【正文】 別＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿專 業(yè)＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿班 級＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿學 號＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿姓 名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 論文成績 指導教師答辯成績 主答辯教師綜合成績 答辯委員會主任摘 要本文根據某化纖廠負荷情況原始資料詳細介紹，完成某化工降壓變電所電氣設計。文中對供電電壓的選擇、主接線的設計、負荷計算、短路電流計算、高壓設備的選擇,繼電保護選擇和整定計算等內容皆有詳細的說明。其中還對變電所的主接線等通過 Microsoft Office Visio 制圖直觀的展現(xiàn)出來。工廠負荷統(tǒng)計資料見表 11(本表數據為設計方案分配表第九組數據） 。表 11 某化纖廠負荷情況表某化纖廠負荷情況表序號 車間設備名稱 安裝容量 ??kw紡練車間紡絲機 200筒絞機 30烘干機 85脫水機 12通風機 180淋洗機 6變頻機 8401傳送機 402 原液車間照明 10403 酸站照明 2604 鍋爐房照明 3205 排毒車間照明 1606 其他車間照明 240Ⅱ.供電電源請況：按與供電局協(xié)議，本人可由 16 公里處的城北變電所， 變壓器供電，供電電壓可任選。Ⅲ.電源的短路容量（城北變電所）： 母線的出線斷路器斷流容量為35kV； 母線的出線斷路器斷流容量為 。變壓安裝容量每 為 15 元/月，動力1k電費為 元/ ,照明電費為 元/ 。Ⅵ.地質水文資料：本廠地區(qū)海拔 ，底層以殺粘土為主，地下水位為 。設計原則有以下幾點：（1）變電所的設計應根據工程的 5～10 年發(fā)展規(guī)劃進行，與城建部分的城市規(guī)劃相結合，做到遠、近期的結合，以近期為主，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，適當考慮擴建的可能。（3）對變電所的選址有以下幾點要求：一是靠近負荷中心；二是要節(jié)約用地，不占或不占耕地及經濟效益高的土地；三是與城區(qū)或企業(yè)規(guī)劃相協(xié)調，便于架空和電纜線路的引入和引出；四是交通運輸方便；五是具有適宜的地質，并且周圍環(huán)境無明顯污穢。第二章 主接線的設計 電氣主接線的概述電氣主接線是由電氣設備通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強電流、高電壓的網絡，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。 電氣主接線基本要求（1）可靠性：安全可靠是電力生產的首要任務，保證供電可靠是電氣主接線最基本的要求。電氣主接線的可靠性不是絕對的，在分析電氣主接線的可靠性時，要考慮發(fā)電廠和變電站在系統(tǒng)中的地位和作用、用戶的負荷性質和類別、設備制造水平及運行經驗等諸多因素。靈活性應該滿足以下幾個方面，一是操作的方便性；二是高度的方便性；三是擴建的方便性。通常設計應在滿足可靠性和靈活性的前提下做到經濟合理。 電氣主接線設計的原則電氣主接線的設計是變電站電氣設計的主體，其設計必須結合電力系統(tǒng)和變電站的具體情況，全面分析有關影響因素，正確處理它們之間的，經過技術、經濟比較、合理地選擇主接線方案。 主接線的基本接線形式（1）有匯流母線：單母線接線及單母線分段接線；雙母線接線及雙母線分段接線；帶旁路母線的單母線和雙母線接線。 主接線的設計（1） 35kV 主接線的設計：由《電力工程電氣設計手冊》可知：當 35—63kV 配電裝置出線回路數為 4—8 回，采用單母分段連接。（2） 10kV 備用主接線的設計：由《電力工程電氣設計手冊》可知：當 610kV 配電裝置出線回路數為 6 回及以上時，采用單母分段連接；當負荷較大、短路電流較大、出線需要帶電抗器時可采用雙母線接線。本設計均選用單母線分段式連接方式如下圖 21 所示。如重要的鐵路樞紐，重要的通信樞紐，重要賓館及經常用于國際活動的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要電力負荷。：中斷供電將在政治、經濟上造成重大損失者。這些屬于電力系統(tǒng)的二級負荷。為保證供電的可靠性，一級負荷應由兩個獨立的電源供電，有特殊要求的一級負荷，兩個獨立的電源應來自不同的地點，發(fā)生故障時兩個獨立電源互不影響；二級負荷的供電系統(tǒng)，應盡量做到發(fā)生故障時不發(fā)生中斷供電，或中斷供電后能迅速恢復，在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時，二級負荷可由一回 6KV 及以上專用線供電；三級負荷對供電電源無特殊要求，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，如出現(xiàn)電力不足的情況，就首先考慮切除三級負荷，以保證一、二級負荷的用電。因此有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。 用電負荷所謂電負荷是指用電客戶的用電設備在某一時刻實際取用的功率總和。用電負荷是一個不斷變動的量，對一個地區(qū)而言，負荷變化的特性主要取決于用電行業(yè)結構、地域、季節(jié)變化、經濟發(fā)展和生活水平。由于用戶的用電性質不同，各類用戶最大負荷出現(xiàn)的時間也不相同。如果各類用戶的用電最大負荷出現(xiàn)的時間過分集中，電力系統(tǒng)就得有足夠的出力來滿足用戶需要，否則電力系統(tǒng)的出力和負荷就不能平衡，出現(xiàn)供小于求的狀況造成拉閘限電。電網的大峰谷差運行方式會帶來危害，一方面浪費了大量的電力投資，增加了發(fā)、供電成本，另一方面發(fā)電機組的頻繁啟?；驂贺摵蛇\行造成能源和電力資源的浪費，并對電網的安全穩(wěn)定運行帶來威脅。 計算負荷目的計算負荷是供電設計計算的基本依據，計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導線電纜的選擇是否經濟合理。 計算負荷定義所謂計算負荷，是指與實際用電負荷較接近的假想負荷，按計算負荷選擇的電氣設備既能滿足生產和生活、工作需要又不會使設備選得過大造成浪費和運行不經濟。如果某一不變的假想負荷在線路中產生的最大熱效應（使導線產生的平均最高溫升）相等，則把這一不變的假想負荷叫做該組實際負載的計算負荷。負荷計算與計算負荷，是兩個不同的概念，不可混淆。 計算負荷方法目前負荷計算常用需要系數法、二項式法、和利用系數法,前二種方法在國內設計單位的使用最為普遍。xK此設計采用的是需用系數法來對電力負荷計算的。這種方法簡便，應用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。而單位面積功率法和單位指標法主要多用于民用建筑；單位產品耗電量法主要適用于某些工業(yè)。需要系數法主要用于工程初步設計及施工圖設計階段，對變電所母線、干線進行負荷計算。 負荷系數所謂負荷系數是指實際計算負荷容量與額定負荷容量的比值，應用負荷系數是為了更真實地統(tǒng)計實際的直流負荷，進而更確切地計算設備的容量。為了使用戶注意提高功率因數，大宗用電單位實行按戶月平均功率因數調整電費的辦法。 有關功率的名詞解釋輸入功率=輸入電流(乘)輸入電壓。就是我們實際上的到的功率.輸出功率是各類能源或能源轉換設備（如動力、照明設備）向外輸出的能量與時間的比值，即單位時間內能源或設備向外界提供的能量。 無功功率:電網中的感性負載（如電機，扼流圈，變壓器，感應式加熱器及電焊機等）都會產生不同程度的電滯，即所謂的電感。一旦存在了這種電流與電壓之間的相位差，就會產生負功率，并被反饋到電網中。 無功功率比較抽象，它是用于電路內電場與磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。凡是有電磁線圈的電氣設備，要建立磁場，就要消耗無功功率。 在交流電路中，由于有感性或容性儲能設備，電壓與電流有相位差，通俗講就是電壓與電流不在同一時間到達；因此，表面看電壓有多大、電流有多大，實際并沒有做那么大的功，有電源與儲能設備的能量轉換:視在功率=有功功率+無功功率。 ??VA意思是不管有功功率與無功功率是多少，只能輸出這么大的電壓與電流。 提高功率因數的意義，可以降低線路上的損耗，提高輸出功率。，可以減少線路上電壓降，提高末端電壓，有利于用電提高供電可靠性。在同樣的有功功率下，功率因數提高，負荷電流就減少，而向符合傳輸功率所經過的變壓器、開關、導線等供配電設備都增加了功率儲備，從而滿足了負荷增長的需要，亦即可以增大原有設備的供電能力。據統(tǒng)計，在建筑供電系統(tǒng)的總無功功率中，電動機和變壓器約占 左右，其余則消耗在輸電線路及其他感應設備中，80%因此，提高自然功率因數可以通過合理選擇感應電動機的容量、使用中減少感應電動機的空載運行、條件許可時盡量使用同步電動機、以最佳負荷率選擇變壓器等方法達到目的。同步調相機是一種專用于補償無功功率的同步電動機，通過調節(jié)同步調相機的勵磁電流可補償供電系統(tǒng)的無功功率，從而提高系統(tǒng)的功率因數。但是，同步調相機補償單位無功功率造價高。并聯(lián)電容安裝簡單、容易擴建、運行維護方便，補償單位無功功率的造價低、有功損耗?。ㄐ∮?） ，%系統(tǒng)中。 每個組內的負荷計算可以采用通用計算公式進行，動力支路的負荷計算采用下式進行： (31)cpKdeP??? (32)tanqQ?? (33)2ccS? (34)/(3)NIU?式中 ——支路上有功計算負荷，單位為 ；cPkw——支路上無功計算負荷，單位為 ；var——支路上視在計算負荷，單位為 ；cS VA、 ——分別為支路上有功同時系數，無功同時系數；pK?q——支路上計算電流；cI——支路的額定電壓。、無功同時系數的概念和數值是不同的，通常對于同一組用電設備組無功同時系數的值比有功同時系數要大。(~97)(~1) 各車間的負荷計算各車間計算負荷和無功補償（需要系數法） 紡練車間單臺機械負荷計算（1）紡絲機已知： ， ， 。30ePkw?.??故： ??72dkw??（3）烘干機已知： ， ， 。8ePkw???故： ??1dkw?tan..4vr?（5）通風機已知： ， ， 。ePkw???故： ??654dk??（7）變頻機已知： ， ， 。40ePkw?.??故： ??32dk??紡練車間單臺機械負荷統(tǒng)計見表 32。04ePkw????故： ??18dkw????????（2）酸站照明已知： ， ， 。?故： ??3240dkw????223SVA?（4）排毒車間已知： ， ， 。?故： ??27168dk????220SVA? 全廠計算負荷計算各車間計算負荷統(tǒng)計見表 33。95%因為在一定的情況下是不可能發(fā)生所有的用電設備同時工作的情況,，如果按照全部用電設備的用電負荷之和來計算全廠計算負荷的話，勢必會造成,經濟不運行和浪費等,情況,也就是我們常說的大馬拉小車。因此，本次課程設計中的全廠計算負荷就為各個設備計算負荷之和的 95%即：全廠計算負荷= (紡練車間計算負荷+原液車間計算負荷+酸站照明計算負荷+鍋爐房照明計算負荷+ 排度車間計算負荷+其他車間計算負荷) ??.() kw??????..96varQ ??2 kVA???? AU???考慮 5 年的發(fā)展，年增長率按 2%計算，全廠計算負荷?%.8Pkw?????%187varQk????????? AU?? 城北變電壓等級的確定輸電線路電壓等級的確定應符合國家規(guī)定的標準電壓等級，選擇電壓等級時，應根據輸送容量和輸電距離，以及接入電網的額定電壓的情況來確定，輸送容量應該考慮變電所總負荷和五年發(fā)展規(guī)劃。應盡量簡化變壓層次，一般情況下應少于 4 個變壓層次。2. 標稱電壓應符合國家電壓標準。現(xiàn)有的非標準電壓應限制發(fā)展，合理利用，根據設備使用壽命與發(fā)展需要分期分批進行改造[10]。4. 現(xiàn)有供電容量嚴重不足或老舊設備需要全面進行技術改造時，可采取升壓措施。 電壓等級的確定電網電壓等級的確定，是與供電方式、供電負荷、供電距離等因素有關的。 但近年來，隨著電氣設備的進步及電力技術的發(fā)展，輸送容量及距離有了很大進步。205? 無功功率補償并確定變壓器容量及臺數 無功補償概述電力系統(tǒng)中有許多根據電磁感應原理工作的電氣設備，如變壓器、電動機、感應爐等。電力系統(tǒng)中的無功功率很大，必須有足夠的無功電源，才能維持一定的電壓水平，滿足系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的要求。電壓低于額定電壓值時，將使發(fā)電、送電、變電設備均不能達到正常的出力，電網的電能損失增大，并容易導致電網震蕩而解列，造成大面積停電，產生嚴重的經濟損失和政治影響。所以進行無功補償是非常有必要的。電容器無功容量的計算 (35)??tantANTacciQP???(1) 電容器的補償方式單獨就地補償方式、分散補償方式和集中補償方式。△或 Y（雙 Y） 優(yōu)選△，因為容量為 Y 的 1/3　且電壓低，放電