[優(yōu)秀畢業(yè)設計]某化纖毛紡織廠全廠總配電所及配電系統(tǒng)設計

1、工廠供電課程設計報告題 目某化纖毛紡織廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)設計姓 名學 號班 級自動化指導老師日 期前 言 眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應用極為廣泛。 在國民經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，電能的應用越來越廣泛，生產(chǎn)、科學、研究、日常生活都對電能的供應提出更高的要求，因此確保良好的供電質量十分必要。本設計書注重理論聯(lián)系實際，理論知識力求全面、深入淺出和通俗易懂，實踐技能注重實用性，可操作性和

2、有針對性。 在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。 由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工

3、廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)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，就必須達到以下基本要求： （1） 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。 （2） 可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。 （3） 優(yōu)質 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求 （4） 經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。這次課程設計是在工廠供電課程學習之

4、后一個重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，通過本次課程設計把理論知識運用于實踐，加深對這門課程的理解和掌握其精髓，通過實踐鞏固理論知識，實現(xiàn)理論與實踐的結合，為今后解決實際問題打下堅實的基礎。同時也加強實踐意識，培養(yǎng)迅速把理論知識運用于實踐的能力。課程設計的題目是化纖毛紡織廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)設計。根據(jù)該廠負荷統(tǒng)計資料及所能取得的電源和用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠將來的發(fā)民，按照可靠性、技術先進性、經(jīng)濟合理性的要求，完成工廠供電系統(tǒng)的設計 設計將分十一章，第一章分析了設計的要求和基本的自然條件和地理條件。了解了用戶的需求，尋找設計的難點和需要重點考慮的設計內(nèi)容。第二章講述負荷計算，符合計算作為

5、全廠供電設計的基礎，必須首先被論證。第三章是關于無功功率計算及補償，提高無功功率有助于減少變壓器容量，減少有色金屬損耗。有了此基礎，在第四章便討論 變壓器臺數(shù)，配電所及變電所的位置，第五章便是配變電所主接線方案確定，這是整個工廠供電課程設計的核心內(nèi)容。第六章為短路電流計算，并以此為基礎，在第七章討論變電所一，二次設備的選擇與校驗，然后第八章是基于自然風向和氣候條件以及地址條件選擇配電所位置和機構。第九章考慮防雷的相關設計。第十章是對變電所二次回路方案選擇及繼電保護的整定，第十一章總結在此次工廠供電設計重點一些收獲和體會。在本文最后還附帶了變電所平面圖及主接線圖。 本次課程設計涉及面非常廣，查閱

6、了大量資料，由于很多方面的知識都是臨時去學習，對所查閱的資料的正確性也沒有完全考證，因此，錯誤與疏漏之處再所難免，望老師批評指正。2011年8月目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc301027461 前 言 PAGEREF _Toc301027461 h 2 HYPERLINK l _Toc301027462 目 錄 PAGEREF _Toc301027462 h I HYPERLINK l _Toc301027463 某化纖毛紡織廠全廠總配電所及配電系統(tǒng)設計 PAGEREF _Toc301027463 h 1 HYPERLINK l _Toc3010274

7、64 第一章 設計任務 PAGEREF _Toc301027464 h 1 HYPERLINK l _Toc301027465 1.1 設計要求 PAGEREF _Toc301027465 h 1 HYPERLINK l _Toc301027466 1.2 設計依據(jù) PAGEREF _Toc301027466 h 1 HYPERLINK l _Toc301027467 1.2.1 工廠總平面圖 PAGEREF _Toc301027467 h 1 HYPERLINK l _Toc301027468 1.2.2 工廠負荷情況 PAGEREF _Toc301027468 h 2 HYPERLINK

8、l _Toc301027469 供用電協(xié)議 PAGEREF _Toc301027469 h 2 HYPERLINK l _Toc301027470 負荷性質 PAGEREF _Toc301027470 h 3 HYPERLINK l _Toc301027471 自然條件 PAGEREF _Toc301027471 h 3 HYPERLINK l _Toc301027472 第二章 負荷計算 PAGEREF _Toc301027472 h 4 HYPERLINK l _Toc301027473 2.1 單組用電設備計算負荷的計算公式 PAGEREF _Toc301027473 h 4 HYPER

9、LINK l _Toc301027474 2.2 多組用電設備計算負荷的計算公式 PAGEREF _Toc301027474 h 4 HYPERLINK l _Toc301027475 第三章 無功功率的補償及變壓器的選擇 PAGEREF _Toc301027475 h 5 HYPERLINK l _Toc301027477 3.1 無功補償裝置簡介 PAGEREF _Toc301027477 h 6 HYPERLINK l _Toc301027478 3.2 無功補償計算 PAGEREF _Toc301027478 h 8 HYPERLINK l _Toc301027479 3.2 10kv

10、高壓側功率因數(shù)校驗 PAGEREF _Toc301027479 h 9 HYPERLINK l _Toc301027480 第四章 變壓器臺數(shù)，配電所和各車間變電所位置 PAGEREF _Toc301027480 h 12 HYPERLINK l _Toc301027481 變壓器臺數(shù)選擇原則 PAGEREF _Toc301027481 h 12 HYPERLINK l _Toc301027482 變電所主變壓器容量的選擇原則 PAGEREF _Toc301027482 h 12 HYPERLINK l _Toc301027483 第五章 主接線設計 PAGEREF _Toc301027483

11、 h 13 HYPERLINK l _Toc301027484 方案選擇原則 PAGEREF _Toc301027484 h 13 HYPERLINK l _Toc301027485 變配電所主結線的選擇原則 PAGEREF _Toc301027485 h 14 HYPERLINK l _Toc301027486 各方案簡述 PAGEREF _Toc301027486 h 14 HYPERLINK l _Toc301027487 第六章 短路電流的計算 PAGEREF _Toc301027487 h 18 HYPERLINK l _Toc301027488 6.1 短路計算的目的 PAGERE

12、F _Toc301027488 h 18 HYPERLINK l _Toc301027489 短路電流計算方法： PAGEREF _Toc301027489 h 18 HYPERLINK l _Toc301027490 短路電流的計算 PAGEREF _Toc301027490 h 19 HYPERLINK l _Toc301027491 第七章 變電所一次設備的選擇與校驗 PAGEREF _Toc301027491 h 24 HYPERLINK l _Toc301027492 一次設備的選擇校驗原則 PAGEREF _Toc301027492 h 24 HYPERLINK l _Toc301

13、027493 高壓設備器件的選擇及校驗 PAGEREF _Toc301027493 h 24 HYPERLINK l _Toc301027495 斷路器的選擇與校驗 PAGEREF _Toc301027495 h 25 HYPERLINK l _Toc301027496 隔離開關的選擇與校驗 PAGEREF _Toc301027496 h 26 HYPERLINK l _Toc301027497 電流互感器選擇與校驗（高壓側電流互感器） PAGEREF _Toc301027497 h 26 HYPERLINK l _Toc301027498 7.2.4 電壓互感器的選擇與校驗 PAGEREF

14、_Toc301027498 h 27 HYPERLINK l _Toc301027499 7.2.5 高壓熔斷器的選擇與校驗 PAGEREF _Toc301027499 h 27 HYPERLINK l _Toc301027500 避雷器的選擇 PAGEREF _Toc301027500 h 27 HYPERLINK l _Toc301027501 7.2.7 10kV進線與各車間變電所進線的校驗 PAGEREF _Toc301027501 h 27 HYPERLINK l _Toc301027502 低壓設備器件的選擇及校驗 PAGEREF _Toc301027502 h 29 HYPERL

15、INK l _Toc301027503 各車間的進線裝設低壓熔斷器 PAGEREF _Toc301027503 h 34 HYPERLINK l _Toc301027504 母線的選擇與校驗 PAGEREF _Toc301027504 h 35 HYPERLINK l _Toc301027505 高壓母線選擇與校驗： PAGEREF _Toc301027505 h 35 HYPERLINK l _Toc301027506 低壓母線選擇與校驗： PAGEREF _Toc301027506 h 35 HYPERLINK l _Toc301027507 絕緣子和套管選擇與校驗 PAGEREF _To

16、c301027507 h 38 HYPERLINK l _Toc301027508 戶內(nèi)支柱絕緣子 PAGEREF _Toc301027508 h 38 HYPERLINK l _Toc301027509 第八章 變配電所得布置與機構設計 PAGEREF _Toc301027509 h 38 HYPERLINK l _Toc301027510 第九章 防雷裝置及接地裝置設計 PAGEREF _Toc301027510 h 39 HYPERLINK l _Toc301027511 直擊雷保護 PAGEREF _Toc301027511 h 39 HYPERLINK l _Toc301027512

17、 配電所公共接地裝置的設計 PAGEREF _Toc301027512 h 39 HYPERLINK l _Toc301027513 行波保護 PAGEREF _Toc301027513 h 40 HYPERLINK l _Toc301027514 第十章 二次回路方案的選擇及繼電保護的整定計算 PAGEREF _Toc301027514 h 40 HYPERLINK l _Toc301027515 變電所二次回路方案的選擇 PAGEREF _Toc301027515 h 40 HYPERLINK l _Toc301027516 10.2 二次回路方案的選擇 PAGEREF _Toc30102

18、7516 h 41 HYPERLINK l _Toc301027517 10.3 變電所繼電保護裝置配置 PAGEREF _Toc301027517 h 42 HYPERLINK l _Toc301027518 10.3.1 電力線路繼電保護 PAGEREF _Toc301027518 h 42 HYPERLINK l _Toc301027519 變壓器繼電保護配置 PAGEREF _Toc301027519 h 44 HYPERLINK l _Toc301027520 結 束 語 PAGEREF _Toc301027520 h 46 HYPERLINK l _Toc301027521 參考文

19、獻 PAGEREF _Toc301027521 h 47某化纖毛紡織廠全廠總配電所及配電系統(tǒng)設計第一章 設計任務1.1 設計要求要求根據(jù)本廠所能取得的電源及用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠的發(fā)展，按照安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)及分廠變壓器的臺數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設備和進出線。最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖樣。1.2 設計依據(jù)1.2.1 工廠總平面圖3714圖1.1 全廠總平面布置圖1 23 41395（6）1191211N159101-制條車間；2紡紗車間；3織造車間；4染整車間；5軟水站；6鍛工車間；

20、7機修車間；8托兒所；9倉庫；10鍋爐房；11宿舍；12食堂；13木工車間；14污水調(diào)節(jié)池；15卸油泵房本廠設有一個主廠房，其中有制條車間、紡紗車間、織造車間、染整車間四個生產(chǎn)車間，設備選型全部采用我國最新定型設備。除上述車間外，還有輔助車間及其它設施，詳見全廠總平面圖（圖1.1）。1.2.2 工廠負荷情況全廠各車間電氣設備及車間變電所計算表如下（表1.1）所示。表1.1 工廠負荷統(tǒng)計資料序號車間或用電單位名稱設備容量（kW）計算負荷變壓器臺數(shù)及容量備注（kW）（kVar）（kVA）1制條車間34012紡紗車間3403軟水站864鍛工車間375機修車間2966托兒所137倉庫381制造車間52

21、512染整車間4903浴室14食堂215獨身宿舍2011鍋爐房151待設計2水泵房1183化驗室504卸油泵房28工廠與電業(yè)部門所簽訂的供用電協(xié)議主要內(nèi)容如下：（1）從電業(yè)部門某35/10kV變電所，用10kV雙回架空線路向本廠配電，該變電所在廠南側0.5km；（2）該變電所10kV配出線路定時限過流保護裝置的整定時間為1.5s，要求配電所不大于1.0s；（3）在總配電所10kV側進行計量；（4）功率因數(shù)值應在0.9以上；（5）配電系統(tǒng)技術數(shù)據(jù)表1.2 配電所10kV母線短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運行方式短路容量說明最大運行方式系統(tǒng)為無限大容量最小運行方式配電系統(tǒng)如下圖（圖1.2）所示：本廠總配電所 （待設

22、計）10kV母線d(3)/km10kV母線d(3)圖1.2 配電系統(tǒng)圖多數(shù)車間為三班工作制，少數(shù)車間為一班或兩班制，全年為306個工作日，最大有功負荷年利用小時數(shù)為6000小時，屬于二級負荷。1 氣象條件（1）最熱月平均最高氣溫為30；（2）土壤中0.71米深處一年中最熱月平均溫度為20；（3）年雷暴日為31天；（4）土壤凍結深度為1.1米；（5）夏季主導風向為南風。2 地質及水文條件根據(jù)工程地質勘探資料獲悉，廠區(qū)地址原為耕地，地勢平坦，地層以砂質粘土為主，地質條件較好，地下水位為2.85.3米，地耐壓力為20噸/平方米。第二章 負荷計算2.1 單組用電設備計算負荷的計算公式1）有功計算負荷（

23、單位為kW）式中為需要系數(shù)，一般小于1.2）無功計算負荷（單位為kvar）3）視在計算負荷（單位為kV.A）4）計算電流（單位為A）式中為用電設備的額定電壓（kV）；和 為用電設備組的平均功率因數(shù)及對應的正切值。2.2 多組用電設備計算負荷的計算公式1）總的有功計算負荷（單位為kW）式中為用電設備組的同時系數(shù)，對于低壓干線可取；對于低壓母線，用電設備組計算負荷直接相加來計算時，可取。2）總的無功計算負荷（單位為kvar）3）總的視在計算負荷（單位為kV.A）4）總的計算電流（單位為A）式中為用電設備的額定電壓（kV），由于各組設備的功率因數(shù)不同，總的計算負荷和計算電流一般不能按照式（2-3）和

24、式（2-4）的前半部分計算，也不能用各組的視在負荷之和或計算電流之和來計算。經(jīng)過計算得到各廠房和生活區(qū)的負荷計算表，如表2.1所示（額定電壓取380V）。 表2-1負荷計算表序號車間或用電單位名稱設備容量（kW）計算負荷變壓器臺數(shù)及容量備注（kW）（kVar）（kVA）1制條車間34027220434012紡紗車間3402722043403軟水站864鍛工車間375機修車間2966托兒所13137倉庫381制造車間52542031552512染整車間4903922944903浴室104食堂215獨身宿舍201160161鍋爐房15122水泵房1183化驗室504卸油泵房2821注：由于各組設備

25、的功率因數(shù)不一定相同，因此總的視在計算負荷和計算電流一般不能用各組的視在計算負荷或計算電流之和來計算。在計算多組設備總的計算負荷時，為了簡化和統(tǒng)一，各組的設備臺數(shù)不論多少，各組的計算負荷均按表2.1所列的計算系數(shù)計算，而不必考慮設備臺數(shù)少而適當增大和cos。第三章 無功功率的補償及變壓器的選擇補償無功功率主要作用是提高功率因數(shù)，在滿足同樣有功功率的同時，降低無功功率和視在功率，從而減少負荷電流。這樣就降低了電力系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗，既節(jié)約了電能，又提高了電壓質量，而且還可以選用較小的導線或電纜截面，節(jié)約有色金屬。3.1 無功補償裝置簡介無功補償裝置主要有三種：并聯(lián)電容補償、同步補償機和靜止

26、無功補償器。三種無功補償裝置的性能見表3.1。表3.1 三種無功補償裝置的比較并聯(lián)電容器同步補償機靜止無功補償器設備情況靜止電器，設備簡單旋轉機械，要附屬系統(tǒng)、設備復雜靜止電器，設備復雜運行特性1.通過開關投切，屬于靜態(tài)無功補償，2.屬于快速動態(tài)無功補償，響應速度快3.主要用于調(diào)相、調(diào)壓使用范圍2.主要用于電力系統(tǒng)樞紐變電站、換流站2.用于電力系統(tǒng)樞紐變電站、換流站運行要求和費用1.簡單，運行維護要求低 由上表可見，采用并聯(lián)電容器進行無功補償是一種投資少、施工簡單、見效快的補償方式，它可以很方便的就地控制電容投切，以減少線損，消除無功饋乏給系統(tǒng)帶來的負面影響。所以我們選用并聯(lián)電容器來補償。并聯(lián)

27、電容器的裝設方式有高壓集中補償，低壓集中補償和單獨就地補償三種。其中高壓集中補償補償范圍小，只能補償總降壓變電所的10KV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，因此不選用。低壓集中補償補償范圍較大，能使變壓器的視在功率減小，從而使變壓器的容量可選得較小，因此比較經(jīng)濟。單獨就地補償投資較大，電容器的利用效率較低。綜上考慮，我們選擇BSMJ0.4-14-3型電容器進行低壓集中補償如圖1.1所示：BSMJ0.4-14-3型電容器符合GB12747.1-2004和IEC60831-1996標準，使用條件如下：室內(nèi)使用溫度類別 : -255

28、0濕度 : 小于85%RH海拔高度 : 2000米以下安裝場所 : 無有害氣體和蒸氣,無導電性或爆炸性塵埃,無劇烈振動.通風散熱 : 設置兩個以上的電容器時,間距25mm以上.夏季溫度較高時應采取有效的散熱措施. 。BSMJ0.4-14-3型電容器主要特點如下： 1.體積小、重量輕：由于使用金屬化聚丙烯薄膜新材料作為介質，體積、重量公為老產(chǎn)品的1/4或1/5。2.損耗低：實際值低于0.10%，所以電容器自身能耗很低，發(fā)熱小，溫升低，工作壽命長，節(jié)能效果更佳。3.優(yōu)良的自愈性能，過電壓所造成的介質局部擊穿能迅速自愈，恢復正常工作，使可靠性大為提高。4.安全性：內(nèi)裝自放電電阻和保險裝置。內(nèi)裝放電阻

29、能使電容器上所儲的電能自動泄放掉；當電容器發(fā)生故障時，保險裝置能及時斷開電源，避免故障的進一步發(fā)展，確保使用安全5.不漏油：本電容器采用先進的半固體浸漬劑，滴熔點高于70，在使用過程中不漏洞，避免了環(huán)境污染，電容器也不會因漏油而失效。技術指標額定電壓： 400VAC額定容量：14kvar容量允差：-5+10%損耗角正切值：低于0.10%極殼間耐壓：3kV(AC)10s絕緣性：極殼間500VDC 1分鐘大于1000M最高過電流：額定電流的130%自放電特性：斷開電源3分鐘后，剩余電壓降至50V以下電力部門規(guī)定，無帶負荷調(diào)整電壓設備的工廠必須在0.9以上。為此，一般工廠均需安裝無功功率補償設備，以

30、改善功率因數(shù)。要求在高壓側的功率因數(shù)不低于0.9，而變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，故在低壓側補償時應要求低壓側的功率因數(shù)大于0.95，因此在功率補償時，暫定低壓側功率因數(shù)為0.95，這樣也滿足低壓側的功率因數(shù)大于0.86。（由負荷關系和負荷計算可知，由于廠房有二級負荷，所以需要兩回10kv進線，供給各個分廠的四臺10/0.4KV降壓變壓器）3.2 無功補償計算根據(jù)供電協(xié)議的功率因數(shù)要求，取補償后的高壓側功率因數(shù)，各個補償?shù)娜萘坑嬎闳缦拢旱蛪?.4KV側：補償前的無功功率：Q303 K補償后的有功功率不變，為： P303 K補償前功率因數(shù)補償后功率因數(shù)需要補償?shù)臒o功功率：=363.51 Kva

31、r補償電容器的個數(shù)為26,取n=26補償后的無功功率：= Q303- Qc=212,2Kvar補償后的視在容量： =681KVA補償后的計算電流：/ =681/(3補償前的無功功率：Q303 K補償后的有功功率不變，為： P303 K補償前功率因數(shù)補償后功率因數(shù)需要補償?shù)臒o功功率：=307.69 Kvar補償電容器的個數(shù)為22,取n=22補償后的無功功率：補償后的視在容量： 補償后的計算電流：/ =681/(3補償前的無功功率：Q303 K補償后的有功功率不變，為： P303 K補償前功率因數(shù)補償后功率因數(shù)需要補償?shù)臒o功功率：=98.37 Kvar補償電容器的個數(shù)為7,取n=7補償后的無功功率

32、：補償后的視在容量： 補償后的計算電流：/ =681/(33.2 10kv高壓側功率因數(shù)校驗變壓器本身無功的消耗對變壓器容量的選擇影響較大，故應該先進行無功補償才能選出合適的容量。取 =：=681Kva考慮15%裕量：根據(jù)工廠供電308頁附表1 選SL-800/10 接線方式該變壓器的參數(shù)為： =48kVar高壓側功率因數(shù)cos=0.9150.9，滿足要求。：考慮15%裕量：根據(jù)工廠供電308頁附表1 選SL-1000/10 接線方式該變壓器的參數(shù)為： =48kVar高壓側功率因數(shù)cos=0.920.9，滿足要求。：Kva考慮15%裕量：根據(jù)工廠供電308頁附表1 選SL-315/10 接線方

33、式該變壓器的參數(shù)為：1821=48kVar高壓側功率因數(shù)cos=0.9190.9，滿足要求。高壓側總功率因數(shù)校驗，符合要求。最后補償結果如下表3.2所示。表3.2 最后補償結果序號補償前無功功率理論補償量實際補償量補償后剩余無功功率補償前功率因數(shù)補償后功率因數(shù)Q(kVar)Q(kVar)Qc(kVar)Q(kVar)364208980.80.919高壓側0.92第四章 變壓器臺數(shù)，配電所和各車間變電所位置 (1)應滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所應采用兩臺變壓器，對只有二級負荷，而無一級負荷的變電所，也可只采用一臺變壓器，并在低壓側架設與其他變電所的聯(lián)絡線。 (2

34、)對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大的工廠變電所，可考慮采用兩臺主變壓器。 (3)一般的三級負荷，只采用一臺主變壓器。 (4)考慮負荷的發(fā)展，留有安裝第二臺主變壓器的空間。 (5)車間變電所中，單臺變壓器容量不宜超過1000kVA，現(xiàn)在我國已能生產(chǎn)一些斷流量更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開關電器，因此如車間負荷容量較大，負荷集中且運行合適時，也可以選用單臺容量為12502000KVA的配電變壓器，這樣可以減少主變壓器臺數(shù)及高壓開關電器和電纜等。(6)對裝設在二層樓以上的干式變壓器，其容量不宜大于630kVA。 的需要，且留有余量，并考慮變壓器的經(jīng)濟運行，即： (2)裝有兩臺變壓器時 每臺主變壓器的

35、額定容量SN.T應同時滿足以下兩個條件： （0.60.7） S30(1+2) 其中S30(1+2)計算負荷中的全部一、二級負荷。3）兩臺變壓器的備用方式有明備用和暗備用兩種。明備用：兩臺變壓器均按100%的負荷選擇（即一臺工作，一臺備用）。暗備用：每臺變壓器都按最大負荷的70%選擇，正常情況下各承擔50%最大負荷，負荷率為50%/70%70%，完全滿足經(jīng)濟工作的要求。在故障情況下，由于70%100%，承擔全部負荷。這種備用方式既能滿足正常工作時經(jīng)濟運行的要求，又能在故障情況下承擔全部負荷，是比較合理的備用方式。4）適當考慮負荷的發(fā)展應適當考慮進貨510年電力負荷的增長，留有一定得余地。這里必須

36、指出：電力變壓器的額定容量 QUOTE * MERGEFORMAT 是在一定溫度條件下的持續(xù)最大輸出容量。如果安裝地點的年平均氣溫時，則年平均氣溫每高出1攝氏度，變壓器的容量相應的減小百分之一。因此戶外變壓器的實際容量為： 對于戶內(nèi)變壓器，由于散熱條件較差，一般變壓器室的出風口與進風口間約15攝氏度溫差，從而使處在室中間的變壓器環(huán)境溫度要比室外變壓器的環(huán)境溫度高出大約8C，因此戶內(nèi)變壓器的實際容量較之上式所計算的容量還要減小百分之八。最后還必須指出：變電所主變壓器臺數(shù)和容量的最后確定，應結合主接線方案，經(jīng)技術經(jīng)經(jīng)濟比較擇優(yōu)而定。由于年平均溫度及最高溫度如下：最熱月平均最高溫度年平均溫度最熱月土

37、壤平均溫度351830因為變壓器都用在室內(nèi)，故取高于室外8攝氏度 (取其系數(shù)為0.7) 本廠設備有二級負荷，尤其NO.3變電所中有重要設備，停電將對經(jīng)濟產(chǎn)生重大影響。故NO.3變電所用兩臺變壓器，并選為明備用。其余均為一臺變壓器，并從臨近變電所母線上取出聯(lián)絡線，以供給本車間重要二級負荷，在故障時不至于長時間停電，對經(jīng)濟長生重大的影響和嚴重損失。第五章 主接線設計變配電所主接線是實現(xiàn)電能輸送和分配的一種電氣接線，對其主要有以下幾個基本要求：安全 主接線的設計應符合國家有關技術規(guī)范要求，能充分保證人身和設備安全；可靠 應滿足用電單位可靠性的要求；靈活 能適應各種不同的運行方式，操作檢修方便；經(jīng)濟

38、設計簡單，投資少，運行管理費用低，考慮節(jié)約電能和有色金屬消耗量。1、當滿足運行要求時，應盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。2、接在線路上的避雷器，不宜裝設隔離開關；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。3、610KV固定式配電裝置的進線側，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應裝設線路隔離開關。4、采用610 KV熔斷器負荷開關固定式配電裝置時，應在電源側裝設隔離開關。5、由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設供計費用的專用電壓、電流互感器。(1).當滿足運行要求時，應盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。(2).當變電所有兩臺變壓器同時運行時，二次側應采用斷路器分段的單母

39、線接線。(3).當供電電源只有一回線路，變電所裝設單臺變壓器時，宜采用線路變壓器組結線。(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，應采用變壓器分列運行。(5).接在線路上的避雷器，不宜裝設隔離開關；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。(6).610KV固定式配電裝置的出線側，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應裝設線路隔離開關。(7).采用610 KV熔斷器負荷開關固定式配電裝置時，應在電源側裝設隔離開關。(8).由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設供計費用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計量柜）。(9).變壓器低壓側為0.4KV的總開關

40、宜采用低壓斷路器或隔離開關。當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側總開關和母線分段開關均應采用低壓斷路器。(10).當?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側總開關和母線分段開關采用低壓斷路器時，在總開關的出線側及母線分段開關的兩側，宜裝設刀開關或隔離觸頭。方案一：只裝有一臺主變壓器的總降壓變電所主接線圖這種接線的一次側無母線，二次側采用單母線。特點：簡單經(jīng)濟，可靠性不高。適用范圍：只適用于三級負荷的工廠。方案二：一、二次側均采用單母線分段主接線特點：由于進線開關和母線分段開關均采用了斷路器控制，操作十分靈活；供電可靠性較高，適用于大型企業(yè)的一、二級負荷供電。適用范圍：適用于大中型企業(yè)的一、二級負荷供

41、電。方案三：一次側采用內(nèi)橋式接線，二次側采用單母線分段 圖5-1 采用內(nèi)橋式接線的總降壓變電所主接線圖特點：(1) 線路發(fā)生故障時，僅故障線路的斷路器跳閘，其余支路可繼續(xù)工作，并保持相互間的聯(lián)系。 (2) 變壓器故障時，聯(lián)絡斷路器及與故障變壓器同側的線路斷路器均自動跳閘，使未故障線路的供電受到影響，需經(jīng)倒閘操作后，方可恢復對該線路的供電。 (3) 正常運行時變壓器操作復雜。如需切除變壓器 T1，應首先斷開斷路器QF21、QF111 和聯(lián)絡斷路器 QF10，再拉開變壓器側的隔離開關，使變壓器停電。然后，重新合上斷路器 QF21 、QF111和聯(lián)絡斷路器 QF10，恢復線路 1WL 的供電。 適用

42、范圍：適用于輸電線路較長、線路故障率較高、穿越功率少和變壓器不需要經(jīng)常改變運行方式的場合。方案四：一次側采用外橋式接線，二次側采用單母線分段 圖5-2 采用外橋式接線的總降壓變電所主接線圖特點： (1)變壓器發(fā)生故障時，僅跳故障變壓器支路的斷路器，其余支路可繼續(xù)工作，并保持相互間的聯(lián)系。 (2)線路發(fā)生故障時，聯(lián)絡斷路器及與故障線路同側的變壓器支路的斷路器均自動跳閘，需經(jīng)倒閘操作后，方可恢復被切除變壓器的工作。 （3）線路投入與切除時，操作復雜，并影響變壓器的運行。 適用范圍：該方案適用于線路較短、故障率較低、主變壓器需按經(jīng)濟運行要求經(jīng)常投切以及電力系統(tǒng)有較大的穿越功率通過橋臂回路的場合。方案

43、五：一、二次側均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖圖5-3 一、二次側均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖特點： 這種主接線兼有上述兩種橋式接線運行靈活性的優(yōu)點，但采用的高壓開關設備較多?？晒┮弧⒍壺摵?。適用范圍：適于一、二次側進出線較多的總降壓變電所。方案六：一、二次側均采用雙母線的總降壓變電所主接線圖特點： 采用雙母線接線較之采用單母線接線，供電可靠性和運行靈活性大大提高，但開關設備也大大增加，從而大大增加了初投資。適用范圍：雙母線接線在工廠變電所中很少應用，主要應用于電力系統(tǒng)中的樞紐變電站。 因為該廠是二級負荷切考慮到經(jīng)濟因素故本方案采用10kV雙回進線，單母線分段供電方式，在NO

44、.3車變中接明備用變壓器。采用這種接線方式的優(yōu)點有可靠性和靈活性較好，當雙回路同時供電時，正常時，分段斷路器可合也可開斷運行，兩路電源進線一用一備，分段斷路器接通，此時，任一段母線故障，分段與故障斷路器都會在繼電保護作用下自動斷開。故障母線切除后，非故障段可以繼續(xù)工作。當兩路電源同時工作互為備用試，分段斷路器則斷開，若任一電源故障，電源進線斷路器自動斷開，分段斷路器自動投入，保證繼續(xù)供電。具體接線圖附圖1。第六章 短路電流的計算 短路是由絕緣損壞、過電壓、外力損傷、違反操作規(guī)程、自然災害等造成的。其危害在于產(chǎn)生很大的電動力、很高溫度、元器件損壞；電壓驟停、影響電氣設備正常運行；停電、電力系統(tǒng)運

45、行的穩(wěn)定性遭到破壞；不平衡電流、不平衡逆變磁場、電磁干擾等出現(xiàn)。 6.1 短路計算的目的進行短路電流計算的目的是為了保證電力系統(tǒng)的安全運行，在設計選擇電氣設備時都要用可能流經(jīng)該設備的最大短路電流進行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以保證該設備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)故障引起的發(fā)熱效應和電動力效應的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，采用了各種繼電保護和自動裝置，這些裝置的整定計算也需要準確的短路電流數(shù)據(jù)為了校驗各種電氣，必須找到可能出現(xiàn)的最嚴重的短路電流。經(jīng)分析，發(fā)現(xiàn)在空載線路上且恰好當某一相電壓過零時刻發(fā)生三相短路看，在該相中就會出現(xiàn)最為嚴重的短路電流。為了保證電力系統(tǒng)安全運行，選擇電氣設

46、備時，要用流過該設備的最大短路電流進行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以保證設備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和點動力的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護裝置將自動地使有關斷路器跳閘。繼電保護裝置的整定和斷路器的選擇，也需要短路電流數(shù)據(jù)。6.2短路電流計算方法：此處采用標幺值計算短路電流。具體公式如下：基準電流 三相短路電流周期分量有效值 =三相短路容量的計算公式 =在10/0.4kV變壓器二次側低壓母線發(fā)生三相短路時，一般。取基準容量=100MVA，高壓側基準電壓 ，低壓側基準電壓高壓側基準電流，低壓側基準電流系統(tǒng)最小阻抗標幺值系統(tǒng)最大標幺值變壓器阻抗標幺值：所以 = =

47、 =總配進線： 最大運行方式下：繪制等效電路圖圖6-1 最大運行方式下等效電路圖對于點發(fā)生三相短路: = = =對于點發(fā)生三相短路: =0.535+ = = =對于點發(fā)生三相短路: =0.535+ = = =對于點發(fā)生三相短路: =0.535+ = = =最小運行方式下：繪制等效電路圖圖6-2 最小運行方式下等效電路圖對于點發(fā)生三相短路: = = =對于點發(fā)生三相短路: = = =對于點發(fā)生三相短路: = = =對于點發(fā)生三相短路: = = =將以上數(shù)據(jù)列成短路計算表，如表6.1和表6.2所示：最大運行方式短路點（kA）（kA）（kA）三相短路容量（MVA）16016最小運行方式短路點（kA）

48、（kA）（kA）三相短路容量（MVA）第七章 變電所一次設備的選擇與校驗（1）按工作電壓選則 設備的額定電壓一般不應小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即。而高壓設備的額定電壓應不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。查表知: =10kV， =11.5kV，高壓開關設備、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）按工作電流選擇設備的額定電流不應小于所在電路的計算電流，即（3）按斷流能力選擇設備的額定開斷電流或斷流容量，對分斷短路電流的設備來說，不應小于它可能分斷的最大短路有效值或短路容量，即或對于分斷負荷設備電流的設備來說，則為，為最大負荷電流。 (4 )

49、 隔離開關、負荷開關和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗a)動穩(wěn)定校驗條件或、分別為開關的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關所處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗條件 供電系統(tǒng)的電氣設備主要有斷路器、負荷開關、隔離開關、熔斷器、電抗器、互感器、母線裝置及成套電設備等。電氣設備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時設備應工作安全可靠，運行方便，投資經(jīng)濟合理。電氣設備按在正常條件下工作進行選擇，就是要考慮電氣裝置的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電氣裝置所處的位置（室內(nèi)或室外）、環(huán)境溫度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求；對一些斷流電器如開關、熔斷

50、器等，應考慮斷流能力。表7.1 高壓側設備選型計算數(shù)據(jù)斷路器隔離開關電流互感器電壓互感器高壓熔斷器避雷器型號SN10-10IGW1-6（10）/400LA-10（D級）JDZ-10RW10FZ-10U=10kV10kV10kV10kV11000/10010kV10kV630A400A200/52A16kA 300MVA200MVA40kA25kAt=t25（1）按工作環(huán)境選型：戶外式（2）斷路器額定電壓及額定電流=10kV=630A(3)動穩(wěn)定校驗斷路器最大動穩(wěn)試驗電流峰值不小于斷路器安裝處的短路沖擊電流值即=40kA(4)熱穩(wěn)定校驗要求斷路器的最高溫升不超過最高允許溫度即即(5)斷流容量的校

51、驗：斷路器的額定斷流容量應大于斷路器安裝處的最大三相短路電流容量即綜上，斷路器的選擇滿足校驗條件。按工作環(huán)境選型：戶外型隔離開關的額定電壓及額定電流=10kV=200動穩(wěn)定校驗=25.5kA熱穩(wěn)定校驗即7.2.3電流互感器選擇與校驗（高壓側電流互感器）10kV電流互感器該電流互感器額定電壓安裝地點的電網(wǎng)額定電壓即電流互感器一次側額定電流 動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定倍數(shù)Kd=160 一次側額定電流則即動穩(wěn)定性滿足（4）熱穩(wěn)定性校驗熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt=90熱穩(wěn)定時間=0.15，即=熱穩(wěn)定性滿足7.2.4 電壓互感器的選擇與校驗經(jīng)查表該型號電壓互感器額定容量所以滿足要求7.2.5 高壓熔斷器的選擇與校驗（1）高壓

52、熔斷器額定電壓大于安裝處電網(wǎng)的額定電壓即 (2)斷流能力避雷器的額定電壓大于等于安裝處電網(wǎng)的額定電壓7.2.7 10kV進線與各車間變電所進線的校驗1、根據(jù)短路電流進行熱穩(wěn)定校驗（1）10kV進線：按經(jīng)濟電流密度選擇進線截面積：已知進線端計算電流 可得經(jīng)濟截面 Aec= X=校驗：短路時發(fā)熱的最高允許溫度下所需導線最小截面積 所以滿足要求。（2）No.1變電所進線： X=校驗： 所以滿足要求。（3）No.2變電所進線： X=校驗： 所以滿足要求。No.3變電所進線：不滿足要求，故選取LJ型裸絞線LJ-50,，導線間集合間距D=0.6m，滿足條件。2、根據(jù)電壓損耗進行校驗（1）10kV進線： （

53、2）No.1車間變電所進線： （3）No.3車間變電所進線： 3、根據(jù)符合長期發(fā)熱條件進行校驗（1）10kV進線：經(jīng)查表可得，最大允許載流量105.2A（總負荷電流）經(jīng)查表可得，最大允許載流量3）No.2車間變電所進線：經(jīng)查表可得，最大允許載流量（3）No.3車間變電所進線：經(jīng)查表可得，最大允許載流量表7-2-1 低壓側設備選型計算數(shù)據(jù)低壓斷路器隔離開關電流互感器型號DW48-1600HD1114LMZ1600A1000A1000/550kA60kA（杠桿式）135t=t75個數(shù)178表7-2-2 低壓側設備選型計算數(shù)據(jù)低壓斷路器隔離開關電流互感器型號DW48-1600HD1114LMZ160

54、0A1500A2000/550kA80kA（杠桿式）135t=t75表7-2-3 低壓側設備選型計算數(shù)據(jù)低壓斷路器隔離開關電流互感器型號DW15-630HD1114630A600A300800/530kA50kA（杠桿式）135t=t75個數(shù)145 低壓斷路器的選擇與校驗（1）按工作環(huán)境選型：戶外式（2）斷路器額定電壓及額定電流=0.4kV=隔離開關的選擇與校驗(1)按工作環(huán)境選型：戶外型(2)隔離開關的額定電壓及額定電流 =0.4kV= =1000=1154.7A 滿足要求(3)動穩(wěn)定校驗 =60kAKA 滿足要求(4)熱穩(wěn)定校驗 =1=900 =80 所以 滿足要求 電流互感器選擇與校驗（

55、低壓側電流互感器） (1)該電流互感器額定電壓不小于安裝地點的電網(wǎng)額定電壓，即 (2)電流互感器一次側額定電流=982.94A 滿足要求 (3)動穩(wěn)定校驗（Kd=135） 滿足要求 (4)熱穩(wěn)定校驗（Kt=75） = =1154.7A 滿足要求 隔離開關的選擇與校驗按工作環(huán)境選型：戶外型隔離開關的額定電壓及額定電流=0.4kV=1500 滿足要求動穩(wěn)定校驗=80kA熱穩(wěn)定校驗即電流互感器選擇與校驗（低壓側電流互感器）（1）該電流互感器額定電壓安裝地點的電網(wǎng)額定電壓即（2）電流互感器一次側額定電流（3）動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定倍數(shù)Kd=135 一次側額定電流則即動穩(wěn)定性滿足（4）熱穩(wěn)定性校驗熱穩(wěn)定倍數(shù)K

56、t=75熱穩(wěn)定時間即=熱穩(wěn)定性滿足 斷路器的選擇與校驗（1）按工作環(huán)境選型：戶外式（2）斷路器額定電壓及額定電流=0.4kV=630A=356.18A 滿足要求 隔離開關的選擇與校驗（1）按工作環(huán)境選型：戶外型（2）隔離開關的額定電壓及額定電流=0.4kV=600 滿足要求（3）動穩(wěn)定校驗=50kA（4）熱穩(wěn)定校驗即 電流互感器選擇與校驗（低壓側電流互感器）（1）該電流互感器額定電壓安裝地點的電網(wǎng)額定電壓即（2）電流互感器一次側額定電流 滿足要求（3）動穩(wěn)定校驗動穩(wěn)定倍數(shù)Kd=135 一次側額定電流則即動穩(wěn)定性滿足（4）熱穩(wěn)定性校驗熱穩(wěn)定倍數(shù)Kt=75熱穩(wěn)定時間即=熱穩(wěn)定性滿足表7-3 低壓熔

57、斷器的型號型號熔斷電流熔體電流分段電流FU1RM1060060010000FU2RM1060060010000FU3RM1020016010000FU4RM1060353500FU5RM1035030010000FU6RM1060203500FU7RM1060353500FU8RM10100085012000FU9RM10100085012000FU10RM1015151200FU11RM1060353500FU12RM1060253500FU13RM1035022510000FU14RM1020020010000FU15RM10100803500FU16RM1060453500經(jīng)校驗，滿足條

58、件。7.5.1高壓母線選擇與校驗：工廠供電，（LMY） 母線尺寸：153（）鋁母線載流量：165A熱穩(wěn)定校驗：所以滿足熱穩(wěn)定要求；動穩(wěn)定校驗： 帶入數(shù)據(jù)=所以滿足動穩(wěn)定要求。7.5.2低壓母線選擇與校驗：No.1變電所: （LMY） 母線尺寸：806（）鋁母線載流量：1150A熱穩(wěn)定校驗：所以滿足熱穩(wěn)定要求；動穩(wěn)定校驗： 帶入數(shù)據(jù)如下：=所以滿足動穩(wěn)定要求No.2變電所: （LMY） 母線尺寸：1006（）鋁母線載流量：1425A熱穩(wěn)定校驗：所以滿足熱穩(wěn)定要求；動穩(wěn)定校驗： 帶入數(shù)據(jù)如下：=所以滿足動穩(wěn)定要求No.3變電所: （LMY） 母線尺寸：404（）鋁母線載流量：480A熱穩(wěn)定校驗：所

59、以滿足熱穩(wěn)定要求；動穩(wěn)定校驗： 帶入數(shù)據(jù)如下：=所以滿足動穩(wěn)定要求型號：ZA10Y 額定電壓10kV動穩(wěn)定校驗： 則： K 經(jīng)驗證：所以支柱絕緣子滿足動穩(wěn)定要求。7.6.2穿墻套管：型號：CWL10/600 1）動穩(wěn)定校驗： 經(jīng)查表可得， 所以此穿墻套管滿足動穩(wěn)定要求2)熱穩(wěn)定校驗：則： 所以穿墻套管滿足熱穩(wěn)定要求。第八章 變配電所得布置與機構設計總配電所的地點應盡量接近工廠的負荷中心，進出線方便，靠近電源側，盡量使進出線方便，設備運輸方便。不應設在有爆炸危險或有腐蝕性氣體的場所周圍。根據(jù)提供的自然條件，本廠在夏季主導風向為南風。為減少進線書谷發(fā)生率，減小進線在夏季收到的刮風阻力，進線架空線宜

60、從南順風向進線。而NO.2變電所符合最重，所以總配電所宜建在靠近NO.2變電所的位置，以減少導線上的電壓損耗和熱損耗，降低導線選擇條件，降低建造成本。工廠東北角遠離負荷中心，且有一卸油臺和化驗室，總配電所不宜靠近易爆易燃與具有腐蝕性物品的場所，所以不應該在此地建設總配電所。車間變電所位置選擇應盡量深入負荷中心，分散設置并接近于負荷中心的原則選取，以便于電壓電網(wǎng)的備用聯(lián)絡，盡量減少事故的影響波及面。工廠總配電變電所和各車間變電所平面布置簡圖見附圖2。第九章 防雷裝置及接地裝置設計（1）由于變電站中電氣設備并不集中，只各有一臺或兩臺變壓器，所以不設獨立的避雷保護，而采用在各變壓器側加裝避雷器的方法