【正文】 35kV～ 66kV 及以下中小容量變壓器，應(yīng)裝設(shè)過電流保護。塑料電纜安裝敷設(shè)方便，沒有落差限制，廣泛用于 1～ 35kV 各個場合。而母線在正常運行情況下，傳輸容量不大，可以按照長期允許電流選擇 ]3[ 。 等級熔斷器的選擇 熔斷器的選擇主要根據(jù)額定電壓和額定電流來選擇。 1. 35kV 側(cè)電流互感器進行選擇 互感器 TA TA2 的作用是對變壓器保護進行電流的采集，因此選用 LCZB35B/160保護類互感器。壽命長，在 35kV 及以下系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。 繪制短路回路等效電路，并計算總阻抗。 綜上所述，短路電流的目的是為電氣設(shè)備選擇和繼電保護的配置提供依據(jù)。具體方案論證如下： 表 42 總降壓變電所低壓側(cè)主接線的比較 ]5[ 接線方式 單母線分段接線 單母線帶旁路母線的接線 可靠性 母線故障和檢修時縮小了停電范圍 檢修任意斷路器時可以不中斷該回路的供電，可靠性大大的提高 靈活性 調(diào)度靈活，方便擴建，重要負(fù)荷可從兩端分別受電，有利于電源間的相互備用和負(fù)荷的合理分配 與單母線分段相比，倒閘復(fù)雜，容易誤操作，增加故障概率 經(jīng)濟性 與帶旁母的單母分段相比，所用設(shè)備較少占地面積小 單母線分段的基礎(chǔ)上增加了旁路母線、專用斷路器和兩個旁路回路隔離開關(guān)，且增加了占地面積 說明 根據(jù)本廠的實際情況，本廠低壓側(cè)的負(fù)荷共 回，負(fù)荷 部分 為二類負(fù)荷，綜合考慮三方面的因素，選擇可靠性稍低但是經(jīng)濟性和靈活性都較好的單母線分段接線。它具有雙母線帶旁路的優(yōu)點，但投資較大，設(shè)備占地間隔較多。無母線類型，如橋式、角形、單元接線等 ??12 。 由于本廠有 1回 10kV進線，即有 一 個進線電源，如果采用 2 臺變壓器，則能滿足供電可靠性、靈活性的要求。有效的電壓控制和合理的無功補償不僅可以保證供電質(zhì)量，同時能提高電力系統(tǒng)運行的安全性、經(jīng)濟性和穩(wěn)定性 ??8 。變壓器的銅損耗即有負(fù)荷的情況下變壓器一、二次繞組中的有功功率損耗?，F(xiàn)假設(shè)總負(fù)荷 321 PPPPP i ???? ? 的負(fù)荷中心位于坐標(biāo) P（ yx, ） 7 處，則仿照力學(xué)中的力矩方程可得： 332211 xPxPxPPx i ???? 即 ???iiiPxPx )( (27) 332211 yPyPyPPy i ???? 即 ???iiiPyPy )( 由此可求得負(fù)荷中心的坐標(biāo)為（ ??iiiPxP )( ， ??iiiPyP )( ） . 變電所的形式有很多種，優(yōu)點各異。 正確確定計算負(fù)荷意義重大。如果工廠電能供應(yīng)突然中斷 , 就會對工業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的不良后果 , 甚至可能發(fā)生重大的設(shè)備損 壞或人員傷亡事故。 1 寧夏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院 課程設(shè)計 論文 題目： XX 機械廠變電所的電氣設(shè)計 系 別 機電工程系 學(xué) 號 姓 名 X X X 指導(dǎo)教師 包慧琴 李致遠(yuǎn) 成 績 20xx 年 12 月 10 日 2 摘 要 變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是聯(lián)系電廠和負(fù)荷用戶的中間環(huán)節(jié)，是電網(wǎng)中線路的樞紐。因此 , 變電所保證工廠正常有序地供電 , 具有十分重要的意義。計算負(fù)荷的大小直接影響設(shè)備和導(dǎo)線選擇得是否經(jīng)濟合理。戶外式配電裝置具有運行維護方便，占地面積少、投資少等優(yōu)點，而屋內(nèi)式配電裝置安裝方便、運行可靠，故本設(shè)計總降壓變電所 35kV側(cè)采用屋外式配電裝置，變壓器放置于露天。我們可以同過查詢變壓器參數(shù)得到空載損耗和短路損耗，也就是鐵損耗和銅損耗 ??4 。 電力系統(tǒng)的無功電源與無功負(fù)荷，在各個正常運行以及故障運行時，都應(yīng)實行分層分區(qū)、就地平衡的原則，并且無功電源都應(yīng)該具備靈活的調(diào)節(jié)能力，以及一定的檢修備用容量和事故備用容量 ??4 。若為節(jié)省投資而僅裝設(shè) 1臺變壓器，一旦出現(xiàn) 1 臺主變故障，將會造成全廠失壓從而造成巨大的損失。 單母線接線：具有接線簡單清晰、設(shè)備少、投資相對小、運行操作方便，易于擴建等優(yōu)點，隔離開關(guān)僅在檢修電氣設(shè)備是作隔離作用，不做倒閘操作，從而減少了誤操作事故。接線原則為：當(dāng)設(shè)備連接的進出線總數(shù)為 12～ 16 回時，在一組母線上設(shè)置分段斷路器；當(dāng)設(shè)備進出線總數(shù)為 17 回時及以上時，在兩組母線上設(shè)置分段斷路器 ??13 。同時從其他車間變電所的低壓母線上拉取備用電源，提高供電的可靠性。 在三相運行的系統(tǒng)中，短路的形式有：三相短路、兩相短路、單相短路以及兩相接地短路。 分別對各短路計算點計算各短路電流 3Ik 、 3I 、 3I? 、 3shI 、短路容量 3kS 等。 壓縮空氣斷路器：采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)，開斷時間短、能力強，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 額定電流： AAIN ?? 22 熱穩(wěn)定校驗： skAIIItQkttkkK22222222 )()(124)10(12 ???????? sKAIK Nt 2221 )( 0 8)()( ??? 動穩(wěn)定度校驗： kAKI esN 5 1 ???? kAish ? 經(jīng)過校驗，電流互感器滿足要求。合理的熔斷器其額定電壓必須大于或等于安裝處的額定電壓，其熔體的額定電流應(yīng)為該回路的最大運行電流的 到 倍，熔管的額定電流大于熔體的額定電流。 按長期發(fā)熱允許電流選擇： aKII ?max (65) 按經(jīng)濟電流密度選擇： JISJ max? (66) 式中： maxI 為回路中最大持續(xù)工作電流， K 為綜合修正系數(shù)， aI 為θ =25C 時導(dǎo)體允許電流， JS 為經(jīng)濟截面， J 為經(jīng)濟電流密度。 電力電纜除充油電纜外，一般采用三芯鋁芯電纜 ]3[ 。 動作電流的整定： 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 。 （ 3） 過電流保護：防止主保護拒動和斷路器失靈的保護。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。對于利用率大（ maxT 5000h）、傳輸容量大、長度較長（ L20m）的導(dǎo)體，一般按照經(jīng)濟電流密度選擇。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[ 。 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 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 為滿足測量和保護裝置的需求，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。 真空斷路器：利用真空的高介質(zhì)強度滅弧，優(yōu)點是滅弧時間快、噪聲小。 （ 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)的短路計算電壓，單位為 kV， UC=. （ 3）變壓器的電抗標(biāo)幺值的計算： 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。最小運行方式下，系統(tǒng)的阻抗最大，短路電流最小，作為繼電保護中靈敏度校驗的依據(jù) ]2[ 。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行比較，綜合選擇。 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。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 臺斷路器接線等。 （高壓電動機或電弧爐） ，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)濟性的效果 ??9,5 本 機械 廠最大視在功率達(dá)到 800kVA，且 部分 屬于 2級負(fù)荷，應(yīng)裝設(shè) 2 臺變壓器。即： KVAS NT ? 所以變壓器容量必須同時滿足如下兩個條件： 1NTNT SS ? 2NTNT SS ? 0P? =； ?? KP KW ； %0 ?I ； %0 ?U ； 計算每臺變壓器的損耗： 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[ 項目容量 (kVA) 電壓組合 (kV) 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號 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 無功補償 無功功率平衡是保證電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量的基礎(chǔ)。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。 設(shè)有負(fù)荷 1P 、 2P 和 3P ，他們在任選的的直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為 1P （ 1,1yx ）、 2 P（ 2,2yx ）和 3P （ 3,3yx ）。這是因為計算負(fù)荷基本上與從實際負(fù)荷曲線上查得的半小時（即 30min）最大負(fù)荷相當(dāng) 30P 相當(dāng)。變電所在確保工廠正常供電中起到關(guān)鍵性作用。如果工廠電能供應(yīng)突然中斷，就會對工業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的不良后果。 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 生活的發(fā)展趨勢。若計算負(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。 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)計詳細(xì)考慮了各個車間的變電所形式。 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。 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，無法滿足供電部門對工廠的要求。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 臺主變。但可靠性和靈活性較差，電源只能并列運行，母線或隔離開關(guān)檢修時所有回路都停電，且發(fā)生短路時，回路中短路電流較大，適用于出線負(fù)荷少、沒有重要負(fù)荷的場合 ??14 。 內(nèi)橋接線：內(nèi)橋接線的橋斷路器裝設(shè)在兩回路進線斷路器內(nèi)側(cè)，像橋一樣將兩條回路鏈接在一起。 通過以上各步驟的設(shè)計，可以得出完整的變配電所主接線圖，主接線圖見附錄。三相短路時，回路短路阻抗相等，因此三條回路的 電流也相等，三相短路是對稱短路。 在無窮大容量系統(tǒng)中，存在下列關(guān)系： 3I = 3I? =3Ik （ 55） 高壓電路中的短路沖擊電流及其有效值，按下列公式近似計算 ： 33sh ? （ 56） 33sh ? （ 57） 三相短路容量按下式計算 ： 3kc3k IU3S ?