【正文】 k2點(diǎn) 15 5 變電所一次設(shè)備的選定 高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇 高壓設(shè)備選擇的一般要求必須滿(mǎn)足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算 點(diǎn)。 但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ,則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案，因此 在本次設(shè)計(jì)中，決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。 S9 系列變壓器可以過(guò)負(fù) 10 荷 140%。 9 3 變電所主變 壓器和 結(jié)線(xiàn)方案的選擇 提出方案 根據(jù)工廠(chǎng)的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況， 我們采用 S9 系列變壓器。 計(jì)算電流 30 30 /3NI S U? ，其中 NU 為用電設(shè)備組的額定電壓。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和 動(dòng) 穩(wěn)定檢驗(yàn)。按選定配電系統(tǒng)作線(xiàn)路結(jié)構(gòu)與敷設(shè)方式設(shè)計(jì)。 （ 1） 負(fù)荷計(jì)算 全廠(chǎng)總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車(chē)間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。工廠(chǎng)供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠(chǎng)的生產(chǎn)及發(fā)展。 （ 4）經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 在工廠(chǎng)里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小（除電化工業(yè)外）。以及 確定 了變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及主接線(xiàn)方案 、 第四部分進(jìn)行了短路電流的計(jì)算，它是進(jìn)行設(shè) 備校驗(yàn)的重要數(shù)據(jù)；第五部分主要進(jìn)行了變電所一次設(shè)備的選型及校驗(yàn) 。 擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo) 1) 高壓斷路器的操動(dòng)機(jī)構(gòu)控制與信號(hào)回路 2) 變電所的電能計(jì)量回路 3) 變電所的測(cè)量和絕緣監(jiān)測(cè)回路 4) 變電所的保護(hù)裝置 IV 進(jìn)度安排 起止日期 工作內(nèi)容 備注 ~ ~ ~ ~ ~ 下達(dá)任務(wù)書(shū)、收集資料、熟悉畢業(yè)設(shè)計(jì)課題； 總體方案設(shè)計(jì) ； 編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)； 教師評(píng)閱設(shè)計(jì)，學(xué)生進(jìn)行總結(jié)、準(zhǔn)備答辯； 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯； 主要參考資料 [1] 劉介才 . 工廠(chǎng)供電設(shè)計(jì)指導(dǎo) [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社， 1998 [2] 劉介才 . 工廠(chǎng)供電 [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2020 [3] 蘇文成 . 工廠(chǎng)供電 (第 2版 )[M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 1990 [4] 陳利 .發(fā)電廠(chǎng)及變電所二次回路 [M]. 長(zhǎng)春 : 中國(guó)電力出版社， 2020 [5] 天津大學(xué) .電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理 [M].北京：電力工業(yè)出版社， 1980 教研室 意見(jiàn) 年 月 日 系主管領(lǐng)導(dǎo)意見(jiàn) 年 月 日 V 湖南工學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表 系：電氣與信息工程系 學(xué)生姓名 吳邦 學(xué) 號(hào) 401050426 班 級(jí) 0504 專(zhuān) 業(yè) 電氣自動(dòng)化技術(shù) 指導(dǎo)教師姓名 曹志平 課題名稱(chēng) XX 機(jī)械廠(chǎng)降壓變電所的二次回路設(shè)計(jì) 評(píng)語(yǔ)：（包括以下方面，①學(xué)習(xí)態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；②檢索和利用文獻(xiàn)能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力；③學(xué)術(shù)水平或設(shè)計(jì)水平、綜合運(yùn)用知識(shí)能力和創(chuàng)新能力；） 是否同意參加答辯： 是□ 否□ 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī) 分值： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 VI 湖南工學(xué)院 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及 最終成績(jī) 評(píng) 定 表 系 （公章） ： 說(shuō)明：最終評(píng)定成績(jī)＝ a+b， 兩 個(gè)成績(jī)的百分比 由 各系自己確定，但應(yīng)控制在給定標(biāo)準(zhǔn)的 10％左右。此機(jī)械廠(chǎng)具有一個(gè)總降 壓 變電所及十個(gè)車(chē)間和一個(gè)生活區(qū)。 眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。 工廠(chǎng)供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠(chǎng)生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求： （ 1）安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事 故。 （ 4）全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。 3 2 負(fù)荷計(jì)算與無(wú)功功率補(bǔ)償 設(shè)計(jì)步驟 全廠(chǎng)總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車(chē)間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國(guó)家供電情況。對(duì)它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。由手冊(cè)或廠(chǎng)品樣本選用所需 移相 電容器的規(guī)格和數(shù)量，并選用合適的電容器柜或放電裝置。 負(fù)荷計(jì)算 按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷 半小時(shí)最大負(fù)荷 30 deP K P??，其中 dK 為需要系數(shù)。 總的有功計(jì)算負(fù)荷為： 30 30piP K P? ?????= 總的無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為： 30 30qiQ K Q? ?????= 以上兩式中的 30 iP ?? 和 30 iQ?? 分別為各組設(shè)備的有功和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷之和。為了保證工廠(chǎng)的正常運(yùn)行，如若 采用明備用形式，則我們必須利用高壓聯(lián)絡(luò)線(xiàn)在高壓母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)對(duì)工廠(chǎng)特別是二組負(fù)荷進(jìn)行緊急供電。 圖 兩 臺(tái)主變壓器的主接線(xiàn)圖 方案確定 從上表 可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線(xiàn)方案 (圖 )無(wú)論是從系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性來(lái)說(shuō)，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于 裝設(shè) 一臺(tái)主變的主結(jié)線(xiàn)方案 (圖)。 11 表 兩種接線(xiàn)方案 技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較 比較項(xiàng)目 明備用 暗備用 技術(shù)指標(biāo) 安全性 滿(mǎn)足要求 滿(mǎn)足要求 可靠性 基本滿(mǎn)足要求 滿(mǎn)足要求 電能質(zhì)量 由于一臺(tái)主變 ,電壓損耗略大 由于兩臺(tái)主變并列 ,電壓損耗略小 操作方 便性 只一臺(tái)主變 ,靈活性一般 由于有兩臺(tái)主變 ,靈活性較好 擴(kuò)展性能 一般 良好 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電力變壓器綜合投資 查得 S91000 單價(jià)為 萬(wàn)元 ,查得變壓器綜合投資約為其單價(jià)的 2倍 ,因此其綜合投資為 2 萬(wàn)元 = 萬(wàn)元 查得 S9800 單價(jià)為 萬(wàn)元 ,因此兩臺(tái)綜合投資為 4 萬(wàn)元 =38萬(wàn)元 高壓開(kāi)關(guān)柜 查得 GG1A(F)型柜按每臺(tái) ,查得其綜合投資按設(shè)備價(jià) ,因此綜合投資約為 4 萬(wàn)元 = 本方案采用 6 臺(tái)GG1A(F)柜 ,其綜合投資額約為 6 = , 主變開(kāi)關(guān)柜年運(yùn)行費(fèi)(折舊費(fèi) )按 20 年使用壽命算 主變和高壓開(kāi)關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)每年為 5萬(wàn)元 主變和高壓開(kāi)關(guān)柜的折舊費(fèi)和維修管理費(fèi)每年為 萬(wàn)元 交供電部門(mén)的一次性供電賠 費(fèi) 按 800 元 /kVA計(jì) ,貼費(fèi) 為 1000 萬(wàn)元 =80 萬(wàn)元 貼費(fèi)為 2 800 萬(wàn)元 =128 萬(wàn)元 12 4 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的及方法 短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。最后計(jì)算短路電流和短路容量。通常電壓互感器二次側(cè)額定電壓為100V，一次側(cè)電壓與各級(jí)電網(wǎng)額定值相同。 工廠(chǎng)變電所高壓開(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)宜采用 LMY 型硬母線(xiàn) 。所選截面，稱(chēng)為 “ 經(jīng)濟(jì)截面 ” 。低壓照明線(xiàn)路，因其對(duì)電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。 采用 YJL2210000 型交聯(lián)聚乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。 (2) 饋電給鍛壓車(chē)間的線(xiàn)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(shí)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，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。 ： 由 30I = 及地下 處土壤溫度 25℃ ，查相關(guān)資料，初選 185mm2，其 30273AalII??，滿(mǎn)足發(fā)熱條件。 (10) 饋電給機(jī)修車(chē)間的線(xiàn)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)。 2 8 0 k w ( 0 . 1 4 0 . 2 5 ) 1 3 4 . 4 k v a r / 4 0 . 3 0 . 2 5U 1 7 . 1 1 V0 . 3 8 k v? ? ? ? ?? ? ? 23 6 變電所 過(guò)電流保護(hù) 變壓器的繼電保護(hù) 按 GB50062— 92《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：對(duì)電 力變壓器的下列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置： （ 1）繞組及其引出線(xiàn)的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路； （ 2）繞組的匝間短路； （ 3）外部相間短路引過(guò)的過(guò)電流； （ 4）中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓； （ 5）過(guò)負(fù)荷； （ 6）油面降低； （ 7）變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。對(duì)于由外部相間短路引起的過(guò)電流，保護(hù)應(yīng)裝于下列各側(cè)： (1) 對(duì)于雙線(xiàn)圈變壓器，裝于主電源側(cè) (2) 對(duì)三線(xiàn)圈變壓器，一般裝于主電源的保護(hù)應(yīng)帶兩段時(shí)限，以較小的時(shí)限斷開(kāi)未裝保護(hù)的斷路器。如變壓器高采用遠(yuǎn)后備時(shí)，不作具體規(guī)定。 圖 反時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的原理電路圖 （ 1） 過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定 Krel=,而 KW=1， Kre=,Ki=100/5=20, ==,故 AAIKK KKI Lire Wr e lOP a x. ?????? 動(dòng)作電流整定為 10A。按 GB50062— 92 規(guī)定， 800kVA 及以上的一般油浸式變壓器和400kVA 及以上的車(chē)間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 表 瓦斯繼電器動(dòng)作后氣體分析和處理 氣體性質(zhì) 故障原因 處理要求 無(wú)色、無(wú)臭、不可燃 變壓器內(nèi)含有空氣 允許繼續(xù)運(yùn)行 灰白色、有劇臭、可燃 紙質(zhì)絕緣燒毀 應(yīng)立即停電檢修 黃色、難燃 木質(zhì)絕緣燒毀 應(yīng)停電檢修 深灰色或黑色、易燃 油內(nèi)閃絡(luò)，油質(zhì)碳化 應(yīng)分 析油樣，必要時(shí)停電檢修 27 當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，由故障產(chǎn)生的氣體很多，帶動(dòng)油流迅猛 地由變壓器油箱通過(guò)聯(lián)通管進(jìn)入油枕。 高壓聯(lián)絡(luò)線(xiàn)承擔(dān)著供電主線(xiàn)路發(fā)生故障后工廠(chǎng)的電能供應(yīng)線(xiàn)路，它所承受的電流和主線(xiàn)路一樣。 28 低壓側(cè)過(guò)電流保護(hù) 在低壓電力配電系統(tǒng)中，如果只有一臺(tái)主變壓器供電，那么由于高壓側(cè)裝有隔離開(kāi)關(guān)，因此低壓側(cè)單獨(dú)裝設(shè)低壓斷路器作主開(kāi)關(guān)。 29 7 變電所二次回路設(shè)計(jì) 二次回路的操作電源 二次回路操作電源是供高壓斷路器跳、合閘回路和繼電保護(hù)裝置、信號(hào)回路、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及其它二次回路所需的電源 。 采用鎘鎳蓄電池組作操作電源，除不受供電系統(tǒng)運(yùn)行情況的影響、工作可靠外，還有大電流放電性能好，比功率大，機(jī)械強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)，腐蝕性小，無(wú)需專(zhuān)用房間等優(yōu)點(diǎn)，從而大大降低了投資等優(yōu)點(diǎn)，因此在工廠(chǎng)供電系統(tǒng)這應(yīng)用比較普遍。 二次回路操作電源，分直流和交流兩大類(lèi)。電能由低壓母線(xiàn)分配到各個(gè)車(chē)間，為了保證各個(gè)車(chē)間的供電穩(wěn)定性和快速恢復(fù)，我們還必須要在低壓出線(xiàn)裝設(shè)有自復(fù)式熔斷器。線(xiàn)路變壓器過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作電流整定計(jì)算公式也與主變壓器保護(hù)的動(dòng)作電流整定計(jì)算公式基本相同，只是其中的 ()倍 I30。這時(shí)下觸點(diǎn)接通跳閘回路（通過(guò)中間繼電器），同時(shí)發(fā)出音響和燈光信號(hào)（通過(guò)信號(hào)繼電器），這稱(chēng)之為 “ 重瓦斯動(dòng)作 ” 。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。 25 （ 3） 變壓器過(guò)電流保護(hù)的靈敏度 因?yàn)? =(3)k= 1960A= 1697A 則： m in /( )p w K i opS K I K I?? ? ? = 1