【正文】 源廠的電氣設(shè)計對提高能源的利用效率，提供高熱源質(zhì)量具有重要意義。 西苑熱源廠電氣設(shè)計 4 西苑熱源廠概況 西苑熱源廠是阜新市熱力公司下設(shè)單位之一，是羅偉老師于 2020 年設(shè)計建成的，為阜新居民的生活供暖帶來了極大的保障。 0115/70A II 型），供熱能力 36Gcal/h,實際供熱面積 100 萬平方米；主要阜新西苗圃地區(qū)供熱。為保持爐壓，防止空氣入侵 ；鏈條爐尾部排渣溝采用了水密封裝置。風機，水泵采用變頻調(diào)速技術(shù)；為節(jié)約電力安裝了兩組變壓器，冬季投入大容量變壓器，夏季投入小容量變壓器的方法，同時安裝改善功率因數(shù)的電容量，使無攻損耗降至最低。 熱網(wǎng)大部分采用直埋敷設(shè)，小部分為架空和地溝敷設(shè)。根據(jù)實測（ 2020 年 2月）直埋管線平均溫降 0。 5%以下。 存在問題和發(fā)展前景 兩座熱電聯(lián)產(chǎn)熱源投入供熱的均為低真 空（惡化真空）機組，優(yōu)點是抽出的蒸汽接近無功蒸汽，以此來加熱外網(wǎng)供熱成本低廉；缺點是供熱參數(shù)亦較低，一般供回溫度7080/5060 `C ，溫差在 1520C 左右，只適于直供方式（目前阜新熱力只有市北熱源廠供的 120 萬平方米是采用間接供熱，其余 454 萬平方米均為直接供熱）。熱源適當提高供水溫度及管網(wǎng)輸送能力，可大幅度 增加供熱面積。 公司進一步發(fā)展的潛力很大。該機組如能投入使用，產(chǎn)熱估計將達到 400Gcal/h 左右，至少可使目前的供熱面積翻一倍有余。 學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 1 技術(shù)交底 此設(shè)計是以甲方（阜新市西苑熱源廠）的要求設(shè)計的，甲方提供的前期資料及要求如下所示： 甲方共提供了 21 臺設(shè)備，其名稱及容量如表 11 所示。除渣系統(tǒng)也要采用延時起動，即 21M 先起動，然后 22M 起動，并且保持一定的延時。 學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 廠房土建圖及工藝布置圖已給出。執(zhí)行。 2 負荷計算 負荷計算方法 電力負荷計算方法包括利用系數(shù)法 、 單位產(chǎn)品耗電量法 、 需要系數(shù)法 、 二項式系數(shù)法 。在實際設(shè)計和實踐中 ， 電力負荷計算的有關(guān)計算系數(shù)和特征參數(shù)的選擇都會影響電負荷計算結(jié)果，使西苑熱源廠電氣設(shè)計 8 其偏大、偏高 。在方案設(shè)計與初步設(shè) 計時，其電力負荷計算過小或過大，都會引起嚴重的后果。而電力負荷計算過大，將會引起變壓器容量過剩，以及供電線路截面過大，相應(yīng)的保護整定值就會定得過高，從而降低了電氣設(shè)備保護的靈敏度 ； 與此同時，電力負荷計算過大還增加了投資，降低了工程的經(jīng)濟性。由此可見，電力負荷計算在供電設(shè)計中，特別是在確定變壓器容量時所占據(jù)的重要位置。 利用系數(shù)法 以平均負荷為基礎(chǔ)，利用概率論分析出最大負荷與平均負荷的關(guān)系。 二項系數(shù)法 考慮用電設(shè)備數(shù)量和大容量設(shè)備對計算負荷的影響的經(jīng)驗公式。所以負荷計算應(yīng)先分單組計算，再進行多組的總計算，計算公式分別如下 : 1)單組用電設(shè)備的計算負荷 同一組用電設(shè)備的工作性質(zhì)相同，而其中各機器名稱和容量不一定相同。 需求系數(shù)法 需求系數(shù)法不考慮大容量設(shè)備最大負荷造成的負荷波動及用電設(shè)備的容量和臺數(shù)，適用于確定全廠計算負荷、車 間變電所計算負荷及負荷較穩(wěn)定的干線計算負荷。 1)單個用電設(shè)備的計算負荷 確定單個用電設(shè)備的計算負荷，目的是為選擇支線截面提供依據(jù)，應(yīng)以滿負荷運行時的輸人功率作為計算負荷。 負荷計算方法的選擇 適當?shù)?選擇 計 算方法是降低計算負荷的根本性措施，具體選擇原則如下 : 在實際工程計算中，利用系數(shù)法與單位產(chǎn)品耗電量法這兩種方法一般不采用。 單位產(chǎn)品耗電量法求出的用電設(shè)備負荷可能與實際負荷相差較大，所以在缺乏正式的用電設(shè)備容量時，還要按 “ 需要系數(shù)法 ” 重新進行計算。 需要系數(shù)法比較簡便，因而 廣泛使用，但當用電設(shè)備臺數(shù)少而功率相差懸殊時，需要系數(shù)法的計算結(jié)果往往偏小，故不適用于低壓配電線路計算，而適用于計算變、配電所的負荷。 ② x 臺最大設(shè)備的最大負荷重疊造成的附加負荷，以彌補需要系數(shù)法計算結(jié)果在上述情況下偏小的不足。所以二項式法比較適合于確定設(shè)備臺數(shù)較少而容量差別較大的低壓干線和分支線的負荷計算。 西苑熱源廠電氣設(shè)計 10 因此，對于負荷波動較大的干線或支線采用二項系數(shù)法確定計算負荷較為準確。 綜上所訴，需要系數(shù)法計算比較簡單，適用于初步估計和方案估算。 按需用系數(shù)法確定計算負荷 應(yīng)甲方（委托單位）要求本設(shè)計只考慮低壓部分，設(shè)備參數(shù)見第一章圖表所示。見表 21所示。 當設(shè)備臺數(shù)較多時，需用系數(shù)值一般比較低；如果設(shè)備臺數(shù)較少時，則需用系數(shù)值就應(yīng)該適當?shù)厝〈蟆Ｏ鄳?yīng)地，在設(shè)備臺數(shù)較少時，功率因數(shù)也應(yīng)該適當?shù)厝〈蟆? 表 21 用電設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)值 [2] Tab21 Demand coefficient and the value of power submultiple of electricequipments 用電設(shè)備組名稱 需用系數(shù) Kx 最大容量設(shè)備臺數(shù) n ?cos ?tg 通風機、水泵、空壓機及電動發(fā)電機組電動機 ~ 5 鍋爐房和機修、機加、裝配等類車間的吊車（ %25?? ） ~ 3 電弧熔爐 西苑熱源廠電氣設(shè)計 12 自動弧焊變壓器 生產(chǎn)廠房及辦公室、實驗室照明 ~1 1 0 變電所、倉庫照明 ~ 1 0 宿舍（生活區(qū)）照明 ~ 1 0 室外照明 1 1 0 事故照明 1 1 0 利用以上公式具體計算過程如 下： KWP S 0 5 ?????????????????? 此處 6臺循環(huán)水泵有 1臺 為備用循環(huán)水泵， 2 臺補水泵。 又 ?? ， ??tg 可得 ： KWPKP Sxjs 9 0 5 ????? K V artgPQ jsjs ????? ? )( 2222 KV AQPS jsjsjs ????? )( AUSIejsjs ???? 下面進行分組負荷計算：以下設(shè)備需用系數(shù)均取 1，即有功計算負荷可以認為等于設(shè)備容量 [3]，此處 ?? 是經(jīng)過補償后的功率因數(shù)，具體見 6 無功功率的補償，以下均同。 )(128% 1075ηc os3 3 AU PIejsjs ???? ????? ? 1＃、 2＃補水泵 KWPP jsS 75?? ， η=98% 。 )(26% 1015c os3 3 AU PIejsjs ???? ????? ?? 學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 1＃、 2＃、 3＃ 、 4爐引風機 KWPP jsS 75?? ， η=97% 。 )(94% 1055c os3 3 AU PIejsjs ???? ????? ?? 水平皮帶機、斜坡皮帶機 KWPP jsS ?? ， η=95% 。 )(4% os3 3 AU PIejsjs ???? ????? ?? 1＃、 2＃除渣機 KWPP jsS ?? ， η=98% 。 )(3% os3 3 AU PIejsjs ???? ????? ?? 尖峰電流的計算 尖峰電流是持續(xù) 1～ 2S 的短時最大負荷電流，計算電壓波動，選擇熔斷器、自動開關(guān)，整定繼續(xù)電保護裝置及檢驗電動機自起動條件等 [4]。 具體計算過程如下：由于系統(tǒng)采用的是鼠籠式電動機，故 qK 取 7。但是，在這些民用建筑場所內(nèi)使用的多為單相電感性負荷，因其自身功率因數(shù)較低，在電網(wǎng)中滯后無功功率的比重較大。本文主要通過設(shè)計工作中所遇到 的具體工程對無功自動補償?shù)姆绞胶桶惭b位置作出了分析和比較。 三相電容自動補償適用于三相負載平衡的供配電系統(tǒng)。 對于三相不平衡及單相配電系統(tǒng)采用分相電容自動補償是解決問題的一種較好的辦法，其原理是通過調(diào)節(jié)無功功率參 數(shù)的信號取自三相的每一相，根據(jù)每相感性負載的大小和功率因數(shù)的高低進行相應(yīng)的補償，對其它相不產(chǎn)生相互影響，故不會產(chǎn)生欠補償和過補償?shù)那闆r。 分組電容自動補償?shù)膽?yīng)用在低壓電 網(wǎng)中大量的用電設(shè)備為電感性，尤其是在大面積、大開間的商場、辦公樓等日常生活和辦公場所，大都會采用發(fā)光效果好的熒光燈進行人工照明。目前，民用建筑工程中大量使用電感型鎮(zhèn)流器熒光燈，它具有成本低、壽命長、維修工作量少、投資少特點，但其起動時間長，功率因數(shù)低，約為 ～ ，自身損耗大，加大了供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗，造成了能源的浪費。并聯(lián)接在電動機端子側(cè)的電容 器，應(yīng)采取與電動機同時啟動與停止的控制方式，當電容器容量較大時，對電動機控制具有發(fā)電過電壓作用，對再次投入時的發(fā)生過渡扭矩應(yīng)充分注意。自動控制是按檢測無功功率的大小順次投入的方法采取自動程序控制器進行控制，手動控制是按負荷按電流的變化程序范圍采取階段投入或切除電容組的方法。 22c o sjsjsjsjsjsQPPSP???? （ 28） 式 中 jsP 和 jsQ —— 工廠的有功功率計算負荷（ kw）和無功計算負荷（ KVar） 。工廠 ?cos ＜ ，則按《供電規(guī)則》規(guī)定采取人工補償措施。 由上式計算所得的數(shù)值，應(yīng)取相近較大的整數(shù)。 按照功率因數(shù)由 提高到 得比補償容 cq△ =,因此并聯(lián)電容器計算應(yīng)為（ ? =）； K V a rQ c ???? 學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 如果用 ，其數(shù)量計算應(yīng)為： )400380(12 ????n 考慮 熱源廠 均 為單母線分段 ， 故去實際每相電容電容數(shù)為 2439。在電力系統(tǒng)中最常見的電纜有兩大類 :即電力電纜和控制電纜。 1） 油浸 紙絕緣電力電纜的優(yōu)點是使用壽命長、耐壓強度高、熱穩(wěn)定性好等。此外，油浸紙絕緣電力電纜的浸漬劑容易淌流，因而不可避免在絕緣內(nèi)形成氣隙，降低其絕緣水平。這種電纜特別適用西苑熱源廠電氣設(shè)計 18 于垂直敷設(shè)和在熱帶地區(qū)使用。不滴流浸漬型電纜發(fā)展為全鋁型 (鋁芯，鋁護套 )結(jié)構(gòu)，在技術(shù)經(jīng)濟上則更為合理。 2） 橡皮絕緣電力電纜額定工作電壓有 和 6KV 兩種。目前氯丁橡皮絕緣電纜產(chǎn)量日益增多，其特點是耐油性能好，不宜霉適應(yīng)氣候性能好，光老化過程緩慢，因此適合在戶外鋪設(shè)。 3） 聚氯乙烯絕緣電力電纜具有制造工藝簡單，沒有敷設(shè)位差的限制，工作溫度可以提高，電纜的敷設(shè)、維護、接續(xù)都比較簡便，有較好的 杭腐蝕性能等優(yōu)點，已成為電力電纜中正在迅速發(fā)展的一類重要產(chǎn)品，目前已廣泛運用于低壓電力線路之中。 控制電纜是配電裝置中傳導(dǎo)操作電流、連接電氣儀表、繼電保護和自動控制回路用的電纜?？刂齐娎|的絕緣層有油浸紙絕緣、橡皮絕緣和聚氯乙烯絕緣三種。 導(dǎo)電 線芯 導(dǎo)電線芯通常是采用高導(dǎo)電率的銅或鋁制成的，出于造價的考慮，通常使用相對銅線芯價格較低的鋁線芯。單芯電纜一般用來輸送直流電，單相交流電引出線。三芯電纜用于三相交流電網(wǎng)中，是應(yīng)用最廣的一種。四芯電纜的第四芯（稱中性線芯），主要通過不平衡電流，因此截面僅為一根主線芯的 40%~60%。當線芯截面大于 25mm2時，通常是采用多股導(dǎo)線絞合并經(jīng)過壓緊而成，這樣可增加電纜的柔軟性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。 電纜截面選擇的 原則 在生產(chǎn)中，為了供電系統(tǒng)的安全可靠，經(jīng)濟合理的運行，應(yīng)以安全，經(jīng)濟，質(zhì)量和動態(tài)作為選擇導(dǎo)體截面的一般的指導(dǎo)原則，并應(yīng)滿足下列條件： 1）發(fā)熱條件：導(dǎo)線和電纜長期通過最大恒定電流（計算電流）使導(dǎo)體工作的溫度不應(yīng)超過產(chǎn)品標準中規(guī)定的允許最高工作溫度。 3）經(jīng)濟運行：對于高電壓線路和特大電流的低壓線路應(yīng)按規(guī)定的經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線截面，以使電能損耗最小。 5）熱穩(wěn)定性，電纜發(fā)生故障時按熱穩(wěn)定性校驗選擇的截面應(yīng)大于熱穩(wěn)定性最小截面。 電線及電纜的載流量 根據(jù) 節(jié)計算的電流值， 如 表 31 所示 可以找到相應(yīng)的主芯和中性線的截面積。 表 31聚氯乙烯絕緣電力電纜在空氣中敷設(shè)的載流量 （ A） 65??? ℃ Tab31 Polyvinyl chloride cable lays down of current capacity in the air（ A） 65??? ℃ 主線芯截面 (mm2) 中性線截面 (mm2) 1KV(四芯 ) 25℃ 30℃ 35℃ 40℃ 銅 芯 4 19 17 16 15 6 4 37 36 33 30 10 6 52 48 44 41 16 6 70 67 60 55 25 10 94 87 81 74 35 10 110 93 90 85 50 25 140 127 123 11