1、 2005 屆屆 電電氣工程氣工程 分院分院 專專 業業 電電氣工程及其自氣工程及其自動動化化 學學 號號 20013933 學生姓名學生姓名 馬馬立敏立敏 指指導導教教師師 吳秋瑞吳秋瑞 完成日期完成日期 2005 年年 6 月月 6 日日 畢業設計任務書 石家莊鐵道學院畢業設計 the design of chemical plant power supply and distribution system for daming 大名化纖廠變配電系統設計 題題目目大名化纖廠變配電系統設計 專專 業業電氣工程及其自動化班班 級級電 0101-4 班學生姓名學生姓名馬立敏 承擔指導任務單位承擔

2、指導任務單位電氣工程分院 導師導師 姓名姓名 吳秋瑞 導師導師 職稱職稱 副教授 一、設計內容： 1、工廠廠區供電和配電網絡的設計。 2、總降變電所及車間變電所的設計。 3、車間動力及照明線路的設計。 二、基本要求 1、根據進出線的負荷特點，供電方式，負荷計算，選變壓器容量，短路計算，高壓設備選 擇計算，設備選型。 2、繼電保護：計算選型，整定，入線保護，變壓器保護，出線保護。 3、防雷和接地裝置設計。 4、完成主接線圖，設備平面圖，繼電保護原理圖，整定參數表等全套技術設計和部分圖紙 8-10 張。 5、參考文獻不低于 15 篇，其中外文 2 篇以上。翻譯文獻 5000 字文章，設計書正文不少

3、于 1 萬字，打印。 三、主要技術指標 1、紡煉車間中，紡絲機，功率：244 千瓦，。8 . 0cos, 8 . 0 x k 2、原液車間中，酸站，堿站，功率：21.7 千瓦, 。75 . 0 cos, 7 . 0 x k 四、應收集的資料及參考文獻 1、 劉介才. 工廠供電：第三版. 北京：機械工業出版社，2000.5 2、 劉介才. 現代電工技術手冊. 北京：中國水利水電出版社，2002 3、 劉光源. 電工實用手冊. 北京：中國電力出版社，2001 五、進度計劃 1、2 月 24 日-3 月 31 日收集資料，生產實習，熟悉 r14，r15 軟件，裝機調試。 2、4 月 1 日-4 月

4、30 日完成技術設計計算，并出技術圖紙。 3、5 月 1 日-5 月 31 日完成全部設計，圖紙出全。 4、6 月 1 日-6 月 10 日整理設計書，準備答辯。 5、6 月 13 日準備答辯。 教研組主任簽字教研組主任簽字時時間間 年年 月月 日日 畢業設計開題報告 題目大名化纖廠變配電系統設計 專 業電氣工程及其自動化班 級電 0101-4 班學生姓名馬立敏 研究背景：從 20 世紀 80 年代 220kv 及以上電壓等級的電力系統全部采用進口保護，到現 在 220kv 電力系統繼電保護基本國產化，反映了繼電保護技術在我國的發展和國產繼電保護設 備的明顯優勢。 國內研究現狀：當前，在我國電

5、力工業持續、快速發展，市場化改革在探索中前進，西電 東送，南北互供，全國互連網大格局正在形成。繼電保護和電力系統自動化更加成為保證電力 系統安全運行、提高供電質量、減少事故損失的最直接、最有效的手段，保障在電力系統發生 故障時，縮小事故范圍，防止發展成為電網崩潰和大面積停電事故。 研究方法：通過自己所學的相關課程，如工廠供電，自動控制原理數字電路、模擬電路電 子線路 cad 以及控制電機等；以及通過借閱圖書館相關資料和上網收集相關課題信息；最后到 實地進行考察，如參觀一些生產電器設備的企業，或者去參觀新型小區的供配電系統。 主要工作：負荷計算、 變壓器選擇、供配電線路設計計算、電線電纜截面及電

6、壓損失計算、 短路電流計算、變電所配電裝置及繼電保護裝置設計計算，電氣設備的選擇、配電系統的自動 化及過電壓保護、接地以及繪制系統的的主接線方案等。進行負荷計算時，應將不同工作制的 用電設備的額定功率換算為統一的計算功率，采用二項式法和需要系數法。 指導教師簽字時 間 年 月 日 畢業設計評語及成績 學生 姓名 馬立敏專業 電氣工程及 其自動化 班 級電 0101-4學 號20013933 畢業設計題目大名化纖廠變配電系統設計 指導教師 姓 名 吳秋瑞 指導教師 職 稱 副教授 指導教師評語： 專家評語： 簽字： 年 月 日 答辯小組意見： 答辯小組組長簽字： 年 月 日 成績： 院長(主任)

7、 簽字： 年 月 日 1 緒論 1.1 工廠供電的意義和要求 工廠供電就是指工廠所需電能的供應和分配，即工廠配電。 工廠供電工作要很好的為工業生產服務，切實保證工廠和生活用電的需要，并 做好節能工作，就必須達到下列基本要求。 （1）安全 在電能的供應、分配和使用中，不應發生人身事故和設備事故。 （2）可靠 應滿足電能用戶對供電可靠性即連續供電的要求。 （3）優質 應滿足電能用戶對電壓和頻率等質量的要求。 （4）經濟 供電系統的投資要省，運行費用要低，并盡可能的節約電能和減少有 色金屬。 在供電工作中，應合理的處理局部和全局、當前和長遠關系，既要照顧局部和 當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局

8、，適應發展。對于大型工廠及某些電源 進線電壓為 35kv 及以上的中型工廠，通常經過兩次降壓，先經過總降變電所，其中 有較大容量的電力變壓器，將 35kv 及以上的電源電壓降為 10kv 的配電電壓，然后 通過 10kv 的高壓配電線將電能送到各個車間變電所。 1.2 工廠變配電所的任務 配電所的任務就是接受電能和分配電能，不改變電壓，而變電所的任務是接受 電能、變換電壓和分配電能。變電所擔負著從電力系統受電，經過變壓，然后分配 電能的任務。配電所擔負著從電力系統受電，然后直接分配電能的任務。變配電所 是工廠供電系統的樞紐，在工廠中占有特殊重要的地位。 變配電所的總體布置，應滿足以下要求： （

9、1）便于維護和檢修 有人值班的便電所應設單獨的值班室。值班室應盡量 靠 近高低壓配電室且有門直通。 （2）保證運行安全 值班室不得有高壓設備。值班室的門應朝外開，高低壓 配電室和電容器室的門應朝值班室開或朝外開。 （3）便于進出線 如果是架空進線，則高壓配電室宜位于進線側?？紤]到變 壓器低壓出線通常是采用矩形裸母線，因此變壓器的安裝位置，宜靠近低壓 配電室。 （4）節約土地和建筑費用 值班室可與低壓配電室合并，這時低壓配電室面 積應適當增大，以便于值班桌或控制臺，以滿足值班工作要求。 （5）適應發展要求 變壓應考慮到擴建時有更換大一級容量變壓器的可能。 高低壓配電室內均應留有適當數量的開關柜的

10、備用位置。既要考慮到變配電 所留有擴建的余地，又要不妨礙工廠或車間今后的發展。 1.3 電氣平面布置 電氣平面布置要求布局合理、占地面積小，并便于設備的檢修、維護。 小型化變電所采用全戶外布置，為達到整體布局合理、減少占地面積， 35kv 及 10kv 均采用半高型布置方式；進站道路設在35kv 及 10kv 配電裝置之 間，便于設備運輸，道路寬度為3.5 米；變壓器與 10kv 配電裝置布置在一側， 利于設備的檢修、維護。 結合目前變電所管理 “無人值班化 ”發展趨勢，為達到減員增效的目的， 已逐步完成了從有人值班向有人值守、有人值守向無人值班變電所的設計過渡。 無人值班變電所具有以下幾個優

11、點： 采用無人值班管理模式能提高勞動生產率，減少人為誤操作，提高運行 可靠性； 隨著電網復雜程度的提高，各級調度中心要求采集更多的信息,以便 及時掌握電網及變電站的運行情況，而變電站實行無人值班的先決條件 是必須具備 “遙測、遙信、遙控、遙調 ”等“四遙”功能，從而使調 度要求得到滿足； 提高變電站的可控性 ,要求更多地采用遠方集中控制、操作、反事故措 施等； 利用當代計算機技術、通信技術等提供的先進技術裝備,改變傳統二 次設備模式 ,簡化系統 ,信息共享 ,減少占地面積 ,降低造價，小型化變 電所只設 35 平方米左右控制室。無人值班變電所不需設宿舍，但需設 一間休息室，供檢修、巡視人員臨時

12、使用。 1.4 電力系統的中性點運行方式 在三相交流電力系統中，作為供電電源的發電機和電力變壓器的中性點有三種 運行方式：一種是電源中性點不接地，一種是電源中性點經阻抗接地，再一種是中 性點直接接地或低電阻接地。 我國特別是系統，一般采用中性點不接地的運行方式。如果kv663kv103 其單相接地電流大于一定數值時，則采用中性點經消弧線圈接地的運行方式；我國 即以上的系統，則都采用中性點直接接地的運行方式。kv110 1.5 低壓配電系統的接地形式 國家標準明確提出低壓配電系統的保護接地型式有三種： （1）tn 系統分三種安裝類別，如圖 1-1 所示。 tns 系統 tnc 系統 tn-c-s

13、 系統 （2）tt 系統，如圖 1-2 所示。 （3）it 系統，如圖 1-3 所示。 三相設備 單相 電源 負荷 系統 tnc 圖 1-1 低壓配電的 tn 系統 三相設備 單相 電源 負荷 系統 單相 三相設備 單相 電源 負荷 系統 三相設備 單相 電源 負荷 系統 單相 三相設備 單相 電源 負荷 圖1-2 低壓配電的系統 新規范是 “以人為核心 ” ，在保證 “適用、安全、衛生、美觀 ”的前提下， 對安全方面提出了相當嚴格的要求。新規范明確規定了應采用it、tncs 或 tns 等低壓配電系統接地形式，并進行總等電位連接。 下面介紹不宜采用 tnc 系統的原因，以及新規范中的三種低壓

14、配電系統 的接地形式和故障防范。 （1）不宜采用 tnc 系統 用電設備的接地，一般分為保護性接地和功能性接地。保護性接地又分為接 地和接零兩種形式。所謂 “接地” ，是指用電設備外露可導電部分對地直接的電 氣連接。而接零則是指外露可導電部分通過保護線(pe)或 pen 線與供電系統的 接地點進行直接電氣連接 (交流系統中，接地點即為中性點 )。 tnc 系統被稱為三相四線系統，整個系統的中性線(n)與保護線 (pe)是 合一的，稱 pen 線。由于 tnc 系統中采用的是保護接零，即用電設備的外露 可導電部分與 pen 有良好的導線連接。當用電設備發生接地故障時，由于pen 線阻抗小，較大的

15、短路電流使保護裝置迅速動作，反應靈敏度高。但由于 tnc 系統需要依靠 pen 線中的不平衡電流來維持三相電壓的均衡，所以 tnc 系統一般適用于三相負荷較平衡的場合。目前，工廠中存在著大部分的單 相設備和用戶，難以實現三相負荷的平衡，pen 線中將有較大的、不穩定的不 平衡電流流過，而且大量用電設備 (如日光燈 )使用中產生的高次諧波也疊加到 中性線 n 上，使中性點接地電位偏移。一旦pen 線發生斷路故障或 pen 線接 觸電阻增大時，中性點電位將嚴重地偏移，使用電設備外露可導電的金屬外殼帶 三相設備 單相 電源 負荷 圖 -3 低壓配電的系統 電，造成電擊事故的發生。而且接地故障最易引發

16、電氣火災。所以不宜使用 tnc 系統。 （2）規范規定采用的供電系統 1、tt 系統亦為三相四線制 系統有一點直接接地，系統無pe 線。用電設 備的外露可導電部分保護 (pe)線接至與電力系統接地點無直接關聯的接地極上。 tt 系統的特點是中性點 n 與保護接地線 pe 無一點電氣連接，即 n 與 pe 線是 分開的，適用于公共電網供電的用戶，一般每個建筑樓各有單獨的接地極和 pe 線。所以木管三相負荷是否平衡、中性線是否帶電，pe 線均不會帶電，用 電設備外露導電部分亦不會帶電，保證了使用安全。當用電設備發生單相接地故 障時，由于 tt 系統單相短路保護的靈敏度比it 系統低(tt 系統以大

17、地為故障 電流通路，與電源和 pe 線的接地電阻有關，故障電流小 )，熔斷器和斷路器往 往不能立即動作，造成設備外殼帶電。所以必須采用漏電保護器來切斷電源，才 能提高 tt 系統觸電保護的靈敏度，使tt 系統更為安全可靠。 2、tns 系統，也稱三相五線制系統該系統是三相四線加pe 線的接地系 統。整個系統的中性線 (n)與保護線 (pe)是分開的，用電設備外露可導電部分 接到 pe 線上。一般當樓內有獨立變電站時便采用tns 系統。由于 tns 系 統中性線 n 與保護接地線 pe 除在變壓器中性點共同接地外，兩線從變電站低壓 母線處便分開了，所以與 tt 系統一樣，不管中性線 n 是否帶電

18、， pe 線均不帶 電，與跳線連接的設備外殼同樣均不會帶電。而且在tns 系統，發生電氣故 障時，通過四線接地電流較大，一路熔斷器、斷路器都能動作切斷電源(靈敏 度高)。因此， tns 接地系統明顯提高了使用安全性。在用戶配電箱內，pe 線與接地線排的總接地端子板連接。 3、tncs 系統該系統有一點直接接地，用電設備的外露可導電部分通過 保護線與接地點連接，系統中前一部分線路的中性線n 與保護線 pe 是合一的， 第二部分是 tns 系統，即 n 與 pe 線是分開的 (圖 4)。采用 tncs 系統時， 當保護線與中性線分開后 (通常在住宅進戶處 )就不能再合并 (中性線 n 絕緣水 平應

19、與相線相同 )。因此在住宅中采用 tncs 系統，實際上就成了 tns 系統。也即 pen 線在進入用戶配電箱后，配電箱內分開設置了n 端子板和 pe 端子板， n 和 pe 線進入住宅便互相分開不再有任何電氣連接了。 （3）接地故障的防范 接地故障不同于一般的電氣短路故障。而是帶電導體通過金屬材料與大地發 生的短路故障。由于接地故障比較隱蔽，經常是多次火災發生的起因，而且往往 還伴隨接地故障而發生電擊人身傷害事件。因此，為了人員的安全，有必要加強 對接地故障的防范。 1、不能隨意更改接地系統若原先采用的是tncs 系統(100kva 以上變 壓器，中性點接地電阻為 4，pe 四線接地電阻為

20、10)改變成為 tt 系統。 當發生用電設備金屬外殼單相接地短路時，由于pe 線未按 tt 系統的接地電阻 要求接地，必將使設備金屬外殼帶上較高的電壓(理論計算達 157v)，從而發 生間接電擊事故。 2、嚴禁 pe 線與 n 線連接若 pe 線與 n 線連接便成了 tnc 系統，其不良 后果前面已經討論了。 3、總電源進線斷路器，應具有漏電保。護功能除空調電源外，其他電源插 座電路應設置漏電保護裝置。通過兩級保護分別起到防電氣火災和防電擊的作用。 辦公樓，宿舍內的用電器通常由插座供電，電源插座上應安裝額定動作電流不大 于 30ma 的快速漏電保護器，以防止電擊造成的人身傷害事故。而當發生電弧

21、性 接地故障時，由于電弧有很大的阻抗，限制了接地故障電流，使斷路器、熔斷器 不能及時切斷電源，造成火災。所以要在住宅的電源進線處安裝額定動作電流為 300ma 的漏電保護器，并帶有 o15s 的延時，可以避免電氣火災的發生 (低于 500ma 的電弧能量尚不足以引燃起火 )。 4、作總等電位和局部等電位連接總等電位連接是將進線配電箱及pe 總 母線排、接地極引來的接地干線、建筑物的公共設施管道、建筑物的防雷接地匯 接到進線配電箱的總接地端子板上。對特別潮濕的衛生間應作局部等電位連接措 施來防止間接電擊。 通過以上的防范措施，便可以有效避免由于接地故障所造成的電氣火災和人 身電擊事故的發生。 在

22、本設計中包括電力負荷的計算，短路電流的計算，高低壓設備的選擇，導線 電纜的選擇，廠供電系統的過電流保護以及防雷接地等很多方面的問題。 2 負荷計算與無功補償 2.1 電力負荷的概念 2.1.1 電力負荷 電力負荷又稱電力負載，有兩種含義： 電力負荷指耗用電能的用電設備或用電單位。 電力負荷指用電設備或用電單位所耗用的電功率或電流的大小。 電力負荷的分級： 按 gb500521995供配電系統設計規定 ，電力負荷根據其對供電可靠性的要 求及中斷供電造成的損失或影響分為三級。 一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡者；或中斷供電將在政治、經濟上造成重 大損失者。 二級負荷為中斷供電將在政治、經濟上造成較

23、大損失者。 三級負荷為一般電力負荷，指所有不屬于一、二級負荷者。 2.1.2 各級電力負荷對供電電源的要求 由于一級負荷屬重要負荷，如中斷供電造成的后果十分嚴重，因此要求有兩個 電源供電，當其中一個電源發生故障時，另一個電源將不致同時受到損壞。 一級負荷中特別重要的負荷，除上述兩個電源外，還必須增設應急電源。為保 證對特別重要負荷的供電，嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。 二級負荷也屬于重要負荷，要求由兩回路供電，供電變壓器也應有兩臺。在其 中一回路或一臺變壓器發生常見故障時，二級負荷應不致中斷供電，或中斷后能迅 速恢復供電。 三級負荷屬不重要的一般負荷，對供電電源無特殊要求。 2.2 負荷計算

24、 紡絲機：,， 8 . 0 d k8 . 0cos75 . 0 tankwpe244 kwkwp 2 . 1952448 . 0 30 var 4 . 14675 . 0 2 . 195 30 kq 筒攪機: , , , 7 . 0 d k75 . 0 cos88 . 0 tankwpe 6 . 151 kwkwp12.106 6 . 1517 . 0 30 var39.9388 . 0 12.106 30 kq 烘干機: , , 7 . 0 d k7 . 0cos02 . 1 tankwpe72 kwkwp 4 . 50727 . 0 30 var 4 . 5102 . 1 4 . 50 3

25、0 kkwq 淋洗機: , , , 8 . 0 d k8 . 0cos75 . 0 tankwpe7 . 3 kwkwp96 . 2 7 . 38 . 0 30 var22 . 2 75 . 0 96 . 2 30 kkwq 脫水機: , , , 5 . 0 d k75 . 0 cos88 . 0 tankwpe14 kwkwp7145 . 0 30 var16 . 6 88 . 0 7 30 kkwq 通風機: , , , 75. 0 d k8 . 0cos75 . 0 tankwpe232 kwkwp17423275 . 0 30 var 5 . 13075 . 0 174 30 kkwq

26、 傳送機帶: , 75. 0 d k8 . 0cos75 . 0 tankwpe 8 . 11 kwkwp85 . 8 8 . 1175 . 0 30 var64 . 6 75 . 0 85 . 8 30 kkwq 深水泵: , , 75. 0 d k8 . 0cos75 . 0 tankwpe28 kwkwp212875 . 0 30 var64 . 6 75 . 0 85 . 8 30 kkwq 變頻機: , , 8 . 0 d k8 . 0cos75 . 0 tankwpe800 kwkwp6408008 . 0 30 var48075 . 0 640 30 kkwq 堿站: , , ,

27、7 . 0 d k75 . 0 cos88 . 0 tankwpe 7 . 21 kwkwp19.15 7 . 217 . 0 30 var37 . 3 88 . 0 19.15 30 kkwq 冷凍: , , , 75 . 0 d k8 . 0cos75 . 0 tankwpe 4 . 266 kwkwp 8 . 199 4 . 26675 . 0 30 var85.14975 . 0 8 . 199 30 kkwq 空調: , , ,7 . 0 d k8 . 0cos88 . 0 tankwpe100 kwkwp701007 . 0 30 var 6 . 6188 . 0 70 30 kk

28、wq 工藝設備: , ，, 75. 0 d k8 . 0cos75 . 0 tankwpe 3 . 708 kwkwp23.531 3 . 70875 . 0 30 var42.39875 . 0 2 . 531 30 kkwq 酸站: , , , 6 . 0 d k8 . 0cos75 . 0 tankwpe 5 . 205 kwkwp 3 . 123 5 . 2056 . 0 30 var48.9275 . 0 3 . 123 30 kkwq 鍋爐房: , , , 75. 0 d k8 . 0cos75 . 0 tankwpe 2 . 204 kwkwp15.153 2 . 20475 .

29、 0 30 var86.11475 . 0 15.153 30 kkwq 排毒機房: , , , 75. 0 d k8 . 0cos75 . 0 tankwpe200 kwkwp15020075 . 0 30 var 5 . 11275 . 0 150 30 kkwq 其他附屬車間: , , , 7 . 0 d k75 . 0 cos88 . 0 tankwpe150 kwkwp1051507 . 0 30 var 4 . 9288 . 0 105 30 kkwq 總計算負荷：取，95 . 0 p k97 . 0 q k kwkwp54.2425105 4 . 5012.106 2 . 195

30、95. 0 30 var 9 . 1908var4 .92 4 . 5139.93 4 . 14697. 0 30 kkq 2.3 無功功率補償 工廠中由于含有大量的感應電動機、電焊機、等感性負載從而使功率因數降低。 如在充分發揮設備潛力、改善設備運行性能、提高其自然功率因數的情況下，尚達 不到功率因數要求時，則需考慮人工補償。 功率因數的提高與無功功率和視在功率變化的關系。假設功率因數由提高cos 到，這時在負荷需要的有功功率不變的條件下，無功功率將由減小到 cos 30 p 30 q ，視在功率將由減小到，相應的負荷電流也得減小， 30 q 30 s 30 s 30 i 這將使系統的電能損

31、耗和電壓損耗相應降低，既節約了電能，又提高了電壓質 量，而且可選較小容量的供電設備和導線電纜，因此提高功率因數對電力系統大有 好處。 考慮全廠負荷的同時系數及變壓器損耗后求得： kwkwkwp 3 . 24713086015 . 0 425 30 var 2 . 2094var308606 . 0 var1909 30 kkkq kvakvas32392 .2094 3 . 2471 22 30 補償到 0.9，取補償容量為：94 . 0 cos var 7 . 119694 . 0 arccostan763 . 0 arccostan 30 kpqc 全廠總計算負荷為： ，kwp 3 . 2

32、471 30 var 5 . 897var 7 . 1196var 2 . 2094 30 kkkq kvakvas2629 5 . 897 3 . 2471 22 30 由此可以看出，在變電所低壓側裝設了無功補償補償裝置之后，由于低壓側總 的視在計算負荷減小，從而可使變電所主變壓器的容量選的小一些?？梢詼p少電度 電費的開支，從而使工廠獲得一定的經濟實惠。 各車間負荷分配如表 2-1 所示。 車間名稱設備容量計算負荷 kwpekwp30var 30 kqkvas30 紡煉車間 1 . 1557 5 . 1205 5 . 9321524 原液車間 4 . 1096 2 . 816 2 . 623

33、1027 酸站 5 . 205 3 . 123 5 . 92 1 . 154 鍋爐房 2 . 204 2 . 153 9 . 114 5 . 191 排毒機房200150 5 . 112 5 . 187 其他附屬車間150105 4 . 92 9 . 139 考慮同時系數 (有功)95 . 0 (無功)97 . 0 242519093086 表 2-1 各車間負荷分配 3 變配電所及主變壓器的選擇 3.1 變電所主變壓器的選擇 3.1.1 變壓器的選擇 電力變壓器是變電所中最關鍵的一次設備，其主要功能是將電力系統中的電能 電壓升高或降低，以利用電能的合理輸送、分配和使用。選擇變電所主變壓器臺數

34、 時應考慮下列原則： 1. 應滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所，宜 采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發生故障或檢修時，另一臺變壓器能對一、 二級負荷繼續供電。對只有二級而無一級負荷的變電所，也可以只采用一臺變 壓器，但必須在低壓側敷設與其它變電所向聯的聯絡線作為備用電源。 2. 對季節性負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經濟運行方式的變電所，也可考 慮采用兩臺變壓器。 3. 除上述情況外，一般車間變電所宜采用一臺變壓器。但是負荷集中而容量相當 大的變電所，雖為三級負荷，也可采用兩臺或以上變壓器。 4. 在確定變電所主變壓器臺數時，應適當考慮負荷的發展，留有一定的余地

35、。 變壓器損耗 (有功)015 . 0 (無功)06 . 0 3 . 46 2 . 185 補償到cos 所需電容器容9 . 0 量 9 . 1116 全廠計算負荷2471.3897.52629 3.1.2 變電所主變壓器容量的選擇 1. 只裝一臺主變壓器的變電所 主變壓器容量 st(設計中，一般可概略地當作其額定容量 snt)應滿足全部用電 設備計算負荷 s30 的需要，即 30 sst 2. 裝有兩臺主變壓器的變電所 每臺變壓器的容量 st（一般可概略地當作其額定容量 snt）應同時滿足以下兩 個條件： a任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足總計算負荷 s30額的大約 6070的需 要，即 30

36、 )7 . 06 . 0(sst b任一臺變壓器單獨運行時，應滿足全部一、二級負荷 s30(+)的需要，即 sts30(+) 由于車間負荷較大，并具有一類負荷，所以變電所采用兩臺變壓器的供電方式。 (1) 紡煉車間與鍋爐房由紡煉車間變電所供電。 紡煉車間變電所計算負荷： kwkwkwp 7 . 1358 2 . 153 5 . 1205 30 var 4 . 1047var 9 . 114var 5 . 932 30 kkkq kvakvas1716 4 . 1047 7 . 1358 22 30 其中一類負荷為： kwkwkwkwp 7 . 777 5 . 22640 2 . 115 30

37、var 4 . 583var95.16var480var 4 . 86 30 kkkkq kvakvas970 4 . 587 7 . 777 22 30 (2) 原液車間、酸站、排毒機房以及其他附屬車間由原液車間變電所供電 原液車間變電所計算負荷： kwkwkwkwkwp 5 . 1194105150 3 . 123 2 . 816 30 var 6 . 920var 4 . 92var 5 . 112var 5 . 92var 2 . 623 30 kkkkkq kvakvas1508 6 . 920 5 . 1194 22 30 其中一類負荷： kwkwkwkwp2111504 .50

38、5 . 10 30 var 9 . 158var113var38var9 . 7 30 kkkkq kvakvas 3 . 264 9 . 158211 22 30 (3) 根據上述計算結果可知：紡煉車間變電所計算負荷kva1716 其中一類負荷為kva970 kvakvass tn 2 . 1201 6 . 10297 . 06 . 0 30 kvass tn 970 30 選用兩臺三相雙繞組變壓器10/10009s 原液車間變電所計算負荷，其中一類負荷，選用兩臺kva1508kva 3 . 264 三相雙繞組變壓器。10/10009s 3.2 變電所位置的選擇 該廠總降壓變電所地理位置的確

39、定，必須考慮到進出線方便，并遠離排kv35 毒機房的排毒塔，經當地供電局同意，設置在該廠東南角。配電裝置擬采用kv35 屋外型，配電裝置采用屋內型。紡煉、原液車間變電所地理位置如圖 3-1 所kv10 示。 1 2 4 33 33 排毒機房 酸站 其他附屬車間 動力車間 圖 3-1 配電網絡平面布置kv10 紡煉車間變電所 總降壓變電所 . 1 kva10002 . 3 kv35kva16002 原液車間變電所 配電室 . 2 kva10002 . 4 kv10 3.3 變壓器主接線方案的選擇 主接線圖也就是主電路圖，是系統中輸送和分配路線的電路圖。對工廠變配電 所的主接線方案有下列基本要求：

40、 安全 應符合國家標準和有關技術規范的要求，能充分保證人身和設備的安全 可靠 應滿足各級電力負荷對供電可靠性的要求。 靈活 能適應供電系統所需的各種運行方式，便于操作維護，并能適應負荷的 發展。 經濟 在滿足上述要求的前提下，應盡量使主接線簡單，投資少，運行費用低， 并節約電能和有色金屬消耗量，應盡量選用技術先進又經濟適用的節能 產品。 主接線圖見附錄 b 所示。 4 短路計算 4.1 短路的原因及后果 4.1.1 短路的原因 工廠供電系統要求正常的不間斷的對用電負荷供電，以保證工廠生產和生活的正 常進行。但由于各種原因，也難免出現故障，而使系統的正常運行遭到破壞。系統 中最常見的故障就是短路

41、。短路就是指不同電位的導電部分之間的低阻性短接。造 成短路的主要原因： 是電器設備載流部分的絕緣損壞。 工作人員由于違反安全操作規程而發生誤操作，或者誤將低電壓的設備接入較 高電壓的電路中，也可能造成短路。 鳥獸跨越在裸露的相線之間或相線與接地物之間，或者咬壞設備和導線電纜的 絕緣。 4.1.2 短路的后果 短路時要產生很大的電動力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他 元件損壞。 短路時短路電路中電壓驟降，嚴重影響其中電氣設備的正常運行。 短路時保護裝置動作，要造成停電，而且越靠近電源，停電范圍越大，造成的 損失也越大。 嚴重的短路要影響電力系統運行的穩定性，并使并列運行的發電機組失去

42、同步， 造成解列。 不對稱短路包括單相短路和兩相短路，其短路電流將產生較強的不平衡交變磁 場，對附近的通信線路、電子設備等產生干擾，影響其正常運行，甚至使之發 生誤動作。 4.2 繪制計算電路 圖 4-1 短路計算電路圖 4.2.1 三相短路電流的計算 系統在最大運行方式下，mvasd200 max 1、求 k-1 點三相短路電流和短路容量kvuc37 1 （1）計算短路電路中各元件的電抗和總阻抗 1）電力系統的電抗 845. 6 200 37 22 1 1 mva kv s u x oc c 2）架空線路的電抗 2 . 1/4 . 0 02 kmkmlxx 3）繪制 k-1 點短路的等效電路

43、 1 x 2 x 445 . 7 6 . 0845 . 6 2 2 1 1 x xx k （2）計算三相短路電流和短路容量 1）三相短路電流周期分量有效值 ka kv x u i k c k 87 . 2 445 . 7 3 37 3 1 13 1 2）三相短路次暫態電流和穩態電流有效值 kaiii k 87 . 2 3 1 33 3）三相短路沖擊電流及其有效值 kaiish87 . 2 55 . 2 55 . 2 3 kaii87 . 2 51 . 1 51 . 1 33 4）三相短路容量 mvakakvius kck 9 .18387. 23733 3 11 3 1 2、求 k-2 點三相

44、短路電流和短路容量kvuc 5 . 10 1 （1）計算短路電路中各元件的電抗和總阻抗 1）電力系統的電抗 55 . 0 200 5 . 10 22 2 1 mva kv s u x oc c 2）架空線路的電抗 3 2 1 2 02 10 6 . 96 37 5 . 10 3/35 . 0 kv kv kmkm u u lxx c c 3） 3 22 2 43 1047 . 4 1600 5 . 10 100 5 . 6 100 % kva kv s uu xx n ck 4）繪制 k-2 點短路的等效電路 1 x 2 x 3 x 6 . 010235 . 2 10 3 . 4855 . 0

45、 22 3332 1 1 xx xx k （2）計算三相短路電流和短路容量 1）三相短路電流周期分量有效值 ka kv x u i k c k 1 . 10 6 . 03 5 . 10 3 2 23 2 2）三相短路次暫態電流和穩態電流有效值 kaiii k 1 . 10 3 2 33 3）三相短路沖擊電流及其有效值 kakaiish 8 . 25 1 . 1055 . 2 55 . 2 3 kakaii 2 . 151 .1051. 151 . 1 33 4）三相短路容量 mvakakvius kck 7 . 183 1 . 10 5 . 1033 3 22 3 2 3、求 k-3 點三相短

46、路電流和短路容量（）kvuc4 . 0 3 （1）計算短路電路中各元件的電抗和總阻抗 1）電力系統的電抗 4 22 3 1 108 200 4 . 0 mva kv s u x oc c 2）架空線路的電抗 4 2 2 1 3 02 1012 . 1 37 4 . 0 3/32 . 0 kv kv kmkm u u lxx c c 3）電力變壓器的電抗 4 22 2 43 10065. 0 1600 4 . 0 100 5 . 6 100 % kva kv s uu xx n ck 4 22 3 65 10072 . 0 1000 4 . 0 100 5 . 4 100 % kva kv s

47、uu xx n ck 4）繪制 k-3 點短路的等效電路 1 x 2 x 3 x 5 x 34444532 1 3 1063 . 8 10036 . 0 100325 . 0 1056 . 0 108 222 xxx xx k （2）計算三相短路電流和短路容量 1）三相短路電流周期分量有效值 ka kv x u i k c k 6 . 267 1063 . 8 3 4 . 0 3 4 3 33 3 2）三相短路次暫態電流和穩態電流有效值 kaiii k 7 . 267 3 3 33 3）三相短路沖擊電流及其有效值 kakaiish48.492 6 . 26784 . 1 84 . 1 3 ka

48、kaii 7 . 291 6 . 26709 . 1 09. 1 33 4）三相短路容量 mvakakvius kck 4 . 185 6 . 2674 . 033 3 33 3 3 4、求鍋爐房 k-4 點三相短路電流和短路容量（）kvuc4 . 0 3 （1）計算短路電路中各元件的電抗和總阻抗 1）架空線路的電抗（）kml05 . 0 016 . 0 05 . 0 /32 . 0 05 kmkmlxx 2）k-4 點短路的電抗 017 . 0 016 . 0 1063 . 8 3 5 34 xxx kk （2）計算三相短路電流和短路容量 1）三相短路電流周期分量有效值 ka kv x u

49、i k c k 6 . 13 017 . 0 3 4 . 0 3 4 43 4 2）三相短路次暫態電流和穩態電流有效值 kaiii k 6 . 13 3 3 33 3）三相短路沖擊電流及其有效值 kakaiish25 6 . 1384 . 1 84 . 1 3 kakaii 8 . 14 6 . 1309 . 1 09 . 1 33 4）三相短路容量 mvakakvius kck 42 . 9 6 .134 . 033 3 44 3 4 5、求酸站 k-5 點三相短路電流和短路容量（）kvuc4 . 0 3 （1）計算短路電路中各元件的電抗和總阻抗 1）架空線路的電抗（）kml2 . 0 14

50、6 . 0 2 . 0/07 . 0 05 kmkmlxx 2）k-5 點短路的電抗 015 . 0 014 . 0 1063 . 8 3 5 35 xxx kk （2）計算三相短路電流和短路容量 1）三相短路電流周期分量有效值 ka kv x u i k c k 4 . 15 015 . 0 3 4 . 0 3 4 43 5 2）三相短路次暫態電流和穩態電流 kaiii k 4 . 15 3 5 33 3）三相短路沖擊電流及其有效值 kakaiish 8 . 16 4 . 1509 . 1 09 . 1 33 kakaiish 3 . 284 .1584 . 1 84 . 1 33 4）三相

51、短路容量 mvakakvius kck 7 . 10 4 . 154 . 033 3 54 3 5 系統在最小運行方式下，mvasd175 max 1、求 k-1 點三相短路電流和短路容量kvuc37 1 （1）計算短路電路中各元件的電抗和總阻抗 1）電力系統的電抗 82 . 7 175 37 22 1 1 mva kv s u x oc c 2）架空線路的電抗 2 . 13/4 . 0 02 kmkmlxx 3）繪制 k-1 點短路的等效電路 2 x 1 x 02 . 9 2 . 182 . 7 21 1 xxx k （2）計算三相短路電流和短路容量 1）三相短路電流周期分量有效值 ka k

52、v x u i k c k 37. 2 02 . 9 3 37 3 1 13 1 2）三相短路次暫態電流和穩態電流有效值 kaiii k 37 . 2 3 1 33 3）三相短路沖擊電流及其有效值 kakaiish04 . 6 37 . 2 55 . 2 55 . 2 3 kakaii58 . 3 37 . 2 51 . 1 51 . 1 33 4）三相短路容量 mvakakvius kck 88.15137 . 2 3733 3 11 3 1 2、求 k-2 點三相短路電流和短路容量kvuc 5 . 10 1 （1）計算短路電路中各元件的電抗和總阻抗 1）電力系統的電抗 63 . 0 175

53、 5 . 10 22 2 1 mva kv s u x oc c 2）架空線路的電抗 3 2 2 1 2 02 10 6 . 96 37 5 . 10 3/35 . 0 kv kv kmkm u u lxx c c 3） 3 22 2 43 1047 . 4 1600 5 . 10 100 5 . 6 100 % kva kv s uu xx n ck 4）繪制 k-2 點短路的等效電路 1 x 2 x 3 x 731 . 0 1047 . 4 10 6 . 9663 . 0 33 321 2 xxxx k （2）計算三相短路電流和短路容量 1）三相短路電流周期分量有效值 ka kv x u

54、i k c k 29 . 8 731 . 0 3 5 . 10 3 2 23 2 2）三相短路次暫態電流和穩態電流有效值 kaiii k 29 . 8 3 2 33 3）三相短路沖擊電流及其有效值 kakaiish 1 . 2129. 855. 255 . 2 3 kakaii 5 . 1229 . 8 51 . 1 51 . 1 33 4）三相短路容量 mvakakvius kck 8 .15029. 8 5 . 1033 3 22 3 2 3、求 k-3 點三相短路電流和短路容量（）kvuc4 . 0 3 （1）計算短路電路中各元件的電抗和總阻抗 1）電力系統的電抗 4 22 3 1 10

55、14 . 9 175 4 . 0 mva kv s u x oc c 2）架空線路的電抗 4 2 2 1 3 02 1012 . 1 37 4 . 0 3/32 . 0 kv kv kmkm u u lxx c c 3）電力變壓器的電抗 4 22 2 43 10065. 0 1600 4 . 0 100 5 . 6 100 % kva kv s uu xx n ck 4 22 3 65 10072. 0 1000 4 . 0 100 5 . 4 100 % kva kv s uu xx n ck 4）繪制 k-3 點短路的等效電路 1 x 2 x 3 x 5 x 34444 5321 3 10

56、04 . 1 10072 . 0 10065 . 0 1012 . 1 1014. 9xxxxx k （2）計算三相短路電流和短路容量 1）三相短路電流周期分量有效值 ka kv x u i k c k 220 1004 . 1 3 4 . 0 3 4 3 33 3 2）三相短路次暫態電流和穩態電流有效值 kaiii k 220 3 3 33 3）三相短路沖擊電流及其有效值 kakaiish 8 . 40422084 . 1 84 . 1 3 kakaii 8 . 23922009 . 1 09 . 1 33 4）三相短路容量 mvakakvius kck 4 . 1522204 . 033

57、3 33 3 3 4、求鍋爐房 k-4 點三相短路電流和短路容量（）kvuc4 . 0 3 （1）計算短路電路中各元件的電抗和總阻抗 1）架空線路的電抗（）kml05 . 0 016 . 0 05 . 0 /32 . 0 05 kmkmlxx 2）k-4 點短路的電抗 017 . 0 016 . 0 1004 . 1 3 5 34 xxx kk （2）計算三相短路電流和短路容量 1）三相短路電流周期分量有效值 ka kv x u i k c k 6 . 13 017 . 0 3 4 . 0 3 4 43 4 2）三相短路次暫態電流和穩態電流有效值 kaiii k 6 . 13 3 3 33 3

58、）三相短路沖擊電流及其有效值 kakaiish25 6 . 1384 . 1 84 . 1 3 kakaii 8 . 14 6 . 1309 . 1 09 . 1 33 4）三相短路容量 mvakakvius kck 42 . 9 6 .134 . 033 3 44 3 4 5、求酸站 k-5 點三相短路電流和短路容量（）kvuc4 . 0 3 （1）計算短路電路中各元件的電抗和總阻抗 1）架空線路的電抗（）kml2 . 0 146 . 0 2 . 0/07 . 0 05 kmkmlxx 2）k-5 點短路的電抗 015 . 0 014 . 0 1004 . 1 3 5 55 xxx kk （

59、2）計算三相短路電流和短路容量 1）三相短路電流周期分量有效值 ka kv x u i k c k 4 . 15 015 . 0 3 4 . 0 3 5 43 5 2）三相短路次暫態電流和穩態電流 kaiii k 4 . 15 3 5 33 3）三相短路沖擊電流及其有效值 kakaiish 8 . 16 4 . 1509 . 1 09 . 1 33 4）三相短路容量 mvakakvius kck 7 . 10 4 . 154 . 033 3 54 3 5 三相短路電流的計算結果表 4-1，4-2 所示 最大運行方式下： 表 4-1 短路計算結果 最小運行方式下： 表 4-2 短路計算結果 三相

60、短路電流 短路計算 點 3 k i 3 i 3 i 3 sh i 3 i k s k-12.372.372.376.043.58151.88 k-28.298.298.2921.112.5150.8 三相短路電流 短路計算 點 3 k i 3 i 3 i 3 sh i 3 i k s k-12.872.872.877.34.33183.9 k-210.110.110.125.815.2183.7 k-3267.6267.6267.6492.24291.7185.4 k-413.613.613.62514.89.42 k-515.415.415.428.316.810.7 kakaiish 3