【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 機(jī)加工一車(chē)間 NO1供電回路 53 NO2供電回路 89 0 NO3供電回路 NO4車(chē)間照明 10 8 0 8 小計(jì) 127 2 機(jī)加工二車(chē)間 NO1供電回路 160 60 55 NO2供電回路 150 50 45 NO3車(chē)間照明 10 9 0 9 小計(jì) 119 100 3 鑄造車(chē)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(chē)間照明 8 0 小計(jì) 200 4 鉚焊車(chē)間 NO1供電回路 180 60 90 NO2供電回路 190 61 101 118 NO3車(chē)間照明 7 0 小計(jì) 191 5 電修車(chē)間 NO1供電回路 170 55 78 NO2供電回路 135 44 65 NO3車(chē)間照明 10 8 0 8 小計(jì) 107 143 總計(jì)（ 380V側(cè)） 動(dòng)力 —— —— 照明 45 計(jì)入qKK???? 無(wú)功功率補(bǔ)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(lèi)感性負(fù)荷所占比例較大。 若 通過(guò)各種措施充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)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(wú)功功率補(bǔ)償裝置。同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電容器是無(wú)功xxx 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償 8 功率的人工補(bǔ)償兩種重要方式。本次設(shè)計(jì)無(wú)功功率補(bǔ)償也采用并聯(lián)電容器的方法。 由表 表可知，該機(jī)加工 380V 側(cè) cos? 如下：cos 8 ? ??，由于在變壓器的損耗中其無(wú)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(shí)的功率因數(shù)應(yīng)大于 ，這里暫時(shí)選取cos ??來(lái)計(jì) 算無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘浚?因而，低壓側(cè)所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)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(dòng)補(bǔ)償屏和 型并聯(lián)電容器，采用主屏一臺(tái)與輔屏一臺(tái)的補(bǔ)償方案， 并聯(lián)電容器 總共容量為 400kvar。 補(bǔ)償過(guò)后 低壓 側(cè)無(wú)功功率為39。30 ( 2 ) 400 v a rQk? ? ? 補(bǔ)償過(guò)后 低壓 側(cè)視在功率為 39。 2 230 ( 2 ) 706S k VA? ? ? 補(bǔ)償過(guò)后 低壓 側(cè)計(jì)算電流為 39。30 ( 2 )39。30 ( 2 ) 706 10743 3 SIAU? ? ?? 補(bǔ)償過(guò)后 低壓 側(cè)功率因數(shù) 39。30 ( 2 )39。30 ( 2 ) os PS? ? ? ? ? 滿(mǎn)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(jì)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(bǔ)償后的計(jì)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(bǔ)償后的功率因數(shù)為 39。30 ( 1 )39。30 ( 1 ) os PS? ? ? ? 滿(mǎn)足要求。 因此無(wú)功補(bǔ)償后車(chē)間變電所的計(jì)算負(fù)荷如下表 。 xxx 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償 9 表 無(wú)功補(bǔ)償后車(chē)間變電所的計(jì)算負(fù)荷 項(xiàng)目 cos? 計(jì)算負(fù)荷 30(kW)P 30Q (kvar) S kVA) I A) 380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷 380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量 400 380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷 706 1074 主變壓器功率損耗 = = 10kV側(cè)符合總計(jì) 42 xxx 本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè) 計(jì) 3 變電所主變的選擇和主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 10 3 變電所主變的選擇和主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 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(hào)等指 標(biāo)。由于此次設(shè)計(jì)中車(chē)間變電所位于機(jī)加一車(chē)間東南角且為附設(shè)式，因而變壓器的冷卻問(wèn)題成為了一個(gè)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(lèi)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(shí)現(xiàn)變壓器的冷卻。由于氟化物變壓器在蒸發(fā)冷卻過(guò)程中容易對(duì)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(xiàng)目 干式變壓器 油浸式變壓器 特點(diǎn) 1 高壓線(xiàn)圈采用能夠長(zhǎng)期耐熱 180℃的 F級(jí)絕緣材料。 2 線(xiàn)圈 環(huán)氧澆注，器身緊固，抗短路能力強(qiáng) ， 節(jié)能 性好 3 低壓為箔繞組 ， 抗短路能力強(qiáng) 4 防潮能力強(qiáng) 5 長(zhǎng)期運(yùn)行免維護(hù) 6 散熱性能好 ， 能承受一定的濕度，對(duì)環(huán)境要求高 優(yōu)點(diǎn)： 冷卻效果好，可以滿(mǎn)足大容量 需求 ，其瓦斯繼電保護(hù)器可以及時(shí)反映出繞組的故障，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。 缺點(diǎn)： 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(yùn)行場(chǎng)所 任何場(chǎng)所 室外 運(yùn)行成本 長(zhǎng)期運(yùn)行免維護(hù) 需經(jīng)常維護(hù)且每 壽命 20 20 由上表可知，此次設(shè)計(jì)中干式變壓器比油浸式變壓器更具優(yōu)勢(shì)，因而選擇 SC9 系列樹(shù)脂澆注 干式變壓器。 變電所主變?nèi)萘康倪x擇 本次設(shè)計(jì)中工廠工作制度為 三班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 4100 小時(shí)，屬于三級(jí)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(tái)變壓器，型號(hào)采用 SC9 型，而容量根據(jù)《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》表32 可知選擇. T 30800 kVA S k VA? ? ?，即選擇一臺(tái) SC9800/10 型干式變壓器。 xxx 本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè) 計(jì) 3 變電所主變的選擇和主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 11 ② 假設(shè)裝有兩臺(tái)變壓器，型號(hào)亦采用 SC9 型，而每臺(tái)變壓器的容量根《工廠供電設(shè)計(jì)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(tái) SC9630/10 型變壓器。 綜合考慮以上因素和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較， 車(chē)間變電所選用一臺(tái) SC9800/10 型變壓器，聯(lián) 結(jié)組別為 Yyn0。 變電所主變接線(xiàn)方案的選擇 變電所主線(xiàn)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(diǎn)等因素確定變電所的主接線(xiàn)，且確定的主接線(xiàn)方案滿(mǎn)足安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)等要求。結(jié)合機(jī)加廠實(shí)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(kāi)關(guān) [3]。 2）變電所高壓母線(xiàn)上及架空線(xiàn)路末端，必須裝設(shè)避雷器 [3]。 ② 可靠性 1）變電所主接線(xiàn)方案，必須與其符合級(jí)別相適應(yīng)。 2） 車(chē)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(shù)干式配電； ③ 靈活性 1）變電所高低壓母線(xiàn)的接線(xiàn)方式，一般為單母線(xiàn)或者單母線(xiàn)分段。 2）變電所的主接線(xiàn)方案 應(yīng)該積極響應(yīng)國(guó)家節(jié)能號(hào)召，經(jīng)濟(jì)合理 。 ④ 經(jīng)濟(jì)性 1）在滿(mǎn)足運(yùn)行條件的前提下應(yīng)使變電所的主接線(xiàn)方案盡可能簡(jiǎn)便。 2）變電所的電氣設(shè)備不能選用國(guó)家明令淘汰或技術(shù)水平落后的產(chǎn)品，同時(shí)應(yīng)保證所選產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用。 變電所主線(xiàn)方案的比較 由以上負(fù)荷計(jì)算以 及變壓器臺(tái)數(shù)選擇可知，此此設(shè)計(jì)中變電所為只裝設(shè)一臺(tái)變壓器的小型變電所，且高壓側(cè)只有一路進(jìn)線(xiàn)。 根據(jù)變電所高壓側(cè)采用的開(kāi)關(guān)電器的不同，變電所高壓側(cè)采用負(fù)荷開(kāi)關(guān) 熔斷器以及 斷路器兩 種比較典型的接線(xiàn)方案 [1]。具體接線(xiàn)如下圖 31 xxx 本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè) 計(jì) 3 變電所主變的選擇和主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 12 方案 一 方案 二 圖 xxx 本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè) 計(jì) 3 變電所主變的選擇和主接線(xiàn)設(shè)計(jì) 13 接線(xiàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn)的比較如下表 三種接線(xiàn)方案的優(yōu)缺點(diǎn) 方案類(lèi)型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 方案 一 不存在帶負(fù)荷拉閘的危險(xiǎn)，停電和送電操作靈活。 發(fā)生短路故障時(shí)，只能是熔斷器熔斷，排除短路故障時(shí)恢復(fù)供電時(shí)間較長(zhǎng)。 方 案 二 停電和送電操作十分靈活方便，發(fā)生故障時(shí)，斷路器會(huì)自動(dòng)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(xiàn)時(shí)，只用于三級(jí)負(fù)荷。 由上表可知，此次設(shè)計(jì)變電所高壓側(cè)采用方案 二 的主接線(xiàn)方案。具體主接線(xiàn)方案見(jiàn)附錄。 xxx 本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 短路電流計(jì)算 14 4 短路電流計(jì)算 短路電流概述 短路電流計(jì)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(lái)以后，即可利用其等效電路圖將電路化簡(jiǎn)，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(jì)算點(diǎn) 電壓 沒(méi)有任何關(guān)系 ，因此 采用 標(biāo)幺值 法時(shí)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(jì)中采用標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流。 短路電流的計(jì)算 本次設(shè)計(jì)中采用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路電流的計(jì)算。綜合以任務(wù)書(shū)中給出的電源條件可繪出該機(jī)加工廠供電系統(tǒng)電路圖如下圖 圖 曙光機(jī)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(jì)算短路電路中各個(gè)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(shū)可知， 200ocS MVA? ，因而 1 10 0M VA 0M VAX ? ?? 2）架空線(xiàn)路的電抗標(biāo)幺值 由任務(wù)書(shū)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(jì) 4 短路電流計(jì)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(jì)算短路點(diǎn) 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(xiàn)方案繪制出 K1點(diǎn)短路等效電路圖如下圖 ，并在圖中標(biāo)出了各元件的序號(hào)、電抗的標(biāo)幺值以及短路計(jì)算點(diǎn)。 圖 K1點(diǎn)短路等效電路 1)系