電力工程課程設(shè)計(jì)--工廠供電設(shè)計(jì)

1、<p>　　第一章 工廠供電設(shè)計(jì)的基本知識(shí)</p><p>　　1.1 工廠供電的含義和要求</p><p>　　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。</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，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)

2、量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(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，

3、有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化。從另一方面來說，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>　　工廠供

4、電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)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：</p><p>　?。?）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。</p><p>　　（2）可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。</p><p>　?。?）優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求</p>&l

5、t;p>　?。?）經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。</p><p>　　此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)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(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。</p><p>　　1.2 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則</p><p>　　按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-95 《供

6、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50053-94 《10kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50054-95 《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則：</p><p>　?。?）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策</p><p>　　必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)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(jì)政策。</p><p>　　（2）安全可靠、先進(jìn)合理&

7、lt;/p><p>　　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。</p><p>　?。?）近期為主、考慮發(fā)展</p><p>　　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。</p><p>　　（4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌

8、兼顧</p><p>　　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。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)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(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。</p><p>　　1.3 工廠負(fù)荷性質(zhì)</p><p>　　按GB50052-5《供配電系

9、統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，根據(jù)電力系統(tǒng)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響程度，電力負(fù)荷分為以下三級(jí)：</p><p>　　一級(jí)負(fù)荷 中斷供電將造成人身傷亡；中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)。例如：重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)等；中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作。例如：重要交通樞紐、重要

10、通信樞紐、重要賓館、大型體育場(chǎng)館、經(jīng)常用于國(guó)際活動(dòng)的大量人員集中的公共場(chǎng)所等用電單位中的重要電力負(fù)荷。在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(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)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。 </p><p>　　二級(jí)負(fù)荷 中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)。例如：主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。 中斷供電將影響重要用電單

11、位的正常工作。例如：交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負(fù)荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場(chǎng)等較多人員集中的重要的公共場(chǎng)所秩序混亂。 </p><p>　　三級(jí)負(fù)荷 不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者應(yīng)為三級(jí)負(fù)荷。 </p><p>　　對(duì)一級(jí)負(fù)荷一律應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。 二級(jí)負(fù)荷較重要的電力負(fù)荷對(duì)該類負(fù)荷供電的中斷，將造成工農(nóng)業(yè)大量減產(chǎn)、工礦交通運(yùn)輸停頓、生產(chǎn)率下降以及市人民正常生活和

12、業(yè)務(wù)活動(dòng)遭受重大影響等。一般大型工廠企業(yè)、科研院校等都屬于二級(jí)負(fù)荷。 </p><p>　　1.4 工廠供配電系統(tǒng)</p><p>　　工廠供配電系統(tǒng)由總降壓變電所、高壓配電線路、車間變電所、低壓配電線路及用電設(shè)備組成。 </p><p>　　1.4.1 總降壓變電所</p><p>　　總降壓變電所負(fù)責(zé)將35～110kV的外部供電電壓變換為

13、6～10kV的廠區(qū)高壓配電電壓，給廠區(qū)各車間變電所或高壓電動(dòng)機(jī)供電。 </p><p>　　1.4.2 車間變電所</p><p>　　車間變電所將6～10kV的電壓降為380/220V，再通過車間低壓配電線路，給車間用電設(shè)備供電。 </p><p>　　1.4.3 配電線路</p><p>　　配電線路分為廠區(qū)高壓配電線路和車間低壓配電線路

14、。 </p><p>　　圖1.1 大中型工廠供電系統(tǒng)主接線示意圖</p><p><b>　　1.5 供電半徑</b></p><p>　　供電半徑就是從電源點(diǎn)開始到其供電的最遠(yuǎn)的負(fù)荷點(diǎn)之間的線路的距離，供電半徑指供電線路物理距離，而不是空間距離。 </p><p>　　低壓供電半徑指從配電變壓器到最遠(yuǎn)負(fù)荷點(diǎn)的線路的

15、距離，而不是空間距離。 </p><p>　　城區(qū)中壓線路供電半徑不宜大于3公里，近郊不宜大于6公里。因電網(wǎng)條件不能滿足供電半徑要求時(shí)，應(yīng)采取保證客戶端電壓質(zhì)量的技術(shù)措施。 0.4千伏線路供電半徑在市區(qū)不宜大于300米。近郊地區(qū)不宜大于500米。接戶線長(zhǎng)度不宜超過20米，不能滿足時(shí)應(yīng)采取保證客戶端電壓質(zhì)量的技術(shù)措施。 </p><p>　　供電半徑是電氣豎井設(shè)置的位置及數(shù)量最重要的參數(shù)。2

16、50米為低壓的供電半徑,考慮50米的室內(nèi)配電線路,取200米為低壓的供電半徑,當(dāng)超過250米時(shí),每100米加大一級(jí)電纜。低壓配電半徑200米左右指的是變電所（二次為380伏）的供電半徑，樓內(nèi)豎井一般以800平方左右設(shè)一個(gè)，末端箱的配電半徑一般30~50米。 </p><p>　　供電半徑取決于以下2個(gè)因素的影響： </p><p>　?。?）電壓等級(jí)（電壓等級(jí)越高，供電半徑相對(duì)較大） &l

17、t;/p><p>　?。?）用戶終端密集度（即：電力負(fù)載越多，供電半徑越小） </p><p>　　同種電壓等級(jí)輸電中，電壓跌落情況小，那么供電半徑就大。 </p><p>　　相比較來說：在同能負(fù)載情況下，10kV的供電半徑要比6kV的供電半徑大。 </p><p>　　在統(tǒng)一電壓等級(jí)下，城市或工業(yè)區(qū)的供電半徑要比郊區(qū)的供電半徑小。 </

18、p><p>　　三相供電時(shí)，銅線和鋁線的最大合理供電半徑計(jì)算公式（J為經(jīng)濟(jì)電流密度）： </p><p>　　Lst=1.79×85×11.65/j=1773/jm （1-1）</p><p>　　Lsl=1.79×50×11.65/j=1042/jm （1-

19、2）</p><p>　　銅線和鋁線最大合理供電半徑計(jì)算公式如下。 </p><p>　　Ldt=4.55×14×13.91/j=885/jm （1-3）</p><p>　　Ldl=4.55×8.3×13.91/j=525/jm （1-4）</p

20、><p>　　選定經(jīng)濟(jì)截面后，其最大合理供電半徑，三相都大于0.5km，單相基本為三四百米，因此單純規(guī)定不大于0.5km，對(duì)于三相來說是“精力過?！?，對(duì)單相來說則“力不從心”。</p><p><b>　　1.6 功率因數(shù)</b></p><p>　　功率因數(shù)是指電力網(wǎng)中線路的視在功率供給有功功率的消耗所占百分比.在電力網(wǎng)的運(yùn)行中,我們所希望的是功

21、率因數(shù)越大越好,若能做到這一點(diǎn),則電路中的視在功率大部分用來供給有功功率,以減少無功功率的消耗.用戶功率因數(shù)的高低,對(duì)于電力系統(tǒng)發(fā)、供用電設(shè)備的充分利用，有著顯著的影響。</p><p>　　影響功率因數(shù)的主要因素：功率因數(shù)的產(chǎn)生主要是因?yàn)榻涣饔秒娫O(shè)備在其工作過程中，除消耗有功功率外，還需要無功功率。當(dāng)有功功率P一定時(shí)，如減少無功功率Q，則功率因數(shù)便能提高。因此提高功率因數(shù)問題的實(shí)質(zhì)就是減少用電設(shè)備的無功功率需

22、要量。</p><p>　　異步電動(dòng)機(jī)和電力變壓器是耗用無功功率的主要設(shè)備：異步電動(dòng)機(jī)的定子與轉(zhuǎn)子間的氣隙是決定異步電動(dòng)機(jī)需要較多無功的主要因素。而異步電動(dòng)機(jī)所耗用的無功功率是由其空載時(shí)的無功功率和一定負(fù)載下無功功率增加值兩部分所組成。所以要改善異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)就要防止電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行并盡可能提高負(fù)載率。變壓器消耗無功的主要成份是它的空載無功功率，它和負(fù)載率的大小無關(guān)。</p><p>

23、;　　第二章 工廠供電設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　2.1 變配電所設(shè)計(jì)</p><p>　　無論工廠總降壓變電所或車間變電所，設(shè)計(jì)的內(nèi)容都基本相同。工廠高雅配電所，則除了沒有主變壓器的選擇外，其余的設(shè)計(jì)內(nèi)容也與變電所設(shè)計(jì)基本相同。</p><p>　　變配電所的設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括：變配電所復(fù)核的計(jì)算和無功功率的補(bǔ)償，變配電所所址的選擇，變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、型式的

24、確定，變配電所主結(jié)線方案的選擇，進(jìn)出線的選擇，短路計(jì)算及開關(guān)設(shè)備的選擇，二次回路方案的確定及繼電保護(hù)的選擇與整定，防雷保護(hù)欲接地和接零的設(shè)計(jì)，變配電所電氣照明的設(shè)計(jì)等。最后需編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制變配電所主電路圖、平剖面圖、二次回路及其它施工圖紙。</p><p>　　2.2 配電線路的設(shè)計(jì)</p><p>　　廠區(qū)配電線路設(shè)計(jì)，包括廠區(qū)高壓供配電線路設(shè)計(jì)及車間

25、外部低壓配電線路設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)能容應(yīng)包括：配電線路路徑及線路結(jié)構(gòu)型式的確定，負(fù)荷的計(jì)算，導(dǎo)線或電纜及配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇，架空線路桿位的確定及電桿與絕緣子、金具的選擇，防雷保護(hù)與接地和接零的設(shè)計(jì)、最后需編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制廠區(qū)配電線路系統(tǒng)圖和平面圖、電桿總裝圖及其它施工圖紙。</p><p>　　車間配電線路設(shè)計(jì)，包括車間配電線路布線方案的確定、負(fù)荷的計(jì)算、線路導(dǎo)線及配電設(shè)備和保護(hù)

26、設(shè)備的選擇、線路敷設(shè)設(shè)計(jì)等。最后也需編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制車間配電線路系統(tǒng)圖、平面及其它施工圖紙。</p><p>　　2.3 電氣照明設(shè)計(jì)</p><p>　　工廠電氣照明設(shè)計(jì)，包括廠區(qū)室外照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)和車間（建筑）內(nèi)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)。無論是廠區(qū)室外照明設(shè)計(jì)還是車間內(nèi)照明設(shè)計(jì)，其內(nèi)容均應(yīng)包括：照明光源和燈具的選擇，燈具布置方案的確定和照度的計(jì)算，照明負(fù)荷計(jì)算及導(dǎo)線

27、的選擇，保護(hù)與控制設(shè)備的選擇等。最后編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概算，繪制照明系統(tǒng)圖，平面圖及其它施工圖紙。</p><p>　　第三章 設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p><b>　　3.1 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　要求根據(jù)本廠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

28、要求，確定變電所的位置和型式，確定變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量與類型，選擇變電所主接線方案及高低壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護(hù)，確定防雷和接地裝置。最后按要求寫出設(shè)計(jì)說明書，繪出設(shè)計(jì)圖紙。</p><p><b>　　3.2 設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　3.2.1 工廠總平面圖 </p><p>　　圖3.1 工

29、廠平面圖</p><p>　　3.2.2 工廠負(fù)荷情況 </p><p>　　本廠多數(shù)車間為兩班制，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。該廠除鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷外，其余均屬三級(jí)負(fù)荷。本廠的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料如表1所示。</p><p>　　表1 工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料</p><p>　　3.2.3 供電

30、電源情況 </p><p>　　按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽定的供用電協(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)線為等邊三角形排列，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500MVA。此斷路器配備有定時(shí)限過流保護(hù)和電流速斷保護(hù)，定時(shí)限過流保護(hù)整定的動(dòng)作時(shí)間為1.7s。為滿足工廠二級(jí)負(fù)荷要求，可

31、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>　?。?）氣象資料 </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-9℃，年最熱月平均最高氣溫為33℃，年最熱月平均氣溫為26℃，年最熱月地下0.8米處平均氣溫為25℃。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為2

32、0。</p><p>　?。?）地質(zhì)水文資料 </p><p>　　本廠所在地區(qū)平均海拔500m，地層以砂粘土為主，地下水位為2m。</p><p><b>　　（3）電費(fèi)制度 </b></p><p>　　本廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T達(dá)成協(xié)議，在工廠變電所高壓側(cè)計(jì)量電能，設(shè)專用計(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

33、壓器容量為18元/kVA，動(dòng)力電費(fèi)為0.9元/Kw.h，照明電費(fèi)為0.5元/Kw.h。工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9，此外，電力用戶需按新裝變壓器容量計(jì)算，一次性向供電部門交納供電貼費(fèi)：6~10VA為800/kVA。</p><p>　　第四章 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償</p><p><b>　　4.1 負(fù)荷計(jì)算</b></p><p&g

34、t;　　全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。考慮車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果。</p><p>　　4.2 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的</p><p>　　計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通

35、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)。</p><p>　　尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。</p><p>　　平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的

36、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。平均負(fù)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。</p><p>　　4.3 負(fù)荷計(jì)算的方法</p><p>　　負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。</p><p>　　4.3.1 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式<

37、/p><p>　　a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW） </p><p>　　,為系數(shù) （4-1）</p><p>　　b)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　c)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA）

38、</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　d)計(jì)算電流（單位為A） </p><p>　　,為用電設(shè)備的額定電壓（單位為KV） （4-4）</p><p>　　4.3.2多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式</p><p>　　a)有功計(jì)算負(fù)荷（單位為KW）&

39、lt;/p><p>　　= (4-5)</p><p>　　式中是所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和，是有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.85~0.95</p><p>　　b)無功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）</p><p>　　= (4-6)</p><

40、p>　　是所有設(shè)備無功之和；是無功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，可取0.9~0.97</p><p>　　c)視在計(jì)算負(fù)荷（單位為kvA）</p><p>　　= (4-7)</p><p>　　d)計(jì)算電流（單位為A） = (4-8)</p><p>

41、;　　經(jīng)過計(jì)算，得到各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表，如表2所示（額定電壓取380V）</p><p>　　表2各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷計(jì)算表</p><p>　　4.4 無功功率補(bǔ)償 </p><p>　　無功功率的人工補(bǔ)償裝置：主要有同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種。由于并聯(lián)電抗器具有安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電抗器在供電系統(tǒng)

42、中應(yīng)用最為普遍。</p><p>　　由表2可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.75。而供電部門要求該廠10KV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于0.9?？紤]到主變壓器的無功損耗元大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)應(yīng)稍大于0.9，暫取0.92來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量：</p><p>　　=(tan - tan)=812.2[tan(arccos0.75)

43、- tan(arccos0.92) ] = 370.30 kvar</p><p>　　參照?qǐng)D4.1，選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償評(píng)屏，并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型，采用其方案1（主屏）1臺(tái)與方案3（輔屏）4臺(tái)相結(jié)合，總共容量為84kvar5=420kvar。補(bǔ)償前后，變壓器低壓側(cè)的有功計(jì)算負(fù)荷基本不變，而無功計(jì)算負(fù)荷:</p><p>　　=（697.3-504）kvar=193.3

44、kvar</p><p>　　視在功率: =868.5 Kva (4-9)</p><p>　　電流： =1320 A</p><p>　　功率因數(shù)提高為： =0.935。 </p><p>　　在無功補(bǔ)償前，該變電所主變壓器T的容量為應(yīng)選為1250kVA,才

45、能滿足負(fù)荷用電的需要；而采取無功補(bǔ)償后，主變壓器T的容量選為1000kVA的就足夠了。同時(shí)由于計(jì)算電流的減少，使補(bǔ)償點(diǎn)在供電系統(tǒng)中各元件上的功率損耗也相應(yīng)減小，因此無功補(bǔ)償?shù)慕?jīng)濟(jì)效益十分可觀。因此無功補(bǔ)償后工廠380V側(cè)和10kV側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表3所示：</p><p>　　圖4.1 PGJ1型低壓無功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏的接線方案</p><p>　　表3無功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算負(fù)荷<

46、;/p><p>　　第五章 工廠供電設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　5.1 變配電所設(shè)計(jì)</p><p>　　無論工廠總降壓變電所或車間變電所，設(shè)計(jì)的內(nèi)容都基本相同。工廠高雅配電所，則除了沒有主變壓器的選擇外，其余的設(shè)計(jì)內(nèi)容也與變電所設(shè)計(jì)基本相同。</p><p>　　變配電所的設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括：變配電所復(fù)核的計(jì)算和無功功率的補(bǔ)償，變配電所所址的選擇

47、，變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量、型式的確定，變配電所主結(jié)線方案的選擇，進(jìn)出線的選擇，短路計(jì)算及開關(guān)設(shè)備的選擇，二次回路方案的確定及繼電保護(hù)的選擇與整定，防雷保護(hù)欲接地和接零的設(shè)計(jì)，變配電所電氣照明的設(shè)計(jì)等。最后需編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制變配電所主電路圖、平剖面圖、二次回路及其它施工圖紙。</p><p>　　5.2 配電線路的設(shè)計(jì)</p><p>　　工廠配電線路設(shè)計(jì)

48、分廠區(qū)配電線路設(shè)計(jì)和車間配電線路設(shè)計(jì)。</p><p>　　廠區(qū)配電線路設(shè)計(jì)，包括廠區(qū)高壓供配電線路設(shè)計(jì)及車間外部低壓配電線路設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)能容應(yīng)包括：配電線路路徑及線路結(jié)構(gòu)型式的確定，負(fù)荷的計(jì)算，導(dǎo)線或電纜及配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇，架空線路桿位的確定及電桿與絕緣子、金具的選擇，防雷保護(hù)與接地和接零的設(shè)計(jì)、最后需編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制廠區(qū)配電線路系統(tǒng)圖和平面圖、電桿總裝圖及其它施工圖紙

49、。</p><p>　　車間配電線路設(shè)計(jì)，包括車間配電線路布線方案的確定、負(fù)荷的計(jì)算、線路導(dǎo)線及配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇、線路敷設(shè)設(shè)計(jì)等。最后也需編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制車間配電線路系統(tǒng)圖、平面及其它施工圖紙。</p><p>　　5.3 電氣照明設(shè)計(jì)</p><p>　　工廠電氣照明設(shè)計(jì)，包括廠區(qū)室外照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)和車間（建筑）內(nèi)照明系統(tǒng)設(shè)

50、計(jì)。無論是廠區(qū)室外照明設(shè)計(jì)還是車間內(nèi)照明設(shè)計(jì)，其內(nèi)容均應(yīng)包括：照明光源和燈具的選擇，燈具布置方案的確定和照度的計(jì)算，照明負(fù)荷計(jì)算及導(dǎo)線的選擇，保護(hù)與控制設(shè)備的選擇等。最后編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概算，繪制照明系統(tǒng)圖，平面圖及其它施工圖紙。</p><p>　　第六章．變電所位置和型式的選擇</p><p>　　根據(jù)變配電所位置選擇一般原則：</p><p>

51、;　?。?） 盡量靠近負(fù)荷中心；</p><p>　　(2) 進(jìn)出線方便；</p><p>　　(3) 靠近電源側(cè)；</p><p>　　(4) 設(shè)備運(yùn)輸方便；</p><p>　　(5) 不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動(dòng)或高溫的場(chǎng)所；</p><p>　　(6) 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所；</p&

52、gt;<p>　　(7) 不宜設(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；</p><p>　　(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)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方；</p><p>　　(9) 不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)較洼和可能積水的場(chǎng)所。</p><p><b>　　變壓器的選擇</b>

53、;</p><p>　　變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器：（1） 有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷；（2） 季節(jié)性負(fù)荷變化較大；</p><p>　?。?） 集中負(fù)荷較大。</p><p>　　裝有兩臺(tái)及以上變壓器的變電所，當(dāng)其中任一臺(tái)變壓器斷開時(shí)，其余變壓器的容量應(yīng)滿足一級(jí)負(fù)荷及二級(jí)負(fù)荷的用電。</p&g

54、t;<p>　　變電所中單臺(tái)變壓器（低壓為0.4kV）的容量不宜大于1250kVA。當(dāng)用電設(shè)備容量較大、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)，可選用較大容量的變壓器。</p><p>　　在一般情況下，動(dòng)力和照明宜共用變壓器。當(dāng)屬下列情況之一時(shí)，可設(shè)專用變壓器：（1） 當(dāng)照明負(fù)荷較大或動(dòng)力和照明采用共用變壓器嚴(yán)重影響照明質(zhì)量及燈泡壽命時(shí)，可設(shè)照明專用變壓器；（2） 單臺(tái)單相負(fù)荷較大時(shí)，宜設(shè)單相變壓器；（3

55、） 沖擊性負(fù)荷較大，嚴(yán)重影響電能質(zhì)量時(shí)，可設(shè)沖擊負(fù)荷專用變壓器。</p><p>　?。?） 在電源系統(tǒng)不接地或經(jīng)阻抗接地，電氣裝置外露導(dǎo)電體就地接地系統(tǒng)（IT系統(tǒng)）的低壓電網(wǎng)中，照明負(fù)荷應(yīng)設(shè)專用變壓器。</p><p>　　多層或高層主體建筑內(nèi)變電所，宜選用不燃或難燃型變壓器。</p><p>　　在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場(chǎng)所，應(yīng)選用防塵

56、型或防腐型變壓器。</p><p>　　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)荷功率矩法來確定。在工廠平面圖的下邊和左側(cè)，分別作一直角坐標(biāo)的軸和軸，然后測(cè)出各車間（建筑）和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置，、、分別代表廠房1、2、3...10號(hào)的功率，設(shè)定（2.5，5.6）、（3.6，3.6）、（5.7，1.5）、（4，6.6）、（6.2，6.6）、（6.2，5.2）、（6.2，3.5）、（8.8，6.6

57、）、（8.8，5.2）、（8.8，3.5），并設(shè)（1.2，1.2）為生活區(qū)的中心負(fù)荷，如圖3-1所示。而工廠的負(fù)荷中心假設(shè)在P(,),其中P=+++=。因此仿照《力學(xué)》中計(jì)算中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)：</p><p><b>　　（6-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>

58、　　把各車間的坐標(biāo)代入（6-1）、（6-2），得到=4.14，=3.97 。由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在4號(hào)廠房（工具車間）的東北角?？紤]到周圍環(huán)境及進(jìn)出線方便，決定在4號(hào)廠房的東側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所，器型式為附設(shè)式。</p><p>　　圖6.1 按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心</p><p>　　第七章 變電所主變壓器及主接線方案的選擇</p><p>

59、;　　7.1 設(shè)計(jì)原則和要求</p><p><b>　　安全性</b></p><p>　　(1)在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。</p><p>　　(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)。 </p><p>　　(3)在裝設(shè)高壓熔斷器的-負(fù)荷開關(guān)的出線

60、柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。</p><p>　　(4)交配電所高壓母線上及架空線路末端，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)。接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)。</p><p><b>　　可靠性</b></p><p>　　(1)變配電所的主接線方案，必須與其負(fù)荷級(jí)別相適應(yīng)。對(duì)一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)

61、電源供電。對(duì)二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或一回6KV以上專用架空線或電纜線供電；其中采用電纜供電時(shí)，應(yīng)采用兩根電纜并聯(lián)供電，且每根電纜應(yīng)能承受100%的二級(jí)負(fù)荷。</p><p>　　(2)變配電所的非專用電源進(jìn)線側(cè)，應(yīng)裝設(shè)帶保護(hù)短路的斷路器或負(fù)荷開關(guān)-熔斷器。</p><p>　　(3)對(duì)一般生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜由工廠總變電所采用放射式的高壓配電，以確保供電可靠性，但對(duì)輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)的變電

62、所，可采用樹干式配電。</p><p>　　(4)變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低壓熔斷器。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)為單母線分段，且有自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓總開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)，均應(yīng)采用低壓熔斷器。</p><p><b>　　靈活性</b></p><p>　　(1)變配電所的高低壓母線，一般采勇單母線或單母線分段接線方式。</p><

63、;p>　　(2)35KV及以上電源進(jìn)線為雙回路時(shí)，宜采用橋式接線和線路-變壓器。</p><p>　　(3)變配電所的主接線方案應(yīng)與主變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求相適應(yīng)。</p><p><b>　　經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　(1)變配電所的主接線在滿足運(yùn)行要求的前提下應(yīng)力求簡(jiǎn)單。</p><p>　　(2)中小

64、型工廠變電所，一般可采用高壓少油斷路器。</p><p>　　(3)工廠的電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)專用的計(jì)量柜，其中的電流、電壓互感器只供計(jì)費(fèi)的電能表用。</p><p>　　變電站主接線的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、負(fù)荷性質(zhì)、出線回路數(shù)等條件和具體情況確定。</p><p>　　通常變電站主接線的高壓側(cè)，應(yīng)盡可能采用短路器數(shù)目教少的接線，以節(jié)省投資，隨出線數(shù)目

65、的不同，可采用橋形、單母線、雙母線及角形接線等。如果變電站電壓為超高壓等級(jí)，又是重要的樞紐變電站，宜采用雙母線帶旁母接線或采用一臺(tái)半斷路器接線。變電站的低壓側(cè)常采用單母分段接線或雙母線接線，以便于擴(kuò)建。6~10KV饋線應(yīng)選輕型斷路器，如SN10型少油斷路器或ZN13型真空斷路器；若不能滿足開斷電流及動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求時(shí)，應(yīng)采用限流措施。在變電站中最簡(jiǎn)單的限制短路電流的方法，是使變壓器低壓側(cè)分列運(yùn)行；若分列運(yùn)行仍不能滿足要求，則可裝設(shè)分列

66、電抗器，一般盡可能不裝限流效果較小的母線電抗器。故綜合從以下幾個(gè)方面考慮：</p><p>　　(1) 斷路器檢修時(shí)，是否影響連續(xù)供電；</p><p>　　(2) 線路能否滿足Ⅰ,Ⅱ類負(fù)荷對(duì)供電的要求；</p><p>　　(3) 大型機(jī)組突然停電對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與產(chǎn)生的后果等因素。</p><p><b>　　主接線方案

67、的擬定：</b></p><p>　　對(duì)本變電所原始材料進(jìn)行分析，結(jié)合對(duì)電氣主接線的可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮。在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)，供電可靠，經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。此主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)各種運(yùn)行方式的變化，且在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便、調(diào)度靈活、檢修安全、擴(kuò)建發(fā)展方便。</p><p>　　7.2 變壓器的選擇&l

68、t;/p><p>　　為保證供電的可靠性，避免一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)影響供電，變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，但一般不超過兩臺(tái)變壓器。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的是線變阻，選擇按備用要求，每臺(tái)按變壓器的最大負(fù)荷選擇。正常情況下兩臺(tái)變壓器都參加工作，這時(shí)，每臺(tái)變壓器均承受50%最大負(fù)荷，這種備用及能滿足正常工作時(shí)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的

69、要求，又能在故障情況下承擔(dān)全部負(fù)荷，是比較合理的備用方式。</p><p>　　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：</p><p>　　a)裝設(shè)一臺(tái)變壓器型號(hào)為S9型，而容量根據(jù)式=900，為主變壓器容量，為總的計(jì)算負(fù)荷。選=1000 KVA>，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

70、相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。</p><p>　　b)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器型號(hào)為S9型，即：</p><p>　　898.9 KVA=（540~630）KVA</p><p>　　因此選兩臺(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)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為Yyn0 。</p><p>　　7.

71、3 變電所主接線方案的選擇 </p><p>　　變電所的接線應(yīng)從安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)出發(fā)。本次設(shè)計(jì)工廠35KV總降變電所，地位較為重要，應(yīng)盡量保證供電的可靠性，又由于是總降變電所，從經(jīng)濟(jì)性來考慮主接線不宜復(fù)雜。</p><p>　　(1)只裝有一臺(tái)主變壓器的總降變電所主接線</p><p>　　通常采用一次側(cè)無母線、二次側(cè)為單母線的主接線。一次側(cè)采用斷路器為主

72、開關(guān)。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但供電可靠性不高，只適用于三級(jí)負(fù)荷。</p><p>　　(2) 一次側(cè)為內(nèi)橋式接線的總降變電所主接線</p><p>　　這種主接線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長(zhǎng)而主變壓器不須經(jīng)常切換的總降壓變電所。</p><p>　　(3) 一次側(cè)為外橋式接線的總降變電所主接線</p>

73、<p>　　這種主接線也適用于一、二級(jí)負(fù)荷。這種外橋式接線多用于電源線路不長(zhǎng)而主變壓器需經(jīng)常切換以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的總降壓變電所。</p><p>　　(4) 一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線</p><p>　　這種主接線兼有上述內(nèi)橋式和外橋式兩種接線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，投資較大?？晒┮弧⒍?jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的情況。<

74、/p><p>　　(5) 一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主接線</p><p>　　采用雙母線接線較之采用單母線接線，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大提高，從而大大增加了初投資，所以雙母線接線在企業(yè)中少用，主要用于電力系統(tǒng)中。</p><p>　　綜合上述的主接線方案的比較,一次側(cè)選用線路—變壓器組接線方式,即采用兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行,二次側(cè)采用單母

75、分段接線方式。</p><p>　　按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計(jì)下列兩種主接線方案：</p><p>　　裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案如圖7.1所示：</p><p>　　圖7.1 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案</p><p>　　裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案如圖7.2所示:</p><p>　　圖7.2

76、 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案</p><p>　　主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 </p><p>　　表4 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較</p><p>　　從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案遠(yuǎn)由于裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案。</p&g

77、t;<p>　　第八章 短路電流的計(jì)算</p><p>　　8.1 短路電流的概述</p><p>　　電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時(shí)通過的電流為短路電流。在工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮到正常工作狀態(tài)，而且還要考慮到發(fā)生故障所造成的不正常狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，破壞供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障一般最常見的是各種短路。所謂短路是指相與相之間的短接，或在中性

78、點(diǎn)接地系統(tǒng)中一相或幾相與大地相接（接地），以及三相四線制系統(tǒng)中相線與中線短接。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬安），電源的電壓完全降落在短路回路中。發(fā)生短路的主要原因是由于電力系統(tǒng)的絕緣被破壞。在大多數(shù)情況下，絕緣的破壞多數(shù)是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和未及時(shí)消除設(shè)備中的缺陷，以及設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)所，例如：過電壓、直接雷擊、絕緣材料的陳舊、絕緣配合不好、機(jī)械損壞等，運(yùn)行人員的錯(cuò)誤操作，如

79、帶負(fù)荷拉開隔離開關(guān)，或者檢修后未拆接地線就接通斷路器；在長(zhǎng)期過負(fù)荷元件中，由于電流過大，載流導(dǎo)體的溫度升高到不能容許的程度，使絕緣加速老化或破壞；在小接地電流系統(tǒng)中未及時(shí)或消除一相接地的不正常工作狀態(tài)，此時(shí)，其它兩相對(duì)地電壓升高倍，造成絕緣損壞；在某些化工廠或沿海地區(qū)空氣污穢，含有損壞絕</p><p>　　8.2 短路回路參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，首先需要計(jì)算

80、回路中各元件的阻抗。各元件阻抗的計(jì)算通常采用有名值和標(biāo)么值兩種計(jì)算方法。前一種計(jì)算方法主要適用于1KV以下低壓供電系統(tǒng)的網(wǎng)路中，后一種計(jì)算方法多用在企業(yè)高壓供電系統(tǒng)以及電力系統(tǒng)中。</p><p>　　8.2.1 標(biāo)么值法</p><p>　　標(biāo)么值一般又稱為相對(duì)值，是一個(gè)無單位的值，通常采用帶有*號(hào)的下標(biāo)以示區(qū)別，標(biāo)么值乘以100，即可得到用同一基準(zhǔn)值表示的百分值。在標(biāo)么值計(jì)算中。首先要

81、選定基準(zhǔn)值。雖然基準(zhǔn)值可以任意選取，但實(shí)際計(jì)算中往往要考慮計(jì)算的方便和所得到的標(biāo)么值清晰可見，如選取基值功率為100MVA和短路點(diǎn)所在網(wǎng)路的平均額定電壓為基準(zhǔn)電壓。尚須指出，在電路的計(jì)算中，各量基準(zhǔn)值之間必須服從電路的歐姆定律和功率方程式，也就是說在三相電路中，電流、電壓、阻抗、和功率這四個(gè)物理量的基準(zhǔn)值之間應(yīng)滿足下列關(guān)系：</p><p>　　表5 標(biāo)么值換算公式</p><p>

82、;　　表6 電力線路每相的單位長(zhǎng)度電抗平均值</p><p>　　繪制計(jì)算電路 </p><p>　　圖8.1 短路計(jì)算電路</p><p>　　8.2.3 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值</p><p>　　設(shè)基準(zhǔn)容量=100MVA，基準(zhǔn)電壓==1.05，為短路計(jì)算電壓，即高壓側(cè)=10.5kV，低壓側(cè)=0.4kV，則<

83、/p><p><b>　　（8-1）</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　8.2.4 計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值</p><p><b>　　電力系統(tǒng):</b></p><p>　　已知電力系統(tǒng)出口斷路器的斷

84、流容量=500MVA，故=100MVA/500MVA=0.2 （8-3）</p><p><b>　　架空線路:</b></p><p>　　查表得LGJ-150的線路電抗，而線路長(zhǎng)8km，故 （8-4）</p><p><b>　　電力變壓器:</b></p>&l

85、t;p>　　查表得變壓器的短路電壓百分值=4.5，故</p><p>　　=4.5 （8-5）</p><p>　　式中，為變壓器的額定容量</p><p>　　因此繪制短路計(jì)算等效電路如圖8.2所示:</p><p>　　圖8.2 短路計(jì)算等效電路</p><p>　　k-1點(diǎn)（10.5

86、kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算:</p><p><b>　　總電抗標(biāo)幺值:</b></p><p>　　=0.2+2.6=2.8 （8-6）</p><p>　　三相短路電流周期分量有效值:</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><

87、b>　　其他短路電流:</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　（8-10）</b></p><p><b>　　三相短路容量:</b></

88、p><p><b>　　（8-11）</b></p><p>　　k-2點(diǎn)（0.4kV側(cè)）的相關(guān)計(jì)算:</p><p><b>　　總電抗標(biāo)幺值:</b></p><p>　　=0.2+2.6+4.5=7.3 （8-12）</p><p>　　三相短路電流周期分

89、量有效值:</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p><b>　　其他短路電流:</b></p><p><b>　?。?-14）</b></p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>&

90、lt;b>　　（8-16）</b></p><p><b>　　三相短路容量:</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　以上短路計(jì)算結(jié)果綜合圖表7所示:</p><p>　　表6 短路計(jì)算結(jié)果</p><p>

91、;　　第九章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　9.1 10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　9.1.1 按工作電壓選則 </p><p>　　設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kV， =11.5kV，高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管

92、額定電壓=11.5kV，熔斷器額定電壓=12kV。</p><p>　　9.1.2 按工作電流選擇</p><p>　　設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流，即。</p><p>　　9.1.3按斷流能力選擇</p><p>　　設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對(duì)分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘?，?

93、lt;/p><p><b>　　或</b></p><p>　　對(duì)于分?jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負(fù)荷電流。</p><p>　　9.1.4 隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)</p><p>　　a)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件</p><p><b>　　或</b>&

94、lt;/p><p>　　、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值。</p><p>　　b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 （9-1）</p><p>　　對(duì)于上面的分析，如表8所示，由它可知所選一次設(shè)備均滿足要求。</p><p>　　表8 10

95、kV一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　9.2 380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　同樣，做出380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)，如表6-2所示，所選數(shù)據(jù)均滿足要求。</p><p>　　表9 380V一次側(cè)設(shè)備的選擇校驗(yàn)</p><p>　　9.3 高低壓母線的選擇</p><p>　　查表得到，1

96、0kV母線選LMY-3(404mm),即母線尺寸為40mm4mm;380V母線選LMY-3（12010）+806，即相母線尺寸為120mm10mm，而中性線母線尺寸為80mm6mm。</p><p>　　第十章 變壓所進(jìn)出線與鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇</p><p>　　10.1 10kV高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇</p><p>　　10.1.1 10kV高壓進(jìn)線

97、的選擇校驗(yàn)</p><p>　　采用LGJ型鋼芯鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV公用干線。</p><p>　　a).按發(fā)熱條件選擇由==57.7A及室外環(huán)境溫度33°，查表得，初選LGJ-35,其35°C時(shí)的=149A>,滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　b).校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度查表得，最小允許截面積=25，而LGJ-35滿足要求，故選它

98、。</p><p>　　由于此線路很短，故不需要校驗(yàn)電壓損耗。</p><p>　　10.1.2 由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn) </p><p>　　采用YJLV22-10000型交聯(lián)聚乙烯絕緣的四芯(加銅芯)電纜之間埋地敷設(shè)。</p><p>　　a)按發(fā)熱條件選擇由==57.7A及土壤環(huán)境25°，查表得

99、，初選纜線芯截面為25的交聯(lián)電纜，其=149A>,滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　b)校驗(yàn)熱路穩(wěn)定 按式 （10-1）</p><p>　　A為母線截面積，單位為；為滿足熱路穩(wěn)定條件的最大截面積，單位為；C為材料熱穩(wěn)定系數(shù)；為母線通過的三相短路穩(wěn)態(tài)電流，單位為A；短路發(fā)熱假想時(shí)間，單位為s。本電纜線中=1960，=0.5+0.2+0.0

100、5=0.75s，終端變電所保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為0.5s，斷路器斷路時(shí)間為0.2s，C=77，把這些數(shù)據(jù)代入公式中得<A=25。</p><p>　　因此JL22-10000-3 25電纜滿足要求。</p><p>　　10.2 380V低壓出線的選擇</p><p>　　10.2.1 鑄造車間</p><p>　　饋電給1號(hào)廠房（鑄造車間）

101、的線路采用VLV22-1000型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 </p><p>　　a）按發(fā)熱條件需選擇由=201A及地下0.8m土壤溫度為25℃，查表，初選纜芯截面120，其=212A>，滿足發(fā)熱條件。 </p><p>　　b）校驗(yàn)電壓損耗由圖所示的工廠平面圖量得變電所至1號(hào)廠房距離約為56m，而查表得到120的鋁芯電纜的=0.31 （按纜芯工作溫度75

102、6;計(jì)），=0.07，又1號(hào)廠房的=64.8kW, =70.2 kvar，故線路電壓損耗為</p><p><b>　?。?0-2）</b></p><p>　　ΔU%=3.68/380x100%=0.97%<=5% （10-3）</p><p>　　c）斷路熱穩(wěn)定度校驗(yàn)</p>

103、<p>　　不滿足短熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為240的電纜，即選VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜，中性線芯按不小于相線芯一半選擇，下同。</p><p>　　10.2.2 鍛壓車間</p><p>　　饋電給2號(hào)廠房（鍛壓車間）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。&l

104、t;/p><p>　　10.2.3 熱處理車間</p><p>　　饋電給3號(hào)廠房（熱處理車間）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。</p><p>　　10.2.4 電鍍車間</p><p>　　饋電給4號(hào)廠房（電鍍車間）的線路，亦采用VLV22-1000-3240+

105、1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。</p><p>　　10.2.5 倉(cāng)庫(kù)</p><p>　　饋電給5號(hào)廠房（倉(cāng)庫(kù)）的線路，由于倉(cāng)庫(kù)就在變電所旁邊，而且共一建筑物，因此采用聚氯乙烯絕緣鋁芯導(dǎo)線BLV-1000型5根（包括3根相線、1根N線、1根PE線）穿硬塑料管埋地敷設(shè)。</p><p>　　a）按發(fā)熱條件需選擇</p&g

106、t;<p>　　由=16.2A及環(huán)境溫度26，初選截面積4，其=19A>，滿足發(fā)熱條件。 </p><p>　　b）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表得，=2.5，因此上面所選的4的導(dǎo)線滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。</p><p>　　c) 所選穿管線估計(jì)長(zhǎng)50m，而查表得=0.85，=0.119，又倉(cāng)庫(kù)的=8.8kW, =6 kvar，因此</p><p><

107、;b>　　<=5% </b></p><p>　　故滿足允許電壓損耗的要求。</p><p>　　10.2.6 工具車間</p><p>　　饋電給6號(hào)廠房（工具車間）的線路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）</p><p><b>　　。

108、</b></p><p>　　10.2.7 金工車間</p><p>　　饋電給7號(hào)廠房（金工車間）的線路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。</p><p>　　10.2.8 鍋爐房</p><p>　　饋電給8號(hào)廠房（鍋爐房）的線路 亦采用VLV22-10

109、00-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。</p><p>　　10.2.9 裝配車間</p><p>　　饋電給9號(hào)廠房（裝配車間）的線路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。</p><p>　　10.2.10 機(jī)修車間</p><p&g

110、t;　　饋電給10號(hào)廠房（機(jī)修車間）的線路 亦采用VLV22-1000-3240+1120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)（方法同上，從略）。</p><p>　　10.2.11 生活區(qū)</p><p>　　饋電給生活區(qū)的線路 采用BLX-1000型鋁芯橡皮絕緣線架空敷設(shè)。</p><p>　　1）按發(fā)熱條件選擇 由I30=413A及室外環(huán)境溫度（年最熱月

111、平均氣溫）23℃，初選BLX-1000-1240，其23℃時(shí)Ial≈455A>I30,滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　2）效驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 查表可得，最小允許截面積Amin=10mm2，因此BLX-1000-1240滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。</p><p>　　3）校驗(yàn)電壓損耗 查工廠平面圖可得變電所至生活區(qū)的負(fù)荷中心距離150m左右，而查表得其阻抗值與BLX-1000-1240近似等

112、值的LJ-240的阻抗=0.14，=0.30（按線間幾何均距0.8m），又生活區(qū)的=245KW，=117.6 kvar，因此</p><p><b>　　>=5%</b></p><p>　　滿足允許電壓損耗要求。因此決定采用四回BLX-1000-1120的三相架空線路對(duì)生活區(qū)供電。PEN線均采用BLX-1000-175橡皮絕緣線。重新校驗(yàn)電壓損耗，完全合格。&

113、lt;/p><p>　　10.3 作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)</p><p>　　采用YJL22—10000型交聯(lián)聚氯乙烯絕緣的鋁心電纜，直接埋地敖設(shè)，與相距約2Km的臨近單位變配電所的10KY母線相連。</p><p>　　10.3.1 按發(fā)熱條件選擇 </p><p>　　最熱月土壤平均溫度為25℃。查表《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》，初選

114、纜心截面為25的交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁心電纜，其滿足要求。</p><p>　　10.3.2 校驗(yàn)電壓損耗 </p><p>　　由表《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》8-41可查得纜芯為25的鋁</p><p>　?。ɡ|芯溫度按80℃計(jì)），，而二級(jí)負(fù)荷的, =(64.8+79+35.8)KW=179.6KW, =(70.2+56.3+26.3)kvar=152.8kvar，線路長(zhǎng)

115、度按2km計(jì)，因此</p><p>　　ΔU =[179.6x(1.54x2)+152.8x(0.12x2)]/10kv=58.8v</p><p>　　ΔU%=(58.8V/10000V)x100%=0.59%<=5%</p><p>　　由此可見滿足要求電壓損耗5%的要求。</p><p>　　10.3.3 短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) <