工廠(chǎng)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告(論文) 題目：（工廠(chǎng)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與潮流計(jì)算程序設(shè)計(jì)）所 屬 系 電子電氣系 專(zhuān) 業(yè) 電力系統(tǒng) 學(xué) 號(hào) 01506438 姓名 石瑞 指導(dǎo)教師 陳躍 起訖日期 2011.3 - 2011.6 設(shè)計(jì)地點(diǎn) 東南大學(xué)成賢學(xué)院 東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）誠(chéng) 信 承 諾本人承諾所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告（論文）及取得的成果是在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成，引用他人成果的部分均已列出參考文獻(xiàn)。如論文涉及任何知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛，本人將承擔(dān)一切責(zé)任。 學(xué)生簽名： 日 期：目錄摘要5Abstract:6第一章 緒論11.1工廠(chǎng)供電的含義和要求11.2工廠(chǎng)供電設(shè)計(jì)的一般原則11.3工廠(chǎng)負(fù)荷性質(zhì)21.4工廠(chǎng)供配電系統(tǒng)3

2、1.4.1總降壓變電所31.4.2車(chē)間變電所31.4.3配電線(xiàn)路31.5供電半徑41.6功率因數(shù)4第二章 工廠(chǎng)供電設(shè)計(jì)內(nèi)容52.1變配電所設(shè)計(jì)52.2配電線(xiàn)路的設(shè)計(jì)52.3電氣照明設(shè)計(jì)6第三章 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償73.1負(fù)荷計(jì)算73.2負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的73.3負(fù)荷計(jì)算的方法73.4各用電車(chē)間負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如下表：83.4.1車(chē)間一的計(jì)算負(fù)荷83.4.2車(chē)間二的計(jì)算負(fù)荷93.4.3車(chē)間四計(jì)算負(fù)荷93.4.5生活區(qū)的計(jì)算負(fù)荷103.4.6車(chē)間三（高壓電機(jī)）計(jì)算103.5交配電所所址和型式的選擇113.5.1交配電所所址選擇的一般原則113.6負(fù)荷中心的確定113.7變壓器的選擇123.8車(chē)間變電

3、所變壓器的確定及補(bǔ)償電容器的選擇133.9主變壓器的確定133.9.1主變壓器臺(tái)數(shù)的確定133.9.2所選變壓器型號(hào)及參數(shù)14第四章 變配電所主接線(xiàn)方案設(shè)計(jì)154.1設(shè)計(jì)原則和要求154.2主接線(xiàn)方案確定17第五章 短路電流計(jì)算185.1短路電流的概述185.2短路回路參數(shù)的計(jì)算195.2.1標(biāo)么值法195.2.2短路計(jì)算過(guò)程20第六章 電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn)246.1高壓電器選擇的一般原則246.2設(shè)備的選擇和校驗(yàn)計(jì)算246.2.1導(dǎo)線(xiàn)的選擇256.2.2 35KV一次設(shè)備選擇266.2.3 10KV一次設(shè)備選擇27第七章 防雷接地287.1防雷保護(hù)裝置287.2防雷接地設(shè)計(jì)287.3過(guò)電壓接地

4、保護(hù)29參考文獻(xiàn)31致謝31工廠(chǎng)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與潮流計(jì)算程序設(shè)計(jì)摘要工廠(chǎng)供電系統(tǒng)就是將電力系統(tǒng)的電能降壓再分配電能到各個(gè)廠(chǎng)房或車(chē)間中去，它由工廠(chǎng)降壓變電所，高壓配電線(xiàn)路，車(chē)間變電所，低壓配電線(xiàn)路及用電設(shè)備組成。工廠(chǎng)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)技術(shù)的分配電能問(wèn)題。其基本內(nèi)容有以下幾方面：車(chē)間負(fù)荷計(jì)算以及無(wú)功功率補(bǔ)償，導(dǎo)線(xiàn)類(lèi)型選擇, 變配電所位置的電氣設(shè)計(jì)和所址選擇, 短路電流的計(jì)算及繼電保護(hù), 電氣設(shè)備的選擇,車(chē)間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量、類(lèi)型的選擇等。關(guān)鍵詞：短路電流計(jì)算；電氣設(shè)

5、備選擇；主變保護(hù)Factory power supply system design and flow calculation program designAbstract:The factory power supply system is to decline the electric power of electric power system to press to assign electric power again to go to in each factory premises or the car, it is decline by the factory to press

6、 a substation, the high pressure goes together with electric wire road, car substation, the low pressure goes together with electric wire road and uses electricity equipments to constitute.The factory always declines to press a substation and goes together with an electricity system design, is the r

7、equest which produces a craft to the burden according to burden amount and property of each car, and burden layout, combine a national power supply circumstance.Resolve the safe credibility to each section, economy technical llotment electric power problem.It the basic contents have several aspects

8、as follows:Car burden calculation and have no achievement power compensate, lead a line type choice, change to go together with electricity to design the electricity of the position and address choice, short-circuit electric current of calculation and after electricity protection, the choice of elec

9、tricity equipments, car the choice of the substation position and transformer amount, capacity, type etc.Keywords: The electricity is a part；electricity equipments choice； the lord changes to protect1東南大學(xué)成賢學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告第一章 緒論1.1工廠(chǎng)供電的含義和要求工廠(chǎng)供電，就是指工廠(chǎng)所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱(chēng)工廠(chǎng)配電。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而

10、來(lái)，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(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。在工廠(chǎng)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(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠(chǎng)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，做好工廠(chǎng)供

11、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(chǎng)供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)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(chǎng)供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。工廠(chǎng)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(chǎng)生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求：（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(mǎn)足電能用戶(hù)對(duì)供電可靠性的要求。（3）優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿(mǎn)足電能用戶(hù)對(duì)電壓和頻率等質(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。此外，在供電

12、工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 1.2工廠(chǎng)供電設(shè)計(jì)的一般原則按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50053-94 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(chǎng)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(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)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

13、、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。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，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠(chǎng)供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠(chǎng)設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠(chǎng)供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠(chǎng)的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠(chǎng)供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠(chǎng)供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。1.3工廠(chǎng)負(fù)荷性質(zhì)按GB50052-5供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，根據(jù)電力系統(tǒng)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響程度，電力負(fù)荷分為以下三級(jí)：一級(jí)負(fù)荷 中斷供電將造成人身傷亡；中斷供電將在政治、

14、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)。例如：重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程被打亂需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)等；中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作。例如：重要交通樞紐、重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場(chǎng)館、經(jīng)常用于國(guó)際活動(dòng)的大量人員集中的公共場(chǎng)所等用電單位中的重要電力負(fù)荷。在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。 二級(jí)負(fù)荷 中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)。例如：主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程被打亂需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。 中斷

15、供電將影響重要用電單位的正常工作。例如：交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負(fù)荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場(chǎng)等較多人員集中的重要的公共場(chǎng)所秩序混亂。 三級(jí)負(fù)荷 不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者應(yīng)為三級(jí)負(fù)荷。 對(duì)一級(jí)負(fù)荷一律應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 二級(jí)負(fù)荷較重要的電力負(fù)荷對(duì)該類(lèi)負(fù)荷供電的中斷，將造成工農(nóng)業(yè)大量減產(chǎn)、工礦交通運(yùn)輸停頓、生產(chǎn)率下降以及市人民正常生活和業(yè)務(wù)活動(dòng)遭受重大影響等。一般大型工廠(chǎng)企業(yè)、科研院校等都屬于二級(jí)負(fù)荷。 三級(jí)負(fù)荷 不屬于上述一、二級(jí)的其他電力負(fù)荷，如附屬企業(yè)、附屬車(chē)間和某些非生產(chǎn)性場(chǎng)所中不重要的電力負(fù)荷等。1.4工廠(chǎng)供配電系統(tǒng)工廠(chǎng)供配電系統(tǒng)由總降壓變電所、高壓配電

16、線(xiàn)路、車(chē)間變電所、低壓配電線(xiàn)路及用電設(shè)備組成。 1.4.1總降壓變電所總降壓變電所負(fù)責(zé)將35110kV的外部供電電壓變換為610kV的廠(chǎng)區(qū)高壓配電電壓，給廠(chǎng)區(qū)各車(chē)間變電所或高壓電動(dòng)機(jī)供電。 1.4.2車(chē)間變電所車(chē)間變電所將610kV的電壓降為380/220V，再通過(guò)車(chē)間低壓配電線(xiàn)路，給車(chē)間用電設(shè)備供電。 1.4.3配電線(xiàn)路配電線(xiàn)路分為廠(chǎng)區(qū)高壓配電線(xiàn)路和車(chē)間低壓配電線(xiàn)路。 圖1.1大中型工廠(chǎng)供電系統(tǒng)主接線(xiàn)示意圖1.5供電半徑供電半徑就是從電源點(diǎn)開(kāi)始到其供電的最遠(yuǎn)的負(fù)荷點(diǎn)之間的線(xiàn)路的距離，供電半徑指供電線(xiàn)路物理距離，而不是空間距離。 低壓供電半徑指從配電變壓器到最遠(yuǎn)負(fù)荷點(diǎn)的線(xiàn)路的距離，而不是空間距

17、離。 城區(qū)中壓線(xiàn)路供電半徑不宜大于3公里，近郊不宜大于6公里。因電網(wǎng)條件不能滿(mǎn)足供電半徑要求時(shí)，應(yīng)采取保證客戶(hù)端電壓質(zhì)量的技術(shù)措施。 0.4千伏線(xiàn)路供電半徑在市區(qū)不宜大于300米。近郊地區(qū)不宜大于500米。接戶(hù)線(xiàn)長(zhǎng)度不宜超過(guò)20米，不能滿(mǎn)足時(shí)應(yīng)采取保證客戶(hù)端電壓質(zhì)量的技術(shù)措施。 供電半徑是電氣豎井設(shè)置的位置及數(shù)量最重要的參數(shù)。250米為低壓的供電半徑,考慮50米的室內(nèi)配電線(xiàn)路,取200米為低壓的供電半徑,當(dāng)超過(guò)250米時(shí),每100米加大一級(jí)電纜。低壓配電半徑200米左右指的是變電所（二次為380伏）的供電半徑，樓內(nèi)豎井一般以800平方左右設(shè)一個(gè)，末端箱的配電半徑一般3050米。 供電半徑取決于

18、以下2個(gè)因素的影響： 1、電壓等級(jí)（電壓等級(jí)越高，供電半徑相對(duì)較大） 2、用戶(hù)終端密集度（即：電力負(fù)載越多，供電半徑越?。?同種電壓等級(jí)輸電中，電壓跌落情況小，那么供電半徑就大。 相比較來(lái)說(shuō)：在同能負(fù)載情況下，10kV的供電半徑要比6kV的供電半徑大。 在統(tǒng)一電壓等級(jí)下，城市或工業(yè)區(qū)的供電半徑要比郊區(qū)的供電半徑小。 三相供電時(shí)，銅線(xiàn)和鋁線(xiàn)的最大合理供電半徑計(jì)算公式（J為經(jīng)濟(jì)電流密度）： Lst=1.798511.65/j=1773/jm Lsl=1.795011.65/j=1042/jm 銅線(xiàn)和鋁線(xiàn)最大合理供電半徑計(jì)算公式如下。 Ldt=4.551413.91/j=885/jm(11) Ldl

19、=4.558.313.91/j=525/jm(12) 選定經(jīng)濟(jì)截面后，其最大合理供電半徑，三相都大于0.5km，單相基本為三四百米，因此單純規(guī)定不大于0.5km，對(duì)于三相來(lái)說(shuō)是“精力過(guò)剩”，對(duì)單相來(lái)說(shuō)則“力不從心”。1.6功率因數(shù)功率因數(shù)是指電力網(wǎng)中線(xiàn)路的視在功率供給有功功率的消耗所占百分比.在電力網(wǎng)的運(yùn)行中,我們所希望的是功率因數(shù)越大越好,若能做到這一點(diǎn),則電路中的視在功率大部分用來(lái)供給有功功率,以減少無(wú)功功率的消耗.用戶(hù)功率因數(shù)的高低,對(duì)于電力系統(tǒng)發(fā)、供用電設(shè)備的充分利用，有著顯著的影響。影響功率因數(shù)的主要因素：功率因數(shù)的產(chǎn)生主要是因?yàn)榻涣饔秒娫O(shè)備在其工作過(guò)程中，除消耗有功功率外，還需要無(wú)

20、功功率。當(dāng)有功功率P一定時(shí)，如減少無(wú)功功率Q，則功率因數(shù)便能提高。因此提高功率因數(shù)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)就是減少用電設(shè)備的無(wú)功功率需要量。異步電動(dòng)機(jī)和電力變壓器是耗用無(wú)功功率的主要設(shè)備：異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙是決定異步電動(dòng)機(jī)需要較多無(wú)功的主要因素。而異步電動(dòng)機(jī)所耗用的無(wú)功功率是由其空載時(shí)的無(wú)功功率和一定負(fù)載下無(wú)功功率增加值兩部分所組成。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。變壓器消耗無(wú)功的主要成份是它的空載無(wú)功功率，它和負(fù)載率的大小無(wú)關(guān)。第二章 工廠(chǎng)供電設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1變配電所設(shè)計(jì)無(wú)論工廠(chǎng)總降壓變電所或車(chē)間變電所，設(shè)計(jì)的內(nèi)容都基本相同。工廠(chǎng)高雅配電所，則除了沒(méi)有主

21、變壓器的選擇外，其余的設(shè)計(jì)內(nèi)容也與變電所設(shè)計(jì)基本相同。變配電所的設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括：變配電所復(fù)核的計(jì)算和無(wú)功功率的補(bǔ)償，變配電所所址的選擇，變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、型式的確定，變配電所主結(jié)線(xiàn)方案的選擇，進(jìn)出線(xiàn)的選擇，短路計(jì)算及開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇，二次回路方案的確定及繼電保護(hù)的選擇與整定，防雷保護(hù)欲接地和接零的設(shè)計(jì)，變配電所電氣照明的設(shè)計(jì)等。最后需編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制變配電所主電路圖、平剖面圖、二次回路及其它施工圖紙。2.2配電線(xiàn)路的設(shè)計(jì)工廠(chǎng)配電線(xiàn)路設(shè)計(jì)分廠(chǎng)區(qū)配電線(xiàn)路設(shè)計(jì)和車(chē)間配電線(xiàn)路設(shè)計(jì)。廠(chǎng)區(qū)配電線(xiàn)路設(shè)計(jì)，包括廠(chǎng)區(qū)高壓供配電線(xiàn)路設(shè)計(jì)及車(chē)間外部低壓配電線(xiàn)路設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)能容

22、應(yīng)包括：配電線(xiàn)路路徑及線(xiàn)路結(jié)構(gòu)型式的確定，負(fù)荷的計(jì)算，導(dǎo)線(xiàn)或電纜及配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇，架空線(xiàn)路桿位的確定及電桿與絕緣子、金具的選擇，防雷保護(hù)與接地和接零的設(shè)計(jì)、最后需編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制廠(chǎng)區(qū)配電線(xiàn)路系統(tǒng)圖和平面圖、電桿總裝圖及其它施工圖紙。車(chē)間配電線(xiàn)路設(shè)計(jì)，包括車(chē)間配電線(xiàn)路布線(xiàn)方案的確定、負(fù)荷的計(jì)算、線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)及配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇、線(xiàn)路敷設(shè)設(shè)計(jì)等。最后也需編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制車(chē)間配電線(xiàn)路系統(tǒng)圖、平面及其它施工圖紙。2.3電氣照明設(shè)計(jì)工廠(chǎng)電氣照明設(shè)計(jì)，包括廠(chǎng)區(qū)室外照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)和車(chē)間（建筑）內(nèi)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)。無(wú)論是廠(chǎng)區(qū)室外照明設(shè)計(jì)

23、還是車(chē)間內(nèi)照明設(shè)計(jì)，其內(nèi)容均應(yīng)包括：照明光源和燈具的選擇，燈具布置方案的確定和照度的計(jì)算，照明負(fù)荷計(jì)算及導(dǎo)線(xiàn)的選擇，保護(hù)與控制設(shè)備的選擇等。最后編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、設(shè)備材料清單及工程概算，繪制照明系統(tǒng)圖，平面圖及其它施工圖紙。第三章 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償3.1負(fù)荷計(jì)算全廠(chǎng)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。考慮車(chē)間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠(chǎng)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。3.2負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的計(jì)算負(fù)荷又稱(chēng)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(dòng)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

24、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)。尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。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(lái)計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。3.3負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有： 有功功率： P30 = PeK

25、d 無(wú)功功率: Q30 = P30 tg 視在功率: S3O = P30/Cos 計(jì)算電流: I30 = S30/3UN3.4各用電車(chē)間負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如下表： 表3-1 車(chē)間項(xiàng)目車(chē)間變電所1234生活區(qū)負(fù)荷（kw）360750380750145功率因數(shù)cos0.720.640.670.851負(fù)荷類(lèi)型一一二二三二次側(cè)電壓38038010000380380最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)25003500350055001800按照原始數(shù)據(jù)資料，負(fù)荷數(shù)據(jù)如下一年按365天計(jì)算。T=365*24=8760hP30=K*PQ30=P30*tan=P30*S30=3.4.1車(chē)間一的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：P30=0.953

26、60=182.4 kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：Q30= P30tan=182.4=176 kvar視在計(jì)算負(fù)荷：KVA計(jì)算電流： I30=385.5 A按照規(guī)定，變電所高壓側(cè)的0.9，考慮到變壓器本身的無(wú)功功率損耗QT遠(yuǎn)大于其有功功率損耗PT，一半QT =(45) PT ，因此在變壓器的低壓側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.90，這里取=0.92。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.72提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為：QC=182.4(tanarccos0.72tanarccos0.92)98.23 kvar取 QC=110 kvar補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)：S30(2)= =193

27、.79KVA查工廠(chǎng)供電附錄表5得：因此變壓器的容量可以從選250 KVA。型號(hào)：S9-250/10 變壓器的損耗：PT =0.015S30(2)=2.91 kwQT =0.06S30(2) =11.64 kvar高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷： P30(1) = P30+PT =182.4+2.91=185.356 KW Q30(1) = Q30QC+QT =176110+11.64=77.64 kvar S30(1) = =200.96 KVA 補(bǔ)償后的功率因數(shù)：=100%=0.91870.9 這一功率因數(shù)滿(mǎn)足要求。3.4.2車(chē)間二的計(jì)算負(fù)荷 根據(jù)車(chē)間一的步驟，計(jì)算車(chē)間二的數(shù)據(jù)如下：有功計(jì)算負(fù)荷：P30=

28、0.95750=450.4 kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：Q30= P30tan=450.4=540.7 kvar視在計(jì)算負(fù)荷：KVA計(jì)算電流： I30=1069.2 A QC=450.4(tanarccos0.64tanarccos0.92)332.7 kvar先取QC=340 kvar ，經(jīng)過(guò)計(jì)算后，功率因數(shù)達(dá)不到0.9。說(shuō)明了補(bǔ)償不夠，要加大補(bǔ)償容量。取 QC=350 kvar 時(shí)， S30(2)= =489.1 KVA因此變壓器的容量可以從選630 KVA。型號(hào)：S9-630/10 變壓器的損耗：PT =0.015S30(2)=7.337 kwQT =0.06S30(2) =29.35 kvar高

29、壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷： P30(1) = P30+PT =457.737 KW Q30(1) = Q30QC+QT =540.7350+29.35=220.05 kvar S30(1) = =507.9 KVA 補(bǔ)償后的功率因數(shù)： =100%=0.9010.9 這一功率因數(shù)滿(mǎn)足要求。3.4.3車(chē)間四計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：P30=0.95750=564.6 kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：Q30= P30tan=564.6=349.9 kvar視在計(jì)算負(fù)荷：KVA計(jì)算電流： I30=1009.2 AQC=564.6(tanarccos0.85tanarccos0.92)109.4 kvar取QC=115 kvar

30、時(shí)，S30(2)= =611.5 KVA因此變壓器的容量可以從選800 KVA。型號(hào)：S9-800/10變壓器的損耗：PT =0.015S30(2)=9.173 kwQT =0.06S30(2) =36.69 kvar高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：P30(1) = P30+PT =564.6+9.173=573.8 KWQ30(1) = Q30QC+QT =349.9115+36.69=271.59 kvarS30(1) = =634.8 KVA補(bǔ)償后的功率因數(shù)：=100%=0.9040.9這一功率因數(shù)滿(mǎn)足要求。3.4.5生活區(qū)的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷：P30=0.95145=62.44 kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：

31、Q30= P30tan=62.44=0 kvar視在計(jì)算負(fù)荷：KVA計(jì)算電流： I30=94.88A由于生活區(qū)的功率因數(shù)已經(jīng)為1了，所以不需要再在變壓器的低壓側(cè)安裝電容補(bǔ)償。3.4.6車(chē)間三（高壓電機(jī)）計(jì)算有功計(jì)算負(fù)荷：P30=0.95380=228.2 kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：Q30= P30tan=228.2=252.8 kvar視在計(jì)算負(fù)荷：KVA計(jì)算電流： I30=19.67A由于此車(chē)間的電壓是10KV，所以算補(bǔ)償時(shí)應(yīng)與下一級(jí)的負(fù)荷之和一起來(lái)計(jì)算補(bǔ)償容量。3.5交配電所所址和型式的選擇3.5.1交配電所所址選擇的一般原則選擇工廠(chǎng)變、配電所的所址，應(yīng)根據(jù)下列要求并且經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后擇優(yōu)確定。

32、接近負(fù)荷中心；進(jìn)出線(xiàn)方便；接近電源側(cè)；設(shè)備吊裝和運(yùn)輸方便；不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)和高溫的場(chǎng)所；不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)；不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其它經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰；不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境、有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方；當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50058-1992爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范；不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所；高壓配電所盡量與鄰近車(chē)間變電所或有大量高壓設(shè)備的廠(chǎng)房合建在一起。3.6負(fù)荷中心的確定利用負(fù)荷功率距法確定負(fù)荷中心：在工廠(chǎng)平面圖的下方和左側(cè)，分別作為一直角坐標(biāo)的X

33、軸和Y軸，然后測(cè)出個(gè)車(chē)間（建筑）和生活區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，例如P1(x1,y1), P2(x2,y2), P3(x3,y3), P4(x4,y4)， P5(x5,y5)。而工廠(chǎng)的負(fù)荷中心假設(shè)為P(x, y),其中P=P1+ P2 +P3+ P4+ P5；仿照力學(xué)中計(jì)算重心力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)。這里必須指出：負(fù)荷中心雖然是選擇變電所位置的重要因素，但是不是唯一因素。因此負(fù)荷中心的計(jì)算不必要求十分精確。變配電所的所址，必須全面分析比較后擇優(yōu)選擇。各車(chē)間和生活變電所的地理位置圖，比列：1公分（格）=200米。以此圖建立x, y軸坐標(biāo)：以左下表格邊間為坐標(biāo)原點(diǎn)，可以得出各點(diǎn)坐標(biāo)大概數(shù)字如下：P

34、1（1400，580）P2（380，1900）P3（1800，1600）P4（2600，1200）P5（50，1200）P1=182.4； P2=450.4； P3=228.2； P4=564.6； P5=62.44； =1488.04所以負(fù)荷中心的坐標(biāo)為：P(，)代入數(shù)據(jù)得： P(1246，576)換算知：P在表中占得格子數(shù)為：X=7.76格,Y=6.97格。由計(jì)算可以知道，工廠(chǎng)的負(fù)荷中心在河的邊緣，根據(jù)交配電所所址選擇原則，必須避開(kāi)有積水的地方，并且高壓配電所盡量與鄰近車(chē)間變電所或有大量高壓設(shè)備的廠(chǎng)房合建在一起。可以擇優(yōu)選擇一個(gè)坐標(biāo)做為負(fù)荷中心。圖3-1負(fù)荷中心選址圖例：車(chē)間變電所 生活變

35、電所 高壓電機(jī) 總降變電所3.7變壓器的選擇為保證供電的可靠性，避免一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)影響供電，變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，但一般不超過(guò)兩臺(tái)變壓器。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。對(duì)于大型超高壓樞紐變電所，裝設(shè)兩臺(tái)大型變壓器，當(dāng)一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，要切斷大量負(fù)荷是很困難的，因此，對(duì)大型樞紐變電所，根具工程具體情況，應(yīng)安裝24臺(tái)主變壓器。這種裝設(shè)方法可以提高變電所的供電可靠性，變壓器的單臺(tái)容量以及安裝的總?cè)萘拷钥捎兴?jié)約，且可根據(jù)負(fù)荷的實(shí)際增長(zhǎng)的進(jìn)程，分別逐臺(tái)裝設(shè)變壓器，而不致積壓資金。當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺(tái)以及以上的主變時(shí)，每臺(tái)容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺(tái)停運(yùn)

36、時(shí)，其余變壓器容量至少能保證所供的一級(jí)負(fù)荷或?yàn)樽冸娝控?fù)荷的60%75%。通常一次變電所采用75%，二次變電所采用60%。 本次設(shè)計(jì)的是線(xiàn)變阻，選擇按備用要求，每臺(tái)按變壓器的最大負(fù)荷選擇。正常情況下兩臺(tái)變壓器都參加工作，這時(shí)，每臺(tái)變壓器均承受50%最大負(fù)荷，這種備用及能滿(mǎn)足正常工作時(shí)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，又能在故障情況下承擔(dān)全部負(fù)荷，是比較合理的備用方式。3.8車(chē)間變電所變壓器的確定及補(bǔ)償電容器的選擇 變電所對(duì)功率因數(shù)有這樣高的要求，僅僅依靠提高自然功率因數(shù)的辦法，一般不能滿(mǎn)足要求。因此，變電所需裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置，對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行人工補(bǔ)償。按照我國(guó)原電力工業(yè)部1996年頒布實(shí)施的供電營(yíng)業(yè)規(guī)則規(guī)定：用

37、戶(hù)應(yīng)在提高用電自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和安裝無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，并做到隨其負(fù)荷和電壓變動(dòng)及時(shí)投入或切除，防止無(wú)功電力倒送。除電網(wǎng)有特殊要求的用戶(hù)外，用戶(hù)在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到以下規(guī)定：100KVA及以上高壓供電的用戶(hù)，功率因數(shù)為0.9以上。其他電力用戶(hù)和大，中型電力排灌站，功率因數(shù)為0.85以上。在本課程設(shè)計(jì)中，采用并聯(lián)電容的方法進(jìn)行無(wú)功功率的補(bǔ)償。各車(chē)間變壓器及主變壓器的容量及型號(hào)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷數(shù)據(jù)，選擇變壓器時(shí)應(yīng)注意有10%的余量，以保證變壓器穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。3.9主變壓器的確定裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)主變壓器的容量SNT不應(yīng)小于總負(fù)荷的60%70%

38、，SNT(0.60.7) S30 ，同時(shí)每臺(tái)主變壓器的容量SNT不應(yīng)小于全部一、二級(jí)負(fù)荷之和本次設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)據(jù)可由1.3負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù)得到S30。=0.95(228.2+185.356+573.8+457.737+63.337)=1443 KW=0.97(225.8+77.64+271.59+220.5+3.764) =774.9 kvarS30=1629 kVASNT=0.671629=1059 kVA=200.9+507.9+340.6=1049 kVA取兩臺(tái)主變壓器的容量為1250KVA并聯(lián)運(yùn)行時(shí)可以滿(mǎn)足要求。3.9.1主變壓器臺(tái)數(shù)的確定主變壓器臺(tái)數(shù)的應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求進(jìn)行選擇。

39、當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜安裝兩臺(tái)以上的主變壓器。(1)有大量一級(jí)負(fù)荷或二級(jí)負(fù)荷。(2)季節(jié)性負(fù)荷變化大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。(3)集中負(fù)荷大，列如大于1250kVA時(shí)。SNT=100%S30=0.95=0.95(228.2+185.356+573.8+457.737+63.337)=1443 kW=0.97(225.8+77.64+271.59+220.5+3.764) =774.9 kvarSNT= = =1629 kVA=0.8797功率因數(shù)提高到0.92，QC=1443(tanarccos0.8797tanarccos0.92)164.2 kvarS30(2)= =1555.4 kVA

40、因此主變壓器選擇S9-2000/10型號(hào)PT =0.015S30(2)=23.33 kwQT =0.06S30(2) =93.324 kvarP30(1) =1433+23.33=1456.33 kWQ30(1) =774.9170+93.324=698.22 kvarS30(1)=1615.1 kVA=0.902因此校驗(yàn)合格。但SNT1250，不符合設(shè)計(jì)要求。宜選用兩臺(tái)主變壓器。3.9.2所選變壓器型號(hào)及參數(shù)表3-2 變壓器型號(hào)及容量數(shù)據(jù)型號(hào)額定容量KVA臺(tái)數(shù)額定電壓KV補(bǔ)償容量QCkvar功率因數(shù)連接組標(biāo)號(hào)阻抗電壓%高壓低壓T1 T2S9-1250/101250235101700.902Y

41、dn1151#變壓器S9-250/10250211，10.510，6.360.41100.915Dyn1142#變壓器S9-630/1063023500.90153#變壓器S9-800/1080011150.90454#變壓器S9-80/10801不補(bǔ)償14說(shuō)明：T1 ，T2是兩臺(tái)主變壓器，1 #、2#、3#、4#變壓器分別裝設(shè)在車(chē)間變電所1、車(chē)間變電所2、車(chē)間變電所4和生活區(qū)。車(chē)間1、2為一級(jí)負(fù)荷應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。為補(bǔ)償后工廠(chǎng)的功率因數(shù)。第四章 變配電所主接線(xiàn)方案設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)原則和要求1.安全性(1)在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開(kāi)關(guān)。(2)在低壓斷路器的電源

42、側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開(kāi)關(guān)。 (3)在裝設(shè)高壓熔斷器的-負(fù)荷開(kāi)關(guān)的出線(xiàn)柜母線(xiàn)側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開(kāi)關(guān)。(4)交配電所高壓母線(xiàn)上及架空線(xiàn)路末端，必須裝設(shè)避雷器。裝于母線(xiàn)上的避雷器，宜與電壓互感器共用一組隔離開(kāi)關(guān)。接于變壓器引出線(xiàn)上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。2.可靠性(1)變配電所的主接線(xiàn)方案，必須與其負(fù)荷級(jí)別相適應(yīng)。對(duì)一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)電源供電。對(duì)二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或一回6KV以上專(zhuān)用架空線(xiàn)或電纜線(xiàn)供電；其中采用電纜供電時(shí)，應(yīng)采用兩根電纜并聯(lián)供電，且每根電纜應(yīng)能承受100%的二級(jí)負(fù)荷。(2)變配電所的非專(zhuān)用電源進(jìn)線(xiàn)側(cè)，應(yīng)裝設(shè)帶保護(hù)短路的斷路器或負(fù)荷開(kāi)關(guān)-熔斷器。(3)對(duì)一般

43、生產(chǎn)區(qū)的車(chē)間變電所，宜由工廠(chǎng)總變電所采用放射式的高壓配電，以確保供電可靠性，但對(duì)輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)的變電所，可采用樹(shù)干式配電。(4)變電所低壓側(cè)的總開(kāi)關(guān)，宜采用低壓熔斷器。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)為單母線(xiàn)分段，且有自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓總開(kāi)關(guān)和低壓母線(xiàn)分段開(kāi)關(guān)，均應(yīng)采用低壓熔斷器。3.靈活性(1)變配電所的高低壓母線(xiàn)，一般采勇單母線(xiàn)或單母線(xiàn)分段接線(xiàn)方式。(2)35KV及以上電源進(jìn)線(xiàn)為雙回路時(shí)，宜采用橋式接線(xiàn)和線(xiàn)路-變壓器。(3)變配電所的主接線(xiàn)方案應(yīng)與主變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求相適應(yīng)。4.經(jīng)濟(jì)性(1)變配電所的主接線(xiàn)在滿(mǎn)足運(yùn)行要求的前提下應(yīng)力求簡(jiǎn)單。(2)中小型工廠(chǎng)變電所，一般可采用高壓少油斷路器。(3)工廠(chǎng)的

44、電源進(jìn)線(xiàn)上應(yīng)裝設(shè)專(zhuān)用的計(jì)量柜，其中的電流、電壓互感器只供計(jì)費(fèi)的電能表用。 變電站主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、負(fù)荷性質(zhì)、出線(xiàn)回路數(shù)等條件和具體情況確定。通常變電站主接線(xiàn)的高壓側(cè)，應(yīng)盡可能采用短路器數(shù)目教少的接線(xiàn)，以節(jié)省投資，隨出線(xiàn)數(shù)目的不同，可采用橋形、單母線(xiàn)、雙母線(xiàn)及角形接線(xiàn)等。如果變電站電壓為超高壓等級(jí)，又是重要的樞紐變電站，宜采用雙母線(xiàn)帶旁母接線(xiàn)或采用一臺(tái)半斷路器接線(xiàn)。變電站的低壓側(cè)常采用單母分段接線(xiàn)或雙母線(xiàn)接線(xiàn)，以便于擴(kuò)建。610KV饋線(xiàn)應(yīng)選輕型斷路器，如SN10型少油斷路器或ZN13型真空斷路器；若不能滿(mǎn)足開(kāi)斷電流及動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求時(shí)，應(yīng)采用限流措施。在變電站中最

45、簡(jiǎn)單的限制短路電流的方法，是使變壓器低壓側(cè)分列運(yùn)行；若分列運(yùn)行仍不能滿(mǎn)足要求，則可裝設(shè)分列電抗器，一般盡可能不裝限流效果較小的母線(xiàn)電抗器。故綜合從以下幾個(gè)方面考慮：(1) 斷路器檢修時(shí)，是否影響連續(xù)供電；(2)線(xiàn)路能否滿(mǎn)足,類(lèi)負(fù)荷對(duì)供電的要求；(3)大型機(jī)組突然停電對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與產(chǎn)生的后果等因素。主接線(xiàn)方案的擬定：對(duì)本變電所原始材料進(jìn)行分析，結(jié)合對(duì)電氣主接線(xiàn)的可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮。在滿(mǎn)足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)，供電可靠，經(jīng)濟(jì)合理的主接線(xiàn)方案。此主接線(xiàn)還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)各種運(yùn)行方式的變化，且在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便、調(diào)度靈活、

46、檢修安全、擴(kuò)建發(fā)展方便。4.2主接線(xiàn)方案確定變電所的接線(xiàn)應(yīng)從安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)出發(fā)。本次設(shè)計(jì)工廠(chǎng)35KV總降變電所，地位較為重要，應(yīng)盡量保證供電的可靠性，又由于是總降變電所，從經(jīng)濟(jì)性來(lái)考慮主接線(xiàn)不宜復(fù)雜。(1)只裝有一臺(tái)主變壓器的總降變電所主接線(xiàn)通常采用一次側(cè)無(wú)母線(xiàn)、二次側(cè)為單母線(xiàn)的主接線(xiàn)。一次側(cè)采用斷路器為主開(kāi)關(guān)。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但供電可靠性不高，只適用于三級(jí)負(fù)荷。(2) 一次側(cè)為內(nèi)橋式接線(xiàn)的總降變電所主接線(xiàn)這種主接線(xiàn)的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷。這種內(nèi)橋式接線(xiàn)多用于電源線(xiàn)路較長(zhǎng)而主變壓器不須經(jīng)常切換的總降壓變電所。(3) 一次側(cè)為外橋式接線(xiàn)的總降變電所主接線(xiàn)這

47、種主接線(xiàn)也適用于一、二級(jí)負(fù)荷。這種外橋式接線(xiàn)多用于電源線(xiàn)路不長(zhǎng)而主變壓器需經(jīng)常切換以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的總降壓變電所。(4) 一、二次側(cè)均采用單母線(xiàn)分段的總降壓變電所主接線(xiàn)這種主接線(xiàn)兼有上述內(nèi)橋式和外橋式兩種接線(xiàn)的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備較多，投資較大?？晒┮?、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線(xiàn)較多的情況。(5) 一、二次側(cè)均采用雙母線(xiàn)的總降壓變電所主接線(xiàn)采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)較之采用單母線(xiàn)接線(xiàn)，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開(kāi)關(guān)設(shè)備也大大提高，從而大大增加了初投資，所以雙母線(xiàn)接線(xiàn)在企業(yè)中少用，主要用于電力系統(tǒng)中。綜合上述的主接線(xiàn)方案的比較,一次側(cè)選用線(xiàn)路變壓器組接線(xiàn)方式,即采用兩臺(tái)變壓器分列

48、運(yùn)行,二次側(cè)采用單母分段接線(xiàn)方式。第五章 短路電流計(jì)算5.1短路電流的概述電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時(shí)通過(guò)的電流為短路電流。在工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮到正常工作狀態(tài)，而且還要考慮到發(fā)生故障所造成的不正常狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，破壞供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障一般最常見(jiàn)的是各種短路。所謂短路是指相與相之間的短接，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(xiàn)制系統(tǒng)中相線(xiàn)與中線(xiàn)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(wàn)安），電源的電壓完全降落在短路回路中。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

49、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(guò)電壓、直接雷擊、絕緣材料的陳舊、絕緣配合不好、機(jī)械損壞等，運(yùn)行人員的錯(cuò)誤操作，如帶負(fù)荷拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)，或者檢修后未拆接地線(xiàn)就接通斷路器；在長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷元件中，由于電流過(guò)大，載流導(dǎo)體的溫度升高到不能容許的程度，使絕緣加速老化或破壞；在小接地電流系統(tǒng)中未及時(shí)或消除一相接地的不正常工作狀態(tài)，此時(shí)，其它兩相對(duì)地電壓升高倍，造成絕緣損壞；在某些化工廠(chǎng)或沿海地區(qū)空氣污穢，含有損壞絕緣的氣體或固體物質(zhì)，如不加強(qiáng)絕緣，經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)檢修或者采取其他特殊防護(hù)措施等，都很容易造成短路。此外，在電力系統(tǒng)中，某些事故也

50、可能直接導(dǎo)致短路，如桿塔塌導(dǎo)線(xiàn)斷線(xiàn)等。動(dòng)物或飛禽跨接載流導(dǎo)體也會(huì)造成短路事故。短路電流所產(chǎn)生的電動(dòng)力能形成很大的破壞應(yīng)力，如果導(dǎo)體和它們的支架不夠堅(jiān)固，則可能遭到嚴(yán)重破壞。短路電流越大，通過(guò)的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)故障元件破壞的程度也越大。由于短路電流很大，即使通過(guò)的時(shí)間很短，也會(huì)使短路電流所經(jīng)過(guò)的元件和導(dǎo)體收起不能容許的發(fā)熱，從而破壞絕緣甚至使載流部分退火、變形或燒毀。既然發(fā)生短路時(shí)流通很大的短路電流（超過(guò)額定電流許多倍），這樣大的短路電流一旦流經(jīng)電氣設(shè)備的載流導(dǎo)體，必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和熱的破壞作用，隨著發(fā)生短路地點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，其破壞作用可能局限于一小部分，也可能影響整個(gè)系統(tǒng)。5.2短路回路

51、參數(shù)的計(jì)算在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，首先需要計(jì)算回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的計(jì)算通常采用有名值和標(biāo)么值兩種計(jì)算方法。前一種計(jì)算方法主要適用于1KV以下低壓供電系統(tǒng)的網(wǎng)路中，后一種計(jì)算方法多用在企業(yè)高壓供電系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)中。5.2.1標(biāo)么值法標(biāo)么值一般又稱(chēng)為相對(duì)值，是一個(gè)無(wú)單位的值，通常采用帶有*號(hào)的下標(biāo)以示區(qū)別，標(biāo)么值乘以100，即可得到用同一基準(zhǔn)值表示的百分值。在標(biāo)么值計(jì)算中。首先要選定基準(zhǔn)值。雖然基準(zhǔn)值可以任意選取，但實(shí)際計(jì)算中往往要考慮計(jì)算的方便和所得到的標(biāo)么值清晰可見(jiàn)，如選取基值功率為100MVA和短路點(diǎn)所在網(wǎng)路的平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓。尚須指出，在電路的計(jì)算中，各量基準(zhǔn)值之間必須服

52、從電路的歐姆定律和功率方程式，也就是說(shuō)在三相電路中，電流、電壓、阻抗、和功率這四個(gè)物理量的基準(zhǔn)值之間應(yīng)滿(mǎn)足下列關(guān)系：表5-1標(biāo)么值換算公式序號(hào)元件名稱(chēng)標(biāo)幺值有名值（）短路功率（MVA）備注1發(fā)電機(jī)（或電動(dòng)機(jī)）=SNG、發(fā)電機(jī)的額定容量，MAV及其次暫態(tài)電抗SNT、UK%變壓器的額定容量MAV及其短路電壓的 百分值UNR、INR、XR%電抗器的額定電壓、額定電流及電抗百分值Uav電抗器或線(xiàn)所在網(wǎng)路的平均額定電壓PT變壓器短路損耗KW2變壓器RT=XT=3電抗器4線(xiàn)路表5-2電力線(xiàn)路每相的單位長(zhǎng)度電抗平均值線(xiàn)路結(jié)構(gòu)線(xiàn)路電壓35KV以上610KV220380V架空線(xiàn)路電纜線(xiàn)路0.40.120.350

53、.080.320.0665.2.2短路計(jì)算過(guò)程 圖5-1短路等效電路圖1.當(dāng)由區(qū)域變電所供電時(shí)，架空線(xiàn)路為4.5km。UC1=36.75KV, UC2=10.5KV,取基準(zhǔn)值Sd=100MVA ,SOC=1000MVAId1= =1.57 KA ,Id2=5.5 KA電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值：X1*=0.1架空線(xiàn)路的電抗標(biāo)么值，查表的到，X0=0.4X2*= X0L=0.44.5=0.133電力變壓器的電抗標(biāo)么值：UK%=5 , X3*=41)當(dāng)k-1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)圖5-2 k-1點(diǎn)短路等效電路圖總電抗 =0.1+0.133=0.233三相短路電流周期分量有效值 =6.738 KA其他三相短路電流

54、I”(3)= = =6.738 KA=2.55 =2.556.738=17.182 KA=1.51=10.174 KA三相短路容量=429.18 MVA2)當(dāng)k-2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)圖5-3 k-2點(diǎn)短路等效電路圖總電抗 =0.1+0.133+=2.233三相短路電流周期分量有效值 =2.463 KA 其他三相短路電流I”(3)= = =2.463 KA =2.55 =2.552.463=6.281 KA =1.51=3.719 KA三相短路容量 =44.78 MVA表5-3短路電流計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA 三相短路容量 /MVAk-16.7836.7836.78317.18210.174

55、 429.18k-22.4632.4632.4636.2813.719 44.782.當(dāng)由火力發(fā)電產(chǎn)供電時(shí)，架空線(xiàn)路為17km。UC1=36.75KV, UC2=10.5KV,取基準(zhǔn)值Sd=100MVA ,SOC=1000MVA Id1= =1.57 KA , Id2=5.5 KA電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值：X1*=0.1架空線(xiàn)路的電抗標(biāo)么值，查表的到，X0=0.4 X2*= X0L=0.417=0.5用標(biāo)么值的方法按上計(jì)算方法可得k-1和k-2點(diǎn)的短路電流。1)當(dāng)k-1點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)總電抗 =0.1+0.5=0.6三相短路電流周期分量有效值 =2.617KA其他三相短路電流I”(3)= = =2.6

56、17 KA =2.55 =2.552.617=6.673 KA =1.51=4.036 KA三相短路容量 =166.7 MVA2)當(dāng)k-2點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)總電抗 =0.1+0.5+=2.6三相短路電流周期分量有效值 =2.115 KA 其他三相短路電流I”(3)= = =2.115 KA =2.55 =2.552.115=5.393 KA =1.51=3.194 KA三相短路容量 =38.46 MVA表5-4短路電流計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA 三相短路容量 /MVAk-12.6172.6172.6176.6734.036 166.7k-22.1152.1152.1155.3933.194

57、38.46第六章 電氣設(shè)備選擇和校驗(yàn)6.1高壓電器選擇的一般原則為了保證一次設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，必須按下列條件選擇和校驗(yàn)：1）按正常工作條件包括電壓，電流，頻率及開(kāi)斷電流等選擇；2）按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)；3）考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件如溫度，濕度，海拔高度以及有無(wú)防塵，防腐，防火，防爆等要求；4）按各類(lèi)設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求如斷路器的操作性能，互感器的二次負(fù)荷和準(zhǔn)確度級(jí)等進(jìn)行選擇；高壓電器選擇的主要任務(wù)是選擇滿(mǎn)足變電所及輸、配電線(xiàn)路正常和故障狀態(tài)下工作要求的合理的電器，以保證系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行條件。要使企業(yè)供電系統(tǒng)的安全可靠，必須正確合理的選擇各種電氣設(shè)備，選擇企業(yè)供電系統(tǒng)中高壓電氣設(shè)備的一般原則，除按正常運(yùn)行下的額定電壓、額定電流等條件外，還應(yīng)按短路情況下進(jìn)行校驗(yàn)，但各種電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)項(xiàng)目也不盡一樣，見(jiàn)下表6-1：表6-1高壓設(shè)備選擇和校驗(yàn)的項(xiàng)目設(shè)備名稱(chēng)選擇項(xiàng)目校驗(yàn)項(xiàng)目額定電壓KV額定電流KV裝置類(lèi)型戶(hù)內(nèi)戶(hù)外準(zhǔn)確度級(jí)電抗百分?jǐn)?shù)x%短路電流開(kāi)斷能力二次容量剩余電壓熱穩(wěn)定動(dòng)穩(wěn)定高壓短路器*負(fù)荷開(kāi)關(guān)*隔離開(kāi)關(guān)*熔斷器*電流互感器*電壓互感器*母線(xiàn)*電纜* 說(shuō)