎng)導(dǎo)線型號(hào)及截面選擇為了保證供電的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)，選擇導(dǎo)線和電纜時(shí)應(yīng)滿足下列條件：發(fā)熱條件；電壓損耗條件；經(jīng)濟(jì)電流密度；機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)：一般10KV及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)于低壓照明線路，因?qū)﹄妷核揭筝^高，通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。（1）低電壓導(dǎo)線由于沒(méi)有設(shè)單獨(dú)的車(chē)間變電所，進(jìn)入各個(gè)車(chē)間的導(dǎo)線接線采用TN-C-S系統(tǒng)；從變電所到各個(gè)車(chē)間及宿舍區(qū)用埋地

21、電纜供電，電纜采用LGJ-185型鋼芯鋁線電纜，根據(jù)不同的車(chē)間負(fù)荷采用不同的截面。其中導(dǎo)線和電纜的截面選擇滿足條件：1) 相線截面的選擇以滿足發(fā)熱條件即，；2) 中性線（N線）截面選擇，這里采用的為一般三相四線，滿足；3) 保護(hù)線（PE線）的截面選擇一、 時(shí)，；二、 時(shí)，三、 時(shí)，4) 保護(hù)中性線（PEN）的選擇，取（N線）與（PE）的最大截面。結(jié)合計(jì)算負(fù)荷，可得到由變電所到各個(gè)車(chē)間的低壓電纜的型號(hào)為： 成品試驗(yàn)站 選LGJ-240 4根并聯(lián) 4*536A=2144A>2002A電機(jī)制造分廠 選LGJ-150 391A>297A新品制造分廠 選LGj-150 兩根并聯(lián) 2*391A

22、=782A >661A特種電機(jī)分廠 選LGj-150 三根并聯(lián) 3*391A=1173A>1043A 鑄造分廠 選LGj-95 295A>231A鍛造分廠 選LGj-150391A>307A原材料分廠 選LGj-95 295A>118A機(jī)加工分廠 選LGj-150 391A>347A線圈制造分廠 選LGj-70 228A>199A鍋爐房 選LGj-70 228A>155A生活區(qū) 選LGj-240 2*536A=1072A>720A另外，送至各車(chē)間的照明線路采用：銅芯聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線BV型號(hào)。（2）高壓導(dǎo)線選擇架空進(jìn)線后接鋁芯交聯(lián)聚氯乙烯絕緣

23、鋼鎧護(hù)套電力電纜BLV-70,因高壓側(cè)計(jì)算電流=162.8A，所選電纜的允許載流量:Ial=229A>I30=162.8A滿足發(fā)熱條件。檢驗(yàn)導(dǎo)線1檢驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。查表得 最小允許截面Amin=35mm2 顯然BLV-70滿足要求。2由于線路很短不需要檢驗(yàn)線路損耗。4電流互感器電壓互感器型號(hào)高壓35kV部分選電流互感器LCW-35（TA1、5）高壓10kV部分選電流互感器LQJ-10（TA2、3、4）高壓10kV部分選電壓互感器JSZW-10（TV1、2）低壓380V選電流互感器LMZJ1-0.5（TA4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14）三.變電所主接線方案設(shè)計(jì)一變配電所主

24、接線的選擇原則1、發(fā)電廠和變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱(chēng)為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來(lái)的電能匯集起來(lái)，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是發(fā)電廠和變電所電氣部分的主體，對(duì)發(fā)電廠和變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。2、在選擇電氣主接線時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù)1）、發(fā)電廠、變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用2）發(fā)電廠、變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模3）、負(fù)荷大小和重要性4）系統(tǒng)備用容量大小5）系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)對(duì)電氣主接線提供的具體資料3

25、、主接線設(shè)計(jì)的基本要求1）、可靠性2）、靈活性3）、經(jīng)濟(jì)性4、6-220KV高壓配電裝置的基本接線有匯流母線的連線：?jiǎn)文妇€、單母線分段、雙母線、雙母分段、增設(shè)旁母線或旁路隔離開(kāi)關(guān)等。無(wú)匯流母線的接線：變壓器-線路單元接線、橋形接線、角形接線等。6-220KV高壓配電裝置的接線方式，決定于電壓等級(jí)及出線回路數(shù)。二主接線方案選擇對(duì)于電源進(jìn)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610KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車(chē)間變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓。總降壓變電所主結(jié)線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開(kāi)關(guān)等）及其連接線組成，

26、通常用單線表示。主接線對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。1、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壓變電所主電路：這種主接線，其一次側(cè)的QF10跨接在兩路電源線之間，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(chēng)為內(nèi)橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)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(shí)，則斷開(kāi)QF11 ，投入QF10 （其兩側(cè)QS先合），即可由WL2恢復(fù)對(duì)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(zhǎng)因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多

27、、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。2、 一次側(cè)采用外橋式結(jié)線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路：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(jìn)線之間，但處在線路斷路器QF11 和QF12的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱(chēng)為外橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。但與內(nèi)橋式結(jié)線適用的場(chǎng)合有所不同。如果某臺(tái)變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開(kāi)QF11 ，投入QF10 （其兩側(cè)QS先合），使兩路電源進(jìn)線又恢復(fù)并列運(yùn)行。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大、適用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當(dāng)一次電源電

28、網(wǎng)采用環(huán)行結(jié)線時(shí)，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(guò)進(jìn)線斷路器QF11 、QF12 ，這對(duì)改善線路斷路器的工作及其繼電保護(hù)的整定都極為有利。3、一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖這種主結(jié)線圖兼有上述兩種橋式結(jié)線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所4、一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖采用雙母線結(jié)線較之采用單母線結(jié)線，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開(kāi)關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線結(jié)線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運(yùn)用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。本次設(shè)計(jì)的電機(jī)修造廠是連

29、續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較短（2.5km）,主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。采用一、二側(cè)單母線分段的總降壓變電所主結(jié)線（即全橋式結(jié)線）。工廠離變電所5km，線路較長(zhǎng)，并且備用電源是在工作電源出現(xiàn)故障的情況下才使用，所以變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換。通過(guò)對(duì)上面4個(gè)方案的比較，和根據(jù)工廠的實(shí)際情況我們選擇方案1，即一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所。變電所主接線圖（高壓系統(tǒng)）見(jiàn)附錄1。四短路計(jì)算本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算1、在最大運(yùn)行方式下：()、取 Sj = 100MVA ， Uj1 

30、= 37KV， Uj2 = 10.5KV而 Ij1 = Sj /( Uj1) = 100MVA/(×37KV) = 1.56KAIj2 = Sj /( Uj2) = 100MVA/(×10.5KV) = 5.50KAIj3 = Sj /( Uj3) = 100MVA/(×0.4KV) =&

31、#160;144.3KA()、計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)（Soc = 800MVA）X1* = Sj/Soc=100 MVA /800 MVA = 0.1252）架空線路（XO = 0.4/km）X2* =X0×l×Sj/（Uj2×Uj2） = 0.4/km×8km×100/(37KV×37KV) =0.2343）35kv/10kv電力變壓器（Uk% = 7）X3*

32、 =Uk%×Sj/(100SNT)= 7×100MVA/(100×4000KVA) = 1.75而10kv/0.38kv變壓器短路電壓百分值，則：繪制等效電路如圖，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。(3)、求k1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標(biāo)幺值X*(K1)= X1*X2*= 0.125+0.234= 0.3592) 三相短路電流周期分量有效值Ik1 = Ij1/ X*(K1)= 1.5

33、6/0.359=4.35KA3) 其他三相短路電流I"(3) = I(3) = Ik1 = 4.35KAish = 2.55×4.35KA = 11.09KAIsh = 1.51×4.35= 6.57KA4) 三相短路容量Sk1 = Sj/X*(k1) =100 MVA /0.359=278.55MVA(4)、求k2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量&#

34、160;1) 總電抗標(biāo)幺值X*(K2) = X1*X2*X3* =0.359+ 1.75=2.1092) 三相短路電流周期分量有效值Ik2 = Ij2/ X*(K2) = 5.50KA/2.109= 2.6KA  3) 其他三相短路電流I"(3) = I(3) = Ik2= 2.6KAish)= 2.55×2.6KA =6.63KAIsh=1.51×

35、;2.6KA =3.926KA4) 三相短路容量Sk2 = Sj/X*(k2)  = 100 MVA /2.109 = 47.42MVA (5)、求k3點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 1) 總電抗標(biāo)幺值X*(K3) = X1*X2*X3*+X4*/X5* = 2.109+ 2.4/2 =3.3092) 三相短路電流周期分量有效值Ik3 = Ij3/ X*(K3) =&#

36、160;144.3KA/3.309= 43.6KA  3) 其他三相短路電流I"(3) = I(3) = Ik3= 43.6KAish)= 1.84×43.6KA =80.24KAIsh=1.09×2.6KA =47.533KA4) 三相短路容量Sk3 = Sj/X*(k3)  = 100 MVA /3.309 = 30.22MVA 三相

37、短路電流計(jì)算結(jié)果：最大運(yùn)行方式下三相短路電流/kA三相短路容量/ MVA三相短路電流/KA三相短路容量/ MVAI"(3)I (3)I(3)i sh(3)I sh(3)S (3)K14.354.354.3511.096.57278.55K22.62.62.66.633.92647.42K343.643.643.680.2447.53330.22五變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)一高壓設(shè)備1. 一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)原則（1）按工作電壓選則 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即。而高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電

38、壓，即。查表知:=10kV，=11.5kV，高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。（2）按工作電流選擇設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流，即（3）按斷流能力選擇設(shè)備的額定開(kāi)斷電流或斷流容量，對(duì)分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來(lái)說(shuō)，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘?，即或?qū)τ诜謹(jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來(lái)說(shuō)，則為，為最大負(fù)荷電流。 (4 ) 隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)a)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件或、分別為開(kāi)關(guān)的極限通過(guò)電流峰值和有效值，、分別為開(kāi)關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 2.變電所一次設(shè)備的選

39、擇校驗(yàn)表（1）.35KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 表6-1 35kV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)(kV)(A)(kA)（kA）數(shù)據(jù)35kV90.42A4.3511.09kA4.352*0.75=14.2KA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓斷路器DW3-3535kV400A6.619kAQF1、6、7高壓隔離開(kāi)關(guān)GW4-40.535kV6304000A-50125 kAQS1、2、3、14、15、13、12、11避雷針FS4-3535kV-易知，對(duì)于上面的分析，如表6-1所選一次設(shè)備均滿足要求。（2）10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 表6-2 10 k

40、V一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kV301.371A4.457kA8.2kA4.4572*0.75=14.9kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓斷路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40 kAQF2、3、4、5高壓隔離開(kāi)關(guān)GN19-10/40010kV400A-31.5 kAQS4、5、6、7、8、10、16高壓熔斷器RN2-1010kV0.5A50 kA-避雷針FS4-1010kV-易知，對(duì)于上面的分析，如表6-2所選一次設(shè)備均滿足要求。（3）380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如表6

41、-3所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。 表6-3 380V一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)-數(shù)據(jù)380V5971A kA-一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)-低壓隔離開(kāi)關(guān)DW10-200380V200AQS24、26、27低壓隔離開(kāi)關(guān)DW10-400380V400AQS18、21、23、25低壓隔離開(kāi)關(guān)DW10-1000380V1000AQS19、22低壓隔離開(kāi)關(guān)DW10-1500380V1500QS20低壓隔離開(kāi)關(guān)DW10-4000380V4000QS17、28低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1500/30380V1500A-3. 高低壓母線的選擇查工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)表5-28得到，10kV母線

42、選LMY-3(404mm),即母線尺寸為40mm4mm;380V母線選LMY-3們2（12010）+8010，即相母線尺寸為2120mm10mm，而中性線母線尺寸為80mm10mm。六選擇低壓干線、支線上的熔絲及型號(hào)1保護(hù)電力線路的熔斷器熔體電流的選擇保護(hù)線路的熔體電流，應(yīng)滿足下列條件：1. 熔體額定電流應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流，以使熔體在線路正常運(yùn)行時(shí)不致熔斷，即 2. 熔體額定電流還應(yīng)躲過(guò)線路的尖峰電流，以使熔體在線路上出現(xiàn)正常尖峰電流時(shí)也不致熔斷。由于尖峰電流是短時(shí)最大電流，而熔體加熱熔斷需一定時(shí)間，所以滿足條件為：式中，K為小于1的計(jì)算系數(shù)。對(duì)供單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線路熔斷器來(lái)說(shuō)，此系數(shù)應(yīng)根據(jù)熔

43、斷器的特性和電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)情況決定：起動(dòng)時(shí)間在3s以下（輕載起動(dòng)），宜取K=0.250.35；起動(dòng)時(shí)間在38s（重載起動(dòng)），宜取K=0.350.5；啟動(dòng)時(shí)間超過(guò)8s或頻繁起動(dòng)、反接制動(dòng)，宜取K=0.50.8。對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的線路熔斷器來(lái)說(shuō)，此系數(shù)應(yīng)視為線路上容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)情況、線路尖峰電流與計(jì)算電流的比值接近于1，則可取K=1.但必須說(shuō)明，由于熔斷器品種繁多，特性各異，因此上述有關(guān)計(jì)算系數(shù)K的統(tǒng)一取值方法都不一定很恰當(dāng)，故GB500551993通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：保護(hù)交流電動(dòng)機(jī)的熔斷器熔體額定電流“應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的額定電流，且其安秒特性曲線計(jì)及偏差后略高于電動(dòng)機(jī)恰當(dāng)電流和起動(dòng)時(shí)

44、間交點(diǎn)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)和制動(dòng)，熔體的額定電流應(yīng)再加大12級(jí)?！?. 熔斷器保護(hù)還應(yīng)與被保護(hù)的線路相配合，使之不致發(fā)生因過(guò)負(fù)荷和短路引起絕緣導(dǎo)線或電纜過(guò)熱起燃而熔體不熔斷的事故，因此還應(yīng)滿足條件：式中，為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許載流量；為絕緣導(dǎo)線和電纜的允許短路是過(guò)負(fù)荷倍數(shù)。如果熔斷器只作短路保護(hù)時(shí)，對(duì)電纜和絕緣導(dǎo)線，取2.5；對(duì)明敷絕緣導(dǎo)線，取1.5。如果熔斷器不只作短路保護(hù)，而且要求作過(guò)負(fù)荷保護(hù)時(shí)應(yīng)取為1（當(dāng)則取為0.85）。對(duì)有爆炸性氣體和粉塵的區(qū)域內(nèi)的線路應(yīng)取為0.8。2保護(hù)電力變壓器的熔斷器熔體電流的選擇保護(hù)變壓器的熔斷器熔體電流，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)滿足下式要求：式中，為變壓器的額定一次電流。上式考慮了以下三個(gè)因素：1. 熔體電流要躲過(guò)變壓器允許的正常過(guò)負(fù)荷電流。油浸式變壓器的正常過(guò)負(fù)荷，在室內(nèi)可達(dá)20%，室外可達(dá)30%。正常過(guò)負(fù)荷下熔斷器不應(yīng)熔斷。2. 熔體電流要躲過(guò)來(lái)自變壓器低壓側(cè)的電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)引起的尖峰電流。3. 熔體電流還要躲過(guò)變壓器自身的勵(lì)磁涌流。勵(lì)磁涌流又稱(chēng)空載合閘電流，是變壓器在空載投入時(shí)或者在外部故障切除后突然恢復(fù)電壓時(shí)所產(chǎn)生的一個(gè)電流。3保護(hù)電壓互感器的熔斷器熔體電流的選擇 由于電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷很小，因此