【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。本設(shè)計(jì)是從工程的角度出發(fā)，按照變電所 設(shè)計(jì)的基本要求，綜合地考慮各個(gè)方面的要素，對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行了合理的布局，在滿足各項(xiàng)技術(shù)要求的前提下，兼顧運(yùn)行方便、維護(hù)簡(jiǎn)單，盡可能地節(jié)省投資 [6]。 我國(guó)電力工業(yè)概述 我國(guó)目前電力工業(yè)的發(fā)展方針 在發(fā)展能源工業(yè)的基本方針指導(dǎo)下發(fā)展電力工業(yè)。 電力工業(yè)發(fā)展速度必須與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度相適應(yīng)。 發(fā)揮水電優(yōu)勢(shì)，加快水電建設(shè)。 建設(shè)大型礦口電廠，搞好煤、電、運(yùn)平衡。 在煤，水能源缺乏地區(qū)，有重點(diǎn)有步驟地建設(shè)核電廠。 政企分開，省為實(shí)體，聯(lián)合電網(wǎng)，統(tǒng)一調(diào)度，集資辦電。 因地制 宜，多能互補(bǔ)，綜合利用，講求利益。 節(jié)約能源，降低消耗。 重視環(huán)境保護(hù)，積極防止對(duì)環(huán)境的污染。 變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。 變電所的分類 樞紐變電所：位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個(gè)部分，匯集多個(gè)電源，電壓為 330～ 500kV 的變電所，稱為樞紐變電所。全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。 中間變電所： 起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長(zhǎng)距離輸電線路分段，一般匯集2～ 3 個(gè)電源，電壓為 220～ 330kV，同時(shí)又降壓供當(dāng)?shù)赜秒姡@樣的 變電所起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電所。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。 地區(qū)變電所：高壓側(cè)一般為 110～ 220kV，向地區(qū)用戶供電為主的變電所，這是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電所。全所停電后，僅使該地區(qū)中供電。 終端變電所：在輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)電壓一般為 635kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電的變電所，即為終端變電所。全所停電后，只是用戶受到損失 [2]。 在電力系統(tǒng)中，除應(yīng)采取各項(xiàng)積極措施或減少發(fā)生故障的可能性以外，故障一旦發(fā)生，必須迅速而有選擇性地切除故障元件，這是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行 的最有效方法之一。切除故障的時(shí)間常常要求小到十分之幾甚至百分之幾秒，實(shí)踐證明只有裝設(shè)在每個(gè)電氣元件上的保護(hù)裝置才有可能滿足這個(gè)要求。這種保護(hù)裝置直到目前為止，大多是由單個(gè)繼電器或繼電器與其附屬設(shè)備的組合構(gòu)成的，故稱為繼電保護(hù)裝置。在電子式靜態(tài)保護(hù)裝置和數(shù)字式保護(hù)裝置出現(xiàn)以后，雖然繼電器以被電子元件或計(jì)算機(jī)所代替，但仍沿用此名稱。在電業(yè)部門常用繼電保護(hù)一詞泛指繼電保護(hù)技術(shù)或由各種繼電保護(hù)裝置組成的繼電保護(hù)系統(tǒng)。繼電保護(hù)裝置一詞，則指各種具體的裝置。 我國(guó)電力工業(yè)自動(dòng)化水平正在逐年提高， 20 MW 及以上大型機(jī)組 以采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，許多變電所以裝設(shè)微機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，有些已實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，電力系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)調(diào)度自動(dòng)化。迄今，我國(guó)電力工業(yè)已進(jìn)入了大機(jī)組，大電廠，大電力系統(tǒng)，高電 壓和高自動(dòng)化的新階段。 國(guó)家方針、政策、技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)國(guó)家實(shí)際情況、結(jié)合電力工業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)而制定的準(zhǔn)則，是把科學(xué)、技術(shù)總結(jié)成條理化，也是長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐的結(jié)晶，在進(jìn)行論證分析階段，更應(yīng)辯證的統(tǒng)一供電可靠性與經(jīng)濟(jì)性的關(guān)系，方能達(dá)到先進(jìn)性與可行性。 2 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償 負(fù)荷計(jì)算的目的、意義及原則 供電系統(tǒng)要能安全可靠地正常運(yùn)行，其中各個(gè)元件（包括電力變壓器、開關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜等）都必須選擇得當(dāng)，除了滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負(fù)荷電流的要求。因次，有必要對(duì)供電系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算。 計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷確定的是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過大，將使電器和導(dǎo)線電纜選的過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過小，又將使電器和導(dǎo)線電纜處于過負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)致絕緣過早 老化甚至燃燒引起火災(zāi)，同樣會(huì)造成更大損失。由此可見，正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。 平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。 計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30 分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。 尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù) 1 秒 左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。 負(fù)荷計(jì)算方法 目前負(fù)荷計(jì)算常用需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、和利用系數(shù)法 ,前二種方法在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)單位的使用最為普遍。此外還有一些尚未推廣的方法如單位產(chǎn)品耗電法、單位面積功率法、變值系數(shù)法和 ABC 法等 . 常采用需用系數(shù)法計(jì)算用電設(shè)備組的負(fù)荷時(shí)，應(yīng)將性質(zhì)相同的用電設(shè)備劃作一組，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) xK ，然后按照上述公式求出該組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。 全廠負(fù)荷計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。機(jī)械廠負(fù)荷原始資料如表 所示。 主要計(jì)算公式有： 有功功率： P30 = Pe Kd 無(wú)功功率： Q30 = P30 tanφ 視在功率： S30 = P30/cosφ 計(jì)算電流： I30 = S30/（ NU3 ） [2] 表 機(jī)械廠負(fù)荷資料 廠房產(chǎn)編號(hào) 廠房名稱 容量 Pe /kW 需要系數(shù) Kd 功率因數(shù) cosφ 1 焊接車間 200 2 沙庫(kù) 120 3 鍛造車間 320 4 電鍍車間 220 5 金工車間 950 6 機(jī)修車間 180 7 污水處理 14 8 熱處理車間 190 9 食堂 ,鍋爐房 30 10 倉(cāng)庫(kù) 15 11 料場(chǎng) 40 12 辦公區(qū) 20 焊接車間 Pe=200 kW， Kd=， cosφ =， tanφ =4/3 有功計(jì)算負(fù)荷： P30(1)= Pe Kd=70 kW 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Q30(1) = P30（ 1） tanφ=70 kW（ 4/3） = kvar 視在計(jì)算負(fù)荷： S30(1)= P30/cosφ = kVA 計(jì)算電流： I30(1)= S30/（ NU3 ） = A 沙庫(kù) Pe=120 kW， Kd=， cosφ =， tanφ =4/3 有功計(jì)算負(fù)荷： P30(2)= Pe Kd=84 kW 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Q30(2) = P30（ 1） tanφ=84 kW（ 4/3） =112 kvar 視在計(jì)算負(fù)荷： S30(2)= P30/cosφ = 140 kVA 計(jì)算電流： I30(2)= S30/（ NU3 ） = A 鍛造車間 Pe=320 kW， Kd=， cosφ =， tanφ = 有功計(jì)算負(fù)荷： P30(3)= Pe Kd=112 kW 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Q30(3) = P30（ 1） tanφ=112 kW = kvar 視在計(jì)