供配電課程設(shè)計(jì)-某機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　前言</b></p><p>　　眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。</p><p>　　在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的

2、主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。</p><p>　　因此，做好工廠供

3、電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)根據(jù)課題提供的某機(jī)械制造廠的用電負(fù)荷和供電條件，并適當(dāng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，本著安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求確定本廠變電所的位置和形式

4、。通過(guò)負(fù)荷計(jì)算，確定主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。進(jìn)行短路電流計(jì)算，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備與進(jìn)出線,最后按要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),并繪出設(shè)計(jì)圖樣。</p><p>　　具體過(guò)程和步驟:根據(jù)工廠總平面圖,工廠負(fù)荷情況,供電電源情況,氣象資料,地區(qū)水文資料和電費(fèi)制度等,先計(jì)算電力負(fù)荷,判斷是否要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償,接著進(jìn)行變電所位置和型式選擇,并確定變電所變壓器臺(tái)數(shù)和容量, 主接線方案選擇,最后進(jìn)行短路電流的計(jì)算,并對(duì)變

5、電所一次設(shè)備選擇和校驗(yàn)和高低壓線路的選擇。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)及要求4</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目4</b></p&

6、gt;<p><b>　　二、設(shè)計(jì)要求4</b></p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)依據(jù)4</b></p><p>　　第一章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償7</p><p>　　第一節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的7</p><p>　　第二節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的方法7</p>

7、<p>　　第三節(jié) 全廠負(fù)荷計(jì)算9</p><p>　　第四節(jié) 無(wú)功功率補(bǔ)償9</p><p>　　第二章 變電所的選擇及主變壓器的選擇10</p><p>　　第一節(jié) 變電所的位置與型式選擇10</p><p>　　第二節(jié) 主變壓器的類(lèi)型、臺(tái)數(shù)與容量的選擇11</p><p>　　第三章 機(jī)加工車(chē)

8、間的配電系統(tǒng)的確定12</p><p>　　第一節(jié) 電力負(fù)荷計(jì)算12</p><p>　　第二節(jié) 車(chē)間變壓器低壓到動(dòng)力分電箱的干線的選擇14</p><p>　　第五章 變電所主要結(jié)線方案的設(shè)計(jì)15</p><p>　　第一節(jié) 變壓器一次側(cè)主接線15</p><p>　　第二節(jié) 變壓器二次側(cè)主接線15<

9、;/p><p>　　第六章 短路電流的計(jì)算15</p><p>　　第一節(jié) 短路及其原因、后果15</p><p>　　第二節(jié) 高壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算16</p><p>　　第七章 變電所一次設(shè)備及進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)19</p><p>　　第一節(jié) 高壓開(kāi)關(guān)柜選擇19</p><p>　

10、　第二節(jié) 高壓母線選擇20</p><p>　　第三節(jié) 低壓開(kāi)關(guān)柜選擇20</p><p>　　第四節(jié) 低壓母線選擇21</p><p>　　第五節(jié) 低壓出線電纜選擇21</p><p>　　第四節(jié) 變壓器分組22</p><p><b>　　設(shè)計(jì)心得23</b></p>

11、<p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p>　　附錄…………………………………………...…………………………………………………………...24</p><p>　　附表一 機(jī)加工車(chē)間計(jì)算表…………………….……………………………………………………...24</p><p>　　附圖一 變電所主結(jié)線圖……………………

12、…………………………………………………………25</p><p>　　附圖二 變電所平面圖和剖面圖………………………………………………………………………26</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)題目：某機(jī)械廠降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)。</p><p>　　二、設(shè)計(jì)要求：要求根據(jù)本廠

13、所能取得的電源及本廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(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，確定變電所的位置與型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類(lèi)型，選擇變電所主結(jié)線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)裝置，確定防雷和接地裝置，最后按要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪出設(shè)計(jì)圖樣。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><

14、p>　　1）工廠總平面圖： </p><p>　　2）機(jī)加工車(chē)間平面圖： </p><p>　　3）工廠負(fù)荷情況 </p><p>　　本廠多數(shù)車(chē)間為三班制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)為4600h，日最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間為6h。該廠除鑄造車(chē)間、電鍍車(chē)間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷處，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)得到的全廠負(fù)荷表見(jiàn)表1，機(jī)加工車(chē)間設(shè)備明細(xì)表見(jiàn)表2。&

15、lt;/p><p>　　4）供電電源情況 </p><p>　　按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的走向參看工廠總平面圖。該干線的導(dǎo)線牌號(hào)為L(zhǎng)GJ-150，導(dǎo)線為等三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MV·A。此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定

16、時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度為80km，電纜線路總長(zhǎng)度為25km。</p><p><b>　　5）氣象資料 </b></p><p>　　本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38℃，年平均氣溫為23℃，年最低氣溫為-8℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，

17、年最熱月平均氣溫為26℃，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25℃。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為20天。</p><p><b>　　表1 全廠負(fù)荷表</b></p><p>　　表2 機(jī)加工車(chē)間設(shè)備明細(xì)表</p><p>　　6）地質(zhì)水文資料 </p><p>　　本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土

18、為主，地下水位為2m。</p><p><b>　　7）電費(fèi)制度 </b></p><p>　　本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專(zhuān)用計(jì)量柜，按兩部電費(fèi)制交納電費(fèi)。每月基本電費(fèi)按主變壓器容量計(jì)為18元/(kV·A)，動(dòng)力電費(fèi)為0.20元/(kW·h)，照明電費(fèi)為0.50元/(kW·h)。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)

19、不得低于0.90。此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性地向供電部門(mén)交納供電貼費(fèi)：6~10kV為800元/(kV·A)。</p><p>　　第一章 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償</p><p>　　第一節(jié) 負(fù)荷計(jì)算的目的和方法</p><p>　　一、負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 </p><p>　　求計(jì)算負(fù)荷，是選擇確定建筑

20、物報(bào)裝容量、變壓器容量的依據(jù)；（2）求計(jì)算電流，是選擇纜線和開(kāi)關(guān)設(shè)備的依據(jù)； </p><p>　　求有功計(jì)算負(fù)荷和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷，是確定靜電電容器容量的依據(jù)。 </p><p>　　負(fù)荷計(jì)算的方法 </p><p>　　需要系數(shù)法——用設(shè)備功率乘以需要系數(shù)和同時(shí)系數(shù)，直接求出計(jì)算負(fù)荷。用于設(shè)備數(shù)量多，容量差別不大的工程計(jì)算，尤其適用于配、變

21、電所和干線的負(fù)荷計(jì)算。 </p><p>　?。?）利用系數(shù)法——采用利用系數(shù)求出最大負(fù)荷區(qū)間內(nèi)的平均負(fù)荷，再考慮設(shè)備臺(tái)數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺(tái)數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)，得出計(jì)算負(fù)荷。適用于各種范圍的負(fù)荷計(jì)算，但計(jì)算過(guò)程稍繁。</p><p>　　第二節(jié) 全廠負(fù)荷計(jì)算的過(guò)程</p><p>　　本設(shè)計(jì)各車(chē)間計(jì)算負(fù)荷采用需要系數(shù)法確定。</p>

22、<p><b>　　主要計(jì)算公式有： </b></p><p>　　有功計(jì)算負(fù)荷（kW） </p><p>　　無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（kvar）: </p><p>　　視在計(jì)算負(fù)荷（kVA）：</p><p><b>　　計(jì)算電流（A）: </b></p><p>　

23、　具體車(chē)間計(jì)算負(fù)荷如下表：</p><p>　　表3 各車(chē)間負(fù)荷計(jì)算表</p><p>　　從表中可知：有功計(jì)算負(fù)荷</p><p><b>　　無(wú)功計(jì)算負(fù)荷</b></p><p>　　視在計(jì)算負(fù)荷1431.83 </p><p>　　再乘以同時(shí)系數(shù)=0.95, =0.97</p>

24、<p><b>　　此時(shí)</b></p><p>　　功率因素<0.9, 所以要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償</p><p>　　第三節(jié) 無(wú)功功率補(bǔ)償</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中cos=0.766<0.9,因此需要進(jìn)行功率補(bǔ)償。由公式可知： </p><p>　　式中 ——補(bǔ)償前的自然平均功

25、率因數(shù)對(duì)應(yīng)的正切值</p><p>　　——補(bǔ)償后的功率因數(shù)對(duì)應(yīng)的正切值</p><p>　　采用低壓側(cè)集中補(bǔ)償?shù)姆椒?，為使高壓?cè)功率因數(shù)達(dá)到0.9，則補(bǔ)償后的低壓功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.92</p><p><b>　　校正前 </b></p><p><b>　　校正后 </b></p>

26、<p>　　本次設(shè)計(jì)采用GCS型低壓無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏，其中有34、35兩種方案，其34方案為主屏，35方案為輔屏。選GCS-34型低壓自動(dòng)補(bǔ)償柜和GCS-35型低壓補(bǔ)償柜結(jié)合補(bǔ)償，2臺(tái)變壓器無(wú)功補(bǔ)償各取256，分別取160的GCS-34A結(jié)合96的GCS-35C, 總?cè)萘咳?12</p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償后無(wú)功負(fù)荷為</p><p>　　補(bǔ)償后的功率因數(shù)為：</p&

27、gt;<p>　　>0.92 滿足要求</p><p><b>　　補(bǔ)償后的負(fù)荷如下表</b></p><p>　　表4 補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　第二章 變電所的選擇及主變壓器的選擇</p><p>　　第一節(jié) 變電所的位置與型式選擇</p><p>　　變

28、電所位置的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較確定： 一、接近負(fù)荷中心； 二、進(jìn)出線方便； 三、接近電源側(cè)； 四、設(shè)備運(yùn)輸方便； 五、不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所； 六、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)； 七、不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰； 八、不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或

29、正下方，當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定； 九、不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。</p><p>　　按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心</p><p>　　工廠是10kv以下，變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來(lái)確定。在工廠的平面圖下側(cè)和左側(cè)，分別作一條直角坐標(biāo)的x軸和y軸，然后測(cè)出各車(chē)間

30、和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，p1、p2、p3……p10分別代表廠房1、2、3……10號(hào)的功率，設(shè)定p1、p2……p10并設(shè)定p11為生活區(qū)的中心負(fù)荷，如圖3-1所示。而工廠的負(fù)荷中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)： </p><p>　　把各車(chē)間的坐標(biāo)帶入上述2個(gè)公式，得到x=5.38，y=5.38.由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在6號(hào)廠房的東北角?？紤]到周?chē)h(huán)境和進(jìn)出線方便，且7號(hào)機(jī)加工車(chē)間干線分配多，所以變電

31、所設(shè)在6號(hào)車(chē)間的右方。</p><p>　　變電所類(lèi)型有室內(nèi)型和室外型。室內(nèi)型運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。所以采用室內(nèi)型變電所</p><p>　　變電所的類(lèi)型主要有以下幾種類(lèi)型：</p><p><b>　?。?）：獨(dú)立變電所</b></p><p><b>　?。?）：附設(shè)變電所</b></

32、p><p>　?。?）：車(chē)間內(nèi)變電所</p><p><b>　?。?）：地下變電所</b></p><p>　　所以，變電所的類(lèi)型為附設(shè)變電所。</p><p>　　第二節(jié) 主變壓器的類(lèi)型、臺(tái)數(shù)與容量的選擇</p><p>　　（1）考慮到變壓器在車(chē)間建筑內(nèi)，故選用低損耗的SCB10型10/0.4k

33、V三相干式雙繞組電力變壓器。變壓器采用無(wú)載調(diào)壓方式，分接頭，聯(lián)接組別Dyn11，帶風(fēng)機(jī)冷卻并配置溫度控制儀自動(dòng)控制，帶IP20防護(hù)外殼。</p><p>　　（2）由于工廠總負(fù)荷容量較大，且存在多個(gè)二級(jí)負(fù)荷，對(duì)電源的供電可靠性要求較高，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障后檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電，故選兩臺(tái)變壓器。</p><p>　?。?）變壓器容量是根據(jù)無(wú)功補(bǔ)償后

34、的計(jì)算負(fù)荷確定的。補(bǔ)償后的總計(jì)算負(fù)荷為，每臺(tái)變壓器的容量,工廠二級(jí)負(fù)荷為328.57，328.57，故每臺(tái)變壓器的容量為800。</p><p>　　第三章 機(jī)加工車(chē)間的配電系統(tǒng)的確定</p><p>　　第一節(jié) 電力負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　配電方式應(yīng)遵從下列原則：</p><p>　　（1）為減少電壓波動(dòng)引起的閃爍，照明線路應(yīng)在車(chē)間動(dòng)

35、力總開(kāi)關(guān)之前分出。</p><p>　　（2）離配電點(diǎn)比較近的，且功率比較大的少數(shù)用電設(shè)備可以用放射式供電。</p><p>　?。?）對(duì)于功率比較小、臺(tái)數(shù)比較多的設(shè)備，宜于采用干線對(duì)分電箱供電，然后由分電箱對(duì)各用電設(shè)備配電。</p><p>　?。?）考慮分電箱供電范圍時(shí)，注意支線的敷設(shè)不要跨過(guò)通道；通道另一側(cè)的設(shè)備，應(yīng)由另一側(cè)的分電箱供電，不要采取這一側(cè)的用電設(shè)

36、備由另一側(cè)的分電箱供電。</p><p>　　（5）吊車(chē)電源不要經(jīng)過(guò)分電箱，應(yīng)經(jīng)單獨(dú)的開(kāi)關(guān)直接引自干線。</p><p>　　按照上述原則，因?yàn)闄C(jī)加工車(chē)間用電器臺(tái)數(shù)較多且少數(shù)設(shè)備的容量大，且包含吊車(chē)設(shè)備，故按下面分組，并采用分電箱分配電：</p><p>　　表5 機(jī)加工車(chē)間設(shè)備分組</p><p>　　根據(jù)利用系數(shù)法計(jì)算分干線電流和主干線電

37、流，</p><p>　　1）分干線電流計(jì)算方法如下</p><p>　　求各用電設(shè)備組在最大負(fù)荷班內(nèi)的平均負(fù)荷。</p><p><b>　　用功功率 </b></p><p><b>　　無(wú)功功率</b></p><p><b>　　求平均利用系數(shù) </b

38、></p><p>　　求用電設(shè)備的有效臺(tái)數(shù)，然后根據(jù)有效臺(tái)數(shù)和平均利用系數(shù)，查表求出附加系數(shù)。</p><p>　　求計(jì)算負(fù)荷及計(jì)算電流</p><p><b>　　有功計(jì)算負(fù)荷</b></p><p><b>　　無(wú)功計(jì)算負(fù)荷</b></p><p><b&g

39、t;　　視在計(jì)算負(fù)荷</b></p><p><b>　　計(jì)算電流</b></p><p>　　在實(shí)際工程中，若用電設(shè)備在3臺(tái)及以下，則其有功計(jì)算負(fù)荷取設(shè)備功率總和；3臺(tái)以上用電設(shè)備，而有效臺(tái)數(shù)小于4時(shí)，有功計(jì)算負(fù)荷取設(shè)備功率總和，再乘以0.9系數(shù)</p><p><b>　　例如：</b></p>

40、<p>　　（1）7-1號(hào)分組：有5臺(tái)設(shè)備</p><p><b>　　用功功率 </b></p><p><b>　　無(wú)功功率</b></p><p><b>　　求平均利用系數(shù)</b></p><p>　?。ㄔO(shè)備利用系數(shù)都相同，所以等于每臺(tái)的利用系數(shù)）<

41、/p><p>　　求用電設(shè)備的有效臺(tái)數(shù)，取整得有效臺(tái)數(shù)然后根據(jù)有效臺(tái)數(shù)和平均利用系數(shù)，查表并利用斜率法可以求出附加系數(shù)。</p><p>　　求計(jì)算負(fù)荷及計(jì)算電流</p><p><b>　　有功計(jì)算負(fù)荷</b></p><p><b>　　無(wú)功計(jì)算負(fù)荷</b></p><p>

42、<b>　　視在計(jì)算負(fù)荷</b></p><p><b>　　計(jì)算電流</b></p><p>　?。?）6-4號(hào)分組：有4臺(tái)設(shè)備</p><p>　　利用上述方法可以求用電設(shè)備的有效臺(tái)數(shù)，取整得有效臺(tái)數(shù)。所以</p><p><b>　　有功計(jì)算負(fù)荷</b></p>

43、;<p><b>　　無(wú)功計(jì)算負(fù)荷</b></p><p><b>　　視在計(jì)算負(fù)荷</b></p><p><b>　　計(jì)算電流</b></p><p>　?。?）6-1號(hào)分組：只有2臺(tái)設(shè)備，小于3臺(tái)。所以：</p><p><b>　　有功計(jì)算負(fù)荷&

44、lt;/b></p><p><b>　　無(wú)功計(jì)算負(fù)荷</b></p><p><b>　　視在計(jì)算負(fù)荷</b></p><p><b>　　計(jì)算電流</b></p><p>　　2）主干線電流計(jì)算方法如下：</p><p>　　在確定擁有多組用電

45、設(shè)備上的干線上或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)出線的因素。因此，在確定低壓干線上或低壓母線上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，可結(jié)合具體情況對(duì)其有功和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷計(jì)入一個(gè)同時(shí)系數(shù)（又稱(chēng)參差系數(shù)或綜合系數(shù)和）。</p><p>　　由于各組設(shè)備的不一定相同，因此總的視在計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算電流不能用各組的視在計(jì)算負(fù)荷或計(jì)算電流之和乘以和來(lái)計(jì)算。</p><p>　　總的有功計(jì)算負(fù)荷

46、 取0.95</p><p>　　總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 取0.97</p><p><b>　　總的視在計(jì)算負(fù)荷</b></p><p><b>　　計(jì)算電流</b></p><p><b>　　例如：6號(hào)主干線：</b></p>&

47、lt;p>　　有功計(jì)算負(fù)荷 </p><p>　　無(wú)功計(jì)算負(fù)荷 </p><p><b>　　視在計(jì)算負(fù)荷</b></p><p><b>　　計(jì)算電流</b></p><p>　　詳細(xì)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附表一 </p><p>　　第二節(jié) 車(chē)

48、間變壓器低壓到動(dòng)力分電箱的干線的選擇</p><p>　　低壓線路采用型四芯等截面銅芯聚錄乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚錄乙烯護(hù)套電力電纜，由設(shè)計(jì)要求可知在空氣中敷設(shè)時(shí)環(huán)境平均溫度為33度，在選擇電纜時(shí)取整為35度，埋地敷設(shè)時(shí)的環(huán)境平均溫度為25度，在選擇電纜是取30度。</p><p>　　由上面計(jì)算的分干線電流和主干線電流，可以查表得到電纜的主芯線截面積和中性線截面積，由此可以確定電纜型號(hào)。<

49、;/p><p><b>　　例如：</b></p><p>　?。?）6-1分干線：其計(jì)算電流為,查表可得的截面積為4mm時(shí)，其在空氣溫度為35度是載流量為29A>24.59A，所以該分干線型號(hào)為VV22-0.6/1-4*4</p><p>　?。?）鑄造車(chē)間干線：其計(jì)算電流為，查表可得的截面積為95mm時(shí)，其在埋地溫度為30度是載流量為22

50、1A>195.35A，所以該分干線型號(hào)為VV22-0.6/1-4*95</p><p>　　主干線和分干線選擇結(jié)果詳見(jiàn)附表一</p><p>　　第四章 變電所主要結(jié)線方案的設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 變壓器一次側(cè)主接線</p><p>　　在前面選擇變壓器時(shí)選擇2臺(tái)主變壓器，且本廠可由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源；

51、為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。所以采用一用一備的運(yùn)行方式，故變壓器高壓側(cè)采用單母線接線，而低壓側(cè)采用單母線分段接線。</p><p>　　該方案根據(jù)當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)的要求，兩路電源均設(shè)置電能計(jì)量柜，且設(shè)置在電源進(jìn)線主開(kāi)關(guān)后。變電所采用直流操作電源，為監(jiān)視工作電源和備用電源的電壓，在母線上和備用進(jìn)線斷路器之前均安裝有電壓互感器。當(dāng)工作電源停電且備用電源電壓正常時(shí)，先斷開(kāi)工作電源進(jìn)線

52、斷路器，然后接通備用電源進(jìn)線斷路器，由備用電源提供所有負(fù)荷。備用電源的投入方式可采用手動(dòng)投入，也可采用自動(dòng)投入。進(jìn)線柜和出線柜均采用電纜進(jìn)線和電纜出線。</p><p>　　開(kāi)關(guān)柜是金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備的俗稱(chēng)，是按一定的電路方案將有關(guān)電器設(shè)備組裝在一個(gè)封閉的金屬外殼內(nèi)的成套配電裝置。</p><p>　　金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備分為三種類(lèi)型：1鎧裝式；2：間隔式；3：箱式。</p>&l

53、t;p>　　高壓進(jìn)線柜采用KYN28A-12金屬鎧裝中置移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜。工作電源端進(jìn)線柜選用方案06，電能計(jì)量柜選用方案68，電壓測(cè)量柜選用方案02；備用電源端進(jìn)線采用方案06，電能計(jì)量柜采用方案67，隔離柜選用方案56；2個(gè)變壓器饋電均采用方案02.</p><p>　　具體主結(jié)線詳見(jiàn)附圖一</p><p>　　第二節(jié) 變壓器二次側(cè)主接線</p><p>　　

54、低壓出線柜采用GCS低壓抽出式開(kāi)關(guān)柜。采用2列低壓柜，低壓柜最前端為變壓器，變壓器與低壓柜之間通過(guò)矩形銅母線聯(lián)接。在2個(gè)變壓器低壓母線之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)柜。2個(gè)低壓母線之間采用封閉式母線連接。在聯(lián)絡(luò)柜之后2個(gè)低壓母線上分別設(shè)置無(wú)功補(bǔ)償柜。無(wú)功補(bǔ)償均采用低壓側(cè)集中補(bǔ)償?shù)姆椒?，該方案考慮到以后發(fā)展，方便擴(kuò)充出線柜。</p><p>　　具體為：2個(gè)變壓器的出線柜都采用GCS-01E方案，無(wú)功補(bǔ)償柜采用2組GCS-34A主柜

55、結(jié)合2組GCS-35C輔柜來(lái)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，出線抽屜采用GCS-11方案。 </p><p>　　具體主結(jié)線詳見(jiàn)附圖一</p><p>　　第五章 短路電流的計(jì)算</p><p>　　第一節(jié) 短路及其原因、后果</p><p>　　短路：指供電系統(tǒng)中不同電位的導(dǎo)電部分（各相導(dǎo)體、地線等）之間發(fā)生的低阻性短接。短路是電力系統(tǒng)最常見(jiàn)的一種故障，也是

56、最嚴(yán)重的一種故障 </p><p>　　主要原因：電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，其次是人員誤操作、鳥(niǎo)獸危害等。 </p><p><b>　　短路后果：</b></p><p>　　短路電流產(chǎn)生的熱量，使導(dǎo)體溫度急劇上升，會(huì)使絕緣損壞；</p><p>　　短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力，會(huì)使設(shè)備載流部分變形或損壞；</p&g

57、t;<p>　　短路會(huì)使系統(tǒng)電壓驟降，影響系統(tǒng)其他設(shè)備的正常運(yùn)行；</p><p>　　嚴(yán)重的短路會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性；</p><p><b>　　短路還會(huì)造成停電；</b></p><p>　　不對(duì)稱(chēng)短路的短路電流會(huì)對(duì)通信和電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾等。</p><p>　　第二節(jié) 高壓電網(wǎng)短路電流的計(jì)算&l

58、t;/p><p><b>　　利用標(biāo)幺值法計(jì)算</b></p><p>　　由于采用10KV電壓供電，故線路電流</p><p>　　由設(shè)計(jì)要求中可知：工廠使用干線的導(dǎo)線牌號(hào)為L(zhǎng)GJ-150，導(dǎo)線為等三角形排列，線距為2m；干線首端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為500MV·A。此斷路器配備有定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)和電流速

59、斷保護(hù)，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷的要求，可采用高壓聯(lián)絡(luò)線由鄰近的單位取得備用電源。查表得=0.358, =0.221</p><p><b>　?。?）確定基準(zhǔn)值</b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　而 </b>

60、</p><p>　　計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值</p><p><b>　　1）電力系統(tǒng)（）</b></p><p>　　X1*= =100/500=0.2</p><p>　　2）架空線路（ = 0.358Ω/km）</p><p><b>　　3）電力變壓器</b&

61、gt;</p><p>　?。?）在k-1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量</p><p>　　1)電源至短路點(diǎn)的總電抗標(biāo)幺值</p><p>　　2)三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　3)其他三相短路電流</p><p><b>　　4)三相短路容量</b><

62、/p><p>　　表6 短路電流計(jì)算結(jié)果</p><p>　　第六章 變電所一次設(shè)備及進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　第一節(jié) 高壓開(kāi)關(guān)柜選擇</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用GZS1-12(KYN28A-12)中置式開(kāi)關(guān)柜。其中的設(shè)備校驗(yàn)如下：</p><p>　?。?）真空斷路器的校驗(yàn)</p>&l

63、t;p>　　真空斷路器型號(hào)都采用選用VS1-12/630-16型斷路器，由于電源進(jìn)線的電流和變壓器高壓側(cè)的電流不同，應(yīng)該分開(kāi)校驗(yàn)。其檢驗(yàn)過(guò)程如下表：</p><p>　　表7變壓器高壓真空斷路器校驗(yàn)</p><p><b>　　電流互感器校驗(yàn)</b></p><p>　　雖然電流互感器在電源進(jìn)線的電流和變壓器高壓側(cè)的電流不同，但是只要滿足

64、最大電流條件滿足要求，就能保證小電流的電流互感器也能滿足要求。所以校驗(yàn)電源進(jìn)線的電流互感器。</p><p>　　電流互感器型號(hào)選用LZZB6-10-100/5型互感器，其檢驗(yàn)過(guò)程如下表</p><p>　　表8變壓器一次側(cè)電流互感器校驗(yàn)</p><p>　　接地開(kāi)關(guān)：選用JN4-12/31.5戶內(nèi)高壓接地開(kāi)關(guān)型</p><p>　　避雷器：

65、選用HY5WS2-17/50型避雷器。</p><p>　　電壓互感器：型號(hào)為JDZX10-10,高壓熔斷器型號(hào)采用XRNP-10/3.15-50-2。</p><p>　　第二節(jié) 高壓母線選擇</p><p>　　高壓母線選取TMY矩形銅母線，變壓器一次側(cè)母線電流</p><p>　　根據(jù)計(jì)算電流，選擇母線的截面積。所以母線型號(hào)為T(mén)MY-3

66、*(40*3）</p><p>　　第三節(jié) 低壓出現(xiàn)柜選擇</p><p>　　出線柜的選擇只要考慮干線電流即可。</p><p>　　例如：機(jī)加工干線1：計(jì)算電流，查資料可知GCS-11-C抽屜，其最大電流為100A>30.97A,滿足要求，所以選用GCS-11-C抽屜。</p><p>　　機(jī)加工車(chē)間出線柜方案如下表</p&g

67、t;<p>　　表9 機(jī)加工車(chē)間出線柜方案</p><p>　　表10 其他出線柜方案</p><p>　　第四節(jié) 低壓母線選擇</p><p>　　低壓母線選取TMY矩形銅母線，變壓器二次側(cè)母線電流</p><p>　　根據(jù)計(jì)算電流，選擇母線的截面積。中性線截面積選擇只要其電流大于計(jì)算電流的一半即可。查表，可以得到母線型號(hào)為T(mén)

68、MY-3*(80*6.3）-1*(50*5）</p><p>　　第五節(jié) 低壓出線電纜選擇</p><p>　　出線電纜選用-0.6/1型四芯等截面銅芯聚錄乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚錄乙烯護(hù)套電力電纜，前面算出干線電流，根據(jù)電流計(jì)算值選擇截面積，</p><p>　　例如鑄造車(chē)間：其參數(shù)如下</p><p><b>　　有用計(jì)算負(fù)荷 &

69、lt;/b></p><p>　　視在計(jì)算負(fù)荷 </p><p><b>　　計(jì)算電流</b></p><p>　　表11 鑄造車(chē)間參數(shù)</p><p>　　查表得95截面的VV型電纜在埋地30度的載流量為221A，</p><p>　　大于195.35A，因此選擇-0.6/1-4

70、*95型電纜</p><p><b>　　詳細(xì)見(jiàn)表9和表10</b></p><p><b>　　第六節(jié) 變壓器分組</b></p><p>　　為了使2個(gè)變壓器提供的負(fù)荷相近，按如下分組：</p><p><b>　　表12 變壓器分組</b></p><

71、p>　　變壓器平面布置圖詳見(jiàn)附圖二</p><p><b>　　設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)這2個(gè)星期的設(shè)計(jì)，我終于完成了某機(jī)械加工工廠的配電設(shè)計(jì)。從開(kāi)始接到課程設(shè)計(jì)要求到任務(wù)的完成，再到課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的完成，每一步對(duì)我來(lái)說(shuō)都是新的嘗試與挑戰(zhàn)。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受，當(dāng)然設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了許許多多的困難，但老師的講解，同學(xué)的討論

72、，通過(guò)上網(wǎng)和去圖書(shū)館查看相關(guān)的資料和書(shū)籍，讓自己頭腦模糊的概念逐漸清晰，使自己逐步設(shè)計(jì)下來(lái)，每一次設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)果都是我學(xué)習(xí)的收獲，當(dāng)最后設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)，我真是感到莫大的欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最終都會(huì)化為甜美的結(jié)果。</p><p>　　在這2周的課程設(shè)計(jì)中，總體上來(lái)說(shuō)是獲益匪淺。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，所學(xué)理論知識(shí)很好的運(yùn)用到了實(shí)際的工程當(dāng)中，在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，將所學(xué)知識(shí)很好的系統(tǒng)了一遍，體會(huì)到了學(xué)以致用的樂(lè)趣，事自己的

73、實(shí)際工程能力得到了很大的提高，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。</p><p>　　將知識(shí)系統(tǒng)化的能力得到提高</p><p>　　由于設(shè)計(jì)過(guò)程中要運(yùn)用很多的知識(shí)，且做好設(shè)計(jì)的前提也是掌握足夠多的系統(tǒng)理論知識(shí)，對(duì)于已經(jīng)一個(gè)學(xué)期沒(méi)有接觸這門(mén)課程的我們來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一件很困難的事情，所以每天都必須復(fù)習(xí)曾經(jīng)學(xué)的知識(shí)，并鞏固知識(shí)，努力將知識(shí)系統(tǒng)化就是這次課程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。如本設(shè)計(jì)中用到的單層廠房供配電的絕大多

74、數(shù)的基礎(chǔ)理論和設(shè)計(jì)方案，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中側(cè)重了知識(shí)系統(tǒng)化能力的培養(yǎng)，為今后的工作打下了很好的理論基礎(chǔ)。</p><p>　　二、計(jì)算準(zhǔn)確度，繪圖能力得到提高</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)包含了大量的計(jì)算和繪圖，因此要求要很好的計(jì)算和繪圖能力。通過(guò)本次的鍛煉，使自己的一次計(jì)算準(zhǔn)確度有了進(jìn)步；繪圖方面，使我自己對(duì)autaCAD軟件的掌握更加的熟練。</p><p>

75、　　這次課程設(shè)計(jì)的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感受到做課程設(shè)計(jì)是要用心去做的一件事，是真正的自己學(xué)習(xí)的過(guò)程和研究的過(guò)程，沒(méi)有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒(méi)有自己的研究，就不會(huì)有所突破。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我在張老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求已經(jīng)同學(xué)的指導(dǎo)和幫助下獲得了豐富的理論知識(shí)，極大地提高了實(shí)踐能力，這對(duì)我今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)供配電方面的知識(shí)有了極大的幫助。</p><p>　　最后，感謝在設(shè)計(jì)過(guò)程中老師的講解，也感謝同學(xué)們的幫

76、忙，在你們的幫助下，我才設(shè)計(jì)出最終的結(jié)果。此次課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，但我相信在這2周的課程設(shè)計(jì)中學(xué)到的知識(shí)是我未來(lái)踏入社會(huì)的利劍。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》(中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等編 1994)</p><p>　　2、《工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)》（中國(guó)電力出版社 第二版 上

77、、下冊(cè) 兵器工業(yè)第五設(shè)計(jì)研究院主編 1998、1）</p><p>　　3、《電氣設(shè)備選擇·施工安裝·設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)》（中國(guó)水利水電出版社 劉寶林主編 1998、10）</p><p>　　4、定型圖冊(cè)：D264《附設(shè)式電力變壓器布置》、D263《變配電所常用設(shè)備構(gòu)件安裝》（冶金工業(yè)部北京鋼鐵設(shè)計(jì)院編制　1976）</p><p>　　5、《供配電