【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 x 軸和 y 軸，然后測(cè)江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 出各車間（建筑）和宿舍區(qū)負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置， 1P 、 2P 、 ?3P 10P 分別代表廠房 3...10 號(hào)的功率，設(shè)定 1P （ ， ）、 2 P （ ， ）、 3 P （ ， ）、 4 P（ 4， ）、 5 P （ ， ）、 6 P （ ， ） 、 7P （ ， ）、 8 P （ ， ）、 9 P（ ， ）、 10 P （ ， ），并設(shè) 11P （ ， ）為生活區(qū)的中心負(fù)荷，如圖31 所示。而工廠的負(fù)荷中心假設(shè)在 P(x ,y ),其中 P= 1P + 2P + ?3P + 11P = iP? 。 因此仿照《力學(xué)》中計(jì)算中心的力矩方程，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)： ?????? ???? i iiPxPPPPP xPxPxPxPx )(11321 1111332211 ? ? （ 61） ?????? ???? i iiPyPPPPP yPyPyPyPy )(11321 1111332211 ? ? （ 62） 把各車間的坐標(biāo)代入（ 61）、（ 62），得到 x =， y = 。 由計(jì)算結(jié)果可知，工廠的負(fù)荷中心在 4 號(hào)廠房（工具車間）的東北角?？紤]到周圍環(huán)境及進(jìn)出線方便，決定在 4 號(hào)廠房的東側(cè)緊靠廠房建造工廠變電所，器型式為附設(shè)式。 圖 按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心 11P 3P 2P 1P 4P 5P 6P 7P 8P 9P 10P P y x 第七 章 變電所主變壓器及主接線方案的選擇 設(shè)計(jì)原則和要求 安全性 (1)在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一 側(cè)，必須裝設(shè)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)高壓熔斷器的 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)交配電所高壓母線上及架空線路末端，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)。接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)。 可靠性 (1)變配電所的主接線方案，必須與其負(fù)荷級(jí)別相適應(yīng)。對(duì)一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)電源供電。對(duì)二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或一回 6KV 以上專用架空線或電纜線供電；其中采用電纜供電時(shí)，應(yīng)采用 兩根電纜并聯(lián)供電，且每根電纜應(yīng)能承受 100%的二級(jí)負(fù)荷。 (2)變配電所的非專用電源進(jìn)線側(cè)，應(yīng)裝設(shè)帶保護(hù)短路的斷路器或負(fù)荷開關(guān) 熔斷器。 (3)對(duì)一般生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜由工廠總變電所采用放射式的高壓配電，以確保供電可靠性，但對(duì)輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)的變電所，可采用樹干式配電。 (4)變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低壓熔斷器。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)為單母線分段，且有自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓總開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)，均應(yīng)采用低壓熔斷器。 靈活性 (1)變配電所的高低壓母線，一般采勇單母線或單母線分段接線方式。 (2)35KV 及以上電源進(jìn)線為雙回路時(shí)，宜采用橋式接線和線路 變壓器。 (3)變配電所的主接線方案應(yīng)與主變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求相適應(yīng)。 經(jīng)濟(jì)性 (1)變配電所的主接線在滿足運(yùn)行要求的前提下應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 (2)中小型工廠變電所，一般可采用高壓少油斷路器。 (3)工廠的電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)專用的計(jì)量柜，其中的電流、電壓互感器只供計(jì)費(fèi)的電能表用。 變電站主接線的設(shè)計(jì)要求，根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位、負(fù)荷性質(zhì)、出線回路數(shù)等條件和具體情況確定。 通常變電站主接線的高壓側(cè)，應(yīng)盡可能采用短路器數(shù)目教少的接線，以節(jié)省投資，隨出線數(shù) 目的不同，可采用橋形、單母線、雙母線及角形接線等。如果變電站電壓為超高壓等級(jí)，又是重要的樞紐變電站，宜采用雙母線帶旁母接線或采用一臺(tái)半斷路器接線。變電站的低壓側(cè)常采用單母分段接線或雙母線接線，以便于擴(kuò)建。 6~10KV 饋線應(yīng)選輕型斷路器，如 SN10 型少油斷路器或 ZN13 型真空斷路器；若不能滿足開斷電流及動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求時(shí)，應(yīng)采用限流措施。在變江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 電站中最簡(jiǎn)單的限制短路電流的方法，是使變壓器低壓側(cè)分列運(yùn)行；若分列運(yùn)行仍不能滿足要求，則可裝設(shè)分列電抗器，一般盡可能不裝限流效果較小的母線電抗器。故綜合從以下幾個(gè)方面考 慮： (1) 斷路器檢修時(shí)，是否影響連續(xù)供電； (2) 線路能否滿足 Ⅰ ,Ⅱ 類負(fù)荷對(duì)供電的要求； (3) 大型機(jī)組突然停電對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響與產(chǎn)生的后果等因素。 主接線方案的擬定： 對(duì)本變電所原始材料進(jìn)行分析，結(jié)合對(duì)電氣主接線的可靠性、靈活性及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，綜合考慮。在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，力爭(zhēng)使其技術(shù)先進(jìn)，供電可靠，經(jīng)濟(jì)合理的主接線方案。此主接線還應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)各種運(yùn)行方式的變化，且在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便、調(diào)度靈活、檢修安全、擴(kuò)建發(fā)展方便。 變壓器的選擇 為 保證供電的可靠性，避免一臺(tái)主變故障或檢修時(shí)影響供電，變電所一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，但一般不超過兩臺(tái)變壓器。當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí)，可裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。 本次設(shè)計(jì)的是線變阻，選擇按備用要求，每臺(tái)按變壓器的最大負(fù)荷選擇。正常情況下兩臺(tái)變壓器都參加工作，這時(shí)，每臺(tái)變壓器均承受 50%最大負(fù)荷，這種備用及能滿足正常工作時(shí)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求，又能在故障情況下承擔(dān)全部負(fù)荷，是比較合理的備用方式。 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考慮有下列兩種可供選擇的方案： a)裝設(shè)一 臺(tái)變壓器型號(hào)為 S9型，而容量根據(jù)式 30SS TN ?? =900， TNS? 為主變壓器容量， 30S 為總的計(jì)算負(fù)荷。選 TNS? =1000 KVA，即選一臺(tái) S91000/10 型低損耗配電變壓器。至于工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。 b)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器型號(hào)為 S9型，即 ： ??? )~(TNS KVA=（ 540~630） KVA 因此選兩臺(tái) S9630/10 型低損耗配電變壓器。工廠二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由鄰近單位相聯(lián)的高壓聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。主變壓器的聯(lián)結(jié)組均為 Yyn0 。 變電所主接線方案的選擇 變電所的接線應(yīng)從安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)出發(fā)。本次設(shè)計(jì)工廠 35KV 總降變電所，地位較為重要，應(yīng)盡量保證供電的可靠性，又由于是總降變電所，從經(jīng)濟(jì)性來考慮主接線不宜復(fù)雜。 (1)只裝有一臺(tái)主變壓器的總降變電所主接線 通常采用一次側(cè)無母線、二次側(cè)為單母線的主接線。一次側(cè)采用斷路器為主開關(guān)。其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，但供 電可靠性不高，只適用于三級(jí)負(fù)荷。 (2) 一次側(cè)為內(nèi)橋式接線的總降變電所主接線 這種主接線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長(zhǎng)而主變壓器不須經(jīng)常切換的總降壓變電所。 (3) 一次側(cè)為外橋式接線的總降變電所主接線 這種主接線也適用于一、二級(jí)負(fù)荷。這種外橋式接線多用于電源線路不長(zhǎng)而主變壓器需經(jīng)常切換以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的總降壓變電所。 (4) 一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主接線 這種主接線兼有上述內(nèi)橋式和外橋式兩種接線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開 關(guān)設(shè)備較多，投資較大?？晒┮?、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的情況。 (5) 一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主接線 采用雙母線接線較之采用單母線接線，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大提高，從而大大增加了初投資，所以雙母線接線在企業(yè)中少用，主要用于電力系統(tǒng)中。 綜合上述的主接線方案的比較 ,一次側(cè)選用線路 —變壓器組接線方式 ,即采用兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行 ,二次側(cè)采用單母分段接線方式。 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 按上面考慮的兩種主變壓器方案可設(shè)計(jì)下列兩種主接線方案： 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器 的主接線方案如圖 所示 ： 圖 裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案 Y0 Y0 S91000 GG1A(F)07 10/V 聯(lián)絡(luò)線 （備用電源） GG1A(F)54 GW口 10 10kV FS410 GG1A(J)03 GG 1A(J) 03 GG1A(F)07 GG 1A(F) 54 GG 1A(F) 07 GG 1A(F) 07 主變 聯(lián)絡(luò)（備用） 220/380V 高壓柜列 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案如圖 所示 : 圖 裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案 Y0 Y0 220/380V S9630 GG1A(F) GG1A(F)07 10/ S9630 10/ 聯(lián)絡(luò)線 （備用電源） GG1A(F)54 GG1A(F)11 11 GW口 10 10kV FS410 GG1A(J)01 GG 1A(F) 113 GG 1A(F) 11 GG 1A(J) 01 GG 1A(F) 96 GG 1A(F) 07 GG 1A(F) 54 主 變 主 變 聯(lián)絡(luò) （備用） 高壓柜列 96 江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院課程設(shè)計(jì) 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 表 4 主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 比較項(xiàng)目 裝設(shè)一臺(tái)主變的方案 裝設(shè)兩臺(tái)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(tái)主變，電壓損耗較大 由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗較小 靈活方便性 只有一臺(tái)主變，靈活性稍差 由于有兩臺(tái)主變，靈活性較好 擴(kuò)建適應(yīng)性 稍差一些 更好一些 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電力變壓器的綜合投資額 查得 S91000/10的單價(jià)為 萬元，而變壓器綜合投資約為其單價(jià)的 2 倍，因此綜合投資約為 2*= 萬元 查得 S9630/10 的單價(jià)為 萬元，因此兩臺(tái)變壓器的綜合投資約為 4*=42 萬元，比一臺(tái)主變方案多投 資 萬元 高壓開關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額 查得 GG1A(F)型柜可按每臺(tái)4 萬元計(jì)，其綜合投資可按設(shè)備的 倍計(jì)，因此高壓開關(guān)柜 的 綜 合 投 資 約 為4**4=24 萬元 本方案采用 6 臺(tái) GG1A(F)柜，其綜合投資約為 6**4=36 萬元，比一臺(tái)主變方案多投資 12 萬元 電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi) 主變的折舊費(fèi) = 萬元*= 萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi) =24 萬元 *=萬元；變配電的維修管理費(fèi) =（ +24）萬元 *= 萬元。因此主變和高 壓開關(guān)柜的折 舊 和 維 修 管 理 費(fèi) =（ ++） = 萬元 主變的折舊費(fèi) =42 萬元 *=萬元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi) =36萬元 *= 萬元；變配電的維修管理費(fèi) = （ 42+36 ）萬元*= 萬元。因此主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi) =（ ++） = 萬元，比一臺(tái)主變方案多投資 萬元 供電貼費(fèi) 主變?nèi)萘棵?KVA 為 800 元，供電貼費(fèi) =1000KVA* 萬元 /KVA=80 萬元 供電貼費(fèi) =2*630KVA* 萬元= 萬 元，比一臺(tái)主變多交 萬元 從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案遠(yuǎn)由于裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案，因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案。 第八 章 短路電流的計(jì)算 短路電流的概述 電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時(shí)通過的電流為短路電流。在工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮到正常工作狀態(tài)，而且還要考慮到發(fā)生故障所造成的不正常狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，破壞供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障一般最常見的是各種 短路。所謂短路是指相與相之間的短接，或在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中一相或幾相與大地相接（接地），以及三相四線制系統(tǒng)中相線與中線短接。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬安），電源的電壓完全降落在短路回路中。發(fā)生短路的主要原因是由于電力系統(tǒng)的絕緣被破壞。在大多數(shù)情況下，絕緣的破壞多數(shù)是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和未及時(shí)消除設(shè)備中的缺陷，以及設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)所，例如：過電壓、直接雷擊、絕緣材料的陳舊、絕緣配合不好、機(jī)械損壞等，運(yùn)行人員的錯(cuò)誤操作，如帶負(fù)荷拉開隔離開關(guān)，或者檢修 后未