【正文】 ................................................... 24 6kV 出線的選擇 ................................................................................ 25 6 繼電保護選擇與整定 ............................................................................................ 32 35kV 側電壓互感器二次回路方案與繼電保護的整定 ............................ 32 35kV 主變壓器保護 .......................................................................... 32 6kV 變壓器保護 ................................................................................ 35 6kV 母線保護 .................................................................................... 36 6kV 出線保護 .................................................................................... 36 7 防雷保護與接地裝置的設計 ................................................................................ 38 防雷保護設計 .............................................................................................. 38 接地裝置設計 .............................................................................................. 38 結 論 ............................................................................................................................ 41 參 考 文 獻 ................................................................................................................ 42 致 謝 .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 1 1 緒 論 論文 背景及目的 電能是一種清潔的二次能源。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉換為其它的能源，而且便于控制、管理和調度 ,易于實現(xiàn)自動化。 在 目前各種形式的能源中，電能具有如下特點：易于去其它形式的能源相互轉化；輸配電簡單經(jīng)濟； 可以精確控制、調節(jié)和測量。因此，電能在工業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活中得到廣泛應用，生產(chǎn)和輸配電能的電力工業(yè)相應得到極大發(fā)展。本論文主要對冶金機械修造廠進行全面的配電系統(tǒng)設計 。 論文 研究方法 對與冶金機械修造廠全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設計這個題目，要 結合 基本理論的系統(tǒng)性與實用性 ，圍繞供電技術的基本知識來 確認 工程設計 的 方法 。對論文每一步都一定要遵循國家的線性技術標準和設計規(guī)范來設計。 供電設計的主要 內容 供電系統(tǒng)的設計是根據(jù)電力用戶所處地理環(huán)境、地區(qū)供電條件、工程設計所提的用電 負荷資料進行的。供電設計一般分兩個階段，初步設計階段和施工圖設計階段。初步設計主要落實供電電源及供電方式，確定供電系統(tǒng)的方案；施工圖設計階段一句初步設計的方案具體繪制主接線圖。 本篇設計論文的 內容有：先 完成一篇外文論文的閱讀和翻譯工作； 按照設計所提供的 用 電設備資料 來計算負荷；通過進行無功補償來提高系統(tǒng)的功率因素；根據(jù)負荷等級和計算負荷，選定供電電源、電壓等級和供電方式；根據(jù)環(huán)境和計算負荷來選擇變電所位置、變壓器數(shù)量和容量；確定變配電所的最佳主接線的方案；選擇并校驗電氣設備及配電網(wǎng)絡載流導體截面；繼電保護系統(tǒng) 設計和參數(shù)整定計算；對系統(tǒng)進行防雷設計和接地設計；歸納設計的計算部分編成計算書；繪制供電系統(tǒng)主接線圖。 2 負荷計算與無功功率補償 負荷計算 負荷計算的意義 2 計算負荷是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負荷值。由于載流導體一般通電半小時后即可達到穩(wěn)定的溫升值，因此通常取 “半小時最大負荷 ”作為發(fā)熱條件選擇電器元件的計算負荷。有功負荷表示為 P30，無功計算負荷表示為 Q30， 計算電流表示為 I30。 用電設備組計算負荷的確定，在工程中常用的有需要系數(shù)法和二項式法。需要系數(shù)法是世界 各個 普遍 應用的確定計算負荷的基本方法，而二項式法應用的局限性較大，主要應用于機械加工企業(yè)。關于以 概率 輪為理論基礎而提出的用以取代二項式發(fā)達利用系數(shù)法，由于其計算比較繁復而未能得到普遍應用，所以 只介紹需要系數(shù)法與二項式法。 當用電設備臺數(shù)多、各臺設備容量相差不甚懸殊時，宜采用需要系數(shù)法來計算。 當用電設備臺數(shù)少而容量又相差懸殊時，則宜采用二項式法計算。 根據(jù)原始資料，用電設備臺數(shù)較多且各臺容量相差不遠，所以選擇需要系數(shù)法來進行負荷計算 [1]。 按需要系數(shù)法確定計算負荷 根據(jù)原始資料分析，本論文 負荷是多組用電設備計算，所以，要根據(jù)多組用電設備計算負荷的計算公式來計算。 有功計算負荷的計算公式 [9]： 30 30piP K P?? ?? () 式中 30iP? —所有設備組有功計算負荷 P30 之和； pK? —有功符合同時系數(shù)，本文資料有提供 為 無功計算符合（單位為 kVar）的計算公式 ： 30 30Q =P tg?? () 式中 tg? — 對應于用電設備組功率因數(shù) cos? 的正切值，本 設計 資料有提供 。 視在計算負荷（單位為 kVA）的計算公式 ： 2230 30 30S P Q?? () 計算電流（單位為 A）的計算公式 ： 3030 3NSI U? ? () 3 6kV負荷計算 6kV 車間包括鑄鋼車間、鑄鐵車間、空壓站，我們可以根據(jù)需要系數(shù)法計算各車間的有功功率、 無功功率、容量與工作電流。計算過程在附錄 A 設計計算書中。把所有結果歸納得出下面的表 。 ~ 變電所 380V負荷計算 380V 變電所包括 ： 1 號車間：鑄鋼車間 。 2 號車間：鑄鐵車間、砂庫 。 3 號車間： 鉚焊車間 、 1水泵房 。 4 號車間：空壓站、機修車間、鍛造車間、木型車間、制材場、綜合樓 。 5 號車間 ：鍋爐房、 2水泵房、倉庫（ 2）、污水提升機。 根據(jù)以上的公式，我們可以算出各車間變電所的 負荷 ，計算過程在附錄 A 設計計算書 中。結果所得 工廠各車間負荷情況及車間變電所的容量見表 。 表 各車間 6kV 負荷 結果 表 序號 車間（單位） 名稱 高壓設備名稱 設備容量 (kW) Kd cosφ tgφ 計算負荷 P30 (kW) Q30 (kVar) S30 (kVA) I30 (A) 1 鑄鋼車間 電弧爐 21250 2025 2 鑄鐵車間 工頻爐 2200 288 3 空壓站 空壓機 2250 小計 表 各車間 380V 負荷結果 表 序號 車間（單位） 名稱 設備容量 (kW) Kd cosφ tgφ 計算負荷 車間變電所代號 變壓器臺數(shù)及容量（ kVA） P30 (kW) Q30 (kVar) S30 (kVA) I30 (A) 4 1 鑄鋼車間 2020 720 1684 2____ 2 鑄鐵車間 1000 360 781 1____ 砂庫 110 175 小計（ K∑=） 955 3 鉚焊車間 1200 324 1091 1____ 1水泵房 28 小計（ K∑=） 1124 4 空壓站 390 604 機修車間 150 鍛造車間 220 108 木型車間 186 1____ 制材場 20 綜合樓 20 1 0 0 小計（ K∑=） 1019 5 鍋爐房 300 1____ 2水泵房 28 28 倉庫（ 2） 88 污水提升機 14 小計（ K∑=） 200 無功 補償計算 確定補償容量 根據(jù)本資料所給的條件：工廠最大負荷時的功率因數(shù)值在 以上，所以必需采用并聯(lián)電容器來采取無功補償。 供電系統(tǒng)中裝設無功功率補償裝置以后，對前面線路和變壓器的無功功率進行了補償，從而使前面線路和變壓器的無功計算負荷、視在計算負荷和計算電流得以減 小，功率因素得以提高 [2]。 補償前功率因數(shù)： 5 1cos PS? ? () 1 4 9 1 2 .4c o s 0 .7 66 4 4 0 .1PS? ? ? ? ??tg 補償后功率因數(shù)： 根據(jù)系統(tǒng)要求，變壓器高壓側的功率因數(shù)應大于 。因此變電所低壓側補償后的功率因數(shù)可取 ： 22c os ???? 補償容量： 30 1 2()cQ P tg tg???? () 30 1 2( ) 4 9 1 2 .3 9 ( 0 .8 5 0 .3 9 2 ) 2 6 3 0 v a rcQ P tg tg k??? ? ? ? ? ? 取標準值 Qc=2700kvar。 224 9 1 2 .4 ( 4 1 6 4 .6 2 7 0 0 ) 5 1 2 6 .2S k V A? ? ? ? 根據(jù)上面的計算可以初步選出主變壓器 ： 可選變壓器 S96300/35 。 6300NS kVA? % ? ? ? 補償后總降壓變電所低壓側計算負荷 ： 有功功率補償前后不變 ： 3 0 3 039。 491 P kW?? 無功功率變化為： 30 3039。 416 270 0 146 v a rCQ Q Q k? ? ? ? ? 視在功率變化為： 2 2 2 23 0 3 0 3 039。 39。 39。 4 9 1 2 .4 1 4 6 4 .6 5 1 2 6 .2S P Q k V A? ? ? ? ? 其中 Qc 為無功補償 。 3023039。 4 9 1 2 . 4c o s 0 . 9 5 839。 5 1 2 6 . 2PQ? ? ? ? 損耗計算 ： 變壓器是一種能量轉換裝置，在轉換能量過程中必然同時產(chǎn)生損耗。變壓器的損耗 6 可以分為鐵損耗和銅損耗。變壓器的基本鐵損耗就是主磁通在鐵心中引起的磁滯損耗和渦流損耗。變壓器的基本銅損耗是指電流流過時所產(chǎn)生的直流電阻損耗。 我們可以同過查詢變壓器得到空載損耗和短路損耗，也就 是鐵損耗和銅損耗 。 通過查閱文獻 [3， 40—43]，可得 功率損耗 公式 ： 2b Fe CuP P P?? ? ? ? () FeP —鐵 損耗 CuP —銅損耗 bP? —有功功率損耗 β—負載系數(shù) 負載系數(shù)可以通過系統(tǒng)最大工作電流與變壓器最大工作電流的比計算得出，通過查閱變壓器的數(shù)值可以得出： 225 1 2 6 .23 5 3 0 .8 163003 5 3NII??? ? ?? 1 34. 5 30. 5bP k W? ? ? ? ? 無功功率的計算： 一臺變壓器的空載無功功率的損耗計算公式為： 10% 100NSQI?? () 0%I —變壓器空載電流 。 2 (% ) 100Nd SQU?? () (%)dU 變壓器阻抗電壓 。 根據(jù)上面 2 個公式相加便得出 無功功率損耗如下： 0 % ( % )1 0 0 1 0 0NNbdSSQ I U? ?