【正文】 輕瓦斯動作于信號，重瓦斯動作于跳閘。繼電保護(hù)裝置應(yīng)有足夠的靈敏性，靈敏性是保護(hù)裝置在其保護(hù)范圍內(nèi)故障或不正常工作狀態(tài)的反應(yīng)能力。根據(jù)配電系統(tǒng)運行的要求，須加速切除短路時，可使保護(hù)裝置無選擇地動作，但應(yīng)采用自動重合閘或備用電源自動投入裝置來補(bǔ)救。由于本廠變電所屬中型變電所且主接線較簡單，所以采用中央復(fù)歸不重復(fù)動作的中央事故信號和中央復(fù)歸不重復(fù)動作的中央預(yù)告信號裝置。① 中央事故信號裝置中央事故信號裝置按操作電源分，有直流操作的和交流操作的兩類，按事故音響信號的動作特征分，有不能重復(fù)動作的和能重復(fù)動作的兩種。（2）電測量儀表的作用及分類為了監(jiān)視供電系統(tǒng)一次設(shè)備的運行狀態(tài)和計量一次系統(tǒng)消耗的電能，保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)和經(jīng)濟(jì)合理地運行，工廠供電系統(tǒng)的電力裝置中必須裝設(shè)一定數(shù)量的電測量儀表。硅整流器主要用作斷路器合閘電源，并向控制電路供電。（2）對操作電源的基本要求① 在生產(chǎn)情況下，提供信號、保護(hù)、自動裝置、斷路器跳合閘以及其他設(shè)備的操作控制電源。① 熱穩(wěn)定校驗：由式（）得短路熱穩(wěn)定的最小截面式中，由資料查得裸鋁母線的熱穩(wěn)定系數(shù)為；② 動穩(wěn)定校驗：由式（）~（）得母線受電動力為母線的截面系數(shù)為彎曲力矩為最大計算應(yīng)力為硬鋁母線的最大許用應(yīng)力大于最大計算應(yīng)力，滿足要求。 35kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇根據(jù)上述短路電流的計算結(jié)果，在正常工作條件下按工作電壓和短路情況，由式（）、（）、（）： 側(cè)設(shè)備選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性短路容量裝置地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)額定參數(shù)高壓少油斷路器隔離開關(guān)電壓互感器電流互感器避雷器 10kV側(cè)電氣設(shè)備的選擇根據(jù)上述短路電流的計算結(jié)果，在正常工作條件下按工作電壓和短路情況，：（1）變壓器低壓側(cè)及備用電源進(jìn)線，采用高壓開關(guān)柜： 側(cè)設(shè)備（變壓器低壓側(cè)及備用電源進(jìn)線）選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性設(shè)備容量裝置地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)額定參數(shù)高壓少油斷路器隔離開關(guān)電流互感器隔離開關(guān)（2）側(cè)饋電線路電氣設(shè)備的選擇，采用高壓開關(guān)柜： 側(cè)設(shè)備（饋電線路）選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性設(shè)備容量裝置地點條件參數(shù)數(shù)據(jù)額定參數(shù)高壓少油斷路器隔離開關(guān)電流互感器隔離開關(guān) 母線的選擇母線的材料有銅和鋁兩種，銅的電阻率低，機(jī)械強(qiáng)度大，抗腐蝕性強(qiáng)，是很好的母線材料。最大計算應(yīng)力為 （）當(dāng)母線的最大許用應(yīng)力大于最大計算應(yīng)力時，滿足要求。表中“?”為選擇高壓電氣設(shè)備時應(yīng)進(jìn)行校驗的項目。 （）三相短路電流次暫態(tài)電流和穩(wěn)定電流為 （）三相短路電流沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值為 （） （）短路容量為 （） 短路計算?；鶞?zhǔn)容量，工程設(shè)計中通常取或。（2）類型三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路（單相接地短路）和兩相接地短路。4 高壓電氣設(shè)備的選擇及二次回路設(shè)計 短路計算 短路計算的意義和類型（1）意義工廠供電系統(tǒng)的設(shè)計和運行中不僅要考慮正常運行狀態(tài)，還要考慮可能發(fā)生故障及非正常運行狀態(tài)。該主接線的主要特點如下：（1）總降壓變電所設(shè)一臺容量為的降壓變壓器，變壓器與架空線路接成線路變壓器組。這個百分比稱為折舊率。因此將方案一與方案三再作進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)比較。③ 方案三：正常運行時以單回路供電，另設(shè)一條線路作為備用電源，根據(jù)計算負(fù)荷情況，廠內(nèi)總降壓變電所設(shè)一臺容量為的變壓器，型號為，其主要技術(shù)數(shù)據(jù)為：。（4）線路的故障率要比的高，所以供電可靠性不如。（5）根據(jù)運行經(jīng)驗的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，的架空線路的故障率比的架空線路的故障率低一半，因而供電可靠性高。 供電電源及總降壓變電所主接線方案根據(jù)電力系統(tǒng)電源提供的情況，供電電壓等級以及總降壓變電所主接線有三個方案可供選擇：（1）方案一：工作電源與備用電源均用電壓，在這個方案中，工廠總降壓變電所的高壓側(cè)接線方式可用的有兩種，即單母線分段接線和內(nèi)橋型接線。③ 高壓橋斷路器斷開，低壓母線分段開關(guān)也斷開。當(dāng)供電線路較長、工廠負(fù)荷比較平穩(wěn)，兩臺變壓器需要經(jīng)常投入運行時采用內(nèi)橋式接線，如圖所示；如供電線路較短，而工廠負(fù)荷又極不均衡，需要按經(jīng)濟(jì)運行方式經(jīng)常投切變壓器的變電所，則采用外橋式接線。饋電線路可用斷路器或負(fù)荷開關(guān)控制，或者簡單地采用隔離開關(guān)及熔斷器控制方式，視負(fù)荷的大小及重要程度而定。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，由于并聯(lián)電容器具有安裝簡單、運行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點，因此本廠采用并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置。對于供電系統(tǒng)中高壓側(cè)和低壓側(cè)的基本無功功率的補(bǔ)償，仍宜采用高壓集中補(bǔ)償和低壓集中補(bǔ)償?shù)姆绞?。按?guī)定：室內(nèi)高壓電容器裝置宜設(shè)置在單獨房間內(nèi)。因此，對于全國廣大供電企業(yè)，若能有效的搞好低壓補(bǔ)償，不但可以減輕上一級電網(wǎng)補(bǔ)償?shù)膲毫?，改善提高用戶功率因?shù)，而且能夠有效降低電能損失，減少用戶電費，其社會經(jīng)濟(jì)效益是非常顯著的。為建立交變磁場和感應(yīng)磁通而需要的電功率稱為無功功率，因此，所謂的“無功”并不是“無用”的電功率，只不過它的功率并不轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能而已。計算電流為 （）式中，為用電設(shè)備組的額定電壓。而設(shè)備的額定容量，是設(shè)備在額定條件下的最大輸出功率。年最熱月地下土壤中~處平均溫度為，常年主導(dǎo)風(fēng)向為南風(fēng)。② 配電裝置的選擇：包括配電裝置如低壓配電屏、線路的選擇。② 短路計算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要，確定短路計算點，計算三相短路電流，計算結(jié)果列出匯總表。以上所講的工廠供電系統(tǒng)，是指從電源進(jìn)線進(jìn)廠起到高低壓用電設(shè)備進(jìn)線端止的整個電路系統(tǒng)，包括廠內(nèi)的變、配電所和所有高低壓配電線路。車間變電所內(nèi)裝設(shè)有電力變壓器，將6~10kV的高壓降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓，通常降為220/380V（220V為三相電路相電壓，380V為其線電壓）。 課題研究概述工廠供電設(shè)計的任務(wù)是從電力系統(tǒng)取得電源，經(jīng)過合理的運輸、變換，分配到工廠車間中每一個用電設(shè)備上。電能的輸送和分配既簡單經(jīng)濟(jì)，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。本文也對二次保護(hù)回路進(jìn)行了簡單設(shè)計。本設(shè)計對一個大型機(jī)械工廠的供電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，主要包括進(jìn)線電壓等級的選擇；總降壓變電所主接線的設(shè)計；通過負(fù)荷計算確定主變壓器及各車間配電變壓器的型號；用標(biāo)幺值法及有歐姆法進(jìn)行了短路計算，進(jìn)而對總降壓變電所、高壓配電線路、車間變電所及低壓配電線路中的電氣設(shè)備進(jìn)行選擇與校驗，例如斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器。電能既易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來，也易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應(yīng)用。機(jī)械工廠變配電所是工廠供電系統(tǒng)的樞紐及核心，所以經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較設(shè)計好工廠變配電所的主接線及其設(shè)備選型，對機(jī)械工廠供電具有十分重要的意義。電能先經(jīng)高壓配電所，由高壓配電線路將電能分送至各個車間變電所。配電所的任務(wù)是接受電能和分配電能，不改變電壓，而變電所的任務(wù)是接受電能，變換電壓和分配電能。（2）總降壓變電站的設(shè)計① 主接線設(shè)計：根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，分析原始資料與數(shù)據(jù)，列出技術(shù)上可能實現(xiàn)的多個方案，經(jīng)過概略分析比較，留下2~3個較優(yōu)方案，對較優(yōu)方案進(jìn)行詳細(xì)計算和分析比較，確定最優(yōu)方案。（4）車間變電所的設(shè)計① 主接線設(shè)計：根據(jù)所給資料，選擇車間變電所的臺數(shù)、容量并設(shè)計主接線。 工廠自然條件（1）氣象資料：年最高氣溫，年平均氣溫，年最低氣溫，年最熱月平均最高氣溫。用電設(shè)備組的設(shè)備容量，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用設(shè)備）的額定容量之和，即。視在計算負(fù)荷為 （）式中，為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)。 各車間的負(fù)荷計算表序號車間名稱1鑄造車間1501532空氣壓縮車間5183鍛壓車間1651934金工車間1165工具車間1712854336電鍍車間2107熱處理車間1561171958裝配車間909機(jī)修車間5613110鍋爐車間15411配料車間1249315512生活區(qū)336420總計22463019取，根據(jù)式（）~（）可得總有功計算負(fù)荷總無功計算負(fù)荷總的視在計算負(fù)荷總的計算電流 無功功率補(bǔ)償 無功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x許多用電設(shè)備均是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，如配電變壓器、電動機(jī)等，它們都是依靠建立交變磁場才能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。適當(dāng)提高用戶的功率因數(shù)，不但可以充分的發(fā)揮發(fā)、供電設(shè)備的生產(chǎn)能力，減少線路損失，改善電壓質(zhì)量，而且可以提高用戶用電設(shè)備的工作效率和為用戶本身節(jié)約電能。但這種補(bǔ)償方式的初投資較少，便于集中運行維護(hù)，而且能對工廠高壓側(cè)的無功功率進(jìn)行有效的無功補(bǔ)償，以滿足工廠總功率因數(shù)的要求，所以這種補(bǔ)償方式在一些大中型工廠中應(yīng)用相當(dāng)普遍。但這種補(bǔ)償方式的總投資較大，且電容器組在被補(bǔ)償?shù)挠秒娫O(shè)備停止工作時，它也將一并被切除，因此其利用率較低。（2）功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)姆桨讣坝嬎銥榱吮阌诩泄芾聿p小投資，本廠采用高壓集中補(bǔ)償方式。低壓側(cè)單母線接線是最簡單的母線接線，由母線引出饋電線路到工廠配電所或車間變電所。（2）具有兩回電源進(jìn)線和兩臺變壓器的變電所主電路接線為使重要負(fù)荷得到可靠的供電，大型企業(yè)變電所通常有兩回電源進(jìn)線并且設(shè)置兩臺主變壓器，在這種情況下，變電所高壓側(cè)多采用橋式結(jié)線。這種運行方式可以限制短路電流，宜用于來自同一電源的雙回進(jìn)線。當(dāng)電源進(jìn)線來自兩個不同獨立電源，而變壓器低壓側(cè)的單母線分段接線中設(shè)有備用電源自動投入裝置時，這種接線完全可以滿足任何類型用戶的要求。（4）要建總降壓變電所，對供電設(shè)備便于集中管理，易于實現(xiàn)自動化。（3）要設(shè)總配電所。由式（）及（）得計算負(fù)荷和線路電流為按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線，設(shè)備選擇手冊查得其允許載流量為，大于，滿足要求。線路故障時，備用線路運行期間，電壓降較大，但這種情況較少且時間不長；從設(shè)備投資來看，方案三比方案一少一臺主變壓器和兩臺斷路器，投資將降低，至于備用線路的電壓損失問題，可以采用適當(dāng)提高線路導(dǎo)線截面的辦法來降低電壓損失。對每一設(shè)備每年所必須提存的資金稱為折舊費，折舊費一般按設(shè)備投資的一個百分?jǐn)?shù)提取。根據(jù)所確定的供電方案，可設(shè)計出總降壓變電所的主接線如附圖。（7）當(dāng)主電源發(fā)生故障時，變電所的操作電源來自備用電源斷路器前的所用變壓器。計算步驟同歐姆法，只是采用基準(zhǔn)電抗標(biāo)幺值進(jìn)行計算。按標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計算時，一般是先選定基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。無限大容量系統(tǒng)三相短路電流周期分量有效值按下式計算。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并且按短路情況進(jìn)行穩(wěn)定校驗。② 母線的短路動穩(wěn)定校驗條件母線受電動力為 （）式中，為兩導(dǎo)體的軸間距離；為導(dǎo)體的兩相鄰支持點間距離，即檔距；為母線通過時所受的彎曲力矩為 （）母線的截面系數(shù)為 （）式中，為母線截面的水平寬度；為母線截面的垂直高度。（5）斷流能力校驗短路電流通過開關(guān)電器時，要求開關(guān)電器的額定開斷電流或額定斷流容量不應(yīng)小于設(shè)備分?jǐn)嗨查g的短路電流有效值或短路容量。選用標(biāo)準(zhǔn)截面的鋁母線LMY，其允許電流大于工作電流，滿足要求。 操作電源的設(shè)計（1）操作電源的含義操作電源是供高壓斷路器跳、合閘回路和繼電保護(hù)裝置、信號回路、監(jiān)測系統(tǒng)及其它二次回路所需的電源。為了保證直流操作電源的可靠性，采用兩個交流電源和兩臺硅整流器。 硅整流電容儲能直流系統(tǒng)接線 電測量儀表的設(shè)計（1）電測量儀表的概念電測量儀表是對電力裝置回路的電力運行參數(shù)所經(jīng)常測量、選擇測量、記錄用的儀表和作計費、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析考核管理用的計量儀表的總稱。中央信號裝置包括事故信號和預(yù)告信號兩種。如變電所主接線較簡單，中央事故信號可采用不能重復(fù)動作，工業(yè)企業(yè)和民用建筑配電所，一般應(yīng)采用不重復(fù)動作的中央信號裝置。帶有時限階段特性和反時限特性的保護(hù)，前后兩級之間的靈敏性和動作時限均應(yīng)相互配合。④ 靈敏性。 主變壓器的繼電保護(hù)根據(jù)規(guī)程規(guī)定，變壓器設(shè)下列保護(hù)：（1）瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)用來防御變壓器鐵殼內(nèi)部短路和油面降低。在變壓器高壓側(cè)設(shè)置過負(fù)荷保護(hù)，因為負(fù)荷多數(shù)情況下是三相對稱的，因此過負(fù)荷只用一個電流繼電器接于一相電流，經(jīng)延時~秒作用于預(yù)告信號。電流速斷保護(hù)就是一種瞬時動作的過電流保護(hù)。因此變電所位置的確定遵循以下原則：（1）接近負(fù)荷中心。因此，變電所的位置應(yīng)保證所有用電負(fù)荷均處于該站的有效供電半徑內(nèi)，否則應(yīng)增加變電所或采取其他措施。生活區(qū)由于距離各車間較遠(yuǎn)，如果經(jīng)車間變電所降壓再用低壓輸電線路傳輸，損耗較大，所以由一個距離生活區(qū)較近專門的小變電所降壓。： 系統(tǒng)最大運行方式時的等值電路圖（3）二號車間變電所短路計算由于二號車間變電所與總降壓變電所之間的距離，則由式（）得線路電抗。按熱穩(wěn)定要求選交聯(lián)聚乙烯電纜，電纜不作動穩(wěn)定校