某机修厂配电系统设计

=4.9(4-15)式中——电力系统出口断路器的断流容量架空线路的电抗标幺值，查得LGJ-150的单位电抗，而线路长10km,故电力变压器的电抗标幺值，查得S9-1000的短路电压=4.5，故(4-16)(4)求k1点（10.5kV侧）的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量总阻抗标幺值(4-17)三相短路电流周期分量有效值(4-18)三相短路次暂态电流和稳态电流===1.67kA(4-19)三相短路冲击电流=2.55=2.55×1.67kA=4.26kA(4-20)第一个周期短路全电流有效值=1.51=1.51×1.67kA=2.52kA(4-21)三相短路容量(4-22)（5）求k2点（0.4kV侧）的短路电路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量总阻抗标幺值(4-23)三相短路电流周期分量有效值(4-24)三相短路次暂态电流和稳态电流===18.49kA(4-25)三相短路冲击电流=1.84=1.84×18.49kA=34.01kA(4-26)第一个周期短路全电流有效值=1.09=1.09×18.49kA=20.15kA(4-27)短路电流计算结果见表4-1表4-1一台主变运行时短路电流计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/K11.671.671.674．262.5230.40K218.4918.4918.4934.0120.1512.844.2变电站一次设备的选择与校验正确地选择设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济的重要条件。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。电气设备的选择同时必须执行国家的有关技术经济政策，并应做到技术先进、经济合理、安全可靠、运行方便和适当的留有发展余地，以满足电力系统安全经济运行的需要。4.2.1一次设备选择与校验的条件为了保证一次设备安全可靠地运行，必须按下列条件选择和校验：(1)按正常工作条件，包括电压、电流、频率、开断电流等选择。(2)按短路条件，包括动稳定和热稳定来校验。(3)考虑电气设备运行的环境条件和温度、湿度、海拔以及有无防尘、防腐、防火、防爆等要求。4.2.2按正常工作条件选择1.按工作电压选择设备的额定电压不应小于所在线路的额定电压，即(4-28)2.按工作电流选择设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即(4-29)3.按断流能力选择设备的额定开断电流或断流容量不应小于设备分断瞬间的短路电流有效值或短路容量，即(4-30)或(4-31)4.2.3按短路条件校验短路条件校验，就是校验电器和导体在短路时的动稳定和热稳定。1.隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验(1)动稳定校验条件(4-32)或(4-33)式中、——开关的极限通过电流（动稳定电流）峰值和有效值（单位为kA）；、——开关所在处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值（单位为kA）。(2)热稳定校验条件(4-34)式中——开关的热稳定电流有效值（单位为kA）；——开关的热稳定试验时间（单位为s）；——开关所在处的三相短路稳态电流（单位为kA）；——短路发热假想时间（单位为s）。2.电流互感器的短路稳定度校验(1)动稳定校验条件(4-35)或(4-36)式中——电流互感器的动稳定电流（单位为kA）；——电流互感器的动稳定倍数（对）；——电流互感器的额定一次电流（单位为A）。热稳定校验条件(4-37)或(4-38)式中——电流互感器的热稳定电流（单位为kA）；——电流互感器的热稳定试验时间，一般取1s；——电流互感器的热稳定倍数（对）。4.2.410kV侧一次设备的选择校验表4-310kv侧一次设备的选择校验：项目校验电压10kv电流58A断流能力2.5KA动稳定度校验6.38KA热稳定度额定参数高压少油断路器SN10-10Ⅱ/100010KV1000A31.5KA80KA高压隔离开关GN-10T∕40010KV400A400A40KA高压熔断器RN2-1010KV0.5A50KA电压互感器JDJ-1010∕0.1KV合格电流互感器LQJ-1010KV100∕5A避雷器FS4-1010KV户外隔离开关GW4-1212KV400A30KA4.2.5380V侧一次设备的选择校验表4-4380v侧一次设备的选择校验：选择交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数据380V12307A36.46kA67.08kA一次设备型号参数额定参数低压断路器DW15-1500380V1500A40kA低压断路器DZ20-200380V200A(大于)一般30kA低压断路器DZ20-630380V630A(大于)一般25kA低压刀开关HD13-1500/30380V1500A—低压刀开关HD13-1000/30380V1000A—电流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A630/5A—电流互感器LMZ1-0.5500V400/5A315/5A200/5A—表4-4所选设备均满足要求。4.3高低压母线的选择根据计算电流和《GB50053－9410kV及以下变电所设计规范》中的规定，参照“工厂供电设计指导”（以下所述表均来自此设计指导）表5-28,10KV高压母线选择LMY-3×(40×4)型母线，即相母线尺寸均为40mm×4mm；380V低压母线选择LMY-3×(120×10)+80×6型母线，即相母线尺寸为120mm×10mm,中性母线尺寸为80mm×6mm。小结本章分析无限大容量电力系统发生三相短路时的物理过程及有关物理量，接着重点讲述工厂供电系统三相短路的计算，并介绍短路电流的效应及短路校验条件，最后讲述变配电所电气设备的选择与校验。第五章变电所进出线和低压电缆选择第五章变电所进出线和低压电缆选择5.1变电所进出线的选择范围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电站，则仅选从公共干线到变电站的一段引出线。(3)对于靠墙安装的高压开关柜，柜下进线时一般须经电缆引入，因此架空进线至变电站高压侧，往往需选一段引入电缆。2.高压出线(1)对于全线一致的架空出线或电缆出线，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，则变电站高压出线的选择只选这一段引出电缆，而架空配电线路在厂区配电线路的设计中考虑。3.低压出线(1)如采用电缆配电，应选线路的全长。(2)如经一段穿管绝缘导线引出，再架空配电线路，则变电站低压出线的选择只选这一段引出的穿管绝缘导线，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。5.2变电所进出线方式的选择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供电设计中优先选用。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。5.3变电所进出导线和电缆形式的选择1.高压架空线第六章

防雷与接地(1)一般采用铝绞线。(2)当档距或交叉档距较长、电杆较高时，宜采用钢芯铝绞线。(3)沿海地区及有腐蚀性介质的场所，宜采用铜绞线或防腐铝绞线。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，应采用有外护层的铠装电缆；但在无机械损伤可能的场所，可采用塑料护套电缆或带有外护层的铅包电缆。3.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)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。5.4高压进线和低压出线的选择5.4.110kV高压进线的选择校验采用LJ型铝芯绞线架空敷设，接往10kV公用电源干线。(1)按发热条件选择。由线路最大负荷时的计算电流及室外环境温度34℃，查表8-36，预选择LJ-16，其30℃时的允许持续载流量=93.5A＞=58A，满足发热条件。(2)校验机械强度。查表8-34，因为钢芯铝绞线架空裸导线在6～10kV的允许最小截面为35，因此按发热条件选择的LJ-16不满足机械强度，所以改选LJ-35满足机械强度要求。由于此线路很短，不需检验电压损耗。5.4.2由高压母线至主变的引入电缆的选择校验采用YJL22-10kV型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。按发热条件选择。由线路最大负荷时的计算电流及土壤温度25℃，查表8-44，选择3芯交联聚乙烯绝缘铝芯截面25，其=90A＞=58A，满足发热条件。（2）校验短路热稳定。查得短路热稳定系数C=77(5-1)第五章变电所进出线和低压电缆选择所以所选电缆满足要求。（说明：上式中C值由表5-13查得；按终端变电所保护动作时间0.5s，加断路器时间0.2s，再加0.05s计，故假想时间为0.75s，下同）。小结为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件：发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；强度。由于没有设单独的车间变电所，进入各个车间的导线接线采用TN-C-S系统；从变电所到各个车间及宿舍区用埋地电缆供电，电缆采用VV22型铜芯交联聚氯乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力。第六章

防雷与接地变电所防雷装置设计应参考本地区气象地质材料，设计防雷装置。进行防直击的避雷针保护范围计算，避免产生反击现象的空间距离计算，按避雷器的基本参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号，并确定其接线部位。进行避雷灭弧电压，频放电电压和最大允许安装距离检验以及冲击接地

电阻计算。6.1防雷1.防雷设备防雷的设备主要有接闪器和避雷器。其中，接闪器就是专门用来接受直接雷击（雷闪）的金属物体。接闪的金属称为避雷针。接闪的金属线称为避雷线，或称架空地线。接闪的金属带称为避雷带。接闪的金属网称为避雷网。避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器的火花间隙就被击穿，或由高阻变为低阻，使过电压对大地放电，从而保护了设备的绝缘。避雷器的型式，主要有阀式和排气式等。

2.变配电所的防雷措施

（1）装设避雷针

室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。如果变配电所处在附近高建（构）筑物上防雷设施保护范围之内或变配电所本身为室内型时，不必再考虑直击雷的保护。

第六章

防雷与接地（2）高压侧装设避雷器

这主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏了变电所的这一最关键的设备。为此要求避雷器应尽量靠近主变压器安装。阀式避雷器至3～10KV主变压器的最大电气如下表。

避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起。在每路进线终端和每段母线上，均装有阀式避雷器。如果进线是具有一段引入电缆的架空线路，则在架空线路终端的电缆头处装设阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端与电缆头外壳相联后接地。

（3）低压侧装设避雷器

这主要用在多雷区用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时（如IT系统），其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器或保护间隙。

在本设计中，配电所屋顶及边缘敷设避雷带，其直径为8mm的镀锌圆钢，主筋直径应大于或等于10mm的镀锌圆钢。6.2接地电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体，称为接地体，或称接地极。专门为接地而人为装设的接地体，称为人工接地体。兼作接地体用的直接与大地接触的各种金属构件、金属管道及建筑物的钢筋混凝土基础等，称为自然接地体。连接接地体与设备、装置接地部分的金属导体，称为接地线。接地线在设备、装置正常运行情况下是不载流的，但在故障情况下要通过接地故障电流。

接地线与接地体合称为接地装置。由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的一个整体，称为接地网。其中接地线又分为接地干线和接地支线。接地干线一般应采用不少于两根导体在不同地点与接地网连接。

小结雷电引起的大气过电压会对电器设备和变电所的建筑物产生严重的危害，因此，在变电所必须采取有效的防雷措施，以保证电器设备的安全。下面分情况对防雷装置进行由于雷电侵入波比较常见，且危害性较强，对其保护非常重要。对变电所来说，雷电侵入波保护利用阀式避雷器以及与阀式避雷器相配合的进线保护段；为了其内部的变压器和电器设备得以保护，在配电装置内安放阀式避雷器。第七章设计总结第七章设计总结本次课程设计严格按照设计任务书的要求，依次有序的进行了负荷的统计计算，确定机械厂的需电容量，概述了变电站的地址和型式，选择了变电站的主接线方案，计算短路电流，选择变电站的一次设备，然后根据低压侧各出线负荷计算选择了相应的电缆。经过了准确的理论计算使得本次设计所选方案，从理论和实际的可靠性和实用性角度上来说，基本能够满足工厂供电的负荷要求。在本次设计中，指导教师给予了细心的指导，在此表示