【正文】 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式來計(jì)算。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)少而容量又相差懸殊時(shí)，則宜采用二項(xiàng)式法計(jì)算。關(guān)于以概率輪為理論基礎(chǔ)而提出的用以取代二項(xiàng)式發(fā)達(dá)利用系數(shù)法，由于其計(jì)算比較繁復(fù)而未能得到普遍應(yīng)用，所以只介紹需要系數(shù)法與二項(xiàng)式法。用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定，在工程中常用的有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。由于載流導(dǎo)體一般通電半小時(shí)后即可達(dá)到穩(wěn)定的溫升值，因此通常取“半小時(shí)最大負(fù)荷”作為發(fā)熱條件選擇電器元件的計(jì)算負(fù)荷。本篇設(shè)計(jì)論文的內(nèi)容有：先完成一篇外文論文的閱讀和翻譯工作；按照設(shè)計(jì)所提供的用電設(shè)備資料來計(jì)算負(fù)荷；通過進(jìn)行無功補(bǔ)償來提高系統(tǒng)的功率因素；根據(jù)負(fù)荷等級(jí)和計(jì)算負(fù)荷，選定供電電源、電壓等級(jí)和供電方式；根據(jù)環(huán)境和計(jì)算負(fù)荷來選擇變電所位置、變壓器數(shù)量和容量；確定變配電所的最佳主接線的方案；選擇并校驗(yàn)電氣設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)載流導(dǎo)體截面；繼電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和參數(shù)整定計(jì)算；對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)和接地設(shè)計(jì)；歸納設(shè)計(jì)的計(jì)算部分編成計(jì)算書；繪制供電系統(tǒng)主接線圖。供電設(shè)計(jì)一般分兩個(gè)階段，初步設(shè)計(jì)階段和施工圖設(shè)計(jì)階段。對(duì)論文每一步都一定要遵循國(guó)家的線性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范來設(shè)計(jì)。本論文主要對(duì)冶金機(jī)械修造廠進(jìn)行全面的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在目前各種形式的能源中，電能具有如下特點(diǎn)：易于去其它形式的能源相互轉(zhuǎn)化；輸配電簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)；可以精確控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量。關(guān)鍵詞： 負(fù)荷計(jì)算, 主接線設(shè)計(jì)，短路計(jì)算，配電裝置目 錄1 緒 論 1 論文背景及目的 1 論文研究方法 1 供電設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 12 負(fù)荷計(jì)算與無功功率補(bǔ)償 2 負(fù)荷計(jì)算 2 負(fù)荷計(jì)算的意義 2 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 2 6kV負(fù)荷計(jì)算 3 ~ 3 無功補(bǔ)償計(jì)算 4 確定補(bǔ)償容量 4 補(bǔ)償后的功率因素 73 變壓器選擇與主接線方案的設(shè)計(jì) 8 選擇降壓變壓器 8 35kV/6kV變壓器的選擇 8 6kV/380V變壓器的選擇 9 工廠主接線方案的比較 10 工廠總降壓變電所高壓側(cè)主接線方式比較 10 工廠總降壓變電所低壓側(cè)主接線方式比較 10 工廠總降壓變電所供配電電壓的選擇 11 總降壓變電所電氣主接線設(shè)計(jì) 11 高低壓配電柜選擇 114 短路電流計(jì)算 13 短路計(jì)算的意義 13 短路計(jì)算 135 電氣設(shè)備選擇 15 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件與項(xiàng)目 15 設(shè)備選擇 15 斷路器的選擇 15 隔離開關(guān)的選擇 17 高壓熔斷器選擇 18 電壓互感器的選擇 19 電流互感器的選擇 20 母線與各電壓等級(jí)出線選擇 23 6kV母線的選擇 23 選擇35kV線路導(dǎo)線 25 6kV出線的選擇 266 繼電保護(hù)選擇與整定 33 35kV側(cè)電壓互感器二次回路方案與繼電保護(hù)的整定 33 35kV主變壓器保護(hù) 33 6kV變壓器保護(hù) 36 6kV母線保護(hù) 37 6kV出線保護(hù) 377 防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) 40 防雷保護(hù)設(shè)計(jì) 40 接地裝置設(shè)計(jì) 40結(jié) 論 42參 考 文 獻(xiàn) 43致 謝 44附錄A 設(shè)計(jì)計(jì)算書 4554 / 581 緒 論 論文背景及目的 電能是一種清潔的二次能源。第四部分根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，最后進(jìn)行防雷保護(hù)措施的選擇和接地裝置的設(shè)計(jì)，增加系統(tǒng)的安全性。根據(jù)負(fù)荷的重要性和負(fù)荷的大小進(jìn)行初步的變壓器選擇和合理的主接線、供電線路的設(shè)計(jì)。第一部分先從論文的背景和目的進(jìn)行闡述，然后對(duì)原始資料來進(jìn)行初步的分析，再確定好本論文的設(shè)計(jì)步驟。供用電工程衡陽冶金機(jī)械造修廠總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)學(xué)生姓名： 馬衛(wèi)幫 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 電氣本1304班 學(xué) 號(hào)： 1330140453 指導(dǎo)教師： 陳夢(mèng)娜 完成時(shí)間： 摘 要一間冶金機(jī)械修造廠如果對(duì)輸配電系統(tǒng)進(jìn)行一個(gè)完善的規(guī)劃，能很好地節(jié)約資金、合理規(guī)劃用地、降低電能損耗、提高電壓質(zhì)量、保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本論文對(duì)輸配電進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，內(nèi)容分四大部分。第二部分確定好冶金廠各部分的負(fù)荷，進(jìn)行精確的計(jì)算，通過無功補(bǔ)償來提高系統(tǒng)的功率因數(shù)減少電能的損耗。第三部分主要是確保系統(tǒng)的安全，首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行精確的短路計(jì)算，然后根據(jù)所得到的短路電流和沖擊電流進(jìn)行一系列的高低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在論文的最后還附上設(shè)計(jì)的圖紙和計(jì)算過程。由于電能不僅便于輸送和分配，易于轉(zhuǎn)換為其它的能源，而且便于控制、管理和調(diào)度,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此，電能在工業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活中得到廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)和輸配電能的電力工業(yè)相應(yīng)得到極大發(fā)展。 論文研究方法 對(duì)與冶金機(jī)械修造廠全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)這個(gè)題目，要結(jié)合基本理論的系統(tǒng)性與實(shí)用性，圍繞供電技術(shù)的基本知識(shí)來確認(rèn)工程設(shè)計(jì)的方法。 供電設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)電力用戶所處地理環(huán)境、地區(qū)供電條件、工程設(shè)計(jì)所提的用電負(fù)荷資料進(jìn)行的。初步設(shè)計(jì)主要落實(shí)供電電源及供電方式，確定供電系統(tǒng)的方案；施工圖設(shè)計(jì)階段一句初步設(shè)計(jì)的方案具體繪制主接線圖。 2 負(fù)荷計(jì)算與無功功率補(bǔ)償 負(fù)荷計(jì)算 負(fù)荷計(jì)算的意義計(jì)算負(fù)荷是用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。有功負(fù)荷表示為P30，無功計(jì)算負(fù)荷表示為Q30，計(jì)算電流表示為I30。需要系數(shù)法是世界各個(gè)普遍應(yīng)用的確定計(jì)算負(fù)荷的基本方法，而二項(xiàng)式法應(yīng)用的局限性較大，主要應(yīng)用于機(jī)械加工企業(yè)。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不甚懸殊時(shí)，宜采用需要系數(shù)法來計(jì)算。根據(jù)原始資料，用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多且各臺(tái)容量相差不遠(yuǎn)，所以選擇需要系數(shù)法來進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算[1]。 有功計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式[9]： ()式中—所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷P30之和； —有功符合同時(shí)系數(shù)， 無功計(jì)算符合（單位為kVar）的計(jì)算公式： ()式中—對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組功率因數(shù)的正切值，本設(shè)計(jì)資料有提供。計(jì)算過程在附錄A設(shè)計(jì)計(jì)算書中。 ~380V變電所包括：1號(hào)車間：鑄鋼車間。3號(hào)車間：鉚焊車間、1水泵房。5號(hào)車間：鍋爐房、2水泵房、倉庫（2）、污水提升機(jī)。結(jié)果所得工廠各車間負(fù)荷情況及車間變電所的容量見表2。 供電系統(tǒng)中裝設(shè)無功功率補(bǔ)償裝置以后，對(duì)前面線路和變壓器的無功功率進(jìn)行了補(bǔ)償，從而使前面線路和變壓器的無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流得以減小，功率因素得以提高[2]。因此變電所低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)可?。? 補(bǔ)償容量： ()取標(biāo)準(zhǔn)值Qc=2700kvar。 補(bǔ)償后總降壓變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷：有功功率補(bǔ)償前后不變： 無功功率變化為： 視在功率變化為： 其中Qc為無功補(bǔ)償。變壓器的損耗可以分為鐵損耗和銅損耗。變壓器的基本銅損耗是指電流流過時(shí)所產(chǎn)生的直流電阻損耗。通過查閱文獻(xiàn)[3，40—43]，可得功率損耗公式： () —鐵損耗 —銅損耗 —有功功率損耗 β—負(fù)載系數(shù)負(fù)載系數(shù)可以通過系統(tǒng)最大工作電流與變壓器最大工作電流的比計(jì)算得出，通過查閱變壓器的數(shù)值可以得出：無功功率的計(jì)算：一臺(tái)變壓器的空載無功功率的損耗計(jì)算公式為： ()—變壓器空載電流。根據(jù)上面2個(gè)公式相加便得出無功功率損耗如下： () 補(bǔ)償后的功率因素總降壓變電所高壓母線計(jì)算負(fù)荷高壓側(cè)平均功率因數(shù)為：滿足要求。(額定容量為100kVar)的并聯(lián)電容補(bǔ)償器。在多塵或由腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場(chǎng)所，應(yīng)選用S9M、S11M。多層或高層建筑內(nèi)的變電所，宜選用SC9等系列環(huán)氧樹脂注干式變壓器或SF6充氣型變壓器。 35kV/6kV變壓器的選擇主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求進(jìn)行選擇。l 有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷l 季節(jié)性符合變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。由于本廠有2回35kV進(jìn)線，即有兩個(gè)進(jìn)線電源，根據(jù)前面所選擇的主結(jié)線方案，如果采用2臺(tái)變壓器，則能滿足供電可靠性、靈活性的要求。為避免前述情況的出現(xiàn)，充分利用雙電源的作用，所以選擇安裝2臺(tái)主變。本廠的最大視在功率：考慮到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、將來擴(kuò)建、可靠性等因素，所以本方案選擇安裝2臺(tái)型號(hào)為S96300/35的主變壓器，即使其中一臺(tái)變壓器檢修另外一臺(tái)主變也可供全廠負(fù)荷。2Yd112500315035400050006300118000YNd111000012500 表4 S9系列銅線配電變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)項(xiàng)目容量(kVA)電壓組合聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)空載電流(%)短路阻抗(%)空載損耗(W)負(fù)載損耗(W)高壓(kV)低壓(kV)400106Dyn11348704200500310304950630351300495080014007500100017009200 6kV/380V變壓器的選擇 通過上面負(fù)荷計(jì)算，我們可以得到380V那5個(gè)車間的最大視在功率：S30NO。2=，可以選擇1個(gè)S9800/10(6)變壓器裝進(jìn)車間2的配電房；S30NO。4=，可以選擇1個(gè)S9800/10(6)變壓器裝進(jìn)車間4的配電房；S30NO。參數(shù)見上面圖表4[1]： 工廠主接線方案的比較 工廠總降壓變電所高壓側(cè)主接線方式比較從原始資料可知工廠的高壓側(cè)僅有2回35kV進(jìn)線，其中一回架空線路作為工作電源，另一回線路作為備用電源，兩個(gè)電源不并列運(yùn)行，且線路長(zhǎng)度較短，只