基于工厂供电与用电系统设计_毕业设计(编辑修改稿)

基于工厂供电与用电系统设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

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）和标幺制法（又称相对单位制法）。 三相短路电流计算 本设计采用标幺值进行短路电流计算 ： 取 Sd=100MVA， Ud=Uav，两个电压等级的基准电压分别为 Ud1= Ud2= (1)电力系统（ Soc=1000MVA） *1 100 /1000  (2)架空线路（ XO= /km 4km） *2X =X0L1Sd/Ud2= 4 100/（ ） = (3)电力变压器（ Uk％ = Sn=1600kVA） *3X = Uk％ Sd/（ 100 Sn） = 100/（ 100 ） = 15 绘制等效电路图如图 51，图上标出各元件的序号和电抗标幺值，并标出短路计算点。 X 1 * X 2 * X 3 *10 . 121 . 532 . 8K 1( 3 )K 2 ( 3 )图 51 短路电流计算等效电路图 短路时的短路电流与容量计算 (1)计算短路回路总阻抗标幺值 * * *1 1 2 0 .1 0 .5 1 .6kX X X     (2)计算 K1点所在电压级的基准电流 / 3 1 0 0 / 3 1 0 . 5 5 . 5d d dI S U k A    (3)计算 K1点短路电流各值 **111 / 1 / 1 .6 0 .6 2 5KKIX   *11 5 . 5 0 . 6 2 5 3 . 4 3 7 5K d KI I I k A    . 1 k Ki I kA . 1 11. 52 5. 22 5sh k KI I kA (4)三相短路容量 *11/ 1 0 0 0 . 6 2 5 6 2 . 5K d KS S X M V A    点三相短路电流与容量计算 (1)计算短 路回路总阻抗标幺值 * * * *2 1 2 3 0 . 1 1 . 5 2 . 8 4 . 4KX X X X       (2)计算 K2 点所在电压级的基准电流 100 1 4 4 . 33 3 0 . 4dddSI k AU   (3)计算 K2 点短路电流各值 16 * 2 * 211 0 .2 2 74 .4KKI X   *22 1 4 4 . 3 0 . 2 2 7 3 2 . 7 6K d KI I I k A    . 2 21 .8 4 6 0 .2 7sh k Ki I kA . 2 k KI I kA (4)三相短路容量 *22/ 1 0 0 0 . 2 2 7 2 2 . 7K d KS S X M V A    51 表 51 短路电流计算结果 三相短路电流（ kA） 短路容量（ MVA） (3)KI (3)I (3)shi (3)shI (3)KS K1 点 K2 点 17 第六章 导线、电缆的选择 导线电缆的使用条件 导线和电缆的选择必须满足安全，可靠，经济的条件。 所以，进行导线和电缆截面选择时必须按照下列选择原则： 导线和电缆 (包括母 线 )在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的发热温度，不应超过其正常运行时的最高允许温度。 以防止导线因过热而引起绝缘损坏或老化。 这就要求通过导线或电缆的最大负荷电流不应大于其允许载流量。 导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过其正常运行时允许的电压损耗，以保证电压质量。 经济电流密度是指使线路的年运行费用支出最小的电流密度。 按这种原则选择的导线和电缆截面称为经济截面。 对于 35kV 及以上的 高压线路及电压在 35kV以下但距离长，电流大的线路，宜按经济电流密度选择，对 10kV 及以下线路，通常不按此原则选择。 导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。 对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度。 母线也应校验短路时的稳定度。 对于绝缘导线和电缆，还应满足工作电压的要求。 导线电缆的选择 根据设计经验，对长距离大电流及 35kV 以上的高压线路，则可先按经济电流密度确定经济截面，再校验其它条件。 一般 10kV 及以下高压线路及低压动力线路 ，通常先按允许载流量选择截面，再校验电压损耗和机械强度。 低压照明线路，因其对电压水平要求较高，因此通常先按允许电压损耗进行选择，再校验发热条件和机械强度。 选择导线截面时，要求在满足上述 4个原则的基础上选择其中最大的截面。 在本设计中，以低压侧大球磨车间为列，按允许载流量计算电力电缆截面：选取时，应注意： 18。 若实际环境温度与规定的环境温度不一致时，允许载流量乘上温度修正系数 K ，以求出实际的允许载流量。 39。 al alI KI （ 61） 式中， 39。 00alalK  （ 62） al — 为导线额定负荷时的最高允许温度； 0 — 为导线允许载流量所采用的环境温度； 39。 0 — 为导线敷设地点实际的环境温度。 ，其散热条件较单根时差，故允许载流量降低，要用电缆并列校正系数 Kp 进行校正。 已知一台 245kW 的大球磨机，功率因数为 ，效率为 ，当地最热平均最高气温为 150C。 245 9EC PP kW   （ 63） 275 4653 c o s 3 0 . 3 8 0 . 9CCNPIAU    （ 64） 因为是三相四线制线路，所以查表得 4 根单芯线敷设的每相芯线截面为240mm2的 VLV型导线，在环境温度为 250C时的允许载流量为 420A，即 420aIA。 温度校正系数为 39。 0065 15 25alalK      （ 65） 导线的实际允许载流量为 39。 1 . 1 2 4 2 0 4 7 0a l a lI K I A    （ 66） peS 的选择 按  要求，选择 2120S mm 。 19 第七章 电气设备的选择 电气设备选择的一般原则 供配电系统中的电气设备是在一定的电压，电流，频率和工作环境条件下工作的，电气设备的选择，除了应满足在正常工作时能安全可靠运行之外，还应满足在短路故障时不至损坏的条件，开关电器还必须具有足够的断流能力，并适应所处位置，环境温度，海拔高度，以及防尘，防腐，防火，防爆等环境条件。 电气设备选择应遵循以下三个原则： ； ； 动稳定校验 (3)max shiI 或 (3)max shII （ 71） 式中， maxi — 为电气设备的极限通过电流峰值。 maxI — 为电气设备的极限通过电流有效值。 热稳定校验 2 (3 ) 2t imaI t I t （ 72） 式中， tI — 为电气设备的热稳定电流。 t— 为 热稳定时间。 高压设备选择的一般要求必须满足一次电路正常条件下和短路故障条件下的工作要求，同时设备应工作安全可靠，运行方便，投资经济合理。 高压刀开关柜的选择应满足变电所一次电路图的要求，并各方案经济比较优选出开关柜型号及一次结线方案编号，同时确定其中所有一次设备的型号规格。 工厂变电所高压开关柜母线宜采用 LMY 型硬母线 高压开关电器的选择 高压断路器的选择 本设计中，为户内变电所，故选择户内少油断路器，以选择变压器二次侧高压断路器为例，由设计数据可知，变 压器 10/， 1600kVA，三相最大短路电流为 ，冲击短路电流为 ，三相短路容量为。 根据变压器二次侧的额定电流来选择断路器的额定电流。 20 2 1600 23123 3 0 . 4NN NSIAU   （ 73） 查表得 ，选择 SN1010III/3000 型少油断路器，比较其计算参数和装设地点电气条件后得知，所选断路器合格。 高压隔离开关的选择 由于隔离开关主要是用于隔离而不是分断正常负荷电流和短 路电流，因此，只需要选择其额定电压和额定电流，校验动稳定和热稳定。 由以上计算数据可选择 GN610T/600 高压隔离开关。 选择计算结果列于 表 71中。 表 71 高压隔离开关选择校验表 序 号 GN610T/600 选择要求 装设地点电气条件 结 论 项目 数据 项目 数据 1 NU 10kV  .WNU 10kV 合格 2 In 600A  CI 465A 合格 3 maxI 52kA  (3)shi 合格 4 2TI 200 2kAS  2 imaIT 2kAS 合格 电流互感器的选择 一般情况下，计量用的电流互感器变比的选择应使其一次额定电流 1nI 不小于线路中电流互感器用于计量和保护。 计算电流 cI。 动稳定校验 12es N shK I i （ 74） 热稳定校验 2 ( 3 )1()t N imaK I t I t （ 75） 以小球磨车间为例，额定电压为 ，额定电流为 465A，选变比为 400/5A的 LQJ10 型电流互感器， esK =160， Kt =75， t=1s， 级二次绕组的 2nZ =。 222 2 2 5 0 .4 1 0N N NS I Z V A    222 ()i N W L T US S I R R   = 2( 0 . 5 0 . 5 3 ) 5 [ 3 2 / ( 5 3 2 . 5 ) 0 . 1 ]       = 10NS VA 21 满足准确度要求。 12 1 6 0 1 . 4 1 4 0 . 4 9 0 . 5 8 . 5e s N s hK I I k A       满足动稳定要求。 2 2 ( 3 ) 2 21( ) ( 7 5 0 . 4 ) 1 9 0 0 3 . 3 5 1 . 2 1 3 . 5t N im aK I t I T k A S        满足热稳定要 求。 所以选择 LQJ10 400/5A 型电流互感器满足要求。