1、<p>　　電氣工程課程設計報告</p><p>　?。乘芰现破窂S總配變電所及配電系統(tǒng)設計）</p><p>　　專 業(yè)：電氣工程及其自動化</p><p><b>　　班 級：一班</b></p><p><b>　　姓 名：</b></p><p

2、><b>　　學 號：</b></p><p><b>　　小組成員：</b></p><p><b>　　目錄：</b></p><p>　　1.設計依據(jù)與負荷計算2</p><p><b>　　1.1設計依據(jù)2</b></p>

3、;<p>　　1.2電力負荷計算2</p><p>　　2．變電所高壓電器設備選型5</p><p>　　2.1 補償電容器選擇5</p><p>　　2.2 主變壓器的選擇6</p><p>　　2.3 補償后高壓側負荷計算8</p><p>　　3．短路電流計算9</p>&

4、lt;p>　　3.1 三相短路電流的計算公式（標幺值計算方法）：9</p><p>　　3.2 短路計算等效電路9</p><p>　　3.3 短路電流計算9</p><p>　　4. 設備選擇13</p><p>　　4.1 高壓設備選擇13</p><p>　　4.2 高壓設備選擇列表15<

5、/p><p>　　4.3 線路選擇19</p><p>　　5. 繼電保護21</p><p>　　5.1 高壓進線的繼電保護21</p><p>　　5.2 各變電所進線保護22</p><p>　　5.3 變壓器繼電保護23</p><p>　　設計題目3 某塑料制品廠總配變電所及配電

6、系統(tǒng)設計</p><p>　　1.設計依據(jù)與負荷計算</p><p><b>　　1.1設計依據(jù)</b></p><p>　　此廠生產(chǎn)任務及車間組成</p><p>　　1． 本廠生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格</p><p>　　年產(chǎn)量為萬噸聚乙烯及烴塑料制品。產(chǎn)品品種有薄膜、單絲、管材和注射等制品。其原&

7、lt;/p><p>　　料來源于某石油化纖總廠。</p><p>　　2． 車間組成及布置</p><p>　　本廠設有薄膜、單絲、管材和注射等四個車間，設備選型全部采用我國最新定型設備，</p><p>　　此外還有輔助車間及其它設備。</p><p><b>　　設計依據(jù)</b></p>

8、;<p><b>　　1.供用電協(xié)議。</b></p><p>　　工廠與電業(yè)部門所簽定的供用電協(xié)議主要內容如下：</p><p>　　1） 工廠電源從電業(yè)部門某 110/10 千伏變電所，用10 千伏架空線引入本廠，該變電所</p><p><b>　　在廠南側1 公里；</b></p>&l

9、t;p>　　2） 電業(yè)部門對本廠提出的技術要求：①區(qū)域變電所10 千伏配出線路定時限過流保護裝</p><p>　　置的整定時間為2.5 秒，工廠“總降”不應大于2 秒；②在總配電所35 千伏側進行計</p><p>　　量；③本廠的功率因數(shù)值應在0.9 以上。</p><p>　　配電系統(tǒng)技術數(shù)據(jù)：電業(yè)部門變電所 10 千伏母線其短路容量為200MVA。&l

10、t;/p><p>　　2.多數(shù)車間為三班制，少數(shù)車間為一班或兩班制。年最大負荷利用小時數(shù)為5000 小時。屬于三級負荷。</p><p><b>　　3．氣象條件</b></p><p>　　1） 最熱月平均最高溫度為 35℃。</p><p>　　2） 土壤中 0.7～1 米深處一年中最熱月平均溫度為20℃。</p&

11、gt;<p>　　3） 年雷暴日為 30 天。</p><p>　　4） 土壤凍結深度為 1.10 米。</p><p>　　5） 夏季主導風向為南風。</p><p>　　4．地質及水文條件。根據(jù)工程地質勘探資料獲悉，本廠地質構造為：</p><p>　　1） 地表面比較平坦，土壤主要成分為積土及砂質粘土，層厚為 1.6~7

12、米不等。</p><p>　　2） 地下水位一般為 0.7 米。</p><p>　　3） 地耐壓力為 20 噸/平方米。</p><p><b>　　1.2電力負荷計算</b></p><p>　　依據(jù)相關公式 </p><p>　　現(xiàn)以NO.2變電所車間負荷

13、計算為例，計算過程如下：（在計算各車間變電所負荷合計時，同時系數(shù)分別取值：=0.9；=0.95）</p><p><b>　　NO.2變電所</b></p><p><b>　　單絲車間：</b></p><p>　　有功功率：==1385.00×0.6=831 KW</p><p>　　

14、無功功率：= =831×1.30=1080.3 Kvar</p><p>　　視在功率：==831÷0.6=1385 KV·A</p><p>　　水泵房及其附屬設備：</p><p>　　有功功率：==20.00×0.65=13 KW</p><p>　　無功功率：= =13×0.75=9.

15、75 Kvar</p><p>　　視在功率：==13÷0.8=16.25 KV·A</p><p>　　對NO.2變電所總計可得：</p><p>　　=844KW，=1090.05 KW</p><p>　　===1378.60 KV·A</p><p>　　有=0.9；=0.95&l

16、t;/p><p><b>　　改善后的總計可得：</b></p><p>　　=844×0.9=759.60 KW =1090.05×0.95=1035.55 KW</p><p>　　===1284.27 KV·A</p><p>　　以此得出相關量填入下表：</p><

17、p>　　表格 1 全廠各車間電氣設備及車間變電所負荷計算表（380V側）</p><p>　　2．變電所高壓電器設備選型</p><p>　　2.1 補償電容器選擇</p><p>　　依據(jù)設計要求可知，本廠功率因數(shù)應在0.9以上，而本廠的無功功率明顯大于有功功率：</p><p>　　cos=2392.02/4059.42=0.59

18、</p><p>　　遠遠小于要求的功率因數(shù)，所以需要進行無功補償，綜合考慮，設計為在低壓側進行補償，這里選擇功率因數(shù)為0.93.以對NO.1變電所進行無功補償計算為例：</p><p>　　Qc==788.58tan(arccos0.59)-788.58tan(arccos0.93)=771.76.Kvar</p><p>　　由計算數(shù)據(jù)可以得到要補償?shù)墓β?，實際

19、需總補償800kvar，故選用8個并聯(lián)電容器進行補償。補償前后數(shù)值填入下表：</p><p>　　表格 2 個變電所無功補償表</p><p>　　2.2 主變壓器的選擇</p><p>　　由于該廠的負荷屬于三級負荷，對電源的供電可靠性要求一般，同時經(jīng)題目要求，以所帶負荷功率為依據(jù)。</p><p>　　(1)只裝一臺變壓器的變電所<

20、/p><p>　　變壓器的容量:應滿足用電設備全部的計算負荷的需要，即</p><p>　　(2)裝有兩臺變壓器的變電所</p><p>　　每臺變壓器的容量應滿足以下兩個條件。</p><p>　?、偃我慌_變壓器工作時，宜滿足總計算負荷 的大約60%~70%的需要，即</p><p>　　=（0.6~0.7）</p

21、><p>　?、谌我慌_變壓器工作時，應滿足全部一、二級負荷的需要，即</p><p>　　由此對五個變電所變壓器進行選擇：</p><p>　　（1）NO.1選擇兩臺變壓器互為暗備用</p><p>　　=0.7×846.48=592.536 KV·A</p><p>　　選擇為兩臺型低損耗配電變壓器，

22、其連接組別采用</p><p>　?。?）NO.2選擇兩臺變壓器互為暗備用</p><p>　　=0.7×795.28=556.7 KV·A</p><p>　　選擇為兩臺型低損耗配電變壓器，其連接組別采用</p><p>　?。?）NO.3選擇一臺變壓器</p><p>　　401.72 KV&#

23、183;A</p><p>　　選擇為兩臺型低損耗配電變壓器，其連接組別采用</p><p>　?。?）NO.4選擇一臺變壓器</p><p>　　267.74 KV·A</p><p>　　選擇為兩臺型低損耗配電變壓器，其連接組別采用</p><p>　?。?）NO.5選擇兩臺變壓器互為暗備用</p&

24、gt;<p>　　=0.7×208.75=146.12 KV·A</p><p>　　選擇為兩臺型低損耗配電變壓器，其連接組別采用</p><p>　　表格 3 變壓器選擇</p><p>　　2.3 補償后高壓側負荷計算</p><p>　　變壓器功率損耗計算：</p><p>&l

25、t;b>　　（KW）</b></p><p><b>　?。↘W）</b></p><p><b>　?。╧var）</b></p><p><b>　?。╧var）</b></p><p>　　以變壓器NO.1為例計算有功，無功損耗：</p>

26、<p>　　=21.2+6.2=8 KW</p><p>　　==5.67 kvar</p><p>　　==28.35 kvar</p><p>　　=25.67+28.35=36.93 kvar</p><p>　　總有功功率 =788.58+8=796.58 KW</p><p>　　總無功功率 =30

27、7.69+36.93=344.62 KW</p><p>　　總視在功率 ==867.93 KV·A</p><p>　　將所有補償后負荷計算完成下表：</p><p>　　表格 4 補償后高壓側負荷表</p><p><b>　　3．短路電流計算</b></p><p>　　3.1 三

28、相短路電流的計算公式（標幺值計算方法）：</p><p>　　基準容量Sd=100MVA，基準電壓Uav=37KV，10.5KV</p><p>　　(1)電力系統(tǒng)的電抗標幺值: =Sd/Soc</p><p>　　(2)電力線路的電抗標幺值: </p><p>　　(3)電力變壓器的電抗標幺值: <

29、;/p><p>　　(4)三相短路電流周期分量有效值: </p><p>　　(5)短路點處的次暫態(tài)短路電流: </p><p>　　(6)短路沖擊電流： （高壓系統(tǒng)）</p><p><b>　?。ǖ蛪合到y(tǒng)）</b></p><p>　　沖擊電流有效值:

30、 （高壓系統(tǒng)）</p><p><b>　?。ǖ蛪合到y(tǒng)）</b></p><p>　　(8)三項短路容量： </p><p><b>　　(9)， ， </b></p><p>　　3.2 短路計算等效電路</p><p>　　3.

31、3 短路電流計算</p><p>　　取基準容量=100MVA，高壓側基準電壓 ，低壓側基</p><p>　　高側基準電流，低壓側基準電流</p><p>　　電力系統(tǒng)的電抗標幺值由=200MVA得：</p><p>　　==100÷200=0.5</p><p>　　架空線路的電抗標幺值：由=0.35Ω/

32、km =1km得：</p><p><b>　　===0.32</b></p><p>　?。?）電力變壓器的電抗標幺值，這里以NO.1為例計算，該變電所選的變壓器是 S9-630/10，所以=4.5%：</p><p><b>　　===7.14</b></p><p>　　=7.14 =8

33、 =12.7 =16</p><p>　　計算K點的短路電路總標幺值及三相短路電流和短路容量：</p><p><b>　　1.總電抗標幺值</b></p><p>　　=+=0.5+0.32=0.82</p><p>　　2.三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　

34、==5.5÷0.82=6.71 KA</p><p>　　3.其他三相短路電流</p><p>　　===6.71 KA</p><p>　　=2.55=2.55×6.71=17.11 KA</p><p>　　=1.51=1.51×6.71=10.13 KA</p><p>　　=0.8

35、66=0.866×6.71=5.81 KA</p><p>　　=0.866=0.866×17.11=14.82 KA</p><p>　　=0.866=0.866×10.13=8.77 KA</p><p><b>　　4.三相短路容量</b></p><p>　　===121.95 MV

36、·A</p><p>　　計算K1點的短路電路總標幺值及三相短路電流和短路容量：</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p>　　=++=0.82+7.14/2=4.39</p><p>　　1.三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　==144.34

37、47;4.39=32.88 KA</p><p>　　2.其他三相短路電流</p><p>　　===32.88 KA</p><p>　　=1.84=1.84×32.88=60.5 KA</p><p>　　=1.09=1.09×32.88=35.84 KA</p><p>　　=0.866=0.

38、866×32.88=28.47 KA</p><p>　　=0.866=0.866×60.5=52.393 KA</p><p>　　=0.866=0.866×35.84=31.04 KA</p><p><b>　　3.三相短路容量</b></p><p>　　===22.78 MV

39、83;A</p><p>　　計算K2點的短路電路總標幺值及三相短路電流和短路容量：</p><p><b>　　計算結果與K1相同</b></p><p>　　計算K3點的短路電路總標幺值及三相短路電流和短路容量：</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p

40、>　　=++=0.82+8=8.82</p><p>　　1.三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　==144.34÷8.82=16.37 KA</p><p>　　2.其他三相短路電流</p><p>　　===16.37KA</p><p>　　=1.84=1.84×16.37=

41、30.12 KA</p><p>　　=1.09=1.09×16.37=17.84 KA</p><p>　　=0.866=0.866×16.37=14.18 KA</p><p>　　=0.866=0.866×30.12=26.08 KA</p><p>　　=0.866=0.866×17.84=15

42、.45 KA</p><p><b>　　3.三相短路容量</b></p><p>　　===11.34 MV·A</p><p>　　計算K4點的短路電路總標幺值及三相短路電流和短路容量：</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p>　　=+

43、+=0.82+12.7=13.52</p><p>　　1.三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　==144.34÷13.52=10.68 KA</p><p>　　2.其他三相短路電流</p><p>　　===10.68KA</p><p>　　=1.84=1.84×10.68=19.

44、33 KA</p><p>　　=1.09=1.09×19.33=21.07 KA</p><p>　　=0.866=0.866×10.68=9.25 KA</p><p>　　=0.866=0.866×19.33=16.74 KA</p><p>　　=0.866=0.866×21.07=18.25

45、KA</p><p><b>　　3.三相短路容量</b></p><p>　　===7.4 MV·A</p><p>　　計算K5點的短路電路總標幺值及三相短路電流和短路容量：</p><p><b>　　計算結果與K3相同</b></p><p>　　將所有計算

46、數(shù)值填入下表：</p><p>　　表格 5 短路電流計算表</p><p><b>　　設備選擇</b></p><p>　　4.1 高壓設備選擇</p><p><b>　　高壓斷路器選擇：</b></p><p><b>　　額定電壓：</b>&l

47、t;/p><p><b>　　額定電流：</b></p><p><b>　　額定開斷電流：</b></p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>

48、　　隔離開關選擇：</b></p><p><b>　　額定電壓：</b></p><p><b>　　額定電流：</b></p><p><b>　　額定開斷電流：</b></p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p>

49、<p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　電流互感器選擇：</b></p><p>　　準確級：0.5 1-3</p><p><b>　　額定電壓：</b></p><p><b>　　額定電流：</b><

50、;/p><p><b>　　額定負載： or </b></p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　電壓互感器選擇：</b></p><p>　　準確級

51、：0.5 1-3</p><p><b>　　一次額定電壓：</b></p><p>　　二次額定電壓： </p><p><b>　　額定負載： or </b></p><p>　　4.2 高壓設備選擇列表</p><p>　　表格 6 總線側高壓設備選擇</

52、p><p>　　表格 7 10KV側設備選擇表</p><p>　　表格 8 380V壓側設備選擇表</p><p><b>　　4.3 線路選擇</b></p><p><b>　　1.架空線路選擇：</b></p><p>　　按經(jīng)濟電流密度選擇導線截面積</p>

53、<p>　　線路工作時最大電流=150.39A ，本廠全年最大負荷利用小時數(shù)為5000小時，屬于三級負荷。鋼芯鋁導線的電流密度=0.9，導線選擇截面積=150.39/0.9=167.1.</p><p>　　考慮到線路投入使用的長期發(fā)展，依照計算選擇截面積為185的導線，所以10KV 架空線選為LGJ-185的導線，查表得LGJ-185導線長時允許電流為515A（）大于，滿足發(fā)熱條件。</p&

54、gt;<p>　　短路時熱穩(wěn)定條件校驗</p><p>　　，=6710A，C=171，=2.5s，=1。代入公式可得</p><p>　　=62.04， 符合要求。</p><p>　　變壓所高電壓側進線選擇</p><p>　　對工廠內部6-10KV線路，因其長度較短，一般不考慮損耗以發(fā)熱條件選擇</p>&l

55、t;p>　　NO.1：=70.73，=50.1A，C=150</p><p>　　需選擇滿足截面積大于70.73，允許電流大于50.1A的進線，故選擇YJLV22-10000-3×95 ，滿足熱穩(wěn)定校驗和發(fā)熱條件。</p><p>　　同理，可以對后續(xù)線路做出選擇</p><p>　　NO.2：YJLV22-10000-3×95</p

56、><p>　　NO.3：YJLV22-10000-3×95</p><p>　　NO.4：YJLV22-10000-3×95</p><p>　　NO.5：YJLV22-10000-3×95</p><p>　　3. 380V側線路選擇</p><p>　　對于380V側線路，雖然線路不長但通

57、過電流較大，故在按照發(fā)熱條件選擇的同時，還應按照允許電壓損失條件進行校驗。</p><p>　　NO.1線路選擇采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設，按發(fā)熱條件選擇，由=1286.1A ， 選取三根纜芯截面為300的電纜。</p><p><b>　　短路熱穩(wěn)定要求</b></p><p><b>　　=684.

58、05</b></p><p>　　900>，滿足要求，故選擇型號VLV22-1000-3×300＋1×150</p><p>　　同理，可以對后續(xù)線路做出選擇</p><p>　　NO.2：=1208.3A ，，=684.05 </p><p>　　選用三根VLV22-1000-3×3

59、00＋1×150</p><p>　　NO.3：=610.35A ，，=340.57 </p><p>　　選用二根VLV22-1000-3×185＋1×95</p><p>　　NO.4：=406.79A ，，=222.19 </p><p>　　選用一根VLV22-1000-3×300＋1

60、15;150</p><p>　　NO.5：=317.16A ，，=340.57 </p><p>　　選用一根VLV22-1000-3×400＋1×185</p><p><b>　　高低壓母線選擇</b></p><p>　　在設計中一般按照允許發(fā)熱條件選擇截面</p><p

61、><b>　　高壓側母線:</b></p><p>　　=150.39A ,選擇LMY-40×4母線，I=155/230> 滿足發(fā)熱條件</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗：=62.04</p><p>　　40×4=160>62.04， 滿足熱穩(wěn)定校驗，故高壓側母線采用LMY-40×4。</p

62、><p>　　低壓側母線：（方法同上）</p><p>　　NO.1：LMY-3(120×10)-80×6</p><p>　　NO.2：LMY-3(120×10)-80×6</p><p>　　NO.3：LMY-3(80×8)-50×5</p><p>　　NO

63、.4：LMY-3(60×6)-40×4</p><p>　　NO.5：LMY-3(60×6)-40×4</p><p><b>　　繼電保護</b></p><p>　　5.1 高壓進線的繼電保護</p><p>　　裝設定時限過電流保護，采用電磁式過電流繼電器（DL）</p

64、><p>　　1.過電流保護 動作電流的整定</p><p>　　，=2×150.39=300.78A</p><p>　　=1.2（電磁型） ，=1 ，=0.85（電磁型） ，=400/5=80</p><p><b>　　=5.3A</b></p><p>　　保護動作電流整定大于等于

65、5.3A</p><p>　　2.過電流保護 動作時間的整定</p><p>　　過電流保護動作時間的整定值為2.5s</p><p>　　過電流保護 靈敏度系數(shù)的檢驗</p><p>　　電力系統(tǒng)最小運行方式下兩相短路電流：=0,866×6.71KA=5.8KA</p><p>　　換算為一次動作電流：=5

66、.3×80=424A</p><p>　　其靈敏度系數(shù)為：=5800/424=13.68>1.5 靈敏系數(shù)滿足要求。</p><p><b>　　裝設電流速斷保護</b></p><p>　　電流速斷保護 動作電流的整定</p><p>　　，=6.71 （三相短路電流） ，=100.65A</

67、p><p>　　因此動作電流的整定為≧100.65A</p><p>　　2.電流速斷保護 靈敏度校驗</p><p>　　0.866×(5.3/0.5)×2.55=23.41KA</p><p>　　其靈敏度系數(shù)：23410/(80×100.65)=2.9>2 </p><p>&l

68、t;b>　　靈敏度系數(shù)滿足要求</b></p><p>　　5.2 各變電所進線保護</p><p>　　NO.1車間變電所高壓進線的保護</p><p>　　裝設定時限過電流保護，采用電磁式過電流繼電器（DL）</p><p>　　過電流保護 動作電流的整定</p><p>　　，=2×5

69、0.1=100.2A</p><p>　　=1.2（電磁型） ，=1 ，=0.85（電磁型） ，=75/5=15</p><p><b>　　=9.43A </b></p><p>　　保護動作電流整定大于等于9.43A</p><p>　　過電流保護 動作時間的整定</p><p>　　保護動

70、作時間少于后一級0.5s，所以電流保護動作時間為2s</p><p>　　過電流保護 靈敏度系數(shù)的檢驗</p><p>　　=0.866×6.71KA=5.8KA</p><p>　　換算為一次動作電流：=9.43×15=141.46A</p><p>　　其靈敏度系數(shù)：5800/141.46=41>1.5</

71、p><p><b>　　靈敏度系數(shù)滿足要求</b></p><p>　　(2)裝設電流速斷保護</p><p>　　1.電流速斷保護 動作電流的整定</p><p>　　，=6.71KA （三相短路電流） KA=563.8A</p><p>　　因此動作電流的整定為≧563.8A</p>

72、<p>　　2.電流速斷保護 靈敏度校驗</p><p>　　0.866×(5.3/0.5)×2.55=23.41KA</p><p>　　其靈敏度系數(shù)：3>2 </p><p><b>　　靈敏度系數(shù)滿足要求</b></p><p>　　其它高壓側進線保護方案同NO.1<

73、/p><p>　　5.3 變壓器繼電保護</p><p>　　選取NO.1變壓所為例</p><p>　　裝設定時限過電流保護</p><p>　　過電流保護 動作電流的整定</p><p><b>　　=72.75A</b></p><p>　　，=75/5=15 </

74、p><p>　　=1.2（電磁型） ，=1 ，=0.85（電磁型） </p><p><b>　　=13.69A</b></p><p>　　=13.69×15=205A</p><p>　　=0.866×=0.866×32.88×(0.4/10.5)=1.08KA</p>

75、;<p>　　過電流保護 動作時間的整定</p><p>　　，取2s，所以整定時間為2s</p><p>　　過電流保護 靈敏度系數(shù)的檢驗</p><p>　　1080/205=5.27>1.5</p><p><b>　　靈敏度系數(shù)滿足要求</b></p><p>　?。?

76、）裝設電流速斷保護</p><p>　　1.電流速斷保護 動作電流的整定</p><p>　　=32.88×0.4/10.5=1.32KA</p><p>　　=1.3×1×1.32/15=114A</p><p><b>　　=1710A</b></p><p>&