【導(dǎo)讀】年多來對理論知識的掌握程度，是學(xué)習(xí)的深化和升華。通過畢業(yè)設(shè)計可以有力。地衡量我們的獨立思考、自行分析、理論應(yīng)用以及現(xiàn)場實際操作能力。算及校驗，設(shè)備的選擇，無功功率的補償容量的計算和無功補償方式的選擇，當(dāng)然，在做畢業(yè)設(shè)計的過程遇到了許多的困難

　　

【正文】 件下，截面較小的優(yōu)點。 由上所述，選擇矩形銅母線。其最大長時工作電流按計算電流來確定，即 3 c o s 6 9 0 .4 1 3 3 6 6 0 0 .9 0 .6 7 1a r m j NI I S U k A?? ? ? ? ? ? 根據(jù)最大長時工作電流選 80 10mm2 矩形銅母線，查得其最大允許載流量為 1747A。 由于環(huán)境最高溫度為 42186。C，其長時允許電流根據(jù)公式 39。 25a l a l a lm a lmII ? ? ?? ? ? (5－ 20)來修正。 其中， alm? ――母線最高允許溫度，一般為 70186。C； ? ――最高環(huán)境溫度； alI ――母線截面長時最大允許電流 (A)； 39。alI ――長時允許電流修正值。 所以可得 39。 2 5 1 7 4 7 7 0 4 2 7 0 2 5 1 3 7 8 .1a l a l a lm a lmI I A? ? ?? ? ? ? ? ? ? 考慮到動穩(wěn)定度，母線采用平放，其允許電流值應(yīng)降低 8％，故為 kAAI al 2 6 3 7 8 ???? 故 長時允許電流符合要 求。 (2)母線 的 動穩(wěn)定校驗 GCK 配電柜寬 柜間空隙為 ，母線中心距 a 為 。由于采用中間進(jìn)線，故并聯(lián)運行時，母線兩端短路母線所受的電動力最大，其數(shù)值根據(jù)公式 273 1 0sh LF i Na ???來計算。其中短路電流 (3)dI =22kA(這在第五章的短路電流計算中算出 )。 ( 3 ) 4 4 22 40 .85sh di I k A? ? ? ? 22 1 . 2 1 80 . 1 7 2 0 . 1 7 2 4 0 . 8 5 1 3 9 8 . 40 . 2 5sh LF i Na? ? ? ? ? 母線的最大彎矩為 mNFLM ????? a x 母線的計算應(yīng)力為 82m a x 291 7 0 . 3 0 . 1 6 1 0 /8 0 1 0 1 06M NmW??? ? ? ??? 3 2m i n 2 2 1 0 1 . 6 2 . 7 2 6 1 . 3175S m m?? ? ? ? 30 小于銅材料的允許彎曲應(yīng)力 108N/m2, 故 其 動穩(wěn)定符合要求。 (3)母線 的 熱穩(wěn)定校驗 根據(jù)公式 (3)min d sk iIS K tC? (5－ 21) 來確定 母線最小熱穩(wěn)定截面 。 查得 ? C＝ 175，取 ? 3 2m i n 2 2 1 0 1 . 6 2 . 7 2 6 1 . 3175S m m?? ? ? ? 小于所選銅母線截面 80 10mm2，故 其 熱穩(wěn)定符合要求。 按照以上計算方法可以得到另外四個變壓器母線截面也為 80 10mm2，符合要求。 對于其他與變壓器相接的電氣設(shè)備的電纜型號經(jīng)查表、計算與 統(tǒng)計 ，結(jié)果見 供電系統(tǒng)大圖標(biāo)識。 斷路器及隔離開關(guān) 的 選擇 斷路器的選擇 斷 路器是供電系統(tǒng)中重要的電器設(shè)備之一。它能在有負(fù)荷的情況下接通和斷開電路，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生短路故障時，能迅速切斷短路電流。它不僅能通斷正常負(fù)荷電流，而且能通斷一定的短路， 它還能在保護(hù)裝置的作用下自動跳閘切除短路故障。 斷路器是根據(jù)其主要技術(shù)參數(shù)來選擇的。除了前面所述之一般條件外，還應(yīng)滿足額定切斷電流或切斷容量的條件，即 39。39。NdII??Nd d或 SS (5— 22) 式中 NdI —— 斷路器在額定電壓下的切斷電流 (切斷容量 )； 39。39。I —— 斷路器安裝地點發(fā)生三相短路時的次暫態(tài)短路電流； dS —— 短路容量； 選擇斷路器時，除考慮電流和電壓的額定值外，還要校驗斷流容量，短路時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定是否符合要求。其他技術(shù)指標(biāo)和運行指標(biāo)是否能夠滿足。同時還要選擇配套的操作機構(gòu)。 31 根據(jù)以上原則， 10KV 側(cè)斷路器選擇型號 ZN28A12/63025, ZN28A12 系列戶內(nèi)高壓真空斷路器是三相交流 50HZ、額定電壓 12KV 的戶內(nèi)裝置。主要裝設(shè)在固定開關(guān)柜中，用于工礦企業(yè)、發(fā)電廠及變電站電路的保護(hù)和控制，并適用于頻繁操作的場所，是少油路器開關(guān)柜改造、換斷代的產(chǎn)品。 本斷路器總體結(jié)構(gòu)為開關(guān)本體與操作機構(gòu)于一體式或 分體式安裝兩種形式。一體式結(jié)構(gòu)即為ZN2812 基本型；分體式結(jié)構(gòu)為 ZN28A12 型，可安裝于各種固定式開關(guān)柜中，如 GG1A(Z)、 XGN210(Z)等。 隔離開關(guān)的選擇 隔離開關(guān)是一種沒有滅弧裝置的控制電器，其功能主要是隔離高壓電源，以保證其他電氣設(shè)備的安全檢修，因此不允許帶負(fù)荷操作。 選用時，應(yīng)根據(jù)其額定電壓，額定電流，安裝地點環(huán)境條件規(guī)格型號，然后按短路電流進(jìn)行校驗。選隔離開關(guān)同時還需選定配套的操作機構(gòu)。 根據(jù)以上原則 10KV 側(cè)隔離開關(guān) 選擇 型號 GN1912C 系列 , GN191 12C/400、6 1000、 1250 型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān) (以下簡稱隔離開關(guān) )額定電壓為 12KV，三相交流 50Hz 戶內(nèi)裝置，作為 有電壓而無負(fù)荷的情況下分合電路之用。 按短路條件進(jìn)行校驗 一、 熱穩(wěn)定校驗 校驗電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定性，就是校驗設(shè)備的載流部分在短路電流的作用下，其金屬導(dǎo)電部分的溫度不應(yīng)超過最高允許值。如能滿足這一條件，則所選出的電器設(shè)備符合熱穩(wěn)定的要求。 做動穩(wěn)定校驗時，以通過電氣設(shè)備的三相短路電流為依據(jù)，工程計算中常用下式校驗所選用的電氣設(shè)備是否滿足熱穩(wěn)定的要求，即 tItI theq 22 ?? (5－ 23) 式中， ?I 三相短路電流周期分量的穩(wěn)定值 (KA)； eqt 等值時間； Ith制造廠規(guī)定的在 t秒內(nèi)電器的熱穩(wěn)定電流 (KA)； T 為與 Ith 相對應(yīng)的時間 (s)。 二、 動穩(wěn)定校驗 當(dāng)電氣設(shè)備中有短路電流通過時，將產(chǎn)生很大的電動力，可能對電氣設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞作用。用最大允許電流的幅值 maxi 或最大有效值 maxI 表示其電動力穩(wěn)定的程度，它表明電器通過上述電流時，不致因電動力的作用而損壞。滿 32 足動穩(wěn)定的條件為 maxiish? 或 maxIIsh? (5－ 24) 式中， shi 或 shI 三相短路時的沖擊電流及最大有效值電流 。 三、 斷路器校驗如下： (1)額定電壓 MU =12KV, MWU =10KV,所以 MU ≥ MWU 符合技術(shù)條件。 (2)額定電流 MI =630A,最大長期工作電流為 AUSINNTW M A X 63063012503 ?? ???? 所以 MI ≥ WMAXI 符合技術(shù)條件。 (3)斷路器開斷電流為 brI =40KA, I?? =, brI I?? ,符合技術(shù)條件。 (4) KAi ? , KA? , max shii? ，滿足動穩(wěn)定校驗。 (5) 40thI KA? , 4ts? , KA? ? , 2eqts? , 226400thI t kA s??, t kA s? ??, 22th eqI t I t?? 四、 隔離開關(guān)校驗如下： 10KV 側(cè)隔離開關(guān)型號為 GN1912C/400, GN1912C/630。 (1)額 定電壓 NU =12KV, NWU ＝ 10KV， NU ＝ NWU ，符合技術(shù)條件。 (2)額定電流 NI ＝ 1250A，最大長期工作電流 WMAXI 31500 1 6 5 .33 3 1 1 0NTW M A XNSIAU? ? ?? NI =1250A N WMAXII? 因此符合技術(shù)條件。 (3)maxi ＝ 63KA， shi ＝ , max shii? 滿足動穩(wěn)定校驗。 33 第六章 無功 補償 功率因數(shù)的基本概念 工廠供配電系統(tǒng)中的用電設(shè)備絕大多數(shù)都是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。一部分用于作功，將電能轉(zhuǎn)換為機械能 ， 稱為有功功率 ；另 — 部分用來建立交變磁場，將電能轉(zhuǎn)換為磁能，再由磁能轉(zhuǎn)換為電能，這樣反復(fù)交換的功率，稱為無功功率。這兩種功率構(gòu)成視在功率。有功功率 P、無功功率 Q 和視在功率 S之間存在下述關(guān)系： 22S P Q?? (6— 1) cosPS ?? (6— 2) 而 cos? 稱為功率因數(shù)。功率因數(shù)的大小與用戶負(fù)荷性質(zhì)有關(guān) 。當(dāng)有功功率需感性無功功率越大，其功率因數(shù)越小。 提高功率因數(shù)的方法 改善功率因數(shù)的途徑主要在于減少各用電設(shè)備的無功功率，主要方法是調(diào)整自然和人工功率因數(shù)。 并聯(lián)電容器的補償方式 無功功率的人工補償設(shè)備有并聯(lián)電容器和同步補償機兩類。由于并聯(lián)電容器無旋轉(zhuǎn)部分，運行維護(hù)方便安全，且便于安裝，能耗低，投資省，因此一般工廠都廣泛采用并聯(lián)電容器進(jìn)行無功補償。并聯(lián)電容器的補償方式如下： 低壓集中補償 裝設(shè)地點一般接在變電所低壓母線 ,其電容器柜裝設(shè)在低壓配電柜內(nèi)。其原理電路圖如圖 6－ 1所示 : 其主要特點是能補償?shù)蛪耗妇€以前的無功功率 ,可使變壓器的無功功率得到補償 ,從而有可能減少變壓器容量 ,且運行維護(hù)也較方便。適用范圍適于中小型工廠或車間變電所低壓側(cè)基本無功功率的補償。 34 圖 6－ 1 低壓集中補償電路原理圖 本 廠由于采用低壓供電，所以補償方式采用低壓集中補償方式，即在變壓器的出線端采取電容器補償。 無功功率補償計算 (1)對于變壓器一來說： 由前面得負(fù)荷統(tǒng)計可知，變壓器出線回路的計算負(fù)荷為 P＝ 。我們假設(shè)采用無 功功率補償后的功率因數(shù)要達(dá)到 cos? ＝ ，則未采用無功功率補償時，我們需要把功率因數(shù)提高到 cos 2? ＝ ，則 o ss i ntan o s1s i n2222222????????????? 這時已知變壓器一補償前的自然平均功率因數(shù)為 cos1? ＝ 則 o ss i ntan o s1s i n1112121????????????? 就可利用 )( 21 ?? tgtgPQ jc ?? ，求出補償容量 Qc 為 v a r4 3 3 5)3 2 6 (4 1 9 0)t a n( t a n 21 kPQ jc ?????? ?? 即需要補償 的無功功率，才是補償后的功率因數(shù)由原來的 提高到 。 (2)對于變壓器二來說： 35 由前面得負(fù)荷統(tǒng)計可知，變壓器出線回路計算負(fù)荷為 P＝ 。我們假設(shè)采用無功功率補償后的功率因數(shù)要達(dá)到 cos? ＝ ，則未采用無功功率補償時，我們需要把功率因數(shù)提高到 cos 2? ＝ ，則 o ss i ntan o s1s i n2222222????????????? 這時已知變壓器二補償前的自然平均功率因數(shù)為 cos1? ＝ 則 o ss i nt a n o s1s i n1112121????????????? 就可利用 )( 21 ?? tgtgPQ jc ?? ，求出補償容量 Qc 為 v a )()t a n( t a n 21 kPQ jc ?????? ?? 即需要補償 的無功功率，才是補償后的功率因數(shù)由原來的 提高到 。 (3)對于變壓 器三來說： 由前面得負(fù)荷統(tǒng)計可知，變壓器出線回路的計算負(fù)荷為 P＝ 。我們假設(shè)采用無功功率補償后的功率因數(shù)要達(dá)到 cos? ＝ ，則未采用無功功率補償時，我們需要把功率因數(shù)提高到 cos 2? ＝ ，則 o ss i ntan o s1s i n2222222????????????? 這時已知變壓器三補償前的自然平均功率因數(shù)為 cos1? ＝ 則 7 8 8 5 3 o ss i nt a n5 3 8 o s1s i n1112121????????????? 就可利用 )( 21 ?? tgtgPQ jc ?? ，求出補償容量 Qc 為 v a r8 0 7 3)3 2 8 (6 6 7 8)t a n( t a n 21 kPQ jc ?????? ?? 即需要補償 的無功功率，才是補償后的功率因數(shù)由原來的 提高到 。 (4)對于變壓器四來說： 36 由前面得負(fù)荷統(tǒng)計可知，變壓器出線回路的計算負(fù)荷為 P＝ 。我們假設(shè)采用無功功率補償后的功率因數(shù)要達(dá)到 cos? ＝ ，則未采用無功功率補償時，我 們需要把功率因數(shù)提高到 cos 2? ＝ ，則 o ss i ntan o s1s i n2222222????????????? 這時已知變壓器四補償前的自然平均功