【正文】 [1]。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，達不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求時，則需要考慮增設(shè)無功功率補償裝置； ②按設(shè)計要求來選擇選擇一臺S9低損耗配電變壓器，聯(lián)結(jié)組別采用Yyn0； ③根據(jù)主變壓器的選擇以及負荷對供電可靠性的要求初步確定2個比較合理的主接線方案，并根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟指標選擇合適的主接線方案； ④按照正常運行條件（即電氣設(shè)備正常運行的工作電壓及工作電流）選擇電氣設(shè)備，按短路電流所產(chǎn)生的電動力效應(yīng)及熱效應(yīng)進行校驗，并考慮設(shè)備裝設(shè)地點的環(huán)境條件對設(shè)備的影響； ⑤通過比較經(jīng)濟指標和技術(shù)技術(shù)指標確定主接線方案； ⑥在高壓側(cè)裝設(shè)專用計量柜、三項有功電度表、無功電度表和電壓互感器避雷器柜等。低壓并聯(lián)電容器組線路上安裝無功電度表。低壓母線裝有電壓表。 ⑦根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求進行車間電氣照明設(shè)計，使得生產(chǎn)車間擁有足夠的照度。 車間原始資料本廠為三班工作制，年最大負荷利用小時數(shù)為4000小時，屬三級負荷。③工廠總降壓變電所10KV配電出線路定時限過流保護裝置的整定時間為2S；④；⑤在車間變電所10KV側(cè)進行計量。②無功計算負荷（單位為kvar）: 式中是所有設(shè)備無功之和， 是無功同時系數(shù)，~?；芈芬话O(shè)備代號為： 1到13，32到35。① 回路一計算負荷：查表知，=，=，=（++3++7+++10+70)=== ==② 回路二計算負荷：電熱設(shè)備組，查表知，=，=1，=0，89= (20+24+45)==0=0 金屬切削機床組，查表知，=，=，=，====回路二計算負荷總計：89+==+==+=③ 回路三負荷計算：，平均照度為30，查表知，由工廠平面圖知受照房間平面面積為1188，總的安裝功率為： 查表知，=，=1，=0， == 機加工一車間的計算負荷總計為： ++= ++=++= =+=++0=()= 其余車間計算負荷①機加工二車間計算負荷：由表22知，（150+140+10）=300，（50+40+8）=98，=（55+45+0）=100?？偟挠嬎阖摵蔀?==*=最大負荷時功率因素為= 工廠負荷計算表編號名稱類別設(shè)備容量 Pe (KW)cosφtanφ計 算 負 荷P30(KW)Q30(KVAR)S30(KVA)I30(A)1機加工一車間回路1 　　回路2　　　 　　回路310　 0　　　小計　　　 2機加工二車間回路1150　　　 　　回路2140　　　 　　回路31010　 0　8　小計300　　　 3鑄造車間回路1170　　　 　　回路2150　　　 　　回路3170　　　 　　回路481　0 0　　　小計490　　　 4鉚焊車間回路1170　　　 　　回路2180　　　 　　回路3710　 0　　　小計257　　　 5電修車間回路1150　　　 　　回路2135　　　 　　回路31010　 0　8　　小計295　　　 總計（380V側(cè)）　　　 無功功率補償 無功功率的人工補償裝置主要有同步補償機和并聯(lián)電容器等兩種。由表23可知。 （為單個電容器的容量，單位為）②補償后的變壓器容量和功率因素補償后變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為變壓器的功率損耗為變電所高壓側(cè)的計算負荷為變電所低壓側(cè)計算負荷為 補償后工廠的功率因素為這一功率因素滿足（）要求，使得工廠能取得可觀的經(jīng)濟效果。當負荷下列條件之一時，宜裝設(shè)兩臺及以上變壓器：① 有大量一級或二級負荷② 季節(jié)性負荷變化較大，適于采用經(jīng)濟運行方式③ 集中負荷較大，如大于1250時 在本設(shè)計中的變電所屬于負荷容量較小的三級負荷變電所，且季節(jié)性負荷基本無變化，可以選用一臺主變壓器。①對于裝有一臺主變壓器的變電所，主變壓器的容量應(yīng)不小于總的計算負荷，即，由于裝設(shè)了低壓側(cè)無功補償裝置，因此主變壓器的容量 滿足不小于補償后的視在計算負荷 ，并出于考慮到今后負荷發(fā)展需要，變壓器負荷率取80%，即/ 因此主變壓器容量選擇800就足夠了。 變壓所主變壓器型式和聯(lián)結(jié)組別的選擇①變壓器主變型式的選擇車間變電所處于一般正常的環(huán)境時，可選用油浸式變壓器，用電負荷對電壓水平要求不高，則可選用無載調(diào)壓變壓器。5%；裝設(shè)兩臺主變壓器時可選油浸式變壓器S9500/10，調(diào)壓方式選擇無載調(diào)壓，調(diào)壓范圍為177。②變壓器主編聯(lián)結(jié)組別的選擇電壓器的聯(lián)結(jié)組別常見的有Yyn0和Dyn11兩種，其中Dyn11較Yyn0聯(lián)結(jié)而言，更利于抑制高次諧波和低壓單相接地短路故障的保護和切除，而且其承受單相不平衡負荷的能力遠比Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器大，但同時相對而言Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器一次繞組的絕緣強度要求比Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器稍低，從而制造成本稍低于Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器。 S980010型變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定容量（kVA）額定電壓（kV）損耗（kW）阻抗電壓（%）空載電流（%）聯(lián)結(jié)組別高低空載負載S9500/10500104Yyn0 主接線設(shè)計要求 設(shè)計變配電所主接線，應(yīng)按所選變壓器的臺數(shù)和容量以及負荷對供電可靠性的要求，初步確定2～3個比較合理的主接線方案來進行經(jīng)濟技術(shù)比較，擇其優(yōu)者作為選定的變配電所主接線方案。 主接線可選方案 裝設(shè)一臺主變的方案①10kV單電源進線，僅裝有一臺主變壓器時由于采用的油浸式變壓器S9800－10容量大于630kVA，因此采用高供高計、變壓器一次側(cè)采用斷路器接線的主接線設(shè)計。 裝設(shè)兩臺主變的方案 兩種主接線方案比較①技術(shù)指標比較 技術(shù)指標比較比較項目裝設(shè)一臺主變的方案裝設(shè)兩臺主變的方案技術(shù)指標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺主變電壓損耗較大由于兩臺主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好擴建適應(yīng)性稍差一些更好一些②經(jīng)濟指標比較主接線方案的經(jīng)濟指標主要由線路和設(shè)備的綜合投資額、變配電系統(tǒng)的年運行費用、線路有色金屬消耗量構(gòu)成(供電貼費現(xiàn)已取消)，由于兩種方案的輸電線路長度差異不明顯，所以在這里，只對變壓器的綜合投資額、變電設(shè)備的年運行費進行比較。①設(shè)備綜合投資額：電力變壓器的綜合投資額＝7萬2＝14萬高壓開關(guān)柜（含計量柜）綜合投資額＝4萬4＝24萬②電力變壓器和高壓開關(guān)柜（含計量柜）的年運行費：電力變壓器的設(shè)備折舊費＝14萬5％＝開關(guān)柜（含計量柜）的設(shè)備折舊費＝24萬6％＝變配電設(shè)備維修管理費＝（14萬＋24萬）6％＝總的年運行費＝＋＋＝方案二（兩臺主變壓器的方案）：（含計量柜）組成，查詢資料知，一臺500kV變壓器出廠價約為6萬，GG1A高壓開關(guān)柜與高壓計量柜出廠價約為4萬，變壓器綜合投資額約為變壓器價格的兩倍，主變壓器的設(shè)備折舊費占變壓器綜合投資的5%，配電設(shè)備折舊費占設(shè)備綜合投資的6%，變電設(shè)備的維修管理費占綜合投資的6%。（說明，若工廠負荷近期可有較大增長的話，則宜采用裝設(shè)兩臺主變的方案）。短路時可認為電源母線電壓維持不變，不考慮短路電流交流分量的衰減。②假定短路回路各元件阻抗值保持不變。同時，電路電容和變壓器勵磁電流也略去不計。④具有分接線開關(guān)的變壓器，其分接線開關(guān)位置視為主分接位置。⑥不計短路電弧電阻。元件名稱（正序）阻抗電抗 1高壓系統(tǒng) 3注：為配電變壓器高壓側(cè)短路容量（MVA），為低壓電網(wǎng)額定電壓（380V）為配電變壓器短路損耗（kW），為配電變壓器的額定容量（kVA），為母線、線路單位長度的阻抗，為母線、配電線路長度（m），高壓系統(tǒng)阻抗與變壓器阻抗均為折算到低壓側(cè)的值。 ②為峰值系數(shù)， 變電所低壓側(cè)短路電流計算電路，以及k4可到k8處(即低壓柜處)1) 高壓系統(tǒng)（K1點）短路電流計算：已知＝，＝, ＝＝1. 04 ＝＝ ＝2) 變壓器短路電流計算已知S980010型變壓器，Yyn0聯(lián)結(jié)，, ＝ ＝ ＝3) k2點短路電流計算 由于母線長度很短對短路電流影響可以忽略不計，在這里不做計算，同時由于忽略了母線的影響，k3點短路電流與k2點處相同。電纜電阻和電抗值數(shù)據(jù)初步選用進行計算5) 機加工一車間短路電流計算： 由于配電線路長度均為，3條回路短路計算相同。 7) 鑄造車間短路電流計算由于配電線路長度均為，3條回路短路計算相同。 9) 電修車間短路電流計算 變壓器低壓側(cè)短路電流計算序號電路原件短路計算點元件相阻抗三相短路電流兩相短路電流1高壓系統(tǒng)k12變壓器T931+2k241+2k35k4~k66k7~k97k10~k138k14~k169k17~k195 一次設(shè)備的選擇與校驗 一次設(shè)備選擇與校驗的條件與項目。①按正常工作電壓選擇 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即≥；②按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計算電流，即≥；③按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對分斷短路電流的設(shè)備（如斷路器）來說，不應(yīng)小于它可能分斷的最大短路電流有效值或短路容量，即≥ 或≥。 按短路條件校驗短路條件校驗，就是校驗電器和導體在短路時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。2) 熱穩(wěn)定校驗條件≥式中—開關(guān)的熱穩(wěn)定電流有效值，單位為kA；t—開關(guān)的熱穩(wěn)定實驗時間，單位為s；—開關(guān)所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為kA；—短路發(fā)熱假想時間，單位為s。高速斷路器(如真空斷路器),.②電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗1) 動穩(wěn)定校驗條件≥或式中—電流互感器的動穩(wěn)定電流，單位為kA；—電流互感器的一次額定電流，單位為A；—電流互感器的動穩(wěn)定電流倍數(shù)（對）。③母線的短路穩(wěn)定度校驗1) 動穩(wěn)定校驗條件式中—母線材料的最大允許應(yīng)力，硬銅=140Mpa，硬鋁=70Mpa；—母線通過時所受到的最大計算應(yīng)力，單位為Mpa。M；W—母線的截面系數(shù)，單位為。④電纜的短路熱穩(wěn)定校驗電纜不校驗短路動穩(wěn)定度，電纜的短路熱穩(wěn)定度校驗的條件仍采用公式=。 高壓電器的選擇與校驗本設(shè)計中高壓開關(guān)柜選用KYN44A12型高壓開關(guān)柜，一共四個高壓柜包括進線兼計量柜，進線開關(guān)柜，計量柜，變壓器進線柜。一次設(shè)備的選擇和校驗如上表所示，所選高壓側(cè)（10kV側(cè)）設(shè)備所需校驗項目均符合要求，如熔斷器斷流能力,電壓互感器準確級及容量S＝(80VA)也符合要求，所選設(shè)備滿足要求。而熔斷器只需對其斷流能力進行校驗，使得大于，電流互感器和真空斷路器都需要對熱穩(wěn)定性進行校驗，具體選擇校驗如上表所示，所選設(shè)備均滿足要求。 高壓側(cè)變壓器進線柜一次設(shè)備選擇校驗KYN44A04變壓器進線柜一次設(shè)備選擇校驗結(jié)果選擇項目裝設(shè)地點數(shù)據(jù)設(shè)備型號規(guī)格參數(shù)數(shù)據(jù)參數(shù)真空斷路器電流互感器避雷器VD412630/20kALZZBJ1250A電壓10KV10KV10kV10kV電流630A50/5A斷流能力20kA