銅陵旋力球團工程的電氣設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、XXXX大學（北京）高等教育本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計題 目 銅陵旋力球團工程的電氣設(shè)計 英文題目 Tongling Spin Force Pelletizing Project Electrical Design 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書學生姓名班級專業(yè)電氣工程及其自動化導師姓名職稱單位信息工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目銅陵旋力球團工程的電氣設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容和要求：主要內(nèi)容：（1）負荷 HYPERLINK :/ 計算（2）主變壓器的臺數(shù)及容量選擇（3）總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計（4）供、配電系統(tǒng)短路電流計算（5）改善功率因數(shù)裝置設(shè)計（6）變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇（7）繼電保護及二次結(jié)線設(shè)

2、計（8）防雷裝置設(shè)計要求：根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計說明書，繪出設(shè)計圖紙。畢業(yè)設(shè)計（論文）主要參考資料：1 工廠供電劉介才 主編 2 工廠供電設(shè)計李宗綱、劉玉林、施慕云、韓春生 主編3 工廠供電設(shè)計指導劉介才 主編 20034 供電技術(shù) 機械工業(yè)出版社 余健明同向前蘇文成編5 工廠供電第三版 機械工業(yè)出版社 劉介才 主編，2000

3、6 實用供配電技術(shù)手冊 中國水利水電出版社 劉介才 主編7 戴紹基主編.工廠供電. 北京：機械工業(yè)出版社，20028 李友文主編.工廠供電. 北京：化學工業(yè)出版社，20019 余健明編.供電技術(shù).第3版. 北京：機械工業(yè)出版社，200110 張瑩主編.工廠供配電技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社2003畢業(yè)設(shè)計（論文）應(yīng)完成的主要工作：畫出系統(tǒng)流程圖。負荷 HYPERLINK :/ 計算。主變壓器的臺數(shù)及容量選擇。供、配電系統(tǒng)短路電流計算。繼電保護及二次結(jié)線設(shè)計。防雷裝置設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計（論文）進度安排：序號畢業(yè)設(shè)計（論文）各階段內(nèi)容時間安排備注1結(jié)合任務(wù)書了解課題應(yīng)用情況并搜集相關(guān)資料，初步熟悉工藝要

4、求。2月28日-3月18日2完成初步方案設(shè)計。3月19日-4月5日3進行設(shè)計內(nèi)容的補充并修改，進一步完善設(shè)計。4月6日-20日4畫出整個廠區(qū)外線路由圖。4月21日-25日5收集所用資料、寫論文、修改并裝訂。4月26日-5月10日6做好幻燈片，論文答辯。5月11日-5月19日課題信息：課題性質(zhì)： 設(shè)計 論文課題來源： 教學 科研 生產(chǎn) 其它發(fā)出任務(wù)書日期： 2012.2.28 指導教師簽名： 年 月 日教研室意見：教研室主任簽名： 年 月 日學生簽名： 摘 要隨著工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展和科學技術(shù)的進步，工廠的供電系統(tǒng)的控制、信號和監(jiān)測工作，已經(jīng)由人工管理、就地監(jiān)測發(fā)展為遠程控制，實現(xiàn)遙控、遙信、和遙測。

5、工廠供電系統(tǒng)的遠動化后，不僅可以提高工廠的電力供應(yīng)系統(tǒng)的自動化水平，而且在一定程度上實現(xiàn)工廠供電系統(tǒng)的優(yōu)化運行，以實現(xiàn)工廠的電力供應(yīng)系統(tǒng)能夠處理及時的事件最佳操作減少停電事件，以更好地確保經(jīng)濟安全的電源供應(yīng)系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行。工廠供電是工廠企業(yè)生產(chǎn)生活的必要保障，經(jīng)過計算比較，根據(jù)工廠實際情況，選擇科學和經(jīng)濟性高的的電氣設(shè)備，從供電的優(yōu)質(zhì)、可靠、經(jīng)濟等性能來綜合考慮采用最優(yōu)化的電氣設(shè)備和供電方式。關(guān)鍵詞：負荷計算 功率 短路電流ABSTRACTWith the industrial production and the development of science and technology

6、, power plant control systems, signal and monitoring work by the management manual, on the spot to monitor the development of remote, and the realization of remote control, remote, and remote sensing. Factories for Electrical system of remote, can not only enhance the plants power supply system auto

7、mation level, but also to some extent to achieve plant optimal operation of the power supply system capable of dealing with incidents in a timely manner to reduce the incidents of power failures, to better ensure the plant Power supply system of economic security. Power plant production plant is nec

8、essary to protect life. Calculated compared to the factory in accordance with the actual situation of economic and scientific selection of high electrical equipment, power supply from the high-quality, reliable and economic performance considered to optimize the use of electrical equipment and power

9、 supply.Keywords：Load secretly schemes against; Power; Short-circuit current目 錄 TOC o 1-4 u 目 錄 PAGEREF _Toc325104434 h III1緒論 PAGEREF _Toc325104435 h 1工廠供電的意義和要求 PAGEREF _Toc325104436 h 1工廠供電設(shè)計的一般原則 PAGEREF _Toc325104437 h 1本廠球團生產(chǎn)工藝概述 PAGEREF _Toc325104438 h 22設(shè)計資料的收集和初步設(shè)計 PAGEREF _Toc325104439 h 3

10、設(shè)計依據(jù) PAGEREF _Toc325104440 h 3工廠總平面圖 PAGEREF _Toc325104441 h 3工廠負荷情況 PAGEREF _Toc325104442 h 3本廠供電電源情況 PAGEREF _Toc325104443 h 4氣象資料 PAGEREF _Toc325104444 h 4地質(zhì)水文資料 PAGEREF _Toc325104445 h 4電費制度 PAGEREF _Toc325104446 h 43負荷計算和無功功率補償 PAGEREF _Toc325104447 h 5負荷計算 PAGEREF _Toc325104448 h 53.1.1 單組用電設(shè)備

11、計算負荷的計算公式 PAGEREF _Toc325104449 h 5多組用電設(shè)備計算負荷的計算公式 PAGEREF _Toc325104450 h 5無功功率補償 PAGEREF _Toc325104451 h 74變電所位置與形式的選擇 PAGEREF _Toc325104452 h 95變電所主變壓器及主接線方案的選擇 PAGEREF _Toc325104453 h 105.1 變電所主變壓器的選擇 PAGEREF _Toc325104454 h 10變電所主接線方案的選擇 PAGEREF _Toc325104455 h 10裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案 PAGEREF _Toc3251

12、04456 h 10裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案 PAGEREF _Toc325104457 h 116短路電流的計算 PAGEREF _Toc325104458 h 136.1 變電所 PAGEREF _Toc325104459 h 136.2 確定短路計算基準值 PAGEREF _Toc325104460 h 13計算短路電路中個元件的電抗標幺值 PAGEREF _Toc325104461 h 13電力系統(tǒng) PAGEREF _Toc325104462 h 13架空線路 PAGEREF _Toc325104463 h 13電力變壓器 PAGEREF _Toc325104464 h 136.4

13、 k-1點（側(cè)）的相關(guān)計算 PAGEREF _Toc325104465 h 14總電抗標幺值 PAGEREF _Toc325104466 h 14三相短路電流周期分量有效值 PAGEREF _Toc325104467 h 14其他短路電流 PAGEREF _Toc325104468 h 14三相短路容量 PAGEREF _Toc325104469 h 146.5 k-2點（側(cè)）的相關(guān)計算 PAGEREF _Toc325104470 h 14總電抗標幺值 PAGEREF _Toc325104471 h 14三相短路電流周期分量有效值 PAGEREF _Toc325104472 h 14其他短路電

14、流 PAGEREF _Toc325104473 h 15三相短路容量 PAGEREF _Toc325104474 h 157變電所一次設(shè)備的選擇校驗 PAGEREF _Toc325104475 h 167.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 PAGEREF _Toc325104476 h 16按工作電壓選則 PAGEREF _Toc325104477 h 16按工作電流選擇 PAGEREF _Toc325104478 h 16按斷流能力選擇 PAGEREF _Toc325104479 h 16隔離開關(guān)、負荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗 PAGEREF _Toc325104480 h 167.2

15、380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗 PAGEREF _Toc325104481 h 187.3 高低壓母線的選擇 PAGEREF _Toc325104482 h 188變壓所進出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 PAGEREF _Toc325104483 h 198.1 10kV高壓進線和引入電纜的選擇 PAGEREF _Toc325104484 h 198.1.1 10kV高壓進線的選擇校驗 PAGEREF _Toc325104485 h 198.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗 PAGEREF _Toc325104486 h 198.2 380低壓出線的選擇 PAGEREF _Toc3

16、25104487 h 19豎爐車間 PAGEREF _Toc325104488 h 198.2.2 潤磨車間 PAGEREF _Toc325104489 h 208.2.3 帶冷機車間 PAGEREF _Toc325104490 h 208.2.4 電除塵車間 PAGEREF _Toc325104491 h 208.2.5 原料倉庫 PAGEREF _Toc325104492 h 208.2.6 造球車間 PAGEREF _Toc325104493 h 20烘干混勻車間 PAGEREF _Toc325104494 h 20風機房 PAGEREF _Toc325104495 h 20成品車間 P

17、AGEREF _Toc325104496 h 20地下受料槽車間 PAGEREF _Toc325104497 h 208.2.11 外網(wǎng)照明 PAGEREF _Toc325104498 h 218.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗 PAGEREF _Toc325104499 h 21按發(fā)熱條件選擇 PAGEREF _Toc325104500 h 21校驗電壓損耗 PAGEREF _Toc325104501 h 21短路熱穩(wěn)定校驗 PAGEREF _Toc325104502 h 219變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定 PAGEREF _Toc325104503 h 23變電所二次回

18、路方案的選擇 PAGEREF _Toc325104504 h 239.2 變電所繼電保護裝置 PAGEREF _Toc325104505 h 23主變壓器的繼電保護裝置 PAGEREF _Toc325104506 h 23護動作電流整定 PAGEREF _Toc325104507 h 23過電流保護靈敏度系數(shù)的檢驗 PAGEREF _Toc325104508 h 2310降壓變電所防雷與接地裝置的設(shè)計 PAGEREF _Toc325104509 h 24變電所的防雷保護 PAGEREF _Toc325104510 h 2410.1.1 直接防雷保護 PAGEREF _Toc325104511

19、h 2410.1.2 雷電侵入波的防護 PAGEREF _Toc325104512 h 2410.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計 PAGEREF _Toc325104513 h 24接地電阻的要求 PAGEREF _Toc325104514 h 24接地裝置的設(shè)計 PAGEREF _Toc325104515 h 24致 謝 PAGEREF _Toc325104516 h 25參考文獻 PAGEREF _Toc325104517 h 26緒論1.1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，亦稱工廠配電。 眾所周知，電能是 HYPERLINK :/ 現(xiàn)代 HYPERLINK :

20、/ 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，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供 HYPERLINK :/soft.studa 應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡單t/Economic/ 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(yīng)用極為廣泛。 在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小（除電化工業(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

21、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，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴重的后果。 因此，做好工廠供電工作對于 HYPERLINK :/ 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(shè)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(shè)，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(wù)，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(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2） 可靠 應(yīng)滿足電能用戶

22、對供電可靠性的要求。（3） 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)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(yīng)合理地處理局部和全局、當前和長遠等關(guān)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(yīng)發(fā)展。 工廠供電設(shè)計的一般原則按照國家標準GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、GB50053-94 10kv及以下設(shè)計規(guī)范、GB50054-95 低壓配電設(shè)計規(guī)范等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)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(guān)規(guī)定及標準，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色

23、金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。（2） 安全可靠、先進合理；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(yīng)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(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)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(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接 HYPERLINK :/ 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(shè)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。本廠球

24、團生產(chǎn)工藝概述球團生產(chǎn)是使用不適宜燒結(jié)的精礦粉和其他含鐵粉料造塊的一種方法。球團法是由瑞典的A.G.Anderson于1913年取得國內(nèi)專利的。但正式采用是在1943年，美國開采一種低品位磁鐵礦鐵隧石，精選出來的礦粉粒度很細，難以燒結(jié)，才開始球團生產(chǎn)和用于高爐的試驗。50年代中期開始工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。由于各國天然富礦資源缺乏，必須擴大對貧礦資源的利用，正是球團工藝為細磨精礦造塊開拓了新路，而且球團礦粒度均勻，還原性和強度好、微氣孔多，故發(fā)展迅速，全世界1980年初年產(chǎn)已達3億t，其中北美占一半以上。燒結(jié)和球團有各自的優(yōu)點互為補充，今天不少工廠為高爐提供燒結(jié)礦和球團礦組成的綜合爐料。球團生產(chǎn)大致分三

25、步：(1)將細磨精礦粉、熔劑、燃料(1%2%，有時也可不加)和黏結(jié)劑(如皂土等約0.5%，有時也可不加)等原料進行配料與混合；(2)在造球機上加適當?shù)乃?，滾成1015mm的生球；(3)生球在高溫焙燒機上進行高溫焙燒，焙燒好的球團礦經(jīng)冷卻、破碎、篩分得到成品球團礦。圖1-1球團生產(chǎn)工藝圖設(shè)計資料的收集和初步設(shè)計要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護，確定防雷和接地裝置。最后按要求

26、寫出設(shè)計說明書，繪出設(shè)計圖紙。設(shè)計依據(jù) 按照國家標準GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、GB50053-94 10kv及以下設(shè)計規(guī)范、GB50054-95 低壓配電設(shè)計規(guī)范等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)。工廠總平面圖圖2-1銅陵旋力球團總平面圖工廠負荷情況本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負荷利用小時為4600h，日最大負荷持續(xù)時間為6h。該廠除豎爐車間、電除塵車間和風機房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。本廠的負荷統(tǒng)計資料如表1.1所示。表1.1 全廠負荷統(tǒng)計資料廠房編號廠房名稱負荷類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)功率因數(shù)1豎爐車間動力3000307照明508102潤磨車間動力35003065照明8071

27、07烘干混勻車間動力40002065照明1008106造球車間動力3600306照明709104電除塵車間動力2500508照明508103帶冷機車間動力1500608照明508109成品車間動力1800307照明6081010地下受料槽車間動力16002065照明408108風機房動力500708照明108105原料倉庫動力200. 40. 8照明10. 81. 0 11 外網(wǎng)照明照明35007092.1.3本廠供電電源情況供電電源情況 按照本廠與當?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(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。該干線的導線牌號為LGJ-15

28、0，導線為等邊三角形排列，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限過流保護和電流速斷保護，定時限過流保護整定的動作時間為1.7s。為滿足工廠二級負荷要求，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)系的架空線路總長度為80km，電纜線路總長度為25km。2.1.4氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38，年平均氣溫為23，年最低氣溫為-9，年最熱月平均最高氣溫為33，年最熱月平均氣溫為26。當?shù)刂鲗эL向為東北風，年雷暴日數(shù)為20。2.1.5地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔400m，地層以砂粘土為主，地下水位

29、為2m。2.1.6電費制度本廠與當?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(shè)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為18元/kVA，動力電費為0.9元/Kw.h，照明電費為0.5元/Kw.h。工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.9，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門交納供電貼費：610VA為800/kVA。負荷計算和無功功率補償 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(shè)計采用需要系數(shù)法確定。負荷計算 單組用電設(shè)備計算負荷的計算公式 a)有功計算負荷（單位為KW） = ， 為系數(shù)b)無功計算負荷（單位為kvar）= tanc)視

30、在計算負荷（單位為kvA）=d)計算電流（單位為A） =, 為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV）多組用電設(shè)備計算負荷的計算公式1a)有功計算負荷（單位為KW）=式中是所有設(shè)備組有功計算負荷之和，b)無功計算負荷（單位為kvar）=，是所有設(shè)備無功之和；c)視在計算負荷（單位為kvA） =d)計算電流（單位為A） =經(jīng)過計算，得到各廠房和外網(wǎng)照明的負荷計算表，如表2.1所示（額定電壓取380V）表2.1各廠房和外網(wǎng)照明的負荷計算表編號名稱類別設(shè)備容量/kW需要系數(shù)costan計算負荷/kW/kvar/kVA/A1豎爐車間動力300030790照明6081000小計3061322012潤磨車間動力3

31、5003065105123照明8071000小計3581231652517烘干混勻車間動力4000206580照明100810080小計410881281946造球車間動力3600306108144照明7091000小計3671441842804電除塵車間動力2500508125照明50810040小計2551291602443帶冷機車間動力150060890照明50810040小計155941161769成品車間動力1800307254照明6081000小計18612210地下受料槽車間動力1600206532照明4081000小計164788風機房動力50070835照明1081000小計

32、51675原料倉庫動力20040886照明1081000小計21611外網(wǎng)照明照明350245272413總計（380V側(cè)）動力2220照明403計入=0.8, 10901656 無功功率補償無功功率的人工補償裝置：主要有同步補償機和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡單、運行維護方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴容方便等優(yōu)點，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。由表2.1可知，該廠380V側(cè)最大負荷時的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10KV進線側(cè)最大負荷時功率因數(shù)不低于0.9。考慮到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92

33、來計算380V側(cè)所需無功功率補償容量：=(tan - tan)=812.2tan(arccos0.75) - tan(arccos0.92) = 370.30 kvar參照圖2，選PGJ1型低壓自動補償評屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺與方案3（輔屏）6臺相結(jié)合，總共容量為84kvar6=504kvar。補償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計算負荷基本不變，而無功計算負荷=（697.3-504）kvar=193.3 kvar，視在功率=868.5 kVA，計算電流=1320 A,功率因數(shù)提高為cos=0.935。在無功補償前，該變電所主變壓器T的容量為應(yīng)選為1250kV

34、A,才能滿足負荷用電的需要；而采取無功補償后，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了。同時由于計算電流的減少，使補償點在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無功補償?shù)慕?jīng)濟效益十分可觀。因此無功補償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負荷計算如表3所示。圖3.1 PGJ1型低壓無功功率自動補償屏的接線方案表2.2無功補償后工廠的計算負荷項目cos計算負荷/KW/kvar/kVA/A380V側(cè)補償前負荷10901656380V側(cè)無功補償容量-420380V側(cè)補償后負荷1320主變壓器功率損耗=13=5210KV側(cè)負荷計算90052變電所位置與形式的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負荷中心，

35、工廠的負荷中心按負荷功率矩法來確定。工廠的負荷中心假設(shè)在P(,),其中P=+=。因此仿照力學中計算中心的力矩方程，可得負荷中心的坐標： （3-1） （3-2） 把各車間的坐標代入（1-1）、（2-2），得到=4.14，=3.97 。由計算結(jié)果可知，工廠的負荷中心在6號廠房（造球車間）的東南角?？紤]到周圍環(huán)境及進出線方便，決定在6號廠房的南側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所，器型式為附設(shè)式。變電所主變壓器及主接線方案的選擇5.1 變電所主變壓器的選擇 根據(jù)工廠的負荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：a)裝設(shè)一臺變壓器型號為S9型，而容量根據(jù)式=900，為主變壓器容量，為總的

36、計算負荷。選=1000 KVA，即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔。b)裝設(shè)兩臺變壓器型號為S9型，即：898.9 KVA=（540630）KVA因此選兩臺S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Yyn0 。變電所主接線方案的選擇按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計下列兩種主接線方案：5.2.1裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案Y0Y0S9-1000GG-1A(F)-07聯(lián)絡(luò)線（備用電源）GG-1A(F)-54GW口-1010kVFS4-

37、10GG-1A(J)-03GG-1A(J)-03GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54GG-1A(F)-07GG-1A(F)-07主變聯(lián)絡(luò)（備用）220/380V高壓柜列圖5.1 裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案5.2.2裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案Y0Y0220/380VS9-630GG-1A(F)GG-1A(F)-07S9-630聯(lián)絡(luò)線（備用電源）GG-1A(F)-54GG-1A(F)-113、11GW口-1010kVFS4-10GG-1A(J)-01GG-1A(F)-113GG-1A(F)-11GG-1A(J)-01GG-1A(F)-96GG-1A(F)-07GG-1A(F)-54主變

38、主變聯(lián)絡(luò)（備用）高壓柜列-96圖5.2 裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案對于電源進線電壓為35KV及以上的大中型工廠，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)車間變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓。 總降壓變電所主結(jié)線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。主結(jié)線對變電所設(shè)備選擇和布置，運行的可靠性和經(jīng)濟性，繼電保護和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。1、一次側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如下這種主結(jié)線，其一次側(cè)的QF10跨接在兩路電源線之間，猶如一座

39、橋梁，而處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷工廠。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(cè)QS先合），即可由WL2恢復對變壓器T1的供電，這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。2、 一次側(cè)采用外橋式結(jié)線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖(下圖)，這種主結(jié)線，其一次側(cè)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(cè)，靠近電源方向

40、，因此稱為外橋式結(jié)線。這種主結(jié)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)橋式結(jié)線適用的場合有所不同。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(cè)QS先合），使兩路電源進線又恢復并列運行。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負荷變動較大、適用經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當一次電源電網(wǎng)采用環(huán)行結(jié)線時，也宜于采用這種結(jié)線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不通過進線斷路器QF11 、QF12 ，這對改善線路斷路器的工作及其繼電保護的整定都極為有利。3、一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖這種主結(jié)線圖兼有上述兩種橋式結(jié)線的運行

41、靈活性的優(yōu)點，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級負荷，適用于一、二次側(cè)進出線較多的總降壓變電所4、一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖采用雙母線結(jié)線較之采用單母線結(jié)線，供電可靠性和運行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線結(jié)線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。本次設(shè)計的球團廠是連續(xù)運行，負荷變動較小，電源進線較短（）,主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長遠發(fā)展。采用一、二側(cè)單母線分段的總降壓變電所主結(jié)線（即全橋式結(jié)線）。短路電流的計算6.1 變電所500MVAK-1K-2LGJ-150,8kmS9-1000(2)

42、(3)(1)系統(tǒng)圖6.1 短路計算電路6.2 確定短路計算基準值設(shè)基準容量=100MVA，基準電壓=，為短路計算電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則 （5-1） （5-2）6.3計算短路電路中個元件的電抗標幺值6.3.1電力系統(tǒng)已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量=500MVA，故=100MVA/500MVA=0.2 （5-3）6.3.2架空線路查表得LGJ-150的線路電抗，而線路長8km，故 （5-4）6.3.3電力變壓器查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故=4.5 （5-5）式中，為變壓器的額定容量因此繪制短路計算等效電路如圖5-2所示。k-1k-2圖6.2 短路計算等效

43、電路6.4 k-1點（10.5kV側(cè)）的相關(guān)計算6.4.1總電抗標幺值=0.2+2.6=2.8 （5-6）6.4.2三相短路電流周期分量有效值 （5-7）6.4.3其他短路電流 （5-8） （5-9） (5-10）6.4.4三相短路容量 （5-11）6.5 k-2點（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計算6.5.1總電抗標幺值=0.2+2.6+4.5=7.3 （5-12）6.5.2三相短路電流周期分量有效值 （5-13）6.5.3其他短路電流 （5-14） （5-15） （5-16）6.5.4三相短路容量 （5-17）以上短路計算結(jié)果綜合圖表5.1所示。表5.1短路計算結(jié)果短路計算點三相短路電流三相短路容量

44、/MVAk-1k-2變電所一次設(shè)備的選擇校驗7.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗7.1.1按工作電壓選則設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kV， kV，高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV7.1.2按工作電流選擇設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計算電流，即7.1.3按斷流能力選擇設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對分斷短路電流的設(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分斷的最大短路有效值或短路容量，即或?qū)τ诜謹嘭摵稍O(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負荷電流。7.1.4隔離開

45、關(guān)、負荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗a)動穩(wěn)定校驗條件或、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗條件 對于上面的分析，如表6-1所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。表6.1 10 kV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)10kV()一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)高壓少油斷路器SN10-10I/63010kV630kA16kA40 kA高壓隔離開關(guān)-10/20010kV200A-25.5 kA高壓熔斷器RN2-1010kV50 kA-電壓互感器JDJ-10-電壓互感器JDZJ-10-電流

46、互感器LQJ-1010kV100/5A-=31.8 kA=81避雷針FS4-1010kV-戶外隔離開關(guān)GW4-12/40012kV400A-25kA7.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗，如表6.2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。 表6.2 380V一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗選擇校驗項目電壓電流斷流能力動態(tài)定度熱穩(wěn)定度其它裝置地點條件參數(shù)-數(shù)據(jù)380V-一次設(shè)備型號規(guī)格額定參數(shù)-低壓斷路器DW15-1500/3D380V1500A40kA-低壓斷路器DW20-630380V630A（大于）30Ka(一般)-低壓斷路器DW20-200380V200A（大于）25 kA-低

47、壓斷路HD13-1500/30380V1500A-500V1500/5A-500V100/5A160/5A-7.3 高低壓母線的選擇查表得到，10kV母線選LMY-3(404mm),即母線尺寸為40mm4mm;380V母線選LMY-3（12010）+806，即相母線尺寸為120mm10mm，而中性線母線尺寸為80mm6mm。變壓所進出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇8.1 10kV高壓進線和引入電纜的選擇8.1.1 10kV高壓進線的選擇校驗采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV公用干線。a).按發(fā)熱條件選擇由=，查表得，初選LGJ-35,其35C時的=149A,滿足發(fā)熱條件。b).校驗機械強度

48、查表得，最小允許截面積=25，而LGJ-35滿足要求，故選它。由于此線路很短，故不需要校驗電壓損耗。 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗采用YJLV22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的四芯(加銅芯)電纜之間埋地敷設(shè)。a)按發(fā)熱條件選擇由=，查表得，初選纜線芯截面為25的交聯(lián)電纜，其=149A,滿足發(fā)熱條件。b)校驗熱路穩(wěn)定按式，A為母線截面積，單位為；為滿足熱路穩(wěn)定條件的最大截面積，單位為；C為材料熱穩(wěn)定系數(shù)；為母線通過的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為A；短路發(fā)熱假想時間，單位為s。本電纜線中=1960，=0.5+0.2+0.05=0.75s，終端變電所保護動作時間為0.5s，斷路器斷路時間為

49、0.2s，C=77，把這些數(shù)據(jù)代入公式中得，滿足發(fā)熱條件。 b）校驗電壓損耗由圖所示的工廠平面圖量得變電所至1號廠房距離約為56m，而查表得到120的鋁芯電纜的 （按纜芯工作溫度75計），又1號廠房的=64.8kW, =70.2 kvar，故線路電壓損耗為U =U%=3.68/380 x100%=0.97%I30,滿足發(fā)熱條件。2）效驗機械強度 查表可得，最小允許截面積Amin=10mm2，因此BLX-1000-1240滿足機械強度要求。3）校驗電壓損耗 查工廠平面圖可得變電所至外網(wǎng)照明的負荷中心距離150m左右，而查表得其阻抗值與BLX-1000-1240近似等值的LJ-240的阻抗，（按線

50、間幾何均距0.8m），又外網(wǎng)照明的=245KW，=117.6 kvar，因此 =5%滿足允許電壓損耗要求。因此決定采用四回BLX-1000-1120的三相架空線路對外網(wǎng)照明供電。PEN線均采用BLX-1000-175橡皮絕緣線。重新校驗電壓損耗，完全合格。8.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗采用YJL2210000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁心電纜，直接埋地敖設(shè)，與相距約2Km的臨近單位變配電所的10KY母線相連。按發(fā)熱條件選擇 最熱月土壤平均溫度為25。查表工廠供電設(shè)計指導，初選纜心截面為25的交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁心電纜，其滿足要求。校驗電壓損耗 由表工廠供電設(shè)計指導8-41可查得纜芯為25的

51、鋁（纜芯溫度按80計），而二級負荷的, =(64.8+79+35.8)KW=179.6KW, =(70.2+56.3+26.3)kvar=152.8kvar，線路長度按2km計，因此U%=(58.8V/10000V)x100%=0.59%=5%由此可見滿足要求電壓損耗5%的要求。短路熱穩(wěn)定校驗按本變電所高壓側(cè)短路電流校驗，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗，可知纜芯25的交聯(lián)電纜是滿足熱穩(wěn)定要求的。而臨近單位10KV的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)路線的短路熱穩(wěn)定校驗計算無法進行，只有暫缺。 以上所選變電所進出線和聯(lián)絡(luò)線的導線和電纜型號規(guī)格如表 7.1所示。表7.1 進出線和聯(lián)絡(luò)線的導線和電纜型號規(guī)格線

52、路 名 稱導線或電纜的型號規(guī)格10KV電源進線LGJ-35鋁絞線（三相三線架空）主變引入電纜YJL2210000325交聯(lián)電纜（直埋）380V低壓出線至1號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至2號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至3號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至4號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至5號廠房BLV100014鋁芯線5根穿內(nèi)徑25硬塑管至6號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至7號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）

53、至8號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至9號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至10號廠房VLV2210003240+1120四芯塑料電纜（直埋）至外網(wǎng)照明四回路，每回路3BLX-1000-1120+1BLX-1000-175橡皮線（三相四線架空線）與臨近單位10KV聯(lián)絡(luò)線YJL2210000316交聯(lián)電纜（直埋）變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定a)高壓斷路器的操作機構(gòu)控制與信號回路 斷路器采用手動操動機構(gòu)，其控制與信號回路如工廠供電設(shè)計指導圖6-12所示。 b)變電所的電能計量回路變電所高壓側(cè)裝設(shè)專用計量柜，裝設(shè)三相有功電度表和無

54、功電度表，分別計量全廠消耗的有功電能表和無功電能，并以計算每月工廠的平均功率因數(shù)。計量柜由上級供電部門加封和管理。c)變電所的測量和絕緣監(jiān)察回路 變電所高壓側(cè)裝有電壓互感器避雷器柜。其中電壓互感器為3個JDZJ10型，組成Y0/Y0/的接線，用以實現(xiàn)電壓側(cè)量和絕緣監(jiān)察，其接線圖見工廠供電設(shè)計指導圖6-8。作為備用電源的高壓聯(lián)路線上，裝有三相有功電度表和三相無功電度表、電流表，接線圖見工廠供電設(shè)計指導圖6-9。高壓進線上，也裝上電流表。低壓側(cè)的動力出線上，均裝有有功電度表和無功電度表，低壓照明線路上裝上三相四線有功電度。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝上無功電度表。每一回路均裝設(shè)電流表。低壓母線裝有電壓表，儀表的準確度等級按符