【文章內(nèi)容簡介】 性高，允許的搶修時(shí)間長（50分鐘左右），和方案一相比投資較少，缺點(diǎn)是配電方案依然復(fù)雜，不便于維護(hù)。由于母線的故障率也很低，一般情況下不考慮母線故障的情況。即使母線故障，由于本廠還是存在一些不重要的負(fù)荷。在出現(xiàn)母線故障的時(shí)候，可以切除部分不重要的負(fù)荷，可以將變壓器的過負(fù)荷倍數(shù)控制在30%～40%左右，同理，2號車間變故障的時(shí)候也能控制過負(fù)荷倍數(shù)在這個(gè)范圍內(nèi)。因此2號方案中的變壓器的實(shí)際工作條件并不是那么惡劣。由此可見，采用2號方案時(shí)，如果發(fā)生故障，變壓器能夠在過負(fù)荷情況下保證重要負(fù)荷的供電，滿足本廠對供電可靠性的要求。方案2采用低壓聯(lián)絡(luò)，和雙回放射有著同樣的可靠性保證，在投資方面卻有了很大的節(jié)省，因此該方案比較合理。綜合考慮，由于2號方案已經(jīng)能夠保證該工廠負(fù)荷的供電可靠性，而該方案和其他方案相比，所選變壓器個(gè)數(shù)最少，高壓開關(guān)設(shè)備最少，具有投資省，接線清晰，便于運(yùn)行檢修的特點(diǎn)，因此選擇2號方案。在配電方案確定以后，也可以確定每個(gè)車間都是選擇1臺變壓器。在所用變采用高壓熔斷器進(jìn)行保護(hù)，以節(jié)省投資；根據(jù)饋出線方案的相關(guān)規(guī)定，負(fù)荷小于500 kVA 的饋出線可以用熔斷器保護(hù)，由于3號車間的負(fù)荷較?。ǎ?，出于經(jīng)濟(jì)性考慮，饋線可采用帶熔斷器的負(fù)荷開關(guān)。1號和2號車間由于負(fù)荷較大，采用斷路器饋電以保證供電的可靠性。（此圖為草圖，主接線以手繪圖為準(zhǔn)）。 （供電系統(tǒng)草圖） 工廠配電系統(tǒng)中，和架空線相比，電纜具有的優(yōu)點(diǎn)有：，不受外界影響。，不用占地，節(jié)約鋼材，木材，水泥。，不受路面和地上建筑物的影響，不影響廠區(qū)美化。，如易燃易爆等條件特殊的場所。 因此，本設(shè)計(jì)中廠區(qū)采用電纜配電。綜合本廠情況考慮，將電纜敷設(shè)在深約1m,。 低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)，采用樹干式與放射式混合配電。4總配電所位置及車間變壓器臺數(shù)和容量選擇 總配電所的位置選擇 總配電所的位置應(yīng)該接近負(fù)荷中心，同時(shí)還要考慮電源的進(jìn)線方向，以節(jié)省導(dǎo)線的費(fèi)用和減小線路的電能損耗。另外，總配電所的位置還應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)廠房布置、進(jìn)出線路環(huán)境、工廠工藝裝備的布局、防火要求、廠區(qū)運(yùn)輸、安全保衛(wèi)以及其他因素綜合考慮選擇。 車間變壓器臺數(shù)和容量選擇變壓器的臺數(shù)選擇：變壓器臺數(shù)應(yīng)根據(jù)供電條件、負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和運(yùn)行方式等綜合考慮而定。變電所的變壓器臺數(shù)一般不超過兩臺。供電可靠性要求不高時(shí)，可用一臺變壓器供電；當(dāng)一、二級負(fù)荷較大時(shí)，為滿足供電可靠性，應(yīng)采用兩臺變壓器供電，在有足夠容量的低壓備用電源時(shí)也可采用一臺變壓器。變壓器的容量選擇：，變壓器能夠長期可靠運(yùn)行。對于單臺變壓器SNT≥SC，對于兩臺并列運(yùn)行的變壓器SNT1+SNT2≥SC，SNT1≥SCⅠ+SCⅡ， SNT2≥SCⅠ+SCⅡ，式中SCⅠ、SCⅡ分別為負(fù)荷SC中一級和二級負(fù)荷的容量；SNTSNT2—分別為并列運(yùn)行的兩臺變壓器的額定容量。，為適用工廠發(fā)展和調(diào)整的需要，變壓器容量還應(yīng)留有一定的裕量。暗備用方式運(yùn)行時(shí)，變壓器的容量為70%S﹥50%S，滿足條件2；其負(fù)荷率為50%S/70%S≈70%,負(fù)荷率大于68%，滿足條件3。暗備用方式投資省，能耗小，故應(yīng)用廣泛。 變壓器調(diào)壓方式選擇：視負(fù)荷大小、可靠性要求、電壓質(zhì)量要求而定，一般車間變電所不使用有載調(diào)壓變壓器。 變壓器相數(shù)選擇：一般選擇三相變壓器。 由負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果，1車間，2車間，3車間，所用變低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷分別為：1車間：P= Q= S=2車間：P= Q= S=3車間：P= Q= S=所用變：P=64 Q=24 S=由于變壓器故障率是比較低的，且各車間計(jì)算負(fù)荷S均不超過1000KVA,按照規(guī)定各車間均可只設(shè)一臺變壓器?？紤]到該工廠屬于二級負(fù)荷，對供電可靠性要求較高，為了防止變壓器或者母線故障時(shí)供電中斷，保證負(fù)荷的持續(xù)供電，可以考慮采用低壓聯(lián)絡(luò)線。當(dāng)然，在車間選擇2臺變壓器可以提高供電可靠性，也是合理的方案。經(jīng)過配電方案的比較，決定選用1臺變壓器，方案比較的內(nèi)容在高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中已完成。 1號變電所選用1臺變壓器，變壓器選擇時(shí)應(yīng)留有一定裕量，但是也要保證其負(fù)荷率不能過低，這樣會浪費(fèi)變壓器的容量。綜合考慮后，決定選擇800 kVA的變壓器。 2號變電所選擇1臺1000kVA的變壓器供電。3號變電所選用1臺變壓器，其容量為315kVA；所用變壓器選擇2臺，按照暗備用方式，*70%=，考慮到所用變的重要性，留出一些裕量，選擇其容量為80kVA。蕪湖地區(qū)年平均氣溫和宜昌接近，約為18C176。在年平均溫度為20C176。時(shí)，變壓器的壽命為正常壽命，因?yàn)閺S區(qū)的氣溫比較接近20C176。，為了方便計(jì)算，變壓器的容量可不必校正。在選出車間變壓器的容量以后，可以由此算出變壓器上的功率損耗。對于1號車間變電所：有功損耗△PT=△+△PCU..（Sc/SNT）2 =+*（）2=無功損耗△QT=△+△（Sc/SNT）2 =（）*1000+（）*1000*（）2 =2號車間采用1臺變壓器，容量為1000KVA，則功率損耗為：有功損耗△PT=△+△PCU..（Sc/SNT）2 =無功損耗△QT=△+△（Sc/SNT）2 =由變壓器容量驗(yàn)算車間變壓器的損耗，和前面的運(yùn)算結(jié)果誤差較小，證明變壓器的選擇符合設(shè)計(jì)的要求。選擇S9型低損耗變壓器，按照其容量大小，選擇變壓器型號為：1號車間：S9—800/10，800 kVA，（6；；10）/，Y,yn0, IO%=，△PK=，△P0= △Uk%= 1臺2號車間：S9—1000/10，1000 kVA，（6；；10）/，Y,yn0, IO%=，△PK=，△P0= △Uk%= 1臺3號車間：S9—315/10，315 kVA，（6；；10）/，Y,yn0, IO%=，△PK=，△P0= △Uk%=4 1臺所用變壓器：S9—80/10，80 kVA，（6；；10）/，Y,yn0, IO%=，△PK=，△P0= △Uk%=4 2臺所選的S9型電力變壓器采用無激磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍是177。5%，足以保證電壓質(zhì)量。5短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的和步驟 短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。當(dāng)電源運(yùn)行狀態(tài)變化時(shí)，短路電流發(fā)生顯著變化，選擇設(shè)備時(shí)，需要知道通過該設(shè)備最大可能的三相短路電流，因此要按最大運(yùn)行方式計(jì)算短路電流；校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度時(shí)，按最小運(yùn)行方式短路時(shí)的靈敏系數(shù)是否合格，需算出最小運(yùn)行方式下的短路電流。 進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過。本設(shè)計(jì)中，經(jīng)過短路電流的定性比較。 接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。國家電網(wǎng)供電的工廠，都按“無限大電源系統(tǒng)”進(jìn)行短路電流計(jì)算，使計(jì)算內(nèi)容簡化。工廠供電系統(tǒng)的短路電路比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量，短路方式一般選擇按三相短路方式。 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法和標(biāo)幺值法。高壓系統(tǒng)的短路電流計(jì)算多用標(biāo)么值法，用此方法可以避免不同電壓等級間復(fù)雜的折算。 用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算 本設(shè)計(jì)中，需要選擇10千伏的高壓電氣設(shè)備，只需作一個(gè)保護(hù)值的整定計(jì)算，不必詳細(xì)計(jì)算低壓側(cè)的短路電流。由于3個(gè)變電所的情況比較相似，選擇負(fù)荷較大的2號車間的低壓母線計(jì)算短路電流。⑴選取功率基準(zhǔn)值Sj=100MV*A， 對于K⑶1點(diǎn)短路時(shí)，取基準(zhǔn)電壓Uj1=，則基準(zhǔn)電流Ij1=Sj/(√3Uj1)=100/(√3*)=。 對于K⑶2點(diǎn)短路時(shí)，取基準(zhǔn)電壓Uj2=，則基準(zhǔn)電流Ij2= Sj/(√3Uj2)=100/(√3*)=。⑵計(jì)算各元件阻抗的標(biāo)么值電源電抗標(biāo)么值：X*1M=Sj/(3)=100/187=10千伏單回架空線路電抗標(biāo)么值：X*2=x0l*SJ/Uav2=**100/=由于是采用最大運(yùn)行方式，則兩回架空線并列運(yùn)行，其等效阻抗為：X*2=∥=高壓母線阻抗較小，其阻抗值可以忽略。廠區(qū)配電使用電纜，電纜的阻抗較架空線小很多，從廠區(qū)的分布圖可以看出，比例尺為1：4000，到2號車間變電所的電纜長度大約為2cm4000=，則這段電纜的阻抗為：100/=,這段阻抗完全可以忽略。為了方便計(jì)算。2號車間變壓器電抗標(biāo)么值：X*3 =(△uk%/100)*(Sj/SNT)=()*（100/1）=⑶求電源至短路點(diǎn)總阻抗對K⑶1點(diǎn)：X*∑k1= X*1M + X*2=+=對K⑶2點(diǎn)：X*∑k2= X*1M + X*2+ X*3=++=⑷求短路電流的周期分量、沖擊電流及短路容量對K⑶1：周期分量有效值I⑶=Ij1/ X*∑k1=沖擊短路電流i⑶=* I⑶=*=短路電流最大有效值 I⑶=*I⑶=*=三相短路容量S⑶= I⑶**SJ=1/ X*∑k1*SJ=1/*100=160MV*A對K⑶2：周期分量I⑶=短路沖擊電流i⑶=*=短路電流最大有效值I⑶=*I⑶=*=三相短路容量S⑶=100/=*A最大運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算電路圖： ⑴選取功率基準(zhǔn)值Sj=100MV*A， 對于K⑶1點(diǎn)短路時(shí)，取基準(zhǔn)電壓Uj1=，則基準(zhǔn)電流Ij1=。 對于K⑶2點(diǎn)短路時(shí)，取基準(zhǔn)電壓Uj2=，則基準(zhǔn)電流Ij2=。⑵計(jì)算各元件阻抗的標(biāo)么值電源電抗標(biāo)么值：X*1M=100/107=10千伏單回架空線路電抗標(biāo)么值：X*xl=**100/=最小運(yùn)行方式下單母分段開關(guān)打開，兩回線路分列運(yùn)行，電源配電母線車間母線單線供電。變壓器電抗標(biāo)么值：X*B=*（100/1）=⑶求電源至短路點(diǎn)總阻抗對K⑶1點(diǎn)：X*∑k1=+=對K⑶2點(diǎn)：X*∑k2=++=⑷求短路電流的周期分量、沖擊電流及短路容量對K⑶1：周期分量有效值I⑶=沖擊短路電流i⑶=*=短路電流最大有效值I⑶=*I⑶=*=三相短路容量S⑶=100/=*A對K⑶2：周期分量I⑶=短路沖擊電流i⑶=*=短路電流最大有效值I⑶=*I⑶=*=三相短路容量S⑶=100/=*A最小運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算電路圖： 結(jié)果表達(dá)最小運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算：三相短路電流/KA三相短路容量/MVAI⑶I⑶I⑶∞i⑶I⑶S⑶K1點(diǎn)K2點(diǎn)6導(dǎo)線的選擇電源進(jìn)線為雙回架空線，廠區(qū)配電采用電纜，現(xiàn)選擇進(jìn)線和高壓配電電纜的型號。選擇導(dǎo)線的方法主要有按發(fā)熱條件選擇、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇以及按電壓損失選擇。按照相關(guān)規(guī)定，10KV及以下的高壓線路和低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再校驗(yàn)電壓損耗、熱穩(wěn)定和機(jī)械強(qiáng)度；低壓照明線路由于電壓質(zhì)量要求高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件、熱穩(wěn)定和機(jī)械強(qiáng)度。架空線路可不校驗(yàn)動、熱穩(wěn)定，電纜可不校驗(yàn)動穩(wěn)定。當(dāng)?shù)刈顭嵩路菹挛?點(diǎn)的平均溫度為40℃，（電纜溝的底部）的平均溫度為25℃。進(jìn)行電纜選擇時(shí)，這兩個(gè)溫度都是常用的基準(zhǔn)溫度，故不必校正電流。 架空進(jìn)線的選擇總配電所電源進(jìn)線上的計(jì)算負(fù)荷為 P=K∑*∑P=*= Q=K∑*∑Q=*= S=√(P2+Q2)= CosΦ=P/ S= 考慮到進(jìn)線或者母線故障時(shí)，單回線路要帶全部負(fù)荷，架空線的截面按此情況計(jì)算。沒有總降壓變電所，不能用總降變壓器的容量來確定導(dǎo)線的計(jì)算電流，可用總的計(jì)算負(fù)荷進(jìn)行選擇：Imax= =（√3*10*）=。如果以車間變壓器的工作電流作為參考，不妨把進(jìn)線的最大工作電流取作各車間額定工作電流的總和：I=I1+I2+I3+I4=+++*2=，經(jīng)過配電母線的時(shí)候要考慮同期，還要考慮功率因數(shù)，因此實(shí)際的工作電流為：，以此作為選擇截面的標(biāo)準(zhǔn)。按照發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面：由任務(wù)書可知當(dāng)?shù)刈罡咂骄鶜鉁貫?0℃。查表可知，低壓單根架空聚乙烯絕緣電線在30℃且導(dǎo)線的截面為35 mm2 時(shí)，載流量為136A。查校正系數(shù)表可知40℃，136=﹤。換選50 mm2架空線，30℃時(shí)載流量為168A，168=﹥，滿足發(fā)熱條件。電壓損失校驗(yàn)：要求電壓損失在5%以內(nèi)，由所選導(dǎo)線的型號查表可知：r0=, x0=，帶入公式：△U%=[P*(r0l)+Q*(x0l)]/10UN2中可得：△U%=[**+**]/[10*10*10] =﹤5所選導(dǎo)線也滿足電壓損失的要求，因此選擇的導(dǎo)線能夠滿足系統(tǒng)的要求。 配電母線到1號車間變電所的電纜選擇1號變電所裝設(shè)有800KVA變壓器一臺，正常工作時(shí)，電纜通過的最大電流按變壓器的額定電流計(jì)算，即：Imax= =800/（√3*10）=按照發(fā)熱條件選擇電纜截面：環(huán)境溫度即土壤溫度為25℃時(shí)，查表可知BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜（明敷）截面為10 mm2 時(shí)，載流量為59A﹥，滿足電纜的正常工作條件。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流作用的假想時(shí)間tj 等于短路電流周期分量作用的假想時(shí)間與非周期分量作