【文章內(nèi)容簡介】 () 裝設(shè)兩臺主變壓器的變電所，每臺變壓器的容量 Sn應(yīng)同時滿足以下兩個條件： 1）任一臺主變壓器單獨運行時 Sn=（ ） Sc () 2）任一臺主變壓器單獨運行時 Sn≥ Sc（Ⅰ +Ⅱ） () 在本設(shè)計中，工廠負荷屬于三級負荷，因此選擇單臺變壓器運行，根據(jù)以上計算結(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。負載率為 %。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（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。 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，必須與其負荷類型相適應(yīng)，對于一級負荷，應(yīng)由兩個電源供電，對二級負荷，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線首端，應(yīng)裝設(shè)帶有短路保護的開關(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)有繼電保護或自動切換電源要求時，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 兩路電源進線，裝有兩臺主變壓器的變電所，當(dāng)兩路電源同時供電時，兩臺主變壓器一般分列運行，當(dāng)只有一路電源供電，另一路電源備用時，則兩臺主變壓器并聯(lián)運行。 ⑩ 需帶負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荷開關(guān)。 變電所主結(jié)線 對于電源進線電壓 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（論文） 8 的電壓?？偨祲鹤冸娝闹鹘泳€ 是實現(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)。 單電源進線的變電所主接線 當(dāng)單電源進線一臺變壓器時，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)濟簡單，可靠性不高，適用于負荷不大的三級負荷情況。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 ，適用于三級負荷及部分二級負荷 。 35 kv 電源進線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 電源進線 圖 單電源進線接線圖 圖 一側(cè)，二側(cè)單母線接線圖 雙回電源進線變電所主接線 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 來自兩個獨立電源，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（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，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， 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，須進行倒閘操作，操作較復(fù)雜且時間較長，這種接線適用于大中型企業(yè)的一，二級負荷供電。 當(dāng)變壓器 1T 發(fā)生故障時， 1QF 和 3QF 因故障跳閘，此時，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。 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，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（論文） 10 開關(guān)，然后合上 3QF 兩側(cè)隔離開關(guān)，在合上 3QF，使兩路電源進線又恢復(fù)并聯(lián)運行。但當(dāng)線路檢修或發(fā)生故障時，須進行倒閘操作，操作較復(fù)雜且時間較長，外橋式的優(yōu)點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，因為采用外橋式主接線，總降壓變電所運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。 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)計的礦廠供 電屬于三級負荷。負荷變動較小，電源進線較短（ 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。固采用單電源進線的降壓變電所主接線。 10kV 進線高壓供電系統(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（論文） 11 35 KV 電源進線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（論文） 12 第五章 短路電流的計算 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擇和校驗電氣設(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(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）和標幺制法（又稱相對單位制法）。 三相短路電流計算 本設(shè)計采用標幺值進行短路電流計算 ① 確定基準值： 取 Sd=100MVA， Ud=Uav，兩個電壓等級的基準電壓分別為 Ud1= Ud2= ② 元件的電抗標幺值 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（論文） 13 繪制等效電路圖如圖 ，圖上標出各元件的序號和電抗標幺值，并標出短路計算點。 X 1 * X 2 * X 3 *10 . 121 . 532 . 8K 1( 3 )K 2 ( 3 )圖 短路電流計算等效電路圖 ③ K1 短路時的短路電流與容量計算 1) 計算短路回路總阻抗標幺值 * * *1 1 2 0 .1 0 .5 1 .6kX X X? ? ? ? ? 2) 計算 K1 點所在電壓級的基準電流 / 3 10 0 / 3 10 .5 5. 5d d dI S U k A? ? ? ? 3) 計算 K1 點短路電流各值 **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 點三相短路電流與容量計算 1) 計算短路回路總阻抗標幺值 * * * *2 1 2 3 X X X? ? ? ? ? ? ? 2) 計算 K2 點所在電壓級的基準電流 100 1 4 4 . 33 3 0 . 4dd dSI k AU? ? ?? 3) 計算 K2 點短路電流各值 *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（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路電流計算結(jié)果如下表 表 短路電流計算結(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 K2點 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（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)濟的條件。 所以，進行導(dǎo)線和電纜截面選擇時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。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，以保證電壓質(zhì)量。 ③ 按經(jīng)濟電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面 經(jīng)濟電流密度是指使線路的年運行費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)濟電流密度選擇，對