【正文】 提供的電能應(yīng)該滿足電力用戶對(duì)電壓、頻率等電能質(zhì)量的要求。 2. 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則 工廠供電設(shè)計(jì)必須以設(shè)計(jì)任務(wù)書為依據(jù)，以國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策、技術(shù)規(guī)定、標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩，結(jié)合工程的實(shí)際情況進(jìn)行。 (2） 安全可靠、先進(jìn)合理； 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理， 采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。 (4)全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧 按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件，綜合考慮，確定合理的設(shè)計(jì)方案。要求設(shè)計(jì)成果能應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際，能夠讓該供電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的分配電能，滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要。 （ 2） 根據(jù)負(fù)荷等級(jí)和計(jì)算負(fù)荷，選定供電電源、電壓等級(jí)和供電方式。 （ 4） 為變配電所選擇安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)的主接線，選擇合理的戶外高壓配電方案。 （ 6） 根據(jù)短路電流的計(jì)算結(jié)果，按照正常工作條件、短路時(shí)的工作條件、電氣設(shè)備自身特點(diǎn)進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)，用主接線圖表達(dá)設(shè)計(jì)成果。 （ 8） 變電所的防雷和接地設(shè)計(jì)，總降的電照設(shè)計(jì)。 3 第 1 章 負(fù)荷計(jì)算 電力負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容 計(jì) 算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用 30 分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有 時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。 電力負(fù)荷的表達(dá)式 電力負(fù)荷根據(jù)其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成損失或影響的程度，可分為三級(jí)：一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。年最大負(fù)荷利用小時(shí) maxT ，是假設(shè)電力負(fù)荷按年最大符合 maxP 持續(xù)運(yùn)行時(shí)，在次時(shí)間 maxT 內(nèi)電力負(fù)荷所好用的電能恰與電力負(fù)荷全年實(shí)際所耗用的電能相等。用 ? 、 ? 分別表示有功、無功負(fù)荷系數(shù)，其關(guān)系式為： mavPP?? mav?? (14) 單個(gè)三相用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 需 要 系數(shù)法確定三相用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷： 在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，常使用需 要 系數(shù) dK ，其定義為： emd PPK ? (15) 式中 mP — 用電設(shè)備組負(fù)荷曲線上最大的有功負(fù)荷（ kW ） ； eP — 用電設(shè)備組設(shè)備容量（ kW ）； 其物理意義為： 11 rLd KKK ???? （ 16) ?K — 同期系數(shù)。 1? — 線路供電率。 1r? ＜ 1。 多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的確定 確定擁有多組設(shè)備的干線上或車間變電所低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)考慮各組用電設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)出現(xiàn)的因數(shù)。 對(duì)車間干線?。? ?pK ＝ ～ ?qK ＝ ～ 對(duì)低壓母線，分兩種情況 由用電設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，?。? ?pK ＝ ～ ?qK ＝ ～ 由車間干線計(jì)算負(fù)荷直接相加來計(jì)算時(shí)，取： ?pK ＝ ～ ?qK ＝ ～ 需 要 系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 總的有功計(jì)算負(fù)荷為 ))((1kWPKKP eidimiC ???? (111) 總的無功計(jì)算負(fù)荷為 ))(tan(1kwa rPKKQ eidimiC????? (112) 則視在計(jì)算負(fù)荷為 22 ccc QPS ?? (kVA) (113) 總的計(jì)算電流為 )(3 AUSI NCC ? (11 6 4) 工廠的計(jì)算負(fù)荷，應(yīng)該是在高壓母線上所有高壓配電線路計(jì)算負(fù)荷之和，在乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)。但對(duì)一般工廠供電系統(tǒng)來說，由于高低壓配電線路一般不很長，其損耗較小，因此在確定其計(jì)算負(fù)荷時(shí)往往不計(jì)線路損耗。 該廠有二級(jí)負(fù)荷這三級(jí)負(fù)荷。當(dāng)只有一臺(tái)變壓器的時(shí)候可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源以滿足二級(jí)負(fù)荷的要求，工廠不致中斷供電。這是考慮架空線發(fā)生故障時(shí)易于發(fā)現(xiàn)且易于檢查和修復(fù)。該紡織廠中鍛工車間、紡紗車間、軟水站是二級(jí)負(fù)荷，其余均為三級(jí)負(fù)荷。故： （ 1） TPPP ??? c39。 （ 123） （ 3） 239。39。 ? （ 125） 根據(jù)上面公式進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算 有功損耗： cT SP ?? 無功損耗： cT SQ ?? （ 126） ： ?cP ?cQ ?cS ????ncc USI 8 20 1 1 ????? CT SP 39。 ?????? Tcc Q ??cS 22 ????? cc QP = AUSINcc 39。 ???? ： ?cP ?cQ ?cS 3803 ???? NcC USI 4 2 2 2 80 1 1 ????? cT SP 1 2 2 04 2 1 639。 ?????? Tcc Q 8 22239。39。39。 ?????? Tcc PPP 8 ????? cT SQ 8 3 239。239。 ?????ccc QPS 103 39。 ???? Ncc USI ： ?cP ?cQ ?cS 3803 ???? Ncc USI ????? cT SP 4 2 6 79 2 6 239。 ?????? Tcc Q 22239。39。39。 ?????? Tcc Q 22239。39。39。 NONONONONOc PPPPPP ?????? 0 ? ????? 5432139。239。 ccc QPS 613 ??????Ncc USI ?? ??ccSP)2(cos? ? = 根據(jù)計(jì)算可得表 11 表 11 工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì) 表 車間 設(shè)備容 需要 功率 ?tan 計(jì)算負(fù)荷 10 名稱 量 eP (kW) 系數(shù) dK 因素 ?cos cP（ kW） cQ （ kvar） cS （ kVA） cI （ A） 車變 鍛工 車間 38 紡紗 車間 350 280 210 35 制條 車間 88 280 210 350 軟水站 88 合計(jì) 826 損耗 TP? TQ? 高壓側(cè) 合計(jì) 826 車變 機(jī)修 車間 300 90 180 倉庫 40 12 24 辦公室 21 合計(jì) 361 損耗 TP? TQ? 高壓側(cè)合計(jì) 361 車變 織工車間 450 360 270 450 染工 車間 400 320 240 400 食堂 40 30 11 合計(jì) 890 710 TP? TQ? 高壓 側(cè)合 計(jì) 890 車變 鍋爐 房 150 水泵 房 120 90 油泵 房 30 化驗(yàn)區(qū) 50 合計(jì) 350 TP? TQ? 高壓 側(cè)合 計(jì) 350 車變 生活 區(qū) 300 210 TP? TQ? 高壓 側(cè)合 計(jì) 變電所 變壓器的選擇 1． 變壓器的容量選擇： 12 （ 1） 變壓器的容量首先要滿足在計(jì)算負(fù)荷下，變壓器能夠長期可靠運(yùn)行。 （ 2） 為適用工廠發(fā)展和調(diào)整的需要， 變壓器容量還應(yīng)留有一定的裕量。 暗備用方式運(yùn)行時(shí)，變壓器的容量為 70%S﹥ 50%S，滿足條件 2；其負(fù)荷率為 50%S/70%S≈ 70%,負(fù)荷率大于 68%，滿足條件 3。 2． 變壓器調(diào)壓方式選擇 視負(fù)荷大小、可靠性要求、電壓質(zhì)量要求而定，一般車間變電所不使用有載調(diào)壓變壓器。 4． 變壓器 臺(tái) 數(shù) 的 選擇 該工廠引用 10kV 進(jìn)線，下分五個(gè)車間變電所，每個(gè)變電所都可以采用一臺(tái)或者兩臺(tái)變壓器。從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來看，一臺(tái)變壓器的方案遠(yuǎn)優(yōu)于兩臺(tái)變壓器的方案。 5． 變壓器型號(hào)的選擇 根 據(jù)負(fù)荷計(jì)算結(jié)果表 11 確定 各 車間變電所變壓器型號(hào)。 5%，足以保證電壓質(zhì)量。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求 。 補(bǔ)償裝置的確定 無功補(bǔ)償裝置包括系統(tǒng)中的并聯(lián)電容器，串聯(lián)電容器，并聯(lián)電抗器，同步調(diào)相機(jī)和靜止無功補(bǔ)償裝置等。它具有投資省，裝設(shè)地點(diǎn)不受自然條件限制，運(yùn)行簡便可靠等優(yōu)點(diǎn)。由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護(hù)較為方便，為了在運(yùn)行中調(diào)節(jié)電容器的功率，可將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷變化，分組投入或切除。 15 無功補(bǔ)償容量計(jì)算 cP cQ?cQCSCS? 圖 11 無功補(bǔ)償向量圖 圖 11 率因數(shù)提高與無功功率和視在功率變化的關(guān)系。相應(yīng)地負(fù)荷電流 cI 也得以減小，這將使系統(tǒng)的電能損耗 和電壓損耗相應(yīng)降低，既節(jié)約了電能，又提高了電壓質(zhì)量，而且可選較小容量的供電設(shè)備和導(dǎo)線電纜，因此提高功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)大有好處。 需 在低 壓側(cè)并聯(lián)電容器 的容量為： cavC qPQ ??? ?? ? 根據(jù) 各種數(shù)據(jù) ，我選定并聯(lián)電容器的型號(hào)為： 16 所以 30 ??? CCqQn 個(gè)數(shù)應(yīng)該是 3 的倍數(shù)，所以在低壓側(cè) 需 聯(lián) 27 個(gè)型號(hào)為 的電容器。39。39。39。cos? ? 0 ? 表 12 無功補(bǔ)償對(duì)照表 項(xiàng)目 ?cos cP (kW) cQ (kvar) cS (kW) cI (A) 10KV 補(bǔ)償前負(fù)荷 10KV 側(cè)無功補(bǔ)償容量 810 10KV 側(cè)補(bǔ)償后容量 17 第 3 章 變電站主接線的設(shè)計(jì) 主接線的基本要求 主接線的選擇，要達(dá)到安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)的要求。 安全：要求選擇合適的電氣設(shè)備，具有良好的監(jiān)視和保護(hù)系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備安全。 靈活：利用較少的切換來適應(yīng)不同的運(yùn)行方式，檢修方便，電源和負(fù)荷投切方便。 此外，變電所擴(kuò)建的可能性較大，其主接線應(yīng)該方便改造和擴(kuò)建。設(shè)置母線可以方便地 圖 31 單母線接線 圖 32 單母線分段接線 把 電源進(jìn)線和多路引出線通過開關(guān)電器連接在一起，以保證供電的可靠性 18 和靈活性。 例如，固定式開關(guān)柜中的斷路器工作一段時(shí)間需要檢修時(shí)，在斷路器斷開電路的情況下，拉開隔離開關(guān)；恢復(fù)供電時(shí)，應(yīng)先合隔離開關(guān)，然后合斷路器。由于隔離開關(guān)無滅弧裝置，斷流能力差，所以不能帶負(fù)荷操作。 單母線分段 單母線分段接線是采用斷路器（或隔離開關(guān)）將母線分段，通常是分成兩段，如圖 32 所示。兩段母線同時(shí)故障的幾率很小，可以不予考慮。 由上可知，單母線分段便于分段檢修母線減小母線故障影響范圍，提高供電的可靠性和靈活性。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第 4 章 電源進(jìn)線及工廠高壓配電 線路的設(shè)計(jì) 變電所進(jìn)出線及與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇 10kV 高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn) 采用 LJ 型鋁絞線架空敷設(shè)，接往 10kV 公用干線。C 時(shí)的 AAIal ?? 滿足發(fā)熱條件。 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇 校驗(yàn) 采用 YJL2210000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 (2）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定 按式計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面 22)3(m in 2277 mmmmCtIA im a ???? ?＜ A=25 2mm C 值由表查得 ， imat 按終端變電所保護(hù)動(dòng)作時(shí)間 ，加斷路器短路時(shí)間 ，再加 計(jì)，故 s