機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)

1、前言前言眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(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。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?。ǔ娀I(yè)外）。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，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

2、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。因此，做好工廠供電工作對(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。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。本次設(shè)計(jì)根據(jù)課題提供的某機(jī)械制造廠的用電負(fù)荷和供電條件，并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，本著安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求確定本廠變電所的位置和形式。通過(guò)負(fù)荷計(jì)算，確定主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備與進(jìn)出線,最后按要求寫出設(shè)計(jì)

3、說(shuō)明書,并繪出設(shè)計(jì)圖樣。具體過(guò)程和步驟:根據(jù)工廠總平面圖,工廠負(fù)荷情況,供電電源情況,氣象資料,地區(qū)水文資料和電費(fèi)制度等,先計(jì)算電力負(fù)荷,判斷是否要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償,接著進(jìn)行變電所位置和型式選擇,并確定變電所變壓器臺(tái)數(shù)和容量, 主接線方案選擇,最后進(jìn)行短路電流的計(jì)算,并對(duì)變電所一次設(shè)備選擇和校驗(yàn)和高低壓線路的選擇。目錄前言前言 .1設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 .3一、設(shè)計(jì)題目：一、設(shè)計(jì)題目：某機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)。.3二、設(shè)計(jì)要求二、設(shè)計(jì)要求.3三、設(shè)計(jì)依據(jù)三、設(shè)計(jì)依據(jù).3第一章第一章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償 .6第一節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的目的和方法.6第二節(jié) 全廠負(fù)荷計(jì)

4、算的過(guò)程.6第三節(jié) 無(wú)功功率補(bǔ)償.8第二章第二章 變電所的選擇及主變壓器的選擇變電所的選擇及主變壓器的選擇 .9第一節(jié) 變電所的位置與型式選擇.9第二節(jié) 主變壓器的類型、臺(tái)數(shù)與容量的選擇.11第三章第三章 機(jī)加工車間的配電系統(tǒng)的確定機(jī)加工車間的配電系統(tǒng)的確定 .12第一節(jié) 電力負(fù)荷計(jì)算.12第二節(jié) 車間變壓器低壓到動(dòng)力分電箱的干線的選擇.15第四章第四章 變電所主要結(jié)線方案的設(shè)計(jì)變電所主要結(jié)線方案的設(shè)計(jì) .16第一節(jié) 變壓器一次側(cè)主接線.16第二節(jié) 變壓器二次側(cè)主接線.17第五章第五章 短路電流的計(jì)算短路電流的計(jì)算 .17第一節(jié) 短路及其原因、后果.17第二節(jié) 高壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算.17第六

5、章第六章 變電所一次設(shè)備及進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)變電所一次設(shè)備及進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn) .19第一節(jié) 高壓開(kāi)關(guān)柜選擇.19第二節(jié) 高壓母線選擇.20第三節(jié) 低壓出現(xiàn)柜選擇.20第四節(jié) 低壓母線選擇.22第五節(jié) 低壓出線電纜選擇.22第六節(jié) 變壓器分組.23設(shè)計(jì)心得設(shè)計(jì)心得 .24參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .25附錄附錄.26附表一 機(jī)加工車間計(jì)算表.26附圖一 變電所主結(jié)線圖27附圖二 變電所平面圖和剖面圖28設(shè)計(jì)任務(wù)及要求設(shè)計(jì)任務(wù)及要求一、設(shè)計(jì)題目一、設(shè)計(jì)題目：某機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)。二、設(shè)計(jì)要求：二、設(shè)計(jì)要求：要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可

6、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，選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫出設(shè)計(jì)說(shuō)明書，繪出設(shè)計(jì)圖樣。三、設(shè)計(jì)依據(jù)三、設(shè)計(jì)依據(jù)1 1）工廠總平面圖：）工廠總平面圖： 2 2）機(jī)加工車間平面圖：）機(jī)加工車間平面圖： 3 3）工廠負(fù)荷情況）工廠負(fù)荷情況 本廠多數(shù)車間為三班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為 4600h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為 6h。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷處，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)得到的全廠負(fù)荷表見(jiàn)表 1，機(jī)加工車間設(shè)備明細(xì)表見(jiàn)表 2。

7、4 4）供電電源情況）供電電源情況 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 的公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 LGJ-150，導(dǎo)線為等三角形排列，線距為 2m；干線首端距離本廠約 8km。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)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為 1.7s。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 80km，電纜線路總長(zhǎng)度為 25km。5 5）氣象資料）氣象資料 本廠所在地區(qū)的

8、年最高氣溫為 38，年平均氣溫為 23，年最低氣溫為-8，年最熱月平均最高氣溫為 33，年最熱月平均氣溫為 26，年最熱月地下0.8m 處平均溫度為 25。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為 20 天。廠房編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)動(dòng)力3000.30.701鑄造車間照明60.81.0動(dòng)力3500.30.652鍛壓車間照明80.71.07機(jī)加工車間待算動(dòng)力3600.30.606工具車間照明70.91.0動(dòng)力2500.50.804電鍍車間照明50.81.0動(dòng)力1500.60.803熱處理車間照明50.81.0動(dòng)力1800.30.709裝配車間照明60.81.0動(dòng)力1600.

9、20.6510機(jī)修車間照明40.81.0動(dòng)力500.70.808鍋爐房照明10.81.0動(dòng)力200.40.805倉(cāng)庫(kù)照明10.81.0生活區(qū)照明3500.70.9表 1 全廠負(fù)荷表分類序號(hào)設(shè)備名稱設(shè)備容量/kW臺(tái)數(shù)總?cè)萘?車床 C630M10.125110.1252萬(wàn)能工具磨床 M5M2.07512.0753、4、5普通車床 C620-17.625322.8756普通車床 C620-35.62515.625712普通車床 C6204.625627.7513螺旋套絲機(jī) S-81393.12513.12514普通車床 C63010.125110.12515管螺紋車床 Q1197.62517.625

10、16搖臂鉆床 Z358.518.517 、18圓柱立式鉆床 Z50403.12526.2520立式砂輪1.7511.7521、 22牛頭刨床 B66532623萬(wàn)能銑床 X63WT1311324立式銑床 X52K9.12519.12525滾齒機(jī) Y-364.114.126插床 B503241427弓鋸機(jī) G721.711.728立式鉆床 Z5120.610.632車床 CW6-131.9131.933立式車床 C512-1A35.7135.734臥式鏜床 J681011035單臂刨床 B101070170大批生產(chǎn)的金屬冷加工機(jī)床小計(jì)291.95195t 單梁吊車10.2110.2吊車小計(jì)10.

11、229電極式鹽浴電阻爐20120電阻爐設(shè)備30井式回火電阻爐2412431箱式加熱電阻爐45145小計(jì)89總計(jì)391.15表 2 機(jī)加工車間設(shè)備明細(xì)表6 6）地質(zhì)水文資料）地質(zhì)水文資料 本廠所在地區(qū)平均海拔 500m，地層以砂粘土為主，地下水位為 2m。7 7）電費(fèi)制度）電費(fèi)制度 本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為 18 元/(kVA)，動(dòng)力電費(fèi)為 0.20 元/(kWh)，照明電費(fèi)為 0.50 元/(kWh)。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于 0.90。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性地向供電

12、部門交納供電貼費(fèi)：610kV 為 800 元/(kVA)。第一章第一章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)谝还?jié)第一節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的目的負(fù)荷計(jì)算的目的和方法和方法一、負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的一、負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 （1）求計(jì)算負(fù)荷，是選擇確定建筑物報(bào)裝容量、變壓器容量的依據(jù)；（2）求計(jì)算電流，是選擇纜線和開(kāi)關(guān)設(shè)備的依據(jù)； （3）求有功計(jì)算負(fù)荷和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷，是確定靜電電容器容量的依據(jù)。 2 2、負(fù)荷計(jì)算的方法負(fù)荷計(jì)算的方法 （1）需要系數(shù)法用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。用于設(shè)備數(shù)量多，容量差別不大的工程計(jì)算，尤其適用于配、變電所和干線的負(fù)荷計(jì)算。 （2）利用系數(shù)法采

13、用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷區(qū)間內(nèi)的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)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)，得出計(jì)算負(fù)荷。適用于各種范圍的負(fù)荷計(jì)算，但計(jì)算過(guò)程稍繁。第二節(jié)第二節(jié) 全廠負(fù)荷計(jì)算全廠負(fù)荷計(jì)算的過(guò)程的過(guò)程本設(shè)計(jì)各車間計(jì)算負(fù)荷采用需要系數(shù)法需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有： 有功計(jì)算負(fù)荷（kW） dCCKPP 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（kvar）: tanCCPQ視在計(jì)算負(fù)荷（kVA）：22CCCQPS計(jì)算電流（A）: NCCUSI3/具體車間計(jì)算負(fù)荷如下表：車間設(shè)備容量Pe/kw需要系數(shù)Kd功率因數(shù)Cos功率因數(shù)角的正切tan有功計(jì)算負(fù)荷Pc/kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷Qc/kvar視在計(jì)算負(fù)荷Sc/kVA冷加工

14、291.950.250.51.7372.99 126.27 145.98 吊車10.20.150.51.731.532.65 3.06電阻爐890.80.950.3371.223.50 74.95 機(jī)加工小計(jì)145.72 152.41 223.98 鑄造動(dòng)力3000.30.71.02 9091.82 128.57 鍛壓動(dòng)力3500.30.651.17 105122.76 161.54 工具動(dòng)力3600.30.61.33 108144180電鍍動(dòng)力2500.50.80.7512593.75 156.25 熱處理動(dòng)力1500.60.80.759067.5112.5裝配動(dòng)力1800.30.71.02

15、 5455.09 77.14 機(jī)修動(dòng)力1600.20.651.17 3237.41 49.23 鍋爐房動(dòng)力500.70.80.753526.2543.75倉(cāng)庫(kù)動(dòng)力200.40.80.758610鑄造照明60.8104.804.8鍛壓照明80.7105.605.6工具照明70.9106.306.3電鍍照明50.810404熱處理照明50.810404裝配照明60.8104.804.8機(jī)修照明40.8103.203.2鍋爐房照明10.8100.800.8倉(cāng)庫(kù)照明10.8100.800.8生活區(qū)照明3500.70.90.48 245118.66 272.22 機(jī)加工照明13.8211013.8240

16、13.824有功計(jì)算負(fù)荷 Pc/kw無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 Qc/kw視在計(jì)算負(fù)荷(Sc/kw)總計(jì)1097.55 919.52 1431.83 同時(shí)系數(shù)=0.95K1042.68 873.54 1360.24 功率因素（）cos0.766表表 3 3 各車間負(fù)荷計(jì)算表各車間負(fù)荷計(jì)算表從表中可知：有功計(jì)算負(fù)荷KWPPiC 1097.55無(wú)功計(jì)算負(fù)荷var 919.52 KQQiC視在計(jì)算負(fù)荷1431.83 22CCCQPSAKV 再乘以同時(shí)系數(shù)=0.95, =0.97pKqK此時(shí)KWKPPpCC 1042.68var873.54kKQQqCCAKVQPSCCC 1360.2422功率因素0.9, 所以要

17、進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償0.766cosCCSP第三節(jié)第三節(jié) 無(wú)功功率補(bǔ)償無(wú)功功率補(bǔ)償由于本設(shè)計(jì)中 cos=0.7660.92 滿足要求0.945 361.54 1042.68 1042.68cos22222CCCQPP補(bǔ)償后的負(fù)荷如下表全廠負(fù)荷有功功率 Pc/kw無(wú)功功率 Qc/kvar視在計(jì)算負(fù)荷(Sc/kVA)補(bǔ)償前1042.68873.541360.24 無(wú)功補(bǔ)償-512補(bǔ)償后1042.68361.541103.58 補(bǔ)償后功率因數(shù)（）cos0.945表 4 補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷第二章第二章 變電所的選擇變電所的選擇及主變壓器的選擇及主變壓器的選擇第一節(jié)第一節(jié) 變電所的位置與型式選擇變電所的位置與

18、型式選擇變電所位置的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較確定： 一、接近負(fù)荷中心； 二、進(jìn)出線方便； 三、接近電源側(cè)； 四、設(shè)備運(yùn)輸方便； 五、不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所； 六、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)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、浴室或其他經(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。按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心按負(fù)荷功

19、率矩法確定負(fù)荷中心工廠是 10kv 以下，變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來(lái)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)出各車間和宿舍區(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)的功率，設(shè)定p1、p2p10 并設(shè)定 p11 為生活區(qū)的中心負(fù)荷，如圖 3-1 所示。而工廠的負(fù)荷中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)： 把各車間的坐標(biāo)帶入上述 2 個(gè)公式，得到 x=5.38，y=5.38.由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在 6 號(hào)廠房的東北角?？紤]到周圍環(huán)境和進(jìn)出線方便，且 7 號(hào)機(jī)加工車間干線分配多，所

20、以變電所設(shè)在 6 號(hào)車間的右方。變電所類型有室內(nèi)型和室外型。室內(nèi)型運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。所以采用室內(nèi)型變電所室內(nèi)型變電所變電所的類型主要有以下幾種類型類型：（1）：獨(dú)立變電所（2）：附設(shè)變電所（3）：車間內(nèi)變電所（4）：地下變電所所以，變電所的類型為附設(shè)變電所附設(shè)變電所。第二節(jié)第二節(jié) 主變壓器的類型、臺(tái)數(shù)與容量的選擇主變壓器的類型、臺(tái)數(shù)與容量的選擇（1）考慮到變壓器在車間建筑內(nèi)，故選用低損耗的 SCB10 型 10/0.4kV 三相干式雙繞組電力變壓器。變壓器采用無(wú)載調(diào)壓方式，分接頭，聯(lián)接組別%5Dyn11，帶風(fēng)機(jī)冷卻并配置溫度控制儀自動(dòng)控制，帶 IP20 防護(hù)外殼。（2）由于工廠總負(fù)荷容

21、量較大，且存在多個(gè)二級(jí)負(fù)荷，對(duì)電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障后檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電，故選兩臺(tái)變壓器。（3）變壓器容量是根據(jù)無(wú)功補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷確定的。補(bǔ)償后的總計(jì)算負(fù)荷為，每臺(tái)變壓器的容量,工AkV 1103.58CSA763.39kV 1103.587 . 0NTS廠二級(jí)負(fù)荷為 328.57，328.57，故每臺(tái)變壓器的容量為 800AkVNTSAkV。AkV第三章第三章 機(jī)加工車間的配電系統(tǒng)的確定機(jī)加工車間的配電系統(tǒng)的確定第一節(jié)第一節(jié) 電力負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)荷計(jì)算配電方式應(yīng)遵從下列原則：配電方式應(yīng)遵從下列原則：（1）為減少電壓波動(dòng)引起的

22、閃爍，照明線路應(yīng)在車間動(dòng)力總開(kāi)關(guān)之前分出。（2）離配電點(diǎn)比較近的，且功率比較大的少數(shù)用電設(shè)備可以用放射式供電。（3）對(duì)于功率比較小、臺(tái)數(shù)比較多的設(shè)備，宜于采用干線對(duì)分電箱供電，然后由分電箱對(duì)各用電設(shè)備配電。（4）考慮分電箱供電范圍時(shí)，注意支線的敷設(shè)不要跨過(guò)通道；通道另一側(cè)的設(shè)備，應(yīng)由另一側(cè)的分電箱供電，不要采取這一側(cè)的用電設(shè)備由另一側(cè)的分電箱供電。（5）吊車電源不要經(jīng)過(guò)分電箱，應(yīng)經(jīng)單獨(dú)的開(kāi)關(guān)直接引自干線。按照上述原則，因?yàn)闄C(jī)加工車間用電器臺(tái)數(shù)較多且少數(shù)設(shè)備的容量大，且包含吊車設(shè)備，故按下面分組，并采用分電箱分配電：干線干線分電箱分電箱設(shè)備編號(hào)設(shè)備編號(hào)第 1 組19第 2 組31第 3 組32第

23、 4 組33第 5 組356-12、3、4、56-28、9、106-325、26第 6 組6-427、287-16、7、11、12、13第 7 組7-21、348-114、15、16、17、18第 8 組8-220、21、228-323、248-429、30表 5 機(jī)加工車間設(shè)備分組根據(jù)利用系數(shù)法利用系數(shù)法計(jì)算分干線電流和主干線電流，1 1）分干線電流計(jì)算方法如下）分干線電流計(jì)算方法如下求各用電設(shè)備組在最大負(fù)荷班內(nèi)的平均負(fù)荷。用功功率 ieiuiavPKP.無(wú)功功率iiaviavPQtan.求平均利用系數(shù) ieiavavuPPK.求用電設(shè)備的有效臺(tái)數(shù)，然后根據(jù)有效臺(tái)數(shù)和平均利用2.2.)(ie

24、ieeqPPneqn系數(shù)，查表求出附加系數(shù)。avuK.aK求計(jì)算負(fù)荷及計(jì)算電流有功計(jì)算負(fù)荷iavaCPKP.無(wú)功計(jì)算負(fù)荷iavaCQKQ.視在計(jì)算負(fù)荷22CCCQPS計(jì)算電流NCCUSI3在實(shí)際工程中，若用電設(shè)備在 3 臺(tái)及以下，則其有功計(jì)算負(fù)荷取設(shè)備功率總和；3 臺(tái)以上用電設(shè)備，而有效臺(tái)數(shù)小于 4 時(shí)，有功計(jì)算負(fù)荷取設(shè)備功率總和，再乘以 0.9 系數(shù)例如：例如：（1 1）7-17-1 號(hào)分組：號(hào)分組：有 5 臺(tái)設(shè)備用功功率 kwPKPeuav788. 014. 0*625. 51 .1 .1 . kwPav648. 02 .kwPav648. 03 . kwPav648. 04 .kwPav

25、438. 05 .無(wú)功功率var36. 1732. 1*788. 0tan11 .1 .kPQavav var12. 12 .kQavvar12. 13 .kQav var12. 14 .kQavvar76. 05 .kQav求平均利用系數(shù) （設(shè)備利用系數(shù)都相同，所以等于每臺(tái)的利用系14. 0.ieiavavuPPK數(shù)）求用電設(shè)備的有效臺(tái)數(shù)，取整得有效臺(tái)數(shù)然85. 4)(2.2.ieieeqPPn5eqn后根據(jù)有效臺(tái)數(shù)和平均利用系數(shù)，查表并利用斜率法斜率法可以求出附加系數(shù)eqnavuK.。94. 2aK求計(jì)算負(fù)荷及計(jì)算電流有功計(jì)算負(fù)荷kwPKPiavaC32. 9.無(wú)功計(jì)算負(fù)荷var121.1

26、6.kQKQiavaC視在計(jì)算負(fù)荷kVAQPSCCC62.1822計(jì)算電流AUSINCC29.283（2 2）6-46-4 號(hào)分組：號(hào)分組：有 4 臺(tái)設(shè)備利用上述方法可以求用電設(shè)備的有效臺(tái)數(shù)，取整得48. 3)(2.2.ieieeqPPn有效臺(tái)數(shù)。所以43 eqn有功計(jì)算負(fù)荷kwPPeC5 .229 . 0無(wú)功計(jì)算負(fù)荷var85.34tankPQCC視在計(jì)算負(fù)荷kVAQPSCCC02.5922計(jì)算電流AUSINCC68.893（3 3）6-16-1 號(hào)分組：號(hào)分組：只有 2 臺(tái)設(shè)備，小于 3 臺(tái)。所以：有功計(jì)算負(fù)荷kwPPeC1 . 8無(wú)功計(jì)算負(fù)荷var01.14tankPQCC視在計(jì)算負(fù)荷k

27、VAQPSCCC19.1622計(jì)算電流AUSINCC59.2432 2）主干線電流計(jì)算方法如下：）主干線電流計(jì)算方法如下： 在確定擁有多組用電設(shè)備上的干線上或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)出線的因素。因此，在確定低壓干線上或低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，可結(jié)合具體情況對(duì)其有功和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷計(jì)入一個(gè)同時(shí)同時(shí)系數(shù)系數(shù)（又稱參差系數(shù)或綜合系數(shù)和） 。pKqK 由于各組設(shè)備的不一定相同，因此總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流不cos能用各組的視在計(jì)算負(fù)荷或計(jì)算電流之和乘以和來(lái)計(jì)算。pKqK總的有功計(jì)算負(fù)荷 取 0.95icpCPKP.pK總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 取 0.97icqCQKQ

28、.qK總的視在計(jì)算負(fù)荷22CCCQPS計(jì)算電流NCCUSI3例如：例如：6 6 號(hào)主干線：號(hào)主干線：有功計(jì)算負(fù)荷 kwPPicC39.4495. 0.無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 var42.7897. 0.kQQicC視在計(jì)算負(fù)荷kVAQPSCCC11.9022計(jì)算電流AUSINCC91.1363詳細(xì)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附表一附表一 第二節(jié)第二節(jié) 車間變壓器低壓到動(dòng)力分電箱的干線的選擇車間變壓器低壓到動(dòng)力分電箱的干線的選擇低壓線路采用型四芯等截面銅芯聚錄乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚錄乙烯1/6 . 022VV護(hù)套電力電纜，由設(shè)計(jì)要求可知在空氣中敷設(shè)時(shí)環(huán)境平均溫度為 33 度，在選擇電纜時(shí)取整為 35 度，埋地敷設(shè)時(shí)的環(huán)境平均溫

29、度為 25 度，在選擇電纜是取 30度。由上面計(jì)算的分干線電流和主干線電流，可以查表得到電纜的主芯線截面積和中性線截面積，由此可以確定電纜型號(hào)。例如：例如：（1 1）6-16-1 分干線：分干線：其計(jì)算電流為,查表可得的截面AIC59.241/6 . 022VV積為 4mm 時(shí)，其在空氣溫度為 35 度是載流量為 29A24.59A，所以該分干線型號(hào)為 VV22-0.6/1-4*4（2 2）6 6 號(hào)主干線號(hào)主干線：其計(jì)算電流為，查表可得的截AIC91.1361/6 . 022VV面積為 50mm 時(shí)，其在埋地溫度為 30 度是載流量為 155A136.91A，所以該主干線型號(hào)為 VV22-0

30、.6/1-4*50主干線主干線和分干線分干線選擇結(jié)果詳見(jiàn)附表一附表一第四章第四章 變電所主要結(jié)線方案的設(shè)計(jì)變電所主要結(jié)線方案的設(shè)計(jì)第一節(jié)第一節(jié) 變壓器一次側(cè)主接線變壓器一次側(cè)主接線在前面選擇變壓器時(shí)選擇 2 臺(tái)主變壓器，且本廠可由附近一條 10kV 的公用電源干線取得工作電源；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。所以采用一用一備的運(yùn)行方式，故變壓器高壓側(cè)采用單母線接線，而低壓側(cè)采用單母線分段接線。該方案根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姴块T的要求，兩路電源均設(shè)置電能計(jì)量柜，且設(shè)置在電源進(jìn)線主開(kāi)關(guān)后。變電所采用直流操作電源，為監(jiān)視工作電源和備用電源的電壓，在母線上和備用進(jìn)線斷路器之前均

31、安裝有電壓互感器。當(dāng)工作電源停電且備用電源電壓正常時(shí)，先斷開(kāi)工作電源進(jìn)線斷路器，然后接通備用電源進(jìn)線斷路器，由備用電源提供所有負(fù)荷。備用電源的投入方式可采用手動(dòng)投入，也可采用自動(dòng)投入。進(jìn)線柜和出線柜均采用電纜進(jìn)線和電纜出線。開(kāi)關(guān)柜是金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備的俗稱，是按一定的電路方案將有關(guān)電器設(shè)備組裝在一個(gè)封閉的金屬外殼內(nèi)的成套配電裝置。金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備分為三種類型：1 鎧裝式；2：間隔式；3：箱式。高壓進(jìn)線柜采用 KYN28A-12 金屬鎧裝中置移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜。工作電源端進(jìn)線柜選用方案 06，電能計(jì)量柜選用方案 68，電壓測(cè)量柜選用方案 02；備用電源端進(jìn)線采用方案 06，電能計(jì)量柜采用方案 67，隔離

32、柜選用方案 56；2 個(gè)變壓器饋電均采用方案 02.具體主結(jié)線詳見(jiàn)附圖一附圖一第二節(jié)第二節(jié) 變壓器二次側(cè)主接線變壓器二次側(cè)主接線低壓出線柜采用 GCS 低壓抽出式開(kāi)關(guān)柜。采用 2 列低壓柜，低壓柜最前端為變壓器，變壓器與低壓柜之間通過(guò)矩形銅母線聯(lián)接。在 2 個(gè)變壓器低壓母線之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)柜。2 個(gè)低壓母線之間采用封閉式母線連接。在聯(lián)絡(luò)柜之后 2 個(gè)低壓母線上分別設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償柜。無(wú)功補(bǔ)償均采用低壓側(cè)集中補(bǔ)償?shù)姆椒?，該方案考慮到以后發(fā)展，方便擴(kuò)充出線柜。具體為：2 個(gè)變壓器的出線柜都采用 GCS-01E 方案，無(wú)功補(bǔ)償柜采用 2 組GCS-34A 主柜結(jié)合 2 組 GCS-35C 輔柜來(lái)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償

33、，出線抽屜采用 GCS-11 方案。 具體主結(jié)線詳見(jiàn)附圖一附圖一第五章第五章 短路電流的計(jì)算短路電流的計(jì)算第一節(jié)第一節(jié) 短路及其原因、后果短路及其原因、后果短短路：路：指供電系統(tǒng)中不同電位的導(dǎo)電部分（各相導(dǎo)體、地線等）之間發(fā)生的低阻性短接。短路是電力系統(tǒng)最常見(jiàn)的一種故障，也是最嚴(yán)重的一種故障 主要原因：主要原因：電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，其次是人員誤操作、鳥(niǎo)獸危害等。 短路后果：短路后果： 短路電流產(chǎn)生的熱量，使導(dǎo)體溫度急劇上升，會(huì)使絕緣損壞； 短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力，會(huì)使設(shè)備載流部分變形或損壞； 短路會(huì)使系統(tǒng)電壓驟降，影響系統(tǒng)其他設(shè)備的正常運(yùn)行； 嚴(yán)重的短路會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性； 短路還會(huì)造成

34、停電； 不對(duì)稱短路的短路電流會(huì)對(duì)通信和電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾等。第二節(jié)第二節(jié) 高壓電網(wǎng)短路電流高壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算的計(jì)算利用標(biāo)幺值法標(biāo)幺值法計(jì)算由于采用 10KV 電壓供電，故線路電流 92.3810316003dddUSI由設(shè)計(jì)要求中可知：工廠使用干線的導(dǎo)線牌號(hào)為 LGJ-150，導(dǎo)線為等三角形排列，線距為 2m；干線首端距離本廠約 8km。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)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為 1.7s。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。查表得=0.358, =0.2210 xk

35、m/0rkm/（1）確定基準(zhǔn)值 取 A100MVdS10.5kV1cUkVUc4 . 02 而 kA 5.505 .103100311kVAMVUSIcddkA 34.4414 . 03100322kVAMVUSIcdd計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1）電力系統(tǒng)（）A500MVkS X1*= =100/500=0.2kdSS 2）架空線路（ = 0.358/km）0X 2.60)5 .10(1008/358. 0*22202kVAMVkmkmUSlxXd 3）電力變壓器 7.50800100101006100/%*343AkVAkVSSUXXNTdk（3）在 k-1k-1 點(diǎn)的短路電路總

36、電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 1)電源至短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值 2.80*2*1*) 1(XXXk 2)三相短路電流周期分量有效值 kA 1.975.50/2.80*)1(131kdkXII3)其他三相短路電流kAIIIkkk97. 1 )3(1)3(1)3(1kA 5.0197. 155. 2)3(kAish kA 2.9797. 151. 1)3(kAIsh4)三相短路容量 AMV 35.7480. 2/100*)1()3(1AMVXSSkdk總電抗標(biāo)幺值三相短路電流/KA短路計(jì)算點(diǎn)*X)3(kI)3( I)3(I)3(shi)3(shI三相短路容量Sk/MV.AK-1 點(diǎn)2.801.

37、971.971.975.011.5135.74 表 6 短路電流計(jì)算結(jié)果第六章第六章 變電所一次設(shè)備變電所一次設(shè)備及進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)及進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)第一節(jié)第一節(jié) 高壓開(kāi)關(guān)柜選擇高壓開(kāi)關(guān)柜選擇本次設(shè)計(jì)采用 GZS1-12(KYN28A-12)中置式開(kāi)關(guān)柜。其中的設(shè)備校驗(yàn)如下：（1 1）真空斷路器的校驗(yàn)）真空斷路器的校驗(yàn)真空斷路器型號(hào)都采用選用 VS1-12/630-16 型斷路器，由于電源進(jìn)線的電流和變壓器高壓側(cè)的電流不同，應(yīng)該分開(kāi)校驗(yàn)。其檢驗(yàn)過(guò)程如下表：電源引入隔離高壓斷路器校驗(yàn)安裝地點(diǎn)的電氣條件VS1-12/630-16 型斷路器序號(hào)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN/KV10UN.QF/KV

38、12合格2Ic/A92.38 IN.QF/A630合格3Ik(3)/KA1.97 Ioc/KA16.00 合格4ish(3)/KA5.01 imax/KA40.00 合格5I2t6.99 It2*t1024.00 合格變壓器一次側(cè)高壓斷路器校驗(yàn)安裝地點(diǎn)的電氣條件VS1-12/630-16 型斷路器序號(hào)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN/KV10UN.QF/KV12合格2Ic/A46.19 IN.QF/A630合格3Ik(3)/KA1.97 Ioc/KA16.00 合格4ish(3)/KA5.01 imax/KA40.00 合格5I2t6.99 It2*t1024.00 合格表 7 變壓器高壓真空斷路器

39、校驗(yàn)（2 2）電流互感器校驗(yàn)電流互感器校驗(yàn) 雖然電流互感器在電源進(jìn)線的電流和變壓器高壓側(cè)的電流不同，但是只要滿足最大電流條件滿足要求，就能保證小電流的電流互感器也能滿足要求。所以校驗(yàn)電源進(jìn)線的電流互感器。電流互感器型號(hào)選用 LZZB6-10-100/5 型互感器，其檢驗(yàn)過(guò)程如下表安裝地點(diǎn)的電氣條件LZZB6-10-100/5 型電流互感器序號(hào)項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)結(jié)論1UN/KV10UN.QF/KV10.00 合格2Ic/A92.38 IN.QF/A100.00 合格3ish(3)/KA5.01 imax/KA15.00 合格4I2t2.42 It2*t38.30 合格表 8 變壓器一次側(cè)電流互感器

40、校驗(yàn)（3）接地開(kāi)關(guān)：接地開(kāi)關(guān)：選用 JN4-12/31.5 戶內(nèi)高壓接地開(kāi)關(guān)型（4）避雷器：避雷器：選用 HY5WS2-17/50 型避雷器。（5）電壓互感器：電壓互感器：型號(hào)為 JDZX10-10,高壓熔斷器型號(hào)采用 XRNP-10/3.15-50-2。第二節(jié)第二節(jié) 高壓母線選擇高壓母線選擇高壓母線選取 TMY 矩形銅母線，變壓器一次側(cè)母線電流A 92.3810316003dddUSI根據(jù)計(jì)算電流，選擇母線的截面積。所以母線型號(hào)為 TMY-3*(40*3）第三節(jié)第三節(jié) 低壓出現(xiàn)柜選低壓出現(xiàn)柜選擇擇 出線柜的選擇只要考慮干線電流即可。例如：例如：機(jī)加工干線 1：計(jì)算電流，查資料可知 GCS-1

41、1-C 抽屜，其最A(yù)IC97.30大電流為 100A30.97A,滿足要求，所以選用 GCS-11-C 抽屜。機(jī)加工車間出線柜方案如下表干線編號(hào)Ic抽屜出線電纜130.97GCS-11-C-0.6/1-4*422VV272.00GCS-11-C-0.6/1-4*1622VV396.85GCS-11-C-0.6/1-4*2522VV4108.39GCS-11-B-0.6/1-4*3522VV5212.53GCS-11-A-0.6/1-4*9522VV6136.91GCS-11-B-0.6/1-4*1022VV786.27GCS-11-C-0.6/1-4*1022VV8143.40GCS-11-B

42、-0.6/1-4*5022VV表 9 機(jī)加工車間出線柜方案車間類別Ic抽屜電纜型號(hào)鑄造195.35GCS-11-B-0.6/1-4*9522VV鍛壓245.44GCS-11-A-0.6/1-4*15022VV工具273.49GCS-11-A-0.6/1-4*15022VV電鍍237.40GCS-11-A-0.6/1-4*12022VV熱處理170.93GCS-11-B-0.6/1-4*7022VV裝配117.21GCS-11-B-0.6/1-4*3522VV機(jī)修74.80GCS-11-C-0.6/1-4*1622VV鍋爐房66.47GCS-11-C-0.6/1-4*1622VV倉(cāng)庫(kù)15.19G

43、CS-11-C-0.6/1-4*422VV其他車間照明73.12GCS-11-C-0.6/1-4*1622VV生活區(qū) 182.72GCS-11-C-0.6/1-4*2522VV生活區(qū) 2330.89GCS-11-A-0.6/1-4*24022VV表 10 其他出線柜方案第四節(jié)第四節(jié) 低壓母線選擇低壓母線選擇低壓母線選取 TMY 矩形銅母線，變壓器二次側(cè)母線電流 1154.734 . 03800kVAkVIC根據(jù)計(jì)算電流，選擇母線的截面積。中性線截面積選擇只要其電流大于計(jì)算電流的一半即可。查表，可以得到母線型號(hào)為 TMY-3*(80*6.3）-1*(50*5）第五節(jié)第五節(jié) 低壓出線電纜選擇低壓出

44、線電纜選擇出線電纜選用-0.6/1 型四芯等截面銅芯聚錄乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚22VV22VV錄乙烯護(hù)套電力電纜，前面算出干線電流，根據(jù)電流計(jì)算值選擇截面積，例如鑄造車間：例如鑄造車間：其參數(shù)如下有用計(jì)算負(fù)荷 kWPKPedC903 . 0300視在計(jì)算負(fù)荷 AkVPSCC57.1287 . 0/90cos/計(jì)算電流AkVAkVUSINCC35.1954 . 0357.1283PeKdcosPcQcScIc3000.30 0.70 90.00 91.82 128.57 195.35 表 11 鑄造車間參數(shù)查表得 95截面的 VV 型電纜在埋地 30 度的載流量為 221A，2mm大于 195.35A，因此選擇-0.6/1-4*95 型電纜22VV詳細(xì)見(jiàn)表表 9 9 和表和表 1010第六節(jié)第六節(jié) 變壓器分組變壓器