【正文】 性與靈活性的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。參考《35～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》。應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢查，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。電氣主接線設(shè)計(jì)是電力系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的組成部份。第4章 主接線的設(shè)計(jì) 主接線的概述電氣主接線是指變電所中的一次設(shè)備按照設(shè)計(jì)要求連接起來(lái)的，表示接受分配電能的電路，也稱為主電路。對(duì)于有重要負(fù)荷變壓器的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許進(jìn)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%80%。而且在維持變壓器規(guī)定的使用壽命（20年）來(lái)考慮，變壓器在必要時(shí)完全可以過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。（3）并列變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同。（2）對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可以考慮采用兩臺(tái)變壓器。近10年來(lái)，Dyn11聯(lián)結(jié)的配電變壓器已得到推廣應(yīng)用。電力變壓器按功能可分為升壓變壓器和降壓變壓器兩大類，工廠變電所采用的都是降壓變壓器。個(gè)別補(bǔ)償是在電網(wǎng)末端負(fù)荷處補(bǔ)償，可以最大限度地減少線路損耗和節(jié)省有色金屬消耗量。它不需要添加設(shè)備，是最理想最經(jīng)濟(jì)改善無(wú)功功率因數(shù)的方法。當(dāng)達(dá)不到規(guī)定的功率因數(shù)要求時(shí)，必須考慮進(jìn)行無(wú)功功率的人工補(bǔ)償。 負(fù)荷計(jì)算方法的比較及選用我國(guó)目前普遍采用的確定用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的基本方法，有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。(3)蓄電池 （4）干電池。中斷供電也將影響重要用電單位的正常工作，以及中斷供電將造成大型影劇院，大型商場(chǎng)等較多人員集中的重要公共場(chǎng)所秩序的混亂。求計(jì)算負(fù)荷的工作稱為負(fù)荷計(jì)算。這些用電設(shè)備品種多，數(shù)量大，工作情況復(fù)雜。 在選擇后還要進(jìn)行熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。而且還要滿足可靠性和電能質(zhì)量的要求。本次設(shè)計(jì)的變電站為10kV變電站。這樣不僅保護(hù)了各負(fù)荷設(shè)備的安全利于延長(zhǎng)是使用壽命，降低設(shè)備投資，而且提高了供電的可靠性，這對(duì)于提高工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率是十分有效的。于是，電力系統(tǒng)的供電需求要求變電站的一次部分經(jīng)濟(jì)合理，二次部分安全可靠，只有這樣，變電所才能維持正常的運(yùn)行工作。變電站的運(yùn)行情況和容量大小會(huì)直接影響到用戶和下級(jí)負(fù)荷的供電，進(jìn)而影響正常的生產(chǎn)生活。云崗變電站一次系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案第1章 緒 論 云崗礦變電站的設(shè)計(jì)意義 電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工業(yè)，也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行工業(yè)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供保障，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的其他各部門提供足夠的動(dòng)力。若變電站運(yùn)行系統(tǒng)中某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，系統(tǒng)保護(hù)環(huán)節(jié)動(dòng)作，可能造成一系列事故，如停電等，甚至于發(fā)生危險(xiǎn)，給生產(chǎn)生活帶來(lái)極大的不便和危害。變電站有升壓變電站和降壓變電站兩大類。工業(yè)產(chǎn)品的效率提高也就意味著產(chǎn)品成本的降低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力增大，進(jìn)而可以使企業(yè)效益提高，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。這些負(fù)荷不僅包括云崗礦區(qū)、開關(guān)廠等工業(yè)部門，也有周邊非工業(yè)部門。接線簡(jiǎn)單、清晰，操作簡(jiǎn)便。6 ) 繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)：其中包括供電線路的繼電保護(hù)和變壓器的保護(hù)。如何根據(jù)這些資料正確估計(jì)所需的電力和電量是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。計(jì)算負(fù)荷是根據(jù)已知的用電設(shè)備安裝容量確定的，預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷：三級(jí)負(fù)荷為一般的電力負(fù)荷，不屬于一二級(jí)負(fù)荷的，都為三級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷：二級(jí)負(fù)荷也屬于重要負(fù)荷，二級(jí)負(fù)荷也要求有兩路獨(dú)立電源供電，或用兩回路送到適宜的配電點(diǎn)。（1）需要系數(shù)法：他是國(guó)際上普遍采用的計(jì)算負(fù)荷的基本方法，最為簡(jiǎn)便。在《供電營(yíng)業(yè)規(guī)則》中規(guī)定：“用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：100kVA及以上高壓供電的用戶。工廠里感應(yīng)電機(jī)消耗無(wú)功功率的百分之六十左右，變壓器消耗了百分之二十的無(wú)功功率，提高功率因數(shù)的主要途徑也是如何減少感應(yīng)電機(jī)和變壓器上消耗的無(wú)功功率。個(gè)別補(bǔ)償利用率低，易受環(huán)境條件的影響，適用于長(zhǎng)期穩(wěn)定負(fù)荷且需無(wú)功功率較大的負(fù)載。直接供電給用電設(shè)備的終端變電所的降壓變壓器常稱為配電變壓器。Dyn11較之采用Yyn0聯(lián)結(jié)有下列優(yōu)點(diǎn)：（1）有利于抑制高次諧波電流。（3）除上述兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。此外并列運(yùn)行的變壓器應(yīng)盡量相同或相近，其最大容量與最小容量之比一般不宜超過(guò)3：，很容易在變壓器間產(chǎn)生環(huán)流，并且容易造成小容量變壓器的過(guò)負(fù)荷。對(duì)于車間變電所單臺(tái)變壓器的容量不宜大于1000kVA，一方面是受低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定要求的限制，另一方面是考慮到使變壓器接近車間的負(fù)荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗。同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級(jí)別不宜太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。電氣主接線中的設(shè)備用標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)和文字負(fù)荷表示的電路稱為主接線圖。變電所主接線形式應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、作用、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且應(yīng)滿足運(yùn)行可靠、簡(jiǎn)單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求。(3)經(jīng)濟(jì)性。變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所所在電網(wǎng)中的地位、出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要求。1．單母線接線的特點(diǎn)（1）優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性比較好。（3）適用范圍：這種接線廣泛用于中小容量發(fā)電廠和變電站610kV接線中。各個(gè)電源和各個(gè)回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開。 云崗青山變電所主接線的設(shè)計(jì)因?yàn)椴捎脙膳_(tái)變壓器，所以我擬定了三種主接線1高壓側(cè)無(wú)母線，低壓側(cè)單母線分段：這種主接線的供電可靠性較高，當(dāng)任一主變壓器或任一電源進(jìn)線停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，該變電所通過(guò)閉合低壓母線分段開關(guān)，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。任一臺(tái)主變壓器或任一路電源進(jìn)線停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)切換操作，均可迅速恢復(fù)整個(gè)變電所的供電，因此供電可靠性相當(dāng)?shù)母?，可供一二?jí)負(fù)荷。但單回路放射式供電可靠性較差，投資較高。在大的電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)到幾萬(wàn)安甚至幾十萬(wàn)安。如果導(dǎo)體和它的固定支架不夠堅(jiān)韌，可能遭到破壞。由此可見：短路的后果是十分嚴(yán)重的。上述的三相短路，屬于對(duì)稱性短路，其他形式的短路都屬于不對(duì)稱短路。 短路計(jì)算的方法及其采用短路電流的計(jì)算方法有歐姆法（又稱有名單位制法），標(biāo)么值法（又稱相對(duì)單位制法）和短路容量法。（2）三相功率和單相功率的標(biāo)么值相同。對(duì)于10kV的電纜線路，輸送距離≤10km。對(duì)于電纜不必校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度。一般3—35kV戶內(nèi)配電裝置中廣泛采用少油斷路器。對(duì)于云崗青山變電所的高壓斷路器QF1，QF3等，我選擇的是 SN1010I/630300型斷路器。對(duì)于大部分的低壓設(shè)備一般可以不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。配電用斷路器按結(jié)構(gòu)形式分為：有塑料外殼式（DZ）和萬(wàn)能式（DW）兩大類。隔離開關(guān)與斷路器配合，按系統(tǒng)運(yùn)行方式的需要進(jìn)行倒閘操作，以改變系統(tǒng)運(yùn)行接線方式。(特別說(shuō)明：對(duì)于低壓隔離開關(guān)，一般不必校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。常用的有如下三種：（1）三相星形接線：電流互感器和三只電流繼電器均接成星形。但是其靈敏度也各有不同。母線按結(jié)構(gòu)分為硬母線和軟母線。380V母線在三相短路時(shí)所受的最大電動(dòng)力（ =1）= *（* A**N/=。云崗青山變電所采用的就是放射式接線：其引出線發(fā)生故障時(shí)互相不影響，供電可靠性較高，但是一般情況下，其有色金屬消耗量較多，采用的開關(guān)設(shè)備也較多。保護(hù)層又分為內(nèi)護(hù)層和外護(hù)層。必須注意：在選擇電纜線芯材質(zhì)時(shí)，一般情況下可選用價(jià)格低廉的呂芯電纜。電纜的敷設(shè)路徑要避免電纜遭受機(jī)械性外力，過(guò)熱及腐蝕等危害。對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，包括短路動(dòng)穩(wěn)定度，但是需要校驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定。在三相交流電力系統(tǒng)中，作為供電電源的發(fā)電機(jī)和電力變壓器的中性點(diǎn)有三種運(yùn)行方式：一種是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，一種是電源中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地或經(jīng)消弧線圈接地，另一種是中性點(diǎn)直接接地或低電阻接地，前兩者且都屬于小電流接地系統(tǒng)。 供配電線路的繼電保護(hù)工廠供電網(wǎng)絡(luò)基本上是開式單端供電網(wǎng)絡(luò)，供電線路不是很長(zhǎng)，供電電壓不太高，大多數(shù)在35kV以下，屬于小電流接地系統(tǒng)。例如，變電站低壓側(cè)母線發(fā)生故障中，可由相應(yīng)的供電變壓器的過(guò)電流保護(hù)將母線切除。 變壓器的繼電保護(hù)及計(jì)算變壓器是工廠供電系統(tǒng)中最重要的電氣設(shè)備。（2）縱差動(dòng)保護(hù)和電流速斷保護(hù)。 變壓器選擇參數(shù)：參 數(shù) 名 稱 10kV側(cè)變壓器額定電流=315/*10==315/*=電流互感器接線方式星形 星形電流互感器變比100/5=20100/5=20電流互感器一次電流*=二次回路額定電流 已知 最大運(yùn)行方式下 = kA = kA 最小運(yùn)行方式下 = kA = 18 kA1電流速斷保護(hù)的整定計(jì)算電流繼電器的動(dòng)作電流按下式整定按下式整定： 其中：為可靠系數(shù)，取= 為接線系數(shù)，=1為變壓器低壓側(cè)母線三相短路時(shí)的最大短路電流已知 =31960A 為電流互感器變比帶入數(shù)值后得：≥*1*31960*（）/ 20=靈敏系數(shù)按保護(hù)安裝處兩相最小短路電流計(jì)算：=/*=*7300/2*20*=＞2. 滿足要求 2過(guò)電流保護(hù)的整定計(jì)算 為了提高保護(hù)的靈敏度，電流互感器采用三相星形接線，按躲過(guò)最大負(fù)荷電流整定時(shí)，用下式計(jì)算電流繼電器的整定值。（3)應(yīng)保證備用電源自動(dòng)投入裝置只動(dòng)作一次。因此對(duì)電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備絕緣的威脅不是很大。閃的金屬線稱為架空地線，接閃的金屬帶稱為避雷帶。而10kV及以下的架空線路上，一般不裝設(shè)避雷。在非高土壤礦區(qū)，其工頻接地電阻Re≤10Ω。每組高壓母線上均應(yīng)裝設(shè)閥型避雷器。對(duì)直擊雷的防護(hù)一般采用避雷針或避雷線。按實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)校驗(yàn)后，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn) 目前推薦和應(yīng)滿足下式要求:≥＋, ≥ ≥＋≥在對(duì)較大面積的變電所進(jìn)行保護(hù)時(shí),采用等高避雷針聯(lián)合保護(hù)要比單針保護(hù)范圍大。 圖 變電所的防雷保護(hù)圖 云崗青山變電所設(shè)備接地的設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的某部分與大地之間作良好的電氣連接，稱為接地。結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說(shuō)是對(duì)我函授?？迫陮W(xué)習(xí)成果的考核和總結(jié)，在這幾個(gè)月里我通過(guò)自己的努力及姚老師的耐心指導(dǎo)。為了提高云崗青山變電所供電的可靠性，我采用的是兩臺(tái)型號(hào)相同的變壓器，正常工作時(shí)兩臺(tái)變壓器同時(shí)投入運(yùn)行，若任一變壓器發(fā)生故障時(shí)，則斷開高壓母線側(cè)的斷路器與隔離開關(guān)，由單臺(tái)變壓器來(lái)提供整個(gè)變電所的供電。我采用了更為普遍的標(biāo)么值法。8．防雷與接地設(shè)計(jì)。最終經(jīng)過(guò)分析，我采用了四支避雷針作為云崗青山變電所電氣部分的防雷保護(hù)。6．電氣設(shè)備的選擇及其校驗(yàn)。如果進(jìn)線處線路發(fā)生故障，則可通過(guò)備用電源自動(dòng)投入裝置還恢復(fù)整個(gè)變電所的供電。這個(gè)設(shè)計(jì)遵從以下步驟進(jìn)行展開：1．負(fù)荷的分析與計(jì)算。工作接地是指：為了保證人身安全，防止間接觸電而將設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分接地，例如電源的中性點(diǎn)接地，防雷裝置的接地等。,寬,查手冊(cè)，門型架構(gòu)高15m。為了防止變電所遭受直接雷擊,需要安裝避雷針、避雷線和輔設(shè)良好的接地網(wǎng)。變壓器兩側(cè)的避雷器應(yīng)與變壓器中性點(diǎn)及金屬外殼一同接地。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變配電所主接地電網(wǎng)分開時(shí)，則它們?cè)诘刂械乃介g距不得小于3m。（3）利用三角形排列的頂線兼作防雷保護(hù)線。避雷針的保護(hù)范圍，以它能夠防護(hù)直接雷的空間來(lái)表示。雷電過(guò)電壓產(chǎn)生的雷電沖擊波，其電壓幅值可高達(dá)一億伏，其電流幅值可高達(dá)幾十萬(wàn)安，因此對(duì)供電系統(tǒng)危害極大，必須加以防護(hù)。（5）當(dāng)采用備自投時(shí)，應(yīng)校驗(yàn)備用電源過(guò)負(fù)荷情況。所以，靈敏系數(shù) =（/2）*18000*（）/（20*5）= 其＞。（3）過(guò)電流保護(hù)：一般用于降壓變壓器，作為瓦斯保護(hù)和縱差動(dòng)保護(hù)的后備保護(hù)。變壓器的故障可發(fā)生在油箱內(nèi)和油箱外。因此，只能用于不太重要的較低電壓的網(wǎng)絡(luò)中。當(dāng)線路發(fā)生相間短路故障時(shí)，其特點(diǎn)是：線路中的電流突然增大，電壓突然下降。如果單相接地電流大于一定數(shù)值時(shí)，則采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)表明，一般10kV及以下高壓線路及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件選擇截面，在校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度和電壓損耗。便于運(yùn)行維護(hù)。（2）安全性，可靠性要求高的重要回路。供電系統(tǒng)中常用的電力電纜，按其電纜芯材質(zhì)分銅芯和呂芯兩大類。放射式接線多用于設(shè)備容量較大或?qū)╇娍煽啃砸筝^高的設(shè)備配電。其次熱穩(wěn)定的校驗(yàn)：已知 ，母線正常運(yùn)行最高溫度為55度。 矩形母線一般使用于主變壓器至配電室內(nèi)，其優(yōu)點(diǎn)是施工安裝方便，運(yùn)行中變化小，載流量大，但造價(jià)較高。對(duì)于電流互感器采用的是兩相不完全星形接線。它可以反映各種相間短路和中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)中的單相接地短路。它的特點(diǎn)是一次繞組的匝數(shù)很少，而二次繞組的匝數(shù)較多。隔離開關(guān)的觸頭全部敞露在空氣中，具有明顯的斷開點(diǎn)，隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，因此不能用來(lái)切斷負(fù)荷電流或短路電流，否則在高壓作用下，斷開點(diǎn)將產(chǎn)生強(qiáng)烈電弧，并很難自行熄滅，甚至可能造成飛?。ㄏ鄬?duì)地或相間短路），燒損設(shè)備，危及人身安全，這就是所謂“帶負(fù)荷拉隔離開關(guān)”的嚴(yán)重事故。又稱為框架式自動(dòng)開關(guān)。當(dāng)線路上出現(xiàn)短路故障時(shí)，其過(guò)電流脫扣器動(dòng)作，使開關(guān)跳閘。因此結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)，即斷開后有明顯可見的斷開間隙，而且斷開間隙的絕緣及相同絕緣都是足夠可靠的，能充分保證設(shè)備檢修的人身安全。這種少油斷路器是由框架，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和油箱等三個(gè)主要部分組成。1高壓斷路器的選擇及校驗(yàn)：高壓斷路器（文字符號(hào)：QF）：它的功能不僅能通斷正常的負(fù)荷電流，而且能接通和接受一定時(shí)間的短路電流，并能保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。云崗青山變電所短路計(jì)算：（1）確定基準(zhǔn)值： 取 Sd=100MVA， Ud1= ， Ud2= ()Id1=Sd /*Ud1=100MVA / * = kAId2=Sd / *Ud2=100MVA/ * =144 kA（2）短路中各元件的電抗標(biāo)么值：斷路器： X*1=Sd/Sn=100MVA/500MVA=架空線路：（查表得：X0=）X*2=X0*L*Sd/=*5*100 / =電纜線路：（查表：X0=）X*3=X*4=X0*L*Sd / =**100/=電力變