【文章內(nèi)容簡介】 () 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量 Sn應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： 1）任一臺(tái)主變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí) Sn=（ ） Sc () 2）任一臺(tái)主變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí) Sn≥ Sc（Ⅰ +Ⅱ） () 在本設(shè)計(jì)中，工廠負(fù)荷屬于三級負(fù)荷，因此選擇單臺(tái)變壓器運(yùn)行，根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可得，如下： ∑ eP = 1636kW。 ∑ P j = K∑ eP = 1636kW = Sj=Pj/ cosφ =Sn= Sj= =1603kVA 所以，可選擇 1600 kVA 的變壓器一臺(tái)。負(fù)載率為 %。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第四章 主接線方案的選擇 對變電所主結(jié)線的一般要求 變電所主接線要求安全，可靠，靈活，經(jīng)濟(jì)。 主要有以下一些原則： ① 在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須安裝高壓隔離開關(guān)。 ② 在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開關(guān)。 ③ 在裝設(shè)高壓熔斷器 負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓 隔離開關(guān)。 ④ 變配電所高壓母線上及架空線末端，必須裝設(shè)避雷器，裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)，線路上避雷器前不必裝設(shè)隔離開關(guān)。 ⑤ 變電所的主接線方案，必須與其負(fù)荷類型相適應(yīng)，對于一級負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)電源供電，對二級負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或者一回專用架空線路供電。 ⑥ 接于公共干線上的變配電所電源進(jìn)線首端，應(yīng)裝設(shè)帶有短路保護(hù)的開關(guān)設(shè)備。 ⑦ 對一般的生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜由工廠總變配電所采用放射式高壓配電，以確保供電可靠性，但對輔助生產(chǎn)區(qū)的變電所，可采用樹干式配電。 ⑧ 變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低壓斷 路器，當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器。 ⑨ 兩路電源進(jìn)線，裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所，當(dāng)兩路電源同時(shí)供電時(shí)，兩臺(tái)主變壓器一般分列運(yùn)行，當(dāng)只有一路電源供電，另一路電源備用時(shí)，則兩臺(tái)主變壓器并聯(lián)運(yùn)行。 ⑩ 需帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或者高壓負(fù)荷開關(guān)。 變電所主結(jié)線 對于電源進(jìn)線電壓 為 35kV 及以上的大中型工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為 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)備所需青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 的電壓?？偨祲鹤冸娝闹鹘泳€ 是實(shí)現(xiàn)電能輸送和分配的一種電氣接線，在變電所主接線圖中將導(dǎo)線或者電纜，電力變壓器，母線，各種開關(guān)，避雷器，電容器等電氣設(shè)備連接起來，只表示相對電氣連接關(guān)系而不表示實(shí)際位置。通常以單線表示三相系統(tǒng)。 主結(jié)線對變電所設(shè)備選擇和布置，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)。 單電源進(jìn)線的變電所主接線 當(dāng)單電源進(jìn)線一臺(tái)變壓器時(shí)，主接線采用一次側(cè)線路 變壓器組，二次側(cè)單母線不 分段接線，如圖 ，這種主接線經(jīng)濟(jì)簡單，可靠性不高，適用于負(fù)荷不大的三級負(fù)荷情況。也可采用一次 側(cè)單母線不分段，二次側(cè)單母線分段主接線，如圖 ，適用于三級負(fù)荷及部分二級負(fù)荷 。 35 kv 電源進(jìn)線1 QS1 QFT2 QF2 QS6 10 kv 1 QS1 QF1 T2 QF2 QS圖 4 13 QS3 QF2 T4 QF4 QS5 QF6 10 kv35 kv 電源進(jìn)線 圖 單電源進(jìn)線接線圖 圖 一側(cè)，二側(cè)單母線接線圖 雙回電源進(jìn)線變電所主接線 ① 一，二次側(cè)均采用單母線分段主接線 該主接線由于進(jìn)線開關(guān)和母線分段開關(guān)均采用了斷路器控制，操作十分靈活，供電可靠性較高，適用于大中型企業(yè)的一，二級負(fù)荷供電。 ② 內(nèi)橋式主接線 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接線 [如圖 ]，線路 1WL， 2WL 來自兩個(gè)獨(dú)立電源，斷路器 1QF， 2QF 分別接至變壓器青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 1T， 2T 的高壓側(cè)，向變電所供電，變壓器回路僅裝設(shè)隔離開關(guān) 3QF， 6QF。當(dāng)線路 1WL 發(fā)生故障或檢修時(shí)，斷開 1QF， 1T由線路 2WL 經(jīng)橋接斷路器 3QF 繼續(xù)供電，同理，當(dāng) 2WL 發(fā)生故障或者檢修時(shí)， 2T由線路 1WL 繼續(xù)供電。因此，這種主接線大大提高了供電的可靠性和靈活性，但當(dāng)變壓器檢修時(shí)，須進(jìn)行倒閘操作，操作較復(fù)雜且時(shí)間較長，這種接線適用于大中型企業(yè)的一，二級負(fù)荷供電。 當(dāng)變壓器 1T 發(fā)生故障時(shí)， 1QF 和 3QF 因故障跳閘，此時(shí)，打開 3QS 后再合上 1QF 和 3QF，即 可恢復(fù) 1WL 線路的工作。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(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。 適用于以下條件的總降壓變電所： 1) 供電線路長，線路故障幾率大； 2) 負(fù)荷比較平穩(wěn)，主變壓器不需要頻繁切換操作； 3) 沒有穿越功率的終端總降壓變電所。 35 KV 電源進(jìn)線1 wl 2 wl1 QS1 QF2 QS3 QS1 T 2 T4 QF4 QS3 QF7 QS 8 QS4 QS2 QF5 QS6 QS5 QF6 QF6 10 KV 35 KV 電源進(jìn)線1 T 2 T4 QF4 QS5 QF6 QF6 10 KV1 WL1 QS2 QS1 QF5 QS 3 QF 6 QS2 WL3 QS4 QS2 QF 圖 變電所內(nèi)橋式接線圖 圖 變電所外橋式接線圖 ③ 外橋式主接線 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接線如圖，其特點(diǎn)是變壓器回路裝設(shè)斷路器，線路 1WL， 2WL僅裝線路隔離開關(guān)，任一變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，如變壓器 1T發(fā)生故障，斷開 1QF，打開其兩端隔離青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 開關(guān)，然后合上 3QF 兩側(cè)隔離開關(guān)，在合上 3QF，使兩路電源進(jìn)線又恢復(fù)并聯(lián)運(yùn)行。但當(dāng)線路檢修或發(fā)生故障時(shí)，須進(jìn)行倒閘操作，操作較復(fù)雜且時(shí)間較長，外橋式的優(yōu)點(diǎn)是對變壓器回路的操作非常方便，靈活 ，供電可靠性高，適用于有一，二級負(fù)荷的用戶和企業(yè)。 適用于以下條件的總降壓變電所： 1) 供電線路短，線路故障幾率??； 2) 用戶負(fù)荷變化大，變壓器操作頻繁； 3) 有穿越功率流經(jīng)的中間變電所，因?yàn)椴捎猛鈽蚴街鹘泳€，總降壓變電所運(yùn)行方式的變化將不影響公共電力系統(tǒng)的潮流。 ④ 一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線如 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)，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所。 ⑤ 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)的礦廠供 電屬于三級負(fù)荷。負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較短（ 8km） ,主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到工廠對于一次投資的要求。固采用單電源進(jìn)線的降壓變電所主接線。 10kV 進(jìn)線高壓供電系統(tǒng)圖詳見附件 A，低壓供電系統(tǒng)圖詳見附件 B。青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 35 KV 電源進(jìn)線1 T 2 T4 QF5 QF6 QF6 10 KV1 WL1 QF3 QF2 WL2 QF7 QF8 QF 圖 一二側(cè)均采用單母線分段接線圖 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第五章 短路電流的計(jì)算 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，并將各元件依次編號，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。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，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(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（又稱相對單位制法）。 三相短路電流計(jì)算 本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值進(jìn)行短路電流計(jì)算 ① 確定基準(zhǔn)值： 取 Sd=100MVA， Ud=Uav，兩個(gè)電壓等級的基準(zhǔn)電壓分別為 Ud1= Ud2= ② 元件的電抗標(biāo)幺值 1) 電力系統(tǒng)（ Soc=1000MVA） *1 100 / 1000 ?? 2) 架空線路（ XO= /km 4km） *2X =X0L1Sd/Ud2= 4 100/（ ） = 3) 電力變壓器（ Uk％ = Sn=1600kVA） *3X = Uk％ Sd/（ 100 Sn） = 100/（ 100 ） = 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 繪制等效電路圖如圖 ，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(jì)算點(diǎn)。 X 1 * X 2 * X 3 *10 . 121 . 532 . 8K 1( 3 )K 2 ( 3 )圖 短路電流計(jì)算等效電路圖 ③ K1 短路時(shí)的短路電流與容量計(jì)算 1) 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值 * * *1 1 2 0 .1 0 .5 1 .6kX X X? ? ? ? ? 2) 計(jì)算 K1 點(diǎn)所在電壓級的基準(zhǔn)電流 / 3 10 0 / 3 10 .5 5. 5d d dI S U k A? ? ? ? 3) 計(jì)算 K1 點(diǎn)短路電流各值 **111 / 1 / 25KKIX? ? ? *11 25 37 5K d KI I I k A? ? ? ? . 1 5 656sh k Ki I kA?? . 1 11. 52 5. 22 5sh k KI I kA?? 4) 三相短路容量 *11/ 10 0 0. 62 5 62 .5K d KS S X M V A? ? ? ? ④ K2 點(diǎn)三相短路電流與容量計(jì)算 1) 計(jì)算短路回路總阻抗標(biāo)幺值 * * * *2 1 2 3 X X X? ? ? ? ? ? ? 2) 計(jì)算 K2 點(diǎn)所在電壓級的基準(zhǔn)電流 100 1 4 4 . 33 3 0 . 4dd dSI k AU? ? ?? 3) 計(jì)算 K2 點(diǎn)短路電流各值 *2 * 211 0 .2 2 74 .4K KI X? ? ? *22 1 4 4 .3 0 .2 2 7 3 2 .7 6K d KI I I k A? ? ? ? . 2 4 60. 27s h k Ki I k A?? . 2 21 .0 9 3 5 .7sh k KI I kA?? 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 4) 三相短路容量 *22/ 10 0 0. 22 7 22 .7K d KS S X M V A? ? ? ? ⑤路電流計(jì)算結(jié)果如下表 表 短路電流計(jì)算結(jié)果 三相短路電流（ kA） 短路容量（ MVA） (3)KI (3)I? (3)shi (3)shI (3)KS K1點(diǎn) K2點(diǎn) 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 第六章 導(dǎo)線、電纜的選擇 導(dǎo)線電纜的使用條件 導(dǎo)線和電纜的選擇必須滿足安全，可靠，經(jīng)濟(jì)的條件。 所以，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面選擇時(shí)必須按照下列選擇原則： ① 按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜截面 導(dǎo)線和電纜 (包括母線 )在通過正常最大負(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)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。以防止導(dǎo)線因過熱而引起絕緣損壞或老化。這就要求通過導(dǎo)線或電纜的最大負(fù)荷電流不應(yīng)大于其允許載流量。 ② 按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面 導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(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)超過其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗，以保證電壓質(zhì)量。 ③ 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面 經(jīng)濟(jì)電流密度是指使線路的年運(yùn)行費(fèi)用支出最小的電流密度。按這種原則選擇的導(dǎo)線和電纜截面稱為經(jīng)濟(jì)截面。對于 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，宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，對