畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文 工廠供電課程設(shè)計(jì) ×機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)

《畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文 工廠供電課程設(shè)計(jì) ×機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)論文 工廠供電課程設(shè)計(jì) ×機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)（32頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 工廠供電課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)課題： ×機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 院： 能源與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 自動(dòng)化 班 級(jí)： 1001 學(xué) 號(hào)： 日 期：2021年12月11日至2021年12月25日 指導(dǎo)教師： 目 錄 第一

2、章 工廠供電設(shè)計(jì)任務(wù) - 1 - 1.1 設(shè)計(jì)題目 - 1 - 1.2 設(shè)計(jì)要求 - 1 - 1.3 設(shè)計(jì)依據(jù) - 1 - 1.3.1 工廠總平面圖 - 1 - 1.3.2 工廠負(fù)荷情況 - 2 - 1.3.3 供電電源情況 - 3 - 1.3.4 氣象資料 - 3 - 1.3.5 地質(zhì)水文資料 - 4 - 1.3.6 電費(fèi)制度 - 4 - 1.4 設(shè)計(jì)任務(wù) - 4 - 1.4.1 設(shè)計(jì)說明書 - 4 - 第二章 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償 - 5 - 2.1負(fù)荷計(jì)算 - 5 - 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 - 5 - 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 - 5 -

3、 2.2無功功率補(bǔ)償: - 7 - 第三章 變電所位置與形式的選擇 - 9 - 第四章 變電所主變壓器及主接線方案的選擇 - 10 - 4.1變電所主變壓器的選擇 - 10 - 4.2 變電所主接線方案的選擇 - 10 - 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案 - 11 - 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案 - 11 - 第五章 短路電流的計(jì)算 - 13 - 5.1 繪制計(jì)算電路 - 13 - 5.2 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值 - 13 - 電力系統(tǒng) - 13 - 架空線路 - 13 - 電力變壓器 - 13 - 5.4 k-1點(diǎn)〔10.5kV側(cè)〕的相關(guān)計(jì)算 - 14 -

4、總電抗標(biāo)幺值 - 14 - 5.4.2 三相短路電流周期分量有效值 - 14 - 5.4.3 其他短路電流 - 14 - 5.4.4 三相短路容量 - 14 - 5.5 k-2點(diǎn)〔0.4kV側(cè)〕的相關(guān)計(jì)算 - 15 - 總電抗標(biāo)幺值 - 15 - 三相短路電流周期分量有效值 - 15 - 5.5.3 其他短路電流 - 15 - 三相短路容量 - 15 - 第六章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) - 16 - 6.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) - 16 - 按工作電壓選那么 - 16 - 按工作電流選擇 - 16 - 按斷流能力選擇 - 16 - 6.1.4 隔離開

5、關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) - 16 - 6.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) - 18 - 6.3 上下壓母線的選擇 - 18 - 第七章 變壓所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 - 19 - 7.1 10kV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇 - 19 - 7.1.1 10kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) - 19 - 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) - 19 - 7.2 380低壓出線的選擇 - 19 - 鑄造車間 - 19 - 7.2.2 鍛壓車間 - 20 - 7.2.3 熱處理車間 - 20 - 7.2.4 電鍍車間 - 20 - 7.2

6、.5 倉(cāng)庫(kù) - 21 - 7.2.6 工具車間 - 21 - 金工車間 - 21 - 鍋爐房 - 21 - 裝配車間 - 22 - 機(jī)修車間 - 22 - 7.2.11 生活區(qū) - 22 - 7.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn) - 22 - 按發(fā)熱條件選擇 - 23 - 校驗(yàn)電壓損耗 - 23 - 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) - 23 - 第八章 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定 - 24 - 8.1變電所二次回路方案的選擇 - 24 - 8.2 變電所繼電保護(hù)裝置 - 24 - 主變壓器的繼電保護(hù)裝置 - 24 - 護(hù)動(dòng)作電流整定 - 25 - 過電流

7、保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定 - 25 - 過電流保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn) - 25 - 8.3裝設(shè)電流速斷保護(hù) - 25 - 速斷電流的整定： - 25 - 、電流速斷保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn) - 26 - 8.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置 - 26 - 裝設(shè)反時(shí)限過電流保護(hù)。 - 26 - 裝設(shè)電流速斷保護(hù) - 26 - 變電所低壓側(cè)的保護(hù)裝置 - 27 - 第九章 降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì) - 27 - 9.1變電所的防雷保護(hù) - 27 - 9.1.1 直接防雷保護(hù) - 27 - 9.1.2 雷電侵入波的防護(hù) - 27 - 9.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)

8、- 28 - 接地電阻的要求 - 28 - 接地裝置的設(shè)計(jì) - 28 - 第一章 工廠供電設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1 設(shè)計(jì)題目 ××機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì) 1.2 設(shè)計(jì)要求 要求根據(jù)本廠所取得的10kV電源進(jìn)線及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，適當(dāng)考慮工廠生產(chǎn)的開展，按照平安可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的類型和型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及上下壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)，確定防雷和接地裝置。最后寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出電器主接線圖。 注：整個(gè)設(shè)計(jì)要求格式準(zhǔn)確，章節(jié)清楚，圖表清晰。正文用小四號(hào)字，圖、表的標(biāo)識(shí)用五號(hào)

9、字，要求必須有前言、目錄、正文、參考資料、附錄等。 1.3 設(shè)計(jì)依據(jù) 工廠總平面圖 工廠總平面圖如圖1.1所示 圖1.1 工廠總平面圖 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)數(shù)為5000小時(shí)，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為2小時(shí)，該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。電氣照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。本廠的符合統(tǒng)計(jì)資料如表1.1所示。 廠房編號(hào) 廠房名稱 負(fù)荷類別 設(shè)備容量/kW 需要系數(shù) 功率因數(shù) 1 鍛造車間 動(dòng)力 40

10、0 0.3 0.7 照明 7 0.8 1 2 鍛壓車間 動(dòng)力 450 0.3 0.65 照明 8 0.7 1 3 金工車間 動(dòng)力 400 0.2 0.65 照明 10 0.8 1 4 工具車間 動(dòng)力 360 0.3 0.6 照明 7 0.9 1 5 電鍍車間 動(dòng)力 300 0.5 0.8 照明 5 0.8 1 6 熱處理車間 動(dòng)力 200 0.5 0.8 照明 8 0.8 1 7 裝配車間 動(dòng)力 180 0.3 0.7 照明 6 0.8 1 8 機(jī)修車間 動(dòng)

11、力 160 0.2 0.65 照明 4 0.8 1 9 鍋爐車間 動(dòng)力 50 0.7 0.8 照明 1 0.8 1 10 倉(cāng)庫(kù) 動(dòng)力 20 0.4 0.8 照明 1 0.8 1 生活區(qū) 照明 350 0.7 0.9 表1.1 工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料 供電電源情況 按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T前定的供用電協(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)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首段距離本

12、廠約為10kM。干線首段所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時(shí)限過流保護(hù)盒電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近單位取得備用電源。與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)為80kM，電纜線路總長(zhǎng)度為25kM。 氣象資料 本廠地區(qū)的年最高氣溫為36℃，年平均氣溫為21℃，年最低氣溫為-10℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，年最熱月平均氣溫為25℃，年最熱月地下0.8m處平均氣溫為22℃。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)，年暴雷日數(shù)為10. 地質(zhì)水文資料 本廠所在地區(qū)平均海拔為400m，地層以紅土為主，

13、地下水位為3m。 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)制繳納電費(fèi)。每月根本電費(fèi)按主變壓器容量為18元/kVA，動(dòng)力電費(fèi)0.9元/kW·h，照明電費(fèi)為0.5元/kW·h。工廠最大負(fù)荷的功率因數(shù)不得低于0.92，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性向供電部門繳納電貼費(fèi)：6～10kV為800元/kVA 1.4 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)說明書 1〕前言 2〕目錄 3〕負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償 4〕變電所位置和型式選擇 5〕變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量與類型選擇 6〕變電所主接線方案的選擇 7〕短路電流計(jì)算 8〕變電所一次設(shè)備的選

14、擇與校驗(yàn) 9〕變電所進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) 10〕變電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)的整定﹡ 11〕防雷保護(hù)和接地裝置設(shè)計(jì)﹡ 12〕附錄—參考文獻(xiàn) 13〕設(shè)計(jì)總結(jié) 第二章 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償 2.1負(fù)荷計(jì)算 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 a)有功計(jì)算負(fù)荷〔單位為KW〕 = ， 為系數(shù) b)無功計(jì)算負(fù)荷〔單位為kvar〕 = tan c)視在計(jì)算負(fù)荷〔單位為kvA〕 = d)計(jì)算電流〔單位為A〕 =, 為用電設(shè)備的額定電壓〔單位為KV〕 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 a)有功計(jì)算負(fù)荷〔單位為KW〕 = 式中是所有設(shè)備組有功

15、計(jì)算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.85~0.95 b)無功計(jì)算負(fù)荷〔單位為kvar〕 =，是所有設(shè)備無功之和；是無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.9~0.97 c)視在計(jì)算負(fù)荷〔單位為kvA〕 = d)計(jì)算電流〔單位為A〕 = 個(gè)廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算如表1所示 編號(hào) 名稱 類別 設(shè)備容量 需要系數(shù) cosφ tanφ 計(jì)算負(fù)荷 P30/Kw Q30/Kw S30/KVA I30/A 1 鑄造車間 動(dòng)力 400 0.3 0.7 1.020214 120 122.4245 - - 照明 7 0.

16、8 1 0 5.6 0 - - 小計(jì) 470 - 1.020214 125.6 122.4245 175.3942 266.4839 2 鍛壓車間 動(dòng)力 450 0.3 0.65 1.16913 135 157.8326 - - 照明 8 0.7 1 0 5.6 0 - - 小計(jì) - 1.16913 140.6 157.8326 211.3752 321.1514 3 金工車間 動(dòng)力 400 0.2 0.65 1.16913 80 93.5304 - - 照明 10 0.8

17、 1 0 8 0 - - 小計(jì) - 1.16913 88 93.5304 128.4209 195.1154 4 工具車間 動(dòng)力 360 0.3 0.65 1.333333 108 144 - - 照明 7 0.9 1 0 6.3 0 - - 小計(jì) - 1.333333 114.3 144 183.8491 279.3298 5 電鍍車間 動(dòng)力 300 0.5 0.8 0.75 150 112.5 - - 照明 5 0.8 1 0 4 0 - - 小計(jì)

18、 - 0.75 154 112.5 190.7151 289.7616 6 熱處理室 動(dòng)力 200 0.5 0.8 0.75 100 75 - - 照明 8 0.8 1 0 6.4 0 - - 小計(jì) - 0.75 106.4 130.1766 197.783 7 裝配車間 動(dòng)力 180 0.3 0.7 1.020214 54 55.09102 - - 照明 6 0.8 1 0 4.8 0 - - 小計(jì) - 1.020214 58.8 55.09102 80.

19、5758 122.4223 8 機(jī)修車間 動(dòng)力 160 0.2 0.65 1.16913 32 37.41216 - - 照明 4 0.8 1 0 3.2 0 - - 小計(jì) - 1.16913 35.2 37.41216 51.36837 78.04617 9 鍋爐房 動(dòng)力 0.7 0.8 0.75 35 26.25 - - 照明 50 0.8 1 0 0.8 0 - - 小計(jì) 1 - 0.75 35.8 26.25 44.3926 67.44757 10 倉(cāng)庫(kù)

20、動(dòng)力 0.4 0.8 0.75 8 6 - - 照明 20 0.8 1 0 0.8 0 - - 小計(jì) 1 - 0.75 8.8 6 10.65082 16.18225 11 生活區(qū) 照明 350 0.7 0.9 0.484322 245 118.6589 272.2222 413.5989 總計(jì)(380V側(cè)) 動(dòng)力 2520 1112.5 948.6995 - - 照明 407 計(jì)入KΣp=0.85KΣq=0.9 0.74 945.625 853.8295 1274.061

21、 1935.735 2.2無功功率補(bǔ)償: 由表2可知，該廠380〔低壓〕側(cè)最大負(fù)荷是的功率因數(shù)只有0.74。而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不應(yīng)低于0.92?？紤]到主變電器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.92，暫取0.95來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量： =(tan - tan)=945.625[tan arccos0.74-tan arccs 0.95]kvar=548.6933 kvar 補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)： `=895.0411 kv·A 參照?qǐng)D2，選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償評(píng)屏，并聯(lián)電容器為

22、BWF0.4-16-1/3型，采用其方案1 〔主屏〕1臺(tái)與方案3〔輔屏〕6臺(tái)相結(jié)合，總共容量為 96kvar6=576kvar 補(bǔ)償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷根本不變，而無功計(jì)算負(fù)荷=277.8kvar視在功率=993.6371 kVA，計(jì)算電流=1509.675A,功率因數(shù)提高為cos== 0.95168 。 在無功補(bǔ)償前，該變電所主變壓器T的容量為應(yīng)選為1600kVA,才能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無功補(bǔ)償后，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了。同時(shí)由于計(jì)算電流的減少，使補(bǔ)償點(diǎn)在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益十分可觀。因此

23、無功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表3所示。 圖2.1 PGJ1型低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏的接線方案 表2.2 無功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷 工程 cos 計(jì)算負(fù)荷 /KW /kvar /kVA /A 380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷 0.74 945.625 853.8295 1274.061 1935.735 380V側(cè)無功補(bǔ)償容量 -548.6933 380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷 0.95 945.625 305.1362 993.6371 1509.675 主變壓器功率損耗 0.01=9.9 0

24、.05=1.5 10KV側(cè)負(fù)荷計(jì)算 0.95 955.5 306.6 1003.486 58 第三章 變電所位置與形式的選擇 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。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)： 〔3-1〕 〔3-2〕 把各車間的坐標(biāo)代入〔1-1〕、〔2-2〕，得到=6.3，=26.8。 由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心位于后廠門與3號(hào)廠房附近?？紤]到周圍環(huán)境及靠近大門考慮

25、到平安，決定在3號(hào)廠房?jī)?nèi)建造工廠變電所，器型式為內(nèi)附設(shè)式。 第四章 變電所主變壓器及主接線方案的選擇 4.1變電所主變壓器的選擇 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以下兩種可供選擇的方案： a)裝設(shè)一臺(tái)變壓器型號(hào)為S9型，而容量根據(jù)式=1003，為主變壓器容量，為總的計(jì)算負(fù)荷。選=1250KVA>，即選一臺(tái)S9-1250/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級(jí)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(tái)變壓器型號(hào)為S9型，即： 1003KVA=〔601~702〕KVA 因此選兩臺(tái)S9-800/10型低

26、損耗配電變壓器。工廠二級(jí)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)組均為Yyn0 。 4.2 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)以下兩種主接線方案： 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案 Y0 Y0 S9-1250 GG-1A(F)-07 10/0.4kV 聯(lián)絡(luò)線 〔備用電源〕 GG-1A(F)-54 GW口-10 10kV FS4-10 GG-1A(J)-03 GG- 1A(J) -03 GG-1A(F)-07 GG- 1A(F) -54 GG- 1A(F) -07 GG- 1A(F)

27、 -07 主變 聯(lián)絡(luò)〔備用〕 220/380V 高壓柜列 圖4.1 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案 Y0 Y0 220/380V S9-800 GG-1A(F) GG-1A(F)-07 10/0.4kV S9-800 10/0.4kV 聯(lián)絡(luò)線 〔備用電源〕 GG-1A(F)-54 GG-1A(F)-113、11 GW口-10 10kV FS4-10 GG-1A(J)-01 GG- 1A(F) -113 GG- 1A(F) -11 GG- 1A(J) -01 GG- 1A

28、(F) -96 GG- 1A(F) -07 GG- 1A(F) -54 主 變 主 變 聯(lián)絡(luò) 〔備用〕 高壓柜列 -96 圖4.2 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案 第五章 短路電流的計(jì)算 5.1 繪制計(jì)算電路 500MVA K-1 K-2 LGJ-150,10km 10.5kV S9-1250 0.4kV (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 設(shè)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

29、壓側(cè)=0.4kV，那么 〔5-1〕 〔5-2〕 電力系統(tǒng) 電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MVA，故 〔5-3〕 架空線路 查表得LGJ-150的線路電抗，而線路長(zhǎng)10km，故 〔5-4〕 電力變壓器 查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故 KKA 〔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。 k-1 k-2 圖5.2 短路計(jì)算等效電路 5.4 k-1點(diǎn)〔10.5kV側(cè)

30、〕的相關(guān)計(jì)算 總電抗標(biāo)幺值 =0.2+3.3=3.5 〔5-6〕 三相短路電流周期分量有效值 〔5-7〕 其他短路電流 〔5-8〕 〔5-9〕 〔5-10〕 三相短路容量 〔5-11〕 5.5 k-2點(diǎn)〔0.4kV側(cè)〕的相關(guān)計(jì)算 總電抗標(biāo)幺值 〔5-12〕 三相短路電流周期分量有效值 〔5-13〕 其他短路電流 〔5-14〕 〔5-15〕 〔5-16〕 三相短路容量

31、〔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/MVA k-1 1.57 1.57 1.57 4.0 2．37 28.6 k-2 20.3 20.3 20.3 37.6 22.1 14.01 第六章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 6.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 按工作電壓選那么 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、互感器及支柱絕緣

32、額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV 。 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 按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對(duì)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?，? 或 對(duì)于分?jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，那么為，為最大負(fù)荷電流。 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(dòng)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 此處裝設(shè)一般高壓

33、斷路器 對(duì)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6.1 10 kV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn) 選擇校驗(yàn)工程 電壓 電流 斷流能力 動(dòng)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) 10kV 63.5A () 1.57kA 4.0kA 一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格 額定參數(shù) 高壓少油斷路器SN10-10I/1000 10kV 1000kA 16kA 40 kA 高壓隔離開關(guān)-10/200 10kV 200A - 25.5 kA 二次負(fù)荷

34、0.6 高壓熔斷器RN2-10 10kV 0.5A 50 kA - - 電壓互感器JDJ-10 10/0.1kV - - - - 電壓互感器JDZJ-10 - - - - 電流互感器LQJ-10 10kV 100/5A - =31.8 kA =81 避雷針FS4-10 10kV - - - - 戶外隔離開關(guān)GW4-12/400 12kV 400A - 25kA 6.2 380V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。

35、 表6.2 380V一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn) 選擇校驗(yàn)工程 電壓 電流 斷流 能力 動(dòng)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1509A 20.3kA 37.6kA - 一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格 額定參數(shù) - 低壓斷路器DW15-2500 380V 2000A 60kA - - - 低壓斷路器DW20-630 380V 630A 〔大于〕 30Ka (一般) - - - 低壓斷路器DW20-200 380V 200A 〔大于〕 25

36、kA - - - 低壓斷路HD13-1500/30 380V 1500A - - - - 電流互感器LMZJ1-0.5 500V 1500/5A - - - - 電流互感器LMZ1-0.5 500V 100/5A 160/5A - - - - 6.3 上下壓母線的選擇 查表得到，10kV母線選LMY-3(404mm),即母線尺寸為40mm4mm;380V母線選LMY-3〔12021〕+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 7.1 10kV高壓

37、進(jìn)線和引入電纜的選擇 7.1.1 10kV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==63.5A及室外環(huán)境溫度33°，查表得，初選LGJ-150,其35°C時(shí)的=391A>,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-150滿足要求，應(yīng)選它。 由于此線路很短，故不需要校驗(yàn)電壓損耗。 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn) 采用YJLV22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的四芯(加銅芯)電纜之間埋地敷設(shè)。 a)按發(fā)熱條件選擇 由==63.5A及土壤環(huán)境25°，查表得，初選纜

38、線芯截面為25的交聯(lián)電纜，其=391A>,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(dòng)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

39、 a〕按發(fā)熱條件需選擇 由=201A及地下0.8m土壤溫度為25℃，查表，初選纜芯截面120，其=212A>，滿足發(fā)熱條件。 b〕校驗(yàn)電壓損耗 由圖所示的工廠平面圖量得變電所至1號(hào)廠房距離約為56m，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(hào)廠房的=64.8kW, =70.2 kvar，故線路電壓損耗為 ΔU =∑(pR+qX)=[64.8kWx(0.31x0.056)+70.2kvarx(0.07x0.056)]/0.38kV=3.68V ΔU%=3.68/380x100%=0.97%<=5% c〕斷路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)

40、 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。 鍛壓車間 饋電給2號(hào)廠房〔鍛壓車間〕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〕。 熱處理車間 饋電給3號(hào)廠房〔熱處理車間〕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〕。 電鍍車間 饋電給4號(hào)廠房〔電鍍車間〕的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的

41、四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)〔方法同上，從略〕。 倉(cāng)庫(kù) 饋電給5號(hào)廠房〔倉(cāng)庫(kù)〕的線路，由于倉(cāng)庫(kù)就在變電所旁邊，而且共一建筑物，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及環(huán)境溫度26，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(zhǎng)50m，而查表得=0.85，=0.119，又倉(cāng)庫(kù)的=8.8kW, =6 kvar，因此 <=5% 故滿足允許電壓損

42、耗的要求。 工具車間 饋電給6號(hào)廠房〔工具車間〕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〕 。 金工車間 饋電給7號(hào)廠房〔金工車間〕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〕。 鍋爐房 饋電給8號(hào)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〕。 裝配車間 饋電給9號(hào)廠房〔裝配車間〕的線路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四

43、芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)〔方法同上，從略〕。 機(jī)修車間 饋電給10號(hào)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〕。 生活區(qū) 饋電給生活區(qū)的線路 采用BLX-1000型鋁芯橡皮絕緣線架空敷設(shè)。 1〕按發(fā)熱條件選擇 由I30=413A及室外環(huán)境溫度〔年最熱月平均氣溫〕23℃，初選BLX-1000-1240，其23℃時(shí)Ial≈455A>I30,滿足發(fā)熱條件。 2〕效驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表可得，最小允許截面積Amin=10mm2，因此BLX-1000-1240滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 3〕校驗(yàn)

44、電壓損耗 查工廠平面圖可得變電所至生活區(qū)的負(fù)荷中心距離150m左右，而查表得其阻抗值與BLX-1000-1240近似等值的LJ-240的阻抗=0.14，=0.30〔按線間幾何均距0.8m〕，又生活區(qū)的=245KW，=117.6 kvar，因此 >=5% 滿足允許電壓損耗要求。因此決定采用四回BLX-1000-1120的三相架空線路對(duì)生活區(qū)供電。PEN線均采用BLX-1000-175橡皮絕緣線。重新校驗(yàn)電壓損耗，完全合格。 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

45、母線相連。 按發(fā)熱條件選擇 最熱月土壤平均溫度為25℃。查表?工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)?，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。 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(jí)負(fù)荷的, =(64.8+79+35.8)KW=179.6KW, =(70.2+56.3+26.3)kvar=152.8kvar，線路長(zhǎng)度按2km計(jì)，因此 ΔU =[179.6x(1.54x2)+152.8x(0.12x2)]/10kv=58.8v ΔU%=(58.8V/10000V)x100%=0.59%<=5% 由

46、此可見滿足要求電壓損耗5%的要求。 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(hào)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(hào)規(guī)格 線 路 名 稱 導(dǎo)線或電纜的型號(hào)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〔直埋〕 380V 低壓 出線 至1號(hào)廠房 VLV22—

47、1000—3×240+1×120四芯塑料電纜〔直埋〕 至2號(hào)廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜〔直埋〕 至3號(hào)廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜〔直埋〕 至4號(hào)廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜〔直埋〕 至5號(hào)廠房 BLV—1000—1×4鋁芯線5根穿內(nèi)徑25硬塑管 至6號(hào)廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜〔直埋〕 至7號(hào)廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜〔直埋〕 至8號(hào)廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料

48、電纜〔直埋〕 至9號(hào)廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜〔直埋〕 至10號(hào)廠房 VLV22—1000—3×240+1×120四芯塑料電纜〔直埋〕 至生活區(qū) 四回路，每回路3×BLX-1000-1×120+1×BLX-1000-1×75橡皮線〔三相四線架空線〕 與臨近單位10KV聯(lián)絡(luò)線 YJL22—10000—3×16交聯(lián)電纜〔直埋〕 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(hào)回路 斷路器采用手動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其控制與信號(hào)回路如?工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)?

49、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(jí)供電部門加封和管理。 c)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/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(dòng)力出線上，均裝有有功電度表

50、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(jí)按符合要求。 8.2 變電所繼電保護(hù)裝置 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。 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。 護(hù)動(dòng)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(dòng)作電流

51、為： 因此過電流保護(hù)動(dòng)作電流整定為10A。 過電流保護(hù)動(dòng)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(dòng)作時(shí)間〔10倍的動(dòng)作電流動(dòng)作時(shí)間〕可整定為最短的0.5s 。 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。 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) 、電流速斷保護(hù)靈敏度

52、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)是到達(dá)要求的。但按JBJ6—96和JGJ/T16—92的規(guī)定，其最小靈敏度為2，那么這里裝設(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 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(dòng)作電流的整定,利用式，其中 =2，取= 0.6×52A=43.38A，， =1，=0.8， =50

53、/5=10，因此動(dòng)作電流為： 因此過電流保護(hù)動(dòng)作電流整定為7A。 b)過電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定 按終端保護(hù)考慮，動(dòng)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。 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。 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)的相間短路和過負(fù)荷，而且可保護(hù)低壓側(cè)單相接地短路。脫鉤器

54、動(dòng)作電流的整定可參看參考文獻(xiàn)和其它有關(guān)手冊(cè)。 第九章 降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì) 9.1變電所的防雷保護(hù) 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)出兩根接地線與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)，那么應(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)，那么可不另設(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〔表9-6〕。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

55、m。接地管間用40mm×4mm 的鍍鋅扁剛焊接相接。引下線用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根底內(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)1～1.5。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。 雷電侵入波的防護(hù) a)在10KV電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)FS4—10型閥式避雷器。引下線采用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。 b〕在10KV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有GG—1A〔F〕—54型開關(guān)柜，其中配有FS4—10型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器

56、主要靠此避雷器來保護(hù)，防雷電侵入波的危害。 c〕在380V低壓架空線出線桿上，裝設(shè)保護(hù)間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護(hù)沿低壓架空線侵入的雷電波。 9.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) 接地電阻的要求 按?工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)?表9-6。此邊點(diǎn)所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件： 且 其中, 因此公共接地裝置接地電阻 。 接地裝置的設(shè)計(jì) 采用長(zhǎng)2.5m、50mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置，管距5 m，垂直打入地下，管頂離地面0.6 m。管間用40mm×4mm的鍍鋅扁剛焊接相接。變電所的變壓器室有兩條接地干線、上下壓配電室各有一條接地干線與室外公共接地裝置焊接相連，接地干線均 采用25 mm ×4 mm的鍍鋅扁剛。變電所接地裝置平面布置圖如圖9-1所示。接地電阻的驗(yàn)算： 滿足歐的接地電阻要求，式中,查?工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)?表9-10”環(huán)行敖設(shè)〞欄近似的選取。