畢業(yè)設計--10千伏車間變電所及低壓配電系統(tǒng)設計

1、<p>　　車間變電所及低壓配電系統(tǒng)設計</p><p>　　The Design of Workshop Substation and Low-voltage Power Distribution System</p><p>　　2013 屆 電氣工程 系</p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化 </p&g

2、t;<p>　　學　　號 </p><p>　　學生姓名 </p><p>　　指導老師 </p><p>　　完成日期 2013年5 月27日</p><p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b></

3、p><p><b>　　畢業(yè)設計開題報告</b></p><p><b>　　摘　要</b></p><p>　　變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，車間變電所起著變換和分配電能的作用，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行，在工廠中有著極其重要的作用。</p><p>　　在對任務書的設計要求分析后，設計

4、需要完成以下工作：工廠的負荷計算和無功功率的補償；變電所位置和形式的選擇；變電所主變壓器的選擇，主接線方案的設計與短路電流計算；變電所一次設備與進出線的選擇、校驗；變電所二次回路的選擇及繼電保護的整定；防雷保護和接地裝置設計；主接線圖等。</p><p>　　本次設計是關于標準件廠冷鐓車間10千伏車間變電所及低壓配電系統(tǒng)的設計。最先從車間的布局考慮，參考了現(xiàn)在很多工廠的平面設計圖，從各部分布局的合理性和經(jīng)濟性入手

5、，對工廠廠區(qū)的供電進行了設計。從接線方式和各部分的計算入手，其中包括負荷計算和短路電流的計算、一次設備穩(wěn)定度的校驗。接下來進行了對變電所高壓進線和低壓出線的選擇，車間配電線路的設計。在變電所二次回路設計及繼電保護整定當中，考慮了各方面的保護及對保護器具的選擇，防雷以及接地保護，考慮到了車間布局的實際情況進行了對防雷接地設備的選擇和設計。最終利用CAD軟件畫好了主接線圖和車間平面布置圖。</p><p>　　關鍵詞

6、：負荷計算　短路電流　繼電保護　</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Substation is an important part of power system,workshop substation plays a role in transformation and distribution of electricity,

7、which directly affect the security and economic power system operation,the plant has an extremely important role. Book design tasks in requirements analysis,the paper consists of the following parts:Load calculation

8、 and compensation of reactive power of the circuit;Location and type selection of substation;Selection of main transformer in substation,design and c</p><p>　　This design is about the standard cold heading w

9、orkshop workshop of 10 kV substation and lv power distribution system.From the first workshop to consider the layout,reference to the many factories graphic design plans for the layout of the various parts of the economy

10、 and the availability of research.Next entered the factory premises of the power supply design.Start with the start of the calculation,including the computational load and short circuit current calculation of equipment a

11、nd a stable </p><p>　　Keywords：Load calculation Short circuit current Relay protection </p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>

12、　　1.1　課題研究的背景1</p><p>　　1.2　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.3　課題研究的主要內(nèi)容2</p><p>　　第2章　負荷計算和無功功率補償3</p><p>　　2.1　車間的負荷計算3</p><p>　　2.1.1　冷鐓車間設備組負荷計算3</p>&

13、lt;p>　　2.1.2　工具、機修車間設備組負荷計算6</p><p>　　2.1.3　車間設備總負荷計算6</p><p>　　2.2　無功功率補償7</p><p>　　第3章　變電所位置和形式的選擇10</p><p>　　3.1　車間變電所類型選擇10</p><p>　　3.2　變電所的所址

14、選擇的一般原則10</p><p>　　第４章　變電所主變壓器型號、容量與臺數(shù)的選擇12</p><p>　　4.1　車間變電所主變壓器型號的確定12</p><p>　　4.2　主變壓器容量確定12</p><p>　　4.3　主變壓器臺數(shù)的選擇13</p><p>　　第5章 變電所主接線設計15&l

15、t;/p><p>　　5.1　變配電所主接線方案的設計原則與要求15</p><p>　　5.2　主接線方案的擬定15</p><p>　　5.2.1　一次側主接線15</p><p>　　5.2.2　二次側主接線15</p><p>　　第6章　短路電流的計算16</p><p>　　6

16、.1　短路計算16</p><p>　　6.2　點三相短路時的短路電流和容量的計算17</p><p>　　6.3　點三相短路時的短路電流和容量的計算17</p><p>　　第7章 變電所一次設備的選擇校驗19</p><p>　　7.1　10kV側一次設備的選擇和校驗19</p><p>　　7.1.1

17、　高壓開關柜的選擇19</p><p>　　7.1.2　高壓斷路器的選擇和校驗20</p><p>　　7.1.3　高壓隔離開關的選擇和校驗20</p><p>　　7.1.4　高壓熔斷器的選擇和校驗22</p><p>　　7.1.5　電壓互感器的選擇和校驗22</p><p>　　7.1.6　電流互感器的

18、選擇和校驗23</p><p>　　7.1.7　10kV側一次設備參數(shù)23</p><p>　　7.2　380V側一次設備的校驗23</p><p>　　7.2.1　配電屏的選擇24</p><p>　　7.2.2　低壓刀開關及低壓熔斷器、低壓斷路器的選擇和校驗24</p><p>　　7.2.3電流互感器

19、的選擇24</p><p>　　7.2.4　380V側一次設備參數(shù)表25</p><p>　　7.3　高低壓母線的選擇25</p><p>　　7.4　母線的短路穩(wěn)定度校驗26</p><p>　　7.4.1　10kV側母線的校驗27</p><p>　　7.4.2　380V側母線的校驗27</p&g

20、t;<p>　　第8章　變電所進出線的選擇與校驗29</p><p>　　8.1　高低壓進出線選擇原則29</p><p>　　8.1.1　高壓進線29</p><p>　　8.1.2　高壓出線29</p><p>　　8.1.3　低壓出線29</p><p>　　8.2 變配電所進出線方式的

21、選擇29</p><p>　　8.3 變配電所進出線導線和電纜型式的選擇30</p><p>　　8.3.1　高壓電纜線30</p><p>　　8.3.2　低壓電纜線30</p><p>　　8.3.3　低壓穿管絕緣導線30</p><p>　　8.3.4　10kV高壓進線的選擇和校驗30</p&

22、gt;<p>　　8.3.5　380V低壓出線的選擇31</p><p>　　8.3.5.1　冷鐓車間各設備組線路選擇校驗31</p><p>　　8.3.5.2　工具車間各回路線路選擇校驗31</p><p>　　8.3.5.3 機修車間的線路選擇校驗32</p><p>　　第9章　變電所二次回路方案的選擇和繼電保

23、護的整定33</p><p>　　9.1 高壓斷路器的操動機構控制與信號回路33</p><p>　　9.2 變電所的電能計量回路33</p><p>　　9.3 變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路34</p><p>　　9.4 備用電源34</p><p>　　9.5 整定繼電保護35</p&g

24、t;<p>　　9.6　變壓器的過負荷保護36</p><p>　　9.7 變壓器的瓦斯保護37</p><p>　　第10章　變電所的防雷保護與接地裝置的設計38</p><p>　　10.1 防雷保護38</p><p>　　10.2 接地裝置38</p><p>　　第11章　確定車

25、間低壓配電系統(tǒng)布線方案40</p><p>　　11.1 車間配電級數(shù)的選擇40</p><p>　　11.2 車間配電電壓的選擇40</p><p>　　11.3 車間配電系統(tǒng)接線方案的選擇40</p><p>　　11.3.1　車間配電系統(tǒng)接線方案的選擇原則40</p><p>　　11.3.2　車

26、間低壓配電系統(tǒng)主接線的選擇40</p><p>　　11.4 車間低壓配電系統(tǒng)布線41</p><p>　　第12章　低壓配電系統(tǒng)導線的選擇42</p><p>　　12.1 各導線和電纜的試用范圍和選擇原則42</p><p>　　12.2　導線和電纜截面的選擇原則42</p><p>　　12.3　冷

27、鐓車間各設備供電導線的選擇42</p><p>　　第13章 控制保護設備的選擇44</p><p>　　13.1 高壓開關柜44</p><p>　　13.2 配電屏44</p><p>　　第14章　結論與展望46</p><p>　　14.1　結論46</p><p>　

28、　14.2　展望46</p><p><b>　　致謝47</b></p><p><b>　　參考文獻48</b></p><p><b>　　附錄49</b></p><p>　　附錄A　外文翻譯49</p><p><b>　　

29、附錄B　附表57</b></p><p>　　表1　冷鐓車間設備明細表57</p><p>　　表2 工具、機修車間負荷計算表58</p><p>　　附錄C　車間低壓配電系統(tǒng)布線圖59</p><p>　　附錄D　車間變電所電氣主接線圖60</p><p><b>　　第1章 緒　

30、論</b></p><p>　　1.1　課題研究的背景</p><p>　　工廠供電設計的任務是從電力系統(tǒng)取得電源，經(jīng)過合理的傳輸、變換、分配到工廠車間中的每一個用電設備上，隨著工業(yè)電氣自動化技術的發(fā)展，工廠用電量快速增長，對電能質(zhì)量、供電可靠性以及技術經(jīng)濟指標等的要求也日益提高，供電設計是否完善，不僅影響工廠的基本建設投資、運行費用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠的可靠性和

31、工廠的安全生產(chǎn)上，它與企業(yè)的經(jīng)濟效益、設備和人身安全等是密切相關的。</p><p>　　本標準件廠主要承擔全國機械及電器制造工業(yè)的標準螺釘配件生產(chǎn)，建有現(xiàn)代化的冷鐓車間、工具車間和機修車間，冷鐓車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設計要根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況以及工廠生產(chǎn)的發(fā)展前景，以安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟為原則，考慮工廠規(guī)模、供電條件、技術要求、自然條件等設計變電所及配電系統(tǒng)。做好該工廠的供電工

32、作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。</p><p>　　1.2　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　在國內(nèi)，變電所的設計中仍然存在很多問題，比如可靠性還欠提高。我國經(jīng)濟的發(fā)展給電力行業(yè)帶來新問題：電力能源的需求持續(xù)增長，電網(wǎng)過負荷運行，減少線路的功率損耗，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。變電所的設計需要既能保證安全可靠性和靈活性，又能保證保護環(huán)境、節(jié)約資源、易于實現(xiàn)自動化設計

33、方案。在這種要求下，變電所電氣主接線簡單清晰、接地和保護安全高效、建筑結構布置緊湊、電磁輻射污染最小已是大勢所趨。</p><p>　　與國外相比，我國主要是舊設備更換新型設備，有人控制變?yōu)闊o人控制。而在國外，高科技的技術和先進的設備已經(jīng)在工廠配電中運用起來。安全，可靠，經(jīng)濟，優(yōu)質(zhì)的宗旨已經(jīng)得到極度提高。低量的電能損耗和保護裝置的高度靈敏性對工廠供電的穩(wěn)定有了保障。</p><p>　　1

34、.3　課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　本文共有14章。首先簡要介紹本設計概況，接著系統(tǒng)地計算各個車間的電力負荷和無功功率補償，選擇變電所位置和形式、變電所主變壓器的類型、臺數(shù)和容量，設計變電所主接線方案，計算短路電流，選擇校驗變電所的一次設備、變電所進出線，還進行了變電所二次回路方案的選擇和繼電保護的整定，變電所的防雷保護與接地裝置的設計，車間低壓配電系統(tǒng)布線的實施方案，低壓配電系統(tǒng)的導線及控制保護設備的

35、選擇。</p><p>　　第2章　負荷計算和無功功率補償</p><p>　　2.1　車間的負荷計算</p><p>　　2.1.1　冷鐓車間設備組負荷計算</p><p>　　冷鐓機Z47-12機組的負荷：</p><p>　　由于該組設備為連續(xù)工作制，其設備功率為：</p><p>　　=

36、=1631 kW=496kW</p><p>　　查資料 Kd=0.17~0.2，取Kd=0.2</p><p><b>　　=0.5</b></p><p><b>　　=1.73</b></p><p>　　= Kd =0.2496 kW=99.2kW

37、 </p><p>　　= =99.21.73 =171kvar =kVA</p><p><b>　　A</b></p><p>　　本設計的其他機組和設備組的負荷計算都如上例。</p><p>　　將冷鐓車間分為五個設備組，各個設備組

38、的計算負荷如下列各表所示：</p><p>　　表2-1　冷鐓車間設備組I計算負荷表</p><p>　　表2-2　冷鐓車間設備組II計算負荷表</p><p>　　表2-3　冷鐓車間設備組III計算負荷表</p><p>　　表2-4 冷鐓車間設備組IV計算負荷表</p><p><b>　　續(xù)表2-4

39、</b></p><p>　　表2-5 冷鐓車間設備組V計算負荷表</p><p>　　2.1.2　工具、機修車間設備組負荷計算</p><p>　　工具、機修車間的計算負荷如表2-6所示：</p><p>　　表2-6 工具、機修車間的計算負荷表</p><p>　　2.1.3　車間設備總負荷計算&l

40、t;/p><p>　　在配電干線上或車間變電所低壓母線上，常有多個用電設備組同時工作，但是各個用電設備組的最大負荷并非同時出現(xiàn)，因此在求配電干線或車間變電所低壓母線的計算負荷時，應計入一個同時系數(shù)。</p><p>　　由前面統(tǒng)計的結果，可知各設備組的有功和無功如下：</p><p>　　設備組1：=44.6kW，=77.2kvar</p><p&g

41、t;　　設備組2：=44.6kW，=77.2kvar</p><p>　　設備組3：=41.5kW，=71.8kvar</p><p>　　設備組4：=55.6kW，=96.0kvar</p><p>　　設備組5：=49.2kW，=84.9kvar</p><p>　　工具車間：=54kW, =63.2kvar</p>&

42、lt;p>　　機修車間：=37.5kW, =43.9kvar</p><p>　　計入同時系數(shù)，取=0.9，=0.95</p><p><b>　　總的計算負荷：</b></p><p>　　==0.9(44.6+44.6+41.5+55.6+49.2+54+37.5) kW294kW</p><p>　　==0.

43、95(77.2+77.2+71.8+96.0+84.9+63.2+43.9) kvar 488kvar</p><p><b>　　=kVA</b></p><p>　　==569.7 kVA kV =865.6A</p><p>　　車間設備總負荷統(tǒng)計如表2-7所示：</p><p>　　表2-7　車間設備總負荷統(tǒng)計表

44、</p><p>　　2.2　無功功率補償</p><p>　　(1)補償前的變壓器低壓側的視在計算負荷為570.3kVA </p><p>　　未進行無功補償時，變電所低壓側的功率因數(shù)為:</p><p>　　1=294.3 kW 570.3 kVA =0.52</p><p><b

45、>　　(2)無功補償容量</b></p><p>　　按規(guī)定，變電所高壓側的0.9，在變壓器低壓側進行無功補償時，低壓側補償后的功率因數(shù)應略高于0.90，這里取=0.92。</p><p>　　要使低壓側功率因數(shù)由1=0.52提高到2=0.92，低壓側需裝設的并聯(lián)電容器容量為: </p><p>　　查資料可選用BCMJ0.4-30-3型電容

46、器，其參數(shù)如表2-8所示：</p><p>　　表2-8 BCMJ0.4-30-3型電容器參數(shù)指標</p><p>　　該電容器補償器額定容量為30kvar，個數(shù)n=357 kvar /30 kvar =11.9，取12個。</p><p>　　(3)補償后變電所低壓側的視在計算負荷為： 　 </p><p>　　變壓器的功

47、率損耗為：</p><p>　　變電所高壓側的計算負荷為： </p><p>　　P30（1）'?294 kW +3 kW =297 kW</p><p>　　補償后工廠的功率因數(shù)為：</p><p>　　(4)車間變電所負荷計算見表2-9：</p><p>　　表2-9 車間變電所負荷計算表</p&g

48、t;<p><b>　　續(xù)表2-9 </b></p><p>　　第3章　變電所位置和形式的選擇</p><p>　　3.1　車間變電所類型選擇</p><p>　　(1)車間附設變電所</p><p>　　變電所變壓器室的一面墻或幾面墻與車間建筑的墻共用，變壓器室的大門朝車間外開。按變壓器位于車間的墻內(nèi)還

49、是墻外，可分為內(nèi)附式和外附式。</p><p>　　(2)車間內(nèi)變電所 </p><p>　　(3)露天（或半露天）變電所 </p><p>　　(4)獨立變電所 </p><p><b>　　(5)桿上變電臺</b></p><p>　　(6)地下變電所 </p><

50、;p><b>　　(7)樓上變電所</b></p><p><b>　　(8)成套變電所 </b></p><p><b>　　(9)移動式變電所</b></p><p>　　上述的車間附設變電所、車間內(nèi)變電所、獨立變電所、地下變電所和樓上變電所，均屬室內(nèi)型變電所。露天、半露天變電所和桿上變電臺

51、，則屬室外型變電所。成套變電所和移動式變電所，則室內(nèi)型和室外型均有。</p><p>　　室內(nèi)型運行維護方便，占地面積少。在選擇工廠總變配電型式時，應根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜，技術經(jīng)濟合理時，應優(yōu)選用室內(nèi)型,本設計選用車間內(nèi)變電所。</p><p>　　3.2　變電所的所址選擇的一般原則</p><p>　　變配電所所址的選擇，應根據(jù)下列要求并經(jīng)技術分析比較后確定

52、：</p><p>　　(1)盡量接近負荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。</p><p>　　(2)進出線方便，特別是要便于架空進出線。</p><p>　　(3)接近電源側，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。</p><p>　　(4)設備運輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運輸。</

53、p><p>　　(5)不應設在有劇烈振動或高溫的場所，無法避開時，應有防振和隔熱的措施。</p><p>　　(6)不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠離時，不應設在污染源的下風側。</p><p>　　(7)不應設在廁所、浴室和其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。</p><p>　　(8)不應設在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下

54、方。當與有爆炸或火災危險環(huán)境的建筑物毗連時，應符合現(xiàn)行國家標準GB50058-1992《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》的規(guī)定。</p><p>　　(9)不應設在地勢低洼和可能積水的場所。</p><p>　　變電所的位置選擇應根據(jù)選擇原則，經(jīng)技術、經(jīng)濟比較后確定。根據(jù)接近負荷中心，偏向電源側的選擇方法。本車間變電所已給出，位于車間的東北角。</p><p>

55、　　第４章　變電所主變壓器型號、容量與臺數(shù)的選擇</p><p>　　4.1　車間變電所主變壓器型號的確定</p><p>　　在選擇變壓器時，應選用低損耗節(jié)能型變壓器，如S9系列或S11系列。S11型與S9型配電變壓器主要性能比較，S11型配電變壓器在技術性能上有4大進步：</p><p>　　(1)空載電流平均下降60％～80％；</p><

56、p>　　(2)空載損耗平均下降20％～35％；</p><p>　　(3)總重量平均下降8％～10％；</p><p>　　(4)噪聲只有40～50dB。</p><p>　　在多塵或有腐蝕性氣體嚴重影響變壓器安全的場所，應選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器；供電系統(tǒng)中沒有特殊要求和民用建筑獨立變電所常采用三相油浸自冷電力變壓器。</p><p

57、>　　由于S11系列變壓器油箱采用全密封結構，變壓器不與空氣接觸，運行可靠性比S9系列變壓器高，而且兩者價格相差不大，所以本設計選擇S11系列三相油浸式自冷電力變壓器。</p><p>　　4.2　主變壓器容量確定</p><p>　　確定總降壓變電所主變壓器的容量，要依據(jù)其所供的負荷容量和負荷等級來求。</p><p>　　對于裝設一臺主變壓器的變電所，主變

58、壓器容量應不小于總的計算負荷，即</p><p>　　≥ （4-1）</p><p><b>　　即≥570 kVA</b></p><p>　　對于裝設兩臺主變壓器的變電所，每臺主變壓器的容量應不小于總的計算負荷的60%～70%，一般取最大值，留有一定裕量。同時每臺主變壓器容量應不小于所有一、二級負

59、荷的總和，即</p><p>　　≥（60%～70%） （4-2）</p><p>　　≥ （4-3）</p><p>　　按裝設一臺算變壓器容量最大為570 kVA。</p><p>　　所以主變壓器容量確定為630 kVA。 </p>

60、<p>　　4.3　主變壓器臺數(shù)的選擇</p><p>　　選擇主變壓器臺數(shù)時應考慮下列原則：</p><p>　　(1)應滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一級、二級負荷的變電所，應采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一級、二級負荷繼續(xù)供電。對只有二級而無一級負荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須在低壓側敷設與其他變電所相連的聯(lián)絡

61、線作為備用電源，或另有自備電源。</p><p>　　(2)對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大，采用經(jīng)濟運行方式的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器。</p><p>　　(3)除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但是負荷集中且容量相當大的變電所，雖為三級負荷，也可以采用兩臺或多臺變壓器。</p><p>　　(4)在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應適當考慮負荷的

62、發(fā)展，留有一定的余地。</p><p>　　根據(jù)設計要求和主變壓器臺數(shù)選擇原則，可選兩種方案。</p><p>　　方案1：選一臺S11-630/10三相油浸式電力變壓器。</p><p>　　方案2：選兩臺S11-315/10三相油浸式電力變壓器。</p><p>　　S11-630/10 電力變壓器參數(shù)見表4-1：</p>

63、<p>　　表4-1　 S11-630/10電力變壓器參數(shù)</p><p>　　S11-315/10 電力變壓器參數(shù)見表4-2：</p><p>　　表4-2　 S11-315/10電力變壓器參數(shù)</p><p><b>　　續(xù)表4-2</b></p><p>　　兩種主變選擇方案比較見表4-3：</p&

64、gt;<p>　　表4-3 兩種主變選擇方案比較</p><p>　　從上表可以看出，按技術指標，裝設一臺主變的主結線方案和裝設兩臺主變的主接線方案相差不大，但按經(jīng)濟指標，裝設一臺主變的方案遠優(yōu)于裝設兩臺主變的方案，因此決定采用裝設一臺主變的方案。</p><p>　　第5章 變電所主接線設計</p><p>　　5.1　變配電所主接線方案的設計原

65、則與要求</p><p>　　變配電所主接線，應根據(jù)變配電所所在供電系統(tǒng)中的地位，進出線回路數(shù)，設備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，并應滿足安全，可靠，靈活，經(jīng)濟等要求。</p><p>　　(1)主接線方案的技術指標：</p><p>　?、俟╇姷陌踩?，主接線方案在確保運行維護和檢修的安全方面的情況。</p><p>　?、诠╇姷目煽啃?，主接線

66、方案在與用電負荷對可靠性要求的適應性方面的情況。</p><p>　?、酃╇姷碾娔苜|(zhì)量主要是指電壓質(zhì)量，含電壓偏差、電壓波動及高次諧波等方面的情況。</p><p>　?、苓\行的靈活性和運行維護的方便性。</p><p>　　(2)主接線方案的經(jīng)濟指標：</p><p>　?、倬€路和設備的綜合投資額</p><p>　

67、　②變配電所的年運行費</p><p><b>　?、酃╇娰N費</b></p><p>　?、芫€路的有色金屬消耗量</p><p>　　5.2　主接線方案的擬定</p><p>　　5.2.1　一次側主接線</p><p>　　由于本設計中車間變電所主變壓器只選擇了一臺，所以一次側采用線路-變壓器

68、組單元接線。</p><p>　　5.2.2　二次側主接線</p><p>　　由于一次側采用線路-變壓器組單元接線，屬于單電源供電，所以二次側主接線采用單母線不分段接線。</p><p>　　并且單母線不分段接線具有接線簡單清晰，使用設備少，較為經(jīng)濟等特點，它適用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負荷用戶，本設計車間屬于三級負荷，滿足要求，主接線圖見附錄D。</p

69、><p>　　第6章　短路電流的計算</p><p><b>　　6.1　短路計算</b></p><p>　　計算短路電流主要是選擇和校驗電氣設備，以及為了繼電保護的整定與靈敏度校驗。變電所短路電流的計算因考慮到有多個電壓等級，故一般用標幺值法。</p><p><b>　　(1)確定基準值</b>&

70、lt;/p><p>　　S=100 MVA,U=10.5 kV, U=0.4 kV</p><p>　　(2)計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值</p><p>　?、匐娏ο到y(tǒng)的電抗標幺值</p><p>　　, 因此= =0.5</p><p>　　②電纜線路的電抗標幺值</p><p>　　可

71、按表6-1取其電抗平均值。</p><p>　　表6-1　電力線路每相的單位長度電抗平均值</p><p><b>　　,因此 </b></p><p>　?、垭娏ψ儔浩鞯碾娍箻绥壑?lt;/p><p><b>　　.5 , 因此 </b></p><p><b>　

72、　= = =9</b></p><p>　　繪制短路等效電路圖如圖6-1所示：</p><p>　　圖6-1　短路等效電路圖</p><p>　　6.2　點三相短路時的短路電流和容量的計算</p><p>　　(1)計算短路回路總阻抗標幺值</p><p>　　(2)計算點所在電壓級的基準電流</p&

73、gt;<p>　　(3)計算點處短路電流各值</p><p><b>　　沖擊電流</b></p><p><b>　　沖擊電流有效值 </b></p><p><b>　　短路容量 </b></p><p>　　6.3　點三相短路時的短路電流和容量的計算 &

74、lt;/p><p>　　(1)計算短路回路總阻抗標幺值</p><p>　　(2)計算點所在電壓級的基準電流</p><p>　　(3)計算點短路電流各值</p><p><b>　　沖擊電流 </b></p><p><b>　　沖擊電流有效值 </b></p>

75、<p><b>　　短路容量 </b></p><p>　　計算結果列表6-2：</p><p>　　表6-2　短路計算結果</p><p>　　第7章 變電所一次設備的選擇校驗</p><p>　　7.1　10kV側一次設備的選擇和校驗</p><p>　　裝設地點條件見表7-

76、1：</p><p>　　表7-1 裝設地點條件</p><p>　　7.1.1　高壓開關柜的選擇</p><p>　　高壓開關柜應滿足GB3906-1991《3-35 kV交流金屬封閉開關設備》標準的有關要求，柜體由殼體、電器元件、各種機構及連線等組成，柜內(nèi)有斷路器、隔離開關、互感器等設備。</p><p>　　(1)選擇開關柜的型號&l

77、t;/p><p>　　主要根據(jù)負荷等級選擇開關柜的型號，一般一、二級負荷選擇移開式開關柜，如, , 型開關柜，三級負荷選擇固定式開關柜，如KGN-10, GG-1A（F）型開關柜。</p><p>　　GG-1A（F）型防誤高壓開關柜是戶內(nèi)固定式，具有防誤操作閉鎖裝置的高壓開關柜。適用于三相交流50Hz單母線和單母線分段系統(tǒng)，作為接受與分配額定電壓3-10千伏，額定電流最大至1000A，10k

78、V額定開斷電流最大至31.5kA。用于工礦企業(yè)變、配電站的交流50Hz，3-10kV的三相單母線系統(tǒng)中，接受和分配電能之用。GG-1A（F）型高壓開關柜上加裝閉鎖裝置而成滿足能源部提出的“五防”要求，即：</p><p>　?、俜乐箮ж摵煞趾细綦x開關。   ②防止誤入帶電間隔。    ③防止誤分合斷路器。    ④防止帶電掛接

79、地線。    ⑤防止帶接地線合閘。</p><p>　　本設計屬于三級負荷，所以選用GG-1A（F）型開關柜合適。</p><p>　　(2)選擇開關柜回路方案號</p><p>　　本設計是電纜進線，查表選擇回路方案號11和54。</p><p>　　(3)計量柜選GG-1A（J）型，方案號03。</p

80、><p>　　7.1.2　高壓斷路器的選擇和校驗</p><p>　　高壓斷路器不僅可以切斷或閉合高壓電路中的空載電流和負荷電流，而且當系統(tǒng)發(fā)生故障時通過繼電器保護裝置的作用，切斷過負荷電流和短路電流，它具有相當完善的滅弧結構和足夠的斷流能力，可分為：油斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等。</p><p>　　GG-1A（F）型防誤高壓開關柜的主開關采

81、用SNl0-10型系列少油斷路器。根據(jù)裝設地點條件選擇SN10-10I/630型斷路器，查電氣設備手冊選擇斷路器參數(shù)如表7-2：</p><p>　　表7-2 斷路器技術參數(shù)</p><p>　　額定電壓：，考慮變壓器事故過負荷的能力40%。</p><p>　　額定電流：本變電所最大長期工作電流，</p><p><b>　　即

82、。</b></p><p>　　動穩(wěn)定校驗：，， ，滿足要求。</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗： </p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　斷流能力校驗：，額定開斷電流，，滿足要求。</p><p>　　溫度校驗：SN10-10I/630斷

83、路器允許使用環(huán)境溫度：-40℃-40℃，10kV變電所車間內(nèi)最熱月平均溫度為30℃，地中最熱月平均溫度為20℃，符合要求。</p><p>　　通過以上校驗可知,10kV側選SN10-10I/630高壓斷路器完全符合要求。</p><p>　　7.1.3　高壓隔離開關的選擇和校驗</p><p>　　高壓隔離開關的功能主要是隔離高壓電源、道閘操作、開合小電流電路，以

84、保證其他設備和線路的安全檢修，但隔離開關沒有專門的滅弧裝置，因此不能用來開斷負荷電流或短路電流，與斷路器配合操作時，必須遵循“先通后斷”的原則。</p><p>　　常用高壓隔離開關參數(shù)如表7-3所示：</p><p>　　表7-3　戶內(nèi)高壓隔離開關</p><p>　　根據(jù)裝設地點條件選戶內(nèi)高壓隔離開關為GN6-10T/600和GN8-10T/600。其技術參數(shù)如

85、表7-4：</p><p>　　表7-4 高壓隔離開關技術參數(shù)</p><p>　　戶內(nèi)高壓隔離開關的校驗：</p><p><b>　　額定電壓：</b></p><p>　　額定電流：>本變電所最大長期工作電流</p><p><b>　　即，滿足要求。</b>

86、</p><p>　　動穩(wěn)定校驗：，，，滿足要求。</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗： </p><p><b>　　，滿足要求。</b></p><p>　　溫度校驗：GN6-10T/600高壓隔離開關允許使用環(huán)境溫度：-40℃-40℃。</p><p>　　10kV變電所車間內(nèi)最熱

87、月平均溫度為30℃，地中最熱月平均溫度為20℃，符合要求。通過以上校驗可知，10kV側選GN6-10T/600和GN8-10T/600高壓隔離開關完全符合要求。</p><p>　　7.1.4　高壓熔斷器的選擇和校驗</p><p>　　在3～35kV的電站和變電所常用的高壓熔斷器有戶內(nèi)高壓限流熔斷器，最高額定電壓能達40.5kV，常用的型號有RN1、RN3、RN5、XRNM1、XRNT1

88、、XRNT2、XRNT3型，主要用于保護電力線路、電力變壓器和電力電容器等設備的過載和短路；RN2和RN4型額定電流均為0.5A，為保護電壓互感器的專用熔斷器。根據(jù)裝設地點條件高壓熔斷器選擇RN2-10。其技術參數(shù)如表7-5：</p><p>　　表7-5　高壓熔斷器技術參數(shù)</p><p><b>　　額定電壓：</b></p><p>　　

89、斷流能力=31.5kA=10.45kA，滿足要求。</p><p>　　溫度校驗：RN2-10熔斷器允許使用環(huán)境溫度：-40℃-40℃。</p><p>　　10kV待設變電所車間內(nèi)最熱月平均溫度為30℃，地中最熱月平均溫度為20℃，符合要求。</p><p>　　通過以上校驗可知,10kV側選RN2-10高壓熔斷器完全符合要求。</p><p&

90、gt;　　7.1.5　電壓互感器的選擇和校驗</p><p>　　常用電壓互感器技術參數(shù)如表7-6所示：</p><p>　　表7-6 常用電壓互感器技術參數(shù)</p><p>　　根據(jù)裝設地點條件電壓互感器選擇JDZJ-10，額定電壓：，滿足要求。</p><p>　　7.1.6　電流互感器的選擇和校驗</p><p&g

91、t;　　LQJ-10型澆注絕緣電流互感器，為供額定頻率50Hz，額定電壓10kV的電力系統(tǒng)中作電流、電能測量和繼電保護用. 根據(jù)裝設地點條件選擇LQJ-10型電流互感器合適，其技術參數(shù)如表7-7所示：</p><p>　　表7-7　電流互感器技術參數(shù)</p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：；； </b></p><p><b>　　

92、,符合要求。</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：；；</b></p><p><b>　　=，符合要求。</b></p><p>　　通過以上校驗可知，選擇LQJ-10型電流互感器符合要求。</p><p>　　7.1.7　10kV側一次設備參數(shù)</p>&l

93、t;p>　　10kV側一次設備參數(shù)表如表7-8所示：</p><p>　　表7-8 10kV側一次設備參數(shù)表</p><p>　　7.2　380V側一次設備的校驗</p><p>　　=380V，=362.8kVA//0.38kV=551A</p><p><b>　?。?lt;/b></p><p

94、>　　所以裝設地點條件如表7-9：</p><p>　　表7-9 380V側裝設地點條件</p><p>　　7.2.1　配電屏的選擇</p><p>　　配電屏主要是進行電力分配，配電屏內(nèi)有多個開關柜，每個開關柜控制相應的配電箱，電力通過配電屏輸出到各個車間的配電箱。再由各個配電箱分送到具體的用戶。</p><p>　　低壓配電屏是

95、按一定的接線方案將有關低壓一、二次設備組裝起來，用于低壓配電系統(tǒng)中動力、配電之用。</p><p>　　低壓配電屏的種類有PGL型和GGD型，GGD型交流低壓配電柜性能與PGL型低壓配電屏差不多，考慮到PGL型價格便宜，經(jīng)濟效果好，因此本設計用PGL型低壓配電屏。</p><p>　　7.2.2　低壓刀開關及低壓熔斷器、低壓斷路器的選擇和校驗</p><p>　　常

96、用低壓刀開關和低壓斷路器的參數(shù)指標如表7-10：</p><p>　　表7-10 常用低壓刀開關和低壓斷路器的參數(shù)指標</p><p>　　按裝設地點額定電壓和額定電流選擇以上設備均可，在此選用低壓刀開關HD13-1500/30，低壓斷路器DW15-1000/3。</p><p>　　斷流能力校驗：，，滿足要求。</p><p><b

97、>　　電流互感器的選擇</b></p><p>　　LMZJ1系列電流互感器適用于額定頻率50Hz、額定工作電壓為0.5kV及以下的交流線路中作電流、電能測量或繼電保護用。LMZJ1-0.5型電流互感器技術參數(shù)如表7-11： </p><p>　　表7-11　LMZJ1-0.5主要技術參數(shù)</p><p>　　7.2.4　380V側一次設備參數(shù)表&

98、lt;/p><p>　　380V側一次設備參數(shù)如表7-12所示：</p><p>　　表7-12 380V側一次設備參數(shù)表</p><p>　　7.3　高低壓母線的選擇</p><p>　　按88D264《電力變壓器室布置》標準圖集的規(guī)定，6-10kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線的尺寸，如表7-13所示：</p><p>

99、;　　表7-13　6—10kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線的常用尺寸表（單位mm）</p><p><b>　　續(xù)表7-13</b></p><p>　　按經(jīng)濟截面選擇，鋁母線的經(jīng)濟電流密度為1.15。</p><p>　　10kV母線按經(jīng)濟截面選擇：參照常用硬鋁母線尺寸表10kV母線選，即母線尺寸為40mm×4mm。</p&g

100、t;<p>　　380V母線按經(jīng)濟截面選擇： </p><p>　　參照常用硬鋁母線尺寸表380V側母線選，即相母線尺寸為80mm×8mm，中性母線尺寸為50mm×5mm。</p><p>　　7.4　母線的短路穩(wěn)定度校驗 </p><p>　　(1)動穩(wěn)定校驗：

101、 （7-1）</p><p>　　式中，-母線材料的最大允許應力，硬銅，硬鋁； -母線通過時所受到最大計算應力。</p><p>　　上述最大計算應力按下式計算： （7-2）</p><p>　　式中，-母線截面系數(shù)：

102、 （7-3） </p><p>　　-母線截面的水平寬度；</p><p>　　-母線截面的垂直高度；</p><p>　　-母線所承受的最大彎曲力矩。</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　(2)熱穩(wěn)定校驗條件：</p><p

103、><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中，-母線截面積；</p><p>　　-滿足短路熱穩(wěn)定條件的最小截面積；</p><p>　　-母線材料的熱穩(wěn)定系數(shù)；</p><p>　　-母線通過的三相短路穩(wěn)態(tài)電流。</p><p>　　7.4.1　10kV側母線的校驗</

104、p><p><b>　　(1)動穩(wěn)定校驗</b></p><p><b>　　三相短路電動力：</b></p><p>　　故母線滿足動穩(wěn)定要求。</p><p>　　(2)母線熱穩(wěn)定校驗 </p><p>　　母線實際截面為，故母線也滿足熱穩(wěn)定要求。</p>&l

105、t;p>　　7.4.2　380V側母線的校驗</p><p><b>　　(1)動穩(wěn)定校驗</b></p><p><b>　　三相短路電動力</b></p><p>　　故母線滿足動穩(wěn)定要求。</p><p>　　(2)母線熱穩(wěn)定校驗： </p><p>　　故

106、母線也滿足熱穩(wěn)定要求。</p><p>　　第8章　變電所進出線的選擇與校驗</p><p>　　8.1　高低壓進出線選擇原則</p><p>　　8.1.1　高壓進線</p><p>　　高壓進線有下列三種情況：</p><p>　　(1)如為專用線路，應選專用線路的全長。</p><p>　

107、　(2)如從公共干線引至變配電所，則僅選從公共干線到變配電所的一段引入線。</p><p>　　(3)對于靠墻安裝的高壓開關柜，柜下進線時一般需經(jīng)電纜引入，因此架空線進線至變配電所高壓側，往往需選一段引入電纜。</p><p>　　8.1.2　高壓出線</p><p>　　高壓出線有下列兩種情況：</p><p>　　(1)對于全線一致的電纜

108、出線，應選線路的全長。</p><p>　　(2)如經(jīng)一段電纜從高壓開關柜引出再架空配電的線路，則變配電所高壓出線的選擇只選這一段引出電纜。</p><p>　　8.1.3　低壓出線</p><p>　　低壓出線有下列兩種情況：</p><p>　　(1)如采用電纜配電，應選線路的全長。</p><p>　　(2)如經(jīng)

109、一段穿管絕緣導線引出，再架空配電的線路，則變配電所低壓出線的選擇只選這一段引出的穿墻絕緣導線，而架空配電線路則在廠區(qū)配電線路或車間配電線路的設計中考慮。</p><p>　　8.2 變配電所進出線方式的選擇</p><p><b>　　(1)架空線 </b></p><p>　　在供電可靠性要求不很高或投資較少的中小型工廠設計中優(yōu)先選用。&l

110、t;/p><p><b>　　(2)電纜 </b></p><p>　　在供電可靠性要求較高或投資較高的各類工廠供電設計中優(yōu)先選用。</p><p>　　因此，為保證供電可靠性，本設計選擇電纜進線。</p><p>　　8.3 變配電所進出線導線和電纜型式的選擇</p><p>　　8.3.1　高壓

111、電纜線</p><p>　　高壓電纜線的選擇原則：</p><p>　　(1)一般環(huán)境和場所，可采用鋁芯電纜；但在有特殊要求的場所，應采用銅芯電纜。</p><p>　　(2)埋地敷設的電纜，應采用有外保護層的鎧裝電纜；但在無機械損傷可能的場所，可采用塑料護套電纜或帶外保護層的鉛包電纜。</p><p>　　(3)在可能發(fā)生位移的土壤中埋地敷

112、設的電纜，應采用鋼絲鎧裝電纜。</p><p>　　(4)敷設在管內(nèi)或排管內(nèi)的電纜，一般采用塑料護套電纜，也可采用裸鎧裝電纜。</p><p>　　(5)電纜溝內(nèi)敷設的電纜，一般采用裸凱裝電纜、塑料護套電纜或裸鉛包電纜。</p><p>　　(6)交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜具有優(yōu)良的性能，宜優(yōu)先選用。</p><p>　　(7)電纜除按敷設方式及環(huán)境

113、條件選擇外，還應符合線路電壓要求。</p><p>　　8.3.2　低壓電纜線</p><p>　　低壓電纜線的選擇原則：</p><p>　　(1)一般采用鋁芯電纜，但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯電纜。</p><p>　　(2)明敷電纜一般采用裸鎧裝電纜。當明敷在無機械損傷可能的場所，允許采用無鎧裝電纜。明敷在有腐蝕性介質(zhì)場所的

114、電纜，應采用塑料護套電纜或防腐型電纜。</p><p>　　(3)電纜溝內(nèi)電纜，一般采用塑料護套電纜，也可采用裸鎧裝電纜。</p><p>　　(4)TN系統(tǒng)的出線電纜應采用四芯或五芯電纜。</p><p>　　8.3.3　低壓穿管絕緣導線 </p><p>　　一般采用鋁芯絕緣線。但特別重要的或有特殊要求的線路可采用銅芯絕緣線。</p

115、><p>　　8.3.4　10kV高壓進線的選擇和校驗 </p><p>　　(1)初選LJ型鋁絞線架空敷設，接往10kV公用干線。</p><p>　?、侔窗l(fā)熱條件選擇。由,室外溫度30℃，查表選LJ-16型鋁絞線，得，滿足發(fā)熱條件。</p><p>　?、谛ｒ灦搪窡岱€(wěn)定 不滿足要求，所以改選YJL-10000-3

116、5;240, 接往10kV公用干線。</p><p>　　(2)高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇、校驗。 </p><p>　　采用YJL22-10000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設。</p><p>　　①按發(fā)熱條件選擇。由及土壤溫度按25計，查表初選纜芯為的交聯(lián)電纜，其，滿足發(fā)熱條件。</p><p><b>　

117、?、谛ｒ灦搪窡岱€(wěn)定</b></p><p>　　所以電纜線改選纜芯為。</p><p>　　8.3.5　380V低壓出線的選擇</p><p>　　8.3.5.1　冷鐓車間各設備組線路選擇校驗 </p><p>　　(1)饋電給冷鐓車間的線路即設備組Ⅰ采用VLV22-1000型鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜直接埋地敷設。</p>

118、<p><b>　?、侔窗l(fā)熱條件選擇</b></p><p>　　由及地下土壤溫度為25，查表選截面為的電纜，其</p><p><b>　?、谛ｒ炿妷簱p耗</b></p><p>　　由于車間設備和車間變電所在同一車間，距離很短，不需校驗電壓損耗。</p><p><b>

119、　?、坌ｒ灦搪窡岱€(wěn)定性</b></p><p>　　所選電纜滿足短路熱穩(wěn)定性。</p><p>　　因此設備組Ⅰ線路采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜供電。</p><p>　　(2)設備組Ⅱ線路：由于設備組Ⅱ與設備組Ⅰ設備及容量相同，線路選擇也相同，即設備組Ⅱ線路也采用VLV22-1000-3×24

120、0+1×120的四芯電纜供電。</p><p>　　(3)設備組Ⅲ線路：亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜供電。</p><p>　　(4)設備組Ⅳ線路：亦采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜供電。</p><p>　　(5)設備組Ⅴ線路：亦采用VLV22-1000-3

121、×240+1×120的四芯電纜供電。</p><p>　　8.3.5.2　工具車間各回路線路選擇校驗 </p><p>　　(1)No.1供電回路線路：采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁心電纜直接埋地敷設。</p><p><b>　?、侔窗l(fā)熱條件選擇</b></p><p>　　由及地下土壤溫

122、度為25，查表初選，其，滿足發(fā)熱條件。</p><p><b>　?、诙搪窡岱€(wěn)定度校驗</b></p><p>　　求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面</p><p>　　由于前面所選的纜芯截面小于，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，因此改選纜芯的聚氯乙烯電纜，即VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜。</p>

123、<p>　　(2)No.2供電回路線路: 采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜供電。</p><p>　　(3)No.3供電回路線路: 采用VLV22-1000-3×240+1×120的四芯電纜供電。</p><p>　　(4)No.4供電回路線路: 采用VLV22-1000-3×240+1×12

124、0的四芯電纜供電。</p><p>　　8.3.5.3 機修車間的線路選擇校驗</p><p>　　機修車間的線路也采用VLV22-1000聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直埋敷設。</p><p>　　(1)按發(fā)熱條件選擇</p><p>　　由及地下土壤溫度為25，查表初選240，其，滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　(2