【文章內容簡介】 圖 31。圖中亦標出了各車間距離變電所的距離。 圖 31 廠區(qū)供電線纜規(guī)劃圖 變壓器臺數(shù)及容量的選擇 1. 變壓器臺數(shù)和容量的選擇依據(jù) 主變壓器臺數(shù)應根據(jù)符合特點和經(jīng)濟運行要求進行選擇。當符合下列條件之一時，宜裝設兩臺及以上變壓器 。 (1) 大量一級或二級負荷。 (2) 合變化較大，適于采用經(jīng)濟運行方式。 (3) 中負荷較大，例如大于 1250kVA。 其他情況下宜裝設一臺變壓器 2. 工廠的負荷特性和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案： (1) 設一臺主變壓器 采用型號為 S9型，容量根據(jù)式 30 = 687 .5 ?kVANTSS? ? ，即采用一臺 S9800/10 型低損耗配電變壓器。至于工廠二級負荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。 (2) 設兩臺變壓器 采用 S9 型變壓器，每臺的容量按下列公式選擇 ： AkVAkVSS TN ??????? )~()~()~( 30 而且 )(30 ???? ? SS TN 因此選兩臺 S9500/10 型低損耗配電變壓器。 二級負荷的備用電源由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡線來承擔。 由于該廠的負荷含二級負荷，且二級負荷容量較大，對電源的供電可靠性要求高，在經(jīng)濟條件允許的條件下應采用兩臺變壓器，以便當一臺變壓器發(fā)生故障后檢修時，另一臺變壓器能對一、二級負荷繼續(xù)供電，故選兩臺變壓器。 主變壓器的聯(lián)結組別均采用 Yyn0。高壓開關柜選用 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。它把各電源送來的電能匯集起來，并分給各用戶。它表明各種一次設備的數(shù)量和作用，設備間的連接方式，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，對變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠、經(jīng)濟運行起著重要作用，并對電氣設備選擇、配電裝置配置、繼電保護和控制方式的擬定有較大影響。 2. 在選擇電氣主接線時的設計依據(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規(guī)模。 (3) 負荷大小和重要性。 (4) 系統(tǒng)備用容量大小。 3. 主接線設計的基本要求： (1) 安全性：安全包括設備安全和人身安全。 (2) 可靠性：可靠就是變電所的主接線應能滿足各級負荷對供電可靠性的要求。 (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不同的運行方式。 (4) 經(jīng)濟性：滿足以上要求的前提下，盡量降低建設投資和年運行費用。 變電所主接線方案的選擇 母線制是指電源進線與各饋出線之間的連接方式。常用的母線制主要有三種：單母線制，單母線分段制和雙母線分段制。 方案 Ⅰ ： 高、低壓 側均采用 單母線分段 。優(yōu)點： 用斷路器把母線分段后，對重要用戶可以從不同母線段引出兩個回路，用兩個電路供 電； 當一段母線故障時，分段斷路器自動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 ，供電可靠性相當高，可供一、二級負荷。 缺點 ： 當一段母線或母線隔離開關檢修時該母線各出線須停電 ； 當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越 ； 擴建時需向兩個方向均衡擴建。 方案 Ⅱ ：單母線分段帶旁路 。 優(yōu)點：具有單母線分段全部優(yōu)點，在檢修斷路器時不至中斷對用戶供電。缺點： 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、低壓單母線分段。優(yōu)點：任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時，通過切換操作，即可迅速恢復對整個變電所的供電。缺點：在高壓母線或電源進線進行檢修或發(fā)生故障時，整個變電所仍需停電。 以上三種方案均能滿足主接線要求， 但第三種最經(jīng)濟，因此優(yōu)先考慮。但可靠性較低，但如果高低壓側有與其他的變電所相連的聯(lián)絡線時，則供電可高性將得到大大的提高。 因此最終方案是高壓側采用單母線，低壓側單母線分段，同時旁路加上與其他的變電所相連的聯(lián)絡線。 主接線電路圖如圖 32所示。 圖 32 某車間變電所主接線電路圖 第 四 章 工廠供 、配電系統(tǒng)短路電流計算 短路電流計算的目的及方法 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。 短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，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，將短路計算所考慮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。短路計算點要選擇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通過。接著，按所選擇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 短路電流計算的方法，常用的有歐姆法和標幺值法兩種。該設計采用標幺值法計算短路電流。 在標幺值法中，參與運算的物體量均用其相對值。因此標幺值的概念是： = 該 量 的 實 際 值 （ 任 意 單 位 ）某 量 的 標 幺 值 該 量 的 基 準 值 （ 與 實 際 值 同 單 位 ） 所謂的基準值是衡量某個物理量的標準或尺度。 繪制計算電路圖 短路點 k1， k2取變壓器兩側。因此短路計算電路圖如圖 41所示。 架 空 線 l = 5 k mQ FK 1 k 21 0 k V 3 8 0 V 圖 41 短路計算電路 確定基準值 設 dS 100MV A??， d1 c= = 105 % 10 k 10. 5kVU U V??， 低壓側 d2= ， 則基準電流： kAMV AUIdd1d1 ???? kAkVMV AUSIddd 22???? 計算短路電路中各主要元件的電抗標幺值 1. 電源的電抗標幺值 由任務資料斷路器容量為 AMVSOC = 300 ，因此 300 100*1 ?? AMV AMVX 2. 架空線路的電抗標幺值 架空線路初選 LJ120，驗證在第 6 章進行。假設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 5km，故架空線路的的電抗標幺值為 ? ? )( 2*2 ????? kVMV AX 3. 電力變壓器的電抗標幺值 根據(jù)第 3 章 節(jié)中對變壓器臺數(shù)和容量的選擇結果，本設計中選擇 2臺型號為S9500/10 的變壓器，查附表 1可得，其短路電壓百分數(shù) k%=4U? ，因此 8500 1001004*3 ??? AkV AMVX 繪短路等效電路圖如圖 42所示，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標明了短路計算點。 1 / 0 . 33 2 / 1 . 593 / 84 / 8k 1 k 2k 1k 2 圖 42 短路等效電路圖 k1 故障點的短路電流計算 1. 總電抗標幺值 *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 故障點的短路電流計算 1. 總電抗標幺值 *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 ??? ??? 計算結果綜合如表 43所示。 表 43 短路計算結果 短路計算點 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 變電所一次設備的選擇校驗 變電所高壓一次設備的介紹 變電所的電氣設備分為一次設備和二次設備。 高壓開關柜是變電所的主要一次成套設備。為了實現(xiàn)對符合的靈活控制和保障操作人員、供電系統(tǒng)和電氣設備的安全，在配電給各個用電設備組的饋出線的出口處，必須設置相應的操作開關、保護設備和測量設備，而這些設備通常裝設在與各條饋出線相對應的配電開關柜中，以便裝配、操作和維護。 下面介紹主要的一次設備和用途。 1. 高壓斷路器 供電系統(tǒng)中最重要的 開關電器之一。線路正常時，用來通斷負荷電流；線路短路時，在保護裝置的作用下用來切斷巨大的短路電流。斷路器具有很好的滅弧裝置和較強的滅弧能力。 2. 隔離開關 沒有滅弧裝置，僅當電氣設備停電檢修時，用來隔離電源，造成一個明顯的斷開點。 3. 熔斷器 線路或設備故障時，用于切斷強大的短路電流。 4. 避雷器 避雷器主要用來抑制架空線路和母線上的雷電過電壓和操作過電壓保護電氣設備免受損害。 5. 靜電電容器 主要用于補償無功功率。 6. 電流互感器 將主回路中的大電流變換成小電流信號，供計量和繼電保護用。 7. 電壓互感器 將高電壓變換成低電壓，供計量和繼電保護用。 一次設備的選擇與校驗的條件和項目 按正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇。 (1) 工作電壓選擇 設備的額定電壓 UN﹒ e不應小于所在線路的額定電壓 UN，即eNNUU? ? 。 (2) 工作電流選擇 設備的額定電壓 IN﹒ e不應小于所在線路的額定電壓 IN，即eNNII? ? 。 (3) 按斷流能力選擇 設備的額定開斷電流 I0c或斷流容量 Soc不應小于設備分段瞬間的 短路電流有效值 Ik或短路容量 Sk，即 oc kII? ， oc kSS? 。 變電所 10kV 側一次設備的選擇 根據(jù)機械廠所在地區(qū)的外界環(huán)境，高壓側采用 GG1A(F)型戶內移開式交流金屬封閉開關設備 。其內部高壓一次設備根據(jù)本廠需求選取，假設繼電保護都做時間為 ，斷路器短路時間為 ，初選設備： 高壓斷路器： SN1010I；高壓熔斷器： RN110/50 高壓隔離開關： 68GN 10T/200； 避雷器： FS410 電流互感器： LQJ10/；電壓互感器： JDZ10 因為繼電保護都做時間為 ，斷路器短路時間為 ，所以 tima=tk=。因此由上述一次設備驗證條件可知： 高壓斷路器 SN1010I：查附錄表 2 可知額定電壓為 10kV，額定電流 630A，額定開斷電流 16kA，極限通過電流 40kA，熱穩(wěn)定電流 16kA。本設計中， 10