炉管工业公司供配电系统设计毕业论文.doc

2012 届毕业设计说明书 炉管工业公司供配电系统设计 系 、 部： 电气与信息工程系 学生姓名： 指导教师： 职称 讲师 专 业： 班 级： 完成时间： 日 摘 要本文按照钢铁厂供电系统对供电可靠性、经济性的要求，根据钢铁厂的负荷性质、负荷大小和负荷的分布情况对本厂供电系统做了全面综合的分析，详细阐述了工厂总降压变电所实现的理论依据。通过对整个供电系统的分析和对钢铁厂的电力负荷,短路电流的计算，合理的选择电力变压器、断路器等各种电气设备,对工厂总降压变电所不同的主接线方案进行比较,选择可靠性高,经济性好的主接线方案, 实现了工厂供电系统安全、可靠、优质、经济的运行。关键词 供电系统；电力负荷；功率补偿；电气设备；主接线；继电保abstractthis article according to the iron and steel plant power supply system on power supply reliability, economy, according to the iron and steel plant load characteristics, load and load distribution on the factory power supply system to do the comprehensive analysis, elaborated the total step-down substation plant to achieve the theoretical basis. through the analysis on the power supply system of steel plant and power load, power compensation, short-circuit current calculation, reasonable selection of power transformers, circuit breakers and other electrical equipment; the total step-down substation plant different main wiring scheme comparison, selection of high reliability, good economy main wiring scheme, implementation the factory power supply system security, reliable, high quality, economic operation.key words power system; power load; power compensation; electrical equipment; main wiring; relay protection目 录1 绪 论11.1 工厂供电的意义和要求11.2 工厂供电设计的一般原则21.3 本机械厂变电所的设计内容及步骤22 负荷计算42.1 负荷计算概述42.2. 各车间负荷计算63 变、配电所的主接线图163.1 主接线方式的介绍163.2 车间变电所主变压器的选择184 短路电流的计算194.1 概述194.2. 短路电流计算205 电气设备的选择与校验255.1 概述255.2 35kv高压开关柜的选择255.3 10kv开关柜的选择285.4 0.38kv开关柜的选择316 母线的选择336.1 概述336.2 电缆线的校验337 变电站防雷保护367.1 概述36致 谢37参考文献381 绪 论1.1 工厂供电的意义和要求工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在一般工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重很小。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。例如某些对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人生事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求： （1）安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 （2）可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 （3）优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。 （4）经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。1.2 工厂供电设计的一般原则按照国家标准gb50052-95 供配电系统设计规范等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（1）遵守规程、执行政策。必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。（2）安全可靠、先进合理。应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。（3）近期为主、考虑发展。应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（4）全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。 1.3 本工厂变电所的设计内容及步骤本供电系统设计主要包括总降压变电所一次、二次部分及高压配电线路设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况，解决对各部门的电能分配问题，设计内容有以下几方面：（1）负荷计算。全厂总降压变电所的负荷计算，是在车间负荷计算的基础上进行的。不考虑车间变电所变压器的功率损耗，从而求出全厂总降压变电所高压侧计算负荷及总功率因数。（2）改善功率因数装置设计。按负荷计算求出总降压变电所的功率因数，通过计算求出达到供电部门要求数值所需补偿的无功率，并选用合适的电容器。（3）变压器的台数及容量选择。参考电源进线方向，综合考虑设置变电所的有关因素，结合全厂计算负荷以及扩建和备用的需要，确定变压器的台数和容量。（4）厂区高压配电系统设计。根据厂内负荷情况，从技术和经济合理性确定厂区配电，比较几种可行的高压配电网布置放案，择优选用。（5）工厂总降压变电所主接线方式设计。根据变电所配电回路数，负荷要求的可靠性级别和计算负荷数，综合主变压器台数，确定变电所高、低接线方式。（6）工厂供电系统短路电流计算。工厂用电通常为国家电网的末端负荷，其容量运行小于电网容量，皆可按无限容量系统供电进行短路计算。由系统不同运行方式下的短路参数，求出不同运行方式下各点的三相短路电流。（7）变电所高压设备的选择。参照短路电流计算数据和计算负荷以及对应的额定值，选择变电所各种高压设备，并根据需要进行热稳定和动稳定检验。（8）继电装置及二次保护设计。为了监视、控制和保证安全可靠运行，变压器需要设置相应的控制、检测和继电保护装置。（9）防雷接地装置设计。参考本地区气象地质材料，设计总降压变电所的防雷接地装置。2.负荷计算2.1负荷计算概述2.1.1工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求（一） 电力负荷的概念电力负荷又称电力负载，有两种含义： 1）电力负荷指耗用电能的用电设备或用电单位（用户），如说重要负荷、不重要负荷、动力符合、照明负荷等。2）电力负荷指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小，如说轻负荷（负载）、重负荷（重载）、空负荷、满负荷等。电力负荷的具体含义，视其是用的具体场合而定。（二） 电力负荷的分级按gb500521995供配电系统设计规范的规定，电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响分为三级：1） 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、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需长时间才能恢复等。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，以及特别重要场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。2） 二级负荷二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如有主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。3）三级负荷三级负荷为一般电力负荷，指所有不属于上述一、二级负荷者。（三） 各级电力负荷对供电电源的要求1） 一级负荷对供电电源的要求由于一级负荷属重要负荷，若中断供电造成的后果十分严重，因此要求由两个电源供电，当其中一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷重特别重要的复合，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其负荷接入应急供电系统。常用的应急电源可使用下列几种电源：a.独立于正常电源的发电机组；b.供电网络中独立于正常电源的专门馈电线路；c.蓄电池d.干电池。2） 二级负荷对供电电源的要求二级负荷也属重要负荷，要求由两回路供电，供电变压器也应有两台（这两台变压器不一定在同一变电所）。在其中一回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。只有当负荷较小或者当地供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kv及以上的专用架空线路供电。如果采用电缆线路时，则必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承担全部二级负荷。3）三级负荷对供电电源的要求三级负荷不重要的一般负荷，对供电电源无特殊要求。2.1.2 三相用电设备组计算负荷的确定供电系统要能够可靠地正常运行，就必须正确地选择系统中所有元件，包括电力变压器、开关设备和导线电缆等，所选元件除应满足工作电压和频率的要求外，最重要的是要满足负荷电流的要求，因此有必要对系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，主要是需要系数和二项式法。（一） 需要系数法确定计算负荷1）基本公式：用电设备组的有功计算负荷应为,需要系数的定义式为 (可查附录表1)。三相用电设备组有功计算负荷的基本公式为无功计算负荷为视在计算负荷为计算电流如果是一台三相电动机，则此点攻击的计算电流就取其额定电流，即。2）设备容量的计算对一般连续工作制和短路工作制的用电设备组设备容量就是设备组所有设备额定容量之和。断续中期工作制的用电设备组就是所有设备在不用负荷持续率下的铭牌额定容量换算到一个统一的负荷持续率下的功率之和，换算公式：3）多组用电设备计算负荷的确定确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大符合不同时出现的因素。对有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数和，车间干线取0.850.95及0.900.97；低压母线：用电设备组计算负荷直接相加来计算时取0.800.90及0.850.95；由车间干线计算负荷直接相加来计算时取0.900.95及0.930.97。总的有功计算负荷： 总的无功计算负荷：总的视在计算负荷：总的计算电流： 。（二） 按二项式法确定计算负荷1）二项式法的基本公式：2）多组用电设备计算负荷的确定采用二项式法确定多组用电设备总的计算负荷时，亦应考虑各组设备的最大负荷不同时出现的因素，但不是计入一个同时系数，而是在各组设备中取其中一组最大的附加负荷，再加上各组的平均负荷，即总的有功计算负荷为。总的无功计算负荷，式中为最大的附加负荷的设备组的平均功率因素角的正切值。2.2各车间负荷计算2.2.1 供电示意图供电示意图21如下： 2.2.2负荷计算 负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有： 有功功率：无功功率: 视在功率: 计算电流: 各车间的负荷计算记录于下表2-1表21各车间的负荷计算项目设备容量pc/kw需要系数kd功率因数cospc/kwqc/kvarsc/ kvaic/a铸造车间118000.560.751008887.0413442042.06铸造车间216000.560.75896788.781194.71815.7整形车间19800.450.70441449.9630957.4整形车间29000.450.70405918578.6879.3机械加工车间19000.350.65315368.3484.6736.5机械加工车间27200.350.65252294.59387.6688.8钣金车间6000.500.75300264400534.95模具车间6700.500.65335391.6446.7915.6热处理车间5900.650.70353.5391.2547.9849.3理化检测中心3200.250.808060100151.98办公、食堂3000.600.70180183.6257.1390.8厂区照明300.800.902411.6226.740.5（一）根据图21系统中各点的计算负荷确定变压器t1的计算负荷1）确定d1点的计算负荷（见下表）确定d1点的计算负荷，确定这一级计算负荷的目的是为了选择低压母线及其开关电器、无功补偿容量和变压器t1。这一级是一个车间的负荷计算。同时在低压母线上设置无功自动补偿装置，补偿后的目标功率因数一般取0.92，以使变压器高压测得功率因数达到0.9。计算结果见下表2-2：表2-2计算点d1的负荷计算点所有设备有功计算负pc.i/kw所有设备无功计算负荷qc.i/ kvar同 时系 数pc/kwqc/kvarsc/ kvaic/a功率因 数cos补偿前c1点计算负荷1008887=0.95=0.97957.6860.412871955.40.74补偿容量=957.6tg(arccos0.74)-tg(arc0.92)=462.5实际取：16组30kvar=480kvar-480补偿后d1点计算负荷957.6380.410301565.50.9292）确定c1点的计算负荷确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。c1点的计算负荷等于d1点计算负荷加上变压器t1的功率损耗，即；。根据d1点补偿后的视在计算负荷，选择scb10-1250/10型变压器，变压器额定容量，(可查附录表13)。计算结果见下表2-3：表2-3计算点c1的负荷计算点变压器功率损耗（sc=1030kva，s=1250kva）pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a功 率因 数cosp0/kwp/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarc11.258.460.666.955.5964.5435.91058.461.10.911（二）确定变压器t2的各点负荷确定1）确定d2点的计算负荷（见下表）确定d2点的计算负荷，确定这一级计算负荷的目的是为了选择低压母线及其开关电器、无功补偿容量和变压器t2。这一级为一个车间用电设备的计算。同时在低压母线上设置无功自动补偿装置，补偿后的目标功率因数一般取0.92，以使变压器高压测得功率因数达到0.9，计算结果见表2-4：表2-4计算d2点的负荷计算点所有设备有功计算负pc.i/kw所有设备无功计算负荷qc.i/kvar同 时系 数pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a功 率因数cos补偿前d2点计算负荷896788.5=0.95=0.97851.2764.8114417380.74补偿容量=851.2tg(arccos0.74)-tg(arc0.92)=411实际取：14组30kvar=420kvar-420补偿后d2点计算负荷851.2344.891813950.9272）确定c2点的计算负荷确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。c2点的计算负荷等于d2点计算负荷加上变压器t2的功率损耗，即；+。根据d2点补偿后的视在计算负荷，选择scb10-1000/10型变压器，变压器额定容量 (可查附录表13)。计算结果见下表2-5：表2-5计算点c2的负荷计算点变压器功率损耗（sc=513.32kva，s=630 kva）pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a功 率因数cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarc21.557.090.667.5256.6858.7401.4947.954.70.906（三）确定变压器t3的各点负荷确定1）确定d3点的计算负荷（见下表）确定d3点的计算负荷，确定这一级计算负荷的目的是为了选择低压母线及其开关电器、无功补偿容量和变压器t3。这一级为一个车间用电设备的计算。同时在低压母线上设置无功自动补偿装置，补偿后的目标功率因数一般取0.92，以使变压器高压测得功率因数达到0.9，计算结果见表2-6：表2-6计算d3点的负荷计算点所有设备有功计算负pc.i/kw所有设备无功计算负荷qc.i/kvar同 时系 数pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a功 率因数cos补偿前d3点计算负荷693744.5=0.95=0.97658.35722.2977.214850.67补偿容量=658.35tg(arccos0.67)-tg(arc0.92)=441.1实际取：组1530kvar=450kvar450补偿后d3点计算负荷658.35272.2712.410820.9242）确定c3点的计算负荷确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。c3点的计算负荷等于d3点计算负荷加上变压器t3的功率损耗，即；。根据d3点补偿后的视在计算负荷，选择scb10-800/10型变压器，变压器额定容量s (可查附录表13)。计算结果见下表2-7：表2-7计算点c3的负荷计算点变压器功率损耗（sc=712.4kva，s=800 kva）pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a功 率因数cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarc21.336.060.866.1444.4664.49316.6736.142.50.903（四）确定变压器t4的各点负荷确定1）确定d4点的计算负荷（见下表）确定d4点的计算负荷，确定这一级计算负荷的目的是为了选择低压母线及其开关电器、无功补偿容量和变压器t4。这一级为一个车间用电设备的计算。同时在低压母线上设置无功自动补偿装置，补偿后的目标功率因数一般取0.92，以使变压器高压测得功率因数达到0.9，计算结果见表2-8：表2-8计算d4点的负荷计算点所有设备有功计算负pc.i/kw所有设备无功计算负荷qc.i/kvar同 时系 数pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a功 率因数cos补偿前d4点计算负荷7201286.3=0.95=0.976841247.71422.92161.90.48补偿容量=684tg(arccos0.48)-tg(arc0.92)=957.6实际取：组3230kvar=960kvar960补偿后d4点计算负荷684287.77421127.50.9232）确定c4点的计算负荷确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。c4点的计算负荷等于d4点计算负荷加上变压器t4的功率损耗，即；。根据d4点补偿后的视在计算负荷c，选择scb10-800/10型变压器，变压器额定容量 (可查附录表13)。计算结果见下表2-9：表2-9计算点c4的负荷计算点变压器功率损耗（sc=742kva，s=800 kva）pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a功 率因数cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarc41.336.060.866.5454.4690.54342.1770.644.50.901（五）确定变压器t5的各点负荷确定1）确定d5点的计算负荷（见下表）确定d5点的计算负荷，确定这一级计算负荷的目的是为了选择低压母线及其开关电器、无功补偿容量和变压器t5。这一级为一个车间用电设备的计算。同时在低压母线上设置无功自动补偿装置，补偿后的目标功率因数一般取0.92，以使变压器高压测得功率因数达到0.9，计算结果见表2-10：表2-10计算d5点的负荷计算点所有设备有功计算负pc.i/kw所有设备无功计算负荷qc.i/kvar同 时系 数pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a功 率因数cos补偿前d5点计算负荷715715.6=0.95=0.97679.25694.1971.11475.60.7补偿容量=679.25tg(arccos0.7)-tg(arc0.92)=402实际取：组1430kvar=420kvar420补偿后d5点计算负荷679.25274.1732.511130.9272）确定c5点的计算负荷确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。c5点的计算负荷等于d5点计算负荷加上变压器t5的功率损耗，即；。根据d5点补偿后的视在计算负荷c，选择scb10-800/10型变压器，变压器额定容量 (可查附录表13)。计算结果见下表2-11：表2-11计算点c5的负荷计算点变压器功率损耗（sc=732.5kva，s=800 kva）pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a功 率因数cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarc51.336.060.866.4146.6685.66320.7756.9743.70.905（六）确定变压器t6的各点负荷确定1）确定d6点的计算负荷（见下表）确定d6点的计算负荷，确定这一级计算负荷的目的是为了选择低压母线及其开关电器、无功补偿容量和变压器t6。这一级为一个车间用电设备的计算。同时在低压母线上设置无功自动补偿装置，补偿后的目标功率因数一般取0.92，以使变压器高压测得功率因数达到0.9，计算结果见表2-12：表2-12计算d6点的负荷计算点所有设备有功计算负pc.i/kw所有设备无功计算负荷qc.i/kvar同 时系 数pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a功 率因数cos补偿前d6点计算负荷587.5586.42=0.95=0.97558.1568.8796.91210.80.7补偿容量=558.1tg(arccos0.7)-tg(arc0.92)=328.9实际取：组1230kvar=360kvar360补偿后d4点计算负荷558.1208.8595.9905.40.942）确定c6点的计算负荷确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。c6点的计算负荷等于d6点计算负荷加上变压器t6的功率损耗，即；。根据d6点补偿后的视在计算负荷c，选择scb10-630/10型变压器，变压器额定容量 (可查附录表13)。计算结果见下表2-13：表2-13计算点c6的负荷计算点变压器功率损耗（sc=595.9kva，s=630 kva）pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a功 率因数cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvarc61.185.120.845.7627.6563.86236.4611.435.30.923（七）确定b1点的计算负荷确定这一级计算负荷的目的是为了选择高压母线及其开关电器和高压进线电力电缆。因此b1点的计算负荷由c1、c3、c6点的计算负荷确定，计算负荷见下表2-14：表2-14计算点b1的负荷计算点c1、c3、c6有功计算负荷pc.i/kwc1、c3、c6无功计算负qc.i/kvar同时系数有功计算负荷p/kw无功计算负荷q/kvar视在计算负荷sc/kva高压侧计算电流/a功率因数cosb12192.85988.9kp=0.95kq=0.972083.2959.232293.4132.40.91补偿容量=2083.2tg(arccos0.9)-tg(arc0.92)=62.5实际取：组420kvar=80kvar80补偿后b1点计算负荷2083.2879.232261.1130.60.923（八）确定a1点的计算负荷确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。a1点的计算负荷等于a1点计算负荷加上变压器t的功率损耗，即； 。根据a1点视在计算负荷c ，选择sz9系列双绕组有载变压器，每台变压器额定容量sc 因此，取每台变压器额定容量，计算结果见下表2-15：表2-15计算点a1的负荷计算点变压器功率损耗（sc=2261.1 kva，sn。t=2500 kva）pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a功率因数cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvara13.52.50.865.55142.72088.751021.92325.338.40.90（九）确定b2点的计算负荷确定这一级计算负荷的目的是为了选择高压母线及其开关电器和高压进线电力电缆。因此b2点的计算负荷由c2、c4、c5点的计算负荷确定，计算负荷见下表2-16：表2-16计算点b2的负荷计算点c2、c4、c5有功计算负荷pc.i/kwc2、c4、c5无功计算负qc.i/kvar同时系数有功计算负荷p/kw无功计算负荷q/kvar视在计算负荷sc/kva高压侧计算电流/a功率因数cosb22234.91064.2kp=0.95kq=0.972123.21032.32360.8136.30.9补偿容量=2123.2tg(arccos0.9)-tg(arc0.92)=63.7实际取：组420kvar=80kvar80补偿后b2点计算负荷2123.2952.32326.98134.40.92（十）确定a2点的计算负荷确定这一级计算负荷的目的是为了选择变压器配电电缆及其开关电器，确定高压进线的计算负荷。a2点的计算负荷等于a2点计算负荷加上变压器t的功率损耗，即； 。根据a2点视在计算负荷c ，选择sz9系列双绕组有载变压器，每台变压器额定容量c 因此，取每台变压器额定容量，计算结果见下表2-17：表2-17计算点a2的负荷计算点变压器功率损耗（sc=2261.1 kva，sn。t=2500 kva）pc/kwqc/kvarsc/kvaic/a功率因数cosp0/kwpk/kwi0%uk%pt/kwqt/kvara23.52.50.865.55142.72125.81095239139.40.903 变、配电所的主接线图3.1主接线方式的介绍3.1.1 母线连接方式根据论文资料和电力系统的发展，用户的需求等几方面考虑，从近期及远景的发展规划所以确定某炉管制造厂供配电系统初步设计：单母线分段。单母线分段接线具有简单清晰，设备较少，投资较小，运行操作方便，且有利于扩建等优点，并可提高供电可靠性和灵活性。对重要用户可以从不同段引出两回馈电线路。由两个电源供电。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段隔离，保证正常段母线不间断供电，不致使重要用户停电，其高压侧采用内桥接线方式，低压侧也采用双回线路-变压器组单元接线，因此在车间变电所的低压侧，设有低压联络线互相连接，以提高供电系统运行的可靠性和灵活性。3.1.2 供电系统主接线图的确定工厂电源进线电压为35kv及以上的工厂，通常是先经工厂总降压变电所降为610kv的高压配电电压，然后经过车间变电所，降为一般低压用电设备所需的电压如220/380v。方案1 一次侧采用内桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图（如图3-1）所示。这种主接线，其一次侧的高压断路器qf10跨在两路电源进线之间，犹如一座桥梁，而且处在线路断路器qf11和qf12的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式接线。这种主接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷的工厂。如果某路电源例如wl1线路停电检修或发生故障时，则断开qf11，投入qf10（其两侧qs先合），即可由wl2恢复对变压器t1的供电。这种内桥式接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电的机会较多，并且变电所的变压器不需经常切换的总降压变电所。方案2 一次侧采用外桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图（如图3-2）所示。这种主接线，其一次侧的高压断路器qf10也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器qf11和qf12的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式接线。这种主接线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式接线的适用场合有所不同。如果某台变压器例如t1停电检修或发生故障时，则断开qf11，投入qf10（其两侧qs先合），使用两路电源进线又恢复并列运行。这种外桥式接线适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适于经济运行需经常切换的总降压变电所。 图3-1 图3-2 图3-3 方案3 一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主接线图（如图3-3），这种主接线兼有上述两种桥式接线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用于一、二侧进出线较多的总降压变电所。根据本厂的实际情况，工厂总降压变电所距该城镇220/35kv变电所（地区变电所）5公里，距离较远；而变电所负荷变动不大，故采用方案1（一次侧采用内桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线）。方案2更适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大,适于经济运行需经常切换的总降压变电所；而方案3所用的高压设备较多，增加了初期投资，故不采用方案2和方案3。 采用桥式接线，最大的特点就是使用断路器数量较少，使用断路器数量较少，一般采用断路器数都等于或少于出线回路数，从而结构简单，投资较少。3.2 车间变电所主变压器的选择3.2.1 变电所主变压器台数的选择原则（1) 满足用电负荷对供电可靠性的要求。（2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所。也可考虑采用两台变压器。（3) 除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。（4) 在确定变电所主变压器台数时，应当考虑负荷的发展，留有一定的余量。3.2.2 变电所主变压器容量的选择（1）只装一台主变压器的变电所，主变压器的容量sn.t应满足全部用电设备总计算负荷s30的需要，即。考虑到节能和留有余量，变压器的负荷率一般取7085。（2）装有两台主变压器的变电所，通常采用等容量的变压器，每台容量应同时满足以下两个条件：任一台单独运行时, 任一台单独运行时,(i+ii) 条件是考虑到两台变压器运行时，每台变压器各承受总计算负荷的60，负载率约为0.7，此时变压器效率较高。而在事故情况下，一台变压器承受总计算负荷时，只过载40，可继续运行一段时间。在此时间内，完全有可能调整生产，可切除三级负荷。条件是考虑在事故情况下，一台变压器仍能保证一、二级负荷的供电。4 短路电流的计算4.1 概述4.1.1短路电流计算的目的（1）校验电气接线的合理性，选择限制短路电流的方式。（2）进行电气设备的校验。（3）主变压器继电保护的整定计算，需以各种短路时的短路电流为依据。4.1.2产生短路的原因所谓短路是指电力系统正常运行情况以外的某处与地之间的“短接”，在电力系统正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是绝缘的，如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，我们就称电力系统发生了“短路”故障，如过电压、设备直接遭受雷击，绝缘材料陈旧和机械损伤等原因，就常使绝缘损坏。电力系统其它某些故障也可能导致短路，如输电线路断线和倒杆事故等，此外运行人员不遵守操作技术规程和安全规程，造成误操作式小动物跨接裸导体时，都可能造成短路。4.1.3短路点位置的选择（1）选择原则短路电流的计算，是为了选择电气设备提供依据，使所选的电气设备能在各种情况下正常运行，因此短路点的选择应考虑到电器可能通过的最大短路电流。（2）短路点的选择分析如图4-1。 图4-1短路计算电路图4.2短路电流的计算由于电力系统供电的工业企业内部发生短路时，由于工业企业内所装置的元件，其容量要小，而阻抗则较系统阻抗大得多，当这些元件遇到短路时，系统母线上的电压变动很小，可以为电压维持不变，即系统容量为无限大。所以我们在这里进行短路电流计算方法，以无限大容量电力系统供电作为前提计算的， 其方法常用的有欧姆法和标幺制法。（一） 计算的基本情况1）电力系统中所有电源均在额定负荷下进行。2）短路发生在短路电流最大值的瞬间。3）应考虑对短路电流值有影响的所有元件，但不考虑短路点的电弧电流。（二） 计算容量应按本工程设计的规划容量计算，并考虑电力系统的远景发展规划，根据设计任务书的要求，为选10kv配电装置的电器和导线需计算在最大运行方式下通过电气设备的短路电流，选择一个短路点k-1。其电抗值的选择如表4-1。表4-1电力线路每相的单位长度电抗平均植线路结构线路电压35kv及以上610kv220380架空线路0.400.350.32电缆线路0.120.080.0664.2.1在最大运行方式下短路电流的计算（一）确定基准值设，即，则 （二）计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值1）电力系统（） 1*2）电缆线路2*3）电力变压器查表13得sz9-2500/35变压器scb101250/10变压器scb101000/10变压器scb10800/10变压器scb10630/10变压器3*4*5*6*7*绘制等效电路如图（4-3），图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。图4-3 等效电路（三）求k-1点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量1）总电抗标幺值*(k-1) 1*+2*2）三相短路电流周期分量有效值 （3）k-1d1/*（k-1）3）其他三相短路电流 (3)(3)(3) k-1(3)sh(3)(3) sh(3)4）三相短路容量(3) k-1*（k-1）（四）求k-2点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量1）总电抗标幺值 *(k-2)1*+2*+3*2）三相短路电流周期分量有效值 （3）k-2d2/*（k-2）3）其他三相短路电流 (3)i(3)(3) k-2(3)sh(3)(3) sh(3) 4）三相短路容量 (3) k-2*（k-2）（五）求k-3点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量（变压器t1运行下） 1）总电抗标幺值*（k-3）*1+*2+3*+*42）三相短路电流周期分量有效值（3）k-3d2/*（k-3） 3）其他三相短路电流 (3)(3)(3) k-3(3)sh(3)(3) sh(3)4）三相短路容量(3) k-2 d/*（k-3）（六）求k-4点的短路电路总电抗标幺值及三相短路电流和短路容量（变压器t2运行下） 1）总电抗标幺