1、10kv 變配電所設(shè)計緒論隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城鎮(zhèn)化、信息化和小康社會、新農(nóng)村建設(shè)等發(fā)展戰(zhàn)略的推進，電能在各行業(yè)中長期占據(jù)著重要的地位。電能是重要的能源載體，科學的發(fā)展、技術(shù)的進步，電能的優(yōu)勢不斷顯現(xiàn)， 地位不斷提升。 電能可以與多種形式能源之間進行相互轉(zhuǎn)換； 電能可以大規(guī)模生產(chǎn)，遠距離輸送，在分配系統(tǒng)中可以無限分割，并易于精密控制；電能十分方便使用，能夠精確地實現(xiàn)分散、定時、定量、定點使用；新能源和可再生能源可轉(zhuǎn)換成電能被方便利用；電能是安全、優(yōu)質(zhì)的能源，合理使用電能可以節(jié)約能源。隨著我國經(jīng)濟的高速增長和工業(yè)化， 城鎮(zhèn)化進程加速以及消費水平的提高， 社會對電能需求出現(xiàn)了迅猛的增長。尤其在近幾

2、年來，現(xiàn)代科學技術(shù)的迅速發(fā)展、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、辦公自動化技術(shù)、自動控制技術(shù)、現(xiàn)代通信、家用電器的廣泛普及與應用，電能已成為其他能源不可代替、 不斷擴大應用領(lǐng)域和替代其他能源的能源產(chǎn)品， 它已經(jīng)廣泛應用于國民經(jīng)濟各個行業(yè)以及社會生活各方面。 由此可見， 電能在現(xiàn)代人們生產(chǎn)和生活中的重要性。 由于電能目前還是一種不能大規(guī)模儲存的能源，電能的生產(chǎn)、輸送和分配都是通過電能網(wǎng)絡(luò)同時完成的。因此，在電能生產(chǎn)的過程中， 為了確保電網(wǎng)自身的安全和穩(wěn)定運行， 保證供電質(zhì)量， 必須嚴格保持發(fā)電、輸電、 變配電、 和用電之間的動態(tài)平衡， 這是電能行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中區(qū)別其他行業(yè)的又一重要特征。在工廠里， 電能雖然是工業(yè)生

3、產(chǎn)的主要能源和動力， 但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它的產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量， 提高產(chǎn)品質(zhì)量， 提高勞動生產(chǎn)率， 降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說， 如果工廠電能的供應突然中斷， 即使是極短時間的停電， 對工業(yè)生產(chǎn)都可能造成嚴重的后果，甚至可能發(fā)生重大的設(shè)備損壞和人身傷亡事故，造成經(jīng)濟上甚至政治上的重大損失。因此做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)自動化生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。工廠供電系統(tǒng)是電能系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)， 它是

4、由發(fā)電廠、 電能網(wǎng)和電能用戶組成的一個發(fā)電、 輸電、 變配電和用電的整體。 工廠供電系統(tǒng)就是將電能系統(tǒng)的電能降壓再分配電能到各個廠房或車間中去，它由工廠降壓變電所，高壓配電線路，車間變電所，低壓配電線路及用電設(shè)備組成。 工廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計， 是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質(zhì)， 生產(chǎn)工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結(jié)合國家供電情況，解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟技術(shù)的分配電能問題。一、工廠供電設(shè)計的要求為了使工廠供電設(shè)計能很好的為工業(yè)生產(chǎn)服務， 切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要， 并做好節(jié)能工作。工廠供電設(shè)計就必須達到下列要求：1）安全在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設(shè)備事

5、故。2）可靠應滿足電能用戶對供電可靠性及連續(xù)供電的要求。3）優(yōu)質(zhì)應滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4）經(jīng)濟應使供配電系統(tǒng)投資少、運行費用低，并盡量可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關(guān)系。既要照顧局部和當前的利益，又要統(tǒng)籌規(guī)劃，顧全大局，適應社會發(fā)展。為了保證工廠供電的正常運轉(zhuǎn)，就必須要有一套完整的保護，監(jiān)視和測量裝置二、工廠供電遵循的原則按照國家標準GB50052 95供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、GB5005394 10kv 及以下設(shè)計規(guī)范 、GB50054 95低壓配電設(shè)計規(guī)范等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則：（ 1）遵守規(guī)程

6、、執(zhí)行政策；必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標準， 執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策， 包括節(jié)約能源， 有色金屬等技術(shù)政策。（ 2）安全可靠、先進合理；應做到保障人身和設(shè)備的安全， 供電可靠， 電能質(zhì)量合格， 技術(shù)先進和經(jīng)濟合理， 采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。（ 3）近期為主、考慮發(fā)展；應根據(jù)工件特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠近結(jié)合，適當考慮擴建的可能性。（ 4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。 工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。 作為從事工廠供電的人員，有必要

7、了解和掌握工廠供電設(shè)計的有關(guān)知識，以便適應設(shè)計工作的需要。三、變電所地理位置及環(huán)境：變電所所處地區(qū)年平均氣溫25C,冬季凍土最深達1m1風速平均4m/s。夏季東南風，冬季東北風。系統(tǒng)一輸出電壓66kv,距離變電所15km系統(tǒng)一的最大容量130mva系統(tǒng)二輸出電壓6kv,距離變電所10kmt系統(tǒng)二的最大容量120mva第一章 電力負荷計算及變壓器的選擇一、負荷計算的重要意義在工業(yè)企業(yè)的供電設(shè)計中， 學會計算或估算全廠電力負荷的大小是非常重要的， 它是正確選擇供電系統(tǒng)中導線、 開關(guān)電器、 變壓器等的基礎(chǔ)， 也是保障供電系統(tǒng)安全可靠的運行必不可少的重要一環(huán)。 在方案設(shè)計與初步設(shè)計時， 其電力負荷計算

8、過小或過大， 都會引起嚴重的后果。如果電力負荷計算過小，就會引起供電線路過熱，加速其絕緣的老化；同時，還會過多損耗能量，引起電氣線路走火，引發(fā)重大事故。而電力負荷計算過大，將會引起變壓器容量過剩，以及供電線路截面過大，相應的保護整定值就會定得過高，從而降低了電氣設(shè)備保護的靈敏度；與此同時，電力負荷計算過大還增加了投資，降低了工程的經(jīng)濟性。一般說來，當電力負荷值大于實際使用負荷時， 變壓器容量要增加， 電線電纜等有色金屬的消耗量也要增加， 同時還會增加變壓器的無功功率所造成的有功電力損耗。 由此可見， 電力負荷計算在供電設(shè)計中， 特別是在確定變壓器容量時所占據(jù)的重要位置。 故正確地選擇計算負荷方

9、法與特征參數(shù)， 對電氣設(shè)計具有特別重要的意義。二、負荷計算內(nèi)容和目的工廠供電系統(tǒng)運行時的實際負荷并不等于所有用電設(shè)備額定功率之和。這是因為用電設(shè)備不可能全部同時運行，每臺設(shè)備也不可能全部滿負荷，各種用電設(shè)備的功率因數(shù)也不可能完全 相同。因此，工廠供電系統(tǒng)在設(shè)計過程中，必須找出這些用電設(shè)備的等效負荷。 根據(jù)等效負荷, 從滿足用電設(shè)備發(fā)熱條件來選擇用電設(shè)備。求計算負荷：1、在配電設(shè)計中，通常采用30分鐘的最大負荷作為按發(fā)熱條件選擇供配電系統(tǒng)各級電壓 供電網(wǎng)絡(luò)變壓器容量、導體和電氣設(shè)備的依據(jù)。2、用來計算電壓損失和功率損耗。3、在工程上為方便計算，亦可作為能量消耗量及無功功率補償?shù)挠嬎阋罁?jù)。求尖峰電

10、流：計算電壓波動、選擇熔斷器等保護元件。求平均負荷：計算供配電系統(tǒng)中電能需要量，電能損耗和選擇無功補償裝置等。三、負荷計算的方法：經(jīng)常采用確定負荷計算的方法有：需要系數(shù)法、利用系數(shù)法和二項式系數(shù)法等幾種。本設(shè)計采用需要系數(shù)法來確定。四、負荷計算的公式單臺用電設(shè)備的計算負荷(計算過程中保留3位小數(shù) 結(jié)果保留2位小數(shù) 得數(shù)4舍5入)觸蟀%=KdP(kW)球脾k即加°視在功率 SJ0= Jpio + Q" 0<VA)無灘。叫他口卜tan修備注：P用期3 / 30組成員：王瑩、閆璐、王昊、解開該設(shè)備組的需要系數(shù)序 數(shù)名稱數(shù)量（臺）額定總 容量 （kw）P-j(kw)Q 就(k

11、var)&0（如力ho(A)1沖洗泵3907240.82482.7682壓縮機316.513.207.12815.0023抽氣泵24435.219.00840.0044水泵41209649.152107.8515空冷氣泵42P 12601008516.0961132.4391932.496壓縮機輔 助電機71058445.3695.4657進料泵一 72531.8758壓縮機盤 車電機322.51815.3923.6829引風機322518092.16202.22110壓縮機廠 房吊車1756030.7267.40711油泵一組5450360184.32404

12、.44312壓縮機電 機一組2604824.57653.92613循劃、呆12660528270.336593.18314壓縮機電 機二組34.53.62.0414.13815油泵二組218014473.728161.77716壓縮機三 組33326.413.51729.65917中央空調(diào) 外機6504403.2260.467480.01418中央空調(diào) 內(nèi)機30225180116.28214.29219控制室空 調(diào)2352281.6181.914335.24820配電室空 調(diào)2604831.00857.14521小計4057.22226.754628.0822低壓側(cè)負 荷2 P、2 Q3854

13、.342159.944418.294 / 30；璐、H23:昊變瓶器損 耗4160037.2175.5224低壓側(cè)總 負荷3891.542335.464538.556551.02Un-用電設(shè)爸1疑額啕朝二41120896555.521054.238控序 號26刑匚汪水泉3*勺后840672有窗6479().679制2£J l2777主軌稱第互100面英 耳 /IcnA9000 電 rr /. A4356/咋98磁70拄把組組代依J r方壓側(cè)負（口小（kw）H(v)10568速叉(R.)5328 16繳11835 20忌口必何29高低壓總 計14459.547663.6216364.8

14、830無功補償-170031補償后總 負荷14459.545963.6215641.061505.11tan 0-該電設(shè)備組的功率因數(shù)角正初值COS0-用電設(shè)備的功率因數(shù)五、主要原始資料及參數(shù)一覽表（COS0）MCC- 0011M1沖洗泵3303800.80.870.56 7152M2壓縮機35.53800.80.880.543M3抽氣泵2223800.80.880.544M4水泵4303800.80.890.51 2MCC- 0025M5空冷氣泵42303800.80.890.51 2736M6壓縮機輔 助電機7153800.80.880.547M7進料泵一 組13453800.80.880

15、.548M8壓縮機盤 車電機37.53800.80.760.8559M9引風機3753800.80.890.51 210M10壓縮機廠 房吊車1753800.80.890.51 2MCC- 00311M11油泵一組5903800.80.890.51 22712M12壓縮機電 機一組2303800.80.890.51 213M13循環(huán)案12553800.80.890.51 214M14壓縮機電 機二組31.53800.80.870.56 715M15油泵二組2903800.80.890.51 216M16壓縮機三 組3113800.80.890.51 2MCC-Es117M17中央空調(diào) 外機68

16、43800.80.840.6464018M18中央空調(diào) 內(nèi)機307.53800.80.840.64619M19控制室空 調(diào)21763800.80.840.64620M20配電室空 調(diào)2303800.80.840.646MCC -21M01進料泵二 組428060000.80.850.62-002MCC- 00122M02注水泵328060000.80.850.62-MCC- 00423M035200060000.90.90.48 45MCC-Es224-照明N40-六、需要系數(shù)法計算負荷結(jié)果一覽表34 / 30組成員：王瑩、閆璐、王昊、解開七、驗算：在負荷計算中，取有功負荷的同時系數(shù)無功負荷的

17、同時系數(shù)-根據(jù)上表低壓側(cè)的% >P30 X KSp = 40572 X 0.95 = 385434 (kW)Q加=X KSq = 222675 X 0,97 = 2159.94 (kvar)sao = P + Qlo = <385434+2159 = 441829 (kv A)變壓器負荷率80% )合格B J%* X N) X l°0% = 4418.29/(16000 X 4)X = 69% < %變壓器有功損耗變壓器無功損耗白卜 AP出眈= 24+0692x145 = 93 (kw)(kvar)0.6X1600: 4.5X1600+ 0.692 X = 43.8

18、8100100無功功率補償前3854344418.29=0.872功率因數(shù)CDS0值的大小反應了用電設(shè)備在消耗了一定數(shù)量有功功率的同時向供電系統(tǒng)取用無功功率的多少，功率因數(shù)高，則取用的無功功率少，功率因數(shù)低，則取用的無功功率大。功率 因數(shù)過低對供電系統(tǒng)是很不利的。欲將功率因數(shù)COS0從0.872提高到0.92,則：Q = P3O(tan01 - tan 02) = P30(tancos_10.92 tancos_10B72) = 385434 x (0.561 - 0,426) =-520.336 (kvar)實取Q 二 1700無功功率補償后14459.5415641.000.924 >

19、; 0.92因此符合本設(shè)計的要求八、變壓器的選擇變壓器是電力系統(tǒng)中數(shù)量極多且地位十分重要的電器設(shè)備，它的作用就是升高和降低電 壓。變壓器臺數(shù)應根據(jù)負荷特點和經(jīng)濟運行進行選擇。1、車間變電站變壓器臺數(shù)的選擇原則(1)對于一般的生產(chǎn)車間盡量裝設(shè)一臺變壓器；(2)如果車間的一、二級負荷所占比重較大時，必須選擇兩個獨立電源供電，則應裝設(shè)兩臺 變壓器或者四臺、六臺變壓器。每臺變壓器均能承擔對全部一、二級負荷的供電任務。如果與 相鄰車間有聯(lián)絡(luò)線時，當車間變電站出現(xiàn)故障時，其一、二級負荷可通過聯(lián)絡(luò)線保證繼續(xù)供電。(3)當車間負荷晝夜變化較大時，或由獨立(公用)車間變電站向幾個負荷曲線相差懸殊的 車間供電時，

20、如選用一臺變壓器在技術(shù)經(jīng)濟上顯然是不合理的，則亦裝設(shè)兩臺變壓器。2、車間變電器容量的選擇(1)變壓器的容量=(可近似地認為是其額定容量 SN?T)應滿足車間內(nèi)所有用電設(shè)備計算負荷S30的需要，即>5；(2)低壓0.4Kv的主要變壓器單臺容量一般不宜大于 1000kV?A(JGJ/T16-92規(guī)定)或1250 kV (GB50053-94規(guī)定)。如果用電設(shè)備容量較大、負荷集中且運行合理時，則可選用較大容量的變壓器。(這們選擇的原因：一是由于一般車間的負荷密度，選用 1000- 1250 kV ?A的變 壓器更接近于負荷中心，減少低壓配電線路的電能損耗、 電壓損耗和有色金屬消耗量；另一是 限

21、于變壓器低壓側(cè)總開關(guān)的斷流容量。)3、合理選擇變壓器的臺數(shù)本設(shè)計多為一、二級負荷，對電源的供電可靠性要求較高。根據(jù)計算負荷所得，故選擇四臺變壓器。兩臺變壓器運行兩臺備用。變壓器的容量均按計算負荷的70豚選擇，這樣變壓器在正常運行時的負載率B不超過下列百分值：B =69%基本上滿足經(jīng)濟運行的要求。在故障的情況下，不用考慮變壓器的過負荷能力就能擔負起對全部負荷供電的任務。綜上所述：依據(jù)車間低壓裝置的計算負荷可以選定變壓器為：S9系列低損耗電力變壓器四臺。故選擇工廠供電第二版李友文主編第204頁，附表4 S9系列低損耗電力變壓器的主要技術(shù)參數(shù)。額定容量 (KV?A)額定電壓/kV聯(lián)接組損耗/kW空載

22、 電流%阻抗電壓/%一次二次空載16006.30.42.41.450.64.5當電流通過變壓器時，就要引起有功功率和無功功率的損耗，這部分功率損耗也需要電力系統(tǒng)供給。因此，在確定車間主結(jié)母線時需要考慮到這部分功率損耗。變壓器的負荷率：B = S30/Se=69%變壓器的有功損耗為： A Pb=A PK+B 2?A Pe=9.3 (kw)變壓器的無功損耗為： AQb=IK%/10C?Se+B 2?(Ud%/10C?Se)=43.88 (kvar)第二章短路及短路電流的計算一、短路的概述“短路”是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的一種故障。所謂短路是指電網(wǎng)某一相導體未通過任何負荷 而直接與另一相導體或地接觸。電器

23、設(shè)備截流部分絕緣損壞是形成短路的主要原因，這帶來的 危害也是相當嚴重的。二、短路的危害發(fā)生短路時，由于部分負荷阻抗被短接掉，供電系統(tǒng)的總阻抗減小，因而短路回路中的短 路電流比正常工作電流大得多。大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬安培甚至幾十萬安培。 如此大的短路電流會對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。(1)損壞電氣設(shè)備：短路電流通過導體時，使導體大量發(fā)熱，溫度急劇升高，從而破壞設(shè)備絕緣；同時，通過短路電流的導體會受到很大的電動力作用，使導體變形甚至損壞。(2)造成停電事故：由于電路中裝設(shè)有短路保護裝置，因此在電路短路時，將使得短路電路斷開，從而造成停電。短路點越靠近電源，短路引起停電的范圍越大，給國民

24、經(jīng)濟造 成的損失越大。(3)引起電壓驟降：短路電流通過線路，要產(chǎn)生很大的電壓降，使系統(tǒng)的電壓水平驟降， 引起電動機轉(zhuǎn)速突然下降，甚至停轉(zhuǎn)，嚴重影響電氣設(shè)備的正常運行。短路故障若發(fā)生在靠近電源的地方，且維持時間較長，可使并聯(lián)運行的發(fā)電機失去同步， 嚴重的可能造 成系統(tǒng)解列。(4)造成電磁干擾：不對稱的接地短路，其不平衡電流將產(chǎn)生較強的不平衡磁場，對附近 的通信線路、電子設(shè)備及其他弱電控制系統(tǒng)可能產(chǎn)生干擾信號、使通訊失真、控制失靈、 設(shè)備產(chǎn)生誤動作。由此可見，短路的后果是十分嚴重的，所以必須設(shè)法消除可能引起短路的一切因素，使系 統(tǒng)安全可靠地運行。三、短路的類型(1)對稱短路：三相短路(2 )不對稱

25、短路：兩相短路、兩相接地短路、單相短路四、短路電流計算的目的在設(shè)計選擇電器設(shè)備時都要用可 以保證該設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受 同時，為了盡快切斷電源對短路點進行短路電流計算的目的是為了保證電力系統(tǒng)安全運行, 能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗, 住突發(fā)短路故障引起的發(fā)熱效應和電動理效應的巨大沖擊。的供電，采用了各種繼電保護和自動裝置，這些裝置的整定計算也需要準確的短路電流數(shù)據(jù)。五、短路電流的計算和方法三相短路電流常用的計算方法有歐姆法和標幺制法兩種。根據(jù)本設(shè)計需要，選用標幺制法來計算短路電流T31.求個原件電抗(用標幺制法計算)(計算過程中保留3位小數(shù) 結(jié)果保留2位小數(shù) 得數(shù)4舍5

26、入)設(shè)基準容量：sd= 100MV-A基準電壓： -. , J U.i:KU線路電抗：L%變壓器的電抗：UKSd電力系統(tǒng)電抗:總阻抗:(1)計算 系統(tǒng)，變壓器，電纜 原件電抗和k1點總電抗，并畫Iq點等效電路圖。X"S 130 =13Sd 100'UK?6Sd 8 X 100Xpi = 0.25100SN100 X 31.Sx；=X0LSd 0.083 X 15 X 100=3.46X；=略 + 珀 + XL = L3+ O2S + 3.46 = 5.0111. 323. 460. 25計算k1點三項短路電流。=-U*11I, = = = 02 dX*5,0111Sj 100

27、L = - = 9.62 (KA)百% 1732X6 I 'I?二儼山二 02X9& = 192 (KA)-(KA)i；)二 255網(wǎng)= 255X192 = 490 (KA) = 1小網(wǎng)= 151X192 = 290 (KA) Sd io。Sf = = = 19.96 (MVA) k X* 5,01 i 'ii 求k%點電抗，并繪3點等效電路圖。1 1=0.4X* 25121S4 100£ = 9.62 (KA)國n 1732X6 I)=儼':。4 X 9.62 = 3.85 (KA)/=F =甲=3,85 (KA)i? = 2.55 1* 2.55

28、X 3.85 = 9.82 (KA)I1 = L511即: 1.51 x 3.85 : 5.81 (KA) §d io。S, = = = 39,84 (MVA) k X* 2,51 i /2£(3)求點電抗，并繪1點等效電路圖X：LSdX _-一0.083 X 10 X 100=231=2.81* Uk的 Sd 4.5X100 陰 1 100SN _ 100 X 1.6X；X；"+X皿+25.01+231 + 2.81 = 7.632計算均點三項短路電流X：5.01'立=' + %W +*2 =+ 231 + 2.81 = 7.63儼 W = 01

29、3 A空二 144.34 (KA)= S _ 100 d-" 1732X 0.4= 013xl4434 = 18.76 (KA)(二 i第二 © = 1876 (KA)i；二 1別網(wǎng)二 L84 X 18.76 = 3452 (KA)(二 1。泗=109 X18% = 2045 網(wǎng)二 13.11 (MVA)(4)求k4點電抗，并繪k4點等效電路圖。X；乂皿+畤5.012.31 + 2.81X； = += 一 += 2.51 +1.28 = 3.7942424計算kq點三項短路電流x； XL2 + X；a 5.01 231 + 2.81X* =+= += 3790.261001

30、732X 0.4二 14434 (KA)= 0.26X 144.34= 37,53 (KA)?)= i第=37,53 (RA) =1841 =1.84X3753 = 69,06 (KA)1=1咖叭 lo9x3Z53 = 4091 (KA)1003J9=26.39 (MVA)K點三項短路電流參數(shù)表短路點1(KA)1P(KA)I '(KA)度(KA)£)(KA)sf)(MVA)1.921.921.922.94.919.96電3.853.853.855.819.8239.84修18.7618.7618.7620.4534.5213.1137.5337.5337.5340.9169.

31、0626.39第三章 設(shè)備的選擇及效驗電氣設(shè)備的選擇是發(fā)電廠和變電所電氣設(shè)計的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電氣設(shè)備選擇時必須符合國家有 關(guān)經(jīng)濟技術(shù)政策。技術(shù)要先進，經(jīng)濟要合理，安全要可靠，運行要靈活，而且要符合現(xiàn)場的自 然條件要求。所選設(shè)備正常時應能可靠工作，短路時應能承受多種短路效應。電氣設(shè)備的選擇 應遵循以下兩個原則：1.按正常工作狀態(tài)選擇；2.按短路狀態(tài)校驗。按正常工作狀態(tài)選擇的具體條件：(1)額定電壓：電氣設(shè)備的最高允許工作電壓不得低于裝設(shè)回路的最高運行電壓。一般可以按照電氣設(shè)備的額定電壓 &d不低于裝設(shè)地點的電網(wǎng)

32、的額定電壓Un； U虱之U'(2)額定電流：所選電氣設(shè)備的額定電流h不得低于裝設(shè)回路最大持續(xù)工作電流I > L按短路狀態(tài)校驗的具體條件：(1)熱穩(wěn)定校驗：當短路電流通過所選的電氣設(shè)備時，其熱效應不應該超過允許值(2)動穩(wěn)定校驗：所選電氣設(shè)備通過最大短路電流值時，不應因短路電流的電動力效應而造成變形或損壞*、加 BX一.選擇設(shè)備的基本原則1、設(shè)備按照主接線形式進行配置2、按裝置位置及系統(tǒng)正常運行情況進行選擇，按短路情況進行校驗3、所選擇設(shè)備在系統(tǒng)中最惡劣運行方式下仍能可靠工作，動作。4、同類設(shè)備盡量同一型號，便于設(shè)備的維護，訂貨和相互備用5、考慮近期5年發(fā)展的要求二.高壓設(shè)備的選擇

33、及效驗（沖擊電流 K2點最大運行）1 .母線的選擇及效驗選if? LMY型涂漆距形硬鋁母線截面按經(jīng)濟電流密度選擇查表（工廠供電第二版李友文主編）92頁表5-4各種導線的經(jīng)濟密度1672.34 (mm2)31505.11w Ws -=min i0.9初選二一工廠供電第二版 李友文主編第207頁，附表9 LJ型鋁絞線、LGJ型鋼芯鋁絞線和 LMY®硬鋁母線的主要技術(shù)數(shù)據(jù)母線截面(X )mm mm65c時電阻/ (fi-km-1)相間品目離為（fbkm D250mm/母線豎放時的允許持續(xù)載流量/ （導線 溫度70 C）環(huán)境溫度豎放平放25 C30 C35 C40 C100X 100.040

34、0.160.131820171016001475校驗熱穩(wěn)定度查表（工廠供電第二版李友文主編）212頁 附表；表-16得C=87y I? (sj工;力，二三上 二丁二二1由于母線的實際截面為s = 100 X 10mm: = lOOOmm2大于= 48mm2因此該母線滿足短路熱穩(wěn)定的要求。動穩(wěn)定度相鄰兩母線間的軸線距離為a=0.5m擋距一9.82=165m因計算結(jié)果大于1.8m,所以取L=1.8m電動力：F =V3X 火尸 X-X 10-7 = V3X 9,82s X X 10-7 = 1733 X 96,4324 X 3.6 X 10-7& a0.5=60.13 (N/A2)彎曲力距：

35、L18M = F = 60.13 X = 60.13 X 0.18 = 10,823 (N, m)10101 J母線截面系數(shù)：,h ,W = b2- = Ol2 X6計算應力：0.01=0,001 X 60.011.6 X 10-6 (m3)10,823=6J6 (MPa)1.6 X IN ' J路母線的允許應用力為= 70MPA該母線滿足動穩(wěn)定要求。通過以上效驗可知，硬鋁母線的選擇符合要求。故母線選擇截面為：100nlm X 10mm LMY型涂漆巨型硬鋁母線2 .高壓隔離開關(guān)的選擇 按電流電壓選擇UH = lOKv I = Ln = 1505.11 A HIIN dU故選擇工廠供電

36、第二版 李友文 主編 第215頁，附表21工廠常用高壓隔離開關(guān)技 術(shù)數(shù)據(jù)。型號額定電 壓(Kv)額定電 流(A)極限通過電 流峰值(Kv)熱穩(wěn)定電流(Kv)4s5sGN3 - 1010200085-51效驗：動穩(wěn)定效驗：$982 kA 1 = 85kA 1?匕符合動穩(wěn)定要求。2(，二 3.852x 1,2 = 17,787 (kA2 S)所選設(shè)備(GN2-10)：隔離開關(guān)5秒熱穩(wěn)定電流1t = 51 kA1/ t= SI2 X 5" = 13005 kA2 S3.壓 路 的 擇型號額定值效驗值gn3 -ao勺10kV6k V%2000A1505.11 A85kA曖9.82kA1300

37、討17.787kA2SUi = 6kv高 斷 器 選故所選設(shè)備合格。U2 = 0.4kv小=%=倒3A“*廣655或A據(jù)有關(guān)資料選擇斷路器如下:工廠供電第二版 李友文 主編 第213頁，附表17部分高壓斷路器的主要參數(shù)型號數(shù)量額定電 壓(kv)額定電 流 (kA)開斷電 流(kA)斷流容量(MVA動穩(wěn)定電 流峰值 (ka)熱穩(wěn)定 電流(kA)固有分 閘時間合閘 時間SN10-10 m61024075012540< 0.07(s)< 0.2(s)校驗:卜 6k UN = 10kv UM二 1蜘 1A In=2KV 13J(1)<1nI -u =185 12 = 17.187 k

38、A2-S X lUaSN10-10m斷路器的4秒熱穩(wěn)定的電流：1t = 4。曲t = 40工 X 4 = 1600 X 4 = 6400 kA* S口之I-）皿符合熱觥的要求動穩(wěn)定校驗短路三相沖擊電流. 一 由SN10-10 m斷路器的極限電流Imai = 125 KAI? ，,符合動穩(wěn)定要求型號額定值效驗值SN 10-10 m10 kvA6 kv小2 kA噎1505.11 Anuax125 kA5.81 kA片76400 kA2 S1%17.787fcA2 -S通過以上校驗，確定所選高壓斷路器的選擇符合要求4.高壓互感器的選擇電流互感器的選擇按電流電壓選擇U.二 6kv 1,. = 1505

39、.11、»U=Ub L >1M5.1U gin故選擇新電工手冊上 李正吾主編2003年4月第5次印刷第139頁，表2.6.9全國統(tǒng)一設(shè)計的1035kv電流互感器主要技術(shù)數(shù)據(jù)額額定 電流 比（A）額定二次負荷（v?A）穩(wěn)倍 熱定數(shù)外形尺寸（mm質(zhì)量(kg)型號止10%動穩(wěn)定電 壓0.5級1級3級B級倍數(shù)倍數(shù)長寬高lmzb6-101500 2000/5505015一一35429819227電壓互感器的選擇 按電壓選擇v UN = 6kv：U =6kv b故選擇新電工手冊上 李正吾 主編2003年4月第5次印刷第147頁，表2.6.16全國 統(tǒng)一設(shè)計的1035kv電壓互感器主要技術(shù)數(shù)

40、據(jù)型號額定電壓（V）額定負荷（v?A）極限負 荷（VA）外形尺寸（mrm質(zhì)量(kg)一次線 圈二次線 圈剩余 電壓 線圈長寬高0.5級1級3級JDZ6-66000100508020 040021418 827418.55.高壓電纜的選擇 電纜截面：1505.11 f-, 一一二，】二-故選工廠供電第二版 李友文 主編 第209頁，附表10電力電纜的電阻和電抗值額定截面（mm?）電阻（fbkrnT）電抗(fbknT1)鋁芯電纜紙絕緣電纜纜芯工作溫度 （C）額定電壓（kV）55 C10 kV 11200.290.078S = 120 mmz 額定電壓10kV鋁芯，紙絕緣55 c時電阻 T kmT)

41、 0.29電抗(-2km7)0.078效驗:熱穩(wěn)定效驗：查工廠供電第二版 李友文 主編 第212頁，附表16導體在常溫和短路時的最高允許溫度及熱穩(wěn)定系數(shù)。I2 、- 3.8中 385054439。二一=vt2 =V12 = 5917 mm皿口 c W g 929292%八而符合熱穩(wěn)定要求。電壓損失效驗：(PR +QX) 14459.54 X 029 + 596162 X 0.078AU%=-10U10 X 10241J3.267i465.162”岫=4658%10004.658% > 5%滿足電壓損失要求故選設(shè)備合格三.低壓電器的選擇及效驗（沖擊電流1.低壓隔離開關(guān)的選擇及效驗按電流電壓

42、選擇長4點最大運行）UN = O.4kV In = 306A型號規(guī)格有無 火弧卓在下列電壓斷開的電流值（A）電壽命交流 coss = 07直流 T = 0.01s380v500v220v440v故選擇新電工手冊上李正吾 主編2003年4月第5次印刷第1025頁 表5.2.5各系列到開關(guān)主要技術(shù)參數(shù)HD14-400/31有0.5 L0.5LC1000故所選設(shè)備合格。2.低壓斷路器的選擇及效驗由主要原始參數(shù)，選出最大容量設(shè)備“控制室空調(diào)”容量 176 kw故由京=P/國弘L部叱5 A,固因發(fā)展需要特預留20慚以1 = 255X1,2 = 306 A據(jù)有關(guān)資料選擇斷路器（工廠供電第二版 李友文 主編

43、 第215頁，附表22部分萬能式 低壓斷路器的主要技術(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)。）：型號脫扣器 額定電 流/A長延時 動作整 定電流/A短延時 動作整 定電流 /A瞬時動 作整定 電流/A單相接 地短路 動作電 流/A分斷能力電流/kAcos?DW15-1 00060042060 0180060 00600012000400.35校驗： 二：' - - ：- -故所選設(shè)備合格。第四章防雷接地保護一.雷電的形成在雷雨季節(jié)里，太陽將地面一部份水蒸發(fā)成水蒸氣，水氣上升至一定的高度，就形成了云。一些云帶上了正電荷或負電荷，就形成了雷云。雷云對地的電位是很高的，當帶電的云臨近地面 時，由于靜電感應，大地相應感出

44、正電荷或負電荷，使大地與雷云之間形成了一個巨大的電容器。當雷云電荷聚集中心的電場達到足夠強時（如達到253&V/cm）雷云就擊穿周圍的空氣形成導電通道，電荷沿著這個導電通道向大地發(fā)展， 這稱之為雷電先導。地面電荷在雷云的感 應下電荷也大量聚集在地面的突出物上 （如高樓）形成迎雷先導，當雷電先導和迎雷先導一但 接近，就會產(chǎn)生放電形成導電通道，雷電中的大量秘籍的電荷迅速地通過這個導電通道與大地 中的電荷中和，形成了極大的電流，并伴隨著震耳的聲響和耀眼的光亮，這就是電閃和雷鳴。二.雷電的危害雷電形成伴隨著巨大的電流和極高的電壓， 在他的放電過程中會產(chǎn)生極大的破壞力， 雷電的 危害主要是一下幾

45、個方面。 .雷電的熱效應雷電產(chǎn)生強大的熱能使金屬融化，燒斷輸電導線，摧毀用電設(shè)備，甚至引起火災和爆炸。 .雷電的機械效應雷電產(chǎn)生強大的點動力可以擊毀桿塔，破壞建筑物，人畜亦不能幸免。 .雷電的閃絡(luò)放電雷電產(chǎn)生的高電壓會引起絕緣子燒壞，斷路器跳閘，導致供電線路停電。三.防雷措施雷電所形成的高電壓和大電流對供電系統(tǒng)的餓正常運行和人類的生命財產(chǎn)造成了極大的威脅，所以必須采取措施來防止雷擊，其中避雷針和避雷器就是廣泛應用的防雷擊措施。1 .避雷針(1) .避雷針的結(jié)構(gòu)和原理避雷針由接閃器.接地引下線和接地體三部分組成。接閃器即針尖，它是用鍍鋅圓鋼或焊接 鋼管制成，頭部成尖形，圓鋼直徑不小于10mm焊接

46、鋼管直徑不小于20mm避雷針的下端 經(jīng)引線與接地裝置焊接，形成可靠接地。具引下線可用扁鋼制成。避雷針通常安裝在支架. 支柱或建筑物上。由于避雷針安裝高度高于被保護物，又與大地相連，因此當雷電先導臨近地面時，避雷針 能使雷電場發(fā)生畸變，改變雷電先導的通導方向，將之引向避雷針的本身。一但雷電對避 雷針放電，強大的電流就經(jīng)避雷針.引下線釋放至大地而避免了被保護物遭受雷擊。從這一意義上說，避雷針實質(zhì)上是“引雷針”,而不是“避雷針”。(2) .單支避雷針的保護范圍在避雷針下方，有一個安全區(qū)域，在這個區(qū)域里的空間基本不遭受雷擊。該區(qū)域就稱為避 雷針的保護范圍。(3) .避雷線避雷線的原理及作用與避雷針基本

47、相同它主要用于保護架空線路，因此又被稱為架空地線。避雷線的材料為25nlm工的鍍鋅鋼線，分單根和雙根兩種，雙根的保護范圍大一些。避雷線一般架設(shè)在架空線的導線上方，用引下線與接地裝置連接，以保護架空線路免受直接雷擊。2 .避雷器由前敘述，當當雷電所產(chǎn)生的感應過電壓，沿架空線路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)時，將發(fā)生閃絡(luò)，甚至將電器設(shè)備的絕緣擊穿。因此假如在電氣設(shè)備的電源進線端并聯(lián)一種保護設(shè)備，令其放電電壓低于被保護設(shè)備的絕緣耐壓值， 當過電壓來臨時，該保護設(shè)備立即對地放電，從 而使被保護設(shè)備的絕緣不受破壞；一但過電壓消失保護設(shè)備又回復的原始狀態(tài)， 這種過電壓保 護設(shè)備即為避雷器。常用避雷器的類型有閥

48、式.管式.保護間隙和金屬氧化物等。四.防雷保護1 .架空線路的防雷保護(1)裝設(shè)避雷線防線路遭受直接雷擊避雷線的裝設(shè)一般按電壓等級和其他具體情況而定：36kV及以上的架空線需全線裝設(shè)避雷線；35kV架空線只是在人口稠密區(qū)或進出變電所的一段線路(如12km長)上裝設(shè)避雷線；10kV及以下的一般不裝設(shè)避雷線。(2)加強線路絕緣或裝設(shè)避雷器以防線路閃絡(luò)為防止雷擊時避雷線對導線或引下線對導線發(fā)生閃絡(luò)現(xiàn)象，應改善避雷針(線)的接地，或 適當加強線路絕緣，或在絕緣薄弱處裝設(shè)避雷器，或采用瓷橫擔以及高一級電壓等級的絕緣子。(3)采用自動重合閘裝置(ARD當架空線遭受雷擊而跳閘時，為迅速的恢復供電，應盡量采用

49、自動重合閘裝置。（4）低壓架空線路的保護為防止雷擊時雷電波沿低壓架空線路侵入建筑物， 一般應將進戶電桿上的絕緣瓷瓶的鐵腳接 地，其接地電阻不大于30歐姆，同時在入戶進出處安裝避雷器并可靠接地。在多雷區(qū)，雖然 安裝在室內(nèi)，但直接與低壓架空線路相連的電度表等用電設(shè)備，宜裝設(shè)壓敏避雷器（或保護問隙）進行保護。2 .變配電所的防雷保護工廠的變配電所的防雷保護主要有兩個重要方面， 一是要防止變配電所建筑物和戶外配電裝 置遭受直擊雷；二是防止過電壓雷電波煙進線侵入變電所，危機變配電所電器設(shè)備的安全。變電所的防雷保護常采用以下措施。（1）防直擊雷一般采用裝設(shè)避雷針（線）來防止直擊雷。如果變配電所位于附近的高大建筑（物）上的避 雷針保護范圍內(nèi)，或者變電所本身在室內(nèi)的，則不必考慮直擊雷的防護。（2）雷電波的侵入對35kV進線，一般采用在沿進線500600m勺這一段距離安裝避雷線并可靠接地， 同時在進 線上安裝避雷器，即可滿足要求。對610kV進線可以