某儀表廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(論文)作 者:學(xué) 號(hào)：系：專 業(yè):電氣工程及其自動(dòng)化 題 目:某儀表廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))評(píng)閱者： (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))2012 年 5 月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語學(xué)生姓名： 班級(jí)、學(xué)號(hào)： 題 目： 某儀表廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 綜合成績： 指導(dǎo)者評(píng)語：該生的畢業(yè)論文結(jié)合專業(yè)知識(shí)，完成了該儀表廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)。論文根據(jù)某儀表廠負(fù)荷及其他自然情況，按照工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般原則，完成了該廠的高壓供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主要內(nèi)容包括：工廠電力負(fù)荷和電氣主接線的設(shè)計(jì)、短路電流計(jì)算、電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)、導(dǎo)線截面的選擇與校驗(yàn)、高壓供電系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。論文表述

2、清楚，書寫規(guī)范，結(jié)構(gòu)合理，論文的設(shè)計(jì)方案較合理，設(shè)備選型正確，較好的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)定的任務(wù)。同意論文提交答辯，建議評(píng)定成績： 指導(dǎo)者(簽字)： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語評(píng)閱者評(píng)語： 評(píng)閱者(簽字)： 年 月 日答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語： 答辯委員會(huì)（小組）負(fù)責(zé)人(簽字)： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要電力工業(yè)是能源工業(yè)，基礎(chǔ)工業(yè)，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國家建設(shè)中有十分重要的地位，是實(shí)現(xiàn)國家現(xiàn)代化的戰(zhàn)略重點(diǎn)。電能是現(xiàn)代人們生活和工廠生產(chǎn)的重要能源，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟(jì)環(huán)保，又易于調(diào)節(jié)、控制和測量，在工業(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

3、勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。本文根據(jù)負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償理論，對(duì)變壓器的型號(hào)、容量和數(shù)量的分配、短路的計(jì)算、設(shè)備的選擇、線路的分配和設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出一個(gè)符合該儀表廠規(guī)格的供配電系統(tǒng)。關(guān)鍵詞 配電所 電力負(fù)荷 功率補(bǔ)償 短路電流畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）外文摘要Title Supply and distribution system design for a Factory in Nanjing AbstractThe power industry is the energy industry,the basic industr

4、y, which play a important role in national economic development and nation-building，and it is a strategic part to realize modernization.Power is the important energy in people's life and factory production, and it is the base for national economic development.To transmit and distribute the elect

5、ric energy is simple, economic and good for the environment, at the same time,it's easy to adjust, control and measure it.It can greatly increase production in industry, improve the product quality and the labor productivity, reduce the labor intensity, and decrease the production costs if we ca

6、n realize the electrification in industry,which also improve working conditions for workers, making the production process automated.According to the theory of the load calculation and the reactive power compensation, we analyze the type of transformer, the capacity and number of distribution, the c

7、alculation of the short circuit, the equipment, the distribution and design of the lines, so that we can design a power supply and distribution system which satisfy the factorys meets.Keywords Substation Power load Power compensation Short-circuit current 目 次 1 緒論（作為正文第1章，小4號(hào)宋體，行距18磅，下同） 12 ×&#

8、215;×××× （正文第2章） Y2.1 ×××××× （正文第2章第1條） Y2.2 ×××××× （正文第2章第2條） Y2.X ×××××× （正文第2章第X條） Y3 ×××××（正文第3章） Y（略）X ×××××（正文第X章） Y結(jié)論 Y致謝 Y參考文獻(xiàn)Y1 緒論1

9、. 1 工廠供電的意義、要求和原則電能是由一次能源經(jīng)加工轉(zhuǎn)換而成的二次能源，是現(xiàn)代人們生產(chǎn)生活的重要能源,電能的開發(fā)利用，是人類征服自然過程當(dāng)中所取得的擁有劃時(shí)代意義的輝煌成就1。幾乎在所有工業(yè)生產(chǎn)中，電能都無處不在。它發(fā)揮著重要的作用，不是因?yàn)樗诋a(chǎn)品成本中占了多大的比重，而是因?yàn)殡姎饣诠I(yè)生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)之后能夠更好地增大產(chǎn)量，有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量。不僅如此，電氣化的實(shí)現(xiàn)還能夠提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低運(yùn)作的成本，對(duì)于改善工人勞動(dòng)的條件更加有益，而且還有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。所以說，如果工廠供電的工作做好了，那么實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化就很簡單，這具有十分重要的意義。當(dāng)然節(jié)約能源也是工廠供電工作的一個(gè)方面，

10、而節(jié)約能源在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中又有不可磨滅的作用，因此，要做到節(jié)約能源以及支持國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，就必須要做好工廠的供電工作。工廠供電工作要很好的為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，為了切實(shí)保證工廠生產(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） 工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法令和設(shè)計(jì)規(guī)范，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬和保護(hù)環(huán)境等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策;（2） 工廠供電設(shè)計(jì)應(yīng)做到保證人身和設(shè)備安全、供電可靠、電能質(zhì)量合格。技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，設(shè)計(jì)中應(yīng)采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的性能先進(jìn)、能耗低、效率高及用戶投資能力相適應(yīng)的經(jīng)濟(jì)合理的電氣產(chǎn)品;（3） 工廠供電設(shè)計(jì)必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)

11、荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計(jì)方案;（4） 工廠供電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程特點(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，已近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性3。1. 2 本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容工廠供電系統(tǒng)的定義是指全廠所需電能從進(jìn)廠到所用電設(shè)備終端的全部電路。工廠供電系統(tǒng)由幾個(gè)部分組成，包括高低壓配電路線、總廠降壓配電所、車間變電所和用電設(shè)備等。工廠總降壓變電所和配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是由每個(gè)車間負(fù)荷的質(zhì)量與性質(zhì)，以及負(fù)荷的分布情況決定的，再根據(jù)國家的供電要求，合理對(duì)電能進(jìn)行分配，再對(duì)各個(gè)部門的安全可靠性問題進(jìn)行慎重考慮，下面以儀表廠作為案例，計(jì)算內(nèi)容有如下幾個(gè)步驟1.

12、2.1 負(fù)荷計(jì)算工廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算是由每個(gè)車間進(jìn)行各自的負(fù)荷計(jì)算，然后根據(jù)各自的結(jié)果整合而成的，根據(jù)負(fù)荷的計(jì)算值來對(duì)供電系統(tǒng)中變壓器、導(dǎo)線、開關(guān)等電力器件進(jìn)行正確地選擇，以此來確保供電系統(tǒng)能夠安全可靠地運(yùn)行。另外就是計(jì)算出變電所變壓器的有功和無功功率損耗，從而計(jì)算出全廠總降壓變電所高壓側(cè)的負(fù)荷以及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果。 1.2.2 工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的的臺(tái)數(shù)和容量選擇 變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定要考慮的因素很多，主要就是參考電源進(jìn)線方向以及工廠計(jì)算負(fù)荷和擴(kuò)建的需要。1.2.3 工廠總降壓變電所主接線設(shè)計(jì)變電所主接線設(shè)計(jì)的基本要求是安全可靠、經(jīng)濟(jì)方便以及安裝

13、起來要容易。工廠總降壓變電所主接線的接線方式是由變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級(jí)別以及主變壓器臺(tái)數(shù)來決定的。1.2.4 廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)廠區(qū)配電電壓要根據(jù)廠內(nèi)的負(fù)荷情況，考慮到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的合理性來確定。以總降壓變電所的位置作為參考，由多種不同方案的電壓損失、建造的投資以及每年運(yùn)行所需的費(fèi)用等多個(gè)條件列表比值，選擇最好最適合的配電系統(tǒng)。然后根據(jù)選好的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)合適的線路接構(gòu)和敷設(shè)方式，廠區(qū)高壓線路平面布置圖，敷設(shè)要求和架空線路桿位。1.2.5 工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算根據(jù)配電系統(tǒng)在不同運(yùn)行方式下的短路參數(shù)，計(jì)算出在不同方式下運(yùn)行的各點(diǎn)的兩相和三相短路電流。1.2.6 改善功率因數(shù)裝

14、置設(shè)計(jì)總降壓變電所的功率因數(shù)是根據(jù)負(fù)荷計(jì)算來求的，然后通過查表得出滿足供電部門要求應(yīng)該補(bǔ)償?shù)臒o功功率。查看產(chǎn)品手冊(cè)中的移相電容器，選擇合適的貴和以及數(shù)量，最后選擇對(duì)應(yīng)的放電裝置。1.2.7 變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇依據(jù)計(jì)算得出的短路電流，各回路負(fù)荷以及它們各自對(duì)應(yīng)的額定值，合理選擇變電所高低壓側(cè)電器設(shè)備，如斷路器、隔離開關(guān)、電纜、開關(guān)柜、避雷器、母線等。1.2.8 變電所防雷裝置設(shè)計(jì)以本地區(qū)氣象地質(zhì)材料作為參照，合理設(shè)計(jì)防雷接地裝置。計(jì)算出避雷針保護(hù)范圍，防止發(fā)生反擊現(xiàn)象的空間距離，根據(jù)避雷器的基本參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號(hào)，再確定它的接線部位。對(duì)接地和接地體做具體的理解。負(fù)荷計(jì)算

15、及功率補(bǔ)償。2 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償2. 1 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容2.1.1計(jì)算負(fù)荷工廠供電系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的實(shí)際負(fù)荷并不完全等于所有用電設(shè)備額定功率之和,因?yàn)橛秒娫O(shè)備不可能同時(shí)全部運(yùn)行，每臺(tái)設(shè)備也不可能全都滿負(fù)荷，各種用電設(shè)備的功率因素也不可能全都相同3。因此，在設(shè)計(jì)工廠供配電系統(tǒng)過程中，必須找到等效負(fù)荷。等效負(fù)荷的定義是，在實(shí)際運(yùn)行中所有用電設(shè)備產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)與等效負(fù)荷所產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等，用以計(jì)算的負(fù)荷或負(fù)荷電流稱為計(jì)算負(fù)荷。在設(shè)計(jì)的計(jì)算中是將半小時(shí)最大負(fù)荷座位計(jì)算負(fù)荷，有功計(jì)算負(fù)荷用來表示，無功計(jì)算負(fù)荷用來表示，視在計(jì)算負(fù)荷用來表示，計(jì)算電流用來表示。2.1.2平均負(fù)荷在一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備其電能的消

16、耗量與該段時(shí)間的比值就是平均負(fù)荷。通常選取最大負(fù)荷（即有代表性的電能在一晝夜中消耗量最多的一個(gè)班次）的平均負(fù)荷，偶爾也會(huì)計(jì)算年 平均負(fù)荷。最大負(fù)荷及電能消耗量用平均負(fù)荷來計(jì)算。2. 2 負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷可由有二項(xiàng)式、需要系數(shù)法等幾種來進(jìn)行計(jì)算。本設(shè)計(jì)由于設(shè)備臺(tái)數(shù)比較多，而單臺(tái)設(shè)備容量相差不多所以采用需要系數(shù)法計(jì)算。主要計(jì)算公式有： 有功功率：無功功率: 視在功率: 計(jì)算電流: 該電子廠的各個(gè)車間負(fù)荷的情況如表2.1所示：表2.1序號(hào)車間設(shè)備名稱容量(kW)Kdtgj計(jì) 算 負(fù) 荷P(kw)Q(kvar)S(kva)1金工車間動(dòng)力: 車.銑.刨床 鏜.磨.鉆床 砂輪.鋸床 軸流風(fēng)扇 起重機(jī) 通

17、風(fēng)機(jī) 電焊設(shè)備5080503010050600.250.250.250.80.150.80.351.731.731.730.751.730.752.6812.52012.52415402121.6234.621.631825.953056.2824.9839.9624.983029.975060照明100.80808合計(jì)420153208.08259.682熱處理車間動(dòng)力18000.60.7510808101350照明100.80808合計(jì)1810108881013563鍛工車間動(dòng)力22000.60.7513209901650照明200.8016016合計(jì)2220133699016634焊接車

18、間動(dòng)力5000.60.75300225375照明200.8016016合計(jì)520316225387.95鑄鋼車間動(dòng)力20000.60.7512009001500照明200.8016016合計(jì)202012169001512.86總裝車間動(dòng)力2500.60.75150112.5187.5照明200.8016016合計(jì)270166112.5200.57空壓站動(dòng)力8000.60.75480360600照明100.80808合計(jì)810488360606.48行政樓動(dòng)力6000.60.75360270450照明200.8016016合計(jì)620376270462.99總計(jì)869051393875.58 64

19、3710考慮同時(shí)系數(shù)時(shí)全廠計(jì)算負(fù)荷80644625.134885793.411cosj補(bǔ)償?shù)?.92所需電容器-1498.512補(bǔ)償后全廠計(jì)算負(fù)荷4625.11990.313變壓器損耗75.530214考慮變壓器損耗后全廠計(jì)算負(fù)荷總計(jì)4700233852302.2.1 全廠負(fù)荷計(jì)算 各用電設(shè)備組最大負(fù)荷時(shí)不能同時(shí)出現(xiàn)而引起的同時(shí)系數(shù)，一般可取。該儀表廠同時(shí)系數(shù)為。則5139×0.9=4625.1kvar3876.4×0。9=3488.8kvar5793KV·A0.82. 3 功率補(bǔ)償 由于工廠存在有許多的電動(dòng)機(jī)、電弧爐、感應(yīng)電焊機(jī)、和氣體放電燈等感性負(fù)荷，同時(shí)還有

20、許多感性電力變壓器，降低了功率因數(shù)。每個(gè)工廠都要面臨解決如何提高功率因數(shù)的問題。如需要在充分發(fā)揮設(shè)備潛能、增大其自然功率因數(shù)、提高設(shè)備運(yùn)行性能的情況下，還是達(dá)不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求時(shí)，此時(shí)無功功率補(bǔ)償裝置便要增設(shè)在線路中。 圖2.1無功和視在功率與功率因數(shù)提高變化的關(guān)系如圖2.1所示。假設(shè)功率因數(shù)由提高到，當(dāng)用戶所需有功功率不變時(shí)，無功功率降低至，視在功率降低至。相對(duì)應(yīng)的負(fù)荷電流也減小，這會(huì)使系統(tǒng)電能損耗與電壓損耗也相應(yīng)的降低，即節(jié)約了電能，同時(shí)也提高了電壓質(zhì)量，而且可選擇較小容量的導(dǎo)線電纜和供電設(shè)備，所以提高功率因數(shù)在供電系統(tǒng)中大有裨益。由上圖可知，為使功率因數(shù)由提高到，裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置

21、（并聯(lián)電容器）是必須的，其容量為：在確定總補(bǔ)償容量之后，就可以根據(jù)所選擇的并聯(lián)電容器的單個(gè)容量來確定電容器的個(gè)數(shù)，即： 由于本設(shè)計(jì)中要求,而由上面計(jì)算可知<0.92，因此需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進(jìn)行高壓集中補(bǔ)償。 =4625.1（）=1498.5Kcvar 無功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： 5035.2 KV.A變壓器的功率損耗為： 75.5 Kw302 Kvar變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為：4625.1+75.5=4700.6 Kw3488.8-1498.5+302=2292.3 Kvar5230 KV·A無功率補(bǔ)償后，工廠的功率因數(shù)為：0.9，則工廠的

22、功率因數(shù)為：0.90.9因此，符合本設(shè)計(jì)的要求。3 變配電所選型及總體布置3. 1 變配電所位置的選擇選擇工廠變、配電所所址，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后擇優(yōu)確定(1) 接近負(fù)荷中心；(2) 接近電源側(cè)；(3) 進(jìn)出線方便；(4) 設(shè)備吊裝和運(yùn)輸方便；(5) 不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫場所；(6) 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所。當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)；(7) 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼臨；(8) 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(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)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)

23、準(zhǔn)GB 500581992爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定；(9) 不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所；(10) 高壓配電所應(yīng)盡量與鄰近車間變電所或有大量高壓用電設(shè)備的廠房建在一起4。GB50053-9410kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范還規(guī)定：（1）裝有可燃性浸電力變壓器的車間內(nèi)變電所，不應(yīng)設(shè)在三四級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)；當(dāng)設(shè)在二級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)時(shí)，建筑物應(yīng)采取局部防火措；（2）多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設(shè)備的變配電所應(yīng)設(shè)在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場所的正上方，正下方，貼鄰和疏散出口的兩旁；（3）高層主體建筑物內(nèi)不宜設(shè)裝有可燃性油的電氣設(shè)備的變配電所,當(dāng)受條件限制必須設(shè)置時(shí)，

24、應(yīng)在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集的場所的正上方，正下方，貼鄰和疏散出口的兩旁，并采取相應(yīng)的防火措施；（4）露天或半露天的變電所，不應(yīng)設(shè)在下列場所：有腐蝕氣體的場所；挑檐為燃燒體或難燃燒和耐火等級(jí)為四級(jí)的建筑物旁；附近有棉糧及其它易燃易爆物品集中的露天堆放場；容易沉積粉塵，可燃纖維和灰塵，或?qū)щ妷m埃且嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場所4。廠區(qū)供電平面圖見附圖1。4 變壓器、主接線方案的選擇4. 1 供電電壓的選擇 由于可由35kV和10kV的一種電壓供電，所以將兩種電壓進(jìn)行比較。35kV電壓供電電壓更高，線路的功率損耗及電能損耗更小，年運(yùn)行費(fèi)用更低。而10kV電壓供電會(huì)增加線路功率損耗和電能損耗

25、，線路電壓損耗較高。所以該設(shè)計(jì)選擇35kV電壓供電。4. 2主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇4.2.1主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)進(jìn)行選擇。 （1）裝有一臺(tái)主變壓器的變電所，主變電所容量應(yīng)不小于總的計(jì)算負(fù)荷，即；（2）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)主變壓器容量應(yīng)不小于總的計(jì)算負(fù)荷的60%70%，即4變電所主變壓器的選擇：根據(jù)工廠負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案（1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器：容量根據(jù)工廠計(jì)算負(fù)荷=5000，采用SJL1-5000/35型變壓器；（2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器：型號(hào)也采用SJL1型，而每臺(tái)變壓器容量按計(jì)算負(fù)荷選擇，即 kVA kVA于是選取兩臺(tái)SJL1-315

26、0/35型變壓器。4.2.2主變壓器臺(tái)數(shù)的經(jīng)濟(jì)比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變方案裝設(shè)兩臺(tái)主變方案供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性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，電壓損耗略小靈活方便性稍差更好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差 更好電力變壓器的綜合投資額2n元4n元供電貼費(fèi)按主變?nèi)萘棵縆VA18元，供電貼費(fèi)=5000×18元/KVA=9萬元供電貼費(fèi)=2×3150×18元/KVA=11.34萬元從上表看出，按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，裝設(shè)一臺(tái)主變的方案更加符合要求。即可選取SJL1-5000/35型變壓器。4. 3 變電所主變壓器型式4.3.1 變電所主變壓器型式的分類

27、（1）油浸式：一般建于正常環(huán)境的變電所可用；（2）干式：用于需要防范火災(zāi)的干燥環(huán)境火，或者潮濕以及多灰塵的場所；（3）密閉式：用于存在具有化學(xué)腐蝕性蒸汽、氣體或某些會(huì)嚴(yán)重干擾變壓器安全性運(yùn)行因素場所如可燃粉塵、導(dǎo)電、纖維；（4）防雷式：用于較大電阻率的土壤的山區(qū)和多雷地區(qū)；（5）有載調(diào)壓式：用于較低供電電壓或較大電壓波動(dòng)的電力系統(tǒng)并且其用電設(shè)備需要較高質(zhì)量電壓，使用要求較高的場所。 由于本次設(shè)計(jì)的變電所其建筑較獨(dú)立、封閉，所以可選取油浸式變壓器，4.3.2 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

28、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接線；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）610KV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，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)；7）采用610 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

29、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5。5 電力線路接線及敷設(shè)方式5. 1 電力線路的接線方式工廠的高壓與低壓的電路線路基本接線方式有環(huán)形、樹干式以及放射式等形式。下面以高壓為例進(jìn)行討論。1、放射式： 車間變電所或者用電設(shè)備的高壓用電是從工廠變配電的母線上連出一條回路直接供電，這種接線方式稱為高壓放射式接線。其特點(diǎn)是聯(lián)線的方式簡單，方便維護(hù)操作，保護(hù)更簡單，有利于自動(dòng)化發(fā)展。缺點(diǎn)是其高壓開關(guān)的設(shè)備較多，投資也

30、很大，當(dāng)線路出線故障需要檢修時(shí)，該線路的供電負(fù)荷需要停止，為了可靠性的提高，根據(jù)規(guī)格可增添備用電路，放射式線路供電如圖5.1所示。圖5.1放射式線路2、樹干式 多個(gè)車間變電所或負(fù)荷點(diǎn)沿線分接于工廠變配電所的高壓母線所引出的高壓供電支線上，這種接線方式為高壓樹干式接線。其特點(diǎn)是從變壓配電所引出的線路很少，高壓開關(guān)的設(shè)備相對(duì)用的也少，以此減少了有色金屬的使用率。其缺點(diǎn)是，供電的可靠性不穩(wěn)定，當(dāng)線路出線故障或需要檢修是將引起所有用戶全部停電。為了提高供電的可靠性，一樣可以采用增設(shè)備用電源的方式，樹干式接線圖如圖5.2所示。 圖5.2樹干式接線圖3、放射式 以工場供電系統(tǒng)方面來說，高壓環(huán)視其本質(zhì)就是樹

31、干式接線的改進(jìn)，其環(huán)視接線就是吧兩路樹干式線路連載在一起構(gòu)成的。其特點(diǎn)是靈活運(yùn)用接線方式，大大提高了供電可靠性。當(dāng)干線上任何地方出現(xiàn)故障是，只需找到故障處，將其兩端的隔離開關(guān)拉開，切斷故障斷后，全部線路即可恢復(fù)正常供電與運(yùn)作。由于繼電保護(hù)整定在閉環(huán)運(yùn)行是相當(dāng)復(fù)雜，所以一般采用開環(huán)方式運(yùn)行。5. 2 線路敷設(shè)5.2.1 架空線路的敷設(shè)當(dāng)工廠的架空電線經(jīng)長期日曬雨淋，以及環(huán)境和氣候的變化會(huì)引起污染和斷線等問題。因此必須依照規(guī)定按時(shí)巡視為確保線路長期安全運(yùn)行，必須按相關(guān)規(guī)定敷設(shè)并經(jīng)常性的巡視和檢查，以便及時(shí)消除設(shè)備隱患。 在鋪設(shè)架空電纜以及電桿時(shí)尺寸必須遵循下面四個(gè)規(guī)則：1. 采用不同的電壓等級(jí)線路

32、時(shí)，其襠柜（也可稱跨柜，即兩個(gè)相鄰電桿在同一條線路上中心線的距離）也不同。一般380V線路軌距為40m50m，610kV線路為70m120m。2. 同一桿上的導(dǎo)線距離與襠柜以及線路上電壓等級(jí)等等因素有關(guān)。10V線路線距約0.6m1m ，380V線路線距約0.3m0.5m。3.弧垂（架空導(dǎo)線的懸掛點(diǎn)和最低點(diǎn)之間的垂直間距）要根據(jù)檔距、導(dǎo)線形號(hào)與導(dǎo)線所受壓力、截面面積及氣溫條件等因素決定。垂弧過大容易是線路碰線；過小容易是線路斷裂或倒桿。4.線距（導(dǎo)線上任一點(diǎn)到其他目標(biāo)物體或者最低點(diǎn)與地面的最小垂直間距）必須遵循相關(guān)規(guī)格的規(guī)定。5.2.2 電纜線路的敷設(shè)電纜線路與架空線路相比，具有成本高，投資大，

33、維修不便等缺點(diǎn)，但是它具有運(yùn)行可靠、不易受外界影響、不需架設(shè)電桿、不占地面、不礙觀瞻等優(yōu)點(diǎn)，特別是在有腐蝕性氣體和易燃、易爆場所，不宜架設(shè)架空線路時(shí)，只有敷設(shè)電纜線路。因?yàn)榧芸毡入娎|線路擁有更多優(yōu)點(diǎn)，其投資費(fèi)用低，成本少，便于安裝，維修簡單，更容易發(fā)現(xiàn)及切除故障點(diǎn)等，故在一般工廠供電線路中架空線路應(yīng)用更為廣泛。由于本儀表廠地形簡單，按照經(jīng)濟(jì)性和操作性來說，高壓供電線路可采用架空線。5. 3 電氣主接線方案高壓配電電壓工廠總降壓變電所（一次降壓）先將其電壓降低到10kV，然后通過車間變壓器（二次變壓）降為220/380的一般低壓用電設(shè)備所需的低電壓。因只需一個(gè)變壓器，一個(gè)備用10kV電源，其電源

34、進(jìn)線線路長且故障發(fā)生率低和停電概率小，主變電所的變壓器不需要經(jīng)常更換，故總降壓變電所一次側(cè)可采用單母線接線的總電壓變電所主接線方式。每一條電源和出線的回路都需安裝一臺(tái)斷路器，以及兩組母線隔離開關(guān)器，分別于母線連接。其特點(diǎn)是，接線簡單，操作方便，設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性好，并且母線便于向兩端延伸，擴(kuò)建方便；缺點(diǎn)是，可靠性相對(duì)較低，調(diào)度不方便1。這種主接線適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。二次降壓的一次側(cè)采用高壓式放射式接線，直接向一個(gè)車間變電所或高壓用電設(shè)備供電，沿線不接其他負(fù)荷，這種接線方式簡潔，操作維護(hù)簡單，方便保護(hù)，自動(dòng)化程度高。電氣主接線見附圖2。6 短路計(jì)算6. 1 短路電流計(jì)算的目的及方法工廠供電系統(tǒng)

35、供電給廠區(qū)負(fù)荷時(shí)，通常由于短路引起故障。為了選擇符合規(guī)格的電氣設(shè)備和校驗(yàn)安全性，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算，就需要進(jìn)行短路計(jì)算。需進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，首先要繪制該廠電氣接線圖，將短路計(jì)算所需各個(gè)元件的額定參數(shù)值在計(jì)算接線圖中標(biāo)出，并將各元件一次編號(hào)，然后確定短路點(diǎn)。接著，將所計(jì)算的短路電流所通過的的主要元件在等效電路圖中表示出來，并標(biāo)明其阻抗值和序號(hào)，然后簡化等效電路圖。在工場供電系統(tǒng)中，一般講電力系統(tǒng)作為無限大容量電源，其短路電路也教簡單，故通常只需采用阻抗穿、并聯(lián)的方式便可化簡此電路，求出等效總電抗值。最后計(jì)算短路電流值和短路容量。三相短路電流常用的計(jì)算方法有有歐姆法（也稱名單位制法）和標(biāo)

36、幺值法（又稱相對(duì)單位制法）兩種方法。6. 2 短路電流計(jì)算歐姆法是最簡單基本的短路計(jì)算法，適用于兩個(gè)及兩個(gè)以下電壓電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)；標(biāo)幺值法適用于多個(gè)電壓等級(jí)的供電系統(tǒng)3。故設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算。6.2.1 計(jì)算過程系統(tǒng)短路電流計(jì)算電路圖如圖 6.1所示 圖6.1 系統(tǒng)短路電流計(jì)算電路圖 繪制等效電路如圖6.2所示。標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。 圖6.2.2 等效電路1）確定基準(zhǔn)值取基準(zhǔn)容量=100MV·A,基準(zhǔn)電壓=37KV,=10.5KV而基準(zhǔn)電流=1.56KA =5.50KA a）電力系統(tǒng)當(dāng)10000MV·A時(shí)，100/1000=0.1當(dāng)

37、500MV·A時(shí)，100/500=0.2b）架空線路（XO = 0.36/km） = =0.36×10×100/=0.26c)電力變壓器（UK% = 7.5） = =1.192) k-1點(diǎn)三相短路電流計(jì)算系統(tǒng)最大運(yùn)行時(shí)，總電抗標(biāo)幺值：+=0.1+0.26=0.36系統(tǒng)最小運(yùn)行時(shí)，總電抗標(biāo)幺值：+=0.2+0.26=0.46因此，系統(tǒng)最大運(yùn)行時(shí)，三相短路電流及短路容量各為1.56/0.36=4.33 kA4.33 kA2.55×4.33=11.05 kA100/0.36=277.8 kA 而系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)，三相短路電流及短路容量各為1.56/0.46=

38、3.91 kA kA2.55×3.91=8.65 kA100/0.36=217.4 kA 3） k-2點(diǎn)三相短路電流計(jì)算系統(tǒng)最大運(yùn)行時(shí)，總電抗標(biāo)幺值：+=0.1+0.26+1.19=1.55系統(tǒng)最小運(yùn)行時(shí)，總電抗標(biāo)幺值：+=0.2+0.26+1.19=1.65因此，系統(tǒng)最大運(yùn)行時(shí)，三相短路電流及短路容量各為5.50/1.55=3.55 kA=3.55 kA2.55×3.55=9.05 kA100/1.55=64.52 kA 而系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)，三相短路電流及短路容量各為5.50/1.65=3.33 kA3.33 kA2.55×3.33=8.5 kA100/1.6

39、5=60.6 kA6.2.2 短路電流計(jì)算結(jié)果：最大運(yùn)行方式短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVAk-1點(diǎn)4.334.334.3311.05277.8k-2點(diǎn) （k-3）3.553.553.559.0564.5最小運(yùn)行方式短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVAk-1點(diǎn)3.913.913.918.65217.4k-2點(diǎn) （k-3）3.333.333.338.5060.67 主要電氣設(shè)備選擇7. 1 高壓設(shè)備的選擇要求選擇高壓設(shè)備必須遵循滿足滿足正常的一次電流條件和符合短路故障條件下的工作要球。同時(shí)設(shè)備需要安全可靠的工作，便于運(yùn)行，以及經(jīng)濟(jì)合理的投資。高壓刀開關(guān)柜必需在滿足變電

40、所一次電路圖的要球下進(jìn)行選擇，并沒個(gè)方案通過比較首選出開關(guān)柜行號(hào)和一次接線方案，然后再確定其中所有一次設(shè)備的行號(hào)規(guī)格。7. 2 電氣設(shè)備的選擇7.2.1 主變35kV側(cè)設(shè)備見表7.1。表7.1計(jì)算數(shù)據(jù)設(shè)備名稱及型號(hào)高壓斷路器SW2-35/1000隔離開關(guān)GW2-35G電壓互感器JDJJ-35電流互感器LCW-35避雷器FZ-35U=35KV35KV35KV35KV35KV35KV=84.9A1000A600A150/5=4.33KA24.8KA=277.81500MV·A=11.0563.4KA50KA=7.2.2 主變10kV側(cè)電氣設(shè)備設(shè)備（主變壓器低壓側(cè)及備用電源進(jìn)線）如表7.2

41、所示，該設(shè)備分別別組裝在兩套高壓開關(guān)柜GG-1A（F）中。表7.2計(jì)算數(shù)據(jù)設(shè)備名稱及型號(hào)高壓斷路器SW2-10/100隔離開關(guān)GN8-10T/600電壓互感器JDJJ-35電流互感器LCW-35隔離開關(guān)GN6-10T/600U=10kV10kV10kV10kV10kV10KV=288.7A100A600A400/5,300/5600A=3.55kA16KA30kA30kA=60.6MA·A300MV·A=9.05kA40KA52kA5752kA=備注：采用GG-1A（F）高壓開關(guān)柜7.2.3 10kV饋電線路設(shè)備選擇各車間短路計(jì)算同k-3點(diǎn)，故10kV饋電線路設(shè)備如見表7.

42、3。該設(shè)備組在11臺(tái)GG-1A（F）型高壓開關(guān)柜中。表7.3計(jì)算數(shù)據(jù)設(shè)備名稱及型號(hào)高壓斷路器SN10-10/600隔離開關(guān)GN6-10T/600電流互感器LDC-10/0.5電力電纜ZLQ20-10-3×35U=10kV10kV10kV10kV10kV=36.37A100A600A300/580A=3.55kA16KA30kA=60.6MA·A300MV·A=9.05kA40KA52kA=18.7=<A=258 變電所高低壓進(jìn)線的選擇8. 1 導(dǎo)線截面選擇的條件為了使供電系統(tǒng)運(yùn)行、安全可靠，電纜和導(dǎo)線截面計(jì)算時(shí)的選擇必需按照下列要求。8.1.1 發(fā)熱條件導(dǎo)線

43、過熱會(huì)造成絕緣損壞和加快老化速度，線通過正常計(jì)算電流（）時(shí)，其發(fā)熱所產(chǎn)生的溫升，不應(yīng)超過正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度3。8.1.2 電壓損失為了保證供電的高質(zhì)量，導(dǎo)線和電纜在通過正常計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損失，必須小于正常行下所允許的電壓損失3。8.1.3 經(jīng)濟(jì)電流密度在高電壓長距離輸電電線和大電流低壓線路中，它的電纜截面和導(dǎo)線應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度來選取，從而使線路的年費(fèi)用支出降到最低，節(jié)約電能的使用和提高有色金屬的利用率。8.1.4 機(jī)械強(qiáng)度在正常使用中，為了防止線路斷裂，導(dǎo)線必須擁有充足的機(jī)械強(qiáng)度。一般情況下截面的選擇必須大于同種導(dǎo)線相應(yīng)的鋪設(shè)方式中最小允許截面。而電纜一般不需檢驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度，而要校

44、驗(yàn)短路熱穩(wěn)定度。同樣的母線也需校驗(yàn)其短路時(shí)的穩(wěn)定度。同時(shí)，電纜及絕緣導(dǎo)線還必須滿足正常工作電壓的規(guī)定。8. 2 變電所進(jìn)出線的選擇校驗(yàn)8.2.1 35kV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇35kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)：查表選取LGJ型鋁絞線鋪設(shè)，接在35kV公干線上。1）按發(fā)熱條件選擇 由86.9A及室外溫度26攝氏度，初查表選擇LGJ-35型，其A>，滿足要求。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表得，最小允許截面=41.64>35，因此按發(fā)熱條件的LGJ-35不符合要求，故改選LGJ-50型。3）校驗(yàn)電壓損耗查LGJ型鋼芯鋁絞線數(shù)據(jù)表可知，LGJ-50型=0.68，=0.38。線路長度為10km。=3.3

45、%<5% 符合要求。8.2.2 35kV變電所出線線路選擇由于該儀表廠的總降壓變電所饋電線路并不復(fù)雜，且為了方便管理，提高用電負(fù)荷的可靠性要求，以及實(shí)現(xiàn)集中空置，首先酌量選取的放射式配電方法。因?yàn)樵搩x表廠面積并不大，總降壓便所與各個(gè)車間變電所之間的距離不遠(yuǎn)，廠區(qū)高壓配電網(wǎng)的電纜選用直埋式線路。又因?yàn)殡娐份^短，電纜的界面需要按發(fā)熱條件進(jìn)行選取，進(jìn)而采用熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)其是否符合要求。以T1金工車間為例選擇電纜截面。根據(jù)表2.2提供的視在計(jì)算功率259.68kV·A，其10kV的計(jì)算電流15A 為了以更大的發(fā)展，查閱相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)手冊(cè)和樣本，選用電力電纜為ZLQ20-3×35

46、形。當(dāng)降壓后=10kV，計(jì)算得其允許電流值為80A，大于計(jì)算電流值15A，參數(shù)符合要求。因?yàn)樵搩x表廠面積小，線路不長，線路開始的短路電流和線路末端的短路電流大小大致相同，故可以采用10KV上k-2點(diǎn)的短路電流來進(jìn)行校驗(yàn)其是否符合要求。=34.1<35 合格。其他車間的電纜截面的計(jì)算和校驗(yàn)方法相同，其計(jì)算結(jié)果見表8.1。表8.1線路序號(hào)線路用途L-1用于T1259.81535L-2用于T2135678.335 L-3用于T316639635L-4用于T4389.922.535L-5用于T51512.887.335L-6用于T6200.511.635L-7用于T7606.43535L-8用于

47、T8462.926.7358. 3 高低壓母線的選擇10kV側(cè)母線依照經(jīng)濟(jì)電流密度查表采用LMY-3（50×5）鋁母線，即母線尺寸為50mm×5mm，10kV側(cè)計(jì)算電流288.7A小于它的允許電流740A，動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定都符合規(guī)格。9 繼電保護(hù)的選擇與整定總降壓變電所需要設(shè)置一下保護(hù)裝置：主變壓器保護(hù)、10kV饋電線路保護(hù)、備用電源進(jìn)線保護(hù)以及10kV母線保護(hù)。此外，還需設(shè)置備用電源自動(dòng)投入裝置和絕緣監(jiān)察裝置3。9. 1 主變壓器保護(hù)依照該儀表廠總降壓變電所主變壓器的容量大小，同時(shí)根據(jù)工程的規(guī)格，主變壓器一次側(cè)需裝設(shè)帶有一定限時(shí)的過電流保護(hù)裝置和電流速斷保護(hù)裝置。與此同時(shí)還

48、應(yīng)設(shè)置信號(hào)器和瓦斯保護(hù)。主變壓器的繼電保護(hù)原理電路圖見附圖3。9.1.1定時(shí)限過電流保護(hù) 其保護(hù)動(dòng)作為了提高其靈敏度，可選用三個(gè)電流互感器以型芯方式連接而成，選擇DL-11形繼電器。動(dòng)作電流整定如下：取保護(hù)裝置可靠系數(shù)=1.2，接線系數(shù)=1，返還系數(shù)=0.85，電流互感器變比=150/5=30，變壓器一次側(cè)的最大負(fù)荷電流取2倍的一次側(cè)額定電流，即所以動(dòng)作電流：故動(dòng)作電流整定值為8A。動(dòng)作時(shí)間與10kV母線保護(hù)相配合，母線保護(hù)動(dòng)作為1s，10kV饋電線的保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.5s。則主變壓器過流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間T為：T=0.5+1=1.5s保護(hù)靈敏度按，在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式情況下，此時(shí)把變壓器二次側(cè)母線發(fā)

49、生的兩廂短路電流值換算到一次側(cè)的電流值來檢驗(yàn)。而=0.866×3.13××=774.45 A故靈敏度>1.5 符合要求。9.1.2電流速斷保護(hù)采用兩相不安去星型接線法進(jìn)行電流速斷保護(hù)，繼電器選用GL-25型。速斷電流整定如下：取=1.2，=1，而二次側(cè)三相短路電流換算到一次側(cè)的短路電流值為4kA=1014 A故速斷電流 1.5×1×1014/30=50.7 A速斷保護(hù)靈敏度，用變壓器一次側(cè)在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)的兩相短路電流進(jìn)行檢驗(yàn)，即=2.48>2 符合要求。9. 2 變壓器10kV饋電線路保護(hù)當(dāng)總降壓變電所輸送到每一個(gè)車間變電所時(shí)的線路必須裝置過電流保護(hù)和速斷保護(hù)。電流互感器炒菜用不完全星形連接方式，選用GL-15型繼電器。9.2.1過