《某水泥厂供配电系统电气部分初步设计》13000字（论文）

某水泥厂供配电系统电气部分初步设计摘要伴随着我国大坝，高铁，桥梁，公路，高楼等基础设施的快速发展，对水泥的需求很大，而水泥的生产不可或缺的一个因素就是需要电能来维持，只要是需要用到电能的地方就必须考虑其安全性，可靠性以及经济性等。所以本次毕业论文我将从水泥工业的生产工厂的供配电系统角度出出发，在满足电能使用的基本要求和工业工厂供配设计的基础上做出一个尽可能完善的设计。本次设计先是对全水泥厂的负荷进行一个分类，确定一，二，三级负荷，再对负荷进行计算，计算负荷的主要目的是对负荷的等级进行分类以及在满足设计规则的前提上合理的选择变压器的容量和型号选择以及导线的选择。无功补偿的目的是减少损耗，降低运行成本。考虑供电可靠性和经济性来确定主接线，用短路电流来选择高压侧和低压侧的设备以及线路的截面积，最后就是综合整个水泥厂的供配电系统进行接地和防雷的设计。关键词：水泥厂；负荷计算；无功补偿；主接线；短路电流计算；接地与防雷目录10102前言 81286第1章绪论 9170241.1本课题的来源及背景 9242541.1.1水泥工业的发展状况 9180341.1.2主要存在的问题 9273281.2供配电设计的基本要求及原则 10311081.2.1供配电设计的基本要求 10287621.2.2供电设计必须遵守的基本原则 108167第2章水泥厂原始资料 1173642.1水泥厂供电的具体参数 11277912.1.1水泥厂总平面图 11120942.1.2工厂负荷情况 113632.1.3该厂供电电源情况 11273612.1.4供电局要求的功率因数 12170202.1.5电源短路容量 1291922.1.6电费制度 1267462.1.7气象资料 1211412第3章负荷计算 1310653.1负荷计算 13178713.1.1负荷计算的意义 1336103.1.2用电设备计算负荷的计算式 1367103.1.3水泥厂各个车间负荷计算 14247933.1.4水泥厂总计算负荷 1415931第4章电气主接线的选择 20316514.1各个车间变电所的设计以及无功补偿 20180364.1.1变配电所选择的一般原则 2045674.1.2各个车间变电所的位置以及全厂供电草图 20198014.1.3各个车间变压器容量、台数的选择及无功功率补偿 2477424.2工厂变电所的电气设计 32194564.2.1电气主接线的意义和重要性 3285414.2.2水泥厂变电所主接线的说明 3214234.2.3工厂变电所主接线的选择 33275324.3供电线路的导线选择 349024.3.110kV线路的导线选型 3463234.3.2其他变电所的导线选型 3520749第5章短路电流计算 37211955.1短路电流计算的目的 37219865.2短路电流的计算 37229395.2.1水泥厂总降压35kV短路电流的计算 38301175.2.210kV母线短路电流 393415.2.30.4kV车间低压母线短路电流 39324005.2.4三相短路电流和短路容量统计表 409965第6章主要电气设备的选择 4127806.1开关柜的选择与简介 41205856.2电气设备的选择与校验 41210916.3变电所设备的选择与校验 4383196.3.135kV侧设备的选择与校验 4356976.3.210kV侧设备的选择与校验 43164306.3.30.4kV侧设备的选择与校验 4424186第7章防雷与接地 46138957.1防雷 46168937.2接地 4729553参考文献 5122212附录1 5225004附录2 53第1章标题前言就现在的工业生产而言，可以说是百分之百的需要依赖电能完成其生产，可以这么说，没有电能就没有现代工业的生产和发展，电能的对工业的作用与人体的心脏一样，是工业生产中哪些庞大的机械可以运转起来，能完整人无法完成的事情。对于整个电力系统而言，发电的部分受地理位置和自然因素的影响，所以发电端不可能设置在每一个工厂的傍边，此时就出现了一个问题，工业生产所需要的电能如何从发电端传输过来，此时就要涉及电能要通过电网送过来，电网把电能送到某区域的一个变电站，而工厂必须要从该地区的变电站下火，把电能送到需要的工厂里面去，这里出现了另一个问题，下火的地方离工厂有多远，使用多大的主变压器，什么样的主接线，送到工厂后每个车间需要多少电能，这一整体就是要进行供配电的设计。工厂一般对电能的品质和可靠性有较高要求，因为一旦停电就会对工厂造成巨大的经济损失，所以对供配电系统的设计有了更高，更好的要求。目前我们国家许多在建或者激化建造的设施都需要大量的水泥，也就是混泥土，所以水泥的产量对我国经济的增长有着至关重要的作用，因此把水泥厂供电的可靠性，安全性，经济性做好是一件非常重要的事情。我的这次毕业设计来自于生活中实际正在生产的水泥工厂，实用性还是比较强。因为水泥厂生产水泥需要许多流程，其中碎石机和其他部分电动机所需要的功率和电压都比较高，所以供电的电压就要选择35kV。而有一部分电动机和综合生活去不需要那么高的电压，只需要0.4kV就可以了。所以本次毕业设计先要设计一个总的降压变电所，因为系统的额定电压有规定就先将电压从35kV变为10kV，有一部分电机和照明不需要这么高的电压只能用0.4kV的电压，所以还要设计几个10kV变0.4kV的分变电所。从供电的可靠性考虑，如果35/10kV的总降压变电所的变压器出现故障不能正常运行，会导致全工厂的都停电，所以主变压所设置两台降压变压器。我的这个毕业设计要完成整个水泥厂从35kV到0.4kV全部变电所的设计。变电所里面包含了变压器，电流互感器，电压互感器，断路器，隔离开关等一次设备，我要通过计算负荷和短路点短路电流的计算来确定这些一次设备的型号以及进行无功补偿，确定好设计方案后在用CAD画出高压侧和低压侧的接线。水泥厂的总降压变电所的目的是将变电站的电压转换该厂各种设备所需要的电压，但这不是一个简单的降压就能解决的事情，还要考虑在降压的过程中是否遵循可靠性、安全性、经济性的准测。该设计主要解决的问题有：（１）根据工厂的负荷和功率因素的要求计算出计算负荷，可以解决总降压变电所和每一个车间变电所用几台、用多大容量、选择什么型号的变压器的问题；（２）把当地的变电站和该水泥厂的实际情况结合起来，确定使用哪一种类型的主接线；（３）计算短路点的短路电流；（４）各种一次设备的选择如断路器，隔离开关等；（５）防雷接地设计。第1章绪论1.1本课题的来源及背景一直以来，我们国家的各个建筑像雨后春笋一般，为国家的发展和人们的幸福生活提供了极大的便利，一座座建筑拔地而起的过程中，有一个不可或缺的建筑材料—水泥，所以整个社会对水泥的需要开始一直上升。从那以后，全国的水泥工业出现了一片欣欣向荣的景象，如华新水泥、天瑞水泥，海螺水泥等知名品牌不断壮大，已经走向了世界，年产量更是达到了30亿吨。这些巨型水泥厂之所以能取得这些成就，得益于他们对工厂电能的利用和分配的重视，也就是要科学合理的使用电能。所以说如何能让水泥厂的电能能够安全、可靠的使用是一件很重要的事情。1.1.1水泥产业的状况水泥产业越做越大，厂家开始思考如何在确保质量的前提的基础上减小生产的成本，在其他方面减少不切实际，会对产品有很大不好的地方，所以只能从水泥厂用电的这一方面下功夫，毕竟水泥厂每年所使用的电能的数量是巨大的，大多数水泥厂都在追求不影响产量和质量的前提下，尽量少使用电能。1.1.2水泥产业目前的问题水泥厂生产出水泥存在的问题有许多，如：投入和产出不成正比，产生的废物对环境的污染很大，电能的消耗过多等等问题，前面两个我暂且不做讨论，本次毕业设计要解决使后面的一个问题，即电能消耗过多，让水泥厂的生产成本大大增加，对电能也是极大的浪费，不满足对电能使用要求经济这一条。1.2供配电设计基本要求和需要遵守的基本规则1.2.1设计要求水泥厂只有真正做到以下的几个基本要求，就可以不用担心在电能使用这一块会造成生产成本增加的问题：（1）安全，电在我们的生活中是一个比较危险的东西，如果在使用电能的过程中不注意，轻则造成设备的损坏，重则造成人员伤亡。（2）可靠，因为水泥厂是一天24小时都在生产，而生产过程必须要使用电能，一旦停电，就不能产出水泥，对工厂来说极为不利，所以保证工厂不能停电是必须要做到的。（3)优质，不是所有的电能都能是设备正常的工作，只有满足先关规定的电能才可以，所以优质的电能也是必须满足的。（4）经济，在目前前面三个基本要求的前提下，尽量做到。1.2.2需要遵守的基本规则（1）首先一定要符合国家的相关规定。（2）必须根据各个地方电网和自身水泥厂实际，给出一个合理的设计（3）以眼前的建设为主，但也要考虑水泥厂将会进行相关的扩建，所以适量为未来发展留下一定裕度。PAGE13第2章水泥厂原始资料2.1水泥厂供电的具体参数2.1.1水泥厂总平面图工厂总平面图如图2-1所示图2-1工厂总平面图

2.1.2工厂负荷情况水泥厂的工作机制为24小时连轴转，但人不可能24小时都在工作，所以要设置三班倒，每一个班次8小时。按老师发布的任务书规定该水泥厂年最大负荷利用小时数为6500。水泥库顶车间要求为二级负荷，综合楼和生活区对供电可靠性要求不高设立为三级负荷，其他的车间要求无论任何情况下都不能停电，所以必须设置为一级负荷。由于水泥粉磨车间和生料粉磨车间所使用的都是大功率、高电压的大电机，所以额定电压要给10kV。其它车间需要用到电机设备的均为额定电压为380V的三相电。综合楼和生活楼的用电都为照明和家用电器所使用的额定电压也都是220V的单相交流电。该水泥厂的各车间及综合楼和生活区的负荷统计如表2-2所示。编号车间名称设备容量/kW需要系数功率因数负荷等级1水泥粉磨12800．670．70一2水泥库顶6400．500．75二3窑头12700.760．70一4水泥烧成9400.640．65一5生料粉磨22300.670．60一6混凝土搅拌站7100.650.66一7综合楼、生活区等5300．700．85三表2-2：水泥厂电力负荷2.1.3该厂供电电源情况与当地电业部门签订的供用电协议规定，可由附近220/110/35kV地区变电站取得工作电源，距厂约为10km。地区变电站35kV母线短路数据：系统最大运行方式下，；系统最小运行方式下，。2.1.4供电局要求的功率因数当35kV线路供电时，根据供电协议水泥厂总降压变电所高压侧的功率因数不得低于0.85，如果10kV线路供电时，规定水泥厂高压侧功率因数不得低于0.9。2.1.5电源短路容量当35kV母线出线时，断路器的最大可关断容量为1600MVA;当10kV母线出线时，断路器的最大可关断容量为360MVA。2.1.6电费制度根据水泥厂与供电局协议规定：厂区动力费用为0.33元/KW·h，生活区照明费用为0.56元/KW·h。第3章负荷计算3.1负荷计算3.1.1负荷计算的现实意义负荷计算的现实意义是解决总降压变电所和每一个车间变电所用几台、用多大容量、选择什么型号的变压器的问题。所以所负荷计算是一件非常重要的事情，它既可以为之后继保的整定提供依据，又可以对变压器的大小进行调整，让其工作在效率较高的状态，所以说负荷计算在本次毕业设计中是最基础的也是最重要的。同时在该水泥厂的功率因素不满足要求时，我们还可以利用负荷计算得到的结果对该水泥厂进行无功补偿，这样做的直接结果就是能降低运行损耗，大大减小该水泥厂运行的成本。目前负荷计算的方法有两种。在寻找相关资料后，基于这两点方法的特点和该水泥厂的运行特点，我决定在此次设计中采用需要系数法。3.1.2用电设备计算负荷的计算式有功计算负荷（kW）（3-1）无功计算负荷（kvar）（3-2）视在计算负荷（kVA）（3-3）计算电流（A）（3-4）其中式中—用电设备的安装容量—用户电气设备名牌给出的功率因数角的正切值—设备的额定电压—需要系数3.1.3水泥厂各个车间负荷计算水泥粉磨车间：，，，水泥库顶车间：，，，窑头车间：，，，4.水泥烧成车间：，，，5.生料粉磨车间：，，，6.混泥土搅拌站：，，，7.综合楼和生活区等：，，，3.1.4水泥厂总计算负荷取有：该水泥厂每个车间的计算负荷和总的计算负荷如表3-1表3-1车间序号车间负荷等级设备容需要系数功率因数计算负荷P30

/kWQ30

/kVarS30

/kVAI30

/A1水泥粉磨一12800.670.701.02857.6874.81225.11768.32水泥库顶二6400.500.750.88320281.6426.3615.33窑头一12700.760.701.02965.2984.51387.720024水泥烧成一9400.640.651.17601.6703.99261336.65生料粉磨一22300.670.601.331494.11987.22486.33562.76混凝土搅拌站一7100.650.661.14461.5526.27001010.47综合楼、生活区等三5300.700.850.62371142.7397.5573.7合计取同时系数：4817.55335.97188.910376.3PAGE61第4章电气主接线的选择4.1各个车间变电所的设计以及无功补偿4.1.1选择变电所的原则有以下几个原则必须满足：（1）距离总降压变电所的位置尽可能的近。（2）进线和出线对配电的连接要方便。（3）在距离负荷中心近的前提下，保证其正常工作时的安全性。（4）设备的进出要求便利。（5）尽量避免放在有长时间没有散热的地方。（6）变电所位置不能设置在有对设备有危害的气体附近。（7）变电所的位置不能设置在长时间湿度较大和容易形成积水坑的地方。4.1.2每一个车间变电所的位置确定和整个工厂的供电大概图水泥厂里面有的车间是不允许停电的，如果停电会造成很严重的损失，这些车间变电所应设置为一级负荷或者二级负荷，所以按照一级和二级负荷的要求需要从两个回路来获取电能，一个回路是直接从就近的变电站引出一条线到工厂的总降压变电所，另一条备用回路的下火来自就近别的工厂的高压联络线。根据实际情况设立4个车间变电所和1个总降压变电所，一个5个，每一个车间的变电所的位置运用负荷矩阵法来进行确定。每一个车间变电所所供电的车间为：

总降压变电所变电所I：水泥库顶车间、水泥烧成车间、混泥土搅拌站。变电所II：窑头车间。变电所III：生料粉磨、水泥粉磨车间。变电所IV：综合楼和生活区。1.总降压变电所位置的确定该水泥厂的负荷位置如4-1所示图4-1工厂负荷示意图根据该水泥厂每个车间的实际位置和供电要求的实际情况设计7个负荷中心，分别为、、、、，，。7个负荷中心通过以下公式的计算可以确定每一个车间变电所的具体分布和具体的几何位置如图4—2所示。先求出的数值，再设位置，取0.9，按照重心力矩公式，计算如下所示：图4-2负荷分布示意图由以上计算结果可知总降压变的位置是2.变电所1位置的确定变电所1的大致位置如图4-5图4-5变电所I的负荷平面示意图根据上面的计算结果和工厂的大致位置图可以先确定三个负荷中心，这三个负荷中心的大致为位置图如下图4-6所示，各个负荷中心在下图的直角坐标系中已经画出来了。由一般经验可知，变电所1应该在这三个负荷中心连接而成三角形区域内，在这里我们可以选取同时系数为0.9，还是按照上面求总降压变电所位置的计算方法来确定变电所1的位置，求解过程如下所示。图4-6变电所I的负荷分布示意图

通过计算，变电所1的位置是：3.变电所2、变电所3、变电所4的位置变电所2、变电所3、变电所4这三个变电所就设立在自己车间附近就可以了，因为自己给自己供电就可以了。4.全厂供电平面图

图4-7全厂供电平面图4.1.3各个车间变压器容量、台数的选择及无功功率补偿1.变电所1（1）：（2）无功补偿（规定是0.92）补偿完成之后的视在功率如下：（3）变电所I的变压器进行选择为保证该变电所1既能满足负荷的要求又能在正常情况下不停电，所以变电所1决定用两台主变压器，按照要求每台变压器必须能带全部负荷的70%。故

经过自己在百度上寻找的参数和老师在群里面发的毕业设计指导书我找到了满足要求的变压器，型号为SC-1500kVA/10kV/0.4kV,并将该型号的变压器的四个重要参数找了出来，如下所示：

、、、（4）变压器的功率损耗

把变压器的损耗加上低压侧的负荷计算得到高压侧负荷为：

进行无功补偿之后的功率因素为：，毕设要求的是0.9，满足要求。

2.变电所2

(1)：

（2）无功补偿（按规定取0.92）

补偿后的视在功率为：

（3）通过以上计算可以对适合变电所2的变压器进行选择从供电的可靠性出发，为保证该变电所1既能满足负荷的要求又能在正常情况下不停电，所以变电所1决定用两台主变压器，按照要求每台变压器必须能带全部负荷的70%。故。

经过自己在百度上寻找的参数和老师在群里面发的毕业设计指导书我找到了满足要求的变压器，型号为SC-1000kVA/10kV/0.4kV,并将该型号的变压器的四个重要参数找了出来，如下所示：

（4）每台变压器的功率损耗：变压器的损耗加上低压侧的负荷计算得到高压侧负荷为：

进行无功补偿之后的功率因素为：，毕设要求的是0.9，满足要求。3.通过计算负荷确定变电所3里面变压器的数量以及容量（1）取，变电所3总的计算负荷为：（2）对变电所3进行无功补偿（规定补偿到0.92）

补偿完成后的视在功率：

（3）通过以上计算可以对适合变电所2的变压器进行选择为保证该变电所1既能满足负荷的要求又能在正常情况下不停电，所以变电所1决定用两台主变压器，按照要求每台变压器必须能带全部负荷的70%。故。

经过自己在百度上寻找的参数和老师在群里面发的毕业设计指导书我找到了满足要求的变压器，型号为SC-2000kVA/10kV/0.4kV,并将该型号的变压器的四个重要参数找了出来，如下所示：

（4）计算每台变压器的功率损耗:

变压器的损耗加上低压侧的负荷计算得到高压侧负荷为:

补偿后的功率因数为，毕设要求的是0.9，满足要求。

4.变电所4（1）与以上步骤一样

（2）无功补偿（按照规定大于0.92）由以上计算的结果可知功率因素是0.93，已经大于了0.92，所以该变电所不需要进行无功补偿。

（3）通过以上计算可以对适合变电所2的变压器进行选择从供电的可靠性出发，为保证该变电所1既能满足负荷的要求又能在正常情况下不停电，所以变电所1决定用两台主变压器，按照要求每台变压器必须能带全部负荷的70%。故

经过自己在百度上寻找的参数和老师在群里面发的毕业设计指导书我找到了满足要求的变压器，型号为SC-400kVA/10kV/0.4kV,并将该型号的变压器的四个重要参数找了出来，如下所示：

(4）计算每一台变压器的功率损耗：

变压器的损耗加上低压侧的负荷计算得到高压侧负荷为

补偿后的功率因数为，毕设要求的是0.9，满足要求。

5.总降压变电所的台数及容量选择

（1)对总降压变电所进行负荷计算，取

0.67小与0.92，所以需要进行无功补偿。对总变电所进行无功补偿（规定补偿到0.92）

补偿完成后的视在功率：（2）通过以上计算可以对适合总降压变电所的变压器进行选择从供电的可靠性出发，为保证该变电所1既能满足负荷的要求又能在正常情况下不停电，所以变电所1决定用两台主变压器，按照要求每台变压器必须能带全部负荷的70%。故

经过自己在百度上寻找的参数和老师在群里面发的毕业设计指导书我找到了满足要求的变压器，型号为SC-5000kVA/35kV/10kV,并将该型号的变压器的四个重要参数找了出来，如下所示：

（3）计算每一台变压器的功率损耗

变压器的损耗加上低压侧的负荷计算得到高压侧负荷为

补偿后的功率因数为，毕设要求的是0.9，故满足要求。

7.水泥厂每个变电所所使用的变压器为：表4-1各变电所所用使用的变压器型号和各个参数变电所名称变压器型号额定容量/kVA联接组别号损耗/KWI0%Uk%空载负载ISC-750/10/0.4750.0Dynl11.095.81.64.6IISC-500/10/0.4500.0Dynl10.925.01.84.1IIISC-1000/10/0.41000.0Dynl12.236.11.45.2IVSC-250/10/0.4250.0Dynl10.664.12.14.0总降压SC-5000/35/105000.0Y,d116.7336.60.917.1

4.2工厂变电所的电气设计4.2.1电气主接线的意义和重要性为了使电能在可靠、安全等基本前提条件的基础上能够满足工厂每一个车间变电所的需要就得设计一个电气主接线，电气主接线图中的内容是整个工厂用电设备与电源之间连接方式的关系。应为系统中的电源是对称的三相交流电，所以在电气主接线图中只需要画出一相的关系就可以的，这样就可以建设图形的复杂性，也方便别人能够很容易就看懂。对每一个变电所主接线的要求是在可靠、安全的前提下，能少花钱就少花钱，减少不必要的开支，提高经济性。4.2.2水泥厂变电所主接线的说明根据该水泥厂的实际情况设立总变电所的位置，总变必须要满足的要求是距离每一个车间变电所的位置要尽可能的近，距离负荷中心的距离也要尽可能的近，这样做的目的减小线路的长度，同时也能减小电能的损失,由此确定的总变的位置。光确定位置还不行，对总变运行时候也有一些要求:（1）装两台35KV变10KV，容量为5000kV·A的变压器，并采用桥型接线，目的是为了提高供电的可靠性。（2）在总变这一线路正常工作时，从附近的工厂引来的10KV备用线路的断路器必须可靠的断开（3）10KV侧采用单母线分段接线，正常时所有负荷接在分段1线上，分段2线上接入从附近工厂引入的10KV电源，正常是分段断路器是闭合的，一但总变不能正常供电了，此时合上从附近厂区接入10KV电源的断路器，就能保证该厂的一级负荷和二级负荷不停电。（4）该水泥厂有两个电源，一个是从变电站引入，一个是从附近工厂引入。（5）由计算负荷可以选择出自己所需要的变压器，同时也要考虑该变压器损耗大不大，能不能达到高效率的运行。当发生以下几种情况的时候需要使用两台或者两台以上的变压器：有大量的一级负荷和二级负荷，如果使用一台变压器并且发生故障会导致停电，此时多台变压器就不会导致这个结果。负荷的使用是随时变动的，有很大的不确定性，冬季和夏季可能用电的负荷比较大，此时用一台可能不能满足要求，就要用到多台变压器。4.2.3根据计算结果确定主接线1.几种常见的主接线有：（1）单母线接线特点：所有的线都直接连接在这一根线上。优点：非常方便，而且使用的设备也很少，经济性较好，还能很方便的就能扩建。缺点：缺点也是比较明显的，当母线检修或者故障时，整个母线上的负荷都要停电，所以供电的可靠性很差。（2）分段单母线接线特点：一个分段断路器将一条母线分成两端母线。优点：接线与单母线相比稍微复杂了一点，但也是比较简单，某一段母线故障时不会导致全部负荷停电，供电的可靠性得到了提高。缺点：多用了一台断路器，运行成本提高了（3）桥式接线如果我们设计的变电所中有两个变压器，并且这两个变压器分别连接了一条输电线路，这个时候用桥型接线就非常的好，优点也特别的多，以下我将对两种接线的优缺点做一个比较，再根据该水泥厂变电所的实际情况来选择合适的接线方式。内桥连接适合于变压器不需要经常切换和输电线路较长的情况，根本原因是线路很长之后，发生故障的概率就高了，此时线路断路器就要经常动作，工作情况比较恶劣。外桥接线与内桥接线跨桥的方式刚好相反，适用于变压器需要经常切换和线路较短的情况，线路短发生故障的概率就低，所以线路侧的断路器不需要经常动作。（4）角型接线角型接线顾名思义就是连接成一个封闭的回路，有多少个角就叫几角形接线，这种接线方式的好处是每一条负荷都能在两个方向上获得电能，所以说供电的可靠性是非常高的，其次就是使用的断路器比较少，众所周知，一台断路器的是非常贵，而且这种接线方式有没有母线，所以不需要占用大量的土地，成本非常的低。这种接线的坏处也是十分明显的，例如有一个断路器坏了或者需要维修，这时封闭回路的角型就变成开环了，供电点可靠性大打折扣。2.主接线图的选择（1）总变35KV高压侧的选择由这个变电所的实际情况可知，除了生活区是三级负荷，其余的车间都是一二级负荷。所以为了保证这些车间能都做到不停电在总降压变电所设立两台变压器，并且使用双回路，根据以上介绍的几种方式，依据实际综合比较后，桥型接线最适合，故在总降压变使用桥型接线。桥型接线的几种形式如下图所示：

（2）总降压变电所的选择这个水泥厂的总变电所就设立在工厂里面，距离每一个车间变电所的位置都比较近，路线的长度比较短，故障率低，但变压器需要经常切换，以上特点与外桥接线的特点一致，所以35KV的高压侧用桥型接线里面的外桥，目前大多数的工厂10KV的低压侧都是采用了单母线分段，所以这次我们的设计也用这个。综合高压侧和低压侧来看，能满足供电可靠性的要求，大量工厂的一二级负荷基本都是用这种接线方式。4.3供电线路的导线选择4.3.110kV线路的导线选型1.变电所1该工厂所有的车间都是一级或者二级负荷，所以需要用双回路来供电，以下计算以一条线路为例：

选择导线截面积的常用方法为经济电流密度法，由老师给的任务书可以最大负荷利用小时数为6400小时，寻找相关资料可以知道，。计算过程如下所示：

，由查阅的资料可知，大多数工厂的配电线路都是采用铝绞线，所以我们综合上面的计算结果和百度相关参数条件可以选择LJX-25,LJ-25最大通过电流,电阻参数和电抗参数为：，。温度修正参数：

。由上面的计算结果可知满足设计条件，同时由工厂的大致位置图以及相关距离的计算可以知道总变到变电所1的导线长度为0.34km，由此可以知道在这一10KV线路上的功率损耗可以用具体的公式计算出来：

加上线路上的损耗，可计算出首段的功率为：

经过以上的计算可以知道所用导线LJ-16满足要求。

4.3.2其他变电所的导线选型与上面的过程一样，其它变电所的就不一一赘述，选择出合适自己车间变电所导线，我可以还是按照对变电所1选择导线的方法，如法炮制的按同样的方法去选择其他变电所的导线，具体的结果如表4-2所示。

表4-2变电所导线型号的选择及参数变电所导线型号最大通过电流(A)导线截面积（mm2）是否满足要求ILJX-2511025.1是IILJX-2511025.1是IIILJX-2511025.1是IVLJX-2511025.1是联络线路LGJ-50220289.4是总降压LGJ-50220289.4是第5章短路电流计算5.1短路电流计算的目的水泥厂对供电的要求是非常高的，一旦发生停电或者电能质量出现问题，对水泥厂的运转会产生致命的打击，所以保证水泥厂一直能得到稳定的电能是非常重要的。但是供配电系统不可能一直稳点安全的运行，总会在一些时候出现电气设备的损坏和短路故障的发生。电气设备损坏影响还不是很大，直接更换就可以了，一旦发生了短路故障如果断路器不能正确的切除，那么将会造成整个工厂发生停电。所以就要对电气设备在短路故障是能不能损坏就要做一下验证，验证之后再看这个设备满不满足要求，只有这样才能选择出合适的电气设备。校验设备要按照系统最严重故障时候的短路电流来校验，如果系统的电气设备能够扛过这个最大的短路电流，那么其他的也就不在话下了，通过系统以上计算出来的数据，我们按照这些数据来进行所需要的校验。

5.2短路电流的计算一般工厂的短路是在某一点进行短路的，根本不满足无限大系统短路的条件，但是我们还是按照无限大系统短路来计算，原因是无限大系统短路时比其他任何一点三相短路的电流都要大。如果选择出来的设备能扛过无限大系统短路的电流，那么其他短路的电流也就不在话下了。所以我们按照无限大系统来进行计算。简化图如下，图上所给的数据都是标幺值：

图5-1简化图

5.2.1水泥厂总降压35kV短路电流的计算计算K1点短路电流过程如下：取，

2.系统电抗：

35kV架空线路电抗：

3.总电抗：有效值：

容量：

5.2.210kV母线短路电流计算K2点短路电流过程如下：1.取，

2.变压器的电抗标幺值：

3.总电抗：有效值：

容量：

5.2.30.4kV车间低压母线短路电流用车间变电所1来代表其他相同类型的车间变电所，计算K3点短路电流如下：取，

2.变压器电抗标幺值：

3.总电抗：有效值：

容量：

5.2.4三相短路电流和短路容量统计表短路点三相短路电流/KA三相短路容量K1点7.587.587.5819.3311.446465.5K2点19.2519.2519.2549.32629.131349.9K3点27.3127.3127.3150.2529.76817.19表5-1三相短路电流和容量统计表

第6章主要电气设备的选择6.1开关柜的选择与简介开关柜可以把它比作弱电里面的集成电路，不同的是开关柜是把大部分的电气设备放在一个柜子里面，10KV以下的配电装置如果不集中放置管理起来和维修都是一件很麻烦的事情，所以现在10KV以下的配电往往都放在一个柜子里面开关柜里面主要由进线，出线，电流互感器等等一些设备都放在一个封闭的金属柜子里面，基本上一个车间变电所用一套开关柜就可以了，而且开关柜的外面的显示屏上会实时显示现在这个车间变电所的负荷情况，不管是从占地的大小，还是故障时维修的便利程度都是非常好的。前面的一节我通过你一些计算和百度相关的资料，对高低压侧的主接线做出了比较合理的选择。同样的在这一节我需要通过我确定的主接线来选择开关柜。综合比较几种开关柜的优缺点之后，高压侧使用HXGN-10的开关柜，低压侧用GGD型开关柜。6.2电气设备的选择与校验1.高压断路器工厂的配电中，能够在带大量负荷切除线路的只有断路器，而其系统发生故障或者不正常状态时，都需要它来做出反应，所以在不同的配电系统中选择一个合适的断路器是一件多么重要的事情。既然要选择就必须通过动、热稳定性的校验，才能做出正确的选择。

（1）断路器的额定电压和额定电流，要求（6-1）（2）按照短路电流校验动，热稳定性即（6-2）热稳定校验应满足下式（6-3）QUOTE-分别为断路器安装处的短路稳定电流及短路电流的保持那个值的时间。（3）断路器容量的校验

要保证能切除三相故障而且自身能扛住，不被损坏。满足

（6-4）2.隔离开关隔离开关系统的作用是在进行设备的检修时能够让人的眼睛看到线路产生明显的断口，让工作人员能够放心大胆的去进行检修工作，有的人会说断路器不是已经把线路和系统已经断开连接，但是断路器是封闭在一个空间里面的，看到不到端口。

3.电流互感器这个设备的本质与变压器相同就是将大电流转换成小电流。（1）安装的电压要与其本身工作电压一直。（2）最大工作电流不能超过其规定值。（3）产生的电动力不能超过允许值,即（6-5）

4.电压互感器电压互感器的本质就是将大电压转换成小电亚：（1)工作时的电压要与自己规定的电压一致。（2)二次侧的接入的负荷不能超过自身的额定值，不然会影响测量的精度。即（6-6）

6.3各车间变电所设备的选择与校验6.3.135kV主要设备的选择和校验所有数据以及是否能选用汇总在下面的表格中参数类型电压（KV）电流（A）切断电流（KA）动稳定（KA）热稳定装设地点规定参数3589.27.5819.3314.23选择的各一次设备的额定参数高压断路器ZN3-3535100017.430.218.5高压隔离开关HGN-2-35/1000351000无无无高压熔断器XRNT-353515014无无电流互感器LMZJ2-3535二次侧5无无无电压互感器JDZ-3535KV/0.1KV无无无无表6-1参数类型电压（KV）电流（A）切断电流（KA）动稳定（KA）热稳定装设地点规定参数3589.27.5819.33选择的各一次设备的额定参数高压断路器ZN3-3535100017.430.218.5高压隔离开关HGN-2-35/1000351000无无无高压熔断器XRNT-353515014无无电流互感器LMZJ2-3535二次侧5无无无电压互感器JDZ-3535KV/0.1KV无无无无6.2.310KV主要的设备选择和校验所有数据以及是否能选用汇总在下面的表格中参数类型电压（KV）电流（A）切断电流（KA）动稳定（KA）热稳定装设地点规定参数10415.119.2549.326320.131所选择一次设备的额定参数高压断路器ZN1-101080024.555.5350.5高压熔断器XRNT1-101045022.3无无高压隔离开关HGN-1-1010500无无无电流互感器LMZJ2-1010500/5无无无电压互感器JDZ-1010KV/0.1KV无无无无表6-26.3.30.4kV设备的选择与校验所有数据以及是否能选用汇总在下面的表格中参数类型电压（V）电流（A）断流能(kA)动稳定度(kA)热稳定度装设地点的规定参数符号表示变电所13802459.927.3150.25336.2变电所23801931.222.3641.39276.3变电所3380201.77.3615.38101.6所选择一次设备的额定参数变电所1和变电所2所用断路器DW-250038025004075400变电所3所用断路器DW-100038010003525150变电所1和变电所2熔断器RL-2500380250035无无变电所3所用熔断器RM-50038020010无无电压互感器JDJZ-380380/100无无无无变电所1所用电流互感器LMK-0.66-25003802500/510无无变电所2所用电流互感器LMK-0.66-20003802000/5无无无变电所3所用电流互感器LMK-0.66-300380300/5无无无其他无无无无无第7章防雷与接地7.1防雷有电力线路和变压器的地方就会存在来自内部过电压和外部过电压的危害，所以防雷的一些措施也慢慢被人们所发现，并在现在的电力系统中得到了广泛的应用，过电压对系统产生危害的本质是电压超过此时系统绝缘所能承受的最大电压就是发生击穿等状态，进一步会发展系统的一些故障，对系统造成的危害也就非常大了。直击雷和感应雷都属于外部过电压。而直击雷会直接打在线路上，会产生数值非常的电流，会对系统产生难以估计的损伤和很大的经济损失。还有一种雷打在线路的附近的地方，通过杆塔感应到线路上，引起系统的过电压，这种叫做感应雷过电压，也更难防护。但总的来说，二者对系统的影响都很大，因此设立相应的保护是必须的。目前防雷主要由避雷针、避雷线、避雷器这三个设备组成。避雷针适用于防直击雷，因为其一般安装在高出，而且头部比较尖锐，所以能把雷引到上面。避雷线适用于架空线和变电所的防护。避雷器适用于变电所我很好奇雷打在线路上为什么会对变电所产生危害，带个这问题，我找了很多资料后才知道，雷打在线路上不是无缘无故进入变电所，而是通过产生的波进入变电所。而在变电所内防止这种波产生危害的方法就是安装避雷器，正确的使用方法时并联。如果出现的过电压，这个电压会把避雷器的间隙击穿，把过电压的能量排到大地中，这样就可以起到保护设备的作用。防雷措施架空线路的防雷措施架空线的防雷一般用避雷线来解决，避雷线安装的架空线的上面，可以对架空线起到很好的保护。2.变配电所的防雷措施（1）运用公式计算出需要的根数和安装的地点，可以防止变电所被直击雷打到。（2）用避雷器来防止雷电侵入波和内部过电压的危害，也是要通过公式计算来确定安装什么样的避雷器，安装在那儿，