某工厂变电所设计

第一章绪论1.1.1机械械工厂供电的的意义和特点点工厂是工业生产产的主要动力力能源。工厂厂供电设计的的任务是从电电力系统取得得电源，经过过合理的传输输，变换，分分配到工厂车车间中的每一一个用电设备备上。随着工工业电气自动动化技术的发发展，工厂用用电量的迅速速增长，对电电能的质量，供供电的可靠行行以及技术经经济指标等的的要求也日益益提高。供电电设计是否完完善，不仅影影响工厂的基基本建设投资资，运行费用用和有色金属属的消耗量，而而且也反映到到工厂供电的的可靠性和工工厂的安全生生产上，他与与企业的经济济效益，设备备和人身安全全等是密切相相关的。供电设计的任务务是从厂区以以外的电网取取得电源，并并通过厂内的的变配电中心心分配到下厂厂的各个供电电点。它是工工程建设施下下的依抓，也也是日后进行行验收及运行行维修的依据据。供电设计计首先要确定定供电系统并并进行用电负负荷计算，然然后将设计的的供电系统图图及用电容量量向供电部门门申请。申请请用电容量的的大小应满足足生产需要，也也要考虑到节节省投资和节节约能源，这这就要求设计计者对对工艺艺专业和公用用专业用电负负荷系数有足足够的把握。在在设计计算中中除了查找资资料外，还必必须借助于设设计者在实践践中长期积累累的经验数据据。由于机械械工厂车间组组成类型多，产产品、工艺日日新月异，对对供电要求各各不相同，非非专业设计院院或个体设计计者一不了解解机械生产工工艺和生产规规律，要作出出好的设计，相相对来说要困困难些。比如如机加工车间间，从设备明明细表中看出出用电电量颇颇大，大小设设备用电量相相差较大，用用电特点是短短时下作制的的设备多，机机加工设备辅辅助传动电机机一般仅工作作几秒钟，而而停歇时间却却达几分钟、甚甚至几小时。在在作负荷计算算时对设备下下作时间要了了解,并把不同的的用电设备按按组划分确定定其计算功率率。工厂供电工作要要很好地为工工业生产服务务，切实保证证工厂生产和和生活用电的的需要，并做做好节能工作作，就必须达达到下列基本本要求：①安全在在电能的供应应，分配和使使用中，不应应发生人身事事故和设备事事故②可靠应应满足电能用用户对供电可可靠性即连续续供电的要求求③优质应应满足电能用用户对电压和和频率等质量量的要求④经济供供电系统的投投资要省，运运行费用要低低，并尽可能能节约电能和和减少有色金金属的消耗量量此外，在供电工工作中，应合合理的处理局局部和全局，当当前和长远等等关系，既要要照顾全局和和当前的利益益，又要有全全局观点，能能顾全大局，适适当发展。机械工厂供电设设计是机械行行业工程设计计的重要组成成部分，它的的设计质量已已引起有关部部门的关注。对对设计单位的的选择应参照照国际贯例，采采取招、投标标的方式。对对设计单位的的专业技术水水平以及声誉誉和资历等都都应成为能否否承担设计任任务的重要条条件。设计部部门的专业技技术水平以及及设计的标准准化、规范化化和发展规划划都与机械下下程项目的成成功、合理、安安全、经济密密切相关。1.1.2本工工厂负荷性质质本厂除空压站，煤煤气站部分设设备为二级负负荷外，其余余均为三级负负荷。关于负负荷性质，按按GB500052-5《供配电系系统设计规范范》规定，根根据电力负荷荷对供电可靠靠性的要求及及中断供电在在政治经济上上所造成的损损失或影响程程度，电力负负荷分为以下下三级：一级负荷中断供电将将造成人身伤伤亡者；中断断供电将在政政治上，经济济上造成重大大损失，例如如重要的交通通枢纽，重要要通信枢纽，重重要宾馆，大大型的体育场场，经常用与与国际活动的的大量人员集集中的公共场场合等用电单单位中重要的的电力负荷。在在一级负荷中中，当中断将将发生中毒，爆爆炸和火灾等等情况的负荷荷，以及特别别重要的场所所的不允许中中断供电的负负荷，应重视视为特别重要要的负荷。二级负荷中断供电将将在政治，经经济上造成较较大损失者，例例如主要设备备损坏，大量量产品报废，连连续生产过程程被打乱需较较长时间才能能恢复，重点点企业大量减减产等；中断断供电将影响响重要用电单单位的正常工工作者，例如如交通枢纽，用用电枢纽，通通信枢纽等用用电单位中重重要的电力负负荷以及中断断供电造成大大型影剧院，大大型商场等较较多人员集中中的公共场所所秩序混乱者者。三级负荷不属于一级级负荷和二级级负荷的电力力负荷。本机械厂为机械械制造工厂，所所以要求用两两回路供电，供供电变压器也也应有两太（这这两台变压器器不一定在同同一变压所）。在在其中一回路路或一台变压压器发生故障障时，不至于于断电。1.1.3工厂厂供电系统总总述工厂供电系统是是由工厂总降降压变电所（高高压变电所），高高压配电线路路，车间变电电所，低压配配电线路及用用电设备组成成。一般中型型工厂的电源源是6~10kkV。电能先经经高压配电所所，有高压配配电线路将电电能分送至各各个车间变电电所。车间变变电所内装设设有电力变压压器，将6~10kkV的高压降为为一般低压用用电设备所需需的电压，通通常降为220/3380V（220V为三相电路路相电压，380V为其线电压压）。如果工工厂有6~10kkV的高压用电电设备，则由由高压配电所所直接对其配配电。图是一个比较典典型的中型工工厂供电的简简图。该简图图只用一根线线来表示三相相线路，即绘绘成单线图的的形式，而且且该图除母线线分段开关和和低压联络线线上装设的开开关外未绘出出其他开关电电器。从上图可看出，该该厂是典型的的“单母线分段段制”。在任一电电源进线发生生故障或进行行检修而被切切除后，可以以利用闭合母母线分段开关关，由另一条条电源进线对对整个配电所所（特别是其其中的重要负负荷）进行配配电，从而提提高了供电的的可靠性。这这类接线的配配电所通常的的运行方式是是；母线分段段开关闭合，整整个配电所由由一条电源进进线作为备用用。工作电源源通常来自公公共电网（电电力系统）。而而备用电源通通常通过联络络线来自邻近近单位的变，配配电所。上图所示高高压配电所有有四条高压配配电出线，供供电给三个车车间变电所，其其中1车间变电所所和3号车间变电电所各装有一一台配电变压压器，而2号车间变电电所装有两台，并分分别有两段母母线供电，其其低压侧有采采用单母线分分段制，因此此对重要的低低压用电设备备可由两段母母线交叉供电电，各车间变变电所的低压压侧，均设有有低压联络线线相互连接，以以提高供电系系统运行的可可靠性和灵活活性。此外，该该高压配电所所还有一条高高压配电线，直直接供给一组组高压电动机机；另有一条条高压线，直直接与一组高高压并联电容容器相连。3号车间变电电所低压母线线上也连接一一组低压并联联电容器。这这些并联电容容器都是用来来补偿无功功功率提高功率率因数的。对于大型工厂及及某些进线电电压为35kV几以上的中中型工厂，通通常经过两次次降压，也就就是电源进厂厂以后，先经经总电压变电电所，其中装装有较大容量量的电力变压压器，将35kV及以上的电电源电压降为为6~10kkV的配电电压压，然后通过过6~10kkV高压配电线线将电能送到到各个车间变变电所，也有有的经高压配配电所在送到到车间变电所所，最后经车车间变电所的的配电变压器器降为一般低低压设备所需需的电压。其其系统简图如如下图所示。有的35kV进进线的工厂，只只经一次降压压，既35kV线路直接引引入靠近负荷荷中心的车间间变电所，经经车间变电所所的变压器直直接降为低压压用电设备所所需的电压，如如图所示。这这种供电方式式，称为高压压深入负荷中中心的直配方方式。这种直直配方式，可可省去一级中中间变压，从从而简化的供供电系统，节节约的有色金金属，降低电电能损耗和电电压损耗，提提高供电质量量。然而这要要根据厂区的的环境条件是是否满足35kV架空线路深深入负荷中心心的“安全走廊”而定，否则则不宜采用，以以确保供电安安全。由以上分析可知知，配电所的的任务是接受受电能和分配配电能，不改改变电压，而而变电所的任任务是接受电电能，变换电电压和分配电电能。以上所所讲变，配电电所中的母线线，有称汇流流线，其任务务是汇集电能能和分配电能能。以上所讲讲的工厂供电电系统，是指指从电源进线线进厂起到高高低压用电设设备进线端止止的整个电路路系统，包括括厂内的变，配配电所和所有有高低压配电电线路。1.1.4计计算机辅助设设计(CAD)在供电系统统中的应用计算机机辅助设计(CAD)已应用于供供电系统，并并取得一些可可喜成果.用CAD技术进行系系统分析，并并应用于实践践，旨在推动动CAD技术在工业业等各个领域域中的应用.1供电CAD系系统的分析供电系系统CAD，目前主要要用来进行各各种参数计算算，方案的比比较确定，装装置、设备的的选择，绘图图及数据处理理等.因此，从用用户的角度来来看，作为一一个满意的供供电的CAD系统，一般般应该有以下下的性能品质质.1、灵灵活性即具有有各种灵活的的输人方式和和输出方式，以以满足用户的的要求.2、交交互性即具有有最方便的人人机对话功能能，对话简单单易行，使不不同水平的用用户易于掌握握应用.3、可可靠性即系统统工作的不间间断性.4、可可扩展性即系系统能较容易易地进行功能能的扩充和完完善5、可可维护性即系系统运行中维维护方便，操操作简便等.1.1.5工厂厂配电电压的的选择（一）工厂供电电的选择工厂供电电压的的选择，主要要取决于当地地电网的供电电电压等级，同同时也要考虑虑工厂用电设设备的电压，容容量和供电距距离等因素。由由于同样的配配送功率和输输送距离条件件下，配电电电压越高，线线路电流越小小，因而线路路采用的导线线或电缆截面面越小，从而而可以减少线线路的初投资资和有色金属属消耗量且可可减少线路的的电能损耗的的电压损耗。下下表示出各级级电压线路合合理的输送功功率和输送距距离，供参考考。表：各级电力线线路合理的输输送功率和输输送距离线路电压线路结构输出功率/kWW输出距离/kmm0.38架空线≤100≤0.250.38电缆线≤175≤0.356架空线≤1000≤106电缆线≤3000≤810架空线≤20006~2010电缆线≤5000≤1035架空线2000~10000020~5066架空线3500~30000030~100110架空线10000~55000050~150220架空线100000~~5000000100~3000（二）工厂高压压配电电压的的选择工厂高压配电电电压的选择，主主要取决于工工厂高压用电电设备的电压压及其容量，数数量等因素。工工厂采用的高高压配电电压压通常为10kV。如果工厂厂拥有相当数数量的6kV用电设备，或或者供电电源源电压就是6kV，则可考虑虑采用6kV电压作为工工厂的高压配配电电压。如如果不是上述述情况，6kV用电设备数数量不多，则则应选择10kV作为工厂的的高压配电电电压，而6kV高压设备则则可通过专用用的10/6．3kV的变压器单单独供电。如果当地的电源源电压为35kV，而厂区环环境条件又允允许采用35kV架空线路和和较经济的35kV设备时，则则可考虑采用用35kV作为高压配配电电压深入入工厂各车间间负荷中心，并并经车间变电电所直接降为为低压用电设设备所需的电电压。这种高高压深入负荷荷中心的直配配方式，可以以省去一级中中间变压，大大大简化供电电系统接线，节节约有色金属属，降低电能能损耗和电压压损耗，提高高供电质量，因因此有一定的的推广价值。但但必须考虑厂厂区要有满足足35kV架空线路深深入负荷中心心的“安全走廊”，以确保安安全。（三）工厂低压压配电电压的的选择工厂的低压配电电电压，一般般采用220/3380V，其中线电电压380V接三相动力力设备和380V的单相设备备，相电压220V接一般照明明灯具和其他他220V的单相设备备。但某些场场合宜采用660V甚至更高的1140V作为低压配配电电压。例例如矿井下，由由于负荷中心心往往离变电电所较远，因因此为保证负负荷端的电压压水平而采用用比380V更高的电压压配电。采用用660V或1140V（只用于矿矿井下）电压压配电，较之之采用380V配电，不仅仅可以减少线线路的电压损损耗，提高负负荷端的电压压水平，而且且能减少线路路的电能损耗耗，降低线路路的有色金属属消耗量和初初投资，增大大配电范围，提提高供电能力力，减少变电电点，简化供供配电系统。因因此提高低压压配电电压有有明显的经济济效益，是节节电的有效措措施之一，这这在世界各国国已成为发展展的趋势。但但是将380V升高为660V，需电器制制造部门全面面配合。我国国现在采用660V电压的工业业，尚只限于于采矿，石油油和化工等少少数部门。至至于220V电压，现在在规定不作为为低压三相配配电电压，而而只作为单相相配电电压和和单相用电设设备的额定电电压。‘ABC’法简简述我国工厂设计工工作者提出‘ABC’法求计算负负荷，其特点点是：1运用概率论的的基本原则找找出计算负荷荷与设备容量量之间的关系系；2利用单元功率率的概念和‘AB‘列表法，将将繁杂的功率率运算简化为为台数的运算算，使运算简简单准确，适适宜工厂设计计利用。利用‘ABC’’求计算负荷荷的公式为式子中DD——单台等值功功率（kW），D可取任意值值，一般取D=3kW；——该组用电设设备的利用系系数A=B=‘ABC’法也也把计算负荷荷看作是平均均负荷P与计算负荷荷对平均负荷荷参差值的叠叠加，但它对对这个参差值值的估算，是是由设备的容容量总平方和和的方根表征的，该该方根随设备备台数N和设备的容容量P而变化，容容量值越大，对对方根的影响响越大，如一一台100kW的设备，就就相当于3KW的设备1100台，这一点点是符合负荷荷变化的实际际的。‘ABC’法适适用于连续工工作制，短时时，反复短时时工作制类设设备，只要一一组设备的利利用系数明确确，就可方便便的确定它的的计算负荷P，与此同时时，还可得出出平均功率，有有效功率，前前者可用来计计算电能需要要和确定功率率因数补偿装装置等。后者者可用来计算算电能损耗。整整个运算可在在一次列表中中完成。通过过所列表格，可可以求出车间间主干线，变变电所，配电电所，全尝等等各级配电点点的负荷，各各级运算中不不必乘以同期期系数，计算算本身也和方方便，只需对对设备台数进进行简单的加加法，不牵涉涉到设备容量量的繁琐计算算，因而节约约了时间。‘ABC’法的另一特特点，就是它它的基本计算算系数是最大大负荷班的平平均系数，该该系数的数值值确定，易于于通过实测取取得，因而使使本方法具有有使用价值。第二章设计的的基础材料及及方案论证2.1.1设计计总基础资料料（1）厂区平面面布置图表：本厂产品及及单耗产品类型单位数量（套）单位重量（kgg/套）每公斤重耗电量量kwh/kkg耗电量（kwhh）特大型中型小型共计套套套500020万10万200200.51510100万2000万50万2150万（2）负荷类型型及大小配电计点名称设备台数n设备容量/kww计算有功功率//kw计算无功功率//kw计算视在功率／／kw计算电流/A一车间701419470183506770二车间17722236124167441130三车间3717559202769571452工具,机修车间间811289496129510775空气站煤气站4512668541688721374全厂总负荷604104634087165944856811配电计点名称功率因数cossφtgφ平均有功功率／／kw平均无功功率//kvar有功功率损耗//kw无功功率损耗//kw变压器容量/(kv·A))一车间0.930.393541381050630二车间0.820.685123481574800三车间0.960.363219019961000工具,机修车间间0.920.264001041051630空气站煤气站0.980.563312517871000全厂总负荷3159132589447.65000本厂除动力站，房房部分设备为为二级负荷外外，其余均为为三级负荷（3）工厂为二二班制全年工厂工工作小时数为为4500小时，最大大负荷利用小小时数：Tmax==4000小时。年耗耗电量约为2015万kWh（有效生产产时间为10个月）（4）电源工厂东北方方向6公里处有新新建地区降压压变电所，110/335/10kkV，1×25MMVA变压器一台台作为工厂的的主电源，允允许用35kV或10kV中的一种电电压，以一回回架空线向工工厂供电。35kV厕系统的最最大三相短路路容量为1000MMV·A，最小三相相短路容量为为500MMV·A。备用电源此外外，由正北方方向其他工厂厂引入10kV电缆作为备备用电源，平平时不准投入入，只在该工工厂主电源发发生故障或检检修时提供照照明及部分重重要负荷用电电，输送容量量不得超过全全厂计算负荷荷的20%。（5）功率因数数供电部门对对功率因数的的要求为当以以35kV供电时，cosΦ≥0.85。（6）电价计算算供电部门实行两两部电价制。1基本电价：按按变压器安装装容量每1kV·A，6元/月计费；2电度电价：供供电电压为35kV时，β=0.5元/（kWh）；供电电电压为10kV时，β=0.55元（kWh）。附加投投资：线路的的功率损失在在发电厂引起起的附加投资资按1000元/kW计算（7）工厂的自自然条件本厂所在地地区年最高气气温为38，年平均均温度为23，年最低低气温为-8，年最热月月最高气温为为33，年最热热月平均气温温为36，年最热热月地下0.8m处平均温度度为35。当地主导导风向为东北北风，年雷暴暴日数为20。本厂所在在地区平均海海拔高度为500m，地层以砂砂粘土为主，地地下水位为2m。2.1.2供电电方案论证由于本地区仅能能提供35kV或10kV中的一种电电压，所以将将两种电压的的优缺点扼要要分析如下：：（一）35KVV与10KV供电特点方案一：采用335kV电压供电的的特点1供电电压较高高，线路的功功率损耗及电电能损耗小，年年运行费用低低；2电压损失小，调调压问题容易易解决；3对cosΦ的的要求较低，可可以减少提高高功率因数补补偿设备的投投资；4需建设总降压压变电所，工工厂供电设备备便于集中控控制管理，易易于实现自动动化，但要多多占一定的土土地面积；5根据运行统计计数据，35kV架空线路的的故障比10kV架空线路的的故障低一半半，因而供电电的可靠性高高；6有利于工厂的的进一步扩展展方案二：采用110kV电压供电的的特点1不需要投资建建设工厂总降降压变电所，并并少占土地面面积；2工厂内不装设设主变压器，可可简化接线，便便于运行操作作；3减轻维护工作作量，减少管管理人员；4供电电压较335kV低，会增加加线路的功率率损耗和电能能损耗，线路路的电压损失失也会增大5要求cosΦΦ的值高，要要增加补偿设设备的投资6线路的故障比比35kV的高，即供供电可靠性不不如35kV。（二）经济技术术指标的比较较方案一：正常运运行时以35kV单回路架空空线供电，由由邻厂10kV电缆线路作作为备用电源源。根据全厂厂计算负荷情情况，S30=44885kV·AA，而只有少少数的负荷为为二级负荷，大大多数为三级级负荷，故拟拟厂内总降压压变电所装设设一台容量为为5000kV·A的变压器，型型号为SJL1--5000//35型，电压为35/100kV，查产品样样本，其有关关技术参数为为：ΔP0=6.9kWW,ΔPk=45KW,UK%=7,II0%=1.1变压器的功功率损耗为:有功功率损耗为为：ΔPT≈ΔP0+ΔP（）2=6.9+445×()2=43.11kW无功功率损耗为为：ΔQT≈ΔQ0+ΔQN（）2=SN[+(）2=35kV线路功功率等于全厂厂计算负荷与与变压器功率率损耗之和。P’30=P30+ΔPT=40877+43.11=41300.1kVQ’30=Q30+ΔQT=16599+336..6=19995.6kVV=cosΦ.=P’30/S’30=I’30=SS’30/UN=考虑本厂负荷的的增长是逐渐渐的，为了节节约有色金属属消耗量，按按允许发热条条件选择导线线截面，而未未采用经济电电流密度选择择导线截面。查查有关手册或或产品样本，选选择钢芯铝铰铰线LGJ--35，起允许电电流为170A>>I’30=75..67A满足要求。该该导线单位长长度电阻R0=0.85Ω/km,单位长度电电抗X0=00.36Ω/km。查有关设计手册册，经过计算算，35kV供电的投资资费用Z1见表，年运运行费用F1见表表355kV的投资费用用项目说明单价（万元）数量费用（万元）线路综合投资LGJ-351.2万元/kkm6km7.2变压器综合投资资SJL-50000/3510万1台1035kV断路器器SW2-35//10002.1万1台2.8避雷器及电压互互感JDJJ-355+FZ-3350.9万各1台1.3附加投资1000元/kkW130.7kWW13.07共计34.37表35kVV供电的年运运行费用F1项目说明明费用（万万元）线路折旧费线路投资55%0.336电气设备折旧费费按设备投资资8%1.1128线路电能损耗费费ΔFL=6.0045变压器电能损耗耗费4.312共计11.845方案二：采用110kV电压供电，厂厂内不设总降降压变电所，即即不装设变压压器，故无变变压器损耗问问题。此时，10kV架空线路计计算电流II30=S30/UN=44855/×10==258.995A而coosΦ=P30/S30=40887/44885〈0.95不符合要求求为为使两个方案案比较在同一一个基础上进进行，也按照照允许发热条条件选择导线线截面。选择择LGJJ-70，钢芯铝铰线线，其允许载载流量为275AA，R0=0.46Ω/km，X0=0.3665Ω/km。10kV线路电电压损失为（线线路长度l=6km）；=（4087××6×0.446×16559×6×00.365）/10=11491.33V==14.9%%>5%表10kV供电的投资资费用项目说明单位数量费用（万元）线路综合投资LGJ-701.44万元//km6km8.64附加投资1000元/kkWh555.22kkW55.522合资64.162表10kV供电电的年运行费费用项目说说明费费用线路折旧费以投资的5%计计0..432线路电能损耗费费ΔFL=477.249共计47.6681在上述各表中，变变压器全年空空载工作时间间为8760小时；最大大负荷利用小小时Tmax=40000小时；最大大负荷损耗小小时可由Tmax=45500和cosΦ=0.9查有关手册册中关系曲线，得得出=23000小时；β为电度电价[35kV时，β=0.5元/（kW·h）；10kV时，β=0.55元/（kW·h）]。由上述分析计算算可知，方案案一较方案二二的投资费用用及年运行费费用均少。而而且方案二以以10kV电压供电，电电压损失达到到了极为严重重的程度，无无法满足二级级负荷长期正正常运行的要要求。因此，选选用方案一，即即采用35kV电压供电，建建设厂内总降降压变电所，无无论从经济上上还是从技术术上来看，都都是合理的。第三章总降压压变电所及主主接线图设计计3.1.1总降降压变电所位位置选择及要要求根据前面已确定定的供电方案案，结合本厂厂厂区平面示示意图，如图图本工厂的降降压变电所设设在工厂的东东北部，原理理如下：靠电源进线侧，接接近负荷中心心；进出线方便，远远离工厂中心心区，不影响响工厂厂区面面积的利用；；靠近铁路专线，便便于变，配电电设备运输；；位于煤气站，锅锅炉房等空气气污染源的上上风侧，环境境洁净；与锻工车间保持持足够距离以以免受震动影影响；远离人员集中区区，有利于安安全便于保卫卫；根据运行要求，对对总降压变电电所提出以下下要求：1总降压变电电所装设一台台5000kkV·A，35/100kV的降压变电电所，与35kV架空线路接接成线路—变压器组。为为便于检修，运运行，控制和和管理，在变变压器高压侧侧进线处应设设置高压断路路短路器。2根据规定，备备用电源只有有主电源线路路解列及变压压器有故障或或检修时才允允许投入，因因此备用10kV电源进线断断路器在正常常工作时必须须断开。3变压器二次次侧（10kV）设置少油油断路器，与与10kV备用电源进进线断路器组组成备用电源源自动投入装装置（APD），当工作作电源失去电电压时，备用用电源立即自自动投入。4变压器二次次侧10kV母线采用单单母线分段接接线。变压器器二次侧10kV接在分段Ⅰ上，而10KV备用电源接接在分段Ⅱ上。单分母母分段联络开开关在正常时时闭合，重要要二级负荷可可接在母线分分段Ⅱ，在主电源源停止供电时时，不至于使使重要负荷的的供电受到影影响。5本总降压变变电所的操作作电源来自备备用电源断路路器前的所用用变压器。当当主电源停电电时，操作电电源不至于停停电。3.1.2总降降压变电所的的主接线图第四章短路电电流计算4.1.1短路路电流计算计算短路电流的的等值线路如如下：1.求个元件电电抗（用标幺幺制法计算）设基准容量，而基准电流⑴电力系统电抗抗当时，当时，⑵架空线路电抗抗⑶主变压器电抗抗2.K-1点点三相短路电电流计算系统最大运行方方式时，总电电抗标幺值=0.1+0..1578==0.25778系统最小运行方方式时，总电电抗标幺值因此，系统最大大运行方式时时，三相短路路电流及短路路容量各为1.56/0..2578==6.05kkA==100/00.25788=387..89MV··A而系统最小运行行时，三相短短路电流及短短路容量各为为=2.55×44.36=111.12kkA=3.K-2点点短路电流计计算系统最大运行方方式时=0.1+0..1578++1.19==1.65778系统最小方式运运行时=0.2=0..1578==1.19==1.75778因此，三相短路路电流及短路路容量各为=5.50/11.44788=3.322kA=5.50/11.54788=3.133kA=3.32kAA=3.13kAA=2.55×33.32=88.47kkA=上述短路电流计计算结果，如如表所示三相短短路电流计算算表短路计算点运行方式短路电流/kAA短路容量/（MMV·A）K-1最大6.056.056.0515.43387.89最小4.364.364.3611.12279.49K-2（K-3）最大3.323.323.328.4760.32最小3.133.133.137.9856.89第五章高低低压电气设备备选择5.1.1高低低压熔断器的的选择与校验验熔体电流的选择择（1）保护电力力线路的熔断断器熔体电流流的选择通常电力线线路的末端多多为单台电动动机或电动机机组负荷。国国际GB500055—93《通用用电电设备配电设设计规范》规规定：保护交交流电动机的的熔断器熔体体额定电流“应大于电动动机的额定电电流，且其安安秒特性曲线线计及偏差后后略高于电动动机起动电流流和起动时间间。当电动机机频繁起动和和制动时，熔熔体的额定电电流还应加大大1-2级”。据此，保保护电力线路路的熔断器熔熔体电流可按按下列条件进进行选择。①熔体额定电流流（IN.FE）应应大于线路的的计算电流，即即IN.FE②熔体额定电流流应躲过线路路的尖峰电流流。由于尖峰峰电流是短时时最大工作电电流，考虑熔熔体的熔断需需要一定的时时间，因此满满足躲过尖峰峰电流的条件件为式中K——小于于1的计算系数数。对单台电动机的的线路：当电电动机起动时时间tst＜3s时，取K=0.225～0.35当tstt=3s～8s时，取K=0.335～0.5当tstt＞8s或电动机为为频繁起动、反反接制动时，取K=0.5～0.6对多台电动机的的线路：取K=0.5～1。③熔体额定电流流与被保护线线路的配合。当当线路过负荷荷或短路时，为为保证绝缘导导线或电缆不不致因过热烧烧毁而熔断器器不熔断的事事故发生，要要求式中Ial———绝缘导线和和电缆的允许许载流量；Kool——绝缘导线和和电缆的允许许短时过负荷荷系数。若熔断器公作短短路保护，对对电缆和穿管管绝缘导线取取2.5，对明敷绝绝缘导线取1.5；若熔断器器除作短路保保护外，还兼兼作过负荷保保护时可取1；对有爆炸炸性气体区域域内的线路，则则应取0.8。如果按所选择的的熔体电流不不满足上式的的配合要求，可可依据具体情情况改选熔断断器的型号规规格，或适当当加大绝缘导导线和电缆的的截面。（2）保护电力力变压器的熔熔断器熔体电电流的选择对于6～10KV的电力变压压器，容量在在1000KKV·A用以下者，均均可在高压侧侧装设熔断器器作短路及过过负荷保护，可可按下式选择择熔体的额定定电流。式中IIN，TT——电力变压器器的额定一次次电流。综合考虑了以以下三个方面面的因素：熔体额定电流应应躲过变压器器允许的正常常过负荷电流流；熔体额定电流应应躲过来自变变压器低压侧侧电动机自起起动引起的尖尖峰电流；熔体额定电流应应躲过变压器器空载投入时时的励磁涌流流。（3）保护电压压互感器的熔熔断体电流的的选择由于电压互互感器正常运运行时二次侧侧接近于空载载，因此保护护电压互感器器的熔断熔体体额定电流一一般选0。5A。2．熔断器的选选择及校验（1）熔断器的的额定电压大大于或等于安安装处的额定定电压。（2）熔断器的的额定电流应应大于或等于于它所安装熔熔体的额定电电流。（3）熔断器的的类型应与实实际安装地点点的工作条件件及环境条件件（户内、户户外）相适应应。（4）熔断器应应满足安装处处对断流能力力的要求，为为此熔断器需需进行断流能能力的校验。①对“限流式”熔断器可按按下式进行校校验：式中熔断器的的最大分断电电流；熔断器安装处处三相次暂态态短路电流有有效值，在无无限大容量系系统中②对“非限流式式”熔断器可按按下式进行校校验：式中熔断器器安装处三相相短路冲击电电流有效值。③对具有断流能能力上下限断断器可按下式式进行校验：：式中——熔断断器最大分断断电流有效值值；——熔断器最小小分断电流有有效值；——熔断器安装装处最大三相相短路冲击电电流有效值；；——熔断器安安装处最小三三相短路冲击击电流有效值值。对IT系统（中性性点不接地系系统）取最小小两相短路电电流；对IT或TN系统（中性性点接地系统统）取单相短短路电流或单单相接地短路路电流。（5）熔断路应应满足保护灵灵敏度的要求求，以保证在在保护区内发发生短路故障障时能可靠地地熔断。保护护灵敏度可按按下式进行校校验：式中被保护护线路末端在在系统最小运运行方式下的的最小短路电电流。对TT、TN系统取单相相短路电流或或单相接地故故障电流；对对IT系统取两相相短路电流；；对安装在变变压器高压侧侧的熔断器，取低压侧母线的两相短路电流折算到高压侧之值。此外，前后级熔熔断器之间还还应满足选择择性配合的要要求，即线路路发生故障时时，靠近故障障点的熔断器器先熔断，切切除故障，从从而使系统其其他部分迅速速恢复正常运运行。5.1.2低压压开关设备的的选择与校验验低压开关设备的的选择与校验验，主要指低低压断路器、低低压刀开关、低低压刀熔开关关以及低压负负荷开关的选选择与校验。下下面重点介绍绍低压断路器器的选择、整整定与校验。（1）低压断路路器过电流脱脱扣器的选择择过电流脱扣扣器的额定电电流应大于等于于线路的计算算电流，即（2）低压断路路器过电流脱脱扣器的整定定①瞬间过电流脱脱扣器支作电电流的整定，瞬瞬时过电流脱脱扣器的动作作电流应躲过线路路的尖峰电流流，即式中可靠系数。对对动作时间在在0.02s以上的DW系列断路器器可取1.35；对动作时时间在0.02s及以下的DZ系列断路顺顺宜取2～2.5。②短延时过电流流脱扣器动作作电流和时间间的整定，短短延时过电流流脱扣器的动动作电流应躲躲过线路的尖尖峰电流即式中——可靠靠系数，取1.2。短延时过电流脱脱扣器的动作作时间分0.2s、0.4s及0.6s三级，通常常要求前一级级保护的动作作时间比后一一级保护的动动作时间长一一个时间级差差（0.2s）。③长延时过电流流脱扣器动作作电流和时间间的整定，长长延时过电流流脱扣器一般般用于作过负负荷保护，动动作电流仅需躲过线线路的计算电电流，即式中——可靠靠系数，取1.1。动作时间应躲过过线路允许过过负荷的持续续时间，其动动特性通常为为反时限，即即过负荷电流流越大，动作作时间越短。过电流脱扣器与与被保护线路路的配合，当当线路过负荷荷或短路时，为为保证绝缘导导线或电缆不不致因过热烧烧毁而低压断断路器的过电电流脱扣器拒拒动的事故发发生，要求式中为绝缘导导线或电缆的的允许载流量量；为绝缘导线或或电缆的允许许短时过负荷荷系数。对瞬瞬时和短延时时过电流脱扣扣器取4.5；对长延时时过电流脱扣扣器取1；对保护有有爆炸性气体体区域内的线线路，取0.8。如果按式所选择择的过电流脱脱扣器不满足足上式的配合合要求，可依依据具体情况况改选过电流流脱扣器的动动作电流，或或适当加大绝绝缘导线或电电缆的截面。（3）低压断路路器热保护脱脱扣器的选择择热脱扣器的的额定电流应大于等于于线路的计算算电流，即（4）低压断路路器热保护脱脱扣器的整定定期热保护脱扣扣器用于作过过负荷保护，其其动作电流需需躲过线路的的计算电流，即即式中可靠系数，通通常取1.1，但一般应应通过实际测测度进行调整整。（5）低压断路路器型号规格格的选择与校校验①断路器的额定定电压应大于于或等于安装装的额定电压压。②数路器的额定定电流应大于于或等于它所所安装过电流流脱扣器与热热脱扣器的额额定电流。③断路器应满足足安装处对断断流能力的要要求。对动作时间在00.02s以上的DW系列断路器器，要求式中——断路器器的最大分断断电流；——断路器安装装处三相短路路电流稳态值值。对动作时间在00.02s及以下的DZ系列断路器器，要求或（6）低压断路路器还应满足足保护对灵敏敏度的要求以保证在保保护区内发生生短路故障时时能可靠动作作，切除故障障。保护灵敏敏度可按下式式进行校验式中——低压压断路器瞬时时或短延时电电流脱扣器的的动作电流；；K———保护最小灵灵敏度，一般般取1.3；被保护线路末末端在单相接接地电流；对对IT系统取下两两相短路电流流5.1.3电流流互感器的选选择与校验（1）电流互感感器应按以下下条件选择。①电流互感器的的额定电压应应大于或等于于所接电网的的额定电压。②电流互感器的的额定电流应应大于或等于于所接线路的的额定电流。③电流互感器的的类型和结构构应与实际安安装地点的安安装条件、环环境条件相适适应。④电流互感器应应满足准确度度等级的要求求。为满足电流互感感器准确度等等级的要求，其其二次侧所接接负荷容量S2不得大于规规定准确度等等级所对应的的额定二次容容量S2N，即S2NNS2电流互感器的二二次负荷S2按下式计算算式中——电流互互感器二次侧侧额定电流，一一般为5A——电流互感器器二次侧总阴阴抗；——二次回路中中所有串联的的仪表、继电电器电流线圈圈阻抗之和，可可由相关的产产品样本查得得；——电流互感器器二次侧连接接导线的电阻阻；——电流互感器器二次回路中中的接触电阻阻，一般取0.1（2）电流互感感器应按以下下条件校验动动、热稳定度度多数电流器给出出了相对于额额定一次电流流的动稳定倍倍数（Kes）和1秒钟热稳定定倍数（Kt）,因此其动稳稳定度可按下下式校验其热稳定度可按按下式校验如电流互感器不不满足式上面面式子的要求求，则应改选选较大变流比比或具有较大大的S2N或|Z2.all|的互感器，或或者加大二次次侧导线的截截面。5.1.4电压压互感器应按按以下条件选选择电压互感器的额额定电压应大大于或等于所所接电网的额额定电压。电压互感器的类类型应与实际际安装地点的的工作条件及及环境条件（户户内、户外；；单相、三相相）相适应。电压互感器应满满足准确度等等级的要求。为满足电压互感感器准确度等等级的要求，其其二次侧所接接负荷容量S2不得大于规规定准确度等等级所对应的的额定二次容容量S2N，即S2NNS2其中式中——的的接侧量仪表表和继电器电电压线圈消耗耗的有功功率率之和；——所接测量仪仪表和继电器器电压线圈消消耗的无功功功率之和。由于电压互感器器一、二侧均均有熔断器保保护，因此不不需校验动、热热稳定度。根据上述述短路电流计计算结果，按按正常工作条条件和按工作作条件选择和和短路情况校校验确定的总总降压变电所所高，低压电电气设备如下下：5.1.5主变变压器保护装装置的选择表表①主变35kVV侧设备如下下所示设备名称及型号号计算数据高压断路器SW2-35//1000隔离开关GW2-35GG电压互感器JDJJ-355电流互感器LCW-35避雷器FZ-35U=35kVI30==822.48A6.05kA387.89kkAi15.43=35kV1000A24.8kA1500MV··A63.4kA35kV600A50kA35kV35kV150/535kV②主变10kVV侧设备（主主变压器低压压侧及备用电电源进线）如如表所示。该设设备分别组装装在高压开关关柜GG-1A（F）中。其中10kV母线按经济济电流密度选选为LMY-3（50×5）铝母线，其其允许电流740AA大于10kV侧计算电流288..7A，动稳定均均满足要求。10kV侧设备的布布置，排列顺顺序及用途如如下图所示：：表：10kkV侧电气设备备设备名称及型型号计算数据高压断路器隔离开关电流互感器隔离开关备注U=10kV69.07MVVA=9.69kAA10kV600A16kA300MVA40kA10kV600A30kA52kA10kV400/5,300/5557kA10kV600A30kA52kA采用GG-1A(F)高压开关关柜③10kV馈电电线路设备选选择。以去一一车间的馈电电线为例，10kV馈电线路设设备如下该设备组装在111台GG-1A（F）型高压开开关柜中，其其编号，排列列顺序及用途途见图所示。10kVV馈电线路设设备设设备名称及型型号计算数据高压断路器SN10-100/600隔离开关CN6-10TT/600电流互感器LDC-10//0.5电力电缆ZLQ20-110-3255U=10kV60.32MVVA=8.47kAA10Kv600A16kA300MVA40kV10Kv600A30Ka52kV10kV300/510kV80AAmin=188.7<A=25第六章车间变变电所位置和和变压器数量量容量车间变电所的位位置，变压器器的数量和容容量，可根据据厂区平面图图提供的车间间分布情况及及车间负荷的的中心位置，负负荷性质，负负荷大小等，结结合其他各项项原则，与工工艺，土建有有关方面协商商确定。本厂厂拟设6个车间变电电所，每个变变电所装设一一台变压器，其其位置如下图图所示，变压压器容量见下下表变电缩名称位置及类型变压器台数及××容量（kVA）变压器型号一车间二车间三车间锻工车间工具，机修车间间空气，煤气630800100010006301000SL7-6300/10SL7-8000/10SL7-10000/10SL7-10000/10SL7-6300/10SL7-10000/10第七章厂内内高压配电线线路的选择与与配电装置设设计7.1.1厂内内高压配电线线路的选择为了便于管理，实实现集中控制制，尽量提高高用户用电的的可靠性，在在总降压变电电所馈电线路路不多的前提提下，首先考考虑采用放射射性配电方式式，如图所示示。由于本厂区内面面积不大，各各车间变电所所与总降压变变电所距离较较近，厂区高高压配电网采采用直埋电缆缆线路。由于线路很短，电电缆截面按发发热条件进行行选择，然后后进行热稳定定度校验。以一车间变电所所T1为例，选择择电缆截面。根据负荷提供的的一车间(B5)视在计算功功率S30（1）=50kVVA其10kV的计算电流==查有关样本或设设计手册，考考虑今后发展展留有余地，选选用ZLQ200-325型铝芯纸绝绝缘铝包钢带带铠装电力电电缆，在UN=10kV，其允许电电流值为80A，大于计算算电流，合格格。因为厂区不大，线线路很短，线线路末端短路路电流与始端端电流相差无无几，因此以以10kV母线上短路路时（k-2点）的短路电流流校验。min===118.8<25合格其他截面选择类类同，计算结结果如下：线路序号线路用途计算负荷计算电流归算值值Ijs(A)选定截面S(mm2)线路长度Pjs(kw)Pq·js(kvar)投资（元）L-1L-2L-3L-4L-5L-6470612735920496854183416487270129168294351.7552950252525252525802002501003003507.1.2配电电装置设计户内配电装置由于10kV电气设备采采用成套的高高压开关柜，因因此户内配电电装置比较简简单，由于供供电系统主接接线图可知，10kV配电室内共共有高压开关关柜11个（其中2个为备用），其其布置示意图图如下。此外外配电室附近近还设有控制制室，值班室室等。户内配电装置355kV的变压器及及其他电气设设备均置与虎虎外，布置图图如上面的平平面图第八章继电保保护的选择与与整定总降压变电所需需要设置以下下保护装置：：主变压器保保护，10kV馈电线路保保护，备用电电源进线保护护以及10kV母线保护。此此外，还需要要设置备用电电源自动投入入装置和绝缘缘检查装置。8.1主变压器器保护及整定定根据总降压变电电所变压器容容量及重要性性，并参照规规程规定，主主变压器一次次侧应设置带带有定时限的的过电流保护护及电流速断断保护。同时时还应装设气气体（瓦斯）保保护及温度信信号等。主变变压器的继电电保护原理电电路图如图所所示。(1)定时限过过电流保护采用三个电电流互感器接接成完全星形形接线方式，以以提高保护动动作灵敏度，继继电器选用DL-11型。动作电电流整定如下下。取保护装置可靠靠系数=1..2，接线系数数=1，返回系数数=0.885，电流互感感器变比=1150/5==30，变压器一一次侧最大负负荷电流取2倍的一次侧侧额定电流即即所以动作电流动作电流整定值值为8A。动作时间间与10kV母线保护配配合，10kV馈电线的保保护动作时间间为0.5S，母线保护护动作时间为为1S，则主变压压器过电流保保护动作时间间为tt=0.5++1=1.55s其保护灵敏度按按变压器二次次侧母线在系系统最小运行行方式时发生生两相短路换换算到一次侧侧的电流值来来检验。而=故灵敏度=>1.5满足要求(2)电流速断断保护采用两相不不完全星形接接法进行电流流速断保护，动动作电流躲过过系统最大运运行方式时变变压器二次侧侧三相短路电电流值，速断断电流整定如如下：取1.5，=1,而二次侧三三相短路电流流换算到一次次侧的短路电电流值为故速断电流=1.5×11×948..6/30==47.433A速断保护灵敏敏度，按变压压器一次侧在在系统最小运运行方式时的的两相短路电电流来验证，即即=符合要求8.1.2变压压器10kV馈电线路保保护及整定由降压变电所送送至每一车间间变电所的线线路需设过电电流和速断保保护。电流互互感器接成不不完全星型，继继电器选用GL-15型。(1)过电流保保护过电流保护护的动作电流流整定值按下下式计算取，而电流互互感器变比和线路最大大负荷电流可根据各馈电线线路具体情况况而定。根据据计算结果选选出相近动作电流值值。过电流保保护动作时间间，因为需要要与低压侧的的空气断路器器相配合，故故选为0.5S。灵敏度可按下式式进行1.5式中380V侧侧母线发生两两相短路的短短路电流最小小值，且换算算到10kV侧的数过电流保护装置置的动作电流流整定值。（2）速断保护护素短保护的的动作电流应应按躲过变压压器二次侧380V低压母线三三相短路电流流的换算值来来整定。即式中由变压器低低压侧380V母线三相短短路电流值来来检验，计算算公式为：1.5至于备用电源进进线保护，10kV母线等继电电保护整定计计算类同第九章防雷雷与接地独立避雷针宜设设独立的接地地装置在非高高土壤电阻率率地区，其工工频接地电阻阻。当有困难难时，可将接接地装置与主主接地网进行行连接，但避避雷针与主接接地网的地下下连接点至35kV及以下设备备与主接地网网的地下连接接点之间，沿沿接地线的长长度不得小于于15m。独立避雷针及其其引下线与变变配电装置在在空气中的水水平间距（单单位为m），应满足足下列两式要要求：式中——避雷针针的冲击接地地电阻（单位位为）；h———避雷针检验验点的高度（单单位为m）。独立避雷针的接接地装置与变变配电所主接接地网在地中中的水平间距距（单位为m），应满足足下列两式要要求：且装设避雷线在在35kV及以上的变变配电所可利利用避雷线（架架空地线）来来防护直击雷雷。架设1~2km的避雷线，以以消除近区进进线上的雷击击闪络，避免免其引起的雷雷电侵入波对对变配电所电电气装置的危危害。进线保护段范围围内的电杆工工频接地电阻阻。进线保护段上的的避雷线保护护角不宜大于于，最大不应应大于。装设避雷器用以防止雷雷电侵入对变变配电所电气气装置特别是是对主变压器器的危害高压架空线路的的终端杆装设设阀式或排气气式避雷器。如如果进线是具具有一段引入入电缆的架空空线路，则架架空线路终端端装设的避雷雷器应与电缆缆头处的金属属外皮相连并并一同接地。每组高压母线上上都应装设阀阀式避雷器。边边电所内所有有的阀式避雷雷器应以最段段的接地线与与配电装置的的主接地网相相连。对35kV主变压器来来说，如35kV进线为1km长，进线为1路，则阀式式避雷器与主主变压器的最最大电气距离离为25m，进线为2路此最大电电气距离为40m。对3~10kkV主变压器来来说，进线为为1路的最大电电气距离为10m，2路为20m。图为35kVV及以上架空空进线和电缆缆进线的雷电电侵入波过电电压保护结线线图图为6-10kkV配电装置的的雷电侵入波波过电压保护护结线图6-10kV配配电变压器低低压中性中性性点不接地时时，应在中性性点装设击穿穿保险器。35/0..4kV配电变压器器，低压侧应应与高压侧一一样装设阀式式避雷器保护护。变压器两两侧的避雷器器应与变压器器中性电及其其外壳一同接接地（中性点点接地时）保护电力装置的的避雷针和避避雷线的保护护范围1单支避雷针的的保护半径r=1.5hhp式中r——保护护半径（单位位为m）；h———避雷针高度度（单位为m）；当h〈120m时，按实际际高度取；当当h120m时取120m；p———高度影响系系数，h30m时p=1，30m〈p120m时，p=5.55/。2在被保护物高高度水平面上的的保护半径当时式中——避雷针针有效高度（单单位为m）当〈0.5h时时双支等高避雷针针的保护范围围两针外侧的保护护范围按以上单针针的计算方法法确定。两针间的保护范范围按通过两针针顶点A.B及保护范围围上部边缘最最低点O的圆弧确定定。O点离地高度度（单位为m）按下式计计算：式中D——两针针间水平距离离（单位为m）。两针间高度水平平面上的最小小保护宽度（单单位为m）按下式计计算：式子中——被保保护物高度（单单位为m）图双支等高避雷雷针的保护范范围为防御直接雷击击，在总降压压变电所内设设避雷针。根根据用户内外外配电装置建建筑面积及高高度，设三支支避雷针：一一支为25m高的独立避避雷针，另两两支为置于户户内配电装置置建筑物边缘缘的15m高的附设式式避雷针。根根据上面做图图计算采用上上面三支避雷雷针可安全保保护整个总降降压变电所不不受直接雷击击。为防止雷电波的的侵入，在35kV进线杆前设500m架空避雷线线，且在进线线断路器前设设一组FZ-36型避雷器，在在10kV母线的Ⅱ分段上各设设一组FS-10阀型避雷器器。总降压变电所接接地采用环形形接地网，用用直径50mm长2500m钢管做接地地体，深埋1m，用扁钢连连接，经计算算接地电阻不不大于4，符合要求求第十章车间间电力及照明明设计10.1车间间电力系统图图根据工艺所所提工艺平面面及工艺设备备清单；公用用系统用电设设备及容量；；按照土建所所提结构建筑筑资料，可绘绘出车间电力力平面图，并并可相应绘出出车间电力系系统图车间配电线路选选择（1）单台设备备配电线路选选择以M7475磨磨床为例，它它由五台电机机组成，额定定安装容量为为=16+3+33+1.5++0.65==14.155kW若各电机的功率率因数=0..85；各电机的的效率均为ηη=0.85，由于是一一台设备，所所以=24.15kkW=50..83A若按允许载流量量选择导线，则则应满足发热条件允许的的长期工作电电流（A），按环境境温度为，三三根穿于钢管管内，由查表表得BLX-5500，16导线的允允许载流量==51A，大于计算算电流。在实际工作中，往往往是根据设设备总容量，环环境温度，敷敷设情况直接接查表得出所所需导线截面面的。配电箱引线的选选择以配电箱为例例（1）配电箱配配给设备的台台数和容量，利利用系数及功功率因数。=0.14=0.5（2）利用A，B，C法求A，A+2B及C值A=A+2B==36+8+336+1=881=0.14查表表得C=3.55（3）求=按导线允许载流流量选择导线线由查表可得BLX-5500，35导线，三三根穿于钢管管内，在周围围环境温度是是时载流量为81A大于计算电电流，选择该该导线穿管是是合适的。实际工程中，只只要计算出A，A+2B值可以直接接查表得出管管线截面，如如本设计可列列出如下表，中中有的引下线线截面，本应应小于16，但由于于考虑机械强强度及线路保保护的要求，通通常要选16管线。线路截面（）X-11153096320487BBX-500031500G23×150+225GX-2641320155393X-33931483140X-4915928X-546516X-6711223X-7281923296X-815451648X-915371546X-1015371546X-1119872266X-1216291544X-1323761441X-1424811471X-