某機(jī)床廠(chǎng)降壓變電所設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u5763某機(jī)床廠(chǎng)降壓變電所設(shè)計(jì) 1253481緒論 247881.1研究目的和意義 2278381.2國(guó)內(nèi)外變電所研究現(xiàn)狀、水平以及發(fā)展趨勢(shì) 4269491.2.1國(guó)內(nèi)變電所研究現(xiàn)狀、水平以及發(fā)展趨勢(shì) 4168761.2.2國(guó)外變電所研究現(xiàn)狀、水平以及發(fā)展趨勢(shì) 5170681.3設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 612機(jī)床廠(chǎng)的負(fù)荷計(jì)算以及功率補(bǔ)償 9108072.1計(jì)算機(jī)床廠(chǎng)的負(fù)荷 9251242.2無(wú)功功率補(bǔ)償 14161602.2.11#變電所的無(wú)功補(bǔ)償 14247263建始市機(jī)床廠(chǎng)降壓變電所所址設(shè)計(jì) 19161023.1機(jī)床廠(chǎng)降壓變電所所址 19225443.2建始市機(jī)床廠(chǎng)降壓變電所主接線(xiàn)圖 22152783.2.1高壓配電所及其連接車(chē)間變電所系統(tǒng)的主接線(xiàn)圖 22248813.2.2車(chē)間變電所裝置式主接線(xiàn)圖 2598584短路電流的計(jì)算 27524.1繪制短路電流計(jì)算電路 27216644.2三相短路電流及容量的計(jì)算 27224075高壓與低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 3182555.1高壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 3171695.2低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 3221585.2.11#變電所低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 32163185.2.22#變電所低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 3343465.2.33#變電所低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 34125265.2.24#變電所低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 35272676降壓變電所進(jìn)出線(xiàn)及母線(xiàn)的選擇 36133456.1高壓電纜選擇 36276806.2降壓變電所進(jìn)線(xiàn)的選擇 36240116.3低壓出線(xiàn)的選擇 37295086.4母線(xiàn)的選擇 3733537機(jī)床廠(chǎng)降壓變電所二次回路方案的確定 3891647.1高壓斷路器的控制和信號(hào)回路 3867387.1電測(cè)量?jī)x表 3944317.2絕緣監(jiān)測(cè)回路 40157048繼電保護(hù) 41256479防雷保護(hù)與接地裝置 4453769.1防雷措施 44245769.2接地裝置的設(shè)計(jì) 4415960結(jié)論 451緒論研究目的和意義本課題的主要目的是以調(diào)查研究的方式和過(guò)程中的知識(shí)積累來(lái)引導(dǎo)我們形成正確的思考問(wèn)題的方式和自己尋找解決問(wèn)題的方法的習(xí)慣，同時(shí)讓我們?cè)谘芯窟^(guò)程中養(yǎng)成踏實(shí)務(wù)實(shí)的態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求知的學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓我們?cè)谘芯康倪^(guò)程中形成研究問(wèn)題的思維方式和團(tuán)結(jié)互助的精神品格。在學(xué)校的學(xué)習(xí)時(shí)間里很好的使用到書(shū)本的知識(shí)和一些基本的實(shí)用技能，這些技能和知識(shí)能夠幫我們很好地解決現(xiàn)實(shí)生活的問(wèn)題，同時(shí)通過(guò)過(guò)對(duì)這些問(wèn)題的研究，也提高了我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決生活實(shí)際問(wèn)題的能力。變電所對(duì)大部分人來(lái)說(shuō)是一個(gè)熟悉又陌生的名字，熟悉是因?yàn)楹孟袢粘Ｉ钪刑幪幎加凶冸娝挠白樱械侥吧鷦t是因?yàn)樵趯?shí)際生活中并沒(méi)有對(duì)變電所有更多的了解。變電所簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一個(gè)改變電能電壓的場(chǎng)所，而變電站的電則來(lái)自于發(fā)電廠(chǎng)。發(fā)電廠(chǎng)的位置一般比較遠(yuǎn)離城市中心，這就決定了發(fā)電廠(chǎng)的產(chǎn)生的電能并不能夠通過(guò)短距離的輸電線(xiàn)路直接輸送到用戶(hù)，而是經(jīng)歷了一段過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程里面，電能的電壓并不是原來(lái)的電壓了，電壓需要升高以后才會(huì)進(jìn)行傳輸，而電壓升高是通過(guò)變壓器變壓升高的。用戶(hù)的供電是通過(guò)變電所把變電壓傳送過(guò)來(lái)的，而變電所的電壓是由變電站通過(guò)輸電線(xiàn)路傳送過(guò)來(lái)的。在電能運(yùn)輸?shù)沫h(huán)節(jié)里，變電站扮演著重要的角色?，F(xiàn)在人們都知道，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和電能有著必不可分的聯(lián)系。電能對(duì)于電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，就像翅膀和飛鳥(niǎo)的關(guān)系，是不能缺少的一部分，也是最重要的一部分。在生活的各個(gè)領(lǐng)域里，隨處可見(jiàn)電能的廣泛應(yīng)用，甚至可以說(shuō)如果世界上突然沒(méi)有電能了，那現(xiàn)代社會(huì)生活就會(huì)亂成一團(tuán)，甚至崩潰，因?yàn)槿藗兿硎苤娔軕?yīng)用發(fā)展所帶來(lái)的生活中最基礎(chǔ)的、舒適、便捷的工作環(huán)境和生活環(huán)境。與之相關(guān)緊密的變電所也是人們?cè)谏钪蝎@取電源的工具;同時(shí)也是電力傳輸過(guò)程的主要方式;是一個(gè)關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。變電所在電力系統(tǒng)中承擔(dān)著著溝通發(fā)電廠(chǎng)和用戶(hù)的職能，基于此，哪怕是在科技高速發(fā)展的今天，變電所由于其在電力系統(tǒng)中扮演的重要角色，一旦在變電所研究方面有新的進(jìn)展和突破，又會(huì)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響，故仍然具有重要的研究?jī)r(jià)值。電能不僅具有易于轉(zhuǎn)換的特點(diǎn)，在輸送和分配方面更是簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，同時(shí)電能在現(xiàn)在的時(shí)代已經(jīng)做到很方便的控制，調(diào)節(jié)和測(cè)量電能了。電能所具有的上述特點(diǎn)，已經(jīng)被人們應(yīng)用在了生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中，在生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化里大展身手，依托于電能高速發(fā)展的信息技術(shù)和其他技術(shù)也得到了快速發(fā)展。所以說(shuō)，電能的相關(guān)研究已經(jīng)與現(xiàn)代生活密不可分，而如果電力供應(yīng)的這個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問(wèn)題，電能供應(yīng)不足了，出現(xiàn)了例如大規(guī)模停電，或者由于電能不穩(wěn)定導(dǎo)致設(shè)備損壞之類(lèi)情況，將會(huì)對(duì)使用電能的部門(mén)產(chǎn)生極其嚴(yán)重的后果。本次課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)是設(shè)計(jì)出符合實(shí)際使用需求的機(jī)床廠(chǎng)的降壓變電所，因此在開(kāi)始設(shè)計(jì)之前，需要進(jìn)行大量的準(zhǔn)備。除了實(shí)地考察因?yàn)閷?shí)際情況不能進(jìn)行以外，還需要查閱相關(guān)的書(shū)籍作為參考，同時(shí)在研究的過(guò)程中一定會(huì)不可避免的遇上因?yàn)橹R(shí)受限所不能解決的問(wèn)題，所以要時(shí)刻牢記遇見(jiàn)問(wèn)題第一時(shí)間記錄整理，之后找老師詢(xún)問(wèn)意見(jiàn)以及及時(shí)和同組同學(xué)討論解決問(wèn)題的方法和步驟。通過(guò)以上途徑，最后對(duì)機(jī)床廠(chǎng)降壓變電所設(shè)計(jì)的元素和要求有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)，方便后續(xù)設(shè)計(jì)的展開(kāi)。通過(guò)圖書(shū)館的調(diào)研，本人發(fā)現(xiàn)，在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，能夠替代電能的新的能源形式還有待開(kāi)發(fā)，所以目前工業(yè)生產(chǎn)的主要?jiǎng)恿湍茉慈匀皇请娔?，而且在未?lái)很長(zhǎng)的一段時(shí)間里這種情況將會(huì)繼續(xù)保持。電能的突出特點(diǎn)之一是便宜，工業(yè)生產(chǎn)中最耗資源的機(jī)械廠(chǎng)在相關(guān)開(kāi)發(fā)的投資上最多也只有5%的占比，更加體現(xiàn)了電能價(jià)格實(shí)惠的特點(diǎn)。當(dāng)然這僅僅只是電能眾多優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)，但從這個(gè)方面來(lái)看的話(huà)，電能的重要性其實(shí)并不體現(xiàn)在它在成本或者投資中所占比例的大小，而是體現(xiàn)在電能廣泛應(yīng)用后能夠產(chǎn)生一系列的積極影響，就像蝴蝶效應(yīng)一般改善和解決更多工業(yè)生產(chǎn)的相關(guān)問(wèn)題。所以說(shuō)，電能的廣泛應(yīng)用，奠定了生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化發(fā)展的基石，像助燃劑一般加快推動(dòng)了生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的發(fā)展。國(guó)內(nèi)外變電所研究現(xiàn)狀、水平以及發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)變電所研究現(xiàn)狀、水平以及發(fā)展趨勢(shì)由于中國(guó)的面積極大，更是有著眾多的河流，這些地理優(yōu)勢(shì)都為中國(guó)的電力工業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)了自己的力量，中國(guó)的水力發(fā)電有了許多優(yōu)秀的成果，在世界上最有名的就是宜昌的三峽大壩發(fā)電站。三峽大壩發(fā)電站只是中國(guó)電力工業(yè)的一個(gè)縮影，目前中國(guó)在世界領(lǐng)域的電力工業(yè)中已經(jīng)處于前列，在部分研究領(lǐng)域更是處于龍頭地位。但是不可否認(rèn)的是，中國(guó)在現(xiàn)階段的國(guó)情依舊屬于發(fā)展中國(guó)家，哪怕現(xiàn)在中國(guó)在很多方面的實(shí)力強(qiáng)于部分發(fā)達(dá)國(guó)家，但從各項(xiàng)指標(biāo)總體上來(lái)看，中國(guó)離發(fā)達(dá)國(guó)家還是有一定距離的，雖然這個(gè)距離在逐年減小，但這個(gè)距離現(xiàn)在還一直存在，中國(guó)實(shí)際上還并沒(méi)有成為一個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家。所以說(shuō)中國(guó)的電力工業(yè)在一些方面相比較發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)說(shuō)依然有著自己的不足，仍然還有需要繼續(xù)努力加油的地方。就電力工業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)可以借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的管理方式，學(xué)習(xí)和追趕發(fā)達(dá)國(guó)家在相關(guān)領(lǐng)域的研究技術(shù)水平，并將學(xué)習(xí)到的、研究到的成果轉(zhuǎn)換應(yīng)用于實(shí)踐去解決實(shí)際存在的問(wèn)題，來(lái)提高輸電網(wǎng)絡(luò)的安全性，增強(qiáng)輸電網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，讓輸電網(wǎng)絡(luò)變得更加經(jīng)濟(jì)和高效，這些都是目前中國(guó)電力工業(yè)有待突破的研究方向?？偟膩?lái)說(shuō)，中國(guó)的電力工業(yè)相比以前確實(shí)取得了令人矚目的成就，解決了中國(guó)十四億人口的用電問(wèn)題，并且推動(dòng)了相關(guān)領(lǐng)域的飛速發(fā)展。中國(guó)的政策有著摸著石頭過(guò)河的特殊性，中國(guó)的電力工業(yè)也有著這個(gè)特點(diǎn)，由于多種因素的影響，資金緊缺和供配電建設(shè)等問(wèn)題一直沒(méi)有解決，更是因此導(dǎo)致了設(shè)備技術(shù)的落后，這些問(wèn)題糾纏在一起，所以導(dǎo)致了相關(guān)的惡性事故頻繁發(fā)生，這些本來(lái)可以及時(shí)避免的問(wèn)題最后嚴(yán)重的影響了生活和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。除這些情況之外，由于相關(guān)政策和配套措施的不完善，更是讓市場(chǎng)陷入了一種沒(méi)有明確規(guī)定和條款的怪圈，發(fā)展沒(méi)有方向，市場(chǎng)沒(méi)有匹配的規(guī)定，這些原因最后就使得電力供配電技術(shù)短缺的短板越來(lái)越明顯，將供配電設(shè)備數(shù)量不能滿(mǎn)足生產(chǎn)和市場(chǎng)需要的問(wèn)題暴露了出來(lái)。當(dāng)然這些問(wèn)題最后都有了很好的解決方法，我國(guó)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合國(guó)情發(fā)布了電力法，大力推廣，認(rèn)真宣傳，將電力變?yōu)榉ǘㄒ饬x上的商品。自此以后，電力就有了商品屬性，并以一種商品的身份進(jìn)入了市場(chǎng)，與此同時(shí)和市場(chǎng)中的其他商品一樣也接受者用戶(hù)的監(jiān)督和選擇。并且因?yàn)殡娏?yīng)與日常生活和工業(yè)生產(chǎn)關(guān)聯(lián)極大，所以一旦因?yàn)橥ｋ姸绊懥穗娏?yīng)，那么電力供應(yīng)的運(yùn)營(yíng)商就需要對(duì)停電造成的后果承擔(dān)相應(yīng)的責(zé)任，并且需要在發(fā)生問(wèn)題的第一時(shí)間去解決這個(gè)問(wèn)題，避免問(wèn)題變得更加嚴(yán)重，甚至產(chǎn)生不可挽預(yù)計(jì)的事故。所以電力運(yùn)營(yíng)商們不僅需要考慮電力供應(yīng)方面的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)于提高技術(shù)來(lái)完善電力供應(yīng)的相應(yīng)設(shè)備和電能質(zhì)量等方面來(lái)說(shuō)也是電力運(yùn)營(yíng)商們需要考慮的必要方面之一。電力行業(yè)自發(fā)展到現(xiàn)在以來(lái)，不僅在電網(wǎng)的建設(shè)方面取得了卓越的成就，在電壓等級(jí)方面也有了飛速的發(fā)展和成果。雖然如此，但是電力行業(yè)并不是完美無(wú)缺的，即使在科技發(fā)展的今天，能源過(guò)分消耗、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)繁復(fù)、資源配置不均、遠(yuǎn)端輸電電能損失等方面依然是電力行業(yè)繼續(xù)蓬勃發(fā)展的阻礙和弊端。時(shí)代的發(fā)展伴隨著科技的進(jìn)步，今年我國(guó)抗擊疫情的舉動(dòng)全世界有目共睹，中國(guó)的國(guó)際實(shí)力在幫助那些仍然受疫情影響的國(guó)家時(shí)得到了世界范圍內(nèi)的肯定。而且，世衛(wèi)組織在不久之前曾發(fā)表聲明表示新冠病毒是否是中國(guó)首發(fā)有待商榷。中國(guó)日益發(fā)展的實(shí)力并不是一蹴而就的，而是一代又一代中國(guó)人的努力所造就的。在這種奮勇向前，拼搏不懈的環(huán)境里，我國(guó)的科研人員也用自己最新最前沿的科研成果為我國(guó)的建設(shè)做出自己的努力。在電力行業(yè)領(lǐng)域，科研人員通過(guò)不斷的研究和實(shí)踐，將我國(guó)的用電設(shè)備逐步更新，在不少的用電設(shè)備都已經(jīng)取得了國(guó)際專(zhuān)利，同時(shí)也加強(qiáng)了學(xué)間的交叉研究，和計(jì)算機(jī)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了變電所的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和反饋以及從有人到無(wú)人的轉(zhuǎn)變，不僅如此，變電站的安全性也得到了有效的提高，在輸出電能的形式方面也從交流電轉(zhuǎn)變?yōu)楦颖憷头€(wěn)定的直流電。技術(shù)的更新同時(shí)也伴隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，由于計(jì)算機(jī)模塊的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在21世紀(jì)飛速發(fā)展，從而帶動(dòng)了與之相關(guān)的電力系統(tǒng)也得到了飛速發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)的變電站相比較之前取得了許多的發(fā)展和進(jìn)步，總的來(lái)說(shuō)分為數(shù)個(gè)發(fā)展趨勢(shì)和研究方向，下面進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹:(1)設(shè)計(jì)從反復(fù)變得簡(jiǎn)單。與以往不同，以往的主接線(xiàn)往往繁多和復(fù)雜，在實(shí)際施工時(shí)的工作量很大，耽誤施工進(jìn)度，而且因?yàn)榫€(xiàn)路繁多復(fù)雜的原因，后期一旦出現(xiàn)問(wèn)題也很難及時(shí)找到最合理的解決問(wèn)題的方案，現(xiàn)在科研人員采用新的線(xiàn)路材料實(shí)現(xiàn)了主接線(xiàn)的去繁，而且也讓實(shí)際的操作變得更加簡(jiǎn)單方便，同時(shí)，主接線(xiàn)上的開(kāi)關(guān)操作的相關(guān)操作步驟也得到了簡(jiǎn)化。(2)大型變電站變?yōu)樾⌒妥冸娬?。合理利用土地，高效?jié)能，更科學(xué)的設(shè)計(jì)圖紙，更靈活，更加便于修理和維護(hù)，同時(shí)減少了自身的不穩(wěn)定性，增大了容量。(3)舊設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)樾略O(shè)備。前沿科技與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合，提高了效率和產(chǎn)出，增加了穩(wěn)定性。(4)從有人到無(wú)人。與計(jì)算機(jī)的前沿技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)無(wú)人技術(shù)。同時(shí)(5)交流輸電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鬏旊姟＿@一點(diǎn)體現(xiàn)在技術(shù)的革新上面，結(jié)果使輸電形式發(fā)生了轉(zhuǎn)變，變得更加節(jié)能和穩(wěn)定。國(guó)外變電所研究現(xiàn)狀、水平以及發(fā)展趨勢(shì)從時(shí)間上來(lái)看，歐美國(guó)家很早就展開(kāi)了智能電網(wǎng)建設(shè)的相關(guān)研究，并且在技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用創(chuàng)新上取得了成果，也是因?yàn)檫@樣形成了因能滿(mǎn)足用戶(hù)需求的充足電力供應(yīng)而導(dǎo)致發(fā)展需求匱乏的負(fù)反饋局面，所以即使有較好的技術(shù)和現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，但是研發(fā)的重心并沒(méi)有在創(chuàng)新研發(fā)上面，而是在變電站設(shè)備改造和二次系統(tǒng)更新上面傾注了大量的研究。目的是為了在已有的基礎(chǔ)上提高設(shè)備的運(yùn)行效率，節(jié)約能源，增加產(chǎn)出。與此同時(shí)，在歐洲而言，相關(guān)科學(xué)技術(shù)的研發(fā)方向則被電力企業(yè)商業(yè)化模式的目的直接引導(dǎo)，這一特點(diǎn)并不單獨(dú)存在，反而是部分歐洲國(guó)家電網(wǎng)普遍存在的發(fā)展特點(diǎn)。簡(jiǎn)單的說(shuō)，歐洲電網(wǎng)以改善和提升用戶(hù)的智能化體驗(yàn)為研究方向，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家則以如何更好地讓智能電網(wǎng)穩(wěn)定高效的運(yùn)行為研究方向，并取得了可觀的成果，在電網(wǎng)自動(dòng)控制領(lǐng)域中處于領(lǐng)先的位置。因?yàn)閲?guó)外的在變電所方面的研究與應(yīng)用和發(fā)展與其他國(guó)家相比較更為先進(jìn)，所以國(guó)外的設(shè)備和技術(shù)并不依賴(lài)于國(guó)內(nèi)。國(guó)外的變電所已經(jīng)是一種成熟的研究成果，畢竟已經(jīng)經(jīng)歷了許多的發(fā)展階段和實(shí)際生產(chǎn)的檢驗(yàn)。其中最為出色的是富有特色的和多種學(xué)科結(jié)合以后產(chǎn)生的智能配電網(wǎng)絡(luò)管理的體系?？偟膩?lái)說(shuō)，將國(guó)內(nèi)和國(guó)外的變電站放在一個(gè)水平線(xiàn)上進(jìn)行比較，各有各的優(yōu)點(diǎn)，總的來(lái)說(shuō)相差其實(shí)并不大，但是值得肯定的是國(guó)外的變電所在設(shè)備和技術(shù)方面任然是處于領(lǐng)先。當(dāng)然這種差距正在我國(guó)科研人員的努力下正在逐漸減小。目前利用的大多數(shù)能源都是不可再生能源，然而隨著世界的發(fā)展，能源的消耗巨大，讓一些國(guó)家出現(xiàn)了能源緊缺的問(wèn)題，甚至不得不更改國(guó)家的發(fā)展方案。就電力資源來(lái)說(shuō)，由于之前日本福島核電站的事故，讓世界上許多人都不敢放心的發(fā)展核電站，目前主要發(fā)電方式仍然是以火力發(fā)電為主，但是隨著煤礦的開(kāi)采和環(huán)抱意識(shí)的增強(qiáng)，煤炭資源的開(kāi)采量正在呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)，這也就導(dǎo)致了電力資源的短缺。電力資源的發(fā)展往往是跟國(guó)家的整體發(fā)展相掛鉤的，而資源的短缺限制了電力資源的發(fā)展。面對(duì)這個(gè)問(wèn)題，相關(guān)的科研人員想出了結(jié)果是減少網(wǎng)絡(luò)損耗的解決方法，這個(gè)方法就是增加電壓。這也是為什么遠(yuǎn)距離輸電都是高壓電的原因，因?yàn)楦邏狠旊娔芨玫臏p小電能在線(xiàn)路上的損耗，其實(shí)也就變相的增加了電能實(shí)際產(chǎn)出，從而通過(guò)這種方法滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)在用電方面的需求和市場(chǎng)。增加電壓這里方案的實(shí)現(xiàn)，還完善了以變電所電壓無(wú)功控制理論為例的許多與電能有關(guān)的理論。這些相關(guān)理論完善和進(jìn)步的結(jié)果是應(yīng)用它們的變電廠(chǎng)的功耗得到了降低，那些變電廠(chǎng)的電源變換結(jié)構(gòu)也發(fā)生了優(yōu)化，結(jié)果是節(jié)約了能源，增加了產(chǎn)出，提高了效益。不僅如此，伴隨著科學(xué)理論的應(yīng)用，還和其他學(xué)科進(jìn)行了學(xué)科交叉，以計(jì)算機(jī)為例，形成了智能化的變電所，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和監(jiān)測(cè)，以及科學(xué)的維護(hù)計(jì)劃，提高了經(jīng)濟(jì)效益，極大地緩解資源短缺的問(wèn)題。設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求設(shè)計(jì)內(nèi)容:預(yù)設(shè)機(jī)床廠(chǎng)的數(shù)據(jù)指數(shù)，通過(guò)負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算相應(yīng)的數(shù)值，并以三線(xiàn)表的形式將數(shù)據(jù)整理匯總，通過(guò)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)，參考工具書(shū)的標(biāo)準(zhǔn)值，選擇符合要求額的變壓器類(lèi)型，同時(shí)對(duì)變壓器的容量進(jìn)行校對(duì);結(jié)合水文資料選定機(jī)床廠(chǎng)的位置，確定變電所所址以后，使用畫(huà)圖工具將機(jī)床廠(chǎng)的車(chē)間分布以及變電所分布情況畫(huà)圖說(shuō)明，同時(shí)完成變電所型式的選擇;完成變電所主接線(xiàn)方案的設(shè)計(jì)，需要使用畫(huà)圖工具繪畫(huà)出包含高壓配電所和連接的所有車(chē)間變電所的主接線(xiàn)圖，之后同樣使用畫(huà)圖工具對(duì)各個(gè)車(chē)間變電所的主接線(xiàn)圖進(jìn)行分別的區(qū)域繪畫(huà)，此外還需要使用繪圖工具繪制包含開(kāi)關(guān)柜的各個(gè)車(chē)間變電所的主接線(xiàn)圖;可以采用課堂上掌握的標(biāo)幺值的計(jì)算方法來(lái)計(jì)算短路電流的數(shù)值，同時(shí)計(jì)算出基準(zhǔn)電流，并以此為基礎(chǔ)計(jì)算原件的電抗標(biāo)幺值，而且畫(huà)出相應(yīng)的短路等效電路圖，之后用三線(xiàn)表進(jìn)行數(shù)據(jù)整理;通過(guò)之前計(jì)算出的數(shù)據(jù)，選擇變電所一次設(shè)備，將參考數(shù)據(jù)繪制成三線(xiàn)表來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)是否滿(mǎn)足預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn);參考電纜的性能指標(biāo)，結(jié)合計(jì)算數(shù)據(jù)選擇合適的高壓電纜和變電所進(jìn)線(xiàn)，確定截面和材料的標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)，經(jīng)行校驗(yàn)和核準(zhǔn)，之后通過(guò)三線(xiàn)表最終選擇的線(xiàn)型進(jìn)行整理;使用畫(huà)圖工具將控制和信號(hào)回路圖表示出來(lái)，繪畫(huà)出符合標(biāo)準(zhǔn)的的電測(cè)量?jī)x表電路圖和絕緣監(jiān)測(cè)回路，確定變電所的具體二次回路方案。依據(jù)計(jì)算的數(shù)據(jù)指標(biāo)，計(jì)算整定電流，完成繼電保護(hù)的相關(guān)設(shè)計(jì)，并畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電路圖;綜合考慮后選擇合適的防雷裝置和接地裝置，注意接地電阻的范圍。技術(shù)要求和原始數(shù)據(jù):①負(fù)荷性質(zhì):二級(jí)負(fù)荷;②供電電源條件:35/10KV的總降壓變電;長(zhǎng)900m的電纜線(xiàn)路10KV電源10KV母線(xiàn)上的短路容量:300MVA10KV配電出線(xiàn)定時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置的整定時(shí)間top=1.6S最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)≥0.9計(jì)量電能以10KV側(cè)為基準(zhǔn)進(jìn)行③本廠(chǎng)氣象地質(zhì)水文資料:廠(chǎng)內(nèi)最熱月:平均溫度=28℃地中最熱月:平均溫度(室外)=

22℃雷暴20日/年地層以砂粘土為主地下水位為2.8～5.1m④變電所的供電范圍:變電所設(shè)在本公寓的負(fù)荷中心周?chē)?/p>

機(jī)床廠(chǎng)的負(fù)荷計(jì)算以及功率補(bǔ)償計(jì)算機(jī)床廠(chǎng)的負(fù)荷(1)1#變電所①辦公樓:cosPQSI②工具車(chē)間:PQSI③倉(cāng)庫(kù):PQSI④熱處理車(chē)間:cosPQSI(2)2#變電所①門(mén)衛(wèi):cosPQSI②實(shí)驗(yàn)室:cosPQSI③模型車(chē)間:cosPQSI④鑄造車(chē)間:cosPQSI⑤鍋爐房:cosPQSI(3)3#變電所①裝配車(chē)間:PQSI②金工車(chē)間:cosPQSI③鍛壓車(chē)間:cosPQSI(4)4#變電所①生活區(qū):cosPQSI②開(kāi)關(guān)設(shè)備:cosPQSI③機(jī)修車(chē)間:cosPQSI④電鍍車(chē)間:cosPQSI

為方便審核，將上述計(jì)算數(shù)據(jù)繪制整理成三線(xiàn)表，如下圖2-1所示。表2-1建始市機(jī)床廠(chǎng)降壓變電站用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)序號(hào)車(chē)間名稱(chēng)設(shè)備容量(Kw)預(yù)設(shè)參數(shù)負(fù)荷計(jì)算KcostanP30Q30S30I301#變電所辦公樓1550.80.610.5712470.68203.28308.85工具車(chē)間2140.30.681.1364.273.194.41143.44倉(cāng)庫(kù)200.270.840.595.433.246.469.81熱處理車(chē)間3750.540.71.03202.5208.58289.29439.53小計(jì)396.13355.6593.44901.632#變電所門(mén)衛(wèi)1010.651.331013.315.3823.37實(shí)驗(yàn)室2400.460.80.76110.483.9138209.67模型車(chē)間1000.360.810.553619.844.4467.52鑄造車(chē)間3100.340.61.31105.4138.07175.67266.9鍋爐房700.50.790.773526.9544.367.31小計(jì)296.8282.02417.79634.773#變電所裝配車(chē)間2700.280.71.0175.676.36108164.09金工車(chē)間鍛壓車(chē)間4503100.210.340.620.631.311.1994.5105.4123.8125.43152.42167.3231.58254.18小計(jì)275.5325.59427.72649.854#變電所生活區(qū)700.670.780.5546.925.860.1291.34開(kāi)關(guān)設(shè)備800.340.741.0227.227.7436.7755.87機(jī)修車(chē)間1550.230.591.3735.6548.8460.4291.8電鍍車(chē)間2650.450.880.62119.2573.94135.51205.89小計(jì)229176.32292.82444.9

2.2無(wú)功功率補(bǔ)償2.2.11#變電所的無(wú)功補(bǔ)償①補(bǔ)償前:K∑p=0.9K∑q=0.95故PQSI因此初選擇SC9?500/10型式的變壓器。即cos按照規(guī)定cosφ≥0.9則Q采用BWF0.4?20?3型式的并聯(lián)電容器，UNn=②補(bǔ)償后:SI30.Ι=ScosΔΔPQSIcosφ選擇主變壓器的型式為SC9?400/10型，SN=400kV.A，補(bǔ)償前后數(shù)據(jù)如表2-2所示:表2-21#車(chē)變的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目cos計(jì)算負(fù)荷變壓器臺(tái)數(shù)及容量(KV.A)PQS30/kV.AI380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.73356.52337.82491.15746.231×SC9-400/10無(wú)功功率補(bǔ)償容量-200380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.93356.52137.82382.23580.74主變壓器的功率損耗5.7319.1110KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.92362.25156.93394.7822.79(2)2#變電所的無(wú)功補(bǔ)償①補(bǔ)償前:K∑p=0.9K∑q=0.95∑P30.i=296.8kW故P30QSI因此初選擇SC9?400/10型式的變壓器。即cos按照規(guī)定cosφ≥0.9則Q采用BWF0.4?20?3型式的并聯(lián)電容器，UN=0.4kVn=②補(bǔ)償后:SIQcosΔΔPQSIcosφ選擇主變壓器的型式為SC9?315/10，SN=315kV.A，補(bǔ)償前后數(shù)據(jù)如表2-3所示:表2-32#車(chē)變的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)(3)3#變電所的無(wú)功補(bǔ)償①補(bǔ)償前:K∑p=0.9K∑q=0.95∑故PQSI因此初選擇SC9?400/10型式的變壓器。cosφ=PQ采用BWF0.4?20?3型式的并聯(lián)電容器，UNn=②補(bǔ)償后:SIQcosΔΔQSIcosφ選擇主變壓器的型式為SC9?315/10，SN=315kV.A，補(bǔ)償前后數(shù)據(jù)如表2-4所示: 表2-43#車(chē)變的負(fù)荷統(tǒng)計(jì) (4)4#變電所的無(wú)功補(bǔ)償①補(bǔ)償前:K∑p=0.9K∑q=0.95∑故PQSI因此初選擇SC9?315/10型式的變壓器。cosφ=PQ采用BWF0.4?20?3型式的并聯(lián)電容器，UNn=②補(bǔ)償后:SIQcosΔΔPQSIcosφ選擇主變壓器的型式為SC9?250/10SN=250kV.A補(bǔ)償前后數(shù)據(jù)如表2-5所示:表2-54#車(chē)變的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)建始市機(jī)床廠(chǎng)降壓變電所所址設(shè)計(jì)機(jī)床廠(chǎng)降壓變電所所址圖3-1建始市機(jī)床廠(chǎng)的總平面布置圖根據(jù)圖3-1機(jī)械廠(chǎng)總平面布置圖首先確定機(jī)械廠(chǎng)的車(chē)間坐標(biāo)如表3-1所示。表3-1車(chē)間平面位置表(1)車(chē)間變電所的負(fù)荷中心計(jì)算:1#車(chē)變?chǔ)謞2#車(chē)變?chǔ)謞3#車(chē)變?chǔ)謞4#車(chē)變?chǔ)謞(2)各車(chē)間變電所的所址如下圖3-2所示圖3-2建始市機(jī)床廠(chǎng)變電所所址分布圖供電系統(tǒng)的平面布線(xiàn)示意圖如圖3-3所示。圖3-3建始市機(jī)床廠(chǎng)供電系統(tǒng)的平面布線(xiàn)示意圖

建始市機(jī)床廠(chǎng)降壓變電所主接線(xiàn)圖3.2.1高壓配電所及其連接車(chē)間變電所系統(tǒng)的主接線(xiàn)圖接1#車(chē)變:接2#車(chē)變:接3#車(chē)變:接4#車(chē)變:圖3-4高壓配電所及其附設(shè)車(chē)間變電所的系統(tǒng)式主接線(xiàn)圖3.2.2車(chē)間變電所裝置式主接線(xiàn)圖①接1#車(chē)變:②接2#車(chē)變:

③接3#車(chē)變:④接4#車(chē)變:圖3-5車(chē)間變電所裝置式主接線(xiàn)圖

短路電流的計(jì)算繪制短路電流計(jì)算電路圖4-1短路計(jì)算電路三相短路電流及容量的計(jì)算基準(zhǔn)容量為S基準(zhǔn)電壓為Ud=故U得:II(1)主要元件的電抗標(biāo)幺值由課題的原始數(shù)據(jù)已知S則x由課題的原始數(shù)據(jù)已知電纜線(xiàn)長(zhǎng)度為0.9Km，且電源為10則x故架空線(xiàn)路的電抗標(biāo)幺值是:x電力變壓器的電抗標(biāo)幺值:xT得:xxxx上圖4-1的短路等效電路如圖4-2所表示:圖4-2短路等效電路圖現(xiàn)在依據(jù)畫(huà)出的短路等效電路圖進(jìn)行研究，當(dāng)K-1點(diǎn)短路:①總電抗標(biāo)幺值:x②三相電路電流周期分量有效值:I③其他三相短路電流:I''(3)iI④三相短路容量計(jì)算如下:S當(dāng)K-2點(diǎn)短路:總電抗標(biāo)幺值:x②K-2(3)點(diǎn)所在的基準(zhǔn)電流:I③K-2(3)點(diǎn)其他短路電流:IiI④三相短路容量:S當(dāng)K-3點(diǎn)短路:總電抗標(biāo)幺值:x②K-3(3)點(diǎn)所在的基準(zhǔn)電流:I③K-3(3)點(diǎn)其他短路電流:IiI④三相短路容量:S當(dāng)K-4點(diǎn)短路:①總電抗標(biāo)幺值:x②K-4(3)點(diǎn)所在的基準(zhǔn)電流:I③K-4(3)點(diǎn)其他短路電流:IiI④三相短路容量:S當(dāng)K-5點(diǎn)短路:①總電抗標(biāo)幺值:x②K-5(3)點(diǎn)所在的基準(zhǔn)電流:I③K-5(3)點(diǎn)其他短路電流:IiI④三相短路容量:S為方便審核，將上述計(jì)算數(shù)整理成三線(xiàn)表，如下表4-2所示。表4-2短路計(jì)算結(jié)果高壓與低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)5.1高壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)表5-1高壓側(cè)設(shè)備檢驗(yàn)

5.2低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)5.2.11#變電所低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)表5-21#變電所校驗(yàn)表

5.2.22#變電所低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)表5-32#變電所校驗(yàn)表

5.2.33#變電所低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)表5-43#變電所校驗(yàn)表

5.2.24#變電所低壓設(shè)備的選擇與校驗(yàn)表5-54#變電所校驗(yàn)表

降壓變電所進(jìn)出線(xiàn)及母線(xiàn)的選擇高壓電纜選擇選擇結(jié)果:電纜型號(hào):LJ型鋁絞裸線(xiàn)下面對(duì)選擇進(jìn)行驗(yàn)證:(1)發(fā)熱條件:由課題的原始數(shù)據(jù)已知室外溫度為28℃，且I選擇為L(zhǎng)J?10型鋁絞線(xiàn)，當(dāng)溫度為30℃時(shí)允許載流量I(2)機(jī)械強(qiáng)度:參照工廠(chǎng)供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)的表8-32，其Amin=35mm2。而按照驗(yàn)證(1)所依據(jù)的發(fā)熱條件選擇的LJ?10并不滿(mǎn)足降壓變電所進(jìn)線(xiàn)的選擇使用電纜的絕緣類(lèi)型為:YJL22?10000型式的鋁芯電纜線(xiàn)敷設(shè)方式:直埋土壤溫度:22由于I(1)查資料:當(dāng)芯纜截面為時(shí)，Ial=90A>(2)校驗(yàn):Amin又由于式中t所以可以選擇它的截面為120mm2由上式可知:1#變電所、3#變電所、4#變電所的電纜截面均為120mm2，即型號(hào)為

低壓出線(xiàn)的選擇表6-1所選線(xiàn)型母線(xiàn)的選擇表6-210kV變電所高低壓LMY型硬鋁母線(xiàn)的常用尺寸(mm)根據(jù)表6-2可知:10kv母線(xiàn)選擇型號(hào)為L(zhǎng)MY1#車(chē)變低壓母線(xiàn)型號(hào)為L(zhǎng)MY2#車(chē)變低壓母線(xiàn)型號(hào)為L(zhǎng)MY3#車(chē)變低壓母線(xiàn)型號(hào)為L(zhǎng)MY4#車(chē)變低壓母線(xiàn)型號(hào)為L(zhǎng)MY?3(40×4)+40×4

機(jī)床廠(chǎng)降壓變電所二次回路方案的確定高壓斷路器的控制和信號(hào)回路控制與信號(hào)回路如圖7-1所示圖7-1控制和信號(hào)回路圖

7.1電測(cè)量?jī)x表為了降低變電廠(chǎng)的維護(hù)成本，需要在供配電系統(tǒng)中時(shí)刻監(jiān)察設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)時(shí)測(cè)量消耗的電能，為了達(dá)到這一目的，往往采用加裝電測(cè)量?jī)x表的方式來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，這些電測(cè)量?jī)x表，一般裝設(shè)在電源的的輸入線(xiàn)上。此外，往往在裝設(shè)電測(cè)量?jī)x表的同時(shí)，加裝相應(yīng)數(shù)量的電流表，從而達(dá)到觀察設(shè)配運(yùn)行是否正常的目的。電測(cè)量?jī)x表的接線(xiàn)圖和展開(kāi)圖如下圖7-2所示。圖7-2電測(cè)量?jī)x表電路圖

絕緣監(jiān)測(cè)回路如圖7-3所示，該回路是由三個(gè)單相三繞組變壓器組成的10kV絕緣監(jiān)察回路。運(yùn)行原理為:當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，繼電器不工作;當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，繼電器工作，同時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，方便值班人員的檢查與維修。圖7-3絕緣監(jiān)測(cè)回路圖

繼電保護(hù)繼電保護(hù)線(xiàn)路圖如圖8-1所示。圖8-1繼電保護(hù)線(xiàn)路圖(1)定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)①1#車(chē)變:S已知Krel=1.2，Kre=0.8I動(dòng)作電流的整定:I電流繼電器采用GL?11/5型，可整定為2A。動(dòng)作時(shí)間的整定:將動(dòng)作時(shí)間設(shè)定為0.5S.過(guò)電流保護(hù)SPIk.min=ISP②2#車(chē)變:已知Krel=1.2，Kre=0.8I動(dòng)作電流的整定:I電流繼電器采用GL?11/5型，可整定為2A。動(dòng)作時(shí)間的整定:將動(dòng)作時(shí)間設(shè)定為0.5S.過(guò)電流保護(hù)SPIk.min=ISP③No.3車(chē)變:由于各參數(shù)均與No.2車(chē)變所一致，用GL?11/15,因此動(dòng)作電流設(shè)定為2A，滿(mǎn)足要求。④4#車(chē)變:已知Krel=1.2，Kre=0.8I動(dòng)作電流的整定:I電流繼電器采用GL?11/5型，整定為2A。動(dòng)作時(shí)間的整定:動(dòng)作時(shí)間設(shè)定為0.5S.過(guò)電流保護(hù)SPIk.min=ISP(2)裝設(shè)電流速斷保護(hù)①1#車(chē)變?nèi)rel=1.2,Kre=0.8,KW=1，其速斷電流:I則電流為16A。檢驗(yàn)靈敏度:IISp②2#車(chē)變?nèi)rel=1.2,Kre=0.8,KW=1，其速斷電流: