【正文】 24240503353015014122405015122405036142805017142805038125019165011012501 結(jié)合上表32 并聯(lián)電容器的常用型號(hào)及主要技術(shù)數(shù)據(jù)，采用PGJ1型無功功率補(bǔ)償裝置。 圖31 PGJ 型無功功率補(bǔ)償裝置一次方案圖采用2號(hào)主屏1臺(tái)，每屏112Kvar，采用8步控制，每步投入14Kvar。可用下表33 表示無功補(bǔ)償前后工廠的計(jì)算負(fù)荷： 表33 無功補(bǔ)償前后工廠的計(jì)算負(fù)荷表項(xiàng)目計(jì)算負(fù)荷380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷380V側(cè)無功補(bǔ)償容量////380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷主變壓器功率損耗///10KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)與補(bǔ)償前相比，補(bǔ)償后低壓側(cè)的無功計(jì)算負(fù)荷、視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流都明顯減小，功率因數(shù)顯著提高。同時(shí)，由于電流的減小，使補(bǔ)償點(diǎn)以前系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)降低，從而獲得較為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。1. 變電所的所址選擇一般要求216。216。216。不僅要使進(jìn)出線方便，而且要使送電線路交叉、跨越少，轉(zhuǎn)角少。高壓架空進(jìn)出線路走廊的位置應(yīng)同時(shí)確定。 交通運(yùn)輸方便 不僅要考慮變電所施工時(shí)設(shè)備材料及變壓器等大型設(shè)備的運(yùn)輸，還要考慮長期運(yùn)行、檢修的交通運(yùn)輸方便。公路引進(jìn)路程要短，以便減少投資。當(dāng)設(shè)在二級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)時(shí)，建筑物應(yīng)采取局部防火措施。 （3）高層主體建筑內(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的變、配電所。 （4）露夭或半露天的變電所，不應(yīng)設(shè)置在下列場(chǎng)所:①有腐蝕性氣體的場(chǎng)所。③附近有棉、糧及其它易燃、易爆物品集中的露天堆放場(chǎng)。3. 負(fù)荷中心的確定首先，作出以負(fù)荷圓表示的負(fù)荷指示圖如下圖32所示：圖32 負(fù)荷圓法繪制負(fù)荷指示圖在工廠總平面圖上，按適當(dāng)?shù)谋壤齂（kW/mm2）作出各車間(建筑)及宿舍區(qū)的負(fù)荷圓。圓半徑(單位為mm)為式中——車間或宿舍區(qū)的計(jì)算負(fù)荷(單位為kw)利用以負(fù)荷圓表示的負(fù)荷指示圖，可以大致地判明負(fù)荷中心的位置。結(jié)合負(fù)荷指示圖，各廠房負(fù)荷點(diǎn)坐標(biāo)見下表34： 表34 各廠房負(fù)荷點(diǎn)坐標(biāo)廠房編號(hào)用電單位名稱橫坐標(biāo)X縱坐標(biāo)Y1倉庫2鑄造車間3鍛壓車間4金工車間5工具車間6電鍍車間7熱處理車間8裝配車間9機(jī)修車間10鍋爐房11宿舍區(qū) 因此，可求得負(fù)荷中心點(diǎn)的坐標(biāo)為：（,）。因此，考慮將變電所建于該點(diǎn)附近。屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用屋內(nèi)式。 負(fù)荷較大的多跨廠房及高層建筑內(nèi)，宜設(shè)車間內(nèi)(室內(nèi))變電所或組合式成套變電站。如戶外環(huán)境正常，亦可設(shè)露夭式變電所。 車間變電所電壓等級(jí)確定和主接線方案設(shè)計(jì) 由基礎(chǔ)資料供用電協(xié)議中規(guī)定：本廠由附近一條10KV的公用電源線取得工作電源，根據(jù)電源條件，高壓側(cè)選定為10KV，低壓側(cè)額定電壓為380V，因此選降壓變壓器額定電壓為10/。其優(yōu)點(diǎn)是接線簡單、使用設(shè)備少和建設(shè)投資省；缺點(diǎn)是供電可靠性差，當(dāng)供電線路、變壓器及其低壓母線上發(fā)生短路或任何高壓設(shè)備檢修時(shí)，全部負(fù)荷將停止供電。為了滿足鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房這幾個(gè)二級(jí)負(fù)荷的要求，在變壓器低壓側(cè)引入其他變電所聯(lián)絡(luò)線作為備用電源。1. 變壓器臺(tái)數(shù)和容量選擇：工廠總降壓變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量選擇在很大程度上取決于負(fù)荷大小及其供電的可靠性要求，同時(shí)應(yīng)考慮工廠發(fā)展規(guī)劃等因素與電氣主接線的選擇統(tǒng)籌安排。變電所臺(tái)數(shù)多則可靠性高，但設(shè)備投資加大，年運(yùn)行費(fèi)用也要增加。在下述情況下需選擇兩臺(tái)變壓器：216。 工廠有大型沖擊負(fù)荷（大容量高壓電動(dòng)機(jī)或電弧爐等）時(shí)，為減小它們對(duì)其他負(fù)荷的影響，應(yīng)單設(shè)為沖擊負(fù)荷供電的變壓器。 工廠負(fù)荷不均衡，晝夜負(fù)荷或季節(jié)性負(fù)荷變化大216。 分期建設(shè)的大企業(yè)，為節(jié)約投資，提高變壓器運(yùn)行效率，可分期投入23臺(tái)變壓器，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效果。對(duì)只有二級(jí)而無一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺(tái)變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源，或另有自備電源。低壓側(cè)采用單母線，并采用低壓聯(lián)絡(luò)線作為備用電源。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表35所示：表35 S91000/10/型號(hào)額定容量（KVA）損耗（W）空載電流（%）阻抗電壓（%）連接組別參考價(jià)格（元/臺(tái)）空載短路S91000/10/10001700103005Yyn01076002) 選擇兩臺(tái)主變壓器（含備用），低壓側(cè)采用單母線分段方式作為主接線。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表36所示。常見的接線方案有如下三種：1　 高、低壓側(cè)均采用單母線接線優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，便于裝設(shè)與維修。缺點(diǎn)：線路負(fù)荷重，容易老化，使用壽命低；出現(xiàn)故障的概率大，在檢修或發(fā)生故障時(shí)，變電所需要停電。缺點(diǎn)：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。缺點(diǎn)：在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍需停電。因此，考慮兩臺(tái)變壓器，高壓為單母線接線，低壓為單母線分段。 圖33 單臺(tái)變壓器和雙變壓器的主接線下面將兩種方案分別從技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)方面進(jìn)行比較，用表37顯示如下： 表37 兩種電氣接線方案的比較比較項(xiàng)目方案1:一臺(tái)變壓器，單母線主接線方案2:兩臺(tái)變壓器，單母線分段主接線技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求基本滿足要求供電質(zhì)量電壓損耗大兩臺(tái)并列運(yùn)行，電壓損耗小靈活方便性靈活性差靈活性好擴(kuò)建適應(yīng)性擴(kuò)建余地小，適應(yīng)性差適應(yīng)性好（續(xù)表37）比較項(xiàng)目方案1:一臺(tái)變壓器，單母線主接線方案2:兩臺(tái)變壓器，單母線分段主接線比較項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資變壓器的綜合投資約為其單價(jià)的2倍，S91000/10/，變壓器的綜合投資約為其單價(jià)的2倍，S9500/10/，*2*2=高壓開關(guān)柜的綜合投資采用4臺(tái)JYN210型柜，需采用6臺(tái)JYN210型柜，電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)用*（5%+6%）=；*（6%+6%）=，*（5%+6%）=；*（6%+6%）=，交給供電部門的一次性費(fèi)用按800元/(KVA)計(jì)，*1000=800萬元按800元/(KVA)計(jì)，*500*2=800萬元根據(jù)上表分析，方案2在技術(shù)指標(biāo)方面優(yōu)于方案1，而方案1在經(jīng)濟(jì)指標(biāo)方面優(yōu)于方案2，結(jié)合本設(shè)計(jì)題目綜合考慮，采用方案1更為合理，單臺(tái)變壓器，單母線主接線方式。 選擇導(dǎo)線和設(shè)備。 選擇和整定繼電保護(hù)裝置。 確定接線和運(yùn)行方式。 選擇限流電抗器。無限大容量系統(tǒng)中的短路計(jì)算方法有兩種：歐姆法、標(biāo)幺值法。由于標(biāo)幺值法具備這些優(yōu)越性，本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法來計(jì)算短路電流。 2． 設(shè)定基準(zhǔn)容量Sd 和基準(zhǔn)電壓Ud，計(jì)算短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流Id，一般設(shè)Sd=100MVA，設(shè)Ud=Ut(短路計(jì)算電壓)。（1） 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：式中——電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量（單位為MVA）。（3） 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值式中——變壓器的短路點(diǎn)呀（阻抗電壓）百分值； ——變壓器的額定容量（單位為kVA，計(jì)算時(shí)化為與同單位）4． 繪短路回路等效電路，并計(jì)算總阻抗。分別對(duì)各短路計(jì)算點(diǎn)計(jì)算其三相短路電流周期分量、短路次暫態(tài)短路電流、短路穩(wěn)態(tài)電流 、短路沖擊電流和短路后第一個(gè)周期的短路電流。三相短路容量按下式計(jì)算： 短路計(jì)算 下面計(jì)算供電系統(tǒng)發(fā)生三相短路，即最嚴(yán)重的短路情況時(shí)的短路電流。繪制計(jì)算電路 圖41 短路計(jì)算電路確定基準(zhǔn)值 設(shè)，即高壓側(cè)，低壓側(cè)，則計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值（1）電力系統(tǒng)（2）架空線路 根據(jù)計(jì)算電流、線間幾何間距與環(huán)境溫度，查LGJ型鋼芯鋁線的主要技術(shù)數(shù)據(jù)表，得架空線的，而線路長6km，故：（3）電力變壓器 查表34，得，故由此繪制等效電路圖 圖42 等效電路圖計(jì)算k一1點(diǎn)(10kV側(cè))的短路電路總電杭及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標(biāo)么值（2）三相短路電流周期分量有效值（3）其他短路電流（4）三相短路容量計(jì)算k一2點(diǎn)()的短路電路總電杭及三相短路電流和短路容量（1）總電抗標(biāo)么值（2）三相短路電流周期分量有效值（3）其他短路電流（4）三相短路容量以上計(jì)算結(jié)果綜合如表41所示。 架空線 在供電可靠性要求不高或投資較少的中小型工廠供電設(shè)計(jì)中優(yōu)先選用216。如下圖所示為變電所平面圖，由公共電源線引入高壓進(jìn)線，由變電所向各個(gè)廠房供電。 選擇從公共干線至高壓配電室的引入線，采用LJ型鋁絞線架空。下面進(jìn)行校驗(yàn)：機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)：根據(jù)架空裸導(dǎo)線鋁及鋁合金線在610KV的允許最小截面積為35mm2。電壓損耗校驗(yàn)：由于10KV高壓線路允許電壓損耗為10000*5%=500V，而架空線路長度較短，線路損耗一定不會(huì)超過500V，必將滿足要求。216。按照發(fā)熱條件對(duì)其進(jìn)行選擇，由表33 無功補(bǔ)償前后工廠的計(jì)算負(fù)荷， ℃，初選纜心截面為25mm2的交聯(lián)電纜，其在25℃下的，滿足發(fā)熱條件。代入公式得短路熱穩(wěn)定的最小截面：，因此改選35mm2的截面電纜。 低壓出線的型號(hào)及截面選擇低壓電纜線一般選用鋁芯導(dǎo)線，只有在特別重要的及有特殊要求的線路才采用銅芯導(dǎo)線。且明敷電纜一般采用裸鎧裝電纜。下面對(duì)各廠房供電導(dǎo)線的選擇進(jìn)行詳細(xì)解釋說明：1． 供電給1號(hào)廠房（倉庫）的線路選擇：采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜（鋁芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護(hù)套內(nèi)鋼帶鎧裝電力電纜）直接埋地敷設(shè)?！妫楸?3KV 鋁芯電纜的允許載流量表，初選4芯電纜纜芯截面積為10mm2 電壓損耗校驗(yàn)： 由圖21 廠區(qū)總平面布置圖，量得變電所到1號(hào)廠房的距離約為：75m。由負(fù)荷計(jì)算表，廠房1的，計(jì)算線路電壓損耗，按照公式： （式31）式中 p、q—— 線路上各負(fù)荷點(diǎn)的有功和無功負(fù)荷 R、X—— 線路首端至負(fù)荷點(diǎn)的線路電阻和電抗 —— 線路額定電壓電壓損耗百分值為： （式32）代入上述公式,計(jì)算得：所以其滿足電壓損耗的要求。，滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面為。采用三相四線制，中性線截面積取為相線截面積的一半，即。（計(jì)算方法和原理同上）3. 供電給3號(hào)廠房（鍛壓車間）的線路選擇：選擇線路型號(hào)為。（計(jì)算方法和原理同1）5. 供電給5號(hào)廠房（工具車間）的線路選擇：雖然5號(hào)廠房就在變電所旁邊，且工具車間負(fù)荷屬于三級(jí)負(fù)荷，但其負(fù)荷容量較大，計(jì)算電流較大，在這里依然選擇VLV221000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)，型號(hào)為（截面積選擇和校正計(jì)算方法同1）6. 供電給6號(hào)廠房（電鍍車間）的線路選擇：選擇線路型號(hào)為。（計(jì)算方法和原理同1）8. 供電給8號(hào)廠房（裝配車間）的線路選擇：選擇線路型號(hào)為。（計(jì)算方法和原理同1）10. 供電給10號(hào)廠房（鍋爐房）的線路選擇： 由設(shè)計(jì)平面布置圖，10號(hào)廠房位于小河流對(duì)面，考慮到施工環(huán)境的限制，在此選擇絕緣架空導(dǎo)線。由發(fā)熱條件進(jìn)行截面積選擇：，℃，查表聚氯乙烯絕緣導(dǎo)線眀敷允許載流量，初步選擇，其在35℃時(shí)的，滿足發(fā)熱條件。電壓損耗校驗(yàn)：由表31負(fù)荷計(jì)算，鍋爐房由圖21設(shè)計(jì)平面圖量得變電所距離鍋爐房的距離約為：80m。：由于宿舍區(qū)分布范圍較大，負(fù)荷分布較為均勻，采用BLX1000型鋁芯橡皮絕緣線架空敷設(shè)。對(duì)低壓380V/220V迪亞網(wǎng)絡(luò)，若整條線路的導(dǎo)線截面積、材料都相同，不計(jì)線路電抗，且，則電壓損失可用下式計(jì)算：式中 ——總負(fù)荷矩，； C ——線路計(jì)算系數(shù)，根據(jù)電壓和導(dǎo)線材料而定，具體見表51； A ——導(dǎo)線截面積。m,導(dǎo)線截面積為mm178。即采用四回BLX10001200的三相架空線路對(duì)生活區(qū)供電。 備用電源高壓聯(lián)絡(luò)線的型號(hào)及截面選擇采用YJL2210000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)，與鄰近單位變配電所的10KV母線相聯(lián)。截面積的電纜（為交聯(lián)聚乙烯鋁芯電纜的最小截面積），允許載流量為90mm178。滿足發(fā)熱條件。短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)：由于臨近單位10KV短路數(shù)據(jù)欠缺，無法進(jìn)行高壓聯(lián)絡(luò)線的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般情況下是滿足要求的。2）.電器的額定電流Ie不應(yīng)小于所在回路的最大長期工作電流Imax。4）.我國目前生產(chǎn)的電器，設(shè)計(jì)時(shí)取周圍介質(zhì)溫度為40℃，如果電器工作的環(huán)境溫度大于或小于40℃，由于冷卻條件不同，其允許電流應(yīng)加以校正。1）.熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)是要求所選的電器，當(dāng)短路電流通過它時(shí)，其最高溫度不超過制造廠規(guī)定的短路時(shí)發(fā)熱最高允許溫度，即I2∞Rtj≤I2tRt。 表53 各設(shè)備對(duì)熱穩(wěn)定性和動(dòng)穩(wěn)定性的校驗(yàn)設(shè)備名稱計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式說明斷路器負(fù)荷開關(guān)隔離開關(guān)動(dòng)穩(wěn)性設(shè)備的極限通過電流及其有效值（KA）三相短路沖擊電流峰值及全電流有效值（KA）熱穩(wěn)性設(shè)備在t秒內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流（KA）