機(jī)械廠變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

42/45摘要電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展和進(jìn)步，社會(huì)生產(chǎn)和生活對(duì)電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來(lái)越高的要求。機(jī)械廠供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。變電所主接線設(shè)計(jì)是否合理，關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的平安、敏捷和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本設(shè)計(jì)在機(jī)械廠詳細(xì)資料的基礎(chǔ)上，依據(jù)變電所設(shè)計(jì)的一般原則和步驟，完成了變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為適應(yīng)機(jī)械類企業(yè)，用電負(fù)荷改變大、自然功率因數(shù)低的特點(diǎn)，該設(shè)計(jì)中采納并聯(lián)電容器的方法來(lái)補(bǔ)償無(wú)功功率，以削減供電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損失，同時(shí)提高了供電電壓的質(zhì)量。此機(jī)械廠變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括：負(fù)荷的計(jì)算及無(wú)功功率的補(bǔ)償；變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、型式的確定；變電所主接線方案的選擇；進(jìn)出線的選擇；短路計(jì)算和開關(guān)設(shè)備的選擇；依據(jù)設(shè)計(jì)要求，繪制變電所一次系統(tǒng)圖。關(guān)鍵詞：電能；變電所；一次系統(tǒng)。目錄TOC\o"1-3"\u1前言 11.1引言。1.2設(shè)計(jì)原則 11.3本文所做的主要工作 22負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償 42.1負(fù)荷計(jì)算的定義 42.2負(fù)荷計(jì)算 42.2.1負(fù)荷計(jì)算的方法 42.2.2負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算 52.3電容補(bǔ)償 73負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償 93.1主變壓器臺(tái)數(shù)選擇 93.2主變壓器容量選擇 93.3主接線方案確定 103.3.1變電所主接線方案的設(shè)計(jì)原則和要求 103.3.2變電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 103.3.3工廠變電所常見的主接線方案 113.3.4確定主接線方案 113.4無(wú)功功率補(bǔ)償修定 134凹凸壓開關(guān)設(shè)備選擇和變電所選址及布置概述 154.1短路電流的計(jì)算 154.1.1短路的定義 154.1.2短路計(jì)算的目的 154.1.3短路計(jì)算的方法 154.1.4本設(shè)計(jì)采納標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算 154.2變電站一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn) 214.2.1一次設(shè)備選擇和校驗(yàn)的條件 214.2.2按正常工作條件選擇 224.2.3按短路條件校驗(yàn) 224.2.410kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 234.2.5380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 254.3凹凸壓母線的選擇 264.4變電所選址概述 274.5變電所總體布置概述 275變電所進(jìn)出線和低壓電纜選擇 295.1變電所進(jìn)出線的選擇范圍 295.2變電所進(jìn)出線方式的選擇 295.3變電所進(jìn)出導(dǎo)線和電纜形式的選擇 295.4導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算 305.5高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇 305.5.110kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) 305.5.2由高壓母線至主變的引入電纜的選擇校驗(yàn) 315.5.3380V低壓出線的選擇 316總結(jié)和展望 377參考文獻(xiàn) 38附錄 39致謝 411前言1.1引言電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送和安排既簡(jiǎn)潔經(jīng)濟(jì)，又便于限制、調(diào)整和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。在工程機(jī)械制造廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小。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(shí)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(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。電能從區(qū)域變電站進(jìn)入機(jī)械廠后，首先要解決的就是如何對(duì)電能進(jìn)行限制、變換、安排和傳輸?shù)葐栴}。在機(jī)械廠，擔(dān)負(fù)這一任務(wù)的是供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。一旦變電所出了事故而造成停電，則整個(gè)機(jī)械廠的生產(chǎn)過程都將停止進(jìn)行，甚至還會(huì)引起一些嚴(yán)峻的平安事故。機(jī)械廠變電所要很好地為生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的須要，并做好節(jié)能工作，就必需達(dá)到以下基本要求：(1)平安在電能的供應(yīng)、安排和運(yùn)用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。(2)牢靠應(yīng)滿意電能用戶對(duì)供電牢靠性的要求。(3)優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿意電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求(4)經(jīng)濟(jì)供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和削減有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照看局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。1.2設(shè)計(jì)原則依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50053-94《10kV及以下設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》、JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》等的規(guī)定，進(jìn)行變電所設(shè)計(jì)必需遵循以下原則：1、遵守規(guī)程、執(zhí)行政策必需遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)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(jì)政策。2、平安牢靠、先進(jìn)合理應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的平安，供電牢靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采納效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。3、近期為主、考慮發(fā)展應(yīng)依據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)和遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。4、全局動(dòng)身、統(tǒng)籌兼顧按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量干脆影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和駕馭工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)學(xué)問，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的須要。1.3本文所做的主要工作目前世界上機(jī)械生產(chǎn)能源和動(dòng)力主要來(lái)源于電能。電網(wǎng)的正常運(yùn)行是保證機(jī)械生產(chǎn)平安前提。依據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，結(jié)合實(shí)際狀況和市場(chǎng)上現(xiàn)有的電力產(chǎn)品及其技術(shù)，本文主要做了以下工作：1、負(fù)荷計(jì)算機(jī)械廠變電所的負(fù)荷計(jì)算，是依據(jù)所供應(yīng)的負(fù)荷狀況進(jìn)行的，本文列出了負(fù)荷計(jì)算表，得出總負(fù)荷。2、一次系統(tǒng)圖跟據(jù)負(fù)荷類別及對(duì)供電牢靠性的要求進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，繪制一次系統(tǒng)圖，確定變電所高、低接線方式。對(duì)它的基本要求，即要平安牢靠又要敏捷經(jīng)濟(jì)，安裝簡(jiǎn)潔修理便利。3、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。4、變壓器選擇依據(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)建和備用的須要，確定變壓器型號(hào)。5、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)。6、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。并依據(jù)須要進(jìn)行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗(yàn)，并列表表示。7、電纜的選擇為了保證供電系統(tǒng)平安、牢靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行電纜截面選擇時(shí)必需滿意發(fā)熱條件：電纜(包括母線)在通過正常最大負(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負(fù)荷計(jì)算的定義1．計(jì)算負(fù)荷又稱須要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)和同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采納30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。2．平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能和該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來(lái)計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。2.2負(fù)荷計(jì)算2.2.1負(fù)荷計(jì)算的方法有須要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。由于本機(jī)械廠用電部門較多，用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，設(shè)計(jì)采納須要系數(shù)法予以確定。1．單臺(tái)組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式(1).有功計(jì)算負(fù)荷(單位為kW)：(2-1)式中—設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷(單位為kW)；—用電設(shè)備組總的設(shè)備容量(不含備用設(shè)備容量，單位為kW)；—用電設(shè)備組的須要系數(shù)。(2).無(wú)功計(jì)算負(fù)荷(單位為kvar)(2-2)式中—設(shè)備無(wú)功計(jì)算負(fù)荷(單位為kvar)；—對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組功率因數(shù)的正切值。(3).視在計(jì)算負(fù)荷(單位為kVA)(2-3)式中—視在計(jì)算負(fù)荷(單位為kVA)；—用電設(shè)備組的功率因數(shù)。(4).計(jì)算電流(單位為A)(2-4)式中—計(jì)算電流(單位為A)；—用電設(shè)備組的視在功率(單位為kVA)；—用電設(shè)備組的額定電壓(單位為kV)。2．多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式(1).有功計(jì)算負(fù)荷(單位為kW)(2-5)式中—多組用電設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷(單位為kW)；—全部設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和；—有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.7～0.95。(2).無(wú)功計(jì)算負(fù)荷(單位為kvar)(2-6)式中—多組用電設(shè)備無(wú)功計(jì)算負(fù)荷(單位為kvar)；—全部設(shè)備組無(wú)功計(jì)算負(fù)荷之和；—無(wú)功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.8～0.95。(3).視在計(jì)算負(fù)荷(單位為kVA)(2-7)(4).計(jì)算電流(單位為A)(2-8)(5).功率因數(shù)(2-9)2.2.2依據(jù)供應(yīng)的資料，列出負(fù)荷計(jì)算表。因設(shè)計(jì)的須要，計(jì)算了各負(fù)荷的有功功率、無(wú)功功率、視在功率、計(jì)算電流等。表中生活區(qū)的照明負(fù)荷中已經(jīng)包括生活區(qū)各用戶的家庭動(dòng)力負(fù)荷。詳細(xì)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算見表2-1。表2-1某機(jī)械廠負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)名稱類別設(shè)備容量須要系數(shù)cos計(jì)算負(fù)荷1鑄造車間動(dòng)力3000.40.71.02120122.4——照明100.80.90.4883.8——小計(jì)310———128126.2179.82732鍛壓車間動(dòng)力2800.30.61.3384111.7——照明100.70.90.4873.4——小計(jì)290———91115.1146.72233倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力300.40.850.62127.4——照明50.80.90.4841.9——小計(jì)12———169.318.5284電鍍車間動(dòng)力2000.50.850.6210062——照明80.80.90.486.43.1——小計(jì)208———106.465.1124.71895工具車間動(dòng)力2500.30.651.177587.8——照明100.90.90.4894.3——小計(jì)260———8492.1124.71896組裝車間動(dòng)力2000.40.71.028081.6——照明260.80.90.4820.810——小計(jì)226———100.891.6136.22077修理車間動(dòng)力3000.20.61.336079.8——照明130.80.90.4810.45——小計(jì)313———70.484.8110.21678金工車間動(dòng)力3500.20.651.177081.9——照明80.80.90.486.43.1——小計(jì)358———76.485.0114.31749焊接車間動(dòng)力8500.30.451.98255504.9——照明260.80.90.4820.810——小計(jì)876———275.8514.9584.188710鍋爐房動(dòng)力2000.70.80.75140105——照明40.80.90.483.21.5——小計(jì)204———143.2106.5178.527111熱處理車間動(dòng)力5000.60.71.02300306——照明100.80.90.4883.8——小計(jì)510———308309.8436.866412生活區(qū)照明2000.70.90.4814067.2155.3236總計(jì)（380v側(cè)）動(dòng)力3460———15401667.6——照明330取——12321334.1181627592.3電容補(bǔ)償1.意義感性負(fù)載是須要電網(wǎng)供應(yīng)的有功及無(wú)功電流運(yùn)行的，即變壓器及線路都要輸送有功及無(wú)功電流，這樣，變壓器效率降低，線路載流變大，增加了損耗。電力電容器并聯(lián)于線路中是產(chǎn)生無(wú)功電流的，即自主供應(yīng)了無(wú)功電流，削減電網(wǎng)的輸送，變壓器及線路盡可能少地輸送無(wú)功電流，變壓器效率得以提高，線路削減了不必要的載流量，線損減低。一般在工廠線路進(jìn)行集中補(bǔ)償或者分散補(bǔ)償。在變電所低壓側(cè)裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償后，由于低壓側(cè)總的視在計(jì)算負(fù)荷減小，從而可使變電所主變壓器容量選的小一些，這不僅可以降低變電所的初投資，而且可削減工廠的電費(fèi)開支，因?yàn)槲覈?guó)供電企業(yè)對(duì)工業(yè)用戶是實(shí)行的“兩部電費(fèi)制”；一部分叫基本電費(fèi)，按所裝用的主變壓器容量來(lái)計(jì)算，規(guī)定每月按KVA容量大小繳納電費(fèi)，容量越大，繳納的基本電費(fèi)越多，容量越小，繳納的基本電費(fèi)就越少。另一部分叫電能電費(fèi)，按每月實(shí)際耗用的電能KWh來(lái)計(jì)算電費(fèi)，并且要依據(jù)月平均功率因數(shù)的凹凸乘上一個(gè)調(diào)整系數(shù)。凡月平均功率因數(shù)高于規(guī)定的，可減收肯定百分率的電費(fèi)；凡低于規(guī)定的，則加收肯定百分率的電費(fèi)。由此可見，提高工廠功率因數(shù)不僅對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)大有好處，而且對(duì)工廠本身也有肯定的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。2.無(wú)功功率補(bǔ)償初設(shè)由表2-1知：，，因此該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)為。供電部門要求該廠10kV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不應(yīng)低于0.9?？紤]到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，本文取0.93來(lái)計(jì)算380V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量：(2-10)選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采納其方案2（主屏）1臺(tái)和方案4（輔屏）7臺(tái)相組合，總共容量112kvar×8=896kvar。無(wú)功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)的負(fù)荷計(jì)算：；；；補(bǔ)償后低壓側(cè)的功率因素：3變壓器選擇及主接線方案確定3.1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)滿意用電負(fù)荷對(duì)供電牢靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)采納兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷接著供電。對(duì)只有二級(jí)而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可以只采納一臺(tái)變壓器，但必需有備用電源。2．對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大，適于采納經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可采納兩臺(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，也可以采納兩臺(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，留有肯定的余地。3.2主變壓器容量選擇1．只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量S應(yīng)滿意全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S3的須要，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)滿意以下兩個(gè)條件：(1)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿意總計(jì)算負(fù)荷S3的大約60%80%的須要，即(3-2)(2)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿意全部一、二級(jí)負(fù)荷的須要，即(3-3)依據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源狀況，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)主變壓器依據(jù)式(3-1)，主變選用一臺(tái)接線方式為D.yn11的S11-1600/10型變壓器，依據(jù)民用建筑規(guī)范要求變壓器的負(fù)載率不宜大于85%，而(3-4)明顯滿意要求。至于機(jī)械廠的二級(jí)負(fù)荷的備用電源，由和鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)?yè)?dān)當(dāng)。因此裝設(shè)一臺(tái)主變壓器時(shí)選一臺(tái)接線方式為D.yn11的S11-1600/10型低損耗配電變壓器。方案2裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器依據(jù)式(3-2)和(3-3)，可知因此選兩臺(tái)接線方式為D.yn11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。3.3主接線方案確定3.3.變電所的主接線，應(yīng)依據(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)滿意平安、牢靠、敏捷和經(jīng)濟(jì)等要求。(1)平安應(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)備的平安。(2)牢靠應(yīng)滿意電力負(fù)荷特殊是其中一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電牢靠性的要求。(3)敏捷應(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。(4)經(jīng)濟(jì)在滿意上述要求的前提下，盡量使主接線簡(jiǎn)潔，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。3.3.1.主接線方案的技術(shù)指標(biāo)(1)供電的平安性。主接線方案在確保運(yùn)行維護(hù)和檢修的平安方面的狀況。(2)供電的牢靠性。主接線方案在和用電負(fù)荷對(duì)牢靠性要求的適應(yīng)性方面的狀況。(3)供電的電能質(zhì)量主要是指電壓質(zhì)量，包括電壓偏差、電壓波動(dòng)及高次諧波等方面的狀況。(4)運(yùn)行的敏捷性和運(yùn)行維護(hù)的便利性。(5)對(duì)變電所今后增容擴(kuò)建的適應(yīng)性。2.主接線方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1)線路和設(shè)備的綜合投資額包括線路和設(shè)備本身的價(jià)格、運(yùn)輸費(fèi)、管理費(fèi)、基建安裝費(fèi)等，可按當(dāng)?shù)仉姎獍惭b部門的規(guī)定計(jì)算。(2)變配電系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)包括線路和設(shè)備的折舊費(fèi)。修理管理費(fèi)和電能損耗費(fèi)等。(3)供電貼費(fèi)（系統(tǒng)增容費(fèi)）有關(guān)部門還規(guī)定申請(qǐng)用電，用戶必需向供電部門一次性地交納供電貼費(fèi)。(4)線路的有色金屬消耗費(fèi)指導(dǎo)線和有色金屬（銅、鋁）耗用的重量。3.3.1.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)一般采納無(wú)母線的接線，依據(jù)高壓側(cè)采納的開關(guān)電器不同，有三種比較典型的主接線方案：(1)高壓側(cè)采納隔離開關(guān)-熔斷器或戶外跌開式熔斷器的主接線方案；(2)高壓側(cè)采納負(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；(3)高壓側(cè)采納隔離開關(guān)-斷路器的主接線方案。2.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)高壓無(wú)母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的主接線方案；(2)高壓采納單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的主接線方案；(3)凹凸壓側(cè)均為單母線分段的主接線方案。3.3.4確定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，為滿意工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，又采納和旁邊單位連接高壓聯(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)為保證供電的牢靠性和對(duì)擴(kuò)建的適應(yīng)性所以10kV側(cè)可采納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，為保證供電的牢靠性和敏捷性可采納單母線或單母線分段接線的方案，對(duì)電能進(jìn)行匯合，使每一個(gè)用電部門都可以便利地獲得電能。3.方案確定依據(jù)前面章節(jié)的計(jì)算，若主變采納一臺(tái)S11型變壓器時(shí)，總進(jìn)線為兩路。為提高供電系統(tǒng)的牢靠性，高壓側(cè)采納單母線分段形式，低壓側(cè)采納單母線形式，其系統(tǒng)圖見：圖3-1采納一臺(tái)主變時(shí)的系統(tǒng)圖。若主變采納兩臺(tái)S11型變壓器時(shí)，總進(jìn)線為兩路，為提高供電系統(tǒng)的牢靠性，高壓側(cè)采納單母線分段形式，兩臺(tái)變壓器在正常狀況下分裂運(yùn)行，當(dāng)其中隨意一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)另一臺(tái)作為備用，當(dāng)總進(jìn)線中的任一回路出現(xiàn)故障時(shí)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行。低壓側(cè)采納也單母線分段形式，其系統(tǒng)圖見：圖3-2采納兩臺(tái)主變時(shí)的系統(tǒng)圖。圖3-1采納一臺(tái)主變時(shí)的系統(tǒng)圖圖3-2采納兩臺(tái)主變時(shí)的系統(tǒng)圖表3-3兩種主接線方案的比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案技術(shù)指標(biāo)供電平安性滿意要求滿意要求供電牢靠性基本滿意要求滿意要求供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變，電壓損耗略大由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗略小敏捷便利性只有一臺(tái)主變，敏捷性不好由于有兩臺(tái)主變，敏捷性較好擴(kuò)建適應(yīng)性差一些更好經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額按單臺(tái)22.598萬(wàn)元計(jì)，綜合投資為2×22.598=45.196萬(wàn)元按單臺(tái)15.217萬(wàn)元計(jì)，綜合投資為4×15.217=60.868萬(wàn)元高壓開關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額按每臺(tái)4.2萬(wàn)元計(jì),綜合投資約為5×1.5×4.2=31.5萬(wàn)元6臺(tái)GG-1A（F）型柜綜合投資約為6×1.5×4.2=37.8萬(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)柜的折舊和修理管理費(fèi)約7萬(wàn)元主變和高壓開關(guān)柜的折舊和修理管理費(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1600×0.08萬(wàn)元=128萬(wàn)元貼費(fèi)為2×1000×0.08=160萬(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。由于集中負(fù)荷較大，已經(jīng)大于1250kVA,低壓側(cè)出線回路數(shù)較多，且有肯定量的二級(jí)負(fù)荷，考慮今后增容擴(kuò)建的適應(yīng)性，從技術(shù)指標(biāo)考慮，采納于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案。3.4無(wú)功功率補(bǔ)償修定低壓實(shí)行單母線分段接線方式，考慮鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房為二級(jí)負(fù)荷，采納雙回路供電，但在正常狀態(tài)下只由一回路供電，另回路作為備用。計(jì)算負(fù)荷時(shí)則，只考慮其中一回路。為使兩段母線的負(fù)荷基本平衡，Ⅰ段母線負(fù)荷設(shè)計(jì)為：鑄造車間、倉(cāng)庫(kù)、電鍍車間、工具車間、金工車間、焊接車間；Ⅱ段母線負(fù)荷設(shè)計(jì)為：鍛壓車間、組裝車間、修理車間、鍋爐房、熱處理車間、生活區(qū)。Ⅰ段母線的負(fù)荷狀況：，，，同時(shí)系數(shù)取為，，；Ⅱ段母線的負(fù)荷狀況：，，，同時(shí)系數(shù)取為，，；對(duì)無(wú)功功率補(bǔ)償進(jìn)行修定：計(jì)算Ⅰ段母線所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量，取：選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采納其方案2（主屏）1臺(tái)和方案4（輔屏）4臺(tái)相組合，總共容量112kvar×5=560kvar。補(bǔ)償后的功率因素。計(jì)算Ⅱ段母線所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量，?。哼xPGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采納其方案1（主屏）1臺(tái)和方案4（輔屏）3臺(tái)相組合，總共容量112kvar×3+80=416kvar。補(bǔ)償后的功率因素。4凹凸壓開關(guān)設(shè)備選擇和變電所選址及布置概述4.1短路電流的計(jì)算4.1.1短路的定義產(chǎn)生短路的主要緣由是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的緣由多因設(shè)備過電壓、直流遭遇雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未剛好發(fā)覺和消退。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也可能造成短路事故。所謂短路是指相和相之間通過電弧或其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)干脆接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相或多相接地。4.1.2短路計(jì)算的目的在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，短路計(jì)算是解決一系列技術(shù)問題所不行缺少的基本計(jì)算。在本設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算主要為了解決以下問題。(1)選擇足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，例如斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等，必需以短路計(jì)算為依據(jù)。這里包括計(jì)算沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定度，計(jì)算若干時(shí)刻的短路電流周期重量以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定度；計(jì)算指定時(shí)刻的短路電流有效值以校驗(yàn)斷路器的斷流實(shí)力等。(2)在設(shè)計(jì)和選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否須要實(shí)行限制短路電流的措施等，都要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。4.1.3短路計(jì)算的方法進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使須要進(jìn)行短路校驗(yàn)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(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算出電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。對(duì)于工廠供電系統(tǒng)來(lái)說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)潔，因此一般只需采納阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。最終計(jì)算短路電流和短路容量。短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（又稱出名單位制法，因其短路計(jì)算中的阻抗都采納出名單位“歐姆”而得名）和標(biāo)幺制法（又稱相對(duì)單位制法，因其短路計(jì)算中的有關(guān)物理量采納標(biāo)幺值即相對(duì)單位而得名）。4.1.4本設(shè)計(jì)采納標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算1．標(biāo)幺制法計(jì)算步驟和方法(1)繪計(jì)算電路圖，選擇短路計(jì)算點(diǎn)。計(jì)算電路圖上應(yīng)將短路計(jì)算中需計(jì)入的所以電路元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各個(gè)元件依次編號(hào)。(2)設(shè)定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流。一般設(shè)=100MVA，設(shè)=（短路計(jì)算電壓）。短路基準(zhǔn)電流按下式計(jì)算：(4-1)(3)計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)幺值。一般只計(jì)算電抗。電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值(4-2)式中——電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量（單位為MVA）。電力線路的電抗標(biāo)幺值(4-3)式中——線路所在電網(wǎng)的短路計(jì)算電壓（單位為kV）。電力變壓器的電抗標(biāo)幺值(4-4)式中——變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值；——變壓器的額定容量（單位為kVA,計(jì)算時(shí)化為和同單位）。(4)繪短路回路等效電路，并計(jì)算總阻抗。用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，無(wú)論有幾個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)，其短路等效電路只有一個(gè)。(5)計(jì)算短路電流。分別對(duì)短路計(jì)算點(diǎn)計(jì)算其各種短路電流：三相短路電流周期重量、短路次暫態(tài)短路電流、短路穩(wěn)態(tài)電流、短路沖擊電流及短路后第一個(gè)周期的短路全電流有效值（又稱短路沖擊電流有效值）。(4-5)在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，存在下列關(guān)系：==(4-6)高壓電路的短路沖擊電流及其有效值按下列公式近似計(jì)算：=2.55(4-7)=1.51(4-8)低壓電路的短路沖擊電流及其有效值按下列公式近似計(jì)算：=1.84(4-9)=1.09(4-10)(6)計(jì)算短路容量(4-11)圖4-1并列運(yùn)行時(shí)短路計(jì)算電路2.兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)(1)依據(jù)原始資料及所設(shè)計(jì)方案，繪制計(jì)算電路，選擇短路計(jì)算點(diǎn)，如圖4-1所示。(2)設(shè)定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流,設(shè)=100MVA，=，即高壓側(cè)=10.5kV,低壓側(cè)=0.4kV,則(4-12)(4-13)(3)計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值(4-14)式中——電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量架空線路的電抗標(biāo)幺值，查得LGJ-150的單位電抗，而線路長(zhǎng)8km,故(4-15)電力變壓器的電抗標(biāo)幺值，查得S9-1000的短路電壓=4.5，故(4-16)(4-17)(4)繪制等效電路圖，如圖4-2所示：圖4-2并列運(yùn)行時(shí)短路等效電路圖(5)求k1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總阻抗標(biāo)幺值(4-18)三相短路電流周期重量有效值(4-19)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流===1.96kA(4-20)三相短路沖擊電流=2.55=2.55×1.96kA=5.0kA(4-21)第一個(gè)周期短路全電流有效值=1.51=1.51×1.96kA=2.96kA(4-22)三相短路容量(4-23)（6）求k2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總阻抗標(biāo)幺值(4-24)三相短路電流周期重量有效值(4-25)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流===28.5kA(4-26)三相短路沖擊電流=1.84=1.84×28.5kA=52.5kA(4-27)第一個(gè)周期短路全電流有效值=1.09=1.09×28.5kA=31.1kA(4-28)三相短路容量(4-29)3.兩臺(tái)變壓器分裂運(yùn)行時(shí)(1)繪制計(jì)算電路，選擇短路計(jì)算點(diǎn)，如圖4-3所示。圖4-3分裂運(yùn)行時(shí)短路計(jì)算電路(2)基準(zhǔn)值和短抗標(biāo)幺值同并列運(yùn)行時(shí)所算各值。(3)繪制等效電路圖，如圖4-4所示：圖4-4分裂運(yùn)行時(shí)短路等效電路圖(4)k1點(diǎn)的短路計(jì)算值同并列運(yùn)行時(shí)k1點(diǎn)的計(jì)算值。(5)k2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總阻抗標(biāo)幺值(4-30)三相短路電流周期重量有效值(4-31)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流===19.7kA(4-32)三相短路沖擊電流=1.84=1.84×19.7kA=36.25kA(4-33)第一個(gè)周期短路全電流有效值=1.09=1.09×19.7kA=21.47kA(4-34)三相短路容量(4-35)(6)k3點(diǎn)的短路計(jì)算值同k2點(diǎn)的計(jì)算值。4.短路電流計(jì)算結(jié)果短路電流計(jì)算結(jié)果見表4-1、表4-2：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三相短路容量/K11.961.961.965.02.9635.7K25.825.825.852.531.119.8表4-2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三相短路容量/K11.961.961.965.02.9635.7K19.719.719.736.2521.4713.7K319.719.719.736.2521.4713.7比較變壓器并列和分裂運(yùn)行兩種狀況下的短路計(jì)算，可得出分裂運(yùn)行時(shí)的低壓側(cè)短路電流較并列運(yùn)行時(shí)有明顯減小，因此，為降低短路電流水平，所設(shè)計(jì)變電站通常狀況下應(yīng)分裂運(yùn)行。4.2變電站一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到平安、經(jīng)濟(jì)的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)依據(jù)工程實(shí)際狀況，在保證平安、牢靠的前提下，主動(dòng)而穩(wěn)妥地采納新技術(shù)，并留意節(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)必需執(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、平安牢靠、運(yùn)行便利和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿意電力系統(tǒng)平安經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的須要。4.2.1一次設(shè)備選擇和校驗(yàn)的條件為了保證一次設(shè)備平安牢靠地運(yùn)行，必需按下列條件選擇和校驗(yàn)：(1)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)。(3)考慮電氣設(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。4.2.2按正常工作條件選擇1.按工作電壓選擇設(shè)備的額定電壓不應(yīng)小于所在線路的額定電壓，即(4-36)2.按工作電流選擇設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流，即(4-37)3.按斷流實(shí)力選擇設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量不應(yīng)小于設(shè)備分?jǐn)嗨查g的短路電流有效值或短路容量，即(4-38)或(4-39)4.2.3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。1.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(4-40)或(4-41)式中、——開關(guān)的極限通過電流（動(dòng)穩(wěn)定電流）峰值和有效值（單位為kA）；、——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）。(2)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件(4-42)式中——開關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值（單位為kA）；——開關(guān)的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間（單位為s）；——開關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流（單位為kA）；——短路發(fā)熱假想時(shí)間（單位為s）。2.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(4-43)或(4-44)式中——電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定電流（單位為kA）；——電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)（對(duì)）；——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(4-45)或(4-46)式中——電流互感器的熱穩(wěn)定電流（單位為kA）；——電流互感器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間，一般取1s；——電流互感器的熱穩(wěn)定倍數(shù)（對(duì)）。4.2.410kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)方案號(hào)004用途受電、饋電額定電流（A）630～4000主回路元器件真空斷路器VS1型真空斷路器電流互感器LZZBJ12－12避雷器HY5W接地開關(guān)JN15－10圖4-510kv側(cè)KYN28B－12開關(guān)柜接線圖表4-3VS1真空斷路器的校驗(yàn)：項(xiàng)目單位參數(shù)校驗(yàn)電壓10kv電流147A斷流實(shí)力1.42KA動(dòng)穩(wěn)imax≥ish(3)熱穩(wěn)It2t≥I∞(3)2tima額定電壓kv12合格1min工頻耐壓（有效值）kv42雷電沖擊耐壓（峰值）kv75額定頻率Hz50額定電流A630～4000合格4S熱穩(wěn)定電流電流（有效值）KA20－40合格額定動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值）kA63－10063≥3.62合格額定短路開斷電流KA25－40合格額定短路關(guān)合電流KA63－100額定操作依次0－0.3S－C0－180s－C0開斷時(shí)間ms≤50額定短路開斷電流開斷次數(shù)次50額定操作電壓V－110/～110,－220/～220機(jī)械壽命次20000本供電系統(tǒng)10kV側(cè)配電柜選用KYN28B-12型開關(guān)柜，因采納雙回路進(jìn)線單母線分段形式所以進(jìn)線柜須要2臺(tái)方案號(hào)為006，饋電回路2路需開關(guān)柜2臺(tái)，方案號(hào)為003，母聯(lián)加計(jì)量柜為2臺(tái)，方案號(hào)為012和055，為保證供電質(zhì)量各段母線上分別加1個(gè)消弧消協(xié)柜。因饋電柜和母聯(lián)加計(jì)量柜已經(jīng)包含了開關(guān)柜中全部元器件，所以如饋電柜和母聯(lián)加計(jì)量柜的校驗(yàn)滿意要求時(shí)，開關(guān)柜的其他方案配置也能滿意要求。詳細(xì)校驗(yàn)見圖4-5、表4-3和圖4-6、表4-4、表4-5。036用途進(jìn)線+計(jì)量+母線額定電流（A）630～4000主回路元器件真空斷路器VS1型真空斷路器電流互感器LZZJB12－12電壓互感器REL10熔斷器RN3－10/200接地開關(guān)JN15－10圖4-6KYN28B—12開關(guān)柜接線圖表4-4VS1型真空斷路器校驗(yàn)：電壓電流斷流實(shí)力動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定合格合格合格合格合格表4-5LZZJB12－12電流互感器校驗(yàn)：參數(shù)電壓12kv電流15斷流實(shí)力動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定校驗(yàn)12kv合格150＞147合格——44＞4.39合格24.52×1＞1.722×(1.5+0.05+0.05)合格因此可選LZZJB12－12150/5型。4.2.5380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)為滿意設(shè)計(jì)需求本設(shè)計(jì)低壓柜選用GCS型柜。其中2個(gè)進(jìn)線柜，方案號(hào)為03；1個(gè)聯(lián)絡(luò)柜，方案號(hào)為04；4個(gè)饋電柜，方案號(hào)為11，低壓柜總計(jì)7個(gè)。低壓開關(guān)柜中個(gè)元件設(shè)備的校驗(yàn)見表4-6。表4-6380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)：選擇交驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流實(shí)力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V總1960A28.5kA52.5kA一次設(shè)備型號(hào)參數(shù)額定參數(shù)低壓斷路器DW15-2500380V2500A60kA低壓斷路器DZ20J-1000DZ20J-1250380V10001250A(大于)一般30kA低壓斷路器DZ20-630380V630A(大于)一般30kA低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380V1500A—低壓刀開關(guān)HD13-1000/30380V1000A—電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A630/5A—電流互感器LMZ1-0.5500V400/5A315/5A200/5A—表4-6所選設(shè)備均滿意要求。4.3凹凸壓母線的選擇依據(jù)最大負(fù)荷計(jì)算高壓母線上的最大電流為,低壓母線上的最大電流。依據(jù)計(jì)算電流和《GB50053－9410kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定，高壓母線選擇TMY-3×(60×6)型母線，相母線尺寸均為60mm×6mm，其載流量為2240A；低壓母線選擇TMY-3×(80×10)+60×6型母線，即相母線尺寸為80mm×10mm,中性母線尺寸為60mm×6mm，其載流量為3232A。4.4變電所選址概述1、盡量接近負(fù)荷中心，以降低備電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。2、進(jìn)出線便利，特殊是要便于架空進(jìn)出線。3、接近電源側(cè)，特殊是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。4、設(shè)備運(yùn)輸便利，特殊是要考慮電力變壓器和凹凸壓成套配電裝置的運(yùn)輸。5、不因設(shè)在有猛烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所，無(wú)法避開時(shí)，應(yīng)有防震和隔熱的措施。6、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。7、不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其他常常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜和上述場(chǎng)所相貼鄰。8、不應(yīng)設(shè)在有爆炸危急環(huán)境的正下方或正上方，且不應(yīng)設(shè)在有火災(zāi)危急環(huán)境的正上方或正下方。當(dāng)和有爆炸或火災(zāi)危急環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50058-1992《爆炸和火災(zāi)危急環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。9、不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。4.5變電所總體布置概述1、便于運(yùn)行維護(hù)和檢修有人值班的變配電所，一般應(yīng)設(shè)值班室。值班室應(yīng)盡量靠近凹凸壓配電室，且有門直通。如值班室靠近高壓配電室有困難時(shí)，則值班室可經(jīng)走廊和高壓配電室相通。值班室也可以和低壓配電室合并，但在放置值班工作桌的一面或一端,低壓配電裝置到墻的距離不應(yīng)小于3m。主變壓器應(yīng)靠近交通運(yùn)輸便利的公路側(cè)。條件許可時(shí)，可單設(shè)工具材料或檢修間。晝夜值班的變配電所，應(yīng)設(shè)休息室。有人值班的獨(dú)立變配電所，宜設(shè)有廁所和給排水設(shè)施。2、保證運(yùn)行平安值班室內(nèi)不得有高壓設(shè)備。值班室的門應(yīng)外開。凹凸壓配電室和電容器室的門應(yīng)朝值班室開，或外開。油量為100kg及以上的變壓器應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)的變壓器室內(nèi)。變壓器室的大門應(yīng)朝公路開，但應(yīng)避開朝向露天倉(cāng)庫(kù)。在燥熱地區(qū)，應(yīng)避開朝西開門。變電所宜單層布置。當(dāng)采納雙層布置時(shí)，變壓器應(yīng)設(shè)在底層。高壓電容器組一般應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)得房間內(nèi)；但數(shù)量較少時(shí)，可裝設(shè)在高壓配電室內(nèi)。低壓電容器組可裝設(shè)在低壓配電室內(nèi)，但數(shù)量較多時(shí)，以裝設(shè)在單獨(dú)的房間內(nèi)。全部帶電部分隔墻和離地的尺寸以及各室維護(hù)操作通道的寬度等，均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程的要求，以確保運(yùn)行平安。3、便于進(jìn)出線假如是架空進(jìn)線，則高壓配電室宜位于進(jìn)線側(cè)?？紤]到變壓器低壓出線通常是采納矩形裸母線因此變壓器的安裝位置（戶內(nèi)式變電所）即為變壓器室，宜靠近低壓配電室。4、節(jié)約土地和建筑費(fèi)用值班室可和低壓配電室合并，這時(shí)低壓配電室面積應(yīng)適當(dāng)增大，以便安置值班桌或限制臺(tái)，滿意運(yùn)行值班的要求。高壓開關(guān)柜不多于6臺(tái)時(shí)，可和低壓配電屏設(shè)置在同一房間內(nèi)，但高壓柜和低壓屏的間距不得小于2m。不帶可燃油的凹凸壓配電裝置和非油浸電力變壓器，可設(shè)置在同一房間內(nèi)。具有符合IP3X房戶等級(jí)外殼的不帶可燃性油的凹凸壓配電裝置和非油浸電力變壓器，當(dāng)環(huán)境允許時(shí)，可相互靠近布置在車間內(nèi)。四周環(huán)境正常的變電所，宜采納露天或半露天。變電所高壓配電所應(yīng)盡量和鄰近的車間變電所合建。5、適應(yīng)發(fā)展要求變壓器室應(yīng)考慮到擴(kuò)建時(shí)有更換大一級(jí)容量變壓器的可能。凹凸壓配電室內(nèi)均應(yīng)留有肯定數(shù)量開關(guān)柜（屏）的備用位置。既要考慮到變電所留有擴(kuò)展的余地，又要不阻礙工廠或車間今后的發(fā)展。5變電所進(jìn)出線和低壓電纜選擇5.1變電所進(jìn)出線的選擇范圍1.高壓進(jìn)線(1)如為專用線路，應(yīng)選專用線路的全長(zhǎng)。(2)如從公共干線引至變電站，則僅選從公共干線到變電站的一段引出線。(3)對(duì)于靠墻安裝的高壓開關(guān)柜，柜下進(jìn)線時(shí)一般須經(jīng)電纜引入，因此架空進(jìn)線至變電站高壓側(cè)，往往需選一段引入電纜。2.高壓出線(1)對(duì)于全線一樣的架空出線或電纜出線，應(yīng)選線路的全長(zhǎng)。(2)如經(jīng)一段電纜從高壓開關(guān)柜引出再架空配電的線路，則變電站高壓出線的選擇只選這一段引出電纜，而架空配電線路在廠區(qū)配電線路的設(shè)計(jì)中考慮。3.低壓出線(1)如采納電纜配電，應(yīng)選線路的全長(zhǎng)。(2)如經(jīng)一段穿管絕緣導(dǎo)線引出，再架空配電線路，則變電站低壓出線的選擇只選這一段引出的穿管絕緣導(dǎo)線，而架空配電線路則在廠區(qū)配電線路或車間配電線路的設(shè)計(jì)中考慮。5.2變電所進(jìn)出線方式的選擇1.架空線。在供電牢靠性要求不很高或投資較少的中小型工廠供電設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用。2.電纜。在供電牢靠性要求較高或投資較高的各類工廠供電設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用。5.3變電所進(jìn)出導(dǎo)線和電纜形式的選擇1.高壓架空線(1)一般采納鋁絞線。(2)當(dāng)檔距或交叉檔距較長(zhǎng)、電桿較高時(shí)，宜采納鋼芯鋁絞線。(3)沿海地區(qū)及有腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)所，宜采納銅絞線或防腐鋁絞線。2.高壓電纜線(1)一般環(huán)境和場(chǎng)所，可采納鋁芯電纜；但在有特殊要求的場(chǎng)所，應(yīng)采納銅芯電纜。(2)埋地敷設(shè)的電纜，應(yīng)采納有外護(hù)層的鎧裝電纜；但在無(wú)機(jī)械損傷可能的場(chǎng)所，可采納塑料護(hù)套電纜或帶有外護(hù)層的鉛包電纜。3.低壓電纜線(1)一般采納鋁芯電纜，但特殊重要的或有特殊要求的線路可采納銅芯電纜。(2)電纜溝內(nèi)電纜，一般采納塑料護(hù)套電纜，也可采納裸鎧裝電纜。5.4導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算為保證供電系統(tǒng)平安、牢靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，選擇導(dǎo)線和電纜截面時(shí)必需滿意下列條件：(1)發(fā)熱條件導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。(2)電壓損耗條件導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。(3)機(jī)械強(qiáng)度導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，但須校驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定度。對(duì)于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿意工作電壓的要求。依據(jù)設(shè)計(jì)閱歷，一般10kV及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來(lái)選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線路，因其對(duì)電壓水平要求較高，通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。5.5高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇5.5.110kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)采納LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV公用電源干線。(1)按發(fā)熱條件選擇。由線路最大負(fù)荷時(shí)的計(jì)算電流及室外環(huán)境溫度30℃，選擇LGJ-35，其30℃時(shí)的允許持續(xù)載流量=159A＞，滿意發(fā)熱條件。(2)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。因?yàn)殇撔句X絞線架空裸導(dǎo)線在6～10kV的允許最小截面為25，所以LGJ-35滿意機(jī)械強(qiáng)度要求。由于此線路很短，不需檢驗(yàn)電壓損耗。5.5.2由高壓母線至主變的引入電纜的選擇校驗(yàn)采納YJV22-10kV型交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜干脆埋地敷設(shè)。(1)按發(fā)熱條件選擇。由線路最大負(fù)荷時(shí)的計(jì)算電流及土壤溫度20℃，選擇3芯交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜，其型號(hào)為，其=175A＞，滿意發(fā)熱條件。（2）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定。查得短路熱穩(wěn)定系數(shù)C=77(5-1)＜A=35所以電纜滿意要求。5.5.3380V低壓出線的選擇1.饋電給鑄造車間的線路采納YJV22-1kV型交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜干脆埋地敷設(shè)。(1)按發(fā)熱條件選擇。由計(jì)算電流=273A，及該地區(qū)地下0.7～1米處全年最熱月最高溫度為20℃，初選，其，滿意發(fā)熱條件。(2)校驗(yàn)電壓損耗。由總平面布置圖量得變電站至鑄造車間距離約140m，而185的銅芯電纜的（按纜芯工作溫度60℃計(jì)），，又鑄造車間的，，因此由線路電壓損耗的一般計(jì)算公式(5-2)得：滿意允許電壓損耗5%的要求。(3)短路熱穩(wěn)定度檢驗(yàn)。查得短路熱穩(wěn)定系數(shù)C=115，則(5-3)式中為變電站高壓側(cè)過電流愛護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定，再加上斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s。由于前面所選150的纜芯截面＞，滿意短路熱穩(wěn)定度要求，因此選用的電纜型號(hào)為。2.饋電給鍛壓車間的線路采納YJV22-1kV型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜干脆埋地敷設(shè)。線路計(jì)算電流為=223A，為滿意斷路器上下級(jí)之間的協(xié)作，此段電纜選用型號(hào)為，其載流量為358A，經(jīng)檢驗(yàn)其發(fā)熱條件、電壓損耗和短路熱穩(wěn)定度均滿意要求。3.饋電給倉(cāng)庫(kù)的線路由于倉(cāng)庫(kù)負(fù)荷太小，只有5.6kW，干脆從低壓母線引線會(huì)造成奢侈，因此把它的負(fù)荷加到和它鄰近的鍛壓車間，從鍛壓車間向其引線，對(duì)其供電。鍛壓車間電纜選取過程中已經(jīng)將電纜型號(hào)上調(diào)一級(jí)，經(jīng)檢驗(yàn)完全能滿意對(duì)鍛壓車間和倉(cāng)庫(kù)的供電要求。4.饋電給電鍍車間的線路采納YJV22-1kV型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜干脆埋地敷設(shè)。線路計(jì)算電流為=189A，為滿意斷路器上下級(jí)之間的協(xié)作，此段電纜選用型號(hào)為，其載流量為261A，經(jīng)檢驗(yàn)其發(fā)熱條件、電壓損耗和短路熱穩(wěn)定度均滿意要求。5.饋電給工具車間的線路采納YJV22-1kV型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜干脆埋地敷設(shè)。線路計(jì)算電流為=189A，為滿意斷路器上下級(jí)之間的協(xié)作，此段電纜選用型號(hào)為，其載流量為261A，經(jīng)檢驗(yàn)其發(fā)熱條件、電壓損耗和短路熱穩(wěn)定度均滿意要求。6.饋電給組裝車間的線路由于組裝車間就在變電站旁邊，因此采納聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線ZR-BV-750型5根（3根相線，1根中性線，1根愛護(hù)線）穿硬塑料管埋地敷設(shè)。(1)按發(fā)熱條件選擇。由=207A，及環(huán)境溫度（年最熱月最高溫度）30℃，相線截面初選120，其，滿意發(fā)熱條件。按規(guī)定，中性線和愛護(hù)線也選為120，和相線截面相同，即選用ZR-BV-750-1×120塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑80的硬塑管。(2)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。查得，穿管敷設(shè)的絕緣導(dǎo)線線芯的最小允許截面，因此上面所選120的相線滿意機(jī)械強(qiáng)度要求。(3)校驗(yàn)電壓損耗。所選穿管線，估計(jì)長(zhǎng)度50m，查得，所選導(dǎo)線，，又組裝車間，，因此(5-4)(5-5)滿意允許電壓損耗5%的條件。7.饋電給修理車間的線路采納YJV22-1kV型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜干脆埋地敷設(shè)。線路計(jì)算電流為=167A，為滿意斷路器上下級(jí)之間的協(xié)作，此段電纜選用型號(hào)為，其載流量為217A，經(jīng)檢驗(yàn)其發(fā)熱條件、電壓損耗和短路熱穩(wěn)定度均滿意要求。8.饋電給金工車間的線路采納YJV22-1kV型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜干脆埋地敷設(shè)。線路計(jì)算電流為=174A，為滿意斷路器上下級(jí)之間的協(xié)作，此段電纜選用型號(hào)為，其載流量為217A，經(jīng)檢驗(yàn)其發(fā)熱條件、電壓損耗和短路熱穩(wěn)定度均滿意要求。9.饋電給焊接車間的線路采納YJV22-1KV型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜干脆埋地敷設(shè)。由于熱處理車間負(fù)荷較大，線路計(jì)算電流為=887A，線路長(zhǎng)度為300m，確定(1)按發(fā)熱條件選擇。由計(jì)算電流=887A，及該地區(qū)地下0.7～1米處全年最熱月最高溫度為20℃，初選2×()，其，滿意發(fā)熱條件。(2)校驗(yàn)電壓損耗。由總平面布置圖量得變電站至鑄造車間距離約300m，而400的銅芯電纜的（按纜芯工作溫度60℃計(jì)），=，又焊接車間的，，因此由線路電壓損耗的一般計(jì)算公式(5-6)得：滿意允許電壓損耗5%的要求。(3)短路熱穩(wěn)定度檢驗(yàn)。查得短路熱穩(wěn)定系數(shù)C=115，則(5-7)式中為變電站高壓側(cè)過電流愛護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定，再加上斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s。由于前面所選400的纜芯截面＞，滿意短路熱穩(wěn)定