2022年某冶金机械厂总降压变电所及配电系统方案设计书 .pdf

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1、某冶金机械厂总降压变电所及配电系统设计二、生产任务及车间组成1、本厂产品及生产规模本厂主要承担全国冶金工业系统矿山、冶炼和轧钢设备的配件生产，即以生产铸造、锻造、铆焊、毛坯件为主体，生产规模为：铸钢件1 万件、铸铁件3 千吨、锻件 1 千吨、铆焊件 2 千 5 百吨。2、本厂车间组成（1） 铸钢车间；（2）铸铁车间；（3）锻造车间；（4）铆焊车间；（5）木型车间及木型库；（6）机修车间；（ 7）砂库；（ 8）制材场；（ 9）空压站；（10）锅炉房；（ 11）综合楼；（ 12）水塔；（13）水泵房；（ 14）污水提升站等。三、设计依据 1 全车间各车间负荷计算表如下：2、供用电协议工厂与电业部门

2、所鉴定的供用电协议主要内容如下：（1） 工厂拟从电业部门某220/35 千伏变压所，用35 千伏双回架空线引入本厂，其中一个做为工作电源，一个做为备用电源，两个电源不并列运行，该变电所距厂东侧8 公里。（2） 供电系统短路技术数据系统运行方式短路容量说明精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 45 页最大运行方式最小运行方式2003maxdS兆伏安1753mindS兆伏安供电系统如图（）（3） 电业部门对本厂提出的技术要求区域变电所 35 千伏配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2 秒，工厂“总降”不应大于1.5 秒；在总降压

3、变电所35 千伏侧进行计量；本厂的功率因数值应字0.9 以上四、本厂负荷性质本厂为三班工作制，最大有功负荷年利用小时数为6000 小时。属于二级负荷。五、本厂的自然条件1、气象条件（1） 最热月平均最高温度为30；（2） 土壤中 0.71M深处一年中最热月平均温度20；（3） 年雷暴日为 31 天；（4） 土壤冻结深度为 1.10M；（5） 夏季主导风向为南风。2、地质及水文条件 根据工程地质勘探资料获悉，厂区地址原为耕地，地势平坦，地层以砂质精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 45 页粘土为主，地质条件较好，地下水位为2.

4、85.3M。地耐压力为20 吨/ 平方M 。六、设计任务及设计大纲1、总降压变电站设计（1） 主结线设计。（2） 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。（3） 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、导线截面和型号等设备的选择和校验。选用设备型号、数量汇成设备一览表。（4） 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定计算。（5） 配电装置设计。（6） 防雷、接地设计。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 10千伏配电系统

5、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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 45 页七、设计成果1、设计说明书内容包括设计过程中涉及的计算、选择、整定等的具体过程，并附有必要的计算表格。2、设计图纸（1） 总降压站电气主结线单线图。（2） 主变压器保护原理接线图。（3） 进线断路器控制及保护原理图。第一章负荷系统计算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 45 页一负荷计算的意义及方法计算负荷是供电系统设计的基础，负荷计算

6、的的目的是确定供电系统的最大负荷（也称计算负荷）。它是选择供电系统变压器，导线以及开关等电气设备的依据。企业进行电力设计的基本原始资料是工艺部门提供的用电设备的安装容量，这些用电设备品种多，数量大，工作情况复杂。估算的准确程度，影响工厂的电力设计的质量，如估算过高，将增加供电设备的容量，使工厂电网复杂，浪费有色金属，增加初投资和运行管理工作量，特别是由于工厂是国家电力的主要用户。不合理的工厂电力需用量是作为基础的国家电力系统的建设，将给国民经济建设带来很大的危害。如估算过低，又会使工厂投入生产后，供电系统的线路及电气设备由于承担不了实际电流而过热，如加速绝缘老化的速度，降低使用寿命，增大电能损

7、耗，影响供电系统的正确可靠运行。确定全厂的计算负荷的方法很多，需要系数法是最常用的一种，即先从用电端求逐级起往电源方向计算，首先按照需要系数法求得各车间低压侧有功及无功计算负荷，加上本车间变电所的变压器有功及无功功率损耗，既得车间变电所高压侧的计算负荷。其次是将全厂各车间高压侧负荷相加（如有高压用电设备，也加上高压用电设备的计算负荷），同时加上厂区配电线路的功率损耗，再乘以同时系数，便得出工厂总降压变电所低压侧计算负荷，然后考虑无功功率的影响和总降压变电所主变压器的功率损耗，其总和就是全厂的计算负荷。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

8、5 页，共 45 页式中 P30 i、Qi30为各用电组一、用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取用的半小时最大符合P30，用电设备组的设备容量Pe是指用电设备组所以设备的额定容量PN只和即 Pe=PN用电设备组的有功计算负荷应为 P30=eWLeLPKK式中 Pe为设备容量，令eWLeLPKK=Kd，Kd就称为需要系数。实际上，需要系数还与操作人员的技能及生产等多种因素有关。由上式可知需要系数的定义为： Kd= P30/ Pe由此可得较需要系数发的确定三相用电设备组有功计算负荷的基本公式为 P30= Kd Pe在求出有功计算负荷P30后，可按下列各式分别求出其余的计算符合无功计算

9、符合 Q30= P30 tan tan 对应于用点设备组cos的正切值视在计算符合 S30= P30/cos 计算电流 I30=S30/3 UNUN额定电压对单台电机，白炽灯，电热设备，电炉变压器等，设备的额定容量的值就是精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 45 页计算负荷，即： Pe= PN对单台反复短时工作制的设备末期额定容量均作为计算符合，不过对于吊车，如 Jc25% ，电焊机 Jc100% ，则相应的换算为25% 或 100% 的设备容量。对多组用电设备的符合计算则应采用以下步骤： 将用电设备分组，求出各用电设备的总

10、额定容量。 查出各组用电设备响应的需要系数及对应的功率因数则：P301.= Kd1. PN 1Q301.= P30 1 . tan 1P302.= Kd2 . PN 2Q302.= P302. tan 2于是 P30=iP.30 Q30=iQ.30 S30=230230QP的计算负荷。 用需要系数法求车间或全厂计算符合时，需要在各级配电点乘以同时系数Ki，Ki取值一般为0.850.95 ，但是他们的连乘积建议不小于0.8 ，由于愈趋向电流端，负荷愈平稳，所以对应的Ki也愈大，根据以上负荷计算的原则，得到负荷计算表如表1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -

11、 - - - -第 7 页，共 45 页由工厂各车间设备进行工厂负荷统计得计算负荷具体如下表：项目设备容量需用系数功率因数负荷车间号KVAKdCos有功功率 Kw 无功功率 Kvar视在功率 KVA类型铸钢车间10000.400.70400408571砂车1100.700.6077102.4128小计1110477510.4699铆焊12000.300.153607137991#水泵房280.750.80211528小计1228381728827空压站3900.850.75332292442机修车间1500.250.65385769锻造车间2200.300.6566100120木型车间185.

12、850.350.606587108制材场200.280.60679综合楼200.901.0018018小计985.85525543324锅炉房3000.750.80225169281仓库88.120.300.65263140污水提升站140.650.8097112#水泵房280.750.80211626小计430281223359电弧炉2*12500.900.87225012832590工频炉2*3OO0.800.9148023532空压机2*2500.850.90425264500小计3600315517773621总计9353.855646.24712.27336.7用电名称计算负荷 类8

13、009361231 类 类 类 类 类NO.2NO.3NO.4NO.5NO.120000.400.65铸钢车间千伏高压负荷由以上电力负荷统计表可得：P30.i=5646.2Kw Q30.i=4712.2 Kvar取 KP=0.92 KQ=0.95 则有有功功率 P30=KP P30.i=0.92 5646.2 = 5194.4 Kw 无功功率 Q30=KQQ30.i=0.954712.2 = 4476.6 Kvar 视在功率 S30=230230QP=6857.4 KVA 功率因数 Cos=P30/S30=5194.4/6857.4=0.76 精选学习资料 - - - - - - - - -

14、名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 45 页第二章 功率因数补偿和变压器选择在工厂系统中，绝大多数用电设备都具有电感的特性，这些设备不仅需要从电力系统中吸收有功功率，还要吸收无功功率，以产生这些设备正常工作所必要的交变磁场，然而在输送有功功率一定的情况下，无功功率增大，就会降低功率因数，因此功率因数是衡量工厂供电系统电能利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的重要指标。根据该工厂的实际设计要求，工厂功率因数补偿采用集中补偿为主，对其他电气设备采用就地补偿。一功率因数的分析对于新厂，在最初设计时，补偿容量可按下式确定 QC =P30（ tan tan ）tan 补偿前平均

15、功率因数角Cos对应的正切值tan 补偿后功率因数角tan 对应的正切值P30 设计时求得的平均负荷（KW ）由于 Cos= 0.76达不到电业部门对本工厂用电的要求，故要在变压器的低压侧进行无功补偿，这里我取Cos= 0.93 。要使低压侧功率因数由精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 45 页0.76 提高到 0.93 低压侧需装设的并联电容的容量为 QC =P30（ tan tan ） =5194.4( tanarccos0.76tanarccos0.93 ) =2389.2 Kvar 补偿后变电所低压侧的视在计负荷为3

16、0S =230230CQQP=5598.2 KVA 变压器的功耗为?PT0.015S30(2)=0.0155641.5=83.973 Kw QT0.06S30(2)=0.065641.5=335.9 Kvar 变电所高压侧的计算负荷为 P30(2)=P30 +PT=5278 Kw Q30(2)=(Q30QC)+ QT=2423.3Kvar S30(2)=2)2(302)2(30QP=5807.7 KVA 补偿后工厂的功率因数为 Cos =P30(2)/S30(2)=0.908 二 变压器的选择21 变压器的分类变压器分类方法比较多，按功能分有升压变压器和降压变压器；按相数分有单相和三相两类；按

17、绕组导体的材质分有铜绕组变压器；按冷却方式和绕组绝缘分有油浸式、干式两大类，其油浸式变压器又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却方式等，而干式变压器又有绕注式、开启式、冲七式（SF6 ）等；按用途分又可分为普通变压器和特种变压器。22 变压器台数的确定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 45 页在选择变压器时，应选用低损耗节能型变压器，如S9 系列或 S10 系列。变压器需安装在楼内时，则应选择干式变压器。在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场所，应选择密闭型变压器或防腐蚀型变压器。变压器台数的选择应考

18、虑下列原则：a)满足用电负荷对可靠性的要求。在有一、二级负荷的变电所中，宜选择两台主变压器，当在技术经济上比较合理时，主变压器也可选择多于两台。三级负荷一般选择一台主变压器，如果负荷较大时，也可选择两台主变压器。b)对负荷变化较大宜采用经济运行方式的变电所，应选择两台变压器。c)在选择变电所主变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有扩展增容的余地。23 器容量确定i.单台变压器容量的确定单台变压器的额定容量Sn 应能满足全部用电设备的计算负荷Sc,留有余量，并考虑变压器的经济运行，即： Sn=(1.151.4)Sc 工厂车间变电所中，单台变压器容量不宜超过1000KVA ，对装设在二层楼以上的

19、干式变压器，其容量不宜大于630KVA 。ii.装有两台变压器容量的确定任意一台变压器容量Sn应同时满足下列两个条件：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 45 页1.当任意一台变压器单独运行时，应满足总计算负荷的60%70%的要求。Sn=（0.60.7 ）Sc 2.任一台变压器单独运行时，应能满足全部一、二级负荷Sc(+) 的需要 SnSc(+) 35KV主变压器的选择型号额定容量/KVA 额定电压/Kv 损耗/W 阻抗电压 (%) 联结组别尺寸/mm 长宽高高压低压空载负载7.5 Yd11 310022303520 SZ

20、7 6300 35 10.5 8200 41000 10kv 车间变压器的选择（1）一号车间变压器的选择 NO.1和 NO.2 为二类负荷且容量都大于或接近 1000KVA 所以要考虑装设两台变压器选择方法每台变压器的容量SN.T应满足以下两个条件：任一台变压器单独运行时，宜满足计算负荷S30的大约 60% 70% 的需要，即 SN.T=（0.60.7 ）S30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 SN.T=S30(+) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 45 页故有主变的容量 SN.T =（0.60

21、.7 ）1273 =738 861 KVA 即选择两台型号为SL7-800/10 （2） 二号车间选择两台型号为SL7-500/10 （3） 三号车间变电所主变压器的选择根据 Sc=824.8KVAR, 设计要求三号车间变电所设置一台变压器，按总容量的选择即选择变压器的型号为SL7-1000/10 变压器一台。（4）四号车间变电所主变压器的选择根据 Sc=721.07KVAR, 设计要求四号车间变电所设置一台变压器，按总容量的选择即选择变压器的型号为SL7-800/10 变压器一台。（5）五号车间变电所主变压器的选择根据 Sc=393.67KVAR, 设计要求五号车间变电所设置一台变压器，按总

22、容量的选择即选择变压器的型号为SL7-400/10 变压器一台。各车间变压器型号列表车间编号型号额定容量/KVA 额定电压/KV 联结组别损耗/W 阻抗电压(%) 高压低压空载负载NO.1 S9-800/10 800 6 0.4 Yyn0 1400 7500 4.5 NO.2 S9-500/10 500 1200 6200 4.5 NO.3 S9-1000/10 1000 1700 10300 4.5 NO.4 S9-800/10 800 800 4300 4 NO.5 S9-400/10 400 800 4300 4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -

23、 - - - -第 13 页，共 45 页第三章变电所位置及变电所主接线的选择一、变配电所类型的选择本厂为大型企业所以要设总降压变电所和车间变电所选择原则根据尽量接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量进出线方便，特别是便于架空线进出接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所设备运输方便，特别是要考虑电力变压器和高压成套配电装置的运输不应设在有剧烈震动或高温的场所，无法避开时，应有防震和隔热的措施不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的下风侧应符合国标GB50058 1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定二、接线图的意义和目的表示电

24、气设备的元件与其相互连接顺序的图称为接线图，接线图分为两类：即二次接线图及主接线图。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 45 页主接线图表示电能与电源的分配的用户的主要电路，在此图上应表示出所有的电气设备，有时更好的说明电力系统的工作，也列入二次接线的元件。一般来说，主接线图只表示电气装置的相连线因为三想交流电力装置中的所有三相连接方法是相同的，所接的电气设备也一样，这种图称为单线图，三、高压线路的接线方式工厂的高压线路有放射式、树干式和环形式等基本接线方式，由于放射式线路之间互不影响，因此供电可靠性高，而且便于自动装置，

25、但是高压开关设备用得较多，而且每台高压断路器必须装设一个高压开关柜，从而使投资增加，而且这种放射式线路发生故障或检修时，该线路所供电的负荷都要停电。其他两种接线方式都各有优缺点，根据该厂实际情况需要，这里的高压部分选择放射式较为合适，低压部分也选用放射式接线方式，这样总的主接线图确定为放射式。2.1 对工厂变电所主接线的要求（1） 安全主接线的设计应符合国家标准有关技术规范的要求, 能充分保证人身和设备的安全。（2） 可靠应满足用电设备对供电可靠性的要求。（3） 灵活能适应各种不同的运行方式，操作检修方便。（4） 经济在满足以上要求的前提下，主接线设计应简单、投资少、运行管理费用低，一般情况下

26、，应考虑节约电能和有色金属消耗量。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 45 页2.3 工厂变电所常用主接线工厂变电所常用主接线按其基本形式可分为三种类型（1）线路-变压器组单元接线；这种接线的优点：接线简单，所用电气设备少，配电装置简单节约了建设投资。缺点：该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所全不停电，可靠性不高。使用范围：适用于小容量三级负荷、小型工厂或非生产性用户。单母线接线；它可分为单母线不分段接线和单母线分段接线 单母线不分段接线当只有一路电源进线时，常用这种接线优点：线路简单清晰使用设备少，经济性好。操作人员

27、发生误操作可能性少。缺点：可靠性灵活性差。使用范围：可用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户，或有备用电源的二级负荷用户。 单母线分段接线当有双电源供电时，常采用高压侧单母线分段进线优点：供电可靠性高，操作灵活，除母线故障检修外，可对用精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 45 页户连续供电。缺点：母线故障或检修时，仍用50% 左右的用户停电。使用范围：在具有两路电源进线时，采用单母线分段进线，可对一、二级负荷供电，特别是装设了备用电源自动投入装置后，更加提高了单母线用断路器分段接线的供电可靠性。（2）桥式接线。所谓桥式接线

28、是指在两路电源进线之间跨接一个断路器，犹如一座桥。主要有内桥式接线和外桥式接线。断路器跨在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式接线，若断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线。桥式接线的特点（1） 接线简单高压侧无母线，没有多余设备（2） 经济由于不需设母线， 4 个回路只用了3 只断路器，省去了 12台断路器，节约了投资。（3） 可靠性高无论那条回路故障或检修，均可通过倒闸操作迅速切除该回路，不致使二次侧母线长时间停电。（4） 安全每台断路器两侧均装有隔离开关，可行成明显的断开点，以保证设备安全检修。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -

29、 - - - -第 17 页，共 45 页（5） 灵活操作灵活，能使用多种运行方式。使用范围：对工厂 35KV及以上总降压变电所，有两路电源供电及两台变压器时，一般采用桥式接线。第四章短路电流的计算一、短路的原因短路发生的主要原因是电力系统中电器设备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的原因主要有设备绝缘自然老化，操作过电压，大气过电压，绝缘受到机械损伤等。运行人员不遵守操作规程发生的误操作，如带负荷拉、合隔离开关，检修后忘拆除地线合闸等；或鸟兽跨越在裸露导体上，这些也是引起短路的原因。二、短路的危害发生短路时，由于短路回路的阻抗很小，产生的短路电流较正常电路大数十倍，可能高达数万安培甚至数十万安

30、培。同时，系统电压降低，离短路点越近电压降低越大。三相短路时，短路点的电压可降低到零。因此，短路将造成严重危害。1、短路产生很大的热量，导体温度升高，将绝缘损坏。2、短路产生巨大的电动力，使电气设备受到机械损伤坏。3、短路使系统电压严重降低，电器设备正常工作受到破坏。例如异步电动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 45 页机的转矩与外施电压的平方成正比，当电压降低时，其转矩降低使转速减慢，造成电动机过热烧坏。4、短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不便。5、严重的短路将影响电力系统的稳定性，使并列的同步发电机失

31、步，造成系统解列，甚至崩溃。 . 6、单相短路产生的不平衡磁场，对附近的通信线路和弱点设备产生严重的电磁干扰，影响其正常的工作。由上可见，短路产生的后果极其严重。在供配电系统的设计和运行中应采用有效措施，设法消除可能引起短路的一切原因。同时为了减轻短路的严重后果和防止故障扩大，需要计算短路电流，以便正常的选择和校验各种电器设备，计算和整定保护短路的继电器保护装置和选择限制短路电流设备（如电抗器）等由此可见断路的后果是非常严重的，因此必须设法消除可能引起短路的一切因素，同时需要进行断路电力计算，以便正确地选择电气设备，使电气设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大断路电流时不致

32、损坏，为了选择切除短路故障的无关电器，整定短路保护的继电器保护和选择限制短路电流的元件等也必须计算短路电流。三、短路电流计算短路电流的计算方法有欧姆发、标么值法、短路容量法，根据设计的实际情况，我们选择了表么值法。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 45 页按表么值法进行短路电流计算时，一般是先确定基准容量Sd和基准电压 Ud 基准容量的选取是任意的，但工程上通常取S=100MVA 基准电压，通常去元件所在处的短路计算电压，即取Ud=Uc确定了基准容量和基准电压以后电流可按下试计算dI =ddus3计算电抗按下式计算ddd

33、IUX3下面分别介绍供电系统各主要元件电抗标么值的计算（取MVASd100，UcUd）电力系统的电抗标么值ssussuXXXdddddSS22电力变压器的电抗表么值ndktsuux2100%ndkdssuu100%1002电抗器的电抗标什么值23100%ddNLNLLLUSIUXX精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 45 页短路电流中所有元件的电抗的标么值求出来后，就利用其他等效电路进行电路化简，计算总的电抗标么值X，由于个元件电抗的采用相对值，与短路计算点无关，因此无需进行换算。短路点的计算 : Sj=100MV A 对

34、 于K)3(1点 ,取U1j=37KV, 则I1j=373100=1.56KA 对于 K)3(2点, 取 U2j=10.5KV,则 I2j=5.103100=5.5KV 最大运行方式及最小运行方式下, 系统电抗 X*M及 X*m各为X*1M=S)3(maxkjSS=200100=0.5 Xm1=)3(minkSSj=175100=0.571 X*2=x01l1=21avUSj=0.48237100=0.23 (35KV供电线路电抗 ) X*3=ejdSSu100%=1005 .73.6100=1.19 (总降主变压器电抗 ) 求短路电流的周期分量，冲击电流及短路容量最大运行方式： I)*3(1

35、 mz=*11MX=73.01=2 I)3(1 Mz=I)3(1 MzI1j=2 1.56=3.12 KA i)3(1 Msh=2.55I)3(1 Mz=2.553.12=7.956 KA I)3(1 Msh=686.1)3(1 Mshi=686.145.5=3.23 KA 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 45 页 S)*3(1 Mk= I)*3(1 mzSj=1.37100=200 MVA 最小运行方式： I)*3(1 mz=*11mX=801.01=1.751 I)3(1 mz= I)*3(1 mzI1j=1.25

36、1.56=2.731 KA 对于 k)3(2处 X*2 M=X*1 M+X*3=0.73+1.19=1.92 X*2 m=X*1 m+X*3=0.801+1.19=1.991 I)*3(2 Mz=*21Mx=92.11=0.52 I)*3(2 mz=*21mX=991.11=0.502 I)3(2 Mz= I)*3(2 MzI2j=0.525.5=2.86 KA I)*3(2 mzI2j=0.5025.5=2.761 KA i)3(2 Msh= I)3(2 Mz=1.844.1525=5.2624 KA I)3(2 Msh=686.1)3(2 Mshi=686.159.10=6.28 KA S

37、)3(2 Mk= I)*3(2 MzSj=0.52100=52 KVA 第五章导线截面的选择一、电线、电缆截面选择 35KV 线路对于 35KV的架空线路，我们采用经济电流密度来选择导线截面根据我们规定的导线和电缆经济电流密度表，即jec表，如下表所示：线路类别导线材料年最大负荷利用小时精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 45 页3000H以下3000H5000H 5000H以上架空线铝1.65 1.15 0.90 铜3.00 2.25 1.75 电缆铝1.92 1.73 1.54 铜2.50 2.25 2.00 二、济电

38、流密度选择原则从两方面考虑1、选择截面越大，电能损耗就越小，但是线路投资，有色金属消耗量及维修管理费用就越高。2、选择小，线路投资，有色金属消耗量及维修管理费用既然底，但电能损耗大。从全面的经济效益考虑，使线路的年运行费用接近最小的导线截面，称为经济截面，用符号Sec表示。对应于经济截面的电流密度称为经济电流密度，用符Jec 号表示。公式为 ：ecS =eccjI式中，cI 为线路计算电流本设计的导线截面的选择的计算如下：（1） 35KV 架空线选择经济截面cI =NUS3=3534 .26879.569122=103.8A 查表可知： Jec=0.9A 精选学习资料 - - - - - -

39、- - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 45 页 Sec=Ic/jec=103.8/0.9=115.4mm2 选择导线截面 95 mm2即型号为 LGJ-95钢芯铝铰线 Ial=335A Ic=103.8A 所以满足发热条件校验机械强度35KV架空铝铰线的机械强度最小截面为Smin=35mm2UW 。N例如在 10KV的线路中，应选择额定电压为10KV的电气设备， 380V系统中应选择额定电压为 380V（0.4KV）或 500V的电气设备。（3） 按最大负荷电流选择电气设备的额定电流电气设备的额定电流IN应不小于实际通过它的最大负荷电流Imax(或计算电流 Ic

40、),即：INImax 或 INIc（4） 按短路条件校验电气设备的动稳定度和热稳定度电气设备在短路故障条件下必须具有足够的动稳定度和热稳定度，电气设备按短路故障条件下进行校验，就是要按最大可能的短路电流校验设备的动、热稳定度，以保证电气设备在短路故障时不至于损坏。校验公式为：动稳定度校验 imaxish(3) 或 ImaxIsh(3)式中， imax为电气设备的极限通过电流峰值；Imax为电气设备的极限通过电流有效值。热稳定度校验精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 45 页I2tI(3)2tmin 式中， It为电气设备的

41、热稳定电流；t 为热稳定时间。（5） 开关电器必须校验断流能力开关电器设备的断流容量不小于安装地点的最大三相短路容量，即：IocIk(3)max或 SocSkmax高压开关柜的选择为了保证高压电器的可靠运行，高压电器应按下列原则选择（1） 按正常工作条件，及电压，电流频率、开关电流选择（2） 按短路条件，及动稳定性、热稳定性和持续时间校验（3） 按环境温度、湿度、海拔、介质状态等选择。（4） 按各类高压电器的不同点，如短路器的操作性能，互感器的二次侧负载和准确等级，熔断器的上下级选择性配合等运行选择35KV高压开关柜及柜内元气件的选择高压开关柜的选择为了保证高压电器的可靠运行，高压电器应按下列

42、原则选择（1）按正常工作条件，及电压，电流频率、开关电流选择（2）按短路条件，及动稳定性、热稳定性和持续时间校验（3）按环境温度、湿度、海拔、介质状态等选择。（4）按各类高压电器的不同点，如短路器的操作性能，互感器的二次侧负精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 45 页载和准确等级，熔断器的上下级选择性配合等运行选择以下我们以高压开关柜为单位进行开关柜及柜内电器的选择，开关柜均选择手车式开关柜 GFC-35型1、电流互感器的选择在 高压电网中，计量仪表的电流线圈和继电保护中继电器的电流线圈都是通过电流互感器通电的，这样可以隔

43、离高压电，有利于运行人员的安全。、电流互感器的选择与校验主要有以下几个条件（1） 电流互感器额定电压应不低于装设点线路额定电压（2） 根据一次负荷电流Ic 选择电流互感器变比（3） 根据二次回路的要求选择电流互感器的准确度并校验准确度（4） 校验动稳定度和热稳定度、动稳定度倍数Kes和热稳定倍数K，t为电流稳定时间。因此，按下列公式分别校验动稳定度和热稳稳定度即可。（1） 动稳定度校验 Kes2 I1N)3(shI热稳定度校验（ KtI1N）2?t )3(I2Tima这里我们选 LCZ35 型 0.5 级次额定一次电流 200A103.8A 动稳定校验精选学习资料 - - - - - - -

44、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 45 页查表额定一次电流20600A时，动稳定倍数Kes=150 Kes2 I1N)3(shI=1502 200 =42426.45449.9A （合格）热稳定校验查表的热稳定倍数Kt=65 则 Kt*I1n=65200=13000 根号 ti/t*id=根号 0.9/1 2137.2=2341.2 137MVA （合格） 4、断路器的选择线路正常时，用来通断负荷电流，线路故障时，用来切断巨大的短路电流。断路器具有很好的灭弧装置和较强的灭弧能力，因此断路器额定容量必须大于安装处短路容量，期额定短流能力In.QF必须大于安装处的短

45、路电流即满足精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 29 页，共 45 页 Sn.QFSk(3) In.QFIk(3) 这里我们选 SN 35 型油断路器额定电压 35KV ，额定电流 1000A ，额定断开电流 16KA ，额定容量 1000MVA 经校验： Sn.QF=1000MVA Sk(3)=1000137MVA In.QF=16KA Ik(3) =165.4499KA 均满足要求断路器型号意义：S少油式断路器D 多油式断路器K空气断路器C 磁吹断路器L六氟化硫断路器Z真空断路器N 户内型W 户外型SN 35 型S产品名称（少油式断

46、路器）N 安装条件（户内式）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 30 页，共 45 页35额定电压（千伏）5、避雷器的选择FZ35型型号说明F阀式避雷器Z电站用 35额定电压使用条件（1） 使用地点的海拔高度不超过1000M ，高于 1000M的区域，选用高原型避雷器；（2） 使用地区的环境温度不高于+40。C，不低于 -40。C；（3） 户内和户外；（4） 没有剧烈震动和冲击的场所；（5） 没有严重污秽或腐蚀金属、绝缘见的气体的第三节 10KV 高压开关柜及柜内设备选择GFC 10A型手车式高压开关柜GFC 10A型手车式高压开关柜用

47、于交流频率50 赫兹、额定电压310 千伏，额定电流 900安以下三相单母线系统，作为接受或分配电能及控制电机等用。柜内的主要设备有断路器、电流互感器、电压互感器、熔断器等。（1） 断路器精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 31 页，共 45 页SN10 10 型高压少油断路器是三相、户内式高压电气设备。适用于饿帝国电压为 10KV 、交流50Hz 的电力系统中，供工矿企业、发电厂、变电所和具有相同要求的场所，作为电力设备和电力线路的控制和保护之用，也可用于操作较频繁的地方和开断电容器组，能进行快速自动重合闸操作。其技术数据如下：额 定

48、电压10KV，最高 工 作电 压11.5KV，额 定电 流 630A，额 定 断流 容量300MVA ，热稳定电流为16KA 。断路器额定遮断容量必须大于安装处的短路容量，其额定断流能力INQF必须大于安装处的短路电流即满足 SNQFSk（3）INQFIk（3）校验 SNQFSk（3）=1000MVA 75.5MVA INQFIk（3）=16KA 4.519KA均符合要求。（2） 电流互感器LZJC 10 型电流互感器为浇注绝缘户内型电流互感器，适用于交流50HZ 、10KV以上的高压线路上，供电流、电能和功率测量及继电保护用。其技术数据如下：额定一次电流： 51500A ，额定二次电流： 5

49、A，电流互感器的级次组合为0.5 。动稳定校验：查表额定一次电流5400A ，动稳定倍数为 Kes=150. Ish(3)/ 根号 2INTA=1059/根号 2200=3.744Kes满足所需要求。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 32 页，共 45 页热稳定校验：热稳定倍数 Kt=75 k1INATA=75200=15000 根号 Tj/T=根号 1.2 4125.5=45192 满足要求。三、变压器的过电流保护作用；防御外部相间短路并作为瓦斯保护及电流速断保护的后备保护。保护作用于跳闸。变压器过电流保护的整定计算和线路过电流保护

50、类似，过电流保护继电器的动作值按下式确定ac=maxlTArecow式中co可靠系数，取1.21.3 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 38 页，共 45 页maxL变压器过流保护安装侧可能出现的最大负荷电流变压器过流保护的灵敏度校验可按下式计算13nmi2minacs1.5 式中3nmi2K变压器二次出口处发生三相短路时，流过变压器一次侧的最小三相短路电流；1ac过流保护一次侧的动作值；K和变压器接线组别及保护接线方式相关的系数。保护继电器的动作值（按两相式接线）ac=maxlTArecow=1032520085.012.13.26