1、1.前言21.1 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則21.2 工廠供電設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟21.3 工廠供電的意義和要求32.負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償42.1 負(fù)荷計(jì)算42.1.1單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式42.1.2多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式42.2無(wú)功功率補(bǔ)償.53.變電所位置和型式的選擇73.1變電所位置和型式的選擇73.2負(fù)荷中心的確定方法83.3變配電所型式的選擇94.變電所主變壓器的選擇和主結(jié)線方案的選擇94.1 變電所變壓器的選擇94.2 變電所主接線方案的選擇104.3 兩種主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較105.短路電流的計(jì)算115.1繪制計(jì)算電路115.2確定短路電流的基準(zhǔn)值125.3 計(jì)算短

2、路電流中各元件的電抗標(biāo)幺值125.4計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量125.5計(jì)算k-2點(diǎn)的短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量136.變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)146.1 按正常工作條件選擇146.2 按短路條件校驗(yàn)157.變電所進(jìn)出線以及鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇197.1 變電所進(jìn)出線和引入電纜的選擇197.2 380v低壓出線的選擇207.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)218.變電所二次回路方案的選擇239.變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)239.1直接防雷保護(hù)239.1.1雷電侵入波的防護(hù)249.2變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)249.2.1接地電阻的要求249.2.2

3、接地裝置的設(shè)計(jì)2410.心得體會(huì). 2411.主要參考文獻(xiàn). 2512附錄. 251. 前言1.1 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則：（1）工廠供電設(shè)計(jì)必須遵守國(guó)家的有關(guān)法令、標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬和保護(hù)環(huán)境等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。（2）工廠供電設(shè)計(jì)應(yīng)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(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，設(shè)計(jì)中應(yīng)采用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低和性能先進(jìn)及與用戶投資能力相適應(yīng)的經(jīng)濟(jì)合理的電氣產(chǎn)品。（3）工廠供電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性

4、。（4）工廠供電設(shè)計(jì)必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。1.2 工廠供電設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟 全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國(guó)家供電情況。解決對(duì)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問(wèn)題。其基本內(nèi)容有以下幾方面。 （1）負(fù)荷計(jì)算 全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的?？紤] 車間

5、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(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果。 （2）工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量選擇 參考電源進(jìn)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(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。 （3）工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計(jì) 根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級(jí)別和計(jì)算負(fù)荷數(shù)綜合主變壓器臺(tái)數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對(duì)它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。 （4）廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)廠內(nèi)負(fù)荷情況，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負(fù)荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可

6、行的高壓配電網(wǎng)布置放案，計(jì)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(yùn)行費(fèi)用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jì)。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(xì)表以及工程預(yù)算書表達(dá)設(shè)計(jì)成果。 （5）廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算 工廠用電，通常為國(guó)家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無(wú)限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。由系統(tǒng)不同運(yùn)行方式下的短 路參數(shù)，求出不同運(yùn)行方式下各點(diǎn)的三相及兩相短路電流。1.3 工廠供電的意義和要求 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。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)

7、的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，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(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(dòng)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(shí)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(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷

8、，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。因此，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)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(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)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(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)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(shí)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(dá)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(duì)供電可靠性的要求。（3） 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求（4） 經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低

9、，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(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。2. 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償2.1 負(fù)荷計(jì)算2.1.1單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為kw） = ， 為系數(shù)b)無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）= tanc)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kva）=d)計(jì)算電流（單位為a） =, 為用電設(shè)備的額定電壓（單位為kv）2.1.2多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為kw）=式中是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.850.95b)無(wú)功

10、計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）=，是所有設(shè)備無(wú)功之和；是無(wú)功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.90.97c)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kva） =d)計(jì)算電流（單位為a） =2.2 無(wú)功功率補(bǔ)償經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表，如表2.1所示（額定電壓取380v）由表2.1可知，該廠380v側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.74，而供電部門要求該廠10kv進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.91?？紤]到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.91，暫取0.92來(lái)計(jì)算380側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量： =813.1-kvar=392.6kvar選pgj1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，（如圖

11、2.1）并聯(lián)電容器為bwo.4-14-3型，采用方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）4臺(tái)相結(jié)合，總共容量845=420kvar。因此無(wú)功補(bǔ)償后工廠380v側(cè)和10kv側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表2.2所示：圖2.1 pgj1型低壓無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏的接線方案編號(hào)名稱類別設(shè)備容量/kw需要系數(shù)kdcosØtanØ計(jì)算負(fù)荷p30/kwq30/kvars30/kvari30/a1鑄造車間動(dòng)力3600.310.681.08111.6120.3164.1249.4照明50.731.003.603.65.5合計(jì)365115.2120.3167.7254.92鍛壓車間動(dòng)力3900.270.611.30

12、105.3136.8172.6262.3照明60.751.004.504.56.8合計(jì)396109.8136.8177.1269.13金工車間動(dòng)力3200.260.641.2083.299.9130.0197.5照明70.781.005.505.58.3合計(jì)32788.799.9135.5205.84工具車間動(dòng)力2900.290.651.1784.198.3129.4196.6照明80.851.006.806.810.3合計(jì)29890.998.3136.2206.95電鍍車間動(dòng)力1700.510.730.9486.781.2118.8180.4照明80.831.006.606.610.1合計(jì)1

13、7893.381.2125.4190.56熱處理車間動(dòng)力1300.530.800.7568.951.786.1130.9照明50.811.004.104.16.2合計(jì)1357351.790.2137.17裝配車間動(dòng)力1500.350.750.8852.546.370.0106.4照明60.811.004.904.97.4合計(jì)15657.446.374.9113.88機(jī)修車間動(dòng)力1700.250.61.3342.556.770.8107.6照明30.811.002.402.43.7合計(jì)17344.956.773.2111.39鍋爐房動(dòng)力900.710.750.8863.956.485.2129.

14、4照明20.851.001.701.72.6合計(jì)9265.756.486.9132.010倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力170.40.850.626.84.28.012.2照明10.81.000.800.81.2合計(jì)187.64.28.813.4生活區(qū)照明3600.750.930.40270.0106.7290.3441.1總計(jì)動(dòng)力20871016.4858.5照明4110.74813.1729.71092.51660.0表2.1 機(jī)械廠負(fù)荷計(jì)算表表2.2 380v側(cè)和10kv側(cè)的負(fù)荷計(jì)算表項(xiàng)目cosØ計(jì)算負(fù)荷p30/kwq30/kvars30/kvai30/a380v側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.74813.1729

15、.71092.51660.0380v側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量-420380v側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.93813.1309.7870.11322.0主變壓器功率損耗0.015=13.10.06=52.210kv側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.92826.2361.9902.052.13. 變電所位置和型式的選擇3.1變電所位置和型式的選擇選擇工廠變、配電所所址，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后擇優(yōu)確定： 1.近負(fù)荷中心。 2.進(jìn)出線方便。 3.接近電源側(cè)。 4.設(shè)備吊裝和運(yùn)輸方便。 5.不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所。 6.不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所。當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不宜設(shè)在有污染源的下風(fēng)側(cè)。 7.不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)

16、常積水的場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰。 8.不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正下方或正上方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正下方或正上方；當(dāng)環(huán)境有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb50058-1992，爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。 9.不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。 10.高壓配電所應(yīng)盡量與鄰近車間配電所或有大量用電高壓設(shè)備的廠房合建在一起。3.2負(fù)荷中心的確定方法利用負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心利用下面的公式：圖3.1 xx機(jī)械廠總平面圖表3.1坐標(biāo)軸12345678910生活區(qū)x()2.53.65.5646.25.26.28.558.558.551.2y()5.

17、513.541.36.76.753.46.753.41.2將已知數(shù)據(jù)帶入上述公式：如表3.1得x=12579.66/2828=4.45,y=11843.16/2828=4.19。由計(jì)算結(jié)果可知，x=4.45，y=4.19工廠的負(fù)荷中心分別在6號(hào)廠房和7號(hào)廠房的西南角和西北角?？紤]的方便進(jìn)出線及周圍環(huán)境情況，決定在6號(hào)廠房的西側(cè)緊靠廠房修建工廠變電所。 這里必須指出：負(fù)荷中心雖是選擇變配電所位置的重要因素，但不是唯一因素。因此負(fù)荷中心的計(jì)算不必十分精確。變配電所的所址，必須全面分析比較后擇優(yōu)確定。3.3變配電所型式的選擇變配電所有屋內(nèi)式和屋外式兩大型式。屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。在選擇工廠

18、總變配電所型式時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜；技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用屋內(nèi)式。負(fù)荷較大的車間，宜設(shè)附設(shè)式或半露天式變電所。負(fù)荷較大的多跨廠房及高層建筑內(nèi)，宜設(shè)車間內(nèi)變電所或組合式成套變電站。負(fù)荷小而分散的工廠車間及生活區(qū)，或需遠(yuǎn)離有易燃易爆危險(xiǎn)環(huán)境及有腐蝕性車間時(shí)，宜設(shè)獨(dú)立變電所。如果屋外環(huán)境正常，亦可露天變電所，有條件時(shí)亦可設(shè)戶外箱式變電站。工廠的生活區(qū)，當(dāng)變壓器容量在315kva以下時(shí)，宜設(shè)桿上式變電臺(tái)或高臺(tái)式變電所。4. 變電所主變壓器的選擇和主結(jié)線方案的選擇4.1 變電所變壓器的選擇 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有以下兩種可供選擇的方案： 1.裝設(shè)一臺(tái)主變

19、壓器型號(hào)采用s9型，選=1000kva>902.0kva即選一臺(tái)s9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮與鄰近單位相連的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。 2.裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器型號(hào)亦采用s9型，而每臺(tái)變壓器的容量按=(0.60.7）=902.0(0.60.7）=(541.2631.4)kva同時(shí)每臺(tái)變壓器的容量不應(yīng)小于一、二級(jí)負(fù)荷的計(jì)算負(fù)荷的之和，即=(167.7+125.4+86.9)=380.0kva.工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。 主變壓器容量上限單臺(tái)的配電變壓器容量一般不宜大于1250kva。當(dāng)用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理

20、時(shí)，亦可選用16002000kva的變壓器。生活區(qū)變電所的單臺(tái)主變壓器容量一般不宜大于630kva。4.2 變電所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(jì)下列兩種主接線方案 1.裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案如圖所示 2.裝設(shè)二臺(tái)主變壓器的主接線方案如圖所示 圖4.1 裝設(shè)一臺(tái)主變的接線方案 圖4.2裝設(shè)兩臺(tái)主變的接線方案4.3 兩種主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變壓器裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器技術(shù)指標(biāo)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)量電壓損耗較大兩臺(tái)主變并列，電壓損耗略小靈活方便性靈活性稍差靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投

21、資額 s9-1000/0的單價(jià)約為15.1萬(wàn)元，及其綜合投資約為215.1=30.2萬(wàn)元 s9-800/10的單價(jià)約為10.5萬(wàn)元，兩臺(tái)變壓器的綜合投資約為410.5=42萬(wàn)元比一臺(tái)主變方案多投資11.8萬(wàn)元高壓開關(guān)柜的綜合投資額 gg-1a（f)型柜可按每臺(tái)4萬(wàn)元計(jì)，其綜合投資可按設(shè)備價(jià)的1.5倍計(jì)，高壓開關(guān)柜的綜合投資約為41.54=24萬(wàn)元 本方案采用6臺(tái)gg-1a（f)型柜，其綜合投資為61.54=36萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多投資12萬(wàn)元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi) 主變的折舊費(fèi)=30.20.05=1.51萬(wàn)元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=240.06=1.44萬(wàn)元；變配電設(shè)備的維修管理費(fèi)=

22、（30.2+24）0.06=3.25萬(wàn)元。主變和高壓開關(guān)設(shè)備的這就和維護(hù)管理費(fèi)=1.51+1.44+3.25=6.2萬(wàn)元主變的折舊費(fèi)=420.05=2.1萬(wàn)元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=360.06=2.16萬(wàn)元；變配電設(shè)備的維修管理費(fèi)=（42+36）0.06=4.68萬(wàn)元。主變和高壓開關(guān)設(shè)備的這就和維護(hù)管理費(fèi)=2.1+2.16+4.68=8.94萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多投資2.74萬(wàn)元供電貼費(fèi)供電站收費(fèi)=1000kva0.08萬(wàn)元/kva=80萬(wàn)元供電站收費(fèi)=2630kva0.08萬(wàn)元=100.8萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多交20.8萬(wàn)元綜合上表可知，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變

23、的主接線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案，因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。5. 短路電流的計(jì)算本廠的供電系統(tǒng)采用兩路電源供線，一路為距本廠8km的饋電變電站經(jīng)lj-120架空線（系統(tǒng)按電源計(jì)），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(jì)算本廠變電所高壓10kv母線上k-1點(diǎn)短路和低壓380v母線上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。5.1繪制計(jì)算電路圖5.1短路計(jì)算電路5.2確定短路電流的基準(zhǔn)值設(shè)=100mva,=1.05,即高壓側(cè)=10.5kv,低壓側(cè)=0.4kv,則：=5.5ka=144ka5.3 計(jì)算短路電流中各元件的電抗標(biāo)幺值電

24、力系統(tǒng) 已知=300mva,故=100mva/300mva=0.3架空線路 lj-120的=0.34/km，而線長(zhǎng)8km故=(0.348)=2.5電力變壓器 %=4.5,故=4.5因此繪制短路計(jì)算等效電路如圖5.2所示。k-1k-2圖5.2短路計(jì)算等效電路5.4計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量總電抗的標(biāo)幺值 =0.3+2.5=2.8三相短路電流有效值=1.96ka短路次暫態(tài)短路電流=1.96ka短路穩(wěn)態(tài)電流 =1.96ka短路沖擊電流 =2.551.96ka=5.0ka三相短路沖擊電流有效值=1.511.96ka=2.96ka三項(xiàng)短路容量 =35.7mva5.5計(jì)算k-2點(diǎn)

25、的短路電流總電抗及三相短路電流和短路容量總電抗的標(biāo)幺值 =+=0.3+2.5+4.5=7.3三相短路電流有效值=19.7ka短路次暫態(tài)短路電流=19.7ka短路穩(wěn)態(tài)電流 =19.7ka短路沖擊電流 =1.8419.7ka=36.2ka短路電流有效值=1.0919.7ka=21.5ka三項(xiàng)短路容量 =13.7mva以上計(jì)算結(jié)果綜合如表5.1表5.1 短路計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/ka三相短路容量/mvak-11.961.961.965.012.9635.7k-219.719.719.736.221.513.76. 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 為保證一次設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，一次設(shè)備必須按照正常的

26、工作條件進(jìn)行選擇，按短路條件進(jìn)行校驗(yàn)6.1 按正常工作條件選擇 1.按工作電壓選擇 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓 2.按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流 不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流, 即 3.按斷流能力選擇 設(shè)備的額定斷開電流或斷流容量，對(duì)分?jǐn)嚯娏鞯脑O(shè)備來(lái)說(shuō)，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲笥行е祷蚨搪啡萘浚?或 對(duì)于分?jǐn)嘭?fù)荷電流的設(shè)備（如負(fù)荷開關(guān)）來(lái)說(shuō)，則為 式中-最大過(guò)負(fù)荷電流。6.2 按短路條件校驗(yàn) 1.隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件 或 式中 、 開關(guān)的極限通過(guò)電流(又稱動(dòng)穩(wěn)定電流）峰值和有效值，單位為ka; 、 開關(guān)所在處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有

27、效值（單位為ka)。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 式中 開關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值，單位為ka； t 開關(guān)的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間，單位為 s； 開關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為ka； 短路發(fā)熱假想時(shí)間，單位為s。 短路發(fā)熱假想時(shí)間一般按下式計(jì)算： 短路持續(xù)時(shí)間。 2.電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件 或 式中 電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定電流，單位為ka； 電流互感器的一次側(cè)額定電流，單位為a； 電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定電流倍數(shù)。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)的條件 或 式中 電流互感器的熱穩(wěn)定電流，單位為ka； t 電流互感器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間，單位為s； 電流互感器的熱穩(wěn)定電流倍數(shù)。 3.母線的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件 式中

28、母線材料的最大允許應(yīng)力； 母線通過(guò)時(shí)所受到的最大計(jì)算應(yīng)力，單位為mpa。 上述最大計(jì)算應(yīng)力按下列式計(jì)算： 式中 m 母線通過(guò)時(shí)所受到的彎曲力矩，單位為nm w 母線的截面系數(shù)，單位為 熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 式中 a 母線截面積，單位為； 滿足短路熱穩(wěn)定條件的最大截面積，單位為； c母線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)； 母線通過(guò)三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為a。 4.熔斷器的選擇與校驗(yàn) 熔斷器額定電壓 它應(yīng)與所在線路的額定電壓相適應(yīng)，即等于系統(tǒng)的最高電壓； = 熔斷器的額定電流它應(yīng)不小于他所裝設(shè)備的熔體額定電流，即 5.熔斷器斷流能力的檢驗(yàn)對(duì)限流式熔斷器 對(duì)非限流式熔斷器 對(duì)跌開式熔斷器 斷流上限 斷流下限 6.熔斷器保

29、護(hù)靈敏度的校驗(yàn)條件 式中 熔斷器保護(hù)線路末端在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的最小短路 電流； k滿足靈敏度要求的最小比表6.1 10kv側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kv57.7ka1.96ka5.0a1.961.7=6.5 一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù) 高壓少油斷路器sn10-10i/63010kv630a16ka40ka 高壓隔離開關(guān)gn8.6-10/20010kv200a25.5ka 高壓熔斷器rn2-1010kv0.5a50a電壓互感器jdj-1010/0.1kv 電壓互感器jdzj-10電流互感器lqj-1010kv100/5a31.

30、8ka81二次負(fù)荷0.6避雷器fs4-1010kv 戶外隔離開關(guān)gw4-12/40012kv400a25ka表6.2 380v側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝置地點(diǎn) 條件參數(shù)數(shù)據(jù)380v1660a19.7ka36.2ka19.70.7=271.6一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格 額定參數(shù) 低壓斷路器dw15-1500/30380v1500a40ka低壓斷路器dz20-630380v630a30ka 低壓斷路器dz20-200380v200a25ka 電流互感器lmzj1-0.5500v1500/5a 低壓刀開關(guān)hd13-1500/30380v1500a 電流互感器lmz1

31、-0.5500v100/5a160/5a7. 變電所進(jìn)出線以及鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 10kv母線選 lmy-3(404），即母線尺寸為；380v母線選擇lmy-3(12010）+806，即相母線尺寸為120mm10mm，而中性母線為80mm6mm。7.1 變電所進(jìn)出線和引入電纜的選擇 10kv高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇校驗(yàn) 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=57.7a及室外環(huán)境溫度33ºc初選lj-16,其35ºc時(shí)的,滿足發(fā)熱條件。 2.校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 最小允許截面積，因此按發(fā)熱條件選擇lj-16不滿足機(jī)械強(qiáng)度要求故改選lj-35。由于此

32、線路很短，不需要校驗(yàn)電壓損耗。3.校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定 按下式計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面積 <a=25按終端變電所保護(hù)動(dòng)作時(shí)間0.5s，加斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s計(jì)，故=0.75s。因此yjl22-1000-335電纜滿足短路熱穩(wěn)定條件。7.2 380v低壓出線的選擇 1.饋電給1號(hào)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)。按發(fā)熱條件選擇 由=254.9a及地下0.8m土壤溫度為25ºc，查表初選截面積為185，其=273a>,滿足發(fā)熱條件。校驗(yàn)電壓損耗 由圖11-1所示工廠平面圖量的變電所至1號(hào)廠房距離約為55m由表查

33、的185的鋁芯電纜的=0.21 =0.07,又1號(hào)廠房的=111.6kw，=120.3kvar，因此得：=4.6v=1.2%<=5%故滿足允許電壓損耗的要求。 短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn) 計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面積 =224由于前面按發(fā)熱條件所選185的纜芯截面積小于，不滿足短路熱穩(wěn)定要求，故該選240的電纜，即vlv-22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同。 2.饋電給2號(hào)廠房（鍛壓車間）的線路，亦采用vlv-22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。 3. 饋電給3

34、號(hào)廠房（金工車間）的線路，亦采用vlv-22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。4. .饋電給4號(hào)廠房（工具車間）的線路，亦采用vlv-22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。5.饋電給5號(hào)廠房（電鍍車間）的線路，亦采用vlv-22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。6.饋電給6號(hào)廠房（熱處理車間）的線路，亦采用vlv-22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7.饋

35、電給7號(hào)廠房（裝配車間）的線路，亦采用vlv-22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。8.饋電給8號(hào)廠房（機(jī)修車間）的線路，亦采用vlv-22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。9.饋電給9號(hào)廠房（鍋爐房）的線路，亦采用vlv-22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。10.饋電給10號(hào)廠房（倉(cāng)庫(kù)）的線路，亦采用vlv-22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。11.饋

36、電給生活區(qū)的線路饋電給生活區(qū)的線路 采用lj型鋁鉸線架空敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇 由及室外環(huán)境溫度為，初選lj-185,其時(shí)的，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表知最小允許截面積，因此lj-185滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 3） 校驗(yàn)電壓損耗 由圖11-1所示工廠平面圖量得變電所至生活區(qū)負(fù)荷中心距離約92m，而由表查得,，又生活區(qū)的,，因此滿足允許電壓損耗要求。7.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn) 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)，與鄰近單位變電所的10kv母線相連。 1.按發(fā)熱條件選擇 工廠二級(jí)負(fù)荷容量共380.0kva，380.0kva/（10）=21.9a

37、而最熱月土壤平均溫度為25ºc，查表初選截面積為25，其=90a>,滿足發(fā)熱條件。2.校驗(yàn)電壓損耗 由表查的25的鋁芯電纜的=1.54 =1.2,又二級(jí)負(fù)荷的=274.2.2kw，=257.9kvar，線路按1km計(jì)算，因此得：=73.2v=0.73%<%=5%故電纜滿足允許電壓損耗的要求。線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號(hào)規(guī)格10kv電源引線lj-35鋁絞線（三相三線架空）主變引入電纜線yjl22-1000-325交聯(lián)電纜（直埋） 380v低壓出線至1號(hào)廠房vlv22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至2號(hào)廠房vlv22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（

38、直埋）至3號(hào)廠房vlv22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至4號(hào)廠房vlv22-1000-3300+1120四芯塑料電纜（直埋）至5號(hào)廠房vlv22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至6號(hào)廠房vlv22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至7號(hào)廠房vlv22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至8號(hào)廠房vlv22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至9號(hào)廠房vlv22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至10號(hào)廠房 vlv22-1000-3240+1120四芯塑料電纜（直埋）至生活區(qū)一回路lj-185（架

39、空）與鄰近單位10kv聯(lián)絡(luò)線yjl22-1000-325交聯(lián)電纜（直埋）表7.1 變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的型號(hào)規(guī)格表8. 變電所二次回路方案的選擇 1.高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路 斷路器采用彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)一次重合閘。 2.變電所的電能計(jì)量回路 變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計(jì)量柜，其上裝有三相有功電能表和無(wú)功電能表分別計(jì)量全廠消耗的由供電能和無(wú)功電能，并據(jù)以計(jì)算每月工廠的平均功率因素。計(jì)量柜又有關(guān)公供電部門加封和管理。 3.變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路 變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器-避雷器柜，其中電壓互感器為3個(gè)jdzj-10型，組成(開口三角）的接線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)視。作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上，裝有三相有功電能表、三相無(wú)功電能表和電流表，高壓進(jìn)線上亦裝有電流表。低壓側(cè)的動(dòng)力出線上，均裝有有功電能表和無(wú)功電能表。低壓照明線路上，裝有三相四線有功電能表，低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝有無(wú)功電能表。每一回路裝有電流表。低壓母線上裝有電壓表。9. 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)9.1直接防雷保護(hù) 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針和避雷帶，并引進(jìn)出兩根接地線與變電所公共接裝置相連。如