工厂供电课程设计

1、 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 课程名称课程名称 工厂供电工厂供电 题题 目目 工工厂变电所供配电设计厂变电所供配电设计 学学 院院 信息工程学院信息工程学院 班班 级级 电气电气 14011401 学生姓名学生姓名 颜东颜东 王俊朋王俊朋 金久阳金久阳 指导教师指导教师 孔晓光孔晓光 日日 期期 20172017 年年 6 6 月月 1515 日日 摘 要 工业企业供电，就是指工厂所需电能的供应和分配问题。众所周知，电能 是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来， 又易于转换为其他形式的能量，它的输送和分配既简单经济，又便于控制、调 节和测量，又利于实现

2、生产过程自动化，因此，电能在现代工业生产及整个国 民经济生活中应用极为广泛。从而搞好工业企业供电工作对于整个工业生产发 展，实现工业现代化具有十分重要的意义。工厂供电设计是整个工厂设计的重 要组成部分，工厂供电设计的质量影响到工厂的和生产及其发展，作为从事工 厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设 计工作的需要。 在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中 所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在 于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化 以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产

3、率，降低生产成本，减 轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另 一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后 果。 因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分 重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于 国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能 源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生 产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到 以下基本要求： （1）安全: 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。

4、 （2）可靠: 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 （3）优质: 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 （4）经济: 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和 减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既 要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。 我们这次的课程设计的题目是：某冶金机械修造厂变电所及配电系统设计； 作为工厂随着时代的进步和推进和未来今年的发展，工厂的设施建设，特别是 电力设施将提出相当大的挑战。因此，我们做供配电设计的工作，要做到未雨 绸缪。为未来发展提供足够的空间。这主要变现在电力电压器及一些相

5、当重要 的配电线路上，应力求在满足现在需求的基础上从大选择，以避免一台变压器 或一组变压器刚服役不到几年就因为容量问题而出现“光荣下岗”的情况发生。 关键字：变电所 供配电 负荷计算 无功补偿 目录 第一章第一章 绪论绪论.5 第二章第二章 总体设计总体设计.6 2.1 工厂的负荷计算和无功功率补偿.6 2.1.1 全厂用电设备情况.6 2.1.2 电源情况.8 2.2工厂总降压变电所的所址和型式的选择.8 2.2.1 车间变电所所址的选择 .8 2 车间变电所的总体布置及要求车间变电所的总体布置及要求.8 (1) 车间变电所的总体布置及要求车间变电所的总体布置及要求 .8 2.3 工厂总降压

6、变电所主变压器的型式、容量和数量的选择.9 2.3.1 供电变压器的选择.9 故选用故选用 35KV 级级 SZ9型有载调压电力变压器型有载调压电力变压器, SZ9-5000/35。其技术参数如下：。其技术参数如下：.10 2.3.2 车间变电器的选择.10 2.4 工厂总降压变电所主接线方案的设计 .11 2.5 短路电流的计算 .13 2.5.1 计算方法.13 2.5.2 计算过程.13 2.6总降压变电所一次设备的选择与校验.15 2.6.1 高压电气设备的选择.15 2.6.2 高压电气设备校验.16 1 按工作电压选择按工作电压选择.16 2 按工作电流来选择熔断器熔体的额定电流按

7、工作电流来选择熔断器熔体的额定电流.16 3 短路动稳定度的校验条件短路动稳定度的校验条件 .16 4 短路热稳定度的校验条件短路热稳定度的校验条件 .16 2.7 变电所进线的选择与校验.17 2.7.1 高压进线引入线的选择 .17 2.8 工厂高压配电线路的确定.18 2.8.1 车间变电所的接线.18 2.8.2 导线及其截面的选择.20 2.9 变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 .22 2.9.1 二次回路方案选择.22 2.9.2 继电器保护的整定.22 2.10 总降压变电所防雷保护和接地装置的设计 .23 2.10.1 变电所的防雷保护 .23 2.10.2 变电所采用

8、单支避雷针保护.23 2.10.3 雷电侵入波的防护 .24 2.10.4 配电变压器和电容器的保护.24 配电变压器的保护一般配电变压器的保护一般 310KV 变压器应装设阀型避雷器。变压器应装设阀型避雷器。6KV Y，YN0 接线变压器防雷接线变压器防雷 保护接线图。如图保护接线图。如图 11-1 所示。所示。.24 电力电容器的保护：装在配电线路上的电容器，既是较贵重的电气设备，也是线路的绝缘弱点，电力电容器的保护：装在配电线路上的电容器，既是较贵重的电气设备，也是线路的绝缘弱点， 宜装设阀型避雷器或间隙保护。电容器的保护接线图宜装设阀型避雷器或间隙保护。电容器的保护接线图 11-2 所

9、示。所示。.24 2.10.5 接地装置的设计 .25 第三章第三章 结结 论论.26 参参 考考 文文 献献.27 后记后记.30 第一章 绪论 配电网络与输电系统相比有几个明显的特点：配电馈线中的断路器沿线链 状布置，线路中没有母线；线路中有任意数量的断开点，断开点随运行方式变 化，电流方向不确定，因此保护必须是双向的；配电网络是有分支的网络，配 电线路中节点的分支具有任意性，使保护配合关系复杂化；配电网络中有分布 负荷，线路两端负荷不平衡；在双端供电的配电系统中电源可能有不相等的相 角。根据配电网的特点，以常开型联络开关为界可以将配电网划分成两种基本 类型的网络：一种是单侧电源供电网络，

10、例如辐射状、树状网和处于开环运行 的环状网络；另一种是双侧电源供电网络或处于闭环运行的配电网络环状网络。 我国配电网自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果,长期以来配电 网的建设未得到应有的重视, 建设资金短缺, 设备技术性能落后, 事故频繁发 生, 严重影响了人民生活和经济建设的发展, 随着电力的发展和电力市场的建 立, 配电网的薄弱环节显得越来越突出, 形成电力需求与电网设施不协调的局 面。 国家颁布设施的电力法的贯彻后, 电力作为一种商品进入市场, 接受用户 的监督和选择, 甚至于对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。另一 方面, 高精密的技术和装备对电能质量要求, 配电网供电

11、可靠性已是电力经营 者必须考虑的主要问题。 随着市场观念的转变和电力发展的需求, 配电网的自动化已经作为供电企 业十分紧迫的任务。城市电网, 从八十年代就意识到配电网的潜在危险, 并竭 力呼吁致力于城市电网的改造工程,并组织全国性的大型会议对配电网改造提出 了具体实施计划, 各种渠道凑集资金, 提出更改计划，利用高技术、好性能的 设备从事电网的改造。 当前我国配电网处于高速发展的时期, 国家从政策上给予很大支持, 具有 相应的资金条件, 但我国配电网仍处于方案的探索时期, 特别是我国配电网的 规模及覆盖面, 市场之大是任何一个经济发达或发展中国家无法比拟的, 而我 国配电网的发展也是随经济发展

12、同步进行, 为了探索我国配电网自动化方案, 先后对国外配电网的模式进行考察并在国内进行实验试点。 第二章 总体设计 2.1 工厂的负荷计算和无功功率补偿 2.1.1 全厂用电设备情况 1 生产任务及车间组成 工厂的生产任务、规模及产品规格：本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、 冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻压、铆焊、毛坯件为主体。 年生产规模为铸钢件 10000t，铸铁件 3000t，锻件 1000t，铆焊件 2500t。 (2) 本厂车间组成 铸钢车间；铸铁车间；锻造车间；柳焊车间；木型车间及木型库；机修 车间；砂库；制材场；空压站；锅炉房；综合楼；水塔；水泵房；污水提升 站等。

13、2 全厂用电设备情况 （1）负载大小 用电设备总安装容量：7469.9KW 计算负荷 有功：4912.3KW 无功：4180.2KVar 计算视在功率：6450.2KVA （2）负荷类型 本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为 6000 小时，属于二级 负荷。 （3）全厂各车间负荷计算见表 2-1。 表 2-1 各车间 380V 负荷 计算负荷 序号 车间或用电 单位名称 设备容 量(KW) KdCosTga P30Q30S30I30 变压器 台数及 容量 (1)No1 变电所 1铸钢车间20000.40.651.178009361230.818702*630 (2)No2 变电所 1铸

14、铁车间10000.40.71.02400408517.42786.1 2砂库1100.70.61.2377102.41128.33195 3小计1110477510.41698.62*400 (3)No3 变电所 1柳焊车间12000.30.451.98360712.88001215.5 21 水泵房280.750.80.752115.7526.2539.9 3小计381728.55822.21*1000 (4) No4 变电所 1高压站3900.850.750.88331. 5 291.72442671.5 2机修车间1500.250.651.1737.543.87557.6987.7 3锻

15、造车间2200.30.551.5266100.32120182.3 4木型车间1860.350.61.3365.186.514108.41164.7 5制材场200.280.61.335.67.4489.3314.2 6综合楼200.91118181827.3 7小计523. 6 547.87 7 757.81*800 (5)No5 变电所 1锅炉房3000.750.80.75225168.75281.25427.3 22 水泵房280.750.80.752115.7526.2539.9 3仓库880.30.651.1726.430.9340.6761.8 4污水提升站140.650.80.7

16、59.16.82511.37517.3 5小计281. 5 222.25 5 358.71*400 各车间 6 千伏高压负荷 1电弧炉2*12500.90.870.5722501282.52586.2248.9 2工频炉2*2000.80.90.48320153.6355.634.2 3空压机2*2500.850.850.62425263.550048.1 4小计29951699.63443.61*4000 说明：NO1，NO2 车间变电所设置两台变压器外，其余设置一台变压器 根据本厂实际情况，采用并联电容器在总压降变电所的低压(10KV)侧进行 无功补偿，将功率因数提高到0.9。 补偿前的功

17、率因数： COS=P30/S30=4912.36450.2=0.76。 将COS由0.76提高到0.9所需的补偿容量（由无功功率补偿率表查得无功 功率补偿qc=0.38）为： Qc=qcP30=0.384912.3=1867KVar。 采用BGF10.5-200-IW型苯甲基硅油纸、薄膜复合并联电容器。其主要技术数 据如下：额定电压：10.5KV；标称容量：200Kvar；标称电容：5.79uf；频率： 50Hz；相数：1。 电容器的个数为：n= Qc/q0=1867200=9.4，由于是单相的，n应为3的倍数， 所以12是3的倍数，电容器取12个。 10KV侧补偿后：S30=5429.7KV

18、A； 22 4912.3 +(4180.2-1867) P30=4912.3+0.0155429.7=4993.7KW； Q30=4180.2-1867+0.065429.7=2639KVar； 35KV侧补偿后：S30=5534.5KVA； 22 4993.7 +2639 COS= P30/ S30=0.9030.9,满足要求。 2.1.2 电源情况 工厂电源从电业部门某 220/35KV 变压所，用 35KV 双回架空线引入本厂， 其中一个做为工作电源，一个做为备用电源，两个电源不并列运行，该变电所 距厂东侧 8 公里。 供电电压等级：由用户选用 35KV 或 10KV 的一种电压供电。

19、2.2工厂总降压变电所的所址和型式的选择 2.2.1 车间变电所所址的选择 一般在靠近负荷中心设变配电所，包括变压器室，高压配电室、低压配电 室、控制室、值班室、维修室。在负荷比较大而集中的车间设车间变电所。 变配电所应尽量远离多尘、有腐蚀性气体的场所，如无法远离，则不设在 污染源的下风侧。变压器室尽量避免西晒，配电室一般应有个门，各房间的门 均应朝外开，当高压室与控制室、低压室间有门相通时，门应朝控制室或低压 室方向开。 1 车间变电所所址选择的要求 (1) 接近负荷中心这样可以缩短低压配电线路，降低了线路的电能损耗、 电压损耗和有色金属的消耗量。 (2) 接近电源侧。 (3) 设备运输方便

20、应考虑到电力变压器和高低压开关柜等大件设备的运输 通道。 (4) 不应设在有剧烈振动的场所振动场所不仅影响变配电所本身建筑及其 中设备的安全，而且可导致开关设备和继电保护、自动装置的误动作。 (5) 不应设在厕所、浴室附近及地势低洼和易积水的场所。 (6) 不宜设在有爆炸危险和火灾危险环境的正下方或正上方。 (7) 不应妨碍企业单位的发展，并适当考虑将来发展的可能。 2 车间变电所的总体布置及要求 (1) 车间变电所的总体布置及要求 便于运行维护；保证运行安全；便于进出线；节约土地和建筑费；留有发 展余地。N01 变电所装设在铸钢车间内，N02 变电所装设采用外附式，N03 变 电所装设采用外

21、附式，N04 变电所装设采用独立式。机械厂的总降压变电所及 车间变电所的指示如图 3-1 所示。 1-铸钢车间；2-铸铁车间；3-锻造车间；4-柳焊车间；5-木型车间及木型库； 6-机修车间；7-砂库；8 制材场；9-空压场；10-锅炉房；11 综合楼；12 水塔； 13 水泵房 1#2#；14 污水提升站 35kv 高压变电所；车间变电所；负荷圈； 高压配电线；低压配电线 图 3-1 2.3 工厂总降压变电所主变压器的型式、容量和数量的选择 2.3.1 供电变压器的选择 1 主变压器台数的选择 由于该厂的负荷属于二级负荷，对电源的供电可靠性要求较高，宜采用两 台变压器，以便当一台变压器发生故

22、障后检修时，另一台变压器能对一、二级 负荷继续供电，故选两台变压器。 2 变电所主变压器容量的选择 装设两台主变压器的变电所，每台变压器的容量 ST应同时满足以下两个条 件： （1）任一台单独运行时，ST（0.60.7）S30（1）； （2）任一台单独运行时，STS30（+）； 由于 S30（1）= 6450.2KVA，且该厂本厂三班制，年最大有功负荷利用小 时数为 6000h。属二级负荷。 选变压器 ST（0.60.7）6450.2=（3870.124515.14）KVASTS30（+） 因此选 5000 KVA 的变压器二台 故选用 35KV 级 SZ9型有载调压电力变压器, SZ9-50

23、00/35。其技术参数如 下： 额定容量：5000KVA 一次侧额定电压：35KV 二次侧额定电压：10KV 联结组别：Yd11 空载损耗：Pk=5.20KW 短路损耗：Pe=36KW 短路阻抗百分值：UZ%=7% 空载电流百分值：Ik%=0.7% 当电流通过变压器时，就要引起有功功率和无功功率的损耗，这部分功率 损耗也需要由电力系统供给。因此，在确定车间主结线母线时需要考虑到这部 分功率损耗。 2.3.2 车间变电器的选择 1 车间变电站变压器台数的选择原则： （1） 对于一般的生产车间尽量装设一台变压器； （2） 如果车间的一、二级负荷所占比重较大，必须两个电源供电时，则 应装设两台变压器

24、。每台变压器均能承担对全部一、二级负荷的供电任务。如 果与相邻车间有联络线时，当车间变电站出现故障时，其一、二级负荷可通过 联络线保证继续供电，则亦可以只选用一台变压器。 （3） 当车间负荷昼夜变化较大时，或由独立（公用）车间变电站向几个 负荷曲线相差悬殊的车间供电时，如选用一台变压器在技术经济上显然是不合 理的，则亦装设两台变压器。 变压器容量的选择： （1） 变压器的容量 ST（可近似地认为是其额定容量 SNT）应满足车间内 所有用电设备计算负荷 S30的需要，即 STS30 ； （2）低压为 0.4KV 的主变压器单台容量一般不宜大于 1000KVA（JGJ/T1692 规定）或 125

25、0 KVA（GB5005394 规定）。如果用 电设备容量较大、负荷集中且运行合理时，亦可选用较大容量的变压器。这样 选择的原因：一是由于一般车间的负荷密度，选用 1000-1250 KVA 的变压器更 接近于负荷中心，减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量； 另一是限于变压器低压侧总开关的断流容量。 2 车间变电所的变压器选择 根据负荷的大小容量选择变压器的型号。 变压器需要考虑的技术参数: 额定容量；一次侧额定电压；二次侧额定电压；联结组别 空载损耗；短路损耗；短路阻抗百分值；空载电流百分值 变压器的有功损耗为：PT=0.015S30 变压器的无功损耗为：QT=0.06S30

26、 以上二式中 S30为变压器二次侧的视在计算功率。 车间变电所的设计变压器选择如表 4-1。 表 4-1 车间 变电所 变压器型号负荷率 有功损 耗 无功损 耗 联结组 标号 台数及 容量 No1 S9- 630/10（6） 0.971256.16Yyn02630 No2 S9- 400/10（6） 0.817.1630.62Yyn02400 No3 S9- 1000/10（6） 0.835.7243.71Yyn011000 No4S9-0.947.8532.71Yyn01800 800/10（6） No5 S9- 500/10（6） 0.94.213.34Yyn01500 高压 设备端 S9

27、- 4000/10（6） 0.944.93101.98Yd1114000 2.4 工厂总降压变电所主接线方案的设计 一般大中型企业采用 35110KV 电源进线时都设置总降压变电所，将电压 降至 610KV 后分配给各车间变电所。总降压变电所主接线一般有线路变压 器组、单母线、内桥式、外桥式等几种接线方式。 经过一系列的比较，机械修造厂选择的总降压变电所为内桥式主接线方式。 内桥式主接线如图 5-1 所示。线路 1WL，2WL 来自两个独立电源，经过断路 器 1QF，2QF 分别接至变压器 1T，2T 的高压侧，向变电所供电，变压器回路 仅装隔离开关 3QS，6QS。当线路 1WL 发生故障或

28、检修时，断路器 1QF 断开， 变压器 1T 由线路 2WL 经桥接断路器 3QF 继续供电。同理，当 2WL 发生故障或 检修时，变压器 2T 可由线路 1WL 继续供电。因此，这种主接线大大提高了供 电的可靠性和灵活性。但当变压器检修或发生故障时，须进行倒闸操作，操作 较复杂且时间较长。当变压器 1T 发生故障时 1QF 和 3QF 因故障跳闸，此时， 打开 3QS 后再合上 1QF 和 3QF，即可恢复 1WL 线路的工作。这种接线适用于 大中型企业的一、二级负荷供电。 内桥式接线适用于以下条件的总降压变电所： （1（供电线路长，线路故障几率大； （2（负荷比较平稳，主变压器不需要频繁切

29、换操作； （3（没有穿越功率的终端总降压变电所。 所谓穿越功率，是指某一功率由一条线路流入并穿越横跨桥又经另一线路 流出的功率。 图 5-1 2.5 短路电流的计算 2.5.1 计算方法 工厂供电系统要求正常的不间断的对用电负荷供电，以保证工厂生产和生 活的正常进行，但由于各种原因也难免出现故障。因此，在工厂供电设计和运 行中不仅要考虑正常运行的情况，而且还要考虑发生故障的情况，最严重的是 发生短路故障。 (1)短路的原因：短路的主要原因是由电器设备载流部分的绝缘损坏，此外， 还有工人操作时违反规程发生失误等。 (2) 短路的形成在三相系统中,可能发生三相短路、单相短路和两相接地短 路。 (3

30、) 高压电网中短路电流的计算方法。 对称的短路电流计算 对于无限容量系统,有标么电抗法、短路功率法。 对于有限容量系统,有实用运算曲线法，有单位制计算发。 非对称的短路电流计算 应用(电)网阻抗合成计算在本设计中，供电部门变电所 0.1KV 母线为无限 大电源系统，计算三相短路电流方法，采用标么电抗法。 2.5.2 计算过程 (1) 绘制计算电路如图 6-1 所示。 图 6-1 (2) 确定基准值 设 Sd=100MVA, Ud1=Uc,即高压侧 Ud1=37KV,另一侧 Ud2=10.5KV,则 Id1= Sd/ Ud1=100MVA(1.3237KV)=1.56KA3 Id2= Sd/ U

31、d2=100MVA(1.3210.5KV)=5.5KA3 (3) 计算短路中各元件的电抗标幺值 最大运行下： 电力系统 X1*=100MVA200MVA=0.5 架空线路 查表 6 得 LJ-120 型铝绞线也满足机械强度查得： R0=0.28/KM,X0=0.4/KM,故 X2*=X4*=（0.48）(100MVA37KV2)=0.24 电力变压器 查 5 表得 Uz%=7%,故 X3*=X5*=0.07100MVA5000KVA=1.4 因此绘等效电路，如图 6-2 所示。 图 6-2 (4) 计算 K-1 点（37KV 侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容 量。 总电抗标幺值 X=

32、X1*+X2*/X4*=0.5+0.242=0.62 ) 1( * K 三相短路电流周期分量效值 I=Id1/X=1.56KA0.62=2.6KA )3( 1K ) 1( * K 其它短路电流 I (3)=I=I=2.6KA )3( )3( 1K i=2.55 I (3) =2.552.6KA=6.63KA )3( sh I=1.51 I (3) =1.512.6KA=3.9KA )3( sh 三相短路容量 S=Sd/ X=100MVA0.62=161.3MVA )3( 1K ) 1( * K (5) 计算 K-2 点（10.5KV）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 总电抗标幺值 X=

33、X1*+X2*/X4*+X3*/X5*=0.5+0.242+1.42=1.32 ) 2( * K 三相短路电流周期分量有效值 I=Id1/X=5.5KA1.32=4.2KA 1 * K ) 2( * K 其它短路电流 I(3)=I=I=4.2KA )3( )3( 2K i=1.84 I (3) =2.554.2KA=10.7KA )3( sh I=1.09 I (3) =1.515.07KA=6.3KA )3( sh 三相短路容量 S=S / X=100MVA1.32=76MVA )3( 2Kd ) 2( * K 最大运行方式下得到的结果见表 6-1 所示。 表 6-1 三相短路电流/KA 三

34、相短路容量 /MVA IK（3）I（3）I（3）ish（3）Ish（3）SK（3） K-12.62.62.66.63.9161.3 K-24.24.24.210.76.376 2.6总降压变电所一次设备的选择与校验 2.6.1 高压电气设备的选择 35KV 侧选择SW2-35/600型高压断路器、GW5-35G/600-72 型高压隔离开 关、LCW-35 型电流互感器、JDJ-35 型电压互感器、ZS-35/4棒式和ZSX一35/4 悬挂式棒式两种类型的绝缘子，避雷器FZ-35，RN2-35型熔断器。10KV侧选择 SN10-10I/630型少油断路器、GN6-10/600-52 型隔离开关

35、、LFZJ1-10 型屋内式 电流互感器、JSJW-10型三相五柱油浸式电压互感器, RN2-10型熔断器, 避雷器 FS-10。 2.6.2 高压电气设备校验 1 按工作电压选择 电器额定电压应不低于所在电路额定电压即。 Ne U N U NNe UU 2 按工作电流来选择熔断器熔体的额定电流 一般电器额定电流应不低于所在电路的计算电流即。 Ne I 30 I Ne I 30 I 3 短路动稳定度的校验条件 （1） 断路器、负荷开关、隔离开关、电抗器的动稳定电流的峰值应 max i 不小于可能的最大的短路冲击电流，或其动稳定电流有效值应不小于可 sh i max I 能的最大的短路冲击电流即

36、 ；。 sh I shmax ii shmax II （2）电流互感器大多数给出动稳定倍数，其动稳定度校 max1 /( 2) esN KiI 验条件为；式中，为电流互感器的额定一次电流。 sh1Nes iI2K 1N I 4 短路热稳定度的校验条件 断路器、负荷开关、隔离开关、电抗器的热稳定度校验条件为 ima 2)3(2 t tItI 式中，为电器的热稳定电流；t 为其热稳定时间；为通过电器的三相短路 t I )3( I 稳态电流；为短路发热假想时间。 ima t 电流互感器大多给出热稳定倍数和热稳定时间 t，其热稳定度校验 1 2 t t N i K I 条件为 式中，为电流互感器额定一

37、次电流母线、电缆的短 ima 2)3(2 1Nt tIt)I(K 1N I 路热稳定度,可按其满足热稳定度的最小截面来校验，即 min A 式中，A 为母线、电缆的导体截面积；C 为导体的短路热稳定 ima )3( min t C I AA 系数，35 千伏高压侧的短路计算值：Ik=2.6KA,Ish=3.9KA,ish=6.6KA。 过程：SW2-35/630 型高压断路器 校验：额定工作电压 35KV线路计算电压 35KV 额定工作电流 630A线路计算电流 92.75A 额定动稳定电流峰值 17KA ish(3)=6.6KA 4S 热稳定电流是 6.62422.621.12 GW5-35

38、G/630-72 型高压隔离开关 校验：额定工作电压 35KV线路计算电压 35KV 额定工作电流 630A线路计算电流 92.75A 额定动稳定电流峰值 72KA ish(3)=6.6KA LCW-35 型电流互感器 校验：额定工作电压 35KV线路计算电压 35KV 额定工作电流 500A线路计算电流 92.75A 额定动稳定电流峰值 210KAish(3)=6.6KA 热稳定合格 JDJ-35 型电压互感器 校验：额定工作电压 35KV线路计算电压 35KV 1S 热稳定电流是(65+0.1) 1=4238.01KA2.621.12 2 经计算以上设备都合格。 2.7 变电所进线的选择与

39、校验 2.7.1 高压进线引入线的选择 负荷较大、线路较长时，特别是 35KV 及以上的输电线路，主要应按经济 电流密度来选择导线截面。 1 选铝架空线的线路 ，由于最大有功负荷年利 3030( 3 cos )4912.3/( 3 350.9)90 N IPUKWKVA 用小时数为 6000 小时，jl=0.9A/mm2,Al=90/0.9A/mm2=100mm2取最接近的标准 截面 120 mm2，选用 LJ-120 型铝绞线，Ial=352A90A，满足发热条件，35KV 架空线铝绞线的最小允许截面 Amin=35mm2, LJ-120 型铝绞线也满足机械强度要 求。查得：RO=0.28/

40、KM,X0=0.4/KM。 线路电压损耗：故U=(P30R0+Q30X0)/UN=4912.3(80.28)+ 4180.2(8 0.4)/35=696.5V。线路电压损耗百分值： U=U/ UN100=1.99。 线路功率损耗： Pwl=3I30I30Rwl+3I30I30Xwl =16.5KW。 2 选钢芯铝绞线架空线的线路 由于最大有功负荷年利用小时数为 6000 小时，j2=1.75A/mm2，A2=90A/1.7 5 A/mm2=51.4mm2取最接近的标准截面 70 mm2，选用 LGJ-70 型铝绞线 Ial=259 A90A,满足发热条件，35KV 架空线钢芯铝绞线的最小允许截

41、面 Amin=25mm2, LGJ-70 型钢芯铝绞线也满足机械强度要求。查得：RO=0.48/KM，X0=0.41/ KM.故U=(P30R0+Q30X0)/UN=4912.3(80.48)+ 4180.2(80.41)/35=930.7V 。线路电压损耗百分值： U=U/ UN100=2.65 线路功率损耗； Pwl=3I30I30Rwl+3I30I30Xwl=21.6KW。 两种线路方案的经济比较如表 8-1 所示 表 8-1 线路架空线功率损耗(kw) 电压损耗 百分值 是否满足 发热 是否满足 机械强度 LJ16.5 1.99 是是 LGJ21.6 2.65 是是 从上述的技术比较来

42、看.选择 LJ-120 型铝绞线比较经济,故线路采用 LJ-120 型 铝绞线。 2.8 工厂高压配电线路的确定 2.8.1 车间变电所的接线 610kV 配电所一般采用单母线或单母线分段的接线方式。 1 单母线接线 一般为一路电源进线，而引出线可以有任意数目。 只适用于对三级负荷供电。 2 单母线分段接线 两回路电源进线、母线分段运行的方式比较适用于大容量的二、三级负荷。 所以 10KV 侧采用单母线分段接线。 车间变电所在系统中的作用:将 610KV 的电源电压降至 380/220V 的使用 电压，并送至车间各个低压用电设备。 对一、二级负荷或用电量较大的车间变电所（或全厂性的变电所），应

43、采 用两回路进线两台变压器的接线，如图 9-1 所示。 图 9-1 对供电可靠性要求较高、季节性负荷或昼夜负荷变化较大、以及负荷比较 集中的车间（或中、小企业），其变电所设有二台以上变压器，并考虑今后的 发展需要（如增加高压电动机回路），采用高压侧单母线、低压侧单母线分段 的接线方式，如图 9-2 所示。 图 9-2 备注：在确定变配电所的主接线时，除了应满足对主接线所提出的基本要 求之外，还要注意以下几个问题： （1）备用电源：对一级负荷，变配电所的进线必须有备用电源，对二级负, 应设法取得低压备用电源。 （2）电源进线方式：有条件的都宜采用架空进线加电缆引入段。 （3）设备选择原则：在满足

44、安全可靠供电的前提下，力求简化线路，选用 最经济的设备。 3 双电源车间变电所的低压母线分段方式 对双电源的车间变电所，其工作电源可引自本车间变电所低压母线，也可 引自邻近车间变电所低压母线。备用电源则引自邻近车间 380/220V 配电网。 如要求带负荷切换或自动切换时，在工作电源和备用电源的进线上，均需 装设自动空气开关。 对于装有两台变压器的车间变电所，低压 380/220V 母线的分段方式及分 段开关设备，可根据车间负荷的重要性而有所不同。 对于只用一台变压器的车间，就直接一条线引入就可，用单母线。 2.8.2 导线及其截面的选择 1 高低压母线的选择 根据电力变压器室布置标准图集的规

45、定，35KV、10KV 母线选择 LMY-3（404）即母线大小为 40mm40mm；380 母线选 NO1：LMY- 3（808）+505 即母线大小为 80mm8mm,中性母线大小为 50mm5mm；NO2： LMY-3（606）+404；NO3：LMY-3(12010) +808；NO4：LMY-3(1008)+606。 2 由主变到引入电缆的选择校验 采用 YJL22 型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 (1)按发热条件选择。由 I30=410.8A 及土壤温度，初选缆芯为 500mm2的交 联电缆，其 Ial=441AI30，满足发热条件。 (2)校验短路热稳定。按式 Amin

46、=170mm2500mm2，因此 YJL22-3500 的 电缆满足要求。 3 车间变电所进线的选择 （1）馈电给 NO1 的变电所的线路 采用 YJL22 交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 按发热条件选择。由 I30=34A 及土壤温度，初选缆芯为 25mm2的交联 电缆，其 Ial=93.6AI30, 满足发热条件。 校验短路热稳定。按式 Amin= 13.8mm225mm2 因此 YJL22 满足要求，即选 YJL22-325 的电缆。 （2）馈电给 NO2 的变电所的线路 采用 YJL22 交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 按发热条件选择。由 I30=17.8A 及土壤温度

47、，初选缆芯为 25mm2的交 联电缆，其 Ial=93.6AI30，满足发热条件。 校验短路热稳定。 按式 Amin=9mm225mm2 因此 YJL22 满足要求,即选 YJL22-325 的电缆。 (3) 馈电给 NO3 的变电所的线路 采用 YJL22 交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 按发热条件选择。由 I30=45A 及土壤温度，初选缆芯为 25mm2的交联 电缆，其 Ial=93.6AI30，满足发热条件。 校验短路热稳定。按式 Amin=23mm225mm2 因此 YJL22 满足要求，即选 YJL22-325 的电缆。 (4) 馈电给 NO4 的变电所的线路 采用 YJL

48、22 交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 按发热条件选择。由 I30=42A 及土壤温度，初选缆芯为 25mm2的交联 电缆，其 Ial=93.6AI30，满足发热条件。 校验短路热稳定。按式 Amin=21mm225mm2 因此 YJL22 满足要求，即选 YJL22-325 的电缆。 (5) 馈电给 NO5 的变电所的线路 采用 YJL22 交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 按发热条件选择。由 I30=20A 及土壤温度，初选缆芯为 25mm2的交联 电缆，其 Ial=93.6AI30，满足发热条件。 校验短路热稳定。 按式 Amin=10mm225mm2 因此 YJL22 满足

49、要求，即选 YJL22-325 的电缆。 4 车间 6 千伏变压负荷端的变压器线路的选择 采用 YJL22 交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。 1）按发热条件选择。 由 I30=199A 及土壤温度，初选缆芯为 120mm2的交 联电缆，其 Ial=205AI30，满足发热条件。 2）校验短路热稳定。 按式 Amin=6.4mm225mm2，因此 YJL22 满足要求, 即选 YJL22-3120 的电缆。综合以上所选变电所进线的电缆型号规格如下表 9- 1 所示。 表 9-1 线路名称导线或电缆的型号规格结论 由主变到引入电 缆 YJL22-3500合格 馈电给 NO1 的 变电所的线路

50、 YJL22-325合格 馈电给 NO2 的 变电所的线路 YJL22-325合格 馈电给 NO3 的 变电所的线路 YJL22-325合格 馈电给 NO4 的 变电所的线路 YJL22-325合格 馈电给 NO5 的 变电所的线路 YJL22-325合格 车间 6 千伏变 压负荷端的变压 器线路 YJL22-3120合格 2.9 变电所二次回路方案的选择及继电保护的整定 2.9.1 二次回路方案选择 二次回路操作电源是供高压断路器跳、合闸回路和继电保护装置、信号回 路、监视系统及其他二次回路所需的电源。二次回路是用来控制、指示、监测 和保护一次电路运行的电路。设置自动重合闸 APD 以使短路

51、器自动重新合闸， 迅速恢复供电；准备备用电源，自动投入装置 APD，提高供电的可靠性，而且 还应装设绝缘监视装置和中央信号装置。 2.9.2 继电器保护的整定 对于线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电保护和瞬时机构，使断 路器跳闸，切除短路故障部分。对于单相接地保护可才用绝缘监视装置，装设 在变配电所的高压母线上，动作于信号。 原则：带时限过电流保护的动作电流 Iop，应躲过线路的最大负荷电流；电 流速断保护的动作电流即速断电流 Iopi应按躲过它所保护线路的末端的最大短路 电流 Ik.max来整定。 变压器过电流保护和速断保护； 过电流保护 IopKrelKwIL.max/KreKi1.

52、31282.50.840=6.5A 选择 DL15 型电流继电器，线圈并联，动作电流整定为 7A；则保护一次侧 的动作电流为： I=I opl w i K K op =(40/1.0) 7 =280A 灵敏度校验： K = S opl K I I )2( min =(1/2Imin10.537)280 =1.981.5 满足要求。 2.10 总降压变电所防雷保护和接地装置的设计 2.10.1 变电所的防雷保护 一般 35KV 及以下变、配电所的直击雷需用独立避雷针保护。 独立避雷针的设置要求： （1）独立避雷针与被保护物之间应保持一定的距离，以免避雷针上落雷时 造成对保护物的反击。 避雷针对被

53、保护物不发生反击的最小距离 Sa应满足下式的要求： 式中，Rsh为独立避雷针的冲击接地电阻；h 为独立避雷针校1h . 0 3R . 0 S sha 验高度。 （2）独立避雷针宜装设独立的接地电阻，工频接地电阻不宜大于 10。 独立避雷针的接地装置与被保护物的接地间最小允许的距离式中，Se she 3R . 0 S 为地中距离，一般不应小于 3m。 （3）独立避雷针不宜设在人经常通行的地方。 2.10.2 变电所采用单支避雷针保护 在变电所屋顶装设避雷针或避雷带，并引出两根接地线与变电所公共接地 装置相连。 避雷针在地面上的保护半径 r=1.5h，如被保护物的高度为时，在水平 x h x h 面上的保护半径按下列公式计算： x r 当h/2 时，=（h-）p；当h/2 时，=（1.5h-2）p x h x r x h x h x r x h p-考虑到针太高时保护半径不成比例而应减小的系数。 当 h30m 时，p=1；当 30h120m 时，。 h 5 . 5 p h-避雷针的高度；-避雷针在高度水平面上的保护半径； x r x h -被保护物的高度。 x h 2.10.3 雷电侵入波的防护 （1）在 10KV 电源进线的终端杆上装设 FS-10 型阀式避雷器。引下线采用 25mm4mm 的镀锌扁钢，下与公共接地网焊接相连，上与避雷器接地端相连。 （