【正文】 7 日二 〇 一 一 年 一 月河西學(xué)院本科生課程設(shè)計任務(wù)書論 文 題 目志敏機(jī)械廠變電所一次系統(tǒng)設(shè)計作 者 姓 名所屬系、專業(yè)、年級指導(dǎo)教師姓名、職稱任務(wù)下達(dá)日期2010年12月24日設(shè)計的主要內(nèi)容：負(fù)荷計算和無功功率補償；變電所主變壓器和主接線方案的選擇；短路電流的計算等。電費制度：工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計量電能，設(shè)專用計量柜，按兩部電費制交納電費。 ，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 。階段設(shè)計各階段名稱起止日期1熟悉設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計題目及設(shè)計背景資料2010年12月24日2查閱有關(guān)資料、閱讀設(shè)計要求必讀的參考資料2010年12月25日3負(fù)荷計算2010年12月2627日4電氣主接線設(shè)計2010年12月28日5短路電流計算2010年12月29日6主要電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體選擇2010年12月3031日7書寫課程設(shè)計說明書2011年1月13日8打印整理課程設(shè)計資料2011年1月4日（指導(dǎo)教師指定）【1】劉滌塵、王明陽、[M].武漢：【2】[M].北京：【3】[M].北京：【4】[M].北京：【5】[M].北京：【6】 [M].北京：【7】[M].北京：【8】工廠常用電氣設(shè)備手冊編寫組. 工廠常用電氣設(shè)備手冊（補充本）. 北京：【9】JGJ162008 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范【10】GB5005495 低壓配電設(shè)計規(guī)范 【11】GB5005295 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范【12】GB502172007 電力工程電纜設(shè)計規(guī)范【13】GB5006092 3～110KV高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范教研室意見負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日系（部） 意 見負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日 摘 要 根據(jù)我國能源利用情況，供電設(shè)計的原則要求，按照設(shè)計任務(wù)書的詳細(xì)要求，對該廠進(jìn)行總體分析，然后著手對該中外合資機(jī)械廠的變電所及配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。其次，根據(jù)本廠的實際情況和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較電力變壓器，確定變電所的類型以及其主接線方案，其中包括變壓器容量以及臺數(shù)的確定，全廠配電系統(tǒng)的設(shè)計。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。在機(jī)械廠，擔(dān)負(fù)這一任務(wù)的是供電系統(tǒng)，供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。(3)優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求(4)經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。近期為主、考慮發(fā)展應(yīng)根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。一次系統(tǒng)圖跟據(jù)負(fù)荷類別及對供電可靠性的要求進(jìn)行負(fù)荷計算，繪制一次系統(tǒng)圖，確定變電所高、低接線方式。變壓器選擇根據(jù)電源進(jìn)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(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器型號。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定檢驗，并列表表示。1．單臺組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式(1).有功計算負(fù)荷(單位為kW)： 式中 —設(shè)備有功計算負(fù)荷(單位為kW)；—用電設(shè)備組總的設(shè)備容量(不含備用設(shè)備容量，單位為kW)；—用電設(shè)備組的需要系數(shù)。2．多組用電設(shè)備計算負(fù)荷的計算公式(1).有功計算負(fù)荷(單位為kW) 式中 —多組用電設(shè)備有功計算負(fù)荷(單位為kW)； —所有設(shè)備組有功計算負(fù)荷之和； —有功負(fù)荷同時系數(shù)，～。表中生活區(qū)的照明負(fù)荷中已經(jīng)包括生活區(qū)各用戶的家庭動力負(fù)荷?？紤]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，： =()=559kvar 選PGJ1型低壓自動補償屏，采用其方案2（主屏）1臺與方案4（輔屏）4臺相組合，總共容量112kvar5=560kvar。2．對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運行方式的變電所，可采用兩臺變壓器。至于機(jī)械廠的二級負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。(1)安全 應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。(1)供電的安全性。(3)供電的電能質(zhì)量主要是指電壓質(zhì)量，包括電壓偏差、電壓波動及高次諧波等方面的情況。(2)變配電系統(tǒng)的年運行費 包括線路和設(shè)備的折舊費。只裝有一臺主變壓器的變電所，其高壓側(cè)一般采用無母線的接線，根據(jù)高壓側(cè)采用的開關(guān)電器不同，有三種比較典型的主接線方案：(1)高壓側(cè)采用隔離開關(guān)熔斷器或戶外跌開式熔斷器的主接線方案；(2)高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)熔斷器或負(fù)荷型跌開式熔斷器的主接線方案；(3)高壓側(cè)采用隔離開關(guān)斷路器的主接線方案。根據(jù)前面章節(jié)的計算，若主變采用一臺S9型變壓器時，總進(jìn)線為兩路。圖31 采用一臺主變時的系統(tǒng)圖圖32 采用兩臺主變時的系統(tǒng)圖表33 兩種主接線方案的比較　比較項目　裝設(shè)一臺主變的方案　　裝設(shè)兩臺主變的方案技術(shù)指標(biāo)　供電安全性　滿足要求　滿足要求　供電可靠性　基本滿足要求　滿足要求　供電質(zhì)量　由于一臺主變，電壓損耗略大　由于兩臺主變并列，電壓損耗略小　靈活方便性　只有一臺主變，靈活性不好　由于有兩臺主變，靈活性較好　擴(kuò)建適應(yīng)性　差一些　更好經(jīng)濟(jì)指標(biāo)　電力變壓器的綜合投資額　按單臺（S91250/10） 2=按單臺(S9500/10)，綜合投資為4=　高壓開關(guān)柜（含計量柜）的綜合投資額　,綜合投資約為5=36萬元　6臺GG1A（F）型柜綜合投資約為6=　電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運行費　主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費約5萬元　主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費約5萬元　交供電部門的一次性供電貼費　按800元/kVA計，貼費為1250=100萬元　貼費為2500=80萬元從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的方案。計算負(fù)荷時則，只考慮其中一回路。計算Ⅱ段母線所需無功功率補償容量，?。? =(kvar) 選PGJ1型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為BW ，采用其方案2（主屏）1臺與方案4（輔屏）1臺相組合，總共容量112kvar2=224kvar。短路計算點要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。最后計算短路電流和短路容量。 (2)設(shè)定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計算短路點基準(zhǔn)電流。電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 (42)式中 ——電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量（單位為MVA）。用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計算時，無論有幾個短路計算點，其短路等效電路只有一個。(2)設(shè)定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓，計算短路點基準(zhǔn)電流,設(shè)=100MVA，=，即高壓側(cè)=,低壓側(cè)=,則 (412) (413)(3)計算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 (414)式中 ——電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量架空線路的電抗標(biāo)幺值，查得LGJ150的單位電抗，而線路長8km,故 (415)電力變壓器的電抗標(biāo)幺值，查得S9500的短路電壓=4，SN1010型斷路器的斷流容量故 (416) (417)(4)繪制等效電路圖，如圖42所示：圖42 并列運行時短路等效電路圖(5)求k1點（）的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總阻抗標(biāo)幺值 (418)三相短路電流周期分量有效值 (419)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流=== (420)三相短路沖擊電流=== (421)第一個周期短路全電流有效值=== (422)三相短路容量 (423)（6）求k2點（）的短路電路總阻抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量總阻抗標(biāo)幺值 (424)三相短路電流周期分量有效值 (425)三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流=== (426)三相短路沖擊電流=== (427)第一個周期短路全電流有效值=== (428)三相短路容量 (429)(1)繪制計算電路，選擇短路計算點，如圖43 所示。短路電流計算結(jié)果見表4表42：表41 并列運行時短路電流計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/K1K239表42 并列運行時短路電流計算結(jié)果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/K1K2K3比較變壓器并列和分裂運行兩種情況下的短路計算，可得出分裂運行時的低壓側(cè)短路電流較并列運行時有明顯減小，因此，為降低短路電流水平，所設(shè)計變電站通常情況下應(yīng)分裂運行。 一次設(shè)備選擇與校驗的條件為了保證一次