【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5 表 1 各車(chē)間低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷 各車(chē)間電力變壓器的功率損耗 序號(hào) 用電單位名稱 變壓器功率損耗 ? PT(kW) ? QT(kvar) 1 高爐車(chē)間 15 60 2 煉鋼車(chē)間 3 軋鋼車(chē)間 4 線材車(chē)間 5 機(jī)電修車(chē)間 6 水泵站 7 氧氣站 表 2 各車(chē)間電力變壓器的功率損耗 各車(chē)間電力變壓器的功率損耗 序號(hào) 用電單位名稱 計(jì)算負(fù)荷 P30 (kW) Q30(kvar) S30(kV A) I30(A) 1 高爐車(chē)間 815 660 2 煉鋼車(chē)間 3 軋鋼車(chē)間 172 4 線材車(chē)間 5 機(jī)電修車(chē)間 6 水泵站 41 7 氧氣站 表 3 各車(chē)間電 力變壓器的功率損耗 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 10 全廠總的計(jì)算負(fù)荷 根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出 P30=K∑p ∑ P30(1)=? (815++++++)= Q30=K∑q ∑ Q30(1)=? (660++++++)= S30= 230230 QP ? = 22 ? =A 30I = )3(30 NUS = )63( ? = 總降壓變電所的功率補(bǔ)償 （ 1）補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因素： 根據(jù)工廠的一、二級(jí)負(fù)荷情況，選擇 2 臺(tái)主電力變壓器，因此，主電力變壓器的容量選擇為 SN T≈ S30=? =A 因此未進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，主變壓器容量應(yīng)選為 5000kVA，型號(hào)為 SJL1— 5000/35 這時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因數(shù)為 cos? (2)=P30/S30 =（ 2）無(wú)功補(bǔ)償容量 按設(shè)計(jì)要求，變電所高壓側(cè)的 cos ?? 。 考慮到變壓器的無(wú)功功率損耗? QT 遠(yuǎn)大 于有功功率損耗 ? PT，因此在變壓器低壓側(cè)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 39。cos ? ? 。 要使低壓側(cè)功率因數(shù)由 提高到 ，低壓側(cè)需要裝設(shè)的并聯(lián)電容器的容量為 QC =P30() =? () = 在確定了總的補(bǔ)償容量后，就可根據(jù)選定的并聯(lián)電容器的單個(gè)容量 qc 來(lái)確定電容器的個(gè)數(shù) 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 11 ccqQn? 由上式計(jì)算所得的電容器個(gè)數(shù) n，對(duì)于單相電容器來(lái)說(shuō)，應(yīng)取 3 的倍數(shù)，以便三相均衡分配。 在確定了并聯(lián)電容器的容量后，根據(jù)產(chǎn)品目錄，就可以選擇并聯(lián)電容器的單臺(tái)容量（這里選 50kvar），并確定并聯(lián)電容器的數(shù)量： cNcqQn?= ? （個(gè)） 取 n=36 式中 qcN — 單個(gè)電容器的額定容量（ kvar）。 則實(shí)際補(bǔ)償容量為 Qc =36 50 kvar =1800 kvar 選擇兩臺(tái)電容器柜，單臺(tái)的容量為 900kvar，型號(hào)為 TBB36900/50。 （ 3）補(bǔ)償后的變壓器容量和功率因數(shù) 變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為 S30(2)= 230230 )( CP ?? = 9 0 2)1 8 0 6 0 7( 5 5 7 22 ??? kVA ? ? ? ? 7 9 0 23)2(30)2(30 ???? NUSI A 因此無(wú)功補(bǔ)償后主變壓器容量 SN T≈ S30=? =A 變壓器容量應(yīng)選為 4000kVA，型號(hào)為 SJL1— 4000/35。 變壓器的功率損耗為 20 ()STnP SP nP nS?? ? ? 23 9 4 9 0 2 .9 92 5 .9 ( )2 4 0 0 0? ? ? ? =+ = 20 %% ()1 0 0 1 0 0SNT N NI V SQ n S Sn? ? ? 21 . 1 7 4 0 0 0 4 9 0 2 . 9 92 4 0 0 0 ( )1 0 0 1 0 0 2 4 0 0 0?? ? ? ? ?? =88+ = 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 12 變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為 5 9 5 5 730)1(30 ??????? TPPP kW )()( 30)1(30 ????????? TC kvar 0 5 1 0 5 9 8 222 )1(302 )1(30)1(30 ???????? QPS kVA ? ? ? ? 0 5 73)1(3030 ?????? NUSI A 無(wú)功補(bǔ)償后，工廠的功率因數(shù)為 o s )1(30)1(30 ????? SP? 這一功率因數(shù)滿足規(guī)定要求。 工廠的年電能消耗量 Tmax=6500h，取 ?? ， ?? 則工廠年有功電能消耗量 Wpa=? P30Tmax=? ? 6500=? 107kWh 工廠年無(wú)功電能消耗量 Wqa=? Q30Tmax=? ? 6500=? 107kvarh 2 變配電所 選擇 變配電所的類(lèi)型 車(chē)間變電所按其主變壓器的安裝位置來(lái)分 ,有下列類(lèi)型： （ 1）車(chē)間附設(shè)變電所 變壓器室的一面墻或幾面墻與車(chē)間的墻共用，變壓器室的大門(mén)朝車(chē)間外開(kāi)。如果按變壓器室位于車(chē)間的墻內(nèi)還是墻外，還可以進(jìn)一步分為內(nèi)附式和外附式。 （ 2）車(chē)間內(nèi)變電所 變壓器 室位于車(chē)間內(nèi)的單獨(dú)房間內(nèi)，變壓器室的大門(mén)朝車(chē)間內(nèi)開(kāi)。 （ 3）露天變電所 變壓器安裝在室外抬高的地面上。如果變壓器的上方設(shè)有頂板或挑檐的，則稱為半露天變電所。 在負(fù)荷較大的多跨廠房、負(fù)荷中心在廠房中部且環(huán)境許可時(shí)，可采用車(chē)間陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 13 內(nèi)變電所。這種車(chē)間內(nèi)變電所，位于車(chē)間的負(fù)荷中心，可以縮短低壓配電的距離，降低電能損耗和電壓損耗，減少有色金屬的消耗量，因此這種變電所的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較好。但是變電所建在車(chē)間內(nèi)部，要占一定的生產(chǎn)面積，因此對(duì)一些生產(chǎn)面積比較緊湊和生產(chǎn)流程要經(jīng)常調(diào)整、設(shè)備也要相應(yīng)變動(dòng)的生產(chǎn)車(chē)間不太合適；而且其 變壓器門(mén)朝車(chē)間內(nèi)開(kāi)，對(duì)生產(chǎn)的安全有一定的威脅。這種變電所在大型冶金企業(yè)中較多。 按照上述原則，車(chē)間變電所的類(lèi)型均采用車(chē)間附設(shè)變電所，如表 4。 序號(hào) 用電單位名稱 變電所類(lèi)型 1 高爐車(chē)間 車(chē)間附設(shè)變電所 2 煉鋼車(chē)間 車(chē)間附設(shè)變電所 3 軋鋼車(chē)間 車(chē)間附設(shè)變電所 4 線材車(chē)間 車(chē)間附設(shè)變電所 5 機(jī)電修車(chē)間 車(chē)間附設(shè)變電所 6 水泵站 車(chē)間附設(shè)變電所 7 氧氣站 車(chē)間附設(shè)變電所 表 4 車(chē)間變電所的類(lèi)型 變電所主變壓器容量的選擇 （ 1）只裝一臺(tái)主變壓器的變電所 主變壓器容量 ST（設(shè)計(jì)中， 一般可概略地當(dāng)作其額定容量 ）應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷 S30 需要，即 ST≥S30 （ 34） （ 2）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所 每臺(tái)變壓器的容量 ST（一般可概略地當(dāng)作 ）應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： ① 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷 S30的大約 60%～ 70%的需要，即 ST=(0～ )S30 （ 35） ② 當(dāng) 1 臺(tái)主變退出運(yùn)行時(shí)，其余變壓器應(yīng)能保證全部一級(jí)負(fù)荷及大部分二級(jí)負(fù)荷用電，此時(shí)允許變壓器過(guò)負(fù)荷 40％運(yùn)行。 （ 3） 車(chē)間變電所主變壓器的單臺(tái)容量上限 車(chē)間變電所主變壓器的單臺(tái)容量，一般不宜大于 1000kVA（或 1250 kVA）。這一方面是受以往低壓開(kāi)關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制；另一方面陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 14 也是考慮到可以使變壓器更接近于車(chē)間負(fù)荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量?，F(xiàn)在我國(guó)已能生產(chǎn)一些斷流能力更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開(kāi)關(guān)電器如 DW1 ME 等 型低壓斷路器及其它電器，因此如車(chē)間負(fù)荷容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，也可以選用單臺(tái)容量為1250～ 2020 kVA 的配電變壓器，這樣能減少主變壓器臺(tái)數(shù)及高壓開(kāi)關(guān)電器和電纜等。 （ 4）適當(dāng)考慮符合的發(fā)展 應(yīng)適當(dāng)考慮今后 5～ 10 年電力負(fù)荷的增長(zhǎng)，留有一定的余地，同時(shí)要考慮變壓器的正常過(guò)負(fù)荷能力。 （ 根據(jù)上述原則及工廠的實(shí)際情況，廠總變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)選擇 2 臺(tái)。2 臺(tái)變壓器 并聯(lián) 運(yùn)行，單臺(tái)變壓器的容量為 4000kVA，型號(hào)為 SJL14000/35。變壓器容量及型號(hào)的選擇詳見(jiàn)功率補(bǔ)償部分。 車(chē)間變壓器亦選用 1 臺(tái) 變壓器運(yùn)行，單臺(tái)容量為 SJL11000/10。） 3 電氣主接線 主接線又稱一次接線或主電路。電氣主接線是由各種主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)電氣、互感器、電抗器及連接線路等設(shè)備），按一定順序連接而成的一個(gè)接受和分配電能的總電路。由于交流供電系統(tǒng)通常是三相對(duì)稱的，故在主接線圖中，一般用一根線來(lái)表示三相電路，僅在個(gè)別三相設(shè)備不對(duì)稱或需進(jìn)一步說(shuō)明的地方，部分地用三條線表示，這樣就將三相電路圖繪成了單線圖。為使看圖容易起見(jiàn)，圖上只繪出系統(tǒng)的主要元件及相互間的連接。 電氣主接線單線圖應(yīng)按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 的圖形符號(hào)與文字符號(hào)繪制，通常還在圖上標(biāo)明主要電氣設(shè)備的型號(hào)和技術(shù)參數(shù)，以方便閱讀。 主接線代表了發(fā)電廠和變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。 概括地說(shuō)，對(duì)主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面。 主接線的繪制 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 15 具有母線的電氣主接線 （ 1）單母線接線 在主接線中，斷路器是電力系統(tǒng)的主開(kāi)關(guān)；隔離開(kāi)關(guān)的功能主要是隔離高壓電源，以保證其它設(shè)備和線路的安全檢修。例如，固定式開(kāi)關(guān)柜中的斷路器工作一段時(shí)間需要檢修時(shí)，在斷路器斷開(kāi)電路的情況下，拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)；恢復(fù)供電時(shí)，應(yīng)先合 隔離開(kāi)關(guān)，然后合斷路器。這就是隔離開(kāi)關(guān)與斷路器配合操作的原則。由于隔離開(kāi)關(guān)無(wú)滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶負(fù)荷操作。如下圖 2 所示。 （ 2）單母線分段 單母線分段接線是采用斷路器將母線分段，通常是分成兩段，如圖下 3 所示。母線分段后可進(jìn)行分段檢修，對(duì)于重要用戶，可以從不同段引出兩個(gè)回路，當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，由于分段斷路器 QF1 在繼電保護(hù)作用下自動(dòng)將故障段迅速切除，從而保證了正常母線段不間斷供電和不致使重要用戶停電。兩段母線同時(shí)故障的幾率很小，可以不予考慮。在供電可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開(kāi)關(guān)分段（ QS1） ，任一段母線發(fā)生故障時(shí)，將造成兩段母線同時(shí)停電，在判斷故障后，拉開(kāi)分段隔離開(kāi)關(guān) QS1，完好段即可恢復(fù)供電。 （ 3）雙母線及雙母線分段 如上圖 4 所示，這種接線，每一回路都通過(guò)一臺(tái)斷路器和兩組隔離開(kāi)關(guān)（也有采用兩臺(tái)斷路器和兩組隔離開(kāi)關(guān)）連接到兩組母線上，母線 W1 和 W2 都是工作母線。兩組母線可同時(shí)工作，并通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)短路器并聯(lián)運(yùn)行。電源和引陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 16 出 線適當(dāng)?shù)胤峙湓趦山M母線上。雙母線分段接線如上圖 5 所示。 無(wú)母 線的電氣主接線 橋形接線 當(dāng)具有兩臺(tái)變壓器和兩條線路時(shí)，在變壓器 線路接線的基礎(chǔ)上，在其中間架一連接橋，則成為橋形接線。如圖 6 所示。按照連接橋斷路器的位置，可分為內(nèi)橋（圖 6(a)）和外橋（圖 6（ b））兩種接線。前者橋連斷路器設(shè)置在變壓器側(cè)；而后者，橋連斷路器則設(shè)置在線路側(cè)。橋形接線中，四個(gè)回路只有三臺(tái)斷路器，是需要斷路器最少也是最節(jié)省的 一種接線。但其可靠性和靈活性較差，只能應(yīng)用于小型變電所、發(fā)電廠 。內(nèi)橋式適宜輸電線路較長(zhǎng)，故障幾率較多，而變壓器又不需要經(jīng)常切換時(shí)；外橋式則在出線較短，且變壓器隨經(jīng) 濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換時(shí)，就更為適宜。有時(shí)為了檢修出線和在變壓器回路中的斷路器時(shí)不中斷線路和變壓器正常運(yùn)行，再在橋形接線中附加一個(gè)正常工作時(shí)斷開(kāi)的帶隔離開(kāi)關(guān)的跨條。在跨條上裝設(shè)兩臺(tái)隔離開(kāi)關(guān)的目的是可以輪換停電檢修任何一組隔離開(kāi)關(guān)。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文 17 工廠總降壓變電所的主接線方案選擇 工廠電源進(jìn)線電壓為 35KV 及以上的工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為 6~10KV 的高壓配電電壓，然后經(jīng)過(guò)車(chē)間變電所，降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓如 220/380V。 方案 1 一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降 壓變電所主接線圖（如圖 7）所示。這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器 QF10 跨在兩路電源進(jìn)線之間，猶如一座橋梁，而且處在線路斷路器 QF11 和 QF12 的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式接線。這種主接線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。如果某路電源例如 WL1 線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開(kāi) QF11，