【文章內(nèi)容簡介】 6 臺 GG1A（ F）型柜綜合投資約 為 6 = 電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運行費 主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修 管理費約 7 萬元 主變和高壓開關(guān)柜的折舊和維修 管理費約 10 萬元 交供電部門的一次性供電貼費 按 800 元 /kVA 計，貼費為 1600 萬元 =128萬元 貼費為 2 1000 =160萬元 山東科技大學學士學位論文 13 時，二次設(shè)備不會產(chǎn)生永久性變形和影響性能的彈性變形。 三、 開關(guān)柜內(nèi)必須有工作位置、試驗位置、以保證手車處于以上位置時，不能隨意移動。 四、 開關(guān)柜內(nèi)手車的推進與拉出應(yīng)靈活方便，不產(chǎn)生沖擊力，相同規(guī)格的手車應(yīng)具有互換性。 五、 沿所有開關(guān)柜整個長度延伸方向應(yīng)設(shè)有專用的接地導體。 六、 “五防”聯(lián)鎖要求 : ● 斷路器手車只能在試驗或工作位置時，斷路器才能進行合、分闡操作。 ● 當接地開關(guān)處于分閘狀態(tài)時，手車才能從試驗或斷開位 置移到工作位置。 ● 手車處于工作位置時，接地開關(guān)操作軸被鎖定，接地開關(guān)不能合閘。 ● 當斷路器處于合閘狀態(tài)時，絲桿被鎖定，不能移動手車。 ● 只有當接地開關(guān)合上，電纜室門才能打開檢修電纜。 ● 斷路器在工作位置，二次插頭不能撥下。 七、 二次回路導線應(yīng)有足夠的截面，從而不致影響互感器準確度，應(yīng)使用銅導線，其截面電流回路采用不小于 、電壓回路不小于 mm2 . 八、 開關(guān)柜電纜室門要求做成帶絞鏈，并與斷路器聯(lián)鎖，滿足五 防功能。 九、 電流互感器的安裝要求便于拆裝和做試驗。 十、 高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)必須是中置式開關(guān)柜，斷路器室下部必須是一個獨立小室，中間加隔板完全分開。 對于原有系統(tǒng)，采用的是固定式開關(guān)柜，柜內(nèi)繼電保護主要是電磁式繼電器，操作復(fù)雜，穩(wěn)定性差，制約生產(chǎn)因素多，屬于落后產(chǎn)品，且防護山東科技大學學士學位論文 14 等級已經(jīng)達不到現(xiàn)有要求，不能滿足現(xiàn)有生產(chǎn)的需要。綜合比較現(xiàn)有的多種配電柜，研究其各自的特點，最終采用了 KYN 系列開關(guān)柜，此柜采用中置式結(jié)構(gòu)，節(jié)約了斷路器室約 50%的空間，更有利于電纜的安裝，且技術(shù)含量高，容量大，結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，牢固，外型美觀 ，安全可靠，防護等級高，維修量小等特點， 還可以與微機接口，實現(xiàn)配電站的自動化。 無功補償 工廠供配電系統(tǒng)中，功率因數(shù)的高低是衡量一個工廠電能質(zhì)量的重要指標，功 率 因數(shù)偏低就意味著系統(tǒng)中無功電源不足，會導致系統(tǒng)電壓降低而造成電能損耗增加，用電效率降低，限制了供電線路的送電能力。供電部門一般要求工廠的月平均功率因素達到 以上，當企業(yè)的自然總平均功率因數(shù)較低，單靠提高用電設(shè)備的自然功率達不到要求時，應(yīng)采用必要的無功功率補償設(shè)備進一步提高工廠的功率因數(shù)。 本工廠中，采用電力電容器進行無功功率補償 。 補償方式 有兩 類 ： 一、 高壓集中補償 高壓集中補償是將并聯(lián)電容器集中裝設(shè)在高壓配電所的高壓母線上，這種補償方式只能補償高壓母線前邊所有線路上的無功功率，而高壓母線后面的無功功率得不到補償，這種補償方式只適合于大中型企業(yè)。 二、 低壓集中補償 低壓集中補償將并聯(lián)電容器裝設(shè)在變電所的低壓母線上，一般負荷較集中的小型企業(yè)用此補償方式比較經(jīng)濟。 并聯(lián)電容器量 ccQ 的確定如下公式所示 : )1/ (c os1)1/ (c os11)/ (c os1)1/ (c os1 31m a x21m a x ???????? ??? PQP cc （ ） 公式中 ： maxP 總平均最大功率 kW； 山東科技大學學士學位論文 15 1cos? 最大使用時平均功率因數(shù) ； 2cos? ， 3cos? 目 標功率因數(shù)，取 ~。 三、 低壓分散補償 低壓分散補償是將并聯(lián)電容器分散地裝設(shè)在各個用電負荷的附近。這種補償范圍大，不僅能減少高壓線路上的無功功率同時也減少了低壓線路中的無功功率，減少了電氣設(shè)備的容 量和各導線的截面，降低了電能的損耗。這種方式用在負荷比較分散，補償容量小的企業(yè)比較適宜。 補償容 量 ccQ 計算 如下公式所示 : cccavcc PqtgtgPtgtgPQ ?????? ????? )()( 2121 （ ） 21 ?? tgtgqc ?? 公式中 ： 1?tg 補償前企業(yè)自然平均功率角的正切值 ； 2?tg 補償后企業(yè)功率因數(shù)角的正切值 ； ? 年平均有功負荷系數(shù)，一般取 ~； cq 無功功率補償率， kvar/kW 。 根據(jù)實際情況，考慮到本工廠負荷多為高壓供電，故采用高壓集中補償?shù)姆绞竭M行補償。由于本廠配備的 用電 設(shè)備大多 屬于電動機 ，故需要 補償?shù)娜萘勘容^小 ，采用的是電容器自動投補的方式。 高壓側(cè)短路電流，短路容量的確定 進行短路電流計算，首先要繪制計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計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，然后確定短路計算點。短路計 算點要選擇得使需要進行短路校驗的電氣元件有最大可能的短路電流通過。 接著，按所選擇的短路計算點繪出等效電路圖，并計算出電路中各主山東科技大學學士學位論文 16 要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標明其序號和阻抗值，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。最后計算短路電流和短路容量。 短路電流計算的方法，常用的有歐姆法（又稱有名單位制法，因其短路計算中的阻抗都采用有 名單位“歐姆”而得名）和標幺制法（又稱相對單位制法，因其短路計算中的有關(guān)物理量采用標幺值即相對單位而得名）。 本設(shè)計采用標幺制法計算 一、 標幺制法計算步驟和方法 繪計算電路圖，選擇短路計算點。計算電路圖上應(yīng)將短路計算中需計入的所以電路元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各個元件依次編號。 設(shè)定基準容量 dS 和基準電壓 dU ，計算短路點基準電流 dI 。一般設(shè)Sd =100MVA，設(shè) Ud =Uc （短路計算電壓）。短路基準電流按下式計算： 3dd dSI U? () 計算短路回路中各主要元件的阻抗標幺值。一般只計算電抗。 電力系統(tǒng)的電抗標幺值 * dsocSX S? () 式中 ： Soc —— 電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量（單位為 MVA）。 電力線路的電抗標幺值 0 2dWL cSX X lU? ? () 式中 Uc —— 線路所在電網(wǎng)的短路計算電壓（單位為 kV） 。 山東科技大學學士學位論文 17 電力變壓器的電抗標幺值 * %100kdTNUSX S? () 式中 ： Uk %—— 變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值； S N —— 變壓器的額定容量（單位為 kVA,計算時化為與 Sd 同單位）。 繪短路回路等效電路，并計算總阻抗。用標幺制法進行短路計算時，無論有幾個短路計算點，其短路等效電路只有一個。 計算短路電流。分別對短路計算點計算其各種短路電流：三相短路電流周期分量 )3(kI 、短路次暫態(tài)短路電流 )3*(I 、短路穩(wěn)態(tài)電流 )3(?I 、短路沖擊電流 )3(shi 及短路后第一個周期的短路全電流有效值（又稱短路沖擊電流有效值） )3(kI 。 (3) *dk II X?? () 在無限大容量系統(tǒng)中，存在下列關(guān)系 ： )3*(I = )3(?I = )3(kI () 高壓電路的短路沖擊電流及其有效值按下列公式近似計算： )3(shi = )3*(I () )3(shI = )3*(I () 低壓電路的短路沖擊電流及其有效值按下列公式近似計算： )3(shi = )3*(I () )3(shI = )3*(I () 計算短路容量 山東科技大學學士學位論文 18 (3) dk SS X??? (313) ~∞ 系 統(tǒng)5 0 0 M V AL G J 1 5 0 , 8 k mS 9 1 0 0 01 0 . 5 k V 0 . 4 k Vk 1k 2( 1 )( 2 )( 3 )( 4 ) 圖 并列運行時短路計算電路 二、 兩臺變壓器并列運行計算 （ 由 以上公式進行計算，計算過程此處略） 三、 兩臺變壓器分裂運行計算 （ 由 以上公式進行計算，計算過程此處略） 四、 短路電流計算結(jié)果 短路電流計算結(jié)果見表 、表 ： 表 并列運行時短路電流計算結(jié)果 短路計算點 三相短路電流 /kA 三相短路容量 /MVA (3)kI 39。(3)I (3)I? (3)shi (3)shI (3)kS K1 K2 K3 山東科技大學學士學位論文 19 表 并列運行時短路電流計算結(jié)果 比較變壓器并列和分裂運行兩種情況下的短路計算，可得出分裂運行時的低壓側(cè)短路電流較并列運行時有明顯減小，因此，為降低短路電流水平，所設(shè)計變電站通常情況下應(yīng)分裂運行。 設(shè)備的選擇與校驗 供配電系統(tǒng)中的導線及電氣設(shè)備包括電力變壓器，高低壓開關(guān)電器，互感器等，均需要依據(jù)正常工作條件，環(huán)境條件及安裝條件進行選擇，部分設(shè)備還需要依據(jù)故障情況進行短路電流的動穩(wěn)定度，熱穩(wěn)定度校驗，在保障供配電系統(tǒng)安全可靠工作的前提下，力爭做到運行維護方便，技術(shù)先進，投資經(jīng) 濟合理。 供配電系統(tǒng)中的電氣設(shè)備按正常工作條件進行選擇，就是要考慮電氣設(shè)備裝設(shè)的環(huán)境條件和電氣要求 ： 環(huán)境條件是指電氣設(shè)備所處的位置 (戶內(nèi)或戶外 )，環(huán)境溫度，海拔高度以及有無防塵，防腐，防火，防爆等要求 。電氣要求是指電氣設(shè)備對電壓，電流，頻率等方面的要求 ； 對開關(guān)電器及保護用設(shè)備，如開關(guān)，熔斷器等，還應(yīng)考慮其斷流能力。 電氣設(shè)備短路情況進行校驗，就是要按最大可能的短路故障 (通常為三相短路故障 )時的動，熱穩(wěn)定度進行校驗。但熔斷器和有熔斷保護的電器和導體 (如電壓互感器等 )，以及架空線路，一般不必考慮動穩(wěn)定度，熱穩(wěn)定 度短路計算點 三相短路電流 /kA 三相短路容量 /MVA (3)kI 39。(3)I (3)I? (3)shi (3)shI (3)kS K1 K2 山東科技大學學士學位論文 20 的校驗，對電纜，也不必進行動穩(wěn)定度的校驗。 在供配電系統(tǒng)中盡管各種電氣設(shè)備的作用不一樣，但選擇的要求和條件有諸多是相同的。為保證設(shè)備安全，可靠的運行，各種設(shè)備均應(yīng)按正常工作條件下的額定電壓和額定電流選擇，并按短路故障條件校驗其動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。 一次設(shè)備選擇與校驗的條件 為了保證一次設(shè)備安全可靠地運行，必須按下列條件選擇和校驗： 一、 按正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇。 二、 按短路條件，包括動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定來校驗。 三、 考慮電氣設(shè)備運行的環(huán)境條件和溫度、濕度、海拔以及有無 防塵、防腐、防火、防爆等要求。 按正常工作條件選擇 一、 按工作電壓選擇 設(shè)備的額定電壓 NeU 不應(yīng)小于所在線路的額定電壓 NU ，即 Ne NUU? () 二、 按工作電流選擇 設(shè)備的額定電流 NeI 不應(yīng)小于所在電路的計算電流 30I ，即 30IINe? () 三、 按斷流能力選擇 設(shè)備的額定開斷電流 Ioc 或斷流容量 Soc 不應(yīng)小于設(shè)備分斷瞬間的短路電流有效值 Ik 或短路容量 Sk ，即 oc kII? () 或 山東科技大學學士學位論文 21 oc kSS? () 按短路條件校驗 短路條件校驗，就是校驗電器和導體在短路時的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。 一、 隔離開關(guān)、負荷開關(guān)和斷路器的短路穩(wěn)定度校驗 動穩(wěn)定校驗條件 (3)max shii? () 或 (3)max shII?