【文章內(nèi)容簡介】 機加工一車間 NO1供電回路 53 NO2供電回路 89 0 NO3供電回路 NO4車間照明 10 8 0 8 小計 127 2 機加工二車間 NO1供電回路 160 60 55 NO2供電回路 150 50 45 NO3車間照明 10 9 0 9 小計 119 100 3 鑄造車間 NO1供電回路 170 80 65 NO2供電回路 160 75 60 96 NO3供電回路 170 80 75 NO4車間照明 8 0 小計 200 4 鉚焊車間 NO1供電回路 180 60 90 NO2供電回路 190 61 101 118 NO3車間照明 7 0 小計 191 5 電修車間 NO1供電回路 170 55 78 NO2供電回路 135 44 65 NO3車間照明 10 8 0 8 小計 107 143 總計（ 380V側(cè)） 動力 —— —— 照明 45 計入qKK???? 無功功率補償 具有電感的特性的 負(fù)荷可以導(dǎo)致功率因數(shù)降低，而在工廠供電系統(tǒng)中，此類感性負(fù)荷所占比例較大。 若 通過各種措施充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運行性能后功率因數(shù)依舊達(dá)不到規(guī)定的要 求，則必須增設(shè)無功功率補償裝置。同步補償機和并聯(lián)電容器是無功xxx 本科畢業(yè)設(shè)計 2 負(fù)荷計算和無功補償 8 功率的人工補償兩種重要方式。本次設(shè)計無功功率補償也采用并聯(lián)電容器的方法。 由表 表可知，該機加工 380V 側(cè) cos? 如下：cos 8 ? ??，由于在變壓器的損耗中其無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗， 因而 要求 380V 壓側(cè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)應(yīng)大于 ，這里暫時選取cos ??來計 算無功補償?shù)娜萘浚?因而，低壓側(cè)所需補償?shù)臒o功容量cQ為： 30 [ t a n( c os ) t a n( a r c c os )]cQ P arc?? vark? 選擇 GCK 型自動補償屏和 型并聯(lián)電容器，采用主屏一臺與輔屏一臺的補償方案， 并聯(lián)電容器 總共容量為 400kvar。 補償過后 低壓 側(cè)無功功率為39。30 ( 2 ) 400 v a rQk? ? ? 補償過后 低壓 側(cè)視在功率為 39。 2 230 ( 2 ) 706S k VA? ? ? 補償過后 低壓 側(cè)計算電流為 39。30 ( 2 )39。30 ( 2 ) 706 10743 3 SIAU? ? ?? 補償過后 低壓 側(cè)功率因數(shù) 39。30 ( 2 )39。30 ( 2 ) os PS? ? ? ? ? 滿足要求。 變壓器的功率損耗為 39。3 0 ( 2 )0 . 0 1 0 . 0 1 7 0 6 7 . 0 6TP S k W? ? ? ? ? 39。3 0 ( 2 )0 . 0 5 0 . 0 5 7 0 6 3 5 . 3 v a rTQ S k? ? ? ? ? 因而，變壓器高壓側(cè)的計算負(fù)荷為： 39。3 0 ( 1 ) 6 4 9 .5 7 .0 6 6 5 6 .6P kW? ? ? 39。30 ( 1 ) v a r? ? ? 39。 39。 2 39。 2 2 230 ( 1 ) 30 ( 1 ) 30 ( 1 ) Q k VA? ? ? ? ? 高壓側(cè)補償后的計算電流為 39。3 0 ( 1 )39。3 0 ( 2 ) 7 2 6 . 9 423 3 1 0NSIAU? ? ?? 高壓側(cè)補償后的功率因數(shù)為 39。30 ( 1 )39。30 ( 1 ) os PS? ? ? ? 滿足要求。 因此無功補償后車間變電所的計算負(fù)荷如下表 。 xxx 本科畢業(yè)設(shè)計 2 負(fù)荷計算和無功補償 9 表 無功補償后車間變電所的計算負(fù)荷 項目 cos? 計算負(fù)荷 30(kW)P 30Q (kvar) S kVA) I A) 380V側(cè)補償前負(fù)荷 380V側(cè)無功補償容量 400 380V側(cè)補償后負(fù)荷 706 1074 主變壓器功率損耗 = = 10kV側(cè)符合總計 42 xxx 本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè) 計 3 變電所主變的選擇和主接線設(shè)計 10 3 變電所主變的選擇和主接線設(shè)計 變電所主變壓器的選擇 變電所主變型式的選擇 變壓器型式的選擇是指選擇變壓器的相數(shù)、繞組型式、聯(lián)結(jié)組標(biāo)號等指 標(biāo)。由于此次設(shè)計中車間變電所位于機加一車間東南角且為附設(shè)式，因而變壓器的冷卻問題成為了一個不得不考慮的因素。變壓器因其冷卻方式不同可以分為：干式變壓器、油浸變壓器和氟化物變壓器三種類型 。 干式變壓器和油浸式變壓器屬于自冷變壓器，而氟化物變壓器則采用蒸發(fā)冷卻實現(xiàn)變壓器的冷卻。由于氟化物變壓器在蒸發(fā)冷卻過程中容易對環(huán)境產(chǎn)生污染，所以不做考慮。 兩種 變壓器的比較如下表 。 表 項目 干式變壓器 油浸式變壓器 特點 1 高壓線圈采用能夠長期耐熱 180℃的 F級絕緣材料。 2 線圈 環(huán)氧澆注，器身緊固，抗短路能力強 ， 節(jié)能 性好 3 低壓為箔繞組 ， 抗短路能力強 4 防潮能力強 5 長期運行免維護 6 散熱性能好 ， 能承受一定的濕度，對環(huán)境要求高 優(yōu)點： 冷卻效果好，可以滿足大容量 需求 ，其瓦斯繼電保護器可以及時反映出繞組的故障，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。 缺點： 必須不斷關(guān)注油位的變化，防止油滲漏，不適宜在地下室以及消防要求高的區(qū)域安裝 投入成本 高 干式變壓器的 60% 運行場所 任何場所 室外 運行成本 長期運行免維護 需經(jīng)常維護且每 壽命 20 20 由上表可知，此次設(shè)計中干式變壓器比油浸式變壓器更具優(yōu)勢，因而選擇 SC9 系列樹脂澆注 干式變壓器。 變電所主變?nèi)萘康倪x擇 本次設(shè)計中工廠工作制度為 三班制，年最大負(fù)荷利用小時數(shù)為 4100 小時，屬于三級負(fù)荷。 根據(jù)變壓器選擇原則及相關(guān)規(guī)范結(jié)合工廠的負(fù)荷性質(zhì)，主變壓器有以下兩種可供選擇的方案： ① 假設(shè)裝有一臺變壓器，型號采用 SC9 型，而容量根據(jù)《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》表32 可知選擇. T 30800 kVA S k VA? ? ?，即選擇一臺 SC9800/10 型干式變壓器。 xxx 本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè) 計 3 變電所主變的選擇和主接線設(shè)計 11 ② 假設(shè)裝有兩臺變壓器，型號亦采用 SC9 型，而每臺變壓器的容量根《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》表 32 以及.T 30( ) SNS ?和.T ( )SS????的要求。 . T 30( ) S ( ) ( 436 509) kVANS ? ? ? ? 即選擇兩臺 SC9630/10 型變壓器。 綜合考慮以上因素和技術(shù)經(jīng)濟比較， 車間變電所選用一臺 SC9800/10 型變壓器，聯(lián) 結(jié)組別為 Yyn0。 變電所主變接線方案的選擇 變電所主線方案選擇的原則 綜合分析變配電所所在供電系統(tǒng)中的地位、負(fù)荷性質(zhì)等以及設(shè)備特點等因素確定變電所的主接線，且確定的主接線方案滿足安全、可靠、靈活、經(jīng)濟等要求。結(jié)合機加廠實際情況歸納原則如下： ① 安全性 1） 高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān) [3]。 2）變電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設(shè)避雷器 [3]。 ② 可靠性 1）變電所主接線方案，必須與其符合級別相適應(yīng)。 2） 車間變電所的一般生產(chǎn)區(qū)，為確保供電可靠性，宜采用放射式高壓配電，而輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)，可采用樹干式配電； ③ 靈活性 1）變電所高低壓母線的接線方式，一般為單母線或者單母線分段。 2）變電所的主接線方案 應(yīng)該積極響應(yīng)國家節(jié)能號召，經(jīng)濟合理 。 ④ 經(jīng)濟性 1）在滿足運行條件的前提下應(yīng)使變電所的主接線方案盡可能簡便。 2）變電所的電氣設(shè)備不能選用國家明令淘汰或技術(shù)水平落后的產(chǎn)品，同時應(yīng)保證所選產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟適用。 變電所主線方案的比較 由以上負(fù)荷計算以 及變壓器臺數(shù)選擇可知，此此設(shè)計中變電所為只裝設(shè)一臺變壓器的小型變電所，且高壓側(cè)只有一路進(jìn)線。 根據(jù)變電所高壓側(cè)采用的開關(guān)電器的不同，變電所高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān) 熔斷器以及 斷路器兩 種比較典型的接線方案 [1]。具體接線如下圖 31 xxx 本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè) 計 3 變電所主變的選擇和主接線設(shè)計 12 方案 一 方案 二 圖 xxx 本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè) 計 3 變電所主變的選擇和主接線設(shè)計 13 接線方案的優(yōu)缺點的比較如下表 三種接線方案的優(yōu)缺點 方案類型 優(yōu)點 缺點 方案 一 不存在帶負(fù)荷拉閘的危險，停電和送電操作靈活。 發(fā)生短路故障時，只能是熔斷器熔斷，排除短路故障時恢復(fù)供電時間較長。 方 案 二 停電和送電操作十分靈活方便，發(fā)生故障時，斷路器會自動跳閘，若短路故障已排除，可立即合閘恢復(fù)供電。 只有一路電源進(jìn)線時，只用于三級負(fù)荷。 由上表可知，此次設(shè)計變電所高壓側(cè)采用方案 二 的主接線方案。具體主接線方案見附錄。 xxx 本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計 4 短路電流計算 14 4 短路電流計算 短路電流概述 短路電流計算的方法，常用的有歐姆法和標(biāo)幺制法。 短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值求出來以后，即可利用其等效電路圖將電路化簡，求出其總的電抗標(biāo)幺值。由于各元件均采用 標(biāo)幺 值， 與短路計算點 電壓 沒有任何關(guān)系 ，因此 采用 標(biāo)幺值 法時不需要 進(jìn)行電壓換算， 而采用 歐姆法需要進(jìn)行換算， 這里充分體現(xiàn)了 標(biāo)幺制法 比 歐姆法 更加優(yōu)越 。因此在本次設(shè)計中采用標(biāo)幺制法計算短路電流。 短路電流的計算 本次設(shè)計中采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路電流的計算。綜合以任務(wù)書中給出的電源條件可繪出該機加工廠供電系統(tǒng)電路圖如下圖 圖 曙光機加工廠供電系統(tǒng)電路圖 ① 確定基準(zhǔn)值 取 121 0 0 , 1 0 . 5 , 0 . 4d c cS M V A U k V U k V? ? ? 而 1 1 100 5 . 53 3 1 0 . 5dd cS M V AI k AU k V? ? ?? 2 2 100 1443 3 0 . 4dd cS M V AI k AU k V? ? ?? ② 計算短路電路中各個原件的電抗標(biāo)幺值 1）電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值 由任務(wù)書可知， 200ocS MVA? ，因而 1 10 0M VA 0M VAX ? ?? 2）架空線路的電抗標(biāo)幺值 由任務(wù)書可知， 0 km??， 0 500lm? ，因而 221 0 0 M V A0 . 4 0 . 5 0 . 1 8( 1 0 . 5 )X k m k m kV? ? ? ? ? ? xxx 本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計 4 短路電流計算 15 3）電力變壓器 的電抗標(biāo)幺值 查《工廠供電》附表 5 知， %4kU ? ，因而 34 %S 4 100 5100S 100 800kd NU M V AXX k V A?? ?? ? ? ?? ③ 計算短路點 K1短路電路總電抗標(biāo)幺值以及三相短路電流和容量 根據(jù)變電所主接線方案繪制出 K1點短路等效電路圖如下圖 ，并在圖中標(biāo)出了各元件的序號、電抗的標(biāo)幺值以及短路計算點。 圖 K1點短路等效電路 1)系