【正文】 ........ 8 總降壓變電所所址的選擇 ........................................... 8 4 工廠總降壓變電所的主變及主接線的選擇 ...................... 10 總降壓變電所主變壓器容量及臺(tái)數(shù)的選擇 ............................ 10 各車間變電所主變的選擇 .......................................... 11 變配電所主接線選擇 .............................................. 12 5 短路計(jì)算 .................................................. 16 最小運(yùn)行方式下短路計(jì)算 .......................................... 16 最大運(yùn)行方式下短路計(jì)算 .......................................... 17 6 一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) ...................................... 18 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件與項(xiàng)目 .................................. 18 35kV 側(cè)一次設(shè)備選擇與校驗(yàn) ....................................... 19 10kV 側(cè)一次設(shè)備選擇與校驗(yàn) ....................................... 20 7 線路工程初步設(shè)計(jì) .......................................... 21 導(dǎo)線和電纜截面的選擇計(jì)算方法 .................................... 21 母線的選擇與校驗(yàn) ................................................ 22 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) iv 線路的選擇與校驗(yàn) ............................................... 23 8 繼電保護(hù)方案設(shè)計(jì) .......................................... 27 對(duì)繼電保護(hù)裝置的基本要求 ........................................ 27 配電變壓器的繼電保護(hù)方案 ........................................ 27 35kV 線路的繼電保護(hù)方案 ......................................... 28 10kV 線路的繼電保護(hù)方案 ......................................... 29 10kV 并聯(lián)電容器的繼電保護(hù)方案 ................................... 30 10kV 母線分段斷路器的繼電保護(hù)方案 ............................... 30 9 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) .......................... 31 變電所的防雷保護(hù) ................................................ 31 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) ........................................ 32 10 能量管理系統(tǒng) ............................................. 33 參考文獻(xiàn) ................................................... 35 謝 辭 ..................................................... 36 附錄Ⅰ 短路電流計(jì)算 ........................................ 37 附錄 Ⅱ 電氣主接線圖 附錄 Ⅲ 變電所總平面布置圖 附錄 Ⅳ 35kV 屋內(nèi)配電裝置室間隔斷面圖 附錄 Ⅴ 變電所防雷圖 附錄 Ⅵ 變電所接地裝置平面布置圖 附錄 Ⅶ 繼電保護(hù)方案配置圖 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁，共 47 頁 引言 隨著高新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)電能質(zhì)量和供電可靠提出了新的要求，高壓、超高壓變電站的設(shè)計(jì)和運(yùn)行系統(tǒng)必須適應(yīng)這種新形勢(shì)，因此，改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)， 提高供電能力與可靠性以及綜合自動(dòng)化程度，以滿足日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求是電力企業(yè)的首要目標(biāo)。為了保證在送變電過程中的供電可靠性，首先要滿足的就是變電所的設(shè)計(jì)規(guī)范。做為發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，變換和分配電能的重要組成部分，將面臨 電力體制改革和技術(shù)創(chuàng)新能力的 雙重 挑戰(zhàn)， 如何合理的設(shè)計(jì)一個(gè)變電所， 使之在技術(shù)上、管理上適應(yīng)電力市場(chǎng)化體制和競(jìng) 爭(zhēng)需要 ，促 使電網(wǎng)互聯(lián)范圍 的 不斷擴(kuò)大 ，是這次設(shè)計(jì)的主要目的 。除大工業(yè)客戶外其他客戶均執(zhí)行。目前，我國(guó)只對(duì)大工業(yè)客戶實(shí)行兩部制電價(jià) 。 （ 4）豐枯季節(jié)電價(jià) 豐枯季節(jié)電價(jià)是將一年按發(fā)電來水和用電需求劃分為豐水期、平水期和枯水期三個(gè)季節(jié)，實(shí)行不同電價(jià)水平。填寫《用戶用電申請(qǐng)表》并簽章，交供電局業(yè)擴(kuò)部門按規(guī)定程序辦理。用電期滿后，用戶應(yīng)提出拆表，填寫《用戶電能表、互感器拆除申請(qǐng)表及憑證》。 （ 4）供用電設(shè)施遷移 用戶因基建工程或其他原因要求遷移供用電設(shè)施的，須在五天前向供電企業(yè)提出申請(qǐng)，并填寫《供用電設(shè)施遷移申請(qǐng)表》，交供電部門按規(guī)定辦理。凡更改戶名或過戶的用戶，應(yīng)持有關(guān)證明向供電企業(yè)提出申請(qǐng)，并填寫《用戶改名過戶申請(qǐng)表》，企業(yè)應(yīng)將新舊用戶《營(yíng)業(yè)執(zhí)照》，居民用戶應(yīng)將新舊用戶《居民身份證》復(fù)印件。 （ 6）暫拆 ①用戶因修繕房屋或其他原因需要 暫時(shí)停止用電并拆表，應(yīng)持有關(guān)證明向供電企業(yè)提出申請(qǐng)。 （ 7）計(jì)算裝置故障申報(bào) 凡計(jì)費(fèi)電能表、互感器發(fā)生故障或懷疑發(fā)生故障，用戶應(yīng)及時(shí)向供電部門申報(bào)，申報(bào)時(shí)用戶請(qǐng)將表計(jì)的戶名、用電地址、計(jì)量裝置編號(hào)詳盡記錄，填報(bào)《用戶電能表、互感器故障工作通知單》交供電部門辦理。報(bào)供電部門備案。 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁，共 47 頁 2 負(fù)荷計(jì)算與無 功補(bǔ)償 計(jì)算負(fù)荷的定義 計(jì)算負(fù)荷是指通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算確定的用來按發(fā)熱條件選擇供配電系統(tǒng)中各元件（包括設(shè)備和線路等）的一種負(fù)荷值。在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通常采用“半小時(shí)最大負(fù)荷作為計(jì)算負(fù)荷，有功計(jì)算負(fù)荷記作 30P ，無功計(jì)算負(fù)荷記作 30Q ，視在計(jì)算負(fù)荷記作 30S ，計(jì)算電流記作 30I 。由于導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間約為（ 3～ 4） ? ， ? 為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)，而截面在 216mm 以上的導(dǎo)體，其 ? 均在 10min 以上，也就是載流導(dǎo)體大約經(jīng)半小時(shí)（ 30min）后可達(dá)到穩(wěn)定的溫升值，因此通常取半小時(shí)最大負(fù)荷作為計(jì)算負(fù)荷。本設(shè)計(jì)按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷。 無功計(jì)算負(fù)荷（單位為 kvar） ： 30 30 tanQP?? 式中， tan? 對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組功率因數(shù)的正切值。 （ 2）多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 有功計(jì)算負(fù)荷（單位為 kW） ： 30 K P??? 式中， ? 為所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和； pK? 為有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取 ～。 視在計(jì)算負(fù)荷（單位為 kVA） ： 2230 30 30S P Q?? 計(jì)算電流（單位為 A） ： 3030 3 NSI U? 全廠負(fù)荷計(jì)算 30. 6 0 9 1 6 3 2 2 2 3 1 0 1 9 9 3 6 1 9 7 1 8 1 3 0 1 8 7 3 6 5 6 4 0 1 6 3 3 3 8 28806520iP kW? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??30. 5 0 0 2 5 8 3 3 6 1 8 3 1 5 8 5 8 1 7 2 1 5 9 2 7 1 1 8 2 8 7 4 8 0 1 3 9 2 8 8 23005 4 6 3 v a riQ k? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??3 0 3 0 . 0 . 9 2 6 5 2 0 5 9 9 8piP K P k W?? ? ? ? ? 3 0 3 0 . 0 . 9 5 5 4 6 3 5 1 9 0 v a rqiQ K Q k?? ? ? ? ? 2 2 2 23 0 3 0 3 0 5 9 9 8 5 1 9 0 7 9 3 3S P Q k V A? ? ? ? ? 3030 7933 1313 3 3 5NSIAU? ? ?? 30305998c o s 0 .7 57933PS? ? ? ? 按 《全國(guó)供用電規(guī)則》規(guī)定：高壓供電的工業(yè)用戶，功率因數(shù)不得低于 ；其南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁，共 47 頁 他情況，功率因數(shù)不得低于 。 無功功率的人工補(bǔ)償裝置 工廠中普遍采用并聯(lián)電容器來補(bǔ)償供電系統(tǒng)中的無功功率。 綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用并聯(lián)電容器在 10kV 側(cè)進(jìn)行集中補(bǔ)償 ；選用 型電容器，具體參數(shù)如表 。 無功補(bǔ)償后，變電所 10kV 側(cè) 計(jì)算負(fù)荷為： 3 0 ( 2 ) 3 0 5 1 9 0 2 8 0 0 2 3 9 0 v a rCQ Q Q k? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 2 2 2303 0 2 3 0 2 5 9 9 8 2 3 9 0 6 4 5 7S P Q k V A??? ? ? ? ? 變壓器功率損耗計(jì)算： 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁，共 47 頁 有功功率損耗 3 0 ( 2 )0 . 0 1 5 0 . 0 1 5 6 4 5 7 9 7TP S k W?? ? ? ? ? 無功功率損耗 ? ?3 0 20 . 0 6 0 . 0 6 6 4 5 7 3 8 7 v a rTQ S k?? ? ? ? ? 無功補(bǔ)償后，變電所 35kV 側(cè) 計(jì)算負(fù)荷為： 3 0 ( 1 ) 3 0 5 9 9 8 9 7 6 0 9 5TP P P k W? ? ? ? ? ? ? 3 0 ( 1 ) 3 0 5 1 9 0 3 8 7 2 8 0 0 2 7 7 7 v a rTCQ Q Q Q k? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 23 0 ( 1 ) 3 0 ( 1 ) 3 0 ( 1 ) 6 0 9 5 2 7 7 7 6 6 9 8S P Q k V A? ? ?? ? ? ? ? 補(bǔ)償后，功率因數(shù)為： 3 0 3 0c o s / 6 0 9 5 / 6 6 9 8 0 . 9 1PS? ??? ? ? ? 3030 6698 1 1 0 . 53 3 3 5NSIAU?? ? ? ?? 符合本設(shè)計(jì)要求，其計(jì)算數(shù)據(jù)如下表 ： 表 無功補(bǔ)償前后工廠的計(jì)算負(fù)荷 項(xiàng)目 cos? 30/P kW 30/ varQk 30/S kVA 30/IA 補(bǔ)償前變電所 10kV 側(cè) 5998 5190 7933 131 需補(bǔ)償容量 2800 變壓器損耗 97 387 補(bǔ)償后變電所 35kV 側(cè) 6095 2777 6698 南華大學(xué)電氣工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁，共 47 頁 3 工廠總降壓變電所的所址和型式 選擇 （ 1）接近負(fù)荷中心； （ 2）進(jìn)出線方便； （ 3）接近電源側(cè)； （ 4）設(shè)備運(yùn)輸方便； （ 5）不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所； （ 6）不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)實(shí)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)； （ 7）不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰； （ 8）不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5005892《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境 電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定； （ 9）不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所； （ 10）高壓配電所應(yīng)盡量與鄰近車間變電所或有大量高壓用電設(shè)備的廠房合建在一起。屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。 在工廠總平面圖上，按適當(dāng)?shù)谋壤? /K kW mm? 作出各車間的負(fù)荷圓。 結(jié)合 前面的負(fù)荷計(jì)算可以看出，由于電機(jī)修造車間和成品試驗(yàn)站內(nèi)有大型集 中負(fù)荷，所以電機(jī)修造廠的負(fù)荷中心在成品試驗(yàn)站和電機(jī)修造車間之間。設(shè)計(jì)該 變電所面積為 28mm? ，平面布置圖 見附錄 Ⅲ 。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器： （ 1）有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷； （ 2）季節(jié)性負(fù)荷變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式； （ 3）集中負(fù)荷較大，例如大于 1250kVA。 由于該廠的負(fù)荷屬于一、二級(jí)負(fù)荷，對(duì)電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能繼續(xù)對(duì)負(fù)荷供電，故選擇兩臺(tái)變壓器。 裝有兩臺(tái)主變壓器的配電所：每臺(tái)主變壓器容量 .NTS 不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷 30S 的60%，最好為總