《機(jī)械工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)（69頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 題目：機(jī)械工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二級(jí)學(xué)院（直屬學(xué)部）： 延陵學(xué)院 專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí)： 10電Y1 學(xué)生姓名： 葉翔 學(xué)號(hào)： 10120731 指導(dǎo)教師姓名： 柴濟(jì)民 職稱(chēng)： 講師 2013 年 6 月 目錄 第一章 緒論 3 1.1工廠供電的意義 3 1.2設(shè)

2、計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)方案 6 第二章 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償 10 2.1負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 10 2.2負(fù)荷計(jì)算的方法 10 2.2功率因素的補(bǔ)償（放電電阻值） 27 第三章 變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 3.1 變電所的配置 30 3.2變壓器的選擇 31 3.2.1 變壓器型號(hào)選擇 31 3.2.2 變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定 31 3.3全廠變電所主結(jié)線設(shè)計(jì) 32 3.3.1 對(duì)變電所主結(jié)線的要求 32 3.3.2 變電所主接線方案 32 3.4變電所的布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 3.4.1 變電所的布置設(shè)計(jì) 32 3.4.2 變電所的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 34 第四章 電氣設(shè)備選擇 39

3、 4.1短路電流計(jì)算 39 4.2電氣設(shè)備選擇 48 4.21 電氣設(shè)備選擇原則 48 4.22高壓電氣設(shè)備的選擇 49 4.23低壓電氣設(shè)備的選擇 51 第五章 電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 55 5.1電力變壓器繼電保護(hù)配置 55 5.2電力變壓器繼電保護(hù)原理圖設(shè)計(jì) 55 5.3電力變壓器繼電保護(hù)整定計(jì)算 56 第六章 廠區(qū)線路設(shè)計(jì) 59 6.1電力線路的接線方式 59 6.2電力線路的結(jié)構(gòu) 59 6.3導(dǎo)線和電纜的選擇 59 6.31導(dǎo)線和電纜型號(hào)的選擇原則： 59 6.32高壓導(dǎo)線選擇 62 6.33低壓導(dǎo)線選擇 63 6.3.4母線的選擇 65 6.4

4、廠區(qū)照明設(shè)計(jì) 67 第七章　小結(jié) 68 參考文獻(xiàn) 69 附錄1設(shè)備材料表 70 第一章 緒論 1.1工廠供電的意義 工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱(chēng)工廠配電。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

5、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(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。變電所是電力系統(tǒng)

6、的一個(gè)重要組成部分，由電器設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)按一定的接線方式所構(gòu)成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過(guò)其變換、分配、輸送與保護(hù)等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的輸送到每一個(gè)用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場(chǎng)所。工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱(chēng)工廠配電。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。 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

7、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(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。 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

8、比例一般很?。ǔ娀I(yè)）在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于在產(chǎn)品成本或投資總額所占比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化后可以大大增加產(chǎn)量，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善工作條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。另一方面，如果工廠電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重后果。因此做好工廠供電工作對(duì)發(fā)展工業(yè)生、實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化都具有極其重要的意義，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)同樣也具有重大意義。 本設(shè)計(jì)為工廠變電所設(shè)計(jì)，對(duì)在工廠變電所設(shè)計(jì)中的若干問(wèn)題如負(fù)荷計(jì)算，三相短路分析，短路電流計(jì)算，高低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，防雷與接地，變電所的過(guò)電壓保護(hù)，計(jì)量無(wú)功補(bǔ)償?shù)葞追矫娴脑O(shè)

9、計(jì)進(jìn)行了闡述。 工廠供電工作要很好為工業(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，同時(shí)做好節(jié)能工作，要從以下基本要求做起: （1）安全 在電能的供應(yīng)、分配和利用過(guò)程中，不應(yīng)發(fā)生人生事故及設(shè)備事故。 （2）可靠 應(yīng)滿足電能用戶(hù)對(duì)供電可靠性的要求。 （3）優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶(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)投資要盡量少，運(yùn)行費(fèi)要低，盡可能節(jié)約電能和減少有色金屬消耗。 1.2設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)方案 一、課程設(shè)計(jì)題目:機(jī)械工廠供電設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)要求： 滿足電力負(fù)荷對(duì)供電的要求，符合個(gè)有關(guān)供電規(guī)程。 三、原始資料： 1.工廠總平面圖（參見(jiàn)附圖）。 2.各

10、車(chē)間用電設(shè)計(jì)資料（參見(jiàn)附表） 3.電源情況： （1）電源電壓等級(jí)：10千伏 （2）電源線路：用一回架空非專(zhuān)業(yè)線向本廠供電，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)J-70，線路長(zhǎng)度為5公里，線路走向參看工廠總平面圖。 （3）電源變電所10千伏母線Sk.max=300MVA，Sk.min=200MVA。 （4）電源變電所10千伏引出線繼電保護(hù)的整定時(shí)限為1.6秒。 4．全廠功率因素要求不低于《供用電規(guī)程》。 5.計(jì)量要求高供高量。 6.二部電價(jià)制收費(fèi)： （1）電度電價(jià)為0.058元/度。 （2）設(shè)配容量電價(jià)4元/千伏安、月（或最高量電價(jià)6元/千瓦、月）。 7.工廠為二班制生產(chǎn)，全年工作時(shí)數(shù)45

11、00小時(shí)，最大負(fù)荷利用小時(shí)3500小 時(shí)（均為統(tǒng)計(jì)參考值）。 8.廠區(qū)內(nèi)低壓配電線路允許電壓損失3.5~5%。 9．本地氣象、地壤等資料： （1）海拔高度9.2米。 （2）最熱月平均溫度28.4℃。 （3）最熱月平均最高溫度32.2℃。 （4）極端最高溫度38.5℃。 （5）極端最低溫度-15.5℃。 （6）雷暴日數(shù)35.6日/年。 （7）最熱月地下0.8米的平均溫度27.4℃ 四、設(shè)計(jì)任務(wù)： 1．設(shè)計(jì)說(shuō)明計(jì)劃書(shū)一份。 在設(shè)計(jì)說(shuō)明計(jì)算書(shū)中應(yīng)包括以下主要部分： 各車(chē)間與全廠的負(fù)荷計(jì)算，功率因素的補(bǔ)償（放電電阻值）。 變（配）電所位置

12、的確定，變壓器的數(shù)量、容量的決定。 全廠供電系統(tǒng)的接線方式與變電所主結(jié)線的確定。 高氣壓電氣設(shè)備與導(dǎo)線電纜的選擇。 短路電流的計(jì)算與前期設(shè)備的校驗(yàn)。 繼電保護(hù)整定計(jì)算。 2.設(shè)計(jì)圖紙： （1）變（配）電所主結(jié)線圖一張（或?qū)⒏?、低壓分開(kāi)畫(huà)兩張）。 （2）工廠變配電所和電力線路平面布置圖一張。 （3）繼電保護(hù)原理接線圖一張。 3.主要設(shè)備材料表一份。 五．設(shè)計(jì)時(shí)間： 設(shè)計(jì)時(shí)間定為兩周。 說(shuō)明：若課程時(shí)間為一周半，繼電保護(hù)整定計(jì)算及變配電所平剖面布置圖不做。 第二章 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償 2.1負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 （1） 計(jì)算負(fù)荷又稱(chēng)需要負(fù)荷或最大負(fù)荷

13、。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)荷和電電能消耗量。 2.2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、

14、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： 有功計(jì)算負(fù)荷（kW） 2-1 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（kvar） 2-2 視在負(fù)荷計(jì)算（kVA） 2-3 計(jì)算電流（A） 2-5 表2-1 第四車(chē)間各用電設(shè)備組的分組及負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù) 計(jì)算內(nèi)容 設(shè)備名稱(chēng) K cos tan P (kW) Q (kvar)

15、△P (kW) △ Q (kvar) S （kVA） I （A） 第 四 車(chē)間變1T計(jì)算負(fù)荷 各設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷 空氣錘 0.25 0.60 1.33 27.75 36.91 46.18 70.18 電阻爐 0.7 0.98 0.2 3105 6.3 32.12 48.81 齒輪油泵, 通風(fēng)機(jī) 0.8 0.8 0.75 31.04 23.28 38.8 58.97 電焊機(jī) 0.35 0.60 1.33 7.9 10.5 13.14 19.97 砂輪機(jī) 0.6 0.75

16、 0.88 10.8 9.504 14.39 21.87 起重機(jī) 0.15 0.5 1.73 9.123 15.758 18.32 27.71 軸輪風(fēng)機(jī) 0.8 0.8 0.75 6.4 4.8 8 12.16 1T低壓側(cè)負(fù)荷（同時(shí)系數(shù)為0.9） 112.06 96.37 147.80 224.62 變壓器1T的損耗 2.217 8.868 變壓器1T高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷 114.277 105.238 155.35 236.09

17、 第四車(chē)間（鍛工） ① 空氣錘： P=KP=0.25（155+122+217）=27.75kW Q=Ptan=27.751.33=36.91kvar S==46.18kVA I==70.18A ② 電阻爐 P=KP=0.745=31.5kW Q=P﹒tan=31.50.2=6.3kvar S==32.12kVA I==48.81A ③ 輪油泵，通風(fēng)機(jī)： P=KP=0.8（81.6+213）=31.04kW Q=P﹒tan=31.040.75=23.28kvar S==38.8kVA I==58.97A ④ 電焊機(jī) P=KP=K

18、P=20.3514 =7.9kW Q=P﹒tan=7.91.33=10.5kvar S==13.14kVA I==19.97A ⑤ 砂輪機(jī) P=KP=0.618=10.8kW Q=P﹒tan=10.80.88=9.504kvar S==14.39kVA I==21.87A ⑥ 起重機(jī) P=KP=17.5 =17.5 P=KP=8.6=10.88 P=KP=4.22=5.34 P=KP=KP=0.15(17.5+310.88+25.34）=9.123kW Q=P﹒tan=9.1231.73=15.78kvar S==18.23kVA I==27.71A

19、⑦ 軸流風(fēng)機(jī) P=KP=0.8（100.8）=6.4 kW Q=P﹒tan=6.40.75=4.8kvar S==8kVA I==12.16A 取同時(shí)系數(shù)為0.9，則總的計(jì)算負(fù)荷為： P=K=0.9（27.75+31.5+31.04+7.9+10.8+9.123+6.4）=112.06kW Q=K=0.9（36.91+6.3+23.28+10.5+9.504+15.78+4.8）=96.37kvar S==147.80kVA I==224.62A 損耗： △ P=0.015S=0.015147.80=2.217kW △ Q=0.06S=0.06147.80=8.868k

20、var 1T高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷： P=P+△P=112.06+2.217=114.277kW Q=Q+△Q=96.37+8.868=105.238kvar S==155.35kVA I==236.09A 表2-2 第五車(chē)間各用電設(shè)備組的分組及負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù) 計(jì)算內(nèi)容 設(shè)備名稱(chēng) K Cos tan P (kW) Q (kvar) △P (kW) △ Q (kvar) S （kVA） I （A） 車(chē)間變1T計(jì)算負(fù)荷 各設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷 清砂機(jī)、混砂機(jī)、碎鐵機(jī)、篩砂機(jī)、 0.8 0.8 0.75 67.84 50.88 84.8

21、 128.88 鼓風(fēng)機(jī) 0.82 0.8 0.75 42.24 31.68 52.8 80.24 化鐵爐加料機(jī) 0.65 0.75 0.88 8.84 7.78 11.78 17.90 電阻爐 0.8 0.98 0.75 17.6 13.2 22 33.43 皮帶運(yùn)輸機(jī) 0.65 0.75 0.88 8.84 7.78 11.78 17.90 單梁行車(chē) 0.35 0.5 1.73 2.56 4.42 5.11 7.77 1T低壓側(cè)負(fù)荷（同時(shí)系數(shù)為0.9）

22、133.13 104.17 169.04 256.90 變壓器1T的損耗 2.54 10.14 變壓器1T高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷 135.67 114.31 177.41 269.62 第五車(chē)間（鑄工） ?清砂機(jī)、混砂機(jī)、碎鐵機(jī)、篩砂機(jī)、空壓機(jī)、砂輪機(jī)： P=KP=0.8（101.7+34.6+62.8+61.7+22+100.5）=67.84kW Q=Ptan=67.840.75=50.88kvar S==84.8kVA I==128.88A -?鼓風(fēng)機(jī) P=KP=0.8(62.8+28+81.

23、0)=42.24kW Q=P﹒tan=42.240.75=31.68kvar S==52.8kVA I==80.24A ③ 化鐵爐加料機(jī)； P=KP=0.65（81.7）=8.84kW Q=P﹒tan=8.840.88=7.78kvar S==11.78kVA I==17.90A ④管型、箱型電阻爐： P=KP=0.8（61+82）=17.6kW Q=P﹒tan=17.60.75=13.2kvar S==22kVA I==33.43A ⑤皮帶運(yùn)輸機(jī)： P=KP=0.65（81.7）=8.84kW Q=P﹒tan=8.840.88=7.78k

24、var S==11.78kVA I==17.90A ⑥3噸單梁行車(chē)： P=KP=KP=0.357.3=2.56kW Q=P﹒tan=2.561.73=4.42kvar S==5.11kVA I==7.77A 取同時(shí)系數(shù)為0.9，則總的計(jì)算負(fù)荷為： P=K=0.9（67.84+42.24+8.84+17.6+8.84+2.56）=133.13kW Q=K=0.9（50.88+31.68+7.78+13.2+7.78+4.42）=104.17kvar S==169.04kVA I==256.90A 損耗： △ P=0.015S=0.015169.04=2.54kW △

25、 Q=0.06S=0.06169.04=10.14kvar 1T高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷： P=P+△P=133.13+2.54=135.67kW Q=Q+△Q=104.17+10.14=114.31kvar S==177.41kVA I==269.62A 表2-3 全廠各車(chē)間用電設(shè)備組計(jì)算如下 計(jì)算內(nèi)容 設(shè)備名稱(chēng) K tan P (kW) Q (kvar) △P (kW) △Q (kvar) S （kVA） I （A） 第 一 車(chē) 間 冷加工機(jī)床 組 0.2 1.73 101.05 1

26、74.82 201.92 306.87 砂輪組 0.16 0.73 1.44 1.05 2.88 4.36 吊車(chē)組 0.15 1.73 12.71 21.99 25.40 38.60 1T低壓側(cè)負(fù)荷（同時(shí)系數(shù)為0.9） 102.07 175.28 202.83 308.17 第 二 車(chē) 間 冷加工機(jī)床 0.2 1.73 103.68 178.07 206.05 316.2 造型機(jī) 0.7 0.83 172.48 143.16 224.15 340.56 焊機(jī)

27、 0.35 1.33 3.95 5.25 43.21 65.65 變壓器 0.5 2.99 3.39 7.76 8.47 12.87 吊車(chē) 0.2 1.73 6.12 10.59 12.23 18.59 1T低壓側(cè)負(fù)荷 183.483 315.53 365 498.5 第 三 車(chē) 間 電阻爐組 0.7 0.2 262.85 52.57 268.06 407.28 水泵，風(fēng)機(jī)組 0.75 0.75 135.7 101.775 169.625 257.73

28、起重機(jī)組 0.2 1.33 10.8 14.364 17.91 27.31 電弧，熔爐組 0.9 0.57 143.1 81.567 176.714 250.26 小批量生產(chǎn)加工組 0.14 1.73 17.4 30.102 34.77 52.83 干燥箱 0.7 0 30.6 0 30.6 46.49 1T低壓側(cè)負(fù)荷 540.405 252.25 596.42 906.19 第 四 車(chē) 間 空氣錘 0.5 1.33 27.75 36.91 46.16

29、70.18 電阻爐組 0.85 0.2 31.05 6.3 32.12 48.18 齒輪，油泵，通風(fēng)機(jī) 0.8 0.75 31.04 23.28 38.8 58.97 電焊機(jī) 0.35 1.33 7.9 10.5 13.14 19.9 砂輪機(jī) 0.6 0.73 10.8 9.504 14.39 21.87 起重機(jī) 0.25 1.73 9.123 15.758 18.32 27.71 軸輪風(fēng)機(jī) 0.8 0.8 6.4 4.8 8 12.16 1T低壓側(cè)負(fù)荷

30、 112.06 96.37 147.80 224.62 第 五 車(chē) 間 清砂機(jī)，混砂機(jī)，碎鐵機(jī)，篩砂機(jī) 0.8 0.75 58.72 44 73.4 111 鼓風(fēng)機(jī) 0.82 0.75 42.24 31.68 52.8 80.24 化鐵爐加料機(jī) 0.65 0.75 8.84 7.78 11.78 17.9 電阻爐 0.8 0.75 17.6 13.2 22 33.43 皮帶運(yùn)輸機(jī) 0.65 0．88 8.84 7.78 11.78 17.90 單梁行車(chē) 0.

31、35 1.73 2.56 4.42 5.11 7.77 1T低壓側(cè)負(fù)荷 133.13 104.17 169.04 256.90 低壓側(cè)總計(jì)（0.9） 965.41 852.41 1287.87 1956.72 2.2功率因素的補(bǔ)償（放電電阻值） 無(wú)功功率補(bǔ)償:功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響及提高功率因數(shù)的方法 1、功率因數(shù)產(chǎn)生的原因及對(duì)供配電系統(tǒng)的影響 功率因數(shù)是衡量供配電系統(tǒng)是否經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要指標(biāo)。用戶(hù)中絕大多數(shù)用電設(shè)備，如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電力變壓器、電焊機(jī)及交流接觸器等，它們都要從電網(wǎng)吸收大量無(wú)功電流來(lái)產(chǎn)生

32、交變磁場(chǎng)，其功率因數(shù)均小于0.9，需要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，提高功率因數(shù)。 感性用電設(shè)備都需要從供配電系統(tǒng)中吸收無(wú)功功率，從而降低功率因數(shù)。功率因數(shù)太低將會(huì)給供配電系統(tǒng)帶來(lái)電能損耗增加和供電設(shè)備利用率降低等不良影響。所以要求電力用戶(hù)功率因數(shù)必須達(dá)到一定值，低于某一定值就必須進(jìn)行補(bǔ)償。 2、提高功率因數(shù)的方法 （1）提高自然功率因數(shù) ①合理選擇電動(dòng)機(jī)的規(guī)格、型號(hào)； ②防止電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間空載運(yùn)行； ③保證電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量； ④合理選擇變壓器的容量； ⑤交流接觸器的節(jié)電運(yùn)行。 （2）人工補(bǔ)償功率因數(shù) ①并聯(lián)電容器人工補(bǔ)償； ②同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償； ③動(dòng)態(tài)

33、無(wú)功功率補(bǔ)償； ④調(diào)相機(jī)補(bǔ)償。 3、并聯(lián)電容器補(bǔ)償容量的確定 （1）采用固定補(bǔ)償 在變電所6-10KV高壓母線上進(jìn)行人工補(bǔ)償時(shí)，一般采用固定補(bǔ)償，其補(bǔ)償容量按下式計(jì)算 2-6 式中—補(bǔ)償容量，—平均有功負(fù)荷， —補(bǔ)償前平均功率因數(shù)角的正切值 —補(bǔ)償后平均功率因數(shù)角的正切值 （2）采用自動(dòng)補(bǔ)償 在變電所0.38KV母線上進(jìn)行補(bǔ)償是，都采用自動(dòng)補(bǔ)償 Qcc=Pc(tanφ1-tanφ2) 2-7 功率補(bǔ)償： Pc=k(p1+p

34、2+p3+p4+p5)=0.9(103.6+183.483+540.405+112.06+133.13)=965.48KW qc=k(q1+q2+q3+q4+q5)=0.9(178.07+315.53+252.35+96.37+104.17)=851.84KVar sc=1287.55KVA cosav1==0.73 0.73<0.9,應(yīng)補(bǔ)償?shù)?.9 Qc.c.=Kalpc(tgav1-tgav)=0.73965.48(tgarccos0.75-tgarccos0.95)=389.92Kvar 查表A-2，選用BCMJ-20-1型電容器，需要的數(shù)量為： n===19.5

35、 實(shí)際取21臺(tái) Qc.c實(shí)2021=420kvar 采用低壓自動(dòng)補(bǔ)償： 高壓側(cè)總的負(fù)荷計(jì)算為： 符合要求 選兩臺(tái)變壓器 選用兩臺(tái)均為1000kVA變壓器 型號(hào)S9—1000/10 第三章 變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1 變電所的配置 1.變電所的類(lèi)型： 機(jī)械加工廠需要的電壓等級(jí)是10KV，根據(jù)負(fù)荷計(jì)算該廠需要設(shè)計(jì)一座全廠變電所和一個(gè)車(chē)間獨(dú)立變電所。 變電所的位置： 根據(jù)經(jīng)濟(jì)最省和靠近負(fù)荷中心的原則我把變電所設(shè)置在第三車(chē)間上方這樣采用電纜這樣在進(jìn)線就可以節(jié)約空間而且易于維護(hù)。 變電所個(gè)數(shù)：2個(gè)。一個(gè)是全場(chǎng)變

36、，因?yàn)榈诙?chē)間所需容量超過(guò)320KVA，所以需要一個(gè)單獨(dú)的車(chē)間變。 2.負(fù)荷中心的確定： 負(fù)荷圓的半徑為r=，取K=2kW/mm，則： X== =9.15cm Y== =5.23cm 3-1負(fù)荷中心示意圖 3.2變壓器的選擇 3.2.1 變壓器型號(hào)選擇 根據(jù)國(guó)家的新的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)該機(jī)械廠變電所的變壓器使用最新節(jié)能型號(hào)，故選用S9系列的變壓器。 3.2.2 變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定 選單臺(tái)變壓器時(shí)，其額定容量SN應(yīng)能滿足全部用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷SC，考慮負(fù)荷發(fā)展應(yīng)留有一定的容量裕度，并考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，即 S≥（1.15~ 1.

37、4）SC 3-1 選用兩臺(tái)主變壓器時(shí)，其中任意一臺(tái)主變壓器容量S應(yīng)同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件。 ①任一臺(tái)主變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的60%-70%的要求，即 S=（0.6 ~0.7）S 3-2 ②任一臺(tái)主變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷S（Ⅰ+Ⅱ）的需要，即 S≥ S（Ⅰ+Ⅱ） 選兩臺(tái)變壓器 選用兩臺(tái)均為1000kVA變壓器 型號(hào)S9—1000/10 3.3全廠變電所主結(jié)線設(shè)計(jì) 3.3.1 對(duì)變電所主結(jié)線的要求 變

38、電所主接線應(yīng)滿足以下基本要求： 安全：主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。 可靠：應(yīng)滿足用電單位對(duì)供電可靠性的要求。 靈活：能適應(yīng)各種不同運(yùn)行方式，操著檢修方便。 經(jīng)濟(jì)：在滿足以上要求的前提下，主接線設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行管理費(fèi)用低，一般情況下，應(yīng)考慮節(jié)約電能和有色金屬的消耗。 3.3.2 變電所主接線方案 為了滿足用戶(hù)的用電要求和滿足用電可靠性以及滿足經(jīng)濟(jì)最省。 輕負(fù)荷時(shí)可以停用其中一臺(tái)，當(dāng)其中一臺(tái)變壓器因故障或需要檢修時(shí)，接于該段母線上的負(fù)荷，可以通過(guò)閉合母線聯(lián)絡(luò)（分段）開(kāi)關(guān)6QF來(lái)獲得電源，提高了供電可靠性。 3.4變電所的布置和

39、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4.1 變電所的布置設(shè)計(jì) 變電所的布置形式有戶(hù)內(nèi)，戶(hù)外和混合式3種。戶(hù)內(nèi)式變電所將變壓器，配電裝置安裝于室內(nèi)，工作條件好，運(yùn)行管理方便；戶(hù)外式變電所將變壓器，配電裝置全部安裝在室外。該機(jī)械廠設(shè)計(jì)成戶(hù)內(nèi)式，采用單層布置。布置主要包括變壓器室，高壓配電室，低壓配電室，值班室，消防室，和工具間等 對(duì)變電所布置的要求： （1）室內(nèi)布置應(yīng)緊湊合理，便于值班人員操著，檢修，試驗(yàn)，巡視和搬運(yùn)，配電裝置應(yīng)滿足最小允許通道寬度，考慮今后發(fā)展和擴(kuò)建的可能。 （2）合理布置變電所各室位置，高壓配電室，電壓配電室與變壓器室相鄰，高低壓配電室的位置應(yīng)便于出進(jìn)出線，值班室的位置應(yīng)便于運(yùn)行人員工作管

40、理。 （3）變壓器的設(shè)置應(yīng)避免日曬，控制室盡可能利用自然采光和通風(fēng)。 （4）配電室的設(shè)置應(yīng)符合安全和防火要求，對(duì)氣器設(shè)備載流部分應(yīng)采用金屬網(wǎng)隔離。 （5）高低壓配電室，變壓器室門(mén)應(yīng)該向外開(kāi)啟，相鄰的配電室的門(mén)應(yīng)該能夠雙向開(kāi)啟。 （6）變電所內(nèi)不允許采用可燃材料裝飾，不允許熱力管道，可燃?xì)怏w管等各種管道從變電所內(nèi)經(jīng)過(guò)。 具體布局如圖3-1. 圖3.1 變電所布局 3.4.2 變電所的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) △ 變壓器室 變壓器機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮變壓器的安裝方式，變壓器的推進(jìn)方式，進(jìn)線方式，進(jìn)線方向，高壓側(cè)進(jìn)線開(kāi)關(guān)，通風(fēng)，防火安全及變壓器的容量和外形尺寸等。 變壓器外輪廓與墻面的凈

41、距 油浸式變壓器外輪廓與四周墻壁最小凈距如表3—1 變壓器容量（KVA） 變壓器外輪廓與后壁，側(cè)壁凈距（m） 0.6 0.8 變壓器外輪廓與門(mén)得距離（m） 0.8 1.0 表3—1油浸式變壓器外輪廓與變壓器室墻壁和門(mén)的最小凈距 △ 變壓器室的通風(fēng) 變壓器室一般采用自然通風(fēng)，只設(shè)通風(fēng)窗（不設(shè)采光窗）。進(jìn)風(fēng)窗設(shè)在變壓器室前門(mén)的下方，出風(fēng)窗設(shè)在變壓器室的上方，并應(yīng)有防止雨雪及蛇鼠蟲(chóng)等從門(mén)，窗機(jī)電纜溝進(jìn)入室內(nèi)的設(shè)施。通風(fēng)窗的面積根據(jù)變壓器的容量，進(jìn)風(fēng)溫度及變壓器重心標(biāo)高至出風(fēng)窗中心標(biāo)高的距離等因數(shù)確定。按通風(fēng)要求，變壓器室的地坪又抬高和不抬高兩種形式。

42、 變壓器的常、寬、高分別為：1975mm，1395mm，1902mm，為方便畫(huà)圖，將各個(gè)尺寸進(jìn)行取整為2000mm，1400mm，2000mm。其中變壓器的推進(jìn)方式為寬進(jìn)。 圖3.3 變壓器的通風(fēng)圖 3.儲(chǔ)油室 選用油浸式變壓器時(shí)，應(yīng)設(shè)置容量100%變壓器油量的儲(chǔ)蓄次，通常的做法是在變壓器的油坑內(nèi)設(shè)置厚度大于250mm的鵝卵石層，卵石層底下設(shè)置儲(chǔ)油池，砌有兩道高出池面得放置變壓器的基礎(chǔ)。（儲(chǔ)油室無(wú)需設(shè)計(jì)。） 4.變壓器的推面 變壓器推面有寬面推進(jìn)和窄面推進(jìn)兩種。寬面推進(jìn)時(shí)，變壓器的低壓側(cè)宜朝外；窄面推進(jìn)是，變壓器的油枕宜朝外。一般變壓器室的門(mén)比變壓器推進(jìn)寬0.5m，變壓器室的

43、門(mén)是朝外開(kāi)。 5.變壓器的防火 設(shè)置儲(chǔ)油池或擋油設(shè)施時(shí)防火措施之一，可燃油油浸式變壓器室的耐火等級(jí)應(yīng)為一級(jí)，非燃或難燃介質(zhì)的電力變壓器室耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。此外，變壓器室內(nèi)的其他設(shè)施如通風(fēng)窗材料等應(yīng)使用非燃材料。 具體的設(shè)計(jì)如圖3-3變壓器室的配置圖： 圖3.4變壓器室的配置圖 6.高壓配電室的結(jié)構(gòu) 高壓配電室的結(jié)構(gòu)主要取決于高壓開(kāi)關(guān)柜的數(shù)量，布置方式（單列或雙列），安裝方式等因數(shù)，為了操著和維護(hù)的方便和安全，應(yīng)保留有足夠的操著和維護(hù)通道，考慮到發(fā)展還應(yīng)留有適當(dāng)數(shù)量的備用開(kāi)關(guān)柜或備用位置。高壓配電室各種通道的最小寬度如表3—2所示。 高壓配電室的高度與開(kāi)關(guān)

44、柜形式及進(jìn)出線情況有關(guān)，采用架空線是高度為4.2m以上，采用電纜進(jìn)出線時(shí)，高壓配電室高度為3.5m。開(kāi)關(guān)柜下方宜設(shè)電纜溝，柜前或柜后宜設(shè)電纜溝，便于進(jìn)出線電纜與柜內(nèi)設(shè)備的連接，便于二次回路敷設(shè)。 表3—2高壓配電室各種通道最小寬度 單位：mm 開(kāi)關(guān)柜布置方式 柜后維護(hù)通道 柜前維護(hù)通道 固定式柜 手車(chē)式柜 單列布置 800 1500 單車(chē)長(zhǎng)度+1200 雙列面對(duì)面布置 800 2000 雙車(chē)長(zhǎng)度+900 雙列背對(duì)背布置 1000 1500 單車(chē)長(zhǎng)度+1200 靠墻布置 柜后與墻凈距大于50，側(cè)面與墻凈距

45、應(yīng)大于200 高壓配電室的門(mén)應(yīng)向外開(kāi)，相鄰配電室之間油門(mén)時(shí)，應(yīng)能雙向開(kāi)啟，長(zhǎng)度超過(guò)7m時(shí)應(yīng)設(shè)兩個(gè)門(mén)。高壓配電室宜設(shè)不能開(kāi)啟的自然采關(guān)窗，并應(yīng)設(shè)置防止雨雪，蛇鼠蟲(chóng)等從采光窗，通氣窗，門(mén)電纜溝進(jìn)入室內(nèi)設(shè)施。 高壓配電室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。 具體的設(shè)計(jì)如圖3-4高壓配電室的配置圖： 圖3-4高壓配電室的配置圖 7.低壓配電室 低壓配電室的結(jié)構(gòu)主要取決于低壓開(kāi)關(guān)柜的數(shù)量，尺寸，布置方式，安裝方式等因數(shù)。 低壓配電室內(nèi)各種通道寬度不應(yīng)小于表3—3。 表3—3低壓配電室各種通道最小寬度 單位：mm 配電屏布置方式 屏前通道 屏后通道

46、 固定式 單列布置 1500 1000 雙列面對(duì)面布置 2000 1000 雙列背靠背布置 1500 1500 抽屜式 單列布置 1800 1000 雙列面對(duì)面布置 2300 1000 雙列背靠背布置 1800 1000 低壓配電室長(zhǎng)度超過(guò)8m，兩邊各設(shè)置一個(gè)門(mén)，門(mén)向外開(kāi)啟，超過(guò)15m是應(yīng)該再設(shè)置一個(gè)門(mén)。低壓配電室高壓配電室宜設(shè)不能開(kāi)啟的自然采關(guān)窗，并應(yīng)設(shè)置防止雨雪，蛇鼠蟲(chóng)等從采光窗，通氣窗，門(mén)電纜溝進(jìn)入室內(nèi)設(shè)施。 低壓配電室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于三級(jí)級(jí)。 第四章 電氣設(shè)備選擇 4.1短路電流計(jì)算 在電力系統(tǒng)中短路種類(lèi)主

47、要有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接短路。短路發(fā)生的主要原因是電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞，運(yùn)行人員不遵守操作規(guī)程發(fā)生的誤操作以及鳥(niǎo)獸跨越在裸露導(dǎo)體上等。其中三相短路電力系統(tǒng)最嚴(yán)重的短路故障。然而其分析很難變化大，為了簡(jiǎn)化分析，假設(shè)成一個(gè)無(wú)限大容量系統(tǒng)來(lái)做分析。在計(jì)算短路電流的是采用標(biāo)幺制表示，更簡(jiǎn)化了計(jì)算。做短路電流計(jì)算是為了正確地選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備、計(jì)算和整定保護(hù)短路的繼電保護(hù)裝置等。 該廠電源進(jìn)線采用一回架空線，型號(hào)為L(zhǎng)J_70，線路長(zhǎng)度為5km的線路供電根據(jù)表A-15，LJ-70導(dǎo)線，選擇線間幾何均距為1.25m，則其電抗值為0.358/km SK=50MVA

48、t=1.6s LJ-70 5kM 圖4-1：電源進(jìn)線圖 其中變壓器1T中的參數(shù)為1000kVA，阻抗電壓U%=4.5 則供電系統(tǒng)的等效電路圖如下圖所示： 最大運(yùn)行方式時(shí)：S=300MVA (a) 最大運(yùn)行方式一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的短路計(jì)算等效電路為： 圖4-2：供電等效電路圖 取基準(zhǔn)容量S=100MVA，基準(zhǔn)電壓U=U,兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別為U=10.5kv,U=0.4kV,相應(yīng)的基準(zhǔn)電流為I,I,則各元件的電抗標(biāo)幺值為： 系統(tǒng)S： X*=S/S= 4-1 線路1WL： X*=(

49、XLS)/=0.3585＝1.62 4-2 變壓器1T： X*=( U%/100) (S/S)=4.5 4-3 （1）K1點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： XK1*= X*+ X*=0.333+1.62=1.953 ② K1點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I=S/(U)=＝5.5kA ③ K1點(diǎn)短路電流的各量： IK1*=1/ Xk1*==0.512 iK1=IIk1*=5.50.512=2.816kA Ish.k1=2.55Ik1 =2.552.816=7.18kA S

50、K1=S/ XK1*=1000.512=51.2MVA （1）K2點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： X*= X*+ X*+ X*=0.333+1.62+4.5=6.45 ② K2點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I= S/(U)=＝144.34kA ③ K2點(diǎn)短路電流的各量： Ik2*=1/Xk2*==0.155 Ik2= IIk2*=144.340.155=22.37kA ish.k2=1.89Ik2=1.8422.37=41.16kA Sk2=S/Xk2*=1000.155=15.5MVA (b) 最大運(yùn)行方式兩臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的短路計(jì)算等效電

51、路為： 圖4-3：短路計(jì)算等效電路 取基準(zhǔn)容量S=100MVA，基準(zhǔn)電壓U=U,兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別為U=10.5kv,U=0.4kV,相應(yīng)的基準(zhǔn)電流為I,I,則各元件的電抗標(biāo)幺值為： 系統(tǒng)S： X*=S/S= 4-4 線路1WL： X*=(XLS)/=0.3585＝1.62 4-5 變壓器1T： X*=( U%/100) (S/S)=4.5 4-6 變壓器2T： X*=( U%/100) (S/S)=4.5

52、 4-7 （1）K1點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： Xk1*= X*﹢X*=0.333+1.62=1.953 ② K1點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I=S/(U)=＝5.5kA ③ K1點(diǎn)短路電流的各量： Ik1*=1/Xk1*=1/1.953=0.512 Ik1=IIk1*=5.50.512=2.816kA ish.k1=2.55Ik1=2.552.816=7.18kA S k1=S/Xk1*=1000.512=51.2MVA (2)K2點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： Xk2*＝X*+X*+X*

53、// X*=0.333＋1.62＋2.25＝4.2 ② K2點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I=S/(U)=＝144.34kA ③ K2點(diǎn)短路電流的各量： Ik2*=1/Xk2*=1/4.2=0.238 Ik2=IIk2*=144.340.238=34.37kA ish.k2=1.84Ik2=1.8430.28=63.23kA Sk2=S/Xk2*=1000.238=23.8MVA 最小運(yùn)行方式時(shí)：S=200MVA (a) 最小運(yùn)行方式一臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的短路計(jì)算等效電路為： 圖4-4：短路計(jì)算電路 取基準(zhǔn)容量S=100MVA，基準(zhǔn)電壓U=U,兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別

54、為U=10.5kv,U=0.4kV,相應(yīng)的基準(zhǔn)電流為I,I,則各元件的電抗標(biāo)幺值為： 系統(tǒng)S： X*=S/S=0.5 4-8 線路1WL： X*=(XLS)/=0.3585＝1.62 4-9 變壓器1T： X*=( U%/100) (S/S)=4.5 4-10 （1）K1點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： Xk1*= X*+ X*=0.5+1.62=2.12 ② K1點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I=S/(U)=＝5.5kA ③ K

55、1點(diǎn)短路電流的各量： Ik1*=1/ Xk1*==0.472 Ik1=IIk1*=5.50.472=2.596kA ish.k1=2.55Ik1 =2.552.596=6.6198kA Sk1=S/ Xk1*=1000.472=47.2MVA (2)K2點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 1　 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： Xk2*= X*+ X*+ X*=0.5+1.62+4.5=6.62 2　 K2點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I= S/(U)=＝144.34kA 3　 K2點(diǎn)短路電流的各量： Ik2*=1/X*==0.15 Ik2= IIk2*=144.340.15=21.

56、65kA ish.k2 =1.84Ik2=1.8421.65=39.84kA Sk2=S/Xk2*=1000.15=15MVA (c) 最小運(yùn)行方式兩臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)的短路計(jì)算等效電路為： 圖4-5：短路計(jì)算等效電路 取基準(zhǔn)容量S=100MVA，基準(zhǔn)電壓U=U,兩個(gè)電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓分別為U=10.5kv,U=0.4kV,相應(yīng)的基準(zhǔn)電流為I,I,則各元件的電抗標(biāo)幺值為： 系統(tǒng)S： X*=S/S=0.5 4-11 線路1WL： X*=(XLS)/=0.3585＝1.62 4-12 變壓器1T：

57、 X*=( U%/100) (S/S)=4.5 4-13 變壓器2T： X*=( U%/100) (S/S)=4.5 4-14 （1）K1點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： Xk1*= X*﹢X*=0.5+1.62=2.12 ② K1點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I=S/(U)=＝5.5kA ③ K1點(diǎn)短路電流的各量： Ik1*=1/Xk1*=1/2.12=0.472 Ik1=IIk1*=5.50.472=2.596kA ish.k1=2.55Ik1=2.552.596=6

58、.6198kA S k1=S/Xk1*=1000.472=47.2MVA (2)K2點(diǎn)的三相短路電流和容量的計(jì)算 ① 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值： Xk2*＝X*+X*+X*// X*=0.5＋1.62＋2.25＝4.37 ② K2點(diǎn)所在電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電源： I=S/(U)=＝144.34kA ③ K2點(diǎn)短路電流的各量： Ik2*=1/Xk2*==0.23 Ik2=IIk2*=144.340.23=33.03kA ish.k2=1.84Ik2=1.8433.03=66.77kA Sk2=S/Xk2*=1000.23=23MVA

59、 最大運(yùn)行方式 一臺(tái)變壓器 IK2=2.816KA ish.k2=7.18KA IK1=22.37KA ish.k1=41.16KA 兩臺(tái)變壓器 IK2=2.816KA ish.k2=7.18KA IK1=34.37KA ish.k1=63.23KA 最小運(yùn)行方式 一臺(tái)變壓器 IK2=2.596KA ish.k2=6.62KA IK1=21.65KA ish.k1=39.84KA 兩臺(tái)變壓器 IK2=2.596KA ish.k2=6.62KA IK1=33.03KA ish.k1=66.77KA 表4-1 短路計(jì)算等效電路總圖 4.

60、2電氣設(shè)備選擇 4.21 電氣設(shè)備選擇原則 電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，其選擇的恰當(dāng)與否將影響到整個(gè)系統(tǒng)能否安全可靠地運(yùn)行，故必須遵循一定的選擇原則： （1）按工作要求和環(huán)境條件選擇電氣設(shè)備的型號(hào) （2）按正常工作條件選擇電氣設(shè)備的額定電壓和額定電流 1　 按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓。電氣設(shè)備的額定電壓U應(yīng)不低于其所在線路的額定電壓UW.N，即U≥U 2　 按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流。電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于實(shí)際通過(guò)它的最大負(fù)荷電流I（或計(jì)算電流I），即 I≥I 或 I≥ I （

61、3） 按短路電流條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性 （4） 開(kāi)關(guān)電器斷流能力校驗(yàn) 4.22高壓電氣設(shè)備的選擇 高壓電器主要指高壓斷路器、高壓熔斷器、高壓隔離開(kāi)關(guān)和高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)。高壓斷路器、高壓隔離開(kāi)關(guān)和高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的具體選擇原則如下： 根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件來(lái)選擇設(shè)備的型號(hào)； （1） 在正常條件下，選擇設(shè)備的額定電壓和額定電流； （2） 短路校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)； （3） 開(kāi)關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)。 1) 高壓斷路器選擇 因?yàn)槭菓?hù)內(nèi)型變電所，故選擇戶(hù)內(nèi)多油斷路器。 Ic===57.73A 查課本后表A-4，選擇DW5-10G/200型多油斷路器。其有關(guān)技

62、術(shù)參數(shù)及裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件和計(jì)算結(jié)果列于表4-2中從中可以看出斷路器的參數(shù)均大于裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件，故所選斷路器合格。 序 號(hào) DW5-10G/200 選擇要求 裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件 結(jié)論 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 1 U 10KV ≥ U 10KV 合格 2 I 200A ≥ I 57.73A 合格 3 I 2.9KA ≥ I 2.816KA 合格 4 I 7.4KA ≥ i 7.18KA 合格 5 I 2.95=42.05KAs ≥ I 2.8162(1.1+1)=16.65 KAs

63、 合格 表4-2 高壓斷路器校驗(yàn)表 2)高壓隔離開(kāi)關(guān)選擇 選擇GN-10T/200型高壓隔離開(kāi)關(guān)。校驗(yàn)結(jié)果列于表4-3中 序 號(hào) GN-10T/200 選擇要求 裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件 結(jié)論 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 1 U 10KV ≥ U 10KV 合格 2 I 200A ≥ I 2.816 合格 4 I 25.5KA ≥ i 7.18KA 合格 5 I 10=500 KAs ≥ I 2.8162(1.1+1)=16.65KAs 合格 表4-3 高壓隔離開(kāi)關(guān)校驗(yàn)表 3)電流互感器的選擇 根據(jù)

64、變壓器額定電壓10kV，額定電流66.167A，查表A—7，選變比100/5A的LQJ-10型電流互感器，Kes=225,Kt=90,t=1s,0.5級(jí)二次繞組的Z2N=0.4Ω。 （1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) KesI1N=2251.414 0.1=31.815kA > ish=7.18kA 滿足動(dòng)穩(wěn)定要求。 （2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)KAS （ KtI1N ） t =(900.1)1 =81KAS >I∞(3)tima=2.8161.1=8.72KAS 滿足熱穩(wěn)定要求。 所以選擇LQJ-10 100/5A 型電流互感器滿足要求。 4)電壓互感器的選擇 根據(jù)變壓器額定電壓10kV，額

65、定電流66.167A，查表A—8，選電壓互感器的電壓為10/0.1KV的JDZJ-10型電壓互感器。 5)避雷器的選擇 參考《供配電參考資料》的表3—29，則選擇FZ—10型避雷器。 6)高熔斷器的選擇 該廠高壓側(cè)的熔斷器是用來(lái)保護(hù)電壓互感器的，故應(yīng)選擇RN2型專(zhuān)用熔斷器來(lái)做電壓互感器的短路保護(hù)，其熔體額定電流為0.5A，查表A—6—2，應(yīng)選擇RN2—10/0.5型熔斷器。 4.23低壓電氣設(shè)備的選擇 1、第四車(chē)間 電流互感器按規(guī)定選擇LMZ3-0.66[]/5. 以下為各大容量單獨(dú)進(jìn)線線上低壓設(shè)備的選擇和校驗(yàn).我選擇GGD-37,拉出兩根線，一種選擇各組斷路器

66、的額定電流為400。 （37號(hào)方案規(guī)定的兩根線的額定電流為200和400） 1）電阻爐設(shè)備組（包括井式電阻爐和箱式電阻爐）：需要系數(shù)Kd＝0.7，tanφ＝0.2,則計(jì)算電流IC＝248A，三相短路電流采用變壓器二次側(cè)的短路電路即IK(3)＝34.786KA，選用DW15型半導(dǎo)體式，配置瞬時(shí)和長(zhǎng)延時(shí)脫扣器，校驗(yàn)如下： ① 過(guò)電流瞬時(shí)脫扣器額定電流的選擇： IN.OR≥Ic＝224.62A 故應(yīng)取IN.OR＝400A ②長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器動(dòng)作電流的整定： IOP(1)≥kelIc＝1.1224.62A＝249.33A 故應(yīng)選IOP(1)＝300A 斷路器額定電流選擇：IN.QF≥IN.OR＝400A 應(yīng)選400A，DW15型斷路器IOC＝50KA 斷流能力校驗(yàn)：IOC＝50KA＞IK(3)＝34.786 KA 故應(yīng)選低壓斷路器型號(hào)為DW15—400A ，過(guò)電流瞬時(shí)脫扣器額定電流為300A。 刀開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)選擇校驗(yàn)表 序號(hào)