某棉纺厂配电系统设计

1、 目 录第一章 绪 论11.1 工厂供电发展及现状11.2 工厂供电设计原则11.3 本设计的意义11.4 本设计的主要内容2第二章 负荷计算及无功功率补偿32.1 电力负荷32.1.1电力负荷的分级32.1.2各级电力负荷对供电电源的要求32.2 具体的负荷计算42.2.1各车间变电所的负荷计算42.3 无功功率补偿82.3.1一号车间变电所无功功率补偿102.3.2二号车间变电所无功功率补偿112.3.3三号车间变电所无功功率补偿112.4 工厂总配电所的计算负荷12第三章 变电所主变压器和主接线方案的选择143.1 变电所主变压器的选择143.1.1变电所主变压器台数的选择143.1.2

2、变电所主变压器联结组别的选择153.1.3变电所主变压器容量的选择153.2 变电所主接线方案的选择153.2.1车间变电所的主接线分类163.2.2变电所主接线图16第四章 短路电流计算174.1 短路电流的基本概念174.1.1短路的危害174.1.2计算短路电流的目的174.2 短路电流计算174.2.1一号车间变电所短路电流计算174.2.2二号车间变电所短路电流计算214.2.3三号车间变电所短路电流计算25第五章 变电所一次设备的选择校验295.1 变电所一次设备分类295.2 变电所一次设备的选择295.2.1变电所一次设备的选择原则295.2.2变电所一次设备的选择校验305.

3、3 高低压母线的选择35第六章 变电所进出线的选择366.1 电力线路366.1.1导线和电缆截面的选择条件366.2 变电所进出线的选择校验376.2.1 10kV高压进线和引入电缆的选择376.2.2 380V低压出线的选择37第七章 变电所二次回路方案的选择与继电保护整定407.1 过电流保护装置的类型和任务407.2 电力变压器的继电保护407.2.1主变压器的保护及整定41第八章 变电所的防雷保护与接地装置设计468.1 防雷设备468.2 变电所防雷保护468.2.1直击雷防护468.2.2雷电侵入波的防护468.3 变电所公共接地装置的设计47第九章 结论48参考文献：4952第

4、一章 绪 论1.1 工厂供电发展及现状电能广泛应用于国民经济、社会生产和人民生活的各个方面，绝大多数电能都由电力系统中的发电厂提供，电力工业已成为我国实现现代化的基础。而我国现有的配电网很薄弱，绝大多数为树状结构，且多为架空线，可靠性差。尤其在农村送电距离太长，配电设备比较陈旧，配电网运行状态监测设备少，信息传输通道缺乏。这些导致事故处理自动化程度低，处理时间长，事故后恢复供电慢。加强配电网的建设，提高配电网的管理水平和电网自动化程度显得尤为重要。我国已在近期内重点投资改造和建设配电网，合理增加变电站，完善配电网络，提高配电自动化水平。为此，不断涌现的新理论、新方法、新技术、新设备，把计算机技

5、术、通信技术与传统的变电技术相结合形成的现代变电技术在供变电系统中得到快速发展和应用。1.2 工厂供电设计原则工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分，工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。因此，设计中必须遵循以下要求1：（1）必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。（2）应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。（3）应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（4）按负荷性质、用电容量、工程特点和地

6、区供电条件等，合理确定设计方案。1.3 本设计的意义和工作1.3本设计的意义工厂供电设计工作的目的就是为工业生产服务，保证生产和生活用电的需要。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。同时做好工厂供电设计有利于实现资源的优化配置，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。1.4本设计的主要内容本设计就是根据工程实际，对某化纤毛纺厂总配电所及高压配电一次系统和部分二次系统进行总体设计。其主要内容如下：根据工厂的布置、生产任务、规模及产品规格，求出各车间负荷情况。根据车间变电所的容量以及供用电协议，对该厂的设备进行选择。提出该厂的总配变电所及高压配电系统

7、的具体设计方案。对该系统的供电可靠性进行探讨。第二章 负荷计算及无功功率补偿2.1 电力负荷电力负荷又称电力负载，其有两种含义：（1）指耗用电能的用电设备或用电单位，如重要负荷等；（2）指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小，如轻负载等。2.1.1电力负荷的分级 按规定，电力负荷根据其对供电可靠性的要求以及中断供电造成的损失或影响分为三级2：一级负荷一级负荷为中断供电将造成人身伤亡；或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备的损坏等。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。二级负荷二级负荷为中断

8、供电将在政治、经济上造成较大损失，如主要设备的损坏等。三级负荷三级负荷为一般电力负荷，指所有不属于上述一、二级的负荷。2.1.2各级电力负荷对供电电源的要求一级负荷对供电电源的要求由于一级负荷属于重要负荷，如中断供电造成的后果十分严重，因此要求由两个电源供电，当其中一个电源发生故障时，另一个电源应不至于同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源，为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。二级负荷对供电电源的要求二级负荷也属于重要负荷，要求由两回路供电，供电变压器也应有两台。其中一回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断后

9、能迅速恢复供电。三级负荷对供电电源的要求三级负荷属于不重要的一般负荷，对供电负荷没有特殊要求。2.2 具体的负荷计算计算负荷是用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值。用电设备组计算负荷的确定，在工程中常用的有需要系数法和二项式法，前者应用最为普遍。当用电设备台数较多、各台设备容量相差不大时，通常采用需要系数法计算。当用电设备台数较少而容量又相差悬殊时，则宜采用二项式法计算3。本次设计采用需要系数法进行负荷计算。2.2.1各车间变电所的负荷计算表2-1 各车间变电所资料序号车间（单位）名称设备容量kwKd1制条车间3400.80.80 纺纱车间3400.80.80 饮 水 站860.650.

10、80 锻工车间370.20.65 机修车间2960.30.50 幼儿园12.80.60.60 仓库380.30.50 小计（）2织造车间5250.80.80 染造车间4900.80.80 浴室、理发室50.81.00 食堂400.750.80 单身宿舍500.81.00 小计（）3锅炉房1510.750.80 水泵房1180.750.80 化验室500.750.80 油泵房280.750.80 小计（）根据表2-1，可得：一号车间变电所的计算负荷：1）制条车间的计算负荷有功计算负荷的计算公式： （2.1）所以：制条车间的有功计算负荷：无功计算负荷的计算公式： （2.2）所以：制条车间的无功计算

11、负荷：2）纺纱车间的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：3）饮水站的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：4）锻工车间的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：5）机修车间的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：6）幼儿园的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：7）仓库的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：8）一号车间变电所的计算负荷有功计算负荷的计算公式： （2.3）所以：一号车间的有功计算负荷：无功计算负荷的计算公式： （2.4）所以：一号车间的无功计算负荷：视在负荷和计算电流公式： （2.5） （2.6）所以：一号车间变电所视在负荷： 计算电流：二号车间变电所的计算负荷：1）织造车间的计算负荷有功

12、计算负荷：无功计算负荷：2）染造车间的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：3）浴室、理发室的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：4）食堂的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：5）单身宿舍的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：6）二号车间变电所的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：视在负荷： 计算电流：三号车间变电所的计算负荷1）锅炉房的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：2）水泵房的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：3）化验室的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：4）油泵房的计算负荷有功计算负荷：无功计算负荷：5）三号车间变电所的计算负荷有功计算负荷： 无功计算负荷：视在负荷： 计算电流：2

13、.3 无功功率补偿由表2-2可知，该厂的三个车间变压器380V侧最大负荷时的功率因数分别只有0.74、0.81和0.80。而供电部门要求10kV进线侧最大负荷时功率因数不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.90，故取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量。设计采用PGL1型低压无功功率自动补尝屏作无功功率补偿。PGL1型低压无功功率自动补尝屏有1、2、3、4四种方案，其中1、2屏为主屏，3、4屏为辅屏。1、3屏各有6支路，电容器为BW0.4-14-3型，每屏共84kvar，采用6步控制，每步投入14kvar。2、4屏各有8支

14、路，电容器亦为BW0.4-14-3型，每屏共112kvar，采用8步控制，每步亦投入14kvar。表2-2 全厂各车间负荷计算数据表序号车间（单位）名称设备容量kwKd1制条车间3400.80.80 0.75 272.00 204.00 340.00 516.58 纺纱车间3400.80.80 0.75 272.00 204.00 340.00 516.58 饮 水 站860.650.80 0.75 55.90 41.93 69.88 106.16 锻工车间370.20.65 1.17 7.40 8.65 11.38 17.30 机修车间2960.30.50 1.73 88.80 153.81

15、 177.60 269.84 幼儿园12.80.60.60 1.33 7.68 10.24 12.80 19.45 仓库380.30.50 1.73 11.40 19.75 22.80 34.64 小计（）0.74 643.66 578.13 865.18 1314.51 2织造车间5250.80.80 0.75 420.00 315.00 525.00 797.65 染造车间4900.80.80 0.75 392.00 294.00 490.00 744.48 浴室、理发室50.81.00 0.00 4.00 0.00 4.00 6.08 食堂400.750.80 0.75 30.00 22

16、.50 37.50 56.98 单身宿舍500.81.00 0.00 40.00 0.00 40.00 60.77 小计（）0.81 797.40 568.35 979.22 1487.77 3锅炉房1510.750.80 0.75 113.25 84.94 141.56 215.08 水泵房1180.750.80 0.75 88.50 66.38 110.63 168.08 化验室500.750.80 0.75 37.50 28.13 46.88 71.22 油泵房280.750.80 0.75 21.00 15.75 26.25 39.88 小计（）0.80 234.23 175.67 2

17、92.78 444.84 2.3.1一号车间变电所无功功率补偿低压侧需装设的并联电容器容量为 （2.7）所以： 取补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为 （2.8）所以： 变压器的功率损耗为 （2.9） （2.10）变电所高压侧的计算负荷为无功功率补偿后，一次侧最大负荷时功率因数为满足规定要求选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）3台相组合，总容量 84kvar×4=336kvar。无功补偿后380V侧和10kV侧的负荷计算如表2.3所示。表2-3 一号车间变电所无功功率补偿计算项 目计算负荷380V侧补偿前负荷0.7464

18、3.66 578.13 865.18 1314.50 380V侧无功补偿容量 -336.00 380V侧补偿后负荷0.92643.66 242.13 687.70 1044.88 主变压器功率损耗10.3241.26 10kV侧负荷总计0.917653.98 283.40712.7441.15 2.3.2二号车间变电所无功功率补偿低压侧需装设的并联电容器容量为取补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为变压器的功率损耗为变电所高压侧的计算负荷为无功功率补偿后，一次侧最大负荷时功率因数为满足规定要求选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）2台

19、相组合，总容量 84kvar×3=252kvar。无功补偿后380V侧和10kV侧的负荷计算如表2-4所示。表2-4 二号车间变电所无功功率补偿计算项 目计算负荷380V侧补偿前负荷0.81797.40568.35979.221487.77380V侧无功补偿容量-252.00380V侧补偿后负荷0.92797.40316.35857.861303.42主变压器功率损耗12.8751.4710kV侧负荷总计0.910810.27367.82889.8551.382.3.3三号车间变电所无功功率补偿低压侧需装设的并联电容器容量为取补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为变压器的功率损耗为变电所

20、高压侧的计算负荷为无功功率补偿后，一次侧最大负荷时功率因数为满足规定要求-选PGJ1型低压自动补偿屏，并联电容器为BW0.4-14-3型，采用方案1（主屏）1台，总容量 84kvar×1=84kvar。无功补偿后380V侧和10kV侧的负荷计算如表2-5所示。表2-5 三号车间变电所无功功率补偿计算项 目计算负荷380V侧补偿前负荷0.8234.23 175.67 292.79 444.84 380V侧无功补偿容量 -84.00 380V侧补偿后负荷0.92234.23 91.67 251.53382.17主变压器功率损耗3.77 15.09 10kV侧负荷总计0.912238.00

21、 106.76 260.8515.06 2.4 工厂总配电所的计算负荷根据表2-1计算总配电所的负荷：有功计算负荷：无功计算负荷：视在负荷：计算电流： 第三章 变电所主变压器和主接线方案的选择变电所担负着从电力系统受电，经过变压然后分配电能的任务。配电所担负着从电力系统受电，然后直接分配电能的任务，变配电所是工厂供电系统的枢纽。 工厂变电所又分总降压变电所（把35kV以上电压降为10kV或6kV电压）和车间变电所（把10kV或6kV电压降为220/380V电压）。一般中小型工厂不设总降压变电所4。3.1 变电所主变压器的选择已知该毛纺化纤厂属一般中小型工厂，对供电负荷没有特殊要求，所以从电力系

22、统的35kV/10kV变电站直接向车间变电所供电。3.1.1变电所主变压器台数的选择选择主变压器台数时应考虑下列原则：应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用电源，或另有自备电源。对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可考虑采用两台变压器。除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台

23、或多台变压器。在确定变电所主变压器的台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。 本次设计的三个变电所均为车间变电所，根据其负荷性质和供电要求，设计时采用一台变压器。3.1.2变电所主变压器联结组别的选择电力变压器的联结组别，是指变压器一、二次绕组因采取不同的联结方式而形成变压器一、二次侧对应线电压之间的不同相位关系。610kV配电变压器有Yyn0 和Dyn11两种常见的联结组6。三相负荷基本平衡，其低压中性线电流不超过低压绕组额定电流25%，且供电系统中谐波干扰不太严重时，三相配电变压器的联结组可选Yyn0。当由于单相不平衡负荷引起的中性线电流超过变压器低压绕组额定电流25%时，或供电系统

24、中存在较大的“谐波源”，高次谐波电流突出时，三相配电变压器的联结组宜选Dyn11。本设计的三个车间变电所均采用Yyn0联结的配电变压器。3.1.3变电所主变压器容量的选择 只装一台主变压器的变电所，主变压器容量应满足全部用电设备总计算负荷的需要，即 （3.1） 车间变电所主变压器的单台容量，一般不宜大于1000kV.A。一号变电所主变压器容量的选择由表2.2可知一号变压器视在负荷为712.74 kV.A，取 即选一台S9-800/10型低损耗配电变压器。二号变电所主变压器容量的选择由表2.2可知二号变压器视在负荷为889.85 kV.A，取 即选一台S9-1000/10型低损耗配电变压器。三号

25、变电所主变压器容量的选择由表2.2可知三号变压器视在负荷为260.85 kV.A，取 即选一台S9-315/10型低损耗配电变压器。3.2 变电所主接线方案的选择主接线图即主电路图，是表示系统中电能输送和分配路线的电路图，亦称一次电路图。3.2.1车间变电所的主接线分类有工厂总降压变电所或高压配电所的非独立式变电所其高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等，一般都安装在高压配电线路的首端，即总变配电所的高压配电室内，而车间变电所只设变压器和低压配电室，其高压侧多数不装开关，或只装简单的隔离开关、熔断器和避雷器等。无工厂总降压变电所和高压配电所的独立式变电所工厂内无总变、配电所时，其车间变电所就是

26、工厂的降压变电所，其高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等都必须配备齐全，所以一般要设置高压配电室。在变压器容量较小、供电可靠性要求不高的情况下也可不设高压配电室，其高压侧的开关电器就装设在变压器室的墙上或电杆上，在低压侧计量电能；或者高压开关柜就装在低压配电室内，在高压侧计量电能6。3.2.2变电所主接线图 图3.1 变电所主接线方案第四章 短路电流计算4.1 短路电流的基本概念所谓短路，就是指电力系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相与相之间、相与地之间的短接。其特征就是短接前后两点的电位差会发生显著变化7。4.1.1短路的危害发生短路故障时，由于短路回路中的阻抗大大减小，短路电流与正常

27、工作电流相比增加很大。强大的短路电流在其回路中所产生的热效应及电动效应会使电气设备受到破坏；不对称接地短路所产生的零序电流，会在临近的通信线路中产生感应电动势干扰通信，严重时会危及人身和设备的安全。4.1.2计算短路电流的目的计算短路电流的目的是为了限制短路危害和缩小故障的影响范围。在变电所和供电系统的设计和运行中，进行短路电流计算有以下用途：选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。选择和整定继电保护装置，使之能准确地切除短路故障。确定合理的主接线方案、运行方式及限流措施8。4.2 短路电流计算短路电流的计算方法分为有名单位制法（欧姆法）和相对单位制法（标幺制法）。本次

28、设计采用标幺制法进行短路电流计算。4.2.1一号车间变电所短路电流计算系统最大运行方式时短路电流计算1）绘制计算电路图4.1 短路计算电路2）确定基准值 设Sd=100MVA,Ud=Uc,高压侧Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,则 （4.1）所以：3）计算短路电路中各原件的电抗标幺值a.电力系统 （4.2）所以：b.架空线 查表得LGJ-150的，线路长0.5km,故 （4.3）所以：c.电力变压器 查表得,故 （4.4）所以：绘制等效电路，图4-2 等效电路4）计算k-1点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量a.总电抗标幺值b.三相短路电流周期分量有效值 （4.5）所以：c.其它

29、短路电流 （4.6） （4.7） （4.8）d.三相短路容量 （4.9）所以：5）计算k-2点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量a.总电抗标幺值b.三相短路电流周期分量有效值c.其它短路电流 （4.10） （4.11）d.三相短路容量表4-1短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk-17.977.977.9720.3212.03144.93k-222.7822.7822.7841.9224.8315.82系统最小运行方式时短路电流计算1）绘制计算电路图4-3 短路计算电路2）确定基准值 设Sd=100MVA,Ud=Uc,高压侧Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV

30、,则3）计算短路电路中各原件的电抗标幺值a.电力系统 b.架空线 查表得LGJ-150的，线路长0.5km,故c.电力变压器 查表得,故绘制等效电路，图4.4 等效电路4）计算k-1点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量a.总电抗标幺值b.三相短路电流周期分量有效值c.其它短路电流d.三相短路容量5）计算k-2点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量a.总电抗标幺值b.三相短路电流周期分量有效值c.其它短路电流d.三相短路容量表4-2短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk-15.055.055.0512.887.6391.74k-221.4321.4321.433

31、9.4323.3614.884.2.2二号车间变电所短路电流计算系统最大运行方式时短路电流计算1）绘制计算电路图4.5 短路计算电路2）确定基准值 设Sd=100MVA,Ud=Uc,高压侧Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,则3）计算短路电路中各原件的电抗标幺值a.电力系统 b.架空线 查表得LGJ-150的，线路长0.5km,故c.电力变压器 查表得,故绘制等效电路，图4-6 等效电路4）计算k-1点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量a.总电抗标幺值b.三相短路电流周期分量有效值c.其它短路电流d.三相短路容量5）计算k-2点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量a.总电抗标幺

32、值b.三相短路电流周期分量有效值c.其它短路电流d.三相短路容量表4-3短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk-17.977.977.9720.3212.03144.93k-227.7527.7527.7551.0630.2519.27系统最小运行方式时短路电流计算1）绘制计算电路图4.7 短路计算电路2）确定基准值 设Sd=100MVA,Ud=Uc,高压侧Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,则3）计算短路电路中各原件的电抗标幺值a.电力系统 b.架空线 查表得LGJ-150的，线路长0.5km,故c.电力变压器 查表得,故绘制等效电路，图4.8 等效电路4）计算

33、k-1点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量a.总电抗标幺值b.三相短路电流周期分量有效值c.其它短路电流d.三相短路容量5）计算k-2点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量a.总电抗标幺值b.三相短路电流周期分量有效值c.其它短路电流d.三相短路容量表4-4短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk-15.055.055.0512.887.6391.74k-225.7625.7625.7647.4028.0817.894.2.3三号车间变电所短路电流计算系统最大运行方式时短路电流计算1）绘制计算电路图4.9 短路计算电路2）确定基准值 设Sd=100MVA,Ud=

34、Uc,高压侧Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,则3）计算短路电路中各原件的电抗标幺值a.电力系统 b.架空线 查表得LGJ-150的，线路长0.5km,故c.电力变压器 查表得,故绘制等效电路，图4.10 等效电路4）计算k-1点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量a.总电抗标幺值b.三相短路电流周期分量有效值c.其它短路电流d三相短路容量5）计算k-2点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量a.总电抗标幺值b.三相短路电流周期分量有效值c.其它短路电流d.三相短路容量表4.5短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk-17.977.977.9720.3212

35、.03144.93k-210.7510.7510.7519.7811.727.47系统最小运行方式时短路电流计算1）绘制计算电路图4.11 短路计算电路2）确定基准值 设Sd=100MVA,Ud=Uc,高压侧Ud1=10.5kV,Ud2=0.4kV,则3）计算短路电路中各原件的电抗标幺值a.电力系统 b.架空线 查表得LGJ-150的，线路长0.5km,故c电力变压器 查表得,故绘制等效电路，图4.12 等效电路4）计算k-1点的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量a.总电抗标幺值b.三相短路电流周期分量有效值c.其它短路电流d.三相短路容量5）计算k-2点的短路电路总电抗及三相短路电流和短

36、路容量a.总电抗标幺值b.三相短路电流周期分量有效值c.其它短路电流d.三相短路容量表4-6短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk-15.055.055.0512.887.6391.74k-210.4410.4410.4419.2111.387.25第五章 变电所一次设备的选择校验变配电所中承担输送和分配电能任务的电路，称为一次电路或一次回路，亦称主电路。一次电路中所有的电气设备称为一次设备10。5.1 变电所一次设备分类一次设备按其功能可分为以下几类：（1）变换设备其功能是按电力系统工作的要求来改变电压或电流等，例如电力变压器、电流互感器、电压互感器等。（2）控制设备

37、其功能是按电力系统工作的要求来控制一次电路的通、断，例如各种高低压开关。（3）保护设备其功能是用来对电力系统进行过电流和过电压等的保护，例如熔断器和避雷器等。（4）补偿设备其功能是用来补偿电力系统的无功功率，以提高电力系统的功率因数，例如并联电容器。（5）成套设备它是按一次电路接线方案的要求，将有关一次设备及二次设备组合为一体的电气装置，例如高压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱等。5.2 变电所一次设备的选择一次设备的选择，必须满足一次电路在正常条件下和短路故障条件下工作的要求，同时设备应工作安全可靠、运行维护方便、投资经济合理。5.2.1变电所一次设备的选择原则在供配电系统中尽管各种电气

38、设备的作用不一样，但选择的要求和条件基本上是相同的。为了保证设备安全、可靠的运行，各种设备均应按正常工作条件的额定电压和额定电流选择，并按短路故障条件校验其动稳定度和热稳定度11。按工作环境选择电气设备型号 工作环境要求有：户内、户外、海拔、环境温度、矿井、防尘、防爆等。按工作电压选择电气设备的额定电压一般电气设备和导线的额定电压应不低于设备安装地点电网的电压,即 （5.1）按最大负荷电流选择电气设备的额定电流一般电气设备和导线的额定电流应不小于通过该设备的最大负荷电流,即 （5.2）对开关类电气设备还应考虑其断流能力设备的最大开断电流应不小于安装地点的最大三相短路电流，即 （5.3）按短路条

39、件校验电气设备的动稳定度和热稳定度电气设备在短路故障条件下必须具有足够的动稳定度和热稳定度，以保证电气设备在短路时不被损坏。1）热稳定度校验。通过短路电流时，导体和电气设备的发热温度不应超过短时发热最高允许温度值，即 （5.4）其中 ，当 时， 式中，为设备安装地点的三相短路稳态电流，为短路发热假想时间，为实际短路时间，为动作时间，通常取0.2s；为电气设备t秒内允许通过的短路电流，t为设备给定的热稳定计算时间。2）动稳定度校验。动稳定度是指导体和电气设备承受短路电流机械效应的能力。满足条件为 （5.5）式中，为设备安装地点的三相短路冲击电流峰值，为设备的极限通过电流峰值。5.2.2变电所一次

40、设备的选择校验10kV侧一次设备的选择校验1）高低压开关柜的用途高压开关柜是高压系统中用来接收和分配电能的成套配电装置，主要用于335KV系统中。通常一个柜就构成一个单元回路，因此一个柜也就成为一个间隔。使用时可按设计的主电路方案，选择适合各种电路间隔的开关柜组合起来，便可构成整个高压配电装置12。它具有安全可靠、维护方便、占地面积小等特点。设计可选用GG-1A(F)型固定式高压开关柜。该开关柜的主要结构由主柜和遮拦柜组成，主柜部分被母线隔板分为两段，上段为母线和母线隔离开关、接地开关，中部为断路器或负荷开关，下部为互感器13。2）高低压开关柜的选择a.计量柜的选择及其设备校验在两路10kV电

41、源进线侧各装一台高压计量柜，其中的电流互感器和电压互感器专用于连接计费电能表。本次设计选择GG-1A(J)-03型计量柜（图中NO.101），其一次设备校验见表5-1。表5-1 GG-1A(J)-03型计量柜设备校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点参数10kV96.82A7.97kA20.32kA一次设备型号规格额定参数高压隔离开关10kV200A25.5kA高压熔断器/0.510kV0.5A50kA电压互感器/kV电流互感器10kA200/5A高压隔离开关10kV200A25.5kAb.进线柜的选择及其设备校验在两路10kV电源进线侧各装一台高压进线柜（图中NO.102）

42、，选择GG-1A(F)-11型进线柜，其一次设备校验见表5-2。表5-2 GG-1A(F)-11型进线柜设备校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点参数10kV96.82A7.97kA20.32kA一次设备型号规格额定参数高压断路器10kV1250A43.3kA130kA高压隔离开关10kV200A25.5kA电流互感器10kA200/5Ac.出线柜的选择及其设备校验连接各车间变电所的出线柜（图中NO.104）均选择GG-1A(F)-03型，以二号车间变电所为例对所选设备进行校验，见表5-3。表5-3 GG-1A(F)-03型互感器柜设备校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度

43、热稳定度装置地点参数10kV51.68A7.97kA20.32kA一次设备型号规格额定参数高压断路器10kV630A16kA40kA高压隔离开关10kV200A25.5kA电流互感器10kA200/5Ad.互感器柜的选择及其设备校验本次设计的两个互感器柜（图中NO.103）均选择GG-1A(F)-54型，其一次设备校验见表5-4。表5-4 GG-1A(F)-54型互感器柜设备校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点参数10kV96.82A7.97kA20.32kA一次设备型号规格额定参数高压熔断器/0.510kV0.5 A50kA电压互感器/kV避雷器10kV高压隔离开关10k

44、V200A25.5kA380V侧一次设备的选择校验1) 低压配电屏低压配电屏是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种低压成套配电装置，在低压配电系统中作动力和照明配电之用。低压配电屏的的结构形式有固定式和抽屉式两大类。不过抽屉式价格昂贵，一般中小型工厂多用固定式14。我国现在广泛应用的固定式低压配电屏，主要有PGL1和PGL2型。本次设计选用PGL2型低压配电屏。2) 低压配电屏的选择a.对三个车间均选用PGL2-03A型配电屏(图中NO.201)作为进线柜，以二号车间变电所为例对所选设备进行校验，见表5-5。表5-5 380V侧进线柜一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动

45、稳定度热稳定度装置地点参数10kV1303.42A27.75kA51.06kA一次设备型号规格额定参数低压断路器电动380V1500A40kV低压刀开关380V1500A电流互感器500V1500/5Ab.各生产车间均选用PGL2-27A配电屏(NO.205)对用电设备配电，其一次设备校验见表5-6。表5-6 380V侧出线柜一次设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动稳定度热稳定度装置地点参数10kV1303.42A27.75kA51.06kA一次设备型号规格额定参数低压断路器电动380V1500A40kV低压刀开关380V1500A电流互感器500V160/5A100/5A5.3 高低压母线的选择 按照88D264电力变压器室布置标准图集规定，610kV变电所高低压LMY型硬铝母线的尺寸，如表5-7所示。表5-7 610kV变电所高低压LMY型硬铝母线的尺寸变压器容量/kVA2002503154005006308001000高压母线低压相母线40×450×560×680×680