畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）水泥廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)及繼電保護(hù)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(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，并能做好節(jié)能。本設(shè)計(jì)根據(jù)某水泥廠所能取得的供電電源和該廠用電的實(shí)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(duì)各個(gè)車間進(jìn)行了負(fù)荷的計(jì)算和無(wú)功功率的補(bǔ)償；確定出了各個(gè)變電所的位置及各個(gè)變電所變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和型式；計(jì)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(hù)裝置；繪出了設(shè)計(jì)圖樣，完成了水泥廠供配電系統(tǒng)的設(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(jì)的意義11.2 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則11.3 該設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容21.3.1 該設(shè)計(jì)的主要目的21.3.2 設(shè)計(jì)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(fèi)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(jì)算53.1 負(fù)荷計(jì)算的意義53.2 水泥廠各個(gè)車間負(fù)荷計(jì)算53.2.1 生料車間計(jì)算53.2.2 煤磨車間計(jì)算63.2.3 燒成車間計(jì)算73.2.4 水泥車間計(jì)算83.2.5 生活區(qū)計(jì)算93.2.6 鍋爐房計(jì)算93.2.7 水泥廠總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)9第四章 電氣主接線的選擇124.1 各車間變電所的設(shè)計(jì)及無(wú)功功率補(bǔ)償124.1.1 變配電所選擇的一般原則124.1.2 各個(gè)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(tái)數(shù)、容量選擇及無(wú)功功率補(bǔ)償174.2 工廠變電所的電氣設(shè)計(jì)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(jì)說(shuō)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(hào)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(jì)算31第六章 設(shè)備選型32第七章 繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)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(jì)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(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量

5、轉(zhuǎn)換而來(lái)，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(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)和其它高新技術(shù)無(wú)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(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小（除電化工業(yè)外）。例如在機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中，電費(fèi)開(kāi)支僅占成本的5%左右。從投資來(lái)看，一般機(jī)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(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

6、，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。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)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)間內(nèi)的停電，也會(huì)引起重大設(shè)備的損壞，或者引起大量的產(chǎn)品報(bào)廢，甚至可能發(fā)生重大的人身事故，給國(guó)家和人民帶來(lái)極大地經(jīng)濟(jì)損失?？梢?jiàn)，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，實(shí)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(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)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(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)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(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并確實(shí)做好節(jié)能環(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(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展。為了保證工廠供電的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，就必須要有一套完整的保護(hù)，監(jiān)視和測(cè)量裝置。目前多以采用自動(dòng)裝置，將

8、計(jì)算機(jī)應(yīng)用到工廠配電控制系統(tǒng)中去。1.2 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、gb50053-94 10kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范、gb50054-95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則：（1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)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(jì)政策。（2） 安全可靠、先進(jìn)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(jìn)和經(jīng)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)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(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

9、，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)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(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)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(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要1.3 該設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容1.3.1 該設(shè)計(jì)的主要目的本課題應(yīng)用供配電設(shè)計(jì)的基本原則和方法進(jìn)行水泥廠供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)本課題的設(shè)計(jì),能培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)、基本技能和專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,培養(yǎng)我們獨(dú)立獲取新知識(shí)、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(jì)”的設(shè)計(jì)要求,掌握工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算和運(yùn)行維護(hù)所必須的基本理論和基本技能。1.3.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容負(fù)荷的計(jì)算電氣主接線的選擇短路電路的計(jì)算線路及設(shè)備的選型繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)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(shí)為6400小時(shí)，該廠水泥庫(kù)為二級(jí)負(fù)荷；生活區(qū)為三級(jí)負(fù)荷，其余都為一級(jí)負(fù)荷。由于破碎機(jī)和磨機(jī)為大電機(jī)所以供電電壓為6kv，其余車間動(dòng)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(jì)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(mén)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(jìn)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(shí)不投入，只有在本廠主要設(shè)備及電源故障或者檢修時(shí)才投入運(yùn)行。2.1.4 供電局要求的功率因數(shù)當(dāng)35kv供電時(shí)，要求工廠變電所高壓側(cè)；當(dāng)10kv供電時(shí)，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(fèi)制度按兩部制電費(fèi)計(jì)算：變壓器安裝容量每1kva為15元/月，動(dòng)力電費(fèi)為0.3元/kwh，照明電費(fèi)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(jì)表車間序號(hào)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(jī)450.60.7熟料庫(kù)100.80.74水泥車間水泥配料300.70.8水泥磨28000.80.9水泥庫(kù)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(jì)算3.1 負(fù)荷計(jì)算的意義計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)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(jì)。如計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)；如計(jì)算的過(guò)小，又將使電氣設(shè)備和電纜處于負(fù)荷運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣老化甚至燒毀，同樣造成損失。由此可見(jiàn)，正確的確定計(jì)

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(jì)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(jì)算只能力求接近實(shí)際。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。需要系數(shù)法是各國(guó)普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的基本方法，簡(jiǎn)單方便，較適用于用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、各臺(tái)容量設(shè)備相差不大的情況。二項(xiàng)式法局限性較大，應(yīng)用于確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別懸殊的情況。因此，該設(shè)計(jì)選用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷的計(jì)算。3.2 水泥廠各個(gè)車間負(fù)荷計(jì)算3.2.1 生料車間計(jì)算1. 單臺(tái)設(shè)備負(fù)荷計(jì)算( 1 ) 生料破碎機(jī)：,，( 2 ) 生

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

16、.5 生活區(qū)計(jì)算,，3.2.6 鍋爐房計(jì)算,，3.2.7 水泥廠總負(fù)荷統(tǒng)計(jì)車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加計(jì)算時(shí)，取同時(shí)系數(shù)，有由于水泥廠有高壓電動(dòng)機(jī)需要6kv電壓直接供電，所以全廠要分開(kāi)計(jì)算，計(jì)算步驟如下：按需要系數(shù)法計(jì)算出全廠的計(jì)算負(fù)荷，見(jiàn)表2表格 2 水泥廠總計(jì)算負(fù)荷表車間序號(hào)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(jì)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(jī)450.60.71.020熟料庫(kù)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(kù)200.70.80.755生活區(qū)4000.81.00320032014546鍋爐房350.80.80.75282135537總計(jì)取同時(shí)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(jì)及無(wú)功功率補(bǔ)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(jì)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(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線。( 3 ) 不應(yīng)妨礙企業(yè)的發(fā)展，有擴(kuò)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(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。( 6 ) 不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動(dòng)或高溫的場(chǎng)所，無(wú)法避開(kāi)時(shí)，應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施。( 7 ) 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，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(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相鄰

19、。( 9 ) 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)標(biāo)gb50058-1992的規(guī)定。( 10 ) 不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。4.1.2 各個(gè)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(jí)負(fù)荷，考慮到對(duì)供電可靠性的要求采用兩路進(jìn)線，一路由35kv的公共電源干線接入變電所，另一路來(lái)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(jì)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(gè)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(gè)負(fù)荷、（均表示有功計(jì)算負(fù)荷），分布如圖3所示，它們?cè)谥苯窍抵械淖鴺?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(shí)系數(shù)，視最大負(fù)荷不同時(shí)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(gè)負(fù)荷、（均表示有功計(jì)算負(fù)荷），分布如圖3所示，它們?cè)谥苯窍抵械淖鴺?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(shí)系數(shù)，視最大負(fù)荷不同時(shí)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(gè)負(fù)荷、（均表示有功計(jì)算負(fù)荷），分布如圖3所示，它們?cè)谥苯窍抵械淖鴺?biāo)分別為。現(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(shí)系數(shù)，視最大負(fù)荷不同時(shí)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(gè)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(tái)數(shù)、容量選擇及無(wú)功功率補(bǔ)償1. 變電所i變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇( 1 ) 變電所i的供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)同時(shí)系數(shù)?。? 2 ) 變電所i的無(wú)功功率補(bǔ)償（高壓側(cè)提高到0.9以上，計(jì)算時(shí)取0.92）無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量為：補(bǔ)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(tái)變壓器（每臺(tái)可供車間負(fù)荷的70%）選擇變壓器型號(hào)為sl7系列sl7-40

23、0/10，額定容量為400kva,數(shù)量為2臺(tái)。查表變壓器的各項(xiàng)參數(shù)：空載損耗：負(fù)載損耗：阻抗電壓：空載電流：( 4 ) 計(jì)算每臺(tái)變壓器的功率損耗也可用簡(jiǎn)化經(jīng)驗(yàn)公式：變電所高壓側(cè)負(fù)荷為補(bǔ)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(jiàn)無(wú)功功率補(bǔ)償提高功率因數(shù)能是工廠取得可觀的經(jīng)濟(jì)效果。2. 變電所ii變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇( 1 ) 變電所ii的供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)由于變電所ii只供水泥車間，車間里的大電機(jī)有專用變壓器專門(mén)供電，所以其負(fù)荷如下：取同時(shí)系數(shù)：( 2 ) 變電所ii的無(wú)功功率補(bǔ)償（高壓側(cè)提高到0.9以上，計(jì)算時(shí)取0.92）無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量為：補(bǔ)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(tái)變壓器（每臺(tái)可供車間負(fù)荷的70%）選擇變壓器型號(hào)為sl7系列sl7-50/10，額定容量為50kva,數(shù)量為2臺(tái)。查表變壓器的各項(xiàng)參數(shù)：空載損耗：負(fù)載損耗：阻抗電壓：空載電流：( 4 ) 計(jì)算每臺(tái)變壓器的功率損耗也可用簡(jiǎn)化經(jīng)驗(yàn)公式：變電所高壓側(cè)負(fù)荷為補(bǔ)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(jiàn)無(wú)功功率補(bǔ)償提高功率因數(shù)能是工廠取得可觀的經(jīng)濟(jì)效果。3. 變電所iii變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇( 1 ) 變電所iii的供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)由于變電所iii只供生料車間，車間里的大電機(jī)有專用變壓器專門(mén)供電，所以其負(fù)荷如下：( 2 ) 變電所ii

25、i的無(wú)功功率補(bǔ)償（高壓側(cè)提高到0.9以上，計(jì)算時(shí)取0.96）無(wú)功補(bǔ)償裝置的容量為：補(bǔ)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(tái)變壓器（每臺(tái)可供車間負(fù)荷的70%）選擇變壓器型號(hào)為sl7系列sl7-50/10，額定容量為50kva,數(shù)量為2臺(tái)。查表變壓器的各項(xiàng)參數(shù)：空載損耗：負(fù)載損耗：阻抗電壓：空載電流：( 4 ) 計(jì)算每臺(tái)變壓器的功率損耗也可用簡(jiǎn)化經(jīng)驗(yàn)公式：變電所高壓側(cè)負(fù)荷為補(bǔ)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(jiàn)無(wú)功功率補(bǔ)償提高功率因數(shù)能是工廠取得可觀的經(jīng)濟(jì)效果。4. 變電所iv變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇( 1 ) 變電所iv的供電負(fù)

26、荷統(tǒng)計(jì)( 2 ) 變電所iv的無(wú)功功率補(bǔ)償（高壓側(cè)提高到0.9以上，計(jì)算時(shí)取0.96）由于功率因數(shù)大于0.9所以不用補(bǔ)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(tái)變壓器（每臺(tái)可供車間負(fù)荷的70%）選擇變壓器型號(hào)為sl7系列sl7-250/10，額定容量為250kva,數(shù)量為2臺(tái)。查表變壓器的各項(xiàng)參數(shù)：空載損耗：負(fù)載損耗：阻抗電壓：空載電流：( 4 ) 計(jì)算每臺(tái)變壓器的功率損耗也可用簡(jiǎn)化經(jīng)驗(yàn)公式：5. 專用變電所變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇( 1 ) 專用變電所的供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)同時(shí)系數(shù)?。? 2 ) 專用變電所的無(wú)功功率補(bǔ)償（高壓側(cè)提高到0.9以上，計(jì)算時(shí)取0.92）無(wú)功補(bǔ)償裝置的

27、容量為：補(bǔ)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(tái)變壓器（每臺(tái)可供車間負(fù)荷的70%）選擇變壓器型號(hào)為sl7系列sl7-4000/10，額定容量為4000kva,數(shù)量為2臺(tái)。查表變壓器的各項(xiàng)參數(shù)：空載損耗：負(fù)載損耗：阻抗電壓：空載電流：( 4 ) 計(jì)算每臺(tái)變壓器的功率損耗也可用簡(jiǎn)化經(jīng)驗(yàn)公式：變電所高壓側(cè)負(fù)荷為補(bǔ)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(jiàn)無(wú)功功率補(bǔ)償提高功率因數(shù)能是工廠取得可觀的經(jīng)濟(jì)效果。6. 總降壓變電所變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇( 1 ) 總降壓變電所的供電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)同時(shí)系數(shù)取：高壓側(cè)功率因數(shù)要求大于0.85，此時(shí)總降壓變電

28、所的功率因數(shù)大于0.85，所以無(wú)需功率補(bǔ)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(tái)變壓器（每臺(tái)可供車間負(fù)荷的70%）選擇變壓器型號(hào)為s7系列s7-5000/35，額定容量為5000kva,數(shù)量為2臺(tái)。查表變壓器的各項(xiàng)參數(shù)：空載損耗：負(fù)載損耗：阻抗電壓：空載電流：( 3 ) 計(jì)算每臺(tái)變壓器的功率損耗也可用簡(jiǎn)化經(jīng)驗(yàn)公式：7. 工廠各個(gè)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(hào)額定容量/kva額定電壓/kv聯(lián)結(jié)型號(hào)標(biāo)號(hào)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(jì)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(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)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(jī)、變壓器

30、、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。它們的連接方式對(duì)供電可靠性、運(yùn)行靈活性及經(jīng)濟(jì)合理性等起著決定性作用。一般在研究主接線方案和運(yùn)行方式時(shí),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(shí),將互感器、避雷器、電容器、中性點(diǎn)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(lái)。對(duì)一個(gè)電廠而言,電氣主接線在電廠設(shè)計(jì)時(shí)就根據(jù)機(jī)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(yùn)行的靈活性和方便性、經(jīng)濟(jì)性、發(fā)展和擴(kuò)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(diǎn)要求：（1）運(yùn)行的可

31、靠性：主接線系統(tǒng)應(yīng)保證對(duì)用戶供電的可靠性,特別是保證對(duì)重要負(fù)荷的供電。（2）運(yùn)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(shí),能夠通過(guò)倒換開(kāi)關(guān)的運(yùn)行方式,做到調(diào)度靈活,不中斷向用戶的供電。在擴(kuò)建時(shí)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(yùn)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(jì)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(jì)說(shuō)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(yuǎn)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(yùn)行而

32、要,對(duì)總降壓變電提出以下要求:1、總降壓變電所所裝設(shè)兩臺(tái)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(yùn)行、控制和管理，在變壓器高壓側(cè)進(jìn)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(shí)才允許投入，因此備用10 kv電源進(jìn)線斷路器在正常工作時(shí)必須斷開(kāi)。3、變壓器二次側(cè)（10kv）設(shè)置少油斷路器，與10kv備用電源進(jìn)線斷路器組成備用電源自動(dòng)投入裝置（apd），當(dāng)工作電源失去電壓時(shí)，備用電源立即自動(dòng)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(kāi)關(guān)在正常工作時(shí)閉合，重要二級(jí)負(fù)荷可接在母線分段上，在主電源停止供電時(shí)，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(lái)自備用電源斷路器前的所用變壓器。當(dāng)主電源停電時(shí)，操作電源不至于停電。6、用雙母線供電，當(dāng)有一個(gè)根母線出故障或需要檢修時(shí)，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(jí)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(tái)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(jìn)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(jìn)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(qiáng)，對(duì)線路、變壓器的操作均方便。運(yùn)行靈活且易擴(kuò)展成單母線分段式變電所(高壓有穿越負(fù)荷時(shí))。缺點(diǎn)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(kāi)關(guān)，繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，易于過(guò)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(diǎn)是倒換線路時(shí)不方便，變電所一側(cè)不線路保護(hù)。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(jì)運(yùn)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(hù)線路，倒換

35、線路時(shí)操作方便，設(shè)備投資和占地面積都較全橋少。缺點(diǎn)是操作變壓器或者擴(kuò)建成全橋或單母線分段沒(méi)有外橋方便，所以適用于進(jìn)線距離較長(zhǎng)，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(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、操作安全，但其可靠性沒(méi)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(diǎn)是運(yùn)行靈活性好，供電的可靠性較高，此種接法適合一、二級(jí)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(jì)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(hào)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(duì)風(fēng)雨作用的抵抗力強(qiáng)，但對(duì)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(guò)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(jī)械強(qiáng)度差的缺點(diǎn)。由于交流點(diǎn)的趨膚效應(yīng)，電流實(shí)際上只從鋁線通過(guò)，所以鋼芯鋁絞線的截面積面積是指鋁線部分的面積。在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的場(chǎng)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(duì)風(fēng)雨及化學(xué)腐蝕作用的抵抗力強(qiáng)，但造價(jià)高，且密度過(guò)大，選用要根據(jù)實(shí)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(jì)算負(fù)荷：計(jì)算變壓器損耗：先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)位6400h，查表可得架空線的經(jīng)濟(jì)電流密度。所以可得經(jīng)濟(jì)截面：可選導(dǎo)線型號(hào)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(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù),，溫度修正系數(shù)為由上式可知，所選導(dǎo)線符合長(zhǎng)期發(fā)熱條件。根據(jù)地理位置圖及比例尺得線路長(zhǎng)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(jì)算負(fù)荷：計(jì)算變壓器損耗：先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面。根據(jù)設(shè)計(jì)

38、參數(shù)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)位6400h，查表可得架空線的經(jīng)濟(jì)電流密度。所以可得經(jīng)濟(jì)截面：可選導(dǎo)線型號(hào)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(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù),，溫度修正系數(shù)為由上式可知，所選導(dǎo)線符合長(zhǎng)期發(fā)熱條件。根據(jù)地理位置圖及比例尺得線路長(zhǎng)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(jì)算負(fù)荷：計(jì)算變壓器損耗：先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)位6400h，查表可得架空線的經(jīng)濟(jì)電流密度。所以可得經(jīng)濟(jì)截面：可選導(dǎo)線型號(hào)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(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù),，溫度修正系數(shù)為由上式可知，所選導(dǎo)線符合長(zhǎng)期發(fā)熱條件。根據(jù)地理位置圖及比例尺得線路長(zhǎng)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(jì)算負(fù)荷：計(jì)算變壓器損耗：先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)位6400h，查表可得架空線的經(jīng)濟(jì)電流密度。所以可得經(jīng)濟(jì)截面：可選導(dǎo)線型號(hào)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(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù),，溫度修正系數(shù)為由上式可知，所選導(dǎo)線符合長(zhǎng)期發(fā)熱條件。根據(jù)地理位置圖及比例尺得線路長(zhǎng)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(jì)算負(fù)荷：計(jì)算變壓器損耗：先按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)截面。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)位6400h，查表可得架空線的經(jīng)濟(jì)電流密度。所以可得經(jīng)濟(jì)截面：可選導(dǎo)線型號(hào)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(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù),，溫度修正系數(shù)為由上式可知，所選導(dǎo)線符合長(zhǎng)期發(fā)熱條件。由于專用變電所鄰近35/11