【文章內(nèi)容簡介】 (3)工廠中有其他沖擊性負(fù)荷較大的設(shè)備運(yùn)行時(shí)，干擾了其他設(shè)備的正常生產(chǎn)作業(yè)，可配備專用的沖擊負(fù)荷變壓器。由于要該工廠中的用電負(fù)荷有二級負(fù)荷以及三級負(fù)荷，考慮實(shí)際情況，根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范 的相應(yīng)要求，配置兩臺(tái)變壓器 [7]。50394GB? 變壓器容量的選擇變壓器的容量 第一要滿足所有用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，保證在其計(jì)算負(fù)NTS?荷 下變壓器能無故障長期運(yùn)行。當(dāng)當(dāng)變電所中配置兩臺(tái)變壓器時(shí)，一般選擇30S兩臺(tái)容量相同的變壓器，每一臺(tái)變壓器容量應(yīng)同時(shí)符合下列兩個(gè)條件：(一) 當(dāng)每一臺(tái)變壓器獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，為了在以后負(fù)荷增加時(shí)，還能滿足使用，應(yīng)該滿足總計(jì)算負(fù)荷 的 的需要，即，30S6%7: ； （）30(.6~7)TNS???這樣可以做到每一臺(tái)變壓器能承擔(dān)總負(fù)荷的 ，此時(shí)變壓器效率相對較高。5(二) 每一臺(tái)變壓器獨(dú)立運(yùn)行時(shí)，都能達(dá)到全部一級負(fù)荷和二級負(fù)荷 的需12S要，即， （） 12NTS??表示一二級負(fù)荷。條件(二)是考慮變壓器發(fā)生故障的情況下，其中一臺(tái)12S完好的變壓器能夠保障所有負(fù)荷的供電。根據(jù)無功補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷， 39。30789.? KVA???? 8所以，取變壓器容量為 630kVA。綜上，選擇 ， 型電力變壓器。由于該廠含有二級負(fù)荷，9630/1S?Dyn一旦出現(xiàn)大的停電或電力事故，將嚴(yán)重影響企業(yè)正常生產(chǎn)，因此對電源的供電可靠性提出了很高的要求，因此選用兩臺(tái)變壓器，當(dāng)一個(gè)變壓器在事故發(fā)生時(shí)，另一臺(tái)變壓器能繼續(xù)向負(fù)載供電。 變壓器的功率損耗根據(jù)電機(jī)學(xué)理論中變壓器的知識，變壓器的無功損耗和有功損耗計(jì)算方法如下 （31）230()TKNSPP???? （32）2%1QIU?上式中， ， 為變壓器的空載有功有功和短路有功損耗， 為負(fù)荷利0K ?用率用視在功率比上變壓器的容量。本次設(shè)計(jì)使用 型號的變壓器，9630/1S?查附表 3 知 ， 分別為 和 ，空載電流和阻抗電壓為 和 50P?帶入上上式中得 2789./1.() W????0)則變壓器高壓側(cè)無功功率 39。???39。 847PKW39。39。239。 ???則高壓側(cè)電流 39。39。?? 變配電所的主接線方式變配電所的主接線設(shè)計(jì)在供電工程設(shè)計(jì)中是一個(gè)綜合性的問題，應(yīng)該依照其工程建設(shè)規(guī)模大小，根據(jù)工廠的線路回?cái)?shù)，電壓的級別，負(fù)荷等具體情況來確定。它是選擇電氣設(shè)備和確定各種電氣設(shè)備安裝方式的總依據(jù)。主接線設(shè)計(jì)的好壞對全廠用電設(shè)備的安全，高效和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有很大的關(guān)聯(lián)。主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)該依照下列具體要求 [8]。（1）安全 應(yīng)符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求和需要，保證設(shè)備和人身 9安全。（2）可靠 供電可靠是電力系統(tǒng)中的基本要求，可靠性可以用主接線平均無故障的工作時(shí)間來表示。一旦出現(xiàn)電力事故都可能造成難以估量的損失，所以供電可靠性是電力生產(chǎn)的最重要的要求。（3） 敏捷靈活性包括檢修方便，操作靈活方便，可以很容易地從最初的擴(kuò)大，最后連接，同時(shí)用最少的切換，以適應(yīng)不同的運(yùn)行模式，以適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。（4） 經(jīng)濟(jì)性 在保證安全高效運(yùn)行的情況下，應(yīng)盡可能的節(jié)約有色金屬材料，減少投資和運(yùn)行的費(fèi)用，為適應(yīng)長期的發(fā)展，應(yīng)優(yōu)先選用性能優(yōu)異的節(jié)能產(chǎn)品。 變配電所電氣主接線的基本形式 單母線接線單母線接線是工廠企業(yè)變配電所中最簡單的一種接線形式，一般有單母線不分段，單母線分段兩種接線方式。單母線不分段接線見圖 41，其接線比較簡單清晰明了，經(jīng)濟(jì)性好投資少。但靈活和安全性較差，單母線接線的適用范圍是系統(tǒng)比較簡單如只有一臺(tái)變壓器等。 QS2F1母 線圖 41 單母線接線 單母線分段接線，克服了單母線接線的某些不足，提高了一定的供電的可靠性。其母線可以用斷路器隔開，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，可以將故障母線隔開，保障無故障母線安全運(yùn)行。見圖 42 ，功率的大小和電源的數(shù)量決定了單母線分段的數(shù)目，多數(shù)情況下，分段數(shù)等于電源數(shù)。單母線分段的優(yōu)點(diǎn)減小了停電范圍，不過當(dāng)斷路器檢修時(shí)，也需要把斷路器所在的支路斷開。單母線分段接線除了具有單母線接線的優(yōu)點(diǎn)外還提高了供電的可靠性，因此在中小型電廠和中低壓 10電網(wǎng)中有著廣泛的應(yīng)用。 QFS12 圖 42 單母線分段接線 雙母線接線每個(gè)回路都需要配置兩個(gè)母線隔離開關(guān)是雙母線接線的最大特點(diǎn)。雙母線接線相對單母線接線來說，在可靠性和靈活性方面有了很大的提高。雙母線接線在有著重要負(fù)荷如一級和二級重要負(fù)荷的場所及雖然沒有重要負(fù)荷但是在一些大中型企業(yè)中用的比較多。雙母線的主要缺點(diǎn)是操作步驟相對復(fù)雜，有時(shí)候需要倒閘操作，當(dāng)故障發(fā)生在其中一條母線時(shí)，這條母線也需要停電。為了克服這種缺點(diǎn)，增設(shè)旁路母線可以解決此問題。圖 33 雙母線接線 11 橋式接線橋式接線中，開設(shè)設(shè)備的數(shù)量比較多，投資相比大一些，但是運(yùn)行靈活。它比單母線分段接線簡單，可以減少單母線斷路器的數(shù)量。依照聯(lián)絡(luò)斷路器在變壓器兩側(cè)的位置分為內(nèi)橋和外僑接線。內(nèi)橋式接線，主要用于不經(jīng)常切換變壓器，電源線路較比較長，事故檢修機(jī)率多的變配電所。圖 34 內(nèi)橋式接線 12圖 35 外橋式接線(2)外橋式接線，適用于故障率較低，變壓器在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式下常常投入和切掉運(yùn)行以及穿越功率比較大的場合。 電氣主接線的確定本次設(shè)計(jì)變電所為 10kv 變電所，出現(xiàn)回路數(shù)為 6 回，容量相對來說較小，根據(jù)各種接線方式的適用范圍和工廠供電的需要選用單母線分段接線。變電所有一路電源進(jìn)線，為保障對車間的持續(xù)供電，同時(shí)又不影響變電所及其設(shè)備的的維護(hù)與保養(yǎng)，使用單母線分段的接線方式在變壓器的二次側(cè)。見圖 36 變壓器二次側(cè)單母線分段，接線方式的可靠性高，一臺(tái)主變壓器檢修或故障時(shí)，通過開關(guān)的操作，可以在很短的時(shí)間內(nèi)供電恢復(fù)。并且某一條支路出現(xiàn)故障不影響其他支路的安全供電。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)高壓電源進(jìn)行為一回，所以在高壓母線上需要配置高壓聯(lián)絡(luò)線，以便能在單回電源進(jìn)線出現(xiàn)故障時(shí)，從其他廠區(qū)獲得臨時(shí)的供電 [9]。 13圖 36 單母線分段主接線第四章 短路電流計(jì)算 短路電流產(chǎn)生的原因及危害 短路就是指不是正常的電氣導(dǎo)線相接，產(chǎn)生了破壞性的電流。短路方式有很多中，其中三相電中，三相短路時(shí)的危害最大，產(chǎn)生的短路電流最大，是兩相短路電流的 倍。電力網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的短路大部分是絕緣受到破壞造成的。3/2這種損壞可能是設(shè)備本身不符合質(zhì)量規(guī)范，或者是運(yùn)行時(shí)間過長，設(shè)備絕緣被過電壓擊穿，或是絕緣不夠等等。 有時(shí)，電力行業(yè)從業(yè)人員或用電廠家誤操作違反了有關(guān)電力設(shè)施操作規(guī)定也會(huì)造成短路事故。一旦發(fā)生短路，短路電流要比正常電流大的多的多，如果不及時(shí)切斷將會(huì)給電力系統(tǒng)產(chǎn)生很大的危害 [10]。并且短路時(shí)，由于繼電保護(hù)的作用，斷路器動(dòng)作會(huì)造成停電，且離電源端越近發(fā)生故障時(shí)停電面積越大，造成的危害越大。 短路計(jì)算的目的及其條件 短路計(jì)算的目的短路電流其計(jì)算的結(jié)果可以用于電力系統(tǒng)的運(yùn)行和設(shè)計(jì)，且短路電流計(jì)算是電力系統(tǒng)中三大計(jì)算之一。主要目的包括：一 選擇和確定電氣主接線方案。二 校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定及定穩(wěn)定性。三 更有效合理的設(shè)計(jì)接地裝置。四 短路及各種故障的分析。五 輸電線對通信線路的影響與繼電保護(hù)的整定和設(shè)計(jì)。 14 短路計(jì)算的條件一 一般是將系統(tǒng)看成是無限大容量電源。電源的功率無窮大，端電壓保持恒定。二 假定短路的回路中各個(gè)元件的阻值維持不變。并且，變壓器勵(lì)磁電流和電路電容也忽略不計(jì)。三 在發(fā)生短路事故后，故障的類別保持不變，比如說兩相接地短路不會(huì)變成三相短路。四 具有分接開關(guān)的變壓器，其分解開關(guān)位置視為主分接位置。五 不計(jì)短路電弧電阻。 短路電流計(jì)算原則和方法短路電流一般是計(jì)算最嚴(yán)重的短路故障所產(chǎn)生的短路電流即系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下時(shí)，產(chǎn)生的短路電流最大。同時(shí)，短路點(diǎn)應(yīng)選在發(fā)生短路電流最大的點(diǎn)。短路電流計(jì)算的方法一般有歐姆法和標(biāo)幺制法。計(jì)算高壓電路電流時(shí)一般使用標(biāo)幺制法，低壓電路一般使用歐姆法即有名值法。本設(shè)計(jì)使用標(biāo)幺制法，來計(jì)算短路電流 [11]。所謂標(biāo)幺制就是實(shí)際值比上基準(zhǔn)值?；鶞?zhǔn)值可以任意選取，但是在電力系統(tǒng)計(jì)算當(dāng)中，一旦選定兩個(gè)基準(zhǔn)值，其他的基準(zhǔn)值都可以用這兩個(gè)來表示，短路計(jì)算時(shí)，一般先選定基準(zhǔn)容量 和基準(zhǔn)電壓 。dSdU 短路電流計(jì)算依據(jù)變電所實(shí)際情況，在出現(xiàn)短路最嚴(yán)重的地方選擇短路點(diǎn)，畫出短路計(jì)算圖，短路點(diǎn) ， 取變壓器兩側(cè)，因此短路計(jì)算電路等效電路圖如圖 41k?21 所示。架空線 l = 5 k mQ FK 1 k 21 0 k V 3 8 0 V圖 41 短路計(jì)算電路圖 15. 1 確定基準(zhǔn)值設(shè) ， ，低壓側(cè) ，???流： 11..3dSAI ?? KU? 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值1. 電源的電抗標(biāo)幺值由工廠原始資料斷路器容量為 ，因此30OCSMVA??.11??Xocd2. 架空線路的電抗標(biāo)幺值根據(jù)原始資料架空線路 ，則由附錄表 4 可查得 ，120LGJ???而線路長 ，故架空線路的的電抗標(biāo)幺值為5km*202 2110..35/ 9(5)dcSMVAXlkmUK???3. 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值由 節(jié)得本設(shè)計(jì)中選擇 臺(tái)變壓器型號為 的變壓器，查附表9630/1S?1 可得，其短路電壓百分?jǐn)?shù) ，因此%5k??*???k1 故障點(diǎn) 的短路電流計(jì)算1. 總電抗標(biāo)幺值 *21*)( ?????Xk2. 三相短路電流周期分量有效值 KAIKdk *)()3(1?? 163. 其他短路電流 39。(3)()????()39。().??(3)39。(3).28sII4. 三相短路容量 AMVXSKdk .*)()3(1 ????? k2 故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算1. 總電抗標(biāo)幺值 ***1234(2) ??????2. 三相短路電流周期分量有效值 (3)22*() KX?????3. 其他短路電流 39。(3)()???()39。 KA???(3)39。(3)09..20sII4. 三相短路容量 (3)2*(2)???????計(jì)算結(jié)果綜合如表 41 所示。41 短路計(jì)算結(jié)果三相短路電流/kA 三相短路容量/MVA短路計(jì)算點(diǎn) )3(kI）（ 3?(3)?I)3(shi)3(shI)3(kSk－1 k－2 17第五章 電氣設(shè)備的選擇 正確合理的選擇電氣設(shè)備可以使電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，使電氣設(shè)備的出力達(dá)到最優(yōu)化，提高利用效率，不浪費(fèi)資源。在電氣設(shè)備選擇時(shí)，要依據(jù)施工工程實(shí)際的情況，穩(wěn)妥的采用電力工程中的新技術(shù)，新設(shè)備等，并要兼顧節(jié)約投資，使效益最大化。同時(shí)，還要考慮維護(hù)的簡單方便性，即選擇在市場上相對比較成熟的設(shè)備 [12]。 變電所高壓一次設(shè)備的介紹（1）高壓開關(guān)柜 高壓開關(guān)柜是變電所的主要一次成套設(shè)備，是按照一定的線路接線方式把一二次設(shè)備組裝起來的成套配電裝置。是為了操作人員能夠安全靈活的控制，一般分為固定式和手車式兩大類型。 （2）高壓斷路器 可以接通和斷開正常的設(shè)備工作電流，還能承擔(dān)較大的短路電流。并且在繼電保護(hù)作用斷路器時(shí)可以切掉短路電流，因?yàn)橐謹(jǐn)嚯娏?，因此斷路器都帶有?yōu)良的滅弧裝置。（3） 隔離開關(guān) 因不用開斷電流，所以不帶有滅弧裝置，但是要有很強(qiáng)的絕緣能力。一般和斷路器配合使用，用來檢修設(shè)備。（4） 熔斷器 線路長時(shí)間過負(fù)荷時(shí)，或設(shè)備故障發(fā)生短路時(shí)，用于切斷強(qiáng)大的短路電流。（5） 避雷器 避雷器的作用是保護(hù)變配電所或輸電線路免受雷擊的破壞，或者把強(qiáng)大的雷電流引入大地。（6）靜電電容器 主要用于補(bǔ)償無功功率。（7）電流互感器 主要是把檢測到的電能數(shù)據(jù)提供給二次回路，供計(jì)量和繼電保護(hù)裝置整定使用 [13]。 一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)的條件和項(xiàng)目. 按正常工作條件選擇(1) 工作電壓選擇電氣設(shè)備的額定電壓 ，要略大于或等于所在線路的額NsU定定電壓 ，即 （5NUNs?1）(2) 工作電流選擇 電氣設(shè)備的額定電流 要略大于或等于所在線路的額定NsI電流 ， 即 （5NINsI2）(3) 按斷流能力選擇 18設(shè)