【正文】 、平面圖 綜合前述設(shè)計結(jié)果。2 負荷計算及無功補償工廠供電系統(tǒng)負荷計算的目的是確定工廠最大負荷，作為按允許發(fā)熱條件選擇供電變壓器、輸電線路導線及開關(guān)電器等電氣設(shè)備的依據(jù)。需要系數(shù)法計算簡單對任何工業(yè)企業(yè)都適用，特別適用長期工作制用點設(shè)備占主要負荷的車間，計算結(jié)果基本符合實際。由于載流導體一般通電半小時（30min）后即可達到穩(wěn)定的溫升值，因此通常取“半小時最大負荷”作為按發(fā)熱條件選擇電氣元件的計算負荷。用電設(shè)備組計算負荷的確定，此處采用的是需要系數(shù)法。 （23） 4）照明用電設(shè)備的額定容量等于燈具上標出的額定功率，即以上式中（單位為KW）和（單位為KVA）為對應(yīng)于銘牌負荷持續(xù)率的銘牌（額定）容量，為額定功率因數(shù)。 ——用電設(shè)備組需要系數(shù)。 3）視在計算負荷（單位為KVA）的計算公式 （26） 4）計算電流（單位為A）的計算公式為 （27） 式中 ——用電設(shè)備組的額定電壓（單位為KV） 多組用電設(shè)備計算負荷的計算公式 1）有功計算負荷（單位為KW）的計算公式 （28） 式中 ——所有設(shè)備組有功計算負荷之和； ——有功負荷同時系數(shù)，～。 3）視在計算負荷（單位為KVA）的計算公式 （210） 4）計算電流（單位為A）的計算公式為 （211） 式中 ——用電設(shè)備組的額定電壓（單位為KV） 工廠計算負荷是選擇工廠電源進線及主要電氣設(shè)備包括變壓器的基本依據(jù)，也是計算工廠功率因數(shù)及無功補償容量的基本依據(jù)。 總降壓變電所變壓器二次側(cè)的有功功率為 無功功率為 視在功率為 計算電流為 不滿足供電部門對本廠的功率因數(shù)要求，需要進行無功補償。 無功功率補償容量的計算式 （215） 式中：—無功補償率，可直接計算或查表求取，kVar/kW； —對應(yīng)于原來的功率因數(shù)的正切值，～； —需要補償?shù)降墓β室驍?shù)正切值，～. 考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗，： 并聯(lián)電容器臺數(shù)的確定電容器實際容量Qc1與實際工作電壓U1平方成正比，即 （216） 式中：—單只電容器的額定容量，kVar并聯(lián)數(shù)為，對于單相電容器，應(yīng)取3的整數(shù)倍，以便三相均衡分配。 工廠與電業(yè)部門所簽定的供用電協(xié)議主要內(nèi)容如下：工廠電源從電業(yè)部門某220/35kV變壓所，用35kV雙回架空線引入本廠，兩個電源并列運行，該變電所距廠東側(cè)8公里。工廠總降壓變電所一般采用獨立式，單獨設(shè)在工廠某個地區(qū)。工廠總降壓變電所6～10kV配電裝置一般采用屋內(nèi)配電裝置，無出線電抗器可采用單獨布置，有出線電抗器可采用二層布置或三層布置。變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負荷中心。在工廠平面圖下邊和左側(cè)，任作一直角坐標軸和軸，測出各車間和用電負荷點的坐標位置，例如、等。求得負荷中心點坐標為（、8）即負荷中心在空壓站的西邊，考慮到進出線方便，決定在空壓站西側(cè)緊靠廠房建造總降壓變電所。選擇變壓器型號時要優(yōu)先選擇用容量系列，這是國家標準《電力變壓器》所確定的容量系列，推廣采用低損耗電力變壓器如、等型號。 一般正常環(huán)境的變電所可選用油浸式變壓器（、系列）；在有腐蝕性氣體嚴重影響變壓器安全運行場所，要選用防塵式或防腐蝕性變壓器，如系列全密封式變壓器，多層或高層主體建筑內(nèi)變電所宜選用不燃或難燃型防火變壓器，例如系列環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器或型變壓器。力求使變電所主接線簡單、運行方便、供電可靠、節(jié)約電能及減少投資、變壓器臺數(shù)多則可靠性高，但設(shè)備投資大，年運行費用也要增加。 在本次設(shè)計中，工廠電源從電業(yè)部門某220/35kV變壓所，用35kV雙回架空線引入本廠，其中一個作為工作電源，一個作為備用電源。 因此選用兩臺S96300/35型低損耗電力變壓器。 車間變電所變壓器臺數(shù)和容量的選擇原則與工廠總降壓變電所的基本相同，即在保證電能質(zhì)量的要求下，應(yīng)盡量減少投資，運行費用和有色金屬的消耗量。，380V的計算負荷為1231kVA，選用兩臺變壓器時，即有， 因此選用兩臺型銅線配電變壓器。，選用一臺變壓器時，即有=（~）＝（~1151），因此選用型銅線配電變壓器。，選用一臺變壓器時，即有=（~）=（~），因此選用型銅線配電變壓器。因此，電氣主接線的合理設(shè)計，必須綜合處理好各方面因素，經(jīng)過技術(shù)論證比較后方可確定。 變配電所常用電氣主接線單母線接線 單母線接線是比較簡單的接線方式，單母線接線又分為單母線不分段接線、用隔離開關(guān)分段的單母線接線和用高壓斷路器分段的單母線接線三種形式，如圖所示單母線接線的每一回進線和出線，都是經(jīng)過斷路器和隔離開關(guān)接到母線上。所以斷路器應(yīng)具有足夠的滅弧能力。所以，僅在有可能出現(xiàn)危機人員安全的電壓時，才裝設(shè)線路隔離開關(guān)。運行經(jīng)驗表明，誤操作是造成系統(tǒng)故障的重要原因之一，主接線簡單，操作人員發(fā)生錯誤操作的可能性小，因而接線簡單也是評價主接線的條件之一。例如當母線或隔離開關(guān)發(fā)生故障或進行檢修時，必須斷開所有回路的電源，造成對全部用戶供電中斷。 適用范圍：可用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負荷用戶，或有備用電源的二級負荷用戶。當母線發(fā)生故障時，經(jīng)過短時倒閘操作將故障切除，非故障段仍可繼續(xù)運行，對1/2的用戶僅短時中斷供電。但是，上述兩種單母線分段接線存在共同缺點，即在母線檢修或發(fā)生故障時，仍有50%左右的用戶停電；出線斷路器檢修仍對該出線上的用戶停電。 適用范圍：在有兩回進線電源的條件下，采用單母線分段接線較為優(yōu)越。目前，單母線分段已廣泛用于10kV及以下的變配電所。它是由單母線分段演變而成的一種更簡單、經(jīng)濟并具有相當可靠性的接線方式。橫向?qū)Ь€謂之跨“橋”，并省掉線路側(cè)（或變壓器側(cè)）的斷路器。 1）內(nèi)橋接線 此接線跨橋連接靠近變壓器側(cè)，省掉變壓器回路的斷路器，僅裝隔離開關(guān)，其優(yōu)點是： 當檢修任一回電源進線或線路斷路器時，另一線路和兩臺變壓器仍可繼續(xù)供電，例如檢修圖中的1DL時，可將1DL斷開，然后拉開GG2即可安全檢修，而變壓器1B、可由L2繼續(xù)供電；當任一回線路故障時，僅斷開該故障線路，而其他回路繼續(xù)正常工作，如L1發(fā)生短路故障，1DL由繼電保護動作跳閘，故障線路切除，L1B、2B仍繼續(xù)，不中斷供電。2） 外橋接線 外橋接線的優(yōu)點是：對變壓器回路的操作非常方便，任一變壓器檢修或發(fā)生故障時還能保證三個回路正常運行。外橋接線適用于以下條件的降壓變電所：①供電線路短，線路故障率少；②工廠負荷變化大，變壓器操作頻繁；③有穿越功率流經(jīng)中間變電所。 線路—變壓器組單元接線 在工廠變電所中，當只有一回電源供電線路和一臺（兩臺）變壓器時，可采用線路—變壓器組單元接線，如圖所示。當電源側(cè)繼電保護裝置能保護變壓器且靈敏度滿足要求時，變壓器高壓側(cè)可只裝設(shè)隔離開關(guān)①；當變壓器高壓側(cè)短路容量不超過高壓熔斷器短路容量，而又允許采用高壓熔斷器保護變壓器時，變壓器高壓側(cè)可裝設(shè)跌落式熔斷器②或負荷開關(guān)—熔斷器③；一般情況下，在變壓器高壓側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)和斷路器④。其缺點是：當該單元中任一個設(shè)備發(fā)生故障或檢修時，全部設(shè)備停止工作。 線路變壓器組單元 總降壓變電所主接線方式的選擇 對于電源進線電壓為35kV及以上的大中型工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所將為6～10kV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓如220V/380V。 1）一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線、。這種主接線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷的工廠。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、并且變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。這種主接線兼有內(nèi)橋和外橋兩種橋式接線線運行靈活性的優(yōu)點，但采用的高壓開關(guān)設(shè)備較多。 一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線、二次側(cè)采用 、二次側(cè)全部采用單母線分段的 單母線分段的總降壓變電所主接線圖 總降壓變電所的主接線圖 高壓配電系統(tǒng)主接線方式的選擇 工廠、企業(yè)的高壓配電網(wǎng)絡(luò)，是指廠區(qū)內(nèi)有總變（配）電所到車間變電所1kV及以上的高壓電力線路。當經(jīng)濟論證確有顯著優(yōu)越性時，才采用6kV。 高壓配電網(wǎng)接線的基本原則如下。一級負荷應(yīng)有兩個獨立電源；二級負荷一般要有兩個電源，可以手動切換，在條件困難時，允許只有一個電源。經(jīng)濟。 應(yīng)考慮到負荷增長，預(yù)留必要的發(fā)展余地和分期建設(shè)的余地。5 短路電流計算 短路類型及其發(fā)生的原因和危害 安全可靠供電是電力系統(tǒng)正常運行的首要任務(wù)。 電力系統(tǒng)根據(jù)中性點接地與否分為電力系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)及中性點接地系統(tǒng)。所謂短路，是指相與相和相與地之間不通過負載而發(fā)生的直接連接故障。 短路發(fā)生的主要原因是電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備載流部分絕緣損壞。 電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，系統(tǒng)的總阻抗減少，短路點及其附近各支路的電流較正常運行時增大；系統(tǒng)中各點的電壓降低，離短路點越近電壓降低越嚴重。因此可招致下列嚴重危害。其中短路故障危害最大，短路的電流引起的電氣設(shè)備熱效應(yīng)和力效應(yīng)使設(shè)備損壞，電壓降落嚴重影響非故障元件的正常運行。進行短路電流計算時要考慮供電系統(tǒng)的最大運行方式和最小運行方式。1. 繪制計算電路，如圖所示 1）設(shè)=100MVA，即高壓側(cè)=37kV，中壓側(cè)=，低壓側(cè)，則 2）架空線路 查資料第66頁表5—1得，而線路全長為8km，故 3）電力變壓器 查手冊可知型，故 對于6KV出線線路的電阻，由于距離太短可以忽略不計。一、按正常工作條件選擇高壓電氣設(shè)備按工作電壓（電流）選擇 所選電氣設(shè)備的額定電壓和額定電流不低于設(shè)備所在網(wǎng)絡(luò)的最大電壓和最大工作電流，即 （61）2. 斷流能力短路電流通過開關(guān)電器時，要求開關(guān)電器的額定開斷電流或額定斷流容量不應(yīng)小于設(shè)備分斷瞬間的短路電流有效值或短路容量，即 （62）二、按短路條件進行穩(wěn)定性校驗 短路電流通過電氣設(shè)備時所產(chǎn)生的熱效應(yīng)不應(yīng)超過電氣設(shè)備技術(shù)參數(shù)中所規(guī)定的允許熱效應(yīng)，則短路熱穩(wěn)定性校驗條件為 （63）式中，、—制造廠給出的秒的熱穩(wěn)定電流和熱穩(wěn)定時間； 、——短路電流穩(wěn)定值及等值時間。 短路電流通過電氣設(shè)備時所產(chǎn)生的電動力不應(yīng)超過設(shè)備銘牌上給出的允許電動力，則動穩(wěn)定性校驗條件為 （65）式中，、——設(shè)備銘牌給出的極限通過電流峰值和有效值，KA 熔斷器的形式可以根據(jù)安裝地點、使用要求選擇。 電壓： （66） 限流式高壓熔斷器應(yīng)與所在電路的額定電壓相適應(yīng)，即等于該系統(tǒng)的最高電壓，電流： （67） ——熔斷器額定電流；——熔體的額定電流斷流能力： （68） ——熔斷器的額定開斷電流；——三相短路沖擊電流的有效值（次暫態(tài)短路電流）