三色鸽食品厂降压变电所电气系统课程设计.doc

第1页（共页）本科课程设计题题目：目：三色三色鸽鸽食品厂降食品厂降压变电压变电所所电电气系气系统课统课程程设计设计院（系）院（系）信息科学与工程学院信息科学与工程学院专专业业电电气工程及其自气工程及其自动动化化届届别别2014届届学学号号姓姓名名指指导导老老师师华侨华侨大学教大学教务处务处印制印制2013年年4月月21号号华侨大学信息科学与工程学院课程设计目录目录一、一、概述概述.1一、设计基础资料.1二、设计目的.2三、设计内容及其设计具体步骤.2四、设计要求.3二、二、负荷计算与负荷等级确定负荷计算与负荷等级确定.3一、负荷计算和无功补偿.3二、负荷等级确定.5三、三、主变压器选择及主接线设计主变压器选择及主接线设计.6一、主变压器选择.6二、变电所主接线图设计.10四、四、短路电流计算短路电流计算.12五、五、电气设备及其电力线路的选择电气设备及其电力线路的选择.14一、高低压一次设备的选择与校验.14二、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定.16三、变电所高低压侧电力线路（母线、进出线和电缆）的选择及其校验.17六、六、课程设计体会与总结课程设计体会与总结.22参考文献：参考文献：.23附录：附录：所有车间厂房的的负荷计算所有车间厂房的的负荷计算.24附表附表.28附表一：主变压器主要技术参数.28附表二：10KV一次侧设备的选择校验.28附表三：380V一次侧设备的选择校验.29附表四：进出线、联络线和母线导线和电缆型号规格.30附图：三色鸽食品厂降压变电所主接线图附图：三色鸽食品厂降压变电所主接线图.1华侨大学信息科学与工程学院课程设计第1页（共31页）一、一、概述概述一、一、设计基础资料设计基础资料（一）（一）设计题目设计题目三色鸽食品厂降压变电所的电气设计（二）（二）设计要求设计要求要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定一次回路方案，最后定出设计说明书。（三）（三）设计依据设计依据1工厂总平面图，如图一所示。2工厂负荷情况：本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为3500h，日最大负荷持续时间为10h。该厂车间均属三级负荷。低压动力设备均为三相，额定电压为280V。照明及家用电器均为单相，额定电压为220V。本厂的负荷统计资料如表一所示。3供电电源情况：按照工厂与当地供电部门签订的供用协议规定，本厂可由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图。该干线的导线牌号为LGJ95导线为等边三角形排列，线距为1m；干线首端（即电力系统的馈电变电电站）距离本厂约8km，该干线首端所装高压断路器500MVA，此断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，其定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。为满足工厂二级负荷的要求，可采用联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度达100km，电缆线路总长度达50km。4.气象资料本厂所在地区的年最高气温为38，年平均气温为23，年最低气温为-8，年最热月平均最高气温为33，年最热月平均气温为26，年最热月地下0.8处平均温度为25。当地主导风向为东北风，年雷暴是数为20。5.工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.92。表一：工厂负荷统计资料厂房编号用电单位名称负荷性质设备容量kW需要系数功率因数动力5000.40.71第一车间照明60.71.0动力4000.30.652第二车间照明80.71.0动力5000.30.653第三车间照明90.71.0动力2000.30.64第四车间照明70.71.0动力3000.60.85包装车间1照明70.71.0动力2000.60.86包装车间2照明80.71.0动力2000.40.77仓库1照明70.71.0动力2000.30.658仓库2照明40.71.0生活区照明2000.71.0华侨大学信息科学与工程学院课程设计第2页（共31页）图一：工厂总平面图图一：工厂总平面图二、二、设计目的设计目的1.复习和巩固工厂供电、电气工程基础等课程所学知识2.培养分析问题和解决问题的能力3.学习和掌握变电所电气部分设计的基本原理和设计方法三、三、设计内容及其设计内容及其设计具体步骤设计具体步骤(一一)设计内容设计内容1.设计基础资料参见三色鸽食品厂降压变电所电气部分设计任务书2.负荷分类与计算，负荷等级及无功补偿3.主变压器选择：根据负荷的大小、类型，选择主变压器的容量、台数、型式、电压等级、调压方式等。4.电气主接线设计：可靠性、经济性和灵活性5.短路电流计算：不同运行方式（大、小）、短路点与短路类型6.主要电气设备的选择：断路器、隔离开关、熔断器、母线、导线等7.编写“三色鸽食品厂降压变电所电气部分设计”说明书，绘制电气主接线图（A4图纸，包括主要设备型号，如变压器、母线、断路器等）(二二)设计具体步骤设计具体步骤1.制定课程设计任务书2.确定变压站各电压等级的合计负荷及负荷类型3.选择主变压器，确定型号、相数、容量比等确定电压等级；各侧总负荷；选择台数、容量；校验近、远期变压器的负荷率，若不满足规程规定，应采取的措施；校验事故情况下变压器的过载能力；接地方式。最终必须确定主变压器的：型号、相数、容量比、电压比、接线组别、短路阻抗等4.电气主接线设计华侨大学信息科学与工程学院课程设计第3页（共31页）对每一个电压等级，拟定23各主接线方案，先进行技术比较，初步确定2-3个较好的方案，再进行经济比较，选出一个最终方案。5.短路电流计算电力系统侧按无限大容量系统供电处理；用于设备选择时，按变电所最终规模考虑；用于保护整定计算时，按本期工程考虑；举例列出某点短路电流的详细计算过程，列表给出各点的短路电流计算结果Sk、I”、I、Ish、Teq（其余点的详细计算过程在附录中列出）。6.电气设备选择每类设备举例列出一种设备的详细选择过程，列表对比给出选出的所有设备的参数及使用条件。四、四、设计要求设计要求1.除图纸外，正文所有的计算、文字说明全部采用五号字体，禁止互相抄袭，有雷同一律按最低成绩处理；2.按时完成规定的任务，2013-6-16日之前由班委收齐上交（包括电子版和纸质文档，电子版以“学号+姓名”命名），超期未交不及格；3.设计说明书，不少于1万字，具体内容参见后文。应包括：封面目录、负荷计算、短路电流计算、设备选择，设计结果及说明，课设体会，附录及主接线图（A4图纸）等；除图纸外，正文所有的计算、文字说明全部采用五号字体，禁止互相抄袭，有雷同一律按最低成绩处理；按时完成规定的任务，2013-6-16日之前由班委收齐上交（包括电子版和纸质文档，电子版以“学号+姓名”命名），超期未交不及格；4.设计说明书，不少于1万字，具体内容参见后文。应包括：封面目录、负荷计算、短路电流计算、设备选择，设计结果及说明，课设体会，附录及主接线图（A4图纸）等二、二、负荷计算与负荷等级确定负荷计算与负荷等级确定一、一、负荷计算和无功补偿负荷计算和无功补偿(一一)负荷计算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：1.单台用电设备：有功功率：无功功率：30dePKP3030tanQP视在功率:计算电流：303022303030()cosPSSPQ或30303NSIU2.多组用电设备总的有功计算负荷：总的无功计算负荷:3030.piPKP3030.qiQKQ总的视在计算负荷：总的计算电流：22303030SPQ30303NSIU所有厂房的的计算负荷计算过程见附表一所示：由计算结果可以列出厂房的电力负荷计算表如表二所示华侨大学信息科学与工程学院课程设计第4页（共31页）表二：厂房的电力负荷计算表（按需要系数法）计算负荷厂房编号用电单位名称负荷性质设备容量KW需要系数costankWP30var30kQkVAS30AI30动力5002200204照明60.71.004.201第一车间小计506204.2204288.6438.5动力4000.30.651.17120140.3照明80.71.005.6002第二车间小计408125.6140.3188.3286.1动力5000.30.651.17150175.5照明90.71.006.303第三车间小计509156.3175.5235.0357.1动力20036080照明70.71.004.904第四车间小计20764.980103.0156.5动力3005180135照明70.71.004.905包装车间1小计307184.9135228.9347.8动力200512090照明80.71.005.606包装车间2小计208125.690154.5234.8动力20028081.6照明70.71.004.907仓库1小计20784.981.6117.8178.9动力2000.30.651.176070.2照明40.71.002.808仓库2小计20462.870.294.19143.1生活区照明2000.71.001400动力2500照明2561149.2976.6负荷总计取0.900.95pqKK1200.7927.81517.42305.4(二)无功功率补偿无功功率补偿由以上计算可得变压器低压侧的视在计算负荷为：视在计算负荷：301517.4.SKVA301200.7PKW所以低压侧的功率因数：30301200.7cos0.791517.4PS为使高压侧的功率因数，则低压侧补偿后的功率因数应高于0.9取进行无功补偿，0.90cos0.92要使低压侧的功率因数由0.79提高到0.92，则低压侧需装设的并联电容器容量为：c1200.7(tanarccos0.79tanarccos0.92)Kvar420.3KvarQ取:则补偿后变电所低压侧的425KvarCQ华侨大学信息科学与工程学院课程设计第5页（共31页）视在计算负荷：2230(2)1200.7(927.8425)k1302kSVAVA计算电流:30(2)30(2)13021973.8I8303NAAUS变压器的功率损耗为：t30(2)0.010.011302k13.02kPSVAWt30(2)0.050.051302Kvar65.10KvarQS变电所高压侧的计算负荷为：30(1)1200.7k13.02k1213.7kPWWW30(1)(927.842565.10)kvar567.9kvarQ2230(1)1213.7567.9k1340kSVAVA30(1)1340kVAI203630.38kAV补偿后的功率因数为：满足设计要求。1213.7cos0.9060.91340所以无功补偿后工厂的计算负荷如表三所示：表三：无功补偿后工厂的计算负荷计算负荷项目coskW30Pkvar30QkV30SAA30I380V低压侧补偿前负荷0.791200.7927.81517.42305.4380V低压侧无功补偿容量-425380V低压侧补偿后负荷0.921200.7502.813021978主变压器功率损耗0.01=13.0230S0.05=65.1030S10KV高压侧负荷计算0.9061213.7567.9134077.36二、二、负荷等级确定负荷等级确定由于设计依据里面说明该厂的所有车间都是三级负荷，所以该食品厂的负荷等级分类如下：1.一级负荷：无2.二级负荷：无3.三级负荷：第一车间、第二车间、第三车间、第四车间、包装车间1、包装车间2、仓库1、仓库2和生活区由负荷计算可知：在进行低压侧无功补偿后，高低压侧的计算负荷分别为华侨大学信息科学与工程学院课程设计第6页（共31页）高压10kV一次侧：低压380220V二次侧：30(1)1340kSVA30(2)1302kSVA三、三、主变压器选择及主接线设计主变压器选择及主接线设计一、一、主变压器选择主变压器选择(一一)变电所的位置与型式选择变电所的位置与型式选择变电所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定：一、接近负荷中心；二、进出线方便；三、接近电源侧；四、设备运输方便；五、不应设在有剧烈振动或高温的场所；六、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染盛行风向的下风侧；七、不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻；八、不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定；九、不应设势低洼和可能积水的场所。(二二)按负荷功率矩法确定负荷中心按负荷功率矩法确定负荷中心工厂是10kV进线，变电所的位置应尽量接近工厂的负荷中心，工厂的负荷中心按负荷功率矩法来确定。在工厂的平面图下侧和左侧，分别作一条直角坐标的x轴和y轴，然后测出各车间和宿舍区负荷点的坐标位置，P1、P2、P3P8分别代表厂房1、2、38号的功率，设定P1、P2P8并设定P9为生活区的中心负荷，如图二所示。而工厂的负荷中心的力矩方程，可得负荷中心的坐标：112233123()iiiiiiPxPxPxPxPPPxxPPP112233123()iiiiiiPyPyPyPyPPPyyPPP图二：按负荷功率矩法确定负荷中心xP6(8.57.4)P7(8.55.4)P8(8.53.5)P3(4.55.9)P4(4.54.1)P5(5.32.0)P9(0.80.3)P2(1.74.1)P1(1.75.9)把各车间的坐标带入上述2个公式，得到x=4.326cm，y=4.879cm由计算结果可知，工厂的负华侨大学信息科学与工程学院课程设计第7页（共31页）荷中心在4号厂房的上方，位于3号厂房和4号厂房的中间位置处（具体地址详见图三：工厂变电所位置）。考虑到方便进出线和周围环境，决定在四号厂房北侧紧贴厂房修建变电所，其型式为附设式。图三：工厂变电所位置(三三)变电所主变压器的选择变电所主变压器的选择1.1.电压等级电压等级由于该工厂的引入电压为10kV，而该厂的全部动力负荷全部为380V，照明负荷全部为220V，所以所选用主变压器的电压等级为：10kV0.4kV2.2.变电所主变压器台数、容量的选择变电所主变压器台数、容量的选择变压器台数的选择原则:1)为保证供电可靠性，一般应装两台主变压器2)若只有一条电源进线，或变电所可由低压侧电网取得备用电源，可装一台主变压器3)若绝大部分负荷为三级负荷，其少量的二级负荷可由邻近低压电力网取得备用电源时，可装一台主变压器。4)对有大量一、二级负荷的变电所，应满足电力负荷对供电可靠性的要求，应采用两台变压器；5)对只有二级负荷而无一级负荷的变电所，且能从邻近车间变电所取得低压备用电源时，可采用一台变压器；6)对季节性负荷或昼夜负荷变化较大时，应使变压器在经济状态下运行，可用两台变压器供电考虑到本厂车间全部是三级负荷，且本厂的二级负荷可采用联络线由邻近的单位取得备用电源，从经济型的角度考虑，所以该厂可以选择一台主变压器设计比较合理，可是对于小型工厂变电所，国标设计规定单台变压器的设备容量不得大于1250KV.A而在负荷计算时变压器的低压侧计算的视在容量，所以从供电可靠性和安全30(2)1302k1250kSVAVA性的角度考虑，宜采用两台主变压器进行供电。现将两种设计方法进行对比如下：1)装设一台主变压器型号为：，而容量根据式，为主变压器容量，9S30SSTNTNS为总的计算负荷。查阅工厂供电附表5，同时考虑到未来510年的负荷发30S华侨大学信息科学与工程学院课程设计第8页（共31页）展可知：选一台S9-160010型低损耗配电变压器。2)装设两台主变压器型号为：，而每台变压器的容量应同时满足以下两个条件：9SNTSa)任一台变压器单独运行时，应满足：30(0.60.7)(804938).NTSSkVAb)任一台变压器单独运行时，应满足：，满足全部一、二级负荷需30()NTSS求。由于该厂车间全部是三级负荷，所以，满足要求30()0S30()NTSS又考虑到本厂的气象资料（年平均气温为），所选变压器的实际容量：23C。取最大938kV.ANTS也满足使用要求，同时又考虑到未来510年的负荷10.03910NTNTSSKVA实（）发展，初步取。所以选择两台S9-100010型低损耗配电变压器。1000kV.ANTS两种变电所主接线方案的主接线图见主变压器主接线图设计变压器所示两种设计方法在技术指标和经济指标的比较见表四所示表四：两种设计方法在比较技术指标和经济指标比较比较项目装设一台主变方案装设两台主变方案供电安全性满足要求满足要求供电质量基本满足要求满足要求供电质量由于一台主变，电压损耗略大由于两台主变并联，电压损耗略小灵活方便性只有一台主变，灵活性稍差由于两台主变，灵活性较好技术指标扩建适用性稍差一些更好一些电力变压器综合投资查工厂供电设计指导表2-8可知S9-160010单价为15.18万元，而由表4-1可知变压器综合投资约为其单价的2倍，因此综合投资为215.5=30.36万元查工厂供电设计指导表2-8可知S9-100010单价为10.76万元，因此其两台综合投资为2210.76=43.04万元，比一台主变多投资12.68万元经济指标高压开关柜（含计量柜）的综合投资查工厂供电设计指导表4-10可知GG-1A(F)型柜单价为3.5万元，而由表4-1可知综合投资约为其单价的1.5倍，因此综合投资本方案采用6台GG-1A(F)型柜，因此综合投资为61.53.5=31.5万元，比一台主变方案多投资10.5万元华侨大学信息科学与工程学院课程设计第9页（共31页）为41.53.5=21万元电力变压器和高压开关柜的年运行费（其他设备不计）查工厂供电设计指导表4-2可知主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为5.918万元查表4-2可知主变和高压开关柜的折旧和维修管理费每年为8.582万元，比比一台主变方案多投资2.664万元交供电部门的一次性供电贴费由于设计方案中未给出相关数据，这里无法计算，查阅工厂供电设计指导一道实例数据，发现两台主变方案要比一台主变多交20多万元的供电贴费从上表对两种设计方案进行比较发现，如果按技术指标，装设两台主变的方案略优于一台主变的方案，但是若按经济指标，则装设一台主变的设计方案远远优于装设两台主变的方案（两台主变方案要比一台主变方案多花费两台主变方案要比一台主变方案多花费45万元以上的费用）万元以上的费用），同时该工厂所有车间全部是三级负荷，相比于有较多二级和一级负荷的情况，供电可靠性的要求不需要太高，所以选择单台主变设计方案已经可以满足供电的可靠性要求，综上在综合考虑技术指标和经济指标后，决定采用一台主变的设计方案，但是由于设计规定小型工厂和车间变电所单台变压器的设备容量不得大于1250KV.A在请教老师和查阅相关材料（详见工厂供电课本详见工厂供电课本78页页）后发现：“现在我国已经研制出断流能力更大和短路稳定度更好的新型低压开关电器，现在我国已经研制出断流能力更大和短路稳定度更好的新型低压开关电器，因此对于车间负荷容量较大、负荷集中且运行合理的可以选用单台容量为因此对于车间负荷容量较大、负荷集中且运行合理的可以选用单台容量为1250KV.A2000KV.A的配电变压器，这样可以减少主变压器台数和高压开关电器和电缆等！的配电变压器，这样可以减少主变压器台数和高压开关电器和电缆等！”所以综合考虑上述情况后，决定本次课程设计方案为：采用选用一台S9-160010型低损耗油浸式配电变压器。3.3.变电所主变压器联结组型号的选择变电所主变压器联结组型号的选择由于现在我国现在在推广使用的连接组，且联结较联结具有以下优点：Dyn11Dyn11Yyn01)接线变压器能有效地抑制3的整数倍高次谐波电流的影响。Dyn112)接线变压器较接线变压器更有利于低压侧单相接地短路故障的切除。Dyn11Yyn03)接线变压器承受单相不平衡负荷的能力远比接线的变压器强Dyn11Yyn04.4.主变压器负荷率的校验主变压器负荷率的校验已知无功补偿后主变压器一次侧计算负荷，并且主变2230(1)1213.7567.9k1340kSVAVA器额定容量为1600k.VA所以变压器的负荷率为：1340100%83.75%16005.5.校验事故情况下变压器的过载能力校验事故情况下变压器的过载能力校验原则：1)二台主变压器，停一台，应承担全部负荷70802)变压器过载能力：过负荷倍数100MVA，过负荷倍数1.5过负荷倍数100MVA，过负荷倍数1.3由于该变电所只选用了一台主变压器，所以无法对过载能力进行校验。6.6.接地方式接地方式由于此次设计采用的是联结组编号，在高压10KV侧为三角形联结，不存在中性点，Dyn11华侨大学信息科学与工程学院课程设计第10页（共31页）所以不用采取接地手段，而在低压侧为星型联结，并且现在工厂多为TN系统，所以为了满足系统的中性线N线、保护线PE线和保护中性线PEN的需要，在低压侧采用中性点直接接地的运行方式。所以本次课程设计采用联结组编号，（）变压器主要技术参数如表五所Dyn119160010SDyn11示表五：（）变压器主要技术参数9160010SDyn11型号额定容量kV.A一次额定电压KV二次额定电压KV联结组标号空载损耗W负载损耗W空载电流%阻抗电压%9160010S1600100.4Dyn112400140002.56二、二、变电所主接线图设计变电所主接线图设计(一一)主变压器选择设计两种接线设计主变压器选择设计两种接线设计（1）装设一台主变压器的主接线方案如图四所示。华侨大学信息科学与工程学院课程设计第11页（共31页）Y0Y0Y0Y0S9-1600GG-1A(F)-07100.4kV联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GW-1010kVFS4-10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主变联络（备用）220380V高压柜列图四装设一台主变压器的主接线方案（2）装设两台主变压器的主接线方案如图五所示。华侨大学信息科学与工程学院课程设计第12页（共31页）DY0Y0220380VGG-1A(F)GG-1A(F)-07联络线（备用电源）GG-1A(F)-54GG-1A(F)-113、11GW-1010kVFS4-10GG-1A(J)-01GG-1A(F)-113GG-1A(F)-11GG-1A(J)-01GG-1A(F)-96GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54主变主变联络（备用）高压柜列-96图五装设两台主变的变电所主接线方案(二二)变电所主接线设计图（图略，详见附图：三色鸽食品厂降压变电所设计主接线图）变电所主接线设计图（图略，详见附图：三色鸽食品厂降压变电所设计主接线图）四、四、短路电流计算短路电流计算本厂的供电系统简图如图六所示。采用两路电源供线，一路为距本厂8km的馈电变电站经LGJ-95架空线（系统按电源计），该干线首段所装高压断路器的断流容量为；一路为邻厂高500MV.A压联络线。下面计算本厂变电所高压10kV母线上k-1点短路和低压380V母线上k-2点短路的三相短路电流和短路容量。系统QF架空线路l=8Kmk-1S9-160010Dyn11k-2380V10KVG图六：工厂供电系统下面采用标么制法进行短路电流计算。(一)确定基准值确定基准值：取，100dSMVA110.5cUkV20.4cUkV所以可计算得：111005.5003310.5ddcSMVAIkAUkV22100144.000330.4ddcSMVAIkAUkV(二)计算短路电路中各主要元件的电抗标么值计算短路电路中各主要元件的电抗标么值：（忽略架空线至变电所的电缆电抗）华侨大学信息科学与工程学院课程设计第13页（共31页）1)电力系统的电抗标么值：11000.200500MVAXMVA2)架空线路的电抗标么值：查手册得，因此：00.35Xkm221000.35()82.540(10.5)MVAXkmkmkV3)电力变压器的电抗标么值：由所选的变压器的技术参数得，因此：%6kU361003.7501001600MVAXkVA可绘得短路等效电路图如图七所示。K-1K-233.7522.5410.2图七：短路等效电路图(三三)计算计算k-1点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量点的短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量1)总电抗标么值：(1)120.2002.5402.740kXXX2)三相短路电流周期分量有效值：(3)11(1)5.502.0072.740dkkIkAIkAX3)其他三相短路电流：(3)(3)(3)12.007kIIIkA(3)2.552.0075.119shikAkA(3)1.512.0073.031shIkAkA4)三相短路容量：(3)1(1)10036.502.740dkkSMVASMVAX(四四)计算计算k-2点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量点短路电路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量1)总电抗标么值：华侨大学信息科学与工程学院课程设计第14页（共31页）(2)1230.2002.5403.756.490kXXXX2)三相短路电流周期分量有效值：(3)22(2)14422.196.490dkkIkAIkAX3)其他三相短路电流：(3)(3)(3)222.19kIIIkA(3)1.8422.1940.83shikAkA(3)1.0922.1924.19shIkAkA4)三相短路容量：(3)2(2)10015.416.490dkkSMVASMVAX所以系统短路计算电流如表六所示表六短路计算表三相短路电流kA三相短路容量MVA短路计算点)3(kI)3(I)3(I)3(shi)3(shI)3(kSk-12.0072.0072.0075.1193.03136.50k-222.1922.1922.1940.8324.1915.41五、五、电气设备及其电力线路的选择电气设备及其电力线路的选择一、一、高低压一次设备的选择与校验高低压一次设备的选择与校验一、一、10kV10kV侧一次设备的选择校验侧一次设备的选择校验1.按工作电压选则设备的额定电压一般不应小于所在系统的额定电压，即，高压设备的额定电eNUNUeNUNU压应不小于其所在系统的最高电压，即，=11.5kV，eNUmaxUmax10kVNeNUUUmaxU高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压=12kV，穿墙套管额定电压=11.5kV，熔断eNUeNU器额定电压=12kV。eNU2.按工作电流选择华侨大学信息科学与工程学院课程设计第15页（共31页）设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即eNI30IeNI30I3.按断流能力选择设备的额定开断电流或断流容量，对分断短路电流的设备来说，不应小于它可能分断的ocIocS最大短路有效值或短路容量，即)3(kI)3(kS或ocI)3(kI)3(ocS)3(kS对于分断负荷设备电流的设备来说，则为，为最大负荷电流。ocImaxOLImaxOLI4.隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验a)动稳定校验条件或maxi)3(shi)3(maxshII、分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，、分别为开关所处的三相短路冲maximaxI)3(shi)3(shI击电流瞬时值和有效值b)热稳定校验条件2(3)2timaItIt对于上面的分析，如表七所示，由它可知所选一次设备均满足要求。表七10kV一次侧设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动态定度热稳定度参数kVNUANI(3)kAkI(3)kAshiimatI2)3(装置地点条件数据1092.37()1(TNI2.0075.11922.0071.97.653额定参数kVNUANIkAocImaxkAitIt2高压少油断路器SN10-10I63010kV630kA16kA40kA5122162高压隔离开关-1020068GN10kV200A-25.5kA5005102一次设备型号规格高压熔断器RN2-1010kV0.5A50kA-华侨大学信息科学与工程学院课程设计第16页（共31页）电压互感器JDJ-10100.1kV-电压互感器JDZJ-10kV31.031.0310-电流互感器LQJ-1010kV1005A-kA1.02225=31.8kA1)1.090(2=81避雷针FS4-1010kV-户外隔离开关GW4-1240012kV400A-25kA5005102二、二、380V侧一次设备的选择及其校验侧一次设备的选择及其校验同样，做出380V侧一次设备的选择校验，如表八所示，所选数据均满足要求。表八380V一次侧设备的选择校验选择校验项目电压电流断流能力动态定度热稳定度其它参数VNUANI(3)kAkI(3)kAshiimatI2)3(-装置地点条件数据380总197831.2057.412727.07.192-额定参数VNUANIAkocImaxAkitIt2-低压断路器DW15-2500380250060-低压断路器DZ20-630380630（大于）30I30(一般)-低压断路器DZ20-200380200A（大于）30I25-低压刀开关HD13-1500303801500-一次设备型号规格电流互感器LMZJ1-0.550020005-华侨大学信息科学与工程学院课程设计第17页（共31页）电流互感器LMZB1-0.550050052005-二、二、变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定由于继电保护相关课程还未学习，所以此次课程设计关于继电保护的内容暂不做要求。由于继电保护相关课程还未学习，所以此次课程设计关于继电保护的内容暂不做要求。1.高压断路器的操作机构控制与信号回路断路器采用弹簧储能操作机构，其控制和信号回路可实现一次重合闸。2.变电所的电能计量回路变电所高压侧装设专用计量柜，其上装有三相有功电能表和无功电能表，分别计量全厂消耗的有功电能和无功电能，并据以计算每月工厂的平均功率因数。计量柜由有关供电部门加封和管理。3.变电所的测量和绝缘监察回路变电所高压侧装有电压互感器-避雷器柜，其中电压互感器为3个JDZJ-10型，组成的接线，用以实现电压测量和绝缘监视。00YY4.作为备用电源的高压联络线上，装有三相有功电能表、三相无功电能表和电流表。高压进线上，亦装有电流表。5.低压侧的动力出线上，均装有有功电能表和无功电能表。低压照明线路上，装有三相四线有功电能表。低压并联电容器组线路上，装有无功电能表。每一回路均装有电流表。低压母线上装有电压表。仪表的准确度级按规范要求。三、三、变电所高低压侧电力线路（母线、进出线和电缆）的选择及其校验变电所高低压侧电力线路（母线、进出线和电缆）的选择及其校验为了保证供电的安全、可靠、优质、经济，选择导线和电缆时应满足下列条件：发热条件；电压损耗条件；经济电流密度；机械强度。根据设计经验：一般10KV及以下的高压线路和低压动力线路，通常先按发热条件选择导线和电缆截面，再校验其电压损耗和机械强度。对于低压照明线路，因对电压水平要求较高，通常先按允许电压损耗进行选择，再校验其发热条件和机械强度。选择母线时，应满足母线的动稳定度和热稳定一、一、10kV高压进线和引入电缆的选择高压进线和引入电缆的选择1.10kV高压进线采用型钢芯铝绞线架空敷设，接往10kV公用干线。LGJa)按发热条件选择由及室外环境温度33，查工厂供电课本30192.37ANTII附表得，初选LGJ-35其35C时的满足发热条件。30149AalIIb)校验机械强度查工厂供电课本附表14可知，其最小允许截面积=25，而minA2mmLGJ-35满足要求，故选用LGJ-35作为高压进线。由于此线路很短，故不需要校验电压损耗。华侨大学信息科学与工程学院课程设计第18页（共31页）2.由高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验采用YJL22-10000型交联聚乙烯绝缘的铝芯电缆直接埋地敷设。a)按发热条件选择由及土壤温度33，查表得，初选缆芯截面为30192.37NTIIA的交联电缆，其，满足发热条件。235mm3010592.37alIAIAb)校验短路热稳定计算满足短路热稳定的最小截面(3)222min0.75200722.573577imatAImmmmAmmC式中C值由查表得到，按终端变电所保护动作时间0.5s，加断路器断路时间0.2s，再imat加0.05s计，故=0.75s。imat因此YJL22-10000-335电缆满足短路热稳定条件二、二、380k低压出线的选择低压出线的选择1.第一车间馈电给1号厂房（第一车间）的线路由于第一车间的计算电流，查工厂供电设计指导表8-42可知，由于计算电流太大，3043=8.5AI没有满足此种型号的导线，所以这里采用两根VLV22-1000型聚氯乙烯绝缘铝芯电缆并联(每根电缆承受的电流为)直接埋地敷设。3030438.5A=219.3A=22IIa）按发热条件需选择由=438.5A及地下0.8m土壤温度为25，查工厂供电设计指导30I表8-42可知，初选缆芯截面150，其，满足发热条件。2mm242AalI30=219.3AI30Ib）校验电压损耗由图三所的工厂平面图量得变电所至1号厂房距离约为68m，而查工厂供电设计指导表8-41表得到150的铝芯电缆的=0.25（按缆芯工作温度75计），2mm0Rkm=0.07，又1号厂房的，故线路电压损耗为0Xkm30204.2kWP30204kvarQ()204.2(0.250.068)204var(0.070.068)11.690.38NpRqXkWkUVUkV。11.69%100%3.08%385%0alUUc）断路热稳定度校验(3)222min0.7522190252.8215030076imatAImmmmmmC由于所选的电缆的截面大于最小允许截面面积，满足短热稳定度要求，故选缆芯截面为150minA的电缆，中性线芯截面面积查工业与民用配电设计手册表9-37可知为70。即选2mm2mm华侨大学信息科学与工程学院课程设计第19页（共31页）的四芯聚氯乙烯绝缘的铝芯电缆并联直埋敷设使用，作为馈电2(VLV2210003185195)给一号车间的线路。2.第二车间馈电给2号厂房（第二车间）的线路，采用型交联聚乙烯绝缘铝芯电缆直接埋地敷设。YJLV22a）按发热条件需选