供配電課程設(shè)計(jì)

1、 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告 課 題 某加工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 完成時(shí)間 供學(xué)習(xí)參考任務(wù)書一負(fù)荷情況 某廠變電所擔(dān)負(fù)三個(gè)車間、一個(gè)辦公樓和一個(gè)食堂的供電任務(wù)，負(fù)荷均為380/220V負(fù)荷。各部門電氣設(shè)備、負(fù)荷情況如下：一一號(hào)車間一號(hào)車間接有下表所列用電設(shè)備編號(hào)用電設(shè)備名稱數(shù)量銘牌上額定功率需要系數(shù)功率因數(shù)備注1冷加工機(jī)床20合計(jì)45KW0.14 0.160.52吊車組110.5KW0.120.5FC=25%3電焊機(jī)122KVA0.50.6FC=60%4電焊機(jī)28.95KVA0.50.6FC=100%二二號(hào)車間二號(hào)車間接有下表所列用電設(shè)備編號(hào)用電設(shè)備名稱數(shù)量銘牌上額定功

2、率需要系數(shù)功率因數(shù)備注1電加熱設(shè)備24KW0.812吊車組110.5KW0.20.5FC=25%3電焊機(jī)122KVA0.50.6FC=60%4電焊機(jī)14.5KVA0.50.6FC=100%三三號(hào)車間三號(hào)車間接有下表所列用電設(shè)備編號(hào)用電設(shè)備名稱銘牌上額定功率需要系數(shù)功率因數(shù)備注1裝載車間起重機(jī)7.5KW0.150.52各類裝備用電器7.5KW0.80.83照明2.5KW0.80.8四辦公樓辦公樓接有下表所列用電設(shè)備負(fù)荷編號(hào)用電設(shè)備名稱銘牌上額定功率需要系數(shù)功率因數(shù)備注1照明20KW0.80.82空調(diào)及通風(fēng)設(shè)備75KW0.80.83電梯10KW0.60.7五食堂食堂接有下表所列用電設(shè)備負(fù)荷編號(hào)用電

3、設(shè)備名稱銘牌上額定功率需要系數(shù)功率因數(shù)備注1風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)、照明8.8KW0.80.82食品加工機(jī)械3.0KW0.70.83電飯鍋、電烤箱、電炒鍋9.0KW0.81.04電冰箱1.5KW0.70.7二、供用電協(xié)議1從電力系統(tǒng)的某66/10KV變電站，用10KV架空線路向工廠饋電。該變電站在工廠南側(cè)1km。2系統(tǒng)變電站饋電線的定時(shí)限過電流保護(hù)的整定時(shí)間，工廠總配變電所保護(hù)整定時(shí)間不得大于1.5s。3在工廠總配電所的10KV進(jìn)線側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量。工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9。4系統(tǒng)變電站10KV母線出口斷路器的斷流容量為200MVA。其配電系統(tǒng)圖如圖1。5供電貼費(fèi)和每月電費(fèi)制：每月根本電費(fèi)按主

4、變壓器容量計(jì)為18元/kVA，動(dòng)力電費(fèi)為0.2元/kW·h，照明電費(fèi)為0.5元/kW·h。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性地向供電部門交納供電貼費(fèi)：610kV為800元/kVA。圖1 配電系統(tǒng)圖三工廠負(fù)荷性質(zhì)生產(chǎn)車間大局部為一班制，少局部車間為兩班制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4000h，工廠屬級(jí)負(fù)荷。四工廠自然條件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23 oC，年最低氣溫為8 oC，年最熱月平均最高氣溫為33 oC，年最熱月平均氣溫為26 oC，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25 oC。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。2地質(zhì)水

5、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。五設(shè)計(jì)任務(wù)書1計(jì)算車間、辦公樓、食堂用電計(jì)算負(fù)荷2計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷3確定廠變電所變壓器臺(tái)數(shù)、各變壓器容量4供電方式及主接線設(shè)計(jì)5短路計(jì)算及設(shè)備選擇6高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)7保護(hù)及接地防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)六設(shè)計(jì)成果1設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)報(bào)告，包括全部設(shè)計(jì)內(nèi)容，并附有必要的計(jì)算及表格。2電氣主接線圖3號(hào)圖紙。3繼電保護(hù)配置圖3號(hào)圖紙。4總降壓變電所平面布置圖3號(hào)圖紙。 目 錄第一章 負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償51.1負(fù)荷計(jì)算的目的和方法51.2全廠負(fù)荷計(jì)算的過程71.3 無功功率補(bǔ)償9第二章 變電所的選擇及主變壓器的選擇92.1 變電器容量的選擇92.2變壓器臺(tái)

6、數(shù)與型號(hào)的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3 總降壓變電所電氣主接線設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。第三章 短路電路的計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1 短路的形式錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2 短路的原因錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3 短路的危害錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4 三項(xiàng)短路電流的計(jì)算14第四章 導(dǎo)線型號(hào)及截面的選擇17第五章 上下壓電氣一次設(shè)備的選擇錯(cuò)誤！未定義書簽。5.1 電氣設(shè)備選擇原那么185.2 高壓一次設(shè)備的選擇205.3變電所低壓一次設(shè)備的選擇21第六章 接地與防雷設(shè)計(jì)6.1防雷保護(hù)的措施 226.2防雷裝置的接地23第七章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定247.1 二次回路方案選擇247.2 主變壓

7、器的繼電保護(hù)裝置24總 結(jié)錯(cuò)誤！未定義書簽。附錄錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書簽。第一章 負(fù)荷計(jì)算和無功補(bǔ)償1.1負(fù)荷計(jì)算的目的和方法1、負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的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)荷和無功計(jì)算負(fù)荷，是確定靜電電容器容量的依據(jù)。2、負(fù)荷計(jì)算的方法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。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。2二項(xiàng)式系數(shù)法應(yīng)用局限性較小大，主要適用于設(shè)備臺(tái)數(shù)較少且容量差異較懸殊的的場(chǎng)合。3利用系數(shù)法采用利用系數(shù)求出最大

8、負(fù)荷區(qū)間內(nèi)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。適用于各種范圍的負(fù)荷計(jì)算，但計(jì)算過程稍繁。1.2全廠負(fù)荷計(jì)算的過程本設(shè)計(jì)各車間計(jì)算負(fù)荷采用需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有： 有功計(jì)算負(fù)荷kW：無功計(jì)算負(fù)荷kvar：視在計(jì)算負(fù)荷kVA：計(jì)算電流A：1.3設(shè)計(jì)原那么與要求1、工廠供電設(shè)計(jì)必須遵守國(guó)家的相關(guān)法令，標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針、政策，以保證做到節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等經(jīng)濟(jì)政策。2、工廠供電設(shè)計(jì)必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照不同的負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，合理確定不同的設(shè)計(jì)方案。3、工廠供電設(shè)計(jì)要做到平安、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)

9、質(zhì)。應(yīng)采用符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的電氣設(shè)備。工廠供電設(shè)計(jì)必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計(jì)方案。4、工廠供電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和開展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)和長(zhǎng)遠(yuǎn)開展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。關(guān)于負(fù)荷性質(zhì)，按照GB50052-95?供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?規(guī)定，根據(jù)電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或影響程度，電力負(fù)荷分為以下三個(gè)等級(jí)1一級(jí)負(fù)荷 中斷供電將造成人身傷亡，將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，例如重要交通樞紐，大型體育場(chǎng)等。2二級(jí)負(fù)荷 中斷供電將在政治、經(jīng)

10、濟(jì)上造成較大損失者，例如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等，例如交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要負(fù)荷。3三級(jí)負(fù)荷 不屬于一、二級(jí)的電力負(fù)荷。 對(duì)于一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷，因?yàn)槠湓僬谓?jīng)濟(jì)上的特殊性，應(yīng)該有兩個(gè)供電電源，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除有兩個(gè)電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其它負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。對(duì)于二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)該有兩回路供電。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時(shí)，二級(jí)負(fù)荷可由一回路6KV及以上專用架空線或電纜線供電。當(dāng)采用架空線時(shí)候，可為一回路架空線供電。當(dāng)采用電纜線時(shí)，當(dāng)由兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應(yīng)能承受1

11、00%的二級(jí)負(fù)荷。1.4各部門負(fù)荷計(jì)算按照需要系數(shù)法計(jì)算各部門的有功計(jì)算負(fù)荷P30、無功計(jì)算負(fù)荷Q30、視在計(jì)算負(fù)荷S30和計(jì)算電流I30。1一號(hào)車間將負(fù)載盡可能均衡的分配到三相電線上，2二號(hào)車間將負(fù)載盡可能均衡的分配到三相電線上，3三號(hào)車間將負(fù)載盡可能均衡的分配到三相電線上，4辦公樓辦公樓電氣設(shè)備用電為220V單相交流電。5食堂得到各部門負(fù)荷計(jì)算表如下：序 號(hào)部門名稱負(fù)荷類型計(jì)算負(fù)荷P30 / KWQ30 / KvarS30 / KV·AI30 / A1一號(hào)車間32.3243.0953.8681.832二號(hào)車間25.5634.0742.5964.713三號(hào)車間18.024.030.

12、045.584辦公樓73.8059.9695.11249.605食堂15.657.5317.3745.581.5工廠總負(fù)荷各部門總負(fù)荷的計(jì)算1.6無功補(bǔ)償計(jì)算 按照2.2計(jì)算結(jié)果，未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，工廠總功率因數(shù)題目要求工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9。根據(jù)有關(guān)規(guī)，配電電壓為6-10KV時(shí)，要求總功率因素不低于0.95.故需要在低壓側(cè)并聯(lián)電容器進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，使功率因數(shù)提高到0.95。并聯(lián)的電容器總?cè)萘坑?jì)算如下：第二章 變電所的選擇及主變壓器的選擇2.1變壓器容量的選擇 變壓器容量不應(yīng)小于補(bǔ)償后的總視在計(jì)算負(fù)荷SC=156.70KV·A事實(shí)上，考慮變壓器應(yīng)有一定的過載能力，以及

13、應(yīng)對(duì)工廠未來510年可能的電力負(fù)荷增長(zhǎng)。此外，溫度高出平均氣溫，變壓器容量也會(huì)減小。所以變壓器容量的選擇應(yīng)留有余量，常取S=1.3,SC=203.7KV·A,及變壓器總?cè)萘靠扇?00KV·A.2.2變壓器臺(tái)數(shù)與型號(hào)的選擇2.2.1變壓器類型選擇聯(lián)結(jié)組別： Yyn0接線方式的電力變壓器一相高壓熔絲融化時(shí)另兩相電壓根本不受影響，可減小故障時(shí)的停電范圍； Dyn11接線：具有輸出電壓質(zhì)量高、中性點(diǎn)不漂移、防雷性能好等特點(diǎn)。工廠為三級(jí)負(fù)荷，允許短時(shí)停電，應(yīng)選擇Dyn11聯(lián)結(jié)組別更好。注：并行的電力變壓器聯(lián)結(jié)組別應(yīng)當(dāng)相同絕緣與冷卻方式： 常見有油浸式、干式、充氣式等?？紤]

14、控制本錢、方便維護(hù)和變壓器應(yīng)具有一定的過載能力，本工程選擇油浸式變壓器2.2.2 變壓器臺(tái)數(shù)選擇變壓器臺(tái)數(shù)選擇原那么 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，對(duì)只有二級(jí)負(fù)荷，而無一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可只采用一臺(tái)變壓器，并在低壓側(cè)架設(shè)與其他變電所的聯(lián)絡(luò)線。 對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大的工廠變電所，可考慮采用兩臺(tái)主變壓器。 一般的三級(jí)負(fù)荷，只采用一臺(tái)主變壓器。 考慮負(fù)荷的開展，留有安裝第二臺(tái)主變壓器的空間。 車間變電所中，單臺(tái)變壓器容量不宜超過1000kVA具體到本工程，提出兩種方案：方案一：使用一臺(tái)江蘇彭變S9-M-200-10/0.75三相電力油浸

15、式變壓器給工廠所有單位供電。變壓器價(jià)格為：¥18600商品信息來自阿里巴巴方案二：使用兩臺(tái)江蘇彭變s9-m-160 10KV/0.4三相電力油浸式變壓器分別給工廠不同單位供電。兩條低壓供電線通過斷路器連接，其中一條線路檢修或發(fā)生故障時(shí)，另一條線路可以短時(shí)單獨(dú)給全廠供電。變壓器價(jià)格為：¥14800兩方案變壓器采購(gòu)價(jià)格相差11000元，假設(shè)考慮一次設(shè)備與線路施工本錢，那么方案二較方案一建設(shè)費(fèi)用明顯高出，且維護(hù)本錢更高。由于工廠屬三級(jí)負(fù)荷，故對(duì)備用電源無硬性要求，應(yīng)選用方案一更為經(jīng)濟(jì)、合理，且能根本滿足工廠日常運(yùn)行的電力需求。2.3供電方式及主接線設(shè)計(jì)2.3.1 供電、用電情況分

16、析(1)供電概況根據(jù)題示信息，從電力系統(tǒng)的某66/10KV變電站，用10KV架空線路向工廠饋電。該變電站在工廠南側(cè)1km(2)年用電費(fèi)估計(jì)：在一次側(cè)計(jì)算用電量，其中，為變壓器損耗功率，按0.06計(jì)，為年最大負(fù)荷利用小時(shí)，忽略變壓器空載損耗和線路損耗。代入數(shù)據(jù)有，W664408KW另一局部電費(fèi)為每月按主變壓器容量收取的費(fèi)用。計(jì)算年電費(fèi)估計(jì)值為：即估計(jì)一年電費(fèi)為37.54萬元2.3.2主接線方案(1)主接線設(shè)計(jì)原那么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，亦是一次電路圖。而用來控制指示檢測(cè)和保護(hù)一次設(shè)備運(yùn)行的電路圖，那么稱二次電路圖，或二次接線圖，通稱二次回路。二次回路是通過電

17、流互感器餓電壓互感器與主電路相聯(lián)系的。具體要求如下1、平安 符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，能充分保證人身和設(shè)備的平安2、可靠 應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是期中一二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電系統(tǒng)的可靠性的要求。3、靈活 應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)符合的開展。4、經(jīng)濟(jì) 在滿足上述要求的前提下，應(yīng)盡量是主接線簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。(2)變配電所主結(jié)線的選擇原那么當(dāng)滿足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。當(dāng)變電所有兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺(tái)變壓器時(shí)，宜采用線路變壓器組結(jié)線。為了限

18、制配出線短路電流，具有多臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行。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)。610KV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反響可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。采用610 KV熔斷器負(fù)荷開關(guān)固定式配電裝置時(shí)，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。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(jì)費(fèi)用的專用電壓、電流互感器一般都安裝計(jì)量柜。變壓器低壓側(cè)為0.4KV的總開關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開關(guān)。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。當(dāng)?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)

19、和母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時(shí)，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。2.3.3 備用電源的選擇工廠為三級(jí)負(fù)荷，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，多數(shù)不需要備用電源。但按照規(guī)定，辦公樓內(nèi)電梯應(yīng)裝設(shè)備用電源，發(fā)生電力系統(tǒng)故障時(shí)，電源能及時(shí)啟動(dòng)，維持電梯正常運(yùn)行，不發(fā)生平安事故。此外，工廠內(nèi)人流密集，應(yīng)裝設(shè)應(yīng)急照明設(shè)備，防止平安事故。第三章 短路電流計(jì)算3.1短路的形式 在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀

20、態(tài)下也能可靠地工作，因此作為選擇檢驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。三相短路用文字符號(hào)k(3)表示。3.2 短路的原因工廠供電系統(tǒng)要求正常地不簡(jiǎn)短地對(duì)用電負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。但是由于各種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。所謂短路，就是指一切不正常的相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。產(chǎn)生短路的原因很多，主要有以下幾個(gè)方面：1元件損壞，例如絕緣材料的自然老化，設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良帶來的設(shè)備缺陷開展成短路等；2氣象條件惡化，例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等；3人為事故，例如運(yùn)

21、行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后為撤除接地線就加上電壓等；4其它，例如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流局部等。3.3 短路的危害短路后，短路電流比正常電流大得多；在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬甚至幾十萬安。如此大的短路電流可對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害，即:1短路是要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件損壞；2短路時(shí)電壓要驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行；3短路可造成停電，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大；4嚴(yán)重的短路要影響電流系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)解列；5單相短路，其電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變磁場(chǎng)，對(duì)

22、附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至使之發(fā)生誤動(dòng)作。由此可見，短路的后果是十分嚴(yán)重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時(shí)需要進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確地選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障懂得開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件如電抗器等，也必須計(jì)算短路電流。3.4 三相短路電流的計(jì)算標(biāo)幺制法，即相對(duì)單位制算法，因其短路計(jì)算中的有關(guān)物理量是采用標(biāo)幺值相對(duì)單位而得名。按標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，一般是先選定基準(zhǔn)容量S d和基準(zhǔn)電壓Ud?；鶞?zhǔn)容量，工程設(shè)計(jì)中通常取Sd

23、=100MV·A。基準(zhǔn)電壓，通常取元件所在處的短路計(jì)算電壓，即取Ud=Uc。選定了基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud以后，基準(zhǔn)電流Id按下式計(jì)算 基準(zhǔn)電抗Xd那么按下式計(jì)算 供電系統(tǒng)中各主要元件的電抗標(biāo)幺值的計(jì)算取Sd=100MV·A,Ud=Uc。1電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 2電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 3電力線路的電抗標(biāo)幺值 短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值求出以后，即可利用其等效電路圖進(jìn)行電路化簡(jiǎn)，計(jì)算其總電抗標(biāo)幺值X*。由于各元件電抗均采用相對(duì)值，與短路計(jì)算點(diǎn)的電壓無關(guān)，因此無須進(jìn)行電壓換算，這也是標(biāo)幺值法較之歐姆法優(yōu)越之處。三相短路電流周期分量有效值 其他三相短路電流 3.5標(biāo)幺值

24、法計(jì)算電路短路電流 3.5.1 短路計(jì)算電路k-1 0.4KV k-2 電源 Soc=200MVA l=1km,x0=0.4/km S9-200 /10,Dyn11 10KV S1=200KVA, DU=4%3.5.2確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值取取Uc1=10.5KV那么 =100MVA/(*10.5KV)=5.50KA取 那么 =144KA3.5.3計(jì)算短路電路中某個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng):電力系統(tǒng)出口斷路器的遮斷容量=200MVA，故X1* =1OOMVA/200MVA=0.5架空線路:X2* =(0.4*1)*100MVA/(10.5KVA)2=0.36電力變壓器查表得：S9-160/10變壓

25、器的短路電壓百分值=4故 X3* = 0.04*(100MVA/200KVA) = 20式中，為變壓器的額定容量因此繪制短路計(jì)算等效電路如圖3.1所示。 X1=0.5 X2=0.36 k-1 X3=20 k-2 圖3.1 短路計(jì)算等效電路1.k-1點(diǎn)10.5kV側(cè)的相關(guān)計(jì)算總電抗標(biāo)幺值=0.5+0.36=0.86 三相短路電流周期分量有效值 I(k-1) =5.5KA/0.86=6.40KA 其他短路電流i(sh)=2.55*6.40KA=16.32KAI(sh)=1.51*6.40KA=9.66KA 三相短路容量S(k-1)=100MVA/0.86=116.28MVA2.k-2點(diǎn)0.4kV側(cè)

26、的相關(guān)計(jì)算總電抗標(biāo)幺值=0.5+0.36+20=20.86 三相短路電流周期分量有效值 I(k-2)=144KA/20.86=6.91KA 其他短路電流 i(sh)=2.55*6.91KA=17.62KA I(sh)=1.51*6.91KA=10.43KA 三相短路容量 S(k-2)=100MVA/20.86=4.79MVA 以上短路計(jì)算結(jié)果綜合圖表3.2所示。表3.2短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流三相短路容量/MVAk-16.406.406.4016.329.66116.28k-26.91 6.916.9117.6210.434.79電氣設(shè)備、電纜、母線的選擇第四章 導(dǎo)線型號(hào)及截面選擇4

27、.1 導(dǎo)線型號(hào)及截面選擇 1. 10KV高壓母線的選擇及檢驗(yàn)(1)選擇經(jīng)濟(jì)截面 變壓器一次側(cè)計(jì)算電流:=156.70/1.73*10=9.05A按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，因年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4000h，查表得:Jec=1.15(lgj 那么 Sec=Ic1/Jec =7.86mm 由設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)說明計(jì)算值比實(shí)際值偏大，因此選用LGJ-25型鋼芯鋁絞線。(2)檢驗(yàn)發(fā)熱條件 查表知，LGJ-25在室外溫度為25度時(shí)的允許載流量為Ial=135A>9.05A,滿足發(fā)熱條件。 (3)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表知，10KV架空鋁絞線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為Smin=16mm2<S=25mm2因此，所選的

28、導(dǎo)線截面也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 2. 4KV高壓母線的選擇及檢驗(yàn) (1)選擇經(jīng)濟(jì)截面 變壓器一次側(cè)計(jì)算電流:=156.70/1.73*4=22.64A 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，因年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4000h，查表得:=1.15LGJ 那么 Sec=Ic1/Jec =19.68mm 由設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)說明計(jì)算值比實(shí)際值偏大，因此選用LGJ-25型銅絞線。(2)檢驗(yàn)發(fā)熱條件 查表知，TMY50在室外溫度為25度時(shí)的允許載流量為Ial=135>19.68A,滿足發(fā)熱條件。 (3)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表知，4KV架空鋁絞線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為Smin=16mm2<S=25mm2因此，所選的導(dǎo)線截面

29、也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 3. 380V的出線選擇及檢驗(yàn)具體選擇如下表：表6-1 380V的出線選擇序號(hào)用電設(shè)備名稱負(fù)荷類型(A)導(dǎo)線截面選擇導(dǎo)體類型選擇一車間I動(dòng)力81.8340BX型銅芯絕緣橡皮線二車間II動(dòng)力64.7135BX型銅芯絕緣橡皮線三車間III動(dòng)力45.5825BX型銅芯絕緣橡皮線四辦公室照明249.60120BX型銅芯絕緣橡皮線五食堂照明45.5825BX型銅芯絕緣橡皮線第五章 上下壓電氣一次設(shè)備的選擇工廠供配電系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)輸送、變換和分配電能任務(wù)的電路，稱為“主電路，也叫“一次電路。 一次電路中的所有電氣設(shè)備，稱為“一次設(shè)備或“一次元件。5.1 電氣設(shè)備選擇原那么5.1.1 按正

30、常運(yùn)行條件選擇電氣設(shè)備按正常工作條件選擇，就是要考慮裝置地點(diǎn)的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電氣裝置所處的位置特征；電氣要求是指對(duì)設(shè)備的電壓、電流、頻率一般為50HZ等方面的要求；對(duì)一些斷路電器如開關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮其斷流能力。1考慮所選設(shè)備的工作環(huán)境。如戶內(nèi)、戶外、防腐蝕、防暴、防塵、防火等要求，以及沿?；蚴菨駸岬赜虻奶攸c(diǎn) 。2所選設(shè)備的額定電壓UN,et應(yīng)不低于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓UN，即 UN,etUN 一般設(shè)備的電壓設(shè)計(jì)值滿足1.1UN,et，因而可在1.1UN,et下平安工作。3設(shè)備的額定電流IN是指在額定周圍環(huán)境溫度下，設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。IN應(yīng)不小于通過設(shè)備的計(jì)算電流I3

31、0，即 INI30 4設(shè)備的最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流，即 5.1.2 按短路條件校驗(yàn)1動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)電動(dòng)力穩(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 或 式中，、設(shè)備安裝地點(diǎn)短路沖擊電流的峰值及其有效值； 、設(shè)備允許通過的電流峰值及其有效值。對(duì)于以下情況可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定或熱穩(wěn)定。1用熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(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倒替和電器可不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定，因短路電流很小。3電纜一般均有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。2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)超過短路時(shí)發(fā)熱最高允許值，即 式中，設(shè)備安裝地點(diǎn)穩(wěn)態(tài)

32、三相短路電流； 短路電流假想時(shí)間； 電器的熱穩(wěn)定電流； 電器的熱穩(wěn)定時(shí)間。5.2 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故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作平安可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。5.2.1 按工作電壓選那么 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。故高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。5.2.2 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5.2.3 按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流或遮斷容量，對(duì)分?jǐn)?/p>

33、短路電流的設(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘?，即或?qū)τ诜謹(jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，那么為，為最大負(fù)荷電流。5.2.4 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)a)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件或、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 對(duì)于上面的分析，如表5.1所示，由它可知所選高壓一次設(shè)備均滿足要求表5.1 10kV高壓側(cè)一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)工程電壓電流斷流能力動(dòng)態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kV 9.05A()6.40kA9.66kA6.402*1.8=73.73KA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓少油

34、斷路器SN10-10/100010kV1000A31.5kA80 kA高壓隔離開關(guān)-10/20010kV200A-25.5 kA-高壓熔斷器RN2-10/15A10kV15A50kA-電壓互感器JDJ-1010/0.1kV-電壓互感器JDZJ-10-電流互感器LQJ-1010kV100/5A-30.8 kA-避雷針FS4-1010kV-戶外隔離開關(guān)GW4-12/40010kV400A-25kA-5.3變電所低壓一次設(shè)備的選擇同樣根據(jù)上面的原那么，做出380V低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如表6-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。表7.2 380V低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)工程電壓電流斷流能力動(dòng)態(tài)定

35、度熱穩(wěn)定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)380V 477.3 A6.91kA10.43kA6.912*1.8=85.95一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器DW20-630380V630A大于-變電所至各車間干線上負(fù)荷開關(guān)的選擇如表7-5。表7-5 低壓干線負(fù)荷開關(guān)型號(hào)選擇序號(hào)車間名稱A負(fù)荷開關(guān)型號(hào)額定電流A一車間I81.83HH11-100/3100二車間II54.71HH11-100/3100三車間III45.58HH11-100/3100四辦公室249.60HH11-300/3300五食堂45.58HH11-100/3100第六章 接地與防雷設(shè)計(jì)6.1防雷保護(hù)的措施 1. 防直擊雷保護(hù) (1)避雷針

36、 (2)避雷線 (3)避雷帶和避雷網(wǎng) 避雷針線的接地裝置 (1)避雷針接地必須良好，接地電阻不宜超過10 歐姆 ； (2)35kV及以下變配電所的避雷針應(yīng)單獨(dú)裝設(shè)支架，避雷針與被保護(hù)設(shè)備之間的空氣距離不小于5m； (3)獨(dú)立避雷針應(yīng)有自己專用的接地裝置，接地裝置與變配電所接地網(wǎng)間的地中距離不應(yīng)小于3m； (4)避雷針及接地裝置與道路入口等的距離不小于3m。 2. 感應(yīng)雷和入侵雷防護(hù) (1)管型避雷器 (2)閥型避雷器 (3)金屬氧化物避雷器 3. 架空線的防雷措施 (1)在60kV及以上的架空線路上全線裝設(shè)； (2)35kV的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)； (3)而10kV

37、及以下線路上一般不裝設(shè)避雷線。 4. 變配電所的防雷措施 (1)裝設(shè)避雷針來防止直接雷。 (2)裝設(shè)避雷器用來保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞變電所的這一關(guān)鍵的設(shè)備。 (3)為了防止雷電波侵入變電所的310kV配電裝置，應(yīng)當(dāng)在變電所的每組母線和每路進(jìn)線上裝設(shè)閥型避雷器。 根據(jù)以上分析，選擇FCD-6JS-8避雷器。 6.2防雷裝置的接地 避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立的接地裝置。防雷的接地裝置及避雷針線、網(wǎng)引下線的結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)符合GB500571994的規(guī)定。 防直擊雷的接地裝置與保護(hù)的建筑物、配點(diǎn)裝置及其接地裝置應(yīng)保持一定的平安距離。為了降低跨步電壓，保障人生平安，按GB500571

38、994規(guī)定，放直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道的距離不應(yīng)小于3m。當(dāng)距離小于3m時(shí)，應(yīng)采取以下措施：水平接地局部深埋不應(yīng)小于1m;水平接地體局部包以絕緣物，或敷以50-80mm厚的瀝青層，其寬度應(yīng)超過接地體2m. 該變電所變壓器容量1000KVA，因?yàn)檫M(jìn)線為10/0.4KV,10KV的架空線是總長(zhǎng)是 1km。 (1)確定接地電阻 屬1KV以上電流接地系統(tǒng)及與1KV以上系統(tǒng)共用的接地裝置，選RE120/ IE，且RE< 10，同時(shí)又滿足與總?cè)萘吭?00KV·A以上的變壓器相聯(lián)的接地裝得: RE<4所以確定次車間公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件： 且 =10*

39、1/350=0.028A=120/0.028=4285.7故此變電所的接地電阻為RE<4 。 (2)接地裝置初步方案 現(xiàn)初步考慮圍繞車間建筑四周距車間2-3米打入一圈直徑50mm，長(zhǎng)2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用40×4mm的扁鋼焊接。 (3)計(jì)算單根鋼管接地電阻 查附表1得砂質(zhì)粘土的=100·m. 單根鋼管接地電阻 RE1=100/2.5=40 (4)確定最后接地方案 根據(jù)Re1/Re=40/4=10,但考慮到管間屏蔽效應(yīng),初選15根直徑50mm,長(zhǎng)2.5m的鋼管作為接地體.以n=15和 去查手冊(cè) (取n=10和n=20,在時(shí)的值的中間值)可得e0.

40、645,因此n=Re1/Re*e =40/(0.645×4)16,但是要考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置以及實(shí)際需要,選18根直徑為50mm,長(zhǎng)2.5m的鋼管作接地體,用40×4mm的扁鋼連接,根據(jù)車間需要,適宜單排布置,而且南北兩排,共36根。 第七章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定7.1 二次回路方案選擇1)高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路斷路器采用手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。2)變電所的電能計(jì)量回路變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能表和無功電能，并以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù)。計(jì)量柜由上級(jí)供電部門加封和管理。3)變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路 變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器避雷器柜。其中電壓互感器為3個(gè)JDZJ10型，組成Y0/Y0/的接線，用以實(shí)現(xiàn)電壓側(cè)量和絕緣監(jiān)察。作為備用電源的高壓聯(lián)路線上，裝有三相有功電度表和三相無功電度表、電流表。高壓進(jìn)線上，也裝上電流表。低壓側(cè)的動(dòng)力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝上三相四線有功電度。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝上無功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。低壓母線裝有電壓表，儀表的準(zhǔn)確