【正文】 當(dāng)高壓配電干線發(fā)生故障或檢修時(shí)，接于干線的所有變電所都要停電，且在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化方面，適應(yīng)性較差。本廠由于車間一、二級(jí)負(fù)荷較多，需要較高的供電可靠性故采用放射式接線。（1）架空線路的導(dǎo)線導(dǎo)線是線路的主體，擔(dān)負(fù)著輸送電能的功能。鋁的機(jī)械強(qiáng)度較差(抗拉強(qiáng)度約為160MPa)，但導(dǎo)電性較好（導(dǎo)電率為32MS/m），且具有質(zhì)輕、價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)。裸導(dǎo)線按其結(jié)構(gòu)分，有單股線和多股絞線。這種導(dǎo)線的線芯是鋼線，用以增加導(dǎo)線的抗拉強(qiáng)度，彌補(bǔ)鋁線機(jī)械強(qiáng)度較差的缺點(diǎn)，而其外圍用鋁線，取其導(dǎo)電性較好的優(yōu)點(diǎn)，由于交流電流在導(dǎo)線中的集膚效應(yīng)，交流電流實(shí)際只從鋁線通過，從而克服了鋼線導(dǎo)電性差的缺點(diǎn)。 拉線是了平衡電桿各方面的作用力，并抵抗風(fēng)壓以防止電桿傾倒用的。線路的絕緣子分按電壓高低分低壓絕緣子和高壓絕緣子兩大類。選擇架空線的路徑時(shí)，應(yīng)考慮以下原則： 1）路徑要短，轉(zhuǎn)角要少； 2）交通方便運(yùn)輸方便，便于施工架設(shè)和維護(hù)； 3）盡量避開河洼和雨水沖刷地帶及易撞、易燃、易爆等危險(xiǎn)場(chǎng)所； 4）不應(yīng)引起機(jī)耕、交通和人行困難； 5）應(yīng)與建筑物保持一定的安全距離； 6）應(yīng)與工廠和城鎮(zhèn)的建設(shè)規(guī)劃協(xié)調(diào)配合，并適當(dāng)考慮今后的發(fā)展 電纜線路電纜線路與架空線路相比，具有成本高，投資大，維修不便等缺點(diǎn)，但是它具有運(yùn)行可靠、不易受外界影響、不需架設(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、易爆場(chǎng)所，不宜架設(shè)架空線路時(shí)，只有敷設(shè)電纜線路。（2）電壓損耗條件導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。此種選擇原則，稱為“年費(fèi)用支出最小”原則。母線也應(yīng)校驗(yàn)短路時(shí)的穩(wěn)定度。我國(guó)現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)電流密度規(guī)定如表5所列。2）校驗(yàn)發(fā)熱條件查表得LGJ95的允許載流量（室外25℃時(shí)）Ial=335AI30=，因此滿足發(fā)熱條件。（2）車間高壓側(cè)導(dǎo)線(6kV架空線)選擇原則及校驗(yàn)同35kV架空線的選擇一樣,各車間高壓側(cè)導(dǎo)線的型號(hào)見表6。（2）熱穩(wěn)定校驗(yàn) （39）式中 ─短路假想時(shí)間；而 ， （40）式中 ─實(shí)際短路時(shí)間（S）； ─短路保護(hù)裝置實(shí)際動(dòng)作時(shí)間（S）； ─斷路器斷路時(shí)間（S）； C─導(dǎo)體短路熱穩(wěn)定系數(shù)（）。表7 母線動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)表序號(hào)LMY3（505）選擇要求安裝地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)1（動(dòng)穩(wěn)定）69 M≥由式（37）和式（38）求出37 M合格續(xù)表72A（熱穩(wěn)定）250≥由式（39）和式（40）求出100合格6 短路電流計(jì)算 工廠供電系統(tǒng)要求正常地不簡(jiǎn)短地對(duì)用電負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。 產(chǎn)生短路的原因很多，主要有以下幾個(gè)方面： （1）元件損壞，例如絕緣材料的自然老化，設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良帶來的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路等； （2）氣象條件惡化，例如雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等； （3）人為事故，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后為拆除接地線就加上電壓等； （4）其它，例如挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。為了選擇切除短路故障懂得開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也必須計(jì)算短路電流。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，因此作為選擇檢驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。基準(zhǔn)容量，工程設(shè)計(jì)中通常取Sd=100MVA,Ud=Uc）。（2）系統(tǒng)短路時(shí)的等效電路圖（如圖14）（3）確定基準(zhǔn)值取 Sd=100MV（1）考慮所選設(shè)備的工作環(huán)境。IN應(yīng)不小于通過設(shè)備的計(jì)算電流I30，即 IN≥I30 （51）（4）設(shè)備的最大開斷電流應(yīng)不小于它可能開斷的最大電流，即 （52） 按短路條件校驗(yàn)（1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)（電動(dòng)力穩(wěn)定）是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。2）電壓互感器及其所在回路的裸倒替和電器可不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定，因短路電流很小。對(duì)于下列情況可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定或熱穩(wěn)定。（2）所選設(shè)備的額定電壓UN,et應(yīng)不低于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓UN，即 UN,et≥UN （50）,et，,et下安全工作。A)k1k27 電氣設(shè)備的選型 電氣設(shè)備選擇的一般條件 按正常運(yùn)行條件選擇電氣設(shè)備按正常工作條件選擇，就是要考慮裝置地點(diǎn)的環(huán)境條件和電氣要求。由于各元件電抗均采用相對(duì)值，與短路計(jì)算點(diǎn)的電壓無關(guān)，因此無須進(jìn)行電壓換算，這也是標(biāo)幺值法較之歐姆法優(yōu)越之處?；鶞?zhǔn)電壓，通常取元件所在處的短路計(jì)算電壓，即取Ud=Uc。標(biāo)幺制法，即相對(duì)單位制算法，因其短路計(jì)算中的有關(guān)物理量是采用標(biāo)幺值（相對(duì)單位）而得名。 電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。如此大的短路電流可對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害，即 （1）短路是要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件損壞； （2）短路時(shí)電壓要驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行； （3）短路可造成停電，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大； （4）嚴(yán)重的短路要影響電流系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)解列； （5）單相短路，其電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至使之發(fā)生誤動(dòng)作。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。如表7所示。目前，變電所的母線除因大電流采用銅以外，一般盡量采用鋁母線，而電流不大的支干線或低壓系統(tǒng)的零線則有時(shí)用鋼母線。4）線路電壓損耗,A=95mm2，查表得R0=，X0=。按上式計(jì)算出Aec后，應(yīng)選最接近的標(biāo)準(zhǔn)截面（可取較小的標(biāo)準(zhǔn)截面），然后校驗(yàn)其它條件。因此從經(jīng)濟(jì)方面考慮，導(dǎo)線應(yīng)選擇一個(gè)比較合理的截面，既使電能損耗小，又不致過分增加線路投資、維修管理費(fèi)用和有色金屬消耗量。（4）機(jī)械強(qiáng)度導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面。（3）經(jīng)濟(jì)電流密度35kV及以上的高壓線路及電壓在35kV以下但距離長(zhǎng)電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費(fèi)用支出最小。由于本廠的地形不復(fù)雜，按經(jīng)濟(jì)性及可操作性來選擇，故高壓供電線路選擇為架空線。（4）架空線路的敷設(shè)敷設(shè)架空線路，要嚴(yán)格遵守有關(guān)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，在整個(gè)施工中，要注重安全教育，采取有效的安全措施，特別是立桿、組裝和架線時(shí)，更加要注意人身安全，防止發(fā)生事故。線路的絕緣子是用來將導(dǎo)線固定在電桿上，并使導(dǎo)線與電桿絕緣。橫擔(dān)安裝在電桿的上部，用來安裝絕緣子以架設(shè)導(dǎo)線。架空線路一般情況下采用鋁絞線。鋼的機(jī)械強(qiáng)度很高，而且價(jià)廉，但導(dǎo)電性差（），功率損耗較大，并且容易銹蝕，因此鋼線在工廠的架空線上一般不用。 導(dǎo)線材質(zhì)有銅、鋁和鋼。架空線路由導(dǎo)線、電桿、絕緣子和線路金具等主要元件組成，為了避雷，有的架空線路上還裝設(shè)避雷線（架空地線）。環(huán)行接線，實(shí)質(zhì)上就是兩端供電的樹干式結(jié)構(gòu)，這種接線在現(xiàn)代化城市電網(wǎng)中應(yīng)用很廣。（2）高壓樹干式接線圖11是高壓樹干式線路的電路圖。5 工廠電力線路 工廠電力線路及其接線方式 電力線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著輸送和分配電能的作用 電力線路按電壓高低分，有高壓線路即1kv以上線路和低壓線路即1kv以下線路。方案3 一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖（如圖9）這種主接線兼有上述兩種橋式接線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所。這種主接線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開QF11，投入QF10（其兩側(cè)QS先合），即可由WL2恢復(fù)對(duì)變壓器T1的供電。 工廠總降壓變電所的主接線方案選擇 工廠電源進(jìn)線電壓為35KV及以上的工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為6~10KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)過車間變電所，降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓如220/380V。內(nèi)橋式適宜輸電線路較長(zhǎng)，故障幾率較多，而變壓器又不需要經(jīng)常切換時(shí)；外橋式則在出線較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求需經(jīng)常切換時(shí)，就更為適宜。按照連接橋斷路器的位置，可分為內(nèi)橋（圖6(a)）和外橋（圖6（b））兩種接線。 無母線的電氣主接線沒有母線的接線，其最大特點(diǎn)是使用斷路器數(shù)量較少，一般采用斷路器數(shù)都等于或小于出線回路數(shù)，從而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資較少。雙母線接線與單母線分段接線比較，有如下優(yōu)點(diǎn)：可輪換檢修母線或母線隔離開關(guān)而不致供電中斷；檢修任一回路的母線或母線隔離開關(guān)時(shí)，只停該回路；母線發(fā)生故障后，能迅速恢復(fù)供電；各電源和回路的負(fù)荷可任意分配到某一組母線上，可靈活調(diào)度以適應(yīng)系統(tǒng)各種運(yùn)行方式和潮流的變化；便于向母線左右任意一個(gè)方向順延擴(kuò)建。如圖4所示，這種接線，每一回路都通過一臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)（也有采用兩臺(tái)斷路器和兩組隔離開關(guān)）連接到兩組母線上，母線W1和W2都是工作母線。單母線分段接線即具有單母線接線簡(jiǎn)單明顯、方便經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上提高了供電可靠性。（2）單母線分段接線單母線分段接線是采用斷路器（或隔離開關(guān)）將母線分段，通常是分成兩段，如圖3所示。在主接線中，斷路器是電力系統(tǒng)的主開關(guān)；隔離開關(guān)的功能主要是隔離高壓電源，以保證其它設(shè)備和線路的安全檢修。其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單明顯，采用設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便，便于擴(kuò)建，造價(jià)低。因此，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。因此，電氣主接線必須滿足調(diào)度靈活、操作方便的基本要求。 可靠就是主接線應(yīng)能滿足對(duì)不同負(fù)荷的不中斷供電，且保護(hù)裝置在正常運(yùn)行是不誤動(dòng)、發(fā)生事故時(shí)不拒動(dòng)，能盡可能地縮小停電范圍。主接線代表了發(fā)電廠和變電站電氣部分主體結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分。電氣主接線是由各種主要電氣設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)電氣、互感器、電抗器及連接線路等設(shè)備），按一定順序連接而成的一個(gè)接受和分配電能的總電路。2臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，單臺(tái)變壓器的容量為4000kV這是因?yàn)橛徒阶儔浩魅萘看笥?30 kV如采用干式變壓器時(shí)，其容量不宜大于630 kV這一方面是受以往低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制；另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于車間負(fù)荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。 變電所主變壓器容量的選擇（1）只裝一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量ST（設(shè)計(jì)中，）應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷S30需要，即 ST≥S30 （34）（2）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)變壓器的容量ST（）應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：1）任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷S30的大約60%～70%的需要，即 ST=(～)S30 （35）2）當(dāng)1臺(tái)主變退出運(yùn)行時(shí)，其余變壓器應(yīng)能保證全部一級(jí)負(fù)荷及大部分二級(jí)負(fù)荷用電，此時(shí)允許變壓器過負(fù)荷40％運(yùn)行。如果阻抗電壓值過大，可能導(dǎo)致阻抗電壓值較小的變壓器發(fā)生過負(fù)荷現(xiàn)象。5%。但是負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大的變電所，隨為三級(jí)負(fù)荷，也可以采用兩臺(tái)或以上變壓器。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。說明：盡量靠近負(fù)荷中心是選擇變配電所所址的一條很重要的原則，但不是唯一的原則；最終確定所址應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，全面考慮，除盡量靠近負(fù)荷中心外，還應(yīng)兼顧其它原則。（5）盡量避開振動(dòng)，潮濕，高溫及有易燃易爆危險(xiǎn)場(chǎng)所。表3 車間變電所的類型序號(hào)用電單位名稱變電所類型1高爐車間車間附設(shè)變電所2煉鋼車間車間附設(shè)變電所續(xù)表33軋鋼車間車間附設(shè)變電所4線材車間車間附設(shè)變電所5機(jī)電修車間車間附設(shè)變電所6水泵站車間附設(shè)變電所7氧氣站車間附設(shè)變電所 總降壓變電所所址的選擇變電所所址選擇的一般原則：（1）盡量靠近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗，電壓損耗和有色金屬消耗量。移動(dòng)式變電所主要用于坑道作業(yè)及臨時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)供電。地下變電所的通風(fēng)散熱條件差，濕度也較大，建筑費(fèi)用也較高，但相當(dāng)安全，且不礙觀瞻。獨(dú)立變電所，建筑費(fèi)用較高，因此除非各車間的負(fù)荷相當(dāng)小而分散，或需遠(yuǎn)離易燃、易爆和有腐蝕性物質(zhì)的場(chǎng)所可以采用外，一般不宜采用。這兩種型式的車間變電所，在機(jī)械類工廠中比較普遍。至于是采用內(nèi)附式還是外附式，要依具體情況而定。這種車間內(nèi)變電所，位于車間的負(fù)荷中心，可以縮短低壓配電的距離，降低電能損耗和電壓損耗，減少有色金屬的消耗量，因此這種變電所的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較好。上述的車間附設(shè)變電所、車間內(nèi)變電所、獨(dú)立變電所、地下變電所和樓上變電所，均屬室內(nèi)型（戶內(nèi)式）變電所。（6）地下變電所 整個(gè)變電所設(shè)置在地下。