畢業(yè)設(shè)計（論文）水泥廠供配電系統(tǒng)設(shè)計及繼電保護設(shè)計

1、摘 要電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，做好工廠供電設(shè)計對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)、實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。工廠供電系統(tǒng)首先要能滿足工廠生產(chǎn)和生活用電的需求，其次要確保安全，供電可靠，技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，并能做好節(jié)能。本設(shè)計根據(jù)某水泥廠所能取得的供電電源和該廠用電的實際負(fù)荷，并適當(dāng)?shù)目紤]生產(chǎn)的發(fā)展，按工廠供電的基本要求，對各個車間進行了負(fù)荷的計算和無功功率的補償；確定出了各個變電所的位置及各個變電所變壓器的臺數(shù)、容量和型式；計算的短路電流；選擇了各線路的導(dǎo)線截面和變電所高低壓設(shè)備；配置了繼電保護裝置；繪出了設(shè)計圖樣，完成了水泥廠供配電系統(tǒng)的設(shè)計。關(guān)鍵詞：計算負(fù)荷，無功補償，變壓器，短路電流ab

2、stractelectric energy is the main energy and power for the production of industry.key word: calculaed load, reactive power compensation, transformer, shortcircuit current目 錄第一章 緒論11.1 工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計的意義11.2 工廠供電設(shè)計的一般原則11.3 該設(shè)計的具體內(nèi)容21.3.1 該設(shè)計的主要目的21.3.2 設(shè)計的主要內(nèi)容2第二章 水泥廠供配電的具體參數(shù)及概況32.1 該水泥廠的供電具體參數(shù)32.1.1 水泥廠總

3、平面圖32.1.2 工廠負(fù)荷情況32.1.3 供電電源情況32.1.4 供電局要求的功率因數(shù)32.1.5 電源短路容量32.1.6 電費制度42.1.7 氣象資料42.1.8 地質(zhì)水文42.2 目前工廠供電的概況4第三章 負(fù)荷計算53.1 負(fù)荷計算的意義53.2 水泥廠各個車間負(fù)荷計算53.2.1 生料車間計算53.2.2 煤磨車間計算63.2.3 燒成車間計算73.2.4 水泥車間計算83.2.5 生活區(qū)計算93.2.6 鍋爐房計算93.2.7 水泥廠總負(fù)荷統(tǒng)計9第四章 電氣主接線的選擇124.1 各車間變電所的設(shè)計及無功功率補償124.1.1 變配電所選擇的一般原則124.1.2 各個車間

4、變電所的位置及全廠供電平面草圖124.1.3 各車間變壓器臺數(shù)、容量選擇及無功功率補償174.2 工廠變電所的電氣設(shè)計274.2.1 電氣主接線的意義和重要性274.2.2 工廠變電所主接線的設(shè)計說明284.2.3 工廠變電所的主接線選擇284.3 供電線路的導(dǎo)線選擇294.3.1 工廠常用架空線路裸導(dǎo)線型號及選擇294.3.2 供電10kv線路的導(dǎo)線選擇29第五章 短路電流計算31第六章 設(shè)備選型32第七章 繼電保護的設(shè)計和整定33第八章 總結(jié)與展望34致謝35附錄3645第一章 緒論1.1 工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計的意義眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和核心動力。電能既易于由其它形式的能量

5、轉(zhuǎn)換而來，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單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，而且現(xiàn)代社會的信息技術(shù)和其它高新技術(shù)無一不是建立在電能應(yīng)用的基礎(chǔ)之上的。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應(yīng)用極為廣泛。在企業(yè)工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。例如在機械工業(yè)生產(chǎn)中，電費開支僅占成本的5%左右。從投資來看，一般機械工廠在供電設(shè)備上的投資業(yè)僅占5%左右。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)實現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量

6、，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)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)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。例如某些對供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短時間內(nèi)的停電，也會引起重大設(shè)備的損壞，或者引起大量的產(chǎn)品報廢，甚至可能發(fā)生重大的人身事故，給國家和人民帶來極大地經(jīng)濟損失?？梢姡龊霉S供電工作對于發(fā)展工業(yè)自動化生產(chǎn)，實現(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重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作

7、要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并確實做好節(jié)能環(huán)保工作，就必須達到以下基本要求：（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)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。（3） 優(yōu)質(zhì)： 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求（4） 經(jīng)濟： 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)社會的發(fā)展。為了保證工廠供電的正常運轉(zhuǎn)，就必須要有一套完整的保護，監(jiān)視和測量裝置。目前多以采用自動裝置，將

8、計算機應(yīng)用到工廠配電控制系統(tǒng)中去。1.2 工廠供電設(shè)計的一般原則按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、gb50053-94 10kv及以下設(shè)計規(guī)范、gb50054-95 低壓配電設(shè)計規(guī)范等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則：（1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(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)濟政策。（2） 安全可靠、先進合理；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)先進和經(jīng)合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。（3） 近期為主、考慮發(fā)展；應(yīng)根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系

9、，做到遠近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴建的可能性。（4） 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要1.3 該設(shè)計的具體內(nèi)容1.3.1 該設(shè)計的主要目的本課題應(yīng)用供配電設(shè)計的基本原則和方法進行水泥廠供配電系統(tǒng)的設(shè)計。通過本課題的設(shè)計,能培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)的理論知識、基本技能和專業(yè)知識分析和解決實際問題的能力,培養(yǎng)我們獨立獲取新知識、新技術(shù)和新信息的能力,使我們初步掌握科學(xué)研究的基本方

10、法和思路,能夠理解“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟”的設(shè)計要求,掌握工廠供電系統(tǒng)設(shè)計計算和運行維護所必須的基本理論和基本技能。1.3.2 設(shè)計的主要內(nèi)容負(fù)荷的計算電氣主接線的選擇短路電路的計算線路及設(shè)備的選型繼電保護的設(shè)計和整定第二章 水泥廠供配電的具體參數(shù)及概況2.1 該水泥廠的供電具體參數(shù)2.1.1 水泥廠總平面圖工廠總平面圖如圖1所示圖表 1 工廠總平面示意圖2.1.2 工廠負(fù)荷情況該廠多數(shù)車間為3班制，年最大負(fù)荷利用小時為6400小時，該廠水泥庫為二級負(fù)荷；生活區(qū)為三級負(fù)荷，其余都為一級負(fù)荷。由于破碎機和磨機為大電機所以供電電壓為6kv，其余車間動力設(shè)備均為三相，額定電壓為380v,照明及生活

11、區(qū)的家用電器均為單相電壓，額定電壓為220v。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計資料為表1所示。2.1.3 供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供電協(xié)議規(guī)定，水泥廠的供電可由廠外距離廠10公里處的變電所110/38.5/11kv,50mva的變壓器供電，供電電壓可以任選。另外，可從距離水泥廠2公里的鄰近的工廠引進10kv線路作為備用電源，但容量只能滿足本廠重要負(fù)荷的30%，平時不投入，只有在本廠主要設(shè)備及電源故障或者檢修時才投入運行。2.1.4 供電局要求的功率因數(shù)當(dāng)35kv供電時，要求工廠變電所高壓側(cè)；當(dāng)10kv供電時，要求工廠變電所高壓側(cè)。2.1.5 電源短路容量35kv母線的出線斷路器容量為1500mv

12、a；10kv母線的出線斷路器的容量為350mva。2.1.6 電費制度按兩部制電費計算：變壓器安裝容量每1kva為15元/月，動力電費為0.3元/kwh，照明電費為0.55元/kwh。2.1.7 氣象資料水泥廠地區(qū)最高氣溫為,最熱月的平均最高氣溫為，最熱月地下0.8m處的平均溫度為，年主導(dǎo)風(fēng)為西北風(fēng)，年暴雨數(shù)位23.2天。2.1.8 地質(zhì)水文海拔高度為1113.1地層以黏土為主，地下水位為2m。表格 1工廠負(fù)荷統(tǒng)計表車間序號車間設(shè)備名稱設(shè)備容量kw需要系數(shù)kd功率因數(shù)1生料車間生料破碎20000.70.8生料配料750.650.65生料磨28000.80.92煤磨車間煤磨4500.70.893

13、燒成車間生料入窯300.60.7預(yù)熱器750.650.75回轉(zhuǎn)窯750.750.75冷卻機450.60.7熟料庫100.80.74水泥車間水泥配料300.70.8水泥磨28000.80.9水泥庫200.70.85生活區(qū)4000.81.06鍋爐房350.80.82.2 目前工廠供電的概況第三章 負(fù)荷計算3.1 負(fù)荷計算的意義計算負(fù)荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)。計算負(fù)荷確定的是否正確、合理，直接影響設(shè)備選擇的是否合理、經(jīng)濟。如計算負(fù)荷確定的過大，造成投資和有色金屬的浪費；如計算的過小，又將使電氣設(shè)備和電纜處于負(fù)荷運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣老化甚至燒毀，同樣造成損失。由此可見，正確的確定計

14、算負(fù)荷意義重大。但由于各類的負(fù)荷情況復(fù)雜，影響計算負(fù)荷的因素很多，各類負(fù)荷變化有一定的規(guī)律，它與設(shè)備的性能、生產(chǎn)的組織、生產(chǎn)者的技能及能源供應(yīng)的狀況等多種因素有關(guān)。因此，負(fù)荷的計算只能力求接近實際。目前普遍采用的確定用電設(shè)備計算負(fù)荷的方法有需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法是各國普遍采用的確定計算負(fù)荷的基本方法，簡單方便，較適用于用電設(shè)備臺數(shù)較多、各臺容量設(shè)備相差不大的情況。二項式法局限性較大，應(yīng)用于確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別懸殊的情況。因此，該設(shè)計選用需要系數(shù)法進行負(fù)荷的計算。3.2 水泥廠各個車間負(fù)荷計算3.2.1 生料車間計算1. 單臺設(shè)備負(fù)荷計算( 1 ) 生料破碎機：,，( 2 ) 生

15、料配料機：,，( 3 ) 生料磨機：,，2. 生料車間總計算負(fù)荷統(tǒng)計大電機設(shè)備組計算負(fù)荷直接相加計算負(fù)荷時，取同時系數(shù)，有3.2.2 煤磨車間計算,，3.2.3 燒成車間計算1. 單臺設(shè)備負(fù)荷計算( 1 ) 生料入窯電機：,，( 2 ) 預(yù)熱器：,，( 3 ) 回轉(zhuǎn)窯：,，( 4 ) 冷卻機：,，( 5 ) 熟料庫：,，2. 燒成車間總負(fù)荷計算用電設(shè)備組計算負(fù)荷直接相加計算負(fù)荷時，取同時系數(shù)，有3.2.4 水泥車間計算1. 單臺設(shè)備符合計算( 1 ) 水泥配料：,，( 2 ) 水泥磨：,，( 3 ) 水泥庫：,，2. 水泥車間總負(fù)荷統(tǒng)計用電設(shè)備組計算負(fù)荷直接相加計算負(fù)荷時，取同時系數(shù)，有3.2

16、.5 生活區(qū)計算,，3.2.6 鍋爐房計算,，3.2.7 水泥廠總負(fù)荷統(tǒng)計車間干線計算負(fù)荷直接相加計算時，取同時系數(shù)，有由于水泥廠有高壓電動機需要6kv電壓直接供電，所以全廠要分開計算，計算步驟如下：按需要系數(shù)法計算出全廠的計算負(fù)荷，見表2表格 2 水泥廠總計算負(fù)荷表車間序號車間設(shè)備名稱設(shè)備容量kw需要系數(shù)kd功率因數(shù)計算負(fù)荷/kw/kvar/kva/a1生料車間生料破碎20000.70.80.75332029674453532.5生料配料750.650.651.169生料磨28000.80.90.4842煤磨車間煤磨4500.70.890.512315161.33545363燒成車間生料入窯

17、300.60.71.020142.2140199.5320.3預(yù)熱器750.650.750.882回轉(zhuǎn)窯750.750.750.882冷卻機450.60.71.020熟料庫100.80.71.0204水泥車間水泥配料300.70.80.752047.519402820255水泥磨28000.80.90.484水泥庫200.70.80.755生活區(qū)4000.81.00320032014546鍋爐房350.80.80.75282135537總計取同時系數(shù)：5863.4507277522082第四章 電氣主接線的選擇4.1 各車間變電所的設(shè)計及無功功率補償4.1.1 變配電所選擇的一般原則變配電所所

18、址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟分析比較后確定。( 1 ) 盡量接近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。( 2 ) 進出線方便，特別是要便于架空進出線。( 3 ) 不應(yīng)妨礙企業(yè)的發(fā)展，有擴建的可能。( 4 ) 接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。( 5 ) 設(shè)備運輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運輸。( 6 ) 不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動或高溫的場所，無法避開時，應(yīng)有相應(yīng)的保護措施。( 7 ) 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠離時，不應(yīng)在污染原的下風(fēng)側(cè)。( 8 ) 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其它經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相鄰

19、。( 9 ) 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險環(huán)境的正上方或正下方。當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險環(huán)境的建筑物毗連時，應(yīng)符合現(xiàn)行國標(biāo)gb50058-1992的規(guī)定。( 10 ) 不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。4.1.2 各個車間變電所的位置及全廠供電平面草圖由于本廠有重要的一、二級負(fù)荷，考慮到對供電可靠性的要求采用兩路進線，一路由35kv的公共電源干線接入變電所，另一路來自鄰廠的高壓聯(lián)絡(luò)線。根據(jù)以上原則及該廠地理位置與各車間的計算負(fù)荷的大小，考慮到導(dǎo)線的截面積和電流成正比，采用負(fù)荷矩陣法可以得到變電所的位置，決定設(shè)立6個車間變電所，各自供電范圍如下：總降壓變電所專用變電所

20、變電所i：煤磨車間、燒車車間、鍋爐房。變電所ii：水泥車間。變電所iii：生料車間。變電所iv：生活區(qū)。矩陣負(fù)荷法確定變電所方法如下：1. 總降壓變電所的確總降壓變電所負(fù)荷平面示意圖如圖2所示圖表 2 工廠負(fù)荷平面示意圖依據(jù)工廠的總平面圖可以設(shè)5個負(fù)荷、（均表示有功計算負(fù)荷），分布如圖3所示，它們在直角系中的坐標(biāo)分別為?，F(xiàn)假設(shè)總負(fù)荷的負(fù)荷中心位于坐標(biāo)處，這里為同時系數(shù)，視最大負(fù)荷不同時出現(xiàn)的情況選取，一般選取0.71，這里選取0.9，因此仿照重力學(xué)求重心力矩可得，步驟如下：=所以總降壓變電所負(fù)荷中心為：2. 專用變電所的確定專用變電所負(fù)荷平面示意圖如圖2所示圖表 3 工廠負(fù)荷平面示意圖依據(jù)工廠

21、的總平面圖可以設(shè)2個負(fù)荷、（均表示有功計算負(fù)荷），分布如圖3所示，它們在直角系中的坐標(biāo)分別為?，F(xiàn)假設(shè)總負(fù)荷的負(fù)荷中心位于坐標(biāo)處，這里為同時系數(shù)，視最大負(fù)荷不同時出現(xiàn)的情況選取，一般選取0.71，這里選取0.9，因此仿照重力學(xué)求重心力矩可得，步驟如下：=所以總降壓變電所負(fù)荷中心為：3. 變電所i的的確定變電所i的負(fù)荷平面分布示意圖如圖圖表 4 變電所i的負(fù)荷平面示意圖依據(jù)工廠的總平面圖可以設(shè)3個負(fù)荷、（均表示有功計算負(fù)荷），分布如圖3所示，它們在直角系中的坐標(biāo)分別為?，F(xiàn)假設(shè)總負(fù)荷的負(fù)荷中心位于坐標(biāo)處，這里為同時系數(shù)，視最大負(fù)荷不同時出現(xiàn)的情況選取，一般選取0.71，這里選取0.9，因此仿照重力學(xué)

22、求重心力矩可得，步驟如下：所以變電所i的負(fù)荷中心為：4. 其余車間變電所的確定由于其它車間變電所只給自己的車間供電所以，按照車間變電所得選擇原則，各個車間變電所就布置在車間旁邊。5. 全廠供電平面圖全廠負(fù)荷平面圖如圖所示4.1.3 各車間變壓器臺數(shù)、容量選擇及無功功率補償1. 變電所i變壓器臺數(shù)及容量選擇( 1 ) 變電所i的供電負(fù)荷統(tǒng)計同時系數(shù)?。? 2 ) 變電所i的無功功率補償（高壓側(cè)提高到0.9以上，計算時取0.92）無功補償裝置的容量為：補償后視功率：( 3 ) 變電所i的變壓器選擇為了保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間負(fù)荷的70%）選擇變壓器型號為sl7系列sl7-40

23、0/10，額定容量為400kva,數(shù)量為2臺。查表變壓器的各項參數(shù)：空載損耗：負(fù)載損耗：阻抗電壓：空載電流：( 4 ) 計算每臺變壓器的功率損耗也可用簡化經(jīng)驗公式：變電所高壓側(cè)負(fù)荷為補償后的功率因數(shù)這一功率因數(shù)滿足規(guī)定高壓側(cè)功率因數(shù)大于0.9，由此可見無功功率補償提高功率因數(shù)能是工廠取得可觀的經(jīng)濟效果。2. 變電所ii變壓器臺數(shù)及容量選擇( 1 ) 變電所ii的供電負(fù)荷統(tǒng)計由于變電所ii只供水泥車間，車間里的大電機有專用變壓器專門供電，所以其負(fù)荷如下：取同時系數(shù)：( 2 ) 變電所ii的無功功率補償（高壓側(cè)提高到0.9以上，計算時取0.92）無功補償裝置的容量為：補償后視功率：( 3 ) 變電

24、所ii的變壓器選擇為了保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間負(fù)荷的70%）選擇變壓器型號為sl7系列sl7-50/10，額定容量為50kva,數(shù)量為2臺。查表變壓器的各項參數(shù)：空載損耗：負(fù)載損耗：阻抗電壓：空載電流：( 4 ) 計算每臺變壓器的功率損耗也可用簡化經(jīng)驗公式：變電所高壓側(cè)負(fù)荷為補償后的功率因數(shù)這一功率因數(shù)滿足規(guī)定高壓側(cè)功率因數(shù)大于0.9，由此可見無功功率補償提高功率因數(shù)能是工廠取得可觀的經(jīng)濟效果。3. 變電所iii變壓器臺數(shù)及容量選擇( 1 ) 變電所iii的供電負(fù)荷統(tǒng)計由于變電所iii只供生料車間，車間里的大電機有專用變壓器專門供電，所以其負(fù)荷如下：( 2 ) 變電所ii

25、i的無功功率補償（高壓側(cè)提高到0.9以上，計算時取0.96）無功補償裝置的容量為：補償后視功率：( 3 ) 變電所iii的變壓器選擇為了保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間負(fù)荷的70%）選擇變壓器型號為sl7系列sl7-50/10，額定容量為50kva,數(shù)量為2臺。查表變壓器的各項參數(shù)：空載損耗：負(fù)載損耗：阻抗電壓：空載電流：( 4 ) 計算每臺變壓器的功率損耗也可用簡化經(jīng)驗公式：變電所高壓側(cè)負(fù)荷為補償后的功率因數(shù)這一功率因數(shù)滿足規(guī)定高壓側(cè)功率因數(shù)大于0.9，由此可見無功功率補償提高功率因數(shù)能是工廠取得可觀的經(jīng)濟效果。4. 變電所iv變壓器臺數(shù)及容量選擇( 1 ) 變電所iv的供電負(fù)

26、荷統(tǒng)計( 2 ) 變電所iv的無功功率補償（高壓側(cè)提高到0.9以上，計算時取0.96）由于功率因數(shù)大于0.9所以不用補償。( 3 ) 變電所iv的變壓器選擇為了保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間負(fù)荷的70%）選擇變壓器型號為sl7系列sl7-250/10，額定容量為250kva,數(shù)量為2臺。查表變壓器的各項參數(shù)：空載損耗：負(fù)載損耗：阻抗電壓：空載電流：( 4 ) 計算每臺變壓器的功率損耗也可用簡化經(jīng)驗公式：5. 專用變電所變壓器臺數(shù)及容量選擇( 1 ) 專用變電所的供電負(fù)荷統(tǒng)計同時系數(shù)?。? 2 ) 專用變電所的無功功率補償（高壓側(cè)提高到0.9以上，計算時取0.92）無功補償裝置的

27、容量為：補償后視功率：( 3 ) 專用變電所的變壓器選擇為了保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間負(fù)荷的70%）選擇變壓器型號為sl7系列sl7-4000/10，額定容量為4000kva,數(shù)量為2臺。查表變壓器的各項參數(shù)：空載損耗：負(fù)載損耗：阻抗電壓：空載電流：( 4 ) 計算每臺變壓器的功率損耗也可用簡化經(jīng)驗公式：變電所高壓側(cè)負(fù)荷為補償后的功率因數(shù)這一功率因數(shù)滿足規(guī)定高壓側(cè)功率因數(shù)大于0.9，由此可見無功功率補償提高功率因數(shù)能是工廠取得可觀的經(jīng)濟效果。6. 總降壓變電所變壓器臺數(shù)及容量選擇( 1 ) 總降壓變電所的供電負(fù)荷統(tǒng)計同時系數(shù)取：高壓側(cè)功率因數(shù)要求大于0.85，此時總降壓變電

28、所的功率因數(shù)大于0.85，所以無需功率補償。( 2 ) 專用變電所的變壓器選擇為了保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供車間負(fù)荷的70%）選擇變壓器型號為s7系列s7-5000/35，額定容量為5000kva,數(shù)量為2臺。查表變壓器的各項參數(shù)：空載損耗：負(fù)載損耗：阻抗電壓：空載電流：( 3 ) 計算每臺變壓器的功率損耗也可用簡化經(jīng)驗公式：7. 工廠各個變電所的變壓器清單清單如下表所示變電所名稱變壓器型號額定容量/kva額定電壓/kv聯(lián)結(jié)型號標(biāo)號損耗/kw空載電流(%)/阻抗電壓(%)/高壓低壓空載負(fù)載isl7-400/10400100.4y,yn00.925.801.94iisl7-50/

29、1050100.4y,yn00.191.152.64iiisl7-50/1050100.4y,yn00.191.152.64ivsl7-250/10250100.4y,yn00.644.02.04專用sl7-4000/104000106.3y,d115.3032.02.25.5總降壓s7-5000/3550003510.5y,d116.7536.70.974.2 工廠變電所的電氣設(shè)計4.2.1 電氣主接線的意義和重要性電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中,為滿足預(yù)定的功率傳送和運行等要求而設(shè)計的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電路中的高壓電氣設(shè)備包括發(fā)電機、變壓器

30、、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。它們的連接方式對供電可靠性、運行靈活性及經(jīng)濟合理性等起著決定性作用。一般在研究主接線方案和運行方式時,為了清晰和方便,通常將三相電路圖描繪成單線圖。在繪制主接線全圖時,將互感器、避雷器、電容器、中性點設(shè)備以及載波通信用的通道加工元件（也稱高頻阻波器）等也表示出來。對一個電廠而言,電氣主接線在電廠設(shè)計時就根據(jù)機組容量、電廠規(guī)模及電廠在電力系統(tǒng)中的地位等,從供電的可靠性、運行的靈活性和方便性、經(jīng)濟性、發(fā)展和擴建的可能性等方面,經(jīng)綜合比較后確定。它的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況。電氣主接線又稱電氣一次接線圖。電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點要求：（1）運行的可

31、靠性：主接線系統(tǒng)應(yīng)保證對用戶供電的可靠性,特別是保證對重要負(fù)荷的供電。（2）運行的靈活性：主接線系統(tǒng)應(yīng)能靈活地適應(yīng)各種工作情況,特別是當(dāng)一部分設(shè)備檢修或工作情況發(fā)生變化時,能夠通過倒換開關(guān)的運行方式,做到調(diào)度靈活,不中斷向用戶的供電。在擴建時應(yīng)能很方便的從初期建設(shè)到最終接線。（3）主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下,做到經(jīng)濟合理,盡量減少占地面積,節(jié)省投資。4.2.2 工廠變電所主接線的設(shè)計說明結(jié)合本廠區(qū)平面示意圖,考慮總降壓變電所盡量接近負(fù)荷中心,且遠離人員集中區(qū),不影響廠區(qū)面積的利用,有利于安全等諸多因素,擬將決降壓變電所設(shè)在廠區(qū)的南邊,如附圖1-1。根據(jù)運行而

32、要,對總降壓變電提出以下要求:1、總降壓變電所所裝設(shè)兩臺5000kva、35/10kv的降壓變壓器，為保證供電可靠性采用橋式接線。為便于檢修、運行、控制和管理，在變壓器高壓側(cè)進一處應(yīng)設(shè)置高壓斷路器。2、根據(jù)規(guī)定，備用電源只有主電源線路解列及變壓器有故障或檢修時才允許投入，因此備用10 kv電源進線斷路器在正常工作時必須斷開。3、變壓器二次側(cè)（10kv）設(shè)置少油斷路器，與10kv備用電源進線斷路器組成備用電源自動投入裝置（apd），當(dāng)工作電源失去電壓時，備用電源立即自動投入。4、變壓器二次側(cè)10kv母線采用單母線分段接線。變壓器二次側(cè)10kv接在分段i上，而10kv備用電源接在分段上。單分母線分

33、段聯(lián)絡(luò)開關(guān)在正常工作時閉合，重要二級負(fù)荷可接在母線分段上，在主電源停止供電時，不至于使重要負(fù)荷的供電受到影響。5、本總降壓變電所的操作電源來自備用電源斷路器前的所用變壓器。當(dāng)主電源停電時，操作電源不至于停電。6、用雙母線供電，當(dāng)有一個根母線出故障或需要檢修時，可以用另一根母線投入使用，以免影響到工廠的生產(chǎn)。4.2.3 工廠變電所的主接線選擇1. 主接線圖的線路選擇( 1 ) 35kv側(cè)接線的選擇為保證一二級負(fù)荷可靠性供電，在企業(yè)供電中采用兩回路供電和裝設(shè)兩臺變壓器的橋式供電，橋式接線分為內(nèi)橋，外橋和全橋，其接線形式如下圖所示圖中wl1和wl2為電源的兩回進線，經(jīng)斷路器qf1和qf2分別接至變壓

34、器t1和t2的高壓側(cè)，向變電所送電，qf10猶如橋一樣將兩回進線連在一起。由于橋可能位于斷路器qf1和qf2的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，故成為內(nèi)橋和外橋。全橋接線適應(yīng)性強，對線路、變壓器的操作均方便。運行靈活且易擴展成單母線分段式變電所(高壓有穿越負(fù)荷時)。缺點是設(shè)備多，投資大，變電所占地面積大。外橋?qū)ψ儔浩鞯那袚Q方便比內(nèi)橋少兩組隔離開關(guān)，繼電保護簡單，易于過渡到全橋或單母線分段式的接線，且投資少，占地面積少。缺點是倒換線路時不方便，變電所一側(cè)不線路保護。所以這種線路適合于距離短而倒閘次數(shù)少的變電所，或變壓器采取經(jīng)濟運行需要經(jīng)常切換終端的變電所以及發(fā)展成為有穿越負(fù)荷的變電所。內(nèi)橋接線一次側(cè)可設(shè)保護線路，倒換

35、線路時操作方便，設(shè)備投資和占地面積都較全橋少。缺點是操作變壓器或者擴建成全橋或單母線分段沒有外橋方便，所以適用于進線距離較長，變壓器切換少的中斷變電所。( 2 ) 10kv側(cè)接線選擇單母線接線與雙母線接線相比較，單母線所用的設(shè)備少，系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、操作安全，但其可靠性沒有雙母線的好。( 3 ) 總降壓變電所的選擇根據(jù)該水泥廠的參數(shù)，決定總降壓變電所的高壓側(cè)用外橋接法，低壓的用單母線分段接法。這種接法的主要特點是運行靈活性好，供電的可靠性較高，此種接法適合一、二級負(fù)荷工廠。2. 工廠變電所主接線圖根據(jù)以上要求設(shè)計工廠變電所的主接線如附圖1-2所示。4.3 供電線路的導(dǎo)線選擇4.3.1 工廠常用架

36、空線路裸導(dǎo)線型號及選擇鋁絞線（lj）。戶外架空線路采用的鋁絞線導(dǎo)電性能好，重量輕，對風(fēng)雨作用的抵抗力強，但對化學(xué)腐蝕作用的抵抗力較差，多用在10kv及以下線路上，其桿距不超過100125m。鋼芯鋁絞線（lgj）。此種導(dǎo)線的外圍用鋁線，中間線芯用鋼線，解決了鋁絞線機械強度差的缺點。由于交流點的趨膚效應(yīng)，電流實際上只從鋁線通過，所以鋼芯鋁絞線的截面積面積是指鋁線部分的面積。在機械強度要求較高的場所和35kv及以上的架空線路上多被選用。銅絞線（tj）。銅絞線導(dǎo)電性能好，對風(fēng)雨及化學(xué)腐蝕作用的抵抗力強，但造價高，且密度過大，選用要根據(jù)實際需要而定。4.3.2 供電10kv線路的導(dǎo)線選擇1. 供電給變電

37、所i的10kv線路為保證供電可靠性選用雙回路供電線路，每回供電線路的計算負(fù)荷：計算變壓器損耗：先按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟截面。根據(jù)設(shè)計參數(shù)年最大負(fù)荷利用小時數(shù)位6400h，查表可得架空線的經(jīng)濟電流密度。所以可得經(jīng)濟截面：可選導(dǎo)線型號為lj-16,其允許流量為,相應(yīng)參數(shù)為，。再按發(fā)熱條件校驗。根據(jù)設(shè)計參數(shù),，溫度修正系數(shù)為由上式可知，所選導(dǎo)線符合長期發(fā)熱條件。根據(jù)地理位置圖及比例尺得線路長度為0.32km，10kv線路功率損耗：線路首端功率：2. 供電給變電所ii的10kv線路為保證供電可靠性選用雙回路供電線路，每回供電線路的計算負(fù)荷：計算變壓器損耗：先按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟截面。根據(jù)設(shè)計

38、參數(shù)年最大負(fù)荷利用小時數(shù)位6400h，查表可得架空線的經(jīng)濟電流密度。所以可得經(jīng)濟截面：可選導(dǎo)線型號為lj-16,其允許流量為,相應(yīng)參數(shù)為，。再按發(fā)熱條件校驗。根據(jù)設(shè)計參數(shù),，溫度修正系數(shù)為由上式可知，所選導(dǎo)線符合長期發(fā)熱條件。根據(jù)地理位置圖及比例尺得線路長度為0.25km，10kv線路功率損耗：線路首端功率：3. 供電給變電所iii的10kv線路為保證供電可靠性選用雙回路供電線路，每回供電線路的計算負(fù)荷：計算變壓器損耗：先按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟截面。根據(jù)設(shè)計參數(shù)年最大負(fù)荷利用小時數(shù)位6400h，查表可得架空線的經(jīng)濟電流密度。所以可得經(jīng)濟截面：可選導(dǎo)線型號為lj-16,其允許流量為,相應(yīng)參數(shù)

39、為，。再按發(fā)熱條件校驗。根據(jù)設(shè)計參數(shù),，溫度修正系數(shù)為由上式可知，所選導(dǎo)線符合長期發(fā)熱條件。根據(jù)地理位置圖及比例尺得線路長度為0.1km，10kv線路功率損耗：線路首端功率：4. 供電給變電所iv的10kv線路為保證供電可靠性選用雙回路供電線路，每回供電線路的計算負(fù)荷：計算變壓器損耗：先按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟截面。根據(jù)設(shè)計參數(shù)年最大負(fù)荷利用小時數(shù)位6400h，查表可得架空線的經(jīng)濟電流密度。所以可得經(jīng)濟截面：可選導(dǎo)線型號為lj-16,其允許流量為,相應(yīng)參數(shù)為，。再按發(fā)熱條件校驗。根據(jù)設(shè)計參數(shù),，溫度修正系數(shù)為由上式可知，所選導(dǎo)線符合長期發(fā)熱條件。根據(jù)地理位置圖及比例尺得線路長度為0.5km，10kv線路功率損耗：線路首端功率：5. 供給專用變電所的10kv線路為保證供電可靠性選用雙回路供電線路，每回供電線路的計算負(fù)荷：計算變壓器損耗：先按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟截面。根據(jù)設(shè)計參數(shù)年最大負(fù)荷利用小時數(shù)位6400h，查表可得架空線的經(jīng)濟電流密度。所以可得經(jīng)濟截面：可選導(dǎo)線型號為lj-240,其允許流量為,相應(yīng)參數(shù)為，。再按發(fā)熱條件校驗。根據(jù)設(shè)計參數(shù),，溫度修正系數(shù)為由上式可知，所選導(dǎo)線符合長期發(fā)熱條件。由于專用變電所鄰近35/11