工廠供電課程設計

1、工廠供電課程設計-畢業(yè)論文 第一章 概述11.1設計題目11.2基本資料11.2.1廠區(qū)示意圖11.2.2全廠用電設備情況21.2.3負荷對供電質量要求21.2工廠供電意義41.3設計原則及設計要求41.4設計內容分析5第二章 外部供電方案設計62.1供用電情況分析62.2 主接線原則以及要求62.3供電方案72.3.1供電方案評價指標72.3.2供電方案72.3.3方案分析7第三章 總降壓變電站設計83.1供電方案的確定83.1.1指標計算83.1.2方案計算103.1.2經(jīng)濟計算123.1.3確定方案153.2工廠負荷計算及無功補償163.2.1 工廠的計算負荷163.2.2 功率補償17

2、3.3短路電流計算與短路點的確定193.3.1計算電路圖203.3.2短路電流計算等值電路圖203.3.3短路電流計算213.3.4短路電流計算結果表243.4 主要電氣設備的選擇253.4.1 一次設備按其功能來分，可分為以下幾類253.4.2 35KV側高壓電器設備的選擇253.4.3 10KV側電氣設備的選擇313.5 繼電保護設計與選擇333.5.1繼電保護器件介紹333.5.1高壓線路的繼電保護343.5.3電力變壓器的繼電保護363.6接地線路設計及保護383.6.1 過電壓的概念及形式383.6.2 防雷設計393.6.3 接地39第四章 廠區(qū)10KV配電系統(tǒng)設計原則概述 設計要

3、求達到的功率因數(shù)為0.9以上，顯然不符合要求，需要進行無功補償。無功功率的人工補償裝置：主要有同步補償機和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴容方便等優(yōu)點，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應用最為普遍。394.1變壓器臺數(shù)的選擇原則：394.2變壓器容量的選擇原則：404.3變壓器類型的選擇原則404.4導線與電纜的選擇40第五章 車間變電所設計原則概述41第六章 心得體會41參考文獻42第一章 概述1.1設計題目 課程設計題目名稱: 某鑄造廠總降壓變電所及廠區(qū)配電系統(tǒng)設計廠區(qū)示意圖圖1 某鑄造廠廠區(qū)平面布置圖1.空氣壓縮車間； 2.熔制成型（模具）車

4、間； 3.熔制成型（熔制）車間； 4.后加工（磨拋）車間； 5.后加工（封接）車間 6.配料車間； 7.鍋爐房； 8.其他負荷I；其他負荷II。全廠用電設備情況全廠負荷統(tǒng)計資料（第七參數(shù)）表1 某鑄造廠各車間負荷統(tǒng)計（第參數(shù)）序號車間名稱負荷類型設備容量（KW）序號車間名稱負荷類型設備容量（KW）1空壓車間18897鍋爐房5202模具車間14088其他負荷5003熔制車間15489其他負荷6104磨拋車間1200共計92165封接車間851同期系數(shù)0.96配料車間690全廠用電設備總安裝容量：9216kW 同期系數(shù)為0.9. 該廠為三班工作制，全年時數(shù)為8760小時，最大負荷利用小時數(shù)為560

5、0小時。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，其主要技術參數(shù)如下：主變容量為2×31.5MVA；型號為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母線三相短路容量：1918MVA；供電電壓等級：可由用戶選用35kV或10kV電壓供電；最大運行方式：按A變電站兩臺變壓器并列運行考慮；最小運行方式：按A變電站兩臺變壓器分列運行考慮；/km。（2）備用電源擬由B變電站提供一回10kV架空線作為備電源。系統(tǒng)要求僅在工作電源停止供電

6、時，才允許使用備用電源供電。（3）功率因數(shù)要求供電部門對該廠功率因數(shù)要求為：用35kV供電時，全廠總功率因數(shù)不低于0.90;用10kV供電時，全廠總功率因數(shù)不低于0.95。（4）電價實行兩部電價：基本電價：工廠總降壓變電所變壓器總容量×10元kVA?月；電能電價：按同學們工作所在地工業(yè)電價計算。（5）線路功率損耗在發(fā)電廠引起的附加投資按1000元kW計算。（6）進行工廠總降壓變電所35kV、10kV母線三相短路電流計算時，沖擊系數(shù)Kch均取1.8。安全?人和設備。 可靠?應滿足用戶可靠供電的要求。優(yōu)質?電壓和頻率等質量的要求經(jīng)濟?供電系統(tǒng)的投資運行費用盡可能地節(jié)約電能和有色金屬的消耗

7、量。合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。供電工作全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設計，是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質，生產(chǎn)工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟的分配電能問題。其基本內容有以下幾方面。 1、負荷計算全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎上進行的?？紤]車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計算負荷及總功率因數(shù)。列出負荷計算表、表達計算成果。、工廠總降壓變電所主結線設計根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、

8、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，安裝容易維修方便。、工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選擇參考電源進線方向，綜合考慮設置總降壓變電所的有關因素，結合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量。4、廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設計根據(jù)廠內負荷情況，從技術和經(jīng)濟合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負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，計算出導線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消耗量等綜合技術經(jīng)濟條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線路結構與敷設方式設計。用廠區(qū)高壓線路平面布置圖，敷設要求和架空線路桿位

9、明細表以及工程預算書表達設計成果。5、工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下的短?路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。、變電所高、低壓側設備選擇參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應的額定值，選擇變電所高、低壓側電器設備，如隔離開關、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關柜等設備。并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗。用總降壓變電所主結線圖，設備材料表和投資概算表達設計成果。、繼電保護及二次結線設計為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器

10、、高壓電動機、母線分段斷路器及聯(lián)絡線斷路器，皆需要設置相應的控制、信號、檢測和繼電器保護裝置。并對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數(shù)。?、變電所防雷裝置設計參考本地區(qū)氣象地質材料，設計防雷裝置。進行防直擊的避雷針保護范圍計算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計算，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。進行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗以及沖擊接地電阻計算。高壓供電系統(tǒng)的設計要以安全、可靠運行為原則，同時兼顧運行的經(jīng)濟性和靈活性。以此，主接線的正確、合理設計，必須綜合處理各個方面的因素，經(jīng)過技術、經(jīng)濟論證比較后方可確定。本變電所有兩路電源，正常運行時

11、候一路運行一路備用。 1-6車間為長期連續(xù)負荷，要求不間斷供電。停電時間超過2分鐘將造成產(chǎn)品報廢，停電時間超過半小時，主要設備將受到損壞，故這6個車間定為級負荷。全廠停電將會造成十分嚴重的經(jīng)濟損失。本廠為三本工作制，全年工作小時數(shù)為8760小時，最大負荷利用小時數(shù)為5600小時，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候才允許備用電源供電。實行兩部電價：基本電價：工廠總降壓變電所變壓器總容量×10元kVA?月；電能電價：按工作所在地工業(yè)電價計算。2.2 主接線原則以及要求 主接線圖即主電路圖，是表示系統(tǒng)中電能輸送和分配路線的電路圖，亦是一次電路圖。而用來控制指示檢測

12、和保護一次設備運行的電路圖，則稱二次電路圖，或二次接線圖，通稱二次回路。二次回路是通過電流互感器餓電壓互感器與主電路相聯(lián)系的。具體要求如下1、安全 符合有關國家標準和技術規(guī)范的要求，能充分保證人身和設備的安全2、可靠 應滿足電力負荷特別是期中一二級負荷對供電系統(tǒng)的可靠性的要求。3、靈活 應能適應必要的各種運行方式，便于切換操作和檢修，且適應符合的發(fā)展。4、經(jīng)濟 在滿足上述要求的前提下，應盡量是主接線簡單，投資少，運行費用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。1、線路和設備的綜合投資額 包括線路和設備自身的價格、運行費、管理費、基建安裝費等?？砂凑债?shù)仉姎獍惭b部門的規(guī)定計算。2、變配電系統(tǒng)的年運行費用

13、 包括線路哥設備的折舊費、維修管理費和電能損耗費等。線路哥設備的折舊費和維修管理費，通常都取為線路和設備綜合投資的一個百分數(shù)。而電能損耗費，則根據(jù)線路和變壓器的年電能損耗計算。總的年運行費即為以上線路變壓器折舊費、維修費與年能損耗費之和。3、供電貼費 有關法規(guī)還規(guī)定申請用電，用戶必須向相關供電部門一次性地繳納供電貼費。4、線路上的有色金屬消耗量 指導線和電纜的有色金屬耗用的重量。該廠供電電源可由35KV高壓線和10KV高壓線提供，可作出三種供電電源設計。方案3.電源由35KV高壓線提供，10KV高壓線作為備用電源。因供電系統(tǒng)的基本要求是安全、方案一：工作電源與備用電源均采用35KV電壓供電。在

14、這個方案中總降壓變電所內裝設兩臺主變壓器。工廠總降壓變電所的高壓側接線方式可采用單母線分段接線和內橋接法。通過經(jīng)濟技術比較可知內橋接線優(yōu)于單母線分段接線，故采用內橋接線作為本方案的接線方式。方案的優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：供電電壓高，線路功率損耗小，電壓損失小，調壓問題容易解決，要求的功率因數(shù)低，所需的功率補償容量小，可減少投資，供電的安全穩(wěn)定性高。缺點：工廠內要設有總降壓變電所，占用的土地面積較大。降壓變電所要裝有兩臺主變壓器，投資及運行費用較高。方案二：工作電源和備用電源均采用10KV高壓線供電。兩路電源進線均采用斷路器控制。方案的優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：工廠內不設主變壓器，可以簡化接線，降低了投資及運

15、行費用。工廠內不設降壓變電所可以減少土地占有面積，減少工作人員及運行維護工作量。缺點：供電電壓低，線路的功率損和電壓損耗大，要求的功率因數(shù)大，需要補償?shù)臒o功補償容量大，補償裝置的費用會增加。工廠內設總配電所，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，裝設一臺主變壓器。用架空線引入降壓變電所，10KV作為備用電源。10KV經(jīng)過降壓變后接在10KV的一段配電母線上，10KV接在另一段配電母線上。方案的優(yōu)缺點分析：優(yōu)點：本方案的經(jīng)濟技術指標介于方案一和方案二之間，由于原始資料要求正常供電時只用一路供電，出現(xiàn)故障時方用備用電源，備用電源供電時間較少。因此該方案既能滿足供電的安

16、全可靠性又可降低投資及維護費用。第三章 總降壓變電站設計經(jīng)過計算可以得到全廠的計算負荷為5875.2kw,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，型號為SJL1-5000/35，電壓為35/10KV,查表可得變壓器的主要技術參數(shù)為：空載損耗 短路損耗阻抗電壓 空載電流變壓器的有功功率損耗： Pb nP0+Pk Sjs/Sbe 2/n （n為變壓器臺數(shù)）Sjs 5975.2KVA； Sbe 5000KVA; 已知n 2；經(jīng)過計算可得變壓器的有功功率損耗為： 變壓器的無功功率損耗：一臺變壓器運行的有功功率損耗為：一臺變壓器運行的無

17、功功率損耗為35KV線路的功率： Pjs+ Qjs+ /35KV線路的功率因數(shù)：Cos由負荷計算知，該廠最大負荷時功率因數(shù)只有0.63。而供電部門要求該廠10KV進側最大負荷時功率因數(shù)不小于0.92，二次側大于0.86，因此現(xiàn)有情況明顯不符合要求。 要使功率因數(shù)由0.63提高到0.95，必須裝設無功補償裝置，其容量為： Qc P30 tan-tan P30tan arccos0.63 -tan arccos0.95 3914.9× 1.20-0.33 3405.9 kvar 工廠裝設了無功補償裝置后，在確定補償?shù)攸c以前的總的計算負荷時應扣除無功補償容量，即總的無功計算負荷為： Q30

18、-Qc 4381.6-3405.9 975.7 kvar 補償后總的視在計算負荷為： 4034.7 KV.A 計算功率損耗：高壓側計算負荷： P30 1 /補償后的工廠功率因數(shù)：電流流過導線時候要產(chǎn)生電能損耗，使導線發(fā)熱。裸導線的溫度過高時會使接頭處得氧化加劇，增大接觸電阻，使之進一步氧化，如此惡性循環(huán)最終可能導致短線，為了保證供電系統(tǒng)的正常穩(wěn)定節(jié)能工作，通過導線的最大的最大電流不能大于導線的載流量。為保證供電系統(tǒng)安全可靠優(yōu)質經(jīng)濟的運行，根據(jù)國家電線技術的有關規(guī)定，選擇導線和電纜界面時候必須滿足以下條件：1、發(fā)熱條件 導線和電纜在通過正常最大度和電流即計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度不應該超過正常運行

19、時允許的最高允許溫度2、電壓損耗條件 導線和電纜在通過正常最大負荷電流產(chǎn)生的電壓損耗，不應該超過正常運行時候允許的電壓損耗。對于工廠內較短的電壓線路，可不進行電壓損耗校驗。3、經(jīng)濟電流密度 35kv及以上的高壓線路及35KV以下的長距離，大電流線路例如較長的電源進線和電弧爐的短網(wǎng)進線，其導線截面宜按照經(jīng)濟電流密度選擇，以使年運行費用最低，工廠內10KV及以下的線路通常不按照經(jīng)濟電流密度進行選擇。4、機械強度 導線截面不應小于其最小允許截面。對于電纜，不必校驗其機械強度，但需要校驗其短路熱穩(wěn)定度。母線則應校驗其短路的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。電壓損失計算由于線路存在著阻抗，所以通過負荷電流時要產(chǎn)生電壓

20、損失。一般線路的允許電壓損失不超過5%（對線路的額定電壓）。如果線路的電壓損耗超過允許值，應適當加大導線截面，使其滿足允許電壓損耗的要求。 方案一 供電電源電壓損失（下列公式中的為補償后的數(shù)據(jù)） （0.853955.25+0.4171177.45） 電壓損失合格備用電源電壓損失 （0.853955.27+0.351177.47）/35 電壓損失合格方案二 根據(jù)計算得到全廠計算負荷為5875.2KVA，10KV線路上的計算電流為 Ijs Sjs/ 339A電壓損失： 0.463914.95+0.3654381.65 /10同理可得： （0.463914.97+0.3654381.67）/10 方

21、案二不滿足電壓損失要求 方案三 根據(jù)計算全廠計算負荷為5875.2KVA,廠內總降壓變電所設主變壓器一臺，其相關數(shù)據(jù)為： 空載損耗： 短路損耗為：變壓器的有功功率損耗：已知 n 1, Sjs 5875.2KVA Sbe 5000KVA所以 6.9+45（5875.2/5000）2 69KW變壓器的無功功率損耗為：235KV線路的功率因數(shù)為： 根據(jù)國家電線產(chǎn)品技術標準的相關規(guī)定，經(jīng)過查表，35KV線路選用LGJ-35鋼芯鋁絞線架設。幾何均距確定為2.5m。查表得r 0.85,X 0.35.電壓損失計算： （L 5） （0.853955.25+0.3511177.45） 電壓損失合格10KV備用電

22、源僅用于一級負荷供電，經(jīng)過計算可得一級負荷的計算負荷為4799.8KVA，10KV線路的計算電流為： 電壓損失為： （0.274559.87+0.3351498.77）/10但是考慮到是作為備用電源，不是經(jīng)常使用，還是基本滿足要求，通過提高供電側的電壓還可以得以改善。方案一的基建投資設備名稱型號規(guī)格單價 萬元 數(shù)量綜合投資電力變壓器SJL1-5000/357.00214.00線路投資LGJ-351.005+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1000元/kw137.4513.745合計47.745方案一的年

23、運行2.75基本電價費用500012410-424.00合計32方案三的基建費用設備名稱型號規(guī)格單價 萬元 數(shù)量綜合投資電力變壓器SJL1-5000/357.0017.00線路投資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1000元/kw130.4513.045合計37.475方案三的年運行費用0.0510-71.65變壓器電能損耗6.98760+45 6528.6/5000 25600 0.05*10-72.45基本電價費用500012410-424.00合計3

24、0.46兩種方案的經(jīng)濟比較方案費用方案一方案三差價基建費用47.74537.47510運行費用3230.461.54方案一：方案可靠，運行靈活，線路損失小，但是要裝設兩臺主變壓器和三臺斷路器，投資巨大。方案二：工作電源及備用電源均采用10KV線路，無需裝設主變壓器。但是線路損失太大，無法保證一級負荷長期運行的正常供電，故排除。方案三：正常運行時，線路損失小，電壓損失低，能滿足一級負荷長期運行的供電要求，當35KV線路出現(xiàn)故障進行檢修時10KV線路進行供電，這時候線路損失大，但是考慮到供電時間短，且這種情況很少出現(xiàn)，綜合安全可靠經(jīng)濟的考慮，方案三比方案一少一臺主變壓器和兩臺35KV斷路器，故方案

25、三最適合作為供電方案。通過經(jīng)濟技術指標計算后的比較，確定使用方案三供電，即正常工作時由35KV線路供電，出現(xiàn)故障時，用10KV線路供電.10KV供電線路采用單母線分段 。 具體接線方式設計如下：1. 總降壓變電所設一臺主變壓器，型號為SJL1-5000/35.以35KV架空線從電力網(wǎng)引入作為供電電源，在變壓器的高壓側裝設一臺SW2-35型少油斷路器，便于變電所的控制和維修。2.主變壓器低壓側經(jīng)少有斷路器型號為SN-10-10，接在10KV母線的一個分段上，另一路以10KV架空線引入作為備用電源，也經(jīng)過少有斷路器接在10KV母線的另一個分段上。3.總降壓變電所的10KV側采用單母線分段接線，選用

26、LMY型硬鋁線，用10KV少有斷路器將母線分段。4.各個車間的一級負荷都由兩段母線供電，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)生故障停電進行檢修時候才能投入使用，因此在正常生產(chǎn)時，主變壓器兩邊開關合上。10KV母線分段開關合上，備用電源開關斷開，在備用電源電源開關上裝設備用電源自動投入裝置APD,當工作電源出現(xiàn)故障時，自動投入備用電源，保證一級負荷的正常生產(chǎn)用電。6.主變壓器檢修時只需合上10KV備用電源進線開關，這樣就可以保證一級負荷的正常供電。 3.2.1 工廠的計算負荷供電系統(tǒng)要能安全可靠的正常運行，各個元件都必須選擇得當，除了滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是

27、要滿足負荷電流的要求。因此有必要對供電系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。通過負荷的統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各個元件的負荷值，稱為計算負荷。我國目前普遍采用的確定用電設備計算負荷的方法，有需求系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法是國際上普遍采用確定計算負荷的基本方法，最為簡便。二項式法的局限性比較大，但是確定設備臺數(shù)較少而容量差別懸殊的分支干線的計算負荷時，較之需要系數(shù)法合理，切計算比較簡便。需要系數(shù)法基本公式無功計算負荷為：Q30 P30tan視在計算負荷： S30 P30/COS多組用電設備計算負荷的確定確定多組用電設備的計算負荷時，應結合具體情況對其有功負荷及無功負荷分別計入

28、一個同時系數(shù)K和K總的有功計算負荷為： P30 總的無功計算負荷為： Q30 總的計算負荷為： S30 根據(jù)多組用電設備計算負荷的確定公式及題目要求，可分別得出鑄造廠各個車間的計算負荷及總的計算負荷，其計算結果如下表所示 序號車間名稱負荷類型計算負荷設備容量PjsQjsSjs1空壓車間1889944.5963.41349.12模具車間1408492.8576.6758.53熔制車間1548928.81040.31394.64磨拋車間1200480638.4798.75封接車間851272.3321.3421.16配料車間690276331.2431.17鍋爐房520416395.2573.88

29、其他負荷500265283.6388.19其他負荷610274.5318.4420.4共計92164349.94868.46528.6同期系數(shù)0.90.90.90.9總計算負荷3914.94381.65875.2 3.2.2 功率補償 工廠中由于有大量的感應電動機、電焊機、電弧爐及氣體放電燈等感性負載，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)揮設備潛力、改善設備運行性能、提高自然功率因數(shù)的情況下，尚達不到規(guī)定的功率因數(shù)要求，則需要增設無功功率補償裝置。這將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應降低，既節(jié)約電能又提高電壓質量，而且可選較小容量的供電設備和導線電纜，因此提高功率因數(shù)對供電系統(tǒng)大

30、有好處。1、無功補償后的工廠計算負荷： 工廠裝設了無功補償裝置后，在確定補償?shù)攸c以前的總的計算負荷時應扣除無功補償容量，即總的無功計算負荷為： Q30-Qc補償后總的視在計算負荷為： 2、無功補償容量：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，型號為SJL1-5000/35，電壓為35/10KV,查表可得變壓器的主要技術參數(shù)為：空載損耗 短路損耗阻抗電壓 空載電流變壓器的有功功率損耗： Pb nP0+Pk Sjs/Sbe 2/n （n為變壓器臺數(shù)）Sjs 5975.2KVA； Sbe 5000KVA; 已知n 2；經(jīng)過計算可得變壓器的有功功率

31、損耗為： 變壓器的無功功率損耗：一臺變壓器運行的有功功率損耗為：一臺變壓器運行的無功功率損耗為35KV線路的功率： Pjs+ Qjs+ /35KV線路的功率因數(shù)：Cos3無功功率補償由負荷計算知，該廠最大負荷時功率因數(shù)只有0.63。而供電部門要求該廠10KV進側最大負荷時功率因數(shù)不小于0.92，二次側大于0.86，因此現(xiàn)有情況明顯不符合要求。 要使功率因數(shù)由0.63提高到0.95，必須裝設無功補償裝置，其容量為： Qc P30 tan-tan P30tan arccos0.63 -tan arccos0.95 3914.9× 1.20-0.33 3405.9 kvar 工廠裝設了無功

32、補償裝置后，在確定補償?shù)攸c以前的總的計算負荷時應扣除無功補償容量，即總的無功計算負荷為： Q30-Qc 4381.6-3405.9 975.7 kvar 補償后總的視在計算負荷為： 4034.7 KV.A 計算功率損耗：高壓側計算負荷： /補償后的工廠功率因數(shù)：短路是指不同電位的導體之間電氣短接，這是電力系統(tǒng)中最常見的一種故障，也是電力系統(tǒng)中最嚴重的一種故障。短路按性質分可分為對稱短路和非對稱性短路，三相短路屬于對稱性短路，其他形式的短路均為非對稱性短路。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重。為了使電

33、力系統(tǒng)的電氣設備在最嚴重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，因此作為選擇和校驗電氣設備的短路計算中，以三相短路計算為主。短路電流的計算，常用的有歐姆法和標幺值法。（本次設計采用標幺值法）為了選擇高壓電氣設備，整定繼電保護，需要計算總降壓變電所35KV側、10kv母線以及廠區(qū)高壓配電線路末端的短路電流。（因10KV母線與10KV配電線路末端的短路電流差別較小，所以只計算主變壓器高低壓側兩邊的短路電流。）3.3.2短路電流計算等值電路圖 1 基本等值電路（2）最大運行方式下的等值電路（3）最小運行方式下的等值電路1、計算各元件的電抗標么值 設基準容量為Sj 1000MVA,基準電壓Uj1 37KV,Uj2

34、 10.5KV.根據(jù)已知條件就可以求出各個元件的電抗標么值： 1 電源： 2 三圈變壓器： X1* 1/2（Ud1-2+Ud1-3-Ud2-3）/100Sj/ Sbe X2* 1/2（Ud1-2+Ud2-3-Ud1-3）/100Sj/ Sbe -0.08 取其絕對值 3 線路： Xl* X0LSj /U2J1 0.451000 /372 4 雙線圈變壓器： Xb* Ud%/100Sj/Sbe 7/1001000/5 142、計算35KV側短路電流（1）最大運行方式下： 短路電流Id1 Id2 I*d1Sj/ Uj1 SJ 1000MVA,UJ1 37KV 短路電流有效標么值Id* Id* 1/

35、d* I*d1 1/d1* 1/XX*+ 1/2 X1*J+ 1/2 X2J*+XL* 1/0.52+ 1/2 3.41+ 1/2 0.08+1.46最大運行方式下d1點的短路電流：Id1 I*d1Sj/ Uj1 最大運行方式下d1點的短路沖擊電流： 最大運行方式下d1點的短路沖擊電流有效值： 最大運行方式下短路容量：Sd1 I*d1Sj 0.2691000 269MVA最小運行方式下:短路電流Id1Id1 I*d1Sj/ Uj2 SJ 1000MVA,UJ1 37KV 短路電流有效值標么值Id*Id* 1/d* I*d1 1/d2* 1/XX*+X1*J+X2J*+XL* 1/0.52+3.

36、41+0.08+1.46最小運行方式下d1點短路電流： Id1 I*d1Sj/ Uj1 最小運行方式下d1點短路沖擊電流： 最小運行方式下d1點短路沖擊電流有效值： 最小運行方式下d1點的短路容量： Sd1 I*d1Sj 0.181000 183MVA計算10KV側短路電流（1）最大運行方式下：短路電流Id2Id2 Id2* sj/ Uj2 Sj 1000MVA,Uj2 10.5kv 短路電流有效標么值Id* Id* 1/d* I*d2 1/d2* 1/XX*+ 1/2 X1*J+ 1/2 X2J*+XL*+Xb* 1/0.52+ 1/2 3.41+ 1/2 0.08+1.46+14最大運行方

37、式下d2點短路電流：Id2 I*d2Sj/ Uj2 最大運行方式下d2點短路沖擊電流；最大運行方式下d2點短路沖擊電流有效值:最大運行方式下d2點的短路容量： Sd2 I*d2SJ 0.0561000 56MVA 2 最小運行方式下：短路電流Id2 Id2 I*d2Sj/ Uj2 Sj 1000MVA,Uj2 10.5kv 短路電流有效標么值Id* Id* 1/d* I*d2 1/d2* 1/XX*+X1*J+ X2J*+XL*+Xb* 1/0.52+3.41+0.08+1.46+14最小運行方式下d2點的短路電流:最小運行方式下d2點短路電流沖擊系數(shù)：最小運行方式下d2點的短路沖擊電流有效值

38、：最小運行方式下d2點短路容量： Sd2 I*d2SJ 0.0511000 51MVA序號短路點運行方式短路電流Id KA 沖擊電流IC KA 短路容量（MVA）135KVd1最大4.1910.7269135KVd1最小2.857.27183210KVd2最大3.17.9156210KVd2最小2.87.14513.4 主要電氣設備的選擇變配電所中承擔輸送和分配電能任務的電路，稱為一次電路，或稱為主電路、主接線。一次電路中所有電氣設備成為一次設備或一次元件。3.4.1 一次設備按其功能來分，可分為以下幾類1、變換設備 其功能是按照電力系統(tǒng)運行的要求改變電壓或電流、頻率等。例如電力變壓器、電壓互

39、感器、電流互感器等。2、控制設備 其功能是按照電力系統(tǒng)運行的要求來控制一次電路的通斷，例如各種高低壓側開關。3、保護設備 其功能是用來對電力系統(tǒng)進行過電流和過電壓的保護，例如熔斷器和避雷器。4、補償設備 其功能是用來補償電力系統(tǒng)的無功功率，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，例如并聯(lián)電容器。5、成套設備 它是按照一次電路接線的方案要求，將有關一次設備及控制、指示、監(jiān)測和保護一次設備的二次設備組合為一體的電氣設備，例如高壓開關柜、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和配電裝置達到安全經(jīng)濟運行的重要條件，在進行電氣設備選則時在保證可靠地前提下，應該積極而穩(wěn)妥的采用新技術、新工藝，并注意節(jié)省投資

40、，選擇合適的電器。并要按照短路狀態(tài)進行校驗熱穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。3.4.2 35KV側高壓電器設備的選擇35KV隔離開關的選擇高壓隔離開關的功能主要是隔離高壓電源，以保證其他設備和線路的安全檢修。隔離開關沒有專門的滅弧裝置，不允許帶負荷操作。然而可用來隔離一定的小電流，勵磁電流不超過2A的空載變壓器，電容電流不超過5A的空載線路及高壓互感器和避雷電路。高壓隔離開關按安裝地點不同，可分為戶內及戶外兩大類。一般35KV戶外型配電裝置多采用三柱式隔離開關。額定電壓選擇2、額定電流選擇 3、熱穩(wěn)定度校驗 It2 Qk4、動穩(wěn)定度校驗 Ics iim 因為選擇的隔離開關為總降壓變電所主變壓器回路的隔離開關

41、，所以最大持續(xù)電流和短路電流引起的熱效應都與斷路器引起的相同。即有： UNS 35（KV） I 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關的最大持續(xù)短路電流及短路電流引起的熱效應值及安裝在戶外的要求，可選用GW5-35G/600-72戶外型隔離開關。相關參數(shù)見下表。計算數(shù)據(jù)SW2-35/600斷路器UNS35 KV UN35 KV I86.6 A IN600 A Iim10.7 KA iCs72 KA Qk70.56 KA 2*SIt.2.t162*4 1024 KA 2*S35KV斷路器的選擇高壓斷路器的功能是：不僅能通過正常負荷電流，而且能接通和承受一定

42、時間的短路電流，并您能在保護裝置的作用下自動切除短路故障。一般35KV及以下的戶內配電裝置中都采用少有斷路器。35KV高壓熔斷器的選擇原則2.額定電流選擇 3.開斷電流選擇 ： 高壓斷路器的額定開斷電流不應小于實際開斷瞬間的短路次暫態(tài)電流。4.短路關和電流選擇：為了保證斷路器在關合短路時的安全，斷路器的額定關合電流應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：根據(jù)規(guī)定，在發(fā)電機、變壓器回路一般考慮1.05倍的額定電流，因此有： I 1.05In 1.05*82.48 86.6 A Un 35KV根據(jù)35KV斷路器的Un、I及安裝在屋外的要求，查表

43、，可選SW2-35/600型斷路器。取短路時間為t 4s I2s I4s 4.2（KA） ic 10.7 KA 短路電流周期分量熱效應值為：Qp tk/12* +10Ik/22+Ik2 4* 4.2*4.2+10*4.2*4.2+4.2*4.2 /12 70.56 KA 2*S根據(jù)設計手冊規(guī)定：原理發(fā)電廠的變電所及配電網(wǎng)無需考慮非周期分量的影響，故不計非周期分量的熱效應。因此短路電流引起的熱效應即為周期分量引起的熱效應。 Qk Qp 70.56 KA 2*S斷路器的有關參數(shù)見下表計算數(shù)據(jù)SW2-35/600斷路器UNS35 KV UN35 KV I86.6 A IN600 A I”4.2 KA

44、 INbr6.6 KA Iim10.7 KA iNC117 KA Qk70.56 KA 2*SIt.2.t6.62*4 174.24 KA 2*Siim10.7 KA ics17 KA Sd269 MVA SN400 MVA 由選擇結果可見各項結果均能滿足要求，故所選型號SW2-35/600型號少油斷路器合格 。通過檢查表中的數(shù)據(jù)可知所選隔離開關合格。35KV側電流互感器的選擇電流互感器又稱變流器，從基本結構和工作原理來說，互感器就是一種特殊的變壓器。電流互感器的結構特點是一次繞組匝數(shù)很少，有點甚至沒有一次繞組，一次繞組導體相當粗；二次繞組匝數(shù)很多，導體很細。工作時，一次繞組接在一次電路中，二

45、次繞組則與儀表、繼電器等的電流線圈串聯(lián)組成閉合回路。由于電流線圈的阻抗較小，所以在電流互感器工作時二次回路接近于短路狀態(tài)。1、電流互感器的類型及型號電流互感器的類型很多。按一次繞組的匝數(shù)分，有單匝式和多匝式。按一次電壓分有高壓和低壓兩大類，按用途分有測量和保護兩大類。2、電流互感器的選擇及校驗電流互感器應按裝設地點的條件及額定電壓、一次電流、二次電流、準確度等級等進行選擇，并校驗其短路動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度?；ジ衅鞫呜摵蒘2不得大于準確度等級所限制的額定二次負荷S2N S2N S2動穩(wěn)定度驗證條件為： Kes*I1N ish 3 熱穩(wěn)定度的驗證條件為： KtI1N i 3 根據(jù)電流互感器安裝在3

46、5KV電網(wǎng)，最大電流為86.6A，查表選擇型號為LCW-35的油浸式電流互感器。其作用為繼電保護、電流測量及電度計量。選用0.5級，其二次負荷阻抗為2，互感器變比為150/5,動穩(wěn)定度為Kes 100,熱穩(wěn)定度為Kt 65. 儀表名稱儀表型號電流線圈數(shù)目A相B相C相VAVAVA電流表IT1-A130.123O.1230.12功率表ITI-W21.450.0581.450.058有功電表DS-120.50.020.50.02無功電表DX-120.50.020.50.02合計5.450.21830.125.450.218由上表可以看出，A、C相負荷最大，為Sn 5.45VA.其阻抗為：電流互感器選

47、擇為不完全星形接線，連接線的計算長度Lc ,則有：S （1.75-8 ）/ 2-0.218-0.1 熱穩(wěn)定度校驗：動穩(wěn)定度校驗：通過計算比較可知所選的電流互感器滿足要求。電壓互感器的選擇1、電壓互感器相當于降壓變壓器，其特點是一次繞組匝數(shù)多，二次繞組匝數(shù)較少，工作時一次繞組并聯(lián)在一次電路中，而二次繞組則并聯(lián)儀表、繼電器的電壓線圈。2、電壓互感器按照相數(shù)可分為單相和三相兩類，按照絕緣及冷卻方式可分為干式和油浸式兩大類3、電壓互感器應按裝設地點的條件及一次電壓、二次電壓、準確度等條件進行選擇。由于它的一次、二次側均由熔斷器保護，故不用進行短路穩(wěn)定度的校驗。電壓互感器的準確度與其二次負荷有關，滿足的

48、條件與電流互感器相同。即：S2N24、電壓互感器的使用注意事項（1） 電壓互感器工作時其二次側不得短路（2） 電壓互感器的二次側一端必須接地（3） 電壓互感器在連接時候也應該注意其端子的極性35KV側裝設電流表三只，電壓表一只，功率表一只，有功電度及無功電度表各一只。35KV電壓互感器二次側計算負荷表儀表名稱儀表型號電壓線圈數(shù)目COS每個線圈消耗功率（VA）負荷AB相 BC相PabQabPbcQbc電壓表ITI-V114.54.5功率表IDI-W210.750.750.75有功電表DS-I20.381.50.571.390.571.39無功電表DX-I20.381.50.571.390.571

49、.39 合計6.392.781.892.78求各相負荷A相負荷為：PA 1/ SabCOS 0 1/QA 1/SabSin 1/B相負荷為：PB 1/ SabCOS 0 +SbcCOS 1/QB 1/ SabSin 0 +SbcSin 1/C相負荷為：PC 1/SbcCOS 1/QC 1/SbcSin 1/經(jīng)過對比三相負荷可知，B相負荷較大，故應按B相總負荷進行選擇查表可選JDJJ-35型單相油浸式電壓互感器，其0.5級的二次繞組額定容量為150VA。按照B相總負荷進行校驗SB 5.82 150/3 50VA 故所選JDJJ-35型單相油浸式電壓互感器滿足要求。3.4.3 10KV側電氣設備的

50、選擇 變壓器低壓側及備用電源進線設備的選擇 10KV側電氣設備選擇參數(shù)比較表設備名稱型號計算數(shù)據(jù)電壓互感器JDJ-10電流互感器LAT-10-300/5斷路器SN10-10隔離開關GD6-10T/600UN 10KV10KV10KV10KV10KVIN 273A600A300/5A600A600AIc 7.91KA52KA57KA52KA52KASK 56MVA350MVAI2tj 37.94 ka 2.s2000 KA 2.S900 KA 2.S1632 KA 2.S2000 KA 2.S根據(jù)列表比較，各種設備均能滿足要求，選選設備合格。10KV饋電母線設備的選擇以負荷最大的空氣壓縮車間為例，選用GG-10型高壓開關柜。10KV饋電線路設備選擇見下表。設備名稱型號計算