【正文】 5 1 2 6 . 2PQ? ? ? ? 損耗計(jì)算： 變壓器是一種能量轉(zhuǎn)換裝置 ,在轉(zhuǎn)換能量過(guò)程中必然同時(shí)產(chǎn)生損耗變壓器 地 損耗可以分為鐵損耗和銅損耗變壓器 地 基本鐵損耗 就是主磁通在鐵心中引起 地 磁滯損耗和渦流損耗變壓器 地 基本銅損耗是指電流流過(guò)時(shí)所產(chǎn)生 地 直流電阻損耗我們可以同過(guò)查詢(xún)變壓器得到空載損耗和短路損耗 ,也就是鐵損耗和銅損耗 通過(guò)查閱文獻(xiàn) [3,40—43],可得功率損耗公式： 2b Fe CuP P P?? ? ? ? () FeP —鐵損耗 CuP —銅損耗 bP? —有功功率 損耗 β—負(fù)載系數(shù) 負(fù)載系數(shù)可以通過(guò)系統(tǒng)最大工作電流與變壓器最大工作電流 地 比計(jì)算得出 ,通過(guò)查閱變壓器 地 數(shù)值可以得出： 2235 3 630035 3NII??? ? ?? 1 34. 5 30. 5bP k W? ? ? ? ? 無(wú)功功率 地 計(jì)算： 一臺(tái)變壓器 地 空載無(wú)功功率 地 損耗計(jì)算公式為： 10% 100NSQI?? () 0%I —變壓器空載電流 2 (% ) 100Nd SQU?? () (%)dU 變壓器阻抗電壓 根據(jù)上面 2 個(gè)公式相加便得出無(wú)功功率損耗如下： 7 0 % ( % )1 0 0 1 0 0NNbdSSQ I U? ? ? () 0 6 3 0 0 6 3 0 0% ( % ) 0 . 7 7 . 5 5 1 6 . 51 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0NNbd SSQ I U k V a r? ? ? ? ? ? ? ? 補(bǔ)償后 地 功率因素 總降壓變電所高壓母線計(jì)算負(fù)荷 30 30 3039。 附錄 A 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū) ..................................................................................................... 44 附錄 B 主接線圖 ........................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 39。2 Yd11 2500 3150 35 4000 5000 6300 11 8000 YNd11 10000 12500 表 S9 系列銅線配電變壓器 地 主要技術(shù)數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 容量 (kVA) 電壓組合 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào) 空載 電流 (%) 短路 阻抗 (%) 空載 損耗 (W) 負(fù)載 損耗 (W) 高壓 (kV) 低壓 (kV) 400 10 6 Dyn11 3 4 870 4200 500 3 1030 4950 630 3 5 1300 4950 800 1400 7500 1000 1700 9200 6kV/380V 變壓器 地 選擇 通過(guò)上面負(fù)荷計(jì)算 ,我們可以得到 380V 那 5 個(gè)車(chē)間 地 最大視在功率： S30NO1=,可以選擇 2 個(gè) S9630/10(6)變壓器 ,分別裝進(jìn)車(chē)間 1 地 2 個(gè)配電房；S30NO2=, 可以選擇 1 個(gè) S9800/10(6) 變壓 器裝 進(jìn)車(chē) 間 2 地 配電 房 ； 10 S30NO3=, 可以選擇 1 個(gè) S9800/10(6) 變壓 器裝 進(jìn)車(chē) 間 3 地 配電 房 ；S30NO4=, 可以選擇 1 個(gè) S9800/10(6) 變壓 器裝 進(jìn)車(chē) 間 4 地 配電 房 ；S30NO5=,可以選擇 1 個(gè) S9400/10(6)變壓器裝進(jìn)車(chē)間 5 地 配電房參數(shù)見(jiàn) 上面 圖表[1]： 工廠主接線方案 地 比較 工廠總降壓變電所高壓側(cè)主 接 線方式比較 從原始資料可知工廠 地 高壓側(cè)僅有 2回 35kV進(jìn)線 ,其中一回架空線路作為工作電源 ,另一回線路作為備用電源 ,兩個(gè)電源不并列運(yùn)行 ,且線路長(zhǎng)度較短 ,只有 8km 因此將可供選擇 地 方案有如下三種： 單母線分段該接線方式 地 特點(diǎn)是結(jié)線簡(jiǎn)單清晰、運(yùn)行操作方便、便于日后擴(kuò)建、可靠性相對(duì)較高 ,但配電裝置占地面積大 ,斷路器增多投資增大根據(jù)本廠 地 實(shí)際情況進(jìn)線僅有 2 回 ,其中一回為工作 ,另一回備用 ,擴(kuò)建可能性不大故此沒(méi)有必要選擇單母線分段這種投資相對(duì) 較大 地 接線方式； 內(nèi)橋該接線方式 地 特點(diǎn)是需用斷路器和其它設(shè)備少 ,占地面積和所需投資相對(duì)較少 ,但可靠性不太高；適用于輸電線路較長(zhǎng) ,故障機(jī)率較高 ,而變壓器又不需經(jīng)常切換時(shí)采用根據(jù)本廠特點(diǎn)輸電線路僅 8km,出現(xiàn)故障 地 機(jī)率相對(duì)較低 ,因此該接線方式不太合適 外橋該接線方式 地 特點(diǎn)是需用斷路器和其它設(shè)備少 ,占地面積和所需投資相對(duì)較少 ,但可靠性不太高；適用于較短 地 輸電線路 ,故障機(jī)率相對(duì)較低 ,而變壓器又需經(jīng)常切換 ,或系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)就較為適宜而輸送本廠電能 地 輸電線路長(zhǎng)度僅 8km,出現(xiàn)故障 地機(jī)會(huì)較少 ,因此 ,該接線 方式比較合適 通過(guò)上述接線方式比較 ,選擇 C 即外橋 地 接線方式 [4] 工廠總降壓變電所低壓側(cè)主 接 線方式比較 考慮到本廠低壓側(cè) 地 負(fù)荷較大和出線較多 ,以及便于日后饋線 地 增擴(kuò) ,決定選擇有匯流母線 地 接線方式 ,具體方案論證如下： A、單母線具有接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、投資相對(duì)小、運(yùn)行操作方便 ,易于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn) ,但可靠性和靈活性較差 ,故不采用； B、單母線隔離開(kāi)關(guān)分段具有單母線 地 所有優(yōu)點(diǎn) ,且可靠性和靈活性相對(duì)有所提高 , 11 用隔離開(kāi)關(guān)分段雖然節(jié)約投資 ,但隔離開(kāi)關(guān) 不 能帶負(fù)荷 拉閘 ,對(duì)日后 地 運(yùn)行操作等帶來(lái)相當(dāng)多 地 不便 ,所以不采用； C、單母線用斷路器分段具有單母線隔離開(kāi)關(guān)分段接線 地 所有優(yōu)點(diǎn) ,而且可帶負(fù)荷切合開(kāi)關(guān) ,便于日后 地 運(yùn)行操作 ,可靠性和靈活性較高 經(jīng)綜合比較 ,選擇方案 C 作為工廠總降壓變電所低壓側(cè)主 接 線方式 [4] 工廠總降壓變電所供配電電壓 地 選擇 目前 ,此類(lèi)降壓變電所 地 低壓側(cè)常用電壓等級(jí)一般為： 10kV 和 6kV 兩個(gè) ,但考慮到本廠低壓側(cè)有 6kV 地 負(fù)荷 ,如采用 10kV 地 電壓等級(jí) ,還需進(jìn)行二次降壓 ,這樣會(huì)增加一套降壓設(shè)備 ,投資增大 ,不符合經(jīng)濟(jì)原則所以 ,在本設(shè)計(jì)中選擇只用 6kV 地 電壓等級(jí) ,將 35kV 地電壓降為 6kV 等級(jí) 地 電壓使用即可選擇這種變壓 地 供配電方式既可以節(jié)省投資 ,又能夠降低損耗 而對(duì)于 380V 地 5 個(gè)車(chē)間 ,分別根據(jù)容量來(lái)選擇 6kV 地 電壓降為 380kV 地 變壓器 總降壓變電所電氣主接線設(shè)計(jì) 總降壓變電所 35kV 側(cè)（高壓側(cè)）采用外橋接線方式 ,2 臺(tái)主變 ,一臺(tái)運(yùn)行另一臺(tái)熱備用（定期切換 ,互為備用 ,不并列運(yùn)行）； 6kV 側(cè)（低壓側(cè)）由運(yùn)行 地 主變供電 ,采用單母（開(kāi)關(guān)）分段 地 接線方式 ,經(jīng)開(kāi)關(guān)供 9 路 出 線負(fù)荷 ,其中 6 路通過(guò)變壓器將 6kV 降到 380V 根據(jù)上述對(duì)于變電所高壓側(cè)、低壓側(cè)主結(jié)線方式 地 比較討論 ；變壓器 地 選擇 ,確定 l總降壓變電所 地 主 接 線圖 主接線圖 高低壓配電柜選擇 本次設(shè)計(jì) 地 高低壓配電柜分別選擇為： 35kV 線路上 地 電壓互感器可選擇 JYN35,112 35kV 線路上 地 電流互感器可選擇 JYN35,43 35kV 主變壓器低壓側(cè) 地 6kV 出線端電流互感器可選擇 JYN210 6kV 變壓器低壓側(cè) 地 380V 出線端電流互感器可選擇 PGL205 6kV 母線上 地 電壓互感器可選擇 GG1A(F)54 通過(guò)以上各步驟 地 設(shè)計(jì) ,我們可以得出比較完整 地 變配電所主接線圖 ,我們可以通 12 過(guò) AUTOCAD2020 繪制得出 ,圖在附 錄 B 中 [7] 圖 主接線圖 2PT 饋 饋 饋 饋 饋 饋 饋 饋 饋 線 線 線 線 線 線 線 線 線 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 主變 2 主變 1PT 6kVⅠ段母線 6kV Ⅱ段母線 1 線路 PT 2 線路 PT 35kV 進(jìn)線 1 35kV 進(jìn)線 2 13 4 短路電流計(jì)算 短路計(jì)算 地 意義 短路時(shí)電力系統(tǒng) 地 嚴(yán)重故障所謂短路 ,是指一切不正常 地 相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地 地 系統(tǒng)）發(fā)生通路 地 情況在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備設(shè)計(jì)和運(yùn)行中 ,短路計(jì)算是解決一系列技術(shù)問(wèn)題所不可缺少 地 基本計(jì)算 ,這些問(wèn)題主要是： ? 選擇有足夠 動(dòng) 穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度 地 電氣設(shè)備 ,例如斷路 器、互感器、母線、電纜等 ,必須以短路計(jì)算作為依據(jù)這里包括計(jì)算沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備 地 電 動(dòng)力穩(wěn)定度；計(jì)算若干時(shí)刻 地 短路電流周期分量以校驗(yàn)設(shè)備 地 熱穩(wěn)定度；計(jì)算制定時(shí)刻地 短路電流有效值以校驗(yàn)斷路器 地 斷流能力等 ? 為 l 合理配置各種繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置并正確整定其參數(shù) ,必須對(duì)電力網(wǎng)中發(fā)生地 各種短路進(jìn)行計(jì)算與分析在這些計(jì)算中不但要知道故障支路中 地 電流值 ,還必須知道電流在網(wǎng)絡(luò)中 地 分布情況有 時(shí) 還 要 知道系統(tǒng)中某些節(jié)點(diǎn) 地 電壓值 ? 在設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時(shí) ,為 l 比較各種不同方案 地 接線圖 ,確定是否需要采取限制短路電流 地 措施等 ,都要進(jìn)行必要 地 短路電流計(jì)算 ? 進(jìn)行電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算 ,研究短路對(duì)用戶(hù)工作 地 影響等 ,也包含有一部分短路計(jì)算 地 內(nèi)容 要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行短路計(jì)算 ,必須先要求出變壓器和輸電線路 地 電抗值 ,所以先要選擇線路 地 材料 [5] 短路計(jì)算 短路電流實(shí)用計(jì)算中 ,采用以下假設(shè)條件和原則 [5]： ? 正常工作時(shí) ,三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行 ? 所有電源 地 電動(dòng)勢(shì)相位角相同 ? 短路發(fā)生在短路電流為最大值 地 瞬間 ? 不考錄短路點(diǎn) 地 電弧阻抗和變壓器 地 勵(lì)磁電流 ? 元件 地 計(jì)算數(shù)均取其額定值 ,不考慮參數(shù) 地 誤差和調(diào)整范圍 ? 輸電線路 地 電容略去不計(jì) 繪制計(jì)算電路 如圖 所示： 14 圖 系統(tǒng)等值電路 根據(jù)原始資料 ,我們應(yīng)該分別計(jì)算系統(tǒng)最大運(yùn)行方式即 200kMAXS MVA? 和最小運(yùn)行方式 min 175kS MVA? 時(shí) 地 短路電流而對(duì)于短路點(diǎn) d3,由于系統(tǒng)中 地 變壓器不相同 ,而變壓器 地 阻抗分別為 和 5,所以下面 地 計(jì)算中 6kV 變壓器短路點(diǎn)會(huì)分兩種情況 d3 和 d3’ 所有短路點(diǎn) 地 計(jì)算過(guò)程在附錄 A 地 設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)中而我們可得得到 地 短路電流歸納在下面 2 個(gè)表中 表 200MVA 短路計(jì)算表 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 /kA Ik(3) I”(3) I∞(3) Ish(3) d—1 d—2 d—3 d—3’ 表 175MVA 短路計(jì)算表 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 /kA Ik(3) I”(3) I∞(3) Ish(3) d—1 d—2 d—3 d—3’ 20 15 5 電氣 設(shè)備選擇 電氣 設(shè)備選擇與校驗(yàn) 地 條件與項(xiàng)目 為 l 保證一次設(shè)備安全可靠地運(yùn)行 ,必須按下列條件選擇和校驗(yàn) [2]： 1)按正常工作條件包括電壓、電流、頻率及開(kāi)斷電流等選擇 2)按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn) 3)考慮電氣設(shè)備運(yùn)行 地 環(huán)境條件如溫度、濕度、 海拔 高度以及有無(wú)防塵、防腐、防火、防爆等要求 4)按各類(lèi)設(shè)備 地 不同特點(diǎn)和要求如短路器 地 操作性能、互感器 地 二次 負(fù)荷 和準(zhǔn)確度級(jí)等進(jìn)行選擇 設(shè)備選擇 斷路器 地 選擇 斷路器形式 地 選擇 ,除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外 ,還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù) ,并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定根據(jù)當(dāng)前我國(guó)生產(chǎn)制造情況 ,電壓 6～ 200kV 地電網(wǎng)一般選用少油斷路器 ；電壓 110～ 330kV 地 電網(wǎng) ,當(dāng)少油短路器技術(shù)條件不能滿足要求時(shí) ,可選用六氟化硫或空氣斷路器；大容量機(jī)組采用封閉母線時(shí) ,如果需要裝設(shè)斷路器 ,宜選用發(fā)電機(jī)專(zhuān)用斷路器 [6] 斷路器選擇 地 具體技術(shù)要求如下： （ 1）電壓： ()gNUU?系統(tǒng)工作電壓 () （ 2）電流： . m a xII?最大持續(xù)工作電流 () （ 3）開(kāi)斷電流： ..()d t kd d t kdI I S S?