【文章內(nèi)容簡介】 ，可以得 出 一 下 結(jié) 論： 方案一： 供 電 可 靠 ， 運行靈 活，線 路損耗 小 ，但因 要裝設(shè) 兩臺主 變壓器和三臺 35KV 高 壓斷路 器，使 投資較 大。 方案二： 工 作和備 用電源 均采用 10KV 線路 供電，無 需裝設(shè) 主變壓 器，投 資 最 少 ， 但線路 損耗較 大，電 壓損失嚴(yán) 重，無 法滿足 一級負(fù)荷 長 期 正 常 運行的 要求， 故方案 不可行。 方案三： 第 21 頁 共 75 頁 介 于方案 一和方 案二之 間，正常 運行時 由 35KV 線路 供電，線 路 損 耗 低 ，運行 方式靈 活，電 壓損耗小 ，能滿 足和長 期正常運 行的需 要， 35KV 線 路檢修 或故障 時， 10KV 備 用線路 投入運 行，期 間 電 源 損 失較大 ，但這 種情況 出現(xiàn)幾率 很少， 且運行 時間也不 會 很 長 。 從設(shè)備 投資來 說，方 案三比方 案已減 少一臺 主變壓器 和兩臺 35KV 高 壓斷路 器，占用場 地也相 對較少 ，因 此投資 也大 為 降 低 ， 至于備 用線路 的電壓 損失問題 ，可以 采用提 高導(dǎo)線截 面 的 辦 法 得到改 善。 綜 上所 述 ， 選 定方 案 一 及 方 案三 ， 由 經(jīng) 濟(jì)估 算 比 較 可知 ，方 案 三的 總和 投資 及運 行維 護(hù)費 用均 低于 方案 一。 從供 電可 靠性 、 靈活 性、 經(jīng)濟(jì) 性三 方方 面綜 合考 慮， 決定 采用 方案 三， 即采 用正常 運行 時 35KV 單回 路供電 ，事故 或檢修是 采用 10KV 備用 電 源 供 電 方案作 為本次 設(shè)計的 最終方案 。 第 22 頁 共 75 頁 第二章 電氣主接線的 設(shè)計 第一節(jié)、 電氣主接線設(shè)計 原則 電 氣主 接線是 發(fā)電廠 和變 電站電 氣部分 的主 體，它 反映各電 氣 設(shè)備 的 作 用、 連接 方式 和回 路間 的相 互關(guān) 系。 所以 ，他 的設(shè) 計直接 關(guān)系的 全廠（ 站）電氣 設(shè)備的 選擇、配電裝 置的布 置，繼 電 保護(hù) 、自 動裝 置和 控制 方式 的確 定， 對電 力系 統(tǒng)的 安全 、經(jīng) 濟(jì) 運 行 起 到?jīng)Q定 的關(guān)鍵 作用。 我國《變電所設(shè)計技術(shù)規(guī)程》 SDJ279 規(guī)定：變電所的主接線應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并且滿足運行可靠，簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求，便于擴(kuò)建。 一、可靠性： 本 廠絕大部分用電設(shè)備均屬長期連續(xù)負(fù)荷，要求不間斷供電，停電時間超過 2 分鐘將造成產(chǎn)品報廢；停電時間超過半小時，主要設(shè)備池， 爐將會損壞；全廠停電將造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，故主要車間級輔助設(shè)施均為Ⅰ類負(fù)荷 ；所以， 安全可靠是電力生產(chǎn)和分配的首要任務(wù)，保證供電可靠和電能質(zhì)量是對主接線最基本要求。 主接線可靠性的具體要求： （ 1）斷路器檢修時，不宜影響對系統(tǒng)的供電； （ 2）斷路器或母線故障以及母線檢修時，盡量減少停運 出線 的回路數(shù)和停運時間，并要求保證對 I 類 負(fù)荷 和 II 類 負(fù)荷的供電； （ 3）盡量避免變電所全部停運的可靠性。 二、靈活性：主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時的靈活性。 （ 1） 調(diào)度靈活操作方便。 可以靈活地操作，投入或切除變壓器 第 23 頁 共 75 頁 及線路， 調(diào)配電源和負(fù)荷 ， 滿足系統(tǒng)在 正常、 事故 、 檢修及特殊運行方式下的要求 。 （ 2） 檢修安全。應(yīng)能 方便地停運 線路、 斷路器 、 母線及繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響 系統(tǒng) 的 正常 運行 及 用戶的供電 要求 ； （ 3） 擴(kuò)建 方便。變電站的建設(shè)要考慮工廠擴(kuò)產(chǎn)變電站后續(xù)發(fā)展留有空間，應(yīng)能 容易地從初期過渡到其最終接線，使在擴(kuò)建 時 一次 、二次設(shè)備 所需的改造 最小。 三、經(jīng)濟(jì)性：主接線在滿足可靠性、靈活性要求的前提下做到經(jīng)濟(jì)合理。 （ 1） 投資省：主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備的投資，要能使控制保護(hù)不過復(fù) 雜，以利于運行并節(jié)約二次設(shè)備和控制電纜投資；要能限制短路電流，以便選擇價格合理的電氣設(shè)備或輕型電器；在終端或分支變電所推廣采用質(zhì)量可靠的簡單電器； （ 2） 電能損耗小 。 年運行電能損耗費、折舊費及大修理費、日常檢修要小，其中電能損耗主要由變壓器引起的，因此要合理地選擇主變壓器的型式、容量、臺數(shù)及避免兩次變壓而增加損耗。 （ 3） 占地面積小 。 主接線要為配電裝置布置創(chuàng)造條件，以節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費用。在不受運輸條件許可，都采用三相變壓器，以簡 化布置。 第二節(jié) 電氣主接線 圖說明 本次設(shè)計根據(jù)前 面的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較選擇方案三：正常運行時采用 35KV 供， 35KV 供電系統(tǒng)故障或檢修時，采用 10KV 備用電源系 第 24 頁 共 75 頁 統(tǒng)供電。 10KV 配電系統(tǒng)采用單線 分段接線。 總降壓變電所設(shè)一臺主變壓器，型號為 S115000/35，以 35KV架空線從電力網(wǎng)中引入作為工作電源。在變壓器 的高壓側(cè)裝設(shè)一臺 ，便于變電所的控制和 檢修 。 主變壓器低壓側(cè)經(jīng) ZN510/630 真空 斷路器接在 10KVI 段母線上。 10KV 備用電源經(jīng) 架空線引入 經(jīng) ZN510/630 真空斷路器 接在10KVII 段 母線 上， I、 II 段 之間設(shè)母聯(lián)斷路器 ZN510/630。 總降壓變電所的 10KV 側(cè)采用單母線分段接線 ，選用 LMY 型硬鋁母線，各車間的一級負(fù)荷都由兩段母線供電，提高了供電的可靠性。 根據(jù)規(guī)定， 10KV 備用電源只有在 35KV 主電源停運及主變壓器故障或檢修時，才能投入使用。因此，在正常運行方式下，主變壓器兩側(cè)開關(guān)合上， 10KV 母線分段開關(guān)合上，備用電源開關(guān)斷開。在備用電源開關(guān)上裝設(shè)備用電源自動投入裝置（ APD），當(dāng)工作電源故障時，自動投入備用電源，保證一級負(fù)荷車間的正常供電。 當(dāng)主變壓器檢修時，只需合上 10KV 備用電源進(jìn)線開關(guān) 就可以實現(xiàn)一級負(fù)荷車間的正常供電。 。 畫出電氣主接線圖， 如附 錄 一。 對電氣主接線圖的說明： 總 降 壓 站 設(shè) 一 臺 主 變 壓 器 ， 型 號 為 ： S115000/35， 電 壓 為35KV/10KV，以 35KV 架空線從電力外網(wǎng)中引入作為工作電源，為了監(jiān)測線路電壓情況和絕緣水平，線路側(cè)安裝一臺三相五柱式電壓互感器，在線路側(cè)還安裝一臺避雷器，防止雷電波沿線路侵入降壓站。架空線經(jīng)裝隔離開關(guān) 301進(jìn)線斷路器 QF4 接到主變壓器 35KV 高壓側(cè)，主變壓器 10KV 側(cè)接斷路器 QF2，經(jīng)隔離開關(guān) 1011 接到 10KV 第 25 頁 共 75 頁 Ⅰ段母線上。 10KV 備用電源經(jīng) 過架空線進(jìn)入降壓站，線路側(cè)也安裝一臺電壓互感器用于線路電壓的監(jiān)測和一臺避雷器。 10KV 備用電源進(jìn)線進(jìn)入降壓站后通過隔離開關(guān) 102進(jìn)線斷路器 QF1 和母線側(cè)隔離開關(guān) 1022 接到 10KVⅡ段母線上。 10KVⅠ、Ⅱ母線用一臺母聯(lián)斷路器 QF3 連接，母聯(lián)斷路器兩側(cè)分別接母聯(lián)隔離開關(guān) 0101 和 0102。正行運行情況下，母聯(lián)隔離開關(guān) 010 0102 和母聯(lián)斷路器 QF3 均合上，Ⅰ、Ⅱ母線同時運行。備用電源進(jìn)線斷路器 QF1 斷開。備用電源進(jìn)線安裝備用電源自動投入裝置 APD，當(dāng)工作電源故障時自動投入備用電源，保證一級負(fù)荷的供電 正常。 10KVⅠⅡ段母線各接車間的負(fù)荷出線共 9 條 第 26 頁 共 75 頁 第三 章 短路電流計算 在 電 力 系 統(tǒng) 的運行 過程中 ，常常 會受到各 種因素 而發(fā)生 各種 故 障 或 短 路事故 。例如 設(shè)備絕 緣老化造 成擊穿 ，發(fā)生 短路事故 ， 大 風(fēng) 造 成樹枝 與高壓 線路接 觸造成接 地短路 ，小動 物進(jìn)入配 電 設(shè) 備 造 成的短 路事故 ，誤操 作造成的 短路事 故等等 。 電 力 系 統(tǒng) 短 路事故 包括對 稱短路 事故和不 對稱短 路事故 ，對 稱 短 路 事 故指三 相短路 事故， 不對稱短 路事故 包括單 相接地短 路 事 故 ， 兩相短 路事故 ，兩相 接地短路 事故和 三相接 地短路事 故 ， 還 有 斷相事 故。對 于電機(jī) 類設(shè)備有 匝間短 路等。 發(fā)生短時事故有時是 很難 避免的 ，也是 無法預(yù)測 的。發(fā) 生短路 事故后如 何控制 停電范 圍，減少 事故造 成的損 失就是 繼電保 護(hù)的目 的。因 此 短 路 電 流的計 算就是 繼電保 護(hù)設(shè)計的 基礎(chǔ)， 是使繼 電保護(hù)能 夠 滿 足 要 求的關(guān) 鍵。 第 一 節(jié) 短 路 電 流計 算的 條件 為 了 簡 化 計 算工作 量，本 次設(shè)計 短路電流 的計算 采用等 值電 路 標(biāo) 幺 值 進(jìn)行計 算。 短 路 計 算 的 基本假 設(shè)： 假 設(shè) 外 系 統(tǒng) 是一個 無限大 容量電 力系統(tǒng)。 標(biāo) 幺 值 計 算 基準(zhǔn)容 量定為 1000MVA。 35KV 側(cè)基準(zhǔn) 電壓為 37KV， 10KV 側(cè)基 準(zhǔn)電壓 為 。 采 用 等 值 電 路進(jìn)行 計算， 忽略電 阻值。 最 大運行 方式 ：按 A 變 電站兩 臺變壓 器并 列 運行考 慮。 第 27 頁 共 75 頁 最 小運行 方式 ：按 A 變 電站兩 臺變壓 器分裂 運行考 慮。 根 據(jù) 電 氣 主 接線圖 ，畫出 干線圖 如下： 從 圖 上 可 以 看出， 短路點 d1 在總 降壓站 35KV 側(cè) ，短路 點d2 在 總 降壓 站 10KV 母線側(cè) 。 為 便于計 算，根據(jù)短 路電流 干線圖，畫出基 本等值 電路圖，如下圖： 基 本 等 值 電路圖 第 二節(jié) 計 算 各 元 件的電 抗標(biāo) 幺值 （ 1） 電源電抗 XX* XX* =Sj/Sd=1000/1918= (2) 三圈變壓器： X*1 =（ Uk12+Uk13Uk23） /100 (Sj/Sbn) 第 28 頁 共 75 頁 =（ +176） /100 (1000/) = X*2 =（ Uk12+Uk23Uk 13） /100 (Sj/Sbn) =（ +617） /100 (1000/) = (3) 線路 ： XL* =x0LSjU2 j1=（ 5 1000）、 372= （ 4） 雙圈變壓器： Xb* =（ Uk/100） (Sj/Sbn)=(7/100) (1000/5)=14 第 三節(jié) 短 路 電 流 計算 最 大 運行 方式下 的短路 電流 Ik （ 1） 等 值電 路圖如 下： （ 2） 短 路電 流 Ik 因為 Ij* = USjj3 , ?? XIkKk ** 1 , 得到 Ik = USXIIjjpk k 31** ??? ? 7 6 )()1(21* 1 **2** ?????????? XXXXX lxk x 第 29 頁 共 75 頁 )()(21 ***2*1** 2 ???????????? XXXXXX blxk 當(dāng) K1 點 發(fā) 生短路 時： IK1= 1 ??? ish== = Ish= IK1= = SK1= I*K1 Sj=(1/) 1000=269MVA 當(dāng) K2 點 發(fā) 生短 路 時： KAI k 0 0 07 6 12 ???? ish== = Ish= IK2= = SK2= I*K2 Sj=(1/) 1000=56MVA 最 小 運 行 方 式下的 等值電 路 （ 1） 等值電路圖： （ 2） 短 路電 流 IK 第 30 頁 共 75 頁 因此 USIjjj 3?，?? XI kKk ** 1, 得到 Ik =USXII jjpk k 31 ** ??? ? * 1 **2*1* ?????????? XXXXX lxk x ***2*1** 2 ???????????? XXXXXX blxk 當(dāng) K1 點 發(fā) 生短路 時： IK1= 1 ??? ish== = Ish= IK1= = SK1= I*K1 Sj=(1/) 1000=180MVA 當(dāng) K2 點 發(fā) 生短路 時： KAI k 12 ???? ish== = Ish= IK2= = SK2= I*K2 Sj=(1/) 1000=51MVA 短 路 電 流 計 算結(jié)果 表： 運行方式 短路點 短路電流 Ik（ KA） 沖擊電流 ish（ KA） 短路容量 Sd（ MVA） 最大運行方式 K1 269 K2 56 最小運行方式 K1 180 K2 51 第 31 頁 共 75 頁