【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(jì)算負(fù)荷。本設(shè)計(jì)mK選用需用系數(shù)法。負(fù)荷（6KV 側(cè)）:按照原始負(fù)荷資料如表 21。 表 21 原始負(fù)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(hào)變電所 鑄鋼車間 2022 鑄鐵車間 1000 沙庫(kù) 110 鎦焊車間 1200 1 號(hào)水泵房 28 空壓站 390 鍛造車間 320 模型車間 192 料場(chǎng) 35 綜合樓 30 1 1四號(hào)變電所廠區(qū)照明 20 1 1鍋爐房 300 2 號(hào)水泵房 28 倉(cāng)庫(kù) 88 污水提升站 14 六號(hào)變電所 變壓器修造車間 680 七號(hào)變電所 電氣裝配車間 350 電弧爐 2*125 工頻爐 2*300 空壓機(jī) 2*250 各車間高壓負(fù)荷試驗(yàn)變壓器 2*100 負(fù)荷計(jì)算過(guò)程如下： （2edcaPK?1）為同時(shí)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(jì)算負(fù)荷變電所 車間或用電單位 caP(KW) CAQ(kvar) caS（KVA）一號(hào)變電所 鑄鋼車間 800 936 1231鑄鐵車間 400 408 571二號(hào)變電所沙庫(kù) 77 102 128鎦焊車間 360 713 799三號(hào)變電所1 號(hào)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(chǎng) 10 13 16綜合樓 27 27 38四號(hào)變電所廠區(qū)照明 18 18 25鍋爐房 225 169 2812 號(hào)水泵房 21 16 26倉(cāng)庫(kù) 26 30 40五號(hào)變電所污水提升站 9 7 11六號(hào)變電所 變壓器修造車間 238 278 366七號(hào)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(jī) 425 264 500各車間高壓負(fù)荷試驗(yàn)變壓器 160 120 200由于有些車間除 380V 低壓負(fù)荷外，還有 6KV 的高壓負(fù)荷，經(jīng)查詢，高壓電弧爐在鑄鋼車間，即一號(hào)變電所；高壓工頻爐在鑄鐵車間，即二號(hào)車間；高壓空壓機(jī)在空壓站，即四號(hào)變電所；試驗(yàn)變壓器在變壓器修造車間，即六號(hào)變電所。用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半個(gè)小時(shí)最大負(fù)荷 。確定擁30P有多組用電設(shè)備的母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。因此在確定多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)結(jié)合具體情況對(duì)其有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷分別計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù) 和 PK?q在此，先小計(jì)一下表 22 用電設(shè)備的有功負(fù)載和無(wú)功負(fù)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(shí)主變壓器二次的功率因數(shù)為： .Pcos? 補(bǔ)償電容器的選擇變電所對(duì)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(wú)功補(bǔ)償裝置，對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行人工補(bǔ)償?？刹捎迷?6kv 母線上安裝補(bǔ)償電容器進(jìn)行集中補(bǔ)償?shù)姆绞剑娙萜餮b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(jì)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(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，星形結(jié)線電容器組的中性點(diǎn)不接地考慮變壓器的損耗，補(bǔ)償后的功率因數(shù)按 設(shè)計(jì)，6kv ??的容量為： ）（ ???tanPQc ）（ 3711? kvr209?選用 并聯(lián)電容器，則 81n實(shí)際選用 18 個(gè)（6 臺(tái)） ，即 kvar 260QC??選擇 型電容器 8 個(gè)（2 個(gè)為備用） ，其額定容量為 120Kvar。補(bǔ)償后總降壓變電所主變壓器二次母線上的計(jì)算負(fù)荷為 2c2)(PS??? = 4016 kVA16039870）（ ? A4UIN??? 無(wú)功補(bǔ)償后總降壓變電所一次側(cè)的計(jì)算負(fù)荷 ???? ?? AkV4169QPS21??? （達(dá)到設(shè)計(jì)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(tái)數(shù)的選擇（1）應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)而無(wú)一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可以只用一臺(tái)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(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)變壓器。（3）除上述情況外，一般車間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。但是負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大的變電所，為三級(jí)負(fù)荷，也可以采用兩臺(tái)或以上變壓器。（4）在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況是，工廠設(shè)備全部為二級(jí)負(fù)荷，并且集中負(fù)荷較大。因此本設(shè)計(jì)廠總變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)選擇 2 臺(tái)，且同時(shí)運(yùn)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(jì)在 6KV 側(cè)的分段母線上安裝備用電源自動(dòng)投入裝置，使兩臺(tái)變壓器互為備用。正常情況下兩臺(tái)變壓器都參加工作，這時(shí)，每臺(tái)變壓器只需承受大約 50%的最大負(fù)荷，當(dāng)一臺(tái)故障或退出運(yùn)行時(shí)，通過(guò)備用電源自動(dòng)投入，另一臺(tái)可擔(dān)負(fù)起負(fù)擔(dān)全廠負(fù)荷的 100%負(fù)荷。這種方案能滿足正常工作時(shí)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，又能在故障情況下承擔(dān)全部負(fù)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(jì)由于計(jì)算容量為 4016KVA,所以選用標(biāo)準(zhǔn)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(jí)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(jì)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(duì)變電所設(shè)備選擇和布置,運(yùn)行的靈活性、安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性,以及繼. 在圖上所有電器均以新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)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(wú)電壓，也無(wú)外力作用的狀態(tài)。對(duì)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(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)代表，一般在主接線圖上只標(biāo)出設(shè)備的圖形符號(hào)，在主接線的施工圖上，除畫出代表設(shè)備的圖形符號(hào)外，還應(yīng)在圖形符號(hào)旁邊寫明設(shè)備的型號(hào)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(hào)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(jì)原則和要求 電氣主接線的設(shè)計(jì)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?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。(2) 考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)五到十年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小及分布負(fù)荷增長(zhǎng)速度和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來(lái)確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。(3) 考慮用電負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響對(duì)一級(jí)用電負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，應(yīng)保證全部一級(jí)用電負(fù)荷不間斷供電；對(duì)二級(jí)用電負(fù)荷，一般要有兩個(gè)電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級(jí)用電負(fù)荷供電，三級(jí)用電負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。(4) 考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將會(huì)產(chǎn)生直接的影響。通常對(duì)大型變電所，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此，其對(duì)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(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求低。型號(hào)額定容量(KVA)變比空載損耗（KW）負(fù)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(wú)和大小對(duì)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(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容量的有無(wú)而有所不同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)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(jì)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(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過(guò)渡或擴(kuò)建等要求。(1)可靠實(shí)用所為可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對(duì)用戶不間斷的供電。衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對(duì)以往所采用的主接線經(jīng)過(guò)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(yùn)行中可靠性的綜合。因此，不僅要考慮一次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次設(shè)備的故障對(duì)供電可靠性的影響。同時(shí)，可靠性不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。一種主接線對(duì)某些變電所是可靠的，而對(duì)另一些變電所可能是不可靠的。(2)運(yùn)行靈活主接線運(yùn)行方式靈活，利用最少的切換操作，達(dá)到不同的供電方式。根據(jù)用電負(fù)荷大小，應(yīng)作到靈活的投入和切除變壓器。檢修時(shí)，可以方便的停運(yùn)變壓器、斷路器、母線等電氣設(shè)備，不影響工廠重要負(fù)荷的用電。(3)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)在滿足供電可靠性的前提下，盡量選用簡(jiǎn)單的接線。接線簡(jiǎn)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(diǎn)少、事故和檢修機(jī)率少；又要考慮單位的經(jīng)濟(jì)能力。經(jīng)濟(jì)合理地選用主變壓器型號(hào)、容量、數(shù)量，減少二次降壓用電，達(dá)到減少電能損失之目的。(4)操作方便主接線操作簡(jiǎn)便與否，視主接線各回路是否按一條回路配置一臺(tái)斷路器的原則，符合這一原則，不僅操作簡(jiǎn)便、二次接線簡(jiǎn)單、擴(kuò)建也方便，而且一條回路發(fā)生故障時(shí)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(jì)出發(fā)。本次設(shè)計(jì)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(shí)由于是總降壓變電所，從經(jīng)濟(jì)性來(lái)考慮主接線不宜復(fù)雜，本設(shè)計(jì)有兩回進(jìn)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(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長(zhǎng)，故障檢修機(jī)會(huì)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(jí)負(fù)荷。這種外橋式接線多用于電源線路不長(zhǎng)，故障檢修機(jī)會(huì)較少，但主變壓器負(fù)荷變動(dòng)較大且需經(jīng)常切換以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(jì)中進(jìn)線架空線路有 8 公里長(zhǎng)，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(tái)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(dòng)投入裝置，正常狀態(tài)時(shí)兩個(gè)主變壓器并行運(yùn)行，分別承擔(dān)各自的負(fù)載。當(dāng)其中一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，備用電源裝置自動(dòng)投入，由非故障變壓器 100%承擔(dān)，保證工廠不間斷運(yùn)行。本設(shè)計(jì)對(duì)六個(gè)變電所和相應(yīng)的 6KV 高壓負(fù)載按視在功率分配，使兩端母線的負(fù)載盡量相等。分得 6 號(hào)變電所為同一段母線，視在功率之和為 2980 KVA, 7 號(hào)變電所為同一段母線，視在功率之和為 2947 KVA。本設(shè)計(jì)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(jì)圖第 5 章 短路電流及其計(jì)算電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時(shí)通過(guò)的電流為短路電流。在工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)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(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，破壞供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障一般最常見的是各種短路。所