【文章內(nèi)容簡介】 劃作一組，并根據(jù)該組用電設(shè)備的類別，查出相應(yīng)的需用系數(shù) ，然后按照公式求出該組用電設(shè)備的計算負荷。本設(shè)計mK選用需用系數(shù)法。負荷（6KV 側(cè)）:按照原始負荷資料如表 21。 表 21 原始負荷數(shù)據(jù)表變電所 車間或用電單位 設(shè)備容量KVA 需要系數(shù) ?costan一號變電所 鑄鋼車間 2022 鑄鐵車間 1000 沙庫 110 鎦焊車間 1200 1 號水泵房 28 空壓站 390 鍛造車間 320 模型車間 192 料場 35 綜合樓 30 1 1四號變電所廠區(qū)照明 20 1 1鍋爐房 300 2 號水泵房 28 倉庫 88 污水提升站 14 六號變電所 變壓器修造車間 680 七號變電所 電氣裝配車間 350 電弧爐 2*125 工頻爐 2*300 空壓機 2*250 各車間高壓負荷試驗變壓器 2*100 負荷計算過程如下： （2edcaPK?1）為同時系數(shù)，由表格提供 dK （ 2?tanP= Qc2） osSca?（23）， 也由表格提供?tancos將各變電所各自的數(shù)據(jù)填上，得到表 22。表 22 各變電所的計算負荷變電所 車間或用電單位 caP(KW) CAQ(kvar) caS（KVA）一號變電所 鑄鋼車間 800 936 1231鑄鐵車間 400 408 571二號變電所沙庫 77 102 128鎦焊車間 360 713 799三號變電所1 號水泵房 21 16 26空壓站 332 292 442鍛造車間 96 146 442模型車間 67 89 111料場 10 13 16綜合樓 27 27 38四號變電所廠區(qū)照明 18 18 25鍋爐房 225 169 2812 號水泵房 21 16 26倉庫 26 30 40五號變電所污水提升站 9 7 11六號變電所 變壓器修造車間 238 278 366七號變電所 電氣裝配車間 105 107 150電弧爐 225 128 259工頻爐 480 230 532空壓機 425 264 500各車間高壓負荷試驗變壓器 160 120 200由于有些車間除 380V 低壓負荷外，還有 6KV 的高壓負荷，經(jīng)查詢，高壓電弧爐在鑄鋼車間，即一號變電所；高壓工頻爐在鑄鐵車間，即二號車間；高壓空壓機在空壓站，即四號變電所；試驗變壓器在變壓器修造車間，即六號變電所。用電設(shè)備組的計算負荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半個小時最大負荷 。確定擁30P有多組用電設(shè)備的母線上的計算負荷時，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。因此在確定多組用電設(shè)備的計算負荷時，應(yīng)結(jié)合具體情況對其有功負荷和無功負荷分別計入一個同時系數(shù) 和 PK?q在此，先小計一下表 22 用電設(shè)備的有功負載和無功負載，得到 =4122 KW , =4109 Kvar，caP?caQ取 和 都為 ?q所以 P= =4122=3710 kW?caP Q= =4109=3698 KvarQ KVA5238693710S22???此時主變壓器二次的功率因數(shù)為： .Pcos? 補償電容器的選擇變電所對功率因數(shù)較高的要求，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，變電所需裝設(shè)無功補償裝置，對功率因數(shù)進行人工補償?？刹捎迷?6kv 母線上安裝補償電容器進行集中補償?shù)姆绞?，電容器裝設(shè)在變電所的高壓配電室內(nèi)，與 6KV 母線相聯(lián)。按 GB8022795《并聯(lián)電容裝置設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：高壓電容器組宜采用單星形接線或雙星形結(jié)線。在中性點非直接接地電網(wǎng)中，星形結(jié)線電容器組的中性點不接地考慮變壓器的損耗，補償后的功率因數(shù)按 設(shè)計，6kv ??的容量為： ）（ ???tanPQc ）（ 3711? kvr209?選用 并聯(lián)電容器，則 81n實際選用 18 個（6 臺） ，即 kvar 260QC??選擇 型電容器 8 個（2 個為備用） ，其額定容量為 120Kvar。補償后總降壓變電所主變壓器二次母線上的計算負荷為 2c2)(PS??? = 4016 kVA16039870）（ ? A4UIN??? 無功補償后總降壓變電所一次側(cè)的計算負荷 ???? ?? AkV4169QPS21??? （達到設(shè)計要求）?? 69354USIN???工廠年電能需要量為 kwh 71第 3 章 主變壓器的選擇 主變變壓器臺數(shù)的選擇（1）應(yīng)滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所宜采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電。對只有二級而無一級負荷的變電所，也可以只用一臺變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其它變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源。（2）對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而宜采用經(jīng)濟運行方式的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器。（3）除上述情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但是負荷集中而容量相當大的變電所，為三級負荷，也可以采用兩臺或以上變壓器。（4）在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)適當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。本設(shè)計的實際情況是，工廠設(shè)備全部為二級負荷，并且集中負荷較大。因此本設(shè)計廠總變電所主變壓器的臺數(shù)選擇 2 臺，且同時運行，互為暗備用。 主變壓器容量的確定為提高供電的可靠性，本設(shè)計在 6KV 側(cè)的分段母線上安裝備用電源自動投入裝置，使兩臺變壓器互為備用。正常情況下兩臺變壓器都參加工作，這時，每臺變壓器只需承受大約 50%的最大負荷，當一臺故障或退出運行時，通過備用電源自動投入，另一臺可擔負起負擔全廠負荷的 100%負荷。這種方案能滿足正常工作時經(jīng)濟運行的要求，又能在故障情況下承擔全部負荷，提高了供電系統(tǒng)的可靠性，是比較合理的備用方式。本設(shè)計由于計算容量為 4016KVA,所以選用標準容量為 5000KVA 的變壓器。變電所的環(huán)境為一般環(huán)境，可選用油浸式變壓器。綜上所述，選用 35KV 級的 S9 系列電力變壓器，即選 S95000/35型變壓器。變壓器的數(shù)據(jù)見表 31。表 31 S95000/35 數(shù)據(jù)第 4 章 電氣主接線的設(shè)計變電所主接線(一次接線)表示變電所接受、變換和分配電能的路徑。它由各種電力設(shè)備(隔離開關(guān)、避雷器、斷路器、互感器、變壓器等)及其連接線組成。通常用單線圖表示。主接線是否合理,對變電所設(shè)備選擇和布置,運行的靈活性、安全性、可靠性和經(jīng)濟性,以及繼. 在圖上所有電器均以新的國家標準圖形符號表示，按它們的正常狀態(tài)畫出。所謂正常狀態(tài)，就是電器所處的電路中既無電壓，也無外力作用的狀態(tài)。對于圖中的斷路器和隔離開關(guān)，是畫出它們的斷開位置。在圖上高壓設(shè)備均以標準圖形符號代表，一般在主接線圖上只標出設(shè)備的圖形符號，在主接線的施工圖上，除畫出代表設(shè)備的圖形符號外，還應(yīng)在圖形符號旁邊寫明設(shè)備的型號與規(guī)范。從主接線圖上我們可了解變電所設(shè)備的電壓、電流的流向、設(shè)備的型號和數(shù)量、變電所的規(guī)模及設(shè)備間的連接方式等，因此，主接線圖是變電所的最主要的圖紙之一。 電氣主接線的設(shè)計原則和要求 電氣主接線的設(shè)計原則(1) 考慮變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們在電力系統(tǒng)中的地位和作用不同，對主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的要求也不同。(2) 考慮近期和遠期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計應(yīng)根據(jù)五到十年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進行。應(yīng)根據(jù)負荷的大小及分布負荷增長速度和潮流分布，并分析各種可能的運行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回數(shù)。(3) 考慮用電負荷的重要性分級和出線回數(shù)多少對主接線的影響對一級用電負荷，必須有兩個獨立電源供電，且當一個電源失去后，應(yīng)保證全部一級用電負荷不間斷供電；對二級用電負荷，一般要有兩個電源供電，且當一個電源失去后，能保證大部分二級用電負荷供電，三級用電負荷一般只需一個電源供電。(4) 考慮主變臺數(shù)對主接線的影響變電所主變的容量和臺數(shù)，對變電所主接線的選擇將會產(chǎn)生直接的影響。通常對大型變電所，由于其傳輸容量大，對供電可靠性要求高，因此，其對主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所，其傳輸容量小，對主接線的可靠性、靈活性的要求低。型號額定容量(KVA)變比空載損耗（KW）負載損耗（KW）空載電流 0%I阻抗電壓 kUS95000/35 5000 35/ (5) 考慮備用容量的有無和大小對主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負荷突增、設(shè)備檢修、故障停運情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計要根據(jù)備用容量的有無而有所不同，例如，當斷路器或母線檢修時，是否允許線路、變壓器停運；當線路故障時否允切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。 電氣主接線設(shè)計的基本要求變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所的規(guī)劃容量、負荷性質(zhì)、線路、變壓器連接總數(shù)、設(shè)備特點等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過渡或擴建等要求。(1)可靠實用所為可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標準是運行實踐。經(jīng)過長期運行實踐的考驗，對以往所采用的主接線經(jīng)過優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線的類型并不多。主接線的可靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運行中可靠性的綜合。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護二次設(shè)備的故障對供電可靠性的影響。同時，可靠性不是絕對的，而是相對的。一種主接線對某些變電所是可靠的，而對另一些變電所可能是不可靠的。(2)運行靈活主接線運行方式靈活，利用最少的切換操作，達到不同的供電方式。根據(jù)用電負荷大小，應(yīng)作到靈活的投入和切除變壓器。檢修時，可以方便的停運變壓器、斷路器、母線等電氣設(shè)備，不影響工廠重要負荷的用電。(3)簡單經(jīng)濟在滿足供電可靠性的前提下，盡量選用簡單的接線。接線簡單，既節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備，使節(jié)點少、事故和檢修機率少；又要考慮單位的經(jīng)濟能力。經(jīng)濟合理地選用主變壓器型號、容量、數(shù)量，減少二次降壓用電，達到減少電能損失之目的。(4)操作方便主接線操作簡便與否，視主接線各回路是否按一條回路配置一臺斷路器的原則，符合這一原則，不僅操作簡便、二次接線簡單、擴建也方便，而且一條回路發(fā)生故障時不影響非故障回路供電。 電氣主接線方案的比較、選擇變電所的接線應(yīng)從安全、可靠、靈活、經(jīng)濟出發(fā)。本次設(shè)計為綜合性冶金工廠 35KV 總降壓變電所，地位較為重要，應(yīng)盡量保證供電的可靠性，同時由于是總降壓變電所，從經(jīng)濟性來考慮主接線不宜復(fù)雜，本設(shè)計有兩回進線，擬采用橋式接線。橋式接線又有如下形式。(1) 一次側(cè)為內(nèi)橋式接線的總降壓變電所主接線。這種主接線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長，故障檢修機會較多，且主變壓器不須經(jīng)常切換的總降壓變電所。如圖 41。(2) 一次側(cè)為外橋式接線的總降壓變電所主接線這一種主接線也適用于一、二級負荷。這種外橋式接線多用于電源線路不長，故障檢修機會較少，但主變壓器負荷變動較大且需經(jīng)常切換以適應(yīng)經(jīng)濟運行的總降壓變電所。如圖 42。 電氣主接線方案的確定本設(shè)計中進線架空線路有 8 公里長，從上述的主接線方案的比較,采用一次側(cè)為內(nèi)橋式接線的總降壓變電所主接線，兩臺主變壓器分接在兩段母線上。6KV 側(cè)的分段母線上安裝備用電源自動投入裝置，正常狀態(tài)時兩個主變壓器并行運行，分別承擔各自的負載。當其中一臺出現(xiàn)故障時，備用電源裝置自動投入，由非故障變壓器 100%承擔，保證工廠不間斷運行。本設(shè)計對六個變電所和相應(yīng)的 6KV 高壓負載按視在功率分配，使兩端母線的負載盡量相等。分得 6 號變電所為同一段母線，視在功率之和為 2980 KVA, 7 號變電所為同一段母線，視在功率之和為 2947 KVA。本設(shè)計的主接線如圖 43。圖 41 一次側(cè)為內(nèi)橋式接線的總降壓變電所主接線 圖 42 一次側(cè)為外橋式接線的總降壓變電所主接線圖 43 主接線設(shè)計圖第 5 章 短路電流及其計算電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時通過的電流為短路電流。在工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，不僅要考慮到正常工作狀態(tài)，而且還要考慮到發(fā)生故障所造成的不正常狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實際運行經(jīng)驗，破壞供電系統(tǒng)正常運行的故障一般最常見的是各種短路。所