【文章內(nèi)容簡介】 廠提出的技術(shù)要求：本車間變電所從本廠 220/35kV 變電站以 35kV 雙回路架空線路引入本廠。一路作為工作電源，另一路作為備用電源，兩個電源不并列運行，變電站距廠東 8km。工廠總降壓變電所 35kV 電源側(cè)進行電能計量。區(qū)域變電站 35 kV 饋電線路定時限過電流保護裝置的整定時間 Top=2s，工廠總降壓變電所保護的時間不的大于 。工廠最大負荷時功率因數(shù)不得低于 。（三）根據(jù)以上工廠的負荷性質(zhì)和電源情況，工廠總降壓變電所的主變壓器考慮裝設(shè)一臺或兩臺主電力變壓器兩種方案。主變壓器容量的選擇1）裝設(shè)一臺時，應(yīng)滿足：主變壓器容量 應(yīng)不小于總計算負荷 ，即TNS? 30S （43）30(~4)T??2）裝設(shè)兩臺時，應(yīng)滿足：每臺變壓器的容量 不應(yīng)小于總的計算負荷 的? 3060%，最好為總計算負荷的 70%左右，即 （44） 30)(SSTN?同時每臺主變壓器容量 不應(yīng)小于全部一、二級負荷之和 ，即T? )(30??? （45）)(30?????（一）各車間變電所所選變壓器的臺數(shù)及容量： 30(.6~7)(.6~7)12(~81.)NSS kVA????30()NSk???選擇兩臺 S91250/6 變壓器。 第 15 頁 （ 共 46 頁 ） 30(.6~7)(.6~7)29(~0.)NSSkVA????30(NkVA????選擇兩臺 S9630/6 變壓器。 30(~.4)(~.4)7(851~036)NSSkVA????選擇一臺 S91000/6 變壓器。 30(..)(..)6(.)N k選擇一臺 S9800/6 變壓器。 30(~.4)(~.4)32(~2.)NSS kVA????選擇一臺 S9400/6 變壓器。（二）總降壓變電所變壓器容量和臺數(shù)的選擇:裝設(shè)兩臺時， 30(.6~7)(.6~7)541(329~)NSS kVA????30()541NSkVA?????選擇 S96300/35 型變壓器。裝設(shè)一臺時，,30(1.)(.)4(27.~8)NTS k?選擇 S9—8000/35 型低損耗配電變壓器。繞組數(shù)和接線組別的確定該變電所有二個電壓等級，所以選用雙繞組變壓器， 35KV 采用 Y 形連接，6KV 采用 Δ 連接,連接組型號為 Yd11。冷卻方式的選擇主變壓器一般采用的冷卻方式有：自然風(fēng)冷、強迫油循環(huán)風(fēng)冷、強迫油循環(huán)水冷、強迫導(dǎo)向油循環(huán)冷卻。油 浸 自 冷 式 就 是 以 油 的 自 然 對 流 作 用 將 熱 量 帶 到 油 箱 壁 和 散熱 管 ， 然 后 依 靠 空 氣 的 對 流 傳 導(dǎo) 將 熱 量 散 發(fā) ， 它 沒 有 特 制 的 冷 卻 設(shè) 備 。 而 油 浸 風(fēng) 冷式 是 在 油 浸 自 冷 式 的 基 礎(chǔ) 上 ， 在 油 箱 壁 或 散 熱 管 上 加 裝 風(fēng) 扇 ， 利 用 吹 風(fēng) 機 幫 助 冷 卻 。加 裝 風(fēng) 冷 后 可 使 變 壓 器 的 容 量 增 加 30%～ 35%。 強 迫 油 循 環(huán) 冷 卻 方 式 ， 又 分 強 油 風(fēng)冷 和 強 油 水 冷 兩 種 。 它 是 把 變 壓 器 中 的 油 ， 利 用 油 泵 打 入 油 冷 卻 器 后 再 復(fù) 回 油 箱 。油 冷 卻 器 做 成 容 易 散 熱 的 特 殊 形 狀 ， 利 用 風(fēng) 扇 吹 風(fēng) 或 循 環(huán) 水 作 冷 卻 介 質(zhì) ， 把 熱 量 帶走 ?？紤]到冷卻系統(tǒng)的供電可靠性，要求及維護工作量，首選自然冷卻方式。 第 16 頁 （ 共 46 頁 ）五 變配電所主接線的選擇（一） 變電所主姐線對變電所主接線的要求變電所的主接線是實現(xiàn)電能輸送和分配的一種電氣接線，應(yīng)根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位、進出線回路數(shù)、設(shè)備特點及負荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟等要求。變電所主接線方案的比較表 51 兩種主接線方案的比較比較項目 裝設(shè)一臺主變壓器的方案 裝設(shè)兩臺主變壓器的方案供電安全性 滿足要求 滿足要求供電可靠性 基本滿足要求 滿足要求供電質(zhì)量 由于一臺主變，電壓損耗略大 由于兩臺主變并列，電壓損耗略小靈活方便性 只一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性較好技術(shù)指標擴建適應(yīng)性 稍差一些 更好一些電力變壓器的綜合投資額查表得 S9—10000/35 單價為 萬元，查表得變壓器綜合投資約為其單價的 2 倍，因此其綜合投資為 2 萬元= 萬查表得 S9—8000/35 單價為 萬元，因次兩臺綜合投資為 4= 萬元，比一臺主變方案多投資 123萬高壓開關(guān)柜的綜合比較查表得 JYN135 型柜按每臺 萬元計，查表得其綜合投資按設(shè)備價 倍計，因此其綜合投資約為 4萬元=39 萬元查表得 11 臺 JYN135 柜，其綜合投資約為11= 萬元，比一臺主變的方案多投資 萬元經(jīng)濟指標電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運行查表計算，主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費每年為 萬元主變壓器和高壓開關(guān)柜的折舊費和維修管理費每年為 萬元，比裝設(shè) 1 臺主變壓器的方案多消耗約 第 17 頁 （ 共 46 頁 ）費 萬元技術(shù)指標交供電部門的一次性供電貼費按 700 元/kVA 計，貼費為10000 萬元=700 萬元貼費為 28000萬元=1120 萬元，比一臺主變壓器多投資 420 萬根據(jù)前面考慮的兩種變壓器選擇方案可設(shè)計下面兩種主接線方案：(1)裝設(shè)一臺主變壓器的主接線方案(2)裝設(shè)兩臺主變壓器的主接線方案分別對兩種主結(jié)線方案的比較。（一）技術(shù)經(jīng)濟指標比較，見表 51。從上表可以看出，按技術(shù)指標，裝設(shè)兩臺主變的主結(jié)線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺主變的主接線方案，從按經(jīng)濟指標，則裝設(shè)一臺主變的方案優(yōu)于裝設(shè)兩臺主變的方案。（二）通過負荷情況進行比較主變壓器臺數(shù)應(yīng)根據(jù)負荷特點和經(jīng)濟運行要求進行選擇。當符合下列條件之一時，應(yīng)裝設(shè)兩臺及以上主變壓器：（三）綜合上述方案比較，考慮到本廠屬于二級負荷，如出現(xiàn)中斷供電，在經(jīng)濟上的損失遠多于所裝設(shè)的費用，且有較大的集中負荷，如鑄鋼車間，決定采用裝設(shè)兩臺主變的方案。（二） 變電所主接線方式主結(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)。對于電源進線電壓為 35kV 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 6kV 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。變電所常用主接線供配電系統(tǒng)變電所常用的主接線基本形式有線路—變壓器組接線、單母線接線和橋式接線 3 種類型。總降壓變電所主接線方式的選擇總降壓變電所主結(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)。以下有兩種接線方式：（一）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主電路圖如圖51（a),這種主結(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會較多、并 第 18 頁 （ 共 46 頁 ）且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。 (a) 內(nèi)橋式主接線 (b) 外橋式主接線圖 51 橋式接線(二)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主電路圖如圖 51（b)，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、二級負荷的工廠。高壓配電系統(tǒng)主接線方式的選擇配電系統(tǒng)起接收和分配電能的作用，其位置應(yīng)當盡量靠近負荷中心，配電系統(tǒng)一般為單母線制，根據(jù)負荷的類型及進出線數(shù)目可考慮將母線分段。以下是兩種接線方案：（一）單母線不分段接線（如圖 52a）當只有一路電源進線時，常采用這種接線。優(yōu)點：接線簡單、清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟性比較好，由于接線簡單，操作人員發(fā)生誤操作的可能性就小。缺點：是可靠性和靈活性差。當電源進線、母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或進行檢修時，全部用戶供電中斷。這種接線可用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負荷用戶，或者有備用電源的二級負荷用戶。(a) 單母線不分段主接線 (b) 單母線分段主接線圖 52 高壓配電系統(tǒng)的接線方案（二）單母線分段接線（如圖 52b）當有雙電源供電時，常采用單母線分段接線，單母線分段可以分段單獨運行，也 第 19 頁 （ 共 46 頁 ）可以并列同時運行。優(yōu)點：供電可靠性較高，操作靈活，除母線故障或檢修外，可對用戶連續(xù)供電。缺點：母線故障或檢修時，仍有 50%左右的用戶停電。具有兩路電源進線時，采用單母線分段接線，可對一、二級負荷供電，特別是裝設(shè)了備用電源自動投入裝置后，更加提高了用斷路器分段單母線接線的供電可靠性。本次設(shè)計的冶金機械修造廠是連續(xù)運行，負荷變動較小，電源進線較長（8km）,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。采用一次側(cè)內(nèi)橋式接線、二次側(cè)單母線分段的總降壓變電所主結(jié)線（如圖 53） 。（三）總降壓變電所主接線圖如附圖。圖 53 總降壓變電所內(nèi)橋式主接線圖六 短路計算及設(shè)備的選擇（一） 短路電流計算短路計算的方法進行短路電流計算，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。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。短路計算過程短路電流計算的方法，常用的有歐姆法和標幺制法。本設(shè)計采用標幺制法進行短路電流的計算。計算公式有電力系統(tǒng)的電抗標幺值 第 20 頁 （ 共 46 頁 ） (61)ocdSX/*1?架空線路的電抗標幺值 (62)2*2dUl??電力變壓器的電抗標幺值 (63)NcSX10%*3?供電系統(tǒng)短路示意圖如圖 61 所示。取基準容量為 ,基準電壓 、 相應(yīng)的基準電流分MVASd10??別為 、 。1dI2（一）最小運行方式下短路電流的計算求 K1 點的短路電流和短路容量( =37kV)1c圖 61 短路計算電路圖（1）計算短路電路中各元件的電抗標幺值電力系統(tǒng)的電抗標幺值 *1??ocdSX架空線路的電抗標幺值 *2?dUl其中 為導(dǎo)線的單位長度電抗平均值,查表得為 。0X0/km?繪 K1 點的短路等效電路圖，如圖 62(a)所示，并計算其總電抗標幺值=*21*XK???（2）計算 K1 點的三相短路電流和短路容量K1 點所在電壓級的基準電流為 kAU?K1 點短路電流各值 *1*1??????12..47shi? 第 21 頁 （ 共 46 頁 ）*11??????求 K2 點的短路電流和短路容量( )263cUk（1）計算短路電路中各元件的電抗標幺值變壓器 T1,T2 的電抗標幺值 *34%????（a）K1 點的短路等效電路圖 （b） K2 點的短路等效電路圖圖 62 最小運行方式下的短路等效圖所以 K2 點的短路等效電路圖如圖 52(b)所示，并計算其總電抗電抗標幺值***??????(2)計算 K2 點的三相短路電流和短路容量K2 點所在電壓級的基準電流為 kAU?K2 點短路電流各值 *2*?????..8shi