【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的供電可靠性較高，當(dāng)任一主變壓器或任一電源進(jìn)線停電或發(fā)生故障時(shí)，該變電所通過閉合低壓母線分段開關(guān)，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。如果兩臺(tái)主變壓器高壓側(cè)斷路器裝設(shè)互為備用的備用電源自動(dòng)投入裝置，則任一主變壓器高壓側(cè)斷路器因電源斷電而跳閘時(shí)，另一主變壓器高壓側(cè)的斷路器在備用電源自動(dòng)投入裝置作用下自動(dòng)合閘，恢復(fù)整個(gè)變電所的供電。這時(shí)變電所可供一、二級(jí)負(fù)荷。 6~10KV電源進(jìn)線c QF5 圖16高壓無母線、低壓?jiǎn)文阜侄蔚淖冸娝鹘泳€圖、低壓側(cè)采用單母分段的變電所主接線圖（圖17） 這種主接線適用于裝有兩臺(tái)及以上主變壓器或具有多路高壓出線的變電所，其供電可靠性也較高。任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。但是高壓母線或電源進(jìn)線檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍需停電。這時(shí)只能供電給三級(jí)負(fù)荷。如果有與其他變電所相連的高壓或低壓聯(lián)絡(luò)線時(shí)，則可供一、二級(jí)負(fù)荷。 圖17高壓側(cè)采用單母線、低壓側(cè)采用單母分段的變電所主接線圖（圖18），這種主接線的兩段高壓母線，在正常進(jìn)可以接通運(yùn)行，也可以分段運(yùn)行。任一臺(tái)主變壓器或任一路電源停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過切換操作，均可迅速恢復(fù)整個(gè)變電所的供電。因此，其供電可靠性相當(dāng)高，可供一、二級(jí)負(fù)荷。 圖18高低壓側(cè)均采用單母線分段的變電所主接線圖鑒于以上的介紹，該工廠的主接線可在圖1118中選擇，圖16能夠較好的供給全廠用電，且滿足設(shè)計(jì)要求，且比118的可靠性高了不少，故選擇圖16所示的主接線圖。主變壓器及三個(gè)和用變壓器的確定第二章 工廠的電力負(fù)荷及其計(jì)算 工廠的電力負(fù)荷，按GB500521995《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)對(duì)供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或影響的程度進(jìn)行分組，負(fù)荷可以分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)負(fù)荷。1一級(jí)負(fù)荷：符合下列條件之一的為一級(jí)負(fù)荷①中斷供電：將造成人身傷亡的負(fù)荷②中斷供電：將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失的負(fù)荷③中斷供電：將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作的單位。在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所不允許中斷的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。 2二級(jí)負(fù)荷：符合下列條件之一的為二級(jí)負(fù)荷①中斷供電：將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。3三級(jí)負(fù)荷①三級(jí)負(fù)荷為一般電力負(fù)荷，所有不屬于上述一、二級(jí)負(fù)荷者①一級(jí)負(fù)荷的供電措施，一級(jí)負(fù)荷應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立的電源供電，當(dāng)一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源不至于同時(shí)受到損壞，以維持供電；而且當(dāng)一個(gè)電源中斷供電時(shí)，另一個(gè)電源應(yīng)能承擔(dān)本用戶全部負(fù)荷設(shè)備的供電，對(duì)一級(jí)負(fù)荷特別重要的設(shè)備應(yīng)增設(shè)相應(yīng)的備用電源。②二級(jí)負(fù)荷的供電措施，二級(jí)負(fù)荷應(yīng)有兩個(gè)電源供電，即應(yīng)有兩回路供電，且各回路能承擔(dān)全部二級(jí)負(fù)荷，當(dāng)發(fā)生電力變壓器故障或線路常見故障時(shí)不至于中斷停電。③三級(jí)負(fù)荷的供電措施，由于其為一般不重要的負(fù)荷，因此它對(duì)供電電源無特殊要求。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)負(fù)荷，其熱效應(yīng)應(yīng)與同時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生和熱效應(yīng)相等，在供配電系統(tǒng)中，以30min的最大計(jì)算負(fù)荷作為選擇電氣設(shè)備的依據(jù)，并認(rèn)為只要電氣設(shè)備能承受該負(fù)荷的長(zhǎng)期作用即可，即可在正常情況下長(zhǎng)期運(yùn)行，一般將這個(gè)最大計(jì)算負(fù)荷簡(jiǎn)稱計(jì)算負(fù)荷Pc.負(fù)荷計(jì)算的目的：①計(jì)算變配電所內(nèi)變壓器的負(fù)荷電流及視在功率，作為選擇變壓器的依據(jù)。②計(jì)算流過各主要電氣設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、母線、熔斷器等）的負(fù)荷電流，作為選擇這些設(shè)備和依據(jù)。③計(jì)算流過各條線路（電源進(jìn)線、高低壓配電線路等）的負(fù)荷電流，作為選擇這些線路電纜或?qū)Ь€截面的依據(jù)。④計(jì)算尖峰負(fù)荷，用于保護(hù)用電器的整定計(jì)算和校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)條件。⑤為電氣設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù)，計(jì)算負(fù)荷是工程設(shè)計(jì)中按照發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備的依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷是確定供電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和儀表量程和依據(jù)，也是整定繼電保護(hù)的重要依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定的是否正確，直接影響到電器和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過大，將使用電器和導(dǎo)線電纜選得過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)，而變壓器負(fù)荷率較低運(yùn)行時(shí)，也將造成長(zhǎng)期低效率運(yùn)行，如果計(jì)算負(fù)荷確定的過小，又使用電器和導(dǎo)線處于過負(fù)荷運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早老化甚至發(fā)生火災(zāi)，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，正確確定計(jì)算負(fù)荷具有很大的意義。在已知用電設(shè)備和情況下，負(fù)荷計(jì)算有需要系數(shù)法；二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法，在未知用電設(shè)備的情況下，負(fù)荷計(jì)算有負(fù)荷密度法、單位指標(biāo)法和住宅用電量指標(biāo)法。需要系數(shù)法是世界各國(guó)均普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的基本方法，簡(jiǎn)單方便。二項(xiàng)式法的應(yīng)用局限性較大，但在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量差別懸殊的分支干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，較之需要系數(shù)法合理，且計(jì)算也較方便。故該論文只介紹這兩種方法。①需要系數(shù)法：用設(shè)備乘以需要系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。這種方法比較簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于變配電所的負(fù)荷計(jì)算。需要系數(shù)法的計(jì)算公式：計(jì)算負(fù)荷計(jì)算公式適用條件有功功率P30=Kd*Pe已知三相用電設(shè)備組或用電單位（工廠、車間）的設(shè)備容量及功率因數(shù)，求其計(jì)算負(fù)荷。無功功率Q30=P30*tanα視在功率S30=P30/cosα電流I30=S30/(√3UN)②二項(xiàng)式法 在設(shè)備組容量之和的基礎(chǔ)上，考慮若干容量最大設(shè)備的影響，采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)法計(jì)算負(fù)荷。 二項(xiàng)式基本公式：P30=bPe+cPx(式中：bPe表示用電設(shè)備組的平均功率，Pe是用電設(shè)備組的設(shè)備總?cè)萘?；cPx表示用電設(shè)備組中x臺(tái)容量最大的設(shè)備投入運(yùn)行時(shí)增加的附加負(fù)荷，其中Px是x臺(tái)最大容量的設(shè)備總?cè)萘浚籦、c為二項(xiàng)式系數(shù))⑴金工一車間1. 金屬切削機(jī)床組查附錄表1，取Kd=，cosα=，tanα==*1800=360kw =360*=2. 通風(fēng)機(jī)組查附錄表1，取Kd=，cosα=,tanα==*100=80kw=80*=60kvar3. 電阻爐查附錄表1，取Kd=,cosα=1,tanα=0=*80=56kw=04. 照明查附錄表1，取Kd=,cosα=1,tanα=0=*30=24kw=0⑵裝配車間P30=150kwQ30=120kw⑶金工二車間查附錄表1，取Kd=，cosα=，tanα=故P30=*1800=360kw Q30=360*=⑷冷凍車間P30=120kwQ30=100kvar⑸工具機(jī)修車間、縫焊機(jī)，查附錄表1，取Kd=，cosα=，tanα= =*300=90kw Q30=90*=2. 電動(dòng)機(jī)組，查附錄表1，取Kd=，cosα=，tanα= =*995= =*=⑹倉(cāng)庫(kù)P30=30kwQ30=30kvar⑺戶外照明P30=40kwQ30=25kvar取全廠的同時(shí)系數(shù)為K∑p=K∑q=則全廠的計(jì)算負(fù)荷為：P=*（360+80+56+24+150+360+120+90++30+40）=1446kwQ=*（+60+120++100+++30+25)=S=√(P2+Q2)=I=(√3*)=3403A編號(hào)名稱類別設(shè)備容量需要系數(shù)Kdcosαtanα計(jì)算負(fù)荷P/kwQ/kvarS/kvAI/A1金工一車間切削機(jī)床組1800360通風(fēng)機(jī)組1008060電阻爐8010560照明30102402裝配車間1501203金工二車間電動(dòng)機(jī)組18003604冷凍車間1201005工具機(jī)修車間30090電動(dòng)機(jī)組9956倉(cāng)庫(kù)30307戶外照明4025車間總計(jì)取 K∑p= K∑q=14463403 在工廠供電系統(tǒng)中，絕大多數(shù)用電設(shè)備都具有電廠的特性。這些設(shè)備僅需要從電力系統(tǒng)吸收有功功率，還要吸收無功功率以產(chǎn)生這些設(shè)備正常工作所必需的交變磁場(chǎng)。然而在輸送有功功率一定的情況下，無功功率增大，就會(huì)降低供電系統(tǒng)的功率因數(shù)。因此，功率因數(shù)是衡量工廠供電系統(tǒng)電能利用程度及電器設(shè)備使用狀況的一個(gè)具有代表性的重要指標(biāo)。功率因數(shù)的降低產(chǎn)生的不良影響：⑴系統(tǒng)中輸送的總電流增加，使得供電系統(tǒng)中的電氣元件，如變壓器、電器設(shè)備、導(dǎo)線等容量增大，從而使工廠內(nèi)部的啟動(dòng)控制設(shè)備、測(cè)量?jī)x表等規(guī)格尺寸增大，因而增大了初投資費(fèi)用⑵由于無功功率的增大而引起的總電流的增加，使得設(shè)備及供電線路的有功損耗相應(yīng)地增大⑶由于供電系統(tǒng)中的電壓損失正比于系統(tǒng)中的流過的電流，因此總電流增大，就使得供電系統(tǒng)中的電壓損失增加，使得調(diào)壓困難⑷對(duì)電力系統(tǒng)的發(fā)電設(shè)備來說，無功電流的增大，使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的去磁效應(yīng)增加，電壓降低，過度增大激磁電流，從而使轉(zhuǎn)子繞組的溫升超過允許范圍，為了保證轉(zhuǎn)子繞組的正常工作，發(fā)電機(jī)就不能達(dá)到預(yù)定的出力。 無功功率的高低對(duì)電力系統(tǒng)及工廠內(nèi)部的供電系統(tǒng)都有不同程度的影響。因此，供電單位、工廠都有降低無功功率需要量的要求，無功功率的減少就相應(yīng)地提高了功率因數(shù)。 供電單位在工廠進(jìn)行初步設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)功率因數(shù)都要提出一定的要求，它是根據(jù)工廠電源進(jìn)線、電力系統(tǒng)發(fā)電廠的相對(duì)位置以及工廠負(fù)荷的容量決定的。根據(jù)《全國(guó)供用電規(guī)則》的規(guī)定，本設(shè)計(jì)要求用戶的功率因數(shù)cosα=，供電單位對(duì)工廠功率因數(shù)這樣高的要求，僅僅依靠提高自然功率因數(shù)的辦法，一般不能滿足要求，因此，工廠便需要裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置，對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行要工補(bǔ)償。補(bǔ)償容量可按下式計(jì)算：Qc=P30(tanα1tanα2)=ΔqcP30tanα1補(bǔ)償前自然平均功率因數(shù)cosα1的正切tanα2補(bǔ)償后自然平均功率因數(shù)cosα2的正切由以上計(jì)算可得變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：S=,這時(shí)低壓側(cè)的功率因數(shù)為cosα1=1446/=，考慮到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，：Qc=P(tanα1tanα2)=1446[tan()tan()]=1120KVAr補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：S`=√[14462+()2]=1562KVA計(jì)算電流I`=1562/(√3*)=變壓器的功率損耗ΔPr=`=*1562=ΔQr=`=*1562=變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：P`=1446+=Q`=()+=S`=√(+)=I`=(√3*10)=補(bǔ)償后的功率因數(shù)：cosα1=,滿足要求第三章 廠用主電源供電電壓等級(jí)的確定由所給原始資料，該廠所處地區(qū)的供電電源電壓有35KV電源和10KV電源可供選擇，且10KV電源的COSα=，那么中間會(huì)設(shè)置一級(jí)變電裝置，讓其變成6~10KV的電壓，然后再經(jīng)車間變電所降為220~380V，然后供給廠內(nèi)用電設(shè)備。從節(jié)省成本方面來看，可直接選用10KV的高壓電作為該廠的主電源。第4章 主變壓器及三個(gè)和用變壓器的確定 變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器：有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷；季節(jié)性負(fù)荷較大；集中負(fù)荷較大。結(jié)合本廠的情況，考慮到二級(jí)負(fù)荷的供電安全可靠，故選擇兩臺(tái)主變壓器。每臺(tái)變壓器的容量SNT應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：，應(yīng)滿足SNT=（~）*S30，應(yīng)滿足SNT=S30(I+II)，即滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷需求。代入數(shù)據(jù)可得：SNT=（~）*=（~）又考慮到該廠的氣象資料（年平均氣溫為25。C），所選變壓器的實(shí)際容量：SNT實(shí)=（）SNT=。也滿足使用要求，同時(shí)又考慮到未來5~10年的負(fù)荷發(fā)展，初步取SNT=?？紤]到安全性和可靠性的問題，確定變壓器為S9系列油浸式變壓器變壓器型號(hào)額定容量/額定電壓/KV聯(lián)結(jié)組型號(hào)損耗空載電流I。%短路阻抗Uk%一次二次空載負(fù)載S916001DYn11Yd11Yyn0146短路電流計(jì)算第五章 短路電流計(jì)算 短路是指電源通向用電設(shè)備的導(dǎo)線不經(jīng)過負(fù)載而相互直接連接的狀態(tài)，也稱為短路狀態(tài)。 造成短路主要有：，這種損壞可能是由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行、絕緣老化造成的；也可能是設(shè)備本身質(zhì)量低劣，絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿；或者設(shè)備質(zhì)量合格、絕緣合乎要求而被過電壓擊穿；或者由于設(shè)備絕緣受到了外力損壞而造成的。，這種情況大多數(shù)是由于操作人員違反安全操作規(guī)程而發(fā)生的，例如帶負(fù)荷拉閘，或者誤將電壓設(shè)備接入較高壓的電路中而造成的擊穿短路。，鳥獸跨越在裸露的相線之間或者相線與接地物體之間，或者咬壞設(shè)備和導(dǎo)線電纜的絕緣，從而造成短路。 短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負(fù)荷電流大得多。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬安甚至幾十萬安，如此大的短路電流可對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。，而使故障元件和短路電路中的其它元件受到損害和破壞，甚至引起火災(zāi)事故。，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。，將故障電路切除，從而造成停電，而且短路點(diǎn)越靠近電源，停電范圍越大，造成的損失也越大。，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步造成系統(tǒng)解列。，其短路電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變電磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路，電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其