畢業(yè)設(shè)計----機械廠降壓變電所的電氣設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計</b></p><p>　　題目：機械廠降壓變電所的電氣設(shè)計</p><p><b>　　系別:電氣工程系</b></p><p><b>　　專業(yè)：電氣自動化</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書</b&

2、gt;</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　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(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)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(yīng)用極為廣泛。</p><p>　

3、　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(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。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。</p><

4、;p>　　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(shè)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(shè)，也具有重大的作用。</p><p>　　工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，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：</p>&l

5、t;p>　　（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。</p><p>　?。?）可靠 應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。</p><p>　?。?）優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求</p><p>　　經(jīng)濟 供電系統(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。</p>

6、<p>　　此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當前和長遠等關(guān)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(yīng)發(fā)展。 </p><p>　　關(guān)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</p><p><b>　　目錄　　　　 </b></p><p>　　摘要..........

7、..............................................................................................................2</p><p>　　1設(shè)計任務(wù)………………………………………………………………………...5</p><p>　　1.1設(shè)計要求……………………………………………………

8、…………………5</p><p>　　1.2設(shè)計依據(jù)………………………………………………………………………5</p><p>　　1.2.1工廠總平面圖……………………………………………………………….5</p><p>　　1.2.2工廠負荷情況………………………………………………………………5</p><p>　　1.2.3氣象資料………

9、……………………………………………………………6</p><p>　　1.2.4地質(zhì)水文資料………………………………………………………………6</p><p>　　1.2.5供電電源情況………………………………………………………………6</p><p>　　1.2.6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

10、.....................................................................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…........................................

11、..........................................9　　 1.3無功功率補償...................................................................................................10　 1.3.1無功補償?shù)淖饔谩?.......................................

12、.....</p><p>　　1.3.2無功補償裝置的選擇...................................................................................11</p><p>　　第二章 變電所位置和形式的選擇……………..................................................

13、..12　　 2.1 變電所位置的選擇.........................................................................................12</p><p>　　2.2 變電所形式的選擇..........................................................................

14、...............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、.................................................................15　　第四章 變電所主接線方案的選擇........................................................................16　　 </p><p>　　4.1裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案.............

16、.......................................................16　　</p><p>　　4.2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案..................................................................17　　 4.3主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較..................................

17、........................................17　　</p><p>　　第五章 短路電流計算............................................................................................18　　 </p><p>　　5.1短路電流計算的目的及幾點說明......

18、..............................................................18　　 5.2繪制計算電路及計算......................................................................................19　　第六章 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗................................

19、................................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........................................................................

20、.........22　　 6.2.一 高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗...</p><p>　　第七章 變電所進出線與臨時單位聯(lián)絡(luò)線的選擇………………………………26</p><p>　　7.1 10kv高壓進線和引入電纜的選擇……………………………………….26</p><p>　　7.2 380v低壓出線的選擇……………………………………………………26<

21、/p><p>　　7.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗…………………………………29</p><p>　　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.............................................................

22、......................30　　 8.2變電所繼電保護裝置.......................................................................................31　　 8.3裝設(shè)電流速斷保護............................................................................

23、...............32</p><p>　　8.4作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護裝置...............................................32</p><p>　　第九章防雷和接地裝置的確定.........................................................................

24、......33　　 9.1變電所的防雷設(shè)計...........................................................................................33　　 9.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計................................................. ........................34　　 9.3元

25、件明細表…………………………………………………………………...35</p><p>　　結(jié)束語...................................................................................................................36　　　 本設(shè)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(chǔ)，在第七章便

26、討論高、低壓電力網(wǎng)導(dǎo)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(chǔ)，在第六章討論變電所一次設(shè)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。</p><p><b>　　1.設(shè)計任務(wù)</b></p><p><b>　　1.1設(shè)

27、計要求：</b></p><p>　　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(shù)先進，經(jīng)濟合理的要求，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(shè)計說明書，繪出設(shè)計圖樣。</p><p><b>　　

28、1.2設(shè)計依據(jù)：</b></p><p>　　1.2.1工廠總平面圖：</p><p>　　1.2.2工廠負荷情況</p><p>　　本廠多數(shù)車間為兩班制年最大負荷利用小時為4600h，日最大負荷持續(xù)時間為6h。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：</p><p

29、><b>　　1.2.3氣象資料</b></p><p>　　本場所在地區(qū)的年最高氣溫為38℃，年平均氣溫為23℃，年最低氣溫為-9℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，年最熱月平均氣溫為26℃，年最熱月地下0.8米處平均氣溫為25℃，當?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向為東北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20天。</p><p>　　1.2.4地質(zhì)水文資料</p><p>　　

30、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1m。</p><p>　　1.2.5供電電源情況</p><p>　　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(dǎo)線牌號為LGJ-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500M

31、VA。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(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)系的架空線路總長度為80km，電纜線路總長度為25km。</p><p><b>　　1.2.6電費制度</b></p><p>　　本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計量電能，

32、設(shè)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0.9元／KW.H，照明電費為0.5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：6～10VA為800／KVA。</p><p>　　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，

33、高壓開關(guān)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(guān)柜的綜合投資），因此計算主變壓器和高壓開關(guān)柜的折舊費和維修管理費= （1.51+1.44+3.25）=6.2萬元。</p><p>　　供電貼費：主變壓器容量每KVA 為800元，供電貼費=1000 KVA*0.08萬元/ KVA=80萬元。</p>

34、<p>　　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4600h，故可求得：</p><p>　　動力費用：2220kw*4600h*0.2元/kwh=204.24萬元；</p><p>　　照明費用：406kw*4600h*0.5元/kwh=92.69萬元。 &l

35、t;/p><p>　　年用電總計約：21.6+204.24+92.69=318.53萬元（不含供電貼費）。</p><p>　　負荷計算和無功功率補償 </p><p>　　1.1、 負荷計算的目的、意義及原則</p><p>　　（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(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜等）都必須選擇得當，除了滿

36、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。</p><p>　　（2）計算負荷是供電設(shè)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)線電纜處于過負荷下運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)

37、致絕緣過早老化甚至燃燒引起火災(zāi)，同樣會造成更大損失。由此可見，正確確定計算負荷意義重大。</p><p>　?。?）平均負荷為一段時間內(nèi)用電設(shè)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(nèi)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。</p><p>　?。?）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

38、的負荷，其熱效應(yīng)與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)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?qū)w的依據(jù)。</p><p>　　（5）尖峰電流指單臺或多臺用電設(shè)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)。在校驗瞬動元件時，還應(yīng)考慮啟動電流的非周期分量。</p><p>　　

39、1.2、全廠負荷計算表及方法</p><p>　　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。</p><p>　　本設(shè)計采用需要系數(shù)法確定。</p><p>　　主要計算公式有： 有功功率： P30= Pe·Kd</p><p>　　無功功率: Q30 = P30 ·tgφ</p><

40、p>　　視在功率: S3O = P30/cosφ</p><p>　　計算電流: I30 = S30/√3Un</p><p><b>　　機械廠負荷計算表</b></p><p>　　1.3、無功功率補償 </p><p>　　由上表可知，該廠380V側(cè)最大負荷時的功率因數(shù)是0.75，而供電部門要求該廠

41、10kv進線側(cè)最大負荷時因數(shù)不應(yīng)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(cè)最大負荷時因數(shù)應(yīng)稍大于0.90，暫取0.92來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量：</p><p>　　Qc=P30(tanφ1-tanφ2)=812.2[tan(arccos0.75)-tan(arccos0.92)]kvar=370kvar</p><p>　　選PGJ1型低壓自動補償屏

42、（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。因此無功補償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負荷計算如下表所示：</p><p>　　1.3.1無功補償?shù)闹饕饔?lt;/p><p>　　無功補償?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，在長距離輸電中提高系統(tǒng)輸

43、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。</p><p>　　安裝并聯(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(yīng)減小了線路的電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。無功補償應(yīng)根據(jù)分級就地和便于調(diào)整電壓的原則進行配置。</p><p>　　集中補償與分散補償相結(jié)合，以分撒補償為主；高壓補償與低壓補償相結(jié)合，以低壓補償為主；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)

44、計、施工、同步投運。無功補償?shù)闹饕饔镁唧w體現(xiàn)在：① 提高電壓質(zhì)量；② 降低電能損耗；③ 提高發(fā)供電設(shè)備運行效率；④減少用戶電費支出。</p><p>　　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。</p><p>　　第二章 變電所位置和形式的選擇</p><p>　　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)濟比較確定：

45、一、接近負荷中心； 二、進出線方便； 三、接近電源側(cè)； 四、設(shè)備運輸方便； 五、不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動或高溫的場所； 六、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，當無法遠離時，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)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰； 八、不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險環(huán)境的正上方或正下方，當與有爆炸或火災(zāi)危險環(huán)

46、境的建筑物毗連時，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定； 九、不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。</p><p>　　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、四級耐火等級的建筑物內(nèi)；當設(shè)在二級耐火等級的建筑物內(nèi)時，建筑物應(yīng)采取局部防火措施。</p><p>　　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

47、不應(yīng)設(shè)在人員密集場所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁。</p><p>　　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，當受條件限制必須設(shè)置時，應(yīng)設(shè)在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)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(yīng)按現(xiàn)行國家標準《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，采取相應(yīng)的防火措施。</p><p>　　4、露天或半露天的變電所，不應(yīng)設(shè)置在下

48、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、容易沉積可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴重影響變壓器安全運行的場所。</p><p>　　變電所的型式應(yīng)根據(jù)用電負荷的狀況和周圍環(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

49、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(shè)車間內(nèi)變電所或組臺式成套變電站； 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)獨立變電所，有條件時也可設(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)，當變壓器容量在315KVA及以下時，宜設(shè)桿上式或高臺式變電所。</p><p>　　帶可燃性油的

50、高壓配電裝置,宜裝設(shè)在單獨的高壓配電室內(nèi)。當高壓開關(guān)柜的數(shù)量為6臺及以下時，可與低壓配電屏設(shè)置在同一房間內(nèi)。</p><p>　　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(nèi)。 。室內(nèi)變電所的每臺油量為100kg及以上的三相變壓器，應(yīng)設(shè)在單獨的變壓器室內(nèi)。</

51、p><p>　　在同一配電室內(nèi)單列布置高、低壓配電裝置時，當高壓開關(guān)柜或低壓配電屏頂面有裸露帶電導(dǎo)體時，兩者之間的凈距不應(yīng)小于2m；當高壓開關(guān)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(yīng)設(shè)單獨的值班室。當?shù)蛪号潆娛壹孀髦蛋嗍視r，低壓配電室面積應(yīng)適當增大。高壓配電室與值班室應(yīng)直通或經(jīng)過通道相通，值班室應(yīng)有直接通向戶外或通向走道的門。</p><

52、p>　　變電所宜單層布置。當采用雙層布置時，變壓器應(yīng)設(shè)在底層。設(shè)于二層的配電室應(yīng)設(shè)搬運設(shè)備的通道、平臺或孔洞。</p><p>　　高（低）壓配電室內(nèi)，宜留有適當數(shù)量配電裝置的備用位置。</p><p>　　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(shè)絕緣隔板，其高度不應(yīng)小于0.3m。</p><p>　　由同一配電所供給一級負荷用電時,母線分段處應(yīng)

53、設(shè)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(yīng)通過同一電纜溝，當無法分開時，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。</p><p>　　戶外箱式變電站和組合式成套變電站的進出線宜采用電纜。</p><p>　　配電所宜設(shè)輔助生產(chǎn)用房。</p><p>　　2.2變電所的形式（類型）：</p><p>

54、;<b>　　車間附設(shè)變電所</b></p><p><b>　　車間內(nèi)變電所</b></p><p>　　露天（或半露天）變電所</p><p><b>　　獨立變電所</b></p><p><b>　　桿上變電臺</b></p><

55、;p><b>　　地下變電所</b></p><p><b>　　樓上變電所</b></p><p><b>　　成套變電所</b></p><p><b>　　移動式變電所</b></p><p>　　我們的工廠是10kv以下，變電所的位置應(yīng)盡量接

56、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(cè)和左側(cè)，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、p3……p10分別代表廠房1、2、3……10號的功率，設(shè)定p1、p2……p10并設(shè)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程，可得負荷中心的坐標：</p><p>　　把各車間的坐標帶入（3-1） （3-2），得到x=5.3

57、8，y=5.38.由計算結(jié)果可知，工廠的負荷中心在6號廠房的西北角。考慮到周圍環(huán)境和進出線方便，決定在6號廠房的西側(cè)僅靠廠房建造工廠變電所，器型為附設(shè)式。</p><p>　　第三章 變電所主要變壓器的臺數(shù)與容量、類型的選擇</p><p>　　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：</p><p>　　2.類型 ：

58、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(jié)組為Yyn0。</p><p>　　第四章、變電所主接線方案的選擇</p><p>　　根據(jù)上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計出下列兩種主接線方案：</p><p>　　4.1裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案 如圖4-1所示：</p><p&g

59、t;　　4.2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案 如圖4-2所示</p><p>　　4.3主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟比較</p><p>　　從上表可以看出，按技術(shù)指標，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主接線方案，但按經(jīng)濟指標，則裝設(shè)一臺主變的主接線方案遠優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的主接線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺主變的主接線方案。</p><p>　　第五章 短路

60、電流的計算</p><p>　　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1．8～2．5倍的沖擊電流。會對供配電系統(tǒng)造成嚴重的破壞。</p><p>　　一、短路電流計算的目的及幾點說明：</p><p>　　在供配電系統(tǒng)中除應(yīng)采取有效技術(shù)措

61、施防止發(fā)生短路外，還應(yīng)設(shè)置靈敏、可靠的繼電保護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(guān)設(shè)備。</p><p>　　（1）由于民用建筑內(nèi)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

62、無限大容量電力系統(tǒng)供電作為前提來進行計算的。</p><p>　?。?）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時，需要計如電阻。</p><p>　?。?）短路電流計算按金屬性短路進行。</p&g

63、t;<p>　?。?）短路電流計算的符號含義：短路電流計算應(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、整定繼電保護裝置和校驗電動機啟動的依據(jù)。</p><p>　　（5）短路電流的計算方法有歐姆法和標幺制法。</p><p>　　在此需要計算下列短路電流值：</p><p>　　Id-----三相短路電流周期

64、分量有效值，KA；</p><p>　　Sd----三相短路容量，MVA</p><p>　　I〃----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；</p><p>　　I∞----三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值，KA；</p><p>　　Ic-----三相短路電流第一周全電流有效值，KA；</p><p>

65、;　　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；</p><p>　　I0．2----短路開始到0．2s時的三相短路電流有效值，KA；</p><p>　　S0．2----短路開始到0．2s時的三相短路容量，MVA；</p><p>　　二、歐姆法計算短路電流</p><p>　　1.繪制計算電路及計算</p&

66、gt;<p>　　2.確定短路計算基準值</p><p>　　設(shè)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(cè)Ud1=10.5kv，Ud2=0.4kv，則</p><p>　　3.計算短路電路中各元件的電抗標幺值</p><p><b>　　3.1電力系統(tǒng)</b></p>

67、<p><b>　　3.2架空線路</b></p><p><b>　　3.3電力變壓器</b></p><p>　　式中，Sn為變壓器的額定容量</p><p>　　因此繪制短路計算等效電路如圖5-2所示</p><p>　　4.k-1點的相關(guān)計算</p><p>

68、;<b>　　4.1總電抗標幺值</b></p><p>　　4.2三相短路電流周期分量有效值</p><p><b>　　4.3其它短路電流</b></p><p><b>　　4.4三相短路容量</b></p><p>　　5.k-2點的相關(guān)計算</p>&l

69、t;p><b>　　5.1總電抗標幺值</b></p><p>　　5.2三相短路電流周期分量有效值</p><p><b>　　5.3其它短路電流</b></p><p><b>　　5.4三相短路容量</b></p><p>　　以上短路計算結(jié)果綜合圖表5-1所示&l

70、t;/p><p>　　第六章 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗</p><p>　　6.1電氣設(shè)備選擇的一般原則</p><p>　　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?！?2)按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓?！　　?3)按最大負荷電流選擇

71、電氣設(shè)備的額定電流?！　‰姎庠O(shè)備的額定電流IN應(yīng)不小于實際通過它的最大負荷電流Imax(或計算電 </p><p>　　流Ij)，即　　 IN≥Imax　　 或IN≥Ij(7—1)　　(2)按短路條件校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定?！?為保證電氣設(shè)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(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。動穩(wěn)定：電氣設(shè)備在沖擊短路屯流所產(chǎn)生的電動力作用下，電氣設(shè)備不

72、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)熱溫度不超過載流導(dǎo)體短時的允許發(fā)熱溫度。　　(3)開關(guān)電器斷流能力校驗?！　嗦菲骱腿蹟嗥鞯入姎庠O(shè)備擔(dān)負著可靠切斷短路電流的任務(wù)，所以開關(guān)電器還必須校驗斷流能力，開關(guān)設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點最大三相短路容量.</p><p>　　6.2高低壓電氣設(shè)備的選擇</p><p>　　一、高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗</p&

73、gt;<p>　　6.2.1按工作電壓選擇</p><p><b>　　6.2.2</b></p><p>　　設(shè)備的額定電流IN不應(yīng)小于所在的電路計算電流I30，既IN>I30</p><p>　　6.2.3按斷流能力選擇</p><p>　　6.2.4隔離開關(guān)、負荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗&l

74、t;/p><p><b>　　a）動穩(wěn)定度校驗</b></p><p>　　二、低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗</p><p>　　同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗，如圖6-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。</p><p>　　三、高低壓母線的選擇</p><p>　　查表得到10kv母線選LMY-3（

75、40*4mm），即母線尺寸為40mm*4mm</p><p>　　,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。</p><p>　　第七章、變電所進出線與臨近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇</p><p>　　7.1 10kv高壓進線和引入電纜的選擇</p><p>　　7.1

76、.1 10kv高壓進線的選擇校驗</p><p>　　采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kv公用干線。</p><p>　　按發(fā)熱條件選擇 由I30=Int=57.7A及室外環(huán)境溫度33℃，查表得，初選LGJ-35，其35℃時的IL-149A＞I30，滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　校驗機械強度 查表得，最小允許截面積AMIN=25mm2而LGJ-

77、35滿足要求，故選它。</p><p>　　由于此線路很短，故不需要檢驗電壓損耗。</p><p>　　7.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗</p><p>　　采用JL22-10000型交聯(lián)聚乙烯的鋁芯電纜之間埋地敷設(shè)。</p><p>　　因此JL22-10000-3*25電纜滿足要求。</p><p

78、>　　7.2 380V低壓出線的選擇</p><p>　　7.2.1 鑄造車間</p><p>　　饋電給1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(shè)。</p><p>　　7.2.2 鍛壓車間</p><p>　　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設(shè)(方法同上

79、，略)。</p><p>　　7.2.3 熱處理車間</p><p>　　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(shè)(方法同上，略)。</p><p><b>　　7.2.4電鍍車間</b></p><p>　　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

80、埋地敷設(shè)(方法同上，略)。</p><p><b>　　7.2.5倉庫</b></p><p>　　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(dǎo)線BLV-1000型5根穿硬塑料管埋地敷設(shè)。</p><p><b>　　7.2.6工具車間</b></p><p&

81、gt;　　饋電給6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(shè)(方法同上，略)。</p><p><b>　　7.2.7金工車間</b></p><p>　　饋電給7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(shè)(方法同上，略)。</p><p><b>　　7.2.8鍋爐房<

82、;/b></p><p>　　饋電給8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(shè)(方法同上，略)。</p><p><b>　　7.2.9裝備車間</b></p><p>　　饋電給9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(shè)(方法同上，略)。</p><p&

83、gt;　　7.2.10機修車間</p><p>　　饋電給10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(shè)(方法同上，略)。</p><p><b>　　7.2.11生活區(qū)</b></p><p>　　7.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗</p><p>　　采用YJL22-10000型交

84、聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)，與相距約2km的臨近單位變配電所的10KV母線相連。</p><p>　　7.3.1按發(fā)熱條件選擇</p><p>　　7.3.2校驗電壓損耗</p><p>　　由此可見滿足要求電壓損耗5%的要求。</p><p>　　7.3.3短路熱穩(wěn)定校驗</p><p>　　按本變電所高

85、壓側(cè)短路電流校驗，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗，可知纜芯25mm的交聯(lián)電纜是滿足熱穩(wěn)定要求的。而臨近單位10kv的短路數(shù)據(jù)不知，因此該連路線的短路熱穩(wěn)定校驗計算無法進行只有暫缺。</p><p>　　以上所選變電所進出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號規(guī)格如表7-1所示。</p><p>　　第八章、變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定</p><p>　　8.1變電

86、所二次回路的選擇</p><p>　　a）高壓斷路器的操作機構(gòu)控制與信號回路： 斷路器采用手動操作機構(gòu)，其控制與信號回路如《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》圖6-12所示。</p><p>　　b）變電所的電能計量回路： 變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計量柜，裝設(shè)三項有功電度表和無功電度表，分別計量全廠消耗的有功電能和無功電能，并以計算每月工廠的平均功率因數(shù)。計量柜由上級供電部門加封和管理。</p&g

87、t;<p>　　c）變電所的測量和絕緣檢查回路： 變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器。其中電壓互感器3個JDZJ-10型，組成Y0/Y0/開口Y0/Y0/的接線，用以實現(xiàn)電壓測量和絕緣檢查，其接線圖見《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》圖6-8.作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上，裝有三項有功電度表和三項無功電度表、電流表，接線圖見《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》圖6-9。高壓進線上，也裝上電流表。低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓線路照明上裝

88、上三相四線有功電度表。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝上無功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。低壓母線裝有電壓表，儀表的準確度等級應(yīng)符合要求。</p><p>　　8.2變電所繼電保護裝置</p><p>　　8.2.1主變壓器的繼電保護裝置</p><p>　　a）裝設(shè)瓦斯保護： 當變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當產(chǎn)生大量的瓦斯時，應(yīng)付動作于高

89、壓側(cè)斷路器。</p><p>　　b)裝設(shè)反時限過電流保護： 采用型感應(yīng)式過電流繼電器，兩項兩繼電器式接線，去分流跳閘的操作方式。</p><p>　　8.2.2動作電流整定</p><p>　　因此過電流保護動作電流整定為10A。</p><p>　　8.2.3過電流保護動作時間的整定</p><p>　　因本變電

90、所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護的動作時間可整定為最短的0.5s。 </p><p>　　8.2.4過電流保護靈敏度系數(shù)的校驗</p><p>　　8.3裝設(shè)電流速斷保護</p><p>　　8.3.1速斷電流的整定：</p><p>　　8.3.2電流速斷保護靈敏度的校驗</p><p>　　8.4作為備用電

91、源的高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護裝置</p><p>　　8.4.1裝設(shè)反時限過電流保護</p><p>　　b）過電流保護工作電流的整定</p><p>　　按終端保護考慮，動作時間整定為0.5s。</p><p>　　c）過電流保護靈敏度系數(shù)</p><p>　　因無臨近變單位電所10kv母線經(jīng)聯(lián)絡(luò)線到本場變電所低壓母線的

92、短路數(shù)據(jù)，無法檢驗靈敏度系數(shù)，只有略。</p><p>　　8.4.2裝設(shè)電流速斷保護</p><p>　　亦利用GL15的速斷裝置。但因無臨近單位變電所聯(lián)絡(luò)線到本場的變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法檢驗靈敏度系數(shù)，只有略。</p><p>　　8.4.3變電所低壓側(cè)的保護裝置</p><p>　　a）低壓總開關(guān)采用DW15-1500/3型低壓

93、斷路器，三項均裝設(shè)過流脫扣器，既可保護低壓側(cè)的相間短路和過負荷，而且可保護低壓側(cè)單相接地短路，脫扣器動作電流的整定可參看參考文獻和其他有關(guān)手冊。</p><p>　　b）低壓側(cè)所有出線上均采用DZ20型低壓斷路器控制，瞬間脫扣器可實現(xiàn)對線路的短路故障的保護，此限于篇幅，整定略。</p><p>　　第九章、降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計</p><p>　　9.1變

94、電所的防雷設(shè)計</p><p>　　9.1.1直接防雷保護</p><p>　　在變電所屋頂裝設(shè)避雷針和避雷帶，并引進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)在配電所外面的適當位置裝設(shè)獨立避雷針（器），裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護范圍保衛(wèi)整個變電所。如果變電所在其他建筑物的直擊雷防護范圍內(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

95、電阻RE<10歐（表9-6），通常采用3-6根長2.5米的鋼管，再裝避雷針的桿塔附近做一排和多邊形排列，管間距離5m，打入地下，管頂距地面0.6m，接地管間用40mm*4mm的鍍鋅扁鋼焊接相連。引下線用25mm*4m的鍍鋅扁鋼，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，上與避雷針相連接。避雷針采用直徑20mm的鍍鋅扁鋼，長1至1.5.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。</p>

96、;<p>　　9.1.2雷電侵入波的防護</p><p>　　a）在10kv電源進線的終端桿上裝設(shè)FS4-10型閥式避雷器。引下線采用25mm*4mm的鍍鋅扁鋼，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端栓連接。</p><p>　　b）在10kv高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有GG-1A-54型開關(guān)柜，其中配有FS4-10型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器保護，防雷電波的危害。

97、</p><p>　　c）在380V低壓架空線的出線桿上，裝設(shè)保護間隙，，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護低壓架空線侵入的電雷波。</p><p>　　9.2變電所公共接地裝置的設(shè)計</p><p>　　9.2.1接地電阻的要求</p><p>　　按《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》表9-6.此邊點的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件：</p&g

98、t;<p><b>　　其中</b></p><p>　　因此公共接地電阻RE<4歐。</p><p>　　9.2.2接地裝置的設(shè)計</p><p>　　采用2.5m，直徑50mm的鋼管16根，沿變電所三面均勻布置，管距5m，垂直打入地下，管頂距地面0.6米，管間用40mm*4m的鍍鋅扁鋼焊接而成。變電所的變壓器室有兩條接地

99、干線，高低壓配電室各有一條接地干線與室外公共接地裝置焊接而成，接地干線均采用25mm*4mm的鍍鋅扁鋼。變電所接地裝置平面布置圖如圖9-1所示，接地電阻的驗算：</p><p>　　9.3元件明細表 ： 元件明細表</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計要感謝系里的安排，讓我們在學(xué)習(xí)課本知

100、識的同時，能夠有機會實踐鍛煉，更要感謝指導(dǎo)老師的細心指導(dǎo)，沒有你們的指導(dǎo)靠自己不可能那么順利完成。對待這次畢業(yè)設(shè)計我也是非常認真，積極努力與同學(xué)老師進行商討，并不斷從中找到自己的不足，努力發(fā)現(xiàn)問題并及時解決問題。</p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計，我深深懂得了要不斷把所學(xué)知識學(xué)以致用，還需通過自身不斷努力，不斷提高自己的分析問題、解決問題的能力，同時也提高了我的專業(yè)技能，拓展了我的專業(yè)知識面，使我更加體會到要