某弹簧厂变配电所电气部分初步设计课程设计报告毕设论文.doc

某弹簧厂变配电所电气部分初步设计 课程设计报告
某弹簧厂变配电所电气部分初步设计
目录
供配电工程课程设计任务书（7） 1
摘要 3
一、前言 4
二、负荷计算 5
2.1负荷计算方法及公式 5
2.2 负荷计算结果 6
2.3 无功功率补偿计算 7
2.4无功补偿后用户的计算负荷 7
三、变压器的台数、容量和类型的选择 11
3.1 车间变压器的选择原则 11
3.2 选择车间变压器的台数、容量和类型 11
四、变配电所主接线方案的设计 12
4.1设计原则与要求 12
4.2变配电所主接线方案的技术经济指标 14
4.3变配电所主接线方案 15
五、短路计算 16
5.1 短路电流计算的目的及方法 16
5.2 短路电流计算 16
5.3供配电系统中各主要元件电抗标么值 17
5.4短路计算结果 17
六、电气设备选择与校验 18
6.1 10kV一次侧设备选择 18
6.2 380V侧一次设备的选择校验 19
七、供配电线路的选择 20
7.1 10kV高压进线的选择 20
7.2 低压侧母线选择 20
八、常用继电保护及整定计算 21
8.1 QF处设置定时限过电流保护 21
8.2 QF处电流速断保护整定计算 22
8.3 QF1、QF2处动作时间的整定 22
九、防雷和接地 22
9.1 车间变电所的防雷保护 22
9.2 接地保护 23
十、小结 25
参考文献 26
附录1 27

供配电工程课程设计任务书（7）

班 级：2011级电气工程及其自动化专升本
学 生：201120210101～201120210109
学 时：2周
时 间：第16～17周
指导教师：徐滤非、汤立刚

一、设计题目
某弹簧厂变配电所电气部分初步设计
二、设计目的及要求
通过本课程设计，熟悉现行国家标准和设计规范，树立起技术与工程经济相统一的辨证观点；培养综合应用所学理论知识分析解决工程实际问题的能力；掌握电气工程设计计算的方法，为今后从事电力工程设计、建设、运行及管理工作，打下必要的基础。
要求根据用户所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量、类型，选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。
三、设计依据
1、工厂负荷情况
该厂是一家国内弹簧生产大型企业之一。主要生产线径ф15-100mm大型弹簧(应用于铁路、电力、工程机械、矿山机械、建筑机械、电梯等)、汽车悬架弹簧、制动阀弹簧、离合器弹簧、体育器材弹簧、刹车蹄弹簧、异形型钢弹簧和机械、电器、仪表等各种精密弹簧以及拉、 扭、卡等异形特种弹簧。公司下设热卷簧车间、悬架弹簧车间、离合器弹簧车间、异形弹簧车间和家具簧车间。
改厂多数车间为三班制，年最大负荷利用小时数为5500小时，日最大负荷持续时间6小时。该厂属于二级负荷。该厂的负荷统计资料如表1所示。
表1负荷统计资料
编号
厂房名称
设备容量/kW
需要系数
功率因数
1
热卷簧车间
1470
0．50
0．70
2
悬架弹簧车间
980
0．45
0．65
3
离合器弹簧车间
768
0．45
0．70
4
异形弹簧车间
568
0.45
0.75
5
家具簧车间
356
0.45
0.75
6
综合楼
210
0．70
0．90

2、供电电源情况
按照工厂与当地电业部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近110/10kV地区变电站取得工作电源。该变电站距厂约为5km。10kV母线短路数据：、，其出口断路器配备有定时限过电流保护和电流速断保护，定时限过电流保护整定的动作时间为1.5s。
要求工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.92。
4．气象资料
本厂所在地区的年最高气温为40℃，年平均气温为25℃，年最低气温为－2℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。当地主导风向为东南风，年雷暴日数为52.2天。
5．地质水文资料
本厂所在地区平均海拔200m，地层以砂粘土为主，地下水位为2m。
6．电费制度
本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电价制交纳电费。基本电价20元/千伏·安/月，电度电价0.5元/度。

四、设计任务
设计内容包括：变配电所的负荷计算及无功功率的补偿计算，变配电所所址的选择，变压器台数和容量、型式的确定，变配电所主接线方案的选择与绘制，高低压配电线路及导线截面选择，短路计算和开关设备的选择，保护配置及整定计算*，防雷保护与接地装置设计*等。

摘要

一、前言

二、负荷计算
2.1负荷计算方法及公式
2.1.1单组用电设备组计算负荷
有功计算负荷（kW）：
无功计算负荷（kvar）：
视在计算负荷（kVA)：
计算电流（A）：
式中，为需要系数，为设备组总的设备容量（对断续周期工作制的用电设备组，换算到一个统一的负荷持续率下），为用电设备组的平均功率因数；为对应于的正切值。
2.1.2多组用电设备组计算负荷
结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数和；对车间干线，可取～0.95，～0.97。对低压母线，分两种情况：①由用电设备组计算负荷相加来计算时，可取～0.90，～0.95；②由车间干线计算负荷相加来计算时，可取～0.95，～0.97。
有功计算负荷：
总的无功计算负荷为：
视在计算负荷：
计算电流：
2.1.3 车间和计算负荷确定
按车间、工厂的需要系数计算：
按逐级计算法计算：在供配电系统设计中进行设备选择时，应采用的计算方法，该方法是从供配电系统最终端即用电设备开始计算起，逐级往上计算到用户电源进线，涉及供配电系统各个环节。

2.2 负荷计算结果
2.2.1各车间电力负荷计算结果
表2-1 各车间电力负荷计算结果表
序号
车间名称
设备
容量
/kW
需要
系数
/Kd
功率
因数
/cosφ
tanφ
计算负荷
Pc/kW
Qc/kvar
Sc/kv·A
Ic/A
1
热卷簧车间
1470
0.5
0.7
1.02
735
749.85
1050.0
1595.4
2
悬架弹簧车间
980
0.45
0.65
1.17
441
515.59
678.46
1030.8
3
离合器弹簧车间
768
0.45
0.7
1.02
345.6
352.58
493.71
750.14
4
异形弹簧车间
568
0.45
0.75
0.88
255.6
225.42
340.80
517.81
5
家具簧车间
356
0.45
0.75
0.88
164.25
144.85
219.00
332.75
6
综合楼
210
0.7
0.9
0.48
147
71.19
163.33
248.17
根据各车间电力负荷计算结果表，确定弹簧厂变配电所系统示意图如图2-1所示其中车间1~4分别配置一个变压器（T1~T4）车间5和车间6共用一个变压器（T5）。

图2-1 弹簧厂变配电所系统示意图

2.3 无功功率补偿计算
2.3.1并联电容器选择计算
（1）无功补偿容量计算
或
式中，，称为无功补偿率，或比补偿容量。这无功补偿率，是表示要使1kW的有功功率由提高到所需要的无功补偿容量kvar值。
在变压器低压侧补偿时，要使变电所高压侧功率因数达到0.90以上，考虑到变压器的无功功率损耗远大于有功功率损耗，低压侧补偿后的功率因数应高于0.90，一般取0.92以上。
（2）并联电容器个数选择
确定了总的补偿容量后，根据所选并联电容器单台容量qc来确定电容器的个数n，即

由上式计算所得电容器台数n，对于单相电容器（电容器全型号后面标“1”者）来说，应取3的倍数，以便三相均衡补偿。
2.3.2高低压电容器柜（屏）的选择
高压集中补偿可采用高压电容器柜将电容器装专门的高压电容器室内。低压集中补偿一般采用低压电容器柜。本次课程设计采用低压电容器柜。型号为GGJ-01。
2.4无功补偿后用户的计算负荷
用户装设了无功补偿装置以后，则在确定补偿装置装设地点以前的总计算负荷时，应扣除无功补偿的容量，即总的无功计算负荷

补偿后总的视在计算负荷

计算结果列表如下：
表2-21 计算点C1的负荷（变压器低压侧）
计算点
设备容量/kW
需要系数
有功计算负荷Pc
/kW
无功计算负荷Qc/kvar
视在计算负荷Sc/kV·A
计算电流Ic/A
功率 因数cosφ
补偿前C1点计算负荷
1470
0.5
735
749.85
1050
1595.36
0.7
补偿容量QNC1=735×[tan(arccos0.7)- tan(arccos0.92)]=437kvar 实际取 30组×16kvar=480kvar

-480

补偿后C1点计算负荷
735
269.85
782.97
1189.64
0.94
根据C1点计算负荷Sc=782.97kV·A，选择SCB10-1000/10型变压器，变压器=1000kV·A，技术参数查教材附录表13得到，计算B1点负荷结果如表2-22所示。
表2-22 计算点B1的负荷(（变压器高压侧）)
计算点
变压器功率损耗
(Sc=782.97kV·A,SN.T=1000kV·A)
有功计算负荷Pc
/kW
无功计算负荷Qc
/kvar
视在计算
负荷Sc
/kV·A
高压侧
计算
电流
Ic/A
功率因数
cosφ
△P0
/kW
△PK
/kW
I0%
UK%
△PT
/kW
△QT
/kvar
B1
1.55
7.09
0.6
6
5.89
42.78
740.89
312.63
804.16
46.42
0.92

表2-23 计算点C2的负荷（变压器低压侧）
计算点
设备容量/kW
需要系数
有功计算负荷Pc
/kW
无功计算负荷Qc/kvar
视在计算负荷Sc/kV·A
计算电流Ic/A
功率 因数cosφ
补偿前C2点计算负荷
980
0.45
441
515.59
678.46
1030.84
0.65
补偿容量QNC2=515.59×[tan(arccos0.65)- tan(arccos0.92)]=327kvar 实际取 26组×16kvar=416kvar

-416

补偿后C2点计算负荷
441
99.59
452.1
686.92
0.975
根据C2点计算负荷Sc=452.1kV·A，选择SCB10-630/10型变压器，变压器=630kV·A，技术参数查教材附录表13得到，计算B2点负荷结果如表2-24所示。

表2-24 计算点B1的负荷(（变压器高压侧）)
计算点
变压器功率损耗
(Sc=425.1kV·A,SN.T=630kV·A)
有功计算负荷Pc
/kW
无功计算负荷Qc
/kvar
视在计算
负荷Sc
/kV·A
高压侧
计算
电流
Ic/A
功率因数
cosφ
△P0
/kW
△PK
/kW
I0%
UK%
△PT
/kW
△QT
/kvar
B2
1.18
5.12
0.8
4
3.82
18.02
444.82
117.60
460.1
26.56
0.97

表2-25 计算点C3的负荷（变压器低压侧）
计算点
设备容量/kW
需要系数
有功计算负荷Pc
/kW
无功计算负荷Qc/kvar
视在计算负荷Sc/kV·A
计算电流Ic/A
功率 因数cosφ
补偿前C3点计算负荷
768
0.45
345.6
352.58
493.71
750.14
0.7
补偿容量QNC3=345.6×[tan(arccos0.7)- tan(arccos0.92)]=205kvar 实际取 16组×16kvar=256kvar

-256

补偿后C1点计算负荷
345.6
96.58
358.84
545.22
0.96
根据C3点计算负荷Sc=358.84V·A，选择SCB10-500/10型变压器，变压器=500kV·A，技术参数查教材附录表13得到，计算B3点负荷结果如表2-26所示。
表2-26计算点B3的负荷(（变压器高压侧）)
计算点
变压器功率损耗
(Sc=358.84kV·A,SN.T=500kV·A)
有功计算负荷Pc
/kW
无功计算负荷Qc
/kvar
视在计算
负荷Sc
/kV·A
高压侧
计算
电流
Ic/A
功率因数
cosφ
△P0
/kW
△PK
/kW
I0%
UK%
△PT
/kW
△QT
/kvar
B3
1.02
4.26
0.8
4
3.21
14.30
348.81
110.88
366.01
21.13
0.95

表2-27计算点C4的负荷（变压器低压侧）
计算点
设备容量/kW
需要系数
有功计算负荷Pc
/kW
无功计算负荷Qc/kvar
视在计算负荷Sc/kV·A
计算电流Ic/A
功率 因数cosφ
补偿前C4点计算负荷
568
0.45
255.6
225.42
340.8
517.8
0.75
补偿容量QNC4=255.6×[tan(arccos0.75)- tan(arccos0.92)]=205kvar 实际取 10组×16kvar=160kvar

-160

补偿后C4点计算负荷
255.6
65..42
263.84
400.87
0.968
根据C4点计算负荷Sc=263.84V·A，选择SCB10-400/10型变压器，变压器=400kV·A，技术参数查教材附录表13得到，计算B4点负荷结果如表2-28所示。
表2-28计算点B4的负荷(（变压器高压侧）)
计算点
变压器功率损耗
(Sc=263.84kV·A,SN.T=400kV·A)
有功计算负荷Pc
/kW
无功计算负荷Qc
/kvar
视在计算
负荷Sc
/kV·A
高压侧
计算
电流
Ic/A
功率因数
cosφ
△P0
/kW
△PK
/kW
I0%
UK%
△PT
/kW
△QT
/kvar
B4
0.85
3.48
0.8
4
2.36
10.16
257.96
75.58
268.81
15.52
0.96

表2-29 计算点C5的负荷（变压器低压侧）
计算点
设备容量/kW
需要系数
有功计算负荷Pc
/kW
无功计算负荷Qc/kvar
视在计算负荷Sc/kV·A
计算电流Ic/A
功率 因数cosφ
补偿前C5点计算负荷
307.2
1
307.2
212.48
373.52
567.52
0.822
补偿容量QNC5=307.2×[tan(arccos0.822)- tan(arccos0.92)]=81kvar 实际取 8组×16kvar=128kvar

-128

补偿后C5点计算负荷
307.2
84.05
318.49
483.91
0.96
根据C5点计算负荷Sc=318.49V·A，选择SCB10-400/10型变压器，变压器=400kV·A，技术参数查教材附录表13得到，计算B5点负荷结果如表2-30所示。
表2-30 计算点B5的负荷(（变压器高压侧）)
计算点
变压器功率损耗
(Sc=318.49kV·A,SN.T=400kV·A)
有功计算负荷Pc
/kW
无功计算负荷Qc
/kvar
视在计算
负荷Sc
/kV·A
高压侧
计算
电流
Ic/A
功率因数
cosφ
△P0
/kW
△PK
/kW
I0%
UK%
△PT
/kW
△QT
/kvar
B5
0.85
3.48
0.8
4
3.05
13.34
310.25
97.39
325.18
18.67
0.95
总的视在计算负荷：= =2114.29kV.A
Cosφ=/= 0.94
=/ =122.21A
由表和计算可得各变电所折算到高压侧的功率因数均大于0.92,整个工厂的功率因数为0.94即功率补偿的电容选择合理, 符合本设计的要求。
按两部电价制交纳电费,基本电价20元/千伏·安/月，电度电价0.5元/度,该工厂采取补偿可节约能量为△S=3313.43-2214.29=1199.14 kV.A采取无功补偿后该工厂每月可节约20×1199.14=23982.8元
我国《供电营业规则》规定：容量在100kVA及以上高压供电用户,最大负荷使得功率因数不得低于0.9，如果达不到要求，则必须进行无功补偿。因此，在设计时，可用此功率因数来确定需要采用无功补偿得最大容量。由两部电费制度可知采用无功补偿为工厂节约了资金。
三、变压器的台数、容量和类型的选择
3.1 车间变压器的选择原则
（1）变电所主变压器台数的选择
选择主变压器台数时应考虑下列原则：应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所。除上述两种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。在确定变电所主变压器台数时，应当考虑负荷的发展，留有一定的余量。
（2）变电所主变压器容量的选择
1）只装一台主变压器的变电所
主变压器的容量SN.T应满足全部用电设备总计算负荷S30的需要，即
SN.T≥S30
2）装有两台主变压器的变电所
每台变压器的容量SN.T应同时满足以下两个条件：
①任一台单独运行时，SN.T≥（0.6～0.7）S30
②任一台单独运行时，SN.T≥S30（Ⅰ+Ⅱ）
3.2 选择车间变压器的台数、容量和类型
1、根据表3-1选择变压器的台数、容量和类型。对于五个车间变电站STS1、 STS2 、STS3、STS4、STS5的容量分别为：782.97kVA、452.10kVA、358.84kVA、263.84kVA、318.49kVA。本工厂属于二级负荷但是考虑到相应得精进基础和技术参数，在节能和留有余量方面负荷率为70%-80%，选定STS1变压器容量为1000kV，STS2变压器容量为630kV，STS3变压器容量为500kV，STS4变压器容量为400kV，STS5变压器容量为400kV，从而保证工厂得负荷正常得运行。
2、本厂所在地区的年最高气温为40℃，年平均气温为25℃，年最低气温为－2℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年最热月地下0.8m处平均温度为25℃。当地主导风向为东南风，年雷暴日数为52.2天。选用此型别为sc(B)10型变压器初步选定变压器得容量型号如下表：
表3-1 车间变电所变压器的台数、容量和型号
编号
厂房名称
Sc
/kV·A
变压器台数
及容量
变压器
型号
车间变电所
代号
1
热卷簧车间
782.97
1×1000
SC（B）10
STS1
2
悬架弹簧车间
452.10
1×630
SC（B）10
STS2
3
离合器弹簧车间
358.10
1×500
SC（B）10
STS3
4
异形弹簧车间
263.84
1×400
SC（B）10
STS4
5
家具簧车间
318.49
1×400
SC（B）10
STS5
6
综合楼

四、变配电所主接线方案的设计
4.1设计原则与要求
应根据变配电所在供电系统中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足安全、可靠、灵活和经济等要求。
1．安全性
为保障设备安全及人身安全，主接线应符合国家标准有关技术规范的要求，正确选择电气设备及其监视、保护系统，考虑各种安全技术措施。如：
（1）在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧．必须装设高压隔离开关；
（2）在低压断路器的电源及可能反馈电能的另一侧，必须装设低压刀开关；
（3）35kV以上的线路末端，应装设与隔离开关联锁的接地刀闸；
（4）变配电所高压母线上及架空线路末端，必须装设避雷器。装于母线上的避雷器宜与
电压互感器共用一组隔离开关。接于变压器引出线上的避雷器，不宜装设隔离开关。
2．可靠性
（1）主接线应符合电力负荷特别是一、二级负荷对供电可靠性的要求。一级负荷要求由两个电源供电，二级负荷，要求由两回路供电或一回路6kV及以上的专用架空线路或电缆供电。
（2）变电所的非专用电源进线侧，应装设带短路保护的断路器或负荷开关（串熔断器）。当双电源供多个变电所时，宜采用环网供电方式。
（3）对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电，以确保供电可靠性，但对辅助生产区及生活区的变电所一可采用树干式配电。
（4）变电所低压侧的总开关，宜采用低压断路器。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和低压母线分段开关，均应采用低压断路器。
3．灵活性
主接线应能适应供配电系统各种不同的运行方式（如变压器经济运行方式、电源线路备用方式等），倒闸切换操作简便；检修操作，也应保证供电可靠性的条件。
（1）变配电所的高低压母线，一般宜采用单母线或单母线分段接线。
（2）35kV及以上电源进线为双回路时，宜采用桥形接线或双线路变压器组接线。
（3）需带负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关。
（4）主接线方案应与主变压器经济运行的要求相适应。
（5）主接线方案应考虑到今后可能的扩展。
4．经济性
在满足上述技术要求的前提下，一次接线应尽量做到投资省、占地少、电损小。
（1）主接线方案在满足运行要求的前提下，应力求简单，变电所高压俩宜采且断路器较少或不用断路器的接线。
（2）变配电所的电气设备应选用技术先进、经济适用的节能产品，不得选用国家明令淘汰的产品。
（3）中小型用户变电所一般采用高压少油断路器；在需频繁操作的场合则应采用真空断路器路器或SF6断路器。
（4）用户电源进线上应装设专用的计量柜，其中的电流、电压互感器只供计费的电度表用。
（5）应考虑无功功率的人工补偿，使最大负荷时功率因数达到规定的要求。
4.2变配电所主接线方案的技术经济指标
设计变配电所主接线，应按所选主变压器的台数和容量以及负荷对供电可靠性的要求，初步确定2～3个比较合理的主接线方案来进行技术经济比较，择其优者作为选定的变配电所主接线方案。
1．主接线方案的技术指标
（1）供电的安全性。主接线方案在确保运行维护和检修的安全方面的情况。
（2）供电的可靠性。主接线方案在与用电负荷对可靠性要求的适应性方面的情况。
（3）供电的电能质量主要是指电压质量，包括电压偏差、电压波动及高次谐波方面的情况。
（4）运行的灵活性和运行维护的方便性。
（5）对变配电所今后增容扩建的适应性。
2．主接线方案的经济指标
（1）线路和设备的综合投资额（Z）。包括线路和设备本身的价格、运输费、管理费、基建安装费等，可按当地电气安装部门的规定计算，其中安装费可参照《全国统一安装工程预算定额》第二册《电气设备安装工程》计算。通常是采用线路（导线或电缆）和设备本身的价格乘以一个大于l的系数作为线路和设备的综合投资额。
如电力变压器设备价格倍数约为2；固定式高压开关柜约为1.5；手车式高压开关柜约为1.3高压计量柜约为1.5，高压电容器柜约为1.4。
（2）变配电系统的年运行费（F）。包括线路和设备的折旧费、维修管理费和电能损耗费。
线路和设备的折旧费、维修管理费通常取为线路和设备综合投资额的4﹪～6﹪。
电能损耗费，根据线路和变压器的年电能损耗计算。
（3）供电贴费（系统增容费）。有关法规规定申请用电，用户需一次性向供电部门交纳供电贴费，按新装变压器容量计算，各地规定不一样。
（4）线路有色金属消耗量（重量）。
但主接线方案的最终确定，还应该考虑技术指标，并结合工程实际。

4.3变配电所主接线方案
变配电所主接线由高低压成套配电装置组合而成，而且方案的设计应考虑到变配电所可能的增容，特别是出线柜要便于添置。
1． 高压主接线（10kV）
1、主接线方式
其基本形式按有母线接线和无母线接线。母线又称汇流排，起着汇集电能的作用。在拥护的变配电所中，有母线的主接线按母线的设置不同，又有单母线接线，单母线分段接线，双母线接线。
2、主接线方案的选择
该机械厂本厂可由附近35/10kV地区变电站取得工作电源，所以直接经车间变电所，降为一般低压用电设备所需的电压如380V。该工厂属于二级负荷，直接引入10kV的高压电，选择二路电源进线的接线。采用冷备用的工作方式。
方案一：如图4-1所示，采用两路电源从中间进，从两边分配电的供电方式利于扩展配电柜。采用此方式，具体主接线图请查看附录1

图4-1
五、短路计算
5.1 短路电流计算的目的及方法
短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。
进行短路电流计算，首先要绘制计算电路图。在计算电路图上，将短路计算所考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后确定短路计算点。短路计算点要选择得使需要进行短路校验的电气元件有最大可能的短路电流通过。
接着，按所选择的短路计算点绘出等效电路图，并计算电路中各主要元件的阻抗。在等效电路图上，只需将被计算的短路电流所流经的一些主要元件表示出来，并标明其序号和阻抗值，然后将等效电路化简。对于工厂供电系统来说，由于将电力系统当作无限大容量电源，而且短路电路也比较简单，因此一般只需采用阻抗串、并联的方法即可将电路化简，求出其等效总阻抗。最后计算短路电流和短路容量。
短路电流计算的方法，常用的有欧姆法（有称有名单位制法）和标幺值法（又称相对单位制法）。
5.2 短路电流计算
本设计采用标幺值法进行短路计算.绘制短路计算电路如图5-1所示：

图5-1 短路计算电路

5.3供配电系统中各主要元件电抗标么值
（1）电力系统的电抗标么值。电力系统电抗，可由系统的短路容量求取
最大运行方式下：
最小运行方式下：
（2）电力变压器的电抗标么值。电力变压器的电抗值可由其短路电压近似的计算，即

式中，为变压器的额定容量。
（3）电力线路的电抗标么值
5.4短路计算结果
表5-1短路计算结果表（最大运行方式）
短路计算点
总电抗标么值
三相短路电流/kA
三相短路容量/MVA

k-1点
1.89
2.91
2.91
7.42
4.39
52.91
k-2点
7.896
18.28
18.28
41.31
23.95
12.66
k-3点
8.24
17.51
17.51
39.57
22.94
12.13
k-4点
9.89
14.59
14.59
32.97
19.11
10.11
k-5点
11.89
12.14
12.14
27.43
15.90
8.41
k-6点
11.89
12.14
12.14
27.43
15.90
8.41

表5-2短路计算结果表（最小运行方式）
短路计算点
总电抗标么值
三相短路电流/kA
三相短路容量/MVA

k-1点
2.07
2.66
2.66
6.78
4.01
48.31
k-2点
8.07
17.89
17.89
40.44
23.44
12.40
k-3点
8.42
17.15
17.15
38.76
22.47
11.88
k-4点
10.07
14.34
14.34
32.41
18.78
9.93
k-5点
12.07
11.96
11.96
27.04
15.67
8.29
k-6点
12.07
11.96
11.96
27.04
15.67
8.29

六、电气设备选择与校验
6.1 10kV一次侧设备选择
10kV侧计算电流为
初步选择10kV高压断路器型号为：VS1-12/630-16。
10kV侧短路冲击电流为
短路电流热效应假想时间为
同理可得隔离开关GN30-10/400-12.5验证也合格。
表6-1 10kV电源进线侧一次设备选择与校验
选择校验项目
电压
电流
断流能力
动稳定度
热稳定度
I2tima
结论
安装地点的电气条件
参数
UN
IC
Ik(3)
i(3)sh
数据
10kV
122.21A
2.91kA
7.42kA
10.09

设备型号规格
参数
UN
IN
Ioc
Imax
I2t

真空断路器VS1-12/630-16
12kV
630A
16KA
40KA
1024
合格
电流互感器LZZBJ9-12/150B/2
12kV
150A
——
42.94KA

441

合格
从表6-1知，结果全部合格，因此所选高压断路器符合要求。
6.2 380V侧一次设备的选择校验
低压侧开关柜选择GCL型，对于三个车间变电所，补偿后低压侧C1、C2、C3、C4、C5最大的计算电流为1189.64A,所以选择GCS接线即可。技术参数如下：
1）主电路额定电压（V）:交流380（400）、）（600）
2）辅助电路额定电压（V）：交流220、380（400）直流110、220
3）额定绝缘电压（V）：660（1000）
4）水瓶母线额定电流：<=4000
5）垂直母线额定电流：1000
6）母线额定短时耐受电流（KA/1s）：50、80
7）母线额定峰值耐受电流（KA/0.1s）：105、176
8）主电路工频实验电压（V/1min）：2500
9）辅助电路工频实验电压（V/1min）：2000
10）母线三相四线制：A、B、C、PEN
母线三相五线制：A、B、C、PE、N
11） 防护等级：IP30、IP40
380V侧一次设备的选择校验，如表6-2所示，所选数据均满足要求。
表6-2 380V一次侧设备的选择校验
选择校验项目
电压
电流
断流
能力
动态
定度
热稳定度

装置地点条件
参数

数据
380V
1189.6A
18.28kA
40.31kA
334.15

一次设备型号规格
额定参数

结论
低压断路器CW1-2000/1600
380V
1600A
80kA
-
-
合格
电流互感器BH-60/1000-0.5
500V
1200/5A
-
-
-
合格

七、供配电线路的选择
7.1 10kV高压进线的选择
采用架空线。
（1）选择经济截面
变压器一次侧计算电流,按经济电流密度选择导线截面，因年最大负荷利用小时为5500小时，查表得（钢芯铝绞线）则

因为计算值一般比实际值偏大，因此选用LGJ-95型钢芯铝绞线。
（2）根据发热条件校验
根据附表29知，LGJ-95在室外温度为25℃时的允许载流量为335A>122.21A,满足发热条件。
（3）机械强度校验
根据附表26知，10KV架空铝绞线的机械强度最小截面为,因此所选的截面积也满足机械强度要求。
7.2 低压侧母线选择
采用矩形铜母线，选择BV型塑料线（℃）。
表7-1 低压侧母线选择
车间变电所
Ic/A
芯线截面/㎜×㎜
每相铜排数
每相载流量/A
θa1/℃
θo/℃
θo'/℃
Kθ
Ia1/A
STS1
782.97
50×5
1
860
70
25
33
0.91
782.6
STS2
452.10
80×6.3
1
1480
70
25
33
0.91
1346.8
STS3
358.10
40×4
1
625
70
25
33
0.91
568.75
STS4
263.84
40×4
1
625
70
25
33
0.91
568.75
STS5
318.49
40×4
1
625
70
25
33
0.91
568.75
从上表可以看出，所以每个车间变电所的低压母线就按照上表数据选择。

八、常用继电保护及整定计算
以第一车间变电所为例计算：

8.1 QF处设置定时限过电流保护
变压器的最大负荷电流

取Krel=1.2，Kre= 0.85，Ki=150／5=30，故动作电流
，动作电流整定为6A。
查附录表44，选用DL-31/6型继电器，动作电流整定为6A。
检验灵敏度：变压器低压母线的最小两相短路电流用于校验保护灵敏度线路，变压器低压母线最小两相短路电流反映到高压侧的电流值为（变压器连接组别为Dyn11）

灵敏度：，满足要求。
8.2 QF处电流速断保护整定计算
电流速断保护的动作电流（速断电流）Iqb应躲过它所保护的变压器低压母线的三相短路电流，即
变压器低压母线最大三相短路电流反映到高压侧的电流值为

检验灵敏度：采用变压器高压侧的最小两相短路电流校验电流速断保护的灵敏度，即 ，满足要求。
8.3 QF1、QF2处动作时间的整定
过电流保护的动作时间的整定