【正文】 .... 12 計算短路電路中各元件的電抗標么值 ......................... 13 計算 k1 點 ( 側(cè) )的短路總電抗及三相短路電流和容量 ..... 13 計算 k2 點 ( 側(cè) )的短路總電抗及三相短路電流和容量 ...... 14 5 變電所一次設(shè)備的選定 ............................................. 15 高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇 ......................................... 15 低壓側(cè)電氣設(shè)備的選擇 ......................................... 16 母線的選擇 ................................................... 16 高壓母線的選擇 ........................................... 17 低壓母線的選擇 ........................................... 18 6 變電所過電流保護 ................................................. 23 變壓器的繼電保護 ............................................. 23 變壓器的反時限過電流保護 ................................. 24 變壓器的速斷保護 ......................................... 25 變壓器的瓦斯保護 ......................................... 25 高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護 ......................................... 27 XI 過流保護 ................................................. 27 速斷保護 ................................................. 27 低壓側(cè)過電流保護 ............................................. 28 7 變電所二次回路設(shè)計 ............................................... 29 二次回路的操作電源 ........................................... 29 高壓斷路器的控制的信號回路 ................................... 29 電測量儀表與絕緣監(jiān)視裝置 ..................................... 31 電測量儀表 ............................................... 31 絕緣監(jiān)視裝置 ............................................. 32 8 設(shè)計總結(jié) ......................................................... 34 參考文獻 ........................................................... 35 致 謝 ............................................................. 36 1 1 緒論 工廠供電的意義和要求 工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。由于節(jié)約能源是工廠供電工作的一個重要方面，而節(jié)約 能源 對于國家經(jīng)濟建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對于節(jié)約能源 、支援國家經(jīng)濟建設(shè)，也具有重大的作用。 （ 3）近期為主、考慮發(fā)展； 應(yīng)根據(jù)工作特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠近結(jié)合，適當考慮擴建的可能性。再 根據(jù)短路電流 進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗；繼電保護及二次回路的整定計算，為掌握供電系統(tǒng)的運行情況提供了有效的數(shù)據(jù)，并且 在系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠準確及時的將故障設(shè)備從供電系統(tǒng)中切除，提高 系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性 。 （ 3） 工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計 根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負荷要求的可靠性級別和計算負荷數(shù)綜合主變壓器臺數(shù)，確定變電所高、低接線方式。 （ 6） 改善功率因數(shù)裝置設(shè)計 按負荷計算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計算求出達到供電部門要求數(shù)值所需補償?shù)臒o功率。 設(shè)計包括 高壓斷路器控制與信號回路、電測量與絕緣監(jiān)測回路、以及變壓器高低壓側(cè)的保護回路 組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路 原理圖及 展開圖 。 對車間干線取： pK?? =～ qK?? =～ 對低壓母線 由用電設(shè)備組計算負荷直接相加來計算時取 pK?? =～ qK?? =～ 由車間干線計算負荷直接相加來計算時取 pK?? =～ qK?? =～ 在本設(shè) 計中，我們 取 ??pK = ， ?? ?K 。 其主接線圖如圖 。 上述變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用 Yyn0 接法?？傮w 經(jīng)濟指標而言明備用則有它無法替代的優(yōu)勢。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。 互感器是變換電壓、電流的電氣設(shè)備 。 高壓刀開關(guān)柜的選擇應(yīng)滿足變電所一次電路圖的要求，并各方案經(jīng)濟比較優(yōu)選出開關(guān)柜型號及一次結(jié)線方案編號，同時確定其中所有一次設(shè)備的型號規(guī)格。 （ 3） 經(jīng)濟電流密度 17 35kV 及以上的高壓線路及電壓在 35kV 以下 ， 但距離長 、 電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟電流密度選擇，以使線路的年費用支出最小。 根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，一般 10kV 及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再校驗電壓損耗和機械強度。 (2)由高壓配電室至主變的一段引入電纜的選擇校驗。 ： 首先查得相關(guān)資料，取 top =,真空斷路器 toc 為 ，取 ，再加 ，得短路假想時間 tima =++=，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為 : ( 3 )m in / 2 2 5 0 0 0 .7 / 7 6 2 4 7 .7 0A I tim a C?? ? ? ?22mm mm 由于前面所選 185mm2 mm2 不滿足熱穩(wěn)定度要求，所以改選 300 mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選 VLV2210003300+1150 四芯電纜。 ： 由 30I = 及地下 處土壤溫度 25℃ ，查相關(guān)資料，初選 185mm2，其 30273AalII??，滿足發(fā)熱條件。 (7) 饋電給金工車間的線路選擇 采用 VLV221000 型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 ： 首先查得相關(guān)資料，取 top=,真空斷路器 toc 為 ，取 ，再加 ，得短路假想時間 tima =++=，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為： ( 3 )m in / 2 2 5 0 0 0 .7 / 7 6 2 4 7 .7 0A I tim a C?? ? ? ?22mm mm 由于前面所選 50mm2，所以改選 300mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選 VLV2210003 300+1 150 四芯電纜。查相關(guān)資料 LJ150 的0R =， 0X =(線間幾何距離為 )，所以： alU % / 380 V 100% % U 5%? ? ? ? ? ? ? 滿足要求，其中性線可采用 LJ95鋁絞線。 在本設(shè)計中，根據(jù)要求需裝設(shè)過電流保護、電流速斷保護、過負荷保護和瓦斯保護。相鄰線路大量瓦斯時，一般動作于斷開的各側(cè)斷路器。在短路故障被切除后，繼電器自動返回，其信號牌可利用外殼上的 旋鈕手動復(fù)位。 變壓器的瓦斯保護 瓦斯保護，又稱氣體繼電保護，是保護油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本的保護裝置。這時上觸點接通而接通信號回路，發(fā)出音響和燈光信號，這稱之為 “ 輕瓦斯動作 ” 。 高壓聯(lián)絡(luò)線的繼電保護 過流保護 因為 工廠有二級負荷，為了滿足二級負荷的需要。 因為設(shè)計中我們同樣是采用的是 GL 系列電流繼電器，則利 用該繼電器的電磁元件來實現(xiàn)電流速斷保，而感應(yīng)元件則用來作反時限的過流保護，因此非常經(jīng)濟。 為了保證車間供電的可靠性，我們在出線采用 DZ20 型可自復(fù)位式熔斷器。 鎘鎳蓄電池的正極板為氫氧化鎳 [Ni(OH)3]或三氧化二鎳 (Ni2O3)的活性物，負極為鎘（ Gd） ,電解液為氫氧化鉀（ KOH） ,或氫 氧化鈉（ NaOH） 等活性堿溶液。直流操作電源又有由蓄電池組供電的電源和由整流裝置供電的兩種。 低壓斷路器的選擇時應(yīng)滿足上列條件： （ 1）低壓斷路器的額定電壓應(yīng)不低于保護線路的額定電壓。 （ 1） 過電流保護 動作電流的整定 Krel=,而 KW=1， Kre=,Ki=100/5=20, =2I30=,故 AAIKK KKI Lire Wr e lOP a x. ?????? 動作電流整定為 10A。 如果變壓器油箱漏油，使得氣體繼電器內(nèi)的油也慢慢流盡。為了使油箱內(nèi)產(chǎn)生的氣體能夠順暢地通過氣體繼電器排往油枕，變壓器安裝應(yīng)取 1%～ %的傾斜度；而變壓器在制造時，聯(lián)通管對油箱頂蓋也有 2%～4%的傾斜度。 變壓器的速斷保護 上述反時限的過電流保護，有一個明顯的缺點，就是越靠近電源的線路的過電流保護，其動作時間越長，而短路電流則是越靠近電源，其值越大，危害也越嚴重。其中 QF 表示斷路器， KA 表示電流繼電器， YR表示跳閘線圈。 (3) 對于供電給分開運行的 母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護外，還應(yīng)在每個供電支路上裝設(shè)保護。容量在 400kVA 及以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行或單臺運行并作為其它負荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的情況裝設(shè)過負荷保護。 (11) 饋電給生活區(qū)的線路選擇 采用 LJ型鋁絞線架空敷設(shè)。 ： 由 30I = 及地下 處土壤溫度 25℃ ，查相關(guān)資料，初選 25mm2，其3087alI A I??，滿 足發(fā)熱條件。 ： 首先查得相關(guān)資料，取 top =,真空斷路器 toc 為 ，取 ，再加 ，得短路假想時間 tima =++=，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為： ( 3 )m in / 2 2 5 0 0 0 .7 / 7 6 2 4 7 .7 0A I tim a C?? ? ? ?22mm mm 由于前面所選 4mm2，所以改選 300mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選 VLV2210003 300+1 150 四芯電纜。 (3) 饋電給熱處理車間的線路選擇 采用 VLV221000 型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 首先查得相關(guān)資料，取 top =,真空斷路器 toc 為 ，取 ，再加 ，得短路假想時間 tima =++=，并查得 C=77，因此可確定短路熱穩(wěn)定度的最小截面為： ( 3 )m in /A I tima C?? =1960 /77mm2= mm225mm2 18 因此滿足熱穩(wěn)定度要求。 采用 LJ型鋁絞線，架空敷設(shè)，接往 10kV 公用干線。 （ 4） 機械強度 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。除了低壓熔斷器以外， 其余三種低壓一次設(shè)備還在必要時必須校驗其動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 各一次設(shè)備的選擇如表 。 圖 短路電流計算等效電路圖 計算 k1 點 ( 側(cè) )的短路總電抗及三相短路電流和容量 (1) 總電抗標么值 ( 1)* * *12kX X X? ? ??=+= (2) 三相短路電流 ( 1)3*11 / kdKI I X? ?? ? =(3) 其它短路容量 (3) (3) (3)1kI I I????= (3) (3)? = = (3) (3)? = = (4) 三相短路容量 ( 1)(3) *1 / kdkS S X? ?? ? =100MVA/= % 33 ?? ????? k V Ak V ASSUX N dk 14 計算 k2 點 ( 側(cè) )的短路總電抗及三相短路電流和容量 （ 1） 總電抗標么值 ( 2 )* * * *1 2 3kX X X X? ? ? ? ?=++= （ 2） 三相短路電流周期分量有效值 ( 2 )(3) *22 / kdKI I X ? ?? ? =144/= （ 3） 其它短路電流 (3) (3) (3)1kI I I????= (3) (3)? = = (3) (3)? = = （ 4） 三相短路容量 ( 2 )(3) *2 / kdkS S X? ?? ? =100MVA/= 以上結(jié)果綜合如表 ： 表 短路計算電流表 短路計算點 三相短路電流 /kA 三相短路容量 /MVA (3)kI (3)I (3)I? (3)shi (3)shI (3)kS k1點