某10kV變電所一次設(shè)計(jì)講解

1、 10kV變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)：供用電技術(shù) 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師: 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書（ 2013 年 2學(xué)期）學(xué)院（部）： 電力工程系 專業(yè)：供用電技術(shù) 指導(dǎo)教師學(xué)生姓名課題名稱10kV變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)1. 內(nèi)容（1）擬建變電所基本資料為了滿足企業(yè)電力負(fù)荷的需要，近期必須新建一個10kV變電站。該變電所下設(shè)有機(jī)械加工、電焊、起重、辦公樓、住宅區(qū)水泵組、住宅區(qū)水泵組、住宅用電、照明等部分。（2）負(fù)荷資料用電設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（kW）負(fù)荷類別機(jī)床設(shè)備組433.45三級電焊機(jī)設(shè)備組129.35三級起重機(jī)組113.2三級辦公樓30三級住宅區(qū)水泵組176二級住宅用

2、電768三級廠區(qū)照明29三級2、任務(wù)（1）變電所的負(fù)荷計(jì)算；（2）無功功率計(jì)算及補(bǔ)償；（3）選擇本變電所主變的臺數(shù)、容量和類型；（4）變電所位置和形式選擇；（5）變電所主變壓器臺數(shù)和容量及主接線方式選擇；（6）短路電流的計(jì)算；（7）變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；（8）變電所高、低壓線路的選擇；（9）進(jìn)行防雷保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)；3、參考文獻(xiàn)1電力工程設(shè)計(jì)手冊2劉介才 主編工廠供電機(jī)械工業(yè)出版社3張華 主編電類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)機(jī)械工業(yè)出版社4陳家楣 主編供配電系統(tǒng)與電氣設(shè)備中國水利水電出版社5孫麗華 主編電力工程基礎(chǔ) 機(jī)械工業(yè)出版社6王月志 主編電能計(jì)量 中國電力出版社7夏國明 主編用電營業(yè)管理中國水利

3、水電出版社8陳躍 主編電氣電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南電力系統(tǒng)分冊 中國水利水電出版社9DL/T448 2000電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程；10電測量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程；11電能計(jì)量裝置安裝接線規(guī)則；12常美生 主編高電壓技術(shù)中國電力出版社13王宇主編工廠供配電技術(shù)中國電力出版社 目 錄第一章 緒言第二章 變電所的負(fù)荷計(jì)算第三章 無功功率計(jì)算及補(bǔ)償?shù)谒恼?選擇本變電所主變的臺數(shù)、數(shù)量、容量和類型第五章 變電所位置和形式選擇第六章 變電所主變壓器臺數(shù)和容量及主接線方式選擇第七章 短路電流計(jì)算第八章 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)第九章 變電所高、低壓線路的選擇第十章 進(jìn)行防雷保護(hù)的規(guī)劃設(shè)第十一章

4、個人體會和總結(jié) 第一章 緒言 電能是社會主義建設(shè)和人民生活不可缺少的重要的能源，電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位，電能是由發(fā)電廠供給，因?yàn)榭紤]經(jīng)濟(jì)原因，發(fā)電廠大多建在動力資源比較豐富的地方，而這些地方又常遠(yuǎn)離大中性城市和工廠企業(yè)，這樣需要遠(yuǎn)距離輸送，經(jīng)過升、降壓變電所進(jìn)行轉(zhuǎn)接，在進(jìn)一步的將電能分配到用戶和生產(chǎn)企業(yè)。 由于電力電能的重要特點(diǎn)是不能儲存，因此電力電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用是同時(shí)進(jìn)行的，于是電力電能從生產(chǎn)到使用就構(gòu)成一個整體，而由電力電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用的發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路及各種用電設(shè)備聯(lián)系在一起組成的統(tǒng)一整體就稱為電力系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)主要從大致的10kV變電所一

5、次系統(tǒng)設(shè)計(jì)出發(fā)，對于10k變電所各組設(shè)備的設(shè)計(jì)和計(jì)算。首先，對已知的設(shè)計(jì)原始資料進(jìn)行分析和舍取，可以大概的了解變電所的設(shè)計(jì)要求；然后，對各組設(shè)備的負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，統(tǒng)計(jì)總負(fù)荷和功率因數(shù)以及電力系統(tǒng)的損耗。同時(shí)，根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇總降壓變電所的主要變壓器的臺數(shù)和容量，根據(jù)設(shè)計(jì)資料確定電源進(jìn)線和電力來源，進(jìn)一步可以大致擬定供電系統(tǒng)圖，再對其進(jìn)行短路短路電流的計(jì)算，選擇變電所一次設(shè)備與其相應(yīng)的校驗(yàn)，選擇變電所高、低壓線路。 本說明在編寫過程中，參考了許多的教材和專著，在此對所有的作者表示誠摯的謝意！由于編寫時(shí)間和材料還有能力范圍有限，設(shè)計(jì)中難免有錯漏之處，敬請老師指正。 第二章 變電所的負(fù)荷計(jì)算一、負(fù)荷計(jì)

6、算的概念 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷，計(jì)算負(fù)荷是一個假象的持續(xù)性負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動負(fù)荷所產(chǎn)生的效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用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)Ь€的依據(jù)。 負(fù)荷不是恒定值，是隨時(shí)間而變化的變動值。因?yàn)橛秒娫O(shè)備并不同時(shí)運(yùn)行，即使用時(shí)，也并不是都能達(dá)到額定容量。另外，各用電設(shè)備的工作制也不一樣，有長期、短時(shí)、重復(fù)短時(shí)之分。在設(shè)計(jì)時(shí)，如果簡單地把各用電設(shè)備的容量加起來作為選擇導(dǎo)線、電纜截面和電氣設(shè)備容量的依據(jù)，那么，過大會使設(shè)備欠載，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)；過小則又會出現(xiàn)過載運(yùn)行。其結(jié)果不是不經(jīng)濟(jì)，就是出現(xiàn)過熱絕緣損壞、線損增加，影響導(dǎo)線、電纜或電

7、氣設(shè)備的安全運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)，會造成火災(zāi)事故。因此負(fù)荷計(jì)算也只能力求接近實(shí)際。 為避免這種情況的發(fā)生，設(shè)計(jì)時(shí)，用的總負(fù)荷應(yīng)是一個假定負(fù)荷，即計(jì)算負(fù)荷。 計(jì)算負(fù)荷，是通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供配電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。由于導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約為(34)t，t為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)，而截面在16mm以上的導(dǎo)體的t均在l0min以上，也就是載流導(dǎo)體大約經(jīng)30min后可達(dá)到穩(wěn)定的溫升值，因此通常取半小時(shí)平均最大負(fù)荷作為“計(jì)算負(fù)荷”。二、平均負(fù)荷 平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間相比，長選用最大負(fù)荷（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個班）平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均

8、負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)算最多負(fù)荷和能量消耗。三、負(fù)荷計(jì)算的方法 我國目前普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法的優(yōu)點(diǎn)是簡便，適用于全廠和車間變電所負(fù)荷的計(jì)算，二項(xiàng)式法適用于機(jī)加工車間，有較大容量設(shè)備影響的干線和分支干線的負(fù)荷計(jì)算。但在確定設(shè)備臺數(shù)較少而設(shè)備容量差別懸殊的分支干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用二項(xiàng)式法較之采用需要系數(shù)法合理，且計(jì)算也較簡便。四、負(fù)荷計(jì)算的公式一個用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為：；其中 用電設(shè)備組總的設(shè)備容量，等于該組所有用電設(shè)備的設(shè)備容量之和，即 ； 設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量之比； 設(shè)備組的平均效率，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)

9、的輸出功率與取用功率之比； 配電線路的平均效率，即配電線路在最大負(fù)荷時(shí)的末端功率之比。令 ；（1）用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷為：；在求出有功計(jì)算負(fù)荷后，可按下列公式分別求出其余的計(jì)算負(fù)荷無功計(jì)算負(fù)荷 ；視在計(jì)算負(fù)荷 ；計(jì)算電流 ；（2）多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷多組用電設(shè)備的有功計(jì)算負(fù)荷 ；多組用電設(shè)備的無功計(jì)算負(fù)荷 ；多組用電設(shè)備的視在計(jì)算負(fù)荷 ；多組用電設(shè)備的計(jì)算電流 ；其中 有功功率同時(shí)系數(shù)； 無功功率同時(shí)系數(shù)。同時(shí)系數(shù)和的取值，是根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律和實(shí)際測量結(jié)果確定的，通?？砂?取值。五、計(jì)算負(fù)荷 為了滿足企業(yè)電力負(fù)荷的需要，近期必須新建一個10kV變電站。該變電所下設(shè)有機(jī)械加工、電焊、起

10、重、辦公樓、住宅區(qū)水泵組、住宅區(qū)水泵組、住宅用電、照明等部分。負(fù)荷資料如下：用電設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（kW）負(fù)荷類別機(jī)床設(shè)備組433.45三級電焊機(jī)設(shè)備組129.35三級起重機(jī)組113.2三級辦公樓30三級住宅區(qū)水泵組176二級住宅用電768三級廠區(qū)照明29三級解：先求各組的計(jì)算負(fù)荷：（1） 機(jī)床設(shè)備組。查表，取，故（2）電焊機(jī)設(shè)備組。查表，取，故 （3） 起重機(jī)組。查表，取，故（4）辦公樓。查表，取，故（5）住宅區(qū)水泵組。查表，取，故（6）住宅用電。查表，取，故（7）廠區(qū)照明。查表，取取，故此變電所計(jì)算負(fù)荷為（取 ） ； ； ； 。 第三章 無功功率計(jì)算及補(bǔ)償一、無功功率補(bǔ)償?shù)母拍钤陔娏ο到y(tǒng)中的變電

11、所或直接在電能用戶變電所裝設(shè)無功功率電源,以改變電力系統(tǒng)中無功功率的流動,從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，減小網(wǎng)絡(luò)損耗和改善電力系統(tǒng)的動態(tài)性能，這種技術(shù)措施稱為無功功率補(bǔ)償。無功功率指的是交流電路中，電壓U與電流I存在一相角差時(shí),電流流過容性電抗(XC)或感性電抗(XL)時(shí)所形成的功率分量。二、無功功率補(bǔ)償?shù)哪康?進(jìn)行無功功率補(bǔ)償?shù)哪康氖菫榱颂岣吖β室驍?shù)。常用電氣設(shè)備的功率因數(shù)除白熾燈、電阻、電熱器等接近于1外，其他如電動機(jī)、變壓器、架空線以及電氣儀表的功率因數(shù)均小于1。如交流異步電動機(jī)，在空載時(shí)的功率因數(shù)只有0.20.3；在輕載時(shí)均為0.5；在額定負(fù)載時(shí)均為0.70.89。不帶電容器的日光燈的功

12、率因數(shù)為0.450.6。負(fù)載的功率因數(shù)低，會引起一些不良后果，主要表現(xiàn)有兩個方面：（1）電力系統(tǒng)和用電企業(yè)的設(shè)備不能被充分利用。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)內(nèi)的發(fā)電機(jī)和變壓器等設(shè)備，在正常情況下，不允許長期超過額定電壓和額定電流運(yùn)行。所以當(dāng)電壓和電流都已達(dá)到額定值時(shí)，功率因數(shù)低便造成設(shè)備有功功率的輸出較少。同樣容量的設(shè)備，功率因數(shù)越低，其輸出的有功功率就越少。（2）引起電力系統(tǒng)電能損耗增大和供電質(zhì)量降低。對輸電和配電線路來說，線路中的損耗與電流大小的平方成正比，當(dāng)輸送同樣大小的有功功率PIUcos時(shí)，功率因數(shù)cos越低，輸電線路中的電流IPUcos 就越大，而線路的電能損耗是與電流的平方成正比增加的。另外，當(dāng)

13、功率因數(shù)降低，線路電流增大時(shí)，勢必造成線路中電壓降增大，這將導(dǎo)致線路末端的電壓降低。若要滿足末端用戶電壓要求，則線路始端的電壓就要升高，從而會使整個線路的供電質(zhì)量降低。 從以上兩方面來看，提高用電功率因數(shù)是非常必要的，它不但可以提高電力系統(tǒng)和用電企業(yè)設(shè)備的利用率，做到在同樣發(fā)電設(shè)備條件下，提高發(fā)電能力。而且可以減小電能損耗和提高用電質(zhì)量，它是節(jié)約用電的一項(xiàng)很重要的技術(shù)措施。三、無功功率補(bǔ)償計(jì)算功率因數(shù)為，所以不需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。四、無功功率補(bǔ)償?shù)姆椒?一般企業(yè)負(fù)載多為電動機(jī)，使電網(wǎng)處于感性狀態(tài)，需要容性補(bǔ)償。（1）采用同步電動機(jī)人工補(bǔ)償無功功率同步電動機(jī)與異步電動機(jī)相比，最突出的優(yōu)點(diǎn)是在功率因

14、數(shù)超前的方式下運(yùn)行，能輸出無功功率來補(bǔ)償企業(yè)所需要的無功功率，因而可以提高企業(yè)的功率因數(shù)。如果同步電動機(jī)軸上不帶機(jī)械負(fù)載，只是空轉(zhuǎn)運(yùn)行，專門用作補(bǔ)償無功功率，則稱為同步調(diào)相機(jī)。同步調(diào)相機(jī)一般容量較大，實(shí)質(zhì)上是一種打容量的無功功率發(fā)電機(jī)，主要裝在電力系統(tǒng)大容量的樞紐變電所，作為系統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置。（2）采用并聯(lián)電容器人工補(bǔ)償無功功率補(bǔ)償方式可分為單獨(dú)補(bǔ)償、分組補(bǔ)償和集中補(bǔ)償三種。單獨(dú)補(bǔ)償：在大型耗電設(shè)備進(jìn)線端進(jìn)行電容器補(bǔ)償，直接安裝在用電設(shè)備附近就地補(bǔ)償，這樣可減少供配電線路和變壓器中得無功負(fù)荷，降低線路和變壓器的有功電能損耗補(bǔ)償范圍最大，經(jīng)濟(jì)效果最好。分組補(bǔ)償：電容器安裝分別安裝在功率因數(shù)較低

15、的車間配電母線上，分散補(bǔ)償，這種方式的補(bǔ)償范圍和經(jīng)濟(jì)效果介于集中補(bǔ)償和單獨(dú)補(bǔ)償之間，因此在中小型企業(yè)中應(yīng)用較普遍。集中補(bǔ)償：適用于功率因數(shù)比較穩(wěn)定的電力系統(tǒng)，電容器組集中安裝在總降壓變電所二次側(cè)（610kV側(cè)）母線上，對整個企業(yè)進(jìn)行補(bǔ)償。（3）有源補(bǔ)償即無功發(fā)電機(jī)，該電機(jī)通過閉環(huán)控制能發(fā)出無功。屬于無階補(bǔ)償（電容器補(bǔ)償屬于有階補(bǔ)償），補(bǔ)償效果更好，是無功補(bǔ)償未來的發(fā)展方向。但該方法造價(jià)較高，一般企業(yè)不會使用。 第四章 選擇本變電所主變的臺數(shù)、容量和類型一、主變臺數(shù)的選擇 選擇主變壓器臺數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：（1）一般情況下應(yīng)首先考慮選擇一臺變壓器。（2）下列情況可考慮選擇兩臺或兩臺以上變壓器：

16、a對供有大量一、二負(fù)荷的白農(nóng)電所，宜采用兩臺變壓器，以便當(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺變壓器能對一、二級負(fù)荷繼續(xù)供電，以滿足供電可靠的要求。對只有二級而無一級負(fù)荷的變電所，也克只采用一臺變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所項(xiàng)鏈的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源； b對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大而宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器； c除了上述情況外的一般用戶變電所，如果負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大時(shí)，雖為三級負(fù)荷也可以采用兩臺或以上變壓器。二、主變?nèi)萘康倪x擇 1、對于僅裝設(shè)一臺變壓器的變電所，變壓器容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的需要，即 2、對于裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的容量

17、應(yīng)同時(shí)滿足一下兩個條件：（1）任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷的大約%的需要，即 (2)任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足一、二級負(fù)荷的需要，即應(yīng)注意，610kV變電所主要變壓器的單太容量，一般不宜大于1000kVA（或1250kVA）；對于裝設(shè)在二層以上的店里變壓器，應(yīng)考慮垂直與水平運(yùn)輸對通道及樓板荷載的影響，如，干式變壓器，其容量不宜大于630kVA；對居住小區(qū)變電所內(nèi)的油浸式變壓器單臺容量也不宜大于630kVA。三、主變類型的選擇 變壓器選型原則：（1）一般優(yōu)先采用等系列低損耗變壓器，其容量系列為R10；（2）如果周圍環(huán)境惡劣，應(yīng)選用具有防塵。防腐蝕性能的 （3）對于高層建筑、地下建

18、筑、機(jī)場等消防要求搞的場所，宜選用SLL、SG、SGZ等型式的干式電力變壓器；（4）對于電網(wǎng)電壓波動較大而不能滿足用電負(fù)荷要求時(shí)，應(yīng)選用、SZ和SLZ等型式的有載調(diào)壓電力變壓器。最近幾年，TN系統(tǒng)已普遍被采用，但在工程設(shè)計(jì)中，仍型密閉式電力變壓器；還有選用Y，yn0結(jié)線組別的變壓器，D，yn11結(jié)線的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范中第6.0.7條規(guī)定：“在TN及TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中，宜選用D，yn11結(jié)線組別的三相變壓器作為配電變壓器”。因?yàn)镈，yn11結(jié)線比Y，yn0結(jié)線的變壓器具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)有利于抑制高次諧波電流。2)有利于單位相接地短路故障的切除。3)能充分利

19、用變壓器的設(shè)備能力。所以應(yīng)優(yōu)先選用D，yn11結(jié)線變壓器。 第五章變電所位置和形式選擇一、基本要求 1、接近負(fù)荷中心； 2、進(jìn)出線方便； 3、接近電源側(cè)； 4、設(shè)備運(yùn)輸方便； 5、不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所； 6、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)； 7、不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰； 8、不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定； 9、不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所

20、。二、對有燃油性設(shè)備變電所要求 1、裝有可燃性油浸電力變壓器的車間內(nèi)變電所，不應(yīng)設(shè)在三、四級耐火等級的建筑物內(nèi)；當(dāng)設(shè)在二級耐火等級的建筑物內(nèi)時(shí)，建筑物應(yīng)采取局部防火措施。 2、多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所、變電所應(yīng)設(shè)置在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁。 3、高層主體建筑內(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所和變電所，當(dāng)受條件限制必須設(shè)置時(shí)，應(yīng)設(shè)在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁，并應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范有關(guān)規(guī)定，采取相應(yīng)的防火措施。 4、露天或半露天的變電所，不應(yīng)設(shè)置在下

21、列場所： 、有腐蝕性氣體的場所；、挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級為四級的建筑物旁； 、附近有棉、糧及其他易燃、易爆物品集中的露天堆場； 、容易沉積可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場所。三、變電所的形式（類型）（1） 車間附設(shè)變電所（2） 車間內(nèi)變電所（3） 露天（或半露天）變電所（4） 獨(dú)立變電所（5） 桿上變電臺（6） 地下變電所（7） 樓上變電所（8） 成套變電所（9） 移動式變電所 工廠是10kv以下，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)荷中按負(fù)荷功率矩法來確定。 第六章 變電所主變壓器臺數(shù)和容量及主接線方式1、 主變壓器臺數(shù)選擇主變壓器臺數(shù)按其符合

22、性質(zhì)要求為：1、工廠負(fù)荷性質(zhì) 工廠為三班工作制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為3500h，屬于三級負(fù)荷。2、供電電源條件（1） 本廠變電所從附近35/10kV變電所引入10kV電源。（2） 要求工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9。因此只裝設(shè)一臺主變壓器. 二、變壓器的容量 主變壓器的容量選擇必須滿足本次設(shè)計(jì)的變電所的負(fù)荷容量要求，也盡可能考慮變電所建成后5-10年的規(guī)劃負(fù)荷的要求，也適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展，與城市規(guī)劃相結(jié)合 根據(jù)變電所所帶用戶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，對于有重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的

23、一級和二級重要負(fù)荷。對一般性變電所，當(dāng)一臺變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%-80%。 對于僅裝設(shè)一臺變壓器的變電所，變壓器容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的需要，即 該工廠全部用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷 宜選用的變壓器。所以在此選擇以選擇其額定容量為，型號為S9系列三項(xiàng)環(huán)氧樹脂干式變壓器，連接組別為Dyn11，即S91000100.4Dyn11.三、主接線方式1、變配電所主接線方案的基本要求（1）保證向用戶供電的可靠性、安全性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。（2）保證電能質(zhì)量-頻率和電壓符合要求。 （3）大型電廠的機(jī)組在分期投入過程中，應(yīng)考慮逐年電力，電量平衡。2、高、低壓側(cè)主接線的基本形式（1）1

24、0KV側(cè)電氣主接線的基本形式（2) 380/220側(cè)電氣主接線的基本形式（3) 低壓線路的接線方式MMM 放射式接線： 220/380V 特點(diǎn)： 配電線路互不影響，供電可靠性較高，但配電設(shè)備和導(dǎo)線材料耗用較多，且運(yùn)行不夠靈活；主要用于容量大、負(fù)荷集中或重要的用電設(shè)備，或者需要集中聯(lián)鎖啟動。 樹干式接線： 特點(diǎn)：配電設(shè)備和導(dǎo)線材料耗用較少，運(yùn)行靈活性好，特別是采用封閉式母線槽時(shí)；但干線故障時(shí)影響范圍大，供電可靠性較低；一般用于用電設(shè)備容量不很大、布置較均勻的場合，例如對機(jī)械加工車間的中小機(jī)床設(shè)備供電以及對照明燈具供電等，均采用樹干式接線。 鏈?zhǔn)浇泳€： 220/380V 特點(diǎn) ： 它實(shí)質(zhì)上是一種樹

25、干式接線，適用范圍與樹干式相似，但鏈?zhǔn)较噙B的用電設(shè)備一般不宜多于5臺，鏈?zhǔn)较噙B的配電箱不宜多于3臺，且總?cè)萘坎灰顺^10kW。 在這里采用樹干式接線。 第七章 短路電流計(jì)算一、短路的形式 三相短路的基本形式有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相短路。 三相短路電壓和電流仍是對稱的，只是電流比正常值增大，電壓比額定值降低。三相短路發(fā)生的概率最小，只有5%左右，但是它的危害是最嚴(yán)重的短路形式。 兩相短路發(fā)生的概率約為10%15% 兩相接地短路是指中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中兩不同相均發(fā)生單相接地而形成的兩相短路，亦指兩相短路后又接地的情況。兩相接地短路發(fā)生的概率約為10%20%。單相接地的危害雖不如其他短

26、路形式嚴(yán)重但中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，發(fā)生的概率最高，約占短路故障的65%70%。二、采用標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流 1、標(biāo)么值法(相對單位制法)(1)繪計(jì)算電路圖，選短路計(jì)算點(diǎn)。 (2)設(shè)定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓Ud，計(jì)算短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流一般設(shè)，（短路計(jì)算電壓）。短路基準(zhǔn)電流按下式計(jì)算： 2.計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)么值一般只計(jì)算電抗。(1)電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值 式中電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量單位為MVA)。 (2)電力線路的電抗標(biāo)么值 式中Uc線路所在電網(wǎng)的短路計(jì)算電壓(單位為kV)。采用標(biāo)么值計(jì)算時(shí)，無論短路計(jì)算點(diǎn)在哪里，電抗標(biāo)么值均不需換算。 (3)電力變壓器的電抗標(biāo)么值 式中Uk%一一變

27、壓器的短路電壓(阻抗電 壓)百分值; 一一變壓器的額定容童(.單位為 kVA，計(jì)算時(shí)化為與Sd同單位） (4)繪短路回路等效電路，并計(jì)算總阻抗采用標(biāo)么值法計(jì)算時(shí).無論有幾個短路計(jì)算點(diǎn)，其短路等效電路只有一個，圖中對一次側(cè)的短路回路總電擾標(biāo)么值為 圖中對二次側(cè)的短路回路總電抗標(biāo)么值為 計(jì)算短路電流分別對各短路計(jì)算點(diǎn)計(jì)算其各種短路電流如三、計(jì)算變電所的計(jì)算負(fù)荷 畫出等效電路圖 圖4-1 短路等效電路圖確定基準(zhǔn)值取計(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：查表得Soc=500(MVA) =100/500=0.2線路的電抗標(biāo)幺值： =0.38*5*(100/10.52)=1.72電力變壓

28、器的電抗標(biāo)幺值： =4.5*100*103/100*800=5.62確定基準(zhǔn)值取1、短路點(diǎn)發(fā)生在高壓側(cè)，即計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電流時(shí)(1) 總電抗標(biāo)幺值：(2) 計(jì)算三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量有效值： 其他三項(xiàng)短路電流：=2.86 三相短路容量為： 2.短路點(diǎn)發(fā)生在低壓側(cè)，即計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電流時(shí)(1) 總電抗標(biāo)幺值： (2) 計(jì)算三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量有效值為： 其他三相短路電流： 3 三相短路容量為： 第八章 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)一、電器設(shè)備選擇的一般條件 1、按正常運(yùn)行條件選擇 電器設(shè)備按正常運(yùn)行條件選擇，就是要考慮電氣裝置的環(huán)境條件和電氣要求。

29、環(huán)境條件是指電器裝置所處的位置特征；電氣要求是指電器裝置對設(shè)備的電壓、電流、頻率等方面的要求；對一些斷路電器如開關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮其斷流能力。 考慮所選設(shè)備的工作環(huán)境。 所選設(shè)備的額定電壓應(yīng)不低于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓，即 電器的額定電流是指在額定周圍環(huán)境溫度下電器的長期允許電流。應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流，即 ： 。 2、按短路條件校驗(yàn) 動穩(wěn)定校驗(yàn) 動穩(wěn)定是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足穩(wěn)定的條件是。 式中設(shè)備安裝地點(diǎn)短路沖擊電流的有效值（kV）。設(shè)備允許通過的電流的有效值（kV）。 對于下列情況可不校驗(yàn)動穩(wěn)定或熱穩(wěn)定。 1）用熔斷器保護(hù)的電器，其

30、熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。 2）電壓互感器及其所在回路的裸導(dǎo)體和電器可不校驗(yàn)動、熱穩(wěn)定，因?yàn)槎搪冯娏骱苄　?3）電纜可不校驗(yàn)動穩(wěn)定。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過時(shí)，電器各部件溫度不應(yīng)該超過短時(shí)發(fā)熱最高允許值，即 （18）式中 設(shè)備安裝地點(diǎn)穩(wěn)態(tài)三相短路電流（kV）；短路電流假象時(shí)間（s）；t秒內(nèi)允許通過的短路電流值（kV）；t廠家給出的熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間（s）。二、高壓一次設(shè)備的選擇 高壓一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路正常條件下和短路條件下工作的要求，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。高壓電器的選擇和校驗(yàn)可按表所列各項(xiàng)條件進(jìn)行。選擇條件設(shè)備名稱額定電壓額定電流開斷電流動穩(wěn)

31、定熱穩(wěn)定高壓斷路器隔離開關(guān)負(fù)荷開關(guān)高壓熔斷器 1、高壓開關(guān)柜的選擇GG-1A和GG-1A(F)型高壓開關(guān)柜為固定式，一般靠墻安裝，從正面進(jìn)行操作和維修，適于310kV、50Hz三相交流單母線系統(tǒng)作為接受和分配電能之用；其中GG-1A(F)為防誤型，它在GG-1A型的基礎(chǔ)上略加改進(jìn)，增加了一些閉鎖機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)“五防”：防止帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)；防止誤分、合斷路器；防止帶電掛接地線；防止帶接地線合隔離開關(guān)；防止人員誤入帶電間隔。GG-1A(F)型與GG-A型在應(yīng)用范圍、一次線路方案及有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)方面都是相同的。該設(shè)計(jì)選擇的高壓開關(guān)柜如下表所示： 編號型號主要設(shè)備接線方式少油斷路器隔離開關(guān) No10

32、1 No106GG-1A(F)-11SN10-10ISN10-10SN10-10-10TNo102No105No107GG-1A(F)-24 2、計(jì)量柜的選擇 GG-1A-J和GG-1A(J)型計(jì)量用高壓開關(guān)柜，通稱為高壓計(jì)量柜，專用于中小型發(fā)電廠和變配電所在三相交流50Hz、電壓10kV及以下、電流400A及以下的單母線系統(tǒng)中作為輸送或接受電能計(jì)量之用。本型產(chǎn)品系室內(nèi)安裝，于GG-1A(F)型固定式高壓開關(guān)柜配套使用。計(jì)量用高壓開關(guān)柜的一次線路方案和技術(shù)數(shù)據(jù)如表所示。型 號主 要 設(shè) 備接 線 方 式GG1A（J）04名稱型號高壓隔離開關(guān)GN8-10高壓熔斷器RN2-10電流互感器LQJ-1

33、0電壓互感器JDJ-10注：本設(shè)計(jì)中的計(jì)量柜（No103和No104）都采用GG1A（J）04型。三、高壓電器的選擇與校驗(yàn) 1、高壓斷路器選擇與校驗(yàn)現(xiàn)初選SN10-10/630-300進(jìn)行校驗(yàn)，如表所示。 高壓斷路器選擇校驗(yàn)表序號SN10-10/630-300選擇要求裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)110KV10KV合格2630A54.06A合格316KA4.52KA合格440KA5.1KA合格5=512合格顯然所選的高壓斷路器是滿足要求的。2、高壓隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)由于隔離開關(guān)主要是用于電氣隔離而不能分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和短路電流，因此，只需要選擇額定電壓和額定電流，校驗(yàn)動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度

34、。由于選用GG-1A（F）型開關(guān)柜，故初步選擇GN8-10T/200型進(jìn)行校驗(yàn)，如表所示。序號選擇要求安裝地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)110KV10KV合格2200A54.06A合格3額定峰值耐受電流(動穩(wěn)定)25.5KA4.52KA合格44s熱穩(wěn)定電流(熱穩(wěn)定)7.6合格 故所選的高壓斷路器是滿足要求。四、互感器的選擇1、電流互感器的選擇電流互感器的選擇與校驗(yàn)主要有以下幾個條件： (1)電流互感器額定電壓應(yīng)不低于安裝地點(diǎn)線路額定電壓； (2) 根據(jù)一次負(fù)荷計(jì)算電流選擇電流互感器變比； (3)根據(jù)二次回路的要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確度并校驗(yàn)準(zhǔn)確度； （4）校驗(yàn)動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 1）電流互

35、感器變比選擇 2）電流互感器準(zhǔn)確度選擇及校驗(yàn) 準(zhǔn)確度選擇的原則：計(jì)費(fèi)計(jì)量用的電流互感器其準(zhǔn)確度為0.20.5級，計(jì)量用的電流互感器其準(zhǔn)確度為0.13.0級。為了保證準(zhǔn)確度誤差不超過規(guī)定值，一般還校驗(yàn)電流互感器二次負(fù)荷（伏安），互感器二次負(fù)荷不大于二次額定負(fù)荷，所選準(zhǔn)確度才能得到保證。 2、電壓互感器選擇 電壓互感器的選擇應(yīng)按以下幾個條件： 按安裝地點(diǎn)環(huán)境及工作要求選擇裝置類型； 電壓互感器的額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)點(diǎn)線路額定電壓； 按測量儀表對電壓互感器準(zhǔn)確度要求選擇并校驗(yàn)準(zhǔn)確度。 電壓互感器準(zhǔn)確度的設(shè)置一般有檔，計(jì)量用的為.級以上，一般測量用的準(zhǔn)確度為.3.0級，保護(hù)用準(zhǔn)確度為級和級。 為了保證

36、準(zhǔn)確度的誤差在規(guī)定范圍內(nèi)，二次負(fù)荷應(yīng)不大于相應(yīng)的額定值計(jì)算公式為 （21） （22） 式中，和分別為儀表、繼電器電壓線圈消耗的總有功功率和總無功功率。 與電壓互感器的選擇目的相同，故選用JDZJ-10，準(zhǔn)確度為0.5級。五、低壓一次設(shè)備的選擇 低壓一次設(shè)備的選擇，與高壓一次設(shè)備的選擇一樣，必須考慮安裝地點(diǎn)并滿足在正常條件下和短路條件下工作的要求，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。 低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目如表所列：設(shè)備名稱電壓（V）電流（A）斷流能力（kA）短路電流校驗(yàn)動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度低壓熔斷器低壓刀開關(guān)低壓負(fù)荷開關(guān)低壓斷路器注：表中“”表示必須校驗(yàn)；“”表示一般可不校驗(yàn)。

37、“-”表示不必校驗(yàn)六低壓配電屏的選擇 低壓配電屏是按一定接線方案將有關(guān)電氣設(shè)備組裝在一起的一種金屬框架，結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)廉，并可雙面維護(hù)，檢修方便，在變電所中，作為變電所用低壓配電裝置。他有固定式和抽屜式兩種結(jié)構(gòu)。 抽屜式低壓屏為封閉式結(jié)構(gòu)。它的特點(diǎn)是：密封性能好，可靠性高。由于主要設(shè)備均裝在抽屜內(nèi)，當(dāng)回路故障時(shí)，可拉出檢修或換上備用抽屜，一邊與迅速恢復(fù)供電。抽屜式低壓屏還具有布置緊湊、占地面積小的優(yōu)點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，工藝要求較高，鋼材消耗較多，價(jià)格也較高。因此在大機(jī)組的廠用電和粉塵較多的車間，抽屜式低壓屏使用較多。 PGL型低壓配電屏是我國80年代統(tǒng)一設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)比較合理、性能比較優(yōu)越的產(chǎn)品，

38、目前應(yīng)用最為普遍。它又分1、2型，即PGL1型和PGL2型，兩者的一次線路方案相同，只是其中電器設(shè)備型號有些區(qū)別。由于PGL1型中又得電器已列為淘汰產(chǎn)品，因此現(xiàn)在主要應(yīng)用PGL2型。將低壓配電屏的選擇列表，如表所示。編號型號接線方式主要設(shè)備低壓斷路器低壓刀開關(guān)No202204No206、No207No209No216PGL2-25DW15HD13No205PGL2-30No208PGL2-07DW15HD13No201No217PGL2-05 七、低壓電器的選擇與校驗(yàn)1、低壓刀開關(guān)的選擇序號用電設(shè)備刀開關(guān)數(shù)據(jù)刀開關(guān)型號1機(jī)床設(shè)備組380300HD13-3002電焊機(jī)設(shè)備組380300HD13-

39、3003起重機(jī)組380300HD13-3004辦公樓380200HD13-2005住宅區(qū)水泵組380200HD13-2006住宅用電380100HD13-1007廠區(qū)照明380100HD13-100 低壓刀開關(guān)選擇校驗(yàn)表2、低壓斷路器的選擇低壓斷路器的選擇校驗(yàn)表。序號車間名稱斷路器數(shù)據(jù)斷路器型號（V）（A） 斷流能力（kA）1機(jī)床設(shè)備組38030025DW15-4002電焊機(jī)設(shè)備組38030025DW15-4003起重機(jī)組38030025DW15-4004辦公樓38015025DW15-4005住宅區(qū)水泵組38020025DW15-4006住宅用電38015025DW15-4007廠區(qū)照明38

40、015025DW15-400 第九章、變電所高、低壓線路的選擇 一、高、低壓線路選擇的意義為了保證供電的安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)，選擇導(dǎo)線和電纜時(shí)應(yīng)滿足下列條件：發(fā)熱條件；電壓損耗條件；經(jīng)濟(jì)電流密度；機(jī)械強(qiáng)度。 根據(jù)設(shè)計(jì)需求：一般10KV及以下的高壓線路和低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。對于低壓照明線路，因?qū)﹄妷核揭筝^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。二、高、低壓線路選擇（一）高壓線路導(dǎo)線的選擇架空進(jìn)線后接了一段交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜YJV-3 50做引入線（直埋）。高壓側(cè)計(jì)算電流 所選電纜的允許載流量： 滿足發(fā)熱條件。（二） 低壓線路導(dǎo)線的選擇根據(jù)不同的車間負(fù)荷采用不同的截面。其中導(dǎo)線和電纜的截面選擇滿足條件：1） 相線截面的選擇以滿足發(fā)熱條件即， ；2） 中性線（N線）截面選擇，這里采用的為一般三相四