【正文】 般原則 主變臺(tái)數(shù)的確定 為保證供電的 可靠性，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變，但一般不超過(guò)兩臺(tái)主變。對(duì)大型樞紐變電所，根據(jù)工程的具體情況，應(yīng)裝設(shè) 24 臺(tái)主變。當(dāng)裝設(shè)一組單相變壓器時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)備用相，當(dāng)主變超過(guò)一組時(shí)，且各組容量滿(mǎn)足全所負(fù)荷的 70% 時(shí)，可不裝備用相。對(duì)新建的變電所，從網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的觀點(diǎn)出發(fā)，應(yīng)注意選用有載調(diào)壓變壓器。 紅安 60KV 降壓變電所電氣工程初步設(shè)計(jì) 13 3 與兩個(gè)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)連接的變壓器，除低壓負(fù)荷較大 或與高中壓間潮流不定外，一般采用自耦變壓器，但仍需作經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較。 主變?nèi)萘康倪x擇 1根據(jù) 10KV 側(cè)負(fù)荷表計(jì)算（詳細(xì)的計(jì)算過(guò)程見(jiàn)計(jì)算書(shū)），最大負(fù)荷為： 39。ca q caQ K Q=? caS = 22()ca ca CP Q Q+ 2 裝有兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所，當(dāng)開(kāi)斷一臺(tái)變壓器時(shí)，另一臺(tái)變壓器的容量一般應(yīng)保證全部符合的 70% 。 = = ? ? 式 （ 51） 式中 caS 所有廠的計(jì)算負(fù)荷 本設(shè)計(jì)選用兩臺(tái)變壓器，其型號(hào)為 9 12500 60SF ，其主要的技術(shù)參數(shù)為： 表 變壓器功率損耗的估算 總的有功功率損耗的計(jì)算公式為 20 ()caTKNSP P P Snn nD D D=+ 式 (52) 總的無(wú)功功率損耗的計(jì)算公式為 額定容量 （ KAV） 電壓組合 聯(lián)合組編號(hào) 空載損耗 (W) 負(fù) 載損 耗（ W） 阻抗電壓 (%) 空載電流（ %） 高壓（ KV） 高壓分接范 圍 低壓 (KV) 6300 60 8 % YN ud 10000 36000 9 1． 3 重量 ( gk ) 外形尺寸 (mm ) 軌距 (mm ) 器身 油重 總重 長(zhǎng) 寬 高 1475 9590 8550 23980 4325 3430 4330 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 14 20 %% ()1 0 0 1 0 0K N c aTN NI U S SQS Snn nD =+ 式 （ 53） 式中 ： KP 、 0PD —— 變壓器的短路損耗和空載損耗， KW ； NS —— 變壓器的額定容量 KVA ； caS —— 變壓器負(fù)荷的視在功率 KVA ； 0%I —— 變壓器的空載電流百分比 ； %KU —— 變壓器的短路電壓有效值 ； n —— 并列運(yùn)行變壓器的臺(tái)數(shù) 。S = S + D TQ Q Q162。碨= ⅱ碨 + 碨 則合格 式 （ 56） 如果補(bǔ)償后的總的平均功率因數(shù)不滿(mǎn)足要求，則還需要進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，補(bǔ)償后需要再次的確定變壓器的容量，重新計(jì)算功率因數(shù)直到滿(mǎn)足要求為止，則最終選定變壓器的容量作為設(shè)計(jì)的結(jié)果。變電所的主接線(xiàn)是電力笑紋接線(xiàn)組成中的一個(gè)重要組成部分。 對(duì)電氣主接線(xiàn)的基本要求 根據(jù)我國(guó)能源部規(guī)定：變電所的電氣主接線(xiàn)應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位、變電所的規(guī)劃容量，負(fù)荷性質(zhì)、線(xiàn)路變壓器連接元件總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。 （ 1） 電氣主接線(xiàn)應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)和用戶(hù)的要求，保證供電的可靠性和電能質(zhì)量。同時(shí)，在確定主接線(xiàn)時(shí)應(yīng)保證電能質(zhì)量在允許的變動(dòng)范圍之內(nèi)。 （ 3） 電氣主接線(xiàn)應(yīng)在滿(mǎn)足上述技術(shù)要求的前提下，盡可能經(jīng)濟(jì)，盡量減少設(shè)備投資費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)，并相應(yīng)注意節(jié)約占地面積和搬遷費(fèi)用。電氣主接線(xiàn)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有發(fā)展余地，不僅要老虎最 終接線(xiàn)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還要兼顧到分期過(guò)渡接線(xiàn)的可能和施工方便。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(xiàn)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(lái)確定主接線(xiàn)的形式以及所連接電源數(shù)和出線(xiàn)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。 考慮備用容量的有無(wú)和大小對(duì)主接線(xiàn)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(xiàn)檢修時(shí)，是否允許線(xiàn)路變壓器停運(yùn)；當(dāng)線(xiàn)路故障時(shí)允許切除線(xiàn)路、變壓器的數(shù)量等，都直接影響主接線(xiàn)的形式。如認(rèn)為可以一舉成功設(shè)計(jì)出非常理想的，或是在任何情況下都能能用的主接線(xiàn)，既不現(xiàn)實(shí)，也不可能，一般設(shè)計(jì)步驟如下： （ 1） 對(duì)設(shè)計(jì)依據(jù)和原始資料進(jìn)行綜合分析； （ 2） 確定主變壓器的容量和臺(tái)數(shù)，擬定可能采用的主接線(xiàn)形式； （ 3） 所用的電源的引接； （ 4） 論證是否需要限制短路電流，并采取相應(yīng)措施； （ 5） 對(duì)選用的方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合比較，確定最佳主接線(xiàn)方案。 6— 10KV 配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)為 6 回及以上時(shí)， 35— 63KV 配電裝置出線(xiàn)回路數(shù)為 4— 8 回時(shí)，適用單母分段接線(xiàn)。內(nèi)橋接線(xiàn)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(xiàn)路較故障率較高情況。此外，線(xiàn)路有 穿越功率時(shí)，也宜采用外僑接線(xiàn)。 缺點(diǎn)：不夠靈活可靠，任一元件（母線(xiàn)及母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)等）故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電。 W L 1 W L 2T 2內(nèi) 橋T 1D Q F 圖 第二種方案是一 次側(cè)（ 60KV 側(cè)）采用外橋接線(xiàn)形式 此 種方案的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)：橋形接線(xiàn)有工作可靠，靈活，使用的電器少，裝置簡(jiǎn)單清晰和建設(shè)費(fèi)用底等優(yōu)點(diǎn)，并且它特別容易為單母分段或雙母 分段 接線(xiàn)。此外，當(dāng)兩條線(xiàn)路間有穿越功率時(shí)，也應(yīng)采用外橋接線(xiàn)，因?yàn)檫@時(shí)的穿越功率僅穿過(guò)橋斷路器，其中任一臺(tái)斷路器檢修或故障 時(shí)，都將影響穿越功率的傳送。對(duì)重要用戶(hù)可以從不同段引出兩回輸電線(xiàn)路，由兩個(gè)電源供電。高壓斷路器數(shù)量少， 四個(gè)回路只需要三臺(tái)斷路器。 缺點(diǎn)： (1)母線(xiàn)或隔離開(kāi)關(guān)檢修或故障時(shí)，將造成全部回路停電。 由于這種接線(xiàn)的可靠性和靈活性較差，所以它主要用于小容量的發(fā)電廠和邊點(diǎn)所中。為了運(yùn)行的可靠性和靈活性低壓側(cè)采用的是單母線(xiàn)分段的接線(xiàn)方式。當(dāng)高壓側(cè)有兩回電源線(xiàn)路時(shí) ,可采用橋型接線(xiàn)。由此從預(yù)選方案中低壓側(cè)選單母線(xiàn)分段 ,高壓側(cè)選內(nèi)橋接線(xiàn)。 1． 在連接橋上加裝電壓互感器，在橋斷路器上加裝電流互感器。 3． 在母線(xiàn)上還要加裝電容器組以保證功率因數(shù)值。 電氣主接線(xiàn)圖如圖一所示。在正常運(yùn)行時(shí)，除中性點(diǎn)以外，相與相或相與地之間是絕緣的。 本次設(shè)計(jì)選用三相接地短路電流計(jì)算即 (3)K ,由于短路回路電抗相等 ,因此三相電流和電壓是對(duì)稱(chēng)的 ,故又稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)短路 .而出現(xiàn)其它類(lèi)型短路時(shí) ,不僅每相電路中的電流和電壓數(shù)值不等 ,其相角也不同 ,這些短路總稱(chēng)不對(duì)稱(chēng)短路。此外，研究三相短路之所以重要，還由于在分析計(jì)算不對(duì)稱(chēng)短路時(shí)， 經(jīng)常利用對(duì)稱(chēng)分量法將不對(duì)稱(chēng)短路分解成三相對(duì)稱(chēng)的形式加以討論，所以選擇三相短路進(jìn)行計(jì)算。 短路的原因 形成短路的原因很多，主要有以下幾個(gè)方面： （ 1） 元件損壞。 （ 2） 氣象條件惡化。 （ 3） 人員過(guò)失。 （ 4） 其它原因。 短路點(diǎn)的選取 待設(shè)計(jì)變電所短路點(diǎn)選取三 點(diǎn)。 1K 點(diǎn)處有三個(gè)斷路器，而這點(diǎn)兩種運(yùn)行方式，當(dāng)兩條線(xiàn)路并聯(lián)運(yùn)行短路電流為總短路電流的一半；當(dāng)一條線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí) 只有一條線(xiàn)路運(yùn)行時(shí)，短路電流即為總短路電流。所選三個(gè)斷路器的型號(hào)一致。 2K 點(diǎn)處可選擇分段斷路器和出線(xiàn)斷路器，此點(diǎn)也有兩種運(yùn)行方式，當(dāng)兩條線(xiàn)路并聯(lián)運(yùn)行短路電流為總短路電流的一半；當(dāng)一條線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)只有一條線(xiàn)路運(yùn)行時(shí)，短路電流即為總短路電流。 3. 10KV 負(fù)載端短路時(shí) ,取阻抗值最小作為短路點(diǎn) ,即為 3K 點(diǎn)。 注：兩臺(tái)同型號(hào)變壓器并聯(lián)，總電抗標(biāo)么值為單臺(tái)的一半。 注： ○ 1 兩條同型號(hào)架空線(xiàn)并聯(lián)，總電抗標(biāo)么值為單條的一半。 （ 6） 求短路電流 * 3BKK BSII U= 式 （ 75） 式中： KI — 短路電流有效值（ KA） ； （ 7） 求沖擊短路電流 KiI= 式 （ 76） 式中： shi — 沖擊短路電流（ KA） ； 注：短路發(fā)生在一般的高壓電力網(wǎng)時(shí)，因電抗比電阻要大得多，取 shK =， shi = KPI ；當(dāng)短路發(fā)生在大容量電力網(wǎng)或發(fā)電機(jī)附近時(shí)，取 shK =， shi =2.,69 kPI ；短路發(fā)生在發(fā)電廠高壓母線(xiàn)時(shí)，取 shK =， shi =2.,62 kPI ；短路發(fā)生在低壓電網(wǎng)時(shí)，取 shK 1～ ， shi =（ 1～ ） kPI 。正確地選擇電氣設(shè)備是保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要條件，在選擇電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠地前提下，盡量采用新技術(shù)并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。 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，高壓斷路器的工作最為繁重，地位最為關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)斷路器的要求是比較高的，不但要在正常條件上有足夠的接通和開(kāi)斷電力負(fù)荷電流的能力。 斷路器的作用 高壓斷路器主要作用：正常運(yùn)行時(shí)，用來(lái)接通和開(kāi)斷電路中的負(fù)荷電流；在故障時(shí)，用來(lái)斷開(kāi)電路中的短路電流，切除故障電路，按照重合閘要求還能關(guān)合短路電流。 沈陽(yáng)工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 24 斷路器選用的一般原則 3～ 35KV 的配電系統(tǒng)上，目前主要用三種斷路器：油斷器，磁吹斷路器，真空斷路器。 磁吹斷路器是比較高經(jīng)的斷路器，國(guó)外在發(fā)電廠、變電所等重要網(wǎng)絡(luò)中已被普遍采用。 1 2 3 500KV 電壓等級(jí)中主要是少油斷路器，真空斷路器和 SF6斷路器。 按使用條件和使用范圍選擇： （ 1） 用于一次變電所的斷路器。所以，其額定電壓高。因此，其所采用的斷路器與發(fā)電廠相比是高電壓，小電流的斷路器。 （ 2） 配電斷路器。其種類(lèi)多，使用量大，使用在配電網(wǎng)中的斷路器的形式有多油、少油、壓縮空氣、磁吹、真空、自產(chǎn)氣等各種斷路器。按照使用的滅弧介質(zhì)可分為真空斷路器、 SF6斷路器，油斷路器，壓縮真空斷路器等。 斷路器的選擇過(guò)程 （ 1） 型式和種類(lèi)的選擇 ： 選擇高壓戶(hù)外少油型 （ 2） 按額定電壓選擇 : NU ≥ neNU. 式 （ 81） 式中： NU — 高壓斷路 器的額定電壓（ KV） ； neNU. — 電網(wǎng)額定電壓（ KV） 。 （ 4） 按開(kāi)斷電流選擇 ： NOCI ＞ KPI 式 （ 83） 式中： NOCI — 高壓斷路器的額定開(kāi)斷電流（ KA） ； KPI — 短路電流同期分量有效值（ KA） ,由高壓或低壓側(cè)短路電流計(jì)算得出 。 （ 6） 按動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) ： stFi. ≥ shi 式 （ 85） 式中： stFi. — 高壓斷路器的動(dòng)穩(wěn)定電流幅值（ KA） ； （ 7） 按熱穩(wěn)定校驗(yàn) ： tih2 ≥ eqtI .2? 式 （ 86） 式中： tih2 — 高壓斷路器允許的發(fā)熱 量 (KA)； eqtI .2? — 短路電流的發(fā)熱量 (KA)； npkeq ttt ?? 當(dāng) Stk 1? 時(shí)，導(dǎo)體的發(fā)熱主要由短路電流的周期分量來(lái)決定，此時(shí)， 可以不考慮非周期分量 npt 的影響。 4 0 .1 1 4 .1 1eq kp P o ct t t t S? ? ? ? ? ?（ oct 取 ） 注：本設(shè)計(jì)所選型號(hào)為高壓側(cè)： LW8－ 63 型，高壓六氟化硫斷路器、額定電壓 63KV；低壓側(cè)： SN3－ 10/1000 型，少油 斷路器、額定電壓 10KV、額定電流 1000A。由于隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的來(lái)弧裝置，不能用來(lái)開(kāi)斷負(fù)荷電流和短路電流。 對(duì)隔離開(kāi)關(guān)的要求 （ 1） 有明顯斷開(kāi)點(diǎn)，根據(jù)斷開(kāi)點(diǎn)可判明被檢修的電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體確已與電網(wǎng)隔離； （ 2） 斷口應(yīng)有足夠可靠的絕緣強(qiáng)度，斷開(kāi)后動(dòng)、靜觸頭間應(yīng)有足夠的電氣距離，保證在最大工作電壓和過(guò)電壓條件下斷口不被擊穿；相間和相對(duì)地也應(yīng)有足夠的絕緣水平； （ 3） 具有足夠的動(dòng)、熱穩(wěn)定性，能承受短路電流所產(chǎn)生的發(fā)熱和電動(dòng)力； （ 4） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分合閘動(dòng)作靈活可靠； （ 5） 隔離開(kāi)關(guān)與斷路器配合使用時(shí)，應(yīng)具有機(jī)械的或電氣的連鎖裝置，以保證斷路器和隔離開(kāi)關(guān)之間正常操作順序； （ 6） 隔離開(kāi)關(guān)帶有接地刀閘時(shí)，主刀閘 與接地閘刀之間也應(yīng)設(shè)有機(jī)械的或電氣的連鎖裝置，以保證二者之間的