25/30工廠供電課程設(shè)計(jì)某化纖毛紡織廠變電所與配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)校：理工大學(xué)系別：機(jī)電工程系班級：10機(jī)電（2）班學(xué)號：學(xué)生：（第三組）指導(dǎo)教師：老師2012年12月28日TOC\o"1-3"\h\u31527第一章《工廠供電》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書21021一、設(shè)計(jì)題目21200二、設(shè)計(jì)要求24965三、設(shè)計(jì)依據(jù)219851四、設(shè)計(jì)任務(wù)425147五、提交資料414581六、設(shè)計(jì)時(shí)間47126第二章負(fù)荷計(jì)算與功率補(bǔ)償53506一、負(fù)荷計(jì)算的方法514737二、無功功率補(bǔ)償732465第三章變電所位置和型式的選擇924492第四章變電所變壓器和主接線方案的選擇11112961、主變壓器的選擇 1112602、變電所主接線方案的選擇11152302.1裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案1188502.2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案1291962.3主接線方案的選擇1314159第五章短路電流的計(jì)算14177325.1繪制計(jì)算電路14224605.2確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值14279655.3計(jì)算短路電路中個元件的電抗標(biāo)幺值14465.3.1電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值14241725.3.2架空線路的電抗標(biāo)幺值1426115.3.3電力變壓器的電抗標(biāo)幺值14205505.4k-1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算1528205.4.1總電抗標(biāo)幺值15144225.4.2三相短路電流周期分量有效值15190495.4.3其他三相短路電流15281655.4.4三相短路容量15158465.5k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算1514345.5.1總電抗標(biāo)幺值1546485.5.2三相短路電流周期分量有效值15257065.5.3其他短路電流15238245.5.4三相短路容量1624394第六章變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)1794176.110kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)17321876.1.1按工作電壓選則1732696.1.2按工作電流選擇1739596.1.3按斷流能力選擇17162946.1.4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)17284716.1.4.1短路動穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件1795586.1.4.2斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、電抗器的熱穩(wěn)定度校驗(yàn)17258466.2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)19119866.3高低壓母線的選擇1927386第七章變壓所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇2034567.110kV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇20297957.1.110kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)2066637.1.2由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn)2023367.2380低壓出線的選擇2038347.2.1織造車間20272397.2.2紡紗車間2176477.2.3軟水站21195017.2.4鍛工車間21228637.2.5機(jī)修車間21213037.2.6鍋爐房2113517.2.7水泵房21175817.2.8化驗(yàn)室2199627.2.9卸油泵房21315817.2.10倉庫22141297.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)2261677.3.1按發(fā)熱條件選擇22144477.3.2校驗(yàn)電壓損耗22198997.3.3短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)2211402第八章變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定24284078.1變電所二次回路方案的選擇2467388.2變電所繼電保護(hù)裝置24211978.2.1主變壓器的繼電保護(hù)裝置246208.2.2護(hù)動作電流整定2436608.2.3過電流保護(hù)動作時(shí)間的整定24267868.2.4過電流保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn)24136148.3裝設(shè)電流速斷保護(hù)25318928.3.1速斷電流的整定：2582398.3.2電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn)2513178.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置25285108.4.1裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)2530948.4.2裝設(shè)電流速斷保護(hù)26285988.4.3變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置2629610第九章降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì)2717309.1變電所的防雷保護(hù)27118559.1.1直接防雷保護(hù)2771929.1.2雷電侵入波的防護(hù)27206359.2變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)27307009.2.1接地電阻的要求27143649.2.2接地裝置的設(shè)計(jì)271810第十章設(shè)計(jì)總結(jié)295586第十一章參考文獻(xiàn)30摘要工業(yè)企業(yè)供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配問題。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，它的輸送和分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，又利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)與整個國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。從而搞好工業(yè)企業(yè)供電工作對于整個工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化具有十分重要的意義。工廠供電設(shè)計(jì)是整個工廠設(shè)計(jì)的重要組成部分，工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量影響到工廠的和生產(chǎn)與其發(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，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(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(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，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善工人的勞動條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(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重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(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，對于節(jié)約能源、支援國家經(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)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3）優(yōu)質(zhì):應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(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，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。我們這次的課程設(shè)計(jì)的題目是：某冶金機(jī)械修造廠變電所與配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)；作為工廠隨著時(shí)代的進(jìn)步和推進(jìn)和未來今年的發(fā)展，工廠的設(shè)施建設(shè)，特別是電力設(shè)施將提出相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。因此，我們做供配電設(shè)計(jì)的工作，要做到未雨綢繆。為未來發(fā)展提供足夠的空間。這主要變現(xiàn)在電力電壓器與一些相當(dāng)重要的配電線路上，應(yīng)力求在滿足現(xiàn)在需求的基礎(chǔ)上從大選擇，以避免一臺變壓器或一組變壓器剛服役不到幾年就因?yàn)槿萘繂栴}而出現(xiàn)“光榮下崗”的情況發(fā)生。第一章《工廠供電》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目某化纖毛紡織廠變電所與配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)要求要求根據(jù)本廠所能取得的電源與本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的工廠供電基本要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型，選擇變電所主結(jié)線方案與高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，進(jìn)行導(dǎo)線截面的選擇計(jì)算，并選擇繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明，繪出設(shè)計(jì)圖樣。三、設(shè)計(jì)依據(jù)1．工廠總平面圖2．車間組成與工廠負(fù)荷情況(1).車間組成與布置①織造車間；②紡紗車間；③軟水站；④鍛工車間；⑤機(jī)修車間；⑥鍋爐房；⑦水泵房；⑧化驗(yàn)室；⑨卸油泵房；⑩倉庫。(2).工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4600H，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為5H。該廠除織造車間、鍛工車間和鍋爐房屬二級負(fù)荷外，其余均為三級負(fù)荷。低壓動力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。電氣照明與家用電器均為單相，額定電壓為220V。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表所示(表中設(shè)備容量是圍值，請各位同學(xué)避免取同樣的容量數(shù)據(jù))。廠房編號廠房名稱負(fù)荷類型設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1織造車間動力3500.80.8照明80.81.02紡紗車間動力3500.80.8照明100.71.03軟水站動力1000.650.8照明30.81.04鍛工車間動力500.30.65照明60.91.05機(jī)修車間動力3000.30.5照明70.81.06鍋爐房動力2000.750.8照明60.81.07水泵房動力1500.750.8照明30.81.08化驗(yàn)室動力1000.750.8照明60.81.09卸油泵房動力500.750.8照明90.81.010倉庫動力500.30.5照明30.81.0取、3．供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號為LGJ-150；干線首端(即電力系統(tǒng)的饋電變電站)距離本廠約6.0km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時(shí)限過電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過電流保護(hù)整定的動作時(shí)間為1.5s。為滿足工廠二級負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。與臨近單位高壓聯(lián)絡(luò)架空線線長度為3km。4．氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38℃，年平均氣溫為23℃，年最低氣溫為-8℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，年最熱月平均氣溫為26℃，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25℃。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。5．地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔500m。地層以砂粘土為主；地下水位為2m。6．電費(fèi)制度本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為18元／kVA，動力電費(fèi)為0.2元／kW．H，照明(含家電)電費(fèi)為0.5元／kW．H。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9。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交納供電貼費(fèi)：6～10kV為800元／kVA。四、設(shè)計(jì)任務(wù)要求在規(guī)定時(shí)間獨(dú)立完成下列設(shè)計(jì)說明書需包括：①工廠負(fù)荷計(jì)算與功率補(bǔ)償，列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果；②工廠總變電所主變壓器的臺數(shù)與容量選擇；③工廠總變電所主接線設(shè)計(jì)；④車間導(dǎo)線型號與截面的選擇；⑤工廠電力系統(tǒng)短路電路的計(jì)算；⑥變電所一側(cè)設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；⑦防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)；五、提交資料1）設(shè)計(jì)說明書2）工廠總配電所主接線電路圖3）變電所平布局圖(導(dǎo)線的走向與型號標(biāo)注)六、設(shè)計(jì)時(shí)間一周第二章負(fù)荷計(jì)算與功率補(bǔ)償一、負(fù)荷計(jì)算的方法1、負(fù)荷計(jì)算的容和目的（1）計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間實(shí)際變動負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（2）尖峰電流指單臺或多臺用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動和電壓下降以與選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動電流的非周期分量。（3）平均負(fù)荷為一段時(shí)間用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜電能消耗量最多的一個班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有：有功功率：=，為系數(shù)無功功率：=tan視在功率：=計(jì)算電流：=,為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV）各用電車間負(fù)荷計(jì)算結(jié)果：（1）織造車間動力的負(fù)荷計(jì)算：=350KW=0.8，cos=0.8tan=0.75=·=280KW=·tan=210Kvar照明的負(fù)荷計(jì)算：=8KW=0.8cos=1.0tan=0=·=6.4KW=·tan=0Kvar車間總負(fù)荷計(jì)算：=(280+6.4)=286.4KW=（210+0）=210Kvar（2）紡紗車間動力的負(fù)荷計(jì)算：=350KW=0.8cos=0.8tan=0.75=·=280KW=·tan=210Kvar照明的負(fù)荷計(jì)算：=10KW=0.7cos=1.0tan=0=·=7KW=·tan=0Kvar車間總負(fù)荷計(jì)算：=(350+10)=360KW=（0+210）=210Kvar由上述方法算出個車間的符合列表如下（計(jì)算負(fù)荷去整）：廠房編號廠房名稱負(fù)荷類型設(shè)備容量Pe/kW需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cosφtanφ計(jì)算負(fù)荷P30/kwQ30/kvarS30/kva1織造車間動力3500.80.80.75280210350照明80.810.00606總計(jì)3582862102紡紗車間動力3500.80.80.75280210350照明100.710.00707總計(jì)3602872103軟水站動力1000.650.80.75654981照明30.810.00202總計(jì)10367494鍛工車間動力500.30.651.17151823照明60.910.00505總計(jì)5620185機(jī)修車間動力3000.30.51.7390156180照明70.810.00606總計(jì)307961566鍋爐房動力2000.750.80.75150113188照明60.810.00505總計(jì)2061551137水泵房動力1500.750.80.7511384141照明30.810.00202總計(jì)153115848化驗(yàn)室動力1000.750.80.75755694照明60.810.00505總計(jì)10680569卸油泵房動力500.750.80.75382847照明90.810.00707總計(jì)59452810倉庫動力500.30.51.73152630照明30.810.00202總計(jì)531726總計(jì)取=0.9、=0.9511689493、全廠負(fù)荷計(jì)算取=0.9；=0.95根據(jù)上表可算出：=1168Kw；=949kvar；其中是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和；是所有設(shè)備無功之和。則==0.9×11682Kw=1051Kw==0.95×949kvar=902kvar=kv·A=1385kv·A==2104A==1051/1385=0.76二、無功功率補(bǔ)償要求工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9，而由上面的計(jì)算可知=0.76＜0.9，因此需要進(jìn)行無功補(bǔ)償，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.9，這里取=0.92。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.76提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容容量為：=(tan-tan)=1051[tan(arccos0.76)-tan(arccos0.92)]=451kvar取=600kvar因此，其電容個數(shù)為：n=/=600/100=6，由于電容是單相的，所以應(yīng)為3的倍數(shù)，取30正好。無功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)補(bǔ)償后無功功率：=-=949kvar-451kvar=498kvar低壓側(cè)補(bǔ)償后視在功率：==1270kv·A變壓器損耗為：=0.015×1270=19.05Kw=0.06×1270=76.2kvar變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：=+=886.46Kw=-=422kvar==982kv·A無功率補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：=/=0.91＞0.9因此，符合設(shè)計(jì)的要求。第三章變電所位置和型式的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來確定。在工廠平面圖的下邊和左側(cè),任作一直角坐標(biāo)的X軸和Y軸,然后測出各車間（建筑）和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置,例如P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3)等，、、分別代表廠房1、2、3...10號的功率，工廠的負(fù)荷中心假設(shè)在P(,),其中P=+++=。因此仿照《力學(xué)》中計(jì)算中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)：圖3.1機(jī)械廠總平面圖按比例K在工廠平面圖中測出各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置表3.1所示。表3.1各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置坐標(biāo)軸12345678910X(㎝)3.33.33.64.24.24.24.25.35.35.6Y(㎝)1.22.23.51.22.63.64.61.52.54.3由計(jì)算結(jié)果可知，x=4.3，y=2.5,工廠的負(fù)荷中心在2號廠房的東面（參考圖3.1和3.2）?？紤]的方便進(jìn)出線與周圍環(huán)境情況，決定在5號廠房的東側(cè)緊靠廠房修建工廠變電所，其型式為附設(shè)式。圖3.2按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心第四章變電所變壓器和主接線方案的選擇1、主變壓器的選擇根據(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下列兩種可供選擇的方案：a)裝設(shè)一臺變壓器 型號為S9型，而容量根據(jù)式，為主變壓器容量，為總的計(jì)算負(fù)荷。選=1000kv·A>=982kv·A，即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。b)裝設(shè)兩臺變壓器型號為S9型，而每臺變壓器容量根據(jù)式（3-1）、（3-2）選擇，即≥（0.6～0.7）×982kv·A=（589.2～687.4）kv·A （3-1）≥（Ⅰ+Ⅱ）=(134.29+165+44.4)KVA=343.7KVA （3-2）因此選兩臺S9-800/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均Yyn0。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：2.1裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案這種主接線由于采用了高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作十分方便，而且在發(fā)生短路故障時(shí)，過電流保護(hù)裝置動作，斷路器會自動跳閘，如果短路故障已經(jīng)消除，則可立即合閘恢復(fù)供電。如果配備自動重合閘裝置，則供電可靠性更高。但是如果變電所只此一路電源進(jìn)線時(shí)，一般也只用于三級負(fù)荷；但如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其他變電所相連時(shí)，或另有備用電源時(shí)，則可用二級負(fù)荷。如果變電所有兩路電源進(jìn)線，如圖4-1所示，則供電可靠性相應(yīng)提高，可供二級負(fù)荷或少量一級負(fù)荷。S9-1000/10S9-1000/10圖4-1裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案2.2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案一次側(cè)采用橋式結(jié)線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如4-2所示，其一次側(cè)的QF10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的側(cè)，靠近變壓器，因此稱為橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負(fù)荷工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開QF11，投入QF10（其兩側(cè)QS先合），即可由WL2恢復(fù)對變壓器T1的供電，這種橋式結(jié)線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。S9-800/10S9-800/10圖4-2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案2.3主接線方案的選擇車間的一、二級負(fù)荷所占比重較大，必須兩個電源供電時(shí)，則應(yīng)裝設(shè)兩臺變壓器。每臺變壓器均能承擔(dān)對全部一、二級負(fù)荷的供電任務(wù)。如果與相鄰車間有聯(lián)絡(luò)線時(shí)，當(dāng)車間變電站出現(xiàn)故障時(shí)，其一、二級負(fù)荷可通過聯(lián)絡(luò)線保證繼續(xù)供電，則可以只選用一臺變壓器。從上述的方案比較中可以看出，則裝設(shè)一臺主變的主接線方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的主接線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺主變的主接線方案。第五章短路電流的計(jì)算5.1繪制計(jì)算電路500500MVAK-1K-2LGJ-150,6km10kVS9-1000/10380V(2)(3)(1)～∞系統(tǒng)圖5-1短路計(jì)算電路5.2確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值取基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓==1.05，為短路計(jì)算電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則===5.50kA （5-1）= ==144kA （5-2）5.3計(jì)算短路電路中個元件的電抗標(biāo)幺值5.3.1電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MV·A，故=100M·VA/500MV·A=0.2 （5-3）5.3.2架空線路的電抗標(biāo)幺值查表得LGJ-150的線路電抗=0.35，而線路長8km，故=0.35()×8×=2.6（5-4）5.3.3電力變壓器的電抗標(biāo)幺值查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故=4.5×100MVA/（100×1000KVA）=4.5 （5-5）式中，為變壓器的額定容量因此繪制短路計(jì)算等效電路如圖5-2所示,圖上標(biāo)出各元件的序號和電抗標(biāo)幺值,并標(biāo)明短路計(jì)算點(diǎn)。k-1k-2k-1k-2圖5-2短路計(jì)算等效電路5.4k-1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算5.4.1總電抗標(biāo)幺值=0.2+2.6=2.8 （5-6）5.4.2三相短路電流周期分量有效值=5.50kA/2.8=1.96 kA（5-7）5.4.3其他三相短路電流=1.96 kA （5-8）=2.55×1.96=5.0kA （5-9）=1.51×1.96=2.96kA （5-10）5.4.4三相短路容量=100MV·A/2.8=35.7MV·A （5-11）5.5k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算5.5.1總電抗標(biāo)幺值=0.2+2.6+4.5=7.3（5-12）5.5.2三相短路電流周期分量有效值=144kA/7.3=19.7kA （5-13）5.5.3其他短路電流=19.7kA （5-14）=1.84×19.7kA=36.2kA （5-15）==1.09×19.7kA=21.5kA （5-16）5.5.4三相短路容量=100MV·A/7.3=13.7MV·A （5-17）以上短路計(jì)算結(jié)果綜合圖表5-1所示。表5-1 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流三相短路容量/MVAk-11.961.961.965.02.9635.7k-219.719.719.736.221.513.7第六章變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)6.110kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)6.1.1按工作電壓選則設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kV，=11.5kV，高壓開關(guān)設(shè)備、互感器與支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。6.1.2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6.1.3按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘?，即或?qū)τ诜謹(jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負(fù)荷電流。6.1.4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)a)動穩(wěn)定校驗(yàn)條件： 或、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件：6.1.4.1短路動穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件（1）斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、電抗器的動穩(wěn)定電流的峰值應(yīng)不小于可能的最大的短路沖擊電流，或其動穩(wěn)定電流有效值應(yīng)不小于可能的最大的短路沖擊電流即；。（2）電流互感器大多數(shù)給出動穩(wěn)定倍數(shù)，其動穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為；式中，為電流互感器的額定一次電流。6.1.4.2斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、電抗器的熱穩(wěn)定度校驗(yàn)斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、電抗器的熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為式中，為電器的熱穩(wěn)定電流；t為其熱穩(wěn)定時(shí)間；為通過電器的三相短路穩(wěn)態(tài)電流；為短路發(fā)熱假想時(shí)間。電流互感器大多給出熱穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定時(shí)間t，其熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為式中，為電流互感器額定一次電流母線、電纜的短路熱穩(wěn)定度,可按其滿足熱穩(wěn)定度的最小截面來校驗(yàn)，即式中，A為母線、電纜的導(dǎo)體截面積；C為導(dǎo)體的短路熱穩(wěn)定系數(shù)，35千伏高壓側(cè)的短路計(jì)算值：Ik=2.61KA,Ish=3.94KA,ish=6.66KA。過程：SW2-35/630型高壓斷路器校驗(yàn)：額定工作電壓35KV線路計(jì)算電壓35KV額定工作電流630A線路計(jì)算電流92.75A額定動穩(wěn)定電流峰值17KAish(3)=6.66KA4S熱穩(wěn)定電流是6.62×422.62×1.12GW5-35G/630-72型高壓隔離開關(guān)校驗(yàn)：額定工作電壓35KV線路計(jì)算電壓35KV額定工作電流630A線路計(jì)算電流92.75A額定動穩(wěn)定電流峰值72KAish(3)=6.66KALCW-35型電流互感器校驗(yàn)：額定工作電壓35KV線路計(jì)算電壓35KV額定工作電流500A線路計(jì)算電流92.75A額定動穩(wěn)定電流峰值210KAish(3)=6.66KA熱穩(wěn)定合格JDJ-35型電壓互感器校驗(yàn)：額定工作電壓35KV線路計(jì)算電壓35KV1S熱穩(wěn)定電流是(65+0.1)×1=4238.01KA2.62×1.12經(jīng)計(jì)算以上設(shè)備都合格。對于上面的分析，如表6-1所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。表6-110kV一次側(cè)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態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kV57.7A()2.61kA3.94kA一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40kA高壓隔離開關(guān)-10/20010kV200A-25.5kA二次負(fù)荷0.6電壓互感器JDJ-1010/0.1kV電壓互感器JDZJ-10電流互感器LQJ-1010kV100/5A-=31.8kA=81避雷針FS4-1010kV戶外隔離開關(guān)GW4-12/40012kV400A-25kA6.2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)同樣，做出380V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6-2380V一次側(cè)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態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)-數(shù)據(jù)380V總1616.86A25.22kA27.49kA-一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)-低壓斷路器DW15-1500/3D380V1500A40kA低壓斷路器DW20-630380V630A（大于）30Ka(一般)低壓斷路器DW20-200380V200A（大于）25kA低壓斷路HD13-1500/30380V1500A電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A電流互感器LMZ1-0.5500V100/5A160/5A6.3高低壓母線的選擇查表得到，10kV母線選LMY-3(404mm),即母線尺寸為40mm4mm;380V母線選LMY-3（12010）+806，即相母線尺寸為120mm10mm，而中性線母線尺寸為80mm6mm。第七章變壓所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇7.110kV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇7.1.110kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV公用干線。a).按發(fā)熱條件選擇 由==57.7A與室外環(huán)境溫度33°，查表得，初選LGJ-35,其35°C時(shí)的=149A>,滿足發(fā)熱條件。b).校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表得，最小允許截面積=25，而LGJ-35滿足要求，故選它。由于此線路很短，故不需要校驗(yàn)電壓損耗。7.1.2由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn)采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜之間埋地敷設(shè)。a)按發(fā)熱條件選擇 由==57.7A與土壤環(huán)境25°，查表得，初選纜線芯截面為25的交聯(lián)電纜，其=149A>,滿足發(fā)熱條件。b)校驗(yàn)熱路穩(wěn)定 按式，A為母線截面積，單位為；為滿足熱路穩(wěn)定條件的最大截面積，單位為；C為材料熱穩(wěn)定系數(shù)；為母線通過的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為A；短路發(fā)熱假想時(shí)間，單位為s。本電纜線中=1960，=0.5+0.2+0.05=0.75s，終端變電所保護(hù)動作時(shí)間為0.5s，斷路器斷路時(shí)間為0.2s，C=77，把這些數(shù)據(jù)代入公式中得<A=25。因此JL22-10000-325電纜滿足要求。7.2380低壓出線的選擇7.2.1織造車間饋電給1號廠房（織造車間）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)。a）按發(fā)熱條件需選擇 由=201A與地下0.8m土壤溫度為25℃，查表，初選纜芯截面4298，其=212A>，滿足發(fā)熱條件。 b）校驗(yàn)電壓損耗 由圖1.1所示的工廠平面圖量得變電所至1號廠房距離約為288m，而查表得到120的鋁芯電纜的=0.31（按纜芯工作溫度75°計(jì)），=0.07，又1號廠房的=94.8kW,=91.8kvar，故線路電壓損耗為>=5%。c）斷路熱穩(wěn)定度校驗(yàn) 不滿足短熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為240的電纜，即選VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同。7.2.2紡紗車間饋電給2號廠房（紡紗車間）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7.2.3軟水站饋電給3號廠房（軟水站）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7.2.4鍛工車間饋電給4號廠房（鍛工車間）的線路亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7.2.5機(jī)修車間饋電給5號廠房（機(jī)修車間）的線路亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7.2.6鍋爐房饋電給6號廠房（鍋爐房）的線路亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7.2.7水泵房饋電給7號廠房（水泵房）的線路亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7.2.8化驗(yàn)室饋電給8號廠房（化驗(yàn)室）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7.2.9卸油泵房饋電給9號廠房（卸油泵房）的線路亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。7.2.10倉庫饋電給10號廠房（倉庫）的線路，由于倉庫就在變電所旁邊，而且共筑物，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線BLV-1000型5根（包括3根相線、1根N線、1根PE線）穿硬塑料管埋地敷設(shè)。a）按發(fā)熱條件需選擇 由=16.2A與環(huán)境溫度23，初選截面積4，其=19A>，滿足發(fā)熱條件。 b）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表得，=2.5，因此上面所選的4的導(dǎo)線滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。c)所選穿管線估計(jì)長50m，而查表得=0.85，=0.119，又倉庫的=8.8kW,=6kvar，因此<=5%故滿足允許電壓損耗的要求。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)聚氯乙烯絕緣的鋁心電纜，直接埋地敖設(shè)，與相距約2Km的臨近單位變配電所的10KY母線相連。7.3.1按發(fā)熱條件選擇工廠二級負(fù)荷容量共335.1KVA，，最熱月土壤平均溫度為21℃。查表《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》8-43，初選纜心截面為25的交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁心電纜，其滿足要求。7.3.2校驗(yàn)電壓損耗由表《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》8-41可查得纜芯為25的鋁（纜芯溫度按80℃計(jì)），，而二級負(fù)荷的,，線路長度按2km計(jì)，因此由此可見滿足要求電壓損耗5%的要求。7.3.3短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)按本變電所高壓側(cè)短路電流校驗(yàn)，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)，可知纜芯25的交聯(lián)電纜是滿足熱穩(wěn)定要求的。而臨近單位10KV的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)路線的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)計(jì)算無法進(jìn)行，只有暫缺。以上所選變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格如表7-1所示。表7-1進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號規(guī)格10KV電源進(jìn)線LGJ-35鋁絞線（三相三線架空）主變引入電纜YJL22—10000—3×25交聯(lián)電纜380V低壓出線至1號廠房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜至2號廠房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜至3號廠房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜至4號廠房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜至5號廠房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜至6號廠房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜至7號廠房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜至8號廠房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜至9號廠房VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜至10號廠房BLV—1000—1×4鋁芯線5根穿徑25硬塑管與臨近單位10KV聯(lián)絡(luò)線YJL22—10000—3×16交聯(lián)電纜第八章變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定8.1變電所二次回路方案的選擇a)高壓斷路器的操作機(jī)構(gòu)控制與信號回路斷路器采用手動操動機(jī)構(gòu)，其控制與信號回路如《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》圖6-12所示。b)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功電度表，分別計(jì)量全廠消耗的有功電能表和無功電能，并以計(jì)算每月工廠的平均功率因數(shù)。計(jì)量柜由上級供電部門加封和管理。c)變電所的測量和絕緣監(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JDZJ——10型，組成Y0/Y0/的接線，用以實(shí)現(xiàn)電壓側(cè)量和絕緣監(jiān)察，其接線圖見《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》圖6-8。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功電度表、電流表，接線圖見《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》圖6-9。高壓進(jìn)線上，也裝上電流表。低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，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)確度等級按符合要求。8.2變電所繼電保護(hù)裝置8.2.1主變壓器的繼電保護(hù)裝置a）裝設(shè)瓦斯保護(hù)。當(dāng)變壓器油箱故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時(shí)，瞬時(shí)動作于信號；當(dāng)產(chǎn)生大量的瓦斯時(shí)，應(yīng)動作于高壓側(cè)斷路器。b）裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)。采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式結(jié)線，去分流跳閘的操作方式。8.2.2護(hù)動作電流整定其中，可靠系數(shù)，接線系數(shù)，繼電器返回系數(shù)，電流互感器的電流比=100/5=20，因此動作電流為：因此過電流保護(hù)動作電流整定為10A。8.2.3過電流保護(hù)動作時(shí)間的整定因本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護(hù)的動作時(shí)間（10倍的動作電流動作時(shí)間）可整定為最短的0.5s。8.2.4過電流保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn)其中，=0.86619.7kA/(10kV/0.4kV)=0.682 ，因此其靈敏度系數(shù)為： 滿足靈敏度系數(shù)的1.5的要求。8.3裝設(shè)電流速斷保護(hù)利用GL15的速斷裝置。8.3.1速斷電流的整定：利用式，其中，，，，，因此速斷保護(hù)電流為速斷電流倍數(shù)整定為(注意不為整數(shù),但必須在2～8之間)8.3.2電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn)利用式，其中，，因此其保護(hù)靈敏度系數(shù)為>1.5從《工廠供電課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表6-1可知，按GB50062—92規(guī)定，電流保護(hù)的最小靈敏度系數(shù)為1.5，因此這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)的靈敏度系數(shù)是達(dá)到要求的。但按J6—96和JGJ/T16—92的規(guī)定，其最小靈敏度為2，則這里裝設(shè)的電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)偏底。8.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置8.4.1裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)亦采用GL15型感應(yīng)式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分跳閘的操作方式。a)過電流保護(hù)動作電流的整定,利用式，其中=2，取=0.6×52A=43.38A，，=1，=0.8，=50/5=10，因此動作電流為：因此過電流保護(hù)動作電流整定為7A。b)過電流保護(hù)動作電流的整定按終端保護(hù)考慮，動作時(shí)間整定為0.5s。c)過電流保護(hù)靈敏度系數(shù)因無臨近單位變電所10kV母線經(jīng)聯(lián)絡(luò)線到本廠變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)，只有從略。8.4.2裝設(shè)電流速斷保護(hù)亦利用GL15的速斷裝置。但因無臨近單位變電所聯(lián)絡(luò)線到本廠變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法檢驗(yàn)靈敏度系數(shù)，也只有從略。8.4.3變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置a）低壓總開關(guān)采用DW15—1500/3型低壓短路器，三相均裝設(shè)過流脫鉤器，既可保護(hù)低壓側(cè)的相間短