【正文】 了課題的研究背景，以及課題研究的內(nèi)容。對該課題的研究是具有現(xiàn)實意義和工程價值。 課題背景隨著社會的進步、科技的快速發(fā)展，電力已經(jīng)是我們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣a(chǎn)中主要的能源。現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)，都是向著高自動化、智能化的方向發(fā)展。于是對電力供應(yīng)的要求越來越高，未來的供電技術(shù)也應(yīng)該是高智能化、高自動化，并應(yīng)具有更高地合理性、可靠性。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，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。工廠供電的不穩(wěn)定，將會造成工廠突然斷電，使企業(yè)的生產(chǎn)受到嚴重的影響，有時還會造成重要設(shè)備的損壞，甚至人身傷亡等事故，給國家造成嚴重的損失，阻礙了社會生產(chǎn)的發(fā)展。近年來國內(nèi)外發(fā)生的多次大停電事故充分表明其對經(jīng)濟和社會的嚴重危害，例如：1994年5月25日南方電網(wǎng)因大機組跳閘而引起振蕩失步事故；1982年12月14日加拿大魁北克電力系統(tǒng)的大停電事故；1983年12月27日瑞典電力系統(tǒng)大停電事故；1996年美國西部電網(wǎng)的大停電事故更是引起了全球的關(guān)注，該事故是美國歷史上規(guī)模最大的停電事故，事故造成包括22個核電廠在內(nèi)的100多個發(fā)電廠、幾十條高壓輸電線路停運，停電時間長達29小時，直接經(jīng)濟損失高達300億美元。由此可見，現(xiàn)代電力系統(tǒng)已受到大停電事故的嚴重威脅，這就為我們電網(wǎng)建設(shè)和運行的安全保障提出了更高的要求。在一些工業(yè)發(fā)達國家中，配電自動化系統(tǒng)受到了廣泛的重視，國外的配電自動化系統(tǒng)已經(jīng)形成了集變電所自動化、饋線分段開關(guān)測控、電容器組調(diào)節(jié)控制、用戶負荷控制和遠程抄表等系統(tǒng)于一體的配電網(wǎng)管理系統(tǒng)(DMS)，其功能多達140 余種。20 世紀90 年代以來，國內(nèi)電力系統(tǒng)35kV 變電所逐步實現(xiàn)了四遙功能，但規(guī)模覆蓋變電所自動化、饋線的故障定位與隔離和自動恢復(fù)供電、負荷控制、遠程自動讀表、最低網(wǎng)損、電壓、無功優(yōu)化、配電投資系統(tǒng)、變電配電和用電管理信息系統(tǒng)的配電網(wǎng)綜合管理系統(tǒng)，則是近年來才起步的。因此做好工廠供配電，減少事故帶來的經(jīng)濟損失和帶給社會的不便，對于保證工業(yè)生產(chǎn)的正常進行、促進工業(yè)發(fā)展、實現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)代化有著重要的意義。 課題的目的及意義在電力市場建立的初期，市場運作規(guī)則尚未完全建立或不甚完善，在規(guī)則執(zhí)行中約束乏力，各個市場主體可能出現(xiàn)片面追求自身最大經(jīng)濟利益而忽視電力系統(tǒng)安全可靠的錯誤傾向，使安全管理削弱，調(diào)度管理削弱，事故頻發(fā)。我國和某些發(fā)展中國家，正處在全國大聯(lián)網(wǎng)中，由于缺乏管理大電力系統(tǒng)的經(jīng)驗，導(dǎo)致管理規(guī)則滯后和技術(shù)上欠缺，再加上從弱聯(lián)到強聯(lián)客觀存在的網(wǎng)絡(luò)上的過渡階段，發(fā)生事故的幾率將有可能增加。由于管理、技術(shù)和不可抗力等原因，電力系統(tǒng)總有可能發(fā)生災(zāi)變和事故。世界上眾多的大災(zāi)變及事故的教訓(xùn)告訴我們，隨著電力系統(tǒng)的擴大，發(fā)生災(zāi)變及事故的因素也由之增加，波及的范圍也將擴大，對國家安全、國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成的損失也在增加[2]。電能在能源的總消耗中所占比例越來越大，人們對電能的依賴性越來越大，對電力供應(yīng)的可靠性要求越來越高，社會對事故停電的可接受性越來越低。無論是從國民經(jīng)濟、社會秩序還是科技發(fā)展等方面來說，對電力系統(tǒng)的研究就整個社會而言是非常必要的。隨著工業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟的持續(xù)增長，電力供應(yīng)出現(xiàn)了嚴重短缺，現(xiàn)在電能的短缺量已經(jīng)超過了淡水的短缺量。據(jù)有關(guān)調(diào)查研究表明，目前全國已經(jīng)有多個省市相繼出現(xiàn)“拉閘限電”現(xiàn)象，因而合理的利用和分配電能已成為工廠供電中重要的任務(wù)。所以好的供電設(shè)計，既可以保障供電的優(yōu)質(zhì)化、可靠性、安全性，又可以為國家節(jié)約大量電力資源，使電力得到更合理的利用，加快工業(yè)的發(fā)展。 課題研究的內(nèi)容本課題要研究的是某機械制造廠總降壓變電所及其配電系統(tǒng)的設(shè)計。具體設(shè)計內(nèi)容有工廠變配電所的設(shè)計、工廠高壓配電線路設(shè)計和車間低壓配電線路的設(shè)計。工廠變配電所設(shè)計包括以下基本內(nèi)容：1. 系統(tǒng)方案及負荷計算，確定無功補償方案和補償容量，以及變電所的所址和形式；2. 主變壓器選擇計算及功率損耗計算；3. 廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計；4. 確定短路計算點，三相短路電流計算；5. 變電所主要電氣設(shè)備選擇；6. 變配電所防雷保護及接地裝置的設(shè)計。第2章 研究課題的基礎(chǔ)資料第一章介紹了此次研究課題的選題及其意義，由上述簡要敘述接下來將對研究課題的具體對象進行調(diào)查研究。選定某機械制造廠為具體研究對象，通過資料查閱和咨詢了解了此次設(shè)計方案的基礎(chǔ)資料，以此為依據(jù)來進行一下章節(jié)的設(shè)計及計算。 廠區(qū)簡介 制造廠的布局本論文研究對象為機械制造廠，其中廠區(qū)包括幾個分類車間，有鑄鋼車間、鑄鐵車間、鍛造車間、鉚焊車間、木型車間及母型庫、機修車間、砂庫、制材廠、空壓廠、鍋爐房、水泵房、綜合樓及水塔等。制造廠廠區(qū)布局如圖21所示。94632111137148512101. 鑄鋼車間 2. 鑄鐵車間 3. 鍛造車間 5. 木型車間及母型庫 7. 砂庫 8. 制材廠 9. 空壓場 10. 鍋爐房 11. 綜合樓 12. 水塔 13. 水泵房（1，2） 圖21 全廠總平面布置圖 制造廠的自然條件對該廠的的自然條件進行研究，總結(jié)廠區(qū)有以下幾個方面的自然條件：(1) 當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁貫?1℃；(2) ℃；(3) 年雷暴日為31天；(4) 土壤凍結(jié)深度為1米；(5) 土壤性質(zhì)以砂質(zhì)粘土為主。 廠區(qū)的負荷情況本廠各個車間均耗費電力，其年最大負荷利用小時數(shù)為6000h，而全廠絕大部分用電設(shè)備屬二類負荷。統(tǒng)計結(jié)果顯示各車間380V負荷分布情況如表21所示。表21 各車間380V負荷分布情況序號車間或用電設(shè)備名稱設(shè)備容量()1號變電所1鑄鋼車間18002號變電所1鑄鐵車10002砂庫1103號變電所1鉚焊車120021號水泵房284號變電所1空壓3902機修車間1503鍛造車間2204木型車間1865制材廠206綜合樓20105號變電所1鍋爐房30022號水泵房283倉庫884污水提升站14 說明：除1號、2號車間變電所設(shè)置兩臺變壓器外，其余設(shè)置一臺。 供電協(xié)議據(jù)了解，該機械制造廠的供電協(xié)議內(nèi)容如下：(1) 工廠電源從電業(yè)部門的某 220/35kV區(qū)域變電所，用 35kV雙回架空線引入本廠，其中一回作為工作電源，則另一回作為備用電源，兩個電源非并列運行，該變電所距廠西北側(cè)8km。(2) 區(qū)域變電所35kV母線的短路技術(shù)數(shù)據(jù)如下：系統(tǒng)為最大運行方式時，；系統(tǒng)為最小運行方式時。(3) 電業(yè)部門對本廠提出的技術(shù)要求：① 區(qū)域變電所35kV配電出線定時限過流保護動作時間為2s，；② ；③ 在總降壓變電所35kV側(cè)測量。 小結(jié)本章對研究廠區(qū)的布局、車間分類及負荷情況做了初步了解，同時對工廠供電的協(xié)議內(nèi)容做了簡要介紹。由這些資料作為此次研究的基礎(chǔ)條件，在該條件下對配電線路進行設(shè)計和負荷計算等。第3章 配電系統(tǒng)方案及理論計算本章針對廠區(qū)，對5個變電所的負荷進行計算，對變壓器進行選擇，計算功率損耗及選擇導(dǎo)線型號。進而對總降壓變電所進行負荷計算、無功功率補償及設(shè)計。同時進行線路的短路計算，包括計算各個元件及個短路點的電抗標么值和短路電流及短路容量。 車間變電所負荷計算、變壓器及導(dǎo)線選擇 一號變電所(1) 計算負荷：視在計算負荷[3](2) 變壓器的選擇選擇變壓器的容量，型號，連接組Yyn0(3) 變壓器功率損耗其中，—變壓器空載損耗，kW；—變壓器負載損耗，kW；。(4) 車間變壓器一次側(cè)計算負荷(5) 導(dǎo)線型號選擇① 按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線：初選環(huán)境溫度30℃，截面為的LJ16型鋁絞線。，因此滿足發(fā)熱條件。② 機械強度校驗：查表，10kV架空線路鋁絞線的最小允許截面[4]，因此所選LJ16型鋁絞線不滿足機械強度要求，因此應(yīng)該選擇截面是的LJ25型鋁絞線。③ 電壓損耗校驗：，查表可知，故線路的電壓損耗值為：線路電壓損耗百分值為為：電壓損耗小于，因此所選LJ25型鋁絞線滿足允許電壓損耗要求。 二號變電所(1) 負荷計算：視在計算負荷(2) 車間變電所低壓母線負荷：(3) 變壓器的選擇選擇變壓器的容量：，型號，連接組Yyn0(4) 變壓器的功率損耗其中，—變壓器空載損耗，kW；—變壓器負載損耗，kW；。(5) 車間變壓器一次側(cè)計算負荷(6) 導(dǎo)線型號選擇① 按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線：初選環(huán)境溫度30℃，截面為的LJ10型鋁絞線。，因此滿足發(fā)熱條件。② 機械強度校驗：查表，10kV架空線路鋁絞線的最小允許截面，因此所選LJ10型鋁絞線不滿足機械強度要求，因此應(yīng)該選擇截面是的LJ25型鋁絞線。③ 電壓損耗校驗：，查表可知，故線路的電壓損耗值為：線路電壓損耗百分值為：電壓損耗小于，因此所選LJ25型鋁絞線滿足允許電壓損耗要求。 三號變電所(1) 負荷計算：視在計算負荷(2) 車間變電所低壓母線負荷：(3) 變壓器的選擇選擇變壓器的容量：，型號，連接組Yyn0(4) 變壓器的功率損耗其中，—變壓器空載損耗，kW；—變壓器負載損耗，kW；。(5) 車間變壓器一次側(cè)計算負荷(6) 導(dǎo)線型號選擇① 按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線：初選環(huán)境溫度30℃，截面為的LJ10型鋁絞線。，因此滿足發(fā)熱條件。② 機械強度校驗：查表，10kV架空線路鋁絞線的最小允許截面，因此所選LJ10型鋁絞線不滿足機械強度要求，因此應(yīng)該選擇截面是的LJ25型鋁絞線。③ 電壓損耗校驗：，查表可知，故線路的電壓損耗值為：線路電壓損耗百分值為：電壓損耗小于，因此所選LJ25型鋁絞線滿足允許電壓損耗要求。 四號變電所(1) 負荷計算：視在計算負荷(2) 車間變電所低壓母線負荷：(3) 變壓器的選擇選擇變壓器的容量：，型號，連接組Yyn0(4) 變壓器的功率損耗[5]其中，—變壓器空載損耗，kW；—變壓器負載損耗，kW；。(5) 車間變壓器一次側(cè)計算負荷[6]