目錄與前言目錄一、負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率二變電所的位置和型式的選擇四.短路電流計(jì)算七變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定八防雷和接地裝置的確定前言設(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)荷情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)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型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備與進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求提交設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)及說(shuō)明書(shū)，繪出設(shè)計(jì)圖紙。設(shè)計(jì)依據(jù)：1、工廠總平面見(jiàn)附圖。2、工廠負(fù)荷情況：本廠多數(shù)車(chē)間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4800h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間8h。該廠除鑄造車(chē)間、電鍍車(chē)間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。照明及家用電器均為單相，額定電壓為220V。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表1所示。3、供電電源情況：按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)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-185,導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為1.2m；電力系統(tǒng)饋電變電站距本廠6km,該干線首端所裝高壓斷路器的斷流容量為500MV.A，此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，其定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.5S。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓或低壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。 4、氣象資料：本廠所在地區(qū)（泰山區(qū)）的年最高氣溫為40，年平均氣溫為20。年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，年雷暴日數(shù)31.3。 5、地質(zhì)水文資料：本廠所在地區(qū)平均海拔130m，地層以沙粘土為主，地下水位為3m. 6、電費(fèi)制度：本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)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)制交納電費(fèi)。一部分為基本電費(fèi)，按所裝用的主變壓器容量來(lái)計(jì)費(fèi)。另一部分為電度電費(fèi)，按每月時(shí)機(jī)耗用的電能計(jì)費(fèi)。工廠最大負(fù)荷時(shí)的高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.9。 廠房編號(hào)用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)設(shè)備容量/kw 需要系數(shù)功率因數(shù)2鑄造車(chē)間動(dòng)力202-402照明7123鍛壓車(chē)間動(dòng)力202402照明7124金工車(chē)間動(dòng)力202402照明7125工具車(chē)間動(dòng)力202402照明7126電鍍車(chē)間動(dòng)力152302照明7127熱處理車(chē)間動(dòng)力102202照明7128裝配車(chē)間動(dòng)力102202照明7129機(jī)修車(chē)間動(dòng)力102202照明4-710鍋爐房動(dòng)力102202照明3-41倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力52102照明3-4宿舍區(qū)照明202402一、負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率（1）負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、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 = Pe·Kd 無(wú)功功率: Q30 = P30 ·tg 視在功率: S3O = P30/Cos 計(jì)算電流: I30 = S30/3UN 根據(jù)要求及負(fù)荷計(jì)算公式，分別計(jì)算各車(chē)間的P30、Q30、S30、I30，然后列出表格。 1）倉(cāng)庫(kù)：動(dòng)力負(fù)荷：Pe=102kw Kd cos=0.7tan=tanarccos=1.02P30=KdPe=0.3*102=kwQ30=P30tan=*=kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA照明負(fù)荷: Pe=4kw Kd=0.9tan=tanarccos=0P30=KdPe=0.9*4=kwQ30=P30tan=*0=0kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA本車(chē)間: I30=2）鑄造車(chē)間：動(dòng)力負(fù)荷：Pe=402kw Kd cos=tan=tanarccos=P30=KdPe=0.4*402=kwQ30=P30tan=*1.02=kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA照明負(fù)荷: Pe=12kw Kd=0.9tan=tanarccos=0P30=KdPe=0.9*12=kwQ30=P30tan=*0=0kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA本車(chē)間: I303）鍛壓車(chē)間：動(dòng)力負(fù)荷：Pe=402kw Kd cos=tan=tanarccos=P30=KdPe=*402=kwQ30=P30tan=*1.17=kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA照明負(fù)荷: Pe=12kw Kd=0.9tan=tanarccos=0P30=KdPe=0.9*12=kwQ30=P30tan=*0=0kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA本車(chē)間: I304）金工車(chē)間：動(dòng)力負(fù)荷：Pe=402kw Kd cos=tan=tanarccos=P30=KdPe=*402=kwQ30=P30tan=*1.17=kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA照明負(fù)荷: Pe=12kw Kd=0.9tan=tanarccos=0P30=KdPe=0.9*12=kwQ30=P30tan=*0=0kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA本車(chē)間: I305） 工具車(chē)間：動(dòng)力負(fù)荷：Pe=402kw Kd cos=tan=tanarccos=P30=KdPe=*402=kwQ30=P30tan=*1.17=kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA照明負(fù)荷: Pe=12kw Kd=0.9tan=tanarccos=0P30=KdPe=0.9*12=kwQ30=P30tan=*0=0kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA本車(chē)間: I306）電鍍車(chē)間：動(dòng)力負(fù)荷：Pe=302kw Kd cos=0.8tan=tanarccos=P30=KdPe=*302=kwQ30=P30tan=*0.75=kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA照明負(fù)荷: Pe=12kw Kd=0.9tan=tanarccos=0P30=KdPe=0.9*12=kwQ30=P30tan=*0=0kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA本車(chē)間: I30=7）熱處理車(chē)間：動(dòng)力負(fù)荷：Pe=202kw Kd cos=tan=tanarccos=P30=KdPe=0.6*202=kwQ30=P30tan=*=kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA照明負(fù)荷: Pe=12kw Kd=0.9tan=tanarccos=0P30=KdPe=0.9*12=kwQ30=P30tan=*0=0kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA本車(chē)間: I30=8）裝配車(chē)間：動(dòng)力負(fù)荷：Pe=202kw Kd=0.4 cos=tan=tanarccos= P30=KdPe=0.4*202=kwQ30=P30tan=*=kvarS30=P30/cos0.I30=S30/3UNA照明負(fù)荷: Pe=12kw Kd=0.9tan=tanarccos=0P30=KdPe=0.9*12=kwQ30=P30tan=*0=0kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA本車(chē)間: I30=9）機(jī)修車(chē)間：動(dòng)力負(fù)荷：Pe=202kw Kd cos=tan=tanarccos=P30=KdPe=*202=kwQ30=P30tan=*1.02=kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA照明負(fù)荷：Pe=7kw Kd=0.9tan=tanarccos=0P30=KdPe=0.9*7=kwQ30=P30tan=*0=0kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA 本車(chē)間: I30=+10）鍋爐房：動(dòng)力負(fù)荷：Pe=202kw Kd cos=tan=tanarccos=P30=KdPe=0.6*202=kwQ30=P30tan=*=kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA照明負(fù)荷：Pe=4kw Kd=0.9tan=tanarccos=0P30=KdPe=0.9*4=3.6kwQ30=P30tan=3.6*0=0kvarS30=P30/cos=3.6/=3.6kvAI30=S30/3UNA本車(chē)間: I30=+11）宿舍區(qū)照明負(fù)荷：Pe=402kw Kd cos=tan=tanarccos=0P30=KdPe=0.7*402=kwQ30=P30tan=*0=0kvarS30=P30/cosI30=S30/3UNA各用電車(chē)間負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如下表：廠房編號(hào)用電單位名稱負(fù)荷性質(zhì)P30 Q30I30I301倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力照明02鑄造車(chē)間動(dòng)力照明03鍛壓車(chē)間動(dòng)力照明04金工車(chē)間動(dòng)力照明05工具車(chē)間動(dòng)力照明06電鍍車(chē)間動(dòng)力照明07熱處理車(chē)間動(dòng)力照明08裝配車(chē)間動(dòng)力照明09機(jī)修車(chē)間動(dòng)力照明010鍋爐房動(dòng)力照明0宿舍區(qū)照明0全廠負(fù)荷計(jì)算取Kp = 0.92; K 根據(jù)上表可算出：P30i =1491.4kW; Q30 則 P30 = KPP302× Q30 = KqQ30× S30 = (P302 +Q302) ·A高壓側(cè): I30(1) = S30/3UN(1) 低壓側(cè): I30(2) = S30/3UN(2) cos = P30/S30（2）功率補(bǔ)償由于本設(shè)計(jì)中上級(jí)要求COS0.9,而由上面計(jì)算可知COS=0.80<0.9，因此需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。 綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償。-1型的電容器×）Kvar =439.1Kvar 取Qc=450Kvar 因此，其電容器的個(gè)數(shù)為： n = Qc/qC =450/15 =30 而由于電容器是單相的，所以應(yīng)為3的倍數(shù)，取30個(gè) 正好 無(wú)功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： S30（2）=2+(1046.6-450)2·A 變壓器的功率損耗為： QT = 0.06 S30（2）= 0.06 * 1496.2 = 89.8Kvar PT = 0.015 S30（2） 變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為： P30 Q30= (1046.6-450)+ S30 = (P302+ Q302) 1554.2 KV .A 無(wú)功率補(bǔ)償后，工廠的功率因數(shù)為： cos= P30/ S30 則工廠的功率因數(shù)為： cos= P30/S300.9 因此，符合本設(shè)計(jì)的要求二變電所的位置和型式的選擇 變電所的位置選擇應(yīng)考慮設(shè)備運(yùn)輸方便盡量靠近負(fù)荷中心，進(jìn)出線方便，接近電源側(cè)等方面，選擇位置如下圖標(biāo)為A的圓圈位置所示： 型式的選擇：室內(nèi)型，有值班室，一臺(tái)變壓器具體情況見(jiàn)附圖：變電所平面布置圖。（1） 主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇該廠的二級(jí)負(fù)荷不多，可由采用低壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得的備用電源保證，因?yàn)榛倦娰M(fèi)按所裝的主變壓器容量來(lái)計(jì)費(fèi)，為降低基本電費(fèi)，宜采用一臺(tái)變壓器。 （2） 變電所主變壓器容量的選擇裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的變電所，主變壓器的容量ST應(yīng)滿足：SS30 一般取S30=（0.850.9）S30（2）··A 因此選1600KV·A的變壓器一臺(tái)，型號(hào)選S9-1600/10（3）主結(jié)線方案選擇為滿足生產(chǎn)要求，按照工廠變配電所主接線要求：安全，可靠，靈活，經(jīng)濟(jì)，方案及方案編號(hào)參考呂光大主編的建筑電氣安裝工程圖集，選擇高壓.低壓主接線方案如下:因?yàn)檫x擇了只裝一臺(tái)主變壓器的小型變電所，高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)-斷路器的變電所主接線圖。一路電源進(jìn)線，低壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。電壓互感器電源進(jìn)線計(jì)量專用引出線一次方案5411JL-0707二次方案JD2-335JD2-316JD2-324四.短路電流計(jì)算 I （1）確定基準(zhǔn)值 取 Sd = 1000MV·A,UC1 =10.5KV,UC2 而 Id1 = Sd /3UC1 = 1000MV·A/(3× Id2 = Sd /3UC2 = 1000MV·A/(3×（2）計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 1）電力系統(tǒng)（SOC = 500MV·A） X1*= 1000 MV·A /500 MV·A = 2 2）架空線路（XO/km） X2*/km×6km×1000/(10.5KV)2 3）電力變壓器（UK% = 4.5） X3* = UK%Sd/100SN×1000MV·A/(100×（3）求k-1點(diǎn)高壓側(cè)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 1)總電抗標(biāo)幺值 X*(K-1) = X1*X2* 2)三相短路電流周期分量有效值IK-1(3) = Id1/ X*(K-1)3)其他三相短路電流 I"(3) = I(3) = Ik-1(3) ish(3)× Ish(3)× 4)三相短路容量 Sk-1(3) = Sd/X*(k-1)·A (4)求k-2點(diǎn)即高壓側(cè)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 1)總電抗標(biāo)幺值 X*(K-2) = X1*X2*X3* 2)三相短路電流周期分量有效值 IK-2(3) = Id2/X*(K-2) 3)其他三相短路電流 I"(3) = I(3) = Ik-2（3） ish(3)× Ish(3)× 4)三相短路容量Sk-2(3) = Sd/X*(k-2)·A（1）高壓設(shè)備高壓熔斷器校驗(yàn)：最大開(kāi)斷電流85KAIK-1(3) 額定工作電壓10KV線路電壓10KV高壓隔離開(kāi)關(guān)校驗(yàn)：額定工作電壓10KV線路計(jì)算電壓10KV 額定工作電流400A ish(3) toptima= tk= top+ toc4s熱穩(wěn)定電流12.5 KAI(3)tima=×高壓斷路器選擇：ZN28-12-630A/31KA校驗(yàn)：額定工作電壓12KV線路電壓10KV額定工作電流630A額定動(dòng)穩(wěn)定電流峰值50KA ish(3) 4s熱穩(wěn)定電流20KAI(3)tima=×電流互感器選擇:LAJ2-10 150/5 LQJ-10 150/5 校驗(yàn):LAJ2-10 150/5額定工作電壓10KV線路電壓10KV額定一次電流150A ish(3) 1s短時(shí)熱穩(wěn)定電流有效值18KAI(3)tima=×LQJ-10 150/5額定工作電壓10KV線路電壓10KV額定一次電流150A ish(3) I(3)tima=×電壓互感器 選擇:JSZW-10 校驗(yàn):額定工作電壓10KV線路電壓10KV母線 選擇:TMY-40×4 (其35OC時(shí)Ial=522A> I30(1)=92.4A,滿足發(fā)熱條件)校驗(yàn): 額定工作電流630A動(dòng)穩(wěn)定M=F(3)l/10 W=b2h/6熱穩(wěn)定Amin=I(3) tima/C=電纜 選擇:YJV-10KV-3×50校驗(yàn): 額定工作電壓10KV線路電壓10KV動(dòng)穩(wěn)定M=F(3)l/10 W=b2h/6熱穩(wěn)定Amin=I(3) tima/C=高壓開(kāi)關(guān)柜型號(hào) GG-1Z(F)避雷器型號(hào) FS4-10變壓器型號(hào) S9-1600/10復(fù)合電阻消諧器型號(hào) FRX1CT7彈簧蓄能操動(dòng)機(jī)構(gòu)（2）低壓設(shè)備低壓熔斷器 選擇:RT10校驗(yàn):額定工作電壓380V線路電壓380V額定工作電流600A 最大分?jǐn)嚯娏?0KA低壓刀開(kāi)關(guān) 選擇:HD13BX-400/31校驗(yàn):額定工作電壓380V線路電壓380V額定工作電流400A 額定通斷能力400A低壓熔斷器選擇: ME(DW17)-2505校驗(yàn):額定工作電壓380V線路電壓380V額定工作電流2505A額定分?jǐn)嗄芰?0KA（1）高壓線路 1)架空線 LGJ-35 (其30OC時(shí)Ial=159A>I30(1)=92.4A,滿足發(fā)熱條件) 2)電纜 YJV-10KV-3×50 3)母線 TMY-40×4（2）低壓線路 1)倉(cāng)庫(kù) VV-3×35+1×16 2)鑄造車(chē)間 VV-2(3×120+1×70) 3)鍛壓車(chē)間 VV-2(3×95+1×50) 4)金工車(chē)間 VV-2(3×95+1×50) 5)工具車(chē)間 VV-2(3×95+1×50) 6)電鍍車(chē)間 VV-2(3×120+1×70) 7)熱處理車(chē)間 VV-3×185+1×958)裝配車(chē)間 VV-3×120+1×70 9)機(jī)修車(chē)間 VV-3×95+1×50 10)鍋爐房 VV-2(3×70+1×35) 11)宿舍區(qū) VV-2(3×150+1×70) 七變電所二次回路方案選擇及繼電保護(hù)整定（1） 變電所二次回路方案參考呂光大主編建筑電氣安裝工程圖集二次回路方案編號(hào)電壓互感器柜JD2-335電源進(jìn)線柜JD2-316計(jì)量專用柜JD2-314 JD2-315變壓器柜JD2-324（2）繼電保護(hù)整定原則：帶時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流Iop,應(yīng)躲過(guò)線路的最大負(fù)荷電流；電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流即速斷電流Iqb應(yīng)按躲過(guò)它所保護(hù)線路的末端的最大短路電流I來(lái)整定。變壓器過(guò)電流保護(hù)和速斷保護(hù)過(guò)電流保護(hù) IopKrelKwIKreKi×1×2××動(dòng)作電流整定為10A速斷保護(hù) IqbKrelKwI/Ki×1×××速斷電流倍數(shù)整定為 nqb高壓斷路器保護(hù)八防雷和接地裝置的確定避雷器 FS4-10 接地開(kāi)關(guān) JN15-12建筑電氣安裝工程圖集呂光大 聚氯乙烯絕緣電力電纜 青島漢河電纜 交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜 青島漢河電纜 常用供配電設(shè)備選型手冊(cè)王子午 徐澤植 工廠供電劉介才