1、吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告題目名稱(chēng) 光明機(jī)械制造廠(chǎng)10KV變電所設(shè)計(jì) 院（系） 電氣信息工程系 課程名稱(chēng) 供配電課程設(shè)計(jì) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 起止日期 2016.12.10-12.16 成 績(jī) 目 錄摘要.IABSTRACT.II第1章 緒論.1 1.1 設(shè)計(jì)目的.11.2 設(shè)計(jì)任務(wù).11.3設(shè)計(jì)要求.2第2章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償.42.1負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算的目的.42.2負(fù)荷計(jì)算的方法的選擇.42.3負(fù)荷計(jì)算.42.4無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算.7第3章 工廠(chǎng)變電所的設(shè)備選擇及主接線(xiàn)設(shè)計(jì). .93.1 總降壓變電所位置的選擇.93.2 變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇.93

2、.3 變電所主接線(xiàn)的選擇原則.103.4 變電所主接線(xiàn)方案的選擇.11第4章 工廠(chǎng)供配電系統(tǒng)的短路電流計(jì)算.134.1短路電流計(jì)算的目的及方法.134.2短路電流計(jì)算.134.3計(jì)算短路電路中各元件的電阻抗標(biāo)幺值.144.2故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算.15第5章 短路電流計(jì)算.17第6章 變電所一次設(shè)備的選擇與校檢.206.1變電所高壓一次設(shè)備的選擇及校檢.206.2變電所低壓一次設(shè)備的選擇及校檢.22第7章 變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì).247.1變電所的防雷保護(hù).247.2變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì).24結(jié)論.26致謝.27參考文獻(xiàn).28摘 要設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用了很多的知識(shí)，因此如何將知識(shí)系統(tǒng)化就成了關(guān)

3、鍵。如本設(shè)計(jì)中用到了工廠(chǎng)供電的絕大多數(shù)的基礎(chǔ)理論和設(shè)計(jì)方案，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中側(cè)重了知識(shí)系統(tǒng)化能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)可分為幾部分：負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率計(jì)算及補(bǔ)償；變電所位置和形式的選擇；變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線(xiàn)方案的選擇；短路電流的計(jì)算；變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；變電所高、低壓線(xiàn)路的選擇；變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定；防雷和接地裝置的確定。關(guān)鍵詞：負(fù)荷計(jì)算 ,無(wú)功功率 ,主接線(xiàn)ABSTRACTTo protect the safety of industrial production, to ensure reasonable distribution of electric ene

4、rgy, transmission, flexible operation mode changes. Special for this design. Elaborated on the design of the main mechanical plant a total step-down substation electrical design. Carried out in the design of the statistical calculation of the load on the plant; substation location and type of choice

5、; substation main transformer and main line scheme of choice; short-circuit current calculation; substation equipment selection of a check; substation into the outlet and adjacent units of the contact line of choice; step-down substation lightning protection and grounding equipment design.Keywords：R

6、eactive power compensation; Substation; transformer 第1章 緒論1.1設(shè)計(jì)目的通過(guò)課程設(shè)計(jì)鞏固本課程理論知識(shí)，掌握供配電設(shè)計(jì)的基本方法，通過(guò)解決各種實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力，同時(shí)對(duì)電力工業(yè)的有關(guān)政策、方針、技術(shù)規(guī)程有一定的了解，在計(jì)算、繪圖、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等方面得到訓(xùn)練，為今后的工作奠定基礎(chǔ)。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)1.根據(jù)光明機(jī)械廠(chǎng)用電負(fù)荷，并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)和的要求，確定工廠(chǎng)變電所的位置與型式；通過(guò)計(jì)算負(fù)荷，確定主變壓器臺(tái)數(shù)及容量；進(jìn)行短路電流的計(jì)算，選擇變電所的主線(xiàn)及高、低電氣設(shè)備；選擇整定繼電

7、保護(hù)裝置；最后按要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，繪出設(shè)計(jì)圖紙。2.課題設(shè)計(jì)資料（1）工程總平面圖如圖1-1：圖1-1（2）工廠(chǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)：機(jī)械廠(chǎng)多數(shù)車(chē)間為3班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為6400小時(shí)。機(jī)械廠(chǎng)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料見(jiàn)表1-1：（3）供電電源情況：按照供電局協(xié)議，機(jī)械廠(chǎng)可由10kV公共市電架空進(jìn)線(xiàn)（中間有電纜接入變電所）；也可引自鄰廠(chǎng)高壓聯(lián)絡(luò)線(xiàn)。（4）電源短路容量：10kV公共市電架空進(jìn)線(xiàn)首段所裝高壓斷路器的斷流容量為。（5）供電局要求的功率因數(shù)：要求工廠(chǎng)變電所高壓側(cè)cos0.9。廠(chǎng)房編號(hào)用電單位名稱(chēng)負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量/kw需要系數(shù)功率因數(shù)1倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力880.251.170.65照明20.801.02鑄造車(chē)

8、間動(dòng)力2380.351.020.70照明100.801.03鍛壓車(chē)間動(dòng)力2380.251.170.65照明100.801.04金工車(chē)間動(dòng)力4380.251.330.60照明100.801.05工具車(chē)間動(dòng)力5380.251.170.65照明100.801.06電鍍車(chē)間動(dòng)力2380.500.880.75照明100.801.07熱處理車(chē)間動(dòng)力1380.501.330.60照明100.801.08裝配車(chē)間動(dòng)力1380.351.020.70照明100.801.09機(jī)修車(chē)間動(dòng)力1380.251.170.65照明50.801.010鍋爐房動(dòng)力1380.501.170.65照明20.801.0宿舍區(qū)照明400

9、0.701.0表1-11.3設(shè)計(jì)要求1.要求每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)。2.要正確運(yùn)用設(shè)計(jì)資料。3.給出變配電所的主接線(xiàn)圖。4.完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)規(guī)定內(nèi)容。5.要求提交成果。（1）完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)一份；（2）A3變配電所的主接線(xiàn)圖紙一張。第2章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率的補(bǔ)償2.1 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算的目的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(xiàn)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)功補(bǔ)償計(jì)算負(fù)荷，是確定靜電電容器容量的依據(jù)。2.2 負(fù)荷計(jì)算的方法的選擇 若某供電范圍內(nèi)所有電氣設(shè)備的容量為,當(dāng)這些設(shè)備正常使用時(shí)，由于各種原因，該供電范圍負(fù)荷曲線(xiàn)上

10、的計(jì)算負(fù)荷總會(huì)比電氣設(shè)備的總?cè)萘啃?，?（2-1）其中，為小于1的數(shù)。確定這個(gè)值常數(shù)的方法有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法等。以下為兩種常用的確定值的方法：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。 適用范圍：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(xiàn)的負(fù)荷計(jì)算。 2.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。2.3 負(fù)荷計(jì)算 1.單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 當(dāng)分組后同一組中設(shè)備臺(tái)數(shù)n大于3臺(tái)時(shí)，計(jì)算負(fù)荷應(yīng)考慮其需要系數(shù)，即：有功計(jì)算負(fù)荷（單位為）：

11、（2-2）為需要系數(shù)，為設(shè)備的額定功率； 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為）： （2-3） 視在計(jì)算負(fù)荷（單位為）： （2-4） 計(jì)算電流（單位為）: = （2-5） 其中，為用電設(shè)備的額定電壓（單位為）。 2.多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 當(dāng)供電范圍內(nèi)有m個(gè)性質(zhì)不同的電氣設(shè)備組時(shí)，先將每一組的單組計(jì)算負(fù)荷計(jì)算出來(lái)后，考慮各種設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷Pcj、Qcj在各自負(fù)荷曲線(xiàn)上不可能同時(shí)出現(xiàn)，以一個(gè)同時(shí)系數(shù)來(lái)表達(dá)這種不同時(shí)率，因此其計(jì)算負(fù)荷時(shí)要確定一個(gè)同時(shí)系數(shù)參與運(yùn)算,公式如下：有功計(jì)算負(fù)荷（單位為）： （2-6）式中，KP為有功功率同時(shí)系數(shù)。對(duì)于配電干線(xiàn)的計(jì)算負(fù)荷，KP的取值范圍一般取值為0.8,0.9；對(duì)

12、于變電站總計(jì)算負(fù)荷，KP取值范圍為0.85,1。無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為）： （2-7）式中，KQ為無(wú)功功率同時(shí)系數(shù)。對(duì)于配電干線(xiàn)的計(jì)算負(fù)荷，KQ的取值范圍為0.93,0.97；對(duì)于變電站總計(jì)算負(fù)荷，KQ取值范圍一般在0.95,1之間。視在計(jì)算負(fù)荷（單位為）： （2-8）計(jì)算電流（單位為）: = （2-9） 將任務(wù)書(shū)中該機(jī)械廠(chǎng)各車(chē)間各負(fù)荷參數(shù)代入到以上單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式中，其中包括個(gè)車(chē)間參數(shù)動(dòng)力部分和照明部分小計(jì)，將結(jié)果記錄表2-1中。表2-1 機(jī)械廠(chǎng)各車(chē)間單組負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)名稱(chēng)類(lèi)別設(shè)備容量需要系數(shù)計(jì) 算 負(fù) 荷1倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力880.250.681.172225.7433.8651.45照

13、明20.8101.601.62.432鑄造 車(chē)間動(dòng)力2380.350.71.0283.384.966118.98180.77照明100.81080812.163鍛壓 車(chē)間動(dòng)力2380.250.651.1759.569.61591.58139.15照明100.81080812.164金工車(chē)間動(dòng)力4380.250.601.33109.5145.635182.21276.84照明100.81080812.165工具 車(chē)間動(dòng)力5380.250.651.17134.5157.365207.01314.53照明100.801080812.166電鍍 車(chē)間動(dòng)力2380.500.750.88119104.72

14、158.52240.85照明100.801080812.167熱處理車(chē)間動(dòng)力1380.500.601.336991.77114.82174.46照明100.801080812.168裝配車(chē)間動(dòng)力1380.350.701.0248.349.26668.99104.82照明100.801080812.169機(jī)修動(dòng)力1380.250.651.1734.540.36550.1080.68照明50.80104046.0810鍋爐房動(dòng)力1380.500.651.176980.73106.2161.36照明20.80101.601.62.4311宿舍區(qū)照明4000.7010268.60268.6408.11

15、各車(chē)間單組機(jī)械運(yùn)行的負(fù)荷計(jì)算結(jié)束后可得： （2-10） （2-11） （2-12） （2-13）取全廠(chǎng)的同時(shí)系數(shù)為,;則全廠(chǎng)的計(jì)算負(fù)荷為： （2-14） （2-15） （2-16） （2-17）此時(shí)，其功率因數(shù)為： （2-18）2.4 無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器兩種。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此本次設(shè)計(jì)采用并聯(lián)電容器在變壓器的低壓側(cè)做無(wú)功功率補(bǔ)償。由于本廠(chǎng)380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.783。而供電部門(mén)要求該廠(chǎng)10KV進(jìn)線(xiàn)側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損

16、耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，這里取0.93來(lái)計(jì)算380V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量： （2-19）?。簞t補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在功率計(jì)算負(fù)荷為： （2-20）參考供配電系統(tǒng)教材中提供的電容器型號(hào)，若選擇容量為12/臺(tái)的電容器做無(wú)功補(bǔ)償，可得所需電容器的臺(tái)數(shù)N為： （2-21）取，則實(shí)際的無(wú)功補(bǔ)償功率： （2-22）計(jì)算電流為： （2-24）功率因數(shù)：= （2-23）變壓器的功率損耗為： （2-25） （2-26） 其中，、都是變壓器的額定參數(shù)，取經(jīng)驗(yàn)值即可。補(bǔ)償后，變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： （2-27） (2-28） (2-29） (2-30）補(bǔ)償后的實(shí)際功率因數(shù)： (2

17、-31）滿(mǎn)足（大于0.90）的要求。第3章 工廠(chǎng)變電所的設(shè)備選擇及主接線(xiàn)設(shè)計(jì)3.1 總降壓變電所位置的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠(chǎng)的負(fù)荷中心。工廠(chǎng)的負(fù)荷中心按功率矩法來(lái)確定。結(jié)合本廠(chǎng)的實(shí)際情況，這里變電所采用獨(dú)立變電所。其設(shè)立位置參見(jiàn)圖3-1。圖中亦標(biāo)出了各車(chē)間距離變電所的距離。圖3-1 廠(chǎng)區(qū)供電線(xiàn)纜規(guī)劃圖3.2 變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇1. 變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇依據(jù)主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)符合特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器。(1) 大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷。(2) 合變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。(3) 中負(fù)荷較大，例如大于1250kVA。其他情況下宜裝設(shè)一

18、臺(tái)變壓器2. 工廠(chǎng)的負(fù)荷特性和電源情況，工廠(chǎng)變電所的主變壓器可有下列兩種方案：(1) 設(shè)一臺(tái)主變壓器采用型號(hào)為S9型，容量根據(jù)式，即采用一臺(tái)S9-800/10型低損耗配電變壓器。至于工廠(chǎng)二級(jí)負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線(xiàn)來(lái)承擔(dān)。(2) 設(shè)兩臺(tái)變壓器采用S9型變壓器，每臺(tái)的容量按下列公式選擇：而且因此選兩臺(tái)S9-500/10型低損耗配電變壓器。二級(jí)負(fù)荷的備用電源由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線(xiàn)來(lái)承擔(dān)。由于該廠(chǎng)的負(fù)荷含二級(jí)負(fù)荷，且二級(jí)負(fù)荷容量較大，對(duì)電源的供電可靠性要求高，在經(jīng)濟(jì)條件允許的條件下應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障后檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電，故選

19、兩臺(tái)變壓器。主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用Yyn0。高壓開(kāi)關(guān)柜選用GG-1A(F)型。3.3 變電所主接線(xiàn)的選擇原則1. 變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱(chēng)為電氣主接線(xiàn)，也成主電路。它把各電源送來(lái)的電能匯集起來(lái)，并分給各用戶(hù)。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線(xiàn)是變電所電氣部分的主體，對(duì)變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。2. 在選擇電氣主接線(xiàn)時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù)(1) 變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。(2) 變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模。(3) 負(fù)荷

20、大小和重要性。(4) 系統(tǒng)備用容量大小。3. 主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求：(1) 安全性：安全包括設(shè)備安全和人身安全。(2) 可靠性：可靠就是變電所的主接線(xiàn)應(yīng)能滿(mǎn)足各級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。(3) 靈活性：靈活就是在保障安全可靠的前提下主接線(xiàn)能夠適應(yīng)不同的運(yùn)行方式。(4) 經(jīng)濟(jì)性：滿(mǎn)足以上要求的前提下，盡量降低建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用。3.4 變電所主接線(xiàn)方案的選擇母線(xiàn)制是指電源進(jìn)線(xiàn)與各饋出線(xiàn)之間的連接方式。常用的母線(xiàn)制主要有三種：?jiǎn)文妇€(xiàn)制，單母線(xiàn)分段制和雙母線(xiàn)分段制。方案：高、低壓側(cè)均采用單母線(xiàn)分段。優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線(xiàn)分段后，對(duì)重要用戶(hù)可以從不同母線(xiàn)段引出兩個(gè)回路，用兩個(gè)電路供電；當(dāng)一段母線(xiàn)故障時(shí)

21、，分段斷路器自動(dòng)切除故障母線(xiàn)保證正常段母線(xiàn)不間斷供電和不致使重要用戶(hù)停電 ，供電可靠性相當(dāng)高，可供一、二級(jí)負(fù)荷。缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線(xiàn)或母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)該母線(xiàn)各出線(xiàn)須停電；當(dāng)出線(xiàn)為雙回路時(shí)，常使架空線(xiàn)路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。方案：?jiǎn)文妇€(xiàn)分段帶旁路。優(yōu)點(diǎn)：具有單母線(xiàn)分段全部?jī)?yōu)點(diǎn)，在檢修斷路器時(shí)不至中斷對(duì)用戶(hù)供電。缺點(diǎn)：常用于大型電廠(chǎng)和變電中樞，投資高。方案： 高壓采用單母線(xiàn)、低壓?jiǎn)文妇€(xiàn)分段。優(yōu)點(diǎn)：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。缺點(diǎn)：在高壓母線(xiàn)或電源進(jìn)線(xiàn)進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍需停電。以上三種方案均能滿(mǎn)足主接線(xiàn)要求，但第三種最

22、經(jīng)濟(jì)，因此優(yōu)先考慮。但可靠性較低，但如果高低壓側(cè)有與其他的變電所相連的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)時(shí)，則供電可高性將得到大大的提高。因此最終方案是高壓側(cè)采用單母線(xiàn)，低壓側(cè)單母線(xiàn)分段，同時(shí)旁路加上與其他的變電所相連的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)。主接線(xiàn)電路圖如圖3-2所示。圖3-2 某車(chē)間變電所主接線(xiàn)電路圖第4章 工廠(chǎng)供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算4.1 短路電流計(jì)算的目的及方法所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各

23、元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。對(duì)于工廠(chǎng)供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。4.2 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法和標(biāo)幺值法兩種。該設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流。在標(biāo)幺值法中，參與運(yùn)算的物體量均用

24、其相對(duì)值。因此標(biāo)幺值的概念是：所謂的基準(zhǔn)值是衡量某個(gè)物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度。短路點(diǎn)k-1，k-2取變壓器兩側(cè)。因此短路計(jì)算電路圖如圖4-1所示。圖4-1 短路計(jì)算電路設(shè)，低壓側(cè)，則基準(zhǔn)電流： 4.3 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1. 電源的電抗標(biāo)幺值由任務(wù)資料斷路器容量為，因此2. 架空線(xiàn)路的電抗標(biāo)幺值架空線(xiàn)路初選LJ-120，驗(yàn)證在第6章進(jìn)行。假設(shè)架空線(xiàn)路線(xiàn)間幾何均距為1500mm，則由附錄表14可查得，而線(xiàn)路長(zhǎng)5km，故架空線(xiàn)路的的電抗標(biāo)幺值為3. 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值根據(jù)第3章3.1節(jié)中對(duì)變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇結(jié)果，本設(shè)計(jì)中選擇2臺(tái)型號(hào)為S9-500/10 的變壓器，查附表1可得，

25、其短路電壓百分?jǐn)?shù)，因此繪短路等效電路圖如圖4-2所示，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)明了短路計(jì)算點(diǎn)。圖4-2 短路等效電路圖4.4 故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算1. 總電抗標(biāo)幺值2. 三相短路電流周期分量有效值3. 其他短路電流4. 三相短路容量1. 總電抗標(biāo)幺值2. 三相短路電流周期分量有效值3. 其他短路電流4. 三相短路容量計(jì)算結(jié)果綜合如表4-3所示。表4-3 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk12.92.92.97.44.452.1k224.324.324.344.826.516.9第5章 短路電流計(jì)算采用兩路電源供線(xiàn)，一路為距本廠(chǎng)6km的饋電變電站經(jīng)LGJ

26、-185架空線(xiàn)（系統(tǒng)按電源計(jì)），該干線(xiàn)首段所裝高壓斷路器的斷流容量為；一路為鄰廠(chǎng)高壓聯(lián)絡(luò)線(xiàn)。下面計(jì)算本廠(chǎng)變電所高壓10kV母線(xiàn)上k-1點(diǎn)短路和低壓380V母線(xiàn)上k-2點(diǎn)短路的三相短路電流和短路容量。 圖5-1 變電所系統(tǒng)圖首先確定基準(zhǔn)值 取 所以： 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值：（忽略架空線(xiàn)至變電所的電纜電抗）1) 電力系統(tǒng)： 2) 架空線(xiàn)路：查手冊(cè)得，因此： 3）變壓器：由所選的變壓器的技術(shù)參數(shù)得，因此： 根據(jù)以上計(jì)算可以繪得短路等效電路圖如下圖5-2所示。 圖5-2短路等效電路圖計(jì)算k-1點(diǎn)的短路電路總電抗幺值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標(biāo)幺值：2) 三相短路電流周期分量有

27、效值： 3) 其他三相短路電流： 4） 三相短路容量： 計(jì)算k-2點(diǎn)短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標(biāo)幺值： 2) 三相短路電流周期分量有效值： 3) 其他三相短路電流： 4) 三相短路容量： 第6章 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)電氣設(shè)備選擇是發(fā)電廠(chǎng)和變電所設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，在選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作特點(diǎn)，按照有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，在保證供配電安全可靠的前提下，力爭(zhēng)做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。 為了保障一次設(shè)備的可靠運(yùn)行，必須按照下列條件選擇和校驗(yàn)：（1）按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、開(kāi)斷電流等選擇；（2）按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)；（3）考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件如

28、溫度、濕度、海拔高度以及有無(wú)防塵、防腐、防火、防爆等要求。（4）按各類(lèi)設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求如斷路器的操作性能、互感器的二次負(fù)荷和準(zhǔn)確度級(jí)等進(jìn)行選擇。6.1變電所高壓一次設(shè)備的選擇及校驗(yàn)一、變電所高壓一次設(shè)備的選擇根據(jù)機(jī)械廠(chǎng)所在地區(qū)的外界環(huán)境，高壓側(cè)采用天津市長(zhǎng)城電器有限公司生產(chǎn)的JYN2-10（Z）型戶(hù)內(nèi)移開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。此高壓開(kāi)關(guān)柜的型號(hào)：JYN2-10/4ZTTA（說(shuō)明：4：一次方案號(hào)；Z：真空斷路器；T：彈簧操動(dòng)；TA ：干熱帶）。初選設(shè)備： 高壓斷路器： ZN24-10/1250/20 高壓熔斷器：RN2-10/0.5 -50 電流互感器：LZZQB6-10-0.5-200/

29、5 電壓互感器：JDZJ-10 接地開(kāi)關(guān)：JN-3-10/25 母線(xiàn)型號(hào)：TMY-3（504）；TMY-3（8010）+1（606） 絕緣子型號(hào)：ZA-10Y抗彎強(qiáng)度：3.75kN（戶(hù)內(nèi)支柱絕緣子）從高壓配電柜引出的10kV三芯電纜采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，型號(hào)：YJV-350，無(wú)鋼鎧護(hù)套，纜芯最高工作溫度。二、變電所高壓一次設(shè)備的校驗(yàn)根據(jù)高壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和條件，在據(jù)電壓、電流、斷流能力選擇設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)所選的高壓側(cè)設(shè)備進(jìn)行必需的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)和熱穩(wěn)定度校驗(yàn)。 設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)1) 高壓電器動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)校驗(yàn)條件： 由以上短路電流計(jì)算得= ；= 。并查找所選設(shè)備的數(shù)據(jù)資料比較高壓斷路器

30、ZN24-10/1250/20 =50kA ，滿(mǎn)足條件；電流互感器LZZQB6-10-0.5-200/5 =79kA，滿(mǎn)足條件；JN-3-10/25接地開(kāi)關(guān) =63KA ，滿(mǎn)足條件。2) 絕緣子動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)校驗(yàn)條件： 母線(xiàn)采用平放在絕緣子上的方式，則： （其中=200mm；=900mm）。所以：= 滿(mǎn)足要求。3) 母線(xiàn)的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)校驗(yàn)條件： TMY母線(xiàn)材料的最大允許應(yīng)力=140MPa。 10kV母線(xiàn)的短路電流=；= 三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力： =母線(xiàn)的彎曲力矩： 母線(xiàn)的截面系數(shù)： 母線(xiàn)在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力： 可得， =140MPa=，滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定性要求。2. 高壓設(shè)備的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)1) 高壓

31、電器熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件： 查閱產(chǎn)品資料：高壓斷路器：=31.5kA,t=4s；電流互感器：=44.5kA ,t=1s；接地開(kāi)關(guān)： =25kA,t=4s取，=，將數(shù)據(jù)代入上式，經(jīng)計(jì)算以上電器均滿(mǎn)足熱穩(wěn)定性要求。2) 高壓母線(xiàn)熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件： A=查產(chǎn)品資料，得銅母線(xiàn)的C=171，取。母線(xiàn)的截面： A=504=200允許的最小截面： 從而，該母線(xiàn)滿(mǎn)足熱穩(wěn)定性要求 。 3） 高壓電纜的熱穩(wěn)定性校驗(yàn)校驗(yàn)條件： A=允許的最小截面： 所以選電纜YJV-350的截面 A=50從而，該電纜滿(mǎn)足熱穩(wěn)定性要求。6.2變電所低壓一次設(shè)備的選擇及校驗(yàn)一、變電所低壓一次設(shè)備的選擇低壓側(cè)采用的也是天津長(zhǎng)城電器有

32、限公司生產(chǎn)的GGD2型低壓開(kāi)關(guān)柜。初選設(shè)備如下： 低壓斷路器：NA1 型智能萬(wàn)能斷路器、TMS30型塑殼無(wú)飛弧智能斷路器 低壓熔斷器：NT系列 電壓互感器：JDZ1系列 電流互感器：LMZJ1 、LMZ1 系列 母線(xiàn)型號(hào)： TMY-3（8010）+1（606） 絕緣子型號(hào)：ZA-6Y抗彎強(qiáng)度：3.75kN（戶(hù)內(nèi)支柱絕緣子）另外，無(wú)功補(bǔ)償柜選用2個(gè)GCJ1-01型柜子，采用自動(dòng)補(bǔ)償，滿(mǎn)足補(bǔ)償要求。二、變電所低壓一次設(shè)備的校驗(yàn)由于根據(jù)低壓一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)項(xiàng)目和條件進(jìn)行的低壓一次側(cè)設(shè)備選擇，不需再對(duì)熔斷器、刀開(kāi)關(guān)、斷路器進(jìn)行校驗(yàn)。關(guān)于低壓電流互感器、電壓互感器、電容器及母線(xiàn)、電纜、絕緣子等校驗(yàn)項(xiàng)目

33、與高壓側(cè)相應(yīng)電器相同，這里僅列出低壓母線(xiàn)的校驗(yàn)：380V側(cè)母線(xiàn)上母線(xiàn)動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：校驗(yàn)條件：TMY母線(xiàn)材料的最大允許應(yīng)力=140MPa。380V母線(xiàn)的短路電流 =;=三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力為： 母線(xiàn)的彎曲力矩： 母線(xiàn)的截面系數(shù)： 母線(xiàn)在三相短路時(shí)的計(jì)算應(yīng)力：可得，=140MPa=，滿(mǎn)足動(dòng)穩(wěn)定性要求。 380V側(cè)母線(xiàn)熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：校驗(yàn)條件： A=查產(chǎn)品資料，得銅母線(xiàn)的C=171，取。 母線(xiàn)的截面： A=8010=800 允許的最小截面： 從而，滿(mǎn)足熱穩(wěn)定性要求 。 第7章 變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì)7.1 變電所的防雷保護(hù)一 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(xiàn)與

34、變電所公共接裝置相連。如變電所的主變壓器裝在室外和有露天配電裝置時(shí)，則應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包圍整個(gè)變電所。如果變電所所在其它建筑物的直擊雷防護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，則可不另設(shè)獨(dú)立的避雷針。按規(guī)定，獨(dú)立的避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用3-6根長(zhǎng)2.5 m的剛管，在裝避雷針的桿塔附近做一排和多邊形排列，管間距離5 m，打入地下，管頂距地面0.6 m。接地管間用40mm4mm 的鍍鋅扁剛焊接相接。引下線(xiàn)用25 mm 4 mm的鍍鋅扁剛，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用直徑20mm的鍍鋅扁剛，長(zhǎng)11.5。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng)有3m以上的距離。二 雷電侵入波的防護(hù) 1.在10KV電源進(jìn)線(xiàn)的終端桿上裝設(shè)FS410型閥式避雷器。引下線(xiàn)采用25 mm 4 mm的鍍鋅扁剛，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端栓連接。 2.在10KV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有GG1A（F）54型開(kāi)關(guān)柜，其中配有FS410型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來(lái)保護(hù)，防雷電侵入波的