某化纖毛紡廠總配變電所及高壓配電

1、 目 錄第一章 緒 論11.1 工廠供電發(fā)展及現(xiàn)狀11.2 工廠供電設(shè)計(jì)原則11.3 本設(shè)計(jì)的意義11.4 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容2第二章 負(fù)荷計(jì)算及無功功率補(bǔ)償32.1 電力負(fù)荷32.1.1電力負(fù)荷的分級(jí)32.1.2各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求32.2 具體的負(fù)荷計(jì)算42.2.1各車間變電所的負(fù)荷計(jì)算42.3 無功功率補(bǔ)償82.3.1一號(hào)車間變電所無功功率補(bǔ)償102.3.2二號(hào)車間變電所無功功率補(bǔ)償112.3.3三號(hào)車間變電所無功功率補(bǔ)償112.4 工廠總配電所的計(jì)算負(fù)荷12第三章 變電所主變壓器和主接線方案的選擇143.1 變電所主變壓器的選擇143.1.1變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇143.1.2

2、變電所主變壓器聯(lián)結(jié)組別的選擇153.1.3變電所主變壓器容量的選擇153.2 變電所主接線方案的選擇153.2.1車間變電所的主接線分類163.2.2變電所主接線圖16第四章 短路電流計(jì)算174.1 短路電流的基本概念174.1.1短路的危害174.1.2計(jì)算短路電流的目的174.2 短路電流計(jì)算174.2.1一號(hào)車間變電所短路電流計(jì)算174.2.2二號(hào)車間變電所短路電流計(jì)算214.2.3三號(hào)車間變電所短路電流計(jì)算25第五章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)295.1 變電所一次設(shè)備分類295.2 變電所一次設(shè)備的選擇295.2.1變電所一次設(shè)備的選擇原則295.2.2變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)305.

3、3 高低壓母線的選擇35第六章 變電所進(jìn)出線的選擇366.1 電力線路366.1.1導(dǎo)線和電纜截面的選擇條件366.2 變電所進(jìn)出線的選擇校驗(yàn)376.2.1 10kV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇376.2.2 380V低壓出線的選擇37第七章 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)整定407.1 過電流保護(hù)裝置的類型和任務(wù)407.2 電力變壓器的繼電保護(hù)407.2.1主變壓器的保護(hù)及整定41第八章 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置設(shè)計(jì)468.1 防雷設(shè)備468.2 變電所防雷保護(hù)468.2.1直擊雷防護(hù)468.2.2雷電侵入波的防護(hù)468.3 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)47第九章 結(jié)論48參考文獻(xiàn)：49第一章

4、 緒 論1.1 工廠供電發(fā)展及現(xiàn)狀電能廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生產(chǎn)和人民生活的各個(gè)方面，絕大多數(shù)電能都由電力系統(tǒng)中的發(fā)電廠提供，電力工業(yè)已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。而我國(guó)現(xiàn)有的配電網(wǎng)很薄弱，絕大多數(shù)為樹狀結(jié)構(gòu)，且多為架空線，可靠性差。尤其在農(nóng)村送電距離太長(zhǎng)，配電設(shè)備比較陳舊，配電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備少，信息傳輸通道缺乏。這些導(dǎo)致事故處理自動(dòng)化程度低，處理時(shí)間長(zhǎng)，事故后恢復(fù)供電慢。加強(qiáng)配電網(wǎng)的建設(shè)，提高配電網(wǎng)的管理水平和電網(wǎng)自動(dòng)化程度顯得尤為重要。我國(guó)已在近期內(nèi)重點(diǎn)投資改造和建設(shè)配電網(wǎng)，合理增加變電站，完善配電網(wǎng)絡(luò)，提高配電自動(dòng)化水平。為此，不斷涌現(xiàn)的新理論、新方法、新技術(shù)、新設(shè)備，把計(jì)算機(jī)技術(shù)、

5、通信技術(shù)與傳統(tǒng)的變電技術(shù)相結(jié)合形成的現(xiàn)代變電技術(shù)在供變電系統(tǒng)中得到快速發(fā)展和應(yīng)用。1.2 工廠供電設(shè)計(jì)原則工廠供電設(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)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。因此，設(shè)計(jì)中必須遵循以下要求1：（1）必須遵守國(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）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(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。（3）應(yīng)根據(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)與遠(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）按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供

6、電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。1.3 本設(shè)計(jì)的意義和工作1.3本設(shè)計(jì)的意義工廠供電設(shè)計(jì)工作的目的就是為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，保證生產(chǎn)和生活用電的需要。因此，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。同時(shí)做好工廠供電設(shè)計(jì)有利于實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。1.4本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)就是根據(jù)工程實(shí)際，對(duì)某化纖毛紡廠總配電所及高壓配電一次系統(tǒng)和部分二次系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。其主要內(nèi)容如下：根據(jù)工廠的布置、生產(chǎn)任務(wù)、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格，求出各車間負(fù)荷情況。根據(jù)車間變電所的容量以及供用電協(xié)議，對(duì)該廠的設(shè)備進(jìn)行選擇。提出該廠的總配變電所及高壓配電系統(tǒng)的具

7、體設(shè)計(jì)方案。對(duì)該系統(tǒng)的供電可靠性進(jìn)行探討。第二章 負(fù)荷計(jì)算及無功功率補(bǔ)償2.1 電力負(fù)荷電力負(fù)荷又稱電力負(fù)載，其有兩種含義：（1）指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位，如重要負(fù)荷等；（2）指用電設(shè)備或用電單位所耗用的電功率或電流大小，如輕負(fù)載等。2.1.1電力負(fù)荷的分級(jí) 按規(guī)定，電力負(fù)荷根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求以及中斷供電造成的損失或影響分為三級(jí)2：一級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡；或者中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，如重大設(shè)備的損壞等。在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷為中斷供電

8、將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失，如主要設(shè)備的損壞等。三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷為一般電力負(fù)荷，指所有不屬于上述一、二級(jí)的負(fù)荷。2.1.2各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求由于一級(jí)負(fù)荷屬于重要負(fù)荷，如中斷供電造成的后果十分嚴(yán)重，因此要求由兩個(gè)電源供電，當(dāng)其中一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)不至于同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除上述兩個(gè)電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源，為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求二級(jí)負(fù)荷也屬于重要負(fù)荷，要求由兩回路供電，供電變壓器也應(yīng)有兩臺(tái)。其中一回路或一臺(tái)變壓器發(fā)生常見故障時(shí)，二級(jí)負(fù)荷應(yīng)不致中斷供電，或中斷后能迅

9、速恢復(fù)供電。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求三級(jí)負(fù)荷屬于不重要的一般負(fù)荷，對(duì)供電負(fù)荷沒有特殊要求。2.2 具體的負(fù)荷計(jì)算計(jì)算負(fù)荷是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定，在工程中常用的有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法，前者應(yīng)用最為普遍。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不大時(shí)，通常采用需要系數(shù)法計(jì)算。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量又相差懸殊時(shí)，則宜采用二項(xiàng)式法計(jì)算3。本次設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。2.2.1各車間變電所的負(fù)荷計(jì)算表2-1 各車間變電所資料序號(hào)車間（單位）名稱設(shè)備容量kwKd1制條車間3400.80.80 紡紗車間3400.80.80 飲 水 站860.650.80

10、 鍛工車間370.20.65 機(jī)修車間2960.30.50 幼兒園12.80.60.60 倉(cāng)庫(kù)380.30.50 小計(jì)（）2織造車間5250.80.80 染造車間4900.80.80 浴室、理發(fā)室50.81.00 食堂400.750.80 單身宿舍500.81.00 小計(jì)（）3鍋爐房1510.750.80 水泵房1180.750.80 化驗(yàn)室500.750.80 油泵房280.750.80 小計(jì)（）根據(jù)表2-1，可得：一號(hào)車間變電所的計(jì)算負(fù)荷：1）制條車間的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式： （2.1）所以：制條車間的有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式： （2.2）所以：制條車間的無功計(jì)算負(fù)荷

11、：2）紡紗車間的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：3）飲水站的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：4）鍛工車間的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：5）機(jī)修車間的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：6）幼兒園的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：7）倉(cāng)庫(kù)的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：8）一號(hào)車間變電所的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式： （2.3）所以：一號(hào)車間的有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式： （2.4）所以：一號(hào)車間的無功計(jì)算負(fù)荷：視在負(fù)荷和計(jì)算電流公式： （2.5） （2.6）所以：一號(hào)車間變電所視在負(fù)荷： 計(jì)算電流：二號(hào)車間變電所的計(jì)算負(fù)荷：1）織造車間的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算

12、負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：2）染造車間的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：3）浴室、理發(fā)室的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：4）食堂的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：5）單身宿舍的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：6）二號(hào)車間變電所的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：視在負(fù)荷： 計(jì)算電流：三號(hào)車間變電所的計(jì)算負(fù)荷1）鍋爐房的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：2）水泵房的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：3）化驗(yàn)室的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：4）油泵房的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：5）三號(hào)車間變電所的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷： 無功計(jì)算負(fù)荷：視在負(fù)荷： 計(jì)算電流：2.3

13、 無功功率補(bǔ)償由表2-2可知，該廠的三個(gè)車間變壓器380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)分別只有0.74、0.81和0.80。而供電部門要求10kV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不應(yīng)低于0.90。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0.90，故取0.92來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量。設(shè)計(jì)采用PGL1型低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)嘗屏作無功功率補(bǔ)償。PGL1型低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)嘗屏有1、2、3、4四種方案，其中1、2屏為主屏，3、4屏為輔屏。1、3屏各有6支路，電容器為BW0.4-14-3型，每屏共84kvar，采用6步控制，每步投入14kvar。2、4屏各有8支路，

14、電容器亦為BW0.4-14-3型，每屏共112kvar，采用8步控制，每步亦投入14kvar。表2-2 全廠各車間負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù)表序號(hào)車間（單位）名稱設(shè)備容量kwKd1制條車間3400.80.80 0.75 272.00 204.00 340.00 516.58 紡紗車間3400.80.80 0.75 272.00 204.00 340.00 516.58 飲 水 站860.650.80 0.75 55.90 41.93 69.88 106.16 鍛工車間370.20.65 1.17 7.40 8.65 11.38 17.30 機(jī)修車間2960.30.50 1.73 88.80 153.81 1

15、77.60 269.84 幼兒園12.80.60.60 1.33 7.68 10.24 12.80 19.45 倉(cāng)庫(kù)380.30.50 1.73 11.40 19.75 22.80 34.64 小計(jì)（）0.74 643.66 578.13 865.18 1314.51 2織造車間5250.80.80 0.75 420.00 315.00 525.00 797.65 染造車間4900.80.80 0.75 392.00 294.00 490.00 744.48 浴室、理發(fā)室50.81.00 0.00 4.00 0.00 4.00 6.08 食堂400.750.80 0.75 30.00 22.5

16、0 37.50 56.98 單身宿舍500.81.00 0.00 40.00 0.00 40.00 60.77 小計(jì)（）0.81 797.40 568.35 979.22 1487.77 3鍋爐房1510.750.80 0.75 113.25 84.94 141.56 215.08 水泵房1180.750.80 0.75 88.50 66.38 110.63 168.08 化驗(yàn)室500.750.80 0.75 37.50 28.13 46.88 71.22 油泵房280.750.80 0.75 21.00 15.75 26.25 39.88 小計(jì)（）0.80 234.23 175.67 292

17、.78 444.84 2.3.1一號(hào)車間變電所無功功率補(bǔ)償?shù)蛪簜?cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為 （2.7）所以： 取補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為 （2.8）所以： 變壓器的功率損耗為 （2.9） （2.10）變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為無功功率補(bǔ)償后，一次側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)為滿足規(guī)定要求選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）3臺(tái)相組合，總?cè)萘?84kvar4=336kvar。無功補(bǔ)償后380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表2.3所示。表2-3 一號(hào)車間變電所無功功率補(bǔ)償計(jì)算項(xiàng) 目計(jì)算負(fù)荷380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.74643.66 578

18、.13 865.18 1314.50 380V側(cè)無功補(bǔ)償容量 -336.00 380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.92643.66 242.13 687.70 1044.88 主變壓器功率損耗10.3241.26 10kV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.917653.98 283.40712.7441.15 2.3.2二號(hào)車間變電所無功功率補(bǔ)償?shù)蛪簜?cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為取補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為變壓器的功率損耗為變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為無功功率補(bǔ)償后，一次側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)為滿足規(guī)定要求選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）2臺(tái)相組合，總?cè)萘?

19、84kvar3=252kvar。無功補(bǔ)償后380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表2-4所示。表2-4 二號(hào)車間變電所無功功率補(bǔ)償計(jì)算項(xiàng) 目計(jì)算負(fù)荷380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.81797.40568.35979.221487.77380V側(cè)無功補(bǔ)償容量-252.00380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.92797.40316.35857.861303.42主變壓器功率損耗12.8751.4710kV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.910810.27367.82889.8551.382.3.3三號(hào)車間變電所無功功率補(bǔ)償?shù)蛪簜?cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為取補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為變壓器的功率損耗為變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為無功功率補(bǔ)

20、償后，一次側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)為滿足規(guī)定要求-選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用方案1（主屏）1臺(tái)，總?cè)萘?84kvar1=84kvar。無功補(bǔ)償后380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表2-5所示。表2-5 三號(hào)車間變電所無功功率補(bǔ)償計(jì)算項(xiàng) 目計(jì)算負(fù)荷380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.8234.23 175.67 292.79 444.84 380V側(cè)無功補(bǔ)償容量 -84.00 380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.92234.23 91.67 251.53382.17主變壓器功率損耗3.77 15.09 10kV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.912238.00 106.76 260.8515.06

21、2.4 工廠總配電所的計(jì)算負(fù)荷根據(jù)表2-1計(jì)算總配電所的負(fù)荷：有功計(jì)算負(fù)荷：無功計(jì)算負(fù)荷：視在負(fù)荷：計(jì)算電流： 第三章 變電所主變壓器和主接線方案的選擇變電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓然后分配電能的任務(wù)。配電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，然后直接分配電能的任務(wù)，變配電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐。 工廠變電所又分總降壓變電所（把35kV以上電壓降為10kV或6kV電壓）和車間變電所（把10kV或6kV電壓降為220/380V電壓）。一般中小型工廠不設(shè)總降壓變電所4。3.1 變電所主變壓器的選擇已知該毛紡化纖廠屬一般中小型工廠，對(duì)供電負(fù)荷沒有特殊要求，所以從電力系統(tǒng)的35kV/10kV變電站直接向車間變

22、電所供電。3.1.1變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：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，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或另有自備電源。對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)變壓器。除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。但是負(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。在確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)

23、時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。 本次設(shè)計(jì)的三個(gè)變電所均為車間變電所，根據(jù)其負(fù)荷性質(zhì)和供電要求，設(shè)計(jì)時(shí)采用一臺(tái)變壓器。3.1.2變電所主變壓器聯(lián)結(jié)組別的選擇電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別，是指變壓器一、二次繞組因采取不同的聯(lián)結(jié)方式而形成變壓器一、二次側(cè)對(duì)應(yīng)線電壓之間的不同相位關(guān)系。610kV配電變壓器有Yyn0 和Dyn11兩種常見的聯(lián)結(jié)組6。三相負(fù)荷基本平衡，其低壓中性線電流不超過低壓繞組額定電流25%，且供電系統(tǒng)中諧波干擾不太嚴(yán)重時(shí)，三相配電變壓器的聯(lián)結(jié)組可選Yyn0。當(dāng)由于單相不平衡負(fù)荷引起的中性線電流超過變壓器低壓繞組額定電流25%時(shí)，或供電系統(tǒng)中存在較大的“諧波源”，高次諧波電流突出

24、時(shí)，三相配電變壓器的聯(lián)結(jié)組宜選Dyn11。本設(shè)計(jì)的三個(gè)車間變電所均采用Yyn0聯(lián)結(jié)的配電變壓器。3.1.3變電所主變壓器容量的選擇 只裝一臺(tái)主變壓器的變電所，主變壓器容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷的需要，即 （3.1） 車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量，一般不宜大于1000kV.A。一號(hào)變電所主變壓器容量的選擇由表2.2可知一號(hào)變壓器視在負(fù)荷為712.74 kV.A，取 即選一臺(tái)S9-800/10型低損耗配電變壓器。二號(hào)變電所主變壓器容量的選擇由表2.2可知二號(hào)變壓器視在負(fù)荷為889.85 kV.A，取 即選一臺(tái)S9-1000/10型低損耗配電變壓器。三號(hào)變電所主變壓器容量的選擇由表2.2可知三

25、號(hào)變壓器視在負(fù)荷為260.85 kV.A，取 即選一臺(tái)S9-315/10型低損耗配電變壓器。3.2 變電所主接線方案的選擇主接線圖即主電路圖，是表示系統(tǒng)中電能輸送和分配路線的電路圖，亦稱一次電路圖。3.2.1車間變電所的主接線分類有工廠總降壓變電所或高壓配電所的非獨(dú)立式變電所其高壓側(cè)的開關(guān)電器、保護(hù)裝置和測(cè)量?jī)x表等，一般都安裝在高壓配電線路的首端，即總變配電所的高壓配電室內(nèi)，而車間變電所只設(shè)變壓器和低壓配電室，其高壓側(cè)多數(shù)不裝開關(guān)，或只裝簡(jiǎn)單的隔離開關(guān)、熔斷器和避雷器等。無工廠總降壓變電所和高壓配電所的獨(dú)立式變電所工廠內(nèi)無總變、配電所時(shí)，其車間變電所就是工廠的降壓變電所，其高壓側(cè)的開關(guān)電器、保

26、護(hù)裝置和測(cè)量?jī)x表等都必須配備齊全，所以一般要設(shè)置高壓配電室。在變壓器容量較小、供電可靠性要求不高的情況下也可不設(shè)高壓配電室，其高壓側(cè)的開關(guān)電器就裝設(shè)在變壓器室的墻上或電桿上，在低壓側(cè)計(jì)量電能；或者高壓開關(guān)柜就裝在低壓配電室內(nèi)，在高壓側(cè)計(jì)量電能6。3.2.2變電所主接線圖 圖3.1 變電所主接線方案第四章 短路電流計(jì)算4.1 短路電流的基本概念所謂短路，就是指電力系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接，如相與相之間、相與地之間的短接。其特征就是短接前后兩點(diǎn)的電位差會(huì)發(fā)生顯著變化7。4.1.1短路的危害發(fā)生短路故障時(shí)，由于短路回路中的阻抗大大減小，短路電流與正常工作電流相比增加很大。強(qiáng)大的短路電流在其

27、回路中所產(chǎn)生的熱效應(yīng)及電動(dòng)效應(yīng)會(huì)使電氣設(shè)備受到破壞；不對(duì)稱接地短路所產(chǎn)生的零序電流，會(huì)在臨近的通信線路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)干擾通信，嚴(yán)重時(shí)會(huì)危及人身和設(shè)備的安全。4.1.2計(jì)算短路電流的目的計(jì)算短路電流的目的是為了限制短路危害和縮小故障的影響范圍。在變電所和供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，進(jìn)行短路電流計(jì)算有以下用途：選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體，必須用短路電流校驗(yàn)其熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性。選擇和整定繼電保護(hù)裝置，使之能準(zhǔn)確地切除短路故障。確定合理的主接線方案、運(yùn)行方式及限流措施8。4.2 短路電流計(jì)算短路電流的計(jì)算方法分為有名單位制法（歐姆法）和相對(duì)單位制法（標(biāo)幺制法）。本次設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路電流計(jì)算。4.2

28、.1一號(hào)車間變電所短路電流計(jì)算系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)短路電流計(jì)算1）繪制計(jì)算電路圖4.1 短路計(jì)算電路2）確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側(cè)Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,則 （4.1）所以：3）計(jì)算短路電路中各原件的電抗標(biāo)幺值a.電力系統(tǒng) （4.2）所以：b.架空線 查表得LGJ-150的，線路長(zhǎng)0.5km,故 （4.3）所以：c.電力變壓器 查表得,故 （4.4）所以：繪制等效電路，圖4-2 等效電路4）計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值 （4.5）所以：c.其它短路電流 （4.6） （4.7） （4.

29、8）d.三相短路容量 （4.9）所以：5）計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流 （4.10） （4.11）d.三相短路容量表4-1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-17.977.977.9720.3212.03144.93k-222.7822.7822.7841.9224.8315.82系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)短路電流計(jì)算1）繪制計(jì)算電路圖4-3 短路計(jì)算電路2）確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側(cè)Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,則3）計(jì)算短路電路中各原件的電抗標(biāo)幺值

30、a.電力系統(tǒng) b.架空線 查表得LGJ-150的，線路長(zhǎng)0.5km,故c.電力變壓器 查表得,故繪制等效電路，圖4.4 等效電路4）計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量5）計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量表4-2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-15.055.055.0512.887.6391.74k-221.4321.4321.4339.4323.3614.884.2.2二

31、號(hào)車間變電所短路電流計(jì)算系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)短路電流計(jì)算1）繪制計(jì)算電路圖4.5 短路計(jì)算電路2）確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側(cè)Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,則3）計(jì)算短路電路中各原件的電抗標(biāo)幺值a.電力系統(tǒng) b.架空線 查表得LGJ-150的，線路長(zhǎng)0.5km,故c.電力變壓器 查表得,故繪制等效電路，圖4-6 等效電路4）計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量5）計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它

32、短路電流d.三相短路容量表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-17.977.977.9720.3212.03144.93k-227.7527.7527.7551.0630.2519.27系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)短路電流計(jì)算1）繪制計(jì)算電路圖4.7 短路計(jì)算電路2）確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側(cè)Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,則3）計(jì)算短路電路中各原件的電抗標(biāo)幺值a.電力系統(tǒng) b.架空線 查表得LGJ-150的，線路長(zhǎng)0.5km,故c.電力變壓器 查表得,故繪制等效電路，圖4.8 等效電路4）計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和

33、短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量5）計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量表4-4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-15.055.055.0512.887.6391.74k-225.7625.7625.7647.4028.0817.894.2.3三號(hào)車間變電所短路電流計(jì)算系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)短路電流計(jì)算1）繪制計(jì)算電路圖4.9 短路計(jì)算電路2）確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側(cè)Ud1=10.5kV,Ud2

34、=0.4kV,則3）計(jì)算短路電路中各原件的電抗標(biāo)幺值a.電力系統(tǒng) b.架空線 查表得LGJ-150的，線路長(zhǎng)0.5km,故c.電力變壓器 查表得,故繪制等效電路，圖4.10 等效電路4）計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d三相短路容量5）計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量表4.5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-17.977.977.9720.3212.03144.93k-210.7510.

35、7510.7519.7811.727.47系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)短路電流計(jì)算1）繪制計(jì)算電路圖4.11 短路計(jì)算電路2）確定基準(zhǔn)值 設(shè)Sd=100MVA,Ud=Uc,高壓側(cè)Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,則3）計(jì)算短路電路中各原件的電抗標(biāo)幺值a.電力系統(tǒng) b.架空線 查表得LGJ-150的，線路長(zhǎng)0.5km,故c電力變壓器 查表得,故繪制等效電路，圖4.12 等效電路4）計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量5）計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量a.總電抗標(biāo)幺值b.三相短路電流周

36、期分量有效值c.其它短路電流d.三相短路容量表4-6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-15.055.055.0512.887.6391.74k-210.4410.4410.4419.2111.387.25第五章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)變配電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱為一次電路或一次回路，亦稱主電路。一次電路中所有的電氣設(shè)備稱為一次設(shè)備10。5.1 變電所一次設(shè)備分類一次設(shè)備按其功能可分為以下幾類：（1）變換設(shè)備其功能是按電力系統(tǒng)工作的要求來改變電壓或電流等，例如電力變壓器、電流互感器、電壓互感器等。（2）控制設(shè)備其功能是按電力系統(tǒng)工作的要求來控制一次電

37、路的通、斷，例如各種高低壓開關(guān)。（3）保護(hù)設(shè)備其功能是用來對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行過電流和過電壓等的保護(hù)，例如熔斷器和避雷器等。（4）補(bǔ)償設(shè)備其功能是用來補(bǔ)償電力系統(tǒng)的無功功率，以提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，例如并聯(lián)電容器。（5）成套設(shè)備它是按一次電路接線方案的要求，將有關(guān)一次設(shè)備及二次設(shè)備組合為一體的電氣裝置，例如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏、動(dòng)力和照明配電箱等。5.2 變電所一次設(shè)備的選擇一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路在正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠、運(yùn)行維護(hù)方便、投資經(jīng)濟(jì)合理。5.2.1變電所一次設(shè)備的選擇原則在供配電系統(tǒng)中盡管各種電氣設(shè)備的作用不一樣，但選擇的要求和條件基本

38、上是相同的。為了保證設(shè)備安全、可靠的運(yùn)行，各種設(shè)備均應(yīng)按正常工作條件的額定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度11。按工作環(huán)境選擇電氣設(shè)備型號(hào) 工作環(huán)境要求有：戶內(nèi)、戶外、海拔、環(huán)境溫度、礦井、防塵、防爆等。按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓一般電氣設(shè)備和導(dǎo)線的額定電壓應(yīng)不低于設(shè)備安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的電壓,即 （5.1）按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流一般電氣設(shè)備和導(dǎo)線的額定電流應(yīng)不小于通過該設(shè)備的最大負(fù)荷電流,即 （5.2）對(duì)開關(guān)類電氣設(shè)備還應(yīng)考慮其斷流能力設(shè)備的最大開斷電流應(yīng)不小于安裝地點(diǎn)的最大三相短路電流，即 （5.3）按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度電氣設(shè)

39、備在短路故障條件下必須具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度，以保證電氣設(shè)備在短路時(shí)不被損壞。1）熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。通過短路電流時(shí)，導(dǎo)體和電氣設(shè)備的發(fā)熱溫度不應(yīng)超過短時(shí)發(fā)熱最高允許溫度值，即 （5.4）其中 ，當(dāng) 時(shí)， 式中，為設(shè)備安裝地點(diǎn)的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，為短路發(fā)熱假想時(shí)間，為實(shí)際短路時(shí)間，為動(dòng)作時(shí)間，通常取0.2s；為電氣設(shè)備t秒內(nèi)允許通過的短路電流，t為設(shè)備給定的熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間。2）動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)。動(dòng)穩(wěn)定度是指導(dǎo)體和電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足條件為 （5.5）式中，為設(shè)備安裝地點(diǎn)的三相短路沖擊電流峰值，為設(shè)備的極限通過電流峰值。5.2.2變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校

40、驗(yàn)1）高低壓開關(guān)柜的用途高壓開關(guān)柜是高壓系統(tǒng)中用來接收和分配電能的成套配電裝置，主要用于335KV系統(tǒng)中。通常一個(gè)柜就構(gòu)成一個(gè)單元回路，因此一個(gè)柜也就成為一個(gè)間隔。使用時(shí)可按設(shè)計(jì)的主電路方案，選擇適合各種電路間隔的開關(guān)柜組合起來，便可構(gòu)成整個(gè)高壓配電裝置12。它具有安全可靠、維護(hù)方便、占地面積小等特點(diǎn)。設(shè)計(jì)可選用GG-1A(F)型固定式高壓開關(guān)柜。該開關(guān)柜的主要結(jié)構(gòu)由主柜和遮攔柜組成，主柜部分被母線隔板分為兩段，上段為母線和母線隔離開關(guān)、接地開關(guān)，中部為斷路器或負(fù)荷開關(guān)，下部為互感器13。2）高低壓開關(guān)柜的選擇a.計(jì)量柜的選擇及其設(shè)備校驗(yàn)在兩路10kV電源進(jìn)線側(cè)各裝一臺(tái)高壓計(jì)量柜，其中的電流互

41、感器和電壓互感器專用于連接計(jì)費(fèi)電能表。本次設(shè)計(jì)選擇GG-1A(J)-03型計(jì)量柜（圖中NO.101），其一次設(shè)備校驗(yàn)見表5-1。表5-1 GG-1A(J)-03型計(jì)量柜設(shè)備校驗(yàn)選擇校驗(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)參數(shù)10kV96.82A7.97kA20.32kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓隔離開關(guān)10kV200A25.5kA高壓熔斷器/0.510kV0.5A50kA電壓互感器/kV電流互感器10kA200/5A高壓隔離開關(guān)10kV200A25.5kAb.進(jìn)線柜的選擇及其設(shè)備校驗(yàn)在兩路10kV電源進(jìn)線側(cè)各裝一臺(tái)高壓進(jìn)線柜（圖中NO.102），選擇GG-1A(F)-11型進(jìn)線柜，其

42、一次設(shè)備校驗(yàn)見表5-2。表5-2 GG-1A(F)-11型進(jìn)線柜設(shè)備校驗(yàn)選擇校驗(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)參數(shù)10kV96.82A7.97kA20.32kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓斷路器10kV1250A43.3kA130kA高壓隔離開關(guān)10kV200A25.5kA電流互感器10kA200/5Ac.出線柜的選擇及其設(shè)備校驗(yàn)連接各車間變電所的出線柜（圖中NO.104）均選擇GG-1A(F)-03型，以二號(hào)車間變電所為例對(duì)所選設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，見表5-3。表5-3 GG-1A(F)-03型互感器柜設(shè)備校驗(yàn)選擇校驗(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)參數(shù)10kV51.68A

43、7.97kA20.32kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓斷路器10kV630A16kA40kA高壓隔離開關(guān)10kV200A25.5kA電流互感器10kA200/5Ad.互感器柜的選擇及其設(shè)備校驗(yàn)本次設(shè)計(jì)的兩個(gè)互感器柜（圖中NO.103）均選擇GG-1A(F)-54型，其一次設(shè)備校驗(yàn)見表5-4。表5-4 GG-1A(F)-54型互感器柜設(shè)備校驗(yàn)選擇校驗(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)參數(shù)10kV96.82A7.97kA20.32kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓熔斷器/0.510kV0.5 A50kA電壓互感器/kV避雷器10kV高壓隔離開關(guān)10kV200A25.5kA380V側(cè)一次設(shè)備

44、的選擇校驗(yàn)1) 低壓配電屏低壓配電屏是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種低壓成套配電裝置，在低壓配電系統(tǒng)中作動(dòng)力和照明配電之用。低壓配電屏的的結(jié)構(gòu)形式有固定式和抽屜式兩大類。不過抽屜式價(jià)格昂貴，一般中小型工廠多用固定式14。我國(guó)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的固定式低壓配電屏，主要有PGL1和PGL2型。本次設(shè)計(jì)選用PGL2型低壓配電屏。2) 低壓配電屏的選擇a.對(duì)三個(gè)車間均選用PGL2-03A型配電屏(圖中NO.201)作為進(jìn)線柜，以二號(hào)車間變電所為例對(duì)所選設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，見表5-5。表5-5 380V側(cè)進(jìn)線柜一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(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)參數(shù)10kV130

45、3.42A27.75kA51.06kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器電動(dòng)380V1500A40kV低壓刀開關(guān)380V1500A電流互感器500V1500/5Ab.各生產(chǎn)車間均選用PGL2-27A配電屏(NO.205)對(duì)用電設(shè)備配電，其一次設(shè)備校驗(yàn)見表5-6。表5-6 380V側(cè)出線柜一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(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)參數(shù)10kV1303.42A27.75kA51.06kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器電動(dòng)380V1500A40kV低壓刀開關(guān)380V1500A電流互感器500V160/5A100/5A5.3 高低壓母線的選擇 按照88D264電力變壓器室布置標(biāo)準(zhǔn)圖集規(guī)定，610kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線的尺寸，如表5-7所示。表5-7 610kV