【正文】 因此對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)運行的影響。 高壓聯(lián)絡(luò)線的過電流保護的組成、原理，無論是定時限還是反時限，均與變壓器的過電流保護相同。 瓦斯保護的主要元件是氣體繼電器。 變壓器的 反時限 過電流保護 在此設(shè)計中，我們采用較為經(jīng)濟的反時限過流保護。 對于高壓側(cè)為 6～ 10kV 的車間變電所主變壓器來說，通常裝設(shè)有帶時限的過電流保護；如過電流保護動作時間大于 ～ 時，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護。 ： 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，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。對長距離大電流及 35kV 以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟電流密度確定經(jīng)濟截面，再校驗其它條件。 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，同時設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運行維護方便，投資經(jīng)濟合理。 短路電流計算 短路電流計算電路 如圖 。工廠擁有 負荷較大的 二級負荷，如果二級負荷斷電將會給機械廠造成巨大損失。 總的視在計算負荷為： 2230 30 30S P Q??= 總的計算電流為： 30 30 /3NI S U? = 由以上可得出各廠房和生活區(qū)的負荷如表 。如工廠有大型同步電動機還可以采 4 用控制電機勵磁電流方式提供無功功率，改善功率因數(shù)。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟的分配電能問題。 （ 2）可靠 應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。 設(shè)計主要介紹了總降 壓 變電所的設(shè)計及設(shè)備的選型和整定校驗。 其中 主要介紹了工廠的基本情況及設(shè)計的要求和主要數(shù)據(jù) ，還要進行了 全廠的負荷計算及無功功率補償?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 參照短路電流計算數(shù)據(jù)和各回路計算負荷以及對應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、 互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。 無功功率補償 由表 可知，該廠 380V 側(cè)最大負荷時功率因數(shù)為 ,考慮到主變壓器的無功損耗遠大于有功損耗 ,因此 380V 側(cè)最大負荷應(yīng)稍大于 ,暫取 來計算 ,380V 側(cè)所需的無功功率補償容量 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)的負荷 編號 名稱 類別 設(shè)備容量 需要系數(shù) cos? tan? 計 算 負 荷 30/kWP Q30/kvar S30/kVA 30/AI 1 鑄造車間 動力 300 90 / / 照明 6 0 0 / / 2 鍛壓車間 動力 200 105 / / 照明 6 0 0 / / 3 熱處理車間 動力 150 90 45 / / 照明 5 0 4 0 / / 4 電鍍車間 動力 250 125 / / 照明 5 0 4 0 / / 5 倉庫 動力 20 0.8 8 3 / / 照明 1 0 0 / / 6 工具車間 動力 360 0.6 108 / / 照明 7 0 0 / / 7 金工車間 動力 400 0.65 80 / / 照明 10 0 8 0 / / 8 鍋爐 房 動力 50 35 / / 照明 1 0 0 / / 9 裝配車間 動力 180 54 / / 照明 6 0 0 / / 10 機修車間 動力 160 32 / / 照明 4 0 0 / / 11 生活區(qū) 照明 350 245 2 1 總計 (380側(cè) ) / / / / / 取 ??pK = ，?? ?K / 8 k? 補償后的變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為 2302)2(20)2(30 )( CPS ??? 22 ) 9 5 0( 6 2 ??? =931Kva 因此補償后變壓器容量可選為 1000kVA 的，此時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)的計算負荷為 kWkWkWP 7 6 2)1(30 ???? a a r)()1(30 ????? kkQ kvar k V Ak V AS 22)1(30 ??? 無功補償后，工廠的功率因素（最大負荷時）為 )1(30)1(30 ?????? SP? 這一功率因素滿足設(shè)計要求。 雖然明備用形式可以保證二級負荷供電，但是性能遠不能和暗備用比。 圖 短路電流計算 電路 確定基準值 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 計算短路電路中各元件的電抗標么值 （ 1） 電力系統(tǒng) 的電抗標幺值 *1X =100MVA/500MVA= （ 2） 架空線路 電抗標幺值 查附錄表 8 得 LGJ150 的 x0=, 而 線 路 長 為 8km, 故 22 ( 6 8 ) 10 0 MV /(1 kV ) ? ? ? ? ? ? （ 3） 電力變壓器 電抗標幺值 查相關(guān)資料得 ,UZ%=,故 因此繪等效電路 ,如圖 。 低壓熔斷器、低壓開關(guān)、低壓負荷開關(guān)、低壓斷路器等低壓設(shè)備和選擇時，必須校驗其電壓，電流、斷流能力等參數(shù)。 高壓母線的選擇 (1) 10kV 高壓進線的選擇與校驗。 ： 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 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（又稱氣體繼電保護）。 反時限過流保護裝置由 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。線路變壓器過電流保護的動作電流整定計算公式也與主變壓器保護的動作電流整定計算公式基本相同，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 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裝置、信號回路、監(jiān)測系統(tǒng)及其它二次回路所需的電源 。 高壓聯(lián)絡(luò)線承擔著供電主線路發(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。如變壓器高采用遠后備時，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 過電流保護 變壓器的繼電保護 按 GB50062— 92《電力裝置的繼電保護和自動裝置設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：對電 力變壓器的下列故障及異常運行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護裝置： （ 1）繞組及其引出線的相間短路和在中性點直接接地側(cè)的單相接地短路； （ 2）繞組的匝間短路； （ 3）外部相間短路引過的過電流； （ 4）中性點直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過電流及中性點過電壓； （ 5）過負荷； （ 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，因其對電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進行選擇，再校驗發(fā)熱條件和機械強度。 工廠變電所高壓開關(guān)柜母線宜采用 LMY 型硬母線 。最后計算短路電流和短路容量。 圖 兩 臺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，裝設(shè)兩臺主變的主結(jié)線方案 (圖 )無論是從系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性來說，都遠遠優(yōu)于 裝設(shè) 一臺主變的主結(jié)線方案 (圖)。 總的有功計算負荷為： 30 30piP K P? ?????= 總的無功計算負荷為： 30 30qiQ K Q? ?????= 以上兩式中的 30 iP ?? 和 30 iQ?? 分別為各組設(shè)備的有功和無功計算負荷之和。由手冊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 負荷計算與無功功率補償 設(shè)計步驟 全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計，是根據(jù)各個車間的負荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對負荷的要求，以及負荷布局，結(jié)合國家供電情況。 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。此機械廠具有一個總降 壓 變電所及十個車間和一個生活區(qū)。以及 確定 了變電所主變壓器臺數(shù)、容量及主接線方案 、 第四部分進行了短路電流的計算，它是進行設(shè) 備校驗的重要數(shù)據(jù)；第五部分主要進行了變電所一次設(shè)備的選型及校驗 。 （ 4）經(jīng)濟 供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 （ 1） 負荷計算 全廠總降壓變電所的負荷計算，是在車間負荷計算的基礎(chǔ)上進行的。并根據(jù)需要進行熱穩(wěn)定和 動 穩(wěn)定檢驗。 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)工廠的負荷性質(zhì)和電源情況， 我們采用 S9 系列變壓器。 但按經(jīng)濟指標 ,則裝設(shè)一臺主變的方案遠優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的方案，因此 在本次設(shè)計中，決定采用裝設(shè)一臺主變的方案。 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)