【正文】 5 直流屏 11 要求閱讀或檢索的參考資料及文獻(xiàn)： [1]蘇文成 .工廠供電 .陜西：機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 [2]牛新國(guó) .電工技術(shù)常用公式與數(shù)據(jù)手冊(cè) .北京：金盾出版社， 1993 [3]胡慶生 .現(xiàn)代電氣工程實(shí)用技術(shù)手冊(cè) .北京：機(jī)械出版社， 1981 [4]夏天偉，丁明道 .電器學(xué) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 [5]國(guó)家機(jī)械工業(yè)委員會(huì) .高壓電器產(chǎn)品樣本 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1986 [6]中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化部 . 電力工程標(biāo)準(zhǔn)匯編 .北京：中國(guó)電力出版社，1996 [7]徐志強(qiáng) .建筑電氣設(shè)計(jì)技術(shù) .廣州：華南理工大學(xué)出版社， 1994 [8]丁硫山 .變電所設(shè)計(jì) .沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)出版社， 1992 [9]焦留成 .實(shí)用供配電技術(shù)手冊(cè) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020 [10]姜勇，楊杰 .AutoCAD 中文版機(jī)械制圖實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練 .北京：人民郵電出版社， 2020 [11]韓永盛 . 常用電氣線路 100 例 .北京：金盾出版社， 1989 設(shè)計(jì)（論文）成果要求： 一、內(nèi)容要求 1份； 部分電氣主接線圖 1份。 進(jìn)度及要求 起止日期 要求完成的內(nèi)容及質(zhì)量 ～ 學(xué)習(xí)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)書(shū)和指導(dǎo)書(shū)、查閱文獻(xiàn)、調(diào) 查分析、收集原始資料，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告； ～ 設(shè)計(jì)某樓宇配電系統(tǒng)一次部分； ～ 撰寫(xiě) 畢業(yè) 設(shè)計(jì)說(shuō)明 書(shū)，繪制配電系統(tǒng)一次部分電氣主接線圖； ～ 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。由于配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容多、范圍廣、邏輯性強(qiáng)，因此要求設(shè)計(jì)者有較高的專業(yè)水平，并熟悉各種設(shè)計(jì)規(guī)程和設(shè)計(jì)原理，工作量比較大。質(zhì)高價(jià)低的產(chǎn)品，即節(jié)能又不污染環(huán)境的產(chǎn)品最受歡迎。所以在電氣行業(yè)中，任何一個(gè)新的配電工程都需要根據(jù)各方面的要求來(lái)具體的設(shè)計(jì)，盡管工作量很大，但是對(duì)電能使用上可以做到安全、穩(wěn)定、節(jié)能并可持續(xù)發(fā)展。其中變壓器的選型又包括變壓器臺(tái)數(shù)的確定、變壓器容量的選擇等。 智能化是電氣設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)，但各式各樣的智能控制都是要建立在合理的電氣線路的基礎(chǔ)上的。 對(duì)于設(shè)計(jì)中存在的不足，敬請(qǐng)老師和讀者批評(píng)指正。因此，得到可靠、安全、合理、經(jīng)濟(jì)的方案是設(shè)計(jì)工作的核心內(nèi)容。初步設(shè)想應(yīng)從高壓網(wǎng)上引進(jìn)至高壓室，在進(jìn)行計(jì)量后送入變電室，經(jīng)變電后送到低壓室對(duì)各設(shè)備進(jìn)行配電。它主要介紹了 變壓器的選擇 及電氣主接線設(shè)計(jì) 、 短路 電流的 計(jì)算 、 電氣 設(shè)備的選擇 三 大章。 [關(guān)鍵詞 ]： 配電工程； 電氣主接線 ；短路電流 計(jì)算 ；電氣設(shè)備的選 1 第 1 章 變壓器的選擇和電氣主接線的設(shè)計(jì) 變壓器是將某一等級(jí)的 交流電壓變?yōu)轭l率相同的另一種或幾種等級(jí)的交流電壓，但 不改變傳輸容量的電氣設(shè)備。按冷卻條件可分為油浸風(fēng)冷式等多種。除電力變壓器外，還有供特殊用途的變壓器，如互感器、整流變壓器、高壓試驗(yàn)變壓器、電焊變壓器以及工均勻連續(xù)調(diào)壓使用的調(diào)壓變壓器等。它的設(shè)計(jì)是發(fā)電廠或變電所電氣設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，與全廠電氣設(shè)備的選擇，配電裝置的布置，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定密切相關(guān)，直接影響著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 因此，電氣主接線的設(shè)計(jì)是一個(gè)全面、綜合性的問(wèn)題，必須在滿足國(guó)家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的前提下，結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電所的具體情況，進(jìn)行反復(fù)比較和優(yōu)化，最后確定電氣主接線的最佳方案，力求使其技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠。 所以根據(jù)以上分析，選三臺(tái)變壓器最為適宜。? = tan? =， tan? ’= 根據(jù)公式： QC=PZ(tan? tan? ’) [2] （ 11） 其中： QC—— 靜電電容器補(bǔ)償容量，（ kvar）； PZ—— 此組設(shè)備有功功率計(jì)算負(fù)荷，（ kW）。接線方式：選用三角形接線方式。 經(jīng)人工補(bǔ)償后： 有功功率： Pm=455kW 3 無(wú)功功率： Qm=114 kvar 視在功率： Sm= 22 mm QP ? = 功率因數(shù)： ?? mmSP?cos 因此，功率因數(shù)大于 ，符合設(shè)計(jì)要求。mP =Pm+Δ Pt=（ kW） 39。mS = 239。 mm QP ? = 由以上計(jì)算得，第一臺(tái)商城用變壓器的容量應(yīng)滿足： Sb≥?cos39。msb SK ? Ksb： 事故時(shí)負(fù)荷保證系數(shù)一般取 ?cos ： 考慮人工補(bǔ)償和變壓器損失后的功率因數(shù) 這里取 Ksb=1，代入數(shù)據(jù)得 Sb1≥ 則初選容量為 用同樣方法可求得正常狀態(tài)下第二、三組的設(shè)備計(jì)算容量。mP ( kW) 945 估算的無(wú)功功率 39。mS (kVA) 680 995 估算的功率因數(shù) cos? 初選容量 (kVA) 680 995 根據(jù)以上數(shù)據(jù)可確定 3變壓器的額定容量分別為 1000kVA、 1000kVA、1250kVA。而 1變壓器額定容量選為 1000kVA，是為了保證當(dāng) 3變壓器發(fā)生故障時(shí)，能使其負(fù)荷倒換到 1變壓器上，并滿足容量 要求，減小停電范圍，減少經(jīng)濟(jì)損失。 5 因此， Q2′ =473100=373kvar 得 出 S2= 22239。 當(dāng) 1變壓器發(fā)生故障時(shí)， 3變壓器為 1變壓器的西樓電梯，消防卷簾排風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)，生活泵提供備用，應(yīng)檢查其是否滿足要求： 則有 P3=900+28+60+48+82=1118 kW Q3=432+50+45+36+62=625 kvar 而無(wú)功補(bǔ)償為 150kvar，則： Q3′ =625150=475 kvar 得出 S3= 22239。 根據(jù)以上計(jì)算與分析，本設(shè)計(jì)選取 3變壓器的型號(hào)分別為： SG101000kVA/10kV/， SG101000kVA/10kV/， SG101250kVA/10kV/。即以最大負(fù)荷時(shí)一臺(tái)變壓器工作的情況進(jìn)行計(jì)算，此時(shí)，負(fù)荷率為： ? =bSSmax （ 15） 在三個(gè)變壓器中，在 2變壓器出現(xiàn)故障時(shí)， 3變壓器的負(fù)荷達(dá)到最大，且 3變壓器的負(fù)荷量較大一些；所以就以 2變壓器出現(xiàn)故障時(shí)， 1變壓器的負(fù)荷舉例計(jì)算。 此 樓宇 配電采用的三臺(tái)變壓器互為暗備用，須考慮在某臺(tái)變壓器發(fā)生故障時(shí)還能正常運(yùn)行，極限容量的需求， 故所選變壓器和電容器均滿足要求。主接線的正確、合理設(shè)計(jì)，必須綜合處理各個(gè)方面的因素，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)論證比較后方可確定。 本 節(jié) 以電氣主接線的設(shè)計(jì)為中心，從工程觀點(diǎn)出發(fā)，介紹對(duì)主接線的基本要求、典型接線形式 ， 綜合闡述了各種類型電氣主接線的特點(diǎn) 。 主接線的基本形 式，就是主要電氣設(shè)備常用的幾種連接方式。 一、 單母線接線 ，如圖 11所示 圖 11 單母線接線 9 當(dāng)進(jìn)線和出線回路數(shù)不止一回時(shí)，為了適應(yīng)負(fù)荷變化和設(shè)備檢修的需要，使每一回路引出線均能從任一電源取得電能，或任一電源被切除時(shí)，仍能保證供電，在引出回路與電源回路之間，用母線連接?？煽啃院挽`活性較 差。 （ 1） 單母線接線不能滿足對(duì)不允許停電的重要用戶的供電要求，一般用于 6～220kV 系統(tǒng)中，出線回路較少，對(duì)供電可靠性要求不高的中、小型發(fā)電廠與變電站中。 正常運(yùn)行時(shí)，單母線分段接線有兩種 運(yùn)行方式： （ 1） 分段斷路器閉合運(yùn)行： 運(yùn)行中，當(dāng)任一段母線發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置動(dòng) 10 作跳開(kāi)分段斷路器和接至該母線段上的電源斷路器，另一段則繼續(xù)供電。但是線路故障時(shí)短路電流較大。每個(gè)電源只向接至本段母線上的引出線供電。分 段斷路器斷開(kāi)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)是可以限制短路電流。兩段母線可看成是兩個(gè)獨(dú)立的電源，提高了供電可靠性，可對(duì)重要用戶供電。任一支路斷路器檢修時(shí)，該支路必須停電。 三、單斷路器的 雙母線接線 ，如圖 13所示 圖 13單斷器的 雙母線接線 11 兩組（ IWB 和Ⅱ WB）母線通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器 0QF（即母聯(lián)斷路器）連接；每一條引出線（ L L L L4）和電源支路（ 5QF、 6QF）都經(jīng)一臺(tái)斷路器與兩組母線隔離開(kāi)關(guān)分別接至兩組母線上。可輪流檢修母線而不影響正常供電。 （ 2）靈活性好。通過(guò)操作可以組成如下運(yùn)行方式： 1）母聯(lián)斷路器斷開(kāi)，進(jìn)出線分別接在兩組母線上，相當(dāng)于單母分段運(yùn)行； 2）母聯(lián)斷路器斷開(kāi)，一組母線運(yùn)行，一組母線備用； 3）兩組母線同時(shí)工作，母聯(lián)斷路器合上，兩組母線并聯(lián)運(yùn)行，電源和負(fù)荷平均分配在兩組母線上，這是雙母線常采用的運(yùn)行方式。向雙母線的左右任一方向擴(kuò)建，均不影響兩組母線的電源和負(fù)荷的均勻分配，不會(huì)引起原有電路的停電。 （ 5）設(shè)備較多、配電裝置復(fù)雜，運(yùn)行中需要用隔離開(kāi)關(guān)切換電路，容易引起誤操作；同時(shí)投資和占地面積也較大。一般用于引出 線和電源較多、輸送和穿越功率較大、要求可靠性和靈活性較高的場(chǎng)合。 由于此 樓宇 是大型建筑，所以用電負(fù)荷按電力負(fù)荷的分級(jí)為二級(jí)負(fù)荷 和 三級(jí)負(fù)荷 。 其 配電室平面布置圖 、高壓一次系統(tǒng)圖、電氣主接線圖 詳 見(jiàn)附錄 3。短路將使系統(tǒng)的電壓急劇下降，而短路回路中的電流則大大增加，可能使電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行遭到破壞和電氣設(shè)備遭到損壞。 計(jì)算短路電流的目的 有， 在設(shè)計(jì)電氣主接線的時(shí)候，為了比較各種方案，確定某 種接線方式是否有必要采取限制短路電流的措施等，需要計(jì)算短路電流； 在進(jìn)行電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的選擇是，為了保證各種電氣設(shè)備和導(dǎo)體在正常運(yùn)行時(shí) 和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又要力求節(jié)約，減少投資，需要根據(jù)短路電流對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定的效驗(yàn) ； 在選擇繼電保護(hù)裝置及進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，必須以各種不同類型短路時(shí)的短路電流作為依據(jù) ； 設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，要按短路條件效驗(yàn)導(dǎo)線的相間、相對(duì)地的安全距離 ； 進(jìn)行電力系統(tǒng)及故障分析等。 ，首先根據(jù)電氣設(shè)備選擇效驗(yàn)或繼電保護(hù)所需要的短路電流在電力系統(tǒng)接線圖中確定各短 路點(diǎn)，并作出計(jì)算電路圖；再按各短路點(diǎn)位置作出等值電路圖；然后利用網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化規(guī)則，將等值電路逐步化簡(jiǎn)，求出短路回路總電抗：最后根據(jù)總電抗即可求出短路電流值。 14 1．先選定基準(zhǔn)容量 jS （ kVA）和基準(zhǔn)電壓 jU （ kV），根據(jù)jjj USI 3? 求出基準(zhǔn)電流值。 最大運(yùn)行方式： ??31k 點(diǎn)： ? ? *1*13 1?? ?? MMz XI= ? ? ? ? kAIII jMzMz ????? ?? ? ? ? ? Mzsh Ii ?? 1331 = ? ? ? ? jMzk SIS ?? ?*3131 = 100=112MVA 最小運(yùn)行方式時(shí)： ? ? *1*13 1?? ?? MMz XI=1／ = ? ? ? ? 11313 jMzMz III ?? ?? = = 同理可得 16 ??32k 點(diǎn)： ? ? *2* .23 1?? ?MMz XI= ? ? ? ? kAIII jMzMz ????? ?? ? ? ? ? Mzsh Ii ?? 2331 = = ? ? ? ? jMzk SIS ?? ?*3231 = 100= 最小運(yùn)行方式時(shí)： ? ? *2*23 1?? ?? MMz XI=1／ 7= ? ? ? ? jMzMz III ??? = = ??33k 點(diǎn)： ? ? *3*.33 1?? ?MMz XI= ? ? ? ? kAIII jMzMz ????? ?? ? ? ? ? Mzsh Ii ?? 3331 == ? ? ? ? jMzk SIS ?? ?*3331 = 最小運(yùn)行方式時(shí)： ? ? *3*33 1?? ?? MMz XI= ? ? ? ? jMzMz III ??? = 17 ??34k 點(diǎn)： ? ? *.4*43 1??? MMz XI=1／ = ? ? ? ? kAIII jMzMz 4 41 7 ????? ??? ? ? ? ? Mzsh Ii ?? 4331 = = kA ? ? ? ? jMzk SIS ?? ?*3431 = 100= 最小運(yùn)行方式時(shí)： ? ? *.4*43 1??? MMz XI=1／ = ? ? ? ? 14343 jMzMz III ?? ?? = = 以此計(jì)算可知表 21的數(shù)據(jù)。 [2] 按經(jīng)濟(jì)電流密度初選各段導(dǎo)線截面為： S1=jJI1 = mm2= S1=jJI1 == 因此， 高壓側(cè)選擇 35mm2的鋁芯電纜，低壓側(cè)選擇 900mm2的鋁芯電纜。 3） 3變壓器所聯(lián)設(shè)備線路末端 高壓側(cè) hI3 = 低壓側(cè) lI3 = 按經(jīng)濟(jì)電流密度初選各段導(dǎo)線截面為： 高壓側(cè) S3=jJI1 =mm2=／ =42 mm2 低壓側(cè) S3=jJI1 = mm2=／ =42 mm2 因此， 高壓側(cè)選擇 45mm2的鋁芯電纜 ,低壓側(cè)選擇 1200 mm2的鋁芯電纜。 1）長(zhǎng)度估算 從電力系