【正文】 式中， △ UAC%—— 線路實(shí)際的電壓損耗； P、 Q—— 干線上總的有功負(fù)荷和無功負(fù)荷； l—— 線路的長度； Ro、 Xo—— 線路單位長度的電阻和電抗； UN—— 線路的額定電 壓。戶外架空線路采用的鋁絞線導(dǎo)電性能好，重量輕，對風(fēng)雨作用的抵抗力強(qiáng)，但對化學(xué)腐蝕作用的抵抗力較差，多用在 10KV 及以下線路上，其桿距不超過 100～ 125m。此種導(dǎo)線的外圍用鋁線 [9]，中間線芯用鋼線，解決了鋁絞線機(jī)械強(qiáng)度差的缺點(diǎn)。在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的場所和35KV 及以上的架空線路上多被選用。銅絞線導(dǎo)電性能好，對風(fēng)雨及化學(xué)腐蝕作用的抵抗力強(qiáng)，但造價(jià)高，且密度過大，選用要根據(jù)實(shí)際需要而定。由此，工廠總配電有多種方案，現(xiàn)對其中四種方案作技術(shù)及經(jīng)濟(jì)分析，以確定最優(yōu) 的結(jié)線方案。所有用電設(shè)備及電源進(jìn)線都連接在單母線上。 方案Ⅲ：單母線（斷路器）分段結(jié)線方式 電源進(jìn)線為 10KV 雙回路架空線路，其中一回與 、無功補(bǔ)償連接在一段母線上，兩段母線中間用斷路器連接。 方案Ⅳ：雙母線結(jié)線方式 主電源和備用電源分別接在各自獨(dú)立的母線上，平時(shí)互為備用，當(dāng)其中某一母線或電源進(jìn)線發(fā)生事故時(shí)，由自動投入裝置把負(fù)荷轉(zhuǎn)到備用母線上，保證供電的可靠性。 （ 2） 配電裝置少，節(jié)省投資。 某高壓變電所主接線設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 45 頁 缺點(diǎn)： （ 1） 供電可靠性不高，當(dāng)母線故障時(shí)將全廠停電。 （ 3） 線路運(yùn)行功率大（集中一回線路供電），損耗也大。 （ 2） 運(yùn)行靈活。 （ 4） 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性好。 缺點(diǎn)： （ 1） 供電可靠性稍差。 （ 3） 設(shè)備分工散，不利于管理。 （ 2） 運(yùn)行靈活。 （ 4） 配電設(shè)備集中管理，易于實(shí)現(xiàn)自動化。 （ 2） 結(jié)線較復(fù)雜，投資大。 方案Ⅳ：雙母線結(jié)線方式 優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 供電可靠性較高。 某高壓變電所主接線設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 45 頁 （ 3） 配電設(shè)備集中管理，易于實(shí)現(xiàn)自動化。 （ 2） 結(jié)線復(fù)雜，繼保裝置多，投資大。 通過對上述配電方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析，并結(jié)合本廠負(fù)荷實(shí)際要求，方案Ⅲ、方案Ⅳ在技術(shù)上較優(yōu)。 結(jié)線方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析： 方案Ⅲ：單母線（斷路器）分段結(jié)線方式 輸電導(dǎo)線的選擇： 考慮一電源進(jìn)線故障時(shí)，另一電源進(jìn)線可正常供電，選擇電源進(jìn)線 (架空線路 )大小時(shí)是按總的計(jì)算負(fù)荷為依據(jù)計(jì)算。 由于表 836（《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 P141）查得 LGJ35型導(dǎo)線的參數(shù)為 r0=Ω /km， x0= /km。 所以，所選導(dǎo)線符合供電要求。 擬用并聯(lián)電容進(jìn)行無功補(bǔ)償，考慮到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因某高壓變電所主接線設(shè)計(jì) 第 15 頁 共 45 頁 此 380V側(cè)最大負(fù)荷進(jìn)功率因數(shù)應(yīng)稍大于 ，暫取 380V側(cè)所需無功功率補(bǔ) 償容量：按下式計(jì)算其補(bǔ)償容量（《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 P36，式 234）： Qc=P30 [tan()tan()]kvar = () = Kvar 取 Qc=830 Kvar 參照《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》圖 26，選 PGJ1型低壓自動補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為 型，采用其方案 1（主屏）與方案 3（輔屏） 8臺相結(jié)合，總共容量為 84 9=756 Kvar 補(bǔ)償后線路末端的 計(jì)算負(fù)荷為： S30=[P230+(Q30 Qc)2]1/2 =[+() 2] 1/2 = KVA 方案 IV： 輸電導(dǎo)線的選擇： 計(jì)算了變壓損耗后的廠區(qū)的計(jì)算負(fù)荷為 S30= KVA， P30= KW，Q30= Kvar。 I30= S30/( 3 U)=( 10)= A 按發(fā)熱條件架空導(dǎo)線，由表 836（《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 P141）選擇導(dǎo)線為：LGJ35型鋼芯鋁鉸線，其允許載流量為 159A，滿足要求。 由于表 836（《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 P141）查得 LGJ35型導(dǎo)線的參數(shù)為 r0= Ω /km， x0= Ω /km。 某高壓變電所主接線設(shè)計(jì) 第 16 頁 共 45 頁 所以，所選導(dǎo)線符合供電要求 [14]。 擬用并聯(lián)電容進(jìn)行無功補(bǔ)償，考慮到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V 側(cè)最大負(fù)荷進(jìn)功率因數(shù)應(yīng)稍大于 ，暫取 來計(jì)算 380V 側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量：按下式計(jì)算其補(bǔ)償容量（《工廠供電設(shè) 計(jì)指導(dǎo)》 P36，式 234）： Qc=P30 [tan()tan()]kvar = () = Kvar 取 Qc=830 Kvar 參照《工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)》圖 26，選 PGJ1型低壓自動補(bǔ)償屏，并聯(lián)電容器為 型，采用其方案 1（主屏）與方案 3（輔屏） 8臺相結(jié)合，總共容量為 84 9=756 Kvar 補(bǔ)償后線路末端的計(jì)算負(fù)荷為： S30=[P230+(Q30 Qc)2]1/2 =[+() 2] 1/2 = KVA 方案的經(jīng)濟(jì)比較 由一兩方案中輸電線路導(dǎo)線、車間變壓器、電壓互感器、電流互感器、無功補(bǔ)償裝置及避雷器等設(shè)備選擇的型號、數(shù)量及運(yùn)行狀態(tài)基本相同，故不參與經(jīng)濟(jì)比較，只比較不相同的部分。 以上兩種方案通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、操作方便、靈活性等幾方面進(jìn)行比較，方案 IV供電可靠性高，運(yùn)行靈活，但所用設(shè)備多，母線昂貴，且滿負(fù)荷運(yùn)行或率損耗大，不經(jīng)濟(jì)。 所以，通過綜合比較， 工廠的總配電所的接線采用單母線分段的接線。 某高壓變電所主接線設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 45 頁 5 工廠總配電所位置的選擇 配電所所址選擇的一般原則 變配電所所址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后確定。 ②進(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線。 ④接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所 [16] ⑤設(shè)備運(yùn)輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電 裝置的運(yùn)輸。 ⑦不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所，無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)在污染原的下風(fēng)側(cè)。 結(jié)合方案要求設(shè)計(jì)位置圖 根據(jù)前面已確定的供電方案 ,結(jié)合本廠區(qū)平面示意圖 ,考慮總降壓變電所盡量接近負(fù)荷中心 ,且遠(yuǎn)離人員集中區(qū) ,不影響廠區(qū)面積的利用 ,有利于安全等諸多因素 ,擬將決降壓變電所設(shè)在廠區(qū)東北部 ,如圖 某高壓變電所主接線設(shè)計(jì) 第 19 頁 共 45 頁 配電所位置圖 車間變電所 1 車間變電所 2 車間變電所 3 工廠總配電所 新變電所 區(qū)域變電站 某高壓變電所主接線設(shè)計(jì) 第 20 頁 共 45 頁 6 短路電流的計(jì)算 短路電流計(jì)算的目的 進(jìn)行短路電流計(jì)算的目的是為了保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行 [17]選擇電器設(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)定校驗(yàn)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)短路故障引起的發(fā)熱效應(yīng)和電動理效應(yīng)的巨大沖擊。 為了校驗(yàn)各種電器設(shè)備 ，必須找出可能出現(xiàn)的最嚴(yán)重的短路電流。 a) 繪制計(jì)算電路圖 b) 確定基準(zhǔn)值 取 100dS MV A??， 1 kV? ， 2 kV? 所以：1 1 100 5 . 5 0 03 3 1 0 . 5dd cS M V AI k AU k V?? ? ?? 2 2 100 1 4 4 . 0 0 03 3 0 . 4dd cS M V AI k AU k V?? ? ?? c) 計(jì)算短路電路中的各元件的電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng) 11100* 187100* 107MmM V AXM V AM V AXM V A????????最 大 運(yùn) 行 方 式 下 ：最 小 運(yùn) 行 方 式 下 ： 架空線路 2 2100* 0 . 3 8 ( / ) 0 . 5 0 . 1 7 2( 1 0 . 5 )M V AX k m k m kV ?? ? ? ? ? 電力變壓器 313233% 100*1 5 .625100 100 % 100*4 .5 00100 100 1% 4 100*12 .698100 100 kdNTkdNTkdNTUS M V AXS M V AUS M V AXS M V AUS M V AXS M V A??? ? ? ?????? ? ? ?????? ? ? ???車 間 變 電 所 ：車 間 變 電 所 2 ：車 間 變 電 所 3 ： 某高壓變電所主接線設(shè)計(jì) 第 21 頁 共 45 頁 d) 計(jì)算 k1 點(diǎn)（ 10。39。39。匯總?cè)绫恚邓荆? 某高壓變電所主接線設(shè)計(jì) 第 22 頁 共 45 頁 表 短路計(jì)算結(jié)果 短路電流有效值 沖擊電流 沖擊電流有效值 短路容量 Iz3/KA ish3/KA Ish3/KA Sk3/MVA 最大運(yùn)行方式下 k1 點(diǎn) k2 點(diǎn) k3 點(diǎn) k4 點(diǎn) 最小運(yùn)行方式下 k1 點(diǎn) k2 點(diǎn) k3 點(diǎn) k4 點(diǎn) 某高壓變電所主接線設(shè)計(jì) 第 23 頁 共 45 頁 7 電氣設(shè)備的選擇 根據(jù)上述短路電流 計(jì)算結(jié)呆，按正正常工作條件選項(xiàng)擇和按短路情況校驗(yàn)確定的總降壓變電所高、低壓電氣設(shè)備如下： 高壓斷路器 高壓斷路器（ QF）不僅能夠通斷正常負(fù)荷電流，而且能接通和承受一定時(shí)間的短路電流，并能在保護(hù)裝置的作用下自動跳閘切除短路故障。 高壓斷路器的選擇 高壓斷路器的指標(biāo)主要有額定電壓、額定電流、斷流容量。 ⑴ 高壓斷路器 的額定電壓須大于等于工作電網(wǎng)電壓。 (3).NQF kSS? ⑶ 其額定斷流能力 .NQFI 必須大于或等于其安裝處的最大短路電流 (3)kI 。 .. .NN QF N QF N QFUSS U? ?? 注： NU ：電網(wǎng)電壓； .NQFU ：斷路器的額定電壓。 熱穩(wěn)定度的校驗(yàn)。所以在 的電力系 統(tǒng)中，我們采用斷路器作為電路的短路、過負(fù)荷、失壓保護(hù)。 ⑸ 斷路器欠電壓脫扣器額定電壓 =線路額定電壓； ⑹ 具有短延時(shí)的斷路器，若帶欠電壓脫扣器，則欠電壓脫扣器必須是延時(shí)的，其延時(shí)時(shí)間 ≥短路延時(shí)時(shí)間； ⑺ 斷路器的分勵脫扣器額定電壓 =控制電源電壓； ⑻ 電動傳動機(jī)構(gòu)的額定工作電壓 =控制電源電壓； ⑼ 低壓斷路器可不用校驗(yàn)，若要校驗(yàn)，其方法和高壓斷路器的校驗(yàn)方法類似 熔斷器的選擇與校驗(yàn) 熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一定時(shí)間后 [20]身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開的原理制成的一種電流保護(hù)器。 熔斷器選擇方法： (1) 照明電路 熔體額定電流 ≥被保護(hù)電路上所有照明電器工作電流之和。 ② 多臺直接起動電動機(jī) 總保護(hù)熔體額定電流＝ (～ )各臺電動機(jī)電流之和。 某高壓變電所主接線設(shè)計(jì) 第 25 頁 共 45 頁 ④ 繞線式電動機(jī) 熔體額定電流＝ (～ )電動機(jī)額定電流。 (4) 并聯(lián)電容器組 熔體額定電流＝ (～ )電容器組額定電流。 (6) 電子整流元件 熔體額定電流 ≥整流元件額定電流。刀閘的主要特點(diǎn)是無滅弧能力 [21]負(fù)荷電流的情況下分、合電路。 (2) 中性點(diǎn)直接接地的普通變壓器，均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地。 (4) 接在變壓器引出線或中性點(diǎn)的避雷器可不裝設(shè)隔離開關(guān)。但為了防止雷電過電壓，也可以裝設(shè)。電流互感器的準(zhǔn)確度分為若 干等級：入 級、 級、 1 級、 2 級等。 級用于計(jì)量電費(fèi)， 1 級用于繼電保護(hù)。 電流互感器選擇的一般準(zhǔn)則： ⑴ 電流互感器額定電壓不小于裝設(shè)點(diǎn)線路額定電壓； 某高壓變電所主接線設(shè)計(jì) 第 26 頁 共 45 頁 ⑵ 根據(jù)一次負(fù)荷計(jì)算電流 30I 選擇電流互感器變比； ⑶ 根據(jù)二次回路的要求選擇電流互感器的準(zhǔn)確度并校驗(yàn)準(zhǔn)確度； ⑷ 校驗(yàn)動穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度。同時(shí)，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器二次回路是高阻抗回路，二次電流的大小由回路的阻抗決定?？梢哉f，電壓互感器是一個被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。例如，測極性、連接組別、搖絕緣、核相序等。電壓互感器二次側(cè)不允許短路。電壓互感器可以在二次側(cè)裝設(shè)熔斷器以保護(hù)其自身不因二次側(cè)短路而損壞。 電壓互感器 選擇的一般準(zhǔn)則：