【正文】 短路電流和短路容量 總阻抗標(biāo)幺值 *3*2*1* )2( ???????? XXXX k (423) 三相短 路電流周期分量有效值 KAKAXIIkdk *)2(2)3( 2 ???? (424) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 (3)I = (3)I? = (3)2kI = (425) 三相短路沖擊電流 (3)shi = (3)I = = (426) 第一個(gè)周期短路全電流有效值 (3)shI = (3)I = = (427) 三相短路容量 MVAMVAXSSkdk 0 0*)2()3( ???? (428) 短路電流計(jì) 算結(jié)果見(jiàn)表 41： 表 41 單獨(dú)運(yùn)行時(shí)短路電流計(jì)算結(jié)果 變電站一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 正確地選擇設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的重要條件。分別對(duì)短路計(jì)算點(diǎn)計(jì)算其各種短路電流：三相短路電流周期分量 (3)kI 、短路次暫態(tài)短路電流 (3)I 、短路穩(wěn)態(tài)電流 (3)I? 、短路沖擊電流 (3)shi 及短路后第一個(gè)周期的短路全電流有效值（又稱短路沖擊電流有效值） (3)shI 。用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，無(wú)論有幾個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)，其短路等效電路只有一個(gè)。 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 * %100kdTNUSX S? (44) 式中 %kU —— 變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值； NS —— 變壓器的額定容量（單位為 kVA,計(jì)算時(shí)化為與 dS 同單位）。 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 * dsocSX S? (42) 式中 ocS —— 電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量（單位為 MVA）。短路基準(zhǔn)電流按下式計(jì)算： 3dd dSI U? (41) (3)計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)幺值。 (2)設(shè)定基準(zhǔn)容量 dS 和基準(zhǔn)電壓 dU ，計(jì)算短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流 dI 。 第 1 頁(yè) 本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算 1．標(biāo)幺制法計(jì)算步驟和方法 (1)繪計(jì)算電路圖，選擇短路計(jì)算點(diǎn)。最后計(jì)算短路電流和短路容量。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。 4 高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備選擇 短路電流的計(jì)算 短路計(jì)算的方法 進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。但從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)看，則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案。低壓側(cè)采用也單母線分段形式，其系統(tǒng)圖見(jiàn)：圖 32 采用兩臺(tái)主變時(shí)的系統(tǒng)圖。為提高供電系統(tǒng)的可靠性，高壓側(cè)采用單母線分段形式，低壓側(cè)采用單母線形式，其系統(tǒng)圖見(jiàn)：圖 31 采用一臺(tái)主變時(shí)的系統(tǒng)圖。 由原始資料可知，工廠用電部門(mén)較多，為保證供電的可靠性和靈活性可采用單母線或單母線分段接線的方案，對(duì)電能進(jìn)行匯集，使每一個(gè)用電部門(mén)都可以方便地獲得電能。 裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所的典型主接線方案有： (1)高壓無(wú)母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的主接線方案； (2)高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的主接線方案； (3)高低壓側(cè)均為單母線分段的主接線方案。 (4)線路的有色金屬消耗費(fèi) 指導(dǎo)線和有色金屬（銅、鋁）耗用的重量。維修管理費(fèi)和電能損耗費(fèi)等。 (1)線路和設(shè)備的綜合投資額 包括線路和設(shè)備本身的價(jià)格、運(yùn)輸費(fèi)、管理費(fèi)、基建安裝費(fèi)等，可按當(dāng)?shù)仉姎獍惭b部門(mén)的規(guī)定計(jì)算。 (4)運(yùn)行的靈活性和運(yùn)行維護(hù)的方便性。主接線方案在與用電負(fù)荷對(duì)可靠性要求的適應(yīng)性方面的情況。主接線方案在確保運(yùn)行維護(hù)和檢修的安全方面的情況。 (4)經(jīng)濟(jì) 在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。 2)可靠 應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。 主接線方案確定 變電 所主接線方案的設(shè)計(jì)原則與要求 (變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。 方案 2 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器 根據(jù)式 (32)和 (33)，可知 kvAS ）（ 45 0. 68~36 0. 5460 0. 9k vA)~( ?? k v Ak v As 9 4) 0 (s Ⅱ)(3 ????? ?? 因此選兩臺(tái)接線方式為 S9500/10(6)型低損耗配電變壓器。至于機(jī)械廠的二級(jí)負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。 4．在確定變電所臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。 2．對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可采用兩臺(tái)變壓器。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。3039。3039。30 kQ ??? ； 第 1 頁(yè) k v APQS 22239。 無(wú)功補(bǔ)償后工廠 380V側(cè)的負(fù)荷計(jì)算： kwp 39。 供電部門(mén)要求該廠 10kV 進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率 因數(shù)不應(yīng)低于 。具體負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算見(jiàn)表 21。因設(shè)計(jì)的需要，計(jì)算了各負(fù)荷的有功功率、無(wú)功功率、視在功率、計(jì)算電流等。 (2).無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 (單位為 kvar) 3 30z q iQ K QΣ= ∑ (26) 式中 3zQ — 多組用電設(shè)備無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 (單位為 kvar)； 30iQ∑ — 所有設(shè)備組無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 30Q 之和； qKΣ — 無(wú)功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取 ～ 。∑ (25) 式中 3zP — 多組用電設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷 (單位為 kW)； 30iP (4).計(jì)算電流 (單位為 A) 3030 3 NSI U= (24) 式中 30I — 計(jì)算電流 (單位為 A)； 30S — 用電設(shè)備組的視在功率 (單位為 kVA)； NU — 用電設(shè)備組的額定電壓 (單位為 kV)。 (2).無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 (單位為 kvar) 30 30 tanQP?= (22) 式中 30Q — 設(shè)備無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 (單位為 kvar)； tan? — 對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組功率因數(shù) cos? 的正切值。 由于本機(jī)械廠用電部門(mén)較多，用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多， 設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法予以確定。 電纜的選擇 為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行電纜截面選擇時(shí)必須滿足發(fā)熱條件：電纜 (包括母線 )在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。 高、低壓設(shè)備選擇及校驗(yàn) 參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對(duì)應(yīng)的額定值，選擇高、低壓配電設(shè)備，如隔離開(kāi)關(guān)、斷路器 、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備。 短路電流計(jì)算 工廠用電，通常為國(guó)家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無(wú)限大容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。由手冊(cè)或產(chǎn)品樣本選用所需無(wú)功功率補(bǔ)償柜的規(guī)格和數(shù)量。對(duì)它的基本要求，即要安全可靠又要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，結(jié)合實(shí)際情況和市場(chǎng)上現(xiàn)有的電力產(chǎn)品及其技術(shù)，本文主要做了以下工作： 負(fù)荷計(jì)算 機(jī)械廠變電所的負(fù)荷計(jì)算，是根據(jù)所提供的負(fù)荷情況進(jìn)行的，本文列出了負(fù)荷計(jì)算表，得出總負(fù)荷。 本設(shè)計(jì)所做的主 要工作 目前世界上機(jī)械生產(chǎn)能源和動(dòng)力主要來(lái)源于電能。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。 第 1 頁(yè) 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧 按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。 安全可靠、先進(jìn)合理 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全， 供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。 此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、 當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 (2)可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。 一旦變電所出了事故而造成停電，則整個(gè)機(jī)械廠的生產(chǎn)過(guò)程都將停止進(jìn)行，甚至還會(huì)引起一些嚴(yán)重的安全事故。 電能從區(qū)域變電站進(jìn)入機(jī)械廠后，首先要解決的就是如何對(duì)電能進(jìn)行控制、變換、分配和傳輸?shù)葐?wèn)題。 在工程機(jī)械制造廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小。 三 .設(shè)計(jì)進(jìn)度安排 階段 設(shè)計(jì)各階段名稱 起止日期 1 熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、設(shè)計(jì)題目及設(shè)計(jì)背景資料 第 1 周周一 2 查閱有關(guān)資料、閱讀設(shè)計(jì)要求必讀的參考資料 周二 3 負(fù)荷計(jì)算 周三至周四 4 電氣主接線設(shè)計(jì) 周五 5 短路電流計(jì)算 周六 6 主要電氣設(shè)備選擇 周日至第 2周周一 7 書(shū)寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 周二至周三 8 打印整理課程設(shè)計(jì)資料 周四 9 答辯及成績(jī)?cè)u(píng)定 周五 第 1 頁(yè) 目 錄 1 前言 ................................................................ 8 引言 設(shè)計(jì)原則 本設(shè)計(jì)所做的主要工作 2 負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償 .................................................. 4 負(fù)荷計(jì)算的 方法 ................................................ 4 負(fù)荷 統(tǒng)計(jì) 計(jì)算 .................................................. 4 電容補(bǔ)償 ...................................................... 7 3 變壓器的選擇及主接線方案的確定 ...................................... 9 主變壓器臺(tái)數(shù)選擇 .............................................. 9 主變壓器容量選擇 .............................................. 9 主 接線方案確定 ............................................... 10 變電所主接線方案的設(shè)計(jì)原則與要求 ....................... 10 變電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ......................... 10 工廠變電所常見(jiàn)的主接線方案 ............................. 11 確定主接線方案 ......................................... 11 4 高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備選擇 ................................................. 15 短路電流的計(jì)算 ............................................... 15 短路計(jì)算的方法 ......................................... 15 本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算 ......................... 15 變電站一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) ................................... 21 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件 ............................... 21 按正常工作條件選擇 ..................................... 22 按短路條件校驗(yàn) ......................................... 22 10kV 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) .............................. 23 380V 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) .............................. 25 高低壓母線的選擇 ............................................. 26 5 變電所進(jìn)出線和低壓電纜選擇 ......................................... 29 變電所進(jìn)出線的選擇范圍 ....................................