工廠kv總變電所及配電系統(tǒng)設計

摘要洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）PAGEIVPAGEI工廠10kv總變電所及配電系統(tǒng)設計摘要工廠供電系統(tǒng)就是將電力系統(tǒng)的電能降壓再分配電能到各個廠房或車間中去，它由工廠降壓變電所，高壓配電線路，車間變電所，低壓配電線路及用電設備組成。工廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設計，是根據各個車間的負荷數(shù)量和性質，生產工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結合國家供電情況.解決對各部門的安全可靠，經濟技術的分配電能問題。其基本內容有以下幾方面：進線電壓的選擇,變配電所位置的電氣設計,短路電流的計算及繼電保護,電氣設備的選擇,車間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇,防雷接地裝置設計等。本設計在對化工廠進行供配電調研、論證的基礎上，完成了化工廠的負荷計算，無功功率補償，變配電所位置和型式選擇，10KV變配電所主接線設計；還進行了短路電流計算、電氣設備的選擇與校驗。最后對化工廠的變壓器進行了保護和供電系統(tǒng)的防雷。串關迎鍵掉詞寸：遍變晴電彈所欺，厭負外荷瘦，非短親路割電沾流摧，謠電或力滿設趁備境C鄙H畏E挎M貫I允C記A嘴L租南T愉O議T做A蔑L所S形U醋B方S鄰T脊A指T怖I省O酒N媽A脾N彎D地D靈I驗S符T貴I彈B速U鑼T辭I尿O菜N宰S鄙Y堅S誤T花E橡M右D庸E臭S懶I脹G春N輕A你B列S起T柔R紀A噸C釘T遍F雄a導c非t蹈o洋r伍y更仰p把o底w具e框r縫桐s較u積p澤p粉l薄y較際s蓄y對s稈t姐e努m高造i傍s脈踢t喊h級e覺懂r孕e尿d捷i攏s儉t貢r擔i墾b臉u走t妄i蘭o影n元卸o忽f蹤姻p作o爸w嬸e縱r煙冤s搏y悟s帶t罵e摟m擴捕p琴o及w惱e倒r閃賭s啊t迷e攜p掠-倡d限o叉w匆n延良p雙o尿w閑e葉r釣潮t眉o胖癢e卷a罰c裳h廳可p大l兆a丟n楊t床住o聽r叫殖s陪h手o裳p嚴辣f妥l反o鳳o丟r揉教t施o賤嫩i況t帽仍b條y殖睜t腹h虹e剖揮f央a倡c像t削o可r吧y竭膨s橋t惠e報p典-眾d丸o猾w譯n掛災t僵r統(tǒng)a映n遷s徐f心o艙r妙m爛e陽r蒼談s逝u濾b底s們t堅a婚t蠶i響o奮n母,杰伐h絹i司g露h慎議v捆o削l也t偵a殃g質e氣恰d垃i爬s南t震r定i刮b刪u成t低i數(shù)o把n低況l桃i社n責e稅s頸,事哨p門l品a寸n狠t耽假a源n省d圖敲s嘗u地b悔s刮t猴a訂t錘i評o寧n柱,賽旨l伍o召w獄咱v糞o盼l蜜t受a妨g漂e侵副d縫i回s經t板r吵i音b痛u址t紛i該o勺n章渠l議i心n勵e戚s絲副a謝n尾d嗽腦e掛l緞e蠻c助t臉r教i預c虎a罵l獻炊e虹q鍵u良i獲p怖m(xù)帽e忌n旱t甩殖c孩o鳴m納p布o如s拿i辦t悄i話o嶺n主.肢止T象h歌e宴抱t再o藥t泄a違l絡冊p火l閉a私n概t隱散s糾t形e鄭p純-諸d行o塔w鉤n匪勤s畢u由b絡s僅t囑a棟t寬i邁o休n喪字a愿n獅d競炎d故i悠s芒t景r涼i引b越u劣t投i研o擁n怠兇s旨y簡s私t瑞e呆m資外d剩e請s這i塊g魂n臘武i腦s滾躁b恭a剃s墨e果d惰文o元n或稅t侮h否e醬報l拘o問a純d咳南o殖f盯江e儉a片c暈h婚究n搜u歲m成b蕩e勇r與見a墊n惠d敘礙n爛a頌t通u保r手e淹捷o聾f振影t勾h側e糟凍w睡o準r漫k趙s購h內o猾p籌,殘象t帝h質e架充p漆r磚o充d佩u勇c譯t績i招o孤n衣脂p賴r占o降c畜e隆s儉s屑將o個n望翠t侮h拿e份幻l偽o完a題d市繼r被e鉛q隱u耳i扯r梨e眉m兇e須n沙t犧s恭,型世a前n處d贏壯l建o羨a好d介血d慢i刊s難t糧r僚i啊b帽u分t熔i與o倚n戚,狗色c宗o御m交b抬i鄙n驕e名d繼小w色i施t付h袍毅t槍h腿e討識n購a干t辣i宮o日n痰a罩l磁打e要l沉e校c秩t破r筍i款c踢i饒t奉y旗貸s泥u似p歇p圓l崖y殖.鋒閣A零d膽d芽r唇e杠s快s乞賽t使h茅e秒皂v季a燕r或i院o秤u毀s紋塑d字e游p屢a式r梯t逆m浪e億n照t聚s乖腫o吐f憂見t蜓h裕e收俗s譽a急f瞎e輝,固駛r狼e木l正i多a懼b疫l旦e色,醋筑e群c驅o世n確o館m尋i帝c煎血a菠n鍛d煎夜t牛e餅c阿h壓n膛o鐘l緩o寸g斷i朱c興a峽l伸騙T潔h煮e且雙d紙i仆s掏t龍r現(xiàn)i曲b取u牽t狐i羅o墨n活貿o候f糾弟e榜l野e施c黨t此r鐘i攀c促凝e徒n抄e絲r收g格y愁搬i戚s馳s襖u門e描s瞞.坑然T猛h讓e蹄謝b侵a停s葬i炊c喚查c春o宗n爹t葬e坐n塘t憶s釣區(qū)o渾f薪允t捆h圖e壽威f我o憂l專l售o添w虜i考n嶼g貨沿a廁r勿e酬a千s傷:池齊i插n櫻c儀o規(guī)m霉i段n振g廊刷l努i礦n贈e讓將v擔o解l垂t猜a滴g唇e植芳s脹e食l騾e館c綢t降i裂o雄n枝,罪撐t會h丘e教務l善o戴c嚴a秘t俊i薯o蓋n脆乎o訓f雜插t愉h流e賣仆e而l妻e幕c準t講r曲i漂c鴿a并l辰店s兇u薪b甘s走t據a付t湊i無o丙n辨悉d機e失s專i副g代n諒,鋼特c太a燈l金c肆u已l爸a散t握i曾o肆n計戒a喪n逢d孔綢s招h并o惹r寬t所碑c富i盒r解c歲u猜i席t沸天c嚷u攀r遮r閥e輸n胡t毯靈p崗r覆o轉t覽e緊c榆t噴i睬o暗n鵲,斜經e售l失e請c建t百r慈i效c軍a回l含側e掃q呆u艱i籠p肆m叮e走n矩t椅階s乏e免l撓e叮c饒t綠i雖o暮n斤,話汁t績h流e荒甜n粥u尸m旋b鳴e辰r千壟o養(yǎng)f終駕p繳l巖a廁n嶄t榴啟a稼n哪d代旨t喂r勉a幫n鑒s兵f路o防r倆m敞e鍋r娃蒼s紫u隊b統(tǒng)s嚷t胖a茶t坐i沒o墳n石槽l亮o膚c開a明t邊i舉o擾n撇玩a矮n園d擱注c么a足p筐a很c社i蠶t監(jiān)y乳趟c刮h乳o輔i猴c棟e逃s睡踐l餐i襯g哲h酸t(yī)挪n絲i本n命g復刊p狐r軍o俘t慮e壯c緒t服i胡o弓n抱打g低r疾o烘u輸n熟d盾i仔n著g氧啊d恩e立s篩i罵g詳n活.踐Thedesignofpowerdistributioninthechemicalplantforresearch,demonstration,basedonthecompletionofthechemicalloadcalculation,reactivepowercompensation,powerdistributionbylocationandtypeselection,10KVsubstationmainwiringdesign;alsoconductedshort-circuitcurrentcalculation,electricalequipmentselectionandvalidation.Finally,chemicalplantsandpowertransformerprotectionlightningprotectionsystem.KEYWORDS:substation,load,short-circuitcurrent,powerequipment前言目錄HYPERLINK\l"_Toc295325849"前言1HYPERLINK\l"_Toc295325850"第1章負荷計算3HYPERLINK\l"_Toc295325851"1.1計算負荷3HYPERLINK\l"_Toc295325852"1.1.1一號變電所的計算負荷4HYPERLINK\l"_Toc295325853"1.1.2二號變電所的計算負荷5HYPERLINK\l"_Toc295325854"1.1.3三號變電所的計算負荷5HYPERLINK\l"_Toc295325855"1.1.4四號變電所的計算負荷5HYPERLINK\l"_Toc295325856"1.1.5五號變電所的計算負荷6HYPERLINK\l"_Toc295325857"1.2無功功率補償6HYPERLINK\l"_Toc295325858"1.2.1一號變電所的無功功率補償6HYPERLINK\l"_Toc295325859"1.2.2二號變電所的無功功率補償8HYPERLINK\l"_Toc295325860"1.2.3三號變電所的無功功率補償9HYPERLINK\l"_Toc295325861"1.2.4四號變電所的無功功率補償10HYPERLINK\l"_Toc295325862"1.2.5五號變電所的無功功率補償11HYPERLINK\l"_Toc295325863"1.2.6所有車間無功補償后的計算負荷12HYPERLINK\l"_Toc295325864"第2章變壓器和主接線方案的選擇13HYPERLINK\l"_Toc295325865"2.1變配電所位置的選擇和負荷中心確定13HYPERLINK\l"_Toc295325866"2.1.1一號車間變電所變壓器位置和型式的選擇15HYPERLINK\l"_Toc295325867"2.1.2二號車間變電所變壓器位置和型式的選擇16HYPERLINK\l"_Toc295325868"2.1.3三號車間變電所變壓器位置和型式的選擇16HYPERLINK\l"_Toc295325869"2.1.4四號車間變電所變壓器位置和型式的選擇16HYPERLINK\l"_Toc295325870"2.1.5五號車間變電所變壓器位置和型式的選擇17HYPERLINK\l"_Toc295325871"2.2變壓器和主接線的選擇18HYPERLINK\l"_Toc295325872"2.2.1變電所變壓器的選擇18HYPERLINK\l"_Toc295325873"2.2.2變電所主接線方案的選擇19HYPERLINK\l"_Toc295325874"2.3短路電流的計算26HYPERLINK\l"_Toc295325875"2.3.1繪制計算電路27HYPERLINK\l"_Toc295325876"2.3.2確定基準值27HYPERLINK\l"_Toc295325877"2.3.3計算短路電路中各元件的電抗標幺值27HYPERLINK\l"_Toc295325878"2.3.4k-1點短路電流的計算28HYPERLINK\l"_Toc295325879"2.3.5k-2點短路電流的計算29HYPERLINK\l"_Toc295325880"2.3.6短路電流計算結果匯總30HYPERLINK\l"_Toc295325881"第3章設備的選擇校驗31HYPERLINK\l"_Toc295325882"3.1變電所一次設備的選擇校驗31HYPERLINK\l"_Toc295325883"3.1.1各回路高壓側的條件31HYPERLINK\l"_Toc295325884"3.1.210KV側一次設備的選擇及校驗32HYPERLINK\l"_Toc295325885"3.1.4高低壓母線的選擇33HYPERLINK\l"_Toc295325886"3.2配變電所進出線的選擇33HYPERLINK\l"_Toc295325887"3.2.110KV高壓進線的選擇校驗34HYPERLINK\l"_Toc295325888"3.2.2由高壓配電室至各車變電纜的選擇校驗34HYPERLINK\l"_Toc295325889"第4章二次保護和防雷38HYPERLINK\l"_Toc295325890"4.1配變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定38HYPERLINK\l"_Toc295325891"4.1.1配變電所的電能計量回路38HYPERLINK\l"_Toc295325892"4.1.2變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路38HYPERLINK\l"_Toc295325893"4.1.3.變壓器的保護裝置38HYPERLINK\l"_Toc295325894"4.2配變電所的防雷保護41HYPERLINK\l"_Toc295325895"4.2.1直擊雷防護41HYPERLINK\l"_Toc295325896"4.2.2雷電侵入波的防護41HYPERLINK\l"_Toc295325897"結論42HYPERLINK\l"_Toc295325898"謝辭43HYPERLINK\l"_Toc295325899"參考文獻44HYPERLINK\l"_Toc295325900"附錄45HYPERLINK\l"_Toc295325901"工廠供電設計的一般原則50前言工廠供電，就是指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠配電。眾所周知，電能是現(xiàn)在工業(yè)生產的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送分配既簡單經濟，又便于控制、調節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產及整個國民經濟生活中應用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產的主要能源和動力，但是它在產品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產量，提高產品質量，提高勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產可能造成嚴重的后果。工廠供電工作，不僅對電力工業(yè)是一種促進，而且對發(fā)展工業(yè)生產，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化也具有十分重要的意義。隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展和進步，社會生產和生活對電能供應的質量和管理提出了越來越高的要求。作為電能傳輸與控制的中間樞紐，變電所的作用越來越顯著。電能從區(qū)域變電站進入工廠后，首先要解決的就是如何對電能進行控制、變換、分配和傳輸?shù)葐栴}，而變電所就擔負這一重任。化工廠總變電所及配電系統(tǒng)的合理設計對于怎樣實現(xiàn)電能的合理利用和節(jié)約具有重要意義。尋找低耗能，高性能，便于安裝維護，快速施工的新型電氣設備及配電電器，選擇合理的進線電壓,設計合理的變配電所位置,進行短路電流的計算及繼電保護,電氣設備的選擇與校驗,變壓器數(shù)量、容量的選擇,防雷接地裝置的設計等，是現(xiàn)代工廠電力設計的必然趨勢。這對于用電管理，電能的優(yōu)化分配，電壓和功率因數(shù)的改善和提高，諧波危害的抑制與消除，為工廠企業(yè),設計機構，培養(yǎng)大批技術人員，從事工廠供電方面的設計，研究和維護管理工作是非常必要的。有利于節(jié)約資源，降低成本，安全用電，深入貫徹科學發(fā)展觀，建設資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會。本次設計主要進行了計算負荷、無功功率補償、變電所位置及形式選擇、變壓器和主接線方案的選擇、短路電流計算、主要電氣設備選擇及校驗（包括斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、母線等）以及防雷保護等的設計。本廠自然條件為：1、氣象條件（1）最熱月平均最高溫度為35度。（2）土壤中0.7~1米深處最熱月平均最高溫度為20度。（3）年雷暴日為30天。（4）土壤凍結深度為1.10米。（5）夏季主導風向為南風。2、地質及水文條件（1）根據工程地質資料：廠區(qū)地勢平坦，底層為沙質粘土，地質條件較好。（2）地下水位為2.0~5.3米。（3）地表耐壓力為20噸/平方米。由于自然條件較好，因此在防雷保護等一些設計中僅作一般性設計。而這些設計是能滿足它的要求的。所有設計中有很多是經驗設計方法，有長期的實踐檢驗，具有一定的合理性。第1章標題第1章負荷計算1.1計算負荷計算負荷也稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)負荷，其熱效應與某一段時間內實際變動負荷所產生的最大熱效應相等。在配電設計中，通常采用30分鐘的最大平均作為按民熱條件選擇電器工導體的依據。我國目前普遍采用的確定計算負荷的方法有需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法的優(yōu)點是簡便，適用于全廠和車間變電所負荷的計算。我們采用需要系數(shù)法計算負荷。全廠各車間電氣設備及車間變電所負荷計算表（見表1-1至表1-5）設備容量為單位：KW有功功率為單位：KW無功功率為單位：Kvar視在功率為單位：KVA需要系數(shù)為功率因數(shù)為同期系數(shù)為則=×=×=/同期系數(shù)當計算負荷小于5000KW時取0.9—1.0。本處統(tǒng)一取0.95。對于薄膜車間=×=1440.00×0.60=864.00(KW)=×=864.00×1.33=1149.12(Kvar)===1437.70(KVA)原料庫、生活間、成品庫1、成品庫2、包裝材料庫計算方法同上。代入數(shù)據計算出結果填入表格。小計：=864.00+7.50+8.00+7.50+7.20+6.00=900.20(KW)=1149.12+12.98+10.64+12.98+12.46+7.98=1206.16(Kvar)===1505.39(KVA)在選取，后=900.20×0.95=855.19(KW)=1206.16×0.95=1145.85(Kvar)===1430.12(KVA)則總的計算結果見表1-1。其余車間變電所計算同此。計算結果見表1-2至1-5。1.1.1一號變電所的計算負荷（表1-1）一號變電所的計算負荷表序號用電單位名稱設備容量（KW）計算負荷(KW)(Kvar)(KVA)1薄膜車間1440.000.600.601.33864.001149.121437.702原料庫30.000.250.501.737.5012.9815.003生活間10.000.801.001.338.0010.6413.324成品庫25.000.300.501.737.5012.9815.005成品庫24.000.300.501.737.2012.4614.396包裝材料庫20.000.300.501.336.007.989.98小計1549.00900.201206.161505.39選取=0.95=0.950.60855.191145.851430.12同樣，對于以下的車間負荷計算均是如此。這里將計算結果填入相應表格。1.1.2二號變電所的計算負荷（表1-2）二號變電所的計算負荷表1單絲車間1385.000.600.601.30831.001080.301362.942附屬設施20.000.650.800.7513.009.7516.25小計1405.00844.001090.051379.19選取=0.95=0.950.61801.801035.551309.671.1.3三號變電所的計算負荷（表1-3）三號變電所的計算負荷表1注塑車間189.000.400.601.3375.60100.55125.802管材車間880.000.350.601.33308.00409.64512.51小計1069.00383.60509.64638.31選取=0.95=0.950.60364.42484.16605.981.1.4四號變電所的計算負荷（表1-4）四號變電所的計算負荷表1備料車間138.000.600.501.7382.80143.24165.452生活間10.000.801.000.008.000.008.003原料間15.000.801.000.0012.000.0012.004鉚焊車間180.000.300.500.8754.0093.42107.905鍛工車間30.000.300.651.179.0010.5313.856機修間100.000.250.51.7325.0043.2549.967熱處理車間150.000.600.701.0290.0091.80128.568倉庫15.000.300.501.174.505.276.938浴室3.000.801.000.002.400.002.40小計633.00285.30387.51495.05選取=0.95=0.950.58271.04368.13457.151.1.5五號變電所的計算負荷（表1-5）五號變電所的計算負荷表1鍋爐房200.000.700.751.88140.00263.20298.122實驗室125.000.250.501.7331.2554.0662.443原料間110.000.200.501.7322.0038.0643.964泵房15.000.650.800.759.757.3112.195加油站10.000.650.800.756.504.888.136辦公樓15.000.600.601.339.0011.9714.98小計475.00218.50379.48439.82選取=0.95=0.950.50207.58360.51416.091.2無功功率補償在電力系統(tǒng)中的變電所或直接在電能用戶變電所補償無功功率,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，減小網絡損耗和改善電力系統(tǒng)的動態(tài)性能，這種技術措施稱為無功功率補償。1.2.1一號變電所的無功功率補償由表1-1可知變電所380V側最大負荷時的功率因數(shù)只有0.60，而供電部門要求該廠10K進線側最大負荷時功率因數(shù)應在0.90以上，考慮到變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此在變壓器低壓側補償時，低壓側補償后的功率因數(shù)應略高一些，所以變電所380V側最大負荷時功率因數(shù)暫取0.92來計算380V側所需無功功率補償容量:則=855.19×（1.33-0.43）=855.19×0.90=769.67（Kvar）則每一相的補償容量為769.67/3=256.57（Kvar）查《工廠供電》（第二版）陜西機械學院蘇文成主編機械工業(yè)出版社p328附錄表45并聯(lián)電容器技術數(shù)據選BWM6.3-334-1W型三個，則總共電容補償量為334×3=1002（Kvar）取=1002Kvar無功補償后的變電所低壓側的視在計算負荷為：=867.20（KVA）變電所變壓器的功率損耗為：=0.02×867.20=17.34（KW）=0.09×867.20=78.05（Kvar）變電所變壓器高壓側的計算負荷為:=855.19＋17.34=872.53（KW）=(1145.85-1002)＋44.18=188.03（Kvar）=892.56（KVA）無功補償后，功率因數(shù)提高為：=0.98無功補償前后變壓器容量的變化:根據補償前變壓器應選擇=1600KVA補償后則應選擇=1000KVA1.2.2二號變電所的無功功率補償由表1-2可知變電所380V側最大負荷時的功率因數(shù)只有0.61，而供電部門要求該廠10K進線側最大負荷時功率因數(shù)應在0.90以上，考慮到變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此在變壓器低壓側補償時，低壓側補償后的功率因數(shù)應略高一些，所以變電所380V側最大負荷時功率因數(shù)暫取0.92來計算380V側所需無功功率補償容量:則=801.8×(1.30-0.43)=801.8×0.87=697.57（Kvar）則每一相的補償容量為697.57/3=232.52（Kvar）查《工廠供電》（第二版）陜西機械學院蘇文成主編機械工業(yè)出版社p328附錄表45并聯(lián)電容器技術數(shù)據選BWM6.3-334-1W型三個,則總共補償電容容量為334×3=1002Kvar取=1002Kvar那么無功補償后變電所低壓側的視在計算負荷為：=802.48（KVA）變電所變壓器的功率損耗為：=0.02×802.48=16.05（KW）=0.09×802.48=72.22（Kvar）變電所變壓器高壓側的計算負荷為:=801.8＋16.05=817.85（KW）=(1035-1002)＋72.22=105.22（Kvar）=824.59（KVA）無功補償后，功率因數(shù)提高為：=0.99無功補償前后變壓器容量的變化：根據補償前變壓器應選擇=1600KVA補償后則應選擇=1000KVA1.2.3三號變電所的無功功率補償由表1-3可知變電所380V側最大負荷時的功率因數(shù)只有0.60，而供電部門要求該廠10K進線側最大負荷時功率因數(shù)應在0.90以上，考慮到變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此在變壓器低壓側補償時，低壓側補償后的功率因數(shù)應略高一些，所以變電所380V側最大負荷時功率因數(shù)暫取0.92來計算380V側所需無功功率補償容量:則=364.42×（1.33-0.43）=364.42×0.9=327.98（Kvar）則每一相的補償容量為327.98/3=109.33（Kvar）查《工廠供電》（第二版）陜西機械學院蘇文成主編機械工業(yè)出版社p328附錄表45并聯(lián)電容器技術數(shù)據選BWF10.5-120-1W型三個,則總共電容補償量為120×3=360（Kvar）取=360Kvar那么無功補償后變電所低壓側的視在計算負荷為：=384.99（KVA）變電所變壓器的功率損耗為：=0.02×384.99=7.7（KW）=0.09×384.99=34.65（Kvar）變電所變壓器高壓側的計算負荷為:=364.42＋7.7=372.12（KW）=(484.16-360)＋34.65=158.81（Kvar）=404.59（KVA）無功補償后，功率因數(shù)提高為：=0.92無功補償前后變壓器容量的變化：根據補償前變壓器應選擇=630KVA補償后則應選擇=500KVA1.2.4四號變電所的無功功率補償由表1-4可知變電所380V側最大負荷時的功率因數(shù)只有0.58，而供電部門要求該廠10K進線側最大負荷時功率因數(shù)應在0.9以上，考慮到變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此在變壓器低壓側補償時，低壓側補償后的功率因數(shù)應略高一些，所以變電所380V側最大負荷時功率因數(shù)暫取0.92來計算380V側所需無功功率補償容量:則=271.04×（1.4-0.43）=271.04×0.97=262.9（Kvar）則每一相的補償容量為262.9/3=87.64（Kvar）查《工廠供電》（第二版）陜西機械學院蘇文成主編機械工業(yè)出版社p328附錄表45并聯(lián)電容器技術數(shù)據選BWM6.3-100-1W型三個，則總共電容補償量為100×3=300（Kvar）取=300Kvar那么無功補償后變電所低壓側的視在計算負荷為：=279.47（KVA）變電所變壓器的功率損耗為：=0.02×279.47=5.59（KW）=0.09×279.47=25.15（Kvar）變電所變壓器高壓側的計算負荷為:=271.04＋5.59=276.63（KW）=（368.13-300）＋25.15=93.28（Kvar）=291.93（KVA）無功補償后，功率因數(shù)提高為：=0.95無功補償前后變壓器容量的變化根據補償前變壓器應選擇=500KVA補償后則應選擇=315KVA1.2.5五號變電所的無功功率補償由表1-5可知變電所380V側最大負荷時的功率因數(shù)只有0.50，而供電部門要求該廠10K進線側最大負荷時功率因數(shù)應在0.90以上，考慮到變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此在變壓器低壓側補償時，低壓側補償后的功率因數(shù)應略高一些，所以變電所380V側最大負荷時功率因數(shù)暫取0.92來計算380V側所需無功功率補償容量:則=207.58×（1.73-0.43）=207.58×1.3=269.85Kvar則每一相的補償容量為269.85/3=89.95Kvar查《工廠供電》（第二版）陜西機械學院蘇文成主編機械工業(yè)出版社p328附錄表45并聯(lián)電容器技術數(shù)據選BWF6.3-100-1W型三個，則總共電容為100×3=300Kvar取=300Kvar那么無功補償后變電所低壓側的視在計算負荷為：=216.22KVA變電所變壓器的功率損耗為：=0.02×216.22=4.32KW=0.09×216.39=19.46Kvar變電所變壓器高壓側的計算負荷為:=207.58＋4.32=211.90KW=360.51-300＋19.46=79.97Kvar=226.67KVA無功補償后，功率因數(shù)提高為：=0.94無功補償前后變壓器容量的變化：根據補償前變壓器應選擇=500KVA補償后則應選擇=250KVA1.2.6所有車間無功補償后的計算負荷（表1—6）補償后的計算負荷表項目計算負荷一號車間變電所0.98872.25188.03892.56二號車間變電所0.99817.85105.22824.59三號車間變電所0.92372.12158.81404.59四號車間變電所0.95276.6393.28291.93五號車間變電所0.94211.9079.97226.67總計2550.75625.312640.34REF_Ref168484390\r\h錯誤！未找到引用源。REF_Ref168484424\h錯誤！未找到引用源。PAGE6PAGE29第2章變壓器和主接線方案的選擇2.1變配電所位置的選擇和負荷中心確定選擇工廠變配電所的所址，應根據下列要求經技術與經濟比較后確定：1.接近負荷中心。2.進出線方便。3.接近電源側。4.設備運輸方便。5.不應設在有劇烈震動或高溫的場所。6.不宜設在多塵或有腐蝕氣體的場所，當無法遠離時，不應設在污染源盛行風向的下風側。7.不應設在廁所浴池或其它經常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。8.不應設在有爆炸危險的正上方或正下方，且不易設在有火災危險環(huán)境的正上方或正下方，當與有爆炸或火災危險環(huán)境的建筑物毗連時，應符合現(xiàn)行國家標準GB50058-92《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》的規(guī)定。9.不應設在地勢低洼和可能積水的場所。10.高壓配電所應盡量與鄰近車間變電所或有大量高壓用電設備的廠房合建在一起。GB50053-94《10kV及以下變電所設計規(guī)范》還規(guī)定：1.裝有可燃性浸電力變壓器的車間內變電所，不應設在三四級耐火等級的建筑物內；當設在二級耐火等級的建筑物內時，建筑物應采取局部防火措施。2.多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設備的變配電所應設在底層靠外墻部位，且不應設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.高層主體建筑物內不宜設裝有可燃性油的電氣設備的變配電所。當受條件限制必須設置時，應在底層靠外墻部位，且不應設在人員密集的場所的正上方，正下方，貼鄰和疏散出口的兩旁，并采取相應的防火措施。4.露天或半露天的變電所，不應設在下列場所：有腐蝕氣體的場所；挑檐為燃燒體或難燃燒和耐火等級為四級的建筑物旁；附近有棉糧及其它易燃易爆物品集中的露天堆放場；容易沉積粉塵，可燃纖維和灰塵，或導電塵埃且嚴重影響變壓器安全運行的場所。確定負荷中心，計算如下：利用負荷功率矩陣確定負荷中心。在工廠平面圖的下邊和左側，任作一直角坐標的X軸和Y軸，測出各車間和宿舍區(qū)負荷點的坐標位置，例如等。而工廠的負荷中心設在，P為。因此仿照《力學》中計算重心的力矩方程，可得負荷中心的坐標：車間變電所的選址應以接近負荷中心和方便進出線的原則來確定。確定負荷中心，計算如下：在下圖中左下角選一位置做為垂直坐標系的原點，在相同比例下測量各車間用電設備的坐標值（圖2-1）某化工廠全廠總平面布置圖1-薄膜車間2-原料庫3-成品庫4-包裝材料庫5-單絲車間6-注塑車間7-管材車間8-備料復制車間9-鍛工車間10-倉庫11-機修模具車間12-鍋爐房13水泵房14-油泵房15-辦公樓2.1.1一號車間變電所變壓器位置和型式的選擇各用電單位的坐標為：的坐標為（4.50，5.40），的坐標為（4.80，6.60），的坐標為（2.60，8.30），的坐標為（2.50，5.90），=864.00KW=7.50KW=14.70KW=6.00KW(其中為各用電單位的計算負荷，此處取粗略值，下同。)因此負荷中心的坐標為：==4.46==5.46由計算結果可知，負荷中心在靠近薄膜車間，考慮到方便進出線及周圍環(huán)境情況，決定在1號廠房（薄膜車間）的北側緊靠廠房修建車間變電所，其型式為外附式。2.1.2二號車間變電所變壓器位置和型式的選擇采用同樣的方法計算其負荷中心的位置。由于此變電所只有單絲車間和附屬設施。而附屬設施的容量遠小于單絲車間的容量。因此可在單絲車間附近修建變電所，其型式為外附式。2.1.3三號車間變電所變壓器位置和型式的選擇各車間或用電單位的坐標為的坐標為（6.90，7.50），的坐標為（7.00，6.50）=75.60KW=308KW因此負荷中心的坐標為：==6.98==6.70由計算結果可知，負荷中心在靠近管材車間，考慮到方便進出線及周圍環(huán)境情況，決定在7號廠房（管材車間）的東北側緊靠廠房修建車間變電所，其型式為外附式。2.1.4四號車間變電所變壓器位置和型式的選擇考慮到車間變電所的負荷較小，所以采用高壓配電所帶一附設車間變電所方案設計，所址靠近主要負荷車間（即備料車間和機修車間），考慮到高壓進線即周邊環(huán)境情況，決定高壓配變電所修建在12號廠房（機修車間）的南側，其型式采用獨立式。2.1.5五號車間變電所變壓器位置和型式的選擇考慮到車間變電所的負荷較小，所以采用高壓配電所帶一附設車間變電所方案設計，所址靠近主要負荷車間（即鍋爐房），考慮到高壓進線即周邊環(huán)境情況，決定高壓配變電所修建在12號廠房（鍋爐房）的西側，其型式采用獨立式。具體布置見下圖（圖2-2）某化工廠全廠變壓器位置總平面布置圖（注：引出線首端為車間變電所）1-薄膜車間2-原料庫3-成品庫4-包裝材料庫5-單絲車間6-注塑車間7-管材車間8-備料復制車間9-鍛工車間10-倉庫11-機修模具車間12-鍋爐房13水泵房14-油泵房15-辦公樓2.2變壓器和主接線的選擇2.2.1變電所變壓器的選擇根據工廠各車間的負荷性質和負荷大小，車間變電所的變壓器可有以下選擇。一.變電所由于存在二級負荷，所以決定裝設兩臺變壓器，型號采用SL，變壓器的容量是根據無功補償后的計算負荷確定的，而每臺容量按下面公式計算選擇：且即：=611.3KVA且==864／0.98=881.63KVA因此選兩臺SL－1000／10型低損耗配電變壓器。二.變電所由于存在容量比較大的二級集中負荷，所以亦決定裝設兩臺變壓器，型號亦采用SL，每臺容量同樣按和一號車間變電所計算式同樣的公式，容量計算如下：=577.21KVA且==831／0.99=839.39KVA因此亦選兩臺SL－1000／10型低損耗配電變壓器。三.變電所由于存在容量比較大的二級集中負荷，所以亦決定裝設兩臺變壓器，型號亦采用SL，每臺容量同樣按和一號車間變電所計算式同樣的公式，容量計算如下：=283.21KVA且==（75.6+308）／0.92=416.97KVA因此亦選兩臺SL－500／10型低損耗配電變壓器。四.變電所由于不存在二級負荷且總的負荷較小，所以決定裝設一臺變壓器，型號亦采用SL，變壓器的容量按下述公式計算選擇：KVA因此選一臺SL－315／10型低損耗配電變壓器。五.變電所由于不存在二級負荷且總的負荷較小，所以決定裝設一臺變壓器，型號亦采用SL,變壓器的容量按下述公式計算選擇：即=226.67KVA因此亦選一臺SL－315／10型低損耗配電變壓器。2.2.2變電所主接線方案的選擇一.主接線的設計原則。主接線應滿足可靠性,靈活性和經濟性的基本要求：1可靠性安全可靠是電力生產的首要任務,保證供電可靠是電力生產和分配的首要要求,主接線首先應滿足這個要求。滿足電力系統(tǒng)與供電用戶供電可靠性要求。可靠性的具體要求：1）斷路器檢修時,不影響對系統(tǒng)和負荷的供電。2）斷路器和母線故障以及母線檢修應盡量減少停電時間和回數(shù),并要保證一級負荷及大部分二級負荷的供電。3）盡量避免全所停運、停電的可靠性。2.靈活性主接線應滿足在調度、檢修及擴建時的靈活性。1）調度時,應可以靈活地投入和切除變壓器和線路,調配電源和負荷。滿足系統(tǒng)在事故運行方式,檢修運行方式以及特殊運行方式下的系統(tǒng)調度要求。2）檢修時,可以方便地停運斷路器,母線及其繼電保護設備,進行安全檢修,而不致影響電力網的運行和對用戶的供電。3）擴建時,可以容易地從初期接線過度到最終接線。在不影響連續(xù)供電和停電時間最短的情況下,投入變壓器或線路而不互相干擾,并且對一次和二次部分的改建工作量最少。3.經濟性主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下,做到經濟合理。1）投資者①主接線力求簡單,以節(jié)省斷路器、隔離開關、電流和電壓互感器、避雷器等一次設備。②要能使繼電器保護和二次回路不過于復雜,以節(jié)省二次設備和控制電纜。③要能限制短路電流,以便于選擇價廉的電器設備或輕型電器。④如果滿足系統(tǒng)安全運行及繼電保護要求,110KV及以下終端或分支變電所可采用簡易電器。2）占地面積小主接線設計要為配電裝置布置創(chuàng)造條件,盡量使占地面積減少。3）電能損失少經濟地選擇主變壓器的種類、容量、數(shù)量、要避免因兩次變壓器而增加電能損失。二.電氣主接線電氣主接線是變電所電氣設計的重要部分，也是構成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線的確定對變電所本身運行的可靠性、靈活性和經濟性密切相關，并且對電氣設備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，必須處理好各方面的關系，全面分析有關影響因素，通過技術經濟比較，合理確定主接線方案。因此有以下方案可供選擇：單母線接線；雙母線接線；單母線分段接線；內橋接線；外橋接線等。(a)單母線接線(b)雙母線接線(c)單母線分段接線(d)內橋接線（e）外橋接線（圖2—3）主接線的類型1、采用單母線接線優(yōu)點：接線簡單、清晰，設備少，操作方便，便于擴建，可以采用成套配電裝置。缺點：可靠性和靈活性較差，在母線和母線隔離開關檢修或故障時，各支路都必須停止工作；引出線的斷路器檢修時，該支路要停止供電。適用范圍：單母線接線不能滿足對不允許停電的重要用戶的供電要求。一般適用于一臺發(fā)電機或一臺變壓器的110-220KV配電裝置的出線回路數(shù)且不超過兩回。2、采用雙母接線優(yōu)點：1）供電可靠。通過兩組母線隔離開關的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷。一組母線故障后，能迅速恢復供電。檢修任一回路的母線隔離開關，只停該回路。2）調度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應系統(tǒng)中各種運行方式調度和潮流變化的需要。3）擴建方便。向雙母線的左右任何一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。4）便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。缺點：1）增加一組母線和使每回路就需要增加一組母線隔離開關。2）當母線故障或檢修時，隔離開關作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關誤操作，需在隔離開關和斷路器之間裝設連鎖裝置。適用范圍：一般用于引出線和電源較多、輸送和穿越功率較大、要求可靠性和靈活性較高的場合。3、單母線分段接線優(yōu)點：1）當母線發(fā)生故障時，僅故障母線停止工作，另一母線仍繼續(xù)工作。2）兩端母線可看成是兩個獨立的電源，提高了供電可靠性，可對重要用戶供電。缺點：1）當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時，必須斷開接在該段母線上所用支路，使之停止工作。2）當出線為雙回路時，常使架空線路出線交叉跨越。3）擴建時需向兩個方向均衡擴建。4）任一支路斷路器檢修時，該支路必須停止工作。適用范圍：單母線分段接線用于電壓為6～10KV時，每段母線容量不超過25MW；用于35KV時，出線回路數(shù)為4～8回；用于110KV，出線回路數(shù)為3～4回為宜。4、內橋接線優(yōu)點：線路操作方便；高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。缺點：1）正常運行時變壓器操作復雜。需動作兩臺斷路器，影響一回線路的暫時運行。2）橋回路故障或檢修時全廠分列為兩部分，使兩個單元之間失去聯(lián)系。3）出線斷路器故障或檢修時，造成該回路停電。適用范圍：內橋接線適用于兩回進線兩回出線且線路較長、故障可能性較大和變壓器不需要經常切換運行方式的發(fā)電廠和變電站中。5、外橋接線優(yōu)點：變壓器操作方便；高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。缺點：1）線路的切除和投入較復雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運。2）橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行。3）變壓器側斷路器檢修時，變壓器需較長時期停運。為此，在實際接線中可采用設內跨條來提高運行靈活性。適用范圍：外橋接線適用于兩回進線兩回出線且線路較短故障可能性小和變壓器需要經常切換。根據以上論述和結合本次設計的實際情況，初步設計兩種方案。方案一是每個車間都配有變壓器，其中第一、第二、第三車間都配兩臺相同的變壓器，容量分別為1000MVA,1000MVA，500MVA。第四、第五各配一臺，容量均為315MVA。方案二是第四、第五車間不設變壓器，而是分別接到第一、第二車間，第三車間仍然單獨設置。它們的容量依次是1000MVA,1000MVA，500MVA。具體的比較項目及方案見下表及圖。（表2—1）兩種主接線方案的比較比較項目方案一方案二技術指標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性滿足要求滿足要求供電質量滿足要求滿足要求靈活方便性靈活性較好靈活性稍差擴建適應性更好一些稍差一些經濟指標電力變壓器的綜合投資額查表可知SL－1000/10的單價為13400元，SL－500/10的單價為7600元，SL－315/10的單價為5400元，而查表得變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此綜合投資為1.34×4+0.76×4＋0.54×4＝10.56萬元綜合投資為1.34×4+0.76×4＋＝8.4萬元比方案一要少高壓開關柜（含計量柜）的綜合投資額本方案中采用22個熔斷器和44個隔離開關本方案采用了20個熔斷器和40個隔離開關.此處僅定性的分析，可知要比方案一要省電力變壓器和高壓開關柜的年運行費要大些相對要小從上表可以看出，按技術指標，方案一略優(yōu)于方案二，但按經濟指標，方案二優(yōu)于方案一，在技術指標滿足的情況下，考慮到經濟因素。因此決定采用方案二。2.3短路電流的計算短路電流指電力系統(tǒng)在運行中，相與相之間或相與地（或中性線）之間發(fā)生非正常連接（即短路）時流過的電流。其值可遠遠大于額定電流，并取決于短路點距電源的電氣距離。2.3.1繪制計算電路(圖2-6)計算電路2.3.2確定基準值設，即高壓側10.5KV,低壓側0.4KV,則（KA）(KA)2.3.3計算短路電路中各元件的電抗標幺值1、電力系統(tǒng)標幺值是電力系統(tǒng)分析和工程計算中常用的數(shù)值標記方法，表示各物理量及參數(shù)的相對值。標幺值是相對于某一基準值而言的，同一有名值，當基準值選取不同時，其標幺值也不同。它們的關系如下:標幺值＝有名值/基準值。使用標幺值的好處：1）三相電路的計算公式與單相電路的計算公式完全相同，線電壓的標幺值與相電壓的標幺值相等，三相功率的標幺值和單相功率的標標幺值相等；2）只需確定各電壓級的基準值，而后直接在各自的基準值下計算標幺值，不需要進行參數(shù)和計算結果的折算；3)對于低壓系統(tǒng)，功率的標幺值遠小于1；4）用標幺值后，電力系統(tǒng)的元件參數(shù)比較接近，易于進行計算和對結果的分析比較。因為變電所最大運行方式時電源10千伏母線短路容量是200MVA，所以:==0.52、架空線路本方案中采用LGJ-150，查得LGJ-150的=0.36Ω/km，而線路長1km，故=(0.36×1)×=0.333、電力變壓器對于SL-1000型，查得=4.5,故==4.5對于SL-500型，查得=4，故==4因此繪等效電路，如下圖：(圖2-7)等效電路2.3.4k-1點短路電流的計算1、總電抗標幺值=+=0.5+0.33=0.832、三相短路電流由，可知==6.63（KA）3、其他短路電流=6.63（KA）=2.55×6.63=16.91（KA）=1.51×6.63=10.01（KA）（相關概念：短路穩(wěn)態(tài)電流；短路電流；短路電流周期分量；==；高壓電網短路沖擊電流=2.55；高壓電網短路沖擊電流有效值=1.51）4、三相短路容量由可知==120.48(MVA)2.3.5k-2點短路電流的計算1、對于車間、車間變電所（裝設SL-1000型變壓器）(1)總電抗標么值=0.5+0.33+4.5=5.33(2)三相短路電流==22.60（kA）(3)其他短路電流=22.60（kA）=1.84×22.60=41.58（KA）=1.09×22.60=24.63（KA）(4)三相短路容量==18.76（MVA）2.對于車間變電所（裝設SL-500型變壓器）(1)總電抗標么值=0.5+0.33+4=4.83(2)三相短路電流==29.81KA(3)其他短路電流=29.81(KA)=1.84×29.81=54.85(KA)=1.09×29.81=32.49(KA)（低壓電網短路沖擊電流=1.84；低壓電網短路沖擊電流有效值=1.09）(4)三相短路容量==20.70(MVA)2.3.6短路電流計算結果匯總（表2—2）短路電流計算結果匯總短路計算點三相短路電流（kA）三相短路容量（MVA）k-16.636.636.6316.9110.01120.48k-2(SL-1000)22.6022.6022.6041.5824.6318.76k-2(SL-315)29.8129.8129.8154.8532.4920.70第3章REF_Ref168484495\h錯誤！未找到引用源。洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）PAGE36第3章設備的選擇校驗3.1變電所一次設備的選擇校驗3.1.1各回路高壓側的條件1、變電所在正常運行時由1號回路承擔變電變所所有的負荷，并且兩臺變壓器均投入使用。當一臺變壓器出現(xiàn)故障時另一臺可以承擔一號車間變電變所的所有二級負荷。當1號回路出現(xiàn)故障時2號回路可以承擔變電所的所有二級負荷。此時單一回路的負荷最大，其數(shù)值為=881.63KVA==/()=50.90(A)2、變電所和變電所同樣的情況，正常運行時由2號回路承擔變電所的所有負荷，并且兩臺變壓器均投入使用。當一臺變壓器出現(xiàn)故障時另一臺可以承擔變電所的所有二級負荷。當有故障時1號回路或2號回路單獨承擔變電所的所有二級負荷，此時單一回路的負荷最大，其數(shù)值為=839.39KVA，=48.46A3、變電所和變電所與變電所一樣可得=383.6KVA，=22.15A4、變電所由于只裝設一臺變壓器，所以=291.43KVA,=16.83A5、變電所由于也只裝設一臺變壓器，所以=226.67KVA,=13.09A6、一號10KV進線正常運行時，其上承擔的是變電所、變電所、變電所的全部負荷，即=++=881.63+383.6+291.43=1556.66(KVA)=++=50.90+22.15+16.83=89.88(A)發(fā)生故障時，其上承擔的是--車間變電所的所有一、二級負荷=++++=881.63+839.39+383.6=2104.62(KVA)++=50.9+48.46+22.15=121.51(A)7、二號10KV進線和一號10KV進線一樣，正常運行時，其上承擔的是變電所和變電所的全部負荷，即=+=839.39+226.67=1066.06(KVA)=+=48.46+13.09=61.55(A)發(fā)生故障時，其上承擔的是--車間變電所的所有一、二級負荷=++++=881.63+839.39+383.6=2104.62(KVA)++=50.9+48.46+22.15=121.51(A)3.1.210KV側一次設備的選擇及校驗(表3—1)10KV側一次設備的選擇校驗表選擇校驗項目電壓(KV)電流(A)斷流能力(KA)動穩(wěn)定度（KA）熱穩(wěn)定度（KA）參數(shù)數(shù)據106.6316.1974.73一次設備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10—10I/630106301640512高壓隔離—10T/20010200—25.5=500高壓熔斷器RN2—10100.5501000電壓互感器JDJ—1010/0.1電壓互感器JDZJ—10電流互感器LQJ—1010100/531.881避雷器FS4—1010戶外式高壓隔離開關GW4—15G/20015200以上所選設備均滿足要求3.1.4高低壓母線的選擇參照有關數(shù)據，10KV母線選LMY—3（40×4），即母線尺寸為40mm×4mm;380V母線選LMY—3（120×10）+80×6，即相母線尺寸為120mm×10mm,中性母線尺寸為80mm×6mm。3.2配變電所進出線的選擇本地氣象條件如下：(1)最熱月平均最高溫度為35度。(2)土壤中0.7~1米深處最熱月平均最高溫度為20度。(3)年雷暴日為30天。(4)土壤凍結深度為1.10米。(5)夏季主導風向為南風。地質及水文條件：(1)根據工程地質資料：廠區(qū)地勢平坦，底層為沙質粘土，地質條件較好。(2)地下水位為2.0~5.3米。(3)地表耐壓力為20噸/平方米。3.2.110KV高壓進線的選擇校驗采用LJ型鋁絞線架空敷設，接往10KV公用干線。1按發(fā)熱條件選擇對于一號進線回路，按故障時計算電流=121.51A及室外環(huán)境溫度35℃，查相關數(shù)據，初選LJ—35，其35℃時的=150A＞，滿足發(fā)熱條件。2校驗機械強度查得有關數(shù)據，10KV架空裸導線的允許最小截面=35，因此選擇LJ—35.對于二號進線回路，其故障時計算電流同一號，所以同樣采用LJ—35.3.2.2由高壓配電室至各車變電纜的選擇校驗采用YJL22—10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設。1、變電所的校驗1）按發(fā)熱條件選擇取1號和2號回路故障時的計算電流分別為=121.51A,=121.51A,考慮土壤溫度土壤中0.7~1米深處最熱月平均最高溫度為20度，查得相關數(shù)據，初選纜芯25的鋁心紙絕緣電纜電纜，其中=140×0.96＝134.4(A)＞，(乘以修正指數(shù)0.96)滿足發(fā)熱條件。2）校驗短路熱穩(wěn)定按下面的公式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面，式中的C值查有關數(shù)據則：=6630×=74.56＞A=25()因此纜芯25的交聯(lián)電纜不滿足要求。故改選纜芯95的交聯(lián)電纜,型號為YJL22—10000—3×95。3）校驗電壓損耗有廠區(qū)平面布置圖量的總配電所至一號車變的距離約為1000m，而由有關數(shù)據查得95的鋁芯電纜的=0.41/km(按纜芯工作溫度80℃計)，=0.096/km,又=873.28+291.93=1165.21(KVA),取=0.965，所以=×=1165.21×0.965=1124.43(KW)==305.57(Kvar)因此按下式計算電壓損耗：==49.04(V)=(49.04V/10000V)×100=0.4904%＜=5%滿足允許電壓損耗5%的要求。因此高壓配電室至一號車間變電所的電纜選擇YJL22—10000—3×95。2、變電所的校驗1）按發(fā)熱條件選擇取1號和2號回路故障時的計算電流分別為=121.51A,=121.51A,考慮土壤溫度土壤中0.7~1米深處最熱月平均最高溫度為20度，查得相關數(shù)據，初選纜芯25的鋁心紙絕緣電纜電纜，其中=140A×0.96＝134.4＞，(乘以修正指數(shù)0.96)滿足發(fā)熱條件。2）校驗短路熱穩(wěn)定按下面的公式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面，式中的C值查有關數(shù)據，則=6630×=74.56＞A=25()因此纜芯25的交聯(lián)電纜不滿足要求，故改選纜芯95的交聯(lián)電纜,型號為YJL22—10000—3×95。3）校驗電壓損耗有廠區(qū)平面布置圖量的總配電所至一號車變的距離約為1000m，而由有關數(shù)據查得95的鋁芯電纜的=0.41/km(按纜芯工作溫度80℃計)，=0.096/km,又=824.59+226.67=1051.26(KVA),取=0.965，所以=×=1051.26×0.965=1017.47(KW)==264.39(Kvar)因此按下式計算電壓損耗：==44.25(V)=(44.25V/10000V)×100=0.4425%＜=5%滿足允許電壓損耗5%的要求。因此高壓配電室至一號車變電纜選擇YJL22—10000—3×95。3、變電所的校驗1）按發(fā)熱條件選擇取1號和2號回路故障時的計算電流分別為=121.51A,=121.51A,考慮土壤溫度土壤中0.7~1米深處最熱月平均最高溫度為20度，查得相關數(shù)據，初選纜芯25的鋁心紙絕緣電纜電纜，其中=140A×0.96＝134.4＞，(乘以修正指數(shù)0.96)滿足發(fā)熱條件。2）校驗短路熱穩(wěn)定按下面的公式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面，式中的C值查有關數(shù)據:=6630×=74.56＞A=25()因此纜芯25的交聯(lián)電纜不滿足要求，故改選纜芯95的交聯(lián)電纜型號為YJL22—10000—3×95。3）校驗電壓損耗有廠區(qū)平面布置圖量的總配電所至一號車變的距離約為1000m，而由有關數(shù)據查得95的鋁芯電纜的=0.41/km(按纜芯工作溫度80℃計)，=0.096/km,又=404.59(KVA),取=0.92，所以=×=404.59×0.92=372.12(KW)==158.81(kvar)因此按下式計算電壓損耗：==16.78(V)=(16.78/10000)×100=0.1678%＜=5%滿足允許電壓損耗5%的要求。因此高壓配電室至三號車變電纜選擇YJL22—10000—3×95。第3章標題PAGE8PAGE40第4章二次保護和防雷4.1配變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定4.1.1配變電所的電能計量回路配變電所高壓側裝設專用計量柜，裝設三相有功電度表和無功電度表，分別計量全廠消耗的有功電能和無功電能，并據以計算每月工廠的平均功率因數(shù)，計量柜有上級供電部門加封和管理。4.1.2變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路變電所高壓側裝有電壓互感器—避雷器柜，其中電壓互感器為3個JDZJ—10型，用以實現(xiàn)電壓測量和絕緣監(jiān)視，其接線圖如下：(圖4—1)電壓測量回路低壓側的動力出現(xiàn)上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝有三相四線有功電度表。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝有無功電度表。每一回路均裝有電流表。低壓母線裝有電壓表。儀表的準確度等級按規(guī)范要求。4.1.3.變壓器的保護裝置變壓器的繼電保護裝置1、裝設瓦斯保護當變壓器油箱內故障產生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當產生大量瓦斯時，應動作于高壓斷路器。2、裝設反時限過電流保護采用GL15型感應式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。1）過電流保護動作電流的整定利用式對于容量為1000KVA的變壓器，其中=2=2×1000/(×10)=2×57.7=115（A）,=1.3，=1，=0.8，=100/5=20,因此動作電流為:==9.3（A）整定為10A(只能是整數(shù)，且不能大于10A).對于容量為500KVA的變壓器=2=2×500/(×10)=2×28.87=57.74（A）,=1.3，=1，=0.8，=100/5=20,因此動作電流為==4.69（A）整定為5A2）過電流保護動作時間的整定因本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護的動作時間（10倍動作電流動作時間）可整定為最短的0.5s。3）過電流保護靈敏系數(shù)的檢驗利用公式對于容量為1000KVA的變壓器，其中==0.866×27.75/(10/0.4)=0.961（KA）==10×20/1=200（A）因此其保護靈敏系數(shù)為：=961/200=4.805＞2滿足靈敏系數(shù)2的要求對于容量為315KVA的變壓器，其中==0.866×57.74/(10/0.4)=12.5（KA）,==5A×20/1=100（A）因此其保護靈敏系數(shù)為：=1060/100=17.67＞1.5滿足靈敏系數(shù)1.5的要求3、裝設電流速斷保護利用GL15的速斷裝置1）速斷電流的整定利用公式：對于容量是1000KVA的變壓器，其中=27.75（kA），=1.4，=1，=100/20=20,=10/0.4=25，因此速斷電流為：27750=78(A)對于容量是315KVA的變壓器，其中=30.7kA，=1.4，=1，=100/20=20,=10/0.4=25，因此速斷電流為：30700=86(A)2）電流速斷保護靈敏系數(shù)的檢驗利用公式對于容量是1000KVA的變壓器，其中=0.866×7.97=6.9(KA)，=78A×20/1=1560(A)，因此其保護靈敏系數(shù)為：=6900/1560=4.4滿足要求。對于容量是315KVA的變壓器，其中=0.866×7.97=6.9(KA)，=86×20/1=1720(A)，因此其保護靈敏系數(shù)為：=6900/1720=4滿足要求。4.2配變電所的防雷保護雷擊的來源：一時雷直擊于變電所的設備上；二是架空線路的雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電所。4.2.1直擊雷防護在配變電所屋頂裝設避雷針或避雷帶，并引出兩根接地線與配變電所公共接地裝置相連。4.2.2雷電侵入波的防護1）在10KV電源進線的終端桿上裝設FS4—10型閥式避雷器。引下線采用25mm×4mm的鍍鋅扁鋼，下與公共接地網焊接相連，上與避雷器接地端螺栓連接。2）在變電所變壓器10KV高壓側裝設有GG—1A(F)—54型開關柜，其中配有FS4—10型避雷器，靠近變壓器。3）在380V低壓架空線線桿上，裝設保護間隙，或將其絕緣子的鐵腳接地，用以防護沿低壓架空線侵入的雷擊波。REF_Ref168484640\r\h錯誤！未找到引用源。REF_Ref168484646\h錯誤！未找到引用源。PAGE42結論本次設計是用需要系數(shù)法進行負荷計算、無功功率補償、變電所位置及形式選擇、變壓器和主接線方案的選擇、短路電流計算、主要電氣設備選擇及校驗（包括斷路器、隔離開關、電流互感器、電壓互感器、母線等）以及防雷保護等的設計。在放置變壓器時是從接近負荷中心及進出線方面考慮的。主接線是從可靠性、靈活性、經濟性考慮的。設備的校驗是以滿足所通過的物理量為準。從本廠的自然條件較好。因此在防雷保護的僅做一般性設計。這樣基本完成了一次供配電系統(tǒng)的設計。由于我的知識面狹窄，本次設計肯定還存在許多不足之處，敬請各位老師進行斧正。我還要繼續(xù)查閱相關資料并和老師溝通。結論謝辭我做的是化工廠變電所及配電系統(tǒng)的設計。這次畢業(yè)設計順利地完成，我要感謝我的指導老師對我們的關心和指導，感謝老師在百忙之中對我們的設計進行了耐心的校正。感謝同學們之間的互相幫助。這次設計使我對工廠供電有了新的認識，對降壓變電所的設計由幾乎一無所知到現(xiàn)在的一定程度的掌握，起到了非常重要的作用。對老師的關心和指導，我有感于心。事實上這次設計對我們的鍛煉是多方面的，除了對設計過程熟悉外，我們還進一步提高了作圖，說明書編輯，各種信息的分析，對WORD文檔的使用等多方面的能力。最重要的是，我們三年來學過的理論知識得到了一次簡單的應用。再次感謝我的指導老師對我的關心和指導！最后：我要感謝我的母校—洛陽理工學院，她給我提供了良好的學習環(huán)境；感謝所有教授過我知識的老師，正是你們給我傳授的知識和對我的點撥，在我面前洞開了一扇扇通過勝利的大門；我要深深地感謝我的父母，感謝你們這么多年來的養(yǎng)育之恩，正是由于你們給了我無盡的關懷、支持和鼓勵，才使我能夠安心學習，順利完成學業(yè)。致謝洛陽理工學院畢業(yè)設計論文16PAGE43參考文獻[1].吳靚，謝珍貴.發(fā)電廠及變電站電氣設備.中國水利水電出版社.2004：89-102[2].黃明琪，李善奎，文方.工廠供電（第二版）.重慶大學出版[3].雍靜.供配電系統(tǒng).機械工業(yè)出版社[4].劉介才.工廠供電簡明設計手冊.機械工業(yè)出版社[6].張道民.短路電流計算.水利電力出版社.2008[7].戴延年.建筑電氣設計與應用.水利電力出版社[8].趙智大.高電壓技術.中國電力出版社.1999:42-67[9].徐玉琦.工廠電氣設備經濟運行.機械工業(yè)出版社[10].工廠常用電氣設備手冊編寫組編.工廠常用電氣設備手冊.水利電力出版社[11].韋鋼.電力系統(tǒng)分析基礎.中國電力出版社.2006[12].王宏文.自動化專業(yè)英語教程.機械工業(yè)出版社.2007[13].丁毓山，雷震山.中小型變電所實用設計手冊.中國水利水電出版社[14].蘇文成.無功補償與電力電子技術.機械工業(yè)出版社.2006[15].劉介才.工廠供電設計指導.機械工業(yè)出版社[16].水利水電部西北電力設計院電力工程電氣設計手冊.水利電力出版社，2006[17].桌樂友.電力工程電氣設計手冊電氣一次部分.中國電力出版社.1996[18].張瑛，趙芳.電力系統(tǒng)自動裝置.中國電力出版社.2006[19].谷水清.電力系統(tǒng)繼電保護.中國電力出版社.2006[20].HuangJian,ZhuDaxin.TheConfigurationandCommunicationofIntegratedSubstationAutomationSystems.NanjingAutomation.參考文獻PAGE53附錄工廠總變電所及配電系統(tǒng)設計原始材料一工廠概況1.生產規(guī)模及產品規(guī)格本廠性質為聚乙烯塑料制品廠。生產化工產品：薄膜、管材等塑料制品。2．車間組成及布置本廠設有薄膜、單絲、管材、注塑等幾個生產車間，設備選型全部采用我國最新定型設備。（圖1—1）全廠總平面布置圖1-薄膜車間2-原料庫3-成品庫4-包裝材料庫5-單絲車間6-注塑車間7-管材車間8-備料復制車間9-鍛工車間10-倉庫11-機修模具車間12-鍋爐房13水泵房14-油泵房15-辦公樓二設計依據1、工廠總平面