某小型軋鋼車(chē)間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　工廠供電課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目： 某小型軋鋼車(chē)間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 院： 信息科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p>　　完成日期：2011/7/20</p><p><b>　　摘要</b></p&

2、gt;<p>　　本文按照小型軋鋼車(chē)間供電系統(tǒng)對(duì)供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求，根據(jù)軋鋼車(chē)間的負(fù)荷性質(zhì)、負(fù)荷大小和負(fù)荷的分布情況對(duì)本廠供電系統(tǒng)做了全面綜合的分析，詳細(xì)闡述了地區(qū)變電所及工廠總降壓變電所實(shí)現(xiàn)的理論依據(jù)。通過(guò)對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的分析和對(duì)軋鋼車(chē)間的電力負(fù)荷,功率補(bǔ)償,短路電流的計(jì)算，合理的選擇電力變壓器、斷路器等各種電氣設(shè)備；對(duì)工廠總降壓變電所不同的主接線方案進(jìn)行比較,選擇可靠性高,經(jīng)濟(jì)性好的主接線方案, 實(shí)現(xiàn)了工廠供電系

3、統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。</p><p>　　關(guān)鍵詞：供電系統(tǒng)；電力負(fù)荷；功率補(bǔ)償；短路電流；電氣設(shè)備；主接線</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 工廠供電的意義和基本要求1</p>&

4、lt;p>　　1.2 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則2</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)3</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)題目3</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)原始資料3</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容要求6</p><p>　　2.4 設(shè)計(jì)成果6</p><p>　　

5、第三章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償7</p><p>　　3.1 負(fù)荷計(jì)算7</p><p>　　3.1.1 負(fù)荷計(jì)算的目的和意義7</p><p>　　3.1.2 工廠電力負(fù)荷的概念與分級(jí)8</p><p>　　3.1.3 與負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量8</p><p>　　3.1.4 需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷9&

6、lt;/p><p>　　3.1.5 全廠負(fù)荷計(jì)算12</p><p>　　3.2 無(wú)功功率補(bǔ)償14</p><p>　　第四章 變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量16</p><p>　　4.1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇16</p><p>　　4.2 電力變壓器的并列運(yùn)行條件17</p><p&g

7、t;　　4.3 變電所主變壓器容量的選擇17</p><p>　　第五章 變電所位置選擇與總體布置19</p><p>　　5.1 變電所所址選擇的一般原則19</p><p>　　5.2 確定負(fù)荷中心20</p><p>　　5.3 變電所的總體布置20</p><p>　　第六章 變電所主接線方案的設(shè)

8、計(jì)21</p><p>　　6.1 電氣主接線概述22</p><p>　　6.2 對(duì)主接線的基本要求22</p><p>　　6.3 主接線的基本接線形式23</p><p>　　6.3.1 具有母線的電氣主接線（這里只介紹兩種）23</p><p>　　6.3.2 無(wú)母線的電氣主接線24</p&g

9、t;<p>　　6.4 主接線的繪制25</p><p>　　6.5 工廠總降壓變電所的主接線方案選擇25</p><p>　　6.6 高壓線路的接線方式27</p><p>　　第七章 低壓電力網(wǎng)導(dǎo)線型號(hào)及截面的選擇28</p><p>　　7.1 電力網(wǎng)導(dǎo)線型號(hào)選擇28</p><p>　

10、　7.1.1 架空線路裸導(dǎo)線型號(hào)28</p><p>　　7.1.2 工廠常用電力電纜型號(hào)29</p><p>　　7.2 導(dǎo)線截面選擇30</p><p>　　7.2.1 導(dǎo)線截面選擇的條件30</p><p>　　7.2.2 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面31</p><p>　　7.3 本次設(shè)計(jì)導(dǎo)線型號(hào)及截

11、面選擇31</p><p>　　第八章 短路電流的計(jì)算32</p><p>　　8.1 短路概述32</p><p>　　8.1.1 短路的形式32</p><p>　　8.1.2 短路的原因33</p><p>　　8.1.3 短路的后果33</p><p>　　8.2 三相短路

12、電流的計(jì)算34</p><p>　　8.3 標(biāo)幺值法計(jì)算電路短路電流35</p><p>　　8.3.1 短路計(jì)算電路35</p><p>　　8.3.2 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值35</p><p>　　8.3.3 計(jì)算短路電路中某個(gè)元件的電抗標(biāo)幺值36</p><p>　　第九章 高低壓供電系統(tǒng)一次元件的選擇

13、與校驗(yàn)38</p><p>　　9.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件38</p><p>　　9.1.1 按正常運(yùn)行條件選擇38</p><p>　　9.1.2 按短路條件校驗(yàn)39</p><p>　　9.2 高壓一次設(shè)備的選擇40</p><p>　　9.2.1 按工作電壓選則40</p><

14、;p>　　9.2.2 按工作電流選擇40</p><p>　　9.2.3 按斷流能力選擇41</p><p>　　9.2.4 隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)41</p><p>　　9.3 變電所低壓一次設(shè)備的選擇42</p><p>　　第十章 防雷和接地裝置的確定43</p><p>

15、　　10.1 防雷設(shè)備43</p><p>　　10.2 防雷措施43</p><p>　　10.3 接地445</p><p>　　10.3.1 接地與接地裝置445</p><p>　　10.3.2 確定接地電阻445</p><p>　　10.3.3接地裝置的設(shè)計(jì)445</p><

16、p>　　第十一章 低壓干線、支線上的熔絲及型號(hào)的選擇46</p><p>　　11.1 熔斷器選擇條件46</p><p>　　11.2 熔體額定電流滿(mǎn)足條件46</p><p><b>　　心得體會(huì)47</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)48</b></p>

17、<p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 工廠供電的意義和基本要求</p><p>　　電力已成為人類(lèi)歷史發(fā)展的主要?jiǎng)恿Y源，要科學(xué)合理的駕馭電力，必須從電力工程的設(shè)計(jì)原則和方法上理解和掌握其精髓，提高電力系統(tǒng)的安全可靠性和運(yùn)行速率，從而降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。</p><p>　　工廠供電，

18、就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱(chēng)工廠配電。</p><p>　　眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送和分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。</p><p>　　在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但

19、是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。例如在機(jī)械工業(yè)中，電費(fèi)開(kāi)支僅占產(chǎn)品成本的5%左右。從投資額來(lái)看，一般機(jī)械工廠在供電設(shè)備上的投資，也僅占總投資的5%左右。因此電能在工業(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(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(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供

20、應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。例如某些對(duì)供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短時(shí)間的停電，也會(huì)引起重大設(shè)備損壞，或引起大量產(chǎn)品報(bào)廢，甚至可能發(fā)生重大的人生事故，給國(guó)家和人民帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上甚至政治上的重大損失。</p><p>　　因此，做好工廠供電工作對(duì)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。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠

21、供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。</p><p>　　工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)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(dá)到以下基本要求：</p><p>　　（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。</p><p>　?。?）可靠 應(yīng)滿(mǎn)足電能用戶(hù)對(duì)供電可靠性的要求。</p&

22、gt;<p>　?。?）優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿(mǎn)足電能用戶(hù)對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求。</p><p>　?。?）經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。</p><p>　　此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 </p><p>　　

23、1.2 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則</p><p>　　按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95 《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50053-94 《10kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50054-95 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則：</p><p>　?。?） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；</p><p>　　必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政

24、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。</p><p>　　（2） 安全可靠、先進(jìn)合理；</p><p>　　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。</p><p>　?。?） 近期為主、考慮發(fā)展；</p><p>　　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

25、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。</p><p>　　（4） 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。</p><p>　　按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。</p

26、><p><b>　　第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　某小型軋鋼車(chē)間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)原始資料</p><p>　　小型軋鋼車(chē)間用電設(shè)備一覽表</p><p>

27、;　　表2-1 小型軋鋼300型車(chē)間用電設(shè)備一覽表</p><p><b>　　全部為二級(jí)負(fù)荷</b></p><p>　　該車(chē)間年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)</p><p>　　Tmax=6500小時(shí)</p><p><b>　　電源條件</b></p><p>　　該車(chē)間由本

28、廠總降壓變電所提供兩回電源，總降壓由地區(qū)變電所提供電源，電氣接線圖及主要參數(shù)如圖一所示：</p><p>　　軋鋼車(chē)間變電所距總降壓變電所電氣距離按1.5km考慮。</p><p>　　地區(qū)變電所35kV側(cè)母線發(fā)生三相短路時(shí)</p><p>　　該廠所在地區(qū)的氣象及其他有關(guān)資料：</p><p>　　要求車(chē)間變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為0.85。

29、高壓側(cè)功率因數(shù)為0.95。</p><p>　　年平均溫度及最高溫度</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容要求：</p><p>　　計(jì)算小型軋鋼車(chē)間總負(fù)荷及確定為提高功率因數(shù)所需的補(bǔ)償容量。</p><p>　　選擇小型軋鋼車(chē)間變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。</p><p>　　選擇和確定小型軋鋼車(chē)間供電系統(tǒng)（包括高、低壓供電

30、電壓，高、低壓供電系統(tǒng)圖，車(chē)間低壓電力網(wǎng)接線）。</p><p>　　選擇該車(chē)間高低壓電力網(wǎng)的導(dǎo)線型號(hào)及截面。</p><p>　　選擇高低壓供電系統(tǒng)一次元件（包括校驗(yàn)）。</p><p>　　選擇低壓干線、支線的熔絲及型號(hào)。</p><p><b>　　2.4 設(shè)計(jì)成果</b></p><p>

31、　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，其中包括設(shè)計(jì)的原始資料；完成設(shè)計(jì)內(nèi)容時(shí)所依據(jù)的原則，計(jì)算步驟及計(jì)算舉例。計(jì)算結(jié)果列表說(shuō)明，以及插圖等。說(shuō)明書(shū)要求簡(jiǎn)明扼要，整潔美觀。</p><p>　　高壓供電系統(tǒng)一次接線圖一張.</p><p>　　低壓供電系統(tǒng)一次接線圖一張。</p><p>　　說(shuō)明：高壓供電系統(tǒng)圖可參照附圖一繪制；</p><p>　　低壓供電系

32、統(tǒng)圖可參照附圖二繪制</p><p>　　第三章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償</p><p><b>　　3.1 負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　3.1.1 負(fù)荷計(jì)算的目的和意義</p><p>　　供電系統(tǒng)要能夠在正常條件下可靠地運(yùn)行，則其中各個(gè)元件（包括電力變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜等）都必須選擇得當(dāng)，除了應(yīng)滿(mǎn)

33、足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿(mǎn)足負(fù)荷電流的要求。因此有必要對(duì)供電系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　通過(guò)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、用來(lái)按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值，稱(chēng)為計(jì)算負(fù)荷。根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如以計(jì)算負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行，其發(fā)熱溫度不會(huì)超過(guò)允許值。</p><p>　　由于導(dǎo)體通過(guò)電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約為（3～4）τ，τ為發(fā)熱時(shí)

34、間常數(shù)。截面在16mm2及以上的導(dǎo)體，其τ≥10min，因此載流導(dǎo)體大約經(jīng)30min（即半小時(shí)）后可達(dá)到穩(wěn)定溫升值。由此可見(jiàn)，計(jì)算負(fù)荷實(shí)際上與從負(fù)荷曲線上查得的半小時(shí)最大負(fù)荷P30（亦年最大負(fù)荷Pmax）是基本相當(dāng)?shù)摹Ｋ杂?jì)算負(fù)荷也可認(rèn)為就是半小時(shí)最大負(fù)荷。本來(lái)有功計(jì)算負(fù)荷可表示為Pc，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷可表示為QC，計(jì)算電流可表示為Ic，但考慮到其“計(jì)算”c易與“電容”C混淆，因此本文借用半小時(shí)最大負(fù)荷P30來(lái)表示其有功計(jì)算負(fù)荷，而無(wú)功計(jì)算

35、負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流則分別表示為Q30、S30和I30。</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。如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)大，將使電器和導(dǎo)線電纜選的過(guò)大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。如計(jì)算負(fù)荷確定過(guò)小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過(guò)負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣過(guò)早老化甚至燒毀，同樣要造成損失。由此可見(jiàn)，正確確定計(jì)算負(fù)荷

36、意義重大。但由于負(fù)荷情況復(fù)雜，影響計(jì)算負(fù)荷的因素很多，雖然各類(lèi)負(fù)荷的變化有一定的規(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。</p><p>　　3.1.2 工廠電力負(fù)荷的概念與分級(jí)</p><p><b>　　電力負(fù)荷的概念</b><

37、/p><p>　　電力負(fù)荷又稱(chēng)為電力負(fù)載。它有兩重含義：一是指耗用電能的用電設(shè)備或用電單位（用戶(hù)），如說(shuō)重要負(fù)荷、不重要負(fù)荷、動(dòng)力負(fù)荷、照明負(fù)荷等。另一是指用電設(shè)備或用電單位所耗用的電功率或電流大小，如說(shuō)輕負(fù)荷（輕載）、重負(fù)荷（重載）、空負(fù)荷（空載）、滿(mǎn)負(fù)荷（滿(mǎn)載）等。電力負(fù)荷的具體含義視具體情況而定。</p><p><b>　　工廠電力負(fù)荷的分級(jí)</b></p&

38、gt;<p>　　工廠的電力負(fù)荷，按GB50052—95規(guī)定，根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級(jí)：</p><p><b>　　一級(jí)負(fù)荷</b></p><p>　　一級(jí)負(fù)荷為中斷供電將造成人身傷亡者；或者中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的

39、連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程被打亂需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)等。</p><p>　　在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。</p><p><b>　　二級(jí)負(fù)荷</b></p><p>　　二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程被

40、打亂需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。</p><p><b>　　三級(jí)負(fù)荷</b></p><p>　　三級(jí)負(fù)荷為一般電力負(fù)荷，所有不屬于上述一、二級(jí)負(fù)荷者。</p><p>　　3.1.3 與負(fù)荷計(jì)算有關(guān)的物理量</p><p><b>　　年最大負(fù)荷</b></p><

41、;p>　　年最大負(fù)荷Pmax，就是全年中負(fù)荷最大的工作班內(nèi)（這一工作班的最大負(fù)荷不是偶然出現(xiàn)的，而是全年至少出現(xiàn)過(guò)2～3次）消耗電能最大的半小時(shí)的平均功率，因此年最大符合也稱(chēng)為半小時(shí)最大負(fù)荷P30。</p><p><b>　　年最大負(fù)荷利用小時(shí)</b></p><p>　　年最大負(fù)荷利用小時(shí)又稱(chēng)為年最大負(fù)荷使用時(shí)間Tmax，它是一個(gè)假想時(shí)間，在此時(shí)間內(nèi)，電力負(fù)

42、荷按年最大負(fù)荷Pmax（或P30）持續(xù)運(yùn)行所消耗的電能，恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗的電能。</p><p>　　年最大負(fù)荷利用小時(shí)是反映電力負(fù)荷特征的一個(gè)重要參數(shù)，它與工廠的生產(chǎn)班制有明顯的關(guān)系。例如一班制工廠，Tmax≈1800～3000h；兩班制工廠，Tmax≈3500～4800h；三班制工廠，Tmax≈5000～7000h。</p><p><b>　　平均負(fù)荷<

43、/b></p><p>　　平均負(fù)荷Pav，就是電力負(fù)荷在一定時(shí)間t內(nèi)平均消耗的功率，也就是電力負(fù)荷在該時(shí)間t內(nèi)消耗的電能Wt除以時(shí)間t的值。</p><p>　　3.1.4 需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷</p><p><b>　　基本公式</b></p><p>　　用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取

44、用的半小時(shí)最大負(fù)荷P30。用電設(shè)備組的設(shè)備容量Pe，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用設(shè)備）的額定容量PN之和，即Pe=∑PN。而設(shè)備的額定容量，是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率。但是用電設(shè)備組的設(shè)備實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行的設(shè)備也不太可能都滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，同時(shí)設(shè)備本身有功率損耗，配電線路也有功率損耗，因此用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為</p><p>　　式中，K∑設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)運(yùn)行的設(shè)備容

45、量與全部設(shè)備容量之比；KL為設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量之比；ηe為設(shè)備組的平均效率，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與取用功率之比；ηWL為配電線路的平均效率，即配電線路在最大負(fù)荷時(shí)的末端功率（亦即設(shè)備組的取用功率）與首端功率（亦即計(jì)算負(fù)荷）之比。</p><p>　　令上式中的K∑KL/（ηe、ηWL）=Kd，這里的Kd稱(chēng)為需要系數(shù)</p><p>　

46、　即用電設(shè)備組的需要系數(shù)，是用電設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)需要的有功功率與其設(shè)備容量的比值。</p><p>　　由此可得按需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷的基本公式為</p><p>　　在求出有功計(jì)算負(fù)荷P30后，可按下列各式分別求出其余的計(jì)算負(fù)荷。</p><p><b>　　無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為</b></p><p>

47、;<b>　　視在計(jì)算負(fù)荷為</b></p><p>　　式中，cos為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。</p><p><b>　　計(jì)算電流為</b></p><p>　　式中，UN為用電設(shè)備組的額定電壓。</p><p>　　負(fù)荷計(jì)算中常用的單位：有功功率為“千瓦”（kW），無(wú)功功率為“千乏”（kva

48、r），視在計(jì)算負(fù)荷為“千伏安”（kV·A），電流為“安”（A），電壓為“千伏”（kV）。</p><p>　　多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定</p><p>　　確定擁有多組用電設(shè)備的干線上和車(chē)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)的因素。因此在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對(duì)其有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)（又稱(chēng)為參差系數(shù)或綜合

49、系數(shù)）K∑p和K∑q： </p><p>　　對(duì)車(chē)間干線取 0.85～0.95</p><p><b>　　0.90～0.97</b></p><p><b>　　對(duì)低壓母線</b></p><p>　　1）由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來(lái)計(jì)算時(shí)取</p>

50、<p><b>　　0.80～0.90</b></p><p><b>　　0.85～0.95</b></p><p>　　2）由車(chē)間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來(lái)計(jì)算時(shí)取</p><p><b>　　0.90～0.95</b></p><p><b>　　0.93

51、～0.97</b></p><p><b>　　總的有功計(jì)算負(fù)荷為</b></p><p><b>　　總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為</b></p><p>　　以上兩式中的∑P30,i和∑Q30,i分別為各組設(shè)備的有功和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷之和。</p><p><b>　　總的視在計(jì)算負(fù)荷為

52、</b></p><p><b>　　總的計(jì)算電流為</b></p><p>　　在對(duì)此車(chē)間進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需將照明和動(dòng)力部分分開(kāi)計(jì)算，主要涉及的計(jì)算公式如下：</p><p><b>　　有功功率計(jì)算：</b></p><p><b>　　無(wú)功功率計(jì)算: </b>&l

53、t;/p><p><b>　　視在功率計(jì)算:</b></p><p><b>　　計(jì)算電流: 動(dòng)力</b></p><p><b>　　照明</b></p><p>　　在多組用電設(shè)備中，我們?nèi)⊥瑫r(shí)系數(shù)0.95,0.97</p><p><b>　

54、　全廠有功功率：</b></p><p><b>　　全廠無(wú)功功率：</b></p><p><b>　　全廠視在功率：</b></p><p>　　3.1.5 全廠負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　根據(jù)本設(shè)計(jì)所提供的原始數(shù)據(jù)，宜采用需求系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，各項(xiàng)數(shù)據(jù)如表3.1所示。</

55、p><p>　　表3.1 小型軋鋼300型車(chē)間用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　由上表可知，低壓側(cè)功率因數(shù)：=1738.1/2023.7=0.86</p><p>　　因?yàn)闈M(mǎn)足不了高壓側(cè)在最大負(fù)荷時(shí)功率因素不低于0.95，所以要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。</p><p>　　3.2 無(wú)功功率補(bǔ)償</p><p>　　在所設(shè)計(jì)的

56、系統(tǒng)中，當(dāng)出現(xiàn)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)定的工廠功率因數(shù)要求時(shí)，需要考慮增設(shè)無(wú)功功率補(bǔ)償裝置，在此設(shè)計(jì)中規(guī)定，高壓側(cè)在最大負(fù)荷時(shí)功率因素不低于0.95，低壓側(cè)不應(yīng)低于0.85。</p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償裝置主要有三種：并聯(lián)電容補(bǔ)償、同步補(bǔ)償機(jī)和靜止無(wú)功補(bǔ)償器。三種無(wú)功補(bǔ)償裝置的性能見(jiàn)表3.2。</p><p>　　表3.2 三種無(wú)功補(bǔ)償裝

57、置的比較</p><p>　　由上表可見(jiàn)，采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償是一種投資少、施工簡(jiǎn)單、見(jiàn)效快的補(bǔ)償方式，它可以很方便的就地控制電容投切，以減少線損，消除無(wú)功饋乏給系統(tǒng)帶來(lái)的負(fù)面影響。所以我們選用并聯(lián)電容器來(lái)補(bǔ)償。</p><p>　　并聯(lián)電容器的裝設(shè)方式有高壓集中補(bǔ)償，低壓集中補(bǔ)償和單獨(dú)就地補(bǔ)償三種。其中高壓集中補(bǔ)償補(bǔ)償范圍小，只能補(bǔ)償總降壓變電所的10KV母線之前的供配電系統(tǒng)中由無(wú)

58、功功率產(chǎn)生的影響，而對(duì)對(duì)無(wú)功功率在企業(yè)內(nèi)部的供配電系統(tǒng)中引起的損耗無(wú)法補(bǔ)償，因此不選用。低壓集中補(bǔ)償補(bǔ)償范圍較大，能使變壓器的視在功率減小，從而使變壓器的容量可選得較小，因此比較經(jīng)濟(jì)。單獨(dú)就地補(bǔ)償投資較大，電容器的利用效率較低。綜上考慮，我們選擇BSMJ0.4-30-3型電容器進(jìn)行低壓集中補(bǔ)償。</p><p>　　BSMJ0.4-30-3型電容器符合GB12747.1-2004和IEC60831-1996標(biāo)準(zhǔn)，

59、使用條件如下：</p><p>　　環(huán)境溫度-25℃～+50℃，濕度≤85%，海拔2000米以下；</p><p>　　額定電壓400V AC，耐電壓極間2.15倍額定電壓5秒鐘，極殼間6KVAC可10秒鐘，最高允許過(guò)電壓1.10倍額定電壓；</p><p>　　額定容量60Kvar，容量允許-5～+10%；</p><p>　　補(bǔ)償前的變壓

60、器容量和功率因素：</p><p>　　根據(jù)工廠的一、二級(jí)負(fù)荷情況，選擇2臺(tái)主電力變壓器，因此，主電力變壓器的容量選擇為</p><p>　　SN·T≈0.65 S30=0.652023.7=1315.4kV·A</p><p>　　因此未進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器容量應(yīng)選為2000kV·A，型號(hào)為S9—1350/35

61、 </p><p><b>　　無(wú)功補(bǔ)償容量</b></p><p>　　按設(shè)計(jì)要求，變電所高壓側(cè)的cos=0.95?？紤]到變壓器的無(wú)功功率損耗QT遠(yuǎn)大于有功功率損耗PT，因此在變壓器低壓側(cè)補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于0.95,這里取cos=0.97。 </p><p><b>　　

62、低壓側(cè)</b></p><p>　　補(bǔ)償后的有功功率不變，為：1738.1KW</p><p>　　需要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率：</p><p>　　\* MERGEFORMAT 錯(cuò)誤！未找到引用源。=1738.10.343=596.2K var</p><p><b>　　補(bǔ)償后的無(wú)功功率：</b></p&g

63、t;<p>　　補(bǔ)償后的視在容量：Sc2 =1793KVA</p><p><b>　　變壓器損耗：</b></p><p>　　假設(shè)變壓器容量等于低壓側(cè)視在容量Sc2， =1793KVA</p><p><b>　　=26.9KW</b></p><p>　　=107.6Kvar&l

64、t;/p><p><b>　　高壓側(cè)</b></p><p>　　補(bǔ)償后的有功功率：=1738.1+26.9=1765KW</p><p>　　補(bǔ)償后的無(wú)功功率：=440.4+107.6=548Kvar</p><p>　　補(bǔ)償后的視在容量： 錯(cuò)誤！未找到引用源。 </p><p>　　補(bǔ)償后的計(jì)算

65、電流：=106.7A</p><p>　　補(bǔ)償后的功率因數(shù)：=1765/1848=0.955滿(mǎn)足要求。</p><p>　　取=600Kvar，補(bǔ)償電容器的個(gè)數(shù)為=600/30=20。即無(wú)功功率補(bǔ)償需要20個(gè)BWF0.4-30-3的電容器。</p><p>　　第四章 變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量</p><p>　　4.1 變電所主變壓器臺(tái)

66、數(shù)的選擇</p><p>　　選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：</p><p>　?。?）應(yīng)滿(mǎn)足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可以只用一臺(tái)變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其它變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源。</p><p

67、>　?。?）對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)變壓器。</p><p>　?。?）除上述情況外，一般車(chē)間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。但是負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大的變電所，隨為三級(jí)負(fù)荷，也可以采用兩臺(tái)或以上變壓器。</p><p>　?。?）在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。</p><p>　　

68、根據(jù)上述原則及工廠的實(shí)際情況，廠總變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)選擇2臺(tái)。</p><p>　　4.2 電力變壓器的并列運(yùn)行條件</p><p>　　兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，必須滿(mǎn)足三個(gè)基本條件：</p><p>　?。?）所有并列變壓器的額定一次電壓及二次電壓必須對(duì)應(yīng)相等 這也就是所有并列變壓器的電壓比必須相同，允許差值不得超過(guò)±5%。如果并列變壓器的電壓比

69、不同，則并列變壓器二次繞組的回路內(nèi)將出現(xiàn)環(huán)流，即二次電壓較高的繞組向二次電壓較低的繞組供給電流，引起電能損耗，導(dǎo)致繞組過(guò)熱或燒毀。</p><p>　?。?）所有并列變壓器的阻抗電壓（即短路電壓）必須相等 由于并列運(yùn)行變壓器的負(fù)荷是按其阻抗電壓值成反比分配的，所以其阻抗電壓必須相等，允許差值不得超過(guò)±10%。如果阻抗電壓值過(guò)大，可能導(dǎo)致阻抗電壓值較小的變壓器發(fā)生過(guò)負(fù)荷現(xiàn)象。</p>&l

70、t;p>　　（3）所有并列變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同 這也就是所有并列變壓器的一次電壓和而次電壓的相序和相位都應(yīng)分別對(duì)應(yīng)地相同，否則不能并列運(yùn)行。</p><p>　　此外，并列運(yùn)行的變壓器容量應(yīng)盡量相同或相近，其最大容量與最小容量之比，一般不能超過(guò)3:1。如果容量相差懸殊，不僅運(yùn)行和不方便，而且在變壓器特性稍有差異時(shí)，變壓器間的環(huán)流往往相當(dāng)顯著，特別是很容易造成容量小的變壓器過(guò)負(fù)荷。</p>

71、<p>　　4.3 變電所主變壓器容量的選擇</p><p>　?。?）只裝一臺(tái)主變壓器的變電所</p><p>　　主變壓器容量ST（設(shè)計(jì)中，一般可概略地當(dāng)作其額定容量SN.T）應(yīng)滿(mǎn)足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S30需要，即</p><p>　　ST≥S30 </p>&l

72、t;p>　?。?）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所</p><p>　　每臺(tái)變壓器的容量ST（一般可概略地當(dāng)作SN.T）應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件：</p><p>　　1）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿(mǎn)足總計(jì)算負(fù)荷S30的大約60%～70%的需要，即</p><p>　　ST=(0.6～0.7)S30

73、</p><p>　　2）當(dāng)1臺(tái)主變退出運(yùn)行時(shí)，其余變壓器應(yīng)能保證全部一級(jí)負(fù)荷及大部分二級(jí)負(fù)荷用電，此時(shí)允許變壓器過(guò)負(fù)荷40％運(yùn)行。</p><p>　　（3）車(chē)間變電所主變壓器的單臺(tái)容量上限</p><p>　　車(chē)間變電所主變壓器的單臺(tái)容量，一般不宜大于1000kV·A（或1250 kV·A）。這一方面是受以往低壓開(kāi)關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要

74、求的限制；另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于車(chē)間負(fù)荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量?，F(xiàn)在我國(guó)已能生產(chǎn)一些斷流能力更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開(kāi)關(guān)電器如DW15、ME等型低壓斷路器及其它電器，因此如車(chē)間負(fù)荷容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，也可以選用單臺(tái)容量為1250～2000 kV·A的配電變壓器，這樣能減少主變壓器臺(tái)數(shù)及高壓開(kāi)關(guān)電器和電纜等。</p><p>　　對(duì)裝

75、設(shè)在二層以上的電力變壓器，應(yīng)考慮垂直與水平運(yùn)輸對(duì)通道及樓板荷載的影響。如采用干式變壓器時(shí)，其容量不宜大于630 kV·A。</p><p>　　對(duì)居住小區(qū)變電所內(nèi)的油浸式變壓器單臺(tái)容量，不宜大于630 kV·A。這是因?yàn)橛徒阶儔浩魅萘看笥?30 kV·A時(shí)，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)，而該變壓器電源側(cè)的斷路器往往不在變壓器附近，因此瓦斯保護(hù)很難實(shí)施，而且如果變壓器容量增大，供電半徑相應(yīng)增

76、大，勢(shì)必造成供電末端的電壓偏低，給居民生活帶來(lái)不便，例如日光燈啟動(dòng)困難、電冰箱不能啟動(dòng)等。</p><p>　?。?）適當(dāng)考慮符合的發(fā)展</p><p>　　應(yīng)適當(dāng)考慮今后5～10年電力負(fù)荷的增長(zhǎng)，留有一定的余地，同時(shí)要考慮變壓器的正常過(guò)負(fù)荷能力。</p><p>　　根據(jù)上述原則及工廠的實(shí)際情況，廠總降壓變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)選擇2臺(tái)。2臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，單臺(tái)變壓器

77、的容量為4000kV·A，型號(hào)為S9-4000/35。</p><p>　　第五章 變電所位置選擇與總體布置</p><p>　　5.1 變電所所址選擇的一般原則</p><p>　　變配電所所址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后確定</p><p>　　1、盡量靠近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗 電壓損耗和有色金屬

78、消耗量。</p><p>　　2、進(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線。</p><p>　　3、接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。</p><p>　　4、設(shè)備運(yùn)輸方便，特別要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運(yùn)輸。</p><p>　　5、不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所；無(wú)法避開(kāi)時(shí)，應(yīng)有防振和隔熱的措施。</p>

79、;<p>　　6、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所；無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。</p><p>　　7、不應(yīng)設(shè)在廁所 浴室和其他經(jīng)常積水的場(chǎng)所的正下方，且不宜設(shè)與上述場(chǎng)所相鄰。</p><p>　　8、不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正下方或正上方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50058—1992《爆炸和火

80、災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。</p><p>　　9、不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。</p><p>　　關(guān)于工廠或車(chē)間的負(fù)荷中心，可用負(fù)荷指示圖或負(fù)荷功率矩法來(lái)近似地確定。不過(guò)確定變配電所所址，負(fù)荷中心不是惟一的因素，確定所址應(yīng)全面考慮，擇優(yōu)確定。</p><p>　　5.2 確定負(fù)荷中心</p><p>　　在直角坐標(biāo)系中，設(shè)

81、負(fù)荷Pi在該坐標(biāo)系中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)為（xi，yi），設(shè)負(fù)荷中心坐標(biāo)為(x，y)，則負(fù)荷中心坐標(biāo)為：</p><p>　　因總降壓變電所靠近負(fù)荷中心，故可得到變電所的大體位置。</p><p>　　5.3 變電所的總體布置</p><p>　　變電所的總體布置應(yīng)滿(mǎn)足下列要求：</p><p>　　1、便于運(yùn)行維護(hù)和檢修。 有人值班的變配電所，一般應(yīng)

82、設(shè)值班室。值班室應(yīng)盡量靠近高低壓配電室，且有門(mén)直通。如果值班室靠近高低壓配電室有困難時(shí)，則值班室可經(jīng)走廊與配電室相通。</p><p>　　值班室也可以與低壓配電室合并，但在放置值班工作桌的一面或一端，低壓配電室裝置到墻的距離不應(yīng)小于3M。</p><p>　　主變壓器盡量靠近交通運(yùn)輸方便的馬路側(cè)。條件許可時(shí)，可但設(shè)工具材料室或維修間。</p><p>　　晝夜值班

83、的變配電所，宜設(shè)休息室。有人值班的獨(dú)立變配電所，宜設(shè)有廁所和給排水設(shè)施。</p><p>　　2、保證運(yùn)行安全。 值班室內(nèi)不得有高壓設(shè)備。值班室的門(mén)應(yīng)朝外開(kāi)。高低壓配電室和電容器室的門(mén)應(yīng)朝值班室開(kāi)，或朝外開(kāi)。</p><p>　　油量為100KG及以上的變壓器應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)的變壓器室內(nèi)。變壓器室的大門(mén)應(yīng)朝馬路開(kāi)，但應(yīng)避免朝向倉(cāng)庫(kù)。在炎熱地區(qū)，應(yīng)避免朝西開(kāi)門(mén)。</p><p

84、>　　變電所宜單層布置。當(dāng)采用雙層布置時(shí)，變壓器應(yīng)設(shè)在底層。</p><p>　　高壓電容器組一般應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)的房間內(nèi)，但數(shù)量較少時(shí)，可裝設(shè)在高壓配電室內(nèi)；低壓電容器組可裝設(shè)在低壓配電室內(nèi)，但數(shù)量較多時(shí)，宜裝設(shè)在單獨(dú)的房間內(nèi)。</p><p>　　所有帶電部門(mén)離墻和離地的距離以及各室維護(hù)操作通道的寬度等，均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程的規(guī)定，以確保運(yùn)行安全。</p><p>

85、;　　3、便于進(jìn)出線。 如果是架空進(jìn)線，則高壓配電室宜位于進(jìn)線側(cè)。考慮到變壓器低壓出線通常是采用矩形裸母線，因此變壓器的安裝位置宜靠近低壓配電室。低壓配電室位于低壓架空出線側(cè)。</p><p>　　4、節(jié)約土地和建筑費(fèi)用。 值班室可與低壓配電室合并，但這時(shí)低壓配電室的面積應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大，以便安置值班桌或控制臺(tái)，滿(mǎn)足運(yùn)行值班的要求。</p><p>　　高壓開(kāi)關(guān)柜不多于6臺(tái)時(shí)，可與低壓配電

86、屏設(shè)置在同一房間內(nèi)，但高壓開(kāi)關(guān)柜與低壓配電屏的間距不得小于2M。</p><p>　　5、適應(yīng)發(fā)展要求。 變壓器室應(yīng)考慮到擴(kuò)建時(shí)有更換大一級(jí)容量變壓器的可能。高低壓配電室內(nèi)均應(yīng)留有適當(dāng)數(shù)量開(kāi)關(guān)柜屏的備用位置。</p><p>　　總之，既要考慮到配電所留有擴(kuò)展的余地，又要不妨礙工廠或車(chē)間的發(fā)展。</p><p>　　變配電所總體布置的方案，應(yīng)因地制宜，合理設(shè)計(jì)。布置

87、方案的最后確定，應(yīng)通過(guò)幾個(gè)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較?？紤]到周?chē)h(huán)境及進(jìn)出線方便，決定在廠房的南側(cè)緊靠廠房倉(cāng)庫(kù)建設(shè)工廠變電所，其位置如平面圖如示。</p><p><b>　　工廠總平面圖如下：</b></p><p>　　第六章 變電所主接線方案的設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1 電氣主接線概述</p><p>　　主接線又稱(chēng)

88、一次接線或主電路。電氣主接線是由各種主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)電氣、互感器、電抗器及連接線路等設(shè)備），按一定順序連接而成的一個(gè)接受和分配電能的總電路。由于交流供電系統(tǒng)通常是三相對(duì)稱(chēng)的，故在主接線圖中，一般用一根線來(lái)表示三相電路，僅在個(gè)別三相設(shè)備不對(duì)稱(chēng)或需進(jìn)一步說(shuō)明的地方，部分地用三條線表示，這樣就將三相電路圖繪成了單線圖。為使看圖容易起見(jiàn)，圖上只繪出系統(tǒng)的主要元件及相互間的連接。</p><p>　　電

89、氣主接線單線圖應(yīng)按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)與文字符號(hào)繪制，通常還在圖上標(biāo)明主要電氣設(shè)備的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)，以方便閱讀。</p><p>　　主接線代表了發(fā)電廠和變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。</p><p>　　6.2 對(duì)主接線的基本要求</p><p>　　概括地說(shuō)，對(duì)主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面。</p>

90、<p>　　安全包括人身安全和設(shè)備安全。要滿(mǎn)足這一點(diǎn)，必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定，正確選擇電氣設(shè)備及正常情況下的監(jiān)視系統(tǒng)和故障情況下的保護(hù)系統(tǒng)，考慮各種人身安全的技術(shù)措施。</p><p>　　可靠就是主接線應(yīng)能滿(mǎn)足對(duì)不同負(fù)荷的不中斷供電，且保護(hù)裝置在正常運(yùn)行是不誤動(dòng)、發(fā)生事故時(shí)不拒動(dòng)，能盡可能地縮小停電范圍。為了滿(mǎn)足可靠性要求，主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰。電器是電力系統(tǒng)中最薄弱的元件，所以不應(yīng)當(dāng)不適當(dāng)

91、地增加電器的數(shù)目，以免引起事故。</p><p>　　靈活是用最少的切換，能適應(yīng)不同的運(yùn)行方式，適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡(jiǎn)便、迅速地倒換運(yùn)行方式，使發(fā)生故障時(shí)停電時(shí)間最短，影響范圍最小。因此，電氣主接線必須滿(mǎn)足調(diào)度靈活、操作方便的基本要求。</p><p>　　經(jīng)濟(jì)是在滿(mǎn)足了以上要求的條件下，保證需要的設(shè)計(jì)投資最少。在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。欲使主接線可靠、靈

92、活，必須要選用高質(zhì)量的現(xiàn)代化的自動(dòng)裝置，從而導(dǎo)致投資費(fèi)用的增加。因此，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿(mǎn)足可靠性和靈活性的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。主要應(yīng)從投資省、占地面積少、電能損耗小、運(yùn)行費(fèi)用低和節(jié)約有色金屬等幾個(gè)方面綜合考慮。</p><p>　　6.3 主接線的基本接線形式</p><p>　　主接線的基本形式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，概括為有母線的接線形式和無(wú)母線的接線形式兩大類(lèi)。<

93、;/p><p>　　6.3.1 具有母線的電氣主接線（這里只介紹兩種）</p><p><b>　　（1）單母線接線</b></p><p>　　單母線接線是一種最原始、最簡(jiǎn)單的接線，如圖6.1所示，所有電源及出線均接在同一母線上。其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單明顯，采用設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便，便于擴(kuò)建，造價(jià)低。缺點(diǎn)是供電可靠性低。母線及母線隔離開(kāi)關(guān)等任一元件發(fā)生故障或檢

94、修時(shí)，均需使整個(gè)配電裝置停電。因此，單母線接線方式一般只在發(fā)電廠或變電所建設(shè)初期無(wú)重要用戶(hù)或出線回路數(shù)不多的單電源小容量的廠（所）中采用。</p><p>　　在主接線中，斷路器是電力系統(tǒng)的主開(kāi)關(guān)；隔離開(kāi)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。</p><p>　?。?）單母線分段接線</p><p>　　單母線分段接線是采用斷路器（或隔離開(kāi)關(guān)）

95、將母線分段，通常是分成兩段，如圖6.2所示。母線分段后可進(jìn)行分段檢修，對(duì)于重要用戶(hù)，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，從而保證了正常母線段不間斷供電和不致使重要用戶(hù)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(kāi)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(kāi)分段隔離開(kāi)關(guān)QS1，完好段即可恢復(fù)供電

96、。</p><p>　　單母線分段接線即具有單母線接線簡(jiǎn)單明顯、方便經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上提高了供電可靠性。但它的缺點(diǎn)是當(dāng)一段母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障檢修時(shí)該段母線上的所有回路都要長(zhǎng)時(shí)間停電。單母線分段接線連接的回路數(shù)一般可比單母線增加一倍。</p><p>　　6.3.2 無(wú)母線的電氣主接線</p><p>　　沒(méi)有母線的接線，其最大特點(diǎn)是使用斷路器數(shù)量較少，一般

97、采用斷路器數(shù)都等于或小于出線回路數(shù)，從而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資較少。一般在6～220kV電壓級(jí)電氣主接線中廣泛采用。</p><p><b>　　橋形接線</b></p><p>　　當(dāng)具有兩臺(tái)變壓器和兩條線路時(shí)，在變壓器-線路接線的基礎(chǔ)上，在其中間架一連接橋，則成為橋形接線。如圖6.3所示。按照連接橋斷路器的位置，可分為內(nèi)橋（圖6.3(a)）和外橋（圖6.3（b））兩種接線

98、。前者橋連斷路器設(shè)置在變壓器側(cè)；而后者，橋連斷路器則設(shè)置在線路側(cè)。橋形接線中，四個(gè)回路只有三臺(tái)斷路器，是需要斷路器最少也是最節(jié)省的一種接線。但其可靠性和靈活性較差，只能應(yīng)用于小型變電所、發(fā)電廠。</p><p>　　內(nèi)橋式適宜輸電線路較長(zhǎng)，故障幾率較多，而變壓器又不需要經(jīng)常切換時(shí)；外橋式則在出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換時(shí)，就更為適宜。</p><p>　　有時(shí)為了檢修出線和

99、在變壓器回路中的斷路器時(shí)不中斷線路和變壓器正常運(yùn)行，再在橋形接線中附加一個(gè)正常工作時(shí)斷開(kāi)的帶隔離開(kāi)關(guān)的跨條。在跨條上裝設(shè)兩臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)的目的是可以輪換停電檢修任何一組隔離開(kāi)關(guān)。</p><p>　　6.4 主接線的繪制</p><p>　　變電所主接線圖應(yīng)說(shuō)明：</p><p>　?。?）電源電壓、電源進(jìn)線回路數(shù)和線路結(jié)構(gòu)；</p><p>　

100、　（2）變電所的接線方式和運(yùn)行方式；</p><p>　?。?）高壓開(kāi)關(guān)柜和低壓配電屏的類(lèi)型和電路方案；</p><p>　?。?）高低壓電器設(shè)備的型號(hào)及規(guī)格；</p><p>　?。?）各條饋出線的回路編號(hào)、名稱(chēng)及容量。</p><p>　　6.5 工廠總降壓變電所的主接線方案選擇</p><p>　　工廠電源進(jìn)線電

101、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6~10KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)過(guò)車(chē)間變電所，降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓如220/380V。</p><p>　　方案1 一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖（如圖6.4）所示。</p><p>　　這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10跨在兩路電源進(jìn)線之間，猶如一座橋梁，而且處在線路斷路器QF1

102、1和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱(chēng)為內(nèi)橋式接線。這種主接線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)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(shí)，則斷開(kāi)QF11，投入QF10（其兩側(cè)QS先合），即可由WL2恢復(fù)對(duì)變壓器T1的供電。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長(zhǎng)因而發(fā)生故障和停電的機(jī)會(huì)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。</p><p>　　方案2 一次側(cè)采用外橋式接線，

103、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖（如圖6.5）所示。這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10也跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在線路斷路器QF11和QF12的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱(chēng)為外橋式接線。這種主接線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。但與內(nèi)橋式接線的適用場(chǎng)合有所不同。如果某臺(tái)變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開(kāi)QF11，投入QF10（其兩側(cè)QS先合），使用兩路電源進(jìn)線又恢復(fù)并列運(yùn)行。這

104、種外橋式接線適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大、適于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。</p><p>　　方案3 一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖（如圖6.6）</p><p>　　這種主接線兼有上述兩種橋式接線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所。</p><p>　　根據(jù)本廠

105、的實(shí)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）5公里，距離較遠(yuǎn)；而變電所負(fù)荷變動(dòng)不大，故采用方案1（一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)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(fù)荷變動(dòng)較大,適于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所；而方案3所用的高壓設(shè)備較多，增加了初期投資，故不采用方案2和方案3。</p><p>　　采用橋式接線，最大的特點(diǎn)就是使用斷路器數(shù)量較少，

106、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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資較少。</p><p>　　6.6 高壓線路的接線方式</p><p>　　工廠的高壓線路有放射式、樹(shù)干式和環(huán)形等基本接線方式。</p><p>　　（1）高壓放射式接線</p><p>　　圖6.7為放射式結(jié)構(gòu)，放射式線路之間互相不影響，因此供電可靠性較高，而且便

107、于裝設(shè)自動(dòng)裝置，但是高壓設(shè)備用的較多，且每臺(tái)高壓斷路器須裝設(shè)一個(gè)高壓柜，從而使投資增加，而這種放射式線路發(fā)生故障或檢修時(shí)，該線路所有供電的負(fù)荷都要停電，要提高其供電可靠性，可在低壓變電所高壓側(cè)之間或低壓側(cè)之間敷設(shè)聯(lián)絡(luò)線，要近一步提高其供電可靠性，還可采用來(lái)自?xún)蓚€(gè)電源的兩路高壓進(jìn)線，然后經(jīng)分段母線，由兩段母線用雙回路對(duì)用戶(hù)交叉供電。</p><p>　?。?）高壓樹(shù)干式接線</p><p>

108、　　圖6.8是高壓樹(shù)干式線路的電路圖。樹(shù)干式結(jié)線與放射式結(jié)線相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：多數(shù)情況下，能減少線路的有色金屬消耗量；采用高壓開(kāi)關(guān)數(shù)量少，投資較省。但有下列缺點(diǎn)：供電可靠性較低，當(dāng)高壓配電干線發(fā)生故障或檢修時(shí)，接于干線的所有變電所都要停電，且在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化方面，適應(yīng)性較差。</p><p>　　實(shí)際上，工廠的高壓配電系統(tǒng)往往是幾種接線方案相結(jié)合，依據(jù)具體情況而定，不過(guò)一般來(lái)說(shuō)，高壓配電系統(tǒng)宜先優(yōu)先考慮采用放射式，

109、因?yàn)榉派涫降墓╇娍煽啃愿撸冶阌谶\(yùn)行管理。</p><p>　　本廠由于車(chē)間一、二級(jí)負(fù)荷較多，需要較高的供電可靠性故采用放射式接線。</p><p>　　第七章 低壓電力網(wǎng)導(dǎo)線型號(hào)及截面的選擇</p><p>　　7.1 電力網(wǎng)導(dǎo)線型號(hào)選擇</p><p>　　7.1.1 架空線路裸導(dǎo)線型號(hào) </p><p>　　

110、由于架空與電纜線路相比有較多的優(yōu)點(diǎn)，如成本低、投資少，安裝容易，維護(hù)和檢修方便易于發(fā)現(xiàn)和排除故障等，所以架空線路在一般工廠中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。</p><p>　　工廠戶(hù)外架空線路一般采用裸導(dǎo)線，其常用型號(hào)適用范圍如下： </p><p>　　1. 鋁絞線（LJ）：戶(hù)外架空線路采用的鋁絞線導(dǎo)電性能好，重量輕，對(duì)風(fēng)雨作用的抵抗力較強(qiáng)，但對(duì)化學(xué)腐蝕作用的抵抗力較差，多用在10kV及以下線路上，其桿

111、距不超過(guò)100～125m。 </p><p>　　2. 鋼芯鋁絞線（LGJ）：此種導(dǎo)線的外圍用鋁線，中間線芯用鋼線，解決了鋁絞線機(jī)械強(qiáng)度差的缺點(diǎn)。由于交流電的趨膚效應(yīng)，電流實(shí)際上只從鋁線通過(guò)，所以鋼芯鋁絞線的截面面積是指鋁線部分的面積。在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的場(chǎng)所和35kV及以上的架空線路上多被采用。 </p><p>　　3. 銅絞線（TJ）：銅絞線導(dǎo)電性能好，對(duì)風(fēng)雨及化學(xué)腐蝕作用的抵抗力強(qiáng)

112、，但造價(jià)高，且密度過(guò)大，選用要根據(jù)實(shí)際需要而定。 </p><p>　　4. 防腐鋼芯鋁絞線（LGJF）：具有鋼芯鋁絞線的特點(diǎn)，同時(shí)防腐性好，一般用在沿海地區(qū)、咸水湖及化工工業(yè)地區(qū)等周?chē)懈g性物質(zhì)的高壓和超高壓架空線路上</p><p>　　7.1.2 工廠常用電力電纜型號(hào) </p><p>　　電纜線路與架空線路相比，具有成本高，投資大，維修不便等缺點(diǎn)，但是它具

113、有運(yùn)行可靠、不易受外界影響、不需架設(shè)電桿、不占地面、不礙觀瞻等優(yōu)點(diǎn)，特別是在有腐蝕性氣體和易燃、易爆場(chǎng)所，不宜架設(shè)架空線路時(shí)，只有敷設(shè)電纜線路。</p><p>　　工廠供電系統(tǒng)中常用電力電纜型號(hào)及適用范圍如下： </p><p>　　浸紙絕緣鋁包或鉛包電力電纜（如鋁包鋁芯ZLL型，鋁包鉛芯ZL型）。它具有耐壓強(qiáng)度高，耐熱能力好，使用年限長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，使用最普遍。這種電纜在工作時(shí)，其內(nèi)部浸漬的

114、油會(huì)流動(dòng)，因此不宜用在有較大高度差的場(chǎng)所。如6～10kV電纜水平高度差不應(yīng)大于15m，以免低端電纜頭脹裂漏油。 </p><p>　　浸紙滴干絕緣鉛包電力電纜。可用于垂直或高落差處，敷設(shè)在室內(nèi)、電纜溝、隧道或土壤中，能承受機(jī)械壓力，但不能承受大的拉力。 </p><p>　　料絕緣電力電纜。這種電纜重量輕、耐腐蝕，可以敷設(shè)在有較大高度差，甚至是垂直、傾斜的環(huán)境中，有逐步取代油浸紙絕緣電纜的

115、趨向。目前生產(chǎn)的有兩種：一種是聚氯乙烯絕緣、聚氯乙烯護(hù)套的全塑電力電纜（VLV和VV型），已生產(chǎn)至10kV電壓等級(jí)。另一種是交聯(lián)聚乙烯絕緣、聚氯乙烯護(hù)套電力電纜（YJLV和YJV型），已生產(chǎn)至110kV電壓等級(jí)。 </p><p>　　7.2 導(dǎo)線截面選擇</p><p>　　7.2.1 導(dǎo)線截面選擇的條件</p><p>　　為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)

116、地運(yùn)行，選擇導(dǎo)線和電纜截面時(shí)必須滿(mǎn)足下列條件：</p><p><b>　?。?）發(fā)熱條件</b></p><p>　　導(dǎo)線和電纜（包括母線）在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。</p><p><b>　?。?）電壓損耗條件</b></p><p&

117、gt;　　導(dǎo)線和電纜在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過(guò)正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。</p><p><b>　?。?）經(jīng)濟(jì)電流密度</b></p><p>　　35kV及以上的高壓線路及電壓在35kV以下但距離長(zhǎng)電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費(fèi)用支出最小。所選截