1、工廠供電課程設計題目：某機修廠供配電系統設計學院：信息科學與工程學院班級:指導老師：姓名：學號:第一章緒論一、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和分配，亦稱工廠配電。眾所周知，電能是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；電能的輸送的分配既簡單,又便于控制、調節和測量，有利于實現生產過程自動化。因此，電能在現代工業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小（除電化工業外）。電能在工業生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額中所占的比重多少，

2、而在于工業生產實現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，則對工業生產可能造成嚴重的后果。因此，做好工廠供電工作對于工業生產，實現工業現代化，具有十分重要的意義。由于能源節約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節約對于國家經濟建設具有十分重要的戰略意義，因此做好工廠供電工作，對于節約能源、支援國家經濟建設，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業生產服務，切實保證工廠生產和生活用電的需要，并做好節能工作，就必須達到以下基本要求:（1）安全在電能的供應

3、、分配和使用中，不應發生人身事故和設備事故。（2）可靠應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3）優質應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求（4）經濟供電系統的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發展。二、工廠供電設計的一般原則按照國家標準GB50052-95供配電系統設計規范、GB50053-9410kv及以下設計規范、GB50054-95低壓配電設計規范等的規定，進行工廠供電設計必須遵循以下原則：（1）遵守規程、執行政策；必須遵守國家的有關規定及

4、標準，執行國家的有關方針政策，包括節約能源，節約有色金屬等技術經濟政策。（2）安全可靠、先進合理；應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質量合格，技術先進和經濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產品。3）近期為主、考慮發展；應根據工作特點、規模和發展規劃，正確處理近期建設與遠期發展的關系，做到遠近結合，適當考慮擴建的可能性。（4）全局出發、統籌兼顧。按負荷性質、用電容量、工程特點和地區供電條件等，合理確定設計方案工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質量直接到工廠的生產及發展。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計的有關知識，以便適應設計工作的需

5、要。三、工廠簡介及設計要求工廠總平面布置圖如下：圖1工廠總平面布置圖1. 工廠的生產任務、規模及產品規格：本廠承擔某大型鋼鐵聯合企業各附7500臺,屬廠的電機、變壓器修理和制造任務。年生產規模為修理電機總容量為45萬kW制造電機總容量為6萬kVV制造單機最大容量為5000kW修理變壓器500臺；生產電氣備件為60萬件。本廠為某大型鋼鐵聯合企業的重要組成部分。2. 工廠各車間的負荷情況及各車間預計配置變壓器臺數如表1所示。表1工廠各車間負荷情況及各車間變電所容量序號車間名稱設備容量(kW)需要糸數Kdtg車間變電所代號變壓器臺數1電機修造車間250512機械加工車間88613新品試制車間6341

6、4原料車間51415備件車間56216鍛造車間15017鍋爐房26918空壓站32219汽車庫53110大線圈車間335111半成品試驗站1217112成品試驗站2290113加壓站（10kV專供負荷）256114設備處倉庫（10kV專供負荷）560115成品試驗站內大型集中負荷3600主要為35kV高壓整流裝置，要求專線供電。4供電協議：（1）當地供電部門可提供兩個供電電源，供設計部門選擇：1）從某220/35kV區域變電站提供電源，此區域變電站距工廠南側。2）從某35/10kV變電所，提供10kV備用電源，此變電所距工廠南側約4km。（2）電力系統的短路數據，如表2,其供電系統圖，如圖2。

7、系統運行方式系統短路數據最大運行方式Sk3max600MVA最小運行方式Sk3min280MVA表2區域變電站35kV母線短路數據220kV工廠總降壓變電所系統220/35kV區域變電站35kV無窮大饋電線4.5km圖2供電系統圖（3）供電部門對工廠提出的技術要求：1）區域變電站35kV饋電線的過電流保護整定時間tOp1.8s，要求工廠總降壓變電所的過電流保護整定時間不大于。2）在工廠35kV電源側進行電能計量。3）工廠最大負荷時功率因數不得低于(4) 電費制度：每月基本電費按主變壓器容量計為18元/kVA，電費為元/kWh。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性地向供電部門交納供電貼費

8、：610kV為800元/kVA。5. 工廠負荷性質：本廠大部分車間為一班工作制，少數車間為兩班或三班工作制，工廠的年最大有功負荷利用小時數為2300h。鍋爐房供應生產用高壓蒸汽，其停電將使鍋爐發生危險。又由于工廠距離市區較遠，消防用水需廠方自備。因此鍋爐房供電要求有較高的可靠性。6. 工廠自然條件：(1) 氣象資料：本廠所在地區的年最高氣溫為38oC，年平均氣溫為23oC，年最低氣溫為一8°C，年最熱月平均最高氣溫為33°C,年最熱月平均氣溫為26°C，年最熱月地下處平均溫度為25°Co當地主導風向為東北風，年雷暴日數為20o地質水文資料：本廠地區海拔6

9、0m底層以砂粘土為主，地下水位為2m四. 設計任務高壓供電系統設計主要任務是工廠內部高壓供電等級選擇，需考慮供電的經濟性(設備及損耗費用)和技術要求(線路電壓損耗、以及供電電源變壓器的斷路器出線容量等)。1. 總降壓變電站設計1）主結線設計：根據設計任務書，分析原始資料與數據，列出技術上可能實現的多個方案，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。（2）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，計算結果列出匯總表。（3）主要電氣設備選擇：主要電氣設備的選擇，包括斷

10、路器、隔離開關、互感器、導線截面和型號等設備的選擇及校驗。選用設備型號、數量、匯成設備一覽表。（4）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。（5）配電裝置設計：包括配電裝置布置型式的選擇、設備布置圖。（6）防雷、接地設計：包括直擊雷保護、進行波保護和接地網設計。3車間變電所設計根據車間負荷情況，選擇車間變壓器的型號。3. 廠區10KV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。五、設計及步驟全廠總降壓變電所及配電系統設計，是根據各個車間的負荷數量和性質，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

11、安全可靠，經濟的分配電能。其基本內容有以下幾方面。1、負荷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。2、工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數及容量選擇電源進線方向，綜合考慮設置總降壓變電所的有關因素，結合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數和容量。3、工廠總降壓變電所主結線設計根據變電所配電回路數，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數綜合主變壓器臺數，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濟，安裝容易維修方便。4、廠區高壓配電

12、系統設計根據廠內負荷情況，從技術和經濟合理性確定廠區配電電壓。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布置放案，計算出導線截面及電壓損失，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經濟條件列表比值，擇優選用。按選定配電系統作線路結構與敷設方式設計。用廠區高壓線路平面布置圖，敷設要求和架空線路桿位明細表以及工程預算書表達設計成果。5、工廠供、配電系統短路電流計算工廠用電，通常為國家電網的末端負荷，其容量運行小于電網容量，皆可按無限容量系統供電進行短路計算。由系統不同運行方式下的短路參數，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

13、裝置設計按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數，通過查表或計算求出達到供電部門要求數值所需補償的無功率。由手冊或廠品樣本選用所需移相電容器的規格和數量，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。7、變電所高、低壓側設備選擇參照短路電流計算數據和各回路計算負荷以及對應的額定值，選擇變電所高、低壓側電器設備，如隔離開關、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關柜等設備。并根據需要進行熱穩定和力穩定檢驗。用總降壓變電所主結線圖，設備材料表和投資概算表達設計成果。8、繼電保護及二次結線設計為了監視，控制和保證安全可靠運行，變壓

14、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絡線斷路器，皆需要設置相應的控制、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。設計包括繼電器保護裝置、監視及測量儀表，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線系統，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計成果。35kv及以上系統尚需給出二次回路的保護屏和控制屏屏面布置圖9、變電所防雷裝置設計參考本地區氣象地質材料，設計防雷裝置。進行防直擊的避雷針保護范圍計算，避免產生反擊現象的空間距離計算，按避雷器的基本參數選擇防雷電沖擊波的避雷器的規格型號，并確定其接線部位。進行避雷滅弧電壓，頻

15、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。11、總降壓變電所變、配電裝置總體布置設計綜合前述設計計算結果，參照國家有關規程規定，進行內外的變、配電裝置的總體布置和施工設計。第二章負荷計算及功率補償一、負荷計算的內容和目的（1）計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續性的負荷，其熱效應與同一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分鐘的最大平均負荷作為按發熱條件選擇電器或導體的依據。（2）尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續1秒左右的最大負荷電流。一般取啟動電流上午周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據。在校驗

16、瞬動元件時，還應考慮啟動電流的非周期分量。（3）平均負荷為一段時間內用電設備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗二、負荷計算的負荷計算的方法有需要系數法、利用系數法及二項式等幾種本設計采用需要系數法確定。主要計算公式有：有功功率：P30=PeKd無功功率:Q30=P30tg©視在功率:S3O=P30/COS©計算電流:I30=S30/V3UN三、各用電車間負荷計算結果如下表：序號車間名稱有功功率無功功率視在功率1電機修造車間6004937762機械加工車

17、間1602522983新品試制車間2223354014原料車間3081823585備件車間1971552506鍛造車間3658687鍋爐房1961712608空壓站1801582409汽車庫30274010大線圈車成品試驗站36528846512成品試驗站64148080013加壓站（10kV專供負荷）16414021514設備處倉庫（10kV專供負荷）33628544015成品試驗站內大型集中負荷288023043688四、全廠負荷計算取K£p=;K刀q=根據上表可算出：刀P30i=6520kW;刀Q30i=5463kvar則P30=K刀PEP30i=X6

18、520kW=5999kWQ30=KEqEQ30i=X5463kvar=5190kvar221/2S30=（P30+Q°）7932KV-AI30=S30/V3UnCO®=P30/S30=5999/7932五、功率補償由于本設計中上級要求COS）,而由上面計算可知CO®二V,因此需要進行無功補償。綜合考慮在這里采用并聯電容器進行低壓側集中補償。可選用型的電容器，其額定電容為uFQc=5999x(tanarctanarc)Kvar=2724Kvar取Qc=2700Kvar因此，其電容器的個數為：n=Qc/qC=2700/100=27而由于電容器是單相的，所以應為3的倍數

19、，取27個正好無功補償后，變電所低壓側的計算負荷為：S30(2)=59992+(5463-2700)21/2=6564KVA變壓器的功率損耗為： QT=S30'=*6564=Kvar PT=S30'=*6564=Kw變電所高壓側計算負荷為：P30=5999+=6098KwQ30=(5463-2700)+=3057KvarS30=(P302+Q302)V=6821kV.A無功率補償后，工廠的功率因數為：cos=P30/S30'=6098/6821=則工廠的功率因數為：cos=P30/S30=>因此，符合本設計的要求第三章供電電壓的方案確定供電電壓的方案論證根據系統的

20、電源情況，供電電壓有兩個方案可供選擇：方案1：工作電源與備用電源均為10kV，母線采用單母線分段，電源進線均采用斷路器控制。方案2：工作電源是35kV，備用電源為10kV，由架空線引入電源，場內總降壓變電所內裝設有兩臺主變壓器，變壓器高壓側裝設斷路器，備用電源接在總降壓變電所內的10kV母線上。供電電壓方案的技術比較方案1：工作電源與備用電源均為10kv用10kv電壓供電，廠內不設有主變壓器，無主變壓器損耗。計算負荷S30=6821KVA線路電流：I30=394A選用導線：按滿足發熱條件選擇導線截面即lai>I30則選擇導線LGJ-185,滿足要求，并查表得每相電阻r0=Q/km，每相電

21、抗為x0=Q/km線路電壓損失為：其中L為線路首端到各負荷點的線路長度。可得1U%=%。方案2：工作電源是35kV，備用電源為10kV。正常運行時以35kV單回路供電，另設一條10kV線路作為備用電源，根據計算負荷情況，廠內總降壓變電所設兩臺臺容量為3150KVA的變壓器，型號為S9-3150/35，技術數據如表4-3。表4-3S9-3150/35技術數據變壓器有功功率損耗PT心=。變壓器無功功率損耗：QTQS30=189kvar。補償后變壓器低壓側的負荷為：有功負荷為：P30=6098kw。無功負荷為：Q30=3057kvar。視在功率為：S30=P302+Q302=6821KVA。線路電流

22、為：I30=選用導線：對于35kv及以上的線路按經濟電流密度選擇導線截面：查表得jec=A/mm。則可選導線截面為，選擇最近的標準截面，查表可知LGJ-70的允許載流量足夠，滿足發熱條件，同35KV架空線路鋁絞線的最小允許面積為35。因此機械強度也是滿足的。因此導線LGJ-70滿足要求，并查表得每相電阻r0=Q/km，每相電抗為x0=Q/km。線路電壓損失可利用式4-1。則：U%=%。10KV備用線路僅考慮一二級負荷之用。計算負荷為6821KVA。線路電流為：I 30=393A按發熱條件選擇截面為LJ-185，并查表得每相電阻r0=Q/km，每相電抗為x0=Q/km線路電壓由式4-1計算得出。

23、則：U%=21%因此，系統不能長期工作在備用電源下。比較方案一和二，方案二電壓損耗下，符合設計準則，故選擇方案二。第四章變壓器的選擇1)主變壓器臺數的選擇由于該廠的負荷屬于二級負荷，對電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發生故障后檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續供電，故選兩臺變壓器。2)變電所主變壓器容量的選擇裝設兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的容量ST應同時滿足以下兩個條件: 任一臺單獨運行時，St>()S'30(1)任一臺單獨運行時，St>s'30(i+n)由于S'30=6821KV-A,因為該廠都是二三級負荷所以按條件

24、1選變壓器ST>()X6821=(40924775)kVA>ST>S'30(I+n)又此地年平均氣溫為23度，高于20度。且變壓器為戶內安裝，所以ST=(1-(23-20)/SNTSnt>5365KVA因此選容量為6300KV-A勺S9-6300/35的變壓器二臺變壓器型號額定容量連接組別一次額定電壓二次額定電壓S9-6300/356300kvaYd1135kv10kv(3)各車間變電所變壓器選擇根據車間變電所的計算負荷可得各變電所變壓器的容量，根據各變電所變壓器:序號車間名稱計算負荷變壓器型號額定容量KVA車間變電所代號變壓器臺數1電機修造車間776S9-80

25、0/10(6)80012機械加工車間298S9-315/10(6)31513新品試制車間401S9-500/10(6)50014原料車間358S9-400/10(6)40015備件車間250S9-250/10(6)25016鍛造車間68S9-80/10(6)8017鍋爐房260S9-315/10(6)31518空壓站240S9-250/10(6)25019汽車庫40S9-50/10(6)5011大線圈車間221S9-250/10(6)2501011半成品試驗站465S9-500/10(6)50011成品試驗站800S9-800/10(6)800121加壓站（10kV專供負215S9-250/1

26、0(6)25013荷）1設備處倉庫（10kV專440S9-500/10(6)50014供負荷）第五章主接線方案的選擇一、總降壓變配電所主接線的選擇原則1. 當滿足運行要求時，應盡量少用或不用斷路器，以節省投資。2. 當變電所有兩臺變壓器同時運行時，二次側應采用斷路器分段的單母線接線。3. 當供電電源只有一回線路，變電所裝設單臺變壓器時，宜采用線路變壓器組結線。4. 為了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時運行的變電所，應采用變壓器分列運行。5. 接在線路上的避雷器，不宜裝設隔離開關；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關。10KV固定式配電裝置的出線側，在架空線路或有反饋可能

27、的電纜出線回路中，應裝設線路隔離開關。7. 采用610KV熔斷器負荷幵關固定式配電裝置時，應在電源側裝設隔離開關。8. 由地區電網供電的變配電所電源出線處，宜裝設供計費用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計量柜）。9. 變壓器低壓側為的總開關宜采用低壓斷路器或隔離開關。當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側總開關和母線分段開關均應采用低壓斷路器。10. 當低壓母線為雙電源，變壓器低壓側總開關和母線分段開關采用低壓斷路器時，在總開關的出線側及母線分段開關的兩側，宜裝設刀開關或隔離觸頭。二、主接線方案選擇對于電源進線電壓為35KV及以上的大中型工廠，通常是先經工廠總降壓變電所降為610KV勺高壓

28、配電電壓，然后經車間變電所，降為一般低壓設備所需的電壓。總降壓變電所主結線圖表示工廠接受和分配電能勺路徑，由各種電力設備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關等）及其連接線組成，通常用單線表示。主結線對變電所設備選擇和布置，運行勺可靠性和經濟性，繼電保護和控制方式都有密切關系，是供電設計中勺重要環節。1、一次側采用內橋式結線，二次側采用單母線分段勺總降壓變電所主電路圖如下這種主結線，其一次側的QF1（跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器QF11和QF12勺內側，靠近變壓器，因此稱為內橋式結線。這種主結線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷工廠。如果某路電源例

29、如WL線路停電檢修或發生故障時，貝y斷幵QF11，投入QF10（其兩側QS先合），即可由WL恢復對變壓器T1的供電，這種內橋式結線多用于電源線路較長因而發生故障和停電檢修勺機會較多、并且變電所勺變壓器不需要經常切換勺總降壓變電所。2、一次側采用外橋式結線、二次側采用單母線分段勺總降壓變電所主電路圖，這種主結線，其一次側的高壓斷路器QF1（也跨接在兩路電源進線之間，但處在線路斷路器QF11和QF12勺外側，靠近電源方向，因此稱為外橋式結線。這種主結線的運行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級負荷勺工廠。但與內橋式結線適用勺場合有所不同。如果某臺變壓器例如T1停電檢修或發生故障時，則斷

30、幵QF11，投入QF10（其兩側QS先合），使兩路電源進線又恢復并列運行。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負荷變動較大、適用經濟運行需經常切換的總降壓變電所當一次電源電網采用環行結線時，也宜于采用這種結線，使環行電網的穿越功率不通過進線斷路器QF11、QF12，這對改善線路斷路器的工作及其繼電保護的整定都極為有利。3、一、次側采用單母線二次側采用單母線分段式的總降壓變電所主電路圖（見總設計圖）這種主結線適用于裝有兩臺及以上主變壓器或具有多路高壓出線的變電所，其供電可靠性高。任一臺主變壓器檢修或發生故障時，通過切換操作，即可迅速恢復對整個變電所的供電。在高壓母線或電源進線進行檢修或發生故障時

31、可用備用電源供電。但所用高壓開關設備較多，可供一、二級負荷，適用于一、二次側進出線較多的總降壓變電所三、車間配電所的主接線選擇配電所的主結線方案也分一條進線和兩條進線兩種。1）一條電源進線的主接線方案I腳FS4-L0U（2）兩條電源進線的主結線方案如圖3-5示（3）兩種主結線方案的技術經濟比較（表3-1）表3-1兩種主結線方案的比較表10-1兩種主接線方案的比較比較項目一條電源進線的主結線方案（圖3-5）兩條電源進線的主結線方案（圖3-6）技術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靈活方便性由于只有一條電源進線，靈活性稍差由于只有兩條電源進線，靈活性較好擴建適應性稍差一些

32、更好一些根據表可以看出方案2的技術指標比方案1要好，所以這里我采用方案2第六章短路計算一、短路電流計算的目的及方法短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所考慮的各元件的額定參數都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經的一些主要元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供

33、電系統來說，由于將電力系統當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標幺制法(又稱相對單位制法)、本設計采用標幺制法進行短路計算1. 在最小運行方式下:(1) 確定基準值取Sd=100MV-A,UC1=37KV,UC2=而Id1=Sd/V3UC1=100MV-A/(V3X37KV)=Id2=Sd/V3UC2=100MV-A/(V3X=(2) 計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值電力系統(SOC=280MV-A)X1*=100/750=架空線路

34、(XO=Q/km)X2*=XX100/(37A2)=電力變壓器(UK%=)X3*=UK%Sd/100SN=X100x1000/(100X6300)=繪制等效電路如圖，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標出短路計算點。(3) 求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總電抗標幺值X*工(K-1)=X1*+X2*=+=三相短路電流周期分量有效值IK-1(3)=Id1/X*工(K-1)=3) 其他三相短路電流I"(3)=I*二Ik-1二ish(3)=X=16KAIsh(3)=X=4) 三相短路容量Sk-1(3)=Sd/X*工(k-1)=100MVA/=400MVA(4)求k

35、-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X*工(K-2)=X1*+X2*+X3*最大運行方式下：(1)確定基準值取Sd=1000MV-A,UC1=37KV,UC2=而Id1=Sd/V3UC1=1000MV-A/(V3X37KV)=Id2=Sd/V3UC2=1000MV-A/(V3X=55KA(2)計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值電力系統(SOC=750MV-A)X1*=1000/750=架空線路(XO=Q/km)X2*=XX1000/(37A2)=1) 電力變壓器(UK%=)X3*=X4*=UK%Sd/100SN=X1000X1000/(100X6300)=12

36、繪制等效電路如圖，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標出短路計算點。(3)求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總電抗標幺值X*工(K-1)=X1*+X2*=+=三相短路電流周期分量有效值IK-1(3)=Id1/X*工(K-1)=其他三相短路電流1"(3)=I*二Ik-1(3)=ish(3)=X=lsh(3)=X=三相短路容量Sk-1(3)=Sd/X*工(k-1)=1000/=400MVA求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K1)總電抗標幺值2）三相短路電流周期分量有效值IK-2(3)=Id2/X*工(K-2)=55KA/=其他三相短路電流I&

37、quot;(3)=I*二Ik-2(3)=ish(3)=x=Ish(3)=三相短路容量Sk-2(3)=Sd/X*工(k-2)=1000/=A.短路電流計算結果:.短路電流計算結果:將計算結果匯總于下表4:短路計算占八、運行方式三相短路電流/kA短路容量/MVAIkishIshSkK1最大400最小16398K2最大最小第七章變電所次設備的選擇及校驗電氣設備選擇的條件為了保證供電系統安全、可靠、優質、經濟地運行，選擇導線和電纜截面計算時必須滿足下列條件。1、發熱條件導線和電纜（包括母線）在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產生的發熱溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。2、電壓損耗條件導線和

38、電纜在通過正常最大負荷電流即線路電流時產生的電壓損耗，不應超過其正常運行時允許的電壓損耗。對于工廠內較短的高壓線路，可不進行電壓損耗校驗。3、經濟電流密度35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下但距離長電流大的線路，其導線和電纜截面宜按經濟電流密度選擇，以使線路的年費用支出最小。所選截面，稱為“經濟截面”。此種選擇原則，稱為“年費用支出最小”原則。工廠內的10KV及以下線路，通常不按此原則選擇。4、機械強度導線截面不應小于其最小允許截面。對于電纜，不必校驗其機械強度，但需校驗其短路熱穩定度。母線也應校驗短路時的穩定度。對于絕緣導線和電纜，還應滿足工作電壓的要求。一般10KV及以下高壓線路及

39、低壓動力線路，通常先按發熱條件來選擇截面，再校驗電壓損耗和機械強度。對長距離大電流及35KV以上的高壓線路，則可先按經濟電流密度確定經濟截面，再校驗其它條件。1、35kV母線的選擇：可以選擇LMY型矩形母線，根據導線和電纜的選擇規范可知，35kV及以上的線路宜按經濟電流密度選擇。根據年最大負荷小時數Tmax230（h，查的經濟電流密度jec二，對于電力變壓器高壓側線路，計算電流130=112A貝V：因此經濟截面積為：Aec=I30/Jec=35KV則母線處選LMY25X3鋁母線，平放安裝，35度時其允許電流為233A，遠大于主變壓器高壓側的計算電流112A,正常發熱時的溫度大大低于70攝氏度。

40、母線熱穩定度校驗：假想時間為，則熱效應允許最小截面積為Amin=符合要求。2、去往各車間車間變電所10KV引出線的選擇：工廠內部10KV配電線路采用電力電纜，根據導線和電纜的選擇規范可知，35kV以下的線路宜先按發熱條件進行選擇。即：lal>=l30則對于此條線路：計算電流I30可取變壓器二次側額定電流363A校驗考慮到機械壓力，拉力及性能參數。在設計中選用的是ZLQ20-10000-3x50型粘性油浸紙絕緣鉛包鋁芯電纜，直埋于地敷設。初選電力電纜的纜芯截面為50mm3：35kV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架空線相應的一壬即:=XSn_=X6821

41、KvA=113A&LlV3UNJ335Kv根據設計條件一._=2300h取J二mm2則導體經濟截面面積S=_/J=173/=。1、選擇導線（按照經濟電流密度）：選擇LGJ-70鋼芯鋁絞線，其允許載流量（假設環境溫度為30C）為1引>Igmax，滿足電流的要求。2、熱穩定校驗（按最大運行方式k2點短路）：根據設計任務書的條件，變電所的繼保護、動作時限不能大于秒，即top=，斷路器幵短時間toc=，非周期分量等效時間ts=，貝y：短路假想時間馮干二top+toc+=+二架空線最小截面積Smin二Qd二2.05io3=<7OmiriC87S>Smin，滿足熱定的要求。410

42、kV母線的選擇考慮到變壓器在電壓降低5%寸其出力保持不變，所以10kv母線相應的一壬即:=xSn=x6.82=UNJ311.51、選擇母線（按照最大工作電流）：選擇40x4單條矩形鋁導體平放作母線，面積為S=160mm平放時，長期允許載流量為Ia1=480A，導體最高允許溫度為70C，根據工作環境溫度為30C的條件，查綜合修正系數K=:】；=kxia1=x480=451a>環亦滿足載流量的要求。2、熱穩定的校驗（按最大運行方式k2點短路）：根據設計任務書的條件，配電所的繼保動作時限不能大于秒，即top二,斷路器幵短時間toc=，非周期分量等效時間ts二，則:短路假想時間tima=top+

43、toc+=+=母線最小截面積Qd=.3.9321.55C872103=<160mmS鶴缶,，滿足熱定的要求。3、動穩定校驗:取跨距L1.5m，相間距離a0.5m，硬鋁最大允許應力a170106pa，抗彎矩Wbh2/6(5103)(25103)2/65.2107m3相間電動力fph1.73107ich2/a1.73107(7.23103)2/0.518.09N最大相應力phfphL2/10W18.091.51.5/(105.2107)7.83106paal>ph，滿足動穩定的要求。電纜及母線選擇一覽表項目電纜或母線型號截面（mrr）35KV架空線的選擇LGJ-707035KV母線的選

44、擇LM25X375去往車間變電所引出ZLQ20-10000-3x5050線10KV母線的選擇LMY40X416010KV架空線線的選擇LJ-18518535KV側高壓電器設備的選擇與校驗35kV高壓側的斷路器的選擇1、35kV斷路器參數選擇額定電壓選擇：埶乜=35kV最高工作電壓選擇=忙打X=35X=額定電流選擇：:.>考慮到變壓器在電壓降低5%寸其出力保持不變，根據規定，在發電機、變壓器回路一般考慮倍的額定電流，因此有丄壬o即：:嚴=XSn=V3Un額定幵斷電流選擇：I.=額定短路關合電流選擇：一一根據以上數據可以初步選擇SN10-35I型斷路器其參數如下：表3-5SN1035I型少油

45、戶內式斷路器主要技術參數SN10-35I型戶內斷路器主要技術參數額定電壓lln=35EV動穩定電流峰值45kA最高工作電迅=38.5KV4S熱穩定電流16kA壓額定電流In=1000A額定合閘時間額定幵斷電流loc=16固有分閘時間2、35kV斷路器校驗(1) 校驗熱穩定：計算時間tima=2Ql=IkXtima=r：-i.=16X4=1024一即吃r址g,滿足要求。(2) 檢驗動穩定二-:即:Ish=<Imax=45kA,滿足要求故35kV進線側斷路器選擇戶外SN10-35I型少油式戶內斷路器能滿足要求。2 35kV高壓側的隔離幵關的選擇1、35kV側隔離幵關參數選擇(1) 額定電壓選

46、擇：=35kV(2) 最高工作電壓選擇:班辰-：=%,X=35X=(3) 額定電流選擇:y考慮到隔離幵關是與相應的斷路器配套使用，所以相應回路的In應與斷路器相同，即：In=1000A額定幵斷電流選擇:一=額定短路關合電流選擇：一.-.根據以上數據可以初步選擇GN435II(D)W型隔離幵關，其參數分別如下：表3-6GN435II(D)W型隔離幵關主要技術參數GN4-35II(D)W型隔離幵關主要技術參數額定電壓Un=35Ky動穩定電流峰值.=SOkA最高運行電壓=38.5&4S熱穩定電流20kA額定電流In=1000A2、35kV隔離幵關校驗(1) 校驗熱穩定(下列時間均取自對應斷路

47、器，后備保護取2S):計算時間i務二.+耳.=+2=2Q=lkxtjs=202x4=1600一即ihh,滿足要求。(2) 檢驗動穩定:亠-:即：二.L.U_=50kA,滿足要求故35kV進線側斷路器選擇GN4-35II(D)W型隔離幵關能滿足要求。3 35kV高壓進線側的電流互感器的選擇電流互感器又稱變流器，從基本結構和工作原理來說，互感器就是一種特殊的變壓器。電流互感器的結構特點是一次繞組匝數很少，有點甚至沒有一次繞組，一次繞組導體相當粗；二次繞組匝數很多，導體很細。工作時，一次繞組接在一次電路中，二次繞組則與儀表、繼電器等的電流線圈串聯組成閉合回路。由于電流線圈的阻抗較小，所以在電流互感器

48、工作時二次回路接近于短路狀態。1、35kV主變側電流互感器的配置原則（1）對直接接地系統，一般按三相配制；（2）本站35kV配電裝置為戶內式，因此電壓互感器也為戶內油浸式；（3）根據設計任務書要求，本所計量在35kV側，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。2、35kV主變側電流互感器的一次回路額定電壓的選擇電流互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：二二y-3、35kV主變側電流互感器的一次回路額定電流的選擇電流互感器的一次額定電流選擇必須滿足：v-鼻"5'-電流互感器的一次額

49、定電流'ey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%寸其出力保持不變，所以相應回路的-=：，即:一,3SNUn=X6.8=335因此電流互感器的一次額定電流可選用與此匹配的等級.=200A。有校驗可知，熱穩定倍數和動穩定倍數均合格。4、準確度的選擇按照常規設計，一般二次繞組準確度選擇：計量繞組級、測量繞組級,保護繞組10P級。5、型號、參數的選擇根據上述選擇，最終35kV主變側電流互感器型號及參數為：戶內油浸式LB-35kV30VA一組，戶內油浸式LB-35kV30VA一組，戶內油浸式LB-35kV10P30VA三組，其電流比均為200/5A。4 35kV電壓互感器的參數計

50、算與選擇1、35kV電壓互感器的配置原則：1）為監視線路電壓和滿足計量、保護裝置的需要，在35kV的進線側裝設三相電壓互感器。本站35kV配電裝置為戶內式，因此電壓互感器也為戶內油浸式。電壓互感器一般采用電容均壓式電壓互感器（TYD;2）根據35kV保護和測量、計費的需要，電壓互感器二次繞組應分別配置計量、測量、保護三種繞組，對應的組別分別為：一次側星形，二次側計量測量、保護為星形，單相接地監測為幵口三角。2、一次額定電壓選擇互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：J戸-'；門朋一次額定電壓為-'，允許一次電壓波動范圍為U=35kV±10%3、二次額定電壓選擇根據一次繞組接

51、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i叮-）丄八心，單相接地繞組二次額定電壓為Uj=O.lkv4、額定容量選擇為保證互感器的準確級，其二次側所接負荷S2應不大于該準確級所規定的額定容量"一。即卩：Se2S2S2=:備+胚i+冷+_每一測量儀表電流線圈容量爭為一繼電器容量連接導線容量_.接觸電阻容量按照常規設計，一般二次繞組額定容量為：計量、測量45VA保護、接地監測30VA5、準確度選擇按照設計任務書要求，本所計量在35kV側，因此二次繞組準確度選擇：計量、測量繞組級，保護繞組10P級，單相接地監測繞組10P級。6、型號、參數選擇根據上述選擇，最終35k

52、V電壓互感器型號及參數為：戶內油浸式JDJJ2-35kV-45VA兩組，戶內油浸式JDJJ2-35kV一一一10P30VA一組10KV側電氣設備的選擇與校驗10kV低壓側的斷路器的選擇1、10kV斷路器參數選擇(1) 額定電壓選擇：=10kV(2) 最高工作電壓選擇：I>=X=10X=aLni耳inn(3) 額定電流選擇：匚、咯炎考慮到變壓器在電壓降低5%寸其出力保持不變，根據規定，在發電機、變壓器回路一般考慮倍的額定電流，因此有丄=_o即：齊=XSn=X6.8=3Un爲11.5(4) 額定幵斷電流選擇：=(5) 額定短路關合電流選擇：；根據以上數據可以初步選擇SN10-10型少油戶內式

53、斷路器其參數如下:表3-7SN1010型少油戶內式斷路器主要技術參數SN10-10型少油戶內式斷路器主要技術參數額定電壓II,.=1OKV動穩定電流峰值40KA最高工作電壓迅=11.5&4S熱穩定電流16kA額定電流In=6S0A額定合閘時間額定幵斷電流I0c=16KA固有分閘時間2、10kV斷路器校驗(1)校驗熱穩定：校驗熱穩定：一：-(1)校驗熱穩定：匸迄計算時間tima=2Ql=lkXtima=匕二162X4=1024!-川-倍即,滿足要求。（2）檢驗動穩定-二即：lsh=16KA<lmax=40kA,滿足要求故35kV進線側斷路器選擇戶外SN10-10I型少油式戶內斷路器

54、能滿足要求。1 10kV側隔離幵關的選擇由于后面在選擇了KYN28A-12（V日的手車式高壓幵關柜，10kV高壓斷路器等高壓設備就安裝手車上，需要檢修時斷路器等高壓設備時，可隨時拉出手車，已經起到隔離幵關的作用，所以本設計沒有必要再另外選擇10kV高壓隔離幵關。2 10kV變壓器低壓側的電流互感器的選擇1、10kV主變側電流互感器的配置原則：1）對非直接接地系統，可按三相或兩相配制，一般進線側按三相配置，饋線側按兩相配置；2）本站10kV配電裝置為戶內式，因此電壓互感器也為戶內干式絕緣；3）根據10kV保護和測量、計費的需要，電流互感器二次繞組應分別配置計量、測量、保護三種繞組，共計需要3個繞組。2、10kV主變側電流互感器的一次回路額定電壓的選擇電流互感器的一次額定電壓選擇必須滿足：卑屋斗e-:心腫3、10kV主變側電流互感器的一次回路額定電流的選擇電流互感器的一次額定電流選擇必須滿足：匸.-疋駅I.電流互感器的一次額定電