【文章內(nèi)容簡介】 10/4380V低壓配電屏,變電所主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定負(fù)荷性質(zhì)：三班工作制，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為3500h。三級(jí)負(fù)荷。供電條件：1）電源由35/10KV總降壓變電所采用架空線路受電，線路長300M。2）工廠總降壓變電所10KV母線上的短路容量按200MVA計(jì)。 架空線短路示意圖3）工廠總降壓變電所10KV配電出線定時(shí)限過流保護(hù)裝置的整定時(shí)間top=2s。4）。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)變壓器。除上兩種情況外，一般車間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。但是負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大的變電所，雖為三級(jí)負(fù)荷，也可采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。在確定變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。變電所主變壓器的選擇 根據(jù)工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠變電所的主變壓器可以有下列兩種方案：（1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器，型式采用S9系列油浸式銅線電力變壓器，而容量根據(jù)SN。T=800KVAS30=，但為工廠今后五年的發(fā)展和擴(kuò)建，所以可選一臺(tái)S9800/10型油浸式銅線低損耗配電變壓。至于工廠二級(jí)負(fù)荷的備用電源，由與鄰近單位相聯(lián)的高壓，聯(lián)絡(luò)線來承擔(dān)。（2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器，型式也采用S9，每臺(tái)容量按式SNT≈（～）S30選擇，即SNT≈（～）=(～)kVA因此選兩臺(tái)S9400/10型低損耗配電變壓器。（3）變電所變壓器臺(tái)數(shù)的技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟(jì)性比較（）。比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案技術(shù)指標(biāo)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(tái)主變，電壓損耗略大由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只一臺(tái)主變，靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變，靈活性較好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些更好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額查得S9800/10的單價(jià)為91100元，而變壓器綜合投資約為其單價(jià)的2倍，因此綜合投資約為：2*91100=，因此兩臺(tái)綜合投資為4＝，高壓開關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額，因此高壓開關(guān)柜的綜合投資約為4**=本方案采用6臺(tái)GG1A(F)柜，其綜合投資約為6＝，電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)查表32，主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修管理費(fèi)每年:*=*=總計(jì)：，交供電部門的一次性供電貼費(fèi)主變?nèi)萘棵縆VA為800元，供電貼費(fèi)=800KVA*貼費(fèi)為2400＝64萬元，從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，以上兩種方案均可承受三級(jí)至二級(jí)負(fù)荷性質(zhì)的工廠供配電，但也可看出裝設(shè)兩臺(tái)主變的主結(jié)線方案略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主結(jié)線方案，但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案，而且此變壓器容量略大于選定容量，對(duì)工廠日后的發(fā)展有一定的可擴(kuò)展性，因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案。 變壓器聯(lián)結(jié)有Dyn11和Yyn0兩種組別：1） Dyn11結(jié)線，具有輸出電壓質(zhì)量高、中性點(diǎn)不漂移、防雷性能好等特點(diǎn)。在箱變低壓側(cè)三相負(fù)荷不平衡時(shí)，由于零序電流和三次諧波電流可以在高壓繞阻的閉合回路內(nèi)流通，每個(gè)鐵心柱上的總零序磁勢(shì)和三次諧波磁勢(shì)幾乎等于零，所以低壓中性點(diǎn)電位不漂移，各項(xiàng)電壓質(zhì)量高；同樣由于雷電流也可以在高壓繞阻的閉合回路內(nèi)流通，雷電流在每個(gè)鐵心柱上的總磁勢(shì)幾乎等于零，消除了正、逆變換過電壓，所以防雷性能好但存在非全相運(yùn)行問題，可在低壓主開關(guān)加裝欠壓保護(hù)裝置。 2） Yyn0接線，當(dāng)高壓熔絲一相熔斷時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)一相電壓為零，另兩相電壓沒變化，可使停電范圍減少至1/3。這種情況對(duì)于低壓側(cè)為單相供電的照明負(fù)載不會(huì)產(chǎn)生影響。若低壓側(cè)為三相供電的動(dòng)力負(fù)載，一般均配置缺相保護(hù)，故此不會(huì)造成動(dòng)力負(fù)載因缺相運(yùn)行而燒毀。由可知Yyn0接線在生產(chǎn)過程中，不易出現(xiàn)大范圍斷電，對(duì)工廠生產(chǎn)不會(huì)產(chǎn)生無法彌補(bǔ)的經(jīng)濟(jì)損失，因此本次設(shè)計(jì)中變壓器聯(lián)結(jié)選用Yyn0型接線。電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的結(jié)構(gòu),今后供電的可靠性以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都與變電所主接線有著密切的關(guān)系。在本次設(shè)計(jì)中，由上述可知三級(jí)負(fù)荷車間變電所采用的是一臺(tái)S9800/10型號(hào)變壓器，因此變電所主接線在滿足安全,可靠供電的前提下,盡可能使接線簡單經(jīng)濟(jì)，并考慮工廠今后5—10年的發(fā)展。 a ) 高壓側(cè)采用隔離開關(guān)與熔斷器或戶外跌落式熔斷器b ) 高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)與熔斷器 c ) 高壓側(cè)采用隔離開關(guān)與斷路器——熔斷器或戶外式跌開式熔斷器的變電所主接線圖（）缺點(diǎn)：1）受隔離開關(guān)和跌開式熔斷器切斷空載變壓器容量的限制。2）供電可靠性不高，易發(fā)生事故，造成變電所停電。優(yōu)點(diǎn)：只適用于三級(jí)負(fù)荷的小型變電所?！蹟嗥鞯淖冸娝鹘泳€圖（）缺點(diǎn)：1）在發(fā)生短路故障時(shí)，仍是熔斷器熔斷，因此供電可靠性不高。優(yōu)點(diǎn)：1）由于負(fù)荷開關(guān)能帶負(fù)荷操作，從而使變電所停電和送電的操作比上述主接線（）要簡便靈活得多，也不存在帶負(fù)荷拉閘的問題。2)在發(fā)生過負(fù)荷時(shí)，負(fù)荷開關(guān)可能有熱脫扣進(jìn)行保護(hù)，使開關(guān)跳閘。3）適用于三級(jí)負(fù)荷的小型變電所 ——斷路器的變電所主接線圖（）缺點(diǎn)：無明顯缺點(diǎn)，除只適用于三級(jí)負(fù)荷的變電所，但供電容量較大。優(yōu)點(diǎn)：1）變電所的停、送電操作十分靈活方便。2）高壓斷路器者配有繼電保護(hù)裝置，在變電所發(fā)生短路或過負(fù)荷時(shí)均能自動(dòng)跳閘，而且在故障和異能性況消除后，又可直接迅速合閘，從而使恢復(fù)供電時(shí)間大大縮短。通過上述幾種常見三級(jí)負(fù)荷一臺(tái)變壓器主接線圖的比較，高壓側(cè)采用隔離開關(guān)——斷路器的變電所主接線圖適用于三級(jí)負(fù)荷且具有明顯優(yōu)示，其兩路電源進(jìn)線，具有更高的可靠性，可供二級(jí)負(fù)荷。如果低壓側(cè)還有聯(lián)絡(luò)線與其他變電所相連，甚至還可供少量一級(jí)負(fù)荷。但是本次變電所為三級(jí)負(fù)荷性質(zhì)，而且從經(jīng)濟(jì)角度考慮，單路電源進(jìn)線隔離開關(guān)——斷路器的變電所主接線方案完全能滿足設(shè)計(jì)需要。因此本次變電所采用三級(jí)負(fù)荷S9800/10型變壓器單回路電源進(jìn)線隔離開關(guān)——斷路器的變電所主接線方案設(shè)計(jì)（）。工廠供電系統(tǒng)要求正常地不簡斷地用電負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。但是由于種種原因，也難免出現(xiàn)故障，而使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分之間的低阻性短接。短路后，短路電流比正常電流大得多；在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬安甚至幾十萬安。如此大的電流可對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。因此必須盡力設(shè)法消除可能引起短路的一切因素；同時(shí)需要進(jìn)行短路電流的計(jì)算，以便正確的選擇電氣設(shè)備，使設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大電流時(shí)不致?lián)p壞。為了選擇切除短路故障的開關(guān)電器、整定短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置和選擇限制短路電流的元件等，也必須計(jì)算短路電流。在工程中，短路電流的計(jì)算方法有兩種:歐姆法和標(biāo)的幺值法。由于各元件電抗均采用標(biāo)幺值，與短路計(jì)算點(diǎn)的電壓無關(guān)，因此無需進(jìn)行電壓換算，這也是工程上為什么短路計(jì)算圖表都按標(biāo)幺值編制的原因。此次設(shè)計(jì)中就采用標(biāo)幺制法進(jìn)行三相短路計(jì)算（1）確定基準(zhǔn)值取 S=100 MVA,U= kV, U= kV 而 I=== kA = ==144 kA計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值由附錄表8查得 =200 MVA , 因此 = =電纜線路的電抗標(biāo)幺值（單位：）線路結(jié)構(gòu)線 路 電 壓6～10KV220/380V架空線路電纜線路 =(/km) , 因此 X =(/km) km=1) 電力變壓器的電抗標(biāo)幺值由劉介才編著《工廠供電》附錄表8查得%= , 因此 X=X= = =繪短路等效電路圖如圖36所示, 圖上標(biāo)出各元件的序號(hào)和電抗標(biāo)幺值， 并標(biāo)明短路計(jì)算點(diǎn) 短路等短路等效電路圖(標(biāo)幺制法)(1) 計(jì)算k1點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標(biāo)幺植X=+ X =+=2)三相短路電流周期分量有效值= = = kA3)其他三相短路電流　　 ＝＝＝ kA ==27 kA ==16 kA4)三相短路容量 = ==192 MVA(2) 計(jì)算k2點(diǎn)的短路電路總電抗標(biāo)幺值及三相短路電流和短路容量1) 總電抗標(biāo)幺值 X=+ X + X =++ =2) 三相短路電流周期分量有效值 = == kA3)其他三相短路電流 ＝＝= kA == == kA4)三相短路容量 = == MVA短路計(jì)算結(jié)果（）短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流（kA）電壓（kV）三相短路容量Sk(MVA)Ik(3)ish(3)Ish(3)k12716192k2變配電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱為一次電路或主電路，一次電路中所有的電氣設(shè)備，稱為一次設(shè)備。高壓一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路在正常條件下和短路故障條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。電氣設(shè)備按正常條件下工作選擇，就是要考慮電氣裝置的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電氣裝置所處的位置、環(huán)境溫度、海拔以及有無防塵、防腐、防火防爆等要求。電氣要求是指電氣裝置對(duì)設(shè)備的電壓、電流、頻率等方面的要求；對(duì)一些斷流電器，如開關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮其斷流能力。電氣設(shè)備按短路故障條件下工作選擇，就是要按最大可能的短路故障時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度進(jìn)行校驗(yàn)。對(duì)熔斷器及裝有熔斷器保護(hù)的電壓互感器，不必進(jìn)行短路動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。對(duì)于電力電纜，也不必進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)。(1)按工作電壓選則 設(shè)備的額定電壓一般不應(yīng)小于所在系統(tǒng)的額定電壓，即，高壓設(shè)備的額定電壓應(yīng)不小于其所在系統(tǒng)的最高電壓，即。=10kV， =，高壓開關(guān)設(shè)備、互感器及支柱絕緣額定電壓=12kV，穿墻套管額定電壓=，熔斷器額定電壓=12kV。(2)按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流不應(yīng)小于所在電路的計(jì)算電流，即(3)按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開斷電流或斷流容量，對(duì)分?jǐn)喽搪冯娏鞯脑O(shè)備來說，不應(yīng)小于它可能分?jǐn)嗟淖畲蠖搪酚行е祷蚨搪啡萘?，即或?qū)τ诜謹(jǐn)嘭?fù)荷設(shè)備電流的設(shè)備來說，則為，為最大負(fù)荷電流。(4)隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗(yàn)a)動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件 或、分別為開關(guān)的極限通過電流峰值和有效值，、分別為開關(guān)所處的三相短路沖擊電流瞬時(shí)值和有效值b)熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件短路發(fā)熱假想時(shí)間t可以近似地計(jì)算： t=t+在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路時(shí)，由于,因此 t=t+當(dāng)t1s時(shí)，可認(rèn)為t=t短路時(shí)間t，為短路保護(hù)裝置實(shí)際最長的動(dòng)作時(shí)間t與斷路器（開關(guān)）的斷路時(shí)間t之和，即 t=t+t對(duì)于一般高壓斷路器（如油斷路器），可取t=。對(duì)于高速斷路器（如真空斷路器、六氟化硫斷路器），可取t=~因此，熱穩(wěn)定度==《工廠供電》附錄表得變電所10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇校（）選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度校驗(yàn)結(jié)果臺(tái)數(shù)裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UNI302tima數(shù)據(jù)10kV27KA*(2+)=一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UNINIocimaxt高壓少油斷路器SN1010I/63010kV630A16kA40kA162=563合格2高壓隔離開關(guān)GN10/40010kV400A－40kA1425=980合格710kV50kA－－合格2電壓互感器JDJ1010/10/－－－－合格2電流互感器LQJ10400/510kV80A－900合格3避雷器FS41010kV－－－－合格1接地開關(guān)JN1512/15kV210A－－－合格1高壓進(jìn)線開關(guān)柜GG1A(F)111電能計(jì)量柜GG1AJ1避雷器及電壓互感器開關(guān)柜GG1A(F)542變電所380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)（）選擇校驗(yàn)項(xiàng)目電壓電流斷流能力動(dòng)穩(wěn)定度熱穩(wěn)定度校驗(yàn)結(jié)果臺(tái)數(shù)裝置地點(diǎn)條件參數(shù)UNI302tima數(shù)據(jù)380V989A39kA一次設(shè)備型號(hào)規(guī)格額定參數(shù)UNINIocimaxt低壓斷路器DW15－1500/3380V1500A40kV合格1低壓斷路器DZ20－100