【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 T）2 =無(wú)功損耗△QT=△+△（Sc/SNT）2 =由變壓器容量驗(yàn)算車間變壓器的損耗，和前面的運(yùn)算結(jié)果誤差較小，證明變壓器的選擇符合設(shè)計(jì)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(hào)為：1號(hào)車間：S9—800/10，800 kVA，（6；；10）/，Y,yn0, IO%=，△PK=，△P0= △Uk%= 1臺(tái)2號(hào)車間：S9—1000/10，1000 kVA，（6；；10）/，Y,yn0, IO%=，△PK=，△P0= △Uk%= 1臺(tái)3號(hào)車間：S9—315/10，315 kVA，（6；；10）/，Y,yn0, IO%=，△PK=，△P0= △Uk%=4 1臺(tái)所用變壓器：S9—80/10，80 kVA，（6；；10）/，Y,yn0, IO%=，△PK=，△P0= △Uk%=4 2臺(tái)所選的S9型電力變壓器采用無(wú)激磁調(diào)壓，調(diào)壓范圍是177。5%，足以保證電壓質(zhì)量。5短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的和步驟 短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。當(dāng)電源運(yùn)行狀態(tài)變化時(shí)，短路電流發(fā)生顯著變化，選擇設(shè)備時(shí)，需要知道通過(guò)該設(shè)備最大可能的三相短路電流，因此要按最大運(yùn)行方式計(jì)算短路電流；校驗(yàn)繼電保護(hù)裝置的靈敏度時(shí)，按最小運(yùn)行方式短路時(shí)的靈敏系數(shù)是否合格，需算出最小運(yùn)行方式下的短路電流。 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(lái)，并將各元件依次編號(hào)，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(guò)。本設(shè)計(jì)中，經(jīng)過(guò)短路電流的定性比較。 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(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。國(guó)家電網(wǎng)供電的工廠，都按“無(wú)限大電源系統(tǒng)”進(jìn)行短路電流計(jì)算，使計(jì)算內(nèi)容簡(jiǎn)化。工廠供電系統(tǒng)的短路電路比較簡(jiǎn)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(jiǎn)，求出其等效總阻抗。最后計(jì)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(jì)算的方法，常用的有歐姆法和標(biāo)幺值法。高壓系統(tǒng)的短路電流計(jì)算多用標(biāo)么值法，用此方法可以避免不同電壓等級(jí)間復(fù)雜的折算。 用標(biāo)幺值法進(jìn)行短路計(jì)算 本設(shè)計(jì)中，需要選擇10千伏的高壓電氣設(shè)備，只需作一個(gè)保護(hù)值的整定計(jì)算，不必詳細(xì)計(jì)算低壓側(cè)的短路電流。由于3個(gè)變電所的情況比較相似，選擇負(fù)荷較大的2號(hào)車間的低壓母線計(jì)算短路電流。⑴選取功率基準(zhǔn)值Sj=100MV*A， 對(duì)于K⑶1點(diǎn)短路時(shí)，取基準(zhǔn)電壓Uj1=，則基準(zhǔn)電流Ij1=Sj/(√3Uj1)=100/(√3*)=。 對(duì)于K⑶2點(diǎn)短路時(shí)，取基準(zhǔn)電壓Uj2=，則基準(zhǔn)電流Ij2= Sj/(√3Uj2)=100/(√3*)=。⑵計(jì)算各元件阻抗的標(biāo)么值電源電抗標(biāo)么值：X*1M=Sj/(3)=100/187=10千伏單回架空線路電抗標(biāo)么值：X*2=x0l*SJ/Uav2=**100/=由于是采用最大運(yùn)行方式，則兩回架空線并列運(yùn)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(hào)車間變電所的電纜長(zhǎng)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(jì)算。2號(hào)車間變壓器電抗標(biāo)么值：X*3 =(△uk%/100)*(Sj/SNT)=()*（100/1）=⑶求電源至短路點(diǎn)總阻抗對(duì)K⑶1點(diǎn)：X*∑k1= X*1M + X*2=+=對(duì)K⑶2點(diǎn)：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(duì)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(duì)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(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算電路圖： ⑴選取功率基準(zhǔn)值Sj=100MV*A， 對(duì)于K⑶1點(diǎn)短路時(shí)，取基準(zhǔn)電壓Uj1=，則基準(zhǔn)電流Ij1=。 對(duì)于K⑶2點(diǎn)短路時(shí)，取基準(zhǔn)電壓Uj2=，則基準(zhǔn)電流Ij2=。⑵計(jì)算各元件阻抗的標(biāo)么值電源電抗標(biāo)么值：X*1M=100/107=10千伏單回架空線路電抗標(biāo)么值：X*xl=**100/=最小運(yùn)行方式下單母分段開(kāi)關(guān)打開(kāi)，兩回線路分列運(yùn)行，電源配電母線車間母線單線供電。變壓器電抗標(biāo)么值：X*B=*（100/1）=⑶求電源至短路點(diǎn)總阻抗對(duì)K⑶1點(diǎn)：X*∑k1=+=對(duì)K⑶2點(diǎn)：X*∑k2=++=⑷求短路電流的周期分量、沖擊電流及短路容量對(duì)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(duì)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(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算電路圖： 結(jié)果表達(dá)最大運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算：三相短路電流/KA三相短路容量/MVAI⑶I⑶I⑶∞i⑶I⑶S⑶K1點(diǎn)160K2點(diǎn)最小運(yùn)行方式下的短路電流計(jì)算：三相短路電流/KA三相短路容量/MVAI⑶I⑶I⑶∞i⑶I⑶S⑶K1點(diǎn)K2點(diǎn)6導(dǎo)線的選擇電源進(jìn)線為雙回架空線，廠區(qū)配電采用電纜，現(xiàn)選擇進(jìn)線和高壓配電電纜的型號(hào)。選擇導(dǎo)線的方法主要有按發(fā)熱條件選擇、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇以及按電壓損失選擇。按照相關(guān)規(guī)定，10KV及以下的高壓線路和低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來(lái)選擇截面，再校驗(yàn)電壓損耗、熱穩(wěn)定和機(jī)械強(qiáng)度；低壓照明線路由于電壓質(zhì)量要求高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件、熱穩(wěn)定和機(jī)械強(qiáng)度。架空線路可不校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定，電纜可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。當(dāng)?shù)刈顭嵩路菹挛?點(diǎn)的平均溫度為40℃，（電纜溝的底部）的平均溫度為25℃。進(jìn)行電纜選擇時(shí)，這兩個(gè)溫度都是常用的基準(zhǔn)溫度，故不必校正電流。 架空進(jìn)線的選擇總配電所電源進(jìn)線上的計(jì)算負(fù)荷為 P=K∑*∑P=*= Q=K∑*∑Q=*= S=√(P2+Q2)= CosΦ=P/ S= 考慮到進(jìn)線或者母線故障時(shí)，單回線路要帶全部負(fù)荷，架空線的截面按此情況計(jì)算。沒(méi)有總降壓變電所，不能用總降變壓器的容量來(lái)確定導(dǎo)線的計(jì)算電流，可用總的計(jì)算負(fù)荷進(jìn)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(jìn)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(jīng)過(guò)配電母線的時(shí)候要考慮同期，還要考慮功率因數(shù)，因此實(shí)際的工作電流為：，以此作為選擇截面的標(biāo)準(zhǔn)。按照發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面：由任務(wù)書可知當(dāng)?shù)刈罡咂骄鶜鉁貫?0℃。查表可知，低壓?jiǎn)胃芸站垡蚁┙^緣電線在30℃且導(dǎo)線的截面為35 mm2 時(shí)，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(shí)載流量為168A，168=﹥，滿足發(fā)熱條件。電壓損失校驗(yàn)：要求電壓損失在5%以內(nèi)，由所選導(dǎo)線的型號(hào)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(dǎo)線也滿足電壓損失的要求，因此選擇的導(dǎo)線能夠滿足系統(tǒng)的要求。 配電母線到1號(hào)車間變電所的電纜選擇1號(hào)變電所裝設(shè)有800KVA變壓器一臺(tái)，正常工作時(shí)，電纜通過(guò)的最大電流按變壓器的額定電流計(jì)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(shí)，查表可知BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜（明敷）截面為10 mm2 時(shí)，載流量為59A﹥，滿足電纜的正常工作條件。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：短路電流作用的假想時(shí)間tj 等于短路電流周期分量作用的假想時(shí)間與非周期分量作用的假想時(shí)間之和。電力系統(tǒng)35/（主保護(hù)時(shí)間），設(shè)計(jì)時(shí)擬采用中速斷路器，則短路電流周期分量作用的假想時(shí)間為:t保護(hù)+ t分閘=+=；由于電源是無(wú)限大功率電源，短路電流非周期分量作用的假想時(shí)間為：tjfi=*（Iz/ I∞）2=則短路電流假想時(shí)間（產(chǎn)生相同熱量的等效時(shí)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(yàn)：要求電壓損失控制在5%以內(nèi)，由所選導(dǎo)線的型號(hào)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(dǎo)線也滿足電壓損失的要求，因此選擇的導(dǎo)線能夠滿足系統(tǒng)的要求。 配電母線到2號(hào)車間變電所的電纜選擇2號(hào)變電所裝設(shè)有1000KVA變壓器一臺(tái)，正常工作時(shí)，電纜通過(guò)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(shí)，查表可知BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜（明敷）截面為10 mm2 時(shí)，載流量為59A﹥，能夠滿足條件。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：由于三個(gè)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(hào)也應(yīng)相同，即選擇185 mm2BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜。經(jīng)檢驗(yàn)，這段電纜也滿足電壓損失要求。 配電母線到3號(hào)車間變電所的電纜選擇3號(hào)變電所裝設(shè)有315KVA變壓器一臺(tái)，正常工作時(shí)，電纜通過(guò)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(shí)，查表可知BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜（明敷） 時(shí)，載流量為25A﹥，滿足電纜的正常工作條件。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：由于三個(gè)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(hào)也應(yīng)相同，即選擇185 mm2BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜。經(jīng)檢驗(yàn)，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(tái)80kVA的變壓器，正常工作時(shí)，電纜通過(guò)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(shí)，查表可知BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜（明敷） 時(shí)，載流量為25A﹥，滿足電纜的正常工作條件。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：由于三個(gè)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(hào)也應(yīng)相同，即選擇185 mm2BLV鋁芯聚氯乙烯絕緣電纜。經(jīng)檢驗(yàn)，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(méi)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(dǎo)線。該工廠的架空線和電纜都比較短，粗導(dǎo)線的阻抗又小，加之負(fù)荷和負(fù)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(zhì)量和電能節(jié)約。7電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)本設(shè)計(jì)只對(duì)配電所內(nèi)高壓設(shè)備進(jìn)行選擇?？偱潆娝母鞣N高壓電氣設(shè)備，主要是指10KV的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、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(diǎn)不同，要求的運(yùn)行條件和裝設(shè)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(jìn)行選擇，并按短路情況進(jìn)行校驗(yàn)。正常工作條件是指：。，設(shè)計(jì)時(shí)取周圍介質(zhì)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(yīng)加以校正。當(dāng)?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(yàn)是要求所選的電器，當(dāng)短路電流通過(guò)它時(shí)，其最高溫度不超過(guò)制造廠規(guī)定的短路時(shí)發(fā)熱最高允許溫度，即I2∞Rtj≤I2tRt。：電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn)是電器承受短路電流引起機(jī)械效應(yīng)能力，在校驗(yàn)時(shí)，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(jìn)行比較，即ich≤Imax。 特殊情況：，因此用熔斷器保護(hù)的電器和導(dǎo)體可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定，用有限流作用的熔斷器保護(hù)的電器不用校驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定；，阻抗大，且兩端均有熔斷器保護(hù)，故不必考慮短路情況，只校驗(yàn)額定電壓即可；、熱穩(wěn)定。電纜動(dòng)穩(wěn)定由廠家保證，只校驗(yàn)熱穩(wěn)定；4．如果采用出線電抗器，應(yīng)進(jìn)行殘壓校驗(yàn)。 10KV高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 本設(shè)計(jì)擬采用戶內(nèi)成套配電裝置，設(shè)備的選擇以此為準(zhǔn)。高壓斷路器是供電系統(tǒng)中最重要的開(kāi)關(guān)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(fù)荷電流，而且能在系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，在保護(hù)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(xiàng)目和計(jì)算公式：① 斷路器的種類和型式選擇：本設(shè)計(jì)中采用戶內(nèi)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(yàn)：i2tt≥QK⑥動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：ies≥ish，—電網(wǎng)額定電壓；—設(shè)備銘牌標(biāo)出的額定電流；—設(shè)備或載流導(dǎo)體長(zhǎng)期通過(guò)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(jìn)線側(cè)和母聯(lián)的斷路器選擇：考慮單回進(jìn)線帶全部負(fù)荷，忽略母線阻抗。在