機械廠降壓變電所的電氣設(shè)計

機械廠降壓變電所的電氣設(shè)計PAGEPAGE32摘要為使工廠供電工作很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，本設(shè)計在大量收集資料，并對原始資料進行分析后，做出35kV變電所及變電系統(tǒng)電氣部分的選擇和設(shè)計，使其達到以下基本要求：

1、安全在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。

2、可靠滿足電能用戶對供電可靠性的要求。

3、優(yōu)質(zhì)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求

4、經(jīng)濟供電系統(tǒng)的投資少，運行費用低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。

此外，在供電工作中，又合理地處理局部和全局、當前和長遠等關(guān)系，既照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。按照國家標準GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、GB50059-92《35~110kV變電所設(shè)計規(guī)范》、GB50054-95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》等的規(guī)定，工廠供電設(shè)計遵循以下原則：

1、遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；

遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關(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)濟政策。

2、安全可靠、先進合理；

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)先進和經(jīng)濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進電氣產(chǎn)品。

3、近期為主、考慮發(fā)展；

根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠近結(jié)合，適當考慮擴建的可能性。

4、全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。

按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。關(guān)鍵詞：節(jié)能配電安全合理發(fā)展

1緒論1.1設(shè)計題目某電機制造廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計1.2設(shè)計依據(jù)1.2.1工廠總平面布置圖（略）1.2.2全廠各車間負荷情況匯總表。車間名稱Pe/kWKdcosφ電機修理車間23000.60.7機械加工車間8800.650.65新品試制車間6500.550.6原料車間5500.350.65備件車間5600.50.7鍛造車間1800.60.65鍋爐房2600.90.8空壓房3020.80.65汽車庫560.50.7線圈車間3280.550.65半成品試驗車間7500.650.75成品試驗車間25640.350.6加壓站（10KV轉(zhuǎn)供負荷）2740.550.65設(shè)備處倉庫（10KV轉(zhuǎn)供負荷）6540.550.75成品試驗站內(nèi)大型集中負荷38740.650.751.2.3供用電協(xié)議。1）當?shù)毓╇姴块T可提供兩種電源：=1\*GB3①從某220/35KV區(qū)域變電站提供電源，該站距離廠南5公里；=2\*GB3②從某35/10KV變電所，提供10KV備用電源，該所距離廠南5公里。2）配電系統(tǒng)技術(shù)數(shù)據(jù)。（1）區(qū)域變電站35KV母線短路數(shù)據(jù)為：運行方式電源35千伏母線短容量說明系統(tǒng)最大運行方式時S（3）dmax=580兆伏安系統(tǒng)最小運行方式時S（3）dmin=265兆伏安（2）配電系統(tǒng)3）供電部門對工廠提出的技術(shù)要求：=1\*GB3①區(qū)域變電站35KV饋電線路定時限過流保護裝置的整定時間為1.8秒，要求廠總降壓變電所的保護動作時間不大于1.3秒。=2\*GB3②工廠在總降壓變電所35KV側(cè)計量。=3\*GB3③功率因素值應(yīng)在0.9以上。1.2.4工廠的負荷性質(zhì)=1\*GB3①本工廠大部分車間為一班制，少數(shù)車間為兩班或三班制，年最大負荷利用小時數(shù)為2500小時。=2\*GB3②鍋爐房提供高壓蒸汽，停電會使鍋爐發(fā)生危險。由于距離市區(qū)較遠，消防用水需要廠方自備。因此，鍋爐房要求較高的可靠性。1.2.5工廠的自然條件（1）年最高氣溫為40℃，年最低氣溫5℃，年平均氣溫為10℃。（2）站所選地址地質(zhì)以粘土為主，地下水位3-5米。（3）風(fēng)向以東南風(fēng)為主。1.3設(shè)計任務(wù)及設(shè)計大綱1.3.1高壓供電系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)供電部門提供的資料，選擇本廠最優(yōu)供電電壓等級。1.3.2總變電所設(shè)計1）主結(jié)線設(shè)計：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實現(xiàn)的多個方案，經(jīng)過概略分析比較，留下2-3個較優(yōu)方案進行詳細計算和分析比較（經(jīng)濟計算分析時，設(shè)備價格、使用綜合投資指標），確定最優(yōu)方案。2）短路電流計算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護的需要，確定短路計算點，計算三相短路電流，計算結(jié)果列出匯總表。3）主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇，包括斷路器、隔離開關(guān)、互感器、導(dǎo)線截面和型號、絕緣子等設(shè)備的選擇及效驗。選用設(shè)備型號、數(shù)量、匯總設(shè)備一覽表。4）主要設(shè)備繼電保護設(shè)計：包括主變壓器、線路等元件的保護方式選擇和整定計算。5）配電裝置設(shè)計：包括配電裝置形式的選擇、設(shè)備布置圖。6）防雷、接地設(shè)計：包括直擊雷保護、進行波保護和接地網(wǎng)設(shè)計。1.4設(shè)計成果1.4.1設(shè)計說明書包括對各種設(shè)計方案分析比較的扼要說明，并附有必要的計算及表格。1.4.2設(shè)計圖紙1）降壓變電所電氣主結(jié)線圖。2）變電所平面布置圖3）主變壓器保護原理接線圖。

2供電電壓等級選擇2.1電源電壓等級選擇根據(jù)供電協(xié)議可知，當?shù)毓╇姴块T可提供電源為兩種：主電源為廠南的某220/35KV區(qū)域變電站提供，10kV備用電源為廠南的某35/10KV變電所提供，因此可以考慮本廠總降壓變電所主電源采用35kV電壓等級，經(jīng)過變壓后采用10kV輸送至各個車間變電房降壓至0.4kV直供負荷。同時采用10kV作為保安電源，為鍋爐房等一級負荷提供備用電源。3全廠負荷計算3.1變電所的負荷計算3.1.1用電設(shè)備的負荷計算根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，按照需要系數(shù)法及以下計算公式得各項數(shù)據(jù)列表如下（下表數(shù)據(jù)均為35kV側(cè)）：用電設(shè)備Pe/kWKdCosφ計算負荷Pj/kWQj/kVASj/kVAIj/A電機修理車間23000.60.713801407.61971.2332.52機械加工車間8800.650.65572669.24880.3814.52新品試制車間6500.550.6357.5475.48594.889.83原料車間5500.350.65192.5225.23296.284.89備件車間5600.50.7280285.6399.966.6鍛造車間1800.60.65108126.36166.232.74鍋爐房2600.90.8234175.5292.54.83空壓房3020.80.65241.6282.67371.856.13汽車庫560.50.72828.56400.66線圈車間3280.550.65180.4211.07277.664.58半成品試驗車間7500.650.75487.5429649.3810.72成品試驗車間25640.350.6897.41193.541493.2724.67加壓站（10KV轉(zhuǎn)供負荷）2740.550.65150.7176.32231.953.82設(shè)備處倉庫（10KV轉(zhuǎn)供負荷）6540.550.75359.7316.54479.157.91成品試驗站內(nèi)大型集中負荷38740.650.750.882518.12215.933357.2055.39合計7987.48218.6411501.92189.81有功負荷同時系數(shù)取無功負荷同時系數(shù)取7588.037927.0810527.37173.663.1.2變壓器損耗估算ΔPb=1%Sj=0.01×10527.37=105.27kwΔQb=5%Sj=0.05×10527.37=526.37kvar3.1.3無功功率補償計算從設(shè)計任務(wù)書的要求可知，工廠35kV高壓側(cè)進線在最大負荷時，其功率因素不應(yīng)小于0.9，考慮到變壓器的無功功率損耗ΔQb，遠遠大于有功功率損耗ΔPb，因此，在變壓器的10kV側(cè)進行無功功率補償時，其補償后的功率因素應(yīng)稍大于0.9，現(xiàn)設(shè)cosφ=0.95，則10kV側(cè)在補償前的功率因素為: 因此，所需要的補償容量為：選取35kV側(cè)在補償后的負荷及功率因素計算： 滿足了設(shè)計任務(wù)書的要求，其計算數(shù)據(jù)如下：項目cosφ計算機負荷Pj/kWQj/kvarSj/kVAIj/A（10kV側(cè)）10kV側(cè)補償前0.6577588.037927.0810527.37607.81需要補償容量-5000變壓器損耗105.27526.3735kV側(cè)補償后0.9227693.303453.458425138.98根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求以及以上計算結(jié)果，選?。翰⒙?lián)補償電容為BWF10.5-100-1型電容器50只。補償總?cè)萘繛?00kvar×50=5000kvar。3.1.4變壓器選擇根據(jù)補償后的總計算負荷（8425kVA），同時考慮工廠5-10年的負荷增長，變壓器容量考慮一定的預(yù)留，本期工廠負荷能保證變壓器運行在60-70%經(jīng)濟負荷區(qū)內(nèi)即可，因此選擇型號為：SFZ7-10000-35±3*2.5%/10.5kVYN,d11的變壓器。

4系統(tǒng)主接線方案的選擇4.1方案1：單回路高壓線路—變壓器組、低壓單母線分段主接線4.2方案2：雙回路高壓線路—變壓器組、低壓單母線分段主接線4.3方案的比較與選擇根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，本廠基本負荷為一班制，少數(shù)負荷為兩班或三班制，屬于二級負荷；同時鍋爐房供電可靠性要求高，屬于一級負荷。主接線的設(shè)計必須滿足工廠電氣設(shè)備的上述要求，因此：方案1：該方案35kV側(cè)為單回路線路-變壓器組接線、10kV單母線，與10kV備用電源通過母聯(lián)連接，正常運行時母聯(lián)合閘，由主電源供給鍋爐房；當主電源故障或主變等設(shè)備停電檢修退出運行時，母聯(lián)分閘，由10kV備用電源直供鍋爐房及其他重要負荷。由于本廠基本負荷為二級負荷，對供電可靠性要求不高，采用單回路進線和1臺主變基本可滿足對二級負荷供電的要求，對于鍋爐房等重要負荷采用10kV備用電源作為備用，以保證工廠的重要用電設(shè)備不會出現(xiàn)長時間斷電，即在任何時候都能滿足對二級負荷的供電要求。方案2：該方案35kV側(cè)采用從220/35kV變電站出雙回路電源、高壓線路—變壓器組接線、10kV側(cè)為單母線分段接線。方案2的特點就是采用雙電源、可靠性高。其缺點就是設(shè)備投資大、運行維護費用高，同時本廠最大負荷利用小時僅為2600小時，相對來說，變壓器的利用率低，2臺主變的空載損耗將大大超過1臺主變的選擇。選擇結(jié)果：從上述分析可知，方案1能滿足供電要求，同時設(shè)備投資、運行維護費用和占地面積、建筑費用等方面均由于方案2，技術(shù)和經(jīng)濟的綜合指標最優(yōu)，因此，在本設(shè)計中，選用方案1作為本設(shè)計的主接線方案。方案詳細的圖紙見《35/10kV降壓變電所電氣主接線圖》。

5變電所位置及變壓器、配電裝置選擇5.1變電所位置根據(jù)變電所選址原則：a.變電所盡量選擇在負荷中心，可減少低壓損耗；b.便于維修；c.便于進出線；d.節(jié)約費用；e.便于運行安全的原則，將35/10kV總降壓變電所設(shè)置在木工車間后側(cè)。具體位置見附件3《工廠總平面布置圖》。5.2變壓器選擇根據(jù)設(shè)計方案的選擇結(jié)果，本期只設(shè)計1臺主變壓器即可滿足需要，因此變壓器選擇結(jié)果不變，即為：型號SFZ7-10000/35聯(lián)接組標號YN，d11空載電流%1.1額定電壓(KV)高壓低壓35±3×2.5%10.5阻抗電壓％高－中7.5型號中個符號表示意義：S：三相F：風(fēng)冷卻Z：有載調(diào)壓7：性能水平號10000：額定容量35：電壓等級5.3所用變壓器選擇為保證變電所正常運行，需要設(shè)置所用變壓器。根據(jù)常規(guī)，本所所用變壓器可以選擇為：SC9-30/1010±5%/0.4kVY,y11阻抗電壓4%，布置在10kV柜內(nèi)。5.3配電裝置選擇根據(jù)供電電壓等級選擇的結(jié)果：進線電源采用35kV，經(jīng)過變壓器降為10kV供給各車間配電所，從經(jīng)濟性和運行維護等方面考慮，35kV配電裝置采用戶外常規(guī)布置，10kV采用戶內(nèi)配電裝置。

6短路電流計算6.1確定計算電路及計算電抗6.1.1計算電路圖設(shè)基準容量基準電壓6.1.2歸算前的等值電路圖

6.1.3計算電抗將所有電抗歸算到35kV側(cè)：系統(tǒng)電抗X1*=Xsmax*=SB/Sdmax=100/580=0.172（最大運行方式下）X1*=Xsmin*=SB/Sdmin=100/265=0.377（最小運行方式下）架空線路電抗X2*=XL*=XOL（SB/VB12）=0.4×5×100/372=0.146變壓器電抗X3*=XT1*=（SS%/100）×（SB/ST1）=(7.5/100)×(100/10)=0.756.1.4歸算后的等值電路圖6.2最大運行方式下的短路點計算6.2.1d1點的短路電流計算10kV母線側(cè)沒有電源，無法向35kV側(cè)提供短路電流，即可略去不計，則d1點短路電流標幺值為：Id1*〞＝==3.145換算到35kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值I″=Id1*〞×=3.145×=4.908kA根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的相關(guān)規(guī)定，遠離發(fā)電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數(shù)Kch=1.8，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值Ich=×I″=×4.908=7.41kA當不計周期分量衰減時，短路電流沖擊電流ich=EQ\R(,2)Kch×I″=EQ\R(,2)×1.87×I″=2.55×I″=2.55×4.908=12.515kA短路容量S=EQ\R(,3)UB×I″=EQ\R(,3)×37×4.908=314.52MVA6.2.2d2點的短路電流計算10kV母線側(cè)沒有電源，無法向35kV側(cè)提供短路電流，即可略去不計，則d2點短路電流標幺值為：Id1*〞＝==0.936換算到10kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值I″=Id1*〞×=0.936×=5.15kA根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的相關(guān)規(guī)定，遠離發(fā)電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數(shù)Kch=1.8，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值Ich=×I″=×5.15=7.78kA當不計周期分量衰減時，短路電流沖擊電流ich=EQ\R(,2)Kch×I″=EQ\R(,2)×1.87×I″=2.55×I″=2.55×5.15=13.133kA短路容量S=EQ\R(,3)UB×I″=EQ\R(,3)×10.5×5.15=93.66MVA6.3最小運行方式下的短路點計算6.3.1d1點的短路電流計算同上所得，則d1點短路電流標幺值為：Id1*〞＝==1.912換算到35kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值I″=Id1*〞×=1.912×=2.983KA根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的相關(guān)規(guī)定，遠離發(fā)電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數(shù)Kch=1.8，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值Ich=×I″=×2.983=4.505kA當不計周期分量衰減時，短路電流沖擊電流ich=EQ\R(,2)Kch×I″=EQ\R(,2)×1.87×I″=2.55×I″=2.55×2.983=7.61kA短路容量S=EQ\R(,3)UB×I″=EQ\R(,3)×37×2.983=191.16MVA6.2.2d2點的短路電流計算10kV母線側(cè)沒有電源，無法向35kV側(cè)提供短路電流，即可略去不計，則d2點短路電流標幺值為：Id1*〞＝==0.785換算到10kV側(cè)0秒鐘短路電流有名值I″=Id1*〞×=0.785×=4.317KA根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊》的相關(guān)規(guī)定，遠離發(fā)電廠的地點（變電所）取電流沖擊系數(shù)Kch=1.8，當不計周期分量的衰減時，短路電流全電流最大有效值Ich=×I″=×4.317=6.519kA當不計周期分量衰減時，短路電流沖擊電流ich=EQ\R(,2)Kch×I″=EQ\R(,2)×1.87×I″=2.55×I″=2.55×4.317=11.008kA短路容量S=EQ\R(,3)UB×I″=EQ\R(,3)×10.5×4.317=78.51MVA以上計算結(jié)果列表如下：運行方式短路點Id/kAich/kAIch/kASd/MVA最大運行方式D14.90812.5157.41314.52D25.1513.1337.7893.66最小運行方式D12.9837.614.505191.16D24.31711.0086.51978.51

7高壓電氣設(shè)備的選擇7.135kV架空線的選擇考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，所以35kV架空線相應(yīng)的Igmax=1.05Ie即：Igmax=1.05×=1.05×=0.173kA根據(jù)設(shè)計條件Tmax=2500h取J=1.3則導(dǎo)體經(jīng)濟截面面積S=Igmax/J=173/1.3=133.08mm2。7.1.1．選擇導(dǎo)線（按照經(jīng)濟電流密度）：選擇LGJ-150/20鋼芯鋁絞線，其室外載流量為Ij1=306A，面積為S=145.68mm2,導(dǎo)線最高允許溫度為70℃，根據(jù)工作環(huán)境溫度為30℃，查綜合修正系數(shù)K=0.94，Ij1xz=KIj1=0.94×306=287.64A＞Igmax，滿足電流的要求。7.1.2．熱穩(wěn)定校驗（按最大運行方式d2點短路）：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的條件，變電所的繼保動作時限不能大于1.3秒，即top=1.3s，斷路器開短時間tos=0.2s，非周期分量等效時間tos=0.05s，則：短路假想時間tima=top+tos+ts=1.3+0.2+0.05=1.55s。架空線最小截面積Smin===73.69<133.08mm2S＞Smin，滿足熱定的要求。7.210kV母線的選擇考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，所以35kV架空線相應(yīng)的Igmax=1.05Ie即：Igmax=1.05×=1.05×=0.527kA7.2.1選擇母線（按照最大工作電流）：選擇80×8單條矩形鋁導(dǎo)體平放作母線，面積為S=6400mm2，平放時，長期允許載流量為Ia1=1249A，導(dǎo)體最高允許溫度為70℃，根據(jù)工作環(huán)境溫度為30℃的條件，查綜合修正系數(shù)K=0.94：Ie=k×Ia1=0.94×1249=1174.06A＞Igmax,滿足載流量的要求。7.2.2．熱穩(wěn)定的校驗（按最大運行方式d2點短路）：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的條件，配電所的繼保動作時限不能大于1.3秒，即top=1.3s，斷路器開短時間toc=0.2s，非周期分量等效時間ts=0.05s,則:短路假想時間tima=top+toc+ts=1.3+0.2+0.05=1.55s。母線最小截面積Smin===73.69<640mm2S＞Smin，滿足熱定的要求。7.2.3．動穩(wěn)定校驗：取跨距，相間距離，硬鋁最大允許應(yīng)力，抗彎矩相間電動力最大相應(yīng)力 ＞，滿足動穩(wěn)定的要求。7.3高壓斷路器的選擇根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的條件，變電所的繼保動作時限不能大于1.3秒，即，斷路器開短時間，非周期分量等效時間，則：短路假想時間。7.3.1．安裝在變壓器35kV高壓側(cè)的斷路器．35kV斷路器參數(shù)選擇額定電壓選擇：Un≥Uns=35kV最高工作電壓選擇：Ualm≥Usm=Un×1.15=35×1.15=38.5kV額定電流選擇：Ie≥Igmax考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，所以相應(yīng)回路的Igmax=1.05Ie即：Igmax=1.05×=1.05×=0.173kA額定開斷電流選擇（按最大運行方式d2點短路）：Ik=I″即：Ik=5.15kA額定短路關(guān)合電流選擇：iNcl≥ish即：iNcl≥13.133kA根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇SW2－35型少油式斷路器其參數(shù)如下：額定開斷電流為IK=6.6額定開斷電流為IK=6.6kA動穩(wěn)定電流峰值idw=17kA4S熱穩(wěn)定電流6.6kA額定合閘時間0.12S固有分閘時間0.06s最高工作電壓Ualm=38.5kV額定電流Ie=600A．35kV斷路器校驗校驗熱穩(wěn)定：I2tt≥Qk計算時間tima=1.55sQk=Ik2×dz=5.152×1.55=41.11kA2·SI2rt=6.62×4=174.24kA2·S即I2tt>Qk，滿足要求。.1.8．檢驗動穩(wěn)定：ish≤ies即：ish=ich=13.133≤ies=idw=17kA,滿足要求故35kV進線側(cè)斷路器選擇戶外SW2－35型少油式斷路器能滿足要求。7.3.2．安裝在變壓器10kV低壓側(cè)的斷路器．10kV斷路器參數(shù)選擇額定電壓選擇：Un≥Uns=10kV最高工作電壓選擇：Ualm≥Usm=Un×1.15=10×1.15=11.5kV額定電流選擇：Ie≥Igmax考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，所以相應(yīng)回路的Igmax=1.05Ie即：Igmax=1.05×=1.05×=0.527kA額定開斷電流選擇（按最大運行方式d2點短路）：Ik=I″即：Ik=5.15kA額定短路關(guān)合電流選擇：iNcl≥ish即：iNcl≥13.133kA根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇ZN18－10型真空式斷路器其參數(shù)如下：額定開斷電流為IK=25額定開斷電流為IK=25kA動穩(wěn)定電流峰值idw=63kA3S熱穩(wěn)定電流25kA額定合閘時間0.045S固有分閘時間0.03s最高工作電壓Ualm=11.5kV額定電流Ie=630A．10kV斷路器校驗校驗熱穩(wěn)定：I2tt≥Qk計算時間tima=1.55sQk=Ik2×dz=5.152×1.55=41.11kA2·SI2rt=252×4=2500kA2·S即I2tt>Qk，滿足要求。.1.8．檢驗動穩(wěn)定：ish≤ies即：ish=ich=13.133≤ies=idw=63kA,滿足要求故10kV主變進線側(cè)斷路器選擇戶內(nèi)ZN18－10型真空式斷路器能滿足要求。7.4高壓隔離開關(guān)的選擇7.4.1.35kV側(cè)隔離開關(guān)額定電壓選擇：Un≥Vns=35kV額定電流選擇：Ie≥Igmax考慮到隔離開關(guān)是與相應(yīng)的斷路器配套使用，所以相應(yīng)回路的Ie應(yīng)與斷路器相同，即：Ie=600A根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以初步選擇GW4－35II(D)W型隔離開關(guān)，其參數(shù)分別如下：額定電壓：UN=35kV額定電流Ie=630A最高運行電壓：Ula=38.5kV動穩(wěn)定電流峰值idw=50kA4S熱穩(wěn)定電流20kA7.4.2.校驗熱穩(wěn)定（下列時間均取自對應(yīng)斷路器，后備保護取2S）：即I2tt≥Qk計算時間tjs=td+tb=0.05+2=2.05SQk=Ik2×dz=5.152×2.05=54.37kA2·SI2rt=400×4=1600kA2·S即I2tt≥Qk，滿足要求。7.4.3．檢驗動穩(wěn)定：ish≤ies即：ish=ich=13.133≤ies=idw=50kA,滿足要求7.4.4.由于后面在選擇了KYN28A-12（VE）的手車式高壓開關(guān)柜，10kV高壓斷路器等高壓設(shè)備就安裝手車上，需要檢修時斷路器等高壓設(shè)備時，可隨時拉出手車，已經(jīng)起到隔離開關(guān)的作用，所以本設(shè)計沒有必要再另外選擇10kV高壓隔離開關(guān)。7.5電流互感器的選擇根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的條件，配電所的繼保動作時限不能大于1秒，即，斷路器開短時間，非周期分量等效時間，則：短路假想時間。7.5.1.安裝在35kV高壓進線側(cè)的電流互感器.35kV主變側(cè)電流互感器的配置原則：1）對直接接地系統(tǒng)，一般按三相配制；2）本站35kV配電裝置為戶外式，因此電壓互感器也為戶外油浸式；3）根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求，本所計量在35kV側(cè)，因此為滿足保護和測量、計費的需要，電流互感器二次繞組應(yīng)分別配置計量、測量、保護三種繞組，其中保護分為主保護、后備保護、備用，共計需要5個繞組。.35kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電壓選擇電流互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：Ug≤Un=35kV.35kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電流選擇電流互感器的一次額定電流選擇必須滿足：Ig.max≤InIn—電流互感器的一次額定電流Igmax—電流互感器一次最大工作電流考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，所以相應(yīng)回路的Igmax=1.05Ie即：Igmax=1.05×=1.05×=0.173kA因此電流互感器的一次額定電流可選用與此匹配的等級In=200A。.準確度選擇按照常規(guī)設(shè)計，一般二次繞組準確度選擇：計量繞組0.2S級、測量繞組0.5級，保護繞組10P級。.型號、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終35kV主變側(cè)電流互感器型號及參數(shù)為：戶外油浸式LB-35kV0.2S30VA/0.530VA/3*10P30VA200/5A。7.5.2．安裝在10kV變壓器低壓側(cè)的電流互感器.10kV主變側(cè)電流互感器的配置原則：1）對非直接接地系統(tǒng)，可按三相或兩相配制，一般進線側(cè)按三相配置，饋線側(cè)按兩相配置；2）本站10kV配電裝置為戶內(nèi)式，因此電壓互感器也為戶內(nèi)干式絕緣；3）根據(jù)10kV保護和測量、計費的需要，電流互感器二次繞組應(yīng)分別配置計量、測量、保護三種繞組，共計需要3個繞組。.10kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電壓選擇電流互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：Ug≤Un=10kV.10kV主變側(cè)電流互感器的一次回路額定電流選擇電流互感器的一次額定電流選擇必須滿足：Ig.max≤InIn—電流互感器的一次額定電流Igmax—電流互感器一次最大工作電流考慮到變壓器在電壓降低5%時其出力保持不變，所以相應(yīng)回路的Igmax=1.05Ie即：Igmax=1.05×=1.05×=0.527kA因此電流互感器的一次額定電流可選用與此匹配的等級In=600A。.準確度選擇按照常規(guī)設(shè)計，一般二次繞組準確度選擇：計量、測量繞組0.5級，保護繞組10P級。.型號、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終10kV主變側(cè)電流互感器型號及參數(shù)為：戶內(nèi)干式LZZJB6-10kV0.2S30VA/0.530VA/10P30VA600/5A。7.6電壓互感器的選擇5kV電壓互感器的參數(shù)計算與選擇.35kV電壓互感器的配置原則：1）為監(jiān)視線路電壓和滿足計量、保護裝置的需要，在35kV的進線側(cè)裝設(shè)三相電壓互感器。本站35kV配電裝置為戶外式，因此電壓互感器也為戶外油浸式。電壓互感器一般采用電容均壓式電壓互感器（TYD）；2）根據(jù)35kV保護和測量、計費的需要，電壓互感器二次繞組應(yīng)分別配置計量、測量、保護三種繞組，對應(yīng)的組別分別為：一次側(cè)星形，二次側(cè)計量測量、保護為星形，單相接地監(jiān)測為開口三角。.一次額定電壓選擇一次額定電壓為Un=35kV，允許一次電壓波動范圍為U=35kV±10%。.二次額定電壓選擇根據(jù)一次繞組接入方式為接入相電壓上，電壓互感器測量、計量和保護繞組二次額定電壓為Un’=0.1/kV，單相接地繞組二次額定電壓為Un’=0.1kV。.額定容量選擇為保證互感器的準確級，其二次側(cè)所接負荷S2應(yīng)不大于該準確級所規(guī)定的額定容量Se2。即：Se2≥S2=Ie22z2fz2f=Vy+Vj+Vd+Vc（Ω）Vy—測量儀表電流線圈電阻Vj—繼電器電阻Vd—連接導(dǎo)線電阻Vc—接觸電阻一般取0.1Ω按照常規(guī)設(shè)計，一般二次繞組額定容量為：計量、測量45VA，保護、接地監(jiān)測30VA。.準確度選擇按照設(shè)計任務(wù)書要求，本所計量在35kV側(cè)，因此二次繞組準確度選擇：計量、測量繞組0.5級，保護繞組10P級，單相接地監(jiān)測繞組10P級。.型號、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終35kV電壓互感器型號及參數(shù)為：戶外油浸式JDJJ2-35kV34.5/：0.1/：0.1/：0.1kV0.530VA/10P30VA/10P30VA。0kV電壓互感器的參數(shù)計算與選擇.10kV電壓互感器的配置原則：1）為監(jiān)視線路電壓和滿足計量、保護裝置的需要，在10kV的I、II段母線側(cè)裝設(shè)三相電壓互感器。本站10kV配電裝置為戶外式，因此電壓互感器也為戶內(nèi)干式。2）根據(jù)10kV保護和測量、計費的需要，電壓互感器二次繞組應(yīng)分別配置計量、測量、保護三種繞組，對應(yīng)的組別分別為：一次側(cè)星形，二次側(cè)計量測量、保護為星形，單相接地監(jiān)測為開口三角。.一次額定電壓選擇一次額定電壓為Un=10kV，允許一次電壓波動范圍為U=10kV±10%。.二次額定電壓選擇根據(jù)一次繞組接入方式為接入相電壓上，電壓互感器測量、計量和保護繞組二次額定電壓為Un’=0.1/kV，單相接地繞組二次額定電壓為Un’=0.1kV。.額定容量選擇為保證互感器的準確級，其二次側(cè)所接負荷S2應(yīng)不大于該準確級所規(guī)定的額定容量Se2。即：Se2≥S2=Ie22z2fz2f=Vy+Vj+Vd+Vc（Ω）Vy—測量儀表電流線圈電阻Vj—繼電器電阻Vd—連接導(dǎo)線電阻Vc—接觸電阻一般取0.1Ω按照常規(guī)設(shè)計，一般二次繞組額定容量為：計量、測量75VA，保護、接地監(jiān)測30VA。.準確度選擇根據(jù)慣例，二次繞組準確度選擇：計量、測量繞組0.5級，保護繞組10P級，單相接地監(jiān)測繞組10P級。.型號、參數(shù)選擇根據(jù)上述選擇，最終10kV電壓互感器型號及參數(shù)為：戶內(nèi)干式JDZJ1-10kV10/：0.1/：0.1/：0.1kV0.575VA/10P30VA/10P30VA。7.7.10kV高壓柜的選擇根據(jù)上文所述：10kV采用戶內(nèi)高壓開關(guān)柜，選擇型號為KYN28A-12的手車式開關(guān)柜，高壓斷路器等主要電氣設(shè)備安裝手車上，高壓斷路器等設(shè)備需要檢修時，可隨時拉出手車，然后推入同類備用手車，即可恢復(fù)供電。柜體規(guī)格為800×1700×2300。

8繼電保護裝置設(shè)計8.1.繼電保護配置根據(jù)主接線方案，本降壓變電所采用線路—變壓器組接線，35kV進線電源線路保護由上級變電站提供，本站在繼保設(shè)計時無須考慮35kV線路故障，只需要考慮本所主變壓器保護和10kV線路保護、10kV電容器保護。8.1.1.主變壓器保護配置電力變壓器是電力系統(tǒng)的重要電氣設(shè)備之一，它的安全運行直接關(guān)系到電力系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行，特別是大型電力變壓器，由于其造價昂貴，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦因故障而遭到損壞，其修復(fù)難度大，時間也很長，必然造成很大的經(jīng)濟損失。所以，本設(shè)計中主變保護配置為：主保護瓦斯保護、縱聯(lián)差動保護，后備保護過流保護、過負荷保護、復(fù)合電壓閉鎖過流。.瓦斯保護對變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護，它反應(yīng)于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作。其中輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳開變壓器各側(cè)電源斷路器。.2．差動保護對變壓器繞組和引出線上發(fā)生故障，以及發(fā)生匝間短路時，其保護瞬時動作，跳開變壓器高低壓側(cè)斷路器。.3．過流保護為了反應(yīng)變壓器外部故障而引起的變壓器繞組過電流，以及在變壓器內(nèi)部故障時，作為差動保護和瓦斯保護的后備，所以需裝設(shè)過電流保護。.4．過負荷保護變壓器的過負荷電流，大多數(shù)情況下都是三相對稱的，因此只需裝設(shè)單相式過負荷保護，過負荷保護一般經(jīng)延時動作于信號。在無人值班站，過負荷保護可動作于跳閘或斷開部分負荷。8.1.2.10kV線路保護配置10kV出線一般配置限時電流速斷保護、定時限過電流保護、過負荷保護。8.1.3.10kV電容器保護配置10kV電容其一般配置限時電流速斷保護、定時限過電流保護、過電壓保護、欠電壓保護。8.2主變壓器保護的繼保整定8.2.1．過負荷保護1）電流整定：取可靠系數(shù)，繼電器返回系數(shù)變壓器的一次額定電流，換算成二次額定電流為=1.05×4.12/0.85=5.09A2）動作時限：8.2.2．過電流保護1）電流整定：取可靠系數(shù)，接線系數(shù)，電流互感器變比，繼電器返回系數(shù)變壓器最大負荷電流=1.5×1000/（35×1.732）=247.44A=10.05A2）保護動作時間整定根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求，本所保護動作時間3）靈敏度效驗： ＞1.5滿足要求。1引言

工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應(yīng)用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小（除電化工業(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)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(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)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(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求：（1）安全:在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。

（2）可靠:應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。

（3）優(yōu)質(zhì):應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求

（4）經(jīng)濟:供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。1.1工廠供電設(shè)計的一般原則按照國家標準GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、GB50053-94《10kv及以下設(shè)計規(guī)范》、GB50054-95《低壓配電設(shè)計規(guī)范》等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則：（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；（2）安全可靠、先進合理；（3）近期為主、考慮發(fā)展；（4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。1.2工廠供電設(shè)計的基本內(nèi)容

工廠供電設(shè)計主要內(nèi)容包括工廠變配電所設(shè)計、工廠高壓配電線路設(shè)計、車間低壓配電線路設(shè)計及電氣照明設(shè)計等。其基本內(nèi)容如下：

（1）負荷計算全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎(chǔ)上進行的?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計算負荷及總功率因數(shù)。列出負荷計算表、表達計算成果。

（2）工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選擇

參考電源進線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量。

（3）工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計

根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟，安裝容易維修方便。

（4）廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)廠內(nèi)負荷情況，從技術(shù)和經(jīng)濟合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，計算出導(dǎo)線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線路結(jié)構(gòu)與敷設(shè)方式設(shè)計。用廠區(qū)高壓線路平面布置圖，敷設(shè)要求和架空線路桿位明細表以及工程預(yù)算書表達設(shè)計成果。

（5）工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算

工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下的短路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。

（6）改善功率因數(shù)裝置設(shè)計

按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計算求出達到供電部門要求數(shù)值所需補償?shù)臒o功率。由手冊或廠品樣本選用所需移相電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。如工廠有大型同步電動機還可以采用控制電機勵磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。

（7）變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇

參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗。用總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表和投資概算表達設(shè)計成果。

（8）繼電保護及二次結(jié)線設(shè)計

為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號、檢測和繼電器保護裝置。并對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數(shù)。設(shè)計包括繼電器保護裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達設(shè)計成果。（9）變電所防雷裝置設(shè)計

參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計防雷裝置。進行防直擊的避雷針保護范圍計算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計算，按避雷器的基本參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號，并確定其接線部位。進行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗以及沖擊接地電阻計算。負荷計算和無功功率補償2.1負荷計算表2.1機械廠負荷計算表編號名稱類別設(shè)備容量需要系數(shù)計算負荷1鑄造車間動力2500.350.681.0887.594.3128.7195.5照明50.74103.703.716.8小計25591.294.3131.2199.32鍛壓車間動力2900.240.621.2769.688.1112.3170.6照明80.8106.406.429.1小計2987688.1116.4176.93金工車間動力3100.250.641.277.593121.1184照明70.73小計31782.693124.41894工具車間動力3400.290.651.1798.6115.3151.7230.5照明70.711050522.6小計347103.6115.3155235.55電鍍車間動力1900.470.720.9689.386.1124188.4照明70.851060627小計19795.386.1128.4195.16熱處理車間動力1300.470.780.861.14978.3119照明60.81104.904.922.1小計136664982.2124.97裝配車間動力1400.340.681.0847.651.370106.4照明80.72105.805.826.2小計14853.451.374112.48機修車間動力1300.240.631.2331.238.549.575.2照明50.791040418小計13535.238.552.279.39鍋爐房動力750.720.750.885447.672109.4照明20.77101.501.57小計7755.547.673.111110倉庫動力250.370.830.616.9照明10.82100.800.83.7小計2618.111生活區(qū)照明3400.790.970.23268.667.3276.9420.7總計（380V側(cè)）動力1880937.5736.71192.61811.9照明352計入=0.9=0.950.76843.8699.510961665.22.2無功功率補償由表2.1可知，該廠380V側(cè)最大負荷是的功率因數(shù)只有0.76.而供電部門要求該廠10KV進線側(cè)最大負荷是功率因數(shù)不應(yīng)該低于0.91?？紤]到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負荷是功率因素應(yīng)稍大于0.91，暫取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量：故選PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）4臺相組合，總共容量。因此無功補償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負荷計算如表2.2所示。表2.2無功補償后工廠的計算的負荷項目計算負荷380V側(cè)補償前負荷0.76843.8699.510961665.2380V側(cè)無功補償容量-420380V側(cè)補償后負荷0.936843.8279.5888.91350.5主變壓器功率損耗13.353.310kV側(cè)負荷總計0.92857.1332.8919.453.33變電所位置和型式的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負荷中心.工廠的負荷中心按負荷功率矩法來確定.即在工廠平面圖的下邊和左側(cè),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P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3)等.而工廠的負荷中心設(shè)在P(x,y),P為P1+P2+P3+…=∑Pi.(3.1)(3.2)圖3.1機械廠總平面圖按比例K在工廠平面圖中測出各車間和宿舍區(qū)負荷點的坐標位置表3.1所示。表3.1各車間和宿舍區(qū)負荷點的坐標位置坐標軸12345678910生活區(qū)X(㎝)27.210.45Y(㎝)2.15 7.8由計算結(jié)果可知，x=6.82，y=5.47工廠的負荷中心在5號廠房的東面（參考圖3.1）?？紤]的方便進出線及周圍環(huán)境情況，決定在5號廠房的東側(cè)緊靠廠房修建工廠變電所，其型式為附設(shè)式。4變電所主變壓器的選擇和主結(jié)線方案的選擇4.1變電所主變壓器的選擇根據(jù)工廠的負荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：（1）裝設(shè)一臺主變壓器型式采用S9型，而容量根據(jù)式，選，即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔。（2）裝設(shè)兩臺主變壓器型號亦采用S9，而每臺變壓器容量按式和式選擇，即且因此選兩臺S9-800/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負荷所需的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均采用Yyn0。4.2變壓器主接線方案的選擇按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計下列兩種主接線方案：（1）裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案，如圖4.1所示（2）裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案，如圖4.2所示圖4.1裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案圖4.2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案4.3兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較如表4.1所示。表4.1兩種主接線方案的比較比較項目裝設(shè)一臺主變的方案裝設(shè)兩臺主變的方案技術(shù)指標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗較大由于兩臺主變并列，電壓損耗小靈活方便性只一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好擴建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟指標電力變壓器的綜合投資由手冊查得S9—1000/10單價為15.1萬元，而由手冊查得變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此其綜合投資為2×15.1萬元=30.2萬元由手冊查得S9—800單價為10.5萬元，因此兩臺綜合投資為4×10.5萬元=42萬元，比一臺變壓器多投資11.8萬元高壓開關(guān)柜（含計量柜）的綜合投資額查手冊得GG—A（F）型柜按每臺4萬元計，查手冊得其綜合投資按設(shè)備價1.5倍計，因此其綜合投資約為4×1.5×4=24萬元本方案采用6臺GG—A（F）柜，其綜合投資額約為6×1.5×4=36萬元，比一臺主變的方案多投資12萬元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運行費參照手冊計算，主變和高壓開關(guān)柜的折算和維修管理費每年為6.2萬元主變和高壓開關(guān)柜的折舊費和維修管理費每年為8.94萬元，比一臺主變的方案多耗274萬元供電貼費按800元/KVA計，貼費為1000×0.08=80萬元貼費為2×800×0.08萬元=128萬元，比一臺主變的方案多交48萬元從表4.1可以看出，按技術(shù)指標，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主接線方案，但按經(jīng)濟指標，則裝設(shè)一臺主變的方案優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的方案，因此決定采用裝設(shè)兩臺主變的方案。（說明：如果工廠負荷近期可有較大增長的話，則宜采用裝設(shè)兩臺主變的方案。）5短路電流的計算5.1繪制計算電路如圖5-1本廠的供電系統(tǒng)采用兩路電源供線，一路為距本廠12km的變電站經(jīng)LJ-120架空線，該干線首段所裝高壓斷路器的斷流容量為；一路為鄰廠高壓聯(lián)絡(luò)線。下面計算本廠變電所高壓10kV母線上k-1點短路和低壓380V母線上k-2點短路的三相短路電流和短路容量。圖5.1短路計算電路5.2確定短路計算基準值設(shè)，，即高壓側(cè)，低壓側(cè)，則5.3計算短路電路中各元件的電抗標幺值（1）電力系統(tǒng)已知，故（2）架空線路查表8-37，得LJ-150的，而線路長12km，故（3）電力變壓器查表2-8，得，故因此繪短路計算等效電路如圖5.2所示。圖5.2等效電路5.410KV側(cè)三相短路電流和短路容量（1）總電抗標幺值（2）三相短路電流周期分量有效值（3）其他短路電流（4）三相短路容量5.5380KV側(cè)三相短路電流和短路容量（1）總電抗標幺值（2）三相短路電流周期分量有效值（3）其他短路電流（4）三相短路容量以上計算結(jié)果綜合如表5.1表5.1短路的計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk-11.431.431.433.652.225.9k-221.421.421.439.3723.32156變電所一次設(shè)備的選擇校驗6.110kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗表6.110kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝置地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)10KV57.7A1.43A3.65KA3.88一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630A16kA40kA512高壓隔離開關(guān)GN-10/20010kV200A25.5KA500高壓熔斷器RN2-1010kV0.5A50kA電壓互感器JDJ-1010/0.1kV電壓互感器JDZJ-10電流互感器LQJ-1010Kv100/5A31.8KA81二次負荷0.6Ω避雷器FS4-1010kV戶外式高壓隔離開關(guān)GW4-15G/20012kV400A25KA500表6.1所選一次設(shè)備均滿足要求。6.2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗表6.2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝置地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)3801350.521.439.93321一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)低壓斷路器DW15-1500/3D380V1500A40kV低壓斷路器DZ20-630380V630A30kA低壓斷路器DZ20-200380V200A25kA低壓刀開關(guān)HD13-1500/30380V1500A電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A電流互感器LMZ1-0.5500V100/5160/5表6.2所選一次設(shè)備均滿足要求。6.3高低壓母線的選擇參照表5—28，10kV母線選LMY-3（），即母線尺寸為；380V母線選LMY-3,即母線尺寸為，而中性線母線尺寸為。7變電所進出線以及鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇7.110kV高壓進線和引入電纜的選擇（1）10kV高壓進線的選擇校驗采用LJ型鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV公用干線。1)按發(fā)熱條件選擇由及室外環(huán)境溫度，查表8-36，初選LJ-16，其時的滿足發(fā)熱條件。2）校驗機械強度查表8-34，最小允許截面，因此按發(fā)熱條件選擇的LJ-16不滿足機械強度要求，故改選LJ-35。由于此線路很短，不需校驗電壓損耗。（2）由高壓配電室至主變的一段引入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(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由及土壤溫度查表8-44，初選纜芯截面為的交聯(lián)電纜，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗短路熱穩(wěn)定按式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面式中C值由表5-13差得；按終端變電所保護動作時間0.5s，加斷路器斷路時間0.2s，再加0.05s計，故。因此YJL22-10000-325電纜滿足短路熱穩(wěn)定條件。7.2380V低壓出線的選擇（1）饋電給1號廠房（鑄造車間）的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗電壓損耗由圖3.1所示工廠平面圖量得變電所至1號廠房距離約為80m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計），，又1號廠房的，，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。3)短路熱穩(wěn)定度校驗按式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面由于前面按發(fā)熱條件所選的纜心截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為的電纜，即選的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇。（2）饋電給2號廠房（鍛壓車間）的線路亦采用的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗電壓損耗由圖3.1所示工廠平面圖量得變電所至2號廠房距離約為86m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計），，又2號廠房的，，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。3)短路熱穩(wěn)定度校驗按式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面由于前面按發(fā)熱條件所選的纜心截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為的電纜，即選的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇。（3）饋電給3號廠房（金工車間）的線路亦采用的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗電壓損耗由圖3.1所示工廠平面圖量得變電所至3號廠房距離約為105m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計），，又3號廠房的，，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。3)短路熱穩(wěn)定度校驗按式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面由于前面按發(fā)熱條件所選的纜心截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為的電纜，即選的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇。（4）饋電給4號廠房（工具車間）的線路亦采用的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗電壓損耗由圖3.1所示工廠平面圖量得變電所至4號廠房距離約為150m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計），，又4號廠房的，，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。3)短路熱穩(wěn)定度校驗按式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面由于前面按發(fā)熱條件所選的纜心截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為的電纜，即選的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇。（5）饋電給5號廠房（電鍍車間）的線路亦采用的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗電壓損耗由圖3.1所示工廠平面圖量得變電所至5號廠房距離約為42m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計），，又5號廠房的，，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。3)短路熱穩(wěn)定度校驗按式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面由于前面按發(fā)熱條件所選的纜心截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為的電纜，即選的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇。饋電給6號廠房（熱處理車間）的線路亦采用的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗電壓損耗由圖3.1所示工廠平面圖量得變電所至6號廠房距離約為55m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計），，又4號廠房的，，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。3)短路熱穩(wěn)定度校驗按式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面由于前面按發(fā)熱條件所選的纜心截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為的電纜，即選的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇。饋電給7號廠房（裝配車間）的線路亦采用的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗電壓損耗由圖3.1所示工廠平面圖量得變電所至7號廠房距離約為78m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計），，又4號廠房的，，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。3)短路熱穩(wěn)定度校驗按式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面由于前面按發(fā)熱條件所選的纜心截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為的電纜，即選的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇。饋電給8號廠房（機修車間）的線路亦采用的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗電壓損耗由圖3.1所示工廠平面圖量得變電所至8號廠房距離約為48m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計），，又8號廠房的，，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。3)短路熱穩(wěn)定度校驗按式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面由于前面按發(fā)熱條件所選的纜心截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為的電纜，即選的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇。饋電給9號廠房（鍋爐房）的線路亦采用的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗電壓損耗由圖3.1所示工廠平面圖量得變電所至9號廠房距離約為65m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計），，又4號廠房的，，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。3)短路熱穩(wěn)定度校驗按式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面由于前面按發(fā)熱條件所選的纜心截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為的電纜，即選的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇。饋電給10號廠房（倉庫）的線路亦采用的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m土壤溫度，查表8-43，初選纜芯截面，其，滿足發(fā)熱條件。2）校驗電壓損耗由圖3.1所示工廠平面圖量得變電所至6號廠房距離約為55m，而由表8-42查得的鋁芯電纜（按纜芯工作溫度計），，又4號廠房的，，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。3)短路熱穩(wěn)定度校驗按式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面由于前面按發(fā)熱條件所選的纜心截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為的電纜，即選的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇。（11）饋電給生活區(qū)的線路采用BLX-1000型鋁芯橡皮絕緣線架空敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由及室外環(huán)境溫度為，查表8-40，初選,其時的，滿足發(fā)熱條件。2）校驗機械強度查表8-35，最小允許截面積，因此滿足機械強度要求。3）校驗電壓損耗由圖3.1所示工廠平面圖量得變電所至生活區(qū)負荷中心距離約86m，而由表8-36查得其阻抗與近似等值的LJ-240的阻抗,，又生活區(qū)，，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。7.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)，與相距約2km的鄰近單位變配電所的10kV母線相聯(lián)。(1)按發(fā)熱條件選擇工廠二級負荷容量共332.7KVA,,而最熱月土壤平均溫度為,因此查表8-44，初選纜芯截面為的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜，其,滿足發(fā)熱條件。（2）校驗電壓損耗由表8-42可查得纜芯為25mm的鋁芯電纜的(纜芯溫度按計)，，而二級負荷的線路長度按2km計，因此按式得：故滿足允許電壓損耗的要求。（3）短路熱穩(wěn)定校驗按本變電所高壓側(cè)短路校驗，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗，可知纜芯的交聯(lián)電纜是滿足短路熱穩(wěn)定要求的.綜合以上所選變電所進出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格如表7.1所示。表7.1變電所進出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號規(guī)格10kV電源進線LJ-35鋁絞線（三相三線架空）主變引入電纜YJL22-10000-325交聯(lián)電纜（直埋）380V低壓出線至1號廠房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料電纜（直埋）至2號廠房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料電纜（直埋）至3號廠房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料電纜（直埋）至4號廠房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料電纜（直埋）至5號廠房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料電纜（直埋）至6號廠房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料電纜（直埋）至7號廠房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料電纜（直埋）至8號廠房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料電纜（直埋）至9號廠房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料電纜（直埋）至10號廠房VLV22-1000-3300+1150四芯塑料電纜（直埋）至生活區(qū)單回路，回路線3LJ-240（架空）與鄰近單位10kV聯(lián)絡(luò)線YJL22-10000-325交聯(lián)電纜（直埋）8電氣主接線圖見附圖8.1二次回路方案選擇二次回路電源選擇二次回路操作電源有直流電源，交流電源之分?？紤]到交流操作電源可使二次回路大大簡化，投資大大減少，且工作可靠，維護方便。這里采用交流操作電源。高壓斷路器的控制和信號回路高壓斷路器的控制回路取決于操作機構(gòu)的形式和操作電源的類別。結(jié)合上面設(shè)備的選擇和電源選擇，采用彈簧操作機構(gòu)的斷路器控制和信號回路。電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置這里根據(jù)