車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設計方案

1、 /561緒論設計背景、目的及意義在工廠里，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小除電化工業(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(zhì)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，如何正確地計算選擇各級變電站的變壓器容量及其它主要電氣設備，這是保證企業(yè)安全可靠供電的重要前提。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

2、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)略意義工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務，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。根據(jù)該工廠的規(guī)模、負荷情況、供電條件、技術(shù)要求、自然條件，設計其總配變電所及配電系統(tǒng)。1.2設計內(nèi)容根據(jù)任務書的要求，本設計主要有以下內(nèi)容：1)車間的負荷計算及無功功率補償；2)總配電所位置和型式的選擇；3)變電所主變壓器臺數(shù)和容量、類型的選擇；4)變電所主結(jié)線方案的設計；5)短路電流的計算，并進行一次設備的選擇與校驗；6)選擇車間變電所高低壓進出線；7)選擇電源進線的二次回路方案及整定繼電保護；8)車間防雷

3、保護和接地裝置的設計；9)確定車間低壓配電系統(tǒng)布線方案；10)選擇低壓配電系統(tǒng)導線及控制保護設備。1.3設計原則按照國家標準工業(yè)與民用供配電系統(tǒng)設計規(guī)范、10KV及以下變電所設計規(guī)范及低壓配電設計規(guī)范等的規(guī)定，進行工廠供電設計必須遵循以下原則：1）必須遵循有關(guān)國家標準，認真執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟政策，并應作到保障人身和設備安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進和合理。2）應根據(jù)工程特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期和遠期發(fā)展的關(guān)系，作到遠、近期結(jié)合，以近期為主，適當考慮擴建的可能。3）必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件，合理確定設計方案，滿足供電要求。的額定容

4、量之和。由于用電設備組的設備實際上不一定都同時運行，運行的設備也不可能都同時滿負荷，同時設備本身存在有功率損耗，因此，用電設備組的有功計算負荷應為：P30P30SLEel其中，K工為設備組的同時系數(shù)，即設備組在最大負荷時運行的設備容量與全部設備容量之比；Kl為設備的負荷系數(shù)，即設備組在最大負荷時的輸出功率與運行的設備容量之比：“e為設備組的平均效率，即設備組在最大負荷時的輸出功率與取用功率之比；“L為配電線的平均效率，即配電線路在最大負荷時的末端功率與首端功率之比。令儀Kl/耳厶二Kd，Kd稱為需要系數(shù)3臺時，計算負荷應考慮其需要系數(shù)，即：P二KPS=,：P2+Q230dM303030i=1Q

5、=PtanI303030式中ZP總設備功率，單位kWMK需用系數(shù)P計算有功功率，單位為kW30Q計算無功功率，單位kvar30S計算視在功率，單位kVA30tan功率因數(shù)角的正切值U電氣設備額定電壓，單位kVNI“計算電流，單位A當每組電氣設備臺數(shù)3時，考慮其同時使用率非常高，將需用系數(shù)取為1，其余計算與上式公式相同2）多組設備的計算負荷當供電范圍內(nèi)有多個性質(zhì)不同的電氣設備組時，先將每一組都按上述步驟計算在各自負荷曲線上不可能同時出現(xiàn)，以一個同時系數(shù)來表達這種不同時因此其計算負荷為：因此其計算負荷為：P=KZPQ=KZQTOC o 1-5 h z30ZP3030Zq30SS=P2+Q2I=30

6、303030303UN式中K有功同時系數(shù)，對于用電設備組計算負荷直接相加，KE取SPS值范圍一般都在0.80.9；對于車間干線計算負荷直接相力口，K,取值范圍一般在0.850.95。K那一一無功同時系數(shù)，對于用電設備組計算負荷直接相加，K那取值范圍一般都在0.900.95；對于車間干線計算負荷直接相力口，K亍取值范圍一般在0.930.97。工q3）吊車電動機組對于吊車電動機容量要求統(tǒng)一換算到二25%，因此可得換算后的設備容量為P=2P廠eMN式中，P為吊車電動機的銘牌容量；為與P對應的負荷持續(xù)率；*為其值MNM25等于25%的負荷持續(xù)率。2.1.3負荷確定根據(jù)利用系數(shù)法機械加廠負荷計算如表2.

7、2所示為機加工廠各車間負荷計算表。機加工一車間詳細負荷計算見附錄一。表2.2機加工廠負荷計算表序號車間名稱供電回路代號設備容量計算負荷KWP/KWQ/KvarS/KVAI/A0機加工一車間NO.1供由回路131.453026.293045.483052.533079.91NO.2供由回路8962306239477NO.3供由回路160.7132.1455.6164.2397.7NO.4供由回路1080812.151機加工二車間NO.1供由回路15546.554.471.57108.73NO.2供由回路1203642.155.3984.16NO.3照明回路10808.0012.152鑄造車間NO

8、.4供由回路1606465.391.43138.92NO.5供由回路1405657.179.98121.51NO.6供由回路1807273.4102.82156.22NO.7照明回路86.406.409.723鉚焊車間NO.8供由回路1504589.199.82151.66NO.9供由回15171.91N0.10照明回路75.605.60&51續(xù)表2.24電修車間NO.11供電回路150457890.05136.82NO.12供電回路146446578.49119.26NO.13照明回路10808.0012.15總計1797.16616.23726.49952.649

9、37.37變壓器低壓側(cè)總計算負荷585.42704.70916.141393.582.2無功功率補償2.2.1無功功率補償概念近年來，隨著我國電力工業(yè)的不斷發(fā)展，大范圍的高壓輸電網(wǎng)絡逐漸形成，同時對電網(wǎng)無功功率的要求也日益嚴格。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、降低電網(wǎng)損耗以及保證其安全運行所不可缺少的部分。電網(wǎng)無功功率不平衡將導致系統(tǒng)電壓的巨大波動，嚴重時會導致用電設備的損壞，出現(xiàn)系統(tǒng)電壓崩潰和穩(wěn)定破壞事故。因此無功功率對電力系統(tǒng)是十分重要的。無功功率補償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守摵傻难b置與感性功率負荷并聯(lián)接在同一電路，當容性負荷釋放能量時，感性負荷吸收能量；而感性負荷釋

10、放能量時，容性負荷卻在吸收能量，能量在兩種負荷之間互相交換。這樣，感性負荷所吸收的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率中得到補償，這就是無功功率補償?shù)幕驹?。無功補償提高功率因數(shù)的意義一）改善設備的利用率因為功率因數(shù)還可以表示成下述形式：cos二PS二PUI其中U線電壓KV）；I線電流A）。可見，在一定的電壓和電流下提高cos，其輸出的有功功率越大，因此改善功率因數(shù)是充分發(fā)揮設備潛力，提高設備利用率的有效方法。二）提高功率因數(shù)可減少電壓損失因為電力網(wǎng)的電壓損失可借下式求出：AU=（PR+QX）/可以看出，影響的因素有四個：線路的有功功率P,無功功率Q,電阻R和電抗X。如果采用容抗為Xc的電容來

11、補償，則電壓損失為AU=PR+Q（X-X）/U故采用補償電容器提高功率因數(shù)后，電壓損失AU減少，改善了電壓質(zhì)量。三）減少線路損失當線路通過電流I時，其有功損耗為：人廠3P2RxlO-3AP=U2COS2線路有功損失AP與COS如成反比cos越高AP越小四）提高電力網(wǎng)的傳輸能力視在功率與有功功率成下述關(guān)系P二SCOS可見，在傳輸一定有功功率P的條件下，cos越高,所需視在功率越小。五）減少用戶開支，降低生產(chǎn)成本六）減小供電設備容量，節(jié)省電網(wǎng)投資無功補償容量計算2.3.1無功功率補償方式選擇無功功率補償?shù)姆椒ê芏?，采用電力電容器，或采用具有容性負荷的裝置進行補償。1、利用過激磁的同步電動機，改善用

12、電的功率因數(shù)，但設備復雜，造價高，只適于在具有大功率拖動裝置時采用。2、利用調(diào)相機做無功功率電源，這種裝置調(diào)整性能好，在電力系統(tǒng)故障情況下，也能維持系統(tǒng)電壓水平，可提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，但造價高，投資大，損耗也較高。每kvar無功的損耗約為1.85.5%，運行維護技術(shù)較復雜，宜裝設在電力系統(tǒng)的中樞變電所，一般用戶很少應用。3、異步電動機同步化。這種方法有一定的效果，但自身損耗大，每kvar無功功率的損耗約為419%，一般都不采用。4、電力電容器作為補償裝置，具有安裝方便、建設周期短、造價低、運行維護簡便、自身損耗小每kvar功功率損耗約為0.30.4%以下）等優(yōu)點，是當前國內(nèi)外廣泛采用的補

13、償方法。這種方法的缺點是電力電容器使用壽命較短。電力電容器作為補償裝置有兩種方法：串聯(lián)補償和并聯(lián)補償。a、串聯(lián)補償是把是容器直接串聯(lián)到高壓輸電線路上，以改善輸電線路參數(shù)，降低電壓損失，提高其輸送能力，降低線路損耗。這種補償方法的電容器稱作串聯(lián)電容器，應用于高壓遠距離輸電線路上，用電單位很少采用。b、并聯(lián)補償是把電容器直接與被補償設備并接到同一電路上，以提高功率因數(shù)。這種補償方法所用的電容器稱作并聯(lián)電容器，用電企業(yè)都是采用這種補償方法。由于并聯(lián)電容補償方式運行維護方便安全，且便于安裝，能耗低，投資省，因此本設計采用并聯(lián)電容進行無功補償。并聯(lián)電容的補償方式有可分為三種方法如表2.3所示：補償方式高

14、壓集中補償裝設地點接變電所6-10KV高壓母線，補償方式高壓集中補償裝設地點接變電所6-10KV高壓母線，其電容柜一般裝設在單獨的高壓電容室內(nèi)表2.3并聯(lián)電容無功補償三種方法主要特點原理電路適應范圍初步投資少，運行維護方便，但只能補償高壓母線以前的無功功率適于、中型工廠變配電所做高壓無功補償?shù)蛪杭醒a償接變電所低壓母線，其電容器柜裝設在低壓配電室內(nèi)380TOKOFTAHL能補償?shù)蛪耗妇€以前的無功功率，可使變壓器的無功功率得到補償。從而有可能減小變壓器容量。且運行維護方便適于中、小型工廠或車間變電所做低壓集中補償接變電所低壓母線，其電容器柜裝設在低壓配電室內(nèi)380TOKOFTAHL能補償?shù)蛪耗妇€

15、以前的無功功率，可使變壓器的無功功率得到補償。從而有可能減小變壓器容量。且運行維護方便適于中、小型工廠或車間變電所做低壓側(cè)基本無功補償續(xù)表2.3單獨就地補償裝設在用電設備附近，與用電設備并聯(lián)I補償范圍最大，補償效果最好?？煽s小配電線路截面，減小有色金屬消耗能。但電容的利用率不高，且初投資高和維護費用較大適于負荷相當平穩(wěn)且長時間使用的大容量用電設備，及容量雖小但數(shù)量多的用電設備所以根據(jù)本設計的要求選擇采用低壓集中補償?shù)姆椒ā?.3.2無功補償容量的確定1）按提高功率因數(shù)確定補償容量采用一組固定補償電容器時，補償容量按下式計算，但在負荷較輕時不應發(fā)生過補償。Q=P（tan甲-tan甲）Bav12式

16、中、P補償裝置安裝點負荷的平均有功功率；avtan申一補償前的平均功率因數(shù)的正切值；1tan申一補償后希望達到的平均功率因數(shù)的正切值。2采用分組自動投切的電容器組補償時，補償容量按下式計算Q=P（tan申一tan申）B3012式中、P-最大有功負荷。30AQ-dSB30limk式中、AQ30負荷無功功率的最大變化量；dlim允許補償后的最大電壓變動；Sk補償安裝點的短路容量。通過兩個方案比較，此設計選擇低壓側(cè)集中補償?shù)姆椒?。在該設計中希望無功補償后功率因數(shù)cos申不小于0.9，在前面負荷計算中已經(jīng)求出了每個車變的P30和補償前各車變的平均功率因數(shù)cos申，則在計算無功補償容量選擇低壓集中補償方

17、式，同時采用分組自動投切的電容器組補償。補償容量計算S，因此未進行無功補償時，主變壓器容量N.T30應選容量為630kVA的變壓器兩臺。這時變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為cos=585.42/916.14=0.639(2)0.9，考慮到變壓器本身的無功功率損耗AQ遠大于其有功功率損耗AP，般AQ=(45AP，因此TTTT在變壓器低壓側(cè)進行無功補償時，低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應略高于0.90，這里取cos申/=0.92。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由063提高到092，低壓側(cè)需裝設的并聯(lián)電容器容量為二585.42x(tanarccos0.639-tanarccos0.92)二455.31kvar取Q=480kva

18、r3)補償后變壓器的容量和功率因數(shù)補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為S30(2)=$585.422+(704.7-480)2KV.A=627.1KV.A因此每臺主變壓器容量可改選為500kVA。比補償前容量減少130kVA。變壓器的功率損耗為APT伽化=.。15X627.1=941KWAQ0.06S=0.06x627.1=37.626KWT30(2)變電所高壓側(cè)的計算負荷為P補=585.42KW+9.41KW=594.83KW30(1)Q3o二(704.7480)Kvar+37.63Kvar=262.33KvarS3o=為594.832+262.332KV.A=650.1KV.A無功功率補償，

19、工廠的功率因數(shù)為cos二P/S=594.8/650.1=0.91530(1)30(1)這一功率因數(shù)滿足規(guī)定0.90)要求。(4)無功補償前后比較SS=630KV.A500KV.A=130KV.AN.TN.T(5補償裝置的選擇本設計選用的并聯(lián)電容器的型號為CLMD53低壓并聯(lián)電容器，其技術(shù)參數(shù)如表2.4所示。表2.4CLMD53低壓并聯(lián)電容器主要技術(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)品型號額定電壓/kV標稱容量/kvar頻率/HZ組數(shù)每組個數(shù)CLMD530.4304028變電所主接線方案設計及變壓器選擇3.1變電所主變壓器臺數(shù)與容量選擇3.1.1選擇主變壓器臺數(shù)時應考慮下列原則1）應滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大

20、量一、二級負荷的變電所，應采用兩臺變壓器，當一臺發(fā)生故障或檢修時，另一臺可以對負荷持續(xù)供電。對只有二級負荷的變電所也可以只采用一臺變壓器，但必須有備用電源。2）對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而采用經(jīng)濟運行方式的變電所，也可考慮用兩臺變壓器。3）除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但負荷集中且容量相當大的變電所，雖為三級負荷，也可以采用兩臺以上變壓器。SN.T30裝有兩臺主變壓器的變電所每臺變壓器的容量S應滿足以下兩個條件：N.T1）任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足總計算負荷S30的60%70%的需要，即S二（0.60.7）SN.T302）任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一、二級負

21、荷的需要，即SSN.T30（1+2）車間變電所主變壓器的臺數(shù)容量上限車間變電所主變壓器的單臺容量，一般不宜大于1000kVA或1250kVA）方面是受低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制，另一方面可以減少低壓配電線路的電路損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。312主變壓器的確定一）供電電源條件:1）電源由10KV總降壓變電所采用電纜線路受電，電線路長300m線路阻抗為0.380/km。2）工廠總降壓變電所10KV母線上的短路容量按200MVA計。3）工廠總降壓變電所10KV配電出線定時限過流保護裝置的整定時間top=2s。4要求車間變電所最大負荷時功率因數(shù)不得低于0.9。二）根據(jù)本廠屬于二級

22、負荷和前面視在功率的計算，再根據(jù)選擇主變壓器的原則，在安全可靠供電的情況下從經(jīng)濟角度考慮本設計中選擇兩臺變壓器給該車間進行供電。根據(jù)補償后一次側(cè)容量為650.1kVA,考慮百分之15%的余量后總?cè)萘繛镾=（l+15%）x6501=747.6KV.A,變壓器容量30S=（0.60.7）S=（448523KV.A，因此選擇其額定容量為500kV。變壓器按冷N.T30卻方式分類可分為：干式自冷）變壓器、油浸自冷）變壓器、氟化物蒸發(fā)冷卻）變壓器。由于氟化物變壓器對環(huán)境有污染所以不做考慮。如表3.1所示為干式變壓器和油浸變壓器對比表。表3.1干式變壓器和油浸變壓器對比工程干式變壓器油浸變壓器特點高低壓線

23、圈采用F級絕緣材料長期耐熱180C）；線圈環(huán)氧澆注，器身緊固，抗短路能力特強；節(jié)能。油浸式變壓器的繞組是浸在變壓器油中的，絕緣介質(zhì)就是油，冷卻方式有自冷、風冷和強迫油循環(huán)冷卻，其優(yōu)點是冷卻效果好，可以滿足大容量，3.低壓為箔繞組抗短路能力強；4.防潮能力強；5.長期運行免維護；6.散熱性能好能承受一定的濕度，對環(huán)境要求不咼瓦斯繼電器可以及時反映出繞組的故障，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，不足之處是得經(jīng)常巡視，關(guān)注油位的變化，缺了油是件很危險的事情，變壓器油隨著時間失去功效；需要防止變壓器油的滲漏；不適宜在地下室及消防要求高的區(qū)域安裝。投入成本高成本為干變的60%,運行場所任何場所室外運行成本長期運行免維

24、護需要經(jīng)常性的維護，由于該變壓器每1.5年-2年需要更換冷卻油壽命20根據(jù)GB/T17468-1998電力變壓器選用導則及由任務書可知變壓器安裝地點在室內(nèi)，本設計選擇干式變壓器。如表3.2所示為SC9-500/10樹脂澆注干式變壓器型號參數(shù)。表3.2SC9-500/10樹脂澆注干式變壓器型號參數(shù)型號額定容量(kVA額定電壓空載損耗(KW負載損耗(KW空載電流(%阻抗電壓(%連接組標號一次(KV二次(KVSC9-500/10500100.40.904.501.24Y,yn0總配變電所的主接線方案比較選擇本設計有兩臺變壓器的小型變電所。根據(jù)本車間的情況，負荷量不大，但屬于二級負荷，可靠性要求較高，

25、有10KV高壓電來進線供電；根據(jù)上面的設計原則和要求有兩種方案可進行選擇比較，其設計比較如下：方案一：高壓側(cè)無母線、低壓側(cè)單母線分段的雙臺變壓器變電所主接線方式。如圖3.3所示。圖3.3高壓側(cè)無母線、低壓側(cè)單母線分段的雙臺變壓器變電所主接線圖方案一：供電可靠性高，當任意一臺變壓器或任一電源進線停電檢修或發(fā)生故障時，該變壓器通過閉合低壓母線分段開關(guān)，即可迅速恢復對整個變電所的供電，如果兩臺主變壓器低壓側(cè)主開關(guān)采用電磁或電動機合閘操作的萬能式低壓斷路器）都裝設互為備用電源自動投入裝置APD），則任一主變壓器低壓主開關(guān)因電源斷電失壓）而跳閘時，另一主變壓器低壓側(cè)的主開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)將在APD作

26、用下自動合閘，恢復整個變壓所的正常供電。這種主接線可供一、二級負荷。方案二：高壓采用無母線、低壓雙母線的主接線，其接線圖如圖3.4所示。圖3.4高壓側(cè)無母線單母，低壓雙母線接線圖優(yōu)點：這種方案可靠性好、運行靈活，通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作可輪流檢修一組母線不致使供電中斷，一組母線檢修時所有回路均不中斷供電，檢修任一回路的母線側(cè)隔離開關(guān)時,只中斷該回路的供電。檢修任一回路斷路器時,可用母聯(lián)斷路器代替工作；擴建方便，這種方案廣泛用于進出線回路較多，容量大的場合。缺點：（1運行方式改變時,需要用母線隔離開關(guān)進行倒閘操作,操作步驟較為復雜,容易出現(xiàn)誤操作,導致人身或設備事故。（2任一回路斷路器檢修

27、時,該回路仍需停電或短時停電。（3增加了大量的母線側(cè)隔離開關(guān)及母線的長度，配電裝置結(jié)構(gòu)較為復雜，占地面積與投資都有所增加。兩種法案的比較（1）從安全性看這兩種主接線方式都滿足國家的標準的技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設備的安全，滿足供電要求。（2）從可靠性來看，方案一的可靠性比方案二的差一些。但方案二任一回路斷路器檢修時,該回路仍需停電或短時停電。（3）從靈活性看，方案一操作比方案二更簡單，方案二雙母線機構(gòu)復雜維修和維護程度大。（4）從經(jīng)濟上看，方案二由于采用大量的斷路器和母線的長度比方案一大幅度增加，所以初投資成本高，且線路維護工作量大，所以運行成本高，根據(jù)該工廠工作環(huán)境和條件。本廠屬二級

28、負荷。因此主接線方案選擇方案一，機械加工廠車間變電所及低壓配電系統(tǒng)主接線如附錄四所示。短路電流的計算及一次設備的選擇原則4.1短路計算4.1.1短路電流計算目的為了正確選擇和校驗電氣設備，準確計算繼電保護裝置的整定值，就需要計算短路故障發(fā)生時通過元件的最大可能的短路電流。由于在發(fā)電機附近短路的兩相短路電流和在靠近中性點接地的變壓器短路的單相短路電流可能大于三相短路電流。因此，應根據(jù)不同的供電系統(tǒng)模型求出：最大短路電流：確定電器設備容量或額定參數(shù)；最小短路電流：作為選擇熔斷器、整定繼電保護裝置的依據(jù)。4.1.2采用三相短路電流計算為標準的原因電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性大；但三相短路的短路電

29、流值最大，造成的危害也最嚴重。作為選擇校驗電氣設備用的短路計算中，以最嚴重的三相短路電流的計算為主。4.1.3短路電流計算的方法步驟一）歐姆法有名制法）1、繪制計算電路圖，選擇短路計算點。計算電路圖上應將短路計算中需計入的所有電路元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號。短路計算點應選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。2、計算短路回路中各主要元件的阻抗，包括電力系統(tǒng)、電力線路和變壓器的阻抗。3、繪制短路回路等效電路，并計算總阻抗。等效電路圖上標注的元件阻抗值必須換算到短路計算點。4、計算短路電流。分別對各短路計算點計算其三相短路電流周期分量、短路次暫態(tài)短路電流、短路

30、穩(wěn)態(tài)電流和短路沖擊電流。二)標幺值法相對單位制法)1、繪制計算電路圖，選短路計算點。與前面歐姆法相同。2、設定基準容量S和基準電壓U，計算短路點基準電流I。ddd3、計算短路回路中各主要元件的阻抗標幺值，一般只計算電抗。4、繪制短路回路等效電路，并計算總阻抗。采用標幺值法計算時，無論有幾個短路計算點，其短路等效電路都只有一個。5、計算短路電流，與歐姆法相同。標幺制法相對于歐姆法來說有三個主要的特點：采用標幺制易于比較電力系統(tǒng)各元件的特性及參數(shù)，能夠簡化計算公式，能在一定程度上簡化計算工作。本設計采用標幺值法進行短路電流計算。4.1.4短路電流計算如圖4.1所示為根據(jù)變電所主接線方案繪制的短路等

31、效電路圖,圖中標出各元件的電抗標幺值，并標明了短路計算點。圖4.1短路電流計算等效電路圖按供電工程設計說明,短路計算點的短路電流如表4.2所示。詳細的短路電流計算見附錄二。表4.2短路計算表短路計算點運行方式三相短路電流kA)電壓ish(3Ish(3k-19.1723.3813.8410.5166.7k-2最大運行31.357.834.10.421.74最小運行13.2524.414.450.411.634.2一次設備選擇4.2.1概述工廠總降壓配電所的各種高壓電氣設備，主要指6-10KV以上的斷路器，隔離開關(guān)，負荷開關(guān)，熔斷器，互感器，電抗器，母線，電纜等。這些電氣設備要能可靠的工作，必須按

32、正常工作條件進行選取，并且按短路情況進行校驗。所謂的正常工作條件是指：電器的額定電壓U不應小于所在回路的工作電壓。e電器的額定電流I不應小于該回路的最大長期工作電流I。emax選擇電器時應考慮設備的裝設地點，即按工作環(huán)境，運行條件和要求，選擇設備的型號規(guī)格，如屋內(nèi)或屋外設備，防爆型或普通型，如工作環(huán)境、污染程度，應加強絕緣的電器，電路操作頻繁時應選取勝任頻繁操作的真空斷路器而不應選取不適于頻繁操作的少油斷路器。4.2.2一次設備的選擇原則為了保證一次設備安全可靠地運行，必須按下列原則選擇和校驗：按正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇。按短路條件，包括動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來校驗?？紤]電氣

33、設備運行的環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。按各類設備的不同特點和要求如斷路器的操作性能、互感器的二次負荷和準確級等進行選擇。按短路情況校驗電器的穩(wěn)定性一)短路熱穩(wěn)定校驗短路熱穩(wěn)定校驗就是要求所選的電器，當短路電流通過它時，其最高溫度不應超過制造廠規(guī)定的短路時發(fā)熱允許溫度，即：12Rt12Rt或12t121gjtgjt式中I2Rt短路電流所產(chǎn)生的熱量；gjI2Rt電器在短路時的允許發(fā)熱量,制造廠通常以t秒1秒時，可認為t=tddj二)動力穩(wěn)定校驗電動力穩(wěn)定是指電器承受短路電流引起機械效應的能力，在校驗時，用短路電流的最大幅值與制造廠規(guī)定的最大允許電流進行比較即ii

34、chmax或I用熔斷器保護的電器和導體可不校驗熱穩(wěn)定。除有限流作用的熔斷器保護電路，電器和裸導體的動穩(wěn)定仍應校驗。(2裝設在電壓互感器回路內(nèi)的電器和裸導線可不校驗動、熱穩(wěn)定。(3架空線可不校驗動、熱穩(wěn)定。(4在非重要用電場所的導體，當變壓器容量在1250KVA以下，高壓側(cè)電壓為10KV以下，且不致因短路故障損壞導體而產(chǎn)生嚴重后果者，可不校驗動、熱穩(wěn)定。表4.7FCGW-10/200-630復合干式穿墻套管主要技術(shù)參數(shù)型號額定電壓/kV額定電流/A雷電沖擊耐受電壓峰值/kV工頻耐受電壓有效值/kV彎曲破壞負荷/N允許彎曲負荷/NFCGW-10/200-6301020016007530125062

35、5動穩(wěn)定校驗：TOC o 1-5 h zL1.2F=1.73(i3)2cx10-7=1.73x(23.38x103)2xx10-7=150Nmaxsha0.75穿墻套管彎曲破壞負荷為F=1250NF滿足動穩(wěn)定條件。Nmax故選擇FCGW-10/200-630型復合干式穿墻套管符合要求。（二）低壓側(cè)一次設備選擇及校驗低壓配電屏的種類有PGL型和GGD，GGD型低壓開關(guān)柜性能比PGL型低壓配電屏優(yōu)越，考慮PGL型價格便宜，經(jīng)濟效果好，能滿足要求，因此本設計用PGL型低壓配電屏。方案號采用04、40號。1、低壓配電屏選擇：根據(jù)變電所一車間低壓配電室的面積及配電需要，選擇低壓配電屏七臺，其中一臺為低壓

36、側(cè)電源進線配電屏，其它六臺分別為一車間、二車間、鑄造車間、鉚焊車間、電修車間和備用的低壓配電屏。NO.1低壓側(cè)電源進線配電屏選擇PGL-1-04，PGL-1-04A型低壓配電屏選擇校驗結(jié)果如表4.8所示。表4.8PGL-1-04A低壓配電屏選擇校驗結(jié)果選擇校驗工程電壓電流斷流能力動穩(wěn)定熱穩(wěn)定結(jié)論裝設地點條件參數(shù)UNI30IKish12t3ima數(shù)據(jù)380V1151A31.3KA57.8KA685.8KA低壓側(cè)一次設額定參數(shù)UNINIocimax12toc低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380V1500A/合格備型號規(guī)格低壓斷路器DW10-1500/3380V1500A40KA/合格續(xù)表4.8

37、電流互感器LMZJ1-0.5-500/5500V1500KA/合格（注：t=0.7simaNO.2低壓側(cè)一車間選擇低壓配電屏PGL-1-40A。PGL-1-40型低壓配電屏選擇校驗結(jié)果如表4.9所示。表4.9PGL-1-40型低壓配電屏選擇校驗結(jié)果電壓電流斷流能力動穩(wěn)定熱穩(wěn)定結(jié)論裝設地點條件參數(shù)UIonIKi12t數(shù)據(jù)N380V30284.2A31.3KA57.8KA迅ima685.8KA低壓側(cè)一次設備型號規(guī)格額定參數(shù)UNINIocimax12toc低壓刀開關(guān)HD13-400/31380V400A/合格電流互感器LMZ1-0.5-200/5500V200/5A/合格NO.1低壓斷路器DZ20-

38、160/3380V160A25A/合格N0.2低壓斷路器DZ20-160/3380V160A25A/合格NO.3低壓斷路器DZ20-160/3380V160A25A/合格NO.4低壓斷路器DZ20-100/3380V100A25A/合格NO.3由于機加工二車間、鑄造車間、電修車間支路干線同一車間額定電流都小于160A所以低壓配電屏中一次設備與一車間類同。NO.4鉚焊車間選擇低壓配電屏PGL-1-40。PGL-1-40型低壓配電屏選擇校驗結(jié)果如表4.10所示。表4.10PGL-1-40型低壓配電屏選擇校驗結(jié)果電壓電流斷流能力動穩(wěn)定熱穩(wěn)定結(jié)論裝設地點條件參數(shù)UNI30IKish12tgima數(shù)據(jù)380V332A31.3KA57.8KA685.8KA續(xù)表4.10低壓側(cè)一次設備型號規(guī)格額定參數(shù)UNINIocimax12toc低壓刀開關(guān)HD13-400/31380V400A/合格電流互感器LMZ1-0.5-200/5500V200/5A/合格N0.1低壓斷路器DZ20-160/3380V160A25A/合格NO.1低壓斷路