1、 華北理工大學(xué)輕工學(xué)院Qing Gong College North China University of Science and Technology供配電技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目： 機(jī)械零件工廠供配電設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 院： 指導(dǎo)教師： 2017年6月20日摘 要工廠供電，是指工廠所需的電能的供應(yīng)與分配，也稱工廠配電。本次任務(wù)是機(jī)械零件加工廠關(guān)于負(fù)荷等的計(jì)算，涉及10KV變電站的主接線設(shè)計(jì)、變壓器以及一系列設(shè)備的選擇，變電所電氣主接線設(shè)計(jì)是依據(jù)變電所的最高電壓等級(jí)和變電所的性質(zhì)，選擇出一種與變電所在系統(tǒng)中的地位和作用相適應(yīng)的接線方式。在經(jīng)濟(jì)角度上要考慮周全，盡量

2、以最少的投資獲得最佳方案。按照要求選擇合適的高低壓設(shè)備。短路電流計(jì)算，對(duì)變電站系統(tǒng)中的各個(gè)電壓等級(jí)下的母線發(fā)生三相短路時(shí)，所流過(guò)的短路電流進(jìn)行了分別計(jì)算。電氣設(shè)備動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，電氣設(shè)備的選擇條件包括兩大部分：一是電氣設(shè)備所需要滿足的基本條件，即按正常工作條件選擇，并按短路狀態(tài)校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定，二是根據(jù)不同電氣設(shè)備的特點(diǎn)而提出的選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目，主要是電氣設(shè)備型號(hào)及參數(shù)的確定，無(wú)功補(bǔ)償方案設(shè)計(jì)等，使電力系統(tǒng)中變電站的設(shè)計(jì)變得更加詳細(xì)。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，旨在熟悉變電所中供電系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算，掌握變電所中二次回路的基本原理，在此基礎(chǔ)上對(duì)供電系統(tǒng)中的變電所二次接線進(jìn)行了設(shè)計(jì)和保護(hù)，最后根據(jù)機(jī)體環(huán)境條件對(duì)電

3、氣設(shè)備進(jìn)行校驗(yàn)，使本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容更加完善。關(guān)鍵詞：工廠 短路電流 負(fù)荷計(jì)算 無(wú)功補(bǔ)償 二次接線ABSTRACTFactory power is the supply and distribution of the power required by the factory, also known as the distribution of factories .The mission is about load calculation, such as mechanical parts factory, involving 10 kv transformer substation

4、main wiring design and the choice of a series of equipment, substation main electrical wiring design is based on the highest voltage level of substation and the nature of the substation, the choice a and substation match the position and function in the system the connection mode In the economic poi

5、nt of view to consider, as far as possible with minimal investment to obtain the best solutions Asked to choose the appropriate short-circuit current calculation, high and low voltage equipment in substation system under the different voltage grade of busbar three phase short circuit occurs, the flo

6、w through the short circuit current calculation is made.Dynamic thermal stability check of the electrical equipment, electrical equipment selection criteria include two parts: one is the electrical equipment needed to meet the basic conditions, namely the choice according to the normal working condi

7、tions, and according to the state of short circuit check of dynamic thermal stability, the second is based on the characteristics of different electrical equipment selection and calibration of projects, mainly electrical equipment models and determination of parameters for reactive power compensatio

8、n scheme design, etc., make the design of the substation in the power system becomes more detailed.Keywords: factory , short circuit current , load calculation , reactive power compensation , secondary connection目 錄摘 要IABSTRACTII目 錄III第1章緒論11.1.供配電設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則1第2章負(fù)荷計(jì)算22.1.負(fù)荷分級(jí)及供電電源措施22.1.1.工廠電力負(fù)荷的級(jí)別22.2

9、.參數(shù)的計(jì)算22.3.車間變電所計(jì)算符合確定42.3.1.車間變電所的數(shù)量42.3.2.車間變電所的計(jì)算負(fù)荷4第3章無(wú)功功率補(bǔ)償及變壓器的選擇63.1.無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇及補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷63.1.1.低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇63.1.2.無(wú)功補(bǔ)償后車間變電所的計(jì)算負(fù)荷63.2.車間變電所變壓器的選擇73.2.1.變電所主變壓器容量的選擇73.3.變壓所所址的選擇原則83.4.變電所主變壓器的選擇83.5.全廠負(fù)荷計(jì)算93.5.1.車間變電所變壓器高壓側(cè)負(fù)荷計(jì)算9第4章 供電系統(tǒng)主接線方案設(shè)計(jì)114.1.電氣主接線的意義及重要性114.2.主要接線方案11第5章短路電流135.1.計(jì)算短路電流

10、的目135.2.用標(biāo)么值法計(jì)算短路電流135.2.1.確定基準(zhǔn)值135.2.2.供電系統(tǒng)中各主要元件電抗標(biāo)幺值135.2.3.短路計(jì)算點(diǎn)選擇145.2.4.三相短路電流計(jì)算15結(jié) 論18附錄1 設(shè)計(jì)心得及收獲（一）201.無(wú)功功率補(bǔ)償及變壓器的選擇20附錄2 設(shè)計(jì)心得及收獲（二）21 第1章 緒論1.1. 供配電設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則供配電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)上級(jí)批文的內(nèi)容，依據(jù)建設(shè)單位的具體設(shè)計(jì)要求和工藝設(shè)計(jì)所提出的具體條件進(jìn)行，并遵循以下原則：（1）依照方針、執(zhí)行政策。 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范, GB50053-9410kv及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范及GB50054-95低

11、壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等規(guī)范,進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì).做到"安全,可靠,優(yōu)質(zhì),經(jīng)濟(jì)"的基本要求.并處理好局部與全局,當(dāng)前與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的關(guān)系,以便適應(yīng)今后發(fā)展的需要,同時(shí)還要注意電能和有色金屬的節(jié)約等問(wèn)題. （2）安全第一、合理安排。 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。（3）近期為主、綜合考慮。 應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。（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)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。供配電設(shè)計(jì)是整個(gè)用戶設(shè)計(jì)中

12、的重要組成部分。用戶供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到用戶的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事供配電工作的人員，有必要了解和掌握供配電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。第2章 負(fù)荷計(jì)算1.2.2.1. 工廠實(shí)際情況介紹 1.本次設(shè)計(jì)的機(jī)器廠廠區(qū)平面布置如圖2.2. 負(fù)荷分級(jí)及供電電源措施2.2.1. 工廠電力負(fù)荷的級(jí)別工廠的電力負(fù)荷，根據(jù)對(duì)供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上造成的損失，或影響的程度進(jìn)行分級(jí)負(fù)荷可以分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。 一級(jí)負(fù)荷 符合下列條件之一的，為一級(jí)負(fù)荷1）中斷供電，將造成人身傷亡的負(fù)荷；2）中斷供電，將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失的負(fù)荷；3）中斷供電，將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義

13、的用電單位的正常工作的負(fù)荷。 在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所不允許中斷的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。 二、二級(jí)負(fù)荷 符合下列條件之一的，為二級(jí)負(fù)荷1）中斷供電，將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失的負(fù)荷；2）中斷供電，將影響重要用電單位的正常工作的負(fù)荷。2.3. 參數(shù)的計(jì)算目前，對(duì)工廠的電力負(fù)荷計(jì)算主要采用三種方法：?jiǎn)挝蝗萘糠ā⑿枰禂?shù)法、用系數(shù)法。在本設(shè)計(jì)中采用的是需要系法來(lái)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。（一）一組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷主要計(jì)算公式有：有功計(jì)算負(fù)荷(單位為KW)： 無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）： 視在計(jì)算負(fù)荷(單位為kva)：計(jì)算電流（單位為A）：式中為用電

14、設(shè)備組的需要系數(shù)值；為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)；為功率因數(shù)的正切值；為用電設(shè)備組的額定電壓。（二）多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 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)K。 對(duì)于低壓母線，由用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷直接相加來(lái)計(jì)算時(shí)，可取KP=0.8-0.9, KQ =0.85-0.95。由干線負(fù)荷直接相加來(lái)計(jì)算時(shí)，可取KP=0.95, KQ =0.97。其計(jì)算公式如下： 由此確定編織廠各車間變電所總的電力負(fù)荷。以模型車間車間為例計(jì)算有功計(jì)算負(fù)荷Pc、無(wú)功計(jì)算負(fù)荷Qc、視在計(jì)算負(fù)荷Sc 和計(jì)算電流Ic。 P30=Kd*Pe=0.35*250=87.5kW

15、Q30=P30*tan=87.5*1.33=116.4KVar S30=P30/cos=87.5/0.60=145.8KVA I30=S30/3Un=145.8/3*0.38=221.5A由該工廠車間負(fù)荷表可確定編織廠各車間變電所電力負(fù)荷計(jì)算表，分別如下表：編號(hào)車間名稱設(shè)備容量/kW需要系數(shù)/Kd功率因數(shù)/costanPc/Kw Qc/KVarSc/KVAIc/A1模型車間2500350601.3387.5116.4145.8221.52砂庫(kù)1200700601.3384112140212.663鍛壓車間3300350551.52115.5175.6210319.064電鍍車間20005008

16、00.7510075125189.95金工車間9560200651.17191223.47293.8446.386機(jī)修車間1900200651.173844.558.584.137熱處理車間1900600601.33114152190288.618食堂、鍋爐房350600601.332127.93553.189倉(cāng)庫(kù)150300850.624.52.785.298.0410料場(chǎng)500300601.331519.92537.9811辦公區(qū)200800800.7516122030.38表2-1 某工廠供配電系統(tǒng)車間負(fù)荷計(jì)算表2.4. 車間變電所計(jì)算符合確定按負(fù)荷分布情況確定車間變電所的數(shù)量。2.4.

17、1. 車間變電所的數(shù)量一般情況下每個(gè)車間均單獨(dú)設(shè)立自己變電所，對(duì)負(fù)荷不大的車間是否設(shè)立自己變電所，應(yīng)視負(fù)荷大小與鄰近可向其供電的車間的距離而定。（1）負(fù)荷容量315 kVA，不論距離遠(yuǎn)近，均應(yīng)單獨(dú)設(shè)立變電所；（2）共設(shè)變電所情況： 負(fù)荷容量在160 kVA以下，從供電點(diǎn)到負(fù)荷中心的最大距離不超過(guò)300m； 負(fù)荷容量在160250 kVA之間，從供電點(diǎn)到負(fù)荷中心的最大距離不超過(guò)230m； 負(fù)荷容量在250315 kVA之間，從供電點(diǎn)到負(fù)荷中心的最大距離不超過(guò)175m2.4.2. 車間變電所的計(jì)算負(fù)荷車間變電所的計(jì)算負(fù)荷視具體情況進(jìn)行計(jì)算。（1）只供一個(gè)車間，即是2.1計(jì)算結(jié)果。（2）供電給多個(gè)車

18、間，求和并適當(dāng)考慮同時(shí)系數(shù)即可。 按負(fù)荷分布情況確定車間變電所的數(shù)量：本實(shí)驗(yàn)選取4個(gè)車間變電所，同時(shí)系數(shù)選取為：， 以車間變電所1為例，計(jì)算如下： 有功計(jì)算負(fù)荷： P30=Kp*p30.i=0.95*(87.5+84+115.5)=272.65KW無(wú)功計(jì)算負(fù)荷： Q30=KqQ30.i=0.97*(116.4+112+175.6)=391.88KVAR視在計(jì)算負(fù)荷：=447.4kva計(jì)算電流：I30=S30/3*Un=447.21/(3*0.38)=725.33A 功率因素：表2-2：車間變電所負(fù)荷計(jì)算情況(補(bǔ)償前)車間變電所所供車間名稱 計(jì)算負(fù)荷cosP30/kWQ30/kvarS30/kv

19、·AI30/A1模型車間0.61272.65391.88447.40 725.33砂庫(kù)鍛造車間2食堂、鍋爐房0.6549.458.0076.19115.75料場(chǎng)辦公區(qū)3電鍍車間0.57280.73411.37498.03 756.68金工車間倉(cāng)庫(kù)4機(jī)修車間0.61152.38 195.07246.37374.32污水處理熱處理車間第3章 無(wú)功功率補(bǔ)償及變壓器的選擇我國(guó)供電營(yíng)業(yè)規(guī)則規(guī)定，除電網(wǎng)有特殊要求的用戶外，用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到下列要求：100千伏安及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購(gòu)轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因

20、數(shù)為0.85以上。農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為0.80。用戶普遍采用并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。并聯(lián)電容器無(wú)功補(bǔ)償方式有三種：（1）高壓集中補(bǔ)償。并聯(lián)電容器裝設(shè)在變配電所的高壓電容器室內(nèi)，與高壓母線相聯(lián)。（2）低壓集中補(bǔ)償。并聯(lián)電容器裝設(shè)在變配電所的低壓配電室或低壓電容器室內(nèi)。（3）低壓分散補(bǔ)償。并聯(lián)電容器裝設(shè)在低壓配電箱旁或與用電設(shè)備并聯(lián)。3.3.1. 無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇及補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷3.1.1. 低壓側(cè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的選擇低壓集中補(bǔ)償采用是的低壓電容器柜，選擇的低壓補(bǔ)償柜為GCS系列。補(bǔ)償?shù)囊?guī)格序號(hào)分為A、B、C三種，最大補(bǔ)償量分別對(duì)應(yīng)為160kvar、128kvar、96kvar。在變壓器低壓

21、側(cè)補(bǔ)償時(shí)，要使變電所高壓側(cè)功率因數(shù)達(dá)到0.92以上，考慮到變壓器的無(wú)功功率損耗遠(yuǎn)大于有功功率損耗，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于0.92，在計(jì)算時(shí)選取0.95進(jìn)行計(jì)算。3.1.2. 無(wú)功補(bǔ)償后車間變電所的計(jì)算負(fù)荷用戶裝設(shè)了無(wú)功補(bǔ)償裝置以后，則在確定補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)以前的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)扣除無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘浚囱a(bǔ)償后總的視在計(jì)算負(fù)荷注意無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘繎?yīng)該為選定并聯(lián)電容器后實(shí)際的補(bǔ)償容量。在這里以車間變電所1為例進(jìn)行計(jì)算：無(wú)功補(bǔ)償容量：=252.7×（tanarccos0.57tanarccos0.95）kvar=281.01var補(bǔ)償容量為,故選擇GCS中的34號(hào)方案中的A和B各一臺(tái)進(jìn)行無(wú)

22、功補(bǔ)償。用戶裝設(shè)了無(wú)功補(bǔ)償裝置以后，則在確定補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)以前的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)扣除無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜萘浚纯偟臒o(wú)功計(jì)算負(fù)荷.無(wú)功補(bǔ)償后總的視在計(jì)算負(fù)荷為： = 計(jì)算電流為：=400.97A補(bǔ)償后的功率因素：=252.7/263.91=0.958表3-1車間變電所所供車間名稱計(jì)算補(bǔ)償容量Qc實(shí)際補(bǔ)償容量Pc/kwQc/kVarSc/kVAcos1號(hào)模型車間砂庫(kù)鍛造車間281.01 288.00 252.7076.11263.910.96 2號(hào)食堂、鍋爐房料場(chǎng)辦公區(qū)36.710.00 43.7050.4466.730.65 3號(hào)電鍍車間金工車間倉(cāng)庫(kù)199.89 224.00 289.2874.193

23、07.280.94 4號(hào)機(jī)修車間污水處理熱處理車間145.97 160.00 150.4835.07154.510.97 3.2. 車間變電所變壓器的選擇電力變壓器是供電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是升壓或降壓以利于電能的合理輸送、分配和使用，對(duì)變電所主接線的形式及其可靠性與經(jīng)濟(jì)性有著重要影響。所以，正確合理地選擇變壓器的類型、臺(tái)數(shù)和容量，是主接線設(shè)計(jì)中一個(gè)主要問(wèn)題。1.2.3.3.1.3.2.3.2.1. 變電所主變壓器容量的選擇1）只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器的容量SN.T應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S30的需要. 2）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量SN.T應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)

24、條件：任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，SN.T（0.60.7）S30任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，SN.TS30（+）3.3. 變壓所所址的選擇原則變壓所所址的選擇，應(yīng)根據(jù)以下要求并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后確定：（1）盡量接近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗，電壓損耗和有色金屬消耗量。（2）進(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線。（3）接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。（4）設(shè)備運(yùn)輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝臵的運(yùn)輸。（5）不應(yīng)設(shè)在有劇烈運(yùn)動(dòng)或高溫的場(chǎng)所，無(wú)法避開(kāi)時(shí)，應(yīng)有防振和隔熱的措施。（6）不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。（7）不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室和

25、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。（8）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)環(huán)境的正上方或正下方。當(dāng)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11 標(biāo)準(zhǔn)GB50058-1992爆炸和火災(zāi)環(huán)境電力裝臵設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。（9）不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和有可能積水的場(chǎng)所。3.4. 變電所主變壓器的選擇根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器考慮有下列兩種可供選擇的方案：a)裝設(shè)一臺(tái)變壓器型號(hào)為S9型，而容量根據(jù)式30SSTN³，TNS為主變壓器容量，30S為總的計(jì)算負(fù)荷。選TNS=1000 KVA>30S=900.00K

26、VA，即選一臺(tái)S9-1000/10型低損耗配電變壓器。至于工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。b)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器型號(hào)為S9型，而每臺(tái)變壓器容量根據(jù)式（4-1）、（4-2）選擇，即)7.06.0(TNS907.63KVA=（544.59-635.34）KVA  （4-1）30CSSTN=(131.40+159.47+44.39) KVA=335.26 KVA （4-2）因此可以考慮選兩臺(tái)S9-630/10型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Dyn1

27、1。13相比于Yyno來(lái)說(shuō)，Dyn11聯(lián)結(jié)有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）對(duì)于Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器來(lái)說(shuō)，其3n次（n為正整數(shù)）諧波電流在其三角形接線的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，從而不致注入公共的高壓電網(wǎng)中去，這較之一次繞組接成星形接線的Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器跟有利于抑制高次諧波電流。（2）Dyn11連結(jié)變壓器的零序阻抗較之Yyn0連結(jié)變壓器的零序阻抗小得多，從而更有利于低壓?jiǎn)蜗嘟拥囟搪饭收媳Ｗo(hù)的動(dòng)作和故障的切除。（3）當(dāng)?shù)蛪簜?cè)接用不平衡負(fù)荷時(shí)，由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器要求低壓中性線電流不超過(guò)低壓繞組額定電流的25%，因而嚴(yán)重限制了其借用單相負(fù)荷的容量，影響了變壓器設(shè)備能力的發(fā)揮。為此，GB50052-1995供配電系統(tǒng)

28、設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，低壓為T(mén)N及TT系統(tǒng)時(shí)，宜采用Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器。Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的低壓側(cè)中性線電流允許達(dá)到低壓繞組額定電流的75%以上，其承受單相不平衡負(fù)荷的能力遠(yuǎn)比Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器大。這在現(xiàn)代供配電系統(tǒng)中單相負(fù)荷急劇增長(zhǎng)的情況下，推廣應(yīng)用Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器就顯得更有必要。 綜合考慮以上因素，采用Dyn11聯(lián)結(jié)更有優(yōu)勢(shì)3.5. 全廠負(fù)荷計(jì)算3.5.1. 車間變電所變壓器高壓側(cè)負(fù)荷計(jì)算將車間變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷加上變壓器的功率損耗，即得變壓器高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷，計(jì)算式為： 式中，為變壓器的有功功率損耗，為變壓器的無(wú)功功率損耗。下面以整車車間車間變電所1#為例進(jìn)行計(jì)算:式中， ，為

29、變壓器的低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算結(jié)果列表表3-2車間變電所變壓器高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷（無(wú)功補(bǔ)償后）車間變電所所供車間名稱Pc/kwQc/kVarSc/kVAcosIc/A變壓器變壓器型號(hào)PTQT1號(hào)模型車間砂庫(kù)鍛造車間255.3489.31270.510.94 15.62400*1S11-M-400/102.64 13.20 2號(hào)食堂、鍋爐房料場(chǎng)辦公區(qū)44.3753.6069.330.64 4.01100*1S11-M-100/100.67 3.34 3號(hào)電鍍車間金工車間倉(cāng)庫(kù)292.3589.55305.760.96 17.65400*1S11-M-400/103.07 15.36 4號(hào)機(jī)修車間污水處

30、理熱處理車間152.0342.80157.870.96 9.11250*1S11-M-250/101.55 7.73 2.3.3.1.3.2.3.3.第4章 供電系統(tǒng)主接線方案設(shè)計(jì)4.4.1. 電氣主接線的意義及重要性電氣主接線主要是指在發(fā)電廠、變電所、電力系統(tǒng)中,為滿足預(yù)定的功率傳送和運(yùn)行等要求而設(shè)計(jì)的、表明高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電路中的高壓電氣設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、隔離刀閘、線路等。它們的連接方式對(duì)供電可靠性、運(yùn)行靈活性及經(jīng)濟(jì)合理性等起著決定性作用。一般在研究主接線方案和運(yùn)行方式時(shí),為了清晰和方便,通常將三相電路圖描繪成單線圖。在繪制主接線全圖時(shí),將

31、互感器、避雷器、電容器、中性點(diǎn)設(shè)備以及載波通信用的通道加工元件（也稱高頻阻波器）等也表示出來(lái)。對(duì)一個(gè)電廠而言,電氣主接線在電廠設(shè)計(jì)時(shí)就根據(jù)機(jī)組容量、電廠規(guī)模及電廠在電力系統(tǒng)中的地位等,從供電的可靠性、運(yùn)行的靈活性和方便性、經(jīng)濟(jì)性、發(fā)展和擴(kuò)建的可能性等方面,經(jīng)綜合比較后確定。它的接線方式能反映正常和事故情況下的供送電情況。電氣主接線又稱電氣一次接線圖。電氣主接線應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求：（1）運(yùn)行的可靠性：主接線系統(tǒng)應(yīng)保證對(duì)用戶供電的可靠性,特別是保證對(duì)重要負(fù)荷的供電。運(yùn)行的靈活性：（2）主接線系統(tǒng)應(yīng)能靈活地適應(yīng)各種工作情況,特別是當(dāng)一部分設(shè)備檢修或工作情況發(fā)生變化時(shí),能夠通過(guò)倒換開(kāi)關(guān)的運(yùn)行方式,做到

32、調(diào)度靈活,不中斷向用戶的供電。（3）在擴(kuò)建時(shí)應(yīng)能很方便的從初期建設(shè)到最終接線。主接線系統(tǒng)還應(yīng)保證運(yùn)行操作的方便以及在保證滿足技術(shù)條件的要求下,做到經(jīng)濟(jì)合理,盡量減少占地面積,節(jié)省投資。4.4.1.。4.2. 主要接線方案由于本設(shè)計(jì)工作電源由3510kV地區(qū)變電站取得，該廠又屬于三級(jí)負(fù)荷，故需有兩路進(jìn)線，高壓配電所采用采用單母線分段接線。各車間變電所均需選用一臺(tái)變壓器，故可采用單母線接線方式。 圖 1單母線接地方式 第5章 變電所的防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)4.3. 防雷設(shè)備防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門(mén)用來(lái)接受直接雷擊（雷閃）的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱

33、為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)。避雷器是用來(lái)防止雷電產(chǎn)生的過(guò)電壓波沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)，以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備的電源側(cè)。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過(guò)電壓時(shí)，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由高阻變?yōu)榈妥瑁惯^(guò)電壓對(duì)大地放電，從而保護(hù)了設(shè)備的絕緣。避雷器的型式，主要有閥式和排氣式等。4.4. 防雷措施4.4.1. 架空線路的防雷措施（1）架設(shè)避雷線這是防雷的有效措施，但造價(jià)高，因此只在66KV及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)。35KV的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)。而10KV及以下的

34、線路上一般不裝設(shè)避雷線。（2）提高線路本身的絕緣水平在架空線路上，可采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級(jí)的絕緣子，以提高線路的防雷水平，這是10KV及以下架空線路防雷的基本措施。（3）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線由于310KV的線路是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，因此可在三角形排列的頂線絕緣子裝以保護(hù)間隙。在出現(xiàn)雷電過(guò)電壓時(shí)，頂線絕緣子上的保護(hù)間隙被擊穿，通過(guò)其接地引下線對(duì)地泄放雷電流，從而保護(hù)了下面兩根導(dǎo)線，也不會(huì)引起線路斷路器跳閘。（4）裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置 線路上因雷擊放電而產(chǎn)生的短路是由電弧引起的。在斷路器跳閘后，電弧即自行熄滅。如果采用一次ARD，使斷路器經(jīng)0.5s或稍長(zhǎng)一點(diǎn)時(shí)間后自動(dòng)重合閘

35、，電弧通常不會(huì)復(fù)燃，從而能恢復(fù)供電，這對(duì)一般用戶不會(huì)有什么影響。（5）個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)加裝避雷器 對(duì)架空線路上個(gè)別絕緣薄弱地點(diǎn)，如跨越桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿、帶拉線桿以及木桿線路中個(gè)別金屬桿等處，可裝設(shè)排氣式避雷器或保護(hù)間隙。4.4.2. 變電所的防雷保護(hù) 一般35KV及以下變、配電所的直擊雷需用獨(dú)立避雷針保護(hù)。獨(dú)立避雷針的設(shè)置要求： （1）獨(dú)立避雷針與被保護(hù)物之間應(yīng)保持一定的距離，以免避雷針上落雷時(shí)造成對(duì)保護(hù)物的反擊。避雷針對(duì)被保護(hù)物不發(fā)生反擊的最小距離Sa應(yīng)滿足下式的要求：式中，Rsh為獨(dú)立避雷針的沖擊接地電阻；h為獨(dú)立避雷針校驗(yàn)高度； （2）獨(dú)立避雷針

36、宜裝設(shè)獨(dú)立的接地電阻，工頻接地電阻不宜大于10。獨(dú)立避雷針的接地裝置與被保護(hù)物的接地間最小允許的距離式中，Se為地中距離，一般不應(yīng)小于3m。 （3）獨(dú)立避雷針不宜設(shè)在人經(jīng)常通行的地方。4.5. 設(shè)計(jì)中采用的防雷及接地系統(tǒng) 配電所防雷分為對(duì)直接雷擊的防護(hù)與對(duì)雷電沖擊波的的防護(hù).對(duì)直接雷擊的防護(hù)采用避雷針,避雷針由接閃器,引入線及接地裝置三部分組成。對(duì)雷擊沖擊波的防護(hù)采用避雷器。利用閥型避雷器以及與閥型避雷器相配合的進(jìn)線保護(hù)段作為配電所配電裝置,電器設(shè)備絕緣不致被沿供電線路傳來(lái)的雷電沖擊波擊穿。閥式避雷器型號(hào)選擇FS4-10GY。變電所防雷要求與配電所基本一致。變電所避雷器型號(hào)選擇分為高壓部 分和低壓部分。高壓部分選擇FS4-10GY型閥式避雷器低壓部分選擇FS-0.38型低壓閥式避雷器。 本設(shè)計(jì)中配電系統(tǒng)的接地采用TN-C系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)中的中性線N與保護(hù)線PE是合一的，如下圖所示，在這種系統(tǒng)中由于電氣設(shè)備的外殼接到保護(hù)中性線PEN上，當(dāng)一相絕緣損壞與外殼相連，則由該相線，設(shè)備外殼，保護(hù)中性線形成閉合回路。這時(shí)，電流值一般說(shuō)是比較大的，從而引起保護(hù)電器