銅陵旋力球團(tuán)工程的電氣設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、xxxx大學(xué)（北京）高等教育本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目 銅陵旋力球團(tuán)工程的電氣設(shè)計(jì) 英文題目 tongling spin force pelletizing project electrical design 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)生姓名班級(jí)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化導(dǎo)師姓名職稱單位信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目銅陵旋力球團(tuán)工程的電氣設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容和要求：主要內(nèi)容：（1）負(fù)荷計(jì)算（2）主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量選擇（3）總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計(jì)（4）供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算（5）改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)（6）變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇（7）繼電保護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計(jì)（8）防雷裝置設(shè)計(jì)要求：根

2、據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要參考資料：1 工廠供電劉介才 主編 2 工廠供電設(shè)計(jì)李宗綱、劉玉林、施慕云、韓春生 主編3 工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)劉介才 主編 20034 供電技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 余健明同向前蘇文成編5 工廠供電第三版 機(jī)械工業(yè)出版社 劉介才 主編，20006 實(shí)用供配電技術(shù)手冊(cè) 中國(guó)

3、水利水電出版社 劉介才 主編7 戴紹基主編.工廠供電. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20028 李友文主編.工廠供電. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20019 余健明編.供電技術(shù).第3版. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200110 張瑩主編.工廠供配電技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社2003畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主要工作：1. 畫出系統(tǒng)流程圖。2. 負(fù)荷計(jì)算。3. 主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量選擇。4. 供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算。5. 繼電保護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計(jì)。6. 防雷裝置設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排：序號(hào)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）各階段內(nèi)容時(shí)間安排備注1結(jié)合任務(wù)書了解課題應(yīng)用情況并搜集相關(guān)資料，初步熟悉工藝要求。2月28日-3月

4、18日2完成初步方案設(shè)計(jì)。3月19日-4月5日3進(jìn)行設(shè)計(jì)內(nèi)容的補(bǔ)充并修改，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。4月6日-20日4畫出整個(gè)廠區(qū)外線路由圖。4月21日-25日5收集所用資料、寫論文、修改并裝訂。4月26日-5月10日6做好幻燈片，論文答辯。5月11日-5月19日課題信息：課題性質(zhì)： 設(shè)計(jì) 論文課題來(lái)源： 教學(xué) 科研 生產(chǎn) 其它發(fā)出任務(wù)書日期： 2012.2.28 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日教研室意見：教研室主任簽名： 年 月 日學(xué)生簽名： 摘 要隨著工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工廠的供電系統(tǒng)的控制、信號(hào)和監(jiān)測(cè)工作，已經(jīng)由人工管理、就地監(jiān)測(cè)發(fā)展為遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)遙控、遙信、和遙測(cè)。工廠供電系統(tǒng)的遠(yuǎn)動(dòng)化

5、后，不僅可以提高工廠的電力供應(yīng)系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，而且在一定程度上實(shí)現(xiàn)工廠供電系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)工廠的電力供應(yīng)系統(tǒng)能夠處理及時(shí)的事件最佳操作減少停電事件，以更好地確保經(jīng)濟(jì)安全的電源供應(yīng)系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。工廠供電是工廠企業(yè)生產(chǎn)生活的必要保障，經(jīng)過(guò)計(jì)算比較，根據(jù)工廠實(shí)際情況，選擇科學(xué)和經(jīng)濟(jì)性高的的電氣設(shè)備，從供電的優(yōu)質(zhì)、可靠、經(jīng)濟(jì)等性能來(lái)綜合考慮采用最優(yōu)化的電氣設(shè)備和供電方式。關(guān)鍵詞：負(fù)荷計(jì)算 功率 短路電流abstractwith the industrial production and the development of science and technology, power pl

6、ant control systems, signal and monitoring work by the management manual, on the spot to monitor the development of remote, and the realization of remote control, remote, and remote sensing. factories for electrical system of remote, can not only enhance the plants power supply system automation lev

7、el, but also to some extent to achieve plant optimal operation of the power supply system capable of dealing with incidents in a timely manner to reduce the incidents of power failures, to better ensure the plant power supply system of economic security. power plant production plant is necessary to

8、protect life. calculated compared to the factory in accordance with the actual situation of economic and scientific selection of high electrical equipment, power supply from the high-quality, reliable and economic performance considered to optimize the use of electrical equipment and power supply.ke

9、ywords：load secretly schemes against; power; short-circuit current目 錄目 錄iii1緒論11.1工廠供電的意義和要求11.2工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則11.3本廠球團(tuán)生產(chǎn)工藝概述22設(shè)計(jì)資料的收集和初步設(shè)計(jì)32.1設(shè)計(jì)依據(jù)32.1.1工廠總平面圖32.1.2工廠負(fù)荷情況32.1.3本廠供電電源情況42.1.4氣象資料42.1.5地質(zhì)水文資料42.1.6電費(fèi)制度43負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償53.1負(fù)荷計(jì)算53.1.1 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式53.1.2多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式53.2無(wú)功功率補(bǔ)償74變電所位置與形式的選擇

10、95變電所主變壓器及主接線方案的選擇105.1 變電所主變壓器的選擇105.2變電所主接線方案的選擇105.2.1裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案105.2.2裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案116短路電流的計(jì)算136.1 變電所136.2 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值136.3計(jì)算短路電路中個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值136.3.1電力系統(tǒng)136.3.2架空線路136.3.3電力變壓器136.4 k-1點(diǎn)（10.5kv側(cè)）的相關(guān)計(jì)算146.4.1總電抗標(biāo)幺值146.4.2三相短路電流周期分量有效值146.4.3其他短路電流146.4.4三相短路容量146.5 k-2點(diǎn)（0.4kv側(cè)）的相關(guān)計(jì)算146.5.1總電抗標(biāo)幺值

11、146.5.2三相短路電流周期分量有效值146.5.3其他短路電流156.5.4三相短路容量157變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)167.1 10kv側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)167.1.1按工作電壓選則167.1.2按工作電流選擇167.1.3按斷流能力選擇167.1.4隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)167.2 380v側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)187.3 高低壓母線的選擇188變壓所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇198.1 10kv高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇198.1.1 10kv高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)198.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn)198.2 380低壓出線的選擇198.2.1

12、豎爐車間198.2.2 潤(rùn)磨車間208.2.3 帶冷機(jī)車間208.2.4 電除塵車間208.2.5 原料倉(cāng)庫(kù)208.2.6 造球車間208.2.7烘干混勻車間208.2.8風(fēng)機(jī)房208.2.9成品車間208.2.10地下受料槽車間208.2.11 外網(wǎng)照明218.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)218.3.1按發(fā)熱條件選擇218.3.2校驗(yàn)電壓損耗218.3.3短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)219變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定239.1變電所二次回路方案的選擇239.2 變電所繼電保護(hù)裝置239.2.1主變壓器的繼電保護(hù)裝置239.2.2護(hù)動(dòng)作電流整定239.2.3過(guò)電流保護(hù)靈敏度系數(shù)的檢驗(yàn)2

13、310降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計(jì)2410.1變電所的防雷保護(hù)2410.1.1 直接防雷保護(hù)2410.1.2 雷電侵入波的防護(hù)2410.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)2410.2.1接地電阻的要求2410.2.2接地裝置的設(shè)計(jì)24致 謝25參考文獻(xiàn)261 緒論1.1工廠供電的意義和要求 工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。 眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。

14、 在工廠里，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?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。 因此，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作

15、，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。 工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求：（1） 安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2） 可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。（3） 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求（4） 經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 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。 1.2工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb5

16、0052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、gb50053-94 10kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范、gb50054-95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則：（1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。（2） 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。（3） 近期為主、考慮發(fā)展；應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。（4） 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負(fù)荷性質(zhì)、用

17、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。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。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。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。1.3本廠球團(tuán)生產(chǎn)工藝概述球團(tuán)生產(chǎn)是使用不適宜燒結(jié)的精礦粉和其他含鐵粉料造塊的一種方法。球團(tuán)法是由瑞典的a.g.anderson于1913年取得國(guó)內(nèi)專利的。但正式采用是在1943年，美國(guó)開采一種低品位磁鐵礦鐵隧石，精選出來(lái)的礦粉粒度很細(xì)，難以燒結(jié)，才開始球團(tuán)生產(chǎn)和用于高爐的試驗(yàn)。50年代中期開始工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。由于各國(guó)天然富礦資源缺乏，必須擴(kuò)大對(duì)貧礦資源的利用，正是

18、球團(tuán)工藝為細(xì)磨精礦造塊開拓了新路，而且球團(tuán)礦粒度均勻，還原性和強(qiáng)度好、微氣孔多，故發(fā)展迅速，全世界1980年初年產(chǎn)已達(dá)3億t，其中北美占一半以上。燒結(jié)和球團(tuán)有各自的優(yōu)點(diǎn)互為補(bǔ)充，今天不少工廠為高爐提供燒結(jié)礦和球團(tuán)礦組成的綜合爐料。球團(tuán)生產(chǎn)大致分三步：(1)將細(xì)磨精礦粉、熔劑、燃料(1%2%，有時(shí)也可不加)和黏結(jié)劑(如皂土等約0.5%，有時(shí)也可不加)等原料進(jìn)行配料與混合；(2)在造球機(jī)上加適當(dāng)?shù)乃?，滾成1015mm的生球；(3)生球在高溫焙燒機(jī)上進(jìn)行高溫焙燒，焙燒好的球團(tuán)礦經(jīng)冷卻、破碎、篩分得到成品球團(tuán)礦。圖1-1球團(tuán)生產(chǎn)工藝圖2 設(shè)計(jì)資料的收集和初步設(shè)計(jì)要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷

19、的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。2.1設(shè)計(jì)依據(jù) 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、gb50053-94 10kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范、gb50054-95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)。2.1.1工廠總平面圖圖2-1銅陵旋力球團(tuán)總平面圖2.1.2工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4600h，日最大負(fù)荷持續(xù)

20、時(shí)間為6h。該廠除豎爐車間、電除塵車間和風(fēng)機(jī)房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表1.1所示。表1.1 全廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料廠房編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kw需要系數(shù)功率因數(shù)1豎爐車間動(dòng)力3000307照明508102潤(rùn)磨車間動(dòng)力35003065照明807107烘干混勻車間動(dòng)力40002065照明1008106造球車間動(dòng)力3600306照明709104電除塵車間動(dòng)力2500508照明508103帶冷機(jī)車間動(dòng)力1500608照明508109成品車間動(dòng)力1800307照明6081010地下受料槽車間動(dòng)力16002065照明408108風(fēng)機(jī)房動(dòng)力500708照明108105原料倉(cāng)庫(kù)

21、動(dòng)力200. 40. 8照明10. 81. 0 11 外網(wǎng)照明照明35007092.1.3本廠供電電源情況供電電源情況 按照本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kv的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號(hào)為lgj-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500mva。此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度為80km，電纜線

22、路總長(zhǎng)度為25km。2.1.4氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38，年平均氣溫為23，年最低氣溫為-9，年最熱月平均最高氣溫為33，年最熱月平均氣溫為26，年最熱月地下0.8米處平均氣溫為25。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。2.1.5地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔400m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。2.1.6電費(fèi)制度本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量為18元/kva，動(dòng)力電費(fèi)為0.9元/kw.h，照明電費(fèi)為0.5元/kw.h。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9，此外，電力用戶需按新裝變

23、壓器容量計(jì)算，一次性向供電部門交納供電貼費(fèi)：610va為800/kva。3 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償 負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。3.1負(fù)荷計(jì)算3.1.1 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為kw） = ， 為系數(shù)b)無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）= tanc)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kva）=d)計(jì)算電流（單位為a） =, 為用電設(shè)備的額定電壓（單位為kv）3.1.2多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式1a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為kw）=式中是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.850.95b)無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為

24、kvar）=，是所有設(shè)備無(wú)功之和；是無(wú)功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.90.97c)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kva） =d)計(jì)算電流（單位為a） =經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到各廠房和外網(wǎng)照明的負(fù)荷計(jì)算表，如表2.1所示（額定電壓取380v）表2.1各廠房和外網(wǎng)照明的負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)名稱類別設(shè)備容量/kw需要系數(shù)costan計(jì)算負(fù)荷/kw/kvar/kva/a1豎爐車間動(dòng)力30003071.029091.8照明6081004.80小計(jì)30694.891.81322012潤(rùn)磨車間動(dòng)力350030651.17105123照明8071005.60小計(jì)358110.61231652517烘干混勻車間動(dòng)力400020651.178

25、093.6照明100810080小計(jì)4108893.61281946造球車間動(dòng)力36003061.33108144照明7091006.30小計(jì)367114.31441842804電除塵車間動(dòng)力25005080.7512593.8照明50810040小計(jì)25512993.81602443帶冷機(jī)車間動(dòng)力15006080.759067.5照明50810040小計(jì)1559467.51161769成品車間動(dòng)力18003071.025455.1照明6081004.80小計(jì)18658.855.180.612210地下受料槽車間動(dòng)力160020651.173237.4照明4081003.20小計(jì)16435.2

26、37.451.4788風(fēng)機(jī)房動(dòng)力5007080.753526.3照明1081000.80小計(jì)5135.826.344.4675原料倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力2004080.7586照明1081000.80小計(jì)218.8610.716.211外網(wǎng)照明照明3500.70.90.48245117.6272413總計(jì)（380v側(cè)）動(dòng)力22201015.3856.1照明403計(jì)入=0.8, =0.850.75812.2727.610901656 3.2無(wú)功功率補(bǔ)償無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電抗器在供電

27、系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。由表2.1可知，該廠380v側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10kv進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器的無(wú)功損耗元大于有功損耗，因此380v側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來(lái)計(jì)算380v側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量：=(tan - tan)=812.2tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) = 370.30 kvar參照?qǐng)D2，選pgj1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償評(píng)屏，并聯(lián)電容器為bw0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）6臺(tái)相結(jié)合，總共容量為84kvar6=504kvar。補(bǔ)償前后，變壓

28、器低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷基本不變，而無(wú)功計(jì)算負(fù)荷=（697.3-504）kvar=193.3 kvar，視在功率=868.5 kva，計(jì)算電流=1320 a,功率因數(shù)提高為cos=0.935。在無(wú)功補(bǔ)償前，該變電所主變壓器t的容量為應(yīng)選為1250kva,才能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無(wú)功補(bǔ)償后，主變壓器t的容量選為1000kva的就足夠了。同時(shí)由于計(jì)算電流的減少，使補(bǔ)償點(diǎn)在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無(wú)功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益十分可觀。因此無(wú)功補(bǔ)償后工廠380v側(cè)和10kv側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表3所示。圖3.1 pgj1型低壓無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏的接線方案表2.2無(wú)功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目co

29、s計(jì)算負(fù)荷/kw/kvar/kva/a380v側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.75812.2727.610901656380v側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量-420380v側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.935812.2307.6868.51320主變壓器功率損耗0.015=130.06=5210kv側(cè)負(fù)荷計(jì)算0.92825.2359.6900524 變電所位置與形式的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來(lái)確定。工廠的負(fù)荷中心假設(shè)在p(,),其中p=+=。因此仿照力學(xué)中計(jì)算中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)： （3-1） （3-2） 把各車間的坐標(biāo)代入（1-1）、（2-2），得到=4.14，=3.97 。由

30、計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在6號(hào)廠房（造球車間）的東南角?？紤]到周圍環(huán)境及進(jìn)出線方便，決定在6號(hào)廠房的南側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所，器型式為附設(shè)式。5 變電所主變壓器及主接線方案的選擇5.1 變電所主變壓器的選擇 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：a)裝設(shè)一臺(tái)變壓器型號(hào)為s9型，而容量根據(jù)式=900，為主變壓器容量，為總的計(jì)算負(fù)荷。選=1000 kva，即選一臺(tái)s9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。b)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器型號(hào)為s9型，即：898.9 kva=（540630）kva因

31、此選兩臺(tái)s9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為yyn0 。5.2變電所主接線方案的選擇按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計(jì)下列兩種主接線方案：5.2.1裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案y0y0s9-1000gg-1a(f)-0710/0.4kv聯(lián)絡(luò)線（備用電源）gg-1a(f)-54gw口-1010kvfs4-10gg-1a(j)-03gg-1a(j)-03gg-1a(f)-07gg-1a(f)-54gg-1a(f)-07gg-1a(f)-07主變聯(lián)絡(luò)（備用）220/380v高壓柜列圖5.1 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接

32、線方案5.2.2裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案y0y0220/380vs9-630gg-1a(f)gg-1a(f)-0710/0.4kvs9-63010/0.4kv聯(lián)絡(luò)線（備用電源）gg-1a(f)-54gg-1a(f)-113、11gw口-1010kvfs4-10gg-1a(j)-01gg-1a(f)-113gg-1a(f)-11gg-1a(j)-01gg-1a(f)-96gg-1a(f)-07gg-1a(f)-54主變主變聯(lián)絡(luò)（備用）高壓柜列-96圖5.2 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案對(duì)于電源進(jìn)線電壓為35kv及以上的大中型工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為610kv的高壓配電電壓，然后經(jīng)

33、車間變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓。 總降壓變電所主結(jié)線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。主結(jié)線對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。1、一次側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如下這種主結(jié)線，其一次側(cè)的qf10跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器qf11和qf12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷工廠。如果某路電源例如wl1線路停

34、電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開qf11 ，投入qf10 （其兩側(cè)qs先合），即可由wl2恢復(fù)對(duì)變壓器t1的供電，這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長(zhǎng)因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。2、 一次側(cè)采用外橋式結(jié)線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖(下圖)，這種主結(jié)線，其一次側(cè)的高壓斷路器qf10也跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在線路斷路器qf11 和qf12的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。但與內(nèi)橋式結(jié)線適用的場(chǎng)合有所不同。如果某臺(tái)變壓器例如t1停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，

35、則斷開qf11 ，投入qf10 （其兩側(cè)qs先合），使兩路電源進(jìn)線又恢復(fù)并列運(yùn)行。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大、適用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當(dāng)一次電源電網(wǎng)采用環(huán)行結(jié)線時(shí)，也宜于采用這種結(jié)線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不通過(guò)進(jìn)線斷路器qf11 、qf12 ，這對(duì)改善線路斷路器的工作及其繼電保護(hù)的整定都極為有利。3、一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖這種主結(jié)線圖兼有上述兩種橋式結(jié)線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所4、一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖采用雙母線結(jié)線較之采用單母線結(jié)線

36、，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線結(jié)線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運(yùn)用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。本次設(shè)計(jì)的球團(tuán)廠是連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較短（2.5km）,主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。采用一、二側(cè)單母線分段的總降壓變電所主結(jié)線（即全橋式結(jié)線）。6 短路電流的計(jì)算6.1 變電所500mvak-1k-2lgj-150,8km10.5kvs9-10000.4kv(2)(3)(1)系統(tǒng)圖6.1 短路計(jì)算電路6.2 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值設(shè)基準(zhǔn)容量=100mva，基準(zhǔn)電壓=1.05，為短路計(jì)算電壓，即高壓側(cè)=10

37、.5kv，低壓側(cè)=0.4kv，則 （5-1） （5-2）6.3計(jì)算短路電路中個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值6.3.1電力系統(tǒng)已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500mva，故=100mva/500mva=0.2 （5-3）6.3.2架空線路查表得lgj-150的線路電抗，而線路長(zhǎng)8km，故 （5-4）6.3.3電力變壓器查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故=4.5 （5-5）式中，為變壓器的額定容量因此繪制短路計(jì)算等效電路如圖5-2所示。k-1k-2圖6.2 短路計(jì)算等效電路6.4 k-1點(diǎn)（10.5kv側(cè)）的相關(guān)計(jì)算6.4.1總電抗標(biāo)幺值=0.2+2.6=2.8 （5-6）6.4.2三相短路電流周期

38、分量有效值 （5-7）6.4.3其他短路電流 （5-8） （5-9） (5-10）6.4.4三相短路容量 （5-11）6.5 k-2點(diǎn)（0.4kv側(cè)）的相關(guān)計(jì)算6.5.1總電抗標(biāo)幺值=0.2+2.6+4.5=7.3 （5-12）6.5.2三相短路電流周期分量有效值 （5-13）6.5.3其他短路電流 （5-14） （5-15） （5-16）6.5.4三相短路容量 （5-17）以上短路計(jì)算結(jié)果綜合圖表5.1所示。表5.1短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流三相短路容量/mvak-11.961.961.965.02.9635.7k-219.719.719.736.221.513.77 變電所一次設(shè)備

39、的選擇校驗(yàn)7.1 10kv側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)7.1.1按工作電壓選則設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kv， =11.5kv，高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kv，穿墻套管額定電壓=11.5kv，熔斷器額定電壓=12kv7.1.2按工作電流選擇設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流，即7.1.3按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對(duì)分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來(lái)說(shuō)，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘?，即或?qū)τ诜謹(jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來(lái)說(shuō)，則為，為最大負(fù)荷電流。7.1.4隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短

40、路穩(wěn)定度校驗(yàn)a)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件或、分別為開關(guān)的極限通過(guò)電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 對(duì)于上面的分析，如表6-1所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。表6.1 10 kv一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kv57.7a()1.96ka5.0ka一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器sn10-10i/63010kv630ka16ka40 ka高壓隔離開關(guān)-10/20010kv200a-25.5 ka二次負(fù)荷0.6高壓熔斷器rn2-1010kv0.5a50 ka-電壓互感器jdj-101

41、0/0.1kv-電壓互感器jdzj-10-電流互感器lqj-1010kv100/5a-=31.8 ka=81避雷針fs4-1010kv-戶外隔離開關(guān)gw4-12/40012kv400a-25ka7.2 380v側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)同樣，做出380v側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如表6.2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。 表6.2 380v一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點(diǎn)條件參數(shù)-數(shù)據(jù)380v總1317.6a19.7ka36.2ka-一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)-低壓斷路器dw15-1500/3d380v1500a40ka-低壓斷路器dw20-630380v630a（大

42、于）30ka(一般)-低壓斷路器dw20-200380v200a（大于）25 ka-低壓斷路hd13-1500/30380v1500a-電流互感器lmzj1-0.5500v1500/5a-電流互感器lmz1-0.5500v100/5a160/5a-7.3 高低壓母線的選擇查表得到，10kv母線選lmy-3(404mm),即母線尺寸為40mm4mm;380v母線選lmy-3（12010）+806，即相母線尺寸為120mm10mm，而中性線母線尺寸為80mm6mm。8 變壓所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇8.1 10kv高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇8.1.1 10kv高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)采用lgj型鋼芯鋁

43、絞線架空敷設(shè)，接往10kv公用干線。a).按發(fā)熱條件選擇由=57.7a及室外環(huán)境溫度33，查表得，初選lgj-35,其35c時(shí)的=149a,滿足發(fā)熱條件。b).校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表得，最小允許截面積=25，而lgj-35滿足要求，故選它。由于此線路很短，故不需要校驗(yàn)電壓損耗。8.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn)采用yjlv22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的四芯(加銅芯)電纜之間埋地敷設(shè)。a)按發(fā)熱條件選擇由=57.7a及土壤環(huán)境25，查表得，初選纜線芯截面為25的交聯(lián)電纜，其=149a,滿足發(fā)熱條件。b)校驗(yàn)熱路穩(wěn)定按式，a為母線截面積，單位為；為滿足熱路穩(wěn)定條件的最大截面積，單

44、位為；c為材料熱穩(wěn)定系數(shù)；為母線通過(guò)的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為a；短路發(fā)熱假想時(shí)間，單位為s。本電纜線中=1960，=0.5+0.2+0.05=0.75s，終端變電所保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.5s，斷路器斷路時(shí)間為0.2s，c=77，把這些數(shù)據(jù)代入公式中得，滿足發(fā)熱條件。 b）校驗(yàn)電壓損耗由圖所示的工廠平面圖量得變電所至1號(hào)廠房距離約為56m，而查表得到120的鋁芯電纜的=0.31 （按纜芯工作溫度75計(jì)），=0.07，又1號(hào)廠房的=64.8kw, =70.2 kvar，故線路電壓損耗為u =(pr+qx)=64.8kwx(0.31x0.056)+70.2kvarx(0.07x0.056)/0.38k

45、v=3.68vu%=3.68/380x100%=0.97%i30,滿足發(fā)熱條件。2）效驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表可得，最小允許截面積amin=10mm2，因此blx-1000-1240滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。3）校驗(yàn)電壓損耗 查工廠平面圖可得變電所至外網(wǎng)照明的負(fù)荷中心距離150m左右，而查表得其阻抗值與blx-1000-1240近似等值的lj-240的阻抗=0.14，=0.30（按線間幾何均距0.8m），又外網(wǎng)照明的=245kw，=117.6 kvar，因此 =5%滿足允許電壓損耗要求。因此決定采用四回blx-1000-1120的三相架空線路對(duì)外網(wǎng)照明供電。pen線均采用blx-1000-175橡皮絕緣線。重新校驗(yàn)電壓損耗，完全合格。8.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)采用yjl2210000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁心電纜，直接埋地敖設(shè)，與相距約2km的臨近單位變配電所的10ky母線相連。8.3.1按發(fā)熱條件選擇 最熱月土壤平均溫度為