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1、 摘要眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應用極為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(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)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方

2、面來說，如果工廠的電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。因此，做好工廠供電工作對于發(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。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設，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，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求：（1）安全 在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。（2）可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3）優(yōu)質 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求（4） 經(jīng)濟 供電

3、系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。 關鍵詞：降壓變電所 變壓器 工廠負荷 接線方案 防雷及接地保護 目錄 摘要.21設計任務.51.1設計要求51.2設計依據(jù)51.2.1工廠總平面圖.51.2.2工廠負荷情況51.2.3氣象資料61.2.4地質水文資料61.2.5供電電源情況61.2.6電費制度及主要費用的計算7第一章 負荷和無功功率計算及補償.8 1.1 負荷計算的目的、意義及原則.8 1.2 全廠負荷計算及方法.9 1.3無功功

4、率補償.10 1.3.1無功補償?shù)淖饔?11 1.3.2無功補償裝置的選擇.11第二章 變電所位置和形式的選擇.12 2.1 變電所位置的選擇.12 2.2 變電所形式的選擇.13第三章變電所主變壓器臺數(shù)、容量類型的選擇.15 3.1變壓器的選擇方案. 15 3.2主變壓器數(shù)量及容量類型的確定.15第四章 變電所主接線方案的選擇.16 4.1裝設一臺主變壓器的主接線方案.16 4.2裝設兩臺主變壓器的主接線方案.17 4.3主接線方案的技術經(jīng)濟比較.17第五章 短路電流計算.18 5.1短路電流計算的目的及幾點說明.18 5.2繪制計算電路及計算.19第六章 變電所一次設備的選擇與校驗.22

5、6.1電氣設備選擇的一般原則.22 6.2高低壓電氣設備的選擇.22 6.2.一 高壓側一次設備的選擇與校驗.22 6.2.二 低壓側一次設備的選擇與校驗.24 6.2.三 高低壓母線的選擇25第七章 變電所進出線與臨時單位聯(lián)絡線的選擇267.1 10kv高壓進線和引入電纜的選擇.267.2 380v低壓出線的選擇267.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的選擇校驗29第八章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護的整定.30 8.1變電所二次回路的選擇.30 8.2變電所繼電保護裝置.31 8.3裝設電流速斷保護.328.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的繼電保護裝置.32第九章防雷和接地裝置的確定.33 9.

6、1變電所的防雷設計.33 9.2 變電所公共接地裝置的設計. .34 9.3元件明細表.35結束語.36 本設計將分九章，第一章講述負荷和無功功率計算及補償，有了此基礎，在第七章便討論高、低壓電力網(wǎng)導線型號及截面的選擇，第二、三、四章便是變壓器的選擇，變電所主接線方案確定，變電所位置的確定，第五章為短路電流計算，并以此為基礎，在第六章討論變電所一次設備的選擇與校驗，然后第八章是變電所二次回路方案選擇及繼電保護的整定，第九章講述防雷和接地裝置的確定。1.設計任務1.1設計要求： 要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠的發(fā)展，按照安全可靠，技術先進，經(jīng)濟合理的要求，確

7、定變電所的位置與形式，確定變電所主要變壓器的臺數(shù)與容量，類型。選擇變電所主接線方案及高低壓設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護裝置，最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖樣。1.2設計依據(jù)：1.2.1工廠總平面圖：1.2.2工廠負荷情況 本廠多數(shù)車間為兩班制年最大負荷利用小時為3500h，日最大負荷持續(xù)時間為8h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。全廠負荷情況如1.1工廠負荷統(tǒng)計資料表所示：表3 工廠負荷統(tǒng)計資料廠房編號廠房名稱負荷類別設備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動力2700307照明608102鍛壓車間動力25003065照明807107金

8、工車間動力28002065照明1008106工具車間動力26003006照明709104電鍍車間動力2500508照明508103熱處理車間動力2000608照明508109裝配車間動力1800307照明6091010機修車間動力16002065照明408108鍋爐車間動力500707照明108105倉庫動力200408照明10810生活區(qū)照明20007091.2.3氣象資料 本場所在地區(qū)的年最高氣溫為35，年平均氣溫為18，年最低氣溫為-15，年最熱月平均最高氣溫為31，年最熱月平均氣溫為24，年最熱月地下0.8米處平均氣溫為22，當?shù)刂鲗эL向為東北風，年雷暴日數(shù)為32天。1.2.4地質水文

9、資料 本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。1.2.5供電電源情況 按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kv的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖該干線的導線牌號為LGJ-150，導線為等腰三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過流保護和電流速斷保護，定時限過流保護整定的動作時間為1.7s。為滿足工廠二級符合要求，可采用高壓聯(lián)絡線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為60km，電纜線路總長度為25km。1.2.

10、6電費制度 本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側計量電能，設專用計量柜，按兩部電費制繳納電費。每月基本電費按主變壓器容量為18元KVA，動力電費為1.0元KW.H，照明電費為0.48元KW.H。工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.9，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門繳納供電貼費：610VA為600KVA。由下面的經(jīng)濟指標表可以得知：電力變壓器的綜合投資為30.2萬元，主變壓器的折扣費=30.2*0.05=1.51萬元，高壓開關柜的折舊費=24萬元*0.06=1.44萬元，變配電的維修管理費=（30.2+24）萬元*0.06=3.25萬元（24萬為高壓開關柜的綜合

11、投資），因此計算主變壓器和高壓開關柜的折舊費和維修管理費= （1.51+1.44+3.25）=6.2萬元。 供電貼費：主變壓器容量每KVA 為600元，供電貼費=1000 KVA*0.06萬元/ KVA=60萬元。月基本電費按主變壓器容量計為18元/ KVA,故每年電費1000*18*12=21.6萬元；由前面可知年最大負荷利用小時為3500h，故可求得：動力費用：1920kw*3500h*1.0元/kwh=672萬元；照明費用：253kw*3500h*0.48元/kwh=42.5萬元。 年用電總計約：21.6+672+42.5=736.1萬元（不含供電貼費）。 第一章 負荷計算和無功功率補償

12、 1.1、 負荷計算的目的、意義及原則（1）供電系統(tǒng)要能安全可靠地正常運行，其中各個元件（包括電力變壓器、開關設備及導線、電纜等）都必須選擇得當，除了滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負荷電流的要求。因次，有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。（2）計算負荷是供電設計計算的基本依據(jù)。計算負荷確定的是否正確合理，直接影響到電器和導線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。如果計算負荷確定的過大，將使電器和導線電纜選的過大，造成投資和有色金屬的浪費。如果計算負荷確定的過小，又將使電器和導線電纜處于過負荷下運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導致絕緣過早老化甚至燃燒引起火災，同樣會造成更大損失。由

13、此可見，正確確定計算負荷意義重大。（3）平均負荷為一段時間內用電設備所消耗的電能與該段時間之比。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時也計算年平均負荷。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。（4）計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。計算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷，其熱效應與同一時間內實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應相等。在配電設計中，通常采用30分鐘的最大平均負荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或導體的依據(jù)。（5）尖峰電流指單臺或多臺用電設備持續(xù)1秒左右的最大負荷電流。一般取啟動電流上午周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據(jù)。在校驗

14、瞬動元件時，還應考慮啟動電流的非周期分量。1.2、全廠負荷計算表及方法負荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式等幾種。本設計采用需要系數(shù)法確定。主要計算公式有： 有功功率： P30= PeKd 無功功率: Q30 = P30 tg 視在功率: S3O = P30/cos 計算電流: I30 = S30/3Un 機械廠負荷計算表編號名稱類別設備容量Pe/kw需要系數(shù)Kdcostan計算負荷P30/kwQ30/kwS30/kvaI30/A1鑄造車間動力2700.30.71.028182.62照明60.81.004.80小計27685.882.621191812鍛壓車間動力2500.30.65

15、1.177587.75照明80.71.005.60小計25880.687.751191813熱處理車間動力2000.60.80.7512090照明50.81.0040小計205124904電鍍車間動力2500.50.80.7512593.8照明50.81.0040小計25512993.81602445倉庫動力200.40.80.7586照明10.81.000.80小計218.8610.716.26工具車間動力2600.30.61.3378104照明70.91.006.3026784.31041342047金工車間動力2800.20.651.175665.52照明100.81.0080小計290

16、6465.52921408鍋爐房動力500.70.71.023535.7照明10.81.000.80小計5135.835.750.676.89裝配車間動力1800.30.71.025455.180.6122照明60.91.005.40小計18659.455.110機修車間動力1800.20.651.173237.4照明40.81.003.20小計16435.237.451.47811生活區(qū)照明2000.70.90.4814067.2155.3236總計（380V側）動力1920846.9724.8照明253計入Kep=0.85Keq=0.90.74719.87652.35971.51476.1

17、1.3、無功功率補償 由上表可知，該廠380V側最大負荷時的功率因數(shù)是0.74，而供電部門要求該廠10kv進線側最大負荷時因數(shù)不應低于0.90.考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380V側最大負荷時因數(shù)應稍大于0.90，暫取0.92來計算380V側所需無功功率補償容量： Qc=P30(tan1-tan2)=719.87tan(arccos0.74)-tan(arccos0.92)kvar=347.7kvar 選PGJ1型低壓自動補償屏（如圖2.1所示），并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）4臺相組合，總共容量84kvar*5=420kvar。因

18、此無功補償后工廠380V側和10KV側的負荷計算如下表所示：項目cos計算負荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v側補償前負荷0.74719.87652.35917.51476.1380v側無功補償容量-420380v側補償后負荷0.935719.9232.4756.41151主變壓器功率損耗0.015S30=140.06S30=5510kv側負0.92733.9287.4788461.3.1無功補償?shù)闹饕饔脽o功補償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設備容量和功率耗損、穩(wěn)定電壓和提高供電質量，在長距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負載的有功和無功功率。安

19、裝并聯(lián)電容器進行無功補償，可限制無功補償在電網(wǎng)中傳輸，相應減小了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質量。無功補償應根據(jù)分級就地和便于調整電壓的原則進行配置。集中補償與分散補償相結合，以分撒補償為主；高壓補償與低壓補償相結合，以低壓補償為主；調壓與降壓相結合；并且與配電網(wǎng)建設改造工程同步規(guī)劃、設計、施工、同步投運。無功補償?shù)闹饕饔镁唧w體現(xiàn)在： 提高電壓質量； 降低電能損耗； 提高發(fā)供電設備運行效率；減少用戶電費支出。1.3.2無功功率補償裝置：一般用并聯(lián)電容器的方法來進行功率補償。第二章 變電所位置和形式的選擇2.1變電所位置的選擇，應根據(jù)下列要求經(jīng)技術、經(jīng)濟比較確定： 一、接近負荷中心； 二

20、、進出線方便； 三、接近電源側； 四、設備運輸方便； 五、不應設在有劇烈振動或高溫的場所； 六、不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，當無法遠離時，不應設在污染源盛行風向的下風側； 七、不應設在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰； 八、不應設在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設在有火災危險環(huán)境的正上方或正下方，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)行國家標準爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范的規(guī)定； 九、不應設在地勢低洼和可能積水的場所。1、裝有可燃性油浸電力變壓器的車間內變電所，不應設在三、四級耐火等級的建筑物內；當設在二級耐火等級的建筑物內時，建筑物應

21、采取局部防火措施。2、多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設備的配電所、變電所應設置在底層靠外墻部位，且不應設在人員密集場所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁。3、高層主體建筑內不宜設置裝有可燃性油的電氣設備的配電所和變電所，當受條件限制必須設置時，應設在底層靠外墻部位，且不應設在人員密集場所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁，并應按現(xiàn)行國家標準高層民用建筑設計防火規(guī)范有關規(guī)定，采取相應的防火措施。4、露天或半露天的變電所，不應設置在下列場所： 一、有腐蝕性氣體的場所； 二、挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級為四級的建筑物旁； 三、附近有棉、糧及其他易燃、易爆物品集中的露天堆場； 四、容易沉積可

22、燃粉塵、可燃纖維、灰塵或導電塵埃且嚴重影響變壓器安全運行的場所。變電所的型式應根據(jù)用電負荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定，并應符合下列規(guī)定： 一、負荷較大的車間和站房，宜設附設變電所或半露天變電所； 二、負荷較大的多跨廠房，負荷中心在廠房的中部且環(huán)境許可時，宜設車間內變電所或組臺式成套變電站； 三、高層或大型民用建筑內，宜設室內變電所或組合式成套變電站； 四、負荷小而分散的工業(yè)企業(yè)和大中城市的居民區(qū)，宜設獨立變電所，有條件時也可設附設變電所或戶外箱式變電站； 五、環(huán)境允許的中小城鎮(zhèn)居民區(qū)和工廠的生活區(qū)，當變壓器容量在315KVA及以下時，宜設桿上式或高臺式變電所。帶可燃性油的高壓配電裝置,宜裝設在單

23、獨的高壓配電室內。當高壓開關柜的數(shù)量為6臺及以下時，可與低壓配電屏設置在同一房間內。不帶可燃性油的高、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，可設置在同一房間內。具有符合IP3X防護等級外殼的不帶可燃性油的高、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，當環(huán)境允許時，可相互靠近布置在車間內。 。室內變電所的每臺油量為100kg及以上的三相變壓器，應設在單獨的變壓器室內。在同一配電室內單列布置高、低壓配電裝置時，當高壓開關柜或低壓配電屏頂面有裸露帶電導體時，兩者之間的凈距不應小于2m；當高壓開關柜和低壓配電屏的頂面封閉外殼防護等級符合IP2X級時，兩者可靠近布置。 有人值班的配電所，應設單獨的值班室。當?shù)蛪号潆?/p>

24、室兼作值班室時，低壓配電室面積應適當增大。高壓配電室與值班室應直通或經(jīng)過通道相通，值班室應有直接通向戶外或通向走道的門。變電所宜單層布置。當采用雙層布置時，變壓器應設在底層。設于二層的配電室應設搬運設備的通道、平臺或孔洞。高（低）壓配電室內，宜留有適當數(shù)量配電裝置的備用位置。高壓配電裝置的柜頂為裸母線分段時，兩段母線分段處宜裝設絕緣隔板，其高度不應小于0.3m。由同一配電所供給一級負荷用電時,母線分段處應設防火隔板或有門洞的隔墻。供給一級負荷用電的兩路電纜不應通過同一電纜溝，當無法分開時，該電纜溝內的兩路電纜應采用阻燃性電纜，且應分別敷設在電纜溝兩側的支架上。戶外箱式變電站和組合式成套變電站的

25、進出線宜采用電纜。配電所宜設輔助生產(chǎn)用房。2.2變電所的形式（類型）：（1） 車間附設變電所（2） 車間內變電所（3） 露天（或半露天）變電所（4） 獨立變電所（5） 桿上變電臺（6） 地下變電所（7） 樓上變電所（8） 成套變電所（9） 移動式變電所我們的工廠是10kv以下，變電所的位置應盡量接近工廠的負荷中心，工廠的負荷中心按負荷功率矩法來確定。在工廠的平面圖下側和左側，分別作一條直角坐標的x軸和y軸，然后測出各車間和宿舍區(qū)負荷點的坐標位置，p1、p2、p3p10分別代表廠房1、2、310號的功率，設定p1、p2p10并設定p11為生活區(qū)的中心負荷，如圖3-1所示。而工廠的負荷中心的力矩方

26、程，可得負荷中心的坐標：把各車間的坐標帶入（3-1） （3-2），得到x=5.38，y=5.38.由計算結果可知，工廠的負荷中心在6號廠房的西北角?？紤]到周圍環(huán)境和進出線方便，決定在6號廠房的西側僅靠廠房建造工廠變電所，器型為附設式。第三章 變電所主要變壓器的臺數(shù)與容量、類型的選擇3.1根據(jù)工廠的負荷情況和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：根據(jù)工廠的負荷性質和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：a)裝設一臺變壓器 型號為S9型，而容量根據(jù)式，為主變壓器容量，為總的計算負荷。選=800 KVA=788 KVA，即選一臺S9-800/10型低損耗配

27、電變壓器。至于工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。b)型號為S9型，而每臺變壓器容量根據(jù)式（4-1）、（4-2）選擇，即788 KVA=（472.8551.6）KVA（4-1）=(119+160+50.6) KVA=329.6 KVA（4-2）因此選兩臺S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。主變壓器的聯(lián)結組均為Yyn0 。 2.類型 ：我們這里選S9-630/10或S9-1000/10（下一章具體介紹選哪一臺比較好） 主變壓器的聯(lián)結組為Yyn0。第四章、變電所主接線方案的選擇根據(jù)上面考慮的兩種主變壓

28、器方案可設計出下列兩種主接線方案：4.1裝設一臺主變壓器的主接線方案 如圖4-1所示：Y0Y0S9-1000GG-1A(F)-0710/0.4kV聯(lián)絡線（備用電源）GG-1A(F)-54GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主變聯(lián)絡（備用）220/380V高壓柜列4.2裝設兩臺主變壓器的主接線方案 如圖4-2所示Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F)GG-1A(F)-0710/0.4kVS9-63010/0.4kV聯(lián)絡線（備用電源）GG-1A(F)-54G

29、G-1A(F)-113、11GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-01GG-1A(F)-113GG-1A(F)-11GG-1A(J)-01GG-1A(F)-96GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54主變主變聯(lián)絡（備用）高壓柜列-964.3主接線方案的技術經(jīng)濟比較比較項目裝設一臺主變的方案裝設兩臺主變的方案技術指標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質量由于一臺主變，電壓損耗較大由于兩臺主變并列，電壓損耗較小靈活方便性只有一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好擴建適應性稍差一些更好一些經(jīng)濟指標電力變壓器的綜合投資額查得S9-1000/10的單價為

30、15.1萬元，而變壓器綜合投資約為其單價的2倍，因此綜合投資約為2*15.1=30.2萬元查得S9-630/10的單價為10.5萬元，因此兩臺變壓器的綜合投資約為4*10.5=42萬元，比一臺主變方案多投資11.8萬元高壓開關柜（含計量柜）的綜合投資額查得GG-1A(F)型柜可按每臺4萬元計，其綜合投資可按設備的1.5倍計，因此高壓開關柜的綜合投資約為4*1.5*4=24萬元本方案采用6臺GG-1A(F)柜，其綜合投資約為6*1.5*4=36萬元，比一臺主變方案多投資12萬元電力變壓器和高壓開關柜的年運行費主變的折舊費=30.2萬元*0.05=1.51萬元；高壓開關柜的折舊費=24萬元*0.0

31、6=1.44萬元；變配電的維修管理費=（30.2+24）萬元*0.06=3.25萬元。因此主變和高壓開關柜的折舊和維修管理費=（1.51+1.44+3.25）=6.2萬元主變的折舊費=42萬元*0.05=2.1萬元；高壓開關柜的折舊費=36萬元*0.06=2.16萬元；變配電的維修管理費=（42+36）萬元*0.06=4.68萬元。因此主變和高壓開關柜的折舊和維修管理費=（2.1+2.16+4.68）=8.94萬元，比一臺主變方案多投資2.74萬元供電貼費主變容量每KVA為600元，供電貼費=1000KVA*0.06萬元/KVA=60萬元供電貼費=2*630KVA*0.06萬元=75.6萬元，

32、比一臺主變多交15.6萬元從上表可以看出，按技術指標，裝設兩臺主變的主接線方案略優(yōu)于裝設一臺主變的主接線方案，但按經(jīng)濟指標，則裝設一臺主變的主接線方案遠優(yōu)于裝設兩臺主變的主接線方案，因此決定采用裝設一臺主變的主接線方案。第五章 短路電流的計算短路電流是供配電系統(tǒng)中的相間或相地之間因絕緣破壞而發(fā)生電氣連通的故障狀態(tài)。它的數(shù)值可達額定電流的十余倍至數(shù)十倍，而電路由常態(tài)變?yōu)槎搪返臅簯B(tài)工程中，還出現(xiàn)高達穩(wěn)態(tài)短路電流1825倍的沖擊電流。會對供配電系統(tǒng)造成嚴重的破壞。一、短路電流計算的目的及幾點說明：在供配電系統(tǒng)中除應采取有效技術措施防止發(fā)生短路外，還應設置靈敏、可靠的繼電保護裝置和有足夠斷流能力的斷路

33、器，快速切除短路回路，把短路危害抑制到最低限度。為此必須進行短路電流計算，以便正確選擇和整定保護裝置、選擇限制短路電流的元件和開關設備。（1）由于民用建筑內所裝置的元件，其容量遠比系統(tǒng)容量要小，而阻抗則較系統(tǒng)阻抗大得多，當這些元件遇到短路時，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可認為電壓維持不變。因此，在本次計算中，都是以上述的由無限大容量電力系統(tǒng)供電作為前提來進行計算的。（2）在計算高壓電路中的短路電流時，只需考慮短路電流值有重大影響的電流元件如發(fā)電機、變壓器、電抗器、架空線及電纜等。由于發(fā)電機、變壓器、電抗器的電阻遠小于本身電抗，因此可不考慮。但當架空線和電纜較長，使短路電流的總電阻大于總電抗1/3

34、時，需要計如電阻。（3）短路電流計算按金屬性短路進行。（4）短路電流計算的符號含義：短路電流計算應求出最大短路電流值，以確定電氣設備容量或額定參數(shù)；求出最小短路電流值，作為選擇熔斷器、整定繼電保護裝置和校驗電動機啟動的依據(jù)。（5）短路電流的計算方法有歐姆法和標幺制法。在此需要計算下列短路電流值：Id-三相短路電流周期分量有效值，KA；Sd-三相短路容量，MVAI-次暫態(tài)短路電流，既三相短路電流周期分量第一周的有效值，KA；I-三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值，KA；Ic-三相短路電流第一周全電流有效值，KA；ic-三相短路沖擊電流，既三相短路電流第一周全電流峰值，KA；I02-短路開始到02s時的三相短

35、路電流有效值，KA；S02-短路開始到02s時的三相短路容量，MVA；二、歐姆法計算短路電流1.繪制計算電路及計算500MVAK-1K-2LGJ-150,8km10.5kVS9-10000.4kV(2)(3)(1)系統(tǒng)2.確定短路計算基準值設基準容量Sd=100MVA，基準電壓Ud=Uc=1.05UN。UC為短路計算電壓，即高壓側Ud1=10.5kv，Ud2=0.4kv，則3.計算短路電路中各元件的電抗標幺值3.1電力系統(tǒng)已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MVA，故=100MVA/500MVA=0.2 （5-3）3.2架空線路查表得LGJ-150的線路電抗，而線路長8km，故 （5-4）

36、3.3電力變壓器查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故=5.6 （5-5）式中，Sn為變壓器的額定容量 因此繪制短路計算等效電路如圖5-2所示k-1k-24.k-1點的相關計算4.1總電抗標幺值=0.2+2.6=2.8 （5-6）4.2三相短路電流周期分量有效值 （5-7）4.3其它短路電流 （5-8） （5-9） （5-10）4.4三相短路容量 （5-11）5.k-2點的相關計算5.1總電抗標幺值=0.2+2.6+5.6=8.4 （5-12）5.2三相短路電流周期分量有效值 （5-13）5.3其它短路電流 （5-14） （5-15） （5-16）5.4三相短路容量 （5-17）以上短路計算

37、結果綜合圖表5-1所示短路計算點三相短路電流三相短路容量/MVAk-11.961.961.965.02.9635.7k-217.117.117.131.518.611.9 第六章 變電所一次設備的選擇與校驗6.1電氣設備選擇的一般原則電氣設備選擇的一般原則主要有以下幾條：(1)按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設備。 1)根據(jù)設備所在位置(戶內或戶外)、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設備型號。 2)按工作電壓選擇電氣設備的額定電壓。 3)按最大負荷電流選擇電氣設備的額定電流。電氣設備的額定電流IN應不小于實際通過它的最大負荷電流Imax(或計算電 流Ij)，即 INImax 或INIj(71)(2

38、)按短路條件校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 為保證電氣設備在短路故障時不至損壞，按最大可能的短路電流校驗電氣設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。動穩(wěn)定：電氣設備在沖擊短路屯流所產(chǎn)生的電動力作用下，電氣設備不至損壞。熱穩(wěn)定：電氣設備載流導體在最大隱態(tài)短路屯流作用下，其發(fā)熱溫度不超過載流導體短時的允許發(fā)熱溫度。(3)開關電器斷流能力校驗。斷路器和熔斷器等電氣設備擔負著可靠切斷短路電流的任務，所以開關電器還必須校驗斷流能力，開關設備的斷流容量不小于安裝地點最大三相短路容量.6.2高低壓電氣設備的選擇一、高壓側一次設備的選擇與校驗6.2.1按工作電壓選擇設備的額定電壓一般不應小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設備的額

39、定電壓應不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kV， =11.5kV，高壓開關設備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。6.2.2 設備的額定電流IN不應小于所在的電路計算電流I30，既INI306.2.3按斷流能力選擇設備的額定開斷電流或斷流容量，對分斷短路電流的設備來說，不應小于它可能分斷的最大短路有效值或短路容量，即或對于分斷負荷設備電流的設備來說，則為，為最大負荷電流。6.2.4隔離開關、負荷開關和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗a）動穩(wěn)定度校驗或、分別為開關的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關所處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值b)

40、熱穩(wěn)定校驗條件 對于上面的分析，如表6-1所示，由它可知所選一次設備均滿足要求。選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kV57.7A()1.96kA5.0kA一次設備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40 kA高壓隔離開關-10/20010kV200A-25.5 kA二次負荷0.6高壓熔斷器RN2-1010kV0.5A50 kA-電壓互感器JDJ-1010/0.1kV-電壓互感器JDZJ-10-電流互感器LQJ-1010kV100/5A-=31.8 kA=81避雷針FS4-1010kV-戶外隔離開關GW4-12/4

41、0012kV400A-25kA二、低壓側一次設備的選擇與校驗同樣，做出380V側一次設備的選擇校驗，如圖6-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點條件參數(shù)-數(shù)據(jù)380V總1317.6A19.7kA36.2kA-一次設備型號規(guī)格額定參數(shù)-低壓斷路器DW15-1500/3D380V1500A40kA-低壓斷路器DW20-630380V630A（大于）30Ka(一般)-低壓斷路器DW20-200380V200A（大于）25 kA-低壓斷路HD13-1500/30380V1500A-電流互感器LMZJ1-0.5500V1500/5A-電流互感器LMZ1-0

42、.5500V100/5A160/5A-三、高低壓母線的選擇 查表得到10kv母線選LMY-3（40*4mm），即母線尺寸為40mm*4mm,380V母線選LMY-3（120*10）+80*6，即母線尺寸為120mm*10mm，而中性母線尺寸為80mm*6mm。第七章、變電所進出線與臨近單位聯(lián)絡線的選擇7.1 10kv高壓進線和引入電纜的選擇7.1.1 10kv高壓進線的選擇校驗 采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設，接往10kv公用干線。a） 按發(fā)熱條件選擇 由I30=Int=57.7A及室外環(huán)境溫度31，查表得，初選LGJ-35，其35時的IL-149AI30，滿足發(fā)熱條件。b） 校驗機械強度 查

43、表得，最小允許截面積AMIN=25mm2而LGJ-35滿足要求，故選它。由于此線路很短，故不需要檢驗電壓損耗。7.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗 采用JL22-10000型交聯(lián)聚乙烯的鋁芯電纜之間埋地敷設。a)按發(fā)熱條件選擇由=57.7A及土壤環(huán)境22，查表得，初選纜線芯截面為25的交聯(lián)電纜，其=149A,滿足發(fā)熱條件。b)校驗熱路穩(wěn)定按式，A為母線截面積，單位為；為滿足熱路穩(wěn)定條件的最大截面積，單位為；C為材料熱穩(wěn)定系數(shù)；為母線通過的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為A；短路發(fā)熱假想時間，單位為s。本電纜線中=1960，=0.5+0.2+0.05=0.75s，終端變電所保護動作時間

44、為0.5s，斷路器斷路時間為0.2s，C=77，把這些數(shù)據(jù)代入公式中得，滿足發(fā)熱條件。 b）校驗電壓損耗由圖1.1所示的工廠平面圖量得變電所至1號廠房距離約為288m，而查表得到120的鋁芯電纜的=0.31 （按纜芯工作溫度75計），=0.07，又1號廠房的=94kW, =91.8 kvar，故線路電壓損耗為=5%。c）斷路熱穩(wěn)定度校驗不滿足短熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為240的電纜，即選VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同。 7.2.2 鍛壓車間饋電給2號廠房的線路采用VLV22-10000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷

45、設(方法同上，略)。7.2.3 熱處理車間饋電給3號廠房的線路采用VLV22-10000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(方法同上，略)。7.2.4電鍍車間饋電給4號廠房的線路采用VLV22-10000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(方法同上，略)。7.2.5倉庫饋電給5號廠房的線路，由于倉庫就在變電所旁邊，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設。a）按發(fā)熱條件需選擇由=16.2A及環(huán)境溫度24，初選截面積4，其=19A，滿足發(fā)熱條件。 b）校驗機械強度查表得，=2.5，因此上面所選的4的導線滿足機械強度要求。c) 所選穿管線估計長50m，而查表得=0.85，=0.11