【文章內(nèi)容簡介】 全廠自然平均功率因數(shù) 全廠計(jì)算負(fù)荷的有功功率： caP =+++++++ = 全廠計(jì)算負(fù)荷的無功功率： caQ =+++++++ = 全廠平均功率因數(shù)為 ,取 an =， βn= )(11)(11c o s22?????????P c aQ c ann??? 1cos? = 提高 到 2cos? = 補(bǔ)償容量 計(jì)算補(bǔ)償容量： )( 21 ?? tgtgPaQ nnc ???? = = 那么 )10(50 1 2 21 ???? ccn 考慮到三相均衡分配，所以取 n=18，每相 6 并聯(lián)，這時(shí)并聯(lián)電容器的實(shí)際補(bǔ)償容量為： cQ =50(10/)218= 補(bǔ)償后功率因數(shù) 補(bǔ)償后的功率因數(shù)計(jì)算如下 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 )(11(11c o s22????????????canccanP?? 選擇 此為十二烷基苯浸澤，薄膜與紙復(fù)合介質(zhì)，額定電壓為 千伏，額定容量 50 千乏，單相，戶外。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第 2 章 設(shè)備選擇及其校驗(yàn) 盡管電力系統(tǒng)中各種設(shè)備的工作和工作條件并不一樣，具體選擇方法也不完全相同，但對(duì)它們的基本要求卻是一致的。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常工作條件進(jìn)行選擇，并按短路狀態(tài)來校驗(yàn)人穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。 電氣設(shè)備的原則 電氣選擇的一般原則 1. 應(yīng)滿足正常運(yùn)行、檢修、短路和過電壓情況下的要求，并考慮遠(yuǎn)景發(fā)展。 2. 應(yīng)按當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件校核。 3. 應(yīng)力求技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。 4. 與整個(gè)工程的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)協(xié)調(diào)一致。 5. 同類設(shè)備應(yīng)盡量減少品種。 6. 選用的新產(chǎn)品均應(yīng)具有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)正式鑒定合格 [8] (1) 額定電壓 電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，有時(shí)會(huì)高于電網(wǎng)的額定電壓 ，故所選電氣設(shè)備允許的最高工作電壓不得低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓。因此，在電氣設(shè)備時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓NU不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓 NSU 的條件選擇。即 NU ≥ NSU (2) 額定電流 電氣設(shè)備的額定電流 NI 是在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允許電流。 NI 應(yīng)不小于該賄賂在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流 maxI ，即： NI ≥ maxI (3) 環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響 當(dāng)電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)的環(huán)境條件如溫度、風(fēng)速、污穢等級(jí)、海拔高度、地震烈度和覆水度等超過一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施 [9]。 (4) 機(jī)械荷載 所選電器端子的允許荷載，應(yīng)大于電器引線在正常運(yùn)行和短路時(shí)的最大作用力。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 導(dǎo)線和電纜的選擇 導(dǎo)線和電纜的選擇是工業(yè)企業(yè)供電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，因?yàn)樗鼈兪菢?gòu)成供電網(wǎng)絡(luò)的主要元件，電能必須靠它們輸送分配。在選擇導(dǎo)線和電纜型號(hào) 和截面時(shí)，既要保證工業(yè)企業(yè)供電的安全可靠，有要充分利用導(dǎo)線和電纜的負(fù)載能力。因此，正確選擇導(dǎo)線和電纜型號(hào)和截面，節(jié)約有色金屬，是有重要意義的。 為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面時(shí)必須滿足下列條件 : 1. 發(fā)熱條件 導(dǎo)線和電纜 (包括母線 )在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。應(yīng)充分利用導(dǎo)線或電纜的負(fù)荷能力 ,此時(shí)應(yīng)按導(dǎo)線或電纜的允許載流量來選擇其截面。 2. 電壓損耗條件 導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電 壓損耗，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。 3. 經(jīng)濟(jì)電流密度 35kV 及以上的高壓線路及電壓在 35kV 以下但距離長電流大的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費(fèi)用支出最小。所選截面，稱為 “經(jīng)濟(jì)截面 ”。此種選擇原則，稱為 “年費(fèi)用支出最小 ”原則。工廠內(nèi)的 10kV 及以下線路，通常不按此原則選擇。 4. 機(jī)械強(qiáng)度 導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對(duì)于電纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，但需校驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗(yàn)短路時(shí)的穩(wěn)定 度。對(duì)于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。 根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般 10kV 及以下高壓線路及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面，再校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線路，因其對(duì)電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)長距離大電流及 35kV 以上的高壓線路，則可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，再校驗(yàn)其它條件。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 對(duì)于本設(shè)計(jì)來說，我們是 110kV 架空進(jìn)線， 地質(zhì)及水文條件 :根據(jù)工程地質(zhì)勘探資料獲悉，廠區(qū)地址原為耕地，地勢平坦，地層以砂質(zhì)粘土為主，地質(zhì)條件較好，地下水位為 米。地耐壓力為 20 噸 /平方米。土壤中 米深處一年中最熱月平均溫度為 20℃ ,所以 在廠內(nèi)我們一律采用電抗值為 的電纜線。 校驗(yàn)的一般原則 1. 電器在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱校驗(yàn)。校驗(yàn)的短路電流一般取三相短路時(shí)的短路電流，若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路，或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)按嚴(yán)重情況校驗(yàn) [8]。 2. 用熔斷器保護(hù)的電器可不算驗(yàn)熱穩(wěn)定。當(dāng)熔斷器有限流作用時(shí)，可不算驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。用熔斷器保護(hù)的電壓互感器回路，可 不算驗(yàn)動(dòng)、熱穩(wěn)定。 (1) 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路電流通過電器時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度（或發(fā)熱效應(yīng)）應(yīng)不超過允許值。滿足熱穩(wěn)定條件。 2tIt≥ tIQk ?? ?2 式中： kQ —短路電流產(chǎn)生的熱效應(yīng) 2tIt—電氣設(shè)備允許通過的熱穩(wěn)定的電流和時(shí)間 (2) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電動(dòng)力穩(wěn)定是電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，也稱動(dòng)穩(wěn)定。滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為： shi ≥maxi 式中： shi —短路沖擊電流幅值 maxi —電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流最大值 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 短路電流計(jì)算 電纜圖 21 計(jì)算電路 計(jì)算方法 短路電流的計(jì)算通常采用近似標(biāo)么值計(jì)算?？墒褂?jì)算簡便。取Sd=100MW，各級(jí)基準(zhǔn)電壓為平均額定電壓 [9]。 計(jì)算基準(zhǔn)電抗 標(biāo)么值 架空線 : 115 * 2201 ????? av dU LSXX 變壓器 : %* 2 ????? ntdk SSUX 基準(zhǔn)電流 : AUSI ddd 1003 ????? 各點(diǎn)的短路電流 1. K0 點(diǎn)短路電流 K0 點(diǎn)總電抗 : 0?X = ** 21 ??? XX = K0 點(diǎn)短路電流 : kAXII dp )3( ??? ? 次暫態(tài)短路電流 : 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 kAII psh )3()3( ????? 瞬時(shí)短路沖擊電流有效值 : kAIi wlpsh 6 4 4 )3()3( ????? ? 2. K 點(diǎn)短路電流 : kAXUSXII dddwlp 100322)3( ????????? 次暫態(tài)短路電流： kAII wlpsh )3()3( ????? ? 瞬時(shí)短路沖擊電流有效值： kAIi wlpsh 7 8 0 )3()3( ????? ? 根據(jù)總降和變壓器設(shè)置位置可以估算出四個(gè)配變所需電纜長度， 水泥粉磨及庫頂電力室 變電纜 150m， 窯頭電力配電室 變電纜 200m， 水泥燒成電力配電室 變 電纜 100m， 生料粉磨及礦山電力配電室 變電纜 250m。 3. K01 點(diǎn)的短路電流 電纜線 : * 2)3(01 ????? av dU LSXX 變壓器 : %* 2 ????? ntdk SSUX K01 點(diǎn)的總電抗 : 011 * ?? ?? XXX =+ = K01 點(diǎn)的短路電流 : kAXUSXII dddp 100322)3( 1 ???????? 4. K1 點(diǎn)的短路電流 K1 點(diǎn)的總電抗 : 0211 ** ?? ??? XXXX =++ = 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 K1 點(diǎn)短路電流 : kAXUSXII dddp 100322)3( 1 ???????? 5. K2 點(diǎn)短路電流 電纜線 : * 2)3(01 ????? av dU LSXX 變壓器 : %* 2 ????? ntdk SSUX K2 點(diǎn)的總電抗 : 0211 ** ?? ??? XXXX =++ = K2 點(diǎn)短路電流 : kAXUSXII dddp 100322)3( 2 ???????? 6. K3 點(diǎn)的電流 電纜線 : * 2)3(01 ????? av dU LSXX 變壓器 : %* 2 ????? ntdk SSUX K3 點(diǎn)的總電抗 : 0211 ** ?? ??? XXXX =++ = K3 點(diǎn)短路電流 : kAXUSXII dddp 100322)3( 2 ???????? 7. K4 點(diǎn)短路電流 K2 點(diǎn)短路電流 : 電纜線 : * 2)3(01 ????? av dU LSXX 變壓器 : %* 2 ????? ntdk SSUX K4 點(diǎn)的總電抗 : 0211 ** ?? ??? XXXX 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 =++ = K4 點(diǎn)短路電流 : kAXUSXII dddp 100322)3( 2 ???????? 表 21 短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路點(diǎn) 110kV 10kV K 0K 01K 1K 2K 3K 4K )3(PI （ A） 斷路器及隔離開關(guān)的選擇 110kV 斷路器選擇 本設(shè)計(jì) 110kV 段選選用戶內(nèi) VZF10B126 型六氟化硫全封閉組合電器(GIS)。 1. 劃時(shí)代的小型化：縮小形 GIS 的體積，僅僅是通常用的偏相式 GIS的 40%。 2. 體積最小，重量輕，抗地震。 3. 開斷能力強(qiáng)：斷路器采用自能滅弧原理，具有很高的短路開斷和關(guān)合能力，開合線路充電電流無重燃和重?fù)舸┈F(xiàn)象，電壽命達(dá)到 16 次。 4. 沒有危險(xiǎn)的操作過電壓：由于 SF6 氣體對(duì)小電流電弧的特殊性能，可把操作過電壓限制到最低。在截?cái)嗉芸站€或電纜的充電電流時(shí)，既不會(huì)產(chǎn)生電弧重燃，也不會(huì)產(chǎn)生一次游離，并且在切斷變壓器的勵(lì)磁電流時(shí)，觀察到的最大過電壓倍數(shù)不超過 。 5. 絕緣水平高：產(chǎn)品絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，所用的絕緣件都經(jīng)嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，整體耐受電壓水平超過國際和 IEC 標(biāo)準(zhǔn)的要求，絕緣穩(wěn)定可靠。 由于結(jié)構(gòu)內(nèi)充 SF6 氣體，無氧狀態(tài)下不會(huì)造成導(dǎo)體接頭的劣化， SF6氣體消耗可忽略不計(jì)，觸頭的耐久性高，所以顯著地延長了滅弧室的維修洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 周期。 6. 可靠性能高：由于帶電部分被封閉于充有 SF6 氣體的金屬容器中，其可以完全避免由于化學(xué)煙霧以及某些鹽類沉積物的玷污。經(jīng)長期使用后，仍可保持高度的可靠性。 7. 安全性高：由于所有的帶電部分均密封于接地的金屬容器內(nèi)，所以不必?fù)?dān)心電擊的危險(xiǎn)。 SF6 氣體起絕緣，不燃的作用，是一種五毒無味的惰性氣體，對(duì)人、蓄無害。 8. 噪音低：因?yàn)槭墙饘偃萜魍耆忾]的構(gòu)造，開閉的動(dòng)作聲音不會(huì)外傳，所以是噪音很 低的裝置。 9. 避雷器：采用了 ZnO 元素的無間隙避雷器。由于采用了無間隙結(jié)構(gòu)，整個(gè)結(jié)構(gòu)不僅