工廠供電課程設(shè)計文件

工廠供電課程設(shè)計題目：某機修廠供配電系統(tǒng)設(shè)計學院：信息科學與工程學院班級：指導老師：姓名：學號：目錄TOC\o"1-3"\h\u19809第一章緒論 110910§1.1工廠供電的意義和要求 123568§1.2工廠供電設(shè)計的一般原則 1491§1.3工廠簡介及設(shè)計要求 229931§1.4設(shè)計任務(wù) 429931§1.5設(shè)計內(nèi)容及步驟 413997第二章負荷計算和無功補償 61202§2.1.負荷計算的目的和方法 61202§2.2各車間負荷計算表 68946§2.3全廠負荷計算的過程 68946§2.4功率補償 710420第三章供電電壓的方案確定 818844§3.1供電電壓的方案論證 85453§3.2供電電壓方案的技術(shù)比較 832503第四章變壓器的選擇 920501§4.1主變壓器臺數(shù)的選擇 920451§4.2變壓所主變壓器容量的選擇 92815§4.3各車間變電所變壓器選擇 1025606第五章主接線方案的選擇 1011284§5.1變配電所主接線的選擇原則 1020010§5.2主接線方案選擇 119257§5.3車間配電所的主接線選擇 1210136第六章短路計算 1326405§6.1短路電流計算的目的及方法 1324598§6.2本設(shè)計采納標幺制法進行短路計算 1330632§6.3短路電流計算結(jié)果 1528206第七章變電所一次設(shè)備的選擇及校驗 1617815§7.1電氣設(shè)備選擇條件 1630305§7.235kv母線的選擇 1730305§7.310kv引出線的選擇 1730305§7.435kv架空線的選擇 1730305§7.510kv母線的選擇 1830305§7.635kv高壓側(cè)設(shè)備的選擇與校驗 2030305§7.710kv低壓側(cè)設(shè)備的選擇與校驗 2418212第八章電力系統(tǒng)的繼電愛護 2821219§8.1概述 2832578§8.2設(shè)計中繼電愛護的配置 2928224§8.3愛護的整定 3023586第九章電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置 3423640§9.1電測量儀表 3420177§9.2絕緣監(jiān)視裝置 3427656第十章防雷與接地 363251§10.1防雷及措施 3632560§10.2接地與接地裝置 3712781第十一章總結(jié) 389223參考文獻 38第一章緒論一、工廠供電的意義和要求工廠供電，確實是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要緊能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，又便于操縱、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(yīng)用極為廣泛。在工廠里，電能盡管是工業(yè)生產(chǎn)的要緊能源和動力，然而它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般專門?。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)電氣化以后能夠大大增加產(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。從另一方面來講，假如工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴峻的后果。因此，做好工廠供電工作關(guān)于進展工業(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)約關(guān)于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，關(guān)于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要專門好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，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，就必須達到以下差不多要求：（1）安全在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2）可靠應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3）優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)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(yīng)合理地處理局部和全局、當前和長遠等關(guān)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(yīng)進展。二、工廠供電設(shè)計的一般原則按照國家標準GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、GB50053-94《10kv及以下設(shè)計規(guī)范》、GB50054-95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則：（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。（2）安全可靠、先進合理；應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，采納效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。（3）近期為主、考慮進展；應(yīng)依照工作特點、規(guī)模和進展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期進展的關(guān)系，做到遠近結(jié)合，適當考慮擴建的可能性。（4）全局動身、統(tǒng)籌兼顧。按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接阻礙到工廠的生產(chǎn)及進展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。三、工廠簡介及設(shè)計要求1．工廠總平面布置圖如下：圖1工廠總平面布置圖2.工廠的生產(chǎn)任務(wù)、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格：本廠承擔某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)各附屬廠的電機、變壓器修理和制造任務(wù)。年生產(chǎn)規(guī)模為修理電機7500臺，總?cè)萘繛?5萬kW；制造電機總?cè)萘繛?萬kW，制造單機最大容量為5000kW；修理變壓器500臺；生產(chǎn)電氣備件為60萬件。本廠為某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)的重要組成部分。3.工廠各車間的負荷情況及各車間可能配置變壓器臺數(shù)如表1所示。表1工廠各車間負荷情況及各車間變電所容量序號車間名稱設(shè)備容量(kW)需要系數(shù)車間變電所代號變壓器臺數(shù)1電機修造車間25050.240.82No.112機械加工車間8860.181.58No.213新品試制車間6340.351.51No.314原料車間5140.60.59No.415備件車間5620.350.79No.516鍛造車間1500.241.6No.617鍋爐房2690.730.87No.718空壓站3220.560.88No.819汽車庫530.570.9No.9110大線圈車間3350.560.63No.10111半成品試驗站12170.30.79No.11112成品試驗站22900.280.75No.12113加壓站（10kV專供負荷）2560.640.85——114設(shè)備處倉庫（10kV專供負荷）5600.60.85——115成品試驗站內(nèi)大型集中負荷36000.80.8要緊為35kV高壓整流裝置，要求專線供電。4.供電協(xié)議：（1）當?shù)毓╇姴块T可提供兩個供電電源，供設(shè)計部門選擇：1）從某220/35kV區(qū)域變電站提供電源，此區(qū)域變電站距工廠南側(cè)4.5km。2）從某35/10kV變電所，提供10kV備用電源，此變電所距工廠南側(cè)約4km。（2）電力系統(tǒng)的短路數(shù)據(jù)，如表2，其供電系統(tǒng)圖，如圖2。表2區(qū)域變電站35kV母線短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運行方式系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)最大運行方式最小運行方式圖2供電系統(tǒng)圖（3）供電部門對工廠提出的技術(shù)要求：1）區(qū)域變電站35kV饋電線的過電流愛護整定時刻，要求工廠總降壓變電所的過電流愛護整定時刻不大于1.3s。2）在工廠35kV電源側(cè)進行電能計量。3）工廠最大負荷時功率因數(shù)不得低于0.9。（4）電費制度：每月差不多電費按主變壓器容量計為18元/kVA，電費為0.5元/kW·h。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性地向供電部門交納供電貼費：6～10kV為800元/kVA。5.工廠負荷性質(zhì)：本廠大部分車間為一班工作制，少數(shù)車間為兩班或三班工作制，工廠的年最大有功負荷利用小時數(shù)為2300h。鍋爐房供應(yīng)生產(chǎn)用高壓蒸汽，其停電將使鍋爐發(fā)生危險。又由于工廠距離市區(qū)較遠，消防用水需廠方自備。因此鍋爐房供電要求有較高的可靠性。6.工廠自然條件：（1）氣象資料：本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38oC，年平均氣溫為23oC，年最低氣溫為－8oC，年最熱月平均最高氣溫為33oC，年最熱月平均氣溫為26oC，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25oC。當?shù)刂鲗эL向為東北風，年雷暴日數(shù)為20。（2）地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂粘土為主，地下水位為2m。四．設(shè)計任務(wù)1．高壓供電系統(tǒng)設(shè)計要緊任務(wù)是工廠內(nèi)部高壓供電等級選擇，需考慮供電的經(jīng)濟性（設(shè)備及損耗費用）和技術(shù)要求（線路電壓損耗、以及供電電源變壓器的斷路器出線容量等）。2．總降壓變電站設(shè)計（1）主結(jié)線設(shè)計：依照設(shè)計任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實現(xiàn)的多個方案，通過概略分析比較，留下2～3個較優(yōu)方案，對較優(yōu)方案進行詳細計算和分析比較，（經(jīng)濟計算分析時，設(shè)備價格、使用綜合投資指標），確定最優(yōu)方案。（2）短路電流計算：依照電氣設(shè)備選擇和繼電愛護的需要，確定短路計算點，計算三相短路電流，計算結(jié)果列出匯總表。（3）要緊電氣設(shè)備選擇：要緊電氣設(shè)備的選擇，包括斷路器、隔離開關(guān)、互感器、導線截面和型號等設(shè)備的選擇及校驗。選用設(shè)備型號、數(shù)量、匯成設(shè)備一覽表。（4）要緊設(shè)備繼電愛護設(shè)計：包括主變壓器、線路等元件的愛護方式選擇和整定計算。（5）配電裝置設(shè)計：包括配電裝置布置型式的選擇、設(shè)備布置圖。（6）防雷、接地設(shè)計：包括直擊雷愛護、進行波愛護和接地網(wǎng)設(shè)計。3．車間變電所設(shè)計依照車間負荷情況，選擇車間變壓器的型號。廠區(qū)10KV配電系統(tǒng)設(shè)計依照所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，通過詳細計算和分析比較，確定最優(yōu)方案。五、設(shè)計內(nèi)容及步驟全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計，是依照各個車間的負荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結(jié)合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟的分配電能問題。其差不多內(nèi)容有以下幾方面。1、負荷計算全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎(chǔ)上進行的?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計算負荷及總功率因數(shù)。列出負荷計算表、表達計算成果。2、工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選擇參考電源進線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量。3、工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計依照變電所配電回路數(shù)，負荷要求的可靠性級不和計算負荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對它的差不多要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟，安裝容易維修方便。4、廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計依照廠內(nèi)負荷情況，從技術(shù)和經(jīng)濟合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，計算出導線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線路結(jié)構(gòu)與敷設(shè)方式設(shè)計。用廠區(qū)高壓線路平面布置圖，敷設(shè)要求和架空線路桿位明細表以及工程預算書表達設(shè)計成果。5、工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下的短路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。6、改善功率因數(shù)裝置設(shè)計按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計算求出達到供電部門要求數(shù)值所需補償?shù)臒o功率。由手冊或廠品樣本選用所需移相電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。如工廠有大型同步電動機還能夠采納操縱電機勵磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。7、變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器設(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。并依照需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗。用總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表和投資概算表達設(shè)計成果。8、繼電愛護及二次結(jié)線設(shè)計為了監(jiān)視，操縱和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的操縱、信號、檢測和繼電器愛護裝置。并對愛護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數(shù)。設(shè)計包括繼電器愛護裝置、監(jiān)視及測量儀表，操縱和信號裝置，操作電源和操縱電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達設(shè)計成果。35kv及以上系統(tǒng)尚需給出二次回路的愛護屏和操縱屏屏面布置圖。9、變電所防雷裝置設(shè)計參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計防雷裝置。進行防直擊的避雷針愛護范圍計算，幸免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計算，按避雷器的差不多參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號，并確定其接線部位。進行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大同意安裝距離檢驗以及沖擊接地電阻計算?？偨祲鹤冸娝儭⑴潆娧b置總體布置設(shè)計綜合前述設(shè)計計算結(jié)果，參照國家有關(guān)規(guī)程規(guī)定，進行內(nèi)外的變、配電裝置的總體布置和施工設(shè)計。第二章負荷計算及功率補償一、負荷計算的內(nèi)容和目的（1）計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷，其熱效應(yīng)與同一時刻內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計中，通常采納30分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（2）尖峰電流指單臺或多臺用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負荷電流。一般取啟動電流上午周期重量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和愛護元件等的依據(jù)。在校驗瞬動元件時，還應(yīng)考慮啟動電流的非周期重量。（3）平均負荷為一段時刻內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時刻之比。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量二、負荷計算的方法負荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式等幾種。本設(shè)計采納需要系數(shù)法確定。要緊計算公式有：有功功率：P30=Pe·Kd無功功率:Q30=P30·tgφ視在功率:S3O=P30/Cosφ計算電流:I30=S30/√3UN三、各用電車間負荷計算結(jié)果如下表：序號車間名稱有功功率無功功率視在功率1電機修造車間6004937762機械加工車間1602522983新品試制車間2223354014原料車間3081823585備件車間1971552506鍛造車間3658687鍋爐房1961712608空壓站1801582409汽車庫30274010大線圈車成品試驗站36528846512成品試驗站64148080013加壓站（10kV專供負荷）16414021514設(shè)備處倉庫（10kV專供負荷）33628544015成品試驗站內(nèi)大型集中負荷288023043688四、全廠負荷計算取K∑p=0.92;K∑q=0.95依照上表可算出：∑P30i=6520kW;∑Q30i=5463kvar則P30=K∑P∑P30i=0.9×6520kW=5999kWQ30=K∑q∑Q30i=0.95×5463kvar=5190kvarS30=(P302+Q302)1/2≈7932KV·AI30=S30/√3UN≈94.5ACOSф=P30/S30=5999/7932≈0.75五、功率補償由于本設(shè)計中上級要求COSφ≥0.9,而由上面計算可知COSф=0.75<0.9，因此需要進行無功補償。綜合考慮在那個地點采納并聯(lián)電容器進行低壓側(cè)集中補償。可選用BWF6.3-100-1W型的電容器，其額定電容為2.89μFQc=5999×（tanarccos0.75－tanarccos0.92）Kvar=2724Kvar取Qc=2700Kvar因此，其電容器的個數(shù)為：n=Qc/qC=2700/100=27而由于電容器是單相的，因此應(yīng)為3的倍數(shù)，取27個正好無功補償后，變電所低壓側(cè)的計算負荷為：S30（2）′=[59992+(5463-2700)2]1/2=6564KV·A變壓器的功率損耗為：△QT=0.06S30′=0.06*6564=393.8Kvar△PT=0.015S30′=0.015*6564=98.5Kw變電所高壓側(cè)計算負荷為：P30′=5999+98.5=6098KwQ30′=(5463-2700)+393.8=3057KvarS30′=(P302+Q302)V=6821kV.A無功率補償后，工廠的功率因數(shù)為：cosφ′=P30′/S30′=6098/6821=0.9則工廠的功率因數(shù)為：cosφ′=P30′/S30′=0.9≥0.9因此，符合本設(shè)計的要求第三章供電電壓的方案確定3.1供電電壓的方案論證依照系統(tǒng)的電源情況，供電電壓有兩個方案可供選擇：方案1：工作電源與備用電源均為10kV，母線采納單母線分段，電源進線均采用斷路器操縱。方案2：工作電源是35kV，備用電源為10kV，由架空線引入電源，場內(nèi)總降壓變電所內(nèi)裝設(shè)有兩臺主變壓器，變壓器高壓側(cè)裝設(shè)斷路器，備用電源接在總降壓變電所內(nèi)的10kV母線上。3.2供電電壓方案的技術(shù)比較方案1：工作電源與備用電源均為10kv用10kv電壓供電，廠內(nèi)不設(shè)有主變壓器，無主變壓器損耗。計算負荷S30=6821KVA線路電流：I30=394A選用導線：按滿足發(fā)熱條件選擇導線截面即Ial≥I30則選擇導線LGJ-185，滿足要求，并查表得每相電阻r0=0.68Ω/km，每相電抗為x0=0.39Ω/km。線路電壓損失為：其中L為線路首端到各負荷點的線路長度?？傻?ΔU%=21.9%。方案2：工作電源是35kV，備用電源為10kV。正常運行時以35kV單回路供電，另設(shè)一條10kV線路作為備用電源，依照計算負荷情況，廠內(nèi)總降壓變電所設(shè)兩臺臺容量為3150KVA的變壓器，型號為S9-3150/35，技術(shù)數(shù)據(jù)如表4-3。表4-3S9-3150/35技術(shù)數(shù)據(jù)變壓器有功功率損耗ΔPT≈0.015S30=47.25kw。變壓器無功功率損耗：ΔQT≈0.06S30=189kvar。補償后變壓器低壓側(cè)的負荷為：有功負荷為：P30=6098kw。無功負荷為：Q30=3057kvar。視在功率為：S30=P302+Q302=6821KVA。線路電流為：I30=112.5A選用導線：關(guān)于35kv及以上的線路按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面：查表得jec=1.65A/mm。則可選導線截面為68.2mm，選擇最近的標準截面，查表可知LGJ-70的同意載流量足夠，滿足發(fā)熱條件，同35KV架空線路鋁絞線的最小同意面積為35。因此機械強度也是滿足的。因此導線LGJ-70滿足要求，并查表得每相電阻r0=0.48Ω/km，每相電抗為x0=0.37Ω/km。線路電壓損失可利用式4-1。則：ΔU%=1.40%。10KV備用線路僅考慮一二級負荷之用。計算負荷為6821KVA。線路電流為：I30=393A按發(fā)熱條件選擇截面為LJ-185，并查表得每相電阻r0=0.66Ω/km，每相電抗為x0=0.33Ω/km線路電壓由式4-1計算得出。則：ΔU%=21%因此，系統(tǒng)不能長期工作在備用電源下。比較方案一和二，方案二電壓損耗下，符合設(shè)計準則，故選擇方案二。第四章變壓器的選擇1）主變壓器臺數(shù)的選擇由于該廠的負荷屬于二級負荷，對電源的供電可靠性要求較高，宜采納兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷接著供電，故選兩臺變壓器。（2）變電所主變壓器容量的選擇裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的容量ST應(yīng)同時滿足以下兩個條件：①任一臺單獨運行時，ST≥（0.6-0.7）S′30（1）②任一臺單獨運行時，ST≥S′30（Ⅰ+Ⅱ）由于S′30=6821KV·A，因為該廠差不多上二三級負荷因此按條件1選變壓器。③ST≥（0.6-0.7）×6821=（4092～4775）kV·A≥ST≥S′30（Ⅰ+Ⅱ）又此地年平均氣溫為23度，高于20度。且變壓器為戶內(nèi)安裝，因此ST=(1-(23-20)/100-0.08)SNTSnt>5365KVA因此選容量為6300KV·A的S9-6300/35的變壓器二臺。變壓器型號額定容量連接組不一次額定電壓二次額定電壓S9-6300/356300kvaYd1135kv10kv(3)各車間變電所變壓器選擇依照車間變電所的計算負荷可得各變電所變壓器的容量，依照各變電所變壓器:序號車間名稱計算負荷變壓器型號額定容量KVA車間變電所代號變壓器臺數(shù)1電機修造車間776S9-800/10(6)800No.112機械加工車間298S9-315/10(6)315No.213新品試制車間401S9-500/10(6)500No.314原料車間358S9-400/10(6)400No.415備件車間250S9-250/10(6)250No.516鍛造車間68S9-80/10(6)80No.617鍋爐房260S9-315/10(6)315No.718空壓站240S9-250/10(6)250No.819汽車庫40S9-50/10(6)50No.9110大線圈車間221S9-250/10(6)250No.10111半成品試驗站465S9-500/10(6)500No.11112成品試驗站800S9-800/10(6)800No.12113加壓站（10kV專供負荷）215S9-250/10(6)250——114設(shè)備處倉庫（10kV專供負荷）440S9-500/10(6)500——1第五章主接線方案的選擇一、總降壓變配電所主接線的選擇原則1.當滿足運行要求時，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)約投資。2.當變電所有兩臺變壓器同時運行時，二次側(cè)應(yīng)采納斷路器分段的單母線接線。3.當供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺變壓器時，宜采納線路變壓器組結(jié)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(yīng)采納變壓器分列運行。5.接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；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(guān)。6.6～10KV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。7.采納6～10KV熔斷器負荷開關(guān)固定式配電裝置時，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。8.由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)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(cè)為0.4KV的總開關(guān)宜采納低壓斷路器或隔離開關(guān)。當有繼電愛護或自動切換電源要求時，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采納低壓斷路器。10.當?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)采納低壓斷路器時，在總開關(guān)的出線側(cè)及母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭。二、主接線方案選擇關(guān)于電源進線電壓為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6—10KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓?？偨祲鹤冸娝鹘Y(jié)線圖表示工廠同意和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。主結(jié)線對變電所設(shè)備選擇和布置，運行的可靠性和經(jīng)濟性，繼電愛護和操縱方式都有緊密關(guān)系，是供電設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。1、一次側(cè)采納內(nèi)橋式結(jié)線，二次側(cè)采納單母線分段的總降壓變電所主電路圖如下這種主結(jié)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，因此稱為內(nèi)橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷工廠。假如某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11，投入QF10（其兩側(cè)QS先合），即可由WL2恢復對變壓器T1的供電，這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、同時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)采納外橋式結(jié)線、二次側(cè)采納單母線分段的總降壓變電所主電路圖，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，因此稱為外橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級負荷的工廠。但與內(nèi)橋式結(jié)線適用的場合有所不同。假如某臺變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11，投入QF10（其兩側(cè)QS先合），使兩路電源進線又恢復并列運行。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負荷變動較大、適用經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當一次電源電網(wǎng)采納環(huán)行結(jié)線時，也宜于采納這種結(jié)線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不通過進線斷路器QF11、QF12，這對改善線路斷路器的工作及其繼電愛護的整定都極為有利。3、一、次側(cè)采納單母線二次側(cè)采納單母線分段式的總降壓變電所主電路圖（見總設(shè)計圖）這種主結(jié)線適用于裝有兩臺及以上主變壓器或具有多路高壓出線的變電所，其供電可靠性高。任一臺主變壓器檢修或發(fā)生故障時，通過切換操作，即可迅速恢復對整個變電所的供電。在高壓母線或電源進線進行檢修或發(fā)生故障時可用備用電源供電。但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級負荷，適用于一、二次側(cè)進出線較多的總降壓變電所三、車間配電所的主接線選擇配電所的主結(jié)線方案也分一條進線和兩條進線兩種。（1）一條電源進線的主接線方案（2）兩條電源進線的主結(jié)線方案如圖3-5示（3）兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較（表3-1）表3-1兩種主結(jié)線方案的比較表10-1兩種主接線方案的比較比較項目一條電源進線的主結(jié)線方案(圖3-5)兩條電源進線的主結(jié)線方案(圖3-6)技術(shù)指標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性差不多滿足要求滿足要求靈活方便性由于只有一條電源進線，靈活性稍差由于只有兩條電源進線，靈活性較好擴建適應(yīng)性稍差一些更好一些依照表能夠看出方案2的技術(shù)指標比方案1要好，因此那個地點我采納方案2。第六章短路計算一、短路電流計算的目的及方法短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備，以及進行繼電愛護裝置的整定計算。進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要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。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各要緊元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些要緊元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。關(guān)于工廠供電系統(tǒng)來講，由于將電力系統(tǒng)當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采納阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標幺制法（又稱相對單位制法）。二、本設(shè)計采納標幺制法進行短路計算1.在最小運行方式下：（1）確定基準值取Sd=100MV·A,UC1=37KV,UC2=10.5KV而Id1=Sd/√3UC1=100MV·A/(√3×37KV)=1.56KAId2=Sd/√3UC2=100MV·A/(√3×10.5KV)=5.49KA（2）計算短路電路中各要緊元件的電抗標幺值1）電力系統(tǒng)（SOC=280MV·A）X1*=100/750=0.132）架空線路（XO=0.37Ω/km）X2*=0.37×4.5×100/(37^2)=0.123）電力變壓器（UK%=5.5）X3*=UK%Sd/100SN=5.5×100x1000/(100×6300)=1.19繪制等效電路如圖，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標出短路計算點。(3)求k-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量總電抗標幺值X*Σ(K-1)=X1*＋X2*=0.12+0.13=0.25三相短路電流周期重量有效值IK-1(3)=Id1/X*Σ(K-1)=1.56/0.25=6.24KA3)其他三相短路電流I"(3)=I∞(3)=Ik-1(3)=6.24KAish(3)=2.55×6.24KA=16KAIsh(3)=1.51×6.24KA=9.4KA4)三相短路容量Sk-1(3)=Sd/X*Σ(k-1)=100MVA/0.25=400MVA(4)求k-2點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量1)總電抗標幺值X*Σ(K-2)=X1*＋X2*＋X3*//X4*=0.13+0.12+1.19=1.442)三相短路電流周期重量有效值IK-2(3)=Id2/X*Σ(K-2)=5.49KA/1.44=3.81KA3)其他三相短路電流I"(3)=I∞(3)=Ik-23)=3.81KAish(3)=1.84×3.81KA=7.01KAIsh(3)=1.09×3.81KA=4.15KA4)三相短路容量Sk-2(3)=Sd/X*Σ(k-1)=100MVA/1.44=69.4MV·A2.在最大運行方式下：（1）確定基準值取Sd=1000MV·A,UC1=37KV,UC2=10.5KV而Id1=Sd/√3UC1=1000MV·A/(√3×37KV)=15.6Id2=Sd/√3UC2=1000MV·A/(√3×10.5KV)=55KA（2）計算短路電路中各要緊元件的電抗標幺值1）電力系統(tǒng)（SOC=750MV·A）X1*=1000/750=1.332）架空線路（XO=0.37Ω/km）X2*=0.37×4.5×1000/(37^2)=1.23）電力變壓器（UK%=5.5）X3*=X4*=UK%Sd/100SN=7.5×1000×1000/(100×6300)=12繪制等效電路如圖，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標出短路計算點。(3)求k-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量1)總電抗標幺值X*Σ(K-1)=X1*＋X2*=1.3+1.2=2.52)三相短路電流周期重量有效值IK-1(3)=Id1/X*Σ(K-1)=15.6KA/2.5=6.24KA3)其他三相短路電流I"(3)=I∞(3)=Ik-1(3)=6.24KAish(3)=2.55×6.24KA=15.9KAIsh(3)=1.51×6.24KA=9.4KA4)三相短路容量Sk-1(3)=Sd/X*Σ(k-1)=1000/2.5=400MVA(4)求k-2點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量K1)總電抗標幺值X*Σ(K-2)=X1*＋X2*＋X3*∥X4*=8.52)三相短路電流周期重量有效值IK-2(3)=Id2/X*Σ(K-2)=55KA/8.5=6.47KA3)其他三相短路電流I"(3)=I∞(3)=Ik-2（3）=6.47KAish(3)=2.55×3.8KA=16.5KAIsh(3)=1.51x3.8KA=9.77KA4)三相短路容量Sk-2(3)=Sd/X*Σ(k-2)=1000/8.5=117.6MV·A三.短路電流計算結(jié)果：將計算結(jié)果匯總于下表4：短路計算點運行方式三相短路電流/kA短路容量/MVAK1最大6.2415.99.4400最小6.24169.4398K2最大6.4716.59.77117.6最小3.817.014.1569.4第七章變電所一次設(shè)備的選擇及校驗7.1電氣設(shè)備選擇的條件為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，選擇導線和電纜截面計算時必須滿足下列條件。1、發(fā)熱條件導線和電纜(包括母線)在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運行時的最高同意溫度。2、電壓損耗條件導線和電纜在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過其正常運行時同意的電壓損耗。關(guān)于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進行電壓損耗校驗。3、經(jīng)濟電流密度35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下但距離長電流大的線路，其導線和電纜截面宜按經(jīng)濟電流密度選擇，以使線路的年費用支出最小。所選截面，稱為“經(jīng)濟截面”。此種選擇原則，稱為“年費用支出最小”原則。工廠內(nèi)的10KV及以下線路，通常不按此原則選擇。4、機械強度導線截面不應(yīng)小于其最小同意截面。關(guān)于電纜，不必校驗其機械強度，但需校驗其短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗短路時的穩(wěn)定度。關(guān)于絕緣導線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。一般10KV及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再校驗電壓損耗和機械強度。對長距離大電流及35KV以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟電流密度確定經(jīng)濟截面，再校驗其它條件。1、35kV母線的選擇：能夠選擇LMY型矩形母線，依照導線和電纜的選擇規(guī)范可知，35kV及以上的線路宜按經(jīng)濟電流密度選擇。依照年最大負荷小時數(shù)Tmax2300h，查的經(jīng)濟電流密度jec=1.92，關(guān)于電力變壓器高壓側(cè)線路，計算電流I30=112A。則：因此經(jīng)濟截面積為：Aec=I30/Jec=58.3mm235KV側(cè)母線處選LMY—25×3鋁母線，平放安裝，35度時其同意電流為233A，遠大于主變壓器高壓側(cè)的計算電流112A，正常發(fā)熱時的溫度大大低于70攝氏度。母線熱穩(wěn)定度校驗：假想時刻為2.05s，則熱效應(yīng)同意最小截面積為Amin=54.77mm2符合要求。2、去往各車間車間變電所10KV引出線的選擇：工廠內(nèi)部10KV配電線路采納電力電纜，依照導線和電纜的選擇規(guī)范可知，35kV以下的線路宜先按發(fā)熱條件進行選擇。即：Ial>=I30則關(guān)于此條線路：計算電流I30可取變壓器二次側(cè)額定電流363A校驗考慮到機械壓力，拉力及性能參數(shù)。在設(shè)計中選用的是ZLQ20—10000-3x50型粘性油浸紙絕緣鉛包鋁芯電纜，直埋于地敷設(shè)。初選電力電纜的纜芯截面為50mm23：35kV架空線的選擇考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，因此35kV架空線相應(yīng)的QUOTE=1.05QUOTE即：QUOTE=1.05×=1.05×=113A依照設(shè)計條件QUOTE=2300h取J=1.65A/mm2則導體經(jīng)濟截面面積S=QUOTE/J=173/0.9=68.3mm2。1、選擇導線（按照經(jīng)濟電流密度）：選擇LGJ-70鋼芯鋁絞線，其同意載流量（假設(shè)環(huán)境溫度為30℃）為Ial＞Igmax，滿足電流的要求。2、熱穩(wěn)定校驗（按最大運行方式k2點短路）：依照設(shè)計任務(wù)書的條件，變電所的繼愛護、動作時限不能大于1.8秒，即top=1.8s，斷路器開短時刻toc=0.2s，非周期重量等效時刻ts=0.05s，則：短路假想時刻QUOTE=top+toc+0.05=1.8+0.2+0.05=2.05s架空線最小截面積Smin===64.6<70mm2S＞Smin，滿足熱定的要求。410kV母線的選擇考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，因此10kv母線相應(yīng)的QUOTE=1.05QUOTE即：QUOTE=1.05×=1.05×=0.35kA1、選擇母線（按照最大工作電流）：選擇40x4單條矩形鋁導體平放作母線，面積為S=160mm2，平放時，長期同意載流量為Ia1=480A，導體最高同意溫度為70℃，依照工作環(huán)境溫度為30℃的條件，查綜合修正系數(shù)K=0.94：QUOTE=k×Ia1=0.94×480=451a＞QUOTE滿足載流量的要求。2、熱穩(wěn)定的校驗（按最大運行方式k2點短路）：依照設(shè)計任務(wù)書的條件，配電所的繼保動作時限不能大于1.3秒，即top=1.3s，斷路器開短時刻toc=0.2s，非周期重量等效時刻ts=0.05s,則:短路假想時刻tima=top+toc+0.05=1.5+0.2+0.05=1.55s。母線最小截面積QUOTE===56.6<160mm2S＞QUOTE，滿足熱定的要求。3、動穩(wěn)定校驗：取跨距，相間距離，硬鋁最大同意應(yīng)力，抗彎矩相間電動力最大相應(yīng)力 ＞，滿足動穩(wěn)定的要求。電纜及母線選擇一覽表項目電纜或母線型號截面（mm2）35KV架空線的選擇LGJ-707035KV母線的選擇LMY—25×375去往車間變電所引出線ZLQ20—10000-3x505010KV母線的選擇LMY—40×416010KV架空線線的選擇LJ-18518535KV側(cè)高壓電器設(shè)備的選擇與校驗35kV高壓側(cè)的斷路器的選擇1、35kV斷路器參數(shù)選擇(1)額定電壓選擇：QUOTE≥QUOTE=35kV(2)最高工作電壓選擇：QUOTE≥QUOTE=QUOTE×1.15=35×1.15=38.5kV(3)額定電流選擇：QUOTE≥QUOTE考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，依照規(guī)定，在發(fā)電機、變壓器回路一般考慮1.05倍的額定電流，因此有QUOTE=1.05QUOTE。即：QUOTE=1.05×==0.118kA(4)額定開斷電流選擇：QUOTE≥QUOTE=6.24KA(5)額定短路關(guān)合電流選擇：QUOTE≥QUOTE依照以上數(shù)據(jù)能夠初步選擇SN10－35I型斷路器其參數(shù)如下：表3-5SN10－35I型少油戶內(nèi)式斷路器要緊技術(shù)參數(shù)SN10－35I型戶內(nèi)斷路器要緊技術(shù)參數(shù)額定電壓動穩(wěn)定電流峰值45kA最高工作電壓4S熱穩(wěn)定電流16kA額定電流In=1000A額定合閘時刻0.2s額定開斷電流Ioc=16固有分閘時刻0.06s2、35kV斷路器校驗（1）校驗熱穩(wěn)定：QUOTE計算時刻tima=2.05sQk=Ik2xtima=80ka2.sQUOTEQUOTE=162×4=1024QUOTE即QUOTE，滿足要求。（2）檢驗動穩(wěn)定：QUOTE≥QUOTE即：Ish=15.6KA<Imax=45QUOTEkA,滿足要求故35kV進線側(cè)斷路器選擇戶外SN10－35I型少油式戶內(nèi)斷路器能滿足要求。235kV高壓側(cè)的隔離開關(guān)的選擇1、35kV側(cè)隔離開關(guān)參數(shù)選擇（1）額定電壓選擇：QUOTE≥QUOTE=35kV（2）最高工作電壓選擇：QUOTE≥QUOTE=QUOTE×1.15=35×1.15=38.5kV（3）額定電流選擇：QUOTE≥QUOTE考慮到隔離開關(guān)是與相應(yīng)的斷路器配套使用，因此相應(yīng)回路的In應(yīng)與斷路器相同，即：In=1000A(4)額定開斷電流選擇：QUOTE≥QUOTE=6.24KA(5)額定短路關(guān)合電流選擇：QUOTE≥QUOTE依照以上數(shù)據(jù)能夠初步選擇GN4－35II(D)W型隔離開關(guān)，其參數(shù)分不如下：表3-6GN4－35II(D)W型隔離開關(guān)要緊技術(shù)參數(shù)GN4－35II(D)W型隔離開關(guān)要緊技術(shù)參數(shù)額定電壓動穩(wěn)定電流峰值最高運行電壓4S熱穩(wěn)定電流20kA額定電流In=1000A2、35kV隔離開關(guān)校驗（1）校驗熱穩(wěn)定（下列時刻均取自對應(yīng)斷路器，后備愛護取2S）：即QUOTE計算時刻QUOTE=QUOTE+QUOTE=0.05+2=2.05SQk=Ik2xtJS=80ka2.sQUOTEQUOTE=202×4=1600QUOTE即QUOTE，滿足要求。（2）檢驗動穩(wěn)定：QUOTE≥QUOTE即：QUOTE=50kA,滿足要求故35kV進線側(cè)斷路器選擇GN4－35II(D)W型隔離開關(guān)能滿足要求。335kV高壓進線側(cè)的電流互感器的選擇電流互感器又稱變流器，從差不多結(jié)構(gòu)和工作原理來講，互感器確實是一種專門的變壓器。電流互感器的結(jié)構(gòu)特點是一次繞組匝數(shù)專門少，有點甚至沒有一次繞組，一次繞組導體相當粗；二次繞組匝數(shù)專門多，導體專門細。工作時，一次繞組接在一次電路中，二次繞組則與儀表、繼電器等的電流線圈串聯(lián)組成閉合回路。由于電流線圈的阻抗較小，因此在電流互感器工作時二次回路接近于短路狀態(tài)。1、35kV主變側(cè)電流互感器的配置原則（1）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配制；（2）本站35kV配電裝置為戶內(nèi)式，因此電壓互感器也為戶內(nèi)油浸式；（3）依照設(shè)計任務(wù)書要求，本所計量在35kV側(cè)，因此為滿足愛護和測量、計費的需要，電流互感器二次繞組應(yīng)分不配置計量、測量、愛護三種繞組，其中愛護分為主愛護、后備愛護、備用，共計需要5個繞組。2、35kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電壓的選擇電流互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：QUOTE3、35kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電流的選擇電流互感器的一次額定電流選擇必須滿足：QUOTEQUOTE—電流互感器的一次額定電流QUOTE—電流互感器一次最大工作電流考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，因此相應(yīng)回路的QUOTE=1.05QUOTE，即：QUOTE=1.05×=1.05×=0.113kA因此電流互感器的一次額定電流可選用與此匹配的等級QUOTE=200A。有校驗可知，熱穩(wěn)定倍數(shù)和動穩(wěn)定倍數(shù)均合格。4、準確度的選擇按照常規(guī)設(shè)計，一般二次繞組準確度選擇：計量繞組0.2S級、測量繞組0.5級，愛護繞組10P級。5、型號、參數(shù)的選擇依照上述選擇，最終35kV主變側(cè)電流互感器型號及參數(shù)為：戶內(nèi)油浸式LB-35kV0.2S30VA一組，戶內(nèi)油浸式LB-35kV0.530VA一組，戶內(nèi)油浸式LB-35kV10P30VA三組，其電流比均為200/5A。435kV電壓互感器的參數(shù)計算與選擇1、35kV電壓互感器的配置原則：1）為監(jiān)視線路電壓和滿足計量、愛護裝置的需要，在35kV的進線側(cè)裝設(shè)三相電壓互感器。本站35kV配電裝置為戶內(nèi)式，因此電壓互感器也為戶內(nèi)油浸式。電壓互感器一般采納電容均壓式電壓互感器（TYD）；2）依照35kV愛護和測量、計費的需要，電壓互感器二次繞組應(yīng)分不配置計量、測量、愛護三種繞組，對應(yīng)的組不分不為：一次側(cè)星形，二次側(cè)計量測量、愛護為星形，單相接地監(jiān)測為開口三角。2、一次額定電壓選擇互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：QUOTE一次額定電壓為QUOTE，同意一次電壓波動范圍為U=35kV±10%。3、二次額定電壓選擇依照一次繞組接入方式為接入相電壓上，電壓互感器測量、計量和愛護繞組二次額定電壓為QUOTE，單相接地繞組二次額定電壓為QUOTE4、額定容量選擇為保證互感器的準確級，其二次側(cè)所接負荷S2應(yīng)不大于該準確級所規(guī)定的額定容量QUOTE。即：Se2≥S2S2=QUOTE+QUOTE+QUOTE+QUOTEQUOTE—測量儀表電流線圈容量QUOTE—繼電器容量QUOTE—連接導線容量QUOTE—接觸電阻容量按照常規(guī)設(shè)計，一般二次繞組額定容量為：計量、測量45VA，愛護、接地監(jiān)測30VA。5、準確度選擇按照設(shè)計任務(wù)書要求，本所計量在35kV側(cè)，因此二次繞組準確度選擇：計量、測量繞組0.5級，愛護繞組10P級，單相接地監(jiān)測繞組10P級。6、型號、參數(shù)選擇 依照上述選擇，最終35kV電壓互感器型號及參數(shù)為：戶內(nèi)油浸式JDJJ2-35kVQUOTE0.545VA兩組，戶內(nèi)油浸式JDJJ2-35kVQUOTE10P30VA一組。10KV側(cè)電氣設(shè)備的選擇與校驗110kV低壓側(cè)的斷路器的選擇1、10kV斷路器參數(shù)選擇（1）額定電壓選擇：QUOTE≥QUOTE=10kV（2）最高工作電壓選擇：QUOTE≥QUOTE=QUOTE×1.15=10×1.15=11.5kV（3）額定電流選擇：QUOTE≥QUOTE考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，依照規(guī)定，在發(fā)電機、變壓器回路一般考慮1.05倍的額定電流，因此有QUOTE=1.05QUOTE。即：QUOTE=1.05×=1.05×=0.36kA（4）額定開斷電流選擇：QUOTE≥QUOTE=6.47KA（5）額定短路關(guān)合電流選擇：QUOTE≥QUOTE依照以上數(shù)據(jù)能夠初步選擇 SN10－10型少油戶內(nèi)式斷路器其參數(shù)如下：表3-7SN10－10型少油戶內(nèi)式斷路器要緊技術(shù)參數(shù)SN10－10型少油戶內(nèi)式斷路器要緊技術(shù)參數(shù)額定電壓動穩(wěn)定電流峰值40KA最高工作電壓4S熱穩(wěn)定電流16kA額定電流額定合閘時刻0.2s額定開斷電流I0c=16KA固有分閘時刻0.06s2、10kV斷路器校驗（1）校驗熱穩(wěn)定：校驗熱穩(wěn)定：QUOTE（1）校驗熱穩(wěn)定：QUOTE計算時刻tima=2.05sQk=Ik2xtima=86ka2.sQUOTEQUOTE=162×4=1024QUOTE即QUOTE，滿足要求。（2）檢驗動穩(wěn)定：QUOTE≥QUOTE即：Ish=16KA<Imax=40QUOTEkA,滿足要求故35kV進線側(cè)斷路器選擇戶外SN10－10I型少油式戶內(nèi)斷路器能滿足要求。210kV側(cè)隔離開關(guān)的選擇由于后面在選擇了KYN28A-12（VE）的手車式高壓開關(guān)柜，10kV高壓斷路器等高壓設(shè)備就安裝手車內(nèi)，需要檢修時斷路器等高壓設(shè)備時，可隨時拉出手車，差不多起到隔離開關(guān)的作用，因此本設(shè)計沒有必要再另外選擇10kV高壓隔離開關(guān)。310kV變壓器低壓側(cè)的電流互感器的選擇1、10kV主變側(cè)電流互感器的配置原則：1）對非直接接地系統(tǒng)，可按三相或兩相配制，一般進線側(cè)按三相配置，饋線側(cè)按兩相配置；2）本站10kV配電裝置為戶內(nèi)式，因此電壓互感器也為戶內(nèi)干式絕緣；3）依照10kV愛護和測量、計費的需要，電流互感器二次繞組應(yīng)分不配置計量、測量、愛護三種繞組，共計需要3個繞組。2、10kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電壓的選擇電流互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：QUOTE3、10kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電流的選擇電流互感器的一次額定電流選擇必須滿足：QUOTEQUOTE—電流互感器的一次額定電流QUOTE—電流互感器一次最大工作電流考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，因此相應(yīng)回路的QUOTE=1.05QUOTE，即：QUOTE=1.05×=1.05×=0.36kA因此電流互感器的一次額定電流可選用與此匹配的等級QUOTE=400A。4、準確度的選擇按照常規(guī)設(shè)計，一般二次繞組準確度選擇：計量、測量繞組0.5級，愛護繞組10P級。5、型號、參數(shù)的選擇依照上述選擇，最終10kV主變側(cè)電流互感器型號及參數(shù)為：戶內(nèi)干式LZZJB6-10kV0.530VA一組，戶內(nèi)干式LZZJB6-10kV0.530VA一組，戶內(nèi)干式LZZJB6-10kV10P30VA一組，其電流比均為400/5A。410kV電壓互感器的參數(shù)計算與選擇1、10kV電壓互感器的配置原則：（1）為監(jiān)視線路電壓和滿足計量、愛護裝置的需要，在10kV的I、II段母線側(cè)裝設(shè)三相電壓互感器。本站10kV配電裝置為戶內(nèi)式，因此電壓互感器也為戶內(nèi)干式。（2）依照10kV愛護和測量、計費的需要，電壓互感器二次繞組應(yīng)分不配置計量、測量、愛護三種繞組，對應(yīng)的組不分不為：一次側(cè)星形，二次側(cè)計量測量、愛護為星形，單相接地監(jiān)測為開口三角。2、一次額定電壓的選擇互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：QUOTE一次額定電壓為QUOTE，同意一次電壓波動范圍為U=10kV±10%。3、二次額定電壓的選擇依照一次繞組接入方式為接入相電壓上，電壓互感器測量、計量和愛護繞組二次額定電壓為QUOTE，單相接地繞組二次額定電壓為QUOTE4、額定容量的選擇為保證互感器的準確級，其二次側(cè)所接負荷S2應(yīng)不大于該準確級所規(guī)定的額定容量QUOTE。即：Se2≥S2S2=QUOTE+QUOTE+QUOTE+QUOTEQUOTE—測量儀表電流線圈容量QUOTE—繼電器容量QUOTE—連接導線容量QUOTE—接觸電阻容量按照常規(guī)設(shè)計，一般二次繞組額定容量為：計量、測量75VA，愛護、接地監(jiān)測30VA。5、準確度的選擇依照慣例，二次繞組準確度選擇：計量、測量繞組0.5級，愛護繞組10P級，單相接地監(jiān)測繞組10P級。6、型號、參數(shù)的選擇依照上述選擇，最終10kV電壓互感器型號及參數(shù)為：戶內(nèi)干式JDZJ1-10kV0.575VA/0.575VA/10P30VA/10P30VA。戶內(nèi)干式JDZJ1-10kVQUOTE0.575VA四組，戶內(nèi)干式JDZJ1-10kVQUOTE10P30VA兩組。510kV高壓柜的選擇依照上文所述：10kV采納戶內(nèi)高壓開關(guān)柜，選擇型號為KYN28A-12的手車式開關(guān)柜，高壓斷路器等要緊電氣設(shè)備安裝手車內(nèi)，高壓斷路器等設(shè)備需要檢修時，可隨時拉出手車，然后推入同類備用手車，即可恢復供電。柜體規(guī)格為800×1700×2300。電氣設(shè)備匯總綜上所述，電氣設(shè)備匯總?cè)缦卤硭?。表電氣設(shè)備匯總安裝地點設(shè)備型號規(guī)格斷路器隔離開關(guān)電流互感器電壓互感器高壓柜35KV側(cè)SN10－35GN－35II(D)WLB-35kVJDJJ2-35kV10KV側(cè)SN10－10LZZJB6-10kVJDZJ1-10kVKYN28A-12第八章電力系統(tǒng)的繼電愛護一.概述按GB50062—92《電力裝置的繼電愛護和自動裝置設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：對電力變壓器的下列故障及異常運行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的愛護裝置：（1）繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側(cè)的單相接地短路；（2）繞組的匝間短路；（3）外部相間短路引過的過電流；（4）中性點直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓；（5）過負荷；（6）油面降低；（7）變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。關(guān)于高壓側(cè)為6～10KV的車間變電所主變壓器來講，通常裝設(shè)有帶時限的過電流愛護；如過電流愛護動作時刻大于0.5～0.7s時，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷愛護。容量在800KV·A及以上的油浸式變壓器和400KV·A及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦斯愛護（又稱氣體繼電愛護）。容量在400KV·A及以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行或單臺運行并作為其它負荷的備用電源時，應(yīng)依照可能過負荷的情況裝設(shè)過負荷愛護。過負荷愛護及瓦斯愛護在輕微故障時（通稱“輕瓦斯”），動作于信號，而其它愛護包括瓦斯愛護在嚴峻故障時（通稱“重瓦斯”），一般均動作于跳閘。關(guān)于高壓側(cè)為35KV及以上的工廠總降壓變電所主變壓器來講，也應(yīng)裝設(shè)過電流愛護、電流速斷愛護和瓦斯愛護；在有可能過負荷時，也需裝設(shè)過負荷愛護。然而假如單臺運行的變壓器容量在10000KV·A及以上和并列運行的變壓器每臺容量在6300KV·A及以上時，則要求裝設(shè)縱聯(lián)差動愛護來取代電流速斷愛護。在本設(shè)計中，依照要求需裝設(shè)過電流愛護、電流速斷愛護、過負荷愛護和瓦斯愛護。關(guān)于由外部相間短路引起的過電流，愛護應(yīng)裝于下列各側(cè)：1）、關(guān)于雙線圈變壓器，裝于主電源側(cè)2）、對三線圈變壓器，一般裝于主電源的愛護應(yīng)帶兩段時限，以較小的時限斷開未裝愛護的斷路器。當以上方式滿足靈敏性要求時，則同意在各側(cè)裝設(shè)愛護。各側(cè)愛護應(yīng)依照選擇性的要求裝設(shè)方向元件。3）、關(guān)于供電給分開運行的母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)愛護外，還應(yīng)在每個供電支路上裝設(shè)愛護。4）、除主電源側(cè)外，其他各側(cè)愛護只要求作為相鄰元件的后備愛護，而不要求作為變壓器內(nèi)部故障的后備愛護。5）、愛護裝置對各側(cè)母線的各類短路應(yīng)具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠后備時，一般要求對線路不對稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時，一般動作于斷開的各側(cè)斷路器。如變壓器高采納遠后備時，不作具體規(guī)定。6）、對某些稀有的故障類型（例如110KV及其以上電力網(wǎng)的三相短路）同意愛護裝置無選擇性動作。二.設(shè)計中繼電愛護的配置變壓器容量（KVA）愛護裝置名稱 備注 備注帶時限過電流愛護電流速斷愛護縱連差動愛護單相低壓側(cè)接地愛護過負荷愛護瓦斯愛護溫度愛護<400—————≥315kVA的車間內(nèi)油變壓器裝設(shè)—一般用高壓斷器愛護熔斷器愛護400～630高壓側(cè)采納斷路器時裝設(shè)高壓側(cè)采納斷路器且過電流愛護時限>0.5s時裝設(shè)—裝設(shè)并聯(lián)運行的變壓器裝設(shè)，作為其他備用電源的變壓器依照過負荷的可能性裝設(shè)車間內(nèi)變壓器裝設(shè)—一般采納GL型繼電器兼作過電流及電流速斷愛護800—1000~1600裝設(shè)過電流愛護時限>0.5s時裝設(shè)——并聯(lián)運行的變壓器裝設(shè)，作為其他備用電源的變壓器依照過負荷的可能性裝設(shè)裝設(shè)—一般采納GL型繼電器兼作過電流及電流速斷愛護 愛護2000～5000當電流速斷愛護不能滿足靈敏性要求時裝設(shè)裝設(shè)依照GB-50062-1992可得本設(shè)計中：主變壓器配置瓦斯愛護、電流速斷愛護、過電流愛護、過負荷愛護。35kV進線配置有電流速斷愛護，過電流愛護。10kV線路配置有過電流愛護。三.愛護的整定1、變壓器繼電愛護的整定計算：⑴電流速斷愛護：電流速斷愛護動作電流（速斷電流）的整定計算公式Iqb=Krel×Kw×IL.max/(Kr×Ki)=647AIk.max為變壓器低壓母線三相短路電流周期重量有效值；Krel可靠系數(shù)，對DL型繼電器取1.2～1.3，對GL型繼電器取1.4～1.5；Kt變壓器的電壓比；Kw為愛護裝置的接線系數(shù)，對相電流接線取1，對相電流差接線取3Ki電流互感器的變流比關(guān)于本設(shè)計采納GL型繼電器，Ik.max=6.47KA,Krel=1.4,kt=3.5,kw=1,ki=40電流速斷愛護靈敏系數(shù)的校驗Sp=KwIkmin/KiIqb>2Ikmin在電力系統(tǒng)最小運行方式下，變壓器高壓側(cè)的兩相短路電流因此滿足GB50062-92中的規(guī)定。⑵過電流愛護的整定計算過電流愛護動作電流的整計算定公式Iop=（1.5~3）KrelKwI1nt/KreKi=4AI1nt為變壓器一次額定電流Kre為返回系數(shù)。過電流愛護動作時刻的整定計算公式t1>t2+Δt式中t1在變壓器低壓母線發(fā)生三相短路時高壓側(cè)繼電愛護的動作時刻t2變壓器低壓側(cè)愛護在低壓母線發(fā)生三相短路時最長的一個動作時刻；Δt前后兩級愛護裝置的時刻差，對定時限過電流愛護，可取0.5s，對反時限過電流愛護，可取0.7s；Δt由供電部門提供的技術(shù)要求，要求工廠總降壓變電所的過電流愛護整定時刻不大于1.3S，本設(shè)計中取0.7S。過電流愛護的靈敏系數(shù)的校驗公式Sp=KwIkmin/kiIop=9>1.5符合要求。⑶變壓器過負荷愛護：Iop=(1.2-1.3)I1nt/KiKi為電流互感器的電流比，那個地點取40，I1nt=104AIop=3.11A主變壓器愛護的與原理接線圖如圖8-14）變壓器的瓦斯愛護瓦斯愛護，又稱氣體繼電愛護，是愛護油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種差不多的愛護裝置。按GB50062—92規(guī)定，800KV·A及以上的一般油浸式變壓器和400KV·A及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯愛護。瓦斯愛護的要緊元件是氣體繼電器。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應(yīng)取1%～1.5%的傾斜度；而變壓器在制造時，聯(lián)通管對油箱頂蓋也有2%～4%的傾斜度。當變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，由故障產(chǎn)生的少量氣體慢慢升起，進入氣體繼電器的容器，并由上而下地排除其中的油，使油面下降，上油杯因其中盛有殘余的油而使其力矩大于另一端平衡錘的力矩而降落。這時上觸點接通而接通信號回路，發(fā)出音響和燈光信號，這稱之為“輕瓦斯動作”。當變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴峻故障時，由故障產(chǎn)生的氣體專門多，帶動油流迅猛地由變壓器油箱通過聯(lián)通管進入油枕。這大量的油氣混合體在通過氣體繼電器時，沖擊擋板，使下油杯下降。這時下觸點接通跳閘回路（通過中間繼電器），同時發(fā)出音響和燈光信號（通過信號繼電器），這稱之為“重瓦斯動作”。假如變壓器油箱漏油，使得氣體繼電器內(nèi)的油也慢慢流盡。先是繼電器的上油杯下降，發(fā)出報警信號，接著繼電器內(nèi)的下油杯下降，使斷路器跳閘，同時發(fā)出跳閘信號。變壓器瓦斯愛護動作后的故障分析變壓器瓦斯愛護動作后，可由蓄積于氣體繼電器內(nèi)的氣體性質(zhì)來分析和推斷故障的緣故幾處理要求，如下表：2、35kV線路繼電愛護的整定計算：關(guān)于35～66kV得單電源供電線路可采納一段電流速斷愛護作為主愛護，并應(yīng)以帶時限過電流愛護做后備愛護。1:電流速斷愛護的整定計算。電流速斷愛護動作電流（速斷電流）的整定計算公式：Iqb=Krel×Kw×Ikmax/Ki=1000x1.4x1x6.24/40=218AIkmax：被愛護線路末端的三相短路電流；電流速斷愛護靈敏系數(shù)的校驗公式：Sp=KwIkmin/KiIqb-1=4.3>2Ikmin取被愛護線路首端得兩相短路電流。Iqb-1速斷電流折算到一次電路的值。3、10kV母線繼電愛護的整定計算：過電流愛護動作電流的整計算定公式Iop=KrelKwILmax/KreKi=8.6AIlmax為線路上的最大負荷電流可取（1.5-3）I30。Krel取1.4，Ki取80。Kw此處取1，兩相兩繼電器式。Kre為返回系數(shù)取0.8。過電流愛護動作時刻的整定計算公式t1>t2+ΔtΔt前后兩級愛護裝置的時刻差，對定時限過電流愛護，可取0.5s，對反時限過電流愛護，可取0.7s；過電流愛護的靈敏系數(shù)的校驗公式Sp=KwIkmin/kiIop=6.8>1.5符合要求。第九章電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置一.電測量儀表那個地點的“電測量儀表”按GBJ63—90《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》的定義，“是對電力裝置回路的電力運行參數(shù)所經(jīng)常測量、選擇測量、記錄用的儀表和作計費、技術(shù)經(jīng)濟分析考核治理用的計量儀表的總稱?！睘榱吮O(jiān)視供電系統(tǒng)一次設(shè)備（電力裝置）的運行狀態(tài)和計量一次系統(tǒng)消耗的電能，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟合理地運行，工廠供電系統(tǒng)的電力裝置中必須裝設(shè)一定數(shù)量的（1）電測量儀表。電測量儀表按其用途分為常用測量儀表和電能計量儀表兩類，前者是對一次電路的電力運行參數(shù)作經(jīng)常測量、選擇測量和記錄用的儀表，后者是對一次電路進行供用電的技術(shù)經(jīng)濟考核分析和對電力用戶用電量進行測量、計量的儀表，即各種電度表。（2）變配電裝置中各部分儀表的配置供電系統(tǒng)變配電裝置中各部分儀表的配置要求如下：1.在工廠的電源進線上，或經(jīng)供電部門同意的電能計量點，必須裝設(shè)計費的有供電度表和無功電度表，而且宜采納全國統(tǒng)一標準的電能計量柜。為了解負荷電流，進線上還應(yīng)裝設(shè)一只電流表。2.變配電所的每段母線上，必須裝設(shè)電壓表測量電壓。在中性點非有效接地的（即小接地電流的）系統(tǒng)中，各段母線上還應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置。如出線專門少時，絕緣監(jiān)視電壓表可不裝設(shè)。3.35～110/6～10KV的電力變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流