【文章內(nèi)容簡介】 二級負(fù)荷繼續(xù)供電。對只有二級而無一級負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須有備用電源。 2． 對季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大，適于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可采用兩臺變壓器。 3． 當(dāng)負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的 變電所，雖為三級負(fù)荷，也可以采用兩臺或多臺變壓器。 4． 在確定變電所臺數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。 主變壓器容量選擇 1． 只裝一臺主變壓器的變電所 主變壓器容量 S應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷 S3的需要，即 3SS? (31) 2． 裝有兩臺主變壓器的變電所 每臺變壓器的容量 Sz應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： (1)任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)， 應(yīng) 滿足總計(jì)算負(fù)荷 S3的大約 60% 80%的需要，即 3( )SS? (32) (2)任一臺變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級負(fù)荷的需要，即 3( )SS????? (33) 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可有下列兩種方案： 方案 1 裝設(shè)一臺主變壓器 根據(jù)式 (31)， 主變選用 一臺接線方式為 S111600/10型變壓器 ，根據(jù)民用建筑規(guī)范要求 變壓器的負(fù)載率不宜大于 85%， 而 160 0 85% 136 0 kV A 130 K V AzS ? ? ? (34) 顯然滿足要求。 至于 機(jī)械 廠 的 二級負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。 因此 裝設(shè)一臺主變壓器 時(shí) 選一臺 接線方式為 S111600/10型低損耗配電變壓器。 方案 2 裝設(shè)兩臺主變壓器 第 10 頁 根據(jù) 式 (32)和 (33)， 可知 ( 0. 6 0. 75 ) 13 07 kV A ( 78 4. 2 98 0. 25 ) kV AS ? ? ? 3 ( ) 1 7 9 .8 1 2 4 .7 1 7 8 .5 k V A k V ASS ? ? ??? ? ?( ＋ ) ＝ 483 因此選兩臺 接線方式為 S111000/10型低損耗配電變壓器。 兩臺變壓器并列運(yùn)行，互為備用。 主接線方案確定 變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。 (1)安全 應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。 (2)可靠 應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一 、二級負(fù)荷對供電可靠性的要求。 (3)靈活 應(yīng)能必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。 (4)經(jīng)濟(jì) 在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡單，投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。 變電所主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) (1)供電的安全性。主接線方案在確保運(yùn)行維護(hù)和檢修的安全方面的情況。 (2)供電的可靠性。主接線方案在與用電負(fù)荷對可靠性要求的適應(yīng)性方面的情況。 (3)供電的電能質(zhì)量主要是指電壓質(zhì)量，包括電壓偏差、電壓波動及高次諧波等方面的情況。 (4)運(yùn)行的靈活性和運(yùn)行維護(hù)的方便性。 (5)對變電所今后增容擴(kuò)建的適應(yīng)性。 (1)線路和設(shè)備的綜合投資額 包括線路和設(shè)備本身的價(jià)格、運(yùn)輸費(fèi)、管理費(fèi)、基建安裝費(fèi)等，可按當(dāng)?shù)仉姎獍惭b部門的規(guī)定計(jì)算。 (2)變配電系統(tǒng)的年運(yùn)行費(fèi) 包括線路和設(shè)備的折舊費(fèi)。維修管理費(fèi)和電能損耗費(fèi)等。 第 11 頁 (3)供電貼費(fèi)（系統(tǒng)增容費(fèi)） 有關(guān)部門還規(guī)定申請用電，用戶必須向供電部門一次性地交納供電貼費(fèi)。 (4)線路的有色金屬消耗費(fèi) 指導(dǎo)線和有色金屬（銅、鋁）耗用的重量。 工廠變電所常見的主接線方案 只裝有一臺主變壓器的變電所，其高壓側(cè)一般采用無母線的接線，根據(jù)高壓側(cè)采用的開關(guān)電器不同，有三種比較典型的主接線方案： (1)高壓側(cè)采用隔離開關(guān) 熔斷器或戶外跌開式熔斷器的主接線方案； (2)高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān) 熔斷器或負(fù)荷型跌開式熔斷器的主接線方案； (3)高壓側(cè)采用隔離開關(guān) 斷路器的主接線方案。 裝有兩臺主變壓器的變電所的典型主接線方案有： (1)高壓無母線、低壓單母線分段的主接線方案； (2)高壓采用單母線、低壓單母線分段 的主接線方案； (3)高低壓側(cè)均為單母線分段的主接線方案。 確定 主接線 方案 由原始資料可知，高壓側(cè)進(jìn)線有一條 10kV的公用電源干線，為滿足工廠二級負(fù)荷的要求，又采用與附近單位連接高壓聯(lián)絡(luò)線的方式取得備用電源，因此，變電所高壓側(cè)有兩條電源進(jìn)線，一條工作，一條備用，同時(shí)為保證供電的可靠性和對擴(kuò)建的適應(yīng)性所以 10kV側(cè)可采用單母線 或單母線分段 的方案。 由原始資料可知，工廠用電部門較多，為保證供電的可靠性和靈活性可采用單母線或單母線分段接線的 方案，對電能進(jìn)行匯集，使每一個(gè)用電部門都可以方便地獲得電能。 根據(jù) 前面章節(jié)的計(jì)算 ， 若主變采用一臺 S11型變壓器時(shí) ， 總進(jìn)線為 兩路 。 為提高供電系統(tǒng)的可靠性，高壓側(cè)采用單母線分段形式，低壓側(cè)采用單母線形式，其系統(tǒng)圖見 ： 圖 31 采用一臺主變時(shí)的系統(tǒng)圖。 若 主變采用兩臺 S11型變壓器時(shí)，總進(jìn)線為兩路，為提高供電系統(tǒng)的可靠性，高壓側(cè)采用單母線分段形式，兩臺變壓器在正常情況下 分裂 運(yùn)行，當(dāng)其中任意一臺出現(xiàn)故障時(shí)另一臺作為 備用 ，當(dāng)總進(jìn)線中的任一回路出現(xiàn)故障時(shí)兩臺變壓器并列運(yùn)行 。低壓側(cè)采用 也 單母線 分段 形式，其 系統(tǒng)圖見 ： 圖 32 采用 兩臺 主變時(shí)的系統(tǒng)圖。 第 12 頁 圖 31 采用一臺主變時(shí)的系統(tǒng)圖 圖 32 采用兩臺主變時(shí)的系統(tǒng)圖 第 13 頁 表 33 兩種主接線方案的比較 比較項(xiàng)目 裝設(shè)一臺主變的方案 裝設(shè)兩臺主變的方案 技術(shù)指標(biāo) 供電安全性 滿足要求 滿足要求 供電可靠性 基本滿足要求 滿足要求 供電質(zhì)量 由于一臺主變，電壓損耗略大 由于兩臺主變并列，電壓損耗略小 靈活方便性 只有一臺主變，靈活性不好 由于有兩臺主變，靈活性較好 擴(kuò)建適應(yīng)性 差一些 更好 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電力變壓器的 綜合投資額 按單臺 萬元計(jì)，綜合投資 為 2 = 萬元 按單臺 萬元計(jì)，綜合投資 為 4 = 萬元 高壓開關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額 按每臺 萬元計(jì) ,綜合投資約為 5 = 萬元 6 臺 GG1A（ F）型柜綜合投資約 為 6 = 萬元 電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi) 主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修 管理費(fèi)約 7 萬元 主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修 管理費(fèi)約 10 萬元 交供電部門的一次性供電貼費(fèi) 按 800 元 /kVA 計(jì)，貼費(fèi)為 1600 萬元 =128 萬元 貼費(fèi)為 2 1000 =160 萬元 從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺主變的主接線方案優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的方案。從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來看，裝設(shè)一臺主變的方案優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的方案。由于集中負(fù)荷較大，已經(jīng)大于 1250kVA,低壓側(cè)出線回路數(shù)較多，且有一定量的二級負(fù)荷，考慮 今后增容擴(kuò)建的適應(yīng)性，從技術(shù)指標(biāo)考慮，采用于裝設(shè)兩臺主變的方案。 無功功率補(bǔ)償修定 低壓采取單母線分段接線方式， 考慮 鑄造車間、電鍍車間 和鍋 爐房為二級負(fù)荷，采用雙回路供電，但在正常狀態(tài)下只由一回路供電，另回路作為備用。計(jì)算負(fù)荷時(shí)則， 只考慮其中一回路。 為使兩段母線的負(fù)荷基本平衡，Ⅰ段母線負(fù)荷 設(shè)計(jì)為：鑄造車間、倉庫、 電鍍車間、工具車間、金工車間、焊接車間 ；Ⅱ 段母線負(fù)荷設(shè)計(jì)為：鍛壓車間、組裝車間、維修車間、鍋爐房、熱處理車間、生活區(qū)。 Ⅰ段母線的負(fù)荷情況： ? ?? ， 89 2. 6k varQ? ?? ， cos ?? ， 同時(shí)系數(shù)取為 ? ， ? ? ， varQ? ? ； Ⅱ 段母線的負(fù)荷情況： 85 ?? ?? ， 775kvarQ?? ?? ， cos ?? ，同時(shí)系數(shù)取為 ? ， ?? ? ， varQ?? ? ； 對無功 功率 補(bǔ)償進(jìn)行修定： 計(jì)算Ⅰ段母線所需無功功率補(bǔ)償容量 ， 取 cos ?? ： 第 14 頁 z 1 2( ta n ta n ) 6 1 7 .9 4 [ ta n ( a r c c o s 0 .6 1 ) ta n ( a r c c o s 0 .9 3 ) ] v a r 5 5 8 .5 v a rQ P k k????? ? ? ? ?選 PGJ1型低壓自動補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為 BW 型，采用其方案 2（主屏）1 臺與方案 4（輔屏） 4 臺相組合，總共容量 112kvar 5=560kvar。 補(bǔ)償后的功率因素 cos 39。 ?? ? 。 計(jì)算 Ⅱ 段母線所需無功功率補(bǔ)償容量， 取 cos ?? ： z 1 2( ta n ta n ) 7 6 8 .0 6 [ ta n ( a r c c o s 0 .7 4 ) ta n ( a r c c o s 0 .9 3 ) ] v a r 3 9 4 .6 v a rQ P k k??? ? ? ?? ? ? ? ?選 PGJ1型低壓自動補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為 BW 型，采用其方案 1（主屏）1臺與方案 4（輔屏） 3臺相組合，總共容量 112kvar 3+80=416kvar。 補(bǔ)償后的功率因素 cos 39。 ?? ? 。 第 15 頁 4 高低壓開關(guān)設(shè)備選擇 和 變電所選址及布置概述 短路電流的計(jì)算 短路的定義 產(chǎn)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過電 壓、直流遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也可能造成短路事故。所謂短路是指相與相之間通過電弧或其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相或多相接地。 短路計(jì)算的目的 在電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，短路計(jì)算是解決一系列技術(shù)問題所不可缺少的基本計(jì)算。在本設(shè)計(jì)中，短路計(jì)算主要為了解決以下問題。 (1)選擇足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備，例如斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等，必須以短路計(jì)算為依據(jù)。這里包括計(jì)算 沖擊電流以校驗(yàn)設(shè)備的電動力穩(wěn)定度，計(jì)算若干時(shí)刻的短路電流周期分量以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定度；計(jì)算指定時(shí)刻的短路電流有效值以校驗(yàn)斷路器的斷流能力等。 (2)在設(shè)計(jì)和選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種不同方案的接線圖，確定是否需要采取限制短路電流的措施等，都要進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。 短路計(jì)算的方法 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)算出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（又稱有名單位制法，因其短路計(jì)算中的阻抗都采用有名單位“歐姆”而得名）和標(biāo)幺制法（又稱相對單位制法，因其短路計(jì)算 中的有關(guān)物理量采用標(biāo)幺值即相對單位而得名）。 本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算 1．標(biāo)幺制法計(jì)算步驟和方法 第 16 頁 (1)繪計(jì)算電路圖，選擇短路計(jì)算點(diǎn)。計(jì)算電路圖上應(yīng)將短路計(jì)算中需計(jì)入的所以電路元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各個(gè)元件依次編號。 (2)設(shè)定基準(zhǔn)容量 dS 和基準(zhǔn)電壓 dU ，計(jì)算短路點(diǎn)基準(zhǔn)電流 dI 。一般設(shè)dS =100MVA，設(shè) dU = cU （短路計(jì)算電壓）。短路基準(zhǔn)電流按下式計(jì)算： 3dd dSI U? (41) (3)計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)幺值。一般只計(jì)算電抗。 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 * dsocSX S? (42) 式中 ocS —— 電力系統(tǒng)出口斷路器的