畢業(yè)論文(某化工降壓變電所電氣設(shè)計(jì)).doc

鄭州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)生論文鄭州電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)生論文 題目 系 別 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 姓 名 論文成績指導(dǎo)教師 答辯成績主答辯教師 綜合成績答辯委員會主任 摘摘 要要 本文根據(jù)某化纖廠負(fù)荷情況原始資料詳細(xì)介紹 完成某化工降壓變電所電氣 設(shè)計(jì) 文中對供電電壓的選擇 主接線的設(shè)計(jì) 負(fù)荷計(jì)算 短路電流計(jì)算 高壓 設(shè)備的選擇 繼電保護(hù)選擇和整定計(jì)算等內(nèi)容皆有詳細(xì)的說明 特別對主接線的 選擇 變壓器的選擇通過無功功率補(bǔ)償 負(fù)荷計(jì)算利用需要系數(shù)法 短路電流計(jì)算 利用標(biāo)幺值法 還有一些電氣設(shè)備如斷路器 電流互感器 電壓互感器等的選擇 校驗(yàn)作了詳細(xì)的說明 分析和計(jì)算 其中還對變電所的主接線等通過 Microsoft Office Visio 制圖直觀的展現(xiàn)出來 關(guān)鍵字 關(guān)鍵字 電氣主接線 短路電流計(jì)算 高壓電氣設(shè)備 繼電保護(hù) Abstract According to a source waste water from load conditions to complete a detailed introduction of electrical design chemical step down substation In this paper the main supply voltage choice wiring design load calculation short circuit current calculation high pressure equipment choice relay protection choice and setting calculation content is detailed instructions Especially for the Lord the choice of transformer wiring choice through the reactive power compensation load calculation using need coefficient method using standard short circuit current calculation method of what value and some electrical equipment such as circuit breaker current transformer voltage transformer etc choice made detailed descriptions of calibration analysis and calculation The Lord of substation including Visio through Microsoft Office such as wiring the show Graphics intuitive 11 Keywords main electrical connection table the calculation of short current the protection of relay High voltage electrical equipment 目目 錄錄 第一章第一章 引言引言 1 1 1 設(shè)計(jì)的原始資料 1 1 2 設(shè)計(jì)的基本原則 2 1 3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 2 第二章第二章 主接線的設(shè)計(jì)主接線的設(shè)計(jì) 3 2 1 電氣主接線的概述 3 2 2 電氣主接線基本要求 3 2 3 電氣主接線設(shè)計(jì)的原則 3 2 4 主接線的基本接線形式 4 2 5 主接線的設(shè)計(jì) 4 第三章第三章 負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算 5 3 1 負(fù)荷的分類 5 3 2 計(jì)算廠總降壓變負(fù)荷 5 3 2 1 計(jì)算負(fù)荷概念 5 3 2 2 用電負(fù)荷 6 3 2 3 計(jì)算負(fù)荷目的 6 3 2 4 計(jì)算負(fù)荷定義 6 3 2 5 計(jì)算負(fù)荷方法 7 3 2 6 負(fù)荷系數(shù) 8 3 3 設(shè)備的功率因素 8 3 3 1 有關(guān)功率的名詞解釋 9 3 3 2 提高功率因數(shù)的意義 9 3 3 3 提高功率因數(shù)方法 10 3 4 動力支路負(fù)荷計(jì)算 11 3 5 各車間的負(fù)荷計(jì)算 11 3 5 1 紡練車間 11 3 5 2 車間計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 同時系數(shù) 13 3 5 3 其余各車間負(fù)荷計(jì)算 13 3 5 4 全廠計(jì)算負(fù)荷計(jì)算 14 3 6 城北變電壓等級的確定 16 3 6 1 電壓等級的規(guī)定 16 3 6 2 電壓等級的確定 16 3 6 3 本廠電壓等級的確定 17 3 7 無功功率補(bǔ)償并確定變壓器容量及臺數(shù) 17 3 7 1 無功補(bǔ)償概述 17 3 7 2 35kV 工廠總降壓變電所無功功率補(bǔ)償主變壓器臺數(shù)及容量選擇 18 3 7 3 10kV備用線路變壓器選擇 19 第四章第四章 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算 20 4 1 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義 20 4 2 電力系統(tǒng)的短路故障類型 20 4 3 短路電流計(jì)算的一般原則 20 4 4 短路電流計(jì)算的目的 20 4 5 短路電流計(jì)算方法 21 第五章第五章 電氣設(shè)備選擇電氣設(shè)備選擇 25 5 1 電氣設(shè)備選擇的一般條件 25 5 1 1 按正常工作條件選擇設(shè)備 25 5 1 2 按工作電流選擇設(shè)備額定電流 26 5 1 3 按短路條件校驗(yàn)設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定 26 5 2 各種電氣設(shè)備的選擇 27 5 2 1 斷路器型式的選擇 27 5 2 2 隔離開關(guān)的選擇 28 5 2 3 電流互感器的選擇與校驗(yàn) 28 5 2 4 電壓互感器應(yīng)按以下條件選擇 29 5 3 本變電所高低壓電氣設(shè)備的選擇 29 5 3 1 35kV線路設(shè)備選擇如下表 5 1 所示 30 5 3 2 10kV線路設(shè)備選擇如表 5 2 所示 31 第六章第六章 繼電保護(hù)和整定計(jì)算繼電保護(hù)和整定計(jì)算 32 6 1 繼電保護(hù)的規(guī)劃 32 6 1 1 繼電保護(hù)的基本作用 32 6 1 2 繼電保護(hù)的基本任務(wù) 32 6 1 3 繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成 32 6 1 4 對繼電保護(hù)的基本要求 33 6 2 本設(shè)計(jì)變壓器保護(hù)的整定 33 第七章第七章 變電所的防雷保護(hù)變電所的防雷保護(hù) 36 7 1 變電所防雷概述 36 7 2 避雷針的選擇 36 結(jié)論結(jié)論 38 致謝致謝 39 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 40 附錄附錄 1 1 35KV35KV 變電所電氣主接線圖變電所電氣主接線圖 41 附錄附錄 2 2 定時限過電流保護(hù)展開接線圖定時限過電流保護(hù)展開接線圖 42 第一章第一章 引言引言 1 11 1 設(shè)計(jì)的原始資料設(shè)計(jì)的原始資料 工廠負(fù)荷數(shù)據(jù) 工廠多數(shù)車間為 2 班制 年最大負(fù)荷利用小時數(shù) 4600 小 時 工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料見表 1 1 本表數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)方案分配表第九組數(shù)據(jù) 設(shè)計(jì) 需要考慮工廠 5 年發(fā)展規(guī)劃負(fù)荷 工廠負(fù)荷年增長率按 2 表表 1 11 1 某化纖廠負(fù)荷情況表某化纖廠負(fù)荷情況表 某化纖廠負(fù)荷情況表 序號車間設(shè)備名稱 安裝容量 kw 紡練車間 紡絲機(jī) 200 筒絞機(jī) 30 烘干機(jī) 85 脫水機(jī) 12 通風(fēng)機(jī) 180 淋洗機(jī) 6 變頻機(jī) 840 1 傳送機(jī) 40 2 原液車間照明 1040 3 酸站照明 260 4 鍋爐房照明 320 5 排毒車間照明 160 6 其他車間照明 240 供電電源請況 按與供電局協(xié)議 本人可由 16 公里處的城北變電所 變壓器供電 供電電壓可任選 另外 與本廠相距 5 110 38 5 11kV 90MVA 公里處的其他工廠可以引入電纜做備用電源 但容量只能滿足本廠負(fù)荷的 10kV 20 重要負(fù)荷 平時不準(zhǔn)投入 只在本廠主要電源故障或檢修時投入 電源的短路容量 城北變電所 母線的出線斷路器斷流容量為 35kV 母線的出線斷路器斷流容量為 400MVA10kV350MVA 電費(fèi)制度 按兩部制電費(fèi)計(jì)算 變壓安裝容量每為 15 元 月 動力 1kVA 電費(fèi)為 0 3 元 照明電費(fèi)為 0 155 元 kvh kvh 氣象資料 本廠地區(qū)最高溫度為 38 度 最熱月平均最高氣溫為 30 度 地質(zhì)水文資料 本廠地區(qū)海拔 底層以殺粘土為主 地下水位為 60m2m 1 21 2 設(shè)計(jì)的基本原則 設(shè)計(jì)的基本原則 化工降壓變電所直接為生產(chǎn)提供電源 是電力系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié) 此類變 電所能否正確運(yùn)行關(guān)系到整個工廠生產(chǎn)的穩(wěn)定和安全問題 因此設(shè)計(jì)一個優(yōu)質(zhì) 安全 可靠 靈活的變電所至關(guān)重要 設(shè)計(jì)原則有以下幾點(diǎn) 1 變電所的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程的 5 10 年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行 與城建部分的城 市規(guī)劃相結(jié)合 做到遠(yuǎn) 近期的結(jié)合 以近期為主 正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā) 展的關(guān)系 適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能 2 變電所的設(shè)計(jì) 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 結(jié)合本地情況合理地確定設(shè)計(jì)方案 做到因地制 宜 兼顧變電所經(jīng)濟(jì) 安全 可靠 靈活的特點(diǎn) 3 對變電所的選址有以下幾點(diǎn)要求 一是靠近負(fù)荷中心 二是要節(jié)約用 地 不占或不占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地 三是與城區(qū)或企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào) 便于 架空和電纜線路的引入和引出 四是交通運(yùn)輸方便 五是具有適宜的地質(zhì) 并且 周圍環(huán)境無明顯污穢 1 31 3 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)完成了某化工廠降壓變電所設(shè)計(jì)的總過程 設(shè)計(jì)過程中遵循國家的 法律 法規(guī) 按照國家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范 明確設(shè)計(jì)的目的 逐步完成了電氣主接線的 選擇 負(fù)荷的計(jì)算和無功補(bǔ)償 主變的選擇 短路電流的計(jì)算 高壓設(shè)備的選擇 繼電保護(hù)選擇及整定等工作 特別是對電氣主接線的選擇 變壓器的選擇和高壓 電氣設(shè)備 如斷路器 隔離開關(guān) 電壓互感器 電流互感器等 的選擇及校驗(yàn)作 了詳細(xì)的說明和分析 形成了較為完整的論文 第二章第二章 主接線的設(shè)計(jì)主接線的設(shè)計(jì) 2 12 1 電氣主接線的概述電氣主接線的概述 電氣主接線是由電氣設(shè)備通過連接線 按其功能要求組成接受和分配電能的 電路 成為傳輸強(qiáng)電流 高電壓的網(wǎng)絡(luò) 故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng) 電氣 主接線代表了發(fā)電廠或變電站電氣部分的主體結(jié)構(gòu) 是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要 組成部分 直接影響運(yùn)行的可靠性 靈活性 并對電器選擇 配電裝置布置 繼 電保護(hù) 自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系 2 22 2 電氣主接線基本要求電氣主接線基本要求 1 可靠性 安全可靠是電力生產(chǎn)的首要任務(wù) 保證供電可靠是電氣主接 線最基本的要求 停電會給國民經(jīng)濟(jì)各部門帶來嚴(yán)重的損失 在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū) 故障停電的經(jīng)濟(jì)損失是難以保量的 甚于會導(dǎo)致人身傷亡 設(shè)備損壞 產(chǎn)品報(bào)廢 城市生活混亂等 電氣主接線的可靠性不是絕對的 在分析電氣主接線的可靠性 時 要考慮發(fā)電廠和變電站在系統(tǒng)中的地位和作用 用戶的負(fù)荷性質(zhì)和類別 設(shè) 備制造水平及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)等諸多因素 2 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 靈活性應(yīng)該滿足以下幾個方面 一是操作的方便性 二是高度的方便 性 三是擴(kuò)建的方便性 3 經(jīng)濟(jì)性 在設(shè)計(jì)主接線時 主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間 通常設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理 經(jīng)濟(jì)性主要從以下幾 個方面考慮 一是節(jié)省一次投資 二是占地面積少 三是電能損耗少 2 32 3 電氣主接線設(shè)計(jì)的原則電氣主接線設(shè)計(jì)的原則 電氣主接線的設(shè)計(jì)是變電站電氣設(shè)計(jì)的主體 其設(shè)計(jì)必須結(jié)合電力系統(tǒng)和變 電站的具體情況 全面分析有關(guān)影響因素 正確處理它們之間的 經(jīng)過技術(shù) 經(jīng) 濟(jì)比較 合理地選擇主接線方案 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本原則是以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù) 以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針 政策 技術(shù)規(guī)定 標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩 結(jié)合工程實(shí)際情況 在保證供電可靠 調(diào)試靈活 滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下 兼顧運(yùn)行 維護(hù)方便 盡可能地節(jié)省投資 就近取 材同 力爭設(shè)備元件和設(shè)計(jì)的先進(jìn)性與可靠性 堅(jiān)持可靠 先進(jìn) 適用 經(jīng)濟(jì)的 原則 5 2 42 4 主接線的基本接線形式主接線的基本接線形式 1 有匯流母線 單母線接線及單母線分段接線 雙母線接線及雙母線分 段接線 帶旁路母線的單母線和雙母線接線 2 無匯流母線 橋形接線 角形接線 單元接線 2 52 5 主接線的設(shè)計(jì)主接線的設(shè)計(jì) 1 35kV 主接線的設(shè)計(jì) 由 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊 可知 當(dāng) 35 63kV 配電裝置出線回路數(shù)為 4 8 回 采用單母分段連接 故 35kV 可采用單母分 段連接方式 2 10kV 備用主接線的設(shè)計(jì) 由 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊 可知 當(dāng) 6 10kV 配電裝置出線回路數(shù)為 6 回及以上時 采用單母分段連接 當(dāng)負(fù)荷較大 短 路電流較大 出線需要帶電抗器時可采用雙母線接線 故 10kV 采用單母分段連 接方式 也可采用單母分段連接方式 本設(shè)計(jì)均選用單母線分段式連接方式如下圖 2 1 所示 圖圖 2 12 1 單母線分段式接線單母線分段式接線 第三章第三章 負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算 3 13 1 負(fù)荷的分類負(fù)荷的分類 根據(jù)用戶負(fù)荷的性質(zhì)和中斷供電在經(jīng)濟(jì) 政治上所造成的損失和影響程度 規(guī)定將負(fù)荷分為三級 1 一級負(fù)荷 中斷供電將造成人身傷亡的負(fù)荷 中斷供電將在政治 經(jīng)濟(jì)上 造成重大損失如重大設(shè)備損壞 重大產(chǎn)品報(bào)廢 重要原材料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢 國民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)被打亂 需要長時間才能恢復(fù) 中斷供電影響有 重大政治 經(jīng)濟(jì)意義的用電單位正常工作 如重要的鐵路樞紐 重要的通信樞紐 重要賓館及經(jīng)常用于國際活動的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要電 力負(fù)荷 這些屬于電力系統(tǒng)中的一級負(fù)荷 2 二級負(fù)荷 中斷供電將在政治 經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者 如 主要設(shè)備的 損壞 大量產(chǎn)品報(bào)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 中斷供電將影響重要單位的正常工作者 這些屬于電力系統(tǒng)的二級負(fù)荷 3 三級負(fù)荷 不屬于一級和二級負(fù)荷者 短時停電不會帶來嚴(yán)重后果的負(fù)荷 為保證供電的可靠性 一級負(fù)荷應(yīng)由兩個獨(dú)立的電源供電 有特殊要求的一 級負(fù)荷 兩個獨(dú)立的電源應(yīng)來自不同的地點(diǎn) 發(fā)生故障時兩個獨(dú)立電源互不影響 二級負(fù)荷的供電系統(tǒng) 應(yīng)盡量做到發(fā)生故障時不發(fā)生中斷供電 或中斷供電后能 迅速恢復(fù) 在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時 二級負(fù)荷可由一回 6KV 及以上專 用線供電 三級負(fù)荷對供電電源無特殊要求 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時 如出現(xiàn)電力不 足的情況 就首先考慮切除三級負(fù)荷 以保證一 二級負(fù)荷的用電 3 23 2 計(jì)算廠總降壓變負(fù)荷計(jì)算廠總降壓變負(fù)荷 3 2 13 2 1 計(jì)算負(fù)荷概念計(jì)算負(fù)荷概念 供電系統(tǒng)要能夠在正常條件下可靠運(yùn)行 則其中各個元件 包括電力變壓器 開關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線 電纜等 都必須選擇得當(dāng) 除了應(yīng)滿足工作電壓和頻率的要求 外 最重要的就是要滿足負(fù)荷電流的要求 因此有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的 電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算 通過負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的 來選擇供電系統(tǒng)中設(shè)備 3 2 23 2 2 用電負(fù)荷用電負(fù)荷 所謂電負(fù)荷是指用電客戶的用電設(shè)備在某一時刻實(shí)際取用的功率總和 從電 力系統(tǒng)來講 則是指為了滿足用戶用電所需具備的發(fā)電出力 用電負(fù)荷是一個不 斷變動的量 對一個地區(qū)而言 負(fù)荷變化的特性主要取決于用電行業(yè)結(jié)構(gòu) 地域 季節(jié)變化 經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活水平 用電負(fù)荷在時間上的不均衡性使得某一時段用 電較多 某一時段用電較少 這就形成了用電高峰負(fù)荷與低谷負(fù)荷 由于用戶的用電性質(zhì)不同 各類用戶最大負(fù)荷出現(xiàn)的時間也不相同 當(dāng)用電 負(fù)荷增加時 電力系統(tǒng)的出力也隨之增加 當(dāng)用電負(fù)荷減少時 電力系統(tǒng)的出力 也須相應(yīng)減少 如果各類用戶的用電最大負(fù)荷出現(xiàn)的時間過分集中 電力系統(tǒng)就 得有足夠的出力來滿足用戶需要 否則電力系統(tǒng)的出力和負(fù)荷就不能平衡 出現(xiàn) 供小于求的狀況造成拉閘限電 當(dāng)用電高峰時段一過 電力供大于求 造成發(fā)電 設(shè)備的壓機(jī)運(yùn)行或停機(jī) 電網(wǎng)的大峰谷差運(yùn)行方式會帶來危害 一方面浪費(fèi)了大 量的電力投資 增加了發(fā) 供電成本 另一方面發(fā)電機(jī)組的頻繁啟停或壓負(fù)荷運(yùn) 行造成能源和電力資源的浪費(fèi) 并對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來威脅 因此實(shí)施電 力需求側(cè)管理 合理調(diào)整負(fù)荷 優(yōu)化用電方式 避峰 錯峰用電 移峰填谷是一 項(xiàng)成本低 收效快的有效措施 3 2 33 2 3 計(jì)算負(fù)荷目的計(jì)算負(fù)荷目的 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)荷確定得是否正確合理 直接 影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理 如計(jì)算負(fù)荷確定過大 將使電器和 導(dǎo)線選得過大 造成投資和有色金屬的消耗浪費(fèi) 如計(jì)算負(fù)荷確定過小又將使電 器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀 造成重大損失 由此可見正確確定計(jì)算負(fù) 荷重要性 3 2 43 2 4 計(jì)算負(fù)荷定義計(jì)算負(fù)荷定義 所謂計(jì)算負(fù)荷 是指與實(shí)際用電負(fù)荷較接近的假想負(fù)荷 按計(jì)算負(fù)荷選擇的 電氣設(shè)備既能滿足生產(chǎn)和生活 工作需要又不會使設(shè)備選得過大造成浪費(fèi)和運(yùn)行 不經(jīng)濟(jì) 它也是指一組用電負(fù)載實(shí)際運(yùn)行時 在線路中形成的或負(fù)載自身消耗的 最大平均功率 如果某一不變的假想負(fù)荷在線路中產(chǎn)生的最大熱效應(yīng) 使導(dǎo)線產(chǎn) 生的平均最高溫升 相等 則把這一不變的假想負(fù)荷叫做該組實(shí)際負(fù)載的計(jì)算負(fù) 荷 所謂負(fù)荷計(jì)算 是指對某一線路中的實(shí)際用電負(fù)荷的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行分析 從而求出該線路的計(jì)算負(fù)荷的過程 負(fù)荷計(jì)算與計(jì)算負(fù)荷 是兩個不同的概念 不可混淆 在現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范中 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容不僅包括確定計(jì)算負(fù)荷 還包括確定 尖峰電流和確定一極 二級負(fù)荷的容量已及季節(jié)性負(fù)荷的容量 3 2 53 2 5 計(jì)算負(fù)荷方法計(jì)算負(fù)荷方法 目前負(fù)荷計(jì)算常用需要系數(shù)法 二項(xiàng)式法 和利用系數(shù)法 前二種方法在國 內(nèi)設(shè)計(jì)單位的使用最為普遍 此外還有一些尚未推廣的方法如單位產(chǎn)品耗電法 單位面積功率法 變值系數(shù)法和 ABC 法等 常采用需用系數(shù)法計(jì)算用電設(shè)備組的 負(fù)荷時 應(yīng)將性質(zhì)相同的用電設(shè)備劃作一組 并根據(jù)該組用電設(shè)備的類別 查出 相應(yīng)的需用系數(shù) 然后按照表一給出的公式求出該組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 x K 此設(shè)計(jì)采用的是需用系數(shù)法來對電力負(fù)荷計(jì)算的 因?yàn)?需用系數(shù)是用設(shè)備功率乘以需用系數(shù)和同時系數(shù) 直接求出計(jì)算負(fù)荷 這種方法簡便 應(yīng)用廣泛 尤其適用于配 變電所的負(fù)荷計(jì)算 采用利用系數(shù)法 求出最大負(fù)荷的平均負(fù)荷 再考慮設(shè)備臺數(shù)和功率差異的影響 乘以與有效臺數(shù) 有關(guān)的最大系數(shù)得出計(jì)算負(fù)荷 計(jì)算過程十分繁瑣 而單位面積功率法和單位指 標(biāo)法主要多用于民用建筑 單位產(chǎn)品耗電量法主要適用于某些工業(yè) 需要系數(shù)法 是把用電設(shè)備的總設(shè)備容量乘以需要系數(shù)和同時系數(shù) 直接求 出計(jì)算負(fù)荷的一種簡便方法 需要系數(shù)法主要用于工程初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階 段 對變電所母線 干線進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算 需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷都有如表 3 1 的通用公式 表表 3 13 1 公式表公式表 名稱公式備注 用電設(shè)備組的容量 PPne 用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷 p KK P e wle L 30 需要系數(shù) P P K e ddel 30 wle LdKKK PKPed 30 無功計(jì)算負(fù)荷 tan 30 30 P Q 視在計(jì)算負(fù)荷 cos 30 30 P S 計(jì)算電流 U S I N 3 30 30 有功負(fù)荷的同時系數(shù) 90 0 80 0 Kp 無功負(fù)荷的同時系數(shù) 95 0 85 0 Kq 總的有功計(jì)算負(fù)荷 PKPp3030 總的無功計(jì)算負(fù)荷 Q K Q q 3030 總的視在計(jì)算負(fù)荷Q PS 2 30 2 3030 設(shè)備的額定容量 Pn 設(shè)備組的同時系數(shù) K 設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù) KL 設(shè)備組的平均效率 e 配電線路的平均效率 wl 對應(yīng)用電設(shè)備組 tan 的正切值 cos 用電設(shè)備組的平均 cos 功率因數(shù) 用電設(shè)備組的額定電壓 UN 以上參數(shù)由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù) 荷直接相加來計(jì)算時取 3 2 63 2 6 負(fù)荷系數(shù)負(fù)荷系數(shù) 所謂負(fù)荷系數(shù)是指實(shí)際計(jì)算負(fù)荷容量與額定負(fù)荷容量的比值 應(yīng)用負(fù)荷系數(shù) 是為了更真實(shí)地統(tǒng)計(jì)實(shí)際的直流負(fù)荷 進(jìn)而更確切地計(jì)算設(shè)備的容量 3 33 3 設(shè)備的功率因素設(shè)備的功率因素 按照我國供電部門的規(guī)定 高壓供電的用戶必須保證功率因數(shù)在以上 9 0 低壓供電的用戶必須在以上 為了使用戶注意提高功率因數(shù) 供電部門還對 85 0 大宗用電單位實(shí)行按戶月平均功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的辦法 調(diào)整功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)一般 為 大于時給以獎勵 低于時便要增收電費(fèi)甚至罰款 功率因數(shù)很 85 0 85 0 85 0 低時供電部門要停止供電 3 3 13 3 1 有關(guān)功率的名詞解釋有關(guān)功率的名詞解釋 輸入功率 輸入電流 乘 輸入電壓 也就決定是我們要用的電量 輸出功率 輸入功率 無用功部分 就是我們實(shí)際上的到的功率 輸出功率是各類能源或能源轉(zhuǎn)換設(shè)備 如動力 照明設(shè)備 向外輸出的能量 與時間的比值 即單位時間內(nèi)能源或設(shè)備向外界提供的能量 其單位一般為瓦特 千瓦 在電力系統(tǒng)中也常用伏安 千伏安來表示 無功功率 電網(wǎng)中的感性負(fù)載 如電機(jī) 扼流圈 變壓器 感應(yīng)式加熱器及 電焊機(jī)等 都會產(chǎn)生不同程度的電滯 即所謂的電感 感性負(fù)載具有這樣一種特 性 即使所加電壓改變方向 感性負(fù)載的這種滯后仍能將電流的方向 如正 向 保持一段時間 一旦存在了這種電流與電壓之間的相位差 就會產(chǎn)生負(fù)功率 并被反饋到電網(wǎng)中 電流電壓再次相位相同時 又需要相同大小的電能在感性負(fù) 載中建立磁場 這種磁場反向電能就被稱作無功功率 無功功率比較抽象 它是用于電路內(nèi)電場與磁場的交換 并用來在電氣設(shè)備 中建立和維持磁場的電功率 它不對外做功 而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?凡是 有電磁線圈的電氣設(shè)備 要建立磁場 就要消耗無功功率 無功功率過高 a 無功功率會導(dǎo)致電流增大和視在功率增加 導(dǎo)致系統(tǒng)容量下降 b 無功功率增加 會使總電流增加 從而使設(shè)備和線路的損耗增加 c 使線路的壓降增大 沖擊性無功負(fù)載還會使電壓劇烈波動 在交流電路中 由于有感性或容性儲能設(shè)備 電壓與電流有相位差 通俗講 就是電壓與電流不在同一時間到達(dá) 因此 表面看電壓有多大 電流有多大 實(shí)際并沒有做那么大的功 有電源 與儲能設(shè)備的能量轉(zhuǎn)換 視在功率 有功功率 無功功率 電力變壓器就用視在功率表示容量 單位為伏安 VA 意思是不管有功功率與無功功率是多少 只能輸出這么大的電壓與電流 功率因數(shù) 有功功率 視在功率即功率因數(shù)是在之間 它 cos WVA 0 1 表示負(fù)載電流做的有用功率的百分比 3 3 23 3 2 提高功率因數(shù)的意義提高功率因數(shù)的意義 a 提高功率因數(shù) 可以降低線路上的損耗 提高輸出功率 在建筑供電系統(tǒng) 中 供電線路 其電阻不可忽略 b 提高功率因數(shù) 可以減少線路上電壓降 提高末端電壓 有利于用電提高 供電可靠性 可減少對供配電設(shè)施的投資 增加供配電系統(tǒng)的功率儲備 使用戶 獲得直接的經(jīng)濟(jì)利益 在同樣的有功功率下 功率因數(shù)提高 負(fù)荷電流就減少 而向符合傳輸功率所經(jīng)過的變壓器 開關(guān) 導(dǎo)線等供配電設(shè)備都增加了功率儲備 從而滿足了負(fù)荷增長的需要 亦即可以增大原有設(shè)備的供電能力 對尚處于設(shè)計(jì) 階段的新建筑來說 提高功率因數(shù)則能降低配電設(shè)備的設(shè)備容量 從而減少投資 費(fèi)用 c 充分發(fā)揮電源設(shè)備潛力 3 3 33 3 3 提高功率因數(shù)方法提高功率因數(shù)方法 a 通過適當(dāng)措施提高自然功率因數(shù) 據(jù)統(tǒng)計(jì) 在建筑供電系統(tǒng)的總無功功率 中 電動機(jī)和變壓器約占左右 其余則消耗在輸電線路及其他感應(yīng)設(shè)備中 80 因此 提高自然功率因數(shù)可以通過合理選擇感應(yīng)電動機(jī)的容量 使用中減少感應(yīng) 電動機(jī)的空載運(yùn)行 條件許可時盡量使用同步電動機(jī) 以最佳負(fù)荷率選擇變壓器 等方法達(dá)到目的 b 并聯(lián)同步調(diào)相機(jī) 同步調(diào)相機(jī)是一種專用于補(bǔ)償無功功率的同步電動機(jī) 通過調(diào)節(jié)同步調(diào)相機(jī)的勵磁電流可補(bǔ)償供電系統(tǒng)的無功功率 從而提高系統(tǒng)的功 率因數(shù) 同步調(diào)相機(jī)輸出無功功率為無極調(diào)節(jié)方式 調(diào)節(jié)的范圍較大 并且在端 電壓下降以內(nèi)時 無功輸出基本不變 當(dāng)端電壓下降以上時 可強(qiáng)行勵 10 10 磁增加無功輸出 但是 同步調(diào)相機(jī)補(bǔ)償單位無功功率造價高 每輸出的 1 vark 無功功率要損耗的有功功率 基建安裝要求高 不易擴(kuò)建 運(yùn)行維護(hù) 0 5 3 復(fù)雜 所以一般用于電力系統(tǒng)中的樞紐變電站及地區(qū)降壓變電站 c 并聯(lián)適當(dāng)?shù)撵o電電容器 我們知道 電感性負(fù)載并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙萜骺梢蕴?高功率因數(shù) 所以在建筑供電系統(tǒng)中 同樣可以并聯(lián)適當(dāng)?shù)撵o電電容器以提高系 統(tǒng)的功率因數(shù) 并聯(lián)電容安裝簡單 容易擴(kuò)建 運(yùn)行維護(hù)方便 補(bǔ)償單位無功功 率的造價低 有功損耗小 小于 因此廣泛用于工廠企業(yè)及民用建筑供電 0 3 系統(tǒng)中 3 43 4 動力支路負(fù)荷計(jì)算動力支路負(fù)荷計(jì)算 在采用需要系數(shù)法進(jìn)行動力支路負(fù)荷計(jì)算時 應(yīng)將計(jì)算范圍內(nèi)的用電設(shè)備 分組 分別進(jìn)行各個組內(nèi)的負(fù)荷計(jì)算并將計(jì)算結(jié)果相加得到總的計(jì)算負(fù)荷 然后 根據(jù)用電設(shè)備的臺數(shù)和容量的大小以及用電設(shè)備的性質(zhì)乘以一個同時系數(shù) 得到 計(jì)算結(jié)果 每個組內(nèi)的負(fù)荷計(jì)算可以采用通用計(jì)算公式進(jìn)行 動力支路的負(fù)荷計(jì)算采 用下式進(jìn)行 3 1 cpKdePKP 3 2 tancqKdeQKP 3 3 22 cccSPQ 3 4 3 ccNISU 式中 支路上有功計(jì)算負(fù)荷 單位為 cPkw 支路上無功計(jì)算負(fù)荷 單位為 cQ vark 支路上視在計(jì)算負(fù)荷 單位為 cSkVA 分別為支路上有功同時系數(shù) 無功同時系數(shù) pK qK 支路上計(jì)算電流 cI 支路的額定電壓 NU 在使用上述公式時要注意 1 分組的原則 用電設(shè)備的性質(zhì)相同 功率因數(shù)相同 需要系數(shù)相同的分一 組 2 有功 無功同時系數(shù)的概念和數(shù)值是不同的 通常對于同一組用電設(shè)備組 無功同時系數(shù)的值比有功同時系數(shù)要大 通常情況下有功同時系數(shù)的范圍 無功同時系數(shù)范圍 0 8 0 97 0 8 1 0 3 53 5 各車間的負(fù)荷計(jì)算各車間的負(fù)荷計(jì)算 各車間計(jì)算負(fù)荷和無功補(bǔ)償 需要系數(shù)法 3 5 13 5 1 紡練車間紡練車間 單臺機(jī)械負(fù)荷計(jì)算 1 紡絲機(jī) 已知 200ePkw 0 80dK tan0 78 故 200 0 80160 edPP Kkw tan160 0 78124 8varQPk 2 筒絲機(jī) 已知 30ePkw 0 75dK tan0 75 故 30 0 7522 5 edPP Kkw tan22 5 0 7518 88varQPk 3 烘干機(jī) 已知 85ePkw 0 75dK tan1 02 故 85 0 7563 75 edPP Kkw tan63 75 1 0265 03varQPk 4 脫水機(jī) 已知 18ePkw 0 60dK tan0 80 故 18 0 6010 80 edPP Kkw tan10 8 0 808 64varQPk 5 通風(fēng)機(jī) 已知 180ePkw 0 70dK tan0 75 故 180 0 70126 edPP Kkw tan126 0 7594 5varQPk 6 淋洗機(jī) 已知 6ePkw 0 75dK tan0 78 故 6 0 754 50 edPP Kkw tan4 50 0 783 51varQPk 7 變頻機(jī) 已知 840ePkw 0 80dK tan0 70 故 840 0 80672 edPP Kkw tan672 0 70470 4varQPk 8 傳送機(jī) 已知 40ePkw 0 80dK tan0 70 故 40 0 8032 edPP Kkw tan32 0 7022 4varQPk 紡練車間單臺機(jī)械負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見表 3 2 表表 3 23 2 紡練車間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)列表紡練車間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)列表 計(jì)算負(fù)荷 序號車間設(shè)備名稱 安裝容 kw dK tan P kw varQ k 1 紡絲機(jī) 2000 80 78160124 8 2 筒絞機(jī) 300 750 7522 518 88 3 烘干機(jī) 850 751 0263 7565 03 4 脫水機(jī) 120 60 810 88 4 5 通風(fēng)機(jī) 1800 70 7512694 5 6 淋洗機(jī) 60 750 784 53 57 7 變頻機(jī) 8400 80 7672470 4 8 傳送機(jī) 400 80 73222 4 9 小計(jì) 13931091 55870 18 3 5 23 5 2 車間計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)車間計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 同時系數(shù) 同時系數(shù) 取同時系數(shù) 0 9PK 0 95 QK 0 9 1091 55982 4 PPKPkw 0 95 870 18826 67var QQKQk 2222 982 4826 671283 94SPQkVA 3 5 33 5 3 其余各車間負(fù)荷計(jì)算其余各車間負(fù)荷計(jì)算 1 原液車間 已知 1040ePkw 0 75dK tan0 7 故 1040 0 75780 edPP Kkw tan780 0 7546varQPk 2222 546952 11SPQkVA 2 酸站照明 已知 260ePkw 0 65dK tan0 7 故 260 0 65169 edPP Kkw tan169 0 7118 3varQPk 2222 169118 3206 29SPQkVA 3 鍋爐房照明 已知 320ePkw 0 75dK tan0 75 故 320 0 75240 edPP Kkw tan240 0 75180varQPk 2222 240180300SPQkVA 4 排毒車間 已知 160ePkw 0 7dK tan0 6 故 160 0 7112 edPP Kkw tan113 0 667 2varQPk 2222 11267 2136 6SPQkVA 5 其他車間 已知 240ePkw 0 7dK tan0 75 故 240 0 7168 edPP Kkw tan168 0 75126varQPk 2222 168126210SPQkVA 3 5 43 5 4 全廠計(jì)算負(fù)荷計(jì)算全廠計(jì)算負(fù)荷計(jì)算 各車間計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)見表 3 3 表表 3 33 3 各車間計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)列表各車間計(jì)算負(fù)荷統(tǒng)計(jì)列表 序號車間設(shè)備名稱 安裝容量 kw P kw varQ k S kVA 1 紡練車間 1393982 4826 671283 94 2 原液車間照明 1040780546952 3 酸站照明 260169118 3206 3 4 鍋爐房照明 320240180300 5 排毒車間照明 16011267 2130 6 6 其他車間照明 240168126210 計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷時 總的計(jì)算負(fù)荷要小于每個用電負(fù)荷加起來的和 我 們在通常情況下取的全部用電負(fù)荷之和的 95 因?yàn)樵谝欢ǖ那闆r下是不可能發(fā)生所有的用電設(shè)備同時工作的情況 如果 按照全部用電設(shè)備的用電負(fù)荷之和來計(jì)算全廠計(jì)算負(fù)荷的話 勢必會造成 經(jīng)濟(jì) 不運(yùn)行和浪費(fèi)等 情況 也就是我們常說的大馬拉小車 取全部用電負(fù)荷之和的 這樣在一定程度上就避免了大馬拉小車情況的發(fā)生 提高了運(yùn)行效率 符合90 了經(jīng)濟(jì)生產(chǎn) 生活的需要 因此 本次課程設(shè)計(jì)中的全廠計(jì)算負(fù)荷就為各個設(shè)備計(jì)算負(fù)荷之和的 95 即 全廠計(jì)算負(fù)荷 紡練車間計(jì)算負(fù)荷 原液車間計(jì)算負(fù)荷 酸站照明計(jì)算負(fù)荷 0 90 鍋爐房照明計(jì)算負(fù)荷 排度車間計(jì)算負(fù)荷 其他車間計(jì)算負(fù)荷 0 9 982 4780 169240 112 168 2206 26 pPKPkw 0 95 826 67546 118 3 18067 2 126 1700 96var QQKQk 2222 2206 261700 962785 83SPQkVA 2785 83 45 96 3335 S IA U 考慮 5 年的發(fā)展 年增長率按 2 計(jì)算 全廠計(jì)算負(fù)荷 5 52206 2612 2435 89Pkw 5 51700 961 2 1878varQk 2222 5 2435 8918783075 83SPQkVA 5 5 3075 83 50 74 3335 S IA U 3 63 6 城北變電壓等級的確定城北變電壓等級的確定 輸電線路電壓等級的確定應(yīng)符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級 選擇電壓等級時 應(yīng)根據(jù)輸送容量和輸電距離 以及接入電網(wǎng)的額定電壓的情況來確定 輸送容量 應(yīng)該考慮變電所總負(fù)荷和五年發(fā)展規(guī)劃 3 6 1 電壓等級的規(guī)定電壓等級的規(guī)定 1 電壓等級和最高一級電壓的選擇 應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有實(shí)際情況和遠(yuǎn)景發(fā)展進(jìn)行慎 重研究后確定 應(yīng)盡量簡化變壓層次 一般情況下應(yīng)少于 4 個變壓層次 老城市 在簡化變壓層次時可以分期分區(qū)進(jìn)行 2 標(biāo)稱電壓應(yīng)符合國家電壓標(biāo)準(zhǔn) 送電電壓為 或 高壓配電 220kV110kV 電壓為 中壓配電電壓為 低壓配電電壓為 選 1106335kV10kV380 220V 用電壓等級時 應(yīng)盡量避免重復(fù)降壓 現(xiàn)有的非標(biāo)準(zhǔn)電壓應(yīng)限制發(fā)展 合理利用 根據(jù)設(shè)備使用壽命與發(fā)展需要分期分批進(jìn)行改造 10 3 一個地區(qū)同一電壓相位和相序應(yīng)相同 4 現(xiàn)有供電容量嚴(yán)重不足或老舊設(shè)備需要全面進(jìn)行技術(shù)改造時 可采取升 壓措施 升壓改造是擴(kuò)大供電能力的有效措施但應(yīng)結(jié)合遠(yuǎn)期規(guī)劃注意做好以下工 作 a 研究現(xiàn)在供電設(shè)施全部或部分進(jìn)行升壓改造的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性 b 升壓改造中應(yīng)對舊設(shè)備的利用或更新以及其它方面制訂有關(guān)的技術(shù)要求 以保證它們的安全運(yùn)行 c 在升壓過渡期間應(yīng)有妥善可靠的過渡方案及其相應(yīng)的技術(shù)措施 盡量不削 弱供電可靠性 3 6 23 6 2 電壓等級的確定電壓等級的確定 電網(wǎng)電壓等級的確定 是與供電方式 供電負(fù)荷 供電距離等因素有關(guān)的 有關(guān)資料提供了供電電壓與輸送容量的關(guān)系 3 1 當(dāng)負(fù)荷為時 供電電壓易選 輸送距離在公里 2000kw6kV3 10 2 當(dāng)負(fù)荷為時 供電電壓易選 輸送距離在公里 30005000kw 10kV5 15 3 當(dāng)負(fù)荷為時 供電電壓易選 輸送距離在公里 2000 10000kw 35kV2050 4 當(dāng)負(fù)荷為時 供電電壓易選 輸送距離在 1000050000kw 110kV 公里 50 150 5 當(dāng)負(fù)荷為時 供電電壓易選 輸送距離在 50000200000kw 220kV 公里 150300 6 當(dāng)負(fù)荷為以上時 供電電壓易選 輸送距離在公里以 200000kw500kV300 上 但近年來 隨著電氣設(shè)備的進(jìn)步及電力技術(shù)的發(fā)展 輸送容量及距離有了很 大進(jìn)步 3 6 33 6 3 本廠電壓等級的確定本廠電壓等級的確定 設(shè)計(jì)任務(wù)書提供了三個電壓等級 在要 考慮工廠 5 年發(fā)展規(guī) 180 38 5 11kV 劃負(fù)荷 工廠負(fù)荷年增長率按 五年以后的最大功率為并且輸送 2 2435 89kW 距離為公里 因此我選用負(fù)荷為 供電電壓易選 輸送距離 162000 10000kw 35kV 在公里 7 2050 3 73 7 無功功率補(bǔ)償并確定變壓器容量及臺數(shù)無功功率補(bǔ)償并確定變壓器容量及臺數(shù) 3 7 13 7 1 無功補(bǔ)償概述無功補(bǔ)償概述 電力系統(tǒng)中有許多根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的電氣設(shè)備 如變壓器 電動機(jī) 感應(yīng)爐等 都是依靠磁場來傳送和轉(zhuǎn)換電能的電感性負(fù)載 在電力系統(tǒng)中感應(yīng)電 動機(jī)約占全部負(fù)荷的 50 以上 電力系統(tǒng)中的無功功率很大 必須有足夠的無功 電源 才能維持一定的電壓水平 滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的要求 電力系統(tǒng)中的 無功電源由三部分組成 一是發(fā)電機(jī)可能發(fā)出的無功功率 一般為有功功率的 40 50 二是無功功率補(bǔ)償裝置 并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機(jī) 輸出無功功率 三是 110kV 及以上電壓線路的充電功率 電力系統(tǒng)中如無功功率小 將引起供電電網(wǎng)的電壓降低 電壓低于額定電壓 值時 將使發(fā)電 送電 變電設(shè)備均不能達(dá)到正常的出力 電網(wǎng)的電能損失增大 并容易導(dǎo)致電網(wǎng)震蕩而解列 造成大面積停電 產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和政治影響 電壓下降到額定電壓值的 60 70 時 用戶的電動機(jī)將不能啟動甚至造成燒毀 所以進(jìn)行無功補(bǔ)償是非常有必要的 無功補(bǔ)償使用專用的電力電容器 其規(guī)格品種很多 按安裝方式分為戶內(nèi)式 和戶外式 按相數(shù)分為單相和三相 按額定電壓分為高壓和低壓電容器等等 1 電容器的選擇 電容器無功容量的計(jì)算 3 5 tantan ANTacciQP 2 電容器的補(bǔ)償方式和聯(lián)接方式 1 電容器的補(bǔ)償方式單獨(dú)就地補(bǔ)償方式 分散補(bǔ)償方式和集中補(bǔ)償方式 2 電容器的聯(lián)接方式有三角形接法和星形接法 或 Y 雙 Y 優(yōu)選 因?yàn)槿萘繛?Y 的 1 3 且電壓低 放電 1 分鐘 殘 壓以下 以上的電容器應(yīng)采用電壓互感器放電 電容器放電回路中不 50V1000V 得裝設(shè)熔斷器或開關(guān) 以免放電回路斷開 危及人身安全 3 7 23 7 2 35kV35kV 工廠總降壓變電所無功功率補(bǔ)償主變壓器臺數(shù)及容量選擇工廠總降壓變電所無功功率補(bǔ)償主變壓器臺數(shù)及容量選擇 由 5 5 2435 89 cos0 790 92 3075 83 P S 令 5 5 cos0 92 P S 計(jì)算補(bǔ)償后的視在功率為 5 5 2435 89 2647 71 0 920 92 P SkVA 22 22 555 PQQ2435 8918782647 71 CC QkVA S 由視在功率計(jì)算應(yīng)補(bǔ)償?shù)墓β蕿?22 18782647 712435 891878 1037 69840 31 var C Qk 為保證供電的可靠性 選用兩臺主變壓器 每臺可供總負(fù)荷的 70 0 70 7 2647 711853 40 NTSSkVA 選擇變壓器型號 兩臺 3 72000 35SL 查表得出變壓器的各項(xiàng)參數(shù) 空載損耗 3 4oPkW 負(fù)載損耗 19 8kPkW 阻抗電壓 6 5kU 空載電流 1 1oI 3 7 33 7 3 備用線路變壓器選擇備用線路變壓器選擇 10kV 10 20 20 2785 83557 17 SSkVA 與本廠相距 5 公里處引入其他工廠 10KV 電纜做備用電源 但只能滿足本廠 的重要負(fù)荷 有原始資料得知重要的負(fù)荷為 紡織機(jī)和鍋爐房照明 20 五年后 105 20 20 3075 83615 17 SSkVA 10 10 615 17 35 52 33 10 S IA U 選擇變壓器型號 一臺 7630 10SL 查表得出變壓器的各項(xiàng)參數(shù) 空載損耗 1 3oPkW 負(fù)載損耗 8 1kPkW 阻抗電壓 4 5kU 空載電流 2 0oI 第四章第四章 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算 4 14 1 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義產(chǎn)生短路的原因和短路的定義 產(chǎn)生短路的主要原因是電器設(shè)備載流部分的絕緣損壞 絕緣損壞的原因多因 設(shè)備過電壓 直接遭受雷擊 絕緣材料陳舊 絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除 此外 如輸電線路斷線 線路倒桿也能造成短路事故 所謂短路時指相與相之間通過電 弧或其它較小阻抗的一種非正常連接 在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系 統(tǒng)中 還指單相和多相接地 4 24 2 電力系統(tǒng)的短路故障類型電力系統(tǒng)的短路故障類型 電力系統(tǒng)中可能發(fā)生的短路故障 主要有三相短路 兩相短路和單相短路 一般情況下 三相短路電流都大于兩相和單相短路電流 在計(jì)算短路電流時 通 常把電源容量視為無窮大的電力系統(tǒng) 12 4 34 3 短路電流計(jì)算的一般原則短路電流計(jì)算的一般原則 1 計(jì)算短路電流用于驗(yàn)算電器和導(dǎo)體的開斷電流 動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定時 應(yīng) 按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃內(nèi)容計(jì)算 一般應(yīng)以最大運(yùn)行方式下的三相短路電流為依據(jù) 并適當(dāng)考慮電網(wǎng) 5 10 年的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行計(jì)算 2 計(jì)算短路電流時 應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式進(jìn)行計(jì)算 短路點(diǎn)應(yīng)選擇在適中電流為最大的地點(diǎn) 3 導(dǎo)體和電器的動穩(wěn)定 熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流 一般按三相短路電 流驗(yàn)算 4 計(jì)算某一電壓級的短路電流時 應(yīng)用平均電壓 5 計(jì)算高壓系統(tǒng)短路電流時 一般采用標(biāo)幺值方法 短路功率法進(jìn)行計(jì)算 4 44 4 短路電流計(jì)算的目的短路電流計(jì)算的目的 1 電氣主接線比選 2 選擇導(dǎo)體和電器 3 確定中性點(diǎn)接地方式 4 計(jì)算軟導(dǎo)體的短路搖擺 5 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距 6 驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓 7 選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算 4 54 5 短路電流計(jì)算方法短路電流計(jì)算方法 電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā)生短路時 由于工業(yè)企業(yè)內(nèi)所裝置的元件 其容量比較小 而其阻抗較系統(tǒng)阻抗大得多 當(dāng)這些元件遇到短路情況時 系統(tǒng) 母線上的電壓變動很小 可以認(rèn)為電壓維持不變 即系統(tǒng)容量為無窮大 所謂無 限容量系統(tǒng)是指容量為無限大的電力系統(tǒng) 在該系統(tǒng)中 當(dāng)發(fā)生短路時 母線電 業(yè)維持不變 短路電流的周期分量不衰減 當(dāng)然 容量所以們在這里進(jìn)行短路電 流計(jì)算方法 以無窮大容量電力系統(tǒng)供電作為前提計(jì)算的 其步驟如下 8 1 對各等值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡 求出計(jì)算電抗 2 求出短路電流的標(biāo)么值 3 歸算到各電壓等級求出有名值 為了選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備 載流導(dǎo)體 一般應(yīng)計(jì)算下列短路電流值 即 短路電流周期分量有效值 單位為 kA K I 穩(wěn)態(tài)短路電流有效值 單位 kA I 短路全電流最大沖擊值 單位為 kA sh i 短路全電流最大有效值 單位為 KA sh I 短路容量 單位為 MVA K S 短路電流的計(jì)算公式見表 4 1 表表 4 14 1 公式及參數(shù)列表公式及參數(shù)列表 參數(shù)名稱有名值標(biāo)幺值說明 功率 S d S S S 一般取 Sd 100MVA 電壓 U d U U U 一般取 Ud Uev 電流 I d I I I d d d U3 S I 電抗 X d X X X 2 d d U XS是以 Sd 為基準(zhǔn)容 X 量的標(biāo)幺值 變壓器電抗 N 2 NK T 100S U U X N dk T 100S S U X 線路電抗 LXX 1L 2 d d1 L U LSX X 為線路每公里電抗 1 X 值 電抗器電抗 N NR R I 3100 U X X 2 dN dNR R UI S 3 U 100 X X 為電抗器銘牌上 R X 數(shù)值 系統(tǒng)等值電 抗 K 2 N S S U X NK d K d S UI3 S S S X MVA KA K S K I 為某點(diǎn)短路容量 K S 為該點(diǎn)的三相短路 k I 電流 電動機(jī)電抗N 2 NK M S U 100 U X NST d M SK S X 為啟動電流倍數(shù) ST K 按無窮大系統(tǒng)供電計(jì)算短路電流 短路計(jì)算電路圖 為簡單起見 標(biāo)幺值符 號 全去掉 1 工廠總降壓變母線短路電流圖示如圖 4 1 35kV a 確定標(biāo)幺值基準(zhǔn) 100dSMVA 37avUkV 100 1 56 33 37 d d av S IkA U b 計(jì)算各主要元件的電抗標(biāo)幺值 系統(tǒng)電抗 短路器 400ocSMVA 1 100 0 25 400 d oc S X S 線路電抗 35kV 0 42 xkm 2 2 100 0 42 160 49 37 X c 求三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值 1 0 250 490 5 2 X 三相短路電流周期分量有效值 3 1 56 3 12 0 5 d k I IkA X 其他三相短路電流電流值 333 3 12kIIIkA 3 3 2 552 55 3 127 96 sh iIkA 3 3 1 521 52 3 124 74 sh IIkA 三相短路容量 3 100 200 0 5 d k S SMVA X 圖圖 4 14 1 35kV35kV 短路計(jì)算電路圖短路計(jì)算電路圖 2 母線短路電流圖示如圖 4 2 10kV 400MVA 35KV S7 2000 35 車間 X0 0 42歐姆 Km 16Km a 確定標(biāo)幺值基準(zhǔn) 100dSMVA 10 5avUkV 2 2 100 5 5 33 10 5 d d d S IkA U b 計(jì)算各主要元件的電抗標(biāo)幺值 系統(tǒng)電抗 短路器 350ocSMVA 1 100 0 29 350 d oc S X S 線路電抗 10kV 0 42 xkm 2 2 100 0 42 51 90 10 5 X c 求三相短路電流和短路容量 總電抗標(biāo)幺值 2 1 1 9 0 29