【正文】 時(shí)數(shù)使年綜合費(fèi)用最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的母線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)截面，對(duì)應(yīng)的電流密度稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)電流密度。對(duì)于電壓較高、線(xiàn)路較長(zhǎng)、最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)較多的線(xiàn)路首選此方法。根據(jù)輸送功率計(jì)算最大長(zhǎng)期工作電流：——線(xiàn)路額定電壓（kV）；——功率因數(shù)；P——遠(yuǎn)期最大負(fù)荷（kW），對(duì)于雙回路P=60%；對(duì)于單回路P=。 式中 S——導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)濟(jì)截面（mm2）； ——線(xiàn)路正常運(yùn)行時(shí)的最大負(fù)荷電流（A）；J——經(jīng)濟(jì)電流密度（A/mm2），可根據(jù)經(jīng)濟(jì)電流密度曲線(xiàn)查取。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)溫度修正系數(shù)：校驗(yàn)合格。其中由《供用電工程》附錄A查得+200C時(shí)的直流電阻，修正到導(dǎo)線(xiàn)工作時(shí)的實(shí)際溫度：導(dǎo)線(xiàn)電阻修正：電阻的溫度系數(shù)。所以： 式中 P有功負(fù)荷（kW），對(duì)于雙回路P=60%；對(duì)于單回路P=； L—線(xiàn)路長(zhǎng)度（km）；UN線(xiàn)路額定電壓（kV）；R線(xiàn)路最高溫度（+380C）時(shí)的電阻；X線(xiàn)路電抗（Ω）。 線(xiàn)路功率損耗計(jì)算阻抗損耗： 導(dǎo)納損耗：，型導(dǎo)線(xiàn)的電納為： ， 則機(jī)械制造廠(chǎng)的線(xiàn)路損耗為： 同理，可以求出針織器材廠(chǎng)，織布廠(chǎng)，標(biāo)準(zhǔn)件廠(chǎng)，服裝廠(chǎng)，糧食加工場(chǎng)，汽水廠(chǎng)，化工廠(chǎng)各部分技術(shù)參數(shù)，如下表則綜上10KV線(xiàn)路所選架空線(xiàn)參數(shù)如下表所示：表21 10KV線(xiàn)路架空線(xiàn)參數(shù)序號(hào)負(fù)荷名稱(chēng)線(xiàn)路狀況型號(hào)經(jīng)濟(jì)密度電阻值電抗值回?cái)?shù)長(zhǎng)度1機(jī)械制造廠(chǎng)232針織器材廠(chǎng)243織布廠(chǎng)154標(biāo)準(zhǔn)件廠(chǎng)265服裝廠(chǎng)186糧食加工廠(chǎng)187汽水廠(chǎng)158化工廠(chǎng)22第3章 選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中，變壓器是主要電氣設(shè)備之一，其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。為了保證供電的可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變。根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》SKJ161—85有關(guān)規(guī)定：凡有兩臺(tái)及以上主變的變電所，其中一臺(tái)事故停運(yùn)后，其余主變?nèi)萘繎?yīng)保證供應(yīng)該所全部負(fù)荷的70%，在計(jì)及過(guò)負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶(hù)的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。對(duì)供有在量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)變壓器，當(dāng)一臺(tái)故障或檢修時(shí)，另一臺(tái)能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。（3）對(duì)于集中負(fù)荷較大的情況，雖為三級(jí)負(fù)荷，也應(yīng)采用兩臺(tái)及以上的變壓器。綜上所述，本變電所設(shè)計(jì)的主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)。由于本次設(shè)計(jì)中電壓等級(jí)為60KV/10KV，且變電所處于交通方便之地，故選用三相變壓器。35KV以下的變壓器繞組采用△接線(xiàn)，所以本次設(shè)計(jì)采用的變壓器聯(lián)結(jié)組別為Ynd—11型。主變壓器主要參數(shù)見(jiàn)下表：表31 SF9—12500/60型有載調(diào)壓變壓器參數(shù)型號(hào)額定容量(kVA)電壓組合聯(lián)接組別空載損耗（W）負(fù)載損耗（W）空載電流(%)阻抗電壓(%)尺寸(mm)軌距(mm)高壓(kV)分接范圍低壓(kV)長(zhǎng)寬高SF912500/601250060+8%10YN，d11168005985095400373047201475（2）SF9—12500/60其型號(hào)含義說(shuō)明如下：S三相電力變壓器；F冷卻方式風(fēng)冷式；9設(shè)計(jì)序號(hào)；60高壓繞組電壓等級(jí)（kV）； 12500額定容量（kVA）。根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》“設(shè)計(jì)安裝的10kV電容器應(yīng)采用星形接線(xiàn)為宜。所以本次設(shè)計(jì)采用星形接線(xiàn)方式，被選擇電容器的額定電壓應(yīng)為10kV。 計(jì)算變壓器高壓側(cè)功率 有功負(fù)荷率： 無(wú)功負(fù)荷率：則系統(tǒng)的功率因數(shù)為： 即，需進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。其技術(shù)參數(shù)如下表所示：表41 BWF2001W電容器的技術(shù)參數(shù)型號(hào)規(guī)格額定電壓（kV）標(biāo)稱(chēng)容量（KVar）標(biāo)稱(chēng)電容μF相數(shù)外形尺寸長(zhǎng)*寬*高（mm）重量kgBWF—200—1W2001700*174*1010120則所需電容器臺(tái)數(shù)為：臺(tái)式中 計(jì)算補(bǔ)償容量（KVar）； 每臺(tái)電容器的標(biāo)稱(chēng)容量（KVar）。則補(bǔ)償容量為：無(wú)功補(bǔ)償后系統(tǒng)功率因數(shù)為： 2所以無(wú)功補(bǔ)償合格。變電所的主接線(xiàn)是電力系統(tǒng)接線(xiàn)組成中的一個(gè)重要部分。變電所的電氣主接線(xiàn)應(yīng)根據(jù)變電所在電力系統(tǒng)中的地位、回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿(mǎn)足運(yùn)行可靠、簡(jiǎn)單靈活、操作方便和節(jié)約投資等要求根據(jù)系統(tǒng)和負(fù)荷性質(zhì)的要求，主接線(xiàn)方案初步給出以下兩種：第一方案：高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線(xiàn)，低壓側(cè)單母線(xiàn)分段的主接線(xiàn)，如圖51所示。 圖51高壓側(cè)采用內(nèi)橋接線(xiàn)，低壓側(cè)采用單母線(xiàn)分段的主接線(xiàn)圖52 高壓側(cè)采用單母線(xiàn)分段，低壓側(cè)采用單母線(xiàn)分段的主接線(xiàn)以上兩個(gè)方案中，主接線(xiàn)二次側(cè)方案相同，只比較一次側(cè)方案。當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，僅線(xiàn)路斷路器斷開(kāi)，不影響其他回路運(yùn)行。由于變壓器是少故障元件，一般不經(jīng)常切換。第二種方案的特點(diǎn)如下：變壓器投切方便；在一次側(cè)容易增設(shè)進(jìn)出線(xiàn)數(shù)目，相對(duì)橋形占地面積大；使用設(shè)備多；綜合造價(jià)高。由于第二種方案比第一種方案所占的面積大、設(shè)備多、故不經(jīng)濟(jì)。通過(guò)以上分析比較，可以發(fā)現(xiàn)第一方案以占地面積小、投資少，供電可靠性高為主要優(yōu)點(diǎn)?？紤]綜合因素選第一方案為本變電所的主接線(xiàn)方案。發(fā)生短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞。再其次是人員過(guò)失，例如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，檢修線(xiàn)路或設(shè)備之后未拆除接地線(xiàn)就合閘供電等。絕緣損壞的原因多因設(shè)備地電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除。在三相系統(tǒng)中短路的基本形式有：三相短路K（3）；兩相短路K（2）；單相接地短路K（1）；以及兩相接地短路K（1，1）。此時(shí)三相短路電流同速正常情況一樣是對(duì)稱(chēng)的，只是線(xiàn)路中電流增大，電壓降低而已，而電壓和電流之間的相位差一般也較正常情況時(shí)大，除了三相短路這外，其它類(lèi)型的短路皆為不對(duì)稱(chēng)短路，此時(shí)三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其相位角也不同。電力網(wǎng)在設(shè)計(jì)及運(yùn)行時(shí)考慮最嚴(yán)重的故障情況下工作的可能性時(shí)，三相短路起著決定性的作用。 根據(jù)系統(tǒng)連接圖畫(huà)出等阻抗圖圖61 系統(tǒng)等值阻抗圖 根據(jù)設(shè)計(jì)軟件計(jì)算出各點(diǎn)短路電流由于短路計(jì)算計(jì)算工程復(fù)雜，容易出錯(cuò)，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)直接得出結(jié)果，既方便又準(zhǔn)確，大大的提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。所以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算得出：；；。正確選擇電氣設(shè)備是保證電氣主接線(xiàn)和配電裝置的安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行的重要條件。 斷路器的選擇在各種電壓等級(jí)變電所的設(shè)計(jì)中，斷路器是最為重要的電氣設(shè)備，它是通斷故障電流和正常負(fù)荷電流的元件。目前國(guó)產(chǎn)高壓斷路器按其滅弧介質(zhì)和滅弧方式，一般可分為少油斷路器、多油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器。 60KV側(cè)斷路器的選擇主接線(xiàn)采用內(nèi)橋接線(xiàn)，變壓器一次側(cè)斷路器的最大長(zhǎng)期工作電流為： 查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》621頁(yè)，表413，選擇3臺(tái)型斷路器。短路時(shí)間，導(dǎo)體的發(fā)熱主要由短路電流的周期分量來(lái)決定，可以不計(jì)非周期分量的影響。 10KV側(cè)斷路器選擇(1)10kV進(jìn)線(xiàn)斷路器和母聯(lián)斷路器選擇高壓斷路器的最大長(zhǎng)期工作電流: 查《高壓電器》P306頁(yè),，三臺(tái)均選型斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表73 斷路器參數(shù)表型號(hào)UN kVIN （A）開(kāi)斷電流（kA）開(kāi)斷容量(MVA)極限通過(guò)電流峰值（kA）動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（4S）（kA）固有分閘時(shí)間（S）合閘時(shí)間（S）10100020300505020≤≤短路時(shí)間，導(dǎo)體的發(fā)熱主要由短路電流的周期分量來(lái)決定，可以不計(jì)非周期分量的影響。（2）10KV各出線(xiàn)斷路器的選擇按最大負(fù)荷電流（化工廠(chǎng)）進(jìn)行選擇：查《高壓電器》P306頁(yè),，選擇型斷路器，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表：表75 斷路器參數(shù)表型號(hào)UN kVIN （A）開(kāi)斷電流（kA）開(kāi)斷容量（MVA）極限通過(guò)電流峰值（kA）動(dòng)穩(wěn)定電流（kA）熱穩(wěn)定電流（4S）（kA）固有分閘時(shí)間（S）合閘時(shí)間（S）1063020300505020≤≤所選斷路器技術(shù)數(shù)據(jù)與線(xiàn)路計(jì)算數(shù)據(jù)對(duì)照如下表所示：表76斷路器計(jì)算數(shù)據(jù)比較表計(jì)算數(shù)據(jù)的參數(shù)經(jīng)上表數(shù)據(jù)比較可知，所選型斷路器滿(mǎn)足要求。在配電裝置中，主要用來(lái)在檢修設(shè)備時(shí)形成可見(jiàn)的空氣絕緣間隔。根據(jù)最大長(zhǎng)期工作電流，查《電力工程電氣設(shè)備手冊(cè)》790頁(yè)，表529選型隔離開(kāi)關(guān)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表77 GW560G隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)型號(hào)額定電壓額定電流動(dòng)穩(wěn)定電流峰值熱穩(wěn)定電流GW560G/600606005014隔離開(kāi)關(guān)安裝地點(diǎn)計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)比較如下表所示：表78計(jì)算數(shù)據(jù)與隔離開(kāi)關(guān)參數(shù)比較計(jì)算數(shù)據(jù)的參數(shù)60kV50kA經(jīng)上表數(shù)據(jù)比較可知，所選型隔離開(kāi)關(guān)滿(mǎn)足要求。根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》P250型式選擇規(guī)定：6～20KV配電裝置一般采用油浸絕緣結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要零序電壓時(shí)，一般采用三相五柱式電壓互感器。此種接線(xiàn)不能用于供電絕緣檢查電壓表，不允許將電壓互感器高壓側(cè)中性點(diǎn)接地。其主二次繞組Y型接線(xiàn)用于測(cè)量、繼電器的電壓線(xiàn)圈，開(kāi)口三角形構(gòu)成零序電壓濾過(guò)器，用于絕緣檢查，其接線(xiàn)如圖所示：經(jīng)過(guò)選擇，60kV側(cè)電壓互感器為JCC5—60，10kV母線(xiàn)電壓互感器為JSZW10型。）電壓互感器型號(hào)如下：JCC560型電壓互感器： JSJB10型電壓互感器： J電壓互感器； J電壓互感器；C串級(jí)絕緣形式； S三相 C—瓷箱式； J油浸式；5—設(shè)計(jì)序號(hào)； B帶補(bǔ)償繞組；60額定電壓（kV）。 電流互感器的選擇電流互感器的選擇應(yīng)根據(jù)電壓等級(jí)和電流互感器安裝處的最大長(zhǎng)期工作電流進(jìn)行選擇。其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示：表710 LCWD60型電流互感器參數(shù)型號(hào)次級(jí)組合額定變流比準(zhǔn)確級(jí)次10%倍數(shù)二次負(fù)荷1S熱穩(wěn)定倍數(shù)動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)二次負(fù)荷Ω倍數(shù)13LCWD60D/1(300～600)/5D30751501154（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)合格。故所選電流互感器滿(mǎn)足要求。選用型電流互感器用于不同的饋出線(xiàn)上，其額定電流比為。（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)型的電流互感器即，熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。故所選用的兩種電流互感器滿(mǎn)足要求。FS系列避雷器用于保護(hù)配電變壓器和電纜頭等電氣設(shè)備免受大氣過(guò)電壓的損害。本設(shè)計(jì)變電所60KV側(cè)避雷器選用FZ—60型，10KV側(cè)選用FS—10型避雷器。 高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇6～35KV高壓開(kāi)關(guān)柜主要用于6～35KV的電力系統(tǒng)中，作電能的接受、分配的通、斷和監(jiān)視及保護(hù)之用。根據(jù)開(kāi)關(guān)柜數(shù)量的多少和可靠性的要求，確定使用固定式還是手車(chē)式開(kāi)關(guān)柜。結(jié)合本變電所主接線(xiàn)方案，結(jié)合控制、計(jì)量、保護(hù)、信號(hào)等方面要求選擇10KV側(cè)開(kāi)關(guān)柜，使設(shè)備的型號(hào)盡量作到統(tǒng)一。本設(shè)計(jì)初選六種開(kāi)關(guān)柜，分別為變壓器10KV側(cè)出線(xiàn)回路柜、分段母聯(lián)回路柜、架空出線(xiàn)柜、所用變壓器柜、電壓互感器及避雷器柜、補(bǔ)償電容器柜。35KV及以下變電所的各種高壓配電裝置的母線(xiàn)，主要采用硬母線(xiàn)和軟母線(xiàn)兩種型式，其中硬母線(xiàn)有銅、鋁兩種材料。矩形導(dǎo)體的散熱和機(jī)械強(qiáng)度與母線(xiàn)的布置方式有關(guān)。若三相導(dǎo)體垂直布置且導(dǎo)體豎放時(shí)，散熱較好，載流量較大、機(jī)械強(qiáng)度高，但配電裝置的高度增加，安裝困難，所以本變電所采用三相水平布置且導(dǎo)體平放?！卑醋畲箝L(zhǎng)期工作電流選擇匯流母線(xiàn) 查《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》340頁(yè)，表82，選用矩形鋁母線(xiàn)，水平放置。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)導(dǎo)體的最小允許截面應(yīng)小于才能滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求，其由下式確定： （720）式中 C熱穩(wěn)定系數(shù)K集膚效應(yīng)系數(shù)，由《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得K=；短路電流（kA）；短路等值時(shí)間（S）。熱穩(wěn)定校驗(yàn)合格。各種形狀的母線(xiàn)通常都安裝在支持絕緣子上，當(dāng)沖擊電流通過(guò)母線(xiàn)時(shí)，電動(dòng)力將使母線(xiàn)產(chǎn)生彎曲應(yīng)力，因此母線(xiàn)應(yīng)按彎曲情況進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算，校驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)的動(dòng)穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)取絕緣子的跨距為