【正文】 見，正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。這些用電設(shè)備品種多，數(shù)量大，工作情況復(fù)雜。8 ) 無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算：在系統(tǒng)中所承擔(dān)的作用是提高電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。 在選擇后還要進(jìn)行熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。具有擴(kuò)建的可能性。而且還要滿足可靠性和電能質(zhì)量的要求。伴隨電力系統(tǒng)中所用電氣元件產(chǎn)品諸如斷路器、繼電器、隔離開關(guān)等性能指標(biāo)的提高，云崗青山變電所的功能也會(huì)越來越完善，可靠性也會(huì)得到很大的提高。本次設(shè)計(jì)的變電站為10kV變電站。 云崗青山變電所的設(shè)計(jì)要求由于本礦區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要電力供不應(yīng)求的情況下，為了適應(yīng)本礦區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要在本礦區(qū)建設(shè)10kV變電站。這樣不僅保護(hù)了各負(fù)荷設(shè)備的安全利于延長是使用壽命，降低設(shè)備投資，而且提高了供電的可靠性，這對(duì)于提高工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率是十分有效的。本文設(shè)計(jì)的就是10KV降壓變電所。于是，電力系統(tǒng)的供電需求要求變電站的一次部分經(jīng)濟(jì)合理，二次部分安全可靠，只有這樣，變電所才能維持正常的運(yùn)行工作。根據(jù)變電站任務(wù)的不同，可將變電站分為升壓變電站和降壓變電站兩大類。變電站的運(yùn)行情況和容量大小會(huì)直接影響到用戶和下級(jí)負(fù)荷的供電，進(jìn)而影響正常的生產(chǎn)生活。因此，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)，做好電力規(guī)劃，十分重要。云崗變電站一次系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案第1章 緒 論 云崗礦變電站的設(shè)計(jì)意義 電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工業(yè)，也是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行工業(yè)，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供保障，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的其他各部門提供足夠的動(dòng)力。由于電能在工業(yè)中是必不可少的資源，電能的分配和輸送是電網(wǎng)建設(shè)中尤為重要的部分。若變電站運(yùn)行系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，系統(tǒng)保護(hù)環(huán)節(jié)動(dòng)作，可能造成一系列事故，如停電等，甚至于發(fā)生危險(xiǎn)，給生產(chǎn)生活帶來極大的不便和危害。升壓變電站一般設(shè)立在發(fā)電廠，降壓變電站一般建立在靠近下級(jí)負(fù)荷的地點(diǎn)。變電站有升壓變電站和降壓變電站兩大類。變電所的主要設(shè)備有電力變壓器，母線和開關(guān)設(shè)備等。工業(yè)產(chǎn)品的效率提高也就意味著產(chǎn)品成本的降低，市場競爭力增大，進(jìn)而可以使企業(yè)效益提高，為國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。 具體要求如下。這些負(fù)荷不僅包括云崗礦區(qū)、開關(guān)廠等工業(yè)部門，也有周邊非工業(yè)部門。 云崗青山變電所電氣部分的設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的目的本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題主要是綜合訓(xùn)練運(yùn)用發(fā)電廠電氣部分，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)，工廠供電，高低壓電氣，電力系統(tǒng)分析等電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)完成“云崗青山變電所電氣部分的設(shè)計(jì)”通過設(shè)計(jì)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)理論，專業(yè)知識(shí)與技能，鞏固過去所學(xué)的電氣知識(shí)，把所學(xué)理論應(yīng)用到實(shí)際工程上去，解決實(shí)際問題，進(jìn)一步了解工程設(shè)計(jì)規(guī)范，要求，掌握設(shè)計(jì)基本內(nèi)容和方法，為學(xué)生參加工作打好基礎(chǔ)！ 云崗青山變電所電氣部分的設(shè)計(jì)方案1 ) 應(yīng)先進(jìn)行負(fù)荷分析計(jì)算： 求出計(jì)算負(fù)荷，目的是為了合理地選擇變電所內(nèi)的各級(jí)電壓供電網(wǎng)絡(luò)，變壓器容量和電器設(shè)備型號(hào)等。接線簡單、清晰，操作簡便。4 ) 根據(jù)主接線進(jìn)行短路計(jì)算：確定中性點(diǎn)接線方式，采用標(biāo)幺值的方法進(jìn)行計(jì)算。6 ) 繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)：其中包括供電線路的繼電保護(hù)和變壓器的保護(hù)。合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少網(wǎng)絡(luò)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。如何根據(jù)這些資料正確估計(jì)所需的電力和電量是一個(gè)非常重要的問題。但是負(fù)荷情況復(fù)雜，影響計(jì)算負(fù)荷的因素有很多，雖然各類負(fù)荷的變化有一定的規(guī)律可行，但仍難準(zhǔn)確確定計(jì)算負(fù)荷的大小。計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知的用電設(shè)備安裝容量確定的，預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。對(duì)于某些特等建筑，如重要的交通樞紐，通信樞紐，國家級(jí)承擔(dān)重大活動(dòng)的會(huì)堂，國家級(jí)的體育中心，以及經(jīng)常用于重要國際活動(dòng)的大量人員集中的公共場所等一級(jí)負(fù)荷，為特別重要的負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷：三級(jí)負(fù)荷為一般的電力負(fù)荷，不屬于一二級(jí)負(fù)荷的，都為三級(jí)負(fù)荷。（2）供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨(dú)立于正常電源的專用配電線路。二級(jí)負(fù)荷：二級(jí)負(fù)荷也屬于重要負(fù)荷，二級(jí)負(fù)荷也要求有兩路獨(dú)立電源供電，或用兩回路送到適宜的配電點(diǎn)。這是考慮架空線路發(fā)生故障時(shí)，較之電纜線路發(fā)生故障時(shí)易于發(fā)現(xiàn)且易于檢查和維修。（1）需要系數(shù)法：他是國際上普遍采用的計(jì)算負(fù)荷的基本方法，最為簡便。采用需用系數(shù)法：已知該變電所為10/ kV降壓變電所。在《供電營業(yè)規(guī)則》中規(guī)定：“用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：100kVA及以上高壓供電的用戶。常用的方法有：： 功率因數(shù)不滿足要求時(shí)，首先應(yīng)提高自然功率因數(shù)。工廠里感應(yīng)電機(jī)消耗無功功率的百分之六十左右，變壓器消耗了百分之二十的無功功率，提高功率因數(shù)的主要途徑也是如何減少感應(yīng)電機(jī)和變壓器上消耗的無功功率。同樣他也有只能有級(jí)調(diào)節(jié)，不能隨無功功率變化進(jìn)行平滑的自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)通風(fēng)不良及運(yùn)行溫度過高時(shí)易發(fā)生漏油，鼓肚，爆炸故障等缺點(diǎn)。個(gè)別補(bǔ)償利用率低，易受環(huán)境條件的影響，適用于長期穩(wěn)定負(fù)荷且需無功功率較大的負(fù)載。（2）同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償：他是通過改變勵(lì)磁電流來調(diào)節(jié)和改善供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，但是其價(jià)格高，維修麻煩，所以同步電機(jī)應(yīng)用不廣。直接供電給用電設(shè)備的終端變電所的降壓變壓器常稱為配電變壓器。電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別是指變壓器一二次側(cè)繞組因采取不同的聯(lián)結(jié)方式而形成變壓器一二次側(cè)對(duì)應(yīng)線電壓之間的不同相位關(guān)系。Dyn11較之采用Yyn0聯(lián)結(jié)有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）有利于抑制高次諧波電流。 變壓器的容量及過負(fù)荷能力變電所主變壓器容量及臺(tái)數(shù)，型號(hào)的確定1選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：(1)應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。（3）除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。 即Snt≥()Sjs. 還有就是任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部的一二級(jí)負(fù)荷的需要。此外并列運(yùn)行的變壓器應(yīng)盡量相同或相近，其最大容量與最小容量之比一般不宜超過3：，很容易在變壓器間產(chǎn)生環(huán)流，并且容易造成小容量變壓器的過負(fù)荷。但繞組長期受熱時(shí)，其絕緣的彈性和機(jī)械的強(qiáng)度要逐漸減弱，這就是絕緣老化的現(xiàn)象。對(duì)于車間變電所單臺(tái)變壓器的容量不宜大于1000kVA，一方面是受低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定要求的限制，另一方面是考慮到使變壓器接近車間的負(fù)荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗。對(duì)于城郊變電所,主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級(jí)別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。通過上面的分析：因?yàn)榭紤]到云崗青山變電所屬于車間變電所，并且二級(jí)負(fù)荷占30%。電氣主接線中的設(shè)備用標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)和文字負(fù)荷表示的電路稱為主接線圖。電氣主接線的作用：（1）它是電氣運(yùn)行人員進(jìn)行各種操作和事故處理的重要依據(jù)。變電所主接線形式應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、作用、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且應(yīng)滿足運(yùn)行可靠、簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求。應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。(3)經(jīng)濟(jì)性。配網(wǎng)自動(dòng)化、變電所無人化是現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展必然趨勢(shì)，簡化主接線為這一技術(shù)全面實(shí)施，創(chuàng)造更為有利的條件。變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所所在電網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。其次，電氣主接線應(yīng)該能夠適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并且能夠靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的切換。1．單母線接線的特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性比較好。但當(dāng)某一出線發(fā)生故障或檢修出線斷路器時(shí)，可只中斷對(duì)該出線上用戶的供電，而不影響其他用戶，所以仍具有一定的可靠性。（3）適用范圍：這種接線廣泛用于中小容量發(fā)電廠和變電站610kV接線中。例如：欲檢修工作母線，可把全部電源和線路倒換到備用母線上。各個(gè)電源和各個(gè)回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。還有就是擴(kuò)建方便。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開。 雙母線接線 橋形接線（內(nèi)橋）4．橋形接線可分為內(nèi)橋接線和外橋接線。 云崗青山變電所主接線的設(shè)計(jì)因?yàn)椴捎脙膳_(tái)變壓器，所以我擬定了三種主接線1高壓側(cè)無母線，低壓側(cè)單母線分段：這種主接線的供電可靠性較高，當(dāng)任一主變壓器或任一電源進(jìn)線停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，該變電所通過閉合低壓母線分段開關(guān)，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。但在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍要停電。任一臺(tái)主變壓器或任一路電源進(jìn)線停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過切換操作，均可迅速恢復(fù)整個(gè)變電所的供電，因此供電可靠性相當(dāng)?shù)母?，可供一二?jí)負(fù)荷。對(duì)于常用的配電方式有：放射式，樹干式和環(huán)形。但單回路放射式供電可靠性較差，投資較高。短路的原因主要有：1）電氣設(shè)備存在隱患，如設(shè)備的絕緣材料自然老化，絕緣材料機(jī)械損傷，設(shè)備缺陷未被發(fā)現(xiàn)和消除，設(shè)計(jì)安裝有誤等。在大的電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)到幾萬安甚至幾十萬安。由于短路電流很大，即使流過的時(shí)間很短也會(huì)使這些元件引起不能允許的過熱，而招致?lián)p壞。如果導(dǎo)體和它的固定支架不夠堅(jiān)韌，可能遭到破壞。破壞系統(tǒng)穩(wěn)定。由此可見：短路的后果是十分嚴(yán)重的。（2）兩相短路：是指三相供電系統(tǒng)中任意兩相間發(fā)生短路。上述的三相短路，屬于對(duì)稱性短路，其他形式的短路都屬于不對(duì)稱短路。而在繼電保護(hù)的靈敏度計(jì)算中，則采用系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下的兩相短路電流。 短路計(jì)算的方法及其采用短路電流的計(jì)算方法有歐姆法（又稱有名單位制法），標(biāo)么值法（又稱相對(duì)單位制法）和短路容量法。用來選擇校驗(yàn)電氣設(shè)備的短路計(jì)算，其短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇為使電氣設(shè)備可能通過最大短路電流的地點(diǎn)，一般來講，用來選擇校驗(yàn)高壓側(cè)設(shè)備的短路計(jì)算，應(yīng)選擇高壓母線為計(jì)算短路點(diǎn)。（2）三相功率和單相功率的標(biāo)么值相同。 3）計(jì)算短路電路中所有主要元件的電抗標(biāo)么值。對(duì)于10kV的電纜線路，輸送距離≤10km。環(huán)境條件就是指電氣裝置所處的位置（室外或室內(nèi)），環(huán)境溫度，海拔以及有無防塵，防腐，防火，防爆等要求。對(duì)于電纜不必校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度。油斷路器按其油量多少和油的功能，又分為多油和少油兩大類。一般3—35kV戶內(nèi)配電裝置中廣泛采用少油斷路器。油箱下部是由高強(qiáng)度鑄鐵成的基座。對(duì)于云崗青山變電所的高壓斷路器QF1，QF3等，我選擇的是 SN1010I/630300型斷路器。然而它可用來通斷一定的小電流，如勵(lì)磁電流不超過2A的空載變壓器，電容電流不超過5A的空載線路以及電壓互感器和避雷器電路等。對(duì)于大部分的低壓設(shè)備一般可以不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。低壓斷路器按滅弧介質(zhì)分，有空氣斷路器和真空斷路器等，按用途分有配電用斷路器，電動(dòng)機(jī)用斷路器，照明用斷路器和漏電保護(hù)斷路器等。配電用斷路器按結(jié)構(gòu)形式分為：有塑料外殼式（DZ）和萬能式（DW）兩大類?，F(xiàn)在推廣應(yīng)用的萬能式斷路器，有DW15，DW16，等型，及引進(jìn)國外技術(shù)生產(chǎn)地ME，AI等型，此外還有智能型的DW48等型，其中DW16型保留了DW10型結(jié)構(gòu)簡單，使用維護(hù)方便和價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，而在保護(hù)性能方面大有改善，是取代DW10型的新產(chǎn)品。隔離開關(guān)與斷路器配合，按系統(tǒng)運(yùn)行方式的需要進(jìn)行倒閘操作，以改變系統(tǒng)運(yùn)行接線方式。例如：在雙母線電路中，可以用隔離開關(guān)將運(yùn)行中的電路從一條母線切換到另一條母線上。(特別說明：對(duì)于低壓隔離開關(guān)，一般不必校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。按用途分有測量和保護(hù)用的兩大類。常用的有如下三種：（1）三相星形接線：電流互感器和三只電流繼電器均接成星形。主要同于中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。但是其靈敏度也各有不同。最終我選擇的是 LCWB563 型電流互感器。母線按結(jié)構(gòu)分為硬母線和軟母線。軟母線施工簡便，造價(jià)低廉。380V母線在三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力（ =1）= *（* A**N/=。查表得：C=87，最小允許截面=*A*/ 87 = 而母線的實(shí)際截面 A=50*5=250 ＞ Amin。云崗青山變電所采用的就是放射式接線：其引出線發(fā)生故障時(shí)互相不影響，供電可靠性較高，但是一般情況下，其有色金屬消耗量較多，采用的開關(guān)設(shè)備也較多。但是具有運(yùn)行可靠，不易受外界影響，不需要架設(shè)電桿，不占地面，不礙觀瞻等優(yōu)點(diǎn)，特別是在有腐蝕性氣體和易燃，易爆的場所，不宜架設(shè)架空線路，只有敷設(shè)電纜線路。保護(hù)層又分為內(nèi)護(hù)層和外護(hù)層。油浸紙絕緣電纜具有耐壓強(qiáng)度高，耐熱性能好和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，因此，應(yīng)用相當(dāng)普遍，但是它在運(yùn)行中，其中的油浸油會(huì)流動(dòng)，因此它的兩端安裝的高度差有一定得限制，否則電纜紙中低的一端可能因油壓過大而使端頭漏油，而其高的一端可能因油流失而失去絕緣干枯，耐壓強(qiáng)度下降，甚至被擊穿損壞。必須注意：在選擇電纜線芯材質(zhì)時(shí)，一般情況下可選用價(jià)格低廉的呂芯電纜。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：電纜頭是電纜線路中的薄弱環(huán)節(jié)，電纜線路的大部分故障都是發(fā)生在電纜接頭處的。電纜的敷設(shè)路徑要避免電纜遭受機(jī)械性外力，過熱及腐蝕等危害。3．電纜的選擇：電纜型號(hào)應(yīng)根據(jù)線路的額定電壓，環(huán)境條件，敷設(shè)方式和用電設(shè)備的特殊要求等條件來選擇。對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，包括短路動(dòng)穩(wěn)定度，但是需要校驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定。不允許發(fā)生絕緣導(dǎo)線和電纜因過電流作用而引起過熱甚至燃燒而保護(hù)裝置不動(dòng)作的情況、因此絕緣導(dǎo)線和電纜的允許載流量還要滿足下列條件： ≥/ 云崗青山變電所廠用電纜的選擇：按發(fā)熱條件選擇： 對(duì)于高壓側(cè)選用的是10kV級(jí)BV25型油浸紙絕緣電纜（直埋）=75A＞Ijs=24，7A而對(duì)于380V側(cè)，其每條線路的最大電流為143A，所以我選擇BV120型 其 =194A＞Ijs=143..3A.第7章 繼電保護(hù)的設(shè)計(jì) 繼電保護(hù)的基本知識(shí)對(duì)繼電保護(hù)的基本要求：（1）選擇性：首先先由距離點(diǎn)最近的斷路器動(dòng)作切除故障線路，使停電范圍盡量縮小，從而保證系統(tǒng)中無故障部分仍能正常運(yùn)行。在三相交流電力系統(tǒng)中，作為供電電源的發(fā)電機(jī)和電力變壓器的中性點(diǎn)有三種運(yùn)行方式：一種是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，一種是電源中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地或經(jīng)消弧線圈接地，另一種是中性點(diǎn)直接接地或低電阻接地，前兩者且都屬于小電流接地系統(tǒng)。必須要指出的是：當(dāng)電源中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，三相用電設(shè)備的正常工作并未受到影響，因?yàn)榫€路的線電壓無論其相位和量值均未發(fā)生變化，因此系統(tǒng)中的三相用電設(shè)備仍能照常運(yùn)行。 供配電線路的繼電保護(hù)工廠供電網(wǎng)絡(luò)基本上是開式單端供電網(wǎng)絡(luò)，供電線路不是很長，供電電壓不太高，大多數(shù)在35kV以下，屬于小電流接地系統(tǒng)。電流保護(hù)又可分