供用电技术毕业论文机械制造厂供配电设计.doc

毕业设计任务书题 目机械制造厂供配电设计学生姓名学号班级供电一班专业承担指导任务单位导师姓名导师职称一、设计内容机械制造厂供配电设计二、基本要求1.负荷计算，变压器选型，确定电气主接线2. 进行高低压设备选型.3. 确定二次回路方案，变电所防雷、接地、照明设计4. 绘制机械制造厂总平面图，变电所电气主接线图，变电所平面布置图及设备清单5.设计说明书三、设计的主要技术指标及要求1. 工厂总平面图见附录D，图D-1。2. 负荷情况：本厂动力站、房的部分设备为二级负荷，铸钢车间有50%的负荷为二级负荷，热处理车间有60%的负荷为二级负荷，其余均为三级负荷。本厂负荷统计资料见附录B，表B-1及表B-2。3. 电源状况（1）工厂东北方向16公里处：有一新建地区降压变电所，110/35/10kV，1x25MVA变压器一台作为工厂的主电源。从本厂用电容量、电源的输送距离，以及考虑今后的发展规划来看，在满足供电电压偏差的允许值范围内，采用35kV或10kV中的电压以一回架空线向工厂供电。（2）由正北方向5公里处的其它工厂引入10kV电缆作为备用电源，一般不投入，在该厂的主电源发生故障或检修时，提供照明及部分重要负荷用电。输电容量不得超过全厂计算负荷的20%。4. 电源短路容量：35kV侧系统最大三相短路容量1000MVA，35kV侧系统最小三相短路容量500MVA5. 供电部门对功率因数要求值：35kV供电时0.9，10kV供电时0.956. 电价两部电价制：变压器安装容量每1kVA 20元/月电度电价：供电电压为35kV时，0.55元/kWh 供电电压为10kV时，0.58元/kWh工厂为二班制，全年工作时数4500小时，最大负荷利用时数4000小时。线路的功率损失在发电厂引起的附加投资：0.01元/kW7. 气象、地质、水文资料本厂地处江苏平原地区，平均海拔8.5米，地质以砂粘土为主，地下水位2米，最热月平均最高温度26，最热月地下0.8米处平均温度20，极端最高温度40，极端最低温度-10。四、应收集的资料及参考文献1.工厂供电 刘介才 | 机械工业出版出版社 2004年2.实用供配电技术手册 刘介才 | 中国水利水电出版社 2002年3.电力系统继电保护原理 孙国凯等主编 水利水电出版社4.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算崔家佩登等编 中国电力出版社五、进度计划1. 1周 调研、收集材料 2. 1周 分析、确定方案 3. 8周 设计、计算、绘图 4. 2周 写设计说明书教研室主任签字时 间 年 月 日毕业设计开题报告题 目机械制造厂供配电设计学生姓名 学号 班级供电一班专业供用电技术一、研究背景：电能是能源的的基本形态，是现代工业生产的主要能源和动力，是人类现代文明的物质技术基础。电能与国民经济各部门及人民日常生活关系密切。由于自然界的一次能源都可转换成电能，且电能转换成其他形式十分方便，电能宜于大量生产，远距离输送和自动控制。所以，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中广泛应用。在工厂里，电能在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，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、支援国家经济建设，也具有重大的作用。二、国内外研究现状：我国变电所主要现状是老设备向新型设备转变，有人值班向无人值班变电所转变，交流传输向直流输出转变，国外主要是交流输出向直流输出转变。三、研究方案：1、负荷计算2、工厂总降压变电所的位置和主变压器的台数及容量选择3、工厂总降压变电所主接设计4、厂区高压配电系统设计5、工厂供、配电系统短路电流计算6、改善功率因数装置设计7、变电所高、低压侧设备选择8、继电保护及二次接设计9、变电所防雷装置设计10、总降压变电所变、配电装置总体布置设计综合前述设计计算结果。四、预期结果：1、确定电气主接线。2、确定高低压设备型号。3、确定二次回路方案以及变电所防雷、接地、照明设计。4、绘制机械制造厂总平面图，变电所电气主接线图，变电所平面布置图及设备清单。指导教师签字时 间2011年 3 月10日摘 要工业企业供电，是指工厂所需电能的供应和分配问题。电能是现代工业生产的重要能源和动力。它的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节、测量，又利于实现生产过程自动化。所以工厂供电设计是整个工厂设计的重要组成部分，工厂供电的质量影响到工厂的生产及其发展。本设计是针对机械制造厂一次部分的供配电系统设计。根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺和对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。本设计的主要内容包括：负荷计算和无功补偿，电压等级确定，变电所位置及形式的选择，主变压器及主接线方案的选择，短路计算，输配电线及母线选择，高低压电气设备的选择校验，继电保护，防雷保护等。通过本次设计，预期使所使用的变压器台数与容量满足供电的可靠性要求；用电设备能够正常工作；当线路出现异常时，保护装置作用，能够很好保护线路。满足工厂供电的要求。关键词：配电线路 变压器 负荷 短路电流 电气设备ABSTRACTIndustrial enterprise in power. means the supply and distribution of electricity needed. Electricity is the main energy of modem industrial production and power. Its transmission and distribution is simple and economic, and easy to control, regulation and measurement, but also conducive to the production process automation. So factory electricity supply is the important part of plant design, plant design quality of power supply to the plant and affect the production and development.This design is aimed at the machinery factory primary power supply system design. According to the number of the load each workshop and character, production process and the requirements of load, and load distribution, combined with the power supply situation state. This design solved the electric power distribution safely reliably and economic. The main contents of the design include: load calculation and reactive compensation, determination of voltage level, choice the position and forms of substation, choice the main transformer and main connection mode, short circuit calculation, choice the transmission wires and bus bar, choice the high-low voltage electrical equipment and calibration, relay protection, lightning protection etc.Through the design, we must sure that the numbers and capacity of the transformer expected to meet requirements of reliability; Electrical equipment work normally; When the connection is not normal, protection devices work normally and can protection circuit well; Meet the requirements of power supply.KEY WORDS: Distribution list Supply transformer Power load Short-circuit contact Electric apparatus目 录第1章 绪论11.1 负荷情况11.2 电源状况11.3 电源短路容量21.4 供电部门对功率因数要求值：21.5 电价21.6 气象、地质、水文资料2第2章 负荷计算和无功功率补偿32.1 负荷计算32.1.1 单组用电设备计算负荷的计算公式32.1.2 各车间用电负荷计算32.2 负荷分配4第3章 变电所位置及其型式的选择53.1 变电所位置53.2 变电所型式的选择5第4章 变电所主变压器的选择和无功补偿64.1 主变压器的选择依据64.2 无功功率补偿64.3 各车间变电所主变压器的选择和无功补偿64.3.1 车间变电所I主变压器的选择和无功补偿64.3.2 车间变电所主变压器的选择和无功补偿74.3.3 总降压变电所主变压器的选择和无功补偿84.4 工厂年电能消耗量计算9第5章 主接线方案的选取105.1 变电所主接线设计的基本要求105.2 变电所主接线设计原则105.3 主接线设计方案115.4 主接线图11第6章 短路计算126.1 最小运行方式下系统短路电流计算126.1.1 确定基准值126.1.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标么值136.1.3 计算各短路点总计算电抗及三相短路电流和短路容量136.2 最大运行方式下系统短路电流计算146.2.1 确定基准值146.2.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标么值156.2.3 计算各短路点总计算电抗及三相短路电流和短路容量15第7章 输配电线及母线的选择177.1 高压接入线的选择177.1.1 35kV架空线截面的选择计算177.1.2 35kV电缆线截面的选择计算187.1.3 10kV电缆截面选择计算187.1.4 车间变电所低压出线的选择197.2 母线的选择227.2.1 35kV母线的选择227.2.2 10kV母线的选择237.2.3 380V母线选择24第8章 变电所高低压设备的选择与校验258.1 低压侧一次设备的选择258.1.1 车间变电所I380V侧一次设备的选择与校验258.1.2 车间变电所380V侧一次设备的选择与校验258.2 变电所高压一次设备的选择与校验258.2.1 35kV侧高压一次设备的选择与校验258.2.2 10kV侧高压一次设备的选择与校验25第9章 变电所二次回路的设计269.1 高压断路器的控制269.2 电测量仪表与绝缘监视装置269.2.1 电测量仪表269.2.2 绝缘监视装置27第10章 供电系统继电保护2810.1 电力变压器的继电保护2810.1.1 车间变电所I主变压器的继电保护2810.1.2 车间变电所II主变压器的继电保护2910.1.3 总降压变电所主变压器的继电保护3010.2 工厂高压线路的继电保护32第11章 变电所的防雷接地3411.1 变电所的防雷保护3411.1.1 直击雷防护3411.1.2 雷电波入侵的防护3411.2 变电所公共接地装置的设计3411.2.1 接地电阻的要求3411.2.2 接地装置的设计35第12章 结论与展望37参考文献38致 谢39附 录40附录A 参考外文40附录B 负荷计算表46附录C 设备汇总表48附录D 机械制造厂供配电设计总平面图52附录E 二次回路系统图53附录F 机械制造厂变电所主接线图54第1章 绪论电能是能源的基本形态，是现代工业生产的主要能源和动力，是人类现代文明的物质技术基础。电能与国民经济各部门及人民日常生活关系密切。由于自然界的一次能源都可转换成电能，且电能转换成其他形式十分方便，电能宜于大量生产，远距离输送和自动控制。所以，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中广泛应用。在工厂里，电能在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，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、支援国家经济建设，也具有重大的作用。1.1 负荷情况本厂动力站、房的部分设备为二级负荷，铸钢车间有50%的负荷为二级负荷，热处理车间有60%的负荷为二级负荷，其余均为三级负荷。本厂负荷统计资料见表1-1。表1-1 某机械制造厂负荷数据表车间名称1#铸钢车间2#热处理车间3#锻工车间4#焊接车间安装容量（kW）180021001600200车间名称5#金工车间6#总装车间7#空压站8#煤气站安装容量（kW）4002008005001.2 电源状况一、工厂东北方向16公里处：有一新建地区降压变电所，110/35/10kV，1x25MVA变压器一台作为工厂的主电源。从本厂用电容量、电源的输送距离，以及考虑今后的发展规划来看，在满足供电电压偏差的允许值范围内，采用35kV或10kV中的电压以一回架空线向工厂供电。二、由正北方向5公里处的其它工厂引入10kV电缆作为备用电源，一般不投入，在该厂的主电源发生故障或检修时，提供照明及部分重要负荷用电。输电容量不得超过全厂计算负荷的20%。1.3 电源短路容量35kV侧系统最大三相短路容量1000MVA35kV侧系统最小三相短路容量500MVA1.4 供电部门对功率因数要求值：35kV供电时0.910kV供电时0.951.5 电价两部电价制：变压器安装容量每1kVA 20元/月电度电价：供电电压为35kV时，0.55元/kWh供电电压为10kV时，0.58元/kWh工厂为二班制，全年工作时数4500小时，最大负荷利用时数4000小时。线路的功率损失在发电厂引起的附加投资：0.01元/kW1.6 气象、地质、水文资料本厂地处江苏平原地区，平均海拔8.5米，地质以砂粘土为主，地下水位2米，最热月平均最高温度26，最热月地下0.8米处平均温度20，极端最高温度40，极端最低温度-10。第2章 负荷计算和无功功率补偿2.1 负荷计算电力系统中的负荷指电网所连接的用电器消耗的有功功率或者无功功率，有时也把由于其他原因产生的损耗也计为负荷。求得计算负荷的手段称为负荷计算。我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法有需要系数法和二项式法。需要系数法的优点是简便，适用于全厂和车间变电所负荷的计算，二项式法适用于机加工车间，有较大容量设备影响的干线和分支干线的负荷计算。但在确定设备台数较少而设备容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，采用二项式法较之采用需要系数法合理，且计算也较简便。2.1.1 单组用电设备计算负荷的计算公式本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有：有功功率：= (2-1)无功功率:= tan (2-2)视在功率: (2-3)计算电流: (2-4)2.1.2 各车间用电负荷计算各车间用电情况详见电力负荷计算表（附录B，表B-3）。取根据附录B，表B-3可算出： kW kvar则 kW kvar kVA2.2 负荷分配按对供电可靠性的要求将负荷分为三级：级负荷：指短时（手动切换恢复供电所需的时间）对负荷中断供电，将造成人身事故、设备损坏，将发生废品，使生产秩序长期不能恢复，人民生活发生混乱的负荷。接有级负荷的高、低压厂用母线，应设置备用电源，当备用电源采用明备用方式时，应装设备用电源自动投入装置。级负荷：指允许短时停电，但较长时间停电将造成大量减产，将使人民生活受到影响的负荷。对接有级负荷的厂用母线，应由两路独立电源供电，一般采用手动切换。级负荷：指长时间停电不会直接影响生产者，如工厂的附属车间，小城镇等。根据所提供的负荷情况对本厂负荷分配原则如下表（表2-1）表2-1：负荷分配表工厂变电所380V母线本工厂380V负荷（需要容量）段级负荷：1#、2#车间部分负荷及4#、5#车间负荷（1070kW）段级负荷：3#、6#车间负荷及7#、8#车间部分负荷（1246kW）段级负荷：1#、2#、7#、8#车间部分负荷及照明（1400kW）第3章 变电所位置及其型式的选择3.1 变电所位置变电所所址选择应满足下列几条要求：(1)接近负荷中心；(2)接近电源侧；(3)进出线方便；(4)运输设备方便；(5)不应设在容易积水、剧烈震动或高温的场所；(6)不应设在有爆炸危险的区域内；从上面几条综合确定，总平面图序号F设为35/10kV变电所，靠近负荷中心。由于煤气站属于危险区域，故不应与变电所相邻，整个变电所的室内地面，应高于室外地坪0.6米。3.2 变电所型式的选择35/10kV变电所采用屋内式变电所，运行维修方便，占地面积少。变电所布置紧凑合理，内设35kV、10kV和低压配电室，低压配电室应靠近10/0.4kV变压器室，35/10.5kV主变压器室应靠近10kV配电室，并设控制室、值班室和辅助房间等，便于运行人员工作和管理。变电所的总体布置详见附录D,图D-1。第4章 变电所主变压器的选择和无功补偿4.1 主变压器的选择依据确定总降压变电所和各车间变电所主变压器的容量和台数，要依据其所供的负荷容量和负荷等级来求。对于装设一台主变压器的变电所，主变压器容量应不小于总的计算负荷，即 （4-1）对于装设两台主变压器的变电所，每台主变压器的容量应不小于总的计算负荷的60%70%，一般取最大值，留有一定裕量。同时每台主变压器容量应不小于所有一、二级负荷的总和，即 （60%70%） （4-2） (4-3) 4.2 无功功率补偿在电力系统中的变电所或直接在电能用户变电所装设无功功率电源,以改变电力系统中无功功率的流动,从而提高电力系统的电压水平，减小网络损耗和改善电力系统的动态性能，这种技术措施称为无功功率补偿。一般工厂用电设备中有许多诸如感应电动机、电焊机等感性无功负荷，这些设备会使工厂功率因数下降。若负荷计算结果中的工厂功率因数仍达不到要求，须增设无功功率的人工补偿装置。由于并联电容器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小等优点，因此供电系统中一般采用并联电容器来进行人工补偿无功功率。本设计进线侧采用35kV电压供电，经过总降压变电所降成10kV电压，再经过车间变电所降成380V电压供给各车间用电设备，因此在总降压变电所和车间变电所的低压侧分别设置无功补偿装置。4.3 各车间变电所主变压器的选择和无功补偿4.3.1 车间变电所I主变压器的选择和无功补偿车间变电所供电范围:铸钢车间、热处理车间、焊接车间、总装车间其供电负荷统计为：取同时系数 =0.90=0.95 kW kvar kVA要求功率因数达到0.90以上，则无功补偿容量可由下式求得= (tan- tan) （4-4）式中，补偿前功率因数所对应的正切值 补偿后功率因数所对应的正切值根据式（4-4）计算车间变电所的无功补偿容量。表4-1 车间变电所的无功功率补偿计算结果项目计算负荷/kW/kvar/kVA380V侧补偿前负荷0.701965.62031.482826.74380V侧无功补偿容量-1167.97380V侧补偿后负荷0.911965.6863.512146.91在车间变电所供电负荷中，有二级负荷，为保证供电可靠性，选择两台主变压器，每台供车间70%的负荷，根据公式有： kVA kVA可以选择两台SC9-1600/10，联结组别为Dyn11 kW kvar4.3.2 车间变电所主变压器的选择和无功补偿车间变电所供电范围包括锻工车间、金工车间、空压站、煤气站其供电负荷统计为：取同时系数 =0.90，=0.95 kW kvar kVA根据式（4-4）计算车间变电所的无功补偿容量。表4-2 车间变电所无功功率补偿计算结果项目计算负荷/kW/kvar/kVA380V侧补偿前负荷0.741351.81265.881851.97380V侧无功补偿容量-652.82380V侧补偿后负荷0.11351.8613.061484.32在车间变电所供电负荷中，为保证供电可靠性,选择两台主变压器，每台供车间70%的负荷根据公式有： kVA因此可以选择两台SC9-1250/10，联结组别为Dyn11。根据经验公式，计算每台变压器的损耗 kW kvar4.3.3 总降压变电所主变压器的选择和无功补偿无功补偿是用来提高电压质量、降低网损的有效措施之一，方法是给感性电路中的电感并联电容器，使感性负荷所吸收的无功功率大部分有电容器提供。由于本设计基础资料中规定35kV供电时要求,而由上面计算可知，因此需要进行无功补偿。各车间低压计算负荷合计kW补偿前 补偿后 (4-4) kvar 选择补偿2000kvar电容器.无功补偿后，变电所低压侧的计算负荷为： kVA变压器的功率损耗为： kvar kW变电所高压侧计算负荷为： kW kvar kVA则无功补偿后，工厂的功率因数为：符合本设计要求 kVA因此，选取S9-3150/35油浸式变压器两台。如果选取一台主变压器不能满足电气设备的选取，因为如果选取一台额定电流太大无法选取设备型号，同时由于机械制造厂有二级负荷，为保证供电的可靠性，用一路电源进线的双变压器供电，能满足供电的要求，符合规定。4.4 工厂年电能消耗量计算 kW h年有功电能损耗： kWh第5章 主接线方案的选取电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。电气主接线是变电站设计的首要任务，也是构成电力系统的重要环节。主接线方案的确定对电力系统及变电所运行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对电器设备选择、配电装置布置、继电保护和控制方式的拟定有较大影响。因此，主接线的设计必须正确处理好各方面的关系，全面分析论证，通过技术经济比较，确定变电所主接线的最佳方案。5.1 变电所主接线设计的基本要求电气主接线应满足以下几点要求：（1）运行的可靠性主接线系统应保证对用户供电的可靠性，特别是保证对重要负荷的供电。（2）运行的灵活性主接线系统应能灵活地适应各种工作情况，特别是当一部分设备检修或工作情况发生变化时，能够通过倒换开关的运行方式，做到调度灵活，不中断向用户的供电。在扩建时应能很方便的从初期建设到最终接线。（3）经济合理主接线系统还应保证运行操作的方便以及在保证满足技术条件的要求下，做到经济合理，尽量减少占地面积，节省投资。5.2 变电所主接线设计原则（1）变电所的高压侧接线，应尽量采用断路器较少或不用断路器的接线方式，在满足继电保护的要求下，也可以在地区线路上采用分支接线，但在系统主干网上不得采用分支界线。（2）在35-60kV 配电装置中，当线路为3 回及以上时，一般采用单母线或单母线分段接线，若连接电源较多、出线较多、负荷较大或处于污秽地区，可采用双母线接线。（3）6-10kV 配电装置中，线路回路数不超过5 回时，一般采用单母线接线方式，线路在6 回及以上时，采用单母分段接线，当短路电流较大，出线回路较多，功率较大时，可采用双母线接线。（4）110-220kV 配电装置中，线路在4 回以上时一般采用双母线接线。（5）当采用SF6 等性能可靠、检修周期长的断路器以及更换迅速的手车式断路器时，均可不设旁路设施。总之，以设计原始材料及设计要求为依据，以有关技术规范、规程为标准，结合具体工作的特点，准确的基础资料，全面分析，做到既有先进技术，又要经济实用。5.3 主接线设计方案本设计选取单母线分段制，其优缺点如下：优点：（1）用断路器把母线分段后，对重要负荷可以从不同段引出两个回路，提供双回路供电。（2）安全性，可靠性高。当一段母线发生故障，分段断路器自动将故障段切除，保证正常母线不间断供电和不致使重要用户停电。缺点：（1）当一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线的回路都要在检修期间停电。（2）扩建时需要向两个方向均衡扩建，以保证负荷分配的均匀。（3）当出线回路为双回路时，常使母线出线交叉跨越。5.4 主接线图主接线图详见附录F，图F-1。第6章 短路计算工厂供电主接线短路计算点简图见图7-1。图6-1 短路计算点6.1 最小运行方式下系统短路电流计算 已知系统最小三相短路容量 MVA6.1.1 确定基准值取基准容量 MVA kV kV kV则 kA kA kA6.1.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标么值（1）电力系统（2）架空线路（3) 电力变压器（4）电缆线路6.1.3 计算各短路点总计算电抗及三相短路电流和短路容量（1）各短路点总计算电抗（2）各短路点三相短路电流 kA kA kA kA kA（3）各短路点短路冲击电流 kA kA kA kA kA（4）各短路点短路全电流最大有效值 kA kA kA kA kA（5）各短路点短路容量 kVA kVA kVA kVA kVA6.2 最大运行方式下系统短路电流计算已知系统最大三相短路容量 MVA6.2.1 确定基准值取基准容量 MVA kV kV kV则 kA kA kA6.2.2 计算短路电路中各主要元件的电抗标么值（1）电力系统（2）架空线路（3) 电力变压器（4）电缆线路6.2.3 计算各短路点总计算电抗及三相短路电流和短路容量（1）各短路点总计算电抗（2）各短路点三相短路电流 kA kA kA kA kA（3）各短路点短路冲击电流 kA kA kA kA kA（4）各短路点短路全电流最大有效值 kA kA kA kA kA（5）各短路点短路容量 MVA MVA MVA MVA MVA表6-1 三相短路计算结果短路计算点三相短路电流/kA三相短路容量/MVAK12.752.752.757.014.15176.4K23.263.263.268.314.9259.59K33.253.253.258.284.9159.35K440.5440.5440.54103.3461.2228.09K535.3335.3335.3390.1053.3524.48第7章 输配电线及母线的选择7.1 高压接入线的选择7.1.1 35kV架空线截面的选择计算 kA kA kVA A35kV架空裸导线（LGJ）的允许最小截面积为35mm2。其线路参数：，按照发热条件校验，其温度修正系数为：校正后允许载流量： A由此可知，LGJ-50型钢芯铝绞线满足发热条件。校验所选线路上的电压损耗。线路上的功率损耗为： kW kvar式中，为工厂东北方向16公里。线路首端功率为： kW因此，35kV架空线路上的电压损耗为:有以上结果可知，LGJ-50型钢芯铝绞线满足允许电压损耗条件。7.1.2 35kV电缆线截面的选择计算35kV侧变压器计算电流：A（1）按持续允许电流选择70mm2交联聚乙烯绝缘铜芯电缆直埋，土壤热阻为3.0m/w的情况下的载流量为（2）按经济电流密度选择年最大负荷利用小时=4000h，铜芯电缆的经济电流密度为2.25A/mm2（3）按短路热稳定选择最大运行方式下35kV母线 kA按切除短路故障时间1秒计算mm2 70mm2（4）按电压损失校验370mm2铜芯电缆，长0.25km电压损失:结论：经计算用70mm2电缆满足要求，故选YJV22-26/35kV 370mm2电缆。7.1.3 10kV电缆截面选择计算计算电流：A（1）按持续允许电流选择95mm2交联聚乙烯绝缘铜芯电缆在空气中（30）敷设，考虑桥架敷设后的载流量为：（2）按经济电流密度选择年最大负荷利用小时=4000h，铜芯电缆的经济电流密度为2.25A/mm2（3）按短路热稳定选择最大运行方式下10kV母线：按切除短路故障时间0.2秒计算 mm2 50mm2（4）按电压损失校验3295mm2铜芯电缆，长0.1km电压损失:7.1.4 车间变电所低压出线的选择7.1.4.1 1#铸钢车间车间变电所馈电给铸钢车间的线路采用VV22-1000型铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆直接埋地敷设。由于电流太大，选用八根电缆并列供电，每根承担约284.9A。（1） 按发热条件选择由，及地下0.8m处土壤温度。 初选导线截面（铜缆）240mm2，其温度校正系数为校正后允许载流量：（2） 校验电压损耗 由工厂总平面图得知车间变电所至铸钢车间的距离约为40m，又查得240mm2铜芯电缆的相关参数（按缆芯工作温度计）而铸钢车间的满足允许电压损耗的要求 (3)短路热稳定度校验 满足短路热稳定度的最小截面为因此所选的电缆截面大于最小截面，故满足短路热稳定度要求。综上所述，相线截面选为240mm2，中性线应不小于相线截面一半，可选择VLV22-1000-3240+1120的铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆。7.1.4.2 2#热处理车间车间变电所馈电给热处理车间的线路采用VV22-1000型铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆直接埋地敷设。由于电流太大，选用四根电缆并列供电，每根承担约74.68A。由工厂总平面图得知车间变电所至热处理车间的距离约为40m，又查得240mm2铜芯电缆的相关参数（按缆芯工作温度计）（1）按发热条件选择由及地下0.8m处土壤温度。 初选导线截面（铜缆）240mm2，其温度校正系数为校正后允许载流量A（2）校验电压损耗由工厂总平面图得知车间变电所至铸钢车间的距离约为40m，又查得240mm2铜芯电缆的相关参数（按缆芯工作温度计）而热处理车间的kW kvar满足允许电压损耗的要求。（3）短路热稳定度校验满足短路热稳定度的最小截面为因此所选的电缆截面大于最小截面，故满足短路热稳定度要求。综上所述，相线截面选为240mm2，中性线应不小于相线截面一半，可选择VLV22-1000-3240+1120的铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆。7.1.4.3 4#焊接车间车间变电所馈电给焊接车间：相线截面选为185mm2, 中性线应不小于相线截面一半，可选择VLV22-1000-3185+195的铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆。7.1.4.4 6#总装车间车间变电所馈电给总装车间：相线截面选为50mm2, 中性线应不小于相线截面一半，可选择VLV22-1000-350+125的铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆。7.1.4.5 3#锻工车间车间变电所II馈给锻工车间：相线截面选为185mm2，可选择VLV22-1000-3185+195的铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆。7.1.4.6 5#金工车间车间变电所II馈给金工车间：相线截面选为240mm2,可选择VLV22-1000-3240+1120的铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆。7.1.4.7 7#空压站车间变电所II馈给空压站：相线截面选为240mm2可选择VLV22-1000-3240+1120的铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆。7.1.4.8 8#煤气站车间变电所II馈给煤气站：相线截面选为185mm2可选择VLV22-1000-3185+195的铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆。7.2 母线的选择一般10kV及低压母线选择参照工厂供电设计指导，所选母线均满足短路动稳定和热稳定要求，不必进行短路校验。但对35kV母线应按发热条件进行选择，并校验其短路稳定度。7.2.1 35kV母线的选择初选LMY-3(405),以下对其进行短路校验。母线的动稳定度校验已知母线的动稳定校验条件LMY母线材料的最大允许应力=由短路计算可知，35kV母线的短路电流：kAkA三相短路冲击电流产生的电动力:式中，母线档距，取档数为3母线通过三相短路冲击电流时所受到的弯曲力矩: 母线的截面系数 母线在三相短路时的计算应力:由此可见，=满足动稳定度要求。母线的热稳定度校验已知母线的热稳定校验条件查阅有关产品资料，铝母线的短路热稳定系数短路发热假想时间1.2s。母线截面满足短路热稳定条件的最小截面因此满足短路热稳定度要求。因此35kV母线采用LMY-3(405)，即母线尺寸为40mm5mm。7.2.2 10kV母线的选择 参照工厂供电设计指导，总降压变电所10kV母线选LMY-3（404）,即母线尺寸为40mm4mm；车间变电所、车间变电所及车间变电所的10kV母线也选为LMY-3（404）。7.2.3 380V母线选择参照工厂供电设计指导，车间变电所380V母线选择为：LMY-3（806）+505，即相母线尺寸为80mm6mm,而中性线母线尺寸为50mm5mm。车间变电所380V母线选择为LMY-3（1008）+606，即相母线尺寸为100mm8mm,而中性线母线尺寸为60mm6mm。第8章 变电所高低压设备的选择与校验8.1 低压侧一次设备的选择低压一次设备的选择与高压设备一样，必须满足在正常的条件下和短路故障条件下工作的要求，使设备安全可靠运行。根据低压一次设备的选择校验项目和条件，在满足电压、电流、频率及开断电流等正常工作条件基础上，对所选的低压侧设备进行必需的动稳定度校验和热稳定度校验。由于各车间变电所的负荷情况不同，因此需要对各车间变电所的低压一次设备分别进行选择与校验。8.1.1 车间变电所I380V侧一次设备的选择与校验详见附录C 表C-1。8.1.2 车间变电所380V侧一次设备的选择与校验详见附录C 表C-2。8.2 变电所高压一次设备的选择与校验高压一次设备的选择必须满足一次系统在正常条件和短路故障条件下的工作要求。根据高压一次设备的选择校验项目和条件，在满足电压、电流、频率及开断电流等正常工作条件基础上，对所选的高压侧设备进行必需的动稳定度校验和热稳定度校验。8.2.1 35kV侧高压一次设备的选择与校验根据主接线中35kV侧高压一次设备的配置情况，详见附录C 表C-3。8.2.2 10kV侧高压一次设备的选择与校验总降压变电所和各车间变电所10kV侧一次设备的选择与校验详见附录C 表C-4。第9章 变电所二次回路的设计所谓二次回路是指在电气系统中由互感器的次级绕组、测量监视仪器、继电器、自动装置等通过控制电缆联成的电路。它用以控制、保护、调节、测量和监视一次回路中各参数和各元件的工作状况。9.1 高压断路器的控制高压断路器控制回路，就是指控制高压断路器分、合闸的回路。它取决于断路器操作机构的型式和操作电源的类别。电磁操作机构只能采用直流操作电源，弹簧操作机构和手动操作机构可交直流两用，但一般采用交流操作电源。需要实现自动合闸或着自动重合闸，或者当地短路容量大于100MV.A时，必须采用电磁操作机构或弹簧操动机构。由以上两点可知：本设计需要采用弹簧操作机构的断路器控制和信号回路控制。当一次电路 发生短路故障时，继电保护装置动作，其出口继电器KM触点闭合，接通跳闸线圈YR回路（QF3-4原已闭合），是断路器跳闸。随后QF3-4断开，红灯RD灭，并切断跳闸回路。由于断路器是自动跳闸，SA手柄仍在合闸位置，其触点SA9-10B闭合，而QF5-6也因断路器跳闸而返回闭合，从而接通事故音响信号。值班员得知事故跳闸信号后，可将控制开关扳向分闸位置，使SA的触点与QF的辅助触点恢复“对应”关系，使事故信号解除。弹簧机构的操动机构见附录E,图E-1。9.2 电测量仪表与绝缘监视装置9.2.1 电测量仪表这里的“电测量仪表”按GBJ63-1990电力装置的电测量仪表装置设计规范定义，是对电力装置回路的电力运行参数作经常测量、记录用的仪表和作计费、技术经济分析考核管理用的计量仪表的总称。为了监视供电系统一次设备的运行状态和计量一次系统的消耗的电能，保证供电系统安全、可靠、优质、和经济合理地运行，工厂供电系统的电力装置中必须装设一定数量的电测量仪表。电测量仪表按其用途，分为常用测量仪表和计量仪表，两类。前者是对一次电路的电力运行参数作经常测量、选择测量和记录用的仪表，后者是对一次电路进行供用电的技术经济考核分析和对电力用户用电量进行测量、计量的仪表，即各种电能表。9.2.2 绝缘监视装置绝缘监视装置用于小接地电流的电力系统中，以便及时发现单相接地故障，设法处理，以免单相接地故障发展为两相接地短路，造成停电事故。第10章 供电系统继电保护10.1 电力变压器的继电保护根据GB50062