紡織廠10kV供配電畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

1、紡織廠10kv供配電設(shè)計(jì)摘 要 隨著工廠自動(dòng)化程度的提高，合理的工廠供電系統(tǒng)變得越來越重要，不僅可以保證工廠的正常生產(chǎn)，還能大大的節(jié)約電能降低產(chǎn)品的成本，提高生產(chǎn)效率。 本設(shè)計(jì)為紡織廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要包括電力負(fù)荷計(jì)算、變電站主接線的設(shè)計(jì)、電源進(jìn)線及工廠高壓配電線路的設(shè)計(jì)、短路計(jì)算、高低壓電氣設(shè)備選擇以及變電站繼電保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)和防雷與接地。 同時(shí)在設(shè)計(jì)中采用并聯(lián)電容器的方法來補(bǔ)償無功功率，以減少供電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損失，同時(shí)提高了供電電壓的質(zhì)量。從而使整個(gè)供電系統(tǒng)更具有其可靠性和靈活性。關(guān)鍵詞：電源進(jìn)線 短路計(jì)算 電氣設(shè)備選擇 繼電保護(hù) 10kv power distribution d

2、esign of textile factoryabstract with the development of factory automation，power supply system becomes more and more important. it not only can guarantee normal production of the factory ,but also reduce the cost of the products, save the electrical energy and increase productivity. the paper is ab

3、out the design of the supply and distribution system of a textile factory .it mainly includes the load calculation, the design of substation bus, the design of the inlet line and the high voltage distribution line, short circuit calculation, high and low voltage electrical equipment selection, the l

4、ayout of the relay protection and the design of the lightning-protection and grounding.at the same time the design uses shunt capacitor to compensation reactive power to decrease energy losses and voltage losses in the power supply system.it can also improve the quality of the power supply voltage.

5、so the whole design of the power supply system becomes more reliability and flexibility.key words: power system，short circuit calculation，electrical equipment，relay protection畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得

6、 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研

7、究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月

8、日指導(dǎo)教師評(píng)閱書指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)：一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程1、學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水

9、平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評(píng)閱教師評(píng)閱書評(píng)閱教師評(píng)價(jià)：一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良

10、 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）評(píng)閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日教研室（或答辯小組）及教學(xué)系意見教研室（或答辯小組）評(píng)價(jià)：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的基本要點(diǎn)和見解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對(duì)答辯問題的反應(yīng)、理解、表達(dá)情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學(xué)生答辯過程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量1、論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格

11、 不及格2、是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設(shè)計(jì)）水平1、論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格評(píng)定成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級(jí)前的內(nèi)畫“”）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名）年 月 日教學(xué)系意見：系主任： （簽名）年 月 日目錄前言1第1章 負(fù)荷計(jì)算31.1 電力負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容31.2 電力負(fù)荷的表達(dá)式31.2.1 年最大負(fù)荷31.2.2 平均消耗的功

12、率31.2.3 負(fù)荷系數(shù)41.2.4 單個(gè)三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷41.2.5 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定51.3 負(fù)荷計(jì)算61.4 變電所變壓器的選擇12第2章 無功補(bǔ)償142.1無功補(bǔ)償方案設(shè)計(jì)142.1.1提高功率因數(shù)的意義142.1.2補(bǔ)償裝置的確定142.2無功補(bǔ)償容量計(jì)算15第3章 變電站主接線的設(shè)計(jì)173.1 主接線的基本要求173.2 主接線的選擇173.2.1 單母線接線方式173.2.2 單母線分段18第4章 電源進(jìn)線及工廠高壓配電線路的設(shè)計(jì)194.1 變電所進(jìn)出線及與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇194.1.1 10kv高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)194.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入

13、電纜的選擇校驗(yàn)194.1.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)204.2 0.4kv低壓出線的選擇21第5章 短路計(jì)算225.1 短路電流計(jì)算的目的225.2 短路電流計(jì)算的方法225.2.1 短路計(jì)算235.2.2 計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值235.2.3 k-1點(diǎn)短路計(jì)算245.2.4 k-2點(diǎn)短路計(jì)算245.2.5 k-3點(diǎn)短路計(jì)算255.2.6 k-4點(diǎn)短路計(jì)算255.2.7 k-5點(diǎn)短路計(jì)算265.2.8 k-6點(diǎn)短路計(jì)算26第6章 高低壓電氣設(shè)備選擇286.1 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件和項(xiàng)目286.2 按正常工作條件選擇286.3 短路條件校驗(yàn)286.3.1 隔離開關(guān)、負(fù)荷

14、開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)286.3.2 電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)306.4 熔斷器和熔體的選擇校驗(yàn)316.5 高壓互感器的選擇與校驗(yàn)326.6 0.4kv側(cè)一次設(shè)備的選擇336.6.1 no.1 車間變電所336.6.2 n0.2 車間變電所336.6.3 n0.3 車間變電所346.6.4 n0.4 車間變電所346.6.5 n0.5 車間變電所34第7章 防雷與接地設(shè)計(jì)367.1 變電所的防雷保護(hù)367.1.1 直擊雷防護(hù)367.1.2 雷電侵入波的防護(hù)367.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)367.2.1 接地電阻的要求377.2.2 接地裝置的設(shè)計(jì)37結(jié)論38謝 辭39參考文獻(xiàn)40附

15、錄41附 錄 1電氣總接線圖41附 錄 2紡織廠原始資料42外文資料翻譯43前言本設(shè)計(jì)為電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，以供電技術(shù)為主線，綜合考查學(xué)生對(duì)本專業(yè)各科知識(shí)的掌握程度，培養(yǎng)對(duì)本專業(yè)各科知識(shí)進(jìn)行綜合運(yùn)用的能力，同時(shí)也檢驗(yàn)了本專業(yè)學(xué)習(xí)四年以來的成果。1. 工廠供電的意義和要求工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配。除某些特殊的大型工業(yè)企業(yè)帶有自備發(fā)電站以外，工廠都是由電力系統(tǒng)的終端降壓變配電所，即總降（配）變電所提供電能?？偨担ㄅ洌┳冸娝⒐╇娋€路和用電設(shè)備構(gòu)成了一個(gè)完整的工廠供電系統(tǒng)。供電系統(tǒng)一旦確定，就決定了用戶內(nèi)部用電負(fù)荷的供電可靠性和供電質(zhì)量。電能易于轉(zhuǎn)換，易于傳輸，分配簡單

16、經(jīng)濟(jì)，便于調(diào)節(jié)、控制和測量等特點(diǎn)，使得電能成為了工業(yè)生產(chǎn)的主要能源。能否保證供電的可靠性和電能質(zhì)量直接影響到工業(yè)生產(chǎn)能否正常進(jìn)行，能否做到合理用電、節(jié)約用電、高質(zhì)量用電成為決定工廠生產(chǎn)力和企業(yè)效益的重要因素。因此，設(shè)計(jì)符合工廠具體負(fù)荷情況的供電系統(tǒng)是工業(yè)生產(chǎn)的必備條件。做好工廠供電工作對(duì)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。工廠企業(yè)是國家電力的主要用戶，完善工廠供電系統(tǒng)的配置對(duì)節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)也有很大的促進(jìn)作用。為了使工廠供電工作能夠切實(shí)為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，要求做到以下幾點(diǎn)：（1） 安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用過程中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2） 可靠 不同級(jí)別的負(fù)荷

17、對(duì)供電可靠性的要求不同，工廠供電系統(tǒng)必須滿足相應(yīng)負(fù)荷的要求。（3） 優(yōu)質(zhì) 供電系統(tǒng)提供的電能應(yīng)該滿足電力用戶對(duì)電壓、頻率等電能質(zhì)量的要求。（4） 經(jīng)濟(jì) 在保證供電可靠性的情況下，供電系統(tǒng)的投資要盡量少，運(yùn)行費(fèi)用要盡量低，并盡可能的節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。2. 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則工廠供電設(shè)計(jì)必須以設(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)合工程的實(shí)際情況進(jìn)行。按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、gb50053-9410kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范、gv50054-95低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范、全國通用建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì).電氣裝置標(biāo)準(zhǔn)圖集等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必

18、須遵循以下原則：(1)遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國家有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家有關(guān)方針和政策，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)濟(jì)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，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，綜合考慮，確定合理的設(shè)計(jì)方案。3. 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及步驟工廠供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)電力用戶所處地理環(huán)境、生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求、各個(gè)車間

19、的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)、負(fù)荷布局以及地區(qū)供電條件進(jìn)行的。要求設(shè)計(jì)成果能應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，能夠讓該供電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的分配電能，滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。設(shè)計(jì)的具體步驟如下： （1）按照廠區(qū)用電設(shè)備的資料和其他具體情況，計(jì)算負(fù)荷。（2）根據(jù)負(fù)荷等級(jí)和計(jì)算負(fù)荷，選定供電電源、電壓等級(jí)和供電方式。（3）根據(jù)環(huán)境和計(jì)算負(fù)荷，選擇變電所的位置、變壓器數(shù)量和容量。（4）為變配電所選擇安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)的主接線，選擇合理的戶外高壓配電方案。（5）用標(biāo)幺值進(jìn)行短路電流的計(jì)算。（6）根據(jù)短路電流的計(jì)算結(jié)果，按照正常工作條件、短路時(shí)的工作條件、電氣設(shè)備自身特點(diǎn)進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)，用主接線圖表達(dá)設(shè)計(jì)成果。（7）主

20、變壓器和饋線電路保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)及整定，包括保護(hù)方式的確認(rèn)、保護(hù)值的整定、保護(hù)裝置的選擇以及靈敏度校驗(yàn)。 （8）變電所的防雷和接地設(shè)計(jì)，總降的電照設(shè)計(jì)。（9）需要核算建設(shè)所需器材與總投資。 第1章 負(fù)荷計(jì)算1.1 電力負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(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)。 平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)

21、算最大負(fù)荷和電能消耗量。1.2 電力負(fù)荷的表達(dá)式 電力負(fù)荷根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成損失或影響的程度，可分為三級(jí)：一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。1.2.1 年最大負(fù)荷就是全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)消耗電能最多的半小時(shí)平均負(fù)荷。年最大負(fù)荷利用小時(shí)，是假設(shè)電力負(fù)荷按年最大符合持續(xù)運(yùn)行時(shí)，在次時(shí)間內(nèi)電力負(fù)荷所好用的電能恰與電力負(fù)荷全年實(shí)際所耗用的電能相等。按下式計(jì)算： （h）（h） (1-1)其中為全年消耗的電量（） 有功電量 無功電量1.2.2 平均消耗的功率就是電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率，即： （kw） (1-2) 年平均負(fù)荷，就是電力負(fù)荷全年平均耗用的功率，

22、t取8760（h），即： (1-3)1.2.3 負(fù)荷系數(shù)最大工作班內(nèi)，平均負(fù)荷與最大負(fù)荷之比，稱為負(fù)荷系數(shù)。用、分別表示有功、無功負(fù)荷系數(shù)，其關(guān)系式為： (1-4)1.2.4 單個(gè)三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷：在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，常使用需要系數(shù)，其定義為： (1-5)式中 用電設(shè)備組負(fù)荷曲線上最大的有功負(fù)荷（）； 用電設(shè)備組設(shè)備容量（）；其物理意義為： （1-6) 同期系數(shù)。負(fù)荷系數(shù)。線路供電率。 用電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行功率時(shí)的效率。1。用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷： () (1-7)用電設(shè)備的無功計(jì)算負(fù)荷：（kvar） (1-8)用電設(shè)備組的視在計(jì)算負(fù)荷為：=（k

23、va） (1-9)用電設(shè)備組的計(jì)算電流為：（a） (1-10)按二項(xiàng)式發(fā)確定三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷.同一工作制單組用電設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷為 無功計(jì)算負(fù)荷為 （kvar） 式中 b、c為二項(xiàng)式系數(shù)，對(duì)于不同類型的設(shè)備取值不同。1.2.5 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定確定擁有多組設(shè)備的干線上或車間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)出現(xiàn)的因數(shù)。因此在確定多組用電設(shè)備時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對(duì)其有功負(fù)荷和無功負(fù)荷分別記入一個(gè)同期系數(shù)和。對(duì)車間干線?。?0.850.950.900.97 對(duì)低壓母線，分兩種情況由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取：0.800.900.850.95

24、由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，?。?.900.950.930.97 需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷總的有功計(jì)算負(fù)荷為 (1-11)總的無功計(jì)算負(fù)荷為 (1-12)則視在計(jì)算負(fù)荷為 (kva) (1-13)總的計(jì)算電流為 (1-14)工廠的計(jì)算負(fù)荷，應(yīng)該是在高壓母線上所有高壓配電線路計(jì)算負(fù)荷之和，在乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)。高壓配電線路的計(jì)算負(fù)荷，應(yīng)該是該線路所供車間變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷，加上變壓器的功率損耗，如此逐級(jí)計(jì)算即可求得供電系統(tǒng)所有元件的計(jì)算負(fù)荷。但對(duì)一般工廠供電系統(tǒng)來說，由于高低壓配電線路一般不很長，其損耗較小，因此在確定其計(jì)算負(fù)荷時(shí)往往不計(jì)線路損耗。在負(fù)荷計(jì)算中，電力變壓器的功率損耗可按下列

25、簡化公式近似計(jì)算：有功損耗： 無功損耗： 1.3 負(fù)荷計(jì)算本設(shè)計(jì)是為某紡織廠設(shè)計(jì)一座高壓配電所，該紡織廠主要生產(chǎn)化纖產(chǎn)品，大部分車間為三班制，少數(shù)車間為兩班或一班制。該廠有二級(jí)負(fù)荷這三級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷也屬于重要負(fù)荷，供電變壓器可由一臺(tái)或者兩臺(tái)變壓器。當(dāng)只有一臺(tái)變壓器的時(shí)候可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源以滿足二級(jí)負(fù)荷的要求，工廠不致中斷供電。只有當(dāng)負(fù)荷較小或者當(dāng)?shù)毓╇姉l件困難時(shí)，二級(jí)負(fù)荷可由一回路10kv及以上的專用架空線路供電。這是考慮架空線發(fā)生故障時(shí)易于發(fā)現(xiàn)且易于檢查和修復(fù)。當(dāng)采用電纜線路時(shí)，必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應(yīng)能承受全部二級(jí)負(fù)荷。該紡織廠中鍛工車間、紡紗車間、軟水

26、站是二級(jí)負(fù)荷，其余均為三級(jí)負(fù)荷。工廠負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償（1）有功計(jì)算負(fù)荷： （1-17） （2）無功計(jì)算負(fù)荷： （1-18） （3）視在功率負(fù)荷： （1-19）（4）計(jì)算負(fù)荷： （1-20）而在no.1車間里的合計(jì)中： （1-21）因?yàn)樽儔浩魃嫌泄β蕮p耗，所以計(jì)算高壓配電線路的計(jì)算負(fù)荷應(yīng)該是該線路所供車間變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷加上變壓器的功率損耗。故：（1） （1-22）（2） （1-23） （3） （1-24） （4）總的計(jì)算電流為 （1-25）根據(jù)上面公式進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算有功損耗： 無功損耗： （1-26）no.1： =821.15no.2： no.3： no.4： no.5： 高壓母線上所有高

27、壓配電線路計(jì)算負(fù)荷之和： =0.77根據(jù)計(jì)算可得表1-1表1-1工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表車間名稱設(shè)備容量(kw)需要系數(shù)功率因素計(jì)算負(fù)荷（kw）（kvar）（kva）（a）no.1車變鍛工車間380.20.651.177.68.89211.692紡紗車間3500.80.80.7528021035制條車間880.80.80.75280210350軟水站880.650.80.7557.242.971.5合計(jì)826624.8471.792782.921.19損耗11.7446.978高壓側(cè)合計(jì)826636.8518.79821.1547.71no.2車變機(jī)修車間3000.30.51.7390155.7180倉

28、庫400.30.51.731220.7624辦公室210.70.61.3314.719.55124.5合計(jì)361116.7196.011228.120.35損耗3.42213.69高壓側(cè)合計(jì)361120.12212.701244.27714.10no.3車變織工車間4500.80.80.75360270450染工車間4000.80.80.75320240400食堂400.750.80.753022.537.5合計(jì)890710532.5887.51.3513.353.25高壓側(cè)合計(jì)890723.3585.75930.153.745no.4車變鍋爐房1500.750.80.75112.584.37

29、5140.625水泵房1200.750.80.759067.5112.5油泵房300.750.80.7522.516.87528.125化驗(yàn)區(qū)500.750.80.7537.528.12546.875合計(jì)350262.5196.875328.1250.54.92216.6875高壓側(cè)合計(jì)350267.622216.56344.1119.87n0.5車變生活區(qū)3000.70.900.48210100.8232.940.353.4913.98高壓側(cè)合計(jì)213.49114.78242.3913.991.4 變電所變壓器的選擇1變壓器的容量選擇：（1）變壓器的容量首先要滿足在計(jì)算負(fù)荷下，變壓器能夠長期

30、可靠運(yùn)行。對(duì)于單臺(tái)變壓器sntsc，對(duì)于兩臺(tái)并列運(yùn)行的變壓器snt1+snt2sc，snt1sc+sc， snt2sc+sc，式中sc、sc-分別為負(fù)荷sc中一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的容量；snt1、snt2分別為并列運(yùn)行的兩臺(tái)變壓器的額定容量。（2）為適用工廠發(fā)展和調(diào)整的需要，變壓器容量還應(yīng)留有一定的裕量。（3）所選方案要滿足變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的條件。暗備用方式運(yùn)行時(shí)，變壓器的容量為70%s50%s，滿足條件1、2；其負(fù)荷率為50%s/70%s70%,負(fù)荷率大于68%，滿足條件3。暗備用方式投資省，能耗小，故應(yīng)用廣泛。2變壓器調(diào)壓方式選擇 視負(fù)荷大小、可靠性要求、電壓質(zhì)量要求而定，一般車間變電所不使用有載

31、調(diào)壓變壓器。3變壓器相數(shù)的選擇 一般選擇三相變壓器。4變壓器臺(tái)數(shù)的選擇該工廠引用10kv進(jìn)線，下分五個(gè)車間變電所，每個(gè)變電所都可以采用一臺(tái)或者兩臺(tái)變壓器。從技術(shù)指標(biāo)，兩臺(tái)變壓器的方案略微優(yōu)于一臺(tái)變壓器。從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來看，一臺(tái)變壓器的方案遠(yuǎn)優(yōu)于兩臺(tái)變壓器的方案。所以這里每個(gè)車間變電所選一臺(tái)變壓器的方案。5變壓器型號(hào)的選擇根據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果表1-1確定各車間變電所變壓器型號(hào)。no.1 車間變電所： no.2 車間變電所： no.3 車間變電所： no.4 車間變電所： no.5 車間變電所： 所選的s9型電力變壓器采用無激磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍是5%，足以保證電壓質(zhì)量。表1-2 變壓器型號(hào)一覽表車間變壓器型

32、號(hào)額定容量(kva)空載損耗(kw)負(fù)載損耗(kw)空載電流(%)阻抗電壓(%)聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)no.1 車變10001.7010.300.74.5yyn0no.2 車變2500.563.051.24yyn0no.3 車變10001.7010.300.74.5yyn0no.4 車變4000.804.3014yyn0no.5 車變2500.563.051.24yyn0第2章 無功補(bǔ)償2.1無功補(bǔ)償方案設(shè)計(jì)2.1.1提高功率因數(shù)的意義工廠中由于有大量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐及氣體放電燈等感性負(fù)荷，還有感性的電力變壓器，從而使功率因數(shù)降低。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因數(shù)的情

33、況下，尚達(dá)不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求。為了保證供電質(zhì)量和節(jié)能，充分利用電力系統(tǒng)中發(fā)配電設(shè)備的容量，減小供電線路的截面，減小電網(wǎng)的功率損耗、電能損耗，減小線路的電壓損失，必須提高用電單位的功率因數(shù)，則需考慮增設(shè)無功功率補(bǔ)償裝置。2.1.2補(bǔ)償裝置的確定無功補(bǔ)償裝置包括系統(tǒng)中的并聯(lián)電容器，串聯(lián)電容器，并聯(lián)電抗器，同步調(diào)相機(jī)和靜止無功補(bǔ)償裝置等。其中并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置時(shí)無功負(fù)荷的主要電源之一。它具有投資省，裝設(shè)地點(diǎn)不受自然條件限制，運(yùn)行簡便可靠等優(yōu)點(diǎn)。故一般首先考慮裝設(shè)并聯(lián)電容器。由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護(hù)較為方便，為了在運(yùn)行中調(diào)節(jié)電容器的功率，可將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷變化，分組投入或切除。本

34、次設(shè)計(jì)為10kv，從補(bǔ)償裝置的維護(hù)和性能的角度來考慮，就選用并聯(lián)電容器裝置。2.2無功補(bǔ)償容量計(jì)算 圖1-1 無功補(bǔ)償向量圖圖1-1率因數(shù)提高與無功功率和視在功率變化的關(guān)系。假設(shè)功率因數(shù)有提高到，這時(shí)在用戶需用的有功功率不變的條件下，無功功率將由減小到，視在功率將由減小到。相應(yīng)地負(fù)荷電流也得以減小，這將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應(yīng)降低，既節(jié)約了電能，又提高了電壓質(zhì)量，而且可選較小容量的供電設(shè)備和導(dǎo)線電纜，因此提高功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)大有好處。由圖可知，要使功率因數(shù)由提高到，必須裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置（并聯(lián)電容器），其容量為： (1-15)在確定了總的補(bǔ)償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個(gè)容量來確定

35、電容器的個(gè)數(shù)，即： (1-16)變電所高壓側(cè)的，取。需在低壓側(cè)并聯(lián)電容器的容量為： 根據(jù)各種數(shù)據(jù)，我選定并聯(lián)電容器的型號(hào)為：bwf10.5-30-1 所以 個(gè)數(shù)應(yīng)該是3的倍數(shù)，所以在低壓側(cè)需聯(lián)27個(gè)型號(hào)為bwf10.5-30-1的電容器。 說明實(shí)際中并聯(lián)電容器的容量為： 表1-2 無功補(bǔ)償對(duì)照表項(xiàng)目(kw)(kvar)(kw)(a)10kv補(bǔ)償前負(fù)荷0.771960.4841648.582561.51147.810kv側(cè)無功補(bǔ)償容量-81010kv側(cè)補(bǔ)償后容量0.911960.484838.582132.1123.1第3章 變電站主接線的設(shè)計(jì)3.1 主接線的基本要求主接線的選擇，要達(dá)到安全、可

36、靠、靈活、經(jīng)濟(jì)的要求。要在滿足供電可靠性的情況下，盡量節(jié)省投資。安全：要求選擇合適的電氣設(shè)備，具有良好的監(jiān)視和保護(hù)系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備安全?？煽浚簼M足各級(jí)負(fù)荷的不中斷供電要求。靈活：利用較少的切換來適應(yīng)不同的運(yùn)行方式，檢修方便，電源和負(fù)荷投切方便。經(jīng)濟(jì)：保證供電可靠性的情況下，盡量節(jié)省初投資和年運(yùn)行費(fèi)用。此外，變電所擴(kuò)建的可能性較大，其主接線應(yīng)該方便改造和擴(kuò)建。3.2 主接線的選擇3.2.1 單母線接線方式單母線也稱匯流排，即匯集和分配電能的硬導(dǎo)線。設(shè)置母線可以方便地 圖3-1 單母線接線 圖3-2 單母線分段接線把電源進(jìn)線和多路引出線通過開關(guān)電器連接在一起，以保證供電的可靠性和靈活性。 在

37、主接線中，斷路器是電力系統(tǒng)的主開關(guān)；隔離開關(guān)的功能主要是隔離高壓電源，以保證其它設(shè)備和線路的安全檢修。例如，固定式開關(guān)柜中的斷路器工作一段時(shí)間需要檢修時(shí)，在斷路器斷開電路的情況下，拉開隔離開關(guān)；恢復(fù)供電時(shí)，應(yīng)先合隔離開關(guān)，然后合斷路器。這就是隔離開關(guān)與斷路器配合操作的原則。由于隔離開關(guān)無滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶負(fù)荷操作。如圖3-1所示。3.2.2 單母線分段單母線分段接線是采用斷路器（或隔離開關(guān)）將母線分段，通常是分成兩段，如圖3-2所示。母線分段后可進(jìn)行分段檢修，對(duì)于重要用戶，可以從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，由于分段斷路器qf1在繼電保護(hù)作用下自動(dòng)將故障段迅速切除，從

38、而保證了正常母線段不間斷供電和不致使重要用戶停電。兩段母線同時(shí)故障的幾率很小，可以不予考慮。在供電可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開關(guān)分段（qs1），任一段母線發(fā)生故障時(shí)，將造成兩段母線同時(shí)停電，在判斷故障后，拉開分段隔離開關(guān)qs1，完好段即可恢復(fù)供電。由上可知，單母線分段便于分段檢修母線減小母線故障影響范圍，提高供電的可靠性和靈活性。電氣主接線詳見附錄1。第4章 電源進(jìn)線及工廠高壓配電線路的設(shè)計(jì)4.1 變電所進(jìn)出線及與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇4.1.1 10kv高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)采用lj型鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kv公用干線。(1)按發(fā)熱條件選擇 由查表初選lj-50，其35c時(shí)的滿足發(fā)熱條件。(2

39、)校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表得最小允許截面，因此按發(fā)熱條件的lj-50滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。4.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn) 采用yjl22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。(1）按發(fā)熱條件選擇 由及土壤溫度得初選截面為的交聯(lián)電纜，其167.3a，滿足發(fā)熱條件。(2）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定 按式計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面 a=25c值由表查得，按終端變電所保護(hù)動(dòng)作時(shí)間0.5s，加斷路器短路時(shí)間0.2s，再加0.05s計(jì)，故。因此yjl22-10000-325電纜滿足短路熱穩(wěn)定條件。高壓配電線如圖4-1所示。圖4-1 高壓配電圖4.1.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)

40、 采用yjl22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)，與相距2km的鄰近單位變電所的10kv母線相聯(lián)。（1）按發(fā)熱條件選擇工廠二級(jí)負(fù)荷容量共821.15kva，而最熱月土壤平均溫度為25c，一次查表，初選纜芯截面為的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜（該型電纜最小芯線截面積為），其，滿足發(fā)熱條件。（2）校驗(yàn)電壓損耗 由查表可得纜芯為鋁芯電纜的（纜芯溫度按80c計(jì)），而二級(jí)負(fù)荷的，線路長度按2km計(jì)，因此 （3）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定性校驗(yàn)，可知纜芯的交聯(lián)電纜是滿足短路熱穩(wěn)定要求的。4.2 0.4kv低壓出線的選擇饋電給各車間（鍛工車間、紡紗車間、制條車間、軟水站、機(jī)修車

41、間、職工車間、染工車間、鍋爐房、水泵房、油泵房、化驗(yàn)區(qū)）用vlv22型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜。饋電給倉庫用blv鋁芯聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線。饋電給生活區(qū)、食堂辦公樓用blx鋁芯橡皮絕緣導(dǎo)線。 第5章 短路計(jì)算5.1 短路電流計(jì)算的目的短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備。進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所

42、流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡。對(duì)于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對(duì)單位制法）。5.2 短路電流計(jì)算的方法 圖5-1 系統(tǒng)等效電路圖5.2.1 短路計(jì)算設(shè)，即高壓側(cè),低壓側(cè)，則 5.2.2 計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值(1)電力系統(tǒng)，故 (2)架空線路 由資料得lgj-150的，而線路長，故 (3)電力變壓器 計(jì)算公式為：查表得變壓器t1 ，

43、變壓器t2 4，變壓器t3，變壓器t4 ，變壓器t5 因此繪短路計(jì)算等效電路如圖5-2 圖5-2 等效阻抗圖5.2.3 k-1點(diǎn)短路計(jì)算計(jì)算k-1點(diǎn)（10.5kv側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標(biāo)幺值 (2)三相短路電流周期分量有效值 (3)其他短路電流 (4)三相短路容量： 5.2.4 k-2點(diǎn)短路計(jì)算求k-2點(diǎn)（0.4kv）的短路電路和總電抗及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標(biāo)幺值 (2)三相短路電流周期分量有效值 (3)其他短路電流 (4)三相短路容量： 5.2.5 k-3點(diǎn)短路計(jì)算求k-3點(diǎn)（0.4kv）的短路電路和總電抗及三相短路電流和短路容量 (1)總電抗

44、標(biāo)幺值 (2)三相短路電流周期分量有效值 (3)其他短路電流 (4)三相短路容量： 5.2.6 k-4點(diǎn)短路計(jì)算求k-4點(diǎn)（0.4kv）的短路電路和總電抗及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標(biāo)幺值 (2)三相短路電流周期分量有效值 (3)其他短路電流 (4)三相短路容量： 5.2.7 k-5點(diǎn)短路計(jì)算求k-5點(diǎn)（0.4kv）的短路電路和總電抗及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標(biāo)幺值 (2)三相短路電流周期分量有效值 (3)其他短路電流 (4)三相短路容量： 5.2.8 k-6點(diǎn)短路計(jì)算k-6點(diǎn)（0.4kv）的短路電路和總電抗及三相短路電流和短路容量(1)總電抗標(biāo)幺值 (2)三相短路電流周期分量有效值 (3)其他短路電流 (4)三相短路容量： 通過計(jì)算得表5-1表5-1短路點(diǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表三相短路電流/ka三相短路容量(mva)短路計(jì)算點(diǎn)1.961.961.965.02.9635.719.719.719.736.221.513.77.667.667.6614.18.355.3222.522.52