某廠10KV變電所設(shè)計(jì)

..建筑大學(xué)城建學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目名稱光明機(jī)械制造廠10KV變電所設(shè)計(jì)院〔系〕電氣信息工程系課程名稱供配電課程設(shè)計(jì)班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生指導(dǎo)教師起止日期2016.12.10---12.16成績(jī)..目錄摘要............................................IABSTRACT............................................II第1章緒論...................................................11.1設(shè)計(jì)目的....................................................11.2設(shè)計(jì)任務(wù)...................................................11.3設(shè)計(jì)要求..................................................2第2章負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償..............................42.1負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償計(jì)算的目的.................................42.2負(fù)荷計(jì)算的方法的選擇...............................42.3負(fù)荷計(jì)算...............................42.4無功補(bǔ)償計(jì)算..........................................7第3章工廠變電所的設(shè)備選擇及主接線設(shè)計(jì)...........................93.1總降壓變電所位置的選擇.....................................93.2變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇....................................93.3變電所主接線的選擇原那么....................................103.4變電所主接線方案的選擇................................11第4章工廠供配電系統(tǒng)的短路電流計(jì)算................................134.1短路電流計(jì)算的目的及方法..................................134.2短路電流計(jì)算...............................................134.3計(jì)算短路電路中各元件的電阻抗標(biāo)幺值.........................144.2故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算.......................................15第5章短路電流計(jì)算........................................17第6章變電所一次設(shè)備的選擇與校檢..................................206.1變電所高壓一次設(shè)備的選擇及校檢.............................206.2變電所低壓一次設(shè)備的選擇及校檢.............................22第7章變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì)..................................247.1變電所的防雷保護(hù).............................247.2變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì).............................24結(jié)論......................................................26致.......................................................27參考文獻(xiàn)............................................28..摘要設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了很多的知識(shí)，因此如何將知識(shí)系統(tǒng)化就成了關(guān)鍵。如本設(shè)計(jì)中用到了工廠供電的絕大多數(shù)的根底理論和設(shè)計(jì)方案，因此在設(shè)計(jì)過程中側(cè)重了知識(shí)系統(tǒng)化能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)可分為幾局部：負(fù)荷計(jì)算和無功功率計(jì)算及補(bǔ)償；變電所位置和形式的選擇；變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方案的選擇；短路電流的計(jì)算；變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；變電所高、低壓線路的選擇；變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定；防雷和接地裝置確實(shí)定。關(guān)鍵詞：負(fù)荷計(jì)算,無功功率,主接線..ABSTRACTToprotectthesafetyofindustrialproduction,toensurereasonabledistributionofelectricenergy,transmission,flexibleoperationmodechanges.Specialforthisdesign.Elaboratedonthedesignofthemainmechanicalplantatotalstep-downsubstationelectricaldesign.Carriedoutinthedesignofthestatisticalcalculationoftheloadontheplant;substationlocationandtypeofchoice;substationmaintransformerandmainlineschemeofchoice;short-circuitcurrentcalculation;substationequipmentselectionofacheck;substationintotheoutletandadjacentunitsofthecontactlineofchoice;step-downsubstationlightningprotectionandgroundingequipmentdesign.Keywords：Reactivepowerpensation;Substation;transformer..第1章緒論1.1設(shè)計(jì)目的通過課程設(shè)計(jì)穩(wěn)固本課程理論知識(shí)，掌握供配電設(shè)計(jì)的根本方法，通過解決各種實(shí)際問題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力，同時(shí)對(duì)電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解，在計(jì)算、繪圖、設(shè)計(jì)說明書等方面得到訓(xùn)練，為今后的工作奠定根底。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)1.根據(jù)光明機(jī)械廠用電負(fù)荷，并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的開展，按平安可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)和的要求，確定工廠變電所的位置與型式；通過計(jì)算負(fù)荷，確定主變壓器臺(tái)數(shù)及容量；進(jìn)展短路電流的計(jì)算，選擇變電所的主線及高、低電氣設(shè)備；選擇整定繼電保護(hù)裝置；最后按要求寫出設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。2.課題設(shè)計(jì)資料〔1〕工程總平面圖如圖1-1：圖1-1〔2〕工廠負(fù)荷數(shù)據(jù)：機(jī)械廠多數(shù)車間為3班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為6400小時(shí)。機(jī)械廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料見表1-1：〔3〕供電電源情況：按照供電局協(xié)議，機(jī)械廠可由10kV公共市電架空進(jìn)線〔中間有電纜接入變電所〕；也可引自鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線?！?〕電源短路容量：10kV公共市電架空進(jìn)線首段所裝高壓斷路器的斷流容量為?！?〕供電局要求的功率因數(shù)：要求工廠變電所高壓側(cè)cosφ≥0.9。廠房編號(hào)用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)功率因數(shù)1倉庫動(dòng)力880.251.170.65照明20.801.02鑄造車間動(dòng)力2380.351.020.70照明100.801.03鍛壓車間動(dòng)力2380.251.170.65照明100.801.04金工車間動(dòng)力4380.251.330.60照明100.801.05工具車間動(dòng)力5380.251.170.65照明100.801.06電鍍車間動(dòng)力2380.500.880.75照明100.801.07熱處理車間動(dòng)力1380.501.330.60照明100.801.08裝配車間動(dòng)力1380.351.020.70照明100.801.09機(jī)修車間動(dòng)力1380.251.170.65照明50.801.010鍋爐房動(dòng)力1380.501.170.65照明20.801.0宿舍區(qū)照明4000.701.0表1-11.3設(shè)計(jì)要求1.要求每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)。2.要正確運(yùn)用設(shè)計(jì)資料。3.給出變配電所的主接線圖。4.完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定容。5.要求提交成果?！?〕完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告書一份；〔2〕A3變配電所的主接線圖紙一。第2章負(fù)荷計(jì)算和無功功率的補(bǔ)償2.1負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償計(jì)算的目的1.求計(jì)算負(fù)荷，是選擇確定建筑物報(bào)裝容量、變壓器容量的依據(jù)；2.求計(jì)算電流，是選擇纜線和開關(guān)設(shè)備的依據(jù)；3.求有功計(jì)算負(fù)荷和無功補(bǔ)償計(jì)算負(fù)荷，是確定靜電電容器容量的依據(jù)。2.2負(fù)荷計(jì)算的方法的選擇假設(shè)某供電圍所有電氣設(shè)備的容量為∑,當(dāng)這些設(shè)備正常使用時(shí)，由于各種原因，該供電圍負(fù)荷曲線上的計(jì)算負(fù)荷總會(huì)比電氣設(shè)備的總?cè)萘俊菩?，即?-1〕其中，為小于1的數(shù)。確定這個(gè)值常數(shù)的方法有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法等。以下為兩種常用確實(shí)定值的方法：1.需要系數(shù)法：用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。適用圍：用于設(shè)備數(shù)量多，容量差異不大的工程計(jì)算，尤其適用于配、變電所和干線的負(fù)荷計(jì)算。2.利用系數(shù)法：采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷區(qū)間的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)，得出計(jì)算負(fù)荷。2.3負(fù)荷計(jì)算1.單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式當(dāng)分組后同一組中設(shè)備臺(tái)數(shù)n大于3臺(tái)時(shí)，計(jì)算負(fù)荷應(yīng)考慮其需要系數(shù)，即：有功計(jì)算負(fù)荷〔單位為〕：〔2-2〕為需要系數(shù)，為設(shè)備的額定功率；無功計(jì)算負(fù)荷〔單位為〕：〔2-3〕視在計(jì)算負(fù)荷〔單位為〕：〔2-4〕計(jì)算電流〔單位為〕:=〔2-5〕其中，為用電設(shè)備的額定電壓〔單位為〕。 2.多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式當(dāng)供電圍有m個(gè)性質(zhì)不同的電氣設(shè)備組時(shí)，先將每一組的單組計(jì)算負(fù)荷計(jì)算出來后，考慮各種設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷Pc·j、Qc·j在各自負(fù)荷曲線上不可能同時(shí)出現(xiàn)，以一個(gè)同時(shí)系數(shù)來表達(dá)這種不同時(shí)率，因此其計(jì)算負(fù)荷時(shí)要確定一個(gè)同時(shí)系數(shù)參與運(yùn)算,公式如下：有功計(jì)算負(fù)荷〔單位為〕：〔2-6〕式中，K∑P為有功功率同時(shí)系數(shù)。對(duì)于配電干線的計(jì)算負(fù)荷，K∑P的取值圍一般取值為[0.8,0.9]；對(duì)于變電站總計(jì)算負(fù)荷，K∑P取值圍為[0.85,1]。無功計(jì)算負(fù)荷〔單位為〕：〔2-7〕式中，K∑Q為無功功率同時(shí)系數(shù)。對(duì)于配電干線的計(jì)算負(fù)荷，K∑Q的取值圍為[0.93,0.97]；對(duì)于變電站總計(jì)算負(fù)荷，K∑Q取值圍一般在[0.95,1]之間。視在計(jì)算負(fù)荷〔單位為〕：〔2-8〕計(jì)算電流〔單位為〕:=〔2-9〕將任務(wù)書中該機(jī)械廠各車間各負(fù)荷參數(shù)代入到以上單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式中，其中包括個(gè)車間參數(shù)動(dòng)力局部和照明局部小計(jì)，將結(jié)果記錄表2-1中。表2-1機(jī)械廠各車間單組負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)名稱類別設(shè)備容量需要系數(shù)計(jì)算負(fù)荷1倉庫動(dòng)力880.250.681.172225.7433.8651.45照明20.8101.601.62.432鑄造車間動(dòng)力2380.350.71.0283.384.966118.98180.77照明100.81080812.163鍛壓車間動(dòng)力2380.250.651.1759.569.61591.58139.15照明100.81080812.164金工車間動(dòng)力4380.250.601.33109.5145.635182.21276.84照明100.81080812.165工具車間動(dòng)力5380.250.651.17134.5157.365207.01314.53照明100.801080812.166電鍍車間動(dòng)力2380.500.750.88119104.72158.52240.85照明100.801080812.167熱處理車間動(dòng)力1380.500.601.336991.77114.82174.46照明100.801080812.168裝配車間動(dòng)力1380.350.701.0248.349.26668.99104.82照明100.801080812.169機(jī)修動(dòng)力1380.250.651.1734.540.36550.1080.68照明50.80104046.0810鍋爐房動(dòng)力1380.500.651.176980.73106.2161.36照明20.80101.601.62.4311宿舍區(qū)照明4000.7010268.60268.6408.11各車間單組機(jī)械運(yùn)行的負(fù)荷計(jì)算完畢后可得：〔2-10〕〔2-11〕〔2-12〕〔2-13〕取全廠的同時(shí)系數(shù)為,;那么全廠的計(jì)算負(fù)荷為：〔2-14〕〔2-15〕〔2-16〕〔2-17〕此時(shí)，其功率因數(shù)為：〔2-18〕2.4無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算無功功率的人工補(bǔ)償裝置主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器兩種。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此本次設(shè)計(jì)采用并聯(lián)電容器在變壓器的低壓側(cè)做無功功率補(bǔ)償。由于本廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.783。而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于0.9。考慮到主變壓器的無功損耗遠(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，這里取0.93來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量：〔2-19〕?。耗敲囱a(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在功率計(jì)算負(fù)荷為：〔2-20〕參考"供配電系統(tǒng)"教材中提供的電容器型號(hào)，假設(shè)選擇容量為12/臺(tái)的電容器做無功補(bǔ)償，可得所需電容器的臺(tái)數(shù)N為：〔2-21〕取，那么實(shí)際的無功補(bǔ)償功率：〔2-22〕計(jì)算電流為：〔2-24〕功率因數(shù)：=〔2-23〕變壓器的功率損耗為：〔2-25〕〔2-26〕其中，、、、、都是變壓器的額定參數(shù)，取經(jīng)歷值即可。補(bǔ)償后，變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：〔2-27〕(2-28〕(2-29〕(2-30〕補(bǔ)償后的實(shí)際功率因數(shù)：(2-31〕滿足〔大于0.90〕的要求。..第3章工廠變電所的設(shè)備選擇及主接線設(shè)計(jì)3.1總降壓變電所位置的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心。工廠的負(fù)荷中心按功率矩法來確定。結(jié)合本廠的實(shí)際情況，這里變電所采用獨(dú)立變電所。其設(shè)立位置參見圖3-1。圖中亦標(biāo)出了各車間距離變電所的距離。圖3-1廠區(qū)供電線纜規(guī)劃圖3.2變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇1.變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇依據(jù)主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)符合特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求進(jìn)展選擇。當(dāng)符合以下條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器。(1)大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷。(2)合變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。(3)中負(fù)荷較大，例如大于1250kVA。其他情況下宜裝設(shè)一臺(tái)變壓器2.工廠的負(fù)荷特性和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有以下兩種方案：(1)設(shè)一臺(tái)主變壓器采用型號(hào)為S9型，容量根據(jù)式，即采用一臺(tái)S9-800/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承當(dāng)。(2)設(shè)兩臺(tái)變壓器采用S9型變壓器，每臺(tái)的容量按以下公式選擇：而且因此選兩臺(tái)S9-500/10型低損耗配電變壓器。二級(jí)負(fù)荷的備用電源由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承當(dāng)。由于該廠的負(fù)荷含二級(jí)負(fù)荷，且二級(jí)負(fù)荷容量較大，對(duì)電源的供電可靠性要求高，在經(jīng)濟(jì)條件允許的條件下應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障后檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電，應(yīng)選兩臺(tái)變壓器。主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0。高壓開關(guān)柜選用GG-1A(F)型。3.3變電所主接線的選擇原那么1.變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來的電能聚集起來，并分給各用戶。它說明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是變電所電氣局部的主體，對(duì)變電所以及電力系統(tǒng)的平安、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。2.在選擇電氣主接線時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù)(1)變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。(2)變電所的分期和最終建立規(guī)模。(3)負(fù)荷大小和重要性。(4)系統(tǒng)備用容量大小。3.主接線設(shè)計(jì)的根本要求：(1)平安性：平安包括設(shè)備平安和人身平安。(2)可靠性：可靠就是變電所的主接線應(yīng)能滿足各級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。(3)靈活性：靈活就是在保障平安可靠的前提下主接線能夠適應(yīng)不同的運(yùn)行方式。(4)經(jīng)濟(jì)性：滿足以上要求的前提下，盡量降低建立投資和年運(yùn)行費(fèi)用。3.4變電所主接線方案的選擇母線制是指電源進(jìn)線與各饋出線之間的連接方式。常用的母線制主要有三種：?jiǎn)文妇€制，單母線分段制和雙母線分段制。方案Ⅰ：高、低壓側(cè)均采用單母線分段。優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同母線段引出兩個(gè)回路，用兩個(gè)電路供電；當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)切除故障母線保證正常段母線不連續(xù)供電和不致使重要用戶停電，供電可靠性相當(dāng)高，可供一、二級(jí)負(fù)荷。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)檢修時(shí)該母線各出線須停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)穿插跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。方案Ⅱ：?jiǎn)文妇€分段帶旁路。優(yōu)點(diǎn)：具有單母線分段全部?jī)?yōu)點(diǎn)，在檢修斷路器時(shí)不至中斷對(duì)用戶供電。缺點(diǎn)：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。方案Ⅲ：高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段。優(yōu)點(diǎn)：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。缺點(diǎn)：在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)展檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍需停電。以上三種方案均能滿足主接線要求，但第三種最經(jīng)濟(jì)，因此優(yōu)先考慮。但可靠性較低，但如果上下壓側(cè)有與其他的變電所相連的聯(lián)絡(luò)線時(shí)，那么供電可高性將得到大大的提高。因此最終方案是高壓側(cè)采用單母線，低壓側(cè)單母線分段，同時(shí)旁路加上與其他的變電所相連的聯(lián)絡(luò)線。主接線電路圖如圖3-2所示。圖3-2某車間變電所主接線電路圖第4章工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算4.1短路電流計(jì)算的目的及方法所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)展繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。進(jìn)展短路電流計(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，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)要選擇得使需要進(jìn)展短路校驗(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，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)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比擬簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。4.2短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法和標(biāo)幺值法兩種。該設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流。在標(biāo)幺值法中，參與運(yùn)算的物體量均用其相對(duì)值。因此標(biāo)幺值的概念是：所謂的基準(zhǔn)值是衡量某個(gè)物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度。短路點(diǎn)k-1，k-2取變壓器兩側(cè)。因此短路計(jì)算電路圖如圖4-1所示。圖4-1短路計(jì)算電路設(shè)，，低壓側(cè)，那么基準(zhǔn)電流：4.3計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1.電源的電抗標(biāo)幺值由任務(wù)資料斷路器容量為，因此2.架空線路的電抗標(biāo)幺值架空線路初選LJ-120，驗(yàn)證在第6章進(jìn)展。假設(shè)架空線路線間幾何均距為1500mm，那么由附錄表14可查得，而線路長(zhǎng)5km，故架空線路的的電抗標(biāo)幺值為3.電力變壓器的電抗標(biāo)幺值根據(jù)第3章3.1節(jié)中對(duì)變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇結(jié)果，本設(shè)計(jì)中選擇2臺(tái)型號(hào)為S9-500/10的變壓器，查附表1可得，其短路電壓百分?jǐn)?shù)，因此繪短路等效電路圖如圖4-2所示，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)明了短路計(jì)算點(diǎn)。圖4-2短路等效電路圖4.4故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算1.總電抗標(biāo)幺值2.三相短路電流周期分量有效值3.其他短路電流4.三相短路容量1.總電抗標(biāo)幺值2.三相短路電流周期分量有效值3.其他短路電流4.三相短路容量計(jì)算結(jié)果綜合如表4-3所示。表4-3短路計(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/MVAk－12.92.92.97.44.452.1k－224.324.324.344.826.516.9短路電流計(jì)算采用兩路電源供線，一路為距本廠6km的饋電變電站經(jīng)LGJ-185架空線〔系統(tǒng)按∞電源計(jì)〕，該干線首段所裝高壓斷路器的斷流容量為；一路為鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線。下面計(jì)算本廠變電所高壓10kV母線上k-1點(diǎn)短路和低壓380V母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。圖5-1變電所系統(tǒng)圖首先確定基準(zhǔn)值取所以：計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值：〔忽略架空線至變電所的電纜電抗〕電力系統(tǒng)：架空線路：查手冊(cè)得，因此：3〕變壓器：由所選的變壓器的技術(shù)參數(shù)得，因此：根據(jù)以上計(jì)算可以繪得短路等效電路圖如以下圖5-2所示。圖5-2短路等效電路圖計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗幺值及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)幺值：三相短路電流周期分量有效值：其他三相短路電流：三相短路容量：計(jì)算k-2點(diǎn)短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總電抗標(biāo)幺值：三相短路電流周期分量有效值：其他三相短路電流：三相短路容量：變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)電氣設(shè)備選擇是發(fā)電廠和變電所設(shè)計(jì)的主要容之一，在選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作特點(diǎn)，按照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)的規(guī)定，在保證供配電平安可靠的前提下，力爭(zhēng)做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。為了保障一次設(shè)備的可靠運(yùn)行，必須按照以下條件選擇和校驗(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、熱穩(wěn)定校驗(yàn)；〔3〕考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求?！?〕按各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求如斷路器的操作性能、互感器的二次負(fù)荷和準(zhǔn)確度級(jí)等進(jìn)展選擇。6.1變電所高壓一次設(shè)備的選擇及校驗(yàn)一、變電所高壓一次設(shè)備的選擇根據(jù)機(jī)械廠所在地區(qū)的外界環(huán)境，高壓側(cè)采用XX市長(zhǎng)城電器生產(chǎn)的JYN2-10〔Z〕型戶移開式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備。此高壓開關(guān)柜的型號(hào)：JYN2-10/4ZTTA〔說明：4：一次方案號(hào)；Z：真空斷路器；T：彈簧操動(dòng)；TA：干熱帶〕。初選設(shè)備：高壓斷路器：ZN24-10/1250/20高壓熔斷器：RN2-10/0.5-50電流互感器：LZZQB6-10-0.5-200/5電壓互感器：JDZJ-10接地開關(guān)：JN-3-10/25母線型號(hào)：TMY-3〔504〕；TMY-3〔8010〕+1〔606〕絕緣子型號(hào)：ZA-10Y抗彎強(qiáng)度：3.75kN〔戶支柱絕緣子〕從高壓配電柜引出的10kV三芯電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，型號(hào)：YJV-350，無鋼鎧護(hù)套，纜芯最高工作溫度。二、變電所高壓一次設(shè)備的校驗(yàn)根據(jù)"高壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)工程和條件"，在據(jù)電壓、電流、斷流能力選擇設(shè)備的根底上，對(duì)所選的高壓側(cè)設(shè)備進(jìn)展必需的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)和熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)高壓電器動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)校驗(yàn)條件：由以上短路電流計(jì)算得=；=。并查找所選設(shè)備的數(shù)據(jù)資料比擬高壓斷路器ZN24-10/1250/20=50kA，滿足條件；電流互感器LZZQB6-10-0.5-200/5=79kA，滿足條件；JN-3-10/25接地開關(guān)=63KA，滿足條件。絕緣子動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)校驗(yàn)條件：母線采用平放在絕緣子上的方式，那么：〔其中=200mm；=900mm〕。所以：=滿足要求。母線的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)條件：TMY母線材料的最大允許應(yīng)力=140MPa。10kV母線的短路電流=；=三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力：=母線的彎曲力矩：母線的截面系數(shù)：母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力：可得，=140MPa=，滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求。高壓設(shè)備的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)高壓電器熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件：查閱產(chǎn)品資料：高壓斷路器：=31.5kA,t=4s；電流互感器：=44.5kA,t=1s；接地開關(guān)：=25kA,t=4s取，=，將數(shù)據(jù)代入上式，經(jīng)計(jì)算以上電器均滿足熱穩(wěn)定性要求。高壓母線熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件：A=查產(chǎn)品資料，得銅母線的C=171，取。母線的截面：A=504=200允許的最小截面：從而，，該母線滿足熱穩(wěn)定性要求。高壓電纜的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件：A=允許的最小截面：所以選電纜YJV-350的截面A=50從而，，該電纜滿足熱穩(wěn)定性要求。6.2變電所低壓一次設(shè)備的選擇及校驗(yàn)一、變電所低壓一次設(shè)備的選擇低壓側(cè)采用的也是XX長(zhǎng)城電器生產(chǎn)的GGD2型低壓開關(guān)柜。初選設(shè)備如下：低壓斷路器：NA1型智能萬能斷路器、TMS30型塑殼無飛弧智能斷路器低壓熔斷器：NT系列電壓互感器：JDZ1系列電流互感器：LMZJ1、LMZ1系列母線型號(hào)：TMY-3〔8010〕+1〔606〕絕緣子型號(hào)：ZA-6Y抗彎強(qiáng)度：3.75kN〔戶支柱絕緣子〕另外，無功補(bǔ)償柜選用2個(gè)GCJ1-01型柜子，采用自動(dòng)補(bǔ)償，滿足補(bǔ)償要求。二、變電所低壓一次設(shè)備的校驗(yàn)由于根據(jù)"低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)工程和條件"進(jìn)展的低壓一次側(cè)設(shè)備選擇，不需再對(duì)熔斷器、刀開關(guān)、斷路器進(jìn)展校驗(yàn)。關(guān)于低壓電流互感器、電壓互感器、電容器及母線、電纜、絕緣子等校驗(yàn)工程與高壓側(cè)相應(yīng)電器一樣，這里僅列出低壓母線的校驗(yàn)：380V側(cè)母線上母線動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：校驗(yàn)條件：TMY母線材料的最大允許應(yīng)力=140MPa。380V母線的短路電流=;=三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為：母線的彎曲力矩：母線的截面系數(shù)：母線在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力：可得，=140MPa=，滿足動(dòng)穩(wěn)定性要求。380V側(cè)母線熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：校驗(yàn)條件：A=查產(chǎn)品資料，得銅母線的C=171，取。母線的截面：A=8010=800允許的最小截面：從而，，滿足熱穩(wěn)定性要求。第7章變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì)7.1變電所的防雷保護(hù)一．直接防雷保護(hù)在變電所屋頂裝設(shè)避雷針和避雷帶，并引進(jìn)出兩根接地線與變電所公共接裝置相連。如變電所的主變壓器裝在室外和有露天配電裝置時(shí)，那么應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)圍包圍整個(gè)變電所。如果變電所所在其它建筑物的直擊雷防護(hù)圍時(shí)，那么可不另設(shè)獨(dú)立的避雷針。按規(guī)定，獨(dú)立的避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用3-6根長(zhǎng)2.5m的剛管，在裝避雷針的桿塔附近做一排和多邊形排列，管間距離5m，打入地下，管頂距地面0.6m。接地管間用40mm×4mm的鍍鋅扁剛焊接相接。引下線用25mm×4mm的鍍鋅扁剛，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其根底的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用直徑20mm的鍍鋅扁剛，長(zhǎng)1～1.5。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng)有3m以上的距離。二．雷電侵入波的防護(hù)1.在10KV電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)FS4—10型閥式避雷器。引下線采