工廠供電課程設計方案

1、學號：135080320611工廠供電課程設計（2013級本科）目：某變電所一次系統(tǒng)設計學 院:理與機電工程學院專 業(yè)：電氣工程及其自動化作者姓名：指導教師： 職稱： 班主任完成日期： 2015年_月上日河西學院本科生課程設計任務書論文題目某變電所一次系統(tǒng)設計作者姓名所屬系、專業(yè)、年級物電系電氣132班指導教師姓名、職稱任務下達日期1.1設計內(nèi)容：負荷計算和無功功率補償；變電所主變壓器和主接線方案的選擇：短路電流的計算 等。1. 2設計依據(jù)1、氣象資料：工廠所在地區(qū)的年最高氣溫為34 ,年平均氣溫為15c ,年最低氣溫為 一 18C,年最熱月平均最高氣溫為25 ,年最熱月平均氣溫為18 ,年最

2、熱月地下0.8m 處平均溫度為21 o當?shù)刂鲗эL向為東北風，年雷暴日數(shù)為8 o2、地質(zhì)水文資料：工廠所在地區(qū)平均海拔1500m ,地層以砂粘上為主，地下水位為2m 03、電費制度：工廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計量電能，設專用計量 柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變壓器容量計為18元/kVA，動力電費為0.20 元/kw-h,照明電費為0.50元/kw-h.工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低干0.90 ,此外，電力 用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性地向供電部門交納供電貼費：610kV為800元/ kVA。4、工廠負荷情況見下表：序 號名稱類別設備容量Pc(kW)需要系數(shù)

3、cos*tan。計算負荷Pso(kW)Qo(kvar)S30(kVA)4(A)1鑄造不間動力2900.40.71.02照明100.8D.90.48小計3002鍛壓車.間動力2000.30.6133照明100.7690.48小計2103倉庫動力300.40.850.62照明50.8690.48小計354電鍍車間動力1000.50.850.62照明80.8D.90.48小計1085工具車間動力2200.30.651.17照明100.9D.90.48小計2306組裝乍間動力2000.40.71.02照明300.8D.90.48小計2307維修車間動力2000.20.6133照明130.8D.90.4

4、8小計2138金工車間動力4000.20.651.17照明160.8D.90.48小計4169焊接車間動力8300.30.451.98照明460.8D.90.48小計87610鍋爐房動力1000.70.80.75照明30.8D.90.48小計10311熱處理車間動力2000.60.71.02照明100.8D.90.48小計21012生活區(qū)照明800.70.90.48總計（380v側(cè)）動力照明取K切=0.9 鈦必=0.95二、鰥1、設計及計算說明書（1）說明書要求書寫整齊，條理分明，表達正確、語言簡練。（2）主要計算過程和步驟完整無誤，分析論證過程簡單明了，各設計內(nèi)容列表匯 總。2、圖紙（1）繪

5、制電氣主接線圖（2）原理圖要求用標準符號繪制，布置均勻，設備符號大小合適清晰美觀。三.設計進度安排階段殳計各階段名稱起止日期1熟悉設計任務書、設計題目及設計背景資料2015. 11.282查閱有關資料、閱讀設計要求必讀的參考資料2015. 11.293負荷計算2015. 12.44電氣主接線設計2015. 12.255短路電流計算2016. 1. 16主要電氣設備及載流導體選擇2016. 1.27書寫課程設計說明書2016. 1.48打印整理課程設計資料2016. 1.4四.需收集和閱讀的資料及參考文獻（指導教師指定）【1】劉滌塵、王明陽、吳政球.電氣工程基礎國.武漢:武漢理工大學出版社.20

6、03年2張學成.工礦企業(yè)供電設計指導書M.北京：北京礦業(yè)大學出版社.1998年3劉介才.工廠供電簡明設計手冊M.北京：機械工業(yè)出版社.1993年4劉介才.實用供配電技術(shù)手冊M.北京：中國水利水電出版社.2002年51劉介才.工廠供電M.北京：機械工業(yè)出版社.1997年6同濟大學電氣工程系.工廠供電M.北京：中國建筑工業(yè)出版社.1981年7蘇文成.工廠供電M.北京：機械工業(yè)出版社.2004年8工廠常用電氣設備手冊編寫組.工廠常用電氣設備手冊（補充本）.北京：水利電力出版19909 JGJ16-2008民用建筑電氣設許規(guī)范10 GB50054-95低壓配電設計規(guī)范111 GB50052-95供配電

7、系統(tǒng)設計規(guī)范12 GB50217-2007電力工程電纜設計規(guī)范13 GB50060-92 3110KV高壓配電裝置設計規(guī)范教研室意見負責人簽名：年 月 日系部 ,Z意見負責人簽名：年 月 日目錄目錄61緒論7L 1引言71. 2設計原則72. 3本設計所做的主要工作82負荷計算及電容補償83. 1負荷計算的方法84. 2負荷統(tǒng)計計算105. 3電容補償123變壓器選擇及主接線方案確定133.1主變壓器臺數(shù)選擇133. 2主變壓器容量選擇133. 3主接線方案確定143. 3.1變電所主接線方案的設計原則與要求143. 3. 2變電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟指標143. 3. 3工廠變電所常見的主接

8、線方案146. 3. 4確定主接線方案153.4無功功率補償修定184高低壓開關設備選擇194.1 短路電流的計算197. 1. 1短路計算的方法197.1. 2本設計采用標幺制法進行短路計算204. 2變電站一次設備的選擇與校驗264. 2.1 一次設備選擇與校驗的條件265. 2. 2按正常工作條件選擇266. 2. 3按短路條件校驗267. 2.4 10kV側(cè)一次設備的選擇校驗288. 2.5 380V側(cè)一次設備的選擇校驗284. 3高低壓母線的選擇295變電所進出線和低壓電纜選擇295.1 變電所進出線的選擇范圍295.2 變電所進出線方式的選擇305.3 變電所進出導線和電纜形式的選

9、擇305.4 高壓進線和低壓出線的選擇301.1.1 1 10kV高壓進線的選擇校驗301.1.2 由高壓母線至主變的引入電纜的選擇校驗311.1.3 380V低壓出線的選擇316.防雷和接地裝置的確定361 .1裝設避雷針366 . 2接地及其裝置366.2. 1確定接地電阻366. 2. 2接地裝置初步方案376. 2. 3計算單根鋼管接地電阻376. 2.4確定接地鋼管數(shù)和最后的接地方案37附錄一：變電所10kV高壓一次系統(tǒng)圖： 40附錄二：變電所380V低壓一次系統(tǒng)圖： 40摘要關鍵詞：工廠供電負荷計算短路計算主接線變壓器一、二次設備V1S10在本次課程設計過程中，我們小組共十個人利用

10、兩周的時間完成了此次的課設。 每個人在組長的分配下，有不同的任務。我的任務是10KV高壓進線的選擇和校驗以及由高壓母線至主變的引入電纜的選 擇校驗。10KV高壓進線為LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設，接往10KV共用電源干線。按 發(fā)熱條件初選為LGJ-16型，再通過校驗機械強度及電壓損耗確定為LGJ-16型鋼芯鋁 絞線?？紤]到高壓母線至主變的引入線的美觀及耐用程度，采用YJV型交聯(lián)聚乙烯絕 緣銅芯電纜直接埋地敷設，按發(fā)熱條件初選為通過校驗短路的熱穩(wěn)定度，得知此線滿 足條件。結(jié)束后對每個人的工作進行綜合，利用VISIO軟件進行對主接線、二次回路、 及短路電路的繪制。繪制過程遇到很多的元器件無法找到，便

11、利用折線及圓形矩形等 圖形進行組合繪制。#1緒論1.1引言電能是現(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(zhuǎn)換而來, 乂易于轉(zhuǎn)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，乂便于控制、 調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。在工程機械制造廠里，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 本中所占的比重一般很小。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。電能從區(qū)域變電站進

12、入機械廠后，首先要解決的就是如何對電能進行控制、變換、 分配和傳輸?shù)葐栴}。在機械廠，擔負這一任務的是供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)的核心部分是 變電所。一旦變電所出了事故而造成停電，則整個機械廠的生產(chǎn)過程都將停止進行， 甚至還會引起一些嚴重的安全事故。機械廠變電所要很好地為生產(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、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，

13、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，乂要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。1. 2設計原則按照國家標準GB50052-95供配電系統(tǒng)設計規(guī)范、GB50053-9410kV及以 下設計規(guī)范、GB5OO54-95低壓配電設計規(guī)范、JGJ16-2008民用建筑電氣設計 規(guī)范等的規(guī)定，進行變電所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(shù)經(jīng)濟政策。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(shù)先進和經(jīng)濟合理, 采用效率高、能耗低和性能先

14、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(jié)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本設計所做的主要工作目前世界上機械生產(chǎn)能源和動力主要來源于電能。電網(wǎng)的正常運行是保證機械生產(chǎn)安全前提。根據(jù)設計任務書的要求，結(jié)合實際情況和市場上現(xiàn)有的電力產(chǎn)品及其技 術(shù)，本文主

15、要做了以下工作：1、負荷計算機械廠變電所的負荷計算，是根據(jù)所提供的負荷情況進行的，本文列出了負荷計 算表，得出總負荷。2、一次系統(tǒng)圖跟據(jù)負荷類別及對供電可靠性的要求進行負荷計算，繪制一次系統(tǒng)圖，確定變電 所高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠乂要靈活經(jīng)濟，安裝容易維修方 便。3、電容補償按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計算求出達到供電部門要 求數(shù)值所需補償?shù)臒o功率。由手冊或產(chǎn)品樣本選用所需無功功率補償柜的規(guī)格和數(shù)量。4、變壓器選擇根據(jù)電源進線方向，綜合考慮設置總降壓變電所的有關因素，結(jié)合全廠計算負荷 以及擴建和備用的需要，確定變壓器型號。5、短路電流計算工廠用電，通常為

16、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 大容量系統(tǒng)供電進行短路計算。求出各短路點的三相短路電流及相應有關參數(shù)。6、高、低壓設備選擇及校驗參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應的額定值，選擇高、低壓配電 設備，如隔離開關、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關柜等設備。并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗，并列表表示。7、電纜的選擇為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，進行電纜截面選擇時必須滿 足發(fā)熱條件：電纜（包括母線）在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱 溫度，不應超過其正常運行時的最高允許溫度。2負荷計算及電容補償2.1 負荷計算的方法負荷計

17、算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項式等幾種。由于本機械廠用電部門較多，用電設備分數(shù)較多，設計采用需要系數(shù)法予以確定。1 .單臺組用電設備計算負荷的計算公式（1） .有功計算負荷（單位為kW）：Pr = K,R（2-1）式中勺一設備有功計算負荷（單位為kW）；匕一用電設備組總的設備容量（不含備用設備容量，單位為kw）；七一用電設備組的需要系數(shù)。.無功計算負荷（單位為KVAR）Qso = & tan。（2-2）式中0。一設備無功計算負荷（單位為KVAR）；tan。一對應于用電設備組功率因數(shù)cos。的正切值。（3） .視在計算負荷（單位為KVA）% = g（2-3）COS °式

18、中S3。一視在計算負荷（單位為KVA）；COS。一用電設備組的功率因數(shù)。（4） .計算電流（單位為A）(2-4)式中 仆一計算電流（單位為A）；S3。一用電設備組的視在功率（單位為KVA）；UN 一用電設備組的額定電壓（單位為KV） o2.多組用電設備計算負荷的計算公式（1）.有功計算負荷（單位為kW）(2-5)式中& 一多組用電設備有功計算負荷（單位為kW）；EAo“一所有設備組有功計算負荷勺之和；K"一有功負荷同時系數(shù)，可取0.850.95。（2） .無功計算負荷（單位為KVAR）。3。= 0/0孫（2-6）式中外多組用電設備無功計算負荷（單位為KVAR）；四班一所有設備

19、組無功計算負荷圓之和；K%一無功負荷同時系數(shù)，可取0.80.95。（3） .視在計算負荷（單位為KVA）S3。=相。+ Q1（2-7）（4） .計算電流（單位為A）I30 = X（2-8）風,(5) .功率因數(shù)P cos。 = 530(2-9)2. 2負荷統(tǒng)計計算根據(jù)提供的資料，列出負荷計算表。因設計的需要，計算了各負荷的有功功率、 無功功率、視在功率、計算電流等。表中生活區(qū)的照明負荷中已經(jīng)包括生活區(qū)各用戶 的家庭動力負荷。具體負荷的統(tǒng)計計算見表2-1。序 號名稱類別設備容量p/kW)需要系數(shù) K.:os甲tan。計算負荷P30(kWQjo(kvar)(kVA)/30(A)1鑄造車間動力290

20、0.4171.0211611S. 32165. 71251. SO照明100.8190.48S. 003. 818. S913. 51小計300124122. 16174.07261. 472鍛壓車間動力2000.316133SO79. S100151.9照明100.7).90.48一 i3. 367. 7811.82小計21067S3016106. 79162. 253倉庫動 力300.40.850.6212. 007. 4414.1221.45照明50.8).90.484.001.924. 446. 75小計3516. 009. 3618.5128.164電鍍車間動 力1000.51850

21、.6250. 0031.0058. 8289. 36照明S0.8).90.486.43. 077. 1110. SO小計10856.434. 0765. 93100. 115工具車 間動 力2200.3).651.1766. 0077. 22101.54154. 27照明100.9).90.489.004. 3210. 0015. 19小計23075. 0081.54110. 7916S. 326組裝車間動力2000.40.71.02SO. 00SI. 60111.29173. 61照明300.8).90.4824.0011.5226. 2710. 52小計230101. 0093. 1213

22、9. 60212. 107維修車間動力20()0.20.61.3310. 0053. 2067. 00101.29照明130.80.90.4810. 401.9911.5617. 56小計21350. 1058.1976. 98116. 968金工車間動力4000.20.651.17so. 0093. 60123. 08187. 00照明160.80.90.4812. 806. 1114.2221.61小計41692. 8099.74136. 23206. 999焊接車間動力8300.3).451.98219193. 02553. 33840. 67照明460.80.90.4836. 8017

23、. 6610. S962. 12小計876285.8510. 685S5. 21SS9. 1410鍋爐房動力1000.70.80.7570. 0052.5087. 50132. 94照明30.80.90.482.41.152. 674. 06小計10372.453. 6590.11136. 9111熱處理車 間動力2000.60.71.02120.00122. 10171. 13260.45照明100.80.90.488.003.848. S913.51小計210128.00126. 24179. 78273. 1512生活區(qū)照明800.70.90.4856. 0026. 8S62. 2294

24、. 53總計（380v側(cè)）動力照明取K6P = 0. 9K6q = 0. 951015. 021233.851597. 702427. 46表2-1某變電所一次系統(tǒng)設計負荷計算表2. 3電容補償由表 2-1 知:P30 = 1015. 02KW, Q30 = 1233. 85Kvar, S30 = 1597. 7KVA,因此該廠 380V側(cè)最大負荷時的功率因數(shù)為=0.64供電部門要求該廠10kV進線側(cè)最大負荷時的 功率因數(shù)不應低于0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380V側(cè)最 大負荷時功率因數(shù)應稍大于09本文取0.93來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量： Qc= 1015.

25、 02tan(arccos 0. 64) - tan(arccosO. 93)= 1015.02(1.201-0395)=817.88kvar選PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-75-1/3型，采用其方案1 (主 屏)1臺與方案3 (輔屏)10臺相組合，總共容量75kvarXll=825kvar。無功補償后工廠380V側(cè)的負荷計算：. = 1015.02 肺= 1233 - 825 = 408. 85k varS30 = vXc" += V1015. 022 + 408. 852 = 1094. 274勿I補償后低壓側(cè)的功率因素：cosp = = 0.932%無功補償

26、后工廠10KV側(cè)的負荷計算：6二 P + 為= 1025. mfQo =。+ Co " 384. 3k var5徵二 1094. SKVA4 = 63. ISA cos = 0. 943變壓器選擇及主接線方案確定2.1 主變壓器臺數(shù)選擇選擇主變壓器臺數(shù)時應考慮下列原則：1 .應滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所，應 采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二級 負荷繼續(xù)供電。對只有二級而無一級負荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必 須有備用電源。2 .對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大，適于采用經(jīng)濟運行方式的變電所，可采用 兩

27、臺變壓器。3 .當負荷集中且容量相當大的變電所，雖為三級負荷，也可以采用兩臺或多臺變 壓器。4 .在確定變電所臺數(shù)時，應適當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。3. 2主變壓器容量選擇1 .只裝一臺主變壓器的變電所主變壓器容量S應滿足全部用電設備總計算負荷S30的需要，即N.T ,30(3-1)2 .裝有兩臺主變壓器的變電所每臺變壓器的容量SZ應同時滿足以下兩個條件：(1)任一臺變壓器單獨運行時，應滿足總計算負荷S3的大約60% 70%的需要，即SiVT =(0.6-0.7(3-2)(2)任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一、二級負荷的需要，即Snt ,3o(i+ii)(3-3)根據(jù)工廠的負荷性質(zhì)

28、和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案：方案1裝設一臺主變壓器根據(jù)式(3-1),主變選用一臺接線方式為S9-1250/10型變壓器，根據(jù)民用建筑規(guī)范要求變壓器的負載率不宜大于85%,而S = 1250x85% = 1062.5AVA顯然滿足要求。至于機械廠的二級負荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。因此裝設一介主變壓器時選一介接線方式為S9-1250/10型低損耗配電變壓器。S = (0. 6 - 0. 7)S3O = (656. 56 - 765. 99)附S >, = (174.07 + 65.89 + 90.11) = 330.01KVA因此選兩臺接線方式為

29、D.ynll的S9-800/10型低損耗配電變壓器。兩臺變壓器并列運 行，互為備用。3. 3主接線方案確定3. 3. 1變電所主接線方案的設計原則與要求變電所的主接線，應根據(jù)變電所在供電系統(tǒng)中的地位、進出線回路數(shù)、設備特點 及負荷性質(zhì)等條件確定，并應滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟等要求。(1)安全應符合有關國家標準和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設備的安全。(2)可靠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。(3)靈活應能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。(4)經(jīng)濟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)約電能和有色金屬消耗量。3

30、3.2變電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟指標1 .主接線方案的技術(shù)指標(1)供電的安全性。主接線方案在確保運行維護和檢修的安全方面的情況。(2)供電的可靠性。主接線方案在與用電負荷對可靠性要求的適應性方面的情況。(3)供電的電能質(zhì)量主要是指電壓質(zhì)量，包括電壓偏差、電壓波動及高次諧波等方面的情況。(4)運行的靈活性和運行維護的方便性。(5)對變電所今后增容擴建的適應性。2 .主接線方案的經(jīng)濟指標(1)線路和設備的綜合投資額 包括線路和設備本身的價格、運輸費、管理費、基 建安裝費等，可按當?shù)仉姎獍惭b部門的規(guī)定計算。(2)變配電系統(tǒng)的年運行費包括線路和設備的折舊費。維修管理費和電能損耗費 等。(3)供電貼費

31、(系統(tǒng)增容費)有關部門還規(guī)定申請用電，用戶必須向供電部門一 次性地交納供電貼費。(4)線路的有色金屬消耗費 指導線和有色金屬(銅、鋁)耗用的重量。33.3工廠變電所常見的主接線方案1 .只裝有一臺主變壓器的變電所主接線方案只裝有一臺主變壓器的變電所，其高壓側(cè)一般采用無母線的接線，根據(jù)高壓側(cè)采 用的開關電器不同，有三種比較典型的主接線方案：(1)高壓側(cè)采用隔離開關-熔斷器或戶外跌開式熔斷器的主接線方案；(2)高壓側(cè)采用負荷開關-熔斷器或負荷型跌開式熔斷器的主接線方案；(3)高壓側(cè)采用隔離開關-斷路器的主接線方案。2 .裝有兩臺主變壓器的變電所主接線方案裝有兩臺主變壓器的變電所的典型主接線方案有：

32、(1)高壓無母線、低壓單母線分段的主接線方案；(2)高壓采用單母線、低壓單母線分段的主接線方案；(3)高低壓側(cè)均為單母線分段的主接線方案。3.3.4確定主接線方案1. 10kV側(cè)主接線方案的擬定由原始資料可知，高壓側(cè)進線有一條10kV的公用電源干線，為滿足工廠二級負荷 的要求，乂采用與附近單位連接高壓聯(lián)絡線的方式取得備用電源，因此，變電所高壓 側(cè)有兩條電源進線，一條工作，一條備用，同時為保證供電的可靠性和對擴建的適應 性所以10kV側(cè)可采用單母線或單母線分段的方案。2. 380V側(cè)主接線方案的擬定由原始資料可知，工廠用電部門較多，為保證供電的可靠性和靈活性可采用單母 線或單母線分段接線的方案，

33、對電能進行匯集，使每一個用電部門都可以方便地獲得 電能。3. 方案確定根據(jù)前面章節(jié)的計算，若主變采用一臺SU型變壓器時，總進線為兩路。為提高供 電系統(tǒng)的可靠性，高壓側(cè)采用單母線分段形式，低壓側(cè)采用單母線形式，其系統(tǒng)圖見: 圖3-1采用一臺主變時的系統(tǒng)圖。若主變采用兩臺SU型變壓器時，總進線為兩路，為提高供電系統(tǒng)的可靠性，高壓 側(cè)采用單母線分段形式，兩臺變壓器在正常情況下分裂運行，當其中任意一臺出現(xiàn)故 障時另一臺作為備用，當總進線中的任一回路出現(xiàn)故障時兩臺變壓器并列運行。低壓 側(cè)采用也單母線分段形式，其系統(tǒng)圖見：圖3-2采用兩臺主變時的系統(tǒng)圖。31圖3-1采用一臺主變時的系統(tǒng)圖10KV電源進戰(zhàn)3

34、670/200LQJ-10,100/5GN8-10/200XN2-10/0.5畢>9-0310KV電源進戰(zhàn)GN6-10/200LQJ-10.100/5GN8-10/200JW-10,188/100FS4-10-I k-RN2-10/0. 5JW-10,10000/100NO 101卒 1A9I03GN8- 10/20008-10/200LQJTO100/5SN10-101/630GN8-10/200LQJTO100/5SN10-101/630GN8-10/200SN10-10I/630LQJ-100/5裝終線l務用電,220/380V圖3-2采用兩臺主變時的系統(tǒng)圖比較項目裝設一臺主變的方

35、案裝設兩臺主變的方案技供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求術(shù)供電質(zhì)量由于一臺主變，電壓損耗略大由于兩臺主變并列，電壓損耗略小指靈活方便性只有一臺主變，靈活性不好由于有兩臺主變，靈活性較好標擴建適應性差一些更好電力變壓器的按單臺8.8萬元計，綜合投資按單臺6.8850萬元計，綜合投資綜合投資額為2X8.8=176萬元為4X68850=2754萬元經(jīng)高壓開關柜(含計量按每臺4.2萬元計，綜合投資約為6臺GG-1A (F)型柜綜合投資約濟柜)的綜合投資額5X1.5X4.2=31.5 萬元為6XL5X4.2=37.8萬元指電力變壓器和高壓主變和高壓開關柜的折舊和維修主變和高壓開關柜

36、的折舊和維修標開關柜的年運行費管理費約7萬元管理費約10萬元交供電部門的一次按800 7C/KVA計,貼費為1250貼費為2X800X0.08=128萬元性供電貼費X0.08萬元=100萬元表3-3兩種主接線方案的比較從上表可以看出，按技術(shù)指標，裝設兩臺主變的主接線方案優(yōu)于裝設一臺主變的 方案。從經(jīng)濟指標來看，裝設一臺主變的方案優(yōu)于裝設兩臺主變的方案。由于集中負 荷較大，已經(jīng)大于1250kVA,低壓側(cè)出線回路數(shù)較多，且有一定量的二級負荷，考慮今 后增容擴建的適應性，從技術(shù)指標考慮，采用于裝設兩臺主變的方案。3. 4無功功率補償修定低壓采取單母線分段接線方式，考慮鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房為二級

37、負荷，采 用雙回路供電，但在正常狀態(tài)下只由一回路供電，另回路作為備用。計算負荷時則，只考慮其中一回路。為使兩段母線的負荷基本平衡，1段母線負荷設計為：鑄造車間、 鍛壓車間、倉庫、組裝車間、工具車間、維修車間、熱處理車間；H段母線負荷設計 為：鍋爐房、電鍍車間、金工車間、焊接車間、生活區(qū)。I 段母線的負荷情況 E4 = 564.4的'，= 573. 64 var,=804. 7KVA,同時系數(shù)取為 的=0. 95, Aq = 0. 97P, = EP1K, = 564. 4 x 0. 95 = 536. 18A¥Q, = 573. 64 x 0. 97 = 556. 4Avar

38、S/ = 772.1KVAcos% =,=536, 18Or772. 7KVA=0. 69II段母線的負荷情況：CP1工=563. KW , YQn = 725. OAvar£S口 = 918. 2KVA同時系數(shù)取為：Ap = 0. 95 , Aq = 0. 97Pn = 535. 230； QI： = 703. 3Avar= 883. SKVAcos裔=0. 61對無功功率補償進行修定:計算I段母線所需無功功率補償容量，取cos e = 0. 92 ：Q1C = Pr(tan 9i - tan(pz) = 536.18 x tan(arcccs 0. 69) - tan(arcco

39、s0. 92)k var=536.18 x (1.05 - 0.43)=332.4女 var選PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BWO. 4-14-3型，采用其方案2（主屏） 1臺與方案4 （輔屏）4臺相組合，總共容量112kvarX6=672kvaro補償后的功率因素P； 536.18cos % = / = ，、 = 0.93Si +(4 - qj計算n段母線所需無功功率補償容量，取cos夕=0. 92 ：Qc: = ?7（tan（p: - tan（p:I） = 535.23 x tan（arcccs 0. 61） - tan（arccosO. 92）k var=535.23 x （1.

40、 29 - 0.43）選 PG JI=460.30A var型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BWO.4-14-3型，采用其方案1 （主屏）1臺與方案 4 （輔屏）2臺相組合，總共容量H2kvarX2+84=308kvar。補償后的功率因素P" 535.23 Acos / = =、= 0.92S” 帆 +（0. - 34高低壓開關設備選擇4.1 短路電流的計算4.1.1 短路計算的方法進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所考 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，然后確定短路計算點。短 路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短

41、路電流通過。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算出電路中各主要元件的阻 抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并 標明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系 統(tǒng)當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗吊、并聯(lián) 的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（乂稱有名單位制法，因其短路計算中的 阻抗都采用有名單位“歐姆”而得名）和標幺制法（乂稱相對單位制法，因其短路計 算中的有關物理量采用標幺值即相對單位而得名）。4.1.2 本設計采用標幺

42、制法進行短路計算1.標幺制法計算步驟和方法（1）繪計算電路圖，選擇短路計算點。計算電路圖上應將短路計算中需計入的所以電路元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各個元件依次編號。設定基準容量S.和基準電壓U3,計算短路點基準電流一般設、二100MVA,Sd設力二七（短路計算電壓）。短路基準電流按下式計算:(4-1)計算短路回路中各主要元件的阻抗標幺值。一般只計算電抗。電力系統(tǒng)的電抗標幺值(4-2)式中S0c電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量（單位為MVA）。(4-3)(4-4)電力線路的電抗標幺值XWL = X(J -jj2式中Uc線路所在電網(wǎng)的短路計算電壓（單位為KV）。電力變壓器的電抗標幺值x_Uk%Sd

43、1100 Sn式中uk%變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值;Sn一變壓器的額定容量（單位為KVA,計算時化為與、同單位）。（4）繪短路回路等效電路，并計算總阻抗。川標幺制法進行短路計算時，無論有兒個短路計算點，其短路等效電路只有一個。（5）計算短路電流。分別對短路計算點計算其各種短路電流：三相短路電流周期分量短）、短路次暫態(tài)短路電流r、短路穩(wěn)態(tài)電流/了、短路沖擊電流答及短路后第一個周期的短路全電流有效值（乂稱短路沖擊電流有效值）窗）。(4-5)在無限大容量系統(tǒng)中，存在下列關系:”(3)二/43)二/3)(4-6)高壓電路的短路沖擊電流及其有效值按下列公式近似計算:管=2. 55 r(4-7)瑤

44、)=1.51/(4-8)低壓電路的短路沖擊電流及其有效值按下列公式近似計算:曾二1.84/(4-9)/7=1.09/” (4-10)計算短路容量(4-11)2 .兩臺變壓器并列運行時33并列運行時短路計算電路(2)設定基準容量S.和基準電壓U,計算短路點基準電流，設、=100MVA,Ud=U,即高壓側(cè) f/rfI=10. 5kV,低壓側(cè) Ud2 =0. 4kV,則= 5.5kA(4-12)Sd _ 100MVA瘋/力 5/3xlO.5kVS, _ 100MVA"心 一 CxO.4kV=144kA(4-13)計算短路電路中各元件的電抗標幺值電力系統(tǒng)的電抗標幺值3 100MVA1 - S

45、比- 500MVA= 0.2(4-14)式中s”一一電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量架空線路的電抗標幺值，查得LGJT50的單位電抗/=0.36C/%，而線路長9km,K=S36x1°x瑞翳=-27(4-15)(4-16)(4-17)電力變壓器的電抗標幺值，查得S9-800的短路電壓4二4.5,故04.5 1QQMVA 尸-V3 = x = 5. 62o100800QFX3 = X4 =4.5(4)繪制等效電路圖，如圖4-2所示:圖4-2并列運行時短路等效電路圖求kl點（10.5kV側(cè)）的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量總阻抗標幺值居N = X： + 丫；=0.2 + 3.

46、27 = 3. 47(4-18)三相短路電流周期分量有效值= £12! = 1. 59KAX1 才&收 3.47(4-19)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流(4-20)三相短路沖擊電流i=2. 55 /'=2. 55 X 1. 59kA=4. 05kA(4-21)第一個周期短路全電流有效值51r=1. 51 XL 59kA=2. 40kA(4-22)三相短路容量S? = = 1Q0J/M = 28. 82必陽是g 3.47(4-23)（6）求k2點（0.4kV根IJ）的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量總阻抗標幺值=r +附 + 附 1 附=0. 2 + 3.2

47、7 +5.620=6. 28三相短路電流周期分量有效值卑= 22. 93KA金一2 6.28三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流'二管二件22.93kA(4-26)三相短路沖擊電流84 r=L 84 X22. 93kA=42. 19kA(4-27)笫一個周期短路全電流有效值09 r，09X22. 93kA=24. 99kA(4-28)三相短路容量竺蟹= 15.92仍 6. 28(4-29)3 .兩臺變壓器分裂運行時圖4-3分裂運行時短路計算電路基準值和短抗標幺值同并列運行時所算各值。繪制等效電路圖，如圖4-4所示:0.23.27圖4-4分裂運行時短路等效電路圖(4)kl點的短路計算值同并列運行時kl點的計算值。3S63(5)k2點(0.4kVfM)的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量總阻抗標幺值以-小小。2 + 3.27 + 5.63 = 9(4-30)三相短路電流周期分量有效值一=15. 82KA f 型(4-31)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流(4-32)三相短路沖擊電流/=1.84/，(3>=1. 84x15. 82=29(4-33)第一個周期短路全電流有效值7=1. 09r/L 09X15. 82= 17. 24KA(4-34)三相短路容量4. 2變電站一次設備的選擇與校驗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