【導(dǎo)讀】建立正確的設(shè)計和科學(xué)研究的思想，樹立實(shí)事求是、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)工作態(tài)度。本次設(shè)計為某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計，共分為任務(wù)書、計算書、說明書三部分。統(tǒng)、繼電保護(hù)和微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、過壓保護(hù)、接地、通信等相關(guān)方面的知識。第3~8周：了解高壓變電所的結(jié)構(gòu)組成。第11~12周：修改、打印設(shè)計?？偨Y(jié)，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯，完成答辯。工作能力、表現(xiàn)出的創(chuàng)造性和綜合應(yīng)用能力、勤勉態(tài)度等。（說明書）時遇到的困難和問題。衰成敗，它為現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)和國防提供必不可少的動力。設(shè)計步驟主要包括：負(fù)荷統(tǒng)計、負(fù)荷計算、方。電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動力.隨著現(xiàn)代文明的發(fā)展。與進(jìn)步，社會生產(chǎn)和生活對電能供應(yīng)的質(zhì)量和管理提出了越來越高的要求。因此，設(shè)計和建造一個安全、經(jīng)濟(jì)的變電所，

　　

【正文】 負(fù)荷為最大負(fù)荷的 60%70%，如主要是農(nóng)業(yè)負(fù)荷時則宜取 20%30%； ②負(fù)荷同時率取 ，當(dāng)饋線在三回以下且其中有特大負(fù)荷時，可取～ 1； ③功率因數(shù)一般取 ； ④線損平均取 5%。 設(shè)計主接線的基本要求 在設(shè)計電氣主接線時，應(yīng)使其滿足供電可靠，運(yùn)行靈活和經(jīng)濟(jì)等項(xiàng)基本要求。 ：供電可靠是電力 生產(chǎn)和分配的首要要求，電氣主接線也必須滿某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計 22 足這個要求。在研究主接線時，應(yīng)全面地看待以下幾個問題： ，估價一個主接線的可靠性時，應(yīng)充分考慮長期積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。我國現(xiàn)行設(shè)計技術(shù)規(guī)程中的各項(xiàng)規(guī)定，就是對運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。設(shè)計時應(yīng)予遵循。 ，是由其各組成元件（包括一次設(shè)備和二次設(shè)備）的可靠性的綜合。因此主接線設(shè)計，要同時考慮一次設(shè)備和二次設(shè)備的故障率及其對供電的影響。 ，同樣的主接線對某所是可靠的，而對另一些所則可能還不夠可靠。因此，評價可靠 性時，不能脫離變電站在系統(tǒng)中的地位和作用。 ，均從以下幾方面考慮： ，能否不影響供電。 、斷路器或母線故障時，以及母線檢修時，停運(yùn)出線回路數(shù)的多少和停電時間的長短，以及能否保證對重要用戶的供電。 。 ：主接線的靈活性要求有以下幾方面。 ①調(diào)度靈活，操作簡便：應(yīng)能靈活的投入（或切除）某些變壓器或線路，調(diào) 配電源和負(fù)荷，能滿足系統(tǒng)在事故、檢修及特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。 ②檢修安全：應(yīng)能方便的停運(yùn)斷路器、母線及其繼電 保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不影響電力網(wǎng)的正常運(yùn)行及對用戶的供電。 ③擴(kuò)建方便：應(yīng)能容易的從初期過渡到最終接線，使在擴(kuò)建過渡時，在不影響連續(xù)供電或停電時間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，且一次和二次設(shè)備等所需的改造最少。 ：在滿足技術(shù)要求的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。 ①投資省：主接線應(yīng)簡單清晰，以節(jié)約斷路器、隔離開關(guān)等一次設(shè)備投資；要使控制、保護(hù)方式不過 于復(fù)雜，以利于運(yùn)行并節(jié)約二次設(shè)備和電纜投資；要適當(dāng)限制短路電流 ,以選擇價格合理的電器設(shè)備；在終端或分支變電站中，應(yīng)推廣采用直降式 (110/610KV)變壓器，以質(zhì)量可靠的簡易電器代替高壓斷路器。 ②占地面積?。弘姎庵鹘泳€設(shè)計要為配電裝置的布置創(chuàng)造條件，以便節(jié)約用地和節(jié)省構(gòu)架、導(dǎo)線、絕緣子及安裝費(fèi)用。在運(yùn)輸條件許可的地方，都應(yīng)采用三相變壓器。 某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計 23 ③電能損耗少：在變電站中，正常運(yùn)行時，電能損耗主要來自變壓器。應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理的選擇主變壓器的型式、容量和臺數(shù)，盡量避免兩次變壓而增加電能損耗。 主接線的設(shè)計步驟 電氣主接線的具體設(shè)計步驟如下 變電站類型 ,設(shè)計規(guī)劃容量（近期，遠(yuǎn)景），主變臺數(shù)及容量等。 （ 510年），變電站在電力系統(tǒng)中的位置和作用，本期工程和遠(yuǎn)景與電力系統(tǒng)連接方式以及各級電壓中性點(diǎn)接地方式等。 負(fù)荷的性質(zhì)及其地理位置、輸電電壓等級、出線回路數(shù)及輸送容量等。 當(dāng)?shù)氐臍鉁?、濕度、覆冰、污穢、風(fēng)向、水文、地質(zhì)、海拔高度等因素，對主接線中電器的選擇和配電裝置的實(shí)施均有影響。 為使所設(shè)計的主接線具有可行性，必須對各主要電器的性能、制造能力和供貨情況、價格等資料匯集并分析比較，保證設(shè)計的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性和可行性。 根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，在原始資料分析的基礎(chǔ)上，可擬定出若干個主接線方案。因?yàn)閷Τ鼍€回路數(shù)、電壓等級、變壓器臺數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮不同，會出現(xiàn)多種接線方案。應(yīng)依據(jù)對主接線的基本要求，結(jié)合最新技術(shù)，確定最優(yōu)的技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可行的主接線方案 對擬定的主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計算。 包括高壓斷路器、隔離開關(guān)、母線等電器的選擇。 將最終確定的主接線，按工程要求，繪制工程圖。 某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計 24 基本接線型式 單母線接線 ：接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。 ：不夠靈活可靠，任一元件（母線及隔離開關(guān)等）故障或檢修，均需使整個配電裝置停電。單母線可用隔離開關(guān)分段。但當(dāng)一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后，方能恢復(fù)非故障段的供電。 :610KV配電裝置出線回路數(shù)不超過 5回； 3563KV配電裝置出線回路數(shù)不超過 3回； 110220KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過兩回。 單母線分段接線 ：用斷路器把母線分段后，對重要用戶可 以從不同段引出兩個回路，有兩個電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段短路器自動將故障段切除，保證正常段母線不間斷供電和不使重要用戶停電 。 ：當(dāng)一段母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，該段母線的回路都要在檢修期間停電；當(dāng)出線為雙回路時，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越；擴(kuò)建時需兩個方向均衡擴(kuò)建。 ： 610KV配電裝置出線回路數(shù)為 6回及以上時； 3563KV配電裝置出線回路數(shù)為 48回時； 110220KV配電裝置的出線回路數(shù)為 34回時。 雙母線接線 雙母線的兩組母線同時工作，并通過母線聯(lián) 絡(luò)斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上。由于母線繼電保護(hù)的要求一般某一回路固定與某一組母線連接，以固定的方式運(yùn)行。 ： 1) 供電可靠。通過兩組母線隔離開關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷；一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開關(guān)，只停該回路。 2) 調(diào)度靈活。各個電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要。 3) 擴(kuò)建方便。向左右任何一個方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線 的電 源和負(fù)荷均勻分配，不會引起原有回路的停電。 某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計 25 4) 便于試驗(yàn)。 當(dāng)個別回路需要單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，可將該回路分開，單獨(dú)接至一組母線上。 ： 增加一組母線和使每回路就需要增加一組母線隔離開關(guān)。當(dāng)母線故障或檢修時，隔離開關(guān)作為倒換操作電器，容易誤操作。為了避免隔離開關(guān)誤操作，須在隔離開關(guān)和斷路器之間裝設(shè)連鎖裝置。適用范圍。當(dāng)出線回路數(shù)或母線上電源較多，輸送和穿越功率較大，母線故障后要求迅速恢復(fù)供電，母線和母線設(shè)備檢修時不允許影響對用戶的供電，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度對接線的靈活性有一定要求時采用。 610KV配電裝置，當(dāng)短路電流較大，出線需要帶電帶電抗器時；3563KV 配電裝置 ，當(dāng)出線回路數(shù)超過 8回時，或連接的電源較多，負(fù)荷較大時； 110220KV配電裝置，出線回路數(shù)為 5回及級以上時。 雙母線分段接線 當(dāng) 220KV 進(jìn)出線回路數(shù)甚多時，雙母線需要分段。 ： ①當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為 1014回時，在一組母線上用斷路器分段； ②當(dāng)進(jìn)出線回路數(shù)為 15回及以上時，兩組母線均用斷路器分段； ③在雙母線分段接線中，均裝設(shè)兩臺母聯(lián)兼旁路斷路器； ④為了限制 220KV母線短路電流或系統(tǒng)解裂運(yùn)行的要求，可根據(jù)需要將母線分段；變壓器 線路單元接線： ：接線最簡單，設(shè)備最 少，不需要高壓配電裝置。 ：線路故障或檢修時，變壓器停運(yùn)；變壓器故障或檢修時線路停運(yùn) 。 ：只有一臺變壓器和一回線路時；當(dāng)發(fā)電廠內(nèi)不設(shè)高壓配電裝置，直接將電能輸送至樞紐變電所時。 橋形接線 兩回變壓器 線路單元接線相連，接成橋形接線。分為內(nèi)橋和外橋兩種接線，是長期開環(huán)運(yùn)行的四角形接線 ①優(yōu)點(diǎn)：高壓斷路器數(shù)量少，四個回路只需三臺斷路器； ②缺點(diǎn)：變壓器的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，影響一回線路的暫時停運(yùn)；橋聯(lián)斷路器檢修時，兩個回路須解裂運(yùn)行；出線斷路器檢 修時，線路需長時期停運(yùn)，為避免此缺點(diǎn)，可加裝正常斷開運(yùn)行的跨條，為了輪流停電檢修任何一組隔離開關(guān)，在跨條上需加裝兩組隔離開關(guān)，橋聯(lián)斷路器檢修時，某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計 26 也可利用此跨條； ③適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠、變電所，并且變壓器不經(jīng)常切換或線路較長，故障率較高的情況。 ①優(yōu)點(diǎn)：同內(nèi)橋形接線； ②缺點(diǎn) :線路的切除和投入較復(fù)雜，需動作兩臺斷路器，并有一臺變壓器暫時停運(yùn)；橋聯(lián)斷路器檢修時，兩個回路須解裂運(yùn)行；變壓器側(cè)斷路器檢修時，變壓器需較長時間停運(yùn)。為避免此缺點(diǎn)，可加裝正常斷開運(yùn)行的跨條。橋聯(lián)斷路器檢修時， 也可利用此跨條； ③適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠或變電所，并且變壓器的切換較為繁或線路較短，故障率較少的情況。此外，線路有穿越功率時，也宜采用外橋形接線； 多角形接線的各斷路器互相連接而成閉合的環(huán)形，是單環(huán)形接線。為減少因斷路器檢修而開環(huán)運(yùn)行的時間，保證角形接線運(yùn)行的可靠性，以采用 35角形為宜。并且變壓器與出線回路一對角對稱布置。此外，當(dāng)進(jìn)出回路數(shù)較多時，我國個別水電廠采用了雙連四角形接線，形成多環(huán)形，從而保證了供電的可靠性。但斷路器數(shù)量增多，有的回路連著三個斷路器，布置和繼電保 護(hù)復(fù)雜，沒有推廣使用。 某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計 27 主接線初步設(shè)計方案 10KV10KV110KV供電局城北變電所鄰廠來備用電源35kV35kV 4 510KV 1 2 3SL71000SL7630 SL7315 P=Q=P=240Q=180P=780Q=546P=112Q=P=168Q=126P=169Q=辦公生活△P b =△Q b=△P b =△Q b=△P b =△Q b=P=Q=LJ350km△P=0△Q=0P=Q=LJ25△P=△Q=P=Q=LJ25△P=△Q=P 30=Q 30=P 30 =390Q 30 =173P 30=Q 30 = 圖 某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計 28 5 短路電流的計算 短路的種類及產(chǎn)生短路的原因 短路 造成短路原因：絕緣損壞、設(shè)備老化、使用不當(dāng)、外力作用、誤操作、鳥獸觸及等。 、兩相、兩相接地、單相、單相接地。 。 對 稱短路： a b cZ Z Z??、 a b cU U U??、a b cI I I?? .電流最大短路電流 選擇設(shè)備、導(dǎo)線，最小短路電流繼電保護(hù)裝置校驗(yàn) .短路的電壓與電流的相位差較正常時增大，接近于 90度。單相短路只發(fā)生在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中。 、層間短路。主要指電動機(jī)、變壓器和線圈等。 短路的危害 ： ①電流劇增至正常電流的幾十甚至幾百倍（ 電流大） 。 ②系統(tǒng)電壓驟降。 ： ①損害設(shè)備和線路。 ②設(shè)備不能正常工作 。 ③影響電力系統(tǒng)運(yùn)行。 ④通信線路、電子設(shè)備干擾、產(chǎn)生誤動作。 ：限制、裝設(shè)熔斷器、繼電保護(hù)裝置等。 影響短路電流的因素 影響短路電流的因素主要有以下幾點(diǎn)： ，特別是大容量發(fā)電廠及發(fā)電廠群距受端系統(tǒng)或負(fù)荷中心的電氣距離； 、單機(jī)容量、接入系統(tǒng)電壓等級及主接線方式； （特別是主網(wǎng)架）的緊密程度及不同電壓電力網(wǎng)間的耦合程度； ，其中性點(diǎn)接地數(shù)量和方式對單相短路電流水平影響很大； 的強(qiáng)弱及互聯(lián)方式。 某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計 29 短路電流的計算 參數(shù)名稱 有名值 標(biāo)幺值 說明 功率 S dSSS?? 一般取 Sd=100MVA 電壓 U dUUU ?? 一般取 Ud=Uev 電流 I dIII ?? ddd U3SI ? 電抗 X dXXX?? = 2ddUXS ?X是以 Sd 為基準(zhǔn)容量的標(biāo)幺值 變壓器電抗 N2NKT 100SU%UX ? NdkT 100SS%UX ?? 線路電抗 LXX 1L? 2d d1L ULSXX ?? 1X 為線路每公里電抗值 電抗器電抗 NNRR I3100 U%XX ? 2dN dNRR UI S3U100%XX ?? RX %為 電 抗 器銘牌上數(shù)值 系統(tǒng)等值電抗 K2NS SUX ? NKdKdS UI3 SSSX ???KS （ MVA） KI （ KA） KS 為某點(diǎn)短路容量， kI 為該點(diǎn)的三相短路電流 電動機(jī)電抗 N2NK39。39。M SU100%UX ? NSTd39。39。M SKSX ? STK 為 啟 動 電流倍數(shù) 表 某化纖廠降壓變電所電氣設(shè)計 30 按無窮大系統(tǒng)供電計算短路電流。短路計算電路圖見圖 。 圖 35KV 母線短路電流（短路點(diǎn)① ) ： 100dS MVA? ， 37avU kV? ? ?100 1 .5 63 3 3 7dd avSI k AU? ? ??? ： 系統(tǒng)電抗（取短路器 400ocS MVA? ） 1 100 0 .2 5400docSX S? ? ? 35kV 線路電抗 ? ?35LGJ? ? ? /x km?? 2 19 ? ? ? ? ： ①總電抗