某機械廠降壓變電所電氣畢業(yè)設計

1、<p>　　《工廠供電》課程設計</p><p>　　設 計 題 目 某機械廠降壓變電所的電氣設計 </p><p>　　所 在 系 信息與機電工程系 </p><p>　　姓 名 林超 </p><p>　　

2、學 號 116711010 </p><p>　　指 導 老 師 林勵 </p><p>　　專 業(yè) 年 級 11級電氣 </p><p>　　2014年12月 25日</p><p

3、><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p>　　第一章 設計任務錯誤!未定義書簽。</p><p>　　1.1 設計題目錯誤!未定義書簽。</p>

4、<p>　　1.2 設計要求錯誤!未定義書簽。</p><p>　　1.3 設計依據(jù)錯誤!未定義書簽。</p><p>　　1.4 設計任務錯誤!未定義書簽。</p><p>　　1.5 設計時間5</p><p>　　第二章 負荷計算和無功功率補償6</p><p>　　2.1 負荷

5、的計算6</p><p>　　2.2 無功功率的補償14</p><p>　　第三章 變電所位置和型式的選擇17</p><p>　　3.1 變電所位置的選擇17</p><p>　　3.2 變電所的類型及型式選擇18</p><p>　　第四章 變電所主變壓器臺數(shù)和容量及主結(jié)線方案的選擇19&l

6、t;/p><p>　　4.1 變壓器臺數(shù)選擇的原則19</p><p>　　4.2 變電所主變臺數(shù)和容量的選擇19</p><p>　　4.3 變電所主接線方案的選擇19</p><p>　　4.4 變電所的總體布置方案20</p><p>　　第五章 短路電流的計算21</p><

7、p>　　5.1 繪制計算電路21</p><p>　　5.2 確定基準值21</p><p>　　5.3 計算短路電路中各元件的電抗標幺值21</p><p>　　5.4 計算K1點（10.5Kv側(cè)）的短路總電抗及三相短路電流和短路容量22</p><p>　　5.5 計算K2點（0.4Kv側(cè)）的短路總電抗及三相短路電

8、流和短路容量22</p><p>　　第六章 變電所高低壓線路的選擇23</p><p>　　6.1 10kv高壓進線的選擇校驗23</p><p>　　6.2 380v低壓出線的選擇校驗23</p><p>　　6.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的選擇校驗26</p><p>　　第七章 設計圖紙

9、28</p><p>　　7.1 變電所的主接線圖28</p><p>　　7.2 設備材料表28</p><p><b>　　參考文獻30</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　電能作為最基本的能源，不僅滿足于人民生活需要，企業(yè)

10、生產(chǎn)也需要電，整個人類社會的進步更需要電；今天，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，我們整個生活、生產(chǎn)乃至社會將進入電氣化的新時代，電能已成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、國防科技及人民生活等各方面不可缺少的能源；電力工業(yè)的發(fā)展水平，是一個國家經(jīng)濟發(fā)達程度的重要標志。電力工業(yè)必須優(yōu)先于其它工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，其建設和發(fā)展的速度必須高于國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的增長速度，只有這樣，國民經(jīng)濟各部門才能夠快速而穩(wěn)定地發(fā)展。</p><p>　　在工廠中，

11、變配電所將電網(wǎng)輸送來的電能進行接收、變換、分配以期能夠達到驅(qū)動負載正常工作，并使電能能夠合理分配，創(chuàng)造最大的效益，尤為重要。設計一個合理的變配電所，能夠合理的分配電力資源，同時能夠滿足企業(yè)的生產(chǎn)所需。本次設計根據(jù)課題提供的某機械制造廠的用電負荷和供電條件，氣候條件，并適當考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按照國家相關標準、設計準則，本著安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的要求確定本廠變電所的位置和形式。通過負荷計算，確定主變壓器的臺數(shù)和容量。進行短路電流計算，

12、選擇變電所主接線方案及高低壓設備與進出線,最后按要求寫出設計說明書,并繪出設計圖樣。具體過程和步驟:根據(jù)工廠總平面圖,工廠負荷情況,供電電源情況,氣象資料等,先計算電力負荷,判斷是否要進行無功功率補償,接著進行變電所位置和型式選擇,并確定變電所變壓器臺數(shù)和容量, 主接線方案選擇,最后進行短路電流的計算,并對變電所一次設備選擇和高低壓線路的選擇做出最經(jīng)濟，最合理，最安全的設計方案，達到供電的要求：安全，可靠，經(jīng)濟，優(yōu)質(zhì)。</p>

13、;<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對電力供應的要求越來越高，特別是供電的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電所的合理設計和配置。工廠變配電所作為工廠供電的核心，它的設計是否合理關系到工廠的生產(chǎn)是否能夠高效、經(jīng)濟地運行。一個典型的變電配電系統(tǒng)要求變電設設備運行可靠、操作靈活、經(jīng)濟合理、擴建方便

14、。出于這幾方面的考慮，本文設計機械廠變配電所。通過對工廠的負荷進行負荷計算，以選擇變壓器的型號，變電所的位置及變電所的主接線方式。主接線方式是整個設計的核心部分，從運行的可靠性、經(jīng)濟性來確定主接線的接線方式，再根據(jù)主接線的接線方式進行短路電流計算，利用負荷計算數(shù)據(jù)選擇高低壓電器設備和進出線等同時為了用電的安全性必須按照具體要求對保護裝置進行選型，設計和配置。力求做到運行可靠，操作簡單、方便，經(jīng)濟合理。具有擴建的可能性和改變運行方式時的靈

15、活性。使其更加貼合實際，更具現(xiàn)實意義。</p><p>　　【關鍵詞】：機械廠變配電所 核心 電氣設計 安全 可靠 </p><p>　　一、工廠供電設計任務書</p><p><b>　　1.1設計題目</b></p><p>　　某機械廠降壓變電所的電氣設計</p><p&

16、gt;<b>　　1.2設計要求</b></p><p>　　要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖紙。</p

17、><p><b>　　1.3 設計依據(jù)</b></p><p>　　1.3.1工廠總平面圖 </p><p>　　圖1.1 工廠平面圖</p><p>　　1.3.2工廠負荷情況 </p><p>　　本廠多數(shù)車間為兩班制，年最大負荷利用小時為4600h，日最大負荷持續(xù)時間為6h。該廠除鑄造車

18、間、電鍍車間和鍋爐房屬二級負荷外，其余均屬三級負荷。本廠的負荷統(tǒng)計資料如表1-1所示。</p><p>　　表1-1 工廠負荷統(tǒng)計資料</p><p>　　1.3.3 供電電源情況 </p><p>　　按照工廠與當?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導線牌號為LGJ-150

19、，導線為等邊三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設的高壓斷路器斷流容量為500MVA。此斷路器配備有定時限過流保護和電流速斷保護，定時限過流保護整定的動作時間為1.7s。為滿足工廠二級負荷要求，可采用高壓聯(lián)絡線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為80km，電纜線路總長度為25km。</p><p>　　1.3.4 氣象資料 </p>

20、<p>　　本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38℃，年平均氣溫為23℃，年最低氣溫為-9℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，年最熱月平均氣溫為26℃，年最熱月地下0.8米處平均氣溫為25℃。當?shù)刂鲗эL向為東北風，年雷暴日數(shù)為20。</p><p>　　1.3.5 地質(zhì)水文資料 </p><p>　　本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。</p>

21、<p>　　1.3.6 電費制度 </p><p>　　本廠與當?shù)毓╇姴块T達成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計量電能，設專用計量柜，按兩部電費制交納電費。每月基本電費按主變壓器容量為18元/kVA，動力電費為0.9元/Kw.h，照明電費為0.5元/Kw.h。工廠最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.9，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性向供電部門交納供電貼費：6~10VA為800/kVA。</p

22、><p><b>　　1.4設計任務</b></p><p>　　要求在規(guī)定時間內(nèi)獨立完成下列工作量：</p><p>　　設計說明書 需包括：</p><p><b>　　1）前言</b></p><p><b>　　2）目錄</b></p>

23、<p>　　3）負荷計算和無功功率補償</p><p>　　4）變電所位置和形式的選擇</p><p>　　5）變電所主變壓器的臺數(shù)、容量和類型的選擇</p><p>　　6）變電所主接線方案的設計</p><p><b>　　7）短路電流的計算</b></p><p>　　8）變電

24、所一次設備的選擇和校驗</p><p>　　9）變電說進出線的選擇和校驗</p><p>　　10）變電所二次回路方案的選擇及繼電保護的整定</p><p>　　11）防雷飽和和接地裝置的設計</p><p>　　12）附錄-參考文獻</p><p>　　2.設計圖紙 需包括</p><p>

25、　　1）變電所主接線圖 1 張 A2</p><p><b>　　1.5設計時間</b></p><p>　　自 年 月 日 至 年 月 日 </p><p>　　指導老師 （簽名）</p><p><b>　　年 月

26、 日</b></p><p>　　第二章 負荷計算和無功功率補償</p><p>　　2.1 負荷的計算</p><p>　　本設計各車間計算負荷采用需要系數(shù)法確定。主要計算公式有： </p><p>　　有功計算負荷（kW） 無功計算負荷（kvar）: </p><p>　　視在計算負荷（kVA

27、）： 計算電流（A）: </p><p>　　單相Ic=Pc/Up cosφ </p><p>　　(1)鑄造車間動力組 查表可得Kd=0.4, cosφ=0.7, tanφ=1.02,因此</p><p>　　Pc11= 0.4×400Kw=160Kw</p><p>　　Qc11=160×1.02Kvar=1

28、63.2Kvar</p><p>　　=228.5KV.A</p><p>　　鑄造車間照明組 Kd=0.8 tanφ=0 Sc=10Kw cosφ=1.00, 因此</p><p>　　Pc12=0.8×10Kw=8 Kw</p><p>　　Qc12=8×0 Kvar=0Kvar</p><

29、;p>　　Ic12= 8/0.22×1=36.36A</p><p>　　則鑄造車間總計算負荷 </p><p>　　Pc1= Pc11+ Pc12=(160+8)Kw=168Kw</p><p>　　Qc1= Qc11+ Qc12=163.2 Kvar</p><p>　　(2)鍛壓車間動力組 查表可得Kd=0.3,

30、 cosφ=0.65, tanφ=1.17 ,因此</p><p>　　Pc21=0.3×400Kw=120Kw</p><p>　　Qc21=120×1.17Kvar=140.4 Kvar</p><p>　　鍛壓車間照明組 Kd=0.8 Sc=10Kw tanφ=0 cosφ=1.00,因此</p><p>

31、;　　Pc22=0.8×10Kw=8Kw</p><p><b>　　Qc22=0</b></p><p>　　Ic22=8/0.22A=36.36A</p><p>　　則鍛壓車間總計算負荷</p><p>　　Pc2=（120+8）Kw=128Kw</p><p>　　Qc2=140

32、.4 Kvar </p><p>　　(3)金工車間動力組 查表得Kd=0.2, cosφ=0.60，Sc=350Kw tanφ=1.17 因此</p><p>　　Pc31=0.2×350Kw=70Kw</p><p>　　Qc31=1.17×70 Kvar=81.9 Kvar</p><p>　　金工車間

33、照明組 Kd=0.8 , cosφ=1 tanφ=0 Sc=8Kw </p><p>　　因此 Pc32=0.8×10Kw=8Kw</p><p><b>　　Qc32=0</b></p><p>　　Ic32=8/0.22A=36.36A</p><p>　　則金工車間在總計算負荷</p&g

34、t;<p>　　Pc3=（70+8）Kw=78Kw</p><p>　　Qc3=81.9 Kvar </p><p>　?。?）工具車間動力組 查表可得 Kd=0.3, cosφ=0.60，tanφ=1.33 Sc=300Kw 因此</p><p>　　Pc41=0.3×300Kw=90Kw</p><p>

35、　　Qc41=1.33×90 Kvar=119.7 Kvar</p><p>　　工具車間照明組 Kd=0.8 , cosφ=1 tanφ=0 Sc=8Kw </p><p>　　因此Pc42=0.8×8Kw=6.4Kw</p><p><b>　　Qc42=0</b></p>

36、<p>　　Ic42=6.4/0.22 KV =29.1A</p><p>　　則工具車間總計算負荷</p><p>　　Pc4=（90+6.4）Kw=96.4Kw</p><p>　　Qc4=119.7Kvar </p><p>　　（5）電鍍車間動力組 查表可得 Kd=0.5, cosφ=0.80，tanφ=0.7 S

37、c=250Kw ,因此 </p><p>　　Pc51=0.5×300Kw=150Kw</p><p>　　Qc51=0.7×150 Kvar=105 Kvar</p><p>　　電鍍車間照明組 Kd=0.9 , cosφ=1 tanφ=0 Sc=5Kw ,因此</p><p>　　Pc52=0.9&

38、#215;8Kw=7.2Kw</p><p><b>　　Qc52=0</b></p><p>　　Ic52=7.2/0.22 KV =32.7A</p><p>　　則電鍍車間總計算負荷</p><p>　　Pc5=（150+7.2）Kw=157.2Kw</p><p>　　Qc5=105 Kv

39、ar </p><p>　?。?）熱處理車間動力組 查表得Kd=0.5, cosφ=0.80，tanφ=0.78 Sc=200Kw 因此 </p><p>　　Pc61=0.5×250Kw=125Kw</p><p>　　Qc61=0.78×125 Kvar=97.5 Kvar</p><p>　　熱處理車

40、間照明組 Kd=0.8 cosφ=1 tanφ=0 Sc=8Kw ，因此 </p><p>　　Pc62=0.8×10Kw=8Kw</p><p><b>　　Qc62=0</b></p><p>　　Ic62=8/0.22 KV =36.36A</p><p>　　則熱處理車間總計算負荷</p

41、><p>　　Pc6=（125+8）Kw=133Kw</p><p>　　Qc6=97.5 Kvar </p><p>　?。?）裝配車間動力組 查表得Kd=0.4, cosφ=0.75，tanφ=1.02 Sc=150Kw 因此 </p><p>　　Pc71=0.4×150Kw=60Kw</p>

42、<p>　　Qc71=1.02×60Kvar=61.2 Kvar</p><p>　　裝配車間照明組 Kd=0.7 cosφ=1 tanφ=0 Sc=10Kw ，因此</p><p>　　Pc72=0.7×8Kw=5.6Kw</p><p><b>　　Qc72=0</b></p><

43、;p>　　Ic72=5.6/0.22 KV =25.45A</p><p>　　則裝配車間總計算負荷</p><p>　　Pc7=（60+5.6）Kw=65.6Kw</p><p>　　Qc7=61.2Kvar </p><p>　?。?）機修車間動力組 查表得Kd=0.3, cosφ=0.70，tanφ=1.33 Sc=200K

44、w 因此 </p><p>　　Pc81=0.3×150Kw=45Kw</p><p>　　Qc81=1.33×45Kvar=59.85 Kvar</p><p>　　機修車間照明組 Kd=0.8 cosφ=1 tanφ=0 Sc=8Kw，因此 </p><p>　　Pc82=0.8×5Kw

45、=4Kw</p><p><b>　　Qc82=0</b></p><p>　　Ic82=4/0.22 KV =18.18A</p><p>　　則機修車間總計算負荷</p><p>　　Pc8=（45+4）Kw=49Kw</p><p>　　Qc8=59.85Kvar </p>

46、<p>　　(9) 鍋爐房動力組 查表得Kd=0.6, cosφ=0.70，tanφ=0.75 Sc=50Kw 因此 </p><p>　　Pc91=0.6×50Kw=30Kw</p><p>　　Qc91=0.75×30Kvar=22.5 Kvar</p><p>　　鍋爐房照明組 Kd=0.8 cosφ=1

47、tanφ=0 Sc=3Kw ，因此</p><p>　　Pc92=0.8×3Kw=2.4Kw</p><p><b>　　Qc92=0</b></p><p>　　Ic92=2.4/0.22 KV =10.9A</p><p><b>　　則鍋爐房總計算負荷</b></p>

48、<p>　　Pc9=（30+2.4）Kw=32.4Kw</p><p>　　Qc9=22.5Kvar </p><p>　?。?0）倉庫的動力組 查表得Kd=0.3, cosφ=0.6，tanφ=0.75 Sc=50Kw 因此 </p><p>　　Pc10.1=0.3×30Kw=9Kw</p><p&g

49、t;　　Qc10.1=0.75×9Kvar=6.75 Kvar</p><p>　　倉庫照明組 Kd=0.8 cosφ=1 tanφ=0 Sc=5Kw ，因此 </p><p>　　Pc10.2=0.8×2Kw=1.6Kw</p><p><b>　　Qc10.2=0</b></p><p&g

50、t;　　Ic10.2=1.6/0.22 KV =7.27A</p><p><b>　　則倉庫總計算負荷</b></p><p>　　Pc10=（9+1.6）Kw=10.6Kw</p><p>　　Qc10=6.75Kvar </p><p>　　(11) 宿舍照明 Kd=0.7, cosφ=1， Sc=300Kw

51、 因此</p><p>　　Pc11.2=0.7×300Kw=210Kw</p><p><b>　　Qc11.2=0</b></p><p>　　Ic11.2=210/0.22 KV =954.55A</p><p><b>　　則工廠總計算負荷</b></p><

52、;p>　　Pc=KΣp×Pc總=0.85×1128.2 Kw=958.97 Kw</p><p>　　Qc=KΣq×Qc總=0.9×858 Kvar =772.2 Kvar</p><p>　　表2-1某機械廠負荷計算表(需要系數(shù)法)</p><p>　　2.2 無功功率的補償</p><p>

53、　　由表2-1可知，該廠380V側(cè)最大負荷時的功率因數(shù)只有0.79，而供電部門要求該廠10KV進線側(cè)最大負荷時功率因數(shù)不能低于0.9.考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，因此380V側(cè)補償后的功率因數(shù)應稍大于0.9，這里取</p><p>　　cos′φ=0.92，因此要使變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)由0.79提高到0.92需在低壓側(cè)補償?shù)臒o功功率容量：</p><p>　　Qc=Pc(ta

54、nφ1-tanφ2)=958.97×[tan(arccos0.79)-tan(arccos0.92)]</p><p>　　=335.72kvar</p><p>　　選PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用主屏1臺與輔屏6臺相組合 </p><p>　　380v側(cè)補償前的計算負荷和功率因數(shù)為</p><p&

55、gt;　　cosφ=0.79 Pc=958.97Kw Qc=772.2Kvar Ic=1870.66A</p><p>　　無功補償容量Q補=335.72Kvar</p><p>　　380v側(cè)補償后的負荷</p><p>　　Pc=958.97Kw </p><p>　　Qc=（772.2-335.72）=436.48Kvar&l

56、t;/p><p>　　補償后變壓器的功率損耗為</p><p>　　PT=0.015×1053.63Kw=15.8Kw</p><p>　　QT=0.06×1053.63 kvar=63.22kvar</p><p>　　補償后的低壓側(cè)功率因數(shù)cosφ=958.97/1053.63=0.91</p><p&

57、gt;　　補償后10Kv側(cè)負荷總計為 </p><p>　　Pc=（958.97+15.2）Kw=974.17kw</p><p>　　Qc=（436.48+63.22）kvar=499.7 kvar</p><p>　　補償后變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)為</p><p>　　cosφ=974.17/1094.85=0.89</p>

58、<p>　　由于工廠要求功率因數(shù)在cosφ=0．85以上，高壓側(cè)不得低于0．9。</p><p>　　顯然所求的功率因數(shù)滿足規(guī)定要求.</p><p>　　因此無功功率補償后工廠380V側(cè)和10KV側(cè)的負荷計算如表所示</p><p>　　第三章 變電所位置和型式的選擇</p><p>　　3.1 變電所位置的選擇</p

59、><p>　　應根據(jù)下列要求經(jīng)技術、經(jīng)濟比較確定： 1、接近負荷中心； 2、進出線方便； 3、接近電源側(cè)； 4、設備運輸方便； 5、不應設在有劇烈振動或高溫的場所； 6、不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，當無法遠離時，不應設在污染源盛行風向的下風側(cè)； 7、不應設在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰； 8、不應設在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方，

60、且不宜設在有火災危險環(huán)境的正上方或正下方，當與有爆炸或火災危險環(huán)境的建筑物毗連時，應符合現(xiàn)行國家標準《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》的規(guī)定； 9、不應設在地勢低洼和可能積水的場所。</p><p>　　綜上所述按負荷功率矩法確定負荷中心</p><p>　　工廠是10kv以下，變電所的位置應盡量接近工廠的負荷中心，工廠的負荷中心按負荷功率矩法來確定。在工廠的平面圖下側(cè)和左側(cè)，分

61、別作一條直角坐標的x軸和y軸，然后測出各車間和宿舍區(qū)負荷點的坐標位置，p1、p2、p3……p10分別代表廠房1、2、3……10號的功率，設定p1、p2……p10并設定p11為生活區(qū)的中心負荷，如圖3-1所示。而工廠的負荷中心的力矩方程，可得負荷中心的坐標</p><p>　　把各車間的坐標帶入上述2個公式，得到x=5.38，y=5.38.由計算結(jié)果可知，工廠的負荷中心在6號廠房的東北角。考慮到周圍環(huán)境和減少企業(yè)內(nèi)

62、部的高壓線路，且1號，5號，9號車間屬于二級負荷，必須保證供電的可靠性和方便性，所以變電所設在6號車間的右方見圖3。</p><p>　　變電所類型有室內(nèi)型和室外型。室內(nèi)型運行維護方便，占地面積少。所以采用室內(nèi)型變電所。</p><p>　　3.2 變電所的類型及型式選擇</p><p><b>　　（1）獨立變電所</b></p>

63、;<p><b>　　（2）附設變電所</b></p><p><b>　?。?）車間內(nèi)變電所</b></p><p><b>　?。?）地下變電所</b></p><p>　　建造變配電所的經(jīng)濟效益，選擇將變電所，所以變電所的類型為露天附設變電所。</p><p&g

64、t;　　第四章 變電所主變壓器臺數(shù)和容量及主結(jié)線方案的選擇</p><p>　　4.1 變壓器臺數(shù)選擇的原則</p><p>　　1．應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，但必須有備用電源。</p>

65、<p>　　2．對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大，適于采用經(jīng)濟運行方式的變電所，可采用兩臺變壓器。</p><p>　　3．當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．在確定變電所臺數(shù)時，應適當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。</p><p>　　4.2 變電所主變臺數(shù)和容量的選擇</p>

66、<p>　　考慮到變壓器在車間建筑內(nèi)，根據(jù)工廠的負荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所只需裝設一臺主變壓器。其型式采用S9，由于Sc=1094.85KVA, 根據(jù)容量公式SN.T≥Sc，故選擇SN.T=1250KVA。即選一臺S9-1250/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。</p><p>　　4.3 變電所主接線方案的選擇</p>&

67、lt;p>　　由于本廠的工作電源由附近一條10KV的共用電源干線取得，所取得的電源供本廠使用，且存在的多個二級負荷可以采用與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。故此變電所只需裝設1臺主變壓器即可。由此，可以選擇采用高壓斷路器。高壓斷路器可以使得變電所的切換操作非常靈活方便；而且高壓斷路器都配有繼電保護裝置，在變電所發(fā)生的短路和過負荷是能自動跳閘后再短路故障和過負荷消除后又能直接迅速合閘，從而使回復供電的時間大大縮短。有利于工廠的車間的

68、工作，故選擇變電多采用高壓側(cè)為高壓隔離開關-斷路器的形式。如圖4-1</p><p><b>　　圖4-1 </b></p><p>　　4.4 變電所的總體布置方案</p><p>　　變配電所的布置必須要有值班室，且值班室必須緊靠高低壓配電室而且還都要有門直通。變電所的容量很大，故必須要有高壓配電室。變壓器室與低壓配電室相鄰，使得變壓器的

69、低壓出線距離既短而且方便。高壓配電室向外為雙門，與值班室的門為雙向開啟，低壓配電室、變壓器室的門均應向外開啟，保證了運行與維修的方便和安全。</p><p>　　綜合上面的論述，可以選擇變電所的平面布置方案（如圖4-2）</p><p>　　圖4-2 變電所的平面布置圖</p><p>　　1-高壓配電室 2-變壓器室</p&

70、gt;<p>　　3-低壓配電室 4-值班室</p><p>　　第五章 短路電流的計算</p><p>　　5.1 繪制計算電路</p><p>　　5.2 確定基準值</p><p>　　設Sd=100MVA，UR1=UC1=10.5kv， UR2= UC2=0.4KV，</p&g

71、t;<p><b>　　則基準電流為</b></p><p>　　5.3 計算短路電路中各元件的電抗標幺值</p><p>　　(1) 電力系統(tǒng)電抗標么值：斷路器的斷流容量Soc=300MVA，因此</p><p>　?。?）架空線路的電抗標么值： 查《供配電技術應用》表4-1可得LGJ-95的x0=0.35Ω/km，而線路

72、長5km，因此</p><p><b>　　1.6</b></p><p>　?。?）電力變壓器的電抗標么值： 查表可得UZ%=4.5,故</p><p>　　因此繪制出等效電路圖如下</p><p>　　5.4 計算K1點（10.5Kv側(cè)）的短路總電抗及三相短路電流和短路容量</p><p>

73、;　　(1 )總電抗標幺值</p><p>　?。?）三相短路電流周期分量有效值為</p><p><b>　　其他三相短路電流</b></p><p><b>　　三相短路容量</b></p><p>　　5.5 計算K2點（0.4Kv側(cè)）的短路總電抗及三相短路電流和短路容量</p>

74、<p><b>　?。?）總電抗標幺值</b></p><p>　?。?）三相短路電流周期分量有效值</p><p><b>　?。?）其它短路電流</b></p><p><b>　?。?）三相短路容量</b></p><p>　　以上計算結(jié)果綜合如表5-1所示

75、.</p><p>　　第六章 變電所高低壓線路的選擇</p><p>　　6.1 10kv高壓進線的選擇校驗</p><p>　?。?）10KV高壓進線的選擇校驗 采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設，接往10KV公用干線。由題目可知應選擇LGJ—95型的導線</p><p>　　由于此線路很短，不需要校驗電壓損耗。</p>

76、<p>　?。?）由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗 采用YJV22-10KV-3×35型交聯(lián)聚乙烯絕緣的銅芯電纜直接埋地敷設。</p><p>　　1）按發(fā)熱條件選擇。由I30 =71A及年最熱月地下0．8m處平均氣溫為30°C，</p><p>　　查表可得，初選纜芯為235 mm2的交聯(lián)電纜，查《工廠供電簡明設計手冊》表得 其Ial=110A＞

77、I30，滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　2)校驗短路熱穩(wěn)定。按下式計算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面</p><p>　　，式中的C值由《供配電技術應用》附表12可查得。</p><p>　　因此YJV22-10KV-3×35電纜滿足要求。</p><p>　　6.2 380v低壓出線的選擇校驗</p><p&g

78、t;　　(1)饋電給1號廠房(鑄造車間)的線路采用VV22-1250型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接埋地敷設。</p><p>　　1)按發(fā)熱條件選擇。由Ic=355.86A及地下0.8m土壤溫度為30℃，查供配電附表16-1可初選240mm2，由于當?shù)赝寥罍囟炔粸?5℃，則其Ial=476×0.95=452A＞Ic，滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　2)校驗電壓損耗。由工廠平面圖量

79、得變電所至1號廠房距離約50m，而由表供配電附表16-2查得240mm2的銅芯電纜的R0=0.15Ω/km(按纜芯工作溫度50℃計)，X0=0.07Ω/km,又1號廠房的Pc=164kw,Qc=163.2kvar,因此可得：</p><p>　　滿足允許電壓損耗5%的要求。</p><p>　　3)短路熱穩(wěn)定度校驗。按下式求滿足短路熱穩(wěn)定度的最小截面</p><p>

80、;　　式中tima——變電所高壓側(cè)過電流保護動作時間按1秒整定(終端變電所)，再加上斷路器斷路時間0.1秒，再加0.05秒</p><p>　　由于前面所選120mm2的纜芯截面小于Amin，不滿足短路熱穩(wěn)定度要求，因此改選纜芯150mm2 的聚氯乙烯電纜，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜(中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同)。</p><p>

81、　　(2)饋電給2號廠房(鍛壓車間)的線路 亦采用VV22-1250聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直埋敷設。(方法同上，從略)纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。</p><p>　　(3)饋電給3號廠房(金工車間)的線路 亦采用VV22-1250聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直埋敷設。(方法同前，從略)纜芯纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3

82、15;240+1×150的四芯電纜。</p><p>　　(4) 饋電給4號廠房(工具車間)的線路 亦采用VV22-1250聚氯乙烯銅芯電纜直埋敷設。(方法同前，此略)纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。</p><p>　　(5) 饋電給5號廠房(電鍍車間)的線路 亦采用VV22-1250聚氯乙烯絕緣銅芯電

83、纜直埋敷設。(方法同前，從略)纜芯纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。</p><p>　　(6) 饋電給6號廠房(熱處理車間)的線路 亦采用VV22-1250聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直埋敷設。(方法同前，從略)纜芯纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。</p><p&

84、gt;　　(7) )饋電給7號廠房(裝配車間)的線路 亦采用VV22-1250聚氯乙烯銅芯電纜直埋敷設。(方法同前，此略)纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。</p><p>　　(8) 饋電給8號廠房(機修車間)的線路 亦采用VV22-1250聚氯乙烯銅芯電纜直埋敷設。(方法同前，此略)纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3

85、15;240+1×150的四芯電纜</p><p>　　(9) 饋電給9號廠房(鍋爐房)的線路 亦采用VV22-1250聚氯乙烯銅芯電纜直埋敷設。(方法同前，此略)纜芯截面選240mm2，即VV22-1250-3×240+1×150的四芯電纜。</p><p>　　(10) 饋電給10號廠房(倉庫)的線路 由于此處距變電所不遠，可用聚氯乙烯絕緣銅芯導線

86、BLV-1250型5根(3根相線、一根中性線、一根保護線)穿硬塑料管埋地敷設。</p><p>　　1)按發(fā)熱條件選擇。由Ic=18.96A及環(huán)境溫度(年最熱平均氣溫)38℃，查《工廠供配</p><p>　　電簡明設計手冊》表ZL14-2相線截面初選120mm2,其Ial≈245A＞Ic，滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　按規(guī)定，中性線和保護線也選為120mm2

87、，與相線截面相同，即選用BLV-1250-1×120mm2塑料導線5根穿內(nèi)徑25 mm2的硬塑料管。</p><p>　　2)校驗機械強度。查表可知，最小允許截面Amin=1.0mm2因此上面所選120mm2的相線滿足機械強度要求。</p><p>　　3)校驗電壓損耗。所選穿管線，估計長度50m，查表可得R0=0.18Ω/km，X0=0.083Ω/km,又倉庫的Pc=10.6K

88、W,Qc=6.75kvar,因此</p><p>　　滿足允許的電壓損耗5%的要求。</p><p>　　(11)饋電給宿舍區(qū)的線路 采用LJ型銅絞線架空敷設。</p><p>　　1)按發(fā)熱條件選擇。由Ic= 954.3A及室外環(huán)境溫度為33℃，查表可初選LJ-240，其33℃時的Ial≈641×1.3A=833A<Ic，滿足發(fā)熱條件。<

89、/p><p>　　2)校驗機械強度。查表可知最小允許截面Amin=16mm2，因此LJ-185滿足機械強度要求。</p><p>　　3)校驗電壓損耗。由工廠平面圖量得變電所枝生活區(qū)負荷中心約200m，又由《工廠供配電簡明設計手冊》ZL14-2查得LJ-185的R0=0.18Ω/km，X0=0.31Ω/km (按線間幾何均距1m計)，又宿舍區(qū)的P30=210kW，Q30=0kvar，，因此&l

90、t;/p><p>　　滿足要求。中性線采用LJ-70銅絞線。</p><p>　　6.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的選擇校驗</p><p>　　采用YJL22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設，與相鄰近的單位變配電所的10kV母線相聯(lián)。</p><p>　　(1)按發(fā)熱條件選擇 工廠中鑄造車間、電鍍車間、鍋爐房屬于二級負

91、荷，其容量共為</p><p>　　Sc=(234.2+189+39.4) kVA =462.6kVA， </p><p>　　最熱月土壤平均溫度為30℃，因此查表可知，初選纜芯截面為25mm2的交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜，其Ial=90A>Ic滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　(2)校驗電壓損耗 由《工廠供配電簡明設計手冊》表ZL14-19可查得纜芯為2

92、5mm2的銅芯電纜的R0=0.91/km(纜芯溫度按80℃計)，X0=0.12Ω/km,而二級負荷的 </p><p>　　Pc=168+157.2+32.4)kW=357.6kW</p><p>　　Qc=(163.2+105+22.5)kvar=300.7kvar</p><p>　　線路長按1km計，因此</p

93、><p>　　由此可見滿足允許電壓損耗5%的要求。</p><p>　　(3)短路熱穩(wěn)定校驗 按本變電所高壓側(cè)短路電流校驗，由前述引入電纜的熱穩(wěn)定校驗，可知纜芯25mm2的交聯(lián)電纜是滿足熱穩(wěn)定要求的。而鄰近單位10kv的短路數(shù)據(jù)無處得知，故該聯(lián)絡線的短路熱穩(wěn)定校驗計算無法進行，所以不作校驗。</p><p>　　綜合以上所選變電所進去線和聯(lián)絡線的導線和電纜型號規(guī)格如

94、表6-1</p><p>　　表6-1 變電所進出線和聯(lián)絡線的型號規(guī)格</p><p><b>　　第七章 設計圖紙</b></p><p>　　7.1 變電所的主接線圖</p><p>　　圖7-1 變電所主接線圖</p><p>　　圖7-2 變電所電氣設備布置圖</p>

95、;<p>　　7.2 設備材料表</p><p>　　表7-1 設備材料表</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1.《供配電技術應用》 高等教育出版社 趙德申主編 出版時間：2009-07-01</p><p>　　2.《工廠供電》 機械工業(yè)出版社 劉介才主編