【正文】 配電所的~母線上。我國(guó)電力工業(yè)部于年制定的171。因此，提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，已成為電力工業(yè)中的一個(gè)重要內(nèi)容，而提高電力系統(tǒng)功率因數(shù)，首先就要提高各用戶的功率因數(shù)。因此在供電系統(tǒng)中除了需要有功電源外，還需要無(wú)功電源，兩者缺一不可?？偟囊曉谟?jì)算負(fù)荷為 （）總的計(jì)算電流為 （）注意：由于各組設(shè)備的功率因數(shù)不一定相同，因此總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流一般不能用各組的視在計(jì)算負(fù)荷或計(jì)算電流之和來(lái)計(jì)算，總的視在計(jì)算負(fù)荷也不能按式（）計(jì)算。負(fù)荷計(jì)算中常用的單位：有功功率為“千瓦”，無(wú)功功率為“千乏”，視在功率為“千伏在求出有功計(jì)算負(fù)荷后，可按下列各式分別求出其余的計(jì)算負(fù)荷。但是用電設(shè)備組的設(shè)備實(shí)際上不一定都同時(shí)運(yùn)行，運(yùn)行的設(shè)備也不太可能都滿負(fù)荷，同時(shí)設(shè)備本身有功率損耗，配電線路也有功率損耗，因此用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為 （）式中，為設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)運(yùn)行的設(shè)備容量與全部容量之比；為設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量之比；為設(shè)備組的平均效率，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與取用功率之比；為配電線路的平均效率，即配電線路在最大負(fù)荷時(shí)的末端功率（亦即設(shè)備組的取用功率）與首端功率（亦即計(jì)算負(fù)荷）之比。此外，電力用戶需按新裝變壓器的容量，一次性向供電部門交納供電貼費(fèi)為元/。年雷暴日天。從某區(qū)域變電所提供電源，該變電所距廠西南側(cè)。2 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償 負(fù)荷調(diào)查 工廠總平面圖 某機(jī)械工廠總平面圖 工廠負(fù)荷情況本廠多數(shù)車間為三班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為，全年實(shí)際工作小時(shí)數(shù)為。⑥ 總降壓變電所二次回路的設(shè)計(jì)：主要包括對(duì)操作電源及電測(cè)量?jī)x表的設(shè)計(jì)。③ 無(wú)功補(bǔ)償：求出工廠平均功率因數(shù)，確定補(bǔ)償方式，選出相應(yīng)的補(bǔ)償設(shè)備。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，就必須遵循國(guó)家的各項(xiàng)方針政策，設(shè)計(jì)方案必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定，同時(shí)應(yīng)滿足以下幾項(xiàng)基本要求：（1）安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。這種直配方式，可以省去一級(jí)中間變壓，從而簡(jiǎn)化了供電系統(tǒng)，節(jié)約了有色金屬，降低了電能損耗和電壓損耗，提高供電質(zhì)量。如果工廠有6~10kV的高壓用電設(shè)備，則由高壓配電所直接對(duì)其進(jìn)行配電。工廠供電系統(tǒng)是由工廠總降壓變電所、高壓配電線路、車間變電所、低壓配電線路及用電設(shè)備組成。隨著工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，工廠用電量的迅速增長(zhǎng)，對(duì)電能質(zhì)量、供電可靠性以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等的要求也日益提高。因此，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。在機(jī)械工業(yè)中，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小，電費(fèi)開(kāi)支僅占產(chǎn)品成本的5%左右，從投資額來(lái)看，一般機(jī)械工廠在供電設(shè)備上的投資也僅占總投資額的5%左右。 selecting the type of the main transformer and wokshop distribution transformers through the load calculation。本設(shè)計(jì)在確定高壓側(cè)接線方案及對(duì)高壓側(cè)設(shè)備選擇時(shí)進(jìn)行了較為詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，力求達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理可靠。隨著機(jī)械工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展以及工廠用電量的迅速增長(zhǎng)，使工廠對(duì)電能的質(zhì)量，供電的可靠行以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等要求也日益提高。工廠供電系統(tǒng)是由工廠總降壓變電所（高壓變電所），高壓配電系統(tǒng)，車間變電所，低壓配電系統(tǒng)及用電設(shè)備組成。因?yàn)楣╇娫O(shè)計(jì)是否完善，不僅影響工廠的基本建設(shè)投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠供電的可靠性和工廠的安全生產(chǎn)上，它與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備和人身安全等是密切相關(guān)的。 performing the calculation of short current use perunit value method and ohms method, then choosing the equipments for the factory power supply system, such as circuit breakers, disconnectors, current and voltage sensors and so on. It also introduces the design of secondary relay protection circuit simply.Detailed technical and economic parison about high voltage side scheme of connection and equipments selection was introduced in this paper, striving to achieve economic reasonable and reliable. Whether the power supply system is designed perfect or not, not only affects the factory’s construction investment, operating costs and nonferrous metal consumption, but also reflects the reliability of the power supply for the factory and production safety, it has close relationship with the economic efficiency, equipments and personal safety of enterprises.Key words：Substation，Equipment selection，Main connection，Relay protection III 目 錄摘 要 IAbstract II1 緒論 1 課題的意義 1 課題研究概述 1 本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)與目標(biāo) 22 負(fù)荷計(jì)算及功率補(bǔ)償 4 負(fù)荷調(diào)查 4 工廠總平面圖 4 工廠負(fù)荷情況 4 供電電源情況 5 工廠自然條件 5 電費(fèi)制度 5 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 6 基本公式 6 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 7 無(wú)功功率補(bǔ)償 9 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x 9 無(wú)功功率的補(bǔ)償方式 9 無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算 103 供電電壓及總降壓變電所主電路的確定 13 總降壓變電所主電路 13 總降壓變電所主電路的分類 13 供電電源及總降壓變電所主接線方案 15 經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定總降壓變電所主接線方案 16 三個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析 16 三個(gè)方案35kV高壓線路的選擇及電壓損耗計(jì)算 16 方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 19 總降壓變電所電氣主接線的設(shè)計(jì) 214 高壓電氣設(shè)備的選擇及二次回路設(shè)計(jì) 22 短路計(jì)算 22 短路計(jì)算的意義和類型 22 短路計(jì)算 24 總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)電氣設(shè)備的選擇 28 高壓電氣設(shè)備選擇的一般原則 28 35kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇 30 10kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇 31 10kV母線的選擇 32 總降壓變電所二次回路的設(shè)計(jì) 33 二次回路概述 33 操作電源的設(shè)計(jì) 34 電測(cè)量?jī)x表的設(shè)計(jì) 36 中央信號(hào)裝置 37 主變壓器繼電保護(hù)的選擇與整定 38 繼電保護(hù)裝置的基本要求 38 主變壓器的繼電保護(hù) 40 總降壓變電所所址的選擇 43 所址的選擇 435 工廠車間變電所的設(shè)計(jì) 44 車間變電所的位置及變壓器的選擇 44 車間變電所的位置 44 各車間變電所的負(fù)荷計(jì)算及變壓器的選擇 44 短路計(jì)算及車間變電所設(shè)備的選擇 45 短路計(jì)算 45 車間低壓配電屏的選擇 48 車間進(jìn)線電纜的選擇 49 車間低壓母線的選擇 51 車間干線的選擇 55結(jié) 論 56致 謝 57參 考 文 獻(xiàn) 58附錄A 總降壓變電所主接線 59附錄B 二號(hào)車間變電所主接線 60蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 緒論 課題的意義眾所周知，電能是機(jī)械工廠生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。因此電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而是在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。供電設(shè)計(jì)是否完善，不僅影響工廠的基本建設(shè)投資、運(yùn)行費(fèi)用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠供電的可靠性和工廠的安全生產(chǎn)上，它與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備和人身安全等是密切相關(guān)的。一般中型工廠的電源是6~10kV。對(duì)于大型工廠及某些進(jìn)線電壓為35kV及以上的中型工廠，通常經(jīng)過(guò)兩次降壓，也就是電源進(jìn)廠以后，先經(jīng)總降壓變電所，其中裝有較大容量的電力變壓器，將35kV及以上的電源電壓降為6~10kV的配電電壓，然后經(jīng)過(guò)6~10kV高壓配電線路將電能送到各個(gè)車間變電所，也有的經(jīng)高壓配電所再送到車間變電所，最后經(jīng)車間變電所的配電變壓器降為一般低壓設(shè)備所需的電壓。然而這要根據(jù)廠區(qū)的環(huán)境條件是否滿足35kV架空線路深入負(fù)荷中心的“安全走廊”而定，否則不宜采用，以確保供電安全。（2）可靠：應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性即連續(xù)供電的要求。 本課題的設(shè)計(jì)任務(wù)與目標(biāo)機(jī)械工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)包括：（1）供電電壓的選擇根據(jù)供電部門提供的資料，選擇本廠最優(yōu)供電電壓等級(jí)。④ 主要電氣設(shè)備的選擇：包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、導(dǎo)線等設(shè)備的選擇及校驗(yàn)。（3）廠區(qū)10kV配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)配電裝置的選擇：包括配電裝置如高壓開(kāi)關(guān)柜、線路的選擇。該廠除鑄造車間、電鍍車間、空氣壓縮車間、鍋爐房屬于二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。該廠可通過(guò)高壓聯(lián)絡(luò)線由距該廠的鄰近單位取得備用電源。（2）地質(zhì)水文資料：平均海拔，地層以沙質(zhì)黏土為主，地下水位~，地耐壓力為。 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 基本公式用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大負(fù)荷。令上式中的，這里的稱為需要系數(shù)。無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為 （）式中，為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組的正切值。安”，電流為“安”，電壓為“千伏”。根據(jù)式（）~（），可以得到各車間的負(fù)荷計(jì)算表。對(duì)廣大供電企業(yè)來(lái)說(shuō)，用戶功率因數(shù)的高低，直接關(guān)系到電力網(wǎng)中的功率損耗和電能損耗，關(guān)系到供電線路的電壓損失和電壓波動(dòng)，而且關(guān)系到節(jié)約用電和整個(gè)供電區(qū)域的供電質(zhì)量。用戶功率因數(shù)的高低，對(duì)于電力系統(tǒng)發(fā)、供、用電設(shè)備的充分利用，有著顯著的影響。供電營(yíng)業(yè)規(guī)則187。這種補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償~母線前所有線路上的無(wú)功功率，而此母線后的廠內(nèi)線路的無(wú)功功率得不到補(bǔ)償，所以這種補(bǔ)償方式的經(jīng)濟(jì)效果較后兩種補(bǔ)償方式差。（2）低壓集中補(bǔ)償?shù)蛪杭醒a(bǔ)償是將低壓電容器集中裝設(shè)在車間變電所的低壓母線上。這種補(bǔ)償方式能夠補(bǔ)償安裝部位以前的所有高低壓線路和電力變壓器的無(wú)功功率，因此其補(bǔ)償范圍最大，補(bǔ)償效果最好，應(yīng)予優(yōu)先采用。要使功率因數(shù)由提高到，必須裝設(shè)的無(wú)功補(bǔ)償裝置容量為 （）式中，為無(wú)功補(bǔ)償后的無(wú)功功率。補(bǔ)償后平均負(fù)荷功率因數(shù)為 （）式中，和為補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷。由式（）得無(wú)功補(bǔ)償容量為因此，若選，由式（）知該電容器的實(shí)際容量為由式（）得并聯(lián)電容器的臺(tái)數(shù)為由于是單相電容器，所以應(yīng)取的倍數(shù)以便三相均衡分配，因此，可選三臺(tái)并聯(lián)電容器。圖為變壓器高壓側(cè)裝有斷路器的線路—變壓器組結(jié)線，這種接線由于變壓器高壓側(cè)裝有斷路器，正常運(yùn)行時(shí)變壓器的投切操作及發(fā)生故障時(shí)故障線路的切除均可利用斷路器進(jìn)行，所以運(yùn)行操作比較方便。正常工作時(shí)，若要切除變壓器，首先需要斷開(kāi)變壓器低壓側(cè)斷路器，然后再打開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)；投入變壓器時(shí)，要先合上，再合。因此，這一類結(jié)線一般僅用于給三級(jí)負(fù)荷的中小型變電所供電。分段開(kāi)關(guān)可采用斷路器或隔離開(kāi)關(guān)，如果采用斷路器分段，則接線的供電可靠性和靈活性均較高。② 高壓橋斷路器斷開(kāi)，低壓分段開(kāi)關(guān)閉合。④ 高壓橋斷路器閉合，低壓母線分段開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。為了簡(jiǎn)化結(jié)線和減少配電裝置的投資，對(duì)雙電源進(jìn)線和兩臺(tái)變壓器的總降壓變電所，也可以在變壓器高壓側(cè)不設(shè)斷路器只設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。（2）方案二：工作電源和備用電源均采用電壓，因此不用設(shè)總降壓變電所，只需設(shè)一個(gè)高壓配電所，配電所的母線采用單母線分段接線方式，電源進(jìn)線均用斷路器控制。（3）要求的值低，補(bǔ)償容量小，可減少補(bǔ)償設(shè)備及其投資。（2）要裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，投資及運(yùn)行費(fèi)用均增加。（2）要求的值高，要增加補(bǔ)償容量及投資。 三個(gè)方案35kV高壓線路的選擇及電壓損耗計(jì)算（1）變壓器功率損耗及線路功率損耗計(jì)算公式① 變壓器電壓損耗計(jì)算公式 （） （）式中，為變壓器的計(jì)算負(fù)荷；為變壓器的額定容量；為變壓器空載有功損耗；為變壓器短路有功損耗；為變壓器空載電流百分?jǐn)?shù)；為變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)；為變壓器臺(tái)數(shù)。② 方案二： 用電壓供電，廠內(nèi)不設(shè)主變壓器，無(wú)變壓器損耗。備用線路僅考慮供二級(jí)負(fù)荷用，則由式（）及（）得計(jì)算負(fù)荷和線路電流為按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線，設(shè)備選擇手冊(cè)查得其允許載流量為，滿足條件。方案三介于上述兩個(gè)方案之間，正常運(yùn)行時(shí)，電壓損失不大，能滿足要求。（1）基建投資基建投資一般采用供配電系統(tǒng)中各主要設(shè)備從訂貨到安裝完成所需的全部工程費(fèi)用的綜合投資指標(biāo)表示。 方案一和方案三的年運(yùn)行費(fèi)比較比較項(xiàng)目