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某化工企业实验厂变电所及配电系统设计(论文+DWG图纸),化工企业,实验,变电,所及,配电,系统,设计,论文,DWG,图纸

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第1章 设计条件2第2章 全厂负荷的分析和计算62.1工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求及负荷计算的目的62.2负荷计算的方法72.3 具体的负荷计算92.4全厂负荷计算21第3章 无功负荷的分析和补偿233.1改善功率因数的意义、方法、解决的技术问题及电量的计费233.2工厂常用功率因数的计算253.3全厂负荷计算表28第4章 变压器台数和容量的选择304.1电力变压器的分类、结构及型号意义304.2电力变压器的联结组别及其选择314.3变压器台数、容量及型号的选择32第5章 变电所主接线方案选择和确定355.1工厂变配电所的主接线图355. 2变配电所主结线方案的选择365.3技术经济比较40第6章 短路电流计算466.1短路的原因、后果、形式及尖峰电流466.2短路电流计算的方法及步骤47第7章 全厂配电系统的设计537.1 低压电力配电系统的基本原则、接线方式及选择537.2工厂电力线路的结构与敷设557.3导线和电缆截面的选择原则及计算56第8章 变电所主要设备选择和校验688.1配电屏类型的确定及一些参数688.2低压配电屏内所选设备的基本功能698.3变压器二次侧低压电气开关的选择与校验73第9章 10/0.4/0.23KV变电所所址形式的确定769.1工厂变配电所所址选择及确定769.2变电所型式的选择及确定78第10章 变电所防雷与接地设计8210.1变电所防雷8210.2接地的设计85第1章 设计条件1.1设计课题：某化工企业实验厂变电所及配电系统设计1.2概述本厂主要负责化工企业新产品的研制中试任务。其组成车间包括：中央控制楼、中试站、合成车间、聚合车间、冷冻间、包装车间、检测站、机修站、水泵房等。各车间位置见全厂总平面布置图（附后）1.3设计依据1、全厂总平面布置图（图一）2、各车间用电设备明细表（表一）1.4供用电协议工厂与电业部门所签定的供用电协议主要内容如下： 1、 电源：从距厂西北侧1公里处的35/10KV市“北郊变电所”，用10KV电缆线路向本厂供电。2、电系统短路技术数据：（1）35/10KV市“北郊变电所”10KV系统为单母线分段，10KV母线为无限大电源系统。两段母线的短路数据为系统运行方式短路容量最大运行方式175MVA最小运行方式100KVA（2）35/10KV市“北郊变电所”配出线路定时限过流保护装置的整定时间为2S，厂变电所的整定时间应不大于1S。3、电价：按水电部、国家物价局、华东电管局、省电力局等有关文件规定：”属于大工业电价“范围，应按两部电价计价。其中电度电价0.490元/千瓦时（不含电力建设资金）若考虑这项加价，电度电价约法三章0.510元/千瓦时。基本电价可按变电所主变电器容量计算为18.000元/千瓦时/月。4、主要在厂变电所10KV侧进行测量。1.5、负荷性质根据化工企业有腐蚀易爆，其中央控制楼、中试站、合成车间、聚合车间、冷冻站属二级负荷，其余部分均属三级负荷。本厂为三班工作制，年最大负荷利用小时数为6000小时。1.6、气象及地质资料1、 气象条件：（1） 主导风向为东北风；（2） 最热水平均最高温度为33.5摄氏度；（3） 最热月土壤中0.71m深处平均温度为20摄氏度；（4） 年平均雷暴日为30d；2、 土壤结构为沙质黏土。3、 环境：合成车间、聚合车间属2区爆炸危险环境，需防爆；冷冻站属腐蚀环境；中央控制楼属需防爆环境；中试站属需防腐蚀防爆环境。1.7、主要设计任务1、 全厂负荷的分析和计算；2、 10/0.4/0.23KV变电所所址型式的确定；3、 无功负荷的分析和补偿；4、 变压器台数及容量选择；5、 变电所主接线方案的技术经济和确定；6、 短路电流计算;7、 变电所主要设备选择和校验；8、 全厂配电系统设计；9、 变电所防雷接地设计。1.8、设计成品要求1、设计说明书：对整个设计任务、内容用说明书形式进行系统的说明、论证和计算。要求说明有条理，论证分析有理论依据，计算及结果正确。2、成品图纸：（1） 全厂配电平面布置图（2#）（2） 变电所配电系统图（1#）（3） 变电所平面布置图及主要剖面图（1#）（4） 电机控制、接线原理图（2#）（5） 变电所防雷接地平剖面图（1#）第2章 全厂负荷的分析和计算通过负荷的统计计算求除的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷（calculated load）。根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如果以计算负荷连续运行，其发热温度不会超过允许值。计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定得是否合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定得过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定得过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。但是，负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定的规律可循，但仍难准确确定计算负荷的大小。实际上，负荷也不是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织、生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关。因此负荷计算只能接近实际。2.1工厂电力负荷的分级及其对供电电源的要求及负荷计算的目的（P28）电力负荷（electric power load）又称电力负载，有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用户，如说重要负荷、一般负荷、动力负荷、照明负荷等。另一是指用电设备或用户耗用的功率或电流大小，如说轻负载、重负载、空负载、满负载等。2.1.1工厂电力负荷分级（1）、一级负荷（first order load） 一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者，或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要的场所布允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。（2）、二级负荷（second order load） 二级负荷为中断供电将在政治、经济少年宫造成较大损失者，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。（3）、三级负荷（third order load） 三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述一、二级负荷者均属三级负荷。2.1.2各级供电负荷对供电电源的要求2.1.2.1一级负荷对供电电源的要求 ： 由于一级负荷属重要负荷，如果中断供电造成的后果十分严重，因此要求由两路电源供电，当其中一路电源发生故障时，另一路电源应不致同时受到损坏。 一级负荷中特别重要的负荷，除上述两路电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。常用的应急电源可使用下列几种电源：独立于正常电源的发电机组；供电网络中独立于正常电源的专门馈电线路；蓄电池；干电池。2.1.2.2二级负荷对供电电源的要求 ： 二级负荷也属于重要负荷，要求由两回路供电，供电变压器也应有两台（这两台变压器比一定在同一变电所）。在其中一回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断厚能迅速恢复供电。只有当负荷较小或者当地供电条件困难时，二级负荷可由一回路6KV及以上的专用架空线路供电。这是考虑架空线路发生故障时，较之电缆线路发生故障时易于发现且易于检查和修复。当采用电缆线路时，必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承受全部二级负荷。 2.1.2.3三级负荷对供电电源的要求 ： 由于三级负荷为不重要的一般负荷，因此它对供电电源无特殊要求2.1.3负荷计算的目的：（高配P4）（1）、求计算负荷（根据统计得到的按30min的平均负荷绘制的负荷曲线中的最大值）作为按发热条件合理的选择各级导线的截面，选定各种电器设备，准确确定变压器的容量提供依据。（2）、求尖峰电流，用作校验一些保护设备和检验电器的依据。（3）、求平均负荷以计算负荷率。2.2负荷计算的方法（高配P4）负荷计算的方法很多 ，常用的主要有需用系数法、利用系数法、二项式法、单位产量耗电量法、单位产值耗电量法、单位面积用电量法等。需要系数法：计算比较简单，适用于用电设备台数比较多、各台设备容量差别布十分悬殊的用电场合，特别适用于车间及工厂的计算负荷的计算，一般多用于初步设计和方案估算等，是目前用得最普遍的一种方法。二项式法：主要考虑了用电设备的数量以及一些大容量的用电设备对计算负荷的影响，所得到的结果往往偏大，适用于用电设备台数较少。而有些设备的容量相差较悬殊的场合，一般比较适用于设备组的计算及有些施工计算的场所。利用系数法：因为是以概率论为基础分析所有用电设备在工作时的功率迭加来求解计算负荷的数值，因此求出的结果比需要系数法和利用系数法更接近实际，但由于过程较麻烦，而且利用系数累积的也不多，所以实际应用较少。已知产品的单位产量的耗电量或单位产值的耗电量：初步设计和方案估算采用单位产量和单位产值耗电量法计算是最简单的。单位面积用电量法适用于住宅、办公楼和具有均匀分布负荷的生产线等的负荷计算，一般较多用于照明设计种。2.2.2目前最常用的负荷计算的方法是需要系数法和二项式法2.2.2.1、需要系数法 适用用电设备台数较多，各台设备容量相差不太悬殊时，特别在确定车间和工厂的计算负荷时，宜于采用。2.2.2.2、二项式法适用用电设备台数较少，有的设备容量相差悬殊时，特别在确定干线和分支线的计算负荷时宜采用。2.2.3考虑到本厂的实际情况，应采用需要系数法计算：计算负荷确定得是否合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定得过大，将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算负荷确定得过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至燃烧引起火灾，同样会造成更大损失。由此可见，正确确定计算负荷意义重大。但是，负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定的规律可循，但仍难准确确定计算负荷的大小。实际上，负荷也不是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织、生产者的技能及能源供应的状况等多种因素有关。因此负荷计算只能接近实际。按需要系数法确定计算负荷。基本公式： （2-1） （2-2） 用电设备的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷。用电设备组的设备容量，是指用电设备组所有设备（不含备用的设备）的额定容量之和，即。设备的额定容量，是设备在额定条件下的最大输出功率（出力）。但是用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不太可能都满负荷，同时设备本身有功功率损耗，因此用电设备组的有功计算负荷应为为设备组的同时系数，即设备组在最大负荷运行的设备容量与全部设备容量之比； 为设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时输出功率与运行的设备容量之比；为设备组的平均效率，即设备组在最大负荷时输出功率与取用功率之比；为配电线路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末锻功率（亦即设备组取用功率）与首端功率（亦即计算负荷）之比。需要系数（demand coefficient）=/（）。 实际上，需要系数不仅与用电设备组的工作性质、设备台数、设备效率和线路损耗等因素有关，而且与操作人员的技能很生产组等多种因素有关，因此应尽可能地通过实测分析确定，使之尽量接近实际。 无功计算负荷： （2-3） 为对应于用电设备组的正切值。视在计算负荷： （2-4）（为用电设备组的平均功率因数。）计算电流： （2-5）（为用电设备组的额定电压。）如果为一台三相电动机，则其计算电流应取其额定电流，即 （2-6）负荷计算中常用的单位：有功功率为“千瓦”（kW），无功功率为“千乏”（kar），视在功率为“千伏安”（kV.A），电流为“安”（A），电压为“千伏”（kV）。2.3 具体的负荷计算 2.3.1中央控制楼1、 高压水枪 =0.8 =0.8 =0.75 =320.8=4.8kW =4.80.75=3.6kvar =4.8/0.8=6.0kVA =6.0/(0.381.732)=9.13A2、 试验釜 =0.5 =0.5 =1.73 =4.7520.5=4.75kW =4.751.73=8.2175kvar =4.75/0.5=9.5kVA =9.5/(0.381.732)=14.45A3、 实验间动力配电箱 =0.8 =0.8 =0.75 =2020.8=161.6kW =161.60.75=121.2kvar =161.6/0.8=202.0kVA =202/(0.381.732)=307.27A4、 分析室电源箱 =1 =0.75 =0.88 =5041=200kW =2000.88=176kvar =200/0.75=266.7kVA =266.7/(0.381.73)=405.69A5、 检修工作室电源箱=1 =0.75 =0.88 =251=25kW =250.88=22kvar =25/0.75=33.3kVA =33.3/(0.381.73)=50.65A6、 控制楼一楼照明箱=1 =0.8 =0.75 =721=72kW =720.75=54kvar =72/0.8=90kVA =90/(0.381.73)=136.9A7、控制室照明箱=1 =0.8 =0.75 =501=50kW =500.75=37.5kvar =50/0.8=62.5kVA =62.5/(0.381.73)=95A8、不停电电源=1 =0.8 =0.75 =7.512=15kW =150.75=11.25kvar =15/0.8=18.75kVA =18.75/(0.381.73)=28.52A2.3.2聚合车间 9、 聚合釜=0.5 =0.5 =1.73 =420.5=4.0kW =4.01.73=6.92kvar =4.0/0.5=8.0kVA =8.0/(0.381.73=12.17A10、 盐水补给泵=0.8 =0.8 =0.75 =2.220.8=3.52kW =3.50.75=2.64kvar =3.52/0.8=4.4kVA =4.4/(0.381.73)=6.69A 11、 15度盐水泵=0.8 =0.8 =0.75 =2240.8=70.4kW =70.40.75=52.8kvar =70.4/0.8=88.0kVA =88.0/(0.381.73)=133.86A 12、 热水循环泵=0.8 =0.8 =0.75 =1.140.8=3.52kW =3.520.75=2.64kvar =3.52/0.8=4.4kVA =4.4/(0.381.73)=6.69A 13、 真空泵=0.8 =0.8 =0.75 =2.220.8=3.52kW =3.520.75=2.64kvar =3.52/0.8=4.4kVA =4.4/(0.381.73)=6.69A 14、 聚合间离心通风机=0.8 =0.8 =0.75 =1.10.8=0.88kW =0.880.75=0.66kvar =0.88/0.8=1.1kVA =1.1/(0.381.73)=1.69A15、 聚合10：00平面电源箱=1 =0.8 =0.75 =251=25kW =250.75=18.75kvar =25/0.8=31.25kVA =31.25/(0.381.73)=47.54A16、 聚合10：00平面防爆电源箱=1 =0.8 =0.75 =51=5kW =50.75=3.75 kvar =5/0.8=6.25kVA =6.25/(0.381.73)=9.51A 17、 起重机=0.15 =0.5 =1.73 =2.50.15=0.375kW =0.3751.73=0.64875 kvar =0.375/0.5=0.75kVA =0.75/(0.381.73)=1.14A 18、 防爆电动葫芦=0.15 =0.5 =1.73 =3.420.15=1.02kW =1.021.73=1.7646 kvar =1.02/0.5=2.04kVA =2.04/(0.381.73)=3.1A 2.3.3、冷冻站 19、 助剂槽=0.7 =0.75 =0.88 =0.820.7=1.12kW =1.120.88=0.9856 kvar =1.12/0.75=1.5kVA =1.5/(0.381.732)=2.28A 20、 50度冷冻机组=0.75 =0.8 =0.75 =2220.75=33.0kW =33.00.75=24.75 kvar =33.0/0.8=41.25kVA =41.25/(0.381.73)=62.75A 21、 助剂泵=0. 8 =0.8 =0.75 =0.1820.8=0.288kW =0.2880.75=0.216 kvar =0.288/0.8=0.36kVA =0.36/(0.381.73)=0.55A 22、 配制间离心通风机=0.8 =0.8 =0.75 =1.120.8=1.76kW =1.760.75=1.3 2kvar =1.76/0.8=2.2kVA =2.2/(0.381.73)=3.35A 23、 冷凝间离心通风机=0.8 =0.8 =0.75 =1.120.8=1.76kW =1.760.75=1.3 2kvar =1.76/0.8=2.2kVA =2.2/(0.381.73)=3.35A24、 15度冷冻机组=0.75 =0.8 =0.75 =104.520.75=156.75kW =156.750.75=117.56 kvar =156.75/0.8=195.9375kVA =195.9375/(0.381.73)=298.05A 26、 冷冻站防腐照明箱=1 =0.8 =0.75 =4.151=4.15kW =4.150.75=3.1125 kvar =4.15/0.8=5.1875kVA =5.1875/(0.381.73)=7.89A 2.3.4、中试站 27、 反应釜=0.5 =0.5 =1.73 =5.520.5=5.5kW =5.51.73=9.515kvar =5.5/0.5=11.0kVA =11.0/(0.381.73)=16.73A 28、 真空泵=0.8 =0.8 =0.75 =2.220.8=3.52kW =3.520.75=2.64kvar =3.52/0.8=4.4kVA =4.4/(0.381.73)=6.69A 29、 防爆离心通风机=0.8 =0.8 =0.75 =2.220.8=3.52kW =3.520.75=2.64kvar =3.52/0.8=4.4kVA =4.4/(0.381.73)=6.69A30、 吸收循环泵=0.8 =0.8 =0.75 =340.8=9.6kW =9.60.75=7.2kvar =9.6/0.8=12.0kVA =12.0/(0.381.73)=18.25A2.3.5、合成车间31、 合成反应釜=0.5 =0.5 =1.73 =320.5=3kW =31.73=5.19kvar =3/0.5=6kVA =6/(0.381.73)= 9.13A 32、 压缩机=0.75 =0.75 =0.88 =1.520.75=2.25kW =2.250.88=1.98kvar =2.25/0.75=3.0kVA =3.0/(0.381.73)=4.56A 33、 脱液塔=0.8 =0.8 =0.75 =320.8=4.8kW =4.80.75=3.6kvar =4.8/0.8=6.0kVA =6.0/(0.381.73)=9.13A 34、 1#、2#加料泵=0.71 =0.84 =0.65 =0.7540.71=2.13kW =2.130.65=1.385kvar =2.13/0.84=2.54kVA =2.54/(0.381.73)=3.86A 35、 1#、2#碱泵=0.71 =0.84 =0.65 =1.540.71=4.26kW =4.260.65=2.77kvar =4.26/0.84=5.08kVA =5.08/(0.381.73)=7.73A 36、 盐酸循环泵=0.8 =0.8 =0.75 =2.220.8=3.52kW =3.520.75=2.64kvar =3.52/0.8=4.4kVA =4.4/(0.381.73)=6.69A 37、 水喷射泵=0.8 =0.8 =0.75 =5.520.8=8.8kW =8.80.75=6.6kvar =8.8/0.84=11.0kVA =11.0/(0.381.73)=16.73A 38、 水洗槽=0.7 =0.75 =0.88 =1.120.7=1.54kW =1.540.88=1.36kvar =1.54/0.75=2.05kVA =2.05/(0.381.73)=3.12A 39、 照明配电箱=1 =0.8 =0.75 =101=10kW =100.75=7.5kvar =10/0.8=12.5kVA =12.5/(0.381.73)=19.01A2.3.6、机修车间=0.25 =0.6 =1.33 =1420.2595=35.595kW33.725KW =35.51.3397%=47.21597%kvar=45.8Kvar =35.5/0.6=59.17kVA =59.17/(0.381.73)= 90.0A2.3.7、检测站=0.2 =0.7 =1.02 =186.90.295%=37.3895%kW=35.5KW =37.381.0297%=38.127697%kvar=37Kvar =37.38/0.7=53.4kVA =53.4/(0.381.73)= 81.23A2.3.8、包装车间=0.3 =0.65 =1.17 =1900.395%=57.095%kW=54.15KW =57.01.1797%=66.6997%kvar=64.7Kvar =57.0/0.65=87.7kVA =87.7/(0.381.73)= 133.40A2.3.9、水泵房=0.65 =0.8 =0.75 =1650.6595%=107.2595%Kw=102KW =107.250.7597%=80.437597%kvar=78Kvar =107.25/0.8=134.1kVA=134.1/(0.381.73)= 203.99A2.4全厂负荷计算（工厂供电P36）确定拥有多组用电设备的干线或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数（又称参差系数或综合系数）和：对车间干线，取 =0.800.90 =0.850.95对低压母线，分两种情况（1） 由用电设备组计算负荷直接相加来计算时，取 =0.800.90 =0.850.95（2） 由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取 =0.900.95 =0.930.97这里取0.95，取0.97总的有功计算负荷为 =总的无功计算负荷为 =以上两式中的和分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。总的视在计算负荷为 全厂总的计算负荷=0.9 (+)0.95（）0.9911.66+0.95225.271034.5KW=0.95 (+)+0.97（） 0.95731.27+0.97225.5 913.44Kvar=1380.06 kVA=1034.5/1380.06=0.75946=0.76第3章 无功负荷的分析和补偿 （查工厂供电设计P191）无功补偿设备可分为稳态无功补偿设备和动态无功补偿设备。稳态无功补偿设备又可分为同步补偿及并联电容器。同步补偿机是一种专门用来改善因数的空载运转的同步电动机，通过调节其励磁电流来补偿电网的无功功率。由于它为旋转机械，安装和运行都相当复杂，在企业配电系统中很少应用。并联电容器是一种专门用来无功补偿的电容器与同步补偿机相比，因无旋转部分，具有安装简单，运行维护方便，有功损耗小以及组装灵活，扩容方便等优点，但它有损坏后不便修复以及电网中切除后有危险残余电压等缺点，现在在企业变电所和车间中广泛使用的无功功率补偿装置就是以并联电容器作为无功补偿元件组合起来的一种成套装置。动态无功补偿装置设备则用语急剧变动的冲击负荷如炼钢电弧炉，轧钢机等无功功率补偿。全厂的无功补偿容量（千乏）。3.1改善功率因数的意义、方法、解决的技术问题及电量的计费3.1.1改善功率因数的意义工厂中大多数用电设备都是电感性负荷,运行时功率因数很低.需要从电力系统取用无功功率.因此供电系统除供给有功功率外,还需要供给大量无功功率.给系统带来下述不良影响:(功功率不变时) （）线路电流，使供配电设备不能充分利用，降低了供电能力。（）电流增加引起了线路和设备的功率损耗和电能损耗增大。（）功率因数愈低。线路的电压损失也愈大，使设备运行条件恶化。（）对发电设备来说，无功电流增大，对发电机转子的去磁效应增加，端电压降低。使发电机达不到预定出力。无功功率对供电系统及工厂内部配电系统都有极不良影响，从节约电能和提高电能质量出发，都必须考虑改善功率因数措施。功率因数是供用电的一项重要经济指标。全国供用电规则明确规定：“用电力率（功率因数）低于.时，电业局不予供电。新建及扩建的电力用户其用电力率一律不应低于.”。（其它用户不低于.）。3.1.2提高功率因数的方法 提高功率因数办法，主要是减少系统供给的无功功率。如能采用下列措施降低用电设备所需的无功功率，则可使设备的自然功率因数有所提高。、 提高变压器的负荷率、 正确选用异步电动机的规格型号、 限制异步电动机及电焊机空载运行、 不调速的饶线式异步电动机同步化运行采用提高自然功率因数措施后仍达不到电业部门归标准时，必须采用补偿装置提供无功功率以改善功率因数。、 补偿装置选择工厂常用补偿装置有：（） 移相电容器（静电电容器）；（） 同步电动机。同步电动机过励磁运行，可以向系统提供无功功率，但同步机运行和维护都较异步机复杂，且价格昂贵。在工厂中有适合大容量同步机带动的负载时，才考虑使用同步机过励磁或饶线式异步机同步化运行改善功率因数。同时应与加移相电容器补偿进行技术经济比较，然后确定设计方案。移相电容器功率损耗小，维护方便，增容容易，可靠性高（个别电容器损坏，不影响全局），在工厂供电系统中得到广泛应用。使用移相电容器要注意通风降温，并严格控制端电压以延长电容器使用寿命。工厂常用的移相电容器有型和型数种。（过去生产过型，现已严禁使用）。移相电容器有室内式和室外式两种，根据环境选用。、 移相电容器的补偿方式移相电容器的补偿方式可分为下述三种：（） 个别补偿，电容器直接安装在用电设备附近；（） 分组（分散）补偿，电容器分散安装在车间配电母线上，对部分用电设备专设一组补偿用移相电容器；（） 集中补偿，电容器集中安装在变配电所的一次或二次母线上（多装在二次侧）或总降压变电所二次侧（千伏侧）。从补偿效果考虑，在用点设备近旁安装电容器的个别补偿方式效果最好，可以降低线路和变压器的有功损耗。电压损失小。有时还可减小车间线路的导线截面以及车间变电所变压器容量。但投资大，利用率低，维护管理不便，占地较多。所以个别补偿方式只适用于连线运行的大容量设备或配电线路较长并长时间运行设备。对于用电负荷分散及补偿容量较小的工厂，可采用电容器组分散在车间内的分组补偿方式，或集中装设在低压配电间内。对于补偿容量相当大的工厂，可采用分散补偿和集中补偿相结合的补偿方式。各车间低压侧补偿之后功率因数仍达不到要求时，可再在总降压变电所的二次侧联入高压电容器进行集中补偿。使计量电能侧的均权功率因数达到电业部门规定标准。并应根据负荷变动情况灵活投切电容器，力争瞬时功率因数越高越好。所需补偿容量，可参考第一篇第一章进行计算。 3.1.3无功补偿应解决的技术问题 1、电容器和负荷直接并联后，由空载到满载和由满载时应保证有较高的功率因数。2、电容器接通电源时产生的涌流，高次谐波等动态过程，应有效地抑制吸收。3、装置中选用的电器元件应保证达到技术要求。4、功率因数自动控制器，限涌流元件，吸收高次谐波的元件，接通与断开容性负载的接触器等。 无功补偿装置要用于变电站集中补偿的电容器屏。3.1.4电量的计费我国供电企业对工业用户是实行的“两部电费制”；一部分叫基本电费，按所装用的主变压器容量来计费，规定每月按KV.A容量大小交纳电费，容量越大，交纳的基本电费越多，容量减少了，交纳的基本电费就减少了。另一部分叫电能电费，按每月实际耗用的电能kWh来计算电费，并且要根据月平均功率因素的高低乘上一个调整系数。凡月平均功率因数高于规定值的，可减收一定百分率的电费。由此可见，提高工厂功率因数不仅对整个电力系统大有好处，而且对工厂本身有是有一定经济实惠的。3.2工厂常用功率因数的计算 用电负荷的功率因数通常随着负荷的改变与电压的波动而变动。如何满足供电部门要求，使功率因数不低于国家规定数值，首先需对工厂几种功率因数的计算方法有所了解。3.2.1功率因数计算方法3.2.1.1均权功率因数按工厂每月有功及无功电度表记录的电能消耗量为参数计算的来的数值：cos（）式中：有功电能（千瓦小时）；无功电能（千乏小时）均权功率因数是电业部门计量电费时的参考数据。3.2.1.2自然功率因数凡未装设人工补偿装置的功率因数称为自然功率因数。自然功率因数有瞬时值和均权值两种。前者可由功率因数表读出，或抄记电流表，电压及功率在同一瞬间的读数按下式求得：cos（）式中：功率表读数（千瓦）；电压表读数（千乏）；电流表读数（安）3.2.1.3最大负荷时的功率因数、 补偿前最大负荷的自然功率因数：cos（）、 补偿后最大负荷的功率因数：cos（）式中：全厂有功计算负荷（千瓦）；全厂无功计算负荷（千乏）；3.2.2提高功率因数的具体计算（实用供配电技术手册） 无功补偿容量按规定，变电所高压侧的,考虑到变压器的无功功率损耗远大于有功功率损耗，一般。因此在变压器低压侧补偿时，低压侧补偿后的功率因数应略高于0.90，这里取。要使低压侧功率因数由0.75提高到0.92，低压侧需装设的并联电容器容量为 =1034.5（0.881917103-0.425998216） =1103.50.455918887 =471.65 K var取=480 K var无功补偿的主电路一次方案的开关柜的选择为：浙江开关厂生产的MNS（Z）低压抽出式开关柜。（见下表）再根据计算电容容量为480kvar，所以选择开关柜编号为256的正副柜各一只。当开关柜中投入15路时，每路的电容容量为16kvar，所以总的电容为480kvar。变电所低压侧的视在计算负荷为 = = =1121.6kVA变压器的功率损耗为： =0.0151121.6=16.824kW =0.061121.6=67.296kvar变电所高压侧的计算负荷为： = =1034.5+16.824=1051.324 Kw = =（913.44-480）+67.296=500.736 kvar = = =1164.48kVA无功补偿后，功率因数为： =/=1051.324/1164.48=0.9028这一功率因数满足规定要求,所以选择编号为256的正副柜各一只。方案编号124125126127一次方案最大补偿容量（k.var）(816)128(1216)192(816)128(1216)192主要电气元件QSA-400NT或RT20 B30CBH-40BCMJ3（10-16KVAR）QSA-400NT或RT20 B30CBH-40BCMJ3（10-16KVAR）柜宽（mm）600800600800设备室高72E72E用途自动控制正柜自动控制副柜方案编号128129130131一次方案最大补偿容量（k.var）(816)128(1616)256(816)128(1616)256主要电气元件DCHR1-2NT或RT20 B30CBH-40BCMJ3（10-16KVAR）DCHR1-3NT或RT20 B30CBH-40BCMJ3（10-16KVAR）DCHR1-2NT或RT20 B30CBH-40BCMJ3（10-16KVAR）DCHR1-3NT或RT20 B30CBH-40BCMJ3（10-16KVAR）柜宽（mm）600+200600+400600+200600+400设备室高72E72E用途自动控制正柜自动控制副柜选自浙江开关厂产品样本MNS（Z）低压抽出式开关柜P18选自浙江开关厂产品样本MNS(Z)低压抽出式开关柜 P18 3.3全厂负荷计算表序号车间设备容量需要系数低压计算负荷KdP30Q301中央控制楼5720.93207760.814533.15433.772聚合车间149.60.7840.7830.795117.2493.213冷冻站263.510.4570.80.751120.4590.484中试站31.80.6960.7090.99422.14225合成车间51.60.7810.7730.82040.333.036机修车间1420.250.6011.3335.547.2157检测站186.90.20.7001.0237.3838.138包装车间1900.30.6501.175766.699水泵房1650.650.800.75107.2580.44小计考虑同期系数Kd后，全厂0.4KV侧总计算负荷1034.5913.44变电所0.4KV侧无功补偿容量480变电所0.4KV侧无功补偿后的计算负荷1034.5433.44变压器损耗16.82467.296补偿后全厂高压侧计算负荷1051.324500.736第4章 变压器台数和容量的选择 4.1电力变压器的分类、结构及型号意义（摘自工厂供电P105） 4.1.1电力变压器的分类电力变压器按变压功能分，有升压变压器和降压变压器。工厂变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变压器，也称配电变压器。 电力变压器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列。所谓R8容量系列，是指容量等级是按倍数的。我国老的变压器容量等级采用R8系列，容量等级如100、135、180、240、320、420、560、750、1000kV.A等。所谓R10容量系列，是指容量等级是按倍数递增的。R10系列的容量等级较密，便于合理选用，是IEC推荐的，我国新的变压器容量等级采用这种R10系列，容量等级如100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000kV.A等。 电力变压器按相数分，有单相两大类。工厂变电所通常采用三相电力变压器。 电力变压器呆板调压方式分，有无载调压（又称无激励调压）和有载调压两大类。工厂变电所大多采用无载调压变压器。但在用电负荷对电压水平要求较高的场合亦有采用有载调压变压器的。 电力变压器按绕组导体材质分，有铜绕组变压器和铝绕组变压器两大类。工厂变电所过去大多采用铝绕组变压器，但低损耗的铜绕组变压器现在得到了越来越广泛的应用。 电力变压器按绕组型式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器。工厂变电所一般采用双绕组变压器。 电力变压器按绕组绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式（）等变压器。其中油浸式变压器，又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却方式等。工厂变电所大多采用油极自冷式变压器。 电力变压器呆板用途分，有普通电力变压器、全封闭变压器和防雷变压器等。工厂变电所大多采用普通电力变压器。4.1.2电力变压器的结构和型号的意义 电力变压器的基本结构，包括铁心和绕组两大部分。绕组又分高压和低压或一次和二次绕组等。 电力变压器全型号的表示含义如下： 4.2电力变压器的联结组别及其选择电力变压器的联结组别，是指变压器一、二次（或一、二、三次）绕组因采用不同的联结方式而形成变压器一、二次（一、二、三次）侧对应的线电压之间不同相位关系。610kV配电变压器（二次侧电压为220/380V）有Yyn0（即）和Dyn11（即）两种常见的联结组。我国过去的配电变压器差不多全采用Yyn0联结，近十年来Dyn11联结的配电变压器开始得到推广应用。配电变压器采用Dyn11联结较之采用Yyn0联结有下列优点：1）对Dyn11联结变压器来说，其3n次（n为正整数）谐波电流在其三角形接线的一次绕组内形成环流，从而不致注入公共的高压电网中去，这较之一次饶组接成星形接线的Yyn0联结变压器更有利于抑制高次谐波电流。2）Dyn11联结变压器的零序阻抗较之Yyn0联结变压器的零序阻抗小得多，从而更有利于低压单相接地短路故障的保护和切除。3）当接用单相不平衡负荷时，由于Yyn0联结变压器要求中性线电流不超过二次绕组额定电流的25%，因而严重限制了接用单相负荷的容量，影响了变压器设备能力的充分发挥。为此，GB50052-1995供配电系统设计规范规定，低压为TN及TT系统时，伊于选用Dyn11联结变压器。Dyn11联结变压器的中性线短六允许倒到相电流的75%以上，其承受单相不平衡负荷的能力远比Yyn0联结变压器大。这在现代化供配电系统中单相负荷急剧增长的情况下，推广应用Dyn11联结变压器就显得更有必要。但是，由于Yyn0联结变压器一次绕组的绝缘强度要求比Dyn11联结变压器稍低，从而制造成本稍低于Dyn11联结变压器，且目前生产Dyn11联结变压器的厂家相对较少，因此在TN和TT系统中由单相不平衡负荷引起的中性线电流不超过低压绕组额定电流的25%，且其一相的电流在满载不致超过额定值时，可选用Yyn0联结变压器。 考虑以上原因，我们选择Dyn11联结变压器。4.3变压器台数、容量及型号的选择 4.3.1变压器台数的选择（1）一、二级负荷数量较大，对可靠性要求较高时；（2）工厂有大型冲击负荷（如大型高压电动机，电弧炉等），为减少对其它负荷影响有必要单独设置变压器时；（3）工厂负荷极不均衡，选两台主变压器可以大量降低电能损耗，使设置两台变压器增多的设备投资，可在35年内由节约的电能电费中收回时；（4）原设一台主变压器的变电所，由于负荷增容但又不能更换大容量变压器时；（5）分期建设的大型企业，为节省初期投资，提高变压器运行效率，可分期投入23台主变压器来代替一台大型变压器。由于总降压变电所的变压器对投资影响很大，变压器台数多，使开关电器及辅助材料消耗增多，并使接线复杂，增加运行维护工作量。因此，总降压变电所一般装设12台主变压器。当选用一台变压器时，其容量应较全厂总视在计算负荷留15%裕量，以提高运行效率。当装设两台主变压器时，其容量应满足一台变压器停止工作时，另一台仍能保证对一、二级负荷供电。且由于该厂为化工企业，供电要求较高。而在计算负荷中很多设备选二级负荷，所以选择两台变压器较为合适。4.3.2变压器容量选择变压器容量选择的条件： 其中单台变压器容量变电所总的计算负荷 变电所一、二级负荷的计算负荷=1034.5 =913.44=1380.06 1） =1499.51=828.04966 kVA2）查负荷表的在本企业的负荷中无一级负荷，二级负荷的总计算负荷如下：=744.265kW =604.37kvar=958.75 kVA取=1000 kVA=（1-8%）=920 kVA4.3.3变压器型号的选择S11-M-1000/10系列电力变压器（一）产品简要说明常州市特种变压器厂根据市场需要，依据GB1094.1-2-1996、GB1094.3.5-1985 电力变压器和GB6451-1999三相油浸式电力变压器技术参数和要求国家标准，从2000年10月对S11-M-30-1600/10三相油浸式电力变压器进行小批试生产，经用户使用反映良好，产品通过国家变压器质量监督检验中心对S11-M-1000/10检测，产品性能达到JB/T3837-92中11型的标准，达到高效率低消耗目标，产品技术性能达到了国内同类产品先进水平。（二）、技术规格1、产品型号：S11-M-1000/10系列电力变压器S 11 - /|电压等级kV|-额定容量kVA性能水平代号三相注：M表示全密封 其参数表如下序号额定容量KVA电压组别及分接范围损耗W空载电流%短路阻抗%器身重外行尺寸轨距mm高压KV分接范围低压KV空载负载Y,yn0D,yn1Yd11长宽高1306 6.3105%0.4120600 /1.3042501408609401.200.285 10806401145400/450363160105011201.10480175124013501.000.390 12207101220400/4505100205148016000.900.430 11456701270400/4506125240182019000.80550/5507160275212023100.750.595 13407601270550/5508200330260026700.700.670 13407801335550/5509250400300020700.650.710 14308501385550/65010315480360036700.601.010 15009001550550/65011400565430044500.551.200 14307801650660/75012500680510052800.501.255 14657951705660/75013630805607063706100 0.501.500 16308901624820/82014800980740078007430 0.454.52.100 178010051790820/8201510001155870091508700 0.452.200 200014102100820/8201612501365103501087010350 0.452.710 214013402150820/82017160016451237012970124000.453.150 220013001965820/82018200033.156.31960148500.455.51925002310172500.402031502730202500.402140001010.5113.15 6.33360240000.402250003990275200.32363004760307500.312006 6.31042.5%0.4330255027000.704.02250400300031000.653315480360037000.604400565430044500.555500680510052800.506630870637063700.554.578001060780078000.45810001240915091500.059125014601087010870 0.05101600186012970129700.05112000217017000170000.055122500256021000220000.4根据以上条件我们选择S11-M-1000/10系列电力变压器第5章 变电所主接线方案选择和确定 5.1工厂变配电所的主接线图（工厂供电P121） 5.1.1变配电所主接线基本要求、一般要求及绘制形式5.1.1.1变配电所主接线基本要求主接线图即主电路图，是表示系统中电能输送和分配路线的电路图，亦称一次电路图而用来控制、指示、监测和保护一次电路及其设备运行的电路图，则称二次电路图，或二次接线图，通称二次回路图。二次回路是通过电流互感器和电压互感器与主电路相联系的。对工厂变配电所主接线有下列基本要求：（1）安全 应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。（2）可靠 应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求。（3）灵活 应能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。（4）经济 在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗量。5.1.1.2主结线的一般要求（如表ZD5-1所示） 表ZD5-1 主结线方案的设计原则与一般要求序号设计原则设计的一般要求1安全性1、在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离开关2、在低压断路器（自动开关）的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设低压刀开关3、在装设高压熔断器-负荷开关的出线柜母线侧，必须装设高压隔离开关4、35kV及以上的线路末端，应装设与隔离开关联锁的接地刀闸5、变配电所高压母线上及架空向路末端，必须装设避雷器。装于母线上的避雷器宜与电压互感器共用一组隔离开关，线路上避雷器前不必装隔离开关2可靠性1、变配电所的主结线方案，必须与其负荷级别相适应，对一级负荷，应又两个电源供电；对二级负荷，应由两回路或者一回专用架空线路供电2、接于公共干线上的（即采用树干式配电的）变配电所电源进线首端，应装设带有短路保护的开关设备3、对一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变配电所采用放射式高压配电，以确保供电可靠性，但对辅助生产区及生活区的变电所，可采用树干式配电4、变电所低压侧（电压380V）的总开关，宜采用低压断路器。当有继电保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和次呀母线分段开关均应采用低压断路器3灵活性1、变配电所的高低母线，一般宜采用单母线或单母线分段2、两路电源进线，装有两台主变压器的变电所，当两路电源同时供电时，两台主变压器一般分列运行；当只有一路电源供电，另一路电源备用时，则两台主变压器并列运行3、需要负荷切换主变压器的变电所，高压侧应装设高压断路器或高压负荷开关4、主结线方案应与主变压器经济运行的要求适应5、主结线方案要考虑到今后可能扩展4经济性1、主结线方案应力求简单，采用的一次设备特别是高压断路器少，而且应选用技术先进、经济适用的节能产品2、由于工厂变配电所一般选用安全可靠且经济美观的成套配电装置，因此变配电所主结线方案应与所选成套配电装置的主结线方案配合一致。柜型一般宜采用固定式；只在供电可靠性要求较高时，才采用手车式和抽屉式3、中小型工厂变电所一般采用高压少油断路器；在需频繁操作的场合，则应采用真空断路器或断路器。断路器一般采用就地控制，操作多用手力操作机构，但这只适于三相短路电流不超过6kA（10kV的）的电路中，如短路电流较大或有远控、自控要求时，则应采用电磁操动机构或弹簧操动机构4、工厂的电源进线上应装设专用的计量柜，其互感器只供计费的电表用。5、应考虑无功功率的人工补偿，使最大负荷时功率因数达到规定的要求（参看表ZD2-2428）5.1.1.3主接线图有两种绘制形式：（1）系统式主接线图 这是按照电力输送的顺序依次安排其中的设备和线路相互连接关系而绘制的一种简图。它全面系统地反映出主接线中电力的传输过程，但是它并不反映其中各成套配电所主接线图均为这一形式。（2）装置式主接线图 这是按照主接线中高压或低压成套配电装置之间相互连接关系和排列位置而绘制的一种简图，通常按不同电压等级分别绘制，如图4-59所示。从这种主接线图上可以一目了然地看出某一电压级的成套配电装置的内部设备连接关系及装置之间相互排列位置。这种主接线图多在变配电所施工图中使用。5. 2变配电所主结线方案的选择（摘自简明设计手册P30） 5.2.1高压系统主结线（高配P42） 车间变电所高压系统之结线是指车间变电所高压侧到变压器之间的接线。通常采用310kV电压（也有用35kV），变电所的主结线与高压侧的进线结构有关，可参见表4-3。独立式或其它室内变电所的高压侧结线方式，可以采用单母线，也可采用单母线分段。根据车间变电所变压器台数和电源回路数确定，其单母线分段式结线如图4-1所示。 图4-2所示为某厂配电系统结线方案示例。 表4-3 变压器室高压侧主结线方案主结线方案1234567891011主接线图变压器容量/kVA200160020063080016002006008001600200630800125020063080012502006308001250进出线方式高压电缆引入，低压母线引入高压架空线引入，低压母线引出变压器室结构型式敞开式或封闭式敞开式封闭式说明（1） 方案1、2、3的变压器保护电器一般在线路送电端的高压配电装置上（2） 方案6、7的变压器保护建议采用跌落式熔断器，装于架空线路的分歧杆或终端杆上（3） 方案8、9的熔断器装在变压器的室外墙上（4） 方案10、11若用于直接从地区电力网供电，供电部门要求在前面加装跌落式熔断器时可按方案8、9进行安装（5） 负荷开关的极限通过电流为一定，在工程中应按具体短路电流进行校验（6） 此表摘自全国通用建筑标准设计L88D264，电力变压器室布置标准图集5.2.2高压系统主接线比较及选择（参见高配P43）独立式或其他室内车间变电所的高压侧接线方式，可以采用单母线，也可以采用单母线分段。根据车间变电所变压器台数和电源回路数确定。装设有两台主变压器的小型变电所主电路图有以下几种方案：方案一、高低压侧都采用单母线分段的变电所主电路图这种变电所的两段高压母线，在正常时可以运行，也可分段运行。一台主变压器或一路电源进线停电检修或发生故障时，通过切换操作，可迅速恢复整个变电所的供电，因此供电可靠性相当高，可供一、二级负荷。如下图：方案二、高压无母线、低压单母线分段的变电所主电路图这种主接线的供电可靠性较高。当任一主变压器或任一电源线停电检修或发生故障时，该变电所通过闭合低压母线分段开关，即可迅速恢复对整个变电所的供电。如果两台主变压器低压侧主开关（采用电磁或电动机合闸操作的万能式低压断路器）都装设有互为备用的电源自动投入装置（APD），则任一主变压器低压主开关因电源断电（失压）而跳闸时，另一主变压器低压侧的主开关或低压母线分段开关将在APD作用下自动合闸，恢复整个变电所的正常供电。这种主接线可供一、二级负荷。如下图：方案三、高压采用单母线、低压单母线分段的变电所主电路图这种主接线适用于装有两台及以上主变压器或具有多路高压出线的变电所。其供电可靠性也较高。任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，可很快恢复整个变电所的供电，但在高压母线或电源进线检修或发生故障时，整个变电所都要停电。如果有与其他变电所相连的低压或高压联络线时，则供电可靠性可大大提高。无联络线时，可供二、三级负荷，而有联络线时，则可供一、二级负荷。根据本厂情况不能才用该方案。如下图：在以上方案的特点上可以确定方案不符合，对方案一和方案二进行比较，根据我们的负荷和变压器的容量可知，选择方案二较为合适、实用。所以本变电所采用高压无母线、低压单母线分段的主接线形式。5.3技术经济比较 5.3.1工厂配电系统方案的技术经济比较的方法（摘自工厂供电设计与实验P1517）工厂供电设计不仅要满足生产工艺提出的各项具体要求，保证安全可靠地提供电能，而且力求经济合理，投资少，运行费用低。这就需要对几个切实可行的设计方案进行技术和经济的比较，选择一个技术上最佳和经济合理的方案。技术经济比较，一般包括技术指标、经济计算和有色金属消耗量三方面。一、 技术指标的主要内容1、 供电的可靠性与运行的灵活性；2、 电能质量；3、 运行管理、维护检修条件；4、 交通运输及施工条件；5、 有无发展条件；6、 其他方面的有利及不利条件。二、 经济计算经济计算包括基本建设投资和年运行费用两大项：1 基建投资Z基建投资一般采用供配电系统中各主要设备从订货到安装完成所需的全部工程费用的综合投资指标表示。 综合投资，包括设备本体价值、辅助设备及配件、材料费、设备的实验调整费用。土建及安装费用，也包括设备的运杂费。各类设备的中华投资指标见表2-4至2-17。 （2-1）式中 变电所综合投资，包括变压器、开关设备、配电装置等综合投资（万元） 线路综合投资（万元）2 年运行费 年运行费是指设备投入运行后维持正常运行每年所付出的费用，一般包括以下四项：（1） 设备的折旧费用Fz，供电系统的各种设备在运行期间将逐年陈旧、老化，因此，每一个设备过了 一定的使用年限，就需要更换性的设备，更新设备的费用，要靠工厂在原设备使用年限内逐年积累。对每一设备每年所必须提存的资金称为折旧费，折旧费一般按设备投资的一个百分点提取。这个百分比称为折旧率。电力工程各类装置的折旧率见表2-18（第23页）折旧费按下式计算：(万元/年) （2-2） （2）设备维护管理费Fw 为使供电系统保持良好的性能和正常运行，必须对各项设备经常进行维护检修和管理，为此需配备各种维修管理人员。设备维修管理所需的设备及交通工具等所需的费用统称为设备的维修管理费，一般也按设备投资的百分数计算，这个百分比称为维修管理费率C2。C2值维修管理费按下式计算：万元/年 （2-3） （3）年电能损耗费 包括各变压器年电能损耗费和线路年损耗费，按下式计算： 万元/年 （2-4）式中 每度电价（元/度），按当地电业局规定定价计算全厂供电配电系统变压器全年电能损耗总和（千瓦-小时）全厂1千伏以上配电线路全年电能损耗总和（千瓦-小时）千瓦小时 （2-5）式中 变压器空载有功损耗 千瓦变压器短路有功损耗 千瓦千瓦小时变压器全年内投入运行小时数，可取8760小时。变压器计算负荷 千伏安变压器额定容量 千伏安三相线路中有功功率损耗 千瓦最大负荷年损耗小时数，可按工厂最大负荷利用小时数Tmax及功率因数cos求得（表2-4）（4）年基本电价费工厂大多数皆按大宗工业用电计算电费，为二部电价制。年基本电价费是根据与供电部门鉴定的计费办法协议收取，用下式计算： =12基本电价总降压变电所主变压器总容量（或有电负荷 设备容量；或最大需用负荷）（万元/年） （2-7）整个供电系统的年运行费为 （2-8）（四）、经济比较与方案确定总降压变电所由于电气主结线方案不同相应的电气设备规格型号也不同，所以其基建投资和年运行费用也有差别。对于配电系统，由于总降压变电所位置不同或配电线路的路径和结构不同，可以提出很多种设计方案，对于这多种方案可以先进行简单的技术经济分析，淘汰一些明显不合理或技术经济指标不够理想的方案，选择2-3个较佳方案进行详细的技术经济比较，最后确定一个技术经济都较好的方案。 方案的经济计算相同部分有时可不计算。 在算出基建投资Z和年运行费F以后，如有两个方案在技术上相当，则一般应优先采用投资和年运行费均较小的方案。 若两个方案中第一方案基建投资高而年运行费低；第二方案投资低而运行费高，则需用抵偿年限T来决定，抵偿年限表示多投资的费用需几年方能从节约的运行费中收回。 （2-10）式中 、第一、二方案的基建投资、第一、二方案的年运行费算得的抵偿年限T与国家根据国民经济发展、资金合理运用而统一规定的标准抵偿年限比较。如，则采用基建投资小的方法；如，则采用投资大而年运行费小的方案。如无法取得的确切资料时，可暂按5年考虑。 如果技术上相当的方案数目超过两小时，为了便于比较，常采用计算费用最小的方法。 （2-11） 式中 计算费用 将各个方案的算出后，取其中最小的方案即为经济想最佳的方案。 6.3.2具体经济技术比较计算 工厂供电设计不仅要满足生产工艺提出的各项具体要求，保证安全可靠地供电，而且力求经济合理，投资少，运行费用低。这就要求对几个切实可行的方案进行经济和技术的比较。选择在技术和经济上最合理的方案。经济技术比较，一般包括技术指标、经济计算和有色金属消耗量，在本设计中，最终确定的是变压器容量，其他技术指标与有色金属消耗量相同，所以我们要比较的是经济计算。在经济比较中，我们考虑的是变压器，对于两者区别如下表：产品型号-M-1000/10-M-1250/10空载损耗（W）11551365负载损耗（W）915010870空载电流（%）1.1551365短路阻抗（%）9.15010870参考价格（万元）9.4110.85以下是两者的经济比较：1、 基建投资万元 万元2、 年运行费用F（1）设备折旧费=Z万元/年 其中为折旧率查表得=5.8%=9.415.8%=0.54578万元/年=10.855.8%=0.6293万元/年（2）设备维护管理费万元/年年维护管理费应按企业的规格，设备的新、旧程度而异，应根据具体情况采用简单的折旧费50%100%不等估算。这里设100%=0.54578100%=0.54578万元/年=0.6293100%=0.6293万元/年（3）年电能损耗= =其中为电度电价为0.49元/千瓦时为变压器全年内投入运行小时数，可取8760小时为最大负荷年损耗小时数，可按工厂最大负荷利用小时数Tmax及功率因数cos求得（表2-4）可取4500 =2.2万元 =1.88万元（4）年基本电价表=12基本电价总降压变压器总容量=12181000=21.6万元=12181250=27万元整个供电系统年运行费 =0.54578+0.54578+2.2+21.6=24.89156万元=0.6293+0.6293+1.88+27=30.1386万元对以上两中方案进行比较，可利用下列计算式按5年计算万元经济技术比较数据表两种方案设备准备费（基本电价形成之电费）相同。很明显看出方案的有色金属消耗量大于方案数量。故不作详细计算，其它数据列表比较如下： 方 案基建投资(万元)运行费用(万元) 线 路设备合 计 （Z）设备折旧线路折旧设备维护管理费电能损耗年基本电费合计（F）总计 相同9.419.410.5458相同0.54582.221.624.926.77 10.8510.850.62930.62931.882730.132.31从表格中可以看出，采用容量为1000kvar的变压器明显比容量为1250kvar的变压器投资少。另外1000kvar的容量相比于全厂总负荷920kvar留有一定的余量，工厂在近期内不会大规模的扩建，因此本厂选用的变压器容量为1000kvar根据以上的经济比较，我们采用 第6章 短路电流计算 6.1短路的原因、后果、形式及尖峰电流（工厂供电P51）6.1.1短路的原因 工厂供电系统要求正常地不间断地对用点负荷供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。然而由于各种原因，也难免出现故障，而使系统正常运行遭到破坏。系统中最常见的故障就是短路（short circuit）。短路就是指不同电位的导电部分包括导电部分对地之间的低阻性短接。造成短路的主要原因，是电气设备载流部分的绝缘损坏，这种损坏可能是由于设备长期运行，绝缘自然老化或由于设备本身质量低劣、绝缘强度不够而被正常电压击穿，或者是设备绝缘受到外力损伤而造成短路。工作人员由于违反安全操作规程而发生误操作，或者误将低电压设备接入较高电压的电路中，也可能造成短路。鸟兽（包括蛇、鼠等）跨越在裸露的相线之间或者与接地物体之间，或者咬坏设备和导线电缆的绝缘，也是导致短路一个原因。6.1.2短路的后果 短路后，系统中出现的短路电流（short-circuit current）比正常负荷电流大得多。在电力系统中，短路可达到几万安甚至几十万安。如此大的短路电流可对供电系统产生极大的危害：1） 短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路中的其他元件受到损害和破坏，甚至引发火灾事故。2） 短路时电路的电压骤降，严重影响电气设备的正常运行。3） 短路时保护装置动作，将故障电路切除，从而造成停电，而且短路点越靠近电源，停电范围越大。4） 严重的短路要影响电力系统的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步，造成系统解列。5） 不对称短路包括单相短路和两相短路，其短路电流将产生较强的不平衡交变磁场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。 由此可见，短路的后果是十分严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素；同时需要进行短路电流的计算，以便正确地选择电气设备，使设备具有足够的动稳定性和热稳定性，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件（如电抗器）等，也必须计算短路电流。6.1.3短路形式 在三相系统中，短路的形式有三相短路、两相短路、单相短路和两相接地短路等。其中两相接地短路，实质是两相短路。按短路电路的对称性来分，三相短路属对称性短路，其他形式短路均为不对称短路。电力系统中，发生单相短路的可能性最大，而发生三相短路的可能性最小。但一般情况下特别是远离电源（发电机）的工厂供电系统中，三相短路的短路电流最大，因此造成的危害也最为严重。为了使电力系统中的电气在最严重的短路状态下也能可靠地工作，因此作为选择和校验电气设备用的 短路计算中，以短路计算为主。实际上，不对称短路也可以按对称分量法将不对称的短路电流分解为对称的正序、负序和零序分量，然后按对称量来分析计算，所以对称的三相短路分析计算也是不对称短路分析计算的基础。6.1.4尖峰电流及其计算（工厂供电P48）1）尖峰电流（peakcurrent）是指持续时间s的短时最大负荷电流。尖峰电流主要用来选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。2） 用点设备尖峰电流的计算（一） 单台用点设备尖峰电流的计算单台用电设备的尖峰电流就是其起动电流（startingcurrent），因此尖峰电流为 （2-49）式中，为用电设备的额定电流；为用电设备的起动电流倍数，笼型电动机=57，饶线转子电动机=23，直流电动机=1.7，电焊变压器3。（二） 多台用电设备尖峰电流的计算 引至多台用电设备的线路上的尖峰电流按下式计算： （2-50）或 （2-51）式中，和分别为用电设备中起动电流与额定电流之差为最大的那台设备的起动电流及起动电流与其额定电流之差；为将起动电流与额定电流之差为最大的那台设备除外的其他n-1台设备的额定电流之和；为上述n-1台设备的同时系数，按台数多少选取，一般取0.71；为全部设备投入运行时的计算电流。6.2短路电流计算的方法及步骤6.2.1短路电流的方法及计算公式短路电流计算主要有以下几种方法：标幺值计算、短路容量法计算、欧姆值计算。标幺值计算用得比较普遍，它适用在电压等级比较多的高压网路中使用。短路容量法的计算和标幺值法类似，只是将各元件的电抗改为短路容量来计算。欧姆值计算主要适用于电压等级较少的网路中，一般在工厂供电的低压回路中应用。本设计中，我们采用欧姆值来计算短路电流。短路电流的计算，首先要绘出计算电路图，在计算电路图上，将短路计算所需考虑的各元件的额定参数都表示出来，并将各元件依次编号，然后，确定短路计算点；接着，按所选择的短路计算点，绘出等效的电路图。计算方法所求物理量计算公式欧姆法阻抗电力系统线 路 变压器三相短路电流周期分量其 他冲击值高压 低压 三相短路容量说明：采用欧姆法计算低压侧短路计算点的短路回路总阻抗时，高压侧各元件阻抗均应换算到低压侧，阻抗换算公式为、；由于系统电抗和变压器阻抗公式中的，直接代以低压短路点计算电压，即相当于已经换算，因此实际只需对高压线路阻抗按上述公式进行换算。6.2.2全厂短路电流的具体计算根据分析，短路计算电路图如下：图（一）、系统在最大运行方式下的短路电流计算 1、 求K-1点的三相短路电流和短路容量（） (1)、计算短路电路中各元件的电抗及总电抗1） 电力系统的电抗电缆线路的电抗：由表3-1查得 2） 绘出K-1点的等效电路图如（a）所示，计算其总电抗为： = X1 + X2 = 0.71 （2） 计算三相短路电流和短路容量1） 三相短路电流周期分量有效值三相短路次暂态电流和稳态电流2） 三相短路冲击电流及第一周期短路全电流有效值3） 三相短路容量2、求K-2点的三相短路电流和短路容量（） （3） 计算短路电路中各元件的电抗及总电抗1） 电力系统的电抗2） 电缆线路的电抗:电力变压器的电流：查得 因此3） 绘出K-1点的等效电路图如（a）所示，计算其总电抗为：计算三相短路电流和短路容量4） 三相短路电流周期分量有效值5） 三相短路次暂态电流和稳态电流6） 三相短路冲击电流及第一周期短路全电流有效值7） 三相短路容量所以，在最大运行方式下，短路电流计算结果如下：短路计算点三相短路电流计算/ KA三相短路容量/MVAK-1点8.558.558.55155.31K-2点49.9449.9449.9491.954.4434.56在最小运行方式下 其计算方法与最大运行方式的计算方法一样就不再重复列式，其计算结果在以下的表中列出：短路计算点三相短路电流计算/ KA三相短路容量/MVAK-1点5.145.145.1413.117.2693.48K-2点43.4143.4143.4179.8747.323.08（二）、两相短路电流的计算两相短路电流的计算公式：所以在最大运行方式下：K-1点 K-2点 而在最小运行方式下： K-1点 K-2点 （三）、单相短路电流的计算（K-1点）由工厂供电简明设计手册表ZD6-10、ZD6-11查得：1）、变压器短路时： 2）、线路短路时：刀开关电阻：所以K-2点的单相短路电流为21.6KA 第7章 全厂配电系统的设计 7.1 低压电力配电系统的基本原则、接线方式及选择7.1.1低压电力配电系统的基本原则（1）低压配电系统应满足生产和使用所需的供电可靠性和电能质量要求，同时应注意接线简单，操作方便安全，具有一定的灵活性，能适应生产和使用上的变化及设备检修的需要。配电系统的层次不宜超过二级。（2）在正常环境的车间或建筑内，当大部分用电设备容量不很大时，又无特殊要求时，宜采用树干式配电。（3）用电设备容量大，或负荷性质重要，或在有潮湿，腐蚀性环境的车间，建筑内。宜采用放射式配电。（4）当一些用电设备距供电较远，而彼此相距很近，容量很小的次要用电设备，可采用链式配电，但每一回路链接设备不宜超过5台，总容量不超过10kW。当供电给小容量用电设备的插座，采用链式配电时，每一回路的链接设备数量可适当增加。（5）在高层建筑内，当向楼层各配电点供电时，宜用分区树干式配电；但部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式配电。（6）平行的生产流水线或互为备用的是生产机组，根据生产要求，宜用不同的母线或线路配电。同一生产流水线的各用电设备，宜用同一母线或线路配电。（7）配电系统的设计应用便于运行，维护，生产班组或工段比较固定时，一个大厂房可氛围车间或工段配电；多层厂房宜分层设置配电箱，每个生产小组可考虑单独的电源开关。实验室的每套房间宜有单独的电源开关。（8）在用电单位内部的邻近变电所之间宜设置低压联络线。（9）由建筑物外引来的配电线路，应在屋内靠近线点，便于操作维护的地方装设隔离电器。名称接线图简要说明放射式配电线故障互不影响，供电可靠性较高，配电设备集中，检修比较方便，但系统灵活性较差，有色金属消耗较多。一般在下列情况下采用：（1）、容量大或负荷集中或更重要的用电设备（2）、需要集中联锁起动、停车的设备（3）、有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜将配电及保护起动设备放在现场者树干式配电设备及有色金属消耗较少，系统灵活性好 、但干线故障时影响范围大一般用于用电设备的布置比较均匀，容量不大，又无特殊要求的场合变压器干线式除了具有树干式系统的优点外，接线更简单，能大量减少低压配电设备为了提高母干线的供电可靠性，应适当减少接出的分支回路数，一般不超过10个频繁起动、容量较大的冲击负荷，以及对电压质量要求严格的用电设备，不宜用此方式供电链式特点与树干史相似，适用于距配电屏较远而彼此相距较近的不重要的小容量用电设备链接的设备一般不超过三台或四台7.1.2低压配电系统接线方式(高配P45) 表4-4列出了常用低压配电系统的结线方式。7.1.3配电系统的接线方式的确定在工厂的低压配电系统中，也往往是采用几种结线方式的组合，依具体情况而定。不过在正常环境的车间或建筑内，当大部分用电设备不很大而无特殊要求时，宜采用树干式配电，这一方面是由于树干式配电较之放射式经济，另一方面是由于我国个工厂的供电人员对采用树干式配电积累了相当成熟的运行经验。由于本厂的二级负荷的设备数量较多，为了工作的可靠性，宜对其采用放射式接线。这种接线线路之间互不影响，供电可靠性高，配电设备集中，运行维护也较方便，但配电设备及有色金属消耗俩较大，但对重要的负荷，采用单母线分段的放射式结线。（参考工厂供电） 7.2工厂电力线路的结构与敷设(工厂供电P169) 7.2.1工厂电力线路的结构 电缆线路与架空线路相比，具有成本高，投资大，维修不便等缺点，但是它具有运行可靠，不易受外界影响，不需架设电杆，不占地面，不碍观瞻等优点，特别是有腐蚀性气体和易燃易爆场所，不宜架设空线路时，只有敷设电缆线路。在现代化工厂中，电缆线路得到了越来越广泛的应用。电缆的类型很多。供电系统中常用的电力电缆，按其缆芯材质分铜芯和铝芯两大类。按其采用的绝缘介质分为油浸电缆具有耐高压，耐热性好和使用年限较长等优点,因此普遍应用。但是它工作时，其中的浸渍油令流动，因此她两端安装的高度差有一定限制，否则电缆低的一端可能因油压过大而使端兴胀裂漏油，而高端一侧则可能因油流失而使绝缘干枯，耐压强度下降。甚至击穿损坏。塑料绝缘电缆是后来发展起来的，具有结构简单，制造加工方便，重量较轻，敷设方便，不受敷设高度限制及酸碱腐蚀等优点，因此在工厂供电系统中，有逐步取代粘性油浸纸绝缘电缆的趋势。目前我国生产的塑料电缆有两种：一种是聚氯乙烯绝缘及护套电缆，另一种是交联聚乙烯护套电缆。现在普遍采用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆。7.2.2电缆的敷设(工厂供电P171) 工厂中常见的电缆辐射方式直接埋地敷设，利用电缆沟和电缆架桥等。7.2.2.1电缆敷设路径时，应考虑以下原则：1） 避免电缆遭受机械外力过热，腐蚀等危害；2） 在满足安全要求条件下应使电缆较短；3） 便于敷设维护；4） 应避开将要挖掘施工的地方。5） 电缆长度宜按实际线路长度考虑5%10%的裕量，以作为安装，检修时的备用。直埋低那蓝作波浪形埋设。6） 下列场合的非铠装电缆应采取穿管保护：电缆引入或引出建筑物或构筑物；电缆穿国楼板及主要墙壁出；从电缆沟道引出电杆，或沿墙敷设的电缆距地面2m高度及埋入地下小于0.3m深度的一段；电缆与道路，铁路交叉的一段。所用保护管的内径不得小于电缆外径或多根电缆包括外径的1.5倍。7.2.2.2电缆敷设配置多根电缆敷设在同一通道中位于同侧的多层支架上时，应按下列要求进行配置：1） 应按电压等级由高至低的电力电缆，强电至弱电的控制和信号电缆通信电缆的顺序排列；2） 支架层数受通道限制时，35KV及以下的相邻电压级电力电缆，可排列于同一支架，1KV及以下电力电缆也可与强电控制和信号电缆配置在同一层支架上；3） 同一重要回路的工作备用电缆实行耐火分隔时，宜适当配置在不同层次的支架上。4） 明敷的电缆不宜平行敷设于热力管道上部。5） 电缆应远理爆炸性气体释放源。6） 电缆沿输送易燃起的管道敷设时，应配置在危险程度较低的管道一侧。7） 电缆沟的结构应考虑到防火和防水。8） 电缆的金属外皮，金属电缆兴及保护钢管和金属支架等均引可靠地接地。7.3导线和电缆截面的选择原则及计算(工厂供电P176)7.3.1导线和电缆截面的选择原则为了保证供电系统的安全，可靠，优质，经济的运行，选择导线和电缆截面时必须满足下列条件：7.3.1.1发热条件导线和电缆包括母线在通过正常最大负荷电流（即计算电流）时生产的发热温度，不应超过其正常时的最高允许温度。按发热条件选择三相线路中的相线截面时，应使其允许载流量不小于通过相线的计算电流。即 如果导线敷设地点的环境温度与导线允许载流量所采用的环境温度不同时，则导线的允许载流量应乘以温度校正系数式中 导线正常工作时的最高允许温度导线的允许载流量所采用的环境温度导线敷设地点的实际温度7.3.1.2电压损耗条件导线和电缆在通过正常最大负荷电流即线路计算电流时产生的电压损耗，不应超过正常运行时允许的电压损耗。对工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗校验。7.3.1.3经济电流密度35kV及以上的高压线路及电压在35kV以下的距离长电流大的线路，其导线和电缆截面直接经济电流密度选择，以使线路的费用支出最小，所选截面称为“经济截面”。此种选择原则称为“年费用支出最小”原则。工厂内的10kV及以下线路，通常不按此选择。7.3.1.4机械强度导线（包括裸线和绝缘导线）截面不应小于其最小允许截面。对于电缆，不必校验其机械强度，但需校验其短路热稳定度7.3.2低压系统中性线和保护线截面的选择（1） 中性线截面的选择：中性线截面一般应不小于三相线截面的50%；对于3次谐波电流突出的三相线路中，中性线截面宜选为三相截面相同或相近，即；对于由三相线路分出的两相线路及单相线路中的中性线，中性线截面应与相线截面完全相同。即（2） 保护线截面的选择：保护线（PE线）按规定，其电导一般不得小于相线电导的50%，因此保护线的截面不得小于相线截面的50%，但考虑到热稳定度要求，当16m时，保护线应与相线截面相等，即保护线还要满足单相接地故障保护的要求，即相线与保护线间的单相短路电流必须满足： （3） 保护中性线截面的选择：其截面应同时满足上述保护线和中性线要求，取其最大值，所以其截面应视具体选为相线截面的50%100%。而且也要按式进行单相短路保护校验。根据设计经验，低压动力线，因其负荷电流较大，所以一般按发热条件来选择截面，再校验其电压损耗和机械强度。低压照明线，因其对电压水平要求高，所以一般先按允许电压损耗条件来截面，然后检验其发热条件和机械强度。而高压线路则往往先按经济电流密度来选择截面，在校验其他条件。对与机械强度，对于工厂的电力线路，一般无需纤细计算，只需按最小允许截面校验就行了。7.3.3导线电缆截面选择的具体选择计算（参考工业与民用配电设计手册）7.3.3.1电缆的选择电线，电缆一般采用铝线芯，临海及有严重盐雾地区的架空线路，可采用防腐型钢芯铝交线。下列场合应采用铜芯电线及电缆：1) 需要确保长期运行中连接可靠的回路，如重要电源，重要的操作回路及二次回路，电机的励磁，移动设备的线路及剧烈振动场合的线路；2) 对铝有严重腐蚀而对铜腐蚀轻微而对铜腐蚀较轻微的场合；3) 爆炸危险环境或火灾危险环境有特殊要求者；4) 特别重要的公共建筑物；5) 高温设备旁；6) 应急系统，包括消防设施的线路； 此外经全面技术经济分析确认宜用铜芯电线及电缆的。有高层建筑，大、小型计算机房的建筑，重要的公共建筑等以及国外工程和外资工程等适应国外要求者。由于本厂为化工厂，全年生产的时间较长。对设备需确保长期运行中连接可开的回路；则本厂中的二次回路，二级设备较多所以综合本厂实际再对照上面的原则，我们采用铜芯电缆。我们选择电缆的材料我们在前面有所述及，在此我们选择铜芯交链聚乙烯护套电力电缆。因为这类电缆性能优良，结构简单，制造方便，完全可以代替纸绝缘电缆。对于1kV电压级及635KV电压级的非重要回路电缆可采用“非干式交联”工艺制作的电缆，如四川电缆厂用温水交联工艺使生产成本大大降低，且由于聚乙烯料重量轻。故而1kV级电缆价格与聚氯乙烯护套电缆相差有限，可推广应用。对于635KV重要回路应采用干式交联工艺制作的电缆，电气性能更优异。交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套短蓝还可敷设于水下，但应选用具有防水层构造。7.3.3.2母线的选择原则母线分裸母线和母线槽两种。母线槽按绝缘方式可氛围密集绝缘型和空气绝缘型两种。将裸母线用绝缘材料覆盖和，紧贴通道壳体防止的母线槽为密集绝缘型。将裸母线用绝缘衬垫支撑在壳体内，靠空气介质来绝缘的母线槽为空气绝缘型。空气式绝缘重量轻，结构简单，价格便宜；密集式绝缘散热条件好，可制成大电流等级。选型时630以下推荐用空气绝缘型，630以上可优先考虑用密集绝缘型。母线槽分户内型及户外型两种，就结构形式分为馈电式，滑接式。不带分接装置的，用又将电能直接从电源处送到配电中心是馈电式；带分接追昂制的，用来传输电能，并可引出电源支路的插接式，它由母线干线单元及插接式馈电箱组成。用滚轮或者滑触块分接单元的是滑接式母线槽。目前母线槽产品额定电压有500V及600V两种，额定电流从25至500A18种。我国很早就生产和使用母线槽，但由于价格昂贵，限制了它的推广。随着生产和建设的发展，近年来生产和使用愈来愈多。母线槽适用于高层建筑，多层厂房，标准厂房或机床设备密集的车间对于工艺变化周期短车间配电尤为适宜。此外还可用于变压器与配电屏的连接。它的容量大、结构紧凑、占空间小、安装方便、使用安全可靠。7.3.4导线截面具体计算结果7.3.4.1厂区高压电缆进线的选择1选经济截面采用三相铜芯交联聚乙烯绝缘电缆=1000/（1.73210）=57.74A由表53查得（工厂供电P180）由表ZL14-29（简明设计手册P572）得电缆铜芯截面为35即选-10000-335型。2校验发热条件查表ZL14-29（简明设计手册P572）得电缆铜芯截面为35时30=169A因此选择线芯35的三相铜芯聚乙烯绝缘电缆并且钢带铝装聚氯乙烯套。因此满足发热条件3校验机械强度条件查表ZL14-29（简明设计手册P572）得10KV铜芯交联聚乙烯绝缘电缆的最小截面，因此所选-10000-335铜芯交联聚乙烯绝缘电缆也满足机械强度4校验电压损耗其中 查表ZL14-19（简明设计手册P567）得35截面电缆电阻系数为0.65电抗系数为0.113，变压器高压侧cos=0.9028 进线电缆长为1Km。 =（902.80.651+429.70.1131）/10=63.5376V=63.5376100/101000=0.635376%远小于电压损耗 （查简明设计手册表ZD8-7） 故电压损耗满足要求。5 校验短路热稳定度（工厂供电P70）满足热稳定度的最小截面为：式中 为通过母线或电缆的最大三相短路稳态电流有效值 为短路发热假象时C为热稳定系数在前面三相短路计算中取最大=8550A= （保护装置的实际动作时间设为0.6s，断路器的时间为0.2s）热稳定系数取140查工厂供电P354表7。由此可见，以上所选电缆线芯截面35不满足热稳定度要求，必须加大线芯截面。因此选70的三相铜芯聚乙烯绝缘电缆。即采用 100003707.3.4.2高压母线选择本厂平均最热月温度为33.5，所以室内最高月平均温度为38.5。温度校正系数其中 为导线额定负荷时最高允许温度； 为导线的允许载流量所采用的环境温度；为导线敷设地点实际的环境温度。由工厂供电简明设计手册P57表ZD626选TMY-3404由工厂供电简明设计手册P555ZL14-5得=70设计条件最热月平均温度为33.5，所以室内温度为38.5即=38.5 =35=0.95550A=522.5A而=57.74A 所以满足电流要求。母线的短路稳定度校验：（查工厂供电P66）母线的最大允许应力应不小于最大三相短路冲击电流通过母线所受到的最大计算应力即式中 按GB50060-1992规定：硬铜母线为140Mpa=M/W,其中M为母线通过时所受到的弯曲力矩（Nm）；W为母线截面系数（）。（1） 弯曲力矩M的计算当母线的档数为12时 M=当母线的档数大于2时 M=式中（N）；l为母线档距（m）;a为母线两相邻相间的轴线间距（m）； （2）母线截面系数W的计算式中b为母线截面的水平宽度（m）； h为其垂直高度（m）；在此我采用的是母线平放的方式，如下图所示： 母线在绝缘子上的放置方式平放根据条件可得 =21800A档距l=0.6m 档数为1档即为一个绝缘子支架，其绝缘子的型号为ZA-10（6）Y 个数为3个。相间距a=0.25m 母线的宽度b=0.04m母线的厚度为h=0.004m=797.32N母线的档数为1档 M=14.8Nm =1.07 =M/W=14.7/(1.07=13.83MPa 又硬铜母线=140MPa=13.83Mpa所以满足短路动热稳定度的检验。高压母线的选择为TMY-3404 母线上套热缩绝缘套管7.3.4.3低压母线的选择低压母线的选择方法与高压母线的选择方法相同，查工厂供电简明设计手册ZL14-5得TMY-12010型。按发热条件选择：变压器二次侧 =由=33.5 =35得 =1.02而在35时=2330A=1.022330=2376.6A满足发热条件按动热稳定性校验：低压侧的=91.9KA低压母线的档数为两档，档距为0.8m，低压母线绝缘子型号为WX-01，个数为4个，相距a=0.35m，低压母线宽b=0.1m,厚度h=0.01m=3339.64N母线档数为2档 M=333.964Nm W=1.7 =4.2MPa小于MPa所以硬铜母线满足短路稳定度的校验条件。校验短路热稳定度满足短路热稳定度的最小截面为=49.94KA=382.5硬铜母线12010大于最小截面7.3.4.4中性线的选择作为供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式：1） 电源中性点不接地。2） 中性点经阻抗接地。3） 中性点直接接地。前两种合称为小接地电流系统，亦称为中性点非有效接地系统，或中性点非直接接地系统，后一种为中性点直接接地系统，称为大接地电流系统，亦称为中性点有效接地系统。我国366kV系统，特别是310kV系统，一般采用中性点不接地的运行方式。中性线（N线）的功能：一、 用来接用额定电压为相电压的单相用电设备。二、 用来传导三相系统中不平衡电流和单相电流。三、 减小负荷中性点电位偏移。保护线（PE线）的功能：是为保障人生安全，防止发生触电事故用的接地线。系统中所有设备的外露可导电部分（指正常不带电压，但故障情况下能带电压的易被触及的导电部分）通过保护线接地，可在设备发生接地故障时减小触电危险。低压配电系统，按保护接地形式，分为TN系统，TT系统和IT系统，我们这里采用的是TNS系统。对于中性线和保护线截面的选择：1、中性线截面的选择三相四线制系统中的中性线，要通过系统的不平衡电流和零序电流，因此，中性线的允许载流量不应小于三相系统的最大不平衡电流，同时应考虑谐波电流的影响。一般三相四线制的线路的中性线截面不应小于相线截面的50%。即 2、保护线截面的选择保护线要考虑三相系统发生单相短路故障时单相短路电流通过时的短路热稳定度。（1）当时 （2）当时（3）当时 根据以上中性线和保护线的选择原则，我们选中性线为10010 即 TMY3 120101 10010其中PE线直接接地。4、导线的选择校验对于低压动力线的选择按发热条件来选择截面，再校验其电压损耗和机械强度。而电缆的选择中不需要校验其机械强度，只需校验其短路时的稳定度，但由于校验短路时的稳定度时势必会使其最后的校验结果是大部分电缆截面相同。这样势必会使小电流用电设备的电缆截面选择偏大而浪费，所以对于低压动力线我们主要以发热条件来选择电缆截面。由工业与民用配电设计手册9-9中得110kV交联聚乙烯绝缘电力电缆线芯允许长期工作温度为90；设计系统中最热月的平均温度为33.5。所以电缆沟内实际温度为38.5，电缆环境温度为35，温度校验系数（一） 配电屏到高压水枪的电缆由工业与民用配电设计手册表9-37得电缆截面为A=2.5在35时=28A所以实际=0.9728符合发热条件校验电压损耗其中 查工厂供电简明设计手册P567表ZL14-19得2.5截面电缆电阻系数为8.98,电抗系数为0.1，功率因数为cos=0.8 出线电缆长为150m=（2.48.980.15+1.80.10.15）/0.38=8.58V远小于电压损耗 故电压损耗满足要求。故选 YJV -0.6/1-32.5+12.5其他电缆也按此方法校验，在此说明书上不一一列举，具体电缆型号见下表车间序号用电设备名称计算流量（A）电缆允许载流量（A）电缆型号截面（mm2） YJV-0.6/1-中央控制楼1高压水枪4.62832.5+11.52试验釜7.232832.5+11.53动力配电箱153.64172350+1354分析室电源箱101.42115325+1165检修工作室电源箱50.6564310+166控制楼一楼照明箱136.9172350+1357控制室照明箱95115325+1168不停电电源14.262832.5+11.5聚合车间9聚合釜6.12832.5+11.510盐水补给泵3.42832.5+11.51115度盐水泵33.474736+1412热水循环泵1.72832.5+11.513真空泵3.42832.5+11.514聚合间离心通风机1.72832.5+11.515聚合10：00平面电源箱47.5464310+1616聚合10：00平面防爆电源箱9.512832.5+11.517起重机1.142832.5+11.518防爆电动葫芦1.552832.5+11.5冷冻站19助剂槽1.142832.5+11.52050度冷冻机组31.44736+1421助剂泵0.262832.5+11.522配制间离心通风机1.72832.5+11.523冷凝间离心通风机1.72832.5+11.52415度冷冻机组149172350+13525冷冻站检修电源箱100.0115325+11626冷冻站防腐照明箱7.892832.5+11.5中试站27反应釜8.42832.5+11.528真空泵3.42832.5+11.529防爆离心风机1.72832.5+11.530吸收循环泵4.562832.5+11.5合成车间31合成反应釜4.562832.5+11.532压缩机2.282832.5+11.533脱液塔4.562832.5+11.5341#、2#加料泵2.02832.5+11.5351#、2#碱泵2.02832.5+11.536盐酸循环泵3.42832.5+11.537水喷射泵8.42832.5+11.538水洗槽1.562832.5+11.539照明配电箱192832.5+11.540检修电源箱100.0115325+116机修车间4190115325+116检测站4281.23115325+116包装车间43133.4141335+125水泵房44203.99218370+150 第8章 变电所主要设备选择和校验 8.1配电屏类型的确定及一些参数变电所主要装置是低压配电屏，对于低压配电屏我们选择浙江开关有限公司生产的“MNS（Z）低压抽出式开关柜”。本装置是一种用标准模件由工厂组装的组合式低压开关柜，本装置适用于交流50-60HZ。额定工作电压660V及以下的供电系统，用于发电、输电、配电、电能转换和电能消耗设备的控制。8.1.1产品特点本抽出式开关柜为近期开发新产品。其技术水平达到八十年代国际先进水平。并且有如下特点：（1） 设计紧凑：以下较小的空间能容纳教多的功能单元。（2） 结构通用性强，组装灵活：以25mm为模数的C型型材能满足各种结构型式，防护等级及使用环境的要求。（3） 采用标准模块设计：分别可组成保护、操作、转换、换制、调节、测定、指示等标准单元，用户可根据需要任意选组装。以200余种组装件可以组成不同方案的柜架结构和抽屉单元。（4） 安全性：大量采用高强度阻燃性工程塑料组件，有效加强防护安全性能。（5） 技术性能高：主要参数达到当代国际技术水平。（6） 压缩场地：三化程度高，可大大压缩储存和运输预制件的场地。（7） 装配方便：不需要特殊复杂工具。8.1.2配电屏内抽屉的一些参数抽出式电动机控制中心和小电流的动力配电中心（MCC）。MCC的抽屉分以下5种：8E/4 ：高200宽150深400mm8E/2 ：高200宽300深400mm8E ：高200宽600深400mm16E ：高400宽600深400mm24E ：高600宽600深400mm8.1.3抽屉类型有五种标准尺寸，都是以8E（200mm）高度为标准： 8E/4 ：在8E高度空间组装4个抽屉单元； 8E/2 ：在8E高度空间组装2个抽屉单元； 8E ：在8E高度空间组装1个抽屉单元； 16E ：在16E（400mm）高度空间组装1个抽屉单元； 24E ：在24E（600mm）高度空间组装1个抽屉单元。五种抽屉单元可在一个柜体中作单一组装，也可做混合组装，一个柜体中作为单一组装最多可容纳抽屉单元数见下表：抽屉型号8E/48E/28E16E24E最多容纳单元数36189438.1.4一次方案的排列组合(1)功能单元隔室的总高度为72E。(2)在同一装置中，功能单元的一般排列规律是：小功能单元在上，大功能在下。(3)8E/4抽屉为4个组成1个8E/2安装单元，8E/2抽屉为2个组成一个8E安装单元，或2个8E/抽屉和1个8E/2抽屉组成一个8E安装单元。8.2低压配电屏内所选设备的基本功能8.2.1低压断路器（参考工厂供电）低压断路器俗称空气开关，低压配电网中的主要电器开关之一，它不仅可以接通和分断正常负载电流，电动机工作电流和过载电流。主要用在不频繁操作的低压配电线路或者开关柜中作为电源开关使用，并对线路，电器设备及电动机等实行保护，当它们发生严重过电流、过载、短路、断相、漏电等故障时，能自动切断电路，起到保护作用，应用十分广泛。低压短路器具有的多种功能、是以脱扣器或附件的形式实现的，根据不同用途，断路器可配备不同的脱扣器或者断电器。低压断路器的分类方式很多，按使用类别分，有选择型和非选择型。非选择型保护特性，多用于支路保护。主干线路断路器则要求采用选择型，以满足电路内各种保护电器的选择性断开，把事故区域限制到最小范围。常用典型低压短路器有：万能柜架式断路器，塑料外壳式断路器,万能框架式有固定式，抽屉式两种安装方式，手动和电动两种操作方式，具有多段保护特性，主要用于配电网络中总开关和保护。万能十断路器容量大，可装较多的脱扣器，辅助触头数量也较多。 常用的主要型号DW16（一般型）、DW15、DW15HH（多功能，高性能型）。DW45（智能型），另外还有ME、AE（高性能性）和M（智能型）。塑料外壳式断路器的主要特征是有一个采用聚脂绝缘材料模压而压成的外壳，所有部件都装在这个封闭型外壳中。塑料外壳式断路器多为非选择性，常用于低压开关柜中。常用型号为CM1低压断路脱口器的选择和整定a. 过流脱扣器的额定电流 b. 瞬时过流脱扣器动作电流应躲过线路的尖峰电流即为可靠系数，对动作时间在0.02S 以上的万能式断路器DW取1.35,对动作时间在0.02S以下的塑料外壳式断路器CM1型，宜取22.5倍。c. 短延时过流脱扣器动作电流和动作时间的整定短延时过流脱扣器的动作电流应躲过线路短时间出现的负荷尖峰电流。 为可靠系数，一般取1.2。d.长延时过流脱扣器主要用来保护过负荷，因此其动作电流需躲过线路的最大负荷电流，既计算电流 式中为可靠系数，取1.1。e.低压断路器的保护灵敏度必须满足条件。 为瞬时或短延时过流脱扣器的动作电流，为低压断路器保护的线路末端在系统最小运行方式下的单相短路电流；K为比值，取1.3。f、低压断路器的选择和校验选择低压断路器时应满足下列条件：1） 低压断路器的额定电压应不底于保护线路的额定电压。2） 低压断路器的额定电流应不小于它所安装的脱扣器额定电流。3） 低压断路器的类型应符合安装条件、保护性能及操作分式的要求，因此应同时选择其操作机构型式。低压断路器还必须进行断流能力的校验：1)对动作时间在0.02s以上的万能式断路器（DW型），其极限分断电流应不小于通过它的最大三相短路电流周期分量有效值。即2)对动作时间在0.02S以上的塑壳式断路器（DZ型），其极限分断电流或者应不小于通过它的最大三相短路冲击电流或者。即或者8.2.2接触器 接触器是一种适用于在低压配电系统中远距离控制、频繁操作交、直流住电路及大容量控制电路的自动控制开关电器。主要应用于自动控制交、直流电动机，热电设备，电容器组等设备，应用十分广泛。接触器具有强大的执行机构，大容量的主触头及迅速熄灭电弧的能力。当系统发生故障时，能根据故障检测元件所给出的动作信号，迅速，可靠地切断电源，并有低压释放功能。与保护电器组合可构成各种电磁启动器，用于电动机的控制及保护。接触器按操作方式分有电磁接触器，气动接触器和电磁气动接触器；按灭弧介质分：有空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；按主触头控制的电流种类分：又有交流接触器、直接接触器、切换电容接触器等。8.2.2.1空气电磁式交流接触器 在接触器中，空气电磁式交流接触器应用最为广泛，产品系列，品种最多。其结构和工作原理基本相同，但有些产品在功能、性能和技术含量等方面各有独到之处，选用时可根据需要选择。典型产品有CJ20、CJ21、CJ26、CJ29、CJ35、CJ40、NC、B、LC-D、3TB和3TF系列交流接触器等。CJ20系列交流接触器是国内80年代开发，统一设计的新型产品，现已完全取代G10系列交流接触器。8.2.2.2切换电容接触器常用产品有CJ16、CJ19、CJ41、CJX4、CJX2A、LC1-D、6C系列等。真空接触器是以真空为灭弧介质，其主触头密封在真空开关管内。常用的真空接触器有CKJ和EVS系列等。在本次设计中我选用中华人民共和国常熟开关厂生产的CK1系列交流接触器。CK1系列交流接触器适用于交流50Hz，主触头额定工作电压至660V，额定工作电流至500A的电力系统中用以接通和分断电路，并可与适当的热过载继电器或电子式保护装置组合成电动机启动器，以保护操作运行中可能发生过载的电路。CK1系列交流接触器由于采用新型灭弧罩和触头系统，比国内其它系列接触器具有体积小，通断能力强，安全区域短等优点，是电力系统中使用的理想产品。 8.2.3热继电器 热继电器是一种利用电流热效应原理工作的电器，具有与电动机容许过载特性相近的反时限动作特性，主要与接触器配合使用，用于对三相异步电动机的过电流和断相保护。 三相异步电动机在实际运行中，常会遇到因电气或机械原因等引起的过电流的现象。但只要过电流不严重，持续时间短，绕组不超过允许温升，这种过电流是允许的。如果过电流情况严重，持续时间长，则会加速电动机绝缘老化，甚至烧毁电动机。因此，在电动机回路中应安装电动机保护装置。常用的电动机装置种类很多，但使用最多、最普遍的是双金属片式热继电器。目前，双金属片式热继电器均是三相式，并有带断相保护和不带断相保护两种。常用的热继电器有JR20、JRS1、JR36、JR21、7、3VA、T和LR1-D等系列。其中JR20、JRS1、JR36系列是我国自行设计的新产品，JR21系列是引进德国西屋-芬纳尔公司技术生产。每一系列的热继电器一般只能和相应系列的接触器配套使用，如JR20系列热继电器与CJ20系列接触器配套使用。在本次设计中，我选用T系列热继电器用于交流50Hz或60Hz，电压660V及以下电流500A及以下的电力线路中，一般作为交流电动机的过载保护用。8.2.4电流互感器（参考工厂供电）电流互感器用于额定频率为50HZ的交流电力系统中，将高压系统中的电流或低压系统中的大电流转换成标准的小电流（一般为5A或1A），以便连接测量仪表和继电器，供测量电流，计量电能及继电保护。8.2.4.1互感器的功能主要是：用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘，这既可避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备的故障影响主电路，提高一、二次电路的安全性和可靠性，并有利人身安全。用来扩大仪表、继电器等二次设备应用的范围，例如用一只5A的电流表，通过不同变压互感器就可测量任意高的电压。而且。由于采用互感器，了使二次仪表、继电器等设备的规格统一，有利这些设备的批量生产。8.2.4.2电流互感器的选择和校验电流互感器应装设地点的条件及额定电压、一次电流、二次电流（一般5A）、准确度等级条件进行选择，并校验其短路动稳定度和热稳定度。 必须注意：电流互感器的准确度级与其二次负荷容量有关。互感器二次负荷不得大于其准确度多限定的额定二次负荷，即互感器满足准确度级要求的条件为： 电流互感器的二次负荷由二次回路的阻抗|来决定，而|应包括二次回路中所有串联仪表、继电器电流的阻抗，连接导线的阻抗和所有接头的接触电阻等。由于和中感抗远比电阻小，因此可认为：+式中可由仪表、继电器的产品样本查得：=l/(),这里为导线的电导率。式中很难准确测定，而且是可变的，一般近似地取0.1。电流互感器二次负荷S2按下式计算： 互感器的生产厂家一般按出厂试验绘制电流互感器误差为10%时的一次电流倍数与最大允许的二次负荷阻抗。因此电流互感器满足保护条件的10%误差要求的条件为： 关于电流互感器短路稳定度的校验，现在有的新产品如LZZB6-10等直接给出了动稳定电流峰值和1s热稳定电流有效值，因此其动稳定度可按式或式中 为电器的极限通过电流峰值； 为电器的极限通过电流有效值；其热稳定度可按式式中 为电器的热稳定度电流； t为电器的热稳定时间；但电流互感器的大多数产品是给出动稳定倍数和热稳定倍数。动稳定倍数，因此其动稳定度校验条件为热稳定倍数，因此其热稳定度校验条件为一般电流互感器的热稳定试验时间为t=1s。8.2.4.3电流互感器的使用注意事项； 1）电流互感器在工作时其二次侧不得开路。 2）电流互感器的二次侧有一端必须接地。 3）电流互感器在接地时，要注意其端子的极性。8.3变压器二次侧低压电气开关的选择与校验8.3.1低压断路器的选择、校验和该型号开关柜配合的低压断路器选择DW15-2500/3型校验与整定：1）、2）、短延时过流脱扣器动作电流的整定：=51.21519.5A=9117A 选=1000A3）、长延时过流脱扣器动作电流的整定：=1.11519.5=1671.45A 选=1700A过流保护灵敏度的校验：=21600/10000=2.161.5 满足灵敏度要求断流能力的校验： 满足条件故选择DW15-2500/3型低压断路器8.3.2电流互感器的选择与校验选LMZJ1-0.5-2000/5型校验：1）、2）、查工厂供电简明手册表ZL7-22得： 动稳定：热稳定性：动热稳定均满足故选LMJ1-0.5-2000/5型电流互感器。8.3.4开关柜内主要设备的选择、整定与校验各开关设备的选择与校验已经在前面作了详细的说明，在此我以真空泵线路为例对其用到的开关设备进行选择与校验。其一次方案编号为81，主要用到了CM1-63L型低压断路器、CK1-10型接触器、T16型热继电器。8.3.4 .1 CM1系列塑料外壳式低压断路器的选择与整定1）低压断路器的选择查产品样本知，CM1-63L型低压断路器的额定电流有（6）、10、16、20、25、32、40、50、63几档，根据用电设备真空泵的计算电流为A所以选择CM1-63L（6）型低压断路器。2）低压断路器过流脱扣器动作电流的整定a、瞬时过流过流脱扣器动作电流的整定：笼型电机的的为5单台用电设备的尖峰电流为=53.4A=17A=217A=34A动作电流整定为40A。b、短延时过流脱扣器动作电流整定=1.217A=20.4A短延时过流脱扣器动作电流整定为30A，动作时间为0.2s。c、长延时过流脱扣器动作电流整定=1.117A=18.7A长延时过流脱扣器动作电流整定为30A。d、校验电缆与低压断路器保护的配合 满足条件。3）低压断路器的校验 a、灵敏度的校验=180/40=4.51.3 满足要求 b、断流能力的校验额定极限短路的分断能力35kA大于=54.44kA 满足条件所以，最终选择断路器为CM1-63L（6）型。8.3.4.2接触器选择真空泵的计算电流为A，查中华人民共和国常熟开关厂的“CK1系列交流接触器”样本，选CK1-10,其额定电流为10A，满足条件。8.3.4.3热继电器的选择真空泵的计算电流为A，查工厂常用电气设备手册下册表16-4-30可得，选T16（2.74.0）满足条件。第9章 10/0.4/0.23KV变电所所址形式的确定 9.1工厂变配电所所址选择及确定（摘自工厂供电P132134）9.1.1变配电所所址选择变配电所所址选择的一般原则:变配电所所址的选择，应根据下列要求并经技术经济分析比较后确定：1） 尽量接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。2） 进出线方便，特别是要便于架空进出线。3） 接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所。4） 设备运输方便，特别是要考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输。5） 不应设在有剧烈振动或高温的场所，无法避开时，应有防震和隔热的措施。6） 不宜设在多尘或有腐蚀气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的下风侧。7） 不应设在厕所、浴室和其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。8） 不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方。当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准GB50058-1992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定。9） 不应设在地势低洼和可能积水的场所。工厂或车间的负荷中心，可用下面介绍的负荷指示图或负荷功率矩法来近似地确定。9.1.2变配电所所址的确定出于对变电所的要求，布置要紧凑合理，便于设备的操作、巡视、搬运、检修和实验，还要考虑发展的可能性。尽量利用自然采光和自然通风。适当安排建筑物内各房间的相对位置，使配电室的位置便于进、出线。低压配电室应靠近变压器室。电容器室尽量与高压配电室相毗连。控制室、值班室和辅助间的位置便于运行人员工作和管理等。而本厂主要负责化工企业新产品的研制中试任务。其组成车间包括：中央控制楼、中试站、合成车间、聚合车间、冷冻间、包装车间、检测站、机修车间、水泵房等。9.1.2.1化工厂内各车间的主要特点：根据化工企业有腐蚀易爆炸的特点，其中央控制楼、中试站、合成车间、聚合车间、冷冻站属二级负荷，其余部分均属三级负荷。合成车间、聚合车间属2区爆炸危险环境，需防爆；冷冻站属腐蚀环境；中央控制楼属需防爆环境；中试站属需防腐蚀防爆环境。主导风向为东北风。 电源：从距厂西北侧1公里处的35/10KV市“北郊变电所”，用10KV电缆线路向本厂供电。如总平面图所示，将变配电所设在检修站和中控楼附近是为了便于检修、人为的操作、巡视等的方便，而考虑到中央控制楼、合成车间、聚合车间、冷冻站属二级负荷，所以根据接近负荷中心的原则将变配电所放在如图中所示位置是合理的；从该化工厂所在地区的风向来分析，根据要设在污染源上风的原则，该地区风向为东北风所以能很好的遵守这一原则；从供电方面来讲，因为电源来自35/10KV市“北郊变电所”，所以变配电所设在化工厂的北面也是合理的。9.2.1.2负荷中心的计算及确定负荷指示图是将电力负荷按一定比例（例如以面积代表kW）用负荷圆的形式标示在工厂或车间的平面图上。各车间（建筑）的负荷圆的圆心应与车间（建筑）的负荷“重心”（负荷中心）大致相符。在负荷大体均匀分布的车间（建筑）内，这一重心就是车间（建筑）的中心。在负荷分布不均匀的车间（建筑）内，这一重心应偏向负荷集中的一侧。负荷圆的半径，由车间（建筑）的计算负荷得 （4-14）式中，为车间（建筑）内的有功计算负荷（kW）；K为负荷圆的比例（）。由图4-73所示的工厂负荷指示图可以直观地大致确定工厂的负荷中心，但还必须结合其他条件，综合分析比较几个方案，最后择其最佳方案来确定变配电所的所址。1） 按负荷功率矩法确定负荷中心设有负荷、和（均表示有功计算负荷），分布如图4-74所示。它们在任选的直角坐标分别 为、。现假设总负荷D 的负荷中心坐标处，则仿照力学求重心的力矩方程可得写成一般式为因此求得负荷中心的坐标为 （4-15） （4-16）这里必须指出：负荷中心虽然是选择变配电所所址的重要因素，但不是唯一因素，而且负荷中心也不是固定不变的，因此负荷中心的计算并不要求十分精确。2）本厂的负荷中心计算 如图所示，设中央控制楼的负荷为，聚合车间和冷冻站为，中试站为，合成车间为，机修车间为，检测站为，包装车间为，水泵房为，设各车间的几何中心点为车间负荷中心点，因此各车间负荷中心的中心坐标分别为：（135.67，234.1） （127.12，184.6） （244.44，123） （250.12,148.6）（258.12，148.6） （223.1，243） （143.56，24） (24,15.5)=533.15kw,=316.07kw,=22.14kw,=40.3kw,=35.5kw,=37.37kw,=57kw, =107.25Kw根据： 121.3 1909.2变电所型式的选择及确定（摘自简明设计手册P25）9.2.1总降压变电所的布置（摘自高配P217218）9.2.1.1总降压变电所总体布置的一般原则（1）总体布置必须保证运行安全即： 1）各项电气间距、围栏、道路等均应负荷规定的要求。 2）应有相应的安全防火设施和安排。3）能满足正常时，短路和过电压时工作条件的要求，不会危及人身安全和周围设备的安全。4）各回路、各相序应有标示，以防误操作。5）各主控室及室内高压配电装置室等的门应向外开。（2）便于运行维护。户内、外应有装们的巡视通道；主控室的位置布置要便于运行人员和巡视人员的相互联系并且进出方便；应考虑检修