1、 . . 81/94紡織行業(yè)與變電所設(shè)計管理知識分析 日期：紡織廠變電所設(shè)計The Design of Textile Mill Substation 2011 屆 電 氣 工 程 系專 業(yè) 電氣工程與其自動化 學(xué) 號 學(xué)生指導(dǎo)教師 完成日期 2011年5月25日畢業(yè)設(shè)計成績單學(xué)生學(xué)號班級專業(yè)電氣工程與其自動化畢業(yè)設(shè)計題目紡織廠變電所設(shè)計指導(dǎo)教師建云指導(dǎo)教師職稱講師評 定 成 績指導(dǎo)教師得分評閱人得分答辯小組組長得分成績：院長(主任) 簽字：年 月 日畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書題目紡織廠變電所設(shè)計學(xué)生學(xué)號班級專業(yè)電氣工程與其自動化承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位電氣工程系導(dǎo)師導(dǎo)師職稱一、設(shè)計容：1根據(jù)本廠用電負荷，并適當(dāng)

2、考慮生產(chǎn)的發(fā)展，按安全可靠，技術(shù)先進，經(jīng)濟合理的要求，確定工廠變電所的位置與型式2通過負荷計算，確定額定主變壓器臺數(shù)與容量，進行短路電流計算，選擇變電所的主接線與高、低壓電氣設(shè)備，選擇整定繼電保護裝置。二、基本要求1.設(shè)計計算說明書一份，要求條目清楚、計算正確、文本整潔。2.工廠變電所電氣主接線圖一，變電所供電平面圖一。三、設(shè)計的主要技術(shù)指標(biāo)與要求：1供電電源情況：按與供電局協(xié)議，本廠可由東南方19km處的城北變電所110/38.5/11kV，50MVA變壓器供電，供電電壓可任選。另外，與本廠相距5km處的其他工廠可以引入10kV線路做備用電源，但容量只能滿足本廠負荷的30%重要負荷，平時不準(zhǔn)

3、投入，只在本廠主要電源故障或檢修時投入。2氣象資料：本廠地區(qū)最高溫度為38，最熱月平均最高氣溫29，最熱月地下0.8m處平均溫度為22，年主導(dǎo)風(fēng)向為東風(fēng)，年雷暴雨日數(shù)為20天。3地質(zhì)水文資料：本廠地區(qū)海拔60m，底層以砂黏土為主，地下水位為2m。4電源短路容量（城北變電所）：35 kV母線的出線斷路器斷流容量1500MVA；10 kV母線的出線斷路器斷流容量350MVA。5供電局要求的功率因數(shù)：當(dāng)35kV供電時，要求工廠變電所高壓側(cè)cos0.9，當(dāng)10kV供電時，要求工廠變電所高壓側(cè)cos0.95。6電費制度：按兩部制電費計算。變壓器安裝容量每1kVA為15元/月，動力電費為0.95元/kWh

4、，照明電費為0.54元/kWh。7.負荷資料：序號車間設(shè)備名稱安裝容量(kW)tan需用系數(shù)功率因數(shù)cos計算負荷PQS1紡煉車間紡絲車間2200.780.80筒絞機560.750.75烘干機701.020.75脫水機180.80.60通風(fēng)機2400.750.70淋洗機220.780.75變頻機9500.700.80傳送機300.700.80小計2原液車間照明11600.70.753酸站照明3100.700.654鍋爐房照明2700.750.755排毒車間照明1400.600.706其他車間照明2400.750.708全廠計算負荷總計8.工廠總平面圖：四、應(yīng)收集的資料與參考文獻1工廠供電 介才

5、主編 機械工業(yè) 2004年2電力電子變流技術(shù) 黃俊主編 機械工業(yè) 2004年 3工廠供電設(shè)計指導(dǎo) 介才主編 機械工業(yè)4電力系統(tǒng)課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計參考資料 繩敏主編 中國電力五、進度計劃1第 1-2 周 調(diào)研、收集材料 2第 3-4 周 分析、確定方案 3第5-13周 設(shè)計、計算、繪圖 4第14-15 周 寫設(shè)計說明書5第 16 周 答辯教研組主任簽字時間年月日畢業(yè)設(shè)計開題報告題 目紡織廠變電所設(shè)計學(xué)生學(xué)號班級專業(yè)電氣工程與其自動化一、研究背景：電力行業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，它的發(fā)展直接關(guān)系到國家經(jīng)濟建設(shè)的興衰成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防提供必不可少的動力。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能

6、源和動力.隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展與進步，社會生產(chǎn)和生活對電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來越高的要求。工廠供電系統(tǒng)的核心部分是變電所。因此，設(shè)計和建造一個安全、經(jīng)濟的變電所，是極為重要的。比較完善的變電站設(shè)計理論，是真正的做到了節(jié)約型，集約型，高效型。通過改善優(yōu)化變電站結(jié)構(gòu)，降低變電站的功率損耗，盡可能地提高變電站的可靠性，盡可能地使變電站的靈活性提高，盡可能地提高經(jīng)濟性。二、國外研究現(xiàn)狀：近年來一些發(fā)達國家的能源不是很豐富，進而導(dǎo)致電力資源不是充足。為了滿足國的需求，減少在網(wǎng)路中的損耗，這些發(fā)達國家已經(jīng)形成了完善的變電設(shè)計理論。比較完善的變電站設(shè)計理論，是真正的做到了節(jié)約型，集約型，高效型。發(fā)達國家

7、通過改善優(yōu)化變電站結(jié)構(gòu)，降低變電站的功率損耗，盡可能地提高變電站的可靠性，盡可能地使變電站的靈活性提高，盡可能地提高經(jīng)濟性。然而，在國。變電所的設(shè)計仍然存在很多問題，比如可靠性還欠提高我國經(jīng)濟的發(fā)展給電力行業(yè)帶來了兩個問題：一是電力能源的需求持續(xù)增長，城市和農(nóng)村用電量和密度越來越來高，需要更多的深入市區(qū)農(nóng)村的變電站，以減少線路的功率損耗，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性等，然而這些變電站占地面積大；二是城區(qū)地價昂貴，環(huán)境要求嚴(yán)格，在稠密的市區(qū)選擇變電站址相當(dāng)困難。三、研究方案：通過計算工廠負荷，確定如何提高功利因數(shù)的方案。確定設(shè)備的主接線方案，變壓器的數(shù)量與容量。完成短路電流計算，然后對一次側(cè)，二次側(cè)設(shè)備

8、電氣設(shè)備進行選擇，與繼電保護的正定，最后要考慮避雷裝置與單相接地，本設(shè)計還要按要求進行電費預(yù)算。四、預(yù)期結(jié)果：1.完成任務(wù)書的要求，設(shè)計計算說明書一份，用CAD畫出工廠變電所電氣主接線圖一和變電所供電平面圖一。2.工廠的電源采用35kV進行供電，主接線的35kV進線選用外橋的接線方式，10kV側(cè)選用單母線分段的方式，低壓側(cè)選用單母線的方式，每個變電所采用兩臺變壓器。3.通過這次設(shè)計，使我鞏固了所學(xué)的專業(yè)知識，了解并掌握了供配電的一般設(shè)計方法，具備了初步的獨立設(shè)計能力；提高了綜合運用所學(xué)理論知識獨立分析問題解決問題的能力；更好的將理論與實際相結(jié)合。指導(dǎo)教師簽字時 間年月日摘要工廠變電所設(shè)計，要以

9、電力系統(tǒng)分析、電力工程、繼電保護等專業(yè)知識為理論依據(jù)。設(shè)計步驟主要包括：負荷統(tǒng)計、負荷計算、變電所接線方案比較、供電方式確定、短路電流計算、電氣設(shè)備選擇與繼電保護以與防雷接地等容。最后按照任務(wù)書的要求，分析比較所得數(shù)據(jù)，畫出主接線圖和供電平面布置圖。本文重點介紹了繼電保護與二次系統(tǒng)在保證一次系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行中所起著的作用，特別是當(dāng)一次系統(tǒng)出現(xiàn)異常狀態(tài)或發(fā)生故障時，急需要繼電保護和自動裝置將故障控制在最小圍，迅速切除，以保證其他設(shè)備的正常運行。并在此基礎(chǔ)上，通過系統(tǒng)的計算分析，確定了合適的繼電電保護方案。而后，淺談了二次系統(tǒng)對變電站的一次電氣設(shè)備進行控制、測量、監(jiān)視、操縱、并起到輔助保護作用，

10、保證電力生產(chǎn)過程的系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、協(xié)調(diào)、優(yōu)質(zhì)供電。關(guān)鍵詞：變電所主接線圖繼電保護二次系統(tǒng)AbstractThe design of factory power supply substation shoulddepend on the knowledge of factory substation power engineering，relay protection and other professional ones as the basic theoriesDesign steps would includeload statistics，load calculation，scheme

11、comparison，power-supply modes，short-circuit，current calculation，electrical equipment selection and relay protection setting and lightning-proof with grounding，etcFinally do complete the project requirements，design calculation specifications,and draw the main hookup and electricity layoutThe relay pr

12、otection takes roles in guaranting the safe and stable operation in the first system，especially when the first system appear abnormal state or at fault，it needs relay protection and automatic quickly，within the least scope of excision device，which ensure the normal operation of the other equipmentsS

13、econd system is relative to the first system of transformer substation that controls the first electrical equipment，measure，mornitoring，manipulation，and protect auxiliary equipment，to ensure the system power production process stably and safely，coordinate，supply high quality powerThe second loop（or

14、secondary system）plays a vital role to the first system qualityKeywords: SubstationLord wiringRelay ProtectionElectrical secondary system目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc295747954前言 PAGEREF _Toc295747954 h 1HYPERLINK l _Toc295747955第1章負荷計算 PAGEREF _Toc295747955 h 2HYPERLINK l _Toc2957479561.1負荷計算

15、PAGEREF _Toc295747956 h 2HYPERLINK l _Toc2957479571.1.1計算負荷的定義 PAGEREF _Toc295747957 h 2HYPERLINK l _Toc2957479581.1.2計算負荷的確定 PAGEREF _Toc295747958 h 2HYPERLINK l _Toc2957479591.2各車間的負荷計算 PAGEREF _Toc295747959 h 4HYPERLINK l _Toc2957479601.2.1紡練車間的負荷計算 PAGEREF _Toc295747960 h 4HYPERLINK l _Toc295747

16、9611.2.2其余各車間負荷計算 PAGEREF _Toc295747961 h 6HYPERLINK l _Toc2957479621.2.3各車間計算負荷匯總 PAGEREF _Toc295747962 h 7HYPERLINK l _Toc2957479631.2.4全廠總負荷 PAGEREF _Toc295747963 h 7HYPERLINK l _Toc295747964第2章變電所位置和型式的選擇 PAGEREF _Toc295747964 h 9HYPERLINK l _Toc2957479652.1變電所位置的選擇 PAGEREF _Toc295747965 h 9HYPE

17、RLINK l _Toc2957479662.2本工廠變電所設(shè)置 PAGEREF _Toc295747966 h 10HYPERLINK l _Toc2957479672.3各變電所位置的確定 PAGEREF _Toc295747967 h 10HYPERLINK l _Toc2957479682.4變電所型式的確定 PAGEREF _Toc295747968 h 11HYPERLINK l _Toc295747969第3章變電所變壓器的選擇與無功補償 PAGEREF _Toc295747969 h 12HYPERLINK l _Toc2957479703.1變電所變壓器臺數(shù)的確定方法 PAG

18、EREF _Toc295747970 h 12HYPERLINK l _Toc2957479713.1.1確定原則 PAGEREF _Toc295747971 h 12HYPERLINK l _Toc2957479723.1.2考慮因素PAGEREF _Toc295747972 h 12HYPERLINK l _Toc2957479733.2變壓器容量的確定方法 PAGEREF _Toc295747973 h 12HYPERLINK l _Toc2957479743.3車間變壓器臺數(shù)、容量的選擇 PAGEREF _Toc295747974 h 13HYPERLINK l _Toc2957479

19、753.4總降壓變電所主變壓器臺數(shù)、容量選擇PAGEREF _Toc295747975 h 16HYPERLINK l _Toc2957479763.5無功補償 PAGEREF _Toc295747976 h 17HYPERLINK l _Toc295747977第4章變電所主接線的設(shè)計 PAGEREF _Toc295747977 h 19HYPERLINK l _Toc2957479784.1主接線的設(shè)計原則 PAGEREF _Toc295747978 h 19HYPERLINK l _Toc2957479794.2主接線型式 PAGEREF _Toc295747979 h 20HYPERL

20、INK l _Toc2957479804.2.1單母線接線 PAGEREF _Toc295747980 h 20HYPERLINK l _Toc2957479814.2.2單母線分段接線 PAGEREF _Toc295747981 h 20HYPERLINK l _Toc2957479824.2.3雙母線接線 PAGEREF _Toc295747982 h 21HYPERLINK l _Toc2957479834.2.4雙母線分段接線 PAGEREF _Toc295747983 h 21HYPERLINK l _Toc2957479844.2.5橋形接線 PAGEREF _Toc2957479

21、84 h 22HYPERLINK l _Toc2957479854.3本廠主接線的設(shè)計 PAGEREF _Toc295747985 h 22HYPERLINK l _Toc295747986第5章變電所進出線的選擇與校驗 PAGEREF _Toc295747986 h 23HYPERLINK l _Toc2957479875.1導(dǎo)線和電纜選擇的依據(jù) PAGEREF _Toc295747987 h 23HYPERLINK l _Toc2957479885.235kV供電線路截面選擇 PAGEREF _Toc295747988 h 24HYPERLINK l _Toc2957479895.3廠10

22、kV線路截面選擇 PAGEREF _Toc295747989 h 25HYPERLINK l _Toc2957479905.3.1供電給變電所的10kV線路 PAGEREF _Toc295747990 h 25HYPERLINK l _Toc2957479915.3.2供電給變電所的10kV線路 PAGEREF _Toc295747991 h 27HYPERLINK l _Toc2957479925.3.3供電給變電所的10kV線路 PAGEREF _Toc295747992 h 28HYPERLINK l _Toc2957479935.410kV聯(lián)絡(luò)線路 PAGEREF _Toc295747

23、993 h 29HYPERLINK l _Toc2957479945.50.4kV側(cè)線路 PAGEREF _Toc295747994 h 30HYPERLINK l _Toc295747995第6章短路電流的計算 PAGEREF _Toc295747995 h 31HYPERLINK l _Toc2957479966.1造成短路的原因 PAGEREF _Toc295747996 h 31HYPERLINK l _Toc2957479976.2短路電流的計算 PAGEREF _Toc295747997 h 31HYPERLINK l _Toc295747998第7章變電所一次設(shè)備的選擇與校驗 P

24、AGEREF _Toc295747998 h 37HYPERLINK l _Toc2957479997.1高壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc295747999 h 37HYPERLINK l _Toc2957480007.2隔離開關(guān)的選擇 PAGEREF _Toc295748000 h 38HYPERLINK l _Toc2957480017.3低壓斷路器的選擇 PAGEREF _Toc295748001 h 39HYPERLINK l _Toc2957480027.4電流互感器的選擇與校驗 PAGEREF _Toc295748002 h 40HYPERLINK l _Toc29574

25、80037.5電壓互感器的選擇 PAGEREF _Toc295748003 h 41HYPERLINK l _Toc2957480047.6低壓刀開關(guān)的選擇 PAGEREF _Toc295748004 h 42HYPERLINK l _Toc2957480057.7高壓熔斷器的選擇 PAGEREF _Toc295748005 h 42HYPERLINK l _Toc2957480067.8配電所高壓開關(guān)柜的選擇 PAGEREF _Toc295748006 h 42HYPERLINK l _Toc2957480077.9低壓配電屏的選擇 PAGEREF _Toc295748007 h 43HYP

26、ERLINK l _Toc2957480087.10母線的選擇 PAGEREF _Toc295748008 h 43HYPERLINK l _Toc2957480097.10.110kV母線的選擇 PAGEREF _Toc295748009 h 43HYPERLINK l _Toc2957480107.10.20.4kV母線的選擇 PAGEREF _Toc295748010 h 44HYPERLINK l _Toc295748011第8章繼電保護 PAGEREF _Toc295748011 h 46HYPERLINK l _Toc2957480128.1繼電保護的任務(wù)和要求 PAGEREF _

27、Toc295748012 h 46HYPERLINK l _Toc2957480138.1.1繼電保護的任務(wù) PAGEREF _Toc295748013 h 46HYPERLINK l _Toc2957480148.1.2繼電保護基本要求 PAGEREF _Toc295748014 h 46HYPERLINK l _Toc2957480158.2電力變壓器繼電保護 PAGEREF _Toc295748015 h 46HYPERLINK l _Toc2957480168.3電力線路的保護 PAGEREF _Toc295748016 h 51HYPERLINK l _Toc2957480178.4

28、并聯(lián)電容器組的保護 PAGEREF _Toc295748017 h 55HYPERLINK l _Toc295748018第9章車間變配電所二次回路設(shè)計 PAGEREF _Toc295748018 h 56HYPERLINK l _Toc2957480199.1二次回路操作電源的選擇 PAGEREF _Toc295748019 h 56HYPERLINK l _Toc2957480209.2絕緣監(jiān)察裝置與測量儀表的選擇 PAGEREF _Toc295748020 h 56HYPERLINK l _Toc2957480219.2.1絕緣監(jiān)察回路 PAGEREF _Toc295748021 h 5

29、6HYPERLINK l _Toc2957480229.2.2電測量儀表 PAGEREF _Toc295748022 h 57HYPERLINK l _Toc2957480239.2.3電力測量測量回路 PAGEREF _Toc295748023 h 57HYPERLINK l _Toc2957480249.3斷路器控制回路與信號裝置的選擇 PAGEREF _Toc295748024 h 57HYPERLINK l _Toc295748025第10章變電所的防雷保護與公共接地裝置的設(shè)計 PAGEREF _Toc295748025 h 60HYPERLINK l _Toc29574802610.

30、1 變電所的防雷保護 PAGEREF _Toc295748026 h 60HYPERLINK l _Toc29574802710.1.1 直擊雷防護 PAGEREF _Toc295748027 h 60HYPERLINK l _Toc29574802810.1.2 雷電波入侵的防護 PAGEREF _Toc295748028 h 60HYPERLINK l _Toc29574802910.2 變電所公共接地裝置的設(shè)計 PAGEREF _Toc295748029 h 60HYPERLINK l _Toc29574803010.2.1接地與接地裝置定義 PAGEREF _Toc295748030

31、h 60HYPERLINK l _Toc29574803110.2.2 接地電阻的要求 PAGEREF _Toc295748031 h 62HYPERLINK l _Toc29574803210.2.3 接地裝置的設(shè)計 PAGEREF _Toc295748032 h 62HYPERLINK l _Toc295748033第11章兩部制電價用戶電費計算 PAGEREF _Toc295748033 h 64HYPERLINK l _Toc29574803411.1兩部制電價的收費制度 PAGEREF _Toc295748034 h 64HYPERLINK l _Toc29574803511.2基本

32、電費 PAGEREF _Toc295748035 h 64HYPERLINK l _Toc29574803611.2.1按用戶自備受電變壓器容量計算 PAGEREF _Toc295748036 h 64HYPERLINK l _Toc29574803711.2.2按最大負荷需求量計算 PAGEREF _Toc295748037 h 64HYPERLINK l _Toc29574803811.3電度電費 PAGEREF _Toc295748038 h 64HYPERLINK l _Toc295748039第12章結(jié)論與展望 PAGEREF _Toc295748039 h 66HYPERLINK

33、l _Toc29574803412.1結(jié)論66HYPERLINK l _Toc29574803412.2展望66HYPERLINK l _Toc295748040致67HYPERLINK l _Toc295748041參考文獻 PAGEREF _Toc295748041 h 68HYPERLINK l _Toc295748042附錄 PAGEREF _Toc295748042 h 69HYPERLINK l _Toc295748043附錄A外文資料 PAGEREF _Toc295748043 h 69HYPERLINK l _Toc295748044附錄B設(shè)備統(tǒng)計表 PAGEREF _Toc2

34、95748044 h 80HYPERLINK l _Toc295748045附錄C系統(tǒng)圖 PAGEREF _Toc295748045 h 83前言畢業(yè)設(shè)計，是由學(xué)生獨立完成的一項綜合性、創(chuàng)造行、設(shè)計性的大型作業(yè)；也是培養(yǎng)大學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力、培養(yǎng)應(yīng)用型工程技術(shù)人才的最重要得實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。在提高學(xué)生綜合實踐的能力，奠定從事科研的基礎(chǔ)，一級增強學(xué)生綜合素質(zhì)等方面，具有不可替代的作用。通過學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計吧我們所學(xué)的理論知識以與實際動手綜合起來，這樣不但達到了對實際理論知識“溫故而知新”的目的，而且也達到了由理論到實踐，由實踐到理論的有機結(jié)合。下面，我們對紡織廠降壓變電所電氣進行設(shè)計。我做的主要是

35、電氣的繼電保護與二次回路選擇，防雷保護和接地裝置的設(shè)計，兩部制電價用戶電費計算，本設(shè)計說明書分為12章，按照供電設(shè)計程序安排章節(jié)的順序，并根據(jù)安全、經(jīng)濟、可靠、靈活的主導(dǎo)思想來設(shè)計。主要容有：負荷計算、變電所位置和型式的選擇、變電所變壓器的選擇與無功補償、變電所主結(jié)線方案的設(shè)計、短路電流的計算、變電所一次設(shè)備的選擇與校驗、變電所進出線的選擇與校驗、變電所繼電保護的整定、防雷保護和接地裝置的設(shè)計、兩部制電價用戶電費計算。由于我的水平有限設(shè)計中難免有疏忽或錯誤之處，請各位老師批評指正。第1章負荷計算1.1負荷計算1.1.1計算負荷的定義供電系統(tǒng)要能夠在正常條件下可靠運行，開關(guān)設(shè)備與導(dǎo)線、電纜等都必

36、須選擇得當(dāng)，除了應(yīng)滿足工作電壓和頻率的要求外，最重要的就是要滿足負荷電流的要求。因此有必要對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的電力負荷進行統(tǒng)計計算。通過負荷的統(tǒng)計計算求出的，來選擇供電系統(tǒng)中設(shè)備。計算負荷是供電設(shè)計計算的基本依據(jù)，計算負荷確定得是否正確合理，直接影響到電器和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟合理。如計算負荷確定過大，將使電器和導(dǎo)線選得過大，造成投資和有色金屬的消耗浪費，如計算負荷確定過小又將使電器和導(dǎo)線電纜處子過早老化甚至燒毀，造成重大損失，由此可見正確確定計算負荷重要性。1.1.2計算負荷的確定目前負荷計算常用需要系數(shù)法、二項式法、和利用系數(shù)法,前二種方法在國設(shè)計單位的使用最為普遍。此外還有一些尚未推

37、廣的方法如單位產(chǎn)品耗電法、單位面積功率法、變值系數(shù)法和ABC法等。 常采用需用系數(shù)法計算用電設(shè)備組的負荷時，應(yīng)將性質(zhì)一樣的用電設(shè)備劃作一組，并根據(jù)該組用電設(shè)備的類別，查出相應(yīng)的需用系數(shù)，然后按照表一給出的公式求出該組用電設(shè)備的計算負荷。此設(shè)計采用的是需用系數(shù)法來對電力負荷計算的。因為，需用系數(shù)是用設(shè)備功率乘以需用系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷。這種方法簡便，應(yīng)用廣泛，尤其適用于配、變電所的負荷計算。采用利用系數(shù)法求出最大負荷的平均負荷，再考慮設(shè)備臺數(shù)和功率差異的影響，乘以與有效臺數(shù)有關(guān)的最大系數(shù)得出計算負荷，計算過程十分繁瑣。而單位面積功率法和單位指標(biāo)法主要多用于民用建筑；單位產(chǎn)品耗電量法主

38、要適用于某些工業(yè)。需要系數(shù)法，是把用電設(shè)備的總設(shè)備容量乘以需要系數(shù)和同時系數(shù)，直接求出計算負荷的一種簡便方法。需要系數(shù)法主要用于工程初步設(shè)計與施工圖設(shè)計階段，對變電所母線、干線進行負荷計算。當(dāng)用電設(shè)備臺數(shù)較多，各種設(shè)備容量相差不懸殊時，其供電線路的負荷計算也采用需要技術(shù)法。需要技術(shù)時一個綜合性系數(shù)，它是指用電設(shè)備組投入運行時，從供電網(wǎng)絡(luò)實際取用的功率與用電設(shè)備組的設(shè)備功率之比。需要系數(shù)與用電設(shè)備組的運行規(guī)律、負荷率、運行效率、線路的供電效率等因數(shù)有關(guān)，工程上很難準(zhǔn)確確定，只能靠測量確定。一般工業(yè)與民用建筑中的用電負荷主要有單位負荷（如照明負荷）以與三相負荷（如動力負荷），其供電系統(tǒng)一般分為照明

39、支路與動力支路進行供電。照明支路主要供照明燈具、一般單相插座以與其他額定電壓為220V的電氣設(shè)備。器特點為用電負荷的額定電壓均為單相220V求分布在A、B、C三相。這類負荷也叫做相負荷。動力支路主要供電梯、水泵、服務(wù)行業(yè)的廚房飲食設(shè)備、電熱開水器、工業(yè)生產(chǎn)中的各種加工設(shè)備以與其他額定電壓為380V的三相用電器等用電。器特點為用電負荷的額定電壓均為380V且都是三相對稱負荷在工業(yè)生產(chǎn)中還有一些額定電壓為380V的單項負荷，接在兩條相線之間，我們稱之為間負荷，線間負荷可用照明支路供電，也可用動力支路供電。各種負荷的供電線路組成如圖所示，如果從供電形式的角度來講：負荷計算可以分為單相和三相用電設(shè)備的

40、負荷計算兩種形式。從供電系統(tǒng)中所在的位置角度來講：負荷計算可分為一組用電設(shè)備、多組用電設(shè)備的負荷計算。但無論是那種形式，用需要系數(shù)法確定計算負荷都有如表1-1的通用公式：表1-1公式表名稱公式備注用電設(shè)備組的容量設(shè)備的額定容量設(shè)備組的同時系數(shù)設(shè)備組的負荷系數(shù)設(shè)備組的平均效率配電線路的平均效率對應(yīng)用電設(shè)備組的正切值用電設(shè)備組有功計算負荷需要系數(shù)無功計算負荷續(xù)表1-1視在計算負荷-用電設(shè)備組的平均功率因數(shù)用電設(shè)備組的額定電壓以上參數(shù)由用電設(shè)備組計算負荷直接相加來計算時取。計算電流有功負荷的同時系數(shù)無功負荷的同時系數(shù)總的有功計算負荷總的無功計算負荷總的視在計算負荷1.2各車間的負荷計算1.2.1紡練

41、車間的負荷計算1.單臺機械負荷計算（1）紡絲車間已知： ,故： （2）筒絲機已知： ，故： （3）烘干機已知： ，,故： （4）通風(fēng)機已知： ，故： （5）淋洗機已知： ，故：（6）變頻機已知： ，故： （7）傳送機已知： ，故： 紡練車間單臺機械負荷統(tǒng)計見表1-2。表1-2紡練車間負荷統(tǒng)計列表序號車間設(shè)備名稱安裝容計算負荷1紡絲機2200.80.78176137.282筒絞機560.750.754231.53烘干機700.751.0252.553.554脫水機180.60.810.808.645通風(fēng)機2400.70.75168126續(xù)表1-26淋洗機220.750.7816.512.877變

42、頻機9500.80.77605328傳送機300.80.72416.89小計 = sum(C3:C10) * MERGEFORMAT 1606 = sum(F3:F10) * MERGEFORMAT 1249.8 = sum(G3:G10) * MERGEFORMAT 918.642.車間計算負荷統(tǒng)計（計與同時系數(shù)）取同時系數(shù)： ，1.2.2其余各車間負荷計算（1）原液車間照明已知： ，故： （2）酸站照明已知：，故： （3）鍋爐房照明已知： ，故： （4）排毒車間照明已知： ，故： （5）其他車間照明已知： ，故： 1.2.3各車間計算負荷匯總各車間計算負荷統(tǒng)計見表1-3表1-3各車間計算負

43、荷統(tǒng)計列表序號車間設(shè)備名稱安裝容量1紡練車間16061249.8918.641423.672原液車間照明11608706091061.973酸站照明310201.5141.05245.964鍋爐房照明270202.5151.875253.1255排毒車間照明1409858.8114.296其他車間照明2401681262101.2.4全廠總負荷（1）在一定的情況下是不可能發(fā)生所有的用電設(shè)備同時工作的情況,，如果按照全部用電設(shè)備的用電負荷之和來計算全廠計算負荷的話，勢必會造成,經(jīng)濟不運行和浪費等,情況,也就是我們常說的大馬拉小車,所以計算全廠的計算負荷時，總的計算負荷要小于每個用電負荷加起來的和

44、。本次課程設(shè)計中的全廠有功計算負荷就為各個設(shè)備計算負荷之和的90%，全廠無功計算負荷為各個設(shè)備計算負荷之和的95%,即：全廠有功計算負荷=0.90(紡練車間有功計算負荷+原液車間有功計算負荷+酸站照明有功計算負荷+鍋爐房照明有功計算負荷+排度車間有功計算負荷+其他車間有功計算負荷)全廠無功計算負荷=0.95(紡練車間無功計算負荷+原液車間無功計算負荷+酸站照明無功計算負荷+鍋爐房照明無功計算負荷+ 排度車間無功計算負荷+其他車間無功計算負荷)（2）考慮5年的發(fā)展，年增長率按2%計算，全廠計算負荷第2章變電所位置和型式的選擇2.1變電所位置的選擇變電所位置和數(shù)量的選擇，實際上就是在整個企業(yè)選擇布

45、置供電點。為了使供電系統(tǒng)合理布局與提高電能質(zhì)量，必須根據(jù)企業(yè)負荷類型，負荷大小和分布特點，以與企業(yè)部環(huán)境條件與生產(chǎn)工藝上的要求進行全面考慮。配變電所位置選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求綜合考慮確定（1）接近負荷中心。（2）進出線方便。（3）接近電源側(cè)。（4）設(shè)備吊裝，運輸方便。（5）不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動的場所。（6）不宜設(shè)在多塵，水霧（如大型冷卻塔）或有腐蝕性氣體的場所，如無法遠離時，不應(yīng)設(shè)在污源的下風(fēng)側(cè)。（7）不應(yīng)設(shè)在廁所，浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方或貼鄰。 （8）配變電所為獨立建筑物時，不宜設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。（9）高層建筑地下層配變電所的位置宜選擇在通風(fēng)，散熱條件較好的場所。（10）配變

46、電所位于高層建筑（或其他地下建筑）的地下室時，不宜設(shè)在最底層。當(dāng)?shù)叵聝H有一層時，應(yīng)采取適當(dāng)抬高該所地面等防水措施，并應(yīng)避免洪水或積水從其他渠道淹漬配變電所的可能性。（11）裝有可燃性油漬電力變壓器的變電所，不應(yīng)設(shè)在耐火等級為三，四級的建筑中。（12）在無特殊防火要求的多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配變電所，可設(shè)置在底層靠外墻部位，但不應(yīng)設(shè)在人員密集場所的上方，下方，貼鄰或疏散出口的兩旁。（13）高層建筑的配變電所，宜設(shè)在地下層或首層；當(dāng)建筑物高度超過100米時，也可在高層區(qū)的避難層或上技術(shù)層設(shè)置變電所。（14）大，中城市除居住小區(qū)的桿上變電所外，民用建筑中不宜采用露天或半露天的變電所，如

47、確因需要設(shè)置時，宜選用帶防護外殼的戶外成套變電所。2.2本工廠變電所設(shè)置根據(jù)地理位置與各車間計算負荷大小，決定設(shè)立3個車間變電所，各自供電圍如下：變電所：紡煉車間、鍋爐房。變電所：原液車間。變電所：排毒車間、其他車間、酸站。2.3各變電所位置的確定工廠變電所的位置確定需要綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟等因素。一般而言，工廠變電所的位置應(yīng)該滿足接近負荷中心，進出線方便，接近電源側(cè)，設(shè)備運輸方便等要求。一般可以采用負荷功率矩法確定負荷中心。按照負荷功率矩法，總降壓變電所和各車間變電所的負荷中心可由下式?jīng)Q定上式中，為各車間的有功計算負荷，為各車間負荷中心的橫坐標(biāo)，為各車間負荷中心的縱坐標(biāo)。根據(jù)上式，求得總降壓變

48、電所和車間變電所的負荷中心如下圖2-1所示圖2-1變電所的負荷中心位置雖然負荷中心是選擇變電所位置的重要因素，但不是唯一因素，需要根據(jù)工廠的實際情況選擇變電所具體位置。根據(jù)工廠總平面圖和工廠的實際環(huán)境因素，總降壓變電所設(shè)于原液車間東北方向，距離其80m處；車間變電所設(shè)于紡煉車間東東側(cè)角20m處；車間變電所設(shè)于原液車間東側(cè)50m處；車間變電所設(shè)于酸站東側(cè)20m處。全廠供電平面見下圖2-2圖2-2平面布置圖2.4變電所型式的確定總降壓變電所變，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，變電所平面布置如下：（1）35kV總變電所采用戶外的型式進行供電。（2）車間變電所采用戶的型

49、式進行配電。第3章變電所變壓器的選擇與無功補償3.1變電所變壓器臺數(shù)的確定方法3.1.1確定原則（1）對于大城市郊區(qū)的一次變電所在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺變壓器為宜。（2）對地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所在設(shè)計時應(yīng)考慮裝設(shè)三臺變壓器。（3）對于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺變壓器的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的1-2級設(shè)計，以便負荷發(fā)展時，更換變壓器的容量。3.1.2考慮因素（1）應(yīng)滿足用電負荷對供電的可靠性的要求，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(dāng)一臺變壓器發(fā)生故障或檢修時，另一臺能對一、二級負荷繼續(xù)供電。（2）對于一級負荷的場所，鄰近又無備用

50、電源聯(lián)絡(luò)線可接,或季節(jié)性負荷變化較大時,宜采用兩臺變壓器。（3）是否裝設(shè)變壓器，應(yīng)視其負荷的大小和鄰近變電所的距離而定。當(dāng)負荷超過320kVA時，任何距離都應(yīng)裝設(shè)變壓器。3.2變壓器容量的確定方法（1）只裝有一臺變壓器的變電所，變壓器的額定容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備計算負荷的需要。（2）裝有兩臺變壓器的變電所，每臺變壓器的額定容量應(yīng)同時滿足以下兩個條件：任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足全部一、二級負荷的需要；任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足全部用電容量設(shè)備70%的需要。（3）變壓器正常運行時的負荷率應(yīng)控制在額定容量的為宜，以提高運行率。3.3車間變壓器臺數(shù)、容量的選擇（1）變壓所I變壓器與容量選擇變壓

51、所I的供電負荷統(tǒng)計。變壓所I的無功補償（提高功率因數(shù)到0.9以上）。無功補償試取：補償以后： 變電所I的變壓器選擇。為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供電車間總負荷的70%）：查課程設(shè)計一畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程附表3-2選擇變壓器型號S9系列，額定容量為1000kVa，兩臺，采用Yyn0接線。查表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗；負載損耗；阻抗電壓；空載電流。計算每臺變壓器的功率損耗。也可用簡化經(jīng)驗公式：（2）變壓所變壓器臺數(shù)與容量選擇變壓所的供電負荷統(tǒng)計。取同時系數(shù)：，。變壓所得的無功補償（提高功率因數(shù)到0.9以上）。無功補償試?。貉a償以后：變電所的變壓器選擇。為保證供電的可靠性，選用兩臺變

52、壓器（每臺可供電車間總負荷的70%）：查課程設(shè)計一畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程附表3-2選擇變壓器型號S9系列，額定容量為800kVA，兩臺，采用Yyn0接線。查表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗；負載損耗；阻抗電壓；空載電流。計算每臺變壓器的功率損耗。也可用簡化經(jīng)驗公式：（3）變壓所變壓器臺數(shù)與容量選擇變壓所的供電負荷統(tǒng)計。取同時系數(shù)：，。變壓所的無功補償（提高功率因數(shù)到0.9以上）。無功補償試?。貉a償以后：變電所的變壓器選擇。為保證供電的可靠性，選用兩臺變壓器（每臺可供電車間總負荷的70%）：查課程設(shè)計一畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程附表3-2選擇變壓器型號S9系列，額定容量為630kVA，兩臺，采用Yyn0接線。查

53、表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗；負載損耗；阻抗電壓；空載電流。計算每臺變壓器的功率損耗。也可用簡化經(jīng)驗公式：3.4總降壓變電所主變壓器臺數(shù)、容量選擇總降壓變10kV側(cè)無功補償試?。汉细襁x擇變壓器型號SL7-2000/35，兩臺，采用Ydn0接線。查表得出變壓器的各項參數(shù)：空載損耗；負載損耗；阻抗電壓；空載電流。3.5無功補償建筑供電系統(tǒng)中的變配電設(shè)備與建筑物的用電設(shè)備，如電力變壓器、電抗器、電動機、日光燈、電焊機、高頻爐等大部分都為電感性負載，其功率因數(shù)較低，工作時需要較大的無功功率，在線路中生產(chǎn)較大的無功電流，不利于供電系統(tǒng)的高效率運行，因此，在設(shè)計建筑供電系統(tǒng)時，要根據(jù)實際情況進行合理的

54、無功補償，提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)。按照我國供電部門的規(guī)定，高壓供電的用戶必須保證功率因數(shù)在0.9以上，低壓供電的用戶必須在0.85以上。為了使用戶注意提高功率因數(shù)，供電部門還對大宗用電單位實行按戶月平均功率因數(shù)調(diào)整電費的辦法。調(diào)整功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)一般為0.85，大于0.85時給以獎勵，低于0.85時便要增收電費甚至罰款，功率因數(shù)很低時供電部門要停止供電。（1）通過適當(dāng)措施提高自然功率因數(shù)。據(jù)統(tǒng)計，在建筑供電系統(tǒng)的總無功功率中，電動機和變壓器約占80%左右，其余則消耗在輸電線路與其他感應(yīng)設(shè)備中，因此，提高自然功率因數(shù)可以通過合理選擇感應(yīng)電動機的容量、使用中減少感應(yīng)電動機的空載運行、條件許可時盡量使用

55、同步電動機、以最佳負荷率選擇變壓器等方法達到目的。（2）并聯(lián)同步調(diào)相機。同步調(diào)相機是一種專用于補償無功功率的同步電動機，通過調(diào)節(jié)同步調(diào)相機的勵磁電流可補償供電系統(tǒng)的無功功率，從而提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。同步調(diào)相機輸出無功功率為無極調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)的圍較大，并且在端電壓下降10%以時，無功輸出基本不變，當(dāng)端電壓下降10%以上時，可強行勵磁增加無功輸出。但是，同步調(diào)相機補償單位無功功率造價高。每輸出的無功功率要損耗的有功功率，基建安裝要求高、不易擴建、運行維護復(fù)雜，所以一般用于電力系統(tǒng)中的樞紐變電站與地區(qū)降壓變電站。（4）并聯(lián)適當(dāng)?shù)撵o電電容器。我們知道，電感性負載并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙萜骺梢蕴岣吖β室驍?shù)，所以在

56、建筑供電系統(tǒng)中，同樣可以并聯(lián)適當(dāng)?shù)撵o電電容器以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。并聯(lián)電容安裝簡單、容易擴建、運行維護方便，補償單位無功功率的造價低、有功損耗小（小于0.3%），因此廣泛用于工廠企業(yè)與民用建筑供電系統(tǒng)中。無功補償使用專用的電力電容器，其規(guī)格品種很多，按安裝方式分為戶式和戶外式，按相數(shù)分為單相和三相，按額定電壓分為高壓和低壓電容器等等。電容器的選擇電容器無功容量的計算 電容器（柜）臺數(shù)的確定需電容器臺數(shù)： 每相所需電容器臺數(shù)：取其相等或稍大的偶數(shù)，因為變電所采用單母線分段式結(jié)線。電容器的補償方式單獨就地補償方式，分散補償方式，集中補償方式。電容器的聯(lián)接方式或Y（雙Y）優(yōu)選，因為容量為Y的1/3且

57、電壓低，放電1分鐘，殘壓50V以下。1000V以上的電容器應(yīng)采用電壓互感器放電。電容器放電回路中不得裝設(shè)熔斷器或開關(guān)，以免放電回路斷開，危與人身安全。第4章變電所主接線的設(shè)計4.1主接線的設(shè)計原則主接線代表了變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)接線的主要組成部分，是變電站電氣設(shè)計的首要部分。它表明了變壓器、線路和斷路器等電氣設(shè)備的數(shù)量和連接方式與可能的運行方式，從而完成變電、輸配電的任務(wù)。它的設(shè)計，直接關(guān)系著全所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行。由于電能生產(chǎn)的特點是發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時刻完成的，所以主接線設(shè)計的好壞，

58、也影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。因此，主接線的設(shè)計是一個綜合性的問題。必須在滿足國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策的前提下，正確處理好各方面的關(guān)系，全面分析有關(guān)影響因素，力爭使其技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全可靠?？煽啃裕汗╇娍煽渴请娏ιa(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿足這個要求。在研究主接線時，應(yīng)全面地看待以下幾個問題：（1）可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn)是運行實踐，估價一個主接線的可靠性時，應(yīng)充分考慮長期積累的運行經(jīng)驗。我國現(xiàn)行設(shè)計技術(shù)規(guī)程中的各項規(guī)定，就是對運行實踐經(jīng)驗的總結(jié)。設(shè)計時應(yīng)予遵循。（2）主接線的可靠性，是由其各組成元件（包括一次設(shè)備和二次設(shè)備）的可靠性的綜合。因此主接線設(shè)計，要同時考慮一次設(shè)備和二次設(shè)

59、備的故障率與其對供電的影響。（3）可靠性并不是絕對的，同樣的主接線對某所是可靠的，而對另一些所則可能還不夠可靠。因此，評價可靠性時，不能脫離變電站在系統(tǒng)中的地位和作用。通常定性分析和衡量主接線可靠性時，均從以下幾方面考慮：（1）斷路器檢修時，能否不影響供電。（2）線路、斷路器或母線故障時，以與母線檢修時，停運出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以與能否保證對重要用戶的供電。靈活性：主接線的靈活性要求有以下幾方面。調(diào)度靈活，操作簡便：應(yīng)能靈活的投入（或切除）某些變壓器或線路，調(diào)配電源和負荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修與特殊運行方式下的調(diào)度要求。檢修安全：應(yīng)能方便的停運斷路器、母線與其繼電保護設(shè)備，進行

60、安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運行與對用戶的供電。擴建方便：應(yīng)能容易的從初期過渡到最終接線，使在擴建過渡時，在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，且一次和二次設(shè)備等所需的改造最少。經(jīng)濟性：在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟合理。投資?。褐鹘泳€應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護方式不過于復(fù)雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短路電流,以選擇價格合理的電器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式(110/6-10kV)變壓器，以質(zhì)量可靠的簡易電器代替高壓斷路器。占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便