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(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(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(guò)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?。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(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(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，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)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。 關(guān)鍵詞：降壓變電所 變壓器 工廠負(fù)荷 接線方案 防雷及接地保護(hù) 目錄 摘要.21設(shè)計(jì)任務(wù).51.1設(shè)計(jì)要求51.2設(shè)計(jì)依據(jù)51.2.1工廠總平面圖.51.2.2工廠負(fù)荷情況51.2.3氣象資料61.2.4地質(zhì)水文資料61.2.5供電電源情況61.2.6電費(fèi)制度及主要費(fèi)用的計(jì)算7第一章 負(fù)荷和無(wú)功功率計(jì)算及補(bǔ)償.8 1.1 負(fù)荷計(jì)算的目的、意義及原則.8 1.2 全廠負(fù)荷計(jì)算及方法.9 1.3無(wú)功功率補(bǔ)償.10 1.3.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?11 1.3.2無(wú)功補(bǔ)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(tái)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(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案.16 4.2裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案.17 4.3主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較.17第五章 短路電流計(jì)算.18 5.1短路電流計(jì)算的目的及幾點(diǎn)說(shuō)明.18 5.2繪制計(jì)算電路及計(jì)算.19第六章 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn).22 6.1電氣設(shè)備選擇的一般原則.22 6.2高低壓電氣設(shè)備的選擇.22 6.2.一 高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn).22 6.2.二 低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn).24 6.2.三 高低壓母線的選擇25第七章 變電所進(jìn)出線與臨時(shí)單位聯(lián)絡(luò)線的選擇267.1 10kv高壓進(jìn)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(luò)線的選擇校驗(yàn)29第八章 變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)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(hù)裝置.31 8.3裝設(shè)電流速斷保護(hù).328.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù)裝置.32第九章防雷和接地裝置的確定.33 9.1變電所的防雷設(shè)計(jì).33 9.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì). .34 9.3元件明細(xì)表.35結(jié)束語(yǔ).36 本設(shè)計(jì)將分九章，第一章講述負(fù)荷和無(wú)功功率計(jì)算及補(bǔ)償，有了此基礎(chǔ)，在第七章便討論高、低壓電力網(wǎng)導(dǎo)線型號(hào)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(jì)算，并以此為基礎(chǔ)，在第六章討論變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，然后第八章是變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)的整定，第九章講述防雷和接地裝置的確定。1.設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)要求： 要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠的發(fā)展，按照安全可靠，技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與形式，確定變電所主要變壓器的臺(tái)數(shù)與容量，類型。選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，最后按要求寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書，繪出設(shè)計(jì)圖樣。1.2設(shè)計(jì)依據(jù)：1.2.1工廠總平面圖：1.2.2工廠負(fù)荷情況 本廠多數(shù)車間為兩班制年最大負(fù)荷利用小時(shí)為3500h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為8h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。全廠負(fù)荷情況如1.1工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料表所示：表3 工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料廠房編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1鑄造車間動(dòng)力2700307照明608102鍛壓車間動(dòng)力25003065照明807107金工車間動(dòng)力28002065照明1008106工具車間動(dòng)力26003006照明709104電鍍車間動(dòng)力2500508照明508103熱處理車間動(dòng)力2000608照明508109裝配車間動(dòng)力1800307照明6091010機(jī)修車間動(dòng)力16002065照明408108鍋爐車間動(dòng)力500707照明108105倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200408照明10810生活區(qū)照明20007091.2.3氣象資料 本場(chǎng)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(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為32天。1.2.4地質(zhì)水文資料 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(dāng)?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(dǎo)線牌號(hào)為L(zhǎng)GJ-150，導(dǎo)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(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級(jí)符合要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度為60km，電纜線路總長(zhǎng)度為25km。1.2.6電費(fèi)制度 本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制繳納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量為18元KVA，動(dòng)力電費(fèi)為1.0元KW.H，照明電費(fèi)為0.48元KW.H。工廠最大負(fù)荷時(shí)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(jì)算，一次性向供電部門繳納供電貼費(fèi)：610VA為600KVA。由下面的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表可以得知：電力變壓器的綜合投資為30.2萬(wàn)元，主變壓器的折扣費(fèi)=30.2*0.05=1.51萬(wàn)元，高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=24萬(wàn)元*0.06=1.44萬(wàn)元，變配電的維修管理費(fèi)=（30.2+24）萬(wàn)元*0.06=3.25萬(wàn)元（24萬(wàn)為高壓開關(guān)柜的綜合投資），因此計(jì)算主變壓器和高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)和維修管理費(fèi)= （1.51+1.44+3.25）=6.2萬(wàn)元。 供電貼費(fèi)：主變壓器容量每KVA 為600元，供電貼費(fèi)=1000 KVA*0.06萬(wàn)元/ KVA=60萬(wàn)元。月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為18元/ KVA,故每年電費(fèi)1000*18*12=21.6萬(wàn)元；由前面可知年最大負(fù)荷利用小時(shí)為3500h，故可求得：動(dòng)力費(fèi)用：1920kw*3500h*1.0元/kwh=672萬(wàn)元；照明費(fèi)用：253kw*3500h*0.48元/kwh=42.5萬(wàn)元。 年用電總計(jì)約：21.6+672+42.5=736.1萬(wàn)元（不含供電貼費(fèi)）。 第一章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償 1.1、 負(fù)荷計(jì)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(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)，除了滿足工作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。因次，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。（2）計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定的是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線電纜選的過(guò)大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過(guò)負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣過(guò)早老化甚至燃燒引起火災(zāi)，同樣會(huì)造成更大損失。由此可見，正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。（3）平均負(fù)荷為一段時(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(lái)計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。（4）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)。（5）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。1.2、全廠負(fù)荷計(jì)算表及方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有： 有功功率： P30= PeKd 無(wú)功功率: Q30 = P30 tg 視在功率: S3O = P30/cos 計(jì)算電流: I30 = S30/3Un 機(jī)械廠負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)名稱類別設(shè)備容量Pe/kw需要系數(shù)Kdcostan計(jì)算負(fù)荷P30/kwQ30/kwS30/kvaI30/A1鑄造車間動(dòng)力2700.30.71.028182.62照明60.81.004.80小計(jì)27685.882.621191812鍛壓車間動(dòng)力2500.30.651.177587.75照明80.71.005.60小計(jì)25880.687.751191813熱處理車間動(dòng)力2000.60.80.7512090照明50.81.0040小計(jì)205124904電鍍車間動(dòng)力2500.50.80.7512593.8照明50.81.0040小計(jì)25512993.81602445倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.40.80.7586照明10.81.000.80小計(jì)218.8610.716.26工具車間動(dòng)力2600.30.61.3378104照明70.91.006.3026784.31041342047金工車間動(dòng)力2800.20.651.175665.52照明100.81.0080小計(jì)2906465.52921408鍋爐房動(dòng)力500.70.71.023535.7照明10.81.000.80小計(jì)5135.835.750.676.89裝配車間動(dòng)力1800.30.71.025455.180.6122照明60.91.005.40小計(jì)18659.455.110機(jī)修車間動(dòng)力1800.20.651.173237.4照明40.81.003.20小計(jì)16435.237.451.47811生活區(qū)照明2000.70.90.4814067.2155.3236總計(jì)（380V側(cè)）動(dòng)力1920846.9724.8照明253計(jì)入Kep=0.85Keq=0.90.74719.87652.35971.51476.11.3、無(wú)功功率補(bǔ)償 由上表可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)是0.74，而供電部門要求該廠10kv進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)因數(shù)不應(yīng)低于0.90.考慮到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)因數(shù)應(yīng)稍大于0.90，暫取0.92來(lái)計(jì)算380V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量： Qc=P30(tan1-tan2)=719.87tan(arccos0.74)-tan(arccos0.92)kvar=347.7kvar 選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)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(tái)與方案3（輔屏）4臺(tái)相組合，總共容量84kvar*5=420kvar。因此無(wú)功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如下表所示：項(xiàng)目cos計(jì)算負(fù)荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.74719.87652.35917.51476.1380v側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量-420380v側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.935719.9232.4756.41151主變壓器功率損耗0.015S30=140.06S30=5510kv側(cè)負(fù)0.92733.9287.4788461.3.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔脽o(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率耗損、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量，在長(zhǎng)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(fù)載的有功和無(wú)功功率。安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，可限制無(wú)功補(bǔ)償在電網(wǎng)中傳輸，相應(yīng)減小了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)分級(jí)就地和便于調(diào)整電壓的原則進(jìn)行配置。集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分撒補(bǔ)償為主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)壓與降壓相結(jié)合；并且與配電網(wǎng)建設(shè)改造工程同步規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、同步投運(yùn)。無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁唧w體現(xiàn)在： 提高電壓質(zhì)量； 降低電能損耗； 提高發(fā)供電設(shè)備運(yùn)行效率；減少用戶電費(fèi)支出。1.3.2無(wú)功功率補(bǔ)償裝置：一般用并聯(lián)電容器的方法來(lái)進(jìn)行功率補(bǔ)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(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較確定： 一、接近負(fù)荷中心； 二、進(jìn)出線方便； 三、接近電源側(cè)； 四、設(shè)備運(yùn)輸方便； 五、不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所； 六、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)； 七、不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰； 八、不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定； 九、不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。1、裝有可燃性油浸電力變壓器的車間內(nèi)變電所，不應(yīng)設(shè)在三、四級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)；當(dāng)設(shè)在二級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)時(shí)，建筑物應(yīng)采取局部防火措施。2、多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所、變電所應(yīng)設(shè)置在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)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(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所和變電所，當(dāng)受條件限制必須設(shè)置時(shí)，應(yīng)設(shè)在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁，并應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范有關(guān)規(guī)定，采取相應(yīng)的防火措施。4、露天或半露天的變電所，不應(yīng)設(shè)置在下列場(chǎng)所： 一、有腐蝕性氣體的場(chǎng)所； 二、挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級(jí)為四級(jí)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(chǎng)； 四、容易沉積可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場(chǎng)所。變電所的型式應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 一、負(fù)荷較大的車間和站房，宜設(shè)附設(shè)變電所或半露天變電所； 二、負(fù)荷較大的多跨廠房，負(fù)荷中心在廠房的中部且環(huán)境許可時(shí)，宜設(shè)車間內(nèi)變電所或組臺(tái)式成套變電站； 三、高層或大型民用建筑內(nèi)，宜設(shè)室內(nèi)變電所或組合式成套變電站； 四、負(fù)荷小而分散的工業(yè)企業(yè)和大中城市的居民區(qū)，宜設(shè)獨(dú)立變電所，有條件時(shí)也可設(shè)附設(shè)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(dāng)變壓器容量在315KVA及以下時(shí)，宜設(shè)桿上式或高臺(tái)式變電所。帶可燃性油的高壓配電裝置,宜裝設(shè)在單獨(dú)的高壓配電室內(nèi)。當(dāng)高壓開關(guān)柜的數(shù)量為6臺(tái)及以下時(shí)，可與低壓配電屏設(shè)置在同一房間內(nèi)。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(shè)置在同一房間內(nèi)。具有符合IP3X防護(hù)等級(jí)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(dāng)環(huán)境允許時(shí)，可相互靠近布置在車間內(nèi)。 。室內(nèi)變電所的每臺(tái)油量為100kg及以上的三相變壓器，應(yīng)設(shè)在單獨(dú)的變壓器室內(nèi)。在同一配電室內(nèi)單列布置高、低壓配電裝置時(shí)，當(dāng)高壓開關(guān)柜或低壓配電屏頂面有裸露帶電導(dǎo)體時(shí)，兩者之間的凈距不應(yīng)小于2m；當(dāng)高壓開關(guān)柜和低壓配電屏的頂面封閉外殼防護(hù)等級(jí)符合IP2X級(jí)時(shí)，兩者可靠近布置。 有人值班的配電所，應(yīng)設(shè)單獨(dú)的值班室。當(dāng)?shù)蛪号潆娛壹孀髦蛋嗍視r(shí)，低壓配電室面積應(yīng)適當(dāng)增大。高壓配電室與值班室應(yīng)直通或經(jīng)過(guò)通道相通，值班室應(yīng)有直接通向戶外或通向走道的門。變電所宜單層布置。當(dāng)采用雙層布置時(shí)，變壓器應(yīng)設(shè)在底層。設(shè)于二層的配電室應(yīng)設(shè)搬運(yùn)設(shè)備的通道、平臺(tái)或孔洞。高（低）壓配電室內(nèi)，宜留有適當(dāng)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(shí)，兩段母線分段處宜裝設(shè)絕緣隔板，其高度不應(yīng)小于0.3m。由同一配電所供給一級(jí)負(fù)荷用電時(shí),母線分段處應(yīng)設(shè)防火隔板或有門洞的隔墻。供給一級(jí)負(fù)荷用電的兩路電纜不應(yīng)通過(guò)同一電纜溝，當(dāng)無(wú)法分開時(shí)，該電纜溝內(nèi)的兩路電纜應(yīng)采用阻燃性電纜，且應(yīng)分別敷設(shè)在電纜溝兩側(cè)的支架上。戶外箱式變電站和組合式成套變電站的進(jìn)出線宜采用電纜。配電所宜設(shè)輔助生產(chǎn)用房。2.2變電所的形式（類型）：（1） 車間附設(shè)變電所（2） 車間內(nèi)變電所（3） 露天（或半露天）變電所（4） 獨(dú)立變電所（5） 桿上變電臺(tái)（6） 地下變電所（7） 樓上變電所（8） 成套變電所（9） 移動(dòng)式變電所我們的工廠是10kv以下，變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來(lái)確定。在工廠的平面圖下側(cè)和左側(cè)，分別作一條直角坐標(biāo)的x軸和y軸，然后測(cè)出各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，p1、p2、p3p10分別代表廠房1、2、310號(hào)的功率，設(shè)定p1、p2p10并設(shè)定p11為生活區(qū)的中心負(fù)荷，如圖3-1所示。而工廠的負(fù)荷中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)：把各車間的坐標(biāo)帶入（3-1） （3-2），得到x=5.38，y=5.38.由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在6號(hào)廠房的西北角。考慮到周圍環(huán)境和進(jìn)出線方便，決定在6號(hào)廠房的西側(cè)僅靠廠房建造工廠變電所，器型為附設(shè)式。第三章 變電所主要變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類型的選擇3.1根據(jù)工廠的負(fù)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(fù)荷性質(zhì)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(shè)一臺(tái)變壓器 型號(hào)為S9型，而容量根據(jù)式，為主變壓器容量，為總的計(jì)算負(fù)荷。選=800 KVA=788 KVA，即選一臺(tái)S9-800/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。b)型號(hào)為S9型，而每臺(tái)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(tái)S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)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(tái)比較好） 主變壓器的聯(lián)結(jié)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器方案可設(shè)計(jì)出下列兩種主接線方案：4.1裝設(shè)一臺(tái)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(luò)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(luò)（備用）220/380V高壓柜列4.2裝設(shè)兩臺(tái)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(luò)線（備用電源）GG-1A(F)-54GG-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(luò)（備用）高壓柜列-964.3主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案技術(shù)指標(biāo)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(zhì)量由于一臺(tái)主變，電壓損耗較大由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗較小靈活方便性只有一臺(tái)主變，靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變，靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額查得S9-1000/10的單價(jià)為15.1萬(wàn)元，而變壓器綜合投資約為其單價(jià)的2倍，因此綜合投資約為2*15.1=30.2萬(wàn)元查得S9-630/10的單價(jià)為10.5萬(wàn)元，因此兩臺(tái)變壓器的綜合投資約為4*10.5=42萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多投資11.8萬(wàn)元高壓開關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額查得GG-1A(F)型柜可按每臺(tái)4萬(wàn)元計(jì)，其綜合投資可按設(shè)備的1.5倍計(jì)，因此高壓開關(guān)柜的綜合投資約為4*1.5*4=24萬(wàn)元本方案采用6臺(tái)GG-1A(F)柜，其綜合投資約為6*1.5*4=36萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多投資12萬(wàn)元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)主變的折舊費(fèi)=30.2萬(wàn)元*0.05=1.51萬(wàn)元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=24萬(wàn)元*0.06=1.44萬(wàn)元；變配電的維修管理費(fèi)=（30.2+24）萬(wàn)元*0.06=3.25萬(wàn)元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)=（1.51+1.44+3.25）=6.2萬(wàn)元主變的折舊費(fèi)=42萬(wàn)元*0.05=2.1萬(wàn)元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=36萬(wàn)元*0.06=2.16萬(wàn)元；變配電的維修管理費(fèi)=（42+36）萬(wàn)元*0.06=4.68萬(wàn)元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)=（2.1+2.16+4.68）=8.94萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多投資2.74萬(wàn)元供電貼費(fèi)主變?nèi)萘棵縆VA為600元，供電貼費(fèi)=1000KVA*0.06萬(wàn)元/KVA=60萬(wàn)元供電貼費(fèi)=2*630KVA*0.06萬(wàn)元=75.6萬(wàn)元，比一臺(tái)主變多交15.6萬(wàn)元從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案。第五章 短路電流的計(jì)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(dá)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(dá)穩(wěn)態(tài)短路電流1825倍的沖擊電流。會(huì)對(duì)供配電系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞。一、短路電流計(jì)算的目的及幾點(diǎn)說(shuō)明：在供配電系統(tǒng)中除應(yīng)采取有效技術(shù)措施防止發(fā)生短路外，還應(yīng)設(shè)置靈敏、可靠的繼電保護(hù)裝置和有足夠斷流能力的斷路器，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(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確選擇和整定保護(hù)裝置、選擇限制短路電流的元件和開關(guān)設(shè)備。（1）由于民用建筑內(nèi)所裝置的元件，其容量遠(yuǎn)比系統(tǒng)容量要小，而阻抗則較系統(tǒng)阻抗大得多，當(dāng)這些元件遇到短路時(shí)，系統(tǒng)母線上的電壓變動(dòng)很小，可認(rèn)為電壓維持不變。因此，在本次計(jì)算中，都是以上述的由無(wú)限大容量電力系統(tǒng)供電作為前提來(lái)進(jìn)行計(jì)算的。（2）在計(jì)算高壓電路中的短路電流時(shí)，只需考慮短路電流值有重大影響的電流元件如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、架空線及電纜等。由于發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電阻遠(yuǎn)小于本身電抗，因此可不考慮。但當(dāng)架空線和電纜較長(zhǎng)，使短路電流的總電阻大于總電抗1/3時(shí)，需要計(jì)如電阻。（3）短路電流計(jì)算按金屬性短路進(jìn)行。（4）短路電流計(jì)算的符號(hào)含義：短路電流計(jì)算應(yīng)求出最大短路電流值，以確定電氣設(shè)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(hù)裝置和校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的依據(jù)。（5）短路電流的計(jì)算方法有歐姆法和標(biāo)幺制法。在此需要計(jì)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(shí)的三相短路電流有效值，KA；S02-短路開始到02s時(shí)的三相短路容量，MVA；二、歐姆法計(jì)算短路電流1.繪制計(jì)算電路及計(jì)算500MVAK-1K-2LGJ-150,8km10.5kVS9-10000.4kV(2)(3)(1)系統(tǒng)2.確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值設(shè)基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ud=Uc=1.05UN。UC為短路計(jì)算電壓，即高壓側(cè)Ud1=10.5kv，Ud2=0.4kv，則3.計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)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(zhǎng)8km，故 （5-4）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(jì)算等效電路如圖5-2所示k-1k-24.k-1點(diǎn)的相關(guān)計(jì)算4.1總電抗標(biāo)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(diǎn)的相關(guān)計(jì)算5.1總電抗標(biāo)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(jì)算結(jié)果綜合圖表5-1所示短路計(jì)算點(diǎn)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(shè)備的選擇與校驗(yàn)6.1電氣設(shè)備選擇的一般原則電氣設(shè)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(shè)備。 1)根據(jù)設(shè)備所在位置(戶內(nèi)或戶外)、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設(shè)備型號(hào)。 2)按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓。 3)按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流。電氣設(shè)備的額定電流IN應(yīng)不小于實(shí)際通過(guò)它的最大負(fù)荷電流Imax(或計(jì)算電 流Ij)，即 INImax 或INIj(71)(2)按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 為保證電氣設(shè)備在短路故障時(shí)不至損壞，按最大可能的短路電流校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。動(dòng)穩(wěn)定：電氣設(shè)備在沖擊短路屯流所產(chǎn)生的電動(dòng)力作用下，電氣設(shè)備不至損壞。熱穩(wěn)定：電氣設(shè)備載流導(dǎo)體在最大隱態(tài)短路屯流作用下，其發(fā)熱溫度不超過(guò)載流導(dǎo)體短時(shí)的允許發(fā)熱溫度。(3)開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)。斷路器和熔斷器等電氣設(shè)備擔(dān)負(fù)著可靠切斷短路電流的任務(wù)，所以開關(guān)電器還必須校驗(yàn)斷流能力，開關(guān)設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點(diǎn)最大三相短路容量.6.2高低壓電氣設(shè)備的選擇一、高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)6.2.1按工作電壓選擇設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kV， =11.5kV，高壓開關(guān)設(shè)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(shè)備的額定電流IN不應(yīng)小于所在的電路計(jì)算電流I30，既INI306.2.3按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對(duì)分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來(lái)說(shuō)，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘?，即或?qū)τ诜謹(jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來(lái)說(shuō)，則為，為最大負(fù)荷電流。6.2.4隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)a）動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)或、分別為開關(guān)的極限通過(guò)電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 對(duì)于上面的分析，如表6-1所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kV57.7A()1.96kA5.0kA一次設(shè)備型號(hào)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(guān)-10/20010kV200A-25.5 kA二次負(fù)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(guān)GW4-12/40012kV400A-25kA二、低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如圖6-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)-數(shù)據(jù)380V總1317.6A19.7kA36.2kA-一次設(shè)備型號(hào)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LMZ1-0.5500V100/5A160/5A-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(jìn)出線與臨近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇7.1 10kv高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇7.1.1 10kv高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) 采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，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(shí)的IL-149AI30，滿足發(fā)熱條件。b） 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表得，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(yàn)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(yàn) 采用JL22-10000型交聯(lián)聚乙烯的鋁芯電纜之間埋地敷設(shè)。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(yàn)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(guò)的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為A；短路發(fā)熱假想時(shí)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(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.5s，斷路器斷路時(shí)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(yàn)電壓損耗由圖1.1所示的工廠平面圖量得變電所至1號(hào)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(jì)），=0.07，又1號(hào)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(yàn)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(hào)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(shè)(方法同上，略)。7.2.3 熱處理車間饋電給3號(hào)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(shè)(方法同上，略)。7.2.4電鍍車間饋電給4號(hào)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(shè)(方法同上，略)。7.2.5倉(cāng)庫(kù)饋電給5號(hào)廠房的線路，由于倉(cāng)庫(kù)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(dǎo)線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設(shè)。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(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表得，=2.5，因此上面所選的4的導(dǎo)線滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。c) 所選穿管線估計(jì)長(zhǎng)50m，而查表得=0.85，=0.11