工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、 《工廠供配電課程設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì) 報(bào)告書 題 目：______________________ 姓 名：______________________ 學(xué) 號(hào)：______________________ 專業(yè)班級(jí)：______________________ 完成日期：______________________ 前 言 供配電技術(shù)就是研究電能的供給與分配問題。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)，民用住宅及企事業(yè)單位的主要能源和動(dòng)力，是現(xiàn)代物質(zhì)文明的基礎(chǔ)。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能

2、的輸送的分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。 電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。 在企事業(yè)單位，信息化，網(wǎng)絡(luò)化都是建立在電氣化的基礎(chǔ)上。高校是人才培養(yǎng)的基地，是人群居住較密集的地方，電力供應(yīng)如果突然中斷，將造成校園秩序的嚴(yán)重混亂，因此

3、做好學(xué)校供配電設(shè)計(jì)，對(duì)于保證正常的工作、生活、學(xué)習(xí)具有重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)、企事業(yè)單位服務(wù)，切實(shí)保證生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作。 本課程設(shè)計(jì)任務(wù)是********************供配電設(shè)計(jì)。 目錄 摘要 5 Abstract: 6 第一章 緒論 1 1.1工廠供電的含義和要求 1 1.2工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則 1 1.3工廠負(fù)荷性質(zhì) 2 1.4工廠供配電系統(tǒng) 3 1.4.1總降壓變電所 3 1.4.2車間變

4、電所 3 1.4.3配電線路 3 1.5供電半徑 4 1.6功率因數(shù) 4 第二章 工廠供電設(shè)計(jì)內(nèi)容 5 2.1變配電所設(shè)計(jì) 5 2.2配電線路的設(shè)計(jì) 5 2.3電氣照明設(shè)計(jì) 6 第三章 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償 7 3.1負(fù)荷計(jì)算 7 3.2負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 7 3.3負(fù)荷計(jì)算的方法 7 3.4各用電車間負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如下表： 8 3.4.1車間一的計(jì)算負(fù)荷 8 3.4.2車間二的計(jì)算負(fù)荷 9 3.4.3車間四計(jì)算負(fù)荷 9 3.4.5生活區(qū)的計(jì)算負(fù)荷 10 3.4.6車間三（高壓電機(jī)）計(jì)算 10 3.5交配電所所址和型式的選擇 11 3.5.1交配電所所址選擇

5、的一般原則 11 3.6負(fù)荷中心的確定 11 3.7變壓器的選擇 12 3.8車間變電所變壓器的確定及補(bǔ)償電容器的選擇 13 3.9主變壓器的確定 13 3.9.1主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 13 3.9.2所選變壓器型號(hào)及參數(shù) 14 第四章 變配電所主接線方案設(shè)計(jì) 15 4.1設(shè)計(jì)原則和要求 15 4.2主接線方案確定 17 第五章 短路電流計(jì)算 18 5.1短路電流的概述 18 5.2短路回路參數(shù)的計(jì)算 19 5.2.1標(biāo)么值法 19 5.2.2短路計(jì)算過程 20 第六章 電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn) 24 6.1高壓電器選擇的一般原則 24 6.2設(shè)備的選擇和校驗(yàn)計(jì)

6、算 24 6.2.1導(dǎo)線的選擇 25 6.2.2 35KV一次設(shè)備選擇 26 6.2.3 10KV一次設(shè)備選擇 27 第七章 防雷接地 28 7.1防雷保護(hù)裝置 28 7.2防雷接地設(shè)計(jì) 28 7.3過電壓接地保護(hù) 29 參考文獻(xiàn) 31 致謝 31 1 第一章 緒論 一、工廠供電的含義和要求 工廠供電（plant power supply），就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，也稱工廠配電。 眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形

7、式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。 在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小（除電化工業(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。因此，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)

8、生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。 工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求： （1）安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 （2）可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。 （3）優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求 （4）經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約

9、電能和減少有色金屬的消耗量。 此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 二、工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95 《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50053-94 《10kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50054-95 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則： （1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策； 必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約 能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。 （2）安全可靠、先進(jìn)合理；

10、 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和 經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。 （3）近期為主、考慮發(fā)展； 應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān) 系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。 （4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。 按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方 案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量 直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解 和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要

11、。 3、 工廠電力負(fù)荷的分級(jí) 工廠的電力負(fù)荷，按GB50052-5《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)電力系統(tǒng)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響程度，電力負(fù)荷分為以下三級(jí)： 一級(jí)負(fù)荷 中斷供電將造成人身傷亡；中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)。例如：重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)等；中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作。例 交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場(chǎng)館、經(jīng)常用于國(guó)際活動(dòng)的大量人員集中的公共場(chǎng)所等用電單位中的重要電力負(fù)荷。在一級(jí)負(fù)荷中，

12、當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。 二級(jí)負(fù)荷 中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)。例如：主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。 中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。例如：交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負(fù)荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場(chǎng)等較多人員集中的重要的公共場(chǎng)所秩序混亂。 三級(jí)負(fù)荷 不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者應(yīng)為三級(jí)負(fù)荷。 四、各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求 對(duì)一級(jí)負(fù)荷一律應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 二級(jí)負(fù)荷較重要的電力負(fù)荷對(duì)該類負(fù)荷供電

13、的中斷，將造成工農(nóng)業(yè)大量減產(chǎn)、工礦交通運(yùn)輸停頓、生產(chǎn)率下降以及市人民正常生活和業(yè)務(wù)活動(dòng)遭受重大影響等。一般大型工廠企業(yè)、科研院校等都屬于二級(jí)負(fù)荷。 三級(jí)負(fù)荷 不屬于上述一、二級(jí)的其他電力負(fù)荷，如附屬企業(yè)、附屬車間和某些非生產(chǎn)性場(chǎng)所中不重要的電力負(fù)荷等。 五、工廠供配電系統(tǒng) 工廠供配電系統(tǒng)由總降壓變電所（高壓配電所）、高壓配電線路、車間變電所、低壓配電線路及用電設(shè)備組成。下面分別介紹幾種不同類型的供配電系統(tǒng) ： （1）總降壓變電所 總降壓變電所負(fù)責(zé)將35～110kV的外部供電電壓變換為6～10kV的廠區(qū) 高壓配電電壓，給廠區(qū)各車間變電所或高壓電動(dòng)機(jī)供電。 （2）車間

14、變電所 車間變電所將6～10kV的電壓降為380/220V，再通過車間低壓配電線 路，給車間用電設(shè)備供電。 （3）配電線路 配電線路分為廠區(qū)高壓配電線路和車間低壓配電線路。 六、學(xué)校的負(fù)荷等級(jí) 學(xué)校屬于三級(jí)負(fù)荷 學(xué)校的電源進(jìn)線有兩處（紅旗變電所、文化路上的環(huán)網(wǎng)柜），當(dāng)有一進(jìn) 線電源斷電后，雖然仍然可以供電，可以認(rèn)為是二級(jí)負(fù)荷；但當(dāng)全面停電后， 對(duì)學(xué)校的經(jīng)濟(jì)造成的損失僅在食堂和用電器的使用，沒有對(duì)學(xué)校造成重大損 失，所以從理論上的定義為——三級(jí)負(fù)荷。 第二章 工廠供電設(shè)計(jì)內(nèi)容 一、變配電所設(shè)計(jì) 無論工廠總降壓

15、變電所或車間變電所，設(shè)計(jì)的內(nèi)容都基本相同。工廠高雅配電所，則除了沒有主變壓器的選擇外，其余的設(shè)計(jì)內(nèi)容也與變電所設(shè)計(jì)基本相同。 變配電所的設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括：變配電所復(fù)核的計(jì)算和無功功率的補(bǔ)償，變配電所所址的選擇，變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、型式的確定，變配電所主結(jié)線方案的選擇，進(jìn)出線的選擇，短路計(jì)算及開關(guān)設(shè)備的選擇，二次回路方案的確定及繼電保護(hù)的選擇與整定，防雷保護(hù)欲接地和接零的設(shè)計(jì)，變配電所電氣照明的設(shè)計(jì)等。最后需編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制變配電所主電路圖、平剖面圖、二次回路及其它施工圖紙。 二、配電線路的設(shè)計(jì) 工廠配電線路設(shè)計(jì)分廠區(qū)配電線路設(shè)計(jì)和車間配電

16、線路設(shè)計(jì)。 廠區(qū)配電線路設(shè)計(jì)，包括廠區(qū)高壓供配電線路設(shè)計(jì)及車間外部低壓配電線路設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)能容應(yīng)包括：配電線路路徑及線路結(jié)構(gòu)型式的確定，負(fù)荷的計(jì)算，導(dǎo)線或電纜及配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇，架空線路桿位的確定及電桿與絕緣子、金具的選擇，防雷保護(hù)與接地和接零的設(shè)計(jì)、最后需編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制廠區(qū)配電線路系統(tǒng)圖和平面圖、電桿總裝圖及其它施工圖紙。 車間配電線路設(shè)計(jì)，包括車間配電線路布線方案確定、負(fù)荷計(jì)算、線路導(dǎo)線及配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇、線路敷設(shè)設(shè)計(jì)等。最后也需編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制車間配電線路系統(tǒng)圖、平面及其它施工圖紙。

17、三、電氣照明設(shè)計(jì) 工廠電氣照明設(shè)計(jì)，包括廠區(qū)室外照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)和車間（建筑）內(nèi)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)。無論是廠區(qū)室外照明設(shè)計(jì)還是車間內(nèi)照明設(shè)計(jì)，其內(nèi)容均應(yīng)包括：照明光源和燈具的選擇，燈具布置方案的確定和照度的計(jì)算，照明負(fù)荷計(jì)算及導(dǎo)線的選擇，保護(hù)與控制設(shè)備的選擇等。最后編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概算，繪制照明系統(tǒng)圖，平面圖及其它施工圖紙。 第三章 設(shè)計(jì)原始資料及任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)原始資料 ********************是省屬公辦高職院校，學(xué)院設(shè)有6系２部， 2008年投入使用的新校區(qū)地處九省通衢的湖北省武漢市，占地面積540多畝。學(xué)校目前供電對(duì)象主要有1#教學(xué)樓、綜合樓及3#

18、教學(xué)樓、六棟學(xué)生公寓、長(zhǎng)江食堂、體育館等場(chǎng)所。學(xué)校主供電電源取自距學(xué)校2公里遠(yuǎn)紅旗變電站，備用電源引自紙坊城市環(huán)網(wǎng)電源，電壓等級(jí)為10KV，該地區(qū)年最高氣溫38度，雷電活動(dòng)為中雷區(qū)。 《工廠供配電課程設(shè)計(jì)》的任務(wù)是要求學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)的形式，利用所學(xué)的供配電方面的知識(shí)來設(shè)計(jì)工廠及企事業(yè)單位的配電系統(tǒng)，從而進(jìn)一步掌握供配電知識(shí)，熟悉供配電的設(shè)計(jì)方法，加深對(duì)保配電系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)；掌握主要以一次設(shè)備及二次設(shè)備圖形符號(hào)、文字符號(hào)及原理圖、展開圖的繪制方法。通過課程設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)，了解工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)步驟及方法。完成所給題目的設(shè)計(jì)任務(wù)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)提交設(shè)計(jì)成果，包括設(shè)計(jì)說明書計(jì)算書及設(shè)計(jì)圖紙。 本課

19、程設(shè)計(jì)是利用所學(xué)的配電的有關(guān)知識(shí)進(jìn)行供配電的設(shè)計(jì)。要求能清楚的供配電設(shè)計(jì)的步驟以及如何查閱資料及使用設(shè)計(jì)手冊(cè)。 設(shè)計(jì)成果包括；（1）設(shè)計(jì)報(bào)告一份（含說明書與計(jì)算書）；（2）配電系統(tǒng)圖。 學(xué)校設(shè)備容量安裝表 序號(hào) 負(fù)荷名稱 安裝容量（KW） 計(jì)算負(fù)荷 供電距離（KM） kw kvar kV*A A 1 1#教學(xué)樓 360 0.70 0.82 0.70

20、 2 2#教學(xué)樓 360 0.70 0.81 0.72 3 綜合樓 482 0.83 0.83 0.67 4 長(zhǎng)江食堂 500 0.85 0.85 0.62 5 2#宿舍 200 0.55 0.79 0.78 6 3#宿舍 200 0.55 0.80 0.75 7 4#宿舍 200 0.55 0.75 0.88 8 5#宿舍 200 0.55 0.82 0.70 9

21、6#宿舍 200 0.55 0.77 0.83 10 7#宿舍 200 0.55 0.84 0.65 11 體育館 100 0.85 0.75 0.88 第四章 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償 一、負(fù)荷計(jì)算 供電系統(tǒng)要能安全可靠地正常運(yùn)行，其中各個(gè)元件（包括）電力變壓器、開 關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜等）都必須選擇得當(dāng)，除了滿足工件電壓和頻率的要求外， 最重要的就是要滿足負(fù)荷電流的要求。因此有必要對(duì)供電系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。 通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來按發(fā)熱條

22、件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù) 荷值，稱為計(jì)算負(fù)荷。根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如果以計(jì)算 負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱溫度不會(huì)超過允許值。 二、負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。 尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。 平均負(fù)荷為一段

23、時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。 三、全廠的負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算公式： 有功功率：P30 = PeKd 無功功率：Q30 = P30 tgφ 視在功率：S3O = P30/cosφ 計(jì)算電流：I30 = S30/√3UN （其中：Kd為需要系數(shù)，即用電設(shè)備組的需要系數(shù)，為用電設(shè)備組的半小時(shí)最大負(fù)荷與其

24、 設(shè)備容量的比值 ； 　 cosφ為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù) ； Un為用電設(shè)備組的額定電壓 ； Pe為設(shè)備容量。 ） 4、 學(xué)校各用區(qū)域負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如下表所示： 按照原始數(shù)據(jù)資料，負(fù)荷數(shù)據(jù)如下（一年按365天計(jì)算）： T=365*24=8760h P30=K*P Q30=P30*tan=P30* S30= 計(jì)算出計(jì)算負(fù)荷表 序號(hào) 負(fù)荷名稱 計(jì)算負(fù)荷

25、 供電距離（KM） kw kvar kV*A A 1 1#教學(xué)樓 2 2#教學(xué)樓 3 綜合樓 4 長(zhǎng)江食堂 5 2#宿舍 6 3#宿舍 7 4#宿舍 8 5#宿舍 9 6#宿舍 10 7#宿舍 11 體育館 第五章 主接線方案設(shè)計(jì) 一、概述 主要線圖即主要電路圖，是表示供電系統(tǒng)中電能輸送和分

26、配路線的電路圖， 亦稱一次電路圖。而用來控制、指示、監(jiān)測(cè)、測(cè)量和保護(hù)一次電路及其設(shè)備運(yùn) 行的電路圖，則稱二次電路圖，或二次接線圖，通稱二次回路圖。二次路一般 是通過電流互感器和電壓互感器與主電路相聯(lián)系的。 （1）對(duì)工廠變配電所主接線有下列基本要求： ① 安全性 應(yīng)符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身 設(shè)備的安全。 (1)在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。 (2)在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開關(guān)。 (3)在裝設(shè)高壓熔斷器的-負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。 (4)交配電所高壓母線上

27、及架空線路末端，必須裝設(shè)避雷器。裝于母線上的避雷器，宜與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)。接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)。 2.可靠性 (1)變配電所的主接線方案，必須與其負(fù)荷級(jí)別相適應(yīng)。對(duì)一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)電源供電。對(duì)二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或一回6KV以上專用架空線或電纜線供電；其中采用電纜供電時(shí)，應(yīng)采用兩根電纜并聯(lián)供電，且每根電纜應(yīng)能承受100%的二級(jí)負(fù)荷。 (2)變配電所的非專用電源進(jìn)線側(cè)，應(yīng)裝設(shè)帶保護(hù)短路的斷路器或負(fù)荷開關(guān)-熔斷器。 (3)對(duì)一般生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜由工廠總變電所采用放射式的高壓配電，以確保供電可靠性，但對(duì)輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)的變電所，可采用樹干式配電。

28、 (4)變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低壓熔斷器。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)為單母線分段，且有自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓總開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)，均應(yīng)采用低壓熔斷器。 3.靈活性 (1)變配電所的高低壓母線，一般采勇單母線或單母線分段接線方式。 (2)35KV及以上電源進(jìn)線為雙回路時(shí)，宜采用橋式接線和線路-變壓器。 (3)變配電所的主接線方案應(yīng)與主變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求相適應(yīng)。 4.經(jīng)濟(jì)性 (1)變配電所的主接線在滿足運(yùn)行要求的前提下應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 (2)中小型工廠變電所，一般可采用高壓少油斷路器。 (3)工廠的電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)專用的計(jì)量柜，其中的電流、電壓互感器只供計(jì)費(fèi)的電能表用。 畫圖：高壓配

29、電所的主接線圖。 變電站主接線的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、負(fù)荷性質(zhì)、出線回路數(shù)等條件和具體情況確定。 通常變電站主接線的高壓側(cè)，應(yīng)盡可能采用短路器數(shù)目教少的接線，以節(jié)省投資，隨出線數(shù)目的不同，可采用橋形、單母線、雙母線及角形接線等。如果變電站電壓為超高壓等級(jí)，又是重要的樞紐變電站，宜采用雙母線帶旁母接線或采用一臺(tái)半斷路器接線。變電站的低壓側(cè)常采用單母分段接線或雙母線接線，以便于擴(kuò)建。6~10KV饋線應(yīng)選輕型斷路器，如SN10型少油斷路器或ZN13型真空斷路器；若不能滿足開斷電流及動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求時(shí)，應(yīng)采用限流措施。在變電

30、站中最簡(jiǎn)單的限制短路電流的方法，是使變壓器低壓側(cè)分列運(yùn)行；若分列運(yùn)行仍不能滿足要求，則可裝設(shè)分列電抗器，一般盡可能不裝限流效果較小的母線電抗器。故綜合從以下幾個(gè)方面考慮： (1) 斷路器檢修時(shí)，是否影響連續(xù)供電； (2)線路能否滿足Ⅰ,Ⅱ類負(fù)荷對(duì)供電的要求； (3)大型機(jī)組突然停電對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與產(chǎn)生的后果等因素。 主接線方案的擬定： 對(duì)本變電所原始材料進(jìn)行分析，結(jié)合對(duì)電氣主接線的可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮。在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)，供電可靠，經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。此主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)各種運(yùn)行方式的變化，且在檢修、事故等

31、特殊狀態(tài)下操作方便、調(diào)度靈活、檢修安全、擴(kuò)建發(fā)展方便。 4.2主接線方案確定 變電所的接線應(yīng)從安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)出發(fā)。本次設(shè)計(jì)工廠35KV總降變電所，地位較為重要，應(yīng)盡量保證供電的可靠性，又由于是總降變電所，從經(jīng)濟(jì)性來考慮主接線不宜復(fù)雜。 (1)只裝有一臺(tái)主變壓器的總降變電所主接線 通常采用一次側(cè)無母線、二次側(cè)為單母線的主接線。一次側(cè)采用斷路器為主開關(guān)。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但供電可靠性不高，只適用于三級(jí)負(fù)荷。 (2) 一次側(cè)為內(nèi)橋式接線的總降變電所主接線 這種主接線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長(zhǎng)而主變壓器不須經(jīng)常切換的總降壓

32、變電所。 (3) 一次側(cè)為外橋式接線的總降變電所主接線 這種主接線也適用于一、二級(jí)負(fù)荷。這種外橋式接線多用于電源線路不長(zhǎng)而主變壓器需經(jīng)常切換以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的總降壓變電所。 (4) 一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線 這種主接線兼有上述內(nèi)橋式和外橋式兩種接線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，投資較大?？晒┮弧⒍?jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的情況。 (5) 一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主接線 采用雙母線接線較之采用單母線接線，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大提高，從而大大增加了初投資，所以雙母線接線在企業(yè)中少用，主要用于電力系統(tǒng)中。

33、 綜合上述的主接線方案的比較,一次側(cè)選用線路—變壓器組接線方式,即采用兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行,二次側(cè)采用單母分段接線方式。 3.5.1交配電所所址選擇的一般原則 選擇工廠變、配電所的所址，應(yīng)根據(jù)下列要求并且經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后擇優(yōu)確定。 ①接近負(fù)荷中心； ②進(jìn)出線方便； ③接近電源側(cè)； ④設(shè)備吊裝和運(yùn)輸方便； ⑤不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)和高溫的場(chǎng)所； ⑥不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)； 3.7變壓器的選擇 為保證供電的可靠性，避免一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)影響供電，變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，但一般不超過兩臺(tái)變壓器。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級(jí)

34、負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。 對(duì)于大型超高壓樞紐變電所，裝設(shè)兩臺(tái)大型變壓器，當(dāng)一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，要切斷大量負(fù)荷是很困難的，因此，對(duì)大型樞紐變電所，根具工程具體情況，應(yīng)安裝2～4臺(tái)主變壓器。這種裝設(shè)方法可以提高變電所的供電可靠性，變壓器的單臺(tái)容量以及安裝的總?cè)萘拷钥捎兴?jié)約，且可根據(jù)負(fù)荷的實(shí)際增長(zhǎng)的進(jìn)程，分別逐臺(tái)裝設(shè)變壓器，而不致積壓資金。當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺(tái)以及以上的主變時(shí)，每臺(tái)容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量至少能保證所供的一級(jí)負(fù)荷或?yàn)樽冸娝控?fù)荷的60%～75%。通常一次變電所采用75%，二次變電所采用60%。 本次設(shè)計(jì)的是線變阻，選擇按備

35、用要求，每臺(tái)按變壓器的最大負(fù)荷選擇。正常情況下兩臺(tái)變壓器都參加工作，這時(shí)，每臺(tái)變壓器均承受50%最大負(fù)荷，這種備用及能滿足正常工作時(shí)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，又能在故障情況下承擔(dān)全部負(fù)荷，是比較合理的備用方式。 3.8車間變電所變壓器的確定及補(bǔ)償電容器的選擇 變電所對(duì)功率因數(shù)有這樣高的要求，僅僅依靠提高自然功率因數(shù)的辦法，一般不能滿足要求。因此，變電所需裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置，對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行人工補(bǔ)償。按照我國(guó)原電力工業(yè)部1996年頒布實(shí)施的《供電營(yíng)業(yè)規(guī)則》規(guī)定：用戶應(yīng)在提高用電自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和安裝無功補(bǔ)償設(shè)備，并做到隨其負(fù)荷和電壓變動(dòng)及時(shí)投入或切除，防止無功電力倒送。除電網(wǎng)

36、有特殊要求的用戶外，用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到以下規(guī)定：100KVA及以上高壓供電的用戶，功率因數(shù)為0.9以上。其他電力用戶和大，中型電力排灌站，功率因數(shù)為0.85以上。在本課程設(shè)計(jì)中，采用并聯(lián)電容的方法進(jìn)行無功功率的補(bǔ)償。 各車間變壓器及主變壓器的容量及型號(hào)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷數(shù)據(jù)，選擇變壓器時(shí)應(yīng)注意有10%的余量，以保證變壓器穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。 3.9主變壓器的確定 裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)主變壓器的容量SNT不應(yīng)小于總負(fù)荷的60%~70%，SNT≈(0.6~0.7) S30 ，同時(shí)每臺(tái)主變壓器的容量SNT不應(yīng)小于全部一、二級(jí)負(fù)荷之和 本次設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)可由

37、1.3負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù)得到S30。 =0.95(228.2+185.356+573.8+457.737+63.337)=1443 KW =0.97(225.8+77.64+271.59+220.5+3.764) =774.9 kvar S30==1629 kVA SNT=0.671629=1059 kVA =200.9+507.9+340.6=1049 kVA 取兩臺(tái)主變壓器的容量為1250KVA并聯(lián)運(yùn)行時(shí)可以滿足要求。 3.9.1主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 主變壓器臺(tái)數(shù)的應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜安裝兩臺(tái)以上的主變壓器。 (1)有大量一級(jí)負(fù)荷或二級(jí)

38、負(fù)荷。 (2)季節(jié)性負(fù)荷變化大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。 (3)集中負(fù)荷大，列如大于1250kVA時(shí)。 SNT=100%S30=0.95 =0.95(228.2+185.356+573.8+457.737+63.337)=1443 kW =0.97(225.8+77.64+271.59+220.5+3.764) =774.9 kvar SNT= = =1629 kVA ==0.8797 功率因數(shù)提高到0.92， QC=1443(tanarccos0.8797－tanarccos0.92)＝164.2 kvar S’30(2)= =1555.4 kVA 因此主變壓器選擇S9

39、-2000/10型號(hào) △PT =0.015S’30(2)=23.33 kw △QT =0.06S’30(2) =93.324 kvar P’30(1) =1433+23.33=1456.33 kW Q’30(1) =774.9－170+93.324=698.22 kvar S’30(1)=1615.1 kVA ==0.902 因此校驗(yàn)合格。但SNT>1250，不符合設(shè)計(jì)要求。宜選用兩臺(tái)主變壓器。 3.9.2所選變壓器型號(hào)及參數(shù) 表3-2 變壓器型號(hào)及容量 數(shù)據(jù) 型號(hào) 額定容量 KVA 臺(tái)數(shù) 額定電壓KV 補(bǔ)償容量QC kvar 功率因數(shù) 連接組標(biāo)號(hào)

40、阻抗電壓 % 高壓 低壓 T1 T2 S9-1250/10 1250 2 35 10 170 0.902 Ydn11 5 1#變壓器 S9-250/10 250 2 11， 10.5 10， 6.3 6 0.4 110 0.915 Dyn11 4 2#變壓器 S9-630/10 630 2 350 0.901 5 3#變壓器 S9-800/10 800 1 115 0

41、.904 5 4#變壓器 S9-80/10 80 1 不補(bǔ)償 1 4 說明：T1 ，T2是兩臺(tái)主變壓器，1 #、2#、3#、4#變壓器分別裝設(shè)在車間變電所1、車間變電所2、車間變電所4和生活區(qū)。車間1、2為一級(jí)負(fù)荷應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。為補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)。 第四章 變配電所主接線方案設(shè)計(jì) 第五章 短路電流計(jì)算 5.1短路電流的概述 電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時(shí)通過的電流為短路電流。在工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮到正常工作狀態(tài)，而且還要考慮到發(fā)生故障所造成的不正常狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，

42、破壞供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障一般最常見的是各種短路。所謂短路是指相與相之間的短接，或在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中一相或幾相與大地相接（接地），以及三相四線制系統(tǒng)中相線與中線短接。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬安），電源的電壓完全降落在短路回路中。發(fā)生短路的主要原因是由于電力系統(tǒng)的絕緣被破壞。在大多數(shù)情況下，絕緣的破壞多數(shù)是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和未及時(shí)消除設(shè)備中的缺陷，以及設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)所，例如：過電壓、直接雷擊、絕緣材料的陳舊、絕緣配合不好、機(jī)械損壞等，運(yùn)行人員的錯(cuò)誤操作，如帶負(fù)荷拉開隔離開關(guān)，或者檢修后未拆接地線就接通斷路器；在長(zhǎng)期過負(fù)荷元件中

43、，由于電流過大，載流導(dǎo)體的溫度升高到不能容許的程度，使絕緣加速老化或破壞；在小接地電流系統(tǒng)中未及時(shí)或消除一相接地的不正常工作狀態(tài)，此時(shí)，其它兩相對(duì)地電壓升高倍，造成絕緣損壞；在某些化工廠或沿海地區(qū)空氣污穢，含有損壞絕緣的氣體或固體物質(zhì)，如不加強(qiáng)絕緣，經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)檢修或者采取其他特殊防護(hù)措施等，都很容易造成短路。此外，在電力系統(tǒng)中，某些事故也可能直接導(dǎo)致短路，如桿塔塌導(dǎo)線斷線等。動(dòng)物或飛禽跨接載流導(dǎo)體也會(huì)造成短路事故。短路電流所產(chǎn)生的電動(dòng)力能形成很大的破壞應(yīng)力，如果導(dǎo)體和它們的支架不夠堅(jiān)固，則可能遭到嚴(yán)重破壞。短路電流越大，通過的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)故障元件破壞的程度也越大。由于短路電流很大，即使通過的

44、時(shí)間很短，也會(huì)使短路電流所經(jīng)過的元件和導(dǎo)體收起不能容許的發(fā)熱，從而破壞絕緣甚至使載流部分退火、變形或燒毀。既然發(fā)生短路時(shí)流通很大的短路電流（超過額定電流許多倍），這樣大的短路電流一旦流經(jīng)電氣設(shè)備的載流導(dǎo)體，必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和熱的破壞作用，隨著發(fā)生短路地點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，其破壞作用可能局限于一小部分，也可能影響整個(gè)系統(tǒng)。 5.2短路回路參數(shù)的計(jì)算 在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，首先需要計(jì)算回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的計(jì)算通常采用有名值和標(biāo)么值兩種計(jì)算方法。前一種計(jì)算方法主要適用于1KV以下低壓供電系統(tǒng)的網(wǎng)路中，后一種計(jì)算方法多用在企業(yè)高壓供電系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)中。 5.2.1標(biāo)么值法

45、標(biāo)么值一般又稱為相對(duì)值，是一個(gè)無單位的值，通常采用帶有*號(hào)的下標(biāo)以示區(qū)別，標(biāo)么值乘以100，即可得到用同一基準(zhǔn)值表示的百分值。在標(biāo)么值計(jì)算中。首先要選定基準(zhǔn)值。雖然基準(zhǔn)值可以任意選取，但實(shí)際計(jì)算中往往要考慮計(jì)算的方便和所得到的標(biāo)么值清晰可見，如選取基值功率為100MVA和短路點(diǎn)所在網(wǎng)路的平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓。尚須指出，在電路的計(jì)算中，各量基準(zhǔn)值之間必須服從電路的歐姆定律和功率方程式，也就是說在三相電路中，電流、電壓、阻抗、和功率這四個(gè)物理量的基準(zhǔn)值之間應(yīng)滿足下列關(guān)系： 表5-1標(biāo)么值換算公式 序號(hào) 元件名稱 標(biāo)幺值 有名值（Ω） 短路功率（MVA） 備注 1 發(fā)電機(jī)（或電動(dòng)

46、機(jī)） = SNG、－發(fā)電機(jī)的額定容量，MAV及其次暫態(tài)電抗 SNT、UK%－變壓器的額定容量MAV及其短路電壓的 百分值 UNR、INR、XR%－電抗器的額定電壓、額定電流及電抗百分值 Uav－電抗器或線所在網(wǎng)路的平均額定電壓 PT－變壓器短路損耗KW 2 變壓器 RT= XT= 3 電抗器 4 線路 表5-2電力線路每相的單位長(zhǎng)度電抗平均值 線路結(jié)構(gòu) 線路電壓 35KV以上 6~10KV 220∕380V 架空線路 電纜線路 0.4 0.12 0.35 0.08 0.32 0.066 5

47、.2.2短路計(jì)算過程 圖5-1短路等效電路圖 1.當(dāng)由區(qū)域變電所供電時(shí)，架空線路為4.5km。 UC1=36.75KV, UC2=10.5KV, 取基準(zhǔn)值Sd=100MVA ,SOC=1000MVA Id1= ==1.57 KA , Id2===5.5 KA 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值：X1*==0.1 架空線路的電抗標(biāo)么值，查表的到，X0=0.4 X2*= X0L=0.44.5=0.133 電力變壓器的電抗標(biāo)么值：UK%=5 , X3*==4 1)當(dāng)k-1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí) 圖5-2 k-1點(diǎn)短路等效電路圖 總電抗 =0.1+0.133=0.233 三相短路電

48、流周期分量有效值 ==6.738 KA 其他三相短路電流 I”(3)= = ==6.738 KA =2.55 =2.556.738=17.182 KA =1.51=10.174 KA 三相短路容量===429.18 MVA 2)當(dāng)k-2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí) 圖5-3 k-2點(diǎn)短路等效電路圖 總電抗 =0.1+0.133+=2.233 三相短路電流周期分量有效值 ==2.463 KA 其他三相短路電流I”(3)= = ==2.463 KA =2.55 =2.552.463=6.281 KA =1.51=3.719 KA 三

49、相短路容量 ===44.78 MVA 表5-3短路電流計(jì)算表 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流/KA 三相短路容量 /MVA k-1 6.783 6.783 6.783 17.182 10.174 429.18 k-2 2.463 2.463 2.463 6.281 3.719 44.78 2.當(dāng)由火力發(fā)電產(chǎn)供電時(shí)，架空線路為17km。 UC1=36.75KV, UC2=10.5KV, 取基準(zhǔn)值Sd=100MVA ,SOC=1000MVA Id1= ==1.57 KA , Id

50、2===5.5 KA 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值：X1*==0.1 架空線路的電抗標(biāo)么值，查表的到，X0=0.4 X2*= X0L=0.417=0.5 用標(biāo)么值的方法按上計(jì)算方法可得k-1和k-2點(diǎn)的短路電流。 1)當(dāng)k-1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí) 總電抗 =0.1+0.5=0.6 三相短路電流周期分量有效值 ==2.617KA 其他三相短路電流I”(3)= = ==2.617 KA =2.55 =2.552.617=6.673 KA =1.51=4.036 KA 三相短路容量 ===166.7 MVA 2)當(dāng)

51、k-2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí) 總電抗 =0.1+0.5+=2.6 三相短路電流周期分量有效值 ==2.115 KA 其他三相短路電流I”(3)= = =2.115 KA =2.55 =2.552.115=5.393 KA =1.51=3.194 KA 三相短路容量 ===38.46 MVA 表5-4短路電流計(jì)算表 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流/KA 三相短路容量 /MVA k-1 2.617 2.617 2.617 6.673 4.036 166.7 k-2

52、2.115 2.115 2.115 5.393 3.194 38.46 第六章 電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn) 6.1高壓電器選擇的一般原則 為了保證一次設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，必須按下列條件選擇和校驗(yàn)： 1）按正常工作條件包括電壓，電流，頻率及開斷電流等選擇； 2）按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)； 3）考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件如溫度，濕度，海拔高度以及有無防塵，防腐，防火，防爆等要求； 4）按各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求如斷路器的操作性能，互感器的二次負(fù)荷和準(zhǔn)確度級(jí)等進(jìn)行選擇； 高壓電器選擇的主要任務(wù)是選擇滿足變電所及輸、配電線路正常和

53、故障狀態(tài)下工作要求的合理的電器，以保證系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行條件。要使企業(yè)供電系統(tǒng)的安全可靠，必須正確合理的選擇各種電氣設(shè)備，選擇企業(yè)供電系統(tǒng)中高壓電氣設(shè)備的一般原則，除按正常運(yùn)行下的額定電壓、額定電流等條件外，還應(yīng)按短路情況下進(jìn)行校驗(yàn)，但各種電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)項(xiàng)目也不盡一樣，見下表6-1： 表6-1高壓設(shè)備選擇和校驗(yàn)的項(xiàng)目 設(shè)備名稱 選擇項(xiàng)目 校驗(yàn)項(xiàng)目 額定電壓KV 額定電流 KV 裝置 類型 戶內(nèi) 戶外 準(zhǔn)確 度級(jí) 電抗百分?jǐn)?shù)x% 短路電流 開斷能力 二次容量 剩余電壓 熱穩(wěn)定 動(dòng)穩(wěn)定 高壓短路器 *

54、 * * 負(fù)荷開關(guān) * * * 隔離開關(guān) * * 熔斷器 * 電流互感器 * * * 電壓互感器 * 母線 * * * 電纜 * * * 說明：—需要選擇的項(xiàng)目 *—需要校驗(yàn)的項(xiàng)目 6.2設(shè)備的選擇和校驗(yàn)計(jì)算 校驗(yàn)的基本原則： 1）設(shè)備的額定電壓UN.e一般不小于所在系統(tǒng)的額定電壓UN即：

55、UNe>UN； 2)設(shè)備的額定電流IN.e不小于所在電路的計(jì)算電流I30，即IN.e>I30； 3)設(shè)備的額定開斷電流I&不應(yīng)小于它的最大短路電流有效值即I&>； 4)按短路條件校驗(yàn)電器和導(dǎo)體在短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 6.2.1導(dǎo)線的選擇 導(dǎo)線應(yīng)具有較好的導(dǎo)電性能，較好的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕等特點(diǎn)。導(dǎo)線的種類有鋁絞線，銅芯鋁絞線，銅絞線，電力電纜，低壓塑料線，低壓橡膠線等。極大部分的高，低壓電力線路裸鋁線，鋼芯鋁絞線。高壓絕緣線主要用在城鎮(zhèn)街道上，以提高線路的運(yùn)行安全和降低線路損耗。 （1）380V以下的低壓線路，一般多采用塑料C橡皮絕緣線或塑料地理電力線。允許載流量不小于通過相線的計(jì)算

56、電流Ial≥I30；各個(gè)車間及母線的計(jì)算電流如下： 車間一：S’30(1) = =200.96 KVA 車間二：S’30(1) = =507.9 KVA 車間三：KVA 車間四：S’30(1) = =634.8 KVA 生活區(qū)： P’30(1) = P30+△PT =564.6+9.173=573.8 KW Q’30(1) = Q30－QC+△QT S’30(1) ==66.83 表6-2線路計(jì)算電流表 車間1進(jìn)線 車間2進(jìn)線 高壓電機(jī)進(jìn)線 車間4進(jìn)線 生活區(qū)進(jìn)線 10KV母線 35KV母線 200.96

57、 507.9 340.6 634.8 66.83 1629 1555.4 11.6 A 30.8 A 19．69 A 36.7 A 3.86 A 94．16 A 25.6 A 車間1線路，車間2線路，車間3線路，車間4線路，生活區(qū)線路，10kv母線，35kv母線允許載流量分別不小于通過相線的計(jì)算電流Ial≥11.6A，30.8A,19.69A,36.7A,3.86A,94.16A,25.6A （2）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇35kv母線截面： 式中： 經(jīng)濟(jì)截面 , ：正常工作情況下電路中的最大長(zhǎng)期工作電流A J：經(jīng)濟(jì)電流密度 ，A/ 最大長(zhǎng)期工用

58、電流=1.05= ===26.97(A) 因?yàn)樽畲罄眯r(shí)數(shù)：(h/a)>5000h/a 取J=0.9106A/m2 ===30(mm2) 查θ=25℃時(shí)母線載流量表選取截面為35mm2鋼芯鋁絞線LGJ-35。 （3）10kv母線選擇： 最大長(zhǎng)期工用電流=1.05= ===98.9(A) 因?yàn)樽畲罄眯r(shí)數(shù)：(h/a)>5000h/a 取J=0.9106A/m2 ===109.9(mm2) 查θ=25℃時(shí)母線載流量表選取截面為109.9mm2鋼芯鋁絞線LGJ-120。 6.2.2 35KV一次設(shè)備選擇 短路點(diǎn)產(chǎn)生短路電流時(shí)，有一個(gè)短路沖擊電流，

59、它是短路電流的2.55倍。由于電流突然升高，對(duì)設(shè)備的傷害很大，所以選擇一次設(shè)備的時(shí)候應(yīng)該滿足斷流能力。 (1) 按額定電流和額定電壓選擇 ≥ 式中 —斷路器安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓為35kV,所以選為 35kV ≥ ===26.97(A) 因?yàn)樽畲罄眯r(shí)數(shù)：(h/a)>5000h/a 取J=0.9106A/m2 ===30(mm2) 查θ=25℃時(shí)母線載流量表選取截面為30mm2鋼芯鋁絞線LGJ-35。 表6-3 35kv設(shè)備數(shù)據(jù) 選擇校驗(yàn)項(xiàng)目 電壓 電流 斷流能力 動(dòng)穩(wěn)定度 熱穩(wěn)定度 裝置地點(diǎn)條件 參數(shù) UN(KV) IN（A）

60、 .tima 數(shù)據(jù) 35 1555.4 6.783 17.182 97.33 額定參數(shù) UN.E IN.E I& imax IT2.t 真空斷路器ZN-35 35 1600 20 50 (202)＊1.6 高壓隔離關(guān)GN19-35XT 35 630 50 (202)1.6 表6-4 35kv斷路器各項(xiàng)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓（KV） 額定電 流（A） 斷流容量（MVA） 6KV 額定斷流量（KA） 根限通過電流 熱穩(wěn)定電流（KA） 固有分閘時(shí)間（s） 合閘時(shí)間（s） 峰值 有效值 5秒 SN2-35

61、35 1500 1500 24.8 63.4 39.2 24.8(4)秒 0.04 0.02 6.2.3 10KV一次設(shè)備選擇 （1）按額定電流和額定電壓選擇 ≥ 式中—斷路器安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓為10kV,所以選為 10kV ≥ ===98.9(A) ==2.46＜I=24k(A) 同理：滿足熱穩(wěn)定要求 表6-4 10kv斷路器各項(xiàng)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 額定電流 極限通過電流 10s熱穩(wěn)定電流 合閘時(shí)間 分閘時(shí)間 峰值 有效值 SN2—10T/2000 10KV 2000A 55 85KA 36KA 0.06s 01

62、s （2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) =75(kA)（極限峰值）＞=(13.520)kA 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。10kV出線上斷路器的選擇與10kV側(cè)斷路器的選擇相同。 第七章 防雷接地 7.1防雷保護(hù)裝置 (1)避雷針和避雷線 防直擊雷最常用的措施是裝設(shè)避雷針,它是由金屬制成,比被保護(hù)設(shè)備高,具有良好接地的裝置,其作用是將雷吸引到自己身上并安全導(dǎo)入地中,從而保護(hù)了附近比它矮的設(shè)備、建筑免受雷擊。 避雷針包括三部分:接閃器(避雷針的針頭),引下線和接地體,接閃器可用直徑為10～12mm的圓鋼;引下線可用直徑為6mm的圓鋼;接地體一般可用三根2.5m長(zhǎng)的40

63、mm40mm4mm的角鋼打入地中再并聯(lián)后與引下線可靠連接。 所謂避雷針的保護(hù)范圍是植被保護(hù)物再次空間范圍內(nèi)不致遭受雷擊而言.它是在實(shí)驗(yàn)中用沖擊電壓下小模型的放電結(jié)果求出的,由于它與近似直流電壓的雷云對(duì)空間極長(zhǎng)間隙下的放電有很大差異,所以這一保護(hù)范圍并未得到科學(xué)界的公認(rèn),但我們可以把它看成一種用以決定避雷針的高度與數(shù)目的工程辦法。 (2) 避雷器 避雷器共有三種形式，即保護(hù)間隙、管形避雷器和閥式避雷器。變電所通常采用閥式避雷器。 閥式避雷器一般用來保護(hù)交、直流系統(tǒng)中的變壓器和電氣設(shè)備的絕緣，以免由于過電壓而損壞。它主要由火花間隙和非線性電阻（閥片）組成。當(dāng)發(fā)生大氣過電壓時(shí)，火花間隙放電，

64、使雷電流流入大地，從而降低過電壓幅值，使其在設(shè)備的絕緣可以承受的水平以下。當(dāng)過電壓過去以后，避雷器通過閥片電阻的非線性特性和間隙滅弧的作用，自行將工頻續(xù)流切斷。 7.2防雷接地設(shè)計(jì) 接地是指電氣設(shè)備的帶電部分或不帶電部分與大地連接。接地可分為故障接地、工作接地、保護(hù)接地和重復(fù)接地。 (1)接地的一般要求 在供電系統(tǒng)的某些部位，由于工作的需要或安全的需要而和大地進(jìn)行直接連接，這就是接地。為了保證達(dá)到接地的目的，接地裝置必須正確設(shè)置（包括正確的布置、正確的連接、采用適當(dāng)?shù)纳⒘麟娮璧龋⑶疫B接可靠，否則，不僅達(dá)不到接地的目的，還可能反而帶來不利的影響。 變電所的接地裝置除采用自然接地體外

65、，還應(yīng)設(shè)置人工接地網(wǎng)，通常用鋼管或角鋼作垂直接地體埋入地中，用扁鋼作水平接地體來連接各條垂直接地體形成一個(gè)接地網(wǎng)，兩垂直接地體之間應(yīng)大于2.5m，以免影響散流電阻。扁鋼應(yīng)側(cè)放而不應(yīng)平放，以提高散流效果。接地裝置的形式有外引式和回路式兩種。 (2)接地的種類 按實(shí)施接地的目的不同可分為工作接地、保護(hù)接地和防雷接地。工作接地是指為了電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，人為的將供電系統(tǒng)的某些點(diǎn)（例如發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)）和大地進(jìn)行金屬性的連接。保護(hù)接地是指由于電氣設(shè)備絕緣損壞時(shí)可能危及人身安全而將電氣設(shè)備不帶電的金屬外殼與大地相連。防雷接地則是為了引泄雷電流而將防雷設(shè)備（如避雷針、避雷器等）與大地相連。 7

66、.3過電壓接地保護(hù) 電器設(shè)備在運(yùn)行中的承受的過電壓，有來自外部的雷電過電壓和系統(tǒng)系數(shù)發(fā)生變化時(shí)電磁產(chǎn)生振蕩積蓄而引起的內(nèi)部過電壓，按其產(chǎn)生原因又可分為雷過電壓和內(nèi)過電壓。 (1)雷過電壓 雷過電壓又稱為大氣過電壓或外部過電壓，它是由于電力系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備或構(gòu)筑物遭受來自大氣中的雷擊或雷電感應(yīng)而引起的過電壓。雷過電壓產(chǎn)生的雷電沖擊波，其電壓幅值可高達(dá)1億伏，其電流幅值可高達(dá)幾十萬安培，因此對(duì)供電系統(tǒng)危害極大，必須采用有效的措施防護(hù)。 雷過電壓有兩種基本形式：一種是雷電直接擊中電氣設(shè)備，線路和構(gòu)筑物，其過電壓引起強(qiáng)大的雷電流通過這些物體放電入地，產(chǎn)生破壞性極大的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，相伴的還有電磁效應(yīng)和閃絡(luò)放電，稱直接雷擊或直擊雷。另一種是雷電對(duì)設(shè)備，線路或其他物體的靜電感應(yīng)或電磁感應(yīng)引其的過電壓，稱感應(yīng)雷。 雷過電壓可分為：直擊雷過電壓、感應(yīng)雷過電壓、侵入雷過電壓。 (2)內(nèi)過電壓 內(nèi)過電壓是由于電力系統(tǒng)中的開關(guān)操作，出現(xiàn)故障或其他原因，使電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)