【正文】 系統(tǒng)圖和平面圖、電桿總裝圖及其它施工圖紙。車間配電線路設(shè)計(jì)，包括車間配電線路布線方案的確定、負(fù)荷的計(jì)算、線路導(dǎo)線及配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇、線路敷設(shè)設(shè)計(jì)等。最后也需編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制車間配電線路系統(tǒng)圖、平面及其它施工圖紙。工廠電氣照明設(shè)計(jì)，包括廠區(qū)室外照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)和車間（建筑）內(nèi)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)。無論是廠區(qū)室外照明設(shè)計(jì)還是車間內(nèi)照明設(shè)計(jì)，其內(nèi)容均應(yīng)包括：照明光源和燈具的選擇，燈具布置方案的確定和照度的計(jì)算，照明負(fù)荷計(jì)算及導(dǎo)線的選擇，保護(hù)與控制設(shè)備的選擇等。最后編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概算，繪制照明系統(tǒng)圖，平面圖及其它施工圖紙。第三章 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)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(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果。計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有： 有功功率： P30 = PeKd 無功功率: Q30 = P30 tgφ 視在功率: S3O = P30/Cosφ 計(jì)算電流: I30 = S30/UN ： 表31 車間項(xiàng)目車間變電所1234生活區(qū)負(fù)荷（kW）360750380750145功率因數(shù)cos1負(fù)荷類型一一二二三二次側(cè)電壓38038010000380380最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)25003500350055001800按照原始數(shù)據(jù)資料，負(fù)荷數(shù)據(jù)如下一年按365天計(jì)算。T=365*24=8760hP30=K*PQ30=P30*tan=P30*S30=有功計(jì)算負(fù)荷：P30== kW無功計(jì)算負(fù)荷：Q30= P30tan==176 KVAR視在計(jì)算負(fù)荷：KVA計(jì)算電流： I30=== A按照規(guī)定，變電所高壓側(cè)的≥，考慮到變壓器本身的無功功率損耗△QT遠(yuǎn)大于其有功功率損耗△PT，一半△QT =(4～5) △PT ，因此在變壓器的低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，這里取’=。，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為：QC=(－)＝ KVAR取 QC=110 KVAR補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù)：S’30(2)= =A查《工廠供電》附錄表5得：因此變壓器的容量可以從選250 KVA。 型號(hào)：S9250/10 變壓器的損耗：△PT =S’30(2)= kW△QT =S’30(2) = KVAR高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷： P’30(1) = P30+△PT =+= kW Q’30(1) = Q30－QC+△QT =176－110+= KVAR S’30(1) = = KVA 補(bǔ)償后的功率因數(shù)：’=100%= 這一功率因數(shù)滿足要求。 根據(jù)車間一的步驟，計(jì)算車間二的數(shù)據(jù)如下：有功計(jì)算負(fù)荷：P30== kW無功計(jì)算負(fù)荷：Q30= P30tan== KVAR視在計(jì)算負(fù)荷：KVA計(jì)算電流： I30=== A QC=(－)＝ KVAR先取QC=340 KVAR ，經(jīng)過計(jì)算后。說明了補(bǔ)償不夠，要加大補(bǔ)償容量。取 QC=350 KVAR 時(shí)， S’30(2)= = KVA因此變壓器的容量可以從選630 KVA。 型號(hào)：S9630/10 變壓器的損耗：△PT =S’30(2)= kW△QT =S’30(2) = KVAR高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷： P’30(1) = P30+△PT = kW Q’30(1) = Q30－QC+△QT =－350+= KVAR S’30(1) = = KVA 補(bǔ)償后的功率因數(shù)： ’=100%= 這一功率因數(shù)滿足要求。有功計(jì)算負(fù)荷：P30== kW無功計(jì)算負(fù)荷：Q30= P30tan== KVAR視在計(jì)算負(fù)荷：KVA計(jì)算電流： I30=== AQC=(－)＝ KVAR取QC=115 KVAR 時(shí)，S’30(2)= = KVA因此變壓器的容量可以從選800 KVA。 型號(hào)：S9800/10變壓器的損耗：△PT =S’30(2)= kW△QT =S’30(2) = KVAR高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：P’30(1) = P30+△PT =+= kWQ’30(1) = Q30－QC+△QT =－115+= KVARS’30(1) = = KVA補(bǔ)償后的功率因數(shù)：’=100%=這一功率因數(shù)滿足要求。有功計(jì)算負(fù)荷：P30== kW無功計(jì)算負(fù)荷：Q30= P30tan==0 KVAR視在計(jì)算負(fù)荷：KVA計(jì)算電流： I30===由于生活區(qū)的功率因數(shù)已經(jīng)為1了，所以不需要再在變壓器的低壓側(cè)安裝電容補(bǔ)償。（高壓電機(jī)）計(jì)算有功計(jì)算負(fù)荷：P30== kW無功計(jì)算負(fù)荷：Q30= P30tan== KVAR視在計(jì)算負(fù)荷：KVA計(jì)算電流： I30===由于此車間的電壓是10KV，所以算補(bǔ)償時(shí)應(yīng)與下一級的負(fù)荷之和一起來計(jì)算補(bǔ)償容量。選擇工廠變、配電所的所址，應(yīng)根據(jù)下列要求并且經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后擇優(yōu)確定。①接近負(fù)荷中心；②進(jìn)出線方便；③接近電源側(cè)；④設(shè)備吊裝和運(yùn)輸方便；⑤不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)和高溫的場所；⑥不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)；⑦不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其它經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰；⑧不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境、有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方；當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 500581992《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》；⑨不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所；⑩高壓配電所盡量與鄰近車間變電所或有大量高壓設(shè)備的廠房合建在一起。利用負(fù)荷功率距法確定負(fù)荷中心：在工廠平面圖的下方和左側(cè)，分別作為一直角坐標(biāo)的X軸和Y軸，然后測出個(gè)車間（建筑）和生活區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，例如P1(x1,y1), P2(x2,y2), P3(x3,y3), P4(x4,y4)， P5(x5,y5)。而工廠的負(fù)荷中心假設(shè)為P(x, y),其中P=P1+ P2 +P3+ P4+ P5；仿照《力學(xué)》中計(jì)算重心力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)。這里必須指出：負(fù)荷中心雖然是選擇變電所位置的重要因素，但是不是唯一因素。因此負(fù)荷中心的計(jì)算不必要求十分精確。變配電所的所址，必須全面分析比較后擇優(yōu)選擇。各車間和生活變電所的地理位置圖，比列：1公分（格）=200米。以此圖建立x, y軸坐標(biāo)：以左下表格邊間為坐標(biāo)原點(diǎn)，可以得出各點(diǎn)坐標(biāo)大概數(shù)字如下：P1（1400，580）P2（380，1900）P3（1800，1600）P4（2600，1200）P5（50，1200）P1=； P2=； P3=； P4=； P5=； =所以負(fù)荷中心的坐標(biāo)為：P(，)代入數(shù)據(jù)得： P(1246，576)換算知：P在表中占得格子數(shù)為：X=,Y=。由計(jì)算可以知道，工廠的負(fù)荷中心在河的邊緣，根據(jù)交配電所所址選擇原則，必須避開有積水的地方，并且高壓配電所盡量與鄰近車間變電所或有大量高壓設(shè)備的廠房合建在一起?？梢該駜?yōu)選擇一個(gè)坐標(biāo)做為負(fù)荷中心。圖31負(fù)荷中心選址圖例：車間變電所 生活變電所○ 高壓電機(jī)◎ 總降變電所△為保證供電的可靠性，避免一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)影響供電，變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，但一般不超過兩臺(tái)變壓器。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。對于大型超高壓樞紐變電所，裝設(shè)兩臺(tái)大型變壓器，當(dāng)一臺(tái)發(fā)生故障時(shí)，要切斷大量負(fù)荷是很困難的，因此，對大型樞紐變電所，根具工程具體情況，應(yīng)安裝2～4臺(tái)主變壓器。這種裝設(shè)方法可以提高變電所的供電可靠性，變壓器的單臺(tái)容量以及安裝的總?cè)萘拷钥捎兴?jié)約，且可根據(jù)負(fù)荷的實(shí)際增長的進(jìn)程，分別逐臺(tái)裝設(shè)變壓器，而不致積壓資金。當(dāng)變電所裝設(shè)兩臺(tái)以及以上的主變時(shí)，每臺(tái)容量的選擇應(yīng)按照其中任一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量至少能保證所供的一級負(fù)荷或?yàn)樽冸娝控?fù)荷的60%～75%。通常一次變電所采用75%，二次變電所采用60%。 本次設(shè)計(jì)的是線變阻，選擇按備用要求，每臺(tái)按變壓器的最大負(fù)荷選擇。正常情況下兩臺(tái)變壓器都參加工作，這時(shí)，每臺(tái)變壓器均承受50%最大負(fù)荷，這種備用及能滿足正常工作時(shí)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，又能在故障情況下承擔(dān)全部負(fù)荷，是比較合理的備用方式。 變電所對功率因數(shù)有這樣高的要求，僅僅依靠提高自然功率因數(shù)的辦法，一般不能滿足要求。因此，變電所需裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置，對功率因數(shù)進(jìn)行人工補(bǔ)償。按照我國原電力工業(yè)部1996年頒布實(shí)施的《供電營業(yè)規(guī)則》規(guī)定：用戶應(yīng)在提高用電自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)和安裝無功補(bǔ)償設(shè)備，并做到隨其負(fù)荷和電壓變動(dòng)及時(shí)投入或切除，防止無功電力倒送。除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到以下規(guī)定：100KVA及以上高壓供電的用戶。其他電力用戶和大，中型電力排灌站。在本課程設(shè)計(jì)中，采用并聯(lián)電容的方法進(jìn)行無功功率的補(bǔ)償。各車間變壓器及主變壓器的容量及型號(hào)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷數(shù)據(jù)，選擇變壓器時(shí)應(yīng)注意有10%的余量，以保證變壓器穩(wěn)定、安全的運(yùn)行。裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)主變壓器的容量SNT不應(yīng)小于總負(fù)荷的60%~70%，SNT≈(~) S30 ，同時(shí)每臺(tái)主變壓器的容量SNT不應(yīng)小于全部一、二級負(fù)荷之和。=(++++)=1443 kW=(++++) = KVARS30==1629 KVASNT=1629=1059 KVA=++=1049 KVA取兩臺(tái)主變壓器的容量為1250KVA并聯(lián)運(yùn)行時(shí)可以滿足要求。主變壓器臺(tái)數(shù)的應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜安裝兩臺(tái)以上的主變壓器。(1)有大量一級負(fù)荷或二級負(fù)荷。(2)季節(jié)性負(fù)荷變化大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。(3)集中負(fù)荷大，列如大于1250KVA時(shí)。SNT=100%S30==(++++)=1443 kW=(++++) = KVARSNT= = =1629 KVA==，QC=1443(－)＝ KVARS’30(2)= = KVA因此主變壓器選擇S92000/10型號(hào)△PT =S’30(2)= kW△QT =S’30(2) = KVARP’30(1) =1433+= kWQ’30(1) =－170+= KVARS’30(1)= KVA==因此校驗(yàn)合格。但SNT1250，不符合設(shè)計(jì)要求。宜選用兩臺(tái)主變壓器。表32 變壓器型號(hào)及容量數(shù)據(jù)型號(hào)額定容量KVA臺(tái)數(shù)額定電壓KV補(bǔ)償容量QCKVAR功率因數(shù)連接組標(biāo)號(hào)阻抗電壓%高壓低壓T1 T2S91250/10125023510170Ydn1151變壓器S9250/10250211，10，6110Dyn1142變壓器S9630/10630235053變壓器S9800/10800111554變壓器S980/10801不補(bǔ)償14說明：T1 ，T2是兩臺(tái)主變壓器，1 、4變壓器分別裝設(shè)在車間變電所車間變電所車間變電所4和生活區(qū)。車間2為一級負(fù)荷應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。為補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)。第四章 變配電所主接線方案設(shè)計(jì)(1)在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。(2)在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開關(guān)。 (3)在裝設(shè)高壓熔斷器的負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。(4)交配電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設(shè)避雷器。裝于母線上的避雷器，宜與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)。接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)。(1)變配電所的主接線方案，必須與其負(fù)荷級別相適應(yīng)。對一級負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)電源供電。對二級負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或一回6KV以上專用架空線或電纜線供電；其中采用電纜供電時(shí)，應(yīng)采用兩根電纜并聯(lián)供電，且