某冶金機(jī)械廠(chǎng)總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 使線(xiàn)路的年運(yùn)行費(fèi)用接近最小的導(dǎo)線(xiàn)截面，稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)截面，用符號(hào)Sec表示。按表么值法進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，一般是先確定基準(zhǔn)容量Sd和基準(zhǔn)電壓Ud基準(zhǔn)容量的選取是任意的，但工程上通常取S=100MVA基準(zhǔn)電壓，通常去元件所在處的短路計(jì)算電壓，即取Ud=Uc確定了基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓以后電流可按下試計(jì)算 =計(jì)算電抗按下式計(jì)算 下面分別介紹供電系統(tǒng)各主要元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算（取 ， ）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值 電力變壓器的電抗表么值 電抗器的電抗標(biāo)什么值 短路電流中所有元件的電抗的標(biāo)么值求出來(lái)后，就利用其他等效電路進(jìn)行電路化簡(jiǎn)，計(jì)算總的電抗標(biāo)么值，由于個(gè)元件電抗的采用相對(duì)值，與短路計(jì)算點(diǎn)無(wú)關(guān)，因此無(wú)需進(jìn)行換算。由上可見(jiàn)，短路產(chǎn)生的后果極其嚴(yán)重。例如異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與外施電壓的平方成正比，當(dāng)電壓降低時(shí)，其轉(zhuǎn)矩降低使轉(zhuǎn)速減慢，造成電動(dòng)機(jī)過(guò)熱燒壞。因此，短路將造成嚴(yán)重危害。運(yùn)行人員不遵守操作規(guī)程發(fā)生的誤操作，如帶負(fù)荷拉、合隔離開(kāi)關(guān)，檢修后忘拆除地線(xiàn)合閘等；或鳥(niǎo)獸跨越在裸露導(dǎo)體上，這些也是引起短路的原因。（5） 靈活 操作靈活，能使用多種運(yùn)行方式。斷路器跨在進(jìn)線(xiàn)斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，稱(chēng)為內(nèi)橋式接線(xiàn)，若斷路器跨在進(jìn)線(xiàn)斷路器的外側(cè)，靠近電源側(cè)，稱(chēng)為外橋式接線(xiàn)。使用范圍：在具有兩路電源進(jìn)線(xiàn)時(shí)，采用單母線(xiàn)分段進(jìn)線(xiàn)，可對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷供電，特別是裝設(shè)了備用電源自動(dòng)投入裝置后，更加提高了單母線(xiàn)用斷路器分段接線(xiàn)的供電可靠性。 缺點(diǎn)： 可靠性靈活性差。缺點(diǎn)： 該單元中任一設(shè)備發(fā)生故障或檢修時(shí)，變電所全不停電，可靠性不高。（2） 可靠 應(yīng)滿(mǎn)足用電設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求。主接線(xiàn)圖表示電能與電源的分配的用戶(hù)的主要電路，在此圖上應(yīng)表示出所有的電氣設(shè)備，有時(shí)更好的說(shuō)明電力系統(tǒng)的工作，也列入二次接線(xiàn)的元件。Sn=（~）Sc② 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能滿(mǎn)足全部一、二級(jí)負(fù)荷Sc(Ⅰ+Ⅱ)的需要 Sn≥Sc(Ⅰ+Ⅱ)35KV主變壓器的選擇型號(hào)額定容量/KVA額定電壓/Kv損耗/W阻抗電壓(%)聯(lián)結(jié)組別尺寸/mm長(zhǎng)寬高高壓低壓空載負(fù)載Yd11310022303520SZ763003582004100010kv車(chē)間變壓器的選擇（1）一號(hào)車(chē)間變壓器的選擇 ： ①任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿(mǎn)足計(jì)算負(fù)荷S30的大約60% ~ 70%的需要，即 =（~）S30 ②任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即 =S30(Ⅰ+Ⅱ) 故有主變的容量 =（~）1273 =738 ~ 861 KVA 即選擇兩臺(tái)型號(hào)為SL7800/10（2） 二號(hào)車(chē)間選擇兩臺(tái)型號(hào)為SL7500/10（3） 三號(hào)車(chē)間變電所主變壓器的選擇根據(jù)Sc=,設(shè)計(jì)要求三號(hào)車(chē)間變電所設(shè)置一臺(tái)變壓器，按總?cè)萘康倪x擇即選擇變壓器的型號(hào)為SL71000/10變壓器一臺(tái)。（2） 對(duì)負(fù)荷變化較大宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，應(yīng)選擇兩臺(tái)變壓器。在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全的場(chǎng)所，應(yīng)選擇密閉型變壓器或防腐蝕型變壓器。一 功率因數(shù)的分析 對(duì)于新廠(chǎng)，在最初設(shè)計(jì)時(shí)，補(bǔ)償容量可按下式確定 QC =P30（ tan∮–tan∮’） tan∮— 補(bǔ)償前平均功率因數(shù)角Cos∮對(duì)應(yīng)的正切值tan∮’——補(bǔ)償后功率因數(shù)角tan∮’對(duì)應(yīng)的正切值P30 —— 設(shè)計(jì)時(shí)求得的平均負(fù)荷（KW） 由于Cos∮= ，故要在變壓器的低壓側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，這里我取Cos∮’= 。 對(duì)多組用電設(shè)備的符合計(jì)算則應(yīng)采用以下步驟：① 將用電設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備的總額定容量。其次是將全廠(chǎng)各車(chē)間高壓側(cè)負(fù)荷相加（如有高壓用電設(shè)備，也加上高壓用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷），同時(shí)加上廠(chǎng)區(qū)配電線(xiàn)路的功率損耗，再乘以同時(shí)系數(shù)，便得出工廠(chǎng)總降壓變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷，然后考慮無(wú)功功率的影響和總降壓變電所主變壓器的功率損耗，其總和就是全廠(chǎng)的計(jì)算負(fù)荷。估算的準(zhǔn)確程度，影響工廠(chǎng)的電力設(shè)計(jì)的質(zhì)量，如估算過(guò)高，將增加供電設(shè)備的容量，使工廠(chǎng)電網(wǎng)復(fù)雜，浪費(fèi)有色金屬，增加初投資和運(yùn)行管理工作量，特別是由于工廠(chǎng)是國(guó)家電力的主要用戶(hù)。（3） 進(jìn)線(xiàn)斷路器控制及保護(hù)原理圖。 廠(chǎng)區(qū)10千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線(xiàn)方案，經(jīng)過(guò)詳細(xì)計(jì)算和分析比較，確定最優(yōu)方案。（4） 主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)：包括主變壓器、線(xiàn)路等元件的保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算。六、設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)大綱 總降壓變電站設(shè)計(jì)（1） 主結(jié)線(xiàn)設(shè)計(jì)。屬于二級(jí)負(fù)荷。 某冶金機(jī)械廠(chǎng)總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)二、生產(chǎn)任務(wù)及車(chē)間組成 本廠(chǎng)產(chǎn)品及生產(chǎn)規(guī)模本廠(chǎng)主要承擔(dān)全國(guó)冶金工業(yè)系統(tǒng)礦山、冶煉和軋鋼設(shè)備的配件生產(chǎn)，即以生產(chǎn)鑄造、鍛造、鉚焊、毛坯件為主體，生產(chǎn)規(guī)模為：鑄鋼件1萬(wàn)件、鑄鐵件3千噸、鍛件1千噸、鉚焊件2千5百?lài)崱＃?） 供電系統(tǒng)短路技術(shù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式短路容量說(shuō)明最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式兆伏安兆伏安供電系統(tǒng)如圖（ ）（3） 電業(yè)部門(mén)對(duì)本廠(chǎng)提出的技術(shù)要求 ①區(qū)域變電所35千伏配出線(xiàn)路定時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為2秒，工廠(chǎng)“總降”；②在總降壓變電所35千伏側(cè)進(jìn)行計(jì)量；③四、本廠(chǎng)負(fù)荷性質(zhì)本廠(chǎng)為三班工作制，最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)為6000小時(shí)。地耐壓力為20噸/平方米。選用設(shè)備型號(hào)、數(shù)量匯成設(shè)備一覽表。 車(chē)間變電所設(shè)計(jì)根據(jù)車(chē)間負(fù)荷情況，選擇車(chē)間變壓器的臺(tái)數(shù)、容量，以及變電所位置的原則考慮。（2） 主變壓器保護(hù)原理接線(xiàn)圖。企業(yè)進(jìn)行電力設(shè)計(jì)的基本原始資料是工藝部門(mén)提供的用電設(shè)備的安裝容量，這些用電設(shè)備品種多，數(shù)量大，工作情況復(fù)雜。 確定全廠(chǎng)的計(jì)算負(fù)荷的方法很多，需要系數(shù)法是最常用的一種，即先從用電端求逐級(jí)起往電源方向計(jì)算，首先按照需要系數(shù)法求得各車(chē)間低壓側(cè)有功及無(wú)功計(jì)算負(fù)荷，加上本車(chē)間變電所的變壓器有功及無(wú)功功率損耗，既得車(chē)間變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷。由上式可知需要系數(shù)的定義為： K= P/ P 由此可得較需要系數(shù)發(fā)的確定三相用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷的基本公式為 P= K P 在求出有功計(jì)算負(fù)荷P后，可按下列各式分別求出其余的計(jì)算符合 無(wú)功計(jì)算符合 Q= P tanΦ tanΦ—對(duì)應(yīng)于用點(diǎn)設(shè)備組cosΦ的正切值 視在計(jì)算符合 S= P/cosΦ 計(jì)算電流 I=S/UU——額定電壓對(duì)單臺(tái)電機(jī)，白熾燈，電熱設(shè)備，電爐變壓器等，設(shè)備的額定容量的值就是計(jì)算負(fù)荷，即： P= P 對(duì)單臺(tái)反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備末期額定容量均作為計(jì)算符合，不過(guò)對(duì)于吊車(chē)，如J≠25% ，電焊機(jī)J≠100%，則相應(yīng)的換算為25%或100%的設(shè)備容量。 根據(jù)該工廠(chǎng)的實(shí)際設(shè)計(jì)要求，工廠(chǎng)功率因數(shù)補(bǔ)償采用集中補(bǔ)償為主，對(duì)其他電氣設(shè)備采用就地補(bǔ)償。變壓器需安裝在樓內(nèi)時(shí)，則應(yīng)選擇干式變壓器。三級(jí)負(fù)荷一般選擇一臺(tái)主變壓器，如果負(fù)荷較大時(shí)，也可選擇兩臺(tái)主變壓器。 裝有兩臺(tái)變壓器容量的確定任意一臺(tái)變壓器容量Sn應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足下列兩個(gè)條件：① 當(dāng)任意一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足總計(jì)算負(fù)荷的60%~70%的要求。各車(chē)間變壓器型號(hào)列表 車(chē)間編號(hào)型 號(hào)額定容量/KVA額定電壓/KV聯(lián)結(jié)組別損耗/W阻抗電壓(%)高壓低壓空載負(fù)載S9800/108006Yyn014007500S9500/1050012006200S91000/101000170010300S9800/1080080043004S
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