【正文】 因此對(duì)操作電源的可靠性要求很高，容量要求足夠大，盡可能不受供電系統(tǒng)運(yùn)行的影響。 高壓聯(lián)絡(luò)線的過(guò)電流保護(hù)的組成、原理，無(wú)論是定時(shí)限還是反時(shí)限，均與變壓器的過(guò)電流保護(hù)相同。 瓦斯保護(hù)的主要元件是氣體繼電器。 變壓器的 反時(shí)限 過(guò)電流保護(hù) 在此設(shè)計(jì)中，我們采用較為經(jīng)濟(jì)的反時(shí)限過(guò)流保護(hù)。 對(duì)于高壓側(cè)為 6～ 10kV 的車間變電所主變壓器來(lái)說(shuō)，通常裝設(shè)有帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)；如過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于 ～ 時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。 ： 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 300mm2，其 30347 AalII??，滿足發(fā)熱條件。對(duì)長(zhǎng)距離大電流及 35kV 以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，再校驗(yàn)其它條件。 低壓側(cè)電氣設(shè)備的選擇 低壓一次設(shè)備的選擇，與高壓一次設(shè)備一樣，必須滿足在正常條件下的短路故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算電路 如圖 。工廠擁有 負(fù)荷較大的 二級(jí)負(fù)荷，如果二級(jí)負(fù)荷斷電將會(huì)給機(jī)械廠造成巨大損失。 總的視在計(jì)算負(fù)荷為： 2230 30 30S P Q??= 總的計(jì)算電流為： 30 30 /3NI S U? = 由以上可得出各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷如表 。如工廠有大型同步電動(dòng)機(jī)還可以采 4 用控制電機(jī)勵(lì)磁電流方式提供無(wú)功功率，改善功率因數(shù)。解決對(duì)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問(wèn)題。 （ 2）可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。 設(shè)計(jì)主要介紹了總降 壓 變電所的設(shè)計(jì)及設(shè)備的選型和整定校驗(yàn)。 其中 主要介紹了工廠的基本情況及設(shè)計(jì)的要求和主要數(shù)據(jù) ，還要進(jìn)行了 全廠的負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)拇_定，它是以后設(shè)備選擇的重要依據(jù) 。 （ 3）優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求 。其基本內(nèi)容有以下幾方面。 （ 7） 變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇 參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對(duì)應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器設(shè)備，如隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、 互感器、開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備。 無(wú)功功率補(bǔ)償 由表 可知，該廠 380V 側(cè)最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)為 ,考慮到主變壓器的無(wú)功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗 ,因此 380V 側(cè)最大負(fù)荷應(yīng)稍大于 ,暫取 來(lái)計(jì)算 ,380V 側(cè)所需的無(wú)功功率補(bǔ)償容量 30 1 2(ta n ta n )CQP ???? v a r)] a n ( a r c c o s)[ t a n ( c o k?? 7 表 各廠房和生活區(qū)的負(fù)荷 編號(hào) 名稱 類別 設(shè)備容量 需要系數(shù) cos? tan? 計(jì) 算 負(fù) 荷 30/kWP Q30/kvar S30/kVA 30/AI 1 鑄造車間 動(dòng)力 300 90 / / 照明 6 0 0 / / 2 鍛壓車間 動(dòng)力 200 105 / / 照明 6 0 0 / / 3 熱處理車間 動(dòng)力 150 90 45 / / 照明 5 0 4 0 / / 4 電鍍車間 動(dòng)力 250 125 / / 照明 5 0 4 0 / / 5 倉(cāng)庫(kù) 動(dòng)力 20 0.8 8 3 / / 照明 1 0 0 / / 6 工具車間 動(dòng)力 360 0.6 108 / / 照明 7 0 0 / / 7 金工車間 動(dòng)力 400 0.65 80 / / 照明 10 0 8 0 / / 8 鍋爐 房 動(dòng)力 50 35 / / 照明 1 0 0 / / 9 裝配車間 動(dòng)力 180 54 / / 照明 6 0 0 / / 10 機(jī)修車間 動(dòng)力 160 32 / / 照明 4 0 0 / / 11 生活區(qū) 照明 350 245 2 1 總計(jì) (380側(cè) ) / / / / / 取 ??pK = ，?? ?K / 8 k? 補(bǔ)償后的變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為 2302)2(20)2(30 )( CPS ??? 22 ) 9 5 0( 6 2 ??? =931Kva 因此補(bǔ)償后變壓器容量可選為 1000kVA 的，此時(shí)變壓器的功率損耗為 KWk V ASP T 3 10 1 1 )2(30 ?????? v a 3 )2(30 kk V ASQ T ?????? 工廠變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為 kWkWkWP 7 6 2)1(30 ???? a a r)()1(30 ????? kkQ kvar k V Ak V AS 22)1(30 ??? 無(wú)功補(bǔ)償后，工廠的功率因素（最大負(fù)荷時(shí)）為 )1(30)1(30 ?????? SP? 這一功率因素滿足設(shè)計(jì)要求。 雖然明備用形式可以保證二級(jí)負(fù)荷供電，但是性能遠(yuǎn)不能和暗備用比。 圖 短路電流計(jì)算 電路 確定基準(zhǔn)值 設(shè) dS =100MVA, dCUU? ,即高壓側(cè) 1dU =, 低壓側(cè) 2dU =, 則： 11/( 3 )d d dI S U? =100MVA/( 3 )= 22/( 3 )d d dI S U? =100MVA/( 3 )=144kVA 13 計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)么值 （ 1） 電力系統(tǒng) 的電抗標(biāo)幺值 *1X =100MVA/500MVA= （ 2） 架空線路 電抗標(biāo)幺值 查附錄表 8 得 LGJ150 的 x0=, 而 線 路 長(zhǎng) 為 8km, 故 22 ( 6 8 ) 10 0 MV /(1 kV ) ? ? ? ? ? ? （ 3） 電力變壓器 電抗標(biāo)幺值 查相關(guān)資料得 ,UZ%=,故 因此繪等效電路 ,如圖 。 低壓熔斷器、低壓開(kāi)關(guān)、低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)、低壓斷路器等低壓設(shè)備和選擇時(shí)，必須校驗(yàn)其電壓，電流、斷流能力等參數(shù)。 高壓母線的選擇 (1) 10kV 高壓進(jìn)線的選擇與校驗(yàn)。 ： 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 300mm2，所以選 300mm2的聚氯乙烯絕緣電纜，即可選 VLV2210003 300+1 150四芯電纜。 (8) 饋電給鍋爐房的線路選擇 采用 VLV221000 型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。容量在 800kVA 及以上的 油浸式變壓器和 400kVA 及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)（又稱氣體繼電保護(hù)）。 反時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置由 GL15 型電 流互感器組成，其原理圖如圖 所示。它裝設(shè)在變壓器的油箱與油枕之間的聯(lián)通管上。線路變壓器過(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。 二次回路操作電源，分直流和交流兩大類。 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 。 高壓聯(lián)絡(luò)線承擔(dān)著供電主線路發(fā)生故障后工廠的電能供應(yīng)線路，它所承受的電流和主線路一樣。按 GB50062— 92 規(guī)定， 800kVA 及以上的一般油浸式變壓器和400kVA 及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，均應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。如變壓器高采用遠(yuǎn)后備時(shí)，不作具體規(guī)定。 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。 ： 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。 (2) 饋電給鍛壓車間的線路選擇 采用 VLV221000 型聚氯乙烯絕緣的鋁芯電纜直接埋地敷設(shè)。低壓照明線路，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。 工廠變電所高壓開(kāi)關(guān)柜母線宜采用 LMY 型硬母線 。最后計(jì)算短路電流和短路容量。 圖 兩 臺(tái)主變壓器的主接線圖 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)線方案 (圖)。 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。由手冊(cè)或廠品樣本選用所需 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。 3 2 負(fù)荷計(jì)算與無(wú)功功率補(bǔ)償 設(shè)計(jì)步驟 全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車間的負(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。 工廠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。此機(jī)械廠具有一個(gè)總降 壓 變電所及十個(gè)車間和一個(gè)生活區(qū)。以及 確定 了變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及主接線方案 、 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) 。 （ 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。 （ 1） 負(fù)荷計(jì)算 全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和 動(dòng) 穩(wěn)定檢驗(yàn)。 9 3 變電所主變 壓器和 結(jié)線方案的選擇 提出方案 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況， 我們采用 S9 系列變壓器。 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。 圖 短路電流計(jì)算等效電路圖 計(jì)算 k1 點(diǎn) ( 側(cè) )的短路總電抗及三相短路電流和容量 (1) 總電抗標(biāo)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(jì)算 k2 點(diǎn) ( 側(cè) )的短路總電抗及三相短路電流和容量 （ 1） 總電抗標(biāo)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)