【正文】 （10kV專供負荷）——114設(shè)備處倉庫（10kV專供負荷）336——115成品試驗站內(nèi)大型集中負荷28802304主要為35kV高壓整流裝置，要求專線供電。常選用最大負荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個班）的平均負荷，有時也計算年平均負荷。 （2） 尖峰電流指單臺或多臺用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負荷電流。但是如果估算過低，又會使工廠投入生產(chǎn)后，供電系統(tǒng)的線路及電器設(shè)備由于承擔(dān)不了實際負荷電流而過熱，加速其絕緣老化的速度，降低使用壽命，增大電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正?？煽窟\行。第二章 負荷計算 負荷計算的目的和意義 負荷計算是根據(jù)已知工廠的用電設(shè)備安裝容量來確定預(yù)期不變的最大假想負荷。 參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計防雷裝置。 為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號、檢測和繼電器保護裝置。如工廠有大型同步電動機還可以采用控制電機勵磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。、配電系統(tǒng)短路電流計算 工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。 根據(jù)廠內(nèi)負荷情況，從技術(shù)和經(jīng)濟合理性確定廠區(qū)配電電壓。列出負荷計算表、表達計算成果。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟的分配電能問題。（6）防雷、接地設(shè)計：包括直擊雷保護、進行波保護和接地網(wǎng)設(shè)計。（3）主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇，包括斷路器、隔離開關(guān)、互感器、導(dǎo)線截面和型號等設(shè)備的選擇及校驗。：本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂粘土為主，地下水位為2m。又由于工廠距離市區(qū)較遠，消防用水需廠方自備。h。 區(qū)域變電站35kV母線短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運行方式系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)最大運行方式最小運行方式 供電系統(tǒng)圖 ：1）區(qū)域變電站35kV饋電線的過電流保護整定時間。 工廠各車間負荷情況及各車間變電所容量序號車間名稱設(shè)備容量(kW)需要系數(shù)車間變電所代號變壓器臺數(shù)1電機修造車間250512機械加工車間88613新品試制車間63414原料車間51415備件車間56216鍛造車間15017鍋爐房26918空壓站32219汽車庫53110大線圈車間335111半成品試驗站1217112成品試驗站2290113加壓站（10kV專供負荷）256——114設(shè)備處倉庫（10kV專供負荷）560——115成品試驗站內(nèi)大型集中負荷3600主要為35kV高壓整流裝置，要求專線供電。(1)工廠總平面布置圖如下： 工廠總平面布置圖(2)工廠的生產(chǎn)任務(wù)、規(guī)模及產(chǎn)品規(guī)格：本廠承擔(dān)某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)各附屬廠的電機、變壓器修理和制造任務(wù)。機修廠供配電系統(tǒng)設(shè)計方案第一章 電力工程課程設(shè)計任務(wù)書 原始資料 本廠承擔(dān)某大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)各附屬廠的電機、變壓器修理和制造任務(wù)。年生產(chǎn)規(guī)模為修理電機7500臺，總?cè)萘繛?5萬kW；制造電機總?cè)萘繛?萬kW，制造單機最大容量為5000kW；修理變壓器500臺；生產(chǎn)電氣備件為60萬件。(4)供電協(xié)議：，供設(shè)計部門選擇：1）從某220/35kV區(qū)域變電站提供電源。2）在工廠35kV電源側(cè)進行電能計量。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計算，一次性地向供電部門交納供電貼費：6～10kV為800元/kVA。因此鍋爐房供電要求有較高的可靠性。 設(shè)計任務(wù)1．高壓供電系統(tǒng)設(shè)計主要任務(wù)是工廠內(nèi)部高壓供電等級選擇，需考慮供電的經(jīng)濟性（設(shè)備及損耗費用）和技術(shù)要求（線路電壓損耗、以及供電電源變壓器的斷路器出線容量等）。選用設(shè)備型號、數(shù)量、匯成設(shè)備一覽表。3．車間變電所設(shè)計根據(jù)車間負荷情況，選擇車間變壓器的型號。其基本內(nèi)容有以下幾方面。 參考電源進線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計算負荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)和容量。參考負荷布局及總降壓變電所位置，比較幾種可行的高壓配電網(wǎng)布置放案，計算出導(dǎo)線截面及電壓損失，由不同放案的可靠性，電壓損失，基建投資，年運行費用，有色金屬消耗量等綜合技術(shù)經(jīng)濟條件列表比值，擇優(yōu)選用。由系統(tǒng)不同運行方式下的短 路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。、低壓側(cè)設(shè)備選擇 參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。并對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數(shù)。進行防直擊的避雷針保護范圍計算，避免產(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。它是按發(fā)熱條件選擇工廠電力系統(tǒng)供電線路的導(dǎo)線截面、變壓器容量、開關(guān)電器及互感器等的額定參數(shù)的依據(jù)，所以非常重要。 （1） 計算負荷又稱需要負荷或最大負荷。一般取啟動電流上午周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據(jù)。平均負荷用來計算最大負荷和電能消耗量。 工廠電力負荷計算工廠中由于有大量的感應(yīng)電動機、電焊機、電弧爐及氣體放電燈等感性負載，還有感性的電力變壓器，從而使功率因數(shù)降低。功率因數(shù)為， 可得主降壓變電器低壓側(cè)功率因數(shù):，又因電容器為單相電容器，所以n應(yīng)為3的倍數(shù)，取n=18,所以帶入可得檢驗高壓側(cè)：功率因數(shù)，滿足要求。 （2)符合電網(wǎng)建設(shè)、改造和發(fā)展規(guī)劃的要求；滿足工廠近期、遠期對電力的需求，具有最佳的綜合經(jīng)濟效益。 （2)從某35/10kV變電所，提供10kV備用電源，此變電所距工廠南側(cè)約4km。其一從某220/35kV區(qū)域變電站提供電源。因此鍋爐房供電要求有較高的可靠性。 高壓供電方案的選擇與確定 主要任務(wù)是工廠內(nèi)部高壓供電等級選擇，需考慮供電的經(jīng)濟性（設(shè)備及損耗費用）和技術(shù)要求（線路電壓損耗、以及供電電源變壓器的斷路器出線容量等）。線路各設(shè)備的折舊費和維修管理費，通常都取為線路和設(shè)備綜合投資的一個百分數(shù)。 （4)線路上的有色金屬消耗量:指導(dǎo)線和電纜的有色金屬耗用的重量。 (4)運行的靈活性和運行維護的方便性。所以在設(shè)計過程要對兩種方案綜合考慮，在安全可靠的基礎(chǔ)上選擇最好的方案。 缺點：由于機修廠內(nèi)設(shè)有總降壓變電所，占用的土地面積較大。因此該方案既能滿足供電的安全可靠性又可降低投資及維護費用。30 (2) ② 任一臺單獨運行時， ≥ S39。30 (2) 故可得 ≥ ，考慮到此地年平均氣溫為23度，高于20度。 為保證供電系統(tǒng)安全可靠優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟的運行，根據(jù)國家電線技術(shù)的有關(guān)規(guī)定，選擇導(dǎo)線和電纜界面時候必須滿足以下條件： (1)發(fā)熱條件:導(dǎo)線和電纜在通過正常最大度和電流即計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度不應(yīng)該超過正常運行時允許的最高允許溫度 (2)電壓損耗條件:導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負荷電流產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)該超過正常運行時候允許的電壓損耗。對于電纜,不必校驗其機械強度，但需要校驗其短路熱穩(wěn)定度。選擇最近的標(biāo)準(zhǔn)截面，由已知條件環(huán)境平均溫度為23℃，查表可知LGJ95（）的允許載流量足夠，且滿足發(fā)熱條件，同時35KV架空線路鋁絞線的最小允許截面為35mm2，因此機械強度也是滿足條件的。 正常工作時以 35kV 單回路供電，另設(shè)一條 10kV 線路作為備用電源，接到總降壓變電所的10kV母線上，根據(jù)計算負荷情況，廠內(nèi)總降壓變電所設(shè)兩臺臺容量為 ，型號為S112500/35。 根據(jù)以上條件，按發(fā)熱條件選取10kV線路的截面:由已知條件環(huán)境平均溫度為23℃、平均最熱氣溫為33℃，查表可得，選擇導(dǎo)線 LGJ70（）滿足發(fā)熱條件，同時10kV架空線路鋁絞線的最小允許截面為25mm2，因此機械強度也是滿足條件的?？紤]到備用電源使用較少，且方案二沒有變壓器的功率損耗，再加上其供電電源變壓器的斷路器出線容量較小，故在技術(shù)指標(biāo)方面還是選擇方案二更為合理。靈活 應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)符合的發(fā)展。 (3)當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺變壓器時，宜采用線路變壓器組接線。主接線對變電所設(shè)備選擇和布置，運行的可靠性和經(jīng)濟性，繼電保護和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。 裝有兩臺主變壓器的總降壓變電所主接線分3種: （1）一次側(cè)內(nèi)橋式、二次側(cè)采用單母線分段； （2）一次側(cè)外橋式、二次側(cè)采用單母線分段； （3）一二次側(cè)均采用單母線分段。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、并且變壓器器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。這種外僑式接線適用于電源線路較短而變電所晝夜負荷變動較大、適于經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換變壓器的總降壓變電所。(1)供電安全性:三種方案的保護基本原理相同，故都能滿足要求。(5)擴建適應(yīng)性:三種方案的擴建適應(yīng)性與靈活性基本相當(dāng)，方案三較高。所以高壓開關(guān)柜的投資為(，）： S1 = 3+6 = (萬元)； S2 = 1+4 = (萬元)； S3 = 3+8 = (萬元)； 由計算結(jié)果，可以看出方案三的高壓開關(guān)柜綜合投資最多，方案二的投資最少。 ：在技術(shù)指標(biāo)方面，三個方案均滿足要求；在經(jīng)濟指標(biāo)方面，方案三的投資費用較多，所以方案三不適用。 由于該系統(tǒng)的車間變電所為獨立式、封閉建筑，故采用油浸式變壓器。 根據(jù)車間變電所的計算負荷可得各變電所變壓器的容量，各車間變電所變壓器如下表所示: 車間變電所的變壓器選擇序號車間名稱計算負荷S（)變壓器型號額定容量KVA車間變電所代號變壓器臺數(shù)1電機修造車間S9800/10(6)80012機械加工車間S9315/10(6)31513新品試制車間S9500/10(6)50014原料車間S9400/10(6)40015備件車間S9315/10(6)31516鍛造車間S980/10(6)8017鍋爐房S9315/10(6)31518空壓站S9250/10(6)25019汽車庫S950/10(6)50110大線圈車間S9250/10(6)250111半成品試驗站S9500/10(6)500112成品試驗站S91000/10(6)10001 加壓站（10kV專供負荷）和 設(shè)備處倉庫（10kV專供負荷）接在總降壓變電所的10KV母線上，所以不需要車間變電所，成品試驗站內(nèi)大型集中負荷則由35KV專線供電。 針對鍋爐房的特點，可做如下設(shè)計: (1)在低壓側(cè)裝設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源； (2)增設(shè)自備電源，如柴油發(fā)電機； (3)在二次側(cè)裝設(shè)自動重合閘裝置； (4)二次側(cè)還應(yīng)裝設(shè)電源自動投入裝置； 這些設(shè)計能大大提高鍋爐房的供電可靠性，提高供電系統(tǒng)的安全性。 進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。 短路計算點的選擇 短路電流的計算 最大運行方式(1)確定基準(zhǔn)值(2) 計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1. 電力系統(tǒng)()2. 架空線路()3. 電力變壓器()()()(3) 求點的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 : 短路等效電路圖1. 總阻抗標(biāo)幺值2. 三相短路電流周期分量有效值3. 其他三相短路電流4. 三相短路容量(4)求點的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量3. 其他三相短路電流(5)求點的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 短路等效電路圖 最小運行方式(1)確定基準(zhǔn)值(2)計算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)()其他元件的標(biāo)幺值均與最大運行方式相同。例如電力變壓器、電壓互感器、電流互感器、變頻器等。 (5)成套設(shè)備:它是按照一次電路接線方案的要求，將有關(guān)一次設(shè)備及控制、指示、監(jiān)測和保護一次設(shè)備的二次設(shè)備組合為一體的電氣設(shè)備，例如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏和照明配電箱等。(2)校驗機械強度：查表得35kv架空鋼芯鋁線的最小截面為35mm2，滿足機械強度的要求。