【文章內容簡介】 T）2 =無功損耗△QT=△+△（Sc/SNT）2 =由變壓器容量驗算車間變壓器的損耗，和前面的運算結果誤差較小，證明變壓器的選擇符合設計的要求。選擇S9型低損耗變壓器，按照其容量大小，選擇變壓器型號為：1號車間：S9—800/10，800 kVA，（6；；10）/，Y,yn0, IO%=，△PK=，△P0= △Uk%= 1臺2號車間：S9—1000/10，1000 kVA，（6；；10）/，Y,yn0, IO%=，△PK=，△P0= △Uk%= 1臺3號車間：S9—315/10，315 kVA，（6；；10）/，Y,yn0, IO%=，△PK=，△P0= △Uk%=4 1臺所用變壓器：S9—80/10，80 kVA，（6；；10）/，Y,yn0, IO%=，△PK=，△P0= △Uk%=4 2臺所選的S9型電力變壓器采用無激磁調壓，調壓范圍是177。5%，足以保證電壓質量。5短路電流計算 短路電流計算的目的和步驟 短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。當電源運行狀態(tài)變化時，短路電流發(fā)生顯著變化，選擇設備時，需要知道通過該設備最大可能的三相短路電流，因此要按最大運行方式計算短路電流；校驗繼電保護裝置的靈敏度時，按最小運行方式短路時的靈敏系數(shù)是否合格，需算出最小運行方式下的短路電流。 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。本設計中，經過短路電流的定性比較。 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。國家電網供電的工廠，都按“無限大電源系統(tǒng)”進行短路電流計算，使計算內容簡化。工廠供電系統(tǒng)的短路電路比較簡單，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，短路方式一般選擇按三相短路方式。 短路電流計算的方法，常用的有歐姆法和標幺值法。高壓系統(tǒng)的短路電流計算多用標么值法，用此方法可以避免不同電壓等級間復雜的折算。 用標幺值法進行短路計算 本設計中，需要選擇10千伏的高壓電氣設備，只需作一個保護值的整定計算，不必詳細計算低壓側的短路電流。由于3個變電所的情況比較相似，選擇負荷較大的2號車間的低壓母線計算短路電流。⑴選取功率基準值Sj=100MV*A， 對于K⑶1點短路時，取基準電壓Uj1=，則基準電流Ij1=Sj/(√3Uj1)=100/(√3*)=。 對于K⑶2點短路時，取基準電壓Uj2=，則基準電流Ij2= Sj/(√3Uj2)=100/(√3*)=。⑵計算各元件阻抗的標么值電源電抗標么值：X*1M=Sj/(3)=100/187=10千伏單回架空線路電抗標么值：X*2=x0l*SJ/Uav2=**100/=由于是采用最大運行方式，則兩回架空線并列運行，其等效阻抗為：X*2=∥=高壓母線阻抗較小，其阻抗值可以忽略。廠區(qū)配電使用電纜，電纜的阻抗較架空線小很多，從廠區(qū)的分布圖可以看出，比例尺為1：4000，到2號車間變電所的電纜長度大約為2cm4000=，則這段電纜的阻抗為：100/=,這段阻抗完全可以忽略。為了方便計算。2號車間變壓器電抗標么值：X*3 =(△uk%/100)*(Sj/SNT)=()*（100/1）=⑶求電源至短路點總阻抗對K⑶1點：X*∑k1= X*1M + X*2=+=對K⑶2點：X*∑k2= X*1M + X*2+ X*3=++=⑷求短路電流的周期分量、沖擊電流及短路容量對K⑶1：周期分量有效值I⑶=Ij1/ X*∑k1=沖擊短路電流i⑶=* I⑶=*=短路電流最大有效值 I⑶=*I⑶=*=三相短路容量S⑶= I⑶**SJ=1/ X*∑k1*SJ=1/*100=160MV*A對K⑶2：周期分量I⑶=短路沖擊電流i⑶=*=短路電流最大有效值I⑶=*I⑶=*=三相短路容量S⑶=100/=*A最大運行方式下的短路電流計算電路圖： ⑴選取功率基準值Sj=100MV*A， 對于K⑶1點短路時，取基準電壓Uj1=，則基準電流Ij1=。 對于K⑶2點短路時，取基準電壓Uj2=，則基準電流Ij2=。⑵計算各元件阻抗的標么值電源電抗標么值：X*1M=100/107=10千伏單回架空線路電抗標么值：X*xl=**100/=最小運行方式下單母分段開關打開，兩回線路分列運行，電源配電母線車間母線單線供電。變壓器電抗標么值：X*B=*（100/1）=⑶求電源至短路點總阻抗對K⑶1點：X*∑k1=+=對K⑶2點：X*∑k2=++=⑷求短路電流的周期分量、沖擊電流及短路容量對K⑶1：周期分量有效值I⑶=沖擊短路電流i⑶=*=短路電流最大有效值I⑶=*I⑶=*=三相短路容量S⑶=100/=*A對K⑶2：周期分量I⑶=短路沖擊電流i⑶=*=短路電流最大有效值I⑶=*I⑶=*=三相短路容量S⑶=100/=*A最小運行方式下的短路電流計算電路圖： 結果表達最大運行方式下的短路電流計算：三相短路電流/KA三相短路容量/MVAI⑶I⑶I⑶∞i⑶I⑶S⑶K1點160K2點最小運行方式下的短路電流計算：三相短路電流/KA三相短路容量/MVAI⑶I⑶I⑶∞i⑶I⑶S⑶K1點K2點6導線的選擇電源進線為雙回架空線，廠區(qū)配電采用電纜，現(xiàn)選擇進線和高壓配電電纜的型號。選擇導線的方法主要有按發(fā)熱條件選擇、按經濟電流密度選擇以及按電壓損失選擇。按照相關規(guī)定，10KV及以下的高壓線路和低壓動力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再校驗電壓損耗、熱穩(wěn)定和機械強度；低壓照明線路由于電壓質量要求高，因此通常先按允許電壓損耗進行選擇，再校驗發(fā)熱條件、熱穩(wěn)定和機械強度。架空線路可不校驗動、熱穩(wěn)定，電纜可不校驗動穩(wěn)定。當?shù)刈顭嵩路菹挛?點的平均溫度為40℃，（電纜溝的底部）的平均溫度為25℃。進行電纜選擇時，這兩個溫度都是常用的基準溫度，故不必校正電流。 架空進線的選擇總配電所電源進線上的計算負荷為 P=K∑*∑P=*= Q=K∑*∑Q=*= S=√(P2+Q2)= CosΦ=P/ S= 考慮到進線或者母線故障時，單回線路要帶全部負荷，架空線的截面按此情況計算。沒有總降壓變電所，不能用總降變壓器的容量來確定導線的計算電流，可用總的計算負荷進行選擇：Imax= =（√3*10*）=。如果以車間變壓器的工作電流作為參考，不妨把進線的最大工作電流取作各車間額定工作電流的總和：I=I1+I2+I3+I4=+++*2=，經過配電母線的時候要考慮同期，還要考慮功率因數(shù)，因此實際的工作電流為：，以此作為選擇截面的標準。按照發(fā)熱條件選擇導線截面：由任務書可知當?shù)刈罡咂骄鶜鉁貫?0℃。查表可知，低壓單根架空聚乙烯絕緣電線在30℃且導線的截面為35 mm2 時，載流量為136A。查校正系數(shù)表可知40℃，136=﹤。換選50 mm2架空線，30℃時載流量為168A，168=﹥，滿足發(fā)熱條件。電壓損失校驗：要求電壓損失在5%以內，由所選導線的型號查表可知：r0=, x0=，帶入公式：△U%=[P*(r0l)+Q*(x0l)]/10UN2中可得：△U%=[**+**]/[10*10*10] =﹤5所選導線也滿足電壓損失的要求，因此選擇的導線能夠滿足系統(tǒng)的要求。 配電母線到1號車間變電所的電纜選擇1號變電所裝設有800KVA變壓器一臺，正常工作時，電纜通過的最大電流按變壓器的額定電流計算，即：Imax= =800/（√3*10）=按照發(fā)熱條件選擇電纜截面：環(huán)境溫度即土壤溫度為25℃時，查表可知BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜（明敷）截面為10 mm2 時，載流量為59A﹥，滿足電纜的正常工作條件。熱穩(wěn)定校驗：短路電流作用的假想時間tj 等于短路電流周期分量作用的假想時間與非周期分量作用的假想時間之和。電力系統(tǒng)35/（主保護時間），設計時擬采用中速斷路器，則短路電流周期分量作用的假想時間為:t保護+ t分閘=+=；由于電源是無限大功率電源，短路電流非周期分量作用的假想時間為：tjfi=*（Iz/ I∞）2=則短路電流假想時間（產生相同熱量的等效時間）為：tj=＋=查表可知，BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜的熱穩(wěn)定系數(shù)C=65，則：Amin= I∞*√tj/C =8800*√，Amin 是滿足熱穩(wěn)定的最小截面，為了滿足熱穩(wěn)定要求，故選擇185mm2BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜。電壓損失校驗：要求電壓損失控制在5%以內，由所選導線的型號查表可知：r0=, x0=，帶入公式：△U%=[P*(r0l)+Q*(x0l)]/10UN2中可得：△U%=[**+**]/[10*10*10] =﹤5所選導線也滿足電壓損失的要求，因此選擇的導線能夠滿足系統(tǒng)的要求。 配電母線到2號車間變電所的電纜選擇2號變電所裝設有1000KVA變壓器一臺，正常工作時，電纜通過的最大電流為：Imax= =1000/（√3*10）=按照發(fā)熱條件選擇電纜截面：環(huán)境溫度即土壤溫度為25℃時，查表可知BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜（明敷）截面為10 mm2 時，載流量為59A﹥，能夠滿足條件。熱穩(wěn)定校驗：由于三個變電所和所用變的短路情況均相同，因此利用短路條件選擇的電纜型號也應相同，即選擇185 mm2BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜。經檢驗，這段電纜也滿足電壓損失要求。 配電母線到3號車間變電所的電纜選擇3號變電所裝設有315KVA變壓器一臺，正常工作時，電纜通過的最大電流為：Imax= =315/（√3*10）=按照發(fā)熱條件選擇電纜截面環(huán)境溫度即土壤溫度為25℃時，查表可知BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜（明敷） 時，載流量為25A﹥，滿足電纜的正常工作條件。熱穩(wěn)定校驗：由于三個變電所和所用變的短路情況均相同，因此利用短路條件選擇的電纜型號也應相同，即選擇185 mm2BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜。經檢驗，這段電纜也滿足電壓損失要求。 配電母線到所用變的電纜選擇所用變?yōu)?臺80kVA的變壓器，正常工作時，電纜通過的最大電流為：Imax= =（80/2）/（√3*10）=按照發(fā)熱條件選擇電纜截面：環(huán)境溫度即土壤溫度為25℃時，查表可知BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜（明敷） 時，載流量為25A﹥，滿足電纜的正常工作條件。熱穩(wěn)定校驗：由于三個變電所和所用變的短路情況均相同，因此利用短路條件選擇的電纜型號也應相同，即選擇185 mm2BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜。經檢驗，這段電纜也滿足電壓損失要求。 線路上的電壓和功率損失 由于離電源較近，電源和配電母線之間又沒有變壓器，故10KV母線短路阻抗小，短路電流較大，從熱穩(wěn)定方面考慮選擇了粗導線。該工廠的架空線和電纜都比較短，粗導線的阻抗又小，加之負荷和負荷電流的值較小，所以電壓和功率的損失非常小，容易保證電壓質量和電能節(jié)約。7電氣設備的選擇和校驗本設計只對配電所內高壓設備進行選擇?？偱潆娝母鞣N高壓電氣設備，主要是指10KV的斷路器、隔離開關、負荷開關、熔斷器、互感器、電抗器、母線、電纜、支持絕緣子及穿墻套管等。這些電器各自的功能和特點不同，要求的運行條件和裝設環(huán)境各不相同，但有共同遵守的原則。它們要能可靠地工作，必須按正常工作條件進行選擇，并按短路情況進行校驗。正常工作條件是指：。，設計時取周圍介質溫度為40℃，如果電器工作的環(huán)境溫度大于或小于40℃，由于冷卻條件不同，其允許電流應加以校正。當?shù)刈罡咂骄鶜鉁貫?0℃，因此不必校正工作電流。：短路熱穩(wěn)定校驗是要求所選的電器，當短路電流通過它時，其最高溫度不超過制造廠規(guī)定的短路時發(fā)熱最高允許溫度，即I2∞Rtj≤I2tRt。：電動力穩(wěn)定校驗是電器承受短路電流引起機械效應能力，在校驗時，用短路電流的最大幅值與制造廠規(guī)定的最大允許電流進行比較，即ich≤Imax。 特殊情況：，因此用熔斷器保護的電器和導體可不驗算熱穩(wěn)定，用有限流作用的熔斷器保護的電器不用校驗動、熱穩(wěn)定；，阻抗大，且兩端均有熔斷器保護，故不必考慮短路情況，只校驗額定電壓即可；、熱穩(wěn)定。電纜動穩(wěn)定由廠家保證，只校驗熱穩(wěn)定；4．如果采用出線電抗器，應進行殘壓校驗。 10KV高壓電氣設備的選擇與校驗 本設計擬采用戶內成套配電裝置，設備的選擇以此為準。高壓斷路器是供電系統(tǒng)中最重要的開關電器之一，由于高壓斷路器具有良好的滅弧能力，因此它不僅能安全地切合負荷電流，而且能在系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，在保護裝置的作用下可靠并迅速地切除短路電流。斷路器的選擇項目和計算公式：① 斷路器的種類和型式選擇：本設計中采用戶內型少油斷路器。②額定電壓選擇：≥③額定電流選擇：≥④額定遮斷容量選擇：≥S⑶K⑤熱穩(wěn)定校驗：i2tt≥QK⑥動穩(wěn)定校驗：ies≥ish，—電網額定電壓；—設備銘牌標出的額定電流；—設備或載流導體長期通過的最大工作電流；—斷路器的額定遮斷容量；S⑶K—斷路器安裝處的三相短路容量；進線側和母聯(lián)的斷路器選擇：考慮單回進線帶全部負荷，忽略母線阻抗。在