【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 區(qū) 照明 300 210 總計(jì) （ 380V 側(cè)） 動(dòng)力 2250 — — 照明 352 計(jì)入 K∑ p= K∑ q= 1632 昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 05 級(jí)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 繪制計(jì)算電路 圖 1 三相短路計(jì)算圖 求 K1 點(diǎn)的三相短路電流和短路容量 （ 1） 計(jì)算短路電路中各元件 的電抗及總電抗 1） 電力系統(tǒng)的電抗 ??? 500 )(1 221 ocS cUX ? 2)架空線路的電抗 查表得 ?0X km/? ?2X ?lX0 km/? ? 8 km=? 3)繪 K1 點(diǎn)短路的等效電路 ??)1(KX= ?? 21 XX ? +? =? 圖 2 K1 點(diǎn)短路等效電路圖 (2) 計(jì)算三相 短路電流和短路容量 1) 三相短路電流周期分量有效值 昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 05 級(jí)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 ?????? ?? )1(1)3( 1 KcK XUI 2) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 ??? ?? )3( 1)3()3(39。39。 KIII 3) 三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值 ??? )3()3( Iish ? =5kA ??? )3(39。39。)3( II sh ? = 4) 三相短路容量 ??????? ?? kAkVIUS KclK )3( 1)3( !1 求 K2 點(diǎn)的短路電流和短路容量 （ 1） 電力系統(tǒng)的電抗 ???500)(22239。1 ocS cUX? ??410 (2) 架空線路的電抗 ???????? ? 3222039。2 ) ()( NcSUlXX (3) 電力變壓器的電抗 查表得 KU ％ = ??????? ? 322 23 )(100 % NcK SUUX (4) 繪 K2 點(diǎn)短路的等效電路 ????????????? ????? 3334339。239。1)2( K 圖 3 K2 點(diǎn)短路等效電路圖 昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 05 級(jí)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 (5) 計(jì)算三相短路電流和短路容量 1) 三相短路電流周期分量有效值 ??????? ??? 3)2(2)3( 2 KcK XUI 2) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 ??? ?? )3( 2)3()3(39。39。 KIII 3) 三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值 ??? )3()3( Iish ? = ??? )3(39。39。)3( II sh ? = 4）三相短路容量 ??????? ?? kAkVIUS KcK )3( 22)3( 2 以上計(jì)算結(jié)果綜合如表 3 所示 表 2 短路計(jì)算表 短路 計(jì)算點(diǎn) 三 相 短 路 電 流 /kA 三相短路容量 /MVA )3(KI )3(39。I )3(?I )3(shi )3(shI )3(KS K1 5 K2 功率因數(shù)太低將會(huì)給配電系統(tǒng)帶來(lái)電 能損耗增加，電壓損失增大和供電設(shè)備利用效率降低等不良影響。正是如此，要求電力用戶功率達(dá)到一定數(shù)值，低于此值時(shí)就必須進(jìn)行補(bǔ)償，國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn) GB/T34851998《 價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則》 規(guī)定：“在企業(yè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)不低于 ，凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的，應(yīng)該在負(fù)荷側(cè)合理裝置集中與就地?zé)o功補(bǔ)償設(shè)備”。 由表 1可知，該廠 220/380V側(cè)最大負(fù)荷是的功率因數(shù)只有 ，本設(shè)計(jì)中上級(jí)要求功率因數(shù) COSφ≥ ，因此需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。暫取 ，來(lái)計(jì)算 220/380V側(cè)所需要無(wú)功功 率補(bǔ)償容量： Qc=P30（ tanφ 1 tanφ 2） =[tan() tan()]Kar= Kar 取 Qc=400 Kar 昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 05 級(jí)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 ，其額定容量是 14kvar，額定電容為 280181。F。 因此無(wú)功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： S30(2)= ? ? 227 9 5 .9 2 7 2 1 .5 2 4 0 0??KVA=858 KVA 取 S30(2)=900 KVA 變壓器的功率損耗為： Δ PT= S30(2)= Δ QT= S30(2)= 變電所高壓側(cè) (10KV)計(jì)算負(fù)荷為：P30（ 1） = Q30(1)= S30(1)= 373? KVA= )1(30I =( 3 10)= 無(wú)功率補(bǔ)償后，工廠的功率因數(shù)為： ??cos = KW / KVA = 則工廠的功率因數(shù)為： ??cos = ?cos = 滿足規(guī)定（ ?? ）要求 參照?qǐng)D 1，選 PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償，并聯(lián)電容器為 ，采用主屏 1 臺(tái)與輔屏 4 臺(tái)組合，總共容量為 84Kvav。因此補(bǔ)償后主變?nèi)萘靠蛇x 1000KVA。 昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 05 級(jí)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 4 補(bǔ)償電容電路圖 表 3 無(wú)功功率 補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷表 項(xiàng) 目 cosφ 計(jì) 算 負(fù) 荷 P30/KW Q30/Kar S30/KVA I30/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 主變壓器功率后損耗 10KV側(cè)負(fù)荷總計(jì) 昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 05 級(jí)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 變電所位置和形式的選 擇 變電所的位置應(yīng)盡量接近負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按功率矩法來(lái)確定。 負(fù)荷中心的坐標(biāo)為 : X=? ? iii PXP /)( (285 +347 2+166 +285 +24 +356+430 6+49 +205 9+155 +300 )/2602 = Y= ?? iii PYP /)( (285 +347 +166 +285 2+24 +356+430 +49 2+205 +155 +300 )/2602 = 由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的 負(fù)荷中心在 6廠房（工具車間） 的西南角?？紤]到方便進(jìn)出線及周圍環(huán)境情況，決定在 6號(hào)廠房（工具車間）的西側(cè)緊靠廠房修建工廠變電所，其型式為附設(shè)式。 昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 05 級(jí)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 變壓器的選擇 變壓器容量與臺(tái)數(shù)的確定 變壓器臺(tái)數(shù)確定原則： 1 應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)可靠性的要求。在一二級(jí)負(fù)荷的變電所中，選擇兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)在技術(shù)，經(jīng)濟(jì)上比較合理時(shí)，也可以多于兩臺(tái)。 2 對(duì)季節(jié)性負(fù)荷變化較大的宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)可選擇兩臺(tái)主變 壓器 。 3 三級(jí)負(fù)荷一般選擇 一臺(tái)主變壓器，負(fù)荷較大時(shí)，也可選擇兩臺(tái)主變。 根據(jù)工廠只有三個(gè)廠房為二級(jí)負(fù)荷 ,其他均為三級(jí)負(fù)荷 。還有按經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ,因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變壓器 ,型式采用 S9裝設(shè)一臺(tái)主變方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變方案。容量為： =1000KVA 30S =900KVA 即選一臺(tái) S91000/10 型低損耗配電變壓器 工廠二級(jí)負(fù)荷的設(shè)用電源，由與鄰近單位相連的高壓聯(lián)絡(luò)線取得（因?yàn)槎?jí)負(fù)荷達(dá) ， 380/220V側(cè)電流達(dá) ， 距離又較長(zhǎng)，因此不能采用低壓聯(lián)絡(luò)線作備用電源）。 表 5 主變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù) 型號(hào) 臺(tái)數(shù) 額定容量 額定電壓 聯(lián)結(jié)組別號(hào) 損耗 /W 空載電流(%) 阻抗電壓(%) 高壓 低壓 空載 負(fù)載 S91000/10 1 1000 Yyn0 1700 10300 昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 05 級(jí)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì) 44 5 變電所主接線方案的設(shè)計(jì) 對(duì)變電所主接線的一般要求 變電所主接線要求安全，可靠，靈活，經(jīng)濟(jì)。 主要有以下一些原則： 1 在 高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè) ，必須安裝高壓隔離開(kāi)關(guān)。 2 在 低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開(kāi)關(guān)。 3 在 裝設(shè)高壓熔斷器 負(fù)荷開(kāi)關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開(kāi)關(guān)。 4 變 配電所高壓母線上及架空線末端，必須裝設(shè)避雷器，裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開(kāi)關(guān)，線路上避雷器前不必裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。 5 變 電所的主接線方案，必須與其負(fù)荷類型相適應(yīng)，對(duì)于一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)電源供電，對(duì)二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或者一回專用架空線路供電。 6 接 于公共干線上的變配電所電源進(jìn)線首端，應(yīng)裝設(shè)帶有短路保護(hù)的開(kāi)關(guān)設(shè)備。 7 對(duì) 一般的生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜由工廠總變配電所采用放射式高壓配電，以確保供電可靠性，但對(duì)輔助生產(chǎn)區(qū)的變電所，可采用樹(shù)干式配電。 8 變 電所低壓側(cè)的總開(kāi)關(guān)，宜采用低壓斷路器，當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開(kāi)關(guān)和低壓母線分段開(kāi)關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。 9 兩路電源進(jìn)線，裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所，當(dāng)兩路電源同時(shí)供電時(shí)，兩臺(tái)主變壓器一般分列運(yùn)行，當(dāng)只有一路電源供電，另一路電源備用時(shí)，則兩臺(tái)主變壓器并聯(lián)運(yùn)行。 10 需帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或者高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)。 變電所主接線方 案 當(dāng)單電源進(jìn)線一臺(tái)變壓器時(shí)，主接線采用一次側(cè)線路 變壓器組，二次側(cè)單母線不 分段接線，這種主接線經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，可靠性不高，適用于三級(jí)負(fù)荷情況 . 昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 05 級(jí)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì) 44 主接線圖如下 : 圖 5 主接線方案圖 昆明理工大學(xué)楚雄應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 05 級(jí)自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì) 44 6 電氣設(shè)備的選擇 供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備是在一定的電壓，電流，頻率和工作環(huán)境條件下工作的，電氣設(shè)備的選擇，除了應(yīng)滿足在正常工作時(shí)能安全可靠運(yùn)行之外，還應(yīng)滿足在短路故障時(shí)不至損壞的條件，開(kāi)關(guān)電器還必須具有足夠的斷流能力，并適 應(yīng)所處位置，環(huán)境溫度，海拔高度，以及防塵，防腐，防火，防爆等環(huán)境條件。 電氣設(shè)備選擇應(yīng)遵循以下三個(gè)原則： 1 按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備； 2 按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度； 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) (3)max shii? 或 (3)max shII? 式（ ） 式中， maxi — 為電氣設(shè)備的極限通過(guò)電流峰值； (3)shi — 為短路后第一個(gè)周期的短路電流最大值； maxI — 為電氣設(shè)備的極限通過(guò)電流有效值； (3)shI — 為短路后第一個(gè)周期的短路電流有效值。 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 2 (3)2t imaI t I t?? 式（ ） 式中， tI — 為電氣設(shè)備的 熱穩(wěn)定電流； t— 為熱穩(wěn)定時(shí)間。 3 開(kāi)關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)。 高壓設(shè)備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。 高壓刀開(kāi)關(guān)柜的選擇應(yīng)滿足變電所一次電路圖的要求，并各方案經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)選出開(kāi)關(guān)柜型號(hào)及一次結(jié)線方案編號(hào)，同時(shí)確定其中所有一次設(shè)備的型號(hào)規(guī)格。 工廠變電所高壓開(kāi)關(guān)柜母線宜采 用 LMY 型硬 母線 高壓熔斷器的選擇與校驗(yàn) 查表取 .NFUU =10KV， .NFUI =， .OCFUI =50KA (3)1kI? = 因此選擇 RN210 型高壓熔斷器。 本設(shè)計(jì)中，為戶內(nèi)變電 所，故選擇戶內(nèi)少油斷路器，由設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)可知，變壓器10/， 1000kVA，線路計(jì)算電流 ，三相最大短路電流為 ，沖擊短路電流為 ，三相短路容量為 ，試初步選擇 SN1010I型斷路器來(lái)進(jìn)行校驗(yàn)。 39。. 3 0630 2N Q FI A I A? ? ? ( 3 ).11 6 1 .9