【正文】 . m i n 1 0 . 5 6 4 1 0 0 0 5 . 6 4 1 . 52 0 5wkPi O PKIS KI ??? ? ? ?? 滿足靈敏度的要求。 對(duì)于中小型工廠供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)以簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)為宜，因此使用反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。 繼電保護(hù)包括定時(shí)限保護(hù)和反時(shí)限保護(hù)。而電力系統(tǒng)又是一個(gè)統(tǒng)一的整體，一處發(fā)生事故就可能迅速擴(kuò)大到其他地方 。選擇結(jié)果如表 所示。因此可選用 PGL2—— 34B，它具有 400A 的兩路， 200A 的兩路。因此可選用 PGL2—— 36B，它具有 100A的三路， 200A 的兩路。抽屜式價(jià)格昂貴，一般中小工廠多采用固定式。 高壓計(jì)量柜中的設(shè)備如表 所示。柜內(nèi)湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 裝有隔離開(kāi)關(guān)、高壓斷路器及提供測(cè)量信號(hào)的電流互感器、電壓互感器。 SN10— 10Ⅱ /630— 500 型少油斷路器 1 個(gè)，可以通斷線路正常的負(fù)荷電流，也可以進(jìn)行短路保護(hù)。 本次設(shè)計(jì)中，確定用 630kVA 的變壓器把 10kV的高壓降到動(dòng)力設(shè)備所需要的電壓 。 一次設(shè)備的選擇 ① 高壓一次設(shè)備的選擇 高壓開(kāi)關(guān)柜 有固定式和手車(chē)式兩大類(lèi)，手車(chē)式（又稱移開(kāi)式）高壓開(kāi)關(guān)柜，雖具有檢修安全、供電可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較貴。 ② 控制設(shè)備 其功能是按電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求來(lái)控制一次設(shè)備的通、斷，例如各種高低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備。 導(dǎo)線穿管 6 m km?? 對(duì)于截面為 270mm ， cos ?? ，電壓損失為 %，有 22% 19 90. 98 06 9%kU ? ? ? ? 12% % 7% 9% 6% 5%KKUU ? ? ? ? ? 干線 1 的電壓損耗滿足要求。 ③電壓損耗校驗(yàn)： 由于線路存在阻抗，所以在符合電流通過(guò)線路時(shí)要產(chǎn)生電壓損耗。 根據(jù) 22m in 2 .5 2 5A m m m m??，滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 穿管的導(dǎo)線的校驗(yàn)： 根據(jù) 81 ,alIA? 30 6 8 .0 8 8 1alI A I A? ? ?，滿足發(fā)熱要求。 因此選擇結(jié)果可以表示為 BLX— 500— （ 3*25+1*16） 明敷設(shè) BLX— 500— （ 3*70+1*35） 穿鋼管敷設(shè) 依此法計(jì)算，可分別選出金工車(chē)間干線型號(hào)及規(guī)格，選擇結(jié)果如表 所示。的 4 根單芯穿線管導(dǎo)線允許載流量： 30115 90. 98alI A I A? ? ? 按發(fā)熱條件，相線截面選 70mm178。中性線截面按 0 ?? 選。 1號(hào)干線所接的設(shè)備是設(shè)備 1— 設(shè)備 9 ( 25 3 12. 8 25 2 2) 78. 1eP k W k W? ? ? ? ? ? ? ? ? 同樣，其二項(xiàng)式系數(shù)： b=， c=， x=5， cos ?? 303 0 3 0( 0 . 1 4 7 8 . 1 0 . 5 ( 1 0 7 4 ) ) 2 9 . 9/ 3 c o s 2 9 . 9 / 3 0 . 3 8 0 . 5 9 0 . 9 8ex NP b P c P k W k WI P U k V A k V A?? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 對(duì)于 10KW 電動(dòng)機(jī)，其沖擊電流 140stIA? ，其額定電流 20NIA? 尖峰電流： 3 0 m a x( ) 9 0 .9 8 ( 1 4 0 2 0 ) 2 1 0 .9 8p k s t NI I I I A A? ? ? ? ? ? ? ( 0. 4 21 0. 98 ) 84 .3 9pkKI A A? ? ? 30NFEII? 且 NFE PKI KI? 即 ? 且 ? 選 100NFEIA? ，有 1 0 0 9 0 .9 8NFEI A A??，因此選 RT0— 100/100 的熔斷器。熔斷器、導(dǎo)線及分電箱的選擇如表 所示。的 4 根單芯線穿鋼管時(shí)的允許載流量為 307 1 6 5 .8 9alI A I A? ? ? 按發(fā)熱條件，相線截面選為 35mm178。而中性線截面按 選，選 10mm178。干線導(dǎo)線有兩部分組成：一部分是敷設(shè) 在車(chē)間的明敷部分，按明敷設(shè)選導(dǎo)線；另一部分是從配電箱引到干線小于 2m要加保護(hù)措施，采用穿管敷設(shè)，應(yīng)按穿管導(dǎo)線選擇導(dǎo)線。 cos ?? 。這樣才能照顧到大容量設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī)電流的影響。確定線路數(shù)和熔斷器電流相適應(yīng)的分電箱。因此，其供電可靠性相當(dāng)高，可供一、二級(jí)負(fù)荷。這時(shí)只能供電給三級(jí)負(fù)荷。這時(shí)變電所可供一、二級(jí)負(fù)荷。但是如果變電所只此一路電源進(jìn)線時(shí)，一般也只用于三級(jí)負(fù)荷；但如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其他變電所相連時(shí)，或另有備用電源時(shí)，則可用于二級(jí)負(fù)荷。 熔斷器或負(fù)荷跌開(kāi)式熔斷器的變電所主接線圖（圖 ） 由于負(fù)荷開(kāi)關(guān)和負(fù)荷跌開(kāi)式熔斷器能帶負(fù)荷操作，從而使變電所停、送電的操作簡(jiǎn)便靈活得多，也不存在著在帶負(fù)荷拉閘的危險(xiǎn)。 熔斷器或戶外跌開(kāi)式熔斷器的變電所主接線圖（圖 ）這種主接線，受隔離開(kāi)關(guān)和開(kāi)式熔 斷器切斷空載變壓器容量的限制，一般只用于 500kVA及以下容量的變電所。 2）工廠無(wú)總變、配電所的車(chē)間變電所 工廠內(nèi)無(wú)總降壓變電所和高壓配電所時(shí)，其車(chē)間變電所往往就是工廠的降壓變電所，其高壓側(cè)的開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)裝置和測(cè)量?jī)x表等，都必須配備齊全，所以一般 要設(shè)置高壓配電室。 圖 車(chē)間變電所高壓側(cè)主接線方案 湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 a）高壓電纜進(jìn)線，無(wú)開(kāi)關(guān) b）高壓電纜進(jìn)線，裝隔離開(kāi)關(guān) c）高壓電纜進(jìn)線，裝隔離開(kāi)關(guān) 熔斷器 d）高壓電纜進(jìn)線，裝負(fù)荷開(kāi)關(guān) 熔斷器 e）高壓架空進(jìn)線，裝跌開(kāi)式熔斷器和避雷器 f）高壓架空進(jìn)線，裝隔離開(kāi)關(guān) 熔斷器和避雷器 g）高壓架空線，裝隔離開(kāi)關(guān) 熔斷器和避雷器 由圖 可以看出，凡是高壓架空進(jìn)線，變電所高壓側(cè)必須裝設(shè)避雷器，以防雷電波沿著架空線路侵入變電所擊毀電力變壓器及其他設(shè)備的絕緣。并且發(fā)生事故時(shí)，要能盡快地切出故障，故停電時(shí)間最短，影響范圍最小，不致過(guò)多地影響對(duì)用戶的供電和破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。 為了提高主接線的可靠性，選用運(yùn)行可靠性高的設(shè)備是條捷徑，這就要兼顧可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩方面， 做 出切合實(shí)際的決定。 工廠變配電所的主接線圖 電氣主接線的概況 電氣主接線圖即主電路圖，是表示供電系統(tǒng)中電能輸送和分配線路的電路圖，亦稱一次電路圖。C，因此戶內(nèi)變壓器的實(shí)際容量較之上式所計(jì)算的容量還要小 8%。 電力變壓器的校驗(yàn) 電力變壓器的額定容量 是在一定溫度條件下的持續(xù)最大輸出容量。即 . 30( )NTSS???? 式（ ） ③ 車(chē)間變電所主變壓器的單臺(tái)容量上限 車(chē)間變電所主變壓器的單臺(tái)容量，一般不宜大于 1000kVA。 4) 當(dāng)有大量一、二級(jí)負(fù)荷時(shí)，為保證供電可靠性，應(yīng)設(shè)兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。 因此，機(jī)器廠的電力變壓器選擇 Dyn11 聯(lián)結(jié)形式。 ② Dyn11 聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之 Yyn0 聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗小的多，從而更有利于低壓?jiǎn)蜗嘟拥毓收媳Ｗo(hù)的動(dòng)作和故障的切除。 ③ 按絕緣介質(zhì)分類(lèi)：有油浸式變壓器和干式變壓器兩大類(lèi)。 湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 3 章 變壓器的選擇及其電氣主接線 變壓器的選擇 電力變壓器及其分類(lèi) 電力變壓器是變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是將電力系統(tǒng)的電能電壓升高或降低，以利于電能的合理輸送、分配和使用。 ② 采用人工補(bǔ)償提高功率因數(shù)的方法：人工補(bǔ)償方法有發(fā)電機(jī)補(bǔ)償、電容器補(bǔ)償、調(diào)相機(jī)補(bǔ)償和靜止補(bǔ)償器補(bǔ)償，主要有兩種，一是采用同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償，一是采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償。 無(wú)功補(bǔ)償?shù)倪x擇 要使供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)提高，一般可從兩個(gè)方面采取措施。 ② 提高功率因數(shù)的意義 在用電設(shè)備中絕大部分為感性負(fù)荷，使用電單位功率因數(shù)小于 1。 若要 承受較大的電流，系統(tǒng)電氣設(shè)備的容量必然要加大，這就會(huì)增加系統(tǒng)成本，使電氣設(shè)備利用率降低。 電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行過(guò)程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無(wú)功功率。 ④ 負(fù)荷密度法 當(dāng)已知某建筑面積負(fù)荷密度ρ時(shí)，某建筑的平均負(fù)荷可按下式計(jì)算 Pav =ρ這種方法比較簡(jiǎn)便，應(yīng)用廣泛，尤湖南電氣職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 其適用于配變電所的負(fù)荷計(jì)算。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過(guò)小，又將使電器和導(dǎo)線處于過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣過(guò)早老化甚至產(chǎn)生火災(zāi)，造成更 大的經(jīng)濟(jì)損失。 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)線截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護(hù)的重要依據(jù)。 ③ 計(jì)算流過(guò)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)。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，即可在正常情況下長(zhǎng)期運(yùn)行。 當(dāng)發(fā)生電力變壓器故障或線路常見(jiàn)故障時(shí)不至于中斷供電（或中斷后能立即回復(fù)）。一級(jí)負(fù)荷用戶的變配電室內(nèi)的高低壓配電系統(tǒng)，應(yīng)采用單母線分段的主結(jié)線形式，分列運(yùn)行并互為備用。 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。如果工廠所需容量不大于 160kVA 時(shí)，一般采用低壓電源進(jìn)線，工廠只需設(shè)一個(gè)低壓配電間。這種配電方式稱為高壓深入負(fù)荷中心 的直配方式。電能先經(jīng)高壓配電所集中，在由高壓配電線路將電能分送到各車(chē)間變電所，或者高壓配電線路供給給高壓用電設(shè)備。電能既易于由其他形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其他形式的能量以供應(yīng)用。電氣設(shè)備不僅要滿足在短路故障條件下的工作要求，還必須按最大可能的短路故障時(shí)的動(dòng)穩(wěn)態(tài)度和熱穩(wěn)態(tài)度進(jìn)行校驗(yàn)，以判斷設(shè)備是否滿足工作要求。工廠由戶外引入10kV 的高壓電源，經(jīng)過(guò)工廠變電所降為 220/380V 的低壓電，直接供給工廠車(chē)間的動(dòng)力系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。 在選擇電氣設(shè)備之前，先對(duì)工廠負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，確定工廠總的負(fù)荷容量，同時(shí)在低壓母線側(cè)進(jìn)行無(wú)功功率的補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)。電路發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流電流最大，計(jì)算三相短路電流，以進(jìn)行設(shè)備的校驗(yàn)。電能的輸送和分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。車(chē)間變電所內(nèi)裝設(shè)有電力變壓器，將 610kV 的高壓降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓（ 220/380V），然后由低壓配電線路將電能分送給各用電設(shè)備。這樣可以省去一級(jí)中間變壓，從而簡(jiǎn)化了供電系統(tǒng)，節(jié)約有色金屬，降低電能損耗和電壓損耗，提高供電質(zhì)量。 本廠屬于中小型工廠，采用 10kV 供電電源，在金工車(chē)間東側(cè) 1020m處有一座10kV 配電室，先用 1km 的架空線路，后改為電纜線路至本廠變電所，將 610kV的高壓降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓（ 220/380V），然后由低壓配電線路將電能分送給各用電設(shè)備。 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，將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失的負(fù)荷； 2）中斷供電，將影響重要用電單位的正常工作的負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷設(shè)備應(yīng)采用雙電源供電，并在最末一級(jí)配電盤(pán)（箱）處設(shè)置自動(dòng)切換裝置。 ③ 三級(jí)負(fù)荷的供電措施 三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，可采用單回路市電供電。一般將這個(gè)最大計(jì)算負(fù)荷簡(jiǎn)稱計(jì)算負(fù)荷 Pc。 ④ 計(jì)算尖峰負(fù)荷，用于保護(hù)電器的整定計(jì)算和校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)條件。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。因此，正確確定計(jì)算負(fù)荷具有很大的意義。 ② 利用系數(shù)法 采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷班的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)屬和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)的計(jì)算負(fù)荷。 A（ kW） 式中 :ρ —— 負(fù)荷密度（ kW/m2） A—— 某建筑面積（ m2） 在建筑方案設(shè)計(jì)階段，可采用建筑面積負(fù)荷密度法進(jìn)行負(fù)荷估算。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備以后，可以提供感性負(fù)載所消耗的無(wú)功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無(wú)功功率，由于減少了無(wú)功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低線路和變壓器因輸送無(wú)功功率造成的電能損耗，這就是無(wú)功 補(bǔ)償。 2）使供電系統(tǒng)的損耗增加：從供配電系統(tǒng)功率損耗計(jì)算式中不難看出，通過(guò)系統(tǒng)的電流增加，系統(tǒng)上的功率損耗也會(huì)增加。為了保證供電質(zhì)量和節(jié)能，充分利用電力系統(tǒng)中發(fā)配電設(shè)備的容量，減 小供電線路的截面，減小電網(wǎng)的功率損耗、電能損耗，減小線路的電壓損失，必須提高用電單位的功率因數(shù)。一是提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，自然功率因數(shù)是指不用任何補(bǔ)償裝置時(shí)的功率因數(shù)；一是采取人工補(bǔ)償?shù)姆椒ㄊ故箍偣β室驍?shù)得以提高，總功率因數(shù)是指采用了補(bǔ)償裝置后得到的功率因數(shù)。 1）在供配電系統(tǒng)中一般只有在能使負(fù)荷使用要求得以滿足的情況下，才采用同步電動(dòng)機(jī)代替異步電動(dòng)機(jī)工作，且同步電動(dòng)機(jī)兼作無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，此時(shí)無(wú)功補(bǔ)償?shù)恼{(diào)節(jié)可以做到平滑的自動(dòng)調(diào)節(jié)；專為無(wú)功補(bǔ)償而設(shè)的同步電動(dòng)機(jī) 稱為同步調(diào)相機(jī)，由于投資和損耗較大，又不便于維護(hù)、檢修，供配電系統(tǒng)中很少采用這種補(bǔ)償方式。 常 用變壓器的種類(lèi)，在中低壓供配電系統(tǒng)中，常用的電力變壓器有如下幾種分類(lèi)方式： ① 按相數(shù)分類(lèi)：有三相電力變壓器和單相電力變壓器。 ④ 按繞組聯(lián)結(jié)組別分類(lèi)：有 Yy