動力車間配電系統論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ≥S30 ；（2）A（JGJ/T16—92規定）或1250 KVA（GB50053—94規定）。如果用電設備容量較大、負荷集中且運行合理時，亦可選用較大容量的變壓器。[這樣選擇的原因：一是由于一般車間的負荷密度，選用10001250 KVA的變壓器更接近于負荷中心，減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量；另一是限于變壓器低壓側總開關的斷流容量。] 低壓為230/400V的配電變壓器聯結組別的選擇：（1） 選擇Y,yn0聯結組別的幾種情況：① 三相負荷基本平衡，其低壓中性線電流不致超過低壓繞組額定電流25%時；② 供電系統中高次諧波干擾不嚴重時；③ 低壓單相接地短路保護的動作靈敏度達到要求時；（2） 選擇D,yn11聯結組別的幾種情況：① 由單相不平衡負荷引起的中性電流超過變壓器低壓繞組額定電流25%時；② 供電系統中存在較大的“諧波源”，三次及以上高次次諧波電流比較突出時；③ 需要增大單相短路電流值，以確保低壓單相接地短路保護的動作靈敏度；除此之外,考慮到空壓、冷東裝置在整個廠生產過程中所起到的作用，車間應該設有四臺變壓器，四套設備同時運行；每臺變壓器承擔50%的計算負荷，兩臺變壓器互為暗備用；但兩臺變壓器的容量均按計算負荷的70%∽80%來選擇。這樣，變壓器在正常運行時的負載率β不超過下列百分值：β=(50/80)%∽(50/70)%≈%∽71%基本上滿足經濟運行的要求。在故障的情況下,不用考慮變壓器的過負荷能力就能擔負起對全部負荷供電的任務。綜上所述:依據車間低壓裝置的計算負荷可以選定催化車間變壓器為：選用10KV級S10系列節能型電力變壓器四臺。其技術參數如下：額定容量：1600KVA 一次側額定電壓：6000V二次側額定電壓：400V 聯結組別：Y,yn0或Dyn11空載損耗：ΔPk= 短路損耗：ΔPe=短路電壓百分值：ud %= 空載電流百分值：Ik %=當電流通過變壓器時，就要引起有功功率和無功功率的損耗，這部分功率損耗也需要由電力系統供給。因此，在確定車間主結母線時需要考慮到這部分功率損耗。變壓器的負荷率：β=S30/Se =4≈40%變壓器的有功損耗為：ΔPb=ΔPk+β178。ΔPe ΔPb =+178。=變壓器的無功損耗為：ΔQb=ΔQk+β178。ΔQe ΔQb = Ik %/100 Se+β178。[ud %/100 Se ] =1600+178。[1600 ]=3 短路及短路電流的計算 短路的概述 “短路”是電力系統中常發生的一種故障。所謂短路是指電網某一相導體未通過任何負荷而直接與另一相導體或地接觸。電器設備載流部分絕緣損壞是形成短路的主要原因，它帶來的危害也是相當嚴重的后果：（1）損壞電氣設備：短路電路要產生很大的電動力和很高的溫度，可使故障設備造成嚴重的損壞，并可能損壞電路其它設備。（2）造成停電事故：由于電路中裝設有短路保護裝置，因此在電路短路時，將使得短路電路斷開，從而造成停電。短路點越靠近電源，短路引起停電的范圍越大，給國民經濟造成的損失越大。（3）引起電壓驟降：短路時電壓要驟降，從而嚴重影響電氣設備的運行。電壓的嚴重下降，還可能破壞各發電廠并列運行的穩定性，使得并列運行的發電機組失去同步，造成系統解列.（4）造成電磁干擾：不對稱短路電流產生的不平衡磁場，對附近的通信線路、信號系統及電子設備等產生嚴重的干擾，影響其正常運行，甚至可能造成誤動作。常見的幾種短路類型（1） 對稱短路：（2） 三相短路：（3） 不對稱短路：兩相短路 兩相接地短路單相短路:進行短路電流計算的目的是為了保證電力系統安全運行，在設計選擇電器設備時都要用可能流經該設備的最大短路電流進行熱穩定校驗和動穩定校驗，以保證該設備在運行中能夠經受住突發短路故障引起的發熱效應和電動理效應的巨大沖擊。同時，為了盡快切斷電源對短路點的供電，采用了各種繼電保護和自動裝置，這些裝置的整定計算也需要準確的短路電流數據。為了校驗各種電器設備，必須找出可能出現的最嚴重的短路電流。經分析，發現在空載線路上且恰好當某一相電壓過零時刻發生三相短路，在該相中就會出現最為嚴重的短路電流。 電力網絡中的短路計算 短路計算的相關公式（） 有名值與標幺值換算公式參數名稱有名值標幺值說明功率S一般取Sd=100MVA電壓U一般取Ud=Uev電流I電抗X=是以Sd為基準容量的標幺值變壓器電抗線路電抗為線路每公里電抗值電抗器電抗%為電抗器銘牌上數值系統等值電抗（MVA）（KA）為某點短路容量，為該點的三相短路電流電動機電抗為啟動電流倍數根據經驗值，一般6KV 電壓級的基準數據如下示：=100MVA；=；；；高壓網絡中對于無窮大電源系統三相短路標幺值法計算公式： 為系統電源到短路點間的總阻抗；（KA） 為短路點處的平均電壓，為次暫態短路電流； =（MVA）；（KA） 為沖擊電流，為短路電流沖擊系數；低壓配電網絡中短路電流的計算：（1） 高壓側系統的的等值電抗配電變壓器容量較小，阻抗值較大，一般可認為短路時其高壓側母線電壓保持不變，即為無窮大電源系統?？蓳率剿愠鱿到y的等值阻抗（折算到400V 側）： 配電變壓側短路容量，KVA（2） 變壓器的阻抗式中，的單位為KW；的單位為V；的單位為KVA（4） 低壓電網內電阻值較大，不能略去。用來代替計算中的電抗X。（5） 一般采用標幺值法或有名值計算比較簡便。采用有名值計算時電壓單位用V，電流用KA，容量用KVA，阻抗用。有關計算公式： 式中， 為短路回路每相的總阻抗，；、分別為短路回路每相的總電阻、總電抗，；為平均額定線電壓V。（1） 短路電流沖擊系數的取值；在1000V 。（2）對電網中異步電動機負荷的處理一些接在短路點附近（5m內）且容量較大的異步電動機（電動機容量大于100KW或總容量大于100 KW的感應電動機），在短路初瞬次暫態階段，短路點的電壓為零，這些電動機因為有較大的慣性，轉速不能立即降到零，因此其反電動勢大于電網的剩余電壓。此時看作一臺發電機，能向短路點反饋次暫態短路電流和沖擊短路電流?？砂聪鹿接嬎悖海唬皇街校瑸殡妱訖C次暫態電勢標幺值，；為電動機次暫態電抗標幺值，；為電動機短路電流沖擊系數，~。（3）系統等值電抗的估算：， 為系統分界母線處的短路容量（有時用該處斷路器額定斷流容量代替）(4)短路時母線殘壓的計算：電網中發生三相短路時，短路點的電壓降為零，短路點附近的電壓也大為降低。為分析短路時電力系統的運行狀態或因繼電保護整定計算的要求，需要計算系統中某點在短路時的電壓（殘壓） 為由短路點算起到系統某點的電抗標幺值。4 導線及其截面的選擇 導線和電纜的選擇導線和電纜選擇是工業企業供電網絡設計中的一個重要組成部分，因為它們是構成供電網絡的主要元件，電能必須依靠它們來輸送分配。在選擇導線和電纜的型號及截面時，既要保證供電的安全可靠，又要充分利用導線和電纜的負載能力。選擇導線和電纜截面時，必須考慮以下幾個因素，這些因素也是我們的選擇原則： （1）發熱問題 電流通過導線或電纜時將引起發熱，從而使其溫度升高。當通過的電流超過其允許電流時，將其絕緣線和電纜的絕緣加速老化，嚴重時將燒毀導線或電纜，或引起其它的事故，不能保證安全供電。另一方面為了避免浪費有色金屬，應該充分利用導線和電纜的負荷能力。因此，必須按導線或電纜的允許載流量來選擇其截面。 （2）電壓損失問題 電流通過導線時，除產生電能損耗外，由于線路上有電阻和電抗，還產生電壓損失。當電壓損失超過一定的范圍后，將使用電設備端子上的電壓不足，嚴重影響用電設備的正常運行。 （3）架空線路的機械強度 架空線路經受風、雪、覆冰和溫度變化的影響，因此必須有足夠的機械強度以保證其安全運行，其截面不得小于某一最小允許截面。（4） 經濟條件 導線和電纜截面的大小，直接影響網絡的出投資及電能損耗的大小。截面選的小些，可節約有色金屬和減少電網投資，但網絡中的電能損耗增大。反之，網路中的電能損耗雖然減少，但有色金屬耗用量和電網投資都隨之增大。因此這里有一個經濟運行的問題，即所謂按經濟電流密度選擇導線和電纜截面，此時網路中的年運行費用最小。 導線截面選擇及校驗的方法常用選擇導線截面的方法有：按發熱條件選擇；按照允許電壓損失條件選擇；按照機械強度條件選擇；按照經濟電流密度條件選擇。從原則上講，上述四個條件都滿足，以其中最大的截面作為我們應該選取的導線截面。但是，對一般工業企業6~10KV線路來說，因為電力線路不長，如按照經濟電流密度來選擇導線的截面，則往往偏大，所以一般只作為參考數據。只有大型工業企業的外部電源線路，但負荷較大、線路較長時，特別是35KV 及以上的輸電線路，主要應按經濟電流密度來選擇導線截面。對于一般的工業企業內部6~10KV 線路，因線路不長，其電壓損失不大，所以一般按發熱條件選擇，然后按其它條件進行校驗。對于380V 低壓線路，雖然線路不長，但因電流較大，在按發熱條件選擇的同時，還應按允許電壓損失的條件進行校驗。 按照允許電壓損失條件選擇條件：≤5% 進行校驗，各設備導線的選擇均滿足此條件。式中，、為每公里線路的電阻和電抗；為由有功負荷及電阻引起的電壓損失； 為由無功負荷及電抗引起的電壓損失；除此校驗條件外，還需考慮到熔斷器和自動開關與導線截面的配合問題，它們之間也需要滿足一定的關系：（1） 對于動力支線采用電纜敷設時，熔斷器和電纜允許電流的倍數關系是（ 為熔斷器熔體的額定電流，A； 為電纜允許的電流，）自動開關和電纜允許電流的倍數關系是，（ 為長延時脫扣器整定電流，為瞬時脫扣器整定電流，A）。（2） 對于動力干線采用電纜敷設時，熔斷器和電纜允許電流的倍數關系是；自動開關和電纜允許電流的倍數關系是。（3） 對于有爆炸危險的廠房中選擇電纜截面的條件為。綜上所述： 動力車間各用電設備導線及其截面的選擇和校驗情況如下表所示： （） 車間各用電設備導線截面的選擇和校驗設備名稱電纜型號（A）(A)5℃冷凝器水泵VLV293430合格35℃冷凝器水泵VLV2932587合格機封水循環水泵VLV293430合格5℃冷凝器風扇VLV293166742合格35℃冷凝器風扇VLV293166742合格氨冷機組VLV293166742合格氨冷機組出線VLV293166742合格電容柜VLV293166742合格空氣壓縮機VLV2932587合格7℃水泵VLV2932587合格5℃水泵VLV2932587合格排風機VLV2932587合格現場儀表電源VLV2932587合格控制室儀表電源VLV293638合格35℃鹽水泵VLV29