工廠供電課程設(shè)計(jì) 機(jī)械廠變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、 學(xué)號(hào) 1151401209 《工廠供電》 課 程 設(shè) 計(jì) （ 2011級(jí)本科） 題 目： 成功機(jī)械廠變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 物理與機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 作者姓名： 管 磊 指導(dǎo)教師： 趙文忠 職稱： 教授 完成日期： 2013 年 12 月 20 日 工廠供電課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名 管磊 學(xué) 號(hào) 1151401209 專業(yè)方向

2、 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 電氣112班 題目名稱 成功機(jī)械廠變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容：負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償；變電所主變壓器和主接線方案的選擇；短路電流的計(jì)算等。 1.2設(shè)計(jì)依據(jù) 1、氣象資料：工廠所在地區(qū)的年最高氣溫為 34 ℃ ，年平均氣溫為 15℃ ，年最低氣溫為－18℃，年最熱月平均最高氣溫為 25 ℃ ，年最熱月平均氣溫為 18℃ ，年最熱月地下0 . 8m處平 均溫度為21 ℃ 。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為 8 。 2、地質(zhì)水文資料：工廠所在地區(qū)平均海拔 1500m ，地層以砂粘土為主，地下水位為 2m 。 3、電費(fèi)制

3、度：工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)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(dòng)力電費(fèi)為 0 . 20 元/kw·h，照明電費(fèi)為0.50元/kw·h。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低干0.90 ，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。 4、工廠負(fù)荷情況見(jiàn)下表： 37 摘 要 電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。機(jī)械廠供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。變電所主接線設(shè)計(jì)是否合理，關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 本設(shè)計(jì)在給

4、定機(jī)械廠具體資料的基礎(chǔ)上，依據(jù)變電所設(shè)計(jì)的一般原則和步驟，完成了變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)中采用并聯(lián)電容器的方法來(lái)補(bǔ)償無(wú)功 功率，以減少供電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損失，同時(shí)提高了供電電壓的質(zhì)量。此機(jī)械廠變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括：負(fù)荷的計(jì)算及無(wú)功功率的補(bǔ)償；變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、型式的確定；變電所主接線方案的選擇；進(jìn)出線的選擇；短路計(jì)算和開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇；根據(jù)設(shè)計(jì)要求，繪制變電所一次系統(tǒng)圖。 關(guān)鍵詞：電能；變電所；一次系統(tǒng)。 目 錄 1 前言 1 1.1 引言 1.2 設(shè)計(jì)原則 1 1.

5、3本設(shè)計(jì)所做的主要工作 2 2 負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償 3 2.1 負(fù)荷計(jì)算的定義 3 2.2 負(fù)荷計(jì)算 3 2.2.1 負(fù)荷計(jì)算的方法 3 2.2.2 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算 4 2.3 電容補(bǔ)償 7 3 負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償 9 3.1 主變壓器臺(tái)數(shù)選擇 9 3.2 主變壓器容量選擇 9 3.3 主接線方案確定 10 3.3.1 變電所主接線方案的設(shè)計(jì)原則與要求 10 3.3.2 變電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 10 3.3.3 工廠變電所常見(jiàn)的主接線方案 11 3.3.4 確定主接線方案 11 3.4 無(wú)功功率補(bǔ)償修定 13 4 高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備選擇

6、 15 4.1 短路電流的計(jì)算 15 4.1.1 短路的定義 15 4.1.2 短路計(jì)算的目的 15 4.1.3 短路計(jì)算的方法 15 4.1.4 本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算 15 4.2 變電站一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 21 4.2.1 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件 21 4.2.2 按正常工作條件選擇 22 4.2.3 按短路條件校驗(yàn) 22 4.2.4 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 23 4.2.5 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 25 4.3 高低壓母線的選擇 26 5 變電所進(jìn)出線和低壓電纜選擇 29 5.1 變電所進(jìn)出線的選擇范圍 29 5.2 變電所進(jìn)出線方

7、式的選擇 29 5.3 變電所進(jìn)出導(dǎo)線和電纜形式的選擇 29 5.4 導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算 30 5.5 高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇 30 5.5.1 10kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) 30 5.5.2 由高壓母線至主變的引入電纜的選擇校驗(yàn) 31 5.5.3 380V低壓出線的選擇 31 6 總結(jié) 37 7 參考文獻(xiàn) 38 附 錄 39 致謝 41 第 32頁(yè) 1 前言 1.1引言 電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)

8、換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送和分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。 在工程機(jī)械制造廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小。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(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。 電能從區(qū)域變電站進(jìn)入機(jī)械廠后，首先要解決的就是如何對(duì)電能進(jìn)行控制、變換、分配和傳輸?shù)葐?wèn)題。在機(jī)械廠，擔(dān)負(fù)這一任務(wù)的是供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)的核心部分

9、是變電所。一旦變電所出了事故而造成停電，則整個(gè)機(jī)械廠的生產(chǎn)過(guò)程都將停止進(jìn)行，甚至還會(huì)引起一些嚴(yán)重的安全事故。 機(jī)械廠變電所要很好地為生產(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(duì)供電可靠性的要求。 (3)優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)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(zhǎng)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

10、大局，適應(yīng)發(fā)展。 1.2設(shè)計(jì)原則 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50053-94 《10kV及以下設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50054-95 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》、JGJ16-2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》等的規(guī)定，進(jìn)行變電所設(shè)計(jì)必須遵循以下原則： 1、遵守規(guī)程、執(zhí)行政策 必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。 2、安全可靠、先進(jìn)合理 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。 3、近期為主、考慮發(fā)展 應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)

11、劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。 4、全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧 按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(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(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。 1.3本設(shè)計(jì)所做的主要工作 目前世界上機(jī)械生產(chǎn)能源和動(dòng)力主要來(lái)源于電能。電網(wǎng)的正常運(yùn)行是保證機(jī)械生產(chǎn)安全前提。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，結(jié)合實(shí)際情況和市場(chǎng)上現(xiàn)有的電力產(chǎn)品及其技術(shù)，本文主要做了以下工作： 1、負(fù)荷計(jì)算 機(jī)械廠變電所的負(fù)荷計(jì)

12、算，是根據(jù)所提供的負(fù)荷情況進(jìn)行的，本文列出了負(fù)荷計(jì)算表，得出總負(fù)荷。 2、一次系統(tǒng)圖 跟據(jù)負(fù)荷類別及對(duì)供電可靠性的要求進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，繪制一次系統(tǒng)圖，確定變 電所高、低接線方式。對(duì)它的基本要求，即要安全可靠又要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。 3、電容補(bǔ)償 按負(fù)荷計(jì)算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過(guò)查表或計(jì)算求出達(dá)到供電部門(mén)要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功率。由手冊(cè)或產(chǎn)品樣本選用所需無(wú)功功率補(bǔ)償柜的規(guī)格和數(shù)量。 4、變壓器選擇 根據(jù)電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器型號(hào)。 5、短路電流計(jì)算 工廠用電，通常為國(guó)家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其

13、容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無(wú)限大容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。求出各短路點(diǎn)的三相短路電流及相應(yīng)有關(guān)參數(shù)。 6、高、低壓設(shè)備選擇及校驗(yàn) 參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對(duì)應(yīng)的額定值，選擇高、低壓配電設(shè)備，如隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗(yàn)，并列表表示。 7、電纜的選擇 為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行電纜截面選擇時(shí)必須滿足發(fā)熱條件：電纜(包括母線)在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。 2負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償 2.1負(fù)荷計(jì)算的方法 負(fù)荷

14、計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。 由于本機(jī)械廠用電部門(mén)較多，用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多，設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法予以確定。 1． 單臺(tái)組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 (1).有功計(jì)算負(fù)荷(單位為kW)： (2-1) 式中 —設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷(單位為kW)； —用電設(shè)備組總的設(shè)備容量(不含備用設(shè)備容量，單位為kW)； —用電設(shè)備組的需要系數(shù)。 (2).無(wú)功計(jì)算負(fù)荷(單位為kvar) (2-2) 式中 —設(shè)備無(wú)功計(jì)算負(fù)荷(單位為kvar)； —對(duì)

15、應(yīng)于用電設(shè)備組功率因數(shù)的正切值。 (3).視在計(jì)算負(fù)荷(單位為kVA) (2-3) 式中 —視在計(jì)算負(fù)荷(單位為kVA)； —用電設(shè)備組的功率因數(shù)。 (4).計(jì)算電流(單位為A) (2-4) 式中 —計(jì)算電流(單位為A)； —用電設(shè)備組的視在功率(單位為kVA)； —用電設(shè)備組的額定電壓(單位為kV)。 2．多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 (1).有功計(jì)算負(fù)荷(單位為kW)

16、 (2-5) 式中 —多組用電設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷(單位為kW)； —所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和； —有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.7～0.95。 (2).無(wú)功計(jì)算負(fù)荷(單位為kvar) (2-6) 式中 —多組用電設(shè)備無(wú)功計(jì)算負(fù)荷(單位為kvar)； —所有設(shè)備組無(wú)功計(jì)算負(fù)荷之和； —無(wú)功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.8～0.95。 (3).視在計(jì)算負(fù)荷(單位為kVA) (2-7) (4).計(jì)算電流(單位為A)

17、 (2-8) (5).功率因數(shù) (2-9) 2.2負(fù)荷統(tǒng)計(jì)計(jì)算 根據(jù)提供的資料，列出負(fù)荷計(jì)算表。因設(shè)計(jì)的需要，計(jì)算了各負(fù)荷的有功功率、無(wú)功功率、視在功率、計(jì)算電流等。表中生活區(qū)的照明負(fù)荷中已經(jīng)包括生活區(qū)各用戶的家庭動(dòng)力負(fù)荷。具體負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算見(jiàn)表2-1。 表2-1 某機(jī)械廠負(fù)荷計(jì)算表 序 號(hào) 名稱 類別 設(shè)備容量 需要系數(shù) cos 計(jì)算負(fù)荷 1 鑄造車間 動(dòng)力 65 0.4 0.7 1.02 26

18、 26.52 37.14 56.43 照明 7 0.8 0.9 0.48 5.6 2.69 6.2 9.5 小計(jì) 72 — — — 31.6 29.21 43.34 69.53 2 鍛壓車間 動(dòng)力 110 0.3 0.6 1.33 33 43.89 55 66.69 照明 10 0.7 0.9 0.48 7 3.36 7.78 11.82 小計(jì) 120 — — — 40 47.25 62.87 78.51 3 倉(cāng)庫(kù) 動(dòng)力 40 0.4 0.85 0.6

19、2 16 9.92 18.82 28.11 照明 5 0.8 0.9 0.48 4 1.92 4.44 6.75 小計(jì) 45 — — — 20 11.84 23.26 34.86 4 電鍍車間 動(dòng)力 60 0.5 0.85 0.62 30 18.6 35.3 53.63 照明 6 0.8 0.9 0.48 4.8 2.3 5.33 8.1 小計(jì) 66 — — — 34.8 20.9 40.63 61.73 5 工具車間 動(dòng)力 200 0.3 0.65

20、 1.17 60 70.2 92.31 140.25 照明 10 0.9 0.9 0.48 9 4.32 10 1.52 小計(jì) 210 — — — 69 74.52 102.31 155.45 6 組裝車間 動(dòng)力 200 0.4 0.7 1.02 80 81.6 114.29 173.64 照明 30 0.8 0.9 0.48 24 11.52 26.67 40.52 小計(jì) 230 — — — 104 93.12 140.96 214.16 7 維修車間

21、 動(dòng)力 200 0.2 0.6 1.33 40 53.2 66.67 101.3 照明 13 0.8 0.9 0.48 10.4 4.5 11.56 17.56 小計(jì) 213 — — — 50.4 57.7 78.23 118.86 8 金工車間 動(dòng)力 400 0.2 0.65 1.17 80 93.6 123.08 187 照明 16 0.8 0.9 0.48 12.8 6.14 14.22 21.61 小計(jì) 416 — — — 92.8 99.74 137.30 2

22、08.61 9 焊接車間 動(dòng)力 730 0.3 0.45 1.98 219 433.62 486.67 739.44 照明 46 0.8 0.9 0.48 36.8 17.66 40.89 62.13 小計(jì) 776 — — — 255.8 451.28 527.56 801.57 10 鍋爐房 動(dòng)力 150 0.7 0.8 0.75 105 78.75 131.25 199.42 照明 3 0.8 0.9 0.48 2.4 1.15 2.67 4.05 小計(jì) 1

23、53 — — — 107.4 79.90 133.92 203.47 11 熱處理車間 動(dòng)力 200 0.6 0.7 1.02 120 122.4 171.43 260.47 照明 10 0.8 0.9 0.48 8 3.84 8.89 13.51 小計(jì) 210 — — — 128 126.24 180.32 273.98 12 生活區(qū) 照明 80 0.7 0.9 0.48 56 26.88 62.22 94.54 總計(jì)（380v側(cè)） 動(dòng)力 2355 _ _ _ 98

24、9.8 1118.58 - - 照明 236 取 - - 791.84 894.86 1194.9 1815.52 2.3電容補(bǔ)償 由表2-1知：，，因此該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)為。供電部門(mén)要求該廠10kV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不應(yīng)低于0.9。考慮到主變壓器的無(wú)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0.9，本文取0.93來(lái)計(jì)算380V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量： (2-10) 選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)

25、償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）6臺(tái)相組合，總共容量 無(wú)功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)的負(fù)荷計(jì)算： ； ； ； 補(bǔ)償后低壓側(cè)的功率因素： 項(xiàng)目 計(jì)算負(fù)荷 低壓380v補(bǔ)償前負(fù)荷 0.663 791.84 894.86 1194.9 1815.52 380V無(wú)功補(bǔ)償容量 -588 380V補(bǔ)償后負(fù)荷 0.932 791.84 306.86 849.22 1290.3 主變壓器功率損耗 0.015*S 0.06*S 10KV負(fù)荷總計(jì) 803.84

26、 354.86 878.68 3變壓器選擇及主接線方案確定 3.1主變壓器臺(tái)數(shù)選擇 選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則： 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，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺(tái)變壓器，但必須有備用電源。 2．對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可采用兩臺(tái)變壓器。 3．當(dāng)負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可以采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。 4．在確定變電所臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展

27、，留有一定的余地。 3.2主變壓器容量選擇 1．只裝一臺(tái)主變壓器的變電所 主變壓器容量S應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S3的需要，即 (3-1) 2．裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所 每臺(tái)變壓器的容量Sz應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： (1)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷S3的大約60%80%的需要，即 (3-2) (2)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即

28、 (3-3) 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可有下列兩種方案： 方案1 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器 根據(jù)式(3-1)，主變選用一臺(tái)接線方式為D.yn11的S9-1250/10型變壓器，根據(jù)民用建筑規(guī)范要求變壓器的負(fù)載率不宜大于85%，而 (3-4) 顯然滿足要求。至于機(jī)械廠的二級(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)線來(lái)承擔(dān)。因此裝設(shè)一臺(tái)主變壓器時(shí)選一臺(tái)接線方式為D.yn11的S9-1250/10型低損耗配電變壓器。 方案2 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器 根據(jù)式(3-2)和(3-3)，可知 因此選兩臺(tái)接線方式為

29、Dyn11的S9-630/10型低損耗配電變壓器。兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，互為備用。 3.3主接線方案確定 3.3.1變電所主接線方案的設(shè)計(jì)原則與要求 變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。 (1)安全 應(yīng)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)荷特別是其中一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。 (3)靈活 應(yīng)能必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。 (4)經(jīng)濟(jì) 在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電

30、能和有色金屬消耗量。 3.3.2變電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 1.主接線方案的技術(shù)指標(biāo) (1)供電的安全性。主接線方案在確保運(yùn)行維護(hù)和檢修的安全方面的情況。 (2)供電的可靠性。主接線方案在與用電負(fù)荷對(duì)可靠性要求的適應(yīng)性方面的情況。 (3)供電的電能質(zhì)量主要是指電壓質(zhì)量，包括電壓偏差、電壓波動(dòng)及高次諧波等方面的情況。 (4)運(yùn)行的靈活性和運(yùn)行維護(hù)的方便性。 (5)對(duì)變電所今后增容擴(kuò)建的適應(yīng)性。 2.主接線方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) (1)線路和設(shè)備的綜合投資額 包括線路和設(shè)備本身的價(jià)格、運(yùn)輸費(fèi)、管理費(fèi)、基建安裝費(fèi)等，可按當(dāng)?shù)仉姎獍惭b部門(mén)的規(guī)定計(jì)算。 (2)變配電系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi) 包

31、括線路和設(shè)備的折舊費(fèi)。維修管理費(fèi)和電能損耗費(fèi)等。 (3)供電貼費(fèi)（系統(tǒng)增容費(fèi)） 有關(guān)部門(mén)還規(guī)定申請(qǐng)用電，用戶必須向供電部門(mén)一次性地交納供電貼費(fèi)。 (4)線路的有色金屬消耗費(fèi) 指導(dǎo)線和有色金屬（銅、鋁）耗用的重量。 3.3.3工廠變電所常見(jiàn)的主接線方案 1.只裝有一臺(tái)主變壓器的變電所主接線方案 只裝有一臺(tái)主變壓器的變電所，其高壓側(cè)一般采用無(wú)母線的接線，根據(jù)高壓側(cè)采用的開(kāi)關(guān)電器不同，有三種比較典型的主接線方案： (1)高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)-熔斷器或戶外跌開(kāi)式熔斷器的主接線方案； (2)高壓側(cè)采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)-熔斷器或負(fù)荷型跌開(kāi)式熔斷器的主接線方案； (3)高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)-斷路器的主

32、接線方案。 2.裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所主接線方案 裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所的典型主接線方案有： (1)高壓無(wú)母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的主接線方案； (2)高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的主接線方案； (3)高低壓側(cè)均為單母線分段的主接線方案。 3.3.4確定主接線方案 1.10kV側(cè)主接線方案的擬定 由原始資料可知，高壓側(cè)進(jìn)線有一條10kV的公用電源干線，為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，又采用與附近單位連接高壓聯(lián)絡(luò)線的方式取得備用電源，因此，變電所高壓側(cè)有兩條電源進(jìn)線，一條工作，一條備用，同時(shí)為保證供電的可靠性和對(duì)擴(kuò)建的適應(yīng)性所以10kV側(cè)可采用單母線或單母線分段的方案。 2.380

33、V側(cè)主接線方案的擬定 由原始資料可知，工廠用電部門(mén)較多，為保證供電的可靠性和靈活性可采用單母線或單母線分段接線的方案，對(duì)電能進(jìn)行匯集，使每一個(gè)用電部門(mén)都可以方便地獲得電能。 3.方案確定 根據(jù)前面章節(jié)的計(jì)算，若主變采用一臺(tái)S11型變壓器時(shí)，總進(jìn)線為兩路。為提高供電系統(tǒng)的可靠性，高壓側(cè)采用單母線分段形式，低壓側(cè)采用單母線形式，其系統(tǒng)圖見(jiàn)：圖3-1 采用一臺(tái)主變時(shí)的系統(tǒng)圖。 若主變采用兩臺(tái)S11型變壓器時(shí)，總進(jìn)線為兩路，為提高供電系統(tǒng)的可靠性，高壓側(cè)采用單母線分段形式，兩臺(tái)變壓器在正常情況下分裂運(yùn)行，當(dāng)其中任意一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)另一臺(tái)作為備用，當(dāng)總進(jìn)線中的任一回路出現(xiàn)故障時(shí)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行

34、。低壓側(cè)采用也單母線分段形式，其系統(tǒng)圖見(jiàn)：圖3-2 采用兩臺(tái)主變時(shí)的系統(tǒng)圖。 圖3-2 采用兩臺(tái)主變時(shí)的系統(tǒng)圖 表3-3 兩種主接線方案的比較 　裝設(shè)一臺(tái)主變的方案 　　裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案 技術(shù)指標(biāo) 　供電安全性 　滿足要求 　滿足要求 　供電可靠性 　基本滿足要求 　滿足要求 　供電質(zhì)量 　由于一臺(tái)主變，電壓損耗略大 　由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗略小 　靈活方便性 　只有一臺(tái)主變，靈活性不好 　由于有兩臺(tái)主變，靈活性較好 　擴(kuò)建 　差一些 　更好 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 　電力變壓器的 綜合投資額 　按單臺(tái)18萬(wàn)元計(jì)，

35、綜合投資 為2×18=36萬(wàn)元 按單臺(tái)10.5萬(wàn)元計(jì)，綜合投資 為4×10.5=42萬(wàn)元 　高壓開(kāi)關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額 　按每臺(tái)4.2萬(wàn)元計(jì),綜合投資約為 5×1.5×4.2=31.5萬(wàn)元 　6臺(tái)GG-1A（F）型柜綜合投資約 為6×1.5×4.2=37.8萬(wàn)元 　電力變壓器和高壓開(kāi)關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi) 　主變和高壓開(kāi)關(guān)柜的折舊和維修 管理費(fèi)約7萬(wàn)元 　主變和高壓開(kāi)關(guān)柜的折舊和維修 管理費(fèi)約10萬(wàn)元 　交供電部門(mén)的一次性供電貼費(fèi) 　按800元/kVA計(jì)，貼費(fèi)為1250 ×0.08萬(wàn)元=100萬(wàn)元 　貼費(fèi)為2×630×0.08=100.8萬(wàn)元 從上表可以看出

36、，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)看，裝設(shè)一臺(tái)主變的方案優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案。由于集中負(fù)荷較大，已經(jīng)大于1250kVA,低壓側(cè)出線回路數(shù)較多，且有一定量的二級(jí)負(fù)荷，考慮今后增容擴(kuò)建的適應(yīng)性，從技術(shù)指標(biāo)考慮，采用于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案。 3.4無(wú)功功率補(bǔ)償修定 低壓采取單母線分段接線方式，考慮鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房為二級(jí)負(fù)荷，采用雙回路供電，但在正常狀態(tài)下只由一回路供電，另回路作為備用。計(jì)算負(fù)荷時(shí) 則，只考慮其中一回路。為使兩段母線的負(fù)荷基本平衡，Ⅰ段母線負(fù)荷設(shè)計(jì)為：鑄造車間、倉(cāng)庫(kù)、電鍍車間、工具車間、金工車間、焊接車間；Ⅱ段母線負(fù)荷設(shè)計(jì)為：鍛壓

37、車間、組裝車間、維修車間、鍋爐房、熱處理車間、生活區(qū)。 Ⅰ段母線的負(fù)荷情況： ，，同時(shí)系數(shù)取為，故有.算得 Ⅱ段母線的負(fù)荷情況： 同時(shí)系數(shù)取為 ，故有 ：算得 對(duì)無(wú)功功率補(bǔ)償進(jìn)行修定： 計(jì)算Ⅰ段母線所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量，取 選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW 0.4-14-3型，采用其方案2（主屏）1臺(tái)與方案4（輔屏）3臺(tái)相組合，總共容量112kvar×4=448kvar。補(bǔ)償后的功率因素6。 計(jì)算Ⅱ段母線所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量，?。? 選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為BW 0.4-14-3型，采用其方案2（主屏）1臺(tái)與方案4（輔屏）1臺(tái)相組合，總共容

38、量112kvar×2=224kvar。補(bǔ)償后的功率因素。 4高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備選擇 4.1短路電流的計(jì)算 4.1.1 短路計(jì)算的方法 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)算出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，

39、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。 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（又稱有名單位制法，因其短路計(jì)算中的阻抗都采用有名單位“歐姆”而得名）和標(biāo)幺制法（又稱相對(duì)單位制法，因其短路計(jì)算中的有關(guān)物理量采用標(biāo)幺值即相對(duì)單位而得名）。 4.1.2本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算 1．標(biāo)幺制法計(jì)算步驟和方法 (1)繪計(jì)算電路圖，選擇短路計(jì)算點(diǎn)。計(jì)算電路圖上應(yīng)將短路計(jì)算中需計(jì)入的所以電路元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各個(gè)元件依次編號(hào)。 (2)設(shè)定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流。一般設(shè)=100M

40、VA，設(shè)=（短路計(jì)算電壓）。短路基準(zhǔn)電流按下式計(jì)算： (4-1) (3)計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)幺值。一般只計(jì)算電抗。 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 (4-2) 式中 ——電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量（單位為MVA）。 電力線路的電抗標(biāo)幺值 (4-3) 式中 ——線路所在電網(wǎng)的短路計(jì)算電壓（單位為kV）。 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 (4-4) 式中 —

41、—變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值； ——變壓器的額定容量（單位為kVA,計(jì)算時(shí)化為與同單位）。 (4)繪短路回路等效電路，并計(jì)算總阻抗。用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，無(wú)論有幾個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)，其短路等效電路只有一個(gè)。 (5)計(jì)算短路電流。分別對(duì)短路計(jì)算點(diǎn)計(jì)算其各種短路電流：三相短路電流周期分量、短路次暫態(tài)短路電流、短路穩(wěn)態(tài)電流、短路沖擊電流及短路后第一個(gè)周期的短路全電流有效值（又稱短路沖擊電流有效值）。 (4-5) 在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，存在下列關(guān)系： == (4-6) 高

42、壓電路的短路沖擊電流及其有效值按下列公式近似計(jì)算： =2.55 (4-7) =1.51 (4-8) 低壓電路的短路沖擊電流及其有效值按下列公式近似計(jì)算： =1.84 (4-9) =1.09 (4-10) (6)計(jì)算短路容量 (4-1 圖4-1 并列運(yùn)行時(shí)短路計(jì)算電路 2.兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí) (1)根據(jù)原始資料及所設(shè)計(jì)方

43、案，繪制計(jì)算電路，選擇短路計(jì)算點(diǎn)，如圖4-1所示。 (2)設(shè)定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流,設(shè)=100MVA，=，即高壓側(cè)=10.5kV,低壓側(cè)=0.4kV,則 (4-12) (4-13) (3)計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 (4-14) 式中 ——電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量 架空線路的電抗標(biāo)幺值，查得LGJ-150的單位電抗，而線路長(zhǎng)8km,故 (4-15) 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值，查得S9-630的短路電壓=5，故

44、 (4-16) (4-17) (4)繪制等效電路圖，如圖4-2所示： 圖4-2 并列運(yùn)行時(shí)短路等效電路圖 (5)求k1點(diǎn)（10.5kV側(cè)）的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 總阻抗標(biāo)幺值 (4-18) 三相短路電流周期分量有效值 (4-19) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 ===1.96kA (4-20) 三相短路沖擊電流 =2.55=2.55×1.96kA=5.0kA (4-2

45、1) 第一個(gè)周期短路全電流有效值 =1.51=1.51×1.96kA=2.96kA (4-22) 三相短路容量 (4-23) （6）求k2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 總阻抗標(biāo)幺值 (4-24) 三相短路電流周期分量有效值 (4-25) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 ===21.27kA (4-26) 三相短路沖擊電流 =1.84=39.14kA

46、 (4-27) 第一個(gè)周期短路全電流有效值 =1.09=23.18kA (4-28) 三相短路容量 (4-29) 3.兩臺(tái)變壓器分裂運(yùn)行時(shí) (1)繪制計(jì)算電路，選擇短路計(jì)算點(diǎn)，如圖4-3 所示。 圖4-3 分裂運(yùn)行時(shí)短路計(jì)算電路 (2)基準(zhǔn)值和短抗標(biāo)幺值同并列運(yùn)行時(shí)所算各值。 (3)繪制等效電路圖，如圖4-4所示： 圖4-4 分裂運(yùn)行時(shí)短路等效電路圖 (4)k1點(diǎn)的短路計(jì)算值同并列運(yùn)行時(shí)k1點(diǎn)的計(jì)算值。 (5)k2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）

47、的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 總阻抗標(biāo)幺值 (4-30) 三相短路電流周期分量有效值 (4-31) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 ===13.41kA (4-32) 三相短路沖擊電流 =1.84=36.25kA (4-33) 第一個(gè)周期短路全電流有效值 =1.09=14.62kA (4-34) 三相短路容量 (4-35) (6)k3點(diǎn)的短路計(jì)算值同k2點(diǎn)的計(jì)算值。 4.

48、短路電流計(jì)算結(jié)果 短路電流計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4-1、表4-2： 表4-1 并列運(yùn)行時(shí)短路電流計(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/ K1 1.96 1.96 1.96 5.0 2.96 35.7 K2 21.27 21.27 21.27 39.14 23.18 14.77 表4-2 并列運(yùn)行時(shí)短路電流計(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/ K1 1.96 1.96 1.96 5.0 2.96 35.7 K2 13.41 13.41 13.41

49、 36.25 14.62 9.31 K3 13.41 13.41 13.41 36.25 14.62 9.31 比較變壓器并列和分裂運(yùn)行兩種情況下的短路計(jì)算，可得出分裂運(yùn)行時(shí)的低壓側(cè)短路電流較并列運(yùn)行時(shí)有明顯減小，因此，為降低短路電流水平，所設(shè)計(jì)變電站通常情況下應(yīng)分裂運(yùn)行。 4.2變電站一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 電氣設(shè)備的選擇同時(shí)必須執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合

50、理、安全可靠、運(yùn)行方便和適當(dāng)?shù)牧粲邪l(fā)展余地，以滿足電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。 4.2.1 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件 為了保證一次設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，必須按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)定和熱穩(wěn)定來(lái)校驗(yàn)。 (3) 考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件和溫度、濕度、海拔以及有無(wú)防塵、防腐、防火、防爆等要求。 4.2.2 按正常工作條件選擇 1.按工作電壓選擇 設(shè)備的額定電壓不應(yīng)小于所在線路的額定電壓，即 (4-36) 2.按工作電流選擇 設(shè)

51、備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流，即 (4-37) 3.按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開(kāi)斷電流或斷流容量不應(yīng)小于設(shè)備分?jǐn)嗨查g的短路電流有效值或短路容量，即 (4-38) 或 (4-39) 4.2.3 按短路條件校驗(yàn) 短路條件校驗(yàn)，就是校驗(yàn)電器和導(dǎo)體在短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 1.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) (1)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件

52、 (4-40) 或 (4-41) 式中 、——開(kāi)關(guān)的極限通過(guò)電流（動(dòng)穩(wěn)定電流）峰值和有效值（單位為kA）； 、——開(kāi)關(guān)所在處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值（單位為kA）。 (2) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 (3) (4-42) 式中 ——開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值（單位為kA）； —— 開(kāi)關(guān)的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間（單位為s）； ——開(kāi)關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流（單位為kA）； ——短路發(fā)熱假想時(shí)間（單位為s）。 2.電流

53、互感器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) (1)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件 (4-43) 或 (4-44) 式中 ——電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定電流（單位為kA）； ——電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)（對(duì)）； ——電流互感器的額定一次電流（單位為A）。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 (4-45) 或 (4-46) 式中 ——電流互感器的熱穩(wěn)定電流（單位為kA）； ——電流互感器的熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間，一般取1s； ——電流互感器的

54、熱穩(wěn)定倍數(shù)（對(duì)）。 4.2.4 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 選擇交驗(yàn)項(xiàng)目 電壓 電流 斷流能力 動(dòng)穩(wěn)定度 熱穩(wěn)定度 其他 裝置條件 參數(shù) 數(shù)據(jù) 10KV 36.5A 1.96KA 5.0KA 一 次 設(shè) 備 型 號(hào) 規(guī) 格 額定參數(shù) 高壓隔離開(kāi)關(guān) GN6/8-10/600 10KV 600A ▁ 51KA 合格 電流互感器 LQJ-10 75/5A 10KV 75A ▁ 合格 高壓少油型斷路器 SN10-10Ⅰ/630 10KV 6

55、30A 16KA 40KA 合格 高壓熔斷器 RN2-10/0.5 10KV 0.5A 50KA ▁ ▁ 電壓互感器 JDJ-10 10/0.1KV ▁ ▁ ▁ ▁ 不用校驗(yàn) 避雷器 FS4-10 10KV ▁ ▁ ▁ ▁ 不用校驗(yàn) 電壓互感器 JDZ-10 10/0.1 10KV ▁ ▁ ▁ ▁ 不用校驗(yàn) 電流互感器 LQJ-10 100/5 10KV 100A ▁ 合格 4.2.5 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 為滿足設(shè)計(jì)需求本設(shè)計(jì)低壓柜選用GCS型柜。其中2個(gè)進(jìn)線柜，方

56、案號(hào)為03；1個(gè)聯(lián)絡(luò)柜，方案號(hào)為04；4個(gè)饋電柜，方案號(hào)為11，低壓柜總計(jì)7個(gè)。低壓開(kāi)關(guān)柜中個(gè)元件設(shè)備的校驗(yàn)見(jiàn)表4-6。 表4-6 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 選擇交驗(yàn)項(xiàng)目 電壓 電流 斷流能力 動(dòng)穩(wěn)定度 熱穩(wěn)定度 其他 裝置條件 參數(shù) 數(shù)據(jù) 380V 736.22A 28.5kA 52.5kA 一 次 設(shè)備型號(hào)規(guī)格 額定參數(shù) 抵押刀開(kāi)關(guān) HD13-1500/30 380V 1500A ▁ ▁ ▁ 合格 低壓斷路器 DW15-1500/3 380V 1500A 45KA

57、 ▁ ▁ 合格 低壓電流互感器LMZJ1-0.5 1500/5A 380V 1500/5A ▁ ▁ ▁ 合格 表4-6所選設(shè)備均滿足要求。 4.3高低壓母線的選擇 按照最大負(fù)荷計(jì)算高壓母線上的最大電流為,低壓母線上的最大電流。根據(jù)計(jì)算電流和《GB50053－94 10kV 及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定，高壓母線選擇TMY-3×(60×6)型母線，相母線尺寸均為60mm×6mm，其載流量為2240A；低壓母線選擇TMY-3×(80×10)+ 60×6型母線，即相母線尺寸為80mm×10mm,中性母線尺寸為60mm×6mm，其載流量為3232A。 5變電所進(jìn)出線和低壓

58、電纜選擇 5.1 變電所進(jìn)出線的選擇范圍 1.高壓進(jìn)線 (1)如為專用線路，應(yīng)選專用線路的全長(zhǎng)。 (2)如從公共干線引至變電站，則僅選從公共干線到變電站的一段引出線。 (3)對(duì)于靠墻安裝的高壓開(kāi)關(guān)柜，柜下進(jìn)線時(shí)一般須經(jīng)電纜引入，因此架空進(jìn)線至變電站高壓側(cè)，往往需選一段引入電纜。 2.高壓出線 (1)對(duì)于全線一致的架空出線或電纜出線，應(yīng)選線路的全長(zhǎng)。 (2)如經(jīng)一段電纜從高壓開(kāi)關(guān)柜引出再架空配電的線路，則變電站高壓出線的選擇只選這一段引出電纜，而架空配電線路在廠區(qū)配電線路的設(shè)計(jì)中考慮。 3.低壓出線 (1)如采用電纜配電，應(yīng)選線路的全長(zhǎng)。 (2)如經(jīng)一段穿管絕緣導(dǎo)線引出，再

59、架空配電線路，則變電站低壓出線的選擇只選這一段引出的穿管絕緣導(dǎo)線，而架空配電線路則在廠區(qū)配電線路或車間配電線路的設(shè)計(jì)中考慮。 5.2 變電所進(jìn)出線方式的選擇 1.架空線。在供電可靠性要求不很高或投資較少的中小型工廠供電設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用。 2.電纜。在供電可靠性要求較高或投資較高的各類工廠供電設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用。 5.3 變電所進(jìn)出導(dǎo)線和電纜形式的選擇 1. 高壓架空線 (1)一般采用鋁絞線。 (2)當(dāng)檔距或交叉檔距較長(zhǎng)、電桿較高時(shí)，宜采用鋼芯鋁絞線。 (3)沿海地區(qū)及有腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)所，宜采用銅絞線或防腐鋁絞線。 2.高壓電纜線 (1)一般環(huán)境和場(chǎng)所，可采用鋁芯電纜；但在有特殊要

60、求的場(chǎng)所，應(yīng)采用銅芯電纜。 (2)埋地敷設(shè)的電纜，應(yīng)采用有外護(hù)層的鎧裝電纜；但在無(wú)機(jī)械損傷可能的場(chǎng)所，可采用塑料護(hù)套電纜或帶有外護(hù)層的鉛包電纜。 3.低壓電纜線 (1)一般采用鋁芯電纜，但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯電纜。 (2)電纜溝內(nèi)電纜，一般采用塑料護(hù)套電纜，也可采用裸鎧裝電纜。 5.4 高壓進(jìn)線和低壓出線的選擇 5.4.1 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公用電源干線。 (1)按發(fā)熱條件選擇。 由線路最大負(fù)荷時(shí)的計(jì)算電流及室外環(huán)境溫度30℃，選擇LGJ-35，其30℃時(shí)的允許持續(xù)載流量=159A＞，滿足發(fā)熱條件。 (

61、2)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。 因?yàn)殇撔句X絞線架空裸導(dǎo)線在6～10kV的允許最小截面為25，所以LGJ-35滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 由于此線路很短，不需檢驗(yàn)電壓損耗。 5.4.2 由高壓母線至主變的引入電纜的選擇校驗(yàn) 采用YJV22-10kV型交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。 (1) 按發(fā)熱條件選擇。 由線路最大負(fù)荷時(shí)的計(jì)算電流及土壤溫度20℃，選擇3芯交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜，其型號(hào)為，其=175A＞，滿足發(fā)熱條件。 （2） 校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定。查得短路熱穩(wěn)定系數(shù)C=77 (5-1) ＜A=35 所以電纜滿足要求。 5.4.3 38

62、0V低壓出線的選擇 1.饋電給鑄造車間的線路采用YJV22-1kV型交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設(shè)。 (1)按發(fā)熱條件選擇。 由計(jì)算電流=273A，及該地區(qū)地下0.7～1米處全年最熱月最高溫度為20℃，初選，其，滿足發(fā)熱條件。 (2)校驗(yàn)電壓損耗。由總平面布置圖量得變電站至鑄造車間距離約140m，而185的銅芯電纜的（按纜芯工作溫度60℃計(jì)），，又鑄造車間的，，因此由線路電壓損耗的一般計(jì)算公式 (5-2) 得： 滿足允許電壓損耗5%的要求

63、。 (3)短路熱穩(wěn)定度檢驗(yàn)。查得短路熱穩(wěn)定系數(shù)C=115，則 (5-3) 式中為變電站高壓側(cè)過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間按0.5s整定，再加上斷路器斷路時(shí)間0.2s，再加0.05s。 由于前面所選150的纜芯截面＞，滿足短路熱穩(wěn)定度要求，因此選用的電纜型號(hào)為。 2.饋電給鍛壓車間的線路 采用YJV22-1kV型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。線路計(jì)算電流為=223A，為滿足斷路器上下級(jí)之間的配合，此段電纜選用型號(hào)為，其載流量為358A，經(jīng)檢驗(yàn)其發(fā)熱條件、電壓損耗和短路熱穩(wěn)定度均滿足要求。 3. 饋電給倉(cāng)庫(kù)的線路 由于倉(cāng)庫(kù)負(fù)荷太小，只有5.6kW，直接從低壓母線引線會(huì)造成浪費(fèi)，因此

64、把它的負(fù)荷加到與它鄰近的鍛壓車間，從鍛壓車間向其引線，對(duì)其供電。鍛壓車間電纜選取過(guò)程中已經(jīng)將電纜型號(hào)上調(diào)一級(jí)，經(jīng)檢驗(yàn)完全能滿足對(duì)鍛壓車間和倉(cāng)庫(kù)的供電要求。 4.饋電給電鍍車間的線路 采用YJV22-1kV型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。線路計(jì)算電流為=189A，為滿足斷路器上下級(jí)之間的配合，此段電纜選用 型號(hào)為，其載流量為261A，經(jīng)檢驗(yàn)其發(fā)熱條件、電壓損耗和短路熱穩(wěn)定度均滿足要求。 5.饋電給工具車間的線路 采用YJV22-1kV型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。線路計(jì)算電流為=189A，為滿足斷路器上下級(jí)之間的配合，此段電纜選用型號(hào)為，其載流量為261A，經(jīng)檢驗(yàn)其發(fā)熱條件

65、、電壓損耗和短路熱穩(wěn)定度均滿足要求。 6.饋電給組裝車間的線路 由于組裝車間就在變電站旁邊，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線ZR-BV-750型5根（3根相線，1根中性線，1根保護(hù)線）穿硬塑料管埋地敷設(shè)。 (1)按發(fā)熱條件選擇。由=207A，及環(huán)境溫度（年最熱月最高溫度）30℃，相線截面初選120，其，滿足發(fā)熱條件。 按規(guī)定，中性線和保護(hù)線也選為120，與相線截面相同，即選用ZR-BV-750-1×120塑料導(dǎo)線5根穿內(nèi)徑80的硬塑管。 (2)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度。查得，穿管敷設(shè)的絕緣導(dǎo)線線芯的最小允許截面，因此上面所選120的相線滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 (3)校驗(yàn)電壓損耗。所選穿管線，估計(jì)長(zhǎng)度5

66、0m，查得，所選導(dǎo)線， ，又組裝車間，，因此 (5-4) (5-5) 滿足允許電壓損耗5%的條件。 7.饋電給維修車間的線路 采用YJV22-1kV型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。線路計(jì)算電流為=167A，為滿足斷路器上下級(jí)之間的配合，此段電纜選用型號(hào)為，其載流量為217A，經(jīng)檢驗(yàn)其發(fā)熱條件、電壓損耗和短路熱穩(wěn)定度均滿足要求。 8.饋電給金工車間的線路 采用YJV22-1kV型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。線路計(jì)算電流為=174A，為滿足斷路器上下級(jí)之間的配合，此段電纜選用型號(hào)為，其載流量為217A，經(jīng)檢驗(yàn)其發(fā)熱條件、電壓損耗和短路熱穩(wěn)定度均滿足要求。 9.饋電給焊接車間的線路 采用YJV22-1KV型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。由于熱處理車間負(fù)荷較大，線路計(jì)算電流為=887A，線路長(zhǎng)度為300m，決定由兩條線路對(duì)其供電。 (1)按發(fā)熱條件選擇。 由計(jì)算電流=887A，及該地區(qū)地下0.7～1米處全年最熱月最高溫度為20℃，初選2×()，其，滿足發(fā)熱條件。 (2)校驗(yàn)電壓損耗。由總平面布置圖量得變電站至鑄造車間距離約30