【正文】 ????????????? ??? 21 高低壓母線的選擇 ?????????????????????? 21 5 防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì) …………………………………………………… 23 變電所防雷保護(hù) ???????????????????????? 23 接地裝置 ?? ????????? ???????????????? 23 結(jié)論 ………………………………………………………………………………… 24 致謝 ………………………………………………………………………………… 25 參考文獻(xiàn) …………………………………………………… ……………………… 26 附錄 主接線圖…………………………………………………………………… 27 1 緒 論 供配電技術(shù)，就是研究電力的供應(yīng)及分配的問題。沒有電力，就沒有國民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化。因此，電力供應(yīng)如果突然中斷，則將對這些用電部門造成嚴(yán)重的和深遠(yuǎn)的影響。 供配電工作要 很好的為用電部門及整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)服務(wù)，必須達(dá)到以下的基本要求： 安全 —— 在電力的供應(yīng)、分配及使用中，不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 優(yōu)質(zhì) —— 應(yīng)滿足電力用戶對電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量的要求。 另外，在供配電工作中，還應(yīng)合理的處理局部和全局，當(dāng)前與長遠(yuǎn)的關(guān)系，即要照顧局部和當(dāng)前利益，又要有全局觀點(diǎn)，能照顧大局，適應(yīng)發(fā)展。采用無功補(bǔ)償，提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，不僅可以節(jié)能，減少線路壓降，提高供電質(zhì)量，還 可以提高系統(tǒng) 供電的裕量。 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容包括設(shè)備功率計(jì)算，計(jì)算負(fù)荷，一、二級負(fù)荷和平均負(fù)荷等內(nèi)容。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)際變動負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。 負(fù)荷計(jì)算的目的是為了合理的選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線、開關(guān)電器、變 壓器等元件、整定繼電保護(hù) 計(jì)算負(fù)荷的確定 計(jì)算負(fù)荷的方法主要有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。 凡是民用建筑中的負(fù)荷，一般都是用需要系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算的。本次設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法來確定計(jì)算負(fù)荷。A I30 = S30∕ 3 UN ≈ 5160A cosφ= P30/S30= 3072∕ 3396≈ 無功功率補(bǔ)償 工廠中由于有大量的感應(yīng)電動機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐及氣體放電燈等 感性負(fù)荷，還有感性的電力變壓器，從而使功率因數(shù)降低。 圖 11功率因數(shù)提高與無功功率和視在功率變化的關(guān)系 上圖表示功率因數(shù)提高與無功功率和視在功率變化的關(guān)系。相應(yīng)地負(fù)荷電流 30I 也得以減小，這將使系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗相應(yīng)降低，既節(jié)約了電能，又提高了電壓質(zhì)量，而且可選較小容量的供電設(shè)備和導(dǎo)線電纜，因此提高功率因數(shù)對供電系 統(tǒng)大有好處。綜合考慮在這里采用并聯(lián)電容器進(jìn)行高壓集中補(bǔ)償。A 變壓器的功率損耗為： △ QT = S30′= 3234 =194Kvar △ PT = S30′= 3234 =49kW 變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為： P30′= 3072+49=3121kW Q30′= (1491480)+ 194= 1205Kvar S30′ = 22 12053121 ? = 3346KV 7 2 變電所和主變壓器及主接線方案選擇 變配電所是電力網(wǎng)的重要組 成部分，承擔(dān)著電網(wǎng)電壓的變換和電能傳輸任務(wù)。本設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循變電所各個(gè)部分設(shè)計(jì)的原則，選擇出適合本工廠 供配電方式的方案。 ⑵ 進(jìn)出線方便。 ⑷ 設(shè)備運(yùn)輸方便。 ⑹ 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。 ⑻ 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)的正上方和正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。 ⑽ 不應(yīng)妨礙其他建筑物的發(fā)展，并適當(dāng)考慮今后的擴(kuò)建。 屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。 負(fù)荷較大的地方，宜設(shè)附設(shè)式或半露天式變電所。 負(fù)荷小而分散的生活區(qū)，或需要遠(yuǎn)離有易燃易爆危險(xiǎn)及有腐蝕性時(shí)，宜設(shè)獨(dú)立變電所。 當(dāng)變壓器容量在 350kVA 及以下時(shí)，宜設(shè)桿上式變電臺或高臺式變電所。值班室應(yīng)靠近高低壓配電室，而且有門直通。 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。條件許可的，可單設(shè)工具材料室或維修間。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。高壓低壓配電室的電容室的門應(yīng)朝值班室開或朝外開。在炎熱地區(qū)應(yīng)避免朝西開門。當(dāng)采用雙層布置時(shí)，變壓器應(yīng)設(shè)在底層。 9 所以帶電部分離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)的規(guī)程的要求，以確保運(yùn)行安全。 考慮變壓器低壓出線通常是采用矩形裸母線，因此變壓器的安裝位置，即為變壓器室，宜 靠近低壓配電室。 ⑷ 節(jié)約土地和建筑費(fèi)用 值班室可以與低壓配電室合并，這時(shí)低壓配電室面積適當(dāng)增大，以便安置值班室的桌子或控制臺，滿足運(yùn)行值班的要求。不帶可燃性油的高、低壓配電裝置和非油浸電力變壓器，可設(shè)置在同一房間內(nèi)。 周圍環(huán)境正常的變電所，宜采用露天或半露天變電所。 ⑸ 適應(yīng)發(fā)展要求 變 壓器室應(yīng)考慮到擴(kuò)建時(shí)有更換大一級容量的變壓器的可能。即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。 10 ⑵ 選擇兩臺：供含有大量一、二級負(fù)荷的變電所；總計(jì)算負(fù)荷大于 1250KVA的三級 負(fù)荷變電所；季節(jié)性負(fù)荷變化較大，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)上考慮運(yùn)行有利的三級負(fù)荷變電所。 主變壓器容量的選擇 ⑴ 裝有一臺主變壓器的場所 主變壓器容量 NTS? 應(yīng)不小于總的計(jì)算負(fù)荷 30S ，即 NT 30SS? ? （ 21） ⑵ 裝有兩臺主變壓器的場所 每臺主變壓器容量 NTS? 不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷 30S 的 60%~70%， 即 N T 30S ( ~ )S? ? （ 22） 同時(shí)每臺變壓器容量不應(yīng)小于全部一、二級負(fù)荷的 計(jì)算負(fù)荷之和 30 +S（ Ⅰ Ⅱ ） ， 即 N T 30 +SS? ? （ Ⅰ Ⅱ ） （ 23） 由于 S30=3396 KV 則 ST≥（ ～ ） 3396=（ ～ ） KV 主變壓器聯(lián)絡(luò)組均采用 Yyn0。它是電氣設(shè)備選擇及確定配電裝置安裝方式的依據(jù)，也是運(yùn)行人員進(jìn)行各種倒閘操作和事故處理的重要依據(jù)。電氣主結(jié)線圖通常以單線圖形式表示。 ⑴ 可靠性 11 供電可靠性是指能夠長期、連續(xù) 、正常地向用戶供電的能力 ,是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線的設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足這個(gè)要求。顯然 ,這些都會導(dǎo)致費(fèi)用的增加 ,與經(jīng)濟(jì)性的要求發(fā)生矛盾。 ⑵ 靈活性 ①滿足調(diào)度時(shí)的靈活性要求。 ②滿足檢修時(shí)的靈活性要求。 ③滿足擴(kuò)建時(shí)的靈活性要求。從初期的主接線到最終方案的確定，每次過渡都應(yīng)比較方便，對已運(yùn)行部分影響小，不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，并且對一次和二次部分的改建工作量最少。欲使主接線可靠、靈活，必然要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動裝置，從而導(dǎo)致投資費(fèi)用的增加。一般應(yīng)當(dāng)從以下幾方面考慮。主接線應(yīng)簡單清晰，并要適當(dāng)采取限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器的數(shù)量、選用價(jià)廉的電器或輕型電器，以便降低投資。 ③占地面小。對大容量電廠或變 12 電站，在可能和允許的條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資建設(shè)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。采用主接線一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓主接線 ，如下圖所示： 圖 21單母線分段接線圖 圖 22內(nèi)橋式接線圖 13 3 短路電流的計(jì)算 “短路”是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的一種故障。電網(wǎng)正常運(yùn)行的破壞大多數(shù)是由短路故障引起的。 計(jì)算短路電流的目的 ⑴ 為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)選擇電氣設(shè)備時(shí)，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗(yàn)，以保證該設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊。 標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流的方 法與步驟 ⑴ 繪制電路圖，選短路計(jì)算點(diǎn)。 ⑵ 設(shè)定基準(zhǔn)容量 dS 和基準(zhǔn)電壓 dU ，并計(jì)算基準(zhǔn)電流 dI 。因此短路基準(zhǔn)電流為 dd dcS 1 0 0 M V AI = =3 U 3 U （ 31） ⑶ 計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)幺值（一般只計(jì)電抗標(biāo)幺值） ①電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值 * 1 0 0 M V AX dS oc ocSSS?? （ 32） 式中 ocS — 電力系統(tǒng)出口短路器的斷流容量，單位為 MVA ②電力線路的電抗標(biāo)幺值 *00221 0 0 M V AX dWL ccSX l X lUU?? （ 33） 式中 cU — 線路所在電網(wǎng)的短路計(jì)算電壓，單位為 kV， cNU = 。 ③電力變壓器的電抗標(biāo)幺值 * %%X100k d kT NNU S USS?? （ 34） 式中 %kU — 變壓器的短路電壓（又稱阻抗電壓）百分值； NS — 變壓器的額定容量（單位為 kVA，但在此式應(yīng)化為與同單位的 MVA）。采用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)，無論電路中有幾個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)，均只需繪一個(gè)等效電路。分別對各短路計(jì)算點(diǎn)各短路電流 (3)kI 、 3I??（ ） 、 (3)I? 、 3shi（ ） 和 (3)shI等。 圖 31 等效電路圖 15 ⑵ 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值 設(shè) dS =100MVA ， d c NU =U 5U? ，即高壓側(cè) 1 kV? ，低壓側(cè) 2 kV? ，則 dd1 d1S 1 0 0 M V AI = = 5 . 53 U 3 1 0 . 5 kAkV ?? dd2 d2S 1 0 0 M V AI = = 1 4 43 U 3 0 .4 kAkV ?? ⑶ 計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)