《畢業(yè)設(shè)計（論文）-某塑料制品廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)的設(shè)計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計（論文）-某塑料制品廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)的設(shè)計.doc（41頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、摘 要某塑料制品廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計是對工廠供電的設(shè)計。本設(shè)計對工廠供電方式、主要設(shè)備的選擇、保護(hù)裝置的配置及防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的敘述，其中還包括全廠的負(fù)荷計算、高壓側(cè)和低壓側(cè)的短路計算、設(shè)備選擇及校驗、主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計、配電裝置設(shè)計、防雷和接地設(shè)計等。本設(shè)計通過計算出的有功、無功和視在功率選擇變壓器的大小和相應(yīng)主要設(shè)備的主要參數(shù)，再根據(jù)用戶對電壓的要求，計算補(bǔ)償功率，從而得出所需補(bǔ)償電容的大小與個數(shù)。根據(jù)國家供電部門的相關(guān)規(guī)定，畫出總配變電所及配電系統(tǒng)的主接線圖。電氣主接線對電氣設(shè)備的選擇，配電所的布置，運(yùn)行的安全性、可靠性和靈活性，對電力工程建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)節(jié)約等，都有很

2、大的影響。,關(guān)鍵詞：變電所，負(fù)荷計算，設(shè)備選型，繼電保護(hù)ABSTRACTThe whole plant distribution substation and power distribution system design of a plastic products factory is for power plant design. The design makes the narrative about the factory power supply, main equipment selection, protection device configuration and groun

3、ding system for lightning protection, which also includes the load calculation of the factory, the short circuit current calculation of the high pressure side and low pressure side, equipment selection and validation, the main equipment relay protection design, power distribution equipment design, l

4、ightning protection and grounding design. This design is based on the calculation of the active power, reactive power and apparent power transformer and the size of the corresponding main equipment main parameter, then works out the compensation computing power according to user requirements to volt

5、age .Thus it can obtain the desirable size and number of compensation capacitor.According to the relevant provisions of the national electricity sector, the design draws the main connection diagram about the total distribution substation and power distribution system. Main electrical connection have

6、 great influence on the electrical equipment selection, the layout of the distribution, operation safety, reliability and flexibility, also power engineering construction and economy of the operation and so on.Keywords: substations, load calculation, equipment selection, relay protection目 錄第1章 緒論- 1

7、 -1.1 工廠供電的意義- 1 -1.2 工廠供電的要求- 1 -1.3 工廠平面圖- 1 -第2章 主接線的設(shè)計- 3 -2.1 總配電所的主接線設(shè)計的原則和意義- 3 -2.2 變配電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)- 3 -2.3 主接線圖- 4 -第3章 負(fù)荷計算- 6 -3.1 負(fù)荷計算的意義- 6 -3.2 負(fù)荷計算的方法- 6 -3.3 負(fù)荷計算示意圖- 7 -3.4 具體數(shù)據(jù)和負(fù)荷計算舉例- 7 -3.4.1 原始數(shù)據(jù)- 7 -3.4.2 負(fù)荷計算- 8 -第4章 功率補(bǔ)償計算及變壓器的選擇- 12 -4.1 功率補(bǔ)償計算- 12 -4.2 變壓器容量的選擇- 14 -第5章 短路

8、電流計算- 16 -5.1 短路電流計算方法及意義- 16 -5.2 短路計算- 16 -5.2.1 短路電流計算等效示意圖- 16 -5.2.2 短路電流及容量的計算- 16 -第6章 進(jìn)線、母線及電器設(shè)備的選擇- 19 -6.1 總配電所架空線進(jìn)線的選擇- 19 -6.2 高壓側(cè)與低壓側(cè)母線的選擇- 19 -6.3 各變電所進(jìn)線選擇- 19 -6.4 變電所低壓出線的選擇- 20 -6.5 設(shè)備的選擇- 21 -6.5.1 高壓側(cè)設(shè)備的選擇- 21 -6.5.2 各車間進(jìn)線設(shè)備的選擇- 21 -6.5.3各變電所低壓側(cè)出線回路設(shè)備選擇與校驗表- 22 -第7章 過電流保護(hù)- 25 -7.1

9、 高壓進(jìn)線的繼電保護(hù)- 25 -7.2 各變電所進(jìn)線的保護(hù)- 26 -7.3 變壓器繼電保護(hù)- 28 -第8章 防雷與接地保護(hù)- 31 -8.1 防雷保護(hù)- 31 -8.2 接地裝置- 31 -結(jié)論- 33 -參考文獻(xiàn)- 34 -致 謝- 35 -附 錄- 36 -湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第1章 緒論1.1 工廠供電的意義工廠供電（electric power supply for industrial plants），就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配。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小。例如在機(jī)械工業(yè)中，電費的開支僅占產(chǎn)品成本的5%左

10、右。因此電能在工業(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)電氣自動化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。從另一方面說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。例如某些供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短暫的停電，也會引起重大的設(shè)備損壞，或引起大量的產(chǎn)品報廢，甚至可能發(fā)生重大的人身事故，給國家和人民帶來經(jīng)濟(jì)上甚至政治上的重大損失。所以，工廠應(yīng)該根據(jù)本廠環(huán)境條件和供電要求來選擇適當(dāng)?shù)碾姎庠O(shè)備和確定其各項參數(shù)，保證工廠正常運(yùn)行時安全可靠，出現(xiàn)

11、故障時不致出現(xiàn)嚴(yán)重的后果，并在合理的情況下注意節(jié)約，還應(yīng)該根據(jù)工廠生產(chǎn)情況與供應(yīng)能力統(tǒng)籌兼顧。因此，一套完整的現(xiàn)代化供電系統(tǒng)對于一個工廠實現(xiàn)生產(chǎn)自動化、提高成品質(zhì)量是不可缺少的。 1.2 工廠供電的要求在工廠供電的過程中要切實保證工廠生產(chǎn)和生活的需要，還要做好節(jié)能工作，就應(yīng)該做到以下要求：1 可靠 要滿足供電可靠性的要求。2 安全 要滿足在電能的使用中不應(yīng)發(fā)生設(shè)備和人身事故。3 優(yōu)質(zhì) 要保證用戶對電能質(zhì)量的要求。4 經(jīng)濟(jì) 盡量減少供電系統(tǒng)中不必要的投資，并盡可能地節(jié)約電能。此外，在設(shè)計工廠配電系統(tǒng)的時候還要考慮到當(dāng)?shù)氐奶鞖庠O(shè)計防雷接地裝置，合理地處理當(dāng)前和長遠(yuǎn)的關(guān)系，既要節(jié)約能源，又要保證工廠

12、生產(chǎn)和生活的需要。1.3 工廠平面圖圖1.1 塑料廠平面布置圖第2章 主接線的設(shè)計根據(jù)本廠與供電部簽定的供用電協(xié)議，供電電壓為從電業(yè)部門某6010千伏變電所用10千伏架空線路向本廠供電，該所在廠南側(cè)l公里，工作電源僅采用10千伏電壓一種。總配電所內(nèi)的10KV母線采用母線不分段，電源進(jìn)線均用斷路器控制。2.1 總配電所的主接線設(shè)計的原則和意義一次接線圖也叫做主接線圖，是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中，為滿足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電路中的高壓電氣設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。電氣一次設(shè)備是指直接用于生產(chǎn)、輸送

13、和分配電能的生產(chǎn)過程的高壓電氣設(shè)備。它包括發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、自動開關(guān)、接觸器、刀開關(guān)、母線、輸電線路、電力電纜、電抗器、電動機(jī)等。對工廠變電所主接線應(yīng)滿足以下幾點要求：1） 安全：應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。2) 可靠：應(yīng)滿足電力負(fù)荷對供電可靠性的要求。3) 靈活：應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運(yùn)行方式，便于操作和檢修，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。4) 經(jīng)濟(jì)：在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡單，投資少，運(yùn)行費用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。2.2 變配電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)設(shè)計變配電所主接線，應(yīng)根據(jù)所選主變壓器的容量以及負(fù)荷對供電可靠性的要求，初步確

14、定23個比較合適的主接線方案來進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，擇其憂者作為選定的變配電所主接線方案。主接線的基本方式有以下四種：1. 單母線接線母線是連接電源和引出線的中間環(huán)節(jié)，起匯集和分配電能的作用，只有一組母線的接線稱為單母線.單母線接線簡單明了，操作方便，便于擴(kuò)建，投資少。2. 雙母線連線在單母線連線的基礎(chǔ)上，設(shè)備備用母線，就成為雙母線。它在供電可靠性和運(yùn)行靈活性方面是最好的一種主接線。可投資大，開關(guān)電器多，配電裝置復(fù)雜，占地面積大，不適合一般配電所。3. 橋式接線當(dāng)配電所只有兩回路電源進(jìn)線和兩臺主變壓器時，采用橋式接線用的斷路器臺數(shù)最少，投資低。4. 線路一變壓器組單元接線當(dāng)單回路單臺變壓器供電時，

15、宜采用此進(jìn)線，所有的電氣設(shè)備少，配電裝置簡單，節(jié)約建設(shè)投資。2.3 主接線圖 方案1，只裝一臺變壓器的主接線圖。圖2.1 裝一臺變壓器的主接線圖方案2，裝有兩臺變壓器的主接線圖。 圖2.2 裝兩臺變壓器的主接線圖經(jīng)過對比方案1比方案2更經(jīng)濟(jì)就、簡單，并且滿足本設(shè)計的需要，所以本設(shè)計選擇方案1。第3章 負(fù)荷計算3.1 負(fù)荷計算的意義計算負(fù)荷是供電系統(tǒng)設(shè)計計算的基礎(chǔ)，為選擇變壓器臺數(shù)和容量，選擇電氣設(shè)備，確定測量儀表的量程，選擇繼電保護(hù)裝置等提供重要的數(shù)據(jù)依據(jù)。所以負(fù)荷計算準(zhǔn)確與否直接影響著供電設(shè)計的質(zhì)量。工廠供電系統(tǒng)運(yùn)行時的實際負(fù)荷并不等于所有用電設(shè)備額定功率之和。這是因為用電設(shè)備不可能全部同時

16、運(yùn)行，每臺設(shè)備也不可能全部滿負(fù)荷，各種用電設(shè)備的功率因數(shù)也不可能完全相同。因此，工廠供電系統(tǒng)在設(shè)計過程中，必須找出這些用電設(shè)備的等效負(fù)荷。所謂等效是指這些用電設(shè)備在實際運(yùn)行中所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)與等效負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等，產(chǎn)生的最大溫升與等效負(fù)荷產(chǎn)生的最高溫升相等。我們按照等效負(fù)荷，從滿足用電設(shè)備發(fā)熱的條件來選擇用電設(shè)備，用以計算的負(fù)荷功率或負(fù)荷電流稱為“計算負(fù)荷”。通常規(guī)定取30分鐘(min)平均最大負(fù)荷、和作為該用戶的“計算負(fù)荷”，并用、和分別表示其有功、無功、視在和電流計算負(fù)荷。計算負(fù)荷也稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷，目的是為了合理地選擇工廠各級電壓供電網(wǎng)絡(luò)、變壓器容量和設(shè)備型號等。3.2 負(fù)荷計

17、算的方法計算負(fù)荷的確定是工廠供電設(shè)計中很重要的一環(huán)，汁算負(fù)荷的確定是否合理，直接影響到電氣設(shè)備選擇的合理性、經(jīng)濟(jì)性。如果汁算負(fù)荷確定的過大，將使電氣設(shè)備選得過大，造成投資利有色金屬的浪費；而計算負(fù)荷確定的過小，則電氣設(shè)備運(yùn)行時電能損耗增加，并產(chǎn)生過熱，使其絕緣過于老化，甚至燒毀、造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，在供電設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)不同的情況，選擇正確的計算入法來確定汁算負(fù)荷。常用的負(fù)荷計算方法有需要系數(shù)法、二項式法、利用系數(shù)法和面積功率法等。在實際工程配電設(shè)計中，廣泛采用系數(shù)法，因其計算方便，多采用方案估算，初步設(shè)計和全廠大型車間變電所的施工設(shè)計。按需要系數(shù)法確定計算，應(yīng)從實際每臺用電設(shè)備開始，逐級向電源

18、推進(jìn)，一直計算到電源，用每一級的計算負(fù)荷為選擇該用電器的依據(jù)。需用系數(shù)法的計算，現(xiàn)在己普遍應(yīng)用于供配電設(shè)計中，其缺點是它未考慮到用電設(shè)備中少數(shù)容量特大的設(shè)備對計算負(fù)荷的影響。本設(shè)計的情況符合需要系數(shù)法，因此本設(shè)計中的負(fù)荷計算都用需要系數(shù)法進(jìn)行計算。3.3 負(fù)荷計算示意圖本設(shè)計所采用的電力負(fù)荷計算示意圖如圖3.1所示，將每個計算點編號，由用電設(shè)備依次逆推到電源側(cè)。 圖3.1 電力負(fù)荷計算示意圖3.4 具體數(shù)據(jù)和負(fù)荷計算舉例3.4.1 原始數(shù)據(jù)個車間的數(shù)據(jù)如表3.1所示表3.1 所有變電所負(fù)荷計算表序號車間或用電單位名稱設(shè)備容量（千瓦）需用系數(shù)Kd功率因數(shù) 功率因數(shù)正切（1）NO1變電所1薄膜車間

19、14000.60.61.332原料庫300.250.51.733生活間100.814成品庫（一）250.30.51.735成品庫（二）240.30.51.736包裝材料庫200.30.51.73（2）NO2變電所1單絲車間13850.60.61.332水泵房及其附屬設(shè)備200.650.80.75（3）NO3變電所1油塑車間1890.40.61.332管材車間8800.350.61.33（4）NO4變電所1備料復(fù)制車間1380.60.51.732生活間100.813浴室30.814鉗工車間300.30.651.175原料、生活間150.816倉庫150.30.51.737機(jī)修模具車間1000.2

20、50.651.178處理車間1500.60.71.029車間1800.30.51.73（5）NO5變電所1鍋爐房2000.70.750.882試驗室1250.250.51.733輔助材料庫1100.20.51.734油泵房150.650.80.755加油站100.650.80.756辦公樓、招待所、食堂150.60.61.333.4.2 負(fù)荷計算 現(xiàn)以NO.5變電所車間負(fù)荷計算為例，計算過程如下：（在計算各車間變電所負(fù)荷合計時，同時系數(shù)分別取值：=0.9；=0.95）NO.5變電所（1） 鍋爐房有功功率：=2000.7=140 KW無功功率：= =1400.88=123.2 Kvar視在功率：

21、=1400.75=186.67 KVA（2） 試驗室有功功率：=1250.25=31.25 KW無功功率：= =31.251.73=54.06 Kvar視在功率：=31.250.5=62.5 KVA（3） 輔助材料庫有功功率：=1100.2=22 KW無功功率：= =221.73=38.06 Kvar視在功率：=220.5=44 KVA（4） 油泵房有功功率：=150.65=9.75 KW無功功率：= =9.750.75=7.31 Kvar視在功率：=9.750.8=12.19 KVA（5） 加油站有功功率：=100.65=6.5KW無功功率：= =6.50.75=4.88 Kvar視在功率：

22、=6.50.8=8.13 KVA（6） 辦公樓、招待所、食堂有功功率：=150.6=9 KW無功功率：= =91.33=11.97 Kvar視在功率：=90.6=15 KVA變電所N0.5的計算負(fù)荷：有功計算負(fù)荷：= =0.9（14031.25229.756.59） =196.65 KW無功計算負(fù)荷：= =0.95(123.254.0638.067.314.8811.97) =227.51 Kvar視在計算負(fù)荷：= =300.72 KVA其余變電所的計算方法與NO.1變電所的計算方法相同，這里就不一一計算了，其計算結(jié)果如表3.2所示。表3.2 負(fù)荷計算結(jié)果序號車間（單位）名稱計算負(fù)荷有功（KW

23、）無功（Kvar）視在（KVA）（1）NO1變電所1薄膜車間8401117.214002原料庫7.512.98153生活間884成品庫（一）7.512.98155成品庫（一）7.212.4614.46包裝材料庫610.38127小計876.211661464.4乘以同時系數(shù)KP=0.9，KQ=0.95788.581107.71359.73（2）NO2變電所1單絲車間8311105.2313852水泵房及其附屬設(shè)備139.7516.253小計8441114.981401.25乘以同時系數(shù)KP=0.9，KQ=0.95759.61059.231303.44（3）NO3變電所1油塑車間75.6100.

24、551262管材車間308409.64513.333小計383.6510.15639.33乘以同時系數(shù)KP=0.9，KQ=0.95345.24484.68595.07（4）NO4變電所1備料復(fù)制車間82.8143.24165.62生活間883浴室2.42.44鉗工車間910.5313.855原料、生活間12126倉庫4.57.7997機(jī)修模具車間2529.2538.468處理車間9091.8128.579車間5493.4210810小計287.7376.03485.88乘以同時系數(shù)KP=0.9，KQ=0.95258.57357.23440.99（5）NO5變電所1鍋爐房140123.2186.

25、672試驗室31.2554.0662.53輔助材料庫2238.06444油泵房9.757.3112.195加油站6.54.888.136辦公樓、招待所、食堂911.97157小計218.5239.48328.49乘以同時系數(shù)KP=0.9，KQ=0.95196.65227.51300.72第4章 功率補(bǔ)償計算及變壓器的選擇4.1 功率補(bǔ)償計算供電單位一般對用電用企業(yè)要求要求功率因數(shù)達(dá)到0.9以上，當(dāng)總功率因數(shù)較低時，常采用提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)的方法提高總平均功率因數(shù)。提高負(fù)荷的功率因數(shù)，可以減少發(fā)電機(jī)送出的無功功率和通過線路、變壓器傳輸?shù)臒o功功率，使線損大為降低，而且還可以改善電壓質(zhì)量、提

26、高線路和變壓器的輸送能力。本設(shè)計采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，它是目前最行之有效且應(yīng)用最廣的無功補(bǔ)償?shù)拇胧?，它主要用于頻率為50Hz的電網(wǎng)中提供功率因數(shù)，作為產(chǎn)生無功功率的電源。下面以NO.5變電所為例計算：變電所的補(bǔ)償前功率因數(shù)：=196.65300.72=0.65計算電流：=78.46 A補(bǔ)償后功率因數(shù)：=0.92需要補(bǔ)償?shù)墓β剩?196.65（1.17-0.43） =145.52 Kvar補(bǔ)償電容器的個數(shù)：=145.5225=5.81所以實際補(bǔ)償?shù)墓β剩?150 Kvar（所以本設(shè)計中選用電容器的型號為BKMJ0.4-25-3 ）補(bǔ)償后有功計算負(fù)荷：=196.65 KW補(bǔ)償后無功計算負(fù)荷：

27、=-=227.51-150=77.51 Kvar補(bǔ)償后視在計算負(fù)荷：=211.37 KVA補(bǔ)償后的計算電流：=12.20 A高壓側(cè)功率因數(shù)的校檢：=0.015=0.015211.37=3.17 KW =0.06=0.06211.37=12.68 Kvar高壓側(cè)有功計算負(fù)荷：=+=199.82 KW高壓側(cè)無功計算負(fù)荷：=+=90.19 KVA高壓側(cè)視在計算負(fù)荷：=219.23 KVA高壓側(cè)計算電流：=12.66 A高壓側(cè)的功率因數(shù)：=0.910.9，滿足要求。其他各變電所的計算方法相同，計算結(jié)果如表4.1所示：表4.1 功率補(bǔ)償計算結(jié)果變電所NO.1NO.2NO.3NO.4NO.5補(bǔ)償前0.58

28、0.580.580.590.65(KW)788.58759.6345.24258.57196.65(Kvar)1107.71059.23484.68357.23227.51(KVA)1359.731303.44595.07440.99300.72(A)78.4675.2634.3625.4617.36補(bǔ)償后0.920.920.920.920.92(KW)788.58759.6345.24258.57196.65(Kvar)332.7309.23134.68107.2377.51(KVA)855.89820.13370.58279.92211.37(A)49.4247.3521.4016.161

29、2.20高壓側(cè)0.90.910.910.900.91(KW)801.42771.9350.8262.77199.82(Kvar)383.05358.44156.91124.0390.19(KVA)888.26851.06384.29290.57219.23 (A)51.2949.1422.1916.7812.664.2 變壓器容量的選擇(1)只裝一臺變壓器的變電所變壓器的容量:應(yīng)滿足用電設(shè)備全部的計算負(fù)荷的需要，即(2)裝有兩臺變壓器的變電所每臺變壓器的容量應(yīng)滿足以下兩個條件。任一臺變壓器工作時，宜滿足總計算負(fù)荷 的大約60%70%的需要，即=（0.60.7）任一臺變壓器工作時，應(yīng)滿足全部一、

30、二級負(fù)荷的需要，即本設(shè)計中所有負(fù)荷均為三級負(fù)荷，故變電所選取的變壓器僅考慮（1）即可。(3)車間變電所變壓器的容量上限單臺變壓器不宜大于1000KVA。這一方面是受以往低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制；另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于車間負(fù)荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。（4） 并行運(yùn)行的變壓器最大容量與最小容量之比不應(yīng)超過3:1。同時，并聯(lián)運(yùn)行的兩臺變壓器必須符合以下條件：并聯(lián)變壓器的電壓比必須相同，允許差值不應(yīng)超過 ，否則會產(chǎn)生環(huán)流引起電能損耗，甚至繞組過熱或燒壞。并列變壓器的阻抗電壓必須相等，允許差值應(yīng)不超過10%，否則阻抗電壓小的變壓器可

31、能過載。并列變壓器的聯(lián)接組別應(yīng)相同，否則二次側(cè)會產(chǎn)生很大的環(huán)流，可能使變壓器繞組燒壞。以NO.5變電所變壓器的選擇為例，其計算負(fù)荷是300.72，所以應(yīng)該選擇變壓器的型號為S9-400/10一臺就能滿足需要，同理，選出其他變電所的變壓器型號。結(jié)果如表4.2所示：表4.2 各變電所選的變壓器及臺數(shù)變電所變壓器的型號額定容量KVA額 定 電 壓消耗（KW） 空載電流（%）阻抗電壓（%）臺數(shù)（臺）高壓低壓空載短路NO.1S9-1000/10100010.50.41.7210.01.14.51NO.2S9-1000/10100010.50.41.7210.01.14.51NO.3S9-500/10 5

32、0010.50.41.05.01.441NO.4S9-400/1040010.50.40.844.201.441NO.5S9-315/1031510.50.40.703.501.541第5章 短路電流計算5.1 短路電流計算方法及意義短路電流計算的方法，常用的有歐姆法和標(biāo)幺制法，本設(shè)計采用標(biāo)幺制法。短路電流計算的目的主要是為了正確選擇電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計算。5.2 短路計算5.2.1 短路電流計算等效示意圖圖5.1 短路等效電路圖5.2.2 短路電流及容量的計算取基準(zhǔn)容量=100MVA，高壓側(cè)基準(zhǔn)電壓 ，低壓側(cè)基高側(cè)基準(zhǔn)電流，低壓側(cè)基準(zhǔn)電流（1） 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值由=30

33、0MVA得：=100300=0.33（2） 架空線路的電抗標(biāo)幺值：由=0.35/km =1km得：=0.32（3） 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值，這里以NO.1為例計算，該變電所選的變壓器是S9-1000/10，所以=4.5%：=4.5短路等效電路圖如圖5-1所示，并標(biāo)明短路計算點。計算K-1點的短路電路總標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量：1 總電抗標(biāo)幺值=+=0.33+0.32=0.652 三相短路電流周期分量有效值=5.50.65 KA=8.46 KA3 其他三相短路電流=8.64 KA=2.55=2.558.64=22.03 KA=1.51=1.518.64=13.06 KA4 三相短路容量=1

34、53.85 MVA計算K-2點的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量5 總電抗標(biāo)幺值=0.33+0.32+4.5=5.156 三相短路電流周期分量有效值=28.03 KA7 其他三相短路電流=28.03 KA=1.84=1.8428.03=51.58 KA=1.09=1.0928.03=30.55 KA8 三相短路容量=19.42 MVA其他各變電所的短路計算與NO.1計算相同，其計算結(jié)果如表5.1所示：表5.1 各變電所的短路計算電路及容量短路計算點變電所號碼三相短路電流/KA三相短路容量/MVA（） K-18.648.648.6422.0313.06153.85K-2NO.128.

35、0328.0328.0351.5830.5519.42K-2NO.228.0328.0328.0351.5830.5519.42K-2NO.316.6916.6916.6930.7118.1911.56K-2NO.413.5513.5513.5524.9314.779.39K-2NO.510.8110.8110.8119.8911.787.49第6章 進(jìn)線、母線及電器設(shè)備的選擇6.1 總配電所架空線進(jìn)線的選擇架空線一般按發(fā)熱條件來確定導(dǎo)線的型號，應(yīng)該注意的是導(dǎo)線的允許載流量小于通過相線的計算電流，即高壓側(cè)補(bǔ)償后的計算電流：=152.04 A 查詢相關(guān)附錄表：根據(jù)當(dāng)?shù)販囟鹊男枰x擇適宜的導(dǎo)線，因

36、此這里應(yīng)該選擇LGJ-35型的鋁絞線，該導(dǎo)線的截面積是35mm，機(jī)械強(qiáng)度也滿足要求。6.2 高壓側(cè)與低壓側(cè)母線的選擇母線的選擇方法與架空線的選擇方法相同，所以計算電流為：=152.04 A 查詢相關(guān)附錄表：根據(jù)當(dāng)?shù)販囟鹊男枰x擇適宜的導(dǎo)線，因此這里應(yīng)該選擇LMY型矩形硬鋁母線，選擇導(dǎo)線的截面積為504mm，其允許載流量為586A。低壓側(cè)與高壓側(cè)的母線選擇一致，此處省略計算過程。查表得，低壓側(cè)母線選用LMY型矩形硬鋁母線的截面為12510mm。6.3 各變電所進(jìn)線選擇NO.1 變電所引進(jìn)線年最大負(fù)荷利用小時在5000h以上的架空線路且材料為鋁芯電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度為1.54A/mm?；芈冯娏鳎?5

37、1.29 A所以=33.31mm查表知：可選擇ZLQ20-10000-335 mm的三芯油浸紙電纜鋁芯鉛包鋼帶凱裝防腐電纜，相關(guān)參數(shù)：在溫度為35時，允許的載流量是105A，正常允許的最高溫度為60。其他變電所均采用ZLQ20-10000型電纜，其選擇結(jié)果如表6.1所示：表6.1 各變電所高壓進(jìn)線列表變電所回路電流I（A）截面積（mm） 架空線 電力電纜（每回路）型號S（mm）根數(shù)35允許載流量（A）NO.151.2933.31ZLQ20-10000-335351130NO.249.1431.91ZLQ20-10000-335351130NO.322.1914.41ZLQ20-10000-31

38、616165NO.416.7810.90ZLQ20-10000-31616165NO.512.668.22ZLQ20-10000-316161656.4 變電所低壓出線的選擇選擇原則:根據(jù)計算變電所計算電流大小，來選擇線型。NO.1 變電所低壓側(cè)回路電流：=49.42A所選母線載流量應(yīng)大于回路電流，查表可知：矩形硬鋁母線LMY1006.3,其放平時的載流量是1371A，能夠滿足載流要求。其他變電所選擇如下表6.2所示：表6.2 各變電所低壓進(jìn)線列表變電所回路電流（A）低壓側(cè)回路母線型號尺寸（mm）根數(shù)允許載流量（A）NO.11300.43LMY1006.31006.311371NO.21246

39、.10LMY1006.31006.31371NO.3563.05LMY5045041586NO.4425.31LMY4044041480NO.5321.15LMY40440414806.5 設(shè)備的選擇選擇的原則：所選設(shè)備的額定電壓U不應(yīng)小于所在線路的額定電壓U,即：UU；所選設(shè)備的額定電流I不應(yīng)小于所在電路的計算電流I，即：II；所選設(shè)備的額定開斷電流I或斷流容量S不應(yīng)小于設(shè)備分段瞬間的的短路電流有效值I或短路容量D,即：II或SD。6.5.1 高壓側(cè)設(shè)備的選擇表6.3 高壓側(cè)設(shè)備列表裝置地點條件參數(shù)/KV/A/KA/KA量程10152.048.6422.03設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)隔離開關(guān)GN19-

40、10/4001040031.512.5電流互感器LQJ-10- 200/510400/51600.4=90.50高壓斷路器SN10-10I/630106301640高壓熔斷器RN2-10/0.510500200電壓互感器JDZ-10-10000/10010/0.1避雷器FS4-1010 6.5.2 各車間進(jìn)線設(shè)備的選擇各變電所回路電流計算值：NO.1變電所：回路電流=51.29A，電壓=10KV；NO.2變換所：回路電流=49.14A，電壓=10KV；NO.3變電所：回路電流=22.19A，電壓=10KV；NO.4變電所：回路電流=16.78A，電壓=10KV；NO.5變電所：回路電流=12.

41、66A，電壓=10KV。此處設(shè)備器材均以K1點的短路電流來進(jìn)行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗，因此各車間變電所10KV進(jìn)線回路設(shè)備相同。此處只列出第一車間的設(shè)備型號，其他車間選用設(shè)備型號均相同。 表6.4 高壓側(cè)設(shè)備列表 裝置地點條件參數(shù)/KV/A/KA/KA量程1051.298.6422.03設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)高壓隔離開關(guān)GN9-10/4001040031.512.5高壓斷路器SN10-10I/630106301640電流互感器LQJ-10- 150/510150/51600.15=33.9126.566.5.3各變電所低壓側(cè)出線回路設(shè)備選擇與校驗表1. NO.1車間變電所：低壓側(cè)回路電流A,V表6.5

42、NO.1變電所低壓側(cè)進(jìn)線設(shè)備裝置地點條件參數(shù)/KV/A/KA/KA量程101300.4328.0351.58=1790.71設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)低壓斷路器DW15-1500/30.38150040低壓刀開關(guān)HD13-1500/300.381500電流互感器LMZJ1-0.5-1500/50.51500/52. NO.2車間變電所：低壓側(cè)回路電流A,V表6.6 NO.2變電所低壓側(cè)進(jìn)線設(shè)備裝置地點條件參數(shù)/KV/A/KA/KA量程101246.128.0351.58=1790.71設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)低壓斷路器DW15-1500/30.38150040低壓刀開關(guān)HD13-1500/300.381500電

43、流互感器LMZJ1-0.5-1500/50.51500/53 NO.3車間變電所，低壓側(cè)回路電流A,V表6.7 NO.3變電所低壓側(cè)進(jìn)線設(shè)備裝置地點條件參數(shù)/KV/A/KA/KA量程10503.6516.6930.17=1790.71設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)低壓斷路器DW15-600/30.3860030低壓刀開關(guān)HD13-600/300.38600電流互感器LMZJ1-0.5-600/50.5600/54. NO.4車間變電所，低壓側(cè)回路電流A,V表6.8 NO.1變電所低壓側(cè)進(jìn)線設(shè)備裝置地點條件參數(shù)/KV/A/KA/KA量程10425.3113.5524.93=403.93設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)低壓斷路

44、器DW15-600/30.3860030低壓刀開關(guān)HD13-600/300.38600電流互感器LMZJ1-0.5-500/50.5500/55. NO.5車間變電所，低壓側(cè)回路電流A,V表6.9 NO.5變電所低壓側(cè)進(jìn)線設(shè)備裝置地點條件參數(shù)/KV/A/KA/KA量程10321.1510.8119.89=257.08設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)低壓斷路器DW15-600/30.3840025低壓刀開關(guān)HD13-600/300.38400電流互感器LMZJ1-0.5-400/50.5400/5第7章 過電流保護(hù)7.1 高壓進(jìn)線的繼電保護(hù)1) 裝設(shè)定時限過電流保護(hù)，采用DL-15型電磁式過電流繼電器。1 過電

45、流保護(hù)動作電流的整定 式中=2，為線路的計算電流，數(shù)值2應(yīng)為電動機(jī)的自啟動系數(shù) ，=139.163A，,=1，=0.8，=200/5=40，因此動作電流為：，因此過電流保護(hù)動作電流整定為12A。2 過電流保護(hù)動作時間的整定過電流保護(hù)動作時間整定為2s。3 過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗 式中 在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，高壓線路末端兩相短路：7482.24 A繼電保護(hù)的動作電流換算到一次電路的值，稱為一次動作電流：480 A因此其保護(hù)靈敏系數(shù)為: 15.5881.5,靈敏系數(shù)滿足要求。2) 裝設(shè)電流速斷保護(hù)，利用DL-15的速斷裝置。1 電流速斷保護(hù)動作電流的整定式中為被保護(hù)線路末端的三相短路電流，這

46、里=8.64KA，=1，=200/5=40，因此動作電流為：259.2 A因此動作電流整定為260A。整定的速斷電流倍數(shù):2 電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗式中為在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路首端的兩相短路電流，7482.24 A為速斷電流折算到一次電路的值:因此靈敏度系數(shù)為：2，滿足靈敏度系數(shù)的要求。7.2 各變電所進(jìn)線的保護(hù)NO.1車間變電所高壓進(jìn)線的保護(hù)：1） 裝設(shè)定時限過電流保護(hù)，采用DL-15型電磁式過電流繼電器。1 過電流保護(hù)動作電流的整定式中=2，為線路的計算電流，數(shù)值2應(yīng)為電動機(jī)的自啟動系數(shù), =51.28A,=1，=0.8，=150/5=30，因此動作電流為：5.129 A

47、因此過電流保護(hù)動作電流整定為6A。2 過電流保護(hù)動作時間的整定 式中為后一級保護(hù)的線路首端發(fā)生三相短路時，前一級保護(hù)的動作時間；為后一級保護(hù)中最長的一個動作時間,為前后兩級保護(hù)裝置的時間級差，對定時限過電流保護(hù)取0.5s，前一級保護(hù)動作時間為2s,所以過電流保護(hù)動作時間整定為1.5s。3 過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗式中為在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路末端的兩相短路電流,為動作電流折算到一次電路的值,因此其靈敏度系數(shù)為： 1.5，滿足靈敏度系數(shù)的要求。2) 裝設(shè)電流速斷保護(hù)1 電流速斷保護(hù)動作電流的整定式中為被保護(hù)線路末端的三相短路電流，這里=8.64KA，=1，=150/5=30，因此動作

48、電流為：345.6 A因此動作電流整定為246A。整定的速斷電流倍數(shù)為：2 電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的校驗式中為在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，被保護(hù)線路首端的兩相短路電流7482.24 A 為速斷電流折算到一次電路的值，因此其靈敏度系數(shù)為：41.5682,滿足靈敏度系數(shù)的要求。其他變電所高壓側(cè)進(jìn)線的保護(hù)方案與NO.1變電所的保護(hù)方案相同。7.3 變壓器繼電保護(hù)變壓器的繼電保護(hù)裝置（NO.1變電所選用的S91000/10型變壓器）1） 裝設(shè)定時限過電流保護(hù)，采用DL-15型電磁式過電流繼電器，兩相兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。1 過電流保護(hù)動作電流的整定其中：115.5 A可靠系數(shù)，接線系數(shù)，繼

49、電器返回系數(shù)，電流互感器的電流比=150/5=30 ，動作電流為：,因此過電流保護(hù)動作電流整定為6A。2 過電流保護(hù)動作時間的整定:,式中 為變壓母線發(fā)生三相短路時高壓側(cè)繼電保護(hù)的動作時間，在變壓器低壓側(cè)保護(hù)裝置發(fā)生低壓母線發(fā)生三相短短時的一個最長的動作時間，為前后兩極保護(hù)裝置的時間級差，對定時限過電流保護(hù)，可取0.5s，對反時限過電流保護(hù)可取0.7s。必須注意：對反時限過電流保護(hù)裝置，由于其過電流繼電器的整定時間只能是“10的倍動作電流的動作時間”，因此整定時必須借助繼電器的動作特性曲線，以確定相應(yīng)的實際動作時間，或由實際動作時間確定整定時間。但是，對于變壓器的過電流保護(hù)時，其動作時間一般整

50、定為住0.6s即可滿足要求。3 過電流保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗 其中：=0.86628.03kA(10kV0.4kV)=971A；因此其靈敏度系數(shù)為： 5.391.5，滿足靈敏度系數(shù)的要求。2) 裝設(shè)電流速斷保護(hù)，利用DL15的速斷裝置。1 電流速斷保護(hù)動作電流的整定其中：，因此速斷保護(hù)電流為:52.32 A2 電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗其中：7.48 KA1.744 KA因此其保護(hù)靈敏度系數(shù)為：2，滿足靈敏度系數(shù)的要求。3) 裝設(shè)過負(fù)荷保護(hù)1 過負(fù)荷保護(hù)動作電流的整定(1.21.25)式中為變壓器的額定一次電流，即=1000A，為電流互感器的變流比，即=150/5=30，因此其動作電流為：1.25

51、。2 過負(fù)荷保護(hù)動作時間的整定：1015s其他車間變電所的變壓器的繼電保護(hù)裝置方案與本車間變電所的變壓器保護(hù)的選擇方法和整定計算方法相同，只是整定值不同。圖7.1 電力變壓器定時限過流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)的綜合電路圖第8章 防雷與接地保護(hù)8.1 防雷保護(hù)防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源

52、側(cè)。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過電壓時，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥瑁惯^電壓對大地放電，從而保護(hù)了設(shè)備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針和避雷帶，并引進(jìn)出兩根接地線與變電所公共接裝置相連。如變電所的主變壓器裝在室外和有露天配電裝置時，則應(yīng)在變電所外面的適當(dāng)位置裝設(shè)獨立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包圍整個變電所。如果變電所所在其它建筑物的直擊雷防護(hù)范圍內(nèi)時，則可不另設(shè)獨立的避雷針。按規(guī)定，獨立的避雷針的接地裝置接地電阻。通常采用3-6根長2.5 m的剛管，在裝避雷針的桿塔附近做一排和多邊形排列，管間距離5 m，打入地下，管頂距地面0.

53、6 m。接地管間用40mm4mm 的鍍鋅扁剛焊接相接。引下線用25 mm 4 mm的鍍鋅扁剛，下與接地體焊接相連，并與裝避雷針的桿塔及其基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用直徑20mm的鍍鋅扁剛，長11.5。獨立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng)有3m以上的距離。8.2 接地裝置電氣設(shè)備的某部分與大地之間做良好的電氣連接，稱為接地。埋入地中并直接與大地接觸的金屬導(dǎo)體，稱為接地體，或稱接地極。專門為接地而人為裝設(shè)的接地體，稱為人工接地體。兼作接地體用的直接與大地接觸的各種金屬構(gòu)件、金屬管道及建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)等，稱為自然接地體。連接接地體與設(shè)備、裝置接地部分的金屬導(dǎo)體，稱為

54、接地線。接地線在設(shè)備、裝置正常運(yùn)行情況下是不載流的，但在故障情況下要通過接地故障電流。接地線與接地體合稱為接地裝置。由若干接地體在大地中相互用接地線連接起來的一個整體，稱為接地網(wǎng)。其中接地線又分為接地干線和接地支線。接地干線一般應(yīng)采用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點與接地網(wǎng)連接。接地電阻是接地線和接地體電阻與接地體流散電阻的總和。接地電阻按其通過電流的性質(zhì)分為以下兩種：1) 工頻接地電阻 工頻接地電流流經(jīng)接地裝置所呈現(xiàn)的接地電阻，稱為工頻接地電阻，用表示。2) 沖擊接地電阻 雷電流流經(jīng)接地裝置所呈現(xiàn)的接地電阻，稱為沖擊接地電阻，用表示。關(guān)于本設(shè)計低壓TT系統(tǒng)中電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的保護(hù)接地電阻，按規(guī)定應(yīng)滿足這樣的條件，即在接地電流通過時產(chǎn)生的對地電壓不應(yīng)高于安全特低電壓50V，因此保護(hù)接地電阻為：如果作為設(shè)備單相接殼故障保護(hù)的漏電斷路器的動作電流取為30mA（安全電流值），則。這一電阻很大，很容易滿足要求。一般取，以確保安全。結(jié)論我的題目是某塑料制品廠全廠總配變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計。在本次設(shè)計中我翻閱了大量的相關(guān)書籍，雖然我們沒有開設(shè)有關(guān)工廠供電的課程，但是經(jīng)過這次設(shè)計讓我懂得了許多這方面的知識，為以后從事電氣專業(yè)方面的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。本次設(shè)計的主要內(nèi)容有各變電所的