化工廠10KV供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)(兼容)

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題目：題目： 化工廠 10KV 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)學(xué) 生：生： 張?zhí)碇?學(xué)學(xué) 號：號： 200706010335 院院 （系）：（系）： 電氣與信息工程學(xué)院 專專 業(yè)：業(yè)： 電氣工程及其自動化 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 肖中俊 2011 年年 6 月月 2 日日陜陜 西西 科科 技技 大大 學(xué)學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書電氣與信息工程電氣與信息工程學(xué)院學(xué)院 電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化專業(yè)專業(yè) 073 班級班級 學(xué)生：學(xué)生：張張 添添 柱柱 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 化工廠 10kV 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 完成期限：從完成期限：從 2011 年

2、年 12 月月 1 日起到日起到 2011 年年 6 月月 19 日日課題的意義及培養(yǎng)目標(biāo)：課題的意義及培養(yǎng)目標(biāo)： 要求根據(jù)化工廠所能取得的電源以及化工廠的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型，選擇變電所主接線方案以及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，確定防雷和接地裝置，最后要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。 設(shè)計(jì)（論文）所需收集的原始數(shù)據(jù)與資料：設(shè)計(jì)（論文）所需收集的原始數(shù)據(jù)與資料：設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)如下： （1）負(fù)荷情況 本工廠多數(shù)單位為動力負(fù)荷，除了倉庫屬于三級負(fù)荷外，其余單位均屬于二級負(fù)荷。低壓動力為三相 380 伏

3、，照明為單相 220伏，各車間負(fù)荷同期系數(shù)可取 0.85。系統(tǒng)負(fù)荷數(shù)據(jù)如下： 車間編號車間名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量 kW功率因數(shù)1制條車間動力4500.802紡紗車間動力4500.803軟水站動力1200.804鍛工車間動力450.655織造車間動力3000.806染整車間動力3500.807鍋爐房動力1000.758倉庫動力600.75（2）供電電源情況 供電電壓 10KV，供電方位：廠區(qū)東北方向大約 2km單回路架空進(jìn)線 計(jì)量方式：高供高計(jì) 電價(jià)： 基本電費(fèi) ￥4/KVA，電度費(fèi) ￥4/度 擴(kuò)容費(fèi) ￥500/KVA 國庫券認(rèn)購費(fèi) ￥400/KVA (510 年后歸還) 要求 cos 達(dá)到 0.

4、95 出口開關(guān)短路容量 500MVA （3）氣象地質(zhì)資料 海拔高度：1023 米 年最熱月：七月 平均溫度：22.7 平均最高溫度：29.2 極端最高溫度：36.4 極端最低溫度：36.7 雷暴日：30（日/年） 最熱月地下 0.8m 處土壤平均溫度：21 電阻率： 黃土：200M 沙質(zhì)粘土：100M。 （4）資料： 1 工廠供電 （蘇文成） 2 相關(guān)電氣工程手冊 3校區(qū)規(guī)劃和建筑布局圖 4高低壓電器的配套；包括高低壓電器的選型，配套、負(fù)荷補(bǔ)償?shù)?課題的主要任務(wù)（需附有技術(shù)指標(biāo)要求）：課題的主要任務(wù)（需附有技術(shù)指標(biāo)要求）：1.工廠供電的基本知識 2.電力負(fù)荷及其計(jì)算 3.工廠供電系統(tǒng) 4.短路

5、電流計(jì)算及電氣設(shè)備的選擇 5.供電系統(tǒng)的保護(hù)及供電自動化 6.節(jié)電及功率因數(shù)的提高 7.供電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量 設(shè)計(jì)進(jìn)度安排及完成的相關(guān)任務(wù)（以教學(xué)周為單位）：設(shè)計(jì)進(jìn)度安排及完成的相關(guān)任務(wù)（以教學(xué)周為單位）：周次周次設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1-31-3分配任務(wù)，了解原始數(shù)據(jù)，確定設(shè)計(jì)任務(wù)4-64-6制定設(shè)計(jì)方案，數(shù)據(jù)計(jì)算7-117-11選擇設(shè)備容量、型號，并進(jìn)行校驗(yàn)12-1312-13作論文前期整理工作并實(shí)際論證所做設(shè)計(jì)的合理性；14-1714-17論文定稿，印制，做答辯準(zhǔn)備。學(xué)學(xué) 生：生： 日期：日期： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 ： 日期：日期： 教研室主任：教研室主任： 日期：日期： I化工廠 1

6、0Kv 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要對于一個(gè)化工廠而言，合理的供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對于企業(yè)自動化系統(tǒng)的合理、安全、有序的運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。大部分化工廠的車間大部分是一級、二級負(fù)荷，如制條車間、紡紗車間等等。一旦出現(xiàn)故障會對企業(yè)的運(yùn)行以及人身安全造成重大的危害。所以就對供配電的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)提出了更高的要求。首先，對全廠的負(fù)荷進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算，為確定供電系統(tǒng)的電力變壓器、各種開關(guān)電器的容量、電力線路的截面和變電所的所址等提供依據(jù)。并且對其進(jìn)行無功補(bǔ)償，以減少變壓器、電力線路、開關(guān)設(shè)備的功率損耗，從而減少電器元件的規(guī)格，降低它的功率損耗和電壓損耗，減少投資；其次,根據(jù)本廠的實(shí)際情況和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較電力變

7、壓器，確定變電所的所址、類型以及其主接線方案；然后按符合情況系統(tǒng)地對廠區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了校驗(yàn)一次設(shè)備的短路穩(wěn)定度，開關(guān)電器的斷流能力及電流保護(hù)裝置的靈敏度，整定電流速斷保護(hù)裝置的動作電流，進(jìn)行短路電流的計(jì)算，進(jìn)而選擇了電力線路和高低壓電氣設(shè)備；最后，確定全廠配電系統(tǒng)的防雷接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：低壓供配電，負(fù)荷計(jì)算，功率補(bǔ)償，變壓器，繼電保護(hù)IIDesign of Low-voltage Distribution System in Paper MillsABSTRACTTo a Chemical Plant, a reasonable power supply and distribution

8、structure is very important to the safe running of factory automation system which can assure the security, the order working. The majority of paper mill workshops are the first level or second level of loads, such as articles workshop,spinning workshopand so on, Once faults appear, the breakdown to

9、 be able causes the significant harm to enterprises movement as well as the personal safety. Therefore on to be supplied the power distribution the security, reliably, targets and so on economy to set a higher request.First , Calculate the system to the load of the the whole factory, for confirm ele

10、ctric voltage transformer , various kinds of of electric power system turn on or off capacity of electric apparatus , electric section of circuit and transformer substation location ,etc. offer the basis. Is it have work compensate to go on to it, in order to reduce voltage transformer , electric ci

11、rcuit , power of the switchgear loss, reduce specification , electric apparatus of component , reduce power of it loss and voltage loss, reduce investment. Second , compare with economic technology the electric voltage transformer according to actual conditions of our factory, confirm the location ,

12、 type and its main wiring scheme of the transformer substation; Third , According to accord with situation is it design to go on to factory systematically , for check-up one short circuit stability degree of equipment, turn on or off the blanking ability and sensitivity of the electric current prote

13、ctor of the electric apparatus, exactly fix the movement electric current of the broken protector of speed of the electric current, is it short out calculation of electric current to go on , choose electric circuit and high or low prices pigeonhole electric equipment; End , Confirm the whole factory

14、 dyke thunder earth , distribution of system design systematically.KEY WORDS: Low-voltage power supply and distribution, Load computation,Power compensation, Transformer, Relay protectionIII目 錄摘 要.IABSTRACT.II1 緒論.11.1 工廠供配電系統(tǒng)的特點(diǎn).11.2 國內(nèi)外發(fā)展情況.21.3 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則.21.4 工廠供電設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟.21.5 研究內(nèi)容、方法及預(yù)期成果.42 負(fù)荷

15、計(jì)算及方案設(shè)計(jì).52.1 負(fù)荷計(jì)算的概念和方法.52.1.1 負(fù)荷計(jì)算有關(guān)概念.52.1.2 負(fù)荷計(jì)算的方法.52.2 各車間負(fù)荷的計(jì)算.62.3 總負(fù)荷的計(jì)算.72.4 無功功率補(bǔ)償.82.4.1 功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響.82.4.2 電力線路功率損耗的計(jì)算.92.4.3 電力變壓器功率損耗的計(jì)算.92.4.4 無功補(bǔ)償容量的計(jì)算.102.5 變電所主變壓器型式和主接線方案的選擇3.122.5.1 變電所位置的選擇.122.5.2 變電所主變壓器的型式選擇.143 短路電流的計(jì)算.183.1 短路電流計(jì)算的一般概述.183.1.1 短路的原因.183.1.2 短路的危害.183.1.3 短

16、路的類型.183.1.4 短路回路參數(shù)的計(jì)算.193.2 短路電流的計(jì)算.193.2.1 繪制計(jì)算電路.193.2.2 確定基準(zhǔn)值.203.2.3 計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值.203.2.4 計(jì)算 k-1 點(diǎn)短路電流的計(jì)算.20IV3.2.5 計(jì)算 k-2 點(diǎn)短路電流的計(jì)算.214 一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn).224.1 10KV 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn).224.1.1 斷路器、隔離開關(guān)的選擇和短路穩(wěn)定度校驗(yàn).224.1.2 熔斷器的校驗(yàn).234.1.3 電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn).244.2 380V 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn).254.2.1 斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn).264.2.2 熔斷器的校驗(yàn).

17、264.2.3 電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn).274.3 高低壓母線的選擇.284.4 變電所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇.284.4.1 10KV 高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇.284.4.2 380V 低壓出線的選擇.294.4.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn).305 變電所二次回路的選擇與繼電保護(hù)的整定.325.1 高壓斷路器的操動機(jī)構(gòu)控制與信號回路.325.2 變電所的電能計(jì)量回路.325.3 變電所的測量.325.4 變電所的保護(hù)裝置.325.4.1 繼電保護(hù)裝置的組成.335.4.2 主變壓器的繼電保護(hù)裝置9.346 電氣安全、防雷和接地.376.1 電氣安全.376.1.1 電

18、氣安全的含義和重要性.376.1.2 電氣安全措施.376.1.3 電氣防火和防爆.376.2 變電所的防雷保護(hù).386.2.1 過電壓及雷電概述.386.2.2 防雷設(shè)備.396.2.3 變電所的防雷措施.396.2.4 直擊雷防護(hù).396.2.5 雷電侵入波的防護(hù).406.3 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì).406.3.1 接地概述.41V6.3.2 接地類型.416.3.3 接地電阻的要求.426.3.4 接地裝置的設(shè)計(jì).43小結(jié).44致 謝.45參 考 文 獻(xiàn).46附 錄.47化工廠 10KV 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)11 緒論1.1 工廠供配電系統(tǒng)的特點(diǎn)工廠供電【1】，即指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，

19、亦稱工廠配電.電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和核心動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，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單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。在企業(yè)工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，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，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強(qiáng)度，改善工人的勞動條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。

20、從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果?？梢?，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)自動化生產(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)約對于國家經(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，對于節(jié)約能源、支援國家經(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，并確實(shí)做好節(jié)能環(huán)保工作，就必須達(dá)到以下基本要求【13】：（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)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3）優(yōu)質(zhì)： 應(yīng)滿足電能用戶對電壓

21、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。工廠供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的主要組成部分，它是電能的主要用戶，根據(jù)幾個(gè)國家的統(tǒng)計(jì)，工廠用電量約占全國發(fā)電量的50%甚至70%以上。工廠變電所是終端降壓變電所。決定工廠用戶供電質(zhì)量的指標(biāo)【4】為:電壓、頻率、可靠性。工廠供配電系統(tǒng)和電力系統(tǒng)不同，它主要反映工廠用戶的特點(diǎn)和要求。如工廠的電力負(fù)荷如何計(jì)算；怎樣實(shí)現(xiàn)電能的合理利用和節(jié)約；減少用電面積的新型變電所結(jié)構(gòu)；大型及特種設(shè)備的供電問題；廠內(nèi)采用集中控制和調(diào)度技術(shù)的合理性問題等等，這些問題有的對電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行關(guān)系密切，有的則為了保證用

22、戶高質(zhì)量用電。陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書21.2 國內(nèi)外發(fā)展情況【12】目前，我國的電力網(wǎng)正進(jìn)行大規(guī)模的改造，與此相應(yīng)，城鄉(xiāng)變電所也必須進(jìn)行更新?lián)Q代，我國電力網(wǎng)的現(xiàn)實(shí)情況是常規(guī)變電所依然存在，小型變電所、微機(jī)監(jiān)測變電所、綜合自動化變電所相繼出現(xiàn)，并取得了迅猛的發(fā)展。 隨著改革的不斷深化，各電力部門對變電所設(shè)計(jì)水平的要求將越來越高?，F(xiàn)在所設(shè)計(jì)的常規(guī)變電所最突出的問題是設(shè)備落后，結(jié)構(gòu)不合理，占地多，投資大，損耗高，效率低，尤其是在一次開關(guān)和二次設(shè)備造型問題上，基本停留在 5060 年代的水平上，從發(fā)展的觀點(diǎn)來看，將越來越不適應(yīng)我國城市和農(nóng)村發(fā)展的要求。國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，對電力能源需求也不斷增大，致

23、使變電所數(shù)量增加，電壓等級提高，供電范圍擴(kuò)大及輸配電容量增大，采用傳統(tǒng)的變電站一次及二次設(shè)備已越來越難以滿足變電站安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，少人值班或者無人值班的要求。分級保護(hù)和常規(guī)保護(hù)相比，增加了人機(jī)對話功能，自控功能，通信功能和實(shí)時(shí)時(shí)鐘等功能，因此如果通過電力監(jiān)控綜合自動化系統(tǒng)，可以使變電站內(nèi)值班人員或調(diào)度中心的人員及時(shí)掌握變電站的運(yùn)行情況，直接對設(shè)備進(jìn)行操作，及時(shí)了解故障情況，并迅速進(jìn)行處理，達(dá)到供電系統(tǒng)的管理科學(xué)化、規(guī)范化、并且還可以做到與其他自動化系統(tǒng)互換數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮整體優(yōu)勢。1.3 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則【3】按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 、GB50053-94

24、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；必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(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。必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合

25、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，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要?；S 10KV 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)31.4 工廠供電設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟【3】工廠變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問題。其基本內(nèi)容有以下幾方面：（1）負(fù)荷計(jì)算工廠變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出工廠變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)

26、荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果。（2）工廠變電所變壓器的臺數(shù)及容量選擇參考電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置工廠變電所的有關(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，確定變壓器的臺數(shù)和容量。（3）工廠變電所主接線設(shè)計(jì)根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級別和計(jì)算負(fù)荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。（4）工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算工廠用電，通常為國家電網(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。（5）改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)按負(fù)荷計(jì)

27、算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計(jì)算求出達(dá)到供電部門要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o功率。由手冊或廠品樣本選用所需移相電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。如工廠有大型同步電動機(jī)還可以采用控制電機(jī)勵(lì)磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。（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，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(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

28、線路移相電容器、高壓電動機(jī)、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號、檢測和繼電器保護(hù)裝置。并對保護(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)視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結(jié)陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書4線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達(dá)設(shè)計(jì)成果。（8）變電所防雷裝置設(shè)計(jì)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，并確定其接線部位。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

29、電阻計(jì)算。（9）工廠變電所變、配電裝置總體布置設(shè)計(jì)綜合前述設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果，參照國家有關(guān)規(guī)程規(guī)定，進(jìn)行內(nèi)外的變、配電裝置的總體布置和施工設(shè)計(jì)。1.5 研究內(nèi)容、方法及預(yù)期成果通過對工廠供電，發(fā)電廠電氣部分，變電站綜合自動化技術(shù)及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的學(xué)習(xí)，運(yùn)用所學(xué)知識設(shè)計(jì)一套化工廠 10KV 總降壓變電所系統(tǒng)。方法：通過學(xué)習(xí)有關(guān)知識選擇一個(gè)進(jìn)行化工廠 10KV 總降壓變電所系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并與實(shí)踐相結(jié)合的方法。先學(xué)習(xí)有關(guān)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的知識，通過網(wǎng)絡(luò)和書籍查閱資料獲取相關(guān)更多的知識，了解設(shè)計(jì)的整體輪廓；然后通過對負(fù)荷的計(jì)算選擇總供配電方案，選擇電氣設(shè)備和設(shè)計(jì)繼電保護(hù)的各種方案，使用 AUTOCAD 進(jìn)行繪圖

30、設(shè)計(jì)，完成總供配電設(shè)計(jì)圖，再分析實(shí)際的工程供配電系統(tǒng)，相比較后看所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是否合理。 通過本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐，熟悉化工廠變電所的原理及功能，熟悉變電所的工作過程，鞏固以前所學(xué)的相關(guān)知識，充分運(yùn)用所學(xué)的工廠供，發(fā)電廠電氣部分，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)，變電站綜合自動化技術(shù)，AutoCAD 制圖等專業(yè)知識，設(shè)計(jì)一套完整的化工廠10KV 總降壓變電所系統(tǒng)，并且畫出 CAD 電氣系統(tǒng)圖紙，以滿足實(shí)際需要，使所學(xué)的專業(yè)課及專業(yè)基礎(chǔ)課的知識由理論轉(zhuǎn)向?qū)嵺`。電力行業(yè)對電的浪費(fèi)大，這就更要求我們增強(qiáng)各個(gè)環(huán)節(jié)的利用率，以提高整個(gè)系統(tǒng)對電的總利用程度。經(jīng)過一次完整的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)及鍛煉，提前較好的認(rèn)識變電所的工作原理，鍛煉工程

31、實(shí)踐，方案制定和軟件制圖的能力，為畢業(yè)進(jìn)入企業(yè)奠定良好基礎(chǔ)。化工廠 10KV 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)52 負(fù)荷計(jì)算及方案設(shè)計(jì)2.1 負(fù)荷計(jì)算的概念和方法2.1.1 負(fù)荷計(jì)算有關(guān)概念（1） 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用 30 分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（2） 平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。(3)電力負(fù)荷等

32、級是供電設(shè)計(jì)的重要依據(jù), 它直接反映了電力負(fù)荷對供電可靠性要求的程度。電力負(fù)荷總共分為三級，及一級負(fù)荷、二級負(fù)荷和三級負(fù)荷。 2.1.2 負(fù)荷計(jì)算的方法目前，負(fù)荷計(jì)算的方法主要有：需用系數(shù)法、二項(xiàng)式法、利用系數(shù)法、 “ABC”法等。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。需要系數(shù)法是在大量的測量與統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上，給出各類負(fù)荷的需用系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，然后把設(shè)備功率乘以需用系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。這種方法山于簡單易行，在供電設(shè)計(jì)中被普遍采用。但是，當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)少而功率相差懸殊時(shí)，其計(jì)算結(jié)果往往偏小，因而這種方法只適用于整個(gè)工程的負(fù)荷計(jì)算。需要系數(shù)法計(jì)算主要計(jì)算公式有：（1）單組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷【10

33、】 cdePK P（21） tanccQP（22） 22cccSPQ（23） 3ccNSIU陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書6（24）式中 為需要系數(shù)dK為設(shè)備容量eP為設(shè)備功率因數(shù)角的正切值tan（2）多組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷【11】應(yīng)考慮各用電設(shè)備組的最大負(fù)荷不一定同時(shí)出現(xiàn) 1ncpciiPKP（25） 1ncqciiQKQ（26） 22cccSPQ（27） 3ccNSIU（28）式中 為該用電設(shè)備組各設(shè)備容量之和(KW)eP為用電設(shè)備的額定線電壓（KV）NU為該用電設(shè)備組的功率因數(shù)角的正切值tan為改用電設(shè)備組的需要系數(shù)。dK2.2 各車間負(fù)荷的計(jì)算制條車間：動力負(fù)荷：tan=tan(arcc

34、os)=0.75=*=0.8*450=360KW30PdKeP=* tan=360*0.75=270Kvar30Q30P=/cos=360/0.8=450KVA30S30P =/()=450/(1.732*380)=684A30I30S3NU紡紗車間：動力負(fù)荷：tan=tan(arccos)=0.75=*=0.8*450=360KW30PdKeP=* tan=360*0.75=270Kvar30Q30P=/cos=360/0.8=450KVA30S30P化工廠 10KV 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)7 =/()=450/(1.732*380)=684A30I30S3NU軟水站：動力負(fù)荷：tan=tan(ar

35、ccos)=0.75=*=0.65*120=78KW30PdKeP=* tan=78*0.75=585Kvar30Q30P=/cos=78/0.8=97.5KVA30S30P =/()=97.5/(1.732*380)=148A30I30S3NU鍛工車間：動力負(fù)荷：tan=tan(arccos)=1.17=*=0.2*45=9KW30PdKeP=* tan=9*1.17=10.53Kvar30Q30P=/cos=9/0.65=13.846KVA30S30P =/()=13.846/(1.732*380)=21A30I30S3NU織造車間：動力負(fù)荷：tan=tan(arccos)=0.75=*=

36、0.8*300=240KW30PdKeP=* tan=240*0.75=180Kvar30Q30P=/cos=240/0.8=300KVA30S30P =/()=300/(1.732*380)=456A30I30S3NU染整車間：動力負(fù)荷：tan=tan(arccos)=0.75=*=0.8*350=280KW30PdKeP=* tan=280*0.75=210Kvar30Q30P=/cos=280/0.8=350KVA30S30P =/()=350/(1.732*380)=532A30I30S3NU鍋爐房：動力負(fù)荷：tan=tan(arccos)=0.88=*=0.75*100=75KW30

37、PdKeP=* tan=75*0.88=66Kvar30Q30P=/cos=75/0.75=100KVA30S30P =/()=100/(1.732*380)=152A30I30S3NU倉庫：動力負(fù)荷：tan=tan(arccos)=0.88=*=0.3*60=18.0KW30PdKeP=* tan=18*0.88=15.84Kvar30Q30P陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書8=/cos=18/0.75=24.0KVA30S30P =/()=24/(1.732*380)=36.5A30I30S3NU2.3 總負(fù)荷的計(jì)算【10】【23】各個(gè)車間之和： =1420KW =1607.37Kvar30P3

38、0Q由于各車間負(fù)荷同期系數(shù)可取 0.85，即=0.85 =0.85pKqK則實(shí)際有： (2-9)30608.80.851207PKwKw (2-10)30472.4var 0.851366.265varQKK (2-11)3030303030*1823.055SPPQQKVA (2-12)3030/( 3)1823.055/(1.732 380)2769.9NISUA (2-13)3030/1207/1823.0550.66CosPS表 2-1 化工廠計(jì)算負(fù)荷計(jì) 算 負(fù) 荷車間編號車間名稱類別設(shè)備容量Pe/KW需要系數(shù) Kdcostan/K30PW/K30Qvar/K30SVA/A30I1制條

39、車間動力4500.80.80.753602704506842紡紗車間動力4500.80.80.753602704506843軟水站動力1200.650.80.757858597.51484鍛工車間動力450.20.651.17910.5313.846215織造車間動力3000.80.80.752401803004566染整車間動力3500.80.80.75280210350532化工廠 10KV 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)92.4 無功功率補(bǔ)償2.4.1 功率因數(shù)對供電系統(tǒng)的影響【3】當(dāng)供電系統(tǒng)中輸送的有功功率維持恒定的情況下，無功功率增大，即供電系統(tǒng)的功率因數(shù)降低將會引起：(1) 系統(tǒng)中輸送的總電流增加

40、，使得供電系統(tǒng)中的電器元件容量增大，從而使工廠內(nèi)部的起動控制設(shè)備、測量儀器等規(guī)格尺寸增大，因而增大了初投資費(fèi)用。(2) 由于無功功率的增大而引起的總電流的增加，使得設(shè)備及供電線路的有功功率損耗相應(yīng)地增大。通?？捎孟禂?shù)來反應(yīng)由于輸送無功功率的變化而引起的線路上有功qk功率損耗的變化量，因此，系統(tǒng)中總的有功功率損耗就可用下時(shí)表示： (2-14)QkPPq(3) 由于供電系統(tǒng)中的電壓損失正比于系統(tǒng)中流過的電流，因此總電流增大，就使得供電系統(tǒng)中的電壓損失增加，使得調(diào)壓困難。(4) 對電力系統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備來說，無功電流的增大，對發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的去磁效應(yīng)增加，電壓降低，過度增大激磁電流，則使轉(zhuǎn)子繞組的溫升超過允

41、許范圍，為了保證轉(zhuǎn)子繞組的正常工作，發(fā)電機(jī)就不能達(dá)到預(yù)定的出力。此外原動機(jī)的出力是以有功功率衡量的，當(dāng)發(fā)電機(jī)發(fā)出的視在功率一定時(shí)，無功功率的增加，導(dǎo)致原動機(jī)的出力相對降低。無功功率對電力系統(tǒng)及工廠內(nèi)部的供電系統(tǒng)都有及不良的影響。因此，供電單位和工廠內(nèi)部都有降低無功功率需要量的要求，無功功率的減少就相應(yīng)的提高了功率因數(shù)。目前供電部門實(shí)行按功率因數(shù)征收電費(fèi)，因此功率因數(shù)的高低也是供電系統(tǒng)的一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。2.4.2 電力線路功率損耗的計(jì)算【5】(1) 有功功率損耗的計(jì)算公式: （2-WLWLRIP230315）式中 線路的計(jì)算電流30I線路的電阻（每相值）WLR7鍋爐房動力1000.750.7

42、50.8875661001528倉庫動力600.30.750.8818.015.8424.036總負(fù)荷0.850.85KpKq0.6612071366.2651823.0552769.9陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書10(2) 無功功率損耗的計(jì)算公式: WLWLXIQ2303（216）式中 線路的電抗（每相值）WLX對于小工廠來說，線路不長，其功率損耗相對較小，一般可不予計(jì)算，因此此次線路損耗不計(jì)。2.4.3 電力變壓器功率損耗的計(jì)算【7】（1）有功功率損耗的計(jì)算公式: （217）20KTPPP式中 變壓器的空載損耗0P 變壓器的短路損耗（負(fù)載損耗）KP 變壓器的負(fù)荷率，,這里為變壓器額定容量，為

43、變NSS30NS30S壓器計(jì)算負(fù)荷對于 610KV 的低損耗配電變壓器，有功損耗可按下列簡化公式計(jì)算： （218）30015. 0SPT（2）無功功率損耗的計(jì)算公式: NKTSUIQ)100%100%(20（219）式中 變壓器的空載電流百分值%0I 變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值%KU對于 610KV 的低損耗配電變壓器，有功損耗可按下列簡化公式計(jì)算： 3006. 0SQT（220）2.4.4 無功補(bǔ)償容量的計(jì)算13功率因數(shù)太低將會給配電系統(tǒng)帶來電能損耗增加，電壓損失增大和供電設(shè)備利用效率降低等不良影響。正是如此，要求電力用戶功率達(dá)到一定數(shù)值，低于此值時(shí)就必須進(jìn)行補(bǔ)償，國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T

44、3485-1998評價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則中規(guī)定：“在企化工廠 10KV 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)11業(yè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)不低于 0.9，凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的，應(yīng)該在負(fù)荷側(cè)合理裝置集中與就地?zé)o功補(bǔ)償設(shè)備” 。由于本設(shè)計(jì)中上級要求功率因數(shù) COS0.95 就可滿足要求，,而由上面計(jì)算可知COS=0.690.95，因此需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償。低壓集中補(bǔ)償是指將低壓電容器組集中裝設(shè)在車間變電所的低壓母線上。該補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償車間變電所低壓母線前變壓器和高壓配電線路及電力系統(tǒng)的無功功率，對變電所低壓母線后的設(shè)備則不起補(bǔ)償作用。功率補(bǔ)償采用低壓電容器集中補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，

45、電氣圖如圖 21：圖 2-1 功率補(bǔ)償電路由表 2-1 可知，該廠 380V 側(cè)最大負(fù)荷的功率因數(shù)只有 0.66，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)不應(yīng)低于 0.95.考慮到主變壓器的無功損耗大于有功損耗，因此 380V 側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于 0.95，暫取 0.97 來計(jì)算 380V 側(cè)所需的無功功率補(bǔ)償容量： )tantan(PQ2130C總 （221） =1207*tan(arccos0.66)- tan(arccos0.97)Kvar =1207*（1.14-0.25）=1074.23Kvar選 PGJ1 低壓自動補(bǔ)償屏，選擇的并聯(lián)電容的型號：BW0.4-14

46、-3 型，一臺 2#主屏和 11 臺 4#輔屏，每屏 84Kvar，采用 6 步控制，每步投入 14Kvar,總?cè)萘?4Kvar13=1092KvarBW0.4-14-3 型電容器的參數(shù)如下：額定電壓：0.4KV額定容量：14Kvar額定電容：280uF頻率:50HZ陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書12相數(shù)：3無功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： （222）22303030()cSPQQ221207(1366 1092)1238kVA 301238188130.38IA變壓器的功率損耗為： (2-23)300.0150.015 123818.57TPSKW (2-24)300.060.06 123

47、874.28varTQSK變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為： （2-25） 30 11207 18.571225.57PKW （2-26） 30 11366 109274.28348.28varQK (2-27) 2230 11225.57348.281274SKVA (2-28) 30 1127473.63 10IA補(bǔ)償后的功率因數(shù)為： (2-29)1225.57cos96.2%95%1274通過上述計(jì)算可得，需補(bǔ)償?shù)娜萘繛?1092kvar，補(bǔ)償后車間變電所高壓側(cè)功率因數(shù)能達(dá)到 0.95。因此，符合本設(shè)計(jì)的要求。因此無功補(bǔ)償后工廠 380V 側(cè)和 10KV 側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表 2-2 所示。表 2-2

48、 無功補(bǔ)償后的工廠負(fù)荷計(jì)算計(jì) 算 負(fù) 荷項(xiàng) 目cosKWP /30var/30KQKVAS/30AI/30380V 側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.661207136618232770380V 側(cè)無功補(bǔ)償容量-1092化工廠 10KV 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)13380V 側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.97120727412381881主變壓器功率損耗18.5774.2810KV 側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.961225.57348.28127473.62.5 變電所主變壓器型式和主接線方案的選擇32.5.1 變電所位置的選擇【3】正確選擇變電所所址，不僅影響變電所建設(shè)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上的合理性，而且也涉及到變電所安全可靠運(yùn)行。配變電所位置選擇，應(yīng)根

49、據(jù)下列要求綜合考慮確定：(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)備吊裝、運(yùn)輸方便；(5)不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動的場所；(6)不宜設(shè)在多塵、水霧(如大型冷卻塔)或有腐蝕性氣體的場所，如無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污源的下風(fēng)側(cè)；(7)不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方或貼鄰；(8)不應(yīng)設(shè)在爆炸危險(xiǎn)場所以內(nèi)和不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)場所的正上方或正下方，如布置在爆炸危險(xiǎn)場所范圍以內(nèi)和布置在與火災(zāi)危險(xiǎn)場所的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行的爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定；(9)配變電所為獨(dú)立建筑物時(shí)，不宜設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所；(10)高層建筑地下層配變電所的位置，宜選擇在通風(fēng)

50、、散熱條件較好的場所；(11)配變電所位于高層建筑(或其他地下建筑)的地下室時(shí)，不宜設(shè)在最底層。當(dāng)?shù)叵聝H有一層時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)抬高該所地面等防水措施。并應(yīng)避免洪水或積水從其他渠道淹漬配變電所的可能性。利用負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心在工廠平面圖的下邊和左側(cè)，任作一直角坐標(biāo)的 x 軸和 y 軸，測出各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，例如(,)、(,)、等。而工廠的1P1x1y),(222yxP21P2x2y)y(333，xP負(fù)荷中心設(shè)在，P 為。因此仿照力學(xué)中計(jì)算重心的)y( ，xPiPPPP321力矩方程，課的負(fù)荷中心的坐標(biāo)： (2-30)iiiPxPPPPxPxPxPx)(321332211 (2-

51、31)iiiPyPPPPyPyPyPy)(321332211陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書14式中 、為各個(gè)負(fù)荷的大小1P2P3P 為總負(fù)荷P根據(jù)布局圖的各個(gè)車間的坐標(biāo)為、)109,87(1P)94,87(2P)79,87(3P)64,87(4P、，其中)109,154(5P)94,154(6P)79,154(7P)64,154(8P=141.4、=19.9、=34.0、=22.0、=141.4、=96.4、=111.4、=42.41P2P3P4P5P6P7P8P根據(jù)力矩方程得：130、94xy化工廠的平面圖及變電所位置如下圖所示：倉 庫制 條車 間織 造車 間飲 水站鍋 爐房染 整車 間紡 紗車

52、 間鍛 工車 間變 配電 所一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)圖 2-2 某化工廠平面布置圖2.5.2 變電所主變壓器的型式選擇變電所有屋內(nèi)式和屋外式兩大型式。屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。在選擇工廠總變配電所型式時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜。技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用屋內(nèi)式,因此,本設(shè)計(jì)選為屋內(nèi)式變電所。（1）變壓器臺數(shù)確定原則【3】：（a）裝設(shè)一臺主變壓器的變電所 主變壓器容量應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷,即TNS30S 30SSTN（232） （b）裝有兩臺主變壓器的變電所 每臺主變壓器容量不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷的 60%，最好為總計(jì)算負(fù)荷的 70%左TNS30S右，即化工廠 10KV 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)15 30S

53、.706 . 0(）TNS（233）同時(shí)每臺主變壓器容量不應(yīng)小于全部一、二級負(fù)荷之和,即TNS)(30S 30()N TIISS（234）（c）主變壓器單臺容量上限，單臺配電變壓器（低壓為 0.4KV）的容量一般不宜大于 1250KVA。當(dāng)用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，亦可選用較大容量（例如 1600-2000KVA）的配電變壓器。（2）主變壓器接線方案【3】根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和車間位置情況，工廠變電所的主變壓器可以有下列兩種方案：（a）裝設(shè)一臺主變壓器鍛造車間鍛壓車間金工車間kv進(jìn)線電鍍車間裝配車間（型式采用 S9）在總進(jìn)線上裝設(shè)一臺變壓器，需要滿足要求，所以選取30SSTN (2

54、-35)3020001274N TSKVASKVA（b）裝設(shè)二臺主變壓器（型式采用 S9）每臺主變壓器的容量應(yīng)滿足要求。即：， (2-36)30S.706 . 0(）TNS30()N TIISS由原始數(shù)據(jù)知各單位歸屬于二級負(fù)荷，即 (2-37)30()1274IISKVA所以，也應(yīng)選擇兩臺的變壓器，也就是明備用：兩臺變壓器均按2000N TSKVA100%的負(fù)荷選擇（3）主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)與選擇【19】（a）對變電所主結(jié)線的一般要求變電所主接線要求安全，可靠，靈活，經(jīng)濟(jì)。主要有以下一些原則：在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須安裝高壓隔離開關(guān)。在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一

55、側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開關(guān)。在裝設(shè)高壓熔斷器-負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。變配電所高壓母線上及架空線末端，必須裝設(shè)避雷器，裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)，線路上避雷器前不必裝設(shè)隔離開關(guān)。變電所的主接線方案，必須與其負(fù)荷類型相適應(yīng)，對于一級負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)電陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書16源供電，對二級負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或者一回專用架空線路供電。接于公共干線上的變配電所電源進(jìn)線首端，應(yīng)裝設(shè)帶有短路保護(hù)的開關(guān)設(shè)備。對一般的生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜由工廠總變配電所采用放射式高壓配電，以確保供電可靠性，但對輔助生產(chǎn)區(qū)的變電所，可采用樹干式配電。變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低壓斷

56、路器，當(dāng)有繼電保護(hù)或自動切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。兩路電源進(jìn)線，裝有兩臺主變壓器的變電所，當(dāng)兩路電源同時(shí)供電時(shí)，兩臺主變壓器一般分列運(yùn)行，當(dāng)只有一路電源供電，另一路電源備用時(shí)，則兩臺主變壓器并聯(lián)運(yùn)行。需帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或者高壓負(fù)荷開關(guān)。（b）兩種主結(jié)線的方案的比較【3】由上面兩種主變壓器選擇方案可以有以下兩種主結(jié)線方案，下表 31 是對這兩種主結(jié)線方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較：表 2-3 兩種主結(jié)線方案的比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺主變壓器的方案裝設(shè)兩臺主變壓器的方案供電安全性滿足要求 滿足要求供電可靠性滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺

57、主變，電壓損耗略大由于兩臺主變，電壓損耗略小靈活方便性由于一臺主變，靈活性稍差由于兩臺主變，靈活性較好技術(shù)指標(biāo)擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些較好一些電力變壓器的綜合投資額S9-2000 單價(jià)是 17.7 萬元，而實(shí)際中變壓器的綜合投資為單價(jià)的兩倍，因此一臺的綜合投資為 35.4 萬元。S9-2000 單價(jià)是 17.7 萬元，因此兩臺的綜合總投資為 70.8 萬元，比一臺主變的方案綜合投資多35.4 萬元。高壓開關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額查表得 GG-1A(F)型柜按每臺 3.5 萬元計(jì)，又查得其綜合投資按設(shè)備價(jià)1.5 倍計(jì)，因此其綜合投資為41.53.5=21 萬元。本方案采用 6 臺 GG-1A(F)

58、型高壓開關(guān)柜，因此其綜合投資為61.53.5=31.5 萬元。比一臺主變的方案多投 10.5 萬元。經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)經(jīng)查表計(jì)算，主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維護(hù)管理費(fèi)每年為 8.8 萬元。本方案主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維護(hù)管理費(fèi)每年 11.58 萬元，比一臺主變的方案多投資 2.78 萬元?；S 10KV 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)17交供電部門一次性供電貼費(fèi) 按 800 元/kVA 計(jì)算，貼費(fèi)為20000.08 萬元=160 萬元貼費(fèi) 40000.08 萬元=320 萬元，比四臺主變的方案多 160 萬元。由上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變的結(jié)線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的結(jié)線方

59、案，但是按照經(jīng)濟(jì)指標(biāo)考慮，裝設(shè)一臺的結(jié)線方案明顯優(yōu)于裝設(shè)兩臺的結(jié)線方案，綜合考慮，因此選用裝設(shè)一臺主變壓器的方案。其參數(shù)如下所示: 型 號：S9-2000/10KV額定容量：2000KVA額定電壓：10KV 0.4KV空載電流：0.8空 載：3000W負(fù) 載：18000W阻抗電壓%：6%聯(lián)結(jié)組號：Yyn0變壓器的主結(jié)線方案設(shè)計(jì)【4】 【17】 【22】如下圖 2-3 所示：主變壓器的聯(lián)結(jié)組采用Yyn0。 陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書18圖 2-3 變壓器的主結(jié)線方案3 短路電流的計(jì)算3.1 短路電流計(jì)算的一般概述電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時(shí)通過的電流為短路電流。所謂短路是指相與相之化工廠 10K

60、V 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)19間的短接，或在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中一相或幾相與大地相接（接地） ，以及三相四線制系統(tǒng)中相線與中線短接。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬安） ，電源的電壓完全降落在短路回路中。3.1.1 短路的原因發(fā)生短路的主要原因是由于電力系統(tǒng)的絕緣被破壞。在大多數(shù)情況下，絕緣的破壞多數(shù)是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和未及時(shí)消除設(shè)備中的缺陷，以及設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)所，例如：過電壓、直接雷擊等，運(yùn)行人員的錯(cuò)誤操作，如帶負(fù)荷拉開隔離開關(guān)，或者檢修后未拆接地線就接通斷路器；在長期過負(fù)荷元件中，由于電流過大，載流導(dǎo)體的溫度升高到不能容許的程度，使絕緣加速