某機(jī)械廠變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)過(guò)程

1、供配電技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：某機(jī)械廠變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：專業(yè)：指導(dǎo)教師：起止日期：電氣與自動(dòng)化工程學(xué)院供配電技術(shù)課程設(shè)計(jì)評(píng)分表設(shè)計(jì)題目：某機(jī)械廠變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)班 級(jí)：* 學(xué)號(hào)： * 姓名： *項(xiàng)目評(píng)分比例得分平時(shí)表現(xiàn)30%答辯20%設(shè)計(jì)報(bào)告50%總成績(jī)指導(dǎo)老師：年月供配電技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書專業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí) 1607131、 1607132（電氣技術(shù)方向）一、目的和要求 供配電技術(shù)課程設(shè)計(jì)是該課程理論教學(xué)之后的一個(gè)集中性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生在 學(xué)習(xí)供配電技術(shù)基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)具體任務(wù)的供配電一 次系統(tǒng)。通過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)一步鞏固所學(xué)過(guò)

2、的理論知識(shí)，熟悉供配電系統(tǒng)的基本構(gòu)成和任務(wù)，了 解常用電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)、原理、性能、用途，掌握中小型變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)的步驟 和要求。了解變電所電氣設(shè)計(jì)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范以及電氣主接線的繪制方法， 學(xué)會(huì)查閱供配電設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)備手冊(cè)的方法，樹立工程觀念，培養(yǎng)分析和解決一般工程實(shí) 際問(wèn)題的能力。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)完成供配電系統(tǒng)電氣一次部分的設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)任務(wù)附后） 。三、基本要求：（1）掌握供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容和步驟。（2）根據(jù)所給定設(shè)計(jì)任務(wù)，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，完成變配電系統(tǒng)電 氣一次部分的設(shè)計(jì)任務(wù)，寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書。（3）具備計(jì)算機(jī)繪圖能力，繪出供配電

3、系統(tǒng)一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖樣。（4）提交的設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容充實(shí)、方案合理、圖紙齊全。撰寫格式符合相關(guān)要求。四、進(jìn)度安排序號(hào)時(shí)間（天）課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1第1天熟悉課題、收集資料、討論2第2天主接線設(shè)計(jì)， 負(fù)荷計(jì)算、 短路電流計(jì)算3第34天主要電氣設(shè)備選擇4第56天提交報(bào)告五、課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)報(bào)告用紙一律采用 A4 紙。上下邊距為 2.2cm ，左邊距 3.0cm （留裝訂線） ，右 邊距為 2.0cm 。設(shè)計(jì)報(bào)告封面必須統(tǒng)一。內(nèi)容包括評(píng)分表、封面、目錄、正文、收獲、參 考文獻(xiàn)等（并按此順序裝訂） 。六、設(shè)計(jì)參考資料劉燕 . 供配電技術(shù) M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2016.任元會(huì) . 工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手

4、冊(cè) M. 3 版. 北京：中國(guó)電力出版社， 2005.劉笙 . 電氣工程基礎(chǔ) M. 2 版. 北京：科學(xué)出版社， 2008.許繼繼電保護(hù)裝置說(shuō)明書 許繼集團(tuán)技術(shù)資料弋東方電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分 M 北京：中國(guó)電力出版社， 2002.劉寶林 . 電氣規(guī)程規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)大全 M. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社， 1991.余建明，同向前，蘇文成 . 供電技術(shù) M. 4 版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2008.翁雙安 . 供配電工程設(shè)計(jì)指導(dǎo) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2012.中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì) . 供配電設(shè)計(jì)規(guī)范 S 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社 ，2010.劉介才主編 . 工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo) . 北京：機(jī)械工業(yè)出

5、版社， 1998劉介才主編 . 實(shí)用供配電技術(shù)手冊(cè) . 北京：中國(guó)水利水電出版社， 2002劉介才主編 . 工廠供用電實(shí)用手冊(cè) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2001七、成績(jī)?cè)u(píng)定課程設(shè)計(jì)成績(jī)由平時(shí)表現(xiàn)、報(bào)告及設(shè)計(jì)答辯三個(gè)方面成績(jī)組成，各部分所占比例分別 為 30%、 50%、 20%。按照學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)態(tài)度的認(rèn)真性，知識(shí)理解掌握的深入程度，設(shè)計(jì)方案 的正確性或合理性，圖文的質(zhì)量效果，是否獨(dú)立完成，是否具有獨(dú)立分析解決問(wèn)題的能力 和創(chuàng)新精神等綜合考慮。設(shè)計(jì)題目 1: 某機(jī)械廠變電所電氣一次部分設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料1 全廠用電設(shè)備情況某廠為機(jī)械加工類生產(chǎn)廠，主要負(fù)荷是鑄造車間、鍛壓車間、金工車間、工具

6、車間、電鍍車 間、熱處理車間等十個(gè)車間的用電設(shè)備。用電設(shè)備的電壓均為380V 。本廠多數(shù)車間為三班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為 4600h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為 6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬 二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。其負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料見(jiàn)表1。表 1 全廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料廠房編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos計(jì) 算 負(fù) 荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1鑄造車間動(dòng)力3000.300.70照明60.801.002鍛壓車間動(dòng)力3500.300.65照明80.701.003金工車間動(dòng)力7640.250.50照明171.001.004工具車間動(dòng)力36

7、00.300.60照明70.901.005電鍍車間動(dòng)力2500.500.80照明50.801.006熱處理車間動(dòng)力1500.600.80照明50.801.007裝配車間動(dòng)力1800.300.70照明60.801.008機(jī)修車間動(dòng)力1600.200.65照明40.801.009鍋爐房動(dòng)力500.700.80照明10.801.0010倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.400.80照明10.801.00生活區(qū)照明3500.700.90合計(jì)2994. 電源情況本廠擬由距其 8 公里處的某區(qū)域變電站接一回 10kV 架空線路進(jìn)線供電，架空線路選用 LGJ 150，幾何均距 2m。區(qū)域變電站 10kV 出口短路容量為 50

8、0MV A 。供電部門對(duì)本廠的功率因數(shù)要求為cos=0.9。二、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求（ 1）主接線設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的2個(gè)方案，經(jīng)過(guò)概略分析比較，確定一個(gè)較優(yōu)方案。并進(jìn)行詳細(xì)的負(fù)荷計(jì)算。（2）短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要，確定短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算三相 短路電流，計(jì)算結(jié)果列出匯總表。（3）主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇包括斷路器、隔離開關(guān)、互感器、導(dǎo)線截 面和型號(hào)等等設(shè)備的選擇及校驗(yàn)；選用設(shè)備型號(hào)、數(shù)量，匯成設(shè)備一覽表。三、設(shè)計(jì)成果1 設(shè)計(jì)說(shuō)明書2 設(shè)計(jì)圖紙： 變電所電氣主接線圖；目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l b

9、ookmark32 o Current Document 1 緒論 0 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2 負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償 1 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 確定用戶設(shè)備組的設(shè)備容量及計(jì)算負(fù)荷 1 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 各車間的計(jì)算負(fù)荷 1 HYPERLINK l bookmark108 o Current Document 變壓器選擇及主接線方案確定 5 HYPERLINK l bookmark110 o Current

10、Document 主變壓器臺(tái)數(shù)選擇 5 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 主變壓器容量選擇 5 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 主接線方案確定 6 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document 3.3.1變電所主接線方案的設(shè)計(jì)原則與要求 6 HYPERLINK l bookmark126 o Current Document 工廠變電所常見(jiàn)的主接線方案 6 HYPERLINK l bookmark128 o Current Document 3.3.

11、3確定主接線方案 7 HYPERLINK l bookmark130 o Current Document 短路電流的計(jì)算 9 HYPERLINK l bookmark132 o Current Document 繪計(jì)算電路圖 9 HYPERLINK l bookmark134 o Current Document 確定短路電流 9 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值等 9 HYPERLINK l bookmark178 o Current Document 確定抗標(biāo)幺值等 11 HYPERLINK l bookmark

12、180 o Current Document 列出短路計(jì)算表 12 HYPERLINK l bookmark182 o Current Document 主要電氣設(shè)備選擇 13 HYPERLINK l bookmark184 o Current Document 變電站一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 13 HYPERLINK l bookmark186 o Current Document 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件 13 HYPERLINK l bookmark188 o Current Document 按正常工作條件選擇 13 HYPERLINK l bookmark200 o Current Do

13、cument 按短路條件校驗(yàn) 14 HYPERLINK l bookmark210 o Current Document 10kV 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 16 HYPERLINK l bookmark212 o Current Document 380V 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 17 HYPERLINK l bookmark214 o Current Document 高低壓母線的選擇 18 HYPERLINK l bookmark216 o Current Document 變電所進(jìn)出線和低壓電纜選擇 18 HYPERLINK l bookmark218 o Current Document

14、變電所進(jìn)出線的選擇范圍 18 HYPERLINK l bookmark220 o Current Document 變電所進(jìn)出線方式的選擇 19 HYPERLINK l bookmark222 o Current Document 高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇 19 HYPERLINK l bookmark224 o Current Document 10kV 高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) 19 HYPERLINK l bookmark226 o Current Document 由高壓母線至主變的引入電纜的選擇校驗(yàn) 19 HYPERLINK l bookmark228 o Current Document

15、 380V 低壓出線的選擇 20 HYPERLINK l bookmark230 o Current Document 7.總結(jié) 20 HYPERLINK l bookmark232 o Current Document 8 參考文獻(xiàn) 20 HYPERLINK l bookmark234 o Current Document 9 附錄 201 緒論變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是聯(lián)系電廠和負(fù)荷用戶的中間環(huán)節(jié)，是電網(wǎng)中線路的樞 紐。如果工廠電能供應(yīng)突然中斷，就會(huì)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的不良后果。甚至可能發(fā)生重大的設(shè) 備損壞或人員傷亡事故。因此，變電所保證工廠正常有序地供電，具有十分重要的意義。本文

16、以電力系統(tǒng)相關(guān)理論知識(shí)為基礎(chǔ)，以工廠供電為指導(dǎo)，根據(jù)所給某機(jī)械制造廠的原始資 料對(duì)其變電站的電氣部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文共分為六大內(nèi)容：負(fù)荷計(jì)算 機(jī)械廠變電所的負(fù)荷計(jì)算，是根據(jù)所提供的負(fù)荷情況進(jìn)行的，本文列出了負(fù)荷計(jì)算表，得出 總負(fù)荷。電容補(bǔ)償 按負(fù)荷計(jì)算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過(guò)查表或計(jì)算求出達(dá)到供電部門要求數(shù)值所需 補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功率。由手冊(cè)或產(chǎn)品樣本選用所需無(wú)功功率補(bǔ)償柜的規(guī)格和數(shù)量。變壓器選擇 根據(jù)電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和 備用的需要，確定變壓器型號(hào)。短路電流計(jì)算 工廠用電，通常為國(guó)家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無(wú)限大容量

17、系統(tǒng) 供電進(jìn)行短路計(jì)算。求出各短路點(diǎn)的三相短路電流及相應(yīng)有關(guān)參數(shù)。高、低壓設(shè)備選擇及校驗(yàn) 參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對(duì)應(yīng)的額定值，選擇高、低壓配電設(shè)備，如隔 離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn) 定和力穩(wěn)定檢驗(yàn)，并列表表示。電纜的選擇 為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行電纜截面選擇時(shí)必須滿足發(fā)熱條件： 電纜 （包括母線 ）在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn) 行時(shí)的最高允許溫度。2 負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償2.1 確定用戶設(shè)備組的設(shè)備容量及計(jì)算負(fù)荷Pe 300+6+350+8+764+17

18、+360+7+250+5+150+5+180+6+160+4+50+1+20+1+350=2994Kw2-1)2.2 各車間的計(jì)算負(fù)荷1 鑄造車間的計(jì)算負(fù)荷P30(1) Kd Pe =( 0.3*300+6*0.8 ) =94.8kw2-2 )Q30(1) P30 tan =( 90*1.02+4.8*0 ) kvar=91.82kvar(2-3 )S30(1)P320(1) Q320(1) 94.82 91.822 kVA =131.98kVA(2-4)S30(1)131.98I 30(1)3UN3 * 0.38 A其余車間負(fù)荷計(jì)算過(guò)程與此相同，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2 確定變電所變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)

19、荷200.52A2-5 )2-1考慮到全廠負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)（取 K0.9）后，工廠變電所變壓器低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為P30 ( 2)KP30(1) 0.9 * 1134.3kW 1020.9kWQ30(2)KQ30(1)0.9* 1094.2k var 984.8kvarS30(2)P320(2) Q320(2)1020.92 984.82 kVA 1418.5kVAI 30(2)S30( 2)3UN1418.5 A3* 0.382155.3Ap30( 2)cos (2)Q30(2)1020.91418.50.72（2-6）（2-7）（2-8）（2-9）2-10 ）變壓器低壓側(cè)的功率因數(shù)較低，高壓側(cè)

20、的功率因數(shù)肯定不滿足電力部門0.9 的要求，因此要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。補(bǔ)償電容器集中裝設(shè)在變壓器低壓母線上?？紤]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。所需補(bǔ)償電容器的容量為QC 1020.9* (tanarccos0.72 tanarccos0.92)k var 549k var取 QC 560k var補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè) P30( 2) P30(2) 1020.9kW 不變Q3 0( 2) Q30(2) QC (984.8 560) k var 424.8k varS30(2)1020.92 424.82 kVA 1104.9kVA3 確定變壓所變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷變壓器

21、的損耗PT0.015S30 ( 2)0.015*1104.9kW 15.57kWQT0.06S30(2) 0.06* 1104.9k var 66.29k var變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷P30 P30(2)PT (1020.9 15.57)kW 1036.47kWQ30 Q30(2)QT ( 424.8 66.29)kW 491.09k varS30P302 Q3201036.472 491.09 2 kVA 1146.92kVA30S303UN1146.92 A3*1066.29A4 高壓電源進(jìn)線端的計(jì)算負(fù)荷變電所高壓進(jìn)線端采用 LGJ-150 ，其線距為 2m，長(zhǎng)度為 8km。由手冊(cè)可查出該

22、導(dǎo)線的R00.24 /km,X0 0.36 /km ，則高壓架空進(jìn)線端的有功功率損耗為22PWL 3I2R0L 3* 66.29 2 * 0.24 * 8W 25.3kW高壓架空進(jìn)線端的無(wú)功功率損耗為22QWL 3I2R0L 3* 66.292 * 0.36 * 8k var 38.0k var2-11 )2-12 )2-13)2-14)2-15)2-16 )2-17)2-18 )2-19 )2-20 )2-21 )高壓電源進(jìn)線端的計(jì)算負(fù)荷為Q30 Q30PWL(1036.47 25.3)kW 1061.77kWQWL (491.09 38.0)k var 529.09k varS30P302

23、 Q3201061.772 529.09 2 kVA 1186.29kVA30S303UN1186.29 A3*1068.5AcosP30 1061.77 0.9S30 1186.292-22 )2-23 )2-24)2-25)2-26 )滿足要求高壓電源進(jìn)線端的計(jì)算負(fù)荷可以作為工廠向電力部門申請(qǐng)用電容量的依據(jù)。表 2-1 全廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料廠房編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos計(jì) 算 負(fù) 荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1鑄造車間動(dòng)力3000.300.7090.091.8128.56195.32照明60.801.004.804.807.292鍛壓

24、車間動(dòng)力3500.300.65105.0122.8161.57245.48照明80.701.005.605.608.513金工車間動(dòng)力7640.250.50191.0330.8381.98580.36照明171.001.0017.0017.0025.834工具車間動(dòng)力3600.300.60108.0144180.00273.48照明70.901.006.306.309.575電鍍車間動(dòng)力2500.500.80125.093.8156.28237.44照明50.801.004.004.006.086熱處理車間動(dòng)力1500.600.8090.067.5112.50170.93照明50.801.00

25、4.004.006.087裝配車間動(dòng)力1800.300.7054.055.177.15117.22照明60.801.004.804.807.298機(jī)修車間動(dòng)力1600.200.6532.037.449.2274.78照明40.801.003.203.204.869鍋爐房動(dòng)力500.700.803526.343.7866.52照明10.801.000.800.801.2210倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.400.808610.0015.19照明10.801.000.800.801.22生活區(qū)照明3500.700.90245.0118.7128.56195.32合計(jì)29941134.31094.21576.02

26、394.6變壓器低壓側(cè)（取K 0.9 )0.721020.9984.81418.52155.3補(bǔ)償?shù)蛪弘娙萜骺側(cè)萘?60補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)0.921020.9424.8變壓器損耗15.5766.29變壓器高壓側(cè)1036.47491.091146.9266.29架空進(jìn)線的功率損耗（取25.338.0R00.24 / km, X00.36/km )高壓進(jìn)線端0.901061.77529.091186.2968.5變壓器選擇及主接線方案確定主變壓器臺(tái)數(shù)選擇選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：1應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變 壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障

27、或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有 二級(jí)而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺(tái)變壓器，但必須有備用電源。2對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大， 適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所， 可采用兩臺(tái)變壓器。3當(dāng)負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可以采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。4在確定變電所臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。主變壓器容量選擇1只裝一臺(tái)主變壓器的變電所SN.T主變壓器容量 S 應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷 S30 的需要，即3-1 )2裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量 SZ 應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：(1)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷S3 的

28、大約 60%: 70%的需要，即3-2 )SN.T0.6 0.7 S30SN.T任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即3-3 )根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案：方案 1 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器根據(jù)式 SN.T S30 ，主變選用一臺(tái)接線方式為 S11-1250/10型變壓器， 根據(jù)民用建筑規(guī)范要求變壓器的負(fù)載率不宜大于 85%，而 S 1250 85% 1062.5KVA顯然滿足要求。 至于機(jī)械廠的二級(jí)負(fù)荷的備用電源， 由與鄰近單位相聯(lián)的低壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。因此裝設(shè)一臺(tái)主變壓器時(shí)選一臺(tái)接線方式為S11-16000/10 型低損耗配電變壓器。方案 2

29、 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器3-4)3-5 )S (0.6 0.7)S30 (702.36 819.42)KVAS S(1.2) (230.4 150.1 119.1) 499.6KVA因此選兩臺(tái)接線方式為 Dyn11 的 S11-1000/10 型低損耗配電變壓器。兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行， 互為備用。主接線方案確定變電所主接線方案的設(shè)計(jì)原則與要求變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變電所在供電系統(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) 等條件確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。安全 應(yīng)符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。可靠 應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。

30、靈活 應(yīng)能必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。經(jīng)濟(jì) 在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能 和有色金屬消耗量。工廠變電所常見(jiàn)的主接線方案只裝有一臺(tái)主變壓器的變電所主接線方案 只裝有一臺(tái)主變壓器的變電所，其高壓側(cè)一般采用無(wú)母線的接線，根據(jù)高壓側(cè)采用的開關(guān)電 器不同，有三種比較典型的主接線方案：高壓側(cè)采用隔離開關(guān) -熔斷器或戶外跌開式熔斷器的主接線方案；高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān) -熔斷器或負(fù)荷型跌開式熔斷器的主接線方案；高壓側(cè)采用隔離開關(guān) -斷路器的主接線方案。裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所主接線方案 裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所的典型主接線方案有：(1)高

31、壓無(wú)母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的主接線方案；(2)高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的主接線方案；高低壓側(cè)均為單母線分段的主接線方案。確定主接線方案1.10kV 側(cè)主接線方案的擬定由原始資料可知，高壓側(cè)進(jìn)線有一條 10kV 的公用電源干線，為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求， 又采用與附近單位連接高壓聯(lián)絡(luò)線的方式取得備用電源，因此，變電所高壓側(cè)有兩條電源進(jìn)線， 一條工作，一條備用，同時(shí)為保證供電的可靠性和對(duì)擴(kuò)建的適應(yīng)性所以 10kV 側(cè)可采用單母線或 單母線分段的方案。2.380V 側(cè)主接線方案的擬定 由原始資料可知，工廠用電部門較多，為保證供電的可靠性和靈活性可采用單母線或單母線 分段接線的方案，對(duì)電能進(jìn)行匯集

32、，使每一個(gè)用電部門都可以方便地獲得電能。方案確定根據(jù)前面章節(jié)的計(jì)算，若主變采用一臺(tái) S11 型變壓器時(shí)，總進(jìn)線為一路路。為提高供電系統(tǒng) 的可靠性，低壓一側(cè)需加入備用電源。若主變采用兩臺(tái) S11 型變壓器時(shí)， 總進(jìn)線為兩路， 但若電源出現(xiàn)故障， 兩臺(tái)主變均無(wú)法使用， 可靠性較低。表 3-1 兩種主接線方案的比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變加備用電源的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案技術(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單電源供電，可靠性差供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變，電壓損耗略大由于兩臺(tái)主變并列， 電壓損耗略小靈活方便性接有備用電源，靈活性好由于有兩臺(tái)主變，靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性差一些更好經(jīng)濟(jì) 指 標(biāo)

33、電力變壓器的綜合投資額按單臺(tái) 8.8 萬(wàn)元計(jì)，綜合投資為 2 8.8=17.6 萬(wàn)元按單臺(tái) 6.8850 萬(wàn)元計(jì)，綜合投資 為 4 6.8850=27.54 萬(wàn)元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)約 7 萬(wàn)元主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修 管理費(fèi)約 10 萬(wàn)元交供電部門的一次性供電貼費(fèi)按 800 元 /KVA 計(jì)，貼費(fèi)為 1250 0.08 萬(wàn)元 =100 萬(wàn)元貼費(fèi)為 2 800 0.08=128 萬(wàn)元從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)看，裝設(shè)一臺(tái)主變的方案優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案。由于二級(jí)負(fù)荷較小，從技術(shù)指標(biāo)考

34、 慮，采用于裝設(shè)一臺(tái)主變加備用電源的方案。短路電流的計(jì)算繪計(jì)算電路圖根據(jù)變電所主接線圖繪出計(jì)算電路圖， 將短路計(jì)算中需計(jì)入的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)， 并將各個(gè)元件依次編號(hào)。如圖 4-1 所示。圖 4-1 短路計(jì)算電路確定短路電流在短路計(jì)算中，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇在可能產(chǎn)生最大短路電流的地方。一般來(lái)說(shuō)。高壓側(cè)選擇 在高壓母線位置；低壓側(cè)選擇在母線位置；系統(tǒng)中裝有限流電抗器時(shí)，應(yīng)選擇在電抗器之后，如 圖 4-1 中的 k-1 及 k-2 點(diǎn)。計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值等設(shè)定基準(zhǔn)容量 Sd 和基準(zhǔn)電壓 Ud ，計(jì)算短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流 Id。設(shè)Sd =100MV A ， U d =U c ，即高壓側(cè) U d1

35、 =10.5kV,低壓側(cè) U d2 =0.4kV,則X34.5100100 MVA4.51000 KW(4-1)Id2Sd3Ud2100MVA144kA3 0.4kV(4-2)（2）計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值SdX1Soc100MVA 0.2500MVA 0.2(4-3)式中 Soc 電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量2）架空線路的電抗標(biāo)幺值，查得LGJ-150 的單位電抗 x00.36/km ，而線路長(zhǎng) 8km, 故X 2 0.36 8100MVA 2 2.6(10.5kV) 2(4-4)3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值，查得S11-1000的短路電壓 Uk% =4.5，故

36、X3 140.50100MVA 4.51000KW(4-5)X3X 4 4.5(4-6)繪制等效電路圖，如圖 4-2 所示：圖 4-2 短路等效電路圖確定抗標(biāo)幺值等(1)求 k-1 點(diǎn)的短路回路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1)總阻抗標(biāo)幺值k1 X1X2 0.2 2.6 2.8(4-7)三相短路電流周期分量有效值3)其他三相短路電流4)5)I (3)Ik1I d1X * k15.5kA 1.96kA2.8I (3) =I (3) = I k(31) =1.96kA(3)(3)ish =2.55 I =2.551.96kA=5.0kAI s(3h)(3)=1.51 I(3)=1.51 1.

37、96kA=2.96kA三相短路容量?jī)上喽搪冯娏?4-8)(4-9)(4-10)(4-11)SdX k1100MVA 35.7MVA2.8(4-12)I k(2)1 = I (2) = I(2)= 0.866I k(3)1 =1.70kA(2)(2) (3)is(h2 ) =0.866 is(h3) =4.33kAI s(h2) =0.886 Is(h3) =2.56kA(4-13)(4-14)(4-15)求 k-2 點(diǎn)的短路回路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1)總阻抗標(biāo)幺值X1 X 2X3 0.2 2.6 4.57.3(4-16)2)三相短路電流周期分量有效值( 3)IK2I d2144

38、KA 19.7KA7.3(4-17)其他三相短路電流(3) (3) (3)I (3) = I (3) = I k(32) =19.7kA(3)(4-18)(3)(3)is(3h) =1.84 I =1.84 19.7kA=36.25kA(4-19)(3)4）三相短路容量5）兩相短路電流I s(h3) =1.09 I =1.0919.7kA=21.47kA(4-20)SK3Sd100MVA 13.7MVA7.3(4-21)Ik(2)2= I(2)= I(2)= 0.866I k(3)1 =24.65kA(2)(4-22)4-24)(4-23)is(h3) =0.866 is(h3) =31.4k

39、AIs(h2)=0.886Is(h3)=19.02kA (列出短路計(jì)算表短路電流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 4-1；表 4-1 并列運(yùn)行時(shí)短路電流計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流 /KA兩相短路電流 /KA三相短路容量/MVA(3) IkI (3)I (3)i ( 3) i sh(3) I shI(2) ki(2) shI(2) sh( 3)SkK-1點(diǎn)1.961.961.965.02.961.74.332.5635.7K-2點(diǎn)19.719.719.736.2521.4724.6531.419.0213.7主要電氣設(shè)備選擇5.1 變電站一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、 經(jīng)濟(jì)

40、的重要條件。 在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資， 選擇合適的電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的選擇同時(shí)必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安 全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件為了保證一次設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，必須按下列條件選擇和校驗(yàn)：按正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇。(2) 按短路條件，包括動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來(lái)校驗(yàn)?？紤]電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件和溫度、濕度、海拔以及有無(wú)防塵、防腐、防火、防爆等 要求。按正常工作條件選擇按工作電壓選擇設(shè)備的額

41、定電壓 U N ge不應(yīng)小于所在線路的額定電壓 UN ，即UNe U N (5-1)按工作電流選擇設(shè)備的額定電流 I N ge不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流 I30 ，即I N.e I30(5-2)按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流 I oc或斷流容量 Soc不應(yīng)小于設(shè)備分?jǐn)嗨查g的短路電流有效值Ik 或短路容量 Sk ，即oc kSocSk(5-3)(5-4)按短路條件校驗(yàn)短路條件校驗(yàn)，就是校驗(yàn)電器和導(dǎo)體在短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)（1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件imax(3)ish(5-5)(5-6)式中 imax 、 I max開關(guān)的極限通過(guò)電流（動(dòng)穩(wěn)定電流）峰值和有

42、效值（單位為KA ）；(3) (3) ish 、 I sh開關(guān)所在處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值（單位為KA ）。I (3) max Ish式中 I t 開關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值（單位為KA ）；(5-7)（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件It2t I (3)2 tima開關(guān)的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間（單位為 s）；I(3)開關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流（單位為KA ）；tima 短路發(fā)熱假想時(shí)間（單位為s）。電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)（1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件imax(3)ish(5-8)2KesI1N103(3)ish(5-9)K t 電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)（對(duì)I1N ）。式中 imax 電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定電流（單位為

43、KA ）；Kes 電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)（對(duì)I1N ）；I1N 電流互感器的額定一次電流（單位為A）。熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件Kt I1NttimaIt I (3)(5-10)I (3)tima(5-11)式中 It 電流互感器的熱穩(wěn)定電流（單位為 KA ）；t 電流互感器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間，一般取1s；10kV 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)表 5-1 10kV 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇交驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UNIN(3) Iki (3) i shI (3)2 tima ima數(shù)據(jù)10kV67.6A1.96kA5.0kA1.96 2 1.9 7.310 kv次 設(shè) 備 型 號(hào) 參

44、 數(shù)額定參數(shù)UNeINeIocimaxIt2t高壓真空斷路 一器CV2-10/63010kV630A16kA40kA162 2 512高壓熔斷器XRNP3-12/125-5012kV0.5A50kA電壓互感器JDZX12-1010/ 3/0.1/ 3/0.1/3KV電流互感器LZZBJ12-10A10kV100/5A10KV8031.5高壓隔離開關(guān)GN19-12/630A12KV630A開關(guān)柜KYN28A-24380V 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)表 5-2 380V 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇交驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度參數(shù)UNI 30(3) Iki (3) i shI(3)2 tima ima裝置地點(diǎn)條件數(shù)據(jù)380V總 2155A28.46kA52.37kA28.462 0.4 323額定參數(shù)UNINIocimaxIt2t萬(wàn)能式斷路器400V2500A60kACW2-2500塑料外殼式斷路器400V630ACM