【正文】 為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。 第三章 設(shè)計(jì)說明 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 （ 1） 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。 鍋爐房供生產(chǎn)用高壓蒸汽，停電會(huì)使鍋爐發(fā)生危險(xiǎn)。 h，照明電費(fèi)為 元 /kWⅱ 在工廠35kV 電源側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量。ⅱ 為滿足二級(jí)負(fù)荷的需求，從某 35/10kV 變電所，提供 10kV 備用電源，此所距廠南側(cè) 4km。 （ 3） 工廠各車間負(fù)荷情況及車間變電所的容量 如表 21所示。 設(shè)計(jì)圖樣 （ 1）變電所主結(jié)線電路圖 電機(jī)修造廠總降壓變電所主結(jié)線電路圖 （ 3）各種保護(hù)裝置接線原理圖 變電所進(jìn)線側(cè)線路的繼電保護(hù)原理電路圖，（采用定時(shí)限過電流保護(hù)）。主變壓器的差動(dòng)保護(hù)，瓦斯繼電器保護(hù)，工廠變電所進(jìn)線側(cè)單相接地保護(hù)。 （ 5）變壓器容量及臺(tái)數(shù)的選擇。 設(shè)計(jì) 的主要內(nèi)容、設(shè)計(jì)圖樣 設(shè)計(jì) 的主要包括 （ 1）設(shè)計(jì)的 基本依據(jù)和資料。尤其是繼電保護(hù)的問題，有了更加深入的學(xué)習(xí)。根據(jù)供電的設(shè)計(jì)內(nèi)容和流程，可以十分的方便的按照步驟設(shè)計(jì)。變電 站綜合自動(dòng)化目前在國外已得到了較普遍的應(yīng)用。 ................................ 27 變電所二次方案的選擇與繼電保護(hù) ..................................... 28 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路 .............................. 28 變電所的電能計(jì)量回路 ............................................ 29 變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路 ..................................... 29 變電所的保護(hù)裝置 ................................................ 29 變 電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) ................................... 37 變電所的防雷保護(hù) .............................................. 37 變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì) ...................................... 38 第四章 結(jié) 論 ...................................................... 40 4 第一 章 緒 論 課題背景、目的及意義 課題的背景 本課題是根據(jù)劉介才主編的《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》上兩個(gè)題目為原型，根據(jù)指導(dǎo)老師的要求 設(shè)計(jì) 。 ........................... 9 全廠負(fù)荷計(jì)算。并附有相應(yīng)的圖表、公式和計(jì)算結(jié)果。這次 設(shè)計(jì)的變配電所完全滿足設(shè)計(jì)要求 。 ................................................. 10 功率補(bǔ)償 ....................................................... 10 變電所、配電所位置和型式的選擇 ..................................... 11 電機(jī)修造廠總變電所位置和型式的選擇 ............................. 11 電機(jī)修造廠總降壓變電所主變壓器和主結(jié)線方案的選擇 ................... 12 變壓器容量及臺(tái)數(shù)的選擇。 變電所是電力系統(tǒng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié) ,它的運(yùn)行情況直接影響到電力系統(tǒng)的可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。例如美國、德國、法國、意大利等國家 ,在他們所屬的某些電力公司里 ,大多數(shù)的變電站都實(shí)現(xiàn)了綜合自動(dòng)化及無人值班方式。 課題的目的及意義 本題目主要目的是設(shè)計(jì)某電機(jī)修造廠的變電所總降壓配電設(shè)計(jì)。 雖然本題沒有對(duì)變電站綜合自動(dòng)化有所研究，但是對(duì)日后向這個(gè)方面的學(xué)習(xí)和發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 （ 2）區(qū)域變電所和車間變電所負(fù)荷計(jì)算。 （ 6）變電所進(jìn)出線的選擇。 （ 9）防雷裝置與保護(hù)接地裝置的設(shè)計(jì)。主變壓器的差動(dòng)保護(hù)原理電路圖，瓦斯繼電器保護(hù)原理電路圖，工廠變電所進(jìn)線側(cè)單相接地保護(hù)原理電路圖 （ 4）變電所平、剖面圖 電機(jī)修造廠總降壓變電所平、剖面圖 6 第二章 設(shè)計(jì)依據(jù) 電機(jī)修造廠 （ 1） 電機(jī)修造廠總平面圖（ 圖 21） 圖 21 某電機(jī)修造廠總平面布置圖 （ 2） 工廠生產(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(jī)、變壓器修理和制造任務(wù)。本表系進(jìn)行車間供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)后的資料。 ② 電力系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)，如表 22 所示。ⅲ 工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)不低于 。 h （ 5） 工廠負(fù)荷性質(zhì) 本廠大部分車間為一班制，少數(shù)車間為兩班或三班制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 2300h。又由于該廠距離市區(qū)較遠(yuǎn)，消防用水需廠方自備。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。 9 負(fù)荷計(jì)算的方法 有功計(jì)算負(fù)荷 為 edPKP ?30 (31) 式中， eP 為設(shè)備容量。 表 31 序號(hào) 車間名稱 設(shè)備容量（千瓦） 計(jì)算負(fù)荷 變壓器臺(tái)數(shù)及容量 車間變電所代號(hào) P30 （千瓦） Q30 （千乏） S30 （千伏安） 1 電機(jī)修造車間 2505 609 500 788 1 1000 No 1車變 2 加工車間 886 163 258 305 1 400 No 2車變 3 新制車間 634 222 336 403 1 500 No 3車變 4 原料車間 514 310 183 360 1 400 No 4車變 5 備件車間 562 199 158 254 1 315 No 5車變 6 鍛造車間 105 36 58 68 1 100 No 6車變 7 鍋爐房 269 197 172 262 1 315 No 7車變 8 空壓站 322 181 159 241 1 315 No 8車變 9 汽車庫 543 30 27 40 1 80 No 9車變 10 10 大線圈車間 335 187 118 221 1 250 No 10車變 11 半成品試驗(yàn)站 365 287 464 1 500 No 11車變 12 成品試驗(yàn)站 2290 640 480 800 1 1000 No 12車變 13 加壓站 256 163 139 214 1 250 14 設(shè)備處倉庫（轉(zhuǎn) 供負(fù)荷） 338 288 444 1 500 15 成品試驗(yàn)站內(nèi)大 型集中負(fù)荷 3600 2880 2300 3686 主要為高壓整流裝置， 要求專線供電。 ∑Q30i = 5463kvar 則 P30 = K∑P∑P30i = 6520kW = 5999kW Q30 = K∑q∑Q30i = 5463kvar = 5190kvar 23023030 QPS ?? ≈7932KVA 變壓器的功率損耗為： △ QT = S30′= * 6564 = Kvar △ PT = S30 ′= * 6564= Kw 11 變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為： P30′= 5999+ = 6098 Kw Q30′= (54632800 )+ = 3057 Kvar S30′ = (P302 + Q302) 1/2= 6821 KV .A 無功率補(bǔ)償后，工廠的功率因數(shù)為： cosφ′= P30′/ S30′= 6098 / 6821= cosφ′= P30′/S30′= ≥ 因此，符合本設(shè)計(jì)的要求 變電所、配電所位置和型式的選擇 （ 1） 變電所和配電所的位置選擇應(yīng)根據(jù)下列要求綜合考慮確定： 接近工廠的負(fù)荷中心；接近電源側(cè)；進(jìn)出線方便；運(yùn)輸設(shè)備方便；不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所；不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，如無法 遠(yuǎn)離，不應(yīng)設(shè)在污染源的主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所；不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域內(nèi)；不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域的正上方或正下方； （ 2）變電所和配電所型式選擇 ① 35/10kV 變電所分屋內(nèi)式和屋外式，屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。所以我選擇的電機(jī)修造廠的變電所的位置如 圖 31 所示，其型式為屋內(nèi)式。A ，因?yàn)樵搹S都是上二級(jí)負(fù)荷所以按條件 2 選變壓器。 13 變配電所主結(jié)線的選擇原則 ，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資。 ，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。 的總開關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開關(guān)。 總降壓變電所主結(jié)線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。如果某路電源例如 WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開 QF11 ，投入 QF10 （其兩側(cè) 14 QS 先合），即可由 WL2 恢復(fù)對(duì)變壓器 T1 的供電，這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。如果某臺(tái)變壓器例如 T1 停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開 QF11 ，投入QF10 （其兩側(cè) QS 先合），使兩路電源進(jìn)線又恢復(fù)并列運(yùn)行。為了給工廠的正常生產(chǎn)提供更加穩(wěn)定、可靠的電源，所以決定采用兩條電源進(jìn) 線的主結(jié)線方案。雖然這樣投資高了不少，但是是十分值得的。其綜合投資額約為 2 (+3) 萬元＝ 萬元，比一條電源進(jìn)線的方案多投資 萬元 高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi) 參照資料計(jì)算，主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)每年為 萬元 (其余略 ) 主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)每年為 萬元，比一條電 源進(jìn)線的方案多耗 萬元 根據(jù)表可以看出方案 2的技術(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)不及方案 1，但是其供電的穩(wěn)定性更高，所以這里我采用方案 2，即兩條電源進(jìn)線的方案。 變電所高壓母 線的選擇 按規(guī)定 35kV 級(jí)的變電所的高壓母線應(yīng)按發(fā)熱條件進(jìn)線選擇，并校驗(yàn)其短路穩(wěn)定度。 由于母線的實(shí)際截面為 m in22 75325 AmmmmA ???? ，因此該母線滿足短路熱穩(wěn)定度要求。 （ 1） 按發(fā)熱條件選擇 由 AII NT 104130 ?? ? 及室外環(huán)境溫度 33℃，查資料，初選 LJ35，其 35℃時(shí)AIal 151? 30I ，滿足發(fā)熱條件。 ① 按發(fā)熱條件選擇 由 AI ? 及土壤溫度 25℃，查表，初選纜芯為 225mm 的交聯(lián)電纜，其3090 IAIal ?? ，滿足發(fā)熱條件。（方法同上，從略）纜芯截面選 2300mm ，即 YJL22100003 300＋ 1 150 的四芯電纜。（方法同上，從略）纜芯截面選 2300mm ，即 YJL22100003 300＋ 1 150 的四芯電纜。（方法同上，從略）纜芯截面選 2300mm ，即 YJL22100003 300＋ 1 150 的四芯電纜。（方法同上，從略）纜芯截面選 2300mm ，即 YJL22100003300＋ 1 150 的四芯電纜。（方法同上，從略）纜芯截面選 2300mm ，即 YJL22100003 300＋ 1 150 的四芯電纜。（方法同上，從略）纜芯截面選 2300mm ，即 YJL22100003 300＋ 1 150 的四芯電纜。（方法同上，從略）纜芯截面選 2300mm ，即 YJL22100003 300＋ 1 150 的四芯電纜。 采用 LJ 型鋁絞線架空敷設(shè)，與相距約 4km 的某 35/10kV 變電所的 10kV 母線相聯(lián)。 （ 3） 短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn) 因?yàn)猷徑?35/10kV 變電 所電源 10kV 側(cè)的短路數(shù)據(jù)不知，因此該聯(lián)絡(luò)線的短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)計(jì)算無法進(jìn)行，只有暫缺。 變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)察回路 變電所 35kV 側(cè)母線裝有電壓互感器－避雷器柜，其中電壓互感器為 3個(gè) JDJJ235型，組成 // 00 YY （開口三角）的結(jié)線，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察。 10kV 側(cè)母線裝有電壓互感器－避雷器柜，其中電壓互感器為 2個(gè) JDJ10 型，用以實(shí)現(xiàn)電壓測(cè)量和絕緣監(jiān)察。（見圖 310）。 KM動(dòng)作后，接通跳閘線圈 YR回路，使斷路器QF 跳閘，切除短路故障。（ opI 只能為整數(shù)，且不能大于 10A） ② 過電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的整定 定時(shí)限過電流保護(hù)其動(dòng)作時(shí)限，利用時(shí)間繼電器（ DS型）來整定。 （