【文章內(nèi)容簡介】 3~5年后，需建設(shè)第二臺主變壓器，變電所布局、基建一般都是根據(jù)主接線的規(guī)模確定的。因此，選擇主接線方案時，應(yīng)留有發(fā)展余地。擴(kuò)建時可以很容易地從初期接線過度到最終接線。 電氣主接線方案的比較對于電源進(jìn)線電壓為35KV及以上的大中型工礦企業(yè)，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Y(jié)線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、避雷器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。主結(jié)線對變電所設(shè)備選擇和布置，運行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)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)。1. 一次側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所，這種主結(jié)線，其一次側(cè)的斷路器跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負(fù)荷工廠。這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)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。2. 一次側(cè)采用外橋式結(jié)線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所，這種主結(jié)線，其一次側(cè)的高壓斷路器也跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在線路斷路器的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式結(jié)線。這種主結(jié)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(fù)荷的工廠。但與內(nèi)橋式結(jié)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(fù)荷變動較大、適用經(jīng)濟(jì)運行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當(dāng)一次電源電網(wǎng)采用環(huán)行結(jié)線時，也宜于采用這種結(jié)線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不通過進(jìn)線斷路器，這對改善線路斷路器的工作及其繼電保護(hù)的整定都極為有利。一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所，這種主結(jié)線圖有上述兩種橋式結(jié)線的運行靈活性的優(yōu)點，適用于一、二次側(cè)進(jìn)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主電路圖采用雙母線結(jié)線較之采用單母線結(jié)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，所以雙母線結(jié)線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。本次設(shè)計的煤礦是連續(xù)運行，負(fù)荷變動較小，電源進(jìn)線較短主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長遠(yuǎn)發(fā)展，所以本設(shè)計一次側(cè)、二次側(cè)采均用單母線分段接線。第4章：短路電流的計算 短路電流計算的概述電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時通過的電流為短路電流。在工礦企業(yè)供電系統(tǒng)的設(shè)計和運行中，不僅要考慮到正常工作狀態(tài)，而且還要考慮到發(fā)生故障所造成的不正常狀態(tài)。根據(jù)電力系統(tǒng)多年的實際運行經(jīng)驗，破壞供電系統(tǒng)正常運行的故障一般最常見的是各種短路。所謂短路是指相與相之間的短接，或在中性點接地系統(tǒng)中一相或幾相與大地相接（接地），以及三相四線制系統(tǒng)中相線與中線短接。當(dāng)發(fā)生短路時，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬安），電源的電壓完全降落在短路回路中。 短路的原因發(fā)生短路的主要原因是由于電力系統(tǒng)的絕緣被破壞。在大多數(shù)情況下，絕緣的破壞多數(shù)是由于未及時發(fā)現(xiàn)和未及時消除設(shè)備中的缺陷，以及設(shè)計、安裝和運行維護(hù)不當(dāng)所，例如：過電壓、直接雷擊、絕緣材料的陳舊、絕緣配合不好、機(jī)械損壞等，運行人員的錯誤操作，如帶負(fù)荷拉開隔離開關(guān)，或者檢修后未拆接地線就接通斷路器；在長期過負(fù)荷元件中，由于電流過大，載流導(dǎo)體的溫度升高到不能容許的程度，使絕緣加速老化或破壞；在小接地電流系統(tǒng)中未及時或消除一相接地的不正常工作狀態(tài)，此時，其它兩相對地電壓升高倍，造成絕緣損壞。 短路電流所產(chǎn)生的電動力能形成很大的破壞應(yīng)力，如果導(dǎo)體和它們的支架不夠堅固，則可能遭到嚴(yán)重破壞。短路電流越大，通過的時間越長，對故障元件破壞的程度也越大。由于短路電流很大，即使通過的時間很短，也會使短路電流所經(jīng)過的元件和導(dǎo)體收起不能容許的發(fā)熱，從而破壞絕緣甚至使載流部分退火、變形或燒毀。既然發(fā)生短路時流通很大的短路電流（超過額定電流許多倍），這樣大的短路電流一旦流經(jīng)電氣設(shè)備的載流導(dǎo)體，必然要產(chǎn)生很大的電動力和熱的破壞作用，隨著發(fā)生短路地點和持續(xù)時間的長短，其破壞作用可能局限于一小部分，也可能影響整個系統(tǒng)。 短路的類型三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路（單相接地短路）和兩相接地短路。除了上述各種短路以外，變壓器或電機(jī)還可能發(fā)生一相繞組匝間或?qū)娱g短路等。根據(jù)運行經(jīng)驗統(tǒng)計，最常見的是單相接地短路，約占故障總數(shù)的60%，兩相短路約占15%，兩相接地短路約占20%，三相短路約占5%。三相短路雖少，但不能不考慮，因為它畢竟有發(fā)生的可能，并且對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著十分不利的影響。單相短路雖然機(jī)會多短路電流也大，但可以人為的減小單相短路電流數(shù)值，使單相短路電流最大可能值不超過三相短路電流的最大值。這就使全部電氣設(shè)備可以只根據(jù)三相或兩相短路電流來選擇，況且三相短路又是不對稱短路的計算基礎(chǔ)，尤其是工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)中大接地電流系統(tǒng)又很少，因此應(yīng)該掌握交流三相短路電流的計算。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(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計算。進(jìn)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(jìn)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(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號和阻抗值，然后將等效電路化簡。對于工廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也比較簡單，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。短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對單位制法），本設(shè)計采用標(biāo)幺制法計算短路電流。其結(jié)果為：短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對單位制法），本設(shè)計中采用的是標(biāo)幺制法。選取基準(zhǔn)容量 Sb=100MVA1）計算S1點取基準(zhǔn)電壓37kv 即Ub1=37kvKA2） 即Ub2=KA 計算短路電路中各阻抗元件的標(biāo)幺值電力系統(tǒng)Ub=Uav=37kvSNmax= MVA SNmin=輸電線路的阻抗計算NRLH58GJ240/30 L=20KM x0=變壓器電抗的計算在S1點發(fā)生短路時KAKAMVA在S2點發(fā)生短路時 KA KA MVA 最小運行方式下短路電流的計算在S1點發(fā)生短路時KAKAMVA在S2點發(fā)生短路時 KA KAMVA 高壓電動機(jī)的沖擊值在S2點發(fā)生短路時，主井絞車感應(yīng)電動機(jī)的影響X”d次暫態(tài)電抗，由表310《工礦企業(yè)供電》查的Xd“=Sb基準(zhǔn)容量，100MVASde電動機(jī)容量 主井絞車供給短路點S2的短路電流沖擊值為：E”*電動機(jī)次暫態(tài)電動勢，由《工礦企業(yè)供電》表310查的E”*=Kch電動機(jī)反饋電流沖擊系數(shù)，對于高壓電動機(jī)取Kch =~ =1KA副井提升機(jī)感應(yīng)電動機(jī)的影響電動機(jī)至短路點S2的短路電流沖擊值為：KA壓風(fēng)機(jī)同步電動機(jī)對短路電流的影響：電動機(jī)至短路點S2的短路電流沖擊值為：KA主扇繞線電機(jī)對短路沖擊電流的影響電動機(jī)至短路點S2的短路電流沖擊值為：KA主排水泵感應(yīng)電動機(jī)對短路沖擊電流的影響電動機(jī)至短路點S2的短路電流沖擊值為：KA則電動機(jī)總的沖擊電流為：則在10kv側(cè)S2點短路時沖擊電流Ich在最大運行方式下為：Ich=Ich2+Is。ch=15+=在最小運行方式下的沖擊電流Ich=Ich2+Is。ch=+= KA系統(tǒng)短路電流計算的結(jié)果列于下表:運行方式35kv母線S1點短路電流10kv母線S2點短路電流I”（KA）ich(KA)S”(MVA)I”（KA）ich(KA)S”(MVA)最大運行方式15107最小運行方式173第5章：電氣設(shè)備的選擇與校驗 高壓電器設(shè)備選擇的一般原則為了保障高壓電氣設(shè)備的可靠運行，高壓電氣設(shè)備選擇與校驗的一般條件有：按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇；按短路條件包括動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗；按環(huán)境工作條件如溫度、濕度、海拔等選擇。由于各種高壓電氣設(shè)備具有不同的性能特點，選擇與校驗條件不盡相同，高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗項目見表51。表51 高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗項目設(shè)備名稱額定電壓額定電流開斷能力短路電流校驗環(huán)境條件其它動穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器√√√○○○操作性能負(fù)荷開關(guān)√√√○○○操作性能隔離開關(guān)√√○○○操作性能熔斷器√√√○上、下級間配合電流互感器√√○○○電壓互感器√○二次負(fù)荷、準(zhǔn)確等級支柱絕緣字√○○二次負(fù)荷、準(zhǔn)確等級穿墻套管√√○○○母線√○○○電纜√√○○注：表中“√”為選擇項目，“○”為校驗項目。一、額定電壓和最高工作電壓高壓電氣設(shè)備所