工廠供配電系統(tǒng)主接線方案

1、最新 精品 Word 歡迎下載 可修改本文按照鋼鐵廠供電系統(tǒng)對供電可靠性、經(jīng)濟性的要求，根據(jù)鋼鐵廠的負荷性質(zhì)、負荷大小和負荷的分布情況對本廠供電系統(tǒng)做了全面綜合的分析，詳細闡述了工廠總降壓變電所實現(xiàn)的理論依據(jù)。通過對整個供電系統(tǒng)的分析和對鋼鐵廠的電力負荷,功率補償,短路電流的計算，合理的選擇電力變壓器、斷路器等各種電氣設備；對工廠總降壓變電所不同的主接線方案進行比較,選擇可靠性高,經(jīng)濟性好的主接線方案, 實現(xiàn)了工廠供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行。關鍵詞 供電系統(tǒng)；電力負荷；功率補償；電氣設備；主接線；繼電保護 目 錄1 前 言1.1概述工廠供電，就是指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠配

2、電。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉換而來，又易于轉換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應用極為廣泛。在一般工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重很小。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，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的

3、電能供應突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。例如某些對供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短時間的停電，也會引起重大設備損壞，或引起大量產(chǎn)品報廢，甚至可能發(fā)生重大的人生事故，給國家和人民帶來經(jīng)濟上甚至政治上的重大損失。因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(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重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求： （1）安全 在電能的供應、

4、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。 （2）可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。 （3）優(yōu)質(zhì) 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。 （4）經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，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，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。1.2 工廠供電設計原則按照國家標準GB50052-95 供配電系統(tǒng)設計規(guī)范等的規(guī)定，進行工廠供電設計必須遵循以下原則：（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策。必須遵守國家的有關規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術經(jīng)濟政策

5、。（2）安全可靠、先進合理。應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術先進和經(jīng)濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。（3）近期為主、考慮發(fā)展。應根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，做到遠近結合，適當考慮擴建的可能性。（4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設計方案。工廠供電設計是整個工廠設計中的重要組成部分。工廠供電設計的質(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計的有關知識，以便適應設計工作的需要。 1.3 本課題設計內(nèi)容本供電系統(tǒng)設計主要包括總降壓變電所

6、一次、二次部分及高壓配電線路設計，是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結合國家供電情況，解決對各部門的電能分配問題，設計內(nèi)容有以下幾方面：（1）負荷計算。全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎上進行的。不考慮車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側計算負荷及總功率因數(shù)。（2）改善功率因數(shù)裝置設計。按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過計算求出達到供電部門要求數(shù)值所需補償?shù)臒o功率，并選用合適的電容器。（3）變壓器的臺數(shù)及容量選擇。參考電源進線方向，綜合考慮設置變電所的有關因素，結合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)

7、和容量。（4）廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設計。根據(jù)廠內(nèi)負荷情況，從技術和經(jīng)濟合理性確定廠區(qū)配電，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，擇優(yōu)選用。（5）工廠總降壓變電所主接線設計。根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。（6）工廠供電系統(tǒng)短路電流計算。工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下的短路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相短路電流。（7）變電所高壓設備的選擇。參照短路電流計算數(shù)據(jù)和計算負荷以及對應的額定值，選擇變電所各種高壓設備，并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定檢驗。（8）

8、繼電裝置及二次保護設計。為了監(jiān)視、控制和保證安全可靠運行，變壓器需要設置相應的控制、檢測和繼電保護裝置。（9）防雷接地裝置設計。參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設計總降壓變電所的防雷接地裝置。（10）總降壓變電所變、配電裝置總體布置設計。綜合前述設計計算結果，參照國家有關規(guī)程規(guī)定，進行內(nèi)外的變、配電裝置的總體布置設計。2 供配電系統(tǒng)主接線方案論證2.1概述主接線圖即主電路圖,是表示系統(tǒng)中電能輸送和分配線路的電路圖,亦稱一次電路圖.而用來控制指示檢測和保護的一次電路及其設備運行的電路圖,則稱為二次電路圖,或二次接線圖,通稱二次回路圖.二次回路是通過電流互感器和電壓互感器與主電路相聯(lián)系的.我國變電所設計的

9、技術規(guī)程規(guī)定：變電所的主要接線應根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位，回路數(shù)，設備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，且應滿足運行可靠，簡單靈活，操作方便和節(jié)省投資等要求。工廠供電必須達到以下基本要求（1）安全性 應符合有關國家標準和技術規(guī)范的要求，能充分保證人身安全和設備的安全（2）可靠性應滿足電力負荷特別是其中一、二級負荷對供電可靠性的要求，其中在檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電，斷路器或引線檢修及引線故障時，盡量減少長時間停電和大范圍停電，并保證對大部分一級負荷及全部及大部分二級負荷的供電。（3）靈活性應能適應必要的各種運行方式，便于切換操作和檢修，且適應負荷的發(fā)展，檢修時，可以方便地停運，對母線及其繼電保護

10、設備進行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)和對用戶的供電。（4）經(jīng)濟性在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡單，投資少，運行費用低，并節(jié)約電能和有色金消耗量主接線設計要為配電裝置創(chuàng)造條件，盡量使占地面積減少， 電能損失小，經(jīng)濟合理地選擇各種電氣，減少電能損失。2.2主接線方式的介紹 母線連接方式根據(jù)論文資料和電力系統(tǒng)的發(fā)展，用戶的需求等幾方面考慮，從近期及遠景的發(fā)展規(guī)劃所以確定某輪轂制造廠供配電系統(tǒng)初步設計：單母線分段。單母線分段接線具有簡單清晰，設備較少，投資較小，運行操作方便，且有利于擴建等優(yōu)點，并可提高供電可靠性和靈活性。對重要用戶可以從不同段引出兩回饋電線路。由兩個電源供電。當一段母線發(fā)生故障，

11、分段斷路器自動將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電，其高壓側采用內(nèi)橋接線方式，低壓側也采用雙回線路-變壓器組單元接線，因此在車間變電所的低壓側，設有低壓聯(lián)絡線互相連接，以提高供電系統(tǒng)運行的可靠性和靈活性。 供電系統(tǒng)主接線圖的確定工廠電源進線電壓為35KV及以上的工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為610KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)過車間變電所，降為一般低壓用電設備所需的電壓如220/380V。方案1 一次側采用內(nèi)橋式接線，二次側采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖（如圖7）所示。這種主接線，其一次側的高壓斷路器QF10跨在兩路電源進線之間，猶如一座橋梁，而且處在線路斷路器Q

12、F11和QF12的內(nèi)側，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式接線。這種主接線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷的工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11，投入QF10（其兩側QS先合），即可由WL2恢復對變壓器T1的供電。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電的機會較多，并且變電所的變壓器不需經(jīng)常切換的總降壓變電所。方案2 一次側采用外橋式接線，二次側采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖（如圖8）所示。這種主接線，其一次側的高壓斷路器QF10也跨接在兩路電源進線之間，但處在線路斷路器QF11和QF12的外側，靠近電源方向，因此稱為外橋式接線。這種

13、主接線的運行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級負荷的工廠。但與內(nèi)橋式接線的適用場合有所不同。如果某臺變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11，投入QF10（其兩側QS先合），使用兩路電源進線又恢復并列運行。這種外橋式接線適用于電源線路較短而變電所負荷變動較大、適于經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。方案3 一、二次側均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖（如圖9）這種主接線兼有上述兩種橋式接線的運行靈活性的優(yōu)點，但所用高壓開關設備較多，可供一、二級負荷，適用于一、二側進出線較多的總降壓變電所。根據(jù)本廠的實際情況，工廠總降壓變電所距該城鎮(zhèn)220/35KV變電所（地區(qū)變電所）

14、5公里，距離較遠；而變電所負荷變動不大，故采用方案1（一次側采用內(nèi)橋式接線，二次側采用單母線分段的總降壓變電所主接線）。方案2更適用于電源線路較短而變電所負荷變動較大,適于經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換的總降壓變電所；而方案3所用的高壓設備較多，增加了初期投資，故不采用方案2和方案3。采用橋式接線，最大的特點就是使用斷路器數(shù)量較少，使用斷路器數(shù)量較少，一般采用斷路器數(shù)都等于或少于出線回路數(shù)，從而結構簡單，投資較少。2.3 車間變電所主變壓器的選擇 變電所主變壓器臺數(shù)的選擇的原則（1) 滿足用電負荷對供電可靠性的要求。（2）對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所。也可考慮采用兩臺變壓器

15、。（3) 除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。（4) 在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余量。 變電所主變壓器容量的選擇（1）只裝一臺主變壓器的變電所，主變壓器的容量SN.T應滿足全部用電設備總計算負荷S30的需要，即SN.TSc考慮到節(jié)能和留有余量，變壓器的負荷率一般取7085。（2）裝有兩臺主變壓器的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺容量應同時滿足以下兩個條件：任一臺單獨運行時，SN.T0.7SC （2-1）任一臺單獨運行時，SN.TSC(I+II) （2-2）條件是考慮到兩臺變壓器運行時，每臺變壓器各承受總計算負荷的60，負載率約為0.7，此時變壓

16、器效率較高。而在事故情況下，一臺變壓器承受總計算負荷時，只過載40，可繼續(xù)運行一段時間。在此時間內(nèi)，完全有可能調(diào)整生產(chǎn)，可切除三級負荷。條件是考慮在事故情況下，一臺變壓器仍能保證一、二級負荷的供電。2.4 車間變電所總的負荷計算全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎上進行的?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側計算負荷及總功率因數(shù)。列出負荷計算表、表達計算成果.供電示意圖21如下： 負荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式等幾種。本設計采用需要系數(shù)法確定。主要計算公式有： 有功功率： P=KPPC.I無功功率: Q=KQQC.I視在功率: SC=計算

17、電流: IC=2.5爐管公司的負荷計算各車間的負荷計算表21各車間的負荷計算項目設備容量Pc/kw需要系數(shù)Kd功率因數(shù)cosPc/kwQc/kvarSc/KVAIc/A鑄造車間118000.560.751008887.0413442042.06鑄造車間216000.560.75896788.781194.71815.7整形車間19800.450.70441449.9630957.4整形車間29000.450.70405918578.6879.3機械加工車間19000.350.65315368.3484.6736.5機械加工車間27200.350.65252294.59387.6688.8鈑金車

18、間6000.500.75300264400534.95模具車間6700.500.65335391.6446.7915.6熱處理車間5900.650.70353.5391.2547.9849.3理化檢測中心3200.250.808060100151.98辦公、食堂3000.600.70180183.6257.1390.8廠區(qū)照明300.800.902411.6226.740.5根據(jù)圖11系統(tǒng)中各點的計算負荷確定變壓器T1的計算負荷1.確定D1點的計算負荷（見下表）：確定D1點的計算負荷，確定這一級計算負荷的目的是為了選擇低壓母線及其開關電器、無功補償容量和變壓器T1。這一級是一個車間的負荷計算。

19、同時在低壓母線上設置無功自動補償裝置，補償后的目標功率因數(shù)一般取0.92，以使變壓器高壓測得功率因數(shù)達到0.9。計算結果見下表2-2：表2-2計算點D1的負荷計算點所有設備有功計算負PC.I/kW所有設備無功計算負荷QC.I/kvar同 時系 數(shù)PC/kWQC/kvarSC/ kVAIC/A功率因 數(shù)cos補償前C1點計算負荷1008887=0.95=0.97957.6860.412871955.40.74補償容量=957.6tg(arccos0.74)-tg(arc0.92)=462.5實際?。?6組30kvar=480kvar-480補償后D1點計算負荷957.6380.410301565

20、.50.9292.確定C1點的計算負荷確定這一級計算負荷的目的是為了選擇變壓器配電電纜及其開關電器，確定高壓進線的計算負荷。C1點的計算負荷等于D1點計算負荷加上變壓器T1的功率損耗，即P=P+P；Q=Q+Q。根據(jù)D1點補償后的視在計算負荷SC=1030kVA，選擇SCB10-1250/10型變壓器，變壓器額定容量S=1250KvA，(可查附錄表13)。計算結果見下表2-3：表2-3計算點C1的負荷計算點變壓器功率損耗（SC=1030kVA，S=1250kVA）PC/kWQC/kvarSC/kVAIC/A功 率因 數(shù)cosP0/kWP/kWI0%UK%PT/kWQT/kvarC11.258.4

21、60.666.955.5964.5435.91058.461.10.911確定變壓器T2的各點負荷確定1.確定D2點的計算負荷（見下表）：確定D2點的計算負荷，確定這一級計算負荷的目的是為了選擇低壓母線及其開關電器、無功補償容量和變壓器T2。這一級為一個車間用電設備的計算。同時在低壓母線上設置無功自動補償裝置，補償后的目標功率因數(shù)一般取0.92，以使變壓器高壓測得功率因數(shù)達到0.9，計算結果見表2-4：表2-4計算D2點的負荷計算點所有設備有功計算負PC.I/kW所有設備無功計算負荷QC.I/kvar同 時系 數(shù)PC/kWQC/kvarSC/kVAIC/A功 率因數(shù)cos補償前D2點計算負荷8

22、96788.5=0.95=0.97851.2764.8114417380.74補償容量=851.2tg(arccos0.74)-tg(arc0.92)=411實際?。?4組30kvar=420kvar-420補償后D2點計算負荷851.2344.891813950.9272.確定C2點的計算負荷確定這一級計算負荷的目的是為了選擇變壓器配電電纜及其開關電器，確定高壓進線的計算負荷。C2點的計算負荷等于D2點計算負荷加上變壓器T2的功率損耗，即P=P+P；Q=Q+Q。根據(jù)D2點補償后的視在計算負荷SC=918 kVA，選擇SCB10-1000/10型變壓器，變壓器額定容量S=1000 kVA (可

23、查附錄表13)。計算結果見下表2-5：表2-5計算點C2的負荷計算點變壓器功率損耗（SC=513.32kVA，S=630 kVA）PC/kWQC/kvarSC/kVAIC/A功 率因數(shù)cosP0/kWPK/kWI0%UK%PT/kWQT/kvarC21.557.090.667.5256.6858.7401.4947.954.70.906確定變壓器T3的各點負荷確定1.確定D3點的計算負荷（見下表）：確定D3點的計算負荷，確定這一級計算負荷的目的是為了選擇低壓母線及其開關電器、無功補償容量和變壓器T3。這一級為一個車間用電設備的計算。同時在低壓母線上設置無功自動補償裝置，補償后的目標功率因數(shù)一般

24、取0.92，以使變壓器高壓測得功率因數(shù)達到0.9，計算結果見表2-6：表2-6計算D3點的負荷計算點所有設備有功計算負PC.I/kW所有設備無功計算負荷QC.I/kvar同 時系 數(shù)PC/kWQC/kvarSC/kVAIC/A功 率因數(shù)cos補償前D3點計算負荷693744.5=0.95=0.97658.35722.2977.214850.67補償容量=658.35tg(arccos0.67)-tg(arc0.92)=441.1實際取：組1530kvar=450kvar450補償后D3點計算負荷658.35272.2712.410820.9242.確定C3點的計算負荷確定這一級計算負荷的目的是

25、為了選擇變壓器配電電纜及其開關電器，確定高壓進線的計算負荷。C3點的計算負荷等于D3點計算負荷加上變壓器T3的功率損耗，即P=P+P；Q=Q+Q。根據(jù)D3點補償后的視在計算負荷SC=712.4 kVA，選擇SCB10-800/10型變壓器，變壓器額定容量S=800kVA (可查附錄表13)。計算結果見下表2-7：表2-7計算點C3的負荷計算點變壓器功率損耗（SC=712.4kVA，S=800 kVA）PC/kWQC/kvarSC/kVAIC/A功 率因數(shù)cosP0/kWPK/kWI0%UK%PT/kWQT/kvarC21.336.060.866.1444.4664.49316.6736.142

26、.50.903確定變壓器T4的各點負荷確定1.確定D4點的計算負荷（見下表）：確定D4點的計算負荷，確定這一級計算負荷的目的是為了選擇低壓母線及其開關電器、無功補償容量和變壓器T4。這一級為一個車間用電設備的計算。同時在低壓母線上設置無功自動補償裝置，補償后的目標功率因數(shù)一般取0.92，以使變壓器高壓測得功率因數(shù)達到0.9，計算結果見表2-8：表2-8計算D4點的負荷計算點所有設備有功計算負PC.I/kW所有設備無功計算負荷QC.I/kvar同 時系 數(shù)PC/kWQC/kvarSC/kVAIC/A功 率因數(shù)cos補償前D4點計算負荷7201286.3=0.95=0.976841247.7142

27、2.92161.90.48補償容量=684tg(arccos0.48)-tg(arc0.92)=957.6實際?。航M3230kvar=960kvar960補償后D4點計算負荷684287.77421127.50.9232.確定C4點的計算負荷確定這一級計算負荷的目的是為了選擇變壓器配電電纜及其開關電器，確定高壓進線的計算負荷。C4點的計算負荷等于D4點計算負荷加上變壓器T4的功率損耗，即P=P+P；Q=Q+Q。根據(jù)D4點補償后的視在計算負荷SC=742kVA，選擇SCB10-800/10型變壓器，變壓器額定容量S=800kVA (可查附錄表13)。計算結果見下表2-9：表2-9計算點C4的負荷

28、計算點變壓器功率損耗（SC=742kVA，S=800 kVA）PC/kWQC/kvarSC/kVAIC/A功 率因數(shù)cosP0/kWPK/kWI0%UK%PT/kWQT/kvarC41.336.060.866.5454.4690.54342.1770.644.50.901確定變壓器T5的各點負荷確定1.確定D5點的計算負荷（見下表）：確定D5點的計算負荷，確定這一級計算負荷的目的是為了選擇低壓母線及其開關電器、無功補償容量和變壓器T5。這一級為一個車間用電設備的計算。同時在低壓母線上設置無功自動補償裝置，補償后的目標功率因數(shù)一般取0.92，以使變壓器高壓測得功率因數(shù)達到0.9，計算結果見表2-

29、10：表2-10計算D5點的負荷計算點所有設備有功計算負PC.I/kW所有設備無功計算負荷QC.I/kvar同 時系 數(shù)PC/kWQC/kvarSC/kVAIC/A功 率因數(shù)cos補償前D5點計算負荷715715.6=0.95=0.97679.25694.1971.11475.60.7補償容量=679.25tg(arccos0.7)-tg(arc0.92)=402實際?。航M1430kvar=420kvar420補償后D5點計算負荷679.25274.1732.511130.9272.確定C5點的計算負荷確定這一級計算負荷的目的是為了選擇變壓器配電電纜及其開關電器，確定高壓進線的計算負荷。C5點

30、的計算負荷等于D5點計算負荷加上變壓器T5的功率損耗，即P=P+P；Q=Q+Q。根據(jù)D5點補償后的視在計算負荷SC=732.5kVA，選擇SCB10-800/10型變壓器，變壓器額定容量S=800kVA (可查附錄表13)。計算結果見下表2-11：表2-11計算點C5的負荷計算點變壓器功率損耗（SC=732.5kVA，S=800 kVA）PC/kWQC/kvarSC/kVAIC/A功 率因數(shù)cosP0/kWPK/kWI0%UK%PT/kWQT/kvarC51.336.060.866.4146.6685.66320.7756.9743.70.905確定變壓器T6的各點負荷確定1.確定D6點的計算

31、負荷（見下表）：確定D6點的計算負荷，確定這一級計算負荷的目的是為了選擇低壓母線及其開關電器、無功補償容量和變壓器T6。這一級為一個車間用電設備的計算。同時在低壓母線上設置無功自動補償裝置，補償后的目標功率因數(shù)一般取0.92，以使變壓器高壓測得功率因數(shù)達到0.9，計算結果見表2-12：表2-12計算D6點的負荷計算點所有設備有功計算負PC.I/kW所有設備無功計算負荷QC.I/kvar同 時系 數(shù)PC/kWQC/kvarSC/kVAIC/A功 率因數(shù)cos補償前D6點計算負荷587.5586.42=0.95=0.97558.1568.8796.91210.80.7補償容量=558.1tg(ar

32、ccos0.7)-tg(arc0.92)=328.9實際取：組1230kvar=360kvar360補償后D4點計算負荷558.1208.8595.9905.40.942.確定C6點的計算負荷確定這一級計算負荷的目的是為了選擇變壓器配電電纜及其開關電器，確定高壓進線的計算負荷。C6點的計算負荷等于D6點計算負荷加上變壓器T6的功率損耗，即P=P+P；Q=Q+Q。根據(jù)D6點補償后的視在計算負荷SC=595.9kVA，選擇SCB10-630/10型變壓器，變壓器額定容量S=630kVA (可查附錄表13)。計算結果見下表2-13：表2-13計算點C6的負荷計算點變壓器功率損耗（SC=595.9kV

33、A，S=630 kVA）PC/kWQC/kvarSC/kVAIC/A功 率因數(shù)cosP0/kWPK/kWI0%UK%PT/kWQT/kvarC61.185.120.845.7627.6563.86236.4611.435.30.923確定B1點的計算負荷確定這一級計算負荷的目的是為了選擇高壓母線及其開關電器和高壓進線電力電纜。因此B1點的計算負荷由C1、C3、C6點的計算負荷確定，計算負荷見下表2-14：表2-14計算點B1的負荷計算點C1、C3、C6有功計算負荷PC.I/kWC1、C3、C6無功計算負QC.I/kvar同時系數(shù)有功計算負荷P/kw無功計算負荷Q/kvar視在計算負荷Sc/kv

34、a高壓側計算電流/A功率因數(shù)cosB12192.85988.9KP=0.95KQ=0.972083.2959.232293.4132.40.91補償容量=2083.2tg(arccos0.9)-tg(arc0.92)=62.5實際取：組420kvar=80kvar80補償后B1點計算負荷2083.2879.232261.1130.60.923確定A1點的計算負荷確定這一級計算負荷的目的是為了選擇變壓器配電電纜及其開關電器，確定高壓進線的計算負荷。A1點的計算負荷等于A1點計算負荷加上變壓器T的功率損耗，即P=P+P；Q=Q+Q。根據(jù)A1點視在計算負荷SC =2261.1kVA，選擇SZ9系列雙

35、繞組有載變壓器，每臺變壓器額定容量SSC =2261.1kva 因此，取每臺變壓器額定容量S=2500kva，計算結果見下表2-15：表2-15計算點A1的負荷計算點變壓器功率損耗（SC=2261.1 kVA，SN。T=2500 kVA）PC/kWQC/kvarSC/kVAIC/A功率因數(shù)cosP0/kWPK/kWI0%UK%PT/kWQT/kvarA13.52.50.865.55142.72088.751021.92325.338.40.90確定B2點的計算負荷確定這一級計算負荷的目的是為了選擇高壓母線及其開關電器和高壓進線電力電纜。因此B2點的計算負荷由C2、C4、C5點的計算負荷確定，計

36、算負荷見下表2-16：表2-16計算點B2的負荷計算點C2、C4、C5有功計算負荷PC.I/kWC2、C4、C5無功計算負QC.I/kvar同時系數(shù)有功計算負荷P/kw無功計算負荷Q/kvar視在計算負荷Sc/kva高壓側計算電流/A功率因數(shù)cosB22234.91064.2KP=0.95KQ=0.972123.21032.32360.8136.30.9補償容量=2123.2tg(arccos0.9)-tg(arc0.92)=63.7實際?。航M420kvar=80kvar80補償后B2點計算負荷2123.2952.32326.98134.40.92確定A2點的計算負荷確定這一級計算負荷的目的是

37、為了選擇變壓器配電電纜及其開關電器，確定高壓進線的計算負荷。A2點的計算負荷等于A2點計算負荷加上變壓器T的功率損耗，即P=P+P；Q=Q+Q。根據(jù)A2點視在計算負荷SC =2261.1kVA，選擇SZ9系列雙繞組有載變壓器，每臺變壓器額定容量SSC =2261.1kva 因此，取每臺變壓器額定容量S=2500kva，計算結果見下表2-17：表2-17計算點A2的負荷計算點變壓器功率損耗（SC=2261.1 kVA，SN。T=2500 kVA）PC/kWQC/kvarSC/kVAIC/A功率因數(shù)cosP0/kWPK/kWI0%UK%PT/kWQT/kvarA23.52.50.865.55142

38、.72125.81095239139.40.90第3章 短路電流的計算3.1 概 述短路電流計算的目的（1）校驗電氣接線的合理性，選擇限制短路電流的方式。（2）進行電氣設備和校驗。（3）主變壓器繼電保護的整定計算，需以各種短路時的短路電流為依據(jù)產(chǎn)生短路的原因 所謂短路是指電力系統(tǒng)正常運行情況以外的某處相與相式相與地之間的“短接”，在電力系統(tǒng)正常運行時，除中性點外，相與相或相與地之間是絕緣的，如果由于某種原因使其絕緣破壞而構成了通路，我們就稱電力系統(tǒng)發(fā)生了“短路”故障，如過電壓、設備直接遭受雷擊，絕緣材料陳舊和機械損傷等原因，就常使絕緣損壞。電力系統(tǒng)其它某些故障也可能導致短路，如輸電線路斷線和倒

39、桿事故等，此外運行人員不遵守操作技術規(guī)程和安全規(guī)程，造成誤操作式小動物跨接裸導體時，都可能造成短路。短路點位置的選擇（1）選擇原則短路電流的計算，是為了選擇電氣設備提供依據(jù)，使所選的電氣設備能在各種情況下正常運行，因此短路點的選擇應考慮到電器可能通過的最大短路電流。（2）短路點的選擇分析如圖3.1。 圖3.1短路計算電路圖.2短路電流的計算由于電力系統(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，其容量要小，而阻抗則較系統(tǒng)阻抗大得多，當這些元件遇到短路時，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可以為電壓維持不變，即系統(tǒng)容量為無限大。所以我們在這里進行短路電流計算方法，以無限大容量電力系統(tǒng)供電作

40、為前提計算的， 其方法常用的有歐姆法和標幺制法1、計算的基本情況1）電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負荷下進行。2）短路發(fā)生在短路電流最大值的瞬間。3）應考慮對短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點的電弧電流。2、計算容量應按本工程設計的規(guī)劃容量計算，并考慮電力系統(tǒng)的遠景發(fā)展規(guī)劃，根據(jù)設計任務書的要求，為選10KV配電裝置的電器和導線需計算在最大運行方式下通過電氣設備的短路電流，選擇一個短路點K-1。其電抗值的選擇如表3-1。表3-1電力線路每相的單位長度電抗平均植線路結構線路電壓35KV及以上610KV220380架空線路0.400.350.32電纜線路0.120.080.0663.3在最大運

41、行方式下短路電流的計算（1）確定基準值設S d =100MVA，Ud=Uc，即Ud1=38.5kV，Ud2=10.5kV，Ud3=0.4kV則 I d1=S d/U d1=100MVA/（38.5kV）=1.49kAI d2 =S d/U d2=100MVA/（10.5kV）=5.5kAI d2 =S d/U d2=100MVA/（0.4kV）=144.34 kA（2）計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值1）電力系統(tǒng)（Soc= 500MVA） X1*= 100/500=0.22）電纜線路X2*=（0.15）100MVA/（38.5kV）=1.293）電力變壓器查表13得SZ9-2500/35變

42、壓器U%=6.5SCB101250/10變壓器U%=6SCB101000/10變壓器U%=6SCB10800/10變壓器U%=6SCB10630/10變壓器U%=4X3*= U%S d100=6.510010001002500=2.6X4*= U%S d100=610010001001250=4.8X5*= U%S d100=610010001001000=6X6*= U%S d100=61001000100800=7.5X7*= U%S d100=41001000100630=6.3繪制等效電路如圖，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標出短路計算點。圖3-3 等效電路（3）求k-1點的短路

43、電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標幺值X*(K-1) = X1*+X2*=0.2+1.29=1.492）三相短路電流周期分量有效值 I（3）k-1=Id1/X*（k-1）=1.49/1.49=1kA3）其他三相短路電流 I(3)=I(3)= I(3) k-1=1kA i(3)sh=2.55 I(3)=2.551kA= 2.55kAI(3) sh =1.51 I(3)=1.511kA=1.51kA4）三相短路容量S(3) k-1=S d/ X*（k-1）=100MVA/1.49=67.1MVA（4）求k-2點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量1）總電抗標幺值 X*(

44、K-2) = X1*+X2*+X3*=0.2+1.29+2.6=4.092）三相短路電流周期分量有效值 I（3）k-2=Id2/X*（k-2）=5.5kA/4.09=1.34kA3）其他三相短路電流 I(3)=I(3)=I(3) k-2=1.34kAi(3)sh=2.26 I(3)=2.261.34kA=3.04kAI(3) sh =1.51I(3)=1.511.34kA=2.03kA 4）三相短路容量S(3) k-2=S d/ X*（k-2）=100MVA/4.09=24.4MVA （5）求k-3點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量（變壓器T1運行下） 1）總電抗標幺值X*（k-

45、3）=X*1+X*2+X3*+X*4=0.2+1.29+2.6+4.8=8.892）三相短路電流周期分量有效值I（3）k-3=Id2/X*（k-3）=144.34kA/8.89=16.2kA 3）其他三相短路電流 I(3)=I(3)=I(3) k-3=16.2kAi(3)sh=2.26 I(3)=2.2616.2kA=36.6kAI(3) sh =1.51I(3)=1.5116.2kA=24.5kA 4）三相短路容量S(3) k-2=S d/ X*（k-3）=100MVA/8.89=11.24MVA （6）求k-4點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量（變壓器T2運行下） 1）總電抗

46、標幺值 X*（k-4）=X*1+X*2+X3*+X*5=0.2+1.29+2.6+6=10.092）三相短路電流周期分量有效值 I（3）k-4=Id2/X*（k-4）=144.34kA/10.09=14.3kA 3）其他三相短路電流 I(3)=I(3)=I(3) k-4=14.3kAi(3)sh=2.26 I(3)=2.2614.3kA=32.3kAI(3) sh =1.51I(3)=1.5114.3kA=21.6kA 4）三相短路容量S(3) k-2=S d/ X*（k-4）=100MVA/10.09=9.9MVA （7）求k-5點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量（變壓器T2運

47、行下） 1）總電抗標幺值 X*（k-4）=X*1+X*2+X3*+X*6=0.2+1.29+2.6+7.5=11.592）三相短路電流周期分量有效值 I（3）k-4=Id2/X*（k-4）=144.34kA/11.59=12.45kA 3）其他三相短路電流 I(3)=I(3)=I(3) k-4=12.45kAi(3)sh=2.26 I(3)=2.2612.45kA=28.13kAI(3) sh =1.51I(3)=1.5112.45kA=18.8kA 4）三相短路容量S(3) k-2=S d/ X*（k-4）=100MVA/11.59=8.6MVA （8）求k-6點的短路電路總電抗標幺值及三相

48、短路電流和短路容量（變壓器T2運行下） 1）總電抗標幺值 X*（k-4）=X*1+X*2+X3*+X*7=0.2+1.29+2.6+6.3=10.392）三相短路電流周期分量有效值 I（3）k-4=Id2/X*（k-4）=144.34kA/10.39=13.9kA 3）其他三相短路電流 I(3)=I(3)=I(3) k-4=13.9kAi(3)sh=2.26 I(3)=2.2613.9kA=31.4kAI(3) sh =1.51I(3)=1.5113.9kA=21kA 4）三相短路容量S(3) k-2=S d/ X*（k-4）=100MVA/10.39=9.6MVA 3.4最大運行方式下短路計

49、算結果如下表3-2：表3-2 最大運行方式下短路計算結果計算點總標幺值三相短路電流/kA三相短路容量/MVAX*IK-1(3)I(3)I(3)i(3)shI(3) shS(3) kK-1點1.491112.551.5167.1K-2點4.091.341.341.343.042.0324.4K-3點8.8916.216.216.236.624.511.24K-4點10.0914.314.314.332.321.69.9K-5點11.5912.4512.4512.4528.1318.88.6K-6點10.3913.913.913.931.4219.63.5最小運行方式下短路計算結果如下表3-3：表

50、3-3最小運行方式下短路計算結果計算點總標幺值三相短路電流/kA三相短路容量/MVAX*IK-1(3)I(3)I(3)i(3)shI(3) shS(3) kK-1點1.590.940.940.942.11.462.9K-2點4.191.311.311.312.971.9823.9K-3點8.9916.116.116.136.324.212.2K-4點10.1914.214.214.232.0121.49.8K-5點11.6912.312.312.327.918.68.6K-6點10.4913.813.813.831.120.89.5第4章 電氣設備的選擇與校驗4.1概述電氣設備的選擇是變電站電氣設計的主要內(nèi)容之一，正確地選擇設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全。經(jīng)濟運行的重要條件，在進行設備選擇時，應根據(jù)