工廠供電系統(tǒng)電氣部分設(shè)計(jì)匯總(編輯修改稿)
2024-07-23 00:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)變電所可供一、二級(jí)負(fù)荷。高壓采用單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段的變電所主接線、低壓側(cè)采用單母分段的變電所主接線圖（）這種主接線適用于裝有兩臺(tái)及以上主變壓器或具有多路高壓出線的變電所，其供電可靠性也較高。任一主變壓器檢修或發(fā)生故障是，通過(guò)切換操作，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。但是高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)線檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍要停電。這時(shí)只能供電給三級(jí)負(fù)荷。如果有與其他變電所相連的高壓或低壓聯(lián)絡(luò)線時(shí)，則可供一、二級(jí)負(fù)荷。（）這種主接線的兩段高壓母線，在正常時(shí)可以接通運(yùn)行，也可以分段運(yùn)行。任一臺(tái)主變壓器或任一路電源進(jìn)線停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)切換操作，均可迅速恢復(fù)整個(gè)變電所的供電。因此，其供電可靠性相當(dāng)高，可供一、二級(jí)負(fù)荷。高低壓側(cè)均為單母線分段的變電所主接線圖2短路電流的計(jì)算、后果及其形式 系統(tǒng)中最常見(jiàn)的故障就是短路，短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分對(duì)地之間的低阻性短接。產(chǎn)生短路的原因有：電氣設(shè)備絕緣被損壞絕緣損壞多由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除設(shè)備的缺陷，以及設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行維護(hù)不良所致。例如，過(guò)電壓、設(shè)備遭雷擊、絕緣材料陳舊、機(jī)械損傷等等。有關(guān)人員誤操作這種情況大多是由于操作人員違反安全操作規(guī)程而發(fā)生的，例如帶負(fù)荷拉閘，或者誤將低電壓設(shè)備接入較高電壓的電路中而造成擊穿短路。鳥(niǎo)獸為害事故鳥(niǎo)獸跨越在裸露的相線之間或者相線與接地物體之間，或者咬壞設(shè)備和導(dǎo)線電纜的絕緣，從而導(dǎo)致短路。 短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負(fù)荷電流大得多。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬(wàn)安甚至幾十萬(wàn)安。短路電流對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生較大的危害：①短路時(shí)要產(chǎn)生很大的點(diǎn)動(dòng)力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件受到損害和破壞，甚至引發(fā)火災(zāi)事故。②短路時(shí)電路的電壓驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。③短路時(shí)保護(hù)裝置動(dòng)作，將故障電路切除，從而造成停電，而且短路點(diǎn)越靠近電源，停電范圍越大，造成的損失也越大。④嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，造成系統(tǒng)結(jié)列。⑤不對(duì)稱短路包括單相和兩相短路，其短路電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變電磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至使之發(fā)生誤動(dòng)作。 由此可見(jiàn)，短路的后果是十分嚴(yán)重的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時(shí)需要進(jìn)行短路電流的計(jì)算，以便正確地選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障的開(kāi)關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電裝置和選擇限制短路電流的元件（如電抗器）等，也必須計(jì)算短路電流。在三相系統(tǒng)中，短路的形式有三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路等，其中兩相接地短路，實(shí)質(zhì)是兩相短路。按短路電路的對(duì)稱性來(lái)分，三相短路屬于對(duì)稱性短路，其他形式短路均不為對(duì)稱短路。 電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的可能性最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但一般情況下，特別是遠(yuǎn)離電源的工廠供電系統(tǒng)中，三相短路的短路電流最大，因此造成的危害也最為嚴(yán)重。為了使電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備在最嚴(yán)重的短路狀態(tài)下也能可靠的工作，因此作為選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備用的短路計(jì)算中，以三相短路計(jì)算為主。實(shí)際上，不對(duì)稱短路也可以按對(duì)稱的短路電流分解為對(duì)稱的正序、負(fù)序、零序分量，然后按對(duì)稱量來(lái)分析和計(jì)算，所以對(duì)稱的三相短路分析計(jì)算也是不對(duì)稱短路分析計(jì)算的基礎(chǔ)。 無(wú)限大容量電力系統(tǒng)，是指供電容量先對(duì)于用戶供電系統(tǒng)容量大的多的電力系統(tǒng)。其特點(diǎn)是：當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動(dòng)甚至發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過(guò)短路總阻抗的5%10%，或者電力系統(tǒng)容量超過(guò)用戶供電系統(tǒng)容量的50倍時(shí)，可將電力系統(tǒng)視為無(wú)限大容量系統(tǒng)。對(duì)一般工廠供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于工廠供電系統(tǒng)的容量遠(yuǎn)比電力系統(tǒng)總?cè)萘啃?，而阻抗又較電力系統(tǒng)大得多，因此工廠供電系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓幾乎維持不變，也就是說(shuō)可將電力系統(tǒng)視為無(wú)限大容量的電源。 進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪出計(jì)算電路圖，在電路圖上，將短路計(jì)算所需要考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將個(gè)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)。 ①電力系統(tǒng)的阻抗計(jì)算 電力系統(tǒng)的電阻相對(duì)于電抗來(lái)說(shuō)很小，一般不予考慮。電力系統(tǒng)的電抗，可由電力系統(tǒng)變電站饋電線出口斷路器的斷路容量Soc來(lái)估算，電力系的電抗為 XS=Uc2/Soc 式（）式中，Uc為電力系統(tǒng)饋電線的短路計(jì)算電壓，但為了便于短路電路總阻抗的計(jì)算，免去阻抗換算的麻煩，此式中的Uc可直接采用短路點(diǎn)的短路計(jì)算電壓；Soc為系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量，如果只有斷路器的開(kāi)斷電流Ioc，則其斷流容量Soc=IocUN，這里的UN為斷路器的額定電壓。②電力變壓器的阻抗計(jì)算1）變壓器的電阻RT可由變壓器的短路損△PKD耗近似計(jì)算因△PK ≈3IN2RT=（SN/Uc）2 RT故RT≈△PK（Uc / SN）2 式（） 式中，Uc為短路點(diǎn)短路計(jì)算電壓；Sn為變壓器的額定容量；△PkD為變壓器的短路損耗。2）變壓器的電抗XT可由變壓器的短路電壓UK ％ 近似地計(jì)算。因 UK ％≈ SNXT/Uc2100故 XT≈（UK ％/100）（UC2/SN） 式（）式中，UK ％為變壓器的短路電壓百分值。③電力線路的阻抗計(jì)算1）線路的電阻RWL可由導(dǎo)線電纜的單位長(zhǎng)度電阻R0乘以線路長(zhǎng)度求得，即 RWL=R01 式()式中，RO為導(dǎo)線電纜單位長(zhǎng)度電阻，l為線路長(zhǎng)度。2）線路的電抗XWL可由導(dǎo)線電纜的單位長(zhǎng)度電抗X0乘以線路長(zhǎng)度求得，即 XWL=X01 式（） 電力線路每相的單位長(zhǎng)度電抗平均值線路結(jié)構(gòu) 線路電壓35KV及以上610KV220V/3
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