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1、实验一 机械厂降压变电所的电气设计 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂的发展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定变电所的位置与形式，确定变电所主要变压器的台数与容量，类型。选择变电所主接线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。1.2.2 本厂多数车间为两班制年最大负荷利用小时为4600h，日最大负荷持续时间为6h。该厂除铸造车间、电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属三级负荷。全厂负荷情况如1.1工厂负荷统计资料表所示：1.2.3气象资料 本场所在地区的年最高气温为38，年平均气温为
2、23，年最低气温为-9，年最热月平均最高气温为33，年最热月平均气温为26，年最热月地下0.8米处平均气温为25，当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20天。1.2.4 本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂粘土为主，地下水位为1m。1.2.5供电电源情况 按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可由附近一条10kv的公用电源干线取得工作电源。该干线的走向参看工厂总平面图该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等腰三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MVA。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护，定时限过流保护整定的动作时间为1
3、.7s。为满足工厂二级符合要求，可采用高压联络线由邻近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为80km，电缆线路总长度为25km。1.2.6 本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制缴纳电费。每月基本电费按主变压器容量为18元KVA，动力电费为0.9元KW.H，照明电费为0.5元KW.H。工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9，此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性向供电部门缴纳供电贴费：610VA为800KVA。由下面的经济指标表可以得知：电力变压器的综合投资为30.2万元，主变压器的折扣费=30.2*0.05=1.51
4、万元，高压开关柜的折旧费=24万元*0.06=1.44万元，变配电的维修管理费=（30.2+24）万元*0.06=3.25万元（24万为高压开关柜的综合投资），因此计算主变压器和高压开关柜的折旧费和维修管理费= （1.51+1.44+3.25）=6.2万元。 供电贴费：主变压器容量每KVA 为800元，供电贴费=1000 KVA*0.08万元/ KVA=80万元。月基本电费按主变压器容量计为18元/ KVA,故每年电费1000*18*12=21.6万元；由前面可知年最大负荷利用小时为4600h，故可求得：动力费用：2220kw*4600h*0.2元/kwh=204.24万元；照明费用：406k
5、w*4600h*0.5元/kwh=92.69万元。 年用电总计约：21.6+204.24+92.69=318.53万元（不含供电贴费）。1.1、 负荷计算的目的、意义及原则（1）供电系统要能安全可靠地正常运行，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。因次，有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。（2）计算负荷是供电设计计算的基本依据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定的过大，将使电器和导线电缆选的过大，造成投资和有色金属的浪费。如果计算
6、负荷确定的过小，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。（3）平均负荷为一段时间内用电设备所消耗的电能与该段时间之比。常选用最大负荷班（即有代表性的一昼夜内电能消耗量最多的一个班）的平均负荷，有时也计算年平均负荷。平均负荷用来计算最大负荷和电能消耗量。（4）计算负荷又称需要负荷或最大负荷。计算负荷是一个假想的持续性的负荷，其热效应与同一时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等。在配电设计中，通常采用30分钟的最大平均负荷作为按发热条件选择电器或导体的依据。（5）尖峰电流指单台或多台用
7、电设备持续1秒左右的最大负荷电流。一般取启动电流上午周期分量作为计算电压损失、电压波动和电压下降以及选择电器和保护元件等的依据。在校验瞬动元件时，还应考虑启动电流的非周期分量。1.2、全厂负荷计算表及方法负荷计算的方法有需要系数法、利用系数法及二项式等几种。本设计采用需要系数法确定。主要计算公式有： 有功功率： P30= PeKd 无功功率: Q30 = P30 tg 视在功率: S3O = P30/cos 计算电流: I30 = S30/3Un 机械厂负荷计算表编号名称类别设备容量Pe/kw需要系数Kdcostan计算负荷P30/kwQ30/kwS30/kvaI30/A1铸造车间动力3000
8、.30.71.029091.8照明60.81.004.80小计30694.891.81322012锻压车间动力3500.30.651.17105123照明80.71.005.60小计358110.61231652513热处理车间动力1500.60.80.759067.5照明50.81.0040小计1559467.54电镀车间动力2500.50.80.7512593.8照明50.81.0040小计25512993.81602445仓库动力200.40.80.7586照明10.81.000.80小计218.8610.716.26工具车间动力3600.30.61.33108144照明70.91.00
9、6.30367114.31441842807金工车间动力4000.20.651.178093.6照明100.81.0080小计8893.61281948锅炉房动力500.70.80.753526.3照明10.81.000.80小计5135.826.344.4679装配车间动力1800.30.71.025455.180.6122照明60.81.004.837.4小计18658.8010机修车间动力1800.20.651.173237.4照明40.81.003.20小计16435.237.451.47811生活区照明3500.70.90.48245117.6272413总计（380V侧）动力222
10、01015.3856.1照明403计入Kep=0.8Keq=0.850.75812.2727.6109016561.3、无功功率补偿 由上表可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数是0.75，而供电部门要求该厂10kv进线侧最大负荷时因数不应低于0.90.考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量： Qc=P30(tan1-tan2)=812.2tan(arccos0.75)-tan(arccos0.92)kvar=370kvar 选PGJ1型低压自动补偿屏（如图2.1所示），并联电容器为BW0.4-1
11、4-3型，采用其方案1（主屏）1台与方案3（辅屏）4台相组合，总共容量84kvar*5=420kvar。因此无功补偿后工厂380V侧和10KV侧的负荷计算如下表所示：项目cos计算负荷P30/kwQ30/kvarS30/kvaI30/A380v侧补偿前负荷0.75812.2727.610901656380v侧无功补偿容量-420380v侧补偿后负荷0.935812.2307.6868.51320主变压器功率损耗0.015S30=130.06S30=5210kv侧负荷计算0.92825.2359.6900522.1变电所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定： 一、接近负荷中心； 二、进
12、出线方便； 三、接近电源侧； 四、设备运输方便； 五、不应设在有剧烈振动或高温的场所； 六、不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧； 七、不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻； 八、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爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定； 九、不应设在地势低洼和可能积水的场所。1、装有可燃性油浸电力变压器的车间内变电所，不应设在三、四级耐火等级的建筑物内；当设在二级耐火等级的建筑物内时，建筑物应采取局部防火措施。2、多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的配电所、变电所应设置在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的两旁。3、高层主体建筑内不宜设置装有可燃性油的电气设备的配电所和变电所，当受条件限制必须设置时，应设在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的两旁，并应按现行国家标准高层民用建筑设计防火规范有关规定，采取相应的防火措施。4、露天或半露天
