工廠供電課程設(shè)計(jì)---變電所設(shè)計(jì)

1、<p>　　年度本科生課程（設(shè)計(jì)）</p><p>　　課程（設(shè)計(jì)）題目： 變電所設(shè)計(jì) </p><p>　　院 － 系： 工 學(xué) 院 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><

2、;p>　　年 級(jí)： 0 6 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　導(dǎo)師及職稱： </

3、p><p><b>　　2009年6月</b></p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p>　　根據(jù)《建筑供電工程》設(shè)計(jì)任務(wù)書及有關(guān)規(guī)定</p><p><b>　　二、原始材料</b></p><p>　　某廠變電所擔(dān)負(fù)三個(gè)車間、一個(gè)

4、辦公樓的供電任務(wù)。各部門電氣設(shè)備、負(fù)荷情況如下：</p><p>　　進(jìn) 出</p><p><b>　　（一）、一號(hào)車間</b></p><p>　　一號(hào)車間接有下表所列用電設(shè)備</p><p><b>　　（二）、二號(hào)車間</b></p><p>　　

5、二號(hào)車間接有下表所列用電設(shè)備</p><p><b>　?。ㄈ?、三號(hào)車間</b></p><p>　　三號(hào)車間接有下表所列用電設(shè)備</p><p><b>　?。ㄋ模?、辦公樓</b></p><p>　　辦公樓接有下表所列用電設(shè)備負(fù)荷</p><p><b>　　

6、三、設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p>　　1、計(jì)算車間、辦公樓用電計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　2、計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　3 確定廠變電所變壓器臺(tái)數(shù)、各變壓器容量</p><p>　　四、負(fù)荷分級(jí)及供電要求</p><p>　　電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失

7、或影響的程度，分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷及三級(jí)負(fù)荷。</p><p><b>　　1、一級(jí)負(fù)荷</b></p><p>　　(1)中斷供電將造成人身傷亡者。</p><p>　　(2)中斷供電將造成重大政治影響者。</p><p>　　(3)中斷供電將造成重大經(jīng)濟(jì)損失者。</p><p>　　(4)中

8、斷供電將造成公共場(chǎng)所秩序嚴(yán)重混亂者。</p><p>　　對(duì)于某些特等建筑，如重要的交通樞紐、重要的通信樞紐、國(guó)賓館、國(guó)家級(jí)</p><p>　　及承擔(dān)重大國(guó)事活動(dòng)的會(huì)堂、國(guó)家級(jí)大型體育中心，以及經(jīng)常用于重要國(guó)際活動(dòng)</p><p>　　的大量人員集中的公共場(chǎng)所等的一級(jí)負(fù)荷，為特別重要負(fù)荷。中斷供電將影響實(shí)時(shí)處理計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)正常工作或中斷供電后將發(fā)生爆炸、火災(zāi)

9、以及嚴(yán)重中毒的一級(jí)負(fù)荷亦為特別重要負(fù)荷。</p><p><b>　　2、二級(jí)負(fù)荷</b></p><p>　　(1)中斷供電將造成較大政治影響者。</p><p>　　(2)中斷供電將造成較大經(jīng)濟(jì)損失者。</p><p>　　(3)中斷供電將造成公共場(chǎng)所秩序混亂者。</p><p><b&

10、gt;　　3、三級(jí)負(fù)荷</b></p><p>　　不屬于一級(jí)和二級(jí)的電力負(fù)荷。</p><p>　　計(jì)算負(fù)荷的通用公式：</p><p><b>　　表一、公式表</b></p><p><b>　?、藏?fù)荷系數(shù)</b></p><p>　　所謂負(fù)荷系數(shù)是指實(shí)際計(jì)

11、算負(fù)荷容量與額定負(fù)荷容量的比值，應(yīng)用負(fù)荷系數(shù)是為了更真實(shí)地統(tǒng)計(jì)實(shí)際的直流負(fù)荷，進(jìn)而更確切地計(jì)算設(shè)備的容量。機(jī)械工業(yè)需要系數(shù)見(jiàn)表2。</p><p><b>　　機(jī)械工業(yè)需要系數(shù)表</b></p><p><b>　　五、設(shè)備容量的確定</b></p><p>　　由于各用電設(shè)備的額定工作制不同，在確定計(jì)算負(fù)荷時(shí)，不可以將其

12、額定功率直接相加，應(yīng)將額定功率換算為統(tǒng)一的設(shè)備功率。</p><p>　　⒈ 對(duì)于一般長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行工作制和短時(shí)工作制的用電設(shè)備，包括一般電動(dòng)</p><p>　　機(jī)組和電熱設(shè)備等，其銘牌上的額定功率（額定容量）就等于設(shè)備功率。</p><p><b>　　= (KW)</b></p><p>　　式中——設(shè)備功率，KW

13、；</p><p>　　PN ——用電設(shè)備銘牌上的額定功率，KW 。</p><p>　　⒉對(duì)于斷續(xù)或反復(fù)短時(shí)工作的用電設(shè)備，如吊車用電動(dòng)機(jī)，電焊用變壓器等，</p><p>　　它們的設(shè)備功率時(shí)將其銘牌上標(biāo)稱下某一分與合持續(xù)率時(shí)的額定功率統(tǒng)一</p><p>　　換算到一個(gè)新規(guī)定負(fù)荷持續(xù)率下的額定功率。負(fù)荷持續(xù)率?(ε)? ?優(yōu)勢(shì)也稱負(fù)載持

14、續(xù)率或贊載率，是用電設(shè)備在一個(gè)工作周期內(nèi)工作時(shí)間和工作周期的百分比值，用ε 表示：= t /T x 100% =t / (t + ) X 100%</p><p>　　式中T ——工作周期；</p><p>　　t——工作周期內(nèi)的工作時(shí)間；</p><p>　　——工作周期內(nèi)的停歇時(shí)間。</p><p>　　對(duì)于電焊機(jī)及各類電焊裝置的設(shè)備功率

15、，是指將額定功率換算到負(fù)荷持續(xù)率為100%時(shí)的有功功率。當(dāng)ε不等100%時(shí)，用下式換算：</p><p>　　= Sn x cos</p><p>　　式中——換算到ε= 100%時(shí)的設(shè)備功率，KW ；</p><p>　　? εN ——換算前銘牌上的負(fù)荷持續(xù)率，應(yīng)和 、 、cos 相對(duì)應(yīng)（計(jì)算中用</p><p><b>　　小數(shù)

16、值）；</b></p><p>　　PN 、Sn 、cos ——分別為換算前與εN 對(duì)應(yīng)的銘牌上的額定有功功率?KW ? 、額定視在功率?KW ?，額定功率因數(shù)；</p><p>　　ε100——其值為100%的負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算用1.00）。</p><p>　　對(duì)于斷續(xù)或短時(shí)工作制電動(dòng)機(jī)的設(shè)備功率，是指將額定功率換算到負(fù)載持續(xù)率為25%時(shí)的有功功率。當(dāng)

17、ε不等于25%時(shí)，用如下公式換算：</p><p>　　Pe == 2 x PN (kw)</p><p>　　式中Pe——換算到ε= 25%時(shí)的設(shè)備功率，KW ；</p><p>　　PN 、εN ——分別為對(duì)應(yīng)換算前電動(dòng)機(jī)銘牌標(biāo)稱的額定功率，KW ；額定</p><p>　　負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算時(shí)用小數(shù)值）；</p><p

18、>　　? ε25——換算到ε= 25%時(shí)的負(fù)荷持續(xù)率（計(jì)算時(shí)用小數(shù)值）。</p><p>　　⒋整流器的設(shè)備功率是指額定的輸入功率。</p><p>　　⒌電熱設(shè)備的設(shè)備功率是指電能的輸入功率。</p><p>　?、冻山M用電設(shè)備的設(shè)備功率，不包括備用設(shè)備的設(shè)備功率。</p><p>　?、樊?dāng)消防用電的計(jì)算有功功率大于或在時(shí)可能同時(shí)切

19、斷的一般電力及照明負(fù)荷的計(jì)算有功功率時(shí)，應(yīng)按未切斷的一般電力、照明負(fù)荷加上消防負(fù)荷計(jì)算低壓總負(fù)荷的設(shè)備功率。否則計(jì)算低壓總負(fù)荷時(shí)，不應(yīng)考慮消防負(fù)荷。</p><p>　?、竼闻_(tái)電動(dòng)機(jī)設(shè)備功率指用電網(wǎng)供應(yīng)的電功率。</p><p><b>　　六、設(shè)備的功率因素</b></p><p>　　建筑供電系統(tǒng)中的變配電設(shè)備及建筑物內(nèi)的用電設(shè)備，如電力變

20、壓器、電抗器、電動(dòng)機(jī)、日光燈、電焊機(jī)、高頻爐等大部分都為電感性負(fù)載，其功率因數(shù)較低，工作時(shí)需要較大的無(wú)功功率，在線路中生產(chǎn)較大的無(wú)功電流，不利于供電系統(tǒng)的高效率運(yùn)行，因此，在設(shè)計(jì)建筑供電系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理的無(wú)功補(bǔ)償，提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù)。按照我國(guó)供電部門的規(guī)定，高壓供電的用戶必須保證功率因數(shù)在0.9以上，低壓供電的用戶必須在0.85以上。為了使用戶注意提高功率因數(shù)，供電部門還對(duì)大宗用電單位實(shí)行按戶月平均功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)的辦

21、法。調(diào)整功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)一般為0.85，大于0.85時(shí)給以獎(jiǎng)勵(lì)，低于0.85時(shí)便要增收電費(fèi)甚至罰款，功率因數(shù)很低時(shí)供電部門要停止供電。</p><p>　?、?、提高功率因數(shù)的意義</p><p>　?、碧岣吖β室驍?shù)，可以降低線路上的損耗，提高輸出功率。在建筑供電系統(tǒng)中，</p><p>　　供電線路，其電阻不可忽略。</p><p>　?、蔡岣吖?/p>

22、率因數(shù)，可以減少線路上電壓降，提高末端電壓，有利于用電提高供電</p><p>　　可靠性?？蓽p少對(duì)供配電設(shè)施的投資，增加供配電系統(tǒng)的功率儲(chǔ)備，使用戶獲得</p><p>　　直接的經(jīng)濟(jì)利益。在同樣的有功功率下，功率因數(shù)提高，負(fù)荷電流就減少，而向</p><p>　　符合傳輸功率所經(jīng)過(guò)的變壓器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線等供配電設(shè)備都增加了功率儲(chǔ)備，從</p><

23、;p>　　而滿足了負(fù)荷增長(zhǎng)的需要，亦即可以增大原有設(shè)備的供電能力。對(duì)尚處于設(shè)計(jì)階</p><p>　　段的新建筑來(lái)說(shuō)，提高功率因數(shù)則能降低配電設(shè)備的設(shè)備容量，從而減少投資費(fèi)</p><p><b>　　用。</b></p><p>　?、吵浞职l(fā)揮電源設(shè)備潛力。</p><p>　?、?、提高功率因數(shù)方法</p&

24、gt;<p>　?、蓖ㄟ^(guò)適當(dāng)措施提高自然功率因數(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在建筑供電系統(tǒng)的總無(wú)功功率中，</p><p>　　電動(dòng)機(jī)和變壓器約占80%左右，其余則消耗在輸電線路及其他感應(yīng)設(shè)備中，因此，</p><p>　　提高自然功率因數(shù)可以通過(guò)合理選擇感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的容量、使用中減少感應(yīng)電動(dòng)機(jī)</p><p>　　的空載運(yùn)行、條件許可時(shí)盡量使用同步電動(dòng)機(jī)、以最佳負(fù)荷率選

25、擇變壓器等方法</p><p><b>　　達(dá)到目的。</b></p><p>　?、膊⒙?lián)同步調(diào)相機(jī)。同步調(diào)相機(jī)是一種專用于補(bǔ)償無(wú)功功率的同步電動(dòng)機(jī)，通過(guò)</p><p>　　調(diào)節(jié)同步調(diào)相機(jī)的勵(lì)磁電流可補(bǔ)償供電系統(tǒng)的無(wú)功功率，從而提高系統(tǒng)的功率因</p><p>　　數(shù)。同步調(diào)相機(jī)輸出無(wú)功功率為無(wú)極調(diào)節(jié)方式，調(diào)節(jié)的范圍較

26、大，并且在端電壓</p><p>　　下降10%以內(nèi)時(shí)，無(wú)功輸出基本不變，當(dāng)端電壓下降10%以上時(shí)，可強(qiáng)行勵(lì)磁增</p><p>　　加無(wú)功輸出。但是，同步調(diào)相機(jī)補(bǔ)償單位無(wú)功功率造價(jià)高。每輸出1K var的無(wú)功功率要損耗0.5% ~ 3%的有功功率，基建安裝要求高、不易擴(kuò)建、運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，所以一般用于電力系統(tǒng)中的樞紐變電站及地區(qū)降壓變電站。</p><p>　　聯(lián)適

27、當(dāng)?shù)撵o電電容器。我們知道，電感性負(fù)載并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娙萜骺梢蕴岣吖β室驍?shù)，所以在建筑供電系統(tǒng)中，同樣可以并聯(lián)適當(dāng)?shù)撵o電電容器以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。并聯(lián)電容安裝簡(jiǎn)單、容易擴(kuò)建、運(yùn)行維護(hù)方便，補(bǔ)償單位無(wú)功功率的造價(jià)低、有功損耗?。ㄐ∮?.3%），因此廣泛用于工廠企業(yè)及民用建筑供電系統(tǒng)中。無(wú)功補(bǔ)償使用專用的電力電容器，其規(guī)格品種很多，按安裝方式分為戶內(nèi)式和戶外式，按相數(shù)分為單相和三相，按額定電壓分為高壓和低壓電容器等等。</p>&

28、lt;p><b>　　①電容器的選擇</b></p><p>　　1）電容器無(wú)功容量的計(jì)算</p><p>　　Qc=Pi(tan－tan)</p><p>　?、陔娙萜鳎ü瘢┡_(tái)數(shù)的確定</p><p>　　需電容器臺(tái)數(shù)：N = </p><p>　　式2-10：每相所需電容器臺(tái)數(shù)：n=

29、取其相等或稍大的偶數(shù)，因?yàn)樽冸娝捎脝文妇€分段式結(jié)線。</p><p>　?、垭娙萜鞯难a(bǔ)償方式和聯(lián)接方式</p><p>　　1）電容器的補(bǔ)償方式</p><p>　?。?）單獨(dú)就地補(bǔ)償方式：接線、優(yōu)缺點(diǎn)、適用對(duì)象。</p><p>　　（2）分散補(bǔ)償方式：接線、優(yōu)缺點(diǎn)、適用對(duì)象。</p><p>　?。?）集中補(bǔ)償方

30、式：接線、優(yōu)缺點(diǎn)、適用對(duì)象：6～10kV 大中型煤礦主要補(bǔ)償方式，如：平煤各礦</p><p>　　2）電容器的聯(lián)接方式</p><p>　?。?）三角形接法：優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　?。?）星形接法：優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　△或Y（雙Y） 優(yōu)選△，因?yàn)槿萘繛閅 的1/3 且電壓低，放電1 分鐘，殘</p><p&g

31、t;　　壓50V 以下。1000V 以上的電容器應(yīng)采用電壓互感器放電。</p><p>　　電容器放電回路中不得裝設(shè)熔斷器或開(kāi)關(guān)，以免放電回路斷開(kāi)，危及人身安全。</p><p>　　七、動(dòng)力支路負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　在采用需要系數(shù)法進(jìn)行動(dòng)力支路負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)將計(jì)算范圍內(nèi)的用電設(shè)備</p><p>　　分組，分別進(jìn)行各個(gè)組內(nèi)的負(fù)荷計(jì)算

32、并將計(jì)算結(jié)果相加得到總的計(jì)算負(fù)荷，然后</p><p>　　根據(jù)用電設(shè)備的臺(tái)數(shù)和容量的大小以及用電設(shè)備的性質(zhì)乘以一個(gè)同時(shí)系數(shù)，得到</p><p><b>　　計(jì)算結(jié)果。</b></p><p>　　每個(gè)組內(nèi)的負(fù)荷計(jì)算可以采用通用計(jì)算公式進(jìn)行，動(dòng)力支路的負(fù)荷計(jì)算采</p><p><b>　　用下式進(jìn)行：<

33、;/b></p><p>　　Pc = K∑p .∑Kd .Pe</p><p>　　Qc = K∑q .∑KdPe tan𝜙 </p><p><b>　　Sc = </b></p><p>　　Ic = Sc /( .UN )</p><p>　　式中Pc——支路上有功

34、計(jì)算負(fù)荷，KW ；</p><p>　　Qc——支路上無(wú)功計(jì)算負(fù)荷，K var；</p><p>　　Sc——支路上視在計(jì)算負(fù)荷，KVA；</p><p>　　、——分別為支路上有功同時(shí)系數(shù)，無(wú)功同時(shí)系數(shù)；</p><p>　　——支路上計(jì)算電流；</p><p>　　——支路的額定電壓。</p><

35、;p>　　在使用上述公式時(shí)要注意：</p><p>　　分組的原則：用電設(shè)備的性質(zhì)相同、功率因數(shù)相同、需要系數(shù)相同的分一組。</p><p>　　有功、無(wú)功同時(shí)系數(shù)的概念和數(shù)值是不同的，通常對(duì)于同一組用電設(shè)備組無(wú)功同時(shí)系數(shù)的值比有功同時(shí)系數(shù)要大。通常情況下有功同時(shí)系數(shù)的范圍(0.8 ~ 0.97)、無(wú)功同時(shí)系數(shù)范圍(0.8 ~ 1.0)。</p><p>　　

36、八、一號(hào)車間計(jì)算負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　一號(hào)車間接有下表所列用電設(shè)備 </p><p>　　解：I 據(jù)用電設(shè)備的性質(zhì)，將具有相同需要系數(shù)的用電設(shè)備分成以下三組：</p><p>　　第一組：冷加工機(jī)床組</p><p>　　(1) 確定設(shè)備功率：</p><p>　　冷加工機(jī)床類的設(shè)備

37、功率為銘牌上的額定功率。即 == 45Kw</p><p>　　(2) 確定計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　查需要系數(shù)表(表1、表2)確定 、tan𝜙值,從而求出計(jì)算負(fù)荷。</p><p>　　查表1： = 0.14 - 0.16 取 = 16，cos𝜙= 0.5，tan 𝜙= 1.73</p>&l

38、t;p>　　-1 = . = 0.16 x 45 = 7.2 KW</p><p>　　Qc- 1 = Pc -1 . tan 𝜙 = 7.2 x 1.73 = 12.46 Kvar</p><p><b>　　第二組：吊車組</b></p><p>　　(1)確定設(shè)備功率：</p><p>　　

39、由于 25%不必?fù)Q算，則 = = 10.5Kw</p><p>　　(2)確定計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　查表2可知：取 = 0.12, cos𝜙 = 0.5，tan𝜙= 1.73</p><p>　　Pc -2 = . = 0.2 x 10.5 = 2.1KW</p><p>　　- 2 = Pc

40、-2 .tan 𝜙 = 2.1x 1.73 = 3.63 Kvar</p><p>　　第三組：電焊機(jī)設(shè)備組</p><p>　　(1) 確定設(shè)備功率：</p><p>　　編號(hào)為3 的設(shè)備功率確定：</p><p>　　(3) =. .cos = x 22 x 0.6 =10.22KW</p><p&g

41、t;　　編號(hào)為4 的設(shè)備功率：由于100%不必折算總的設(shè)備功率：</p><p>　　( 4) = 2x 8.85 =17.7KW</p><p>　　= (3) ?+ ( 4) = 10.22 + 17.7 = 27.92KW</p><p>　　(2) 確定計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　查表1：取 = 0.5，cos Ҷ

42、01; = 0.6，tan 𝜙 = 1.33</p><p>　　Pc - 3 = . = 0.5 x27.92 =13.96KW</p><p>　　Qc- 3 = Pc- 3 .tan 𝜙 =13.96 x1.33 =18.75 Kvar</p><p>　　II 確定總計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　

43、取 = 0.95，= 0.97</p><p>　　Pc = = 0.95 (7.2+2.1+13.96) =22.1KW</p><p>　　Qc = =0.97?(12.46+3.63+18.57) =33.62K var</p><p>　　Sc = = =39.73 KVA </p><p>　　?九、二號(hào)車間計(jì)算負(fù)荷計(jì)算</

44、p><p>　　二號(hào)車間接有下表所列用電設(shè)備</p><p>　　解： I 據(jù)用電設(shè)備的性質(zhì)，將具有相同需要系數(shù)的用電設(shè)備分成以下三組：</p><p>　　第一組：電加熱設(shè)備組</p><p>　　(1) 確定設(shè)備功率：</p><p>　　電加熱設(shè)備的額定功率是指消耗的電功率即設(shè)備功率。即有</p>&l

45、t;p><b>　　== 8KW</b></p><p>　　(2) 確定計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　查表2可知：取 = 0.8，cos 𝜙 =1，tan 𝜙 =0 (按機(jī)械加工工業(yè)的需要系數(shù)).</p><p>　　Pc- 1= . = 0.8 x 8 =6.4KW</p><

46、p><b>　　= 0</b></p><p><b>　　第二組：吊車組</b></p><p><b>　　確定設(shè)備功率：</b></p><p>　　由于ε=25%不必?fù)Q算，則Pw = = 10.5KW</p><p>　　(2) 確定計(jì)算負(fù)荷</p>

47、<p>　　查表2可知：取 = 0.2，cos 𝜙 = 0.5，tan 𝜙 = 1.73</p><p>　　Pc -2 = . = 0.2 x10.5 = 2.1KW</p><p>　　Qc -2 = Pc -2 . tan 𝜙 = 2.1 x 1.73 = 3.63K var</p><p>

48、　　第三組：電焊機(jī)設(shè)備組</p><p>　　(1) 確定設(shè)備功率：</p><p>　　編號(hào)為3 的設(shè)備功率確定：</p><p>　　(3) = .. cos = x 22x0.6 = 10.22KW</p><p>　　編號(hào)為4 的設(shè)備功率:由于ε= 100%不必折算總的設(shè)備功率：</p><p>　　(4)

49、= 4.5KW</p><p>　　= (3) +(4) = 4.5 +10.22 = 14.72KW</p><p>　　(2) 確定計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　查表2可知：取 = 0.5，cos =0.6，tan = 1.33</p><p>　　Pc -3 = . = 0.5 x14.71= 7.36KW</p>

50、<p>　　Qc - 3 =Pc - 3 . tan = 7.36 x1.33 = 9.79K var</p><p>　　II 確定總計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　取K∑p = 0.95，K∑q =0.97</p><p>　　= = 0.95(6.4+2.1+7.36) =15.07KW</p><p>　　= = 0.9

51、7 x(0+3.63+9.97) =13.02K var</p><p>　　===19.92KVA</p><p>　　= /( .UN ) = 29.05A</p><p>　　十、三號(hào)車間計(jì)算負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　三號(hào)車間接有下表所列用電設(shè)備</p><p>　　解：I 據(jù)用電設(shè)備的性質(zhì)，將具有相同需要

52、系數(shù)的用電設(shè)備分成以下三組：</p><p>　　第一組：裝載車間起重機(jī)組</p><p>　　(1) 確定設(shè)備功率：</p><p><b>　　設(shè)備功率：</b></p><p>　　= = 7.5KW</p><p>　　(2) 確定計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　

53、查表2可知：取 = 0.15，cos 𝜙= 0.5，tan 𝜙 =1.73</p><p>　　Pc-1 = . = 0.15 x7.5 =1.13KW</p><p>　　Qc-1 =Pc-1 . tan 𝜙 =1.13x1.73 =1.95K var</p><p>　　第二組：各類裝備用電器</p>

54、<p>　　(1) 確定設(shè)備功率：</p><p><b>　　設(shè)備功率：</b></p><p>　　= = 7.5KW</p><p>　　(2) 確定計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　查表2可知：取 = 0.8，cos 𝜙 = 0.8，tan 𝜙 =0.75</p

55、><p>　　Pc-2 =. = 0.8 x 7.5 = 6KW</p><p>　　Qc-2 = Pc-2 . tan 𝜙 = 6 x 0.75 = 4.5 Kvar</p><p><b>　　第三組：照明組</b></p><p>　　(1) 確定設(shè)備功率：</p><p>&l

56、t;b>　　設(shè)備功率：</b></p><p>　　= = 2.5KW</p><p>　　(2)確定計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　查表2可知：取 = 0.8 ,，cos 𝜙 = 0.8，tan 𝜙 = 0.75</p><p>　　Pc-3 = . = 0.8 x2.5 = 2KW&l

57、t;/p><p>　　Qc-3 = Pc-3 = tan 𝜙 = 2 x 0.75 =1.5K var</p><p>　　II 確定總計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　取K∑p ?= 0.95，K∑q ?= 0.97</p><p>　　= = 0.95 x (1.13+6+2) =8.67KW</p><p

58、>　　Qc = = 0.97 x(1.19+4.5+1.5) = 7.71K var</p><p>　　Sc===11.6 K var</p><p>　　Ic = Sc /( . ) =17.62A </p><p>　　十一、辦公樓計(jì)算負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　辦公樓接有下表所列用電設(shè)備負(fù)荷</p><

59、p>　　解：I 據(jù)用電設(shè)備的性質(zhì),將具有相同需要系數(shù)的用電設(shè)備分成以下三組：</p><p><b>　　第一組：照明組</b></p><p>　　(1) 確定設(shè)備功率：</p><p><b>　　設(shè)備功率：</b></p><p><b>　　= = 20KW</b&g

60、t;</p><p>　　(2) 確定計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　查表2可知：取 = 0.8，cos 𝜙 = 0.8，tan 𝜙 = 0.75</p><p>　　-1 = . =0.8 x 20 =16KW</p><p>　　-1 = -1 . tan 𝜙 =16 x 0.75 =

61、12 Kvar</p><p>　　第二組：空調(diào)及通風(fēng)設(shè)備組</p><p>　　(1) 確定設(shè)備功率：</p><p><b>　　設(shè)備功率：</b></p><p><b>　　= = 75KW</b></p><p>　　(2) 確定計(jì)算負(fù)荷：</p>

62、<p>　　查表2可知道：取 = 0.8，cos 𝜙 = 0.8，tan 𝜙 = 0.75</p><p>　　Pc-2 = . = 0.8 x 75 = 60KW</p><p>　　Qc-2 = Pc-2 . tan 𝜙 = 60 x 0.75 = 45K var</p><p><b>　

63、　第三組：電梯組</b></p><p>　　(1) 確定設(shè)備功率：</p><p><b>　　設(shè)備功率：</b></p><p><b>　　= =10KW</b></p><p>　　(2) 確定計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　查表2可知道：取 = 0.6

64、，cos𝜙 = 0.7，tan 𝜙 =1.02</p><p>　　Pc-3 = . = 0.6 x 10 = 6KW</p><p>　　Qc-3 = Pc-3 . tan 𝜙=6 x1.02 = 6.12K var</p><p>　　II 確定總計(jì)算負(fù)荷：取 = 0. 95， = 0.97</p>

65、<p>　　Pc = = 0.95x(16+60+6) = 77.8KW</p><p>　　Qc = = 0.97x(12+45+6.12) = 62.15K var</p><p>　　Sc =99.58KVA</p><p>　　Ic = Sc /(. ) = 151.3A</p><p>　　十二、全廠計(jì)算負(fù)荷計(jì)算<

66、;/p><p>　　計(jì)算全廠的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，總的計(jì)算負(fù)荷要小于每個(gè)用電負(fù)荷加起來(lái)的和，我</p><p>　　們?cè)谕ǔＧ闆r下取的全部用電負(fù)荷之和的95%。</p><p>　　因?yàn)樵谝欢ǖ那闆r下是不可能發(fā)生所有的用電設(shè)備同時(shí)工作的情況,，如果</p><p>　　按照全部用電設(shè)備的用電負(fù)荷之和來(lái)計(jì)算全廠計(jì)算負(fù)荷的話，勢(shì)必會(huì)造成,經(jīng)濟(jì)不</p&

67、gt;<p>　　運(yùn)行和浪費(fèi)等,情況,也就是我們常說(shuō)的大馬拉小車。</p><p>　　取全部用電負(fù)荷之和的95%，這樣在一定程度上就避免了大馬拉小車情況的</p><p>　　發(fā)生,提高了運(yùn)行效率,符合了經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、生活的需要。</p><p>　　因此，本次課程設(shè)計(jì)中的全廠計(jì)算負(fù)荷就為各個(gè)設(shè)備計(jì)算負(fù)荷之和的95%</p><p&g

68、t;<b>　　即：</b></p><p>　　全廠計(jì)算負(fù)荷= 0.95 (一號(hào)車間計(jì)算負(fù)荷+二號(hào)車間計(jì)算負(fù)荷+三號(hào)車間計(jì)算負(fù)荷</p><p><b>　　+辦公樓計(jì)算負(fù)荷)</b></p><p>　　Pc = = 0.95 x (22.1+15.07+8.67+77.8)=116.72 KW</p>

69、<p>　　Qc = = 0.97 x (33.62+13.02+7.71+62.153) =112.77K var</p><p>　　Sc = =162.4 KVA</p><p>　　Ic =Sc /( . ) = 246.8A</p><p>　　十三、變電所變壓器臺(tái)數(shù)的確定</p><p><b>　?、贝_定原則

70、：</b></p><p>　?。?）對(duì)于大城市郊區(qū)的一次變電所在中低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以</p><p>　　裝設(shè)兩臺(tái)變壓器為宜。</p><p>　　（2）對(duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三</p><p><b>　　臺(tái)變壓器。</b></p>&

71、lt;p>　?。?）對(duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量</p><p>　　的1—2 級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。</p><p>　?、策x擇變壓器臺(tái)數(shù)時(shí),應(yīng)考慮以下因素:</p><p>　　(1) 應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電的可靠性的要求，對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，</p><p>　　宜

72、采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)能對(duì)一、二級(jí)</p><p><b>　　負(fù)荷繼續(xù)供電。</b></p><p>　　(2) 對(duì)于一級(jí)負(fù)荷的場(chǎng)所，鄰近又無(wú)備用電源聯(lián)絡(luò)線可接,或季節(jié)性負(fù)荷變化較大</p><p>　　時(shí),宜采用兩臺(tái)變壓器。</p><p>　　(3) 是否裝設(shè)變壓器，應(yīng)視其負(fù)荷的大

73、小和鄰近變電所的距離而定。當(dāng)負(fù)荷超過(guò)</p><p>　　320KVA 時(shí)，任何距離都應(yīng)裝設(shè)變壓器。</p><p>　?、匙儔浩鹘^緣結(jié)構(gòu)的選擇</p><p>　　根據(jù)絕緣結(jié)構(gòu)方式不同，一般有礦物油變壓器、硅油變壓器、六氟化硫變壓</p><p>　　器、干式變壓器及環(huán)氧樹(shù)脂澆變壓器等。多層或高層主體建筑內(nèi)變電所，一般選用不燃或難燃型變壓器

74、.在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響安全運(yùn)行的場(chǎng)所內(nèi)，應(yīng)選用防塵型或防腐型變壓器。</p><p>　　4、變電所選擇一臺(tái)或兩臺(tái)變壓器各有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：</p><p>　　選用兩臺(tái)變壓器的變電所，當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。當(dāng)負(fù)荷大時(shí)候，兩臺(tái)變壓器又可以配合運(yùn)用。但是兩臺(tái)變壓器的投資比較大，一般小的變電所甚至承擔(dān)不起這樣的消耗,運(yùn)行消耗也比較大，它工作時(shí)候兩個(gè)

75、鐵心同時(shí)運(yùn)行,這樣勢(shì)必增大了運(yùn)行成本。</p><p>　　選用一臺(tái)變壓器的變電所，當(dāng)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，那么將會(huì)出現(xiàn)全廠停電的嚴(yán)重情況，如果一級(jí)負(fù)荷遇到了停電情況,那么損失將會(huì)是無(wú)法估算的，因一臺(tái)變壓器的供殿可靠性比較差，但是一臺(tái)變壓器的投資小、運(yùn)行損耗小，因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)只要一個(gè)鐵心在工作，這樣勢(shì)必減少了運(yùn)行成本。</p><p>　　綜上所述，選用兩臺(tái)變壓器雖然它有一些缺點(diǎn)，但是它的優(yōu)

76、點(diǎn)早已經(jīng)把這些缺點(diǎn)</p><p>　　給掩蓋，優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它的缺點(diǎn)，而選用一臺(tái)變壓器雖然它有一些優(yōu)點(diǎn),但是它的弊端太明顯也很嚴(yán)重。</p><p>　　變電縮通常為了生產(chǎn)、生活、用電等的需要，都會(huì)選用兩臺(tái)變壓器，因?yàn)樗膬?yōu)點(diǎn)太明顯了，而且非常的多。比較單臺(tái)變壓器兩臺(tái)變壓器技術(shù)指標(biāo)供電安全比滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量電壓損耗略比電壓損耗略小靈活方便性靈活性差靈活

77、性好擴(kuò)建適用性稍差好經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資跟兩臺(tái)變壓器相比所需要的花費(fèi)要少花費(fèi)投資比較多。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)中的對(duì)三個(gè)車間、一個(gè)辦公樓的供電,我覺(jué)得也應(yīng)該用</p><p>　　兩臺(tái)變壓器供電，這樣就很難造成一些不必要的損失了。</p><p>　　十四、變壓器容量的確定</p><p>　?、弊儔浩魅萘窟x擇時(shí)應(yīng)遵循的原

78、則</p><p>　　① 只裝有一臺(tái)變壓器的變電所，變壓器的額定容量應(yīng)滿足全部用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的需要。</p><p>　?、?裝有兩臺(tái)變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的額定容量應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：</p><p>　　a、任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要；</p><p>　　b、任一臺(tái)變 .器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足全部用電

79、容量設(shè)備70%的需要。</p><p>　?、?變壓器正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷率應(yīng)控制在額定容量的70% ~ 80%為宜，以提高運(yùn)行率。</p><p><b>　　十五、短路電流</b></p><p>　　工廠供電系統(tǒng)要求正常地不簡(jiǎn)斷地用電負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。但是由于種種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞。系統(tǒng)中

80、最常見(jiàn)的故障就是短路。短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分之間的低阻性短接。短路后，短路電流比正常電流大得多；在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬(wàn)安甚至幾十萬(wàn)安。如此大的電流可對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時(shí)需要進(jìn)行短路電流的計(jì)算，以便正確的選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大電流時(shí)不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障的開(kāi)關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的

81、元件等，也必須計(jì)算短路電流。</p><p>　?、瘛⒍搪返姆N類及產(chǎn)生短路的原因</p><p>　?、倍搪罚汗╇娤到y(tǒng)中不等電位的點(diǎn)沒(méi)有經(jīng)過(guò)用電器而直接相連通。</p><p>　?、差愋停喝?、兩相、兩相接地、單相、單相接地。</p><p>　　*分對(duì)稱性短路和非對(duì)稱性短路。</p><p>　　對(duì)稱短路： ==、

82、==、==</p><p>　　*最關(guān)鍵的兩個(gè)短路電流：最大短路電流---選擇設(shè)備、導(dǎo)線，最小短路電流---繼電保護(hù)裝置校驗(yàn)</p><p>　　短路的電壓與電流的相位差較正常時(shí)增大，接近于90 度。</p><p>　　單相短路只發(fā)生在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中。</p><p>　　其他：層間、層間短路。主要指電動(dòng)機(jī)、變壓器和線

83、圈等。</p><p>　?、吃斐啥搪吩颍航^緣損壞、設(shè)備老化、使用不當(dāng)、外力作用、誤操作、鳥(niǎo)獸觸及等。</p><p><b>　　Ⅱ、短路的危害</b></p><p><b>　　⒈特點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)電流劇增至正常電流的幾十甚至幾百倍（電流大）。</p>

84、<p>　　(2)系統(tǒng)電壓驟降。</p><p><b>　　⒉后果：</b></p><p>　?。?）損害設(shè)備和線路。</p><p>　　（2）設(shè)備不能正常工作。</p><p>　?。?）影響電力系統(tǒng)運(yùn)行。</p><p>　?。?）通信線路、電子設(shè)備干擾、產(chǎn)生誤動(dòng)作。</

85、p><p>　　⒊保護(hù)措施：限制、裝設(shè)熔斷器、繼電保護(hù)裝置等。</p><p>　?、?、計(jì)算短路電流的目的和任務(wù)</p><p>　　1、選擇導(dǎo)線和設(shè)備。</p><p>　　2、選擇和整定繼電保護(hù)裝置。</p><p>　　3、確定接線和運(yùn)行方式。</p><p>　　4、選擇限流電抗器。<

86、/p><p>　　Ⅳ、影響短路電流的因素</p><p>　　影響短路電流的因素主要有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　⒈電源布局及其地理位置，特別是大容量發(fā)電廠及發(fā)電廠群距受端系統(tǒng)或負(fù)</p><p><b>　　荷中心的電氣距離；</b></p><p>　　⒉發(fā)電廠的規(guī)模、單機(jī)容量、接入系統(tǒng)電壓等

87、級(jí)及主接線方式；</p><p>　?、畴娏W(wǎng)結(jié)構(gòu)（特別是主網(wǎng)架）的緊密程度及不同電壓電力網(wǎng)間的耦合程度；</p><p>　　⒋接至樞紐變電所的發(fā)電和變電容量，其中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量和方式對(duì)單相短路電流水平影響很大；</p><p>　?、惦娏ο到y(tǒng)間互聯(lián)的強(qiáng)弱及互聯(lián)方式。</p><p>　?、酢⑾拗贫搪冯娏鞯拇胧?lt;/p><

88、p>　　當(dāng)電力網(wǎng)短路電流數(shù)值與系統(tǒng)運(yùn)行和發(fā)展不適應(yīng)時(shí)，應(yīng)采取措施限制短路電流，一般可以從電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)運(yùn)行和設(shè)備等方面采取措施：</p><p>　　⒈電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)方面：在保持合理電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，及時(shí)發(fā)展高一級(jí)電壓、電網(wǎng)互聯(lián)或新建線路時(shí)注意減少網(wǎng)絡(luò)的緊密性，大容量發(fā)電廠盡量接入最高一級(jí)</p><p>　　電壓電網(wǎng)，合理選擇開(kāi)閉所的位置及直流聯(lián)網(wǎng)等，要經(jīng)過(guò)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后決定。&

89、lt;/p><p>　?、蚕到y(tǒng)運(yùn)行方面：高一級(jí)電壓電網(wǎng)形成后及時(shí)將低一級(jí)電壓電網(wǎng)分片運(yùn)行、多母線分列運(yùn)行和母線分段運(yùn)行等。</p><p>　?、吃O(shè)備方面：結(jié)合電力網(wǎng)具體情況，可采用高阻抗變壓器、分裂電抗器等常用措施，在高壓電網(wǎng)必要時(shí)可采用LC 諧振式或晶閘管控制式短路電流限制裝置。</p><p>　　⒋其他方面：為限制單相短路電流，可采用減少中性點(diǎn)接地變壓器數(shù)目、變

90、壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地、部分變壓器中性點(diǎn)正常不接地，在變壓器跳開(kāi)前使用快速接地開(kāi)關(guān)將中性點(diǎn)接地、發(fā)電機(jī)變壓器組的升壓變壓器不接地，但要提高變壓器和中性點(diǎn)的絕緣水平及限制自耦變壓器使用等。</p><p><b>　?、觥⒍搪冯娏鞯挠?jì)算</b></p><p>　　表3、電力線路每相的單位長(zhǎng)度電抗平均值</p><p>　　1. 求k－１點(diǎn)的三相

91、短路電流和短路容量（=10.5KV ） </p><p>　　注解：短路計(jì)算電壓取值要比線路額定電壓高5%。</p><p>　　1）計(jì)算短路電流中各元件的電抗及總電抗。</p><p>　　? 電力系統(tǒng)的電抗：由表3—1 可知SN10－10I 型短路器的短流容量</p><p>　　S oc =300MV.A，因此。? X1=/ =0.37

92、</p><p>　　? 架空電路的電抗：由表3－2 得 = 0.38Ω/km，因此</p><p>　　= LX0 =0.38（Ω/km）x 10 km = 3.8Ω</p><p>　　K－1 點(diǎn)短路的等效電路如圖所示，其計(jì)算總電抗如下：</p><p>　?。↘-1）= + =0.37+0.38=4.17Ω</p><

93、;p>　　2）計(jì)算三相短路電流和短路容量。</p><p>　　* 三相短路電流周期分量有效值： /(K-1) KA</p><p>　　* 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流：==1.43KA。</p><p>　　? * 三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流有效值：</p><p>　　=2.55 = 3.71KA ? =1.51

94、= 2.19KA</p><p>　　三相短路容量：=Ucl =23.67MV. A</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)：</b></p><p>　　通過(guò)這一段時(shí)間的課程設(shè)計(jì)，使我得到了很多的經(jīng)驗(yàn)，并且鞏固和加深以及擴(kuò)大了專業(yè)知識(shí)面，鍛煉綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，正確使用技術(shù)資料的能力。達(dá)到了由學(xué)生將向工程技術(shù)人員的過(guò)渡，為進(jìn)一步成為技術(shù)

95、人員奠定基礎(chǔ)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)具有：</p><p>　　1. 鞏固和加深專業(yè)知識(shí)面，鍛煉綜合及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。</p><p>　　2. 學(xué)習(xí)怎樣查找文獻(xiàn)資料，正確使用技術(shù)資料。</p><p>　　3. 熟悉與“建筑電氣工程”相關(guān)的工程技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范、國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)和工具書、設(shè)計(jì)程序及方法。</p><p>　　4. 通過(guò)大量

96、參數(shù)計(jì)算，鍛煉從事工程技術(shù)設(shè)計(jì)的綜合運(yùn)算能力，參數(shù)計(jì)算盡可能采用先進(jìn)的計(jì)算方法。</p><p>　　5. 通過(guò)調(diào)整資料，達(dá)到編寫工程技術(shù)設(shè)計(jì)的說(shuō)明書和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的繪制技術(shù)圖紙的能力。</p><p>　　6. 培養(yǎng)參加手工實(shí)踐，進(jìn)行安裝，調(diào)試和運(yùn)行的能力。</p><p>　　7. 培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍和實(shí)事求是的工作作風(fēng)，塑造一個(gè)工程技術(shù)人員的形象，從而盡快

97、實(shí)現(xiàn)從學(xué)生到一個(gè)合格的工程技術(shù)人員的過(guò)渡。</p><p><b>　　十六、規(guī)劃圖</b></p><p>　　注：110KV配電裝置斷面圖</p><p>　　注：35KV配電裝置斷面圖 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　《建筑供電與照