【正文】 低壓斷路器 √ √ √ √ 操作 性能 電流互感器 √ √ — √ √ √ 操作性能 電壓互感器 √ — — — — √ 操作性能 母線 √ — √ √ √ 電纜 √ √ — √ √ 備注 表中“√”表示必須校驗(yàn)項(xiàng)目。本設(shè)計(jì)中，10NU kV? ， ? 。 根據(jù) 節(jié)中高壓隔離開(kāi)關(guān)的驗(yàn)證條件則： e 10 10NNU kV U kV? ? ? ? e 200 39. 7NNI A I A? ? ? ? ( 3 )m a x 22 .5 kA i kA? ? ? 2 2 3 2t im aI 10 13 0 I t 11t ?? ? ? ? ?（ ） 因此符合條件。 高壓隔離開(kāi)關(guān) 200/1086 TGN ? 可知額定電壓為 10kV，額定電流 200A。根據(jù) 節(jié)中高壓斷路器的 驗(yàn)證條件則 e 10 10NNU kV U kV? ? ? ?；e 630 39. 7NNI A I A? ? ? ?； 16 kI kA I kA? ? ?； ( 3 )m a x 40 7. 4shi kA i kA? ? ?；2 2 3 2t im aI 1 6 1 .3 3 3 2 .8 I t 1 1t ?? ? ? ? ?（ ）。因此由上述一次設(shè)備驗(yàn)證條件可知： 高壓斷路器 SN1010I：查附錄表 2 可知額定電壓為 10kV，額定電流 630A，額定開(kāi)斷電流 16kA，極限通過(guò)電流 40kA，熱穩(wěn)定電流 16kA。 變電所 10kV 側(cè)一次設(shè)備的選擇 根據(jù)機(jī)械廠所在地區(qū)的外界環(huán)境，高壓側(cè)采用 GG1A(F)型戶內(nèi)移開(kāi)式交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備 。 (2) 工作電流選擇 設(shè)備的額定電壓 IN﹒ e不應(yīng)小于所在線路的額定電壓 IN，即eNNII? ? 。 一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)的條件和項(xiàng)目 按正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開(kāi)斷電流等選擇。 6. 電流互感器 將主回路中的大電流變換成小電流信號(hào)，供計(jì)量和繼電保護(hù)用。 4. 避雷器 避雷器主要用來(lái)抑制架空線路和母線上的雷電過(guò)電壓和操作過(guò)電壓保護(hù)電氣設(shè)備免受損害。 2. 隔離開(kāi)關(guān) 沒(méi)有滅弧裝置，僅當(dāng)電氣設(shè)備停電檢修時(shí)，用來(lái)隔離電源，造成一個(gè)明顯的斷開(kāi)點(diǎn)。線路正常時(shí)，用來(lái)通斷負(fù)荷電流；線路短路時(shí)，在保護(hù)裝置的作用下用來(lái)切斷巨大的短路電流。 下面介紹主要的一次設(shè)備和用途。 高壓開(kāi)關(guān)柜是變電所的主要一次成套設(shè)備。 1 / 0 . 33 2 / 1 . 593 / 84 / 8k 1 k 2k 1k 2 圖 42 短路等效電路圖 k1 故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算 1. 總電抗標(biāo)幺值 *2*1* )1( ??????? XXX k 2. 三相短路電流周期分量有效值 kAkAXII kdk * )1(1)3( 1 ??? ??? 3. 其他短路電流 kAIII k )3( 1)3(3 ???? ??）（ kAIi sh 3)3( ????? ）（ kAII sh 3)3( ????? ）（ 4. 三相短路容量 M V AM V AXSS kdk * )1()3( 1 ??? ??? k2 故障點(diǎn)的短路電流計(jì)算 1. 總電抗標(biāo)幺值 *4*3*2*1* )2( ???????? XXXXX k? 2. 三相短路電流周期分量有效值 kAkAXII kdk * )2(2)3( 2 ??? ?? ? 3. 其他短路電流 kAIII k )3( 2)3(3 ???? ??）（ kAIi sh 3)3( ????? ）（ kAII sh 3)3( ????? ）（ 4. 三相短路容量 M V AM V AXSS kdk * )2()3( 2 ??? ??? 計(jì)算結(jié)果綜合如表 43所示。500 100*1 ?? AMV AMVX 2. 架空線路的電抗標(biāo)幺值 架空線路初選 LJ120，驗(yàn)證在第 6 章進(jìn)行。 架 空 線 l = 5 k mQ FK 1 k 21 0 k V 3 8 0 V 圖 41 短路計(jì)算電路 確定基準(zhǔn)值 設(shè) dS 100MV A??， d1 c= = 105 % 10 k 10. 5kVU U V??， 低壓側(cè) d2= ， 則基準(zhǔn)電流： kAMV AUIdd1d1 ???? kAkVMV AUSIddd 22???? 計(jì)算短路電路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值 1. 電源的電抗標(biāo)幺值 由任務(wù)資料斷路器容量為 AMVSOC = 300 ，因此 繪制計(jì)算電路圖 短路點(diǎn) k1， k2取變壓器兩側(cè)。 在標(biāo)幺值法中，參與運(yùn)算的物體量均用其相對(duì)值。 短路電流計(jì)算 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法和標(biāo)幺值法兩種。對(duì)于工廠供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)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(jiǎn)，求出其等效總阻抗。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(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。 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。 主接線電路圖如圖 32所示。但可靠性較低，但如果高低壓側(cè)有與其他的變電所相連的聯(lián)絡(luò)線時(shí)，則供電可高性將得到大大的提高。缺點(diǎn)：在高壓母線或電源進(jìn)線進(jìn)行檢修或發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)變電所仍需停電。 方案 Ⅲ ： 高壓采用 單母線、低壓?jiǎn)文妇€分段。 優(yōu)點(diǎn)：具有單母線分段全部?jī)?yōu)點(diǎn)，在檢修斷路器時(shí)不至中斷對(duì)用戶供電。 缺點(diǎn) ： 當(dāng)一段母線或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)該母線各出線須停電 ； 當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越 ； 擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。 方案 Ⅰ ： 高、低壓 側(cè)均采用 單母線分段 。 變電所主接線方案的選擇 母線制是指電源進(jìn)線與各饋出線之間的連接方式。 (3) 靈活性：靈活就是在保障安全可靠的前提下主接線能夠適應(yīng)不同的運(yùn)行方式。 3. 主接線設(shè)計(jì)的基本要求： (1) 安全性：安全包括設(shè)備安全和人身安全。 (3) 負(fù)荷大小和重要性。 2. 在選擇電氣主接線時(shí)的設(shè)計(jì)依據(jù) (1) 變電所所在電力系統(tǒng)中的地位和作用。它表明各種一次設(shè)備的數(shù)量和作用，設(shè)備間的連接方式，以及與電力系統(tǒng)的連接情況。 變電所主接線的選擇 變電 所主 接 線的選擇原則 1. 變電所中的一次設(shè)備、按一定要求和順序連接成的電路，稱為電氣主接線，也成主電路。 主變壓器的聯(lián)結(jié)組別均采用 Yyn0。 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(lái)承擔(dān)。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(lái)承擔(dān)。 (3) 中負(fù)荷較大，例如大于 1250kVA。 (1) 大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷。 圖 31 廠區(qū)供電線纜規(guī)劃圖 變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇 1. 變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇依據(jù) 主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)符合特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求進(jìn)行選擇。其設(shè)立位置參見(jiàn)圖 31。工廠的負(fù)荷中心按功率矩法來(lái)確定。 無(wú)功補(bǔ)償后工廠 380V 側(cè)和 10kV 側(cè)的負(fù)荷計(jì)算如表 22所示。 )1(30 ??? AUSIN 39。 無(wú)功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： k V Ak V AS 6 8)4 5 9 1(6 5 3 2239。 因此，其電容器的個(gè)數(shù)為： 950450 ??? cc qQn ?？紤]到變壓器本身的無(wú)功功率損耗Δ QT遠(yuǎn)大于其有功功率耗損Δ PT,一般TT PQ ??? )5~4( ，因此，在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于 ，這里取 cos ?? 。 無(wú)功功率補(bǔ)償 在《供電營(yíng)業(yè)規(guī)則》中規(guī)定：“用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定： 100kVA 以及以上電壓供電的用戶功率因數(shù)為 以上，其他電力用戶和 大、中型電力排灌站、躉購(gòu)轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為 以上”，基于此，我們?nèi)?cos? 應(yīng)大于 。 本設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際情況，采用需要系數(shù)法確定。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不甚懸殊時(shí)，通常都采用需要系數(shù)法計(jì)算； 二次項(xiàng)系數(shù)法：將符合分為基本負(fù)荷和附加負(fù)荷，后者考慮一定數(shù)量大容量設(shè)備影響。 我國(guó)目前普遍采用的確定設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法兩種，而前者應(yīng)用最為普遍。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi) 電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。 尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù) 1秒左右的最大負(fù)荷電流。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度為 5km，電纜線總長(zhǎng)為 2km。該饋線由 4km 長(zhǎng)的架空線和 長(zhǎng)的電纜線組成。 表 11 車(chē)間負(fù)荷情況 車(chē)間 設(shè)備類(lèi)別 各機(jī)械組代號(hào) 設(shè)備容量 Pe/kVA 需要系數(shù) dK cos? 1 動(dòng)力 180 75 2 動(dòng)力 182 156 照明 187 12 3 動(dòng)力 159 135 照明 8 4 動(dòng)力 180 147 10 供電電源情況 按照工廠與供電部門(mén)簽訂的供電協(xié)議規(guī)定，本廠可從 遠(yuǎn)的地區(qū)變電所取得35kV 的電源，該饋線首端所裝設(shè)的高壓斷路器斷流容量為 300MV供電部門(mén)對(duì)功率因數(shù)的要求值： 10kV 供電時(shí)， cos ?? 。電氣照明設(shè)備為單相，額定電壓為 220V。 負(fù)荷情況 本廠多數(shù)車(chē)間為三班制，最大負(fù)荷利用小時(shí) hT 5000max ? ，除 3車(chē)間部分設(shè)備屬二級(jí)負(fù)荷外，其它均屬三級(jí)負(fù)荷。 (4) 工廠供電設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)、近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性 [1]。技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，設(shè)計(jì)中應(yīng)采用符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率 高、能耗低、性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。 (2) 工廠供電設(shè)計(jì)應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全、供電可靠。 通過(guò)上述設(shè)計(jì)，基本確定了某機(jī)加工廠內(nèi)部的供配電系統(tǒng)，并且在本設(shè)計(jì)中，盡可能選擇低損耗電氣設(shè)備，以節(jié)約電能，體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)思想。 其次，本文設(shè)計(jì)了廠區(qū)供電和配電網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行了車(chē)間變電所以及車(chē)間配電系統(tǒng)和車(chē)間電氣照明設(shè)計(jì)，按照經(jīng)濟(jì)電流密度法，選擇了合適的導(dǎo)線和電纜，通過(guò)合理設(shè)置短路點(diǎn)，進(jìn)行正確的短路電流計(jì)算，進(jìn)行了 主要電氣設(shè)備的選型和校驗(yàn)。變電站綜合自動(dòng)化也采用了新的技術(shù)全分散式變電站自動(dòng)化系統(tǒng)和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 第一章 變電站的規(guī)劃原則和初始數(shù)據(jù) 變電站的規(guī)劃原則 變電所是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故；可靠：應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求；優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求； 經(jīng)濟(jì)：供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少 有色金屬的消耗量。由于能源節(jié)約是工廠供電工