【正文】 壓器數(shù)量、容量的選擇、防雷接地裝置設(shè)計(jì)等。 工廠供電設(shè)計(jì)的要求及原則 工廠供電設(shè)計(jì)的過(guò)程應(yīng)具備以下幾個(gè)基本原則：遵守規(guī)程、執(zhí)行政策 按照國(guó)家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定，貫徹國(guó)家的相關(guān)方針和政策，包括節(jié)約資源，合理施工的要求。在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下協(xié)調(diào)各方面的優(yōu)勢(shì)，采用經(jīng)濟(jì)環(huán)保的電器產(chǎn)品。合理處理近期和將來(lái)的關(guān)系，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性，做到可持續(xù)的發(fā)展。作為整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的主要環(huán)節(jié)工廠供電設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)狀況直接關(guān)系到工廠是否正確運(yùn)行。 本設(shè)計(jì)的主要要求 在了解冶金廠的生產(chǎn)工藝過(guò)程基礎(chǔ)上，并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，合理設(shè)計(jì)一個(gè)適合的供配電系統(tǒng)。要求采用CAD繪制部分圖紙。兩個(gè)電源不并列運(yùn)行。 。計(jì)算負(fù)荷應(yīng)該定的合理，否則假如定得過(guò)小會(huì)造成電氣設(shè)備工作在過(guò)負(fù)荷狀態(tài)，供電系統(tǒng)的線路及電氣設(shè)備由于承擔(dān)不了實(shí)際負(fù)荷電流而過(guò)熱，影響供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所以考慮到安全、經(jīng)濟(jì)等角度應(yīng)該合理確定計(jì)算負(fù)荷。列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果。 由于在初步設(shè)計(jì)且無(wú)大功率設(shè)備時(shí)宜采用需要系數(shù)法，且需要系數(shù)法簡(jiǎn)單易行所以本設(shè)計(jì)應(yīng)采用需要系數(shù)法確定。 負(fù)荷計(jì)算 為了通過(guò)計(jì)算得出冶金廠的電氣設(shè)備型號(hào)，本次設(shè)計(jì)采用逐級(jí)計(jì)算法。向著進(jìn)線方向逐級(jí)計(jì)算，經(jīng)過(guò)計(jì)算后可以得出整個(gè)工廠的計(jì)算負(fù)荷。工廠中基本上采用并聯(lián)電容器來(lái)補(bǔ)償供電系統(tǒng)中的無(wú)功功率。本次無(wú)功補(bǔ)償采用6kv高壓集中補(bǔ)償和低壓集中補(bǔ)償方式相結(jié)合。 380V車間無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算 ：1） 由公式（）得 2） 。 補(bǔ)償后有功計(jì)算負(fù)荷：==800KW補(bǔ)償后無(wú)功計(jì)算負(fù)荷：==1064784=280 Kvar補(bǔ)償后視在計(jì)算負(fù)荷：== KVA高壓側(cè)視在計(jì)算負(fù)荷：== KV其它車間的無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算同理可得。A)補(bǔ)償后(KW)800(Kvar)280(KVA)746440 6KV側(cè)無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算1) 由公式（）。則 6KV所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量 由公式（）得 根據(jù)計(jì)算的所需無(wú)功功率補(bǔ)償容量可以看出應(yīng)并聯(lián)。 6KV側(cè)無(wú)功功率補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷 項(xiàng)目 補(bǔ)償前負(fù)荷無(wú)功補(bǔ)償容量600 補(bǔ)償后負(fù)荷 變壓器損耗的計(jì)算 35KV變壓器損耗由公式（）、（）： 全廠計(jì)算負(fù)荷 35KV側(cè)總有功功率計(jì)算由公式（）： 35KV側(cè)總無(wú)功功率計(jì)算由公式（）： 35KV側(cè)視在功率計(jì)算由公式（）： 35KV側(cè)總計(jì)算電流由公式（）： 經(jīng)過(guò)上面的計(jì)算可以得出工廠工廠功率補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷列表如下： 全廠功功率補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷 項(xiàng)目全廠車間6450第三章 主變壓器的選擇 變壓器具有降低和升高電壓的功能，是變電系統(tǒng)中最重要的一次設(shè)備，有利于電能合理的輸送、分配、使用。變壓器按用途可以分為：配電變壓器、電力變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、油浸式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器、電抗器、抗干擾變壓器、防雷變壓器、箱式變電器試驗(yàn)變壓器、轉(zhuǎn)角變壓器、大電流變壓器、勵(lì)磁變壓器。在確定變壓器容量時(shí)，除考慮正常負(fù)荷外，還應(yīng)考慮到變壓器的過(guò)負(fù)荷能力和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件。 1）應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)可靠性的要求。 2）由于季節(jié)和晝夜的變化引起負(fù)荷發(fā)生變化宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的變壓器，技術(shù)性合理時(shí)可選擇兩臺(tái)變壓器。采用暗備用的方式，目的是當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障時(shí)另一臺(tái)變壓器可以繼續(xù)供電。 1）主變壓器裝設(shè)一臺(tái)時(shí)應(yīng)滿足：主變壓器容量應(yīng)不小于總計(jì)算負(fù)荷，即： () 2) 主變壓器裝設(shè)兩臺(tái)時(shí)應(yīng)滿足：每臺(tái)變壓器容量不應(yīng)小于總計(jì)算負(fù)荷的60%最好為70%左右，即： ()（1） 由于該車間對(duì)電壓可靠性要求較高所以用兩臺(tái)變壓器，用公式 ()選擇兩臺(tái) S9500/6變壓器。 (3) 由于對(duì)電源的可靠性要求比較低所以用一臺(tái)變壓器，用公式 () 選擇一臺(tái)S9500/6變壓器。 (5) 由于對(duì)電源的可靠性要求比較低，所以用一臺(tái)變壓器，用公式 () 選擇一臺(tái)S9400/6變壓器。 由于本設(shè)計(jì)主要為二級(jí)負(fù)荷所以整個(gè)工廠的主變壓器采用兩臺(tái)變壓器變壓器的型號(hào)為S94000/35，、而在冶金廠中鑄鋼、鑄鐵兩個(gè)車間相對(duì)于其他車間重要，對(duì)電能的可靠性要求較高，所以應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器并列工作,從而提高工廠供電的可靠性。應(yīng)滿足安全、經(jīng)濟(jì)、靈活可靠等要求。在大中型企業(yè)配電室的位置應(yīng)該盡量靠近負(fù)荷中心，總配電所主接線圖表示工廠接受、分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、避雷器、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、互感器）組成。（1） 安全性：包括設(shè)備安全和人身安全。（2） 可靠性：就是變電所的主接線應(yīng)能滿足各級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。電氣設(shè)備是供電系統(tǒng)中最薄弱的元件，為了使供電系統(tǒng)工作可靠，接線方式應(yīng)力求簡(jiǎn)單清晰，減少電氣設(shè)備的數(shù)目等。例如負(fù)荷較時(shí)，能方便地切除不必要的變壓器，而在負(fù)荷增大時(shí)，又能方便地投入，以利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。（4） 經(jīng)濟(jì)性：是在滿足以上要求的前提下盡量降低建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用。實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。 1) 線路變壓器組接線，只有一路電源供電線路和一臺(tái)變壓器時(shí)可采用線路變壓器組接線。缺點(diǎn)：該單元中任一設(shè)備發(fā)生故障或者檢修時(shí)，變電所全部停電，可靠性差。 圖 線路變壓器組接線 2) 單母線接線 。 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線或母線隔離開(kāi)關(guān)等）故障時(shí)檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)，全部回路仍需短時(shí)停電，在用隔離開(kāi)關(guān)將故障的母線段分開(kāi)后才能恢復(fù)非故障母線的供電。 3) 單母線接線 。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。 適用范圍：610KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)；35KV配電裝置出線回路數(shù)為48回時(shí)；110220KV配電裝置出線回路數(shù)為34回時(shí)。斷路器跨接在進(jìn)線斷路器內(nèi)側(cè)靠近變壓器成為內(nèi)橋式接線，；若斷路器跨在進(jìn)線斷路器外側(cè)，靠近電源側(cè)，稱為外橋式接線。外橋接線適用范圍：供電線路距離長(zhǎng)，線路不容易發(fā)生故障；負(fù)荷經(jīng)常出現(xiàn)大的波動(dòng)，主變壓器經(jīng)常切換，有穿越功率的中斷總將壓變電所，因?yàn)椴捎米⊥鈽蚴浇泳€根據(jù)其特點(diǎn)可以看出不會(huì)影響電力系統(tǒng)潮流。方案二：35kV側(cè)采用單母線分段接線，6kV側(cè)采用單母線分段接線。 方案二雖供電更可靠，調(diào)度更靈活，但與方案一相比較，設(shè)備增多，配電裝置布置復(fù)雜，投資和占地面增大，而且，當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)作為操作電器使用，容易誤操作。： 主接線中的設(shè)備配置 隔離開(kāi)關(guān)的配置⑴ 中小型發(fā)電機(jī)出口一般應(yīng)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)：容量為220MW及以上大機(jī)組與雙繞組變壓器為單元連接時(shí)，其出口不裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)，但應(yīng)有可拆連接點(diǎn)。⑶ 接在發(fā)電機(jī)、變壓器因出線或中性點(diǎn)上的避雷器不可裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。 工廠主接線圖 接地刀閘或接地器的配置⑴ 為保證電器和母線的檢修安全，35KV及以上每段母線根據(jù)長(zhǎng)度宜裝設(shè)1—2組接地刀閘或接地器，每?jī)山拥氐堕l間的距離應(yīng)盡量保持適中。必要時(shí)可設(shè)置獨(dú)立式母線接地器。 電壓互感器的配置⑴ 電壓互感器的數(shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并應(yīng)滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求。⑵ 旁路母線上是否需要裝設(shè)電壓互感器，應(yīng)視各回出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的情況和需要確定。⑷ 當(dāng)需要在330KV及以下主變壓器回路中提取電壓時(shí)，可盡量利用變壓器電容式套管上的電壓抽取裝置。當(dāng)發(fā)電機(jī)配有雙套自動(dòng)電壓調(diào)整裝置，且采用零序電壓式匝間保護(hù)時(shí)，可再增設(shè)一組電壓互感器。⑵ 在未設(shè)斷路器的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)、發(fā)電機(jī)和變壓器的出口、橋形接線的跨條上等。對(duì)非直接接地系統(tǒng)，依具體要求按兩相或三相配置。線路—變壓器串，當(dāng)變壓器的套管電流互感器可以利用時(shí)，可裝設(shè)三組電流互感器。⑵ 旁路母線上是否需要裝設(shè)避雷器，應(yīng)視在旁路母線投入運(yùn)行時(shí)，避雷器到被保護(hù)設(shè)備的電氣距離是否滿足要求而定。⑷ 三繞組變壓器低壓側(cè)的一相上宜設(shè)置一臺(tái)避雷器。② 直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為全絕緣，但變電所為單進(jìn)線且為單臺(tái)變壓器運(yùn)行時(shí)。④ 發(fā)電廠變電所35KV及以上電纜進(jìn)線段，在電纜與架空線的連接處應(yīng)裝設(shè)避雷器。⑥ 110—220KV線路側(cè)一般不裝設(shè)避雷器。造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞、誤操作、雷擊或過(guò)電壓擊穿等。供電系統(tǒng)的短路的類型與其電源的中性點(diǎn)是否接地有關(guān)。為了選擇和效驗(yàn)電氣設(shè)備、載流導(dǎo)體和整定供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，需要計(jì)算三相短路電流。在計(jì)算電路圖終將要所需要的各種元件的各種額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，對(duì)短路電流大的點(diǎn)需要進(jìn)行短路校驗(yàn)。在電力工程計(jì)算中廣泛應(yīng)用的一種計(jì)算方法是標(biāo)幺值法。供電系統(tǒng)中的元件包括電源、輸電線路、變壓器、電抗器和用戶線路，為了求出電源至短路點(diǎn)的短路電抗標(biāo)幺值，需要逐一地求出這些元件的標(biāo)幺值。 （1）輸電線路 （） L——輸電線路的長(zhǎng)度； ——每公里電抗值； ——系統(tǒng)阻抗相對(duì)于基準(zhǔn)容量； ——基準(zhǔn)電壓；（2）變壓器 （） ——變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù)；(3) 電抗器 () ——額定電抗百分?jǐn)?shù)； ——額定電壓； ——額定電流；（4）電源 （） ——電力系統(tǒng)變電站出口斷路器處的短路容量； ——系統(tǒng)阻抗相對(duì)于基準(zhǔn)容量；（5） 基準(zhǔn)電流 （） —— 基準(zhǔn)容量 —— 基準(zhǔn)電壓 冶金廠從區(qū)域變電站采用長(zhǎng)8KM架空線供電，電壓等級(jí)為35KV，電源為無(wú)限大容量系統(tǒng)（一種運(yùn)行方式），最大運(yùn)行方式短路容量為200MVA。 短路電流計(jì)算電路圖 采用標(biāo)幺值法計(jì)算（1）確定短路電流計(jì)算基準(zhǔn)值： 設(shè) 即高壓側(cè) 基準(zhǔn)電壓 低壓側(cè) 基準(zhǔn)電壓 由公式（）得基準(zhǔn)電流： （2） 計(jì)算系統(tǒng)各元件阻抗的標(biāo)幺值。AK1137K21變K32變K3393變K34變K3425變K3 最小運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算1）電力系統(tǒng) 由材料可知本系統(tǒng)在短路容量是:由公式（） 2）架空線路 ,架空線路L=8km，因此由公式（） ： 3) 電力變壓器 查表的 ，由公式（）： （1）求K1點(diǎn)的短路電抗總阻抗標(biāo)幺值及短路電流的周期分量，沖擊電力短路容量： 1) 計(jì)算線路總電抗標(biāo)幺值： 2) K1處的短路參數(shù)： 3) 三相短路電流周期分量有效值： 4）其他短路電流 5）沖擊電流： 6）短路沖擊電流： 7）三相短路容量： (4) 求K2點(diǎn)的短路電抗總阻抗標(biāo)幺值及短路電流的周期分量，沖擊電流及短路容量：1）計(jì)算線路總電抗標(biāo)幺值，由公式（）： 2) K2處的