工厂供配电系统设计分解

1、某工厂供配电系统设计分解Xinjiang Institute of Engineering 毕 业 设 计设计题目 某工厂供配电系统设计系（部）电气与信息工程系学科专业 电气自动化班 级姓 名学 号指导老师二一四年四月二十日i / 44 某工厂供配电系统设计分解新疆工程学院毕业设计任务书学 生 姓 名 专 业 班 级设 计 题 目 某工厂供配电系统设计接受任务日期 2022.3.5 完成任务日期指 导 教 师 指导老师单位 新疆工程学院设 通过毕业设计,培育同学综合运用所学的学问和技能解决问题的本事,巩固和计目 加深对所学学问的懂得；培育同学调查讨论的习惯和工作才能；培育同学建立正确的标 设计

2、和科学讨论的思想,树立实事求是、庄重仔细的科学工作态度；（1）运算电力负荷和无功功率补偿；（2）挑选本变电所主变的台数、容量和类型；（3）设 计 要 求教 师 指 导 过 程 记 录设计本变电所的电气主接线；（4）进行必要的短路电流运算；（5）主要电气设备的选择；（ 6）电力线路接线及敷设3.5 教学楼 A325 安排任务和设计要求与方案3.13 A325 检查设计资料查询、设计思路、讲负荷运算、功率因素的补偿 3.20 A325 检查运算情形、讲短路电流运算、主变压器、主接线方案选取3.29 天津路校区检查运算情形、运算指导4.9 教学楼 A325 检查运算情形、讲解设备导线挑选4.19 天

3、津路校区检查设计进度、介绍答辩流程、留意事项 4.21 教学楼 B208 检查设计说明书参 考 资 料1、江文、许慧中主编. 供配电技术. 北京：机械工业出版社,2022.1 2022.3 2、翁双安主编 . 供配电工程设计技术指导. 北京：机械工业出版社,1 / 44 某工厂供配电系统设计分解新疆工程学院毕业设计成果表学 生 姓 名专 业 班 级年月日满评设 计 题 目某工厂供配电系统设计考 核 项 目考 核 内 容分分1、工作态度与纪律10 一、指导教2、基本理论、基本学问、基本技能和外文水平 3、独立工作才能、分析和解决问题才能10 10 师评分4、完成任务的情形与水平（论文与实物硬件质

4、量）10 指导老师签字：二、评阅教1、论文质量（正确性、条理性、制造性和有用性）2、成果技术水平（理论分析、运算、试验和实物性能）年月日15 15 师评分评阅老师签字：1、完成任务书所规定的内容和要求年月5 三、答辩小2、论文与实物的质量 3、课题设计内容的叙述5 10 10 组评分4、回答疑题的正确性答辩组长签字：日四、答辩小组成果评定：负责人签字：年月日五、答辩委员会看法：答辩委员会主任签字：年月日1 / 44 某工厂供配电系统设计分解目 录摘要. . 1Abstract . . 1第一章 绪论 . . 21.1 工厂供电的意义 . 2 1.2 设计概述 . . 21.2.1 工厂情形 .

5、 2 1.2.2 设计思路 . 4 其次章 负荷运算及功率因数补偿运算. 52.1 负荷运算 . . 52.1.1 负荷运算的意义 . 5 2.1.2 负荷运算的方法 . 5 2.1.3 各车间负荷运算 . 6 2.1.4 全厂总负荷 . 72.2 功率因数补偿运算 . 8 2.2.1 功率因数对供电系统的影响 . 8 2.2.2 功率因数的补偿 . 8第三章变电所位置与型式的挑选. 11 3.1 变配电所的类型和所址的挑选 3.2 变配电所总体布置的一般要求 . 11 . 12 3.3 变配电所的总体设计挑选 . 12 第四章 主变压器及主接线方案的挑选 . 14 4.1 变电所主变压器台数

6、的挑选 . 14 4.2 变电所主变压器容量挑选 . 14 4.3 主接线方案的挑选 . 14 4.3.1 主接线的总体分类：. 14 4.3.2 10kV侧单母线和双母线接线的比较. 161 / 44 某工厂供配电系统设计分解4.4 低压侧接线方案的挑选. 16 第五章4.4.1 一般要求 . 16 19 4.4.2 低压配电系统常见接线方式及适合场. 16 短路电流的运算 . 5.1 短路的基本概念. 19 5.2 短路的缘由 . 19 5.3 短路的后果 . 19 5.4 短路的形成 . 19 5.5 三相短路电流运算的目的 . 20 5.6 短路电流的运算 . 20 5.6.1 短路电

7、流运算的公式. 20 5.6.2 详细运算过程 . 21 第六章一次设备的挑选 . 24 6.1 电气设备挑选及校验的一般原就. 24 6.2 设备挑选 . . 25 6.2.1 断路器 . 25 6.2.2 隔离开关 . 25 6.2.3 电压互感器 . 26 6.2.4 熔断器 . 26 6.2.5 避雷器 . 26 第七章变压所进出线的挑选. 28 7.1 电力线路的截面挑选. 28 7.2 按发热条件挑选导线和电缆的截面 . 29 7.3 10KV 高压进线挑选校验 . 29 7.4 380 低压出线的挑选 . 30 7.5 作为备用电源的高压联络线的挑选校验. 31 7.5.1 按发

8、热条件挑选 . 31 2 / 44 某工厂供配电系统设计分解7.5.2 校验电压损耗 . 31 7.5.3 短路热稳固校验 . 31第八章二次回路方案挑选及继电爱护. 33 8.1 二次回路方案挑选 . 33 8.1.1 二次回路电源挑选 . 33 8.1.2 高压断路器的掌握和信号回路 . 33 8.1.3 电测量外表与绝缘监视装置. 33 8.2 继电爱护的整定 . . 33 8.2.1 变压器继电爱护 . 33总 结. . 35 致 谢. . 36 参考文献 . . 37 3 / 44 某工厂供配电系统设计分解1 / 44 某工厂供配电系统设计分解摘要 工厂供电,是指工厂所需的电能的供应

9、与安排,也称工厂配电；众所周知,电能是现代工业生产的主要能源和动力；电能既能易于由其他形式的能量以供应用 ,又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送和安排既简洁经济, 又便于掌握、调剂和测量,有利于实现生产过程自动化,而且现代社会的信息技术和其他高新技术无疑不是建立在电能应用的基础之上的；经济生活中应用极为广泛；本论文设计第一运算电力负荷和变压器的台数、因此电能在现代工业生产及整个国民容量 :利用所学的学问确定变电所的位置,运算出短路电流的大小,选出不同型号的变压器,进而确定变压器的连接组别,画出必要的变电所主接线图；关键词： 主接线图、短路电流、电力负荷、变压器Abstract The

10、 factory power supply ,it is to point to the power supply and distribution ,also called plant distribution . As is known to all ,the electricity is of modern industrial production ,the main form of energy and power .Electric energy can easily by other forms of energy conversion ,and easy to convert

11、to other forms of energy to supply the use .Electric power transmission and distribution of economic is simple ,and easy to control ,adjust and measurement ,which is helpful to realize the production process automation ,and ,the modern social information technology and other high-tech undoubtedly is

12、 not based on electric power on the basis of application of the.So the power in the modern industry production and the whole national economic life are widely . This thesis design first calculated power load and transformer sets ,capacity ;Use knowledge to determine the position of the substation .T

13、o calculate the shot circuit current size choose different types of transformer connection categories ,draw the necessary substation main wiring diagram. Keywords : main wiring diagram , shott circuit current , power load , transformer 1 / 44 某工厂供配电系统设计分解第一章 绪论1.1 工厂供电的意义以其次次工业革命的爆发,从今人类社会进入电气时代,电能的

14、进展是现代工业生 产的主要能源和动力；电能既易于由其它形式的能量转换而来,又易于转换为其它形式 的能量以供应用；电能的输送的安排既简洁经济,又便于掌握、调剂和计量,有利于实 现生产过程自动化； 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；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

15、面来说,假如工厂的电能供应突然中断,就对工业生产可能造成严峻的后果；由于能源节省是工厂供电工作的一个重要方面,而 能源节省对于国家经济建设具有特别重要的战略意义,因此做好工厂供配电的工作,对 于节省能源、削减能源的铺张,也具有重大的作用；1.2 设计概述现有一工厂,需要依据其所能取得的电源及用电负荷的实际情形,并适当考虑到工 厂生产的进展,依据安全牢靠、技术先进、经济合理的要求,为本厂设计一个变电所；1.2.1 工厂情形 1、工厂负荷情形本厂多数车间为两班制, 年最大负荷利用小时为4600h,日最大负荷连续时间为6h；该厂除锅炉房、水泵房和制冷站属二级负荷外,其余均属三级负荷；本厂的负荷统计资

16、 料如表 1.1 所示；2、供电电源情形 依据工厂与当地供电部门签定的供用电协议规定,本厂可由邻近一条 10kV 的公用电源干线取得工作电源； 该干线的走向参看工厂总平面图； 该干线的导线牌号为 LGJ-35,导线为等边三角形排列,线距为 2m；干线首端距离本厂约 8km；干线首端所装设的高 压断路器断流容量为 500MVA；此断路器配备有定时限过流爱护和电流速断爱护,定时限过流爱护整定的动作时间为1.7s；为满意工厂二级负荷要求,可采纳高压联络线由邻近的单位取得备用电源；已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为 10km,电缆线路总长度为 25km；3、本地气象、地壤等资料：（1）最热月

17、平均温度 28.4 （2）最热月平均最高温度 33（3）极端最高温度 38.5（4）极端最低温度 -15.5（5）最热月地下 0.8 米的平均温度 25 度2 / 44 某工厂供配电系统设计分解表 1.1 负荷统计资料运算负荷序号车间名称P 30Q 30S 301 空调机房（一）（KW （ kvar）KV.A 98.6 72.3 122.2 2 厂务公用站房136.8 95.6 166.8 3 TG 车间163.7 137.5 213.8 4 锅炉房107 80.2 133.8 5 水泵房108.6 90.5 141.3 6 污水处理厂53.6 47.2 68.7 7 TA 车间151 120

18、.2 193 8 空压站134.2 100.1 167.4 9 空调机房（二）95.6 77.2 122.9 10 冷冻机（ 1）192.7 145.6 241.5 11 冷冻机（ 2, 3）185.4 151.1 239.2 12 制冷站105 82.2 133.4 13 照明用电107.5 90.6 140.5 3 / 44 某工厂供配电系统设计分解（4）工厂平面图图 1.1 工厂平面图1.2.2 设计思路 1、运算电力负荷和无功功率补偿；2、挑选本变电所主变的台数、容量和类型；3、设计本变电所的电气主接线；4、进行必要的短路电流运算；5、主要电气设备的挑选；6、电力线路接线及敷设方式；7

19、、继电爱护；4 / 44 某工厂供配电系统设计分解其次章 负荷运算及功率因数补偿运算2.1 负荷运算2.1.1 负荷运算的意义 负荷运算是依据已知工厂的用电设备安装容量来确定预期不变的最大假想负荷；它 是按发热条件挑选工厂电力系统供电线路的导线截面、变压器容量、开关电器及互感器 等的额定参数的依据,所以特别重要；如估算过高,将增加供电设备的容量,使工厂电 网复杂,铺张有色金属,增加初投资和运行治理工作量；特殊是由于工厂企业是国家电 力的主要用户,以不合理的工厂电力需要量作为基础的国家电力系统的建设,将给整个 国民经济建设带来很大的危害；但是假如估算过低,又会使工厂投入生产后,供电系统 的线路及

20、电器设备由于承担不了实际负荷电流而过热,加速其绝缘老化的速度,降低使 用寿命,增大电能损耗,影响供电系统的正常牢靠运行；2.1.2 负荷运算的方法常用负荷运算的方法有：1、需要系数法 2、二项式系数法 3、外形系数法；在此次挑选的设计中,设备台数较多,各台设备容量相差不太悬殊,所以考虑采纳 需要系数法；需要系数法的主要步骤：1、将用电设备分组,求出各组用电设备的总额定容量；2、查出各组用电设备相应需要系数及对应的功率因数；3、用需要系数法求车间或全厂的运算负荷时,需要在各级配电点乘以同时系数 K；需要系数法的运算过程：先从用电端起逐级往电源方向运算,即：第一按需要系数法求得各车间低压侧有功及无

21、功运算负荷,加上本车间变电所的变压器有功及无功功率损耗,即得车间变电所高压侧运算负荷；其次是将全厂各车间高压就负荷相加同时加上 厂区配电线路的功率损耗, 再乘以同时系数； 便得出工厂总降压变电所低压侧运算负荷；然后再考虑无功功率的影响和总降压变电所主变压器的功率损耗,其总和就是全厂运算 负荷；表 2.1 需要系数法的运算公式运算负荷P30运算公式适用条件有功KdP e已知三相用电设备组或用电单位（工厂、车无功Q30P 30tanN间）的设备容量及功率因视在S 30P 30/cos数,求其运算负荷；电流I30S 30/3 U5 / 44 某工厂供配电系统设计分解2.1.3 各车间负荷运算1、空调

22、机房（一 ：P=98.6kw；Q=72.3kvar; S=122.2kVA; I=122.2 3 0.38=185.7A 2、厂务公用站房 : P=136.8kw；Q=95.6kvar ; S=166.8kVA；I=166.8 （3 0.38）=253.4A 3、TG 车间：P=163.7kW；Q=137.5kvar; S=213.8kVA；I=213.8 3 0.38）=324.8A 4、锅炉房：P=107kW； Q=80.2kvar; S=133.8kVA；I=133.8 3 0.38）=203.3A 5、水泵房：P=108.6kW；Q=90.5kvar; S=141.3kVA；I=141

23、.3 3 0.38）=214.7A 6、污水处理厂：P=53.6kW；Q=47.2kvar; S=68.7kVA；I=68.7 3 0.38）=104.4A 7、TA 车间：P=151kW；Q=120.2kvar; S=193kVA；I=193 3 0.38）=288.7A 8、空压站：P=134.2kW；Q=100.1kvar; S=167.4kVA；I=167.4 3 0.38）=254.3A 9、空调机房（二）：P=95.6kW；Q=77.2kvar；S=122.9kVA；I=122.9 （3 0.38）=186.7A 10、冷冻机（ 1）：P=192.7kW；Q=145.6kvar；S

24、=241.5kVA；6 / 44 某工厂供配电系统设计分解I=241.5 3 0.38）=366.9A 11、冷冻机（ 2,3）：P=185.4kW；Q=151.1kvar; S=239.2kVA；I=239.2 3 0.38）=363.4A 12、制冷站：P=105kW；Q=82.2kvar；S=133.4kVA；I=133.4 （3 0.38）=202.7A 13、照明用电：P=107.5kW；Q=90.6kvar；S=140.5kVA；I=140.5 3 0.38）=213.5A 2.1.4 全厂总负荷取全厂的同时系数为： Kp= Kq=0.9,就全厂的运算负荷为：p 30kpin=0.

25、9 1639.7=1475.73KW p 30i1Q 30kqin=0.9 1290.3=1161.27kvar Q 30i1S =2 P 302 Q 30=21475 . 731161 . 272=1877.8kVA I30S 30/3 UN1877 . 8/30 . 38 2853 . 0A变压器损耗：有功损耗：PT0. 015S 300.01518778.28.2KW无功损耗：QT0 .06S 300. 062853.0171. 18kvar（注：由于线路不很长,因此高压配电线的功率损耗可忽视）就变电所高压侧的运算负荷为：P 30 1P 30P T1475 7.28 . 21503 .

26、9KWAQ 30 1Q 30Q T1161 . 3171 . 21332 .5 kvarS 30 12 P 302 Q 301503 . 921332 5.22022 . 3 KVI30 1S 30/3 UN2022 .3/310 116A7 / 44 某工厂供配电系统设计分解2.2 功率因数补偿运算2.2.1 功率因数对供电系统的影响在工厂供电系统中,绝大多数用电设备都具有电感的特性；这些设备仅需要从电力系统吸取有功功率,仍要吸取无功功率以产生这些设备正常工作所必需的交变磁场；然而在输送有功功率肯定的情形下,无功功率增大, 就会降低供电系统的功率因数； 因此,功率因数是衡量工厂供电系统电能利

27、用程度及电器设备使用状况的一个具有代表性的 重要指标；功率因数的降低产生的不良影响：1、系统中输送的总电流增加,使得供电系统中的电气元件,如变压器、电器设备、导线等容量增大,从而使工厂内部的启动掌握设备、测量外表等规格尺寸增大,因而增 大了初投资费用；2、由于无功功率的增大而引起的总电流的增加,使得设备及供电线路的有功功率 损耗相应地增大；3、由于供电系统中的电压缺失正比于系统中流过的电流,因此总电流增大,就使 的供电系统中的电压缺失增加,使得调压困难；4、对电力系统的发电设备来说,无功电流的增大,使发电机转子的去磁效应增加,电压降低,过度增大激磁电流,从而使转子绕组的温升超过答应范畴,为了保

28、证转子绕 组的正常工作,发电机就不能达到预定的出力；无功功率对电力系统及工厂内部的供电系统都有不良的影响；因此,供电单 位和 工厂内部都有降低无功功率需要量的要求,无功功率的削减就相应地提高了功率因数；2.2.2 功率因数的补偿 供电单位在工厂进行初步设计时对功率因数都要提出肯定的要求,它是依据工厂电 源进线、电力系统发电厂的相对位置以及工厂负荷的容量打算的；依据全国供用电规就的规定,本设计要求用户的功率因数cos 0.92；供电单位对工厂功率因数这样高的要求,仅仅依靠提高自然功率因数的方法,一般不能满意要求；因此,工厂便需要装 设无功补偿装置,对功率因数进行人工补偿；补偿容量可按下式子运算：

29、Q CP 30tan1tan2q cP 30cos1对应的正切值；tan1补偿前自然平均功率因数tan2 补偿后自然平均功率因数cos2对应的正切值；最大负荷时的功率因数：cos =P 30/ S 301503.9/2022.3=0.74 8 / 44 某工厂供配电系统设计分解所需的无功补偿装置容量为：Q cQ30 .1Q30 .2P 30tan1tan2qcP 30（其中tan2取 0.92）nQ C/q cn 为所需电容个数）就：QCP 30tan1tan21475. 73 tanarccos0.74tanarccos0 .926936.kvar补偿后重新选变压器容量：低压侧的视在运算负荷

30、：S 3022 P 30/Q 30Q C21475 7.2 1161 . 3693 6. 21548 KVAI302S 3023.0 38 1548 /3.038 2352 . 0A补偿后变压器的功率损耗为：P T20 . 015 S 3020 . 015154823 . 2 KWQ T2.0 06 S 3020 . 06154892 .9 kvar变压所高压侧的运算负荷为： P 302P 302P T21475.7232.1498.9KW Q 302Q 30Q T2 11611.3693.6 92.9560.6 kvar S 302 2P 30 2 Q 3021498.92560 .2 61

31、600.3KVAI2 S 302/3101600.3/310924.A30补偿后工厂的功率因数为：cos P 30 2 / S 3021498 9./1600 3.0 . 94由于 0.940.92,所以满意相关规定；9 / 44 某工厂供配电系统设计分解表 2.2 负荷运算总表运算负荷序号车间名称P 30Q30S 30I301 空调机房（一）KW kvar KV .A （ A）98.6 72.3 122.2 185.7 2 厂务公用站房136.8 95.6 166.8 253.4 3 TG 车间163.7 137.5 213.8 324.8 4 锅炉房107 80.2 133.8 203.3

32、 5 水泵房108.6 90.5 141.3 214.7 6 污水处理厂53.6 47.2 68.7 104.4 7 TA 车间151 120.2 193 288.7 8 空压站134.2 100.1 167.4 254.3 9 空调机房（二）95.6 77.2 122.9 186.7 10 冷冻机（ 1）192.7 145.6 241.5 366.9 11 冷冻机（ 2,3）185.4 151.1 239.2 363.4 12 制冷站105 82.2 133.4 202.7 13 照明用电107.5 90.6 140.5 213.5 380V 侧合计1639.7 1290.3 2086.5

33、3170.1 计入 K p= K q=0.9 1475.7 1161.3 1877.8 2853.0 无功补偿前1475.7 1161.3 1877.8 2853.0 无功补偿后1475.7 467.7 1548.0 2352.0 10kv 侧无功补偿前1503.9 1332.5 2022.3 116.0 无功补偿后1498.9 560.6 1600.3 92.4 10 / 44 某工厂供配电系统设计分解第三章变电所位置与型式的挑选无论是工矿企业或是高层建筑,变配电所的选址、设计、布置及结构将直接影响到工程造价、运行治理的安全、牢靠及爱护的便利问题；3.1 变配电所的类型和所址的挑选1、变配电

34、所的设计要求（1）供电牢靠,技术先进,保证人员人身安全,经济合理,修理便利；（2）依据工程特点,规模和进展规划,以近期为主,适当考虑进展,正确处理近期建设和远期进展的关系,进行远近结合；（3）结合负荷性质、用电容量、工程特点、所址环境、地区供电条件和节省电能 等因数,并征求建设单位的看法,综合考虑,合理确定方案；（4）变配电所采纳的设备和元件,应符合国家或行业的产品技术标准,并 优先选用技术先进、经济适用和节能的成套设备及定型产品；（5）地震基本强度为 取必要的抗震措施；2、变配电所的类型7 度及以上的地区,变配电所的设计和电气设备的安装应采变配电所的类型应依据用电负荷情形和四周环境情形等综合

35、确定；工厂变配电所与 高层建筑变电所的型式及所址虽有所区分,但依据安装位置、方式、结构的不同,它们 大致有以下几种类型：（1）工厂总降价变电所；用于电源电压为35KV 及以上的大中型工厂；它是从电力系统接受 35KV 或以上电压的电能后,由主变压器把电压降为 10KV ,经 10KV 母线分别配电到各车间变电所；这种变电所一般都是独立式的；（2）高压配电所；用于高压电能（压变电所的高压配电所一般为独立式；10KV 或 6KV 及以上）的接受和安排；无总降（3）车间变电所；车间变电所主要用于低压电能的接受和安排；按其安装位置的 不同可分为车间附设变电所、车间内变电所、独立变电所、杆上变电所、露天

36、或半露天 变电所、地下变电所、楼层变电所、箱式变电所；3、变配电所的所址挑选 变配电所所址的挑选,应依据以下要求综合考虑确定：（1）尽量接近或深化负荷中心,这样可缩短配电线路的长度,对于节省电能,节 约有色金属盒提高电能质量都有重要意义；其详细位置由各种因素综合确定；（2）进出线便利,使变配电所尽可能靠近电源进线侧,其目的是为了防止高压电源线路,特殊是架空线路跨过其他建筑或设施；（3）设备运输、吊装便利,特殊要考虑电力变压器和高低压开关柜等大型设备的 运输便利；11 / 44 某工厂供配电系统设计分解（4）不应设在邻近以下场所的地方：有猛烈震惊或高压的场所；有爆炸或火 灾危急的场所正下方或正上

37、方； 多尘、多水雾或有腐蚀性气体的场所, 如无法防止时,要防止污染源的下风口；厕所、浴室、洗衣房、厨房、泵房的正下方及邻近地区和其 他常常积水场所和低凹地区；（5）高压配电所宜于和邻近的车间变电所合建,以降低建设费用,削减系统的运 行爱护费用；（6）高层建筑地下配电所的位置,宜挑选在通风、散热条件较好的场所,且不宜 设在最底层；当地下仅有一层时,应实行适当抬高变电所地面防水措施,并应防止有洪水或积水从其他渠道埋没变电所的可能性；（7）应考虑企业的进展,使变配电全部扩建的可能,特殊是独立式的变电所；3.2 变配电所总体布置的一般要求1、便于运行爱护和检修；如有人值班的变电所应设单独的值班室,且值

38、班室应和 高压配电室相邻,有门直通；变压器室应靠近运输便利的公路侧；2、保证运行的安全；如值班室内不应有高压设备,且值班室的门应当朝外开,而 高低压配电室和电容器室的门朝值班室开或朝外开；油量在 1000kg 及以上的户内三相 变压器应装设在单独的变压器室内,在双层布置的变电所内,变压器室要设在底层；所有带电部分别墙和离地的尺寸及各室的操作爱护通道的宽度,须符合有关规程的要求；3、便于进出线；如高压配电室一般位于高压接线侧；低压配电室应靠近变压器室,且便于低压架空出线；高压电容器室宜靠近高压配电室,低压电容器室宜靠近低压配电 室；4、节省土地和建筑费用；在保证安全运行的前提下,尽量采纳节省土地

39、和建筑费 用布置方案； 如值班室和低压配电室合用； 条件许可下, 优先选用露天或半露天变电所；当高压开关不多于台时,可与低压配电屏设置在同一间房内；低压电容器数量不多时；可与低压配电装置设在一间房内；5、留有进展余地；如变压器室应考虑扩建时更换大的变压器的可能性；高低压配 电室均需留有肯定数量开关柜（屏）的备用位置；3.3 变配电所的总体设计挑选1、变配电所的类型挑选： 由于本工厂引入的是 拟采纳独立式的高压配电所；10kv 高线电缆,所以依据相关要求,2、变配电所所址选址： 依据相关要求拟把变电所建在靠 10KV 电缆侧, 5 号车间与11 号车间之间,详细位置见图 3.1. 12 / 44

40、 某工厂供配电系统设计分解图 3.1 变电所位置图3、变配电所的总体布置的挑选：依据相关要求进行了设计,详细设计图见附录四；13 / 44 某工厂供配电系统设计分解第四章 主变压器及主接线方案的挑选4.1 变电所主变压器台数的挑选变压器台数应依据负荷特点和经济运行进行挑选；当符合以下条件之一时,宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大；结合本厂的情形,考虑到二级重要负荷的供电安全牢靠,故挑选两台主变压器；4.2 变电所主变压器容量挑选每台变压器的容量 S 应同时满意以下两个条件：1、 任一台变压器单独运行时,宜满意：S NT 0 6. 0 . 7 S 30

41、2、任一台变压器单独运行时,应满意：S NT S 30 1 11 ,即满意全部一、二级负荷需求；代入数据可得：S NT 0 . 6 0 . 7 1600 . 3 960 . 18 1120 . 21 KVA；又考虑到本厂 510 年的负荷进展,初步取 S NT1600 KVA；考虑到安全性和可靠性的问题,确定变压器为 SC3系列箱型干式变压器；型号：SC3-1600/10 ,其主要技术指标如下表所示：表 4.1 变压器型号参数表变压器型号额定容量额定电压 /kV 联结组损耗 /kW 空载电流阻抗电压SC3-1600/10 /KV A高压低压型 号空载负载0I%（%）1600 10.5 0.4

42、Dyn11 2.4 14 2.5 6 4.3 主接线方案的挑选4.3.1 主接线的总体分类：1、单母线接线（1）接线方法及工作要求,见图 4.1；（2）特点接线简洁（设备少） 、清楚、明白；布置、安装简洁,配电装置建造费用低；断路器与隔离开关间易实现牢靠的防误闭锁,操作安全、便利,母线故障的几率低；14 / 44 某工厂供配电系统设计分解易扩建和采纳成套式配电装置；主母线、母线故障或检修,全厂停电；任一回路断路器检修,该回路停电；图 4.1单母线接线图2、双母线接线（1）接线方法及运行方式 见图 4.2；（2）特点：可轮番检修母线而不影响正常供电 检修任一母线侧隔离开关时,只影响该回路供电 工

43、作母线发生故障后,全部回路短时停电并能快速复原供电 可利用母联断路器代替引出线断路器工作 便于扩建 由于双母线接线的设备较多,配电装置复杂,运行中需要用隔离开关心换电路,简洁引起误操作；同时投资和占地面积也较大；图 4.2 双母线接线图15 / 44 某工厂供配电系统设计分解4.3.2 10kV 侧单母线和双母线接线的比较610kV 配电装置出线回路数目为6 回及以上时,可采纳单母线分段接线；而双母线接线一般用于引出线和电源较多,输送和穿越功率较大,要求牢靠性和敏捷性较高的 场合； 110kV 终端变电站的 10 kV 部分一般采纳单母线分段,互为备用；由课题所给条件进行综合分析：对图 4.1

44、 和图 4.2 所示的方案、综合比较,见表 4.1 表 4.1 主接线方案比较方 案术方案单母线方案双母线项 目技不会造成全所停电供电牢靠调度敏捷调度敏捷保证对重要用户的供电扩建便利经济任一断路器检修,该回路必便于试验须停止工作易误操作占地少设备多、配电装置复杂设备少投资和占地面大经过综合比较方案在经济性上比方案好,靠性；所以选用方案；详细接线图见附录二；4.4 低压侧接线方案的挑选4.4.1 一般要求且调度和敏捷性也可以保证供电的可1、低压配电系统的设计应依据工程性质、规模、负荷容量等因素综合考虑,可采 用放射式、树干式、链式、环式等组合形式；应满意用电设备对供电牢靠性和电能性质的要求,同时

45、应留意接线简洁,操作便利安全,具有肯定的敏捷性,能适应生产和使用上的变化及设备检修的需要；2、变压器二次侧至用电设备之间的低压配电级数不宜超过 3 级；3、在用电单位内部的邻近变电所之间宜设置低压联络线,既可以提高供电牢靠性,仍可以在显现较长时间轻负荷时,通过运行方式切换,削减变压器的空载损耗；4.4.2 低压配电系统常见接线方式及适合场16 / 44 某工厂供配电系统设计分解1、单回路放射式：适用场合：一般用于配电给容量较大的集中负荷或重要负荷；2、双回路放射式：适用场合：用于配电给一级、二级负荷；3、单回路树干式：适用场合：一般用于用电设备布置比较匀称,容量不大,又无特殊要求的场合；17

46、/ 44 某工厂供配电系统设计分解4、双回路树干式：适用场合：一般用于配电给二级负荷；当供电电源牢靠时,可配电给一级负荷；5、环式：适用场合：配电给二级、三级负荷；一般用于开环运行；6、链式：适用场合：适用于从配电箱对彼此相距很近,容量很小的次要用电设备的配电,如生产线上的一组小容量电动机、一组照明灯具、一组电源插座；注：STS 为车间变电所、 AC 为掌握箱、 AP 为电力配电箱、 AT 为双电源切换箱、AL 为照明配电箱）挑选：考虑到本厂用电设备大部分为中小容量,且无其他特殊要求, 综合权衡之下,低压侧接线拟采纳双回路树干式接法；详细接线图见附录；18 / 44 某工厂供配电系统设计分解第

47、五章 短路电流的运算 5.1 短路的基本概念短路是指电源通向用电设备的导线不经过负载而相互直接连接的状态,也称为短路状态；5.2 短路的缘由造成短路主要缘由有：1、电气设备绝缘损坏这种损害可能是由于设备长期运行、绝缘老化造成的；也可能是设备本身质量低劣、绝缘强度不够而被正常电压击穿；或者设备质量合格、绝缘 合乎要求而被过电压击穿；或者由于设备绝缘受到了外力损耗而造成的；2、有关人员误操作 这种情形大多数是由于操作人员违反安全操作规程而发生的,例如带负荷拉闸,或者误将电压设备接入较高压的电路中而造成的击穿短路；3、鸟兽为害事故 鸟兽跨过在暴露的相线之间或者相线与接地物体之间,或者咬 坏设备和导线

48、电缆的绝缘,从而导致短路；5.3 短路的后果短路后,系统中显现的短路电流比正常负荷电流大的多；在大电力系统中,短路电 流可达几万安甚至几十万安,如此大的短路电流可对供电系统产生极大的危害：1、 短路时要产生很大的点动力和很高的温度,而使故障元件和短路电路中的其他 元件受到损害和破坏,甚至引起火灾事故；2、 短路时电路的电压骤降,严峻影响电气设备的正常运行；3、 短路时爱护装置动作,将故障电路切除,从而造成停电,而且短路点越靠近电 源停电范畴越大,造成的缺失也越大；4、严峻的短路要影响电力系统运行的稳固性,可使并列运行的发电机组失去同步 造成系统解列；5、 不对称短路包括单相和两相短路, 其短路

49、电流将产生较强的不平稳交变电磁场,对邻近的通信线路、 电子设备等产生电磁干扰, 影响其正常运行, 甚至使之发生误动作；由此可见,为了挑选切除短路故障的开关电器、整定短路爱护的继电爱护装置和选择限制短路电流的元件等,也必需运算短路电流；5.4 短路的形成在三相系统中,短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等,其中两相接地短路,实质是两相短路；按短路的对称性来分,三相短路属对称性短路,其他形式短路均为不对称短路；电力系统中,发生单相短路的可能性最大,而发生三相短路的可能性最小；但是一19 / 44 某工厂供配电系统设计分解般情形下,特殊是原理电源（发电机）的工厂供电系统中,三相短路

50、电流最大,因此他 造成的危害也最为严峻； 为了使电力系统中的电气设备在最严峻的短路状态下也能牢靠 地工作,因此作为挑选和校验电器设备用的短路运算中,以三相短路运算为主；实际上 不对称短路也可以按对称重量法将不对称的短路电流分解为对称的正序、负序和零序分 量,然后对称量来分析和运算,所以对称的三相的三相短路分析运算也是不对称短路分 析运算的基础；5.5 三相短路电流运算的目的短路电流运算的目的是为了正确挑选和校验电气设备,以及进行继电爱护装置的整 定运算为了保证电力系统安全运行,挑选电气设备时,要用流过该设备的最大短路电流进行热稳固校验和动稳固校验,点动力的庞大冲击；5.6 短路电流的运算以保证

51、设备在运行中能够经受住突发短路引起的发热和运算短路电流的方法有欧姆法和标幺值法,这里用的是标幺值法；5.6.1 短路电流运算的公式 1、标幺制法概念 任意一个出名值得物理量与同单位的基准值之比,称为标幺值；它是个相对值,无单位的纯数,可用小数或百分数表示；基准值是可以任意挑选的,挑选以运算便利、简单为目的；通常标幺值用* A 表示,参考值用A ,实际值用 A 表示,因此 dMVA；基准* A dA/A d按标幺制法进行短路运算时,一般先选定基准容量S 和基准电压 dU ；d在工程运算中,为运算便利, 基准容量一般取Sd100MVA或Sd1000电压通常取元件所在处的短路运算电压,即UdUc；选

52、定了基准容量S 和基准电压U 后,基准电流dI 按下式运算：IdS ddS dC3 U3 U基准电抗X 按下式运算：XdUddU2 C3 IS d2、电力系统中各主要元件电抗标幺制的运算方式（注：UdUc）20 / 44 某工厂供配电系统设计分解（1）电力系统的电抗标幺值式中,X*XsU2/U2 dS dU2S dcCSXdSS dSU2SdX 为电力系统的电抗值；S 为电力系统的容量；（2）电力变压器的电抗标幺值式中,UKX* TXTUK% U2/U2Uk% S dU2Uk%S dcdcXd100 S NS d100 S NU2100 S Nd%为变压器短路电压百分比；X 为变压器的电抗；S

53、 为电力变压器的额定容量；（3）电力线路的电抗标幺值式中,X WLX*OXWLXOl/U2 dXOlS dWLXdS dU2 C为线路的电抗；X为导线单位长度的电抗； l 为导线的长度；（4）无限大容量电力系统三相短路电流周期重量有效值得标幺值：I*IKUc/S ddU2 cX1kId3X3 US dX*由此可得三相短路流量周期重量有效值：IKI*IdIdIsh和i 等；KX然后,即可用前面的公式分别求出I 、 I 、三相短路容量的运算公式为：S K3 UcIk3 UcIdS dX*X*5.6.2 详细运算过程 1、画出相应的等效电路图,如图；依据电气主接线图, 绘制出短路电流运算图； 高压侧

54、 10kv 进线末端确定 K1 为短路 点,电源进线长度为 10km,变压器 T1 低压侧 380v 母线确定 K2 为短路点,变压器 T2 低压侧 380v 母线确定 K3 为短路点；绘制等值电路如图 5.1 所示；21 / 44 某工厂供配电系统设计分解图 5.1 等值电路2、选取基准容量,一般S d100MVA,由UdUc 得：Uc 110.5KV,Uc20 .4KV,得Id1S d100MVA5.05KA3 UCI310.5 KVId2S d100MVA144KA3 UC230.4KV3、运算各元件的电抗标幺值：（1）电力系统的电抗标幺值X*S d100MVA0.2SS500MVA（2

55、）电力线路的电抗标幺值X*X0 lS d0. 351010023 .2wlU2 C 10.5 （3）电力变压器的电抗标幺值XTUK%S d4.510010002 .8100S N1001600（4）求 K-1 点的总电抗标幺值和短路电流和短路容量 总电抗标幺值X*K1 X*X*.023 .23 . 412各三相短路电流周期重量有效值IK1XId11 .55 KA1 . 62KA*K.3 4各三相短路电流22 / 44 某工厂供配电系统设计分解IIIK1.162 KAIsh1 . 511 . 62.2 45 KAish2 . 551 . 62.4 13 KA三相短路容量 3S KXS dk110

56、0 MVA29 . 4 MVA1*3 . 4（5）求 k-2 点的总电抗标幺值和短路电流和短路容量 总电抗标幺值X*K2X*X*X*/X*X*X*X* T0 .232.45.5. 561234Swl22各三相短路电流周期重量有效值IK2XId22144 KA25 .49 KA*K.556各三相短路电流IIIK225.49KAIsh1.0925. 4927.79KAish1. 8425.4946. 90KA三相短路容量 3S K2XS d2100 MVA17 . 70 MVA*5 . 56k（6）将运算结果列成表格形式；表 .5.1 短路电流运算结果表短路运算点三相短路电流 /KA 三相短路容量

57、/MV A K-1 点IKIIIshishS K1.62 1.62 1.62 2.45 4.13 29.41 K-2 点25.49 25.49 25.49 27.78 48.90 17.70 23 / 44 某工厂供配电系统设计分解第六章 一次设备的挑选6.1 电气设备挑选及校验的一般原就1、环境条件和电气要求：环境要求就是指电气设备所处位置（户内或户外）、环境 温度、海拔高度以及有无防尘、防腐、防火、防爆要求；电气要求主要是对电压、电流、频率等供配电系统中的电气设备按正常工作条件进行挑选,就是要考虑电气设备装置的 方面的要求；对开关电器及爱护用设备,如开关、熔断器应考虑其断流才能；电气设备按

58、短路故障情形进行检验,就是要按最大可能的短路故障（通常为三相短路障）时的动、热稳固度进行校验；但熔断器和有熔断器爱护的电器和导体（如电压互 感器等）,以及架空线路,一般不必考虑稳固度、热稳固度的校验,对电缆,也不必进 行动稳固度的校验；在供配电系统中尽管各种电气设备的作用不一样,但挑选的要求和条件有诸多是相同的；为保证设备安全、牢靠地运行,各种设备均应按正常工作条件下的额定电压和额 定电流挑选,并按短路故障条件校验其动稳固度和热稳固度；工作环境要求有：户内、户外、海拔、环境温度、矿山（井）、防尘、防爆等；2、按工作电压挑选电气设备的额定电压UWN一般电气设备和导线的额定电压UN应不低于设备安装

59、地点电网电压（额定电压）,即：UWNUN3、按最大负荷电流挑选电气设备的额定流量导体和电气设备的额定流量是指在额定环境温度下长期答应通过的电流,以IN表示该电流应不小于通过设备的最大负荷电流（运算电路）I30,即I NI304、对开关类电气设备仍应考虑其断流才能I设备的最大开端电流I 或容量 S 应不小于安装地点的最大三相短路电流I3即KI3K5、按短路条件校验电气设备的动稳固度和热稳固度 电气设备在短路故障条件下必需具有足够的动稳固度和热稳固度,以保证电气设备 在短路故障时不致损坏；（1）热稳固度校验；通过短路电流时,导体和电器各部件的发热温度不应超过短24 / 44 某工厂供配电系统设计分

60、解时发热最高答应温度值,即I t 2 t I 3 2 t ima其中 t ima t k 0 . 05 s当 tk 1 时,t ima t k式中,I 3 设备安装地点的三相短路稳态电流,单位为 KA；t ima 为短路发热假象时间,单位为 S；kt 为实际短路时间；tI 为 t 秒（S内答应通过的短路电路值或称 t 秒（S热稳固电路,单位为 KA 、t 为设备生产厂家给出的设备热稳固运算时间,一般为 4S、5S、1S 等；tI 和 t 可查相关的产品手册或产品样书；（2）动稳固度校验；动稳固是指导体和电器承担短路电路机械效应的才能；满意稳固度校验条件是：i max i sh 3 或 I ma