【正文】 計算 .................................................... 12 短路電流計算的目的及方法 ..................................... 12 短 路電流計算 ................................................. 12 確定基準(zhǔn)值 ............................................... 12 計算短路電路中各元件的電抗標(biāo)么值 ......................... 13 計算 k1 點 ( 側(cè) )的短路總電抗及三相短路電流和容量 ..... 13 計算 k2 點 ( 側(cè) )的短路總電抗及三相短路電流和容量 ...... 14 5 變電所一次設(shè)備的選定 ............................................. 15 高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇 ......................................... 15 低壓側(cè)電氣設(shè)備的選擇 ......................................... 16 母線的選擇 ................................................... 16 高壓母線的選擇 ........................................... 17 低壓母線的選擇 ........................................... 18 6 變電所過電流保護 ................................................. 23 變壓器的繼電保護 ............................................. 23 變壓器的反時限過電流保護 ................................. 24 變壓器的速斷保護 ......................................... 25 變壓器的瓦斯保護 ......................................... 25 高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護 ......................................... 27 XI 過流保護 ................................................. 27 速斷保護 ................................................. 27 低壓側(cè)過電流保護 ............................................. 28 7 變電所二次回路設(shè)計 ............................................... 29 二次回路的操作電源 ........................................... 29 高壓斷路器的控制的信號回路 ................................... 29 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置 ..................................... 31 電測量儀表 ............................................... 31 絕緣監(jiān)視裝置 ............................................. 32 8 設(shè)計總結(jié) ......................................................... 34 參考文獻 ........................................................... 35 致 謝 ............................................................. 36 1 1 緒論 工廠供電的意義和要求 工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。 眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，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 分配既簡單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應(yīng)用極為廣泛。 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（除電化工業(yè)外）。 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，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則可能對工業(yè)生產(chǎn)造成嚴重的后果。 因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于節(jié)約能源是工廠供電工作的一個重要方面，而節(jié)約 能源 對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源 、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。 工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達到以下基本要求： （ 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。 （ 2）可靠 應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。 （ 3）優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求 。 （ 4）經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局 觀點，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 工廠供電設(shè)計的一般原則 按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB5005295 《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》、 GB5005394 《 10kv及以下設(shè)計規(guī)范》、 GB5005495 《低壓配電設(shè)計規(guī)范》等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則： （ 1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策； 2 必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。 （ 2）安全可靠、先進合理； 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)先進和經(jīng)濟合理，采用效率高、能耗低和性能先 進的電氣產(chǎn)品。 （ 3）近期為主、考慮發(fā)展； 應(yīng)根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴建的可能性。 （ 4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。 按負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(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)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。 本 人 的主要工作 （ 1） 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(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所位置與型式； （ 2） 確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型； （ 3） 選擇變壓所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進出線； （ 4） 確定二次回路方案，選擇整定繼電保護裝置； （ 5） 要求寫出設(shè)計說明書，繪制設(shè)計圖樣。 從工廠供電的技術(shù)要求出發(fā)并結(jié)合工廠的實際情況 ，首先進行符合計算和無功功率補償，確定主變壓器臺數(shù)、容量及類型，綜合 各種技術(shù)規(guī)程及供電協(xié)議的要求 確定主接線方案，計算出短路電流，進行一次設(shè)備的選擇和校驗，確定進出線的選擇與校驗。再 根據(jù)短路電流 進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗；繼電保護及二次回路的整定計算，為掌握供電系統(tǒng)的運行情況提供了有效的數(shù)據(jù)，并且 在系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠準(zhǔn)確及時的將故障設(shè)備從供電系統(tǒng)中切除，提高 系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性 。 3 2 負荷計算與無功功率補償 設(shè)計步驟 全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計，是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結(jié)合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟的分配電能問題。其基本內(nèi)容有以下幾方面。 （ 1） 負荷計算 全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎(chǔ)上進行的?？紤]車間變電所 變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計算負荷及總功率因數(shù)。列出負荷計算表、表達計算成果。 （ 2） 工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選擇 參考電源進線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量。 （ 3） 工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計 根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟，安裝容易維修方便。 （ 4） 廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計 根據(jù)廠內(nèi)負荷情 況，從技術(shù)和經(jīng)濟合理性確定廠區(qū)配電電壓。參考負荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，計算出導(dǎo)線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟條件列表比值，擇優(yōu)選用。按選定配電系統(tǒng)作線路結(jié)構(gòu)與敷設(shè)方式設(shè)計。用廠區(qū)高壓線路平面布置圖，敷設(shè)要求和架空線路桿位明細表以及工程預(yù)算書表達設(shè)計成果。 （ 5） 工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算 工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下 的短 路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。 （ 6） 改善功率因數(shù)裝置設(shè)計 按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計算求出達到供電部門要求數(shù)值所需補償?shù)臒o功率。由手冊或廠品樣本選用所需 移相 電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。如工廠有大型同步電動機還可以采 4 用控制電機勵磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。 （ 7） 變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇 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 動 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。 （ 8） 繼電保護及二次結(jié)線設(shè)計 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。并對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數(shù)。 設(shè)計包括 高壓斷路器控制與信號回路、電測量與絕緣監(jiān)測回路、以及變壓器高低壓側(cè)的保護回路 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 原理圖及 展開圖 。 負荷計算 按需要系數(shù)法確定計算負荷 半小時最大負荷 30 deP K P??，其中 dK 為需要系數(shù)。 無功計算負荷 30 30 tanQP ??? ，其中 tan? 為對應(yīng)于用電設(shè)備組 cos? 的正切值。 視在計算負荷 223 0 3 0 3 0 3 0/ c o sS P P Q?? ? ? ，其中 cos? 為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。 計算電流 30 30 /3NI S U? ，其中 NU 為用電設(shè)備組的額定電壓。 由上面公式可算出各廠房的動力負荷。 ： 30 deP K P??=90KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 2. 鍛壓車間： 30 deP K P??=105KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 3熱處理車間： 30 deP K P??=90KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 5 4. 電鍍車間： 30 deP K P??=125KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 5. 倉庫： 30 deP K P??=8KW 30 30 tanQP ??? =6kvar ?? ?cos/3030 PS 10KVA 30 30 /3NI S U? = 6. 工具車間： 30 deP K P??=108KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 180KVA 30 30 /3NI S U? = 7. 金工車間： 30 deP K P??=80KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U?