機械廠10kV降壓變電所電氣設計（全套含CAD圖紙）

下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709851某機械廠降壓變電所的電氣設計前言在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產的主要能和動力，但是它在產品成本中所占的比重很?。ǔ娀I(yè)外） 。電能在工業(yè)生產中的重要性，并不在于它在產品成本中或投資總額所占的比重多少，而在于工業(yè)生產實現(xiàn)電氣以后可以大大增加產量，提高產品質量，提勞動生產率，降低生產成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的能供應突然中斷，則對工業(yè)生產可能造成嚴的后果。因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，能源節(jié)約對于國家經濟建設具有十分重要戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經濟建設，也具有重大的作用。課程設計是檢驗我們上學期學習情況的一項綜合測試，它要求我們把所學的知識全部適用，融會貫通的一項訓練，是對我們能力的一項綜合評定，它要求我們充分發(fā)掘自身的潛力，開拓思路設計出合理適用的供配電系統(tǒng)。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產的主要能源。電能即易于由其他形式的能量轉換而來，又易于轉換為其他形式的能量以供應用。電能的輸送和分配既簡單經濟，又便于控制、調節(jié)、測量。有利于實現(xiàn)生產過程自動化。而工廠供電就是指工廠所需要電能的供應和分配。工廠供電設計要達到為工業(yè)生產服務，保障工廠生產和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須做到：安全、可靠、優(yōu)質、經濟。同時課程設計也是教學過程中的一個重要環(huán)節(jié)，通過設計可以鞏固各課程理論知識，了解工廠供電設計的基本方法，了解工廠供電電能分配等各種實際問題，培養(yǎng)獨立分析和解決實際工程技術問題的能力，同時對電力工業(yè)的有關政策、方針、技術規(guī)程有一定的了解，在計算繪圖、編號、設計說明書等方面得到訓練，為以后工作奠定基礎。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709852目錄第一章 設計任務書 .11.1 設計題目 .11.2 設計要求 .11.3 設計依據 .11.3.1 工廠總平面圖 .11.3.2 工廠負荷情況 .11.3.3 供電電源情況 .21.3.4 氣象資料 .31.3.5 地質水文資料 .31.3.6 電費制度 .3第二章 負荷計算和無功功率補償 .42.1 負荷計算 .42.1.1 單組用電設備計算負荷的計算公式 .42.1.2 多組用電設備計算負荷的計算公式 .42.2 無功功率補償 .62.2.1 有關功率的名詞解釋 .62.2.2 提高功率因數的意義 .72.2.3 提高功率因數方法 .72.2.4 電容器的選擇、補償方式和聯(lián)接方式 .82.2.4 無功補償的計算 .11第三章 變電所位置和型式選擇 .133.1 變配電所所址選擇的一般原則 .133.2 型式與布置 .133.3 負荷中心的確定方法 .143.2.1 負荷指示圖 .143.2.2 負荷電能矩 .143.2.3 負荷功率矩 .14第四章 變電所主變壓器臺數和容量、類型的選擇 .17下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098534.1 臺數 .174.2 容量 .174.3 臺數、容量、類型的選擇 .17第五章 變電所主接線方案的設計 .185.1 裝設一臺主變壓器的主接線方案: .185.2 裝設兩臺主變壓器的主接線方案 .195.3 主接線方案的技術經濟比較 .19第六章 短路電流的計算 .216.1 繪制計算電路 .216.2 確定短路計算基準值 .216.3 計算短路電路中個元件的電抗標幺值 .216.4 k-1 點（10.5kV 側）的相關計算 .226.5 k-2 點（0.4kV 側）的相關計算 .22第七章 變電所一次設備的選擇和校驗 .237.1 10kV 側一次設備的選擇校驗 .247.1.1 按工作電壓選擇 .247.1.2 隔離開關、負荷開關和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗 .257.2 380V 側一次設備的選擇校驗 .267.3 高低壓母線的選擇 .27第八章 變電所進出線的選擇和校驗 .288.1 10kV 高壓進線和引入電纜的選擇 .288.1.1 10kV 高壓進線的選擇校驗 .288.1.2 高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗 .288.2 380 低壓出線的選擇 .298.2.1 鑄造車間 .298.2.2 鍛壓車間 .308.2.3 金工車間 .308.2.4 熱處理車間 .318.2.5 電鍍車間 .328.2.6 倉庫 .32下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098548.2.7 裝配車間 .338.2.8 機修車間 .338.2.9 鍋爐房 .348.2.10 工具車間 .358.2.11 生活區(qū) .358.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的選擇校驗 .368.3.1 按發(fā)熱條件選擇 .368.3.2 校驗電壓損耗 .368.3.3 短路熱穩(wěn)定校驗 .37第九章 變電所二次回路方案的選擇及繼電保護的整定 .389.1 變電所二次回路方案的選擇 .389.2 變電所的保護裝置 .389.2.1 主變壓器的繼電保護裝置 .389.2.2 裝設電流速斷保護 .399.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的繼電保護裝置 .409.4 變電所低壓側的保護裝置 .40第十章 防雷保護與接地裝置的設計 .4110.1 變電所的防雷保護 .4110.1.1 直接防雷保護 .4110.1.2 雷電侵入波的防護 .4110.2 變電所公共接地裝置的設計 .4110.2.1 接地電阻的要求 .4110.2.2 接地裝置的設計 .42論文總結 .43參考文獻 .44下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709855下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709856下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709857下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709851第一章 設計任務書1.1 設計題目機械廠降壓變電所的電氣設計1.2 設計要求要求根據本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產的發(fā)展，按照安全可靠、技術先進、經濟合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺數與容量、類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖紙。1.3 設計依據1.3.1 工廠總平面圖圖 1-1 工廠總平面圖1.3.2 工廠負荷情況工廠多數車間為兩班制，年最大負荷利用小時為 4000 小時，日最大負荷持續(xù)時間為 8 小時。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。低壓動力設備均為三相，額定電壓為 380V。電氣照明及家用電器均為單相，額定電壓為 220V。本廠的統(tǒng)計資料如表 1-1 所(4)(5)(6)(7)(10)(9)(8)(1)(2)(3)下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709852示。廠房編號 廠房名稱 負荷類別 設備容量/kW 需要系數 功率因數動力 300 0.3 0.71 鑄造車間照明 10 0.8 1動力 300 0.3 0.652 鍛壓車間照明 10 0.8 1動力 300 0.3 0.653 金工車間照明 10 0.8 1動力 150 0.5 0.84 熱處理車間照明 5 0.8 1動力 250 0.5 0.85 電鍍車間照明 5 0.8 1動力 20 0.4 0.86 倉庫照明 1 0.8 1動力 150 0.3 0.77 裝配車間照明 5 0.8 1動力 150 0.2 0.658 機修車間照明 3 0.8 1動力 80 0.7 0.89 鍋爐車間照明 1 0.8 1動力 300 0.3 0.6510 工具車間照明 10 0.9 111 生活區(qū) 照明 300 0.7 0.91.3.3 供電電源情況按照工廠與當地供電部門簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條 10 Kv 的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導線牌號為 LGJ-120,導線為等邊三角形排列，線距為 1.5 m；干線首端（即電力系統(tǒng)饋電變電站）距本廠約 10km,干線首端所裝設高壓斷表 1-1 機械廠統(tǒng)計資料表下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709853路器的斷流容量為 500 MV.A，此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護，定時限過電流保護整定的動作時間為 1.5 S。為滿足工廠二級負荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為 80 km，電纜線路總長度為 20 km。1.3.4 氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為 40，年平均氣溫為 25年，年最低氣溫為-20，年最熱月平均最高氣溫為 35，年最熱月平均氣溫為 30，年最熱月地下 0.8 米處平均溫度 25。1.3.5 地質水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔 20 m，地層以黃土為主，地下水位為 3m.1.3.6 電費制度本廠與當地供電部門達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側計量電能，設專用計量柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按所裝用的主變壓器容量計為 15 元/kVA，動力電費為 0.3 元/kWh，照明（含家電）電費為元 0.5 元/kWh。工廠最大負荷時的功率因數不低于 0.9。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性地向供電部門交納供電貼費：610kV 為 800 元/KVA。下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709854第二章 負荷計算和無功功率補償2.1 負荷計算2.1.1 單組用電設備計算負荷的計算公式a)有功計算負荷（單位為 KW） = ， 為系數30PdKedb)無功計算負荷（單位為 kvar） = tanQ30c)視在計算負荷（單位為 kvA） =30Scosd)計算電流（單位為 A） = , 為用電設備的額定電壓（單位為 KV）30INU2.1.2 多組用電設備計算負荷的計算公式a)有功計算負荷（單位為 KW） =30PipK30式中 是所有設備組有功計算負荷 之和， 是有功負荷同時系數，可取 0.850.95iP30 b)無功計算負荷（單位為 kvar）， 是所有設備無功 之和； 是無功負荷同時系數，可取iqQK3030i3030QqK0.90.97c)視在計算負荷（單位為 kvA） 23030PSd)計算電流（單位為 A） NUI經過計算，得到各廠房和生活區(qū)的負荷計算表，如表 2-1 所示（額定電壓取 380V）表 2-1 廠房及生活區(qū)負荷計算表計算負荷編號 名稱 類別設備容量/kWeP需要系數 dKcostan/kW30P/kvar30Q/kVA30S/A30I1 鑄造 動力 300 03 07 1.02 90 91.8 下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709855照明 10 0.8 1 0 8 0 車間小計 310 98 91.8 134.28 204動力 300 0.3 0.65 1.17 90 105.3 照明 10 0.8 1 0 8 0 2鍛壓車間小計 310 98 105.3 143.85 218.6動力 300 0.3 0.65 1.17 90 105.3 照明 10 0.8 1 0 8 0 3金工車間小計 310 98 105.3 143.85 218.6動力 150 0.5 0.8 0.6 75 45 照明 5 0.8 1 0 4 0 4熱處理車間小計 155 79 45 90.92 138.1動力 250 0.5 0.8 0.6 125 75 照明 5 0.8 1 0 4 0 5電鍍車間小計 255 129 75 149.2 226.7動力 20 0.4 0.8 0.6 8 4.8 照明 1 0.8 1 0 0.8 0 6 倉庫小計 21 8.8 4.8 10.02 15.2動力 150 0.3 0.7 1.02 45 45.9 照明 5 0.8 1 0 4 0 7裝配車間小計 155 49 45.9 67.14 102動力 150 0.2 0.65 1.17 30 35.1 照明 3 0.8 1 0 2.4 0 8機修車間小計 153 32.4 35.1 47.77 72.58動力 80 0.7 0.8 0.6 56 33.6 照明 1 0.8 1 0 0.8 0 9鍋爐車間小計 81 56.8 33.6 65.99 100.3動力 300 0.3 0.65 1.17 90 105.3 照明 10 0.9 1 0 9 0 10工具車間小計 310 99 105.3 144.53 219.6下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985611 生活區(qū) 照明 300 0.7 0.9 0.44 210 92.4 229.43 348.6動力 2000照明 360958 739.5 總計計入 =0.85, =0.9pKq0.77 814.3 665.6 1051.7 15982.2 無功功率補償電力系統(tǒng)由發(fā)電系統(tǒng)、變電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)、配電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)五大部分構成，由于電能不能大量存儲，所以發(fā)電、輸電、配電和用電必須同時進行，即電力系統(tǒng)必須保持平衡。然而來自電力線路、電力變壓器以及用電設備的無功負載大量存在，使電力系統(tǒng)的功率因數降低。對于配電系統(tǒng)來說，為數眾多的異步電動機、變壓器等設備要消耗大量的無功功率，對配電網絡的安全穩(wěn)定運行產生不良影響：1) 供電線路的電流增大，使線路和設備的損耗增大，嚴重時會威脅到設備的安全運行；2) 配電系統(tǒng)的視在功率增大，使發(fā)電機、變壓器等供電設備的容量增加，電力用戶的控制設備、測量儀表的規(guī)格也相應增大；3) 導致供電電壓降低。保持電力系統(tǒng)的平衡，解決配電系統(tǒng)功率因數低的有效途徑就是對配電系統(tǒng)進行無功補償，提高功率因數。按照我國供電部門的規(guī)定，高壓供電的用戶必須保證功率因數在 0.9 以上，低壓供電的用戶必須在 0.85 以上。為了使用戶注意提高功率因數，供電部門還對大宗用電單位實行按戶月平均功率因數調整電費的辦法。調整功率因數標準一般為 0.85，大于 0.85 時給以獎勵，低于 0.85 時便要增收電費甚至罰款，功率因數很低時供電部門要停止供電。2.2.1 有關功率的名詞解釋輸入功率=輸入電流(乘)輸入電壓;也就決定是我們要用的電量。輸出功率=輸入功率-無用功部分;就是我們實際上的到的功率。輸出功率是各類能源或能源轉換設備（如動力、照明設備）向外輸出的能量與時間的比值，即單位時間內能源或設備向外界提供的能量。其單位一般為瓦特、千瓦，在電力系統(tǒng)中也常用伏安、千伏安來表示。無功功率:電網中的感性負載（如電機，扼流圈，變壓器，感應式加熱器及電焊機等）都會產生不同程度的電滯，即所謂的電感。感性負載具有這樣一種特性-即使所加電壓改變方向，感性負載的這種滯后仍能將電流的方向（如正向）保持一段時間。一旦存在了這種電流與電壓之間的下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709857相位差，就會產生負功率，并被反饋到電網中。電流電壓再次相位相同時，又需要相同大小的電能在感性負載中建立磁場，這種磁場反向電能就被稱作無功功率。無功功率比較抽象，它是用于電路內電場與磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。它不對外做功，而是轉變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設備，要建立磁場，就要消耗無功功率。在交流電路中，由于有感性或容性儲能設備，電壓與電流有相位差，通俗講就是電壓與電流不在同一時間到達；因此，表面看電壓有多大、電流有多大，實際并沒有做那么大的功，有電源與儲能設備的能量轉換。2.2.2 提高功率因數的意義提高功率因數，可以降低線路上的損耗，提高輸出功率。在建筑供電系統(tǒng)中，供電線路，其電阻不可忽略。充分發(fā)揮電源設備潛力。提高功率因數，可以減少線路上電壓降，提高末端電壓，有利于用電提高供電可靠性?？蓽p少對供配電設施的投資，增加供配電系統(tǒng)的功率儲備，使用戶獲得直接的經濟利益。在同樣的有功功率下，功率因數提高，負荷電流就減少，而向符合傳輸功率所經過的變壓器、開關、導線等供配電設備都增加了功率儲備，從而滿足了負荷增長的需要，亦即可以增大原有設備的供電能力。對尚處于設計階段的新建筑來說，提高功率因數則能降低配電設備的設備容量，從而減少投資費用。2.2.3 提高功率因數方法1、提高負荷的自然功率因數：1 選、2 調、3 換。通過適當措施提高自然功率因數。據統(tǒng)計，在建筑供電系統(tǒng)的總無功功率中，電動機和變壓器約占 80%左右，其余則消耗在輸電線路及其他感應設備中，因此，提高自然功率因數可以通過合理選擇感應電動機的容量、使用中減少感應電動機的空載運行、條件許可時盡量使用同步電動機、以最佳負荷率選擇變壓器等方法達到目的。1）選：正確的選擇、合理的使用電動機和變壓器，在條件允許的條件下，盡量選擇鼠籠型電動機。避免：空載、輕載運行。2）調：合理選擇變壓器的容量，盡量空載、輕載運行。3）換：更換設備為節(jié)能設備，對大容量，長時工作的礦井通風機采用同步電動機，使其工作在過激狀態(tài)。2、人工補償提高功率因數下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 119709858無功功率的人工補償裝置：主要有同步調相機和并聯(lián)電抗器兩種。1）并聯(lián)同步調相機。同步調相機又稱同步補償器，屬于有源補償器。同步調相機是一種專用于補償無功功率的同步電動機，通過調節(jié)同步調相機的勵磁電流可補償供電系統(tǒng)的無功功率，從而提高系統(tǒng)的功率因數。同步調相機輸出無功功率為無極調節(jié)方式，調節(jié)的范圍較大，并且在端電壓下降 10%以內時，無功輸出基本不變，當端電壓下降 10%以上時，可強行勵磁增加無功輸出。作為并聯(lián)補償設計的同步調相機實質上是一個被拖動到某一轉速下并與電力系統(tǒng)同步且空載運行的電動機。根據控制需要，控制其勵磁磁場，使其工作在過勵磁或欠勵磁的狀態(tài)下，從而發(fā)出大小不同的容性或感性無功功率。同步調相機可對系統(tǒng)進行動態(tài)補償，但它屬于旋轉設備，運行中的損耗和噪聲比較大，維護復雜，成本高，響應速度慢。不適應各類快速變化非線性負載的要求。同時，同步調相機補償單位無功功率造價高。每輸出 1K var 的無功功率要損耗 0.5% 3%的有功功率，基建安裝要求高、不易擴建、運行維護復雜，所以一般用于電力系統(tǒng)中的樞紐變電站及地區(qū)降壓變電站。2）并聯(lián)適當的靜電電容器。我們知道，當 COS0.9 時，采用人工補償法來提高功率因數，廣泛采用并聯(lián)電容器進行補償。電感性負載并聯(lián)適當的電容器可以提高功率因數，所以在建筑供電系統(tǒng)中，同樣可以并聯(lián)適當的靜電電容器以提高系統(tǒng)的功率因數。并聯(lián)電容器安裝簡單、容易擴建、運行維護方便，補償單位無功功率的造價低、有功損耗?。ㄐ∮?0.3%） ，因此廣泛用于工廠企業(yè)及民用建筑供電系統(tǒng)中。但是，缺點是只能補償固定無功，不能跟蹤負荷無功需求的變化，即不能實現(xiàn)對無功的動態(tài)補償，且還有可能與系統(tǒng)發(fā)生諧波放大甚至諧振。無功補償使用專用的電力電容器，其規(guī)格品種很多，按安裝方式分為戶內式和戶外式，按相數分為單相和三相，按額定電壓分為高壓和低壓電容器等等。2.2.4 電容器的選擇、補償方式和聯(lián)接方式1）電容器無功容量的計算 圖 2-1圖 2-1 電容器無功容量計算Qc=Pi(tan ANTtan ac) 下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098592）電容器（柜）臺數的確定需電容器臺數： 每相所需電容器臺數： n=N/3 取其相等或稍大的偶數，因為變電所采=用單母線分段式結線。3）并聯(lián)電容器的補償方式 高壓集中補償 電容器集中裝設在變配電所的高壓電容器室內，與高壓母線相聯(lián)。其中電壓互感器 TV 為電容器切除時放電用。按 GB-50053-199410kV 及以下變電所設計規(guī)范規(guī)定：高壓電容器組宜采用中性點不接地的星形接線，容量較小時（450kvar 及以下）則可接成三角形。 低壓集中補償 電容器集中裝設在變電所的低壓配電室或單獨的低壓電容器室內，與低壓母線相聯(lián)，低壓電容器組一般采用三角形接線，利用白熾燈或專用的放電電阻放電。 低壓分散補償 電容器分散裝設在低壓配電箱旁或與用電設備并聯(lián)，低壓電容器組一般采用三角形接線，直接利用用電設備（如感應電動機）本身的繞組放電。4） 電容器的聯(lián)接方式高壓電容器的一次接線方式較多，目前采用的有單星形接線、雙星形接線、三角形接線等。而在并聯(lián)電容器裝置設計規(guī)范中規(guī)定：電容器組宜采用單星形接線或雙星形接線，這兩種接線方式在實際運行中，都有比較成熟的經驗。下面對幾種常用的接線方式作一個簡要的概述。 單星形接線 在中性點不接地系統(tǒng)中采用單星形接線。當一相電容器發(fā)生擊穿時，不致引起相間短路，這種接線可以采用靈敏的保護方式。電流平衡保護用于星形接線時，有靈敏簡單、經濟可靠的優(yōu)點。一般電容器裝設在 10kV 電網使用時，均采用這種接線方式。如圖 a 所示。 雙星形接線 當電容器組容量足夠大、使用電容器單元數足夠多時，可以考慮選擇采用雙星形接線，采用雙星形接線方式時，可以采用中性點不平衡電流保護、橫聯(lián)差動保護等可供選擇的繼電保護方式較多，但設計時注意當其中某相的一個臂短路時，短路電流的初始值中會包含有健全臂的放電電流，其它常規(guī)的如相間過電流過電流保護等并無特殊。具體主接線見圖 b。 三角形接線 在 10kV 電網中，當電容器額定電壓為 10kV 時，可以接成三角形接線并聯(lián)在電網上，使電容器容量得到充分利用。此種接線方式的缺點在于當電容器擊穿時，即形成相間短路，增加了爆破燃燒的危險性，威脅電網的安全運行。為此，要求設計靈敏度較高下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098510的相間電流（電壓）平衡保護，在電容器擊穿 5070時，保護有足夠的靈敏度動作于跳閘。具體接線如圖 c 所示。 雙三角接線 當電容器的額定電壓與系統(tǒng)電壓符合并且電容個數足夠多時可以采用雙三角接線，這種種接線方式的一大特點是可以使整定方便、靈敏度確定的相電流橫差保護。具體接線方式見圖 d。圖 a 圖 b圖 c 圖 d5） 三角形接法和星形接法的優(yōu)缺點比較或 Y（雙 Y） 優(yōu)選，因為容量為 Y 的 1/3 且電壓低，放電 1 分鐘，殘壓 50V 以下。1000V 以上的電容器應采用電壓互感器放電。電容器放電回路中不得裝設熔斷器或開關，以免放電回路斷開，危及人身安全。當三相電容器采用單星形接線方式時，其無功功率為： CUUIQC233式中：U-電網線電壓；I-電網線電流； -電源角頻率；C- 電容器的電容。當三相電容器采用三角形接線方式時，其無功功率為： CIC 233）（由上面兩個公式可以看出，同樣的電容器在同一電網中接成三角形時產生的無功功率是接成星形時的 3 倍。因此，一些技術資料上主張將電容器接成三角形，以補償更多的無功功率。原有的變電所設計規(guī)范(如 GBJ53-83)曾規(guī)定 10kV 及以下作并聯(lián)補償用的三相電力電容器宜接成三角形接線，下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098511我國最早生產的高壓并聯(lián)電容器柜也多為三角形接線。但這其實只是表面現(xiàn)象，理由十分簡單，只因星形接法電容器額定電壓因是三角形接法的 1/ 3。三角形接線的三相電容器直接接在電網線電壓上，任一臺并聯(lián)電容器內部串聯(lián)元件發(fā)生貫穿性擊穿或極間故障時，都會形成相間短路，故障電流為兩相短路電流，容易引起電容器爆炸起火。各地變電所的實際運行經驗也表明，在高壓并聯(lián)電容器的膨脹、爆炸、起火事故中，采用三角形接線方式的占大多數?？梢?，從安全運行的角度考慮，不宜推廣并聯(lián)電容器的三角形接法。相比之下，在星形接線方式中，當其中一臺電容器發(fā)生貫穿性擊穿時，不會形成相間短路，故障電流也不會超過并聯(lián)電容器額定電流的 3 倍，比三角形接線方式中的故障電流小得多，如繼電保護設置合適，多數情況下不至于引起爆炸事故。因此，后續(xù)頒布的35110kV 變電所設計規(guī)范(GB50059-92)明確規(guī)定，并聯(lián)電容器的接線方式應使電容器組的額定電壓與接入電網的運行電壓相配合，宜采用中性點不接地的星形或雙星形接線?，F(xiàn)有的額定電壓為 kV 和 kV 的電容器，36.1就是為適應并聯(lián)電容器星形接線的需要而專門生產的。當其中一臺電容器因故障退出運行時，由于三相電容器組的阻抗不平衡，會導致中性點發(fā)生位移，從而使繼續(xù)運行的電容器產生過電壓。針對此問題，可以裝設過電壓保護，故障時自動切除整組電容器。綜合國內外的運行經驗，在實際應用中，高壓并聯(lián)電容器宜采用中性點不接地的星形接線方式。只有在電容器組的容量較小時可以采用三角形接線方式，具體地講，接在 6kV 或 10kV 母線上，容量不超過 180kVAr 或 300kVAr 的并聯(lián)電容器可以采用三角形接線。2.2.4 無功補償的計算由表 2.1 可知，該廠 380V 側最大負荷時的功率因數只有 0.77。而供電部門要求該廠 10KV 進線側最大負荷時功率因數不低于 0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此 380V 側最大負荷時功率因數應稍大于 0.9，暫取 0.92 來計算 380V 側所需無功功率補償容量：參照圖 2-2，選 PGJ1 型低壓自動補償評屏，并聯(lián)電容器為 BW0.4-14-3 型，采用其方案 1（主屏）1 臺與方案 3（輔屏）4 臺相結合，總共容量為 84kvar 5=420kvar。補償前后，變壓器低壓側的有功計算負荷基本不變，而無功計算負荷 =（665.6-420）kvar=245.6 kvar，視在功率30Q=850.5 kVA，計算電流 =1292.3 A,功率因數提高為23030QPS NUSI30= (tan - tan )=814.3tan(arccos0.77) - tan(arccos0.92) = 328.98 kvarCQ30P12下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098512cos = =0.957。30SP在無功補償前，該變電所主變壓器 T 的容量為應選為 1250kVA,才能滿足負荷用電的需要；而采取無功補償后，主變壓器 T 的容量選為 1000kVA 的就足夠了。同時由于計算電流的減少，使補償點在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應減小，因此無功補償的經濟效益十分可觀。因此無功補償后工廠 380V 側和 10kV 側的負荷計算如表 2.2 所示。表 2.2 無功補償后工廠的計算負荷計算負荷項目 cos/KW30P/kvar30Q/kVA30S/A30I380V 側補償前負荷 0.77 814.3 665.6 1051.7 1598380V 側無功補償容量 -420380V 側補償后負荷 0.957 814.3 245.6 850.5 1292.3主變壓器功率損耗 0.015 =12.830S0.06 =5130S10KV 側負荷計算 0.941 827.1 296 878.5 50.7主 屏 輔 屏1#方 案6支 路 3#方 案6支 路2方 案8支 路 4方 案8支 路CC圖 2-2 PGJ1 型低壓無功功率自動補償屏的接線方案下載后包含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 1197098513第三章 變電所位置和型式選擇3.1 變配電所所址選擇的一般原則(1）變電所位置的選擇，應根據下列要求經技術、經濟比較后確定： 接近負荷中心 進出線方便； 接近電源側； 設備運輸方便； 不應設在有劇烈振動或高溫的外文翻譯資料1機電一體化技術及其應用研究1 機電一體化技術發(fā)展機電一體化是機械、微、控制、機、信息處理等多學科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關技術的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數字化、智能化、模塊化、化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。1.1 數字化微控制器及其發(fā)展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發(fā)展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。1.2 智能化即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在 CNC 數控機床上增加人機對話功能，設置智能 I/O 接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發(fā)展，為機電一體化技術發(fā)展開辟了廣闊天地。 1.3 模塊化由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發(fā)設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產品。1.4 網絡化由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現(xiàn)場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發(fā)展。1.5 人性化機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求外文翻譯資料2在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調，使用這些產品，對人來說還是一種享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。1.6 微型化微型化是精細加工技術發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱 MEMS)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自 1986 年美國斯坦福大學研制出第一個醫(yī)用微探針，1988 年美國加州大學 Berkeley 分校研制出第一個微電機以來，國內外在 MEMS 工藝、材料以及微觀機理方面取得了很大進展，開發(fā)出各種 MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器） ，各種微構件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等） 。 1.7 集成化集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優(yōu)化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。1.8 帶源化是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產品的發(fā)展方向之一。1.9 綠色化技術的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。2 機電一體化技術在鋼鐵中應用 外文翻譯資料3在鋼鐵企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業(yè)中主要應用于以下幾個方面：2.1 智能化控制技術(IC)由于鋼鐵具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經等，智能控制技術廣泛于鋼鐵的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼連鑄軋鋼綜合調度系統(tǒng)、冷連軋等。2.2 分布式控制系統(tǒng)(CS)分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產過程實時調度、生產計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。CS 具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。CS 是監(jiān)視集中控制分散，故障面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性。是當前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。 2.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS)開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是計算機技術發(fā)展所引出的新的結構體系概念。 “開放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。2.4 計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)鋼鐵企業(yè)的 CIMS 是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，外文翻譯資料4用以實現(xiàn)從原料進廠，生產加工到產品發(fā)貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統(tǒng)一管理，難以適應鋼鐵生產的要求。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產，質優(yōu)價廉，及時交貨。為了提高生產率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉，實現(xiàn)生產、經營、管理整體優(yōu)化，關鍵就是加強管理，獲取必須的效益，提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在 20 世紀 80 年代已廣泛實現(xiàn) CIMS 化。2.5 現(xiàn)場總線技術(BT)現(xiàn)場總線技術(ie Bus Technology)是連接設置在現(xiàn)場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(如 420mA，C 直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去 66%或更多的現(xiàn)場信號連接導線?，F(xiàn)場總線的引入導致CS 的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表、現(xiàn)場總線化 PLC(Programmable Logic Controller)和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。 2.6 交流傳動技術傳動技術在鋼鐵工業(yè)中起作至關重要的作用。隨著電力技術和微電子技術的發(fā)展，交流調速技術的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發(fā)展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現(xiàn)，交流調速系統(tǒng)的調速性能已達到和超過直流調速水平?，F(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現(xiàn)可逆平滑調速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。