畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）鑄造廠總降壓變電所及廠區(qū)設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)專(zhuān)業(yè): 自自動(dòng)動(dòng) 0705 姓名姓名: xxx 指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師： ：xxx 題題目：目：鑄鑄造廠造廠總總降降壓變電壓變電所及廠區(qū)所及廠區(qū)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原始資料設(shè)計(jì)原始資料 某鑄造廠總降壓變電所及廠區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)某鑄造廠總降壓變電所及廠區(qū)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、一、原始資料原始資料 1 1 、廠區(qū)平面布置示意如圖、廠區(qū)平面布置示意如圖 1 1 所示所示 圖 1 某鑄造廠廠區(qū)平面布置圖 2 2、全廠用電設(shè)備情況、全廠用電設(shè)備情況 （1） 負(fù)荷大小 全廠用電設(shè)備總安裝容量： 6630kw 10kv 側(cè)計(jì)算負(fù)荷總?cè)萘浚?有功功率 4522kw；無(wú)功功率 1405kvar 各車(chē)間負(fù)荷

2、（單位為 kw、kvar、kva）統(tǒng)計(jì)如表 1 所示。 表 1 某鑄造廠各車(chē)間負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷序 號(hào)車(chē)間名 稱(chēng) 負(fù)荷 類(lèi)型 pjsqjssjs 序 號(hào)車(chē)間名 稱(chēng) 負(fù)荷 類(lèi)型 pjsqjssjs 1 空壓車(chē) 間 7801807 鍋爐房 420110 2 模具車(chē) 間 5601508 其他負(fù) 荷 400168 3 熔制車(chē) 間 5901709 其他負(fù) 荷 440200 4 磨拋車(chē) 間 650220 共計(jì) 5 封接車(chē) 間 560150 同時(shí)系 數(shù) 6 配料車(chē) 間 360100 全廠計(jì) 算負(fù)荷 （2） 負(fù)荷對(duì)供電質(zhì)量要求 16 車(chē)間為長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)荷，要求不間斷供電。停電時(shí)間超過(guò) 2 分鐘將造成 產(chǎn)

3、品報(bào)廢，停電時(shí)間超過(guò)半小時(shí)，主要設(shè)備將受到損壞，故這 6 個(gè)車(chē)間定為 級(jí)負(fù)荷。 該廠為三班工作制，全年時(shí)數(shù)為 8760 小時(shí)，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 5600 小時(shí)。 3 3、外部電源情況、外部電源情況 電力系統(tǒng)與該廠連接如圖 2 所示。 圖 2 電力系統(tǒng)與某鑄造廠連接示意圖 (1) 工作電源 距該廠 5km 有一座 a 變電站，其主要技術(shù)參數(shù)如下： 主變?nèi)萘繛?231.5mva；型號(hào)為 sfslz131500kva110kv 三相三繞組變 壓器； 短路電壓：u高中10.5%; u高低17%； u低中6% ； 110kv 母線(xiàn)三相短路容量：1918mva； 供電電壓等級(jí)：可由用戶(hù)選用 35kv

4、或 10kv 電壓供電； 最大運(yùn)行方式：按 a 變電站兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行考慮； 最小運(yùn)行方式：按 a 變電站兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行考慮； 35kv 線(xiàn)路：初選 lgj35，r0=0.85/km, x0=0.35/km。 （2）備用電源 擬由 b 變電站提供一回 10kv 架空線(xiàn)作為備電源。系統(tǒng)要求僅在工作電源停 止供電時(shí)，才允許使用備用電源供電。 （3）功率因數(shù)要求 供電部門(mén)對(duì)該廠功率因數(shù)要求為： 用 35kv 供電時(shí)，全廠總功率因數(shù)不低于 0.90; 用 10kv 供電時(shí)，全廠總功率因數(shù)不低于 0.95。 （4）電價(jià) 實(shí)行兩部電價(jià)： 基本電價(jià)：工廠總降壓變電所變壓器總?cè)萘?0 元kva月； 電能

5、電價(jià)：按同學(xué)們工作所在地工業(yè)電價(jià)計(jì)算。 （5）線(xiàn)路功率損耗在發(fā)電廠引起的附加投資按 1000 元kw 計(jì)算。 （6）進(jìn)行工廠總降壓變電所 35kv、10kv 母線(xiàn)三相短路電流計(jì)算時(shí)，沖擊系數(shù) kch均取 1.8。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容：二、畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容： 一、高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)（根據(jù)供電部門(mén)提供的資料，選擇本廠最優(yōu)供電電壓等 級(jí)）二、總降壓變電所設(shè)計(jì)。 1、主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 2、短路電流計(jì)算 3、主要電器設(shè)備選擇與校驗(yàn) 4、主要設(shè)備（主變壓器）繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 三、設(shè)計(jì)成果。 1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2、設(shè)計(jì)圖紙 3.畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 摘要摘要 電力業(yè)對(duì)我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活影響很大，因此，提高 電力系統(tǒng)的

6、可靠性，保證安全供電是從事電力設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。變電站是電力 系統(tǒng)不可或缺的重要環(huán)節(jié)，對(duì)電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用，它 擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的繁重任務(wù)。變電站不僅是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的重要 基礎(chǔ)之一，也是滿(mǎn)足現(xiàn)代化供電的實(shí)時(shí)、可靠、安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理的需要， 更是電力系統(tǒng)自動(dòng)化 ems 和 dms 的基礎(chǔ)。 降壓變電所是電力系統(tǒng)中非常重要的一部分，它的存在可以保證供電系統(tǒng) 的正常運(yùn)行及供電的可靠性，它還對(duì)供電質(zhì)量起著決定性作用。 變電所由主接線(xiàn)，主變壓器，高、低壓配電裝置，繼電保護(hù)和控制系統(tǒng)， 所用電和直流系統(tǒng)，遠(yuǎn)動(dòng)和通信系統(tǒng)，必要的無(wú)功功率補(bǔ)償裝置和主控制室等 組成 。其中 ，主接

7、線(xiàn)、主變壓器、高低壓配電裝置等屬于一次系統(tǒng)；繼電保 護(hù)和控制系統(tǒng)、直流系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)和通信系統(tǒng)等屬二次系統(tǒng)。主接線(xiàn)是變電所的 最重要組成部分。它決定著變電所的功能、建設(shè)投資、運(yùn)行質(zhì)量、維護(hù)條件和 供電可靠性。一般分為單母線(xiàn)、雙母線(xiàn)、一個(gè)半斷路器接線(xiàn)和環(huán)形接線(xiàn)等幾種 基本形式。主變壓器是變電所最重要的設(shè)備，它的性能與配置直接影響到變電 所的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。一般變電所需裝 23 臺(tái)主變壓器；330 千伏及 以下時(shí)，主變壓器通常采用三相變壓器，其容量按投入 5 10 年的預(yù)期負(fù)荷選 擇。此外，對(duì)變電所其他設(shè)備選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求 。 變電所繼電保護(hù)分系統(tǒng)保護(hù)（包括輸電線(xiàn)路和母

8、線(xiàn)保護(hù)）和元件保護(hù)（包括變 壓器、電抗器及無(wú)功補(bǔ)償裝置保護(hù)）兩類(lèi)。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：35kv 降壓變電所降壓變電所 繼電保護(hù)繼電保護(hù) 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) 目錄目錄 第一章 概論 .7 1.1 工廠供電的意義和要求. 7 1.2 工廠供電設(shè)計(jì)的要求和原則. 7 1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟.8 第二章 高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì).9 第一節(jié) 主接線(xiàn)的原則.9 2.2 工廠變電所主接線(xiàn)的基本要求 .10 第二節(jié) 鑄造廠供用電情況分析.10 第三節(jié) 供電系統(tǒng)方案的選擇與確定.10 2.3.1 主接線(xiàn)方案的技術(shù)指標(biāo).11 2.3.2 主接線(xiàn)方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo).11 2.3.3 供電方案的擬定.11 2.3.4 技術(shù)指標(biāo)計(jì)算：.12

9、 2.3.5 經(jīng)濟(jì)計(jì)算：.16 2.3.6 確定方案：.18 第三章 總降壓變電所的設(shè)計(jì).18 第一節(jié) 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì).18 第二節(jié) 工廠負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償.19 3.2.1 工廠的計(jì)算負(fù)荷：.19 3.2.2 功率補(bǔ)償：.20 第三節(jié) 短路電流計(jì)算.21 3.3.1 短路點(diǎn)的確定.21 3.2.2 短路電流計(jì)算.23 3.3.3 短路電流計(jì)算結(jié)果表.26 第四節(jié) 主要電氣設(shè)備的選擇.26 3.4.1 一次設(shè)備按其功能來(lái)分，可分為以下幾類(lèi)：.26 3.4.2 35kv 側(cè)高壓電器設(shè)備的選擇：.27 3.4.3 10kv 側(cè)電氣設(shè)備的選擇.33 第五節(jié) 配電裝置設(shè)計(jì).35 3.5.1 配電所的

10、任務(wù).35 3.5.2 高壓配電所的設(shè)計(jì)原則及要求.36 3.5.3 配電裝置確定.36 第六節(jié) 繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì).37 3.6.3 高壓線(xiàn)路的繼電保護(hù).38 3.6.4 電力變壓器的繼電保護(hù).40 第七節(jié) 防雷與接地設(shè)計(jì).42 3.7.1 過(guò)電壓的概念及形式.42 3.7.2 防雷設(shè)計(jì).42 3.7.3 接地.43 致 謝.44 參考文獻(xiàn). 45 第一章第一章 概論概論 1.1 工廠供電的意義和要求工廠供電的意義和要求 基本要求： 1、安全 供電系統(tǒng)在發(fā)電、輸電、配電的過(guò)程中必須保證人和設(shè)備安全， 避免發(fā)生事故。 2、可靠 為保證重要地區(qū)用電場(chǎng)所的安全穩(wěn)定供電，供電系統(tǒng)應(yīng)滿(mǎn)足為用 戶(hù)可靠供電

11、的要求。 3、優(yōu)質(zhì) 供電系統(tǒng)要做到為用電部門(mén)提供電壓和頻率等質(zhì)量的電能的要求 4、經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)保證安全、可靠、優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)的同時(shí)還應(yīng)盡可能的減少 投資及運(yùn)行費(fèi)用盡可能地節(jié)約電能和有色金屬的消耗量。 此外供電部門(mén)既要做到合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，照顧 好局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。才能保證做 好供電工作。 1.2 工廠供電設(shè)計(jì)的要求和原則工廠供電設(shè)計(jì)的要求和原則 1、工廠供電設(shè)計(jì)必須遵守國(guó)家的相關(guān)法令，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān) 方針、政策，以保證做到節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等經(jīng)濟(jì)政策。 2、工廠供電設(shè)計(jì)必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照不同的負(fù)荷性質(zhì)、用電

12、容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，合理確定不同的設(shè)計(jì)方案。 3、工廠供電設(shè)計(jì)要做到安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)。應(yīng)采用符合國(guó)家現(xiàn)行有 關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的電氣設(shè)備。工廠供電設(shè)計(jì)必須從全局出 發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，合理確 定設(shè)計(jì)方案。 4、工廠供電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè) 和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。 關(guān)于負(fù)荷性質(zhì)，按照 gb50052-95供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，根據(jù)電力負(fù) 荷對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或影響程度，電 力負(fù)荷分為以下三個(gè)等級(jí) （1）一級(jí)負(fù)荷 中

13、斷供電將造成人身傷亡，將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大 損失者，例如重要交通樞紐，大型體育場(chǎng)等。 （2）二級(jí)負(fù)荷 中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，例如主要 設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等，例如交通樞紐、通信樞紐等 用電單位中的重要負(fù)荷。 （3）三級(jí)負(fù)荷 不屬于一、二級(jí)的電力負(fù)荷。 對(duì)于一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷，因?yàn)槠湓僬谓?jīng)濟(jì)上的特殊性，應(yīng)該有兩個(gè)供 電電源，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷中 特別重要的負(fù)荷，除有兩個(gè)電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源，并嚴(yán)禁將其它負(fù) 荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。 對(duì)于二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)該有兩回路供電。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時(shí)， 二級(jí)負(fù)荷可由

14、一回路 6kv 及以上專(zhuān)用架空線(xiàn)或電纜線(xiàn)供電。當(dāng)采用架空線(xiàn)時(shí)候， 可為一回路架空線(xiàn)供電。當(dāng)采用電纜線(xiàn)時(shí)，當(dāng)由兩根電纜組成的線(xiàn)路供電，其 每根電纜應(yīng)能承受 100%的二級(jí)負(fù)荷。 1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟 全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車(chē)間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)， 生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國(guó)家供電情況。解決對(duì)各部門(mén)的 安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問(wèn)題。其基本內(nèi)容有以下幾方面。 1、負(fù)荷計(jì)算 全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車(chē)間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的?？紤] 車(chē)間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及 總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果并選

15、擇功率補(bǔ)償裝置進(jìn)行功率補(bǔ) 償。 2、工廠總降壓變電所主結(jié)線(xiàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級(jí)別和計(jì)算負(fù)荷數(shù)綜合主變壓 器臺(tái)數(shù)，確定變電所高、低接線(xiàn)方式。對(duì)它的基本要求，即要安全可靠有要靈 活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。 3、工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量選擇 參考電源進(jìn)線(xiàn)方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計(jì) 算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。 4、廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)廠內(nèi)負(fù)荷情況，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負(fù)荷布 局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，計(jì)算出導(dǎo)線(xiàn)截 面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電

16、壓損失，基建投資，年運(yùn)行費(fèi)用，有 色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線(xiàn) 路結(jié)構(gòu)與敷設(shè)方式設(shè)計(jì)。用廠區(qū)高壓線(xiàn)路平面布置圖，敷設(shè)要求和架空線(xiàn)路桿 位明細(xì)表以及工程預(yù)算書(shū)表達(dá)設(shè)計(jì)成果。 5、工廠供、配電系統(tǒng)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)限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。由系統(tǒng)不同運(yùn)行方式下的短 路參數(shù)，求出 不同運(yùn)行方式下各點(diǎn)的三相及兩相短路電流。 6、變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇 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，選擇變電所 高、低壓側(cè)電器設(shè)備，如隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、母線(xiàn)、電纜、絕緣子、避雷器、 互感器、

17、開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗(yàn)。用總降壓變電 所主結(jié)線(xiàn)圖，設(shè)備材料表和投資概算表達(dá)設(shè)計(jì)成果。 7、繼電保護(hù)及二次結(jié)線(xiàn)設(shè)計(jì) 為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運(yùn)行，變壓器、高壓配電線(xiàn)路移相電容器、 高壓電動(dòng)機(jī)、母線(xiàn)分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線(xiàn)斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號(hào)、 檢測(cè)和繼電器保護(hù)裝置。并對(duì)保護(hù)裝置做出整定計(jì)算和檢驗(yàn)其靈敏系數(shù)。 設(shè)計(jì)包括繼電器保護(hù)裝置、監(jiān)視及測(cè)量?jī)x表，控制和信號(hào)裝置，操作電源 和控制電纜組成的變電所二次結(jié)線(xiàn)系統(tǒng)，用二次回路原理接線(xiàn)圖或二次回路展 開(kāi)圖以及元件材料表達(dá)設(shè)計(jì)成果。35kv 及以上系統(tǒng)尚需給出二次回路的保護(hù)屏 和控制屏屏面布置圖。 8、變電所防雷裝置設(shè)計(jì)

18、 參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計(jì)防雷裝置。進(jìn)行防直擊的避雷針保護(hù)范圍 計(jì)算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計(jì)算，按避雷器的基本參數(shù)選擇防雷電沖 擊波的避雷器的規(guī)格型號(hào)，并確定其接線(xiàn)部位。進(jìn)行避雷滅弧電壓，頻放電電 壓和最大允許安裝距離檢驗(yàn)以及沖擊接地 電阻計(jì)算。 第二章第二章 高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第一節(jié)第一節(jié) 主接線(xiàn)的原則主接線(xiàn)的原則 2.1 變配電所主接線(xiàn)的選擇原則變配電所主接線(xiàn)的選擇原則 主接線(xiàn)圖即主電路圖，是表示系統(tǒng)中電能輸送和分配路線(xiàn)的電路圖，亦是一 次電路圖。而用來(lái)控制指示檢測(cè)和保護(hù)一次設(shè)備運(yùn)行的電路圖，則稱(chēng)二次電路 圖，或二次接線(xiàn)圖，通稱(chēng)二次回路。二次回路是通過(guò)電流互感器餓

19、電壓互感器 與主電路相聯(lián)系的。 2.2 工廠變電所主接線(xiàn)的基本要求工廠變電所主接線(xiàn)的基本要求 1、安全 符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的 安全 2、可靠 應(yīng)滿(mǎn)足電力負(fù)荷特別是期中一二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電系統(tǒng)的可靠性的要 求。 3、靈活 應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)符 合的發(fā)展。 4、經(jīng)濟(jì) 在滿(mǎn)足上述要求的前提下，應(yīng)盡量是主接線(xiàn)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。 第二節(jié)第二節(jié) 鑄造廠供用電情況分析鑄造廠供用電情況分析 高壓供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要以安全、可靠運(yùn)行為原則，同時(shí)兼顧運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 和靈活性。以此，主接線(xiàn)的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處

20、理各個(gè)方面的因素， 經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。本變電所有兩路電源，正常運(yùn)行時(shí)候一 路運(yùn)行一路備用。 1-6 車(chē)間為長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)荷，要求不間斷供電。停電時(shí)間超 過(guò) 2 分鐘將造成產(chǎn)品報(bào)廢，停電時(shí)間超過(guò)半小時(shí)，主要設(shè)備將受到損壞，故這 6 個(gè)車(chē)間定為級(jí)負(fù)荷。全廠停電將會(huì)造成十分嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。本廠為三本 工作制，全年工作小時(shí)數(shù)為 8760 小時(shí)，最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 5600 小時(shí)，另 外，備用電源由 b 變電站引入，要求只有在工作電源停止供電時(shí)候才允許備用 電源供電。實(shí)行兩部電價(jià)：基本電價(jià)：工廠總降壓變電所變壓器總?cè)萘?0 元 kva月；電能電價(jià)：按工作所在地工業(yè)電價(jià)計(jì)算。 第三節(jié)第三節(jié)

21、供電系統(tǒng)方案的選擇與確定供電系統(tǒng)方案的選擇與確定 設(shè)計(jì)變配電所的主接線(xiàn)，應(yīng)按照所選主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量以及負(fù)荷對(duì)供 電可靠性的要求，初步確定 2 到 3 個(gè)比較合理的主接線(xiàn)方案來(lái)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比 較，擇其優(yōu)著確定變配電所的主接線(xiàn)方案。 2.3.1 主接線(xiàn)方案的技術(shù)指標(biāo)主接線(xiàn)方案的技術(shù)指標(biāo) 1、供電的安全性 主接線(xiàn)方案在確保運(yùn)行維護(hù)和檢修的安全方面的情況。 2、供電的可靠性 主接線(xiàn)方案在與用電負(fù)荷對(duì)可靠性要求的適應(yīng)方面的 情況。 3、供電的電能質(zhì)量主要是指電壓質(zhì)量，包括電壓偏差和電壓波動(dòng)等情況。 4、運(yùn)行的靈活性和運(yùn)行維護(hù)的方便性。 5、對(duì)變配電所今后增容擴(kuò)建的適應(yīng)性。 2.3.2 主接線(xiàn)方案的經(jīng)

22、濟(jì)指標(biāo)主接線(xiàn)方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 1、線(xiàn)路和設(shè)備的綜合投資額 包括線(xiàn)路和設(shè)備自身的價(jià)格、運(yùn)行費(fèi)、管理 費(fèi)、基建安裝費(fèi)等?？砂凑债?dāng)?shù)仉姎獍惭b部門(mén)的規(guī)定計(jì)算。 2、變配電系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)用 包括線(xiàn)路哥設(shè)備的折舊費(fèi)、維修管理費(fèi)和電 能損耗費(fèi)等。線(xiàn)路哥設(shè)備的折舊費(fèi)和維修管理費(fèi)，通常都取為線(xiàn)路和設(shè)備綜合 投資的一個(gè)百分?jǐn)?shù)。而電能損耗費(fèi)，則根據(jù)線(xiàn)路和變壓器的年電能損耗計(jì)算。 總的年運(yùn)行費(fèi)即為以上線(xiàn)路變壓器折舊費(fèi)、維修費(fèi)與年能損耗費(fèi)之和。 3、供電貼費(fèi) 有關(guān)法規(guī)還規(guī)定申請(qǐng)用電，用戶(hù)必須向相關(guān)供電部門(mén)一次性 地繳納供電貼費(fèi)。 4、線(xiàn)路上的有色金屬消耗量 指導(dǎo)線(xiàn)和電纜的有色金屬耗用的重量。 2.3.3 供電方案的擬定供

23、電方案的擬定 該廠供電電源可由 35kv 高壓線(xiàn)和 10kv 高壓線(xiàn)提供，可作出三種供電電源 設(shè)計(jì)方案 1.電源及備用電源均由 35kv 高壓線(xiàn)提供 2.電源及備用電源均由 10kv 高壓線(xiàn)提供 3.電源由 35kv 高壓線(xiàn)提供 10kv 高壓線(xiàn)作為備用電源。因供電系統(tǒng) 的基本要求是安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程要對(duì)三種方案綜合考 慮，在安全可靠的基礎(chǔ)上選擇最經(jīng)濟(jì)的方案。 方案一：工作電源與備用電源均采用 35kv 電壓供電。在這個(gè)方案中總降壓 變電所內(nèi)裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。工廠總降壓變電所的高壓側(cè)接線(xiàn)方式可采用單母 線(xiàn)分段接線(xiàn)和內(nèi)橋接法。通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較可知內(nèi)橋接線(xiàn)優(yōu)于單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，

24、故采用內(nèi)橋接線(xiàn)作為本方案的接線(xiàn)方式。 方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析： 優(yōu)點(diǎn)：供電電壓高，線(xiàn)路功率損耗小，電壓損失小，調(diào)壓?jiǎn)栴}容易解決， 要求的功率因數(shù)低，所需的功率補(bǔ)償容量小，可減少投資，供電的安全穩(wěn)定性 高。 缺點(diǎn)：工廠內(nèi)要設(shè)有總降壓變電所，占用的土地面積較大。降壓變電所要 裝有兩臺(tái)主變壓器，投資及運(yùn)行費(fèi)用較高。 方案二：工作電源和備用電源均采用 10kv 高壓線(xiàn)供電。兩路電源進(jìn)線(xiàn)均采 用斷路器控制。 方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析： 優(yōu)點(diǎn)：工廠內(nèi)不設(shè)主變壓器，可以簡(jiǎn)化接線(xiàn)，降低了投資及運(yùn)行費(fèi)用。工 廠內(nèi)不設(shè)降壓變電所可以減少土地占有面積，減少工作人員及運(yùn)行維護(hù)工作量。 缺點(diǎn)：供電電壓低，線(xiàn)路的功率損和電壓損耗大，要

25、求的功率因數(shù)大，需 要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償容量大，補(bǔ)償裝置的費(fèi)用會(huì)增加。工廠內(nèi)設(shè)總配電所，供電 的穩(wěn)定性不如 35kv。 方案三：供電電源采用 35kv 供電電源供電，裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。用架空線(xiàn) 引入降壓變電所，10kv 作為備用電源。10kv 經(jīng)過(guò)降壓變后接在 10kv 的一段配 電母線(xiàn)上，10kv 接在另一段配電母線(xiàn)上。 方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析： 優(yōu)點(diǎn)：本方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)介于方案一和方案二之間，由于原始資料要 求正常供電時(shí)只用一路供電，出現(xiàn)故障時(shí)方用備用電源，備用電源供電時(shí)間較 少。因此該方案既能滿(mǎn)足供電的安全可靠性又可降低投資及維護(hù)費(fèi)用。 2.3.4 技術(shù)指標(biāo)計(jì)算：技術(shù)指標(biāo)計(jì)算： 經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得到

26、全廠的計(jì)算負(fù)荷為 4735.24kw,根據(jù)供電需求： 在正常情況下只有一路電源工作，另一路作為備用電源。本方案選用 5000kva 的油浸式變壓器兩臺(tái)，型號(hào)為 sjl1-5000/35，電壓為 35/10kv,查表可 得變壓器的主要技術(shù)參數(shù)為： 空載損耗 短路損耗,9 . 6 kwokwk45 阻抗電壓 空載電流7% u1 . 1% oi 變壓器的有功功率損耗： pb=np0+pk(sjs/sbe)2/n （n 為變壓器臺(tái)數(shù)） sjs=4734.24kva； sbe=5000kva; 已知 n=2； 經(jīng)過(guò)計(jì)算可得變壓器的有功功率損耗為： kwpb54 變壓器的無(wú)功功率損耗： kvarsjbsj

27、ssbeuknsbeinqb4242)/()100/%(/1)100/(o 一臺(tái)變壓器運(yùn)行的有功功率損耗為：kwppb47o 一臺(tái)變壓器運(yùn)行的無(wú)功功率損耗為kvarqb3695000*100/1 . 1 35kv 線(xiàn)路的功率： =pjs+pjskwppb45699 . 6544522o =qjs+qjskvarqb17745542414055000100/1 . 1 = sjskvaqjspjs49012 2 =/ijssjsaue 9 . 80)353/(49013 35kv 線(xiàn)路的功率因數(shù)： cos93 . 0 4901/4569/ sjspjs 電流流過(guò)導(dǎo)線(xiàn)時(shí)候要產(chǎn)生電能損耗，使導(dǎo)線(xiàn)發(fā)熱

28、。裸導(dǎo)線(xiàn)的溫度過(guò)高時(shí)會(huì) 使接頭處得氧化加劇，增大接觸電阻，使之進(jìn)一步氧化，如此惡性循環(huán)最終可 能導(dǎo)致短線(xiàn)，為了保證供電系統(tǒng)的正常穩(wěn)定節(jié)能工作，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的最大的最大 電流不能大于導(dǎo)線(xiàn)的載流量。 為保證供電系統(tǒng)安全可靠?jī)?yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，根據(jù)國(guó)家電線(xiàn)技術(shù)的有關(guān)規(guī)定， 選擇導(dǎo)線(xiàn)和電纜界面時(shí)候必須滿(mǎn)足以下條件： 1、發(fā)熱條件 導(dǎo)線(xiàn)和電纜在通過(guò)正常最大度和電流即計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā) 熱溫度不應(yīng)該超過(guò)正常運(yùn)行時(shí)允許的最高允許溫度 2、電壓損耗條件 導(dǎo)線(xiàn)和電纜在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流產(chǎn)生的電壓損耗， 不應(yīng)該超過(guò)正常運(yùn)行時(shí)候允許的電壓損耗。對(duì)于工廠內(nèi)較短的電壓線(xiàn)路，可不 進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。 3、經(jīng)濟(jì)電流密度 35kv

29、 及以上的高壓線(xiàn)路及 35kv 以下的長(zhǎng)距離，大電流 線(xiàn)路例如較長(zhǎng)的電源進(jìn)線(xiàn)和電弧爐的短網(wǎng)進(jìn)線(xiàn)，其導(dǎo)線(xiàn)截面宜按照經(jīng)濟(jì)電流密 度選擇，以使年運(yùn)行費(fèi)用最低，工廠內(nèi) 10kv 及以下的線(xiàn)路通常不按照經(jīng)濟(jì)電流 密度進(jìn)行選擇。 4、機(jī)械強(qiáng)度 導(dǎo)線(xiàn)截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對(duì)于電纜，不必校驗(yàn) 其機(jī)械強(qiáng)度，但需要校驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定度。母線(xiàn)則應(yīng)校驗(yàn)其短路的動(dòng)穩(wěn)定度和 熱穩(wěn)定度。 根據(jù)以上條件，經(jīng)過(guò)查表，35kv 線(xiàn)路選用 lgj-35 鋼芯鋁絞線(xiàn)架設(shè)，幾何 均距確定為 2.5 米。查表得 r=0.85 x=0.35km/km/ 電壓損失計(jì)算 由于線(xiàn)路存在著阻抗，所以通過(guò)負(fù)荷電流時(shí)要產(chǎn)生電壓損失。一般線(xiàn)路的 允

30、許電壓損失不超過(guò) 5%（對(duì)線(xiàn)路的額定電壓） 。如果線(xiàn)路的電壓損耗超過(guò)允許 值，應(yīng)適當(dāng)加大導(dǎo)線(xiàn)截面，使其滿(mǎn)足允許電壓損耗的要求。 方案一 供電電源電壓損失 1/ ) 1010(1uelqjsxlpjsru =（0.85 4569 5+0.417 1774 5）/35 =0.64kv (l1=5km) 電壓損失合格kvu75. 1%5351 備用電源電壓損失 1/ )2020(2uelqjsxlpjsru =（0.85 4569 7+0.35 1774 7）/35 =0.90kv 電壓損失合格kvu75 . 1 %5352 方案二 根據(jù)計(jì)算得到全廠計(jì)算負(fù)荷為 4735.24kva，10kv 線(xiàn)路上

31、的計(jì)算電流為 ijs=sjs/()=273a 23ue 功率因數(shù)為 cos=0.95sjspjs/ 根據(jù)發(fā)熱條件，10kv 線(xiàn)路選用 lgj-70 鋼芯鋁絞線(xiàn)架設(shè)，幾何均徑確定為 1.5 米。查表得 r=0.46 x=0.365km/km/ 電壓損失： 2/ )00(1uelqjsxlpjsru = 0.46 45225 +0.365 1405 5)/10 = 1.3kv 同理可得： (2/ )2020uelqjsxlpjsr =（0.46 4522 7+0.365 1405 7）/10 =3.2kv (方案二不滿(mǎn)足電壓損失要求)kvuu5 . 0%51012 方案三 根據(jù)計(jì)算全廠計(jì)算負(fù)荷為

32、4735.24kva,廠內(nèi)總降壓變電所設(shè)主變壓器一臺(tái)， 其相關(guān)數(shù)據(jù)為： 空載損耗： 短路損耗為：,9 . 60kwp kwpk45 阻抗電壓： uk%=7 , 空載電流：i0%= 1.1 變壓器的有功功率損耗：nsbesjsppnpb/2)/(o 已知 n=1, sjs=4735.24kva sbe=5000kva 所以 69+45 （4735.24/5000）2pb =47kw 變壓器的無(wú)功功率損耗為： 2 )/()100/%(*)/1 ()100/%(sjbsjssbeunsbeinqbo =1（1.1/100） 5000+1 (7/100) 5000( 4735.24/5000)2 =3

33、69kvar 35kv 線(xiàn)路的功率因數(shù)為： 93 . 0 / sjspjscos 根據(jù)國(guó)家電線(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，經(jīng)過(guò)查表，35kv 線(xiàn)路選用 lgj-35 鋼芯鋁絞線(xiàn)架設(shè)。幾何均距確定為 2.5m。查表得 r=0.85,x=0.35.km/km/ 電壓損失計(jì)算： （l=5）1/ ) 1010(1uelqjsxlpjsru =（0.85 45695 +0.351 7745 ）/35 =0.64kv 電壓損失合格kvu75. 1%5351 10kv 備用電源僅用于一級(jí)負(fù)荷供電，經(jīng)過(guò)計(jì)算可得一級(jí)負(fù)荷的計(jì)算負(fù)荷為 3868.5kva，10kv 線(xiàn)路的計(jì)算電流為：auesjsijs35.2233/

34、 根據(jù)發(fā)熱條件選用 lgj-120 鋼芯鋁絞線(xiàn)架設(shè)，幾何均距確定為 1.5m 查表得 r=0.27, x=0.335km/km/ 電壓損失為： 2/ )2020(2uelqjsxlpjsru =（0.27 3724 7+0.3351 047.67 7）/10 =0.95kv kvu5 . 0%5102 但是考慮到是作為備用電源，不是經(jīng)常使用，還是基本滿(mǎn)足要求，通過(guò)提 高供電側(cè)的電壓還可以得以改善。 2.3.5 經(jīng)濟(jì)計(jì)算：經(jīng)濟(jì)計(jì)算： 方案一的基建投資方案一的基建投資 設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格單價(jià)(萬(wàn)元)數(shù)量綜合投資 電力變壓器 sjl1-5000/357.00214.00 線(xiàn)路投資 lgj-351.00

35、5+712.00 高壓斷路器 sw2-25/10002.0636.18 電壓互感器 jdjj-35+fz-350.9221.84 附加投資 pblri001 . 0 23 1000 元/kw 137.4513.745 合計(jì) 47.745 方案一的年運(yùn)行方案一的年運(yùn)行 項(xiàng)目計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)金額（萬(wàn)元） 線(xiàn)路折舊費(fèi)按照線(xiàn)路投資的 4%計(jì)算 0.48 線(xiàn)路維護(hù)費(fèi)按照線(xiàn)路折舊標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算 0.48 變電設(shè)備維護(hù)費(fèi)按照綜合投資的 6%計(jì)算 1.32 變電設(shè)備折舊費(fèi)按照綜合投資的 6%計(jì)算 1.32 線(xiàn)路電能損耗 3 80.920.85 5 5600fx 0.05 10-7 2.34 變壓器電能損耗 2 6.9 87

36、60+45( 4985/5000)fb 2 5600 0.05 10-7 1.85 基本電價(jià)費(fèi)用5000 12 4 10-4 24.00 合計(jì) 31.79 方案三的基建費(fèi)用方案三的基建費(fèi)用 設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格單價(jià)(萬(wàn)元)數(shù)量綜合投資 電力變壓器 sjl1-5000/357.0017.00 線(xiàn)路投資 lgj-35+lgj_1201.00+1.035+714.45 高壓斷路器 sw2-25/10002.0612.06 電壓互感器 jdjj-35+fz-350.9210.92 附加投資 pblri001 . 0 23 1000 元/kw 130.4513.045 合計(jì) 37.475 方案三的年運(yùn)行費(fèi)用

37、方案三的年運(yùn)行費(fèi)用 項(xiàng)目計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)金額（萬(wàn)元） 線(xiàn)路折舊費(fèi)按照線(xiàn)路投資的 4%計(jì)算 0.58 線(xiàn)路維護(hù)費(fèi)按照線(xiàn)路折舊標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算 0.58 變電設(shè)備維護(hù)費(fèi)按照綜合投資的 6%計(jì)算 0.6 變電設(shè)備折舊費(fèi)按照綜合投資的 6%計(jì)算 0.6 線(xiàn)路電能損耗3 80.920.85 5 5600fx 2.34 0.05 10-7 變壓器電能損耗 6.9 8760+45 fb (4985/5000)25600 0.05*10-7 1.55 基本電價(jià)費(fèi)用5000 12 4 10-4 24.00 合計(jì) 30.25 兩種方案的經(jīng)濟(jì)比較兩種方案的經(jīng)濟(jì)比較 方案 費(fèi)用 方案一方案三差價(jià) 基建費(fèi)用 47.74537.4751

38、0 運(yùn)行費(fèi)用 31.7930.251.54 2.3.6 確定方案確定方案： 通過(guò)對(duì)三種方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算可得出以下結(jié)論： 方案一：方案可靠，運(yùn)行靈活，線(xiàn)路損失小，但是要裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器和 三臺(tái)斷路器，投資巨大。 方案二：工作電源及備用電源均采用 10kv 線(xiàn)路，無(wú)需裝設(shè)主變壓器。但是 線(xiàn)路損失太大，無(wú)法保證一級(jí)負(fù)荷長(zhǎng)期運(yùn)行的正常供電，故排除。 方案三：正常運(yùn)行時(shí)，線(xiàn)路損失小，電壓損失低，能滿(mǎn)足一級(jí)負(fù)荷長(zhǎng)期運(yùn) 行的供電要求，當(dāng) 35kv 線(xiàn)路出現(xiàn)故障進(jìn)行檢修時(shí) 10kv 線(xiàn)路進(jìn)行供電，這時(shí)候 線(xiàn)路損失大，但是考慮到供電時(shí)間短，且這種情況很少出現(xiàn)，綜合安全可靠經(jīng) 濟(jì)的考慮，方案三比方案一少一臺(tái)主變

39、壓器和兩臺(tái) 35kv 斷路器，故方案三最適 合作為供電方案。 第三章 總降壓變電所的設(shè)計(jì) 第一節(jié)第一節(jié) 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì) 通過(guò)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)計(jì)算后的比較，確定使用方案三供電，即正常工作時(shí)由 35kv 線(xiàn)路供電，出現(xiàn)故障時(shí)，用 10kv 線(xiàn)路供電.10kv 供電線(xiàn)路采用單母線(xiàn)分段 。 3.1 接線(xiàn)方式。接線(xiàn)方式。 具體接線(xiàn)方式設(shè)計(jì)如下： 1. 總降壓變電所設(shè)一臺(tái)主變壓器，型號(hào)為 sjl1-5000/35.以 35kv 架空線(xiàn) 從電力網(wǎng)引入作為供電電源，在變壓器的高壓側(cè)裝設(shè)一臺(tái) sw2-35 型少油斷路器， 便于變電所的控制和維修。 2.主變壓器低壓側(cè)經(jīng)少有斷路器型號(hào)為 sn-10-

40、10，接在 10kv 母線(xiàn)的一個(gè) 分段上，另一路以 10kv 架空線(xiàn)引入作為備用電源，也經(jīng)過(guò)少有斷路器接在 10kv 母線(xiàn)的另一個(gè)分段上。 3.總降壓變電所的 10kv 側(cè)采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，選用 lmy 型硬鋁線(xiàn)，用 10kv 少有斷路器將母線(xiàn)分段。 4.各個(gè)車(chē)間的一級(jí)負(fù)荷都由兩段母線(xiàn)供電，以保證供電的可靠性。 5.根據(jù)規(guī)定，備用電源只有在供電電源發(fā)生故障停電進(jìn)行檢修時(shí)候才能投 入使用，因此在正常生產(chǎn)時(shí)，主變壓器兩邊開(kāi)關(guān)合上。10kv 母線(xiàn)分段開(kāi)關(guān)合上， 備用電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，在備用電源電源開(kāi)關(guān)上裝設(shè)備用電源自動(dòng)投入裝置 apd,當(dāng) 工作電源出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)投入備用電源，保證一級(jí)負(fù)荷的正常生產(chǎn)用

41、電。 6.主變壓器檢修時(shí)只需合上 10kv 備用電源進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)，這樣就可以保證一級(jí) 負(fù)荷的正常供電。 第二節(jié)第二節(jié) 工廠負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償工廠負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償 3.2.1 工廠的計(jì)算負(fù)荷：工廠的計(jì)算負(fù)荷： 供電系統(tǒng)要能安全可靠的正常運(yùn)行，各個(gè)元件都必須選擇得當(dāng)，除了滿(mǎn)足 工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿(mǎn)足負(fù)荷電流的要求。因此有必要 對(duì)供電系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。 通過(guò)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來(lái)按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各個(gè)元件的 負(fù)荷值，稱(chēng)為計(jì)算負(fù)荷。我國(guó)目前普遍采用的確定用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的方法， 有需求系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法是國(guó)際上普遍采用確定計(jì)算負(fù)荷的基本 方法，最

42、為簡(jiǎn)便。二項(xiàng)式法的局限性比較大，但是確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差 別懸殊的分支干線(xiàn)的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，較之需要系數(shù)法合理，切計(jì)算比較簡(jiǎn)便。 1、需要系數(shù)法基本公式 pekdp30 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為： q30=p30 tan 視在計(jì)算負(fù)荷： s30=p30/cos 2、多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對(duì)其有功負(fù)荷及無(wú)功負(fù) 荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù) k和 k p q 總的有功計(jì)算負(fù)荷為： p30= 30pp 總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為： q30=30 qq 總的計(jì)算負(fù)荷為： s30=230230qp 根據(jù)多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定公式及題目要求，可分別得出鑄造廠 各個(gè)車(chē)間的計(jì)算負(fù)

43、荷及總的計(jì)算負(fù)荷，其計(jì)算結(jié)果如下表所示 計(jì)算負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷 序 號(hào) 車(chē)間名稱(chēng) 負(fù) 荷 類(lèi) 型 pjsqjssjs 序 號(hào) 車(chē)間名 稱(chēng) 負(fù) 荷 類(lèi) 型 pjsqjssjs 1 空壓車(chē)間 7801808007 鍋爐房 420110434 2 模具車(chē)間 5601505808 其他負(fù) 荷 400168434 3 熔制車(chē)間 5901706149 其他負(fù) 荷 440200483 4 磨拋車(chē)間 650220686 共計(jì) 476014484985 5 封接車(chē)間 560150580 同時(shí)系 數(shù) 0.950.97 6 配料車(chē)間 360100374 總計(jì)算 負(fù)荷 452214054735.24 3.2.2 功率補(bǔ)償功

44、率補(bǔ)償： 工廠中由于有大量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐及氣體放電燈等感性負(fù) 載，還有感性的電力變壓器，從而使功率因數(shù)降低。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、 改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的功率因數(shù)要 求，則需要增設(shè)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。這將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應(yīng)降 低，既節(jié)約電能又提高電壓質(zhì)量，而且可選較小容量的供電設(shè)備和導(dǎo)線(xiàn)電纜， 因此提高功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)大有好處。 1、無(wú)功補(bǔ)償后的工廠計(jì)算負(fù)荷： 工廠裝設(shè)了無(wú)功補(bǔ)償裝置后，在確定補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)以前的總的計(jì)算負(fù)荷時(shí)應(yīng)扣 除無(wú)功補(bǔ)償容量，即總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為： =q30-qc30q 補(bǔ)償后總的視在計(jì)算負(fù)荷為： =30s2)30(

45、230qcqp 2、無(wú)功補(bǔ)償容量： 按規(guī)定，變電所高壓側(cè) cos,低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)略高于9 . 0 0.90 該鑄造廠裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，經(jīng)過(guò)計(jì)算可知低壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷為 4760kw，無(wú) 功計(jì)算負(fù)荷為 1448kvar.視在功率 4985kw.高壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷 4522kva。無(wú)功 計(jì)算負(fù)荷為 1405kvar,視在計(jì)算負(fù)荷為 4735.24kva。35kv 的功率因數(shù)為 0.93、10kv 線(xiàn)路的功率因數(shù)為 0.95 均滿(mǎn)足供電要求。因此無(wú)需再次進(jìn)行無(wú)功 功率補(bǔ)償。 第三節(jié)第三節(jié) 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算 短路是指不同電位的導(dǎo)體之間電氣短接，這是電力系統(tǒng)中最常見(jiàn)的一種故 障，也是電力

46、系統(tǒng)中最嚴(yán)重的一種故障。 短路按性質(zhì)分可分為對(duì)稱(chēng)短路和非對(duì)稱(chēng)性短路，三相短路屬于對(duì)稱(chēng)性短路， 其他形式的短路均為非對(duì)稱(chēng)性短路。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大， 而發(fā)生三相短路的可能性最小。但是一般情況下，三相短路的短路電流最大， 因此造成的危害也最為嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài) 下也能可靠地工作，因此作為選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算中，以三相短路 計(jì)算為主。短路電流的計(jì)算，常用的有歐姆法和標(biāo)幺值法。 （本次設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺 值法） 3.3.1 短路點(diǎn)的確定短路點(diǎn)的確定 為了選擇高壓電氣設(shè)備，整定繼電保護(hù)，需要計(jì)算總降壓變電所 35kv 側(cè)、 10kv 母線(xiàn)以及廠區(qū)高壓配電

47、線(xiàn)路末端的短路電流。 （因 10kv 母線(xiàn)與 10kv 配 電線(xiàn)路末端的短路電流差別較小，所以只計(jì)算主變壓器高低壓側(cè)兩邊的短路電 流。 ） 二、短路電流計(jì)算二、短路電流計(jì)算 1、計(jì)算電路圖 2、短路電流計(jì)算等值電路圖 (1)基本等值電路 （2）最大運(yùn)行方式下的等值電路 （3）最小運(yùn)行方式下的等值電路 3.2.2 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算 1、計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值 設(shè)基準(zhǔn)容量為 sj=1000mva,基準(zhǔn)電壓 uj1=37kv,uj2=10.5kv.根據(jù)已知條件就 可以求出各個(gè)元件的電抗標(biāo)么值： (1)電源： xx*=sj/sd=1000/1918=0.52 (2)三圈變壓器： x1*=1/2

48、 （ud1-2+ud1-3-ud2-3）/100 sj/ sbe =1/2 (10.5+17-6)/100 1000/31.5 =3.41 x2*=1/2 （ud1-2+ud2-3-ud1-3）/100 sj/ sbe =1/2 (10.5+6-17) /100 1000/31.5 =-0.08 (取其絕對(duì)值) (3)線(xiàn)路： xl*=(x0lsj)/u2j1 =(0.4 5 1000)/372 =1.46 (4)雙線(xiàn)圈變壓器： xb*=ud%/100 sj/sbe =7/100 1000/5 =14 2、計(jì)算 35kv 側(cè)短路電流 （1）最大運(yùn)行方式下： 短路電流 id1 id2=i*d1sj

49、/(uj1) (sj=1000mva,uj1=37kv) 3 短路電流有效標(biāo)么值 id* id*=1/d* x i*d1=1/d1*=1/xx*+(1/2) x1*j+(1/2)x2j*+xl* x =1/0.52+(1/2) 3.41+(1/2) 0.08+1.46 =0.268 最大運(yùn)行方式下 d1點(diǎn)的短路電流： id1=i*d1sj/(uj1) 3 =0.269 1000/(37) 3 =4.19ka 最大運(yùn)行方式下 d1點(diǎn)的短路沖擊電流： ic1=2.55id1=2.55 4.2=10.7ka 最大運(yùn)行方式下 d1點(diǎn)的短路沖擊電流有效值： ic1=1.51id1=1.51 4.2=6.

50、3ka 最大運(yùn)行方式下短路容量： sd1=i*d1sj=0.269 1000=269mva 3、最小運(yùn)行方式下: 短路電流 id1 id1=i*d1sj/(uj2) (sj=1000mva,uj1=37kv) 3 短路電流有效值標(biāo)么值 id* id*=1/d* x i*d1=1/d2*=1/xx*+x1*j+x2j*+xl* x =1/0.52+3.41+0.08+1.46 =0.183 最小運(yùn)行方式下 d1點(diǎn)短路電流： id1=i*d1sj/(uj1) 3 =0.18 1000/(37)3 =2.85ka 最小運(yùn)行方式下 d1點(diǎn)短路沖擊電流： ic1=2.55id1=2.55 2.81=7.

51、27ka 最小運(yùn)行方式下 d1點(diǎn)短路沖擊電流有效值： ic1=1.51id1=1.51 2.81=4.3ka 最小運(yùn)行方式下 d1點(diǎn)的短路容量： sd1=i*d1sj=0.18 1000=183mva 4、計(jì)算 10kv 側(cè)短路電流 （1）最大運(yùn)行方式下： 短路電流 id2 id2=id2* sj/( uj2) (sj=1000mva,uj2=10.5kv) 3 短路電流有效標(biāo)么值 id* id*=1/ d*x i*d2=1/ d2*=1/xx*+(1/2)x1*j+(1/2)x2j*+xl*+xb*x =1/0.52+(1/2) 3.41+(1/2) 0.08+1.46+14 =0.056

52、最大運(yùn)行方式下 d2點(diǎn)短路電流： id2=i*d2sj/(uj2)3 =0.056 1000/(10.5)3 =3.08ka 最大運(yùn)行方式下 d2點(diǎn)短路沖擊電流； ic2=2.55id2=2.55 3.08=7.91ka 最大運(yùn)行方式下 d2點(diǎn)短路沖擊電流有效值: ic2=1.51id2=1.51 3.08=4.68ka 最大運(yùn)行方式下 d2點(diǎn)的短路容量： sd2=i*d2sj=0.056 1000=56mva (2) 最小運(yùn)行方式下： 短路電流 id2 id2=i*d2 sj/(uj2) (sj=1000mva,uj2=10.5kv)3 短路電流有效標(biāo)么值 id* id*=1/ d*x i*

53、d2=1/ d2*=1/xx*+x1*j+(x2j*+xl*+xb*x =1/0.52+3.41+0.08+1.46+14 =0.051 最小運(yùn)行方式下 d2點(diǎn)的短路電流: id2=i*d2sj/(uj2) =0.051 1000/(10.5)33 =2.8ka 最小運(yùn)行方式下 d2點(diǎn)短路電流沖擊系數(shù)： ic2=2.55id2=2.55 2.8=7.14ka 最小運(yùn)行方式下 d2點(diǎn)的短路沖擊電流有效值： ic2=1.51id2=1.51 2.8=4.228ka 最小運(yùn)行方式下 d2點(diǎn)短路容量： sd2=i*d2sj=0.051 1000=51mva 3.3.3 短路電流計(jì)算結(jié)果表短路電流計(jì)算結(jié)

54、果表 序號(hào)短路點(diǎn)運(yùn)行方式 短路電流 id(ka) 沖擊電流 ic(ka) 短路容量 （mva） 135kvd1 最大 4.1910.7269 135kvd1 最小 2.857.27183 210kvd2 最大 3.17.9156 210kvd2 最小 2.87.1451 第四節(jié)第四節(jié) 主要電氣設(shè)備的選主要電氣設(shè)備的選擇擇 變配電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱(chēng)為一次電路，或稱(chēng)為主電 路、主接線(xiàn)。一次電路中所有電氣設(shè)備成為一次設(shè)備或一次元件。 3.4.1 一次設(shè)備按其功能來(lái)分，可分為以下幾類(lèi)：一次設(shè)備按其功能來(lái)分，可分為以下幾類(lèi)： 1、變換設(shè)備 其功能是按照電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求改變電壓或電流、

55、頻 率等。例如電力變壓器、電壓互感器、電流互感器等。 2、控制設(shè)備 其功能是按照電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求來(lái)控制一次電路的通 斷，例如各種高低壓側(cè)開(kāi)關(guān)。 3、保護(hù)設(shè)備 其功能是用來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)電流和過(guò)電壓的保護(hù)， 例如熔斷器和避雷器。 4、補(bǔ)償設(shè)備 其功能是用來(lái)補(bǔ)償電力系統(tǒng)的無(wú)功功率，提高系統(tǒng)的功 率因數(shù)，例如并聯(lián)電容器。 5、成套設(shè)備 它是按照一次電路接線(xiàn)的方案要求，將有關(guān)一次設(shè)備及 控制、指示、監(jiān)測(cè)和保護(hù)一次設(shè)備的二次設(shè)備組合為一體的電氣設(shè)備，例如高 壓開(kāi)關(guān)柜、低壓配電屏和照明配電箱等。 正確的選擇電器是使電氣主接線(xiàn)和配電裝置達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件， 在進(jìn)行電氣設(shè)備選則時(shí)在保證可靠地前提下

56、，應(yīng)該積極而穩(wěn)妥的采用新技術(shù)、 新工藝，并注意節(jié)省投資，選擇合適的電器。并要按照短路狀態(tài)進(jìn)行校驗(yàn)熱穩(wěn) 定度和熱穩(wěn)定度。 3.4.2 35kv 側(cè)高壓電器設(shè)備的選擇：側(cè)高壓電器設(shè)備的選擇： 3.4.2.1 35kv 隔離開(kāi)關(guān)的選擇 高壓隔離開(kāi)關(guān)的功能主要是隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線(xiàn)路的安全 檢修。隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的滅弧裝置，不允許帶負(fù)荷操作。然而可用來(lái)隔離一 定的小電流，勵(lì)磁電流不超過(guò) 2a 的空載變壓器，電容電流不超過(guò) 5a 的空載線(xiàn) 路及高壓互感器和避雷電路。高壓隔離開(kāi)關(guān)按安裝地點(diǎn)不同，可分為戶(hù)內(nèi)及戶(hù) 外兩大類(lèi)。一般 35kv 戶(hù)外型配電裝置多采用三柱式隔離開(kāi)關(guān)。 1、額定電壓選擇 u

57、nsun 2、額定電流選擇 axinim 3、熱穩(wěn)定度校驗(yàn) it2=qk 4、動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn) ics=iim 因?yàn)檫x擇的隔離開(kāi)關(guān)為總降壓變電所主變壓器回路的隔離開(kāi)關(guān)，所以最大 持續(xù)電流和短路電流引起的熱效應(yīng)都與斷路器引起的相同。 即有： uns=35（kv） imax=86.6(a) qk=70.56(ka)2*s 根據(jù)降壓變電所主變壓器回路隔離開(kāi)關(guān)的最大持續(xù)短路電流及短路電流引 起的熱效應(yīng)值及安裝在戶(hù)外的要求，可選用 gw5-35g/600-72 戶(hù)外型隔離開(kāi)關(guān)。 相關(guān)參數(shù)見(jiàn)下表。 計(jì)算數(shù)據(jù)sw2-35/600 斷路器 uns 35(kv) un 35(kv) imax86.6(a) in60

58、0(a) iim10.7(ka)ics72(ka) qk70.56(ka)2*sit.2.t162*4=1024(ka)2*s 3.4.2.2 35kv 斷路器的選擇 高壓斷路器的功能是：不僅能通過(guò)正常負(fù)荷電流，而且能接通和承受一定 時(shí)間的短路電流，并您能在保護(hù)裝置的作用下自動(dòng)切除短路故障。 一般 35kv 及以下的戶(hù)內(nèi)配電裝置中都采用少有斷路器。 35kv 高壓熔斷器的選擇原則 1.額定電壓選擇 unsun 2.額定電流選擇 axinim 3.開(kāi)斷電流選擇 ： 高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流不應(yīng)小于實(shí)際開(kāi)斷瞬間的短路次暫態(tài)電流。 4.短路關(guān)和電流選擇： 為了保證斷路器在關(guān)合短路時(shí)的安全，斷路器的額

59、定關(guān)合電流應(yīng)不小于短 路電流最大沖擊值. 。 535kv 斷路器的確定 主變 35kv 供電回路最大持續(xù)工作電流為： in=sn（）5000（*35）82.48 un33 根據(jù)規(guī)定，在發(fā)電機(jī)、變壓器回路一般考慮 1.05 倍的額定電流，因此有： imax=1.05in=1.05*82.48=86.6(a) un=35kv 根據(jù) 35kv 斷路器的 un、imax 及安裝在屋外的要求，查表，可選 sw2- 35/600 型斷路器。 取短路時(shí)間為 t=4s =i2s=i4s=4.2（ka） ic=10.7(ka)i 短路電流周期分量熱效應(yīng)值為： qp=tk/12*(+10ik/22+ik2)i =

60、4*(4.2*4.2+10*4.2*4.2+4.2*4.2)/12 =70.56(ka)2*s 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)規(guī)定：原理發(fā)電廠的變電所及配電網(wǎng)無(wú)需考慮非周期分量的 影響，故不計(jì)非周期分量的熱效應(yīng)。因此短路電流引起的熱效應(yīng)即為周期分量 引起的熱效應(yīng)。 qk=qp=70.56(ka)2*s 斷路器的有關(guān)參數(shù)見(jiàn)下表 計(jì)算數(shù)據(jù)sw2-35/600 斷路器 uns35(kv)un35(kv) imax86.6(a) in600(a) i”4.2(ka)inbr6.6(ka) iim10.7(ka)inc117(ka) qk70.56(ka)2*sit.2.t6.62*4=174.24(ka)2*s iim