【正文】 相，額定電壓為380V。本廠的負荷統(tǒng)計參見下表11。變電所位置已選定，每個車間距離變電所的距離為：1車間：110m； 2車間：80m；3車間：100m； 4車間：90m。A，此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護。已知與本廠高壓側有電氣聯(lián)系的架空線路總長度為5km，電纜線總長為2km。年雷暴天數(shù)約為20天。第2章 機加工車間的負荷計算 負荷計算我國目前普遍采用的確定設備計算負荷的方法有需要系數(shù)法和二項式法兩種，而前者應用最為普遍。當用電設備臺數(shù)較多、各臺設備容量相差不甚懸殊時，通常都采用需要系數(shù)法計算；二次項系數(shù)法：將符合分為基本負荷和附加負荷，后者考慮一定數(shù)量大容量設備影響。本設計結合實際情況，采用需要系數(shù)法確定。 無功功率補償在《供電營業(yè)規(guī)則》中規(guī)定：“用戶在當?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負荷時的功率因數(shù)應達到下列規(guī)定：，其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉售電企業(yè)，”，基于此。考慮到變壓器本身的無功功率損耗ΔQT遠大于其有功功率耗損ΔPT,一般，因此，在變壓器低壓側進行無功補償時，這里取。因此，其電容器的個數(shù)為：。無功補償后，變電所低壓側的計算負荷為：變壓器的功率損耗為是變電所高壓側的計算負荷為無功率補償后，工廠的功率因數(shù)為即工廠的功率因數(shù)因此，符合本設計的要求。表22 無功補償后工廠的計算負荷項 目cos計 算 負 荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A380V側補償前負荷6531339380V側無功補償容量450380V側補償后負荷653主變壓器功率消耗104010kV側負荷總計663第3章 工廠變電所的設備選擇及主接線設計 總降壓變電所位置的選擇變電所的位置應盡量接近工廠的負荷中心。結合本廠的實際情況，這里變電所采用獨立變電所。圖中亦標出了各車間距離變電所的距離。當符合下列條件之一時，宜裝設兩臺及以上變壓器。(2) 合變化較大，適于采用經(jīng)濟運行方式。其他情況下宜裝設一臺變壓器2. 工廠的負荷特性和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案：(1) 設一臺主變壓器采用型號為S9型，容量根據(jù)式，即采用一臺S9800/10型低損耗配電變壓器。(2) 設兩臺變壓器采用S9型變壓器，每臺的容量按下列公式選擇：而且因此選兩臺S9500/10型低損耗配電變壓器。由于該廠的負荷含二級負荷，且二級負荷容量較大，對電源的供電可靠性要求高，在經(jīng)濟條件允許的條件下應采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電，故選兩臺變壓器。高壓開關柜選用GG1A(F)型[3,4]。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。所以電氣主接線是變電所電氣部分的主體，對變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著重要作用，并對電氣設備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。 (2) 變電所的分期和最終建設規(guī)模。(4) 系統(tǒng)備用容量大小。(2) 可靠性：可靠就是變電所的主接線應能滿足各級負荷對供電可靠性的要求。(4) 經(jīng)濟性：滿足以上要求的前提下，盡量降低建設投資和年運行費用[2,3,5]。常用的母線制主要有三種：單母線制，單母線分段制和雙母線分段制。優(yōu)點：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供電；當一段母線故障時，分段斷路器自動切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 ，供電可靠性相當高，可供一、二級負荷。方案Ⅱ：單母線分段帶旁路。缺點：常用于大型電廠和變電中樞，投資高。優(yōu)點：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時，通過切換操作，即可迅速恢復對整個變電所的供電。以上三種方案均能滿足主接線要求，但第三種最經(jīng)濟，因此優(yōu)先考慮。因此最終方案是高壓側采用單母線，低壓側單母線分段，同時旁路加上與其他的變電所相連的聯(lián)絡線。圖32 某車間變電所主接線電路圖第4章 工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算 短路電流計算的目的及方法所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導體接地或相互接觸并產生超出規(guī)定值的大電流。進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。短路計算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。最后計算短路電流和短路容量。該設計采用標幺值法計算短路電流。因此標幺值的概念是：所謂的基準值是衡量某個物理量的標準或尺度。因此短路計算電路圖如圖41所示。假設架空線路線間幾何均距為1500mm，則由附錄表14可查得，而線路長5km，故架空線路的的電抗標幺值為3. 電力變壓器的電抗標幺值，本設計中選擇2臺型號為S9500/10 的變壓器，查附表1可得，其短路電壓百分數(shù)，因此繪短路等效電路圖如圖42所示，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標明了短路計算點。表42 短路計算結果短路計算點三相短路電流/kA三相短路容量/MVAk－1k－2第5章 變電所一次設備的選擇校驗 變電所高壓一次設備的介紹變電所的電氣設備分為一次設備和二次設備。為了實現(xiàn)對符合的靈活控制和保障操作人員、供電系統(tǒng)和電氣設備的安全，在配電給各個用電設備組的饋出線的出口處，必須設置相應的操作開關、保護設備和測量設備，而這些設備通常裝設在與各條饋出線相對應的配電開關柜中，以便裝配、操作和維護。1. 高壓斷路器 供電系統(tǒng)中最重要的開關電器之一。斷路器具有很好的滅弧裝置和較強的滅弧能力。3. 熔斷器 線路或設備故障時，用于切斷強大的短路電流。5. 靜電電容器 主要用于補償無功功率。7. 電壓互感器 將高電壓變換成低電壓，供計量和繼電保護用[18]。(1) 工作電壓選擇 設備的額定電壓UN﹒e不應小于所在線路的額定電壓UN，即。(3) 按斷流能力選擇設備的額定開斷電流I0c或斷流容量Soc不應小于設備分段瞬間的短路電流有效值Ik或短路容量Sk，即。隔離開關、負荷開關和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗：(1) 動穩(wěn)定校驗條件或式中 、—開關的極限通過電流（動穩(wěn)定電流）峰值和有效值（單位為kA）；、—開關所在處的三相短路沖擊電流瞬時值和有效值（單位為kA）。短路發(fā)熱假想時間tima一般按下式計算在無限大容量系統(tǒng)中，由于，因此式中 tk—短路持續(xù)時間，采用該電路主保護動作時間加對應的斷路器全分閘時間。 電流互感器的短路穩(wěn)定度校驗：(1) 動穩(wěn)定校驗條件或(2) 熱穩(wěn)定校驗條件或3. 考慮電氣設備運行的環(huán)境以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。選擇一次設備時應校驗的項目如表51所示?！啊北硎静槐匦ｒ烅椖?，“”表示一般可不校驗 變電所10kV側一次設備的選擇根據(jù)機械廠所在地區(qū)的外界環(huán)境，高壓側采用GG1A(F)型戶內移開式交流金屬封閉開關設備。因此由上述一次設備驗證條件可知：高壓斷路器SN1010I：查附錄表2可知額定電壓為10kV，額定電流630A，額定開斷電流16kA，極限通過電流40kA，熱穩(wěn)定電流16kA。；；； ；。高壓隔離開關：查附錄表3可知額定電壓為10kV，額定電流200A,，熱穩(wěn)定電流為10kA。： ；；；。電流互感器LQJ10：查附錄表8可知額定電壓為10kV，額定電流一次100A,二次5A，1s熱穩(wěn)定倍數(shù)90，動穩(wěn)定倍數(shù)225。： ；；動穩(wěn)定校驗條件：熱穩(wěn)定校驗條件： 。高壓熔斷器：查附錄表6可知RN110/50：額定電壓10kV，額定電流50A，熔體電流40A。 變電所380V低壓一次設備的選擇初選設備：低壓斷路器DW151500；低壓斷路器DZ20630；低壓熔斷器RT01000；低壓刀開關HD131500/3；；低壓斷路器DW151500：查附表4可知額定電壓為380V，脫扣器額定電流1500A，額定開斷電流40kA。：；；。低壓斷路器DZ20630：查附表5可知額定電壓為380V，脫扣器額定電流630A，額定開斷電流30kA，極限通過電流40kA，熱穩(wěn)定電流16kA。：；；； ；。：查附表10可知額定電壓為380V，額定電流1000~3000A，極限通過電流和熱穩(wěn)定電流書中用“—”表示，不必驗證。低壓熔斷器RT01000：查附表7可知額定電壓為380V，額定電流1000A，額定開斷電流50kA。因此符合條件。此斷路器裝在各車間端，：；。表 53 變電所380V側一次設備的選擇校驗表選擇校驗項目電壓電流斷流能力動穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度其他裝置地點條件參數(shù)UNI30數(shù)據(jù)380V額定參數(shù)UNI30Iocimax低壓斷路器DW151500/3380V1500A40kA——低壓熔斷器DZ20200380V200A50kA——低壓斷路器DZ20630380V630A30kA——低壓刀開關HD131500/30380V1500A———380V1500/5A———表53所選設備均滿足要求。必須注意，附錄表13選擇的母線尺寸，一般均滿足短路動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，因此不必再進行短路校驗。第6章 變電所進出線與鄰近單位聯(lián)絡線的選擇 導線和電纜截面選擇時滿足的條件為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質、經(jīng)濟地運行，進行導線和電纜截面時必須滿足下列條件。2. 電壓損耗條件導線和電纜在通過正常最大負荷電流即線路計算電流時產生的電壓損耗，不應超過其正常運行時允許的電壓損耗。所選截面，稱為“經(jīng)濟截面”。4. 機械強度導線（包括裸線和絕緣導線）截面不應小于其最小允許截面。母線也應校驗短路時的穩(wěn)定度。根據(jù)設計經(jīng)驗，一般10kV及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再校驗電壓損耗和機械強度。對長距離大電流及35kV以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟電流密度確定經(jīng)濟截面，再校驗其它條件[110]。初選LJ120型號的架空線。1. 校驗發(fā)熱條件查附表14，LJ120型鋁絞線的允許載流量(假設環(huán)境溫度為35℃) ，滿足發(fā)熱條件。由于此線路很短，不需校驗電壓損耗和檢驗經(jīng)濟電流密度。1. 按發(fā)熱條件選擇由，及土壤溫度25℃，查附表17可知，初選纜芯為35 mm2的交聯(lián)電纜，其，滿足發(fā)熱條件。因此YJL2210000335電纜滿足要求。(1) 按發(fā)熱條件選擇由及最高平均溫度約為75℃，查附表16選240mm2，其，滿足發(fā)熱條件。(3) 短路熱穩(wěn)定度校驗由附錄表12查得氯乙烯絕緣銅芯電纜的C值為115可見短路熱穩(wěn)度符合要求。2. 饋電給2號廠房（鑄造車間）的線路亦采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接架空敷設。即可選用VLV2210003300+1150型聚氯乙烯絕緣銅芯四芯電纜。(3) 短路熱穩(wěn)定度校驗附表12查得氯乙烯絕緣銅芯電纜的C值為115。3. 饋電給3號廠房（鉚焊車間）的線路亦采用VLV221000型聚氯乙烯絕緣銅芯電纜直接架空敷設。(2) 校驗電壓損耗由圖31可知，變電所距鉚焊車間100m，而查附表15得240mm2的銅芯電纜的 （按纜芯工作溫度75℃計），又1號廠房的的，因此按下式計算得： 滿足允許電壓損耗5%的要求。即可選用VLV2210003240+1120型聚氯乙烯絕緣銅芯四芯電纜。(1) 按發(fā)熱條件選擇由，查附表16，初選240mm2，其，滿足發(fā)熱條件。(3) 短路熱穩(wěn)定度校驗查附表12查得氯乙烯絕緣銅芯電纜的C值為115可見短路熱穩(wěn)度符合要求。 作為備用電源的高壓聯(lián)絡線的選擇校驗采用YJL2210000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設，與相距約2Km的相鄰單位變配電所的10kV母線相聯(lián)。查附表17，初選纜芯截面為25 mm2的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜，其滿足發(fā)熱條件。3. 短路熱穩(wěn)定校驗按本變電所高壓側短路電