第七章设计实例

1、配电计点名配电计点名称称设备台数设备台数n n设备容量设备容量/ /kwkw计算有功计算有功功率功率/ /kwkw计算无功计算无功功率功率/ /kwkw计算视在计算视在功率功率kwkw计算电流计算电流/A/A一车间一车间707014191419470470183183506506770770二车间二车间1771772223222361261241641674474411301130三车间三车间37371755175592092027627695795714521452工具工具, ,机修机修车间车间818112891289496496129129510510775775空气站煤气空气站煤气站站4

2、5451266126685485416816887287213741374全厂总负荷全厂总负荷604604104631046340874087165916594485448568116811配电计点名配电计点名称称功率因功率因数数coscostgtg平均有功平均有功功率功率kwkw平均无平均无功功功功率率/ /kvkvarar有功功有功功率率损损耗耗/ /k kw w无功功无功功率率损损耗耗/ /k kw w变压器容量变压器容量/(/(kvAkvA) )一车间一车间0.930.930.390.3935435413813810105050630630二车间二车间0.820.820.680.685

3、1251234834815157474800800三车间三车间0.960.960.30.36326321901901919969610001000工具工具, ,机修车机修车间间0.920.920.260.2640040010410410105151630630空气站煤气空气站煤气站站0.980.980.50.56336331251251717878710001000全厂总负荷全厂总负荷31593159132513258989447.6447.650005000本厂除动力站，房部分设备为二级负荷外，其余均为三级负荷本厂除动力站，房部分设备为二级负荷外，其余均为三级负荷 （3 3）工厂为二班制）工

4、厂为二班制 全年工厂工作小时数为全年工厂工作小时数为45004500小时，最大负荷利用小时，最大负荷利用小时数：小时数：TmaxTmax=4000=4000小时。年耗电量约为小时。年耗电量约为20152015万万kWhkWh（有效生产时间（有效生产时间1010个月）。个月）。 (4 (4）电源）电源 工厂东北方向工厂东北方向6 6公里处有新建地区降压变电所，公里处有新建地区降压变电所，110/35/10kV110/35/10kV，1 125MVA25MVA变压器一台作为工厂的主电源，允许用变压器一台作为工厂的主电源，允许用35kV35kV或或10kV10kV中的一种电压中的一种电压，以一回架空

5、线向工厂供电。，以一回架空线向工厂供电。35kV35kV侧系统，最大三相短路侧系统，最大三相短路30000MW30000MW，容量最小三相短路，容量最小三相短路 容量为容量为500 MVA500 MVA。备用电源备用电源 由正北方向其他工厂引入由正北方向其他工厂引入10kV10kV电缆作为备用电源，平时不准投入，只在该工厂电缆作为备用电源，平时不准投入，只在该工厂主电源发生故障或检修时提供照明及部分重要负荷用电，输送容量不得超过全厂计算负荷主电源发生故障或检修时提供照明及部分重要负荷用电，输送容量不得超过全厂计算负荷的的20%20%。（5 5）功率因数）功率因数 供电部门对功率因数的要求为当以

6、供电部门对功率因数的要求为当以35kV35kV供电时，供电时，cos0.85cos0.85。（6 6）电价计算）电价计算供电部门实行两部电价制。供电部门实行两部电价制。1 1基本电价：按变压器安装容量每基本电价：按变压器安装容量每1kVA1kVA，6 6元元/ /月计费；月计费；2 2电度电价：供电电压为电度电价：供电电压为35kV35kV时，时，=0.5=0.5元元/ /（kWhkWh）；供电电压为）；供电电压为10kV10kV时，时，=0.=0.5555元（元（kWhkWh）。附加投资：线路的功率损失在发电厂引起的附加投资按）。附加投资：线路的功率损失在发电厂引起的附加投资按1000100

7、0元元/kW/kW计算计算(7(7）工厂的自然条件）工厂的自然条件 本厂所在地区年最高气温为本厂所在地区年最高气温为3838度度 ，年平均温度为，年平均温度为2323度，年最度，年最低气温为低气温为-8-8度度 ，年最热月最高气温为，年最热月最高气温为3333度，年最热月平均气温为度，年最热月平均气温为3636度，年最热月地下度，年最热月地下0.0.8m8m处平均温度为处平均温度为3535度度 。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为2020度。本厂所在地区度。本厂所在地区平均海拔高度为平均海拔高度为500m500m，地层以砂粘土为主，地下水位为，地层以砂粘土为

8、主，地下水位为2m2m。方案一：采用方案一：采用35kV35kV电压供电的特点电压供电的特点1 1供电电压较高，线路的功率损耗及电能损耗小，年运行费用低；供电电压较高，线路的功率损耗及电能损耗小，年运行费用低；2 2电压损失小，调压问题容易解决；电压损失小，调压问题容易解决；3 3对对coscos的要求较低，可以减少提高功率因数补偿设备的投资；的要求较低，可以减少提高功率因数补偿设备的投资；4 4需建设总降压变电所，工厂供电设备便于集中控制管理，易于实现自动化，但要多占一需建设总降压变电所，工厂供电设备便于集中控制管理，易于实现自动化，但要多占一定的土地面积；定的土地面积；5 5根据运行统计数

9、据，根据运行统计数据，35kV35kV架空线路的故障比架空线路的故障比10kV10kV架空线路的故障低一半，因而供电的可架空线路的故障低一半，因而供电的可靠性高；靠性高；6 6有利于工厂的进一步扩展有利于工厂的进一步扩展方案二：采用方案二：采用10kV10kV电压供电的特点电压供电的特点1 1不需要投资建设工厂总降压变电所，并少占土地面积；不需要投资建设工厂总降压变电所，并少占土地面积；2 2工厂内不装设主变压器，可简化接线，便于运行操作；工厂内不装设主变压器，可简化接线，便于运行操作；3 3减轻维护工作量，减少管理人员；减轻维护工作量，减少管理人员；4 4供电电压较供电电压较35kV35kV

10、低，会增加线路的功率损耗和电能损耗，线路的电压损失也会增大低，会增加线路的功率损耗和电能损耗，线路的电压损失也会增大5 5要求要求coscos的值高，要增加补偿设备的投资的值高，要增加补偿设备的投资6 6线路的故障比线路的故障比35kV35kV的高，即供电可靠性不如的高，即供电可靠性不如35kV35kV。23003TI R lP 项项 目目说说 明明单价（万元）单价（万元）数数 量量费用（万元）费用（万元）线路综线路综合投资合投资LGJ-35LGJ-351.21.2万元万元/km/km6km6km7.27.2变压器变压器综合投综合投资资SJL-5000/35SJL-5000/351010万万1

11、 1台台101035kV35kV断断路器路器SWSW2 2-35/1000-35/10002.12.1万万1 1台台2.82.8避雷器避雷器及电压及电压互感互感JDJJ-35+FZ-35JDJJ-35+FZ-350.90.9万万各各1 1台台1.31.3附加投附加投资资10001000元元/kW/kW130.7kW130.7kW13.0713.07共计共计34.3734.3723003I R l项项 目目说说 明明单单 位位数数 量量费用（万元）费用（万元）线路综合投资线路综合投资LGJ-70LGJ-701.441.44万元万元/km/km6km6km8.648.64附加投资附加投资10001

12、000元元/kWh/kWh555.22kW555.22kW55.52255.522合合 资资64.16264.16230304485258.9533 10NSIAU23300310IR L23008760()TKNSFPPS 项项 目目说说 明明费费 用（万用（万 元）元）线路折旧费线路折旧费 线路投资线路投资5%5% 0.360.36电气设备折旧费电气设备折旧费 按设备投资按设备投资8%8% 1.1281.128线路电能损耗费线路电能损耗费 6.0456.045变压器电能损耗费变压器电能损耗费 4.3124.312共共 计计11.84511.845由上述分析计算可知，方案一由上述分析计算可知

13、，方案一(11.845+34.37=46.215(11.845+34.37=46.215万元万元) )较方案二（较方案二（47.681+64.162=111.84347.681+64.162=111.843万元万元) )的投资费用及年运行费用均少。而且方案二以的投资费用及年运行费用均少。而且方案二以10kV10kV电压供电，电压损失达到了极为严重的程度，无法满足二级负荷长期正电压供电，电压损失达到了极为严重的程度，无法满足二级负荷长期正常运行的要求。因此，选用方案一，即采用常运行的要求。因此，选用方案一，即采用35kV35kV电压供电，建设厂内总降压电压供电，建设厂内总降压变电所，无论从经济上

14、还是从技术上来看，都是合理的。变电所，无论从经济上还是从技术上来看，都是合理的。23300310IR L项项 目目 说说 明明 费费 用（万元用（万元) )线路折旧费线路折旧费以投资的以投资的5%5%计计 0.4320.432线路电能损耗费线路电能损耗费 47.24947.249 共共 计计 47.68147.681第三章第三章 总降压变电所及主接线图设计总降压变电所及主接线图设计根据前面已确定的供电方案，结合本厂厂区平面示意图，本工厂的降压变电所设根据前面已确定的供电方案，结合本厂厂区平面示意图，本工厂的降压变电所设在工厂的东北部，原理如下：在工厂的东北部，原理如下： 1 1、靠电源进线侧，

15、接近负荷中心；、靠电源进线侧，接近负荷中心； 2 2、进出线方便，远离工厂中心区，不影响工厂厂区面积的利用；、进出线方便，远离工厂中心区，不影响工厂厂区面积的利用； 3 3、靠近铁路专线，便于变，配电设备运输；、靠近铁路专线，便于变，配电设备运输； 4 4、位于煤气站，锅炉房等空气污染源的上风侧，环境洁净；、位于煤气站，锅炉房等空气污染源的上风侧，环境洁净； 5 5、与锻工车间保持足够距离以免受震动影响；、与锻工车间保持足够距离以免受震动影响； 6 6、远离人员集中区，有利于安全便于保卫；、远离人员集中区，有利于安全便于保卫； 根据运行要求，对总降压变电所提出以下要求：根据运行要求，对总降压变

16、电所提出以下要求：1 1 总降压变电所装设一台总降压变电所装设一台5000kVA5000kVA，35/10kV35/10kV的降压变电所，与的降压变电所，与35kV35kV架空线路接架空线路接成线路成线路变压器组。为便于检修、运行、控制和管理，在变压器高压侧进线处应变压器组。为便于检修、运行、控制和管理，在变压器高压侧进线处应设置高压断路短路器。设置高压断路短路器。2 2 根据规定，备用电源只有主电源线路解列及变压器有故障或检修时才允许投入根据规定，备用电源只有主电源线路解列及变压器有故障或检修时才允许投入，因此备用，因此备用10kV10kV电源进线断路器在正常工作时必须断开。电源进线断路器在

17、正常工作时必须断开。3 3 变压器二次侧（变压器二次侧（10kV10kV）设置少油断路器，与）设置少油断路器，与10kV10kV备用电源进线断路器组成备电备用电源进线断路器组成备电源自动投入装置（源自动投入装置（APDAPD），当工作电源失去电压时，备用电源立即自动投入。），当工作电源失去电压时，备用电源立即自动投入。4 4 变压器二次侧变压器二次侧10kV10kV母线采用单母线分段接线。变压器二次侧母线采用单母线分段接线。变压器二次侧10kV10kV接在分段接在分段上上，而，而10KV10KV备用电源接在分段备用电源接在分段上。单分母分段联络开关在正常时闭合，重要二级上。单分母分段联络开关在

18、正常时闭合，重要二级负荷可接在母线分段负荷可接在母线分段，主电源停止供电时，不至于重要负荷的供电受到影响。，主电源停止供电时，不至于重要负荷的供电受到影响。5 5 本总降压变电所的操作电源来自备用电源断路器前的所用变压器。当主电源停本总降压变电所的操作电源来自备用电源断路器前的所用变压器。当主电源停电时，操作电源不至于停电。电时，操作电源不至于停电。JDJJ-35RW9-35GW2-35FZ-3535kV工作电源GW2-35LCW-35SW2-35SJL1-5000/3510kVLMY-3（50*5）10kV备用电源10kVLMY-3（50*5）No.0备用No.1一车间No.2二车间No.3

19、三车间No.4互感器No.5联络No.6所用电No.7锻工No.8工具No.9空压No.10备用GG-1A（F）-0.3GN6-10/60010/0.5LDC-SN10-10/600ZLQ20-10-3*25同No.0同No.0同No.0同No.0同No.0同No.0同No.0GG-1A（F）-54GG-1A（F）-11+95GG-1A（F）-101GN6-10/200GN6-10T/600GN6-10T/200RN2-10/0.5SN10-10/600SN2-10/0.5FS4-10LAJ-10/DSJL-20/10JDZJ-10GN6/10T/600No.11主变压器GG-1A（F）-04

20、SN10-10/600LAJ-10/DGN8-10T/600No.12备用电源GG-1A（F）-18GN6-10T/600SN10-10/600LAJ-10-1/DGN-10T/600第四章第四章 短路电流计算短路电流计算4.1.14.1.1短路电流计算短路电流计算计算短路电流的等值线路如下：计算短路电流的等值线路如下：1.1.求各元件电抗（用标幺制法计算）求各元件电抗（用标幺制法计算）设基准容量设基准容量 而基准电流而基准电流 kVUd371kAUd5 .102kAUSIddd56. 137*3/100311kAUSIddd50. 55 .10*3/100322电力系统电抗电力系统电抗架空线

21、路电抗架空线路电抗主变压器电抗主变压器电抗2. K-12. K-1点三相短路电流计算点三相短路电流计算系统最大运行方式时，总电抗标幺值系统最大运行方式时，总电抗标幺值系统最小运行方式时，总电抗标幺值系统最小运行方式时，总电抗标幺值AMVSk1000)3(max.1 . 01000/100)3(max.*max. 1kSSdXAMVSk 500)3(max.2 . 0500/100)3(max.*min. 1kdSSX*202210.36 6 100/370.1587ddX lSXU *33%7.5 100 10 /100 50001.4100kdNUSXS*1.max2(1)0.1 0.157

22、80.2578KXXX*1.min2(1)0.20.15780.3578KXXX因此，系统最大运行方式时，三相短路电流及短路容量各为因此，系统最大运行方式时，三相短路电流及短路容量各为而系统最小运行时，三相短路电流及短路容量各为而系统最小运行时，三相短路电流及短路容量各为(3)11*(1)1.566.050.2578dKKIIkAX(3)(3)(3)(1)11 I6.05KKKIIkA(3)(3)sh(k-1)(1)i2.552.55 6.0515.43kI(3)1*(1)100387.890.2678dKKSSMVAX(3)k-11.56I4.360.3578kA(3)(3)(3)(1)11

23、4.36sh kkkIIIkA(3)(3)sh(k-1)1 i2.552.55 4.3611.12kIkA(3)1*(1)100279.490.3578dKkSSMVAX3. K-23. K-2点短路电流计算点短路电流计算系统最大运行方式时系统最大运行方式时系统最小方式运行时系统最小方式运行时因此，三相短路电流及短路容量各为因此，三相短路电流及短路容量各为*1.max23(K-2) X0.1 0.1578 1.191.6578XXX*1.max23(K-2)X0.20.1578 1.191.7578XXX(3)2k-2*(2)5.503.321.4478dKIIkAX(3)22*(2)5.50

24、3.131.5478dKKIIkAX(3)(3)(3)(2)223.32kkkIIIkA(3)(3)(2)23.13kkIIkA(3)(3)(2)(2)2.552.55 3.328.47sh kkiIkA(3)2*(2)dkkSSX10060.321.6578MVA 三相短路电流计算表三相短路电流计算表(3)KI(3)I(3)I(3)shi(3)KS 短路计算短路计算点点运行方运行方式式 短路电流短路电流/kA/kA短路容量短路容量/ /（MVAMVA）K-1K-1最大最大6.056.056.056.056.056.0515.4315.43387.89387.89最小最小4.364.364.3

25、64.364.364.3611.1211.12279.49279.49K-2K-2（K-3K-3）最大最大3.323.323.323.323.323.328.478.4760.3260.32最小最小3.133.133.133.133.133.137.987.9856.8956.89主变主变35kV35kV侧设备如下所示侧设备如下所示: : 主变主变10kV10kV侧设备（主变压器低压侧及备用电源进线）如表侧设备（主变压器低压侧及备用电源进线）如表 10kV 10kV馈电线路设备选择。以一车间的馈电线为例，馈电线路设备选择。以一车间的馈电线为例，10kV10kV馈电线路设馈电线路设备如下该设备组

26、装在备如下该设备组装在1111台台GG-1AGG-1A（F F）型高压开关柜中。）型高压开关柜中。 10kV 10kV 馈电线路设备馈电线路设备 第六章第六章 车间变电所位置和变压器数量容量车间变电所位置和变压器数量容量 1T2T3T4T5T6T变电所名称变电所名称位置及类型位置及类型变压器台数及变压器台数及容量容量 （kVAkVA）变压器型号变压器型号一车间一车间二车间二车间三车间三车间锻工车间锻工车间工具，机修车间工具，机修车间 空气，煤气空气，煤气 630630800800100010001000100063063010001000SL7-630/10SL7-630/10SL7-800/

27、10SL7-800/10SL7-1000/10SL7-1000/10SL7-1000/10SL7-1000/10SL7-630/10SL7-630/10SL7-1000/10SL7-1000/10 厂内高压配电线路的选择厂内高压配电线路的选择 由于本厂区内面积不大，各车间变电所与总降压变电所距离较近由于本厂区内面积不大，各车间变电所与总降压变电所距离较近,厂区厂区高压配电网采用直埋电缆线路。高压配电网采用直埋电缆线路。1T2T3T 线路线路序序号号 线路线路用用途途计算负荷计算负荷计算电流归计算电流归算值算值I Ijsjs(A(A) )选定截面选定截面S(mmS(mm2)2)线路长度线路长度P Pjsjs( (kwkw) )P Pqjsqjs( (kvarkvar) )投资（元）投资（元）L-1L-1L-2L-2L-3L-3L-4L-4L-5L-5L-6L-64704706126127357359209204