（机械工程专业论文）机械制造厂配电系统研究.pdf

摘要 摘要 随着社会不断发展，电力系统在我国工业生产和日常生活中得到广泛应用。众所周知，电能 是现代工业生产的主要能源和动力，无论是从经济发展还是社会生活方面来说，电力已迅速成为 重要能源之一，因此对电力系统的研究也日益重要。电能作为最广泛使用的能源之一，是因为它 在生产、传输、分配、转换、控制和管理等方面都非常便易。因此对用户的供电能力是电力系统 的重要环节，供电的可靠性及功率损耗也值得重视。电能在工业生产中的重要性，在于工业生产 实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量和劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳 动强度，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工 业生产可能造成严重的后果。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具 有十分重要的意义。 而在电力系统规划和设计时则需要考虑一些因素，首先保证电力系统运行的安 全可靠性；其次是保证良好的电能质量；再次是保证系统运行的经济性。继电保护 是保证电力系统安全运行和提高电能质量的重要环节，在设计电力系统时要对输电 线路进行继电保护，进行相关环节的计算。因此对配电线路的设计和计算具有重要 的现实意义与工程价值。 、 本论文以某机械制造厂为研究对象，探讨了厂区配电线路的设计方案。首先对 研究对象的基础资料进行调查研究，掌握设计方案的背景。进而对其供电的配电线 路进行负荷计算和线路短路计算，选择符合研究内容要求的电气设备，同时考虑了 其外部保护的方案措施。 关键字：电力系统，供电，配电线路，短路计算，电能，继电保护 河北科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t a l o n gw i mt h es o c i a ld e v e l o p m e n t , t h ee l e c t r i cp o w e rs y s t e mi nc h i n ai n d u s t r i a l p r o d u c t i o na n di sw i d e l yu s e di nd a i l yl i f e a si sk n o w nt oa l l ，e l e c t r i c i t y i sm o d e r n i n d u s t r i a lp r o d u c t i o no ft h em a i ns o u r c e so fe n e r g ya n dm o t i v ef o r c eo fe c o n o m i c d e v e l o p m e n t ，s o c i a ll i f e ，o rp o w e rh a sq u i c k l yb e c o m eo n eo fi m p o r t a n te n e r g y , s ot h e s t u d yo fp o w e rs y s t e ma r ea l s oi n c r e a s i n g l yi m p o r t a n t e l e c t r i c i t yi s o n eo ft h em o s t w i d e l yu s e de n e r g y , b e c a u s ei ti np r o d u c t i o n ，t r a n s m i s s i o n , d i s t r i b u t i o na n dt r a n s f o r m a t i o n ， c o n t r o la n dm a n a g e m e n ti sv e r ye a s y s ot h es u p p l yf o ru s e r so fe l e c t r i cp o w e rs y s t e mi s a l li m p o r t a n tl i n ko ft h ep o w e rs u p p l yr e l i a b i l i t ya n dp o w e rl o s sa l s od e s e r v e sa t t e n t i o n t h ei m p o r t a n c eo fe l e c t r i c i t yi ni n d u s t r i a lp r o d u c t i o n , l i e si nt h e i n d u s t r i a lp r o d u c t i o n e l e c t r i f i e dl a t e rc a nb eg r e a t l yi n c r e a s e dy i e l d ，i m p r o v ep r o d u c tq u a l i t ya n dp r o d u c t i v i t y , r e d u c ep r o d u c t i o nc o s t ，r e d u c el a b o ri n t e n s i t y , a n dc o n d u c i v et ot h er e a l i z a t i o no f a u t o m a t i cp r o d u c t i o np r o c e s s o nt h eo t h e rh a n d , i ft h ef a c t o r yo ft h ep o w e rs u p p l y , a s u d d e ni n t e r r u p t i o no fi n d u s t r i a lp r o d u c t i o nm a yc a u s es e r i o u sc o n s e q u e n c e s t h e r e f o r e ， c o m p l e t e st h ew o r kf o rp o w e rp l a n td e v e l o p m e n t ，r e a l i z et h em o d e r n i z a t i o no f i n d u s t r i a l p r o d u c t i o ni n d u s t r y , h a st h ee x t r e m e l yv i t a ls i g n i f i c a n c e b u ti np o w e rs y s t e mp l a n n i n ga n dd e s i g ni st oc o n s i d e rs o m ef a c t o r s ，f i r s tt h ep o w e r s y s t e ms e c u r i t ya n dr e l i a b i l i t yo ft h eo p e r a t i o n , s e c o n di st h eg u a r a n t e eo fg o o dp o w e r q u a l i t y , o n c ea g a i n ，i sa s s u r a n c es y s t e mo p e r a t i o ne f f i c i e n c y p r o t e c t i o ni st og u a r a n t e e t h es a f eo p e r a t i o no ft h ep o w e rs y s t e ma n di m p r o v et h ep o w e rq u a l i t yo nt h ei m p o r t a n t l i n ko ft h ep o w e rs y s t e m ，t h ed e s i g no ft r a n s m i s s i o nl i n e st or e l a yp r o t e c t i o n , t h e c a l c u l a t i o no fr e l a t i v el i n k s t h e r e f o r ef o rd i s t r i b u t i o nc k c u i td e s i g na n dc a l c u l a t i o nh a v e i m p o r t a n tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c ea n dv a l u e t h i st h e s i si ns o m em e c h a n i c a lf a c t o r ya st h er e s e a r c ho b j e c t ，t h i sp a p e rd i s c u s s e st h e d e s i g ns c h e m eo fd i s t r i b u t i o nc i r c u i tf a c t o r y b a s e do n t h ea b o v er e s e a r c ho b j e c to fs t u d y m a t e r i a l ，d e s i g nb a c k g r o u n d t h ed i s t r i b u t i o n o fi t sp o w e rl i n e sa n dl o a dc a l c u l a t i o n s h o r t - c i r c u i tc a l c u l a t i o n ，c h o o s et h er e s e a r c hc o n t e n tr e q u i r e m e n t s ，c o n s i d e r i n gt h e e l e c t r i c a le q u i p m e n tf o rt h ee x t e r n a lp r o t e c t i o ns c h e m e 。一一。 k e y w o r d s ：p o w e rs y s t e m s ，p o w e rs u p p l y , d i s t r i b u t i o nl i n e ，s h o r tc i r c u i tc a l c u l a t i o n ， e l e c t r i c i t y ，p o w e rp r o t e c t i o n i i 第1 章绪论 第1 章绪论 电力是现今工业生产提供了重要的能源，得到了广泛应用。本章介绍了课题的 研究背景，以及课题研究的内容。对该课题的研究是具有现实意义和工程价值的。 1 1 课题背景 随着社会的进步、科技的快速发展，电力已经是我们日常生活和社会生产中主 要的能源。现代的工业生产，都是向着高自动化、智能化的方向发展。于是对电力 供应的要求越来越高，未来的供电技术也应该是高智能化、。高自动化，并应具有更 高地合理性、可靠性。 工厂供电的不稳定，将会造成工厂突然断电，使企业的生产受到严重的影响， 有时还会造成重要设备的损坏，甚至人身伤亡等事故，给国家造成严重的损失，阻 碍了社会生产的发展。近年来国内外发生的多次大停电事故充分表明其对经济和社 会的严重危害，例如：1 9 9 4 年5 月2 5 日南方电网因大机组跳闸而引起振荡失步事故； 1 9 8 2 年1 2 月1 4 日加拿大魁北克电力系统的大停电事故；1 9 8 3 年1 2 月2 7 日瑞典电 力系统大停电事故；1 9 9 6 年美国西部电网的大停电事故更是引起了全球的关注，该 事故是美国历史上规模最大的停电事故，事故造成包括2 2 个核电厂在内的1 0 0 多个 发电厂、几十条高压输电线路停运，系统失去负荷6 1 8 g w ，停电时间长达2 9 小时， 直接经济损失高达3 0 0 亿美元。由此可见，现代电力系统已受到大停电事故的严重 威胁，这就为我们电网建设和运行的安全保障提出了更高的要求。 因此做好工厂供电，减少事故带来的经济损失和带给社会的不便，对于保证工 业生产的正常进行、促进工业发展、实现生产现代化有着重要的意义。 1 2 课题的目的及意义 在电力市场建立的初期，市场运作规则尚未完全建立或不甚完善，在规则执行中 约束乏力，各个市场主体可能出现片面追求自身最大经济利益而忽视电力系统安全 可靠的错误倾向，使安全管理削弱，调度管理削弱，事故频发。我国和某些发展中 国家，正处在全国大联网中，由于缺乏管理大电力系统的经验，导致管理规则滞后 和技术上欠缺，再加上从弱联到强联客观存在的网络上的过渡阶段，发生事故的几 率将有可能增加。由于管理、技术和不可抗力等原因，电力系统总有可能发生灾变 和事故。世界上众多的大灾变及事故的教训告诉我们，随着电力系统的扩大，发生 灾变及事故的因素也由之增加，波及的范围也将扩大，对国家安全、国民经济和人 民生命财产造成的损失也在增加。电能在能源的总消耗中所占比例越来越大，人们 对电能的依赖性越来越大，对电力供应的可靠性要求越来越高，社会对事故停电的 可接受性越来越低。无论是从国民经济、社会秩序还是科技发展等方面来说，对电 1 河北科技大学硕士学位论文 力系统的研究就整个社会而言是非常必要的。 随着工业的发展和经济的持续增长，电力供应出现了严重短缺，现在电能的短缺 量已经超过了淡水的短缺量。据有关调查研究表明，目前全国已经有多个省市相继 出现“拉闸限电”现象，因而合理的利用和分配电能已成为工厂供电中重要的任务。 所以好的供电设计，既可以保障供电的优质化、可靠性、安全性，又可以为国家节 约大量电力资源，使电力得到更合理的利用，加快工业的发展。 1 3 课题研究的内容 本课题要研究的是某机械制造厂总降压变电所及其配电系统的设计。具体设计 内容有工厂变配电所的设计、工厂高压配电线路设计和车间低压配电线路的设计。 工厂变配电所设计包括以下基本内容： ( 1 ) 系统方案及负荷计算，确定无功补偿方案和补偿容量，以及变电所的所址 和形式。 ( 2 ) 主变压器选择计算及功率损耗计算。 ( 3 ) 厂区高压配电系统设计。 ( 4 ) 确定短路计算点，三相短路电流计算。 ( 5 ) 变电所主要电气设备选择。 ( 6 ) 变配电所防雷保护及接地装置的设计。 2 第2 章研究课题的基础资料 第2 章研究课题的基础资料 第一章介绍了此次研究课题的选题及其意义，由上述简要叙述接下来将对研究 课题的具体对象进行调查研究。选定某机械制造厂为具体研究对象，通过资料查阅 和咨询了解了此次设计方案的基础资料，以此为依据来进行一下章节的设计及计算。 2 1 厂区简介 2 1 1 制造厂的布局 本论文研究对象为机械制造厂，其中厂区包括几个分类车间，有铸钢车间、铸 铁车间、锻造车间、铆焊车间、木型车间及母型库、机修车间、砂库、制材厂、空 压厂、锅炉房、水泵房、综合楼及水塔等。其厂区布局如下图2 1 所示。 1 铸钢车间2 铸铁车间3 锻造车间4 铆焊车间5 木型车间及母型库 6 机修车间7 砂库8 制材厂9 空压场 l o 锅炉房1 1 综合楼 1 2 水塔1 3 水泵房( 1 ，2 )1 4 污水提升站 图2 1 全厂总平面布置图( 1 ：4 0 0 0 ) f i 9 2 1t h ew h o l ep l a n t t o t a lf l o o rp l a n ( 1 ：4 0 0 0 ) 3 2 1 2 制造厂的自然条件 河北科技大学硕士学位论文 在对该厂的厂区布局充分了解后，进而对该厂的自然条件等进行研究，总结其 厂区几个方面的自然条件如下几点： ( 1 ) 当地最热月平均最高气温为3 1 ： ( 2 ) 土壤o 8 米深处一年中最热月平均气温为2 0 c ； ( 3 ) 年雷暴日为3 1 天； ( 4 ) 土壤冻结深度为l 米； ( 5 ) 土壤性质以砂质粘土为主。 2 2 厂区的负荷情况 本厂各个车间均耗费电力，其年最大负荷利用小时数为60 0 0 h ，而全厂绝大部 分用电设备属二类负荷。统计结果显示各车间3 8 0 v 负荷分布情况如表2 1 所示： 表2 - 1 各车间3 8 0 v 负荷分布情况 t a b l e 2 1t h ed i s t r i b u t i o no f w o r k l o a dw o r k s h o p3 8 0 v ( 1 ) 1 号变电所 ( 2 ) 2 号变电所 1 铸铁车 1 0 0 0 0 4o 71 0 2 2 砂库 1 1 00 7 0 61 3 3 ( 3 ) 3 号变电所 l 铆焊车 1 2 0 0 0 3o 4 50 9 8 2 l 号水泵房 2 80 7 5o 80 7 5 ( 4 ) 4 号变电所 1 空压 3 9 08 570 8 8 2 机修车间 1 5 0o 2 5o 6 5 1 1 7 3 锻造车间 2 2 00 30 5 51 5 2 4 木型车间 1 8 60 3 5o 6 1 3 3 5 制材厂 2 00 2 8 0 61 3 3 6 综合楼 2 0 0 9 1o ( 5 ) 5 号变电所 l 锅炉房 3 0 0 0 7 5 o 80 7 5 2 2 号水泵房 2 80 7 5o 8o 7 5 3 仓库 8 8 0 3 0 6 5 1 1 7 4 污水提升站 1 4o 6 5o 8o 7 5 说明：除l 号、2 号车间变电所设置两台变压器外，其余设置一台。 4 第2 章研究课题的基础资料 2 3 供电协议 据了解，该机械制造厂的供电协议内容如下： ( 1 ) 工厂电源从电业部门的某2 2 0 3 5k v 区域变电所，用3 5 k v 双回架空线引入 本厂，其中一回作为工作电源，则另一回作为备用电源，两个电源非并列运行，该 变电所距厂西北侧8 k m 。 ( 2 ) 区域变电所3 5k v 母线的短路技术数据如下： 系统为最大运行方式时，最一= 2 0 0 m v a 系统为最小运行方式时，s 抽i 。= 1 7 5 m v a 。 ( 3 ) 电业部门对本厂提出的技术要求： 1 ) 区域变电所3 5 k v 配电出线定时限过流保护动作时间为2 s ， 所过流保护动作时间不应大于为1 5 s 。 2 ) 本厂的功率因数不低于0 9 。 3 ) 在总降压变电所3 5 k v 侧测量。 2 4 小- 结 本章对研究厂区的布局、车间分类及负荷情况做了初步了解， 的协议内容做了简要介绍。由这些资料作为此次研究的基础条件， 电线路进行设计和负荷计算等。 5 工厂总降压变电 同时对工厂供电 在该条件下对配 河北科技大学硕士学位论文 第3 章配电系统方案及理论计算 本章针对厂区，对5 个变电所的负荷进行计算，对变压器进行选择，计算功率 损耗及选择导线型号。进而对总降压变电所进行负荷计算、无功功率补偿及设计。 同时进行线路的短路计算，包括计算各个元件及个短路点的电抗标幺值和短路电流 及短路容量。 3 1 车间变电所负荷计算、变压器及导线选择 3 1 1 一号变电所 ( 1 ) 计算负荷视在计算负荷 只o = 髟= 1 8 0 0 x 0 4 = 7 2 0 k v a q 3 0 = 留妒= 7 2 0 1 1 7 = 8 4 2 4 k v a r = 覃+ 鳞= 4 7 2 0 2 + 8 4 2 4 2 = 1 1 0 8 1 6 k v a ( 2 ) 变压器的选择 s t = 0 7 x l1 0 8 1 6 k v a = 7 7 5 7 k v a 选择变压器的容量s r = 8 0 0 k v a ，型号墨一8 0 0 1 0 ，连接组y y n 0 ( 3 ) 变压器功率损耗 a 弓= 叱+ 必2 = 1 4 + 7 5 x ( 蒜曼) - 5 8 5 k w q t = s n ( 需+ 等2 ) 一睁而4 5 1 2 3 1 3 2 l = 2 7 7 4 妇 ( 4 ) 车间变压器一次侧计算负荷 与o ( 1 ) = 7 2 0 + 5 8 5 x 2 = 7 3 1 7 k w q o ( 1 ) _ 8 4 2 4 + 2 7 7 4 x2 = 8 9 7 8 8 k v a r ) - ) 2 + ) 2 = 7 3 1 7 2 + 8 9 7 8 8 2 = 1 1 5 8 2 6 k v a 1 3 0 ( i ) = 澎= 筹瑙肿a ( 5 ) 导线型号选择 一一一j ) 按发热条件选择导线初选环境温度3 0 ，截面为1 6 舢m 2 的l j - 1 6 型铝绞一 线 厶= 9 9 a 1 3 0 = 6 6 8 7 a 因此满足发热条件。 2 ) 机械强度校验1 0 k v 架空线路铝绞线的最小允许截面厶i i i = 2 5 m m 2 ，因此所 选u 1 6 型铝绞线不满足机械强度要求，因此应该选择截面是a = 2 5 m m 2 的l j - 2 5 型 铝绞线。 3 ) 电压损耗校验a 。= 1 2 6 a = 1 2 6 m ，a = 2 5 m m 2 第3 章配电系统方案及理论计算 查表可知，r 0 = 1 3 3 q k m ，。k = 0 4 0 f u k m 故线路的电压损耗值为 u ：p r + q x ： u 线路电压损耗百分值为 7 3 1 7 x ( o 2 x 1 3 3 ) + 8 9 7 8 8 x ( 0 2 x o 4 0 )= 2 6 6 4 v 1 0 a u ：a u 1 0 0 ：2 6 6 4 1 0 0 ：0 2 6 6 4 u 1 0 0 0 0 电压损耗小于= 5 ，因此所选u - 2 5 型铝绞线满足允许电压损耗要求。 3 1 2 二号变电所 线 ( 1 ) 负荷计算视在计算负荷 岛( 1 ) = 髟1 岛= 1 0 0 0 x 0 4 = 4 0 0 k w q o ( 1 ) = b o ( 1 ) t g 妒= 4 0 0 x 1 0 2 = 4 0 8 k v a r 民( 2 ) = 屹2 2 = l l o x o 7 = 7 7 k w q o ( 2 ) = b o ( 2 ) t g g , = 7 7 x 1 3 3 = 1 0 2 4 k v a 车间变电所低压母线负荷： k 2 0 9 b o ( 3 ) = 龟尸( b o ( 1 ，+ b o ( 2 ) ) = 0 9 x ( 4 0 0 + 7 7 ) = 4 2 9 3 k w 0 3 0 ( 3 ) = k e q ( q o ( 1 ) + q 3 0 ( 2 ) ) = 0 9 x ( 4 0 8 + 1 0 2 4 1 ) = 4 5 9 3 7 k v a r s o ( 3 ) = 瑶3 ) + 瑶3 ) = 4 2 9 3 2 + 4 5 9 3 7 2 6 2 8 7 4 k v - a ( 2 ) 变压器的选择 岛= 0 7 6 2 8 7 4 k v a = 4 4 0 1 2 k v a 选择变压器的容量s r = 4 0 0 k v a ，型号墨一4 0 0 1 0 ，连接组y y n o ( 3 ) 变压器功率损耗 婢= 妃+ 叱2 = 0 8 + 4 3 x ( 器) 2 = 3 4 6 k w 岈陆+ 需2 ) 划。陆1 0 而4 6 2 8 7 4 仆n 蚴a r ( 4 ) 车间变压器一次侧计算负荷 民( 4 ) = 4 2 9 3 + 3 4 6 x 2 = 4 3 6 2 2 k w 奶o “) = 4 5 9 3 7 + 1 3 8 8 x 2 = 4 8 7 1 3 k v a r 邑o ( 4 ) = ( 4 ) 2 + q 3 0 ( 4 ) 2 = 4 4 3 6 2 2 2 + 4 8 7 1 3 2 = 6 5 3 9 0 k v a 厶、：盟：。65390kva：3775a0(4 屯广瓦21 丽。 ( 5 ) 导线型号选择 1 ) 按发热条件选择导线初选环境温度3 0 ，截面为l o m m 2 的u 一1 0 型铝绞 7 河北科技大学硕士学位论文 l a = 7 0 a 厶o = 3 7 5 a 因此满足发热条件。 2 ) 机械强度校验查表，1 0 k v 架空线路铝绞线的最小允许截面k = 2 5 m m 2 ， 因此所选u 1 0 型铝绞线不满足机械强度要求，因此应该选择截面是a = 2 5 r a m 2 的 l j 2 5 型铝绞线 3 ) 电压损耗校验 a 。，= 1 2 6 a = 1 2 6 m ，a = 5 0 r a m 2 查表，r = 1 3 3 f 2 k r n ，咒= 0 4 0 q k m 故线路的电压损耗值为 u =p r + 4 v 2 3 8 7 3 4 i o 6 6 0 1 0 8 + 1 8 9 9 0 3 7 0 1 0 8 ) 一=-_- u 1 0 = 2 4 6 1 v 线路电压损耗百分值为 u = 铐1 。= 篇1 。7 = 。7 电压损耗小于u a l = 5 ，因此所选l j 一5 0 型铝绞线满足允许电压损耗要求。 3 1 3 三号变电所 ( 1 ) 负荷计算视在计算负荷 民( 1 ) = 畅1 巳= 1 2 0 0 0 3 = 3 6 0 k w q 3 0 ( 1 ) = 只o ( 1 ) 辔伊= 3 6 0 0 9 8 = 3 5 2 8 k v a r b o ( 2 ) = k , 1 2 2 = 2 8 x 0 7 5 = 2 1 k w 奶o ( 2 ) = 民( 2 ) 增9 = 2 1 x 0 7 5 = 1 5 7 5 k v a r ( 2 ) 车间变电所低压母线负荷 k x2 0 9 只o ( 3 ) = k x 尸( 只o ( 1 ) + 只o ( 2 ) ) = 0 9 x ( 3 6 0 + 2 1 ) = 3 4 2 9 k w q 3 0 ( 3 ) = k x g ( q 3 0 ( 1 ) + q o ( 2 ) ) = 0 9 x ( 3 5 2 8 + 1 5 7 5 ) = 3 3 1 7 0 k v a r ( 3 ) = 眉3 ) + 瑶3 ) = 4 3 4 2 9 2 + 3 3 1 7 0 2 = 4 4 7 0 8 k v a ( 3 ) 变压器的选择 s r f 3 ) = 4 4 7 0 8 k v a 选择变压器的容量s r = 5 0 0 k v a ，型号鼠一5 0 0 1 0 ，连接组y y n 0 一一一变压器功率损耗：一 娣= 必+ 必2 = o 9 6 + 5 一x ( l 4 7 5 7 0 0 0 8 、1 2 = 5 5 6 k w 鼢( 需+ 等小? 0 志+ 而4 ( 等) 2 = 2 3 嘶a r ( 4 ) 车间变压器一次侧计算负荷 民( 4 ) - - 3 4 2 9 + 5 5 6 - 3 4 8 4 6 k w 第3 章配电系统方案及理论计算 0 3 0 f 4 1 = 3 3 1 7 0 + 2 3 0 5 = 3 4 5 7 5 k v a r s 。( 4 ) - # 3 。( 4 ) 2 + q 3 。( 4 ) 2 = 4 3 4 8 4 6 ：+ 3 4 5 7 5 2 = 3 9 7 2 6 k v a 1 3 0 ( 4 ) = 溉= 等等观粥a ( 5 ) 导线型号选择 1 ) 按发热条件选择导线初选环境温度3 0 ，截面为1 0 m m 2 的l j 1 0 型铝绞 线 l = 7 0 a 1 3 0 = 2 2 9 3 a 因此满足发热条件。 2 ) 机械强度校验查表，1 0 k v 架空线路铝绞线的最小允许截面k = 2 5 m m 2 ， 因此所选u 1 0 型铝绞线不满足机械强度要求，因此应该选择截面是a = 2 5 m m 2 的 l j 2 5 型铝绞线 3 ) 电压损耗校验a m , = 1 2 6 a = 1 2 6 m ，a = 2 5 m m 2 查表，r o = 1 3 3 t 2 k m ，x o = 0 4 0 f e k m 故线路的电压损耗值为 u ：丛唑：塑：兰鱼兰塑：q 鱼兰! ：型型：z ! 坐q 鱼兰q ：型：3 6 3 v u | 1 0 u ：坐1 0 0 ：三堕1 0 0 ：0 0 3 6 3 线路电压损耗百分值为 u 1 0 0 0 0 电压损耗小于乩，= 5 ，因此所选u 2 5 型铝绞线满足允许电压损耗要求。 3 1 4 四号变电所 ( 1 ) 负荷计算视在计算负荷 战( 1 ) = k a l e l = 3 9 0 x 0 8 5 = 3 3 1 5 k w 0 3 0 ( 1 ) = p 3 0 0 ) t g o = 3 3 1 5 o 8 8 = 2 9 1 7 2 k v a r e o = k a 2 2 = 1 5 0 x 0 2 5 = 3 7 5 k w 0 3 0 ( 2 ) = 0 3 0 ( 2 ) 留缈= 3 7 5 x 1 1 7 = 4 3 8 8 k v a r o f 3 ) = 蟛3 圪= 2 2 0 xo 3 = 6 6 k w q 3 0 ( 3 ) = g o ( 3 ) t g 妒= 6 6 x 1 5 2 = 1 0 0 3 2 k v a r ( 4 ) = k a 4 4 = 1 8 6 x0 3 5 = 6 5 1 k w q o = l 3 0 g o = 6 5 1 x 1 3 3 = 8 6 5 8 k v a r & ( 5 ) = k d 5 e 5 = 2 0 x 0 2 8 = 5 6 k w 0 3 0 = g o ( 5 ) t g 缈= 5 6 x1 3 3 = 7 4 5 k v a r 只 = k 尸= 2 0 x 0 9 3 0 ( 6 ) d 6 e 6 = 1 8 k w 一、 j 一 + - u j 、- t q 3 0 ( 6 、。e 3 0 ( 6 ) t g q ，= 1 8 x 0 = 0 k v a r 9 河北科技大学硕士学位论文 车间变电所低压母线负荷 k z 。0 一 只o ( 7 ) = k z 尸( b o ( 1 ) + 只o ( 2 ) + b o ( 3 ) + b o ( 4 ) + 忍o f 5 ) + b o ( 6 ) ) = 0 9 x ( 3 3 1 5 + 3 7 5 + 6 6 + 6 5 1 + 5 6 + 1 8 ) = 4 7 1 3 3 k w q o ( 7 ) = k z q ( q 3 0 ( 1 ) + q 3 0 ( 2 ) + q 3 0 ( 3 ) + q 3 0 ( 4 ) + q 3 0 ( 5 ) + 0 3 0 ( 6 ) ) = 0 9 x ( 2 9 1 7 2 + 4 3 8 8 + 1 0 0 3 2 + 8 6 5 8 + 7 4 8 + 0 ) = 4 7 6 9 6 k v a r 墨o ( 7 ) = 焉7 ) + 鳊7 ) = 4 7 1 ；3 2 + 4 7 6 9 6 2 = 6 7 0 5 5 k v - a ( 2 ) 变压器的选择 s 7 s o f 7 1 = 6 7 0 5 5 k v a 选择变压器的容量s r = 8 0 0 k v a ，型号墨一8 0 0 1 0 ，连接组y y n 0 ( 3 ) 变压器功率损耗 蜴= 必+ 叱2 = 1 4 + 7 5 x ( 号芋) 2 = 6 5 7 k w 咖乱+ 需2 ) - s o 。睁而4 5 6 7 0 5 5 、1 2 | = 3 1 2 h a r ( 4 ) 车间变压器一次侧计算负荷 b o = 4 7 1 3 3 + 6 5 7 = 4 7 7 9 0 k w q o f 8 1 = 4 7 6 9 6 + 3 1 2 = 5 0 8 1 6 k v a r s 0 ( 8 ) = b 0 ( 8 ) 2 + g o ( s ) 2 = 4 7 7 9 0 2 + 5 0 8 1 6 2 = 6 9 7 5 8 k v a 1 3 0 舞= 罴筹划蕊a ( 5 ) 导线型号选择 1 ) 按发热条件选择导线初选环境温度3 0 ，截面为1 0 m m 2 的l j - 1 0 型铝绞 线 i 。l = 7 0 a _ 1 3 0 = 4 0 2 8 a 因此满足发热条件。 2 ) 机械强度校验查表，1 0 k v 架空线路铝绞线的最小允许截面a 晌= 2 5 m m 2 ， 因此所选u 1 0 型铝绞线不满足机械强度要求，因此应该选择截面是a = 2 5 m m 2 的一 u 2 5 型铝绞线。 3 ) 电压损耗校验a 。= 1 2 6 a = 1 2 6 m ，a = 2 5 m m 2 查表，r o = 1 3 3 q k m ，l = 0 4 0 f 2 k m 故线路的电压损耗值为 u=丝毫麦予墨=4779x(03x133)了+石50816x(03一x0 4 0 ) = 2 5 7 v 第3 章配电系统方案及理论计算 线路电压损耗百分值为： 电压损耗小于= 5 ， 3 1 。5 五号变电所 a u ：一a u 1 0 0 ：竺旦1 0 0 ：0 2 5 1 7 u _ 1 0 0 0 0 因此所选u 2 5 型铝绞线满足允许电压损耗要求。 ( 1 ) 负荷计算视在计算负荷 ( 1 ) = k d l l m m3 0 0 x0 7 5 = 2 2 5 k w q 3 0 ( 1 ) = b o ( 1 ) t g 妒= 2 2 5 o 7 5 = 1 6 8 7 5 k v a r b o ( 2 ) = 髟2 2 = 2 8 x 0 7 5 = 2 1 k w q 3 0 ( 2 ) = p 3 0 ( 2 ) t g p = 2 1 x0 7 5 = 15 7 5 k v a r 民= 蟛4 4 = 8 8 0 - 3 = 2 6 4 k w q 3 0 ( 3 ) = 与o ( 3 ) 磐伊= 2 6 4x 1 1 7 = 3 0 8 9 k v a r 民= 髟4 4 = 1 4 x 0 6 5 = 9 1 k w q 3 0 ( 4 ) - - 1 b o ( 4 ) 增p = 9 1 xo 7 5 = 6 8 3 k v a r 车间变电所低压母线负荷：疋= 0 9 忍o ( 5 ) = 如尸( b o ( 1 ) + b o f 2 ) 十b o ( 3 ) + b o ( 4 ) ) = 0 9 x ( 2 2 5 + 2 1 + 2 6 4 + 9 1 ) = 2 5 3 3 5 k w q 3 0 ( 5 ) = k x g ( 奶o ( 】) + 奶o ( 2 ) + 奶o ( 3 ) + q 3 0 ( 4 ) ) = 0 9 x ( 1 6 8 7 5 + 1 5 7 5 + 3 0 8 9 + 6 8 3 ) = 2 0 0 k v a r ( 5 ) = 焉5 ) + 瑶5 ) = 4 2 5 3 3 5 2 + 2 0 0 2 = 3 2 2 7 8 k v a ( 2 ) 变压器的选择 s r s o ( 5 】= 3 2 2 7 8 k v a 选择变压器的容量品= 4 0 0 k v a ，型号墨一4 0 0 1 0 ，连接组v y n o ( 3 ) 变压器功率损耗 衅= 必+ 必声2 = 0 8 + 4 3 x ( 等卜2 6 2 k w 缈( 需+ 等2 ) = 4 0 0 降而4 3 2 2 。7 8 3 2 = m 5 。h a r ( 4 ) 车间变压器一次侧计算负荷 民( 6 ) = 2 5 3 3 5 + 3 6 2 = 2 5 6 9 7 k w 0 3 0 ( 6 ) = 2 0 0 + 1 4 5 0 = 2 1 4 5 0 k v a r s 。( 6 ) = b 。( 6 ) 2 + 珐o ( 6 ) 2 = 4 2 5 6 9 7 5 + 2 14 5 0 2 = 3 3 4 7 3 k v a 1 3 0 ( 6 ) = 溉= 等等圳a 河北科技大学硕士学位论文 ( 5 ) 导线型号选择 1 ) 按发热条件选择导线初选环境温度3 0 ，截面为1 0 m m 2 的l j 1 0 型铝绞线 a = 7 0 , 4 厶= 1 9 3 3 a 因此满足发热条件。 2 ) 机械强度校验查表，1 0 k v 架空线路铝绞线的最小允许截面k = 2 5 m m 2 ， 因此所选u 1 0 型铝绞线不满足机械强度要求，因此应该选择截面是a = 2 5 m m 2 的 u 2 5 型铝绞线。 3 ) 电压损耗校验口。，= 1 2 6 a = 1 2 6 m ，a = 2 5 m m 2 查表，r o = 1 3 3 f ! k r n ，x o = 0 4 0 f 2 k m 故线路的电压损耗值为 u ：p r + q x ：堑：竺z 兰堕兰兰! ：型兰! 兰：至兰丝! 兰q ：兰q ! ：l o 3 5 v u 1 0 线路电压损耗百分值为 a u ：一a u 1 0 0 ：旦笪1 0 0 ；o 1 0 3 5 u n 1 0 0 0 0 电压损耗小于乩，= 5 ，因此所选u 3 5 型铝绞线满足允许电压损耗要求。 3 2 总降压变电所设计和无功功率补偿 3 2 1 负荷计算 总降压变电所二次侧计算负荷： 取k e p = 0 9 5 ，k q = o 9 5 与o = k z p b o = o 9 5 x ( 7 3 1 7 + 4 3 6 2 2 + 3 4 8 4 6 + 4 7 7 9 + 2 5 6 9 7 ) = 2 1 3 8 6 8 k w 瓯= k 口q 3 0 = 0 9 5 x ( 8 9 7 8 8 + 4 8 7 1 3 + 3 5 4 7 5 + 5 0 8 1 6 + 2 1 4 5 1 = 2 3 3 0 7 5 k v a r 之焉+ 醵= 2 1 3 8 6 8 2 + 2 3 3 0 7 5 2 = 3 1 6 3 2 8 k v a 厶。：毒江：f316328kv-a：1826a-jo 厶o2 万瓦2 霸石矿2 一一一一：o s g o 二生二三塑：0 6 7 0 s 00 一一一。一一一一一一 c = 二= 一= 3 2 2 无功功率补偿 按规定，变电所高压侧的c o s a p 0 9 0 ，考虑到变压器的无功功率损耗a q t 远大 于有功功率损耗a p t，- - , 般a q t = ( 4 5 ) a p t ，因此在变压器低压侧进行无功 1 2 第3 章配电系统方案及理论计算 补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于高压侧补偿后的功率因数0 9 0 ，这里取 c o s l 2 l = 0 9 2 。 要使低压侧功率因数由0 6 7 提高到0 9 2 ，低压侧需装设的并联电容器容量应为 q = 2 1 3 8 6 8 x ( t a n a r c c o s 0 6 7 一t a n a r c c o s 0 9 2 ) k v a r = 1 4 9 7 1 k v a r 选取b w f l o 5 一】o o 一1 型并联电容器进行无功补偿则 ，7 ：望：1 4 9 7 l k v a r q 。 1 0 0 k v a r = 1 5 个 q = 1 5 x 1 0 0 = 1 5 0 0 k v a r 补偿后q o ( 2 ) = 2 3 3 0 7 5 - 1 5 0 0 = 8 3 0 7 5 k v a r = 压丽_ ：压蔽虿丽：2 2 9 4 3 6 k v a 3 2 3 总降压变电所电力变压器型号选择及功率损耗 ( 1 ) 电力变j 主器的型号远撵如f ： s t = 0 7 s o = 0 7 x 2 2 9 4 3 6 k v a = 1 5 9 8 9 k v a 选i r s r = 1 6 0 0 k v a ，型- g - s t , 一1 6 0 0 3 5 ，y a - - 1 1 连结组。 ( 2 ) 总降压变电所电力变压器功率损耗 嵋= 配+ 叱2 = 2 6 5 + 1 9 5 x ( 等羔) 2 = 1 3 6 2 k w 盼& ( 篙+ 等巾6 0 0 胁1 4 而6 5 协2 4 0 姗1 4 卅 1 s o 9 h a r ( 总) = 2 1 3 8 6 8 + 1 3 6 2 x 2 = 2 1 6 5 9 2 k w q 。( 总) = 8 3 0 7 5 + 8 0 9 x2 = 9 9 2 5 5 k v a r ( 旷属蕊= 、l 2 1 6 5 9 2 2 + 9 9 2 5 5 2 = 2 3 8 2 5 k v a c o s 2