供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告課 題 某加工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí) 自動(dòng)化****姓 名 ***學(xué) 號(hào) 0909*****指導(dǎo)老師完成時(shí)間 201* 年**月**日任務(wù)書(shū)一．負(fù)荷情況某廠變電所擔(dān)負(fù)三個(gè)車(chē)間、一個(gè)辦公樓和一個(gè)食堂的供電任務(wù)，負(fù)荷均為380/220V負(fù)荷。各部門(mén)電氣設(shè)備、負(fù)荷情況如下：（一）一號(hào)車(chē)間一號(hào)車(chē)間接有下表所列用電設(shè)備編 用電設(shè)備 數(shù)量 銘牌上額定功 需要系數(shù)Kd 功率因數(shù) 備注號(hào) 名稱 率 cos1 冷加工機(jī) 20 合計(jì)45KW ~床2 吊車(chē)組 1 FC=25%3 電焊機(jī) 1 22KVA FC=60%4 電焊機(jī) 2 FC=100%（二）二號(hào)車(chē)間二號(hào)車(chē)間接有下表所列用電設(shè)備編用電設(shè)備數(shù)量銘牌上額定功需要系數(shù)Kd功率因數(shù)備注號(hào)名稱率cos1電加熱設(shè)24KW1備2 吊車(chē)組 1 FC=25%3 電焊機(jī) 1 22KVA FC=60%4 電焊機(jī) 1 FC=100%（三）三號(hào)車(chē)間三號(hào)車(chē)間接有下表所列用電設(shè)備編用電設(shè)備名稱銘牌上額定需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos備注號(hào)功率裝載車(chē)間起重機(jī)各類裝備用電器照明（四）辦公樓辦公樓接有下表所列用電設(shè)備負(fù)荷編用電設(shè)備名稱銘牌上額定需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cos備注號(hào)功率1照明20KW2 空調(diào)及通風(fēng)設(shè) 75KW備3電梯10KW（五）食堂食堂接有下表所列用電設(shè)備負(fù)荷編用電設(shè)備名稱銘牌上額定功需要系數(shù)功率因數(shù)備注號(hào)率Kdcos風(fēng)機(jī)、空調(diào)機(jī)、照明食品加工機(jī)械電飯鍋、電烤箱、電炒鍋電冰箱二、供用電協(xié)議1）從電力系統(tǒng)的某66/10KV變電站，用10KV架空線路向工廠饋電。該變電站在工廠南側(cè)1km。2）系統(tǒng)變電站饋電線的定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的整定時(shí)間top2s，工廠總配變電所保護(hù)整定時(shí)間不得大于。3）在工廠總配電所的10KV進(jìn)線側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量。工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于。4）系統(tǒng)變電站10KV母線出口斷路器的斷流容量為200MVA。其配電系統(tǒng)圖如圖1。（5）供電貼費(fèi)和每月電費(fèi)制：每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為 18元/kVA，動(dòng)力電費(fèi)為元/kW·h，照明電費(fèi)為元/kW·h。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性地向供電部門(mén)交納供電貼費(fèi)： 6～10kV為800元/kVA。圖1配電系統(tǒng)圖三．工廠負(fù)荷性質(zhì)生產(chǎn)車(chē)間大部分為一班制，少部分車(chē)間為兩班制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4000h，工廠屬Ⅲ級(jí)負(fù)荷。四．工廠自然條件1）氣象資料：本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38oC，年平均氣溫為23oC，年最低氣溫為－8oC，年最熱月平均最高氣溫為33oC，年最熱月平均氣溫為26oC，年最熱月地下處平均溫度為25oC。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。2）地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂粘土為主，地下水位為2m。五．設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1．計(jì)算車(chē)間、辦公樓、食堂用電計(jì)算負(fù)荷2．計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷3．確定廠變電所變壓器臺(tái)數(shù)、各變壓器容量4．供電方式及主接線設(shè)計(jì)5．短路計(jì)算及設(shè)備選擇6．高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)7．保護(hù)及接地防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)六．設(shè)計(jì)成果1．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（設(shè)計(jì)報(bào)告），包括全部設(shè)計(jì)內(nèi)容，并附有必要的計(jì)算及表格。2．電氣主接線圖（3號(hào)圖紙）。3．繼電保護(hù)配置圖（3號(hào)圖紙）。4．總降壓變電所平面布置圖（ 3號(hào)圖紙）。目 錄第一章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償 5負(fù)荷計(jì)算的目的和方法 5全廠負(fù)荷計(jì)算的過(guò)程 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。無(wú)功功率補(bǔ)償 9第二章 變電所的選擇及主變壓器的選擇 9變電器容量的選擇 9變壓器臺(tái)數(shù)與型號(hào)的選擇 ....................... 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。總降壓變電所電氣主接線設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第三章 短路電路的計(jì)算 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。短路的形式 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。短路的原因 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。短路的危害 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。三項(xiàng)短路電流的計(jì)算 14第四章 導(dǎo)線型號(hào)及截面的選擇 17第五章 高低壓電氣一次設(shè)備的選擇 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。電氣設(shè)備選擇原則 18高壓一次設(shè)備的選擇 20變電所低壓一次設(shè)備的選擇 21第六章 接地與防雷設(shè)計(jì)防雷保護(hù)的措施 22防雷裝置的接地 23第七章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定 24二次回路方案選擇 24主變壓器的繼電保護(hù)裝置 24總 結(jié)........................................... 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄............................................. 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn)......................................... 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第一章負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償負(fù)荷計(jì)算的目的和方法1、負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的1）求計(jì)算負(fù)荷，是選擇確定建筑物報(bào)裝容量、變壓器容量的依據(jù)；2）求計(jì)算電流，是選擇纜線和開(kāi)關(guān)設(shè)備的依據(jù)；3）求有功計(jì)算負(fù)荷和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷，是確定靜電電容器容量的依據(jù)。2、負(fù)荷計(jì)算的方法1）需要系數(shù)法——用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。用于設(shè)備數(shù)量多，容量差別不大的工程計(jì)算，尤其適用于配、變電所和干線的負(fù)荷計(jì)算。2）二項(xiàng)式系數(shù)法——應(yīng)用局限性較小大，主要適用于設(shè)備臺(tái)數(shù)較少且容量差別較懸殊的的場(chǎng)合。3）利用系數(shù)法——采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷區(qū)間內(nèi)的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)，得出計(jì)算負(fù)荷。適用于各種范圍的負(fù)荷計(jì)算，但計(jì)算過(guò)程稍繁。全廠負(fù)荷計(jì)算的過(guò)程本設(shè)計(jì)各車(chē)間計(jì)算負(fù)荷采用需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有：有功計(jì)算負(fù)荷（kW）：PC PCKd無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（kvar）：QC PCtan22視在計(jì)算負(fù)荷（kVA）：SCPCQC計(jì)算電流（A）：IC SC/ 3UN設(shè)計(jì)原則與要求1、工廠供電設(shè)計(jì)必須遵守國(guó)家的相關(guān)法令， 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針、政策，以保證做到節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等經(jīng)濟(jì)政策。2、工廠供電設(shè)計(jì)必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照不同的負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，合理確定不同的設(shè)計(jì)方案。3、工廠供電設(shè)計(jì)要做到安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)。應(yīng)采用符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的電氣設(shè)備。工廠供電設(shè)計(jì)必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計(jì)方案。4、工廠供電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。關(guān)于負(fù)荷性質(zhì)，按照GB50052-95《供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或影響程度，電力負(fù)荷分為以下三個(gè)等級(jí)1）一級(jí)負(fù)荷中斷供電將造成人身傷亡，將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，例如重要交通樞紐，大型體育場(chǎng)等。（2）二級(jí)負(fù)荷 中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，例如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等，例如交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要負(fù)荷。（3）三級(jí)負(fù)荷 不屬于一、二級(jí)的電力負(fù)荷。對(duì)于一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷，因?yàn)槠湓僬谓?jīng)濟(jì)上的特殊性，應(yīng)該有兩個(gè)供電電源，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除有兩個(gè)電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其它負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。對(duì)于二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)該有兩回路供電。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時(shí)，二級(jí)負(fù)荷可由一回路6KV及以上專用架空線或電纜線供電。當(dāng)采用架空線時(shí)候，可為一回路架空線供電。當(dāng)采用電纜線時(shí)，當(dāng)由兩根電纜組成的線路供電，其每根電纜應(yīng)能承受100%的二級(jí)負(fù)荷。各部門(mén)負(fù)荷計(jì)算按照需要系數(shù)法計(jì)算各部門(mén)的有功計(jì)算負(fù)荷 （P30）、無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（Q30）、視在計(jì)算負(fù)荷（S30）和計(jì)算電流（I30）。1）一號(hào)車(chē)間將負(fù)載盡可能均衡的分配到三相電線上，2）二號(hào)車(chē)間將負(fù)載盡可能均衡的分配到三相電線上，3）三號(hào)車(chē)間將負(fù)載盡可能均衡的分配到三相電線上，4）辦公樓辦公樓電氣設(shè)備用電為 220V單相交流電。5）食堂得到各部門(mén)負(fù)荷計(jì)算表如下：計(jì)算負(fù)荷序負(fù)荷類部門(mén)名稱Q30/S30/號(hào)型P30/KWI30/AKvarKV·A1 一號(hào)車(chē)間 Ⅲ2 二號(hào)車(chē)間 Ⅲ3 三號(hào)車(chē)間 Ⅲ4 辦公樓 Ⅲ5 食堂 Ⅲ工廠總負(fù)荷各部門(mén)總負(fù)荷的計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算按照計(jì)算結(jié)果，未進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，工廠總功率因數(shù)題目要求工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于。根據(jù)有關(guān)規(guī)，配電電壓為 6-10KV時(shí)，要求總功率因素不低于.故需要在低壓側(cè)并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，使功率因數(shù)提高到。并聯(lián)的電容器總?cè)萘坑?jì)算如下：第二章 變電所的選擇及主變壓器的選擇變壓器容量的選擇變壓器容量不應(yīng)小于補(bǔ)償后的總視在計(jì)算負(fù)荷 S=·A事實(shí)上，考慮變壓器應(yīng)有一定的過(guò)載能力， 以及應(yīng)對(duì)工廠未來(lái) 5—10年可能的電力負(fù)荷增長(zhǎng)。此外，溫度高出平均氣溫，變壓器容量也會(huì)減小。所以變壓器容量的選擇應(yīng)留有余量，常取 S=,S=·A,及變壓器總?cè)萘靠扇?200KV·A.變壓器臺(tái)數(shù)與型號(hào)的選擇聯(lián)結(jié)組別：Yyn0 接線方式的電力變壓器一相高壓熔絲融化時(shí)另兩相電壓基本不受影響，可減小故障時(shí)的停電范圍； ?Dyn11接線：具有輸出電壓質(zhì)量高、中性點(diǎn)不漂移、防雷性能好等特點(diǎn)。工廠為三級(jí)負(fù)荷，允許短時(shí)停電，故選擇Dyn11聯(lián)結(jié)組別更好。注：并行的電力變壓器聯(lián)結(jié)組別應(yīng)當(dāng)相同絕緣與冷卻方式：常見(jiàn)有油浸式、干式、充氣式等?？紤]控制成本、方便維護(hù)和變壓器應(yīng)具有一定的過(guò)載能力，本項(xiàng)目選擇油浸式變壓器變壓器臺(tái)數(shù)選擇變壓器臺(tái)數(shù)選擇原則① 應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，對(duì)只有二級(jí)負(fù)荷，而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可只采用一臺(tái)變壓器，并在低壓側(cè)架設(shè)與其他變電所的聯(lián)絡(luò)線。②對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大的工廠變電所，可考慮采用兩臺(tái)主變壓器。③一般的三級(jí)負(fù)荷，只采用一臺(tái)主變壓器。③ 考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有安裝第二臺(tái)主變壓器的空間。④ 車(chē)間變電所中，單臺(tái)變壓器容量不宜超過(guò) 1000kVA具體到本項(xiàng)目，提出兩種方案：方案一：使用一臺(tái)江蘇彭變S9-M-200-10/三相電力油浸式變壓器給工廠所有單位供電。變壓器價(jià)格為：￥18600（商品信息來(lái)自阿里巴巴）方案二：使用兩臺(tái)江蘇彭變s9-m-16010KV/三相電力油浸式變壓器分別給工廠不同單位供電。兩條低壓供電線通過(guò)斷路器連接，其中一條線路檢修或發(fā)生故障時(shí)，另一條線路可以短時(shí)單獨(dú)給全廠供電。變壓器價(jià)格為：￥14800兩方案變壓器采購(gòu)價(jià)格相差11000元，若考慮一次設(shè)備與線路施工成本，則方案二較方案一建設(shè)費(fèi)用明顯高出，且維護(hù)成本更高。由于工廠屬三級(jí)負(fù)荷，故對(duì)備用電源無(wú)硬性要求，故選用方案一更為經(jīng)濟(jì)、合理，且能基本滿足工廠日常運(yùn)行的電力需求。供電方式及主接線設(shè)計(jì)供電、用電情況分析供電概況根據(jù)題示信息，從電力系統(tǒng)的某 66/10KV變電站，用10KV架空線路向工廠饋電。該變電站在工廠南側(cè) 1km年用電費(fèi)估計(jì)：在一次側(cè)計(jì)算用電量，其中，為變壓器損耗功率，按計(jì)，為年最大負(fù)荷利用小時(shí)，忽略變壓器空載損耗和線路損耗。代入數(shù)據(jù)。另一部分電費(fèi)為每月按主變壓器容量收取的費(fèi)用。計(jì)算年電費(fèi)估計(jì)值為：即估計(jì)一年電費(fèi)為萬(wàn)元主接線設(shè)計(jì)原則主接線圖即主電路圖，是表示系統(tǒng)中電能輸送和分配路線的電路圖，亦是一次電路圖。而用來(lái)控制指示檢測(cè)和保護(hù)一次設(shè)備運(yùn)行的電路圖，則稱二次電路圖，或二次接線圖，通稱二次回路。二次回路是通過(guò)電流互感器餓電壓互感器與主電路相聯(lián)系的。具體要求如下1、安全 符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全2、可靠 應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是期中一二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電系統(tǒng)的可靠性的要求。3、靈活 應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)符合的發(fā)展。4、經(jīng)濟(jì) 在滿足上述要求的前提下，應(yīng)盡量是主接線簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。變配電所主結(jié)線的選擇原則①當(dāng)滿足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。②當(dāng)變電所有兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。③當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺(tái)變壓器時(shí)，宜采用線路變壓器組結(jié)線。④為了限制配出線短路電流，具有多臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行。⑤接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開(kāi)關(guān)。6～10KV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開(kāi)關(guān)。⑦采用6～10KV熔斷器負(fù)荷開(kāi)關(guān)固定式配電裝置時(shí)， 應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。⑧由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計(jì)費(fèi)用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計(jì)量柜）。⑨變壓器低壓側(cè)為的總開(kāi)關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開(kāi)關(guān)。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開(kāi)關(guān)和母線分段開(kāi)關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。⑩當(dāng)?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開(kāi)關(guān)和母線分段開(kāi)關(guān)采用低壓斷路器時(shí)，在總開(kāi)關(guān)的出線側(cè)及母線分段開(kāi)關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開(kāi)關(guān)或隔離觸頭。備用電源的選擇工廠為三級(jí)負(fù)荷，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，多數(shù)不需要備用電源。但按照規(guī)定，辦公樓內(nèi)電梯應(yīng)裝設(shè)備用電源， 發(fā)生電力系統(tǒng)故障時(shí)，電源能及時(shí)啟動(dòng)，維持電梯正常運(yùn)行，不發(fā)生安全事故。此外，工廠內(nèi)人流密集，應(yīng)裝設(shè)應(yīng)急照明設(shè)備，避免安全事故。第三章 短路電流計(jì)算短路的形式在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般三相短路的短路電流最大， 造成的危害也最嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作， 因此作為選擇檢驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。三相短路用文字符號(hào) k(3)表示。短路的原因工廠供電系統(tǒng)要求正常地不簡(jiǎn)短地對(duì)用電負(fù)荷供電， 以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。但是由于各種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見(jiàn)的故障就是短路。所謂短路，就是指一切不正常的相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。產(chǎn)生短路的原因很多，主要有以下幾個(gè)方面：（1）元件損壞，例如絕緣材料的自然老化，設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良帶來(lái)的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路等；（2）氣象條件惡化，例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等；（3）人為事故，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后為拆除接地線就加上電壓等；（4）其它，例如挖溝損傷電纜，鳥(niǎo)獸跨接在裸露的載流部分等。短路的危害短路后，短路電流比正常電流大得多；在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)安。如此大的短路電流可對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害，即 :1）短路是要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件損壞；2）短路時(shí)電壓要驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行；3）短路可造成停電，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大；4）嚴(yán)重的短路要影響電流系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)解列；5）單相短路，其電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至使之發(fā)生誤動(dòng)作。由此可見(jiàn)，短路的后果是十分嚴(yán)重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時(shí)需要進(jìn)行短路電流計(jì)算， 以便正確地選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障懂得開(kāi)關(guān)電器、 整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也必須計(jì)算短路電流。三相短路電流的計(jì)算標(biāo)幺制法，即相對(duì)單位制算法，因其短路計(jì)算中的有關(guān)物理量是采用標(biāo)幺值（相對(duì)單位）而得名。按標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，一般是先選定基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud。基準(zhǔn)容量，工程設(shè)計(jì)中通常取Sd=100MV·A?；鶞?zhǔn)電壓，通常取元件所在處的短路計(jì)算電壓，即取U=U。dc選定了基準(zhǔn)容量S和基準(zhǔn)電壓U以后，基準(zhǔn)電流Id按下式計(jì)算ddSdSdId3Uc3Ud基準(zhǔn)電抗Xd則按下式計(jì)算UdUc2XdSd3Id供電系統(tǒng)中各主要元件的電抗標(biāo)幺值的計(jì)算（取 Sd=100MV·A,Ud=Uc）。1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值2）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值3）電力線路的電抗標(biāo)幺值XWL*XWLXdX0lUc2X0lSd短路SdUc2電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值求出以后，即可利用其等效電路圖進(jìn)行電路化簡(jiǎn)，計(jì)算其總電抗標(biāo)幺值 X∑*。由于各元件電抗均采用相對(duì)值，與短路計(jì)算點(diǎn)的電壓無(wú)關(guān)，因此無(wú)須進(jìn)行電壓換算，這也是標(biāo)幺值法較之歐姆法優(yōu)越之處。三相短路電流周期分量有效值其他三相短路電流標(biāo)幺值法計(jì)算電路短路電流短路計(jì)算電路k-1k-2電源 Soc=200MVA l=1km,x0=kmS9-200/10,Dyn1110KV S1=200KVA,DU=4%取Sd100MVA取Uc1=則 Id1 Sd/ 3UC1=100MVA/(3*=取UC2 0.4KV 則 Id2 Sd/ 3UC2=100MVA/ 3 0.4KV =144KA○1電力系統(tǒng):已知電力系統(tǒng)出口斷路器的遮斷容量 Soc=200MVA，故X1*=1OOMVA/200MVA=2架空線路:○X2*=*1)*100MVA/^2=③電力變壓器查表得：S9-160/10變壓器的短路電壓百分值 Uk%=4故X3*=*(100MVA/200KVA)=20式中，SN為變壓器的額定容量因此繪制短路計(jì)算等效電路如圖所示。X1= X2=k-1 X3=20 k-2圖 短路計(jì)算等效電路點(diǎn)（側(cè)）的相關(guān)計(jì)算總電抗標(biāo)幺值X(k1) X1* X2*=+=三相短路電流周期分量有效值I(k-1)= =其他短路電流i(sh)=*=I(sh)=*=三相短路容量S(k-1)=100MVA/=點(diǎn)（側(cè)）的相關(guān)計(jì)算總電抗標(biāo)幺值X(k2) X1* X2* X3*=++20=三相短路電流周期分量有效值I(k-2)=144KA/=其他短路電流i(sh)=*=I(sh)=*=三相短路容量S(k-2)=100MVA/=以上短路計(jì)算結(jié)果綜合圖表所示。表 短路計(jì)算結(jié)果三相短路容量三相短路電流/MVA短路計(jì)算點(diǎn)k-1k-2電氣設(shè)備、電纜、母線的選擇第四章 導(dǎo)線型號(hào)及截面選擇導(dǎo)線型號(hào)及截面選擇10KV高壓母線的選擇及檢驗(yàn)選擇經(jīng)濟(jì)截面變壓器一次側(cè)計(jì)算電流:IC1 SC1/ 3UN=*10=按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，因年最大負(fù)荷利用小時(shí)為 4000h，查表得:Jec=(lgj ）則 Sec=Ic1/Jec= （mm）由設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明計(jì)算值比實(shí)際值偏大，因此選用 LGJ-25型鋼芯鋁絞線。檢驗(yàn)發(fā)熱條件查表知，LGJ-25在室外溫度為25度時(shí)的允許載流量為Ial=135A>,滿足發(fā)熱條件。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表知，10KV架空鋁絞線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為Smin=16mm2<S=25mm2因此，所選的導(dǎo)線截面也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。4KV高壓母線的選擇及檢驗(yàn)選擇經(jīng)濟(jì)截面變壓器一次側(cè)計(jì)算電流:IC1 SC1/ 3UN=*4=按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，因年最大負(fù)荷利用小時(shí)為 4000h，查表得:jec=（LGJ）則 Sec=Ic1/Jec= （mm）由設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明計(jì)算值比實(shí)際值偏大，因此選用 LGJ-25型銅絞線。檢驗(yàn)發(fā)熱條件查表知，TMY—50在室外溫度為25度時(shí)的允許載流量為Ial=135>,滿足發(fā)熱條件。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表知，4KV架空鋁絞線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為Smin=16mm2<S=25mm2因此，所選的導(dǎo)線截面也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。380V的出線選擇及檢驗(yàn)具體選擇如下表：表6-1380V的出線選擇負(fù)荷

導(dǎo)線截面選擇序號(hào) 用電設(shè)備名稱 Ic(A) 導(dǎo)體類型選擇類型 （mm2）一 車(chē)間I 動(dòng)力 40 BX型銅芯絕緣橡皮線二 車(chē)間II 動(dòng)力 35 BX型銅芯絕緣橡皮線三 車(chē)間III 動(dòng)力 25 BX型銅芯絕緣橡皮線四 辦公室 照明 120 BX型銅芯絕緣橡皮線五 食堂 照明 25 BX型銅芯絕緣橡皮線第五章 高低壓電氣一次設(shè)備的選擇工廠供配電系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)輸送、變換和分配電能任務(wù)的電路，稱為“主電路”，也叫“一次電路”。一次電路中的所有電氣設(shè)備，稱為“一次設(shè)備”或“一次元件”。電氣設(shè)備選擇原則按正常運(yùn)行條件選擇電氣設(shè)備按正常工作條件選擇， 就是要考慮裝置地點(diǎn)的環(huán)境條件和電氣要求。 環(huán)境條件是指電氣裝置所處的位置特征； 電氣要求是指對(duì)設(shè)備的電壓、 電流、頻率（一般為50HZ）等方面的要求；對(duì)一些斷路電器如開(kāi)關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮其斷流能力。（1）考慮所選設(shè)備的工作環(huán)境。如戶內(nèi)、戶外、防腐蝕、防暴、防塵、防火等要求，以及沿?；蚴菨駸岬赜虻奶攸c(diǎn) 。（2）所選設(shè)備的額定電壓 UN,et應(yīng)不低于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓 UN，即U N,et≥UN一般設(shè)備的電壓設(shè)計(jì)值滿足 ,et，因而可在,et 下安全工作。（3）設(shè)備的額定電流IN是指在額定周?chē)h(huán)境溫度下，設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。IN應(yīng)不小于通過(guò)設(shè)備的計(jì)算電流 I30，即I≥I30N（4）設(shè)備的最大開(kāi)斷電流應(yīng)不小于它可能開(kāi)斷的最大電流，即Ibr Ik(3)按短路條件校驗(yàn)（1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)（電動(dòng)力穩(wěn)定）是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足穩(wěn)定的條件是 imax ish(3)或 Imax Ish(3)式中，ish(3)、Ish(3)——設(shè)備安裝地點(diǎn)短路沖擊電流的峰值及其有效值；imax、Imax——設(shè)備允許通過(guò)的電流峰值及其有效值。對(duì)于下列情況可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定或熱穩(wěn)定。1）用熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。2）電壓互感器及其所在回路的裸倒替和電器可不校驗(yàn)動(dòng)、 熱穩(wěn)定，因短路電流很小。3）電纜一般均有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)短路電流通過(guò)時(shí)，電器各部件溫度不應(yīng)超過(guò)短路時(shí)發(fā)熱最高允許值，即It2t I(3)2tima式中，I(3)——設(shè)備安裝地點(diǎn)穩(wěn)態(tài)三相短路電流；tima——短路電流假想時(shí)間；It——電器的熱穩(wěn)定電流；——電器的熱穩(wěn)定時(shí)間。高壓一次設(shè)備的選擇高壓一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。按工作電壓選則設(shè)備的額定電壓UNe一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓UN，即UNeUN，高壓設(shè)備的額定電壓UNe應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓Umax，即UNeUmax。故高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓UNe=12kV，穿墻套管額定電壓UNe=，熔斷器額定電壓UNe=12kV。按工作電流選擇設(shè)備的額定電流INe不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流 I30，即INeI30按斷流能力選擇設(shè)備的額定開(kāi)斷電流 Ioc或遮斷容量Soc，對(duì)分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來(lái)說(shuō)，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е?Ik(3)或短路容量Sk(3)，即Ioc Ik(3)或Soc(3) Sk(3)對(duì)于分?jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來(lái)說(shuō)，則為 Ioc IOLmax，IOLmax為最大負(fù)荷電流。隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)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imax ish(3)或Imax Ish(3)imax、Imax分別為開(kāi)關(guān)的極限通過(guò)電流峰值和有效值， ish(3)、Ish(3)分別為開(kāi)關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件對(duì)于上面的分析，如表所示，由它可知所選高壓一次設(shè)備均滿足要求表10kV高壓側(cè)一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)斷流 其選擇校驗(yàn)項(xiàng)目 電壓 電流 動(dòng)態(tài)定度 熱穩(wěn)定度能力 它參數(shù)裝置地點(diǎn)條件

^2*=數(shù)據(jù) 10kV(I(1NT))一

額定參數(shù)次高壓少油斷路設(shè)器備SN10-10/1000型號(hào)高壓隔離開(kāi)關(guān)

10kV1000A80kAkA規(guī)格

GN86-10/200高壓熔斷器RN2-10/15A電壓互感器JDJ-10電壓互感器JDZJ-10電流互感器LQJ-10

10kV200A-kA-10kV15A50kA--10/--------10kV100/5A-kA-避雷針FS4-10戶外隔離開(kāi)關(guān)

10kV----10kV400A-25kA-GW4-12/400變電所低壓一次設(shè)備的選擇同樣根據(jù)上面的原則，做出 380V低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如表 6-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。表380V低壓側(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 動(dòng)態(tài) 熱穩(wěn)定度能力 定度裝置地 參數(shù)點(diǎn)條件數(shù)據(jù) 380V A ^2*=一次設(shè) 額定參數(shù)備型號(hào)規(guī)格 低壓斷路 380V 630A - -器（大于I30）DW20-630變電所至各車(chē)間干線上負(fù)荷開(kāi)關(guān)的選擇如表 7-5。表7-5 低壓干線負(fù)荷開(kāi)關(guān)型號(hào)選擇序號(hào)車(chē)間名稱IC（）負(fù)荷開(kāi)關(guān)型號(hào)額定電流（）AA一車(chē)間IHH11-100/3100二車(chē)間IIHH11-100/3100三車(chē)間IIIHH11-100/3100四辦公室HH11-300/3300五食堂HH11-100/3100第六章接地與防雷設(shè)計(jì)防雷保護(hù)的措施防直擊雷保護(hù)避雷針避雷線避雷帶和避雷網(wǎng)避雷針（線）的接地裝置(1)避雷針接地必須良好，接地電阻不宜超過(guò) 10歐姆 ；(2)35kV及以下變配電所的避雷針應(yīng)單獨(dú)裝設(shè)支架， 避雷針與被保護(hù)設(shè)備之間的空氣距離不小于 5m；獨(dú)立避雷針應(yīng)有自己專用的接地裝置，接地裝置與變配電所接地網(wǎng)間的地中距離不應(yīng)小于3m；避雷針及接地裝置與道路入口等的距離不小于3m。感應(yīng)雷和入侵雷防護(hù)管型避雷器閥型避雷器金屬氧化物避雷器架空線的防雷措施在60kV及以上的架空線路上全線裝設(shè)；(2)35kV的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)；而10kV及以下線路上一般不裝設(shè)避雷線。變配電所的防雷措施裝設(shè)避雷針來(lái)防止直接雷。裝設(shè)避雷器用來(lái)保護(hù)主變壓器，以免雷電沖擊波沿高壓線路侵入變電所，損壞變電所的這一關(guān)鍵的設(shè)備。為了防止雷電波侵入變電所的3～10kV配電裝置，應(yīng)當(dāng)在變電所的每組母線和每路進(jìn)線上裝設(shè)閥型避雷器。根據(jù)以上分析，選擇 FCD-6JS-8避雷器。防雷裝置的接地避雷針宜裝設(shè)獨(dú)立的接地裝置。防雷的接地裝置及避雷針（線、網(wǎng)）引下線的結(jié)構(gòu)尺寸，應(yīng)符合GB50057—1994的規(guī)定。防直擊雷的接地裝置與保護(hù)的建筑物、配點(diǎn)裝置及其接地裝置應(yīng)保持一定的安全距離。為了降低跨步電壓，保障人生安全，按GB50057—1994規(guī)定，放直擊雷的人工接地體距建筑物出入口或人行道的距離不應(yīng)小于 3m。當(dāng)距離小于3m時(shí)，應(yīng)采取以下措施：①水平接地局部深埋不應(yīng)小于1m;②水平接地體局部包以絕緣物，或敷以50-80mm厚的瀝青層，其寬度應(yīng)超過(guò)接地體 2m.該變電所變壓器容量 1000KVA，因?yàn)檫M(jìn)線為 10/,10KV的架空線是總長(zhǎng)是 1km。確定接地電阻屬1KV以上電流接地系統(tǒng)及與1KV以上系統(tǒng)共用的接地裝置，選（RE≤120/IE，且RE<10Ω），同時(shí)又滿足與總?cè)萘吭?00KV·A以上的變壓器相聯(lián)的接地裝得:RE<4Ω所以確定次車(chē)間公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：RE 120/IE 且 RE 4IE=IC UN*(LOH L)/350=10*1/350=RE 120/IE=120/=Ω故此變電所的接地電阻為 RE<4Ω。接地裝置初步方案現(xiàn)初步考慮圍繞車(chē)間建筑四周距車(chē)間 2-3米打入一圈直徑 50mm，長(zhǎng)的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用 40×4mm的扁鋼焊接。計(jì)算單根鋼管接地電阻查附表 1得砂質(zhì)粘土的ρ=100Ω·m.單根鋼管接地電阻 RE1==100/=40Ω確定最后接地方案根據(jù)Re1/Re=40/4=10,但考慮到管間屏蔽效應(yīng),初選15根直徑50mm,長(zhǎng)的鋼管作為接地體.以n=15和去查手冊(cè)(取n=10和n=20,在時(shí)的值的中間值)可得e≈,,因此n=Re1/（Re*ηe）=40/×4)≈16,但是要考慮到接地體的均勻?qū)ΨQ布置以及實(shí)際需要,選18根直徑為50mm,長(zhǎng)的鋼管作接地體,用40×4mm的扁鋼連接,根據(jù)車(chē)間需要,適宜單排布置,而且南北兩排,共36根。第七章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定二次回路方案選擇1)高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路斷路器采用手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。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，裝設(shè)三相有功電度表和無(wú)功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能表和無(wú)功電能，并以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù)。計(jì)量柜由上級(jí)供電部門(mén)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Y0/Y0/ (開(kāi)口)Y0/Y0/的接線，用以實(shí)現(xiàn)電壓側(cè)量和絕緣監(jiān)察。作為備用電源的高壓聯(lián)路線上，裝有三相有功電度表和三相無(wú)功電度表、電流表。高壓進(jìn)線上，也裝上電流表。低壓側(cè)的動(dòng)力出線上，均裝有有功電度表和無(wú)功電度表，低壓照明線路上裝上三相四線有功電度。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝上無(wú)功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。低壓母線裝有電壓表，儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)按符合要求。主變壓器的繼電保護(hù)裝置裝設(shè)瓦斯保護(hù)當(dāng)變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)， 瞬時(shí)動(dòng)作于信號(hào)；當(dāng)產(chǎn)生大量的瓦斯時(shí)，應(yīng)動(dòng)作于高壓側(cè)斷路器。裝設(shè)反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)采用GL15型感應(yīng)式過(guò)電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式。過(guò)電流保護(hù)電流的整定要考慮以下兩個(gè)條件：（1）要躲過(guò)最大負(fù)荷電流 Il.max，以免在最大負(fù)荷電流通過(guò)時(shí)保護(hù)裝置動(dòng)作；（2）保護(hù)裝置的返回電流 Ire要躲過(guò)線路的最大電流 Il.max，以保證保護(hù)裝置在外部故障被切除后，能可靠的返回原始位置，以免發(fā)生誤動(dòng)作。繼電器最小動(dòng)作電流按以下公式整定：其中ILmax