【文章內(nèi)容簡介】 380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量： ?? var)(rcos)()tn(t2130K KPQC? ?????（27）補(bǔ)償裝置選 PGJ1型低壓自動補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為 ，采用方案：（主屏）1 臺與（輔屏）4 臺相組合，總共容量 84Kvar*5=420Kvar。則無功補(bǔ)償后小區(qū)380V側(cè)和 10KV側(cè)的負(fù)荷計算表如表 22所示。 表 22 無功補(bǔ)償后小區(qū)的計算負(fù)荷計算負(fù)荷項目 cos?30(kw)P（Kvar30Q）30(kvA)S30()I380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷 2113380V側(cè)無功補(bǔ)償容量 ─ ─ 420 ─ ─380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷 1846主變壓器功率損耗 ─ 30─ ─10KV側(cè)負(fù)荷總計 第三章 變電所位置及主變壓器和主接線方案的設(shè)計 變電所位置的選擇正確選擇變電所所址，不僅影響變電所建設(shè)的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)上的合理性，而且也涉及到變電所安全可靠運行。配變電所位置選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求綜合考慮確定：（1）接近負(fù)荷中心。（2）進(jìn)出線方便。（3）接近電源側(cè)。（4）設(shè)備吊裝、運輸方便。（5）不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動的場所。（6）不宜設(shè)在多塵、水霧(如大型冷卻塔)或有腐蝕性氣體的場所，如無法遠(yuǎn)離時，不應(yīng)設(shè)在污源的下風(fēng)側(cè)。（7）不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方或貼鄰。（8）不應(yīng)設(shè)在爆炸危險場所以內(nèi)和不宜設(shè)在有火災(zāi)危險場所的正上方或正下方，如布置在爆炸危險場所范圍以內(nèi)和布置在與火災(zāi)危險場所的建筑物毗連時，應(yīng)符合現(xiàn)行的《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定。（9）配變電所為獨立建筑物時，不宜設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。（10）高層建筑地下層配變電所的位置，宜選擇在通風(fēng)、散熱條件較好的場所。（11）配變電所位于高層建筑(或其他地下建筑)的地下室時，不宜設(shè)在最底層。當(dāng)?shù)叵聝H有一層時，應(yīng)采取適當(dāng)抬高該所地面等防水措施。并應(yīng)避免洪水或積水從其他渠道淹漬配變電所的可能性。小區(qū)的平面圖及變電所位置如圖 31所示。11 / 471 住住 住2 住住 住4 住住 住3 住住 住5 住住 住住 住 住圖 31 小區(qū)的平面圖及變電所位置 變電所主變壓器的選擇 變壓器選型的原則變壓器是利用互感原理來改變同頻率交流電壓高低的一種電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)輸配電中占有很重要的地位。且極為廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域，其中 l0kV配電變壓器在交流輸配電系統(tǒng)中作為分配電能、變換電壓之用，廣泛地采用在住宅小區(qū)供電系統(tǒng)中。因此能否選擇好 l0kV配電變壓器就成為供配電設(shè)計一個重要環(huán)節(jié)。l0kV配電變壓器種類較多，一般有礦油變壓器、硅油變壓器、六氟化硫變壓器、干式變壓器及環(huán)氧樹酯澆鑄變壓器等。因此變壓器的選型就應(yīng)綜合考慮下列因素：（1）變電所所在的具體位置；（2）建筑物的防火等級；（3）建筑物的使用功能；（4）主要用電設(shè)備對供電的要求；（5）當(dāng)?shù)毓╇姴块T對變電所的管理體制。配電變壓器設(shè)在地下室時，根據(jù)消防要求，一般不宜選用礦油油浸變壓器。地下室一般比較潮濕，通風(fēng)條件不好，不適宜選用空氣絕緣干式變壓器，宜采用硅油型、環(huán)氧樹酯澆鑄或六氟化硫型變壓器。雖然礦油變壓器各項性能指標(biāo)有一定的缺陷，但由于其價格低，在國內(nèi)被廣泛地采用，但應(yīng)優(yōu)先選用低損耗變壓器。目前廣泛生產(chǎn)的SLss9 等配電變壓器都是低損耗變壓器。其中 SL7型變壓器線圈用鋁線繞制，導(dǎo)電性和可焊性稍差 SS9 等系列變壓器線圈用銅芯線繞制，故損耗小于 SL7系列。變壓器是小區(qū)供電系統(tǒng)中的核心部件,其臺數(shù)及容量的選擇直接關(guān)系到小區(qū)供電系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)小區(qū)電力負(fù)荷對供電可靠性的要求,對供有大量一、二級負(fù)荷的變電所, 應(yīng)采用兩臺變壓器以保證重要負(fù)荷連續(xù)供電的要求。對于季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動較大的變電所, 也應(yīng)采用兩臺變壓器 ,以滿足經(jīng)濟(jì)運行方式的要求。任意一臺變壓器單獨運行時應(yīng)該滿足總計算負(fù)荷 S30的大約 70%的需要,同時還應(yīng)滿足全部一、二級負(fù)荷 S(ⅠⅡ)的需要。在選擇確定變電所主變壓器臺數(shù)及容量時,還應(yīng)考慮到今后負(fù)荷的發(fā)展。選擇變壓器數(shù)量和容量時，一般考慮以下原則：（1）用電負(fù)荷的分類和不能供電的中斷程度；（2）電源可進(jìn)線的條件；（3）負(fù)荷的均衡性，為減少電能損耗，有時需要選擇兩臺變壓器；（4）負(fù)荷中有無大型沖擊負(fù)荷，如大型電動機(jī)、大型電爐等；（5）運輸及建筑物高度等。在此配電設(shè)計中總負(fù)荷 S30=擔(dān)其負(fù)荷，和高效率的運行，但是從安全角度和用電負(fù)荷不能中斷的程度，所以要在安全可靠的前提下再考慮經(jīng)濟(jì)，需選擇兩個變壓器。兩臺變壓器的備用方式有以下兩種：（1）明備用：兩臺變壓器均按 100%的負(fù)荷選擇（即一臺工作，另一臺備用） ；（2）暗備用：每臺變壓器都按照最大負(fù)荷的 70%選擇，正常情況下,兩臺變壓器都參加工作，這時，每臺變壓器可以承擔(dān)約 50%的負(fù)荷，變壓器在正常情況下的負(fù)荷為50%/70%=%，完全滿足經(jīng)濟(jì)需要。在故障情況下，由于三班制 ，??過負(fù)荷 ,連續(xù) 5天，即 70% 100%，承擔(dān)全部最大負(fù)荷。??暗備用的方式即能滿足正常工作時經(jīng)濟(jì)運行的要求，又能在故障情況下承擔(dān)全部負(fù)荷，是比較合理的備用方式，與明備用不同的地方是，在達(dá)到規(guī)定的過負(fù)荷允許時間以后，必須根據(jù)負(fù)荷的平穩(wěn)均衡情況，切除部分直到 30%的負(fù)荷，而明備用則不需要。由于變壓器在故障情況下，可以切除部分負(fù)荷，從時間上和負(fù)荷調(diào)整上都做的到，因此暗備用的方案是我們的選擇。 變壓器出力計算 通過上面的論證我們可以得到：選擇變壓器暗備用方式，每個變壓器在正常情況下承擔(dān)占總負(fù)荷約 50%的負(fù)荷，每臺變壓器都按最大負(fù)荷的 70%選擇。那么變壓器的效率就等于 %，小區(qū)總負(fù)荷為 ，那么我們要選變壓器的理論值就等于： （31）???但是在實際中，變壓器的出力是當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件有聯(lián)系的，尤其是溫度。設(shè)變壓器安裝地點的年平均氣溫 ，則 每升高 ，變壓器出力應(yīng)減少 1%，因Cav??.0??C?此變壓器的實際出力為： （32）TNavTNSSK?? ????????102?考慮到我們的變電所為室內(nèi)型，戶內(nèi)變壓器由于散熱條件較戶外型差，一般變壓器室內(nèi)出風(fēng)口與進(jìn)風(fēng)口之間有大約 的溫差，從而使變壓器中間的變壓器環(huán)境溫度C?1513 / 47較之戶外大約高出 ，因此變壓器的實際出力要比同地的戶外變壓器又減少 8%，即C?8變壓器的實際出力為： （33）????????? 1029.39。 avTNSK??為戶內(nèi)變壓器的溫度校正系數(shù)。39。?K在我們的設(shè)計中，已知該地區(qū)年最熱月：七月平均溫度 ℃，則：?av （34）KVAKSNT 39。39。 ???????????考慮選擇 的變壓器，由于油式的變壓器的過負(fù)荷能力相對于干式較VASNT10?強(qiáng)，所以選擇 S91000/10型變壓器兩臺。 變電所主變壓器和主接線方案的選擇 變配電所主接線的選擇原則與一般要求 所謂主接線圖是表示變配電所的電能輸送和分配路線的電路圖，稱為主電路或一次電路圖，也稱主接線圖。另一種是用來控制，指示，測量和保護(hù)主電路及設(shè)備運行的電路圖，稱為二次電路圖或二次回路圖。一般二次回路是通過電流互感器和電壓互感器與主電路相聯(lián)系的。變配電所的主接線方案原則與一般要求：（1）安全性應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。因此接線方案中必須遵從以下原則：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(fù)荷開關(guān)的出現(xiàn)柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。4）35KV 以上的線路末端，應(yīng)裝設(shè)與隔離開關(guān)連鎖的接地刀閘。5）變配電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設(shè)避雷器。（2）可靠性應(yīng)滿足各級電力負(fù)荷對供電可靠性的要求，也就是變配電所的主接線方案，應(yīng)與其電力負(fù)荷的級別相適應(yīng)。1）變配電所的主接線方案，必須與其負(fù)荷級別相適應(yīng)。2）接于公共干線上的變配電所電源線首端，應(yīng)裝設(shè)帶有斷路保護(hù)的開關(guān)設(shè)備。3）對于一般生產(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。4）變電所低壓側(cè)的總開關(guān)，宜采用低壓熔斷器。（3）靈活性應(yīng)能適應(yīng)供電系統(tǒng)所需要的各種運行方式，便于操作維護(hù)，并能適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展，有擴(kuò)充改建的可能性。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。2）兩路電源進(jìn)線，裝有兩臺主變壓器的變電所，當(dāng)兩路電源同時供電時，兩臺主變壓器一般分列運行，當(dāng)只有一路電源供電，另一路電源備用時，則兩臺主變壓器并列運行。若變壓器并列運行時則必須滿足下面三個條件：①各臺變壓器的電壓比(變比)應(yīng)相同；②各臺變壓器的阻抗電壓應(yīng)相等；③各臺變壓器的接線組別應(yīng)相同。3）主接線方案與主變壓器經(jīng)濟(jì)運行的要求相適應(yīng)。（4）經(jīng)濟(jì)性在滿足上述要求的前提下，應(yīng)盡量使主接線簡單，投資少，運行費用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量，應(yīng)盡量選用技術(shù)先進(jìn)有經(jīng)濟(jì)適用的技能產(chǎn)品，主接線方案力求簡單。 主接線方案選擇選用兩臺變壓器的變電所，可以采用兩變壓器最大運行方式為并聯(lián)運行和最大運行方式為分列式運行，最大并聯(lián)式運行兩臺變壓器共同承擔(dān)負(fù)荷，當(dāng)發(fā)生短路或發(fā)生故障時，兩臺變壓器共同承擔(dān)，這樣不是很合理，如果采用最大方式為分列式，低壓端采用母線分段，在正常情況下，各臺變壓器分別對母線 1，2 段進(jìn)行供電，低壓端在一般情況下互不影響，增加了可靠性。變電所的主接線圖 32如下所示。15 / 47 電 纜 進(jìn) 線 架 空 進(jìn) 線 聯(lián) 絡(luò) 線用 戶 用 戶圖 32 變壓器主接線第四章 短路計算及變電所高低壓側(cè)電氣設(shè)備的選型和校驗 短路電流的基本概念短路故障是電氣設(shè)備最嚴(yán)重的故障，對電氣設(shè)備的危害性最大。所以我們要研究其種類、產(chǎn)生的原因。并采取相應(yīng)的措施來預(yù)防或減輕其危害程度。 （1）短路的種類及產(chǎn)生短路的原因供電系統(tǒng)應(yīng)該正常地、不間斷地對用電負(fù)荷供電，以保證生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行，但是供電系統(tǒng)的正常運行常常因為發(fā)生短路故障而遭到破壞。在小區(qū)的供電設(shè)計和運行中，不僅要考慮正常運行的情況，而且要考慮發(fā)生故障的情況，最嚴(yán)重的是發(fā)生短路故障。所謂短路，就是指供電系統(tǒng)中不等電位的導(dǎo)體在電氣上被短接，如相與相之間、相與地之間的短接等。其特征就是短接前后兩點的電位差會發(fā)生顯著變化。供電系統(tǒng)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(jī)械損傷而使絕緣損壞，或因過電壓而使電氣設(shè)備的絕緣擊穿所造成；另外由于錯誤操作（如帶負(fù)荷斷開隔離開關(guān)、檢修后未拆除接地線而送電造成的短路） 、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。短路的種類：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。三相短路稱為不對稱短路。在供電系統(tǒng)實際運行中發(fā)生單相接地短路的幾率最大，發(fā)生三相對稱短路的幾率最小。最關(guān)鍵的兩個短路電流：最大短路電流選擇設(shè)備、導(dǎo)線，最小短路電流繼電保護(hù)裝置校驗短路的電壓與電流的相位差較正常時增大，接近于 90度。單相短路只發(fā)生在中性點直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中。其他：層間、層間短路。主要指電動機(jī)、變壓器和線圈等。（2）短路的危害發(fā)生短路故障時，由于短路回路中的阻抗大大減小，短路電流與正常工作電流相比增加很大（通常是正常工作電流的十幾倍到幾十倍） 。強(qiáng)大的短路電流在其回路中所產(chǎn)生的熱及電動機(jī)效應(yīng)會使電氣設(shè)備受到破壞；短路點的電弧有可能燒毀設(shè)備；短路點附近的電壓會顯著降低，除了影響其他設(shè)備的正常工作外，還可能使供電被迫中斷；不對稱接地短路所產(chǎn)生的零序電流，會在較近的通信線路中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，從而干擾通信，嚴(yán)重時會危及人身和設(shè)備的安全。（3）計算短路電流的目的和任務(wù)計算短路電流的目的是為了限制短路的危害和縮小故障的影響范圍。在變電所和供電系統(tǒng)設(shè)計和運行中，基于如下用途必須進(jìn)行短路計算：1)選擇導(dǎo)線和設(shè)備。2)選擇和整定繼電保護(hù)裝置。3)確定接線和運行方式。4)選擇限流電抗器。 短路電流計算 繪制計算電路~5 0 0 M V A ( 2 )( 3 )S 9 — 1 0 0 01 0 . 5 k VK 1 K 20 . 4 k V( 1 )圖 41 短路電流計算 確定基準(zhǔn)值17 / 47設(shè) ， ，即高壓側(cè) ，低壓側(cè) ，則10MVAdS?Udc??? （41）? （42）Idd ?? 計算短路電路中個元件的電抗標(biāo)幺值（1）電力系統(tǒng) （)3(1???MVASXkd3）（2）架空線路（架空線的電抗 ，線路長 2km）? （4??)23(2212 ???? kvUSlXavd4）（3）電力變壓器（所用變壓器的短路電壓百分?jǐn)?shù) 為 %）k%u? （)(%213 ???????? MVASuXTNdavk5）因此繪等效電路，如圖 42所示。K