【正文】 工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國家建設(shè)經(jīng)濟(jì)性社會(huì)具有更重要的戰(zhàn)略意義。 供配電所設(shè)計(jì)的要求 工廠供電工作要更好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到一下基本要求： 工廠供電設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵守國家的有關(guān)法令、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，執(zhí)行國家的有關(guān)方針、政策，如節(jié)約有色金屬，以鋁代銅，采用低能耗設(shè)備以節(jié)約能源等。 工廠供電設(shè)計(jì)應(yīng)做到供電可靠 、保證人身和設(shè)備安全。設(shè)計(jì)應(yīng)采用符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的設(shè)備。 總結(jié)一點(diǎn)就是要安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)。既要照顧局部和當(dāng)前的利益，又要有全 4 局的觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 負(fù)荷計(jì)算及無功功率補(bǔ)償計(jì)算； 變配電所主變壓器選擇； 變配電所電器主接線方案的選擇； 短路電流計(jì)算； 變配電所一次電氣設(shè)備的選擇； 變配電所的計(jì)量、測(cè)量及控制回路等二次回路方案選擇； 變電所防雷保護(hù)及接地裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算； 繪制供電系統(tǒng)電氣原理圖 5 第二章 全廠設(shè)計(jì)資料 東盛化工機(jī)械廠 的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)：按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB5005295《供配電系統(tǒng)設(shè) 計(jì)規(guī)范》、 GB5005394《 10KV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》及 GB5005495《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》等規(guī)范，進(jìn)行工廠供配電設(shè)計(jì)。并處理好局部與全局、當(dāng)前與長遠(yuǎn)利益的關(guān)系，以便適應(yīng)今后發(fā)展的需要，同時(shí)還要注意電能和有色金屬的節(jié)約等問題。供電部門對(duì)國家左右的公司有這樣一個(gè)規(guī)定： ⑴ 區(qū)域變電站 35KV 饋電母線的過電流保護(hù)整定時(shí)間 ，要求工廠總壓降變電所的過電流保護(hù)整定時(shí)間不大于 。 ⑶ 本設(shè)計(jì)里面我主要突出是設(shè)計(jì)本廠里面的一個(gè)機(jī)械加工車間，功率因數(shù)也就按照全場(chǎng)的要求來計(jì)算。（這個(gè)數(shù)值僅供參考） 電費(fèi)：有兩種價(jià)格 ⑴ 基本電價(jià)：工廠總壓降變電所變壓器總?cè)萘?? 15 元 /月； ⑵ 電能電價(jià)：按所在地工業(yè)電價(jià)計(jì)算。 進(jìn)行工廠總壓降變電所 35KV、 10KV 母線三相短路計(jì)算時(shí)，沖擊系數(shù) kch均取 。 電力負(fù)荷計(jì)算的方法主要有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法和單位產(chǎn)值耗電量法。二項(xiàng)式法考慮了用電設(shè)備的數(shù)量和大容量用電設(shè)備 符合的影響。 已知產(chǎn)品的單位產(chǎn)量的耗電量或單位產(chǎn)值的耗電量時(shí)，可用單位產(chǎn)量和單位產(chǎn)值耗電量法進(jìn)行估算，單位面積用電量法使用于住宅、辦公室和具有均勻分布符合的生產(chǎn)線等負(fù)荷的計(jì)算。 計(jì)算流過各主要電氣設(shè)備（斷路器、隔離開關(guān)、母線、熔斷器等）的負(fù)荷電流，作為選擇這些設(shè)備的依據(jù)。 計(jì)算尖峰負(fù)荷，用于保護(hù)電氣的整定計(jì)算和校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)條件。計(jì)算負(fù)荷是工程設(shè)計(jì)中按照發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電氣設(shè)備額依據(jù)。如果計(jì)算負(fù)荷確定過小，又將使電氣和掉線處過于負(fù)荷運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過熱，導(dǎo)線絕緣過早老化甚至產(chǎn)生火災(zāi)，造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。 負(fù)荷計(jì)算 我國目前普遍采用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法確定用電設(shè)備的負(fù)荷，其中需要系數(shù)法是國際上普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法，最為簡便，而二項(xiàng)式系數(shù)法在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少且各臺(tái)設(shè)備容量差別大的分支干線計(jì)算負(fù)荷時(shí)比較合理，本文采用需要系數(shù)法。 （ 1）需要系數(shù)法 在所計(jì)算的范圍內(nèi)（如一條干笑、一段母線或一臺(tái)變壓器），將用電設(shè)備按其設(shè)備性質(zhì)不同分為若干組，對(duì)每一組選用合適的需要系數(shù)，算出每組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，然后由各組計(jì)算負(fù)荷求總的計(jì)算負(fù)荷，這 種方法稱為需要系數(shù)法。 （ 2） 單組用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 edPKP ?30 （ KW） (33) ?tan3030 PQ ? （ Kvar） (34) ?c o s/3030 PS ? （ KV? A） (35) ? ?NUSI 3/3030 ? （ A） (36) 機(jī)械加工車間負(fù)荷計(jì)算 （ 1）需要系數(shù) ?dK 的設(shè)備 因?yàn)椋???Cos ， ?? 所以： ??? dKPP 1301 ? 721? = KW （ 37） ???? ?PQ = Kvar （ 38） （ 2）需要系數(shù) ?dK 的設(shè)備 KWP 252 ?? 因?yàn)椋???Cos ， ?? 所以： dKPP ?? 2302 ? =25? = KW （ 39） ??? ?t an3 0 23 0 2 PQ ? = Kvar （ 310） KWP???????????????????????????????????? 10 機(jī)械加工車間總負(fù)荷計(jì)算： KWPPP 8 8 03 0 23 0 130 ????? （ 311） v a r9 5 7 3 2 KQ ????? （ 312） 全廠負(fù)荷計(jì)算 全廠動(dòng)力（除機(jī)械加工車間外） 30P = dKP?? =2070? = KW （ 313） ??? ?tan3030 PQ ? = Kvar （ 314） 全廠照明（除機(jī)械加工車間外） ??? dKPP ?30 298? = KW （ 315） ????? 213030 tantan ?? ZMPPQ 600? ? =360Kvar （ 316） ( 條件：有功同時(shí)系數(shù)為 ，無功同時(shí)系數(shù)為 ) 全廠有功功率 =（機(jī)械加工車間有功負(fù)荷 +全廠動(dòng)力有功負(fù)荷 +全廠照明有功負(fù)荷） ? =（ ++） ? = ? = （ 317） 全廠無功功率 =（機(jī)械加工無功負(fù)荷 +全廠動(dòng)力無功負(fù)荷 +全廠照明無功負(fù)荷）? =（ ++360） ? = Kvar （ 318） ??Cos 目前工廠中大多數(shù)負(fù)載都是感性負(fù)載，如異步電動(dòng)機(jī)、變壓器等，使功率因素偏低。提高功率因素的方法可采用同步補(bǔ)償機(jī)或裝設(shè)補(bǔ)償電容器。綜合考慮采用并聯(lián)電容進(jìn)行高壓集中補(bǔ)償。隨著頻率的增高，損耗也增大。電容器總是要產(chǎn)生熱量的，要特別注意通風(fēng)冷卻。 電容器的補(bǔ)償方式和連接方式： ① 單獨(dú)就地補(bǔ)償方式 。③ 集中補(bǔ)償方式（這個(gè)適合于 10KV 大中型煤礦的主要補(bǔ)償方式） . 綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進(jìn)行高壓集中補(bǔ)償。 （由于公司要求，對(duì)于無功補(bǔ)償方面設(shè)計(jì)的固定值 ，故下面的計(jì)算就按照 計(jì)算） 表 32 功率補(bǔ)償數(shù)據(jù) Cos? 1 tan? 1 補(bǔ)償前 Cos? 1 = tan? 1 = 補(bǔ)償后 Cos? 2 = tan? 2 = 補(bǔ)償?shù)?△ Qc 補(bǔ) =P 總30 (tan? 1 tan? 2 )=?= kvar 因?yàn)殡娙輦€(gè)數(shù)是 3的倍數(shù)，所以本設(shè)計(jì)選 54 個(gè)，每個(gè)容量： 每個(gè)電容容量為 959uF。 電容柜里面的 電容器本身就已 經(jīng)連接好了，三角形連接。 總降壓變電所注解線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，有各電力設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，通常用單母線表示。 一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所 ，這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。但與內(nèi)橋式接線使用的場(chǎng)合有所不同。當(dāng)一次電源電網(wǎng)采用環(huán)形接線時(shí)，也宜于采用這種接線。 一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所，采用雙母線線接線較之采用單母線接線，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線接線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運(yùn)用主要用于電力系統(tǒng)的樞紐變電所。一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段接線。 缺點(diǎn)：當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，將隔離開關(guān)運(yùn)行倒閘操作，容易發(fā)生誤操作。但負(fù)荷較重要的中小型變電所。 10KV 側(cè)： （ 1）單母線分段帶旁路母線： 優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，運(yùn)行靈活，但是主要用于出線回路數(shù)不多。 缺點(diǎn)：在母線和母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí) ,各支路都必須停止工作 。 兩組接線方案相比較：單母線分段接線方式更加適用與本廠。容量是 1400KVA少于 1250KVA對(duì)電能的要求還是蠻高的。 供電系統(tǒng)接線圖 工廠電源進(jìn)線電壓為 35KV,先經(jīng)過工廠總降 壓變電所降壓為 10KV 的高壓配電電壓 ,然后經(jīng)過車間變電所 ,降為一般電壓用電設(shè)備所需要的電壓 220/380V。 所以 ,總降壓變電所一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線 ,二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖 。 這種主接線的靈活性比較好 ,供電可靠性也高 。選擇限制電流的電器。 在電力系統(tǒng)中，短路電流計(jì)算的結(jié)果具體應(yīng)用于如下： 選擇變配電所中斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、成套設(shè)備、避雷器等設(shè)備以及軟導(dǎo)線、硬導(dǎo)體。 選擇和整定繼電保護(hù)裝 置。 最小運(yùn)行方式下： 圖 51 最小運(yùn)行方式下的短路圖 （ 1）確定基準(zhǔn)值：取 AMASd ??100 , KVUc 601 ? ， KVUc ? 而 KAUSI cdd )603/(1 0 03/ 11 ???? KAUSI cdd 5 0 5)(1 0 03/ 22 ???? （ 2）計(jì)算短路電流中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 1） 電力系統(tǒng)（ AMVSoc ?? 310 ） ??? 1 0/1 0 0*1X 2） 架空線路（ KmX / ?? ） ????? *2X 3） 電力變壓器（ %?KU ) )1250100/(*3 ?????? NdK SSUX （ 3）求 K1 點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三項(xiàng)短路電流和短路容量。 （ 1）電壓 電氣設(shè)備的最高允許工作電壓應(yīng)大于或等于實(shí)際工作電壓。由于額定電流是在一定的周圍空氣溫度 0? 下確定，如果電氣設(shè)備或載流導(dǎo)體所處的周圍環(huán)境溫度高于 0? 時(shí)，應(yīng)進(jìn)行修正。 按短路情況進(jìn)行校驗(yàn) 在選擇有可能通過短路電流的電氣設(shè)備時(shí)，必須校驗(yàn)短路電流的動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，以保證系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)不致?lián)p壞。 所選設(shè)備參數(shù) 高壓側(cè)設(shè)備的選擇 :按照上述原則 ,結(jié)合短路電流計(jì)算結(jié)果按正常工作條件選擇和按短路情況校驗(yàn)確定的總降壓變電所高低壓電器設(shè)備如下 : 裝設(shè)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量 ST 應(yīng)同時(shí)滿足一項(xiàng)兩個(gè)條件：① 任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)， 39。30SST? ，因?yàn)樵搹S為二級(jí)負(fù)荷所以按條件 ② 選擇。 （ 2）隔