某冶金机械修造厂总降压变电所及配电系统设计

1、目 录 中文摘要I 英文摘要II1 绪论11.1 工厂供电的意义和要求11.1.1 工厂供电的意义11.1.2 工厂供电的要求11.2 工厂供电设计的一般原则及内容21.2.1 工厂供电设计的一般原则21.2.2 设计内容及步骤32 负荷计算和无功功率补偿52.1 负荷计算的目的和方法52.1.1 负荷计算的目的52.1.2 负荷计算的方法52.2 车间用电设备组和工厂计算负荷的确定62.2.1 380V车间负荷计算62.2.2 6kV车间负荷计算82.3 无功功率补偿及其计算102.3.1 无功功率补偿的方法102.3.2 无功补偿计算112.3.4 变压器损耗计算132.3.4 全厂计算负

2、荷133 变电所及主变压器的选择153.1 变电所所址的选择153.1.1 变电所所址选择的一般原则153.1.2 负荷中心的确定163.1.3 变电所型式的选择173.2 主变压器台数和容量的选择183.2.1 主变压器台数的选择193.2.2 主变压器容量的选择203.2.3 绕组数和接线组别的确定和冷却方式214 变配电所主接线的选择224.1 变电所主接线224.1.1 变电所的构成224.1.2 对变电所主接线的要求224.1.3 变电所主接线方案的比较244.2 变电所主接线方式254.2.1 变电所常用主接线254.2.2 总降压变电所主接线方式的选择274.2.3 高压配电系统

3、主接线方式的选择285 短路计算及一次设备的选择315.1 短路电流计算315.1.1 短路计算的目的和方法315.1.2 短路计算过程315.2 一次设备的选择与校验345.2.1 一次设备选择及校验的条件345.2.2 35kV高压设备的选择及校验365.2.3 6kV高压设备的选择及校验396 工厂电源进线及高压配电线路的选择416.1 变电所进出线的选择416.1.1 变电所进出线的种类416.1.2 变电所进出线的方式的选择416.1.3 变电所进出线导线和电缆形式的选择416.2 导线截面的选择及校验436.2.1 35kV高压进线的选择436.2.2 35kV高压母线的选择446

4、.2.3 6kV高压母线的选择456.2.4 各车间变压器到6kV母线联络线的选择467 配电装置及变电所的总体设计487.1 配电装置的选型487.2 配电装置的布置原则487.3 变电所的总体布置497.3.1 变配电所总体布置方案的设计要求497.3.2 变配电所电气总平面布置图的设计508 变压器保护的初步整定计算518.1 变压器的继电保护及整定计算518.1.1 变压器保护装置的配置要求518.1.2 主变压器保护装置的整定计算519 车间变电所的防雷保护和接地装置的设计549.1 防雷保护549.1.1 雷电过电压的种类549.1.2 防雷设备的选择549.1.3 防雷措施549

5、.2 变电所接地装置的选择569.2.1 接地的概述569.2.2 接地方案确定5710 结论60致谢61参考文献62附录63附录1毕业设计原始资料63附录2电气总平面布置图67中文摘要英文摘要1 绪论1.1 工厂供电的意义和要求 工厂供电的意义1.1.2 工厂供电的要求1.2 工厂供电设计的一般原则及内容 工厂供电设计的一般原则工厂供电必须遵循以下原则：1.2.2 设计内容及步骤确定总降压变电所接线方案和厂区内高压配电方案变压器保护的初步整定计算2 负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算的目的和方法 负荷计算的目的计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电气设备

6、和导线电缆的选择是否经济合理。计算负荷不能定得太大，否则选择的电气设备和导线电缆将会过大而造成投资和有色金属的浪费；计算负荷也不能定得过小，否则选择的电气设备和导线电缆将会长期处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘体过早老化甚至烧毁，因此，必须合理确定计算负荷。确定用户的计算负荷是选择电源进线和一、二次设备的基本依据，是供配电系统设计的重要组成部分，也是与电力部门签订用电协议的基本依据。2.1.2 负荷计算的方法有功功率 （2-1）无功功率 （2-2）视在功率 （2-3）计算电流 （2-4）额定电压。 有功功率 （2-5） 无功功率 （2-6） 视在功率 （2-7） 计算电流 （2

7、-8）式中所有设备组有功计算负荷之和；有功负荷同时系数，本设计取0.9；所有设备组无功计算负荷之和；无功负荷同时系数，本设计取0.9。2.2 车间用电设备组和工厂计算负荷的确定由于本设计需要选择设备，应该采用比较详细的的计算方法，这里选择逐级计算法。逐级计算方法是指根据用户的供配电系统图，从用电设备开始，朝电源方向逐级计算，最后求出用户总的计算负荷的方法。 380V车间负荷计算（1）各380V车间变电所有功计算负荷（单位为KW）1) N01变电所：=0.4×2000=8002) N02变电所：=0.4×1000+0.7×110=4773) N03变电所：=0.3&

8、#215;1200+0.76×28=381.34) N04变电所：=0.85×390+0.25×150+0.33×220+0.32×186+0.28×20+0.9×20=524.7 (5) N05变电所：=0.85×300+0.75×28+0.3×88+0.65×14=311.5（2）各380V车间变电所无功计算负荷（单位为KVar）1) N01变电所：=1.11×800=8882) N02变电所：=1.05×400+1.33×77=522.43) N03

9、变电所：=1.98×360+0.75×21.28=728.84) N04变电所：=0.88×331.5+1.2×37.5+1.44×72.6+1.23×59.52+1.17×5.6+0×18=5215) N05变电所：=0.75×255+0.75×21+1.17×26.4+0.75×9.1=244.7（3）各380V车间变电所视在功率计算负荷（单位为KVA）1) N01变电所：2) N02变电所：3) N03变电所：4) N04变电所：5) N05变电所：（4）各380V车间

10、变电所计算电流（单位为A）1) N01变电所：2) N02变电所：3) N03变电所：4) N04变电所：5) N05变电所：（5）380V侧总负荷计算380V侧总有功功率计算： 380V侧总无功功率计算： 380V侧总视在功率计算： 380V侧负荷电流计算：2.2.2 6kV车间负荷计算（1）有功计算负荷：（单位为KW）1）电弧炉： 2）工频炉：3）空压机：（2）无功计算负荷：（单位为kVar）1）电弧炉： 2）工频炉：3）空压机：（3）视在计算负荷：（单位为KVA）1）电弧炉：2）工频炉：3）空压机：（4）计算电流：=3453.6/（×6）=332.3A（5）6KV侧总负荷计算：

11、 6KV侧总有功功率计算： 6KV侧总无功功率计算： 6KV侧视在功率计算：6KV负荷电流计算A表2-1 各车间380V负荷负荷表序号车间（单位）名称设备容量kWKdCostan计算负荷车间变电所代号P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A1铸钢车间20000.40.671.118008881195.21816No.1车变2铸铁车间10000.40.691.05400420No.2车变砂库1100.70.601.3377102.41小计(K=0.9)477522.41707.421074.83铆焊车间12000.30.451.98360712.8No.3车变1#水泵房280.760

12、.800.7521.2815.96小计(K=0.9)381.28728.76822.5 1249.74空压站3900.850.750.88331.5291.72No.4车变机修车间1500.250.641.237.545锻造车间2200.330.571.4472.6104.5木型车间1860.320.631.2359.5273.2制材场200.280.651.175.66.55综合楼200.910180小计(K=0.9)524.72520.97739.41123.45锅炉房3000.850.800.75255191.25No.5车变2#水泵房280.750.800.752115.75仓库（1、

13、2）880.30.651.1726.430.89污水提升站140.650.800.759.16.83小计(K=0.9)311.5244.72396.1601.8表1-2各车间6kV高压负荷计算序号车间（单位）名称高压设备名称设备容量/kWKdCostan计算负荷P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A1铸钢车间电弧炉2×12500.90.870.5722501282.52586.2248.92铸铁车间工频鹿2×2000.800.900.48320153.6355.634.23空压站空压机2×2500.870.850.62435269.7511.849.

14、3小计30051705.83109.2332.32.3 无功功率补偿及其计算 无功功率补偿的方法补偿高压集中补偿是指将高压电容器组集中装设在总降压变电所610kV母线上，如图2-1所示。该补偿方式只能补偿总降压变电所的610kV母线之前的供配电系统中由无功功率产生的影响，而对无功功率在企业内部的供配电系统中引起的损耗无法补偿，因此补偿范围最小，经济效果较其它补偿方式差。但由于装设集中，运行条件好，维护管理方便，投资较少。且总降压变电所610kV母线停电机会少，因此电容器利用率高。这种方式很普遍。图2-1 高压电容器集中补偿的结线（2）低压集中补偿低压集中补偿是指将低压电容器集中装设在车间变电所

15、或建筑物变电2-2。图2-2 低压电容器集中补偿的结线低压集中补偿的电容器组的结线。电容器也采用形接线，和高压集中补偿不同的是，放电装置为放电电阻或220V，1525W的白炽灯的灯丝电阻。如果用白炽灯放电的话，白炽灯还可起指示电容器组是否正常运行的作用。（3）低压分散补偿图2-3 低压电容器分散补偿的结线单独就地补偿是指在个别功率因数较低的设备旁边装设补偿电容器组。该补偿方式能补偿安装部位以前的所有设备，因此补偿范围最大，效果最好。但投资较大，而且如果被补偿的设备停止运行的话，电容器组也被切除，电容器的利用率较低。同时存在小容量电容器的单位价格、电容器受到机械震动及其他环境条件影响较远，不便于

16、实现其他补偿的场合。如图2-3所示为低压电容器分散补偿的结线。 无功补偿计算（1）380V侧无功补偿：1）38功率因数：供电部门要求本厂的功率因数在0.9以上，取0.92则，380V侧所需无功功率补偿容量为=×tan1tan2 3）并联电容器的选择 采用方案为：每相并联5个BWF6.3-120-1电容器。即4）补偿后： 补偿后负荷功率因数为0.92；变电所低压侧的视在计算负荷为因此主变压器容量比补偿前容量减少了1057.8KVA。（2）6KV侧无功补偿：1）6KV侧2）最大负荷时的功率因数：供电部门要求本厂的功率因数在0.9以上，取0.943则，6KV侧所需无功功率补偿容量为=

17、15;tan1tan2 3）并联电容器的选择 采用方案为：每相并联2个BWF6.3-120-1电容器。即4）补偿后： 补偿后负荷功率因数为0.943；变电所低压侧的视在计算负荷为因此主变压器容量比补偿前容量减少了284.5KVA。 变压器损耗计算 380V侧变压器损耗计算： 6kV侧变压器损耗计算： 全厂计算负荷表2-2 380V侧无功功率补偿后的计算负荷项目计算负荷P30/kWQ30/kVarS30/kVAI30/A380V侧补偿前负荷0.651422452614.434465235.8380V侧无功补偿容量1800380V侧补偿后负荷0.922245814.42388.23628.6变压器

18、功率损耗35.82143.29380V侧负荷总计0.9222280.82957.692473.723758.54表2-3 6kV侧无功功率补偿后的计算负荷项目计算负荷P30/KWQ30/KVARS30/KVAI30/A6KV侧补偿前负荷0.8672704.51535.23109.22992 6KV侧无功补偿容量7206KV侧补偿后负荷0.9432704.5815.22824.7271.8变压器功率损耗42.37169.486KV侧负荷总计0.9412746.87984.682918.03280.83 4、35kV全厂计算负荷 35kV侧总有功功率计算： 35kV侧总无功功率计算： 35kV侧视

19、在功率计算：35kV侧负荷电流计算：35KV侧，补偿前后无功补偿容量差别较大，补偿后，各车间的功率因数均达到要求，而且无功功率显著减少。补偿后各车间变压器容量也有所减少，可见无功补偿具有很实际的意义,3 变电所及主变压器的选择3.1 变电所所址的选择 变电所所址选择的一般原则1、2、3、4、5、6、7、8、9、3.1.2 负荷中心的确定在工厂平面图的下面和左侧，任作一直角坐标的x轴和y轴，测出各车间和生活区的负荷中心点的坐标位置，例如：、。而工厂的负荷中心设在，=按负荷功率矩法确定负荷中心 （3-1） （3-2）(1.42，8.49) (4.52，8.49) (5.65，7.63) (5.65

20、，7.63) (4.47，9.7) (6.53，9.68) (0.42，3.2)由前计算可知:=800 =477 =381.3 =524.7 =311.5=+P4+=3984.7=3.77= =8.35计算所得的负荷中心为:(3.37，8.35)按图纸比例及综合考虑变电所位置选择的原则后,确定(5.3,5.6)为总降压变电所坐标中心，如图3-1中所示。3.1.3 变电所型式的选择变电所是接受电能、变换电压、分配电能的环节，是供配电系统的重要组成部分。变电所按其在供配电系统地位合作用，分为总降压变电所、独立变电所、车间变电所、杆上变电所、建筑物及高层建筑物变电所。（1）车间变电所主要有以下两种类

21、型的变电所。1)车间附设变电所附设变电所利用车间的一面或两面墙壁，而其变压器室的大门朝外开如下图3-1所示，车间附设变电所又分为内附式（如图3-2中a）和外附式（如图3-2中b）。内附式变电所要占用一定的车间面积，但其在车间内部，故对车间外观没有影响。外附式变电所在车间的外部，不占用车间面积，便于车间设备的布置，而且安全性也比内附式变电所要高一些。2)车间内变电所变压器室位于车间内的单独房间内（如图3-2中c），虽然这种变电所占用了车间内的面积，但它处于负荷的中心，因而可以减少线路上的电能损耗和有色金属消耗量。由于设在车间内其安全性要差一些，故适用于负荷较大的多跨厂房内，在大型冶金企业中比较多

22、见。 图3-2 变电所类型图变配电所有屋内式和屋外式两大型式。屋内式运行维护方便，占地面积少。在选择工厂总变配电型式时，应根据具体地理环境，因地制宜；技术经济合理时，应优选用屋内式。3)本设计3.2 主变压器台数和容量的选择变压器是变电所中关键的一次设备，其主要功能是升高或降低电压，以利于电能的合理输送、分配和适用。变压器按动能分有升压变压器和降压变压器；按相数分有单相和三相变压器；按绕组导体的材质分有铜绕组和铝绕组变压器；按冷却方式和绕组绝缘分有油浸式、干式两大类，其中油浸式变压器又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等，而干式变压器又有浇注式、开启式、充气式等；按用途分又

23、可分为普通变压器和特种变压器；按调压方式分有无载调压变压器和有载调压变压器。在选择变压器时，应选用低损耗节能型变压器，如S9系列或S10系列。高损耗变压器已被淘汰，不再采用。在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场所，应选择密闭型变压器或防腐型变压器；供电系统中没有特殊要求和民用建筑独立变电所常采用三相油浸自冷电力变压器（S9、S10-M、S11、S11-M等）；对于高层建筑、地下建筑、发电厂、化工等单位对消防要求较高的场所，宜采用干式电力变压器（SC、SCZ、SG3、SG10、SC6等）；对电网电压波动较大的，为改善电能质量应采用有载调压电力变压器（SZ7、SFSZ、SGZ3等）。本设计选

24、择S9系列三相油浸自冷电力变压器。 主变压器台数的选择（1）主变压器台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择。1、2、3、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）选择主变压器台数按其负荷性质要求为：车间为三班工作制，年最大有功负荷利用小时数为6000h，属于二级负荷。供用电协议：1、本车间变电所从本厂220/35kV变电站以35KV双回路架空线路引入本厂。其中一路作为工作电源，另一路作为备用电源，两个电源不并列运行，变电站距厂东8km。2、工厂总降压变电所35kV电源

25、侧进行电能计量。3、区域变电站35 kV馈电线路定时限过电流保护装置的整定时间Top=2s，工厂总降压变电所保护的时间不的大于1.5s。4、工厂最大负荷时功率因数不得低于0.9。5、本厂所在地区平均海拔207m，地层以砂粘土为主，地下水位为3-5m。6、本厂所在地区的年最高气温35，年平均气温+13，年最低气温-9，年最热月平均气温+28，年最热月地下0.8处平均温度+10。常年主导风向为南风，覆冰厚度10mm，年雷暴日数为20d。 主变压器容量的选择(1.151.4) （3-3）（3-4）（3-5）NO.1 (0.60.7)=(0.60.7)×1195.2=(717.12836.6

26、4)KVA =1195.2KVA 选择两台S9-1250/6变压器 NO.2 (0.60.7)=(0.60.7)×707.4=(424.44495.18) KVA =707.4 KVA选择两台S9-800/6变压器 NO.3 (1.151.4)=(1.151.4)×822.5=(945.8751151.5) KVA选择一台S9-1000/6变压器 NO.4 (1.151.4)=(1.151.4)×739.4=(850.311035.16) KVA选择一台S9-1000/6变压器 NO.5 (1.151.4)=(1.151.4)×396.1=(455.51

27、5554.54) KVA选择一台S9-500/6变压器（2）总降压变电所变压器容量和台数的选择: (0.60.7)=(0.60.7)×5588.53=(3353.1183911.985)KVA 因此：装设一台时，根据,即选一台S97000/35型低损耗配电变压器；装设两台时选S9-4000/35型低损耗变压器。由于本设计大多数是二级负荷，主接线采用两台变压器并列运行的方式，选择S9-4000/35型变压器。NO.1车间、NO2车间供电也采用了2台变压器并列运行方式,提高了工厂供电的可靠性。 绕组数和接线组别的确定和冷却方式4 变配电所主接线的选择4.1 变电所主接线 变电所的构成变电

28、所由一次回路和二次回路构成。（1）一次回路 供配电系统中承担输送和分配电能任务的电路，称一次回路，也称为主电路或主接线。一次电路中所有的电气设备称为一次设备，如变压器、断路器、互感器等。一次设备按功能分为以下几类。1、变换设备 按电力系统的要求，改变电压或电流大小的设备，如变压器、电流互感器、电压互感器等。2、控制设备 用来控制一次电路通、断的设备，如高低压短路器、开关等。3、保护设备 用来控制一次电路通、断的设备，避雷器等。4、补偿设备 用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备，如并联电容器等。5、成套设备为了节省空间，按一次电路接线方案的要求，将有关的一次设备及其相关的二次二次设备组

29、合为一体的电气装置，如高低压开关柜、低压配电箱等。（2）二次回路 凡用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，叫二次回路，也叫二次接线。二次回路中所有电气设备都称为二次设备或二次元件，如仪表、继电器、操作电源等 对变电所主接线的要求（1）安全性1、在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关。2、在低压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设低压刀开关。3、在装设高压熔断器-负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关。4、35kV及以上的线路末端，应装设与隔离开关联锁的接地刀闸。5、变配电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器。装设于母线上的避雷器，宜与电压

30、互感器共用一组隔离开关。接于变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。（2）可靠性1、变电所的主结线方案，必须与其负荷级别相适应。对一级负荷，应由两个电源供电。对二级负荷，应由两回路或者一回6kV及以上专用架空线或电缆供电；其中采用电缆供电时，应采用两根电缆组成的线路，且每根电缆应能承受100%的二级负荷。2、变电所的非专用电源进线侧，应装设带短路保护的断路器或负荷开关（串熔断器）。当双电源供多个变电所时，宜采用环网供电方式。3、对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电，以确定供电可靠性，但对辅助生产区及生活区的变电所，可采用树干式配电。4、变电所低压侧的总开关，宜采用低

31、压断路器。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和低压母线分段开关，均应采用低压断路器。（3）灵活性1、变电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段结线。2、35kV及以上电源进线为双回路时，宜采用桥形结线或线路变压器组结线。3、需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关。4、主结线方案应与主变压器经济运行的要求相适应。5、主结线方案应考虑到今后可能的扩展。（4）经济性1、主结线方案在满足运行要求的前提下，应力求简单，变电所高压侧宜采用断路器较少或不用断路器的结线。2、变配电所的电气设备应选用技术先进、经济适用的节能产品，不得选用国家明令淘汰的产品。3、中小

32、型工厂变电所一般采用高压少油断路器；在需频繁操作的场合，则应采用真空断路器或断路器。4、工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其中的电流、电压互感器只供计费的电度表用。5、应考虑无功功率的人工补偿，使最大负荷时功率因数达到规定的要求。 变电所主接线方案的比较根据前面考虑的两种主接线方案可设计下面两种主接线方案：（1）装设一台主变压器的主接线方案（2）装设两台主变压器的主接线方案（3）两种主结线方案的比较。见表4-1表4-1 两种主接线方案的比较比较项目装设一台主变压器的方案装设两台主变压器的方案技术指标供电安全性满足要求满足要求供电可靠性基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗略大由于

33、两台主变并列，电压损耗略小灵活方便性只一台主变，灵活性稍差由于有两台主变，灵活性较好扩建适应性稍差一些更好一些经济指标电力变压器的综合投资额查表得S97000/35单价为86.3万元，查表得变压器综合投资约为其单价的2倍，因此其综合投资为2×86.3万元=172.6万查表得S94000/35单价为73.9万元，因次两台综合投资为4×73.9=295.6万元，比一台主变方案多投资123万高压开关柜的综合比较查表得柜按每台6.5万元计，查表得其综合投资按设备价1.5倍计，因此其综合投资约为4×1.5×6.5万元=39万元本方案采用11台柜，电力变压器和高压开

34、关柜的年运行费查表计算，主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为10.97万元主变和高压开关柜的折旧费和维修管理费每年为21.215万元，比1台主变压器的方案多耗10.245万元交供电部门的一次性供电贴费按700元/kVA计，贴费为7000×0.07万元=490万元贴费为2×4000×0.07万元=560万元，比一台主变压器多投资70万从上表可以看出，按技术指标，装设两台主变的主结线方案略优于装设一台主变的主接线方案，从按经济指标，则装设一台主变的方案优于装设两台主变的方案，但考虑到本厂属于二级负荷，如出现中断供电，在经济上的损失远多于所装设的费用，因次决定采用装

35、设两台主变的方案。4.3 变电所主接线方式在大中型企业中设置配电所，它起接收和分配电能的作用，其位置应当尽量靠近负荷中心，经常和车间变电所设在一起。每个配电所的馈电线路一般不少于4-5回，配电所一般为单母线制，根据负荷的类型及进出线数目可考虑将母线索分段。如果总降压变电所以放射式的配电所供电，则配电所进线开关可以考虑利用负荷开关或隔离开关，以减少继电保护动作时间级差配合上的困难。配电所的引出线可根据用户类型采用熔断器、熔断器加负荷开关、断路器。总配电所主结线图表示工厂接受和分配电能的路径，由各种电力设备（变压器、避雷器、断路器、互感器、隔离开关等）及其连接线组成。主结线对变电所设备选择和布置，

36、运行的可靠性和经济性，继电保护和控制方式都有密切关系，是供电设计中的重要环节。4.3.1 变电所常用主接线供配电系统变电所常用的主接线基本形式有线路变压器组接线、单母线接线和桥式接线3种类型。（1）线路变压器组接线单只有一路电源供电线路和一台变压器时，可采用线路变压器组接线，如图4-1所示。根据变压器高压侧情况的不同，可以选择如图4-1所示4种开关电器。当电源侧继电保护装置能保护变压器且灵敏度满足要求时，变压器高压侧可只装设隔离开关；当变压器高压侧短路容量不超过高压熔断器断流容量，而又允许采用高压熔断器保护变压器时，变压器高压侧可装设跌落式熔断器或负荷开关熔断器；一般情况下，在变压器高压侧装设

37、隔离开关和断路器。优点：接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。缺点：该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所全部停电，可靠性不高。适用范围：适用于小容量三级负荷、小型企业或非生产性用户。线路变压器组接线（2）单母线接线母线又称汇流排，用于汇集和分配电能。单母线接线又可分为单母线不分段和当母线分段两种。1、单母线不分段接线当只有一路电源进线时，常用这种接线，每路进线和出线装设一只隔离开关和断路器。靠近线路的隔离开关称线路隔离开关，靠近母线的隔离开关称母线隔离开关。优点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好。由于接线简单，操作人员发生误操作的可能性就小。缺点：可靠性和灵活性差。当电源

38、线路、母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时，全部用户供电中断。2、单母线分段接线当有双电源供电时，常采用单母线分段接线，可采用隔离开关或断路器分段，隔离开关分段因操作不便，目前已不采用。单母线分段接线可以分段单独运行，也可以并列同时运行。采用分段单独运行时，各段相当于单母线不分段接线的运行状态，各段母线的电气系统互不影响。当任一段母线发生故障或检修时，仅停止对该段母线所带负荷的供电。当任一电源线路故障或检修时，如另一电源能负担全部引出线的负荷时，则可经倒闸操作恢复该段母线所带负荷的供电，否则由该电源所带的负荷仍应停止运行或部分停止运行。优点：供电可靠性较高，操作灵活，除母线故障或检修外，可对

39、用户连续供电。缺点：母线故障或检修时，仍有50%左右的用户停电。（3）桥式接线所谓桥式接线是指在两路电源进线之间跨接一个断路器，犹如一座桥。断路器跨在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式接线，若断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线。桥式接线的特点是：1、接线简单 高压侧无母线，没有多余设备；2、经济 由于不需设母线，4个回路只用了3只断路器，省去了1-2台断路器，节约了投资；3、可靠性高 无论那条回路故障或检修，均可通过倒闸操作迅速切除该回路，不至使二次侧母线长时间停电；4、安全 每台断路器两侧均装有隔离开关，可形成明显的断开点，以保证设备安全检修；5、灵活 操作灵活，能

40、适应多种运行方式。 总降压变电所主接线方式的选择4.3.3 高压配电系统主接线方式的选择5 短路计算及一次设备的选择5.1 短路电流计算 短路计算的目的和方法5.1.2 短路计算过程（1）绘制计算电路图，选择短路计算点，如图5-1 图5-1 短路计算电路图（2）采用标么值法计算1.确定短路计算基准值：设，即高压侧，低压侧，则2.计算短路电路中各元件的电抗标幺值：（1） 电力系统 已知电力系统最大运行方式下的短路容量，故（2） 架空线路 查资料5第58页表3-1得，而线路长8Km故 （3） 电力变压器 查表，故 3.绘短路等效电路图如下图所示，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标明短路计算点。

41、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（1）总电抗标幺值 （2）三相短路电流周期分量有效值 （3）其他短路电流 （4）三相短路容量 5.计算k-2点（6.3KV侧）的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量（1）总电抗标幺值 （2）三相短路电流周期分量有效值 （3）其他短路电流 （4）三相短路容量 表5-1 短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAk12.142.142.145.463.23137k25.75.75.710.496.2162.35.2 一次设备的选择与校验5.2.1 一次设备选择及校验的条件供配电系统中的电气设备是在一定的电压、

42、电流、频率和工作环境条件下工作的，电气设备的选择，除了应满足在正常工作时能安全可靠运行之外，还应满足在短路故障时不至损坏的条件，开关电气还必须具有足够的断流能力，并适应所处的位置、环境温度、海拔高度，以及防尘、防火、防腐、防爆等环境条件。（1）电气设备的选择应遵循以下3个原则1、按工作环境及正常工作条件选择电气设备1)根据电气装置所处的位置、使用环境和工作条件，选择电气设备型号。2) 按工作电压选择电气设备的额定电压。电气设备的额定电压应不低于其所在线路的额定电压,即：3)按最大负荷电流选择电气设备的额定电流 电气设备的额定电流应不小于实际通过它的最大负荷电流，即： 2、按短路条件校验电气设备

43、的动稳定和热稳定为了保证电气设备在短路故障时不至损坏，就必须按最大可能的短路电流校验电气设备的动稳定和热稳定。动稳定是指电气设备在冲击短路电流所产生的电动力作用下，电气设备不至损坏。热稳定是指电气设备载流导体在最大稳态短路电流作用下，其发热温度不超过载流导体时的允许发热温度。3、开关电器断流能力校验断路器和熔断器等电气设备担负着切断短路电流的任务，通过最大短路电流时必须可靠地切断，因此开关电器还必须校验其断流能力。对具有断流能力的高压开关设备需校验其断流能力，开关设备的断流容量不小于安装地点最大三相短路容量。（2）一次设备选择校验见表5-25.2.2 35kV高压设备的选择及校验一般一、二级负

44、荷选择移开式开关柜，如, , 型开关柜，三级负荷选择固定式开关1)动稳定效验 经校验满足要求。5、高压熔断器的效验装设地点高压熔断器选RN2-35，额定电压为35KV，额定电流为0.5A，熔体额定电流为0.5A，短流容量为1000MVA，满足要求。5.2.3 6kV高压设备的选择及校验表5-4 SN10-10ILQJ-6.3JDZJ-6GN8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条件参数/KA/A/KA/KA/数据351322.145.46=10.08额定参数/KA/A/KA/KA/高压断路器SN10-35I351000164516×4=1024高压隔离开关GN2-35

45、356006425×5=3125高压熔断器RN2-35350.517电压互感器JDJ2-3535电流互感器LCZ-3535200/5=59.96=169避雷器FZ-3535表5-5 主变压器一次侧设备的选择和校验表5-5所选设备均满足要求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条件参数/KA/A/KA/KA/数据6916.55.710.49=71.48额定参数/KA/A/KA/KA/高压断路器SN10-10I6300164516×4=1024高压隔离开关GN8-666005225×5=3125高压熔断器RN2-660.550电压互感器JDZJ-66电流

46、互感器LQJ-66100/5=127.28=2601避雷器FZ-66表5-6 车间一次侧设备的选择和校验表5-6所选设备均满足要求6 工厂电源进线及高压配电线路的选择6.1 变电所进出线的选择 变电所进出线的种类（1）高压进线1）如为专用线路，应选专用线路的全长。2）如从公共干线引至变配电所，则仅选从公共干线到变配电所的一段引入线。3）对于靠墙安装的高压开关柜，柜下进线时一般需经电缆引入，因此架空线进（2）高压出线1）对于全线一致的电缆出线，应选线路的全长。2）如经一段电缆从高压开关柜引出再架空配电的线路，则变配电所高压出线的选择只选这一段引出电缆。（3）低压出线1）如采用电缆配电，应选线路的

47、全长。2）如经一段穿管绝缘导线引出，再架空配电的线路，则变配电所低压出线的选择只选这一段引出的穿墙绝缘导线，而架空配电线路则在厂区配电线路或车间配电线路的设计中考虑。 变电所进出线的方式的选择（1）架空线 在供电可靠性要求不很高或投资较少的中小型工厂设计中优先选用。（2）电缆 在供电可靠性要求较高或投资较高的各类工厂供电设计中优先选用。 变电所进出线导线和电缆形式的选择（1）（2）（3）沿海地区或有腐蚀性介质的场所，宜采用铝绞线或防腐铝绞线。（1）（2）（3）（4）（2）高压电缆线1、一般环境和场所，可采用铝芯电缆；但在有特殊要求的场所，应采用铜芯电缆。2、埋地敷设的电缆，应采用有外保护层的铠

48、装电缆；但在无机械损伤可能的场所，可采用塑料护套电缆或带外保护层的铅包电缆。3、在可能发生位移的土壤中埋地敷设的电缆，应采用钢丝铠装电缆。4、敷设在管内或排管内的电缆，一般采用塑料护套电缆，也可采用裸铠装电缆。5、电缆沟内敷设的电缆，一般采用裸凯装电缆、塑料护套电缆或裸铅包电缆。6、交联聚乙烯绝缘电缆具有优良的性能，宜优先选用。7、电缆除按敷设方式及环境条件选择外，还应符合线路电压要求。（三）低压穿管绝缘导线 一般采用铝芯绝缘线。但特别重要的或有特殊要求的线路可采用铜芯绝缘线。（四）低压电缆线1、一般采用铝芯电缆，但特别重要的或有特殊要求的线路可采用铜芯电缆。2、明敷电缆一般采用裸铠装电缆。当明敷在无机械损伤可能的场所，允许采用无铠装电缆。明敷在有腐蚀性介质场所的电缆，应采用塑料护套电缆或防腐型电缆。3、电缆沟内电缆，一般采用塑料护套电缆，也可采用裸铠装电缆。4、TN系统的出线电缆应采用四芯或五芯电缆。6.2 导线截面的选择及校验一般610kV及以下高压配电线路及低压动力线路，电流较大，线路较短，可先按发热条件选择截面，再校验其电压损失和机械强度。6.2.1 35kV高压进线的选择根据本次设计要求,从某220/35KV变电站35kV双回路架空线引入本厂，本厂年最大负荷利用小时为6000h，架空线采用LGJ型钢心铝绞线。（1） 经济截面的选择=65.