(模版1)某標(biāo)準(zhǔn)件廠冷鐓車間變電所設(shè)計(jì)

1、某標(biāo)準(zhǔn)件廠冷鐓車間變電所設(shè)計(jì) 摘 要電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿δ茉矗S供電設(shè)計(jì)的任務(wù)是從電力系統(tǒng)取得電源，經(jīng)過(guò)合理的傳輸、變換、分配到工廠車間中每一個(gè)用電設(shè)備上，隨著工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，工廠用電量快速增長(zhǎng)，對(duì)電能質(zhì)量、供電可靠性以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等的要求也日益提高，供電設(shè)計(jì)是否完善，不僅影響工廠的基本建設(shè)投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠的可靠性和工廠的安全生產(chǎn)上，它與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，設(shè)備和人身安全等是密切相關(guān)的。本次設(shè)計(jì)是關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)件廠冷鐓車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所的設(shè)計(jì)。最先從車間的布局考慮，參考了現(xiàn)在很多工廠的平面設(shè)計(jì)圖，從各部分布局的可用性和經(jīng)濟(jì)性入手，對(duì)工廠廠區(qū)的供

2、電進(jìn)行了設(shè)計(jì)。首先是選用需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷，由于其功率因數(shù)較低，為了提高功率因數(shù)，需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，經(jīng)過(guò)比較采用自動(dòng)補(bǔ)償?shù)姆椒ā８鶕?jù)負(fù)荷計(jì)算的視在功率和負(fù)荷等級(jí)來(lái)選擇變壓器的臺(tái)數(shù)、型號(hào)、容量和主接線方案。其次是用標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流，用于計(jì)算變壓器繼電保護(hù)的動(dòng)作電流，這里變壓器使用過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)。短路電流還用于合理的選擇斷路器、熔斷器、電流互感器、電壓互感器等電氣設(shè)備，選擇的原則是：按工作要求和環(huán)境條件選擇電氣設(shè)備的型號(hào)、按正常工作條件選擇電氣設(shè)備的額定電流和額定電壓、按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定、開(kāi)關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)。最后是防雷和接地保護(hù)，防雷主要是對(duì)雷電侵入波的防護(hù)，接

3、地設(shè)計(jì)主要采用環(huán)形接地網(wǎng)，來(lái)對(duì)變電所進(jìn)行保護(hù)。本次設(shè)計(jì)針對(duì)冷鐓車間低壓側(cè)設(shè)備對(duì)電能的要求，根據(jù)變電所設(shè)計(jì)的一般原則完成了冷鐓車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞： 負(fù)荷計(jì)算；功率因數(shù)；短路電流；設(shè)備的選擇；繼電保護(hù)；防雷保護(hù)目 錄第1章 緒論11.1 車間平面布置11.2設(shè)計(jì)依據(jù)11.2.1 車間變電所的供電范圍21.2.2 車間負(fù)荷性質(zhì)31.2.3 供電電源條件3第2章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償52.1車間的負(fù)荷計(jì)算52.1.1負(fù)荷計(jì)算的目的52.1.2負(fù)荷計(jì)算的方法52.2無(wú)功功率補(bǔ)償9第3 章 變電所形式和變壓器的選擇123.1變電所的位置選擇原則：123.2車間變電所主要有一下兩種

4、類型的變電所123.3確定車間變電所主變壓器型式133.4車間變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定133.5 變電所主接線方案的選擇14第4章 短路電流計(jì)算164.1短路電流的危害164.2短路計(jì)算16第5章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)205.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件205.1.1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備205.1.2 按裝置地點(diǎn)、使用條件、檢修和運(yùn)行等要求選擇電氣設(shè)備205.1.3 按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定205.1.4 開(kāi)關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)215.2 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇215.3 10kV側(cè)一次設(shè)備的校驗(yàn)225.4 380V側(cè)一次設(shè)備的校驗(yàn)235.5 高低壓母線的選擇24

5、5.5.1母線的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)255.5.2 10kV側(cè)母線的校驗(yàn)265.5.3 支柱絕緣子動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)26第6章 變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)276.1 高低壓進(jìn)出線276.2 變配電所進(jìn)出線方式的選擇276.3 變配電所進(jìn)出線導(dǎo)線和電纜型式的選擇27第7章 變電所二次回路方案的選擇和繼電保護(hù)的整定357.1變電所二次回路方案的選擇357.2變電所的繼電保護(hù)裝置367.3 線路的過(guò)電流保護(hù)377.4主變壓器的繼電保護(hù)裝置397.4.1變壓器的瓦斯保護(hù)397.4.2變壓器的過(guò)電流保護(hù)407.4.3變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置41第8章 變電所的防雷與接地保護(hù)438.1過(guò)電壓的形式及防雷保護(hù)438.1.1過(guò)

6、電壓的形式438.1.2防雷保護(hù)438.2接地裝置44第9章 總結(jié)46參考文獻(xiàn)47謝 辭4848第1章 緒論1.1 車間平面布置本設(shè)計(jì)的車間平面布置如圖1.1所示。 1.2設(shè)計(jì)依據(jù)1. 車間設(shè)備明細(xì)表如表1.1所示。表1.1冷鐓車間設(shè)備明細(xì)表設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量/kV總?cè)萘?kV設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量/kV總?cè)萘?kV1冷鐓機(jī)Z47-12153149626銑口機(jī)（自制）1772冷鐓機(jī)GB-31555527銑口機(jī)（自制）15.55.53冷鐓機(jī)A1641282828車床C3361334冷鐓機(jī)A1241282829車床1336M14.54.55冷鐓機(jī)A1232204030臺(tái)鉆7

7、0.64.26冷鐓機(jī)A1631202031清洗機(jī)（自制）410407冷鐓機(jī)A1691101032包裝機(jī)34.513.58冷鐓機(jī)Z47-671510533涂油槽（自制）1_9冷鐓機(jī)82BA1111134車床C620-117710冷鐓機(jī)A12124.79.435車床C620-1M17711冷鐓機(jī)A12023636車床C62017712切邊機(jī)A2332204037車床C618K17713切邊機(jī)A2321141438銑床X62W17.57.514壓力機(jī)60t1101039平面磨床M723017.627.6215壓力機(jī)40t17740牛頭刨床13316切邊機(jī)A231472841立鉆11.51.517切邊

8、機(jī)A23014.54.542砂輪機(jī)60.63.618切邊機(jī)(自制)13343鉗工臺(tái)4_19搓絲機(jī)GWB162102044劃線臺(tái)1_20搓絲機(jī)1141445橋式吊車5t218.737.421搓絲機(jī)A25317746梁式吊車3t18.28.222搓絲機(jī)A253472847電葫蘆1.5t12.82.823雙搓機(jī)1111148電葫蘆1.5t11.11.124搓絲機(jī)GWB6525.51149叉車0.5t2_25搓絲機(jī)Z25-413350叉車0.5t1_1.2.1 車間變電所的供電范圍 (1) 本車間變電所設(shè)在冷鐓車間東北角，除給冷鐓車間供電外，尚需給工具、機(jī)修車間供電。 (2) 工具車間要求車間變電所低

9、壓側(cè)提供四路電源。(3) 機(jī)修車間要求車間變電所低壓側(cè)提供一路電源。(4) 工具、機(jī)修車間負(fù)荷計(jì)算表，如表1.2所示。表1.2 工具、機(jī)修車間負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)車間名稱供電回路代號(hào)設(shè)備容量/kW計(jì)算負(fù)荷Pc/kWQc/kvarSc/kVAIc/A1工具車間No.1供電回路4714.116.5No.2供電回路5616.819.7No.3供電回路4212.614.7No.4供電回路3510.512.32機(jī)修車間No5.供電回路15037.543.91.2.2 車間負(fù)荷性質(zhì) 車間為三班工作制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4500h，屬于三級(jí)負(fù)荷。1.2.3 供電電源條件(1) 本車間變電所從本廠35/10

10、kV總降壓變電所用電纜線路引進(jìn)10kV電源，如圖1.2所示。電纜線路長(zhǎng)200m。圖1.2 引入車間變電所的線路(2)工廠總降壓變電所10kV母線上的短路容量按300MVA計(jì)算。 (3)工廠總降壓變電所10kV配電出線定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定時(shí)間top=1.5s。 (4)要求車間變電所最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9。(5) 要求在車間變電所10kV側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量。1.2.4車間自然條件 (1)氣象條件 氣象條件包括：車間內(nèi)最熱月的平均溫度為30；地中最熱月的平均溫度為25；土壤凍結(jié)深度為1.10m；車間環(huán)境，屬正常干燥環(huán)境。(2) 地質(zhì)水文資料 車間原址為耕地，地勢(shì)平坦。地層以砂粘土為主，地下水

11、位為2.8-5.3m。第2章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償2.1車間的負(fù)荷計(jì)算2.1.1負(fù)荷計(jì)算的目的 負(fù)荷計(jì)算的目的是為了掌握用電情況,合理選擇配電系統(tǒng)的設(shè)備和元件,如導(dǎo)線、電纜、變壓器、開(kāi)關(guān)等。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)??；又將使電器和導(dǎo)線處于過(guò)負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣過(guò)早老化甚至燃燒引起火災(zāi)，同樣會(huì)造成更大損失。負(fù)荷計(jì)算偏大,則造成設(shè)備的浪費(fèi)和投資的增大，將使電器和導(dǎo)線選擇過(guò)大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。為此,正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提,也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段1。2.1.2負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本次設(shè)計(jì)采用需要

12、系數(shù)法計(jì)算用電設(shè)備組的負(fù)荷，首先應(yīng)將性質(zhì)相同的用電設(shè)備作為一組，并根據(jù)該組用電設(shè)備的類別查出相應(yīng)的需要系數(shù)，然后按照下列公式求出用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。主要計(jì)算公式有： a. 有功計(jì)算負(fù)荷(單位為): (2.1) b. 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為）： (2.2) c. 視在計(jì)算負(fù)荷（單位為）： (2.3) d. 計(jì)算電流(單位為)： (2.4) 1. 車間設(shè)備組1負(fù)荷計(jì)算見(jiàn)表2.1：表2.1 冷鐓車間設(shè)備組1的負(fù)荷計(jì)算表設(shè)備代號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量kw總?cè)萘縦w需要系數(shù)Kd計(jì)算負(fù)荷/kw/kvar/A1冷鐓機(jī)Z47-1216314960.20.51.7399.20171.62198.22301.16

13、2冷鐓機(jī)GB-3155550.20.51.731119.0321.9833.403冷鐓機(jī)A164128280.20.51.735.609.6911.19174冷鐓機(jī)A124128280.20.51.735.609.6911.19175冷鐓機(jī)A123220400.20.51.73813.841624.296冷鐓機(jī)A163120200.20.51.7346.927.9912.147冷鐓機(jī)A169110100.20.51.7323.4646.078冷鐓機(jī)Z47-67151050.20.51.732136.3341.9663.769冷鐓機(jī)82BA111110.20.51.732.23.814.406.

14、6910冷鐓機(jī)A12124.79.40.20.51.731.883.253.765.7111冷鐓機(jī)A1202360.20.51.731.22.082.43.6412切邊機(jī)A233220400.20.51.73813.841624.2913切邊機(jī)A232114140.20.51.732.84.845.68.514壓力機(jī)60t110100.20.51.7323.4646.0715壓力機(jī)40t1770.20.51.731.42.42.84.316切邊機(jī)A23147280.20.51.735.69.6911.191717切邊機(jī)A23014.54.50.20.51.730.91.561.82.7318切

15、邊機(jī)（自制）1330.20.51.730.61.031.201.8219搓絲機(jī)GWB16210200.20.51.7346.927.9912.1420搓絲機(jī)114140.20.51.732.84.845.68.521搓絲機(jī)A2531770.20.51.731.42.42.84.322搓絲機(jī)A25347280.20.51.735.69.6911.191723雙搓機(jī)111110.20.51.732.23.814.406.6924搓絲機(jī)GWB6525.5110.20.51.732.23.814.46.6925搓絲機(jī)Z25-41330.20.51.730.61.041.21.826銑口機(jī)（自制）177

16、0.20.51.731.42.42.84.327銑口機(jī)（自制）15.55.50.20.51.731.11.92.23.3428車床C3361330.20.51.730.61.041.201.8229車床1336M14.54.50.20.51.730.91.561.82.7330臺(tái)鉆70.64.20.20.51.730.841.451.682.5531清洗機(jī)（自制）410400.20.51.73813.841624.2932包裝機(jī)（自制）34.513.50.20.51.732.74.675.408.2033涂油槽1-34車床C620-11770.20.51.731.42.422.804.2535

17、車床C620-1M1770.20.51.731.42.422.804.2536車床C6201770.20.51.731.42.422.804.2537車床C618K1770.20.51.731.42.422.804.2538銑床X62W17.57.50.20.51.731.52.603.004.5539平面磨床M723017.627.620.20.51.731.522.643.044.6240牛頭刨床1330.20.51.730.61.041.201.8241立鉆11.51.50.20.51.730.30.520.600.9142砂輪機(jī)60.63.60.20.51.730.721.251.44

18、2.1943鉗工臺(tái)4-44劃線臺(tái)1-47電葫蘆1.5t12.82.80.20.51.730.560.971.121.7048電葫蘆1.5t11.11.10.20.51.730.220.380.440.6749叉車0.5t2-50叉車0.5t1-合計(jì)1141.720.20.51.73228.34395.03456.27693.242. 車間設(shè)備組2負(fù)荷計(jì)算見(jiàn)表2.2：表2.2 冷鐓車間設(shè)備組2的負(fù)荷計(jì)算表設(shè)備代號(hào)臺(tái)數(shù)單臺(tái)容量kw總?cè)萘縦w需要系數(shù)Kd計(jì)算負(fù)荷(kw)(kvar)(kVA)(A)45橋式吊車218.737.40.150.51.735.619.7111.2117.0346梁式吊車18

19、.28.20.150.51.731.232.132.463.73小計(jì)45.60.150.51.736.8411.8413.6720.763. 工具、機(jī)修車間負(fù)荷計(jì)算見(jiàn)表2.3：表2.3 工具、機(jī)修車間的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)車間名稱供電回路代號(hào)設(shè)備容量kW計(jì)算負(fù)荷(kW)(kvar)(kVA)(A)1工具車間No.1供電回路4714.116.521.732.98No.2供電回路5616.819.725.8939.34No.3供電回路4212.614.719.3629.42No.4供電回路3510.512.316.1724.57小計(jì)1805463.283.12126.292機(jī)修車間No.5供電回路150

20、37.543.957.7487.724. 車間設(shè)備總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2.4：表2.4冷鐓車間總的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表用電單位名稱設(shè)備容量需要系數(shù)計(jì)算負(fù)荷(kW)(kvar)(kVA)(A)設(shè)備組1141.720.20.51.73228.34395.03456.27693.24設(shè)備組45.60.150.51.736.8411.8313.6820.8工具車間1805463.283.12126.29機(jī)修車間15037.543.957.7487.72總計(jì)1517.32326.68513.96610.81928.03取=0.90 =0.95294.01488.26569.95865.952.2無(wú)功功率補(bǔ)償 (1) 由

21、表2.4可知，補(bǔ)償前變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為3： (2.5) 則,變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為： (2.6)由于變壓器本身也有損耗，所以計(jì)算變壓器的功率損耗為： (2.7) (2.8)可得，變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： (2.9) (2.10) (2.11) 變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為： (2) 確定補(bǔ)償容量 現(xiàn)要求在高壓側(cè)不低于0.9，而補(bǔ)償在低壓側(cè)進(jìn)行，所以我們考慮到變壓器的損耗，可設(shè)低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)為0.92來(lái)計(jì)算需要補(bǔ)償?shù)娜萘俊?2.12) (2.13)實(shí)際補(bǔ)償?shù)娜萘繛椋?(2.14) (3) 補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷和功率因數(shù) 低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： (2.15)此時(shí)變壓器的損耗為： (2.

22、16) (2.17) 變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： (2.18) (2.19) (2.20) 變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為： (2.21)(4)車間變電所負(fù)荷計(jì)算 見(jiàn)表2.5：表2.5車間變電所負(fù)荷計(jì)算表序 號(hào)車間名稱需要系數(shù)設(shè)備容量kW計(jì)算負(fù)荷(kW)(kvar)(kVA)(A)1設(shè)備組10.21141.72228.34395.03456.27693.242設(shè)備組20.1545.66.8411.8313.6820.83工具車間1805463.283.12126.294機(jī)修車間15037.543.957.7487.72總計(jì)1517.32326.68513.96610.81928.03380V側(cè)補(bǔ)償前

23、負(fù)荷326.68513.96610.81928.03380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量368380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷298.77139.32329.66289.18變壓器功率損耗4.7619.0610kV側(cè)負(fù)荷總計(jì)303.53158.38344.1419.8第3 章 變電所形式和變壓器的選擇3.1變電所的位置選擇原則：(1) 應(yīng)盡可能接近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。(2) 進(jìn)出線方便，考慮電源的進(jìn)線方向，偏向電源側(cè)。(3) 不應(yīng)妨礙企業(yè)的發(fā)展，要考慮擴(kuò)建的可能行。(4) 設(shè)備運(yùn)輸方便。(5) 盡量避開(kāi)有腐蝕性氣體和污穢的地段，如無(wú)法避免，則應(yīng)位于污源的上風(fēng)側(cè)。(6) 變電所屋

24、外配電裝置與其他建筑物、構(gòu)筑物之間的防火間距符合規(guī)定。(7) 變電所建筑物、變壓器及屋外配電裝置應(yīng)與附近的冷卻塔或噴水池之間的距離符合規(guī)定。(8) 不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。(9) 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方；當(dāng)有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗鄰時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50058-1992的規(guī)定。(10) 高壓配電所應(yīng)盡量與臨近車間變電所或有大量高壓用電設(shè)備的廠房合建在一起。變電所位置選擇應(yīng)根據(jù)選擇原則，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后選擇確定。根據(jù)接近負(fù)荷中心，偏向電源側(cè)的選擇方法。本車間變電所已給出，位于車間的東北角2。3.2車間變電所主要

25、有以下兩種類型的變電所(1) 車間附設(shè)變電所內(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(duì)車間外觀沒(méi)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(shè)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)變電所變配電所有屋內(nèi)式和屋外式兩大型式。屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。在選擇工廠總變電所型式時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜；技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，應(yīng)優(yōu)選用屋內(nèi)式。 (3) 由于屋內(nèi)式優(yōu)點(diǎn)眾多，本設(shè)計(jì)采用屋內(nèi)式。3.3確定車間變電所主變壓器型式在選擇變壓器時(shí)，應(yīng)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(yán)重影響變壓器

26、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）。多雷地區(qū)及土壤電阻率較高的山區(qū)，宜選用防雷式變壓器（SZ等）本設(shè)計(jì)選擇S9系列三相油浸自冷電力變壓器13。3.4車間變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定 車間變電所變壓器臺(tái)數(shù)和容量確定原則和總降壓變電所基本相同。即首先保證

27、電能質(zhì)量的要求下，最大限度減少投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬耗用量。車間變電所變壓器臺(tái)數(shù)選擇原則，對(duì)于二、三級(jí)負(fù)荷，變電所只設(shè)置一臺(tái)變壓器，其容量可根據(jù)計(jì)算負(fù)荷決定?？梢钥紤]從其他車間的低壓線路取得備用電源，這不僅在故障下可以對(duì)重要的二級(jí)負(fù)荷供電，而且在負(fù)荷極不均勻的輕負(fù)荷時(shí)，也能使供電系統(tǒng)達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷較大的車間，采用兩回獨(dú)立進(jìn)線，設(shè)置兩臺(tái)變壓器，其容量確定和總降壓變電所相同（任意一臺(tái)主變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的60%70%的要求，即，任意一臺(tái)主變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一，二級(jí)負(fù)荷）。當(dāng)負(fù)荷分散時(shí)，可設(shè)置兩個(gè)各有一臺(tái)變壓器的變電所。車間變電所中，單臺(tái)變壓器容量不宜超過(guò)1

28、000kVA，現(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)能夠生產(chǎn)大斷流容量的新型低壓開(kāi)關(guān)電器，因此，如果車間負(fù)荷容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，可選用單臺(tái)容量為1250（或1600）2000kVA的配電變壓器9。由于本設(shè)計(jì)屬三級(jí)負(fù)荷，所以選擇一臺(tái)變壓器。經(jīng)計(jì)算：變壓器容量選擇500kVA。綜上變壓器選擇S9500/10，變壓器參數(shù)見(jiàn)表3.1：表3.1 變壓器參數(shù)表額定容量kVA額定電壓/kV聯(lián)結(jié) 組標(biāo)號(hào)損耗/W空載電流阻抗電壓價(jià) 格一次二次空載負(fù)載500100.4Yyn096051001.04747003.5 變電所主接線方案的選擇變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等因素綜合

29、分析確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。本設(shè)計(jì)的變電所選用一臺(tái)主變壓器，所以其接線方案如下圖3.1所示。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)。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。 本設(shè)計(jì)采用一次側(cè)為線路變壓器組接線、二次側(cè)為單母線不分段接線7。3.1主接線圖 第4章 短路電流計(jì)算4.1短路電流的危害在供配電系統(tǒng)中當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，由于短路的回路阻抗很小，產(chǎn)生的電流較正常的電流大數(shù)十倍，有時(shí)可能高達(dá)數(shù)幾十倍甚至數(shù)十萬(wàn)安培。同時(shí)，系統(tǒng)電壓降低，電壓降低越大，三相短路時(shí)，短路點(diǎn)

30、的電壓可能降到零。因此，短路將造成嚴(yán)重的危害。(1) 短路產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)體溫度升高，將絕緣損壞。(2) 短路產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，使電氣設(shè)備受到機(jī)械損害。(3) 短路使系統(tǒng)電壓嚴(yán)重降低，電氣設(shè)備正常工作受到破壞。(4) 短路造成停電，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)?yè)p失，給人民生活帶來(lái)不便。(5) 嚴(yán)重的短路可能影響電力系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，使并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)失去同步，造成系統(tǒng)解列，甚至崩潰。(6) 單相短路產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路和弱點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，影響其正常工作。因此，為了減輕短路的嚴(yán)重后果和防止故障擴(kuò)大，需要計(jì)算短路電流，以便正常的選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備、計(jì)算和整定保護(hù)短路的繼電保護(hù)裝

31、置及選擇限制短路電流的電氣設(shè)備等4。4.2短路計(jì)算短路計(jì)算的方法有很多，常用的有歐姆法和標(biāo)幺制法，本設(shè)計(jì)采用的是標(biāo)幺制法。(1) 基準(zhǔn)值的選取采用標(biāo)幺制法進(jìn)行三相短路計(jì)算時(shí)，選取的基準(zhǔn)值為：S=100 MVA, U=10 kV, U=0.4 kV由公式 計(jì)算基準(zhǔn)電流，可得： (4.1) (4.2)(2) 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 由設(shè)計(jì)任務(wù)可知，由公式，可得：= (4.3)電纜線路的電抗標(biāo)幺值由設(shè)計(jì)任務(wù)知，由公式，可得： (4.4)變壓器的電抗標(biāo)幺值查表得，由公式，可得： = = =10 (4.5)繪短路等效電路圖如圖4.1所示, 圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)

32、幺值， 并標(biāo)明短路計(jì)算點(diǎn)。圖4.1短路等效圖(3) 點(diǎn)三相短路時(shí)的短路電流和容量的計(jì)算計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值 (4.6)計(jì)算點(diǎn)所在電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流 (4.7)計(jì)算點(diǎn)短路電流各值 (4.8) (4.9) (4.10) (4.11) (4.12)(4)計(jì)算點(diǎn)三相短路時(shí)的短路電流計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值 (4.13)計(jì)算點(diǎn)所在電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流 (4.14)計(jì)算短路電流各值 (4.15) (4.16) (4.17) (4.18) (4.19)計(jì)算結(jié)果如表4.2所示：表4.2 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流（）電壓（kV）三相短路容量(MVA)16.6842.0325.351034.61

33、3.9225.6115.170.49.67第5章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)5.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件5.1.1 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備為了保證電氣設(shè)備在正常運(yùn)行情況下可靠性工作，必須按工作運(yùn)行條件選擇電氣設(shè)備。正常運(yùn)行條件是指電氣設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的工作電壓及工作電流。(1) 按工作電壓選擇電氣設(shè)備電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，有時(shí)會(huì)高于電網(wǎng)的額定電壓，故所選擇電氣設(shè)備允許的最高工作不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。通常規(guī)定一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的1.11.15倍，而電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓波動(dòng)，一般在電網(wǎng)額定電壓的1.15倍。因此，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，

34、一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓不低于設(shè)備安裝地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓的條件選擇，即： (5.1)(2) 按工作電流選擇電氣設(shè)備電氣設(shè)備的額定電流不小于實(shí)際通過(guò)它的最大負(fù)荷電流，即 (5.2)5.1.2 按裝置地點(diǎn)、使用條件、檢修和運(yùn)行等要求選擇電氣設(shè)備按照明設(shè)備的裝置地點(diǎn)、使用條件、檢修和運(yùn)行等要求選擇導(dǎo)體、電器種類和類型，例如選戶外型或戶內(nèi)型設(shè)備，防爆型或普通型設(shè)備。5.1.3 按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定為了保證電氣設(shè)備在短路故障時(shí)不至損壞，就必須按最大可能的短路電流校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。動(dòng)穩(wěn)定是指電氣設(shè)備在沖擊短路電流所產(chǎn)生的電動(dòng)力作用，電氣設(shè)備不至損壞。熱穩(wěn)定是指電氣設(shè)備載流導(dǎo)

35、體在最大穩(wěn)態(tài)短路電流作用下，其發(fā)熱溫度不超過(guò)載流導(dǎo)體短時(shí)的允許發(fā)熱溫度16。短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)： (5.3)電器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)電流電器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間短路電流的穩(wěn)態(tài)值短路電流的假想時(shí)間短路動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： (5.4) (5.5) 電器的極限通過(guò)電流峰和有效值電器的極限通過(guò)電流有效值短路沖擊電流峰值 短路沖擊電流有效值 5.1.4 開(kāi)關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)斷路器和熔斷器等電氣設(shè)備擔(dān)負(fù)著切斷短路電流的任務(wù)，通過(guò)最大短路電流時(shí)必須可靠地切斷，因此，開(kāi)關(guān)電器還必須校驗(yàn)其斷流能力。對(duì)具有斷流能力的高壓開(kāi)關(guān)需校驗(yàn)其斷流能力，開(kāi)關(guān)設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點(diǎn)最大三相短路容量。即 (5.6) (5.7)，為開(kāi)關(guān)電器的最大開(kāi)

36、斷容量和開(kāi)斷電流。5.2 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇(1) 高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇高壓開(kāi)關(guān)柜是一種高壓成套設(shè)備，它按一定的線路方案將有關(guān)一次設(shè)備和二次設(shè)備組裝在柜內(nèi)，從而可以節(jié)約空間，方便安裝，可靠供電，美化環(huán)境。其柜內(nèi)有斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器等設(shè)備。選擇開(kāi)關(guān)柜的型號(hào)主要根據(jù)負(fù)荷等級(jí)選擇開(kāi)關(guān)柜的型號(hào)，一般一、二級(jí)負(fù)荷選擇移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜，如, , 型開(kāi)關(guān)柜，三級(jí)負(fù)荷選擇固定式開(kāi)關(guān)柜，如,型開(kāi)關(guān)柜。本設(shè)計(jì)屬三級(jí)負(fù)荷，選型開(kāi)關(guān)柜。選擇開(kāi)關(guān)柜回路方案號(hào)本設(shè)計(jì)是電纜進(jìn)線，因此選擇回路方案號(hào)07。計(jì)量柜選型，方案號(hào)03。5.3 10kV側(cè)一次設(shè)備的校驗(yàn) 1. 裝設(shè)地點(diǎn)條件見(jiàn)表5.1：表5.1裝設(shè)地點(diǎn)條件選擇校驗(yàn)項(xiàng)

37、目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝設(shè)地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kV28.87A16.68kA42.03/kA528.6 (1) 高壓斷路器的校驗(yàn)安裝設(shè)地點(diǎn)額定電壓和額定電流選擇斷路器SN10-10 II/1000。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：， ， ， 滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)： ，滿足要求。斷流能力校驗(yàn)：，滿足要求。(2) 高壓隔離開(kāi)關(guān)安裝設(shè)地點(diǎn)額定電壓和額定電流選擇，高壓隔離開(kāi)關(guān)選。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ，滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)： ，滿足要求。(3) 高壓熔斷器安裝設(shè)地點(diǎn)額定電壓和額定電流選擇，高壓熔斷器選RN2-10。斷流能力校驗(yàn)：，滿足要求。 (4) 電壓互感器安裝設(shè)地點(diǎn)額定電壓選擇，電壓互感器選擇JSJW-6，經(jīng)校驗(yàn)

38、滿足要求。 (5) 電流互感器安裝設(shè)地點(diǎn)額定電壓和額定電流選擇，電流互感器選擇LQJ-10。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)： ，滿足要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)： ，滿足要求。2. 10kV側(cè)一次設(shè)備參數(shù)見(jiàn)表5.2：表5.2 10kV側(cè)一次設(shè)備參數(shù)表電氣設(shè)備名稱型號(hào)主要技術(shù)參數(shù)（kV）（A）（kA）其它高壓斷路器SN10-10II10100031.5高壓隔離開(kāi)關(guān)GN8-1010600高壓熔斷器RN2-10100.550電流互感器LQJ-1010400/5電壓互感器JDZJ-10避雷器FS-1010柜外形尺寸（長(zhǎng)寬高）1200mm1200mm3100mm 5.4 380V側(cè)一次設(shè)備的校驗(yàn) 1. 裝設(shè)地點(diǎn)條件見(jiàn)表5.3表5.3

39、裝設(shè)地點(diǎn)條件選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝設(shè)地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V759.7A13.92kA15.17kA(1) 低壓斷路器的校驗(yàn)安裝設(shè)地點(diǎn)額定電壓和額定電流選擇低壓斷路器DW15-1000/3電動(dòng)。斷流能力校驗(yàn)：，滿足要求。2. 380V側(cè)一次設(shè)備的參數(shù)見(jiàn)表5.4：電氣設(shè)備名稱型號(hào)主要技術(shù)參數(shù)（V）（A）（kA）其它低壓斷路器DW15-1000/3電動(dòng)380100040低壓斷路器DZ20-100380200A25低壓斷路器DZ20-200380100A18電流互感器LMZJ1-0.55001500/5A低壓刀開(kāi)關(guān)HD13-1500/303801500/5A外形尺寸（長(zhǎng)寬高）

40、600mm600mm2200mm表5.4 380V側(cè)一次設(shè)備的參數(shù)表5.5 高低壓母線的選擇按經(jīng)濟(jì)截面選擇（鋁母線的經(jīng)濟(jì)電流密度為1.15） (5.8)式中，為經(jīng)濟(jì)電流密度；為母線經(jīng)濟(jì)截面；為匯集到母線上的計(jì)算電流。10kV母線按經(jīng)濟(jì)截面選擇： 參照常用硬鋁母線尺寸表母線選，即母線尺寸為40mm4mm。380V母線按經(jīng)濟(jì)截面選擇： 參照常用硬鋁母線尺寸表80V側(cè)母線選，即相母線尺寸為80mm8mm，中性母線尺寸為50mm5mm。 10kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線尺寸見(jiàn)表5.5表5.5 10kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線的常用尺寸表（mm）變壓器容量20025031540050063080

41、0100012501600高壓母線404低壓母線相母線4045056068068081008120102（10010）2（12010）中性母線40450560680680880105.5.1母線的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) (1) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：短路時(shí)母線承受很大的點(diǎn)動(dòng)力，因此，必須根據(jù)母線和械強(qiáng)度校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定。即： (5.9)式中 母線材料的最大允許應(yīng)力，硬銅，硬鋁； 母線短路時(shí)的沖擊電流產(chǎn)生的最大計(jì)算應(yīng)力。 計(jì)算公式為： (5.10)式中，M為通過(guò)母線時(shí)受到的彎曲力矩，W為母線截面系數(shù)。 (5.11)為三相短路時(shí)，中間相受到的最大計(jì)算電動(dòng)力；為擋距；為系數(shù)，當(dāng)母線擋數(shù)為12時(shí)，K=8，當(dāng)母線擋數(shù)大于2時(shí)

42、，K=10。 (5.12)式中 為母線截面水平寬度，為母線截面垂直高度。(2) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件： 母線截面應(yīng)不小于穩(wěn)定最小允許截面 ，即： (5.13)式中 母線截面積 滿足短路熱穩(wěn)定條件的最小截面積； 母線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)， 母線通過(guò)的三相短路穩(wěn)態(tài)電流。5.5.2 10kV側(cè)母線的校驗(yàn)(1) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 三相短路電動(dòng)力： (5.14) (5.15) (5.16) (5.17) 故母線滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。(2) 母線熱穩(wěn)定校驗(yàn) ： (5.18) 母線實(shí)際截面為： 。 (5.19)380V側(cè)母線的校驗(yàn)方法同上，經(jīng)計(jì)算，母線滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的要求。5.5.3 支柱絕緣子動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)支柱絕緣子的選擇，應(yīng)符合下列幾個(gè)條件： (1) 按使用場(chǎng)所選擇型號(hào)； (2) 按工作電壓選擇額定電壓； (3) 校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定 (5.20)查表得，支柱絕緣子最大允許機(jī)械破壞負(fù)荷為3.75kN， (5.21) 故支柱絕緣子滿足動(dòng)穩(wěn)定要求10。 第6章 變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)6.1 高低壓進(jìn)出線 (1) 高壓進(jìn)