【正文】 ： n=25 表2 各用電負(fù)荷計(jì)算結(jié)果用電編號(hào)負(fù)荷類別需要系數(shù)cosφtanφPC/kWQC/kvarSC/kvAIC/A1路燈2照明108083消防水泵1120901504噴霧器7254905供水站6045756瀑布7噴泉無功功率的人工補(bǔ)償裝置主要有：同步補(bǔ)償機(jī)和并聯(lián)電抗器兩種。1）受控補(bǔ)償 圖1 受控補(bǔ)償圖當(dāng)負(fù)荷較大時(shí)為了改善功率因素，同步補(bǔ)償機(jī)應(yīng)過勵(lì)運(yùn)行。同步補(bǔ)償機(jī)裝在線路上，可以達(dá)到自動(dòng)維持線路電壓接近為恒定的目的。隨著電力需求的增大，輸電電壓的不斷提高；跨區(qū)域長(zhǎng)距離的輸電線路的建設(shè)，使線路對(duì)地的充電電容顯著增大，給輸電系統(tǒng)造成了：切斷負(fù)荷產(chǎn)生工頻過電壓；單相對(duì)地短路時(shí)非故障相電壓增大；由于超前無功功率過大而使電端電壓上升等問題。 并聯(lián)電抗器接線圈有無鐵心可分為帶有氣隙的鐵心電抗器和無鐵心的空心電抗器。由于鐵磁介質(zhì)的導(dǎo)磁率極高，而且其磁化曲線是非線性的，故電抗器的鐵心必須帶氣隙。并聯(lián)電抗器采用能夠高壓端和輸電系統(tǒng)直接相連接，中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地的連接方式。經(jīng)計(jì)算總有功功率總無功功率由于本設(shè)計(jì)中上級(jí)要求cosφ≥,而由上面計(jì)算可知cosφ=，因此需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。 Qc = （－）kvar= （） = 取Qc=150kvar因此，其電容器的個(gè)數(shù)為： n = Qc/qC =150/12≈12 而由于電容器是單相的，所以應(yīng)為3的倍數(shù)，取12個(gè)正好 需補(bǔ)償?shù)臒o功功率Qc=12*12=144kvar 無功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為： KV其器身為三相三柱或三相五柱結(jié)構(gòu)、Dyn11或Yyn0聯(lián)結(jié)，熔斷器連接在“△”外部。對(duì)于Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器來說，其3n次（n為整數(shù)）諧波勵(lì)磁電流在其三角形結(jié)構(gòu)的一次繞組內(nèi)形成環(huán)流，不注入公共的高壓電網(wǎng)中去，這較之一次繞組接成星型接線的Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器更利于抑制高次諧波電流；Dyn11聯(lián)結(jié)變壓器的零序阻抗較之Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器的小得多，從而更有利于低壓?jiǎn)蜗嘟拥囟搪饭收系谋Ｗo(hù)和切除；當(dāng)接用單相不平負(fù)荷時(shí)，由于Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器要求中性線電流不超過二次繞組額定電流的25%，因而嚴(yán)重影響了接用單相負(fù)荷的容量，影響設(shè)備能力的發(fā)揮。但是Yyn0聯(lián)結(jié)變壓器一次繞組的絕緣要求稍低于Dyn11，從而制造成本稍低于Dyn11聯(lián)結(jié)的變壓器。圖3 變壓器的Yyn0聯(lián)結(jié)和Dyn11聯(lián)結(jié)綜合考慮10kV箱式變電站變壓器的容量確定為200kVA，型號(hào)為S6200/10，變壓器的連接組別為Yyn0，阻抗電壓為 =%，采用油浸式變壓器。10kV箱式變電站變壓器采用第二種接線方式，將變壓器安裝在封閉的變壓器隔室內(nèi)。裝置的開啟和停止，由變壓器室的溫度監(jiān)控裝置自控，其溫度的整定值按允許溫度的80%～90%設(shè)定；室內(nèi)正常溫度下，靠自然通風(fēng)來散熱。室內(nèi)溫度不正常的情況下采用機(jī)械強(qiáng)迫通風(fēng)，以變壓器油溫不超過95℃作為動(dòng)作整定值。負(fù)荷開關(guān)可以單獨(dú)使用在遠(yuǎn)離電源中心、且容量較小的終端變電站，用于投切無功補(bǔ)償回路、并聯(lián)電抗器及電動(dòng)機(jī)等。熔斷體是熔斷器的主要元件，當(dāng)熔斷體通過的電流超過一定值時(shí)，熔斷體本身產(chǎn)生的焦耳熱，使本身溫度升高，在達(dá)到熔斷體熔點(diǎn)時(shí)，熔斷體自行熔斷切斷過載電流或短路電流。由曲線可見到，短路開始后電流上升，熔體發(fā)熱，溫度上升，電流升到a點(diǎn)，熔體熔化，由于熔斷器的限流作用，電流上升停止，開始沿ab線段下降，在b點(diǎn)電流下降到零，此時(shí)完成熄弧。負(fù)荷開關(guān)與熔斷器配合使用于箱變可替代斷路器，作為變壓器的保護(hù)開關(guān)設(shè)備。采用斷路器保護(hù)的話，斷路器最快全開斷時(shí)間(繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間+斷路器固有動(dòng)作時(shí)間+燃弧時(shí)間)一般需要2～3個(gè)周波(40ms～60ms)左右，而限流熔斷器則可保證在10ms以內(nèi)切除故障。由于斷路器是用于開斷短路故障電流、大負(fù)荷電流、容性電流等通用的開關(guān)設(shè)備，因此體積大、笨重，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜。4 變電站主接線方案的選擇 箱式變電站對(duì)主接線的基本要求概況地說，對(duì)主接線的基本要求包括安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)四個(gè)方面安全包括設(shè)備安全及人身安全?？煽烤褪侵鹘泳€應(yīng)滿足對(duì)不同負(fù)荷的不中斷供電，且保護(hù)裝置在正常運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng)、發(fā)生事故時(shí)不拒動(dòng)，能盡可能的縮下停電范圍。電器是電力系統(tǒng)中最薄弱的元件，所以不應(yīng)當(dāng)不適當(dāng)?shù)卦黾与娖鞯臄?shù)目，以免發(fā)生事故。因此，電氣主接線必須滿足調(diào)度靈活、操作方便的基本要求。在主接線設(shè)計(jì)時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。因此，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性和靈活性的前提下，做到經(jīng)濟(jì)合理。電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要核心部分，也是電力構(gòu)成的重要環(huán)節(jié)。 單母線接線優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)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。適用范圍：610KV配電裝置的出線回路數(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2回。當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。當(dāng)出線為雙回路時(shí)，常使架空線路出現(xiàn)交叉跨越。適用范圍：610KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)；35KV配電裝置出線回路數(shù)為48回時(shí)；110220KV配電裝置出線回路數(shù)為34回時(shí)。 橋型接線(1)內(nèi)橋形接線優(yōu)點(diǎn)：高壓斷器數(shù)量少，四個(gè)回路只需三臺(tái)斷路器。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(zhǎng)，故障率較高的情況。缺點(diǎn)：線路的切除和投入較復(fù)雜，需動(dòng)作兩臺(tái)斷路器，并有一臺(tái)變壓器暫時(shí)停運(yùn)。適用范圍：適用于較小容量的發(fā)電廠，變電所并且變壓器的切換較頻繁或線路較短，故障率較少的情況[1]。（3）10KV主接線方案比較如表三所示：圖5 單母線分段接線表3 10KV主接線方案比較方案方案Ⅰ 單母分段方案Ⅱ 內(nèi)橋式接線技術(shù)①不會(huì)造成全所停電②調(diào)度靈活③保證對(duì)重要用戶的供電④任一斷路器檢修，可以用利用旁路不會(huì)造成停電⑤擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建①供電可靠②調(diào)度靈活③擴(kuò)建方便④便于試驗(yàn)⑤易誤操作經(jīng)濟(jì)① 占地少② 設(shè)備少③可選擇用分段斷路器兼作旁路斷路器① 對(duì)變壓器回路操作不方便②適合沒有穿越功率的終端總降壓變電所經(jīng)過綜合比較方案Ⅰ在經(jīng)濟(jì)性上比方案Ⅱ好，且調(diào)度靈活也可保證供電的可靠性。5 短路電流計(jì)算短路電流計(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。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，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。 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。 圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。最后計(jì)算短路電流和短路容量。電力變壓器： 其中，分別為變壓器的短路百分?jǐn)?shù)和變壓器的額定容量。電源： 其中為出口斷路器的短路容量。其中為三相短路容量。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。（2）按正常工作條件選擇導(dǎo)體和電氣設(shè)備①電壓:所選電器和電纜允許最高工作電壓不得低于回路所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓，即 ()一般電纜和電器允許的最高工作電壓。即 ()由于變壓器在電壓降低5%時(shí)，出力保持不變，故其相應(yīng)回路的= （為電器額定電流）。（3）按短路情況校驗(yàn)設(shè)備在選定后應(yīng)按最大可能通過的短路電流進(jìn)行動(dòng)、熱穩(wěn)定校驗(yàn)，一般校驗(yàn)取三相短路時(shí)的短路電流，如用熔斷器保護(hù)的電器可不驗(yàn)算熱穩(wěn)定。 斷路器選擇的具體技術(shù)條件（1）電壓選擇同式() [10]（2）電流選擇同式()由于高壓開斷器沒有連續(xù)過載的能力，在選擇其額定電流時(shí)，應(yīng)滿足各種可能運(yùn)行方式下回路持續(xù)工作電流的要求，及取最大持續(xù)工作電流。（4）短路關(guān)合電流的選擇為了保證斷路器在關(guān)合短路電流時(shí)的安全，斷路器的額定關(guān)合電流不應(yīng)小于短路電流最大沖擊電流值即 ()（5）熱穩(wěn)定校驗(yàn)式同()（6）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式同() 斷路器選擇及校驗(yàn)10KV斷路器選擇（1）額定電壓選擇： =10KV （2）額定電流選擇： 三相變壓器一次側(cè)額定電流：＝S/＝200/≈(A)（3）按開斷電流選擇： = （4）按短路關(guān)合電流選擇： = 表5 10KV斷路器參數(shù)表型號(hào)額定電壓Ue(kV)最高工作電壓額定電流Ie(A)額定開斷電流Iekd(kA)動(dòng)穩(wěn)定電流峰值(kA)額定短路關(guān)合電流(kA)熱穩(wěn)定電流(kA) 2s固有分閘時(shí)間(s)合閘時(shí)間(s)ZN510/6302010KV1063020505020表6 10KV斷路器計(jì)算結(jié)果表 設(shè)備項(xiàng)目ZN510/63020型產(chǎn)品數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù) 10KV10KV630A 50KA20KA 50KA800KA178。S（5）校驗(yàn)熱穩(wěn)定：，=+= =178。S=20178。S即滿足要求。故選擇戶內(nèi)ZN10/630型真空斷路器能滿足要求，由上述計(jì)算可列下表如表6： 隔離開關(guān)的選擇隔離開關(guān)是高壓開關(guān)設(shè)備的一種，它主要是用來隔離電源，進(jìn)行倒閘操作的，還可以拉、合小電流電路。（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)式同()（4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)式同() 隔離開關(guān)選擇計(jì)算10KV側(cè)隔離開關(guān)（1）額定電壓