工廠供電課程設(shè)計(jì)---某冶金機(jī)械修造廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　題 目： 某冶金機(jī)械修造廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　一間冶金機(jī)械修造廠如果對輸配電系統(tǒng)進(jìn)行一個完善的規(guī)劃，能很好地節(jié)約資金、合理規(guī)劃用地、降低電能損耗、提高電壓質(zhì)量、保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本論文對輸配電進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，內(nèi)容分四大部分。</p><p>　

2、　第一部分先從論文的背景和目的進(jìn)行闡述，然后對原始資料來進(jìn)行初步的分析，再確定好本論文的設(shè)計(jì)步驟。第二部分確定好冶金廠各部分的負(fù)荷，進(jìn)行精確的計(jì)算，通過無功補(bǔ)償來提高系統(tǒng)的功率因數(shù)減少電能的損耗。根據(jù)負(fù)荷的重要性和負(fù)荷的大小進(jìn)行初步的變壓器選擇和合理的主接線、供電線路的設(shè)計(jì)。第三部分主要是確保系統(tǒng)的安全，首先對系統(tǒng)進(jìn)行精確的短路計(jì)算，然后根據(jù)所得到的短路電流和沖擊電流進(jìn)行一系列的高低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。第四部分根據(jù)設(shè)

3、計(jì)的要求，最后進(jìn)行防雷保護(hù)措施的選擇和接地裝置的設(shè)計(jì)，增加系統(tǒng)的安全性。</p><p>　　在論文的最后還附上設(shè)計(jì)的圖紙和計(jì)算過程。</p><p>　　關(guān)鍵詞：負(fù)荷計(jì)算, 主接線設(shè)計(jì)，短路計(jì)算，配電裝置</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　供配電技術(shù)，就是研究電力的供應(yīng)及分配的問題。電力

4、，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、民用 住宅、及企事業(yè)單位的主要能源和動力，是現(xiàn)代文明的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。沒有電力，就沒有國民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化?，F(xiàn)代社會的信息化和網(wǎng)絡(luò)化，都是建立在電氣化的基礎(chǔ)之上 的。因此，電力供應(yīng)如果突然中斷，則將對這些用電部門造成嚴(yán)重的和深遠(yuǎn)的影響。 </p><p>　　所以，作好供配電工作，對于保證正常的工作、學(xué)習(xí)、生活將有十分重要的意義。 供配電工作要很好的為用電部門及整個國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)，必須達(dá)到以下的基本要

5、求： </p><p>　?。?）安全——在電力的供應(yīng)、分配及使用中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 </p><p>　?。?）可靠——應(yīng)滿足電力用戶對供電可靠性和連續(xù)性的要求。 </p><p>　?。?）優(yōu)質(zhì)——應(yīng)滿足電力用戶對電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量的要求。 </p><p>　　（4）經(jīng)濟(jì)——應(yīng)使供配電系統(tǒng)投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能

6、的節(jié)約電能和減少 有色金屬消耗量。 </p><p>　　另外，在供配電工作中，還應(yīng)合理的處理局部和全局，當(dāng)前與長遠(yuǎn)的關(guān)系，即要照顧局部和當(dāng)前利益，又要有全局觀點(diǎn)，能照顧大局，適應(yīng)發(fā)展。 </p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的題目是：某電機(jī)制造總廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)；內(nèi)容主要有： 工廠負(fù)荷計(jì)算和無功功率計(jì)算及補(bǔ)償；變電所型式及位置的選擇；變電所主變壓器及 主接線方案的選擇；

7、短路電流計(jì)算；變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；變電所高壓進(jìn)線 和引入電纜的選擇；以及變電所二次回路方案的選擇和變電所繼電保護(hù)。 </p><p>　　由于電氣設(shè)備種類繁多，以及手頭資料的限制，所以我并不能保證所選設(shè)備為最合適。本次設(shè)計(jì)尚有不完整的地方，請指導(dǎo)老師批評指正。</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p&g

8、t;　　1.1 論文的背景及意義</p><p>　　電能是一種清潔的二次能源。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度,易于實(shí)現(xiàn)自動化。在目前各種形式的能源中，電能具有如下特點(diǎn)：易于去其它形式的能源相互轉(zhuǎn)化；輸配電簡單經(jīng)濟(jì)；可以精確控制、調(diào)節(jié)和測量。因此，電能在工業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活中得到廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)和輸配電能的電力工業(yè)相應(yīng)得到極大發(fā)展。本論文主要對冶金機(jī)械修造廠進(jìn)行全面的

9、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　　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。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)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(qiáng)度，改善工人的勞動條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，做好工廠供電工作對于發(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[1]。</p><p

10、>　　1.2 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則</p><p>　　工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則：</p><p>　?。?）工廠供電設(shè)計(jì)必須遵守國家的有關(guān)法令、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬和保護(hù)環(huán)境等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策；</p><p>　?。?）工廠供電設(shè)計(jì)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，設(shè)計(jì)

11、中應(yīng)采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)及與用戶投資能力相適應(yīng)的經(jīng)濟(jì)合理的電器產(chǎn)品；</p><p>　?。?）工廠供電設(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，合理確定設(shè)計(jì)方案；</p><p>　?。?）工廠供電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程特點(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，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。</p&g

12、t;<p><b>　　1.3 原始資料</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的原始資料如下：</p><p>　　(1) 工廠總平面布置圖，如圖1.1。</p><p>　　圖1 工廠總平面布置圖</p><p>　　2.工廠的生產(chǎn)任務(wù)、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格：本廠主要承擔(dān)全國冶金工業(yè)系統(tǒng)礦山、冶煉和軋鋼設(shè)備的

13、配件生產(chǎn)，即以生產(chǎn)鑄造、鍛壓、鉚焊、毛坯件為主體。年生產(chǎn)規(guī)模為鑄鋼件10000t，鑄鐵件3000t，鍛件1000t，鉚焊件2500t。</p><p>　　3.工廠各車間的負(fù)荷情況及變電所的容量：如表1和表2.</p><p>　　表1 各車間380V負(fù)荷計(jì)算表</p><p>　　表2 各車間6KV高壓負(fù)荷計(jì)算表</p><p><

14、b>　　4.供用電協(xié)議：</b></p><p>　　（1）工廠電源從電力系統(tǒng)的某220/35KV變電站以35KV雙回路架空線引入工廠，其中一路作為工作電源，另一路作為備用電源，兩個電源不并列運(yùn)行。系統(tǒng)變電站距工廠東側(cè)8km。</p><p>　?。?）系統(tǒng)的短路數(shù)據(jù)，如表3所示。其供電系統(tǒng)圖，如圖2所示。</p><p>　　表3 區(qū)域變電站35

15、KV母線短路數(shù)據(jù)</p><p><b>　　圖2 供電系統(tǒng)圖</b></p><p>　?。?）供電部門對工廠提出的技術(shù)要求：系統(tǒng)變電站35KV饋電線路定時限過電流保護(hù)的整定時間top=2s，工廠總降壓變電所保護(hù)的動作時間不得大于1.5s；工廠在總降壓變電所35KV電源側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量；工廠最大負(fù)荷時功率因數(shù)不得低于0.9.</p><p>　

16、?。?）供電貼費(fèi)和每月電費(fèi)制：每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為18元/kVA，電費(fèi)為0.5元/kW·h。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性地向供電部門交納供電貼費(fèi)：6～10kV為800元/kVA。</p><p>　　5．工廠負(fù)荷性質(zhì)：本廠為三班工作制，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為6000h，屬二級負(fù)荷。</p><p><b>　　6．工廠自然條件：</b&g

17、t;</p><p>　?。?）氣象資料：本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38oC，年平均氣溫為23 oC，年最低氣溫為－8 oC，年最熱月平均最高氣溫為33 oC，年最熱月平均氣溫為26 oC，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25 oC。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20。</p><p>　?。?）地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂粘土為主，地下水位為2m。</p>

18、<p>　　1.4 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　1．總降壓變電站設(shè)計(jì)</p><p><b>　　（1）負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　?。?）主結(jié)線設(shè)計(jì)：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實(shí)現(xiàn)的多個方案，根據(jù)改方案初選主變壓器及高壓開關(guān)等設(shè)備，經(jīng)過概略分析比較，留下2～3個較優(yōu)方案，對較優(yōu)方案進(jìn)行

19、詳細(xì)計(jì)算和分析比較，（經(jīng)濟(jì)計(jì)算分析時，設(shè)備價格、使用綜合投資指標(biāo)），確定最優(yōu)方案。</p><p>　　（3）短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要，確定短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算三相短路電流，計(jì)算結(jié)果列出匯總表。</p><p>　?。?）主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇，包括斷路器、隔離開關(guān)、互感器、導(dǎo)線截面和型號、絕緣子等設(shè)備的選擇及校驗(yàn)。選用設(shè)備型號、數(shù)量、匯成設(shè)備一覽表。<

20、;/p><p>　?。?）主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)：包括主變壓器、線路等元件的保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算。</p><p>　?。?）配電裝置設(shè)計(jì)：包括配電裝置布置型式的選擇、設(shè)備布置圖。</p><p>　?。?）防雷、接地設(shè)計(jì)：包括直擊雷保護(hù)、進(jìn)行波保護(hù)和接地網(wǎng)設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2．車間變電所設(shè)計(jì)</b><

21、;/p><p>　　根據(jù)車間負(fù)荷情況，選擇車間變壓器的臺數(shù)、容量，以及變電所位置的原則考慮。</p><p>　　廠區(qū)380V配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算和分析比較，確定最優(yōu)方案。</p><p><b>　　1.5 設(shè)計(jì)成果</b></p><p&

22、gt;　　1．設(shè)計(jì)說明書，包括全部設(shè)計(jì)內(nèi)容，負(fù)荷計(jì)算，短路計(jì)算及設(shè)備選擇要求列表</p><p>　　2．電氣主接線圖（三號圖紙）</p><p>　　3．繼電保護(hù)配置圖（三號圖紙）</p><p>　　第二章 負(fù)荷計(jì)算與無功功率補(bǔ)償</p><p>　　2.1 負(fù)荷計(jì)算的意義</p><p>　　計(jì)算負(fù)荷又稱需要

23、負(fù)荷或最大負(fù)荷Pmax。計(jì)算負(fù)荷是一個假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時間內(nèi)實(shí)際變動負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用半小時最大平均負(fù)荷P30作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。</p><p>　　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。如果計(jì)算負(fù)荷確定得過大，將使電器和導(dǎo)線電纜選得過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。如果計(jì)算負(fù)荷確

24、定得過小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老化甚至燃燒引起火災(zāi)。由此可見，正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。但是負(fù)荷情況復(fù)雜，影響負(fù)荷計(jì)算的因素很多，雖然各類負(fù)荷的變化有一定規(guī)律可循，但仍難準(zhǔn)確確定計(jì)算負(fù)荷的大小。實(shí)際上，負(fù)荷也不是一成不變的，它與設(shè)備的性能、生產(chǎn)的組織、生產(chǎn)者的技能及能源供應(yīng)的狀況等多種因素有關(guān)。因此負(fù)荷計(jì)算只能力求接近實(shí)際[2]。</p><p>　　2.

25、2 計(jì)算負(fù)荷的確定</p><p>　　車間計(jì)算負(fù)荷是選擇工廠內(nèi)配電線路電纜型號和主要電氣設(shè)備包括車間變壓器的基本依據(jù)。我國目前普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法是最常用的一種，即先從用電端逐級起往電源方向計(jì)算，首先按照需要系數(shù)法求得各車間低壓側(cè)有功及無功計(jì)算負(fù)荷，加上本車間變電所的變壓器有功及無功功率損耗，既得車間變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷。其次是將全廠各車間高壓側(cè)負(fù)荷相加

26、（如有高壓用電設(shè)備，也加上高壓用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷），同時加上廠區(qū)配電線路的功率損耗，再乘以同時系數(shù)，便得出工廠總降壓變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷，然后考慮無功功率的影響和總降壓變電所主變壓器的功率損耗，其總和就是全廠的計(jì)算負(fù)荷。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，計(jì)算的基本公式如下：</p><p><b>　　有功計(jì)算負(fù)荷為</b></p><p><b>　　（2

27、.1）</b></p><p>　　這里的稱為需要系數(shù)（demand coefficient），為車間用電設(shè)備總?cè)萘俊?lt;/p><p><b>　　無功計(jì)算負(fù)荷為</b></p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　式中，為對應(yīng)于車間用電設(shè)備的正切值。</p

28、><p><b>　　視在計(jì)算負(fù)荷為</b></p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　　式中，為車間供電設(shè)備的平均功率因素。</p><p><b>　　計(jì)算電流為</b></p><p><b>　?。?.4）</

29、b></p><p>　　式中，為用電設(shè)備組的額定電壓。</p><p>　　每個車間中，每一組設(shè)備進(jìn)行總負(fù)荷計(jì)算式需要乘以需要系數(shù)：</p><p><b>　　及</b></p><p>　　根據(jù)工廠給出的資料，通過計(jì)算整理，得出該工廠6kV高壓設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算表及各車間的負(fù)荷計(jì)算表，結(jié)果見表2.1和表2.2。&

30、lt;/p><p>　　表2.1 各車間6kV負(fù)荷結(jié)果表</p><p>　　6kv母線上母線的有功、無功、視在功率如下：</p><p>　　表2.2 各車間380V負(fù)荷結(jié)果表</p><p>　　這樣380V低壓母線上低壓母線的有功、無功、視在功率為：</p><p>　　2.3 無功功率補(bǔ)償</p>

31、<p>　　工廠中由于有大量的感應(yīng)電動機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐及氣體放電燈等感性負(fù)載，還有感性的電力變壓器，從而使功率因素降低。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因素的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的工廠功率因素要求時，則需考慮增設(shè)無功功率補(bǔ)償裝置。假設(shè)功率因數(shù)由cos提高到cos＇，這時在用戶需要的有功功率P30不變的條件下，由公式（2.2）和公式（2.3）知無功計(jì)算功率和視在功率都有所減小。相應(yīng)地負(fù)荷電流I30也得

32、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，因此提高功率因素對供電系統(tǒng)大有好處。在提高功率因素的同時，工廠總降壓變電所的主變壓器容量可以選的小一些，這不僅可降低變電所的初投資，而且可以減少工廠的電費(fèi)開支，因此進(jìn)行無功功率補(bǔ)償對工廠本身也有一定經(jīng)濟(jì)實(shí)惠[3]。</p><p>　　2.3.1 無功功率補(bǔ)償?shù)姆诸?lt;/p><

33、;p>　　無功功率的人工補(bǔ)償裝置主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器兩種。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。</p><p>　　并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式，有以下三種：</p><p>　?。?）高壓集中補(bǔ)償 電容器集中裝設(shè)在變配電所的高壓電容器室內(nèi)，與高壓母線相聯(lián)。按GB 50053-1994《10kV

34、及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：高壓電容器組宜采用中性點(diǎn)不接地的星形接線，容量較小時（450kvar及以下）則可用三角形，如圖2.1。</p><p>　　（2）低壓集中補(bǔ)償 電容器集中裝設(shè)在變電所的低壓配電室或單獨(dú)的低壓電容器室內(nèi)，與低壓母線相聯(lián)。低壓電容器組一般采用三角形接線，利用白熾燈或?qū)Ｓ玫姆烹婋娮璺烹?，如圖2.2。</p><p>　?。?）低壓分散補(bǔ)償 電容器分散裝設(shè)在低壓

35、配電箱旁或與用電設(shè)備并聯(lián)。低壓電容器組一般采用三角形接線，直接利用用電設(shè)備（如感應(yīng)電動機(jī)）本身的繞組放電，如圖2.3。</p><p>　　2.3.2 無功功率補(bǔ)償?shù)倪x擇與計(jì)算</p><p>　?。?）高壓集中補(bǔ)償 采用并聯(lián)電容器在總壓降變電所的6kV側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償，將功率因數(shù)提高到0.9。考慮到主變壓器的無功功率損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此最大負(fù)荷時功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.90，暫取0.9

36、2來計(jì)算所需無功功率補(bǔ)償容量。</p><p>　　由計(jì)算負(fù)荷可知：= 5211.9kW =4334.6kvar</p><p>　　取 =0.92 =0.95 則：</p><p>　　有功功率=0.92×5211.9=4794.9kw</p><p>　　無功功率

37、=0.95×4334.6=4117.9kvar</p><p>　　視在功率=6320.5kVA</p><p><b>　　功率因數(shù)=0.76</b></p><p>　　則所需無功功率補(bǔ)償容量：</p><p>　　=2057.8kvar</p><p>　　補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在

38、計(jì)算負(fù)荷為</p><p>　　=5218.7KVA</p><p>　　變壓器的功耗為 =78.3kW</p><p>　　=313.1Kvar</p><p>　　變壓所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為 =4973.2kw</p><p>　　=2373.27Kvar</p><p>　　=551

39、0.2KVA</p><p>　　補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為 =0.903＞0.9 滿足要求。</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算，本設(shè)計(jì)從常用并聯(lián)電容器中選出型號為BWF6.3-100-1的并聯(lián)電容器21臺進(jìn)行該工廠的無功功率補(bǔ)償。由于6kv側(cè)采用分段制母線連接，故將其分別接入兩段母線。并聯(lián)電容器BWF6.3-100-1，單價：850RMB 數(shù)量：21 總金額為：850×

40、21=17850RMB</p><p>　?。?）低壓分組補(bǔ)償結(jié)合就地補(bǔ)償 采用并聯(lián)電容器在低壓配電室的380V側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償，將功率因數(shù)提高到0.85；采用并聯(lián)電容器在6kV母線側(cè)對電弧爐、空壓機(jī)分別進(jìn)行補(bǔ)償，將功率因數(shù)提高到0.9?？紤]到無功功率損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗，因此380側(cè)功率因數(shù)暫取0.88,6kV側(cè)功率因數(shù)暫取0.92來計(jì)算所需無功功率補(bǔ)償。</p><p><b&

41、gt;　　由表2.1可知：</b></p><p>　?、?NO.1車間： </p><p>　　則所需要的無功功率補(bǔ)償容量：</p><p>　　=453.1kvar</p><p>　　補(bǔ)償后NO.1車間的視在計(jì)算負(fù)荷為：=818.5kVA</p><p>　　變壓器的損耗為：=12.3kW<

42、;/p><p><b>　　=49.1kvar</b></p><p>　　NO.1車間的計(jì)算負(fù)荷為：</p><p><b>　　853.5kVA</b></p><p>　　補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：0.858＞0.85 滿足要求</p><p>　　節(jié)約的變壓器損耗=1108

43、.2×0.015—818.5×0.015=4.35kW</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算，從常用并聯(lián)電容器中選出型號為BSMJ0.4-25-3的并聯(lián)電容器18臺進(jìn)行該工廠的無功功率補(bǔ)償。將其接入380V母線。并聯(lián)電容器BSMJ0.4-25-3，單價：170RMB 數(shù)量：18 總金額為：170×18=3060RMB</p><p><b>　　同理

44、可得：</b></p><p>　?、?NO.2車間 滿足要求</p><p>　　節(jié)約的變壓器損耗=2kw</p><p>　　需要常用并聯(lián)電容器中選出型號為BSMJ0.4-25-3的并聯(lián)電容器10臺進(jìn)行該工廠的無功功率補(bǔ)償。單價：170RMB 數(shù)量：10 總金額為：170×10=1700RMB</p><

45、p>　?、?NO.3車間 滿足要求</p><p>　　節(jié)約的變壓器損耗=5.3kw</p><p>　　需要常用并聯(lián)電容器中選出型號為BSMJ0.4-25-3的并聯(lián)電容器20臺進(jìn)行該工廠的無功功率補(bǔ)償。單價：170RMB 數(shù)量：20 總金額為：170×20=3400RMB</p><p>　?、?NO.4車間 滿足要求

46、</p><p>　　節(jié)約的變壓器損耗=2kw</p><p>　　需要常用并聯(lián)電容器中選出型號為BSMJ0.4-25-3的并聯(lián)電容器9臺進(jìn)行該工廠的無功功率補(bǔ)償。單價：170RMB 數(shù)量：9 總金額為：170×9=1530RMB</p><p>　?、?NO.5車間 滿足要求</p><p>　　節(jié)約的變壓器損耗=

47、0.55kw</p><p>　　需要常用并聯(lián)電容器中選出型號為BSMJ0.4-25-3的并聯(lián)電容器3臺進(jìn)行該工廠的無功功率補(bǔ)償。單價：170RMB 數(shù)量：3 總金額為：170×3=540MB</p><p>　?、?電弧爐 滿足要求 </p><p>　　需要常用并聯(lián)電容器中選出型號為BWF6.3-100-1的并聯(lián)電容器3臺進(jìn)行該

48、工廠的無功功率補(bǔ)償。單價：850RMB 數(shù)量：3 總金額為：850×3=2550MB</p><p>　?、?空壓機(jī) 滿足要求</p><p>　　需要常用并聯(lián)電容器中選出型號為BWF6.3-25-1的并聯(lián)電容器3臺進(jìn)行該工廠的無功功率補(bǔ)償。單價：850RMB 數(shù)量：3 總金額為：850×3=2550MB</p><p&

49、gt;　　減小變壓器有功損耗總量為：4.35+5.3+2+2+0.55=14.2kw</p><p>　　由原始材料知：本廠為三班工作制，年最大有功利用小時為6000h屬二級負(fù)荷，動力電費(fèi)為0.4/kw.h。</p><p>　　故按一年算，節(jié)約的經(jīng)濟(jì)成本為：14.2×6000×0.4=34080RMB</p><p>　　2.3.3 補(bǔ)償方式

50、綜合比較</p><p>　　比較結(jié)果如表2.3所示。</p><p>　　結(jié)論：由于采用低壓分組補(bǔ)償結(jié)合就地補(bǔ)償，每年可節(jié)約34080RMB的用電成本，節(jié)能效果比高壓集中補(bǔ)償好，所以采用低壓分組補(bǔ)償結(jié)合就地補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行無功功率補(bǔ)償。</p><p><b>　　2.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章介紹

51、了工廠電力負(fù)荷的概念，并且對車間的負(fù)荷進(jìn)行了精確的計(jì)算。然后，根據(jù)計(jì)算出的車間負(fù)荷進(jìn)行無功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算，并且對不同的補(bǔ)償方案進(jìn)行了比較，為之后設(shè)計(jì)的進(jìn)一步的分析打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　表2.3 補(bǔ)償方式比較表</p><p>　　第三章 降壓變電所及變壓器的選擇</p><p>　　3.1 變電所所址選擇的一般原則</p>

52、<p>　　變電所所址的選擇按照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，應(yīng)根據(jù)下列要求，選擇確定[4]：</p><p>　?。?） 靠近負(fù)荷中心；</p><p>　　（2）節(jié)約用地，不占或少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地；</p><p>　?。?）與城鄉(xiāng)或工礦企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于架空和電纜線路的引入和引出；</p><p>　?。?）交通運(yùn)輸方便；&l

53、t;/p><p>　?。?）環(huán)境宜無明顯污穢，如空氣污穢時，所址宜設(shè)在受污源影響最小處；</p><p>　?。?）具有適宜的地質(zhì)、地形和地貌條件(例如避開斷層、滑坡、塌陷區(qū)、溶洞地帶、山區(qū)風(fēng)口和有危巖或易發(fā)生滾石的場所)，所址宜避免選在有重要文物或開采后對變電所有影響的礦藏地點(diǎn)，否則應(yīng)征得有關(guān)部門的同意；</p><p>　?。?）所址標(biāo)高宜在50年一遇高水位之上，否

54、則，所區(qū)應(yīng)有可靠的防洪措施或與地區(qū)(工業(yè)企業(yè))的防洪標(biāo)準(zhǔn)相一致，但仍應(yīng)高于內(nèi)澇水位；</p><p>　?。?）應(yīng)考慮職工生活上的方便及水源條件；</p><p>　?。?）應(yīng)考慮變電所與周圍環(huán)境、鄰近設(shè)施的相互影響。</p><p>　　3.2 降壓變電所形式的分類與選擇</p><p>　?。?）獨(dú)立變電所 具有獨(dú)立完整的變電所建筑。

55、主要使用在負(fù)荷過于分散，將變電所建在任一廠房均不合適，或由于生產(chǎn)環(huán)境限制，如防火、防爆、防塵、有腐蝕性氣體等，才考慮設(shè)置獨(dú)立變電所。設(shè)置獨(dú)立變電所時要考慮低壓的合理送電容量及距離。獨(dú)立式變電所具有建筑費(fèi)用高、饋電距離遠(yuǎn)、線路損耗大等缺點(diǎn)[5]。</p><p>　　（2）附設(shè)變電所 附設(shè)變電所利用廠房一面或兩面墻壁建造。當(dāng)廠房生產(chǎn)面積有限、生產(chǎn)環(huán)境特殊或因生產(chǎn)工藝要求設(shè)備經(jīng)常變動時，宜采用外附式，否則因采用內(nèi)附

56、式。附設(shè)變電所最好布置在廠房較長的一邊上，并使其略偏電源的方向，在兩個跨度或三個跨度的廠房，也可以將變電所棋布在廠房的兩段。如果廠房的局部允許，也可將變電所設(shè)置在廠房內(nèi)部或梁架上，以便供電點(diǎn)最大程度地接近負(fù)荷中心。</p><p>　?。?） 箱式變電所 箱式變電所集配電變壓器和開關(guān)電器于一體，裝在配電箱內(nèi)，整體可獨(dú)立置于戶外，具有體積小、安裝靈活、無需建筑等特點(diǎn)，適用于小型工業(yè)企業(yè)、居民小區(qū)、廣場和道路照明

57、等場合。</p><p>　?。?） 地下變電所 地下變電所設(shè)于地下，通風(fēng)不良，投資較大，用于有防空等特殊要求的場合，此外，民用高層建筑的變電所常設(shè)置在地下室內(nèi)。</p><p>　　變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心.工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩的方法來確定.即在工廠平面圖的下邊和左側(cè),任作一直角坐標(biāo)的x軸和y軸,測出各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置,例如 、 、等.而工廠的負(fù)荷中心假

58、設(shè)在,其中 。因此仿照《力學(xué)》中計(jì)算重心的力矩方程可得，負(fù)荷中心的坐標(biāo)：</p><p><b>　　3.1</b></p><p><b>　　3.2</b></p><p>　　各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置如表3.1。</p><p>　　表3.1各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置</p&g

59、t;<p>　　由計(jì)算結(jié)果可知，x=6.3cm， y=6.6cm工廠的負(fù)荷中心在鑄鋼車間和鑄鐵車間的中間。其型式為附設(shè)式。變電所平面布置圖如圖3.1。</p><p>　　圖3.1 總降壓變電所位置圖</p><p>　　綜合考慮本設(shè)計(jì)總降壓變電所采用獨(dú)立式。根據(jù)各車間的地理位置，車間建筑物結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境和車間負(fù)荷等情況，本設(shè)計(jì)詳細(xì)考慮了各個車間的變電所形式，其中第一、二

60、、三、四和五號車間變電所采用車間附設(shè)式變電所。</p><p>　　3.3 變壓器的選擇</p><p>　　3.3.1 變壓器的分類</p><p>　　變壓器分類方法比較多，按功能分有升壓變壓器和降壓變壓器；按相數(shù)分有單相和三相兩類；按繞組導(dǎo)體的材質(zhì)分有銅繞組變壓器；按冷卻方式和繞組絕緣分有油浸式、干式兩大類，其油浸式變壓器又有油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸水

61、冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式等，而干式變壓器又有繞注式、開啟式、充氣式（SF6）等；按用途分又可分為普通變壓器和特種變壓器[6]。</p><p>　　3.3.2 變壓器選擇的原則</p><p>　?。?）變壓器臺數(shù)選定原則[7]</p><p>　　主變壓器臺數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時，宜裝設(shè)兩臺以上主變壓器。</p>

62、;<p>　　有大量一級或二級負(fù)荷</p><p>　　季節(jié)性符合變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。</p><p>　　集中符合較大，例如大于1250kVA時</p><p>　?。?）變壓器容量選擇原則</p><p>　　只裝有一臺變壓器的變電所，變壓器的額定容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的需要。</p>&l

63、t;p>　　裝有兩臺變壓器的變電所，每臺變壓器的額定容量應(yīng)同時滿足以下兩個條件：</p><p>　　a.任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時，應(yīng)滿足全部一、二級負(fù)荷的需要；</p><p>　　b.任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時，宜滿足全部用電容量設(shè)備70%的需要。</p><p>　　（3)變壓器正常運(yùn)行時的負(fù)荷率應(yīng)控制在額定容量的60%-70%為宜，以提高運(yùn)行率。</p

64、><p>　?。?）為適用工廠發(fā)展和調(diào)整的需要，變壓器容量應(yīng)留有15%-25%的裕量。</p><p>　　3.4 變壓器容量確定</p><p>　?。?）35kv/6kv 主變壓器的選擇</p><p>　　由變壓器的選擇原則可知：本冶金廠最大視在功率達(dá)到5510.2kVA，且屬于2級負(fù)荷，應(yīng)裝設(shè)2臺變壓器?？紤]到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、將來擴(kuò)建、可靠性

65、等因素，所以本方案選擇安裝2臺型號為S9-6300/35的主變壓器，即使其中一臺變壓器檢修另外一臺主變也可供全廠負(fù)荷。</p><p>　　故主變壓器的型號容量選擇如表3.2所示。</p><p>　　表3.2 35kv主變壓器的選擇</p><p>　　(2)6kV/380V車間變壓器的選擇</p><p>　　通過上面計(jì)算，我們可以得到

66、380V那5個車間的最大視在功率：</p><p>　　①，可以選擇2個S9-500/10(6)變壓器，分別裝進(jìn)車間1的2個配電房；</p><p>　?、冢梢?選擇2個S9-315/10(6)變壓器裝進(jìn)車間2的配電房；</p><p>　?、?，可以選擇1個S9-500/10(6)變壓器裝進(jìn)車間3的配電房；</p><p>　　④，可以選

67、擇1個S9-630/10(6)變壓器裝進(jìn)車間4的配電房；</p><p>　　⑤，可以選擇1個S9-400/10(6)變壓器裝進(jìn)車間5的配電房。</p><p>　　以上選擇均留有一定裕量，選擇結(jié)果如表3.3</p><p><b>　　3.5 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章首先對變電所所址的一般原則進(jìn)行了

68、介紹；其次選擇了總降壓變電所的位置和型式；最后，進(jìn)行了主變壓器和車間變壓器的選擇，其中包含了變壓器的分類、臺數(shù)的選定原則、容量的選定原則和容量的確定。</p><p>　　表3.3 6kv車間變壓器的選擇</p><p>　　第四章 總降壓變電所主接線設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 變電所主接線方案的設(shè)計(jì)原則與要求</p><p>　　

69、變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等因素綜合分析確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求[8]。</p><p>　　4.1.1 安全性</p><p>　　（1）在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)；</p><p>　?。?）在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀

70、開關(guān)；</p><p>　?。?）在裝設(shè)高壓熔斷器-負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)；</p><p>　?。?）35kV及以上的線路末端，應(yīng)裝設(shè)與隔離開關(guān)并聯(lián)的接地刀閘；</p><p>　?。?）變電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設(shè)避雷器。裝于母線上的避雷器，宜與電壓互感器公用一組隔離開關(guān)，接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)。</

71、p><p>　　4.1.2 可靠性</p><p>　?。?）變電所的主接線方案，必須與其負(fù)荷級別相適應(yīng)。對一級負(fù)荷，應(yīng)由兩個電源供電。對二級負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或一回6kV及以上專用架空線或電纜供電； 其中采用電纜供電時，應(yīng)采用兩根電纜并聯(lián)供電，且每根電纜應(yīng)能承受100%的二級負(fù)荷；</p><p>　?。?）變電所的非專用電源進(jìn)線側(cè)，應(yīng)裝設(shè)帶短路保護(hù)的斷路器或負(fù)荷開關(guān)

72、-熔斷器。當(dāng)雙電源供多個變電所時，宜采用環(huán)網(wǎng)供電方式；</p><p>　?。?）對一般生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜由工廠總變配電所采用放射式高壓配電，以確保供電可靠性，但對于輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)的變電所，可采用樹干式配電；</p><p>　?。?）變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低壓斷路器。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)為單母線，且有自動切換電源要求時，低壓總開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)，均應(yīng)采用低壓斷路器。</p&g

73、t;<p>　　4.1.3 靈活性</p><p>　?。?）變配電所的高低壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段接線方式；</p><p>　?。?）35kV及以上電源進(jìn)線為雙回路時，宜采用橋形接線和線路-變壓器組接線；</p><p>　　（3）需帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負(fù)荷開關(guān)；</p><p&

74、gt;　?。?）變電所的主接線方案應(yīng)與主變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求相適應(yīng)；</p><p>　　（5）變電所的主接線方案應(yīng)考慮到今后可能的增容擴(kuò)展，特別是出線柜便于添置；</p><p>　　4.1.4 經(jīng)濟(jì)性</p><p>　　（1）變電所的主接線方案在滿足運(yùn)行要求的前提下，應(yīng)力求簡單。變電所高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線；</p><

75、p>　　（2）變電所的電氣設(shè)備應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用的節(jié)能產(chǎn)品，不得選用國家明令淘汰的產(chǎn)品；</p><p>　?。?）工廠的電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)專用的計(jì)量柜，其中的電流、電壓互感器只供計(jì)費(fèi)的電能表使用；</p><p>　　（4）應(yīng)考慮無功功率的人工補(bǔ)償，使最大負(fù)荷時功率因素達(dá)到規(guī)定的要求。</p><p>　　4.2 工廠總降壓變電所高壓側(cè)主接線方式<

76、/p><p>　　從原始資料可知工廠的高壓側(cè)僅有2回35kV進(jìn)線，其中一回架空線路作為工作電源，另一回線路作為備用電源，兩個電源不并列運(yùn)行，且線路長度較短，只有8km。因此將可供選擇的方案有如下。 </p><p>　?。?） 單母線分段制。在兩回電源進(jìn)線的如情況下，宜采用單母線分段制如圖4.1所示。母線分段開關(guān)可采用隔離開關(guān)，但當(dāng)分段開關(guān)需要帶負(fù)荷操作或繼電保護(hù)和自動裝置有要求時，應(yīng)采用斷

77、路器。其在可靠性和靈活性方面較單母線制有所提高，可滿足二類負(fù)荷和部分一類負(fù)荷的供電要求。當(dāng)雙回路供電時，母線分段開關(guān)是正常打開的，一條回路故障或一段母線的正常供電。此外，檢修亦可采用分段檢修方式，不致全部負(fù)荷供電中斷。</p><p>　　圖4.1 單母線分段制</p><p>　?。?） 內(nèi)橋。在兩臺變壓器一次側(cè)進(jìn)線處用一橋臂將兩回路相連，橋臂在進(jìn)線斷路器之內(nèi)，如圖4.2所示。適用于線

78、路較長或不需經(jīng)常切換變壓器的情況。</p><p><b>　　圖4.2 內(nèi)橋</b></p><p>　?。?） 外橋。在兩臺變壓器一次側(cè)進(jìn)線處用一橋臂將兩回路相連，橋臂在進(jìn)線斷路器之外，如圖4.3所示。適用于供電線路較短或需要經(jīng)常切換變壓器的情況。</p><p><b>　　圖4.3 外橋</b></p&

79、gt;<p>　　由于工廠的負(fù)荷為二級負(fù)荷，總降壓變電所出線較多，故本降壓變電所采用單母線分段方式的接線，這種接線方式采用的高壓開關(guān)設(shè)備較多，初期投資較大。但單母線分段接線方式比其他接線方式的靈活性、可靠性更高，考慮到總降壓變電所的在工廠的特殊地位，故本設(shè)計(jì)采用單母線分段方式并且外橋連接的主接線方案。</p><p>　　4.3 總降壓變電所電氣主接線設(shè)計(jì)</p><p>

80、　　總降壓變電所35kV側(cè)（高壓側(cè)）采用外橋接線方式，2臺主變，一臺運(yùn)行另一臺熱備用（定期切換，互為備用，不并列運(yùn)行）；6kV側(cè)（低壓側(cè)）由運(yùn)行的主變供電，采用單母（開關(guān)）分段的接線方式，經(jīng)開關(guān)供9路出線負(fù)荷，其中5路通過變壓器將6kV降到380V。</p><p>　　根據(jù)上述對于變電所高壓側(cè)、低壓側(cè)主結(jié)線方式的比較討論；變壓器的選擇，確定了總降壓變電所的主接線圖如圖4.4所示。</p><

81、p>　　4.4 分配到車間的變壓環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)</p><p>　　車間變電所設(shè)計(jì)分兩大種：</p><p>　?。?）、無高壓配電所</p><p>　?。?）、有高壓配電所</p><p>　　沒有高壓配側(cè)時，每個車間都應(yīng)直接接到用電電網(wǎng)上面去，直接從公共電網(wǎng)受電。這類變電所高壓側(cè)的開關(guān)電器，保護(hù)裝置和檢測儀表等額，都必須配備齊全。因

82、為本設(shè)計(jì)所考慮的車間較多，不適合在每個車間都設(shè)立這樣消耗經(jīng)費(fèi)的變電設(shè)備，提前設(shè)立總的高壓變電所，進(jìn)行一級變壓，將35kv高壓電轉(zhuǎn)變?yōu)?kv高壓電，再分配到各個車間。當(dāng)有高壓配電所時候，有如下8個方案可供選擇：</p><p>　　高壓電纜進(jìn)線，無開關(guān)</p><p>　　高壓電纜進(jìn)線，裝隔離開關(guān)</p><p>　　高壓電纜進(jìn)線，裝隔離開關(guān)——熔斷器</p&g

83、t;<p>　　高壓架空線進(jìn)線，裝負(fù)荷開關(guān)——熔斷器</p><p>　　高壓架空線進(jìn)線，裝跌開式熔斷器和避雷器</p><p>　　高壓架空線進(jìn)線，裝隔離開關(guān)和避雷器</p><p>　　高壓架空線進(jìn)線，裝隔離開關(guān)——熔斷器和避雷器</p><p>　　高壓架空線進(jìn)線，裝負(fù)荷開關(guān)——熔斷器（或負(fù)荷型跌開式熔斷器）和避雷器<

84、;/p><p>　　因?yàn)閺S區(qū)所在地年平均有20天的雷暴天氣，為了防雷，要按設(shè)避雷器。所以選擇方案E)、方案F)、方案G)以及方案H)。但由于隔離開關(guān)沒有滅弧裝置不能夠在出故障之后很好進(jìn)行及時的閉合與開啟，所以選擇符合開關(guān)。方案E)、方案H)。</p><p>　　對兩方案進(jìn)行經(jīng)費(fèi)計(jì)算：</p><p>　　以負(fù)荷最大的車間No.1來計(jì)算，其他車間按照對應(yīng)型號選取即可：&

85、lt;/p><p>　　跌開式熔斷器：800元/個</p><p>　　避雷器：700元/個</p><p>　　負(fù)荷開關(guān)：198元/個</p><p>　　變壓器S9-500/10（6）：45500元/個</p><p><b>　　方案E)：</b></p><p>　　總

86、價=800+700+45500=47000元</p><p><b>　　方案H)：</b></p><p>　　總價=700+198+45500=46398元</p><p>　　所以選擇方案H)較為經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　第五章 短路電流的計(jì)算</p><p>　　5.1 短路計(jì)算的意

87、義</p><p>　　短路時電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障。所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，短路計(jì)算是解決一系列技術(shù)問題所不可缺少的基本計(jì)算，這些問題主要是[9]：</p><p>　?。?） 選擇有足夠動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，例如斷路器、互感器、母線、電纜等，必須以短路計(jì)算作為依據(jù)。這里包括計(jì)算沖擊電流以校

88、驗(yàn)設(shè)備的電動力穩(wěn)定度；計(jì)算若干時刻的短路電流周期分量以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定度；計(jì)算制定時刻的短路電流有效值以校驗(yàn)斷路器的斷流能力等。</p><p>　　（2） 為了合理配置各種繼電保護(hù)和自動裝置并正確整定其參數(shù)，必須對電力網(wǎng)中發(fā)生的各種短路進(jìn)行計(jì)算與分析。在這些計(jì)算中不但要知道故障支路中的電流值，還必須知道電流在網(wǎng)絡(luò)中的分布情況。有時還要知道系統(tǒng)中某些節(jié)點(diǎn)的電壓值。</p><p>　?。?

89、）在設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否需要采取限制短路電流的措施等，都要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。</p><p>　?。?）進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對用戶工作的影響等，也包含有一部分短路計(jì)算的內(nèi)容。</p><p>　　5.2 短路電流計(jì)算的方法和步驟</p><p>　　進(jìn)行短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法

90、（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺值法（又稱相對單位制法），工程上常用標(biāo)幺制法。故本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法進(jìn)行計(jì)算[10]。</p><p>　?。?） 繪制計(jì)算電路圖、選擇短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇得使需要進(jìn)行短路效驗(yàn)的電器元件有最大可能的短路電流通過。</p><p>　　(2) 設(shè)定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓（短路計(jì)算電壓，即</p><p>　　1.05），并計(jì)算基準(zhǔn)電流。&l

91、t;/p><p><b>　　（5.1）</b></p><p>　?。?） 計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)幺值（一般只計(jì)算電抗標(biāo)幺值）</p><p>　　① 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　式中，—電力系統(tǒng)出口斷路器

92、的斷流容量，單位為MVA。</p><p>　?、?電力線路的電抗標(biāo)幺值</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　　式中，—線路所在電網(wǎng)的短路計(jì)算電壓，單位為kV，=1.05。</p><p>　　采用標(biāo)幺值計(jì)算時，無論短路計(jì)算點(diǎn)在哪里，線路的電抗標(biāo)幺值不需換算。</p><

93、p>　?、?電力變壓器的電抗標(biāo)幺值</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　式中，—變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值；</p><p>　　—變壓器的額定容量。</p><p>　?。?） 繪制短路回路等效電路，并計(jì)算總阻抗（總電抗標(biāo)幺值）。</p><p>　

94、?。?）計(jì)算短路電流，分別對各短路計(jì)算點(diǎn)計(jì)算各短路電流、、、等。</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　在無窮大容量系統(tǒng)中，存在下列關(guān)系：</p><p>　　== （5.6）</p><p>　　高壓電路中的短路沖擊電流及其有效值，按下列公式

95、近似計(jì)算：</p><p><b>　?。?.7）</b></p><p><b>　?。?.8）</b></p><p>　　低壓電路中的短路沖擊電流及其有效值，按下列公式近似計(jì)算：</p><p><b>　?。?.9）</b></p><p>&l

96、t;b>　?。?.10）</b></p><p>　　（6）計(jì)算短路容量，三相短路容量按下式計(jì)算：</p><p><b>　　（5.11）</b></p><p><b>　　5.3 短路計(jì)算</b></p><p>　　短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則：</p

97、><p>　　正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行。</p><p>　　所有電源的電動勢相位角相同。</p><p>　　短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。</p><p>　　不考錄短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵磁電流。</p><p>　　元件的計(jì)算數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。</p><p

98、>　　輸電線路的電容略去不計(jì)。</p><p>　　下面繪制計(jì)算電路圖，如圖5.1 。</p><p>　　圖5.1 計(jì)算電路圖</p><p>　　根據(jù)原始資料，我們應(yīng)該分別計(jì)算系統(tǒng)最大運(yùn)行方式即和最小運(yùn)行方式時的短路電流。而對于短路點(diǎn)d-3，由于系統(tǒng)中的變壓器不相同，而變壓器的阻抗分別為4.5和4，所以下面的計(jì)算中0.4kV變壓器短路點(diǎn)會分兩種情況d-3

99、和d-3’。</p><p>　　5.3.1 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值</p><p>　　設(shè)，，且35kV線路只有一路運(yùn)行，另一路備用。</p><p>　　37kV網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)電流：</p><p>　　6.3kV網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)電流：</p><p>　　400V網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)電流：</p><p>

100、;　　5.3.2 計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值</p><p>　　(1) 最大運(yùn)行方式及最小運(yùn)行方式下，系統(tǒng)電抗和為：</p><p>　　(2）架空線路 查表得，，而線路長8km。</p><p>　?。?）電力變壓器 查資料得，得35kV/6.3kV變壓器，故</p><p>　　對于6kV的出線線路電阻，由于距離太短可以忽略

101、不計(jì)。</p><p>　　6.3kV/0.4kV當(dāng)短路d3發(fā)生在變壓器S9-630/10(6)時，阻抗電壓為4.5%；當(dāng)短路d3發(fā)生在變壓器S9-400/10(6)或S9-500/10(6)時，阻抗電壓為4%。</p><p><b>　　變壓器3：</b></p><p><b>　　變壓器4： </b></

102、p><p>　　因此繪制短路計(jì)算等小圖，如圖5.2所示。</p><p>　　圖5.2 短路計(jì)算等效電路</p><p>　　5.3.3 計(jì)算各點(diǎn)短路電路的參數(shù)</p><p><b>　?。?）最大運(yùn)行方式</b></p><p>　　對于k-1點(diǎn)： 總電抗標(biāo)幺值 </p>&

103、lt;p>　　三相短路電流周期分量有效值 </p><p>　　其他短路電流 </p><p>　　三相短路容量 </p><p>　　對于k-2點(diǎn)： 總電抗標(biāo)幺值 三相短路電流周期分量有效值 </p><p>　　其他短路電流 </p><p>　　三相短路容量

104、</p><p><b>　　對于k-3點(diǎn)：</b></p><p><b>　　總電抗標(biāo)幺值 </b></p><p>　　三相短路電流周期分量有效值 </p><p>　　其他短路電流 </p><p>　　三相短路容量 </p>&l

105、t;p><b>　　對于點(diǎn)：</b></p><p><b>　　總電抗標(biāo)幺值 </b></p><p>　　三相短路電流周期分量有效值 其他短路電流 </p><p>　　三相短路容量 </p><p><b>　?。?）最小運(yùn)行方式</b>

106、;</p><p>　　對于k-1點(diǎn)： 總電抗標(biāo)幺值 </p><p>　　三相短路電流周期分量有效值 </p><p>　　其他短路電流 </p><p>　　三相短路容量 </p><p>　　對于k-2點(diǎn)： 總電抗標(biāo)幺值 </p><p>　　三相短路電流周期分

107、量有效值 </p><p>　　其他短路電流 </p><p>　　三相短路容量 </p><p><b>　　對于k-3點(diǎn)：</b></p><p><b>　　總電抗標(biāo)幺值 </b></p><p>　　三相短路電流周期分量有效值 </p&

108、gt;<p>　　其他短路電流 </p><p>　　三相短路容量 </p><p><b>　　對于點(diǎn)：</b></p><p><b>　　總電抗標(biāo)幺值 </b></p><p>　　三相短路電流周期分量有效值 </p><p>　　其

109、他短路電流 </p><p>　　三相短路容量 </p><p>　　我們可得得到的短路電流歸納在下面表5.1和表5.2的2個表中。</p><p>　　表5.1 200MVA短路計(jì)算表</p><p>　　表5.2 175MVA短路計(jì)算表</p><p><b>　　5.4 本章小

110、結(jié)</b></p><p>　　本章首先對計(jì)算短路電流的意義進(jìn)行了介紹，其次概括了短路計(jì)算的方法和具體公式，最后計(jì)算出了三個點(diǎn)短路的相關(guān)參數(shù)，為以后的設(shè)備選型和校驗(yàn)，導(dǎo)體截面的選擇做好了準(zhǔn)備。</p><p>　　第六章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　6.1 電氣設(shè)備選擇校驗(yàn)的條件與項(xiàng)目</p><p>　　為

111、了保證一次設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，必須按下列條件選擇和校驗(yàn)[11]：</p><p>　　(1)按正常工作條件包括電壓、電流、頻率及開斷電流等選擇。</p><p>　　(2)按短路條件包括動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)。</p><p>　　(3)考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。</p><p>　

112、　(4)按各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求如短路器的操作性能、互感器的二次負(fù)荷和準(zhǔn)確度級等進(jìn)行選擇。</p><p>　　選擇一次設(shè)備時應(yīng)考慮和校驗(yàn)的項(xiàng)目如表6.1所示。</p><p>　　表6.1 一次設(shè)備選擇校驗(yàn)的項(xiàng)目及滿足的條件</p><p><b>　　6.2 設(shè)備選擇</b></p><p>　　6.2.1

113、斷路器和隔離開關(guān)的選擇依據(jù)</p><p>　　斷路器形式的選擇，除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。根據(jù)當(dāng)前我國生產(chǎn)制造情況，電壓6～200kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器；電壓110～330kV的電網(wǎng)，當(dāng)少油短路器技術(shù)條件不能滿足要求時，可選用六氟化硫或空氣斷路器；大容量機(jī)組采用封閉母線時，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專用斷路器[12]。</p&

114、gt;<p>　　斷路器選擇的具體技術(shù)要求如下：</p><p>　?。?）電壓： （6.1）</p><p>　?。?）電流： （6.2）</p><p>　?。?）開斷電流： （6.3）</p><p>　　—斷路器實(shí)際開斷時間t秒的短路電流周期分量。</p><p>　　—斷路器t秒的開

115、斷容量。</p><p>　　—斷路器的額定開斷電流。</p><p>　　—斷路器額定開斷容量。</p><p>　?。?）動穩(wěn)定： （6.4）</p><p>　　—斷路器極限通過電流峰值。</p><p>　　—三相短路電流沖擊值。</p><p>　　（5）熱穩(wěn)定： （6.5）&

116、lt;/p><p>　　—穩(wěn)態(tài)三相短路電流。</p><p>　　—短路電流發(fā)熱等值時間。</p><p>　　—斷路器t秒而穩(wěn)定電流。</p><p>　?。?） 各電壓等級斷路器選擇</p><p>　?、?35kV等級變壓器高壓側(cè)選擇少油斷路器SW3-35。</p><p><b>

117、　　電壓：</b></p><p><b>　　電流：</b></p><p><b>　　斷流能力：</b></p><p><b>　　動穩(wěn)定度：</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定度： </b></p>&

118、lt;p><b>　　滿足要求</b></p><p>　?、?6kV等級變壓器低壓側(cè)與出線選擇少油斷路器SN10—10Ⅱ。</p><p><b>　　電壓： </b></p><p><b>　　電流： </b></p><p><b>　　斷流能力：

119、</b></p><p><b>　　動穩(wěn)定度： </b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定度： </b></p><p><b>　　滿足要求</b></p><p>　?、?380V等級選擇低壓斷路器DW15—1500/3D。</p>&l

120、t;p><b>　　電壓： </b></p><p><b>　　電流： </b></p><p><b>　　斷流能力： </b></p><p>　　380V低壓短路器不需要考慮動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，所以滿足。</p><p>　?。?）各電壓等級隔離開關(guān)的選擇：&l

121、t;/p><p>　?、?35kV等級：變壓器高壓側(cè)選擇隔離開關(guān)GW4—35T。</p><p><b>　　電壓： </b></p><p><b>　　電流： </b></p><p><b>　　動穩(wěn)定度： </b></p><p><b&