纺织厂供配电课程设计

1、供配电课程设计设计题目： 某纺织厂供配电系统设计 班 级：学 号：姓 名：指导老师：2017年 1 月 2日目录第一章原始资料及设计要求 (46)第二章接入系统设计 ( 613)一. 计算负荷 (611)二. 城北变电所供电电压的确定 (12)三. 35KV架空线路的选择 (1213)四. 工厂总降压变电所主变压器台数及容量选择(13)第三章 车间变电所设计 (1425)一. 变电所选址原则 (14)二. 车间变电所数量确定 (15)三. 变电所主变压器台数及容量选择原则 (1517)四. 各车间主变压器台数和容量的选择 (1720)五. 厂内10KV线路及截面选择 (2025)六. 0.4K

2、V母线选择(25)第四章 短路电流计算 (2532)一. 标幺制法 (2527)二. 标幺制法计算电流 (2732)第五章 电气设备的选择 (3339)一. 电气一次设备选择 (3334)二. 防雷(38)三. 本变电所高低压电气设备的选择 (3839)第六章 变电所二次回路方案选择及继电保护 (3942)一. 二次回路方案 (3940)二 . 继电保护方案 (4042)结束语 (42)参考资料 (42)第一章原始资料1. 工厂负荷数据：工厂多数车间为 2班制，年最大负荷利用小 时数4600小时。工厂负荷统计资料见表1。设计需要考虑工厂5年 发展规划负荷(工厂负荷年增长率按 2%。表1:化纤厂

3、负荷情况表序号车间及设备安装容量(kW)需要系数Kdtg1纺练车间纺丝机2000.800.78筒绞机300.750.75烘干机850.751.02脱水机120.600.80通风机1800.700.75淋洗机60.750.78变频机8400.800.70传送机400.800.702原液车间照明10400.750.703酸站照明2600.650.704锅炉房照明3200.750.755排毒车间照明1600.700.606其他车间照明2400.700.752. 供电电源请况：按与供电局协议，本厂可由16公里处的城北变电所(110/38.5/11kV)，90MVA变压器供电，供电电压可任选。 另外，与

4、本厂相距5公里处的其他工厂可以引入10kV电缆做备用电源，但容量只能满足本厂负荷的20%（重要负荷），平时不准投入，只在本厂主要电源故障或检修时投入。3. 电源的短路容量（城北变电所）：35kV母线的出线断路器断 流容量为400MVA 10kV母线的出线断路器断流容量为 350MVA4. 电费制度：按两部制电费计算。变压安装容量每1kVA为18元/月，电费为0.5元/ kW h。5. 气象资料：本厂地区最高温度为 38 度，最热月平均最高气温 为 30 度。6. 地质水文资料：本厂地区海拔 60m底层以砂粘土为主，地 下水位为 2 m。二设计内容1总降压变电站设计（ 1 ）负荷计算（ 2）主结

5、线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技 术上可能实现的多个方案，根据改方案初选主变压器及高压开 关等设备，经过概略分析比较，留下 23个较优方案，对较 优方案进行详细计算和分析比较，（经济计算分析时，设备价 格、使用综合投资指标），确定最优方案。（3）短路电流计算：根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短 路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。（ 4）主要电气设备选择：主要电气设备的选择，包括断路器、隔离 开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的选择及校验。 选用设备型号、数量、汇成设备一览表。（ 5）主要设备继电保护设计：包括主变压器、线路等元件的保护方 式选择和整

6、定计算。（ 6）配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。（ 7）防雷、接地设计：包括直击雷保护、进行波保护和接地网设计。2车间变电所设计根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数、容量，以及变电 所位置的原则考虑。3. 厂区380V配电系统设计根据所给资料，列出配电系统结线方案，经过详细计算和分析 比较，确定最优方案。第二章接入系统设计一、计算负荷1.计算负荷方法目前负荷计算常用需要系数法、二项式法、和利用系数法，前二种方法在国内设计单位的使用最为普遍。此外还有一些尚未推广的 方法如单位产品耗电法、单位面积功率法、变值系数法和ABC法等.常采用需要系数法计算用电设备组的负荷时，应将性

7、质相同的用电 设备划作一组，并根据该组用电设备的类别，查出相应的需要系数 Kx，然后求出该组用电设备的计算负荷。此设计采用的是需用系数法来对电力负荷计算的。用需要系数 法确定计算负荷都有如表2的通用公式：表2:公式表名称公式备注用电设备组的容PePnPn 设备的额定量容量K 设备组的同用电设备组有功D K Klp时系数计算负荷P30Pee wlKl 设备组的负Kddel30荷系数Pe设备组的平需要系数Kd K KJ e wle均效率口P30 K d Pe配电线路的 wl无功计算负荷Q30P30tan视在计算负荷S30F30/cos计算电流IS30/130 心 Un有功负荷的同时 系数K p 0

8、.80 0.90无功负荷的同时 系数K q 0.85 0.95总的有功计算负 荷P 30 K pP30，i总的无功计算负 荷IQ 30 K q Q30,i总的视在计算负 荷S30、2 2IP30Q 30平均效率cos 用电设备组 的平均功率因数tan 对应用电设 备组cos的正切值Un用电设备组 的额定电压以上参数由用电设 备组计算负荷直接相加 来计算时取。2.负荷计算过程(1)纺丝车间：纺丝机：P30.1 =KdFN=200X 0.8=160(KW)Q3o.i=F3o.i x tan =160x 0.78=124.8(Kvar)筒绞机：P30.2 二KPn=30X 0.75=22.5(KW)

9、Q0.2=R0.2 x tan =22.5 x 0.75=16.875(Kvar)烘干机：F30.3 二KPn=85X 0.75=63.75 (KV)/Q30.3=F30.3tan =63.75 x 1.02=65.025(Kvar)脱水机：.4 二KPn=12X 0.6=7.2 (KV)Q30.4=F30.4tan =7.2 x 0.8=5.76(Kvar)通风机：.5 二KPn=180X 0.7=126 (KV)Q30.5=P30.5tan =126X 0.75=94.5(Kvar)淋洗机：R0.6 二kPn=6X 0.75=4.5 (KWQ30.6=P30.6tan =4.5 X 0.7

10、8=3.51(Kvar)变频机：P30.7 二KPn=840X 0.8=672 (KWQ30.7=P30.7tan =672X 0.7=470.4(Kvar)传送机：R0.8 二kPn=40X 0.8=32 (KWQ30.8=P30.8tan =32X 0.7=22.4(Kvar)总的计算负荷，取同时系数 =0.9 K q=0.95R=K(P 30.1 +R0.2+R0.3+R0.4 +R0.5 +R0.6 +R0.7 +R0.8)=0.9 X (160+22.5+63.75+7.2+126+4.5+672+32)=979.16(KW)Q=K(Q30.1 +Q0.2 +Q0.3 +Q0.4 +

11、Q0.5 +Q0.6 +Q0.7 +Q0.8 )=0.95 X (124.8+16.875+65.025+5.76+94.5+3.51+470.4+22.4)=763.11(Kvar)S=1241.41(KVA)11二S/Un=1241.41/*380)=1.89(KA)(2)原液车间照明：p照明二KPN=1040X 0.75=780(KW)Q照明二P 照明 tan =780X 0.7=546(Kvar)总的计算负荷P2=P 照明=780 (KWQ=Q 照明=546(Kvar)Sf=952.11(KVA)I2二S/Un=952.11/( X 380)=1.45(KA)(3)酸站照明P酸二KdP

12、N=260X 0.65=169(KW)Q酸=P酸 tan =169x 0.7=118.3(Kvar) 总的计算负荷P3=P 酸= 169(KW)Q=Q 酸=118.3(Kvar) S3=206.3(KVA)丨3二S/Un=206.3/( X 380)=0.31(KA)(4) 锅炉房照明：P锅二KdPN=320X 0.75=240(KW)Q锅=P锅 tan =240X 0.75=180(Kvar)总的计算负荷PfP 锅=240(KW)Q=Q 锅=180(Kvar)S4=300(KVA)I 4=S4/UN=300/(5) 排毒车间照明P排二KP=160X 0.7=112(KW)Q排=P排 tan

13、=112X 0.6=67.2(Kvar) 总的计算负荷R=P 排=112(KW)Q=Q 排=67.2(Kvar)S5=130.61(KVA)I 5=S5/UN=130.61/( X 380)=0.2(KA)(6) 其他车间照明：P其二KdPN=240X 0.7=168(KW)Q其=P其 tan =168x 0.75=126(Kvar)总的计算负荷P6=P 其=168(KW)Q=Q 其=126(Kvar)S=210(KVA)I 6=S/Un=210/(*380)=0.32(KA)电力负荷计算表如表3所示：表3电力负荷计算表序号车间及设备安 装 容 量(KW需要系 数&tan 0计算负荷P(KW)

14、Q(Kvar )S(KVA)I(A)1纺练车间纺丝机2000.80.78160124.81241.411890筒绞机300.750.7522.516.875烘干机850.751.0263.7565.025脱水机120.60.87.25.76通风机1800.70.7512694.5淋洗机60.750.784.53.51变频机8400.80.7672470.4传送机400.80.73222.4小计979.16763.112原液车 间照明10400.750.7780546952.1114503酸站照明2600.650.7169118.3206.33104锅炉房照明3600.750.752401803

15、004605排毒车 间照明1600.70.611267.2130.612006其他车 间照明2400.70.751681262103203.全厂负荷的计算工厂计算负荷是选择工厂电源进线及主要电气设备包括主变压 器的基本依据，也是计算工厂的功率因数和无功补偿容量的基本依 据。在计算全厂的计算负荷时，总的计算负荷要小于每个用电负荷 加起来的和，此次的课程设计，取全场负荷系数Kp=0.9,Kq=0.95则全厂负荷的计算过程如下：有功负荷：P=KPk=0.9 X (979.61+780+169+240+112+168)=2203.34KW无功负荷：Q二Kk=0.95 X (763.11+546+118

16、.3+180+67.2+126)=1710.58Kvar视在负荷：S=2789.41KVA计算电流：I=46.01A 根据设计要求，需要考虑工厂 5 年发展规划负荷，且工厂负荷年增长率按 2%来计算，则有最终的负荷计算结果：P=2230.34X =2462.48KWQ=1710.58=1888.62KvarS=3103.34KVA二城北变电所供电电压的确定输电线路电压等级的确定应该负荷国家规定的标准电压等级， 选择电压等级时，应根据输送容量和输电距离，以及接入的电网的 额定电压的情况来确定，输送容量应该考虑变电所总负荷和五年发 展规划。查阅有关资料，得到有关供电电压与输送容量的关系，与供电 方

17、式、供电负荷、供电距离等因素有关，具体如下：1)当负何为2000KW寸，供电电压易选6KV,输送距离在3-10 公里；2)当负荷为3000-5000KW寸，供电电压易选10KV,输送距离在 5-15 公里；3)当负荷为2000-10000KW寸，供电电压易选 35KV输送距离在 20-50 公里；4)当负荷为10000-50000KW寸，供电电压易选110KV,输送距离在 50-150 公里；5)当负荷为50000-200000KW寸，供电电压易选 220KV,输送距离在 150-300 公里；6)当负荷为200000KWt，供电电压易选500KV输送距 离在 300 公里以上；根据原始资料，

18、本厂可由 16 公里处的城北变电所(110/38.5/11KV ) ,90MVA变压器供电，供电电压可任选，综合考虑输送距离、五年之后的负荷，本次选择35KV的供电电压。三架空线路导线选择由原始资料可以得到，这个纺织厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为 4600 小时，并且有 20%的重要负荷，考虑到重要负荷的供电可靠性，本设计采用两路电源进线，从城北 变电所取得，备用电源来自距离纺织厂 5 公里的其他工厂，经 过两次降压，也就是电源进厂以后，先经过总降压变电所，其 中装有较大容量的电力变压器，将 35kv 的电源电压降为 10kv 的配电电压，然后通过高压配电线将电能送到各个车间变电所，

19、 最后经过车间变电所经配电变压器降为一般低压用电设备所需 电压。35kV架空线路导线截面的选择：根据设计经验，对于长距离大电流线路和35KV及以上的高压线路，先按经济电流密度选导线经济截面，再校验其他条件。1 计算负荷电流：匸P/Uncos =2462.48/(*35 X 0.9)=45.13A选择经济截面：由设计资料知年最大负荷利用小时为 4600 小时， 根据查表得经济电流密度J=1.1A/mm，按经济电流密度选择接入系统每 回导线型号、规格、截面的选择：截面的选择：2A=I/J=45.13/1.1=41.03mm 22校验电压降：正常运行时： N=2 查附表 , LGJ-50 导线的阻抗

20、r 1=0.63 Q /km;x 1=0.42 Q /km.R=hL=0.63 X 16=10.08 QX=x1L=0.42X 16=6.72Q U%=(PR+QX)/2U(2462 X 10.08+1889 X 6.72)/(2 X 352)=1.5%5%符合要求故障情况运行时：考虑到一条回路故障切除，另一条回路能保证全 部负荷供电 U%=(PR+QX)/ 僅(2435.89 X 10.08+1878 X 6.72)/ 35 2=3%0.9 所以补偿电容合适补偿之后的视在负荷：S=2267.7KVA 为保证供电可靠性，选用两台主变压器(每台可供总负荷70%)：SN.T=0.7X 2267.7

21、=1587KVA 由于要考虑一定的余量以便今后 5 年的发展，所以选用 SL7-2000/35 作为主变压器。第三章 车间供电系统设计变电所选址原则变电所所址的选择是否合理，直接影响供配电系统的造价和运行。变电所所址的选择，应考虑以下原则：1)尽量靠近负荷中心，以便减少电压损耗、电能损耗和 有色金属消耗量。2)节约用电，不占或者少占耕地及经济效益高的土地。3)与城乡或工矿企业规划相协调，便于架空线路和电缆 线路的引入和引出。4)交通运输方便5)尽量避开污染源或选择在污染源的上风侧。6)应考虑变电所与周围环境、临近设施的相互影响。7)尽量不设在低洼积水场所及其下方。8)应远离易燃易爆等危险场所。

22、当与有爆炸或者火灾危 险环境的建筑物毗邻时，应符合国家标准 GB50058- 2014爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规 定。车间变电所的确定根据地理位置及各车间计算负荷，确定设立三个车间变电所：1) 变 电所 1: 纺练车间、锅炉房；2) 变电所 2：原液车间；3) 变电所 3：排毒车间、酸站、其他车间；三变电所主变压器台数和容量的选择原则1. 选择主变压器台数时应该考虑下列原则：1)应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器， 以便当一台变压器发生故障或者检修时，另一台变压器能对一、 二级负荷继续供电。对只有二级负荷而无一级负荷的变电所， 也可以

23、只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其他变电所 相连的联络线作为备用电源，或另有自备电源。（1）对季节性负荷或者昼夜负荷变动较大而适宜采用经济 运行方式的变电所，也可考虑采用两台变压器。（2）除上述两种情况外，一般车间变电所适宜采用一台变 压器，但是负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三 级负荷，也可采用两台或者多台变压器。2变电所主变压器容量的选择（1）只装有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Sn.t S30（2）装有两台主变压器的变电所，每台变压器的容量Sn.t应同时满足以下两个条件：a.任一台变压器单独运行时，应该满足总计算负

24、荷So的大约60%70%的需要，即SN.T= （0.60.7 ）S30b 任一台变压器单独运行时，应满足全部一二级负荷的需要， 即：S.T A So I+II ）（3）车间变电所主变压器的单台容量上限车间变电所主变压器的单台容量一般不宜大于1000KVA （或125oKVA）。这一方面是受以往低压开关电器断流能力和短路稳定度要求的 限制，另一方面也是考虑到可以使变压器更加接近于车间负荷中心， 以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗、有色金属消耗量。4）适当考虑负荷的发展应适当考虑今后 510 年电力负荷的增长，留有一定的余地。 干式变压器的过负荷能力较小，更应该留有较大裕量。这里，电力变压器的

25、额定容量 SN.T 是在一定温度条件下的持续 最大输出容量(出力)。如果安装地区的年平均气温不为 20 摄氏度 时，则年平均气温每升高 1 摄氏度，变压器容量相应地减小 1%。因 此户外电力变压器的实际容量为：ST=( 1- ) SN.T对于户内变压器，由于散热条件较差，一般变压器室的出风口 与进风口之间有约 15 摄氏度的温度差，从而使处在室中间的变压器 环境温度比户外变压器环境温度要高出大约 8 摄氏度，因此户内变 压器的实际容量较之上式所计算的容量还要减小8%。四. 各车间变压所台数及容量选择1. 变压所 1 变压器及容量选择(1) 变压所1的供电负荷统计。取同时系数：K p=0.9 K

26、 q=0.95?P= K p(P4+R)=0.9 X (979.16+240)=1097.244(KW)?Q= K q(Q4+Q)=0.95 X (763.11+180)=895.95(Kvar)(2) 变压所 1 得的无功补偿(提高功率因数到 0.9 以上)。无功补偿试取： QC=450Kvar补偿以后 :Q=895.95-450=445.95KvarCos =?P/=1097.244/=0.9260.9SI=1184.4KVA(3) 变电所 1 的变压器选择。 为保证供电的可靠性， 选用两台变 压器 (每台可供电车间总负荷的 70% )：SNT1=0.7SI=0.7X1184.4=759.

27、08KVA查表：选择变压器型号S9系列，额定容量为1000kVA 查表得出变压器的各项参数：空载损耗： PO=1.8KW;负载损耗 PK=11.6KW阻抗电压 UK%=4.5；空载电流 IO%=1.1.（4）计算每台变压器的功率损耗 （n=1） 。S=0.5 Si=0.5 X 1184.4=592.2KVA R=nPO+A PK/n（S/S n）2=1.8+11.6 X （592.2/1000） 2=5.87KW QT=nIO%SN/100+UK%/100n（S/SN）2=11+45X （592.2/1000） 2=26.78Kvar2. 变压所 2 变压器台数及容量选择（1）变压所 2 的供

28、电负荷统计。P=780KWQ=546Kvar（2）变压所 2 的无功补偿（提高功率因数到 0.9 以上）。 无功补偿试取： QC=200Kvar补偿以后： Q=549-200=346KvarCos =?P/=780/=0.910.9Sn =853.3KVA（ 3）变电所 2 的变压器选择。 为保证供电的可靠性， 选用两台变 压器 （每台可供电车间总负荷的 70% ）：SNg2=0.7 S n=0.7 X 853.3=597.31KVA查表：选择变压器型号 S 9系列，额定容量为 630kVA ，两台。 查表得出变压器的各项参数：空载损耗： PO=1.3KW;负载损耗 R=8.1KW阻抗电压 U

29、K%=4.5；空载电流 I O%=2.(4) 计算每台变压器的功率损耗。S=0.5 S n =0.5 X 853.3=426.25KVA P二nFO+A P/n X (S/S n)2=1.3+8.1 X (426.25/630) 2=5.05KW QT=nI O%SN/1 00+ UK%/100nX(S/SN)2=12.6+45X2(426.25/630) 2=32.6Kvar3. 变压所 3 变压器台数及容量选择(1) 变压所 3的供电负荷统计。?P=P3+P5+P6=169+112+168=449KW?Q=Q3+Q5+Q6=118.3+67.2+126=311.5Kvar(2) 变压所3的

30、供电负荷统计。取同时系数：K p=0.9K q=0.95?Pm = K p ?P=0.9X 449=404.1KW?Qn = K q ?Q=0.95X 311.5=295.93Kvar(3) 变压所 3 的无功补偿(提高功率因数到 0.9 以上)。无功补偿试取： QC=150Kvar补偿以后： Q=295.93-150=145.93KvarCos =?P/=404.1/=0.940.9Sn =429.64KVA变电所 3的变压器选择。 为保证供电的可靠性， 选用两台变压器 (每台可供电车间总负荷的 70% )：SNg3=0.7 S 皿=0.7 X 429.64=300.75KVA 查表：选择变

31、压器型号S9系列，额定容量为315kVA，两台。 查表得出变压器的各项参数：空载损耗： R=0.76KW;负载损耗 PK=4.8KVV阻抗电压 UK%=4；空载电流 I O%=2.3。(4) 计算每台变压器的功率损耗。S=0.5 S 皿=0.5 X 429.64=214.82KVA22 P=nR+A PK/n X (S/S n) =0.76+4.8 X (214.82/315)=2.99KW2 QT= nI O%SN/1 00+ UK%/100n(S/SN) 2=7.25+12.6 X (214.82/315) 2=13.6Kvar五. 厂内 10kV 线路截面选择1.供电给变电所1的10kV

32、线路为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷 :P=0.5X 1097.244=548.62KWQ=0.5X 445.95=222.98Kvar计算变压器的损耗：P 二P+A Pb=548.62+5.87=554.49KWQ =Q+A Qb=222.98+26.78=249.76KvarS=608.1KVAI=S/)=35.1A由于任务书中给出的最大负荷利用小时数为 4600 小时，查表可得： 架空线 的经济电流密度 j ec=0.9A/mm2所以可得经济截面：2Aec=I/j ec=35.1/0.9=39mm可选用导线型号LGJ-50,其允许载流量为|a1=234A相应参数为

33、 ro=0.63 Q /km,x o=0.38 Q/km在按发热条件检验：已知0 =30C,温度修正系数为：K=0.94lai二KI ai=0.94 X 234=219.96AI=35.1A 由上式可知，所选导线符合长期发热条件。由于变电所1紧邻35/11kW主变压器，10kV线路很短，其功率损耗 可忽略不计。线路首端功率：P=P =554.49KWQ=Q =249.76Kvar2.供电给变电所2的10kV线路 为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负荷：P=0.5X 780=390KWQ=0.5X 346=173Kvar计算变压器的损耗：P =P+A Pb=390+5.05=3

34、95.05KWQ =Q+A Qb=173+25.7 仁198.71Kvar S=442.21KVAI=S/X10)=25.53A根据地理位置图及比例尺，得到此线路长度为 l =0.32 km 。10kV线路很短功率损耗 PL=3l 2RL=3X 25.532X 1.33 X 0.32=0.8KW Q=3I 2Xl=3X 25.532 X 0.35 X 0.32=0.2Kvar线路首端功率：P =P+A P=395.05+0.8=395.85KWQ =Q+A Q=198.71+0.2=198.91Kvar(1) 先按经济电流密度选择导线经济截面：由于任务书中给出的最大负荷利用小时数为 4600

35、小时，查表可得： 架空线的经济电流密度 j ec = 1 A/mm2。 所以可得经济截面：2Aec =I/j ec=25.23/1=25.23mm2选择标准截面35mm即选导线型号为LGJ-35。(2) 复核电压降正常运行时：N=2查表LGJ-35导线的电阻r 1=0.9 Q/km;线路电抗 取X1=0.39 Q/km,根据负荷另供电距离为0.32公里，则R=nX L=0.9 X 0.32=0.2 QX二xX L=0.38 X 0.32=0.12 Q U%=(PR+QX)/2U(780 X 0.2+346 X0.12)/(2 X 102)=1%10%符合要求故障情况运行时： 考虑到一条回路故障

36、切除， 另一条回路能保证 全部负荷供电 U%=(PR+QX)/ U2=(780X 0.2+346X0.12)/ 10 2=2%I因此满足发热条件。结论：经上述计算复核变电所 2决定采用10kV电压等级二回路 LGJ-35 导线接入。3.供电给变电所3的10kV线路为保证供电的可靠性选用双回供电线路，每回供电线路计算负 荷：P=0.5K & p(P3+R+F6)=0.5 X 0.9 X (112+168+169)=202.05KWQ=0.5Ke q(Q3+Q+Q)=0.5 X 0.95 X (67.2+126+118.3)=147.96Kvar计算变压器的损耗：P =P+A Pb=202.05+

37、2.99=205.04KWQ =Q+A Qb=147.96+13.11 = 161.07KvarS =260.74KVAI=S /=15.05A10kV线路功率损耗： FL=3l 2RL=3X 12.842x 1.33 X 0.64=0.42KW Q=3I2Xl=3X 12.842x 0.35 X 0.64=0.1Kvar线路首端功率：P 二P+A P=250.04+0.42=205.5KWQ =Q+A Q=147.96+0.仁148.96Kvar线路电压降计算(仅计算最长厂内10kV线路电压降)：U=(PrO+QxO)/UNI=(205 X1.33+148.06X0.35)/10 X0.64

38、=0.02KV U%A U/Un100%=0.02/10X 100%=0.2%合格(其余线路就更合格)(1) 先按经济电流密度选择导线经济截面：由于任务书中给出的最大负荷利用小时数为 4600 小时，查表可 得：架空线的经济电流密度 j ec = 1 A/mm2。所以可得经济截面：2Aec=I/j ec=15.05/1=15.05mm2选择标准截面25mm但根据最小导线截面积的规定，应选导线型号 为 LGJ-35。(2) 复核电压降正常运行时：查表LGJ-35导线的电阻r 1=0.9 Q/km;线路电抗取Xi=0.38 Q/km,根据负荷另供电距离为0.64公里，则R=riL=0.9 X 0.

39、64=0.58 QX=XiL=0.38 X 0.32=0.24 Q U%=(PR+QX)/2U(404.1 X 0.58+295.92 X 0.24)/(2 X 102)=1.5%10%符合要求故障情况运行时： 考虑到一条回路故障切除, 另一条回路能保证 全部负荷供电 U%=(PR+QX)/ U2=(404.1 X 0.58+259.2 X 0.24)/ 10 2=3%I 30因此满足发热条件。结论：经上述计算复核变电所 3决定采用10kV电压等级二回路LGJ-35 导线接入。4. 10kV 联络线(与其相邻其他工厂)的选择已知全厂总负荷：P总=2451KW,Q=1864.17Kvar10kV

40、联络线容量满足全厂总负荷20% :P=20%P=492.5KWQ= 20%Q、=377.7KvarS=621KVA匸S/U=621心0)=35.8A因运用时间很少，可按长期发热条件选择和校验。选导线LJ-25，其允许载流量为：I沪135人5 km 。相应参数为r o=1.33 Q/km,x o=O.35 Q /km.已知线路长度：匸 线路电压降计算： U=l(Pr q+Qo)/U n=5X (492.5 X 1.33+377.7 X 0.35)/10=0.4KV U% U/Un*100%=0.4/10 X 100%=4% 5%符合要求5.总降压变电所10KV母线的选择P=2084KW130=P

41、/UNcos)=2084/ X 10X 0.92)=130.8A按照发热条件选择选择LGJ-35合适校验机械强度得LGJ-35的截面满足条件 按照经济截面选择：Aec=130.8/1.15=113.7 平方毫米所以选择LGJ-120经校验，满足发热条件和机械强度的需要六.0.4kv母线选择1.变电所1的母线130=S/( V3U)=1184.4/ (v3x 0.4)=1709.5AI al要大于等于I 30按照热稳定性选择，采用LMY -3(100X 10)2. 变电所2的母线130=S/( v3U)=780/ (X 0.4)=1125.8AI al要大于等于I 30按照热稳定性选择，采用LM

42、Y-3(80X 8)3. 变电所3的母线130=S/(v3U)=404.1/ (V3X 0.4)=583.3AI al要大于等于I 30按照热稳定性选择，采用LMY -3(50X 4)第四章 短路电流的计算一.标幺制法工厂供电系统要求正常地不间断地对用电负荷供电，以保证工 厂生产和生活的正常的进行。然而由于各种原因，难免出现故障， 最常见的就是短路。短路后，系统中出现的短路电流比正常负荷电 流大得多，对供电系统造成极大的危害。短路的后果是十分严重的， 因此需要进行短路电流的计算，以便正确地选择电气设备，使设备 具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证它在发生可能有的最大短 路电流时不至于损坏。短路

43、电流计算方法中，常用的有欧姆法和标幺制法，本次采用 标幺制法进行计算。标幺制法，即相对单位制算法，因其短路计算中的有关物理量 是采用标幺值(相对单位)而得名。按标幺制法进行短路计算时，一般是先选定基准容量Sd和基准电压U d。基准容量，工程设计中通常取 Sd =100MVA基准电压，通常取元件所在处的短路计算电压，即取 Ud =U选定了基准容量S和基准电压U以后,基准电流I d按下式 计算I d=Sd/Ud=Sd/Uc基准电抗 X d 则按下式计算2Xd=Ud/I d=Uc2/Sd供电系统中各主要元件的电抗标幺值的计算(取 S d =100MVA,Ud =Uc )1)电力系统的电抗标幺值* 2

44、 2Xs*=Xs/Xd=(Uc2/Sc)/(U c2/Sd)=Sd/Soc2)电力变压器的电抗标幺值* 2 23)XT*=XT/Xd=(UK%/100)*(U c2/SN)/(U c2/Sd)=UK%Sd/100SN电 力线路的电抗标幺值*QXWL*=XWL/X d=X0l/(U c2/Sd)=X0lSd/Uc短路电路中各主要元件的电抗标幺值求出以后，即可利用其等效 电路图进行电路化简，计算其总电抗标幺值 XJ。由于各元件电抗 均采用相对值，与短路计算点的电压无关，因此无须进行电压换算， 这也是标幺值法较之欧姆法优越之处。三相短路电流周期分量有效值(3) KK(3)* *I d=I d/X?*

45、其他三相短路电流(3)(3)oo(3)Ki sh(3) =2.55 I(3)I sh(3) =1.51 I(3)二. 标幺值法计算电路短路电流1.工厂总降压变35kV母线短路电流(短路点)(1) 确定标幺值基准： Sd= 100 MVA ，Uc =37 KvId二S/Uc=100/( X 37)=1.56KA(2)计算各主要元件的电抗标幺值：系统电抗(取短路器 MVA)Xs*=Sd/Soc=100/400=0.2535kV线路电抗(LGJ-50)xo=0.43 Q /km* 2 2Xwl*=xolSd/Uc2=o.43X 19X 1oo/372=o.6(3) 求三相短路电流和短路容量：a. 总

46、电抗标幺值：X?*= Xs*+o.5X Xwl*=o.25+o.5 X o.6=o.55b. 三相短路电流周期分量有效值：I K(3) =I d/X?*=1.56/o.55=2.84KAc. 其他三相短路电流电流值：I ” =| J3) =| k=2.84KAi sh(3)=2.55 I ” (3)=2.55X 2.84=7.24KAI sh(3) =1.51 I ” (3) =1.51 X 2.84=4.32KAd. 三相短路容量：SK(3) =Sd/X?=1oo/o.55=181.82MVA 2. 10kV母线短路电流(短路点)(1) 确定标幺值基准： S d= 1oo MVA ，UC2=

47、1o.5 kVI d2=Sd/Uc2=100/( X 10.5)=5.5KA(2) 计算各主要元件的电抗标幺值：系统电抗(取短路器Soc =400Soc =400MVA)Xs*=Sd/Soc=100/400=0.2535kV线路电抗(LGJ-50)xo=O.43 Q /km* 2 2Xwi =XolSd/Uc2=0.43 x 19X 100/372=0.6(3) 35 kV /11 kV 电力变压器电抗 (UK%=6.5)*3XT* = UK%Sd/ 1 ooS N= 6 . 5 x 1 oo x 1 o3/( 1 oo x 2ooo)=3.25(4) 求三相短路电流和短路容量：a. 总电抗标

48、幺值：X?*= Xs*+o.5( X wl*+XT*)=o.25+o.5 x(o.6+3.25)=2.18b. 三相短路电流周期分量有效值：IK(3) =I d/X?*=5.5/2.18=2.52KAc. 其他三相短路电流电流值：I” =1 * =I k(3)=2.52KA(3)(3)i sh(3)=2.55 I ” (3)=2.55x 2.52=6.43KAI sh(3)=1.51 I ” (3)=1.51 x 2.52=3.83KAd. 三相短路容量：SK(3)=Sd/X?=1oo/2.18=45.87MVA3.0.4kV母线(变电所1)短路电流(短路点)(1) 确定标幺值基准： Sd =

49、1oo MVA ，UC3=o.4kVSoc =400Id3=Sd/Uc2=100/( x0.4)=144.34KA(2) 计算各主要元件的电抗标幺值：系统电抗(取短路器MVA)Xs*=Sd/Soc=100/400=0.2535kV线路电抗(LGJ-50)xo=O.43 Q /km* 2 2Xwi =xolSd/Uc2=O.43 X 19X 100/372=0.6(3) 35 kV /11 kV电力变压器电抗(Uk%=6.5)*3XT* = UK%Sd/ 1 00S N=6 . 5 X 1 00 X 1 03/( 1 00 X400)=16.2510kV 厂内架空线路电抗(给变电所I供电) ：

50、因这段10kV架空线路很短，1=0，电抗可不计。X4=0(5) 10 /0.4kV 电力变压器( 1000kVA 变压器 Uk % =4.5)：3X5= UK%Sd/100SN=4.5X 100X 103/(100 X 1000)=4.5(6) 求三相短路电流和短路容量：a. 总电抗标幺值：X?*= Xs*+0.5( X wl*+XT*)+0.5(X 4+X5)=0.25+0.5 X(0.6+16.25)+0.5(0+4.5)=10.93b. 三相短路电流周期分量有效值：I K(3) =I d/X?*=144.34/10.93=13.21KAc. 其他三相短路电流电流值：I” =13)=1 k

51、(3)=13.21KAi sh(3)=2.55 I ” (3)=2.55X 13.21=33.69KAI sh(3)=1.51 I ” (3)=1.51 X 13.21=20.08KAd. 三相短路容量：SK(3)=Sd/X?=100/10.93=9.15MVA三相短路电流和短路容量计算结果列表汇总如表 4 所示4.0.4kV母线（变电所2）短路电流（短路点）(1) 确定标幺值基准： Sd =100 MVA ，UC3=0.4kVId3二S/Uc2=100/( X 0.4)=144.34KA(2) 计算各主要元件的电抗标幺值：系统电抗(取短路器 Soc =400 MVA)Xs*=Sd/Soc=100/400=0.2535kV线路电抗(LGJ-50)xo=0.43 Q /km* 2 2Xwl*=xolS d/Uc2=o.