1、工廠供電設(shè)計 XX廠降壓變電所的電氣設(shè)計摘 要  1 本課題是XX廠降壓變電所的電氣設(shè)計，是工廠供電基本知識的具體應(yīng)用。  2 該機械廠共有金工車間、鍛造車間、鑄壓車間、工具車間、熱處理車間、裝配車間、機修車間、生活區(qū)共11個用電單位。本廠多數(shù)車間為兩班制，最大年負(fù)荷利用小時為4600h，該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐車間為二級負(fù)荷外，其余均屬三級負(fù)荷。  3 本設(shè)計通過對計算負(fù)荷，選出變壓器；通過計算三相短路電流，選出其它保護器件；通過三相短路電流，選擇過電流保護設(shè)備；然后選擇二次回路的設(shè)備，對一次側(cè)設(shè)備進行控制、檢測；最后裝設(shè)接地和防雷的設(shè)置。  關(guān)

2、鍵字：工廠供配電，負(fù)荷計算，電力變壓器，三相短路電流，繼電保護，防雷與接地。 目 錄  摘要  -  1 緒論1 1.1 課題設(shè)計背景1 1.3 工廠供電設(shè)計內(nèi)容及步驟2 1.2 工廠供電設(shè)計的一般原則12 負(fù)荷計算和功率補償4 2.1 負(fù)荷計算的內(nèi)容和目的4 2.2 負(fù)荷計算的方法42.3 短路電流的計算142.4 無功功率補償163變電所位置和形式的選擇19.4變壓器的選擇205 主接線方案的設(shè)計21 5.1 對變電所主接線的一般要求21 5.2 變電所主接線方案216 電氣設(shè)備的選擇與校驗23 6.1 電氣設(shè)備選擇的一般原則23 6.2 高壓設(shè)備的

3、選擇與校驗236.2.1高壓熔斷器的選擇與校驗236.2.2高壓斷路器的選擇與校驗236.2.4電流互感器的選擇與校驗24 6.2.5 電壓互感器的選擇與校驗256.2.3高壓隔離開關(guān)的選擇與校驗246.3.1 低壓斷路器的選擇與校驗25 6.3低壓設(shè)備的選擇與校驗256.3.2 低壓刀開關(guān)的選擇與校驗26 6.3.4 高低壓母線的選擇266.3.3 電流互感器的選擇與校驗267變電所進出線和與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇27 7.1 10KV高壓進線和引出電纜的選擇27 7.1.1 10KV高壓進線的選擇校驗27 7.2 380/220低壓出線的選擇27 7.2.1 饋電給1號廠房（鑄造車間）的線路

4、27 7.2.2 饋電給2號廠房（鍛壓車間）的線路28 7.2.3 饋電給3號廠房（熱處理車間）的線路297.2.4 饋電給4號廠房（電鍍車間）的線路307.2.5 饋電給5號廠房（倉庫）的線路317.2.6 饋電給6號廠房（工具車間）的線路327.2.7 饋電給7號廠房（金工車間）的線路337.2.8 饋電給8號廠房（鑄造車間）的線路347.2.9 饋電給9號廠房（裝配車間）的線路357.2.10 饋電給10號廠房（機修車間）的線路367.2.11 饋電給生活區(qū)的線路377.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇388變電所的二次回路及繼電保護39 8.2變電所二次回路的選擇39 8.1概述39

5、 8.3變壓器的保護418.3.1變壓器的瓦斯保護41 8.3.2變壓器的過電流42 8.3.3電流速斷保護428.4 電力線路的保護438.4.1 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)的繼電保護裝置438.4.3 變電所低壓側(cè)的保護裝置448.4.2 裝設(shè)電流速斷保護439防雷保護與接地裝置45 9.1過電壓及雷電概述45. 9.2 防雷459.2.1防雷設(shè)備45 9.3 電氣裝置的接地489.2.2防雷保護措施46 9.3.1接地概述48 9.3.2接地電阻4810致謝50 11考文獻511 緒論1.1課題設(shè)計背景工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。 電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動

6、力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來，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單經(jīng)濟，又便于控制、調(diào)節(jié)和測量，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個國民經(jīng)濟生活中應(yīng)用極為廣泛。 在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小。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，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動強度，改善工人的勞動條件，有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。從另一方面來說，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的

7、后果。 因此，做好工廠供電工作對于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實現(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重要方面，而能源節(jié)約對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。 工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求： 安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 可靠 應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求 經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 此

8、外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 1.2工廠供電設(shè)計的一般原則 按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范、GB50053-94 10kV及以下設(shè)計規(guī)范、GB50054-95 低壓配電設(shè)計規(guī)范等的規(guī)定，進行工廠供電設(shè)計必須遵循以下原則： 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。 安全可靠、先進合理；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)先進和經(jīng)濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產(chǎn)品。 近期為主

9、、考慮發(fā)展； 應(yīng)根據(jù)工作特點、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)考慮擴建的可能性。 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。 必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。工廠供電設(shè)計是整個工廠設(shè)計中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計的有關(guān)知識，以便適應(yīng)設(shè)計工作的需要。1.3工廠供電設(shè)計內(nèi)容及步驟 工廠變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計，是根據(jù)各個車間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟的分配電能問題。

10、其基本內(nèi)容有以下幾方面： 1 負(fù)荷計算 工廠變電所的負(fù)荷計算，是在車間負(fù)荷計算的基礎(chǔ)上進行的?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出工廠變電所高（10KV）低（380/220V）壓側(cè)計算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計算表、表達(dá)計算成果。 2 改善功率因數(shù)裝置設(shè)計 按負(fù)荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計算求出達(dá)到供電部門要求數(shù)值所需補償?shù)臒o功率。由手冊或廠品樣本選用所需移相電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。如工廠有大型同步電動機還可以采用控制電機勵磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。 3工廠變電所變壓器的臺數(shù)、容量及位置的選擇 參考電源進線方向，綜合考慮設(shè)置工廠變

11、電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計算負(fù)荷以及擴建和備用的需要，確定變壓器的臺數(shù)、容量及變電所位置的選擇。 4 工廠變電所主接線設(shè)計 根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級別和計算負(fù)荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟，安裝容易維修方便。5 工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計算 工廠用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運行小于電網(wǎng)容量，皆可按無限容量系統(tǒng)供電進行短路計算。由系統(tǒng)不同運行方式下的短路參數(shù)，求出不同運行方式下各點的三相及兩相短路電流。 6 變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇校驗 參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負(fù)荷以及對應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電

12、器設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗。用總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表和投資概算表達(dá)設(shè)計成果。 7 變電所進線和鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇主要根據(jù)三相負(fù)荷計算、短路計算校驗選擇聯(lián)絡(luò)線的大小、型號等，并對其進行動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的校驗。8繼電保護及二次結(jié)線設(shè)計 為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動機、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號、檢測和繼電器保護裝置。并對保護裝置做出整定計算和檢驗其靈敏系數(shù)。設(shè)計包括繼電器保護裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號裝置，操作電源和控制

13、電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元件材料表達(dá)設(shè)計成果。 9 變電所防雷裝置設(shè)計 參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計防雷裝置。進行防直擊的避雷針保護范圍計算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計算，按避雷器的基本參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號，并確定其接線部位。進行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗以及沖擊接地電阻計算。 10 工廠變電所變、配電裝置總體布置設(shè)計綜合前述設(shè)計計算結(jié)果，參照國家有關(guān)規(guī)程規(guī)定，進行內(nèi)外的變、配電裝置的總體布置和施工設(shè)計。2 負(fù)荷計算和功率補償2.1負(fù)荷計算的內(nèi)容和目的 通過負(fù)荷的統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各

14、元件的負(fù)荷值，稱為計算負(fù)荷。根據(jù)計算負(fù)荷選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜，如果以計算負(fù)荷連續(xù)運行，其發(fā)熱溫度不會超過應(yīng)許值。計算負(fù)荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)。計算負(fù)荷的確定是否合理，將直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。在配電設(shè)計中，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)。 尖峰電流是指持續(xù)時間12的短時最大負(fù)荷電流。尖峰電流主要用來選擇熔斷器和低壓短路器、整定繼電保護裝置及檢驗電動機起動條件等。它是由于電動機啟動，電壓波動等原因引起的，它與計算電流不同，計算電流是指半小時最大電流，尖峰電流比計算電流大的多，一般取啟動電流上半周期分量作為計算電壓損失、電壓波動和電

15、壓下降以及選擇電器和保護元件等的依據(jù)。在校驗瞬動元件時，還應(yīng)考慮啟動電流的非周期分量。2.2負(fù)荷計算的方法 按需要系數(shù)法確定計算負(fù)荷（）。(1)鑄造車間 1)動力組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表取：Kd=0.3，Cos=0.7，tan=1.02，Pe=280kw =280kw×0.3=84kw =84kw×1.02=85.68kvar2)照明組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.8，Cos=1，tan=0，Pe=5kw=5kw×0.8=4kw =0kvar小計: P30(1)=84 kw+4kw=88kw Q30(1)=85.68kvar

16、S30(1)= kva122.82kvaI30(1) （2）鍛壓車間1)動力組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.3，Cos=0.65，tan=1.17，Pe=340kw =340kw×0.3=102kw =102kw×1.17=119.34kvar 2)照明組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.7，Cos=1，tan=0，Pe=7kw=7kw×0.7=4.9kw =0kvar小計: P30(2)=102 KW+4.9KW=106.9KW Q30(2)=119.34Kar S30(2)= 160.22kva I30(2)=243.4

17、A(3) 熱處理車間1)動力組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.6，Cos=0.8，tan=0.75，Pe=160kw =160kw×0.6=96kw =96kw×0.75=72kvar 2)照明組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表取：Kd=0.8，Cos=1，tan=0，Pe=6kw=6kw×0.8=4.8kw =0kvar小計: P30(3)=96KW+4.8KW=100.8KW Q30(3)=72Kar S30(3)= 123.87kva I30(3)=188.2A（4）電鍍車間1)動力組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表取：Kd=

18、0.5，Cos=0.8，tan=0.75，Pe=280kw =280kw×0.5 =140kw =140kw×0.75=105kvar 2)照明組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.8，Cos=1，tan=0，Pe=5kw=5kw×0.8=4kw =0kvar小計: P30(4)=140KW+4KW=144KW Q30(4)=105Kar S30(4)= 178.22kva I30(4)=270.8A（5）倉庫1)動力組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表取：Kd=0.4，Cos=0.8，tan=0.75，Pe=22kw =22kw×0

19、.4=8.8kw =8.8kw×0.75=6.6kvar 2)照明組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.8，Cos=1，tan=0，Pe=2kw=2kw×0.8=1.6kw =0kvar小計: P30(5)=8.8KW+1.6KW=10.4KW Q30(5)=6.6Kar S30(5)= 12.21kva I30(5)=18.6A（6）工具車間1)動力組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.3，Cos=0.6，tan=1.33，Pe=350kw =350kw×0.3=105kw =105kw×1.33=139.65kvar

20、2)照明組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.9，Cos=1，tan=0，Pe=6kw=6kw×0.9=5.4kw =0kvar小計: P30(6)=105KW+5.4KW=110.4KW Q30(6)=139.65Kar S30(6)= 178.02kva I30(6)=270.5A（7）金工車間1)動力組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表取：Kd=0.2，Cos=0.65，tan=1.17，Pe=420kw =420kw×0.2=84kw =84kw×1.17=98.28kvar 2)照明組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表取：Kd=0

21、.8，Cos=1，tan=0，Pe=10kw=10kw×0.8=8kw =0kvar小計: P30(7)=84KW+8KW=92KW Q30(7)=98.28Kar S30(7)= 134.62kva I30(7)=204.5A（8）鍋爐房1)動力組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.7，Cos=0.8，tan=0.75，Pe=48kw =48kw×0.7=33.6kw =33.6kw×0.75=25.2kvar 2)照明組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表取：Kd=0.8，Cos=1，tan=0，Pe=1kw=1kw×0.8=0.8

22、kw =0kvar小計: P30(8)=33.6KW+0.8KW=34.4KW Q30(8)=25.2Kar S30(8)= 42.62kva I30(8)=64.8A（9）裝配車間1)動力組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.3，Cos=0.7，tan=1.02，Pe=200kw =200kw×0.3=60kw =60kw×1.02=61.2kvar 2)照明組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.8，Cos=1，tan=0，Pe=5kw=5kw×0.8=4kw =0kvar小計: P30(9)=60KW+4KW=64KW Q30(

23、9)=61.2Kar S30(9)= 88.55kva I30(9)=134.5A（10）機修車間1)動力組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.2，Cos=0.65，tan=1.17，Pe=150kw =150kw×0.2=30kw =30kw×1.17=35.1kvar 2)照明組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.8，Cos=1，tan=0，Pe=5kw=5kw×0.8=4kw =0kvar小計: P30(10)=30KW+4KW=34KW Q30(10)=35.1Kar S30(10)= 48.87kva I30(10)=74

24、.3A（11）生活區(qū)1)動力組 查表用點設(shè)備組的需要系數(shù)及功率因數(shù)表?。篕d=0.7，Cos=0.9，tan=0.48，Pe=300kw =300kw×0.7=210kw =210kw×0.48=100.8kvar 小計: P30(11)=210KW Q30(11)=100.8Kar S30(11)= 232.94kva I 30(11)=350.9A變壓器低壓側(cè)的總計算負(fù)荷 ?。篕p=0.80, Kq=0.85P30=0.8*(88+106.9+100.8+144+10.4+110.4+92+34.4+64+34+210)kw=795.9kwQ30=0.85*(85.68

25、+119.34+72+105+6.6+139.65+98.28+25.2+61.2+35.1+100.8) kvar =721.52 kvarS30=1074.2kVAI30=1632ACos=0.74 表1工廠計算負(fù)荷表編號名稱類別設(shè)備容量Pe/kW需要系數(shù)Kdcostan計 算 負(fù) 荷P30/kWQ30/kvarS30/kVAI30/A1鑄造車間動力2800.30.701.028485.68照明50.81.0040小計285 8885.68122.82186.62鍛壓車間動力3400.30.651.17102119.34照明70.71.004.90小計347106.9119.34160.2

26、2243.43熱處理車間動力1600.60.80.759672照明60.81.004.80小計166100.872123.87188.24電鍍車間動力2800.50.80.75140105照明50.81.0040小計285144105178.22270.85倉庫動力220.40.80.758.86.6照明20.81.001.60小計2410.46.612.2118.556工具車間動力3500.30.61.33105136.65照明60.91.005.40小計356110.4139.65178.02270.5編號名稱類別設(shè)備容量Pe/kW需要系數(shù)Kdcosan計 算 負(fù) 荷P30/kWQ30/k

27、varS30/kVAI30/A7金工車間動力4200.20.651.178498.28照明100.81.0080小計4309298.28134.62204.58鍋爐車間動力480.70.80.7533.625.2照明10.81.000.80小計4934.425.242.6264.89裝配車間動力2000.30.71.026061.2照明50.81.0040小計2056461.288.55134.510機修車間動力1500.20.651.173035.1照明50.81.0040小計1553435.148.8774.311生活區(qū)照明3000.70.90.48210100.8232.94350.9總

28、計（380V側(cè)）動力2250994.9845.7照明352計入Kp=0.8Kq=0.850.74795.9721.521074.216322.4短路電流的計算1、 繪制計算電路圖1 三相短路計算圖2、 求K-1點的三相短路電流和短路容量（1） 計算短路電路中各元件的電抗及總電抗1） 電力系統(tǒng)的電抗0.22 2)架空線路的電抗 查表得 0.36 0.368 km=2.88 3)繪K-1點短路的等效電路 =0.22+2.88=3.1圖2 K-1點短路等效電路圖(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 1.96kA2) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 1.96kA3) 三相短

29、路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值 2.551.96kA=5kA 1.511.96kA=2.96kA 4) 三相短路容量 35.6MVA3、 求K-2點的短路電流和短路容量（1） 電力系統(tǒng)的電抗 3.2(2) 架空線路的電抗 (3) 電力變壓器的電抗查表得 =4.5 (4) 繪K-2點短路的等效電路圖3 K-2點短路等效電路圖(5) 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 19.7kA2) 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 19.7kA3) 三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值 1.8419.74kA=36.2kA 1.5119.74kA=21.5kA4）三相短路容

30、量 13.7MVA 以上計算結(jié)果綜合如表3所示表2 短路計算表短路計算點三 相 短 路 電 流 /kA三相短路容量/MVAK-11.961.961.9652.9635.6K-219.719.719.736.221.513.72.6無功功率補償 功率因數(shù)太低將會給配電系統(tǒng)帶來電能損耗增加，電壓損失增大和供電設(shè)備利用效率降低等不良影響。正是如此，要求電力用戶功率達(dá)到一定數(shù)值，低于此值時就必須進行補償，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3485-1998價企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則規(guī)定：“在企業(yè)最大負(fù)荷時的功率因數(shù)應(yīng)不低于0.9，凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的，應(yīng)該在負(fù)荷側(cè)合理裝置集中與就地?zé)o功補償設(shè)備”。 由表1可知，該廠2

31、20/380V側(cè)最大負(fù)荷是的功率因數(shù)只有0.74，本設(shè)計中上級要求功率因數(shù)COS0.9才可滿足要求，因此需要進行無功補償。暫取0.92，來計算220/380V側(cè)所需要無功功率補償容量： Qc=P30（tan1- tan2）=795.92tan(arc0.74)- tan(arc0.92)Kar=382.04 Kar取Qc=400 Kar BWF0.4-12-3型的電容器，其額定容量是14kvar，額定電容為280µF。因此無功補償后，變電所低壓側(cè)的計算負(fù)荷為： S30(2)= KVA=858 KVA取S30(2)=900 KVA變壓器的功率損耗為： PT= 0.015 S30(2)=

32、 12.88KWQT=0.06 S30(2)= 51.48Kvar變電所高壓側(cè)(10KV)計算負(fù)荷為：P30（1）=808.8KWQ30(1)=373.02KvarS30(1)= KVA=890.67KVA=890.67KVA/(×10)=51.42A無功率補償后，工廠的功率因數(shù)為： = 808.79 KW /890.66 KVA =0.91則工廠的功率因數(shù)為： = 0.91>=0.9 滿足規(guī)定（）要求參照圖1，選PGJ1型低壓自動補償，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用主屏1臺與輔屏4臺組合，總共容量為84Kvav。因此補償后主變?nèi)萘靠蛇x1000KVA。圖4補償電容電路

33、圖表3無功功率補償后的計算負(fù)荷表項 目cos計 算 負(fù) 荷P30/KWQ30/KarS30/KVAI30/A380V側(cè)補償前負(fù)荷0.74795.92721.521074.711632.03380V側(cè)無功補償容量-400380V側(cè)補償后負(fù)荷0.92795.92321.52858.411304.21主變壓器功率后損耗12.8851.510KV側(cè)負(fù)荷總計0.91808.8373.02890.6751.423 變電所位置和形式的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中心按功率矩法來確定。負(fù)荷中心的坐標(biāo)為:X= (285×1.7+347×2+166×3.6+285&

34、#215;5.4+24×5.6+356×5.8+430×6+49×8.6+205×9+155×9.7+300×0.6)/2602=4.2 Y=(285×2.8+347×4.9+166×6.7+285×2+24×3.6+356×5.1+430×6.7+49×2+205×3.6+155×6.8+300×7.4)/2602=5.1由計算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在6廠房（工具車間）的西南角。考慮到方便進出線及周圍環(huán)境情況，決

35、定在6號廠房（工具車間）的西側(cè)緊靠廠房修建工廠變電所，其型式為附設(shè)式。4 變壓器的選擇變壓器容量與臺數(shù)的確定變壓器臺數(shù)確定原則：1應(yīng)滿足用電負(fù)荷對可靠性的要求。在一二級負(fù)荷的變電所中，選擇兩臺主變壓器，當(dāng)在技術(shù)，經(jīng)濟上比較合理時，也可以多于兩臺。2對季節(jié)性負(fù)荷變化較大的宜采用經(jīng)濟運行方式的變電所，技術(shù)經(jīng)濟合理時可選擇兩臺主變壓器。3三級負(fù)荷一般選擇一臺主變壓器，負(fù)荷較大時，也可選擇兩臺主變。 根據(jù)工廠只有三個廠房為二級負(fù)荷,其他均為三級負(fù)荷;還有按經(jīng)濟指標(biāo),因此決定采用裝設(shè)一臺主變壓器,型式采用S9裝設(shè)一臺主變方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變方案。容量為： SN.T=1000KVA>=900KVA

36、即選一臺S9-1000/10型低損耗配電變壓器工廠二級負(fù)荷的設(shè)用電源，由與鄰近單位相連的高壓聯(lián)絡(luò)線取得（因為二級負(fù)荷達(dá)343.66KVA，380/220V側(cè)電流達(dá)522.17A，距離又較長，因此不能采用低壓聯(lián)絡(luò)線作備用電源）。 表5 主變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)型號臺數(shù)額定容量KV.A額定電壓聯(lián)結(jié)組別號損耗/W空載電流(%)阻抗電壓(%)高壓低壓空載負(fù)載S9-1000/101100010.50.4Yyn01700103000.74.55 變電所主接線方案的設(shè)計5.1 對變電所主接線的一般要求變電所主接線要求安全，可靠，靈活，經(jīng)濟。主要有以下一些原則：1 在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必

37、須安裝高壓隔離開關(guān)。2 在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開關(guān)。3 在裝設(shè)高壓熔斷器-負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。4 變配電所高壓母線上及架空線末端，必須裝設(shè)避雷器，裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)，線路上避雷器前不必裝設(shè)隔離開關(guān)。5 變電所的主接線方案，必須與其負(fù)荷類型相適應(yīng)，對于一級負(fù)荷，應(yīng)由兩個電源供電，對二級負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或者一回專用架空線路供電。6 接于公共干線上的變配電所電源進線首端，應(yīng)裝設(shè)帶有短路保護的開關(guān)設(shè)備。7 對一般的生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜由工廠總變配電所采用放射式高壓配電，以確保供電可靠性，但對輔助生產(chǎn)區(qū)的變電所

38、，可采用樹干式配電。8 變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低壓斷路器，當(dāng)有繼電保護或自動切換電源要求時，低壓側(cè)總開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。9 兩路電源進線，裝有兩臺主變壓器的變電所，當(dāng)兩路電源同時供電時，兩臺主變壓器一般分列運行，當(dāng)只有一路電源供電，另一路電源備用時，則兩臺主變壓器并聯(lián)運行。10 需帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或者高壓負(fù)荷開關(guān)。5.2 變電所主接線方案當(dāng)單電源進線一臺變壓器時，主接線采用一次側(cè)線路-變壓器組，二次側(cè)單母線不分段接線，這種主接線經(jīng)濟簡單，可靠性不高，適用于三級負(fù)荷情況.主接線圖如下: 圖5主接線方案圖6 電氣設(shè)備的選擇6.1電氣設(shè)備

39、選擇的一般原則 供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備是在一定的電壓，電流，頻率和工作環(huán)境條件下工作的，電氣設(shè)備的選擇，除了應(yīng)滿足在正常工作時能安全可靠運行之外，還應(yīng)滿足在短路故障時不至損壞的條件，開關(guān)電器還必須具有足夠的斷流能力，并適應(yīng)所處位置，環(huán)境溫度，海拔高度，以及防塵，防腐，防火，防爆等環(huán)境條件。電氣設(shè)備選擇應(yīng)遵循以下三個原則：1 按工作環(huán)境及正常工作條件選擇電氣設(shè)備；2 按短路條件校驗電氣設(shè)備的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度； 動穩(wěn)定校驗 或 式（7.1） 式中， 為電氣設(shè)備的極限通過電流峰值； 為短路后第一個周期的短路電流最大值； 為電氣設(shè)備的極限通過電流有效值； 為短路后第一個周期的短路電流有效值。 熱穩(wěn)定

40、校驗 式（7.2） 式中，為電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流；t為熱穩(wěn)定時間。3 開關(guān)電器斷流能力校驗。 高壓設(shè)備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運行方便，投資經(jīng)濟合理。高壓刀開關(guān)柜的選擇應(yīng)滿足變電所一次電路圖的要求，并各方案經(jīng)濟比較優(yōu)選出開關(guān)柜型號及一次結(jié)線方案編號，同時確定其中所有一次設(shè)備的型號規(guī)格。工廠變電所高壓開關(guān)柜母線宜采用LMY型硬母線6.2高壓設(shè)備的選擇與校驗6.2.1 高壓熔斷器的選擇與校驗查表取 =10KV，=0.5A，=50KA> =1.96KA 因此選擇RN2-10型高壓熔斷器。6.2.2高壓斷路器的選擇與校驗本設(shè)計中

41、，為戶內(nèi)變電所，故選擇戶內(nèi)少油斷路器，由設(shè)計數(shù)據(jù)可知，變壓器10/0.4kV，1000kVA，線路計算電流50.42A，三相最大短路電流為1.96kA，沖擊短路電流為5.0kA，三相短路容量為35.7MVA，試初步選擇SN10-10I型斷路器來進行校驗。因此選擇SN10-10I/630-300型高壓戶內(nèi)少油斷路器。表6高壓路器選擇校驗表序號裝設(shè)地點的電氣條件SN10-10I/630型斷路器項目數(shù) 據(jù)項目數(shù)據(jù)結(jié)論110KV10KV合格250.42A630A合格31.96KA16KA合格45.0KA40KA合格57.3512合格6.2.3高壓隔離開關(guān)的選擇與校驗 由于隔離開關(guān)主要是用于隔離而不是分

42、斷正常負(fù)荷電流和短路電流，因此，只需要選擇其額定電壓和額定電流，校驗動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。由以上計算數(shù)據(jù)可選擇GN6-10T/200高壓隔離開關(guān)。選擇計算結(jié)果列于表7.2中。表7高壓隔離開關(guān)選擇校驗表序號GN6-10T/600選擇要求裝設(shè)地點電氣條件結(jié)論項目數(shù)據(jù)項目數(shù)據(jù)110Kv10kV合格2200A51.42A合格325.5kA5.0A合格45007.3合格6.2.4高壓電流互感器的選擇與校驗電流互感器用于計量和保護。一般情況下，計量用的電流互感器變比的選擇應(yīng)使其一次額定電流不小于線路中的計算電流。動穩(wěn)定校驗 式（7.3）熱穩(wěn)定校驗 式（7.4）因此，額定電壓=10.5KV，計算電流=57.7

43、A，選擇變比為100/5A的LQJ-10型電流互感器，=225，=90，t=1s，0.5級二次繞組的=0.4。1 準(zhǔn)確度校驗 = =滿足準(zhǔn)確度要求。2 動穩(wěn)定校驗 滿足動穩(wěn)定要求。3 熱穩(wěn)定校驗滿足熱穩(wěn)定要求。所以選擇LQJ-10 100/5A型電流互感器滿足要求。 6.2.5高壓電壓互感器的選擇與校驗電壓互感器只用做保護用。只需選擇互感器的電壓等級、準(zhǔn)確度等級等條件進行選擇。由于他的一、二次側(cè)都有熔斷器保護，故不需要進行短路穩(wěn)定度的校驗。1 準(zhǔn)確度校驗 = =故滿足準(zhǔn)確度要求。2 電壓等級選擇 由于該電壓互感器用做該變電所高壓側(cè)的保護用，所以選擇10KV電壓等級的JDZJ-10型電壓互感器。

44、6.3低壓設(shè)備的選擇與校驗低壓一次設(shè)備的選擇，與高壓一次設(shè)備的選擇一樣，必須滿足在正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運行維修方便，投資經(jīng)濟合理。其中低壓刀開關(guān)、低壓負(fù)荷開關(guān)及低壓斷路器的動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度一般不需要校驗。6.3.1低壓斷路器的選擇與校驗 本設(shè)計中，為戶內(nèi)變電所，故選擇戶內(nèi)少油斷路器，由設(shè)計數(shù)據(jù)可知，變壓器10/0.4kV，1000kVA，線路計算電流1320A，三相最大短路電流為19.7kA，沖擊短路電流為36.2kA，試初步選擇DW-15-1500型斷路器來進行校驗。因此選擇DW15-1500/3型低壓戶內(nèi)少油斷路器。表8低壓斷路器選擇校驗表序號裝

45、設(shè)地點的電氣條件選擇要求DW15-1500/3型斷路器項目數(shù) 據(jù)項目數(shù)據(jù)1380V380V21320A1500A319.7KA40KA6.3.2低壓刀開關(guān)的選擇與校驗 低壓刀開關(guān)的類型很多。按本設(shè)計的要求可以選擇不帶滅弧裝置的低壓熔斷式刀開關(guān)做隔離開關(guān)使用。它是一種由低壓刀開關(guān)和低壓熔斷器組合的開關(guān)電器。刀熔開關(guān)具有刀開關(guān)和熔斷器的雙重功能。采用這種組合型開關(guān)電器，可以簡化配電裝置結(jié)構(gòu)，經(jīng)濟實用，因此被廣泛的用在低壓配電屏上。 由以上計算數(shù)據(jù)可以選用HD13-1500/306.3.3低壓電流互感器的選擇 裝設(shè)電流互感器應(yīng)按裝設(shè)地點的條件及額定電壓、一次電流、二次電流（一般為5A）、準(zhǔn)確度級等條件進行選擇，并校驗其動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。動穩(wěn)定校驗 式（7.5）熱穩(wěn)定校驗 式（7.6）因此，額定電壓為0.38kV，計算電流=132