【正文】 變電所，提供10kV備用電源，此變電所距工廠南側(cè)約4km。又由于工廠距離市區(qū)較遠(yuǎn)，消防用水需廠方自備。Ⅰ級(jí)負(fù)荷。本廠大部分車間為一班工作制，少數(shù)車間為兩班或三班工作制，工廠的年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為2300h。 高壓供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) (1)線路和設(shè)備的綜合投資額:包括線路和設(shè)備自身的價(jià)格、運(yùn)行費(fèi)、管理費(fèi)、基建安裝費(fèi)等。 （2)變配電系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi)用:包括線路各設(shè)備的折舊費(fèi)、維修管理費(fèi)和電能損耗費(fèi)等。而電能損耗費(fèi)，則根據(jù)線路和變壓器的年電能損耗計(jì)算。 （3)供電貼費(fèi):有關(guān)法規(guī)還規(guī)定申請(qǐng)用電，用戶必須向相關(guān)供電部門一次性地繳納供電貼費(fèi)。 高壓供電系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo) (1)供電的安全性:高壓供電方案在確保運(yùn)行維護(hù)和檢修的安全方面的情況。 (3)供電的電能質(zhì)量主要是指電壓質(zhì)量，包括電壓偏差和電壓波動(dòng)等情況。 (5)對(duì)變配電所今后增容擴(kuò)建的適應(yīng)性。因高壓供電系統(tǒng)的基本要求是安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、優(yōu)質(zhì)。 方案一:工作電源與備用電源均采用35kV電壓供電。 方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析： 優(yōu)點(diǎn)：供電電壓高，線路功率損耗小，電壓損失小，調(diào)壓?jiǎn)栴}容易解決，要求的功率因數(shù)低，所需的功率補(bǔ)償容量小，可減少投資，供電的安全穩(wěn)定性高。降壓變電所要裝有兩臺(tái)主變壓器，投資及運(yùn)行費(fèi)用較高。 由于正常供電時(shí)只用一路工作電源供電，出現(xiàn)故障時(shí)方用備用電源，備用電源供電時(shí)間較少。 變電所主變壓器的選擇 。 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量ST應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： ① 任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)， ≥（）S39。30 (2)（Ⅰ+Ⅱ） 由于S′30 (2)= KV30 (2)（Ⅰ+Ⅱ）（）S39。且變壓器為戶內(nèi)安裝，所以 ST=(1(2320)/)，所以ST ≥ 。 正常工作時(shí)以 35kV 單回路供電，另設(shè)一條 10kV 線路作為備用電源，補(bǔ)償后變壓器高壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷S30 = ，計(jì)算電流 I30 =S30/。對(duì)于工廠內(nèi)較短的電壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。 (4)機(jī)械強(qiáng)度:導(dǎo)線截面不應(yīng)小于其最小允許截面。母線則應(yīng)校驗(yàn)其短路的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 根據(jù)以上條件，對(duì)于35kv的線路按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面：由于工廠的年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為2300h，且選用鋼芯鋁絞線的機(jī)械強(qiáng)度最好，經(jīng)過(guò)查表，可得 = A / mm2。由截面A=95mm2，a==2 m，查表得r=，x=，由之前的負(fù)荷計(jì)算可得：電壓損失計(jì)算: = ( )＋ ( )/35= % = 100 % 5%，電壓損失合格。方案二:工作電源為35kV,備用電源為10kV。 由方案一可知，工作電源的電壓損失= ，電壓損失合格。一般10kV及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來(lái)選擇導(dǎo)線和電纜截面，再校驗(yàn)其電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。由截面A=70 mm2，a==2 m，查表可得r=，x=，由之前的負(fù)荷計(jì)算可得電壓損失為: = (4 )＋ (4 )/10= % =100 % 5%，電壓損失不合格。綜上所述，雖然方案二的備用電源電壓損失不合格，但超出范圍不多。 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算方案一： 方案一的基建投資設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格單價(jià)(萬(wàn)元)數(shù)量綜合投資（萬(wàn)元）電力變壓器S112500/35270線路投資LGJ95(+4)km高壓斷路器SN1010I1電壓互感器JDZJ102附加投資合計(jì) 方案一的年運(yùn)行費(fèi)用項(xiàng)目計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)金額（萬(wàn)元）線路折舊費(fèi)按照線路投資的4%計(jì)算線路維護(hù)費(fèi)按照線路折舊標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算變電設(shè)備維護(hù)費(fèi)按照綜合投資的6%計(jì)算變電設(shè)備折舊費(fèi)按照綜合投資的6%計(jì)算線路電能損耗((35000)2/r1+(35000)2/r2）)2300 變壓器電能損耗 (2300)+(1812)基本電價(jià)費(fèi)用 (2300)+(1812)合計(jì)方案二: 方案二的基建投資設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格單價(jià)(萬(wàn)元)數(shù)量綜合投資（萬(wàn)元）電力變壓器S112500/352線路投資LGJ70+LGJ95+(4+)km高壓斷路器SN1035I1電壓互感器JDJJ352附加投資合計(jì) 方案二的年運(yùn)行費(fèi)用項(xiàng)目計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)金額（萬(wàn)元）線路折舊費(fèi)按照線路投資的4%計(jì)算線路維護(hù)費(fèi)按照線路折舊標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算變電設(shè)備維護(hù)費(fèi)按照綜合投資的6%計(jì)算變電設(shè)備折舊費(fèi)按照綜合投資的6%計(jì)算線路電能損耗（(35000)2/r1+(10000)2/r2）)2300變壓器電能損耗 ((2300)+(1812))基本電價(jià)費(fèi)用 ((2300)+(1812))合計(jì)方案經(jīng)濟(jì)對(duì)比：比較項(xiàng)目方案一方案二初期投資(萬(wàn)元)年運(yùn)行費(fèi)用(萬(wàn)元)總投資(萬(wàn)元) 方案經(jīng)濟(jì)對(duì)比 綜上，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)計(jì)算和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果，方案一的經(jīng)濟(jì)總投資大于方案二，且方案二的綜合技術(shù)指標(biāo)要優(yōu)于方案一。 第四章 總降壓變電所的設(shè)計(jì) 主接線的基本要求安全 符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全可靠 應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是期中一二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電系統(tǒng)的可靠性的要求。經(jīng)濟(jì) 在滿足上述要求的前提下，應(yīng)盡量是主接線簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。 (2）當(dāng)變電所有兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接線。 (4)為了限制配出線短路電流，具有多臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行?？偨祲鹤冸娝鹘Y(jié)線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開(kāi)關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。 只裝有一臺(tái)主變壓器的總降壓變電所主接線的一次側(cè)無(wú)母線，二次側(cè)為單母線。機(jī)修廠供電系統(tǒng)的負(fù)荷包含二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷較為集中，且在高壓供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中已經(jīng)選擇采用兩臺(tái)變壓器，所以該方案不適用。 下面對(duì)三種主接線方案進(jìn)行論述，以便選出最經(jīng)濟(jì)合理的接線方案: 方案一: 一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段式接線的總降壓變電所主接線方案，主接線圖如下圖所示。這種主接線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。 方案二: 一次側(cè)采用外橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段式接線的總降壓變電所主接線方案，主接線圖如下圖所示。這種主接線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性也較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。 方案三: 一、二次側(cè)均采用單母線分段式接線的總降壓變電所主接線方案，主接線圖如下圖所示。 三種方案的比較 技術(shù)指標(biāo) 三種主接線方案都有兩個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)，但隔離開(kāi)關(guān)裝設(shè)的位置不同、起的作用也不相同。(2)供電可靠性:一次側(cè)采用單母線分段制，可起到聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的作用，所以方案三的供電可靠性高于方案一和方案二，但方案一和方案二的供電可靠性也較高。(4)靈活性:方案三在一次側(cè)采用單母線分段制，其靈活性較高。 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 三種主接線方案都有兩個(gè)主變壓器，高壓一次設(shè)備的選擇不同。 (2)高壓開(kāi)關(guān)柜的綜合投資:方案一的一次側(cè)有三個(gè)高壓斷路器、六個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)；方案二的一次側(cè)有一個(gè)高壓斷路器、四個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)；方案三的一次側(cè)有三個(gè)高壓斷路器、八個(gè)高壓隔離開(kāi)關(guān)。(3)年運(yùn)行費(fèi):三種方案的電力變壓器年運(yùn)行費(fèi)基本相同，考慮到高壓斷路器的電能損耗要高于高壓隔離開(kāi)關(guān)，所以方案一和方案二的年運(yùn)行費(fèi)基本相同，而方案三的年運(yùn)行費(fèi)較高。綜上所述，三種主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下表所示： 主接線的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較指標(biāo)方案一次側(cè)內(nèi)橋式、二次側(cè)單母線分段一次側(cè)外橋式、二次側(cè)單母線分段一、二次側(cè)均用單母線分段技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求滿足要求供電可靠性較高較高高供電質(zhì)量滿足要求滿足要求滿足要求靈活性較好較好好擴(kuò)建適應(yīng)性較高較高高經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資相同相同相同高壓開(kāi)關(guān)柜的綜合投資(萬(wàn)元)(萬(wàn)元)(萬(wàn)元)年運(yùn)行費(fèi)正常正常較多供電貼費(fèi)，按變壓器二次側(cè)繳納為800元/KVA。比較方案一和方案二，方案二的總投資比方案一少，較為經(jīng)濟(jì)；方案一多用于電源線路較長(zhǎng)因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多、并且變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所，方案二多用于電源進(jìn)線短而變電所晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大、宜于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換變壓器的總降壓變電所；機(jī)修廠的電源進(jìn)線較短，晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大，且不能經(jīng)常停電檢修，所以選擇方案二較為合理。第五章 車間變電所設(shè)計(jì) 車間變電所變壓器形式的選擇 (1)油浸式:一般正常環(huán)境的變電所； (2)干式:用于防火要求較高或環(huán)境潮濕，多塵的場(chǎng)所； (3)密閉式:用于具有化學(xué)腐蝕性氣體、蒸汽或具有導(dǎo)電、可燃粉塵、纖維會(huì)嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行場(chǎng)所； (4)防雷式:用于多雷區(qū)及土壤電阻率較高的山區(qū)； (5)有載調(diào)壓式:用于電力系統(tǒng)供電電壓偏低或電壓波動(dòng)嚴(yán)重且用電設(shè)備對(duì)電壓質(zhì)量又要求較高的場(chǎng)所。 車間變電所變壓器的臺(tái)數(shù)、容量在計(jì)算得出車間總計(jì)算負(fù)荷的基礎(chǔ)上，按分散設(shè)置并接近負(fù)荷中心的原則確定車間變電所位置，便于低壓電網(wǎng)的備用聯(lián)絡(luò)；盡量減少故障影響波及面等。但在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量滿足這一基本的要求。 鍋爐房的設(shè)計(jì) 鍋爐房供應(yīng)生產(chǎn)用高壓蒸汽，其停電將使鍋爐發(fā)生危險(xiǎn)。因此鍋爐房供電要求有較高的可靠性。 車間變電所位置的考慮原則 工廠電源進(jìn)線電壓是35kV，先經(jīng)過(guò)總降壓變電所（一次降壓）降成10kV，通過(guò)高壓配電到車間變電所經(jīng)過(guò)二次降壓，降為一般低壓設(shè)備所用的220/380V電壓。第六章 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的 短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(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)。 確定短路計(jì)算點(diǎn)為了選擇電氣設(shè)備，整定繼電保護(hù)，需要計(jì)算總降壓變電所35KV側(cè)、10KV側(cè)和380V側(cè)的短路電流。(3) 求點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量 短路等效電路圖(4)求點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量4. 其他三相短路電流 短路計(jì)算結(jié)果匯總表運(yùn)行方式短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVA最大運(yùn)行方式K1K2K3最小運(yùn)行方式K1K2K3第七章 主要電氣設(shè)備的選擇及校驗(yàn) 主要電氣設(shè)備的分類 變配電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱為一次電路，或稱為主電路、主接線（主結(jié)線）。 一次設(shè)備按其功能來(lái)分，可分為以下幾類： (1)變換設(shè)備:其功能是按照電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求改變電壓或電流、頻率等。 (2)控制設(shè)備:其功能是按照電力系統(tǒng)運(yùn)行的要求來(lái)控制一次電路的通、斷，例如各種高低壓側(cè)開(kāi)關(guān)。 (4)補(bǔ)償設(shè)備:其功能是用來(lái)補(bǔ)償電力系統(tǒng)的無(wú)功功率，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，例如并聯(lián)電容器。正確的選擇電氣設(shè)備是使電氣主接線和配電裝置達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件。(1)校驗(yàn)發(fā)熱條件：查表可得LGJ95的允許載流量（考慮到年最熱月平均氣溫為33℃），滿足發(fā)熱條件。(3)檢驗(yàn)電壓損失：該線路導(dǎo)線為水平等距排列，則線間幾何均距為2m,查表得r=，x=。 所以，架空線路的導(dǎo)線選擇LGJ95型鋼芯鋁線。 根據(jù)以上條件，按發(fā)熱條件選取10kV線路的截面:由已知條件環(huán)境平均溫度為23℃、平均最熱氣溫為33℃，查表可得，選擇導(dǎo)線 LGJ70（）滿足發(fā)熱條件，同時(shí)10kV架空線路鋁絞線的最小允許截面為25mm2，因此機(jī)械強(qiáng)度也是滿足條件的。由此可見(jiàn)，系統(tǒng)不能長(zhǎng)時(shí)間工作在備用電源下，但考慮到備用電源的使用時(shí)間較短，造成的損耗不大，所以備用電源進(jìn)線選擇LGJ70型鋼芯鋁線。 根據(jù)年最大負(fù)荷小時(shí)數(shù)T=2300h，查得經(jīng)濟(jì)電流密度=，對(duì)于電力變壓器高壓側(cè)線路，計(jì)算電流=。母線熱穩(wěn)定度校驗(yàn)： ，則熱效應(yīng)允許最小截面積為=，符合要求。 10KV母線的選擇 考慮到變壓器在電壓降低5%時(shí)其出力保持不變，所以10kv母線相應(yīng)的=， 即： = = =(1)選擇母線（按照最大工