【正文】 短路容量：最大運(yùn)行方式下 時(shí)短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk1137k2k330k4k5k6k7 最小運(yùn)行方式下時(shí)短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk1125k2k3k4k5k6k76 電氣設(shè)備及其選擇 導(dǎo)體和電氣設(shè)備選擇的一般原則 首先根據(jù)正常工作要求和環(huán)境條件以及技術(shù)先進(jìn)性、合理性等要求，初步確定其型號(hào)規(guī)格，然后進(jìn)一步進(jìn)行各項(xiàng)校驗(yàn)，即按正常運(yùn)行條件選擇電氣設(shè)備，按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備。在最大運(yùn)行式下，通過(guò)故障元件的短路電流值最大，作為選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備的依據(jù)及繼電保護(hù)整定計(jì)算的依據(jù)；在最小運(yùn)行方式下，通過(guò)保護(hù)安裝處的短路電流最小，可作為繼電保護(hù)校驗(yàn)靈敏度的依據(jù)。但是只要正確選擇電氣設(shè)備，滿足短路電流的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定要求，采取限制短路電流的措施就可以完全消除或減輕短路電流的危害。1. 元件發(fā)熱 2. 短路電流引起很大的機(jī)械應(yīng)力 短路電流計(jì)算目的及方法 工廠供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行不僅要考慮正常運(yùn)行狀態(tài)，還要考慮可能發(fā)生故障及非正常工作狀態(tài)。三相短路時(shí)，短路點(diǎn)電壓可能降到零。引起絕緣損壞的原因有操作過(guò)電壓、雷擊過(guò)電壓、暴風(fēng)雨、絕緣材料老化、設(shè)備維護(hù)不周以及由于機(jī)械力引起的損傷等。因此短路可分為三相短路、兩相短路、兩相接地短路（兩相短路后又與地相連）和單相接地短路（或簡(jiǎn)稱單相短路）。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，相與相之間和在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中相與地之間都是通過(guò)負(fù)載連接的。而正常運(yùn)行的破壞絕大多數(shù)是由短路故障引起的。 當(dāng)有兩回及以上電源進(jìn)線時(shí)，若其中任一進(jìn)線停電，其余進(jìn)線應(yīng)能承擔(dān)全部一級(jí)負(fù)荷及大部二級(jí)負(fù)荷用電，但一般不考慮當(dāng)一電源進(jìn)線發(fā)生故障或停電檢修時(shí)，另一電源進(jìn)線也同時(shí)發(fā)生故障的情況。投資少，年運(yùn)行費(fèi)用低。接線簡(jiǎn)單靈活，便于維護(hù)操作。 供電可靠，電能質(zhì)量好，滿足生產(chǎn)要求。配電線路結(jié)構(gòu)有架空線和電纜線，應(yīng)視廠區(qū)具體環(huán)境而定。通常，高壓配電網(wǎng)絡(luò)的電壓采用10kV?？晒┮?、二級(jí)負(fù)荷，適于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所。2)一次、。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開(kāi)QF11，投入QF10（其兩側(cè)QS先合），即可由WL2恢復(fù)對(duì)變壓器T1的供電。這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10跨接在兩路電源進(jìn)線之間，猶如一架橋梁，而且處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此成為“內(nèi)橋式”接線。 這種主接線的一次側(cè)無(wú)母線、二次側(cè)為單母線，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但供電可靠性不高，只適于三級(jí)負(fù)荷的工廠。但由于變壓器故障幾率小，高壓架空線的防雷保護(hù)比較完善，所以仍具有一定的供電可靠性。 線路—變壓器組單元接線的優(yōu)點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單、電氣設(shè)備少、配電裝置簡(jiǎn)單、節(jié)約建設(shè)投資和占地面積小。這種接線根變壓器據(jù)高壓側(cè)情況的不同，可裝設(shè)不同的開(kāi)關(guān)電器。采用外橋接線，工廠降壓變電所運(yùn)行方式的變化不影響公共電力系統(tǒng)的功率潮流。但任一線路發(fā)生故障時(shí)，則只能維持兩個(gè)回路正常運(yùn)行，另一回路將短時(shí)停電，經(jīng)倒閘操作后才能恢復(fù)供電。 但當(dāng)任一臺(tái)變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，則需先斷開(kāi)一回線路，經(jīng)倒閘操作后才能恢復(fù)供電，例如檢修1B，應(yīng)先斷開(kāi)1DL、3DL，之后拉開(kāi)3G，再合入1DL、3DL，方能恢復(fù)對(duì)L1的正常工作. 根據(jù)上述特點(diǎn)，內(nèi)橋接線適用于具有以下條件的變電所：①供電線路較長(zhǎng)，線路故障幾率多；②負(fù)荷比較平穩(wěn)，主變壓器不經(jīng)常切換退出工作的；③沒(méi)有穿越功率的終端降壓變電所。因而四個(gè)回路只需用三個(gè)斷路器，如圖所示 根據(jù)跨接“橋”連接位置和省掉斷路器的回路之不同，又分內(nèi)橋接線和外橋接線。橋形接線的接線特點(diǎn)是：用一組橫向?qū)Ь€（包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)）將兩回線路 和兩臺(tái)變壓器橫向連接起來(lái)。2. 橋形接線 對(duì)于具有兩回電源進(jìn)線和兩臺(tái)變壓器的降壓變電所，可考慮采用橋形接線。特別是備用電源自動(dòng)重合閘裝置的采用，更能提高單母線用斷路器分段接線的供電可靠性。 為了進(jìn)一步縮小停電范圍，單母線可采用多分段（如三分段）接線方式，對(duì)重要用戶可由兩端母線同時(shí)供電，以提高供電可靠性。若用斷路器分段時(shí)，除仍具有可將分段檢修母線的優(yōu)點(diǎn)外還可在母線或母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障時(shí)，同時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)母線分段斷路器和進(jìn)線斷路器，以保證非故障部分連續(xù)供電。2）單母線分段接線 為了克服上述缺點(diǎn)，可用隔離開(kāi)關(guān)或斷路器將單母線分段，如圖所示，當(dāng)用隔離開(kāi)關(guān)分段時(shí)，如需檢修母線或母線隔離開(kāi)關(guān)，可將分段隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后分段進(jìn)行。但當(dāng)某一出線發(fā)生故障或檢修出線斷路器時(shí)，可只中斷對(duì)該出線上用戶的供電，而不影響其他用戶，所以仍具有一定的可靠性。 單母線的缺點(diǎn)：可靠性和靈活性差。 1）單母線不分段接線 單母線不分段接線的優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性比較好。 隔離開(kāi)關(guān)有兩種，靠近母線側(cè)的稱為母線隔離開(kāi)關(guān)，作為檢修斷路器時(shí)隔離母線電源之用；靠近線路側(cè)的稱為線路隔離開(kāi)關(guān)，作為斷路器檢修時(shí)，隔離供電線路電源防止用戶反向送電，以及架空線路遭受雷電過(guò)電壓時(shí)用以保證檢修人員安全。 單母線接線 斷路器的作用是用于切、合正常負(fù)荷電流和切斷短路電流。 對(duì)電氣主接線的基本要求是安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)性。4 變電所主接線方案的設(shè)計(jì) 變配電所主接線方案的設(shè)計(jì)原則與要求 變電所的電氣主接線是變配電所電氣部分的主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它與電力系統(tǒng)供電電源情況、工廠負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求、配電裝置的布置、繼電保護(hù)自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性關(guān)系。，選用一臺(tái)變壓器時(shí)，即有=（~）=（~），因此選用型銅線配電變壓器。，選用兩臺(tái)變壓器時(shí)，即有，因此選用兩臺(tái)型銅線配電變壓器。根據(jù)任務(wù)書(shū)的要求，、車間變電所設(shè)置兩臺(tái)變壓器外，其余設(shè)置一臺(tái)變壓器。 工廠總降壓變電所電壓等級(jí)為35kV，為中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)，因此主變壓器應(yīng)選擇聯(lián)結(jié)組為的接線。另外，本廠的負(fù)荷性質(zhì)為二級(jí)負(fù)荷，所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。因此，在能夠滿足供電可靠性的條件下，選擇變壓器的臺(tái)數(shù)越少越好。 在多雷區(qū)及土壤電阻率高的山區(qū)，宜選用防雷變壓器，例如等型變壓器 工廠總降壓變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量的選擇在很大程度上取決于負(fù)荷大小及其供電可靠性要求，同時(shí)應(yīng)考慮工廠發(fā)展規(guī)劃等要素與電氣主接線的選擇統(tǒng)籌安排。在電網(wǎng)波動(dòng)大且不能滿足用戶對(duì)電壓質(zhì)量要求的，根據(jù)需要選用有載調(diào)壓變壓器如、等型號(hào)。 工廠總降壓變電所變壓器一般采用三相雙繞組變壓器，當(dāng)廠區(qū)配電電壓同時(shí)有10kV和6kV時(shí)可采用三相三繞組變壓器。而工廠的負(fù)荷中心設(shè)在，為，因此依照《力學(xué)》中計(jì)算重心的力矩方程，可以求得負(fù)荷中心的坐標(biāo)： （31） （32）測(cè)得五個(gè)車間變電所坐標(biāo)分別為（、）（、）（、）（、）（、）由于6kV變壓負(fù)荷中，電弧爐和工頻爐只給鑄鋼車間和鑄鐵車間供電，其坐標(biāo)分別問(wèn)（、）（、）；而空壓機(jī)是裝設(shè)在空壓站內(nèi)的，其坐標(biāo)為（、）。工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來(lái)確定。 工廠總降壓變電所的位置與供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性及電壓質(zhì)量有關(guān)，因此其位置確定很重要，要滿足變配電所所址選擇的原則。工廠總降壓變電所35kV及以上高壓配電裝置一般采用屋外式配電裝置，但在個(gè)別情況下如大型冶煉廠、水泥廠、化工廠等釋放有害氣體、煙塵危害嚴(yán)重或受場(chǎng)地限制采用屋外裝置有困難時(shí)才采用屋內(nèi)配電裝置。 變電所形式、位置、數(shù)量的確定 工廠總降壓變電所 工廠總降壓變電所根據(jù)廠區(qū)范圍大小，負(fù)荷分布情況，全廠可以設(shè)一個(gè)或幾個(gè)，一般只設(shè)一個(gè)。所以每相并聯(lián)9個(gè)電容器，即 全廠計(jì)算負(fù)荷全廠負(fù)荷計(jì)算表項(xiàng) 目 計(jì)算負(fù)荷 二次側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷509044096734二次側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量3240二次側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷509011695223主變壓器功率損耗35KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)3 變配電所及主變壓器的選擇 工廠供電的電源主要取自電力系統(tǒng)，其電壓主要根據(jù)工廠負(fù)荷大小、電源至工廠距離以及地區(qū)電網(wǎng)可能提供的電壓等級(jí)與有關(guān)電力部門協(xié)商確定。 在工廠中普遍采用并聯(lián)電容器人工補(bǔ)償，并聯(lián)電容器補(bǔ)償?shù)姆绞接幸韵氯N： 。 380V車間負(fù)荷計(jì)算1）各380V車間有功功率計(jì)算負(fù)荷車間變電所：車間變電所：車間變電所：車間變電所：車間: 2）各380V車間無(wú)功功率計(jì)算負(fù)荷車間變電所： 車間變電所：車間變電所：車間變電所： 車間變電所：3）各380V車間視在功率計(jì)算負(fù)荷車間變電所：車間變電所：車間變電所：車間變電所：車間變電所：4）各380V車間變電所計(jì)算電流車間變電所： 車間變電所： 車間變電所： 車間變電所： 車間變電所： 5) 380V側(cè)總負(fù)荷計(jì)算380V側(cè)總有功功率:380V側(cè)總無(wú)功功率:380V側(cè)總視在功率：380V側(cè)總計(jì)算電流： 6kV車間計(jì)算負(fù)荷 1）有功功率計(jì)算負(fù)荷 電弧爐： 工頻爐： 空壓機(jī)： 2）無(wú)功功率計(jì)算負(fù)荷 電弧爐： 工頻爐： 空壓機(jī)： 3）視在功率計(jì)算負(fù)荷 電弧爐： 工頻爐： 空壓機(jī)： 4）計(jì)算電流 電弧爐： 工頻爐： 空壓機(jī)： 5）6kV側(cè)總計(jì)算負(fù)荷 6kV側(cè)有功功率： 6kV側(cè)有功功率： 6kV側(cè)視在功率： 6kV側(cè)計(jì)算電流： 對(duì)于的低損耗變壓器，估算式為 （212） 有功功率和無(wú)功功率損耗在選擇了變壓器的型號(hào)和額定容量之后，計(jì)算式為 （213） （214）式中 : —負(fù)荷系數(shù)，；—變壓器空載損耗，kW；—變壓器短路損耗，kW；—變壓器空載電流百分值；—變壓器短路電壓百分值；—計(jì)算容量，kVA；—變壓器額定容量，kVA。 2）無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為Kvar）的計(jì)算公式 （29） 式中 ——所有設(shè)備無(wú)功計(jì)算負(fù)荷之和； ——無(wú)功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，～097。 2）無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為Kvar）的計(jì)算公式 （25） 式中 ——對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組功率因數(shù)的正切值。 用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式 1）有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW）的計(jì)算公式 （24） 式中 ——用電設(shè)備總的設(shè)備容量（不含備用設(shè)備容量）。： 1）起重機(jī)電動(dòng)機(jī)組應(yīng)統(tǒng)一換算為時(shí)的額定容量 ； （21） 2）電焊機(jī)組應(yīng)統(tǒng)一換算為， ；