【正文】 量轉(zhuǎn)換而來，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應用；電能的輸送的分配既簡單經(jīng)濟，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。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應用極為廣泛。 因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。 （ 3） 優(yōu)質(zhì) 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求 （ 4） 經(jīng)濟 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。 培養(yǎng)學生獨立設計計算能力。低壓 動力設備均為三相，額定電壓為 380V。該干線的走向參看工廠總平面圖。為滿足工廠二級負荷的要求， 可采用高壓聯(lián)絡線由鄰近的單位取得備用電源。 4） 地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔 [t]m。h ，照明 (含家電 )電費為 [y]元／ kw ) 表 22 設計任務書中待填原始數(shù)據(jù) 代號 原始數(shù)據(jù)資料 代號 原始數(shù)據(jù)資料 a 3800 n 33 XX機械廠降壓變電所的電氣設計 3 b 6 p 26 c 10 q 25 d LGJ70 r 東北 e 2 S 20 f 8 t 500 g 400 u 砂粘土 h i 50 V 2 j 10 W 18 k 38 x l 23 y m 8 z O． 90～ O． 95 設計的具體任務與要求 要求根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負荷的實際情況，并適當考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā) 展，按照安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量、類型，選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫出設計說明書，繪出設計圖樣。 4)變電所位置和型式的選擇。 8)變電所一次設備的選擇與校驗。 12)附錄 —— 參考文獻。 無功補償 功率的計算 由上表可知，該廠 380V 側(cè)最大負荷時的功率因數(shù)是 ，而供電部門要求該廠 10kv 進線側(cè)最大負荷時因數(shù)不應低于 遠大于有功損耗，因此 380V 側(cè)最大負荷時因數(shù)應稍大于 ，暫取 來計算 380V 側(cè)所需無功功率補償容量 30 1 2( ta n ta n ) = [ ta n( a r c c os 4 ) ta n( a r c c o s ) ] 383 .075 v a rcQ P k??? ? ? ? ? 選 PGJ1 型低壓自動補償屏，并聯(lián)電容器為 型，采用主屏 1臺與輔屏 4 臺相組合，總共容量 84kvar*5=420kvar。計算負荷確定的是否正確合理，直接影響到電器和導線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。 平均負荷為一段時間內(nèi)用電設備所消耗的電能與該段時間之比。計算負荷是一個假想的持續(xù)性的負荷，其熱效應與同一時間內(nèi)實際變動負荷所產(chǎn)生的最大熱效應相等。無功補償應根據(jù)分級調(diào)控 、 就地平衡、便于調(diào)整電壓等原則進行配置。 一下 就 無功補償?shù)膸追N方式做一個簡單的介紹： 1） 同步補償機 :專門用來改善功率因數(shù) 的空載運轉(zhuǎn)的同步電動機，通過調(diào)節(jié)其勵磁電流來補償電網(wǎng)的無功功率。與同步補償機 相 比，因無旋轉(zhuǎn)部分，具有安裝簡單，運行維護方便，有功損耗小以及組裝靈活，擴展方便等優(yōu)勢，因此并聯(lián)電容器應用最為廣泛。農(nóng)網(wǎng)中，常用此法610kV 線路上分散裝設，以達到降損和改善電網(wǎng)電壓的效果。 6） 高壓側(cè)集中補償。在中性點非直接接地電網(wǎng)中，星形接線電容器組的中性點不應接地。按 GB5022795 規(guī)定低壓電容器組可采用三角形接線或中性點不接地的星形接線方式。 XX機械廠降壓變電所的電氣設計 8 變電所的位置應盡量接近工廠的負荷中心，工廠的負荷中心按負荷功率矩法來確定。 圖 42給出 了工廠內(nèi)部 假象 布線圖。工廠二級負荷所需的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。 XX機械廠降壓變電所的電氣設計 10 3） 靈活 應能適應必要的各種運行方式，便于切換操作和檢修，且適應負荷的發(fā)展。至于工廠二級負荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為 Yyn0 。 UC為短路計算電壓，即高壓側(cè) Ud1=， Ud2=，則 1 1 5 .53 dd dSI kAU?? 2221443 dddSI k AU?? 計算短路電路中各元件的電抗標幺值 (1)電力系統(tǒng) 已知 ocS =400MVA,故 *1 100 0 .2 5400 M V AX M V A?? (2)架空電路 LGJ70 的 0X =，而線長 8km故 *20 2211000 . 3 8 8 2 . 7 61 0 . 5ddSX X l U? ? ? ? ? (3)電力變壓器 zU %=,故 *3 % nUSX S?? 因此繪制短路計算等效電路如圖 72所示 系 統(tǒng)K 1K 21 / 0 . 2 5 2 / 2 . 7 63 / 4 . 5 圖 72 短路等效 電路圖 K1 點的相關短路計算 (1)總電抗標幺值 ? ?? )1(KX = ??? 21 XX =+= (2)三相短路電流周期分量有效值 ? ??? ? 113 1 KdK XII= XX機械廠降壓變電所的電氣設計 14 (3)其他短路電流 = = = = = (4)三相 短路容量 =100/= K2 點的相關短路計算 （ 1） 總電抗的標幺值 ? ?? )2(KX = ??? 21 XX =++= （ 2） 三相短路電流周期分量有效值 ? ??? ? 213 2 KdK XII=144/= （ 3）其他短路電流 3I? = 32?KI = )3( 2)3( ?? ? KII = )3()3( Iish ??? = )3()3( IIsh ??? = （ 4） 三項短路容量 ? ??? ? )2()3( 2 KdK X SS=100/= 6. 變電所一次設備的選擇與校驗 電氣設備選擇的一般原則 ： 1）按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設備 ： 根據(jù)設備所在位置 (戶內(nèi)或戶外 )、使用環(huán)境和工作條件，選擇電氣設備型號 2）按工 作電壓選擇電氣設備的額定電壓 ： 設備的額定電壓 eNU? 一般不應小于所在系統(tǒng)的額定電壓 NU ，即 ?? eNU NU ，高壓設備的額定電壓 eNU? 應不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓 maxU ，即 ??eNU maxU 。 10kv側(cè)一次設備的選擇與校驗 表 81 10kV側(cè)一次設備的選擇校驗 選擇校驗項目 電 壓 電 流 斷 流 能 力 動 穩(wěn) 定 度 熱 穩(wěn) 定 度 其 他 裝置地點條件 參數(shù) I30 (3)shi (3)2 imaIt? 數(shù)據(jù) 10KV 52A 一 次 設備型號規(guī)格 額定參數(shù) UN IN 高壓少油斷路器SN1010I/630 10kV 630A 16kA 40kA 512 高壓隔離開關GN10/200 10kV 200A 500 二次負荷 高壓熔斷器 RN210 10kV 50kA 電壓互感器 JDJ10 10/ 電壓互感器 JDZJ10 Vk 電流互感器 LQJ10 10Kv 100/5A 81 NU (3)KIocI maxi tit ?2 XX機械廠降壓變電所的電氣設計 16 避雷器 FS410 10kV 戶 外 式 高 壓隔離開關 GW415G/200 12kV 400A 25KA 500 380v側(cè)一次設備的選擇與校驗 表 82 380V側(cè)一次設備的選擇校驗 選擇校驗項目 電 壓 電 流 斷 流 能 力 動 穩(wěn) 定 度 熱 穩(wěn) 定 度 其 他 裝置地點條件 參數(shù) NU 30I (3)KI (3)shi (3)2 imaIt? 數(shù)據(jù) 380 1318 一次設備型號規(guī)格 額定參數(shù) 低壓斷路器DW151500/3D 380V 1500A 40kV /低壓斷路器DZ20630 380V 630A 30kA 低壓斷路器 DZ20200 380V 200A 25kA 低壓刀開關HD131500/30 380V 1500A 電流互感器 500V 1500/5A 電流互感器 500V 100/5 160/5 高低壓母線的選擇 查 找相關資料， 得到 10kv 母線選 LMY3（ 40 4），即高壓母線尺寸為 40mm 4mm， 380V 母線選 LMY3（ 120 10） +（ 80 6），即低壓相母線尺寸為 120mm 10mm，而中性母線尺寸為 80mm 6mm。對于低壓照明線路，eNU? NCI ocI maxi tit ?2 XX機械廠降壓變電所的電氣設計 17 因?qū)﹄妷核揭筝^高，通常先按允許電壓損耗進行選擇，再校驗其發(fā)熱條件和機械強度。 3） 由于此線路很短，故不需要檢驗電壓損耗。 式中 C 值由表 513 差得； 按終端變電所保護動作時間 ，加斷路器斷路時間 ，再加 計，故 。 ? 饋電給 2至 10號車間均選 VLV2210003 240+1 120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜 . 方法同上，故略去。 3)短路熱穩(wěn)定校驗 :按本變電所高壓側(cè)短路電流校驗，由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗，可知纜芯 25mm的交聯(lián)電纜是滿足熱穩(wěn)定要求的。 2) 變電所的電能計量回路 變電所高壓側(cè)裝設專用計量柜，其上裝設三項有功電能表和無功電能表，分別計量全廠消耗的有功電能和無功電能，并據(jù)以計算每月工廠的平均功率因數(shù)，計量柜由有關供電部門加封和管理。低壓并聯(lián)電容器組線路上，裝有無功電能表。 XX機械廠降壓變電所的電氣設計 20 變電所繼電保護裝置 ? 主變壓器的繼電保護裝置 1)裝設瓦斯保護 當變壓器油箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號；當產(chǎn)生大量瓦斯時，應動作于高壓側(cè)斷路器。 4)過電流保護動作時間的整定：因本變電所為電力系統(tǒng)的終端變電所，故其過電流保護的動作時間（ 10 倍動作電流動作時間）可整定為最短的 。 ? ， 1WK ? ， 10iK? ， 取 30 = 52 = ? 因此動作電流為： 1 . 3 1 2 3 1 . 2 1 0 . 1 40 . 8 1 0PI A A?? ? ? ?? ,故 電流的 整定 值 為 10A。因無鄰近單位變電所 10kV 母線經(jīng)聯(lián)絡線至本廠變電所低壓母線的短路數(shù)據(jù)，無法檢驗靈敏系數(shù)。 2） 低壓側(cè)所有出線上均采用 DZ20 型低壓斷路器控制，瞬間脫扣器可實現(xiàn)對線路的短路故障的保護。按規(guī)定，獨立的避雷針的接地裝置接地電阻 ??10ER ，通常采用 3~6 根長