【正文】 ......................................................................................... 33 35kV 側(cè)電壓互感器二次回路方案與繼電保護 地 整定 ............................ 33 35kV 主變壓器保護 .......................................................................... 33 6kV 變壓器保護 ................................................................................ 36 6kV 母線保護 .................................................................................... 37 6kV 出線保護 .................................................................................... 37 7 防雷保護與接地裝置 地 設(shè)計 ................................................................................ 40 防雷保護設(shè)計 .............................................................................................. 40 接地裝置設(shè)計 .............................................................................................. 40 結(jié) 論 ............................................................................................................................ 42 參 考 文 獻 ................................................................................................................ 43 致 謝 .............................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 附錄 A 設(shè)計計算書 ..................................................................................................... 44 附錄 B 主接線圖 ........................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 1 1 緒 論 論文 背景及目 地 電能是一種清潔 地 二次能源由于電能不僅便于輸送和分配 ,易于轉(zhuǎn)換為其它 地 能源 ,而且便于控制、管 理和調(diào)度 ,易于實現(xiàn)自動化 在目前各種形式 地 能源中 ,電能具有如下特點：易于去其它形式 地 能源相互轉(zhuǎn)化；輸配電簡單經(jīng)濟；可以精確控制、調(diào)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(yīng)用 ,生產(chǎn)和輸配電能 地 電力工業(yè)相應(yīng)得到極大發(fā)展本論文主要對冶金機械修造廠進行全面 地 配電系統(tǒng)設(shè)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(shè)計這個題目 ,要 結(jié)合 基本理論地 系統(tǒng)性與實用性 ,圍繞供電技術(shù) 地 基本知識來 確認(rèn) 工程設(shè)計 地 方法 對論文每一步都一定要遵循國家 地 線性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計規(guī)范來設(shè)計 供電設(shè)計 地 主要內(nèi)容 供電系統(tǒng) 地 設(shè)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(shè)計所提 地 用電負(fù)荷資料進行 地 供電設(shè)計一般分兩個階段 ,初步設(shè)計階段和施工圖設(shè)計階段初步設(shè)計主要落實供電電源及供電方式 ,確定供電系統(tǒng) 地 方案；施工圖設(shè)計階段一句初步設(shè)計 地方案具體繪制主接線圖 本篇設(shè)計論文 地 內(nèi)容有：先 完成一篇外文論文 地 閱讀和翻譯工作； 按照設(shè)計所提供地 用電設(shè)備資料來計算負(fù)荷；通過進行無功補償來提高系統(tǒng) 地 功率因素；根據(jù)負(fù)荷等級和計算負(fù)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(fù)荷來選擇變電所位置、變壓器數(shù) 量和容量；確定變配電所 地 最佳主接線 地 方案；選擇并校驗電氣設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)載流導(dǎo)體截面；繼電保護系統(tǒng)設(shè)計和參數(shù)整定計算；對系統(tǒng)進行防雷設(shè)計和接地設(shè)計；歸納設(shè)計 地 計算部分編成計算書；繪制供電系統(tǒng)主接線圖 2 2 負(fù)荷計算與無功功率補償 負(fù)荷計算 負(fù)荷計算 地 意義 計算負(fù)荷是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件 地 負(fù)荷值由于載流導(dǎo)體一般通電半小時后即可達到穩(wěn)定 地 溫升值 ,因此通常取 “半小時最大負(fù)荷 ”作為發(fā)熱條件選擇電器元件 地 計算負(fù)荷有功負(fù)荷表示為 P30,無功計算 負(fù)荷表示為 Q30,計算電流表示為 I30 用電設(shè)備組計算負(fù)荷 地 確定 ,在工程中常用 地 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(yīng)用 地 確定計算負(fù)荷 地 基本方法 ,而二項式法應(yīng)用 地 局限性較大 ,主要應(yīng)用于機械加工企業(yè)關(guān)于以概率輪為理論基礎(chǔ)而提出 地 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(fù)而未能得到普遍應(yīng)用 ,所以只介紹需要系數(shù)法與二項式法 當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)多、各臺設(shè)備容量相差不甚懸殊時 ,宜采用需要系數(shù)法來計算 當(dāng)用電設(shè)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(shè)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(fù)荷計算 [1] 按需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷 根據(jù)原始資料分析 ,本論文負(fù)荷是多組用電設(shè)備計算 ,所以 ,要根據(jù)多組用電設(shè)備計算負(fù)荷 地 計算公式來計算 有功計算負(fù)荷 地 計算公式 [9]： 30 30piP K P?? ?? () 式中 30iP? —所有設(shè)備組有功計算負(fù)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） 地 計算公式 ： 30 30Q =P tg?? () 式中 tg? — 對應(yīng)于用電設(shè)備組功率因數(shù) cos? 地 正切值 ,本 設(shè)計 資料有提供 視在計算負(fù)荷（單位為 kVA） 地 計算公式： 3 2230 30 30S P Q?? () 計算電流（單位為 A） 地 計算公式： 3030 3NSI U? ? () 6kV負(fù)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)法計算各車間地 有功功率、無功功率、容量與工作電流計算過程在附錄 A 設(shè)計計算書中把所有結(jié)果歸納得出下面 地 表 ~ 變電所 380V負(fù)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 地 公式 ,我們可以算出各車間變 電所 地 負(fù)荷 ,計算過程在附錄 A 設(shè)計計算書中結(jié)果所得 工廠各車間負(fù)荷情況及車間變電所 地 容量見表 表 各車間 6kV 負(fù)荷 結(jié)果 表 序號 車間（單位） 名稱 高壓設(shè)備名稱 設(shè)備容量 (kW) Kd cosφ tgφ 計算負(fù)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 4 表 各車間 380V 負(fù)荷結(jié)果表 序號 車間（單位） 名稱 設(shè)備容量 (kW) Kd cosφ tgφ 計算負(fù)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) 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 地 條件：工廠最大負(fù)荷時 地 功率因數(shù)值在 以上 ,所以必需采用 5 并聯(lián)電容器來采取無功補償 供電系統(tǒng)中裝設(shè)無功功率補償裝置以后 ,對前面線路和 變壓器 地 無功功率進行 l補償 ,從而使前面線路和變壓器 地 無功計算負(fù)荷、視在計算負(fù)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)： 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(cè) 地 功率因數(shù)應(yīng)大于 地 功率因數(shù)可取 ： 22c os ???? 補償容量： 30 1 2()cQ P tg tg???? () 取標(biāo)準(zhǔn)值 Qc=2700kvar 根據(jù)上面 地 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(cè)計算負(fù)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? ? ? ? ? 6 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(zhuǎn)換裝置 ,在轉(zhuǎn)換能量過程中必然同時產(chǎn)生損耗變壓器 地 損耗可以分為鐵損耗和銅損耗變壓器 地 基本鐵損耗 就是主磁通在鐵心中引起 地 磁滯損耗和渦流損耗變壓器 地 基本銅損耗是指電流流過時所產(chǎn)生 地 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(fù)載系數(shù) 負(fù)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 地 比計算得出 ,通過查閱變壓器 地 數(shù)值可以得出： 2235 3 630035 3NII??? ? ?? 1 34. 5 30. 5bP k W? ? ? ? ? 無功功率 地 計算： 一臺變壓器 地 空載無功功率 地 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： 7 0 % ( % )1 0 0 1 0 0NNbdSSQ I U? ? ? () 0 6 3 0 0 6 3