【正文】 一次側(cè)設(shè)備選擇 .......................... 15 短路電流的計(jì)算 ...................................... 15 高壓一次側(cè)設(shè)備選擇與校驗(yàn) ............................. 18 各車(chē)間變電所車(chē)間干線設(shè)備的選擇 ....................... 23 第五章 供配電線路的選擇計(jì)算 ................................. 25 總配電所架空線進(jìn)線 選擇 ............................... 25 10KV 母線的選擇 ..................................... 26 車(chē)間變電所高壓進(jìn)線選擇 .............................. 27 2 車(chē)間變電所低壓進(jìn)線線的選擇 .......................... 30 低壓母線選擇 ....................................... 32 車(chē)間變電所車(chē)間干線選擇 .............................. 32 第六章 供電系統(tǒng)過(guò)電流保護(hù)及二次回路方案 ...................... 35 供電系統(tǒng)過(guò)電流保護(hù) .................................. 35 變電所二次回路方案 ................................. 40 第七章 防雷接地 ............................................. 41 變電所的防雷保護(hù) ..................................... 41 變電所接地裝置的計(jì)算 ................................ 41 謝辭 ........................................................ 43 參考文獻(xiàn)及附錄 .............................................. 43 論文摘要 某塑料制品廠車(chē)間變電所和配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是對(duì)工廠供電具有針對(duì)性的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)對(duì)工廠供電方式、主要設(shè)備的選擇、保護(hù)裝置的配置及防雷接地系統(tǒng)進(jìn)行了相應(yīng)的敘述，內(nèi)容主要包括高壓側(cè)和低壓側(cè)的短路計(jì)算，設(shè)備選擇及校驗(yàn)，主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)，配電裝置設(shè)計(jì)，防雷和接地設(shè)計(jì)等。通過(guò)計(jì)算出的有功、無(wú)功和視在功率選擇變壓器的大小和相應(yīng)主要設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，再根據(jù)用戶(hù)對(duì)電壓的要求，計(jì)算電容器補(bǔ)償裝置的容量，從而得出所需電容器的大小。電氣主接線對(duì)電氣設(shè)備的選擇，配電所的布置，運(yùn)行的可靠性和靈活性，操作和檢修的安全以及今后的擴(kuò)建，對(duì)電力工程建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)節(jié)約等，都由很大的影響。 3 關(guān)鍵詞：變電所，配電系統(tǒng)，負(fù)荷和短路計(jì)算，設(shè)備選型，繼電保護(hù) 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù) 根據(jù)本廠所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定變電所的位置，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類(lèi)型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，選擇整定繼電保護(hù)，確定防雷和接地裝置。 工廠總平面圖 圖 11 塑料廠平面布置圖 4 工廠負(fù)荷情況 本廠的負(fù)荷性質(zhì)，生產(chǎn)車(chē)間為三班制，部分車(chē)間為單班或兩班制，全年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 5000h，屬于三級(jí)負(fù)荷。 供用電協(xié)議 本廠與電業(yè)部門(mén)所簽訂的供用電協(xié)議主要內(nèi)容如下： （ 1） 從電業(yè)部門(mén)某 60/100KV 變電站 10KV 架空線向本廠供電，該站距離廠南測(cè) （ 2） 變電站 10KV 配電線路定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為 2S 車(chē)間變電所的整定時(shí)間應(yīng)不大于 1S （ 3） 在總降變電站 10KV側(cè)計(jì)量 （ 4） 本廠的功率因數(shù) cos? 要求在 （ 5）電業(yè)部門(mén)變電站 10KV 母線為無(wú)限大電源系統(tǒng)，其短路容量為 200MVA。 C （ 2） 土壤中 ～ 1m 深處一年中最熱月平均溫度為 20℃ （ 3） 年平均雷暴日為 30d （ 4） 土壤凍結(jié)深度為 5 （ 5） 主導(dǎo)風(fēng)向夏季為南風(fēng) 附：全廠各車(chē)間設(shè)備容量及計(jì)算用系數(shù)列表 序號(hào) 車(chē)間設(shè)備名稱(chēng) 設(shè)備容量 /KW dK cos? tan? 備注 變電所 1 薄膜車(chē)間 1400 2 原料庫(kù) 30 3 生活間 10 1 4 成品庫(kù)（一） 25 5 成品庫(kù)（二） 24 6 包裝材料庫(kù) 20 車(chē)間變電所 1 單絲車(chē)間 1385 2 泵房及其附屬設(shè)備 20 變電所 1 注塑車(chē)間 189 2 管材車(chē)間 880 變電所 1 備料復(fù)制車(chē)間 189 2 生活間 10 1 3 浴室 3 .08 1 4 鍛工車(chē)間 30 5 原料生活間 15 1 6 倉(cāng)庫(kù) 15 7 機(jī)修模具間 100 8 熱處理車(chē)間 150 9 聊焊車(chē)間 180 變電所 1 鍋爐房 200 2 試驗(yàn)室 125 3 輔助材料庫(kù) 110 4 油泵房 15 5 加油站 10 6 辦公室、招待所、食堂 15 表 13 全廠各車(chē)間設(shè)備容量及計(jì)算用系數(shù) 6 第二章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償 負(fù)荷計(jì)算 各車(chē)間、變電所負(fù)荷計(jì)算（均采用需要系數(shù)法） 附注：各車(chē)間、各變電所負(fù)荷合計(jì)時(shí)，同時(shí)系數(shù)分別取值： pK?? =； qK?? = 現(xiàn)以 變電所車(chē)間負(fù)荷計(jì)算為例，計(jì)算過(guò)程如下： 變電所 （ 1） 薄膜車(chē)間 有功功率： )1(30P = dK eP = 1400=840KW 無(wú)功功率： )1(30Q = 30P tan? =840 = 視在功率： )1(30S =?cos30P=840247。 =15KVA （ 3） 生活間 有功功率： )3(30P = dK eP =10 =8KW 視在功率： )3(30S =?cos30P=8247。 =15KVA （ 5） 成品庫(kù)（二） 7 有功功率： )5(30P = dK eP =24 = 無(wú)功功率： )5(30Q = 30P tan? = = 視在功率： )5(30S =?cos30P=247。 =12KVA 變電所負(fù)荷合計(jì)： 有功功率： )1(30P = )1(30PK p??? =（ 840＋ ＋ 8＋ ＋ ＋ 6） = 無(wú)功功率： )1(30Q = )1(30QK q ??? =（ ＋ 13＋ 13＋ ＋ ） = 視在功率： )1(30S = )1()1( 230230 QP ? = 22 ? =1360KVA 所有變電所車(chē)間負(fù)荷計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 23統(tǒng)計(jì) 無(wú)功功 率補(bǔ)償計(jì)算 無(wú)功功率補(bǔ)償要求 按水利電力電力部制定的《全國(guó)供用電規(guī)則》：高壓供電電用戶(hù)功率因數(shù)不得低于；其他情況，功率因數(shù)不得低于 ，若達(dá)不到要求，需增設(shè)無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中應(yīng)用最為普遍。 1） 車(chē)間無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，功率因數(shù) ?cos 一般在 以上，故取 ?cos = 8 ： ?cos = ?SP= （需要補(bǔ)償） ： )1(CQ = 30P (tan 1? tan 2? )= [tan() tan() ] =725Kvar ： )1(39。30Q = 30Q CQ == )1(39。3039。? = )1(39。30S = （滿(mǎn)足要求） ： N= )1(CQ / 0q =725/25=29 （ 0q 為 單個(gè)電容器的容量 ） 并聯(lián)的電容器型號(hào)： 數(shù)量為 29個(gè) 低壓電容器柜型號(hào)： 所需數(shù)量為： 6 個(gè)，單個(gè)電容器柜內(nèi)可裝 5 個(gè)電容器 2） 車(chē)間補(bǔ)償計(jì)算此處省略， 相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)如下： )2(CQ =632Kvar )2(39。30Q = 30Q CQ == )2(39。3039。? = )2(39。30S = （滿(mǎn)足要求） N= )2(CQ / 0q =632/25=26 并聯(lián)的電容器型號(hào)： 數(shù)量為 26個(gè) 低壓電容器： 所需數(shù)量為 6個(gè)，單個(gè)電容器柜可裝 5 個(gè)電容器 變壓器損耗計(jì)算 1） 負(fù)荷計(jì)算中，電力變壓器的功率損耗可按下列簡(jiǎn)化公式近似計(jì)算： 有功損耗： TP? ≈ 30S 無(wú)功損耗： TQ? ≈ 30S 9 （其中， 30S 為變壓器二次側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷） 2） 現(xiàn)計(jì)算個(gè)車(chē)間變電所變壓器損耗和算入損耗后的各負(fù)荷， 以計(jì)算 變電所為例： 有功損耗： )1(TP? = )1(39。30S = = 加入變壓器損耗后負(fù)荷計(jì)算 有功功率： )1(TP = )1(39。30Q ＋ )1(TQ? =＋ = 視在功率： )1(TS = 2 )1(2 )1( TT QP ? = 、 、 、 變電所損耗計(jì)算省略，數(shù)據(jù)和結(jié)果見(jiàn)表 21： 表 21 變壓器損耗計(jì)算及加入損耗后負(fù)荷表 高壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算 1） 所有變電所的負(fù)荷計(jì)算： 30P? = 30PK p??? =（ )1(TP ＋ )2(TP ＋ )3(TP ＋ )4(TP ＋ )5(TP ） = = 30Q? = 30QK q??? =（ )1(TQ ＋ )2(TQ ＋ )3(TQ ＋ )4(TQ ＋ )5(TQ ） = =1953Kvar 變電所號(hào) 變壓器有功損耗 TP? （ KW） 變壓器無(wú)功損耗 TQ? （ Kvar） 加損耗后有功功率 TP （ KW） 加損耗后無(wú)功功率 TQ （ Kvar） 視在功率TP? （ KVA） 14 56 972 27 395 476 18 10 30S? = 230230 QP ??? = 22 ? = 2） 功率因數(shù) cos? = 30P? / 30S? =＜ 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本廠功率因數(shù) COS? 要求在 以上 （工廠總配電所按國(guó)家電力部門(mén)的要求，按規(guī)定，配電所高壓側(cè)的 COS? ≥ ，本設(shè)計(jì)中要求工廠的功率因數(shù) COS? 在 以上，所以這里取 COS? =） 3）故需要補(bǔ)償?shù)娜萘浚? CQ = 30P (tan 1? tan 2? )= [tan() tan() ] = 4）補(bǔ)償后： 3039。Q = 30Q? CQ == 3039。3039。? = 3039。S = （滿(mǎn)足要求） 5） 高壓補(bǔ)償柜型號(hào)： TTB26600，單個(gè)柜子補(bǔ)償容量大小為： 600Kvar 故需要選擇兩個(gè) TTB26600 柜，電容器柜具體畫(huà)法見(jiàn)主接線圖。 (2) 裝有兩臺(tái)變壓器的變電所 每臺(tái)變壓器的容量應(yīng)滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件 : ①任一臺(tái)變壓器工作時(shí)，宜滿(mǎn)足總計(jì)算負(fù)荷 30S 的大約 70％的需要，即為 TS ≈ O． 7 30S ②任一臺(tái)變壓器工作時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足全部一、二級(jí)負(fù)荷 30S 的需要，即 TS ≥ 30S (I+Ⅱ ) (3)車(chē)間變電所變壓器的容量上限 單臺(tái)變壓器不宜大于 1000KVA，并行運(yùn)行的變壓器容量比不應(yīng)超過(guò) 3： l。 0． 5％，否則會(huì)產(chǎn)生環(huán)流引起電能損耗，甚至繞組過(guò)熱或燒壞。 ③各臺(tái)變壓器的連接組別應(yīng)相同，若不同，否則側(cè)繞組會(huì)產(chǎn)生很大的電流，甚 至燒毀變壓器。30S = 選擇的變壓器應(yīng)該滿(mǎn)足： 應(yīng)選變壓器的容量 TNS. ≥ )1(39。 變壓器匯總及技術(shù)數(shù)據(jù) 表 22 變壓器型號(hào)及參數(shù)匯總 總變電所位置和型式的選擇 根據(jù)總變配電所位置選擇的原則： 變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，但同時(shí)還要滿(mǎn)足大負(fù)荷變配電的方便，此外，總變配電所應(yīng)盡量不在生活區(qū)范圍內(nèi)，宗此要求，可以大致確認(rèn)本設(shè)計(jì)中，主變電所設(shè)置位置應(yīng)在薄膜車(chē)間和單絲車(chē)間中間附近，以此才能滿(mǎn)足要求。 變電所 變壓器 型號(hào) 額定容 量（ KVA） 額定電壓（ V） 連接組標(biāo)號(hào) 損耗 阻抗電壓（ %） 空載電流（ %） 高壓 低壓 空載 負(fù)載 1 S91000/10 1000 10K Dyn11 1700 9200 5 2 S91000/10 1000 10K Dyn11 1700 9200 5 3 S9630/10 630 10K Dyn11 1300 5800 5