【正文】 母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。進行防直擊的避雷針保護范圍計算，避免五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 3 產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計算，按避雷器的基本參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號，并確定其接線部位。為滿足工廠二級負荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源，平時不投入，只有在該廠的主供電源發(fā)生故障或檢修時提供照明及部分重要負荷用電。 (2)地質(zhì)水文資料 本廠所在地區(qū)平均海拔 400m。電氣照明及家用電器均為單相，額定電壓為 220V。 車間變電所代號 1 鑄造車間 800 2 鍛壓車間 750 3 金工車間 500 4 裝配車間 400 5 工具車間 300 6 機修車間 250 7 鍋爐房 200 8 1水泵房 85 9 倉庫 90 10 綜合樓 50 11 生活區(qū) 150 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 6 第 3 章 負荷計算和無功功率補償 各車間負荷計算 負荷計算的目的 計算負荷是一個假想持續(xù)性的負荷，計算負荷可以稱需要負荷或最大負荷，它是按發(fā)熱條件選擇工廠電力供電線路的導(dǎo)體 .變壓器容量 .開關(guān)電器和互感器等額定參數(shù)的依據(jù)，所以負荷計算是很有必要的。 負荷計算的過程 車間變電所 (1)鑄造車間 有功計算負荷 : P30(1)=800 kW =240kW 無功計算負 Q30(1)=240kvar = 視在計算負荷 :S30(1)=240kW/= 計算電流 I30(1)=( 3 )= (2)鍛壓車間 有功計算負荷 :P30(2)=750kW =225kW 無功計算負荷： Q30(2)=225 kvar = 視在計算負荷 :S30(2)=225kW/=375kVA 計算電流 I30(2)=375kVA/( 3 )= (3)金工車間 有功計算負荷 :P30(3)=400kW =80kW 無功計算負荷： Q30(3)=80kvar = 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 7 視在計算負荷 :S30(3)=80kW/= 計算電流 I30(3)=( 3 )= 車間變電所小計（取 K ∑ p= K ∑ q=) 有功計算負荷： P30=(240+225+80)kW= 無功計算負荷： Q30= (++)kvar= 視在計算負荷： 8 0 6 . 6 k V Ak V A6 1 8 . 5 75 1 7 . 7 5S 2230 ??? 計算電流： I30=( 3 )= .2 車間變電所 (4)裝配車間 有功計算負荷 :P30(4)=400kW =120kW 無功計算負荷： Q30(4)=120kvar = 視在計算負荷 :S30(4)=120kW/= 計算電流 I30(4)=( 3 )= (5)工具車間 有功計算負荷 :P30(5)=300kW =90kW 無功計算負荷： Q30(5)== 視在計算負荷 :S30(5)=90kW/= 計算電流 I30(5)=( 3 )= (6)機修車間 有功計算負荷 :P30(6)=250kW = 無功計算負荷： Q30(6)=視在計算負荷 :S30(6)=計算電流 I30(6)=( 3 )= (7)鍋爐房 有功計算負荷 :P30(7)=200kW =150kW 無功計算負荷： Q30(7)=150kvar = 視在計算負荷 :S30(7)=150kW/= 計算電流 I30(7)=( 3 )= 車間變電所小計（取 K ∑ p= K ∑ q=) 有功計算負荷： P30= (120+90++150)kW= 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 8 無功計算負荷： Q30= (+++)kvar= 視在計算負荷： k V Ak V AS 2230 ??? 計算電流： I30=( 3 kV)=862A .3 車間變電所 (8)1水泵房 有功計算負荷 :P30(8)=85kW = 無功計算負荷： Q30(8)= kvar = 視在計算負荷 :S30(8)=計算電流 I30(8)=( 3 )= (9)倉庫 有功計算負荷 :P30(9)=100kW =40kW 無功計算負荷： Q30(9)=40kvar =30kvar 視在計算負荷 :S30(9)=40kW/=50kVA 計算電流 I30(9)=50kVA/( 3 )= (10)綜合樓 有功計算負荷 :P30(10)=50kW =45kW 無功計算負荷： Q30(10)=45kvar = 視在計算負荷 :S30(10)=45kW/= 計算電流 I30(10)=( 3 )= (11)生活區(qū) 有功計算負荷 :P30(11)=150kW =120kW 無功計算負荷： Q30(11)=120kvar = 視在計算負荷 :S30(11)=120kW/= 計算電流 I30(11)=( 3 )= 車間變電所小計（取 K ∑ p= K ∑ q=) 有功計算負荷： P30= (+40+45+120)kW= 無功計算負荷： Q30= (+30++)kvar= 視在計算負荷： k V AS 5 2 . 32 5 5 . 3 2230 ??? 計算電流： I30=( 3 )= 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 9 低壓側(cè)全廠的負荷計算（取 K ∑ p= K ∑ q=) 有功計算負荷：P30=(240+225+80+120+90++150++40+45+120)kW= 無功計算負荷：Q30=(+++++++)kvar= 視在計算負荷： k V Ak V AS 5 3 0 7 1 7 4 2230 ??? 計算電流 :I30=( 3 ） = 功率因素： cosamp。這些設(shè)備不僅需要從電力系統(tǒng)吸收有功功率，還有吸收無功功率以產(chǎn)生這些設(shè)備正常工作所必須的交變磁場。 無功功率補償 由表 31 可知，該廠 380V 側(cè)最大負荷時功率因素只有 ，而供電部門要求該廠 10kV進線側(cè)最大負荷時功率因素不應(yīng)低于 ，因此 380V 側(cè)最大負荷時功率因素應(yīng)稍大于 ，取 來計算 380V 側(cè)所需無功功率補償容量。2)=△ n= Qc247。2—— 補償后功率因數(shù) cosamp。 變電站選擇 1 臺 1 號主屏與 4臺 3號輔屏相組合， 屏各有 6支路， 采用 6步控制，總共容量 84kvar5=420kvar。30 ??? 無功功率因數(shù)補償后，工廠的功率因數(shù)為： COSamp。39。第一節(jié)介紹了負荷計算的意義，常用的計算方法，重點是對該廠的負荷進行了負荷計算。 (3)當有較大的沖擊性負荷時，為了避免對其他負荷供電質(zhì)量的影響，可單獨設(shè)里變壓器對其供電。 變壓器容量的選擇 (1)只裝設(shè)一臺主變壓器的變電所 主變壓器容量 S30的需求，即 ≥ S30 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 15 (2)裝有兩臺主變壓器的變電所 每臺變壓器的容量 1)任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足總的計算負荷 S30的大約 60%～ 70%的需要，即 =(～ )S30 2)任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部一 .二級負荷的要求，即 ≥ S30（ I+II） (3)車間變電所主變壓器單臺容量上限 車間變電所主變壓器的單臺容量，一般不宜大于 1000KVA，這是受以往低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制，另一方面是考慮可以使變壓器更接近車間負荷中心，這樣可以減少電壓配電線路電能損耗，電壓損耗和有色金屬消耗量。 ≥ = ≥ S30(I+II） = S9/800/10 型號低損耗配電變壓器，連接組別采用 Yyn0. (2) 車間 變壓器 選擇 S30(2） =，因為該車間變電所的負荷是三級負荷，故選擇一臺變壓器。本章介紹了變電所位置的選擇，重點介紹了變壓器的臺數(shù)、容量、型號的選擇，最后確定各個車間的變壓器。接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)。 (2)變電所的非專用電源進線側(cè)，應(yīng)裝設(shè)帶短路保護的斷路器或負荷開關(guān)。 (2)35KV 及以上電源進行為雙回路時，宜采用橋形結(jié)線或線路變壓器組結(jié)線 (3)需要負荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負荷開關(guān) 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 18 變電所主接線方案的選擇 變電所主接線 (1)方案 1 高壓 /低壓采用單母線 主接線圖 圖 51 方案 1變電所主接線圖 (2)方案 2 高壓采用單母線、低壓采用單母線分段 主接線圖 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 19 圖 52 方案 2變電所主接線圖 (3)方案 3 高低壓側(cè)均采用單母線分段 主接線圖 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 20 圖 53 方案 3變電所主接線圖 變電所主接線方案選擇 (1)方案 1:高壓采用單母線 、低壓采用單母線 優(yōu)點：這中接線相當簡單經(jīng)濟 缺點： 在高壓母線或電源進線進行檢修或發(fā)生故障時，整個變電所需停電 ，供電可靠性低 (2)方案 2:高壓采用單母線 、低壓采用單母線分 段 優(yōu)點：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對整個變電所的供電。 缺點：當一段母線或母線隔離開關(guān)檢修時該母線各出線須停電；當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴建時需向兩個方向均衡擴建。 (3) kV 裝置式主接線圖 , 參見附圖 3,4《 kV 裝置式主接線圖》 本章小結(jié) 本章主要介紹了變電所主接線的設(shè)計原則和要求，確定變電所主接線圖，其中包括電氣主接線圖， 10kV 裝置式主接線圖， kV裝置式主接線圖等。 短路電流計算的必要性 供配電系統(tǒng)要求對用戶安全可靠地供電，但是由于各種原因，有時也難免會出現(xiàn)故障，其中最常見的就是短路故障，短路的后果十分嚴重，直接影響供配電系統(tǒng)及電氣設(shè)備的完全穩(wěn)定運行。 計算短路電流的方法有歐姆法和標幺值法，本設(shè)計中采用標幺值法進行短路的計算。I39。I39。I39。I39。I39。I39。 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 28 第 7 章 主要電氣設(shè)備的選擇 電氣設(shè)備選擇的條件 選擇高、低壓電器，必須滿足其在一次電路正常條件下和短路故障情況下工作的要求 。 選擇一次設(shè)備應(yīng)校驗的項目如表 71所示。 短路發(fā)熱假想時間 一辦按下公式計算； (77) 在無限大容量系統(tǒng)中，由于 ，所以 (78) 五邑大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 30 式中 — 短路持續(xù)時間，采用該電力主保護的動作時間對應(yīng)的斷路器全分閘時間。I39。 (6)電流互感器的選擇與校驗 電流互感器的額定電壓不應(yīng)低壓裝設(shè)地點電路的額定電壓；其額定的一次電流不應(yīng)小于電路的計算電流，額定二次電流按其二次設(shè)備的額定電流而定，一般選擇 5A。 (5)電壓互感器的選擇與校驗 電壓互感器的額定一次電 壓 ，應(yīng)與安裝地點的電路電壓相適應(yīng)；其額定二次電壓一般為 100V。 短路時間 為短路保護裝置最長的動作時間 與斷路器的斷路時間 之和，即 = + (710) 低速的斷路器（如油斷路器），它的全分閘時間取 ；高速的斷路器（如真空斷路器），其全分閘時間取 。 ≥ (71) 值得注意的是使用限流式高壓熔斷器時，熔斷器的額定電壓應(yīng)與線路額定電壓相同，即 （ 72） (2)按照工作電流選擇 設(shè)備的額定電流 不應(yīng)該 小于所在電路的計算電流 ,即 ≥ （ 72） (3)按照斷流能力選擇 設(shè)備的額定開斷電流 或斷流容量 不應(yīng)該小于設(shè)備分斷瞬間的短路電流有效值 或短路容量 ， 即 ≥ 或 ≥ (74) 短路動穩(wěn)定校驗 隔離開關(guān)、斷路器和負荷開關(guān)的短路穩(wěn)定度校驗 (1)動穩(wěn)定行校驗的條件 ≥ 或 ≥ (75) 式中 — 開關(guān)的極限通過電流（又稱動穩(wěn)定電流）峰值和有效值 (kA)； — 開關(guān)所在處的三相獨