1、某化纖廠供配電系統設計報告專業班級：自動化1104班學號：姓名：吐奎指導老師：一、八、，刖a電力行業是國民經濟的基礎工業，它的發展直接關系到國家經濟建設 的興衰成敗，它為現代工業、農業、科學技術和國防提供必不可少的動力。 隨著現代文明的發展與進步，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。工廠供電系統的核心部分是變電所。因此，設計和 建造一個安全、經濟的變電所，是極為重要的。電能是現代工業生產的主要 能源和動力，做好工廠供電設計對于發展工業生產、實現工業現代化，具 有十分重要的意義。工廠供電系統首先要能滿足工廠生產和生活用電的需 要，其次要確保安全，供電可靠，技術先進和經濟合

2、理，并做好節能。本次設計主要包括變電所總體分析、電力系統分析、主接線選擇、主 變選擇、無功補償設備選擇、短路電流的計算、電氣設備的選擇、防雷設 計、配電裝置和平面設置等。在主接線設計中，在10KV側我們把兩種接線 方式在經濟性、靈活性、可靠性三個方面進行比較，最后選擇10KV采用 單母線分段接線方式，在10KV側采用單母分段接線方式。因此，必需合理 設計變電所各個系統和運用先進的電氣設備，這對滿足變電所安全供電是極 為重要的，而經濟性就是要求電氣設備的初期投資與運行費用達到經濟合 理，只有滿足這幾項要求，才能使工廠生產不受影響本設計根據化纖廠所能取得的供電電源和該廠用電負荷的實際情況，并 適當

3、考慮生產的發展，按工廠供電的基本要求，對各車間進行負荷計算和無 功補償；確定出了各變電所的位置及各變電所變壓器臺數、數量和型式； 計算了短路電流；選擇了各線路導線截面和變電所高低壓設備；配置了繼電 保護裝置、防雷和接地裝置；繪出設計圖樣，完成了化纖廠的供配電系統設 計。通過設計可以使我在分析計算，掌握工程設計的技術經濟規定，查閱 工具書等技能方面得以提高，為以后的工作打下良好的基礎。（關鍵詞：變壓器 變電所設計；負荷統計；短路電流計算；繼電保護的配 置）目錄第一章工廠簡介及設計要求5、原始資料5、設計內容、要求設計成果9第二章負荷計算及功率因素補償計算 10、計算廠總降壓變負荷10、各車間的負

4、荷計算13、城北變電壓等級的確定18第三章車間供電系統設計19、變電所所址的選擇 19、車間變電所的確定20、變電所變壓器臺數的確定 20、變壓器容量的確定22、線路截面選擇及線路損耗計算26 錯誤！未定義書簽。電纜線路錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。側線路截面計算錯誤！未定義書簽。側線路及母排截面計算錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。 錯誤！未定義書簽。第四 章短路電流計算31、計算短路電流的目的和任務 32、限制短路電流的措施 32、計算短路電流32第五章繼電保護裝置36、繼電保護的任務 36、變壓器保護36錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。

5、 錯誤！未定義書簽。、10KV線路保護 40第六章防雷與接地43、防雷保護設計43、接地裝置設計第七章電氣設備選擇44、電氣設備選擇的一般原則44 錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。、開關電器的斷流能力校驗.錯誤！未定義書簽。高壓電氣設備的選擇47高壓電氣設備的選擇47變電所一次設備的選擇校驗表50 錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。結束語53參考文獻54第一章工廠簡介及設計要求某化纖廠供配電系統設計、原始資料1. 工廠負荷數據：工廠多數車間為2班制，年最大負荷利用小時數4600小時。工廠負荷統計資料見表1o設計需要考慮工廠5年發展規劃負荷（工廠負荷年增長率按2%） o表1:化纖廠負荷情況

6、表序號車間（單位）名稱設備容量/kWKd計算負荷車間變電所代號變壓器臺數及容量/kVARo/kWQo/kvarS30/kVAI 30/A1制條車間340車變1X紡紗車間340飲水站86鍛工車間37機修車間296幼兒園倉庫38小計（K:=)2織造車間525車變1X染整車間490浴室、理發室50食堂40單身宿舍500小計（K丫=）3鍋爐房151車變1X_水泵房118化驗室50油泵房28小計（K2=)2供電電源請況：按與供電局協議，本廠可由16公里處的城北變電所（110/11kV） , 90MVA變壓器供電，供電電壓可任選。另外，與本廠相距 5公里處的其他工廠可以引入10XV電纜做備用電源，但 容量

7、只能滿足本廠負荷的 20% （重要負荷），平時不準投入，只在本廠主要電源故障或檢修時投入。3. 電源的短路容量（城北變電所）：35kV母線的出線斷路器斷流 容量為400MVA 10kV母線的出線斷路器斷流容量為350MVA4. 電費制度：按兩部制電費計算。變壓安裝容量每1kVA為18元/月，電費為元/kW ho5. 氣象資料：本廠地區最高溫度為38度，最熱月平均最高氣溫 為30度。6. 地質水文資料：本廠地區海拔60m底層以砂粘土為主，地下 水位為2 m。、設計內容1 總降壓變電站設計（1）負荷計算（2）主結線設計：根據設計任務書，分析原始資料與數據，列岀技 術上可能實現的多個方案，根據改方案

8、初選主變壓器及高壓開關等設備，經過概略分析 比較，留下23個較優方案，對較優 方案進行詳細計算和分析比較，（經 濟計算分析時，設備價格、使用綜合投資指標），確定最優方案。（3）短路電流計算：根據電氣設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，計算結果列岀匯總表。（4）主要電氣設備選擇：主要電氣設備的選擇，包括斷路器、隔離 開關、互感 器、導線截面和型號、絕緣子等設備的選擇及校驗。選用設備型號、數 量、匯成設備一覽表。(5) 主要設備繼電保護設計：包括主變壓器、線路等元件的保護方式選擇和整定 計算。(6) 配電裝置設計：包括配電裝置布置型式的選擇、設備布置圖。(7) 防雷、接

9、地設計：包括直擊雷保護、進行波保護和接地網設計。2.車間變電 所設計根據車間負荷情況，選擇車間變壓器的臺數、容量，以及變電所位置的原則考慮。3.廠區380V配電系統設計根據所給資料，列出配電系統結線方案，經過詳細計 算和分析比較，確定最優方案。、要求設計成果1.設計說明書，包括全部設計內容，負荷計算，短路計算及設備選擇要求列表；2. 電氣主接線圖(三號圖紙)；3 .繼電保護配置圖(三號圖紙)；第二章負荷計算及功率因素補償計算、計算廠總降壓變負荷一.計算負荷概念 供電系統要能夠在正常條件下可靠運行，則其中各個元件(包括 電力變壓器、開關設備及導線、電纜等）都必須選擇得當，除了應滿 足工作電壓和頻

10、率的要 求外，最重要的就是要滿足負荷電流的要求。因此有必要對供電系統中各個環節的電力負荷進行統計計算。通過負荷的統計計 算求岀的，來選擇供電系統中設備。計算負荷目的計算負荷是供電設計計算的基本依據，計算負荷確定得是否正確 合理，直接 影響到電器和導線電纜的選擇是否經濟合理。如計算負荷確定過大，將使電器和 導線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費，如計算負荷確定過小又將使電 器和導線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確確定計算負荷 重要性。三計算負荷方法目前負荷計算常用需要系數法、二項式法、和利用系數法，前二 種方法在國內設計單位的使用最為普遍。此外還有一些尚未推廣的方法如單位

11、產 品耗電法、單位面積功率法、變值系數法和ABC法等.常采用需用系數法計算用電 設備組的負荷時，應將性質相同的用電設備劃作一組，并根據該組用電設備的類 別，查出相應的需用系數Kx,然后按照表一給出的公式求出該組用電設備的計算負 荷。此設計采用的是需用系數法來對電力負荷計算的。因為，需用系數是用設備功率乘以需用系數和同時系數，直接求出計算負荷。這種方法簡便，應用廣泛,尤其適用于配、變電所的負荷計算。采用利用系數法求岀最大負荷的平均負荷，再考慮設備臺數和功率差異的影響，乘以與有效臺數有關的最大系數得岀計算負荷，計算過程十分繁瑣。而單位面積功率法和單位指 標法主要多用于民用 建筑；單位產品耗電量法主

12、要適用于某些工業。需要系數法，是把用電設備的總設備容量乘以需要系數和同時系數，直接求 出計算負荷的一種簡便方法。需要系數法主要用于工程初步設計及施工圖設計階 段，對變電所母線、干線進行負荷計算。當用 電設備臺數較多，各種設備容量相差 不懸殊時，其供電線路的負荷計算也采用需要技術法。需要技術時一個綜合性系數，它是指用電設備組投入運行時，從供電網絡實 際取用的功率與用電設備組的設備功率之比。需要系數與用電設備組的運行規律、負荷率、運行效率、線路的供電效率等因數有關，工程上 很難準確確定，只能靠測量確定。如果從供電形式的角度來講：負荷計算可以分為 單相和三相用電設備的負荷計算兩種形式。從供電系統中所

13、在的位置角度來講：負 荷計算可分為一組用電設備、多組用電設備的負荷計算。但無論是那種形式，用需 要系數法確 定計算負荷都有如表2的通用公式：表2:公式表總的視在計算負荷、各車間的負荷計算I.各車間計算負荷和無功補償（需要系數法）1.車間1單臺機械負荷計算a. 制條車間已知：Pe340kw, Kd0.80, tan 0.75故.P PeKd 340 0.80 272 kwb. 紡紗車間已知：Pe340kw , Kd0.80 , tan 0.75oKd 0.65 tan 0.750.6555.9 kw故.P PeKd 340 0.80 272 kw已知：Pe 86kw,故.P PeKd 86d脫水

14、機已知：Pe 12kw, Kd °-60 tan °8° c.飲水站e.通風機已知：Pe 180kw, Kd0.70 , tan 0.75故.P PeKd 180 0.70 126 kwf. 淋洗機故：pPek18 0.607.2(kw)已知：Pe6kw , Kd0.75 , tanO.78 <故：P PeKd 6 0.75 4.50 kwg. 變頻機已知：Pe840kw, Kd0.80, tan 0.70故.P PeKd 840 0.80 672 kwh. 傳送機已知：Pe40kw , Kd0.80 , tanO .70 <故.P PeKd 40 0

15、.80 32 kw紡練車間單臺機械負荷統計見表4O表4:紡練車間負荷統計列表序號車間設備名稱安裝容kw計算負荷1紡絲機2001602筒絞機303烘干機854脫水機125通風機1801266淋洗機67變頻機8406728傳送機40329小計13932車間計算負荷統計（計及同時系數）取同時系數：Kp0.95, K o0.973. 其余各車間負荷計算 a.原液車間已知：Pei040kw, Kd0.75, tan 0.7故.P PeKd 1040 0.75 780 kw b.酸站照明已知：Pe260kw, Kd0.65, tan 0.7P PeKd 260 0.65 169 kw故：C.鍋爐房照明已知

16、：Pe320kw, Kd0.75 , tan 0.75故.P PeKd320 0.75 240 kwd. 排毒車間已知：Pe 160kw, Kd0.7 , tan 0.6o故.P PeKd 160 0.7 112 kwe. 其他車間已知：Pe240kw, Kd0.7, tan 0.75故.P PeKd 240 0.7 168 kw4. 全廠計算負荷計算各車間計算負荷統計見表5。表5:各車間計算負荷統計列表序號車間設備名稱安裝容量kw1紡練車間13932原液車間照明10407805469523酸站照明2601694鍋爐房照明3202401803005排毒車間照明1601126其他車間照明2401

17、681262105 考慮五年的發展,年增長率按2%計算,各車間計算負荷按下列公式計算: 計算各車間負荷五年發展表格見表6表6、考慮5年的發展后車間計算負荷序號車間設備名稱安裝容量kw1紡練車間13932原液車間照明10403酸站照明2604鍋爐房照明3202655排毒車間照明1606其他車間照明240、城北變電壓等級的確定輸電線路電壓等級的確定應符合國家規定的標準電壓等級，選擇電壓等 級時，應根據輸送容量和輸電距離，以及接入電網的額定電壓的情況來確 定，輸送容量應該考慮變電所總負荷和五年 發展規劃。一. 電壓等級的確定電網電壓等級的確定，是與供電方式、供電負荷、供電距離等因素有關的。有關資料提

18、供了供電電壓與輸送容量的關系：1 當負荷為2000kw時，供電電壓易選6kV,輸送距離在310公里；2.當負荷為3000 5000kW時，供電電壓易選 曲,輸送距離在515公里；3當負荷為2000 10OOOkw時，供電電壓易選35kV,輸送距離在20 50公里；4當負荷為10000 50000kw時，供電電壓易選110kV,輸送距離在50 150公里;5. 當負荷為50000 200000kw時，供電電壓易選220kV,輸送距離在150 300公里；6. 當負荷為200000kw以上時，供電電壓易選500kV,輸送距離在300公里以上。但近年來，隨著電氣設備的進步及電力技術的發展，輸送容量及

19、 距離有了很 大進步。二. 本廠電壓等級的確定設計任務書提供了三個電壓等級：180/38.5/11kV在要 考慮工廠5年發展規劃 負荷（工廠負荷年增長率按2%）,五年以后的最大功率為 并且輸送距離為16公 里，因此我選用負荷為3000-5000KW供電電壓 易選10KV輸送距離在5-15公 里。第三章車間供電系統設計、變電所所址的選擇變電所所址的選擇是否合理，直接影響供配電系統的造價和運行。工廠變配電所所址的選擇，應考慮以下原則：1 盡量靠近負荷中心，以便減少電壓損耗、電能損耗和有色金屬消耗量2. 節約用電，不占或少占耕地及經濟效益高的土地。3. 與城鄉或工礦企業規劃相協調，便于架空線路和電纜

20、線路的引入和引出。4. 交通運輸方便。5. 盡量避開污染源或選擇在污染源的上風側。6. 應考慮變電所與周圍環境、鄰近設施的相互影響。7. 盡量不設在低洼積水場所及其下方。8. 應遠離易燃易爆等危險場所。、車間變電所的確定根據各車間計算負荷大小,決定設立3個車間變電所，各自供電范圍如下:變電所I：紡煉車間。變電所原液車間。變電所皿：鍋爐房、排毒車間、酸站、其他車間。、變電所變壓器臺數的確定一.確定原則1 對于大城市郊區的一次變電所在中低壓側已構成環網的情況下，變電所以裝 設兩臺變壓器為宜。2. 對地區性孤立的一次變電所或大型工業專用變電所在設計時應考慮裝設三 臺變壓器。3. 對于規劃只裝設兩臺變

21、壓器的變電所，其變壓器基礎宜按大于變壓器容量 的12級設計，以便負荷發展時，更換變壓器的容量。二選擇變壓器臺數時，應考慮以下因素：1 應滿足用電負荷對供電的可靠性的要求，對供有大量一、二級負荷的變電所，宜采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發生故障或檢 修時，另一臺能對一、 二級負荷繼續供電。2. 對于一級負荷的場所，鄰近又無備用電源聯絡線可接，或季節性負荷變化 較大時，宜采用兩臺變壓器。3. 是否裝設變壓器，應視其負荷的大小和鄰近變電所的距離而定。當負荷超過320KVA時，任何距離都應裝設變壓器。三. 變電所選擇一臺或兩臺變壓器各有其優點和缺點：1選用兩臺變壓器的變電所，當一臺變壓器發生故障或檢

22、修時，另一臺能對 一、二級負荷繼續供電。當負荷大時候，兩臺變壓器又可以配合運用。但是兩臺 變壓器的投資比較大，一般小的變電所甚至承擔不起這樣的消耗，運行損耗也比 較大，它工作時候兩個鐵心同時運行，這樣勢必增大了運行成本。2. 選用一臺變壓器的變電所，當變壓器發生故障或檢修時，那么 將會岀現 全廠停電的嚴重情況，如果一級負荷遇到了停電情況，那么損失將會是無法估算 的，因此一臺變壓器的供殿可靠性比較差，但是一臺變壓器的投資小、運行損耗 小，因為太工作時只要一個鐵心在工作，這樣勢必減少了運行成本。3. 綜上所述，選用兩臺變壓器雖然它有一些缺點，但是它的優點早已經把這 些缺點給掩蓋，優點遠遠大于它的缺

23、點，而選用一臺變壓器雖然它有一些優點，但 是它的弊端太明顯也很嚴重。變電縮通常為了生產、生活、用電等的需要，都會選用兩臺變壓器，因為它的 優點太明顯了，而且非常的多。四. 本次畢業設計是設計對某化纖廠進行供電，根據全廠計算負荷，應該用三臺變壓器供電。、變壓器容量的確定一變壓器容量選擇時應遵循的原則電設備計算1 只裝有一臺變壓器的變電所，變壓器的額定容量應滿足全部用負荷的需要。I2.裝有兩臺變壓器的變電所，每臺變壓器的額定容量應同時滿足以下兩個條件：a. 任一臺變壓器單獨運行時,應滿足全部一、二級負荷的需要;b.任一臺變壓器單獨運行時,宜滿足全部用電容量設備70%的需要。3.變壓器正常運行時的負

24、荷率應控制在額定容量的70%80%為宜，以提咼運行率。各車間變壓器臺數及容量選擇1變電所I變壓器及容量選擇 a變電所I的供電負荷統計。由表6有Kp0.95, Kq0.97b. 變壓所I得的無功補償(提高功率因數到以上)。無功補償試取：Qc P30 (tan tan ) 380( kvar)補償以后: Q 860.3 380480.3(kvar)C.變電所I的變壓器選擇。查工廠供電附表5:選擇變壓器型號S9-1250,額定容量為1250 KVA 臺，Dyn 11聯結。查表得出變壓器的各項參數：阻抗電壓 Uk% 5d.計算變壓器的功率損耗。可用簡化經驗公式：2. 變壓所H變壓器臺數及容量選擇a.

25、變壓所H的供電負荷統計。由表6,P 861 .2(kw),b. 變壓所H的無功補償(提高功率因數到以上)o無功補償試取：Qc P30 (tan tan ') 240(k var)補償以后： Q 602.8 240 362.8(kvar)C.變電所H的變壓器選擇查工廠供電附表5:選擇變壓器型號S9-1000,額定容量為1000 KVA臺，Dyn 11 聯結。查表得出變壓器的各項參數：阻抗電壓Uk% 5d.計算變壓器的功率損耗。可用簡化經驗公式：3. 變壓所皿變壓器臺數及容量選擇a變壓所皿的供電負荷統計。由表6有Kp0.95, Kq0.97P Kp(P 酸 P 鍋 P 排 P 其他)0.9

26、5 (186.6 265 123.7 185.5)722.8KWQ Kq(Q 酸 Q 鍋 Q 排 Q 其te) 0.97 (130.6 198.7 74.2 139.1)526.3(Kvar)b. 變壓所的無功補償(提高功率因數到以上)。無功補償試取：Qc P30 (tan tan ') 220(k var)補償 以后： Q 526.3 220306.3(kvar)c. 變電所的變壓器選擇。查工廠供電附表5:選擇變壓器型號S9-1000,額定容量為1000 KVA臺,Dyn 11聯結o查表得出變壓器的各項參數：阻抗電壓Uk%d. 計算變壓器的功率損耗可用簡化經驗公式:表7無功功率補償后

27、各車間的計算負荷及變壓器損耗車間P(kw)Q(Kvar)SPt(Kvar)P+ Pt(Kw)Q+ Qt(Kvar)(KVA)(A)A(KV)w(K)1123829623-6785共計同時系數計算負荷26171239補償150總計算負荷26171089、線路截面選擇及線路損耗計算按經濟電流密度計算：由于任務書中給出的最大負荷利用小時數為4600小時，查表可得：架空線的經濟電流密度為jec1.15A/mm2所以可得經濟截面：可選用導線型號LGJ-185,其允許載流量為b484A。相應參數為ro0.18/km,Xo0.33/kmo在按發熱條件檢驗：由上式可知，所選導線符合長期發熱條件。血v線路長度為

28、16km其功率損耗：電壓損耗校驗：U % *10.9%12%,合格。Un11KV引自其他廠的10kv電纜線路容量滿足全廠總負荷的20%按經濟電流密度計算：由于任務書中給出的最大負荷利用小時數為460。小時，查表可得：電纜的經濟電流密度為jed.73A/mm2o所以可得經濟截面：可選用電纜型號VLV-10-(3*25+1*16)-DB,其允許載流量為lai 79Ao相應參數為 ro1.44/km,Xo0.12/km0乩按發熱條件檢驗:由上式可知，所選導線符合長期發熱條件。b.復核電壓降："kv線路長度為5km電壓損耗校驗：U% tv 3.9% 5%,合格。Un 10KV查工廠供電附錄表

29、17,選LMY 40 4單條平放，其允許載流量為lai 480 A o滿足lai480A I 163.6A,符合條件。由表7有，I 73.1A, I 55.5A, I 46.7A,選用電纜進線查工廠供電附錄表18,對變電所I選用ZV 10 (3 35 1 25),其允許載流量為90A>,滿足條件；對變電所H選用ZV 10 (3 25 1 16),其允許載流量為75A>,滿足條件；對變壓所皿選用ZV10(3 16 1佝，其允許載流量為55A>f足條件。 查工廠供電附錄表17,車間I選用LMY 125 8,單條豎放，其允許載流量為1955A>1881A,滿足條件；車間H選用

30、LMY 80 10,單條平放，允許載流量為 1427A>1420A滿足條件;車間皿選用LMY808,單條平放，允許載流量為1274A>1193A滿足條件。計算車間各設備的實際工作電流由公式P , 3UIC0S，得3 U COS表81號車間線路截面計算表車間設備額定功率Pn (KW)工作電流I(A)溫度矯正I(A)截面型號紡織機200BV-500-(3*185+1*95)-WS筒絞機30BV-500-(3*10+1*6)-WS烘干機85BV-500-(3*50+1*25)-WS脫水機12BV-500-(3*4+1*-WS通風機180BV-500-(3*150+1*95)-WS淋洗機6

31、BV-500-(3*+1*1)-WS變頻機840BV-500-(3*800+1*400)-WS傳送機40BV-500-(3*16+1*10)-WS表9、2號車間線路截面計算表車間設備額定功率Pn (KW)工作電流1(A)溫度矯正I(A)截面型號原液車間照明1BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明2BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明3BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明4BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明5BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明6BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間

32、照明BLV-500-(3*95+1*50)-W7S原液車間照明8BLV-500-(3*95+1*50)-WS原液車間照明9BLV-500-(3*95+1*50)-WS計算車間各設備的實際工作電流由公式P 3UIC0S，得u cos表10、3-6號車間線路截面計算表車間設備額定功率Pn (Kw)工作電流I(A)溫度矯正I(A)截面型號酸站照明1130BLV-500-(3*95+1*50)-WS酸站照明2130BLV-500-(3*95+1*50)-WS鍋爐房照明1BLV-500-(3*95+1*50)-WS鍋爐房照明2BLV-500-(3*95+1*50)-WS鍋爐房照明3BLV-500-(3*

33、95+1*50)-WS排毒車間照明180143BLV-500-(3*70+1*35)-WS排毒車間照明280143BLV-500-(3*70+1*35)-WS其他車間照明1120BLV-500-(3*95+1*50)-WS其他車間照明2120BLV-500-(3*95+1*50)-WS第四章短路電流計算短路就是指不同電位的導電部分之間的低阻性短接。短路后，短路電流比正常電流大得多；在大電力系統中，短路電流可達幾萬安甚至幾十萬安。如此大的電流可對供電系統產生極大的危害。因此必須盡力設法消除可能引起短路的一切因素;同時需要進行短路電流的計以便正確的選擇電氣設備，使設備具有足夠的動穩定性和熱穩定 性

34、，以保證在發生可能有的最大電流時不致損壞。為了選擇切除短路 故障的開關電器、整定短路保護的繼電保護裝置 和選擇限制短路電流 的元件等，也必須計算短路電流。、計算短路電流的目的和任務a. 選擇設備。b. 選擇和整定繼電保護裝置。C.確定接線和運行方式。d.選擇限流電抗器。、限制短路電流的措施當電力網短路電流數值與系統運行和發展不適應時，應采取措施限制短路電流， 一般可以從電力網結構、系統運行和設備等方面采取措施：a. 電力網結構方面：在保持合理電網結構的基礎上，及時發展高一級電壓、 電網互聯或新建線路時注意減少網絡的緊密性，大容量發電廠盡量接入最高一級電壓 電網，合理選擇開閉所的位置及直流聯網等

35、，要經過全面技術經濟比較后決定。b. 系統運行方面：高一級電壓電網形成后及時將低一級電壓電網分片運行、多 母線分列運行和母線分段運行等。c. 設備方面：結合電力網具體情況，可采用高阻抗變壓器、分裂電抗器等常用措 施，在高壓電網必要時可采用LC諧振式或晶閘管控制式短路電流限制裝置。、計算短路電流短路電流的計算見表11。表11 ：公式及參數列表參數名稱有名值標幺值說明功率S一般取 Sd=100MVA電壓U一般取 Ud=Uev電流1電抗X7 X = XSdX= 2XdU2X是以Sd為基準容量的標幺值變壓器電抗線路電抗Xi為線路每公里電抗值電抗器電抗Xr %為電抗器銘牌上數值系統等值電抗Sk為某點短路

36、容量，Ik為該點的三相短路電流電動機電抗Kst為啟動電流倍數該工廠的供電系統圖如吃k/（1）、確定基準值 取 Sd 100 MVUci10.5KV,Uc2 k-40.4KV（2）、計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值1）、電力系統的電抗標幺值由任務書得Soc350MV A,因此2）、10KV架空線路的電抗標幺值查表得：XoO.35 /km3）、電力變壓器的電抗標幺值由附錄表5查得5% 5 ,因此繪短路等效電路如下圖，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標明短 路計算點。（3）、計算k-1點的短路電路總電抗標幺值及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

37、他三相短路容量4）、三相短路容量、計算k-2點的短路電路總電抗標幺值及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）、其他三相短路容量4）、三相短路容量（5）、計算k-3點的短路電路總電抗標幺值及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）、其他三相短路容量4 )、三相短路容量(6)k-4點的計算與k-3的計算一樣(7)綜上有三相短路電流表12表12、三相短路電流表短路計算點三相短路電流（KA）(MVA)K-1K-2K-3K-4第五章繼電保護裝置、繼電保護的任務1. 供電系統需迅速地切斷故障，并保護系統無故障部分繼續運行2. 當系統出

38、現非正常工作狀態時，要給值班人員發出信號，使值班人員 及時進行處理，以免引起設備故障。、變壓器保護根據規程規定400kVA變壓器應設下列保護：1. 瓦斯保護防御變壓器內部短路和油面降低，輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于 跳閘。2. 電流速斷保護防御變壓器線圈和引出線的多相短路，動作于跳閘。3. 過電流保護防御外部相同短路并作為瓦斯保護及電流速斷保護的后備保護，動作于 跳閘。4. 過負荷保護防御變壓器本身的對稱過負荷及外部短路引起的過載。瓦斯保護又稱氣體繼電保護，是保護油浸式電力變壓器內部故障的一種基本的相當靈敏的保護裝置。按GB50062-1992規定，800KVA及以上的油浸式變壓器和4OOK

39、VA及以上的車間內油浸式變壓器，均應裝設瓦斯保 護。其工作原理：當變壓器漏油造成油面過低，或發生輕微故障產生少量 氣體使油面下降，致使瓦斯繼電器有一對觸點接通，發出輕瓦斯警報信 號。當變壓器內部發生嚴重故障時，電弧電流使變壓器油強烈氣化，體積驟 然膨脹，在瓦斯繼電器內形成沖擊的油流，使另一對觸點接通，并發出重瓦 斯跳閘的信號和命令。油浸式電力變壓器瓦斯保護的接線如下圖所示：防御外部相同短路并作為瓦斯保護及電流速斷保護的后備保護，動作于 跳閘。總降壓變電所內的變壓器，一般裝設過電流保護，如過 電流的保護動 作時限超過秒時，還需增設電流速斷保護，保護裝置設在變壓器的電源 側，它既能反應外部故障，還

40、可作為變壓器內部故障的后備保護。變壓器的過電流保護動作電流的整定原則與線路過電流保護相同，按躲 過變壓器一次側可能出現的最大負荷電流來整定。過電流保護的整定計算一般包括動作電流的計算,動作時限的整定和靈敏度的校驗。(1) 、過電流保護裝置動作電流計算過電流保護的最小起動電流必須按兩個條件整定：一是必須躲過正常工作的最大負荷電流Im ax,二是躲過外部故障切斷后各電動機的自起動電流。過電流保護裝置的一次側起動電流可按下式計算：對于DL 型電流繼電器， 可靠系數Krel=,接線系數Kw = 1,最大負荷電流I L max = I30, 返回系數Kre =表13、過電流保護的動作電流整定計算變壓器一

41、號車間20二號車間20三到六號車間20I 30(A)lop (A)(2) 、過電流保護的動作時限選擇線路過電流保護的動作時限，應從距離電源最遠的保護裝 置(末 級)開始，越靠近電源，動作時限越長。如末級保護裝置的動作時間為t,則與 之相鄰的保護裝置動作時間為tt, t為一個時限 階段，一般DL型繼電器t取 秒；GL型取秒。過電流保護的動作時限大于秒時，為使故障變壓器能迅速的從系統中切 除，還需裝設電流速斷保護。變壓器的速斷保護設在電源側，通常采用兩相不完全星形接線，整定其動作電流應躲開系統最大運行方式時變壓器二次側母線短路時最大短路電 流。電流速斷保護的動作電流整定計算公式為對于DL型電流繼電

42、器,可靠系數Krel=,接線系數Kw = 1,表14、電流速斷保護的動作電流整定計算變壓器一號車間20二號車間20三到六號車間20Ik max (KA)lqb( KA)變壓器正常運行時的過載情況，設置過負荷保護。一般只動作于信號。 因變壓器的過負荷電流多為三相對稱，所以過負荷保護只需在一相裝設電流 繼電器，為防止在大電機起動等短時沖擊電流或外部短路故障時發出不必要 的信號，過負荷保護的動作時限整定為 10-15秒，其動作電流整定值要躲過變壓器額定一次電流IlN T ,即其整定計算公式為表15、過負荷保護的動作電流整定計算變壓器I 1N T (A)lop(OL) (A)一號車間20二號車間20三

43、到六號車間20下圖為變壓器定時限過電流保護電流速斷保護和過負荷保護的綜合電路圖：、10KV線路保護對于366KV電力線路，應裝設相間短路保護、單相接地保護和過負荷保 護。(1) 相間短路保護，主要采用帶時限的過電流保護和瞬時動作的電流速斷 保護，動作于跳閘；(2) 單相接地保護有兩種形式：絕緣監視裝置，動作于信號；有選擇性的 單相接地保護，動作于信號；(3) 過負荷的電纜線路，應裝設過負荷保護，動作于信號。各個保護的具體整定計算如下：、過電流保護1 )動作電流整定采用三個電流互感器接成全星形接線方式，以提高保護動作靈敏度，繼電器采用DL-11型保護動作電流按躲過變壓器一 次側可能出現的最大負荷

44、電流來整定，即：可靠系數Krel=,接線系數Kw = 1,最大負荷電流I L max = I30,返回系數Kre =表16、過電流保護的動作電流整定計算10KV線路100I 30(A)lop (A)2）過電流保護的動作時限過電流保護的動作時限，應按“階梯原則”進行整定，以保證 前后兩級保護裝置動作的選擇性，也就是前一級保護的動作時間t,應比后一級保護中最長的動作時間t2大一個時間級差t,即對于定時限過電流保護，可取t0.5s定時限過電流保護的動作時限，利用時間繼電器（DS型）來整定。（2）、電流速斷保護整定公式：對于DL型電流繼電器,可靠系數Krel =,接線系數Kw = 1,表17、過電流保

45、護的動作電流整定計算10KV線路100Ik max (KA)Iqb (A)(3) 、過負荷保護其整定計算公式為表1&過負荷保護的動作電流整定計算I 30(A)lop(OL) (A)10KV線路1002電力線路過負荷保護的動作時間一般為10-15秒(4) 、單相接地保護動作電流的整定公式: 可靠系數Krel =、2lc為單相接地電流表19、單相接地保護的動作電流整定計算IC(A)lop(E) (A)10KV線路100第六章防雷與接地'防雷保護設計避雷器是用來防止雷電產生的過電壓沿線路侵入變配電所或其他建筑 內，以免危及被保護設備的絕緣。避雷器應與被保護設備并聯，裝在被保護設 備的

46、電源側，避雷器的放電電壓低于被保護設備絕緣的耐壓值。本設計各處變壓器和母線的防雷裝置可如以下設計1) 對于10kV母線處、饋線引入的過電壓和10kV變壓器低壓出口處， 主要選用型號FS-10閥式避雷器。2) 10kV及以下設備的絕緣水平低，所避雷針不得裝設在配電設 備的構 架上，且為防反擊要求避雷針與配電裝置導電部分的空氣距離不得少于5 米。、接地裝置設計接地要求：本變電所的公共接地裝置的接地電阻應該滿足以下條件：Re 41 E 'c350式中Un電網額定電壓，單位km。'ohUn電網中架空線路總長度，單位krrio'cabUn電網中電纜線路總長度，單位kmb因此公共接

47、地裝置電阻應滿足Re 4。接地裝置的設計：采用長、©50mn的"鍍鋅鋼管數，初選16根，沿變電所三面均勻布置，管距5m垂直打入地下，管頂離地面。管間用 40mm4mni的鍍鋅扁鋼焊接相連。變壓器室有兩條接地干線、高低壓配電室 各有一條接地干線與室外公共接地裝置焊接相連。接地干線采用25mm4miTi的鍍鋅扁鋼。接地電阻驗算：滿足要求。第七章電氣設備選擇、電氣設備選擇的一般原則1 ）溫度和濕度一般高壓電氣設備可在環境溫度？ 30+40 ° C的范圍內長期正常 運行。當使用環境溫度低于？ 30 （時，應選用適合高寒地區的產品；若使用 環境溫度超過+40C寸，應選用型號

48、帶“ TA"字樣的干熱帶型產品。一般高 壓電氣設備可在溫度為+20C,相對濕度為90%的環境下長期正常運行。當 環境的相對濕度超過標準時，應選用型號帶有“ TH'字樣的濕度熱帶型產品。2 ）污染環境安裝在污染嚴重，有腐蝕性物質、煙氣、粉塵等惡劣環境中的電氣設 備，應選用防污型產品或將設備布置在室內。3 ）海拔高度一般電氣設備的使用條件為不超過1000m當用在高原地區時，由于氣 壓較底，設備的外絕緣水平將相應下降。因此，設備應選用高原型產品或外 絕緣提高一線的產品。現行電壓等級為110kV及以下的設備，其外絕緣都有一定的裕度，實際上均可使用在海拔不超過2000m的 地區。4）安

49、裝地點配電裝置為室內布置時，設備應選戶內式；配電裝置為室外布置 時， 設備則選戶外式。此外，還應考慮地形、地質條件以及地震影響 等。5）按正常工作電壓選擇設備額定電壓所選電氣設備的最高允許電壓，必須高于或等于所在電網的最高運行電壓。 設備允許長期承受的最高工作電壓，廠家一般規定為相應電網額定電壓的一 倍，而電網實際的最高工作電壓也在此范圍，故選擇時只要滿足下式即可：Un> Uns式中Un才設備所在電網的額定電壓；Un為設備的額定電壓。6）按工作電流選擇設備額定電流所選設備的額定電流，應大于或等于所在回路的最大長期工作電流：式中Ins-設備所在電網最大長期工作電流；In設備的額定電流。應當

50、注意，有關守冊中給岀的各種電器的額定電流，均是按標準環境條件 確定的。當設備實際使用環境條件不同時，應對其額定電流進行修正。如果電氣設備不夠堅定，巨大的短路電流產生的巨大動力可能要損壞 許多昂貴的電氣設備。因此，必須校驗所選電氣設備承受短路電動力的能 力。a）動穩定校驗條件'max is少或 I max 鼎- ax、Imax分別為開關的極限通過電流峰值和有效值，isj、分別為開關所處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值b）熱穩定校驗條件I： t I(3； 2tma斷路器如果不能迅速可靠地切斷短路電流，巨大的短路電流可能要燒壞許多昂貴的電氣設備，甚至使斷路器本身爆炸！因此，必須校 驗所選 斷路器的