毕业设计（论文）_35KV变电所及配电线路设计

1、摘 要随着现代文明的开展与进步，社会生产和生活对电能供给的质量和管理提出了越来越高的要求。作为电能传输与控制的中间枢纽，变电所必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的开展趋势。35KV工厂供电设计包括负荷的计算及无功功率的补偿；变电所主变压器台数和容量、型式确实定；变电所主接线方案的选择；进出线的选择；短路计算和开关设备的选择；二次回路方案确实定及继电器保护的选择和整定；防雷保护与接地装置的设计；车间配电线路布线方案确实定；线路导线及其配电设备和保护设备的选择；以及电气照明的设计和电路图的绘制。关键词：35KV变电所, 配电线路设计与选择Abstract

2、Along with the development of modern civilization and progress, social production and the life to the electric power supply of quality and management put forward more and more high demand. As with the control of the power transmission project, must change the substation of traditional design and con

3、trol mode to adapt to the modern electric power system, modern industrial production and the development trend of social life. 35 KV power supply design including the factory load calculation and reactive power compensation; Main transformer substation capacity, the type of Numbers and determined, a

4、nd The choice of the substation wiring schemes; In the choice of qualification; Short circuit calculation and switch equipment choice; The scheme determination of the secondary circuit and protection relay choice and setting; Lightning protection and grounding device design; Workshop distribution ci

5、rcuit wiring scheme determined, and the Line wires and its power distribution equipment and to protect the equipment choice; And electrical lighting design and drawing of the circuit.Keyword: 35 KV substation，Distribution circuit design目录摘要1 TOC o 1-3 u 第1章 35KV变电所及配电线路设计5 5 1.2 无功补偿计算及设备选择6 1.3 变电所

6、位置的选择12 1.3.1 变电所的分类12 1.3.2 变电所所址选择的一般的应遵循的原那么12 1.4 变电所的主变压器台数和容量的选择13 1.4.1 主变压器台数的选择13 1.4.2 主变压器容量的选择14 1.5 变电所主接线方案的设计14 1.6 短路电流和容量的计算16 1.7 变电所一次设备的选择23 1.7.1 一次设备选择的一般要求23 24 1.7.3 一次设备校验应满足的条件25 1.8 变电所高压进线和低压出线的选择29 30 1.8.2 变配电所进出导线和电缆的选择30 1.8.3 各类电力线路的导线截面的选择步骤30 1.8.4 电力线路选择的具体公式31 1.

7、8.5 设计进出线的选择32第2章 继电保护以及二次回路的设计36 2.1 继电保护装置的根本要求36 2.2 二次回路的接线安装要求36 2.3 35KV主变压器的保护装置设计37 2.4 备用电源自动投入装置的选择39 2.5 防雷保护和接地装置设计40致 谢41参 考 文 献42第1章 35KV变电所及配电线路设计1.1负荷计算 求计算负荷这相工作称为负荷计算。显然负荷计算是根据的工厂用电设备的安装容量确定、预期不变的最大假想负荷。这个负荷是设计是作为选择工厂电力系统供电线路导线的截面积、变压器容量、开关电器和互感器等的额定参数的依据。电力负荷又叫电力负载，它是指耗用电能的用电设备或用电

8、单位。另一是指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流的大小。根据电力复核对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响程度，电力负荷一般分为三级：一级负荷：一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者，或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废等等。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应看着特别重要的负荷。二级负荷：二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如大量产品报废、中断供电将影响重要用电部门正常工作等。三级负荷：三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述的一、二级负荷者。由于计算负荷是供

9、电设计的根本依据，所以计算负荷确定的是否合理，直接影响到工厂电力设计的质量，电力设计的经济性问题。如计算负荷估算太大，将增加供电设备的容量，使工厂电网变的复杂，浪费有色金属，在无形中就增加了初投资和运行工作量。特别是由于工厂企业是国家电力的主要用户，以不和理的工厂电力需要量作为根底的国家电力系统的建设，将给整个国民经济建设带来很大的危害。如果选的过小，又使电器和导线电缆处在过负荷下运行，增加了电能的损耗，导致绝缘过早老化甚至烧毁，降低了设备的使用寿命。可见，正确计算负荷计算，有很大设计决定作用，其意义重大。但是由于负荷情况复杂，影响因素多，很难准确确实定出来。设备的计算负荷的变化也有一定的计算

10、规律，它与设备的性能、生产的形式、能源的供给的状况等多种因素有关。所以，负荷计算只是电力系统设备选择的一个估算负荷。我国确实定负荷的方法，主要有需要系数法、二项式法，需要系数法是普遍采用的计算负荷的根本方法，二项式法应用局限很大，但确定设备台数教少而容量差异悬殊的分支干线的计算负荷时，比拟的合理，而且方便。本设计的车间设备台数较多、设备容量都相差不大，所以宜采用需要系数法。 负荷计算公式如下： 有功计算负荷: P30=KdPe 1.1式中:Pe用电设备组总容量(不含用电设备容量,单位:Kw)Kd用电设备组的需要系数无功计算负荷为: Q30=P30tan 1.2式中:tan对应于用电设备组功率因

11、数cos的正切值视在计算负荷为: S30=P30 /cos 1.3 计算电流为 : I30=S30 /(31/2Un) 1.4式中:Un用电设备组的额定电压(单位:KV)功率因数 COS=P30/S30 1.5 根据需要系数计算法和变电所的设计依据,通过计算可以得出此变电所的计算负荷. 1.2 无功补偿计算及设备选择变电所的无功补偿对于整个工厂的设计是极为重要的。按?全国供用电规那么?规定:高压供电的工业用户,功率因素不得低于0.9;其他情况,功率因素不得底于0.85.如达不到上述要求,那么需增设无功功率的人工补偿装置.功率因数是衡量工厂供电系统电能利用层度及电气设备使用状况的一个具有代表性的

12、参数。在工厂供电系统中，绝大多数用电设备都有电感性的特性。诸如：感应电机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷这些设备不仅需要从电力系统中吸收有功功率，还要吸收无功率以产生这些设备正常工作所必须的交变磁场，从而降低了设备运行时的功率因数。如果在设备充分充分发挥了设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数，尚达不到工厂规定的功率因数要求时，那么要考虑人工补偿。人工补偿是在变压器低压侧装设无功补偿装置，在保证低压侧有功率不变的情况下减小设备的无功功率。从而减小了设备总的视在功率，缩小了变压器容量、导线的截面积及一次设备的容量。同时仅降低了变电所的初投资、设备运行时的损耗和工厂的电费开支。现在所

13、用的补偿装置有同步补偿器和静电电容器。同步补偿器无功功率的发电机，它的最大优点是可以均匀的调节电网的电压水平，但其无功功率补偿量越小，单位1kvar造价越高，即使容量很大同步无功补偿器也远叫静电无功补偿器贵，而且损耗大、安装要求高、运行维护复杂，因此只有在大电网中枢调压或中降压变电所中使用。目前：工厂中普遍采用并联电容器来补偿供电系统中的无功功率。它一般分为三种：高压集中补偿、低压集中补偿、低压分散补偿。由前面的车间负荷计算知车间的计算很大，但功率因数普遍很小。从表中可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数只有。而提供电部门要求该厂35KV进线侧最大负荷时功率因数不应低于。考虑到主变压器的无功

14、损耗远大于有功功率损耗，因此在变压器低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率因数应稍微高些，取0.92。 相关的无功功率补偿公式如下：无功功率补偿装置容量: QC=P30tan-tan 1.6式中: P30 工厂的有功计算负荷(单位:KW)tan对应原来功率因数COS的正切;tan对应需补偿到功率因数的COS正切;补偿后总的视在负荷：S30= P302+(Q30-QC)20.5 1.7 变压器有功损耗: PT=Pk2+P0 1.8 式中: P0变压器的空载损耗;Pk变压器的短路损耗; 变压器的负荷率, = S30 / SN,对于610KV低损耗配电变压器,有攻损耗可按以下简化公式计算: PT30 1.

15、9 变压器无功损耗： QT=I0%/100+UK%/1002SN 1.10式中： I0 变压器的空载电流百分比UK变压器的短路电压百分比对于610KV低损耗配电变压器,有攻损耗可按以下简化公式计算:QT=0.06S30 1.11变压器高压侧有功功率： P=P30+PT 1.12 变压器高压侧无功功率： Q=Q30+QT 1.13 补偿后的有功功率：S= P2+Q2因此380V侧最大负荷时功率因数暂取0.92来计算，380V侧所需无功功率补偿容量各车间计算如下:第一车间: QC=P30tan-tan =800tan(arccos0.65)tan(arccos0.92) =692kvar选PGJ1

16、型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案2主屏1台与方案4(辅屏)6台相结合,总共容量112kvar7=784kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如下表所示: 380V侧和6KV侧的负荷计算表工程COS计算负荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A380V侧补偿前负荷800936380V侧无功补偿容量784380V侧补偿后负荷800152变压器功率损耗0.456KV侧负荷总计816第二车间:QC=P30tan-tan =429.3tan(arccos0.66)tan(arccos0.92) =301kvar选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案2主屏1台

17、与方案3(辅屏)3台相结合,总共容量112kvar1+84kvar3=364kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如下表所示: 380V侧和6KV侧的负荷计算表工程COS计算负荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A380V侧补偿前负荷984380V侧无功补偿容量364380V侧补偿后负荷主变压器功率损耗6KV侧负荷总计第三车间:QC=P30tan-tan =342.9tan(arccos0.44)tan(arccos0.92)选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案2主屏1台与方案4(辅屏)4台相结合,总共容量112kvar5=560kvar。因此无功

18、补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如下表所示: 380V侧和6KV侧的负荷计算表工程COS计算负荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A380V侧补偿前负荷380V侧无功补偿容量560380V侧补偿后负荷主变压器功率损耗6KV侧负荷总计第四车间:QC=P30tan-tan =471.3tan(arccos0.68)tan(arccos0.92)选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案2主屏1台与方案4(辅屏)2台相结合,总共容量112kvar3=336kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如下表所示: 表1.6 NO.4 车间380V侧和6KV侧的

19、负荷计算表工程COS计算负荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A380V侧补偿前负荷380V侧无功补偿容量336380V侧补偿后负荷主变压器功率损耗6KV侧负荷总计第五车间:QC=P30tan-tan =253.35tan(arccos0.77)tan(arccos0.92)选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏，采用其方案1主屏1台与方案3(辅屏)1台相结合,总共容量84kvar2=168kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和6KV侧的负荷计算如下表所示: 表1.7 NO.5 车间380V侧和6KV侧的负荷计算表工程COS计算负荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30

20、/A380V侧补偿前负荷380V侧无功补偿容量168380V侧补偿后负荷257主变压器功率损耗6KV侧负荷总计6KV高压车间:QC=P30tan-tan =2695.5tan(arccos0.74)tan(arccos0.92)选PGJ1型低压无功功率自动补偿屏:采用其方案2主屏1台与方案4(辅屏)11台相结合,总共容量112kvar12=1344kvar。因此无功补偿后工厂6KV侧的负荷计算如下表所示: 表1.8 高压车间6KV侧的负荷计算表工程COS计算负荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A6KV侧补偿前负荷6KV侧无功补偿容量13446KV侧补偿后负荷主变压器的负荷计算

21、：补偿后：P30=P301+P302+P30KVAQ30=Q301+Q302+Q30i=1476KvarS30=P302+Q302 1/2KVAI30A6KV侧和35KV侧的负荷计算如下表所示:表1.9 主变压器35KV侧和6KV侧的负荷计算表工程COS计算负荷P30/KwQ30/KvarS30/KVAI30/A6V侧补偿后负荷1476主变压器功率损耗35KV侧负荷总计此可见,补偿后变电低压侧的无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流显著减小,而功率因数显著提高。补偿后该变电所主变压器T的容量显然比补偿前的变压器容量小得多。同时由于计算电流的减小，使补偿点以前系统中各元件上的功率损耗也相应降低，因

22、此不仅降低了变电所的初投资，而且减少了工厂的电费开支，所以进行无功补偿效益是十分可观的。1.3 变电所位置的选择1 变电所的分类工厂变电所分为降压变电所和车间变电所，一般中小工厂不设总降压变电所。1 变电所所址选择的一般的应遵循的原那么选择工厂变、配点所的所址，应该根据下面的一些要求经技术、经济比拟后确定。1所址应尽量靠近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。2进出线方便。3接近电源侧。4设备运输方便。5不应设在有剧烈振动或高温的场所。不应设在地势低洼和可能积水的场所。6不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所；当无法原理时，不应设在污染源盛行风向的下侧。7不应设在厕所、浴室或

23、其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所向贴邻。8不应设在有爆炸危险环境的正下方或正上方，且不宜设在有火灾危险环境的正下方或正上方。当与爆炸报或火灾危险环境的建筑物毗邻时，应符合现行国家标准的规定。9高压配电所应尽量与邻近车间变电所或 有大量高压用电设备的房和健在一起.1.4 变电所的主变压器台数和容量的选择 1 主变压器台数的选择主变压器的台数应根据负荷特点和经济运行要求进行选择。当符合以下条件的一种时，要装设两台及以上的变压器：有大量的一级和二级负荷。季节性负荷变化较大，适于采用经济运行方式。集中负荷较大。其他的情况只要装一台变压器。1主变压器台数应满足负荷对供电可靠性的要求。对于供电给

24、一、二负荷的变电所，应采用两台主变压器。 2如果附近只有一条电源进线，那么只能采用一台主变压器。此时，如果厂内有一、二级负荷，那么应所内装设一台发电机，作为一、二级负荷的备用电源。 3对于只向三级负荷供电的变电所，当负荷变动很大，填充系数时，为减小主变压器的功率损耗，宜采用两台主变压器；反之，当时，宜采用一台主变压器。 4当厂内有大型高压用电设备如大型高压电动机、大型电炉时，宜采用两台主变压器。根据上面的要求，因为该厂两条电源进线;工厂负荷性质为三班工作制,年最大有功利用小时数为6000小时,属二级负荷;集中负荷较大,故需要装备两台主变压器。1 主变压器容量的选择1 变电所装有一台主变压器时，

25、其容量应满足以下要求： SNTS30 式中：S30为该变电所承当的全部计算负荷无功补偿后的计算负荷。 2 装有两台主变压器的变电所，每台主变压器容量不应小于总的计算负荷的60%，最好为总计算负荷的70%左右，同时每台主变压器的容量不应小于全部一、二级负荷之和,即: SNT(0.60.7)S30 1.15 根据上面变电所的选择要求此变电所的设计要求以及负荷计算的结果,又考虑到今后的开展，可查参考资料1附录表4选出各车间所适合的变压器总变电所的主变压器.其选择如下表所示: 表1.10 变压器形式、容量选择车间变电所代号变压器型号变压器台数22111主变压器SL7-6300/3521.5 变电所主接

26、线方案的设计变电所的主接线,应根据变配电所在供电系统中的地位进出线回路设备特点及负荷性质等条件来确定.其主结线方案的设计原那么与一般要求为：平安性、可靠性、灵活性和经济性。必须注意几点：平安性在高压断路器的电源侧及可能反响电能的另一侧，必须装设高压隔离开关。在低压短路器的电源侧及可能反响电能的另一侧，必须装低压刀开关。在装设高压熔断器和负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关。35KV及以上的线路末端,应装上与隔离开关联锁的接地铡刀。可靠性1 变电所的主结线方案，必须与其负荷级别相适应。对一级负荷，应由两个电源供电，对二级负荷，应由两回路或者一回6kv及以上专用架空线或电缆供电。其中采用电

27、缆供电时,应采用两根电缆组成的线路,且每根电缆应承受100% 的二级负荷。2 变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器，当有继电器保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和低压侧母线分段开关，均应采用低压断路器。3 变电所的非专用电源进线侧,应装设带短路保护的断路器或负荷开关.当双电源供多个变电所时,宜采用环网供电方式。4 对一般生产区的车间变电所，宜工厂总变电采放射高压配电，以1确保供电可靠，但辅助生产区和生活区的变电所，可采用树干式。灵活性变配电所的上下压母线，一般采用母线或单母线分段结构。35KV及以电源进线为双母线时，宜采用桥型接线或线路变压器组接线。需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应

28、装设高压断路电器高压负荷开关。主接线方案应与变压器经济运行的要求适应。经济性主结线方案应力求简单，采用的一次设备特别是高压断路器应较少或不用断路器的接线变配电所的电器设备应选用技术先进、经济适用的节能产品，不得选用国家明令淘汰的产品中小工厂变电所一般采用高压少油断路器；在需要频繁操做的场合，那么采用真空断路器或SF6断路器工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其中的电流、电压互感器只供计费的电度表用主接线方案应与变压器经济运行的要求相适应，还要考虑到今后的开展。负荷切换主变压器的变电所高压侧还应装设高压断路器和高压负荷开关。几种常用的高压电器有如下功能和特点：高压隔离开关的功能主要是：隔离高压电

29、源，以保证其它设备和线路的平安检修。结构特点：即断开有明显可见的断开间隙，而断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的。它能够保证人身和设备的平安。因为隔离开关没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。 高压断路器的功能是：不仅能通断正常电流，而且能接同和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。高压熔断器是：一种当所在电路的电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体熔化而分断断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电路及电路设备进行短路保护，但也具有过负荷保护的功能。本设计主变压器的主进电源线引自电网的35KV高压供电线路。供电系统在实际设计中一般都在总降压变压器的一次

30、侧和二次侧设有隔离开关、断路器、电流互感器和电压互感器。当总降压变压器的一次侧附有电流互感器时，那么可装设三只电流表。通过电流表监测负荷是否均匀，并可判断某一相线是否缺相要求在35KV电源侧进行电能测量，所以要装设电度表、功率表和功率因数表，以便对其电能、功率因数进行测量和补偿。这时必须在总降压变压器的一次侧附设电压互感器和电流互感器。在总降压变电所供电引向各车间变电所时，在总降压变电所或配电所的高压开关柜内，仅装设电流表和电度表即可，电流表可装一只，电度表装一只，如果有必要可装设计量无功电能的仪表和有功电度表。1.6 短路电流和容量的计算所谓短路，就是供电系统中一相或多相载流导体接地或相互接

31、触并产生超出规定值的大电流。造成短路的主要原因，是电气设备载流局部的绝缘损坏，误操作、雷击或过电压击穿等。由于误操作产生的故障约占全部故障的70%。短路电流数值通常是工作电流值的十几倍或几十倍。它通过电气设备时，设备温度急剧上升，过热会使绝缘自然老化或损害，同时产生大的电动力，使设备的载流局部变形损坏，同时短路电流会在线上产生很大的压降，离短路点越近的母线，电压下降越厉害，从而影响与母线连接的电动机或其他的设备的正常的运行。另外：由于设备本身不合格、绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备绝缘正常而被过电压击穿，或者是设备绝缘受外力损伤而造成短路；工作人员由于未遵守平安操作规那么而发生误操作，也可

32、造成短路。供电系统要求正常的不断的可靠供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。但是供电系统的正常运行常常因为发生短路而受到破坏，所以，我们一定要防止电力系统短路以免造成重大的损害。在选用设备时要考虑它们对短路电流的稳定性。由此可见，短路的后果是非常严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路计算，目的就是为了正确的选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。为了切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电器保护装置和选择限制短路电流的元件如电抗器等，也需要计算短路电流。供电系统中短路的类型与其电源的中性点是否接地有关，可分为

33、三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路，为了选折和校验电气设备、载流导体和整定供电系统的继电保护装置，所以要计算三相短路电流。在校验继电保护装置的灵敏度是要计算不对称短路的短路电流值。校验电气设备及载流导体的力稳定和热稳定，要用到短路冲击电流、稳态短路电流、短路容量。但对瞬时动作的低压自动空气开关，那么需要用冲击电流有效值来进行起动稳定性。供电系统的短路电流的大小与系统运行的方式有关，系统的运行方式可以分为最大和最小运行方式。最大运行方式下发电机组投入多、双回输电线路及并联变压器均全部运行。此时，整个系统短路阻抗最小，短路电流最大。如果在最小运行方式下，那么短路阻抗最大，短路电流相应的减小

34、。在工厂供电系统中用最小方式求IZ3，供校验继电保护用。对一般工厂来说，电源方向的电力系统可看作无限大容量的系统。无限大容统的特点是其母线电压总维持不变短路电流计算：图1.1 短路计算电路图2.确定基准值：设Sd=100MVA，Ud=UC即高压侧Ud1，低压侧Ud2，Ud3，那么Id1=Sd/3Ud1 Id2=Sd/3Ud2 Id3=Sd/3Ud3 1电力系统:X1MX1m2)架空线路: 查表得LGJ-240的04/KM，而线路长8KM,故 X2*=(0.348) 100MVA/(36.75KV)2 3)电力变压器：查表知UK%=、4.5%、4.0% X3* = X4* X15*= X16*

35、X27*= X28*由条件可以知道： X27*=X28*=X39*=X410*=X511*4.绘制等效电路图，如下： 图1.2 等效电路图k-1点(侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 最大运行方式：总电抗标幺值 X(k-1)*=X1*+X2*短路三相电流周期分量有效值 IK-1(3)=Id1/X(K-1)*其他短路电流I(3)=I(3)=IK-1(3)ish=2.55I(3)Ish3=1.51I(3)三相短路容量 SK-1(3)=Sd/X*(k-1)最小运行方式：总电抗标幺值 X(k-1)*=X1*+X2*短路三相电流周期分量有效值 IK-1(3)=Id1/X(K-1)*其他短路电流

36、I(3)=I(3)=IK-1(3)ish=2.55I(3)Ish3=1.51I(3)三相短路容量 SK-1(3)=Sd/X*(k-1)6. 计算k-2点(6.3kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量最大运行方式：1) 总电抗标幺值X(k-2)*=X1*+X2*+X*2) 三相短路电流周期分量有效值 IK-2(3)=Id2/ XK-2*3) 其它短路电流 I(3)=I(3)=IK-2(3) ish(3)=1.84 I(3) Ish(3)=1.09I(3)4). 三相短路容量SK-2(3)=Sd/X(k-2)*最小运行方式：1)总电抗标幺值X(k-2)*=X1*+X2*+X*2)三相短路

37、电流周期分量有效值 IK-2(3)=Id2/ XK-2*3)其它短路电流 I(3)=I(3)=IK-2(3) ish(3)=1.84 I(3) Ish(3)=1.09I(3)4)三相短路容量SK-2(3)=Sd/X(k-2)*=100MVA/2.27=44.10MV 7. 计算k-13点(0.4kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量 最大运行方式：1总电抗标幺值X(k-13)*=X1*+X2*+X*+X15*/X16*2)三相短路电流周期分量有效值 IK-2(3)=Id2/ XK-13*3)其它短路电流 I(3)=I(3)=IK-13(3) ish(3)=1.84 I(3) Ish(

38、3)=1.09I(3)4)三相短路容量SK-2(3)=Sd/X(k-13)*最小运行方式：1总电抗标幺值X(k-13)*=X1*+X2*+X*+X15*/X16*2)三相短路电流周期分量有效值 IK-2(3)=Id2/ XK-13*3)其它短路电流 I(3)=I(3)=IK-13(3) ish(3)=1.84 I(3) Ish(3)=1.09I(3)4)三相短路容量SK-2(3)=Sd/X(k-2)*8. 计算k-24点(0.4kv侧)的短路电路总电抗及三相短路电流和短路容量最大运行方式：1总电抗标幺值X(k-24)*=X1*+X2*+X*+X27*/X28*2)三相短路电流周期分量有效值 I

39、K-24(3)=Id3/ XK-24*3)其它短路电流 I(3)=I(3)=IK-24(3) ish(3)=1.84 I(3) Ish(3)=1.09I(3)4)三相短路容量SK-24(3)=Sd/X(k-24)*最小运行方式：1)总电抗标幺值X(k-24)*=X1*+X2*+X*+X27*/X28*2)三相短路电流周期分量有效值 IK-24(3)=Id3/ XK-24*3)其它短路电流 I(3)=I(3)=IK-24(3) ish(3)=1.84 I(3) Ish(3)=1.09I(3)4)三相短路容量SK-24(3)=Sd/X(k-24)*9. 计算k-35点(侧)的短路电路总电抗及三相短

40、路电流和短路容量最大运行方式：1总电抗标幺值X(k-35)*=X1*+X2*+X*+X39*0.5+0.20+1.5+0.8032)三相短路电流周期分量有效值 IK-35(3)=Id3/ XK-35*144.3KA348KA3)其它短路电流 I(3)=I(3)=IK-35=48KA(3) ish(3)=1.84 I(3) Ish(3)=1.09I(3)4)三相短路容量SK-35(3)=Sd/X(k-35)*最小运行方式：1)总电抗标幺值X(k-35)*=X1*+X2*+X*+X39*2)三相短路电流周期分量有效值 IK-35(3)=Id3/ XK-35*3)其它短路电流 I(3)=I(3)=I

41、K-35(3) ish(3)=1.84 I(3) Ish(3)=1.09I(3)4)三相短路容量SK-35(3)=Sd/X(k-35)*=100MVA/3.70=27MVA有条件可以知道k-46点、k-57点、的短路计算结果和k-35点的结果的相同。总的短路计算结果如表所示： 表1.11 短路计算结果计 算 点三相短路电流/kA短路容量IK(3)I(3)I(3)ish (3)Ish(3)SK(3) MVAK-1最大运行方式最小运行方式K-2最大运行方式最小运行方式K-13最大运行方式最小运行方式K-24最大运行方式60最小运行方式K-35最大运行方式484848最小运行方式K-46最大运行方式

42、484848最小运行方式K-57最大运行方式484848最小运行方式1.7 变电所一次设备的选择 1 一次设备选择的一般要求各种电气设备的功能尽管不同，但都在供电系统中工作，所以在选择时必然有相同的根本要求。在正常工作时，必须保证工作平安、运行维护方便，投资经济合理。在短路的情况下，能满足力稳定和热稳定的要求。按正常的工作条件，选择时要根据以下的几个方面：1、环境产品制造时分户内和户外型，户外的设备工作条件较差，选择时要注意。2、对电压选择设备时应使装设时应使装设地点的电路额定电压小于或等于设备的额定电压。3、电流电气设备铭牌上给的额定电流是指周围空气温度为某个值时电气设备长期允许通过的电流。

43、选择各类电气设备的特别的要求1、 断路器 负荷开关，高压断路器是供电系统中最重要的开关电器，它不仅能平安的切合负荷电流，而且更重要的是它能可靠的和迅速的切除短路电流，所以高压断路器的额定容量必须大于或者等于其安装处的短路容量，其额定的断流能力必须大于或者等于其安装处的短路电流。2、 隔离开关 ：隔离开关在供电系统中只用于接通和开断没有负荷电流流过的电路，它的作用是为保证电气设备检修时，使要检修的设备与处于电压下的其余局部构成明显的隔离。它没有灭弧装置，所以它的接通和切断必须在断路器分断后才能进行。隔离开关因为无切断故障电流的要求，所以它只根据一般条件进行选择，并按照短路情况下作力稳定和热稳定的

44、校验。3、电流互感器 ：在高压电网中，计量仪表的电流线圈和继电保护装置中断电器的电流线圈都是通过电流互感器供电的。这样可以隔离高压电，有利于运行人员的平安，同时可以使仪表及继电器等制造的标准化。它的准确度与它的二次侧所接的负荷大小有关，即与它接入的阻抗大小有关。4、电压互感器：电压互感器是测量高压用的，其一次绕组与高压电路并联，额定电压与电路电压同一等级，二次绕组额定电压均为100v，它的二次侧不能短路运行，所以它的两侧要装熔断器来切除内部故障。5、母线：常用的母线材料是铜、铝和钢。目前变电所的母线除因大电流用铜的以外，一般尽量用铝母线，而电流不大的支干线或低压系统的零线那么有时用钢母线。1

45、一次设备校验应满足的条件设备的额定电压U应不小于所在线路的额定电压UN:即： UN.eUN 1.16 但需要注意：使用限流式高压断路器时，熔断器的额定电压应与线路的额定电压相等， 即： U=UN。设备的额定电流IN.e应不小于通过设备的计算电流IN： 1.17 即： I=IN。 1.18 设备的最大开断电流IOC或断流容量SOC应不小于它可能开断的最大电流IK或断流容量SK 即： IocIk 或： SocSk 1.19短路稳定度校验:热稳定度、动稳定度按三相短路冲击电流校验，校验公式详见参考资料2表ZD6-24；表1.13 短路冲击电流校验公式序号设备名称校验工程校 验 公 式符 号 含 义1

46、高压断路器高压负荷开关高压隔离开关动稳定性i maxish(3)i max-设备的极限通过电流峰值ish(3)三相短路电流It三设备ts热稳定电流ke动稳定倍数kt-动稳定倍数Amin-倍导体满足热稳定的最小截面al母线的最大允许应力c导体的短路稳定系数热稳定性I2tI(3) 2tima2电流互感器动稳定性keI1N1.414ish(3)热稳定性(ktI1n)2tI2tima3母线动稳定性alc热稳定性AAmin(3)tima/c4电缆、绝缘导线热稳定性AAmin(3)tima/c具体选择如下：根据主接线方案:1、35KV高压侧一次设备选择选择JYN1-35作为进线开关柜，其校验如下，其器件有

47、：少油断路器SN10-35C高压隔离开关GN235/600电流互感器LCZ-35，500/5 其校验如下：少油断路器SN10-35C：UN=35满足要求IN=1000AI30 满足要求 断流能力:查参考资料二表ZL3-4得Ioc=16KAIk满足要求动稳定度查参考资料二表ZL3-10，SN10-35C的极限通过电流峰值为40KA，imax=40KAish(3)满足要求热稳定度: It2t=(16KA)24I(3)2tima=(5.71KA)22满足要求其中：It为设备的t秒热稳定电流KA，t为设备的热稳定实验时间，tima为短路假象时间s tima=tk+0.05s, tk=top+toc高压

48、隔离开关GN235/600的校验： UN=35KV满足要求IN=600AI30 满足要求动稳定度： imax=50KAish(3)满足要求热稳定度：It2t=(20KA)24Ik(3)2tima=(2.24KA)22满足要求电流互感器LCZ-35，600/5的校验： UN=35KV满足要求IN=500AI30 满足要求 动稳定度:查参考资料二表ZL7-4得Kes=100,Ki=65Kes21/2I1N=10021/21=141.1KA ish(3) 满足要求。热稳定度的校验:KiI1N2t=(650.1) 21=42.25I(3)2tima2满足要求。校验结果列表如下：表1.14 JYN1-3

49、5-28进线开关柜的校验表选择校验工程电压电流断流能力动稳定度热稳定度装设地点条件参数UN KVI303AIK3KAish(3) KAI(3) 2tima数据3522一次设备规格额定参数UNINIOCIMAXIt2tSN10-35C3510001640(16KA)24GN2-35/60035600-50(20KA)24LCZ-3535500/5-10021/21(650.1)21选GG-1AF-54作为互感器柜其器件有：高压隔离开 关GN235/600电压互感器熔断器避雷器其校验如下：高压隔离开关GN235/600的校验： UN=35KV满足要求IN=600AI30=441.7A 满足要求动稳

50、定度： imax=50KAish(3)满足要求热稳定度：It2t=(20KA)24=1600Ik(3)2tima=(KA)2满足要求电压互感器的校验：UN=35KV35KV满足要求熔断器RN235/0.5的校验：UN=35KV35KV满足要求短流能力IOC=50KA避雷器FZ-35的校验：UN=35KV35KV满足要求，校验结果列表如下：表1.15 GG-1AF-54互感器柜校验表选择校验工程电压电流断流能力动稳定度热稳定度装设地点条件参数UN KVI303AIK3KAish(3) KAI(3) 2tima数据3522一次设备规格额定参数UNINIOCIMAXIt2tGN235/6003560

51、0-50(20KA)24JD635-RN23550-FZ-3535-选GG-1A(J)-03作为计量柜其器件为：高压隔离开关GN235/600熔断器RN2电压互感器JD6校验表格如下：表1.16 GG-1A(J)-03计量柜校验表选择校验工程电压电流断流能力动稳定度热稳定度装设地点条件参数UN KVI303AIK3KAish(3) KAI(3) 2tima数据3522一次设备规格额定参数UNINIOCIMAXIt2tGN235/60035600-50(20KA)24JD635-RN23550- 3、低压配电屏的选择低压一次设备的选择，与高压一次设备的选择一样，必须满足在正常条件下和短路故障条件

52、下工作的要求，同时设备应工作平安可靠，运行维护方便，投资经济合理。根据低压侧的负荷计算，查参考资料二1其器件校验表格为：表1.18 PGL-1-41出线柜校验表选择校验工程电压电流断流能力动稳定度热稳定度装设地点条件参数UN VI303AIK3KAish(3) KAI(3) 2tima数据38010022一次设备规格额定参数UNINIOCIMAXIt2tDW152500380200060-LMZJ15002000/5-LMZJ15002000/5-HD131500/303801500-DW152500380200060-DW1520038020020-HD13200/30380200-LMZJ

53、1500200/5-以上为变配电所一次设备的选择和校验。均严格按照设计要求和有关国家规定来设计。1.8 变电所高压进线和低压出线的选择 1变电所进线方式的选择 架空线 在供电可靠性要求不很高或投资较少的中小型工厂供电设计中优先选用。 电缆 在供电可靠性要求较高或投资较高的各类工厂供电设计中优先选用。 1 变配电所进出导线和电缆的选择1、高压架空线1一般采用铝绞线2当档距或交叉档距较厂、电杆较高时，应采用铝绞线3沿海地区及有腐蚀性介质的场所，宜采用铜绞线或防腐铝绞线2、高压电缆线1 一般环境可采用铝心电缆；但在有特殊要求的场所，应采用铜心电缆2) 埋地敷设的电缆，应采用有外护层的铠装电缆；但在无

54、机械损伤的场所，可采用塑料护套电缆或带外护层的铅包电缆3) 敷设在管内或排管内的电缆，一般用塑料护套电缆，也可采用裸铠装电缆4) 交联聚乙烯电缆具有优良的性能，应优先选用5电缆除按敷设方式和环境外，还应符合线路电压要求3、低压电缆线 1 一般采用铝心电缆，但特别重要的或特别要求的线路可采用铜心电缆 2 明敷设电缆一般采用裸铠装电缆。当明敷在无机械损伤的场所可用无铠装电缆。明敷在有腐蚀性的场所，应采用塑料护管电缆或防腐电缆。1 各类电力线路的导线截面的选择步骤 1对于低压电力线路 其负荷电流较大，导线发热是个突出的问题。因此，应先按发热条件选择，再依次 校验电压损耗和机械强度。 2对于照明线路

55、因照明器对线路的电压移非常敏感，线路的电压损耗是个突出的问题。因此，应先按电压损耗条件选择，再校验其发热条件和机械强度。 3对于较长的6-10KV高压线路 应先按经济电流密度选择，再校验其电压损耗和发热条件。但是对于厂区内很短的6-10KV高压线路以及高压母线，可以不按经济电流密度选择。 4对于较长的大电流线路或35KV及以上的高压线路，还应满足经济电流密度的要求 5对于矩型母线 应先按发热条件选择，校验其短路动、热稳定度。但可不必校验其电压损耗和机械强度。 6对于电缆线路 除应按低压动力线路或照明线路、高压线路的选择步骤外，还应校验其短路热稳定度，并使其额定电压不低于线路的工作电压。对于绝缘

56、导线 也应按其短路热稳定度，并使其额定电压不低于线路的工作电压。对于低压电力线路 其负荷电流较大，导线发热是个突出的问题。因此，应先按发热条件选择，再依次几校验电压损耗和机械强度。1 电力线路选择的具体公式1、 按发热条件选择导线截面 对于相线当导线的截面A及周围的实际环境温度一定时，其允许的载流Ial量也一定,必须满足条件：IalI30； 1.20对中性线其截面A0应按以下公式选择：当配电变压器为Yyn0联结时：A0=0.5-0.6A。当配电变压器为Dyn11联结时：A0=0.7-0.8A。对于保护线其截面APE应按以下公式选择：当A16mm2时，APEA。当16mm2A35 mm2时，AP

57、E16mm2当A35mm2时, APENA；对于零线其截面APEN应同时满足上述N线和PE线截面选择条件，此外还要满足下述公式：PNE干线采用单芯导线时铜芯线：APEN10mm2铝芯线：APEN16mm2PNE干线采用多芯导线时APEN4mm22、 按电压损耗条件选择导线截面 可按公式： U%=u%PL 1.21 计算出电压百分比。式中：u%电压损耗近似值，可以通过查表得到；P一次的计算负荷；L高压进线长度。工厂的高压配电区和低压动力区的允许电压损耗一般为5%，照明线路一般为2.5%-5%3、按经济密度选择导线截面线路的经济电流密度Jec的大小与线路类别、导线材料和工厂的年最大负荷利用小时数有

58、关。可查表求得。为了使线路的年运行费用最低，线路的截面Aec应按下式选择 ： Aec= I30/Jec 1.22式中：I30为流过线路的计算电流。4、按短路热稳定度校验母线、绝缘导线和电缆的芯线截面 AAKmin 1.231 设计进出线的选择一、主变压器高压侧进线的选择：架空线长8km，变电所高压侧计算负荷P30=4820.34KW。cos3,I30=A,Tmax=6000h,线路允许的电压损耗为5%。导线截面的选择： 按经济电流密度选择导线截面。由Tmax=6000h查参考资料一表8-31得经济电流密度Jec=A/mm2，因此经济截面为： Aec= I30/Jecmm2选标准截面120mm2

59、，即选用LGJ-120型铝绞线。校验发热条件：查参考资料二表ZL14-3得25时LGJ-120的允许载流量Ial=380AI30=A满足发热条件3、校验机械强度查参考资料二表ZD8-12得35KV架空裸导线的最小截面Amin=25mm2因此LGJ-120满足机械强度要求4、校验电压损失：利用LGJ-120和cos=0.93,UN=35KV,查参考资料二表ZD8-10得三相架空线路的电压损耗u%近似值u%/KWkm=0.84410-3因此线电压损耗为 u%=0.84410-3PL% =0.84410-3=4.32%I30=A满足发热条件3、校验机械强度：查参考资料二表ZD8-12得6KV架空裸导

60、线的最小截面Amin=25mm2因此LJ-50350+135满足机械强度要求由于NO.2、NO.3、NO.4、NO.5、车间变电所的计算电流都比NO.1车间的计算电流稍小，所以其它四个车间变压器的进线可与NO.1车间的相同。不必另加选择和校验。三、NO.1车间变压器低压出线的选择：此进线是由母线引致车间的动力干线，动力干线截面按发热条件选择截面，再校验机械强度。由于线路比拟的短，所以没有必要校验其电压损耗条件。 动力干线计算电流30.1A,由于其电流太大，所以选用LMY型母线作此车间的动力干线，校验如下：按发热条件： al30查参考资料一表8-37选取LMY312010型导线，导线截面为A=1