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陕西航空职业技术学院毕业论文 XXXX 厂供配电系统设计厂供配电系统设计 摘要 摘要 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 电能的输送的 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 电能在工业生产中的重要性 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 因 此 所以工厂企业供配电的电路设计要联系到各个方面 负荷计算及无 功补偿 变压器的型号 容量和数量的分配 短路的计算 设备的选择 线路的分配和设计等方面进行设计分析 把最好的供配电设计应用到现 实生产中来 为经济的发展做出最好的服务 关键词 关键词 配电所 电力负荷 功率补偿 短路电流 陕西航空职业技术学院毕业论文 1 目 录 1 工厂供电概述工厂供电概述 2 1 1 工厂供电的意义和要求 2 1 2 设计内容及步骤 3 2 负荷计算及功率补偿负荷计算及功率补偿 5 2 1 负荷计算的内容和目的 5 2 2 负荷计算的方法 5 2 3 功率补偿 7 3 变配电所选型及总体布置变配电所选型及总体布置 9 3 1 变配电所位置的选择 9 3 2 变电所总体布置要求 9 4 变压器 主接线方案的选择变压器 主接线方案的选择 11 4 1 主变压器台数的选择 11 4 2 变电所主变压器容量的选择 12 4 3 变电所主变压器型式 主接线的选择 12 4 4 主接线方案选择 14 5 电力线路接线及敷设方式电力线路接线及敷设方式 15 5 1 电力线路的接线方式 15 5 2 线路敷设 17 6 短路计算短路计算 18 6 1 短路电流计算的目的及方法 18 6 2 短路电流计算 19 7 主要电气设备选择主要电气设备选择 23 7 1 电气设备选择的条件 23 7 2 高压设备的选择要求 24 7 3 配电所高压开关柜的选择 25 8 电测量仪表与绝缘监视装置电测量仪表与绝缘监视装置 25 8 1 电测量仪表 25 8 2 绝缘监视装置 26 9 防雷与接地防雷与接地 26 10 供电系统电气原理图及说明供电系统电气原理图及说明 27 11 谢辞谢辞 29 12 参考文献参考文献 30 陕西航空职业技术学院毕业论文 2 1 1 工厂供电概述工厂供电概述 1 11 1 工厂供电的意义和要求工厂供电的意义和要求 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 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 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 陕西航空职业技术学院毕业论文 3 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 21 2 设计设计内容内容及步骤及步骤 全厂总降压变电所及配电系统设计 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 接合国家供电情况 解 决对各部门的安全可靠 经济的分配电能问题 以电子厂为例 其基本 内容有以下几方面 1 2 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 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 列出负荷计算表 表达计算成果 1 2 2 工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择 参考电源进线方向 综合考虑设置总降压变电所的有关因素 接合 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 1 2 3 工厂总降压变电所主接线设计 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综合主 变压器台数 确定变电所高 低接线方式 对它的基本要求 即要安全 可靠又要灵活经济 安装容易 维修方便 1 2 4 厂区高压配电系统设计 陕西航空职业技术学院毕业论文 4 根据厂内负荷情况 从技术和经济合理性确定厂区配电电压 参考 负荷布局及总降压变电所位置 比较几种可行的高压配电网布置方案 由不同方案的可靠性 电压损失 基建投资 年运行费用 有色金属消 耗量等综合技术经济条件列表比值 择优选用 按选定配电系统作线路 接构与敷设方式设计 用厂区高压线路平面布置图 敷设要求和架空 线路杆位 1 2 5 工厂供 配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及两相短路电流 1 2 6 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 通过查表或计算求出达 到供电部门要求数值所需补偿的无功率 由手册或产品样本选用所需移 相电容器的规格和数量 并选用合适的电容器柜或放电装置 1 2 7 变电所高 低压侧设备选择 参照短路电流计算数据和各回路计算负荷以及对应的额定值 选择 变电所高 低压侧电器设备 如隔离开关 断路器 母线 电缆 绝缘 子 避雷器 开关柜等设备 1 2 8 变电所防雷装置设计 参考本地区气象地质材料 设计防雷接地装置 进行防直击的避雷 针保护范围计算 避免产生反击现象的空间距离计算 按避雷器的基本 参数选择防雷电冲击波的避雷器的规格型号 并确定其接线部位 对接 陕西航空职业技术学院毕业论文 5 地和接地体做具体的理解 2 2 负荷计算及功率补偿负荷计算及功率补偿 2 12 1 负荷计算的内容负荷计算的内容 2 1 1 计算负荷 计算负荷又称需要负荷或最大负荷 计算负荷是一个假想的持续性 的负荷 其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等 在配电设计中 通常采用 30 分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择 电器或导体的依据 2 1 2 平均负荷 平均负荷指一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比 常 选用最大负荷班 即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班 的 平均负荷 有时也计算年平均负荷 平均负荷用来计算最大负荷和电能 消耗量 2 22 2 负荷计算的负荷计算的方法方法 负荷计算的方法有需要系数法 二项式等几种 本设计由于设备台 数比较多 而单台设备容量相差不大所以采用需要系数法确定 主要计算公式有 有功功率 P30 Pe Kd 无功功率 Q30 P30 tg 视在功率 S30 P30 Cos 陕西航空职业技术学院毕业论文 6 计算电流 I30 S30 UN 3 下表是该电子厂的各个车间负荷的情况 2 2 1 全厂负荷计算 取 K p 0 95 K q 0 97 根据上表可算出 P30i 7485 7kW Q30i 4798kvar 则 P30 K P P30i 0 95 7485 7kW 7111kW Q30 K q Q30i 0 97 4798 4kvar 4654kvar 计算负荷 序号车间名称 设备用量 KW P30 KW Q30 Kvar S30 KV A 变压器容量 1 空调机房 一 246 5172 6129 4215 8 2厂务公用站房338 2236 8177 6296 3TG 车间3704 62963 71837 53486 7 1 400 4锅炉房142 610780 2133 8 5水泵房320 9208 6156 5278 1 6污水处理厂6753 647 268 7 7TA 车间2377 4951190 2970 1 400 8空压站607534 2470 1712 3 9 空调机房 二 368257 6193 2322 10冷冻机 1 561392 7345 6523 6 1 400 11 冷冻机 2 3 1122785 4691 11047 2 12制冷站450315236 2393 8 13照明用电634 4507 5243 6243 6 1 400 陕西航空职业技术学院毕业论文 7 S30 8499KV A 22 3030 pQ I30 S30 UN 140 A3 Cos P30 S30 7111 8499 0 84 2 32 3 功率补偿功率补偿 工厂中由于有大量的感应电动机 电焊机 电弧炉及气体放电灯等 感性负荷 还有感性的电力变压器 从而使功率因数降低 如在充分发 挥设备潜力 改善设备运行性能 提高其自然功率因数的情况下 尚达 不到规定的工厂功率因数要求时 则需考虑增设无功功率补偿装置 上图表示功率因数提高与无功功率和视在功率变化的关系 假设功 率因数有 cos 提高到 cos 这时在用户需用的有功功率 30 P 不变的条件 下 无功功率将由 30 Q 减小到 30 Q 视在功率将由 30 S 减小到 30 S 相应 地负荷电流 30 I 也得以减小 这将使系统的电能损耗和电压损耗相应降低 既节约了电能 又提高了电压质量 而且可选较小容量的供电设备和导 线电缆 因此提高功率因数对供电系统大有好处 由上图可知 要使功率因数由 cos 提高到 cos 必须装设无功补 偿装置 并联电容器 其容量为 陕西航空职业技术学院毕业论文 8 3030 QQQc tan tan 30 P 30 pqQ cc Qc 在确定了总的补偿容量后 即可根据所选并联电容器的单个容量 c q 来确 定电容器的个数 即 c c q Q n 由于本设计中要求 Cos 0 9 而由上面计算可知 Cos 0 84 0 9 因 此需要进行无功补偿 综合考虑在这里采用并联电容器进行高压集中补 偿 Qc 7111 tanarcCos0 84 tanarcCos0 95 Kvar 2275Kvar 取 Qc 2300 Kvar 因此 其电容器的个数为 n Qc qC 2300 150 15 而由于电容器是单相的 所以应为 3 的倍数 取 15 个正好 无功补偿后 变电所低压侧的计算负荷为 S30 2 7538KV A 22 7111 47982300 变压器的功率损耗为 QT 0 06 S30 0 06 7538 452Kvar PT 0 015 S30 0 015 7538 113 Kw 变电所高压侧计算负荷为 P30 7111 113 7224 Kw Q30 4798 2300 452 2950 Kvar S30 7803 KV A 22 72242950 陕西航空职业技术学院毕业论文 9 无功率补偿后 工厂的功率因数为 Cos P30 S30 7224 7803 0 9 则工厂的功率因数为 cos P30 S30 0 9 0 9 因此 符合本设计的要求 3 3 变配电所选型及总体布置变配电所选型及总体布置 3 13 1 变配电所位置的选择变配电所位置的选择 变配电所所址选择的一般原则 1 尽量靠近负荷中心 2 尽量靠近电源侧 3 进出线方便 4 尽量避开污染源 或者在污染源上方口 5 尽量避开振动 潮湿 高温及有易燃易爆物品的场所 6 设备运输方便 7 有扩建和发展的余地 8 高压配电所与邻近车间的变电所合建 3 23 2 变电所总体布置要求变电所总体布置要求 3 2 1 便于运行维护和检修 有人值班的的变配电所 一般应设置值班室 值班室应靠近高低压 配电室 而且有门直通 如值班室靠近高压配电室有困难时 则值班室 可经走廊与高压配电室相通 陕西航空职业技术学院毕业论文 10 值班室也可以与低压配电室合并 但在放置值班工作桌的一面或一 端 低压配电装置到墙的距离不应小于 3m 主变压器应靠近交通运输方便的马路侧 条件许可的 可单设工具 材料室或维修间 昼夜值班室的变配电所应设休息室 有人值班的独立变配电所 宜 设有厕所和给排水设施 3 2 2 保证运行安全 值班室内不得有高压设备 值班室的门应朝外开 高压低压配电 室的电容室的门应朝值班室开或朝外开 变压器室的大门应朝马路开 但应避免朝向露天仓库 在炎热地区 应避免朝西开门 变电所宜单层布置 当采用双层布置时 变压器应设在底层 高压电容器组一般应装设在单独的房间内 但数量较少时 可装设 在高压配电室内 低压电容器组可装设在低压配电室内 但数量较多时 宜装设在单独的房间内 所以带电部分离墙和离地的尺寸以及各室维护操作通道的宽度等 均应符合有关的规程的要求 以确保运行安全 3 2 3 便于进出线 如果是架空进线 则高压配电室宜位于进线侧 考虑变压器低压出线通常是采用矩形裸母线 因此变压器的安装位 置 即为变压器室 宜靠近低压配电室 低压配电室宜位于其低压架空出线侧 陕西航空职业技术学院毕业论文 11 3 2 4 节约土地和建筑费用 值班室可以与低压配电室合并 这时低压配电室面积适当增大 以 便安置值班室的桌子或控制台 满足运行值班的要求 高压开关柜不多于 6 台时 可与低压配电屏设置在同一房间内 但 高压柜与低压屏的间距不得小于 2m 不带可燃性油的高 低压配电装 置和非油浸电力变压器 可设置在同一房间内 高压电容器柜数较少时 可装设在高压配电室内 周围环境正常的变电所 宜采用露天或半露天变电所 高压配电所应尽量与邻近的车间变电所合建 3 2 5 适应发展要求 变压器室应考虑到扩建时有更换大一级容量的变压器的可能 高低 压配电室内均应留有适当数量开关柜的备用位置 即要考虑到变电所留 有扩展的余地 又要不妨碍工厂或车间今后的发展 4 4 变压器 主接线方案的选择变压器 主接线方案的选择 4 14 1 主变压器台数的选择主变压器台数的选择 主变压器台数选择的要求 1 选择一台 供电计算负荷不大于 1250KVA 的三级负荷变电所 变电 所另有低压联络线 或有其它备用电源 而总计算负荷不大于 1250KVA 的含有部分一 二级负荷的变电所 2 选择两台 供含有大量一 二级负荷的变电所 总计算负荷大于 1250KVA 的三级负荷变电所 季节性负荷变化较大 从技术经济上考 陕西航空职业技术学院毕业论文 12 虑运行有利的三级负荷变电所 由于该厂的负荷属于二级负荷 对电源的供电可靠性要求较高 宜 采用两台变压器 以便当一台变压器发生故障后检修时 另一台变压器 能对一 二级负荷继续供电 故选两台变压器 4 24 2 变电所主变压器容量的选择变电所主变压器容量的选择 装设两台主变压器的变电所 每台变压器的容量 ST 应同时满足以下两 个条件 1 任一台单独运行时 ST 0 6 0 7 S 30 1 2 任一台单独运行时 ST S 30 由于 S 30 1 8499 KV A 因为该厂是二级负荷所以按条件 2 选 变压器 ST 0 6 0 7 8499 5099 4 5949 3 KV A ST S 30 因此选 5000 KV A 的变压器二台 4 34 3 变电所主变压器型式 主接线的选择变电所主变压器型式 主接线的选择 4 3 1 变电所主变压器型式的选择 1 油浸式 一般正常环境的变电所 2 干式 用于防火要求较高或环境潮湿 多尘的场所 3 密闭式 用于具有化学腐蚀性气体 蒸汽或具有导电 可燃粉尘 纤维会严重影响变压器安全运行场所 4 防雷式 用于多雷区及土壤电阻率较高的山区 陕西航空职业技术学院毕业论文 13 5 有载调压式 用于电力系统供电电压偏低或电压波动严重且用电设 备对电压质量又要求较高的场所 由于本设计的变电所为独立式 封闭建筑 故采用油浸式变压器 4 3 2 变配电所主接线的选择原则 1 当满足运行要求时 应尽量少用或不用断路器 以节省投资 2 当变电所有两台变压器同时运行时 二次侧应采用断路器分段的单 母线接线 3 当供电电源只有一回线路 变电所装设单台变压器时 宜采用线路 变压器组接线 4 为了限制配出线短路电流 具有多台主变压器同时运行的变电所 应采用变压器分列运行 5 接在线路上的避雷器 不宜装设隔离开关 但接在母线上的避雷器 可与电压互感器合用一组隔离开关 6 6 10KV 固定式配电装置的出线侧 在架空线路或有反馈可能的电 缆出线回路中 应装设线路隔离开关 7 采用 6 10 KV 熔断器负荷开关固定式配电装置时 应在电源侧装设 隔离开关 8 由地区电网供电的变配电所电源出线处 宜装设供计费用的专用电 压 电流互感器 一般都安装计量柜 9 变压器低压侧为 0 4KV 的总开关宜采用低压断路器或隔离开关 当 有继电保护或自动切换电源要求时 低压侧总开关和母线分段开关均应 采用低压断路器 陕西航空职业技术学院毕业论文 14 10 当低压母线为双电源 变压器低压侧总开关和母线分段开关采用低 压断路器时 在总开关的出线侧及母线分段开关的两侧 宜装设刀开关 或隔离触头 4 44 4 主接线方案选择主接线方案选择 对于电源进线电压为 35KV 及以上的大中型工厂 通常是先经工厂 总降压变电所降为 6 10KV 的高压配电电压 然后经车间变电所 降 为一般低压设备所需的电压 总降压变电所主接线图表示工厂接受和分配电能的路径 由各种电 力设备 变压器 断路器 隔离开关等 及其连接线组成 通常用单线 表示 主接线对变电所设备选择和布置 运行的可靠性和经济性 继电保 护和控制方式都有密切关系 是供电设计中的重要环节 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 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检修的机会较 多 并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所 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 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 但与内桥式接线适用的场合有所不同 这种外桥式适用 于电源线路较短而变电所负荷变动较大 适用经济运行需经常切换的总 降压变电所 当一次电源电网采用环行接线时 也宜于采用这种接线 3 一 二次侧均采用单母线分段的总降压变电所 这种主接线方式兼 陕西航空职业技术学院毕业论文 15 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 二次侧进出线较多的总降压变电所 4 一 二次侧均采用双母线的总降压变电所 采用双母线接线较之采 用单母线接线 供电可靠性和运行灵活性大大提高 但开关设备也大大 增加 从而大大增加了初投资 所以双母线接线在工厂电力系统在工厂 变电所中很少运用主要用于电力系统的枢纽变电所 本次设计的电子制造厂是连续运行 负荷变动较小 电源进线较长 2 5km 主变压器不需要经常切换 另外再考虑到今后的长远发展 采用主接线一次侧采用内桥式接线 二次侧采用单母线分段的总降压主 接线 如下图所示 单母线分段接线图单母线分段接线图 内桥式接线图内桥式接线图 陕西航空职业技术学院毕业论文 16 5 5 电力线路接线及敷设方式电力线路接线及敷设方式 5 15 1 电力线路的接线方式电力线路的接线方式 工厂的高低压电路的线路基本接线方式有放射式 树干式和环形等 基本接线方式 以高压为例 1 放射式 高压放射式接线是指工厂变配电所高压母线上引出的一回路 直 接向一个车间变电所或高压用电设备供电 这种接线方式简捷 操作维 护方便 保护简单 便于实现自动化 但是高压开关设备用的多 投资 高 线路故障自检修时 又该线路供电的负荷要停电 为提高可靠性 根据情况可增加备用线路 如图 5 1 1 为放射式线路供电 图图 5 1 1 放射式线路放射式线路 2 树干式 高压树干式接线是指由工厂变配电所高压母线上引出的每路高压配 陕西航空职业技术学院毕业论文 17 电干线上 沿线分接了几个车间变电所或负荷点的接线方式 这种接线 从变配电所引出的线路少 高压开关设备相应用的少 配电干线少可以 节约有色金属 但供电可靠性差 干线故障或检修将引起干线上的全部 用户停电 为提高供电可靠性同样可以采用增加备用的方法 如图 5 1 2 为树干式接线图 图图 5 1 2 树干式接线图树干式接线图 3 放射式 从工厂供电系统而言 高压环式其实就是树干式界限的改进 两 路树干式线路连接起来就构成了环式接线 这种接线运行灵活 供电可 靠性高 当干线上任何地方发生故障时 只要找出故障段 拉开其两端 的隔离开关 把故障段切除后 全部线路可以恢复供电 由于闭环运行 时继电保护整定比较复杂 所以运行时均采用开环运行方式 5 25 2 线路敷设线路敷设 5 2 1 架空线路的敷设 工厂架空线路长期漏天运行 受环境和气候影响会发生断线 污染 等故障 为确保线路长期安全运行 必须按相关规定敷设并经常性的巡 视和检查 以便及时消除设备隐患 陕西航空职业技术学院毕业论文 18 架空线路的敷设以及电杆尺寸应满足下面四个要求 1 不同电压等级线路的档柜 也成跨柜 即同一线路上相邻两电杆 中心线之间的距离 不同 一般 380V 线路档柜为 50 60m 6 10KV 线 路档距为 80 120m 2 同杆导线的线距与线路电压等级及档距等因数有关 380V 线路线 距约 0 3 0 5m 10V 线路线距约 0 6 1m 3 弧垂 架空导线最低点与悬挂点间的垂直距离 要根据档距 导 线型号与截面积 导线所受拉力及气温条件等决定 垂弧过大易碰线 过小易造成断线或倒杆 4 线距 导线最低点到地面或导线任意点到其他目标物的最小垂直 距离 需遵循有关手册规定 5 2 2 电缆线路的敷设 电缆线路与架空线路相比 具有成本高 投资大 维修不便等缺点 但是它具有运行可靠 不易受外界影响 不需架设电杆 不占地面 不 碍观瞻等优点 特别是在有腐蚀性气体和易燃 易爆场所 不宜架设架 空线路时 只有敷设电缆线路 由于架空与电缆线路相比有较多的优点 如成本低 投资少 安 装容易 维护和检修方便 易于发现和排除故障等 所以架空线路在一 般工厂中应用相当广泛 由于本厂的地形不复杂 按经济性及可操作性来选择 故高压供电 线路选择为架空线 6 6 短路计算短路计算 陕西航空职业技术学院毕业论文 19 6 16 1 短路电流计算的目的及方法短路电流计算的目的及方法 短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备 以及进行继 电保护装置的整定计算 进行短路电流计算 首先要绘制计算电路图 在计算电路图上 将 短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来 并将各元件依次编号 然后确定短路计算点 短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气 元件有最大可能的短路电流通过 接着 按所选择的短路计算点绘出等效电路图 并计算电路中各主 要元件的阻抗 在等效电路图上 只需将被计算的短路电流所流经的一 些主要元件表示出来 并标明其序号和阻抗值 然后将等效电路化简 对于工厂供电系统来说 由于将电力系统当作无限大容量电源 而且短 路电路也比较简单 因此一般只需采用阻抗串 并联的方法即可将电路 化简 求出其等效总阻抗 最后计算短路电流和短路容量 短路电流计算的方法 常用的有欧姆法 有称有名单位制法 和标 幺值法 又称相对单位制法 6 26 2 短路电流计算短路电流计算 本设计采用标幺值法进行短路计算 6 2 1 在最小运行方式下 绘制等效电路如图 6 1 图上标出各元件的序号和电抗标幺值 并 标出短路计算点 陕西航空职业技术学院毕业论文 20 图图 6 1 等效电路等效电路 1 确定基准值 取 Sd 100MV A UC1 60KV UC2 10 5KV 而 Id1 Sd U C1 100MV A 60KV 0 96KA33 Id2 Sd UC2 100MV A 10 5KV 505KA 33 2 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1 电力系统 SOC 310MV A X1 100KVA 310 0 32 2 架空线路 XO 0 4 km X2 0 4 4 100 10 52 1 52 3 电力变压器 UK 7 5 X3 UK Sd 100SN 7 5 100 103 100 5700 1 32 3 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 X K 1 X1 X2 0 32 1 52 1 84 2 三相短路电流周期分量有效值 IK 1 3 Id1 X K 1 0 96 1 84 0 52 3 其他三相短路电流 I 3 I 3 Ik 1 3 0 52KA ish 3 2 55 0 52KA 1 33KA 陕西航空职业技术学院毕业论文 21 Ish 3 1 51 0 52 KA 0 79KA 4 三相短路容量 Sk 1 3 Sd X k 1 100MVA 1 84 54 3 4 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 X K 2 X1 X2 X3 X4 0 32 1 52 1 32 2 2 5 2 三相短路电流周期分量有效值 IK 2 3 Id2 X K 2 505KA 2 5 202KA 3 其他三相短路电流 I 3 I 3 Ik 2 3 202KA ish 3 1 84 202KA 372KA Ish 3 1 09 202KA 220KA 4 三相短路容量 Sk 2 3 Sd X k 1 100MVA 2 5 40MV A 6 2 2 在最大运行方式下 绘制等效电路如图 6 2 图上标出短路计算点 图图 6 2 等效电路等效电路 1 确定基准值 取 Sd 1000MV A UC1 60KV UC2 0 5KV 陕西航空职业技术学院毕业论文 22 而 Id1 Sd UC1 1000MV A 60KV 9 633 Id2 Sd UC2 1000MV A 10 5KV 55KA33 2 计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值 1 电力系统 SOC 1338MV A X1 1000 1338 0 75 2 架空线路 XO 0 4 km X2 0 4 4 1000 602 0 45 3 电力变压器 UK 4 5 X3 X4 UK Sd 100SN 4 5 1000 103 100 5700 13 2 3 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 X K 1 X1 X2 0 75 0 45 1 2 2 三相短路电流周期分量有效值 IK 1 3 Id1 X K 1 9 6KA 1 2 8KA 3 其它三相短路电流 I 3 I 3 Ik 1 3 8KA ish 3 2 55 8KA 20 4KA Ish 3 1 51 X K 1 8KA 12 1KA 4 三相短路容量 Sk 1 3 Sd X k 1 1000 1 2 833MVA 4 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 陕西航空职业技术学院毕业论文 23 X K 2 X1 X2 X3 X4 0 75 0 45 13 2 2 7 8 2 三相短路电流周期分量有效值 IK 2 3 Id2 X K 2 55KA 7 8 7 05KA 3 其他三相短路电流 I 3 I 3 Ik 2 3 7 05KA ish 3 2 55 7 05KA 17 98KA Ish 3 1 51 7 05KA 10 65KA 4 三相短路容量 Sk 2 3 Sd X k 2 1000 7 05 141 8MV A 6 2 3 短路电流计算结果 1 最大运行方式 三相短路电流 KA 三相短路容量 MVA IK 3 I 3 I 3 ish 3 Ish 3 SK 3 K 1 点88820 412 1833 K 2 点7 057 057 0517 9810 65141 8 2 最小运行方式 三相短路电流 KA 三相短路容量 MVA IK 3 I 3 I 3 ish 3 Ish 3 SK 3 K 1 点0 520 520 521 330 7954 3 K 2 点20220220237222040 7 7 主要电气设备选择主要电气设备选择 陕西航空职业技术学院毕业论文 24 7 17 1 电气设备选择的条件电气设备选择的条件 为了保证供电系统安全 可靠 优质 经济地运行 选择导线和电 缆截面计算时必须满足下列条件 7 1 1 发热条件 导线和电缆 包括母线 在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时 产生的发热温度 不应超过其正常运行时的最高允许温度 7 1 2 电压损耗条件 导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压 损耗 不应超过其正常运行时允许的电压损耗 对于工厂内较短的高压 线路 可不进行电压损耗校验 7 1 3 经济电流密度 35KV 及以上的高压线路及电压在 35KV 以下但距离长电流大的线路 其导线和电缆截面宜按经济电流密度选择 以使线路的年费用支出最小 所选截面 称为 经济截面 此种选择原则 称为 年费用支出最小 原则 工厂内的 10KV 及以下线路 通常不按此原则选择 7 1 4 机械强度 导线截面不应小于其最小允许截面 对于电缆 不必校验其机械强 度 但需校验其短路热稳定度 母线也应校验短路时的稳定度 对于绝 缘导线和电缆 还应满足工作电压的要求 一般 10KV 及以下高压线路及低压动力线路 通常先按发热条件来 选择截面 再校验电压损耗和机械强度 对长距离大电流及 35KV 以上 陕西航空职业技术学院毕业论文 25 的高压线路 则可先按经济电流密度确定经济截面 再校验其它条件 补偿功率因素后的线路计算电流 7 27 2 高压设备的选择要求高压设备的选择要求 高压设备选择的要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件 下的工作要求 同时设备应工作安全可靠 运行方便 投资经济合理 高压刀开关柜的选择应满足变电所一次电路图的要求 并各方案经 比较优选出开关柜型号及一次接线方案编号 同时确定其中所有一次设 备的型号规格 7 37 3 配电所高压开关柜的选择配电所高压开关柜的选择 高压开关柜是按一定的线路方案将有关一 二次设备组装而成的一 种高压成套配电装置 在发电厂和变配电所中作为控制和保护发电机 变压器和高压线路之用 也可作为大型高压开关设备 保护电器 监视 仪表和母线 绝缘子等 高压开关柜有固定式和手车式两大类型 由于本设计是 10KV 电源 进线 则可选用较为经济的固定式高压开关柜 这里选择 KYN 12 型 8 8 电测量仪表与绝缘监视装置电测量仪表与绝缘监视装置 陕西航空职业技术学院毕业论文 26 8 18 1 电测量仪表电测量仪表 这里的 电测量仪表 是对电力装置回路的电力运行参数所经常测 量 选择测量 记录用的仪表和作计费 技术经济分析考核管理用的计 量仪表的总称 为了监视供电系统一次设备的运行状态和计量一次系统消耗的电能 保证供电系统安全 可靠 优质和经济地运行 工厂供电系统的装置必 须装设一定数量的电测量仪表 电测量仪表按其用途分为常用测量仪表 和电能计量仪表两类 前者是对一次电路的电力运行参数作经常测量 选择测量和记录用的仪表 后者是对一次电路进行供用电的技术经济考 核分析和对电力用户用电量进行测量 计量的仪表 即各种电度表 8 28 2 绝缘监视装置绝缘监视装置 绝缘监视装置用于小电流接地的系统中 以便及时发现单相接地故 障 设法处理 以免故障发展为两相接地短路 造成停电事故 6 35KV 系统的绝缘监视装置 可采用三相双绕组电压互感器和 三只电压表 也可采用三个单相三绕组电压互感器或者一个三相五芯柱 三绕组电压互感器 接成 Y0 的二次绕组 其中三只电压表均接各相的 相电压 当一次电路其中一相发生接地故障时 电压互感器二次侧的对 应相的电压表指零 其它两相的电压表读数则升高到线电压 由指零电 压表的所在相即可得知该相发生了单相接地故障 但不能判明是哪一条 线路发生了故障 因此这种绝缘监视装置是无选择性的 只适于出线不 多的系统及作为有选择性的单相接地保护的一种辅助装置 陕西航空职业技术学院毕业论文 27 9 9 防雷与接地防雷与接地 9 1 防雷设备 防雷的设备主要有接闪器和避雷器 其中 接闪器就是专门用来接 受直接雷击 雷闪 的金属物体 接闪的金属称为避雷针 接闪的金属 线称为避雷线 或称架空地线 接闪的金属带称为避雷带 接闪的金属 网称为避雷网 避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变配电所或其它 建筑物内 以免危及被保护设备的绝缘 避雷器应与被保护设备并联 装在被保护设备的电源侧 当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时 避雷器的火花间隙就被击穿 或由高阻变为低阻 使过电压对大地放电 从而