【文章內(nèi)容簡介】 根據(jù)前面所選擇的主結(jié)線方案，如果采用2臺變壓器，則能滿足供電可靠性、靈活性的要求。如果裝設(shè)1臺變壓器，投資會節(jié)省一些，但一旦出現(xiàn)1臺主變故障，將會造成全廠失壓從而造成巨大的損失。為避免前述情況的出現(xiàn)，充分利用雙電源的作用，所以選擇安裝2臺主變。對于380kV的系統(tǒng)中，我們可以從資料的圖中得出車間1里面有2個(gè)配電所，其他4個(gè)車間都只有1個(gè)配電所，因此我們可以根據(jù)每個(gè)車間的符合來選擇變壓器來進(jìn)行降壓 [4]。考慮到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、將來擴(kuò)建、可靠性等因素，所以本方案選擇安裝2臺型號為S96300/35的主變壓器，即使其中一臺變壓器檢修另外一臺主變也可供全廠負(fù)荷。 6kV/380V變壓器的選擇 通過上面負(fù)荷計(jì)算，我們可以得到380V那5個(gè)車間的最大視在功率：S30NO。1=，可以選擇2個(gè)S9630/10(6)變壓器，分別裝進(jìn)車間1的2個(gè)配電房；S30NO。2=，可以選擇1個(gè)S9800/10(6)變壓器裝進(jìn)車間2的配電房；S30NO。3=，可以選擇1個(gè)S9800/10(6)變壓器裝進(jìn)車間3的配電房；S30NO。4=，可以選擇1個(gè)S9800/10(6)變壓器裝進(jìn)車間4的配電房；S30NO。5=，可以選擇1個(gè)S9400/10(6)變壓器裝進(jìn)車間5的配電房。 工廠主接線方案的比較 工廠總降壓變電所高壓側(cè)主接線方式比較從原始資料可知工廠的高壓側(cè)僅有2回35kV進(jìn)線，其中一回架空線路作為工作電源，另一回線路作為備用電源，兩個(gè)電源不并列運(yùn)行，且線路長度較短，只有8km。因此將可供選擇的方案有如下三種： 單母線分段。該接線方式的特點(diǎn)是結(jié)線簡單清晰、運(yùn)行操作方便、便于日后擴(kuò)建、可靠性相對較高，但配電裝置占地面積大，斷路器增多投資增大。根據(jù)本廠的實(shí)際情況進(jìn)線僅有2回，其中一回為工作，另一回備用，擴(kuò)建可能性不大。故此沒有必要選擇單母線分段這種投資相對較大的接線方式； 內(nèi)橋。該接線方式的特點(diǎn)是需用斷路器和其它設(shè)備少，占地面積和所需投資相對較少，但可靠性不太高；適用于輸電線路較長，故障機(jī)率較高，而變壓器又不需經(jīng)常切換時(shí)采用。根據(jù)本廠特點(diǎn)輸電線路僅8km，出現(xiàn)故障的機(jī)率相對較低，因此該接線方式不太合適。 外橋。該接線方式的特點(diǎn)是需用斷路器和其它設(shè)備少，占地面積和所需投資相對較少，但可靠性不太高；適用于較短的輸電線路，故障機(jī)率相對較低，而變壓器又需經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)就較為適宜。而輸送本廠電能的輸電線路長度僅8km，出現(xiàn)故障的機(jī)會較少，因此，該接線方式比較合適。通過上述接線方式比較，選擇外橋的接線方式[4]。 工廠總降壓變電所低壓側(cè)主接線方式比較 考慮到本廠低壓側(cè)的負(fù)荷較大和出線較多，以及便于日后饋線的增擴(kuò)，決定選擇有匯流母線的接線方式，具體方案論證如下：A、單母線。具有接線簡單清晰、設(shè)備少、投資相對小、運(yùn)行操作方便，易于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但可靠性和靈活性較差，故不采用；B、單母線隔離開關(guān)分段。具有單母線的所有優(yōu)點(diǎn)，且可靠性和靈活性相對有所提高，用隔離開關(guān)分段雖然節(jié)約投資，但隔離開關(guān)不能帶負(fù)荷拉閘，對日后的運(yùn)行操作等帶來相當(dāng)多的不便，所以不采用；C、單母線用斷路器分段。具有單母線隔離開關(guān)分段接線的所有優(yōu)點(diǎn)，而且可帶負(fù)荷切合開關(guān)，便于日后的運(yùn)行操作，可靠性和靈活性較高。經(jīng)綜合比較，選擇方案3作為工廠總降壓變電所低壓側(cè)主接線方式[4]。 工廠總降壓變電所供配電電壓的選擇目前，此類降壓變電所的低壓側(cè)常用電壓等級一般為：10kV和6kV兩個(gè)，但考慮到本廠低壓側(cè)有6kV的負(fù)荷，如采用10kV的電壓等級，還需進(jìn)行二次降壓，這樣會增加一套降壓設(shè)備，投資增大，不符合經(jīng)濟(jì)原則。所以，在本設(shè)計(jì)中選擇只用6kV的電壓等級，將35kV的電壓降為6kV等級的電壓使用即可。選擇這種變壓的供配電方式既可以節(jié)省投資，又能夠降低損耗。而對于380V的5個(gè)車間，分別根據(jù)容量來選擇6kV的電壓降為380kV的變壓器。 總降壓變電所電氣主接線設(shè)計(jì)總降壓變電所35kV側(cè)（高壓側(cè)）采用外橋接線方式，2臺主變，一臺運(yùn)行另一臺熱備用（定期切換，互為備用，不并列運(yùn)行）；6kV側(cè)（低壓側(cè)）由運(yùn)行的主變供電，采用單母（開關(guān)）分段的接線方式，經(jīng)開關(guān)供9路出線負(fù)荷，其中6路通過變壓器將6kV降到380V。根據(jù)上述對于變電所高壓側(cè)、低壓側(cè)主結(jié)線方式的比較討論；變壓器的選擇，確定了總降壓變電所的主接線圖見附錄C。 高低壓配電柜選擇本次設(shè)計(jì)的高低壓配電柜分別選擇為：35kV線路上的電壓互感器可選擇JYN35,112。35kV線路上的電流互感器可選擇JYN35,43。35kV主變壓器低壓側(cè)的6kV出線端電流互感器可選擇JYN210。6kV變壓器低壓側(cè)的380V出線端電流互感器可選擇PGL205。6kV母線上的電壓互感器可選擇GG1A(F)54。第5章 短路電流計(jì)算 三相短路電流計(jì)算的目的短路電流將引起下列嚴(yán)重后果：短路電流往往會有電弧產(chǎn)生，它不僅能燒壞故障元件本身，也可能燒壞周圍設(shè)備和傷害周圍人員。巨大的短路電流通過導(dǎo)體時(shí)，一方面會使導(dǎo)體大量發(fā)熱，造成導(dǎo)體過熱甚至熔化，以及絕緣損壞；另一方面巨大的短路電流還將產(chǎn)生很大的電動力作用于導(dǎo)體，使導(dǎo)體變形或損壞。短路也同時(shí)引起系統(tǒng)電壓大幅度降低，特別是靠近短路點(diǎn)處的電壓降低得更多，從而可能導(dǎo)致部分用戶或全部用戶的供電遭到破壞。網(wǎng)絡(luò)電壓的降低，使供電設(shè)備的正常工作受到損壞，也可能導(dǎo)致工廠的產(chǎn)品報(bào)廢或設(shè)備損壞，如電動機(jī)過熱受損等。短路計(jì)算的目的主要有以下幾點(diǎn)：1．用于變壓器繼電保護(hù)裝置的整定。2．選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體。3．選擇限制短路電流的方法。4．確定主接線方案和主要運(yùn)行方式。 短路電流計(jì)算 表51 電力系統(tǒng)各元件電抗標(biāo)幺值計(jì)算公式設(shè)備計(jì)算電抗公式無窮大電源變壓器輸電線注：為系統(tǒng)無限大電源處不同運(yùn)行方式時(shí)的短路容量短路電流實(shí)用計(jì)算中，采用以下假設(shè)條件和原則[5]：l 正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行。l 所有電源的電動勢相位角相同。l 短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間。l 不考錄短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流。l 元件的計(jì)算數(shù)均取其額定值，不考慮參數(shù)的誤差和調(diào)整范圍。輸電線路的電容略去不計(jì)繪制計(jì)算電路 ： 系統(tǒng)等值電路根據(jù)原始資料，我們應(yīng)該分別計(jì)算系統(tǒng)最大運(yùn)行方式即和最小運(yùn)行方式時(shí)的短路電流。而對于短路點(diǎn)d3，由于系統(tǒng)中的變壓器不相同，所以下面的計(jì)算中6kV變壓器短路點(diǎn)會分兩種情況d3和d3’。所有短路點(diǎn)的計(jì)算過程在附錄A的設(shè)計(jì)計(jì)算書中。而我們可得得到的短路電流歸納在下面2個(gè)表中。表52 200MVA短路計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kAIk(3)I”(3)I∞(3)Ish(3)d—1d—2d—3d—3’表53 175MVA 短路計(jì)算表短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/kAIk(3)I”(3)I∞(3)Ish(3)d—1d—2d—3d—3’20 第六章 電氣設(shè)備的選型及校驗(yàn) 電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件與項(xiàng)目為了保證一次設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，必須按下列條件選擇和校驗(yàn)[2]：1)按正常工作條件包括電壓、電流、頻率及開斷電流等選擇。2)按短路條件包括動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)。3)考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔高度以及有無防塵、防腐、防火、防爆等要求。4)按各類設(shè)備的不同特點(diǎn)和要求如短路器的操作性能、互感器的二次負(fù)荷和準(zhǔn)確度級等進(jìn)行選擇。 設(shè)備選擇 斷路器的選擇斷路器形式的選擇，除需滿足各項(xiàng)技術(shù)條件和環(huán)境條件外，還應(yīng)考慮便于安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。根據(jù)當(dāng)前我國生產(chǎn)制造情況，電壓6～200kV的電網(wǎng)一般選用少油斷路器；電壓110～330kV的電網(wǎng)，當(dāng)少油短路器技術(shù)條件不能滿足要求時(shí)，可選用六氟化硫或空氣斷路器；大容量機(jī)組采用封閉母線時(shí)，如果需要裝設(shè)斷路器，宜選用發(fā)電機(jī)專用斷路器[6]。斷路器選擇的具體技術(shù)要求如下：（1）電壓： ()（2）電流： ()（3）開斷電流： ()—斷路器實(shí)際開斷時(shí)間t秒的短路電流周期分量。—斷路器t秒的開斷容量。—斷路器的額定開斷電流?！獢嗦菲黝~定開斷容量。（4）動穩(wěn)定： ()—斷路器極限通過電流峰值?！喽搪冯娏鳑_擊值。（5）熱穩(wěn)定： ()—穩(wěn)態(tài)三相短路電流?！搪冯娏靼l(fā)熱等值時(shí)間。—斷路器t秒而穩(wěn)定電流。各電壓等級斷路器的選擇：35kV等級變壓器高壓側(cè)選擇少油斷路器SW335[6]。電壓： 電流： 斷流能力： 動穩(wěn)定度： 熱穩(wěn)定度： 滿足要求6kV等級變壓器低壓側(cè)與出線選擇少油短路器SN10—10Ⅱ[6]。電壓： 電流： 斷流能力： 動穩(wěn)定度： 熱穩(wěn)定度： 滿足要求380V等級選擇低壓斷路器DW15—1500/3D[4]。電壓： 電流： 斷流能力： 380V低壓短路器不需要考慮動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，所以滿足。 隔離開關(guān)的選擇 負(fù)荷開關(guān)型式的選擇，其技術(shù)條件與斷路器相同，但由于其主要是用來接通和斷開正常工作電流，而不能斷開短路電流，所以不校驗(yàn)短路開斷能力。 隔離開關(guān)型式的選擇，應(yīng)該根據(jù)配電裝置的布置特點(diǎn)和使用要求等因素，進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較然后確定[6]。（1）電壓： ()（2）電流： ()（3）動穩(wěn)定： ()—斷路器極限通過電流峰值。—三相短路電流沖擊值。（4）熱穩(wěn)定： ()—穩(wěn)態(tài)三相短路電流?！搪冯娏靼l(fā)熱等值時(shí)間?！獢嗦菲鱰秒而穩(wěn)定電流。各電壓等級隔離開關(guān)的選擇：35kV等級：變壓器高壓側(cè)選擇隔離開關(guān)GW4—35T[6]。電壓： 電流： 動穩(wěn)定度： 熱穩(wěn)定度： 滿足要求。6kV等級：變壓器低壓側(cè)選擇隔離開關(guān)GN19—10/1000[1]。電壓： 電流： 動穩(wěn)定度： 熱穩(wěn)定度： 滿足要求。380V等級隔離開關(guān)選擇為HD13—1500/30[6]。電壓： 電流： 低壓隔離開關(guān)不需要考慮動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定，所以滿足要求。 高壓熔斷器選擇 熔斷器的形式可根據(jù)安裝地點(diǎn)、使用要求選用。高壓熔斷器熔體在滿足可靠性和下一段保護(hù)選擇性的前提下，當(dāng)在本段保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，應(yīng)能在最短時(shí)間內(nèi)切斷故障，以防止熔斷時(shí)間過長而加劇被保護(hù)電器的損壞[4]。（1）電壓： () 限流式高壓熔斷器不宜使用在工作低于其額定電網(wǎng)中，以免因過電壓使電網(wǎng)中的電器損壞，故應(yīng)該。（2）電流： ()—熔體的額定電流。—熔斷器的額定電流。（3）斷流容量： ()—三相短路沖擊電流的有效值?！蹟嗥鞯拈_斷電流。各電壓等級高壓熔斷器的選擇：35kV等級：變壓器高壓側(cè)選擇高壓熔斷器RW1035/[4]。電壓： 電流：由于高壓熔斷器是接在電壓互感器上，最大工作電流非常小，因此滿足要求。斷流容量： 滿足要求。6kV等級：變壓器低壓側(cè)選擇高壓熔斷器RN1—6[4]。電壓： 電流：由于高壓熔斷器是接在電壓互感器上，最大工作電流非常小，因此滿足要求。斷流容量： 滿足要求。 電壓互感器的選擇（1）電壓互感器的選擇和配置應(yīng)按以下條件[6]：l 6—20kV屋內(nèi)配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)，也可采用樹脂澆注絕緣接共的電壓互感器。l 35—110kV配電裝置，一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)的電壓互感器。l 220