供電技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、供電技術(shù)課程設(shè)計(jì)第一章 緒論1.1 工廠供電的意義在學(xué)完供電技術(shù)這門課程后，對(duì)電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的概念、電能的質(zhì)量指標(biāo)和電力負(fù)荷等基本知識(shí)有了基本的了解，也能根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等條件給出合理的設(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。工廠供電設(shè)計(jì)主要包括全廠變電所設(shè)計(jì)、車間配電系統(tǒng)所設(shè)計(jì)及車間動(dòng)力和照明設(shè)計(jì)。電能是一種清潔的二次能源，它不僅能傳送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其他的能源，而且便于控制、管理和調(diào)制，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。所以，電能已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)生產(chǎn)和人們的日常生活之中。1.2 設(shè)計(jì)概述skmax=3

2、00mvaskmin=200mva t=1.6slj-70 5km1、工廠總平面圖（參見(jiàn)附圖-5）2、各車間用電設(shè)計(jì)資料（參見(jiàn)附表1）3、電源情況1) 電源電壓等級(jí)10kv2) 電源線路，用一回架空非專用線向本廠供電，導(dǎo)線型號(hào)為lj70，線路長(zhǎng)度為5公里；3) 電源變電所10kv母線短路容量最大運(yùn)行方式時(shí)為300mva，最小運(yùn)行方向時(shí)為200mva，單相接地電流為10a；4) 電源變電所10kv引出線繼電保護(hù)的整定時(shí)限為1.6秒。4、全廠功率因數(shù)要求不低于供用電規(guī)程5、計(jì)量要求高供高量6、二部電價(jià)制收費(fèi)：（1）電度電價(jià)為0.058元/度（2）設(shè)備容量電價(jià)4元/kva月（或最高量電價(jià)6元/kw月

3、）7、工廠為二班制生產(chǎn)，全年工作時(shí)數(shù)4500小時(shí)，最大負(fù)荷利用小時(shí)3500小時(shí)（均為統(tǒng)計(jì)參考值）8、廠區(qū)內(nèi)低壓配電線路允許電壓損失3.55%9、本地氣象、地壤等資料：（1）海拔高度9.2米（2）最熱月平均溫度28.4（3）最熱月平均最高溫度32.2（4）極端最高溫度38.5（5）極端最低溫度-15.5（6）雷暴日數(shù)35.6日/年（7）最熱月地下0.8米的平均溫度27.41.3 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)方案1、設(shè)計(jì)任務(wù)（1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份其內(nèi)容包括以下主要部分：1）各車間與全廠的負(fù)荷計(jì)算，功率因數(shù)的補(bǔ)償（放電電阻值）2）變（配）電所位置的確定，變壓器數(shù)量、容量的決定3）全廠供電系統(tǒng)的接線方式與變電所主接線

4、的確定4）高氣壓電氣設(shè)備與導(dǎo)線電纜的選擇5）短路電流的計(jì)算與電氣設(shè)備的校驗(yàn)6）繼電保護(hù)整定電流（2）設(shè)計(jì)圖紙：1）變(配)電所主接線圖一張(或?qū)⒏?、低壓分開畫兩張)2）工廠變配電所和電力線路平面布置圖一張3）繼電保護(hù)原理展開圖一張4）變配電所平剖面布置圖一張（兩張）（3）主要設(shè)備材料表一份2、設(shè)計(jì)方案我們根據(jù)工廠各車間的實(shí)際情況，利用需要系數(shù)法計(jì)算出各組設(shè)備容量、功率因數(shù)不滿足供電規(guī)程，則進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。然后按功率距法確定負(fù)荷中心，根據(jù)變電所位置選擇的原則確定了變電所的位置，如果車間的視在功率大于320kva，則需設(shè)一個(gè)車間變電所，再確定變壓器的臺(tái)數(shù)和容量，并選擇了變壓器的型號(hào)。根據(jù)選擇的額定容

5、量計(jì)算短路電流，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，一定要遵循選擇的原則。繼電保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，要就實(shí)際情況選擇保護(hù)。廠區(qū)采用電纜接線方式，高壓電纜進(jìn)線用硬鋁母線，變壓器室需抬高地平，窄面推進(jìn)，雙列，離墻安裝。設(shè)計(jì)時(shí)盡量使設(shè)計(jì)的方案簡(jiǎn)單明了，不浪費(fèi)資源。第二章 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償2.1 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的一、負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容負(fù)荷計(jì)算又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷時(shí)一個(gè)假想的持續(xù)性負(fù)荷，其熱效應(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)。負(fù)荷計(jì)算要將各車間設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備的設(shè)備容量，然后用需要系數(shù)法逐個(gè)算出分組的計(jì)算負(fù)荷，車間

6、計(jì)算負(fù)荷以及全廠計(jì)算負(fù)荷。按照要求高壓側(cè)的功率因數(shù)應(yīng)該大于0.9，若不滿足要求，需要對(duì)高壓側(cè)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。同時(shí)，無(wú)功功率補(bǔ)償要考慮設(shè)備安裝地點(diǎn)和控制方式，根據(jù)補(bǔ)償要求選擇相應(yīng)的成套補(bǔ)償裝置。二、負(fù)荷計(jì)算的目的工廠企業(yè)電力負(fù)荷計(jì)算的主要目的是：（1）全廠在工程設(shè)計(jì)的可行性研究階段要對(duì)全廠用電量做出估算以便確定整個(gè)工程的方案；（2）在設(shè)計(jì)工廠供電系統(tǒng)時(shí)，為了正確選擇變壓器的容量，正確選擇各種電氣設(shè)備和配電網(wǎng)絡(luò)，以及正確選擇無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備等，需要對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。 2.2 負(fù)荷計(jì)算的方法工程上根據(jù)不同的計(jì)算目的，針對(duì)不同類型的用戶和不同類型的負(fù)荷，負(fù)荷計(jì)算的方法有很多種，包括估算法、需要系數(shù)法、

7、二項(xiàng)式法和單相負(fù)荷計(jì)算法，我們采用需要系數(shù)法。一、進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，首先要將不同工作制下的用電設(shè)備的額定容量換算成統(tǒng)一的設(shè)備容量。1、長(zhǎng)期工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備 pe=pn2、反復(fù)短時(shí)工作制的用電設(shè)備1) 電焊機(jī)和電焊機(jī)組換算到=100%時(shí)的功率 pe=pnn100%式中pn電焊機(jī)額定有功功率 n額定負(fù)荷持續(xù)率 100%其值為100%的負(fù)荷持續(xù)率2) 起重機(jī)換算到=25%時(shí)的額定功率 pe=pnn25%式中pn起重機(jī)額定有功功率 n額定負(fù)荷持續(xù)率 25%其值為25%的負(fù)荷持續(xù)率3) 照明設(shè)備的額定容量可按建筑物的單位面積容量法估算 pe=s1000式中建筑物單位面積照明容量w/m2s建筑物

8、面積m2二、用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷1、單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷就是其設(shè)備容量 pc=pe2、單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷有功功率：pc=kdpe無(wú)功功率：qc=pctan視在功率：sc=pc2+qc2計(jì)算電流：ic=sc3un式中kd該用電設(shè)備組的需要系數(shù) tan功率因數(shù)角的正切值3、多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷有功功率：pc=kpi=1npci無(wú)功功率：qc=kqi=1nqci視在功率：sc=pc2+qc2計(jì)算電流：ic=sc3un 式中k同時(shí)系數(shù)三、全廠的負(fù)荷計(jì)算全廠計(jì)算負(fù)荷用需要系數(shù)法逐級(jí)從負(fù)荷端計(jì)算到變電所電源進(jìn)線處。表2-1第二車間（中、小件加工）序號(hào)用電設(shè)備型號(hào)名稱臺(tái)數(shù)每臺(tái)設(shè)備 額定容量（千瓦）備注

9、1m2110內(nèi)圓磨床4.72m2120內(nèi)圓磨床27.13m7120a平面磨床4.24m7130k平面磨床37.65m131w外圓磨床6.86m8621a花鍵軸磨床34.57mq1350a外圓磨床17.68ho57外圓磨床17.69y2235弧齒輪滾齒輪26.510y4245剃齒機(jī)3.911y4632珩齒輪24.812yb31125滾齒輪23.613y38a滾齒輪23.914y38滾齒輪23.915y3150滾齒輪3.116c6301m車床10.117c6201車床37.618l612020t臥式拉床22.119yb6016花鍵軸銑床36.820y5120a插齒機(jī)2.421y54插齒機(jī)33.62

10、2y236錐齒輪刨齒機(jī)2.923b6050牛頭刨床4424b69牛頭刨床1125b665牛頭刨床3326b5020插床3327b5030插床428x62w萬(wàn)能銑床9.729x502立式銑床4.930x63萬(wàn)能銑床13.231x53t立式銑床13.332z535立式銑床4.633z3040搖臂鉆床5.234c6150車床7.635c6203車床8.336cw6140a車床837c6201車床2438c6150車床7.639臥式珩磨機(jī)1040c6201車床7.641c616a車床33.342c868絲杠車床33.143y7132錐形砂輪倒角機(jī)33.444mg1432齒輪倒角機(jī)7.545yj9332

11、齒輪倒角機(jī)51.146m3030砂輪機(jī)61.547z521臺(tái)式銑床70.648q113×1200剪邊機(jī)3349w6740板料折邊壓力機(jī)23.850ax320直流弧焊機(jī)14=65%51bs3301焊接變壓器21kva=65%單相380伏c(diǎn)os=40%525噸電動(dòng)橋式吊車24.2=40%表2-1為第二車間的用電設(shè)備。下面是第二車間的負(fù)荷計(jì)算：各用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷為：冷加工機(jī)床：kd1=0.16，tan1=1.73；147均分在這一組。pc1=kd1pe1=0.16×485.312=77.65kwqc1=pc1tan1=77.65×1.73=134.3kvar剪床壓床

12、：kd2=0.25，tan2=1.33；48、49歸為一組。pc2=kd2pe2=0.25×（3+3.8）=1.7kwqc2=pc2tan2=1.7×1.33=2.26kvar電焊機(jī)：kd3=0.35，tan3=1.33，n=65%；50歸在這一組。將電焊機(jī)的設(shè)備容量轉(zhuǎn)換到=100%時(shí)的功率，且該組只有1臺(tái)設(shè)備，故pc3=pe3=pnn100%=65%100% ×14=11.29kw qc3=pc3tan3=1.33×11.29=15.02kvar焊接變壓器：kd4=0.15，tan4=1.73，n=65%，sn=21kvar，cos=40%；51號(hào)歸于

13、這組。將弧焊變壓器的設(shè)備容量轉(zhuǎn)換到=100%時(shí)的功率，且該組僅有1臺(tái)設(shè)備，故pn =sncos=21×0.4=8.4kw pe=pnn100%=65%100% ×8.4=6.77kw， pc4=pe4=3×pe=11.73kw qc4=pc4tan4=1.33×11.29=15.02kvar吊車：kd5=0.15，tan4=1.73，n=40%；52號(hào)歸與于這組。將吊車的設(shè)備容量轉(zhuǎn)換到=25%時(shí)的功率，且該組僅有1臺(tái)設(shè)備，故pc5=pe5=pnn25%=40%25% ×24.2=30.6kw qc5=pc5tan5=1.73×30.6

14、=52.94kvar車間照明：s=0.01×2000×0.027×2000=1080m2，=9w/m2，kd6=1，tan6=0 pc6=pe6=s1000=9×10801000=9.72kw ， qc6=pc6tan6=0車間2的計(jì)算負(fù)荷：kp=kq=0.9pc=kpi=16pci=0.9×（77.65+1.7+11.29+11.73+30.6+9.72）=128.42kwqc=kqi=16qci=0.9×（134.3+2.26+15.02+26.86+52.94）=208.24kvarsc=pc2+qc2=128.422+208.

15、242=244.65kvaic=sc3un=244.653×0.38=371.7a生活：kd=1.0，tan=0辦公室（4層）照明：s=2352m2，=12w/ m2 pc1=pe1=s1000=12×23521000=28.224kw qc1=0kvar職工學(xué)校（3層）照明：s=2016 m2，=13w/ m2 pc2=pe2=s1000=13×20161000=26.208kw qc2=0 kvar倉(cāng)庫(kù)照明：s=780 m2，=5w/ m2 pc3=pe3=s1000=5×7801000=3.9kw qc3=0 kvar食堂照明：s=780 m2，=

16、12w/ m2 pc4=pe4=s1000=5×7801000=3.9kw qc4=0 kvar車庫(kù)照明：s=312 m2，=7w/ m2 pc5=pe5=s1000=7×3121000=2.184kw qc5=0 kvar門衛(wèi)照明：s=180 m2，=8w/ m2 pc6=pe6=s1000=8×1801000=1.44kw qc6=0 kvar則照明的總計(jì)算負(fù)荷為（kp=kq=0.9） pc=kpi=16pci=71.404kw qc=kqi=16qci=0kvar sc=pc2+qc2=71.404kva ic=sc220=71.404220=324.56a

17、其他車間的計(jì)算負(fù)荷見(jiàn)表2-2表2-2全廠的負(fù)荷計(jì)算表序號(hào)車間及用電設(shè)備組kd計(jì)算負(fù)荷ic（a）pckwqckvarsckvano.1第一車間冷加工機(jī)床0.161.7363.78110.33127.43起重機(jī)0.151.7312.6921.9525.49照明12.9612.96k=0.980.56125.66149.27226.8no.2第二車間冷加工機(jī)床0.161.7377.65134.3剪床0.251.331.72.26弧焊機(jī)1.3311.2915.02焊接變壓器2.2911.7326.86吊車1.7330.652.94照明9.72k=0.9128.42208.24244.65371.7no

18、.3第三車間電阻爐0.70.2370.474.1起重機(jī)0.21.336.889.2通風(fēng)機(jī)0.750.757354.7鍛工機(jī)械0.251.334.696.24照明0.88k=0.9416.7130436.45663.2no.4第四車間小批生產(chǎn)的熱加工機(jī)床0.750.7571.753.78連鎖的運(yùn)輸機(jī)械及鑄造車間整砂機(jī)械0.70.334514.85通風(fēng)機(jī)、水泵、空壓機(jī)及電動(dòng)發(fā)電機(jī)組0.80.7516.812.6焊機(jī)0.351.3311.2915.02小批生產(chǎn)的冷加工機(jī)床0.161.734.88.3鍋爐房，吊車0.151.735.068.75照明10.9kwk=0.9149.03101.97180.

19、58274.36no.5第五車間連續(xù)連鎖整砂機(jī)械0.650.883.062.69攪拌機(jī)、凝結(jié)器分級(jí)器等0.750.883.453.04破碎機(jī)、篩選機(jī)、碾砂機(jī)等0.750.7516.4412.3水泵、活塞式壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、電動(dòng)發(fā)電機(jī)組、排風(fēng)機(jī)等0.750.7542.631.95連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械0.650.8810.279.04電阻爐0.711.2照明2.5kwk=0.980.6152.8996.41146.48no.6生活照明71.40471.404324.56路燈11.2411.248.56k=0.9no.7全廠低壓側(cè)總計(jì)834556.921002.851523.7高壓側(cè)總計(jì)849.04617.0

20、91049.660.6無(wú)功功率補(bǔ)償224全廠低壓側(cè)總計(jì)834332.928981364.4全廠高壓側(cè)總計(jì)847.5386.8931.653.782.3無(wú)功功率補(bǔ)償一、功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的影響及提高功率因數(shù)的方法1、功率因數(shù)產(chǎn)生的原因及對(duì)供配電系統(tǒng)的影響 功率因數(shù)是衡量供配電系統(tǒng)是否經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要指標(biāo)。用戶中絕大多數(shù)用電設(shè)備，如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電力變壓器、電焊機(jī)及交流接觸器等，它們都要從電網(wǎng)吸收大量無(wú)功電流來(lái)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，其功率因數(shù)均小于0.9，需要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償，提高功率因數(shù)。感性用電設(shè)備都需要從供配電系統(tǒng)中吸收無(wú)功功率，從而降低功率因數(shù)。功率因數(shù)太低將會(huì)給供配電系統(tǒng)帶來(lái)電能損耗增加和供電

21、設(shè)備利用率降低等不良影響。所以要求電力用戶功率因數(shù)必須達(dá)到一定值，低于某一定值就必須進(jìn)行補(bǔ)償。2、提高功率因數(shù)的方法（1）提高自然功率因數(shù) 合理選擇電動(dòng)機(jī)的規(guī)格、型號(hào)； 防止電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間空載運(yùn)行； 保證電動(dòng)機(jī)的檢修質(zhì)量； 合理選擇變壓器的容量； 交流接觸器的節(jié)電運(yùn)行。 （2）人工補(bǔ)償功率因數(shù) 并聯(lián)電容器人工補(bǔ)償；同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償；動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償；調(diào)相機(jī)補(bǔ)償。3、并聯(lián)電容器補(bǔ)償容量的確定（1）采用固定補(bǔ)償在變電所6-10kv高壓母線上進(jìn)行人工補(bǔ)償時(shí)，一般采用固定補(bǔ)償，其補(bǔ)償容量按下式計(jì)算 qc.c=pav（tanav1-tanav2）式中qc.c補(bǔ)償容量，pav平均有功負(fù)荷， tanav1補(bǔ)償前

22、平均功率因數(shù)角的正切值 tanav2補(bǔ)償后平均功率因數(shù)角的正切值（2）采用自動(dòng)補(bǔ)償在變電所0.38kv母線上進(jìn)行補(bǔ)償是，都采用自動(dòng)補(bǔ)償 qc.c=pc（tan1-tan2）二、功率補(bǔ)償計(jì)算 因?yàn)槿珡S變電所是10kv/0.4kv，所以采用固定補(bǔ)償。將低壓側(cè)功率因數(shù)角補(bǔ)償?shù)?.92，使得高壓側(cè)功率因數(shù)角不小于0.9，故qc.c=pav（tanav1-tanav2）=834×tancos-10.832-tan（cos-10.92）=200.83kvar，查表選取電容器柜型號(hào)為pgj1-2,2只，qc.c=224kvar第三章 變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 變電所的配置一、變電所位置選擇1、變電

23、所位置選擇的原則 應(yīng)盡可能接近負(fù)荷中心；進(jìn)出線方便，靠近電源側(cè)；考慮擴(kuò)建的可能性；設(shè)備運(yùn)輸方便。2、負(fù)荷中心的確定負(fù)荷中心可以用負(fù)荷指示圖、負(fù)荷功率矩法或負(fù)荷電能矩法近似來(lái)確定。我們的設(shè)計(jì)均采用功率矩法。下面詳細(xì)介紹功率矩法計(jì)算負(fù)荷中心：圖3-1yyy1y2y3xxx1x2x3pp1p2p3如圖3-1所示，設(shè)有負(fù)荷p1 p2 p3，任意建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，選取p1（x1，y1）， p2 （x2，y2），p3（x3，y3），則負(fù)荷中心p（x，y） x=（pixi）pi ， y=（piyi）pi按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心，只考慮了各負(fù)荷的功率和位置，而未考慮各負(fù)荷的工作時(shí)間，因而負(fù)荷中心被認(rèn)為是固

24、定不變的。經(jīng)計(jì)算，負(fù)荷中心在3車間內(nèi)部，依照變電所位置選擇原則，將全廠變電所設(shè)在3車間旁邊，則不需設(shè)車間變電所。3.2 變壓器的選擇3.2.1 變壓器型號(hào)選擇變壓器：文字符號(hào)為t，是變電所中關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送、分配和使用。1、 變壓器的分類按功能分：升壓變壓器和降壓變壓器；按相數(shù)分：?jiǎn)蜗嘧儔浩骱腿嘧儔浩?；按繞組導(dǎo)體的材質(zhì)分：銅繞組和鋁繞組變壓器；按用途分：普通變壓器和特殊變壓器；按調(diào)壓方式分：無(wú)載調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器;2、 型號(hào)的選擇 現(xiàn)在工廠供電一般選擇節(jié)能型變壓器s9、s10系列。本課程設(shè)計(jì)我們選用s9系列的節(jié)能變壓器。3.2.2 變壓

25、器的臺(tái)數(shù)和容量的確定全廠變的變壓器的臺(tái)數(shù)和容量的確定：（1）變壓器臺(tái)數(shù)的確定 應(yīng)該滿足用電負(fù)荷對(duì)可靠性的要求。在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中，選擇兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上比較合理時(shí)，主變壓器選擇也可多于兩臺(tái)； 對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變化較大的宜用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)刻選擇兩臺(tái)主變壓器；三級(jí)負(fù)荷一般選擇一臺(tái)主變壓器，負(fù)荷較大時(shí)，也可選擇兩臺(tái)主變壓器。（2）變壓器容量的確定 選單臺(tái)變壓器時(shí)，其額定容量sn應(yīng)能滿足全部用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷sc，考慮負(fù)荷發(fā)展應(yīng)留有一定的容量裕度，并考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，即 s（1.151.4）sc選用兩臺(tái)主變壓器時(shí)，其中任意一臺(tái)主變壓器容量s應(yīng)同時(shí)滿足

26、下列兩個(gè)條件。任一臺(tái)主變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的60%-70%的要求，即 s=（0.6 0.7）s任一臺(tái)主變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷s（+）的需要，即 s s（+）根據(jù)前面計(jì)算出來(lái)的負(fù)荷 s=819kva 選擇兩臺(tái)變壓器，單臺(tái)變壓器的容量不要超過(guò)1000kva 。 s=（0.6 0.7）s=（0.6 0.7）×931.57=（558.94652.1）kva選擇s9-800/10變壓器兩臺(tái)，額定容量為800kva。3.3 全廠變電所主接線設(shè)計(jì)3.3.1 對(duì)變電所主接線的要求 變配電所由一次回路和二次回路構(gòu)成。變配電所的主接線兩種表現(xiàn)形式：系統(tǒng)式主接線、配置式主接

27、線?；疽螅喊踩⒖煽?、靈活、經(jīng)濟(jì)。3.3.2 變電所主接線方案 供配電系統(tǒng)變電所常用的主接線基本形式有線路變壓器組接線、單母線接線和橋式接線3種類型。單母線接線又分為單母線不分段和單母線分段。橋式接線分內(nèi)橋和外橋。本次，我們選用的是單母線接線方式，一次側(cè)用單母線不分段，二次側(cè)變壓器采用單母線分段接線。3.3.3 變電所主接線設(shè)計(jì) 高壓側(cè)選擇kgn型高壓開關(guān)柜，電流互感器采用兩相式接線，電壓互感器采用v-v型和y0/y0/y0型，右側(cè)架空線引入，左側(cè)電纜引出。分別有進(jìn)線柜、計(jì)量柜、互感器柜和2個(gè)出線柜。低壓側(cè)選擇ggd型成套開關(guān)柜，兩臺(tái)無(wú)功電容補(bǔ)償柜，由兩臺(tái)pgj-2型無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏組成

28、。3.4 變電所的布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.4.1 變電所的布置設(shè)計(jì)變電所的布置主要由變壓器室、高壓配電室、低壓配電室和值班室等組成。參見(jiàn)附圖-5布置要求：（1）室內(nèi)布置應(yīng)緊湊合理，便于值班人員操作、檢修、試驗(yàn)、巡視和搬運(yùn)，配電裝置安放位置應(yīng)保證所要求的最小允許通道寬度，考慮今后發(fā)展和擴(kuò)建的可能。（2）合理布置變電所各室的位置。（3）變壓器室應(yīng)避免西曬，值班室應(yīng)盡量朝南，盡可能利用自然采光和通風(fēng)。（4）配電室的設(shè)置應(yīng)符合安全和防火要求，對(duì)電氣設(shè)備載流部分應(yīng)采用金屬網(wǎng)板隔離。（5）高低壓配電室、變壓器室的門應(yīng)向外開，相鄰的配電室的門應(yīng)雙向開啟。（6）變電所內(nèi)不允許采用可燃性材料裝修，不允許熱力管道、可燃

29、氣管等各種管道從變電所內(nèi)經(jīng)過(guò)。3.4.2 變電所的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、變壓器室2、高壓配電室3、低壓配電室第四章 電氣設(shè)備的選擇4.1 短路電流計(jì)算 三相交流系統(tǒng)的短路種類主要有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接短路。短路發(fā)生的主要原因是電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞，運(yùn)行人員不遵守操作規(guī)程發(fā)生的誤操作以及鳥獸跨越在裸露導(dǎo)體上等。為了減輕短路的嚴(yán)重后果和防止故障擴(kuò)大，需要計(jì)算出短路電流，以便正確地選擇和校驗(yàn)各種電氣設(shè)備、計(jì)算和整定保護(hù)短路的繼電保護(hù)裝置及選擇限制短路電流的電氣設(shè)備（如電抗器）等。1、 關(guān)于短路電流計(jì)算的方法我們上課所學(xué)的是利用標(biāo)幺值來(lái)計(jì)算短路電流。采用標(biāo)幺值計(jì)算，能夠簡(jiǎn)化計(jì)算、

30、便于比較分析。swlk1（3）k2（3）10.3322.0835.62535.625圖4-1短路電流計(jì)算圖2、 短路電流計(jì)算最大運(yùn)行方式是單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)，最小運(yùn)行方式是在兩臺(tái)變壓器并聯(lián)時(shí)。k1點(diǎn)三相短路時(shí)： xk1*=x1*+xl* id1=sd3ud1 ik1*=1xk1* ik1 =id1ik1* ish.k1=2.55ik1 sk1=sdxk1*k2點(diǎn)三相短路時(shí)： xk2*=xl*+x1t*/x2t* id2=sd3ud2 ik2*=1xk2* ik1 =id1ik1* ish.k2=2.55ik2 sk2=sdxk2*則用上述公式計(jì)算的結(jié)果列出下表表4.1短路電流計(jì)算表運(yùn)行方式項(xiàng) 目

31、k1k2最大三相短路電流（ka）2.718.8沖擊短路電流（ka）6.8934.6三相短路容量（mva）4913最小三相短路電流（ka）2.514.43沖擊短路電流（ka）6.426.55三相短路容量（mva）45204.2電氣設(shè)備選擇一、 電氣設(shè)備的選擇是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，其選擇的恰當(dāng)與否將影響到整個(gè)系統(tǒng)能否安全可靠地運(yùn)行，故必須遵循一定的選擇原則：（1） 按工作要求和環(huán)境條件選擇電氣設(shè)備的型號(hào)（2） 按正常工作條件選擇電氣設(shè)備的額定電壓和額定電流 按工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓。電氣設(shè)備的額定電壓u應(yīng)不低于其所在線路的額定電壓uw.n，即uu 按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流

32、。電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)不小于實(shí)際通過(guò)它的最大負(fù)荷電流i（或計(jì)算電流i），即 ii或 i i（3）按短路電流條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性（4）開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)二、高壓開關(guān)電器的選擇 高壓開關(guān)電器主要指高壓斷路器、高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)和高壓負(fù)荷開關(guān)。高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)和高壓負(fù)荷開關(guān)的具體選擇原則如下： 根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件來(lái)選擇設(shè)備的型號(hào)； 在正常條件下，選擇設(shè)備的額定電壓和額定電流； 短路校驗(yàn)： 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)； 開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)。1、高壓斷路器選擇i=53.78a選擇sn10-10i/630型少油斷路器，其有關(guān)技術(shù)參數(shù)及裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件和計(jì)算結(jié)果列于表4-

33、2中，從中可以看出斷路器的參數(shù)均大于裝設(shè)地點(diǎn)的電氣條件，故所選斷路器合格。表4-2 高壓斷路器校驗(yàn)表序號(hào)sn10-10i/630選擇要求裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)1u10kvu10kv合格2i630ai53.78a合格3i16kai2.7ka合格4i40kai6.89ka合格5i16=1024kasi2.7×1.1+0.1=8.75ka2s合格2、高壓隔離開關(guān)選擇選擇gn-10t/200型高壓隔離開關(guān)。校驗(yàn)結(jié)果列于表4-3中表4-3 高壓隔離開關(guān)校驗(yàn)表序號(hào)gn-10t/200選擇要求裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)1u10kvu10kv合格2i200ai53.78a合格

34、4i25.5kai6.89a合格5i10=500kasi2.7×1.1+0.1=8.75ka2s合格3、電流互感器的選擇 選擇lqj-10-50/5a型電流互感器，校驗(yàn)過(guò)程如下：動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：kes=225，kt=90，t=1s kes×2i1n=225×2×0.05=15.9ka > ish=5.81ka，滿足要求；熱穩(wěn)定校驗(yàn)： （ktiw）2t=（90×0.05）2=20.25ka2s>i(3)2tima=5.812×1.7=8.81ka2s，滿足要求。4、低壓斷路器的選擇下面以2號(hào)車間為例選擇：（1）2車間一條線路ic

35、=235.7a，ik2.max（3）=17.89ka，選取導(dǎo)線型號(hào)為bv-500-3×95，則允許載流量ial=303a。瞬時(shí)脫扣器 in.oric=235.7a，故選in.or=300a脫扣器 iop（0）kre1ipk=1.35×2×235.7=636.39a 選則3倍整定倍數(shù)的瞬時(shí)脫扣器，動(dòng)作電流整定值 3×300=900a>636.39a iop（0）=900a4.5ial=4.5×303=1363.5a長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器 iop（1）kre1ic=1.1×235.7=259.27a，選取192240300中整定電流為3

36、00a的脫扣器與保護(hù)線路的配合 iop（1）=300akolial=303a斷路器in.qfin.or=300a,選400a dw15系列斷路器，過(guò)流脫扣器額定電流為300a的脫扣器斷流能力 ioc=50kvik(3)=17.89ka選dw15-400a斷路器，脫扣器額定電流為300a（2）同理，另一條線路ic=159.8a，ik2.max（3）=17.89ka，選取導(dǎo)線型號(hào)為bv-500-3×50，則允許載流量ial=201a。瞬時(shí)脫扣器 in.oric=159.8a，故選in.or=200a脫扣器 iop（0）kre1ipk=1.35×2×159.8=431.

37、46a 選則3倍整定倍數(shù)的瞬時(shí)脫扣器，動(dòng)作電流整定值 3×200=600a>431.46a iop（0）=600a4.5ial=4.5×201=904.5a長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流脫扣器 iop（1）kre1ic=1.1×159.8=175.78a，選取128160200中整定電流為200a的脫扣器與保護(hù)線路的配合 iop（1）=200akolial=201a斷路器in.qfin.or=200a,選400a dw15系列斷路器，過(guò)流脫扣器額定電流為200a的脫扣器斷流能力 ioc=50kvik(3)=17.89ka選dw15-400a斷路器，脫扣器額定電流為200a其他

38、車間的見(jiàn)下表 表4-4低壓斷路器車間號(hào)車間1車間3車間4車間5照明型號(hào)dw15-400dw15-200dw15-200dw15-400dw15-600過(guò)流脫扣器額定電流(a)300100100100150100100150100150200400第五章 電力變壓器繼電保護(hù)設(shè)計(jì)5.1 電力變壓器繼電保護(hù)配置電力變壓器繼電保護(hù)配置的一般原則：（1）裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)保護(hù)裝置用于保護(hù)相間短路；（2）800kva以上油浸式變壓器和400kva及以上車間內(nèi)油浸式變壓器應(yīng)裝設(shè)氣體保護(hù)裝置用于保護(hù)變壓器的內(nèi)部故障和油面降低；（3）單臺(tái)運(yùn)行的變壓器容量在10000kva及以上和并列運(yùn)行的變壓器每臺(tái)容

39、量在6300kva及以上或電流速斷保護(hù)的靈敏度不滿足要求時(shí)應(yīng)裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)裝置用于保護(hù)內(nèi)部故障和引出線相間短路；（4）裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)和溫度保護(hù)裝置分別用于保護(hù)變壓器的過(guò)負(fù)荷和溫度升高。由于我們變壓器的視在功率為800kva，所以我們不需要采用溫度保護(hù)。5.2 電力變壓器繼電保護(hù)原理展開圖設(shè)計(jì)k1（3）k2（3）繼電保護(hù)配置的展開圖參見(jiàn)圖-4 繼電保護(hù)配置的原理如下：1電流速斷保護(hù)由繼電器ka1、ka2和信號(hào)繼電器ks1等組成，保護(hù)動(dòng)作后，由出口中間繼電器km瞬時(shí)斷開qf1、qf1，并由連接片xb4xb5確定要斷開的斷路器。2定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)由電流繼電器ka3、ka4、ka5、時(shí)間繼電器kt1與信

40、號(hào)繼電器ks2等組成，保護(hù)范圍內(nèi)故障時(shí)，ka3、ka4、ka5啟動(dòng)kt1，經(jīng)整定時(shí)限作用于跳閘。3氣體保護(hù)氣體保護(hù)（瓦斯保護(hù)）由氣體繼電器（瓦斯繼電器）kg、信號(hào)繼電器ks3、xb、r2等組成。輕瓦斯觸點(diǎn)kg1僅作用于信號(hào)，重瓦斯觸點(diǎn)kg2則瞬時(shí)斷開變壓器兩側(cè)的斷路器。變壓器換油或試驗(yàn)時(shí)，為了防止氣體保護(hù)誤動(dòng)作，可將切換片xb投至位置2，作用于信號(hào)。氣體繼電器是靠油氣流沖擊而動(dòng)作的，為了使重瓦斯保護(hù)可靠動(dòng)作，保護(hù)出口回路選擇具有自保持線圈的中間繼電器km。4過(guò)負(fù)荷保護(hù)過(guò)負(fù)荷保護(hù)由電流繼電器ka6與時(shí)間繼電器kt2等組成，保護(hù)延時(shí)作用于信號(hào)。5溫度保護(hù)溫度保護(hù)由溫度繼電器k與信號(hào)繼電器ks4等組

41、成，保護(hù)作用于信號(hào)。5.3 電力變壓器繼電保護(hù)整定計(jì)算1定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流整定 iop.kaoc=kre1kwkreki1.53i1n=1.20.85×10×2×8003×10=13.04a選dl-11/20電流繼電器，線圈并聯(lián)，iop.ka(oc)=14a。保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流為iop1=kikwiop.ka(oc)=101.0×14=140a動(dòng)作時(shí)間整定 t2=t1-t=1.6-0.5=1.1s靈敏度校驗(yàn) ks =ik2.min2iop1=（13×32×13350×0.410.5）140=1.82>1

42、.52電流速斷保護(hù)動(dòng)作電流整定 iop.kaoc=kre1kwkiik2.max3=1.310×17890×0.410.5=88.6a選dl-11/100電流互感器，線圈并聯(lián)，iop.ka(oc)=89a保護(hù)一次側(cè)動(dòng)作電流為 iop1=kikwiop.ka(oc)=101.0×89=890a靈敏度校驗(yàn) ks =ik1.min2iop1=（32×2129）890=2.07>2.0變壓器電流保護(hù)靈敏度滿足要求。第六章 廠區(qū)線路設(shè)計(jì)6.1電力線路的接線方式接線方式是指由電源端（變、配電站）向負(fù)荷端（電能用戶或用電設(shè)備）輸送電能時(shí)采用的網(wǎng)絡(luò)形式。高壓電力線

43、路的接線方式和低壓電力線路的接線方式都是一樣的，常用的接線方式有：放射式、樹干式和環(huán)式三種。在本次的設(shè)計(jì)中我們采用的接線方式是放射式，該接線方式接線清晰簡(jiǎn)單，操作維護(hù)方便，引出線發(fā)生故障時(shí)互不影響，供電可靠性高。6.2電力線路的結(jié)構(gòu)1架空線路架空線路時(shí)指室外架設(shè)在電線桿上用于輸送電能的線路。由于要經(jīng)常承受自身重量和各種外力的作用，且需承受大氣中有害物質(zhì)的侵蝕，所以導(dǎo)線材質(zhì)必須具有良好的導(dǎo)電性、耐腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度。2電纜線路的結(jié)構(gòu)電纜線路有電路電纜和電纜頭組成。由于其故障大部分情況發(fā)生在接頭處，故對(duì)電纜頭的安裝質(zhì)量尤其要重視，要求密封性好，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，耐壓強(qiáng)度不低于電纜本身的耐壓強(qiáng)度。6.

44、3導(dǎo)線和電纜的選擇6.3.1導(dǎo)線和電纜型號(hào)的選擇原則1、常用架空線路導(dǎo)線型號(hào)及選擇裸導(dǎo)線常用的型號(hào)及適用范圍為：（1）鋁絞線（lj）；（2）鋼芯鋁絞線（lgj）；（3）銅絞線（tj）；（4）防腐鋼芯鋁絞線6.3.2導(dǎo)線和電纜截面的選擇原則1、原則：（1）按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜截面（2）按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面（3）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面（4）按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線和電纜截面（5）滿足短路穩(wěn)定的條件2、方法：按上述5個(gè)原則中某一個(gè)選擇，其他條件校驗(yàn)。母線按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇；導(dǎo)線和電纜截面按允許載流量選擇。6.3.3高壓導(dǎo)線截面的選擇1.變電所高壓側(cè)母線選擇：選擇硬鋁母線，按經(jīng)濟(jì)

45、電流密度選擇，計(jì)算過(guò)程如下：年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)3500h，查表得： jec=1.15（a/mm2）ic=（a）sec=（mm2）選擇 lmy-15型號(hào)的導(dǎo)線發(fā)熱條件校驗(yàn)：ial=135（a）>ic=53.78（a）故高壓側(cè)母線滿足條件。變電所低壓側(cè)母線選擇：選擇硬銅母線，按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，計(jì)算過(guò)程(同高壓側(cè)計(jì)算過(guò)程)：年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)3500h，查表得： jec=2.25（a/mm2）ic=1364.37a，sec=606.4mm2選擇tmy-3(80)發(fā)熱條件校驗(yàn)：ial=1690(a)>1364.37(a)中性線選擇：so，選擇so=320 mm2低壓側(cè)母線選：tmy-

46、3()+()低壓側(cè)母線滿足條件。2.相線截面的選擇以2車間一條線路為例計(jì)算選擇導(dǎo)線截面，ic=235.7a三相四線制線路，查表a-12-1得，明敷設(shè)的bv銅芯線截面為95的bv型導(dǎo)線，在環(huán)境溫度為30時(shí)的允許載流量為303a，其正常最高允許溫度為65，即ial=303a。溫度校正系數(shù)為 k=al-0al-0=65-32.265-30=0.97導(dǎo)線的實(shí)際允許載流量為 ial=kial=0.97×303=293.91a所以，所選相截面s=95滿足允許載流量的要求，且滿足低壓斷電器的校驗(yàn)。6.4廠區(qū)照明設(shè)計(jì)一、工廠常用光源的類型：分為熱輻射光源和氣體放電光源兩種。熱輻射光源是利用物體加熱到白熾燈狀態(tài)時(shí)輻射發(fā)光的原理制成的光源，如白熾燈