《電氣工程基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)某小型軋鋼車間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、中南大學(xué)《電氣工程基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì) 前 言 《電氣工程基礎(chǔ)》是普通高等工科學(xué)校電氣自動(dòng)化專業(yè)和電氣技術(shù)專業(yè)的主要課程，而本次電氣工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)完《電氣工程基礎(chǔ)》這門課程后一個(gè)重要性的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過把理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，加深對(duì)這門課程的理解和掌握其精髓，通過實(shí)踐鞏固理論知識(shí)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的完美結(jié)合，為今后解決實(shí)際問題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)也加強(qiáng)實(shí)踐意識(shí)，培養(yǎng)迅速把理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐的能力。 在《電氣工程基礎(chǔ)》理論課程中，我們學(xué)習(xí)了工廠電力負(fù)荷及其計(jì)算，短路電流及其計(jì)算，工廠變配電所及其一次系統(tǒng)，工廠的電力線路，二次回路和電力裝置等方面的知識(shí)。通過該課程設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步對(duì)所

2、學(xué)知識(shí)的掌握，了解變電所的基本原理和設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。并對(duì)電力行業(yè)中的相關(guān)常識(shí)得到了解，同時(shí)對(duì)電力行業(yè)的各種繪圖工具進(jìn)行深層次的掌握，訓(xùn)練作為一名電氣工程師在各個(gè)方面的綜合能力，為今后在工作崗位上奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。 眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源。電能即易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應(yīng)用。電能的輸送和分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)、測(cè)量。有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。而工廠供電就是指工廠所需要電能的供應(yīng)和分配。工廠供電設(shè)計(jì)要達(dá)到為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，保障工廠生產(chǎn)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)負(fù)、經(jīng)濟(jì)。 本次

3、課程設(shè)計(jì)是對(duì)某小型軋鋼車間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)本廠所取得的電源及本廠用電負(fù)荷實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)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(tái)數(shù)與容量、類型，選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線等。 本次課程設(shè)計(jì)涉及面非常廣，查閱了大量資料，由于很多方面的知識(shí)都是臨時(shí)去學(xué)習(xí)，對(duì)所查閱的資料的正確性也沒有一一考證，因此，錯(cuò)誤與疏漏之處再所難免，望老師批評(píng)指正。  目錄 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)與原始資料 - 2 - 1.1 設(shè)計(jì)題目 - 2 - 1.2 原始資料 - 2 - 1.3 要求設(shè)計(jì)內(nèi)容 - 5 - 1.4 要求設(shè)計(jì)

4、成果 - 5 - 第二章 負(fù)荷和無功功率計(jì)算及補(bǔ)償 - 6 - 2.1 負(fù)荷計(jì)算 - 6 - 2.1.1負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 - 6 - 2.1.2 負(fù)荷計(jì)算的方法 - 6 - 2.1.3負(fù)荷計(jì)算結(jié)果 - 7 - 2.3無功功率補(bǔ)償 - 9 - 2.3.1無功補(bǔ)償?shù)淖饔?- 9 - 2.3.2無功補(bǔ)償裝置的選擇 - 10 - 2.3.3無功補(bǔ)償方案的選擇 - 11 - 2.4 全廠年耗電量計(jì)算 - 13 - 第三章 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量類型的選擇 - 14 - 3.1變壓器選擇原則 - 14 - 3.2主變壓器數(shù)量及容量類型的確定 - 15 - 3.2.1變壓

5、器臺(tái)數(shù)的選擇原則 - 15 - 3.2.2主變壓器容量的選擇原則 - 15 - 第四章 變電所主接線方案的設(shè)計(jì) - 18 - 4.1變配電所主接線的選擇原則 - 18 - 4.2變配電所主接線方案論證 - 18 - 4.3、主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 - 19 - 第五章 高、低壓電力網(wǎng)導(dǎo)線型號(hào)及截面的選擇 - 21 - 5.1 導(dǎo)線型號(hào)的選擇原則 - 21 - 5.1.1工廠常用架空線路裸導(dǎo)線型號(hào) - 21 - 5.1.2工廠常用電力電纜型號(hào) - 21 - 5.1.3工廠常用絕緣導(dǎo)線型號(hào)及選擇 - 22 - 5.2 導(dǎo)線截面選擇原則 - 22 - 5.3 導(dǎo)線型號(hào)及截面

6、選擇 - 23 - 5.3.1 10KV高壓進(jìn)線的選擇及檢驗(yàn) - 23 - 5.3.2 低壓側(cè)母線選擇 - 24 - 第六章 短路電流的計(jì)算 - 24 - 6.1短路電流計(jì)算的目的 - 24 - 6.2短路電流計(jì)算 - 25 - 第七章 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) - 28 - 7.1一次設(shè)備選擇的一般原則 - 28 - 7.2變電所高壓一次設(shè)備的選擇 - 28 - 7.2.1 按工作電壓選則 - 28 - 7.2.2按工作電流選擇 - 28 - 7.2.3按斷流能力選擇 - 28 - 7.2.4 隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) - 29 - 7

7、.3 變電所低壓一次設(shè)備的選擇 - 30 - 7.4 高低壓母線的選擇 - 31 - 第八章 低壓干線、支線上的熔絲及型號(hào)的選擇 - 31 - 8.1. 熔斷器選擇條件 - 31 - 8.2. 熔體的額定電流選擇 - 31 - 結(jié)束語 - 33 - 參考資料 - 34 -  第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)與原始資料 1.1 設(shè)計(jì)題目 某小型軋鋼車間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.2 原始資料 （1） 小型軋鋼車間用電設(shè)備一覽表 小型軋鋼300型車間用電設(shè)備一覽表 序號(hào) 用電設(shè)備名稱 數(shù)量 （臺(tái)） 單臺(tái)設(shè)備額定參數(shù) Kx法 備注 Pe(kw) Uo(kV) Ie(A)

8、 cosφe Kq Kx/cosφ 1 推鋼機(jī) 2 30 0.38 57 0.8 5.2 JCe%=25 2 加熱爐 鼓風(fēng)機(jī) 1 40 0.38 69.9 0.87 6.5 3 推出機(jī) 1 11 0.38 21.4 0.78 5.1 JCe%=25 4 加熱爐 輸出輥道 3 4.5 0.38 8.5 0.8 5.5 JCe%=25 5 500軋機(jī)前工作輥道 1 30 0.38 57 0.8 5.2 JCe%=25 6 500軋機(jī)后跑槽輥道 1 4.5 0.38 8.

9、5 0.8 5.5 JCe%=25 7 毛坯升降臺(tái) 1 30 0.38 57 0.8 5.2 8 熱剪前輸送輥道 1 4.5 0.38 8.5 0.8 5.5 JCe%=25 9 熱剪前工作輥道 1 7.5 0.38 15 0.76 4.4 JCe%=25 10 熱剪電動(dòng)機(jī) 1 40 0.38 69.9 0.87 6.5 JCe%=25 11 熱剪后輸送輥道 1 4.5 0.38 8.5 0.8 5.5 JCe%=25 12 水泵電動(dòng)機(jī) 2 40 0.38 69

10、.9 0.87 6.5 13 鴨咀剪電動(dòng)機(jī) 1 11 0.38 21.4 0.78 5.1 14 潤滑油泵電動(dòng)機(jī) 4 4.5 0.38 8 0.85 6.5 15 500軋機(jī)電動(dòng)機(jī) 1 1000 10 66.4 0.87 單臺(tái)電機(jī)參數(shù)只作參考 16 300軋機(jī)電動(dòng)機(jī) 1 1000 10 66.4 0.87 17 成品出口輥道 4 3.5 0.38 6.8 0.78 3.6 18 切料輥 5 16 0.38 32 0.76 4.8 19

11、 冷剪電動(dòng)機(jī) 1 40 0.38 72.4 0.84 5.5 0.95/1 20 全廠照明 2 總計(jì)PeΣ=35KW l=50M 21 3噸起重機(jī)JCe%=25 2 PeΣ=8.9 0.38 Ijs=13A 單臺(tái)中最大一臺(tái)Pe=5KW 22 5噸起重機(jī)JCe%=25 2 PeΣ=11.4 0.38 Ijs=19.7A 單臺(tái)中最大一臺(tái)Pe=7.5KW 23 檢修電源 3 Ijs=56A 0.5 不應(yīng)計(jì)入“計(jì)算負(fù)荷” （2） 小型軋鋼車間平面圖（附圖3） 全部為

12、二級(jí)負(fù)荷 （3） 該車間年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) Tmax=6500小時(shí) （4） 電源條件 該車間由本廠總降壓變電所提供兩回電源，總降壓由地區(qū)變電所提供電源，電氣接線圖及主要參數(shù)如圖一所示： 軋鋼車間變電所距總降壓變電所電氣距離按1.5km考慮。 地區(qū)變電所35kV側(cè)母線發(fā)生三相短路時(shí) （5） 該廠所在地區(qū)的氣象及其他有關(guān)資料： a. 要求車間變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為0.85。高壓側(cè)功率因數(shù)為0.95。 b. 年平均溫度及最高溫度 最熱月平均最高溫度 年平均溫度 最熱月土壤平均溫度 35℃ 18℃ 30℃ 地區(qū)變電所 Up=35KV 總降壓變電所

13、 Ue=10KV 去軋鋼車間 去軋鋼車間 d(3) d(3) l=5km =0.4Ω/km （同上） B1（同上） Se,b=20,000KVA B1 圖一 電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 1.3 要求設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1） 計(jì)算小型軋鋼車間總負(fù)荷及確定為提高功率因數(shù)所需的補(bǔ)償容量。 （2） 選擇小型軋鋼車間變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。 （3） 選擇和確定小型軋鋼車間供電系統(tǒng)（包括高、低壓供電電壓，高、低壓供電系統(tǒng)圖，車間低壓電力網(wǎng)接線）。 （4） 選擇該車間高低壓電力網(wǎng)的導(dǎo)線型號(hào)及截面。 （5） 選擇高低壓供電系統(tǒng)一次元件（包括校驗(yàn)）。 （6） 選擇低壓干線、支線的熔絲及

14、型號(hào)。 1.4 要求設(shè)計(jì)成果 （1） 設(shè)計(jì)說明書一份，其中包括設(shè)計(jì)的原始資料；完成設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)所依據(jù)的原則，計(jì)算步驟及計(jì)算舉例。計(jì)算結(jié)果列表說明，以及插圖等。說明書要求簡(jiǎn)明扼要，整潔美觀。 （2） 高壓供電系統(tǒng)一次接線圖一張。 （3） 低壓供電系統(tǒng)一次接線圖一張。 說明： 高壓供電系統(tǒng)圖可參照附圖一繪制 低壓供電系統(tǒng)圖可參照附圖二繪制 第二章 負(fù)荷和無功功率計(jì)算及補(bǔ)償 2.1 負(fù)荷計(jì)算 2.1.1負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 （1） 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(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，通常采用

15、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)。 （2） 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。 （3） 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)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。 2.1.2 負(fù)荷計(jì)算的方法 1. 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW） = ， 為系數(shù)

16、 b)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar） = tan c)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA） = d)計(jì)算電流（單位為A） =, 為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV） 2. 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW） = 式中是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.85~0.95 b)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar） =，是所有設(shè)備無功之和；是無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.9~0.97 c)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA） = d)計(jì)算電流（單位為A） = 2.1.3負(fù)荷計(jì)算結(jié)果 根據(jù)本設(shè)計(jì)所提供的原始數(shù)據(jù)，宜

17、采用需求系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，各項(xiàng)數(shù)據(jù)如表一所示： 表一 各參數(shù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果 序號(hào) 用電設(shè)備名稱 數(shù)量 單臺(tái)設(shè)備額定參數(shù) 需要系數(shù) 功率因素cosφ Pc(kW) Qc(kW) tanφ Sc(kVA) （臺(tái)） Pe(kw) Uo(kV) 1 推鋼機(jī) 2 30 0.38 0.43 0.8 25.8 19.35 0.75 32.25 2 加熱爐 鼓風(fēng)機(jī) 1 40 0.38 0.67 0.87 26.8 15.19 0.57 30.80 3 推出機(jī) 1 11 0.38 0.3 0.78 3.3 2

18、.65 0.80 4.23 4 加熱爐 輸出輥道 3 4.5 0.38 0.8 0.8 10.8 8.10 0.75 13.50 5 500軋機(jī)前工作輥道 1 30 0.38 0.7 0.8 21 15.75 0.75 26.25 6 500軋機(jī)后跑槽輥道 1 4.5 0.38 0.9 0.8 4.05 3.04 0.75 5.06 7 毛坯升降臺(tái) 1 30 0.38 0.35 0.8 10.5 7.88 0.75 13.13 8 熱剪前輸送輥道 1 4.5 0.

19、38 0.45 0.8 2.025 1.52 0.75 2.53 9 熱剪前工作輥道 1 7.5 0.38 0.46 0.76 3.45 2.95 0.86 4.54 10 熱剪電動(dòng)機(jī) 1 40 0.38 0.39 0.87 15.6 8.84 0.57 17.93 11 熱剪后輸送輥道 1 4.5 0.38 0.65 0.8 2.925 2.19 0.75 3.66 12 水泵電動(dòng)機(jī) 2 40 0.38 0.25 0.87 20 11.33 0.57 22.99

20、 13 鴨咀剪電動(dòng)機(jī) 1 11 0.38 0.24 0.78 2.64 2.12 0.80 3.38 14 潤滑油泵電動(dòng)機(jī) 4 4.5 0.38 0.18 0.85 3.24 2.01 0.62 3.81 15 500軋機(jī)電動(dòng)機(jī) 1 1000 10 0.31 0.87 310 175.69 0.57 356.32 16 300軋機(jī)電動(dòng)機(jī) 1 1000 10 0.32 0.87 320 181.35 0.57 367.82 17 成品出口輥道 4 3.5 0.38 0.26

21、 0.78 3.64 2.92 0.80 4.67 18 切料輥 5 16 0.38 0.12 0.76 9.6 8.21 0.86 12.63 19 冷剪電動(dòng)機(jī) 1 40 0.38 0.38 0.84 15.2 9.82 0.65 18.10 20 全廠照明 2 　 　 1 0.98 35 7.11 0.20 35.71 21 3噸起重機(jī)JCe%=25 2 PeΣ=8.9 0.38 1 0.5 8.9 15.42 1.73 17.80 22 5噸起重機(jī)JCe%=2

22、5 2 PeΣ=11.4 0.38 1 0.5 11.4 19.75 1.73 22.80 23 檢修電源 3 　 　 　 　 　 　 0.00 0 根據(jù)表一中各項(xiàng)數(shù)據(jù)得： 全廠有功功率： =865.87KW 全廠無功功率： =523.17KVar 全廠視在功率： =1019.91KVA 低壓側(cè)功率因數(shù)： =865.87/1019.91=0.765<0.85 由計(jì)算數(shù)據(jù)可知，低壓側(cè)功率因數(shù)為0.765，小于0.

23、85，不合要求，需進(jìn)行功率補(bǔ)償。 2.3無功功率補(bǔ)償 2.3.1無功補(bǔ)償?shù)淖饔? 1. 提高用戶的功率因數(shù),從而提高電工設(shè)備的利用率; 2. 減少電力網(wǎng)絡(luò)的有功損耗； 3. 合理地控制電力系統(tǒng)的無功功率流動(dòng)，從而提高電力系統(tǒng)的電壓水平，改善電能質(zhì)量，提高了電力系統(tǒng)的抗干擾能力； 4. 在動(dòng)態(tài)的無功補(bǔ)償裝置上，配置適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)器，可以改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，提高輸電線的輸送能力和穩(wěn)定性； 5. 裝設(shè)靜止無功補(bǔ)償器(SVS)還能改善電網(wǎng)的電壓波形,減小諧波分量和解決負(fù)序電流問題。對(duì)電容器、電纜、電機(jī)、變壓器等，還能避免高次諧波引起的附加電能損失和局部過熱。 2.3.2無功

24、補(bǔ)償裝置的選擇 無功補(bǔ)償裝置主要有三種： 1. 并聯(lián)電容器組是一種靜態(tài)的無功補(bǔ)償裝置。用它進(jìn)行的補(bǔ)償稱為并聯(lián)電容補(bǔ)償。 2. 同步調(diào)相機(jī)。 3. 靜止無功補(bǔ)償器。后兩者屬于動(dòng)態(tài)的無功補(bǔ)償裝置。 用靜電電容器（或稱移相電容器、電力電容器）作無功補(bǔ)償以提高功率因數(shù)，是目前工業(yè)企業(yè)內(nèi)廣泛應(yīng)用的一種補(bǔ)償裝置。綜合考慮，決定采用并聯(lián)電容器進(jìn)行低壓補(bǔ)償，所選電容器型號(hào)為：BWF0.4-14-1。。其圖示如圖二，技術(shù)參數(shù)如表二。 圖二 BWF0.4-14-1型電容器圖示 表二 BWF0.4-14-1型電容器技術(shù)參數(shù)表 BWF0.4-14-1型電容器其他參數(shù)如下：

25、a) 電容偏差：電容與其額定值之偏差不超過-5%~+10%。 b) 介質(zhì)損耗角正切值tanδ 對(duì)膜紙復(fù)合介質(zhì)：tanδ≤0.0022。 對(duì)全膜介質(zhì)：tanδ≤0.0015。 c) 額定容量（Kvar）：14 d) 穩(wěn)態(tài)過電流(包括諧波電流)不超過1.43In。 e) 安裝運(yùn)行地區(qū)的海拔高度不超過2000m。 f) 安裝運(yùn)行地區(qū)環(huán)境空氣溫度范圍-50～+55℃。 2.3.3無功補(bǔ)償方案的選擇 用戶處的靜電電容器補(bǔ)償方式可分個(gè)別補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償和高壓集中補(bǔ)償三種。 別補(bǔ)償：指在個(gè)別功率因數(shù)較低的設(shè)備旁邊裝設(shè)補(bǔ)償電容器組； 壓集中補(bǔ)償：指將高壓電容器組集中

26、裝設(shè)在總降壓變電所6~10kV母線上； 壓集中補(bǔ)償：指將低壓電容器組集中裝設(shè)在車間變電所或建筑物變電所的低壓母線上。 方案一 個(gè)別補(bǔ)償 該補(bǔ)償方式補(bǔ)償范圍最大，效果最好。但投資較大，而且桇被補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備停止運(yùn)行的話，電容器組也被切除，電容器的利用率低。同時(shí)存在小容量電容器的單位價(jià)格、電容器易受到機(jī)械震動(dòng)及其他環(huán)境條件的影響等缺點(diǎn)。所以這種補(bǔ)償方式適用于長期穩(wěn)定運(yùn)行，無功功率需要較大，或距電源較遠(yuǎn)，不便于實(shí)現(xiàn)其他補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合。 方案二 高壓集中補(bǔ)償 該補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償總降壓變電所6~10kV母線之前的供配電系統(tǒng)中由無功功率產(chǎn)生的影響，而對(duì)無功功率在企業(yè)內(nèi)部的供配電系統(tǒng)中引起的

27、損耗無法補(bǔ)償，因此補(bǔ)償范圍最小，經(jīng)濟(jì)效果較后最差。由于裝設(shè)集中，運(yùn)行條件較好，維護(hù)管理方便，投資較少，且總降壓變電所6~10kV母線停電機(jī)會(huì)少，因此電容器利用率高。這種方式在一些大中型企業(yè)中應(yīng)用較普遍。 方案三 低壓集中補(bǔ)償 該補(bǔ)償方式補(bǔ)償范圍介于前兩者之間，比高壓集中補(bǔ)償要大，而且該補(bǔ)償方 該補(bǔ)償方式補(bǔ)償范圍介于前兩者之間，比高壓集中補(bǔ)償要大，而且該補(bǔ)償方 式能使變壓器的視在功率減小，人而使變壓器的容量可選得較小，因此比較經(jīng)濟(jì)。這種低壓電容器補(bǔ)償屏一般可安裝在低壓配電室內(nèi)，運(yùn)行維護(hù)安全方便。該補(bǔ)償方式在用戶中應(yīng)用相當(dāng)普遍。 綜上所述，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，最終決定使用低壓集中補(bǔ)

28、償，下面就低壓集中補(bǔ)償進(jìn)行分析。 設(shè)計(jì)要求在高壓側(cè)功率因數(shù)不低地0.95，在低壓側(cè)不低于0.85，而補(bǔ)償在低壓側(cè)進(jìn)行，考慮到變壓器損耗，暫定低壓側(cè)補(bǔ)償后功率因數(shù)cos =0.95來計(jì)算補(bǔ)償容量。 需要補(bǔ)償?shù)臒o功為 =444.19KVar 需要的電容器數(shù)量為 n=444.19/14=32個(gè) 考慮三相均衡分配，應(yīng)裝設(shè)32個(gè)電容器，每相13個(gè)，此時(shí)并聯(lián)電容器的實(shí)際補(bǔ)償容量為 Qcc=14*32=448KVar 補(bǔ)償后的無功為 Qc’=Qcc-Qc =871.4-546=325.4KVar =1085.64KVA =1649.7A 高壓

29、側(cè)：變壓器Snt=Sc’ 變壓器損耗： ΔPt=0.02Sc’=0.02*1085.8=21.72KW ΔQt=0.1Sc’=0.1*1085.8=108.58KVar 變壓器高壓側(cè)（一次側(cè)）： =1035.9+21.72=1057.62KW =325.4+108.58=433.98KVar =1143.2KVA =66.00（A） =1057.62/1143.2=0.965>0.95 滿足設(shè)計(jì)要求 因此，共使用32個(gè)BWF0.4-14-1型電容器進(jìn)行低壓集中無功補(bǔ)償，使高壓側(cè)功率因數(shù)為0.965，低壓側(cè)為0.85滿足設(shè)計(jì)要求。 2.4 全廠年耗電

30、量計(jì)算 工廠的年耗電量可利用工廠的有功和無功計(jì)算負(fù)荷 即： 年有功電能消耗量： 年無功電能消耗量： 式中為年平均有功負(fù)荷系數(shù)，一般取0.7~0.75；為年平均無功負(fù)荷系數(shù)，一般取0.76~0.82；為年實(shí)際工作小時(shí)數(shù)。取 =0.7，=0.8，=4000h，因此求得： 工廠年有功耗電量：=0.7 工廠年無功耗電量：=0.8 第三章 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量類型的選擇 3.1變壓器選擇原則 選擇變壓器時(shí)，必須對(duì)負(fù)載的大小、性質(zhì)作深入的了解，然后按照設(shè)備功率的確定方法選擇適當(dāng)?shù)娜萘?。為了降低電能損耗，變壓器應(yīng)該首選低損耗節(jié)能型。當(dāng)廠區(qū)配電母線電壓偏差不能滿足要求時(shí)，總降壓變

31、電所可選用有載調(diào)壓變壓器。車間變電所一般采用普通變壓器。變壓器容量的確定除考慮正常負(fù)荷外，還考慮到變壓器的過負(fù)荷能力和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件。 具體地說： (1)在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全的場(chǎng)所，應(yīng)選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器； (2)供電系統(tǒng)中沒有特殊要求和民用建筑獨(dú)立變電所常采用三相油浸自冷電力變壓器（S9、SL9、S10-M、S11、S11-M等）； (3)對(duì)于高層建筑、地下建筑、發(fā)電廠、化工等單位對(duì)消防要求較高場(chǎng)所，宜采用干式電力變壓器（SC、 SCZ、SCL 、SG3、 SG10、 SC6等）； (4)對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大，為改善電能質(zhì)量采用有載調(diào)壓電力變壓器(

32、SLZ7、 SZ7、 SFSZ 、SGZ3等)。 3.2主變壓器數(shù)量及容量類型的確定 3.2.1變壓器臺(tái)數(shù)的選擇原則 工廠變電所中的主變壓器臺(tái)數(shù)，應(yīng)根據(jù)下列原則選擇： (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，對(duì)只有二級(jí)負(fù)荷，而無一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可只采用一臺(tái)變壓器，并在低壓側(cè)架設(shè)與其他變電所的聯(lián)絡(luò)線。 (2)對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大的工廠變電所，可考慮采用兩臺(tái)主變壓器。 (3)一般的三級(jí)負(fù)荷，只采用一臺(tái)主變壓器。 (4)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有安裝第二臺(tái)主變壓器的空間。 (5)車間變電所中，單臺(tái)變壓器容量不宜超

33、過1000kVA，現(xiàn)在我國已能生產(chǎn)一些斷流量更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開關(guān)電器，因此如車間負(fù)荷容量較 (6)對(duì)裝設(shè)在二層樓以上的干式變壓器，其容量不宜大于630kVA。 3.2.2主變壓器容量的選擇原則 (1)只裝一臺(tái)主變壓器時(shí) 主變壓器的額定容量SN.T應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總的計(jì)算負(fù)荷S的需要，且留有余量，并考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，即： Snt ≥（1.15～1.4）Sc (2)裝有兩臺(tái)變壓器時(shí) 每臺(tái)主變壓器的額定容量SN.T應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： Snt ≥ （0.6~0.7）Sc Snt ≥ Sc1.2 其中Sc1.2——計(jì)算負(fù)荷中的全部一、二

34、級(jí)負(fù)荷。 兩臺(tái)變壓器的備用方式有以下兩種： 明備用：兩臺(tái)變壓器都按100%計(jì)算負(fù)荷選擇容量，并留用一定裕量，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。 暗備用：每臺(tái)變壓器都按計(jì)算負(fù)荷的（60%~70%）選擇容量，正常情況下兩臺(tái)變壓器均參加工作，且各自承擔(dān)50%的負(fù)荷，負(fù)荷率為50% /0.7% ≈ 70%，滿足經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件，相對(duì)暗備用有明顯的優(yōu)勢(shì)。 由于該廠的鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷，對(duì)電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺(tái)變壓器以暗備用的方式工作，以便當(dāng)一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，另一臺(tái)能短時(shí)的承擔(dān)所有負(fù)荷，不至于斷電，這樣就提高了供電可靠性。 在暗備用方式下，變壓器的容量按計(jì)算負(fù)荷的70%選

35、擇 Snt= (06~0.7)Sc=(06~0.7)1143.2=685.92800.24（KVA） 且 Snt≥Sc1.2=734.49（KVA） 因此，選擇2臺(tái)容量為800KVA,電壓等級(jí)為10KV的變壓器。由于變壓器的使用環(huán)境沒有特殊要求，因此，變壓器的選擇空間很大，在選擇時(shí)盡量要求低損耗，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)效益，達(dá)到最佳性價(jià)比。 方案一 選用S11-M.R系列800KVA,10KV級(jí)變壓器技術(shù)參數(shù)，技術(shù)參數(shù)如表三 表三 方案二 選用SH15非晶合金系列電力變壓器，如圖三，技術(shù)參數(shù)如表四 圖三 SH15非晶合金系列電力變壓器 表四

36、 非晶合金變壓器說明： 非晶合金變壓器空載損耗低、節(jié)能、環(huán)保優(yōu)勢(shì)明顯，符合我國政府倡導(dǎo)的“節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，建設(shè)節(jié)約型社會(huì)”產(chǎn)業(yè)政策。 該產(chǎn)品適用于5KVA～100KVA的單相變壓器、30KVA～2500KVA三相五柱式、三相三柱式變壓器，比傳統(tǒng)的變壓器節(jié)能70％。 非晶合金是一種新型節(jié)能材料，采用快速急冷凝固生產(chǎn)工藝，其物理狀態(tài)表現(xiàn)為金屬原子呈無序非晶體排列，它與硅鋼的晶體結(jié)構(gòu)完全不同更利于被磁化過程相當(dāng)容易，從而大幅度降低變壓器的空載損耗,若用于油浸變壓器還可減排CO、SO、NOx等有害氣體，被稱為二十一世紀(jì)的“綠色材料”。 基于以上優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)兩種方案比較及綜合考慮，選擇S

37、H15—800/10非晶合金電力變壓器。 第四章 變電所主接線方案的設(shè)計(jì) 4.1變配電所主接線的選擇原則 1.當(dāng)滿足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。 2.當(dāng)變電所有兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。 3.當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺(tái)變壓器時(shí)，宜采用線路變壓器組結(jié)線。 4.為了限制配出線短路電流，具有多臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行。 5.接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。 6.6～10KV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，

38、應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。 7.采用6～10 KV熔斷器負(fù)荷開關(guān)固定式配電裝置時(shí)，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。 8.由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計(jì)費(fèi)用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計(jì)量柜）。 9.變壓器低壓側(cè)為0.4KV的總開關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開關(guān)。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。 10.當(dāng)?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時(shí)，在總開關(guān)的出線側(cè)及母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭。 4.2變配電所主接線方案論證 按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計(jì)下列兩種主接線方案： 方案一：裝設(shè)

39、一臺(tái)主變壓器的主接線方案（如圖四所示） 圖四 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線圖 方案二：裝高兩臺(tái)主變壓器的主接線方案（如圖五所示） 圖五 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線圖 4.3、主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 表五 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 比較項(xiàng)目 裝設(shè)一臺(tái)主變的方案 裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案 技術(shù)指標(biāo) 供電安全性 滿足要求 滿足要求 供電可靠性 基本滿足要求 滿足要求 供電質(zhì)量 由于一臺(tái)主變，電壓損耗較大 由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗較小 靈活方便性 只有一臺(tái)主變，靈活性較差 由于兩臺(tái)主變，靈活性較好 擴(kuò)建適應(yīng)性 稍差一些 更好一些

40、 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電力變壓器的綜合投資額 查得S9-1000/10的單價(jià)為15.1萬元，而變壓器綜合投資約為其單價(jià)的2倍，因此綜合投資約為215.1=30.2萬元 查得S9-630/10的單價(jià)為10.5萬元，因此兩臺(tái)變壓器的綜合投資約為410.5=42萬元比一臺(tái)主變方案投資多11.8萬元 高壓開關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額 查得GG-1A(F)型柜可按每臺(tái)4萬元計(jì)，其綜合投資可按設(shè)備的1.5倍計(jì)，因此高壓開關(guān)柜的綜合投資約為41.54=24萬元 本方案采用6臺(tái)GG-1A(F)柜，其綜合投資約為61.54=36萬元，比一臺(tái)主變方案多投資12王元 電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)

41、 主變的折舊費(fèi)=30.2萬元0.05=1.51萬元;高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=24萬元0.06=1.44萬元；變配電的維修管理費(fèi)=（30.2+24）萬元0.06=3.25萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)=（1.15+1.44+3.25）=6.2萬元 主變的折舊費(fèi)=42萬元0.05=2.1萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=36萬元0.06=2.16萬元；變配電的維修管理費(fèi)（42+36）萬元0.06=4.68萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)=（2.1+2.16+4.68）=8.94萬元，比一臺(tái)主變方案多投資2.74萬元 供電貼費(fèi) 主變?nèi)萘棵縆VA為800元，供電貼費(fèi)=1000KV

42、A0.08萬元/KVA=80萬元 供電貼費(fèi)=2630KVA0.08萬元=100.8萬元，比一臺(tái)主變多交20.8萬元 從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案。 第五章 高、低壓電力網(wǎng)導(dǎo)線型號(hào)及截面的選擇 5.1 導(dǎo)線型號(hào)的選擇原則 5.1.1工廠常用架空線路裸導(dǎo)線型號(hào) 工廠戶外架空線路一般采用裸導(dǎo)線，其常用型號(hào)適用范圍如下： 1. 鋁絞線（LJ）：戶外架空線路采用的鋁絞線導(dǎo)電性能好，重量輕，對(duì)風(fēng)雨作用的抵抗力較強(qiáng)，但對(duì)化學(xué)腐蝕作用

43、的抵抗力較差，多用在10kV及以下線路上，其桿距不超過100～125m。 2. 鋼芯鋁絞線（LGJ）：此種導(dǎo)線的外圍用鋁線，中間線芯用鋼線，解決了鋁絞線機(jī)械強(qiáng)度差的缺點(diǎn)。由于交流電的趨膚效應(yīng)，電流實(shí)際上只從鋁線通過，所以鋼芯鋁絞線的截面面積是指鋁線部分的面積。在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的場(chǎng)所和35kV及以上的架空線路上多被采用。 3. 銅絞線（TJ）：銅絞線導(dǎo)電性能好，對(duì)風(fēng)雨及化學(xué)腐蝕作用的抵抗力強(qiáng)，但造價(jià)高，且密度過大，選用要根據(jù)實(shí)際需要而定。 4. 防腐鋼芯鋁絞線（LGJF）：具有鋼芯鋁絞線的特點(diǎn)，同時(shí)防腐性好，一般用在沿海地區(qū)、咸水湖及化工工業(yè)地區(qū)等周圍有腐蝕性物質(zhì)的高壓和超高壓架空線路上

44、。 5.1.2工廠常用電力電纜型號(hào) 工廠供電系統(tǒng)中常用電力電纜型號(hào)及適用范圍如下： 1. 油浸紙絕緣鋁包或鉛包電力電纜（如鋁包鋁芯ZLL型，鋁包鉛芯ZL型）。它具有耐壓強(qiáng)度高，耐熱能力好，使用年限長等優(yōu)點(diǎn)，使用最普遍。這種電纜在工作時(shí)，其內(nèi)部浸漬的油會(huì)流動(dòng)，因此不宜用在有較大高度差的場(chǎng)所。如6～10kV電纜水平高度差不應(yīng)大于15m，以免低端電纜頭脹裂漏油。 2. 油浸紙滴干絕緣鉛包電力電纜?？捎糜诖怪被蚋呗洳钐?，敷設(shè)在室內(nèi)、電纜溝、隧道或土壤中，能承受機(jī)械壓力，但不能承受大的拉力。 3. 塑料絕緣電力電纜。這種電纜重量輕、耐腐蝕，可以敷設(shè)在有較大高度差，甚至是垂直、傾斜的環(huán)境中，有逐

45、步取代油浸紙絕緣電纜的趨向。目前生產(chǎn)的有兩種：一種是聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護(hù)套的全塑電力電纜（VLV和VV型），已生產(chǎn)至10kV電壓等級(jí)。另一種是交聯(lián)聚乙烯絕緣、聚氯乙烯護(hù)套電力電纜（YJLV和YJV型），已生產(chǎn)至110kV電壓等級(jí)。 5.1.3工廠常用絕緣導(dǎo)線型號(hào)及選擇 工廠車間內(nèi)采用的配電線路及從電桿上引進(jìn)戶內(nèi)的線路多為絕緣導(dǎo)線。配電干線也可采用裸導(dǎo)線和電纜。絕緣導(dǎo)線的線芯材料有鋁芯和銅芯兩種。塑料絕緣導(dǎo)線的絕緣性能好，價(jià)格較低，又可節(jié)約大量橡膠和棉紗，在室內(nèi)敷設(shè)可取代橡皮絕緣線。由于塑料在低溫時(shí)要變硬變脆，高溫時(shí)易軟化，因此塑料絕緣導(dǎo)線不宜在戶外使用。 車間內(nèi)常用的塑料絕緣導(dǎo)線型號(hào)

46、有：BLV塑料絕緣鋁芯線，BV塑料絕緣銅芯線，BLVV（BVV）塑料絕緣塑料護(hù)套鋁（銅）芯線。BVR塑料絕緣銅芯軟線。 常用橡皮絕緣導(dǎo)線型號(hào)有：BLX（BX）棉紗編織橡皮絕緣鋁（銅）芯線，BBLX（BBX）玻璃絲編織橡皮絕緣鋁（銅）芯線，BLXG（BXG）棉紗編織、浸漬、橡皮絕緣鋁（銅）芯線（有堅(jiān)固保護(hù)層，適用面寬），BXR棉紗編織橡皮絕緣軟銅線等。上述導(dǎo)線中，軟線宜用于儀表、開關(guān)等活動(dòng)部件，其他導(dǎo)線除注明外，一般均可用于戶內(nèi)干燥、潮濕場(chǎng)所固定敷設(shè)。 5.2 導(dǎo)線截面選擇原則 導(dǎo)線電纜截面的選擇要求必須滿足安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的條件，其選擇原則為： 1. 按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜的截面

47、 通過導(dǎo)線或電纜的最大負(fù)荷電流不應(yīng)大于其允許載流量。 2. 按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和截面 在導(dǎo)線和電纜（包括母線）通過正常最大負(fù)荷電流（即計(jì)算電流）時(shí)，線路上產(chǎn)生的電壓損失不應(yīng)超過正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損失。 3. 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面 經(jīng)濟(jì)電流密度是指使線路的年運(yùn)行費(fèi)用支出最小的電流密度。按這種原則選擇的導(dǎo)線和電纜截面稱為經(jīng)濟(jì)截面。 4. 按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線和電纜截面 這是對(duì)架空線路而言的。要求所選的截面不小于其最小允許截面。對(duì)電纜不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度。 5. 滿足短路穩(wěn)定度的條件 架空線路因其散熱性較好，可不作穩(wěn)定性校驗(yàn)，絕緣導(dǎo)線和電纜應(yīng)進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，母線也要校驗(yàn)

48、其熱穩(wěn)定。 選擇導(dǎo)線截面時(shí)，要求在滿足上述五個(gè)原則的基礎(chǔ)上選擇其中截面數(shù)最大的那個(gè)值。 5.3 導(dǎo)線型號(hào)及截面選擇 5.3.1 10KV高壓進(jìn)線的選擇及檢驗(yàn) (1)選擇經(jīng)濟(jì)截面 變壓器一次側(cè)計(jì)算電流 =66.00A 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面，因年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4800h，查表得 Jec=1.15（鋼心鋁絞線） 則 Sec=Ic1/Jec=57.4（mm） 由設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明計(jì)算值比實(shí)際值偏大，因此選用LGJ—50型鋼芯鋁絞線。 (2)檢驗(yàn)發(fā)熱條件 查表知，LGJ-50在室外溫度為25時(shí)的允許載流量為Ial=220A>66.0A,滿足發(fā)熱條件。 (3)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度

49、 查表知，10KV架空鋁絞線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為Smin=251649.7 所以選擇尺寸為100 10的矩形鋁母線（每相的鋁排數(shù)為1） 第六章 短路電流的計(jì)算 6.1短路電流計(jì)算的目的 短路電流計(jì)算的目的是

50、為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。 進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。 接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。對(duì)于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其

51、等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。 6.2短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對(duì)單位制法），本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算。 1. 繪制計(jì)算電路（如圖六所示） 去軋鋼車間 =400MVA l=5km =0.4Ω/km S9-4000/35 K-1 S9-1250/35 K-1 K-2 380V 35KV 10KV LGJ-150，l=1.5km 圖六 短路計(jì)算電路 2. 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值 取Sd=100MVA Ud1=Uc1=10.5KV

52、 Ud2=Uc2=0.4KV Id1===5.50KA Id2===144KA 3. 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng): 已知電力系統(tǒng)出口斷路器的遮斷容量=400MVA， 故 =100MVA/400MVA=0.25 架空線路: 又LGJ-150的線路電抗，而線路長1.5km， 電力變壓器 查表得：S9-4000變壓器的短路電壓百分值=4.5 S9-1250變壓器的短路電壓百分值=5.5， 故 =1.38 =3.6 式中，為變壓器的額定容量 繪短路

53、等放電路圖（如圖七所示）： 去軋鋼車間 K-1 K-2 =400MVA 圖七 短路計(jì)算等效電路 4. 計(jì)算K-1點(diǎn)（10.5KV側(cè)）的短路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值 =0.25+0.16+1.38/2+0.5=1.6 三相短路電流周期分量有效值 其他短路電流 三相短路容量 5. 計(jì)算K-2點(diǎn)（0.4KV側(cè)）的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值 =1.6+3.6=5.2 三相短路

54、電流周期分量有效值 其他短路電流 三相短路容量 以上短路計(jì)算結(jié)果綜合如表六所示： 表六 短路計(jì)算表如下 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 三相短路容量/MVA k-1 3.44 3.44 3.44 8.76 5.19 62.5 k-2 27.75 27.75 27.75 70.8 41.9 19.23 第七章 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 7.1一次設(shè)備選擇的一般原則 供配電系統(tǒng)中的一次設(shè)備是在一定的電壓、電流、頻率和工作環(huán)境條件下工

55、作的，一次設(shè)備的選擇，除了應(yīng)滿足在正常工作時(shí)能安全可靠運(yùn)行之外，還應(yīng)滿足在短路故障時(shí)不至損壞的條件，開關(guān)電器還必須具有足夠的斷流能力，并能適應(yīng)所處的位置、環(huán)境溫度、海拔高度。以及防塵、防火、防腐、防爆等環(huán)境條件。 一次設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下3個(gè)原則。 (1) 按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備； (2) 按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定； (3) 開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)。 7.2變電所高壓一次設(shè)備的選擇 7.2.1 按工作電壓選則 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kV， =11.5kV，高壓開關(guān)

56、設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。 7.2.2按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流，即 7.2.3按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對(duì)分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘?，? 或 對(duì)于分?jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負(fù)荷電流。 7.2.4 隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn) a)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件 或 、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值 b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件

57、 對(duì)于上面的分析，如表七所示，由它可知所選高壓一次設(shè)備均滿足要求 表七 10 kV高壓側(cè)一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn) 選擇校驗(yàn)項(xiàng)目 電壓 電流 斷流能力 動(dòng)態(tài)定度 熱穩(wěn)定度 其它 裝置地點(diǎn)條件 參數(shù) 數(shù)據(jù) 10kV 57.7A () 1.96kA 5.0kA 一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格 額定參數(shù) 高壓少油斷路器SN10-10/1000 10kV 1000A 31.5 kA 80 kA 高壓隔離開關(guān)-10/200 10kV 200A - 25.5 kA 二次負(fù)荷0.6 高壓熔斷器

58、RN2-10 10kV 0.5A 50 kA - - 電壓互感器JDJ-10 10/0.1kV - - - - 電壓互感器JDZJ-10 - - - - 電流互感器LQJ-10 10kV 100/5A - =31.8 kA =81 避雷針FS4-10 10kV - - - - 戶外隔離開關(guān)GW4-12/400 12kV 400A - 25kA 7.3 變電所低壓一次設(shè)備的選擇 同樣根據(jù)上面的原則，做出380V低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如表八所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求 表八 380V

59、低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 選擇校驗(yàn)項(xiàng)目 電壓 電流 斷流 能力 動(dòng)態(tài) 定度 熱穩(wěn)定度 裝置地點(diǎn)條件 參數(shù) 數(shù)據(jù) 380V 總1653.78A 19.7kA 36.2kA 一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格 額定參數(shù) 低壓斷路器DW15-1500/3D 380V 1500A 40kA - - 低壓斷路器DW20-630 380V 630A （大于） 30Ka (一般) - - 低壓斷路器DW20-200 380V 200A （大于） 25 kA - - 低壓斷路HD13-1500/30 38

60、0V 1500A - - - 電流互感器LMZJ1-0.5 500V 1500/5A - - - 電流互感器LMZ1-0.5 500V 100/5A 160/5A - - - 7.4 高低壓母線的選擇 查表得到，10kV母線選LMY-3(404mm),即母線尺寸為40mm4mm;380V母線選LMY-3（12010）+806，即相母線尺寸為120mm10mm，而中性線母線尺寸為80mm6mm。 第八章 低壓干線、支線上的熔絲及型號(hào)的選擇 8.1. 熔斷器選擇條件 (1)熔斷器的額定電壓UN.FU應(yīng)不低于被保護(hù)線路的額定電壓UN，即 (2

61、)熔斷器的額定電流IN.FU應(yīng)不小于它所裝設(shè)的熔體的額定電流IN. FE，即 8.2. 熔體的額定電流選擇 熔體的額定電流選擇應(yīng)滿足下列二個(gè)條件： (1)熔體的額定電流應(yīng)不小于回路的最大工作電流 (2)熔體的額定電流應(yīng)躲過回路的尖峰電流，其中K為可靠系數(shù)（不計(jì)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)，K=1.1~1.3，考慮電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)時(shí)，K=1.5~2.0） 低壓干上熔斷器的選擇如表九： 表九 名稱 I30/A IN..PE/A 所選熔斷器 FD0 10.77 FD1 58.49 60 RM10-60-60A FD2 58.49 60 R

62、M10-60-60A FD3 100.28 200 RM10-200-125A FD4 91.16 100 RM10-200-100A FD5 121.55 200 RM10-200-125A FD6 45.6 60 RM10-60-60A FD7 68.89 100 RM10-100-80A  結(jié)束語 經(jīng)過兩周的努力，終于做完了這次《電氣工程基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)。這次課程設(shè)計(jì)歷時(shí)兩個(gè)個(gè)星期多左右，通過這段時(shí)間的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足，無論是對(duì)知識(shí)的理解還是實(shí)踐能力以及理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。 開始做課程設(shè)計(jì)時(shí)，因?yàn)椴恢獜哪南率郑筒患?/p>

63、思考的照著同學(xué)給的模板做，后來發(fā)現(xiàn)模板里存在一些問題，于是不得不在一些地方返工。后來就是自己先系統(tǒng)知識(shí)，然后自己一步一步腳踏實(shí)地的做了。所以一個(gè)很深的感觸就是，做好一件事情，首先要對(duì)這方面的知識(shí)系統(tǒng)化，然后在頭腦里理清思路，哪里開始，怎樣一步步做下去，怎樣結(jié)束。然后再按這個(gè)計(jì)劃一步步認(rèn)真做。這樣每天做一些東西接近目標(biāo)的小小成就感，就促使著自己認(rèn)真做完。 此次設(shè)計(jì)使我對(duì)工廠供配電有了新的認(rèn)識(shí),更深的了解，基本掌握了對(duì)總降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)對(duì)我們的鍛煉是多方面的，除了對(duì)設(shè)計(jì)過程熟悉外，我們還進(jìn)一步提高了作圖，編輯，各種信息的查閱和分析，也大大的提高了自己的計(jì)算能力，及對(duì)WORD文檔的使

64、用等多方面的進(jìn)一步的了解。 本次課設(shè)應(yīng)該感謝學(xué)院的安排，讓我們?cè)趯W(xué)習(xí)課本知識(shí)的同時(shí)，能夠有這樣良好的機(jī)會(huì)實(shí)踐,加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解,掌握工程設(shè)計(jì)的方法。因?yàn)檎J(rèn)真對(duì)待所以感覺學(xué)到了東西。更應(yīng)該感謝導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)，要不然靠我們自己不可能那么順利完成。通過這次課程設(shè)計(jì),我深深懂得要不斷的把所學(xué)知識(shí)學(xué)以致用,還需通過自身不斷的努力,不斷提高自己分析問題,解決問題和編程技術(shù)終結(jié)報(bào)告的能力!  參考資料 l <參考書目> 1. 熊信銀.張步涵.電氣工程基礎(chǔ).華中科技大學(xué)出版社.2005 2. 劉介才編.工廠供電（第3版）.機(jī)械工業(yè)出版社.2007 3. 蘇文成.工廠供電（第2版）.機(jī)械工業(yè)出版社.2003 4. 劉介才.工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)（第2版）.機(jī)械工業(yè)出版社.2008 5. 唐志平.供配電技術(shù)（第2版）.電子工業(yè)出版社.2008 l <參考網(wǎng)站> 1. 中國電力網(wǎng) 2. 國家電力信息網(wǎng) 3. 中國電力設(shè)備信息網(wǎng) - 36 -