某车间变电所及低压配电系统设计
发布时间：2023-08-31 20:08:33浏览次数：43某车间变电所及低压配电系统设计某车间变电所及低压配电系统设计内容摘要随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，供电系统的设计越来越全面、系统 ，工厂用电量迅速增长，对电能质量、技术经济状况、供电的可靠性指标也日益提高，因此对供电设计也有了更高、更完善的要求。设计是否合理，不仅直接影响基建投资、运行费用和有色金属的消耗量，也会反映在供电的可靠性和安全生产方面，它和企业的经济效益、设备人身安全密切相关。本本系统地介绍了供配电系统的构成、分析计算和基本的工程设计方法。首先概要地介绍工厂供电的有关基础知识，接着系统地讲述工厂的电力负荷及其计算，短路电流及其计算，工厂变配电所及其一次系统，工厂的电力线路，工厂供电系统的过电流保护。关键词：系统设计；短路计算；设备的选型；稳定性I
某车间变电所及低压配电系统设计铵塔循环泵 胺亚铵泵$ 亚铵泵$ 二盐塔循环泵$* ++ 二盐塔循环泵$ 羟胺泵$ ++ 尾吸塔循环泵$* 尾吸塔循环泵$ 站亚铵塔加料泵$* 亚铵塔加料泵$ 亚硫酸氨铵泵$ 工厂的计算负荷以及年消耗量的计算2.3.1 工厂的功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计算负荷工厂的功率因数功率因数是供用电系统的一项重要的技术经济指标，它反映了供用电系统中无功功率消耗量在系统总容量中所占的比重，反映了供用电系统的供电能力。根据测量方法和用途的不同，工厂的功率因数常有以下几种： 瞬时功率因数可由功率因数表直接测量，也可由功率表、电流表和电压表的读数按下式求出间接测量：
某车间变电所及低压配电系统设计式中， 为功率表测出的三相功率读数 ； 为电流表测出的电流读数 ；为电压表测出的线电压读数 。瞬时功率因数是用来了解和分析工厂或设备在生产过程中无功功率变化的情况，以便采取适当的补偿措施。 平均功率因数又称加权平均功率因数，按下式计算：式中， 为某一时间内消耗的有功电能，由有功电能表读出； 为某一时间内消耗的无功电能，由无功电能表读出。我国电业部门每月向工业用户收取电费，就规定电费要按月平均功率因数的高低来调整。一般 时，适当少收电费； ，适当多收电费。最大负荷时的功率因数最大负荷时功率因数指在年最大负荷即计算负荷时的功率因数，按下式计算：我国有关规程规定：高压供电的工厂，最大负荷时的功率因数不得低于 ，其他工厂不得低于 。如果达不到上述要求，则必须进行无功补偿。本设计要求本厂功率因数在 以上。提高功率因数的方法功率因数不满足要求时，首先应提高自然功率因数，然后再进行人工补偿。提高自然功率因数提高自然功率因数的方法，即采用降低各用电设备所需的无功功率以改善功率因数的措施，主要有：合理选择电动机的规格、型号；防止电动机空载运行；保证电动机的检修质量；合理选择变压器的容量；交流接触器的节电运行 人工补偿功率因数 用户的功率因数仅靠提高自然功率因数一般是不能满足要求的，因此，还必须进行人工补偿。并联电容器人工补偿即采用并联电力电容器的方法来补偿无功功率，从而提高功率因数。因它具有下列优点，所以是目前用户、企业内广泛采用的一种补偿装置。有功损耗小，约为 -～-，而同步调相机约为 -～-；无旋转部分，运行维护方便；可按系统需要，增加或减少安装容量和改变安装地点；个别电容器损坏不影响整个装置运行；短路时，同步调相机增加短路电流，增大了用户开关的断流容量，电容器无此缺点。当然，该补偿方法也存在缺点，如只能有级调节，而不能随无功变化进行平滑的自动调节，当通风不良及运行温度过高时易发生漏油、鼓肚、爆炸等故障。
某车间变电所及低压配电系统设计同步电动机补偿在满足生产工艺的要求下，选用同步电动机，通过改变励磁电流来调节和改善供配电系统的功率因数。过去，由于同步电动机的励磁装置是同轴的直流电机，其价格高，维修麻烦，所以同步电动机应用不广。现在随着半导体变流技术的发展，励磁装置已比较成熟，因此采用同步电动机补偿是一种比较经济实用的方法。动态无功功率补偿在现代工业生产中，有一些容量很大的冲击性负荷如炼钢电炉、黄磷电炉、轧钢机等，它们使电网电压严重波动，功率因数恶化。一般并联电容器的自动切换装置响应太慢无法满足要求。因此，必须采用大容量、高速的动态无功功率补偿装置，如晶闸管开关快速切换电容器、晶闸管励磁的快速响应式同步补偿机等。目前已投入到工业运行的静止动态无功功率补偿装置有：可控饱和电抗器式静补装置；自饱和电抗器式静补装置；晶闸管控制电抗器式静补装置；晶闸管开关电容器式静补装置等。无功补偿前工厂计算负荷的确定以及无功补偿容量对中小型工厂来说，厂内高、低压配电线路一般不长，其功率损耗可忽略不计。对 ' 等系列的低损耗配电变压器来说，可采用下列简化公式：有功功率损耗：无功功率损耗：本厂采用在变电所低压侧装设并联电容器进行补偿。补偿前的变压器容量和功率因数变压器低压侧的视在计算负荷为 .)*主变压器容量选择条件为 'N .T¿'30因此未进行无功补偿时，主变压器容量应选为 )* 这时变电所低压侧的功率因数为cos ϕ( 2)按规定，变电所高压侧的 ，考虑到变压器本身的无功功率损耗ΔQT远大于有功功率损耗ΔPT，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数应略高于 ，这里取 因此要使变电所低压侧功率因数由 提高到 ，需在低压侧补偿的无功容量为：&/¿"##% !"##% !#%#%取 &/#%无功补偿后工厂计算负荷的确定当无功补偿设备装设位置确定后，根据无功补偿原理，无功补偿设备实际上是对装设点以前的无功功率进行补偿。因此，在确定无功补偿设备装设点以前的计算负荷时，应扣除无功补偿容量，即补偿后的总的无功计算负荷为
某车间变电所及低压配电系统设计补偿后的总的视在计算负荷为总计算电流为 故补偿后低压侧的视在计算负荷为：)*因此无功功率补偿后的主变压器容量可选为 )*，比补偿前容量减少 )*补偿后变压器的功率损耗为：¿)*)*¿)*#%补偿后变电所高压侧的计算负荷为：P30( 1)¿=0Q30( 1)¿=0#%S30( 1)¿=√1701. 572+484 . 972)*补偿后工厂变电所高压侧的功率因数为满足本设计的要求。2.3.2 工厂年耗电量的计算工厂的年耗电量较精确的计算，可利用工厂的有功和无功计算负荷P30和Q30，即年有功电能消耗量 Wp . a=αP30Ta（）年无功电能消耗量 Wq . a=βQ30Ta（）式中，α为平均有功负荷系数，一般取 1；β为年平均无功负荷系数， 一般取 1；Ta为年实际工作小时数，按每周五个工作日计，一班制可取 2，二班制可取 2，三班制可取 2。本厂为三班工作制，故年有功电能消耗量 Wp . a=αP30Ta¿¿¿6)2年无功电能消耗量 Wq . a=βQ30Ta¿¿¿6#%)2
某车间变电所及低压配电系统设计 尖峰电流及计算尖峰电流是指持续时间１～２ ! 的短时最大负荷电流。它主要用来选择和校验熔断器和低压断路器、计算电压波动、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。多台用电设备线路上的尖峰电流按下式计算：或 Ipk=I30+(Ist−IN)max式中，Ist⋅max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；( Ist−IN)max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与额定电流之差；KΣ为除去Ist⋅max那台设备的其他 台设备的同时系数，按台数多少选取，一般为 1； 为将起动电流与额定电流之差为最大的那台设备除外的 台设备的额定电流之和；I30为全部投入运行时线路的计算电流。起动电流一般为额定电流的 1 倍。由表 得本设计用电设备中最大额定功率为 ，故INPN√3 UNη cos ϕ200√3×0 .38×0 . 8×0 . 8=*IstIN¿*Ipk=I30+(Ist−IN)max0*
某车间变电所及低压配电系统设计配电所的地址及选型本章概括介绍了配电所地址选取的一般原则和类型，最后对本设计的配电所进行了选址和选型。配电所地址址选择的一般原则变配电所所址的选择是否合理，直接影响供电系统的造价和运行。工厂变配电所所址的选择，应考虑以下原则：尽量靠近负荷中心，以便减少电压损耗、电能损耗和有色金属消耗量。进出线方便，特别是采用架空进出线时应着重考虑进出线条件。尽量靠近电源侧，对总降压变电所和配电所要特别考虑这一点。不设在多尘和有腐蚀性气体的场所，若无法远离时则设在污源的上风侧。避免设在有剧烈震动的场所。尽量不设在低洼积水场所及其下方。交通运输方便。 与易燃易爆场所保持规定的安全距离。高压配电所应尽量与车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建。不应妨碍工厂或车间的发展，并适当考虑今后扩建的可能。以上各点，往往不可兼得，但应力求兼顾。车间变电所类型按变压器的安装地点分类，车间变电所有以下型式：附设变电所 变电所的一面或数面墙与车间的墙共用，且变压器室的门和通风窗向车间外开，如图 中的 ～。图中 和 是内附式， 和 是外附式。露天变电所 变压器位于露天地面上，如图 中的 。如果变压器的上方设有顶板或挑檐，则称为半露天变电所。独立变电所 变电所为一独立建筑物，如图 中的 。车间内变电所 位于车间内部的变电所，且变压器室的门向车间内开，如图 中的 。 杆上变电站 变压器装在室外的电杆上面。地下变电所 整个变电所装设在地下的设施内。楼上变电所 整个变电所装设在楼上。成套变电所 由电器制造厂按一定接线方案成套制造、现场装配的变电所。移动式变电所 整个变电所装设在可移动的车上。上述附设变电所、独立变电所、车间内变电所及地下变电所，统称为室内型变电所；而露天、半露天变电所及杆上变电站，统称为室外型变电所。车间变电所的类型，应根据用电负荷的状况和周围环境的具体情况来确定。在负荷大而集中且设备布置比较稳定的大型生产厂房内，可以考虑采用车间内变电所，以便尽量靠近车间的负荷中心。对生产面积较紧或生产流程要经常调整的车间，宜采用附设变电所的型式。露天变电所简单经济，可用于周围环境条件正常的场合。独立变电所一般只用于负荷小而分散的情况，或者需远离易燃、易爆和有腐蚀性
某车间变电所及低压配电系统设计物质的情况。图 车间变电所类型、内附式；、外附式；露天式；独立式；车间内变电所根据本设计要求宜选择独立式变电所类型主变压器的选择及主接线方案和低压线路的确定本章首先对本设计的变压器台数、容量及连接方式进行了介绍，进一步对本设计的主接线方案和低压线路接线方案进行了比较选择。变电所主变压器的选择4.1.1 主变压器台数的选择应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应选用两台变压器。对只有少量二级而无一级负荷的变电所，如低压侧有与其他变电所相联的联络线作为备用电源，亦可只采用一台变压器。季节性负荷变化较大而宜于采用经济运行方式的变电所，可选用两台变压器。一般供三级负荷的变电所，可只采用一台变压器。但集中负荷较大者，虽为三级负荷，也可选用两台变压器。在确定变电所主变压器的台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。由于本设计车间中供有大量二级负荷，故采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能继续供电。
某车间变电所及低压配电系统设计4.1.2 主变压器容量的选择每台主变压器的额定容量SN .T应同时满足以下两个条件：3 任一台变压器单独运行时，应能满足总计算负荷S30的大约 -～-的需要，即SN⋅T=(0 . 6 ~ 0. 7 )S30（） 4 任一台变压器单独运行时，应能满足全部一、二级负荷S30( I +II )的需要，即SN⋅T≥S30( Ι + Π )（）本设计中主变压器每台容量SN .T¿)*，因此可以确定每台主变压器容量为 )*。可选择型号为 '的三相油浸式变压器。4.1.3 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、二次绕组因采取不同的联结方式而形成变压器一、二次侧对应的线电压之间不同相位关系。 ～ 配电 变压器 二 次侧 电压为 有 56 即Y /Y0−12 和76即Δ/Y0−11两种常见的联结方式。 近年来 76 联结的配电变压器开始得到推广应用，与 56 联结的电力变压器相比，其有如下优点：76 联结的变压器，其 次谐波电流在三角形接线的一次绕组内形成环流，不会注入到公共的高压电网中，更有利于抑制高次谐波电流；76 联结的变压器的零序阻抗较之 56 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。7688 联结变压器承受单相不平衡负荷的能力远比 56 联结变压器高得多。56 联结变压器中性线电流一般不超过其二次绕组额定电流的 ％，而 7688 联结变压器的中性线电流允许达到相电流的 ％以上。因此 《供配电系统设计规范》规定，低压为 9, 及 99 系统时，宜于选用 7688 联结变压器。但在 9, 和 99 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 ％，且其一相的电流在满载时不致超过额定值时，可选用 56 联结变压器。故本设计中电力变压器的联结组别选用 76 联结。
某车间变电所及低压配电系统设计主接线方案的确定图 高压侧无母线、低压单母线分段的变电所主电路图高压侧无母线、低压单母线分段的变电所主电路图图 当任一主变压器或任一电源线停电检修或发生故障时，通过倒闸操作闭合低压母线分段开关 &:，即可恢复供电，因而具有较高的供电可靠性。高压采用单母线、低压单母线分段的变电所主电路图图 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。当任一台变压器检修或发生故障时，通过切换操作，仍能很快恢复供电。图 高压采用单母线、低压单母线分段的变电所主电路图
某车间变电所及低压配电系统设计图 高低压侧均为单母线分段的变电所主电路图高低压侧均为单母线分段的变电所主电路图图 这种主电路的两段高压母线在正常时可以接通运行，也可以分段运行。当发生故障时，通过切换，可切除故障部分，恢复对整个变电所供电，因此供电可靠性很高，可供一、二级负荷。比较三种主接线方案，高低压侧均为单母线分段的接线方式供电可靠性最高，故采用第三种方案。低压线路的确定方式 图 低压放射式接线图 图 低压树干式接线 图 低压环形接线工厂低压线路有放射式、树干式和环形等几种基本接线方式。放射式 图 为低压放射式接线。它的特点是：发生故障时互不影响，供电可靠性较高，但在一般情况下，其有色金属消耗较多，采用开关设备也较多，且系统灵活性较差。这种线路多用于供电可靠性要求较高的车间，特别适用于对大型设备的供电。树干式图 为低压树干式接线。树干式接线的特点正好与放射式相反，其系统灵活性好，采用开关设备少，有色金属消耗也少；但干线发生故障时，影响范围大，所以
某车间变电所及低压配电系统设计目 录内容摘要引 言绪论工厂供电的概念工厂供电的要求工厂供电的原则设计内容及步骤工厂电力负荷计算电力负荷电力负荷的分类电力负荷的分级及对供电电源的要求用电设备组计算负荷的确定概述需要系数法工厂的计算负荷以及年消耗量的计算工厂的功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计算负荷工厂年耗电量的计算 尖峰电流及计算配电所的地址及选型变配电所所址选择的一般原则车间变电所类型主变压器的选择及主接线方案和低压线路的确定变电所主变压器的选择主变压器台数的选择主变压器容量的选择电力变压器的联结组别及其选择主接线方案的确定低压线路的确定方式短路电流及其变压器的整定保护三相短路电流的计算短路计算公式电力系统各元件阻抗的计算变压器的整定保护计算电流速断保护装置过流保护过负荷计算瓦斯保护变压器高压侧零序保护低压侧零序保护
某车间变电所及低压配电系统设计供电可靠性较低。低压树干式接线在工厂的机械加工车间、机修车间和工具车间中应用相当普遍，因为它比较适用于供电容量小，且分布较均匀的用电设备组，如机床、小型加热炉等，环形供电环形接线供电可靠性高，任一段线路发生故障或检修时，都不至于造成供电中断，或者只是暂时中断供电，只要完成切换电源的操作，就能恢复供电。环形供电可使电能损耗和电压损耗减少，既能节约电能，又容易保证电压质量。但其保护装置及其整体配合相当复杂，如配合不当，易发生误动作，扩大故障范围。如图 所示。在工厂的低压配电系统中，往往是几种接线方式的有机组合，依具体情况而定。本设计要求供电可靠性较高，因此采用放射式。短路电流及其变压器的整定保护本章主要阐述短路电流计变压器的整定保护。首先介绍了三相短路电流的计算方法，进一步对本电力系统的各元件进行了阻抗计算，然后对变压器的整定保护进行了计算。三相短路电流的计算5.1.1 短路计算公式无限大容量系统发生三相短路时，三相短路电流周期分量有效值为 式中， 为短路计算点的计算电压，比线路额定电压高 -，按我国电压标准，有 、、、、、、…… 等； 、 、 分别为短路电路的总阻抗、总电阻和总电抗。对于高压供电系统，因回路中各元件的电抗占主要成分，电阻可忽略不计。在低压电路的短路计算中，只有当短路电路的电阻 时，才需考虑电阻的影响。若不计电阻，三相短路周期分量有效值为 三相短路容量为 5.1.2 电力系统各元件阻抗的计算（）电力系统的阻抗电力系统的电阻相对于电抗来说很小，可忽略不计。其电抗可由变电站高压馈电线出
某车间变电所及低压配电系统设计口断路器的断流容量 来估算。这一断流容量可看作是系统的极限断流容量 ，因此，电力系统的电抗为 式中， 为高压馈电线的短路计算电压。但为了便于计算短路电路总阻抗，免去阻抗换算的麻烦， 可直接采用短路点的短路计算电压； 为系统出口断路器的断流容量。（）电力变压器的阻抗电力变压器的电阻 可由变压器的短路损耗 近似求出 式中， 为短路点的短路计算电压； 为变压器的额定容量； 为变压器的短路损耗。电力变压器的电抗 可由变压器的短路电压Uk%近似求出XT≈Uk%Uc2100 SN式中， Uk%为变压器的短路电压或阻抗电压百分数， 为变压器额定容量。本设计选用的变压器为 '。则Uk%，SN)*故XT≈Uk%Uc2100 SN6×（ 0 . 4 KV ）2100×2500¿10−3Ω（）电力线路的阻抗线路的电阻 可由线路长度 和已知截面的导线或电缆的单位长度电阻 求得 线路的电抗 可由线路长度 和已知截面的导线或电缆的单位长度电抗 求得 本设计电力线路的阻抗忽略不计。本设计中已知 短路电流为 电源 ;*电源 ;*电源 高压侧总阻抗X∑¿=Uc 1√3 I1(3 )=6 . 3 KV√3×19 . 4 KA= 0 .188 Ω¿换算到低压侧的电力系统阻抗为X∑¿¿= X∑¿(Uc1Uc2)2=0. 188×(0 . 46 . 3)2=0 . 76×10−3Ω¿¿
某车间变电所及低压配电系统设计故 低 压 侧 总 阻 抗 XT+X∑¿¿ ¿¿10−3Ω 0¿10−3Ω=4 . 6×10−3Ω三相短路电流周期分量有效值I(3)=Uc√3 X总=0 . 4 KV√3× 4 . 6×10−3=50. 26 KA三相短路次暂态电流和稳态电流I// (3)=I∞(3)=I(3)=50 .26 KA三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值ish(3 )=1 .84 I// (3 )=1 . 84×50 .26=92 . 48 KAIsh( 3)=1. 09 I// ( 3)=1. 09×50 .26=54 . 5 KA三相短路容量SK−2(3 )=√3×0 . 4 KV ×50 . 26 KA=34 . 82 MV)*电源 高压侧总阻抗X∑¿=Uc 1√3 I1(3 )=6 . 3 KV√3×11 . 2 KA=0 . 325Ω¿换算到低压侧的电力系统阻抗为X∑¿¿= X∑¿(Uc 1Uc 2)2=0. 325×(0 . 46 . 3)2=1 . 31×10−3Ω¿¿故 低 压 侧 总 阻 抗 XT+X∑¿¿ ¿¿10−3Ω 0¿10−3Ω=5. 12×10−3Ω三相短路电流周期分量有效值I(3 )=Uc√3 X总=0. 4 KV√3×5 .12×10−3=45. 16 KA三相短路次暂态电流和稳态电流I// (3)=I∞(3)=I(3)=45 . 16 KA三相短路冲击电流及第一个周期短路全电流有效值ish(3)=1 .84 I// (3 )=1 . 84×45 . 16=83. 1 KAIsh(3 )=1. 09 I// ( 3)=1. 09×45 . 16=49 .2 KA三相短路容量SK−2(3 )=√3×0 . 4 KV ×45. 16 KA =31. 29 MV)*变压器的整定保护计算5.2.1 电流速断保护装置作为预防变压器高压侧内部短路及电缆多相短路的主保护，动作后瞬时开变压器高低压侧的开关。整定原则：按朵开厂用变压器低压母线短路的最大短路电流整定。
某车间变电所及低压配电系统设计定值计算Idz⋅jKK⋅Kjx⋅Id . zd∏¿1¿式中，KK可靠系数取 到 ，Kjx接线系数；（差接线取√3，两相式接线取 ）Id . zd最大可能的穿越性故障电流；∏¿1¿电流互感器之比。因此计算如下：Idz⋅jKK⋅Kjx⋅Id . zd∏¿1¿1 . 2×1×45 kA150/1 A*灵敏度检查K1 mId . zxIdz . j⋅∏¿1¿式中， K1. m灵敏系数要求大于 ；Id . zx最小方式下的两相短路电流（保护安装处）；Idz . j继电器的动作电流；∏¿1¿电流互感器变比。同一地点的两相短路电流为三相短路电流的 。因此计算如下：K1 mId . zxIdz . j⋅∏¿1¿0. 866×25 kA30 .5×150 A<满足要求时限取 秒5.2.2 过流保护变压器过流保护的整定计算如下：IacKcoKWKTAKreIL maxKco可靠系数取， 到 ；ILmax变压器过流保护安装侧可能出现的最大负荷电流；因此计算如下：IacKcoKWKTAKreIL max1. 2×1150×0 . 85×25 kA*
某车间变电所及低压配电系统设计灵敏度校验：Ks minK IK 2 min,(3 )Iac 1IK 2 min,(3 )变压器二次出口处发生三相短路时，流过变压器一次侧的最小三相短路电流；Iac 1过电流保护一次侧的动作值；和变压器接线组别及保护接线方式相关的系数，对本设计接线的变压器的 取√32。因此计算如下；Ks minK IK 2 min,(3 )Iac 125 kA2 . 35 kA√32¿满足要求5.2.3 过负荷计算Idz . jKK⋅Kjx⋅IeΠ1⋅Kf式中 KK可靠系数取 =Kjx接线系数，差接线Kjx√3；Ie电动机的额定电流；Π1电流互感器之比；Kf返回系数取 Idz . jKK⋅Kjx⋅IeΠ1⋅Kf1 . 1×√3×150150×0 . 8*5.2.4 瓦斯保护装设原则：对于 ¿* 及以上户外变压器和室内的 ¿* 及以上的变压器要装设瓦斯保护，因此本设计也要装设瓦斯保护。5.2.5 变压器高压侧零序保护装设原则：当变压器高压侧用电缆接至 到 电压主母线上，而当主母线上接有装设单相接地保护的馈线时，则变压器也装设单相接地保护，使有选择地指示厂用变压器高压侧单相接地故障。本设计设置变压器高压侧接地保护，以 压变开口三角电压信号及本线路零序电流值作为判据，保护动作于发信，具体定值不在本设
某车间变电所及低压配电系统设计计范围内。5.2.6 低压侧零序保护装设原则：一般低压厂变均属 5Y0型接线，当变压器低压侧（即Y0侧）接地时，接地阻抗相当大，使当变压器低压侧接地时，厂变过流保护不能动作。按规定必须装设变压器低压侧接地保护装置，作为低压母线（或变压器引出线）单相接地的主要保护和低压母线负荷空气开关拒动的后备保护。保护采用一个感应型电流继电器接于变压器中性点的电流互感器上。Idz⋅bhKK¿0 .25 IebKK取 Ieb变压器的额定电流Idz⋅bhKK¿0 .25 Ieb¿0 .25×2400 A*Idz . jIdz⋅bhΠ16002400*灵敏度检验：对△5 变压器，其正序阻抗与零序阻抗相同；单相接地电流计算：>（?0?）?：系统正序阻抗（系统至变压器、变压器正序阻抗之和）?：变压器零序阻抗>;相电压零序电流计算公式：3 E3 x0+2 XL 侧的零 序R1为R12×0 . 138+3×1 . 0125 ΩΩ，（XLΩx0Ω）因此 的功率和 的功率相同所以U12R1U22R2U12R1U22R2363 . 31350. 16R2计算得R2为 Ω所以零序电流计算如下：3 E3 x0+2 XL3×0 . 22 kV0 .015 Ω*将值换算到变压器低压侧
某车间变电所及低压配电系统设计Id⋅zx(1 )*¿6 .30. 4*K1 mId⋅zx(1 )Idz⋅j× Π1参考文献@A唐志平供配电技术@BA北京：电子工业出版社，@A刘介才戴绍基工厂供电（第 版）@BA北京：机械工业出版社，@A刘介才工厂供电设计指导@BA北京：机械工业出版社，@A李友文编工厂供电@BA化学工业出版社～@A振山编中小型变电所实用设计手册@BA中国水利水电出版社～@A刘介才编实用供配电技术手册@BA中国水利水电出版社～@A周文俊编电气设备实用手册@BA中国水利水电出版社～
某车间变电所及低压配电系统设计@A余健明主编供电技术@BA机械工业出版社～@A苪静康实用电气手册@BA中国电力出版社，@A王荣潘主编工厂供电设计与实验@BA天津大学出版社～@A王锡元工业企业供电与变电@BA石油工业出版社@A王玉华工厂供配电@BA中国林业出版社，@A雷振山中小型变压器实用设计手册@BA中国水利水电出版社，@A杨晓敏主编电力系统继电保护原理及应用@BA，中国电力出版社，@A何金良等电力系统接地技术@BA科学出版社，
某车间变电所及低压配电系统设计参考文献
某车间变电所及低压配电系统设计引 言变电站是电力系统的一个重要组成部分，由电器设备及配电网络按一定的接线方式所构成，他从电力系统取得电能，通过其变换、分配、输送与保护等功能，然后将电能安全、可靠、经济的输送到每一个用电设备的转设场所。作为电能传输与控制的枢纽，变电站必须改变传统的设计和控制模式，才能适应现代电力系统、现代化工业生产和社会生活的发展趋势。随着计算机技术、现代通讯和网络技术的发展，为目前变电站的监视、控制、保护和计量装置及系统分隔的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。绪论本章概述工厂供电有关的基本知识和基本问题。简介工厂供电的意义，工厂供电要求和设计的一般原则以及本设计的步骤和任务。工厂供电的概念 工厂供电，即指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。在企业工厂里，电能是工业生产的主要能源和动力，电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而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，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，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。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。工厂供电的要求工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求：（）安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（）可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。（）优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求（）经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。工厂供电的原则按照国家标准 《供配电系统设计规范》、《及以下设计规范》、《低压配电设计规范》等的规定，进行工厂供电设计必须遵循以下原则：（）遵守规程、执行政策；
某车间变电所及低压配电系统设计必须遵守国家的有关规定及标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源，节约有色金属等技术经济政策。（）安全可靠、先进合理；应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。（）近期为主、考虑发展；应根据工作特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远近结合，适当考虑扩建的可能性。（）全局出发、统筹兼顾。按负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分。工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。作为从事工厂供电工作的人员，有必要了解和掌握工厂供电设计的有关知识，以便适应设计工作的需要。设计内容及步骤全厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况。解决对各部门的安全可靠，经济的分配电能问题。其基本内容有以下几方面。（）全厂负荷的分析和计算；（）无功负荷的分析和补偿计算；（） 变电所所址、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确定；（）短路电流及变压器、在电机的保护整定计算；（）变电所主要设备的选择；工厂电力负荷计算在电力系统中，电力负荷通常指用电设备或用电单位用户，也可以指用电设备或用电单位所消耗的功率或电流用电量。本章内容讨论和计算供电系统正常状态下的运行负荷。首先简介工厂电力负荷分级对供电电源的要求及有关概念，然后重点介绍用电设备组计算负荷和工厂计算负荷的确定。电力负荷2.1.1 电力负荷的分类电力负荷按照用户的性质分为工业负荷、农业负荷、交通运输负荷和生活用电负荷等。按用途分为动力负荷和照明负荷。动力负荷多数为三相对称的电力负荷，照明负荷为单相负荷。按用电设备的工作制分为连续或长期工作制、短时工作制和断续周期工作制或反复短时工作制三类。这里主要介绍按用电设备工作制分类：
某车间变电所及低压配电系统设计连续工作制 这类设备长期连续运行，负荷比较稳定。如通风机、空气压缩机、各类泵、电炉、机床、电解电镀设备、照明设备等。短时工作制 这类设备的工作时间较短，而停歇时间相对较长。如机床上的某些辅助电动机、水闸用电动机等。这类设备的数量很少，求计算负荷时一般不考虑短时工作制的用电设备。断续周期工作制 这类设备周期性地工作—停歇—工作，如此反复运行，而工作周期不超过 。如电焊机和起重机械等。通常用负荷持续率或暂载率 来表示其工作特征。负荷持续率为一个工作周期内的工作时间与整个工作周期的百分比值。即 式中， 为工作周期； 为工作时间； 为停歇时间。对断续周期工作制的设备来说，其额定容量是对应于一定的负荷持续率的。所以，在进行工厂电力负荷计算时，对不同工作制的用电设备的容量需按规定进行换算。2.1.2 电力负荷的分级及对供电电源的要求工厂的电力负荷，按 规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电所造成的损失或影响程度，分为以下三级： 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、大量产品报废、用重要原材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不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。一级负荷属于重要负荷，是绝对不允许断电的。因此，要求有两路独立电源供电。当其中一路电源发生故障时，另—路电源能继续供电。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。常用的应急电源有：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用馈电线路；蓄电池；干电池等。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要长时间才能恢复、重点企业大量减产等。二级负荷也属于重要的负荷，要求两回路供电，供电变压器通常也采用两台。在其中一回路或一台变压器发生故障时，二级负荷不致断电，或断电后能迅速恢复供电。三级负荷三级负荷为一般电力负荷，所有不属于一、二级负荷者均属三级负荷。三级负荷对供电电源没有特殊要求，一般由单回电力线路供电。本设计中电力负荷的等级大多为二级负荷。
某车间变电所及低压配电系统设计用电设备组计算负荷的确定2.2.1 概述计算负荷是通过统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中的各元件的负荷值。按计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如以计算负荷持续运行，其发热温度不致超出允许值，因而也不会影响其使用寿命。由于导体通过电流达到稳定温升的时间大约为～τ，τ为发热时间常数。而截面在 及以上的导体的τ约为 以上，故载流导体约经 后可达到稳定温升值。因此计算负荷通常取半小时最大负荷。本书用半小时最大负荷P30来表示有功计算负荷，用Q30、S30和I30分别表示无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流。 计算负荷是供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。计算负荷确定过大，将增加供电设备的容量，造成投资和有色金属的浪费；计算负荷确定过小，设计出的供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的运行。因此正确确定计算负荷具有重要的意义。但是由于负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，虽然各类负荷的变化有一定规律可循，但准确确定计算负荷却十分困难。实际上，负荷也不可能是一成不变的，它与设备的性能、生产的组织以及能源供应的状况等多种因素有关，因此负荷计算也只能力求接近实际。 我国目前普遍采用的确定计算负荷的方法，主要是简便实用的需要系数法和二项式系数法。由于本设计车间中设备台数较多、总容量足够大、没有特大型用电设备，故采用需要系数法。2.2.2 需要系数法单组用电设备组的计算负荷确定P30=KdPeQ30=P30tan ϕI30=S30/(√3UN)Kd的含义 用电设备的设备容量是指输出容量，它与输入容量之间有一个平均效率ηe；用电设备不一定满负荷运行，因此引入负荷系数KL；供电线路有功率损耗，所以引入一个线路平均效率ηWL；用电设备组的所有设备不一定同时运行，故引入一个同时系数KΣ。故需要系数表达为
某车间变电所及低压配电系统设计必须注意，需要系数值是按车间范围内设备台数较多的情况来确定的，所以需要系数值一般都比较低。因此需要系数法较适用于确定车间计算负荷。如果采用需要系数法来计算分支干线上的用电设备组的计算负荷，则附表中的需要系数往往偏小，宜适当选大。只有 ～ 台设备时，可认为Kd，则 。对于电动机，由于它本身功率损耗较大，因此当只有一台电动机时，其 ，这里 为电动机额定容量， 为电动机效率。在Kd适当取大时， 也宜适当取大。还需指出：需要系数值与用电设备类别和工作状态关系极大，因此在计算时首先要正确判明用电设备的类别和工作状态，否则将造成错误。例如机修车间的金属切削机床电动机，应属小批生产的冷加工机床电动机，因为金属切削就是冷加工，而机修不可能是大批生产。又如压塑机、拉丝机和锻锤等，应属热加工机床。再如起重机、行车、电葫芦、卷扬机等，实际上属于吊车类。以本设计中 空气压缩机为例，该空气压缩机的单台容量为 取Kd !ϕ"#ϕ，则$30( 1 )¿ ¿#%多组用电设备组的计算负荷确定在计算多组用电设备的计算负荷时，应先分别求出各组用电设备的计算负荷，并且要考虑各用电设备组的最大负荷不一定同时出现的因素，计入一个同时系数KΣ，该系数的取值见表 。表 同时系数应用范围KΣpKΣq车间干线．～～低压母线由用电设备组计算负荷直接相加～～由车间干线计算负荷直接相加～～总的有功计算负荷为 总的无功计算负荷为 总的视在计算负荷为总的计算电流为I30= S30/(√3UN)
某车间变电所及低压配电系统设计式中，i为用电设备组的组数，KΣ为同时系数，见表 。注意：由于各组的功率因数不一致，因此总的计算负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和来计算。本设计各用电设备组的负荷计算、总的有功计算负荷、总的无功计算负荷、总的视在计算负荷以及总的计算电流详见表 。表 主要用电设备明细表车间序号设备名称型号容量功率因数需要系数Kd计 算 负 荷$ & ' ( #% )* *氨空气压缩机* ++空气鼓风机 氧空气过滤器,* 冷冻 水泵$ 化脱盐水泵$* 脱盐水泵$ 站锅炉给水泵$ 羟氨吸塔循环泵$ 氨水泵$ 碳铵塔循环泵$ 碳铵泵$* 碳铵泵$ 亚铵塔循环泵$* ++亚$
