供電課程設(shè)計---某小型冶金實驗工廠供電系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展、專業(yè)面的不斷擴寬和加深，工廠供電的學(xué)習(xí)已經(jīng)不限于書面知識，增加了社會實踐的課程，在實踐的基礎(chǔ)上完成本次課程設(shè)計。</p><p>　　本文首先對工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計的原理進行簡單的闡述。通過對書本知識以及社會實踐所學(xué)整理得到本論文，加深自己對工廠供電系統(tǒng)設(shè)計的了解。本課程設(shè)計鞏固

2、了我們對《工廠供電》的學(xué)習(xí)，通過實踐讓我們對所學(xué)知識進行融會貫通，從而提高自身能力，開拓思路。</p><p>　　本次課程設(shè)計的題目是《某小型冶金實驗工廠供電系統(tǒng)設(shè)計》。要求根據(jù)已知數(shù)據(jù)，計算該廠高低壓側(cè)的計算負荷及確定為提高功率因數(shù)所需的補償容量。選擇小型冶金實驗工廠變壓器的臺數(shù)和容量。選擇和確定小型冶金實驗工廠供電系統(tǒng)（包括高、低壓供電電壓，高、低壓供電系統(tǒng)圖，車間低壓電力網(wǎng)接線）選擇該車間高低壓電力網(wǎng)的導(dǎo)

3、線型號及截面。選擇高低壓供電系統(tǒng)一次元件（包括校驗）。最后按照要求寫出設(shè)計說明書，繪制設(shè)計圖樣。</p><p>　　本設(shè)計按要求共分為六章：第一章 課程設(shè)計任務(wù)；第二章 負荷計算和無功功率補償；第三章 變電所位置的選擇；第四章 高、低壓電力網(wǎng)的導(dǎo)線型號及截面選擇；第五章 變電所主接線方案設(shè)計；第六章 短路電流計算；第七章 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗；第八章 低壓干線、支線上的熔絲及型號的選擇。本文最后附有變電所

4、主接線圖至各分廠變電所接線圖和低壓供電系統(tǒng)一次接線圖各一張。</p><p>　　這次課程設(shè)計限于本人水平，其中有錯誤和不妥之處還請老師批評指正。</p><p><b>　　翁鵬 </b></p><p><b>　　2011年8月</b></p><p><b>　　目錄&

5、lt;/b></p><p>　　第一章 課程設(shè)計任務(wù)- 1 -</p><p>　　1.1 設(shè)計題目- 1 -</p><p>　　1.2 設(shè)計依據(jù)- 1 -</p><p>　　1.2.1工廠負荷情況- 1 -</p><p>　　1.2.2 供電電源情況- 2 -</p><p

6、>　　1.2.3 氣象及其他有關(guān)資料- 2 -</p><p>　　1.3 設(shè)計要求- 3 -</p><p>　　第二章 負荷計算和無功功率補償- 4 -</p><p>　　2.1負荷計算的目的及意義- 4 -</p><p>　　2.1.1 負荷分類- 4 -</p><p>　　2.1.2 負荷

7、的計算方法- 5 -</p><p>　　2.1.3 計算數(shù)據(jù)列表表示- 10 -</p><p>　　2.2供配電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗- 11 -</p><p>　　2.2.1線路的功率損耗與電能損耗- 11 -</p><p>　　2.2.2 變壓器的功率損耗與電能損耗- 12 -</p><p>

8、　　2.3 用戶負荷計算- 13 -</p><p>　　2.4功率因數(shù)補償方法- 15 -</p><p>　　第三章 變壓器的選擇- 19 -</p><p>　　3.1變壓器數(shù)量的確定- 19 -</p><p>　　3.2 變壓器容量的確定- 19 -</p><p>　　第四章 工廠供電系統(tǒng)的選擇

9、- 22 -</p><p>　　4.1 高低壓供電電壓- 22 -</p><p>　　4.2 車間低壓電力網(wǎng)接線- 22 -</p><p>　　4.2.1變配電所主結(jié)線的選擇原則- 22 -</p><p>　　4.2.2 主結(jié)線方案選擇- 23 -</p><p>　　4.3 短路電流- 25 -&l

10、t;/p><p>　　4.3.1 短路電流計算的目的- 25 -</p><p>　　4.3.2采用標幺值法進行短路電流計算- 25 -</p><p>　　第五章 高、低壓電力網(wǎng)的導(dǎo)線型號及截面的選擇- 30 -</p><p>　　5.1 導(dǎo)線類型和截面選擇原則- 30 -</p><p>　　5.2 導(dǎo)線選擇

11、- 31 -</p><p>　　5.2.1 架空線選擇- 31 -</p><p>　　5.2.2 10kV側(cè)出線選擇- 31 -</p><p>　　5.2.3 380V低壓出線選擇- 32 -</p><p>　　第六章 選擇高低壓供電系統(tǒng)一次元件- 33 -</p><p>　　6.1一次設(shè)備選

12、擇一般原則- 33 -</p><p>　　6.2變電所高壓一次設(shè)備的選擇與校驗- 33 -</p><p>　　第七章 繼電保護及二次結(jié)線設(shè)計- 35 -</p><p>　　結(jié)束語- 37 -</p><p>　　參考文獻- 38 -</p><p>　　第一章 課程設(shè)計任務(wù)</p><

13、;p><b>　　1.1 設(shè)計題目</b></p><p>　　某小型冶金實驗工廠供電系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　1.2 設(shè)計依據(jù)</b></p><p>　　1.2.1工廠負荷情況 </p><p>　　該廠除部分負荷為二級負荷外，其余全部為三級負荷，該廠同期系數(shù)很低，該廠年最大有

14、功負荷利用小時數(shù)Tmax=4500小時。</p><p>　　小型冶金實驗工廠用電設(shè)備情況（見表1.1）。</p><p>　　表1.1 某小型冶金實驗工廠用電情況</p><p>　　表1.2 某機修車間用電情況（全部設(shè)備Ve=0.38KV）</p><p>　　1.2.2 供電電源情況 </p><p>　　據(jù)該廠

15、變電所5公里處有一地區(qū)性變電所，可以為該廠提供10kv電源。地區(qū)變電所利用架空線向該廠供電，輸電線為LJ-70，Dpj=1m。地區(qū)變電所10kv母線，三相短路時。</p><p>　　1.2.3 氣象及其他有關(guān)資料</p><p>　　（1）要求車間變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為0.85。高壓側(cè)功率因數(shù)為0.95。</p><p>　?。?）年平均溫度及最高溫度</

16、p><p>　　最熱月平均最高溫度35℃；年平均溫度18℃；最熱月土壤平均溫度30℃。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計要求</b></p><p>　?。?）計算該廠高低壓側(cè)的計算負荷及確定為提高功率因數(shù)所需的補償容量。</p><p>　　（2）選擇小型冶金實驗工廠變壓器的臺數(shù)和容量。</p>&l

17、t;p>　?。?）選擇和確定小型冶金實驗工廠供電系統(tǒng)（包括高、低壓供電電壓，高、低壓供電系統(tǒng)圖，車間低壓電力網(wǎng)接線）。</p><p>　?。?）選擇該車間高低壓電力網(wǎng)的導(dǎo)線型號及截面。</p><p>　?。?）選擇高低壓供電系統(tǒng)一次元件（包括校驗）。</p><p>　　第二章 負荷計算和無功功率補償</p><p>　　2.1負荷

18、計算的目的及意義</p><p>　　2.1.1 負荷分類</p><p>　　電力負荷，按GB 50052—1995《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)其對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3 級：</p><p>　　(1) 一級負荷(first order load)。符合下列情況之一時，應(yīng)為一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡時；中斷供電將在政治、

19、經(jīng)濟上造成重大損失時；中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟意義的用電單位的正常工作。在一級負荷中，當中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負荷，以及特別重要的場所不允許中斷供電的負荷，應(yīng)視為特別重要的負荷。</p><p>　　(2) 二級負荷(second order load)。符合下列情況之一時，應(yīng)為二級負荷：中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失時；中斷供電將影響重要用電單位的正常工作，供電系統(tǒng)要能安全可靠地正常

20、運行，其中各個元器件(包括電力變壓器、開關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜等)都必須選擇得當，除了應(yīng)滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負荷電流的要求。因此有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。</p><p>　　(3) 三級負荷(third order load)。三級負荷為一般電力負荷，所有不屬于上述一、二級負荷者均屬三級負荷。</p><p>　　各級電力負荷對供電電源的要求

21、：</p><p>　　(1) 一級負荷對供電電源的要求。對于一級負荷必須考慮有兩路獨立電源供電，在發(fā)生事故時，在繼電保護裝置正確動作的情況下，兩路電源不會同時丟失或失去一路電源，在允許的時間內(nèi)第二路電源自動投入，還同時增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對特別重要負荷的供電，嚴禁將其他負荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。</p><p>　　(2) 二級負荷對供電電源的要求。二級負荷也要求有兩路獨立電源供電，當工作電

22、源失去時，由運行人員手動操作投入備用電源。供電變壓器也應(yīng)有兩臺(這兩臺變壓器不一定在同一變電所)。只有當負荷較小或者當?shù)毓╇姉l件困難時，二級負荷可由一回路6kV 及以上的專用架空線路供電。這是考慮架空線路發(fā)生故障時，較之電纜線路發(fā)生故障時易于發(fā)現(xiàn)且易于檢查和修復(fù)。當采用電纜線路時，必須采用兩根電纜并列供電，每根電纜應(yīng)能承受全部二級負荷。</p><p>　　(3) 三級負荷對供電電源的要求。由于三級負荷為不重要的

23、一般負荷，因此它對供電電源無特殊要求。</p><p>　　2.1.2 負荷的計算方法</p><p>　　計算負荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)。計算負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)濟合理。如果計算負荷確定得過大，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；如果計算負荷確定得過小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過負荷下運行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老

24、化甚至燃燒引起火災(zāi)，同樣會造成更大損失。由此可見，正確確定計算負荷意義重大。但是，負荷情況復(fù)雜，影響計算負荷的因素很多，雖然各類負荷的變化有一定的規(guī)律可循，但仍難準確確定計算負荷的大小。實際上，負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，負荷計算只能力求接近實際。</p><p>　　我國目前普遍采用的確定用電設(shè)備計算負荷的方法，有需要系數(shù)法和二項式法。需要

25、系數(shù)法是國際上普遍采用的確定計算負荷的基本方法，最為簡便。二項式法的應(yīng)用局限性較大，但在確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別懸殊的分支干線的計算負荷時，較之需要系數(shù)法合理，且計算也較簡便。</p><p>　　本設(shè)計采用需要系數(shù)法對各個車間進行計算，并將照明和動力部分分開計算，按需要系數(shù)法確定計算負荷。</p><p>　?。?）基本公式。用電設(shè)備組的計算負荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時

26、最大負荷，如圖2.1所示。用電設(shè)備組的設(shè)備容量，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備(不含備用的設(shè)備)的額定容量 之和，即。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)備實際上不一定都同時運行，運行的設(shè)備也不太可能都滿負荷，同時設(shè)備本身有功率損耗，因此用電設(shè)備組的有功計算負荷應(yīng)為</p><p>　　——設(shè)備組的同時系數(shù)，即設(shè)備組在最大負荷時運行的設(shè)備容量與全部設(shè)備容量之比；</p>

27、<p>　　——設(shè)備組的負荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負荷時輸出功率與運行的設(shè)備容量之比；</p><p>　　——設(shè)備組的平均效率，即設(shè)備組在最大負荷時輸出功率與取用功率之比；</p><p>　　——配電線路的平均效率，即配電線路在最大負荷時的末端功率與首端功率之比。</p><p>　　圖2.1 用電設(shè)備組的計算負荷說明</p><

28、p>　　按需要系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組有功計算負荷的基本公式為</p><p>　　實際上，需要系數(shù)Kd 不僅與用電設(shè)備組的工作性質(zhì)、設(shè)備臺數(shù)、設(shè)備效率和線路損耗等因素有關(guān)，而且與操作人員的技能和生產(chǎn)組等多種因素有關(guān)，因此應(yīng)盡可能地通過實測分析確定，使之盡量接近實際。</p><p>　　表2-1 用電設(shè)備組的需要系數(shù)、二項式系數(shù)及功率因數(shù)</p><p>

29、　　在求出有功計算負荷P30后，可按下列各式分別求出其余的計算負荷。</p><p>　　無功計算負荷為 </p><p>　　視在計算負荷為 </p><p>　　計算電流為 </p><p>　　如果為一臺三相電動機，則其計算電流應(yīng)取為其額定電流，即 </p><p>　　負荷計算中

30、常用的單位：有功功率為“千瓦”(kW)，無功功率為“千乏”(kvar)，視在功率為“千伏安”(kV?A)，電流為“安”(A)，電壓為“千伏”(kV)。</p><p>　?。?）設(shè)備容量的計算。需要系數(shù)法基本公式P30=KdPe中的設(shè)備容量Pe，不含備用設(shè)備的容量，而且要注意，此容量的計算與用電設(shè)備組的工作制有關(guān)。</p><p>　?、賹σ话氵B續(xù)工作制和短時工作制的用電設(shè)備組，設(shè)備容量是

31、所有設(shè)備的銘牌額定容量之和。</p><p>　?、趯嗬m(xù)周期工作制的用電設(shè)備組，設(shè)備容量是將所有設(shè)備在不同負荷持續(xù)率下的銘牌額定容量換算到一個規(guī)定的負荷持續(xù)率下的容量之和。斷續(xù)周期工作制的用電設(shè)備常用的有電焊機和吊車電動機，各自的換算要求如下：</p><p>　　(a) 電焊機組。要求容量統(tǒng)一換算到ε=100%(電焊機的銘牌負荷持續(xù)率有20%、40%、50%、60%、75%、100%等

32、多種，而ε=100%時，=1，換算最為簡便，因此規(guī)定其設(shè)備容量統(tǒng)一換算至ε=100%；表2-1中電焊機的需要系數(shù)及其他系數(shù)也都是對應(yīng)于ε=100%，因此可得換算后的設(shè)備容量為</p><p>　　式中PN、SN為電焊機的銘牌容量(前者為有功功率，后者為視在功率)；為與銘牌容量對應(yīng)的負荷持續(xù)率(計算中用小數(shù))；為其值等于100%的負荷持續(xù)率(計算中用1)；為銘牌規(guī)定的功率因數(shù)。</p><p&g

33、t;　　(b) 吊車電動機組。要求容量統(tǒng)一換算到ε=25%(吊車即起重機的銘牌負荷持續(xù)率有15%、25%、40%、60%等，而ε=25%時，ε=0.5，對其換算相對較為簡便，因此規(guī)定其設(shè)備容量統(tǒng)一換算至ε=25%；表2-1中吊車組的需要系數(shù)及其他系數(shù)也都是對應(yīng)于ε=25%的)，因此可得換算后的設(shè)備容量為</p><p>　　式中 PN——吊車電動機的銘牌容量；</p><p>　　——與銘

34、牌容量對應(yīng)的負荷持續(xù)率(計算中用小數(shù))；</p><p>　　——其值等于25%的負荷持續(xù)率(計算中用0.25)。</p><p>　　(3) 多組用電設(shè)備計算負荷的確定。確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計算負荷時，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。</p><p>　　總的有功計算負荷為 </p><

35、p>　　總的無功計算負荷為 </p><p>　　以上兩式中的和分別為各組設(shè)備的有功和無功計算負荷之和。</p><p>　　總的視在計算負荷為 </p><p>　　總的計算電流為 </p><p>　　注意：由于各組設(shè)備的功率因數(shù)不一定相同，因此總的視在計算負荷和計算電流一般不能用各組的視在計算負荷或計算電流之和來計算。

36、</p><p>　　此外應(yīng)注意：在計算多組設(shè)備總的計算負荷時，為了簡化和統(tǒng)一，各組的設(shè)備臺數(shù)不論多少，各組的計算負荷均按附表2.1所列的計算系數(shù)計算，而不必考慮設(shè)備臺數(shù)少而適當增大 Kd和的問題。</p><p>　　2.1.3 計算數(shù)據(jù)列表表示</p><p>　　表2.2 某小型冶金實驗工廠計算負荷</p><p>　　按照需要系數(shù)法進

37、行計算全廠負荷，其中稱為需要系數(shù)。在多組用電設(shè)備中，我們同時取系數(shù) 。</p><p>　　根據(jù)表2-1可以計算出：</p><p>　　10KV/380V低壓側(cè)有功功率：</p><p>　　10KV/380V低壓側(cè)無功功率：</p><p>　　10KV/380V低壓側(cè)視在功率： </p><p>　　10KV/3

38、80V低壓側(cè)功率因數(shù)：</p><p><b>　　功率因數(shù)：</b></p><p>　　因為滿足不了高壓側(cè)在最大負荷時功率因素不低于0.95，低壓側(cè)不應(yīng)低于0.85的要求，所以要進行無功功率補償。</p><p>　　二級負荷，選取Kd=0.8 。因此求得：</p><p><b>　　有功計算負荷 &

39、lt;/b></p><p><b>　　無功計算負荷 </b></p><p><b>　　視在計算負荷 </b></p><p>　　計算電流 </p><p>　　機修車間全部設(shè)備 的計算負荷</p><p>　　查表2-2 中“小批量生產(chǎn)的金屬冷加

40、工機床電動機”項，得K d =0.16～0.2(取0.2)，cos? =0.5，tan? =1.73。因此可求得：</p><p><b>　　有功計算負荷 </b></p><p><b>　　無功計算負荷 </b></p><p><b>　　視在計算負荷 </b></p><

41、p><b>　　計算電流 </b></p><p>　　2.2供配電系統(tǒng)的功率損耗與電能損耗</p><p>　　電流流過電力線路和變壓器時，勢必要引起功率和電能損耗。在進行用戶或全廠負荷計算時，應(yīng)計入這部分損耗。</p><p>　　2.2.1線路的功率損耗與電能損耗</p><p>　　1. 線路的功率

42、損耗</p><p>　　線路的功率損耗包括有功和無功兩大部分。</p><p>　　1) 線路的有功功率損耗</p><p>　　有功功率損耗是電流通過線路電阻所產(chǎn)生的，按下式計算：</p><p>　　——線路的計算電流；</p><p>　　——線路每相的電阻 ，其中l(wèi)為線路長度，為線路單位長度的電阻值，可查有關(guān)

43、手冊或產(chǎn)品樣本。</p><p>　　2) 線路的無功功率損耗</p><p>　　無功功率損耗是電流通過線路電抗所產(chǎn)生的，按下式計算： </p><p>　　——線路每相的電抗。</p><p>　　電抗，其中l(wèi) 為線路長度，為線路單位長度的電抗阻值，可查有關(guān)手冊或產(chǎn)品樣

44、本。但是查架空線路的值，不僅要根據(jù)導(dǎo)線截面，而且要根據(jù)導(dǎo)線之間的幾何均距。</p><p>　　2. 線路的電能損耗計算</p><p>　　線路上全年的電能損耗是由于電流通過線路電阻產(chǎn)生的，可按下式計算： </p><p>　　τ——年最大負荷損耗小時。</p><p>　　年最大負荷損耗小時τ，是假設(shè)供配電系統(tǒng)元件(含線路)持續(xù)通過計

45、算電流(即最大負荷電流) 時，在此時間τ內(nèi)所產(chǎn)生的電能損耗恰與實際負荷電流全年在此元件(含線路)上產(chǎn)生的電能損耗相等。年最大負荷損耗小時τ與年最大負荷利用小時有一定關(guān)系。</p><p>　　因此全年電能損耗為 </p><p>　　2.2.2 變壓器的功率損耗與電能損耗</p><p>　　1) 變壓器的有功功率損耗</p><p>　　

46、鐵心中的有功功率損耗簡稱“鐵損”。它在變壓器一次繞組的外施電壓和頻率不變的條件下是固定不變的，與負荷無關(guān)。鐵損可由變壓器空載實驗測定。變壓器的空載損耗可認為就是鐵損，因為變壓器的空載電流很小，在一次繞組中產(chǎn)生的有功功率損耗可略去不計。</p><p>　　一、二次繞組中的功率損耗俗稱“銅損”。它與負荷電流(或功率)的平方成正比。銅損可由變壓器短路實驗測定。變壓器的短路損耗(亦稱負載損耗) ?？烧J為就是銅損，因為變

47、壓器二次側(cè)短路時，一次側(cè)的短路電壓(亦稱阻抗電壓) 很小，在鐵心中產(chǎn)生的有功功率損耗可略去不計。</p><p>　　變壓器的有功功率損耗 </p><p>　　2) 變壓器的無功功率損耗</p><p>　　變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成：</p><p>　　用來產(chǎn)生磁通即勵磁電流的一部分無功功率，它只與一次繞組電壓有關(guān)，與負荷無關(guān)。

48、與消耗在變壓器一、二次繞組電抗上的無功功率。</p><p>　　變壓器的無功功率損耗為</p><p>　　在電力負荷計算中，通常采用簡化公式。對 S7、SL7、S9 等型低損耗電力變壓器的功率損耗，可采用下列簡化公式計算。</p><p><b>　　有功功率損耗：</b></p><p><b>　　無功

49、功率損耗：</b></p><p>　　3）變壓器全年的電能損耗為 </p><p>　　2.3 用戶負荷計算</p><p>　　確定用戶的計算負荷是選擇電源進線和一、二次設(shè)備的基本依據(jù)，是供配電系統(tǒng)設(shè)計的重要組成部分，也是與電力部門簽定用電協(xié)議的基本依據(jù)。</p><p>　　確定等效三相設(shè)備容量用戶計算負荷的方法很多，可根

50、據(jù)不同情況和要求采用不同的方法。在制定計劃、初步設(shè)計，特別是方案比較時可用較粗略的方法。在供電設(shè)計中進行設(shè)備選擇時，則應(yīng)進行較詳細的負荷計算。</p><p>　　1. 按逐級計算法確定用戶的計算負荷</p><p>　　如圖2.2所示，用戶的計算負荷(這里以有功負荷為例)應(yīng)該是高壓配電所母線上所有高壓配電線計算負荷之和，再乘上一個同時系數(shù)。而高壓配電線的計算負荷，應(yīng)該是該線路所供用戶變電

51、所低壓側(cè)的計算負荷，加上變壓器的功率損耗和高壓配電線的功率損耗。依此類推。但對一般企業(yè)供配電系統(tǒng)來說，由于其高低壓配電線路一般不長，所以在確定企業(yè)計算負荷時往往略去不計。</p><p>　　圖2.2 企業(yè)供電系統(tǒng)中各部分的計算負荷和功率損耗</p><p>　　2. 按需要系數(shù)法確定用戶的計算負荷</p><p>　　將用戶用電設(shè)備的總?cè)萘?不包括備用設(shè)備容量)

52、乘上一個需要系數(shù)，可得到企業(yè)的有功計算負荷，即 </p><p>　　3.按年產(chǎn)量估算用戶計算負荷</p><p>　　將用戶年產(chǎn)量A乘以單位產(chǎn)品耗電量α，就可得到企業(yè)全年的耗電量Wα：</p><p>　　各類用戶的單位產(chǎn)品耗電量可由有關(guān)設(shè)計單位根據(jù)實測統(tǒng)計資料確定，亦可查有關(guān)設(shè)計手冊。</p><p>　　在求出年耗電量Wα后，除以用戶的

53、年最大負荷利用小時Tmax ，就可求得用戶的有功計算負荷：</p><p>　　2.4功率因數(shù)補償方法</p><p>　　工廠中由于有大量的感應(yīng)電動機、電焊機、電弧爐及氣體放電燈等感性負荷，還有感性變壓器，從而使功率因數(shù)降低。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運行性能、提高自然功率因數(shù)的情況下，尚達不到規(guī)定的功率因數(shù)要求時，必須考慮進行無功功率的人工補償。</p><p&

54、gt;　　1.提高自然功率因數(shù)。</p><p>　　功率因數(shù)不滿足要求時，首先應(yīng)提高自然功率因數(shù)。自然功率因數(shù)是指未裝設(shè)任何補償裝置的實際功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)，就是不添置任何補償設(shè)備，采取科學(xué)措施減少用電設(shè)備無功功率的需要量，使供電系統(tǒng)總功率因數(shù)提高。它不需增加設(shè)備，是最理想最經(jīng)濟改善功率因數(shù)的方法。工廠里感應(yīng)電動機消耗了工廠無功功率的60%左右，變壓器消耗了約20%的無功功率，其余無功功率消耗在整流設(shè)備

55、和各種感性負載上。提高工廠功率因數(shù)的主要途徑是如何減少感應(yīng)電動機和變壓器上消耗的無功功率。</p><p>　　2. 人工補償功率因數(shù)</p><p>　　用戶功率因數(shù)僅靠提高自然功率因數(shù)一般是不能滿足要求的，因此，還必須進行人工補償。</p><p>　　在所設(shè)計的系統(tǒng)中，當出現(xiàn)充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運行性能、提高其自然功率因素的情況下，尚達不到規(guī)定的工廠功率

56、因數(shù)要求時，需要考慮增設(shè)無功功率補償裝置，本課程設(shè)計中要求車間變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為0.85。高壓側(cè)功率因數(shù)為0.95。</p><p>　　無功補償裝置主要有三種：并聯(lián)電容補償、同步補償機和靜止無功補償器。三種無功補償裝置的性能見表2-3。</p><p>　　表2-3 三種無功補償裝置的比較</p><p>　　由上表可見，采用并聯(lián)電容器進行無功補償是一種投資

57、少、施工簡單、見效快的補償方式，它可以很方便的就地控制電容投切，以減少線損，消除無功饋乏給系統(tǒng)帶來的負面影響。所以我們選用并聯(lián)電容器來補償。</p><p>　　3. 補償后用戶的負荷計算 </p><p>　　用戶裝設(shè)了補償容量以后，則在確定補償裝置裝設(shè)地點以前的總計算負荷時，應(yīng)扣除無功補償容量，即總的無功計算負荷為。</p><p>　　無功補償后，總的視在計算

58、負荷為</p><p>　　由上式可以看出，在變電所低壓側(cè)裝設(shè)無功補償裝置后，由于低壓側(cè)總的視在計算負荷減小，從而可使變電所主變壓器的容量選得小一些。這不僅可降低變電所的初期投資，而且可減少企業(yè)的電費開支。因為我國供電部門對工業(yè)用戶一般實行“兩部電費制”：一部分稱為“基本電費”，按所裝主變壓器容量來計費。主變壓器容量減小，基本電費相應(yīng)減少。另一部分稱為“電度電費”，按每月實際耗電量來計費，且根據(jù)月平均功率因數(shù)的高

59、低調(diào)整電費。凡月平均功率因數(shù)高于規(guī)定值時，可按一定比率減收電費。而低于規(guī)定值時，則要按一定比率加收電費。由此可見，提高工廠功率因數(shù)對整個電力系統(tǒng)大有好處，同時對企業(yè)本身也是有一定經(jīng)濟實惠的。</p><p>　　1.補償前的變壓器容量和功率因數(shù)</p><p>　　變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為 S30=1246KVA主變電所容量選擇條件為。由于采用較大容量的變壓器會增加成本，而且系統(tǒng)中存在

60、二級負荷。我們決定選用兩臺額定容量為1250KVA變壓器做無功補償(參見表2.3)。</p><p>　　這時變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為</p><p><b>　　2.無功補償容量</b></p><p>　　按規(guī)定，變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)位0.85.要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.68提高到0.85，高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.95。低壓側(cè)需要裝設(shè)的并聯(lián)

61、電容器容量為</p><p>　　取Qc=690kvar</p><p>　　3.補償后的變壓器容量和功率因數(shù)</p><p>　　變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為</p><p>　　因此無功補償后主變壓器容量可選為1000KVA（參見表2.3）。</p><p><b>　　變壓器的功率損耗為</b&g

62、t;</p><p>　　變電所高壓側(cè)的計算負荷為：</p><p>　　無功補償后，工廠的功率因數(shù)為</p><p>　　這一功率因數(shù)滿足定要求。</p><p><b>　　4.補償前后比較</b></p><p>　　主變壓器容量在補償后減少：</p><p>　　如

63、果以基本電費每月10元/kVA計算，則每月可以節(jié)約基本電費</p><p>　　250kVA×10元/kVA=2500元</p><p>　　由此可見，采用無功補償來提高功率因數(shù)能是工廠取得可觀的經(jīng)濟效益（尚未考慮其他方面的經(jīng)濟效果）。</p><p>　　第三章 變壓器的選擇</p><p>　　3.1變壓器數(shù)量的確定</p

64、><p>　　選擇主變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮下列原則。</p><p>　　(1) 應(yīng)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(yīng)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，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或另有自備電源。</p><p

65、>　　(2) 對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器。</p><p>　　(3) 除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但是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。</p><p>　　(4) 在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)適當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。</p><p

66、>　　根據(jù)以上原則，由于該小型冶金實驗工廠部分負荷為二級負荷，其余全部為三級負荷，應(yīng)采用兩臺變壓器。</p><p>　　3.2 變壓器容量的確定</p><p>　　1.車間變電所主變壓器的單臺容量上限</p><p>　　車間變電所主變壓器的單臺容量，一般不宜大于1000kV·A(或1250kV·A)。這一方面是受以往低壓開關(guān)電器斷流能

67、力和短路穩(wěn)定度要求的限制；另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于車間負荷中心，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關(guān)電器如DW15、ME等型低壓斷路器及其他電器，因此如車間負荷容量較大、負荷集中且運行合理時，也可以選用單臺容量為 1250(或1600)kV·A～2000kV·A 的配電變壓器，這樣可減少主變壓器臺數(shù)及高壓開關(guān)電器和電纜等。

68、</p><p>　　對裝設(shè)在二層以上的電力變壓器，應(yīng)考慮其垂直與水平運輸對通道及樓板荷載的影響。如果采用干式變壓器時，其容量不宜大于630kV·A。</p><p>　　2.適當考慮負荷的發(fā)展</p><p>　　應(yīng)適當考慮今后5年～10 年電力負荷的增長，留有一定的余地。干式變壓器的過負荷能力較小，更宜留有較大的裕量。</p><p

69、>　　這里必須指出：電力變壓器的額定容量是在一定溫度條件下的持續(xù)最大輸出容量。如果安裝地點的年平均氣溫時，則年平均氣溫每升高l℃，變壓器容量相應(yīng)地減小1％。因此戶外電力變壓器的實際容量為</p><p>　　對于戶內(nèi)變壓器，由于散熱條件較差，一般變壓器室的出風(fēng)口與進風(fēng)口間有約15℃的溫差，從而使處在室中間的變壓器環(huán)境溫度比戶外變壓器環(huán)境溫度要高出約8℃，因此戶內(nèi)變壓器的實際容量較之式(3-4)所計算的容量(

70、出力)還要減小8％。</p><p>　　還要指出：由于變壓器的負荷是變動的，大多數(shù)時間是欠負荷運行，因此必要時可以適當過負荷，并不會影響其使用壽命。油浸式變壓器，戶外可正常過負荷30％，戶內(nèi)可正常過負荷20％。但干式變壓器一般不考慮過負荷。</p><p>　　最后必須指出：變電所主變壓器臺數(shù)和容量的最后確定，應(yīng)結(jié)合主接線方案，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較擇優(yōu)而定。</p><p&

71、gt;　　3.裝有兩臺主變壓器的變電所</p><p>　　每臺變壓器的容量應(yīng)同時滿足以下兩個條件：</p><p>　　(1) 任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足總計算負荷的60％～ 70％的需要，即。</p><p>　　(2) 任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部一、二級負荷的需要，即。</p><p>　　因此初步確定二級負荷每臺主變壓器容

72、量為80kVA，可選擇兩臺S9-100低損耗變壓器；三級負荷變壓器容量為800kVA，可選一臺S9-800變壓器。</p><p>　　圖2.3 變壓器s9</p><p>　　S9-80變壓器的容量為80kVA高壓側(cè)電壓為10KV，低壓側(cè)電壓為6KV，空載損耗為0.24KW，負載損耗為1.25KW。S9-800變壓器的容量為800kVA高壓側(cè)電壓為10KV，低壓側(cè)電壓為0.4KV，空

73、載損耗為1.40KW，負載損耗為7.5KW。</p><p>　　第四章 工廠供電系統(tǒng)的選擇</p><p>　　4.1 高低壓供電電壓</p><p>　　據(jù)該廠變電所5公里處有一地區(qū)性變電所，可以為該廠提供10kv電源。10kv電壓經(jīng)主變壓器調(diào)節(jié)得到6kV電壓供二級負荷，也可經(jīng)車間變壓器得到0.4kV電壓供抵押設(shè)備使用。</p><p>

74、　　4.2 車間低壓電力網(wǎng)接線</p><p>　　4.2.1變配電所主結(jié)線的選擇原則</p><p>　　1.當滿足運行要求時，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。</p><p>　　2.當變電所有兩臺變壓器同時運行時，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。</p><p>　　3.當供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺變壓器時，宜采用線路

75、變壓器組結(jié)線。</p><p>　　4.為了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時運行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運行。</p><p>　　5.接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。</p><p>　　6.6～10KV固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開關(guān)。<

76、/p><p>　　7.采用6～10 KV熔斷器負荷開關(guān)固定式配電裝置時，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)。</p><p>　　8.由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計費用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計量柜）。</p><p>　　9.變壓器低壓側(cè)為0.4KV的總開關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開關(guān)。當有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低

77、壓斷路器。</p><p>　　10.當?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開關(guān)和母線分段開關(guān)采用低壓斷路器時，在總開關(guān)的出線側(cè)及母線分段開關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開關(guān)或隔離觸頭。</p><p>　　4.2.2 主結(jié)線方案選擇</p><p>　　對于電源進線電壓為10KV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6KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓

78、設(shè)備所需的電壓。</p><p>　　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。</p><p>　　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)。</p><p>　　一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所

79、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)計的電機修造廠是連續(xù)運行，負荷變動較小，電源進線較短（2.5km）,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）。</p><p>　　電力線路（

80、electric power line）是電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負著輸送和輸配電能的重要任務(wù)。</p><p>　　電力線路按電壓高低分，有高壓線路（high-voltage line）即1kV及以下線路。電力線路按結(jié)構(gòu)型式分，有架空線路（overhead line）、電纜線路（cable line）和車間線路（workshop indoor line）等。</p><p>　　工廠的

81、低壓配電線路有放射式、樹干式和環(huán)形等基本結(jié)構(gòu)方式。</p><p>　　低壓樹干式接線如圖4.1所示。樹干式接線的特點正好與放射式接線相反。一般情況下，樹干式接線采用的開關(guān)設(shè)備較少，有色金屬消耗量也較少，但當干線發(fā)生故障時，影響范圍大，因此供電可靠性較低。樹干式接線在機械加工車間、工具車間和機修車間中應(yīng)用比較普遍，而且多采用成套的封閉型母線，它靈活方便，也相當安全，很適于供電給容量較小而分布較均勻的用電設(shè)備如機床

82、、小型加熱爐等。 “變壓器-干線組”接線，還省去了變電所低壓側(cè)整套低壓配電裝置，從而使變電所結(jié)構(gòu)大為簡化，投資大為降低。</p><p>　　車間線路，包括室內(nèi)配電線路和室外配電線路。室內(nèi)線路大多采用絕緣導(dǎo)線，但配電干線則采用裸導(dǎo)線，少數(shù)采用電纜。室外配電線路都采用絕緣導(dǎo)線。</p><p>　　絕緣導(dǎo)線可分為橡皮絕緣和塑料絕緣兩種。塑料絕緣導(dǎo)線的絕緣性能好，價格較低，又可節(jié)約大量橡膠和棉

83、紗，在室內(nèi)敷設(shè)可取代橡皮絕緣線。由于塑料在低溫時要變硬變脆，高溫時易軟化，因此塑料絕緣導(dǎo)線不宜在戶外使用。 </p><p>　　車間內(nèi)常用的塑料絕緣導(dǎo)線型號有：BLV塑料絕緣鋁芯線，BV塑料絕緣銅芯線，BLVV（BVV）塑料絕緣塑料護套鋁（銅）芯線。BVR塑料絕緣銅芯軟線。 </p><p><b>　　4.3 短路電流</b></p><p&g

84、t;　　4.3.1 短路電流計算的目的</p><p>　　為確保電氣設(shè)備在短路情況下不致?lián)p壞，減輕短路危害和防止故障擴大，必須事先對短路電流進行計算。計算短路電流的目的是：</p><p>　　(1) 選擇和校驗電氣設(shè)備。</p><p>　　(2) 進行繼電保護裝置的選型與整定計算。</p><p>　　(3) 分析電力系統(tǒng)的故障及穩(wěn)定性

85、能，選擇限制短路電流的措施。</p><p>　　(4) 確定電力線路對通信線路的影響等。</p><p>　　電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，因此作為選擇檢驗電器設(shè)備用的短路計算中，以三相短路計算為主。</p><p>

86、　　4.3.2采用標幺值法進行短路電流計算</p><p><b>　　1. 標幺值的概念</b></p><p>　　在電路計算中，一般比較熟悉的是有名單位。在電力系統(tǒng)計算短路電流時，如計算低壓系統(tǒng)的短路電流，常采用有名單位制；但計算高壓系統(tǒng)的短路電流，由于有多個電壓等級，存在著阻抗換算問題，為使計算簡化，常采用標幺制。標幺制中各元件的物理量不用有名單位值，而用相對

87、值來表示。相對值( )就是實際有名值(A)與選定的基準值(Ad)間的比值，即。標幺值是沒有單位的。另外，采用標幺值法計算時必須先選定基準值。</p><p>　　按標幺值法進行短路計算時，一般先選定基準容量Sd和基準電壓Ud。確定了基準容量Sd和基準電壓Ud以后，根據(jù)三相交流電路的基本關(guān)系，基準電流。基準電抗。</p><p>　　據(jù)此可以寫出一下標幺值表示式</p><

88、;p><b>　　容量標幺值 </b></p><p><b>　　電壓標幺值 </b></p><p><b>　　電流標幺值 </b></p><p><b>　　電抗標幺值 </b></p><p>　　工程計算中，為計算方便起見通常取

89、基準容量Sd=100MVA，基準電壓Ud通常取元件所在處的短路計算電壓，即取Ud=Uc。</p><p>　　2. 標幺值法計算的優(yōu)點</p><p>　　(1) 在三相電路中，標幺值相量等于線量。</p><p>　　(2) 三相功率和單相功率的標幺值相同。</p><p>　　(3) 當電網(wǎng)的電源電壓為額定值時(U?＝1)，功率標幺值與電

90、流標幺值相等，且等于電抗標幺值的倒數(shù)，即</p><p>　　(4) 兩個標幺值相加或相乘，仍得同一基準下的標幺值。</p><p>　　由于以上優(yōu)點，用標幺值法計算短路電流可使計算簡便，且結(jié)果明顯，便于迅速及時地判斷計算結(jié)果的正確性。</p><p>　　按標幺值法進行短路電流計算的步驟如下：</p><p>　　(1) 繪出短路的計算電路

91、圖，并根據(jù)短路計算目的確定短路計算點；</p><p>　　(2) 確定基準值，取Sd =100MV·A，Ud =Uc(有幾個電壓級就取幾個Ud )，并求出所有短路計算點電壓下的Id；</p><p>　　(3) 計算短路電路中所有主要元件的電抗標幺值；</p><p>　　(4) 繪出短路電路的等效電路圖，也用分子標元件序號，分母標元件的電抗標幺值，并在

92、等效電路圖上標出所有短路計算點；</p><p>　　(5) 針對各短路計算點分別簡化電路，并求其總電抗標幺值，然后按有關(guān)公式計算其所有短路電流和短路容量。</p><p>　　據(jù)該廠變電所5公里處有一地區(qū)性變電所，可以為該廠提供10kv電源。地區(qū)變電所利用架空線向該廠供電，輸電線為LJ-70，。地區(qū)變電所10kv母線，三相短路時。</p><p>　　繪出短路的計

93、算電路圖</p><p>　　圖4.1 短路計算電路圖</p><p><b>　　(2) 確定基準值</b></p><p>　　取Sd=100MVA，</p><p>　　取Uc1=10.5KV，則 </p><p>　　取Uc2=6KV，則 </p><p>

94、　　取Uc3=0.4KV，則 </p><p>　　(3) 計算標幺值；</p><p>　?、匐娏ο到y(tǒng) (查手冊得Soc=300MVA) </p><p>　?、?架空線路（查手冊得X0=0.48Ω/km）</p><p>　?、?電力變壓器(由手冊得Uk%= 5)</p><p>　　然后繪制短路的等效電路如圖：

95、 </p><p>　　圖4.2 短路計算等效圖（1）</p><p>　　圖4.2 短路計算等效圖（2）</p><p>　　(4) 求k-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流</p><p><b>　?、倏傠娍箻绥壑?lt;/b></p><p>　?、谌喽搪冯娏髦芷诜至坑行е?lt;/p&

96、gt;<p><b>　　③其他三相短路電流</b></p><p><b>　?、苋椂搪啡萘?lt;/b></p><p>　　（5）求k-2點的短路電路總電抗標幺值</p><p><b>　?、倏傠娍箻绥壑?lt;/b></p><p>　?、谌喽搪冯娏髦芷诜至坑行?/p>

97、值</p><p><b>　?、燮渌喽搪冯娏?lt;/b></p><p><b>　?、苋椂搪啡萘?lt;/b></p><p>　　（6）求k-3點的短路電路總電抗標幺值</p><p><b>　?、倏傠娍箻绥壑?lt;/b></p><p>　　②三相短路

98、電流周期分量有效值</p><p><b>　?、燮渌喽搪冯娏?lt;/b></p><p><b>　?、苋椂搪啡萘?lt;/b></p><p>　　第五章 高、低壓電力網(wǎng)的導(dǎo)線型號及截面的選擇</p><p>　　5.1 導(dǎo)線類型和截面選擇原則</p><p>　　為了保證用

99、戶供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地運行，選擇導(dǎo)線和電纜截面時必須滿足下列條件。</p><p><b>　　1. 發(fā)熱條件</b></p><p>　　導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時要產(chǎn)生熱量，其發(fā)熱溫度不應(yīng)超過其正常運行的最高允許溫度。</p><p><b>　　2. 電壓損耗條件</b>

100、</p><p>　　導(dǎo)線和電纜在通過正常最大的負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生電壓損耗，其電壓損耗不應(yīng)超過正常運行時允許的電壓損耗。對于較短的高壓線路，可不進行電壓損耗校驗。</p><p><b>　　3. 經(jīng)濟電流密度</b></p><p>　　35kV及以上的高壓線路以及35kV以下但距離長電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟電流密度選

101、擇，以使線路的年費用支出最小而又適當考慮有色金屬的節(jié)約，所選截面稱為“經(jīng)濟截面”。用戶10kV及以下線路，通常不按此原則選擇。</p><p><b>　　4. 機械強度</b></p><p>　　導(dǎo)線(包括裸線和絕緣導(dǎo)線)短路時沖擊電流將使相鄰導(dǎo)體之間產(chǎn)生很大的電動力，從而使得載流部分遭受嚴重破壞，其截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對于電纜，不必校驗其機械強度。<

102、;/p><p>　　根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，一般 10kV 及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇截面；低壓照明線路，因其對電壓水平要求較高，通常先按允許電壓損耗選擇截面；對于長距離大電流線路及35kV 以上的高壓線路，通常先按經(jīng)濟電流密度確定經(jīng)濟截面，再校驗其他條件。</p><p><b>　　5.2 導(dǎo)線選擇</b></p><p>　　5

103、.2.1 架空線選擇</p><p><b>　　已知</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計條件，取J=0.9。則導(dǎo)體經(jīng)濟截面面積</p><p>　　S=I/J=67/0.9=74 mm2。選擇最接近的標準截面70mm2（附錄表16），即選擇LJ-70型鋁絞線。</p><p>　　檢驗發(fā)熱條件：最熱月平均最高溫度

104、 ，年平均溫度 ，最熱月土壤平均溫度 。查表得LJ-70的允許載流量為177A>67A滿足發(fā)熱條件.</p><p>　　校驗機械強度：查表得10kv架空鋼芯鋁線的最小截面，因此所選LJ-70型鋼芯鋁線滿足要求。</p><p>　　5.2.2 10kV側(cè)出線選擇</p><p>　　母線都用支柱絕緣子固定在開關(guān)柜上，有矩形母線和管型母線，母線的材料有銅、鋁

105、。目前變電所的母線除大電流采用銅母線以外，一般盡量采用鋁母線。變電所高壓開關(guān)柜上的高壓母線，通常選用硬鋁矩形母線（LMY）。</p><p>　　年平均負荷、傳輸容量較大時，母線截面宜按經(jīng)濟電流密度選擇。</p><p>　　對于鋁母線，年最大負荷利用小時數(shù)為6400小時，查表5-4導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟電流密度（教材185）得。</p><p>　　10kv/380v高

106、壓側(cè)：通過的最大流量為 </p><p>　　查表知尺寸為的LMY型矩形硬鋁母線在導(dǎo)體工作溫度為，環(huán)境溫度為時的允許載流量，而月平均最高溫度，所以溫度校正系數(shù)</p><p>　　導(dǎo)線的實際允許載流量為</p><p>　　所以選擇尺寸為，每相母線條數(shù)為4，豎放的LMY矩形母線。</p><p>　　5.2.3 380V低壓出線選擇<

107、/p><p>　　380V低壓出線用于車間布線，選用絕緣導(dǎo)線明敷，或穿管敷設(shè)。本設(shè)計選用BX型銅芯橡皮絕緣線。</p><p>　　表4.1 380kV低壓出線</p><p>　　第六章 選擇高低壓供電系統(tǒng)一次元件</p><p>　　6.1一次設(shè)備選擇一般原則</p><p>　　供配電系統(tǒng)中的一次設(shè)備是在一定的電壓、

108、電流、頻率和工作環(huán)境條件下工作的，一次設(shè)備的選擇，除了應(yīng)滿足在正常工作時能安全可靠運行之外，還應(yīng)滿足在短路故障時不至損壞的條件，開關(guān)電器還必須具有足夠的斷流能力，并能適應(yīng)所處的位置、環(huán)境溫度、海拔高度。以及防塵、防火、防腐、防爆等環(huán)境條件。</p><p>　　一次設(shè)備的選擇應(yīng)遵循以下3個原則。（1）按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備；（2）按短路條件校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定；（3）開關(guān)電器斷流能力校驗。&

109、lt;/p><p>　　6.2變電所高壓一次設(shè)備的選擇與校驗</p><p>　　參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗。用總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表和投資概算表達設(shè)計成果。</p><p>　　1.按工作電壓選則

110、：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。</p><p>　　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</p><p>　　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。</p><p>　　對

111、于分斷負荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負荷電流。</p><p>　　4．隔離開關(guān)、負荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗：</p><p>　　a)動穩(wěn)定校驗條件 或</p><p>　　、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</p><p>　　b)熱穩(wěn)定校驗條件 </p

112、><p>　　表6.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇及校驗</p><p>　　注：“-”表示不需校驗。</p><p>　　第七章 繼電保護及二次結(jié)線設(shè)計</p><p>　　為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號、檢測和繼電器保護裝置。并對保護裝置做出

113、整定計算和檢驗其靈敏系數(shù)。</p><p>　　設(shè)計包括繼電器保護裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達設(shè)計成果。</p><p>　　中央信號裝置：在任一斷路器事故跳閘時，能瞬時發(fā)出音響信號，并在控制屏上或配電裝置有表示事故跳閘的具體斷路器位置的燈光指示信號。事故音響信號通常采用電笛（蜂鳴器）

114、，應(yīng)能手動或自動復(fù)歸。</p><p>　　電測量儀表按其用途分為常用測量儀表和電能計量儀表兩類，前者是對一次電路的電力運行參數(shù)作經(jīng)常測量、選擇測量和記錄用的儀表，后者是對一次電路進行供用電的技術(shù)經(jīng)濟考核分析和對電力用戶用電量進行測量、計量的儀表，即各種電度表。</p><p>　　1. 在工廠的電源進線上，或經(jīng)供電部門同意的電能計量點，必須裝設(shè)計費的有供電度表和無功電度表，而且宜采用全國

115、統(tǒng)一標準的電能計量柜。為了解負荷電流，進線上還應(yīng)裝設(shè)一只電流表。</p><p>　　2. 變配電所的每段母線上，必須裝設(shè)電壓表測量電壓。在中性點非有效接地的（即小接地電流的）系統(tǒng)中，各段母線上還應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視裝置。如出線很少時，絕緣監(jiān)視電壓表可不裝設(shè)。</p><p>　　3. 35～110/6～10KV的電力變壓器，應(yīng)裝設(shè)電流表、有功功率表、無功功率表、有功電能表和無功電能表各一只，裝

116、在哪一側(cè)視具體情況而定。 6～10/3～6KV的電力變壓器，在其一側(cè)裝設(shè)電流表、有功和無功電度表各一只。6～10/0.4KV的電力變壓器，在高壓側(cè)裝設(shè)電流表和有功電度表各一只，如為單獨經(jīng)濟核算單位的變壓器，還應(yīng)裝設(shè)一只無功電度表。</p><p>　　4. 3～10KV的配電線路，應(yīng)裝設(shè)電流表、有功和無功電度表各一只。如不是送往單獨經(jīng)濟核算單位時，可不裝無功電度表。當線路負荷在5000KV·A及以上時，