某機(jī)械廠降壓變電所電氣初步設(shè)計(jì)

1、 摘要：電能是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，做好工廠供電設(shè)計(jì)對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有重要意義。工廠供電首先要能滿足工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，其次要供電安全，供電可靠，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，并做好節(jié)能。本設(shè)計(jì)根據(jù)某機(jī)械廠所取得的電源和該廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，同時(shí)參考該工廠平面圖，適當(dāng)考慮了生產(chǎn)的發(fā)展，按工廠的基本要求，對(duì)各車間進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償；確定了變電所的位置與型式及變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和類型；計(jì)算了短路電流；選擇了變電所主接線及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線；配置了繼電保護(hù)裝置、防雷裝置和接地裝置；繪出了設(shè)計(jì)圖樣，完成了該機(jī)械廠的降壓設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：計(jì)算負(fù)荷，無(wú)功補(bǔ)償，變壓器，短路電

2、流目錄第一章 緒 論1.1、工廠供電的概念 工廠供電（electric power supply for industrial plants）,就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦成為工廠配電。工廠供電系統(tǒng)就是將電力系統(tǒng)的電能降壓再分配分配到各個(gè)廠房或者車間當(dāng)中去，它由工廠降壓變電所，高壓配電線路，車間變電所，低壓配電線路及用電設(shè)備組成。工廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車間負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)符合的要求，以及符合布局，結(jié)合國(guó)家供電情況解決對(duì)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)技術(shù)的分配電能問(wèn)題。其基本內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：進(jìn)線電壓選擇；變電所位置的電氣設(shè)計(jì)；短路電流的計(jì)算及繼電保護(hù)；電器設(shè)備的選

3、擇；車間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇；防雷接地裝置設(shè)計(jì)等。1.2、工廠供電的意義眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其他形式的能轉(zhuǎn)換而來(lái)，也易于轉(zhuǎn)換成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)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，而且現(xiàn)代社會(huì)的信息技術(shù)和其他高新技術(shù)無(wú)一不是建立在電能應(yīng)用基礎(chǔ)之上的。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)用及為廣泛。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很少（除電化學(xué)加工等工業(yè)外）。例如在機(jī)械工業(yè)中，電費(fèi)開支僅占成本的5%左右。從投資額來(lái)看，一般機(jī)械工廠在供電設(shè)備上

4、的投資，也僅占總投資的5%左右。因此，電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而是在于工業(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。從另一個(gè)方面說(shuō)，如果工廠供電突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。例如某些對(duì)供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短時(shí)間的停電，也會(huì)引起重大設(shè)備的損壞，或者引起大量產(chǎn)品報(bào)廢，甚至可能發(fā)生重大的人生事故，給國(guó)家和人民帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上或生態(tài)環(huán)境上甚至政治上的重大損失。因此，做好工廠供電對(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。工廠供電要

5、很好地為工業(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，并做好節(jié)能和環(huán)保工作，就必須達(dá)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(duì)供電可靠性即連續(xù)供電的要求。（3）、優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求。（4）、經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少由色金屬的消耗量。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(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部和當(dāng)前利益，有要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。例如計(jì)劃用電問(wèn)題，就不能只開率一個(gè)單位的局部利益，更要有全局觀點(diǎn)。第二章、設(shè)計(jì)任務(wù)2.1、設(shè)計(jì)要求要求

6、根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并考慮到工廠生產(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，選擇變電所主接線及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，最后按要求寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明，繪出設(shè)計(jì)圖樣。2.2、設(shè)計(jì)依據(jù)、工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為5000h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為8h。該廠鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬于三級(jí)負(fù)荷。低壓動(dòng)力設(shè)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。全廠負(fù)荷情況如下表所示。表1 工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料工廠編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類型設(shè)備容量kw需要

7、系數(shù)功率因素1鑄造車間動(dòng)力6000.40.70照明200.81.002鍛造車間動(dòng)力4000.20.65照明150.81.003金工車間動(dòng)力4000.20.65照明150.71.004工具車間動(dòng)力3500.20.60照明100.81.005電鍍車間動(dòng)力3000.50.80照明100.71.006熱處理室動(dòng)力3000.50.75照明100.71.007裝配車間動(dòng)力2000.40.70照明50.81.008機(jī)修車間動(dòng)力2000.30.60照明40.71.009鍋爐房動(dòng)力600.70.80照明20.91.0010倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力300.40.80照明20.91.0011生活區(qū)動(dòng)力4000.81.00、供電電源

8、情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kv的功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(dǎo)線牌號(hào)為L(zhǎng)GJ185，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端（即電力系統(tǒng)的饋電變電站）距離本廠約10km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MVA，此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.2s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度為100km，電纜線路總長(zhǎng)度為25km。第三章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償3.1、負(fù)荷計(jì)算的目的、意義及原則(

9、1)、供電系統(tǒng)要能安全可靠地正常運(yùn)行，其中各個(gè)元件（包括電力變壓器、開關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜等）都必須選擇得當(dāng)，除了應(yīng)滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負(fù)荷電流的要求。因此有必要對(duì)供電系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的店里負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。(2)、工廠計(jì)算負(fù)荷是選擇工廠電源進(jìn)線及主要電氣設(shè)備包括主變壓器的基本依據(jù)，也是計(jì)算工廠功率因素及無(wú)功補(bǔ)償容量的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定得是否合理，直接導(dǎo)致電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如果計(jì)算負(fù)荷確定得過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線電纜的選擇過(guò)大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。如果計(jì)算負(fù)荷確定得過(guò)小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過(guò)負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣過(guò)早老化

10、甚至燃燒引起火災(zāi)，同樣會(huì)造成更大的損失。有此可見(jiàn)，正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。(3)、計(jì)算負(fù)荷又成為需要負(fù)荷或者最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假象的持續(xù)性負(fù)荷，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)。(4)、平均負(fù)荷為一端時(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)荷和電能消耗量。(5)、尖峰電流單臺(tái)或者多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)一秒鐘左右的最大負(fù)荷電流。一班取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)

11、和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件的一句。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)該考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。3.2、全廠負(fù)荷計(jì)算及表示方法我國(guó)目前普遍采用的確定用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的方法，有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。但是，綜合本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，在這里采用需要系數(shù)法來(lái)確定。主要計(jì)算公式有：有功功率： 無(wú)功功率： 視在功率： 計(jì)算電流：1、鑄造車間計(jì)算（=0.95,） 1)、動(dòng)力計(jì)算負(fù)荷=600kw0.4=240 KW =240kw1.02=244.8kvar 2）、照明計(jì)算負(fù)荷 =20kw0.8=16 KW 16kw0=0kvar 由以上式子可求得:240kw + 16kw256KW 244.8kvar + 0kvar2

12、44.8kvar 3)、鑄造車間總的有功和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： 0.95256kw243KW 0.97244.8kw238KW通過(guò)以上所求得的數(shù)據(jù)，再根據(jù)公式可求得鑄造車間總的視在計(jì)算負(fù)荷和總的計(jì)算電流： 129KVA113A2、 其余車間計(jì)算負(fù)荷 按照需要系數(shù)法計(jì)算出其余車間的計(jì)算負(fù)荷，見(jiàn)下表。計(jì)算方法如鑄造車間的計(jì)算方法（計(jì)算過(guò)程略）。編號(hào) 名稱類別設(shè)備 容量 需 要 系 數(shù) Kd計(jì)算負(fù)荷1鑄造車間動(dòng)力6000.40.71.02240244.8照明200.81.00160小計(jì)620256244.83595462鍛壓車間動(dòng)力4000.20.651.178093.6照明150.81.00120小計(jì)4

13、159293.61352053金工車間動(dòng)力4000.20.651.178093.6照明150.71.0010.50小計(jì)41590.593.6133.52034工具車間動(dòng)力3500.20.61.337093照明100.81.0080小計(jì)3607893124.7189.55電鍍車間動(dòng)力3000.50.80.75150112.5照明100.71.0070小計(jì)310157112.5194.5295.56熱處理車間動(dòng)力3000.50.750.88150132照明100.71.0070小計(jì)310157132207314.57裝配車間動(dòng)力2000.40.71.028081.6照明50.81.0040小計(jì)20

14、58481.61181798機(jī)修車間動(dòng)力2000.30.61.336079.8照明40.71.002.80小計(jì)20462.879.8102.81569鍋爐房動(dòng)力600.70.80.754231.5照明20.91.001.80小計(jì)6243.831.554.382.510倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力300.40.80.75129照明20.91.001.80小計(jì)3213.8916.825.511生活區(qū) 動(dòng)力4000.81.003200320486總計(jì)（380V側(cè)）動(dòng)力32401355971.4照明930.81287.2942.3159524333.3無(wú)功功率補(bǔ)償1、通過(guò)上表的數(shù)據(jù)可計(jì)算出：補(bǔ)償前變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)：

15、 低壓側(cè)所需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為： 補(bǔ)償后變壓器低壓側(cè)視在計(jì)算負(fù)荷： KW 變壓器有功損耗： 變壓器無(wú)功損耗： 變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： 補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為： 2、由以上計(jì)算可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷是時(shí)的功率因數(shù)是0.77，而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷是的功率因數(shù)不應(yīng)低于0.9.考慮到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗,因此380V側(cè)最大負(fù)荷因數(shù)時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.90，在這里暫取0.92來(lái)計(jì)算380V側(cè)所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量（計(jì)算為以上“低壓側(cè)所需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量的計(jì)算”）。根據(jù)對(duì)負(fù)荷容量的計(jì)算，GGJ1型低壓無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏適合本設(shè)計(jì)使用。所以選擇GGJ1方案進(jìn)

16、行補(bǔ)償。型號(hào)選擇BCMJ0.4163,這種型號(hào)分別有A、B、C三種補(bǔ)償柜，補(bǔ)償容量分別為160kvar，128kvar，96kvar。補(bǔ)償裝置如下圖所示。圖 3-1 無(wú)功功率補(bǔ)償柜 根據(jù)以上計(jì)算可知，因此在這里選GGJ1型BCMJ0.4163補(bǔ)償柜，兩個(gè)B柜，一個(gè)C柜?？?cè)萘咳。虼?80V側(cè)補(bǔ)償后的負(fù)荷為350.78kva。根據(jù)公式： 視在功率： 計(jì)算電流：可得無(wú)功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如下表所示： 項(xiàng)目計(jì)算負(fù)荷380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.77857.2702.7811081685380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量-352380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.91857.2350.789261409主

17、變壓器功率損耗10KV側(cè)負(fù) 荷計(jì)算0.92865.02389.8894955、無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔脽o(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁褪翘岣吖β室驍?shù)以減少設(shè)備容量和功率損耗、穩(wěn)定電壓和提高電能質(zhì)量，在長(zhǎng)距離輸電中提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力以及平衡三相負(fù)載的有功和無(wú)功功率。安裝并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，可限制無(wú)功補(bǔ)償在電網(wǎng)中傳輸，相應(yīng)減小了線路的點(diǎn)電壓損耗，提高了配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)分級(jí)就地和便于調(diào)整電壓的原則進(jìn)行配置。同時(shí)，無(wú)功補(bǔ)償還應(yīng)該集中補(bǔ)償和分散補(bǔ)償相結(jié)合。，以分散補(bǔ)償為主；高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償想結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主；調(diào)壓與降壓想結(jié)合，并且與配電網(wǎng)建設(shè)改造工程同步規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、同步投運(yùn)。無(wú)功

18、補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁唧w體現(xiàn)在：（1）、提高電壓質(zhì)量；（2）、降低電能損耗；（3）、提高發(fā)供電運(yùn)行效率；（4）、減少用戶電費(fèi)支出。、無(wú)功補(bǔ)償裝置：一般采用并聯(lián)電容器的方法來(lái)進(jìn)行功率補(bǔ)償。第四章 變電所位置和形式的選擇 4.1、變電所所址的選擇的一般原則 變電所位置的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定： 一、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； 二、進(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線； 三、接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所； 四、設(shè)備運(yùn)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(yùn)輸； 五、不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫場(chǎng)所，無(wú)法避開時(shí)，應(yīng)有

19、防振和隔熱措施； 六、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕氣體的場(chǎng)所，無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)； 七、不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰； 八、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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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； 九、不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所；1、裝有可燃性油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)采取局部防火措施。2、多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所、變電所應(yīng)設(shè)置

20、在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁。3、高層主體建筑內(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所和變電所，當(dāng)受條件限制必須設(shè)置時(shí)，應(yīng)設(shè)在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的正上方、正下方、帖鄰和疏散出口的兩旁，并應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范有關(guān)規(guī)定，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)置在下列場(chǎng)所： 一、有腐蝕性氣體的場(chǎng)所； 二、挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級(jí)為四級(jí)的建筑物旁； 三、附近有棉、糧及其他易燃、易爆物品集中的露天場(chǎng)堆； 四、容易沉積可燃粉塵、可燃纖維、灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn) 行的場(chǎng)所。變電所的形式

21、應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的狀況和周圍環(huán)境情況確定，并應(yīng)符合下列規(guī)定： 一、負(fù)荷較大的車間和站房，宜設(shè)附設(shè)變電所或半露天變電所； 二、負(fù)荷較大的多跨廠房，負(fù)荷中心在廠房的中部且環(huán)境許可時(shí)，宜設(shè)車間內(nèi)變電所或組合式成套變電站； 三、高層或大型民用建筑內(nèi)，宜設(shè)室內(nèi)變電所或組合式成套變電站； 四、負(fù)荷小而分散的工業(yè)企業(yè)和大中城市的居民區(qū)，宜設(shè)獨(dú)立變電所，有條件時(shí)也可設(shè)附設(shè)變電所或戶外箱式變電站； 五、環(huán)境允許的中小城鎮(zhèn)居民區(qū)和工廠的生活區(qū)，當(dāng)變壓器容量在315KVA及以下時(shí)，宜設(shè)桿上式或高臺(tái)式變電所。帶可燃性油的高壓配電裝置，宜裝設(shè)在單獨(dú)的高壓配電室內(nèi)。當(dāng)高壓開關(guān)柜的數(shù)量為6臺(tái)及以下時(shí)，可與低壓配電屏設(shè)置在同一

22、房間內(nèi)。不帶可燃性油的高、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，可設(shè)置在同一房間內(nèi)。具有符合IP3X防護(hù)等級(jí)外殼的不帶可燃性油的高 、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，當(dāng)環(huán)境允許時(shí)，可相互靠近布置在車間內(nèi)。室內(nèi)變電所的每臺(tái)油量為100kg及以上的三相變壓器，應(yīng)設(shè)在單獨(dú)的變壓器室內(nèi)。在同一配電室內(nèi)單列布置高、低壓配電裝置時(shí)，當(dāng)高壓開關(guān)柜或低壓配電屏頂面有裸露帶電導(dǎo)體時(shí)，兩者之間的凈距離不應(yīng)小于2m；當(dāng)高壓開關(guān)柜和低壓配電屏的頂面封閉外殼防護(hù)等級(jí)符合IP2X級(jí)時(shí)，兩者可靠近布置。有人值班的配電所，應(yīng)設(shè)單獨(dú)的值班室。當(dāng)?shù)蛪号潆娛壹孀髦蛋嗍視r(shí)，低壓配電室面積應(yīng)適當(dāng)增大。高壓配電室與值班室應(yīng)直通或經(jīng)過(guò)通道相

23、通，值班室應(yīng)有直接通向戶外或通向走道的門。變電所宜單層布置。當(dāng)采用雙層布置時(shí)，變壓器應(yīng)設(shè)在底層。設(shè)于二層的配電室應(yīng)設(shè)搬運(yùn)設(shè)備的通道、平臺(tái)或孔洞。高（低）壓配電室內(nèi)，宜留有適當(dāng)數(shù)量配電裝置的備用位置。高壓配電裝置的柜頂為裸母線分段時(shí)，兩段母線分段處宜裝設(shè)絕緣隔板，其高度不應(yīng)小于0.3m。由同一配電所供給一級(jí)負(fù)荷用電時(shí)，母線分段處應(yīng)設(shè)防火隔板或有門洞的隔墻。供給一級(jí)負(fù)荷用電的兩路電纜不應(yīng)通過(guò)同一電纜溝，當(dāng)無(wú)法分開時(shí)，該電纜溝內(nèi)的兩路電纜應(yīng)采用阻燃性電纜，且應(yīng)分別敷設(shè)在電纜溝兩側(cè)的支架上。戶外箱式變電站和組合式成套變電站的進(jìn)出線宜采用電纜。配電所宜設(shè)輔助生產(chǎn)用房。4.2、變電所的形式（類型）（1）、

24、車間附設(shè)變電所（2）、車間內(nèi)變電所（3）、露天（或者半露天）變電所（4）、獨(dú)立變電所（5）、桿上變電所（6）、地下變電所（7）、樓上變電所（8）、成套變電所（9）、移動(dòng)式變電所本設(shè)計(jì)中的的工廠是10KV一下，變電所應(yīng)盡量接近負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心,工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率距法近似地確定。在工廠的平面圖下側(cè)和左側(cè)，分別作一條直角坐標(biāo)的X軸和Y軸，然后測(cè)出個(gè)車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，p1、P2、P3p10分別代表廠房1、2、310號(hào)車間的功率，設(shè)定P1、P2、P3P10并設(shè)定P11為生活的負(fù)荷中心，如下圖所示。而通過(guò)工廠的負(fù)荷中心的力矩方程，可得到工廠負(fù)荷中心的坐標(biāo)；公式及其計(jì)算如下所示：根

25、據(jù)工廠總平面圖可得P1（30，70），計(jì)算得，同理可求出p2p11的值，并把各個(gè)車間的坐標(biāo)和p值帶入以下公式：可求得x=83，y=64，由計(jì)算結(jié)果可知工廠的負(fù)荷中心在工廠的五號(hào)車間右下側(cè)，正對(duì)后門的地方。綜合考慮環(huán)境及進(jìn)出線等等因素，決定在五號(hào)車間東側(cè)（右側(cè)）緊靠廠房建造變電所，器型為附設(shè)式。按負(fù)荷功率距法確定符合中心第五章 變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類型的選擇一、變電所主變壓器的選擇選擇住變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)該考慮下列原則：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，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)負(fù)荷

26、而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺(tái)變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或者另設(shè)有自備電源。2、對(duì)季節(jié)性復(fù)核或晝夜負(fù)荷變動(dòng)比較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可以考慮采用兩臺(tái)變壓器。3、除上述兩種情況以外，一般車間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。但是負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。二、變電所主變壓器容量的選擇1、只裝設(shè)一臺(tái)變壓器的變電所主變壓器容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷的需要，即 2、裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)同時(shí)滿足一下兩個(gè)條件：1)、任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷的大約60%70%的需要，即 2

27、)、任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即 3、車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量上限 車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量，一般不宜大于1000KVA（或者1250KVA）。這一方面是受以往低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度的要求的限制；另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于負(fù)荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。對(duì)裝設(shè)在二層以上的店里變壓器，應(yīng)考慮其垂直與水平運(yùn)輸對(duì)通道及樓板負(fù)荷的影響。對(duì)住宅小區(qū)變電所內(nèi)的油浸式變壓器的單臺(tái)容量，也不宜于大于630KVA。 4、適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展 適當(dāng)考慮今后五道十年店里負(fù)荷的增長(zhǎng)，留有一定余地。干式變壓器的過(guò)負(fù)荷能力較小，更宜

28、留有較大的裕量。 最后必須指出：變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量的最后確定，應(yīng)結(jié)合變電所主接線方案，經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較擇優(yōu)而定。 二、根據(jù)工廠的負(fù)荷情況和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有如下兩種可供選擇的方案：1）、裝設(shè)一臺(tái)變壓器，型號(hào)為S9型，其容量可根據(jù)式來(lái)決定。為主變壓器的容量，為總的計(jì)算負(fù)荷。選,即選一臺(tái)S9-1000/10型低損耗配電變壓器，至于工廠的備用電源，可由鄰近單位的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。2）、裝設(shè)兩臺(tái)變壓器，型號(hào)為S9型,每臺(tái)變壓器容量根據(jù)以下兩式選擇，即本設(shè)計(jì)中的工廠只有鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬于二級(jí)負(fù)荷，其他均屬于三級(jí)負(fù)荷。所以 因此選擇兩臺(tái)變壓器S9-630/10型低壓損耗配電

29、變壓器。主變壓器均的聯(lián)接均為Yyn0。三、類型：我們?cè)谶@里選擇S9-630/10或者S9-1000/10型。下一章具體介紹選哪一臺(tái)比價(jià)好，并比較選一臺(tái)還是兩臺(tái)哪一種方案比較適合本設(shè)計(jì)。第六章 變電所主接線方案的選擇根據(jù)第五章考慮的兩種主變壓器方案，可初選設(shè)備及變壓器，并設(shè)計(jì)出如下兩種主接線方案：6.1 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案，如圖6-1所示：圖6-1 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案6.2 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案，如圖6-2所示：圖6-2 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案6.3 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)主變方案裝設(shè)兩臺(tái)主變方案技 術(shù) 指 標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠

30、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，靈活性稍差由于兩臺(tái)主變并列，靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng) 濟(jì) 指 標(biāo)電力變壓器的綜合投資查的S9-1000/10的單價(jià)為15.1萬(wàn)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2*15.1=30.2萬(wàn)元查得S9-630/10的單價(jià)為10.5萬(wàn)元，因此兩臺(tái)變壓器的綜合投資約為4*10.5=42萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多投資42-30.2=11.8萬(wàn)元高壓開關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資查得GG-1A(F)型柜可按每臺(tái)4萬(wàn)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

31、投資月為4*1.5*4=24萬(wàn)元本方案采用6臺(tái)GG-1A(F)柜，其綜合投資約為6*1.5*4=36萬(wàn)元，比一臺(tái)主變多投資36-24=12萬(wàn)元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)主變的折舊費(fèi)為30.2*0.05=1.15萬(wàn)元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)為24*0.06=1.44萬(wàn)元；變配電的維修管理費(fèi)為（30.2+24）*0.06=3.25萬(wàn)元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修等于（1.15+1.44+3.25）=6.2萬(wàn)元主變的折舊費(fèi)等于42*0.05=2.1萬(wàn)元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)36*0.06=-2.16萬(wàn)元；變配電的維修管理費(fèi)等于（42+36）*0.06=4.68萬(wàn)元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)

32、和維修管理費(fèi)等于（2.1+2.16+4.68）=8.94萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多投資8.94-6.2=2.74萬(wàn)元供電貼費(fèi)主變?nèi)萘棵縆VA為800元，供電貼費(fèi)等于1000KVA*0.08=80萬(wàn)元供電貼費(fèi)等于2*630*0.08=100.8萬(wàn)元，比一臺(tái)主變多交100.8-80=20.8萬(wàn)元 從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變主變的裝設(shè)方案，但是按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案預(yù)案優(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。第七章 短路電流的計(jì)算一、概述短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分之間的低阻性短接。供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除考慮正常運(yùn)行狀態(tài)外

33、，還要考慮可能發(fā)生短路故障及不正常運(yùn)行情況。1、短路的原因1）、造成短路的主要原因是電氣設(shè)備絕緣損壞。這種損壞可能是由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行、絕緣自然老化造成的；也可能是由于設(shè)備本身質(zhì)量低劣、絕緣強(qiáng)度不夠而被正常擊穿；或者設(shè)備質(zhì)量合格、絕緣合乎要求而被過(guò)電壓（包括雷電過(guò)電壓）擊穿；或者是由于設(shè)備絕緣受到外力損傷造成的。2）、工作人員由于違反安全操作規(guī)程。這種情況可能是工作人員帶負(fù)荷拉閘（即帶負(fù)荷斷開隔離開關(guān)），也可能是誤將低電壓設(shè)備接入較高電壓的電路中而在哦啊從的擊穿短路。3）、鳥獸（包括蛇、鼠等）跨越在裸露的兩線之間或者相線與接地物體之間，或者咬壞設(shè)備和導(dǎo)線電纜的絕緣，從而導(dǎo)致短路。2、短路的形式電

34、力系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路故障，主要有三相短路、兩相短路和單相短路。一般情況下，三相短路電流都比兩相或單相短路電流大。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的幾率最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但是從用戶這方面來(lái)說(shuō)，一般是三相短路的電流自大，造成的危害最嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，在選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算中，常以三相短路計(jì)算為主。二、短路電流短路電流是供配電系統(tǒng)中的相間或相地直間陰絕緣破壞而發(fā)生電氣連同的故障狀態(tài)。它的數(shù)值可達(dá)到額定電流的十余倍至數(shù)十倍，而電路由常態(tài)變?yōu)槎搪返臅簯B(tài)過(guò)程中，還出現(xiàn)高達(dá)穩(wěn)態(tài)短路電流1.82.5倍的沖擊電流。會(huì)對(duì)供配電系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。1

35、、 短路電流計(jì)算的目的及其說(shuō)明在供配電系統(tǒng)中應(yīng)采取有效技術(shù)措施防止發(fā)生短路外，還應(yīng)設(shè)置靈敏、可靠的繼電保護(hù)裝置和有足夠斷流能力的斷路器，快速切除短路回路，把危害抑制到最低限度。為此必須進(jìn)行短路電流的計(jì)算，以便正確選擇和整定保護(hù)裝置、選擇限制短路電流的原件和開關(guān)設(shè)備。1）、由于民用建筑內(nèi)所裝設(shè)的元件其容量比系統(tǒng)容量要小，二阻抗則較系統(tǒng)阻抗大得多，當(dāng)這些元件遇到短路時(shí)，系統(tǒng)母線上的電壓變動(dòng)很小，可認(rèn)為電壓維持不變。因此，在本次計(jì)算中，都以上述的由無(wú)限大容量電力系統(tǒng)供電為前提來(lái)計(jì)算的。2)、在計(jì)算高壓電路中的短路電流時(shí)，只需考慮對(duì)短路電流值有重大影響的電流元件如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器、架空線及電纜等

36、。由于發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電阻遠(yuǎn)小于本身電抗，因此不考慮。但當(dāng)架空線和電纜較長(zhǎng)，使短路電流的總電阻大于總阻抗的1/3時(shí)，需要計(jì)入電阻。3）、短路電流計(jì)算按金屬性短路進(jìn)行。4）、短路電流計(jì)算的符號(hào)含義：電路電流計(jì)算應(yīng)求出最大短路電流值，以確定電氣設(shè)備容量或額定參數(shù)；求出最小短路電流值，作為選擇熔斷器、整定繼電保護(hù)裝置和校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的依據(jù)。5）、短路電流的計(jì)算方法有歐姆和標(biāo)幺制法（在本次設(shè)計(jì)中用標(biāo)幺制法）。三、標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流1、繪制計(jì)算電路及計(jì)算圖7-1 短路計(jì)算電路2、確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值基準(zhǔn)容量，工程設(shè)計(jì)中通常取，基準(zhǔn)電壓，即高壓側(cè)，低壓側(cè)則：3、計(jì)算短路計(jì)算中個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值1）

37、、電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值： 已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量為,故 2)、架空線路的電抗標(biāo)幺值 查表得LGJ-185的線路電抗，而線路長(zhǎng)10Km，故 3)、電力變壓器標(biāo)幺值 查表得變壓器的短路電壓百分比,故 因此可繪制出短路計(jì)算等效電路如圖7-2所示圖7-2 短路計(jì)算等效電路4、K-1點(diǎn)的相關(guān)計(jì)算總電抗標(biāo)幺值：三相短路電流周期分量有效值： 其他三相短路電流： 三相短路電容： 5、K-2點(diǎn)的相關(guān)計(jì)算總電抗標(biāo)幺值： 三相短路電流周期分量有效值： 其他三相短路電流：三相短路電容： 以上短路計(jì)算結(jié)果綜合如表7-1所示： 表7-1 短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算三相短路電流三相短路容量MVA/KA/KA/KA/KA/KAK-11.6