【正文】 3I = 3I? =3Ik （ 55） 高壓電路中的短路沖擊電流及其有效值，按下列公式近似計(jì)算 ： 33sh ? （ 56） 33sh ? （ 57） 三相短路容量按下式計(jì)算 ： 3kc3k IU3S ? （ 58） 短路電流計(jì)算 繪制計(jì)算電路圖、選擇短 路計(jì)算點(diǎn)。 繪制計(jì)算電路圖、選擇短路計(jì)算點(diǎn)。三相短路時(shí)，回路短路阻抗相等，因此三條回路的 電流也相等，三相短路是對(duì)稱短路。由于短路時(shí)系統(tǒng)的電壓驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行 ]4[ 。 通過(guò)以上各步驟的設(shè)計(jì)，可以得出完整的變配電所主接線圖，主接線圖見附錄。 主接線的選擇 從原始資料可知工廠的高壓側(cè)進(jìn)線為 35kV 等級(jí) 2 回，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，且線路只有 8km。 內(nèi)橋接線：內(nèi)橋接線的橋斷路器裝設(shè)在兩回路進(jìn)線斷路器內(nèi)側(cè)，像橋一樣將兩條回路鏈接在一起。與單母線相比，雙母線接線供電可靠、檢修方便。但可靠性和靈活性較差，電源只能并列運(yùn)行，母線或隔離開關(guān)檢修時(shí)所有回路都停電，且發(fā)生短路時(shí)，回路中短路電流較大，適用于出線負(fù)荷少、沒有重要負(fù)荷的場(chǎng)合 ??14 。通常在保證可靠性的同時(shí)盡量減小投資。為避免這種情 況的出現(xiàn)，充分利用雙電源的作用，選擇安裝 2 臺(tái)主變。則功率因數(shù)為 。 在工廠中大多數(shù)的設(shè)備為電感性設(shè)備 ，從原始資料表里便可看出大多數(shù)的功率因數(shù)較低，無(wú)法滿足供電部門對(duì)工廠的要求。 車間變電所臺(tái)數(shù)的選擇，對(duì)于二、三類負(fù)荷，變電所只需要設(shè)置一臺(tái)變壓器。 有功功率損耗公式： 20 ?kt PPP ????? 式中： 0P? 為空載損耗， kP? 為負(fù)載損耗， tP? 為有功功率損耗，β — 變壓器的負(fù)荷率。多層或高層建筑內(nèi)的變電所，選用 SC9 等系列環(huán)氧樹脂注干式變壓器或 SF6 充氣型變壓器。 根據(jù)各車間的地理位置，車間建筑物結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境和車間負(fù)荷等情況，本設(shè)計(jì)詳細(xì)考慮了各個(gè)車間的變電所形式。 表 21 各車間 380V 負(fù)荷表 4 廠房編號(hào) 廠房名稱 負(fù)荷類別 設(shè)備容量 /KW 需要系數(shù) ???? 功率因數(shù) cosφ tanφ 計(jì)算負(fù)荷 P30 (kW) Q30 (kvar) S30 (kVA) I30 (A) 1 鑄造車間 動(dòng)力 200 70 100 照明 5 1 1 0 4 0 4 2 鍛壓車間 動(dòng)力 230 照明 1 1 0 7 0 7 3 金工車間 動(dòng)力 300 60 照明 1 1 0 0 4 工具車間 動(dòng)力 250 75 125 照明 1 1 0 0 5 電鍍車間 動(dòng)力 250 125 照明 1 1 0 0 6 熱處理車間 動(dòng)力 200 100 75 125 照明 1 1 0 0 7 裝配車間 動(dòng)力 150 0. 17 45 64 照明 1 1 0 4 0 8 機(jī)修車間 動(dòng)力 200 40 照明 1 1 0 0 4 9 鍋爐房 動(dòng)力 80 56 42 照明 1 1 0 0 10 倉(cāng)庫(kù) 動(dòng)力 50 70 照明 1 1 0 0 11 生活區(qū) 照明 250 0 175 0 175 266 12 小計(jì)（ K∑ =） 二級(jí) 負(fù)荷計(jì)算 二級(jí)負(fù)荷 車間包括 鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房 ，我們可以根據(jù)需要系數(shù)法計(jì)算各 5 車間的有功功率、無(wú)功功率、容量與工作電流。若計(jì)算負(fù)荷偏大，將使設(shè)備和線路選的 偏大，造成投資和金屬的浪費(fèi)。 其基本內(nèi)容有以下幾方面 ]3[ ： ； ； ； ； ；選擇變壓器回路、出線回路的導(dǎo)體規(guī)格，選擇主母線、電纜； 2 第 1章 負(fù)荷計(jì)算 計(jì)算負(fù)荷的概念 在選擇電力系統(tǒng)中各個(gè)電器元件時(shí)，最重要就是滿足負(fù)荷電流的要求。 作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì) 生活的發(fā)展趨勢(shì)。在論文的最后附上設(shè)計(jì)的圖紙。如果工廠電能供應(yīng)突然中斷，就會(huì)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的不良后果。第七章對(duì)繼電保護(hù)的配置、整定及校驗(yàn)。變電所在確保工廠正常供電中起到關(guān)鍵性作用。對(duì)論文每一步都一定要遵循國(guó)家的線性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)。這是因?yàn)橛?jì)算負(fù)荷基本上與從實(shí)際負(fù)荷曲線上查得的半小時(shí)（即 30min）最大負(fù)荷相當(dāng) 30P 相當(dāng)。 各組用電負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，在計(jì)算總有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷，在確定具有多條負(fù)荷 3 出線的干線的負(fù)荷，或低壓母線上的負(fù)荷時(shí)，分別乘以一個(gè)小于 1 的同時(shí)系數(shù)。 設(shè)有負(fù)荷 1P 、 2P 和 3P ，他們?cè)谌芜x的的直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為 1P （ 1,1yx ）、 2 P（ 2,2yx ）和 3P （ 3,3yx ）。國(guó)標(biāo) ～～ 20xx電力變壓器 規(guī)定，選擇型號(hào)時(shí)要優(yōu)先選擇 R10 容量系列。變壓器的鐵損耗即鐵芯中的有功功率損耗，就是主磁通在鐵心中引起的磁滯損耗和渦流損耗。 S7和 S9 等型號(hào)的電力變壓器的功率損耗可以按照下列的公式近似計(jì)算。即： KVAS NT ? 所以變壓器容量必須同時(shí)滿足如下兩個(gè)條件： 1NTNT SS ? 2NTNT SS ? 0P? =； ?? KP KW ； %0 ?I ； %0 ?U ； 計(jì)算每臺(tái)變壓器的損耗： kwSP T 8 3 0 30 ????? 30 kSQ T ????? 表 32 S9 系列銅線配電變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù) ]7[ 項(xiàng)目容量 (kVA) 電壓組合 (kV) 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 低壓 80 Dyn11 4 無(wú)功補(bǔ)償 無(wú)功功率平衡是保證電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量的基礎(chǔ)。按照原始資料的要求，本廠的功率因數(shù)應(yīng)該達(dá)到 以上。 （高壓電動(dòng)機(jī)或電弧爐） ，晝夜負(fù)荷或季節(jié)負(fù)荷變化比較大 ，為節(jié)省投資，分期投入，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的效果 ??9,5 本 機(jī)械 廠最大視在功率達(dá)到 800kVA，且 部分 屬于 2級(jí)負(fù)荷，應(yīng)裝設(shè) 2 臺(tái)變壓器。 可靠性：可靠性是指在保護(hù)范圍以內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能可靠的動(dòng)作，以切除故障，在保護(hù)范圍之外的故障不或者系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng)。其中，有匯流母線的包括單母線接線、單母線分段、單母線分段帶旁路母線接線、雙母線接線、雙母分段接線、雙母線帶旁路母線接線、 3/2 斷路器接線、 3/4 臺(tái)斷路器接線等。各出線回路與旁路母線相連接。 雙母線分段帶旁路母線接線：雙母線分段帶旁路接線就是在雙母線帶旁路接線的基礎(chǔ)上，在母線上增設(shè)分段斷路器。運(yùn)行的靈活性和供電的可靠性也較好。因此將可供選擇的方案有單母線分段接線和單母線分段帶旁路母線的接線，下面以表格的方式進(jìn)行比較，綜合選擇。 短路后，系統(tǒng)中的短路電流比正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷電流大得多。最小運(yùn)行方式下，系統(tǒng)的阻抗最大，短路電流最小，作為繼電保護(hù)中靈敏度校驗(yàn)的依據(jù) ]2[ 。計(jì)算 1kV 以上高壓宜采用標(biāo)幺值法，低壓 400V 宜采用歐姆法。 （ 2）電力線路的電抗標(biāo)幺值 2Cd0*L USlXX ? （ 53） 17 式中， UC— 線路所在電網(wǎng)的短路計(jì)算電壓，單位為 kV， UC=. （ 3）變壓器的電抗標(biāo)幺值的計(jì)算： Ndk*T S100 S%UX ? （ 54） 式中， Uk%為變壓器的阻抗電壓； SN 為變壓器的容量。盡管電力系統(tǒng)中各類電氣設(shè)備的功能和工作條件并不一樣，具體的選擇方法也不盡相同，但是，對(duì)他們的基本要求卻是一致的 ]5[ 。 真空斷路器：利用真空的高介質(zhì)強(qiáng)度滅弧，優(yōu)點(diǎn)是滅弧時(shí)間快、噪聲小。 最大負(fù)荷 電流： ??? NUSI 熱穩(wěn)定度： skAIIItQkttkkK 22222 )()10(12 ???? 表 61 35kV 側(cè)斷路器選型表 ]2[ 選擇項(xiàng)目 計(jì)算數(shù)據(jù) SW1035C 斷路器參數(shù) 額定電壓 kVUN 35? kVUN 35? 額定電流 AI ? AIN 1000? 斷流能力 kAIk ? kAIbrN 16? 熱穩(wěn)定度 skAQK 2)(? skAtIt 22 )(1024? 動(dòng)穩(wěn)定度 kAish ? kAies 45? 根據(jù)表格顯示所選擇的斷路器符合要求。 表 64 380V 側(cè)斷路器的選擇 ]7[ 斷路器 最大負(fù)荷電流 /A 短路電流/kA 所選斷路器型號(hào) 額定電流/A 分?jǐn)嗄芰?kA QF1 1 34 1683 DW16C20xx 20xx 50 QF18 DW16C630 630 30 QF 31 1036 DW16C20xx 1600 50 QF2 32 DW16C20xx 1600 50 QF35 DW16C630 630 30 QF2 2 33 DW16C20xx 1600 50 QF36 DW16C20xx 800 50 QF37 DW16C630 250 30 QF38 DW16C630 200 30 QF39 1215 DW16C20xx 1600 50 QF40 DW16C20xx 1000 50 為滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需求，在變壓器、出線、分段斷路器、聯(lián)絡(luò)斷路器、旁路斷路器回路中均裝有電流互感器。除此之外， 35千伏及以上輸電線路上，當(dāng)對(duì)端有供電電源時(shí)，應(yīng)裝一臺(tái)單相電壓互感器 ]4[ 。但由于其熔體熔斷后要更換之后才能恢復(fù)供電，且斷流能力較小，選擇性較差，因此不在供電可靠性要求更高的線路中應(yīng)用 ]18[ 。因此必須對(duì)互感器側(cè)進(jìn)行隔離開關(guān)的選擇。對(duì)于利用率大（ maxT 5000h）、傳輸容量大、長(zhǎng)度較長(zhǎng)（ L20m）的導(dǎo)體，一般按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。 動(dòng)穩(wěn)定校 驗(yàn)： Naif shph 4 3 1 272 ?????? ? 3622 mbh ???????? M p aWLf phph 3 1 710 622 ??? ??? ?? Mpaph 70?? 結(jié)論： 經(jīng) 分析，選用 LMY50? 5（截面積為 250mm）的鋁母線是符合要求的。塑料絕緣電纜分為聚氯乙烯電纜、聚乙烯電纜和交聯(lián) 聚乙烯電纜。 變壓器保護(hù)的配置 變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備，在各個(gè)環(huán)節(jié)中起到關(guān)鍵作用，其故障對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行和可靠供電帶來(lái)嚴(yán)重的影響，因此應(yīng)根據(jù)變壓器的故障類型裝設(shè)性能良好、動(dòng)作可靠的保護(hù)裝置 ]9[ 。 （ 3） 過(guò)電流保護(hù)：防止主保護(hù)拒動(dòng)和斷路器失靈的保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)應(yīng)該裝于一相電流上，并延時(shí)作用于信號(hào)。 動(dòng)作電流的整定： m a wrelOP IKK KKI ?? （ 73） 式中： — 變壓器的最大負(fù)荷電流，可取為（ ～ 3） I1N 為變壓器的額定一次電流 。容量在 800kVA 的油浸式變壓器和 400kVA 以的車間變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù) ]3[ 。 電力電纜除充油電纜外，一般采用三芯鋁芯電纜 ]3[ 。 表 613 車間變電所母線選擇 ]5[ 安裝位置 最大負(fù)荷電流 /A 所選母線型號(hào) 熱穩(wěn)定校驗(yàn)2min /mmS 共振校驗(yàn) /m 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)Mpaph/? 最大檔距 檔距 變電所 80 10 434 變電所 80 10 439 變電所 1036 80 10 變電所 63 297 1. 35kV 線路的選擇 )( 0 2m a x mmJIS J ??? 可選擇 LGJ70,按照長(zhǎng)期發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)： 3039。 按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇： aKII ?max (65) 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇：