畢業(yè)設(shè)計(jì)xx鋼鐵廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、XX鋼鐵廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本文按照供電系統(tǒng)可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求，根據(jù)鋼鐵廠的負(fù)荷性質(zhì)、負(fù)荷大小和負(fù)荷的分布情況對(duì)本廠供電系統(tǒng)做了全面綜合的分析，詳細(xì)闡述了工廠總降壓變電所實(shí)現(xiàn)的理論依據(jù)。通過對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的分析和對(duì)鋼鐵廠的電力負(fù)荷、功率補(bǔ)償、短路電流的計(jì)算，合理的選擇電力變壓器、斷路器等各種電氣設(shè)備；對(duì)工廠總降壓變電所不同的主接線方案進(jìn)行比較,選擇可靠性高，經(jīng)濟(jì)性好的主接線方案，實(shí)現(xiàn)了工廠供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。關(guān)鍵詞 電力負(fù)荷；功率補(bǔ)償；短路電流；防雷與接地目錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc231053434 1電力負(fù)荷及其計(jì)算 PAGER

2、EF _Toc231053434 h 2 HYPERLINK l _Toc231053435 1.1 工廠的電力負(fù)荷 PAGEREF _Toc231053435 h 2 HYPERLINK l _Toc231053436 計(jì)算負(fù)荷確定的方法 PAGEREF _Toc231053436 h 2 HYPERLINK l _Toc231053437 1.3 變壓器功率損耗的計(jì)算 PAGEREF _Toc231053437 h 5 HYPERLINK l _Toc231053438 1.4 工廠的計(jì)算負(fù)荷和年電能消耗量 PAGEREF _Toc231053438 h 6 HYPERLINK l _To

3、c231053439 2 變配電所選擇 PAGEREF _Toc231053439 h 12 HYPERLINK l _Toc231053440 變配電所的類型 PAGEREF _Toc231053440 h 12 HYPERLINK l _Toc231053441 變電所主變壓器容量的選擇 PAGEREF _Toc231053441 h 13 HYPERLINK l _Toc231053442 3 電氣主接線 PAGEREF _Toc231053442 h 14 HYPERLINK l _Toc231053443 3.1 具有母線的電氣主接線 PAGEREF _Toc231053443 h

4、15 HYPERLINK l _Toc231053444 3.2 無母線的電氣主接線 PAGEREF _Toc231053444 h 16 HYPERLINK l _Toc231053445 工廠總降壓變電所的主接線方案選擇 PAGEREF _Toc231053445 h 17 HYPERLINK l _Toc231053446 4 電力線路接線方式 PAGEREF _Toc231053446 h 19 HYPERLINK l _Toc231053447 高壓放射式接線 PAGEREF _Toc231053447 h 19 HYPERLINK l _Toc231053448 高壓樹干式接線 P

5、AGEREF _Toc231053448 h 19 HYPERLINK l _Toc231053449 5 電力線路的敷設(shè) PAGEREF _Toc231053449 h 20 HYPERLINK l _Toc231053450 架空線路 PAGEREF _Toc231053450 h 20 HYPERLINK l _Toc231053451 電纜線路 PAGEREF _Toc231053451 h 20 HYPERLINK l _Toc231053452 6 高壓供電線路導(dǎo)線截面及型號(hào)的選擇 PAGEREF _Toc231053452 h 20 HYPERLINK l _Toc2310534

6、53 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面 PAGEREF _Toc231053453 h 20 HYPERLINK l _Toc231053454 導(dǎo)線截面及型號(hào)的選擇 PAGEREF _Toc231053454 h 21 HYPERLINK l _Toc231053455 母線的選擇 PAGEREF _Toc231053455 h 22 HYPERLINK l _Toc231053456 7 電氣設(shè)備的選擇 PAGEREF _Toc231053456 h 22 HYPERLINK l _Toc231053457 電氣設(shè)備選擇的一般條件 PAGEREF _Toc231053457 h 22 HYPER

7、LINK l _Toc231053458 高壓一次設(shè)備的選擇 PAGEREF _Toc231053458 h 23 HYPERLINK l _Toc231053459 8 短路電流計(jì)算 PAGEREF _Toc231053459 h 30 HYPERLINK l _Toc231053460 三相短路電流的計(jì)算 PAGEREF _Toc231053460 h 30 HYPERLINK l _Toc231053461 電力系統(tǒng)的短路電流計(jì)算 PAGEREF _Toc231053461 h 31 HYPERLINK l _Toc231053462 9 防雷與接地 PAGEREF _Toc231053

8、462 h 34 HYPERLINK l _Toc231053463 10 附圖紙 PAGEREF _Toc231053463 h 36 HYPERLINK l _Toc231053464 11 謝辭 PAGEREF _Toc231053464 h 37 HYPERLINK l _Toc231053465 12 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc231053465 h 381電力負(fù)荷及其計(jì)算1.1 工廠的電力負(fù)荷（1）電力負(fù)荷的概念電力負(fù)荷又稱為電力負(fù)載。它有兩重含義：一是指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位（用戶），如說重要負(fù)荷、不重要負(fù)荷、動(dòng)力負(fù)荷、照明負(fù)荷等。另一是指用電設(shè)備或用電單位所耗用的

9、電功率或電流大小，如說輕負(fù)荷（輕載）、重負(fù)荷（重載）、空負(fù)荷（空載）、滿負(fù)荷（滿載）等。電力負(fù)荷的具體含義視具體情況而定。（1）需要系數(shù)法利用一個(gè)需要系數(shù)乘以設(shè)備容量即可求得設(shè)備的有功計(jì)算負(fù)荷的一種方法。該方法計(jì)算十分簡便，它是最早提出的也是至今應(yīng)用最為普遍的一種方法。但由于需要系數(shù)值是根據(jù)設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、容量差別不是很大的一般情況來確定的，未考慮設(shè)備容量相差懸殊時(shí)少數(shù)大容量設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)負(fù)荷的影響，因此此法較適用于設(shè)備臺(tái)數(shù)較多的車間及全廠范圍的計(jì)算負(fù)荷的確定。需要系數(shù)法的基本公式為： 有功計(jì)算負(fù)荷： （1）式中 ：稱為需要系數(shù)； ：為該組內(nèi)各設(shè)備額定功率之和，即=； ：為有功功率負(fù)荷；其中： ：

10、設(shè)備組的同時(shí)使用系數(shù)（即最大負(fù)荷時(shí)運(yùn)行設(shè)備的容量與設(shè)備組總額定容量之比）；：設(shè)備組的平均加權(quán)負(fù)荷系數(shù)（表示設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量的比值）；：設(shè)備組的平均加權(quán)效率；：配電線路的平均效率。 無功計(jì)算負(fù)荷： （2）tan：用電設(shè)備組的功率因數(shù)角的正切值； 視在計(jì)算負(fù)荷： （3）cos：用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)； 計(jì)算電流： （4） U：用電設(shè)備組的額定電壓； 注意：需要系數(shù)值是按設(shè)備較多的情況來確定的，對(duì)單臺(tái)設(shè)備，=1；即 ；但對(duì)于電動(dòng)機(jī)，它本身損耗較大，因此當(dāng)只有一臺(tái)時(shí)，。（2）二項(xiàng)式系數(shù)法確定用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷的公式為二項(xiàng)式。它考慮了設(shè)備組中容量最大的幾臺(tái)對(duì)整個(gè)設(shè)備組計(jì)算

11、負(fù)荷的影響，彌補(bǔ)了需要系數(shù)法的不足。此法計(jì)算也十分簡便，至今仍為我國不少設(shè)計(jì)單位和設(shè)計(jì)人員所采用。 有功計(jì)算負(fù)荷： （5）：表示用電設(shè)備組的平均負(fù)荷。：表示用電設(shè)備組中的x臺(tái)容量組大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷，其中為x臺(tái)容量最大的設(shè)備之和； b、c：二項(xiàng)式系數(shù)，其數(shù)值隨用電設(shè)備組的類別和臺(tái)數(shù)而定； 無功計(jì)算負(fù)荷： （6） 視在計(jì)算負(fù)荷： （7） 計(jì)算電流： （8）（3）利用系數(shù)法先根據(jù)利用系數(shù)求出各用電設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的平均負(fù)荷，然后求總的平均利用系數(shù)和用電設(shè)備的有效臺(tái)數(shù)，并由此查出對(duì)應(yīng)的最大系數(shù)，最后由各平均負(fù)荷之和乘以最大系數(shù)，從而求得總的有功計(jì)算負(fù)荷。利用系數(shù)法對(duì)于用電設(shè)備組無論臺(tái)

12、數(shù)多少和容量差別大小，計(jì)算結(jié)果都比較準(zhǔn)確。但此法計(jì)算繁復(fù)，因此應(yīng)用不甚普遍。（4）多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因數(shù)。因此在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對(duì)其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別記入一個(gè)同時(shí)系數(shù) 、；對(duì)車間干線取： ；對(duì)低壓母線取： 由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)取 ； 由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加計(jì)算時(shí)取 ；總的有功計(jì)算負(fù)荷為 （9）總的無功計(jì)算負(fù)荷為 （10）（以上兩式中的P30,i和Q30,i分別為各組設(shè)備的有功和無功計(jì)算負(fù)荷之和。）總的視在計(jì)算負(fù)荷為 （11）總的計(jì)算

13、電流為 （12）1.3 變壓器功率損耗的計(jì)算對(duì)于雙繞組變壓器，（有功功率損耗）和（無功功率損耗）分別為 （13） （14）式中，P0變壓器器空載有功損耗； I0%變壓器空載電流百分?jǐn)?shù)； SN變壓器的額定容量； P通過變壓器的有功負(fù)荷； Q通過變壓器的無功負(fù)荷； V變壓器運(yùn)行線電壓； RT變壓器每相電阻；XT變壓器每相電抗。精確計(jì)算時(shí)，P、Q、V為同一點(diǎn)的功率和電壓。近似計(jì)算中，可用變壓器額定電壓代替實(shí)際運(yùn)行電壓。在VVN的條件下，將RT及XT的公式代入上式，就可得到用變壓器實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)直接求其功率損耗的表達(dá)式了，即 （15） （16）式中，n變壓器臺(tái)數(shù)；PS變壓器短路損耗； S通過變壓器的負(fù)荷視在

14、計(jì)算功率；VS%變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)。當(dāng)有n臺(tái)同型號(hào)同容量的變壓器并聯(lián)對(duì)功率為S的負(fù)荷供電時(shí)，其總功率損耗為 （17） （18）在負(fù)荷計(jì)算中，SL7、S7、S9等型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡化公式近似計(jì)算。 （19） （20）1.4 工廠的計(jì)算負(fù)荷和年電能消耗量1.4.1 工廠計(jì)算負(fù)荷的確定工廠計(jì)算負(fù)荷是選擇工廠電源進(jìn)線一、二次設(shè)備的基本依據(jù)，也是計(jì)算工廠的功率因數(shù)和工廠需電量的基本依據(jù)。（1）按逐級(jí)計(jì)算法確定工廠計(jì)算負(fù)荷如圖1所示，工廠的計(jì)算負(fù)荷P30。應(yīng)該是高壓母線上所有高壓配電線計(jì)算負(fù)荷之和，在乘上一個(gè)同時(shí)系數(shù)。高壓配電線的計(jì)算負(fù)荷P30。應(yīng)該是該線所供車間變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)

15、荷P30。工廠及變電所低壓側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷P30、Q30、S30和I30的計(jì)算公式，分別如前面式（9）（12）所示，其 ， 0.85。（2）按需要系數(shù)法確定工廠計(jì)算負(fù)荷將全廠用電設(shè)備的總?cè)萘縋e（不含備用設(shè)備容量）乘上一個(gè)需要系數(shù)Kd，即得到全廠的有功計(jì)算負(fù)荷，即 （21） 全廠的無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流按式（6）（8）計(jì)算。（3）按年產(chǎn)量估算工廠計(jì)算負(fù)荷將工廠年產(chǎn)量A乘上單位產(chǎn)品耗電量a，就得到工廠全年的需電量 （22）各類工廠的單位產(chǎn)品耗電量a可由有關(guān)設(shè)計(jì)單位根據(jù)實(shí)測統(tǒng)計(jì)資料確定，亦可查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。在求出年需電量Wa后，除以工廠的年最大負(fù)荷利用小時(shí)Tmax，就可求出工廠的有功計(jì)

16、算負(fù)荷 （23）其他計(jì)算負(fù)荷Q30、S30、I30的計(jì)算，與上述需要系數(shù)法相同。（4）工廠的功率因數(shù)、無功補(bǔ)償及補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷1）工廠的功率因數(shù) = 1 * GB3 瞬時(shí)功率因數(shù) 瞬時(shí)功率因數(shù)可由功率因數(shù)表（相位表）直接測量，亦可以由功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出（間接測量） （24）式中，P為功率表測出的三相功率讀數(shù)（kW）；I為電流表測出的線電流讀數(shù)（A）；U為電壓表測出的線電壓讀數(shù)（kV）瞬時(shí)功率因數(shù)只用來了解和分析工廠或設(shè)備在生產(chǎn)過程中無功功率的變化情況，以便采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施。 = 2 * GB3 平均功率因數(shù) 平均功率因數(shù)亦稱加權(quán)平均功率因數(shù)，按下式計(jì)算 （25）式中

17、，Wp為某一時(shí)間內(nèi)消耗的有功電能，由有功電度表讀出；WQ為某一時(shí)間內(nèi)消耗的無功電能，由無功電度表讀出。我國電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，就規(guī)定電費(fèi)要按月平均功率因數(shù)的高低來調(diào)整。 = 3 * GB3 最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù) 最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)指在年最大負(fù)荷（即計(jì)算負(fù)荷）時(shí)的功率因數(shù)，按下式計(jì)算 （26）2）無功功率補(bǔ)償工廠中由于有大量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐及氣體放電燈等感應(yīng)負(fù)荷，從而使功率因數(shù)降低，需考慮人工補(bǔ)償。要使功率因數(shù)由提高到，必須裝設(shè)的無功功率補(bǔ)償裝置容量為 （27）或 （28）式中，稱為無功補(bǔ)償率，或比補(bǔ)償容量。這無功補(bǔ)償率，是表示要使1kW的有功功率由提高到所需要的無功補(bǔ)

18、償容量kvar值。在確定了總的補(bǔ)償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個(gè)容量qC來確定電容器的個(gè)數(shù)，即 （29）由上式計(jì)算所得的電容器個(gè)數(shù)n,對(duì)于單相電容器來說，因取3的倍數(shù)。 3）無功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷工廠裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置后，則在確定補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)以前的的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)扣除無功補(bǔ)償?shù)娜萘?，即總的無功計(jì)算負(fù)荷 （30）補(bǔ)償后總的視在計(jì)算負(fù)荷 （31）（由上式可以看出，在變電所低壓側(cè)裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置以后，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的容量選得小一些。著不僅降低了變電所的初投資，而且可減少工廠的電費(fèi)開支。由此可見，提高功率因數(shù)不僅對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)大有好處，而且對(duì)工廠

19、本上也是有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的。）1.5 鋼鐵廠的負(fù)荷計(jì)算1各車間的計(jì)算負(fù)荷序號(hào)用電單位名稱設(shè)備容量(kW)Kd計(jì)算負(fù)荷P30 (kW)Q30(kvar)S30(kVA)1高爐車間200080060010002煉鋼車間11707023軋鋼車間8004004線材車間12007805機(jī)電修車間300766水泵站5003257氧氣站300195表1 各車間低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷1 各車間電力變壓器的功率損耗序號(hào)用電單位名稱變壓器功率損耗PT(kW)QT(kvar)1高爐車間15602煉鋼車間3軋鋼車間4線材車間5機(jī)電修車間6水泵站7氧氣站表2 各車間電力變壓器的功率損耗1各車間電力變壓器的功率損耗序號(hào)用電單位名

20、稱計(jì)算負(fù)荷P30 (kW)Q30(kvar)S30(kVA)I30(A)1高爐車間8156602煉鋼車間3軋鋼車間1724線材車間75機(jī)電修車間6水泵站32417氧氣站表3 各車間電力變壓器的功率損耗1 全廠總的計(jì)算負(fù)荷 根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出 P30=KpP30(1) Q30=KqQ30(1) S30=kVA =1 總降壓變電所的功率補(bǔ)償（1）補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因素：根據(jù)工廠的一、二級(jí)負(fù)荷情況，選擇2臺(tái)主電力變壓器，因此，主電力變壓器的容量選擇為SNT5812.7=4068.9kVA因此未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器容量應(yīng)選為5000kVA，型號(hào)為SJL15000/35這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)

21、為 cos（2）無功補(bǔ)償容量按設(shè)計(jì)要求，變電所高壓側(cè)的?？紤]到變壓器的無功功率損耗QT遠(yuǎn)大于有功功率損耗PT，因此在變壓器低壓側(cè)補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90,這里取。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由提高到，低壓側(cè)需要裝設(shè)的并聯(lián)電容器的容量為QC =P30(tanarccos0.78-tanarccos0.92) (0.802-0.426) =1713.62kvar 在確定了總的補(bǔ)償容量后，就可根據(jù)選定的并聯(lián)電容器的單個(gè)容量qc來確定電容器的個(gè)數(shù) 由上式計(jì)算所得的電容器個(gè)數(shù)n，對(duì)于單相電容器來說，應(yīng)取3的倍數(shù)，以便三相均衡分配。在確定了并聯(lián)電容器的容量后，根據(jù)產(chǎn)品目錄，就可以選擇并聯(lián)電容器

22、的單臺(tái)容量（這里選50kvar），并確定并聯(lián)電容器的數(shù)量： =（個(gè)） 取n=36式中 單個(gè)電容器的額定容量（kvar）。則實(shí)際補(bǔ)償容量為=3650 kvar =1800 kvar選擇兩臺(tái)電容器柜，單臺(tái)的容量為900kvar，型號(hào)為TBB36-900/50。（3）補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為 S30(2)=kVA A因此無功補(bǔ)償后主變壓器容量SNT4902.99=3432.1kVA變壓器容量應(yīng)選為4000kVA，型號(hào)為SJL14000/35。變壓器的功率損耗為=11.8+29.30=41.1kW =88+210.26 =298.26kvar變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為kW

23、kvarkVAA無功補(bǔ)償后，工廠的功率因數(shù)為 這一功率因數(shù)滿足規(guī)定要求。1 工廠的年電能消耗量Tmax=6500h，取，則工廠年有功電能消耗量 Wpa=4598.692107kWh工廠年無功電能消耗量 Wqa=21107kvarh2 變配電所選擇車間變電所按其主變壓器的安裝位置來分,有下列類型：（1）車間附設(shè)變電所 變壓器室的一面墻或幾面墻與車間的墻共用，變壓器室的大門朝車間外開。如果按變壓器室位于車間的墻內(nèi)還是墻外，還可以進(jìn)一步分為內(nèi)附式和外附式。（2）車間內(nèi)變電所 變壓器室位于車間內(nèi)的單獨(dú)房間內(nèi)，變壓器室的大門朝車間內(nèi)開。（3）露天變電所 變壓器安裝在室外抬高的地面上。如果變壓器的上方設(shè)有

24、頂板或挑檐的，則稱為半露天變電所。在負(fù)荷較大的多跨廠房、負(fù)荷中心在廠房中部且環(huán)境許可時(shí)，可采用車間內(nèi)變電所。這種車間內(nèi)變電所，位于車間的負(fù)荷中心，可以縮短低壓配電的距離，降低電能損耗和電壓損耗，減少有色金屬的消耗量，因此這種變電所的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較好。但是變電所建在車間內(nèi)部，要占一定的生產(chǎn)面積，因此對(duì)一些生產(chǎn)面積比較緊湊和生產(chǎn)流程要經(jīng)常調(diào)整、設(shè)備也要相應(yīng)變動(dòng)的生產(chǎn)車間不太合適；而且其變壓器門朝車間內(nèi)開，對(duì)生產(chǎn)的安全有一定的威脅。這種變電所在大型冶金企業(yè)中較多。按照上述原則，車間變電所的類型均采用車間附設(shè)變電所，如表4。序號(hào)用電單位名稱變電所類型1高爐車間車間附設(shè)變電所2煉鋼車間車間附設(shè)變電所3

25、軋鋼車間車間附設(shè)變電所4線材車間車間附設(shè)變電所5機(jī)電修車間車間附設(shè)變電所6水泵站車間附設(shè)變電所7氧氣站車間附設(shè)變電所表4 車間變電所的類型2.2變電所主變壓器容量的選擇（1）只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量ST（設(shè)計(jì)中，一般可概略地當(dāng)作其額定容量）應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S30需要，即 STS30 （34）（2）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量ST（一般可概略地當(dāng)作）應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷S30的大約60%70%的需要，即 ST=(00.7)S30 （35）當(dāng)1臺(tái)主變退出運(yùn)行時(shí)，其余變壓器應(yīng)能保證全部一級(jí)負(fù)荷及大部分二級(jí)負(fù)荷用電，此時(shí)允

26、許變壓器過負(fù)荷40運(yùn)行。（3）車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量上限車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量，一般不宜大于1000kVA（或1250 kVA）。這一方面是受以往低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制；另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于車間負(fù)荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量?，F(xiàn)在我國已能生產(chǎn)一些斷流能力更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開關(guān)電器如DW15、ME等型低壓斷路器及其它電器，因此如車間負(fù)荷容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，也可以選用單臺(tái)容量為12502000 kVA的配電變壓器，這樣能減少主變壓器臺(tái)數(shù)及高壓開關(guān)電器和電纜等。（4）適當(dāng)考慮符合的發(fā)展應(yīng)適當(dāng)考

27、慮今后510年電力負(fù)荷的增長，留有一定的余地，同時(shí)要考慮變壓器的正常過負(fù)荷能力。（根據(jù)上述原則及工廠的實(shí)際情況，廠總變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)選擇2臺(tái)。2臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，單臺(tái)變壓器的容量為4000kVA，型號(hào)為SJL1-4000/35。變壓器容量及型號(hào)的選擇詳見功率補(bǔ)償部分。車間變壓器亦選用1臺(tái)變壓器運(yùn)行，單臺(tái)容量為SJL1-1000/10。）3 電氣主接線主接線又稱一次接線或主電路。電氣主接線是由各種主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)電氣、互感器、電抗器及連接線路等設(shè)備），按一定順序連接而成的一個(gè)接受和分配電能的總電路。由于交流供電系統(tǒng)通常是三相對(duì)稱的，故在主接線圖中，一般用一根線來表示三相電

28、路，僅在個(gè)別三相設(shè)備不對(duì)稱或需進(jìn)一步說明的地方，部分地用三條線表示，這樣就將三相電路圖繪成了單線圖。為使看圖容易起見，圖上只繪出系統(tǒng)的主要元件及相互間的連接。 電氣主接線單線圖應(yīng)按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)與文字符號(hào)繪制，通常還在圖上標(biāo)明主要電氣設(shè)備的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)，以方便閱讀。主接線代表了發(fā)電廠和變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。概括地說，對(duì)主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面。主接線的繪制3.1 具有母線的電氣主接線（1）單母線接線在主接線中，斷路器是電力系統(tǒng)的主開關(guān)；隔離開關(guān)的功能主要是隔離高壓電源，以保證其它設(shè)備和線路的安全檢修。例如，固定式開關(guān)柜中的

29、斷路器工作一段時(shí)間需要檢修時(shí)，在斷路器斷開電路的情況下，拉開隔離開關(guān)；恢復(fù)供電時(shí)，應(yīng)先合隔離開關(guān)，然后合斷路器。這就是隔離開關(guān)與斷路器配合操作的原則。由于隔離開關(guān)無滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶負(fù)荷操作。如下圖2所示。（2）單母線分段單母線分段接線是采用斷路器將母線分段，通常是分成兩段，如圖下3所示。母線分段后可進(jìn)行分段檢修，對(duì)于重要用戶，可以從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，由于分段斷路器QF1在繼電保護(hù)作用下自動(dòng)將故障段迅速切除，從而保證了正常母線段不間斷供電和不致使重要用戶停電。兩段母線同時(shí)故障的幾率很小，可以不予考慮。在供電可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開關(guān)分段（QS1），任

30、一段母線發(fā)生故障時(shí)，將造成兩段母線同時(shí)停電，在判斷故障后，拉開分段隔離開關(guān)QS1，完好段即可恢復(fù)供電。（3）雙母線及雙母線分段 如上圖4所示，這種接線，每一回路都通過一臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)（也有采用兩臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)）連接到兩組母線上，母線W1和W2都是工作母線。兩組母線可同時(shí)工作，并通過母線聯(lián)絡(luò)短路器并聯(lián)運(yùn)行。電源和引出線適當(dāng)?shù)胤峙湓趦山M母線上。雙母線分段接線如上圖5所示。 無母線的電氣主接線橋形接線當(dāng)具有兩臺(tái)變壓器和兩條線路時(shí)，在變壓器-線路接線的基礎(chǔ)上，在其中間架一連接橋，則成為橋形接線。如圖6所示。按照連接橋斷路器的位置，可分為內(nèi)橋（圖6(a)）和外橋（圖6（b）兩種接線。前者

31、橋連斷路器設(shè)置在變壓器側(cè)；而后者，橋連斷路器則設(shè)置在線路側(cè)。橋形接線中，四個(gè)回路只有三臺(tái)斷路器，是需要斷路器最少也是最節(jié)省的一種接線。但其可靠性和靈活性較差，只能應(yīng)用于小型變電所、發(fā)電廠;內(nèi)橋式適宜輸電線路較長，故障幾率較多，而變壓器又不需要經(jīng)常切換時(shí)；外橋式則在出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換時(shí)，就更為適宜。有時(shí)為了檢修出線和在變壓器回路中的斷路器時(shí)不中斷線路和變壓器正常運(yùn)行，再在橋形接線中附加一個(gè)正常工作時(shí)斷開的帶隔離開關(guān)的跨條。在跨條上裝設(shè)兩臺(tái)隔離開關(guān)的目的是可以輪換停電檢修任何一組隔離開關(guān)。 工廠電源進(jìn)線電壓為35KV及以上的工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為610KV的

32、高壓配電電壓，然后經(jīng)過車間變電所，降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓如220/380V。方案1 一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖（如圖7）所示。這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10跨在兩路電源進(jìn)線之間，猶如一座橋梁，而且處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式接線。這種主接線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開QF11，投入QF10（其兩側(cè)QS先合），即可由WL2恢復(fù)對(duì)變壓器T1的供電。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電的機(jī)會(huì)較多、并且變電所的

33、變壓器不需經(jīng)常切換的總降壓變電所。方案2 一次側(cè)采用外橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖（如圖8）所示。這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10也跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在線路斷路器QF11和QF12的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式接線。這種主接線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。但與內(nèi)橋式接線的適用場合有所不同。如果某臺(tái)變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開QF11，投入QF10（其兩側(cè)QS先合），使用兩路電源進(jìn)線又恢復(fù)并列運(yùn)行。這種外橋式接線適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大、適于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。（根據(jù)本廠

34、的實(shí)際情況，工廠總降壓變電所距該城鎮(zhèn)220/35KV變電所5公里，距離較遠(yuǎn)；而變電所負(fù)荷變動(dòng)不大，故采用方案1（一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線）。方案2更適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大,適于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所；采用橋式接線，最大的特點(diǎn)就是使用斷路器數(shù)量較少，使用斷路器數(shù)量較少，一般采用斷路器數(shù)都等于或少于出線回路數(shù)，從而結(jié)構(gòu)簡單，投資較少。）3.4 工廠電力線路主接線又稱一次接線或主電路。電氣主接線是由各種主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)電氣、互感器、電抗器及連接線路等設(shè)備），按一定順序連接而成的一個(gè)接受和分配電能的總電路。由于交流供電

35、系統(tǒng)通常是三相對(duì)稱的，故在主接線圖中，一般用一根線來表示三相電路，僅在個(gè)別三相設(shè)備不對(duì)稱或需進(jìn)一步說明的地方，部分地用三條線表示，這樣就將三相電路圖繪成了單線圖。為使看圖容易起見，圖上只繪出系統(tǒng)的主要元件及相互間的連接。主接線代表了發(fā)電廠和變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。概括地說，對(duì)主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面。4 電力線路接線方式工廠的高壓線路有放射式、樹干式和環(huán)形等基本接線方式。高壓放射式接線圖10為放射式結(jié)構(gòu)，放射式線路之間互相不影響，因此供電可靠性較高，而且便于裝自動(dòng)裝置，但是高壓設(shè)備用的較多，且每臺(tái)高壓斷路器須裝設(shè)一個(gè)高壓柜，從而使投資

36、增加，而這種放射式線路發(fā)生故障或檢修時(shí)，該線路所有供電的負(fù)荷都要停電，要提高其供電可靠性，可在低壓變電所高壓側(cè)之間或低壓側(cè)之間敷設(shè)聯(lián)絡(luò)線，要近一步提高其供電可靠性，還可采用來自兩個(gè)電源的兩路高壓進(jìn)線，然后經(jīng)分段母線，由兩段母線用雙回路對(duì)用戶交叉供電。高壓樹干式接線圖11是高壓樹干式線路的電路圖。樹干式結(jié)線與放射式結(jié)線相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：多數(shù)情況下，能減少線路的有色金屬消耗量；采用高壓開關(guān)數(shù)量少，投資較省。但有下列缺點(diǎn)：供電可靠性較低，當(dāng)高壓配電干線發(fā)生故障或檢修時(shí)，接于干線的所有變電所都要停電，且在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化方面，適應(yīng)性較差。（本廠由于車間一、二級(jí)負(fù)荷較多，需要較高的供電可靠性故采用放射式接線

37、。）5 電力線路的敷設(shè)架空線路由于架空與電纜線路相比有較多的優(yōu)點(diǎn)，如成本低、投資少，安裝容易，維護(hù)和檢修方便易于發(fā)現(xiàn)和排除故障等，所以架空線路在一般工廠中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。敷設(shè)架空線路，要嚴(yán)格遵守有關(guān)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，在整個(gè)施工中，要注重安全教育，采取有效的安全措施，特別是立桿、組裝和架線時(shí)，更加要注意人身安全，防止發(fā)生事故?？⒐ひ院?，要按規(guī)定的手續(xù)和要求進(jìn)行檢查和驗(yàn)收，確保工程質(zhì)量。電纜線路電纜線路與架空線路相比，具有成本高，投資大，維修不便等缺點(diǎn)，但是它具有運(yùn)行可靠、不易受外界影響、不需架設(shè)電桿、不占地面、不礙觀瞻等優(yōu)點(diǎn)，特別是在有腐蝕性氣體和易燃、易爆場所，不宜架設(shè)架空線路時(shí)，只有敷設(shè)電纜線路

38、。（由于架空與電纜線路相比有較多的優(yōu)點(diǎn)，如成本低、投資少，安裝容易，維護(hù)和檢修方便，易于發(fā)現(xiàn)和排除故障等，所以架空線路在一般工廠中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。由于本廠的地形不復(fù)雜，按經(jīng)濟(jì)性及可操作性來選擇，故高壓供電線路選擇為架空線。）6 高壓供電線路導(dǎo)線截面及型號(hào)的選擇按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面【導(dǎo)線（或電纜，下同）的截面越大，電能損耗就越小，但是線路投資、維修管理費(fèi)用和有色金屬消耗量卻要增加。因此從經(jīng)濟(jì)方面考慮，導(dǎo)線應(yīng)選擇一個(gè)比較合理的截面，既使電能損耗小，又不致過分增加線路投資、維修管理費(fèi)用和有色金屬消耗量】各國根據(jù)其具體國情特別是有色金屬資源的情況，規(guī)定了導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度。我國現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)電流

39、密度規(guī)定如表5所列。線路類別導(dǎo)線材質(zhì)年最大負(fù)荷利用小時(shí)3000h以下30005000h5000h以上架空線路鋁銅電纜線路鋁銅表5 導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度（A/mm2）按經(jīng)濟(jì)電流密度jec計(jì)算經(jīng)濟(jì)截面Aec的公式為 （36）式中，I30為線路的計(jì)算電流。按上式計(jì)算出Aec后，應(yīng)選最接近的標(biāo)準(zhǔn)截面（可取較小的標(biāo)準(zhǔn)截面），然后校驗(yàn)其它條件。導(dǎo)線截面及型號(hào)的選擇（1）總降壓變電所高壓側(cè)導(dǎo)線（35kV架空線）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇1）選擇經(jīng)濟(jì)截面按已知條件，查表得jec=/mm2,因此Aec=I30/jec=8A/(/mm2)=mm2選擇標(biāo)準(zhǔn)截面95mm2，即選LGJ-95型鋼芯鋁絞線。2）線路電壓損耗幾

40、何均距為1.5m,A=95mm2，查表得/km，/km。故線路的電壓損耗與線路的電壓損耗百分值為表6線路的電壓損耗323v線路的電壓損耗百分值表6 線路的電壓損耗與線路的電壓損耗百分值它小于，因此所選LGJ-95型鋼芯鋁絞線滿足電壓損耗要求。（2）車間高壓側(cè)導(dǎo)線(6kV架空線)選擇原則及校驗(yàn)同35kV架空線的選擇一樣,各車間高壓側(cè)導(dǎo)線的型號(hào)見表7。序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)導(dǎo)線型號(hào)1總降壓變電所高壓側(cè)LGJ-952總降壓變電所低壓側(cè)LGJ-4003高爐車間變電所高壓側(cè)LGJ-954煉鋼車間變電所高壓側(cè)LGJ-955軋鋼車間變電所高壓側(cè)LGJ-1856線材車間變電所高壓側(cè)LGJ-957機(jī)電修車間變電所高壓側(cè)L

41、GJ-508水泵站變電所高壓側(cè)LGJ-359氧氣站變電所高壓側(cè)LGJ-35表7 各裝設(shè)地點(diǎn)導(dǎo)線型號(hào)母線的選擇常用的母線材料是銅、鋁和鋼。目前，變電所的母線除因大電流采用銅以外，一般盡量采用鋁母線，而電流不大的支干線或低壓系統(tǒng)的零線則有時(shí)用鋼母線。（1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) （37）式中 母線的最大允許應(yīng)力，鋁母線為69 M；母線通過時(shí)受到的最大計(jì)算應(yīng)力（M）；M母線在通過時(shí)產(chǎn)生的最大彎矩（N.m）； W母線的截面系數(shù)（）；而 （38）式中 通過時(shí)產(chǎn)生的最大作用力（N）；檔矩（m）； a 母線間距離（m）。7 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備選擇的一般條件（1） 按正常運(yùn)行條件選擇電氣設(shè)備按正常工作條件選擇，就是要

42、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。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) 。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 （39）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下安全工作。設(shè)備的額定電流IN是指在額定周圍環(huán)境溫度下，設(shè)備的長期允許電流。IN應(yīng)不小于通過設(shè)備的計(jì)算電流I30，即 INI30 （40）設(shè)備的最大開斷

43、電流應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流，即 （41）（2） 按短路條件校驗(yàn)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 （42）或 （43）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。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)工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。高壓一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)可按表9所列各項(xiàng)條件進(jìn)行。高壓開關(guān)柜的選擇高壓開關(guān)柜是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電所中作為控制和保護(hù)發(fā)電機(jī)、

44、變壓器和高壓線路之用，也可以作為大型高壓交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和保護(hù)之用，其中安裝有高壓開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、檢測儀表和母線、絕緣子等。高壓開關(guān)柜有固定式和手車式（移開式）兩大類型。在一般中小型工廠中，普遍采用較為經(jīng)濟(jì)的固定式高壓開關(guān)柜。我國現(xiàn)在大量生產(chǎn)和觀感應(yīng)用的開關(guān)柜主要為GG-1A（F）型。這種防誤型開關(guān)柜裝設(shè)了防止電器誤操作和保障人身安全的閉鎖裝置，即所謂“五防”防止誤跳、誤合斷路器，防止帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)，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。.1高壓斷路器的選擇高壓斷路器（文字符號(hào)為QF）的功能是，不僅能通斷正常負(fù)荷電流，而且能接同和承受一定時(shí)間的短路電流，并能

45、在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。（1）總降壓變電所高壓側(cè)由安裝地點(diǎn)的電壓和最大工作電流，初選斷路器規(guī)格為SN10-35/1000-1000型斷路器進(jìn)行校驗(yàn)，如表8所示。由校驗(yàn)結(jié)果可知，所選SN10-35/1000-1000型斷路器是滿足要求的。繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為1s，斷路器的短路時(shí)間取0.1s，假想時(shí)間為： 序號(hào)裝置地點(diǎn)的電氣條件SN10-35/1000-1000型斷路器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN35kV35kV合格2I30IN1000A合格3Ik(3)Ibr16kA合格4ish(3)imax45kA合格5I(3)2timaIt2t1624=1024合格表8廠變電所高壓側(cè)斷路器的選擇

46、與校驗(yàn)（2）總降壓變電所低壓側(cè)由安裝地點(diǎn)的電壓和最大工作電流，初選斷路器規(guī)格為SN10-10/630-300型斷路器進(jìn)行校驗(yàn)，如表9所示。由校驗(yàn)結(jié)果可知，所選SN10-10/630-300型斷路器是滿足要求的。繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為1s，斷路器的短路時(shí)間取0.1s，假想時(shí)間為： 序號(hào)裝置地點(diǎn)的電氣條件SN10-10/630-300型斷路器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN6kV10kV合格2I3047IN630A合格3Ik(3)Ibr16kA合格4ish(3)imax40kA合格5I(3)2timaIt2t1622=512合格表9 總降壓變電所低壓側(cè)斷路器的選擇與校驗(yàn).2高壓隔離開關(guān)的選擇序號(hào)裝設(shè)地點(diǎn)斷

47、路器型號(hào)1總降壓變電所高壓側(cè) SN10-35/1000-10002總降壓變電所低壓側(cè)SN10-10/630-3003高爐車間變電所高壓側(cè)SN10-10/630-3004煉鋼車間變電所高壓側(cè)SN10-10/630-3005軋鋼車間變電所高壓側(cè)SN10-10/630-3006線材車間變電所高壓側(cè)SN10-10/630-3007機(jī)電修車間變電所高壓側(cè)SN10-10/630-3008水泵站變電所高壓側(cè)SN10-10/630-3009氧氣站變電所高壓側(cè)SN10-10/630-300表10高壓隔離開關(guān)的選擇高壓隔離開關(guān)（QS）的功能主要是隔離高壓電源，以保證其它設(shè)備和線路的安全檢修。它的結(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)：斷

48、開后有明顯可見的斷開間隙，而且斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能充分保證人身和設(shè)備安全。但是隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，因此不允許帶負(fù)荷操作。高壓隔離開關(guān)按安裝地點(diǎn)，分為戶內(nèi)式和戶外式兩大類。（1）總降壓變電所高壓側(cè)由安裝地點(diǎn)的電壓和最大工作電流，初選高壓隔離開關(guān)規(guī)格為GN2-35/400進(jìn)行校驗(yàn)，如表13所示。由校驗(yàn)結(jié)果可知，所選GN2-35/400型隔離開關(guān)是滿足要求的。繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為1s，斷路器的短路時(shí)間取0.1s，假想時(shí)間為：序號(hào)裝置地點(diǎn)的電氣條件GN2-35/400型隔離開關(guān)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN35kV35kV合格2I30IN400A合格3ish(3)imax50

49、kA合格4I(3)2timaIt2t2024=1600合格表11 總降壓變電所高壓側(cè)隔離開關(guān)的選擇與校驗(yàn)（2）總降壓變電所低壓側(cè)由安裝地點(diǎn)的電壓和最大工作電流，初選高壓隔離開關(guān)規(guī)格為GN5-6/600進(jìn)行校驗(yàn)，如表12所示。由校驗(yàn)結(jié)果可知，所選GN5-6/600型隔離開關(guān)是滿足要求的。繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為1s，斷路器的短路時(shí)間取0.1s，假想時(shí)間為：序號(hào)裝置地點(diǎn)的電氣條件GN5-6/600型隔離開關(guān)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN6kV6kV合格2I30471.IN600A合格3ish(3)imax52kA合格4I(3)2timaIt2t2025=2000合格表12 總降壓變電所低壓側(cè)隔離開關(guān)的選擇

50、與校驗(yàn).3高壓熔斷器的選擇熔斷器（文字符號(hào)為FU）是一種當(dāng)所在電路的電流超過規(guī)定值并經(jīng)一定時(shí)間后，使其熔體熔化而分?jǐn)嚯娏鳌嚅_電路的一種保護(hù)電器。熔斷器的功能主要是對(duì)電路及電路設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)，但有的也具有過負(fù)荷保護(hù)的功能。工廠供電系統(tǒng)中，室內(nèi)廣泛采用RN1、RN2型高壓管式熔斷器，室外則廣泛采用RW4、RW10(F)等型跌開式熔斷器。根據(jù)安裝地點(diǎn)的電氣條件，初選高壓熔斷器的型號(hào)為RN2-35/0.5進(jìn)行校驗(yàn)，如表13所示。由校驗(yàn)結(jié)果可知，所選RN2-35/0.5型熔斷器是滿足要求。序號(hào)裝置地點(diǎn)的電氣條件RN2-35/0.5型熔斷器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN35kV35kV合格2Ik(3)Ib

51、r17kA合格表13 廠變電所高壓側(cè)熔斷器的選擇與校驗(yàn).4互感器的選擇電流互感器（簡稱CT，文字符號(hào)為TA）又稱儀用變流器。電壓互感器（簡稱PT，文字符號(hào)為TV）又稱儀用變壓器。它們合稱為互感器。從基本結(jié)構(gòu)和工作原理來說，互感器就是一種特殊變壓器，由鐵心、遠(yuǎn)繞組和副繞組構(gòu)成。主要為測量與保護(hù)服務(wù)。供電系統(tǒng)中使用互感器的主要目的是： = 1 * GB3 使儀表、繼電器與主電路的高電壓、大電流隔離。這樣既可降低儀表、繼電器等的絕緣水平，使其結(jié)構(gòu)簡化，又可降低成本并有利于安全； = 2 * GB3 互感器二次側(cè)的電量是標(biāo)準(zhǔn)化的。電壓互感器為100V，電流互感器為5A或1A，這樣，使測量儀表、繼電器等

52、標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)格單一，有利于大批量生產(chǎn)，從而降低成本。.5電流互感器（1）電流互感器的選擇與校驗(yàn)主要有以下幾個(gè)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(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。（2）電流互感器變比選擇電流互感器一次側(cè)額定電流有20、30、40、50、75、100、150、200、300、400、600、800、1000、1200、1500、2000（A）等多種規(guī)格，二次側(cè)額定電流均為5A。一般情況下，計(jì)量用的電流互感器變比的選擇應(yīng)使其一次額定電流不小于線路計(jì)算電流，如線路中負(fù)荷

53、計(jì)算電流為350A，則電流互感器的變比應(yīng)選擇400/5。保護(hù)用的電流互感器為保證其準(zhǔn)確度要求，可以將變比選得大一些。（3）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(jí)，計(jì)量用的電流互感器其準(zhǔn)確度為0.13.0級(jí)。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。準(zhǔn)確度校驗(yàn)公式為： （44）二次回路的負(fù)荷取決于二次回路的阻抗的值，則： （45）或 （46）式中，、為二次回路中的儀表、繼電器線圈的額定負(fù)荷和阻抗，為二次回路導(dǎo)線電阻，計(jì)算公式為： （47）式中，為導(dǎo)線的導(dǎo)電率，

54、銅線，鋁線，S為導(dǎo)線截面積，為導(dǎo)線的計(jì)算長度（m）。設(shè)互感器到儀表、繼電器的單向長度為，則互感器為星形接線時(shí)，；為V形接線時(shí)，；為一相接線時(shí)，。（4）電流互感器動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度校驗(yàn)廠家的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)中都給出了動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定倍數(shù)，因此，按下列公式分別校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定即可。1）動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn) （48）式中，電流互感器的額定一次電流。（5）電流互感器型號(hào)的選擇 1）總降壓變電所高壓側(cè)由于這里所選的電流互感器是計(jì)量用的，根據(jù)安裝地點(diǎn)的電氣條件，初選變比為150/5的LCW-35型電流互感器進(jìn)行校驗(yàn)，如表14所示。由校驗(yàn)結(jié)果可知，所選LCW-35型電流互感器是滿足要求的。序號(hào)裝置地點(diǎn)的電氣條件LC

55、W-35型電流互感器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN35kV35kV合格2I30I1N150A合格3kA合格4合格表14 總降壓變電所高壓側(cè)電流互感器的選擇與校驗(yàn)2）總降壓變電所低壓側(cè)由于這里所選的電流互感器是計(jì)量用的，根據(jù)安裝地點(diǎn)的電氣條件，初選變比為500/5的LAJ-10型電流互感器進(jìn)行校驗(yàn)，如表15所示。由校驗(yàn)結(jié)果可知，所選LAJ-10型電流互感器是滿足要求的。序號(hào)裝置地點(diǎn)的電氣條件LAJ-10型電流互感器項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN6kV10kV合格2I3047I1N500A合格321.24kAkA合格48.332合格表15 總降壓變電所低壓側(cè)電流互感器的選擇與校驗(yàn).4電壓互感器電壓互感器的

56、選擇應(yīng)按以下幾個(gè)條件：（1）按安裝地點(diǎn)環(huán)境及工作要求選擇裝置類型；（2）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；（3）按測量儀表對(duì)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5檔，計(jì)量用的為級(jí)以上，一般測量用的準(zhǔn)確度為3.0級(jí)，保護(hù)用的準(zhǔn)確度為3P級(jí)和6P級(jí)。為了保證準(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 （49） （50）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。這里所選的電壓互感器是用來計(jì)量的，而本設(shè)計(jì)又不涉及計(jì)量儀表方面的內(nèi)容，故不需做準(zhǔn)確度校驗(yàn)，只需滿足電壓要求就行。根據(jù)前面所述，廠變電所高壓側(cè)選擇JDJ-

57、35型電壓器。8 短路電流計(jì)算 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。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。基準(zhǔn)容量，工程設(shè)計(jì)中通常取Sd=100MVA?；鶞?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

58、準(zhǔn)電壓Ud以后，基準(zhǔn)電流Id按下式計(jì)算 （51）基準(zhǔn)電抗Xd則按下式計(jì)算 （52）供電系統(tǒng)中各主要元件的電抗標(biāo)幺值的計(jì)算（取Sd=100MVA,Ud=Uc）。（1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 （53）（2）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 （54）（3）電力線路的電抗標(biāo)幺值 （55）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，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 （56）其他三相短路電流 （57） （58） （59）電力系統(tǒng)的短路電流計(jì)算（1）繪短路計(jì)算電路

59、圖，并根據(jù)短路計(jì)算的目的確定短路計(jì)算點(diǎn)，如圖13所示。（2）系統(tǒng)短路時(shí)的等效電路圖（如圖14）（3）確定基準(zhǔn)值取 Sd=100MVA，Uc1=37kV，v而 kA kA（4）計(jì)算短路電流中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)，2）架空線路（查表得，LGJ185型，幾何間距為時(shí)的電抗X0=/km， LGJ95型，幾何間距為時(shí)的電抗X0=/km） 3）電力變壓器（查表得工廠變電所變壓器的Ud%=7） （5）求k1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標(biāo)幺值 2）三相短路電流周期分量有效值 3）其他三相短路電流 4）三相短路容量 同上求出K-2的三相短路電流 (kA)和三相短路容量

60、(MVA)，如下表16。短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流 (kA)三相短路容量(MVA)k-1k-2表16 短路電流計(jì)算結(jié)果（1）對(duì)全廠的電力負(fù)荷、功率補(bǔ)償、短路電流進(jìn)行了計(jì)算；（2）確定了總降壓變電所的位置及主變壓器的容量、臺(tái)數(shù)及型號(hào)；（3）通過分析，確定了總降壓變電所的一次接線圖；（4）確定了高壓供電線路的敷設(shè)方式，并選擇了高壓供電線路導(dǎo)線的截面及型號(hào)；（5）選擇并校驗(yàn)了總降壓變電所的一次設(shè)備。9 防雷與接地防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)