【文章內(nèi)容簡介】 變壓器技術(shù)參數(shù)變壓器型號額定容量/kVA額定電壓/kV損耗/kW阻抗電壓（%）空載電流（%）聯(lián)結(jié)組別總體質(zhì)量/t備注高壓低壓空載短路S7630/1063010177。5%Yd11常變天變寧變福變佛變等S72500/10250023S9400/104006177。5%177。5%10177。5%4Y yn0S9800/10800S91000/101000S91600/1016004 總降壓變電所主接線方案及供電線路的設(shè)計 總降壓變電所的任務(wù)和類型總降壓變電所是工廠供電系統(tǒng)中最重要的變電所，它擔負著從電力系統(tǒng)中受電，然后將電壓從35kV降至廠區(qū)內(nèi)高壓供電系統(tǒng)電壓，然后將電能分配到各車間變電所?？偨祲鹤冸娝枪S能源的命脈，在工廠中占有特殊重要的地位。工廠變配電所分總降壓變電所和車間變電所，不過一般中小型工廠不設(shè)總降壓變電所。變電所的主要類型有露天式、獨立式、地下式、樓上式等。由于本章內(nèi)容設(shè)計的是總降壓變電所，故本設(shè)計的總降壓變電所采用半露天式變電所，這種變電所建筑費用低，人力物力投入小，并且考慮到該廠為大型冶金機械廠，負荷很大，總降壓變電所是全廠電能的來源，要保證總降壓變電所的可靠運行，所以我們結(jié)合實際情況，將35kV母線和主變壓器露天放置，10kV采用屋內(nèi)開關(guān)柜接線。 變電所主接線方案的設(shè)計原則與要求變電所的主接線，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)等因素綜合分析確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟等要求。安全性（1）在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)；（2）在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開關(guān)；（3）在裝設(shè)高壓熔斷器負荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)；（4）35kV及以上的線路末端，應(yīng)裝設(shè)與隔離開關(guān)聯(lián)鎖的接地刀閘；（5）變電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設(shè)避雷器。裝于母線上的避雷器，宜與電壓互感器公用一組隔離開關(guān)，接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開關(guān)?？煽啃裕?）變電所的主接線方案，必須與其負荷級別相適應(yīng)。對一級負荷，應(yīng)由兩個電源供電。對二級負荷，應(yīng)由兩回路或一回6kV及以上專用架空線或電纜供電； 其中采用電纜供電時，應(yīng)采用兩根電纜并聯(lián)供電，且每根電纜應(yīng)能承受100%的二級負荷；（2）變電所的非專用電源進線側(cè)，應(yīng)裝設(shè)帶短路保護的斷路器或負荷開關(guān)熔斷器。當雙電源供多個變電所時，宜采用環(huán)網(wǎng)供電方式；（3）對一般生產(chǎn)區(qū)的車間變電所，宜由工廠總變配電所采用放射式高壓配電，以確保供電可靠性，但對于輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)的變電所，可采用樹干式配電；（4）變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低壓斷路器。當?shù)蛪簜?cè)為單母線，且有自動切換電源要求時，低壓總開關(guān)和低壓母線分段開關(guān)，均應(yīng)采用低壓斷路器。靈活性（1）變配電所的高低壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段接線方式；（2）35kV及以上電源進線為雙回路時，宜采用橋形接線和線路變壓器組接線；（3）需帶負荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負荷開關(guān)；（4）變電所的主接線方案應(yīng)與主變壓器的經(jīng)濟運行要求相適應(yīng)；（5）變電所的主接線方案應(yīng)考慮到今后可能的增容擴展，特別是出線柜便于添置；經(jīng)濟性（1）變電所的主接線方案在滿足運行要求的前提下，應(yīng)力求簡單。變電所高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線；（2）變電所的電氣設(shè)備應(yīng)選用技術(shù)先進、經(jīng)濟適用的節(jié)能產(chǎn)品，不得選用國家明令淘汰的產(chǎn)品；（3）工廠的電源進線上應(yīng)裝設(shè)專用的計量柜，其中的電流、電壓互感器只供計費的電能表使用；（4）應(yīng)考慮無功功率的人工補償，使最大負荷時功率因素達到規(guī)定的要求。 主接線方案的選擇由于工廠的負荷為二級負荷，總降壓變電所出線較多，故本降壓變電所采用單母線分段方式的接線。這種接線方式采用的高壓開關(guān)設(shè)備較多，初期投資較大。但單母線分段接線方式比其他接線方式的靈活性、可靠性更高，考慮到總降壓變電所的在工廠的特殊地位，故本設(shè)計采用單母線分段方式的主接線方案，變電所平面布置圖見附錄A。作為主變照明及應(yīng)急用電，本設(shè)計采用由主變一次側(cè)單引一個35/，作為主變照明及應(yīng)急用電，并加直流屏，以保證供電系統(tǒng)檢修和維護的可靠性。 廠區(qū)配電線路的設(shè)計該工廠高壓配電系統(tǒng)采用常見的單回路放射式接線方式。該種方式線路敷設(shè)容易，維護簡便，易于實現(xiàn)自動化，切運行中線路之間互不影響，較之單回路樹干式的供電可靠性高，但高壓開關(guān)設(shè)備用的較多，投資較高。 總降壓變電所電氣主接線圖 總降壓變電所二次回路操作電源設(shè)計變電所二次回路（secondary circuit），是指用來控制、指使、監(jiān)測和保護一次電路（primary circuit）運行的電路，包括控制系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)等。二次回路操作電源分直流和交流兩大類。直流操作電源有由蓄電池組供電的電源和由整流裝置供電的電源兩種。交流操作電源有由所用變壓器供電的和通過儀用互感器供電的兩種。直流操作電源本設(shè)計總降壓變電所采用復(fù)式整流的直流操作電源做工作電源，用鎘鎳蓄電池作為備用直流操作電源。復(fù)式整流是指提供直流操作電壓的整流裝置有兩個：（1）電壓源—由所用變壓器或電壓互感器供電，經(jīng)鐵磁諧振穩(wěn)壓器和硅整流器供電給控制等二次回路。（2）電流源—由電流互感器供電，同樣經(jīng)鐵磁諧振穩(wěn)壓器和硅整流器供電給控制等二次回路。 復(fù)式整流裝置接線示意圖TA—電流互感器 TV—電壓互感器 UU2—硅整流器直流操作電源采用鎘鎳蓄電池組作為備用電源。鎘鎳蓄電池組具有工作可靠，大電流放電性能好，比功率大，機械強度高，使用壽命長，腐蝕性小，無需專用房間裝設(shè)等優(yōu)點。故總變電所的鎘鎳蓄電池組安放在電容器室即可。交流操作電源本設(shè)計總降壓變電所只用到了交流電壓源，可取自變壓互感器，作為保護變壓器內(nèi)部故障的瓦斯保護電源。5 短路電流計算 短路電流計算的目的工廠供電系統(tǒng)要求正常地不間斷地對用電負荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進行。然而由于各種原因（如工作人員誤操作、鳥獸跨越在裸露的相線之間）也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路（short circuit）。短路就是指不同電位的導電部分包括導電部分對地之間的低阻性短接。短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流（shortcircuit current）比正常負荷電流大得多。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬安甚至幾十萬安。如此大的電流可產(chǎn)生很大的點動力和很高的溫度，而使線路中的原件受到損害。由于短路時電路的電壓驟降，嚴重影響電氣設(shè)備的正常運行和降低產(chǎn)品質(zhì)量。繼電保護裝置在發(fā)現(xiàn)短路電流后動作，切除故障線路，可造成不同范圍的停電。由此可見，短路的危害是很大的，因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時需要進行短路電流計算，以便正確地選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動穩(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不致?lián)p壞。 為了斷則切除短路故障的開關(guān)電源、整定短路保護的繼電保護裝置和選擇限制短路電流的原件等，也必須計算短路電流。 短路電流計算的方法和步驟進行短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標幺值法（又稱相對單位制法），工程上常用標幺制法。故本設(shè)計采用標幺值法進行計算。繪制計算電路圖、選擇短路計算點。計算電路圖上應(yīng)將短路計算中需計入的所有電路元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各個元件依次編號。短路計算點應(yīng)選擇得使需要進行短路效驗的電器元件有最大可能的短路電流通過。設(shè)定基準容量Sd=100MVA和基準電壓Ud=Uc（短路計算電壓，），并計算基準電流Id。 （）計算短路回路中各主要元件的阻抗標幺值（一般只計算電抗標幺值）（1）電力系統(tǒng)的電抗標幺值 （）式中，SOC—電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量，單位為MVA。（2）電力線路的電抗標幺值 （）式中，UC—線路所在電網(wǎng)的短路計算電壓，單位為kV，UC=.采用標幺值計算時，無論短路計算點在哪里，線路的電抗標幺值不需換算。（3）電力變壓器的電抗標幺值 （）式中，Uk%—變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值； SN —變壓器的額定容量。繪制短路回路等效電路，并計算總阻抗（總電抗標幺值）。計算短路電流，分別對各短路計算點計算各短路電流、等。 （）在無窮大容量系統(tǒng)中，存在下列關(guān)系： == （）高壓電路中的短路沖擊電流及其有效值，按下列公式近似計算： （） （）低壓電路中的短路沖擊電流及其有效值，按下列公式近似計算： （） （）計算短路容量，三相短路容量按下式計算： （） 該廠供電系統(tǒng)電路及短路等效電路該廠電源從位于距該廠東側(cè)8km處的220/35kV變電站以35kV雙回路架空線引入工廠，其中一路做為工作電源，另一路作為備用電源，兩個電源不并列運行。該供電系統(tǒng)中，需計算圖中的四處短路點的短路電流、短路容量等，以用于確定一次設(shè)備。 工廠供電系統(tǒng)電路圖 短路計算取基準容量Sd=100MVA；計算基準電流電力系統(tǒng)的電抗：架空線路電抗： 電力線路每相的單位長度電抗平均值線路結(jié)構(gòu)線 路 電 壓35kV及以上6～10kV220/380V架空線路電纜線路因此變壓器電抗：，根據(jù)短路圖可算出各短路點的總阻抗如下：計算三相短路電流和短路容量（1）k1點短路三相短路電流周期分量有效值三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流三相短路沖擊電流及第一個周期短路三相短路容量 短路等效電路圖（2）k2點短路三相短路電流周期分量有效值三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流三相短路沖擊電流及第一個周期短路三相短路容量（3）k3點短路三相短路電流周期分量有效值三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流