1、第一章 概述工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦即工厂配电。众所周知，电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其他形式的能量转换而来，又易于转换为其他形式的能量以供应用；电能的输送和分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占比重一般很小（除电化工业外） 。例如在机械工业中，电费开支仅占产品成本的 5左右。从投资额来看，一般机械工厂在供电设备上的投资，也仅占总投资的 5左右。因此电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资
2、总额中所占比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高劳动质量，提高劳动生产率，降低劳动成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。例如某些对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业自动化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂
3、供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（1） 安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2）可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（3）优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。（4）经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。第二章 总降压变电所相关节点的短路计算1 短路计算
4、的意义和内容短路计算的目的：（1）对所选电气设备进行动稳定和热稳定校验（2）进行变压器和线路保护的整定值和灵敏度计算短路计算的内容：计算总降压变电所相关节点的三相短路电流和两相短路电流短路计算的方法：对应系统最大运行方式和最小运行方式两种工况，按无限大容量系统，进行相关短路点的三相短路电流计算，求得 I”z、i ch、I ch 值，并求得的两相短路电流 IZ（2） 。2 短路计算点的选取选取总降压变电所的 35kV 和 10kV 母线作为计算点，如图 3 所示。图 3 总降压变电所的短路计算点在系统最大运行方式下，图 3 的单相等值电路如图 4 所示 图 4 系统最大运行方式下总降压变电所的短
5、路计算等值电路对应系统最大运行方式和最小运行方式两种工况，分别计算工厂总降压变电所 35kV、10kV 母线三相短路和两相短路电流。3 相关的计算公式选取基准容量 S j1000MVA；基准电压 U j137kV， U j210.5kV。（1）输电线路相阻抗有名值 )(0lxXl标幺值 20avjUSlxX（41）式中, x 0线路每公里相电抗，km；l线路计算长度，km； Sj基准容量，MVA；Uav线路平均网压，kV。（2）电抗器有名值 )(310%NlRlRl IUX标幺值 2310%avjNlRlRTUSIX（42）式中, X lR电抗器电抗百分数，；UNlR电抗器额定电压，kV；Sj
6、基准容量，MVA； Uav电抗器所在线路的平均电压，kV。（3）三相双绕组电力变压器有名值 )(10%2NTkTSUuX标幺值 NTjkTSuX10%（43）式中, u k变压器短路电压百分数，；SNT变压器额定容量，MVA； Sj基准容量，MVA；UNT变压器原边或次边额定电压，kV。工厂变电所如果采用两台主变并列运行，则变压器总阻抗为单台变压器阻抗除 2。（4）三相三绕组电力变压器高中压绕组阻抗计算参照式（43）计算。（5）电源等值阻抗有名值 )(2kjSUX标幺值 kjSX（44）式中, S k变电站断路器处三相短路容量，MVA； Sj基准容量，MVA；Uj基准电压，kV。（6）三相短路
7、电流周期分量有效值标幺值 XIZ1)3(有名值 jjZUSXII31)3( （45）（7）三相短路冲击电流)3()3(2ZchchIki（46）（8）两相短路电流有效值的近似计算)3()2(ZZII（47）对本章计算的要求： 有详细的计算过程； 有完整的计算结果汇总表。具体计算如下:用标么值法计算:设基准容量 S=1000MVA,基准电压 U=37KV,U=10.5KV.则:电力系统的电抗标么值为:X1=1000/1918=0.52电力变压器的电抗标么值为:X2=10.5*1000/100*31.5=3.3电力线路的电抗标么值为:X3=0.35*5*1000/37*37=1.3总降压变电所的主
8、变压器电抗标么值为:X4=7*1000/100*5=14基准电流为:I1=1000/1.732*37=15.6KAI2=1000/1.732*10.5=55KA对 K-1 点:在最大运行方式下:总电抗:X 总=0.52+3.3/2+1.3=3.47则三相短路电流周期分量 =15.6/3.47=4.5KAjjZUSXII31)3( 冲击电流 =2.55*4.5=11.48KA)3()3(2chchki短路容量 S 短=1000/3.47=288.18MVA在最小运行方式下:总电抗:X 总=0.52+3.3+1.3=5.12周期分量 =15.6/5.12=3.05KAjjZUSXII31)3( 冲
9、击电流 =2.55*3.05=7.78KA)()3(2Zchchki短路容量 S 短=1000/5.12=195.31MVA对 K-2 点:最大运行方式下:总电抗:X 总=0.52+3.3/2+1.3+14=17.47周期分量 =55/17.47=3.2KAjjZUSXII31)3( 冲击电流 =2.55*3.2=8.16KA)3()3(2ZchchIki短路容量 S 短=1000/17.47=57.24MVA最小运行方式下:总电抗:X 总=0.52+3.3+1.3+14=19.12周期分量 =55/19.12=2.87KAjjZUSXII31)3( 冲击电流 =2.55*2.87=7.31K
10、A)()3(2Zchchki短路容量 S 短=1000/19.12=52.30MVA结果如下表:K-1 点三相短路电流的计算结果项目 周期分量有效值(KA)稳态电流(KA) 冲击电流(KA) 短路容量(MVA)最大运行方式 4.5 4.5 11.48 288.18最小运行方式 3.05 3.05 7.78 195.31K-2 点三相短路电流的计算结果项目 周期分量有效值(KA)稳态电流(KA) 冲击电流(KA) 短路容量(MVA)最大运行方式 3.2 3.2 8.16 57.24最小运行方式 2.87 2.87 7.31 52.30第三章 总降压变电所主接线电气设备的选择与校验1 开关设备选型
11、及稳定性校验开关电器的选择与校验选择项目 校验项目设备名称 额定电压 额定电流 开断电流 动稳定 热稳定断路器 UNetU N INetI rmax INkI Z idwi ch It2tI Z2tjx隔离开关 UNetU N INetI rmax idwi ch It2tI Z2tjx互感器 UNetU N INetI rmax INkI Z idwi ch It2tI Z2tjx其他 UNetU N INetI rmax INkI ch 表中，U Net、I Net、I Nk分别为开关电器的额定电压、额定电流和额定开断电流；Ur、I rmax、I Z分别为开关电器工作点的线路额定电压、最大
12、负荷电流和三相短路电流稳态值；ich开关电器工作点的三相短路冲击电流 ich(3)；idw、I t、t分别为开关电器的动稳定电流峰值、热稳定电流及其试验时间；tjx假想时间，t jxt jt dl0.05（s） ；tj继电保护整定时间（s） ；tdl断路器动作时间（s） ；0.05考虑短路电流非周期分量热影响的等效时间。具体操作如下:对 35KV 侧,主要依据数据为:额定电压 U=35KV最大负荷电流 I=5000/1.732*35=82.48A最大冲击电流 I=11.48KA(上章计算结果)查表选择 SW2-35/1000 型高压断路器,下面进行校验:此断路器的动稳定电流峰值查表值为:45K
13、A而 45KA11.48=I 动稳定校验合格热稳定校验如下:对断路器 Q1=16.5*16.5*4=1089系统最大 Q2=4.5*4.5*(0.06+0.4+0.05)=10.3275显然 Q1Q2 热校验合格同理 进行选型校验 列表如下：高压断路器SW2-35/1000隔离开关GW235GD/600电压互感器JDJJ35电流互感器LCW35U35KV 35KV 35KV 35KV 35KVI=82.48A 1000A 600A 150/5I=11.48KA 45KA 50KA 21.2KAQ=10.33 1089 784 95.06同样道理 10KV 侧的设备如下表所示：高压断路器SN10
14、-10/600隔离开关GN8-10T/600电流互感器LAJ-10-300/5隔离开关GN6-10T/600U=10KV 10KV 10KV 10KV 10KVI=274.9A 600A 600A 300/5A 600AI=8.16KA 52KA 52KA 57KA 52KA设 备数 据设 备数 据Q=3.48 1632.2 2000 900 2000(采用 GG10 高压开关柜)我们在对每一个的车间选取合适的设备：计算原理同上，结果如下：第一车间：高压断路器SN8-10隔离开关GN8-10电流互感器LDC-10/0.5-300/5U=10KV 10KV 10KV 10KVI=45.7A 60
15、0A 400A 300/5I=8.16KA 33KA 50KA 57.27KAQ=2.05 538.24 980第二车间：高压断路器SN8-10隔离开关GN8-10电流互感器LDC-10/0.5-300/5U=10KV 10KV 10KV 10KVI=33A 600A 400A 300/5I=8.16KA 33KA 50KA 57.27KAQ=2.05 538.24 980第三车间：高压断路器SN8-10隔离开关GN8-10电流互感器LDC-10/0.5-300/5U=10KV 10KV 10KV 10KVI=35.28A 600A 400A 300/5I=8.16KA 33KA 50KA 5
16、7.27KAQ=2.05 538.24 980第四车间：高压断路器SN8-10隔离开关GN8-10电流互感器LDC-10/0.5-300/5设 备数据设 备数据设 备数据设 备数据U=10KV 10KV 10KV 10KVI=39.1A 600A 400A 300/5I=8.16KA 33KA 50KA 57.27KAQ=2.05 538.24 980第五车间：高压断路器SN8-10隔离开关GN8-10电流互感器LDC-10/0.5-300/5U=10KV 10KV 10KV 10KVI=33.3A 600A 400A 300/5I=8.16KA 33KA 50KA 57.27KAQ=2.05
17、 538.24 980第六车间：高压断路器SN8-10隔离开关GN8-10电流互感器LDC-10/0.5-300/5U=10KV 10KV 10KV 10KVI=22.11A 600A 400A 300/5I=8.16KA 33KA 50KA 57.27KAQ=2.05 538.24 980第七车间：高压断路器SN8-10隔离开关GN8-10电流互感器LDC-10/0.5-300/5U=10KV 10KV 10KV 10KVI=25.23A 600A 400A 300/5I=8.16KA 33KA 50KA 57.27KAQ=2.05 538.24 980第八车间：设 备数据设 备数据设 备数
18、据高压断路器SN8-10隔离开关GN8-10电流互感器LDC-10/0.5-300/5U=10KV 10KV 10KV 10KVI=25.58A 600A 400A 300/5I=8.16KA 33KA 50KA 57.27KAQ=2.05 538.24 980第九车间：高压断路器SN8-10隔离开关GN8-10电流互感器LDC-10/0.5-300/5U=10KV 10KV 10KV 10KVI=27.66A 600A 400A 300/5I=8.16KA 33KA 50KA 57.27KAQ=2.05 538.24 980所有设备的选择完毕。第四章 母线的选型与校验（1）变压器低压侧引出先
19、选择主变压器低压侧引出先安经济电流密度选择：工作电流 I5000/1.732*10.5274.94A母线计算截面：S274.94/0.9305.49 平方毫米选用标准界面 6*50 的铝母线允许电流 740A 大于工作电流 274.94A 满足要求热稳定校验：Smin =76.94I按上述计算的热稳定最小截面为 76.942满足要求。（2） 过电流保护采用三个电流互感器接成全星形接线方式，以提高保护动作灵敏度，继电器采用 DL11 型保护动作电流按躲过变压器一次测可能出现的最大负荷电流来整定：I1.2*3*82.48/0.85349.33A进入继电器的电流：I=349.33/150/5=11.64A动作时间与 10KV 母线保护配合,10KV 馈电线的保护动作时间为 0.5 秒,母线保护动作时间为 1 秒,则变压器过电流保护动作时间为：t1+0.51.5s灵敏度按二次测母线发生两相短路的条件来校验，则 K=0.87*(2.87*10/35)/0.349=2.041.5
