【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖 31。圖中亦標(biāo)出了各車(chē)間距離變電所的距離。 圖 31 廠區(qū)供電線纜規(guī)劃圖 變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇 1. 變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇依據(jù) 主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)符合特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器 。 (1) 大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷。 (2) 合變化較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。 (3) 中負(fù)荷較大，例如大于 1250kVA。 其他情況下宜裝設(shè)一臺(tái)變壓器 2. 工廠的負(fù)荷特性和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案： (1) 設(shè)一臺(tái)主變壓器 采用型號(hào)為 S9型，容量根據(jù)式 30 = 687 .5 ?kVANTSS? ? ，即采用一臺(tái) S9800/10 型低損耗配電變壓器。至于工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。 (2) 設(shè)兩臺(tái)變壓器 采用 S9 型變壓器，每臺(tái)的容量按下列公式選擇 ： AkVAkVSS TN ??????? )~()~()~( 30 而且 )(30 ???? ? SS TN 因此選兩臺(tái) S9500/10 型低損耗配電變壓器。 二級(jí)負(fù)荷的備用電源由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來(lái)承擔(dān)。 由于該廠的負(fù)荷含二級(jí)負(fù)荷，且二級(jí)負(fù)荷容量較大，對(duì)電源的供電可靠性要求高，在經(jīng)濟(jì)條件允許的條件下應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障后檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電，故選兩臺(tái)變壓器。 主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用 Yyn0。高壓開(kāi)關(guān)柜選用 GG1A(F)型。 變電所主接線的選擇 變電 所主 接 線的選擇原則 1. 變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。它把各電源送來(lái)的電能匯集起來(lái)，并分給各用戶。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。所以電氣主接線是變電所電氣部分的主體，對(duì)變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要作用，并對(duì)電氣設(shè)備選擇、配電裝置配置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響。 2. 在選擇電氣主接線時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù) (1) 變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。 (2) 變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模。 (3) 負(fù)荷大小和重要性。 (4) 系統(tǒng)備用容量大小。 3. 主接線設(shè)計(jì)的基本要求： (1) 安全性：安全包括設(shè)備安全和人身安全。 (2) 可靠性：可靠就是變電所的主接線應(yīng)能滿足各級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。 (3) 靈活性：靈活就是在保障安全可靠的前提下主接線能夠適應(yīng)不同的運(yùn)行方式。 (4) 經(jīng)濟(jì)性：滿足以上要求的前提下，盡量降低建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用。 變電所主接線方案的選擇 母線制是指電源進(jìn)線與各饋出線之間的連接方式。常用的母線制主要有三種：?jiǎn)文妇€制，單母線分段制和雙母線分段制。 方案 Ⅰ ： 高、低壓 側(cè)均采用 單母線分段 。優(yōu)點(diǎn)： 用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同母線段引出兩個(gè)回路，用兩個(gè)電路供 電； 當(dāng)一段母線故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)切除故障母線保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電 ，供電可靠性相當(dāng)高，可供一、二級(jí)負(fù)荷。 缺點(diǎn) ： 當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)該母線各出線須停電 ； 當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越 ； 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 方案 Ⅱ ：?jiǎn)文妇€分段帶旁路 。 優(yōu)點(diǎn)：具有單母線分段全部?jī)?yōu)點(diǎn)，在檢修斷路器時(shí)不至中斷對(duì)用戶供電。缺點(diǎn)： 常用于大型電廠和變電中樞，投資高。 方案 Ⅲ ： 高壓采用 單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段。優(yōu)點(diǎn)：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。缺點(diǎn)：在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍需停電。 以上三種方案均能滿足主接線要求， 但第三種最經(jīng)濟(jì)，因此優(yōu)先考慮。但可靠性較低，但如果高低壓側(cè)有與其他的變電所相連的聯(lián)絡(luò)線時(shí)，則供電可高性將得到大大的提高。 因此最終方案是高壓側(cè)采用單母線，低壓側(cè)單母線分段，同時(shí)旁路加上與其他的變電所相連的聯(lián)絡(luò)線。 主接線電路圖如圖 32所示。 圖 32 某車(chē)間變電所主接線電路圖 第 四 章 工廠供 、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的及方法 所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。 短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(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)算所考慮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)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。接著，按所選擇的短路計(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 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法和標(biāo)幺值法兩種。該設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流。 在標(biāo)幺值法中，參與運(yùn)算的物體量均用其相對(duì)值。因此標(biāo)幺值的概念是： = 該 量 的 實(shí) 際 值 （ 任 意 單 位 ）某 量 的 標(biāo) 幺 值 該 量 的 基 準(zhǔn) 值 （ 與 實(shí) 際 值 同 單 位 ） 所謂的基準(zhǔn)值是衡量某個(gè)物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度。 繪制計(jì)算電路圖 短路點(diǎn) k1， k2取變壓器兩側(cè)。因此短路計(jì)算電路圖如圖 41所示。 架 空 線 l = 5 k mQ FK 1 k 21 0 k V 3 8 0 V 圖 41 短路計(jì)算電路 確定基準(zhǔn)值 設(shè) dS 100MV A??， d1 c= = 105 % 10 k 10. 5kVU U V??， 低壓側(cè) d2= ， 則基準(zhǔn)電流： kAMV AUIdd1d1 ???? kAkVMV AUSIddd 22???? 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 1. 電源的電抗標(biāo)幺值 由任務(wù)資料斷路器容量為 AMVSOC = 300 ，因此 300 100*1 ?? AMV AMVX 2. 架空線路的電抗標(biāo)幺值 架空線路初選 LJ120，驗(yàn)證在第 6 章進(jìn)行。假設(shè)架空線路線間幾何均距為 1500mm，則由附錄表 14 可查得 0 / kmX ??，而線路長(zhǎng) 5km，故架空線路的的電抗標(biāo)幺值為 ? ? )( 2*2 ????? kVMV AX 3. 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 根據(jù)第 3 章 節(jié)中對(duì)變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇結(jié)果，本設(shè)計(jì)中選擇 2臺(tái)型號(hào)為S9500/10 的變壓器，查附表 1可得，其短路電壓百分?jǐn)?shù) k%=4U? ，因此 8500 1001004*3 ??? AkV AMVX 繪短路等效電路圖如圖 42所示，圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)明了短路計(jì)算點(diǎn)。 1 / 0 . 33 2 / 1 . 593 / 84 / 8k 1 k 2k 1k 2 圖 42 短路等效電路圖 k1 故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算 1. 總電抗標(biāo)幺值 *2*1* )1( ??????? XXX k 2. 三相短路電流周期分量有效值 kAkAXII kdk * )1(1)3( 1 ??? ??? 3. 其他短路電流 kAIII k )3( 1)3(3 ???? ??）（ kAIi sh 3)3( ????? ）（ kAII sh 3)3( ????? ）（ 4. 三相短路容量 M V AM V AXSS kdk * )1()3( 1 ??? ??? k2 故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算 1. 總電抗標(biāo)幺值 *4*3*2*1* )2( ???????? XXXXX k? 2. 三相短路電流周期分量有效值 kAkAXII kdk * )2(2)3( 2 ??? ?? ? 3. 其他短路電流 kAIII k )3( 2)3(3 ???? ??）（ kAIi sh 3)3( ????? ）（ kAII sh 3)3( ????? ）（ 4. 三相短路容量 M V AM V AXSS kdk * )2()3( 2 ??? ??? 計(jì)算結(jié)果綜合如表 43所示。 表 43 短路計(jì)算結(jié)果 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 /kA 三相短路容量 /MVA )3(kI ）（ 3?I (3)?I )3(shi )3(shI )3(kS k－ 1 k－ 2 第 五 章 變電所一次設(shè)備的選擇校驗(yàn) 變電所高壓一次設(shè)備的介紹 變電所的電氣設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。 高壓開(kāi)關(guān)柜是變電所的主要一次成套設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)符合的靈活控制和保障操作人員、供電系統(tǒng)和電氣設(shè)備的安全，在配電給各個(gè)用電設(shè)備組的饋出線的出口處，必須設(shè)置相應(yīng)的操作開(kāi)關(guān)、保護(hù)設(shè)備和測(cè)量設(shè)備，而這些設(shè)備通常裝設(shè)在與各條饋出線相對(duì)應(yīng)的配電開(kāi)關(guān)柜中，以便裝配、操作和維護(hù)。 下面介紹主要的一次設(shè)備和用途。 1. 高壓斷路器 供電系統(tǒng)中最重要的 開(kāi)關(guān)電器之一。線路正常時(shí)，用來(lái)通斷負(fù)荷電流；線路短路時(shí)，在保護(hù)裝置的作用下用來(lái)切斷巨大的短路電流。斷路器具有很好的滅弧裝置和較強(qiáng)的滅弧能力。 2. 隔離開(kāi)關(guān) 沒(méi)有滅弧裝置，僅當(dāng)電氣設(shè)備停電檢修時(shí)，用來(lái)隔離電源，造成一個(gè)明顯的斷開(kāi)點(diǎn)。 3. 熔斷器 線路或設(shè)備故障時(shí)，用于切斷強(qiáng)大的短路電流。 4. 避雷器 避雷器主要用來(lái)抑制架空線路和母線上的雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓保護(hù)電氣設(shè)備免受損害。 5. 靜電電容器 主要用于補(bǔ)償無(wú)功功率。 6. 電流互感器 將主回路中的大電流變換成小電流信號(hào)，供計(jì)量和繼電保護(hù)用。 7. 電壓互感器 將高電壓變換成低電壓，供計(jì)量和繼電保護(hù)用。 一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)的條件和項(xiàng)目 按正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開(kāi)斷電流等選擇。 (1) 工作電壓選擇 設(shè)備的額定電壓 UN﹒ e不應(yīng)小于所在線路的額定電壓 UN，即eNNUU? ? 。 (2) 工作電流選擇 設(shè)備的額定電壓 IN﹒ e不應(yīng)小于所在線路的額定電壓 IN，即eNNII? ? 。 (3) 按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開(kāi)斷電流 I0c或斷流容量 Soc不應(yīng)小于設(shè)備分段瞬間的 短路電流有效值 Ik或短路容量 Sk，即 oc kII? ， oc kSS? 。 變電所 10kV 側(cè)一次設(shè)備的選擇 根據(jù)機(jī)械廠所在地區(qū)的外界環(huán)境，高壓側(cè)采用 GG1A(F)型戶內(nèi)移開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備 。其內(nèi)部高壓一次設(shè)備根據(jù)本廠需求選取，假設(shè)繼電保護(hù)都做時(shí)間為 ，斷路器短路時(shí)間為 ，初選設(shè)備： 高壓斷路器： SN1010I；高壓熔斷器： RN110/50 高壓隔離開(kāi)關(guān)： 68GN 10T/200； 避雷器： FS410 電流互感器： LQJ10/；電壓互感器： JDZ10 因?yàn)槔^電保護(hù)都做時(shí)間為 ，斷路器短路時(shí)間為 ，所以 tima=tk=。因此由上述一次設(shè)備驗(yàn)證條件可知： 高壓斷路器 SN1010I：查附錄表 2 可知額定電壓為 10kV，額定電流 630A，額定開(kāi)斷電流 16kA，極限通過(guò)電流 40kA，熱穩(wěn)定電流 16kA。本設(shè)計(jì)中， 10