【文章內(nèi)容簡介】 ΔFL變壓器電能損耗費 共 計在上述各表中，變壓器全年空載工作時間為8760小時；最大負荷利用小時Tmax=4000小時；最大負荷損耗小時 可由Tmax=4500和=，得出 =2300小時；β為電度電價[35kV時，β=（kWh）；10kV時，β=（kWh）]。 由上述分析計算可知，方案二較方案一的投資費用及年運行費用均少。而且方案二以10kV電壓供電，電壓損失達到預(yù)定的程度，滿足二級負荷長期正常運行的要求。因此，選用方案二，即采用10kV電壓供電，建設(shè)廠內(nèi)總降壓變電所，無論從經(jīng)濟上還是從技術(shù)上來看，都是合理的。第5章 主接線方案的選擇 電氣主接線的概念 電氣主接線由高壓電器通過連接線，根據(jù)它的功能要求，組成接受和分配電能的電路，成為傳輸電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，也稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。主接線代表了發(fā)電廠或變電所電氣部分主體結(jié)構(gòu)，作為電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它對運行的可靠性、靈活性產(chǎn)生直接影響，并對電器選擇、配電裝置、繼電保護都存在密切的關(guān)系，另外，對于所以，自動裝置和設(shè)備的檢測也受到主接線的制約。主接線的合理、正確設(shè)計必須綜合處理各方面的因素。經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟論證后方可確定，對主接線的基本概述應(yīng)包括可靠性、經(jīng)濟性、靈活性三個方面。電氣主接線方式關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性及系統(tǒng)運行的安全性、經(jīng)濟性和靈活性。選擇接線方案的原則是：要保證送電的安全可靠，運行經(jīng)濟、靈活，檢修、維護方便，保證電能質(zhì)量，簡化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和繼電保護，便于分期過渡，節(jié)省設(shè)備及材料，減少投資及運行費用。變電站主接線方案的選擇必須根據(jù)這個基本原則進行。電氣主接線的設(shè)計是發(fā)電廠或變電站電氣設(shè)計的主體。它與電力系統(tǒng)、電廠動能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運行可靠性、經(jīng)濟性的要求等密切相關(guān)，并對電器選擇和布置、繼電保護和控制方式等都有較大的影響。因此，主接線設(shè)計，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟比較，合理的選擇主接線方式。變電所主接線設(shè)計是電力系統(tǒng)總體設(shè)計的組成部份。變電所主接線形式應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、作用、回路數(shù)、設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，并且應(yīng)滿足運行可靠、簡單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求。設(shè)計的基本要求為：(1)供電可靠性。主接線的設(shè)計必須保證的要求；在系統(tǒng)發(fā)生故障第一時間時，要求停電范圍限制到最小，供電恢復(fù)及時。　　(2)適應(yīng)性和靈活性。當一定時期內(nèi)的負荷水平變化時可以適應(yīng)；同時，當需要改變運行方式時，操作簡單，利于變電所未來的擴建。　　(3)經(jīng)濟性。在保證供電可靠以及滿足電能質(zhì)量的前提下，要盡可能的節(jié)省建設(shè)的投入和減少運行費用。　　(4)簡化主接線。配網(wǎng)自動化、變電所無人化是現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展的一大趨勢，簡化主接線為這一技術(shù)推廣，提供了強有力的理論依據(jù)。　　(5)設(shè)計標準化。相同類型變電所采用一樣的的主接線形式，使主接線顯得更加規(guī)范和標準，在系統(tǒng)的運行和設(shè)備檢修方面更加便利。當滿足運行要求時，應(yīng)可能的少用甚至不用斷路器，來減少投資；在有兩臺變壓器同時運行時，二次側(cè)則最好采用斷路器分段的單母線接線方式接線；如果供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺變壓器時，采用線路變壓器組接線最合適；為了限制配出線短路電流，具有多臺主變壓器同時運行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運行；接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開關(guān)。 主接線方式 單母線接線 優(yōu)點：接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，便于擴建和采用成套配電裝置。缺點：靈活可靠性差，任何一個元件（母線或母線隔離開關(guān)等）發(fā)生故障時檢修，都需讓整個配電裝置停電時，單母線可采用隔離開關(guān)分段，但當任一段母線出現(xiàn)故障時，所有的回路仍需短時停電，用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，再恢復(fù)非故障母線的供電。適用范圍：出線回路數(shù)有所不同，一般來說610KV配電裝置不超過5回；3563KV配電裝置不超過3回；110220KV配電裝置不超過2回。圖51單母線接線 單母線分段接線優(yōu)點：母線被斷路器分段后，對于重要的電力用戶（工廠）可以選擇從不同段引出兩個回路，采用兩個電源供電。當一段母線發(fā)生故障情況時，分段斷路器自動將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。缺點：當一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間內(nèi)停電。當出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。擴建時需向兩個方向均衡擴建。適用范圍：610KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時；35KV配電裝置出線回路數(shù)為48回時；110220KV配電裝置出線回路數(shù)為34回時。圖52單母線分段接線 橋型接線內(nèi)橋形接線優(yōu)點：高壓斷器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。缺點：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路的暫時停運；橋連斷路器檢修時，兩個回路需解列運行；出線斷路器檢修時，線路需較長時期停運。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況。外橋形接線優(yōu)點：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器。缺點：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運。高壓側(cè)斷路器檢修時，變壓器較長時期停運。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較少的情況。 雙母線接線優(yōu)點：1）供電可靠,可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障時，能迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。2）調(diào)度靈活。各個電源和各回路負荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。3）擴建方便。向雙母線的左右任何的一個方向擴建，均不影響兩組母線的電源和負荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。4）便于試驗。當個別回路需要單獨進行試驗時，可將該回路分開，單獨接至一組母線上。缺點：1）增加一組母線和使每回線路需要增加一組母線隔離開關(guān)。2）當母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，需在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。適用范圍：610KV配電裝置，當短路電流較大，出線需要帶電抗器時；35KV配電裝置，當出線回路數(shù)超過8回時，或連接的電源較多、負荷較大時；110220KV配電裝置，出線回路數(shù)為5回及以上時，或110220KV配電裝置在系統(tǒng)中占重要地位，出線回路數(shù)為4回及以上時。 雙母線分段接線雙母線分段可以分段運行，系統(tǒng)構(gòu)成方式的自由度大，兩個元件可完全分別接到不同的母線上，對大容量且相互聯(lián)系的系統(tǒng)是有利的。由于這種母線接線方式是常用傳統(tǒng)技術(shù)的一種延伸，因此在繼電保護方式和操作運行方面都不會發(fā)生問題，而較容易實現(xiàn)分階段的擴建優(yōu)點。但容易受到母線故障的影響，斷路器檢修時需要停運線路。占地面積較大。一般當連接的進出線回路數(shù)在11回及以下時，母線不分段。 主接線方案選擇對于電源進線電壓為10KV及以上的大中型工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為6—10KV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓?？偨祲鹤冸娝鹘泳€圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。主接線對變電所設(shè)備選擇和布置，運行的可靠性和經(jīng)濟性，繼電保護和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所，這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。 一次側(cè)采用外橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所，這種主接線的運行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級負荷的工廠。但與內(nèi)橋式接線適用的場合有所不同。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負荷變動較大、適用經(jīng)濟運行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當一次電源電網(wǎng)采用環(huán)行接線時，也宜于采用這種接線。一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所，這種主接線方式兼有上述兩種橋式接線的運行靈活性的優(yōu)點，但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級負荷，適用于一、二次側(cè)進出線較多的總降壓變電所。 一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所，采用雙母線接線較之采用單母線接線，供電可靠性和運行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線接線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運用主要用于電力系統(tǒng)的樞紐變電所。本次設(shè)計的推制機工藝是非連續(xù)運行，負荷變動較小，電源進線較長（）,主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長遠發(fā)展。經(jīng)比較決定采用主接線一次側(cè)采用線路變壓器組接線，二次側(cè)采用單母線接線的總降壓主接線。 30洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）第6章 短路電流計算 短路電流的概述供電系統(tǒng)能夠發(fā)生短路的原因主要是由于電氣設(shè)備的絕緣因陳舊老化而損壞，或電氣設(shè)備受機械損傷而使絕緣損壞，或因過電壓而使電氣設(shè)備的絕緣擊穿等所造成；另外由于誤操作（如帶負荷斷開隔離開關(guān)、檢修后未拆除接地線而送電等造成短路）、鳥獸在裸露的導(dǎo)體上跨越以及風(fēng)雪等自然現(xiàn)象亦能引起短路。在三相供電系統(tǒng)中可能發(fā)生的主要短路類型有三相短路、兩相短路、兩相接地短路及單相接地短路。三相短路稱為對稱短路，其余均為不對稱短路。這幾種短路情況如圖所示：短路種類短路類型示意圖符號性質(zhì)對稱短路三相短路f(3)三相同時在一點短接不對稱短路單相接地短路f(1)在中性點直接接地系統(tǒng)中，一相與地短接兩相短路f(2)兩相同時在一點短接兩相接地短路f(1,1)在中性點直接接地系統(tǒng)中，兩相在不同地點與地短接 在電力系統(tǒng)中，發(fā)生單相短路的機率最大，而發(fā)生三相短路的可能性最小。但是從用戶這方面來說，一般是三相短路的電流最大，造成的危害也最大。為了使電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在最嚴重的短路狀態(tài)下也能可靠地工作，在選擇和校驗電氣設(shè)備用的短路計算中，常以三相短路計算為主。 短路計算的目的短路電流計算的目的是為了正確選擇和校驗電氣設(shè)備，以及進行繼電保護裝置的整定計算。為了限制短路的危害和縮小短路的故障范圍。在變電所和供電系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，基于以下用途必須進行短路電流計算： 1 選擇電氣設(shè)備和栽流導(dǎo)體，必須用短路電流進行校驗器熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。在設(shè)計選擇電器設(shè)備時都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進行熱穩(wěn)定校驗和動穩(wěn)定校驗，以保證該設(shè)備在運行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路故障引起的發(fā)熱效應(yīng)和電動理效應(yīng)的巨大沖擊。2 選擇和整定繼電保護裝置，使之能正確的切除短路故障。在考慮正確、合理地裝設(shè)保護裝置，在校驗保護裝置靈敏度時，不僅要計算短路故障支路內(nèi)的三相短路電流值，還需知道其它支路短路電流分布情況、最大運行方式下電路可能出現(xiàn)的最大短路電流值及最小運行方式下可能出現(xiàn)的最小短路電流值。3 確定合理的主接線方案、運行方式及限流措施。4 作為設(shè)置短路保護的依據(jù)。在選擇與設(shè)計系統(tǒng)電氣之接成時，短路計算可為不同方案進行技術(shù)性比較以及確定是否采取限制短路電流措施等提供依據(jù)。 短路計算所謂無限大容量電源是指內(nèi)阻抗為零的電源。當電源內(nèi)阻抗為零時，不管輸出的電流如何變動，電源內(nèi)部均不產(chǎn)生壓降，電源母線上的輸出電壓維持不變。這里所說的無限大容量是一個相對極大的容量。在實際工程計算中，當電力系統(tǒng)的阻抗不大于短路回路總阻抗的5％～10％時，可將該系統(tǒng)看作無限大容量電源供電系統(tǒng)。 進行短路電流計算，首先要會出計算電路圖。在計算電路上，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。接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算短路中各主要元器件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，一般是分子標序號，分母標阻抗值。然后將等效電路化簡。對于一般供電系統(tǒng)來說，大多只需要采用阻抗串并聯(lián)方法即可化簡電路，求出短路的等效總阻抗。最后計算短路電流和短路容量。計算短路電流的方法，常用的有歐姆法和標幺值法，根據(jù)本設(shè)計的各種條件，設(shè)計的計算方法采用標幺值法進行計算。 短路電流的計算：)1本題選 =100MVA,對于K點取 =則2)最大運行方式及最小運行方式下，系統(tǒng)電抗 及 各為= = 3）求電源點至短路點的總阻抗 ： 4）求短路電流的周期分量，沖擊電流及短路容量最大運行方式下： 最小運行方式下： 第7章 接線方式及出線敷設(shè)方式 電力線路的接線方式工廠的高低壓電路的線路基本接線方式有放射式、樹干式和環(huán)形等基本接線方式。以高壓為例。放射式：高壓放射式接線是指工廠變配電所高壓母線上引出的一回路，直接向一個車間變電所或高壓用電設(shè)備供電，這種接線方式簡捷，操作維護方便，保護簡單，便于實現(xiàn)自動化。但是高壓開關(guān)設(shè)備用的多，投資高，線路故障自檢修時，又該線路供電的負荷要停電，為提高可靠性，根據(jù)情況可增加備用線路，如圖711為放射式線路供電。圖71放射式線路樹干式高壓樹干式接線是指由工廠變配電所高壓母線上引出的每路高壓配電干線上，沿線分接了幾個車間變電所或負荷點的接線方式，這種接線從變配電所引出的線路少，高壓開關(guān)設(shè)備相應(yīng)用的少。配電干線少可以節(jié)約有色金屬，但供電可靠性差，干線故障或檢修將引起干線上的全部用戶停電，為提高供電可靠性同樣可以采用增加備用的方法，如圖512為樹干式接線圖。圖72樹干式接線圖