某工廠10kV供配電系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、某工廠10kV供配電系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)某某學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要某某學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要 # I摘要本論文主要是對(duì)小型工廠供配電系統(tǒng)的電氣部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。工廠由戶外引入10kV的高壓電源，經(jīng)過(guò)工廠變電所降為220/380V的低壓電，直接供給工廠車間的動(dòng)力系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。在選擇電氣設(shè)備之前，先對(duì)工廠負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，確定工廠總的負(fù)荷容量，同時(shí)在低壓母線側(cè)進(jìn)行無(wú)功功率的補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)。根據(jù)補(bǔ)償后的負(fù)荷容量，選擇工廠變電所變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，然后確定工廠采用的供電系統(tǒng)，選擇合適的車間配電方案，畫(huà)出供配電系統(tǒng)主接線圖。高壓一次設(shè)備、低壓一次設(shè)備和導(dǎo)線截面積選擇時(shí)，都必須滿足電路正常條件下和短路故障條件

2、下工作的要求。電氣設(shè)備不僅要滿足在短路故障條件下的工作要求，還必須按最大可能的短路故障時(shí)的動(dòng)穩(wěn)態(tài)度和熱穩(wěn)態(tài)度進(jìn)行校驗(yàn)，以判斷設(shè)備是否滿足工作要求。電路發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流電流最大，計(jì)算三相短路電流，以進(jìn)行設(shè)備的校驗(yàn)。最后，進(jìn)行繼電保護(hù)和防雷接地，來(lái)提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。關(guān)鍵詞：負(fù)荷計(jì)算，三相短路，主接線，繼電保護(hù)，設(shè)備選擇河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄 II III目錄TOC o 1-5 h z摘要IAbstract錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。目錄II1緒論1 HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 2電力負(fù)荷及

3、其計(jì)算22.1負(fù)荷分級(jí)及供電電源措施2 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 2.1.1工廠電力負(fù)荷的分級(jí)2 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 2.1.2各級(jí)負(fù)荷的供電措施22.2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定3 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 2.2.1負(fù)荷計(jì)算的目的和意義3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 2.2.2負(fù)荷計(jì)算的方法3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Documen

4、t 2.2.3需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷4 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 2.2.4二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷6 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 2.2.5工廠負(fù)荷的計(jì)算62.3無(wú)功功率補(bǔ)償9 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 2.3.1功率因數(shù)10 HYPERLINK l bookmark58 o Current Document 2.3.2無(wú)功補(bǔ)償?shù)倪x擇112.3.3無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算11 HYPERLINK l bookmark70 o Curre

5、nt Document 3變壓器的選擇及其電氣主接線133.1變壓器的選擇13 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 3.1.1電力變壓器及其分類13 IV V河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄TOC o 1-5 h z3.1.2電力變壓器的連接組別133.1.3變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇.14 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 3.1.4電力變壓器的校驗(yàn)153.2工廠變配電所的主接線圖15 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 3.2.1電氣主接線的概況

6、153.2.2車間和小型工廠變電所的主接線圖163.2.3本工廠變電所主接線的確定.21 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document 4短路電流的計(jì)算23 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 4.1短路的原因、后果及其形式23 HYPERLINK l bookmark120 o Current Document 4.1.1短路的原因23 HYPERLINK l bookmark122 o Current Document 4.1.2短路的后果234.1.3短路的形式244.2無(wú)限大容量電力系統(tǒng)的三相短路

7、計(jì)算24 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document 4.2.1無(wú)限大容量電力系統(tǒng)244.2.2短路電流的計(jì)算方法244.2.3工廠三相短路電流的計(jì)算.26 HYPERLINK l bookmark172 o Current Document 第5章金工車間的配電295.1低壓配電線路接線方式295.2低壓配電系統(tǒng)的接地型式30 HYPERLINK l bookmark196 o Current Document 第6章設(shè)備選擇與校驗(yàn)346.1導(dǎo)線的選擇與校驗(yàn)34河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄6.1.1車間導(dǎo)線截面及配電箱的選擇34TOC o 1

8、-5 h z HYPERLINK l bookmark260 o Current Document 6.1.2車間導(dǎo)線的校驗(yàn)39 HYPERLINK l bookmark306 o Current Document 6.2高壓一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)42 HYPERLINK l bookmark296 o Current Document 6.2.1一次設(shè)備及其分類42 HYPERLINK l bookmark298 o Current Document 6.2.2一次設(shè)備的選擇426.2.3一次設(shè)備的校驗(yàn)446.3低壓補(bǔ)償柜選擇47 HYPERLINK l bookmark328 o Curre

9、nt Document 第7章繼電保護(hù)與防雷接地487.1工廠的繼電保護(hù)48 HYPERLINK l bookmark330 o Current Document 7.1.1繼電保護(hù)的選擇48 HYPERLINK l bookmark332 o Current Document 7.1.2繼電保護(hù)的整定及計(jì)算487.2工廠的防雷與接地49總結(jié)51參考文獻(xiàn)52致謝53附錄A河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）緒論河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）緒論 # 1緒論電能是現(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量轉(zhuǎn)換而來(lái)，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

10、控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)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。一般中小型工廠的電壓進(jìn)線電壓為6-10kV。電能先經(jīng)高壓配電所集中，在由高壓配電線路將電能分送到各車間變電所，或者高壓配電線路供給給高壓用電設(shè)備。車間變電所內(nèi)裝設(shè)有電力變壓器，將6-10kV的高壓降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓（220/380V），然后由低壓配電線路將電能分送給各用電設(shè)備。對(duì)于大型工廠及其某些電源進(jìn)線電壓為35kV及以上的中型工廠，一般經(jīng)過(guò)兩次降壓，也就是電源進(jìn)廠后，先經(jīng)總降壓變電所，有大容量的電力變壓器將35kV及以上的電源電壓降為6-10kV的配電電壓，再通過(guò)高壓配電線路或高壓

11、配電所將電能送到各個(gè)車間變電所，最后經(jīng)變壓器降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓。有的35kV進(jìn)線的工廠，只經(jīng)一次降壓，及35kV線路直接引入靠近負(fù)荷中心的車間變電所，經(jīng)車間變電所的配電變壓器直接降為低壓用電設(shè)備所需電壓。這種配電方式稱為高壓深入負(fù)荷中心的直配方式。這樣可以省去一級(jí)中間變壓，從而簡(jiǎn)化了供電系統(tǒng)，節(jié)約有色金屬，降低電能損耗和電壓損耗，提高供電質(zhì)量。然而這要根據(jù)廠區(qū)環(huán)境條件是否滿足35kV架空線路深入負(fù)荷中心的“安全走廊”要求而定，否則不宜采用，以確保供電安全。對(duì)于總供電容量不超過(guò)1000kV的小型工廠，通常只設(shè)一個(gè)降壓變電所，將6-10kV電壓降為低壓用電設(shè)備所需的電壓（220/380

12、V）。如果工廠所需容量不大于160kVA時(shí)，一般采用低壓電源進(jìn)線，工廠只需設(shè)一個(gè)低壓配電間。本廠屬于中小型工廠，采用10kV供電電源，在金工車間東側(cè)1020m處有一座10kV配電室，先用1km的架空線路，后改為電纜線路至本廠變電所，將6-10kV的高壓降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓（220/380V），然后由低壓配電線路將電能分送給各用電設(shè)備。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電力負(fù)荷及其計(jì)算河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電力負(fù)荷及其計(jì)算 電力負(fù)荷及其計(jì)算負(fù)荷分級(jí)及供電電源措施2.1.1工廠電力負(fù)荷的分級(jí)工廠的電力負(fù)荷，按GB500521995供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，根據(jù)對(duì)供電可靠性及中斷供電

13、在政治、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或影響的程度進(jìn)行分級(jí)，負(fù)荷可以分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷符合下列條件之一的，為一級(jí)負(fù)荷1）中斷供電，將造成人身傷亡的負(fù)荷；2）中斷供電，將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失的負(fù)荷；3）中斷供電，將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作的負(fù)荷在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所不允許中斷的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷符合下列條件之一的，為二級(jí)負(fù)荷1）中斷供電，將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失的負(fù)荷；2）中斷供電，將影響重要用電單位的正常工作的負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷不屬于一、二級(jí)負(fù)荷者為三級(jí)負(fù)荷。2.1.2各級(jí)負(fù)荷的供電措施一

14、級(jí)負(fù)荷的供電措施一級(jí)負(fù)荷應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)不至于同時(shí)受到損壞，以維持供電；而且當(dāng)一個(gè)電源中斷供電時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)能承擔(dān)本用戶的全部一級(jí)負(fù)荷設(shè)備的供電。一級(jí)負(fù)荷用戶的變配電室內(nèi)的高低壓配電系統(tǒng)，應(yīng)采用單母線分段的主結(jié)線形式，分列運(yùn)行并互為備用。一級(jí)負(fù)荷設(shè)備應(yīng)采用雙電源供電，并在最末一級(jí)配電盤(pán)（箱）處設(shè)置自動(dòng)切換裝置。一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除上述兩個(gè)電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。二級(jí)負(fù)荷的供電措施二級(jí)負(fù)荷應(yīng)有兩個(gè)電源供電，即應(yīng)有兩回路供電。當(dāng)發(fā)生電力變壓器故障或線路常見(jiàn)故障時(shí)不至于中斷供電（或中斷后能立即回復(fù)）。三級(jí)負(fù)荷的供電措施三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，可

15、采用單回路市電供電。但應(yīng)使配電系統(tǒng)簡(jiǎn)潔可靠，盡量減少配電級(jí)數(shù)，低壓配電級(jí)數(shù)一般不超過(guò)四級(jí)，并且應(yīng)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的情況下，盡量減少電壓偏差和電壓波動(dòng)。2.2工廠計(jì)算負(fù)荷的確定2.2.1負(fù)荷計(jì)算的目的和意義計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等。在供配電系統(tǒng)中，以30min的最大計(jì)算負(fù)荷作為選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，并認(rèn)為只要電氣設(shè)備能承受該負(fù)荷的長(zhǎng)期作用，即可在正常情況下長(zhǎng)期運(yùn)行。一般將這個(gè)最大計(jì)算負(fù)荷簡(jiǎn)稱計(jì)算負(fù)荷Pc。負(fù)荷計(jì)算的目的是：計(jì)算變配電所內(nèi)變壓器的負(fù)荷電流及視在功率，作為選擇變壓器容量的依據(jù)。計(jì)算流過(guò)各主要電氣設(shè)備（斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線、熔斷器等）

16、的負(fù)荷電流，作為選擇這些設(shè)備的依據(jù)。計(jì)算流過(guò)各條線路（電源進(jìn)線、高低壓配電線路等）的負(fù)荷電流，作為選擇這些線路電纜或?qū)Ь€截面的依據(jù)。計(jì)算尖峰負(fù)荷，用于保護(hù)電器的整定計(jì)算和校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)條件。為電氣設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷是工程設(shè)計(jì)中按照發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備的依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷是確定供電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護(hù)的重要依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定的是否正確，直接影響到電器和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線電纜選得過(guò)大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)，而變

17、壓器負(fù)荷率較低運(yùn)行時(shí)，也將造成長(zhǎng)期低效率運(yùn)行。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)小，又將使電器和導(dǎo)線處于過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣過(guò)早老化甚至產(chǎn)生火災(zāi)，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，正確確定計(jì)算負(fù)荷具有很大的意義。2.2.2負(fù)荷計(jì)算的方法在已知用電設(shè)備的情況下，負(fù)荷計(jì)算有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法；在未知用電設(shè)備的情況下，負(fù)荷計(jì)算有負(fù)荷密度法、單位指標(biāo)法和住宅用電量指標(biāo)法。需要系數(shù)法用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。這種方法比較簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配變電所的負(fù)荷計(jì)算。利用系數(shù)法采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)屬和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)

18、的計(jì)算負(fù)荷。這種方法的理論根據(jù)是概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)，因而計(jì)算結(jié)果比較接近實(shí)際，但因利用系數(shù)的實(shí)測(cè)與統(tǒng)計(jì)較困難，在電氣設(shè)計(jì)中一般不用。二項(xiàng)式法在設(shè)備組容量之和的基礎(chǔ)上，考慮若干容量最大設(shè)備的影響，采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和法計(jì)算負(fù)荷。負(fù)荷密度法當(dāng)已知某建筑面積負(fù)荷密度P時(shí)，某建筑的平均負(fù)荷可按下式計(jì)算Pav=pA（kW）式中：P負(fù)荷密度（kW/m2）A一一某建筑面積（m2）在建筑方案設(shè)計(jì)階段，可采用建筑面積負(fù)荷密度法進(jìn)行負(fù)荷估算。在建筑施工階段設(shè)計(jì)時(shí)，可采用需要系數(shù)法進(jìn)行復(fù)核。2.2.3需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷基本公式P30Q30無(wú)功計(jì)算負(fù)荷，單位為kvarS30視在計(jì)算負(fù)荷，單位為kVA需要系數(shù)法確

19、定用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷的基本公式為P二KP30de式(2.1)無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：Q=Ptan甲3030式(2.2)視在計(jì)算負(fù)荷為：S=P/cos3030式(2.3)計(jì)算電流為：I=s/&3u)3030N式(2.4)Kd-需要系數(shù)有功計(jì)算負(fù)荷，單位為kwcos用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)tan申-一用電設(shè)備組平均功率因數(shù)的正切值多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定在確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。因此在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對(duì)其用功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)K和K。工p工q對(duì)車間干線，取K二0.85-

20、0.95工pK二0.90-0.97工q對(duì)低壓母線，分兩種情況：1）由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來(lái)計(jì)算時(shí)，取K二0.80-0.90工pK二0.85-0.95工q2）由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來(lái)計(jì)算時(shí)，取K二0.90-0.95工pK二0.93-0.97總的有功計(jì)算負(fù)荷為：工q式（2.5）式（2.6）P=K工PTOC o 1-5 h z30工p30.i總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為：Q=K工Q30工q30.i以上兩式中的工P和工Q分別為各組設(shè)備的有功和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷之和。30.i30.i總的視在計(jì)算負(fù)荷為：S307：P302+Q302式（2.7）總的計(jì)算電流為：式（2.8）I=S/（呂U）3030N由于各組設(shè)備的

21、功率因數(shù)不一定相同，因此總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流一般不能用各組的視在計(jì)算負(fù)荷或計(jì)算電流之和來(lái)計(jì)算。2.2.4二項(xiàng)式法確定計(jì)算負(fù)荷P=bP+cP30ex二項(xiàng)式法的基本公式是式（2.9）式中，bP表示用電設(shè)備組的平均功率，其中P是用電設(shè)備組的總?cè)萘浚鋏e計(jì)算方法如前需要系數(shù)法所述；cP表示用電設(shè)備組中x臺(tái)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)x行時(shí)增加的附加負(fù)荷，其中P是X臺(tái)最大容量的設(shè)備總?cè)萘浚琤.c為二項(xiàng)式系數(shù)。x由于二項(xiàng)式法不僅考慮了用電設(shè)備組最大負(fù)荷時(shí)的平均負(fù)荷，而且考慮了少數(shù)容量最大設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)對(duì)總計(jì)算負(fù)荷的額外影響，所以二項(xiàng)式法比較適合確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的計(jì)算負(fù)荷?；?/p>

22、礎(chǔ)資料：工廠各車間負(fù)2.2.5工廠負(fù)荷的計(jì)算車間P30/kWQ/kvar30最大電動(dòng)機(jī)/kW冷作10011030裝配809022倉(cāng)庫(kù)20207.5戶外照明2015荷表情況2，.1如表各2.1車所示間負(fù)荷表金工車間設(shè)備負(fù)荷表如表22.22所金示工車間負(fù)荷表序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備容量/kW臺(tái)數(shù)/臺(tái)1313162325363234A車床7+0.125144銑床10+2.8152135搖臂鉆4.5+1.7+0.6+0.1253674142銑床7+2.8489銑床7+1.7ac210予FFC砂輪機(jī)3.2f1a1112砂輪機(jī)12 # 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)電力負(fù)荷及其計(jì)算1718FA磨床rH7+17+

23、05219磨床10+2.8+1.512038rcar磨床10+2.8+0.522237車床10+0.12522627磨床14+1+0.6+0.1522829an立床55+7+1137+1.7miafr13020+0.15131搖臂鉆10+0.513940龍門(mén)刨75+4.5+1.7+1.7+1+1+0.52a434445銑床7+1.7346鏜床6.5+2.8.co147銑床7+2.8148橋式起重機(jī)(=25%)11+5+5+2.214950橋式起重機(jī)(=25%)16+5+5+3.52全廠照明密度為根據(jù)基礎(chǔ)資料提供的各廠房電力負(fù)荷清單，全廠都是三級(jí)負(fù)荷。按需要系數(shù)法分別計(jì)算出各個(gè)廠房及全廠的計(jì)算負(fù)

24、荷。1)金工車間負(fù)荷計(jì)算a金屬切削機(jī)床設(shè)備容量：Pe=(7.125x4+12.8+6.925x3+9.8+85.4x2+8.7x3+9.3+9.8)kW二654.525kW對(duì)于大批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床電動(dòng)機(jī)，其需要系數(shù)：Kd二0.180.25,cos0=0.5,tan申=1.73河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電力負(fù)荷及其計(jì)算河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電力負(fù)荷及其計(jì)算 有功計(jì)算負(fù)荷：P二KP=(0.25x654.525)kW二163.63kW30de無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：Q=Ptan申=(163.63x1.73)kvar=283.08kvar3030b橋式起重機(jī)容量；P=P=(23.2+29.5

25、x2)=82.2kWeN對(duì)于鍋爐房和機(jī)加、機(jī)修、裝配等類車間的吊車，其需要系數(shù):K=0.1一0.15;cos0=0.5,tan9=1.73d有功計(jì)算負(fù)荷：P=KP=(0.15x82.2)kW=12.33kW30de無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：Q=Ptan9=(12.33x1.73)kvar=21.33kvar3030C金工車間照明：車間面積：60 x24=1440m2設(shè)備容量：Pe=(12x1440)W=17280W對(duì)于生產(chǎn)廠房及辦公室、閱覽室、實(shí)驗(yàn)室照明，其需要系數(shù)：K=0.8-1，cos0=1，tan9=0d有功計(jì)算負(fù)荷：P=KP=(1x17.28)kW=17.28kW30de無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：Q=Ptan

26、9=(17.28x0)kvar=0kvar3030全廠總負(fù)荷取有功同時(shí)系數(shù)K=0.95，無(wú)功同時(shí)系數(shù)K=0.97工p工q有功計(jì)算負(fù)荷：P=0.95P30(2)30=0.95x(163.63+12.33+17.28+100+80+20+20)kW=392.58kW無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：Q=0.97Q30(2)30=0.97x(283.08+21.33+110+90+20+15)kvar=523.23kvar視在計(jì)算負(fù)荷：S=：P2+Q230(2)30(2)30(2)二654.13kVA功率因數(shù)：cos申-P/S=0.6(2)30(2)30(2)按逐級(jí)法計(jì)算法確定工廠的計(jì)算負(fù)荷工廠的計(jì)算負(fù)荷，應(yīng)該是高壓母

27、線上所以高壓配電線路計(jì)算負(fù)荷之和，在乘以一個(gè)同事系數(shù)。高壓配電線路的計(jì)算負(fù)荷，應(yīng)該是該線路所供車間變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷加上變壓器的功率損耗和高壓配電線路的功率損耗，如此逐級(jí)計(jì)算即可求得供電系統(tǒng)所有元件的計(jì)算負(fù)荷。但對(duì)一般工廠供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于高低壓配電線路一般不長(zhǎng)，其損耗較小，因此在確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)往往不記線路損耗。在符合計(jì)算中，新型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡(jiǎn)化公式計(jì)算：有功損耗：AP沁0.01ST30的視功在計(jì)算負(fù)荷5沐30為變壓器二次側(cè)機(jī)器廠變壓器高壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷：P=P+AP=392.58+0.01x654.13=399.12kW30(1)30(2)T機(jī)器廠變壓器高壓側(cè)的無(wú)

28、功計(jì)算負(fù)荷：Q=Q+AQ=523.23+0.05x654.13=555.94kvar30(1)30(2)T機(jī)器廠變壓器高壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷：S=：P2+Q=J399.122+555.942=684.37kVA30(1)30(1)30(1)功率因數(shù)：cos申=P/S=399.12/684.37=0.58(1)30(1)30(1)2.3無(wú)功功率補(bǔ)償工業(yè)與民用用電設(shè)備中，有大量設(shè)備的工作需要通過(guò)向系統(tǒng)吸收感性的無(wú)功功率來(lái)建立交變的磁場(chǎng)，這使系統(tǒng)輸送的電能容量中無(wú)功功率的成分增加，在系統(tǒng)變配電設(shè)備及輸送線路規(guī)格一定的情況下，直接影響到有功功率的輸送。電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)

29、荷，在運(yùn)行過(guò)程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無(wú)功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備以后，可以提供感性負(fù)載所消耗的無(wú)功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無(wú)功功率，由于減少了無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低線路和變壓器因輸送無(wú)功功率造成的電能損耗，這就是無(wú)功補(bǔ)償。2.3.1功率因數(shù)功率因數(shù)低對(duì)供配電系統(tǒng)的影響功率因數(shù)低是無(wú)功功率大的表現(xiàn)，無(wú)功功率大會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成如下影響：1）使配電設(shè)備的容量增加：在三相交流系統(tǒng)中，電流和有功功率的關(guān)系式是PI=-式（2.10）3Ucos0其中有功功率-是系統(tǒng)向用電設(shè)備提供的，要轉(zhuǎn)化為其他形式能量的功率，這部分功率是不能減少的。因此在電壓一定時(shí)，功

30、率因數(shù)越小，即無(wú)功分量越大，則電流越大。若要承受較大的電流，系統(tǒng)電氣設(shè)備的容量必然要加大，這就會(huì)增加系統(tǒng)成本，使電氣設(shè)備利用率降低。2）使供電系統(tǒng)的損耗增加：從供配電系統(tǒng)功率損耗計(jì)算式中不難看出，通過(guò)系統(tǒng)的電流增加，系統(tǒng)上的功率損耗也會(huì)增加。3）使電壓損失增加：線路電流越大，電壓損失也就越大。4）使發(fā)電機(jī)效率降低：系統(tǒng)中負(fù)荷對(duì)無(wú)功功率需求量增大時(shí)，發(fā)電機(jī)必須增發(fā)相應(yīng)的無(wú)功功率去平衡，這樣就降低了效率。提高功率因數(shù)的意義在用電設(shè)備中絕大部分為感性負(fù)荷，使用電單位功率因數(shù)小于1。為了保證供電質(zhì)量和節(jié)能，充分利用電力系統(tǒng)中發(fā)配電設(shè)備的容量，減小供電線路的截面減小電網(wǎng)的功率損耗、電能損耗，減小線路的電

31、壓損失，必須提高用電單位的功率因數(shù)。對(duì)用戶的補(bǔ)償容量在全國(guó)供電規(guī)則中已有規(guī)定：“無(wú)功電力應(yīng)就地平衡，用戶應(yīng)在提高用電自然功率應(yīng)屬的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和裝置無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，并做到隨其負(fù)荷和電壓變動(dòng)及時(shí)投入和切除，防止無(wú)功電力倒送，用戶在當(dāng)?shù)毓╇娋忠?guī)定的電網(wǎng)高峰時(shí)的功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：高壓供電的用戶和高壓供電裝有負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)為0.9以上；其他100kVA（kW）及以上電力用戶和大、中型電力排灌站，功率因數(shù)為0.85以上。因此，在供配電系統(tǒng)中，必須改變無(wú)功功率大小，即提高功率因數(shù)，以便提高系統(tǒng)中設(shè)備的有效利用率。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電力負(fù)荷及其計(jì)算河南城建學(xué)院本科畢

32、業(yè)設(shè)計(jì)（論文）電力負(fù)荷及其計(jì)算河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)電力負(fù)荷及其計(jì)算 # 2.3.2無(wú)功補(bǔ)償?shù)倪x擇要使供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)提高，一般可從兩個(gè)方面采取措施。一是提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，自然功率因數(shù)是指不用任何補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)；一是采取人工補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ故箍偣β室驍?shù)得以提高，總功率因數(shù)是指采用了補(bǔ)償裝置后得到的功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)的方法：電動(dòng)機(jī)類電氣設(shè)備的額定功率因數(shù)是較高的，一般都在0.85以上，可是當(dāng)它們?cè)诜穷~定狀態(tài)下(如輕載)工作時(shí)，功率因數(shù)和效率都將大幅度降低，對(duì)此，主要采用如下措施改善自然功率因數(shù)：1)合理選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)和規(guī)格。2)合理選擇變壓器的型號(hào)和規(guī)格，避免

33、因長(zhǎng)期輕載運(yùn)行而造成的功率因數(shù)降低。采用人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)的方法：人工補(bǔ)償方法有發(fā)電機(jī)補(bǔ)償、電容器補(bǔ)償、調(diào)相機(jī)補(bǔ)償和靜止補(bǔ)償器補(bǔ)償，主要有兩種，一是采用同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償，一是采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償。1)在供配電系統(tǒng)中一般只有在能使負(fù)荷使用要求得以滿足的情況下，才采用同步電動(dòng)機(jī)代替異步電動(dòng)機(jī)工作，且同步電動(dòng)機(jī)兼作無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，此時(shí)無(wú)功補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)可以做到平滑的自動(dòng)調(diào)節(jié)；專為無(wú)功補(bǔ)償而設(shè)的同步電動(dòng)機(jī)稱為同步調(diào)相機(jī)，由于投資和損耗較大，又不便于維護(hù)、檢修，供配電系統(tǒng)中很少采用這種補(bǔ)償方式。2)采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償是目前供配電系統(tǒng)中普遍采用的一種無(wú)功補(bǔ)償方法，也叫移相電容器靜止無(wú)功補(bǔ)償。它具有功損耗小、運(yùn)行維

34、護(hù)方便、補(bǔ)償容量增減方便、個(gè)別電容器的損壞不影響整體使用等特點(diǎn)，但不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。2.3.3無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算要使功率因數(shù)由cos(P提高到cosZ，必須裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置，其容量為：Q=Q-Q=P(tanp-tan0)=AqP式(2.11)c303030c30Aq=tanp-tanp，稱為無(wú)功補(bǔ)償率c工廠無(wú)功功率的補(bǔ)償：Q=P(tanp-tanp)c30=392.58xtan(arccos0.6)-tan(arccos0.92)=356.2kvar取Q為360kvarc補(bǔ)償后變壓器的容量和功率因數(shù)補(bǔ)償后變壓器器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷：S，=：P2+Q2二J392.582+(523.23-360)2

35、kVATOC o 1-5 h z30(2)30(2)30(2)=425.16kVA變壓器低壓側(cè)的計(jì)算電流：I=S/(J3u)=425.16/G./3X0.38)=645.98A30(2)30(2)N(2)主變壓器的功率損耗：AP沁0.01S=0.01x425.16kW=4.25kWT30AQ沁0.05S=0.05x425.16kvar=21.26kvarT30變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：有功計(jì)算負(fù)荷：P=Pf+AP=392.58+4.25=396.83kW30(1)30(2)T無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：Q=Qf+AQ=523.23-360+21.26=184.49kvar30(1)30(2)T視在計(jì)算負(fù)荷：S

36、=Jp2+Q2=396.832+184.492=437.62kVA30(1)30(1)30(1)計(jì)算電流：I=S/(.3u)=425.16/(*3X0.38)=645.98A30(2)30N(1)功率因數(shù)：cos申=P/S=396.83/437.62=0.9070.9(1)30(1)30(1)補(bǔ)償后功率因數(shù)滿足要求。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)變壓器的選擇及其電氣主接線河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)變壓器的選擇及其電氣主接線河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）變壓器的選擇及其電氣主接線 變壓器的選擇及其電氣主接線3.1變壓器的選擇3.1.1電力變壓器及其分類電力變壓器是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)

37、備，其主要功能是將電力系統(tǒng)的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。常用變壓器的種類，在中低壓供配電系統(tǒng)中，常用的電力變壓器有如下幾種分類方式：按相數(shù)分類：有三相電力變壓器和單相電力變壓器。大多數(shù)場(chǎng)合使用三相電力變壓器，在一些低壓?jiǎn)蜗嘭?fù)載較多的場(chǎng)合，也使用單相變壓器。按繞組導(dǎo)電材料分類：有銅繞組變壓器和鋁繞組變壓器，目前一般采用銅繞組變壓器。按絕緣介質(zhì)分類：有油浸式變壓器和干式變壓器兩大類。按繞組聯(lián)結(jié)組別分類：有Yyn0和Dyn11兩種。3.1.2電力變壓器的連接組別電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別，是指變壓器一、二次繞組因采取不同的聯(lián)結(jié)方式而形成變壓器一、二次側(cè)對(duì)應(yīng)的線電壓之間不同相位關(guān)系

38、。中壓配電變壓器有Yyn0,和Dyn11兩種常見(jiàn)的聯(lián)結(jié)組，配電變壓器用Dyn11聯(lián)結(jié)較之釆用Yyn0聯(lián)結(jié)有一下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器來(lái)說(shuō)，其3n次諧波電流在其三角形接線的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，從而不致注入公共的高壓電網(wǎng)中去，這交之一次繞組接成星形接線的Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器更有利于抑制高次諧波電流。Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗小的多，從而更有利于低壓?jiǎn)蜗嘟拥毓收媳Ｗo(hù)的動(dòng)作和故障的切除。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)接用單相不平衡負(fù)荷時(shí)，由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器要求低壓中性線電流不超過(guò)低壓繞組額定電流的25%，因而嚴(yán)重限制了其接用單相負(fù)荷的容量，影響了變壓器設(shè)備能力的發(fā)揮。GB5005

39、2-1995供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，低壓為T(mén)N及TT系統(tǒng)時(shí)，宜與選用Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器。Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的低壓側(cè)中性線電流允許達(dá)到低壓繞組額定電流的75%以上，其承受單相不平衡負(fù)荷的能力遠(yuǎn)比Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器大。因此，機(jī)器廠的電力變壓器選擇Dyn11聯(lián)結(jié)形式。3.1.3變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇選擇主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)考慮下列原則:三級(jí)負(fù)荷一般設(shè)一臺(tái)變壓器，但考慮現(xiàn)有開(kāi)關(guān)設(shè)備開(kāi)斷容量的限制，所選單臺(tái)變壓器的容量一般不大于1250kVA；當(dāng)用電負(fù)荷所需的變壓器容量大于1250kVA時(shí)，通常應(yīng)采用兩臺(tái)或更多臺(tái)變壓器。當(dāng)季節(jié)性或晝夜性的負(fù)荷較多時(shí)，可將這些負(fù)荷采用單獨(dú)的變壓器供電以便這些負(fù)荷不投入使用時(shí)

40、，切除相應(yīng)的供電變壓器，減少空載損耗。當(dāng)有較大的沖擊性負(fù)荷時(shí)，為避免對(duì)其他負(fù)荷供電質(zhì)量的影響，可單獨(dú)設(shè)變壓器對(duì)其供電。當(dāng)有大量一、二級(jí)負(fù)荷時(shí)，為保證供電可靠性，應(yīng)設(shè)兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器以起到相互備用的作用。在確定變電所住變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余量。變壓器容量的選擇只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量Sn.t應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S30的需求，即SS式(3.1)N.T30裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量Sn.t應(yīng)該同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：a任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總的計(jì)算負(fù)荷S30的大約60%-70%的需要，即S=(0.60.7)S式(3.2)N.T30b任一臺(tái)

41、變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的要求。即NT-30(I+n)式(3.3)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。這一方面是受以往低壓開(kāi)關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制，另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于車間負(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。適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展應(yīng)適當(dāng)考慮今后510年電力負(fù)荷的增長(zhǎng)，留有一定的余地。本工廠的負(fù)荷屬于三級(jí)負(fù)荷，并且補(bǔ)償后fS,、=425.16kVA30(2)可選500kVA的變壓器，考慮到今后發(fā)展的要求，選擇S9-630/10型變壓器一臺(tái)。3.1.4電力變壓器的校驗(yàn)電力

42、變壓器的額定容量Sn.t是在一定溫度條件下的持續(xù)最大輸出容量。如果安住地點(diǎn)的年平均氣溫0豐20。C時(shí)，則年平均氣溫每升高1C，變壓器容量相0.av應(yīng)地減少1%，戶外電力變壓器的實(shí)際容量為0-20S=(1-o.av-20)S式(34)T100N.T對(duì)于戶內(nèi)變壓器，由于散熱條件差，一般變壓器室的出風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口間有約15C的溫差，從而使處于室內(nèi)中間的變壓器環(huán)境溫度比戶外變壓器環(huán)境溫度要高出大約8C,因此戶內(nèi)變壓器的實(shí)際容量較之上式所計(jì)算的容量還要小8%。對(duì)于S9-630/1O型變壓器，考慮本地年平均氣溫為23.2C,即年平均氣溫不等于20C,對(duì)于室內(nèi)變壓器，其實(shí)際容量為0-2023.2-20S=(0

43、.92-o.av)S=(0.92-)630kVAT100NT100二599.44kVA425.16kVA因此，選擇的變壓器滿足要求。3.2工廠變配電所的主接線圖3.2.1電氣主接線的概況電氣主接線圖即主電路圖，是表示供電系統(tǒng)中電能輸送和分配線路的電路圖，亦稱一次電路圖。它的設(shè)計(jì)，直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電氣主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三方面：可靠性：為了向用戶供應(yīng)持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的電力，電氣主接線首先必須滿足這一可靠性的要求。主接線的可靠性的衡量標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐，要充分地做好調(diào)研工作，力求避免決策失誤，鑒

44、于進(jìn)行可靠的定量計(jì)算分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)尚不完善的情況，充分做好調(diào)查研究工作顯的尤為重要。為了提高主接線的可靠性，選用運(yùn)行可靠性高的設(shè)備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面，做出切合實(shí)際的決定。靈活性：電氣主接線應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。靈活性包括以下幾個(gè)方面：1)操作的方便性電氣主接線應(yīng)該在服從可靠性的基本要求條件下，接線簡(jiǎn)單，操作方便，盡可能地使操作步驟少，以便于運(yùn)行人員掌握，不致在操作過(guò)河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）變壓器的選擇及其電氣主接線河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）變壓器的選擇及其電氣主接線 #程中出差錯(cuò)。2）調(diào)度的方便性電氣主接線在正常運(yùn)行時(shí)，要根據(jù)調(diào)

45、度要求，方便的改變運(yùn)行方式。并且發(fā)生事故時(shí)，要能盡快地切出故障，故停電時(shí)間最短，影響范圍最小，不致過(guò)多地影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。3）擴(kuò)建的方便性對(duì)將來(lái)要擴(kuò)建的發(fā)電廠和變電站，其主接線必須具有擴(kuò)建的方便性。經(jīng)濟(jì)性：采用簡(jiǎn)單的接線方式，少用設(shè)備，節(jié)省設(shè)備上的投資。3.2.2車間和小型工廠變電所的主接線圖車間變電所的主接線圖車間變電所的主接線分兩種情況：1）有工廠總降壓變電所或高壓配電所的車間變電所其高壓側(cè)的開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)裝置和測(cè)量?jī)x表等，一般都安裝在高壓配電線路的首段，即總配電所的高壓配電室內(nèi)，而車間變電所只設(shè)變壓器室和低壓配電室，其高壓側(cè)多數(shù)不安裝開(kāi)關(guān)，或只安裝簡(jiǎn)單的隔離開(kāi)關(guān)、熔斷

46、器、避雷器等，如圖3.1所示。FDFVFVFVTa)b)c)d)e)f)g)圖3.1車間變電所高壓側(cè)主接線方案壓架空進(jìn)線，裝跌開(kāi)式熔斷器和避雷器f）高壓架空進(jìn)線，裝隔離開(kāi)關(guān)-熔斷器和避雷器g）高壓a）高壓電纜進(jìn)線，無(wú)開(kāi)關(guān)b）高壓電纜進(jìn)線，裝隔離開(kāi)關(guān)c）高壓電纜進(jìn)線，裝隔離開(kāi)關(guān)-熔斷器d）高壓電纜進(jìn)線，裝負(fù)荷開(kāi)關(guān)熔斷器e）高 # 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）變壓器的選擇及其電氣主接線架空線，裝隔離開(kāi)關(guān)-熔斷器和避雷器由圖可以看出，凡是高壓架空進(jìn)線，變電所高壓側(cè)必須裝設(shè)避雷器，以防雷電波沿著架空線路侵入變電所擊毀電力變壓器及其他設(shè)備的絕緣。而采用高壓電纜進(jìn)線時(shí)，避雷器則裝設(shè)在電纜的首端，而且避

47、雷器的接地端要連同電纜的金屬外皮一起接地。此時(shí)變壓器高壓側(cè)一般可以不再裝設(shè)避雷器。如果變壓器高壓側(cè)為架空線又經(jīng)過(guò)一段電纜引入時(shí)，則變壓器高壓側(cè)仍應(yīng)裝設(shè)避雷器。2）工廠無(wú)總變、配電所的車間變電所工廠內(nèi)無(wú)總降壓變電所和高壓配電所時(shí)，其車間變電所往往就是工廠的降壓變電所，其高壓側(cè)的開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)裝置和測(cè)量?jī)x表等，都必須配備齊全，所以一般要設(shè)置高壓配電室。在變壓器容量較小、供電可靠性要求不高的情況下，就可以不設(shè)高壓配電室，其高壓側(cè)的開(kāi)關(guān)電器就裝在變壓器室的墻上或電桿上，而在低壓側(cè)計(jì)量電能，或者其高壓柜就裝在低壓配電室內(nèi)，在高壓側(cè)計(jì)量電能。小型工廠變電所的主接線圖1）只裝有一臺(tái)主變壓器的小型變電所主接線

48、圖只裝有一臺(tái)主變壓器的小型變電所，其高壓側(cè)一般采用無(wú)母線的接線。根據(jù)其高壓側(cè)采用的開(kāi)關(guān)電器不同，有以下三種比較經(jīng)典的主接線方案。a高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)-熔斷器或戶外跌開(kāi)式熔斷器的變電所主接線圖（圖3.2）這種主接線，受隔離開(kāi)關(guān)和開(kāi)式熔斷器切斷空載變壓器容量的限制，一般只用于500kVA及以下容量的變電所。或跌開(kāi)式熔斷器的變電所主接線圖河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）變壓器的選擇及其電氣主接線河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）變壓器的選擇及其電氣主接線 這種變電所相當(dāng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但供電可靠性不高，當(dāng)主變壓器或高于側(cè)停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所要停電。由于隔離開(kāi)關(guān)和跌開(kāi)式熔斷器不能帶負(fù)荷操作，因此變

49、電所送電和停電的操作程序比較復(fù)雜，如果稍有疏忽，還容易發(fā)生帶負(fù)荷拉閘的嚴(yán)重事故，而且在熔斷器熔斷后，更換熔體需一定時(shí)間，從而影響供電的可靠性。但是這種主接線簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，對(duì)于三級(jí)負(fù)荷的小容量變電所是相當(dāng)適宜的。b.高壓側(cè)采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)-熔斷器或負(fù)荷跌開(kāi)式熔斷器的變電所主接線圖（圖3.3）由于負(fù)荷開(kāi)關(guān)和負(fù)荷跌開(kāi)式熔斷器能帶負(fù)荷操作，從而使變電所停、送電的操作簡(jiǎn)便靈活得多，也不存在著在帶負(fù)荷拉閘的危險(xiǎn)。但在發(fā)生短路故障時(shí)，只能是熔斷器熔斷，因此這種主接線仍然存在著在排除短路故障時(shí)恢復(fù)供電的時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)，供電可靠性仍然不高，一般也只用于三級(jí)負(fù)荷的變電所。QS1QF1%610KV電源進(jìn)線QS2QS3QF1

50、220/380V1QS4QS1丄圖3.4高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)圖3.5高壓雙回路進(jìn)線的一臺(tái)主-斷路器的變電所主接線圖變壓器變電所主接線圖c.高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)-斷路器的變電所主接線圖（圖3.4）這種主接線由于采用了高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作十分靈活方便，而且在發(fā)生短路故障時(shí)，過(guò)電流保護(hù)裝置動(dòng)作，斷路器會(huì)自動(dòng)跳閘，如果短路故障已經(jīng)消除，則可立即合閘回復(fù)供電。如果配備自動(dòng)重合閘裝置，則供電可靠性更高。但是如果變電所只此一路電源進(jìn)線時(shí)，一般也只用于三級(jí)負(fù)荷；但如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其他變電所相連時(shí)，或另有備用電源時(shí)，則可用于二級(jí)負(fù)荷。如果變電所有兩路電源進(jìn)線，如圖3.5所示，則供電可靠性相

51、當(dāng)提高，可供二級(jí)負(fù)荷或少量一級(jí)負(fù)荷。圖3.6高壓側(cè)無(wú)母線、低壓側(cè)單母分段的變電所主接線圖2）裝有兩臺(tái)主變壓器的小型變電所主接線圖a高壓無(wú)母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的變電所主接線圖（圖3.6）這種主接線的供電可靠性較高，當(dāng)任一主變壓器或任一電源進(jìn)線停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，該變電所通過(guò)閉合低壓母線分段開(kāi)關(guān)，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。如果兩臺(tái)主變壓器高壓側(cè)斷路器裝設(shè)互為備用的備用電源自動(dòng)投入裝置，則任一主變壓器高壓側(cè)斷路器因電影斷電而跳閘時(shí)，另一主變壓器高壓側(cè)的斷路器在備用電源自動(dòng)投入裝置作用下自動(dòng)合閘，恢復(fù)整個(gè)變電所的供電。這時(shí)變電所可供一、二級(jí)負(fù)荷。QS2-嚴(yán)QF1QS3丄QS4丄QS1QF361

52、0KV電源進(jìn)線QF5圖3.7高壓采用單母所線主、接低線壓?jiǎn)文妇€分段的變電b高壓側(cè)采用單母線、低壓側(cè)采用單母分段的變電所主接線圖（圖3.7）這種主接線適用于裝有兩臺(tái)及以上主變壓器或具有多路高壓出線的變電所，其供電可靠性也較高。任一主變壓器檢修或發(fā)生故障是，通過(guò)切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。但是高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)線檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍要停電。這時(shí)只能供電給三級(jí)負(fù)荷。如果有與其他變電所相連的高壓或低壓聯(lián)絡(luò)線時(shí)，則可供一、二級(jí)負(fù)荷。c高低壓側(cè)均采用單母線分段的變電所主接線圖（圖3.8）這種主接線的兩段高壓母線，在正常時(shí)可以接通運(yùn)行，也可以分段運(yùn)行。任一臺(tái)主變壓器或任一路電源進(jìn)線

53、停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)切換操作，均可迅速恢復(fù)整個(gè)變電所的供電。因此，其供電可靠性相當(dāng)高，可供一、二級(jí)負(fù)荷。610KV電源進(jìn)線QF1TV1VFV1FV2VTV2TA1TA2T1T2QF2QF4QF3220/380VfI!TTf圖3.8高低壓側(cè)均為單母線分段的變電所主接線圖3.2.3本工廠變電所主接線的確定本工廠為三級(jí)負(fù)荷，供電可靠性要求不高，因此選擇高壓側(cè)采用隔離開(kāi)關(guān)-斷路器的變電所主接線圖，主接線圖見(jiàn)附錄A河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）短路電流的計(jì)算河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）短路電流的計(jì)算 短路電流的計(jì)算4.1短路的原因、后果及其形式4.1.1短路的原因系統(tǒng)中最常見(jiàn)的故障就是短路，

54、短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分對(duì)地之間的低阻性短接。產(chǎn)生短路的原因有：電氣設(shè)備絕緣被損壞絕緣損壞多由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備的缺陷，以及設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行維護(hù)不良所致。例如，過(guò)電壓、設(shè)備遭雷擊、絕緣材料陳舊、機(jī)械損傷等等。有關(guān)人員誤操作這種情況大多是由于操作人員違反安全操作規(guī)程而發(fā)生的，例如帶負(fù)荷拉閘，或者誤將低電壓設(shè)備接入較高電壓的電路中而造成擊穿短路。鳥(niǎo)獸為害事故鳥(niǎo)獸跨越在裸露的相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。4.1.2短路的后果短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負(fù)荷電流大得多。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬(wàn)安甚至幾十萬(wàn)安。短路電流對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的危

55、害：短路時(shí)要產(chǎn)生很大的點(diǎn)動(dòng)力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件受到損害和破壞，甚至引發(fā)火災(zāi)事故。短路時(shí)電路的電壓驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。短路時(shí)保護(hù)裝置動(dòng)作，將故障電路切除，從而造成停電，而且短路點(diǎn)越靠近電源，停電范圍越大，造成的損失也越大。嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)結(jié)列。不對(duì)稱短路包括單相和兩相短路，其短路電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變電磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至使之發(fā)生誤動(dòng)作。由此可見(jiàn)，短路的后果是十分嚴(yán)重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時(shí)需要進(jìn)行短路電流的計(jì)算

56、，以便正確地選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障的開(kāi)關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也必須計(jì)算短路電流。4.1.3短路的形式在三相系統(tǒng)中，短路的形式有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路等，其中兩相接地短路，實(shí)質(zhì)是兩相短路。按短路電路的對(duì)稱性來(lái)分，三相短路屬于對(duì)稱性短路，其他形式短路均不為對(duì)稱短路。電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般情況下，特別是遠(yuǎn)離電源的工廠供電系統(tǒng)中，三相短路的短路電流最大，因此造成的危害也最為嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中

57、的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠的工作，因此作為選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。實(shí)際上，不對(duì)稱短路也可以按對(duì)稱的短路電流分解為對(duì)稱的正序、負(fù)序、零序分量，然后按對(duì)稱量來(lái)分析和計(jì)算，所以對(duì)稱的三相短路分析計(jì)算也是不對(duì)稱短路分析計(jì)算的基礎(chǔ)。4.2無(wú)限大容量電力系統(tǒng)的三相短路計(jì)算4.2.1無(wú)限大容量電力系統(tǒng)無(wú)限大容量電力系統(tǒng)，是指供電容量先對(duì)于用戶供電系統(tǒng)容量大的多的電力系統(tǒng)。其特點(diǎn)是：當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動(dòng)甚至發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過(guò)短路總阻抗的5%-10%，或者電力系統(tǒng)容量超過(guò)用戶供電系統(tǒng)容量的50倍時(shí)

58、，可將電力系統(tǒng)視為無(wú)限大容量系統(tǒng)。對(duì)一般工廠供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于工廠供電系統(tǒng)的容量遠(yuǎn)比電力系統(tǒng)總?cè)萘啃。杩褂州^電力系統(tǒng)大得多，因此工廠供電系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓幾乎維持不變，也就是說(shuō)可將電力系統(tǒng)視為無(wú)限大容量的電源。4.2.2短路電流的計(jì)算方法進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪出計(jì)算電路圖，在電路圖上，將短路計(jì)算所需要考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將個(gè)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(guò)。電力系統(tǒng)的阻抗計(jì)算電力系統(tǒng)的電阻相對(duì)于電抗來(lái)說(shuō)很小，一般不予考慮。電力系統(tǒng)的電抗，可由電力系統(tǒng)變電站饋電線出口斷路

59、器的斷路容量S來(lái)估算，電力系的電抗為oc河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）短路電流的計(jì)算河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）短路電流的計(jì)算河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）短路電流的計(jì)算 WL0 X二Uc2式（4.1）SSoc式中，U為電力系統(tǒng)饋電線的短路計(jì)算電壓，但為了便于短路電路總阻抗的c計(jì)算，免去阻抗換算的麻煩，此式中的U可直接采用短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓；STOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark190 o Current Document coc為系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量，如果只有斷路器的開(kāi)斷電流I，則其斷流容量ocs=冋u，這里的U為斷路器的額定電壓。ococNN電

60、力變壓器的阻抗計(jì)算1）變壓器的電阻Rt可由變壓器的短路損AP耗近似計(jì)算K因AP沁3I2R沁3(N)2R=)2RKNT3UTUTcc故R沁AP(U)2式(4.2)TkSNTOC o 1-5 h z式中，U為短路點(diǎn)短路計(jì)算電壓；S為變壓器的額定容量；AP為變壓器的cNK短路損耗。2）變壓器的電抗X可由變壓器的短路電壓U%近似地計(jì)算。Tk因.3IxsXU%NTX100沁一TxlOOkUU2cc故U%U2Xuke式(4.3)T100SN式中，U%為變壓器的短路電壓百分值。k電力線路的阻抗計(jì)算1）線路的電阻R可由導(dǎo)線電纜的單位長(zhǎng)度電阻R乘以線路長(zhǎng)度求得,WL0即式（4.4）式中，R為導(dǎo)線電纜單位長(zhǎng)度電阻