【正文】 工程基礎(chǔ)》課程所學(xué)知識 2) 培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力 3) 學(xué)習(xí)和掌握變電所電氣部分設(shè)計(jì)的基本原理和設(shè)計(jì)方法 2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1) 主變壓器選擇：根據(jù)負(fù)荷的大小、類型，選擇主變壓器的容量、臺數(shù)、型式、電壓等級、調(diào)壓方式等。2) 電氣主接線設(shè)計(jì)：可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性3) 短路電流計(jì)算：不同運(yùn)行方式（大、小、主）、短路點(diǎn)與短路類型4) 主要電氣設(shè)備的選擇：斷路器、隔離開關(guān)、母線及支撐絕緣子、限流電抗器、電流互感器、電壓互感器、高壓熔斷器、消弧線圈…5) 編寫“變電所電氣部分設(shè)計(jì)”說明書，繪制電氣主接線圖（＃2圖紙）6) 參加課程設(shè)計(jì)答辯：課設(shè)的收獲、體會，回答質(zhì)疑3. 設(shè)計(jì)要求 1) 負(fù)荷計(jì)算；2) 工廠總降壓變電所的位置和主變壓器的臺數(shù)及容量選擇；3) 工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計(jì)；4) 廠區(qū)高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)；5) 工廠供、配電系統(tǒng)短路電流計(jì)算；6) 改善功率因數(shù)裝置設(shè)計(jì)；7) 變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇；8) 繼電保護(hù)裝置及二次結(jié)線的設(shè)計(jì)；9) 變電所防雷裝置設(shè)計(jì)（選做）。2) 本廠車間組成（1） 鑄鋼車間；（2）鑄鐵車間；（3）鍛造車間；（4）鉚焊車間；（5）木型車間及木型庫；（6）機(jī)修車間；（7）砂庫；（8）制材場；（9）空壓站；（10）鍋爐房；（11）綜合樓；（12）水塔；（13）水泵房；（14）污水提升站等，各車間位置見全廠總車間布置圖，如圖1所示。（2）供電系統(tǒng)短路技術(shù)數(shù)據(jù)表3 區(qū)域變電所35kV母線短路數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式短路容量說明最大運(yùn)行方式最小運(yùn)行方式 供電系統(tǒng)如下圖（圖2）所示：區(qū)域降壓變電所 220/35kV本廠總降壓變電所 （待設(shè)計(jì)）d(3)d(3)l=9km =（同上）圖2 供電系統(tǒng)圖（3）電業(yè)部門對本廠提出的技術(shù)要求178。 在總降壓變電所35kV側(cè)進(jìn)行計(jì)量；178。4. 本廠負(fù)荷性質(zhì)本廠為三班工作制，最大有功負(fù)荷年利用小時數(shù)為6000小時，屬于二級負(fù)荷。2) 地質(zhì)及水文條件 根據(jù)工程地質(zhì)勘探資料獲悉，廠區(qū)地址原為耕地，地勢平坦，地層以砂質(zhì)粘土為主，地質(zhì)條件較好，～，地耐壓力為20噸/平方米。 (2) 合計(jì)負(fù)載及類型 表1 各車間380V負(fù)荷序號車間或用電單位名稱設(shè)備容量（kW）計(jì)算負(fù)荷變壓器臺數(shù)及容量備注（kW）（kVar）（kVA）（1）1鑄鋼車間280011202（2）1鑄鐵車間90036022砂庫10070（3）1鉚焊車間1300390121＃水泵房3331（4）1空壓站37012機(jī)修車間14035413鍛造車間220661204木型車間180631055制材場2576綜合樓2511（5）1鍋爐房320240180300122＃水泵房303倉庫（2）4污水提升站2013表2 各車間6kV負(fù)荷序號車間或用電單位名稱設(shè)備容量（kW）計(jì)算負(fù)荷說明（kW）（kVar）（kVA）1電弧爐2125022502工頻爐22504001923空壓機(jī)2320544640本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提供其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的工廠功率因數(shù)要求時，則需考慮人工補(bǔ)償。低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容容量為： 取2400kvar綜合考慮，采用柜式并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置，可選用TBB63000/100AK型號。無功補(bǔ)償后 1) 用戶變所所選址的選擇應(yīng)考慮以下原則：3　 接近電源側(cè)，對總變配電所特別要考慮這一點(diǎn)2） 工廠的負(fù)荷中心按負(fù)荷功率矩法來確定，以左上點(diǎn)為原點(diǎn)，作一直角坐標(biāo)的X軸和Y軸,然后測出各車間負(fù)荷點(diǎn)的坐標(biāo)位置,例如P1(x1,y1) 、P2(x2,y2) 等，、等分別代表車間2等的功率，可得負(fù)荷中心的坐標(biāo)： 。由計(jì)算結(jié)果可知，x=，y=,工廠的負(fù)荷中心在1號廠房中心的東北方向附近（參考以下圖1）。變電所（1）（2）（8）（5）（13）（4）（6）（9）（3）（7）（10）（12）（14）N圖1 全廠總平面圖（11） (1) 臺數(shù)的選擇 選用兩臺主變壓器，并列運(yùn)行且容量相等。故選兩臺4MVA的主變壓器就可滿足負(fù)荷需求。(4) 校驗(yàn)事故情況下的過載能力 一臺主變壓器停運(yùn) 考慮到變壓器有一定的過負(fù)荷能力，自然油循環(huán)的變壓器過負(fù)荷不應(yīng)超過50%，強(qiáng)迫油循環(huán)的變壓器過負(fù)荷不應(yīng)超過 30%，采用自然油循環(huán)，故該設(shè)計(jì)的過載能力滿足要求。35kV 以下電壓變壓器繞組都采用Δ連接。 故選擇主變壓器參數(shù)型式為S114000kVA/35/6kV 型油浸式三相雙繞組電力變壓器。并應(yīng)滿足供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、節(jié)約投資和便于擴(kuò)建等要 求。 (1) 35kV 側(cè) 結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)，將以下兩種可靠性較高的方案列為備選方案： 方案一：單母線分段帶旁母接線 方案二：雙母線接線 表 35kV 側(cè)主接線方案比較 比較項(xiàng)目方案一 方案二 技術(shù)方面1. 簡單清晰、操作方便 2. 可靠性較差，未接旁母回路檢修仍需停電 3. 母線分段減少了故障或檢修時的停電范圍 1. 可靠性高、調(diào)度靈活 2. 易于擴(kuò)建為大中型變電所 3. 線路復(fù)雜，容易誤操作 經(jīng)濟(jì)方面1. 用母線分段斷路器兼作旁路短路器節(jié)省投資 2. 設(shè)備少、占地小設(shè)備多、配電裝置復(fù)雜 綜合以上分析，雖然雙母線接線的方案具有供電更可靠，調(diào)度更靈活，又 便于擴(kuò)建的優(yōu)點(diǎn)，但常常還需采取在斷路器和相應(yīng)的隔離開關(guān)之間加裝電磁閉 鎖、機(jī)械閉鎖或電腦閉鎖等防止誤操作的安全措施，大大增加了投資，只在我 國大中型發(fā)電廠和變電站中廣泛使用。綜上，35kV 側(cè)選用單母線分段帶旁母接線。 線路為 12 回及以上時，亦可采用雙母線。當(dāng) 6～35kV 配電裝置采用手車式高壓開關(guān)柜時，不宜設(shè)置旁路設(shè)施。折中考慮可靠性和經(jīng)濟(jì)性，6kV側(cè)采用單母線分段接線。其中短路故障危害最大，短路的電流引起的電氣設(shè)備熱效應(yīng)和力效應(yīng)使設(shè)備損壞，電壓降落嚴(yán)重影響非故障元件的正常運(yùn)行。 進(jìn)行短路電流計(jì)算時要考慮供電系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式。 繪制計(jì)算電路，如下圖所示 確定短路計(jì)算基準(zhǔn)值1）設(shè)=100MVA，即高壓側(cè)=37kV，中壓側(cè)=，低壓側(cè)，則 2）架空線路 查資料得，而線路全長為9km，故 3）電力變壓器 查S1140