【正文】 電系統(tǒng)做了全面綜合的分析 ， 詳細(xì)闡述了工廠總降壓變電所實(shí)現(xiàn)的理論依據(jù)。另一是指用電設(shè)備或用電單位所耗用的電功率或電流大小，如說(shuō)輕負(fù)荷（輕載）、重負(fù)荷（重載）、空負(fù)荷（空載）、滿負(fù)荷（滿載）等。但由于需要系數(shù)值是根據(jù)設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、容量差別不是很大的一般情況來(lái)確定的，未考慮設(shè)備容量相差懸殊時(shí)少數(shù)大容量設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)負(fù)荷的影響，因此此法較適用于設(shè)備臺(tái)數(shù)較多的車間及全廠范圍的計(jì)算負(fù)荷的確定。它考慮了設(shè)備組中容量最大的幾臺(tái)對(duì)整個(gè)設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的影響，彌補(bǔ)了需要系數(shù)法的不足。利用系數(shù)法對(duì)于用電設(shè)備組無(wú)論臺(tái)數(shù)多少和容量差別大小，計(jì)算結(jié)果都比較準(zhǔn)確。） 總的視在計(jì)算負(fù)荷為 23023030 QPS ?? （ 11） 總的計(jì)算電流為 ? ?NUSI 33030 ? （ 12） 變壓器功率損耗的計(jì)算 對(duì)于雙繞組變壓器，（有功功率損耗）和（無(wú)功功率損耗）分別為 TT RV QPPP 2220 ????? （ 13） TNT XV QPSIQ 2220200 % ???? （ 14） 式中， ? P0— 變壓器器空載有功損耗； I0%— 變壓器空載電流百分?jǐn)?shù)； SN— 變壓器的額定容量； P— 通過(guò)變壓器的有功負(fù)荷； Q— 通過(guò)變壓器的無(wú)功負(fù)荷； V— 變壓器運(yùn)行線電壓； RT— 變壓器每相電阻； XT— 變壓器每相電抗。 當(dāng)有 n 臺(tái)同型號(hào)同容量的變壓器并聯(lián)對(duì)功率為 S 的負(fù)荷供電時(shí)，其總功率損耗為 20 ?????????????NsT SSnPPnP （ 17） 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 20 100%100 % ???????????NNsNT SSnSVSInQ （ 18） 在負(fù)荷計(jì)算中， SL S S9 等型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡(jiǎn)化公式近似計(jì)算。高壓配電線的計(jì)算負(fù)荷 P30。 （ 3）按年產(chǎn)量估算工廠計(jì)算負(fù)荷 將工廠年產(chǎn)量 A 乘上單位產(chǎn)品耗電量 a，就得到工廠全年的需電量 AaWa ? （ 22） 各類工廠的單位產(chǎn)品耗電量 a 可由有關(guān)設(shè)計(jì)單位根據(jù)實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)資料確定，亦可查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)。 我國(guó)電業(yè)部門每月向工業(yè)用戶收取電費(fèi)，就規(guī)定電費(fèi)要按月平均功率因數(shù)的高低陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 8 來(lái)調(diào)整。 在確定了總的補(bǔ)償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個(gè)容量 qC 來(lái)確定電容器的個(gè)數(shù)，即 CC qQn? （ 29） 由上式計(jì)算所得的電容器個(gè)數(shù) n,對(duì)于單相電容器來(lái)說(shuō)，因取 3 的倍數(shù) 。） 鋼鐵廠的負(fù)荷計(jì)算 各車間的計(jì)算負(fù)荷 序號(hào) 用電單位名稱 設(shè) 備容量 (kW) Kd ?cos ?tan 計(jì)算負(fù)荷 P30 (kW) Q30(kvar) S30(kV T≈ S30=? =cos ? ? 。 （ 3）補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù) 變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為 S30(2)= 230230 )( CP ?? = 9 0 2)1 8 0 6 0 7( 5 5 7 22 ??? kVA，型號(hào)為 SJL1— 4000/35。a=? P30Tmax=? ? 6500=? 107kW如果按變壓器室位于車間的墻內(nèi)還是墻外，還可以進(jìn)一步分為內(nèi)附式和外附式。 在負(fù)荷較大的多跨廠房、負(fù)荷中心在廠房中部且環(huán)境許可時(shí)，可采用車間陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 13 內(nèi)變電所。 按照上述原則，車間變電所的類型均采用車間附設(shè)變電所，如表 4。A）。 （ 4）適當(dāng)考慮符合的發(fā)展 應(yīng)適當(dāng)考慮今后 5～ 10 年電力負(fù)荷的增長(zhǎng)，留有一定的余地，同時(shí)要考慮變壓器的正常過(guò)負(fù)荷能力。變壓器容量及型號(hào)的選擇詳見功率補(bǔ)償部分。由于交流供電系統(tǒng)通常是三相對(duì)稱的，故在主接線圖中，一般用一根線來(lái)表示三相電路，僅在個(gè)別三相設(shè)備不對(duì)稱或需進(jìn)一步說(shuō)明的地方，部分地用三條線表示，這樣就將三相電路圖繪成了單線圖。 概括地說(shuō)，對(duì)主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面。由于隔離開關(guān)無(wú)滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶負(fù)荷操作。兩段母線同時(shí)故障的幾率很小，可以不予考慮。電源和引陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 16 出 線適當(dāng)?shù)胤峙湓趦山M母線上。按照連接橋斷路器的位置，可分為內(nèi)橋（圖 6(a)）和外橋（圖 6（ b））兩種接線。內(nèi)橋式適宜輸電線路較長(zhǎng)，故障幾率較多，而變壓器又不需要經(jīng)常切換時(shí)；外橋式則在出線較短，且變壓器隨經(jīng) 濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換時(shí)，就更為適宜。 方案 1 一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降 壓變電所主接線圖（如圖 7）所示。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長(zhǎng)因而發(fā)生故障和停電的機(jī)會(huì)較多、并且變電所的變壓器不需經(jīng)常切換的總降壓變電所。但與內(nèi)橋式接線的適用場(chǎng)合有所不同。方案2 更適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大 ,適于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所；采用橋式接線，最大的特點(diǎn)就是使用斷路器數(shù)量較少，使用斷路器數(shù)量較少，一般采用斷路器數(shù)都等于或少于出線回路數(shù)，從而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資較少。為使看圖容易起見，圖上只繪出系統(tǒng)的主要元件及相互間的連接。 高壓放射式接線 圖 10 為放射式結(jié)構(gòu)，放射式線路之間互相不影響，因此供電可靠性較高，而且便于裝自動(dòng)裝置，但是高壓設(shè)備用的較多，且每臺(tái)高壓斷路器須裝設(shè)一個(gè)高壓柜，從而使投資增加，而這種放射式線路發(fā)生故障或檢修時(shí)，該線路所有供電的負(fù)荷都要停電，要提高其供電可靠性，可在低壓變電所高壓側(cè)之間或低壓側(cè)之間敷設(shè)聯(lián)絡(luò)線，要近一步提高其供電可靠性，還可采用來(lái)自兩個(gè)電源的兩路高壓進(jìn)線，然后經(jīng)分段母線，由兩段母線用雙回路對(duì)用戶交叉供電。 （本廠由于車間一、二級(jí)負(fù)荷較多，需要較高的供電可靠性故采用放射式接線。 電纜線路 電纜線路與架空線路相比，具有成本高，投資大，維修不便等缺點(diǎn)，但是它具有運(yùn)行可靠、不易受外界影響、不需架設(shè)電桿、不占地面、不礙觀瞻等優(yōu)點(diǎn)，特別是在有腐蝕性氣體和易燃、易爆場(chǎng)所，不宜架設(shè)架空線路時(shí)，只有敷設(shè)電纜線路。因此從經(jīng)濟(jì)方面考慮，導(dǎo)線應(yīng)選擇一個(gè)比較合理的截面，既使電能損耗小，又不致過(guò)分增加線路投資、維修管理費(fèi)用和有色金屬消耗量 】 各國(guó)根據(jù)其具體國(guó)情特別是有色金屬資源的情況， 規(guī)定了導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度。 導(dǎo)線截面及型號(hào)的選擇 （ 1）總降壓變電所高壓側(cè)導(dǎo)線（ 35kV 架空線） 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇 1）選擇經(jīng)濟(jì)截面 按已知條件，查表得 jec=,因此 Aec=I30/jec=()= 選擇標(biāo)準(zhǔn)截面 95mm2，即選 LGJ95 型鋼芯鋁絞線。 序號(hào) 裝設(shè)地點(diǎn) 導(dǎo)線型號(hào) 1 總降壓變電所高壓側(cè) LGJ95 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2 2 總降壓變電所低壓側(cè) LGJ400 3 高爐車間變電所高壓側(cè) LGJ95 4 煉鋼車間變電所高壓側(cè) LGJ95 5 軋鋼車間變電所高壓側(cè) LGJ185 6 線材車間變電所高壓側(cè) LGJ95 7 機(jī)電修車間變電所高壓側(cè) LGJ50 8 水泵站變電所高壓側(cè) LGJ35 9 氧氣站變電所高壓側(cè) LGJ35 表 7 各裝設(shè)地點(diǎn)導(dǎo)線型號(hào) 母線的選擇 常用的母線材料是銅、鋁和鋼。環(huán)境條件是指電氣裝置所處的位置特征；電氣要求是指對(duì)設(shè)備的電壓、電流、頻率（一般為 50HZ）等方面的要求；對(duì)一些斷路電器如開關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮其斷流陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 能力。 ③ 設(shè)備的額定電流 IN 是指在額定周圍環(huán)境溫度下，設(shè)備的長(zhǎng)期允許電流。 高壓一次設(shè)備的選擇和校驗(yàn)可按表 9 所列各項(xiàng)條件進(jìn)行。我國(guó)現(xiàn)在大量生產(chǎn)和觀 感應(yīng)用的開關(guān)柜主要為 GG1A（ F）型。由校驗(yàn)結(jié)果可知，所選 SN1035Ⅰ /10001000 型斷路器是滿足要求的。它的結(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)：斷開后有明顯可見的斷開間隙，而且斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能充分保證人身和設(shè)備安全。由校驗(yàn)結(jié)果可知，所選 GN235/400 型隔離開關(guān)是滿足要求的。熔斷器的功能主要是對(duì)電路及電路設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)，但有的也具有過(guò)負(fù)荷保護(hù)的功能。 序號(hào) 裝置地點(diǎn)的電氣條件 RN235/ 型熔斷器 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 結(jié)論 1 UN 35kV 35kV 合格 2 Ik(3) Ibr 17kA 合格 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 表 13 廠變電所高壓側(cè)熔斷器的選擇與校驗(yàn) 互感器的選擇 電流互感器（簡(jiǎn)稱 CT，文字符號(hào)為 TA）又稱儀用變流器。主要為 測(cè)量與保護(hù)服務(wù)。 電流互感器 （ 1）電流互感器的選擇與校驗(yàn)主要有以下幾個(gè)條件： 1）電流互感器額定電壓應(yīng)不低于安裝地點(diǎn)線 路額定電壓； 2）根據(jù)一次負(fù)荷計(jì)算電流 I30 選擇電流互感器變比； 3）根據(jù)二次回路的要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確度并校驗(yàn)準(zhǔn)確度； 4）校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 （ 3）電流互感器準(zhǔn)確度選擇及校驗(yàn) 準(zhǔn)確度選擇的原則：計(jì)費(fèi)計(jì)量用的電流互感器其準(zhǔn)確度為 ～ 級(jí)，計(jì)量用的電流互感器其準(zhǔn)確度為 ～ 級(jí)。 （ 4）電流互感器動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度校驗(yàn) 廠家的產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)中都給出了動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù) Kes 和熱穩(wěn)定倍數(shù) Kt ，因此，按下列公式分別校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定即可。 序號(hào) 裝置地點(diǎn)的電氣條件 LCW35 型電流互感器 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 結(jié)論 1 UN 35kV 35kV 合格 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 9 2 I30 I1N 150A 合格 3 ish IK Nes 12? ??? kA 合格 4 imatI 2)3(? ? = ? ?tIK Nt 21 ? ? 2 ??? 合格 表 14 總降壓變電所高壓側(cè)電流互感器的選擇與校驗(yàn) 2）總降壓變電所低壓側(cè) 由于這里所選的電流互感器是計(jì)量用的，根據(jù)安裝地點(diǎn)的電氣條件，初選變比為500/5的 LAJ10型電流互感器進(jìn)行校驗(yàn)，如表 15所示。 為了保證準(zhǔn)確度的誤差在規(guī)定范圍內(nèi)，二次負(fù)荷應(yīng)不大于相應(yīng)的額定值，計(jì)算公式為 SS N?2 （ 49） ? ? ? ????? QPS uu 222 （ 50） 式中， ? ??? ? ?uuu SP co s和 ? ??? ? ?uuu SQ sin分別為儀表、繼電器電壓線圈消耗的總陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 10 有功功率和總無(wú)功功率。但一般三相短路的短路電流最大，造成的危害也最嚴(yán)重。 按標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，一般是先選定基準(zhǔn)容量 S d 和基準(zhǔn)電壓 Ud。 選定了 基準(zhǔn)容量 Sd 和基準(zhǔn)電壓 Ud 以后，基準(zhǔn)電流 Id 按下式計(jì)算 cdddd USUSI 33 ?? （ 51） 基準(zhǔn)電抗 Xd 則按下式計(jì)算 dcddd SUIUX 23 ?? （ 52） 供電系統(tǒng)中各主要元件的電抗標(biāo)幺值的計(jì)算（取 Sd=100MV 三相短路電流周期分量有效值 *)3()3( ???? XIIII ddkk （ 56） 其他三相短路電流 )3()3()3( kIII ??? ? （ 57） )3()3( Iish ??? （ 58） )3()3( IIsh ??? （ 59） 。 （ 1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 ocddcccdss SSSUSUXXX ??? 22* （ 53） （ 2）電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 11