某閥門生產(chǎn)企業(yè)變配電系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn) 電氣工程及其自動化專業(yè)

1、某閥門生產(chǎn)企業(yè)變配電系統(tǒng)設(shè)計摘要電能是當代機械和工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵的驅(qū)動力。電磁能不僅很容易從其他種類的電能轉(zhuǎn)化或再生，而且非常容易用作其他種類的電能。電能生產(chǎn)和使用的各種方法；電磁能的傳輸，運輸和分配既簡單又經(jīng)濟。在大多數(shù)技術(shù)專業(yè)加工廠中，制造商必須立即聯(lián)系電源和配電系統(tǒng)的系統(tǒng)集成中使用的電路原理和技術(shù)。涉及多個領(lǐng)域，有效計算負載和補償無輸出功率，有效分配短路故障類型，變壓器短路故障的數(shù)量和數(shù)量，有效準確地測量電源短路，選擇類型機械和設(shè)備，以及有效的路線分配，有必要進行與電路原理和許多其他重要方面密切相關(guān)的電路原理和技術(shù)指標的分析，并整合最佳的工業(yè)生產(chǎn)電源和配電系統(tǒng)電路原理和技術(shù)應(yīng)用到實際工業(yè)生

2、產(chǎn)中，以促進我國的社會經(jīng)濟和社會經(jīng)濟有序發(fā)展，為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)做出貢獻。本次設(shè)計中包括用電設(shè)備的用電負荷計算，進而對本工廠的變電所進行設(shè)計，通過短路計算選擇高低壓電氣設(shè)備。以及10kv電力系統(tǒng)的質(zhì)量及損耗，通過并聯(lián)電工容器進行無功補償盡量減少系統(tǒng)中的電力能源的損失。用以提高電源及電壓的質(zhì)量，從而提高整體電力系統(tǒng)的安全可靠性。關(guān)鍵詞：變電所， 負荷計算， 無功補償計算，高低壓供配電系統(tǒng)；AbstractElectricity is the key driving force of contemporary machinery and industrial production. Electroma

3、gnetic energy is not only easy to convert or regenerate from other kinds of electric energy, but also very easy to use as other kinds of electric energy. Various methods of electric energy production and use; electromagnetic energy transmission, transportation and distribution are simple and economi

4、cal. In most technical professional processing plants, manufacturers must immediately contact the circuit principles and technologies used in the system integration of power and power distribution systems. Involved in multiple fields, effective calculation of load and compensation of no output power

5、, effective distribution of short-circuit fault types, the number and quantity of transformer short-circuit faults, effective and accurate measurement of power short-circuits, selection of types of machinery and equipment, and effective route allocation are necessary Analysis of circuit principles a

6、nd technical indicators closely related to circuit principles and many other important aspects, and integrate the best industrial production power supply and power distribution system circuit principles and technologies into actual industrial production to promote Chinas social economy and society T

7、he economy develops in an orderly manner, contributes to infrastructure construction, and makes the best technical contribution.This design includes the calculation of the electrical load of the electrical equipment, and then the design of the substation of the factory, through the short-circuit cal

8、culation to choose the high and low voltage electrical equipment. And the quality and loss of the 10kV power system. Reactive power compensation is carried out through the parallel electrical container to minimize the loss of power energy in the system. To improve the quality of power supply and vol

9、tage, so as to improve the safety and reliability of the whole power system.Key words: power supply system; Power load; Short circuit current;目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc71815652 第一章 緒論 PAGEREF _Toc71815652 h 1 HYPERLINK l _Toc71815653 1.1選題背景 PAGEREF _Toc71815653 h 1 HYPERLINK l _Toc71815654

10、 1.2研究意義 PAGEREF _Toc71815654 h 2 HYPERLINK l _Toc71815655 1.3設(shè)計原始資料 PAGEREF _Toc71815655 h 2 HYPERLINK l _Toc71815656 1.3.1供電系統(tǒng)的確定 PAGEREF _Toc71815656 h 2 HYPERLINK l _Toc71815657 第二章 負荷計算及無功補償 PAGEREF _Toc71815657 h 4 HYPERLINK l _Toc71815658 2.1負荷概述 PAGEREF _Toc71815658 h 4 HYPERLINK l _Toc71815

11、659 2.2負荷計算 PAGEREF _Toc71815659 h 4 HYPERLINK l _Toc71815660 2.1.1負荷計算公式 PAGEREF _Toc71815660 h 5 HYPERLINK l _Toc71815661 2.1.2工廠總負荷 PAGEREF _Toc71815661 h 6 HYPERLINK l _Toc71815662 2.2無功補償 PAGEREF _Toc71815662 h 6 HYPERLINK l _Toc71815663 2.2.1無功補償?shù)姆椒?PAGEREF _Toc71815663 h 6 HYPERLINK l _Toc718

12、15664 2.2.2無功補償計算 PAGEREF _Toc71815664 h 7 HYPERLINK l _Toc71815665 第三章 確定變電所位置及選擇變壓器 PAGEREF _Toc71815665 h 9 HYPERLINK l _Toc71815666 3.1變配電所的任務(wù)和分類 PAGEREF _Toc71815666 h 9 HYPERLINK l _Toc71815667 3.1.1變配電所所址選擇的一般原則 PAGEREF _Toc71815667 h 9 HYPERLINK l _Toc71815668 3.3變電所主變壓器選擇 PAGEREF _Toc718156

13、68 h 9 HYPERLINK l _Toc71815669 3.3.1變壓器的概念 PAGEREF _Toc71815669 h 9 HYPERLINK l _Toc71815670 3.3.2變壓器形式選擇 PAGEREF _Toc71815670 h 10 HYPERLINK l _Toc71815671 3.3.3變壓器的臺數(shù)及型號 PAGEREF _Toc71815671 h 10 HYPERLINK l _Toc71815672 3.3.4變壓器容量確定 PAGEREF _Toc71815672 h 10 HYPERLINK l _Toc71815673 第三章 主接線的確定 P

14、AGEREF _Toc71815673 h 12 HYPERLINK l _Toc71815674 3.1電氣主接線 PAGEREF _Toc71815674 h 12 HYPERLINK l _Toc71815675 3.1.1基本要求 PAGEREF _Toc71815675 h 12 HYPERLINK l _Toc71815676 3.1.2設(shè)計方案 PAGEREF _Toc71815676 h 12 HYPERLINK l _Toc71815677 3.1.3確定主接線 PAGEREF _Toc71815677 h 13 HYPERLINK l _Toc71815678 第四章 短路

15、電流計算 PAGEREF _Toc71815678 h 15 HYPERLINK l _Toc71815679 4.1短路的危害 PAGEREF _Toc71815679 h 15 HYPERLINK l _Toc71815680 4.2短路電流計算的目的及方法 PAGEREF _Toc71815680 h 15 HYPERLINK l _Toc71815681 4.3短路電流的計算 PAGEREF _Toc71815681 h 15 HYPERLINK l _Toc71815682 4.3.1最大運行方式 PAGEREF _Toc71815682 h 15 HYPERLINK l _Toc7

16、1815683 4.3.2最小運行方式 PAGEREF _Toc71815683 h 17 HYPERLINK l _Toc71815684 第五章 高低壓設(shè)備選擇校驗 PAGEREF _Toc71815684 h 20 HYPERLINK l _Toc71815685 5.1電氣設(shè)備選擇的條件 PAGEREF _Toc71815685 h 20 HYPERLINK l _Toc71815686 5.2高壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc71815686 h 20 HYPERLINK l _Toc71815687 5.2.1高壓側(cè)設(shè)備的選擇要求 PAGEREF _Toc71815687

17、h 20 HYPERLINK l _Toc71815688 5.2.2高壓斷路器 PAGEREF _Toc71815688 h 20 HYPERLINK l _Toc71815689 5.2.3高壓隔離開關(guān) PAGEREF _Toc71815689 h 21 HYPERLINK l _Toc71815690 5.2.4高壓熔斷器 PAGEREF _Toc71815690 h 22 HYPERLINK l _Toc71815691 5.2.5電流互感器 PAGEREF _Toc71815691 h 22 HYPERLINK l _Toc71815692 5.2.6電壓互感器 PAGEREF _T

18、oc71815692 h 23 HYPERLINK l _Toc71815693 5.3低壓側(cè)設(shè)備選擇 PAGEREF _Toc71815693 h 23 HYPERLINK l _Toc71815694 5.3.1低壓側(cè)設(shè)備的選擇要求 PAGEREF _Toc71815694 h 23 HYPERLINK l _Toc71815695 5.4開關(guān)柜選擇 PAGEREF _Toc71815695 h 23 HYPERLINK l _Toc71815696 5.4.1高壓開關(guān)柜 PAGEREF _Toc71815696 h 23 HYPERLINK l _Toc71815697 5.4.2低壓開

19、關(guān)柜 PAGEREF _Toc71815697 h 24 HYPERLINK l _Toc71815698 5.5高低壓母線選擇 PAGEREF _Toc71815698 h 24 HYPERLINK l _Toc71815699 5.6車間變電所高低壓進出線 PAGEREF _Toc71815699 h 26 HYPERLINK l _Toc71815700 5.6.1選擇校驗方法 PAGEREF _Toc71815700 h 26 HYPERLINK l _Toc71815701 5.6.2變電所進線選擇 PAGEREF _Toc71815701 h 26 HYPERLINK l _Toc

20、71815702 5.6.3380V出線選擇 PAGEREF _Toc71815702 h 26 HYPERLINK l _Toc71815703 第六章 供電系統(tǒng)的保護 PAGEREF _Toc71815703 h 28 HYPERLINK l _Toc71815704 6.1保護配置的任務(wù)和基本原則 PAGEREF _Toc71815704 h 28 HYPERLINK l _Toc71815705 6.2主變壓器的保護 PAGEREF _Toc71815705 h 28 HYPERLINK l _Toc71815706 6.2.1變壓器保護介紹 PAGEREF _Toc71815706

21、h 28 HYPERLINK l _Toc71815707 6.2.2保護計算 PAGEREF _Toc71815707 h 29 HYPERLINK l _Toc71815708 第七章防雷保護接地 PAGEREF _Toc71815708 h 31 HYPERLINK l _Toc71815709 7.1供電系統(tǒng)的防雷 PAGEREF _Toc71815709 h 31 HYPERLINK l _Toc71815710 7.1.1雷電的有關(guān)概念 PAGEREF _Toc71815710 h 31 HYPERLINK l _Toc71815711 7.1.2防雷裝置 PAGEREF _Toc

22、71815711 h 32 HYPERLINK l _Toc71815712 7.1.3變電所的防雷設(shè)計 PAGEREF _Toc71815712 h 32 HYPERLINK l _Toc71815713 7.2保護接地 PAGEREF _Toc71815713 h 33 HYPERLINK l _Toc71815714 7.2.1接地的基本概念 PAGEREF _Toc71815714 h 33 HYPERLINK l _Toc71815715 7.2.2接地裝置的設(shè)計 PAGEREF _Toc71815715 h 33 HYPERLINK l _Toc71815716 第八章總結(jié) PAG

23、EREF _Toc71815716 h 34 HYPERLINK l _Toc71815717 參考文獻 PAGEREF _Toc71815717 h 35 HYPERLINK l _Toc71815718 致謝 PAGEREF _Toc71815718 h 36 HYPERLINK l _Toc71815719 附錄一 主接線圖 PAGEREF _Toc71815719 h 37 HYPERLINK l _Toc71815720 附錄二 配電系統(tǒng)圖 PAGEREF _Toc71815720 h 38 HYPERLINK l _Toc71815721 附錄三 變電所平面圖 PAGEREF _T

24、oc71815721 h 39第一章 緒論1.1選題背景在當今這飛速發(fā)展現(xiàn)代化社會，電能扮演者舉足輕重的地位，無論是城市內(nèi)高樓大廈還厲兵秣馬的千里國防，電氣設(shè)施隨處可見。為了保證我國電力資源的有效利用，不造成浪費，可以通過保障其安全穩(wěn)定，具有高效益，配置合理化的方式實現(xiàn)。更重要的是在各種工程之中能為電器行業(yè)服務(wù)者提供一定的資源利用參考。我國的電能源發(fā)展的現(xiàn)狀已經(jīng)趨于完善，但是兩個發(fā)電站之間若是存在相對分隔的現(xiàn)象，其穩(wěn)定性也會大打折扣。舉例來說：當某一個地區(qū)的電廠因為一些原因不能正常的運轉(zhuǎn)時候，這個電廠控制的對應(yīng)地區(qū)就會形成大面積范圍內(nèi)的停電，不僅僅使得居民生活得不到保障，更會對區(qū)域性的用電穩(wěn)定

25、造成嚴重破壞。所以，為了提高各種設(shè)備的利用率，增強供電的連續(xù)性和可靠性，有必要將所有電廠、電網(wǎng)和電力用戶整合為一個電網(wǎng)。1888年，電工學(xué)家研發(fā)出三相交流電?；诖耍诖撕蟮慕倌陜?nèi)，輸送電力的手段更加多元化、有效化，各種輸電參數(shù)也得到了極大的提高。在上世紀九十年代中期歐洲和美洲先后先后采用380KV和500KV等高壓輸電網(wǎng)進行輸電。在經(jīng)過長達50年的探索與發(fā)展，我國的供配電技術(shù)有了質(zhì)的提升。在上世紀中期先后建成35KV、110KV/220KV輸電網(wǎng)。為了能夠更加有效的應(yīng)對急速增長的用電負荷，國內(nèi)大力建設(shè)發(fā)電場站。并在上世紀70年代建成了橫跨四省全長542公里的330KV超高壓水利輸電網(wǎng)的劉家

26、壩水電站，80年代有建成從河南到湖北全長595公里的500KV輸電網(wǎng)。自從改革開放以來，我國在政策上大力扶持電力發(fā)展，涌現(xiàn)出了許多新興的專利技術(shù)。目前我國的運輸電力的電壓已經(jīng)達到500kv。電力事業(yè)蓬勃發(fā)展，有多個省份已經(jīng)建立了自己的獨立電網(wǎng)：魯、瓊、新、閩和西藏，與此同時，我國目前跨省電網(wǎng)也達到七個之多。我國電網(wǎng)輸電路線三種類型共同發(fā)展：220kv的已經(jīng)有十二萬千米長，330kv的也有近8000千米，550kv的目前有20000千米。在黨和國家的領(lǐng)導(dǎo)下，我國電力發(fā)展事業(yè)欣欣向榮。人類如今的便利生活離不開電能的有效利用和實用技術(shù)的快速發(fā)展。在現(xiàn)今這個社會，無論是哪個領(lǐng)域，電能已悄然占據(jù)了非常重

27、要的位置，尤其是電氣自動化的大量投入使用使得工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、質(zhì)量得到了質(zhì)的提高，有效地降低了廣大體力勞動者的勞動強度。使得工業(yè)生產(chǎn)更加便捷，將枯燥的流水線工作交給機器。但是由于太過依靠電力，所以當出現(xiàn)區(qū)域性大規(guī)模停電的時候，會給工業(yè)生產(chǎn)建設(shè)帶來不可挽回的損失。舉個例子：當建筑施工單位在運行機械操作時，突然短暫的停電也會對企業(yè)的經(jīng)濟帶來不可逆的損失，更嚴重者可能會對企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備造成損壞，還有可能無法保障高危工種的生命安全，造成不可挽回的后果，也會使得企業(yè)社會信譽力下降。因此，本文通過對于工業(yè)供電的研究，認真鉆研學(xué)習(xí)，提出切實有效的供電設(shè)計，為工業(yè)生產(chǎn)的提供更穩(wěn)定可靠的電力資源，以此提高生產(chǎn)效率

28、，提高自動化的步伐。1.2研究意義工廠的供電即為企業(yè)提供必須的資源,并進行合理分配,又稱之為工廠的供配電,大家也都知道當今社會中工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和勞務(wù)資料便是電能,這些電能很簡單就可以從其它形式的能量中轉(zhuǎn)化出去,又可以輕而易舉的轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N形式中所需的電能。電能的運輸和分配方式簡單而又經(jīng)濟,易于被控、調(diào)度和測量,為自動化生產(chǎn)進行管理和控制提供了必要的先決條件,并且在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟的生活中得到了廣泛地應(yīng)用。故而，只有切實地搞好了工廠的供配電,這樣才能夠為日后我們實現(xiàn)工業(yè)和生產(chǎn)發(fā)揮出決定性的作用,而且節(jié)能環(huán)保,這是我國工業(yè)建設(shè)中十分關(guān)鍵一步，優(yōu)化了產(chǎn)業(yè)能結(jié)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率，減少資金投入

29、，對于支撐國民經(jīng)濟的建設(shè)都具有十分重要的意義。1.3設(shè)計原始資料1.3.1供電系統(tǒng)的確定1、工廠供電設(shè)計相應(yīng)原則（1）按照國家的發(fā)表的CBJ52-83規(guī)范，在對工業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)地進行供電系統(tǒng)的設(shè)計時，應(yīng)該以綠色環(huán)保節(jié)約原則為主，對于金屬礦物等不浪費，依據(jù)能源節(jié)約和技術(shù)經(jīng)濟政策進行設(shè)計。（2）堅決做到放眼全局做好統(tǒng)籌工作從而更加具體可觀的對于工業(yè)生產(chǎn)的供配電進行規(guī)劃，設(shè)計方案應(yīng)該做到因地制宜，根據(jù)區(qū)域的特征進行設(shè)計。（3）在工業(yè)生產(chǎn)的供電設(shè)計之中，必須做到保證自己的人身和設(shè)備安全,合格的電力服務(wù)質(zhì)量,供電應(yīng)該有一定的科學(xué)性與可靠度。（4）要充分考慮工廠后期發(fā)展和規(guī)劃及擴建的可能性，設(shè)計工廠的供電系統(tǒng)

30、。2、車間組成本次設(shè)計的某閥門生產(chǎn)企業(yè)共有七個車間其中四號車間并無用電設(shè)備詳細參數(shù)如下表1-1所示表1-1全廠用電設(shè)備負荷表序號用電設(shè)備名稱型號數(shù)量功率（KW）合計1#車間1普通車床CM612512.42.42普通車床CA6136*7501443普通車床CY6150B*100067.8447.044普通車床CD6140A*150057.8439.25數(shù)控車床CKA6136*75118.418.46數(shù)控車床CKA6150*10006241447數(shù)控車床CAK63135d*1500227.454.88普通車床CA6140A*150017.877.879普通車床CD6140A*200017.847.

31、8410普通車床CW6163C*10004135211普通車床CW6180C通車床CW6180B通車床CM6163C70003133914普通車床CM6163C7500613782#車間1鏜銑床TPX6111B211.6223.242鏜銑床TPX6111B/3111.6211.623鏜銑床TPX61113123.8523.854銑床X336*2000110.510.55銑床X3312*3000121.521.56普通車床CW61100E*4000124.224.27普通車床CW61100E*2000124.224.28數(shù)控車床CK61100E

32、*2000140409數(shù)控車床CK5116*16001353510數(shù)控車CK5116*16001353511普通車床C5116A*16001353512普通車床C5112A*1250122223#車間1鋸床G40281222鋸床G42351443鋸床G42401555#車間1機床(待定)310306#車間1天車10噸140402試驗臺(待定)14004007#車間1天車10噸140402試驗臺(待定)11801803、本次設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容本次對閥門生產(chǎn)企業(yè)的設(shè)計主要進行廠級變配電所、高壓進線和低壓配電出線等。工廠變配電所規(guī)劃（1)對于該地域進行的用電量進行計算，同時得到無功補償； （2)根據(jù)相應(yīng)

33、圖紙確定廠區(qū)變配電所位置；（3)對變壓器的型號、容量、所需數(shù)量進行選擇；（4)設(shè)計系統(tǒng)主接線；（5)計算相關(guān)短路電流；（6)選擇校驗變配電所設(shè)備；（7)繼電保護整定與驗證；（8)改變電壓場所避免雷擊和接地裝置的設(shè)計；（9)編繪變配電所的主接線圖和變電所平面布置圖、廠區(qū)配電系統(tǒng)圖；圖1-1 閥門生產(chǎn)企業(yè)平面布置圖第二章 負荷計算及無功補償2.1負荷概述電力系統(tǒng)里總的用電負荷，是本級單位內(nèi)所有電氣設(shè)備用掉電量的總和，根據(jù)用戶用電性質(zhì)的不同，大至進行區(qū)分為保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)用電、推動和發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)用電以及生活用電等。根據(jù)供電部門的有關(guān)規(guī)定，對中斷供電分為以下三級1、一級負荷:若是發(fā)生了停電,不僅

34、會給企業(yè)帶來很多的經(jīng)濟上損失,也會給企業(yè)帶來很多的政治上不良影響。而且會造成人身生命財產(chǎn)的侵害，其主要設(shè)備也在短時間內(nèi)難已修復(fù)。例如國家級用電場所、地級以上氣象臺、甲級以上體育場（館）等。2、二級負荷：如果發(fā)生電力中斷，也會對政治產(chǎn)生不同程度的影響和經(jīng)濟損失。例如，企業(yè)的重要設(shè)備、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量造成嚴重損失，短時間內(nèi)也是難以恢復(fù)的。3、 三級負荷：對可靠性要求不是很高，單回路電源供電即可，配電等級小易管理維護。 在本次所設(shè)計的某閥門生產(chǎn)企業(yè)用電負荷屬于工業(yè)三級用電負荷。2.2負荷計算考慮到一個用電裝置的工作狀態(tài),是由它在運行過程中所需要的時間來確定,因而必須要充分考慮其工作制,現(xiàn)有的工作制

35、主要有三類,即連續(xù)運行工作制,短時性運行工作制和間斷性周期工作制。因為不同工作制對應(yīng)的負荷是完全不相同的。因而清晰各種元件的詳細參數(shù)對于決定各個過程中不同的用電負荷有重大意義。工廠里有種類繁多的電氣設(shè)備，而且數(shù)量相當龐大。對于的負荷計算正確性是非常嚴格的，也是一切的前提，既保證了安全可靠同時也收到了節(jié)約能源及資源的經(jīng)濟效益。對于最后計算的結(jié)果是否可靠，直接影響到了電路元件的工作狀態(tài)以及能否進行正常的工作，對穩(wěn)定性和經(jīng)濟效益都提出了更高的要求。因此，對于負荷計算必須科學(xué)準確。供電設(shè)計的基礎(chǔ)之一是電力負荷計算。進行正確的負荷計算方能選則相應(yīng)切實可用的電氣設(shè)備。負荷計算的數(shù)值遠超于實際數(shù)值或遠低于實

36、際數(shù)值那么都是對電氣設(shè)備不負責(zé)任的，如果太大就會在后期的電氣器件和輸電電纜的選取造成誤選出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象這是對現(xiàn)有可用資源可恥的浪費也嚴重悖逆了違經(jīng)濟性原則。而過小造成的危害就更大了，會出現(xiàn)電纜負荷過大導(dǎo)致電纜發(fā)熱，致使電纜長期過熱導(dǎo)致絕緣老化加速，就會悄悄埋下了電氣火災(zāi)的隱患，長此以往就會引發(fā)電氣火災(zāi)事故?，F(xiàn)如今國內(nèi)主要計算電氣設(shè)備的負荷常用方式是二項式以及需要系數(shù)法，兩者相對而言需要系數(shù)法要比二項式更加實用。2.1.1負荷計算公式有功功率P無功功率Q視在功率S計算電流I以上的各個參數(shù)：KdPetan為用電設(shè)備無功計算時的功率因數(shù)Un為額定電壓3綜上所述計算出各廠房負荷如表2-1所示：表

37、2-1閥門生產(chǎn)企業(yè)各廠房用電設(shè)備負荷計算表車間名稱設(shè)備容量kW計算負荷(kW)(kvar)(kVA)(A)1#車間520.55104.11180.11208.035316.1632#車間306.1161.222105.913122.334185.9183#車間112.23.8064.3966.6815#車間30610.3811.98918.226#車間44088.484153.077176.811268.717#車間22044.48476.95788.889135.092.1.2工廠總負荷總有功功率取KP總無功功率 Q總視在功率S總電流I功率因數(shù)cos名稱設(shè)備容量kW計算負荷PzQzSzIz廠

38、變電所1527.66275.85503.731574.315872.819表2-2廠區(qū)變電所符合參數(shù)如下表所示2.2無功補償2.2.1無功補償?shù)姆椒ㄓ晒S中有許多的交流感性負載，例如磁感應(yīng)電動機，直流電焊機，中頻爐和金屬鹵化物燈，因此還有一個電力工程交流變壓器，該變壓器立即導(dǎo)致系統(tǒng)軟件輸出功率損耗因數(shù)大大降低。如果在充分的行程時間內(nèi)充分發(fā)揮機械設(shè)備的發(fā)展?jié)摿Γ纳茩C械設(shè)備的運行特性并提高其純自然功率因數(shù)，則在獲得所需的加工廠輸出功率破壞因數(shù)規(guī)定后，那么在這種情況下，必須考慮是否必須安裝無功設(shè)備。根據(jù)上級供電部門的有關(guān)條例，下屬用電單位系統(tǒng)功率因數(shù)必須大于0.9理想狀態(tài)時功率因數(shù)為1否則視為不合

39、格，經(jīng)上述負荷計算所得功率因數(shù)僅為0.48遠遠低于規(guī)定值。應(yīng)進行無功補償從而進一步功率因數(shù)達到規(guī)定值?，F(xiàn)如今有兩種方法提高系統(tǒng)功率因數(shù)：1、通過提高用電設(shè)備自身的的功率因數(shù)，但此種方法局限性比較大，最終效果也會差強人意達不到預(yù)期。2、經(jīng)人為進行補償，通過加裝電容器，利用電容器自身功率損耗低、易維護、方便補償?shù)葍?yōu)點，經(jīng)慎重選擇本次設(shè)計選擇使用并聯(lián)電容器。2.2.2無功補償計算1、所需補償電容器容量QS以上公式中：Q0QcQPzSzQ查附錄表選BCMJO.4-40-3型電容器則所需電容器個數(shù) n = Qcqc=386.742無功補償后的變電所低壓側(cè)的計算負荷為S2、補償完成后的變壓器的容量及功率因

40、數(shù)變壓器功率損耗變電所高壓側(cè)負荷PQS補償后的功率因數(shù)為cos滿足供電部門要求，所以無功補償為386.74kvar第三章 確定變電所位置及選擇變壓器3.1變配電所的分類及任務(wù)3.1.1變電所的分類按照該級別的電壓等級,可將其細分成超高、高、中和低四個級別。比如,本機是低壓變電所那么電壓的等級就要求為1千伏及以下,中壓變電所的電壓等級則要求為110千伏,高壓變電所的電壓等級則要求為10330千伏,超高壓變電所則要求為330千伏及以上。如果按照所需供電的用戶來區(qū)分的情況下可以分為農(nóng)業(yè)工業(yè)和城鎮(zhèn)三種形式的變電所。本次我們所設(shè)計的為工業(yè)變電所。3.1.2主要任務(wù)變電所是在電力系統(tǒng)中改變電壓的地方，是整

41、個系統(tǒng)中對電能收集再分配的場所。配電所協(xié)同變電所進行細節(jié)化的電力分配。變配電所是非常重要的地區(qū)，是供點的基礎(chǔ)設(shè)施。對于一般的工程建設(shè)來說，變電所因為考慮經(jīng)濟效益的情況下，在地形地貌較為平坦開闊時，總降壓變電所和車間變電所一般建在一起。客觀合理的選擇出本級變電所的位置，不單單可以保障電網(wǎng)的穩(wěn)定安全運行和減少不必要的電網(wǎng)投資提升經(jīng)濟效益而且還可以優(yōu)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，切實地降低電力系統(tǒng)里消耗從而更好的提高廣大用戶的電能質(zhì)量。3.2變配電所所址選擇的一般原則在選擇變電所的位置時一定要按照當?shù)仉娏ο到y(tǒng)的前瞻性的發(fā)展規(guī)劃，全面考慮其網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、主要的負荷分布情況、建筑規(guī)劃、地皮的使用、出線走廊、本地的水文和

42、地質(zhì)情況等條件因素，在選址時，重點應(yīng)該考慮技術(shù)和經(jīng)濟方面的指標進行考量：3.2.1本級變電所位置選擇要求1、為降低電力在運輸過程中的損失，一般選定在負荷中心旁邊。2、便利的進行電線的排布，使其不與其他接觸。 3、和電源的側(cè)十分靠近，此在工業(yè)生產(chǎn)的變配電中有重大意義。4、由于變電所的體積一般較為龐大，因此如何運送到選定的場所也是需要考量的問題。5、四周沒有大量的塵土和會造成腐蝕的氣液體。6、不要靠近高頻率的震蕩點和高溫處。7、遠離存在火災(zāi)和爆炸隱患的地方。8、一般建立在地市較高的地方。9、建造環(huán)境應(yīng)該干燥，不容易積攢水分，以免造成短路。3.2.2從安全性考慮1、不能再防火等級為三級或四級的建筑場

43、所內(nèi)裝設(shè)油侵式電力變壓器(變壓器內(nèi)部有可燃性物質(zhì))。2、在防火等級無特殊要求的多層建筑設(shè)施內(nèi)，變電所內(nèi)裝有帶油的電氣設(shè)備時，可將變電所建筑底層并且要靠在外部墻體處，但是如果該處人員比較密集且臨近緊急疏散出口時，也不可裝設(shè)，應(yīng)考慮其他更合理位置。經(jīng)以上考慮之后變電所的位置選擇在工廠的西北角。3.3變電所主變壓器選擇 3.3.1變壓器的概念變壓器是改變電力系統(tǒng)中電壓的重要裝置，可以把原本流通的高壓電能進行轉(zhuǎn)換變成本級所需電壓的裝置。其主要組成部分為初次級線圈以及磁芯，在電力系統(tǒng)中起到升降電壓的作用。因此只有正確而客觀的選擇出本級所需變壓器才能更好的完成下一步所需任務(wù)。3.3.2變壓器形式選擇1、從

44、功能上區(qū)分：常見的電力變壓器主要有降壓和升壓兩類變壓器。通常情況下工廠內(nèi)變電所內(nèi)不會使用升壓變壓器，使用的大多為降壓變壓器，也可以稱之為配電變壓器。2、從相數(shù)上區(qū)分：當下的主流變壓器僅以單相交換和三相交換為一類。而該工廠使用的主流就是三相變壓器。3、從調(diào)壓方式上區(qū)分：主要有有載和無載兩種。它們兩種的只要區(qū)別在于無載調(diào)壓不能帶電更換擋位，首先要關(guān)斷變壓器，才可以進行調(diào)節(jié)換擋。而有載調(diào)壓可以直接帶電更換擋位。4、從繞組上區(qū)分： 變壓器基本上可分為三類分別是單、雙、三。5、從自身降溫冷卻上區(qū)分：主要有油侵式S系列電力變壓器和干式SC系列變壓器。（1）油浸式:一般正常環(huán)境的變電所;（2）干式:適合應(yīng)對

45、室內(nèi)防火性能要求比較高的地方或者是環(huán)境潮濕，多塵等特殊情況下使用;結(jié)合本次設(shè)計采用油浸式變壓器，3.3.3變壓器的臺數(shù)在選擇變電所變壓器數(shù)量時，通常情況下是根據(jù)所在地區(qū)的供電能力、工廠負荷的性質(zhì)、總體用電量等條件進行確定。滿足以下任何一條的，應(yīng)當裝設(shè)兩臺或以上變壓器：1、本級用電單位有較多一二級負荷的；2、有較大的季節(jié)性負荷變化的；3、有較大的集中負荷的；工廠的動力用電和照明用電在正常情況下選擇共用變壓器，從而以降低整體投資金額。當有特殊情況時應(yīng)當裝設(shè)專用的變壓器。如照明的負荷比較大，或者有比較強的沖擊負荷設(shè)備時都要裝設(shè)專用的變壓器。3.3.4變壓器容量確定選擇本級所需變壓器容量時，可避免計算

46、負荷通過時變壓器過熱和損壞。當只安裝一臺變壓器時，變壓器的自身容量應(yīng)當足夠滿足本機單位內(nèi)電氣設(shè)備計算負荷總和的需要，同時也要考慮到節(jié)約能源和保留足夠的裕量，即負荷不要低于變壓器容量的百分之六十，也不要超過變壓器容量的百分之八十五，通常情況下為百分之七十最為適宜。在需要同時安裝兩臺或兩臺以上的變壓器時,其中的任意一臺變壓器被斷開,剩余的變壓器容量都可以滿足使用者的工作和超負荷運轉(zhuǎn),但此時就應(yīng)該將變壓器的過載容量進行計算。結(jié)合以上所闡述的要求，本閥門生產(chǎn)企業(yè)再選擇變壓器時考慮到其符合性質(zhì)和無功補償后的計算負荷，我選擇由兩臺變壓器進行供電。經(jīng)補償后的視在功率為S選擇兩臺變壓器時每臺容量應(yīng)保證總負荷的

47、6%7%S變壓器型號和數(shù)量選擇無功補償后,查附錄表可知，可選S9額定容量250KVA空載電流短路阻抗額定電壓（電壓等級）一次側(cè)10KV1.2%4%二次側(cè)0.4KV損耗空載0.56kw負載3.05kw表3-1S9-500/10電力變壓器參數(shù)表第四章 主接線的確定4.1電氣主接線電氣主接線主要是用于火電廠及水電站、變配電所、電力系統(tǒng)等設(shè)置的,以在遇到特殊條件是維持正常的功率要求和設(shè)備的工作所進行的一種電路，它將高壓的電力設(shè)備和電力系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系。電氣主接線是由高壓電源入線和低壓導(dǎo)引線作為基本環(huán)節(jié),并且以母線作為中間環(huán)節(jié)而形成的一種電能提供給電子元件。在高壓電力系統(tǒng)中,包含了變壓器、母線、斷路器

48、等高壓電氣裝置。高壓電器的組成方式?jīng)Q定了系統(tǒng)供電的經(jīng)濟性、可靠性、靈活性。 通常對主接線的運行方式研究時，能夠直觀清晰，經(jīng)常用單線圖來表達三相圖。在繪制電氣主接線的完整圖時，也要表示出，電容器、避雷器、電流電壓互感器以及所需的載波通信和中性點設(shè)備。相對于變電所來說，從供電的可靠性、經(jīng)濟性、靈活性、后期的發(fā)展以及機組容量，廠區(qū)使用面積等經(jīng)綜合細致的考量后在進行電氣主接線的設(shè)計。該接線方式能夠切實的反映出供配電時的是否正常情況。此種接線方式也可以稱之為系統(tǒng)一次接線。4.1.1基本要求電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點1、確保其安全性：嚴格依據(jù)相關(guān)行業(yè)國家標準進行接線。2、穩(wěn)定可靠：使用電設(shè)備得到穩(wěn)定的電流。

49、3、具備一定的靈活可變性：因地制宜，根據(jù)不同的工作場所和方式進行簡易的改變，適應(yīng)多元化的方式。 4、具有足夠的經(jīng)濟性：在保障基本要求的基礎(chǔ)上，盡量減少投入，做到能省則省，做到對資源和環(huán)境友好。4.1.2設(shè)計方案1、單母線接線此種接線的方法因為入線和出線都在同一條母線之上，整體的結(jié)構(gòu)很簡單，因為結(jié)構(gòu)的原因，其靈活性也大大提高，所帶來的優(yōu)點是建立接線時與其配套的設(shè)施需求量少，價格較低，經(jīng)濟效益較好。但同時因為過于簡單的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致不具備穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。電源母線中任何一個點位出現(xiàn)問題就導(dǎo)致整體運作不正常，因此需要斷開整個裝置進行查驗。電力負荷方面本文不做研究。2、單母線分段接線此種接線法是將母線通過一分為二的

50、方式進行接線。利用斷路器進行分開，這種方法本質(zhì)上和單母線接線法沒有區(qū)別，但是在檢修上面具有極大的便捷性，當分段的其中一節(jié)出現(xiàn)技術(shù)故障的時候，斷路器就可以發(fā)揮作用，另外一段可以正常工作，維持用電設(shè)備的正常工作。此種方式不僅僅有上一種方式的優(yōu)點，并且有效地克服了它的缺點。3、雙母線接線這是一種新型的接線方式，利用雙回路進行電能傳輸。在變電時具有穩(wěn)定性，且輸電方式也可隨時進行變更，相較于剩余兩種接線方式很靈活。在反饋電路之中一段出現(xiàn)故障可以啟用另一端進行維修，反復(fù)交替極為便捷。并且由于具備兩條母線，所以在后續(xù)的升級之中有了更多可操作的地方。雖然優(yōu)勢明顯，但是由于需要用到大量的開光，其投入很高。4.1

51、.3確定主接線1、供電方式本工廠經(jīng)上級10KV供電部門用架空線提供電力。通過總配變電所10KV側(cè)計量。供電系統(tǒng)數(shù)據(jù)：電業(yè)部門變電所10千伏母線。圖4-1供電系統(tǒng)圖2、主接線圖根據(jù)以上要求以及設(shè)計方案為保證設(shè)計的穩(wěn)妥進行，根據(jù)供電協(xié)議，此次設(shè)計采用單母線分段方式進行。如圖4-2所示：圖4-2主接線圖第五章 短路電流計算5.1短路的危害短路是供電系統(tǒng)中及其嚴重的情況，往往能使得整個電網(wǎng)全部癱瘓。其實質(zhì)是正常工作的供配電系統(tǒng)和地面發(fā)生了短接的情況，使得電流運行不暢。目前絕大部分設(shè)施選擇使得小接地電流系統(tǒng)，它的特點是和電力供應(yīng)點相隔很遠，因此在各種短路方式中，在計算時一般忽略單相、兩相和兩相接地的方式

52、，僅僅考慮三相短路就夠了。在確定這個狀態(tài)量后，便可以選擇相應(yīng)的元件來使電力系統(tǒng)可以承載最大電流，防止短路情況的發(fā)生。5.2短路電流計算的目的及方法眾所周知，無論是后期所需電氣設(shè)備的選型、對保護裝置的整定計算以及對發(fā)生短路時對短路電流限制，短路計算都是先決條件，同時決定了電力系統(tǒng)的機能，針對于電力和通信兩條線路也是判斷二者聯(lián)系的憑據(jù)。準確顯示和計算每個常用短路元件計算中考慮使用的每個短路元件的短路參數(shù)只有預(yù)先繪制好的計算短路電流圖,方能夠確定所有短路電流。在整幅圖中找出有可能是電路短路的元件，并且查找說明確定其數(shù)據(jù)。對元件給予編號,準確地顯示和計算每一種常用的短路元件在計算中都會考慮到所需要的各

53、種短路元件的長度和短路電流,并把各種短路元件按照同樣的長度對其進行了正確的編號,然后又依次確定各元件的短路正確性。短路校驗時計算接觸線上的電流應(yīng)該怎樣才能進行選擇呢,才能真正使得那些需要對其電路進行最大短路電流校驗的各種電氣電子元器件達到具有最高工作可能性的最大短路校驗電流。然后，為了繪制更加簡潔明確的等效電路圖，將只有短路電流通過的關(guān)鍵元件標記出來，確定它的各種基本參數(shù)。在工程建設(shè)之中，短路電流一般被當成具有最大容量的電能輸出部件，以阻抗串聯(lián)和并聯(lián)的方式，對其進行簡單化的處理。最后獲得最終的電阻，基于此得到對應(yīng)的輸出值和電路電容?，F(xiàn)今經(jīng)常性使用標幺值法和歐姆法來計算短路電流。5.3短路電流的

54、計算5.3.1最大運行方式1、確定基準值用標幺值法進行三項短路計算，基準值?。篠IIX2、各元器件電抗標幺值電抗標幺值（整系統(tǒng)）由已知條件Soc=200得到 = SdSoc= 100MVA電抗標幺值（電纜）由已知條件得XO=0.35(/X電力變壓器的電抗標幺值查表得 QUOTE Uk%=5 UZ%=4, 因此 X3*=X4*= 4100MV最大運行方式等效電路圖如圖5-1所示, 圖5-1短路等效電路圖3、短路電流容量計算K1點短路電流和容量計算總短路回路電抗標幺值X各短路電流值三相短路電流周期分量有效量 沖擊電流 有效電流 短路容量 K2點短路電流電抗標幺值（總短路值）X各短路電流值三相短路電

55、流周期分量有效值 沖擊電流 有效電流 短路容量 表5-1短路計算結(jié)果短路計算點短路計算點三相短路電流（kA）電壓（kV）三相短路容量Sk (MVA)9.8 24.9914.810.5178.5716.830.9118.310.411.685.3.2最小運行方式1、確定基準值用標幺值法進行三項的短路電流，對基準值進行計算：SIIX2、各元器件電抗標幺值電力系統(tǒng)電抗標幺值 = SdSoc=電纜線路的電抗標幺值通過已知得到XO=0.35(X電抗標幺值（變壓器）查表得 QUOTE Uk%=5 UZ%=4, 因此 X3*=X4*最小運行方式等效電路圖如圖5-2所示,圖5-2短路等效電路圖3、短路電流容量

56、計算K1點短路電流和容量計算總短路回路電抗標幺值X各短路電流值三相短路電流周期分量有效值 沖擊電流 有效電流 短路容量 K2點短路電流電抗標幺值（總短路）X各短路電流值三相短路電流周期分量有效值 沖擊電流 有效電流 短路容量 表5-2短路計算結(jié)果短路計算點短路計算點三相短路電流（kA）電壓（kV）三相短路容量Sk6.18 15.769.310.5112.368.5315.79.30.45.92第六章 高低壓設(shè)備選擇校驗6.1電氣設(shè)備選擇的條件為了更好地確保電源和配電系統(tǒng)的安全，可靠，高質(zhì)量和經(jīng)濟發(fā)展，選擇傳輸線和電纜橫截面時必須滿足以下標準。傳輸線和驅(qū)動電纜（導(dǎo)線和母線除外）在所有正常應(yīng)用中均

57、根據(jù)所有正常和較大的允許負載主題使用。有功電流量（這是今天必須在該路線上測量的負載電流）減少了。在正常操作和工作期間，熱活動溫度不一定必須低于最高允許加熱溫度。傳輸線和電纜是根據(jù)所有正常最大負載的電流量即線路上測得的電流量來使用的，以便更好地減少由于工作電壓的過渡而造成的損壞，因此不應(yīng)等效所有正常應(yīng)用。的量。對于某些加工廠中相對較短的直流高壓電源線，電壓的工作損失無需檢查。使用高壓/低壓驅(qū)動發(fā)熱線路的通常為10千伏以下電壓，首先按照導(dǎo)線發(fā)熱條件計算出導(dǎo)線發(fā)熱所需截面積來正確發(fā)熱截面，在通過校驗其機械強度來確定。 6.2高壓斷路器的選擇6.2.1高壓側(cè)設(shè)備的選擇要求國家標準規(guī)定高壓電源設(shè)備采用的

58、部件能在單次電路穩(wěn)定運行的狀況下可以承受住再一次的短路故障的操作要求，同時該設(shè)備在使用過程中應(yīng)保證工作安全可靠，運行方便，投資成本經(jīng)濟合理。高壓線路刀片接線開關(guān)柜的電路選用設(shè)計方式方案應(yīng)必須能夠充分地完全滿足我國變電所一次立式接線設(shè)備電路選用示意圖的應(yīng)用需求，并各種選用方案都必須要經(jīng)過反復(fù)比較后嚴格篩選才能得出刀片開關(guān)柜的產(chǎn)品型號和單個立式接線的設(shè)備的編號，同時也要認真檢查在所有接線箱中的各種元件的參數(shù)和規(guī)格。在整個電力系統(tǒng)中,高壓斷路器作為其中極其重要的構(gòu)件,不但滅弧器完備,而且確保了在負載電流異常情況下的通斷,還可以使得短路電流控制在一定的范圍內(nèi)被切斷,并且可以通過保護裝置進行跳閘,保護電

59、路無法遭到短路電流的傷害。根據(jù)裝設(shè)地點條件變電所高壓側(cè)選擇ZN5-10/630-20型斷路器，其技術(shù)參數(shù)如表6-1所示；表6-1 ZN5-10/630-20型高壓斷路器技術(shù)參數(shù)型號技術(shù)參數(shù)額定電流（A）額定開斷電流（KA）極限通過電流(KA)2秒熱穩(wěn)定電流（KA）ZN5-10/630-20630205020額定電壓：UeI額定電流：I動穩(wěn)定校驗：imax=50kA， ishK1熱穩(wěn)定校驗： It2t=2022=800斷流能力校驗：IK13=9.8kA，額定斷開電流Ioc經(jīng)以上校驗，ZN5-10/630-20戶內(nèi)高壓真空斷路器符合要求6.2.3高壓隔離開關(guān)在電力系統(tǒng)中,隔離開關(guān)是非常重要的一個組

60、成部分,由于本身并不具有滅弧等功能,所以不可以被用來開斷負載的電流及短路時的電流。通常它們都是搭建斷路器同時工作的,最主要的作用是將電源接地隔絕,防止發(fā)生意外。結(jié)合本次設(shè)計裝設(shè)地點的條件變電所高壓側(cè)，選則高壓隔離開關(guān)為GN8-10T/600，GW4-10/600。相關(guān)參數(shù)如表6-2所示表6-2高壓隔離開關(guān)參數(shù)型號技術(shù)參數(shù)額定電流（A）額定電壓kv極限通過電流(KA)5秒熱穩(wěn)定電流（KA）GN8-10T/600600105220GW4-10/600600105021.5GN8-10T/600戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)的校驗：額定電壓：UI額定電流：I動穩(wěn)定校驗：imax=52kA， i熱穩(wěn)定校驗： It2