【正文】 gram 查 《 電工手冊》，選 GGD2 型 靜電電容器柜 2 臺 （其中一臺備用） 。每臺柜內(nèi)裝有 正泰 NWC1— 靜電電容器 8 個(gè) ，為保證其負(fù)荷的平衡，每柜每相裝設(shè) 8 個(gè)電容器 ，其實(shí)際補(bǔ)償 容 量： Qz=NPC(U/Ue)2=16*280*()2=320kvar （ 210） 經(jīng)人工補(bǔ)償后 其 無功功率： Qm=QZQC=320280=40kvar （ 211） 視在功率： Sm=√ Pm2+Qm2=√ 7802+402=781kvar 2 2 2 21 3 6 0 4 . 8 5 0 5 8 . 9 1 4 5 1 4 . 9 v a rm m mS P Q k? ? ? ? ? （ 212） 功率因數(shù)： COSΦ =Pm/Sm=780/781= 1 3 6 0 4 .8c o s 0 .9 3 81 4 5 1 4 .9mmPS? ? ? ? （ 213） 另外還選取與電容器 配套的 。 8 主變壓器的選擇 由于 開發(fā)區(qū)熱源廠變電所為三級供電負(fù)荷較多，因此 對供電的可靠性要求較高， 為保證對供電可靠性的要求，變電所的 主變壓器的臺數(shù)確定為兩臺。 為保證其技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理，其 運(yùn)行采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。 變壓器容量的選擇 1） 變 壓器損耗的估算 其損耗計(jì)算如下公式： ? ? （ 214） 2）加入 變壓器損耗后 的 總功率為： P’m=Pm+Pi=*780=801kvar Q’m=Qm+Pi=*40=44kvar S’m=√ P’m2+ Q’m2=825kvar 所選變壓器，每臺容量按下式 確定： 39。b sb mS K S?? （ 215） 其中： sbK 表示事故時(shí)負(fù)荷保證系數(shù)，一般取 ～ 1； 39。cos? 表示考慮人工補(bǔ)償和變壓器損失后的功率因數(shù)。 為保證在變壓器檢修或故障時(shí)全廠各環(huán)節(jié)生產(chǎn)的連續(xù)性， 本設(shè)計(jì) 中 sbK 取 1。這樣主變壓器的容量為： S111000kvar S11100kvar 則 選取 S111000kvar 型電力變壓器作為變電所的主變壓器，其參數(shù)見表 22。 表 22 變壓器參數(shù)表 變壓器損耗計(jì)算 變壓器損耗的計(jì)算以其損耗最大的方式考慮。即以最大負(fù)荷時(shí)一臺變壓器工作的情況型號 額定電壓 額定電流 A 空載電流 I% 阻抗壓降 短路損耗 kw 空載損耗 kw 聯(lián)接 組別 高壓 低壓 高壓 低壓 S1110/ 10KV 1500 Y/Y—11 9 進(jìn) 行計(jì)算，此時(shí)，負(fù)荷率為： β =Smax/Sb=825/1000= （ 216） 有功損耗： △ Pb=△ P0+β 2. △ Pd=+*= （ 217） 無功損耗： △ Qb=(I0%/100+β 2/Ud%/100)Sd=(+*10/100)*1000= （ 218） 加入 變壓器損耗后，變電所總的容量為： Pmax=Pm+△ Pb=801+= Qmax=Qm+△ Qb=40+= Smax=√ +=931kvar bSS ?max ，滿足要求。 cosΦ =Pmax/Smax= ?? ，滿足要求。 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析 變電所的 兩臺變壓器可以有單臺運(yùn)行和并聯(lián)運(yùn)行兩種運(yùn)行方式，變電所的負(fù)荷率在一年四季的不同生產(chǎn)時(shí)期的變化以及變壓器的不同運(yùn)行方式都會使變壓器的負(fù)荷率有很大的變化，從而導(dǎo)致變壓器的有功損耗無功損耗以及無功功率在線路上引起的附加損耗都會有所變化。因此，變壓器應(yīng)該根據(jù) 負(fù)荷 的變化情況改變其運(yùn)行方式，保證其運(yùn)行中的綜合損耗最小，即為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。 變壓器的損耗曲線見圖 22。 由于所選兩臺變壓器的參數(shù)相同，其單臺工作時(shí)的損耗曲線重疊，因此 ，圖中單臺工作的變壓器損耗曲線只畫一條。圖中 02020 PPP ????? 出現(xiàn)不同運(yùn)行方式，變壓器損耗不同的原因是：不同運(yùn)行方式時(shí)，變壓器的負(fù)荷率不同。而變壓器的損耗與負(fù)荷率有關(guān)。 由圖可知，當(dāng) SS1 時(shí)，單臺變壓器 的 損耗 功率比并聯(lián)時(shí)損耗 ?。划?dāng) SS1 時(shí)，變壓器并聯(lián) 10 運(yùn)行 的 損耗 功率比單臺運(yùn)行時(shí) 小。其臨界負(fù)荷容量 S1 按下式確定： 001 ( 1 ) w bd w dP K QS n n SP K Q? ? ??? ? ?? ? ?? （ 219） S ( k v a r )Δ P o2 Δ P o0Δ P b( k w )S 1 圖 23 變壓器損 耗曲線 Fig . 23 Transformer’s loss curve 其中： 1?n —— 投入運(yùn)行的 變壓器的臺數(shù) ，本設(shè)計(jì)中 n=1，即 n+1=2； Sb —— 變壓器的額定容量； Kw —— 無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量； 0039。0 QKPP w????? ——變壓器綜合空載損耗； dwdd QKPP ????? 39。 ——變壓器綜合短路損耗。 無功功率經(jīng)濟(jì)當(dāng)量， 是指供電系統(tǒng)中每增加 1kvar，無功損耗相當(dāng)于供電系統(tǒng)中有功損耗增加的千瓦數(shù)。變壓器離供給無功功率的電源越遠(yuǎn)，則 Kw 越大。通常 Kw=—。由于 開發(fā)區(qū)熱源廠 變電所距發(fā)電廠較近，故取 Kw=，則有： 變壓器無功空載損耗： △ Q0=I0%/100*Sb=*1000=54kvar （ 220） 變壓器無功 負(fù)載 損耗： △ Qd=Ud%/100*Sb=10/100*1000=100kvar （ 221） 11 3 變電所的主結(jié)線圖 表示電氣設(shè)備的元件與其相互間聯(lián)結(jié)順序的圖稱為接 結(jié) 線圖。而主 結(jié) 線圖是表示電能由電源分配至用戶的主要電路的 結(jié) 線圖。變電所的主 結(jié) 線應(yīng)該根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)的等條件確定，并應(yīng)滿足下列要求： 1. 安全 包括設(shè)備安全和人身安全。 2. 可靠 接線要滿足不同類型負(fù)荷的不中斷供電要求。 3. 靈活 利用最少的切換能適應(yīng)不同的運(yùn)行方式。 4. 經(jīng)濟(jì) 在滿足以 上要求的條件下使設(shè)計(jì)投資最少。 如能滿足上述要求時(shí)，變電所高壓側(cè)應(yīng)盡量采用斷路器較少的或不用斷路器的 結(jié) 線，如線路變壓器組或橋型 結(jié) 線等。還要考慮未來的發(fā)展情況，如有擴(kuò)建或改造的需要，在布置上應(yīng)為過渡到最終 結(jié) 線準(zhǔn)備條件。 結(jié)線形式 變電所主結(jié)線與電源電路、電壓和負(fù)荷的大小、級別、以及變壓器的臺數(shù)、容量等因素有關(guān)，所以變電所得主結(jié)線有很多形式。主要的形式有：線路 — 變壓器組結(jié)線，橋式結(jié)線，但母線分段式，和雙母線式。 當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺變壓器時(shí)，采用線路 — 變壓器組結(jié)線比較適宜。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié) 線簡單，使用的設(shè)備少，基建投資省。缺點(diǎn)是供電可靠性低，發(fā)生故障或檢修時(shí)，全部符合都將停止供電。 橋式結(jié)線廣泛應(yīng)用于，有兩回電源線路受電和裝設(shè)兩臺變壓器的變電所中。 單母線分段式，多應(yīng)用于有穿越負(fù)荷的兩回電源進(jìn)線的中間變電所的受配電母線以及橋式結(jié)線變電所主變壓器二次的配電母線。當(dāng)某回受電線路或變壓器因故障及檢修停止運(yùn)行時(shí)，可通過母線分段斷路器的聯(lián)絡(luò)，保證繼續(xù)對兩段母線上的重要負(fù)荷供電。其不足之處是當(dāng)其中任何一端目下需要檢修或發(fā)生故障時(shí)，接于該段母線的全部進(jìn)、出線均停止運(yùn)行。但它相對于雙母線式有所用設(shè)備少，系統(tǒng) 簡單、經(jīng)濟(jì)，操作安全的優(yōu)點(diǎn)。 雙母線式是變電所每回進(jìn)、出線通過隔離開關(guān)可以接在任何一段母線上，兩母線之間用斷路器聯(lián)絡(luò)。因此不論那一段電源與母線同時(shí)發(fā)生故障，都不影響對用戶的供電，故可靠性高，運(yùn)行靈活。缺點(diǎn)是設(shè)備投資多，接線復(fù)雜，操作安全性較差。這種結(jié)線主要用于大容量，符合要求可靠性高，進(jìn)出線回路多的重要變電所。 開發(fā)區(qū)熱源廠變電所高壓及低壓供電系統(tǒng)的配電方式基本采用放射式系統(tǒng)。 12 高壓系統(tǒng)接線方式： 單電源供電兩臺變壓器分別運(yùn)行 低壓系統(tǒng)接線方式： 兩臺不同容量的變壓器供電電源 按季節(jié)分別運(yùn)行、非主用生產(chǎn)用電可用手動雙投道閘投切，適合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 變電所的主結(jié)線 10 千伏側(cè)的結(jié)線 由于開發(fā)區(qū)熱源廠是一條電源進(jìn)線，經(jīng)過比較， 本設(shè)計(jì) 中變電所 主 結(jié) 線采用 一路 10KV電源作為主電源 接線 ， 橋型 結(jié) 線 。 其優(yōu)缺點(diǎn)對比如下表 31 所示： 表 31 橋式結(jié)線對比表 名稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 全橋 適應(yīng)性強(qiáng)，操作方便，運(yùn)行靈活，并已發(fā)展成單母線分段的中間變電所。 設(shè)備多，投資大，占地面積大。 內(nèi)橋 倒換線路時(shí)操作 方便。設(shè)備投資 與 占地面 積 均比全橋少。 操作變壓器和擴(kuò)建成全橋不如外橋形式方便。適應(yīng)于線路進(jìn)線長，故障多，變壓器倒換少的變電所。 外橋 變壓器切換方便，比內(nèi)橋少 兩 組隔離開關(guān)，繼電保護(hù)簡單，易過渡到全橋接線，且投資 與 占地面積少。 倒換線路時(shí)，操作不方便。適應(yīng)于母線短，倒換線路少的終端變電所。 由于開發(fā)區(qū)熱源廠變電所離上級電源僅兩千米，供電可靠性高，故可不經(jīng)常倒換電源，所以， 10 千伏側(cè)結(jié)線形式選為單電源進(jìn)線。 千伏側(cè)的結(jié)線 由于 千伏側(cè)所帶負(fù)荷較多，且為保證一類負(fù)荷供電的可靠性，要求一 類負(fù)荷的供電線路至少設(shè)置兩回線路，且要求兩回線路的電源應(yīng)來自不同變電所或同一變電所的不同母線上，而母線分段式結(jié)線能滿足上述要求，且系統(tǒng)簡單，因此， 千伏側(cè)采用單母線分段式 。 13 4 短路電流的計(jì)算 計(jì)算短路電流的意義目的及短路點(diǎn)的選取 計(jì)算短路電流的意義 所謂短路就是指供電系統(tǒng)中 不 等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接。在供電系統(tǒng)中，出現(xiàn)次數(shù)比較多的嚴(yán)重故障是短路故障。產(chǎn)生短路的主要原因是由于電氣設(shè)備載流部分絕緣損壞，操作人員的 誤 操作或自然現(xiàn)象也能引起短路。發(fā)生斷路時(shí)，由于系統(tǒng)總阻抗大大減少，因而 短路電流能達(dá)到很大的數(shù)值（十幾安至十幾萬安）。這樣大的電流所產(chǎn)生的熱 量 和電動力，會使電氣設(shè)備受到破壞，同時(shí)短路點(diǎn)的電壓降到零。短路點(diǎn)附近的電壓也相應(yīng)的顯著降低，使這些地方的供電質(zhì)量受到影響，甚至被迫中斷，引起嚴(yán)重后果。 為了限制短路時(shí)所造成的危害和故障范圍的擴(kuò)大，需要進(jìn)行短路電流的計(jì)算及采取相應(yīng)的措施，以保證系統(tǒng)在正?；蚬收锨闆r下都可做到安全可靠。 計(jì)算短路電流的目的 1）作為校驗(yàn)電氣設(shè)備的依據(jù)，以確定所選的設(shè)備在發(fā)生短路故障時(shí)，能否正常工作。 2）準(zhǔn)確選擇和校驗(yàn)限制電路電流所需要的設(shè)備，以確保 電氣設(shè)備不被短路電流損壞。 3）確定選擇和校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置所需要的各項(xiàng)參數(shù)。 4）根據(jù)故障的實(shí)際情況，進(jìn)行分析，找出故障原因。 短路點(diǎn)的選取 短路 電流值 是校驗(yàn)電氣設(shè)備及計(jì)算繼電保護(hù)裝置整定值的主要依據(jù)，也是校驗(yàn)保護(hù)裝置靈敏度的重要參數(shù)。 所以，適當(dāng)?shù)倪x擇短路點(diǎn)是很重要的。 由于需要計(jì)算的短路電很多，為了計(jì)算簡單，在短路計(jì)中，短路計(jì)算點(diǎn)不宜選得過多，合理地選擇幾個(gè)典型的短路點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算即可。本設(shè)計(jì)確定七個(gè)短路點(diǎn)，如圖 41 所示。 d 1d 2電 源6 0 k vd 3d 4d 5d 6d 76 k v 圖 41 短路 點(diǎn)示意圖 Fig. 41 Shortcircuits point the schematic drawing 14 第一個(gè)短路點(diǎn)選在 10kv 母線上；第二個(gè)短路點(diǎn)選在 母線上；第三個(gè)短路點(diǎn)選在給水泵電動機(jī) 末端；第四個(gè)短路點(diǎn)選在 鍋爐電動機(jī) 末端；第五個(gè)短路點(diǎn)選在 鍋爐風(fēng)機(jī) 末端。 導(dǎo)線截面的選擇 為了做到供電上的安全可靠、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)合理，導(dǎo)線截面應(yīng)按以下原則選擇。 1）按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線截面 2）按電壓損失選擇導(dǎo)線截面 3）按長時(shí)允許電流選擇導(dǎo)線截面 4）架空線路按機(jī)械強(qiáng)度來選擇；電纜線路按最小熱穩(wěn) 定截面來選擇電纜截面。 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面 為了供電的經(jīng)濟(jì)性，導(dǎo)線截面應(yīng)按經(jīng)濟(jì)電流密度進(jìn)行初選，