车间配电所的整体设计汇总12916.pdf

《车间配电所的整体设计汇总12916.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《车间配电所的整体设计汇总12916.pdf（34页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 车间配电所的整体设计 摘 要 配电所就是对电能进行接受、分配、控制与保护。它由电力变压器、配电装置和二次装置等构成，变电站及配电系统在电网与用户之间起着重要的连接作用。随着电力系统的发展，电气化和自动化给国民经济和社会发展带来了巨大的动力和效益，并成为当今社会发展和人民日常生活中不可缺少的重要能源。但若管理或是系统设计存在缺陷，会容易造成用电质量低下，更有甚者造成电网崩溃，严重时电网瓦解，酿成大面积停电。本次设计是关于车间配电所的设计。最先从车间的布局考虑，参考了现在很多工厂的平面设计图对各部分的布局的可用性和经济性入手。接下来开始进入工厂厂区的供电设计部分。先从各部分的计算入手，其中包括计

2、算负荷和短路电流的计算和一次设备稳定度的效验，及低压配电屏的选择。接下来，进行了对变电所高压进线和低压出线的选择，车间配电线路的设计。在变电所二次回路设计及继电保护整定当中我考虑了各方面的保护及对保护器具的选择。变电所设计自然少不了对防雷以及接地保护方面的设计，考虑到了车间布局的实际情况进行了对防雷接地设备的选择和设计。关键词：供电设计 低压配电 车间配电所 高低压设备 电力系统 Overall design of workshop distribution Abstract The so-called distribution is to receive,electricity distri

3、bution,control and protection.Distribution of power transformer,power distribution device and the second device,etc,substation and distribution system in the power grid plays an important role in connection with the user.With the development of electric power system,electrification and automation to

4、 the national economy and social development are of great power and benefit,and become the current social development and Peoples Daily life indispensable important energy.But if the management or the defect of system design,will be easy to cause the low quality of electricity,moreover caused by pow

5、er grid collapse,serious when grid collapse,caused widespread power outages.This design is about the workshop of substation design.First from the layout of the workshop,consulted a lot of factory floor plan now for the availability and economy of the layout of the part.Then begin to enter the plant

6、power supply design.First from the calculation of the parts,including the computational load and short circuit current calculation and the equipment stability at a time of efficacy,and the selection of low voltage distribution panel.Next,has carried on the choice of substation high voltage into the

7、line and the low pressure outlet,workshop distribution circuit design.In the substation of secondary loop design and relay protection setting I consider all aspects of the protection and the selection of protective equipment.Nature is little not substation design to the design of lightning protectio

8、n and grounding protection,takes into consideration the actual situation of the workshop layout for the selection and design of lightning protection grounding device.Keywords:power supply design.Low voltage power distribution.Workshop of substation.High and low voltage equipment.Electric power syste

9、m.目 录 1 绪 论.1 1.1 课题背景、目的及工程意义.1 1.2 设计内容及任务要求.1 1.2.1 机加工一车间生产任务.1 1.2.2 设计依据.2 1.3 设计原则.2 2 负荷计算.5 2.1 负荷计算的目的.5 2.2 负荷计算.6 2.2.1 机加工一车间负荷计算.6 2.2.2 机加工车间负荷计算.8 2.3 无功功率补偿计算.9 3 车间配电所的选型及主接线方案.11 3.1 车间配电所位置.11 3.2 车间配电所型式.11 3.3 主变压器选型.12 3.4 主接线方案.12 4 短路计算.14 4.1 短路计算目的及原则.14 4.2 短路计算.14 4.3 主要

10、一次设备选型.16 5 车间变电所高低压线路设计.19 5.1 配电接线方案.19 5.2 刀闸开关选择.19 5.3 配电线路选择.19 6 继电保护整定.21 6.1 概述.21 6.2 继电保护的选择与整定.21 6.2.1 变压器的继电保护.21 6.2.2 继电保护整定计算选择.23 6.2.3 继电保护整定计算.24 7 防雷与接地设计.26 7.1 接地.26 7.2 防雷设计.27 1、直击雷的过电压保护.27 2、雷电侵入波保护.27 总结与展望.28 致谢.29 参考文献.30 附录.31 1 1 绪 论 1.1 课题背景、目的及工程意义 自工业生产电气化以后，极大的增加了

11、产量，提高劳动生产率，改善了人工劳动压力。因此工厂的供电可靠性是管理经济和安全的重要因素。变电所的功效是承担电能、改变电压和分拨电能，变电所由电力变压器、配电装置和二次装配等组成。按变电所的性子和责任可分为;升压变电所和降压变电所。除了发电机连接到变电站的升压变电站，其余的是降压变电站。根据变电站的位置和作用分为枢纽变电站、变电所和用户变电站。仅用于回收和分派电能，而不变更电压的场地称为配电所。于是，做好工场供电事业对于成长工业生产，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

12、、支援国家经济建设，也具备重大的作用。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：在供电、配电和使用电能安全，无人员事故和设备事故。可靠性应满足供电可靠性的要求。优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求 经济 供电系统的投资要少，尽可能地节约电能和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。根据该工厂的规模、负荷情况、供电条件、技术要求、自然条件，设计其总配变电所及配电系统。1.2 设计内容及任务要求 车间变电所及配电系统

13、设计，是根据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，结合国家供电情况。解决各部门的安全性和可靠性，对电力能源经济的分配。其基本内容有以下几个方面：车间负荷的分析和计算；无功负荷的分析和补偿计算；变压器台数、容量、型号的选择确定；进行主接线方案比较并确定主接线 短路电流计算；电气一次设备的选择；继电保护装置设计；接地及防雷设计。1.2.1 机加工一车间生产任务 本车间承担机修厂修理的配件生产。2 1.2.2 设计依据 车间平面及设备布置图。本车间承担机修厂修理的配件生产。车间用电设备明细表。（见表 1.1）车间变电所配电范围 车间变电所位置 车间变电所设在车间东南角，除为机械加

14、工一车间配电外，还要为机械加工二车间、铸造、铆焊、电修车间配电，其用电设备明细表。（见表 1.2）这台机器的车间需要提供一三种方式供电（其中一个是照明电路）；铸造车间要求车间变电所低压侧提供四路电源（其中一回路为照明回路）；铆焊车间要求车间变电所低压侧提供三路电源（其中一回路为照明回路）；电气维修店要求该变电站的低压侧具有三个电源供应（其中一个是照明电路）。负荷性质：三班工作制，年最大负荷利用小时数为 3500h。三级负荷。供电电源条件：a、电源的 3510kV 总电压和高压变电站的电缆线路的功率，线路全长 300m。b、工厂总降压变电所 10KV 母线上的短路容量按 200MVA 计。c、总

15、电压变电站 10kV 配电插座的定时限过电流保护装置的设置时间=2S。d、车间所需的最大负载功率因数不小于 0.9。e、要求在车间变电所 10KV 侧进行计量。车间内的自然条件 a、年最高气温为 40.6，年最低气温为-7.7，一月最低气温为 5.3，七月最高气温为 29.6.b、车间内计算气温为 35.1.3 设计原则 按照国家标准 GB50052-95 供配电系统设计规范、GB50053-94 10kv 及以下设计规范、GB50054-95 低压配电设计规范等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：1、遵守规程、执行政策；必须符合国家有关规定和标准，实施相关的国家政策，包括节能、有色金属

16、等技术和经济政策。2、安全可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。3、近期为主、考虑发展；应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。4、全局出发、统筹兼顾。3 按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。表 1-1 机加工一车间设备明细表 设备代号

17、 设备名称代号 台数 单台容量（KW）总容量（KW）1 冷墩机 GB-3 1 55 55 2 冷墩机 GB-3 1 55 55 3 普通车床 C620-1 1 7.625 7.625 4 普通车床 C620-1 1 7.625 7.625 5 普通车床 C620-1 1 7.625 7.625 6 立式车床 C512-1A 1 35.7 35.7 7 普通车床 C620 1 4.625 4.625 8 普通车床 C620 1 4.625 4.625 9 普通车床 C620 1 4.625 4.625 10 普通车床 C620 1 4.625 4.625 11 普通车床 C620 1 4.625

18、 4.625 12 普通车床 C616 1 4.625 4.625 13 螺丝套丝机 S-8139 1 3.125 3.125 14 普通车床 C630 1 10.125 10.125 15 管螺纹车床 Q119 1 7.625 7.625 16 摇臂钻床 Z35 1 8.5 8.5 17 立式钻床 Z5040 1 3.125 3.125 18 立式钻床 Z5040 1 3.125 3.125 19 5 吨吊车 1 10.2 10.2 20 立式车床 C512-1A 1 35.7 35.7 21 立式车床 C512-1A 1 35.7 35.7 22 刨床 B665 1 3 3 23 万能铣床

19、 X63WT 1 13 13 24 立式铣床 X52K 1 9.125 9.125 25 滚齿机 Y-36 1 4.1 4.1 26 插床 B5032 1 4 4 27 弓锯机 G72 1 1.7 1.7 28 立式钻床 Z512 1 0.6 O.6 29 电阻炉 1 20（380V）20 30 电阻炉 1 24 24 4 31 电阻炉 1 45 45 32 车床 CW6-1 1 31.9 31.9 33 立式车床 C512-1A 1 35.7 35.7 34 卧式镗床 J68 1 10 10 35 单臂刨床 B1010 1 70 70 表 1-2 机加工二车间、铆焊、电修车间的负荷计算 序号

20、 车间名称 供电回路代号 设备容量 计算负荷 KW P30/KW Q30/Kvar 1 机加工二车间 No.1 电源电路 155 46.5 54.4 No.2 电源电路 120 36 42.1 No.3 电源电路 10 8 0 2 铸造车间 No.4 电源电路 160 64 65.3 No.5 电源电路 140 56 57.1 No.6 电源电路 180 72 73.4 No.7 电源电路 8 6.4 0 3 铆焊车间 No.8 电源电路 150 45 89.1 No.9 电源电路 170 51 101 No.10 电源电路 7 5.6 0 4 电修车间 No.11 电源电路 150 45 7

21、8 No.12 电源电路 146 44 65 No.13 电源电路 10 8 0 5 2 负荷计算 2.1 负荷计算的目的 供电系统要能够可靠地正常运行，就必须正确地选择系统中的所有元件及设备。元件及设备除满足工作电压和频率的要求外，最重要的是满足负荷电流的要求。负荷电流要求中最重要的是发热条件的要求。计算负荷是从发热条件角度提供供电设计选择元器件的基本依据。荷载情况复杂，影响因素很多，虽然各种荷载变化都有一定的规律可循，但仍难以准确确定计算荷载的大小实际的负荷也并不是一成不变，它与设备的性能、生产的组织、生产者的技能及能源的供应状况等多种因素有关，因此力求负荷计算接近实际，这是确定供电系统，

22、选择变压器容量，电气设备，导线截面和仪表量程的主要依据，也是整定继电保护的重要数据。1、电力负荷的分类 电力负荷按照用户的性质分为工业负荷、农业负荷、交通运输负荷和生活用电负荷等。按用途分为动力负荷和照明负荷。动力负荷多数为三相对称的电力负荷，照明负荷为单相负荷。按用电设备的工作制分为连续(或长期)工作制、短时工作制和断续周期工作制(或反复短时工作制)三类。本文主要介绍了电气设备的工作系统的分类：a、连续工作系统的长期连续运行，负载相对稳定。b、短时间工作系统的工作时间较短，其余时间相对较长。如机床上的某些辅助电动机、水闸用电动机等。这种设备的数量是非常小的，计算的负载一般不考虑电气设备的短时

23、工作系统。c、断续周期工作制 这类设备周期性地工作停歇工作，如此反复运行，而工作周期不超过 10min。如电焊机、起重机械等。负载持续时间（或临时负载率）通常用于指示负载的工作特性。即 100%100%0ttTt+t (2-1)式中，T 为工作周期；t 为时间；T0 是休息的时间。该设备的额定容量是对应于一定的负载率。因此，在进行工厂的动力负荷计算时，应根据不同的工作制度对不同的工作系统的电气设备的容量进行转换。2、电力负荷的分级及对供电电源的要求 按 GB50052-1995 规定，工厂的电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电所造成的损失或影响程度，分为以下三级：a、一级负荷 一级负荷为

24、中断供电将造成人身伤亡者，或者中断供电将在政治、经济上造成重大损 6 失者，如重大设备损坏，大量的产品报废，大量的重要原材料，用于生产废产品，在连续生产过程中的关键企业的国家经济，破坏了需要很长一段时间来恢复等。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要的场所不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。一级负荷属于重要负荷，是绝对不允许断电的。因此，要求有两路独立电源供电。当其中一路电源发生故障时，另路电源能继续供电。一级负荷中特别重要的负荷，除上述两路电源外，还必须增设应急电源。常用的应急电源：独立于正常的发电单元；独立于正常供电线路的供电网络；b、二级负荷 二

25、级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复、重点企业大量减产等。二级负荷也属于重要的负荷，要求两回路供电，供电变压器通常也采用两台。在其中一回路或一台变压器发生故障时，二级负荷不致断电，或断电后能迅速恢复供电。c、三级负荷 三级负荷为一般电力负荷，所有不属于一个或两个级别的负荷人都属于三类负荷。三级负荷对供电电源没有特殊要求，一般由单回电力线路供电。本设计中电力负荷的等级大多为三级负荷。2.2 负荷计算 2.2.1 机加工一车间负荷计算 由表 1.1 中一车间负荷的明细表可首先将一车间负荷进行分类：机床类、电阻炉类、吊车类

26、。通过查资料学习系统负荷的计算步骤，整理如下：（1）单站接驳线计算负荷的计算断续周期设备暂载如果设备在N 持续率下的容量为PN，换算到设备容量 Pe 为:NeNPP 对于焊机，常取 100%，吊车等设备取 25%线压等效为相压的转换：由于容量为 Pe,的单相设备接在线电压上的产生的电流 I=Pe,/（Ucos)应与等效三相设备容量 Pe产生的电流 I=Pe/(Ucos)相等,3eePP 单相等效为三相：,3eemPP 7 转换效率：30,NiPP（2）用电设备组计算负荷的确定 需要系数法：Kd=P30/Pe 利用系数法：Kl(3)车间干线或多组用电设备的计算负荷确定 同期系数：Kp 总的有功计

27、算负荷为 3030,piPKPP 总的无功计算负荷为 3030,qiQKQP 总的视在计算负荷为 22303030SPQ 所以，统计机床类负荷共 31 台，属于大批生产的机床冷加工电动机组。取 Kd=0.2,cos=0.5 1.机床类 30(1)0.2485.87597.175PkWkW 30(1)97.1751.73168.113 varQkWk 30(1)30(1)97.175194.35cos0.5pSKV A 30(1)30(1)194.35295.29330.38NSKV AIAUKV 2.电阻炉类 共 3 台，取 Kd=0.7,cos=1 30(2)0.7 8962.3PkWkW

28、30(2)S=62.3KVA 30(2)30(2)62.394.66330.38NSKV AIAUKV 3.吊车类 共 1 台，取N=15%，Kd=0.15,cos=0.5 2527.9NeNNNPPPkW 8 30(3)0.15 7.91.185PkWkW 30(3)1.1851.732.05QkWkW 30(3)30(3)1.1852.37cos0.5pSKV A 30(3)30(3)2.373.60330.38NSKV AIAUKV 所以，总的计算量为（0.95），钾=0.97）300.95(97.17562.31.185)152.6PkWkW 300.97(168.11302.05)v

29、ar165.1 varQkk AkV8.2241.1656.1522223023030QPS 3030152.6cos0.679224.8PS 3030224.8341.6330.38NSKV AIAUKV 2.2.2 机加工车间负荷计算 根据表 1.2 中已经计算过得负荷可以将两个车间的总负荷，也就是变压器低压侧的总负荷。表 2-1 一车间负荷计算 序号 设备名称 设备台数 设备容量/ePkW 需 要 系 数 dK cos tan 计算负荷 名牌值 换算值 30P/kW 30Q/vark 30S/kV A 30I/A 1 机床组 31 485.875 485.875 0.2 0.5 1.73

30、 97.175 168.113 194.35 295.29 2 电阻炉组 3 89 89 0.7 1 0 62.3 0 62.3 94.66 9 3 吊车 1 10.2 7.9 0.15 0.5 1.73 1.185 2.05 2.37 3.6 车间总计 35 585.075 582.775 160.66 170.163 取0.95pK，0.97qK 152.6 165.1 224.8 341.6 表 2-2 二车间负荷计算 序号 车间名称 供电回路代号 设备容量 计算负荷 KW P30/KW Q30/Kvar S30/KVA I30/A 1 机加工二车间 No.1 供电回路 155 46.5

31、 54.4 71.6 108.8 No.2 供电回路 120 36 42.1 55.4 84.2 No.3 照明回路 10 8 0 8 12.2 2 铸造车间 No.4 供电回路 160 64 65.3 91.4 138.9 No.5 供电回路 140 56 57.1 80 121.6 No.6 供电回路 180 72 73.4 102.8 156.1 No.7 照明回路 8 6.4 0 6.4 9.7 3 铆焊车间 No.8 供电回路 150 45 89.1 99.8 151.6 No.9 供电回路 170 51 101 113.1 171.8 No.10照明回路 7 5.6 0 5.6 8

32、.5 4 电修车间 No.11供电回路 150 45 78 90 136.7 No.12供电回路 146 44 65 78.5 119.3 No.13照明回路 10 8 0 8 12.2 总计 1406 487.5 625.4 810.6 1231.6 综上，变压器低压侧的负荷计算为：640.1kWkW5.4876.152)2(30）（总P kvar5.790kvar4.6251.165)2(30）（总Q 根据设计要求，COS 变电站高压侧大于或等于 0.9，考虑到变压器的无功损耗 QR 比PR 的有功功率损失大得多，一般的 QR=（4-5）公关，2.3 无功功率补偿计算 按照设计要求，变电所

33、高压侧的 cos 0.9，考虑到变压器本身的无功功率损耗Qr远大于有功功率损耗Pr，一般Qr=(4-5)Pr，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因素应略高于 0.90，取 0.93。为了使低电压侧功率因数从 0.63 提高到 0.93，低电压侧应与并联电容器安装。640.1tanarccos0.63tanarccos0.93var536 varCQkk 所计算的负载被认为是作为低压侧的补偿变电站。2230(2)640.1(790.5536)698.5SkV AkV A 1 0 因此主变压器容量可改选为 800kVA。比未补偿前容量减少很多。变压器的功率损耗为 30(2)0.0

34、150.015698.510.5TPSkV AkW 30(2)0.060.06698.541.9 varTQSkV Ak 变电所高压侧的计算负荷为 30(1)640.110.5650.6PkWkWkW 30(1)(790.5525)var41.9 var296.4 varQkkk 2230(1)650.6296.4714.9SkV AkV A 补偿后工厂的功率因数为：3030650.6cos0.9101714.9PS 这一功率因素满足不低于（0.9）的要求由此可以看出，采用无功补偿来提高功率因素能使工厂取得可观的经济效果。1 1 3 车间配电所的选型及主接线方案 3.1 车间配电所位置 变电所

35、的位置选择原则：应尽可能接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。考虑供电方向，电源侧。进出口便利。不应该阻碍企业发展，要考虑扩张的可能性。设备运输方便。尽量避开有腐蚀性气体和污秽的地段，如无法避免，则应位于污源的上风侧。变电站内的配电设备和其他建筑物和结构之间的距离是按照规定的。在冷却塔与喷水池的距离上，应规定建筑物、变压器、配电设备的室外配电装置。不应位于低洼地区，可积水。高压力 配电所应尽量与临近车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建在一起。负荷中心的确定：（1）将各分建筑/车间电力负荷按一定比例标示与总平面图中 负载的指令轮的图形，而不是为每个子中心建设负载统

36、一收集中心的负载指令。负荷不均匀的圆心偏向负荷集中的一侧。负荷指示圆的半径为 30rP 负载指示图，可以直观的和大致确定的工程负荷中心。（2）负荷矩计算法 各分建筑/车间的分负荷为 Pi，他们在任选择的直角坐标系中的坐标分别为(xi,yi)，则按照下式可求负荷中心的坐标：(),()xiiyiiPPxPPy 式中，总负荷P=KPi，其中是同期系数，视最大负荷不同时出现的情况选择，一般取0.71.0。变电站总布置应紧凑合理，符合以下要求：（1）便于运行维护和检修（2）保证安全运行 （3）便于进出线 （4）节约土地和建筑费用（5）适应发展要求 综上，变电所的位置选择应根据选择原则，经技术、经济比较后

37、确定。根据接近负荷中心，偏向电源侧的选择方法，本车间变电所已给出。室内变电所是由变压器室、高压配电室、配电室、控制室和值班室组成。3.2 车间配电所型式 车间变电所主要有以下两种类型的变电所。1 2 1.车间附设变电所 一个变电站应占据一个车间的某一个区域，但在车间内，因此对车间外观没有影响。外部连接型变电站的车间外，不采取车间面积，使车间设备和安全的比奈型变电站的布局更高。2.车间内变电所 变配电所有屋内式和屋外式两大型式。在选择植物分布类型时，应根据具体的地理环境，因地制宜；技术经济合理，应选择室内型。3.3 主变压器选型 本文在选择主变压器的型式上主要考虑三个要素：1.设计需求。要求年最

38、大负荷利用小时数为 3500h，三级负荷；2.低耗，安全，民用。3.容量及联接方式 故而考虑本应用的一般性，选择 S9 系列低损耗油浸式铜绕组电力变压器；关于台数的选择，主要考虑负荷对供电可靠性的要求，因为要求年负荷利用小时数为 3500h,占全年的 40%，加上又是三级负荷，一般一台变压器就足够。但集中负荷较大，虽然为三大负荷，也可选择 2 台变压器。综上选择变压器 S9-800/10-Dyn11，具体参数见下表。表 3-1 变压器主要技术数据 额定容量kVA 额定电压/kV 联结组别 损耗/W 空载电流I0%阻抗电压Uk%一次 二次 空载 负载 800 10 0.4 Dyn11 1400

39、7500 2.5 5 室内安装的干式变压器的外廓与四周墙壁的净距离不应小于 0.6 米；干式变压器之间的距离不应小于 1 米，并应满足巡视检修要求。干式变压器也可以不单独设置变压器室，而与高、低压配电装置同室布置，指示变压器应设不低于 1.7 米高的遮拦与周围隔离，以保证运行安全。露天或半露天变电所的变压器四周，应设不低于 1.7 米高的固定围栏/墙，变压器外廓与围栏的净距不应小于 0.8 米，变压器底部距离地面不应小于 0.3 米，相邻变压器外廓之间的净距离不应小于 1.5 米。3.4 主接线方案 电气主接线的类型：有母线的主接线和无母线的主接线。无母线的连接多用于发电机-变压器单元接线、变

40、压器-线路单元接线之间，因此再配电设计中，这样的连接形式多用于电源端引线结构连接。有母线的主接线结构稍为复杂，结构也更为灵活多变。母线，实际上是主接线电路中接受电能和分配电能的一个电气联接点从形式上延展成的一条线。它便于多个进出线回路的连接，故又称汇流排。供配电系统中常用矩形截面积的铜、铝等导体来做母线。1 3 单母线型，有简单单母线、单母线分段和单母线带旁支三种变换形式。双母线型，有简单双母线、双母线分段、双母线带旁支、双断路器双母线、3/2 断路器双母线等几种形式。本设计有两台变压器的小型变电所。设计的方案如下：高压侧无母线、低压侧单母线分段的双台变压器变电所主接线方式（如图 3.1）。这

41、样一个高可靠电源和连接，当任何一个变压器或电源进线停电检修或发生故障时，变压器通过封闭母线分段开关，可以快速恢复整个变电站供电。如果两台主变压器低压侧主开关（采用电磁或电动机合闸操作的万能式低压断路器）都装设互为备用电源自动投入装置（APD），则任一主变压器低压主开关因电源断电（失压）而跳闸时，另一主变压器低压侧的主开关和低压母线分段。开关会自动开关在APD 的存在，整个压力恢复正常供电。10KV电源进线QS3TY1FT1QS1QF1TA1TA2QS2QF2QS4FT2TY2T1T2QF3QF4QK1QK2TA3TA3QF5 图 3-1 主接线示意图 1 4 4 短路计算 4.1 短路计算目的

42、及原则 短路是指电力系统中不同电位的导电部分（各相导体、中性点接地系统的地线）之间发生的低阻性短接。它是电力系统中最常见和最严重的故障。为了正确选择和校验电气设备，准确计算继电保护装置的整定值，就需要计算短路故障发生时通过元件的最大可能的短路电流。短路对系统会产生极大的危害：短路对系统产生很大危害：（1）形成大功率，使元件、设备、永久变形或严重损坏；（2）电流热效应使设备急剧发热，若持续发热过久，绝缘会变老化；（3）电压将大幅下降，影响用户正常工作。如异步电动机电磁转矩下降，致使转速下降、停转；（4）对于严重短路的同步发电机的并联运行，产生同步，导致系统，短路保护装置，最终导致电力中断，更接近

43、的保护装置的电源供应，导致电力中断。因此，最大短路电流应根据不同的供电系统模型计算，以确定电气设备的容量或额定参数；最小短路电流，是选择熔断器和继电保护装置的基础。原则上采用三相短路电流计算为标准。这是因为在电力系统中，虽然发生单相短路的可能性大，但三相短路的电流值最大，造成的危害也最严重。作为择校验电气设备用的短路计算中，以最严重的三相短路电流的计算为主。4.2 短路计算 用标幺制法计算 K-1,K-2 处的短路总阻抗标幺值，三相短路电流和短路容量。(一)、确定基准值：工程设计里取 Sd=100MVA，Uc1=10.5kV，Uc2=0.4kV d11100I5.5033 10.5dcSMV

44、AkAUkV 而 d22100I144330.4dcSMV AkAUkV(二)、计算短路电路中各主要元件的电抗标幺值：a、电力系统的电抗标幺值：已知 K-1 处的短路容量为 200MVA，所以 K-1 处前级电力系统的阻抗标幺值为：*1(3)1000.5200dKSMV AXSMV A b、电缆线路的电抗标幺值：已知 00.08/XKM,则：1 5*221000.08 0.30.0240.9070.022(10.5)MV AXkV c、车间变电所变压器的电抗标幺值计算：根据所选用的变压器，查知 Uk%=5，SN=800KVA *3%5 1006.25100100 800kdNUSMV AXSK

45、V A 至此，可以绘出标幺值得短路电路等效电路如下图所示：10.520.02236.2536.25K-1K-2 图 4-1 标幺等值电路(三)、计算 K-1 点短路电流：计算 K-1 处的三相短路电流周期分量有效值：(3)11*15.5010.540.522dkIKAIkAX 其他三相短路电流：a、三相短路暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)110.54kIIIkA b、三相短路冲击电流：(3)2.55 10.5426.88shiKAkA c、三相短路第一个周期短路全电流有效值：(3)1.51 10.5415.92shIKAkA 三相短路容量：(3)1*(1)100191.570.522dK

46、kSMV ASMV AX(四)、计算 K-2 处的短路总阻抗标幺值及三相短路电流和短路容量：系统最大运行方式下：闭合低压母线分段开关，主变压器并列运行 总阻抗标幺值：*(2)(1)3/30.5226.25/23.647kkXXXX 三相短路电流周期分量有效值：(3)12*(2)14439.483.647dkkIkAIkAX 其他三相短路电流：a、三相短路暂态电流和稳态电流：1 6(3)(3)(3)139.48kIIIkA b、三相短路冲击电流：(3)1.84 39.4872.64shikAkA c、三相短路第一个周期短路全电流有效值：(3)1.09 39.4843.03shIkAkA 三相短路

47、容量：(3)2*(2)10027.423.647dKkSMV ASMV AX 系统最小运行方式下：断开低压母线分段开关，主变压器单独运行 总阻抗标幺值：*(2)(1)30.5226.256.772kkXXX 三相短路电流周期分量有效值：(3)12*(2)14421.266.772dkkIkAIkAX 其他三相短路电流：a、三相短路暂态电流和稳态电流：(3)(3)(3)121.26kIIIkA b、三相短路冲击电流：(3)1.84 21.2639.12shikAkA c、三相短路第一个周期短路全电流有效值：(3)1.0921.2623.17shIkAkA 三相短路容量：(3)2*(2)10014

48、.776.772dKkSMV ASMV AX 表 4-1 短路计算结果 短路点 运行方式 三相短路电流(kA)电压(kV)短路容量(MVA)Ik(3)ish(3)Ish(3)K-1 10.54 26.88 15.92 10.5 191.57 K-2 最大运行 39.48 72.64 43.03 0.4 27.42 最小运行 21.26 39.12 23.17 0.4 14.77 4.3 主要一次设备选型 供电和配电工程中的电力供应和配电线路是一次电路，即一旦系统（主电路）。在一 1 7 个系统中的电气设备被称为主要设备。一次系统中的各电气设备称为一次设备。(1)高压断路器的选择 这个电路是 1

49、0kV 电压等级，所以它可以使用少油断路器。该断路器安装在户内，故选用户内式断路器。回路电压 10kV，因此选用额定电压e10U kV 的断路器，额定电流选用 630kA 的断路器。综合上述因素所以选择高压断路器的型号为 SN10-10/630。高压断路器的校验 动稳定校验：kAi40max，26.88shiA，shiimax，满足要求。热稳定校验：25611622tIt，2111.09kI t，imakttItI2，满足要求。断流能力校验：kAIk54.10，kAIoc40，kocII，满足要求。(2)隔离开关的选择 接在母线上的避雷器和电压互感器宜合用一组隔离开关。断路器两侧应安装隔离开关

50、，以进出口无需停电。隔离开关安装在室内，室内隔离开关。回路电压 10kV，因此选用额定电压 10kV 的隔离开关。考虑到隔离开关是与相应的断路器配套使用，所以相应回路的电流也与断路器相同，即：选择隔离开关的型号为 GN8-10/600 和 GN6-10/600。隔离开关的校验 动稳定校验：d3e3sh86.2560021087.262iKIN）（热稳定校验：AIttAIjNk54.1154.1025.03.0k1260020ket 经校验，满足要求。(3)高压熔断器选择与校验 列出隔离开关的有关参数，并与计算数据进行比较后选择了熔断器的型号为RN2-10/0.5，经校验，满足要求。(4)电流互