1、武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 0南京塑料制品廠全廠總配南京塑料制品廠全廠總配 變電所及配電系統設計變電所及配電系統設計摘摘 要要塑料制品廠企業內采用何種供配電方式，既能滿足生產需要，又能使供配電系統安全、可靠、經濟、合理地運行是擺在我們面前急需解決的新問題。本文根據10kV進線塑料制品廠企業供配電特點，介紹了10kV進線塑料制品廠企業內主要的供配電方式，并對其進行了較詳細的分析。關鍵詞關鍵詞: 10kV進線；企業供配電；變電所武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 1Abstract Plastic products factory enterprises used for distribu

2、tion, which can meet the needs of production, distribution systems make for a safe, reliable, economic and reasonable operation is before us of the urgent need to solve new problems. Based on the 10 kV line into plastic products factory for the distribution characteristics of enterprises, on the 10

3、kV line into plastic products factory enterprises within the main power supply, and gain a more detailed analysis. Key Words: Progressive 10kV ;distribution lines for enterprises ;Substation 武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 0目目 錄錄摘摘 要要.1ABSTRACT.2目目 錄錄.11. 緒論緒論.11.1 選題的背景及其意義.12.2. 此設計的主要任務及原始資料分析此設計的主要任務及原始資料分析.4

4、2.1 原始數據.42.2 供電協議.43.3. 負荷計算的意義及相關參數的計算負荷計算的意義及相關參數的計算.63.1 負荷計算的意義.63.2 參數的計算.64.4. 無功補償的計算無功補償的計算.95.5. 變壓器的臺數、容量和類型的選擇變壓器的臺數、容量和類型的選擇.135.1 變壓器的介紹.135.2 廠用變壓器.145.3 計算與選擇.156.6. 短路電流的計算短路電流的計算.166.1 產生短路電流的原因、危害及計算方法.166.2 短路電流點的計算.166.3 具體計算.177.7. 高、低壓電氣一次設備的選擇高、低壓電氣一次設備的選擇.217.1 電氣設備的選擇對工廠企業的

5、意義.217.2 電氣設備的選擇及其效驗理論.21武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 17.3 高壓斷路器的選擇.247.4 繼電保護選擇及整定.257.5 電流互感器、電壓互感器的選擇.258.8. 電氣主接線電氣主接線.278.1 電氣主接線的意義及重要性.278.2 電氣主接線的設計.289.9. 導線截面的選擇導線截面的選擇.319.1 10KV10KV 側導線的選擇.319.2 車間變電所進線的選擇.3110.10. 防雷設計防雷設計.3310.1 防雷接地的理論基礎.3310.2 防雷接地的保護措施.39致謝致謝.40參考文獻參考文獻.41附錄附錄.42武漢工程大學畢業設計(論文)

6、說明書 01.1.緒論緒論1.11.1 選題的背景及其意義選題的背景及其意義本課題應用供配電設計的基本原則和方法進行塑料廠的降壓變電所設計。通過本課程設計，培養學生綜合運用所學的理論知識、基本技能和專業知識分析和解決實際問題的能力，培養學生獨立獲取新知識、新技術和新信息的能力，使學生初步掌握科學研究的基本方法和思路，學生能夠理解“安全、可靠、優質、經濟”的設計要求，掌握工廠供電系統設計計算和運行維護所必須的基本理論和基本技能。1.1.11.1.1 電能的特點及工廠變電所的作用電能的特點及工廠變電所的作用電能是電做功的能力。電能有各種形式，如直流電能、交流電能、交流工頻電能和高頻電能等等。它可作

7、用為動力、照明、冶煉、電鍍、電熱、通信等之用。其優點是便于控制、測量、變換和遠距離輸送，電能使用方便、清潔。電能的單位是千瓦時（俗稱“度”）。 電器設備與電源連接形成回路，當電流通過電氣設備時、電源要輸出電能，電氣設備要消耗電能。發電廠是生產電能的工廠，發電廠將熱能、水能等通過發電設備轉換為電能。按照發電廠的動力來源，發電廠主要分為火力發電廠、水力發電廠及核能發電廠等1。發電機輸出的交流電壓不夠高，要通過升壓變電所升壓后遠距離傳送電力，電壓高，則電流小，線路損耗小。 電力輸送到用戶區后，降壓變電所再把電壓降低，供給工廠使用。武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 11.1.21.1.2 電力系統的

8、發展概況電力系統的發展概況長期以來我國的電網設備應用未得到應有的重視，電力設備技術性能陳舊，可靠性低，直接影響了人民生活和經濟建設的發展。隨著新技術的發展,電網的規模越來越大，設備使用量增加，供電可靠性、自動化水平的要求也在不斷提高。因此從配電網的安全運行出發，電力裝備要符合現代網絡的發展要求，技術上先進、運行安全可靠、操作維護簡單、經濟合理、節約能源及符合環境保護政策2。立足于國情;保證供電可靠性為前提;優化網絡接線、降低電網損耗。選擇自化程度較高的自動化設備。監控系統與設備的綜合配套3。我國配電自動化的展望:（1）做好配電網規劃和改造是實現配電自動化的前提和基礎配電網規劃包括電源容量及分布

9、、主干線一次網架、配電設備等內容，只有在配電網網架合理、結構靈活、轉供互帶能力強，一次設備滿足自動化的要求的前提下配電自動化才能順利進行。（2）我國配電自動化采用的三種基本功能模式(a)就地控制的饋線自動化；武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 2 (b)集中監控模式的配電自動化； (c)集中監控模式的配電自動化與配電管理相結合的模式；對于近期采用較多的后兩種模式，都采用分布式總體結構，一般分為兩層（主站、遠方終端）或三層（主站、子站、遠方終端） 。主站至子站、子站至遠方終端間通過網絡聯在一起，形成統一的配電自動化系統。武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 32.2.此設計的主要任務及原始資料分析

10、此設計的主要任務及原始資料分析根據本廠所能取得的電源進線 10 千伏及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮工廠生產的發展，按照安全可靠、技術先進、經濟合理的要求，設計降壓變電所。本次設計的主要任務包括選擇變電所的位置與形式及主變壓器的臺數、容量和類型；選擇變電所的主接線方案及高低壓設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護裝置，確定防雷和接地裝置，完成變配電所的電氣照明設計，并進行必要的短路電流計算。2.12.1 原始數據原始數據（1）本廠總平面布置圖、各車間負荷情況及車間變電所容量和工廠自然條件另附。 （2）工廠負荷性質 生產車間大部分分為三班制，少部分兩班或單班制，年最大有功負荷利用小

11、時數 5000h。工廠屬三級負荷。（3）工廠生產任務、規模及產品規格 本廠年產 10000t 聚乙烯及脛塑料制品，產品品種有薄膜、單絲、管材和注射等制品。其原料來源于某石油化纖總廠。2.22.2 供電協議供電協議（1）從電力系統 66/10KV 變電站用 10kV 架空線路向工廠饋電。該變電站南側1km。（2）系統變電站饋電線路定時限過流保護裝置的整定時間 t=2s，工廠總配電所保護整定時間不得大于 1.5s。武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 4（3）在工廠總配電所 10kV 進線冊計量。（4）工廠最大負荷是功率因數不得低于 0.9。（5）供電系統技術數據： 電業部門變電所 10 千伏母線，

12、為無限大電源系統，其短路容量為 200 兆伏安。供電系統如下圖。武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 53.3.負荷計算的意義及相關參數的計算負荷計算的意義及相關參數的計算3.13.1 負荷計算的意義負荷計算的意義負荷計算是設計的基礎，它決定設備容量的選用，管網系統的規模以及工程總造價等，這是技術人員熟知的事實。但是近幾年來用估算的方法替代了負荷計算，給制定方案、工程審核造成一定的困難。本文通過實例，介紹關于負荷計算問題，借此引起設計者進一步的重視。3.23.2 參數的計算參數的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上進行的。考慮車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電

13、所高壓側計算負荷及總功率因數。列出負荷計算表、表達計算成果。工廠電力負荷的計算方法, 一般常用的有: 逐級法、需要系數法、二項式法以及產值、產量估算法等。其中需要系數法計算比較簡單，適用于用電設備臺數比較多，各臺設備容量差別不十分懸殊的用電場合，特別適用于車間及工廠計算負荷的計算，故本設計擬采用需要系數法4。各車間和車間變電所負荷計算表見附錄。具體計算過程：(1)有功功率計算 計算公式(kW)=(kW)* jsPePpK薄模車間 (kW)=(kW)* jsPeP=1400*0.6=840kW pK武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 6原料間 (kW)=(kW)*=30*0.25=7.50kW

14、jsPePpK生活間 (kW)=(kW)*=10*0.8=8.0kW jsPePpK成品庫 1 (kW)=(kW)*=25*0.3=7.50kW jsPePpK成品庫 2 (kW)=(kW)*=24*0.3=7.20kWjsPePpK包裝材料庫 (kW)=(kW)*=20*0.3=6.0kW jsPePpK總計 (kW)=876.20kW jsP補償值 (kW)=0.9(kW)=0.9*876.20=788.58 kW pKjsPjsP(2)無功功率計算 計算公式(kvar)=*(kW) jsQtanjsP薄模車間 (kvar)=* (kW)= 840*1.33=1117.2kvar jsQt

15、anjsP原料間 (kvar)=* (kW)=7.5*1.73=12.98kvar jsQtanjsP生活間 (kvar)=* (kW)=8.0*1.33=10.64kvar jsQtanjsP成品庫 1 (kvar)=* (kW)=7.50*1.73=12.98kvar jsQtanjsP成品庫 2 (kvar)=* (kW)=7.20*1.73=12.46kvar jsQtanjsP包裝材料庫 (kvar)=* (kW)=6.0*1.73=10.38kvar jsQtanjsP武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 7總計 (kvar)= 1168.84kvar jsQ補償值(kvar)=0.

16、95(kvar)=0.95*1168.84=1110.40 kvar qKjsQjsQ(3)視在功率計算 計算公式 22jsjsjsQPS薄模車間 (kV.A)=1400kV.A jsS原料間 (kV.A)=15.00kV.A jsS生活間 (kV.A)=13.31kV.A jsS成品庫 1 (kV.A)= 15.00kV.A jsS成品庫 2 (kV.A)=14.40kV.A jsS包裝材料庫 (kV.A)=12.00kV.A jsS總計 (kV.A)=1460.80kV.A jsS補償值 (kV.A)=1361.93 kV.A jsS(4)低壓額定電流(A) 計算公式jsI3*38. 0j

17、sjsSI(A)=2069.24AjsI武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 84 4. . 無功補償的計算無功補償的計算 在交流電路中，由電源供給負載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無功功率。有功功率是保持用電設備正常運行所需的電功率，也就是將電能轉換為其他形式能量(機械能、光能、熱能)的電功率。比如：5.5 千瓦的電動機就是把 5.5 千瓦的電能轉換為機械能，帶動水泵抽水或脫粒機脫粒；各種照明設備將電能轉換為光能，供人們生活和工作照明。有功功率的符號用 P 表示，單位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。無功功率比較抽象，它是用于電路內電場與磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁

18、場的電功率。它不對外作功，而是轉變為其他形式的能量。凡是有電磁線圈的電氣設備，要建立磁場，就要消耗無功功率。比如 40 瓦的日光燈，除需 40 多瓦有功功率(鎮流器也需消耗一部分有功功率)來發光外，還需 80 乏左右的無功功率供鎮流器的線圈建立交變磁場用。由于它不對外做功，才被稱之為“無功”。無功功率的符號用 Q 表示，單位為乏(Var)或千乏(kVar)5。無功功率決不是無用功率，它的用處很大。電動機需要建立和維持旋轉磁場，使轉子轉動，從而帶動機械運動，電動機的轉子磁場就是靠從電源取得無功功率建立的。變壓器也同樣需要無功功率，才能使變壓器的一次線圈產生磁場，在二次線圈感應出電壓。因此，沒有無

19、功功率，電動機就不會轉動，變壓器也不能變壓，交流接觸器不會吸合。武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 9為了形象地說明這個問題，現舉一個例子：農村修水利需要開挖土方運土，運土時用竹筐裝滿土，挑走的土好比是有功功率，挑空竹筐就好比是無功功率，竹筐并不是沒用，沒有竹筐泥土怎么運到堤上呢?在正常情況下，用電設備不但要從電源取得有功功率，同時還需要從電源取得無功功率。如果電網中的無功功率供不應求，用電設備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那么，這些用電設備就不能維持在額定情況下工作，用電設備的端電壓就要下降，從而影響用電設備的正常運行。無功功率對供、用電產生一定的不良影響，主要表現在：(1)降低發

20、電機有功功率的輸出。(2)降低輸、變電設備的供電能力。(3)造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。(4)造成低功率因數運行和電壓下降，使電氣設備容量得不到充分發揮。從發電機和高壓輸電線供給的無功功率，遠遠滿足不了負荷的需要，所以在電網中要設置一些無功補償裝置來補充無功功率，以保證用戶對無功功率的需要，這樣用電設備才能在額定電壓下工作。這就是電網需要裝設無功補償裝置的道理。電網中的電力負荷如電動機、變壓器等，屬于既有電阻又有電感的電感性負載。電感性負載的電壓和電流的相量間存在著一個相位差，通常用相位角 的余弦 cos 來表示。cos 稱為功率因數，又叫力率。功率因數是反映電力用戶用電設備合理使用

21、狀況、電能利用程度和用電管理水平的一項重要指 標。三相功率因數的計算公式為：武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 10式中 cos功率因數；P有功功率，kW；Q無功功率,kVar；S視在功率,kV。A；U用電設備的額定電壓,V；I用電設備的運行電流,A。功率因數分為自然功率因數、瞬時功率因數和加權平均功率因數。(1)自然功率因數：是指用電設備沒有安裝無功補償設備時的功率因數，或者說用電設備本身所具有的功率因數。自然功率因數的高低主要取決于用電設備的負荷性質，電阻性負荷(白熾燈、電阻爐)的功率因數較高，等于 1，而電感性負荷(電動機、電焊機)的功率因數比較低，都小于 1。(2)瞬時功率因數：是指在

22、某一瞬間由功率因數表讀出的功率因數。瞬時功率因數是隨著用電設備的類型、負荷的大小和電壓的高低而時刻在變化5。(3)加權平均功率因數：是指在一定時間段內功率因數的平均值，其計算公式為：武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 11提高功率因數的方法有兩種，一種是改善自然功率因數，另一種是安裝人工補償裝置。具體計算為：(30)=(kW)/ (kV.A)=876.20kW/1460.80kV.A= 0.58 cosjsPjsS設計要求0.9,cos則需要在低壓側安裝電容器 (kvar)=(kW)*(tgarc*-tgarc*)cQjsPcoscos =788.58*(1.442-0.426)=801.20

23、 kvar 取 820 kvar 容量的電容器選型:BWF-10.5-100-1 型并聯電容器 7 臺 BWF-10.5-120-1型并聯電容器 1 臺 武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 125 5. .變壓器的臺數、容量和類型的選擇變壓器的臺數、容量和類型的選擇5 5.1.1 變壓器的介紹變壓器的介紹變壓器的最基本型式，包括兩組繞有導線的線圈，并且彼此以電感方式稱合一起。當一交流電流(具有某一已知頻率)流于其中之一組線圈時，于另一組線圈中將感應出具有相同頻率的交流電壓，而感應的電壓大小取決于兩線圈耦合及磁交鏈的程度。一般指連接交流電源的線圈稱之為“一次線圈”(Primamary Coil)

24、 ；而跨于此線圈的電壓稱之為“一次電壓”。在二次線圈的感應電壓可能大于或小于一次電壓，是由一次線圈與二次線圈間的“匝數比”所決定的。因此，變壓器區分為升壓與降壓變壓器兩種。大部份的變壓器均有固定的鐵心，其上繞有一次與二次的線圈。基于鐵材的高導磁性，大部份磁通量局限在鐵心里，因此，兩組線圈藉此可以獲得相當高程度的磁耦合。在一些變壓器中，線圈與鐵心二者間緊密地結合，其一次與二次電壓的比值幾乎與二者的線圈匝數比相同。因此，變壓器的匝數比，一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標。由于此項升壓與降壓的功能，使得變壓器已成為現代化電力系統之一重要附屬物，提升輸電電壓使得長途輸送電力更為經濟，至于降壓變壓器，

25、它使得電力運用方面更加多元化，我們可武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 13以這幺說，倘無變壓器，則現代工業實無法達到目前發展的現況。電子變壓器除了體積較小外，在電力變壓器與電子變壓器二者之間，并沒有明確的分界線。一般提供 60Hz 電力網絡的電源均非常龐大，它可能是涵蓋有半個洲地區那般大的容量。電子裝置的電力限制，通常受限于整流、放大，與系統其它組件的能力，其中有些部份屬放大電力者，但如果與電力系統發電能力相比較，它仍然歸屬于小電力的范圍。各種電子裝備常用到變壓器，理由是：提供各種電壓階層確保系統正常操作；提供系統中以不同電位操作部份得以電氣隔離；對交流電流提供高阻抗，但對直流則提供低的阻抗

26、；在不同的電位下，維持或修飾波形與頻率響應。“阻抗”的其中一項重要概念，即電子學特性，是一種假想的設備，即當電路組件阻抗系從一階層改變到另外的一個階層時，其間要使用到一種設備 變壓器。 對于電子裝置而言，重量和空間通常是一項努力追求的目標，至于效率、安全性與可靠性，更是重要的考慮因素。變壓器除了能夠在一個系統里占有顯著百分比的重量和空間外，另一方面在可靠性方面，它亦是衡量因子中的一個要項。因為上述與其它應用方面的差別，使得電力變壓器并不適合應用于電子電路上。 空間通常是一項努力追求的目標，至于效率、安全性與可靠性，更是重要的考慮因素。變壓器除了能夠在一個系統里占有顯著百分比的重量和空間外，另一

27、方面在可靠性方面，它亦是衡量因子中的一個要項。因為上述與其它應用方面的差別，使得電力變壓器并不適合應用于電子電路上。武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 145.25.2 廠用變壓器廠用變壓器廠用變壓器大多數采用雙繞組無勵磁調壓輻向分裂方式。因運行環境條件要求，變壓器須有較強的抗短路能力。產品設計上采取鐵芯級間加裝圓木撐條，繞組增加輔助撐條以及內襯硬紙筒保證其剛度。工藝上采取保證高、低壓繞組同一高度，軸向可靠壓緊，引線出頭牢固夾持，墊塊密化處理等措施，使其安全可靠。5.35.3 計算與選擇計算與選擇計算驗證進行補償后變電所低壓側的視在功率計算負荷為: =869.71kV.A 22jsjsjsQP

28、S根據計算驗證擬選擇 S9-1000/10-1 變壓器考慮該地區最高溫度 35,則在最高溫度時S9-1000/10-1 變壓器的出力為: =1-(-20)/100=1-(35-20)/1001000=850kV.A tSavQntS =850kV.A =0.9 滿足設計要求 cosjsPjsS6 6. .短路電流的計算短路電流的計算6 6.1.1 產生短路電流的原因、危害及計算方法產生短路電流的原因、危害及計算方法短路實際上是電路中的電流過大,原因是電路中沒有用電器,因在電路中電流產生的熱量與電流的平方成正比,故當電路中沒有用電器時,導線的電阻很小,所以電路中的電流就非常大，于是使電路中產生很

29、大的熱.瞬間的高溫使電源損壞。短路電流的計算 6KV，9.2 除電抗；10KV，5.5 除電抗; 35KV，1.6 除電抗; 110KV，0.5 除電抗。 0.4KV，150 除電抗 例：已知一短路點前各元件電抗標么值之和為 X*=2, 短路點電壓等級為 6KV, 則短路點的短路電流 Id=9.2/2=4.6KA。 短路電流單位：KA 短路沖擊電流的計算 1000KVA 及以下變壓器二次側短路時：沖擊電流有效值 Ic=Id, 沖擊電流峰值ic=1.8Id 1000KVA 以上變壓器二次側短路時：沖擊電流有效值 Ic=1.5Id, 沖擊電流峰值ic=2.5Id 例：已知短路點1600KVA 變壓

30、器二次側的短路電流 Id=4.6KA， 則該點沖擊武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 16電流有效值 Ic=1.5Id,1.5*4.67.36KA,沖擊電流峰值 ic=2.5Id=2.5*406=11.5KA。 可見短路電流計算的關鍵是算出短路點前的總電抗標么值.但一定要包括系統電抗6。6 6. .2 2 短路電流點的計算短路電流點的計算確定短路電流時，應按可能發生最大短路電流的正常接線方式計算。做短路電流動穩定、熱穩定校驗時短路點的選擇，對于不帶電抗器的回路，短路點應選擇在正常接線方式下短路電流為最大的地點；對于固定式開關柜帶電抗器的 10（6）kV 出線，隔板（母線與母線隔離開關之間）前的

31、引線和套管應按短路點在電抗器前計算；隔板后的引線和電器一般按短路點在電抗器后計算8。驗算電纜的熱穩定時，短路點按下述情況確定：（1）不超過制造長度的單根電纜，短路發生在電纜的末端。 （2）中間接頭的電纜，短路發生在每一縮減電纜截面的線段首端；電纜線段為等截面時，則短路發生在下一段電纜的首端，即第一個中間接頭處。 （3）無中間接頭的并列連接的電纜，短路發生在并列點后。6 6. .3 3 具體計算具體計算短路計算 1 K-1 處三相短路計算電力系統電抗 X1=Uc1/Soc=(10.5KV)2/200MA=0.55 架空線電抗 X2=X2*L=0.4/KM*1Km=0.4 武漢工程大學畢業設計(論

32、文)說明書 17總電抗 X= X1+ X2=0.4+0.55=0.95 K-1三相短路電流和短路容量 1）周期分量有效值：I(3)K-1=UC1/( * X)= 10.5KV/( * 0.95)=6.38A 332） 三相短路次整態電流: I,(3)=I(3)=I(3)K-1=6.38A 3）沖擊電流擊及第一周期短路有效值: I(30)sh2.55 I,(3)=16.273A I(30)sh=1.51 I,(3)=9.636A 4)三相短路容量: S(3)K-1 =*Uc1* I(3)K-1= *10.5KV* 6.381A=116.053MVA 332 K-2低壓側短路計算 1)電力系統電抗

33、: X1,=Uc1/Soc=(0.38KV)2/200MA=0.0008 2)架空線電抗 X2,=X2*L*(Uc2/Uc2)2=0.4/KM*1Km*(0.4/10.5)2=0.00058 3)變壓器電抗查表計算: (1) 查表得 S9-1250 變壓器 Uk=5 X1(1)=Uk*Uc22/100SN=5*(0.4KV2)/100*1250KVA=0.0064 (2) 查表得 S9-1000 變壓器 Uk=5 武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 18X2(1)=Uk*Uc22/100SN=5*(0.4KV2)/100*1000KVA=0.008 (3)查表得 S9-500 變壓器 Uk=4

34、 X3(1)=Uk*Uc22/100SN=5*(0.4KV2)/100*500KVA=0.0128 (4)查表得 S9-400 變壓器 Uk=4 X4(1)=X5(1)=5*(0.4KV2)/100*400KVA=0.016 4)總變配電所分出各變電所配電母線電抗計算按變壓器容量計算的經濟截面積,選取的油浸紙絕緣電纜影用系數： =1.73A/Km ecj5)配電電纜截面積選擇及電抗計算 No.2 變電所 S9-1000 變壓器 =1000KVA/(10Kv)=57.737A 301I3=/=57.737A/1.73A/Km=33.36 ecA301Iecj2mm選取：=35 =1.01/Km

35、No.0-No.2 變電所距離=100m=0.1Km1xA2mm1xX20l = * =1.01/Km*0.1Km=0.101 2 .NoX1xX20l=0.101+0.008=0.109 1XNo.3 變電所 S9-500 變壓器 =500KVA/(10Kv)=28.87A 302I3=/=28.87A/1.73A/Km=16.68mm2 ecA301Iecj選取：=25mm2 =1.41/Km No.0-No.3 變電所距離=200m=0.2Km 2XA2XX30l武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 19= * =1.41/Km*0.2Km=0.282 3 .NoX1xX30l=0.282

36、+0.0128=0.28328 2XNo.4 與 No.5 變電所 S9-400 變壓器 =400KVA/(10Kv)=23.095A 302I3=/=23.095A/1.73A/Km=13.34 ecA301Iecj2mm選取：=16 =2.21/Km NO.0-No.4 變電所距離=350m=0.35Km 2XA2mm2XX40l= * =2.21/Km*0.35Km=0.742 4 .NoX1xX40lNO.0-No.5 變電所距離=500m=0.5Km 50l= * =2.21/Km*0.5Km=1.1055 .NoX1xX50l =0.742+0.016=0.758 31X=1.10

37、5+0.016=1.121 41XX3=X1(1)/ X1/ X2/ X3/ X4=0.9999035=1 =X1+ X2+ X3=0.0008+0.00058+1=1.00138 X武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 207 7. .高、低壓電氣一次設備的選擇高、低壓電氣一次設備的選擇7 7.1.1 電氣設備的選擇對工廠企業的意義電氣設備的選擇對工廠企業的意義在配網的建設中，只要加強對配電設備的選擇，嚴格按照上面提到的選擇方法和注意問題進行選擇，就可以提高設備運行的水平，減少事故發生。7 7.2.2 電氣設備的選擇及其效驗理論電氣設備的選擇及其效驗理論電力系統的各種電氣設備的作用和工作條件并

38、不一樣，它們的具體選擇方法也不完全相同，但對它們的基本要求卻是一致的，因此，對各種電氣設備必須按正常工作條件進行選擇，并且按短路情況校驗其熱穩定和動穩定的基本方法。 武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 21(1)按正常工作條件選擇電器。正常工作條件是指電器的額定電壓和額定電流。 1）額定電壓的選擇。電器的額定電壓就是銘牌上標出的電壓。另外，電器還有最大工作電壓，電器長期運行所允許的最大電壓(一般指超過額定電壓 1015的電壓)。制造廠對電器、絕緣子、電纜等都規定了它們的額定電壓和最大工作電壓，如10/11.5、35/40.5、110/121、220/242、330/360kV 等。選擇時必須使

39、電器裝置點的電網額定電壓不應超過電器的額定電壓7。 實際上，電器所在的工作電壓是在變化的，各點的電壓也不相同，根據規定，電網最高電壓不得大于電網額定電壓的 5，此值未超過電器的最大工作電壓。因此，電器在此電網下運行是安全可靠的。 另外，選擇額定電壓時，要考慮海拔對電氣設備外絕緣的影響，隨著海拔高度的增加，大氣的壓力下降，空氣密度和濕度相應地減少，使空氣間隙和瓷絕緣的放電特性下降，影響電氣設備的外絕緣(指暴露于空氣中的絕緣)強度，制造廠規定的電氣設備的最大工作電壓就要下降，對此，必須進行校正8。 2）額定電流的選擇。電器的額定電流是指在額定周圍環境溫度下，長時間內電器所能允許通過的電流。選擇電器

40、時應滿足額定電流不小于該回路在各種合理運行方式下的最大持續工作電流。 周圍空氣溫度對允許連續電流有很大的影響。我國目前生產的電器，設計時取周圍介質最高溫度 40，如果周圍最高氣溫大于 40，由于冷卻條件變壞，其允許電流應按下式校正：武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 22式中 In-空氣溫度為 40時電器的額定電流，A IP-空氣溫度為實際環境溫度時的連續允許電流，A 當周圍介質溫度低于 40時，每低 1，允許電流增加 0.5，但增加的總數不得大于額定電流的 20。 為使電器能適應地區的溫度變化，我國規定，對于按標準制造的電器，其適用溫度為40+40(變壓器、電壓互感器為30+40)，但不能在

41、大于+60的周圍環境溫度下工作。 此外，選擇電器時，還應考慮電器的裝置環境。屋外配電裝置的電器，經常受到風、霜、雨露、霜冰、灰塵和有害氣體等的影響，工作條件比屋內配電裝置的電器要差得很多，因此，電器常制成屋內裝置和屋外裝置兩種。周圍環境有污穢的地區、海邊、鹽湖區等，必須注意加強絕緣，采用特殊絕緣結構的加強型電器，或選用額定電壓高一級的電器。 (2)按短路情況校驗電器的熱穩定和動穩定。通過短路電流愈大，電器受到的影響愈嚴重。選擇通過電器的短路電流為最大的那些點為短路計算點。 校驗電器的熱穩定和開斷能力時，還必須正確估計短路的計算時間。短路計算時間t 為相應的繼電保護動作時間 t1和斷路器分閘時間

42、 t2之和，即 t=t1+t2 t1是指主保持動作時間。如果主保護有死區時，應使用后備保護動作時間，此時，應采用相應死區內的短路電流值。 武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 231）短路熱穩定校驗。短路熱穩定校驗就是要求所選的電器，當短路電流通過時，其最高溫度不應超過制造廠規定的短路時發熱最高允許溫度。 2）電動穩定校驗。電動穩定是指電器承受短路電流引起的機械效應的能力，在校驗時，須用短路電流的最大值與制造廠規定的設備允許通過的動穩定電流進行比較。 ishiP 或IshIP 式中 ish、Ish-短路沖擊電流幅值及其有效值 iP、IP-設備允許通過的動穩定電流的峰值及其有效值 但以下幾種情況可

43、以不校驗熱穩定或動穩定： 熔斷器保護的電器，其熱穩定由熔斷器時間保證，故可不校驗熱穩定。 采用有限流電阻的熔斷器保護的設備，可不校驗動穩定。 裝設在電壓互感器回路中的裸導體和電器可不校驗動穩定、熱穩定。 7 7.3.3 高壓斷路器的選擇高壓斷路器的選擇斷路器的選擇必須按正常的工作條件進行選擇，并且按斷路情況校驗其熱穩定和動穩定。此外，還應考慮電器安裝地點的環境條件，當氣溫、風速、溫度、污穢等級、海拔高度、地震烈度和覆冰厚度等環境條件超過一般電器使用條件時，應采取有效措施。對高壓斷路器有以下幾個方面的要求，這些要求在斷路器的基本技術參數上得到體現。(1)斷路器在額定條件下（額定電壓、額定電流）可

44、以長期工作。(2)應有足夠的開斷能力，并保證有足夠的熱穩定和動穩定（開斷電流、額定關合電武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 24流、極限通過電流、熱穩定電流）。(3)具有盡可能短的開斷時間，這對減少電網的故障時間，減輕故障設備的損害，提高系統穩定性都是有利的。 (4)結構簡單、價格低廉、體積小、重量輕、便于安裝。下面是幾種常用斷路器的特點： 1.多油斷路器實現簡單、價格便宜，但由于用油量大、體積大、檢修工作量大、且易發生爆炸和火災現象，一般情況下不采用。 2.少油斷路器用油少、油箱結構小而堅固，具有節省材料、防爆防火特點。少油斷路器使用安全，使配電裝置大大簡化，體積小、便于運輸、目前被大量采用

45、。 3.空氣斷路器斷路能力大、動作時間快、尺寸小、重量輕、無火災危險，但結構復雜、價格貴、需要裝設壓縮空氣系統等，主要用于 110KV 及以上對電氣參數及斷路時間有較高要求的系統中。 4.SF6 電氣性能好、斷口電壓可較高。設備的操作維護和檢修都很方便、檢修周期長而且它的開斷性能好、占地面積小、特別是發展 SF6 封閉組合電器可大大減少變電所的占地面積。SF6 斷路器廣泛應用于 90 年代，目前我國已成功生產和研制了220、330、500KV 的 SF6 斷路器5.具體計算與選擇 低壓側保護補償后低壓額定電流(A) 計算公式(A)= (kV.A)/（0.38* jsIjsIjsS） (A(1)

46、= (kV.A)(1)/(0.38* )= 235.53/（0.38*1.732）=357.86 A 3jsIjsS3武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 25選取低壓斷路器型號：DW15-400(額定短路電流 400A) 7.47.4 繼電保護選擇及整定繼電保護選擇及整定一、整定計算原則：1.需符合電力裝置的繼電保護和自動裝置設計規范GB50062-92 等相關國家標準8。2.可靠性、選擇性、靈敏性、速動性應嚴格保障。由上面的計算選取低壓熔斷器型號：RTO-400(額定短路電流 400A) 7.57.5 電流互感器、電壓互感器的選擇電流互感器、電壓互感器的選擇高壓電網中，計量儀表的電流線圈和繼

47、電保護裝置中斷路器的電流線圈都是通過電流互感器供電的。這樣可以隔離高電壓，有利于運行人員的安全，同時還可以使儀表及繼電器等制造標準化。根據電流互感器的選擇項目：1、一次繞組的額定電壓；2、一次側的額定電流，一般要大于等于線路最大工作電源或線路變壓器額定電流的1.2-1.5 倍；型號：LMZB6-10 武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 26電壓互感器是測量高壓用的。其一次繞組與高壓電路并聯，額定電壓與電路電壓同一等級。型號：JSJB-108 8. .電氣主接線電氣主接線8 8.1.1 電氣主接線的意義及重要性電氣主接線的意義及重要性電氣主接線主要是指在發電廠、變電所、電力系統中，為滿足預定的功

48、率傳送和運行等要求而設計的、表明高壓電氣設備之間相互連接關系的傳送電能的電路。電路中的高壓電氣設備包括發電機、變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。它們的連接方式對供電可靠性、運行靈活性及經濟合理性等起著決定性作用。一般在研究主接線方案和運行方式時，為了清晰和方便，通常將三相電路圖描繪成單線圖。在繪制主接線全圖武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 27時，將互感器、避雷器、電容器、中性點設備以及載波通信用的通道加工元件（也稱高頻阻波器）等也表示出來。 對一個電廠而言，電氣主接線在電廠設計時就根據機組容量、電廠規模及電廠在電力系統中的地位等，從供電的可靠性、運行的靈活性和方便性、經濟性、發展和擴

49、建的可能性等方面，經綜合比較后確定。它的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況。電氣主接線又稱電氣一次接線圖。 電氣主接線應滿足以下幾點要求： （1）運行的可靠性：主接線系統應保證對用戶供電的可靠性，特別是保證對重要負荷的供電。 （2）運行的靈活性：主接線系統應能靈活地適應各種工作情況，特別是當一部分設備檢修或工作情況發生變化時，能夠通過倒換開關的運行方式，做到調度靈活，不中斷向用戶的供電。在擴建時應能很方便的從初期建設到最終接線。 （3）主接線系統還應保證運行操作的方便以及在保證滿足技術條件的要求下，做到經濟合理，盡量減少占地面積，節省投資。武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 288.2

50、8.2 電氣主接線的設計電氣主接線的設計變電所直配供配電方式電力系統接線簡圖一：設計要求1、保證向用戶供電的可靠性。 2、保證電能質量-頻率和電壓符合要求 3、大型電廠的機組在分期投入過程中，應考慮逐年電力，電量平衡。 二：設計原則 1、新機組效率較高，應保證安全滿發。 2、大中型電廠的電壓等級不宜多于三級。 3、電氣參數 1）最小負荷與最大負荷之比，取 0.6-0.7。 2）按不同企業，確定負荷率或最大負荷利用小時數，用以計算電量或電能損耗，以便進行技術比較。武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 29 3）35 千伏以下負荷的同時率取 0.85-0.9；對大型工礦企業則取 0.9-1。 4）綜

51、合負荷功率因數取為 0.8；大型冶金企業取為 0.95。 5）線損平均取為 0.05，有具體數值時，可采用實際值。 對于電廠設計，首先應有任務書作為依據。一般給定電廠容量，機組臺數，主要負荷性質和要求，接入情況。其他資料，如燃料來源和發熱量、供水、出灰、交通、環境污染、可利用場地、遷徙設施和居民等情況，均應充分掌握，才能進行設計9。對于單元接線的發電機變壓器組，如果設計師不考慮采用擴大單元或分裂低壓繞組的變壓器，它的容量的臺數就沒有必要進行很多計算，均按發電機標準規范配套即可。在具有發電機電壓母線的電廠和地區負荷很多的情況下，則要求選定兩臺或三臺適當容量的升壓變壓器。從設備簡單，可靠性高的角度

52、考慮，一般優先設置兩臺容量相同的升壓變壓器。確定變壓器容量的原則應以地區負荷最低時發電機的功率能全部送出，同時，考慮地區負荷最大時，允許系統倒送一部分功率，以保證全部用戶的需要。變壓器檢修可考慮與發電機檢修同時進行。當一臺變壓器故障時，其余變壓器允許過負荷并加強冷卻，保證送出 75%以上的電源功率。若設計的主接線由幾個方案，其中變壓器臺數和容量也不同時，應進行比較后才能確定。設計時，需要計算和考慮以下幾個問題。 1、電能損耗計算 2、計算綜和造價的運行費 3、確定方案 三：技術經濟比較 1、根據任務書，原始資料和數據，就可初步擬出幾個主接線方案。其中包括發電機，武漢工程大學畢業設計(論文)說明

53、書 30變壓器，母線的連接方式及電壓等級，出線回數，廠用電高壓部分等。出線一般由系統設計單位提供，但需要研究配合。廠用電部分，如果在幾個方案中是相同的，可不必列出，只需記入綜合造價和年運行費中。 2、結合系統接線圖，對提出的幾個方案，將重點部分進行斷路電流計算，以選定主要斷路器級母線設備等，并結合系統計算的要求，確定主變壓器臺數，容量和電壓分接頭。然后對這幾個方案作概率略分析，即對負荷，供電能力，事故情況下的影響，檢修維護，起停過程進行比較，并列出概算表。 再從技術經濟兩方面進行考慮去掉一些比較差的方案，保留 2-3 個比較好的方案，留作詳細比較。在這過程中，初步提出的方案考慮面可以寬些，不要

54、讓較好的方案在第一次被漏掉。 3、對較好的 2-3 個方案，進行詳細計算分析，包括短路電流補充計算，選出主要設備，并計算全廠電氣綜合投資和運行費，進行技術經濟比較。具體做法與確定變壓器臺數容量是相同，只不過范圍更廣些，這里不再重復。 四：可靠性計算 1、可靠性本身在理論上是概率問題，應用在發、輸電方面的概念有： （1）設備的可靠性； （2）發電廠供給電力的可靠性；（3）發電廠供給電量的可靠性2、供電線路的可靠性分析 3、串聯設備的可靠性計算 4、并聯設備的可靠性計算9 9. .導線截面的選擇導線截面的選擇武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 319 9.1.1 10KV10KV 側導線的選擇側導

55、線的選擇10kV 線路導線截面的選擇應考慮線路所需的供電能力、電壓損耗、網絡結線等因素外，基于規范 10kV 線路導線截面選擇的要求，對于 10kV 線路導線截面的選擇應盡量簡化以及標準化，通常每個單位選擇 23 個等級，其中特別強調用戶分、支線導線截面的選擇應與公用線路導線的選擇同等考慮，通過導線選擇的標準化有利于今后配網網絡的改造。 10kV 線路導線截面主干線的通流容量應與變電站開關柜的通流容量相匹配。架空線路主干線選用 LGJ-240mm2 或 LGJ-185 mm2，次干線選用 LGJ-150 mm2 或 LGJ-120 mm2，分支線選用 LGJ-70 mm2，架空絕緣導線截面選擇

56、與裸導線同等考慮。電纜線路主干線干線選用 300 mm2 或 240 mm2 ，分線 150 mm2 ，支線一般用70 mm2 。（當與電纜導線與架空導線配合使用，電纜導線截面比架空導線截面大一個規格）根據需求，本設計選擇母線：TMY-2（540）裸銅母線硬型9 9.2.2 車間變電所進線的選擇車間變電所進線的選擇低壓配電線路導線應采用絕緣導線，淘汰裸導線及逐步淘汰麻皮導線，導線截面應按中期規劃，按照經濟電流密度確定，并能滿足末端電壓的要求。電纜建議采用（四芯）交聯聚乙烯絕緣帶鎧裝保護的銅芯電力電纜，或（單芯）交聯聚乙烯絕緣銅芯電力電纜，武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 32絕緣水平為 1k

57、V；架空主線宜采用銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜（BVV），鋁芯線建議采用鋁芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜（BLVV）或鋁芯橡皮絕緣氯丁線（BLXF），絕緣水平為 0.5kV。當電力電纜與架空線配合使用時，應考慮電力電纜線徑比架空線線徑大一個等級。 應根據各種類型導線的敷設適用條件進行導線的敷設，嚴禁將架空導線用電力電纜的敷設方式敷設。常用低壓配電線路導線適用條件導線類型 適用條件 YJV、VV 系列 室內、外電纜溝道及管道固定敷設，電纜不能承受機械外力作用。不能直埋敷設，單芯電纜不能穿入金屬管中敷設。YJV22、VV22 系列 室內、外電纜溝道、管道及直埋壕溝固定敷設。電纜能承受機械外力作

58、用，但不能承受大的拉力或沖擊性的壓力，單芯電纜不能穿入金屬管中敷設。BVV、BLVV 系列 室內外明敷固定布線及撓性連接電器，單芯電纜不能穿入金屬管中敷設。BLXF 系列 室內外明敷固定布線，特別適用于寒冷地區，單芯電纜不能穿入金屬管中敷設7。 武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 331010. .防雷設計防雷設計1010.1.1 防雷接地的理論基礎防雷接地的理論基礎防雷接地技術在發電、供電、用電單位中處于極為重要的地位，是保證電網安全、可靠運行及生產和生活用電的關鍵技術。防雷接地技術的應用直接影響供用電的可靠性、供電的質量及用電設備的安全，并與社會的大生產和人民生命財產密切相關。1010.1

59、.1.1.1 過電壓的概念過電壓的概念過電壓是指工頻下交流電壓均方根值升高，超過額定值的 10%，并且持續時間大與 1分鐘的長時間電壓變動現象；過電壓的出現通常是負荷投切的結果，例如：切斷某一大容量負荷或向電容器組增能（無功補償過剩導致的過電壓）。 電力系統在特定條件下所出現的超過工作電壓的異常電壓升高。屬于電力系統中的一種電磁擾動現象。電工設備的絕緣長期耐受著工作電壓，同時還必須能夠承受一定幅度的過電壓，這樣才能保證電力系統安全可靠地運行。研究各種過電壓的起因，預測其幅值，并采取措施加以限制，是確定電力系統絕緣配合的前提，對于電工設備制造和電力系統運行都具有重要意義。過電壓分外過電壓和內過電

60、壓兩大類。 外過電壓 又稱雷電過電壓、大氣過電壓。由大氣中的雷云對地面放電而引起的。分直擊雷過電壓和感應雷過電壓兩種。雷電過電壓的持續時間約為幾十微秒，具有脈沖的特性，故常稱為雷電沖擊波。直擊雷過電壓武漢工程大學畢業設計(論文)說明書 34是雷閃直接擊中電工設備導電部分時所出現的過電壓。雷閃擊中帶電的導體 ，如架空輸電線路導線，稱為直接雷擊。雷閃擊中正常情況下處于接地狀態的導體，如輸電線路鐵塔，使其電位升高以后又對帶電的導體放電稱為反擊。直擊雷過電壓幅值可達上百萬伏，會破壞電工設施絕緣，引起短路接地故障。感應雷過電壓是雷閃擊中電工設備附近地面，在放電過程中由于空間電磁場的急劇變化而使未直接遭受