【正文】 力供應(yīng)的特定條件，供電部門要求本廠從東北方向 45km 的地區(qū)變電所用 35KV 的兩回線路向本廠供電。 工廠與供電部門達(dá)成的 “供電協(xié)議”內(nèi)容 ① 在本廠總變電所高壓側(cè)計量。 ③ 對本廠（按大型工業(yè)用電企業(yè)基本電費(fèi)）按最大需要量收取為 元 /KW.月 ,表計電價（或電度電價）為 元 /。大工業(yè)電價均實行二部制電價，即按電表抄見電度計算的電度電費(fèi)和按變變壓器容量（或最大需量）計算的基本電費(fèi)。負(fù)荷計算的最終結(jié)果正確與否，對電器和導(dǎo)線的選擇是不是夠經(jīng)濟(jì)合理有重大的影響。工廠的電力負(fù)荷，按 GB 500521995《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)其對供電可靠性的要求及停止供電造成的損失或影響的程度分為三級： ① 一級負(fù)荷 一級負(fù)荷為停電后將在政治和經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者或者停電將造成人身傷亡者。 ③ 三級負(fù)荷 三級負(fù)荷為一般電力負(fù)荷，所有不屬于上述一、二級負(fù)荷者均屬三級負(fù)荷。對于一級負(fù)荷的用電設(shè)備，應(yīng)有兩個及以上的獨(dú)立電源供電 。三級負(fù)荷對供電無特殊要求，可用單回線路供電。 負(fù)荷計算 負(fù)荷計算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法等幾種。 主要計算公式有：有功計算負(fù)荷： P30 =Kd P e 無功計算負(fù)荷： Q30 =P30 tanφ 視在計算負(fù)荷： S30 =P30 /cos? 計算電流： I30 =S30 / 3 UN ① 鑄鋼車間 :tanφ＝ 有功計算負(fù)荷： P30 = 940＋ 7＝ 383kW 無功計算負(fù)荷： Q30 =376 ＝ 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 負(fù)荷計算及功率補(bǔ)償 5 視在計算負(fù)荷： S30 =376/+7=A 計算電流： I30 =③ 鑄鐵車間Ⅰ： tanφ＝ 有功計算負(fù)荷： P30 = 600＋ 6＝ 246kW 無功計算負(fù)荷： Q30 =240 ＝ 視在計算負(fù)荷： S30 =240/＋ 6＝ A 計算電流： I30 =455/10 3 ＝ ⑤ 工具車間： tanφ＝ 有功計算負(fù)荷： P30 =350 ＋ 6＝ 111kW 無功計算負(fù)荷： Q30 =105 ＝ 視在計算負(fù)荷： S30 =105/＋ 6＝ A 計算電流： I30 =656/10 3 ＝ ⑦ 鍋爐房： tanφ＝ 有功計算負(fù)荷： P30 =300 ＋ 3＝ 228kW 無功計算負(fù)荷： Q30 =225 ＝ 視在計算負(fù)荷： S30 =225/＋ 3＝ A 計算電流： I30 =＝ ⑨ 機(jī)修車間： tanφ＝ 有功計算負(fù)荷： P30 =250 ＋ 5＝ 無功計算負(fù)荷： Q30 = ＝ 視在計算負(fù)荷： S30 =＋ 5＝ A 計算電流： I30 =＝ 所有計算總結(jié)如表 。A 1 鑄鋼車間 940 383 2 下料 車間 400 123 3 鑄鐵車間Ⅰ 600 246 4 鑄鐵車間Ⅱ 900 320 455 5 工具車間 350 111 6 鍛壓車間 1300 396 656 7 鍋爐房 300 228 8 空壓機(jī)站 300 256 9 機(jī)修車間 250 125 10 化工廠 2400 2028 11 小計 7740 無功補(bǔ)償 無功補(bǔ)償分析 工廠中由于有大量的異步電動機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐及氣體放電燈等感性負(fù)荷，攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 負(fù)荷計算及功率補(bǔ)償 7 還有感性的電力變壓器，從而使功率因數(shù)降低。 無功補(bǔ)償裝置分為串聯(lián)補(bǔ)償裝置和并聯(lián)補(bǔ)償裝置兩大類。 ① 同期調(diào)相機(jī) 同期調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動機(jī)在過勵磁時運(yùn)行，它向系統(tǒng)提供可無級連續(xù)調(diào)節(jié)的容性和感性無功，維持電網(wǎng)電壓，并可以強(qiáng)勵補(bǔ)償容性無功，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。 ② 靜止補(bǔ)償器 靜止補(bǔ)償器有電力電容器與可調(diào)電抗并聯(lián)組成。其運(yùn)行維護(hù) 簡單，功耗小，能做到分相補(bǔ)償，對沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，因此在電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。 ③ 電力電容器 電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。 綜合比較以上三種無功補(bǔ)償裝置后，選擇并聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置，并且采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞?。A I30 =CosΦ =P30 /S30 = 根據(jù)工廠與供電部門達(dá)成的“供電協(xié)議”內(nèi)容：在主變壓器高壓側(cè)計量的功率因數(shù) 。 為了使 10kV 側(cè)功率因數(shù)由計算得到的 提高到 ， 10kV 母線側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為 CQ =（ tan arccos arccos )kvar= 選取型號為 的電力電容器四臺，即補(bǔ)償容量為 1600kvar。A 變壓器的功率損耗為 TP? ≈ )2(30S = A TQ? ≈ )2(30S ＝ A 變電所高壓側(cè)計算負(fù)荷為 )1(30P =+= )1(30Q =()+= )1(30S = 2)1(30230(1)P Q? = 22 5 9 6 5 35 2 9 9 2 ? = 由此可以看出，對無功功率補(bǔ)償后，低壓側(cè)總的視在計算負(fù)荷減小，則變電所主變壓器容量可以選得小一些，這不僅可以使變電所的初期投資減少，而且可以降低工廠的電費(fèi)支出， 由此可見，提高功率因數(shù)不僅對整個電力系統(tǒng)大有好處而且對工廠本身也是有一定經(jīng)濟(jì)實惠的。向有很多一、二級負(fù)荷供電的變電所，應(yīng)該采用兩臺變壓器。 ② 對于晝夜負(fù)荷變化較大的變電所要采用兩臺變壓器。 綜上所述：由于該變電所供有大量一、二級負(fù)荷，而且負(fù)荷晝夜變化較大，所以采用兩臺變壓器。A ＝ A ② 任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時，應(yīng)該滿足全部一、二級負(fù)荷的需要，即 TNS． ≥ Ⅱ）Ⅰ ?(30S =+455+++=A 。A 。因為一臺三相式較同容量的三臺單相式投資小、占地少、損耗小，同時配電裝置結(jié)構(gòu)較簡單，運(yùn)行維護(hù)較方便。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 變壓器的選擇 10 變壓器繞組接線組別的確定 35kV 作為高、中壓側(cè)時都可能采用“ Y”，其中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地；35kV 一下電壓側(cè)一般為“ D”。 變壓器冷卻方式的選擇 冷卻方式一般有自然風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫空氣冷卻、強(qiáng)迫油 循環(huán)風(fēng)冷卻、水內(nèi)冷等。 變壓器調(diào)壓方式的選擇 變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器變比來實現(xiàn)的。 2 ),且分接頭必須在停電的情況下才能調(diào)節(jié)；有載調(diào)壓變壓器的分接頭較多，調(diào)壓范圍可達(dá) 30%，且分接頭可在帶負(fù)荷的情況下調(diào)節(jié)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格貴。 總結(jié) 綜上所述：結(jié)合技術(shù)分析對比及經(jīng)濟(jì)可靠性分析對比，選擇型號為S94000/35 的主變壓器兩臺，技術(shù)數(shù)據(jù)如表 所示。電氣主接線的設(shè)計是變電所的重要步驟，它反映在整個系統(tǒng)中各設(shè)備之間的相互聯(lián)系和各設(shè)備的在整個系統(tǒng)中的作用。對電氣主接線的設(shè)計主要針對可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性來進(jìn)行闡述和選擇。 圖 單母線接線 可靠性：母線或任一母線隔離開關(guān)檢修，全部停電。所以可靠性差。所以靈活性也較差。所以投資少，經(jīng)濟(jì)性比較好。 圖 內(nèi)橋式接線 可靠性：其中一回線路檢修或故障時，其余部分不受影響。 靈活性：可能出現(xiàn)的運(yùn)行方式比較多，可以通過相應(yīng)的道閘操作進(jìn)行運(yùn)行方式的改變，所以比較靈活。設(shè)備投資上比單母線接線節(jié)省一臺斷路器，但多了兩臺 隔離開關(guān)，所以經(jīng)濟(jì)性一般。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 電氣主接線設(shè)計 13 圖 單母線分段接線 可靠性：重要用戶可以用雙回路接于不同母線段，保證不間斷供電。所以供電可靠性高。所以靈活性較好。 綜上分析，考慮到該變電所的供電用戶對供電可靠性有很高的要求，斷電會造成非常嚴(yán)重的后果，所以選擇單母線分段方案為 35kV 側(cè)的主接線方案。 可靠性：重要用戶可以用雙回路接于不同母線段，保證不間斷供電。所以供電可靠性高。所以靈活性較好。 ② 方案二：雙母線接線，如圖 所示。檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只需停該回路及與該隔離開關(guān)相 連的母線。 靈活性：有多種運(yùn)行方式，即可兩組母線并列運(yùn)行也可以分裂運(yùn)行，還可以一組母線工作，另一組母線備用。 經(jīng)濟(jì)性：這種接線所用設(shè)備很多，特別需要大量的隔離開關(guān)，配電裝置也較復(fù)雜，所以經(jīng)濟(jì)性差。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 電氣主接線設(shè)計 15 綜上所述： 35kV 與 10kV 側(cè)均選用單母線分段方案，變電所主接線圖如圖 所示。 短路是電力系統(tǒng)中的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切屬于不正常運(yùn)行的相與相間或相與地間發(fā)生通路的情況。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除。 在 35kV、 10kV 的電力系統(tǒng)中，可能發(fā)生短路有三相、兩相、兩相接地和單相接地的故障，其中三相短路是對稱短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時一樣，仍屬對稱狀態(tài)，其他類型的短路是不對稱短路。三相短路雖然很少發(fā)生，但其后果最為嚴(yán)重，應(yīng)引起足夠的重視。 短路的危害 發(fā)生短路時，由于系統(tǒng)中總阻抗大大減少，因此短路電流可能達(dá)到很大的數(shù)值。在電流急劇增加的同時，系統(tǒng)中的電壓降大幅度下降。 ② 破壞電氣設(shè)備正常運(yùn)行 當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生短路時，電路中的電壓會突然降低，這就會嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。 由此可見，短路的后果是十分嚴(yán)重的。為此，可采取快速動作的繼電保護(hù)裝置，以及選用限制短路電流的電氣設(shè)備（如電抗器）等。短路電流及其電動力效應(yīng)和分效應(yīng)，短路時的電力的降低，是電氣設(shè)備選擇、載流導(dǎo)線選擇、接地計算以及繼電保護(hù)選擇和整定等的基礎(chǔ)。其短路電流計算的目的主要有以下幾方面： ① 在選擇電氣設(shè)備時，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下能安全 、可靠地工作，同