【正文】 述設(shè)計(jì)，基本確定了某機(jī)加工廠內(nèi)部的供配電系統(tǒng)，并且在本設(shè)計(jì)中，盡可能選擇低損耗電氣設(shè)備，以節(jié)約電能，體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)思想。其次，本文設(shè)計(jì)了廠區(qū)供電和配電網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行了車間變電所以及車間配電系統(tǒng)和車間電氣照明設(shè)計(jì)，按照經(jīng)濟(jì)電流密度法，選擇了合適的導(dǎo)線和電纜，通過合理設(shè)置短路點(diǎn)，進(jìn)行正確的短路電流計(jì)算，進(jìn)行了主要電氣設(shè)備的選型和校驗(yàn)。變電站綜合自動(dòng)化也采用了新的技術(shù)全分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。為保證電能的質(zhì)量以及設(shè)備的安全，在變電所中還需進(jìn)行電壓調(diào)整、以及輸配電線路和主要電氣設(shè)備的保護(hù)。關(guān)鍵詞： 負(fù)荷計(jì)算，短路電流計(jì)算，繼電保護(hù)，接地裝置，變壓器 45 / 45目錄前　言 1第1章 任務(wù)說明 3 設(shè)計(jì)要求 3 車間概況及設(shè)備平面布置圖 3 負(fù)荷情況 3 供電電源情況 4 電價(jià)計(jì)算 4 建設(shè)期用電 地質(zhì)水文資料 4第2章 機(jī)加工車間的負(fù)荷計(jì)算 5 負(fù)荷計(jì)算 5 無功功率補(bǔ)償 7第3章 工廠變電所的設(shè)備選擇及主接線設(shè)計(jì) 9 總降壓變電所位置的確定 9 變壓器數(shù)量及容量的選擇 9 變電所的電氣主接線的選擇 10 變電所主接線的選擇 10 變電所主接線方案的繪制 11第4章變電所的短路電流計(jì)算 13 短路電流計(jì)算的目的及方法 13 短路電流計(jì)算 13 繪制計(jì)算電路圖 13 確定基準(zhǔn)值 14 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 14 k1故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算 15 k2故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算 16第5章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 17 變電所高壓一次設(shè)備的介紹 17 一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)的條件和項(xiàng)目 17 變電所10kV一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 19 高壓母線的選擇 23第6章 變電所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 24 導(dǎo)線和電纜截面選擇時(shí)滿足的條件 24 10kV高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) 24 10kV高壓進(jìn)線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 25 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇 25第7章 變電所隊(duì)繼電保護(hù)裝置的選擇 30 32 32 32 電力變壓器的繼電保護(hù)裝置 33 34 變壓器的電流保護(hù) 35 變壓器的差動(dòng)保護(hù) 35第8章 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) 36 36 直擊雷防護(hù) 36 雷電侵入波的防護(hù) 36 變電所保護(hù)接地的設(shè)計(jì) 37 接地與接地裝置 37 37變電所(substation)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，是電力系統(tǒng)中對(duì)電能的電壓和電流進(jìn)行變換、集中和分配的場(chǎng)所。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容緊密結(jié)合實(shí)際，通過查找大量相關(guān)資料，設(shè)計(jì)出符合當(dāng)前要求的變電所。選擇繼電保護(hù)裝置，防雷保護(hù)和接地裝置方案及設(shè)計(jì)，10/；配電裝置設(shè)計(jì)；繼電保護(hù)規(guī)劃設(shè)計(jì)；防雷保護(hù)設(shè)計(jì)等。新開源2﹟車間專用變電所10KV電氣一次設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)的題目為“某工廠10kV車間變電所電氣部分設(shè)計(jì)”。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：變電所的位置與形式；主變臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)；電氣主接線方案設(shè)計(jì)；短路電流計(jì)算；負(fù)荷計(jì)算；無功功率補(bǔ)償；電氣設(shè)備選擇及校驗(yàn)（母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補(bǔ)償電容器）；低壓配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、連接方式；導(dǎo)線截面選擇及線損計(jì)算等。其中還對(duì)變電所的主接線通過CAD制圖直觀的展現(xiàn)出來。本變電所對(duì)低壓側(cè)負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算采用需要系數(shù)法；為減少無功損耗，提高電能的利用率，本設(shè)計(jì)進(jìn)行了無功功率補(bǔ)償設(shè)計(jì)，；短路電流的計(jì)算包括短路點(diǎn)的選擇及其具體數(shù)值計(jì)算；而電氣設(shè)備選擇采用了按額定電流選擇，按短路電流計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)的方法；繼電保護(hù)設(shè)計(jì)主要是對(duì)變壓器進(jìn)行電流速斷保護(hù)和過電流保護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算；配電裝置采用成套配電裝置；本變電所采用避雷針防直擊雷保護(hù)。變電所(substation)就是電力系統(tǒng)中對(duì)電能的電壓和電流進(jìn)行變換、集中和分配的場(chǎng)所。無論國(guó)內(nèi)國(guó)外，還是從管理方、運(yùn)行方及設(shè)計(jì)單位對(duì)于變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化均取得了共識(shí)。本課題設(shè)計(jì)了一個(gè)某工廠的供電系統(tǒng)，再滿足工廠供電設(shè)計(jì)中安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)的基本要求的前提下，首先根據(jù)全廠和車間的用電設(shè)備情況和生產(chǎn)工藝要求，進(jìn)行了負(fù)荷計(jì)算，通過功率因數(shù)的計(jì)算，進(jìn)行無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)(包括無功補(bǔ)償容量計(jì)算和補(bǔ)償設(shè)備選擇、校驗(yàn))，確定了工廠的供電方案，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定了供電系統(tǒng)的主接線形式，選擇了主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。最后，本文還進(jìn)行了電力變電壓器和主要電力線路的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)。工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循的一般原則：(1) 工廠供電設(shè)計(jì)必須遵守國(guó)家的有關(guān)法令、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針、政策，包括節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策。電能質(zhì)量合格。(3) 工廠供電設(shè)計(jì)必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，合理確定設(shè)計(jì)方案。表01示出了工廠供電設(shè)計(jì)依據(jù)的主要設(shè)計(jì)規(guī)范。 車間概況及設(shè)備平面布置圖 新開源2車間為全框架鋼結(jié)構(gòu)車間，長(zhǎng)150米、寬68 米、高14 米，車間內(nèi)共四跨，每跨寬 米全通透，每跨配有行車四臺(tái)，2臺(tái)16T，2臺(tái)5T。車間內(nèi)用電設(shè)備主要為中頻電加熱設(shè)備、電輔助加熱氣體加熱爐 以及沖壓、鍛壓設(shè)備，其余設(shè)備為一般機(jī)加工及焊接設(shè)備。如圖11： 圖11 車間平面簡(jiǎn)圖 負(fù)荷情況低壓動(dòng)力設(shè)備均為三相，額定電壓為380V。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)參見下表11。車間的用電設(shè)備（所在位置見附1）情況如下：序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)臺(tái)數(shù) 單臺(tái)容量 總?cè)萘?推彎?rùn)C(jī)21912402402推彎?rùn)C(jī)D42612002003液壓機(jī)B315122224液壓機(jī)X500164645液壓機(jī)B315122226熱處理爐160607加熱爐RX12011501508天然氣加熱爐RX12019天然氣加熱爐RX120110擠壓三通液壓機(jī)4000T113213211擠壓三通液壓機(jī)114T112照明組13電動(dòng)坡口機(jī)Q126013144214電動(dòng)坡口機(jī) STPG8001181815電動(dòng)坡口機(jī)D4261151516電動(dòng)坡口機(jī)D2701101017車床C6301318車床C6201B1101019車床6181101020牛頭刨床B650121鉆床ZX50CII1 4422天車5T81518023天車16T82510024電焊機(jī)ZX750084032025空氣壓縮機(jī)1404026等離子切割機(jī)120020027焊條烘干機(jī) 1303028電焊機(jī)BX1400A1303029整口機(jī)219273130整口機(jī)325377131整口機(jī)406426132整口機(jī)4806301101033自動(dòng)拋光機(jī)Q3761282834自動(dòng)拋光機(jī)Q37B11212 供電電源情況工廠東北方向3公里處有新建110KV老井變電站，110/35/10kV，140MVA變壓器一臺(tái)作為工廠的主電源，允許用35kV或10kV中的一種電壓向工廠供電。A，最小三相短路容量為1000 MV10kV側(cè)系統(tǒng)的最大三相短路容量為450MVA.供電部門實(shí)行兩部電價(jià)制。A，20元/月計(jì)費(fèi)；2:電度電價(jià)：供電電壓為35kV時(shí)，β=（kWh）；供電電壓為10kV時(shí)，β=（kWh）。 氣象、地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38℃，年平均氣溫為17℃，年最低氣溫為8℃。本廠所在地區(qū)，地層以砂質(zhì)粘土為主。需要系數(shù)法：用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算計(jì)算負(fù)荷。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)少而容量相差懸殊，用二項(xiàng)式法計(jì)算[13]。主要計(jì)算公式有：有功計(jì)算負(fù)載：無功計(jì)算負(fù)載：視在計(jì)算負(fù)載：計(jì)算電流：各用電車間負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如表21所示表21 車間負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)名稱類別各機(jī)械組代號(hào)設(shè) 備容量Pe/kW需要系數(shù)KdcosTan計(jì)算負(fù)荷PN/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1機(jī)加工動(dòng)力18012675續(xù)表21 車間負(fù)荷計(jì)算表車間小計(jì)2582鑄造車間動(dòng)力182156106187照明12小計(jì)5373鉚焊車間動(dòng)力1591061358190照明8小計(jì)3021784電修車間動(dòng)力18054108147照明10小計(jì)337290總計(jì)(380V側(cè))全部線路取，6531339由前面統(tǒng)計(jì)結(jié)果，取，計(jì)算總有功計(jì)算負(fù)荷，總無功計(jì)算負(fù)荷，總的視在計(jì)算負(fù)載，總的計(jì)算電流： 最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)：計(jì)算的結(jié)果同樣填入上表?；诖?。考慮到變壓器本身的無功功率損耗ΔQT遠(yuǎn)大于其有功功率耗損ΔPT,一般，因此，在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償時(shí)，這里取。因此，其電容器的個(gè)數(shù)為：。無功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：變壓器的功率損耗為是變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為無功率補(bǔ)償后，工廠的功率因數(shù)為即工廠的功率因數(shù)因此，符合本設(shè)計(jì)的要求。表22 無功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷項(xiàng) 目cos計(jì) 算 負(fù) 荷PN/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷6531339380V側(cè)無功補(bǔ)償容量450380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷653主變壓器功率消耗104010kV側(cè)負(fù)荷總計(jì)663第3章 工廠變電所的設(shè)備選擇及主接線設(shè)計(jì) 總降壓變電所位置的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心。結(jié)合本廠的實(shí)際情況，這里變電所采用獨(dú)立變電所。圖中亦標(biāo)出了各車間距離變電所的距離。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器。(2) 合變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。其他情況下宜裝設(shè)一臺(tái)變壓器2. 工廠的負(fù)荷特性和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案：(1) 設(shè)一臺(tái)主變壓器采用型號(hào)為S9型，容量根據(jù)式，即采用一臺(tái)S9800/10型低損耗配電變壓器。(2) 設(shè)兩臺(tái)變壓器采用S9型變壓器，每臺(tái)的容量按下列公式選擇：而且因此選兩臺(tái)S9500/10型低損耗配電變壓器。由于該廠的負(fù)荷含二級(jí)負(fù)荷，且二級(jí)負(fù)荷容量較大，對(duì)電源的供電可靠性要求高，在經(jīng)濟(jì)條件允許的條件下應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障后檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電，故選兩臺(tái)變壓器。