【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 6—10KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車(chē)間變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓。
總降壓變電所主結(jié)線圖表示工廠理解和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備(變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開(kāi)關(guān)等)及其連接線組成，通常用單線表示。
主結(jié)線對(duì)變電所設(shè)備選取和布置，運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。
一次側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如下這種主結(jié)線，其一次側(cè)的QF10跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開(kāi)QF11，投入QF10(其兩側(cè)QS先合)，即可由WL2恢復(fù)對(duì)變壓器T1的供電，這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長(zhǎng)因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。
一次側(cè)采用外橋式結(jié)線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖(下圖，這種主結(jié)線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10也跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在線路斷路器QF11和QF12的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。但與內(nèi)橋式結(jié)線適用的場(chǎng)合有所不同。如果某臺(tái)變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開(kāi)QF11，投入QF10(其兩側(cè)QS先合)，使兩路電源進(jìn)線又恢復(fù)并列運(yùn)行。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大、適用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當(dāng)一次電源電網(wǎng)采用環(huán)行結(jié)線時(shí)，也宜于采用這種結(jié)線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不透過(guò)進(jìn)線斷路器QF1QF12，這對(duì)改善線路斷路器的工作及其繼電保護(hù)的整定都極為有利。
一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖(見(jiàn)下圖)
這種主結(jié)線圖兼有上述兩種橋式結(jié)線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所
一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖采用雙母線結(jié)線較之采用單母線結(jié)線，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開(kāi)關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線結(jié)線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運(yùn)用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。本次設(shè)計(jì)的電機(jī)修造廠是連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較短(，主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再思考到今后的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。采用一、二側(cè)單母線分段的總降壓變電所主結(jié)線(即全橋式結(jié)線)。
第五章短路計(jì)算
一、短路電流計(jì)算的目的及方法
短路電流計(jì)算的目的是為了正確選取和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所思考的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選取得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流透過(guò)。
之后，按所選取的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。對(duì)于工廠供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。
短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法(有稱有名單位制法)和標(biāo)幺制法(又稱相對(duì)單位制法)。
二、本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算
:
(1)確定基準(zhǔn)值
取Sd=100MVA，UC1=60KV，UC2=
而Id1=Sd/√3UC1=100MVA/(√360KV)=
Id2=Sd/√3UC2=100MVA/(√3)=505KA
(2)計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值
1)電力系統(tǒng)(SOC=310MVA
X1*=100KVA/310=
2)架空線路(XO=)
X2*=4100/=
3)電力變壓器(UK%=)
X3*=UK%Sd/100SN=100103/(1005700)=
繪制等效電路如圖，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。
(3)求k1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量
總電抗標(biāo)幺值
X*Σ(K1)=X1*+X2*=+=
三相短路電流周期分量有效值
IK1(3)=Id1/X*Σ(K1)=
3)其他三相短路電流
I”(3)=I∞(3)=Ik1(3)=
ish(3)==
Ish(3)==
4)三相短路容量
Sk1(3)=Sd/X*Σ(k1)=100MVA/=
(4)求k2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量
1)總電抗標(biāo)幺值
X*Σ(K2)=X1*+X2*+X3*//X4*=++
2)三相短路電流周期分量有效值
IK2(3)=Id2/X*Σ(K2)=505KA/=202KA
3)其他三相短路電流
I”(3)=I∞(3)=Ik23)=202KA
ish(3)=202KA=372KA
Ish(3)=202KA=220KA
4)三相短路容量
Sk2(3)=Sd/X*Σ(k1)=100MVA/=40MVA
在最大運(yùn)行方式下:
(1)確定基準(zhǔn)值
取Sd=1000MVA，UC1=60KV，UC2=
而Id1=Sd/√3UC1=1000MVA/(√360KV)=
Id2=Sd/√3UC2=1000MVA/(√3)=55KA
(2)計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值
1)電力系統(tǒng)(SOC=1338MVA
X1*=1000/1338=
2)架空線路(XO=)
X2*=41000/602=
3)電力變壓器(UK%=)
X3*=X4*=UK%Sd/100SN=1000103/(1005700)=
繪制等效電路如圖，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計(jì)算點(diǎn)。
(3)求k1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量
1)總電抗標(biāo)幺值
X*Σ(K1)=X1*+X2*=+=
2)三相短路電流周期分量有效值
IK1(3)=Id1/X*Σ(K1)=
3)其他三相短路電流
I”(3)=I∞(3)=Ik1(3)=8KA
ish(3)=8KA=
Ish(3)=X*Σ(K1)8KA=
4)三相短路容量
Sk1(3)=Sd/X*Σ(k1)=1000/=833MVA
(4)求k2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量
K1)總電抗標(biāo)幺值
X*Σ(K2)=X1*+X2*+X3*∥X4*=++
2)三相短路電流周期分量有效值
IK2(3)=Id2/X*Σ(K2)=55KA/=
3)其他三相短路電流
I”(3)=I∞(3)=Ik2(3)=
ish(3)==
Ish(3)==
4)三相短路容量
Sk2(3)=Sd/X*Σ(k2)=1000/=A
:
第六章導(dǎo)線、電纜的選取
概述
為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面時(shí)務(wù)必滿足下列條件:
發(fā)熱條件
導(dǎo)線和電纜(包括母線在透過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。
導(dǎo)線和電纜在透過(guò)正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。
35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下但距離長(zhǎng)電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選取，以使線路的年費(fèi)用支出最小。所選截面，稱為“經(jīng)濟(jì)截面”。此種選取原則，稱為“年費(fèi)用支出最小”原則。工廠內(nèi)的10KV及以下線路，通常不按此原則選取。
導(dǎo)線(包括裸線和絕緣導(dǎo)線)截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，但需校驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗(yàn)短路時(shí)的穩(wěn)定度。對(duì)于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。
根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般10KV及以下高壓線路及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來(lái)選取截面，再校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。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)行選取，再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。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。
架空進(jìn)線的選取按發(fā)熱條件選取導(dǎo)線截面
補(bǔ)償功率因素后的線路計(jì)算電流
1)已知I30=
由課本表53查得jec=，因此
Aec=
選取準(zhǔn)截面45mm2，既選LGJ—45型鋁絞線
校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度都合格
第七章開(kāi)關(guān)柜的選取
第八章高、低壓設(shè)備的選取
高壓設(shè)備選取的一般要求務(wù)必滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。
高壓刀開(kāi)關(guān)柜的選取應(yīng)滿足變電所一次電路圖的要求，并各方案經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)選出開(kāi)關(guān)柜型號(hào)及一次結(jié)線方案編號(hào)，同時(shí)確定其中所有一次設(shè)備的型號(hào)規(guī)格。
工廠變電所高壓開(kāi)關(guān)柜母線宜采用LMY型硬母線
二、配電所高壓開(kāi)關(guān)柜的選取
高壓開(kāi)關(guān)柜是按必須的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電所中作為控制和保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、監(jiān)視儀表和母線、絕緣子等。
高壓開(kāi)關(guān)柜有固定式和手車(chē)式(移可式)兩大類(lèi)型。
由于本設(shè)計(jì)是10KV電源進(jìn)線，則可選用較為經(jīng)濟(jì)的固定式高壓開(kāi)關(guān)柜，那里選取GG1A10Q(F型。
第九章變壓器的繼電保護(hù)
概述
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。
對(duì)于高壓側(cè)為6~10KV的車(chē)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)。~，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量在800KVA及以上的油浸式變壓器和400KVA及以上的車(chē)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))。容量在400KVA及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單臺(tái)運(yùn)行并作為其它負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的狀況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)及瓦斯保護(hù)在輕微故障時(shí)(通稱“輕瓦斯”，動(dòng)作于信號(hào)，而其它保護(hù)包括瓦斯