工廠變電技術(shù)課程設(shè)計(jì)--某冶金機(jī)械廠總降壓變電所設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　《工廠供電技術(shù)》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：某冶金機(jī)械廠總降壓變電所設(shè)計(jì)</p><p><b>　　物理與電氣工程學(xué)院</b></p><p><b>　　二〇一二年十二月

2、</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的題目是“某冶金機(jī)械廠總降壓變電所設(shè)計(jì)”，先根據(jù)設(shè)計(jì)依據(jù)的原始資料按需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功補(bǔ)償并羅列出表格，再根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)以及計(jì)算負(fù)荷和補(bǔ)償功率，確定變電所主變壓器的形式容量和數(shù)量，在根據(jù)總廠總平面布置圖確定變電所的所址和形式，再進(jìn)行短路計(jì)算最后完成變電所的

3、一次設(shè)備選擇和校驗(yàn)以及變電所高低壓進(jìn)出線的選擇和校驗(yàn)，最后繪制相關(guān)圖紙。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p>　　目 錄3</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目3</b>&

4、lt;/p><p>　　二、設(shè)計(jì)目的和意義3</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)原理4</b></p><p>　　四、詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟4</p><p>　?。ㄒ唬┴?fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償4</p><p>　　（二）確定變電所的所址和形式8</p><p>　?。ㄈ?/p>

5、、確定變電所主變壓器的型式、容量和數(shù)量8</p><p>　?。ㄋ模┳冸娝鹘泳€方案的設(shè)計(jì)9</p><p>　?。ㄎ澹┻M(jìn)行短路計(jì)算10</p><p>　?。┛偨祲鹤冸娝淮卧O(shè)備的選擇與校驗(yàn)13</p><p>　　（七）變電所高低壓進(jìn)出線的選擇和校驗(yàn)14</p><p>　　五、設(shè)計(jì)結(jié)果及分析14&

6、lt;/p><p><b>　　六、總結(jié)14</b></p><p>　　七、參考文獻(xiàn)15</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　某冶金機(jī)械廠總降壓變電所設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)目的和意義</b><

7、;/p><p>　　專業(yè)設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)之前的一次理論結(jié)合實(shí)踐的一個(gè)熱身設(shè)計(jì)，一方面可以檢驗(yàn)大學(xué)四年學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)，另一方面又結(jié)合設(shè)計(jì)社會(huì)實(shí)踐為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)以及融入社會(huì)做好準(zhǔn)備?！澳骋苯饳C(jī)械廠總降壓變電所設(shè)計(jì)”這個(gè)題目是自動(dòng)化專業(yè)電氣工程方向很有代表性的題目，實(shí)踐性很強(qiáng)，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，使我們運(yùn)用理論結(jié)合實(shí)際工廠的情況的能力得到了很好的鍛煉和加強(qiáng)。</p><p><b>　　三、設(shè)

8、計(jì)原理</b></p><p>　　變電站的設(shè)計(jì)原理就是利用輸電線和變壓器以及一些列的保護(hù)裝置和控制裝置將供電部門(mén)的提供的電壓通過(guò)電線和電纜引入變電站，再通過(guò)變電站將電壓變換到工廠設(shè)備能夠直接運(yùn)用的電壓。具體的計(jì)算以及設(shè)備和線路的選擇則需要根據(jù)教材劉介才編寫(xiě)的《工廠供電》以及用電手冊(cè)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算和選擇。</p><p><b>　　四、詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟</b>

9、</p><p>　?。ㄒ唬┴?fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償</p><p><b>　　負(fù)荷計(jì)算 ： </b></p><p>　　負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式等幾種，根據(jù)題目設(shè)計(jì)要求可知本設(shè)計(jì)應(yīng)采用需要系數(shù)法來(lái)確定。</p><p><b>　　主要計(jì)算公式有：</b></p>&l

10、t;p>　　有功功率： （式1 ）</p><p>　　無(wú)功功率:或（） （式2 ）</p><p>　　視在功率:或 （式3 ）</p><p&g

11、t;　　計(jì)算電流: （式4 ）</p><p>　　總的有功計(jì)算負(fù)荷為： （式5 ）</p><p>　　總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為： （式6 ）</

12、p><p>　　總的視在計(jì)算負(fù)荷為： （式7 ）</p><p>　　總的計(jì)算電流為： （式8 ）</p><p>　　具體計(jì)算過(guò)程如下： </p><p>　　根據(jù)要求及負(fù)荷計(jì)算公式以及

13、工廠各車(chē)間負(fù)荷情況、車(chē)間變電所的容量，分別計(jì)算各車(chē)間的,,,，然后列出表格。</p><p>　　各車(chē)間380V負(fù)荷計(jì)算</p><p><b>　　1.鑄鋼車(chē)間：</b></p><p>　　由所給負(fù)荷計(jì)算表可知鑄鋼車(chē)間，Pe =2000kW, Kd=0.4,cosΦ=0.65, </p><p>　　Pc11=2

14、000*0.4=800kW, Qc11= Pc*(arccosΦ)=800*1.17=936 kvar，</p><p>　　Sc11==1230.8 kVA，Ic =A</p><p>　　2.（1）鑄鋼車(chē)間，Pe =1000kW, Kd=0.4,cosΦ=0.7,</p><p>　　Pc21=1000*0.4=400kW, Qc21= Pc*(arccosΦ)

15、=400*1.02=408kvar</p><p>　　Sc21==571.37 kVA，Ic =868.11A</p><p>　?。?）砂庫(kù) ，Pe =110kW, Kd=0.7,cosΦ=0.6,</p><p>　　Pc22=110*0.7=77kW, Qc22= Pc*(arccosΦ)=77*1.33=102.41 kvar，</p>&l

16、t;p>　　Sc22==128.33 kVA，Ic ==194.98A</p><p>　　3.（1）鉚焊車(chē)間，Pe =1200kW, Kd=0.3,cosΦ=0.45,</p><p>　　Pc31=1200*0.3=360kW, Qc31= Pc*(arccosΦ)=3600*1.98=712.8 kvar，</p><p>　　Sc31==800 kVA

17、，Ic ==1215.47A</p><p>　　（2）1＃水泵房，Pe =28kW, Kd=0.75,cosΦ=0.8,</p><p>　　Pc32=28*0.75=21kW, Qc32= Pc*(arccosΦ)=21*0,.75=15.75 kvar，</p><p>　　Sc32==26.25 kVA，Ic ==39.88A</p><

18、p>　　4．（1）空壓站，Pe =390kW, Kd=0.85,cosΦ=0.75,</p><p>　　Pc41=390*0.85=331.5kW, Qc41= Pc*(arccosΦ)=331.5*0.88=291.72kvar</p><p>　　Sc41==442 kVA，Ic ==671.55A</p><p>　?。?）機(jī)修車(chē)間，Pe =150kW

19、, Kd=0.25,cosΦ=0.65,</p><p>　　Pc42=150*0.25=37.5kW, Qc42= Pc*(arccosΦ)=37.5*1.17=43.88kvar</p><p>　　Sc42==57.69 kVA，Ic ==87.65A</p><p>　?。?）緞造車(chē)間，Pe =220kW, Kd=0.3,cosΦ=0.55,</p&g

20、t;<p>　　Pc43=220*0.3=66KW, Qc43= Pc*(arccosΦ)=66*1.52=100.32kvar</p><p>　　Sc43==120 kVA，Ic ==182.3A</p><p>　　（4）木型車(chē)間，Pe =186kW, Kd=0.35,cosΦ=0.6,</p><p>　　Pc44=186*0.35=65.1K

21、W, Qc44= Pc*(arccosΦ)= 65.1*1.33=86.58 kvar，</p><p>　　Sc44==108.5 kVA，Ic ==164.85A</p><p>　?。?）制材場(chǎng)，Pe =20kW, Kd=0.28,cosΦ=0.6,</p><p>　　Pc45=20*0.28=5.6kW, Qc45= Pc*(arccosΦ)=5.6*1.

22、33=7.448 kvar，</p><p>　　Sc45==9.33 kVA，Ic ==14.18A</p><p>　?。?）終合樓，Pe =20kW, Kd=0.9,cosΦ=1,</p><p>　　Pc46=20*0.9=18kW, Qc46= Pc*(arccosΦ)=18*0=0 kvar，</p><p>　　Sc46==18

23、 kVA，Ic ==27.35A</p><p>　　5. （1）鍋爐房，Pe =300kW, Kd=0.75,cosΦ=0.8,</p><p>　　Pc51=300*0.75=225kW, Qc51= Pc*(arccosΦ)=225*0.75=168.75 kvar，</p><p>　　Sc51==281.25kVA，Ic ==427.32A</p&g

24、t;<p>　?。?）2＃水泵房，Pe =28kW, Kd=0.75,cosΦ=0.8,</p><p>　　Pc52=28*0.0.75=21KW, Qc52= Pc*(arccosΦ)=21*0.75=15.75 kvar，</p><p>　　Sc52==26.25 kVA，Ic ==39.88A</p><p>　?。?）倉(cāng)庫(kù)（1，2），Pe

25、=88kW, Kd=0.3,cosΦ=0.65,</p><p>　　Pc53=88*0.3=26.4kW, Qc53= Pc*(arccosΦ)=26.4*1.17=30.89 kvar，</p><p>　　Sc53==40.62 kVA，Ic ==61.71A</p><p>　?。?） 污水提升站，Pe =14kW, Kd=0.65,cosΦ=0.8,<

26、;/p><p>　　Pc54=14*0.65=9.1kW, Qc54= Pc*(arccosΦ)=9.1*0.75=6.825 kvar，</p><p>　　Sc54==11.375 kVA，Ic ==17.28A</p><p>　　各車(chē)間6KV高壓負(fù)荷計(jì)算:</p><p>　　（1）鑄鋼車(chē)間2臺(tái)電弧爐，Pe =2*1250kW, Kd=0

27、.9,cosΦ=0.87,</p><p>　　Pc61=2*1250*0.9=2250kW, Qc61= Pc*(arccosΦ)=2250*0.57=1282.5 kvar，</p><p>　　Sc61==2586.21 kVA，Ic ==248.86A</p><p>　　（2）鑄鋼車(chē)間2臺(tái)工頻爐，Pe =2*200kW, Kd=0.8,cosΦ=0.9,&

28、lt;/p><p>　　Pc62=2*200*0.8=320kW, Qc62= Pc*(arccosΦ)=320*0.48=153.6 kvar，</p><p>　　Sc62==355.56 kVA，Ic ==34.21A</p><p>　　（3）空壓站2臺(tái)空壓機(jī)，Pe =2*250KW, Kd=0.85,cosΦ=0.85,</p><p>

29、;　　Pc63=2*250*0.85=425KW, Qc63= Pc*(arccosΦ)=425*0.62=263.5kvar</p><p>　　Sc63==500 kVA，Ic ==48.11A</p><p>　　所有廠房總的計(jì)算負(fù)荷：取同時(shí)系數(shù)</p><p>　　Pc==0.9*（800+477+381+523.6+281.5+2995）=4912.29k

30、W</p><p>　　Qc==0.9*(936+510.41+728.55+529.95+222.215+1699.6)=4164.1 kvar</p><p>　　Sc===6439.75 kVA</p><p><b>　　計(jì)算負(fù)荷表如下：</b></p><p>　　表1 各車(chē)間380V負(fù)荷計(jì)算表</p&

31、gt;<p>　　表2 各車(chē)間6KV高壓負(fù)荷計(jì)算表</p><p><b>　　全廠用電設(shè)備情況</b></p><p><b>　?。?）負(fù)載大小</b></p><p>　　計(jì)算負(fù)荷 有功：4912.29kW</p><p>　　無(wú)功：4164.1kvar</p>

32、<p>　　計(jì)算視在功率： 6439.75kVA</p><p><b>　　（2）負(fù)荷類(lèi)型</b></p><p>　　本廠為三班工作制，最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)為6000小時(shí)，屬于二級(jí)負(fù)荷。</p><p>　　根據(jù)本廠實(shí)際情況，采用并聯(lián)電容器在總壓降變電所的低壓側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，將功率因數(shù)提高到0.93.</p>

33、<p><b>　　補(bǔ)償前的功率因數(shù)：</b></p><p>　　COSφ=P30/S30=4912.29÷6439.75=0.76。</p><p><b>　　計(jì)算公式為： </b></p><p>　　將COSφ由0.76提高到0.93償容量（由無(wú)功功率補(bǔ)償率表查得無(wú)功功率補(bǔ)償Δqc=0.4

34、6</p><p>　　=Δqc×P30=0.46×4912.29=2259.65 kvar</p><p>　　10KV側(cè)補(bǔ)償后：S30′==5268.54 kVA</p><p>　　P30′=4912.29+0.015×5268.54=4991.3KW</p><p>　　Q30′=4164.1-2259.

35、65+0.06×5268.54=2220.56 kvar</p><p>　　35KV側(cè)補(bǔ)償后：S30"==5462.96kVA</p><p>　　COSφ′= P30′/ S30"=0.914>0.9滿足要求。</p><p>　?。ǘ┐_定變電所的所址和形式</p><p>　　1）變電所所址選擇的要

36、求</p><p>　　(1) 接近負(fù)荷中心這樣可以縮短低壓配電線路，降低了線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬的消耗量。 </p><p>　　(2) 接近電源側(cè)。 </p><p><b>　　(3) 進(jìn)出線方便</b></p><p>　　(4) 設(shè)備運(yùn)輸方便應(yīng)考慮到電力變壓器和高低壓開(kāi)關(guān)柜等大件設(shè)備的運(yùn)輸通道。&l

37、t;/p><p>　　(5) 不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)的場(chǎng)所振動(dòng)場(chǎng)所不僅影響變配電所本身建筑及其中設(shè)備的安全，而且可導(dǎo)致開(kāi)關(guān)設(shè)備和繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作。</p><p>　　(6) 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室附近及地勢(shì)低洼和易積水的場(chǎng)所。</p><p>　　(7) 應(yīng)考慮變電所周?chē)沫h(huán)境、臨近設(shè)施的相互影響。</p><p>　　(8) 不應(yīng)妨礙企業(yè)

38、單位的發(fā)展，并適當(dāng)考慮將來(lái)發(fā)展的可能。</p><p>　　由上面的要求，結(jié)合該工廠負(fù)荷情況和工廠的布局，選擇該廠的西南角鍋爐房東面作為總降壓變電所的所址。</p><p>　　2）總降壓變電所形式的選擇</p><p>　　露天式，裝置具有運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少、投資少等優(yōu)點(diǎn)；屋內(nèi)式，裝置安裝方便、運(yùn)行可靠。結(jié)合該廠的實(shí)際情況，總降壓變電所35KV高壓側(cè)采用露天

39、式，10KV側(cè)采用屋內(nèi)式。</p><p>　　根據(jù)工廠總平面布置圖以及要求便于運(yùn)行維護(hù)；保證運(yùn)行安全；便于進(jìn)出線；節(jié)約土地和建筑費(fèi)；留有發(fā)展余地。N01變電所裝設(shè)在鑄鋼車(chē)間內(nèi)，N02變電所裝設(shè)采用外附式，N03變電所裝設(shè)采用外附式，N04變電所裝設(shè)采用獨(dú)立式，N05變電所裝設(shè)采用獨(dú)立式。</p><p>　?。ㄈ⒋_定變電所主變壓器的型式、容量和數(shù)量</p><p&

40、gt;　　1）變壓器臺(tái)數(shù)的選擇</p><p>　　由于該廠的負(fù)荷屬于二級(jí)負(fù)荷，對(duì)電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障后檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電，故選兩臺(tái)變壓器。</p><p>　　2）變電所主變壓器容量的選擇</p><p>　　裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量ST應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： （1

41、）任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的60%~70%的要求， ST≥（0.6～0.7）S′30（1）； </p><p>　　（2）任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷S′30（Ⅰ+Ⅱ）的需要，ST≥S′30（Ⅰ+Ⅱ）</p><p>　?、儆捎赟′30（1）= 6439.75kVA且該廠本廠三班制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為6000h。屬二級(jí)負(fù)荷。</p>

42、;<p><b>　?、谶x變壓器</b></p><p>　　ST（0.6～0.7）×6439.75=(3863.85～4507.83) kVA S′30（Ⅰ+Ⅱ）</p><p>　　因此選5000 kV·A的變壓器二臺(tái)</p><p>　　故選用35KV級(jí)SZ9型有載調(diào)壓電力變壓器, SZ9-5000/35

43、。其技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　額定容量：5000kVA 一次側(cè)額定電壓：35kV</p><p>　　二次側(cè)額定電壓：6.3kV 聯(lián)結(jié)組別：Yd11</p><p>　　空載損耗：ΔPk=5.80kW 短路損耗：ΔPe=36kW</p><p>　　短路阻抗百分值：UZ%=7 空載電流百分值：

44、Ik%=0.85</p><p>　　當(dāng)電流通過(guò)變壓器時(shí)，就要引起有功功率和無(wú)功功率的損耗，這部分功率損耗也需要由電力系統(tǒng)供給。</p><p>　?。ㄋ模┳冸娝鹘泳€方案的設(shè)計(jì)</p><p>　　1）總降壓變電所主接線一般有線路—單母線接線、單母線分段接線、內(nèi)橋式等幾種接線方式。</p><p>　　圖1 單母線分段接線

45、 圖2 單母線接線</p><p><b>　　圖3 內(nèi)橋式接線</b></p><p><b>　　從技術(shù)方面來(lái)看：</b></p><p>　　方案1：采用單母線分段接線如圖1）所示。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：用斷路器把母線分段后，重要用戶可從不同

46、母線分段引出雙回線供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電，保證重要用戶不停電。</p><p>　　缺點(diǎn)：當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)故障或檢修時(shí)，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電；當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出線交叉跨越；擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建；分段斷路器故障造成35 kV兩段母線停電。</p><p><b>　　適用范圍：<

47、/b></p><p>　　6～10 kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)；</p><p>　　35～60 kV配電裝置出線回路數(shù)為4～8回及以上時(shí)；</p><p>　　110～220 kV配電裝置出線回路數(shù)為3～4回時(shí)。</p><p>　　方案2：采用單母線接線，如圖2所示。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：接

48、線簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。</p><p>　　缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開(kāi)關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障段的電。</p><p><b>　　適用范圍：</b></p><p

49、>　　6～10 kV配電裝置出線回路數(shù)不超過(guò)5回；</p><p>　　35～60 kV配電裝置出線回路數(shù)不超過(guò)3回；</p><p>　　方案3：采用內(nèi)橋接線，如圖3所示。</p><p><b>　　內(nèi)橋線路的特點(diǎn)：</b></p><p>　?。?）線路操作方便；（2）正常運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜；（3）橋回路故

50、障或檢修時(shí)全廠分列為兩部分，使兩個(gè)單元間失去聯(lián)系。</p><p>　　內(nèi)橋接線試用于兩回進(jìn)線兩回出線且線路較長(zhǎng)，故障可能性較大和變壓器不需要經(jīng)常切換運(yùn)行方式的發(fā)電廠和變電站中。</p><p>　　從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看：由于3種方案所選變壓器型號(hào)和容量</p><p>　　相同，占地面積基本相同，所以只比較設(shè)備，方案1所用設(shè)備最多，造價(jià)最高，故最不經(jīng)濟(jì)；方案3所用設(shè)備最少

51、，造價(jià)最低，故最經(jīng)濟(jì)；方案2介于方案1和方案3之間較經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　通過(guò)以上比較，可以發(fā)現(xiàn)方案1以供電可靠性高為主要優(yōu)點(diǎn)；方案2以設(shè)備少，較經(jīng)濟(jì)，倒閘操作簡(jiǎn)便為主要優(yōu)點(diǎn)；方案3以投資少，經(jīng)濟(jì)性好 ，為主要優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　故由上可知，本次設(shè)計(jì)變電所主接線35kV采用內(nèi)橋接線。 </p><p><b>　?。ㄎ澹┻M(jìn)行短路計(jì)算</

52、b></p><p>　　1)短路的原因：短路的主要原因是由電器設(shè)備載流部分的絕緣損壞，此外，還有工人操作時(shí)違反規(guī)程發(fā)生失誤等。</p><p>　　2)短路的形成在三相系統(tǒng)中,可能發(fā)生三相短路、單相短路和兩相接地短路。</p><p>　　3) 高壓電網(wǎng)中短路電流的計(jì)算方法。</p><p>　?、?對(duì)稱的短路電流計(jì)算</p&g

53、t;<p>　　對(duì)于無(wú)限容量系統(tǒng),有標(biāo)么電抗法、短路功率法。</p><p>　　對(duì)于有限容量系統(tǒng),有實(shí)用運(yùn)算曲線法，有單位制計(jì)算發(fā)。</p><p>　?、?非對(duì)稱的短路電流計(jì)算</p><p>　　應(yīng)用(電)網(wǎng)阻抗合成計(jì)算在本設(shè)計(jì)中，供電部門(mén)變電所0.1kV母線為無(wú)限大電源系統(tǒng)，計(jì)算三相短路電流方法，采用標(biāo)么電抗法。</p><

54、p><b>　　4）計(jì)算過(guò)程</b></p><p><b>　　計(jì)算公式：</b></p><p>　　基準(zhǔn)電流：Id= Sd/ Uc （式1 ）</p><p>　　電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值：Xs*= Sd/ Soc

55、 （式2 ）</p><p>　　電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：XT* =（Uk%* Sd)/（100* SN) （式3 ）</p><p>　　電力線路的電抗標(biāo)幺值：XWL*= X0l* Sd/ Uc2 （式4 ）

56、</p><p>　　無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路電流周期分量有效值的標(biāo)幺值：Ik(3)*=1/X* （式5 ） </p><p>　　三相短路電流周期分量有效值: Ik(3) = Id/ X* （式6 ） </p><p>　　三相短路容量的計(jì)算公式為：Sk(3) = Sd/ X*

57、 （式7 ） </p><p><b>　　圖4計(jì)算電路圖</b></p><p>　　(1) 確定基準(zhǔn)值查找線路的額定電壓和基準(zhǔn)電壓表可知</p><p>　　設(shè)Sd=100MVA, Ud1=Uc,即高壓側(cè)Ud1=37kV,另一側(cè)Ud2=10.5kV,則</p><

58、;p>　　Id1= Sd/ Ud1=100MVA÷(1.732×37KV)=1.56kA</p><p>　　Id2= Sd/ Ud2=100MVA÷(1.732×10.5KV)=5.5kA</p><p>　　(2) 計(jì)算短路中各元件的電抗標(biāo)幺值</p><p><b>　　最大運(yùn)行下：</b>&

59、lt;/p><p><b>　?、?電力系統(tǒng)</b></p><p>　　X1*=100MVA÷200MVA=0.5</p><p><b>　?、?架空線路</b></p><p>　　LJ-120型鋁絞線也滿足機(jī)械強(qiáng)度查得：R0=0.28Ω/KM,X0=0.4Ω/kM,故</p>

60、;<p>　　X2*=X4*=（0.4×8）×(100MVA÷37KV2)=0.24</p><p>　　③ 電力變壓器 查5表得Uk%=7,故</p><p>　　X3*=X5*=0.07×100MVA÷5000kVA=1.4</p><p><b>　　圖5等效電路圖</b>&

61、lt;/p><p>　　(3) 計(jì)算K-1點(diǎn)（37kV側(cè)）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量。</p><p><b>　?、?總電抗標(biāo)幺值</b></p><p>　　X=X1*+X2*//X4*=0.5+0.24÷2=0.62</p><p>　?、?三相短路電流周期分量效值I=Id1/X=1.56KA&

62、#247;0.62=2.5kA</p><p><b>　?、?其它短路電流</b></p><p>　　I" (3)=I=I=2.5kA</p><p>　　i=2.55 I" (3) =2.55×2.5kA=6.4kA</p><p>　　I=1.51 I" (3) =1.51

63、×2.5kA=3.8kA</p><p><b>　?、苋喽搪啡萘?</b></p><p>　　S=Sd/ X=100MVA÷0.62=161.3MVA</p><p>　　(4) 計(jì)算K-2點(diǎn)（10.5KV）的短路電路總電抗及三相短路電流和短路容量</p><p><b>　　① 總

64、電抗標(biāo)幺值</b></p><p>　　X=X1*+X2*//X4*+X3*//X5*=0.5+0.24÷2+1.4÷2=1.32</p><p>　　② 三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　I=Id1/X=5.5kA÷1.32=4.2kA</p><p><b>　?、?其

65、它短路電流</b></p><p>　　I"(3)=I=I=4.2kA</p><p>　　i=1.84 I" (3) =2.55×4.2kA=10.7kA</p><p>　　I=1.09 I" (3) =1.51×4.2kA=6.3kA</p><p>　?、?三相短路容量

66、</p><p>　　S=S/ X=100MVA÷1.32=76MVA</p><p>　　表3 最大運(yùn)行方式下得到的結(jié)果表</p><p>　?。┛偨祲鹤冸娝淮卧O(shè)備的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　按工作電壓選擇：電器額定電壓應(yīng)不低于所在電路額定電壓即。</p><p>　　按工作電流來(lái)選擇熔斷器熔

67、體的額定電流：一般電器額定電流應(yīng)不低于所在電路的計(jì)算電流即。</p><p>　　短路動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件：</p><p>　　（1） 斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、電抗器的動(dòng)穩(wěn)定電流的峰值應(yīng)不小于可能的最大的短路沖擊電流，或其動(dòng)穩(wěn)定電流有效值應(yīng)不小于可能的最大的短路沖擊電流即 ；。</p><p>　?。?）電流互感器大多數(shù)給出動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，其動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為；式中

68、，為電流互感器的額定一次電流。</p><p>　　短路熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件：</p><p>　　斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、隔離開(kāi)關(guān)、電抗器的熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為式中，為電器的熱穩(wěn)定電流；t為其熱穩(wěn)定時(shí)間；為通過(guò)電器的三相短路穩(wěn)態(tài)電流；為短路發(fā)熱假想時(shí)間。</p><p>　　電流互感器大多給出熱穩(wěn)定倍數(shù)和熱穩(wěn)定時(shí)間t，其熱穩(wěn)定度校驗(yàn)條件為 式中，為電流互感器額定一次電流母線

69、、電纜的短路熱穩(wěn)定度,可按其滿足熱穩(wěn)定度的最小截面來(lái)校驗(yàn)，即 式中，A 為母線、電纜的導(dǎo)體截面積；C 為導(dǎo)體的短路熱穩(wěn)定系數(shù)</p><p>　　表4 35KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　表5 10KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　?。ㄆ撸┳冸娝叩蛪哼M(jìn)出線的選擇和校驗(yàn)</p><p>　　高壓進(jìn)線引入線的選擇：

70、負(fù)荷較大、線路較長(zhǎng)時(shí)，特別是35KV 及以上的輸電線路，主要應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇導(dǎo)線截面。</p><p><b>　　1）選擇架空線</b></p><p>　　，由于最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)為6000小時(shí)，jec=0.9A/mm2,Aec=90/0.9A/mm2=100mm2取最接近的標(biāo)準(zhǔn)截面120 mm2，選用LJ-120型鋁絞線，Ial=352A＞90A，滿

71、足發(fā)熱條件，35KV架空線鋁絞線的最小允許截面Amin=35mm2,LJ-120型鋁絞線也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。查得：RO=0.28/KM,X0=0.4/KM。</p><p>　　2）35KV母線的選擇</p><p>　　查表可知，鋁矩形導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電流密度jec=0.68 A/mm2,故母線的經(jīng)濟(jì)界截面</p><p>　　Aec=90A/0.68 A/mm2=13

72、2.4 mm2,所以35kV母線選用25×5 mm2單條豎放矩形導(dǎo)體，載流量為350A，大于90A，滿足要求。</p><p>　　3）總降壓變電所10KV側(cè)電纜選擇</p><p>　　由地中最熱月的平均溫度為20℃，I30=90A，可采用YJL22型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。</p><p>　　(1)按發(fā)熱條件選擇。由I30和土壤溫度，初

73、選纜芯為500mm2的交聯(lián)電纜，其Ial=441A＞I30，滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　(2)校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定。按式Amin= I=170mm2＜500mm2，因此YJL22-3×500的電纜滿足要求。</p><p>　　其中Amin為滿足短路熱穩(wěn)定條件的最大截面積，單位為mm2，C為母線的熱穩(wěn)定系數(shù)，I為母線通過(guò)三相短路穩(wěn)態(tài)電流。</p><p>

74、;<b>　　五、設(shè)計(jì)結(jié)果及分析</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)基本上滿足題目的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)步驟是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求來(lái)做的，但是由于個(gè)人能力的限制，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中難免會(huì)有些不合理的地方，不過(guò)設(shè)計(jì)的總降壓變電所基本的變電功能，總的來(lái)說(shuō)這次的設(shè)計(jì)還是成功的。</p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p><p>

75、　　這次設(shè)計(jì)的總體方法是：首先根據(jù)題目要求，采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)要求算出無(wú)功功率補(bǔ)償容量。因?yàn)樵搹S是個(gè)二級(jí)負(fù)荷所以根據(jù)變壓器選擇的條件，選擇二臺(tái)SZ9-5000/35有載調(diào)壓電力變壓器。且電源進(jìn)線較長(zhǎng)，發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多，并且不需經(jīng)常切換的總降壓變電所，所以采用內(nèi)橋式主接線。變電所主接線方案的設(shè)計(jì)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查找的資料直接運(yùn)用的。短路電流的計(jì)算是用的標(biāo)幺制法?？偨祲鹤冸娝囊淮卧O(shè)備的選擇是根據(jù)設(shè)備的工作電壓；工作電流

76、；短路動(dòng)穩(wěn)定度及短路熱穩(wěn)定度來(lái)選擇的。變電所進(jìn)線的選擇是根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度來(lái)選擇導(dǎo)線截面。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 劉介才.工廠供電（第5版）機(jī)械工業(yè)出版社，2009</p><p>　　[2] 劉介才.工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)(第2版) 機(jī)械工業(yè)出版社，2008</p><p&g