【正文】 低。 由于無功功率對供電系統(tǒng)有著如上諸多不利的影響，因此必須提高功率因數(shù)，降低無功功率的輸送量，提高系統(tǒng)及用戶供電質(zhì)量，保證經(jīng)濟、合理地供電的需要。 第二節(jié) 無功功率補償?shù)姆椒? 要使供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)提高，一般從兩個方面采取措施： 一是提高用電設備的自然功率因數(shù)，自然功率因數(shù)是指不采用任何補償裝置式的功率因數(shù)。這種方法只能通過選擇功率因數(shù)高的電氣設備來做到，但不能達到完全補償。 二是采取人工補償?shù)姆椒ㄊ箍偣β室驍?shù)得以提高，有兩種方法，一是采用同步電動 機替代異步電動機工作，由于投資和損耗較大，又不便于維護、檢修，供配電系統(tǒng)中很少采用。二是采用并聯(lián)電容器補償。 采用并聯(lián)電容器補償時目前供配電系統(tǒng)中普遍采用的一種補償方法，也叫移相電容器靜止無功補償。它具有有功損耗小、運行維護方便、補償容量增減方便、 10 個別電容器損壞不影響整體使用等特點，所以本設計采用并聯(lián)電容器補償。 無功功率補償計算過程見無功功率補償計算書 第 五章 短路電流計算 第一節(jié) 短路的危害和種類 短路是電力系統(tǒng)中最常見的且很嚴重的故障。短路故障將使系統(tǒng)電壓降低和回路電流大大增加，它不僅會 影響用戶的正常供電，而且會破壞電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并損壞電氣設備。因此，在發(fā)電廠變電站以及整個電力系統(tǒng)的設計和運行中，都必須對短路電流進行計算。 三相交流系統(tǒng)的短路種類主要有三相短路，兩相短路，單相短路和兩相接地短路。三相短路指供配電系統(tǒng)三相導體間的短路；兩相短路指三相供配電系統(tǒng)中任意兩相導體間的短路；單相短路指供配電系統(tǒng)中任一相經(jīng)大地與中性點或與中線發(fā)生的短路。上述短路中，三相短路屬于對稱短路，其他短路屬于不對稱短路。在電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，發(fā)生三相短路的可能性最小，但通常三相短路的短路電流 最大，危害也最嚴重，所以短路電流計算的重點是三相短路電流計算。 第二節(jié) 短路電流計算目的 計算短路電流的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，避免在短路電流作用下?lián)p壞電氣設備，如果短路電流太大，必須采用限流措施，以及進行繼電保護裝置的整定計算。 為達到上述目的，需計算出下列各短路參數(shù)： kI 三相短路電流周期分量有效值，用來作為繼電保護的整定計算和校驗斷路器的額定開斷電流。應采用（電力系統(tǒng)在最大運行方式下）繼電保護安裝 11 處發(fā)生短路時的三相短路電流周期分量有效值來計 算保護裝置的整定值。 ish 三相短路沖擊電流，用來校驗電氣設備和母線的動穩(wěn)定。 Ish 三相短路穩(wěn)態(tài)有效值，用來校驗電氣設備和母線的熱穩(wěn)定。 S 次暫態(tài)三相短路容量，用來校驗斷路器的遮斷容量和判斷母線短路容量是否超過規(guī)定值，作為選擇限流電抗器的依據(jù) 采用標幺制計算時，其計算公式為： 133BBKKK SSIIZ UU? ? ? ? （ 5— 1） 2sh sh Ki K I? ? ? （ 5— 2） Ksh II ? （ 5— 3） *39。 KBISS ? （ 5— 4） 第三節(jié) 短路電流計算點的確定 通常三相短路的短路電流最大，危害也最嚴重，所以短 路電流計算的重點是三相短路電流計算。按三相短路進行短路電流計算，可能發(fā)生最大短路電流的短路電流計算點有 3 個，即 110KV 母線短路（ K1 點）， 10KV 母線短路（ K2 點）， 母線短路（ K3）。 短路電流計算點如圖 所示 1 1 0 k v 1 0 k v 0 .4 k vK 1 K 2K 3 圖 系統(tǒng)短路等效電路圖 12 第四節(jié) 短路計算的方法和步驟 在本設計中將系統(tǒng)看成無窮大容量，采用 標幺值法 進行短路電流計算。 其步驟如下 繪制計算 電路圖。將短路計算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號。 確定短路計算點。短路計算點的選擇要使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。 按所選擇的短路計算點繪制出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。 將等效電路化簡，求出其等效總阻抗 ， 計算短路電流和短路容量。 第六章 主要電氣設備選擇與校驗原則 第一節(jié) 電氣設備選擇原則 電氣設備的選擇是發(fā)電廠和變電站電氣設計的主要內(nèi)容之一。正確的選擇電氣設備是使電氣主接線和配電裝置達到安全、經(jīng)濟運行的重要條件。在進行電氣設備 選擇時必須符合國家有關經(jīng)濟技術政策。技術要先進，經(jīng)濟要合理，安全要可靠，運行要靈活，而且要符合現(xiàn)場的自然條件要求。所選設備正常時應能可靠工作，短路時應能承受多種短路效應。電氣設備的選擇應遵循以下兩個原則： 1.按正常工作狀態(tài)選擇； 。 一．按正常工作狀態(tài)選擇電氣設備 ： （ 1） .額定電壓：電氣設備的最高允許工作電壓不得低于裝設回路的最高運行電壓。一般 220KV 及以下的電氣設備的最高允許工作電壓為 。所以一般可以按照電氣設備的額定電壓 Ue不低于裝設地點的電網(wǎng)的額定電壓 Uew : Ue≥ Uew （ 2） .額定電流：所選電氣設備的額定電流 In不得低于裝設回路最大持續(xù)工作電流 Imax: Ie≥ Imax。計算回路的 Imax應該考慮回路中各種運行方式下的在持續(xù)工作電流：變壓器回路考慮在電壓降低 5％時出力保持不變，所以 Imax＝ In。母聯(lián)斷路器回路一般可取變壓器回路總的 Imax；出線回路應該考慮出線最大負荷情況下的 Imax。 13 二．按短路狀態(tài)校驗： （ 1） .熱穩(wěn)定校驗：當短路電流通過所選的電氣設備時，其熱效應不應該超過允許值： Qy≥ Qd （ 2） .動穩(wěn)定校驗：所選電氣設備通過最大短路電流值時，不 應因短路電流的電動力效應而造成變形或損壞： ish≦ idw 第二節(jié) 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器是主系統(tǒng)的重要設備之一。它的主要功能是：正常運行時，用它來倒換運行方式，把設備和線路接入電路或退出運行，起著控制作用；當設備或線路發(fā)生故障時，能快速切除故障回路、保證無故障部分正常運行，能起保護作用。 一．選擇斷路器時應滿足以下基本要求： ，不但能長期通過負荷電流，即使通過短路電流，也應該具有足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。 。 短的分段時間。 ，并要求結(jié)構簡單、體積小、重量輕、安裝維護方便。 二．斷路器種類選擇 考慮到可靠性和經(jīng)濟性，方便運行維護且由于 SF6 斷路器已成為高壓和超高壓唯一有發(fā)展前途的斷路器。故在 110KV 側(cè)和 35KV 側(cè)采用六氟化硫斷路器，其滅弧能力強、絕緣性能強、不燃燒、體積小、使用壽命和檢修周期長而且使用可靠，不存在不安全問題。真空斷路器由于其噪音小、不爆炸、體積小、無污染、可頻繁操作、使用壽命和檢修周期長、開距短，滅弧室小巧精確，所須的操作功小，動作快，燃弧時間短、且于開斷電源 大小無關，熄弧后觸頭間隙介質(zhì)恢復速度快，開斷近區(qū)故障性能好，且適于開斷容性負荷電流等特點。因而被大量使用于 35KV 及以下的電壓等級中。所以 10KV 側(cè)采用真空斷路器。 三．斷路器型式選擇 按額定電壓、額定電流選擇；按開斷電流選擇、短路熱穩(wěn)定校驗、短路動穩(wěn) 14 定校驗 第三節(jié) 隔離開關的選擇 隔離開關也是發(fā)電廠和變電站中常用的開關電器，它需與斷路器配套使用。因其無滅弧裝置，不能用來接通和切斷負荷電流及短路電流。 隔離開關的工作特點是在有電壓、無負荷電流情況下，分、合電路。其主要功用為： ：在檢修電氣設 備時，用隔離開關將被檢修的設與電源電壓隔離， 以確保檢修的安全。 ：投入備用母線或旁路母線以及改變運行方式時，常用隔離開關 配合短路器，協(xié)同操作來完成 、合小電流：因隔離開關具有一定的分、合小電流和電容電流的能力，故一般可用來進行以下操作：分、合避雷器、電壓互感器和空載母線；分、合勵磁電流不超過 2A 的空載變壓器；關合電容電流不超過 5A的空載線路。 隔離開關與短路器相比，額定電壓、額定電流的選擇及短路動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗的項目相同。但由于隔離開關不用來接通和切除短路電流，故無需進行開斷電流的校 驗。 第四節(jié) 互感器的選擇 互感器是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護等二次設備獲取電氣一次回路信息的傳感器?；ジ衅鲗⒏唠妷?、大電流按比例變成低電壓（ 100、 100/3 ）和小電流（ 1A），其一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表與繼電保護等。 為了確保工作人員在接觸測量儀表和繼電器時的安全，互感器的每一個二次繞組必須有一可靠的接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高電壓。 互感器包括電流互感器和電壓互感器兩大類，主要是電磁式的。 一．電流互感器的 選擇 Ie=Igmax／ 110%確定 CT一次額定電壓 CT用途，確定其級次組別及接線方式 線路側(cè)設置差動、過電流、測量三組 CT，接成三相星形 10kV 主變出口設置差動、計量、測量及電流保護三組 CT，接成三相星形 15 10kV 負荷出線處設置計量、測量及電流保護二組 CT，接成二相星形 選定型號，根據(jù)短路情況校驗熱穩(wěn)定及動穩(wěn)定 二．電壓互感器的選擇 正常工作條件：一次回路電壓，一次回路電流，二次負荷，準確度等級，機械負荷；承受過電壓能力：絕緣水平，泄露比距。 環(huán)境溫度，最大風速，相對濕度，海拔高度，地震烈度。 1） .6～ 20kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構，在高壓開關柜中或在布置地位狹窄的地方，可采用樹脂澆注絕緣結(jié)構。當需要零序電壓是，一般采用三相三柱式電壓互感器。 2） .35～ 110kV 配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構電磁式電壓互感器。 ，當系統(tǒng)發(fā)生短路時，電壓互感器本身不遭受短路電流作用，因此不校驗熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定。 第五節(jié) 母線的選擇 一 .母線的選擇原則 （ 1） 選擇母線的材料，結(jié)構和排列方式。 110kV 母線一般采用軟導體型式；35KV 及以下母線應選硬導體為宜。 （ 2）選擇母線截面的大小?？砂唇?jīng)濟電流密度選擇或按導體長期發(fā)熱允許電流選擇。 ①按經(jīng)濟電流密度選擇： eccjIS? (㎜2) （ 6— 1） 式中 IC—— 正常工作時的最大持續(xù)工作電流， A。 ②按導體長期發(fā)熱允許電流選擇 導體所在電路中最大持續(xù)工作電流應不大于導體長期發(fā)熱的允許電流 ，即 Igma≤ KQIP （ 6— 2） 16 式中： maxgI —— 相應于導體允許溫度和基準環(huán)境條件下導體所在回路中最大長期持續(xù)工作電流， A； IP—— 在額定環(huán)境溫度 25OO C? ?? 時導體允許電流， A KQ—— 綜合修正系數(shù)，裸導體的值與海拔和環(huán)境溫度有關。 二 . 檢驗母線短路時的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定 對 35kV 以上母線，應檢 驗它在當?shù)鼐μ鞖庀髼l件下是否發(fā)生電暈；對于重要母線和大電流母線，由于電力網(wǎng)母線振動，為避免共振，應校驗母線自振頻率。 電暈電壓校驗 對于 110～ 220kV 裸母線，可按晴天不發(fā)生全面電暈條件進行校驗，即裸母線的臨界電壓應大于最高工作電壓 lj maxgUU? （ 6— 3） lj r =8 4k m δ r ( 1+ ) lg rδ rU ? （ 6— 4） 式中： k —— 三相導線等邊三角布置時為 1，水平布置時為 ； rm —— 導線表面粗糙系數(shù)，取 ； ? —— 空氣相對密度，取 ； ? —— 相間距離， cm； r —— 導體半徑為， cm； maxgU —— 安裝處的電網(wǎng)工作電壓 熱穩(wěn)定校驗 按正常電流選出導體截面后，還應按熱穩(wěn)定進行核驗。與導體最高允許加熱溫度所對應的截面為最小允許截面。 min kQS C? （ 6— 5） 式中： C —— 熱穩(wěn)定系數(shù)（與導體材料、結(jié)構及最高允許溫度、長期工作額定溫度有關） kQ —— 短路電流的熱效應， KA2S， 17 minS —— 滿足熱穩(wěn)定的最小截面， mm2 動穩(wěn)定校驗 動穩(wěn)定應滿足： max??? （ 6— 6） 式中： ? —— 線材料的允許應力 max? —— 母 線材料的所受的最大應力 第七章 配電裝置及電