某重型機(jī)械制造廠供電系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計方案

1 某重型機(jī)械制造廠供電系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計方案 第 1 章 概論 廠供電的意義、要求及原則 工廠供電（ 就是工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。 電能 作為 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力， 即易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)化而來，又易于轉(zhuǎn)化為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送和分配即簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制，調(diào)節(jié)和測量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。 工廠供電 要能 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， 這 就必須達(dá)到以下 的 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(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，減少有色金屬的消耗量。 按照國家標(biāo)準(zhǔn) 配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、 005935 110 10以下設(shè)計規(guī)范、 低壓配電設(shè)計規(guī)范等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè) 計必須遵循以下原則： (1)工廠供電設(shè)計 必須遵守國家的有關(guān) 法令、 標(biāo)準(zhǔn) 和設(shè)計規(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(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理， 設(shè)計中應(yīng) 采用 符合國家標(biāo)準(zhǔn)的 效率高、能耗低 、 性能先進(jìn) 及與用戶投資能力相適應(yīng) 的電氣產(chǎn)品。 (3)工廠供電設(shè)計必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)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)計方案。 (4)工廠供電設(shè)計應(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)、近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。 廠供電設(shè)計的主要內(nèi)容及步驟 2 工廠供電設(shè)計主要包括工廠變配電所的設(shè)計，總變及各車間變電所高低壓線路的設(shè)計，二次保護(hù)線路設(shè)計，防雷、接地及照明布置的設(shè)計等。其基本內(nèi)容主要是： 1、負(fù)荷計算及工廠配電方案的確定 負(fù)荷計算采用由低到高逐級計算的方法，從車間算起，由各車間的計算負(fù)荷確定配電方案，為了達(dá)到功率因數(shù)不小于 要求，在車變及總變內(nèi)需要進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，注意計算過程中還要加入變壓器損耗，計算采用需要系數(shù)法。 2、變電所主 變壓器的選擇 根據(jù)計算負(fù)荷選擇合適的變壓器，一般采用油浸式的，考慮變壓器的互備形式。 3、變電所主接線方案的設(shè)計 根 據(jù)負(fù)荷 類別及對供電 可靠性的要求 進(jìn)行 負(fù)荷計算 ，繪制一次系統(tǒng)圖 ，確定變電所高、低 壓側(cè)的 接線方式。要求安全可靠 又 靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易 ， 維修方便。 4、短路電流的計算 工 廠用電通常為國家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限 大容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計算 ， 求出各 短路 點(diǎn)的三相短路電流 及相關(guān)參數(shù) 。 5、變電所主要一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，進(jìn)出線的校驗(yàn) 依據(jù) 各回路計算負(fù)荷 及 短路電流數(shù)據(jù)，選擇高、低 壓 配電 設(shè)備 及進(jìn)出變電所的母線、電纜等；為 了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行， 需要 根據(jù) 各自要求進(jìn)行熱穩(wěn)定 及動 穩(wěn)定 校驗(yàn)， 導(dǎo)線和電纜 (包括母線 )在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時的最高允許溫度。 6、變電所二次回路方案的設(shè)計及選擇 為 了監(jiān)視 、 控制和保證安全可靠運(yùn)行， 各用電設(shè)備 ， 均 需設(shè)置相應(yīng)的控制、信號、檢測和繼電器保護(hù)裝置 ，并 對保護(hù)裝置 進(jìn)行 整定計算 ，繪二次原理圖 。 7、防雷、接地、照明設(shè)計 變電所屬于二級防雷建筑物，落成之后需要參考本地區(qū)氣象及地質(zhì)資料進(jìn)行必要的防雷 及接地保護(hù)，為了滿足生活及工作需要還需要進(jìn)行變配電所的所內(nèi)照明方案的設(shè)計。 廠供電系統(tǒng)概況 對于 35以上進(jìn)線電壓的大中型工廠，通常經(jīng)過兩次降壓，也就是電源進(jìn)廠之后，先經(jīng)總降壓變電所（ 其中裝有較大容量的變壓器，將 35以上的電源電壓降為 6配電電壓，然后通過 6高壓配電線將電能送到各車間變電所，也有的經(jīng)過高壓配電所再送到車間變電所，車間變電所裝有配電變壓器，又將 6為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓（ 220V/380V） 3 第二章 負(fù)荷計算 述 荷計算的目的和意義 供配電系統(tǒng)的設(shè)計，首先要根據(jù)用戶的基本原始資料即用電設(shè)備的容量，對系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計計算，其目的是確定供配電系統(tǒng)方案，并選擇其中的各個元器件（如電力變壓器、開關(guān)設(shè)備、導(dǎo)線及電纜等），以使其滿足正常運(yùn)行時負(fù)荷電流熱效應(yīng)的要求。另外，負(fù)荷計算也是合理地進(jìn)行無功功率補(bǔ)償?shù)闹匾罁?jù)。 用戶的用電設(shè)備種類繁多、數(shù)量大、工作情況復(fù)雜，實(shí)際用電負(fù)荷或所需電量并不是用電設(shè)備容量的簡單相加。如何根據(jù)用電設(shè)備的資料正確估計計算 負(fù)荷，直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線、電纜的選擇是否合理。如果計算負(fù)荷確定過大，那么將使電氣設(shè)備和導(dǎo)線、電纜選得過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)，如果計算負(fù)荷確定過小，那么又將使電氣設(shè)備和導(dǎo)線、電纜處于過負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱現(xiàn)象，導(dǎo)致絕緣過早老化甚至燒毀，同樣會造成損失。由此可見，正確確定計算負(fù)荷意義重大。但是影響計算負(fù)荷的因素很多，雖然各類負(fù)荷的變化有一定規(guī)律可循，但仍難準(zhǔn)確確定計算負(fù)荷的大小。實(shí)際上，負(fù)荷也不是一成不變的，它與設(shè)備的性能、生產(chǎn)的組織形式、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)荷計算只能力求接近實(shí)際。 力負(fù)荷分分級 工廠的電力負(fù)荷，按 0052 1995供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，根據(jù)其對供電可靠性的要求及中斷供電所造成的損失或影響的程度分為以下三級： 1、一級負(fù)荷 一級負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡，或?qū)⒃谡?、?jīng)濟(jì)上造成重大損失者，如重大設(shè)備破壞、重大產(chǎn)品報廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢、國民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需長時間才能恢復(fù)等。 在一級負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場所不允許中斷供電的 負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。 2、二級負(fù)荷 二級負(fù)荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。 3、三級負(fù)荷 三級負(fù)荷為一般負(fù)荷，所有不屬于一、二級負(fù)荷者均屬于三級負(fù)荷。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書了解到，該建筑機(jī)械設(shè)備制造廠內(nèi)設(shè)備主要是二級負(fù)荷，結(jié)合上述負(fù)荷等級分類情況可確定該廠為二級負(fù)荷。 4 級負(fù)荷對供電電源的要求 1、一級負(fù)荷對供電電源的要求 由于一級負(fù)荷屬重要負(fù)荷，如果中斷供電，其后果十分嚴(yán)重，因此要求有兩 路電源供電，當(dāng)其中一路電源發(fā)生故障時，另一路電源應(yīng)不致同時受到損壞。 一級負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除具有上述兩路電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。常用的應(yīng)急電源有 :獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組；供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專用的饋電線路；蓄電池；干電池。 2、二級負(fù)荷對供電電源的要求 二級負(fù)荷也屬于重要負(fù)荷，要求有兩回路供電，供電變壓器也應(yīng)有兩臺。在其中一回路或一臺變壓器發(fā)生故障時，二級負(fù)荷應(yīng)不致中斷供電，或中斷后能迅速恢復(fù)供電。只有當(dāng)負(fù)荷較小或者當(dāng)?shù)?供電條件困難時二級負(fù)荷可由一回 6采用電纜線路時，必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應(yīng)能承受全部二級負(fù)荷。 3、三級負(fù)荷對供電電源的要求 由于三級負(fù)荷為不重要負(fù)荷，因此它對供電電源無特殊要求。 荷計算 荷計算公式 計算負(fù)荷是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。由于載流導(dǎo)體一般通電半小時（ 30分鐘）后即可達(dá)到穩(wěn)定的溫升值，因此通常采取“半小時最大負(fù)荷”作為按發(fā)熱條件選擇電氣元件的計算負(fù)荷。有功計算負(fù)荷表示為 功計算負(fù)荷表示為 在 計算負(fù)荷表示為 計算電流表示為 用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定，在工程中常用的有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法是世界各國普遍應(yīng)用的確定計算負(fù)荷的基本方法，而二項(xiàng)式法應(yīng)用的局限性較大，主要應(yīng)用于機(jī)械加工企業(yè)。當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)較多，多臺設(shè)備容量相差不甚懸殊時，宜采用需要系數(shù)法來計算；當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)較多而容量相差懸殊時，則宜采用二項(xiàng)式法來計算。該機(jī)械制造廠各車間用電設(shè)備組容量相差不太大，故采用需要系數(shù)法計算。 需要系數(shù)法用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式： 有功計算負(fù)荷： 功計算負(fù)荷： 30視在計算負(fù)荷： 30/計算電流： 30/ 3 5 式中 用電設(shè)備組的設(shè)備容量，單位 用電設(shè)備組的需要系數(shù)。 用電設(shè)備組的額定電壓（單位為 用電設(shè)備組的功率因數(shù)。 對應(yīng)于用電設(shè)備組的功率因數(shù) 正切值。 荷計算表 表 2建筑動力負(fù)荷計算表 序 號 建筑物名稱 設(shè)備容量 Kd 計算負(fù)荷 A) 1 辦公樓 89 試驗(yàn)樓 118 汽車庫 35 材料成品庫 80 2 食堂 75 0 60 0 60 熱處理車間 385 31 235 330 木工車間 215 8 裝配車間 470 21 194 機(jī)加工車間一 428 07 142 71 10 機(jī)加工車間二 見表 1 11 鑄工車間 350 40 143 200 2 鍛工車間 345 04 138 3 空氣壓縮機(jī)站 258 19 193 4 鍋爐房 128 6 72 120 5 水泵站 135 6 露天煤礦 17 露天材料庫 18 危險品庫 22 9 收發(fā)、傳達(dá)室 6 表 2加工車間二動力負(fù)荷計算表 設(shè)備名稱 電機(jī)容量 總?cè)萘?Kd 算負(fù)荷 A) 3150 616 620 35 512 535 616 62W 52 6025 7115 6050 1012 228 11 砂輪 18 排風(fēng)機(jī) 11 11 1 機(jī)吊車 阻爐 24 24 0 18 0 18 焊變壓器 35 35 計 K P= q=7 表 2明計算負(fù)荷表 序 號 建筑物名稱 廠房面積 （平方米） 單位容量（ W） 高度 (m) 1 辦公樓 1580 15 3 試驗(yàn)樓 1950 15 3 汽車庫 18 27 9 5 材料與 成品庫 18 69 7 5 食堂 15 24 14 5 熱處理車間 18 27 13 9 木工車間 18 27 12 9 裝配車間 36 66 11 9 機(jī)加工 車間一 42 36 10 9 0 機(jī)加工 車間二 42 38 10 9 1 鑄工車間 36 22 10 9 2 鍛工車間 25 27 9 9 3 空氣壓 縮機(jī)站 20 15 7 5 4 鍋爐房 14 38 8 5 5 水泵站 9 18 10 5 6 露天煤礦 1 0 2 7 露天材料庫 1 0 2 8 危險品庫 38 22 9 4 9 收發(fā)、傳達(dá)室 (12 9)2 6 3 0 變電所、道路、廠區(qū) 513 327 0 16 總計 8 表 2車間總計算負(fù)荷 序號 建筑物名稱 計算負(fù)荷 （動力 +照明） (動力 +照明 ) ) 1 辦公樓 7 試驗(yàn)樓 17 汽車庫 材料成品庫 32+ 食堂 60+8 6 熱處理車間 231+35+ 木工車間 8+84 8 裝配車間 221+94+ 機(jī)加工車間一 107+42+ 290 10 機(jī)加工車間二 1 鑄工車間 140+43+46 2 鍛工車間 104+38+3 空氣壓縮機(jī)站 219+93+4 鍋爐房 96+2+5 水泵站 6 露天煤礦 0+2=2 0+1=1 7 露天材料庫 0+2=2 0+1=1 8 危險品庫 0 9 收發(fā)、傳達(dá)室 0+ 9 第三章 供電系統(tǒng)及供電方式 廠供電系統(tǒng)簡介 該廠的負(fù)荷大部分為二級負(fù)荷，根據(jù)相關(guān)要求需采用雙回路供電 。供電電源分別為 350統(tǒng)，使 10將 35與 10提高供電可靠性。 10降為 380V 電壓分配到各車間。總變配電所的照明用電由所用變單獨(dú)提供，在總變配電所出現(xiàn)故障時提供維修用電。 本廠的供電方式采用放射式，以提高供電可靠性，當(dāng)一個車間的供電線路出線故障時不影響對其它車間的供電。 次系統(tǒng)主接線圖 (見附圖 2) 接線圖的繪制形式 (1)系統(tǒng)式主接線圖 這是按照電力輸送的順序依次安排其中的設(shè)備和線路相互連接關(guān)系繪制的一種簡圖。它全面系統(tǒng)的反映出主接線中電力的傳輸過程，但是它并不反映其中各成套配電裝置之間相互排列的位置。這種主接線圖多用于變配電所的運(yùn)行中。 (2)裝置式主接線圖 這是按照主接線中高壓或低壓成套配電裝置之間相互連接關(guān)系和排列位置的一種簡圖，通常按不同電壓等級分別繪制。從這種主接線圖上可以一目了然地看出某一電壓級的成套配電裝置的內(nèi)部設(shè)備連接關(guān)系及裝置之間相互排列位置。這種主接線圖多在變配電所施工圖中使用。 接線方案的技術(shù)指標(biāo) 1、供電的安全性 主接線方案在確保運(yùn)行維護(hù)和檢修的安全方面的情況。 2、供電的可靠性 主接線方案在與用電負(fù)荷對可靠性要求的適應(yīng)性方面的情況。 3、供電的電能質(zhì)量 這主要是指電壓質(zhì)量，包括電壓偏差、電壓波動及高次諧波等方面的情況。 4、運(yùn)行的靈活性 指運(yùn)行操作的靈便程度。 5、擴(kuò)展的適應(yīng)性 指適應(yīng)今后增容擴(kuò)展的程度。 10 第四章 變配電所位置和形式的選擇 配電所所址選擇的一般原則 選擇工廠變配電所的所址，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）進(jìn)出線方便。 （ 3）接近電源側(cè)。 （ 4）設(shè)備吊裝和運(yùn)輸方便。 （ 5）不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動和高溫的場所。 （ 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，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。 （ 7）不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其它經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相鄰。 （ 8）不宜設(shè)在由爆炸危險環(huán)境正上方或正下方，且不宜與火災(zāi)危險環(huán)境正上方或正下方；當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險環(huán)境的建筑毗連時，應(yīng)符合現(xiàn)行構(gòu)架標(biāo)準(zhǔn) 00858炸后火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(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)備的廠房合建在一起。 0053 1994 10規(guī)定： （ 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、四級耐火等級的建筑物內(nèi)；當(dāng)設(shè)在二級耐火等級的建筑物內(nèi)時，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，變配電所應(yīng)設(shè)置在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場所內(nèi)的正上方、正下方、貼臨和疏散口的兩旁。 （ 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)備的變配電所。當(dāng)受條件限制必 須設(shè)置時，應(yīng)設(shè)在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場所內(nèi)的正上方、正下方、貼臨和疏散口的兩旁，并應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 0053 1995高層民用建筑設(shè)計防火規(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)置在下列場所：有腐蝕性氣體的場所；挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級為四級的建筑物旁；附近有棉、糧及其它易燃、易爆物品集中的露天堆場；容易堆積可燃粉塵、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)行的場所。 11 配電所位置和型式的選擇 變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠負(fù)荷的 中心。工廠的負(fù)荷中心按照負(fù)荷功率矩法來確定，計算公式為： X=(23 )/(2+ ) Y=(23 ) (2+ ) 這里必須指出：負(fù)荷中心雖是選擇變配電所位置的重要因素，但不是唯一因素。因此負(fù)荷中心的計算不必十分精確，變配電所的所址，必須全面分析比較后擇優(yōu)確定。 變配電所有屋內(nèi)式和屋外式兩大型式。屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積小。在選擇工廠總變配電所型式時，應(yīng)根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜；技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時，應(yīng)優(yōu)先選用屋內(nèi)式。 負(fù)荷較大的 車間，宜設(shè)附設(shè)式或半露天式變電所。 負(fù)荷較大的多跨廠房及高層建筑內(nèi)，宜設(shè)車間內(nèi)變電所或組合式成套變電所。 負(fù)荷小而分散的工廠車間及生活區(qū)，或須遠(yuǎn)離易燃易爆危險環(huán)境及有腐蝕性車間時，宜設(shè)獨(dú)立變電所。如果屋外環(huán)境正常，亦可設(shè)露天變電所，有條件時亦可設(shè)戶外箱式變電所。 工廠的生活區(qū)，當(dāng)變壓器容量在 315以下時，宜設(shè)桿上式變電臺或高臺式變電所。 經(jīng)過計算知，該廠的負(fù)荷中心在 2 號廠房與 12 號廠房之間，考慮到各種制約因素，所以把總變配電所設(shè)在廠西北角，把 1 號車間變配電所設(shè)置在 8 號廠房與 11 號廠房之間于 8號廠房東 北側(cè)，為 2號、 3號、 6號、 7號、 8號、 11 號、 12號、 15號和 17 號車間供電； 2 號車間變配電所設(shè)置在 9 號車間東側(cè)，為 1 號、 4 號、 5 號、 9號、 10號、 13號、 14 號 16號、 18號和 19號車間供電。全廠的照明由總變電所單設(shè)變壓器提供。各車間變配電所均為內(nèi)附設(shè)式，工廠供電線路布置圖見附圖 1。 12 第五章 無功功率補(bǔ)償及裝置選擇 功功率補(bǔ)償?shù)哪康?無功功率補(bǔ)償裝置在子供電系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。所以無功功率補(bǔ)償裝置在供電系統(tǒng)中處在不可缺少的非常重要的位置。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。反之，如果選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)電壓波動或諧波增大的諸多不良后果。 提高供電系統(tǒng)功率因數(shù)，又可選擇較小容量的供電設(shè)備和導(dǎo)線電纜。在變電所低壓側(cè)裝設(shè)無功補(bǔ)償后，可減小低壓側(cè)視在負(fù)荷，從而使變電所主變壓器選擇容量減小，降低變電所的初投資。我國供電企業(yè)對工業(yè)用戶實(shí)行的是“兩部電費(fèi)制”，一部分為基本電費(fèi)，所裝用的主變壓器容量越大，基本電費(fèi)越多，因此減少了工廠每月的基本電費(fèi)開支。另一部分為電能電費(fèi) ，按每月實(shí)際耗用的電能 根據(jù)月平均功率因數(shù)的高低乘上一個調(diào)整系數(shù)，月平均功率因數(shù)高于規(guī)定的可減收一定百分率的電費(fèi)，低于規(guī)定的則加收一定百分率的電費(fèi)，這便又減少了工廠的電能電費(fèi)開支。 工廠中有大量的感應(yīng)電動機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐及氣體放電燈等感性負(fù)荷，還有感性的電力變壓器，從而使功率因數(shù)降低。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求時，則需考慮增設(shè)無功功率補(bǔ)償裝置。 由此可見，提高工廠功率因數(shù)不僅對整個供電系統(tǒng)大有好處，而且對工廠也有一定的 經(jīng)濟(jì)效益。 功功率補(bǔ)償?shù)挠嬎?無功功率補(bǔ)償?shù)挠嬎愎綖椋?30(1 2) 式中 1 對應(yīng)于補(bǔ)償前功率因數(shù) 1的正切 2 對應(yīng)于補(bǔ)償后應(yīng)達(dá)到的功率因數(shù) 2的正切 并聯(lián)電容器個數(shù)的計算： n=Qc/中 單個電容器的容量，單位為 13 功功率補(bǔ)償裝置的確定 1）車變 1無功功率補(bǔ)償裝置的確定 1 號車間變配電所為 2 號、 3 號、 6 號、 7 號、 8 號、 11 號、 12 號 15 號和 17 號車間供電，其計算負(fù)荷為： =102130=46+ = 23023030 號車間變配電所的功率因數(shù)為： =要提高功率因數(shù)，取功率因數(shù)為 無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率為： 30(12)=擇 聯(lián)電容器為 定容量 14定電容 280 F，采用方案 1（主屏） 1 臺和方案 3（輔屏） 7 臺相組合，總?cè)萘繛?47=588 補(bǔ)償后的無功功率為： 1） =償后的視在功率為： 23 0 ( 1 )23030 壓器功率損耗： 800 2=16 800 2=80）車變 2無功功率補(bǔ)償裝置的確定 2 號車間變配電所為 1 號、 4 號、 5 號、 9 號、 10 號、 13 號、 14 號 16 號、 18號和 19號車間供電，其計算負(fù)荷為： 7+20+ +14 23023030 號車間變配電所的功率因數(shù)為 =要提高功率因數(shù)，取功率因數(shù)為 無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率為： 30(12)=491擇 聯(lián)電容器為 定容量 14定電容 280 F，采用方案 1（主屏） 1臺和方案 3（輔屏）臺相組合，總?cè)萘繛?846=504 補(bǔ)償后的無功功率為： 2） =償后的視在功率為： 23 0 ( 2 )23030 壓器功率損耗： 630 2= 630 2=63于所用變?nèi)萘枯^?。?100所以不用考慮為其補(bǔ)償。 3）總變配電所 無功功率補(bǔ)償裝置的確定 車變和所用變的總計算負(fù)荷為： 021+16+830+0+1=30=0+327+63+40+5= 23023030 變配電所的功率因數(shù)為： =要提高功率因數(shù)，考慮到主變壓器有功率損耗，無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，需要補(bǔ)償?shù)臒o功功率為： 30(12)=430為主變是將 35壓降為 10壓，需要使用高壓電容器柜，選擇 15 高壓電容器柜，并聯(lián)電容器為 用 2臺 01號電容器柜，選擇 1臺 03號放電互感器柜?？傃a(bǔ)償容量為 40 6 2=480 補(bǔ)償后的無功功率為： 3） =2040償后的視在功率為： 23 0 ( 3 )23030 009壓器功率損耗： 2500=25 2500=125線處的計算負(fù)荷： 5=30=440+125=565 23023030 線處的功率因數(shù)： = 足供電要求。 各車間變電所和主變配電所無功功率補(bǔ)償后的計算負(fù)荷如表 5 表 5無功功率補(bǔ)償后的計算負(fù)荷 項(xiàng)目 計算負(fù)荷 A） 380012 135 380 380012 654 主變壓器功率損耗 6 0 10028 125 16 表 5無功功率補(bǔ)償后的計算負(fù)荷 項(xiàng)目 計算負(fù)荷 A） 38030 165 1770 380 504 380的負(fù)荷 30 348 主變壓器功率損耗 3 1023 5項(xiàng)目 計算負(fù)荷 A） 1020 19 10 480 10 40 2009 變壓器功率損耗 5 25 3565 17 第六章 變壓器容量及其臺數(shù)的確定 配電所變壓器臺數(shù)的選擇 變壓器臺數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時，宜裝設(shè)兩臺及以上變壓器： 1）有大量一級或二級負(fù)荷。 2）季節(jié)性負(fù)荷變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。 3）集中負(fù)荷較大，例如 大于 1250 其它情況下宜裝設(shè)一臺變壓器。 配電所變壓器容量的選擇 1、裝有一臺主變壓器的變電所 主變壓器容量 30，即 T 、裝有兩臺變壓器的變電所 每臺變壓器容量不應(yīng)小于總計算負(fù)荷的 60%即 T（ 時每臺變壓器容量不應(yīng)小于全部一、二級負(fù)荷的計算負(fù)荷之和，即 T ） 3、主變壓器單臺容量上限 單臺 10/250用電設(shè)備容量較大 、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時，亦可選用 1600變壓器。生活區(qū)變電所的單臺主變壓器容量一般不宜大于 630 變電所主變壓器臺數(shù)和容量的選擇，還應(yīng)結(jié)合變電所主接線方案的設(shè)計來綜合考慮。 變 1 變壓器容量及臺數(shù)的確定 1）根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，車變 1 的變壓器考慮有兩種可供選擇的方案： 方案一 裝設(shè)一臺變壓器 型號采用 據(jù) T 擇 T=1600選擇型號為 0 型低損耗變壓器。 18 方案二 裝設(shè)兩臺變壓器，型號也采用 臺變 壓器的容量按式 T（ 30和 T + )計算，計算得 T=800選擇兩臺型號為 0 的低損耗變壓器。 主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用 2）兩種方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較： 表 3種方案的比較 比較項(xiàng)目 裝設(shè)一臺車變的方案 裝設(shè)兩臺車變的方案 技術(shù)指標(biāo) 供電安全性 滿足 滿足 供電可靠性 基本滿足 滿足 供電質(zhì)量 電壓損耗較大 電壓損耗較小 靈活方便性 稍差 較好 擴(kuò)建適應(yīng)性 稍差 較好 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電力變壓器的綜合投資 查資料 可知 0 的單價約 49 萬元，變壓器綜合投資為其單價的 2倍，因此其綜合投資約98萬元。 查資料可知 0 的單價約 31萬元，變壓器綜合投資為其單價的 2倍，因此其綜合投資約 62 萬元。 高壓開關(guān)柜的綜合投資 柜每臺 15 萬元，需 5臺，其綜合投資為設(shè)備價的 綜合投資為 515= 采用 8臺 合投資為 8 15=180萬元。 電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)用 主變折舊費(fèi) =98 折舊費(fèi) = ； 設(shè) 備 維 修 管 理 費(fèi) =（ 98+ 元 主變折舊費(fèi) =62 元；柜折舊費(fèi) =180 元；設(shè)備維修管理費(fèi) =（ 180+62）按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，一臺主變優(yōu)于兩臺主變；按技術(shù)指標(biāo)，兩臺主變優(yōu)于一臺主變，但由于該廠大部分為二級負(fù)荷，必須達(dá)到供電可靠性，因此選用兩臺型號為 0的變壓器。 19 變 2 變壓器容量及臺數(shù)的確定 車變二同車變一，也有兩種方案，方案的選擇方法也同車變一，最終采用兩臺型號 為 0(6)的變壓器即可，連接組別為 用變壓器容量及臺數(shù)的確定 由于整個廠區(qū)的照明及其它負(fù)荷均由所變提供，所以首先要選擇所變的型號，廠區(qū)照明及其它負(fù)荷的計算負(fù)荷為： 030=40 23023030 9為該變壓器負(fù)荷很小，所以無需進(jìn)行無功功率補(bǔ)償。選擇型號為 0的干式變壓器，連接組別為 變配電所變壓器的選擇 由于該廠有兩回路供電，有 10用電源，供電可靠性較高，所以總 變配電所可只采用一臺主變，即選擇一臺型號為 5 的變壓器，聯(lián)結(jié)組別為 20 第七章 短路電流的計算 路電流計算的目的、方法與步驟 路電流計算的意義 短 路電流計算 有著極其重要的意義，短路計算目的大致分為以下三個： 1、 正確選擇電氣設(shè)備， 使設(shè)備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時不致?lián)p壞。 2、為了合理選擇起初短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置，以及選擇限制短路電流的電抗器等元件。 3、用于防雷接地工 程設(shè)計中。 短 路電流 的 計算方法，常用的有歐姆法和標(biāo)幺 值 法 ，工程上常用 標(biāo)幺 值 法。 路電流計算的方法與步驟 對于一般工廠來說，電源方向的大型電力系統(tǒng)可看做是無限大容量的系統(tǒng)。無限大容量系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是其母線電壓可視為總維持不變。此設(shè)計按無限大容量系統(tǒng)中的短路計算。 進(jìn)行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖，在等效電路圖上，經(jīng)電流計算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，再確定短路計算點(diǎn)。短路計算點(diǎn)要選擇使需要進(jìn)行短路計算的各元件有最大可能的電流通過。接著，按所選擇的短路計 算點(diǎn)繪制等效電路圖，計算短路電路中各元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號與阻抗值，一般是分子標(biāo)序號，分母標(biāo)阻抗值。然后將等效電路化簡。對于一般工廠來說，大多只需采用阻抗串并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出短路電路的等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。 短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（又稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對單位制法），本設(shè)計選擇標(biāo)幺制法。其計算步驟如下： 擇短路計算點(diǎn) 計算電路圖上應(yīng)將短路計算中需計入的所有電路 元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，如圖 7路計算點(diǎn)應(yīng)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。 21 圖 7路計算電路示例 計算基準(zhǔn)電流 一般設(shè)基準(zhǔn)容量 00設(shè)基準(zhǔn)電壓 c,(短路計算電壓 ,即 因此短路基準(zhǔn)電流為 d/ 3 003 （ 1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 00中 電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量，單位為 （ 2）電力線路的電抗標(biāo)幺值 中 線路所在電網(wǎng)的短路計算電壓，單位為 N （ 3）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 00 變壓 器的短路電壓（又稱阻抗電壓）百分值； 變壓器的額定容量（單位為 是在此式應(yīng)化與 計算總阻抗（總電抗）標(biāo)幺值 采用標(biāo)幺值計算時，無論電路中有幾個短路計算點(diǎn)，均只需一個等效電路，如圖7 22 圖 7 7圖 7X*（ =X*1+* =4*/( 分別對個短路計算點(diǎn)計算各短路電流 I(3)k I (3) 3） 3） 等。 I(3)k=X* I (3)= I (3)= I(3)k 高壓電路中的短路沖擊電流及其