【正文】 也不可能都同時(shí)滿負(fù)荷，同時(shí)設(shè)備本身存在有功率損耗，因此，用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為： leEL PKKP ????30 機(jī)械加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì) 3 其中， K∑ 為設(shè)備組的同時(shí)系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)運(yùn)行的設(shè)備容量與全部設(shè)備容量之比； LK 為設(shè)備的負(fù)荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量之比： e? 為設(shè)備組的平均效率，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與取用功率之比； L? 為配電線的平均效率，即配電線路在最大負(fù)荷時(shí)的末端功率與首端功率之比。電網(wǎng)無(wú)功功率不平衡將導(dǎo)致系統(tǒng)電壓的巨大波動(dòng)，嚴(yán) 重時(shí)會(huì)導(dǎo)致用電設(shè)備的損壞，出現(xiàn)系統(tǒng)電壓崩潰和穩(wěn)定破壞事故。 （三）減少線路損失 當(dāng)線路通過(guò)電流 I時(shí)，其有功損耗為： 2232 103 ???? ?COSU RPP 線路有功損失Δ P 與 ?2COS 成反比 ?cos 越高Δ P越小 （四）提高電力網(wǎng)的傳輸能力 視在功率與有功 功率成下述關(guān)系 ??SCOSP 可見(jiàn)，在傳輸一定有功功率 P的條件下 , ?cos 越高 ,所需視在功率越小。這種方法的缺點(diǎn)是電力電容器使用壽命較短。從而有可能減小變壓器容量。 （ 2）按抑制電壓波動(dòng)和閃變確定補(bǔ)償容量 30 limBkQ Q d S? ? ? 式中、 30Q? — 負(fù)荷無(wú)功功率的最大變化量； limd — 允許補(bǔ)償后的最大電壓變動(dòng)； kS — 補(bǔ)償安裝點(diǎn)的短路容量。 A。?????????? 無(wú)功功率補(bǔ)償，工廠的功率因數(shù)為 )1(3039。 （ 2）對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮用兩臺(tái)變壓器。 4) 要求車間變電所最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于 。 ； ； ； ，對(duì)環(huán)境要求不高 油浸式變壓器的繞組是浸在變壓器油中的，絕緣介質(zhì)就是油，冷卻方式有自冷、風(fēng)冷和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻，其優(yōu)點(diǎn)是冷卻效果好，可以滿足大容量，瓦斯繼電器可以及時(shí)反映出繞組的故障，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，不足之處是得經(jīng)常巡視，關(guān)注油位的變化，缺了油是件很危險(xiǎn)的事情，變壓器油隨著時(shí)間失去功效；需要防止變壓器油的滲漏；不適宜在地下室及消防要求高的區(qū)域安裝。 方案二：高壓采用無(wú)母線、低壓雙母線的主接線，其接線圖如圖 所示。但方案二任一回路斷路器檢修時(shí) ,該回路仍需停電或短時(shí)停電。 采用三相短路電流計(jì)算為標(biāo)準(zhǔn)的原因 電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性大；但三相短路的短路電流值最大，造 成的危害也最嚴(yán)重。 計(jì)算短路電流。 計(jì)算短路電流，與歐姆法相同。這些電氣設(shè)備要能可靠的工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選取，并且按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)。 按短路情況校驗(yàn)電器的穩(wěn)定性 （一） 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)就是要求所選的電器，當(dāng)短路電流通過(guò)它時(shí)，其最高溫度不應(yīng)超過(guò)制造廠規(guī)定的短路時(shí)發(fā)熱允許溫度，即： RtIRtI tj 22 ?? 或 tItI tj 22 ?? 式中 jRtI2? —— 短路電流所產(chǎn)生的熱量； RtIt2 —— 電器在短路時(shí)的允許發(fā)熱量 ,制造廠通常以 t秒（通常為 1， 4， 5秒）內(nèi)通過(guò)的電流 tI 所產(chǎn)生的熱量表示； jt —— 短路延續(xù)時(shí)間，秒； ?? dj tt = ?? fdb tt 秒 機(jī)械加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì) 17 式中 dt —— 短路延續(xù)時(shí)間，秒； bt —— 主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，秒； fdt —— 斷路器分閘時(shí)間，秒。 (4) 在非重要用電場(chǎng)所的導(dǎo)體，當(dāng)變壓器容量在 1250KVA 以下，高壓側(cè)電壓為 10KV 以下，且不致因短路故障損壞導(dǎo)體而產(chǎn)生嚴(yán)重后果者，可不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。 （二） 低壓側(cè)一次設(shè)備選擇及校驗(yàn) 低壓配電屏的種類有 PGL 型和 GGD， GGD型低壓開(kāi)關(guān)柜性能比 PGL 型低壓配電屏優(yōu)越，考慮 PGL 型價(jià)格便宜，經(jīng)濟(jì)效果好，能滿足要求，因此本設(shè)計(jì)用 PGL型低壓配電屏。 PGL140型低壓配電屏選擇校驗(yàn)結(jié)果如表 所示。 因此選擇型號(hào)為 )325(3 ??LMY 型矩形鋁母線滿足要求， d ) 線路電壓損耗計(jì)算 已知 P=， Q=,R=* /km= ,x=*Ω /km= VKV KKWU QXPRU N ?????????? 機(jī)械加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì) 23 %5%%10 %% ?????? KVVU Uu N 因此選擇型號(hào)為 )325(3 ??LMY 型矩形鋁母線滿足允許電壓損耗。 a) 選 )660(1)81 0 0(3 ????L M Y 型矩形鋁母線。 C 時(shí)） ?aI =1315A 30I = 所以 所選 )660(1)81 0 0(3 ????L M Y 型矩形鋁母線滿足發(fā)熱條件。 a) 經(jīng)查表得經(jīng)濟(jì)電流密度 ecj = A/mm2 則經(jīng)濟(jì)截面 ecec jIA /30? =選 YJV223 25SC51FC型號(hào)的電纜埋地敷設(shè)，截面積為 75mm2。因此在本設(shè)計(jì)中，首先考慮應(yīng)選用矩形的鋁母線。 低壓配電屏選擇： 根據(jù)變電所一車間低壓配電室的面積及配電需要，選擇低壓配電屏七臺(tái)，其中一臺(tái) 為低壓側(cè)電源進(jìn)線配電屏，其它六臺(tái)分別為一車間、二車間、鑄造車間、鉚焊車間、電修車間和備用的低壓配電屏。 一次設(shè)備選擇與校驗(yàn) (一）高壓側(cè)一次設(shè)備及其選擇 高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇 根據(jù)主接線方案 ,選擇 GG1A(F)11 型作為進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜其設(shè)備型號(hào) ,規(guī)格的選擇及校驗(yàn)如表 所示： 表 GG1A(F)11進(jìn)線開(kāi)關(guān)柜一次設(shè)備選擇校驗(yàn)結(jié)果 選擇項(xiàng)目 裝置地點(diǎn)數(shù)據(jù) 設(shè)備的型號(hào)規(guī)格 參數(shù) 數(shù)據(jù) 參數(shù) 高壓斷路器 高壓隔離開(kāi)關(guān) 電流互感器 SN1010 Ι GN810/400 LQJ10200/5 電壓 NU 10KV NU 10KV 10KV 10KV 電流 30I NI 630A 400A 200/5A 斷流能力 KI ocI 16KA / / 動(dòng)穩(wěn)定 shi maxi 40KA 40KA 160*2^(1/2)*= 熱穩(wěn)定 imatI2? tIoc?2 16^2*2=512 KA 14^2*5s=980 KA （ 75*)^2*1= 900KA 校驗(yàn) 結(jié)論 合格 合格 合格 機(jī)械加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì) 19 （注：本設(shè)計(jì) stop 2? ， stt opima ?? ,電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定 Nes IK 12 ,其中 esK 為動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)） 電能計(jì)量和互感器柜的選擇 GG1AJ型，其設(shè)備型號(hào) ,規(guī)格的選擇及校驗(yàn)如表 所示。 對(duì)于低速斷路器 dt = 秒。 （ 2） 電器的額定電流 eI 不應(yīng)小于該回路的最大長(zhǎng)期工作電流 maxI 。本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路電流計(jì)算。 （二）標(biāo)幺值法（相對(duì)單位制法） 機(jī)械加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì) 15 繪制計(jì)算電路圖，選短路計(jì)算點(diǎn)。 短路電流計(jì)算的方法步驟 （一）歐姆法（有名制法） 繪制計(jì)算電路圖，選擇短路計(jì)算點(diǎn)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 （ 4） 從經(jīng)濟(jì)上看，方案二由于采用大量的斷路器和母線的長(zhǎng)度比方案一大幅度增加，所以初投資成本高，且線路維護(hù)工作量大，所以運(yùn)行成 本高， 根據(jù)該工廠工作環(huán)境和條件。檢修任一回路斷路器時(shí) ,可用母聯(lián)斷路器代替工作；擴(kuò)建方便，這種方案廣泛用于進(jìn)出線回路較多，容量大的場(chǎng)合。如表 為 SC9500/10樹(shù)脂澆注干式變壓器型號(hào)參數(shù)。根據(jù)補(bǔ)償后一次側(cè)容量為 kV但負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可以采用兩臺(tái)以上變壓器。 ???? SP 這一功率因數(shù)滿足規(guī)定（ ）要求。 A。在該設(shè)計(jì)中希望無(wú)功補(bǔ)償后功率因數(shù) cos? 不小于 ，在前面負(fù)荷計(jì)算中已經(jīng)求出了每個(gè)車變的30P 和補(bǔ)償前各車變的平均功率因數(shù) 1cos? ，則在計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償容量選擇低壓集中補(bǔ)償方式，同時(shí)采用分組自動(dòng)投切的電容器組補(bǔ)償?？煽s小配電線路截面，減小有色金屬消耗能。 機(jī)械加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì) 7 a、 串聯(lián)補(bǔ)償是把是容器直接串聯(lián)到高壓輸電線路上，以改善輸電線路參數(shù)，降低電壓損失，提高其輸送能力，降低線路損耗。 利用過(guò)激磁的同步電動(dòng)機(jī)，改善用電的功率因數(shù)，但設(shè)備復(fù)雜，造價(jià)高，只適于在具有大功率拖動(dòng)裝置時(shí)采用。 無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，當(dāng)容性負(fù)荷釋放能量時(shí)，感性負(fù)荷吸收能量；而感性負(fù)荷釋放能量時(shí)，容性負(fù)荷卻在吸收能量，能量在兩種負(fù)荷之間互相交換。 K∑ q —— 無(wú)功同時(shí)系數(shù)，對(duì)于用電 設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加 ,K∑ q 取值范圍一般都在 ～ ；對(duì)于車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加，K∑ q 取值范圍一般在 ～ 。 （ 3） 必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用 電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計(jì)方案，滿足供電要求。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。根據(jù)干式變壓器與油浸變壓器在經(jīng)濟(jì)和安裝條件對(duì)比，選擇兩臺(tái) SC9500/10系列干式變壓器。本文首先進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算，根據(jù)功率因數(shù)的要求在低壓母線側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，進(jìn)而確定對(duì)主變器容量、臺(tái)數(shù)，從經(jīng)濟(jì)和可靠性出發(fā)確定主接線方案。 Load Calculation。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作。我國(guó)一般使用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法，如表 負(fù)荷計(jì)算方法及適用范圍。機(jī)加工一 車間詳細(xì)負(fù)荷計(jì)算見(jiàn)附錄一。 可見(jiàn)，在一定的電壓和電流下提高 ?cos ，其輸出的有功功率越大，因此改善功率因數(shù)是充分發(fā)揮設(shè)備潛力，提高設(shè) 備利用率的有效方法。 異步電動(dòng)機(jī)同步化。這種補(bǔ)償方法所用的電容器稱作并聯(lián)電容器，用電企業(yè)都是采用這種補(bǔ)償方法。 12(ta n ta n )B avQP ???? 式中、 avP — 補(bǔ)償裝置安裝點(diǎn)負(fù)荷的平均有功功率； 1tan? — 補(bǔ) 償前的平均功率因數(shù)的正切值； 2tan? — 補(bǔ)償后希望達(dá)到的平均功率因數(shù)的正切值。這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為 6 3 1 6/ 8 5c o s )2( ??? （ 2）無(wú)功補(bǔ)償容量按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的 cos? ? ，考慮到變壓器本身的無(wú)功功率損耗△ QT 遠(yuǎn)大于其有功功率損耗△ PT ，一般△ QT =(4～ 5)△ PT ，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于 ，這里取 cos? ＇ = 。????? ????? 變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為 AKVAKVSKKKQKWKWKWP.v a a a r)(22)1(3039。 表 CLMD 53低壓并聯(lián)電容器主要技術(shù)數(shù)據(jù) 產(chǎn)品型號(hào) 額定電壓 /kV 標(biāo)稱容量 / vark 頻率 /HZ 組數(shù) 每組個(gè)數(shù) CLMD 53 30 40 2 8 3 變電所主接線方案設(shè)計(jì)及變壓器選擇 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)與容量選擇 選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則 （ 1）應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要 求。 機(jī)械加工車間低壓配電系統(tǒng)及車間變電所設(shè)計(jì) 11 主變壓器的確定 （一） 供電電源條件 : 1) 電源由 10KV 總降壓變電所采用電纜線路受電 ,電線路長(zhǎng) km/? 。由于氟化物變壓器對(duì)環(huán)境有污染所以不做考慮。如圖 所示。 (3)增加了大量的母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)及母線的長(zhǎng)度，配電裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，占地面積與投資都有所增加。 4 短路電流的計(jì)算及一次設(shè)備的選擇原則 短路計(jì)算 短路電流計(jì)算目的 為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，準(zhǔn)確計(jì)算繼電保護(hù)裝置的整定值，就需要計(jì) 算短路故障發(fā)生時(shí)通過(guò)元件的最大可能的短路電流。 計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗，包括電力系統(tǒng)、電力線路和變壓器的阻抗。 計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)幺值，一般只計(jì)算電抗。詳細(xì)的短路電流計(jì)算見(jiàn)附錄二。 2）按短路條件，包括動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定 來(lái)校驗(yàn)。除有限流作用的熔斷器保護(hù)電路，電器和裸導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定仍應(yīng)校驗(yàn)。 根據(jù)額定電壓和額定電流，本設(shè)計(jì)初步選擇 FCGW10/200630 復(fù)合干式穿墻套管， 其主要技術(shù)參數(shù)如表 所示。 PGL140型低壓配電屏選擇校驗(yàn)結(jié)果如表 所示。 b）檢驗(yàn)發(fā)熱條件：查得 )325(3 ??LMY 型矩形鋁母線的允許載流量（室內(nèi) 40176。 c) 檢驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度：因?yàn)? minA =35mm275mm2 所以所選 YJV223 25SC51FC 型號(hào)的電纜也滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 （二） 低壓側(cè)動(dòng)力線選擇 由低壓配電屏引至各配電箱的配電干