機(jī)械加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì)【精選文檔】

1、機(jī)械加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì)【精選文檔】電力工程課程設(shè)計(jì) 課題名稱：某機(jī)修廠機(jī)械加工一車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì) 姓 名: 羅佳佳學(xué) 號(hào): P092013869專業(yè)班級(jí)： 09級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化2班 學(xué) 院： 電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師： 馬安仁 摘 要本設(shè)計(jì)是機(jī)械廠機(jī)加工車間的低壓配電系統(tǒng)及車間變電所供電系統(tǒng).本文首先進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)功率因數(shù)的要求在低壓母線側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償，進(jìn)而確定對(duì)主變器容量、臺(tái)數(shù),從經(jīng)濟(jì)和可靠性出發(fā)確定主接線方案。其次,通過短路電流計(jì)算出最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式下的短路電流，確定導(dǎo)線型號(hào)及各種電氣設(shè)備.最后根據(jù)本廠對(duì)繼電保護(hù)要求，確定相關(guān)的保護(hù)方案和

2、二次回路方案。本設(shè)計(jì)采用需用系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，無功功率補(bǔ)償采用低壓側(cè)電容并聯(lián)補(bǔ)償方法,這種方法能補(bǔ)償?shù)蛪簜?cè)以前的無功功率、經(jīng)濟(jì)效益比較好。根據(jù)機(jī)械加工車間用電特點(diǎn)和需求，主接線方案采用了高壓側(cè)無母線、低壓側(cè)單母線分段的主接線方案。根據(jù)干式變壓器與油浸變壓器在經(jīng)濟(jì)和安裝條件對(duì)比，選擇兩臺(tái)SC9-500/10系列干式變壓器。在仔細(xì)研究各負(fù)荷的實(shí)際數(shù)據(jù),并嚴(yán)格按照國家規(guī)定，依照以上設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)本供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，以到達(dá)提高生產(chǎn)效益的目的。關(guān)鍵詞：低壓配電系統(tǒng)；負(fù)荷計(jì)算；主接線；變電所;短路計(jì)算 Abstract This design is the factory machining worksh

3、op of low voltage distribution system and workshop substation power supply system. This paper conducted a load calculation， according to the requirements of power factor in the low-pressure side of the bus reactive power compensation， and to determine the capacity of the transformer device， the numb

4、er of units， starting from the economic and reliability to determine the main terminal program.Secondly， calculate the maximum short circuit current operation mode and minimum operating mode of the short circuit current to determine the wire type and variety of electrical equipment.Finally， accordin

5、g to the factory on protection requirements， identify relevant programs and secondary circuit protection program. This design uses the need coefficient method for the load calculation, reactive power compensation capacitor in parallel with lowpressure side of the compensation method, this method can

6、 compensate for lowvoltage side of the previous reactive power, economic efficiency is better。 According to machine shop characteristics and needs of electricity, the main connection schemes using nonbus high side， low side of the single-bus section of the Main Wiring.According to drytype transforme

7、rs and oil immersed transformers and installation conditions in the economy compared to select two SC9-500/10 series of dry-type transformers. Only then carefully studies the factory the actual data， strictly stipulated according to the country， and only then may design an economy reliable power sup

8、ply system through the above design procedure, thus arrives the enhancement production benefit the goal. Keywords: Low Voltage Distribution System; Load Calculation； Main Connection; Substation; Short circuit calculation目 錄1 緒論11.1 設(shè)計(jì)背景、目的及意義 11.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 11.3 設(shè)計(jì)原則 12 負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償 22.1 負(fù)荷計(jì)算 22。1.1 負(fù)荷計(jì)算的方法

9、及其適用范圍 22。1.2 需用系數(shù)法 22。1.3 負(fù)荷確定 42.2 無功功率補(bǔ)償 52.2.1 無功功率補(bǔ)償概念 52.2.2 無功補(bǔ)償提高功率因數(shù)的意義 52。3 無功補(bǔ)償容量計(jì)算 62。3.1 無功功率補(bǔ)償方式選擇 62.3。2 無功補(bǔ)償容量的確定 82。3.3 補(bǔ)償容量計(jì)算 93 變電所主接線方案設(shè)計(jì)及變壓器選擇 103。1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)與容量選擇 103。1。1 選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則 103。1。2 主變壓器的確定 113.2 總配變電所的主接線方案比較選擇 124 短路電流的計(jì)算及一次設(shè)備的選擇原則 144。1 短路計(jì)算 144.1。1 短路電流計(jì)算目的 14

10、4。1.2 采用三相短路電流計(jì)算為標(biāo)準(zhǔn)的原因 144.1.3 短路電流計(jì)算的方法步驟 144.1.4 短路電流計(jì)算 154。2 一次設(shè)備選擇 164。2。1 概述 164。2。2 一次設(shè)備的選擇原則 164.2.3 按短路情況校驗(yàn)電器的穩(wěn)定性 164.2。4 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn) 185 車間變電所高低壓進(jìn)出線選擇 225。1 高壓進(jìn)線選擇 225。2 低壓出線選擇 236 車間配電線路設(shè)計(jì) 256.1 車間配電線路結(jié)線方案 256.2 動(dòng)力配電箱的選擇 256。3 刀開關(guān)的選擇 266.4 配電線路敷設(shè)方式 267 二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)整定 267.1 概述 267.2 繼電保護(hù) 27

11、7。2.1 繼電保護(hù)的要求 277。2。2 過電流保護(hù) 277。2。3 電流速斷保護(hù) 287。3 變壓器保護(hù) 287.3。1 概述 287。3.2 車間變電所的各分廠變壓器保護(hù) 287.3。3 降壓變電所變壓器保護(hù) 297。4 繼電保護(hù)的選擇與整定 297.4.1 繼電保護(hù)的種類 297。4。2 反時(shí)限過電流保護(hù) 298 防雷與接地 328。1 概 述 328.2 防雷與接地 328.2。1 防雷裝置 328.2。2 架空線路的防雷保護(hù) 328.2。3 車間變電所的防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì) 338.2。4 電力系統(tǒng)的接地 338.2。5 配電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) 349 車間照明設(shè)計(jì) 359.

12、1 光源分類 359.2 車間及各變電所光源的合理選擇 3510 結(jié)論 39謝辭 40參考文獻(xiàn) 41附錄一 一車間負(fù)荷詳細(xì)計(jì)算 42附錄二 短路電流計(jì)算 46附錄三 機(jī)加工一車間各配電線路的詳細(xì)選擇過程 49附錄四 主接線 52附錄五 一車間低壓配電系統(tǒng)圖 52附錄六 一車間電氣設(shè)備配電布置圖 52附錄七 一車間照明配電圖 52附錄八 變電所平面圖、剖面圖 521 緒論1。1 設(shè)計(jì)背景、目的及意義在工廠里，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小(除電化工業(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

13、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)過程自動(dòng)化。從另一方面來說,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，如何正確地計(jì)算選擇各級(jí)變電站的變壓器容量及其它主要電氣設(shè)備，這是保證企業(yè)安全可靠供電的重要前提。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)于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義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.根據(jù)該工廠的規(guī)模、負(fù)荷情況、供電條件、技術(shù)要

14、求、自然條件，設(shè)計(jì)其總配變電所及配電系統(tǒng)。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 根據(jù)任務(wù)書的要求,本設(shè)計(jì)主要有以下內(nèi)容:（1） 車間的負(fù)荷計(jì)算及無功功率補(bǔ)償；（2） 總配電所位置和型式的選擇；（3） 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、類型的選擇;（4) 變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì);（5） 短路電流的計(jì)算，并進(jìn)行一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；（6） 選擇車間變電所高低壓進(jìn)出線;（7) 選擇電源進(jìn)線的二次回路方案及整定繼電保護(hù);（8） 車間防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)；（9） 確定車間低壓配電系統(tǒng)布線方案；（10）選擇低壓配電系統(tǒng)導(dǎo)線及控制保護(hù)設(shè)備.1.3 設(shè)計(jì)原則按照國家標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)與民用供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、10KV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范及低壓

15、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) 必須遵循有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)真執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，并應(yīng)作到保障人身和設(shè)備安全，供電可靠,電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和合理。(2） 應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期和遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，作到遠(yuǎn)、近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能。（3） 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，滿足供電要求。(4） 應(yīng)注意執(zhí)行節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬和“以鋁代銅”等技術(shù)政策。2 負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償2。1 負(fù)荷計(jì)算2.1.1 負(fù)荷計(jì)算的方法及其適用范圍電力負(fù)荷計(jì)算方法包括：利用系數(shù)法、需要系數(shù)

16、法、二項(xiàng)式系數(shù)法.我國一般使用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法，如表2。1負(fù)荷計(jì)算方法及適用范圍.表 2。1 負(fù)荷計(jì)算的方法及其適用范圍序號(hào)計(jì)算方法適用范圍需求系數(shù)法當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不太懸殊時(shí),特別在確定車間和工廠的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，宜于采用二項(xiàng)式法當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少、有的設(shè)備相差懸殊時(shí)，特別在確定干線和分支線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，宜于采用所以本設(shè)計(jì)中用需要系數(shù)法計(jì)算機(jī)加工車間的負(fù)荷。2。1。2 需用系數(shù)法用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(shè)備級(jí)從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷，設(shè)用電設(shè)備組的設(shè)備容量為，它指用電設(shè)備組所有設(shè)備(不含備用設(shè)備)的額定容量之和。由于用電設(shè)備組的設(shè)備實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行

17、，運(yùn)行的設(shè)備也不可能都同時(shí)滿負(fù)荷，同時(shí)設(shè)備本身存在有功率損耗，因此，用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為：其中，為設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)運(yùn)行的設(shè)備容量與全部設(shè)備容量之比;為設(shè)備的負(fù)荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量之比:為設(shè)備組的平均效率,即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與取用功率之比；為配電線的平均效率，即配電線路在最大負(fù)荷時(shí)的末端功率與首端功率之比。令，稱為需要系數(shù)（1)單組設(shè)備計(jì)算負(fù)荷 當(dāng)分組后同一組中設(shè)備臺(tái)數(shù)>3臺(tái)時(shí),計(jì)算負(fù)荷應(yīng)考慮其需要系數(shù)，即： 式中 - 總設(shè)備功率，單位kW Kd -需用系數(shù) -計(jì)算有功功率，單位為kW 計(jì)算無功功率，單位kvar

18、-計(jì)算視在功率,單位kVA -功率因數(shù)角的正切值 電氣設(shè)備額定電壓,單位kV 計(jì)算電流，單位A當(dāng)每組電氣設(shè)備臺(tái)數(shù)3時(shí)，考慮其同時(shí)使用率非常高,將需用系數(shù)取為1，其余計(jì)算與上式公式相同（2）多組設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷當(dāng)供電范圍內(nèi)有多個(gè)性質(zhì)不同的電氣設(shè)備組時(shí)，先將每一組都按上述步驟計(jì)算在各自負(fù)荷曲線上不可能同時(shí)出現(xiàn)，以一個(gè)同時(shí)系數(shù)來表達(dá)這種不同時(shí)率,因此其計(jì)算負(fù)荷為： 式中 有功同時(shí)系數(shù)，對(duì)于用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加， 取值范圍一般都在0.80.9；對(duì)于車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加，取值范圍一般在0.850。95。無功同時(shí)系數(shù)，對(duì)于用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加,取值范圍一般都在0.900.95；對(duì)于車間干線計(jì)

19、算負(fù)荷直接相加，取值范圍一般在0。930.97。（3）吊車電動(dòng)機(jī)組 對(duì)于吊車電動(dòng)機(jī)容量要求統(tǒng)一換算到，因此可得換算后的設(shè)備容量為式中,為吊車電動(dòng)機(jī)的銘牌容量；為與對(duì)應(yīng)的負(fù)荷持續(xù)率；為其值等于25%的負(fù)荷持續(xù)率.2.1.3 負(fù)荷確定 根據(jù)利用系數(shù)法機(jī)械加廠負(fù)荷計(jì)算如表2.2所示為機(jī)加工廠各車間負(fù)荷計(jì)算表。機(jī)加工一車間詳細(xì)負(fù)荷計(jì)算見附錄一.表2。2 機(jī)加工廠負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)車間名稱供電回路代號(hào)設(shè)備容量計(jì)算負(fù)荷KWP30/KWQ30/KvarS30/KVAI30/A0機(jī)加工一車間NO。1 供電回路131.4526。2945.4852。5379.91NO.2 供電回路8962.3062.394.77NO

20、.3 供電回路160。7132。1455.6164。2397.7NO.4 供電回路1080812.151機(jī)加工二車間NO.1 供電回路15546。554。471。57 108。73 NO.2 供電回路1203642.155.39 84.16 NO。3 照明回路10808。00 12。15 2鑄造車間NO.4 供電回路1606465.391.43 138。92 NO。5 供電回路1405657。179。98 121.51 NO.6 供電回路1807273.4102。82 156.22 NO。7 照明回路86.406。40 9。72 3鉚焊車間NO.8 供電回路1504589.199。82 151

21、。66 NO。9 供電回15 171。91 NO.10 照明回路75.605。60 8。51 續(xù)表2.24電修車間NO。11 供電回路150457890.05 136.82 NO.12 供電回路146446578。49 119.26 NO。13 照明回路10808.00 12.15 總計(jì)1797。16616。23726。49952。64 937。37 變壓器低壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷585。42 704.70 916。14 1393。58 2.2 無功功率補(bǔ)償2.2.1 無功功率補(bǔ)償概念近年來，隨著我國電力工業(yè)的不斷發(fā)展，大范圍的高壓輸電網(wǎng)絡(luò)逐漸形成,同時(shí)對(duì)電網(wǎng)無功功率的要求也

22、日益嚴(yán)格。無功電源如同有功電源一樣，是保證電力系統(tǒng)電能質(zhì)量、降低電網(wǎng)損耗以及保證其安全運(yùn)行所不可缺少的部分.電網(wǎng)無功功率不平衡將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓的巨大波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備的損壞，出現(xiàn)系統(tǒng)電壓崩潰和穩(wěn)定破壞事故.因此無功功率對(duì)電力系統(tǒng)是十分重要的。無功功率補(bǔ)償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，當(dāng)容性負(fù)荷釋放能量時(shí),感性負(fù)荷吸收能量；而感性負(fù)荷釋放能量時(shí)，容性負(fù)荷卻在吸收能量，能量在兩種負(fù)荷之間互相交換。這樣，感性負(fù)荷所吸收的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率中得到補(bǔ)償,這就是無功功率補(bǔ)償?shù)幕驹?2.2。2 無功補(bǔ)償提高功率因數(shù)的意義（一）改善設(shè)備的利用率

23、因?yàn)楣β室驍?shù)還可以表示成下述形式： 其中線電壓（KV）；-線電流（A）?？梢?，在一定的電壓和電流下提高,其輸出的有功功率越大，因此改善功率因數(shù)是充分發(fā)揮設(shè)備潛力，提高設(shè)備利用率的有效方法.（二）提高功率因數(shù)可減少電壓損失因?yàn)殡娏W(wǎng)的電壓損失可借下式求出： 可以看出，影響的因素有四個(gè)：線路的有功功率P，無功功率Q，電阻R和電抗X。如果采用容抗為Xc的電容來補(bǔ)償，則電壓損失為 故采用補(bǔ)償電容器提高功率因數(shù)后，電壓損失U減少，改善了電壓質(zhì)量。（三）減少線路損失當(dāng)線路通過電流I時(shí),其有功損耗為： 線路有功損失P與成反比越高P越小(四）提高電力網(wǎng)的傳輸能力視在功率與有功功率成下述關(guān)系 可見,在傳輸一定有

24、功功率P的條件下， 越高,所需視在功率越小。（五)減少用戶開支，降低生產(chǎn)成本(六）減小供電設(shè)備容量，節(jié)省電網(wǎng)投資2.3 無功補(bǔ)償容量計(jì)算2。3.1 無功功率補(bǔ)償方式選擇無功功率補(bǔ)償?shù)姆椒ê芏?采用電力電容器，或采用具有容性負(fù)荷的裝置進(jìn)行補(bǔ)償。1、利用過激磁的同步電動(dòng)機(jī)，改善用電的功率因數(shù)，但設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高，只適于在具有大功率拖動(dòng)裝置時(shí)采用。2、利用調(diào)相機(jī)做無功功率電源，這種裝置調(diào)整性能好，在電力系統(tǒng)故障情況下,也能維持系統(tǒng)電壓水平，可提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,但造價(jià)高,投資大,損耗也較高。每kvar無功的損耗約為1。8-5.5%，運(yùn)行維護(hù)技術(shù)較復(fù)雜，宜裝設(shè)在電力系統(tǒng)的中樞變電所，一般用戶很少

25、應(yīng)用。3、異步電動(dòng)機(jī)同步化.這種方法有一定的效果,但自身損耗大，每kvar無功功率的損耗約為419，一般都不采用.4、電力電容器作為補(bǔ)償裝置,具有安裝方便、建設(shè)周期短、造價(jià)低、運(yùn)行維護(hù)簡便、自身損耗?。縦var功功率損耗約為0。30。4%以下）等優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前國內(nèi)外廣泛采用的補(bǔ)償方法。這種方法的缺點(diǎn)是電力電容器使用壽命較短.電力電容器作為補(bǔ)償裝置有兩種方法：串聯(lián)補(bǔ)償和并聯(lián)補(bǔ)償.a、 串聯(lián)補(bǔ)償是把是容器直接串聯(lián)到高壓輸電線路上，以改善輸電線路參數(shù)，降低電壓損失，提高其輸送能力，降低線路損耗。這種補(bǔ)償方法的電容器稱作串聯(lián)電容器，應(yīng)用于高壓遠(yuǎn)距離輸電線路上，用電單位很少采用。b、 并聯(lián)補(bǔ)償是把電容器

26、直接與被補(bǔ)償設(shè)備并接到同一電路上，以提高功率因數(shù)。這種補(bǔ)償方法所用的電容器稱作并聯(lián)電容器，用電企業(yè)都是采用這種補(bǔ)償方法。由于并聯(lián)電容補(bǔ)償方式運(yùn)行維護(hù)方便安全,且便于安裝，能耗低，投資省,因此本設(shè)計(jì)采用并聯(lián)電容進(jìn)行無功補(bǔ)償。并聯(lián)電容的補(bǔ)償方式有可分為三種方法如表2。3所示:表2.3 并聯(lián)電容無功補(bǔ)償三種方法補(bǔ)償方式裝設(shè)地點(diǎn)原理電路主要特點(diǎn)適應(yīng)范圍高壓集中補(bǔ)償接變電所610KV高壓母線，其電容柜一般裝設(shè)在單獨(dú)的高壓電容室內(nèi)初步投資少,運(yùn)行維護(hù)方便，但只能補(bǔ)償高壓母線以前的無功功率適于、中型工廠變配電所做高壓無功補(bǔ)償?shù)蛪杭醒a(bǔ)償接變電所低壓母線，其電容器柜裝設(shè)在低壓配電室內(nèi)能補(bǔ)償?shù)蛪耗妇€以前的無功功

27、率,可使變壓器的無功功率得到補(bǔ)償。從而有可能減小變壓器容量。且運(yùn)行維護(hù)方便適于中、小型工廠或車間變電所做低壓側(cè)基本無功補(bǔ)償續(xù)表2.3單獨(dú)就地補(bǔ)償裝設(shè)在用電設(shè)備附近，與用電設(shè)備并聯(lián)補(bǔ)償范圍最大，補(bǔ)償效果最好?？煽s小配電線路截面，減小有色金屬消耗能。但電容的利用率不高，且初投資高和維護(hù)費(fèi)用較大適于負(fù)荷相當(dāng)平穩(wěn)且長時(shí)間使用的大容量用電設(shè)備,及容量雖小但數(shù)量多的用電設(shè)備所以根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求選擇采用低壓集中補(bǔ)償?shù)姆椒ā?.3。2 無功補(bǔ)償容量的確定（1）按提高功率因數(shù)確定補(bǔ)償容量 采用一組固定補(bǔ)償電容器時(shí),補(bǔ)償容量按下式計(jì)算，但在負(fù)荷較輕時(shí)不應(yīng)發(fā)生過補(bǔ)償。式中、 補(bǔ)償裝置安裝點(diǎn)負(fù)荷的平均有功功率;- 補(bǔ)

28、償前的平均功率因數(shù)的正切值;-補(bǔ)償后希望達(dá)到的平均功率因數(shù)的正切值。采用分組自動(dòng)投切的電容器組補(bǔ)償時(shí)，補(bǔ)償容量按下式計(jì)算.式中、最大有功負(fù)荷.(2）按抑制電壓波動(dòng)和閃變確定補(bǔ)償容量式中、負(fù)荷無功功率的最大變化量； 允許補(bǔ)償后的最大電壓變動(dòng)； 補(bǔ)償安裝點(diǎn)的短路容量。通過兩個(gè)方案比較，此設(shè)計(jì)選擇低壓側(cè)集中補(bǔ)償?shù)姆椒?。在該設(shè)計(jì)中希望無功補(bǔ)償后功率因數(shù)不小于0。9,在前面負(fù)荷計(jì)算中已經(jīng)求出了每個(gè)車變的和補(bǔ)償前各車變的平均功率因數(shù)，則在計(jì)算無功補(bǔ)償容量選擇低壓集中補(bǔ)償方式，同時(shí)采用分組自動(dòng)投切的電容器組補(bǔ)償.2.3。3 補(bǔ)償容量計(jì)算（1)補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為主變壓器容

29、量選擇條件為 ，因此未進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí),主變壓器容量應(yīng)選容量為630 kV·A的變壓器兩臺(tái)。這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為（2)無功補(bǔ)償容量按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的cos0。9，考慮到變壓器本身的無功功率損耗Q遠(yuǎn)大于其有功功率損耗P，一般Q=（45)P，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90 ，這里取cos=0.92 。 要使低壓側(cè)功率因數(shù)由063提高到092，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為取 Q=480kvar（3） 補(bǔ)償后變壓器的容量和功率因數(shù)補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為因此每臺(tái)主變壓器容量可改選為500 kV·A。比補(bǔ)償前容量減少13

30、0 kV·A。變壓器的功率損耗為變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為無功功率補(bǔ)償，工廠的功率因數(shù)為這一功率因數(shù)滿足規(guī)定(0。90)要求。(4) 無功補(bǔ)償前后比較（5)補(bǔ)償裝置的選擇本設(shè)計(jì)選用的并聯(lián)電容器的型號(hào)為CLMD 53低壓并聯(lián)電容器，其技術(shù)參數(shù)如表2.4所示.表2.4 CLMD 53低壓并聯(lián)電容器主要技術(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)品型號(hào)額定電壓/標(biāo)稱容量/頻率/組數(shù)每組個(gè)數(shù)CLMD 530.43040283 變電所主接線方案設(shè)計(jì)及變壓器選擇3。1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)與容量選擇3。1.1選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則（1）應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，當(dāng)一

31、臺(tái)發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)可以對(duì)負(fù)荷持續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)負(fù)荷的變電所也可以只采用一臺(tái)變壓器，但必須有備用電源。（2)對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮用兩臺(tái)變壓器。(3）除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。但負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所,雖為三級(jí)負(fù)荷,也可以采用兩臺(tái)以上變壓器。（4）在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，要考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。1 只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷的需要，即2 裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：（1）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷的6070%的需要，

32、即 (2)任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí),應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要,即3 車間變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)容量上限車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量，一般不宜大于1000（或1250）。一方面是受低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制,另一方面可以減少低壓配電線路的電路損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量.3.1.2 主變壓器的確定（一） 供電電源條件:1) 電源由10KV總降壓變電所采用電纜線路受電,電線路長300m。線路阻抗為0。38。2) 工廠總降壓變電所10KV母線上的短路容量按200MVA計(jì).3) 工廠總降壓變電所10KV配電出線定時(shí)限過流保護(hù)裝置的整定時(shí)間top=2s。4) 要求車間變電所最大負(fù)荷時(shí)功

33、率因數(shù)不得低于0。9。（二)根據(jù)本廠屬于二級(jí)負(fù)荷和前面視在功率的計(jì)算,再根據(jù)選擇主變壓器的原則,在安全可靠供電的情況下從經(jīng)濟(jì)角度考慮本設(shè)計(jì)中選擇兩臺(tái)變壓器給該車間進(jìn)行供電。根據(jù)補(bǔ)償后一次側(cè)容量為650。1 kV·A，考慮百分之15的余量后總?cè)萘繛?，變壓器容?因此選擇其額定容 量為500 kV.變壓器按冷卻方式分類可分為：干式(自冷）變壓器、油浸(自冷）變壓器、氟化物(蒸發(fā)冷卻）變壓器。由于氟化物變壓器對(duì)環(huán)境有污染所以不做考慮。如表3。1所示為干式變壓器和油浸變壓器對(duì)比表。表3。1 干式變壓器和油浸變壓器對(duì)比項(xiàng)目干式變壓器油浸變壓器特點(diǎn)1.高低壓線圈采用F 級(jí)絕緣材料（長期耐熱180

34、）；2。線圈環(huán)氧澆注，器身緊固，抗短路能力特強(qiáng)；節(jié)能。3。低壓為箔繞組抗短路能力強(qiáng);4。防潮能力強(qiáng)；5。長期運(yùn)行免維護(hù)；6。散熱性能好能承受一定的濕度，對(duì)環(huán)境要求不高油浸式變壓器的繞組是浸在變壓器油中的，絕緣介質(zhì)就是油，冷卻方式有自冷、風(fēng)冷和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻,其優(yōu)點(diǎn)是冷卻效果好，可以滿足大容量，瓦斯繼電器可以及時(shí)反映出繞組的故障，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,不足之處是得經(jīng)常巡視，關(guān)注油位的變化,缺了油是件很危險(xiǎn)的事情，變壓器油隨著時(shí)間失去功效；需要防止變壓器油的滲漏;不適宜在地下室及消防要求高的區(qū)域安裝。投入成本高成本為干變的60%，運(yùn)行場(chǎng)所任何場(chǎng)所室外運(yùn)行成本長期運(yùn)行免維護(hù)需要經(jīng)常性的維護(hù),由于該變壓

35、器每1。5 年2 年需要更換冷卻油壽命20根據(jù)GB/T17468-1998電力變壓器選用導(dǎo)則及由任務(wù)書可知變壓器安裝地點(diǎn)在室內(nèi)，本設(shè)計(jì)選擇干式變壓器。如表3.2所示 為SC9-500/10樹脂澆注干式變壓器型號(hào)參數(shù)。表3。2 SC9500/10樹脂澆注干式變壓器型號(hào)參數(shù)型號(hào)額定容量(kVA)額定電壓空載損耗（KW）負(fù)載損耗(KW）空載電流()阻抗電壓（）連接組標(biāo)號(hào)一次（KV)二次 (KV）SC9-500/10 500 100.40。904。501。2 4Y，yn03.2 總配變電所的主接線方案比較選擇本設(shè)計(jì)有兩臺(tái)變壓器的小型變電所。根據(jù)本車間的情況，負(fù)荷量不大，但

36、屬于二級(jí)負(fù)荷，可靠性要求較高，有10KV高壓電來進(jìn)線供電；根據(jù)上面的設(shè)計(jì)原則和要求有兩種方案可進(jìn)行選擇比較，其設(shè)計(jì)比較如下：方案一：高壓側(cè)無母線、低壓側(cè)單母線分段的雙臺(tái)變壓器變電所主接線方式。如圖3.3所示。圖3。3 高壓側(cè)無母線、低壓側(cè)單母線分段的雙臺(tái)變壓器變電所主接線圖方案一：供電可靠性高，當(dāng)任意一臺(tái)變壓器或任一電源進(jìn)線停電檢修或發(fā)生故障時(shí),該變壓器通過閉合低壓母線分段開關(guān)，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電,如果兩臺(tái)主變壓器低壓側(cè)主開關(guān)(采用電磁或電動(dòng)機(jī)合閘操作的萬能式低壓斷路器）都裝設(shè)互為備用電源自動(dòng)投入裝置（APD），則任一主變壓器低壓主開關(guān)因電源斷電（失壓）而跳閘時(shí)，另一主變壓器低壓側(cè)

37、的主開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)將在APD作用下自動(dòng)合閘，恢復(fù)整個(gè)變壓所的正常供電。這種主接線可供一、二級(jí)負(fù)荷。方案二：高壓采用無母線、低壓雙母線的主接線,其接線圖如圖3。4所示。圖3。4 高壓側(cè)無母線單母,低壓雙母線接線圖優(yōu)點(diǎn):這種方案可靠性好、運(yùn)行靈活,通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作可輪流檢修一組母線不致使供電中斷，一組母線檢修時(shí)所有回路均不中斷供電 ，檢修任一回路的母線側(cè)隔離開關(guān)時(shí)，只中斷該回路的供電 。檢修任一回路斷路器時(shí),可用母聯(lián)斷路器代替工作；擴(kuò)建方便，這種方案廣泛用于進(jìn)出線回路較多，容量大的場(chǎng)合。缺點(diǎn)：（1）運(yùn)行方式改變時(shí)，需要用母線隔離開關(guān)進(jìn)行倒閘操作,操作步驟較為復(fù)雜，容易出現(xiàn)誤操

38、作,導(dǎo)致人身或設(shè)備事故。（2）任一回路斷路器檢修時(shí)，該回路仍需停電或短時(shí)停電。（3)增加了大量的母線側(cè)隔離開關(guān)及母線的長度,配電裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，占地面積與投資都有所增加。兩種法案的比較（1） 從安全性看這兩種主接線方式都滿足國家的標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)規(guī)范的要求,能充分保證人身和設(shè)備的安全，滿足供電要求。（2） 從可靠性來看,方案一的可靠性比方案二的差一些。但方案二任一回路斷路器檢修時(shí)，該回路仍需停電或短時(shí)停電.（3） 從靈活性看，方案一操作比方案二更簡單，方案二雙母線機(jī)構(gòu)復(fù)雜維修和維護(hù)程度大。（4） 從經(jīng)濟(jì)上看，方案二由于采用大量的斷路器和母線的長度比方案一大幅度增加，所以初投資成本高，且線路維護(hù)工作

39、量大，所以運(yùn)行成本高,根據(jù)該工廠工作環(huán)境和條件。本廠屬二級(jí)負(fù)荷。因此主接線方案選擇方案一,機(jī)械加工廠車間變電所及低壓配電系統(tǒng)主接線如附錄四所示。4 短路電流的計(jì)算及一次設(shè)備的選擇原則4。1 短路計(jì)算4。1。1 短路電流計(jì)算目的 為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，準(zhǔn)確計(jì)算繼電保護(hù)裝置的整定值，就需要計(jì)算短路故障發(fā)生時(shí)通過元件的最大可能的短路電流。 由于在發(fā)電機(jī)附近短路的兩相短路電流和在靠近中性點(diǎn)接地的變壓器短路的單相短路電流可能大于三相短路電流。因此，應(yīng)根據(jù)不同的供電系統(tǒng)模型求出： 最大短路電流：確定電器設(shè)備容量或額定參數(shù)； 最小短路電流:作為選擇熔斷器、整定繼電保護(hù)裝置的依據(jù)。4。1.2 采用三相短

40、路電流計(jì)算為標(biāo)準(zhǔn)的原因 電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性大；但三相短路的短路電流值最大，造成的危害也最嚴(yán)重。作為選擇校驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算中,以最嚴(yán)重的三相短路電流的計(jì)算為主。4。1。3 短路電流計(jì)算的方法步驟（一）歐姆法（有名制法）1、繪制計(jì)算電路圖，選擇短路計(jì)算點(diǎn)。計(jì)算電路圖上應(yīng)將短路計(jì)算中需計(jì)入的所有電路元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號(hào)。短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。2、計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗，包括電力系統(tǒng)、電力線路和變壓器的阻抗。3、繪制短路回路等效電路，并計(jì)算總阻抗.等效電路圖上標(biāo)注的元件阻抗值必須換算到短路計(jì)算點(diǎn)。4、

41、計(jì)算短路電流。分別對(duì)各短路計(jì)算點(diǎn)計(jì)算其三相短路電流周期分量、短路次暫態(tài)短路電流、短路穩(wěn)態(tài)電流和短路沖擊電流。（二）標(biāo)幺值法（相對(duì)單位制法）1、繪制計(jì)算電路圖，選短路計(jì)算點(diǎn)。與前面歐姆法相同。2、設(shè)定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流。3、計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)幺值，一般只計(jì)算電抗。4、繪制短路回路等效電路，并計(jì)算總阻抗。采用標(biāo)幺值法計(jì)算時(shí)，無論有幾個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)，其短路等效電路都只有一個(gè).5、計(jì)算短路電流，與歐姆法相同。標(biāo)幺制法相對(duì)于歐姆法來說有三個(gè)主要的特點(diǎn)：采用標(biāo)幺制易于比較電力系統(tǒng)各元件的特性及參數(shù),能夠簡化計(jì)算公式,能在一定程度上簡化計(jì)算工作。本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路電流計(jì)算。4.1。4 短路電流計(jì)算 如圖4。1所示為根據(jù)變電所主接線方案繪制的短路等效電路圖,圖中標(biāo)出各元件的電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)明了短路計(jì)算點(diǎn).圖4。1 短路電流計(jì)算等效電路圖按供電工程設(shè)計(jì)說明，短路計(jì)算點(diǎn)的短路電流如表4.2所示.詳細(xì)的短路電流計(jì)算見附錄二.表4。2 短路計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)運(yùn)行方式三相短路電流（kA）電壓(kV）三相短路