【文章內容簡介】 5 表 1 各車間低壓側的計算負荷 各車間電力變壓器的功率損耗 序號 用電單位名稱 變壓器功率損耗 ? PT(kW) ? QT(kvar) 1 高爐車間 15 60 2 煉鋼車間 3 軋鋼車間 4 線材車間 5 機電修車間 6 水泵站 7 氧氣站 表 2 各車間電力變壓器的功率損耗 各車間電力變壓器的功率損耗 序號 用電單位名稱 計算負荷 P30 (kW) Q30(kvar) S30(kV A) I30(A) 1 高爐車間 815 660 2 煉鋼車間 3 軋鋼車間 172 4 線材車間 5 機電修車間 6 水泵站 41 7 氧氣站 表 3 各車間電 力變壓器的功率損耗 陜西航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 10 全廠總的計算負荷 根據以上數據得出 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償 （ 1）補償前的變壓器容量和功率因素： 根據工廠的一、二級負荷情況，選擇 2 臺主電力變壓器，因此，主電力變壓器的容量選擇為 SN T≈ S30=? =A 因此未進行無功補償時，主變壓器容量應選為 5000kVA，型號為 SJL1— 5000/35 這時變電所低壓側的功率因數為 cos? (2)=P30/S30 =（ 2）無功補償容量 按設計要求，變電所高壓側的 cos ?? 。 考慮到變壓器的無功功率損耗? QT 遠大 于有功功率損耗 ? PT，因此在變壓器低壓側補償時，低壓側補償后的功率因數應略高于 ,這里取 39。cos ? ? 。 要使低壓側功率因數由 提高到 ，低壓側需要裝設的并聯(lián)電容器的容量為 QC =P30() =? () = 在確定了總的補償容量后，就可根據選定的并聯(lián)電容器的單個容量 qc 來確定電容器的個數 陜西航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 11 ccqQn? 由上式計算所得的電容器個數 n，對于單相電容器來說，應取 3 的倍數，以便三相均衡分配。 在確定了并聯(lián)電容器的容量后，根據產品目錄，就可以選擇并聯(lián)電容器的單臺容量（這里選 50kvar），并確定并聯(lián)電容器的數量： cNcqQn?= ? （個） 取 n=36 式中 qcN — 單個電容器的額定容量（ kvar）。 則實際補償容量為 Qc =36 50 kvar =1800 kvar 選擇兩臺電容器柜，單臺的容量為 900kvar，型號為 TBB36900/50。 （ 3）補償后的變壓器容量和功率因數 變電所低壓側的視在計算負荷為 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 因此無功補償后主變壓器容量 SN T≈ S30=? =A 變壓器容量應選為 4000kVA，型號為 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)技術學院 畢業(yè)論文 12 變電所高壓側的計算負荷為 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 無功補償后，工廠的功率因數為 o s )1(30)1(30 ????? SP? 這一功率因數滿足規(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 工廠年無功電能消耗量 Wqa=? Q30Tmax=? ? 6500=? 107kvarh 2 變配電所 選擇 變配電所的類型 車間變電所按其主變壓器的安裝位置來分 ,有下列類型： （ 1）車間附設變電所 變壓器室的一面墻或幾面墻與車間的墻共用，變壓器室的大門朝車間外開。如果按變壓器室位于車間的墻內還是墻外，還可以進一步分為內附式和外附式。 （ 2）車間內變電所 變壓器 室位于車間內的單獨房間內，變壓器室的大門朝車間內開。 （ 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有頂板或挑檐的，則稱為半露天變電所。 在負荷較大的多跨廠房、負荷中心在廠房中部且環(huán)境許可時，可采用車間陜西航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 13 內變電所。這種車間內變電所，位于車間的負荷中心，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經濟指標比較好。但是變電所建在車間內部，要占一定的生產面積，因此對一些生產面積比較緊湊和生產流程要經常調整、設備也要相應變動的生產車間不太合適；而且其 變壓器門朝車間內開，對生產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，車間變電所的類型均采用車間附設變電所，如表 4。 序號 用電單位名稱 變電所類型 1 高爐車間 車間附設變電所 2 煉鋼車間 車間附設變電所 3 軋鋼車間 車間附設變電所 4 線材車間 車間附設變電所 5 機電修車間 車間附設變電所 6 水泵站 車間附設變電所 7 氧氣站 車間附設變電所 表 4 車間變電所的類型 變電所主變壓器容量的選擇 （ 1）只裝一臺主變壓器的變電所 主變壓器容量 ST（設計中， 一般可概略地當作其額定容量 ）應滿足全部用電設備總計算負荷 S30 需要，即 ST≥S30 （ 34） （ 2）裝有兩臺主變壓器的變電所 每臺變壓器的容量 ST（一般可概略地當作 ）應同時滿足以下兩個條件： ① 任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足總計算負荷 S30的大約 60%～ 70%的需要，即 ST=(0～ )S30 （ 35） ② 當 1 臺主變退出運行時，其余變壓器應能保證全部一級負荷及大部分二級負荷用電，此時允許變壓器過負荷 40％運行。 （ 3） 車間變電所主變壓器的單臺容量上限 車間變電所主變壓器的單臺容量，一般不宜大于 1000kVA（或 1250 kVA）。這一方面是受以往低壓開關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)技術學院 畢業(yè)論文 14 也是考慮到可以使變壓器更接近于車間負荷中心，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在我國已能生產一些斷流能力更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開關電器如 DW1 ME 等 型低壓斷路器及其它電器，因此如車間負荷容量較大、負荷集中且運行合理時，也可以選用單臺容量為1250～ 2020 kVA 的配電變壓器，這樣能減少主變壓器臺數及高壓開關電器和電纜等。 （ 4）適當考慮符合的發(fā)展 應適當考慮今后 5～ 10 年電力負荷的增長，留有一定的余地，同時要考慮變壓器的正常過負荷能力。 （ 根據上述原則及工廠的實際情況，廠總變電所主變壓器的臺數選擇 2 臺。2 臺變壓器 并聯(lián) 運行，單臺變壓器的容量為 4000kVA，型號為 SJL14000/35。變壓器容量及型號的選擇詳見功率補償部分。 車間變壓器亦選用 1 臺 變壓器運行，單臺容量為 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備（如發(fā)電機、變壓器、開關電氣、互感器、電抗器及連接線路等設備），按一定順序連接而成的一個接受和分配電能的總電路。由于交流供電系統(tǒng)通常是三相對稱的，故在主接線圖中，一般用一根線來表示三相電路，僅在個別三相設備不對稱或需進一步說明的地方，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，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按行業(yè)標準規(guī)定 的圖形符號與文字符號繪制，通常還在圖上標明主要電氣設備的型號和技術參數，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構，是電力系統(tǒng)網絡結構的重要組成部分。 概括地說，對主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經濟四個方面。 主接線的繪制 陜西航空職業(yè)技術學院 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)的主開關；隔離開關的功能主要是隔離高壓電源，以保證其它設備和線路的安全檢修。例如，固定式開關柜中的斷路器工作一段時間需要檢修時，在斷路器斷開電路的情況下，拉開隔離開關；恢復供電時，應先合 隔離開關，然后合斷路器。這就是隔離開關與斷路器配合操作的原則。由于隔離開關無滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶負荷操作。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。母線分段后可進行分段檢修，對于重要用戶，可以從不同段引出兩個回路，當一段母線發(fā)生故障時，由于分段斷路器 QF1 在繼電保護作用下自動將故障段迅速切除，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。兩段母線同時故障的幾率很小，可以不予考慮。在供電可靠性要求不高時，亦可用隔離開關分段（ QS1） ，任一段母線發(fā)生故障時，將造成兩段母線同時停電，在判斷故障后，拉開分段隔離開關 QS1，完好段即可恢復供電。 （ 3）雙母線及雙母線分段 如上圖 4 所示，這種接線，每一回路都通過一臺斷路器和兩組隔離開關（也有采用兩臺斷路器和兩組隔離開關）連接到兩組母線上，母線 W1 和 W2 都是工作母線。兩組母線可同時工作，并通過母線聯(lián)絡短路器并聯(lián)運行。電源和引陜西航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 16 出 線適當地分配在兩組母線上。雙母線分段接線如上圖 5 所示。 無母 線的電氣主接線 橋形接線 當具有兩臺變壓器和兩條線路時，在變壓器 線路接線的基礎上，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，可分為內橋（圖 6(a)）和外橋（圖 6（ b））兩種接線。前者橋連斷路器設置在變壓器側；而后者，橋連斷路器則設置在線路側。橋形接線中，四個回路只有三臺斷路器，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，只能應用于小型變電所、發(fā)電廠 。內橋式適宜輸電線路較長，故障幾率較多，而變壓器又不需要經常切換時；外橋式則在出線較短，且變壓器隨經 濟運行的要求需經常切換時，就更為適宜。有時為了檢修出線和在變壓器回路中的斷路器時不中斷線路和變壓器正常運行，再在橋形接線中附加一個正常工作時斷開的帶隔離開關的跨條。在跨條上裝設兩臺隔離開關的目的是可以輪換停電檢修任何一組隔離開關。 陜西航空職業(yè)技術學院 畢業(yè)論文 17 工廠總降壓變電所的主接線方案選擇 工廠電源進線電壓為 35KV 及以上的工廠，通常是先經工廠總降壓變電所降為 6~10KV 的高壓配電電壓，然后經過車間變電所，降為一般低壓用電設備所需的電壓如 220/380V。 方案 1 一次側采用內橋式接線，二次側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，其一次側的高壓斷路器 QF10 跨在兩路電源進線之間，猶如一座橋梁，而且處在線路斷路器 QF11 和 QF12 的內側，靠近變壓器，因此稱為內橋式接線。這種主接線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷的工廠。如果某路電源例如 WL1 線路停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開 QF11，