0241-某精细化工厂高配所及全厂配电系统设计【全套8张CAD图+说明书】
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摘 要
本设计主要内容是按照给定的原始资料，考虑经济、安全、先进等要求设计一个现代化的供电系统。具体内容为：全厂负荷的分析和计算，无功负荷的分析和补偿计算，变压所所址、型式的确定，变压器台数、容量、型号的选择确定，变电所主接线方案的技术经济比较和确定，变配电所主要的选址及布置，短路电流的计算，全厂配电系统设计，高压电气设备的选择与校验，继电保护及二次接线设计等。
通过负荷的统计计算，可以求出按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如以计算负荷连续运行，其发热温度不会超过允许值。工厂计算负荷是选择工厂电源进线一、二次设备的基本依据，也是计算工厂的功率因数和工厂需电容量的基本依据。
电力线路的二次回路可以保证一次回路的安全、可靠、经济运行。在继电保护方面我采用微机继电保护，与传统的机电型继电保护具有：可靠性高，功能齐全，调试维护方便，经济性好。
关键词 :计算负荷；变压器；变压器保护；主接线；二次回路；微机保护；
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毕业设计 (论文 )开题报告 课题名称： 某精细化工厂高配所 及全厂配电系统设计 1 本 课 题 所 涉 及 的 问 题 在 国 内 ( 外 ) 的 研 究 现 状 综 述 1 本课题所涉及的问题在国内 (外 )的研究现状综述 2003 年我国电力行业取得良好的发展，电力生产大幅增长，电力需求快速增加，电力投资速度逐步加大，国资、民资、外资竞相进入电力市场，电力行业的效益得到明显的提高。同时，全国供电结构性紧缺现象严重，大部分地区进入电了紧张阶段。 2004年全国电力供需仍然比较紧 张，拉闸限电时间和电量增加。 2005 年按计划开工规模和投产规模，电力供需有所缓解，电力供需平衡总体偏紧。 2006 年电力供需总体上能够达到略微平衡。 本课题主要涉及到工厂企业的供配电方面的问题，对于其中所涉及的基本设计理论都是相同的，对于变配电技术也是成熟的。从大的方面来讲我们可以涉及到整个电力系统的建设，新技术的发展主要有三方面：输电技术方面、继电保护方面和变压器方面。 输电技术方面：发展迅速的柔性交流输电及其控制器技术己被国内外普遍认为是新型有效的输电技术。除了它的技术概念和技术规范取得新进展外，它的控制 器技术也在快速发展着它们己被 作组归类为“足可预见的未来中可期待应用”的控制器。 对于中国输电线路建设，近 50 年来中国输电线路建设成绩是巨大的。目前全国已有东北、华北、华东、华中、西北、南方、川渝 7 个跨省电网和山东、福建、新疆、海南、西藏 5 个独立省（区）网。网内共有 220路 120000330路 750000路 20000中与华东两大电网之间，通过 1500洲坝至上海直流线路实行互联。中国输电线路的建设规模和增长速度在世界上是少有的。并且已经 建立输电线路有关的研究和试验的机构和设施，取得了大量科研试验成果，为今后发展超高压、大容量输电线路创造了有利条件。电网是电力市场的载体，加强电网建设是拓展电力市场，提高电力工业整体效益的重要举措。用超高压输送电能，能有效减小输电线路上的电能损耗，提高供电效率和减少故障发生率。而且最近几年我们的电力能源更是供不应求，所以在电网建设的同时，研究采用新技术、新材料，节约电能在各类电气设备上的损耗。特别是在变频技术上有很大的突破和应用，一般电气设备都是以铜代铝，或采用损耗更小的合金材料。 二、继点电保护方面：近 10 多年来，随着超高压电网的建设和微机型继电保护的使用，现场继电保护用成套试验装置经历了 3 个发展阶段。组合式、物理模拟式、数字控制式和微机可编程 4 种类型装置，在电力系统中己得到广泛应用，正在开发实时数字仿真类型的试验装置 ,向微机化、智能化、专用化方向发展。 三、变压器方面： 在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。 国外在世界 范围内形成了几大集团 :乌克兰扎布洛斯变压器厂，年生产能力100罗斯陶里亚第变压器厂，年生产能力 40司 29 个电力变压器厂年生产能力 80 一 100法 生产能力 40本各厂总和 (三菱、东芝、日立、富士 )年生产能力 65国 团年生产能力 40这些公司生产的已在系统运行的代表性产品 :1150 1200 735 一765800 400 一 500 3 750 1 声 5502203 笋 1300直流输电 1 500 400流变压器。 电力变压器主要为油浸式，产品结构有两类 :心式和壳式。心式生产量占 95 %，壳式只占 5%。心式与壳式互无压倒性的优点，只是心式工艺简单一些，因而为大多数厂家采用，而壳式结构与工艺都要复杂一些，只有传统性工厂采用。壳式特别适用于高电压、大容量，其绝缘、机械及散热都有优点且适宜于山区水电站的运输，因而仍有其生命力。 国内我国沈阳变压器厂、西安变压器厂、保定变压器厂均已成批生产 500电力变压器， 在 500统内运行，最长的已超过 17 年，经过十几年的不断改进，其运行指标与进口变压器完全相当，总产量达 150 2 设计 ( 论文 ) 要 解 决 的 问 题 和 拟 采 用 的 研 究 方 法 本次毕业设计的主要是对某化纤厂高压配电系统进行研究和设计，有两方面的设计，即工厂厂区 6 千伏配电系统设计和高压配电所设计。 厂区高压配电系统是指从总降压变电所或总配电所至各车间变电所的接线系统。它与工厂的重要性、规模的大小、电力系统的情况以及工厂的总体布置和工厂的发展规划等因素有关。因此，在设计厂区高压配电系统时，必须全面分析有关因素，予以合理解决。设计过程中主要有以下几个步骤： 1)全厂负荷的分析和计算 按需要系数法计算 , 为确定变压器容量、各种线路的截面、各装置等提供依据； 2)无功负荷的分析和补偿计算 采用并联电容器补偿法，为提高功率因数 ,降低系统的电压、电能等损耗，降低电费开支等。 3)变压器台数、容量、型号的选择确定 变压器选择为全密封式的，再结合当前变压器国内现状，选择 列变压器。 4)变电所所址、类型确定 以尽量靠近负荷中心为选择原则 ;依据负荷计算及变电所结构形式的使用范围，确定用独立式变配所。变配电所内部的总 体布置及高压配电所用电的来源等。 5)变电所主接线方案确定 采用单母线分段接线形式。 6）短路电流的计算 采用欧姆法计算，为了校验一次设备的短路动、热稳定度；校验开关电器的断路能力；校验过电流保护装置的灵敏度。 7）厂区配电系统的电力线路的确定 厂区采用电缆敷设，并按 发热条件选择导电缆截面 。 8）变电所主要设备的选择及开关柜的结构选择 根据正常环境条件选择熔断器、高压开关柜、高压断路器、高压母线、支持绝缘子、互感器、及各类热元件等设备，并按短路故障情况校验动、热稳定性，校验断流能力、灵敏度等；为了检修方便，满足供电可靠性及小容量供电设备较多的实际情况，采用抽出式开关柜。 9) 继电保护及二次接线设计 电力变压器的保护及高配综合自动化系统介绍， 直流系统的设计 。 3 本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路 本课题重点在于主接线方式的选择和二次继电保护设计 及高压设 备的选择 。 (1)主接线方式 1)高压部分采用中性点不接地的供电方式。 2)鉴于本厂生产产品加工的特殊性考虑，必须加强供电的可靠性，对几个特别重要的生产车间采用高压放射式接线，便于安装自动装置，保护装置也相对可以简单一点 。 3)在车间配电系统中采用树干和放射两种方式混合配电 4)主接线方式的选择。 主接线方式主要有三种： 1、单母线接线：该方案接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。但是不够灵活可靠，任一元件（母线及母线隔离开关等）故障或检修，均需使整个配电装置停电。 2、单母线分段接线： 该方案用断路器把母线分段后，对重要用户可以从不同段引出两个回路，有两个电源供电。 3、双母线接线：双母线的两组母线同时工作，并通过母线联络断路器并列运行，电源与负荷平均分配在两组母线上。 设计思路：根据实际工厂对电力供应的需要和对供电可靠性、安全性的要求，进行主接线方案的选择。而且在主接线设计的同时，在保证需要的前提下，应尽量使接线简单方便，使之减少投资运行费用和减少故障发生率。 (2)二次继电保护 1)采用微机继电保护 2)根据生产安全性的要求进行分别设计：断路器控制回路、信号回路、测量监视回路采用镉镍蓄 电池组作为操作电源，用电磁型操作机构去执行控制、信号、测量、监测命令。 3)变压器 平时都是正常工作的，内部的瓦斯保护则采用交流操作电源供电。 4)高压配电所的中央信号装置采用镉镍蓄电池组作直流操作电源，对任一断路器跳闸时，都有瞬时音响信号，并在配电屏上有位置指示信号，信号能手动或自动复归。 5)由于该系统在车间配电系统中采用非直接接地的系统，须加装绝缘监测装置。 6)车间和车间之间有联络线，可以装备备用电源自动投入装置。 设计思路：根据实际情况和配电规程，确定各主要电气设备、线路的保护控制类别，且分别进行整 定计算。 设计中还会涉及到一些自动化保护控制模块，要掌握各模块的保护控制功能，了解它们的内部原理，而且要知道如何将模块中的接口与二次回路相连接，掌握继电保护中的各逻辑关系。 (3)高压设备选择 1） 高压设备选择应按照保护等级、校验结果及经济等方面考虑选择最合适的。 4 完成本课题所必须的工作条件 (如工具书、实验设备或实验环境条件、某类市场调研、计算机辅助设计条件等等 )及解决的办法 1、工厂供电 第三版、第四版 刘介才编 2、工厂 供电简明设计手册 刘介才编 3、工厂供电设计 吉林科技出版社 4、工厂供电设计与实验 王荣盘藩编著 5、工厂配电设计手册 水利水电出版社 6、工厂常用电气设备手册（第三版）上、下 水利水电出版社 7、工业与民用配电设计手册第二版 水利水电出版社 8、中华人民共和国国家标准电力设计规范 机械工业部编 9、电 力工程设计手册 西北、东北电力设计院编 10、工厂高配及变电所有关图纸 工程设计院借阅 11、发电厂及变电所的二次接线 电力工业出版社 12、化工厂电气手册 化学工业出版社 13工厂供电系统继电保护及自动装置 14、工业企业供电课程设计及实验指导书 王建南编 15、工厂配电线路及变电所设计计算 段建元编 机械工业出版社 16、实用供配电 技术手册 刘介才主编 17、预装式变电站手册 廖光余主编 18、电力工程电气设备手册电气一、二次 陈学庸主编 19、工矿企业电气工程师手册 王士政主编 20、民用建筑电气设计手册 戴瑜兴主编 21、继电保护自动装置及二次回路第二版 熊为群、陶然编 22、变电所设计 10220 丁毓山主编 5设计 (论文 )完成进度计划 6 指导教师审阅意见 指导教师 (签字 )： 年 月 日 7 教研室主任意见 教研室主任 (签字 )： 系 (签章 ) 年 月 日 说明： 1. 本报告必须由承担毕业设计 (论文 )课题任务的学生在接到“毕业设计 (论文 )任务书”、正式开始做毕业设计(论文 )的第 2 周或第 3 周末之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。 论文 )课题撰写本报告一份，作为指导教师、教研室主任审查学生能否承担该毕业设计 (论文 )课题任务的依据，并接受学校的抽查。 摘 要 本设计主要内容是按照给定的原始资料，考虑经济、安全、先进等要求设计一个现代化的供电系统。具体内容为： 全厂负荷的分析和计算 ， 无 功 负荷的分析和补偿计算 ， 变压所所址、型式的确定 ， 变压器台数、容量、型号的选择确定 ，变电所主接线方案的技术经济比较和确定 ， 变配电所主要的选址及布置， 短路电流的计算 ， 全厂配电系统设计 ， 高压电气 设备的选择与校验，继电保护及二次接线设计等。 通过负荷的统计计算，可以求出按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如以计算负荷连续运行，其发热温度不会超 过允许值。工厂计算负荷是选择工厂电源进线一、二次设备的基本依据，也是计算工厂的功率因数和工厂需电容量的基本依据。 电力线路的二次回路 可以保证一次回路的安全、可靠、经济运行。在继电保护方面我采用微机继电保护，与传统的机电型继电保护 具有：可靠性高，功能齐全，调试维护方便，经济性好。 关键 词 :计算负荷 ； 变压器 ；变压器保护； 主接线 ； 二次回路；微机保护； he of is to a of is no to to or an a to or an a to of to to an of to if to t is to a, is a to to of of to or an to to he is is to is 现今，我国电力供应状况紧缺，从 2003 年开始，全国不同地区都出现不同程度的拉闸限电，工商业及人民生活用电都出现不同程度的 不便。 国家信息中心在第七届北京国际博览会上推出的中国行业年度报告（ 2004 年版）指出 :今年将是近一段时间中国电力供需形势最严峻的时期。其中的 2004 年中国电力行业年度报告预测， 2004 年全国总体电力供需形势将比 2003 年更为严峻，持续拉限电的地区将有所增加， 2005 年形式将由紧张开始走向缓和，拉闸限电的负荷和电量都将有所减少。到 2006 年，全国电力供需基本持平。据国家电网公司预测， 2004 年全国用电量将达到 20910 亿千瓦时，增加速度预计为 11%左右，净增用电量约 2070 亿千瓦时。电力需求继续高速增长，而同期电源投产容量相对不足。 “十五 ”将新增发电用煤约 吨，要做好煤炭供需平衡。建设布局要按市场经济规则办，合理安排坑口、路口、港口电站建设。为实施西电东送战略，在山西、蒙西、陕西、宁夏、贵州、云南建设一批大型坑口火电厂，向京津唐、山东、华东、广东等用电中心地区送电。发展热电联产。为了保护环境，实现可持续发展战略，必须下大力气研究解决燃煤电厂的环保问题，发展洁净煤发电技术。要 求 采用 高效节能的单机容量为 30 60 万千瓦的亚临界、超临界机组，以减少燃料消耗及污染物排放量。新建电厂大部分装脱硫装置、低氧化氮燃烧器及高效电除尘器装置，或装循环流化床锅炉，做到达标排放；对环保不合格的老厂进行改造或停止运行；提高火电厂的调峰能力及热效率。 2005 年 5 月 17 日至 20日，第 13 届国际核工程大会在北京国际会议中心召开。曾培炎强调，中国将加快核电自主化建设，到 2020 年实现核电装机容量 4000 万千瓦，这对于改善中国能源结构，缓解资源环境矛盾将具有重要意义。我们将加强核工程领域的中外合作，积极引进国外的先 进技术，努力提高核电自主设计、自主建设、自主制造和自主运营的能力和水平。 对于变配电技术已是成熟的。从大的方面来讲我们可以涉及到整个电力系统的建设，新技术的发展主要有两方面： 输电技术方面和继电保护方面以及电气设备方面。 一、输电技术方面。目前，国外输电技术的发展情况为，输电技术朝着高电压、大容量、远距离的目标不断进步，欧、美各国对交流 1000特高压（ 电技术进行了大量研究开发，很多国家已经建成很多 1000路。此外，多端直流输电线路、高自然功率的紧凑型线路以及灵活交流输电（ S）等多 种多样输电新技术的研究也取得很大进展，有的已进入工程实践。 对于中国输电线路建设，近 50 年来中国输电线路建设成绩是巨大的。目前全国已有东北、华北、华东、华中、西北、南方、川渝 7 个跨省电网和山东、福建、新疆、海南、西藏 5 个独立省（区）网。网内共有 220路 12000030路 7500500路 20000中与华东两大电网之间，通过 1500我国第一条 750 千伏超高压输电线路属于西北750 千伏输变电示范工程，是我国第一个 750 千伏电压等级的输变电工 程。 750千伏目前是国际上商业在运的最高电压等级。我国西北 750 千伏输变电示范工程在目前世界上同级工程中海拔最高。 中国输电线路的建设规模和增长速度在世界上是少有的。并且已经建立输电线路有关的研究和试验的机构和设施，取得了大量科研试验成果，为今后发展超高压、大容量输电线路创造了有利条件。电网是电力市场的载体，加强电网建设是拓展电力市场，提高电力工业整体效益的重要举措。用超高压输送电能，能有效减小输电线路 上的电能损耗，提高供电效率和减少故障发生率。而且最近几年我们的电力能源更是供不应求，所以在电网建设的同时，研究采用新技术、新材料，节约电能在各类电气设备上的损耗。特别是在变频技术上有很大的突破和应用，一般电气设备都是以铜代铝，或采用损耗更小的合金材料。 二、继电保护方面。 电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力 。 我国从 70 年代末即已开始了计算机继电保护的研究 ， 高等院校和科研院所起着先导的作用。 目前，我国已经自行 研制 了 输电 线路微机保护装置 ，发电机失磁保护、发电机保护和发电机 、 变压器组保护 ， 微机相电压补偿 方式 向高频保护 ， 正序故障分量向高频保护 等等微机保护装置，并在实际工程中得到了广泛的应用 。 至此，不 同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色，为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全、工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究，在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果 。 对于 继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展 。 随着工业生产的发展和科学技术的进步，工厂供电系统的 控制、信号监测和保护，已开始由人工管理，就地监控发展为以工控微机为监控、调度中心向微机继电保护的方向发展，将变电所的控制、保护、信号显示、测量与调度 5 个方面的功能集于一体，所属的各变配电所或其它主要动力设备的运行情况实时进行监控，实时显示各主要设备的运行状态参数，准确记录事故前一段时间的运行状态及时间地点 . 目前企业中的变电所仍沿用电磁继电保护方式运行，用全数字化微机保护与监控系统代替传统继电保护是变电所技术改造与发展的方向 (1)继电保护准确程度大大提高 ;(2)动作情况一目 了然，便于观察，能随时反应现场电压、电流等主要参数，可实现人机共同操作 ;(3)能够反映并记录故障前一段时间的运行状态，准确地记录故障时的时间地点，便于分析和处理故障的起因 ;( 4)危险性不集中，下位微机互不影响 。 三、国内外变压器行业发展现状。本世纪以来，电力变压器原理未曾改变，随着年代的推进，先进的生产设备日臻完善，因而各项技术参数越来越先进。国外在世界范围内形成了几大集团：乌克兰扎布洛斯变压器厂，年生产能力100罗斯陶里亚第变压器变压器厂，年生产能力 40司 29 个电力变压器厂年生 产能力 80法 生产能力 40本各厂总和（三菱、东芝、日立、富士）年生产能力 65国 团年生产能力 40些公司生产的已在系统运行的代表性产品； 11501200M，7358004003 12003力变压器；直流输电 500400流变压器。国内变压器厂均以成批生产500电力变压器，在 500统中运行的，最长的已超过 17 年，经过 不段的改进，其运行指标和进口变压器完全相当，总产量达 150 本次供配电设计主要以合理布局、科学规范为原则，符合可靠供电、经济技术的要求；符合工厂的总体规划。因此，认真研究工厂供配电设计工程，对于电力事业的发展有着重要的意义。限于本人能力有限，错漏在所难免，敬请原谅！ 目 录 第一章 概论 .力负荷的分 级 .荷计算的目的与意义 .二章 负荷计 算及无 功补偿 荷计算 按需要系数法计算负荷 低压侧各车间负荷计算 .压侧无功补偿 6 控制无功功率的方法 6 联电容器接线方式及选择 7 压无功补偿装置的选择 8 压侧各需无功补偿车间补偿容量计算 9 厂负荷计算及高压无功补偿 10 压器功率损耗的计算 10 高压侧无功补 偿 11 12 厂负荷计算表 间变电所变压器的选择 13 13 力变压器的联结组别 变压器容量的计算 变电所主变压器台数和容量的选择 电力变压器的经济运行 16 变压器功率损耗的计算 16 次设计电力变压器的选择 17 次设计电力变压器的选择举例 18 11 三章 主接线及变配电所设计 20 厂变配电所主接线设计 . 概述 20 高压配电电压等级的选择 20 电所电气主接线 20 配电所的任务与类型及所址选择 变配电所的所址选择 负荷中心的确定 配电所总体布置的一般要求 变配电所的总体布置要求 控制室 27 压配电室 27 压器室 .压配电所用电 .第四章 短路计算 .路的原因与后果 28 路的原因 短路的后果 .路电流形式 路电流的计算方法 各元件的短路电流的计算 30 用标幺制法进行短路计算 .相短路电流的计算 相短路电流的计算 路电流的热效应和稳定度校验 短路电流的电动效应和动稳定度 . 短路电流的热效应和热稳定度 .五章 厂区配电系统的电力线路 .压线路的接线方式 电力线路的选择 41 缆选择的一般规定 42 电缆线路的结构和敷设 42 缆截面选择计算的条件 . 按发热条件选择导线和电缆截面 45 经济电流密度选择导线和电缆截面 46 车间变电所的电缆及高配所进线选择 .六章 高压一次设备选择及校验 述 48 气设备选择的一般方法 高压电气设备的校验原则 49 高压一次设备的选择 压开关柜 . 高压开关柜类型 51 属铠装中置移开式开关柜简介 压断路器选择与校验 . 高压断路器选择 53 压断路器的校验 54 压熔断器的选择与校验 . 熔断器熔体电流的选择 56 熔断器的校验 56 压母线的选择与校验 . 母线的材料、结构排列方式的选择 母线截面的选择方法 . 本设计的母线校验 持绝缘子的选择与校验 59 绝缘子型号的选择 59 缘子的校验 .地开关的校验 60 感器选择与校验 60 述 电流互感器的选择 61 电流互感器的 校验 62 电流互感器接线形式的选择 .压互感器 63 基本结构 63 电压互感器的类型和型号 63 电压互感器的选择 64 第 7 章 继电保护及二次接线设计 65 述 .力变压器的保护 66 压器的故障和不正常运行状态 . 变压器保护装设原则 . 变压器保护举例 .段母线的保护及备自投装置设计 69 述 69 护配置 69 定计算 70 用电源自动投入装置（ 72 变的控制保护 . 电压互感器二次回路的设计原则 73 压互感器的接线方式选择 74 变的保护功能 75 压电机的控制保护 .流系统的设计 77 技术采用和产品特点 78 统结构和特性 78 统配置 79 直流屏蓄电池的选择 配综合自动化系统介绍 80 变保护测控单元介绍 81 动机保护测控单元介绍 82 T 智能控制单元介绍 82 用电源自动投入单元介绍 翻译文献 （英译中） 原文 : ) of a is to in a to an it is of on of of To a on of of as is of it as to as or of to be to an of ， of on be by of If of a b a is to if of is as be if is is or a as is on of a an in of of If a is or at if to a b， of a is of a so as in a By of be to on a or of be to on a on a or on a it is if to so 译文 : 故障切除继电保护装置 (1) 现在来谈谈过电流继电保护装置，特别是延时过电流继电保护装置。故障出现时，最明显的变化是故障导体中的电流由正常的电流值变为 非正常的大电流。因此，故障切除所采用的早期方法就是以电流的变化为依据。早期所使用的手段包括熔丝、串联跳闸线圈断路器和延时过电流继电器。 延时过电流继电器大都是感应型，为了满足选择性和速动性，这种继电保护器通常具有反时限特性。时间和电流整定都具有可调性，由于故障电流较小，当故障离电源较远时，考虑到故障与电源之间线路的阻抗较大，继电器的动作时间会随着故障距离的增加而延长。 时间与距离曲线是依据连接的发电容量与以其它线路连接或中断的状态而变化的。因此，为确保选择性应校验曲线，保证在 严重的状态下，继电器 #1和 #3动作时间之间有适当的时间间隔。在相邻的线路上每一对继电器之间也同样要有时间间隔，这种配合通过恰当选择时间与电流的整定值来完成。 假如继电器中的电流由于故障而改变，但变化不大，那么故障点对应的时间的曲线变化与 如被保护线路的阻抗与发电机和保护线路之间的阻抗相比较小时，就能呈现与 线路较短，又是单电源供电或主要从一端供电，情况也是如此。此外，即使继电器中的电流随故障点变动而改变， 果继电器进行瞬时动作，通 常情况也是如此。当几条被保护线路进行串联时， 为靠近电源的线路继电器动作时间相应变长。 如果一条线路较长或每一端都有电源，继电器的电流就会随故障点的不同将作相应的改变。但即使电流的改变足以像 近发电机的继电器动作时间也比距发电机较远的继电器动作时间长，但不如 通过采用阶段时间配置，过电流继电保护装置能在输电系统或配电系统中有选择性地工作，使用阶段配置并利 用方向性继电器，过电流继电器从单电源供电系统中有选择性地工作，但在单回线从一端或从另一端供电的线路中，或在一个比一条线路更复杂的网络中，要想使这种继电装置对一切故障和动作状态进行选择性工作，对过电流继电装置的整定值的确定，将不是一件容易的事 原文： ) It a 1y as to is at of fl fl is fl of a in a be by of fl a to by fl at of In of up)be of in of a so to of by of in up of by of is of as ed or of a in a at in to in an be In a is is a or of an of a of in To be to Ut of If is so is fl a in a in It is be to ly a of of a to an or in of 译文： 故障切除继电保护装置（ 2） 瞬时电流速断保护：继电器中的电流随着故障点离保护装置外的距离的增加而减小，当故障恰好发生在速断保护区末端时，继电器的整定值固定。假设其他条件不变，如果流过继电器的电流超过这个整定值，那就表明故障一定在本保护区内，断路器应跳闸。跳闸动作时通过瞬时电流速断实现的，即继电器的整定值与被保护线路末端的故障电流要相等。实际上，继电保护的动作边界 (使继电器恰好动作的故障点 )必须比末端距离近些。详细的原由已作过论述。瞬时保护装置的触点是与延时保护装置的触点并联的，为的是任何一段保护动作都能使断路器跳闸。当故障在瞬时电 流速断保护区内时，该故障由瞬时速断保护切除，而对于远距离故障的切除 (即末端线路上 )和对下一段线路的后备保护则是由延时保护完成的。 瞬时过电流保护器的主要缺点，在于动作边界随故障类型和被保护线路以外的各种条件 的变化而改变。诸如：机组并列增加发电容量和其它输电线路的打开与闭合。例如，三相电故障比在同一地点的相间故障通常导致更大的故障电流。因此，为了使过电流器中的电流相等，三相故障点必须比相间线路故障点距继电器的位置要远。也就是，三相故障的动作边界比相间故障的动作边界离继电器远。另一方面，增加发电容量 或关闭附加输电线路会减少电源与故障点间的阻抗，因而在给定故障类型和故障点的情况下，增大故障电流。换句话说，让动作边界离继电器更远。为获得继电器保护的选择性，动作边界在最严重的故障状态中进行整定，决不允许超出被保护线路以外。如果安装瞬时速断保护，这种情况就可以避免 (动作边界超出被保护线路之外 )。故障不严重，动作边界相应地缩小。在末端很长范围内的故障要由延时保护器切除在短的 (或许已有消失的 )范围内，故障可被迅速切除。除非外部条件相当稳定，显然不能完全依靠瞬时过电流保护器连续大范围地进行故障切除。然而，在延时过 电流继电器上装配瞬时过电流继电器将会相应提高故障切除速度。 1 第 1章 概述 “电力负荷”在不同的场合可以有不同的含义，它可以指用电设备或用电单位，也可以指用电设备或用电单位的功率或电流的大小。掌握工厂电力负荷的基本概念，准确地确定工厂的计算负荷是设计供配电系统的基础。 力负荷的分级 按 配电系统设计规范规定，电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响分为三级： 一级负荷 (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、使用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需长时间才能恢复等。 一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，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。 二级负荷 (二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，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。二级负荷要求由两回路供电，供电变压器也应有两台（这两台变压器不一定在同一变电所），在其中一条回路或一台变压 器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。 三级负荷 (三级负荷为一般负荷 ， 指所有不属于上述一、二级负荷者。 1. 2 负荷计算的目的和意义 供 配电系统要在正常条件下可靠地运行，则其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此，有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。负荷计算主要是确定计算负荷，如前所述，若根据计算负荷选择导体及电器，则在实际 运行中导体及电器的最高温升不会超过允许值。 计算负荷是进行供电系统设计，选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷的计算是否准确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济、合理。 供配电系统进行电力设计的基本原始资料是用户提供的用电设备安装容量，这种原始资料首先要变成设计所需的计算负荷（计算负荷是根据已知用电设备安装容量确定的、预期不变的最大理想负荷），然后根据计算负荷选择校验供配电系统的电气设备、导线型号，确定变压器的容量，制定改善功率因素的措施，选择及整定保护设备等。因此，计算负荷是供配电设计计算的基本依据。计算负荷的确定是否合理，将直接影响到电气设备和导线电缆的选择是否经济合理。计算负荷估算过高，将增加供配电设备的容量，造成投资和有色金属的浪费；计算负2 荷过低，设计出的供配电系统的线路和电气设备承受不了实际的负荷电流，使电能损耗增大，使用寿命降低，甚至影响到系统正常可靠运行。 第二章 负荷计算及无功补偿 荷计算 需要系数法。用设备功率乘以需要系数和功率因数，直接求出计算负荷。这种方法比较简单，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。 使 用范围：当用电设备台数较多、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，宜于采用。 本设计属于初步设计阶段，原始资料中已经给出需要系数。综上所述，本设计负荷计算采用需要系数法。 需用系数法求解计算负荷的步骤一般应从设备安装处到电源侧逐级向上计算，也可以在已知一些部门或企业的设备容量及需要系数时直接计算。 需要系数法的基本公式： 30 (1Q (1 (1030 (1确定拥有多组用电设备的干线上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数。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） 对于车间干线取 低压母线 （ 1）由用电设备组计算负荷直接相加来计算时取 2）由车间干线计算负荷直接相加来计算时取 的有功计算负荷为 3030 (1 总的无功计算负荷为 3030 q (1 总的视在计算负荷为 23023030 (1我国目前普遍采用的确定用电设备组计算负荷的方法，有需要系数法和二项式法。需要系数法是世界各国均普遍采用的确定计算负荷的基本方法，简单方便 。 具体的计算以一号变电所为例 30 =1385 Q = =聚合 车间： 30 =550 85(Q =385 =385/50(成品库 ： 30 =50 5 Q =915 =15/0(4 30)2(30 =(85+15)=W) 30)2(30 q =( 2 )2(302 )2(30)2(30 = )2(30)2(30 补偿前其他车间的负荷计算同上， 计算结果详见附表 1 附表 1 参数 序号 车间用 电单位 名称 设备容量 需要系数计算负荷 30P 0Q 0S 号 变电 所1 1385 合 车间 550 65 424 550 成品库 50 5 0 小计 1301 1628 号 变电所2 冷冻站 800 60 49 环水站 150 05 40 小计 号 变电所4 间 1400 80 1274 体包装车间 120 6 2 检测站 156 17 料库 30 5 小计 号 变电所3 办公楼 86 6 水泵房 230 炉房 150 13 85 141 中央控制楼 250 50 修车间 250 5 库 280 配所配电箱 50 1 0 计 车间6 千伏高压负荷 杆冰机 2 400 60 420 700 杆冰机 2 500 00 525 875 车间干线上的有功和无功负荷分别计入一个同时系数为 压侧无功补偿 随着人们对配电网建设的重视和无功补偿技术的发展，低压侧无功补偿技术在配电系统中也开始普及。从静 态补偿到动态补偿，从有触点补偿到无触点补偿，都取得了丰富的经验 践中也暴露出一些 问题，必须引起重视。 (1)优化的问题。目前无功补偿的出发点往往放在用户侧，只注意补偿用户的功率因数。然而要实现有效的降损，必须从电力系统角度出发，通过计算全网的无功潮流，确定配电网的补偿方式、最优补偿容量和补偿地点，才能使有限的资金发挥最大的效益。无功优化配置的目标是在保证配电网电压水平的同时尽可能降低网损。由于它要对补偿后的运行费用以及相应的安装成本同时达到最小化，计算过程相当复杂。 (2)量测的问题。目前 10人员的技术水平和管理水平参差不 齐，表计记录的准确性和同时性无法保证。这对配电网的潮流计算和无功优化计算带来很大困难。要争取带专变房的用户的支持，使他们能按一定要求进行记录。 380实现功率因数的测量是不可能的。这也是低压无功补偿难于广泛开展的原因所在。 (3)谐波的问题。电容器本身具备一定的抗谐波能力，但同时也有放大谐波的副作用。谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响，甚至造成电容器的过早损坏；并且由于电容器对谐波的放大作用，将使系统的谐波干扰更严重。因而做无功补偿时必须考虑谐波治理，在有较大 谐波干扰，又需要补偿无功的地点，应考虑增加滤波装置。 (4)无功倒送的问题。无功倒送会增加配电网的损耗，加重配电线路的负担，是电力系统所不允许的。尤其是采用固定电容器补偿方式的用户，则可能在负荷低谷时造成无功倒送，这引起充分考虑。 综上所述， 10应因电压等级低、补偿容量小而忽视补偿设备对系统侧的影响（包括网损）。如果需降损的线路能基于一个完善的补偿方案进行改造，则电力系统的收益将比分散的纯用户行为的补偿方式要大得多。 制无功功率的方法 由于 电力系统中无功功率的有害性 ,人们很早就对各种补偿技术有所认识。在电力系统中 ,控制无功功率的方法很多 ,包括采用同步发电机、同步调相机、并联电容器和静止无功补偿装置等 。 采用电容器进行无功补偿属于静态补偿。 静止无功补偿装置或称 可提供可变动的容性或感性无功 ) 的装置 ,简称静补装置 (静补 ) 或静止补偿器。 在上述静态无功补偿装置中 ,由于容抗是固定的 ,因而无功补偿容量也是固定不变的 ,它不能跟随供电系统中感性负荷的变化而变化 ,所以不能 实现无功功率的动态补偿。随着电力系统的发展 ,对无功功率动态补偿的需求越来越迫切。 7 联电容器接线方式及选择 根据移相电容器在工厂供电系统中的装设位置，有高压集中补偿、低压成组补偿和低压分散补偿三种方式。 高压集中补偿是将高压移相电容器集中装设在变配电所的 10线上，这种补偿方式只能补偿 10线前（电源方向）所有线路上的无功功率，而此母线后的厂内线路没有得到无功补偿，所以这种补偿方式的 经 济 效果较后两种补偿方式差。同时因我厂存在整流装置，虽然我们对其进行了调整，但仍然不能完全避免谐波分量的产生。如采用高压集中补偿，会对高压电容器的安全运行造成严重 影响 。 低压分散补偿，又称个别补偿，是将移相电容器分散地装设在各个车间或用电设备的附近。这种补偿方式能够补偿安装部位前的所有高低压线路和变电所主变压器的无功功率，因此它的补偿范围最大，效果也较好。但是这种补偿方式总的设备投资较大，且电容器在用电设备停止工作时，它也一并 被切除，所以利用率不高。 低压成组补偿是将移相电容器装设在车间变电所的低压母线上，这种补偿方式能补偿车间变电所低压母线前的车间变电所主变压器和厂内高压配电线及前面电力系统的无功功率，其补偿范围较大。由于这种补偿能使变压器的视在功率减小从而使变压器容量选得小一些，比较 经济 ，而且它安装在变电所低压配电室内，运行维护方便。同时由于我厂存在谐波源，车间变压器的存在，也起到了隔离和衰减谐波的作用。有利于低压移相电容器的 安全稳定运行。 分散就地补偿 1995供电系统设计规范指出，容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备，无功负荷宜单独就地补偿 三种无功补偿的方案综合比较 补偿方式 补偿对象 降低损耗范围 改善电压效果 单位投资大小 设备利用率 维护方便程度 高压集中补偿 工厂无功需求 工厂主变压器和输电网 较好 较大 较高 方便 低压集中补偿 配电变压器无功需求 车间配电变压器及输电王 较好 较大 较高 方便 分散就地补偿 终端用户无功需求 整个电网 最好 较大 较低 方便 8 压无功补偿装置的选择 目前国内低压开关柜生产的类型很多，考虑运输和维护方便，本设计采用浙江开关厂有限公司生产的 Z）低压抽出式开关柜。 产品概述 )低压抽出式开关柜适用于交流 50 60定工作电压 660于发电、输电、配电、电能转换和电能消耗设备的控制。 结构特点 该产品采用标准模块设计，设计紧凑，通用性强，安装灵活；阻燃工程塑料的大量采用，有效提高产品的安全性能。 Z）低压抽出式开关柜的主电路一次方案如下表所示。 Z）低压抽出式开关柜主接线方案 （节选） )低压抽出式开关柜 技术参数 额定绝缘电压 660V 额定工作电压 380V,660V 主母线最大工作电流 5500A(4700A(主母线短时 (1s)耐受电流 100效值 ) 主母线短时（ 值电流 250最大值 ） 配电母线（垂直母线）最大工作电流 1000A 配电母线（垂直母线）短时峰值电流 标准型 90大值 ) 加强型 130大值） 方案编号 124 125 126 127 128 129 130 131 一次方案 最大补偿容量（ (8 16) 128 (12 16) 192 (8 16) 128 (12 16) 192 (8 16) 128 (16 16) 256 (8 16) 128 (16 16) 256 主要电器元件 10 10 T 或 30C 10 T 或 30C 10 T 或 30C 10 T 或 30C 10 柜宽（ 600 800 600 800 600+200 600+400 600+200 600+400 设备室高 72E 72E 72E 72E 9 压侧各需无功补偿车间补偿容量计算 本厂的功率因素值应在 虑到变压器的无功功率损耗 远大于有功功率损耗 ，一般 =（ 45） ，因此在变压器低压侧进行无功补偿时，低压侧补偿后的功率因素数应略高于高压侧补偿后的功率因素数 里取 。 无功补偿车间补偿容量计算公式 30（ ） （ 或 30 式中 全厂的有功计算负荷 （ 补偿率 （ 补偿前后功率因数的正切值。 具体的计算以一号变电所 为例 )t t 303030 =1301 （注；将无功补偿后低压侧功率因素提高到 16 16=256(其他变电所的无功补偿柜的选择如下表 变电所号 )低压抽出式开关柜 方案编号 最大补偿 容量 （ 主柜 台数 副柜 台数 主柜 副柜 29 131 ( )256 2 2 24 126 ( )128 1 1 25 127 (1612 )192 2 2 24 126 ( )128 1 1 补偿后变电所低压侧的视在计算负荷为（以 230230)2(30 = =W) 变压器的功率损耗为 (16 8 16 8 16 16 2 2 ) 1024 1628 ( 1301 21 4 . 1434 015 . 0 015 . 0 ) 2 ( 30 S P T 10 (变电所高压侧的计算负荷为 )”=1301+21=1322(30Q (1)”=16286=690(无功补偿后，车间的功率因素（最大负荷时）为： = )1(30)1(30322/他的计算详见下表 变电所号 计算负荷 30P （ 30Q （ 30S （ 322 690 54 全厂负荷计算及高压无功补偿 确定全厂计算负荷的方法很多，需要系数法是最常用的一种。用这种方法计算时，先从用电端起逐渐往电源方向计算，即首先按需要系数法求得各车间低压侧有功及无功计算负荷，加上本车间变电所的变压器有功及无功功率损耗，即得车间变电所高压侧计算负荷；其次是将全厂各车间高压侧负荷相加（如有高压用电设备，也要加上高压用电设备的计算负荷）同 时加上厂区配电线路的功率损耗，再乘以同时系数（7）。便得出工厂总降压变电所（或总配电所）低压侧计算负荷；然后再考虑无功功率的影响和总降压变电所主变压器的功率损耗，其总和就是全厂计算负荷。由于本厂不设总降压变电所，所以没有总降压变电所的主变压器。所以不需要考虑主变压器的功率损耗，只要进行高压侧无功补偿即可。 压器功率损耗的计算 1）高压侧有功计算负荷 3030 （ K . 1434 06 . 0 06 . 0 ) 2 ( 30 S Q T 2 . 1491 2 2 2 ) 1 ( 30 2 ) 1 ( 30 ) 2 ( 30 q p S 11 3030 = 1322+60+700） =）高压侧无功计算负荷 3030 q （ 3030 q = 690+254+20+525） = 3）高压侧视在功率 23023030 23023030 =）功率因数 3030此，必须对全厂高压侧功率因数进行补偿。此取 则所需补偿容量为 )r c c o st a r c c o s( t a n30 PQ c=616.7 高压侧无功补偿 无功补偿一般采用并联电容器，用于提高工频电力系统功率因数，补偿电力系统感性负载的无功功率，改善电压质量，降低线路损耗。 分段母线分别无功补偿 由于本设计主接线方案采用单母线分段方式，因而，各段母线所带负荷及所需补偿无功容量也有差异，根据一次系统图各段母线所带负荷的分布情况分别计算进行无功的补偿（假设有两台变压器工作的变电所内各台变压器实际所带负荷为总该变电所全部负荷的二分之一），具体计算方法同上。 我将工厂的全部负荷分成两段： 1段 ： 螺杆冰机 ， 螺杆冰机 。 2段 ： 螺杆冰机 ， 螺杆冰机 各段母线具体补偿情况见表 分段母线无功补偿情况 比较 一段母线 二段母线 有功功率（ 补偿前 2311 2311 补偿后 2311 2311 无功功率（ 补偿前 1393 1393 12 补偿后 1009 1009 视在功率（ 补偿前 2648 2648 补偿后 2522 2522 功率因数 补偿前 偿后 虑 以后发展需要，本设计选用无功补偿装置型号为： 1500/25，数量为两套，分别组装于高压侧两段母线上进行高压集中无功补偿。 地开关、放电线圈、氧化锌避雷器、串联电抗器、支柱瓷瓶、铁柜、联接母线等组成。用来改善工频交流电力系统的功率因数，减少线路损耗，提高供电电压质量，发挥供发电设备的潜力。 每台电容器柜由上、中、下三个小柜叠装而成，每个小柜内装 15 台电容器，5 台为一排，三小柜共装 45 台电容器，组成三相共组。 按电容器容量不同，构成每柜电容器的容量有 750、 1000、 1500三种。多台电容器柜还可以并装，构成容量不等的各种成套装置。 进线柜将三相电源分为两组，柜中两组电容器通过平衡保护电流互感器连接成双星型接线。进线柜内还设有接地隔离开关、防止电容器过电压的避雷器、放电线圈，其放电监视灯安装在柜门板上。电源进线可从柜上用母线连接，也可从柜底由电缆连接。进线柜有左进线和右进线之分。 并联补偿成套设备一次线路方案及主要电器设备 名 称 开关柜 电抗器 进线柜 电容器柜 电容器柜 一 次 线 路 图 电 气 名 称 型 号 隔离开关10 串联电抗器 10 避雷器 10 联电容器 3 25 1W 33 4 3 并联电容器 5 11/ 3 1W 33 4 3 50 1W 电流互感器 10 (成套装置总电容 容抗的 6%) 放电线圈 10 真空断路器10 放电指示灯 110V 隔离开关10 隔离开关10 跌落式熔断器 10 跌落式熔断器 10 电流互感器 10 外型高 参见 1A， 器主要技术数据 3 3， 3 0 3 3， 3 0 宽 1 2 1 2 N+3 尺寸 深 寸 1 47 1 47 安装尺寸 ( 15 25 1000 1340 15 25/900 1340 厂负荷计算表 全厂负荷计算总表 变电所号 6有功功率 1301 632 1083 797 1260 无功功率 1628 568 1394 641 945 计算负荷 2084 849 1765 1023 1575 变压器有功功率损耗（ 21 变压器无功功率损耗（ 86 高压侧有功功率 1322 260 高压侧无功功率 690 354 45 高压侧视 在功率（ 575 全厂高压侧计算负荷（高压补偿前） 有功功率（ 无功功率（ 视在功率（ 功率因数 厂高压侧计算负荷（高压补偿后） 有功功率（ 无功功率（ 视在功率（ 功率因数 044 间变电所变压器的选择 电力变压器 ( 文字符号 T 或 是变电所中最关键的一次设备 ,其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低 ,以利于电能合理的输送、分配和使用。 14 电力变压器全型号的表示和含义如下： 力变压器的联结组别 电力变压器的联结组别 ,是指变压器一、二次绕组因采取不同的联结方式而形成变压器一、二次侧对应线电压之间的不同相位关系。 6 10次侧电压为 220/380V）有 在 2配电 变压器采用 （ 1） （ 2） 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 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。 5%以上，其承受单相不平衡负荷的能力远比 。这在现代的供电系统中单相负荷急剧增长的情况下，推广 压器容量的计算 变压器的实际容量应记入一个温度系数 K 。 对室外的变压器，其实际容量是（ 0 单位） K T =( T 式中， T 为变压器的额定容量。 15 室内变压器的实际容量（ 0 单位） = K T =( T 电所主变压器台数和容量的选择 （一） 选择主变压器台数时因考虑下列原则： 供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便一台变压器故障或检修时，另一台变压器能够对一、二级负荷进行继续的供电。对只有二级负荷而无一级负荷的变电所也可只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设与其他变电所相连的联络线作为备用的电源，或另有自备电源。 可以考虑采用两台变压器。 般车间变电所宜采用一台变 压器。而负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可采用两台或更多的变压器。 适当考虑负荷的发展，留有一定的余量。 （二）变电所主变压器容量的选择 1只装一台变压器的变电所 主变压器容量 计中一般概略的当作其额定容量 T）应满足全部用电设备总计算负荷 T . 装有两台变压器的变电所 每台变压器容量 般概略的当作 T）应同时满足以下两个条件： （ 1）只装一台主变压器的变电所 主变压器容量 计中，一般可概略地 当作其额定容量 T）应满足全部用 电设备总计算负荷 2）装有两台主变压器的变电所 每台变压器的容量 般可概略的当作 ）应同时满足以下两个条件： 1） 满足总计算负荷 0% 70%的需要即 （ ） 满足全部一、二级负荷 I+的需要，即 I+ 单台主变压器的容量； 变电所总的计算负荷； + ) 变电所的一、二级负荷的计算负荷。 3. 车间变电所主变压器的单台容量上限 车间变电所主变压器的单台容量，一般不宜大于 1600A。这一方面是受以往16 低压开关电器断流能力和短路稳定度要求的限制，另一方面也是考虑到可以使变压器更接近于车间负荷中心，以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和金属损耗量。 电力变压器的经济运行 经济运行是指能使系统的有功损耗最小、经济效益最佳的一种运行方式。 两台或多 台主变压器经济运行的条件如下 （ 1）当变压器的台数为两台时，经济运行的临界负荷为 2（ q （ 经济运行条件为：如 S 一台运行 如 S 两台运行 （ 2）当变压器的台数为 济运行的临界负荷为 N( q （ 经济运行条件为：如 S 如 S 其中符号含义为： 变压器的额定容量（ S 变电所实际负荷（ 变压器的空载损耗（ 变压器空载时的无功损耗（ 按下式计算 0%)/100 其中， 变压器空载电流占额定电流的百分值 变压器的短路损耗（亦称负荷损耗 变压器额定负荷时的无功损耗增量（ 按下式计算 ， 变压器阻抗电压占额定电压的百分值。 无功功率经济当量（ kW/下表 序号 计算条件 无功经济当量 w/1 由发电机电压直配的工 厂变电所 经两级变压的工厂变电所 经三级及以上变压的工厂变电所 注 在不计及上述条件时，一般工厂取 w/ 变压器功率损耗的计算 变压器功率损耗也包括有功和无功两部分。 1、 变压器的有功功率损耗 变压器有功功率损耗又由两部分组成： 1） 铁心中的有功功率损耗，即铁损铁损在变压器一次绕组外施电压和频率 恒定的条件下是固定不变，与负荷大小无关。 17 2） 变压器有负荷时其一、二次 绕组中的有功功率损耗，即铜损铜损与负荷 电流（或功率）的平方成正比。 因此，变压器的有功功率损耗为： 2300230 )()( 或 20 式中，0称为变压器的负荷率。 2、 变压器的无功功率损耗 变压器的无功功率损耗也由两 部分组成： 用来产生主磁通即产生励磁电流的一部分无功功率，用0Q表示00%00 式中， %0 1） 消耗在变压器一、二次绕组电抗上的无功功率。额定负荷下的这部分无功功 率损耗用示。 00% 式中， %变压器短路电压占额定电压的百分值。因此，变压器的无功功率 损耗为 )(100 %100 %)( 23002300 或 )100 %100 %( 20 以上各式中的0P、 、 %0或 %等均可从有关手册和产品样本中查得。 次设计电力变压器的选择 一般油浸式变压器应用较为广泛，且本设计中对于主变压器运行环境要求较高，属酸、碱腐 蚀的环境，所以选用电力变压器也要有相应的性能的 如果车间负荷较小，且为三级负荷，可以选择一台车间变压器。但考虑工厂18 规模的扩大和车间日后负荷容量的增大，对单台变压器的容量适当取大一级容量，虽然初投资稍大，但更利于发展。 次设计电力变压器的选择举例 30 =此选取变压器 台。 其余几个变电所计算方法相同，这里不一一计算，其中污水处理厂变电所和华兴包装材料厂变电 所分别为转供二级和三级的，变压器容量已在任务书中给定。由于之前对 车间变电所进行了无功补偿，各变电所选择变压器 型号 、台数如下表。 变电所号 变 压 器 型 号 台 数 11 11 11 11 6 11产品（技术）简要说明及主要技术指标 （一）产品简要说明 依据 电力变压器和 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0三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 0检测，产品性能达到 38371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 19 （二） 型 号 ) 额定容量 电压组合 结组标号 空载损耗 No 负载损耗 No 空载 电流 No 抗 电压 %) 重量 (形尺寸 (装底座 中心距 ( 高压 高压分 接范围 f %) 低压 总重 身 （ L） 宽 （ W） 高 （ H） 0 6 0 5% 50 55 155 860 550 1010 400 0 80 60 180 860 550 1030 0 30 70 215 890 570 1070 0 85 80 250 900 580 1090 3 55 95 295 910 610 1110 0 10 100 360 930 660 1130 00 00 115 425 980 690 1170 25 10 135 505 1010 720 1190 550 60 50 170 545 1040 760 1240 00 005 200 645 1060 790 1360 50 185 235 760 1070 820 1440 660 15 350 265 885 1430 820 1455 00 670 310 1200 1540 880 1545 00 030 385 1400 1640 910 1585 30 115 380 1580 1670 970 1500 820 00 850 575 1710 1750 1000 1720 000 000 590 1890 1850 1090 1810 250 545 695 2230 1910 1130 1845 600 265 840 2680 1950 1150 1980 20 第 3 章 主接线及 配电所设计 厂 配电所主接线设计 概述 主接线图也就是主电路图，是表示系统中电路能输送和分配路线的电路图。而用来控制、测量、和保护主电路（既一次电路）及其中设备运行的电路图，称为二次接线图，或称二次电路图，通称二次回路图。 对工厂变配电所的主接线方案有下列基本要求： （ 1）安全 应符合国家标准和有关技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。例如在高
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