【正文】 第 1章 緒論 工廠供電的意義 工廠供電（ electric power supply for industrial plants），就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配。 主接線設(shè)計(jì) 目 錄 第 1 章 緒論 ............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。在論文的最后還附上了主接線圖。本設(shè)計(jì)首先進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，無功功率補(bǔ)償計(jì)算，短路電流計(jì)算，并對(duì)變壓器容量進(jìn)行選擇。 摘要 某塑料制品廠總配變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是工廠供電的一部分。然后，對(duì)主接線方案進(jìn)行選擇并擬定，電氣主接線對(duì)接下來電氣設(shè)備的選擇，運(yùn)行的可靠性和靈活性，操作和檢修的安全以及今后的擴(kuò)建，對(duì)電力工程建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)節(jié)約等，都由很大的影響。 關(guān)鍵詞 ：負(fù)荷計(jì)算 。 工廠供電的意義 ................................................... 4 工廠供電的要求 ................................................... 4 設(shè)計(jì)依據(jù) ......................................................... 4 平面布置圖如圖 ............................................... 5 生產(chǎn)任務(wù)及車間組成 ........................................... 5 工廠各車間的負(fù)荷情況及車間變電所的容量如下表 ................. 5 供用電協(xié)議 ................................................... 6 本廠負(fù)荷性質(zhì) ................................................. 7 自然條件 ..................................................... 7 第 2 章 負(fù)荷計(jì)算 .......................................................... 5 負(fù)荷計(jì)算的意義 ................................................... 5 負(fù)荷計(jì)算的方法 ................................................... 5 負(fù)荷計(jì)算 ......................................................... 6 第 3 章 功率補(bǔ)償計(jì)算及變壓器的選擇 ....................................... 10 功率補(bǔ)償計(jì)算 .................................................... 10 變壓器型式的選擇 ................................................ 11 變壓器臺(tái)數(shù)的選擇 ................................................ 12 變壓器容量的選擇 ................................................ 12 第 4 章 主接線的設(shè)計(jì) ..................................................... 14 基本要求 ........................................................ 14 電氣主接線設(shè)計(jì) .................................................. 14 電氣主接線各種連接方式及其優(yōu)缺點(diǎn) ............................ 15 主接線方案的擬定 ............................................ 17 第 5 章 短路電流計(jì)算 ..................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。在工廠里，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。例如某些供電可靠性要求很高的工廠，即使是極短暫的停電，也會(huì)引起重大的設(shè)備損壞，或引起大量的產(chǎn)品報(bào)廢，甚至可能發(fā)生重大的人身事故，給國(guó)家和人民帶來經(jīng)濟(jì)上甚至政治上的重大損失。 （ 2） 安全 要滿足在電能的使用中不應(yīng)發(fā)生設(shè)備和人身事故。 設(shè)計(jì)依據(jù) 平面布置圖如圖 圖 11 平面布置圖 生產(chǎn)任務(wù)及車間組成 年產(chǎn)量為萬(wàn)噸聚乙烯塑料制品，產(chǎn)品品種有薄模、單絲、管材和注射等制品。=） 1 注塑車間 189 2 管材車間 880 小計(jì)（ Kamp。 （ 2） 系統(tǒng)變電站饋電線的定時(shí)限過電流保護(hù)的整定時(shí)間 Top=2s,工廠總配電所保護(hù)整定時(shí)間不得大于 . （ 3） 在工廠總配電所得 10KV 進(jìn)線側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量。 本廠負(fù)荷性質(zhì) 生產(chǎn)車間為三班工作制，部分車間為單班或兩班制，最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)為 5000 小時(shí)，屬于三級(jí)負(fù)荷。所以負(fù)荷計(jì)算準(zhǔn)確與否直接影響著供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量。所謂等效是指這些用電設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行中所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)與等效負(fù)荷產(chǎn)生的熱效應(yīng)相等，產(chǎn)生的最大溫升與等效負(fù)荷產(chǎn)生的最高溫升相等。 負(fù)荷計(jì)算的方法 計(jì)算負(fù)荷的確定是工廠供電設(shè)計(jì)中很重要的一 環(huán)，計(jì)算負(fù)荷的確定是否合理，直接影響到電氣設(shè)備選擇的合理性、經(jīng)濟(jì)性。在實(shí)際工程配電設(shè)計(jì)中，廣泛采需用系數(shù)法，因其計(jì)算方便，多采用方案估算，初步設(shè)計(jì)和全廠大型車間變電所的施工設(shè)計(jì)。 負(fù)荷計(jì)算 現(xiàn)以第 5 變電所車間負(fù)荷計(jì)算為例，計(jì)算過程如下：（在計(jì)算 各車間變電所負(fù)荷合計(jì)時(shí)，同時(shí)系數(shù)分別取值： pK =； = qK ） 變電所 （ 1） 鍋爐房 有功功率： 39。 =70 KV =15 KV =50 KV 無功功率的人工補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器兩種。cos? = 需要補(bǔ)償?shù)墓β剩?CQ = )tan(tan 39。30Q = 30Q cQ == Kvar (34) 補(bǔ)償后視在計(jì)算負(fù)荷： 39。 A (35) 補(bǔ)償后的計(jì)算電流： 39。30S = = Kvar (36) 高壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷： 39。30Q = KV39。39。3039。 多層或高層建筑內(nèi)的變電所，宜選用 SC9 等系列環(huán)氧樹脂注干式變壓器或SF666 充氣型變壓器。 （ 2） 季節(jié)性符合變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。 ① 任一臺(tái)變壓器工作時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷 30S 的大約 60%~70%的需要，即 TS =（ ~） 30S ② 任一臺(tái)變壓器工作時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷 30S 的需要，即 )21(30 ??SST (3)車間變電所變壓器的容量上限 單臺(tái)變壓器不宜大于 1000KV同時(shí)，并聯(lián)運(yùn)行的兩臺(tái)變壓器必須符合以下條件： ① 并聯(lián)變壓器的電壓比必須相同，允許差值不應(yīng)超過 5%? ，否則會(huì)產(chǎn)生環(huán)流引起電能損耗，甚至繞組過熱或燒壞。 本設(shè)計(jì)屬于第一種情況，故變電所選取的變壓器僅考慮（ 1）即可。 結(jié)果如表 32所示： 表 32 各變電所選的變壓器及臺(tái)數(shù) 變電所 變壓器 型號(hào) 額定容量（ KVA） 額定電壓（ V） 連接組標(biāo)號(hào) 損耗 阻抗電壓（ %） 空載電流（ %） 高壓 低壓 空載 負(fù)載 1 S91000/10 1000 10K Dyn11 1700 9200 5 2 S91000/10 1000 10K Dyn11 1700 9200 5 第 4 章 主接線的設(shè)計(jì) 電氣主接線是指從電源進(jìn)線到負(fù)荷出線之間所有一次設(shè)備連成的回路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。 基本要求 變電站的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電站在電力系統(tǒng)中地位，變電站的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。 （ 2）靈活性 主接線的靈活性有以下幾方面要求： ① 調(diào)度要求 可以靈活地投入和切除變壓器、線路，調(diào)配電源和負(fù)荷 ；能夠滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式下、檢修方式下以及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。 電氣主接線設(shè)計(jì) 電氣主接線的基本形式就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式，它以電源和出線為主體。 電氣主接線各種連接方式及其優(yōu)缺點(diǎn) （ 1）單母線接線 (線路變壓器組接線 ) 線路變壓器組接線是線路和變壓器直接相連，是一種最簡(jiǎn)單的接線方式，線路變壓器組接線的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單清晰，設(shè)備少，投資小，運(yùn)行操作方便，且有利于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等。 ② 5~66kV 配電裝置的出線回路數(shù)不超過 3回時(shí)。 ② 35~66kV 配電裝置的出線回路數(shù)為 4~8 回時(shí)。 （ 4）雙母線帶旁路接線 雙母線帶旁路接線就是在雙母線接線的基礎(chǔ)上，增設(shè)旁路母線，其特點(diǎn)是具有雙母線接線的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)線路 (主變壓器 )斷路器檢修時(shí)，仍有繼續(xù)供電，但旁路的倒換操作比較復(fù)雜，增加了誤操作的機(jī)會(huì)，也使保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)復(fù)雜化，投資費(fèi)用較大，一般為了節(jié)省斷路器及設(shè)備間隔，當(dāng)出線 達(dá)到 5個(gè)回路以上時(shí)，才增設(shè)專用的旁路斷路器，出線少于 5個(gè)回路時(shí)，則采用 母聯(lián)兼旁路或旁路兼母聯(lián)的接線方式。 （ 6）一臺(tái)半斷路器接線 一臺(tái)半斷路器接線就是在每 3(4)個(gè)斷路器中間送出 2(3)回回 路，一般只用于 500kV(或重要 220kV)電網(wǎng)的母線主接線，它的主要優(yōu)點(diǎn)是： ① 運(yùn)行調(diào)度靈活，正常時(shí)兩條母線和全部斷路器運(yùn)行，成多路環(huán)狀供電。 適用范圍：超高壓電網(wǎng)，大型發(fā)電廠和變電站的 330550kV 的裝置中，當(dāng)進(jìn)線回路數(shù)為 6回及以上的 ，配電裝置在系統(tǒng)中有主要地位時(shí)，宜采用一臺(tái)半斷路器接線；現(xiàn)國(guó)內(nèi) 500kV變電站，一般都采用此接線。因此內(nèi)橋接 線的應(yīng)用較廣泛。 （ 8）多角形接線 多角形接線就是將斷路器和隔離開關(guān)相互連接，且每一臺(tái)斷路器兩側(cè)都有隔離開關(guān)，由隔離開關(guān)之間送出回路。同時(shí)為了可靠性，線路和變壓器采用對(duì)角連接原則，四邊形的保護(hù)接線比較復(fù)雜，一、二次回路倒換操作較多 。 第 5 章 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算方法及意義 電力 系統(tǒng)不可避免會(huì)發(fā)生短路事故。無限大容量系統(tǒng)的基本特點(diǎn)是其母線電壓總維持不變， 即回路中發(fā)生短路時(shí)電源的內(nèi)阻抗可以忽略不計(jì)，當(dāng)接到這個(gè)系統(tǒng)的小容量電路中的電流發(fā)生任何變動(dòng)甚至短路時(shí)，這個(gè)系統(tǒng)母線上的電壓仍基本保持不變。 （ 1） 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值由 OCS =200MVA 得： ?1X =ocdSS =100247。I = )3(?I = )3(1?KI = KA (56) )3(shi = )3(39。I = )3(?I = )3( 2?KI = KA )3(shi = )3(39。I )3(?I )3(shi )3(shI K1 K2 K2 K2 K2 K2 計(jì)算短路電流主要是校驗(yàn)電氣控制裝置的電器元件和導(dǎo)線在極端的條件下是否有承受能力，特別是保護(hù)器件是否能斷開短路電流。電氣設(shè)備的選擇是涉及多種因素，首先要考慮并堅(jiān)持的是產(chǎn)品性能質(zhì)量。 總配電所架空線進(jìn)線的選擇 架空線一般按發(fā)熱條件來確定導(dǎo)線的 型號(hào)，應(yīng)該注意的是導(dǎo)線的允許載流量alI 小于通過相線的計(jì)算電流 30I ，即 alI 30I 高壓側(cè)補(bǔ)償后的計(jì)算電流： 3039。目前，農(nóng)村發(fā)電廠和變電站以及大、中型發(fā)電廠、變電站的配電裝置中的母線，廣泛采用鋁母線，這是因?yàn)殂~貴重，我國(guó)儲(chǔ)量又少；而鋁儲(chǔ)量較多，具有價(jià)格低、重量輕、加 工方便等特點(diǎn)。 10kV 側(cè) 主要選擇矩形截面母線，因?yàn)橥瑯咏孛娴木匦文妇€周長(zhǎng)比圓形母線的周長(zhǎng)要長(zhǎng)，散熱面積大，冷卻條件好；由于肌膚效應(yīng)的影響，矩形母線的電阻比圓形的小。I =NUS?3 3039。 各變電所進(jìn)線選擇 變電所引進(jìn)線 年最大負(fù)荷利用小時(shí)在 5000h以上的架空線路且材料為鋁芯電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度 為 。 = =