1、中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書前言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(yīng)和分配，亦稱工廠配電。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)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。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小 （除電化工業(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

2、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。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。工廠供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：1） 安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中

3、，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2） 可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。3） 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4） 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。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。1.2工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 、GB50053-9410kv 及第1頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書以下設(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)

4、必須遵循以下原則：（ 1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；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。（ 2） 安全可靠、先進(jìn)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(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、考慮發(fā)展；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。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

5、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。負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償2.1 負(fù)荷計(jì)算 在負(fù)荷計(jì)算時(shí)， 采用需要系數(shù)法對(duì)各個(gè)車間進(jìn)行計(jì)算， 并將照明和動(dòng)力部分分開計(jì)算， 照明部分最后和宿舍區(qū)照明一起計(jì)算。 單組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算式 :有功計(jì)算負(fù)荷 PPe K d無功計(jì)算負(fù)荷 Q Ptan視在計(jì)算負(fù)荷 SP計(jì)算電流ScosI3U N運(yùn)用公式對(duì)各車間進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，結(jié)果如表2.1 所示。表 2.1機(jī)械廠負(fù)荷計(jì)算表編設(shè)備需要計(jì)算負(fù)荷號(hào)名稱類別容量系數(shù)cosP 30 kWQ30 k varS30 kVAI30 AP e kWK dtan1鑄造

6、動(dòng)力3700.40.651.177891.26車間照明80.91.006.40第2頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書小計(jì)2鍛壓動(dòng)力車間照明小計(jì)3金工動(dòng)力車間 照明小計(jì)4工具動(dòng)力車間 照明小計(jì)5電鍍 動(dòng)力車間 照明小計(jì)6熱處動(dòng)力理車照明間 小計(jì)7裝配動(dòng)力車間 照明小計(jì)8機(jī)修動(dòng)力車間 照明小計(jì)鍋爐 動(dòng)力房照明小計(jì)10倉庫動(dòng)力照明小計(jì)11生活照明區(qū)動(dòng)力總計(jì)照明（380V 側(cè)）計(jì)入 KK2.2 無功功率補(bǔ)償26884.491.26124.30188.853800.30.601.176474.8870.71.005.6032869.674.88102.23155.323900.30

7、.651.17111129.8760.91.005.60307116.6129.87174.51265.143600.350.651.17105122.8580.91.008.10309113.1122.85166.98253.702500.40.750.88156137.2890.91.005.60308161.6137.28212.04322.161700.40.750.887868.64100.91.005.4013683.468.64108.01164.101900.30.701.023939.7860.91.005.6013744.639.7859.7690.801700.20.70

8、1.174046.850.81.002.8016442.846.863.4296.36800.70.750.8862.454.9120.91.001.408063.854.9184.18127.90150.40.850.75107.520.81.000.702610.77.513.0719.863900.70.950.48272130.56301.71458.4020731062.6904.33400p =0.90.760.85956.34813.901410.211953.74q =0.9由表 2.1 可知，該廠 380V側(cè)最大負(fù)荷是的功率因數(shù)只有 0.76. 而供電部門要求該廠 10KV進(jìn)

9、線側(cè)最大負(fù)荷是功率因數(shù)不應(yīng)該低于 0.92 ?？紤]到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此 380V側(cè)最大負(fù)荷是功率因素應(yīng)稍大于 0.92 ，暫取 0.93 來計(jì)算 380V 側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量：第3頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書故選 PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏，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)相組合，總共容量 84kvar5=420kvar。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2.2 所示。表 2.2無功補(bǔ)償后工廠的計(jì)算的負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷項(xiàng) 目cosP 30 kWQ 30 k var

10、S30 kVAI30 A380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.76956.34813.901410.211953.74380V側(cè)無功補(bǔ)償容量-420380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.93956.34393.901034.281571.43主變壓器功率損耗11.684710kV 側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.92741.68317806.6746.572.3年耗電量的估算年有功電能消耗量及年無功電能耗電量可由下式計(jì)算得到：年有功電能消耗量：WpPT年無功電能耗電量：WqQ T結(jié)合本廠的情況， 年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)T 為 4800h，取年平均有功負(fù)荷系數(shù)0.72 ，年平均無功負(fù)荷系數(shù)0.78 。由此可得本廠：年有功耗電量：Wp0.729

11、60.53kW 4800h3.32106 kW h ；年無功耗電量：Wq0.78451.91k var 4800h1.69106 kW h 。變電所位置和型式的選擇變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心。 工廠的負(fù)荷中心按功率矩法來確定，計(jì)算公式為式（ 3.1 ）和（ 3.2 ）。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 . 即在工廠平面圖的下邊和左側(cè) , 任作一直角坐標(biāo)的 X軸和 Y 軸 , 測(cè)出各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置 , 例如 P1(x 1,y 1) 、P2(x 2,y 2) 、P3(x 3,y 3) 等. 而工廠的負(fù)荷中心設(shè)在 P(x,y),P

12、為 P1+P2+P3+ = Pi . 因此仿照力學(xué)中計(jì)算重心的力矩方程 , 可得負(fù)荷中心的坐標(biāo) :第4頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書P1x1P2 x2P3x3(Pixi )xPPP(3.1)Pi123P yP yP y(P y )1 12 23 3i iyPPP(3.2)P123i圖 3.1機(jī)械廠總平面圖按比例 K在工廠平面圖中測(cè)出各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置表3.1 所示表 3.1各車間和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置坐標(biāo)軸12345678910生活區(qū)X()1.31.33.53.54.26.66.66.66.69.40.7Y()5.33.75.33.71.86.44.83

13、.21.54.80.4由計(jì)算結(jié)果可知， x=3.3 y=3.7工廠的負(fù)荷中心在6 號(hào)廠房的西南角?？紤]的方便進(jìn)出線及周圍環(huán)境情況， 決定在 4 號(hào)廠房的西側(cè)緊靠廠房修建工廠變電所，其型式為附設(shè)式。第5頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書變電所主變壓器的選擇和主結(jié)線方案的選擇4.1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：（1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器型式采用 S9型，而容量根據(jù)式 SN.T S30，選 SN ,T 1000kVA S30 806.67kVA ，即選一臺(tái) S9-1000/10 型低損耗配電變壓器。至于工廠二級(jí)

14、負(fù)荷所需的備用電源， 考慮由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。（ 2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器型號(hào)亦采用 S9，而每臺(tái)變壓器容量按式y(tǒng)pi yi 和pi式 SN .TS30 1 2 選擇，即 SN ,T(0.6 0.7)806.67kVA(484 565.7)kVA。因此選兩臺(tái) S9630/10 型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源亦由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均采用Yyn0。4.2變壓器主接線方案的選擇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：1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案，如圖 4.1 所示2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案，如圖 4.2 所示第6頁共

15、22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書圖 4.1裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案圖 4.2裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主結(jié)線方案第7頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書4.3 兩種主結(jié)線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。表 4.1 兩種主接線方案的比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案技供電安全性滿足要求滿足要求術(shù)供電可靠性基本滿足要求滿足要求指供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變，電壓損耗較大由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗標(biāo)小靈活方便性只一臺(tái)主變，靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變，靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些由手冊(cè)查得 S91000單價(jià)為由手冊(cè)查得 S9630單 價(jià) 為電力變壓器的綜10.76

16、萬元，而由手冊(cè)查得變壓7.47 萬元，因此兩臺(tái)綜合投資合投資器綜合投資約為其單價(jià)的2 倍，為 47.47 萬元 =29.88萬元，因此其綜合投資為 210.76 萬比一臺(tái)變壓器多投資 8.36 萬元元 =21.52 萬元經(jīng)高壓開關(guān)柜（含查手冊(cè)得 GGA（ F）型柜按每本方案采用 6 臺(tái) GGA（ F）柜，計(jì)量柜）的綜合投臺(tái) 3.5 萬元計(jì)，查手冊(cè)得其綜其綜合投資額約為 61.5濟(jì)資額合投資按設(shè)備價(jià) 1.5 倍計(jì)，因3.5=31.5 萬元，比一臺(tái)主變的此其綜合投資約為 41.5方案多投資 10.5 萬元指3.5=21 萬元參照手冊(cè)計(jì)算，主變和高壓開主變和高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)和標(biāo)電力變壓器和高關(guān)柜的

17、折算和維修管理費(fèi)每年維修管理費(fèi)每年為 7.067 萬元，壓開關(guān)柜的年運(yùn)行為 4.893 萬元（其余略）比一臺(tái)主變的方案多耗2.174費(fèi)萬元供電貼費(fèi)按 800 元 /KVA 計(jì)，貼費(fèi)為1000貼 費(fèi) 為 2 630 0.08 萬 元0.08=80 萬元=100.8 萬元，比一臺(tái)主變的方案多交 20.8 萬元從表 4.1 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，因此決定采用裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案。第8頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書短路電流的計(jì)算5.1繪制計(jì)算電路如圖 5.1 所示圖 5.1短路計(jì)算電路5.2確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值設(shè) Sd100

18、MVA ， U d U c 1.05U N， 即 高 壓 側(cè) U d 110.5kV ， 低 壓 側(cè)U d 20.4kV ，則Sd100MVAI d15.5kA3U d 13 10.5kVI d 2Sd100MVA3U d 2144kA3 0.4kV5.3計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值（ 1）電力系統(tǒng)已知 Soc400MVA ，故X1100MVA 500MVA0.2（ 2）架空線路查表 8-37 ，得 LJ-150 的 X 0 =0.34/km ，而線路長(zhǎng) 12km，故X 2(0.34100MVA2.89)(10.5kV )2（ 3）電力變壓器查表 2-8 ，得 U z %=4.5 ，故X3

19、4.5100MVA1007.1630kVA因此繪短路計(jì)算等效電路如圖5.2 所示。第9頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書圖 5.2等效電路5.4 10KV 側(cè)三相短路電流和短路容量（ 1） 總電抗標(biāo)幺值X ( k 1)X1X 20.22.83.0（ 2）三相短路電流周期分量有效值I k(3)1I d15.5kA1.83kAX(k 1)3（ 3）其他短路電流I (3)I (3)I (3)k1)1.83kAish(3)2.55I (3)2.55 1.83kA 4.67kAI sh(3)1.51I (3)1.511.83kA 2.76kA（ 4）三相短路容量(3)Sd100MV

20、ASk 1X ( k 1)33.3MVA35.5 380KV 側(cè)三相短路電流和短路容量（ 1）總電抗標(biāo)幺值X ( k 2)X1X 2X 30.22.83.556.55（ 2）三相短路電流周期分量有效值I k(3)2XI d 2144kA21.9kA( k 2)6.55（ 3）其他短路電流I (3)I (3)I (3)k2)21.9kAish(3)1.84I (3)1.84 21.9kA 40.29kAI sh(3)1.09I (3)1.0921.9kA 23.87kA第10頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書（ 4）三相短路容量Sk(3)2Sd100MVA15.27MVAX

21、( k 2)6.55以上計(jì)算結(jié)果綜合如表5.1表 5.1短路的計(jì)算結(jié)果三相短路電流 /kA三相短路短路計(jì)算點(diǎn)容量 /MVAI k(3)I (3)I (3)i sh(3)I sh(3)U Nk-11.831.831.834.672.7633.3k-221.921.921.940.2923.8715.27第11頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)6.1 10kV 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)如表 6.1所示。表 6.110kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流動(dòng)穩(wěn)熱穩(wěn)其 他能力定度定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UNINIK(3)i sh(3)I (3)2t im

22、a數(shù)據(jù)1046.571.834.673.866.36額定參數(shù)高壓少油斷路器10kV630A16kA40kA512SN10-10I/630高壓隔離開關(guān)10kV200A25.5Ka500GN-10/200次高壓熔斷器10kV0.5A50kA設(shè)RN2-10備電壓互感器10/0.1kV型JDJ-10號(hào)電壓互感器規(guī)JDZJ-10格電流互感器10Kv100/5A31.8Ka81二次負(fù)LQJ-10荷 0.6避雷器 FS4-1010kV戶外式高壓隔12kV400A25Kv500離開關(guān)GW4-15G/200表 6.1 所選一次設(shè)備均滿足要求。第12頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書6.2

23、380V 側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)如表 6.2所示。表 6.2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流動(dòng)穩(wěn)熱穩(wěn)其他能力定度定度裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UNI 30I K(3)i sh(3)I (3)2t ima數(shù)據(jù)380118321.940.29335.7額定參數(shù)低壓斷路器380V1500A40kVDW15-1500/3D一低壓斷路器380V630A30kA次DZ20-630設(shè)低壓斷路器380V200A25kA備DZ20-200型低壓刀開關(guān)380V1500A號(hào)HD13-1500/30規(guī)電流互感器500V1500/5A格LMZJ1-0.5電流互感器500V100/5LMZ1-0.5160/5避雷

24、器戶外隔離開關(guān)表 6.2 所選一次設(shè)備均滿足要求。6.3高低壓母線的選擇參照表 528， 10kV 母線選 LMY-3（ 40 4 ），即母線尺寸為 40mm 4mm ；380V母線選 LMY-3(120 10) 80 6 , 即母線尺寸為 120mm 10mm ，而中性線母線尺寸為 80 mm6mm 。第13頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書變電所進(jìn)出線以及鄰近單位聯(lián)絡(luò)線的選擇7.1 10kV 高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇（ 1）10kV 高壓進(jìn)線的選擇校驗(yàn)采用 LJ 型鋁絞線架空敷設(shè)，接往10kV 公用干線。1) 按發(fā)熱條件選擇由 I 30I1 N T57.7 A 及室外

25、環(huán)境溫度 40 C ，查資料，初選LJ-16 ，其 40 C 時(shí)的 I al81.6AI 30 滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度最小允許截面 Amin35mm2 ，因此按發(fā)熱條件選擇的LJ-16不滿足機(jī)械強(qiáng)度要求，故改選LJ-35 。由于此線路很短，不需校驗(yàn)電壓損耗。（2）由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗(yàn)采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。1 ）按發(fā)熱條件選擇由 I30I1N T 57.7A 及土壤溫度 25C 查表 8-44 ，初選纜芯截面為 Amin 25mm2的交聯(lián)電纜，其 I al90AI 30 ，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)短路熱穩(wěn)定按式 CM 計(jì)

26、算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面WAminI(3)tima0.75220.8mm22C1850mmA 25mm77因此 YJL22-10000-3 25 電纜滿足短路熱穩(wěn)定條件。7.2 380V 低壓出線的選擇（ 1）饋電給 1 號(hào)廠房（鑄造車間） 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)。1）按發(fā)熱條件選擇由 I 30258.38 及地下 0.8m 土壤溫度 25 C ，查表資料，初選纜芯截面 185mm2 ，其 I al273AI 30 ，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)電壓損耗由圖 11-4 所示工廠平面圖量得變電所至1 號(hào)廠房距離約為70m，而由資料查得 185mm2 的鋁芯

27、電纜 R0 0.21 km（按纜芯工作溫度 75 C 計(jì)）， X0 0.07 km ， 又 1 號(hào)廠 房的 P30 121.2kW ， Q30 116.3k var ， 因此 按式第14頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書pRqXU得：U NU121.2kW (0.210.07)116.3k var(0.070.07)0.38kV2.35V2.35VU al %5%U %100% 0.6%380V故滿足允許電壓損耗的要求。短路熱穩(wěn)定度校驗(yàn) 按式 C M 計(jì)算滿足短路熱穩(wěn)定的最小截面WAminI(3)tima0.75mm22C19280219.70mm76由于前面按發(fā)熱條件所

28、選185mm2 的纜心截面小于 Amin ，不滿足短路熱穩(wěn)定要求，故改選纜芯截面為 240mm2 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。（ 2）饋電給 2 號(hào)廠房（鍛壓車間）的線路 亦采用 VLV22-1000-3 240+1 70 的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。按發(fā)熱條件擇 查資料，初選纜芯截面 240mm2 VLV22-1000-3240+1 120 的四芯電纜。（ 3）饋電給 3 號(hào)廠房（精工車間）的線路亦采用 VLV22-1000-3 240+1 120的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。（ 4）

29、饋電給 4 號(hào)廠房（工具車間） 的線路亦采用 BLV-1000 的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由 I 30251.6 及地下 0.8m土壤溫度 25 C 和環(huán)境溫度 32 C ，查表資料，應(yīng)選 VLV22-1000-3 240+1 120的四芯電纜。（ 5）饋電給 5 號(hào)廠房（電鍍車間）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)（ 6）饋電給 6 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)。（ 7）饋電給 7 號(hào)廠房（裝配車間）的線路亦采用 VLV22-

30、1000-3240+1150的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。第15頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書（ 8）饋電給 8 號(hào)廠房（機(jī)修車間） 9 號(hào)廠房（鍋爐房） 10 號(hào)廠房（倉庫）的線路 都亦采用 VLV22-1000-3 240+1 95 的四芯聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直埋敷設(shè)。（ 9）饋電給生活區(qū)的線路采用 LG型鋁芯橡皮絕緣線架空敷設(shè)。1）按發(fā)熱條件選擇由 I 30 =472.68A 及室外環(huán)境溫度為33 C ，查表初選LJ-240 其 35 C 時(shí)的 I al543AI 30 ，滿足發(fā)熱條件。2）校驗(yàn)電壓損耗由圖 11-3 所示工廠平面圖量得變電所至生活區(qū)負(fù)

31、荷中心距離約 150m，而由表查得LJ-240 的阻抗R 0 =0.14km , X 0 =0.30km ，又生活區(qū)的 P30280kW , Q30135.61k var ，因此280kW(0.14 0.15)135.61k var(0.30.15)U0.38kV12VU %12V3.65%U al %5%100%380V滿足允許電壓損耗要求。7.3作為備用電源的高壓聯(lián)絡(luò)線的選擇校驗(yàn)采用 YJL22-10000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜，直接埋地敷設(shè)， 與相距約2km的鄰近單位變配電所的10kV 母線相聯(lián)。（ 1） 按發(fā)熱條件選擇工廠二級(jí)負(fù)荷容量420KVAI 30638.11kVA (3

32、10kV )36.8A , 而最熱月土壤平均溫度為25 C , 因此查表初選纜芯截面為25mm2 的交聯(lián)聚乙烯絕緣鋁芯電纜（注：該型電纜最小芯線截面積為 25mm2），其 I al90A I 30 , 滿足發(fā)熱條件。（ 2）校驗(yàn)電壓損耗由表 8-42 可查得纜芯為 25mm的鋁芯電纜的 R 0 =1.54 km(纜芯溫度按80 C 計(jì) )， X0=0.12km ， 而 二 級(jí) 負(fù) 荷 的 P30 =420kw ，Q30 =275.93kvar 線路長(zhǎng)度按 2km計(jì)，因此U420kW(1.54 2)275.93k var (0.122)10kV136VU %136V5%100% 0.36%U a

33、l %10000V由此可見該電纜滿足允許電壓損耗要求。第16頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書（ 3）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)按本變電所高壓側(cè)短路校驗(yàn)， 由前述引入電纜的短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)，可知纜芯 25mm2 的交聯(lián)電纜是滿足短路熱穩(wěn)定要求的。綜合以上所選變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)規(guī)格如表7.1 所示。表 7.1 所選變電所進(jìn)出線和聯(lián)絡(luò)線的導(dǎo)線和電纜型號(hào)線路名稱導(dǎo)線或電纜的型號(hào)規(guī)格10kV 電源進(jìn)線LJ-35 鋁絞線（三相三線架空）主變引入電纜YJL22-10000-325 交聯(lián)電纜（直埋）至 1 號(hào)廠房VLV22-1000-3 300+1 150 四芯塑料電纜（直埋）至

34、2 號(hào)廠房VLV22-1000-3 300+1 70 四芯塑料電纜（直埋）38至3號(hào)廠房VLV22-1000-3300+195 四芯塑料電纜（直埋）0至4號(hào)廠房VLV22-1000-3300+1150 四芯塑料電纜（直埋）至 5 號(hào)廠房VLV22-1000-3 300+1 150 四芯塑料電纜（直埋）低至 6 號(hào)廠房VLV22-1000-3 300+1 185 四芯塑料電纜（直埋）壓至7號(hào)廠房VLV22-1000-3300+1185 四芯塑料電纜（直埋）出至8號(hào)廠房VLV22-1000-3300+170 四芯塑料電纜（直埋）線至9號(hào)廠房VLV22-1000-3300+1150 四芯塑料電纜（直

35、埋）至 10 號(hào)廠房VLV22-1000-3 300+1 95 四芯塑料電纜（直埋）至生活區(qū)單回路，回路線 3LJ-240+1LJ-120 （架空）與鄰近單位 10kV聯(lián)絡(luò)YJL22-10000-325 交聯(lián)電纜（直埋）線第17頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書變壓所的防雷保護(hù)8.1變壓所的防雷保護(hù)1）直擊雷防護(hù) 在變電所屋頂裝設(shè)避雷針或避雷帶， 并引出兩根接地線與變電所公共接地裝置相連。避雷針采用直徑20mm的鍍銀圓鋼，避雷帶采用25mm4mm 的鍍鋅扁鋼。（ 2）雷電侵入波的防護(hù)1）在 10kV 電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)FS4-10 型閥式避雷器。其引下線采用25mm4

36、mm 的鍍鋅扁鋼，下面與公共接地網(wǎng)焊接相聯(lián)，上面與避雷器接地端螺栓連接。2）在 10kV 高壓配電室內(nèi)裝設(shè)的 GG-1A（F） -54 型高壓開關(guān)柜，其中配有FS4-10 型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來防護(hù)雷電侵入波的危害。在 380V 低壓架空出線桿上，裝設(shè)保護(hù)間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用以防護(hù)沿低壓架空線侵入雷電波。8.2變電所公共接地裝置的設(shè)計(jì)（ 1）接地電阻的要求按表 9-23 ，本變電所的公共接地裝置的接地電阻應(yīng)滿足以下條件：R E 4且R E120V120VI E4.427式中I E10(8035 25) A 27A350因此公共接地裝置接地電阻應(yīng)滿足 R E

37、4（ 2）接地裝置的設(shè)計(jì)采用長(zhǎng) 2.5m、50mm的鍍鋅鋼管數(shù)，按式（9.24 ）計(jì)算初選 16 根，沿變電所三面均勻布置（變電所前面布置兩排） ，管距 5m，垂直打入地下， 管頂離地面 0.6m。管間用 40mm 4mm 的鍍鋅扁鋼焊接相連。 變壓器室有兩條接地干線、 高低壓配電室各有一條接地線與室外公共接地裝置焊接相連。接地干線均采用采用 25mm 4mm 的鍍鋅扁鋼。變電所接地裝置平面布置圖如圖 11-9 所示。接地電阻的演算：RE(1)l 100m 2.5mR En163.85n0.65第18頁共22頁中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院電力工程基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書滿足 RE4的要求。心得體會(huì)本次的課程

38、設(shè)計(jì)， 我主要負(fù)責(zé)的是負(fù)荷計(jì)算及無功功率計(jì)算和補(bǔ)償、變電所位置選擇等。在設(shè)計(jì)初期，曾遇到了一些問題， 現(xiàn)將各問題及解決方案簡(jiǎn)述如下 ：一在負(fù)荷計(jì)算時(shí)， 我曾為同級(jí)系數(shù)的問題焦慮了很久，還以為只是要最后計(jì)算總的 S 時(shí)才乘以同級(jí)系數(shù)， 但查閱資料之后， 才明白每條母線的有功、 無功功率都要乘上同級(jí)系數(shù)。二在計(jì)算照明和動(dòng)力負(fù)荷時(shí)，開始準(zhǔn)備分別計(jì)算視在功率S 及電流 I，后考慮實(shí)際情況及設(shè)計(jì)要求， 決定先計(jì)算各車間總的有功功率及無功功率，再計(jì)算每個(gè)車間的視在功率和計(jì)算電流。三、在選擇靜電電容器時(shí)，曾試想選用兩臺(tái)BWM10.5-334 型兩臺(tái)，但考慮到電容器容量的充分利用，最終選定了5 臺(tái) BWF63

39、-100 型，這樣既使電容器容量得到充分利用，也使功率因數(shù)也達(dá)到了補(bǔ)償要求。通過電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)， 我不僅加深了對(duì)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)和分析的理解， 而且我還學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神， 從而不斷地戰(zhàn)勝自己， 超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會(huì)將理論很好地聯(lián)系實(shí)際， 并不斷地去開動(dòng)自己的大腦， 從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。同時(shí)，更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過程中，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈，不輕易言棄。設(shè)計(jì)過程，也好比是我們?nèi)松砷L(zhǎng)的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對(duì)我們提出了挑戰(zhàn)， 勇敢過，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會(huì)為我們而敲響。對(duì)我來說學(xué)到的不僅是那些知識(shí)， 更多的是團(tuán)隊(duì)和合作。 現(xiàn)在想來，課程設(shè)計(jì)有著它更深層的意義， 它讓我們綜合那些理論知識(shí)來運(yùn)用到設(shè)計(jì)和創(chuàng)新， 作為一名電氣專業(yè)的大三學(xué)生， 我覺得做電力系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)是十分有意義的， 而且是十分必要的。在這次課程設(shè)計(jì)中， 我們運(yùn)用到了這學(xué)期所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)。 雖然過去從未獨(dú)立應(yīng)用過它們， 但在學(xué)習(xí)的過程中帶著問題去學(xué)我發(fā)現(xiàn)效率很高， 這是我做這次課程設(shè)計(jì)的又一收獲。通過這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，了解到理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的重要意義，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持、 耐心和努力