大型工厂供电系统的设计
根据以上选择条件选出各变电所变压器，见下表：
变压器 序号 变压器型号 容量 （KVA） NO.1 SJL1—800/10 NO.2 SJL1—1000/10 NO.3 SJL1—315/10 全厂总负荷见下表：
项目 计算负荷 有功（千瓦） 总计 1472.77 无功（千乏） 629.45 视在（千伏安） 1601.64 变压器 联结组别 Y/Y0—12 变压器 阻抗电压 % 5.5 5.5 4 变压器损耗 有功损耗 无功损耗 (千瓦) 12 15 4.725 （千乏） 48 60 18.9 800 1000 Y/Y0—12 315 Y/Y0—12 这时全厂的功率因数小于0.9。由于题目要求本厂的功率因数值在0.9以上，所以再进行一次高压集中补偿，将功率因数补偿到0.94。经查表得
?qC?0.26 ,Qc=0.26×1472.77=382.9 kvar。选用BW 0.4-14-3 电容器，其容
量为14 kvar。N=27
经过这次补偿后全厂负荷如下表所示： 项目 全厂负荷总计 计算负荷 有功（千瓦） 1472.77 无功（千乏） 246.55 视在（千伏安） 1493.3 3.3.4 高低压电容器柜的选择
高低压电容器柜分可自动调节的和不可自动调节的两大类。在负荷或电压昼夜变动较大的情况下，低压电容器组尽可能地采用自动调节装置。 3.4.5电能需求量的计算
工厂年有功电能消耗量Wa?aP30Ta 工厂年无功电能消耗量Wra?aQ30Ta
因为本工厂为三班制，经查表得 当T?6000S时
??0.8
??0.85
Wa?0.8?1472.77?6000?7069296(KW.H) Wra?0.8?629.45?6000?3021360(KVar.H)
12
大型工厂供电系统的设计
第四章 总配电所主结线方案的设计
4.1 概述
配电所在大中型工厂中的作用是厂内电能的中转站，它的位置应当尽量地接近负荷中心 ，经常是配电所与车间变电所设在一起。每个配电所的馈电线路一般不少于4～5回，配电所一般为单母线制，根据负荷的类型及进出线回路数可考虑将母线分段。
配电所的进出线回路数与用户的可靠性要求和传送的功率大小有关。配电所的进线可以采用负荷开关或断路器。负荷开关断流能力小，且不能实现供电系统的自动化。
配电所设计的一般原则并结合工厂实际归纳如下： 一、安全性：
（1） 在高压断路器的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装设高压隔离
开关；
（2） 在低压断路器（自动开关）的电源侧及可能反馈电能的另一侧，必须装
设低压刀开关；
（3） 在装设高压熔断器-负荷开关的出线柜母线侧，必须装高压隔离开关； （4） 配电所高压母线上及架空线末端，必须装设避雷器。装于母线上的避
雷器应与电压互感器共用一组隔离开关，线路上的避雷器前不必再装隔离开关。 二、 可靠性：
（1） 配电所的主结线方案必须与其负荷级别相一致。对二级负荷，应有两回
路或者一回专用架空线路供电；
（2） 接于公共干线上的（即采用树干式供电的）配电所电源进线首端，应
装设带有短路保护的开关设备；
（3） 对于一般生产区的车间变电所，宜由工厂总变配电所采用放射式高压
配电，以确保供电可靠性，但对辅助生产区及生活区的变电所，可采用树干式配电；
（4） 变电所低压侧（电压380V）的总开关，宜采用低压断路器。当有继电
保护或自动切换电源要求时，低压侧总开关和低压分段开关均采用低压断路器。
13
大型工厂供电系统的设计
三、 灵活性:
（1） 配电所采用单母线和单母线分段结线； （2） 主结线方案应于主变压器运行要求相实应。 四、 经济性:
（1） 由于工厂所选用的都是安全可靠且经济美观的成套的配电装置，故柜型
一般采用固定式；
（2） 工厂电源进线上装设专用的计量柜，其互感器只供记费的电度表用。
4.2总配电所主结线的设计
电气主结线是变电所的主要电路，它明确表示了变（配）电所电能接受与分配的主要关系，是变（配）电所运行，操作的主要依据。在设计中，主结线的拟定对电气设备选择，配电装置布置，保护和控制测量的设计，建设投资以及变电所运行的可靠性，灵活性及经济性等都有密切关系，所以主结线的选择是供电系统设计中一项综合性的重要环节。
在三相对称情况下，电气主结线图通常以单线图表示，图上所有电器元件均用统一规定的图形符号表示。
4.2.1 配电所（即车间变电所）的位置的确定
(1) 变配电所位址选择的一般原则：尽量靠近负荷中心、靠近电源侧、进出线
方便、设备运输方便、有扩建和发展的余地。
(2) 由于工厂厂区供电来自总配电所，为经济起见：高压配电所采用室内型独
立式；车间变电所采用室内型附设式（外附）。变电所采用附设式，不占或少占建筑面积，建筑费用和维护费用也较低。
根据上述条件，本设计中把配电所的位置选在制条车间和纺纱车间的中间处。 4.2.2 对电气主结线的基本要求
（1） 根据用电负荷的要求，保证供电的可靠性； （2） 电气主结线应具有一定的运行灵活性； （3） 结线简单，运行方便；
（4） 结合工厂发展规划，留有扩建余地。
设计中为了保证对本厂二级负荷可靠供电，总配电所采用两回路供电，装设两台主变压器的桥式结线，桥式结线提高了线路运行灵活性，增强了供电可靠性。
根据上述方案，可决定总配电所采用下图所示的电气主结线，其特点如下：
14
大型工厂供电系统的设计
（1）变压器高压侧设有少油式断路器，便于配电所的控制、运行、维修； （2）10KV侧采用单母线分段结线，用10千伏少油式断路器将母线分成两段； （3）各车间的一级负荷都由两段母线供电，以保证供电可靠性；
（4）根据规定，备用电源只有在主电源停止运行及主变压器故障或检修时才能
投入，因此备用电源进线开关在正常时是断开的，而高压侧的分段断路器在正常时是闭和的；
（5）在母线侧，工作电源与备用电源之间设有备用电源自动投入装置（BZT），
当工作电源因故障而断开时，备用电源会自动投入；
（6）当主电源发生故障时，变电所的操作电源来自备用电源断路器前的所有变压器；
4.2.3 主接线图
15
大型工厂供电系统的设计
第五章 短路计算
5.1 概述
工厂供电系统要求正常地不间断地对用电符合供电，以保证工厂生产和生活的正常进行。但是由于各种原因，也难免出现故障，而使系统的正常运行遭到破坏。系统中最常见的故障就是短路。短路就是不同电位的导电部分之间的短接。造成短路的主要原因，是电气设备载流部分的绝缘损坏。这种损坏可能是由于设备长期运行、绝缘老化，或由于设备本身不合格、绝缘强度不够而被正常电压击穿，或设备绝缘正常而被过电压击穿，或者是设备绝缘受到外力损伤而造成短路。在供电系统的设计与运行中，不仅要考虑正常工作状态，还要考虑可能发生的故障以及不正常运行情况。对供电系统危害最大的是短路故障。短路电流将引起电动力效应和发热效应以及电压的降低等。因此短路电流是电气主结线的方案比较、电气设备及载流导体的选择、接地计算以及继电保护选择和整定的基础。
由于短路后，电路的阻抗比正常运行时电路的阻抗小的多，所以短路电流比正常电流一般要大几十倍甚至几百倍。在大的电力系统中，短路电流可达几万安培甚至几十万安培。这样大的短路电流对供电系统将产生极大的危害：
（1）短路时要产生很大的电动力和很高的温度，而使故障元件和短路电路
中的其它元件损坏；
（2）短路时电压要骤降，严重影响电气设备的正常运行；
（3）短路时要造成停电事故，而且越靠近电源，短路引起的停电的范围越大，
给国民经济造成的损失也越大；
（4）严重的短路要影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去
同步，造成系统解列；
（5）但相对地短路，其电流将产生较强的不平衡磁场，对附近的通讯线路，信
号系统及电子设备等产生干扰，影响其正常运行，甚至使之发生误动作。 由此可见，短路的后果时非常严重的，因此必须尽力设法消除可能引起短路的一切因素。同时需要进行短路电流计算，以便正确地选择电气设备，使电气设备具有足够的动稳定性和热稳定，以保证在发生可能有的最大短路电流时不致损坏。为了选择切除短路故障的开关电器、整定短路保护的继电保护装置和选择限制短路电流的元件等，也必须计算短路电流。
16