【正文】 言 .................................................................... 1 第一章 地面變電站接線方 式的確定 ......................................... 2 變電所常用主接線 ................................................ 2 線路一變壓器組接線 ........................................ 2 單母線分段接線： .......................................... 3 橋式接線 .................................................. 4 供電系統(tǒng) ........................................................ 6 第二章 補(bǔ)償電容及主變壓器的選擇計(jì)算 ..................................... 7 補(bǔ)償電容的計(jì)算 .................................................. 7 補(bǔ)償前的計(jì)算負(fù)荷和功率因數(shù)： .............................. 7 確定補(bǔ)償容量 .............................................. 8 補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷和功率因數(shù)： .............................. 9 主變壓器的選擇： ............................................... 10 第三章 變電站進(jìn)出線的選擇 .............................................. 11 按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線截面： ................................... 11 按時(shí)長允許電流校驗(yàn) : ............................................ 12 按允許電壓損失校驗(yàn) : ............................................ 12 按機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn) : ............................................ 13 第四章 短路電流的計(jì)算 .................................................. 13 最大運(yùn)行方式下的短路電流 ....................................... 14 最小運(yùn)行方式下的短路電流 ....................................... 16 第五章 變電所高壓設(shè)備的選擇與計(jì)算 ...................................... 20 概述 ........................................................... 20 35KV 高壓設(shè)備的選擇計(jì)算 ......................................... 21 各柜選擇及其校驗(yàn) ......................................... 22 電流互感器 LCZ35 的校驗(yàn) .................................... 24 6KV 高壓設(shè)備的選擇計(jì)算 .......................................... 30 第六章 繼電保護(hù)設(shè)置 .................................................... 36 繼電保護(hù)的任務(wù) ................................................. 36 繼電保護(hù)的基本工作原理 ......................................... 37 電力變壓器保護(hù) ................................................. 38 瓦斯保護(hù) ................................................. 38 過電流保護(hù) ............................................... 38 電流速斷保護(hù) ............................................. 39 過負(fù)荷保護(hù) ............................................... 41 變壓器的差動(dòng)保護(hù) ......................................... 41 6kV 出線保護(hù) .................................................... 47 線路保護(hù)裝置的配置要求 ................................... 47 過電流保護(hù) ............................................... 47 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ii 單相接地保護(hù) ............................................. 49 電容器柜的過電壓和過電流保護(hù) ................................... 50 并聯(lián)電容器保護(hù)裝置的配置要求 ............................. 50 電容器組過電流保護(hù)的整定計(jì)算 ............................. 50 電容器保護(hù)用熔斷器的熔體電流選擇 ......................... 51 第七章 變電所的防雷和接地 .............................................. 51 防雷措施 ....................................................... 51 接地 ........................................................... 52 結(jié) 論 ............................................................... 54 參考文獻(xiàn) ................................................................ 55 設(shè)計(jì)總結(jié) ................................................................ 56 致 謝 ................................................................... 57 附錄 1：主要英文參考資料及譯文 ........................................... 58 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 第 一 章 地面變電站接線方式的確定 為了保證對一二級(jí)負(fù)荷進(jìn)行可靠供電，在企業(yè)變電所中廣泛采用兩回電源線路受電和裝設(shè)兩臺(tái)變壓器的橋式主接線。 單母線分段式接線適應(yīng)性強(qiáng)，對線路、變壓器的操作均方便，運(yùn)行靈活 ,所以本所采用單母線分段式結(jié)構(gòu) . 變電所常用主接線 供配電系統(tǒng)變電所常用的主接線基本形式有線路一變壓器組接線、單母線接線和橋式 接線 3種類型。 當(dāng)高壓側(cè)裝斷路開關(guān)時(shí)，變壓器容量不大 與 1250KVA；高壓側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)或跌落式熔斷器時(shí)，變壓器容量一般不大于 630KVA。 單母線分段接線： 當(dāng)有雙電源供電時(shí)，常采用單母線分段接線，可采用隔離開關(guān)或斷路器分段，隔離開關(guān)分?jǐn)嘁虿僮鞑槐?，目前已不采用。?dāng)任一電源線路故障或檢修時(shí)，如另一電源能負(fù)擔(dān)全部引出線的負(fù)荷時(shí)，則可經(jīng)倒閘操作恢復(fù)該段母線所帶負(fù)荷的供電，否則由該電源所帶的負(fù)荷仍應(yīng)停止運(yùn)行或部分停止運(yùn)行。但是當(dāng)母線故障或檢修時(shí)，就會(huì)引起正常母線的短時(shí)停電。 圖 12 單母線接線圖 優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性較高，操作靈活，除母線故障或檢修外，可對用戶連 續(xù)供電。斷路器跨在進(jìn)線斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，稱為內(nèi)橋式接線，如圖 13（ a）所示。 靈活 操作靈活，能適應(yīng)多種運(yùn)行方式。本所一臺(tái)變壓器工作或 6KV 分段短路器斷開時(shí)，是供電系統(tǒng)的最小運(yùn)行方式。 為了方便管理 ,本所采用 6KV側(cè)集中補(bǔ)償 , 35kV 側(cè)功率因數(shù)提高到 計(jì)算。cS = 22()c c ccP Q Q??= 2232 43 .4 ( 24 39 .7 18 00 )??= 此時(shí)變壓器的功率損耗為 39。cS = = vark 35kV 側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷為 39。1cQ = 39。 2 39。1ccPS=32933398 = 符合要求。 為保證對一、二級(jí)負(fù)荷安全可靠供電，采用兩臺(tái)主變壓器，一臺(tái)供電，一臺(tái)備用。導(dǎo)線和電纜是分配電能的主要器件，選擇的合理與否，直接影響到有色金屬的消耗量與線路投資，以及電力網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 按經(jīng)濟(jì)電流密度初選導(dǎo)線截面： 本變電站供電，最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)大于 5000 小時(shí)，查《電力工程設(shè)計(jì)手冊》可知架空線鋼芯鋁線的經(jīng)濟(jì)密度為 。1cS =3398kVA S? = 35kV 側(cè)的功率因數(shù)為 39。1aI =K? 1aI = 275= 滿足 39。o? 時(shí)的長時(shí)允許電流 1aI 環(huán)境溫度為 o? 時(shí)的長時(shí)允許電流 39。高壓配電線路的電壓損失，一般不超過線路額定電壓的 5%。1cQ 0X )= (3293 + )= V %U? =10NUU? =? =＜ 5 故所選導(dǎo)線 70LGJ? 滿足允許電壓損失的要求。造成絕緣損壞的原因主要有設(shè)備長期運(yùn)行，絕緣自然老化，操作過電壓，雷電過電壓，絕緣受到機(jī)械損傷等。因此，短路將造成嚴(yán)重危害。例如，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與外施壓力的平方成正比，當(dāng)電壓降低時(shí)，其轉(zhuǎn)矩降低使轉(zhuǎn)速減慢，造成電動(dòng)機(jī)過熱而燒壞。 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 由上可見，短路產(chǎn)生的后果極為嚴(yán)重，在供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中應(yīng)采取有效措施，設(shè)法消除可能引起短路的一切因素，使系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。 dNSS = 100100 5? = 因此繪等效電路，如圖 4— 2所示。 圖 4— 4 4. 1K 點(diǎn)短路電流和容量的計(jì)算 （ 1）計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值 *1KX = *1X + *2X =+= （ 2）計(jì)算 1K 點(diǎn)短路電流各值 *1KI =*11KX= = (3)1KI = 1dI *1KI = = (3).1shKi = (3)1KI = = (3).1shKI = (3)1KI = = (2)1KI = (3)1KI = = (2).1shKi = (3).1shKi = = (2).1shKI = (3).1shKI = = 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 （ 3）三相短路容量計(jì)算 1KS = *1dKSX =100 = 5. 2K 點(diǎn)短路電流和容量的計(jì)算 （ 1）計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值 *2KX = *1X + *2X + *3X =++= （ 2）計(jì)算 2K 點(diǎn)短路電流各值 *2KI =*21KX= = (3)2KI = 2dI *2KI = = (3).2shKi = (3)2KI = = (3).2shKI = (3)2KI = = (2)2KI = (3)2KI = = (2).2shKi = (3).2shKi = = (2).2shKI = (3).2shKI = = （ 3）三相短路容量計(jì)算 2KS = *2dKSX =100 = 結(jié)果如表 41 表 41 短路電流計(jì)算 短路類型 短路點(diǎn) 運(yùn)行方 式 短路電流周期分量有效值 KI （ kA ） 沖擊短路電流 shi （ kA ） 三相短路容量 KS （ MVA ） 三相 35kV 母線 大 小 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 6kV 母線 大 小 兩相 35kV 母線 大 小 6kV 母線 大 小