【正文】 在目前各種形式的能源中，電能具有如下特點：易于去其它形式的能源相互轉(zhuǎn)化；輸配電簡單經(jīng)濟；可以精確控制、調(diào)節(jié)和測量。第四部分根據(jù)設(shè)計的要求，最后進行防雷保護措施的選擇和接地裝置的設(shè)計，增加系統(tǒng)的安全性。第一部分先從論文的背景和目的進行闡述，然后對原始資料來進行初步的分析，再確定好本論文的設(shè)計步驟。本論文對變配電進行全面的設(shè)計，內(nèi)容分四大部分。第三部分主要是確保系統(tǒng)的安全，首先對系統(tǒng)進行精確的短路計算，然后根據(jù)所得到的短路電流和沖擊電流進行一系列的高低壓設(shè)備的選擇與校驗，保證系統(tǒng)的正常運行。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度,易于實現(xiàn)自動化。 論文研究方法 對與冶金廠全廠總降壓變電站及配電系統(tǒng)設(shè)計這個題目，要結(jié)合基本理論的系統(tǒng)性與實用性，圍繞供電技術(shù)的基本知識來確認工程設(shè)計的方法?？裳性O(shè)計主要落實供電電源及供電方式，確定供電系統(tǒng)的方案；施工圖設(shè)計階段是落實初步設(shè)計的方案具體繪制主接線圖。有功負荷表示為P30，無功計算負荷表示為Q30，計算電流表示為I30。當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)多、各臺設(shè)備容量相差不甚懸殊時，宜采用需要系數(shù)法來計算。 有功計算負荷的計算公式[9]： ()式中—所有設(shè)備組有功計算負荷P30之和； —有功符合同時系數(shù)， 無功計算符合（單位為kVar）的計算公式： ()式中—對應(yīng)于用電設(shè)備組功率因數(shù)的正切值，本設(shè)計資料有提供。2號車間：鑄鐵車間、砂庫。根據(jù)以上的公式，我們可以算出各車間變電所的負荷，計算過程在附錄A設(shè)計計算書中。因此變電所低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)可?。? 補償容量： ()取標準值Qc=2700kvar。變壓器的損耗可以分為鐵損耗和銅損耗。通過查閱文獻[3，40—43]，可得功率損耗公式： () —鐵損耗 —銅損耗 —有功功率損耗 β—負載系數(shù)負載系數(shù)可以通過系統(tǒng)最大工作電流與變壓器最大工作電流的比計算得出，通過查閱變壓器的數(shù)值可以得出：無功功率的計算：一臺變壓器的空載無功功率的損耗計算公式為： ()—變壓器空載電流。(額定容量為100kVar)的并聯(lián)電容補償器。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SF6充氣型變壓器。l 有大量一級或二級負荷l 季節(jié)性符合變化較大，適于采用經(jīng)濟運行方式。為避免前述情況的出現(xiàn)，充分利用雙電源的作用，所以選擇安裝2臺主變。2Yd112500315035400050006300118000YNd111000012500 S9系列銅線配電變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)項目容量(kVA)電壓組合聯(lián)結(jié)組標號空載電流(%)短路阻抗(%)空載損耗(W)負載損耗(W)高壓(kV)低壓(kV)400106Dyn11348704200500310304950630351300495080014007500100017009200 6kV/380V變壓器的選擇 通過上面負荷計算，我們可以得到380V那5個車間的最大視在功率：S30NO。4=，可以選擇1個S9800/10(6)變壓器裝進車間4的配電房；S30NO。該接線方式的特點是結(jié)線簡單清晰、運行操作方便、便于日后擴建、可靠性相對較高，但配電裝置占地面積大，斷路器增多投資增大。根據(jù)本廠特點輸電線路僅8km，出現(xiàn)故障的機率相對較低，因此該接線方式不太合適。通過上述接線方式比較，選擇C即外橋的接線方式[4]。具有單母線隔離開關(guān)分段接線的所有優(yōu)點，而且可帶負荷切合開關(guān)，便于日后的運行操作，可靠性和靈活性較高。選擇這種變壓的供配電方式既可以節(jié)省投資，又能夠降低損耗。 高低壓配電柜選擇本次設(shè)計的高低壓配電柜分別選擇為：35kV線路上的電壓互感器可選擇JYN35,112。6kV母線上的電壓互感器可選擇GG1A(F)54。在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備設(shè)計和運行中，短路計算是解決一系列技術(shù)問題所不可缺少的基本計算，這些問題主要是：l 選擇有足夠動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，例如斷路器、互感器、母線、電纜等，必須以短路計算作為依據(jù)。有時還要知道系統(tǒng)中某些節(jié)點的電壓值。 短路計算短路電流實用計算中，采用以下假設(shè)條件和原則[5]：l 正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運行。l 元件的計算數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。所有短路點的計算過程在附錄A的設(shè)計計算書中。3)考慮電氣設(shè)備運行的環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。斷路器選擇的具體技術(shù)要求如下：（1）電壓： ()（2）電流： ()（3）開斷電流： ()—斷路器實際開斷時間t秒的短路電流周期分量。（4）動穩(wěn)定： ()—斷路器極限通過電流峰值?！獢嗦菲鱰秒而穩(wěn)定電流。電壓： 電流： 斷流能力： 380V低壓短路器不需要考慮動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，所以滿足。—三相短路電流沖擊值。各電壓等級隔離開關(guān)的選擇：35kV等級：變壓器高壓側(cè)選擇隔離開關(guān)GW4—35T[6]。380V等級隔離開關(guān)選擇為HD13—1500/30[6]。（1）電壓： () 限流式高壓熔斷器不宜使用在工作低于其額定電網(wǎng)中，以免因過電壓使電網(wǎng)中的電器損壞，故應(yīng)該?！蹟嗥鞯拈_斷電流。6kV等級：變壓器低壓側(cè)選擇高壓熔斷器RN1—6[4]。l 35—110kV配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。（3）準確等級：電壓互感器應(yīng)在那一準確等級下工作，需根據(jù)接入的測量儀表和繼電器和自動裝置等設(shè)備對準確等級的要求確定。準確等級：。一般盡量采用套管式電流互感器[6]。（5）動穩(wěn)定：內(nèi)部動穩(wěn)定 ()式中電流互感器動穩(wěn)定倍數(shù)，它等于電流互感器極限通過電流峰值與一次繞組額定電流峰值之比。6kV等級：變壓器低壓側(cè)與出線選擇LZZQB6—6/1000[2]。經(jīng)過以上的一次設(shè)備的選擇與校驗，我們可以歸納出以下表：、?！Ｕ禂?shù)?！妇€正常最高允許溫度，一般為70度。 滿足要求。 選擇35kV線路導(dǎo)線裸導(dǎo)體應(yīng)根據(jù)具體使用情況按下列條件選擇與校驗[1]: 載流導(dǎo)體一般采用鋁質(zhì)材料。 ()—根據(jù)熱穩(wěn)定決定的導(dǎo)體最小允許截面。 滿足要求。直埋敷設(shè)時，一般選用鋼帶鎧裝電纜。（1）： 工作電流： 選擇VLV226000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜。所以， 選擇VLV226000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜是滿足需求的，根據(jù)原始資料所提供的環(huán)境信息，可以選擇直接埋地敷設(shè)。熱穩(wěn)定校驗： 滿足要求。R= 滿足要求。母線距離廠房約150m，可初步選取纜芯截面150mm2。（5）： 工作電流： 選擇VLV226000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜。所以， 選擇VLV226000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜是滿足需求的，根據(jù)原始資料所提供的環(huán)境信息，可以選擇直接埋地敷設(shè)。熱穩(wěn)定校驗： 滿足要求。R= 滿足要求。7m土壤溫度為20度可知，可初步選取纜芯截面150mm2。作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線上，裝有三相有功電能表，三相無功電能表和電流表，高壓進線上，亦裝有電流表。低壓母線上裝有電壓表[1]。變壓器的不正常運行狀態(tài)主要有：由于變壓器外部相間短路引起的過電流和外部接地短路引起的過電流和中性點過電壓；由于負荷超過額定容量引起的過負荷以及有余漏油等原因引起的油面降低[9]。同樣對待負荷調(diào)壓的油浸式變壓器的調(diào)壓器裝置，也應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護[9]。 ()—變壓器低壓母線三相短路電流周期分量有效值?！儔浩鞯碾妷罕取＂鄄顒颖Ｗo對變壓器繞組、套管及引出先上的故障，應(yīng)該根據(jù)不同容量裝設(shè)差動保護。—接線系數(shù)，對相電流接線去1。因此過電流保護動作電流整定為10A?！^電保護動作電流折算到一次側(cè),即變壓器高壓側(cè)的值。①瓦斯保護當(dāng)變壓器郵箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號。我們再對S9—630/10（6）、S9—800/10（6）進行保護設(shè)計①瓦斯保護當(dāng)變壓器郵箱內(nèi)故障產(chǎn)生輕微瓦斯或油面下降時，瞬時動作于信號。 6kV母線保護選擇GL15感應(yīng)式電流繼電器。l 對單側(cè)電源的線路，可裝設(shè)兩段過電流保護：第一段為不帶時限的電流數(shù)段保護，第二段為帶時限的過電流保護?！^電器返回系數(shù)，一般為0..8。滿足規(guī)定靈敏系數(shù)要求?！泳€系數(shù)。滿足規(guī)定靈敏系數(shù)要求。2）對主變低壓側(cè)出口處可能出現(xiàn)的過電壓，主要選用型號為HY5W4—。 接地裝置設(shè)計接地要求：根據(jù)文獻[10,180185],本變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)該滿足以下條件[1]： （） （） （）式中——電網(wǎng)額定電壓，電位km。接地裝置的設(shè)計：、φ50mm的鍍鋅鋼管數(shù)，初選16根，沿變電所三面均勻布置，管距5m，垂直打入地下。：接地電阻驗算：滿足要求。所選主變經(jīng)濟、合理。通過這次設(shè)計，我們進一步領(lǐng)會電力工業(yè)建設(shè)中的政策觀念和經(jīng)濟技術(shù)觀念，以及對輸變電的技術(shù)和經(jīng)濟問題，能夠進行比較全面的綜合分析。從題目的選擇到最終完成，費紅蕾老師都始終給予我細心的知道和不懈的支持。 最后，向在百忙中抽出時間對本文進行評審并提出寶貴意見的各位老師表示衷心地感謝！ 附錄A 設(shè)計計算書（鑄鋼車間）負荷計算：：鑄鐵車間：砂庫：∴：鉚焊車間：1水泵房：∴（∑=）：空壓站：機修車間：鍛造車間木型車間：制材廠：綜合樓：∴（∑=）：鍋爐房： 2水泵房：倉庫：污水提升機：∴各車間6kV高壓負荷計算（∑=）：電弧爐：工頻爐： 空壓機：∴以上為本廠總降壓變電所低壓側(cè)負荷，因此短路計算:： 短路等值電路取為100MVA，且35kV線路只有一路運行，另一