【正文】 并對(duì)其進(jìn)行完善，對(duì)于一個(gè)完整的設(shè)計(jì)而言，文字與圖紙并存。最后由于設(shè)計(jì)者的水平有限，以及對(duì)電氣技術(shù)日新月異的發(fā)展掌握不夠，加之國(guó)外電氣技術(shù)和產(chǎn)品的大量引進(jìn)，我國(guó)對(duì)電氣設(shè)計(jì)設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范還在不斷地改進(jìn)和完善，所以設(shè)計(jì)難免有不足，希望老師給予批評(píng)指正，使本設(shè)計(jì)更加完善。主變壓器選擇；變電所電氣主接線設(shè)計(jì)；短路電流計(jì)算；電氣設(shè)備選擇（母線、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器和補(bǔ)償電容器）；配電裝置設(shè)計(jì)；繼電保護(hù)設(shè)計(jì)；防雷保護(hù)設(shè)計(jì)；繪制電氣主接線圖，繪制配電裝置平面圖及直擊雷保護(hù)范圍圖。電力負(fù)荷及其大小是供電設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算的根本依據(jù)，正確合理地進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，對(duì)于投資的經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)上的安全可靠性以及以后的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和維護(hù)等關(guān)系重大，在本設(shè)計(jì)中采用需要系數(shù)法來確定計(jì)算負(fù)荷。根據(jù)康威焦化的具體情況，及其無功補(bǔ)償方法的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較選用電力電容器補(bǔ)償中的并聯(lián)補(bǔ)償方法。如圖31所示為并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償?shù)脑韴D。圖31 并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償?shù)脑韴D通過以上可知并聯(lián)電力電容器降低了通過輸電線路及變壓器的功率（或電流），同時(shí)也減少了對(duì)發(fā)電機(jī)無功功率的需求量。1)變壓器的負(fù)荷補(bǔ)償：功率因數(shù)：。經(jīng)過補(bǔ)償后：4 主變壓器選擇在發(fā)電廠和變電站中，用來向電力系統(tǒng)或用戶輸送功率的變壓器，稱為主變壓器。、臺(tái)數(shù)、型號(hào)選擇變壓器空載運(yùn)行時(shí)需用較大的無功功率，這些無功功率需由供電系統(tǒng)供給，變壓器容量如選的過大，不但增加投資，而且使變壓器長(zhǎng)期處于輕載運(yùn)行，出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象，使空載的損耗增加，功率因數(shù)降低，網(wǎng)絡(luò)損耗增加。變壓器的最佳負(fù)載率在40%70%之間，負(fù)載過高，損耗明顯增加，另一方面，由于變壓器容量裕度小，負(fù)載稍有增長(zhǎng)，便需要增容，更換大容量的變壓器，勢(shì)必增加投資，且影響供電。1．臺(tái)數(shù)變壓器的臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行進(jìn)行選擇，要由負(fù)荷大小，對(duì)供電的可靠性和電能質(zhì)量的要求來決定，并兼顧節(jié)約電能、降低運(yùn)行造價(jià)、維護(hù)設(shè)備等因素，確定變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)綜合考慮，進(jìn)行認(rèn)真的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。對(duì)于像康威焦化綜合樓來說主要負(fù)荷是二、三類負(fù)荷 ，二級(jí)負(fù)荷主要是消防電梯、應(yīng)急照明等負(fù)荷；而三級(jí)負(fù)荷主要是電力設(shè)備和普通照明，根據(jù)需要擬裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。設(shè)置在一類高、低壓主體建筑中的變壓器，應(yīng)選擇干式、氣體絕緣或非可燃性液體絕緣的變壓器；二類高、低壓主體建筑也宜如此，否則應(yīng)采取相應(yīng)的防火措施。位于康威焦化綜合樓地下變電所的主變壓器型號(hào)為環(huán)氧樹脂澆注型，其技術(shù)參數(shù)如表21所示。干式變壓器的結(jié)構(gòu)與油浸式變壓器的差別不大，采用晶粒取向電工鋼片，軛和柱采用全斜接縫，心柱用鋼帶或自干型絕緣粘帶綁扎，也有用粘結(jié)劑將鐵心膠合，鐵心為防止因凝結(jié)而引起銹蝕，在鐵心表面涂有耐熱的防銹覆蓋漆或樹脂，容量較大時(shí)，鐵芯中要有氣道，氣道尺寸為1520mm，而干式變壓器的繞組材料是銅箔或鋁箔，有時(shí)也采用銅線繞制，而低壓線圈（1000V及以下），用銅箔（或鋁箔）與預(yù)浸環(huán)氧樹脂的絕緣材料緊密繞制，采用纏繞玻璃纖維加強(qiáng)樹脂包封，經(jīng)過工藝處理后，使高低壓線圈各自成為一個(gè)堅(jiān)固的整體，不但具有很強(qiáng)的承受短路能力，而且經(jīng)過冷熱循環(huán)試驗(yàn)，證明了線圈具有耐潮、耐裂、阻燃和自熄功能。表42 絕緣等級(jí)與最高允許溫度絕緣等級(jí)YAEBFHC絕緣材料最高允許溫度(）951051201301551802201. 占地面積小，不必單獨(dú)建設(shè)變壓器室，它可以和10kV的高壓柜，380/220V的低壓配電柜裝在一個(gè)室內(nèi)。3. 具有耐熱、防塵、耐潮的特點(diǎn)，適合于安裝負(fù)荷中心，對(duì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)電起到了一定作用。5. 絕緣性好，局部放電量小，耐雷電沖擊力強(qiáng)。7. 價(jià)格昂貴。1. 干式變壓器選擇不同的外殼，是由所處的環(huán)境和防護(hù)要求而定。3. 自然空氣冷卻和強(qiáng)迫空氣冷卻。5 變電所電氣主接線電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱為一次接線或電氣主系統(tǒng)。電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的首要環(huán)節(jié)。1．可靠性所謂可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對(duì)用戶不間斷的供電。經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對(duì)變電所采用的主接線經(jīng)過優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線的類型并不多。同時(shí)，可靠性不是絕對(duì)的，而是相對(duì)的。2．靈活性 主接線的靈活性有以下幾方面要求； 1)調(diào)度要求。 2)檢修要求。 3)擴(kuò)建要求。3．經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性主要是投資省、占地面積小、能量損失小。變電所不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變電所，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷的大小和分布、負(fù)荷增長(zhǎng)速度以及地區(qū)網(wǎng)絡(luò)情況和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。通常對(duì)大型變電所，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高，因此，其對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也高。5．考慮備用容量的有無和大小對(duì)主接線的影響發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電、適應(yīng)負(fù)荷突增、設(shè)備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)允許切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線的形式。在各階段中隨要求、任務(wù)的不同，其深度、廣度也有所差異，但總的設(shè)計(jì)思路、方法和步驟相同。主要包括：變電所類型；設(shè)計(jì)規(guī)劃容量；變壓器容量及臺(tái)數(shù)；運(yùn)行方式等。電力系統(tǒng)近期及遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃(5—10年)；變電所在電力系統(tǒng)中的位置(地理位置和容量位置)和作用；本期工程和遠(yuǎn)景規(guī)劃與電力系統(tǒng)連接方式以及各級(jí)電壓中性點(diǎn)接地方式等。負(fù)荷的性質(zhì)及地理位置、電壓等級(jí)、出線回路數(shù)及輸送容量等。因?yàn)樨?fù)荷的發(fā)展和增長(zhǎng)速度受政治、經(jīng)濟(jì)、工業(yè)水平和自然條件等方面影響。 4)環(huán)境條件。特別是我國(guó)土地遼闊，各地氣象、地理?xiàng)l件相差甚大，應(yīng)子以重視。 5)設(shè)備制造情況。(2)擬定主接線方案。因?yàn)閷?duì)電源和出線回路數(shù)、電壓等級(jí)、變壓器臺(tái)數(shù)、容量以及母線結(jié)構(gòu)等考慮的不同，會(huì)出現(xiàn)多種接線方案(近期和遠(yuǎn)期)。 (3)主接線經(jīng)濟(jì)比較。對(duì)擬定的電氣主接線，為了選擇合理的電器，需進(jìn)行短路電流計(jì)算。 (6)繪制電氣主接線圖及其他必要的圖紙。包括：主要設(shè)備器材費(fèi)；安裝工程費(fèi)；其他費(fèi)用。變電所電氣主接線的基本環(huán)節(jié)是電源(變壓器)、母線和出線(饋線)。在進(jìn)出線數(shù)較多時(shí)(一般超過4回)，為便于電能的匯集和分配，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，可使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行方便有利于安裝和擴(kuò)建。無匯流母線的接線使用開關(guān)電器較少，占地面積小，但只適用于進(jìn)出線回路少，不再擴(kuò)建和發(fā)展的變電所。設(shè)計(jì)中僅以單母線接線為例。供電電源是變壓器或高壓進(jìn)線回路。每條引出線回路中部裝有斷路器和隔離開關(guān)，靠近母線側(cè)的隔離開關(guān)QS2稱作母線隔離開關(guān)，靠近線路側(cè)的QS3稱為線路隔離開關(guān)(在實(shí)際變電所中，通常把靠近電源側(cè)的隔離開關(guān)稱為甲刀閘，把靠近負(fù)荷側(cè)的隔離開關(guān)稱為乙刀閘)。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置．其開合電流能力極低，只能于設(shè)備停運(yùn)后退出工作時(shí)斷開電路，保證與帶電部分隔離，起著隔離電壓的作用。若饋線的用戶側(cè)沒有電源時(shí)，斷路器通往用戶則可以不裝設(shè)線路隔離開關(guān)。也可以裝設(shè)。為了防止誤操作，除嚴(yán)格按照操作規(guī)程實(shí)行操作票制度外。接地開關(guān)(又稱接地刀間)QS4是在檢修電路和設(shè)備時(shí)合上，取代安全接地線的作用。對(duì)35kV及以上的母線，在每段母線上亦應(yīng)設(shè)置1—2組接地開關(guān)或接地器，以保證電器和母線檢修時(shí)的安全。 缺點(diǎn)：靈活性和可靠性差，當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí)，必須斷開它所連接的電源，與之相連的所有電力裝置在整個(gè)檢修期間均而停止工作。2．單母線接線的適用范圍 一般適用于一臺(tái)主變壓器的以下兩種情況： (1)610kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。二、單母線分段接線為了克服一般單母線接線存在的缺點(diǎn)，提高它的供電可靠性和靈活性，可以把單母線分成幾段，在每段母線之間裝設(shè)一個(gè)分段斷路器和兩個(gè)隔離開關(guān)。1．單母線分段接線的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：①用斷路器把母線分段后，對(duì)重要用戶可以從不同段引出兩個(gè)回路，有兩個(gè)電源供電；②當(dāng)一證正常段母線不間斷供電和不致使大面積停電。 2．適用范圍 (1)6一10kV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上時(shí)。圖52 單母線分段接線現(xiàn)階段最常用的接線形式有兩種：?jiǎn)文妇€接線和單母線分段接線，依據(jù)康威焦化變電所中實(shí)際情況的了解，以及對(duì)單母線接線和單母線分段的比較，并且從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、靈活性三個(gè)方面的對(duì)比，選擇單母線接線方式。這在主接線的選擇上確定了范圍，根據(jù)510年的發(fā)展計(jì)劃設(shè)計(jì)，并依據(jù)康威焦化的供電情況，擬裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。如附錄Ⅱ。如附錄Ⅱ所示。所謂短路是指不同電位導(dǎo)電部分之間的不正常短接，既有相與相之間導(dǎo)體的金屬性短接或者經(jīng)小阻抗的短接，也有中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)或三相四線制系統(tǒng)中單相或多相接地（或接中性線）。在電氣設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)，而且要考慮它發(fā)生故障時(shí)的情況，最嚴(yán)重的故障是電路乃至系統(tǒng)發(fā)生短路。電力系統(tǒng)發(fā)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣被損壞。電力系統(tǒng)的其他某些故障也可能導(dǎo)致短路，如輸電線路斷線和倒桿事故等。，網(wǎng)絡(luò)總阻抗減小很多，短路回路中的短路電流可能超過該回路的正常工作電流十幾倍甚至幾十倍，如6—10kV的大容量裝置，短路電流可達(dá)到幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)安。，同時(shí)也使導(dǎo)體受到很大的電動(dòng)力作用、使導(dǎo)體發(fā)生變形，甚至損壞。 ，而且短路點(diǎn)越靠近電源，停電范圍越大、給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大。當(dāng)電壓降低到額定值的80％左右時(shí)，電磁開關(guān)有可能斷開，因而中斷供電；當(dāng)電壓下降到30％一40％。直到短路故障被切除后，非故障系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)電壓才能得以恢復(fù)。短路的后果是十分嚴(yán)重的，且短路所引起的危害程度，與短路故障的地點(diǎn)、類型及持續(xù)時(shí)間等因素有關(guān)。為此，需要進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確地選擇具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的電氣設(shè)備，以保證在發(fā)生可能有的最大短路電流時(shí)不致?lián)p壞。 圖61電力系統(tǒng)短路計(jì)算電路圖計(jì)算短路前給定電力系統(tǒng)饋線出口短路器2QF為2N1210I型。確定基準(zhǔn)值取 ，而 計(jì)算短路回路中主要元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)根據(jù)有關(guān)資料，則架空線路由資料可知：，則電力變壓器有資料得：，則做出等值電路圖并化簡(jiǎn)電路，求出點(diǎn)及其點(diǎn)短路回路阻抗標(biāo)幺值，根據(jù)計(jì)算電路圖及其回路中個(gè)主要元件的電抗標(biāo)幺值做出等值電路圖。 圖62 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路求出點(diǎn)三相短路電流和短路容量如圖63 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路圖63 點(diǎn)供電系統(tǒng)的等值電路圖的短路回路