畢業(yè)設計任務書題 目機械制造廠供配電設計學生姓名學號班級供電一班專業(yè)承擔指導任務單位導師姓名導師職稱一、設計內(nèi)容機械制造廠供配電設計二、基本要求1.負荷計算，變壓器選型，確定電氣主接線2. 進行高低壓設備選型.3. 確定二次回路方案，變電所防雷、接地、照明設計4. 繪制機械制造廠總平面圖，變電所電氣主接線圖，變電所平面布置圖及設備清單5.設計說明書三、設計的主要技術(shù)指標及要求1. 工廠總平面圖見附錄D，圖D-1。2. 負荷情況：本廠動力站、房的部分設備為二級負荷，鑄鋼車間有50%的負荷為二級負荷，熱處理車間有60%的負荷為二級負荷，其余均為三級負荷。本廠負荷統(tǒng)計資料見附錄B，表B-1及表B-2。3. 電源狀況（1）工廠東北方向16公里處：有一新建地區(qū)降壓變電所，110/35/10kV，1x25MVA變壓器一臺作為工廠的主電源。從本廠用電容量、電源的輸送距離，以及考慮今后的發(fā)展規(guī)劃來看，在滿足供電電壓偏差的允許值范圍內(nèi)，采用35kV或10kV中的電壓以一回架空線向工廠供電。（2）由正北方向5公里處的其它工廠引入10kV電纜作為備用電源，一般不投入，在該廠的主電源發(fā)生故障或檢修時，提供照明及部分重要負荷用電。輸電容量不得超過全廠計算負荷的20%。4. 電源短路容量：35kV側(cè)系統(tǒng)最大三相短路容量1000MVA，35kV側(cè)系統(tǒng)最小三相短路容量500MVA5. 供電部門對功率因數(shù)要求值：35kV供電時0.9，10kV供電時0.956. 電價兩部電價制：變壓器安裝容量每1kVA 20元/月電度電價：供電電壓為35kV時，0.55元/kWh 供電電壓為10kV時，0.58元/kWh工廠為二班制，全年工作時數(shù)4500小時，最大負荷利用時數(shù)4000小時。線路的功率損失在發(fā)電廠引起的附加投資：0.01元/kW7. 氣象、地質(zhì)、水文資料本廠地處江蘇平原地區(qū)，平均海拔8.5米，地質(zhì)以砂粘土為主，地下水位2米，最熱月平均最高溫度26，最熱月地下0.8米處平均溫度20，極端最高溫度40，極端最低溫度-10。四、應收集的資料及參考文獻1.工廠供電 劉介才 | 機械工業(yè)出版出版社 2004年2.實用供配電技術(shù)手冊 劉介才 | 中國水利水電出版社 2002年3.電力系統(tǒng)繼電保護原理 孫國凱等主編 水利水電出版社4.電力系統(tǒng)繼電保護與安全自動裝置整定計算崔家佩登等編 中國電力出版社五、進度計劃1. 1周 調(diào)研、收集材料 2. 1周 分析、確定方案 3. 8周 設計、計算、繪圖 4. 2周 寫設計說明書教研室主任簽字時 間 年 月 日畢業(yè)設計開題報告題 目機械制造廠供配電設計學生姓名 學號 班級供電一班專業(yè)供用電技術(shù)一、研究背景：電能是能源的的基本形態(tài)，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，是人類現(xiàn)代文明的物質(zhì)技術(shù)基礎。電能與國民經(jīng)濟各部門及人民日常生活關(guān)系密切。由于自然界的一次能源都可轉(zhuǎn)換成電能，且電能轉(zhuǎn)換成其他形式十分方便，電能宜于大量生產(chǎn)，遠距離輸送和自動控制。所以，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中廣泛應用。在工廠里，電能在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(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。因此，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，也具有重大的作用。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀：我國變電所主要現(xiàn)狀是老設備向新型設備轉(zhuǎn)變，有人值班向無人值班變電所轉(zhuǎn)變，交流傳輸向直流輸出轉(zhuǎn)變，國外主要是交流輸出向直流輸出轉(zhuǎn)變。三、研究方案：1、負荷計算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3、工廠總降壓變電所主接設計4、廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設計5、工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算6、改善功率因數(shù)裝置設計7、變電所高、低壓側(cè)設備選擇8、繼電保護及二次接設計9、變電所防雷裝置設計10、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(jié)果。四、預期結(jié)果：1、確定電氣主接線。2、確定高低壓設備型號。3、確定二次回路方案以及變電所防雷、接地、照明設計。4、繪制機械制造廠總平面圖，變電所電氣主接線圖，變電所平面布置圖及設備清單。指導教師簽字時 間2011年 3 月10日摘 要工業(yè)企業(yè)供電，是指工廠所需電能的供應和分配問題。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要能源和動力。它的輸送和分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)、測量，又利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。所以工廠供電設計是整個工廠設計的重要組成部分，工廠供電的質(zhì)量影響到工廠的生產(chǎn)及其發(fā)展。本設計是針對機械制造廠一次部分的供配電系統(tǒng)設計。根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝和對負荷的要求，以及負荷布局，結(jié)合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟的分配電能問題。本設計的主要內(nèi)容包括：負荷計算和無功補償，電壓等級確定，變電所位置及形式的選擇，主變壓器及主接線方案的選擇，短路計算，輸配電線及母線選擇，高低壓電氣設備的選擇校驗，繼電保護，防雷保護等。通過本次設計，預期使所使用的變壓器臺數(shù)與容量滿足供電的可靠性要求；用電設備能夠正常工作；當線路出現(xiàn)異常時，保護裝置作用，能夠很好保護線路。滿足工廠供電的要求。關(guān)鍵詞：配電線路 變壓器 負荷 短路電流 電氣設備ABSTRACTIndustrial enterprise in power. means the supply and distribution of electricity needed. Electricity is the main energy of modem industrial production and power. Its transmission and distribution is simple and economic, and easy to control, regulation and measurement, but also conducive to the production process automation. So factory electricity supply is the important part of plant design, plant design quality of power supply to the plant and affect the production and development.This design is aimed at the machinery factory primary power supply system design. According to the number of the load each workshop and character, production process and the requirements of load, and load distribution, combined with the power supply situation state. This design solved the electric power distribution safely reliably and economic. The main contents of the design include: load calculation and reactive compensation, determination of voltage level, choice the position and forms of substation, choice the main transformer and main connection mode, short circuit calculation, choice the transmission wires and bus bar, choice the high-low voltage electrical equipment and calibration, relay protection, lightning protection etc.Through the design, we must sure that the numbers and capacity of the transformer expected to meet requirements of reliability; Electrical equipment work normally; When the connection is not normal, protection devices work normally and can protection circuit well; Meet the requirements of power supply.KEY WORDS: Distribution list Supply transformer Power load Short-circuit contact Electric apparatus目 錄第1章 緒論11.1 負荷情況11.2 電源狀況11.3 電源短路容量21.4 供電部門對功率因數(shù)要求值：21.5 電價21.6 氣象、地質(zhì)、水文資料2第2章 負荷計算和無功功率補償32.1 負荷計算32.1.1 單組用電設備計算負荷的計算公式32.1.2 各車間用電負荷計算32.2 負荷分配4第3章 變電所位置及其型式的選擇53.1 變電所位置53.2 變電所型式的選擇5第4章 變電所主變壓器的選擇和無功補償64.1 主變壓器的選擇依據(jù)64.2 無功功率補償64.3 各車間變電所主變壓器的選擇和無功補償64.3.1 車間變電所I主變壓器的選擇和無功補償64.3.2 車間變電所主變壓器的選擇和無功補償74.3.3 總降壓變電所主變壓器的選擇和無功補償84.4 工廠年電能消耗量計算9第5章 主接線方案的選取105.1 變電所主接線設計的基本要求105.2 變電所主接線設計原則105.3 主接線設計方案115.4 主接線圖11第6章 短路計算126.1 最小運行方式下系統(tǒng)短路電流計算126.1.1 確定基準值126.1.2 計算短路電路中各主要元件的電抗標么值136.1.3 計算各短路點總計算電抗及三相短路電流和短路容量136.2 最大運行方式下系統(tǒng)短路電流計算146.2.1 確定基準值146.2.2 計算短路電路中各主要元件的電抗標么值156.2.3 計算各短路點總計算電抗及三相短路電流和短路容量15第7章 輸配電線及母線的選擇177.1 高壓接入線的選擇177.1.1 35kV架空線截面的選擇計算177.1.2 35kV電纜線截面的選擇計算187.1.3 10kV電纜截面選擇計算187.1.4 車間變電所低壓出線的選擇197.2 母線的選擇227.2.1 35kV母線的選擇227.2.2 10kV母線的選擇237.2.3 380V母線選擇24第8章 變電所高低壓設備的選擇與校驗258.1 低壓側(cè)一次設備的選擇258.1.1 車間變電所I380V側(cè)一次設備的選擇與校驗258.1.2 車間變電所380V側(cè)一次設備的選擇與校驗258.2 變電所高壓一次設備的選擇與校驗258.2.1 35kV側(cè)高壓一次設備的選擇與校驗258.2.2 10kV側(cè)高壓一次設備的選擇與校驗25第9章 變電所二次回路的設計269.1 高壓斷路器的控制269.2 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置269.2.1 電測量儀表269.2.2 絕緣監(jiān)視裝置27第10章 供電系統(tǒng)繼電保護2810.1 電力變壓器的繼電保護2810.1.1 車間變電所I主變壓器的繼電保護2810.1.2 車間變電所II主變壓器的繼電保護2910.1.3 總降壓變電所主變壓器的繼電保護3010.2 工廠高壓線路的繼電保護32第11章 變電所的防雷接地3411.1 變電所的防雷保護3411.1.1 直擊雷防護3411.1.2 雷電波入侵的防護3411.2 變電所公共接地裝置的設計3411.2.1 接地電阻的要求3411.2.2 接地裝置的設計35第12章 結(jié)論與展望37參考文獻38致 謝39附 錄40附錄A 參考外文40附錄B 負荷計算表46附錄C 設備匯總表48附錄D 機械制造廠供配電設計總平面圖52附錄E 二次回路系統(tǒng)圖53附錄F 機械制造廠變電所主接線圖54第1章 緒論電能是能源的基本形態(tài)，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，是人類現(xiàn)代文明的物質(zhì)技術(shù)基礎。電能與國民經(jīng)濟各部門及人民日常生活關(guān)系密切。由于自然界的一次能源都可轉(zhuǎn)換成電能，且電能轉(zhuǎn)換成其他形式十分方便，電能宜于大量生產(chǎn)，遠距離輸送和自動控制。所以，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中廣泛應用。在工廠里，電能在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(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。因此，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，也具有重大的作用。1.1 負荷情況本廠動力站、房的部分設備為二級負荷，鑄鋼車間有50%的負荷為二級負荷，熱處理車間有60%的負荷為二級負荷，其余均為三級負荷。本廠負荷統(tǒng)計資料見表1-1。表1-1 某機械制造廠負荷數(shù)據(jù)表車間名稱1#鑄鋼車間2#熱處理車間3#鍛工車間4#焊接車間安裝容量（kW）180021001600200車間名稱5#金工車間6#總裝車間7#空壓站8#煤氣站安裝容量（kW）4002008005001.2 電源狀況一、工廠東北方向16公里處：有一新建地區(qū)降壓變電所，110/35/10kV，1x25MVA變壓器一臺作為工廠的主電源。從本廠用電容量、電源的輸送距離，以及考慮今后的發(fā)展規(guī)劃來看，在滿足供電電壓偏差的允許值范圍內(nèi)，采用35kV或10kV中的電壓以一回架空線向工廠供電。二、由正北方向5公里處的其它工廠引入10kV電纜作為備用電源，一般不投入，在該廠的主電源發(fā)生故障或檢修時，提供照明及部分重要負荷用電。輸電容量不得超過全廠計算負荷的20%。1.3 電源短路容量35kV側(cè)系統(tǒng)最大三相短路容量1000MVA35kV側(cè)系統(tǒng)最小三相短路容量500MVA1.4 供電部門對功率因數(shù)要求值：35kV供電時0.910kV供電時0.951.5 電價兩部電價制：變壓器安裝容量每1kVA 20元/月電度電價：供電電壓為35kV時，0.55元/kWh供電電壓為10kV時，0.58元/kWh工廠為二班制，全年工作時數(shù)4500小時，最大負荷利用時數(shù)4000小時。線路的功率損失在發(fā)電廠引起的附加投資：0.01元/kW1.6 氣象、地質(zhì)、水文資料本廠地處江蘇平原地區(qū)，平均海拔8.5米，地質(zhì)以砂粘土為主，地下水位2米，最熱月平均最高溫度26，最熱月地下0.8米處平均溫度20，極端最高溫度40，極端最低溫度-10。第2章 負荷計算和無功功率補償2.1 負荷計算電力系統(tǒng)中的負荷指電網(wǎng)所連接的用電器消耗的有功功率或者無功功率，有時也把由于其他原因產(chǎn)生的損耗也計為負荷。求得計算負荷的手段稱為負荷計算。我國目前普遍采用的確定計算負荷的方法有需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法的優(yōu)點是簡便，適用于全廠和車間變電所負荷的計算，二項式法適用于機加工車間，有較大容量設備影響的干線和分支干線的負荷計算。但在確定設備臺數(shù)較少而設備容量差別懸殊的分支干線的計算負荷時，采用二項式法較之采用需要系數(shù)法合理，且計算也較簡便。2.1.1 單組用電設備計算負荷的計算公式本設計采用需要系數(shù)法確定。主要計算公式有：有功功率：= (2-1)無功功率:= tan (2-2)視在功率: (2-3)計算電流: (2-4)2.1.2 各車間用電負荷計算各車間用電情況詳見電力負荷計算表（附錄B，表B-3）。取根據(jù)附錄B，表B-3可算出： kW kvar則 kW kvar kVA2.2 負荷分配按對供電可靠性的要求將負荷分為三級：級負荷：指短時（手動切換恢復供電所需的時間）對負荷中斷供電，將造成人身事故、設備損壞，將發(fā)生廢品，使生產(chǎn)秩序長期不能恢復，人民生活發(fā)生混亂的負荷。接有級負荷的高、低壓廠用母線，應設置備用電源，當備用電源采用明備用方式時，應裝設備用電源自動投入裝置。級負荷：指允許短時停電，但較長時間停電將造成大量減產(chǎn)，將使人民生活受到影響的負荷。對接有級負荷的廠用母線，應由兩路獨立電源供電，一般采用手動切換。級負荷：指長時間停電不會直接影響生產(chǎn)者，如工廠的附屬車間，小城鎮(zhèn)等。根據(jù)所提供的負荷情況對本廠負荷分配原則如下表（表2-1）表2-1：負荷分配表工廠變電所380V母線本工廠380V負荷（需要容量）段級負荷：1#、2#車間部分負荷及4#、5#車間負荷（1070kW）段級負荷：3#、6#車間負荷及7#、8#車間部分負荷（1246kW）段級負荷：1#、2#、7#、8#車間部分負荷及照明（1400kW）第3章 變電所位置及其型式的選擇3.1 變電所位置變電所所址選擇應滿足下列幾條要求：(1)接近負荷中心；(2)接近電源側(cè)；(3)進出線方便；(4)運輸設備方便；(5)不應設在容易積水、劇烈震動或高溫的場所；(6)不應設在有爆炸危險的區(qū)域內(nèi)；從上面幾條綜合確定，總平面圖序號F設為35/10kV變電所，靠近負荷中心。由于煤氣站屬于危險區(qū)域，故不應與變電所相鄰，整個變電所的室內(nèi)地面，應高于室外地坪0.6米。3.2 變電所型式的選擇35/10kV變電所采用屋內(nèi)式變電所，運行維修方便，占地面積少。變電所布置緊湊合理，內(nèi)設35kV、10kV和低壓配電室，低壓配電室應靠近10/0.4kV變壓器室，35/10.5kV主變壓器室應靠近10kV配電室，并設控制室、值班室和輔助房間等，便于運行人員工作和管理。變電所的總體布置詳見附錄D,圖D-1。第4章 變電所主變壓器的選擇和無功補償4.1 主變壓器的選擇依據(jù)確定總降壓變電所和各車間變電所主變壓器的容量和臺數(shù)，要依據(jù)其所供的負荷容量和負荷等級來求。對于裝設一臺主變壓器的變電所，主變壓器容量應不小于總的計算負荷，即 （4-1）對于裝設兩臺主變壓器的變電所，每臺主變壓器的容量應不小于總的計算負荷的60%70%，一般取最大值，留有一定裕量。同時每臺主變壓器容量應不小于所有一、二級負荷的總和，即 （60%70%） （4-2） (4-3) 4.2 無功功率補償在電力系統(tǒng)中的變電所或直接在電能用戶變電所裝設無功功率電源,以改變電力系統(tǒng)中無功功率的流動,從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，減小網(wǎng)絡損耗和改善電力系統(tǒng)的動態(tài)性能，這種技術(shù)措施稱為無功功率補償。一般工廠用電設備中有許多諸如感應電動機、電焊機等感性無功負荷，這些設備會使工廠功率因數(shù)下降。若負荷計算結(jié)果中的工廠功率因數(shù)仍達不到要求，須增設無功功率的人工補償裝置。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損耗小等優(yōu)點，因此供電系統(tǒng)中一般采用并聯(lián)電容器來進行人工補償無功功率。本設計進線側(cè)采用35kV電壓供電，經(jīng)過總降壓變電所降成10kV電壓，再經(jīng)過車間變電所降成380V電壓供給各車間用電設備，因此在總降壓變電所和車間變電所的低壓側(cè)分別設置無功補償裝置。4.3 各車間變電所主變壓器的選擇和無功補償4.3.1 車間變電所I主變壓器的選擇和無功補償車間變電所供電范圍:鑄鋼車間、熱處理車間、焊接車間、總裝車間其供電負荷統(tǒng)計為：取同時系數(shù) =0.90=0.95 kW kvar kVA要求功率因數(shù)達到0.90以上，則無功補償容量可由下式求得= (tan- tan) （4-4）式中，補償前功率因數(shù)所對應的正切值 補償后功率因數(shù)所對應的正切值根據(jù)式（4-4）計算車間變電所的無功補償容量。表4-1 車間變電所的無功功率補償計算結(jié)果項目計算負荷/kW/kvar/kVA380V側(cè)補償前負荷0.701965.62031.482826.74380V側(cè)無功補償容量-1167.97380V側(cè)補償后負荷0.911965.6863.512146.91在車間變電所供電負荷中，有二級負荷，為保證供電可靠性，選擇兩臺主變壓器，每臺供車間70%的負荷，根據(jù)公式有： kVA kVA可以選擇兩臺SC9-1600/10，聯(lián)結(jié)組別為Dyn11 kW kvar4.3.2 車間變電所主變壓器的選擇和無功補償車間變電所供電范圍包括鍛工車間、金工車間、空壓站、煤氣站其供電負荷統(tǒng)計為：取同時系數(shù) =0.90，=0.95 kW kvar kVA根據(jù)式（4-4）計算車間變電所的無功補償容量。表4-2 車間變電所無功功率補償計算結(jié)果項目計算負荷/kW/kvar/kVA380V側(cè)補償前負荷0.741351.81265.881851.97380V側(cè)無功補償容量-652.82380V側(cè)補償后負荷0.11351.8613.061484.32在車間變電所供電負荷中，為保證供電可靠性,選擇兩臺主變壓器，每臺供車間70%的負荷根據(jù)公式有： kVA因此可以選擇兩臺SC9-1250/10，聯(lián)結(jié)組別為Dyn11。根據(jù)經(jīng)驗公式，計算每臺變壓器的損耗 kW kvar4.3.3 總降壓變電所主變壓器的選擇和無功補償無功補償是用來提高電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)損的有效措施之一，方法是給感性電路中的電感并聯(lián)電容器，使感性負荷所吸收的無功功率大部分有電容器提供。由于本設計基礎資料中規(guī)定35kV供電時要求,而由上面計算可知，因此需要進行無功補償。各車間低壓計算負荷合計kW補償前 補償后 (4-4) kvar 選擇補償2000kvar電容器.無功補償后，變電所低壓側(cè)的計算負荷為： kVA變壓器的功率損耗為： kvar kW變電所高壓側(cè)計算負荷為： kW kvar kVA則無功補償后，工廠的功率因數(shù)為：符合本設計要求 kVA因此，選取S9-3150/35油浸式變壓器兩臺。如果選取一臺主變壓器不能滿足電氣設備的選取，因為如果選取一臺額定電流太大無法選取設備型號，同時由于機械制造廠有二級負荷，為保證供電的可靠性，用一路電源進線的雙變壓器供電，能滿足供電的要求，符合規(guī)定。4.4 工廠年電能消耗量計算 kW h年有功電能損耗： kWh第5章 主接線方案的選取電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預定的功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(guān)系的傳送電能的電路。電氣主接線是變電站設計的首要任務，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確定對電力系統(tǒng)及變電所運行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟性密切相關(guān)，并對電器設備選擇、配電裝置布置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。因此，主接線的設計必須正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析論證，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，確定變電所主接線的最佳方案。5.1 變電所主接線設計的基本要求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(tǒng)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(tǒng)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(fā)生變化時，能夠通過倒換開關(guān)的運行方式，做到調(diào)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）經(jīng)濟合理主接線系統(tǒng)還應保證運行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下，做到經(jīng)濟合理，盡量減少占地面積，節(jié)省投資。5.2 變電所主接線設計原則（1）變電所的高壓側(cè)接線，應盡量采用斷路器較少或不用斷路器的接線方式，在滿足繼電保護的要求下，也可以在地區(qū)線路上采用分支接線，但在系統(tǒng)主干網(wǎng)上不得采用分支界線。（2）在35-60kV 配電裝置中，當線路為3 回及以上時，一般采用單母線或單母線分段接線，若連接電源較多、出線較多、負荷較大或處于污穢地區(qū)，可采用雙母線接線。（3）6-10kV 配電裝置中，線路回路數(shù)不超過5 回時，一般采用單母線接線方式，線路在6 回及以上時，采用單母分段接線，當短路電流較大，出線回路較多，功率較大時，可采用雙母線接線。（4）110-220kV 配電裝置中，線路在4 回以上時一般采用雙母線接線。（5）當采用SF6 等性能可靠、檢修周期長的斷路器以及更換迅速的手車式斷路器時，均可不設旁路設施?？傊栽O計原始材料及設計要求為依據(jù)，以有關(guān)技術(shù)規(guī)范、規(guī)程為標準，結(jié)合具體工作的特點，準確的基礎資料，全面分析，做到既有先進技術(shù)，又要經(jīng)濟實用。5.3 主接線設計方案本設計選取單母線分段制，其優(yōu)缺點如下：優(yōu)點：（1）用斷路器把母線分段后，對重要負荷可以從不同段引出兩個回路，提供雙回路供電。（2）安全性，可靠性高。當一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動將故障段切除，保證正常母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點：（1）當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間停電。（2）擴建時需要向兩個方向均衡擴建，以保證負荷分配的均勻。（3）當出線回路為雙回路時，常使母線出線交叉跨越。5.4 主接線圖主接線圖詳見附錄F，圖F-1。第6章 短路計算工廠供電主接線短路計算點簡圖見圖7-1。圖6-1 短路計算點6.1 最小運行方式下系統(tǒng)短路電流計算 已知系統(tǒng)最小三相短路容量 MVA6.1.1 確定基準值取基準容量 MVA kV kV kV則 kA kA kA6.1.2 計算短路電路中各主要元件的電抗標么值（1）電力系統(tǒng)（2）架空線路（3) 電力變壓器（4）電纜線路6.1.3 計算各短路點總計算電抗及三相短路電流和短路容量（1）各短路點總計算電抗（2）各短路點三相短路電流 kA kA kA kA kA（3）各短路點短路沖擊電流 kA kA kA kA kA（4）各短路點短路全電流最大有效值 kA kA kA kA kA（5）各短路點短路容量 kVA kVA kVA kVA kVA6.2 最大運行方式下系統(tǒng)短路電流計算已知系統(tǒng)最大三相短路容量 MVA6.2.1 確定基準值取基準容量 MVA kV kV kV則 kA kA kA6.2.2 計算短路電路中各主要元件的電抗標么值（1）電力系統(tǒng)（2）架空線路（3) 電力變壓器（4）電纜線路6.2.3 計算各短路點總計算電抗及三相短路電流和短路容量（1）各短路點總計算電抗（2）各短路點三相短路電流 kA kA kA kA kA（3）各短路點短路沖擊電流 kA kA kA kA kA（4）各短路點短路全電流最大有效值 kA kA kA kA kA（5）各短路點短路容量 MVA MVA MVA MVA MVA表6-1 三相短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAK12.752.752.757.014.15176.4K23.263.263.268.314.9259.59K33.253.253.258.284.9159.35K440.5440.5440.54103.3461.2228.09K535.3335.3335.3390.1053.3524.48第7章 輸配電線及母線的選擇7.1 高壓接入線的選擇7.1.1 35kV架空線截面的選擇計算 kA kA kVA A35kV架空裸導線（LGJ）的允許最小截面積為35mm2。其線路參數(shù)：，按照發(fā)熱條件校驗，其溫度修正系數(shù)為：校正后允許載流量： A由此可知，LGJ-50型鋼芯鋁絞線滿足發(fā)熱條件。校驗所選線路上的電壓損耗。線路上的功率損耗為： kW kvar式中，為工廠東北方向16公里。線路首端功率為： kW因此，35kV架空線路上的電壓損耗為:有以上結(jié)果可知，LGJ-50型鋼芯鋁絞線滿足允許電壓損耗條件。7.1.2 35kV電纜線截面的選擇計算35kV側(cè)變壓器計算電流：A（1）按持續(xù)允許電流選擇70mm2交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜直埋，土壤熱阻為3.0m/w的情況下的載流量為（2）按經(jīng)濟電流密度選擇年最大負荷利用小時=4000h，銅芯電纜的經(jīng)濟電流密度為2.25A/mm2（3）按短路熱穩(wěn)定選擇最大運行方式下35kV母線 kA按切除短路故障時間1秒計算mm2 70mm2（4）按電壓損失校驗370mm2銅芯電纜，長0.25km電壓損失:結(jié)論：經(jīng)計算用70mm2電纜滿足要求，故選YJV22-26/35kV 370mm2電纜。7.1.3 10kV電纜截面選擇計算計算電流：A（1）按持續(xù)允許電流選擇95mm2交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜在空氣中（30）敷設，考慮橋架敷設后的載流量為：（2）按經(jīng)濟電流密度選擇年最大負荷利用小時=4000h，銅芯電纜的經(jīng)濟電流密度為2.25A/mm2（3）按短路熱穩(wěn)定選擇最大運行方式下10kV母線：按切除短路故障時間0.2秒計算 mm2 50mm2（4）按電壓損失校驗3295mm2銅芯電纜，長0.1km電壓損失:7.1.4 車間變電所低壓出線的選擇7.1.4.1 1#鑄鋼車間車間變電所饋電給鑄鋼車間的線路采用VV22-1000型銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套鋼帶鎧裝電力電纜直接埋地敷設。由于電流太大，選用八根電纜并列供電，每根承擔約284.9A。（1） 按發(fā)熱條件選擇由，及地下0.8m處土壤溫度。 初選導線截面（銅纜）240mm2，其溫度校正系數(shù)為校正后允許載流量：（2） 校驗電壓損耗 由工廠總平面圖得知車間變電所至鑄鋼車間的距離約為40m，又查得240mm2銅芯電纜的相關(guān)參數(shù)（按纜芯工作溫度計）而鑄鋼車間的滿足允許電壓損耗的要求 (3)短路熱穩(wěn)定度校驗 滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面為因此所選的電纜截面大于最小截面，故滿足短路熱穩(wěn)定度要求。綜上所述，相線截面選為240mm2，中性線應不小于相線截面一半，可選擇VLV22-1000-3240+1120的銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套鋼帶鎧裝電力電纜。7.1.4.2 2#熱處理車間車間變電所饋電給熱處理車間的線路采用VV22-1000型銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套鋼帶鎧裝電力電纜直接埋地敷設。由于電流太大，選用四根電纜并列供電，每根承擔約74.68A。由工廠總平面圖得知車間變電所至熱處理車間的距離約為40m，又查得240mm2銅芯電纜的相關(guān)參數(shù)（按纜芯工作溫度計）（1）按發(fā)熱條件選擇由及地下0.8m處土壤溫度。 初選導線截面（銅纜）240mm2，其溫度校正系數(shù)為校正后允許載流量A（2）校驗電壓損耗由工廠總平面圖得知車間變電所至鑄鋼車間的距離約為40m，又查得240mm2銅芯電纜的相關(guān)參數(shù)（按纜芯工作溫度計）而熱處理車間的kW kvar滿足允許電壓損耗的要求。（3）短路熱穩(wěn)定度校驗滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面為因此所選的電纜截面大于最小截面，故滿足短路熱穩(wěn)定度要求。綜上所述，相線截面選為240mm2，中性線應不小于相線截面一半，可選擇VLV22-1000-3240+1120的銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套鋼帶鎧裝電力電纜。7.1.4.3 4#焊接車間車間變電所饋電給焊接車間：相線截面選為185mm2, 中性線應不小于相線截面一半，可選擇VLV22-1000-3185+195的銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套鋼帶鎧裝電力電纜。7.1.4.4 6#總裝車間車間變電所饋電給總裝車間：相線截面選為50mm2, 中性線應不小于相線截面一半，可選擇VLV22-1000-350+125的銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套鋼帶鎧裝電力電纜。7.1.4.5 3#鍛工車間車間變電所II饋給鍛工車間：相線截面選為185mm2，可選擇VLV22-1000-3185+195的銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套鋼帶鎧裝電力電纜。7.1.4.6 5#金工車間車間變電所II饋給金工車間：相線截面選為240mm2,可選擇VLV22-1000-3240+1120的銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套鋼帶鎧裝電力電纜。7.1.4.7 7#空壓站車間變電所II饋給空壓站：相線截面選為240mm2可選擇VLV22-1000-3240+1120的銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套鋼帶鎧裝電力電纜。7.1.4.8 8#煤氣站車間變電所II饋給煤氣站：相線截面選為185mm2可選擇VLV22-1000-3185+195的銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套鋼帶鎧裝電力電纜。7.2 母線的選擇一般10kV及低壓母線選擇參照工廠供電設計指導，所選母線均滿足短路動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，不必進行短路校驗。但對35kV母線應按發(fā)熱條件進行選擇，并校驗其短路穩(wěn)定度。7.2.1 35kV母線的選擇初選LMY-3(405),以下對其進行短路校驗。母線的動穩(wěn)定度校驗已知母線的動穩(wěn)定校驗條件LMY母線材料的最大允許應力=由短路計算可知，35kV母線的短路電流：kAkA三相短路沖擊電流產(chǎn)生的電動力:式中，母線檔距，取檔數(shù)為3母線通過三相短路沖擊電流時所受到的彎曲力矩: 母線的截面系數(shù) 母線在三相短路時的計算應力:由此可見，=滿足動穩(wěn)定度要求。母線的熱穩(wěn)定度校驗已知母線的熱穩(wěn)定校驗條件查閱有關(guān)產(chǎn)品資料，鋁母線的短路熱穩(wěn)定系數(shù)短路發(fā)熱假想時間1.2s。母線截面滿足短路熱穩(wěn)定條件的最小截面因此滿足短路熱穩(wěn)定度要求。因此35kV母線采用LMY-3(405)，即母線尺寸為40mm5mm。7.2.2 10kV母線的選擇 參照工廠供電設計指導，總降壓變電所10kV母線選LMY-3（404）,即母線尺寸為40mm4mm；車間變電所、車間變電所及車間變電所的10kV母線也選為LMY-3（404）。7.2.3 380V母線選擇參照工廠供電設計指導，車間變電所380V母線選擇為：LMY-3（806）+505，即相母線尺寸為80mm6mm,而中性線母線尺寸為50mm5mm。車間變電所380V母線選擇為LMY-3（1008）+606，即相母線尺寸為100mm8mm,而中性線母線尺寸為60mm6mm。第8章 變電所高低壓設備的選擇與校驗8.1 低壓側(cè)一次設備的選擇低壓一次設備的選擇與高壓設備一樣，必須滿足在正常的條件下和短路故障條件下工作的要求，使設備安全可靠運行。根據(jù)低壓一次設備的選擇校驗項目和條件，在滿足電壓、電流、頻率及開斷電流等正常工作條件基礎上，對所選的低壓側(cè)設備進行必需的動穩(wěn)定度校驗和熱穩(wěn)定度校驗。由于各車間變電所的負荷情況不同，因此需要對各車間變電所的低壓一次設備分別進行選擇與校驗。8.1.1 車間變電所I380V側(cè)一次設備的選擇與校驗詳見附錄C 表C-1。8.1.2 車間變電所380V側(cè)一次設備的選擇與校驗詳見附錄C 表C-2。8.2 變電所高壓一次設備的選擇與校驗高壓一次設備的選擇必須滿足一次系統(tǒng)在正常條件和短路故障條件下的工作要求。根據(jù)高壓一次設備的選擇校驗項目和條件，在滿足電壓、電流、頻率及開斷電流等正常工作條件基礎上，對所選的高壓側(cè)設備進行必需的動穩(wěn)定度校驗和熱穩(wěn)定度校驗。8.2.1 35kV側(cè)高壓一次設備的選擇與校驗根據(jù)主接線中35kV側(cè)高壓一次設備的配置情況，詳見附錄C 表C-3。8.2.2 10kV側(cè)高壓一次設備的選擇與校驗總降壓變電所和各車間變電所10kV側(cè)一次設備的選擇與校驗詳見附錄C 表C-4。第9章 變電所二次回路的設計所謂二次回路是指在電氣系統(tǒng)中由互感器的次級繞組、測量監(jiān)視儀器、繼電器、自動裝置等通過控制電纜聯(lián)成的電路。它用以控制、保護、調(diào)節(jié)、測量和監(jiān)視一次回路中各參數(shù)和各元件的工作狀況。9.1 高壓斷路器的控制高壓斷路器控制回路，就是指控制高壓斷路器分、合閘的回路。它取決于斷路器操作機構(gòu)的型式和操作電源的類別。電磁操作機構(gòu)只能采用直流操作電源，彈簧操作機構(gòu)和手動操作機構(gòu)可交直流兩用，但一般采用交流操作電源。需要實現(xiàn)自動合閘或著自動重合閘，或者當?shù)囟搪啡萘看笥?00MV.A時，必須采用電磁操作機構(gòu)或彈簧操動機構(gòu)。由以上兩點可知：本設計需要采用彈簧操作機構(gòu)的斷路器控制和信號回路控制。當一次電路 發(fā)生短路故障時，繼電保護裝置動作，其出口繼電器KM觸點閉合，接通跳閘線圈YR回路（QF3-4原已閉合），是斷路器跳閘。隨后QF3-4斷開，紅燈RD滅，并切斷跳閘回路。由于斷路器是自動跳閘，SA手柄仍在合閘位置，其觸點SA9-10B閉合，而QF5-6也因斷路器跳閘而返回閉合，從而接通事故音響信號。值班員得知事故跳閘信號后，可將控制開關(guān)扳向分閘位置，使SA的觸點與QF的輔助觸點恢復“對應”關(guān)系，使事故信號解除。彈簧機構(gòu)的操動機構(gòu)見附錄E,圖E-1。9.2 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置9.2.1 電測量儀表這里的“電測量儀表”按GBJ63-1990電力裝置的電測量儀表裝置設計規(guī)范定義，是對電力裝置回路的電力運行參數(shù)作經(jīng)常測量、記錄用的儀表和作計費、技術(shù)經(jīng)濟分析考核管理用的計量儀表的總稱。為了監(jiān)視供電系統(tǒng)一次設備的運行狀態(tài)和計量一次系統(tǒng)的消耗的電能，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、和經(jīng)濟合理地運行，工廠供電系統(tǒng)的電力裝置中必須裝設一定數(shù)量的電測量儀表。電測量儀表按其用途，分為常用測量儀表和計量儀表，兩類。前者是對一次電路的電力運行參數(shù)作經(jīng)常測量、選擇測量和記錄用的儀表，后者是對一次電路進行供用電的技術(shù)經(jīng)濟考核分析和對電力用戶用電量進行測量、計量的儀表，即各種電能表。9.2.2 絕緣監(jiān)視裝置絕緣監(jiān)視裝置用于小接地電流的電力系統(tǒng)中，以便及時發(fā)現(xiàn)單相接地故障，設法處理，以免單相接地故障發(fā)展為兩相接地短路，造成停電事故。第10章 供電系統(tǒng)繼電保護10.1 電力變壓器的繼電保護根據(jù)GB50062