【文章內(nèi)容簡介】 聯(lián)電容器作為無功補(bǔ)償裝置。 針對本設(shè)計(jì)要求 ,選用 型的電容器 ,其額定電壓為 ，額定容量為 100kvar,額定電容為 ,相數(shù)為 1。由此得出電容器的個數(shù)： n=Qc/qc=2400/100=24. 12 第三章 總配電所設(shè)計(jì) 所址選擇的一般原則 ，以降低備電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。 ，特別是要便于架空進(jìn)出線。 ，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。 方便，特別是要考慮高低壓成套配電裝置的運(yùn)輸。 ，無法避開時， 應(yīng)有防震和隔熱的措施。 ，無法遠(yuǎn)離時，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè)。 、浴室和其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。 ，且不應(yīng)設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB500581992《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。 能積水的場所。 總體布置要求 1. 便于運(yùn)行維護(hù)和檢修 有人值班的變配電所，一般應(yīng)設(shè)值班室。值班室應(yīng)盡量靠近高低壓配電室，且有門直通。如值班室靠近高壓配電室有困難時，則值班室可經(jīng)走廊與高壓配電室相通。 值班室也可以與低壓配電室合并，但在放置值班工作桌的一面或一端 ,低壓配電裝置到墻的距離不應(yīng)小于 3m。 晝夜值班的變配電所，應(yīng)設(shè)休息室。有人值班的獨(dú)立變配電所，宜設(shè)有廁所和給排水設(shè)施。 2. 保證運(yùn)行安全 值班室內(nèi)不得有高壓設(shè)備。值班室的門應(yīng)外開。高低壓配電室和電容器室的門應(yīng)朝值班室開，或外開。 高 壓電容器組一般應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)得房間內(nèi)；但數(shù)量較少時，可裝設(shè)在高壓配 13 電室內(nèi)。低壓電容器組可裝設(shè)在低壓配電室內(nèi)，但數(shù)量較多時，以裝設(shè)在單獨(dú)的房間內(nèi)。所有帶電部分隔墻和離地的尺寸以及各室維護(hù)操作通道的寬度等，均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程的要求，以確保運(yùn)行安全。 3. 便于進(jìn)出線 如果是架空進(jìn)線，則高壓配電室宜位于進(jìn)線側(cè)。 4. 節(jié)約土地和建筑費(fèi)用 值班室可與低壓配電室合并，這時低壓配電室面積應(yīng)適當(dāng)增大，以便安置值班桌或控制臺，滿足運(yùn)行值班的要求。 高壓開關(guān)柜不多于 6 臺時，可與低壓配電屏設(shè)置在同一房間內(nèi)，但高壓柜與低壓屏的間距不 得小于 2m。 具有符合 IP3X房戶等級外殼的不帶可燃性油的高低壓配電裝置和非油浸電力變壓器，當(dāng)環(huán)境允許時，可相互靠近布置在車間內(nèi)。 高壓配電所應(yīng)盡量與鄰近的車間變電所合建。 5. 適應(yīng)發(fā)展要求 高低壓配電室內(nèi)均應(yīng)留有一定數(shù)量開關(guān)柜（屏）的備用位置。 既要考慮到變電所留有擴(kuò)展的余地，又要不妨礙工廠或車間今后的發(fā)展。 配電所平面布置圖 圖 31 高壓配電所平面布置圖 14 主接線方案 電氣主接線的 設(shè)計(jì)原則及基本要求 發(fā)電廠和變電所的電氣主接線是保證電網(wǎng)安全可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵，是電 氣設(shè)備布置和選擇、自動化水平及二次回路設(shè)計(jì)的原則和基礎(chǔ)。 ： 應(yīng)根據(jù)發(fā)電廠和變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用，首先應(yīng)滿足電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的要求。根據(jù)規(guī)劃容量、本期建設(shè)規(guī)模、輸送電壓等級、進(jìn)出線回路數(shù)、供電負(fù)荷的重要性、保證供需平衡、電力系統(tǒng)線路容量、電氣設(shè)備性能和周圍環(huán)境及自動化規(guī)劃與要求等條件確定。應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性的要求。 ： 對企業(yè)變配電所主接線方案應(yīng)滿足安全性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性四項(xiàng)基本要求。 （ 1） 安全性：符合國家標(biāo)準(zhǔn)和有 關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，能充分保證在進(jìn)行各種操作切換時工作人員的人身安全和設(shè)備安全，以及在安全條件下進(jìn)行維護(hù)檢修工作。 （ 2） 可靠性：是電力生產(chǎn)和分配的首要要求。主接線的可靠性，是指要滿足各級電力負(fù)荷，特別是一、二級負(fù)荷對供電可靠性的要求。其很大程度上取決于設(shè)備的可靠程度。 （ 3） 靈活性：是指主接線應(yīng)滿足在調(diào)度、檢修及擴(kuò)建時的靈活性。是能適應(yīng)各種運(yùn)行所要求的接線方式。調(diào)度時，應(yīng)可以靈活的投入和切除變壓器和線路，調(diào)配負(fù)荷；檢修時，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線及其繼電保護(hù)設(shè)備等；擴(kuò)建時，可容易的從初期接線過渡到最終接線 。 （ 4） 經(jīng)濟(jì)性：主接線在滿足上述要求的前提下， 主接線應(yīng)力求簡單，使投資最省、運(yùn)行費(fèi)用最低，并且節(jié)約電能和有色金屬消耗量，做到經(jīng)濟(jì)合理。 電氣主接線的設(shè)計(jì) 企業(yè)變配電所的電氣主接線，有單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、線路 變壓器組單元接線、橋形接線等。企業(yè)變配電所的主接線方式，決定于電壓等級及出線回路數(shù)。 6～ 10kV 配電所一般采用單母線 或 單母線分段的接線方式。 15 方案一： 單母線接線：具有接線簡單清晰，操作方便，所用設(shè)備比較少，投資少等優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)母線或母側(cè)隔離開關(guān)檢修故障時，連接在母線上 的所有回路都將停止工作，當(dāng)母線發(fā)生短路時，所有電源回路的斷路器在繼電保護(hù)作用中自動跳閘，因而造成母線電壓失壓全部停電，檢修任一電源或線路的斷路器時，該回路必須停電。 方案二： 單母分段接線：接線簡單清晰，設(shè)備少，且操作方便，可提高供電可靠性和靈活性，不僅便于檢修母線而減少母線故障影響范圍，對于重要用戶可以從不同段引兩個回路，而使重要用戶有兩個電源供電，在這種情況下，當(dāng)一段母線發(fā)生故障，由于分段斷路器在繼電保護(hù)裝置的作用下，能自動將故障段切除，因而保證了正常段母線不間斷供電 ，如圖 32所示。 結(jié)合本廠實(shí)際 情況，單母線分段采用 二回 路 電源進(jìn)線、母線分段運(yùn)行的方式 ，比較適用于大容量的二、三級負(fù)荷。 故選擇方案二，采用單母線分段。 圖 32單母線分段的接線方式 該配電所采用兩路 10kV 電源進(jìn)線，一路是架空線，另一路是電纜線。架空線路電源來自該廠南側(cè) 1 公里的 110/10 千伏變電所，電纜線來自鄰近單位的高空聯(lián)絡(luò)線，作為備用電源，提高供電可靠性。 16 短路電流計(jì)算 產(chǎn)生短路電流的原因及危害 工廠供電系統(tǒng)要求正常地不間斷地對用 電負(fù)荷供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。然而由于各種原因，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)電部分包括 導(dǎo)電部分對地之間的低阻性短接。 造成短路的主要原因，是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。這種損壞可能是由于設(shè)備長期運(yùn)行，絕緣自然老化或由于設(shè)備本身質(zhì)量低劣、絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿 ，或設(shè)備質(zhì)量合格、絕緣合乎要求而備過電壓（包括雷電過電壓）擊穿，或者是設(shè)備絕緣受到外力而造成短路。 工作人員由于違反安全操作規(guī)程而發(fā)生誤操作，或者誤將低電壓設(shè)備接入較高電壓的電路中，也可能造成短路。 鳥獸（包括 蛇、鼠等 ） 跨越在裸露的相線之間或者相線與接地物體之間，或者咬壞設(shè)備和導(dǎo)線電纜的絕緣，也是導(dǎo)致短路一個原因。 短路后，系統(tǒng)中出現(xiàn)的短路電流比正常負(fù)荷電流大得多。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬安甚至幾十萬安。如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害： 1）短路時要產(chǎn)生很大的電動力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件受到損害和破壞，甚至引發(fā)火災(zāi)事故。 2）短路時電路的電壓驟降，嚴(yán)重影響電力設(shè)備的正常運(yùn)行。 3）短路時保護(hù)裝置動作，將故障電路 切除，從而造成停電，而且短路點(diǎn) 越 靠近電源，停電范圍越大，造成的損失也越大。 4）嚴(yán)重的短路要影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，可使并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步， 造成系統(tǒng)解列。 5）不對稱短路包括單相短路和兩相短路，其短路電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變電磁場，對附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運(yùn)行，甚至使之發(fā)生誤動作。 17 由此可見，短路的后果是十分嚴(yán)重的，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(jìn)行短路電流的計(jì)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，以保證可能有的最大短路 電流時不致?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（如電抗器）等，也必須計(jì)算短路電流。 短路電流計(jì)算的目的 及計(jì)算方法 短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。 進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)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(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)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(jì)算點(diǎn)繪出 等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)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(dāng)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(jì)算短路電流和短路容量。 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（ 又 稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱相對單位制法），工程上常用標(biāo)幺制法。 短路電流計(jì)算 1. 計(jì)算公式 標(biāo)幺制法：一般是先選定基準(zhǔn)容量 dS 和基準(zhǔn)電壓 dU 。 基準(zhǔn)容量：工程設(shè)計(jì)中通常取 dS =100MV A。 基準(zhǔn)電壓通常取元件所在處的短路計(jì)算電壓，取 dU =Uc 。 基準(zhǔn)電流Uc3SU3SI dddd ?? ， 基準(zhǔn)電抗d2dd ScUI3UXd ?? ① . 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 dS ocS*X S? 18 ② . 電力線路的電抗標(biāo)幺值 dWL O 2cS*X X l U?? ， Xo 為導(dǎo)線電纜的單位 長度 電抗 平均值 (查表 31可得 )。 表 31 電力線路每相的單位長度電抗平均值 （Ω /km） 線路結(jié)構(gòu) 線 路 電 壓 35kV及以上 6～ 10kV 220/380V 架空線路 電纜線路 各主要元件的電抗標(biāo)幺值求出以后，即可利用其等效電路圖進(jìn)行電路化簡，求出其總電抗標(biāo)幺值 *X? 。 無限大容量系統(tǒng)三相短路電流周期分量有效值的標(biāo)幺值 (3)K 1I* *X?? 。 由此可求得三相短路電流周期分量有效值 d(3)K II *X?? 。 (3)KI 求出以后可得三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流 (3) (3) (3)K39。39。I I I??? 三相短路沖擊電流及第一個周期短路全電流有效值 在高壓電路發(fā)生三相短路時 sh 39。39。i ? ， sh 39。39。I ? 。 三相短路容量 d(3)K SS *X??。 2． 短路電流和短路容量計(jì)算 (1)確定基準(zhǔn)值 取基準(zhǔn)容量 Sd=100MV A，基準(zhǔn)電壓 Uc= 而 0kA10. 5kV3 A100 MVUc3SI dd ???? ? (2)計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 1） 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 由給定數(shù)據(jù)得 A200MVSoc ?? ,因此 19 A20 0M V A10 0M VX1 ?? ??? 2）架空線路的電抗標(biāo)幺值 根據(jù)工廠實(shí)際資料， /kmX0 ? ，因此 ? ? ? ? 0. 36310 .5k V A10 0MV1kmΩ / 22 ???? ?? 繪短路等效電路圖如圖 33 所示，圖上標(biāo)出各元件的序列號和電抗標(biāo)幺值，并標(biāo)明短路計(jì)算點(diǎn)。 圖 33 短路等效電路圖 （ 3） 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)幺值 211)Σ (k ????? ??? ? 2）三相短路電流周期分量有效值 II 1)Σ (kd(3) 1k ??? ? ?? 3)其他三相短路電流 (3) 1k(3)(3)39。39。 ??? ?? 1 6 . 2 4 k A6 . 3 7 k (3)sh ???i kA96 . 3 7 k A1 . 5 1I(3)sh 62.??? 4）三相短路容量 A100MVX SS 1)Σ (kd(3) 1k ???? ??? ? 表 32 短路計(jì)算表 短路 計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 /kA 三相短路容量 /MV A (3)KI (3)39。39。I (3)I? 39。(3)shi (3)shI (3)kS k1 20 主要電氣設(shè) 備選擇 選擇條件 1. 按工作電壓選擇 電器額定電壓 NeU 應(yīng)不低于所在電路額定電壓 NU 即 NNe UU ? 。 2. 按工作電流來選擇熔斷器熔體的額定電流 一般電器額定電流 NeI 應(yīng)不低于所在電路的計(jì)算電流 30I 即 30Ne II ? 。 設(shè)備的最大 開斷電流 ocI 應(yīng) 不小于安裝地點(diǎn)的最大三相短路電流 (3)k