【正文】 .................................. 15 高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇 ......................................... 15 低壓側(cè)電氣設(shè)備的選擇 ......................................... 16 母線的選擇 ................................................... 16 高壓母線的選擇 ........................................... 17 低壓母線的選擇 ........................................... 18 6 變電所過(guò)電流保護(hù) ................................................. 23 變壓器的繼電保護(hù) ............................................. 23 變壓器的反時(shí)限過(guò)電流保護(hù) ................................. 24 變壓器的速斷保護(hù) ......................................... 25 變壓器的瓦斯保護(hù) ......................................... 25 高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護(hù) ......................................... 27 XI 過(guò)流保護(hù) ................................................. 27 速斷保護(hù) ................................................. 27 低壓側(cè)過(guò)電流保護(hù) ............................................. 28 7 變電所二次回路設(shè)計(jì) ............................................... 29 二次回路的操作電源 ........................................... 29 高壓斷路器的控制的信號(hào)回路 ................................... 29 電測(cè)量?jī)x表與絕緣監(jiān)視裝置 ..................................... 31 電測(cè)量?jī)x表 ............................................... 31 絕緣監(jiān)視裝置 ............................................. 32 8 設(shè)計(jì)總結(jié) ......................................................... 34 參考文獻(xiàn) ........................................................... 35 致 謝 ............................................................. 36 1 1 緒論 工廠供電的意義和要求 工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱(chēng)工廠配電。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；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)過(guò)程自動(dòng)化。 在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小（除電化工業(yè)外）。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則可能對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的后果。由于節(jié)約能源是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而節(jié)約 能源 對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源 、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。 （ 2）可靠 應(yīng)滿足電能用戶(hù)對(duì)供電可靠性的要求。 （ 4）經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB5005295 《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、 GB5005394 《 10kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范》、 GB5005495 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則： （ 1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策； 2 必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。 （ 3）近期為主、考慮發(fā)展； 應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。 按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。 本 人 的主要工作 （ 1） 要求根據(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，確定變電所位置與型式； （ 2） 確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類(lèi)型； （ 3） 選擇變壓所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線； （ 4） 確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置； （ 5） 要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪制設(shè)計(jì)圖樣。再 根據(jù)短路電流 進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)；繼電保護(hù)及二次回路的整定計(jì)算，為掌握供電系統(tǒng)的運(yùn)行情況提供了有效的數(shù)據(jù)，并且 在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)能夠準(zhǔn)確及時(shí)的將故障設(shè)備從供電系統(tǒng)中切除，提高 系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性 。解決對(duì)各部門(mén)的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問(wèn)題。 （ 1） 負(fù)荷計(jì)算 全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車(chē)間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果。 （ 3） 工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計(jì) 根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級(jí)別和計(jì)算負(fù)荷數(shù)綜合主變壓器臺(tái)數(shù)，確定變電所高、低接線方式。 （ 4） 廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)廠內(nèi)負(fù)荷情 況，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)合理性確定廠區(qū)配電電壓。按選定配電系統(tǒng)作線路結(jié)構(gòu)與敷設(shè)方式設(shè)計(jì)。 （ 5） 工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算 工廠用電，通常為國(guó)家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，皆可按無(wú)限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。 （ 6） 改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì) 按負(fù)荷計(jì)算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過(guò)查表或計(jì)算求出達(dá)到供電部門(mén)要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功率。如工廠有大型同步電動(dòng)機(jī)還可以采 4 用控制電機(jī)勵(lì)磁電流方式提供無(wú)功功率，改善功率因數(shù)。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和 動(dòng) 穩(wěn)定檢驗(yàn)。 （ 8） 繼電保護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計(jì) 為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運(yùn)行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動(dòng)機(jī)、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號(hào)、檢測(cè)和繼電器保護(hù)裝置。 設(shè)計(jì)包括 高壓斷路器控制與信號(hào)回路、電測(cè)量與絕緣監(jiān)測(cè)回路、以及變壓器高低壓側(cè)的保護(hù)回路 組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路 原理圖及 展開(kāi)圖 。 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 30 30 tanQP ??? ，其中 tan? 為對(duì)應(yīng)于用電設(shè)備組 cos? 的正切值。 計(jì)算電流 30 30 /3NI S U? ，其中 NU 為用電設(shè)備組的額定電壓。 ： 30 deP K P??=90KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 2. 鍛壓車(chē)間： 30 deP K P??=105KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 3熱處理車(chē)間： 30 deP K P??=90KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 5 4. 電鍍車(chē)間： 30 deP K P??=125KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 5. 倉(cāng)庫(kù)： 30 deP K P??=8KW 30 30 tanQP ??? =6kvar ?? ?cos/3030 PS 10KVA 30 30 /3NI S U? = 6. 工具車(chē)間： 30 deP K P??=108KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 180KVA 30 30 /3NI S U? = 7. 金工車(chē)間： 30 deP K P??=80KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 8. 鍋爐房： 30 deP K P??=35KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 9. 裝配車(chē)間： 30 deP K P??=54KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 10. 機(jī)修車(chē)間： 30 deP K P??=32KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 11. 生活區(qū)： 30 deP K P??=245KW 30 30 tanQP ??? = ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 各車(chē)間的照明負(fù)荷總和計(jì)算如下： 30 deP K P??= 6 ?? ?cos/3030 PS 30 30 /3NI S U? = 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 確定擁有多組用電設(shè)備的干線上或車(chē)間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因素。 對(duì)車(chē)間干線取： pK?? =～ qK?? =～ 對(duì)低壓母線 由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來(lái)計(jì)算時(shí)取 pK?? =～ qK?? =～ 由車(chē)間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來(lái)計(jì)算時(shí)取 pK?? =～ qK?? =～ 在本設(shè) 計(jì)中，我們 取 ??pK = ， ?? ?K 。 總的視在計(jì)算負(fù)荷為： 2230 30 30S P Q??= 總的計(jì)算電流為： 30 30 /3NI S U? = 由以上可得出各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷如表 。 9 3 變電所主變 壓器和 結(jié)線方案的選擇 提出方案 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況， 我們采用 S9 系列變壓器。 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，型式采用 S9，其容量 NTS? 不應(yīng)小于總計(jì)算負(fù)荷 30S 。 其主接線圖如圖 。 圖 （ 2） 暗備用。 S9 系列變壓器可以過(guò)負(fù) 10 荷 140%。 K V ASSS TNT 7 30. ??? 根據(jù)計(jì)算可選擇兩臺(tái) S9800/10 型低損耗配電變壓器。 上述變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用 Yyn0 接法。工廠擁有 負(fù)荷較大的 二級(jí)負(fù)荷，如果二級(jí)負(fù)荷斷電將會(huì)給機(jī)械廠造成巨大損失。 但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ,則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案，因此 在本次設(shè)計(jì)中，決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。 高壓開(kāi)關(guān)柜 總費(fèi)用比一臺(tái)變壓器方案 比一臺(tái)主變的方案多投資 萬(wàn)元 ?？傮w 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)而言明備用則有它無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)。短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱(chēng)有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱(chēng)相對(duì)單位制法） ， 本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算 。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算 點(diǎn)。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。對(duì)于工廠供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算電路 如圖 。 圖 短路電流計(jì)算等效電路圖 計(jì)算 k1 點(diǎn) ( 側(cè) )的短路總電抗及三相短路電流和容量 (1) 總電抗標(biāo)么值 ( 1)* * *12kX X X? ? ??=+= (2) 三相短路電流 ( 1)3*11 / kdKI I X? ?? ? =(3) 其它短路容量 (3) (3) (3)1kI I I????= (3) (3)? = = (3) (3)? = = (4) 三相短路容量 ( 1)(3) *1 / kdkS S X? ?? ? =100MVA/= % 33 ?? ????? k V Ak V ASSUX N dk 14 計(jì)算 k2 點(diǎn) ( 側(cè) )的短路總