【文章內(nèi)容簡介】 6—10KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，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、隔離開關(guān)等)及其連接線組成，通常用單線表示。
主結(jié)線對變電所設(shè)備選取和布置，運行的可靠性和經(jīng)濟性，繼電保護和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計中的重要環(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)線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11，投入QF10(其兩側(cè)QS先合)，即可由WL2恢復(fù)對變壓器T1的供電，這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、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)線的運行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級負荷的工廠。但與內(nèi)橋式結(jié)線適用的場合有所不同。如果某臺變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QF11，投入QF10(其兩側(cè)QS先合)，使兩路電源進線又恢復(fù)并列運行。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負荷變動較大、適用經(jīng)濟運行需經(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，也宜于采用這種結(jié)線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不透過進線斷路器QF1QF12，這對改善線路斷路器的工作及其繼電保護的整定都極為有利。
一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖(見下圖)
這種主結(jié)線圖兼有上述兩種橋式結(jié)線的運行靈活性的優(yōu)點，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級負荷，適用于一、二次側(cè)進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，供電可靠性和運行靈活性大大提高，但開關(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用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。本次設(shè)計的電機修造廠是連續(xù)運行，負荷變動較小，電源進線較短(，主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再思考到今后的長遠發(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)。
第五章短路計算
一、短路電流計算的目的及方法
短路電流計算的目的是為了正確選取和校驗電氣設(shè)備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所思考的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算點要選取得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流透過。
之后，按所選取的短路計算點繪出等效電路圖，并計算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出其等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。
短路電流計算的方法，常用的有歐姆法(有稱有名單位制法)和標(biāo)幺制法(又稱相對單位制法)。
二、本設(shè)計采用標(biāo)幺制法進行短路計算
:
(1)確定基準值
取Sd=100MVA，UC1=60KV，UC2=
而Id1=Sd/√3UC1=100MVA/(√360KV)=
Id2=Sd/√3UC2=100MVA/(√3)=505KA
(2)計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)出各元件的序號和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計算點。
(3)求k1點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
在最大運行方式下:
(1)確定基準值
取Sd=1000MVA，UC1=60KV，UC2=
而Id1=Sd/√3UC1=1000MVA/(√360KV)=
Id2=Sd/√3UC2=1000MVA/(√3)=55KA
(2)計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)出各元件的序號和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)出短路計算點。
(3)求k1點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)濟地運行，進行導(dǎo)線和電纜截面時務(wù)必滿足下列條件:
發(fā)熱條件
導(dǎo)線和電纜(包括母線在透過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運行時的最高允許溫度。
導(dǎo)線和電纜在透過正常最大負荷電流即線路計算電流時產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過其正常運行時允許的電壓損耗。對于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進行電壓損耗校驗。
35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下但距離長電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟電流密度選取，以使線路的年費用支出最小。所選截面，稱為“經(jīng)濟截面”。此種選取原則，稱為“年費用支出最小”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。對于電纜，不必校驗其機械強度，但需校驗其短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗短路時的穩(wěn)定度。對于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。
根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，一般10KV及以下高壓線路及低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選取截面，再校驗電壓損耗和機械強度。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取，再校驗發(fā)熱條件和機械強度。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。
架空進線的選取按發(fā)熱條件選取導(dǎo)線截面
補償功率因素后的線路計算電流
1)已知I30=
由課本表53查得jec=，因此
Aec=
選取準截面45mm2，既選LGJ—45型鋁絞線
校驗發(fā)熱條件和機械強度都合格
第七章開關(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，同時設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運行方便，投資經(jīng)濟合理。
高壓刀開關(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)濟比較優(yōu)選出開關(guān)柜型號及一次結(jié)線方案編號，同時確定其中所有一次設(shè)備的型號規(guī)格。
工廠變電所高壓開關(guān)柜母線宜采用LMY型硬母線
二、配電所高壓開關(guān)柜的選取
高壓開關(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發(fā)電機、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓開關(guān)設(shè)備、保護電器、監(jiān)視儀表和母線、絕緣子等。
高壓開關(guān)柜有固定式和手車式(移可式)兩大類型。
由于本設(shè)計是10KV電源進線，則可選用較為經(jīng)濟的固定式高壓開關(guān)柜，那里選取GG1A10Q(F型。
第九章變壓器的繼電保護
概述
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。
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。~，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護。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)。容量在400KVA及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺并列運行或單臺運行并作為其它負荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的狀況裝設(shè)過負荷保護。過負荷保護及瓦斯保護在輕微故障時(通稱“輕瓦斯”，動作于信號，而其它保護包括瓦斯