總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)電氣工程課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　電氣工程課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué) 院： 信息科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p>　　班 級(jí)： 電氣1201班 </p><p>　　姓 名： </p>

2、<p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言</b></p><p><b>　　一 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</b></p><p><b>　　（一）設(shè)計(jì)題目</b><

3、;/p><p><b>　　（二）設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　?。ㄈ┰O(shè)計(jì)依據(jù)</b></p><p><b>　　（四）設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　二 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償</p><p>　?。ㄒ唬┴?fù)荷計(jì)算的目的</p&g

4、t;<p>　?。ǘ┴?fù)荷計(jì)算的方法</p><p>　　1、單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷的確定</p><p>　　2、多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷的確定</p><p>　　（三）車(chē)間用電設(shè)備組和工廠計(jì)算負(fù)荷的確定</p><p>　?。ㄋ模o(wú)功功率補(bǔ)償及其計(jì)算</p><p>　　三 總降壓變電所的所址和型式的

5、確定</p><p>　?。ㄒ唬┳冸娝返倪x擇</p><p>　　1、變電所所址選擇的一般原則</p><p><b>　　2、負(fù)荷中心的確定</b></p><p>　　（二）變電所型式的確定</p><p><b>　　1、總降壓變電所</b></p>

6、<p><b>　　2、車(chē)間變電所</b></p><p><b>　　3、最終方案的確定</b></p><p>　　4、廠區(qū)供電電壓的選擇</p><p>　　四 確定變壓器型式、容量和臺(tái)數(shù)</p><p>　?。ㄒ唬┐_定總降壓變電所主變壓器型式</p><p>

7、;　?。ǘ┳儔浩髋_(tái)數(shù)和容量的確定</p><p>　　1、主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇</p><p>　　2、主變壓器容量的選擇</p><p>　　3、各車(chē)間變電所所選變壓器的臺(tái)數(shù)及容量</p><p>　　4、總降壓變電所主變壓器臺(tái)數(shù)及容量</p><p>　　5、主變壓器繞組數(shù)和接線組別的確定</p>&

8、lt;p>　　五 變配電所主接線的選擇</p><p><b>　　（一）變電所主接線</b></p><p>　　1、對(duì)變電所主接線的要求</p><p>　　2、變電所主接線方案的比較</p><p>　　（二）變電所主接線方式</p><p>　　1、總降壓變電所主接線方式的選擇<

9、;/p><p>　　2、高壓配電系統(tǒng)主接線方式的選擇</p><p>　　六 短路計(jì)算及設(shè)備的選擇</p><p><b>　　（一）短路電流計(jì)算</b></p><p><b>　　1、短路電流的計(jì)算</b></p><p><b>　　2、短路計(jì)算過(guò)程</b&

10、gt;</p><p>　　3、短路電流計(jì)算結(jié)果</p><p>　?。ǘ┮淮卧O(shè)備的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　1、一次設(shè)備選擇及校驗(yàn)的條件</p><p>　　2、總降壓變電所35kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　3、總降壓變電所10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)</p><p&g

11、t;　　4、各車(chē)間變電所10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　5、各車(chē)間變電所二次側(cè)一次設(shè)備的選擇與效驗(yàn)</p><p>　　七 工廠電源進(jìn)線及高壓配電線路的選擇</p><p>　　1、35kV架空線路的選擇</p><p>　　2、35kV母線的選擇</p><p>　　3、總降壓變電所10kV側(cè)電纜

12、的選擇</p><p>　　4、總降壓變電所10kV側(cè)母線的選擇</p><p>　　5、總降壓變電所至各車(chē)間變電所電纜選擇</p><p><b>　　八 繼電器保護(hù)</b></p><p>　　繼電保護(hù)裝置的配置原則及情況</p><p><b>　　1、繼電保護(hù)的任務(wù)</b&

13、gt;</p><p>　　2、繼電保護(hù)裝置的基本要求</p><p>　　3、繼電保護(hù)的基本工作原理</p><p>　　4、電流保護(hù)的接線方式</p><p>　　（二）變壓器的繼電保護(hù)及整定計(jì)算</p><p>　　1、總降壓變電所35/10kV變壓器的保護(hù)</p><p>　　2、35k

14、V電力線路保護(hù)</p><p>　　3、10kV電力線路保護(hù)</p><p>　　九 車(chē)間變電所的防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　（一）變電所防雷保護(hù)與防雷裝置的選擇</p><p><b>　　1、變電所防雷保護(hù)</b></p><p><b>　　2、防雷裝置的選擇&l

15、t;/b></p><p>　　（二）接地裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　十 設(shè)計(jì)心得</b></p><p><b>　　附錄1</b></p><p><b>　　附錄2</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)<

16、;/b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　工廠總降壓變電所是工廠供配電的重要組成部分，它直接影響整個(gè)工廠供電的可靠運(yùn)行，同時(shí)它又是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換、接受和分配電能的作用。電氣主接線是總降壓變電所的主要環(huán)節(jié)，電氣主結(jié)線的擬定直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，是決定變電所電氣

17、部分技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能的關(guān)鍵因素。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是35/6kV降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先，進(jìn)行車(chē)間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和無(wú)功功率補(bǔ)償，確定主變壓器及各車(chē)間變壓器；從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等方面，通過(guò)了兩種方案的比較，選擇經(jīng)濟(jì)、可靠、運(yùn)行靈活的主接線一次方案。然后，確定工廠電源進(jìn)線、母線和高壓配電線路；再進(jìn)行短路計(jì)算和對(duì)電氣設(shè)備的選擇、校驗(yàn)。最后，進(jìn)行二次回路方案、整定繼電保護(hù)、防雷保護(hù)和接地裝置的設(shè)計(jì)。</p&g

18、t;<p>　　設(shè)計(jì)結(jié)果可以滿足工廠供電的可靠性，并保證各車(chē)間電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。</p><p><b>　　一 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</b></p><p><b>　　(一)設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　總降壓變電所及高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　(二

19、)設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　要求根據(jù)某廠所能取得的電源及某廠用電負(fù)荷的實(shí)際情況，并適當(dāng)考慮到工廠生產(chǎn)的發(fā)展，按照安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求，確定總降壓變電所位置，確定總降壓變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)與容量、類(lèi)型，選擇總降壓變電所主結(jié)線方案及高壓設(shè)備和進(jìn)出線，確定防雷和接地裝置。</p><p><b>　　(三)設(shè)計(jì)依據(jù)</b></p&

20、gt;<p>　　1．工廠總平面布置圖 如圖1所示。</p><p>　　2．工廠各車(chē)間負(fù)荷情況及車(chē)間變電所的容量 如表1和表2所示。</p><p>　　表1 各車(chē)間和車(chē)間變電所380V負(fù)荷表</p><p>　　表2 各車(chē)間6kV高壓負(fù)荷表</p><p><b>　　3．供用電協(xié)議</b>&l

21、t;/p><p>　　1)工廠電源從供電部門(mén)某220／35kV變電站以35kV雙回架空線路引入本廠，其中一路作為工作電源，另一路作為備用電源。兩個(gè)電源不并列運(yùn)行。變電站距廠東側(cè)8km。</p><p>　　2)系統(tǒng)的短路數(shù)據(jù)，如表3所示。其供電系統(tǒng)圖，如圖2所示。</p><p>　　3)供電部門(mén)對(duì)工廠提出的技術(shù)要求：①區(qū)域變電站35kV饋電線路定時(shí)限過(guò)流保護(hù)裝置的整定

22、時(shí)間top=2s，工廠總降壓變電所保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間不得大于1.5s。②工廠在總降壓變電所35kV電源側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量。③工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9。</p><p>　　4)供電貼費(fèi)為800元/kVA。每月電費(fèi)按兩部電費(fèi)制：基本電費(fèi)為25元/kVA，動(dòng)力電費(fèi)為0.5元/kW·h，照明電費(fèi)為0.7元/kW·h。</p><p>　　4．工廠負(fù)荷性質(zhì) 本廠為三班工作

23、制，年最大有功利用小時(shí)為6000h，屬二級(jí)負(fù)荷。車(chē)間變電所供電電源為10kV。各車(chē)間6kV高壓負(fù)荷由相應(yīng)的車(chē)間變電所供電。</p><p>　　表3 區(qū)域變電站35kV母線短路數(shù)據(jù)</p><p><b>　　(四)設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　1．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 需包括以下主要內(nèi)容： 1）負(fù)荷計(jì)算。2)變電所位置的選擇。3)變電所主變

24、壓器臺(tái)數(shù)和容量、類(lèi)型的選擇。4)變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)（要求從兩個(gè)以上較為合理的方案中優(yōu)選）。5)短路電流的計(jì)算。6)變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)。7)變電所進(jìn)出線的選擇。8)防雷保護(hù)概述和接地裝置的設(shè)計(jì)。9)參考文獻(xiàn)。</p><p>　　2．設(shè)計(jì)圖樣 變電所主結(jié)線圖(CAD) 1張。</p><p>　　3．明細(xì)表 主要設(shè)備、器件明細(xì)表1張，需注明主要設(shè)備、器件的代號(hào)、名稱、型號(hào)（規(guī)

25、格）、數(shù)量等。</p><p>　　二 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功補(bǔ)償</p><p>　?。ㄒ唬┴?fù)荷計(jì)算的目的</p><p>　　計(jì)算負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)計(jì)算的基本依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷的確定是否合理，將直接影響到電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。計(jì)算負(fù)荷不能定得太大，否則選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜將會(huì)過(guò)大而造成投資和有色金屬的浪費(fèi)；計(jì)算負(fù)荷也不能定得過(guò)小，否則選擇的電氣設(shè)備和導(dǎo)線電纜

26、將會(huì)長(zhǎng)期處于過(guò)負(fù)荷下運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣體過(guò)早老化甚至燒毀，因此，必須合理確定計(jì)算負(fù)荷。</p><p>　　確定用戶的計(jì)算負(fù)荷是選擇電源進(jìn)線和一、二次設(shè)備的基本依據(jù)，是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分，也是與電力部門(mén)簽訂用電協(xié)議的基本依據(jù)。</p><p>　　在工業(yè)企業(yè)的供電設(shè)計(jì)中，學(xué)會(huì)計(jì)算或估算全廠電力負(fù)荷的大小是非常重要的，它是正確選擇供電系統(tǒng)中導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)電器、變壓器

27、等的基礎(chǔ)，也是保障供電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行必不可少的重要一環(huán)。</p><p><b>　　負(fù)荷計(jì)算的方法</b></p><p>　　負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。需要系數(shù)法計(jì)算簡(jiǎn)便，適用于全廠和車(chē)間變電所負(fù)荷的計(jì)算。故本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。</p><p>　　1、單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷的確定</p>

28、<p><b>　　主要計(jì)算公式有</b></p><p>　　有功功率 （2-1）</p><p>　　無(wú)功功率 （2-2）</p><p>　　視在功率

29、 （2-3）</p><p>　　計(jì)算電流 （2-4）</p><p>　　式中、、——用電設(shè)備組的有功、無(wú)功、視在功率的計(jì)算負(fù)荷；</p><p>　　——用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量；</p>&

30、lt;p>　　——功率因數(shù)角的正切值；</p><p>　　——用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷電流；</p><p><b>　　——額定電壓。</b></p><p>　　2、多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷的確定</p><p><b>　　主要計(jì)算公式</b></p><p>　　有

31、功功率 （2-5）</p><p>　　無(wú)功功率 （2-6）</p><p>　　視在功率 （2-7）</p><

32、p>　　計(jì)算電流 （2-8）</p><p>　　式中——所有設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷之和；</p><p>　　——有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)；</p><p>　　——所有設(shè)備組無(wú)功計(jì)算負(fù)荷之和；</p><p>　　——無(wú)功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)；</p

33、><p>　?。ㄈ┸?chē)間用電設(shè)備組和工廠計(jì)算負(fù)荷的確定</p><p>　　根據(jù)以上公式，以鑄鋼車(chē)間為例進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)：</p><p><b>　　由已知數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　，，，</b></p><p>　　可得 </

34、p><p>　　用同樣的方法可求得其他車(chē)間的計(jì)算負(fù)荷如表2-1所示：</p><p>　　表2-1 各車(chē)間380V側(cè)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　6kV高壓設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　表2-2 各車(chē)間6kV高壓負(fù)荷計(jì)算表</p><p>　　表2-3 工廠負(fù)荷計(jì)算表</p><p>

35、　　（四）無(wú)功功率補(bǔ)償及其計(jì)算</p><p>　　本設(shè)計(jì)要求工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9，綜合考慮經(jīng)濟(jì)效果，選用高壓集中補(bǔ)償。高壓集中補(bǔ)償是指將高壓電容器組集中裝設(shè)在總降壓變電所6～10kV母線上，如圖2-2所示。該補(bǔ)償方式只能補(bǔ)償總降壓變電所的6～10kV母線之前的供配電系統(tǒng)中由無(wú)功功率產(chǎn)生的影響，而對(duì)無(wú)功功率在企業(yè)內(nèi)部的供配電系統(tǒng)中引起的損耗無(wú)法補(bǔ)償，因此補(bǔ)償范圍最小，經(jīng)濟(jì)效果較其它補(bǔ)償方式差。但由

36、于裝設(shè)集中，運(yùn)行條件好，維護(hù)管理方便，投資較少。且總降壓變電所6～10kV母線停電機(jī)會(huì)少，因此電容器利用率高。</p><p>　　圖2-1 高壓電容器集中補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)線</p><p>　　由該廠的負(fù)荷計(jì)算表可知，總變壓器低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為4942kVA，因此為進(jìn)行功率補(bǔ)償時(shí)，主變壓器容量應(yīng)選為5000kVA。此時(shí)變電所低壓側(cè)的功率因素未0.79。按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的功率因素cos≥

37、0.9.?？紤]到變壓器本身的無(wú)功功率損耗ΔQT遠(yuǎn)大于其有功功率損耗ΔPT，一般ΔQT=（4~5）ΔPT，因此在變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因素應(yīng)略高于0.90，這里取cos＇=0.93。</p><p>　　要使低壓側(cè)功率因素由0.79提高到0.93，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為</p><p>　　QC = 3904×（tanarccos0.79－tanar

38、ccos0.93）kvar</p><p>　　= 1486.9kvar</p><p>　　取 QC=1500kvar</p><p>　　補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為</p><p>　　因此主變補(bǔ)償后選擇容量不變，仍為5000kVA。</p><p><b>　　變壓器

39、的功率損耗為</b></p><p>　　ΔPT ≈ 0.015= 0.015×4198.6kVA = 63kW</p><p>　　ΔQT ≈ 0.06= 0.06×4198.6 kVA=251.9kvar</p><p>　　變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為</p><p>　　= 3904kW + 63kW =

40、3967kW</p><p>　　=（3045.1—1500）kvar + 251.9kvar =1797kvar</p><p>　　補(bǔ)償后工廠的功率因素為</p><p>　　這一功率因素滿足供電部門(mén)規(guī)定的要求。</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算，本設(shè)計(jì)從常用并聯(lián)電容器中選出型號(hào)為BWF10.5-120-1的并聯(lián)電容器13臺(tái)進(jìn)行該工廠的無(wú)

41、功功率補(bǔ)償。</p><p>　　三 總降壓變電所的所址和型式的確定</p><p>　　（一）變電所所址的選擇</p><p>　　1、變電所所址選擇的一般原則 </p><p>　　選擇工廠變配電所的所址,應(yīng)根據(jù)下列要求經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定:</p><p>　　1）盡量接近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電

42、壓損耗和有色金屬消耗量。</p><p>　　2）進(jìn)出線方便，特別是要便于架空進(jìn)出線。</p><p>　　3）接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所。</p><p>　　4）設(shè)備運(yùn)輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高低壓成套配電裝置的運(yùn)輸。</p><p>　　5）不因設(shè)在有劇烈震動(dòng)或高溫的場(chǎng)所，無(wú)法避開(kāi)時(shí)，應(yīng)有防震和隔熱的措施。

43、</p><p>　　6）不應(yīng)設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所,當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí),不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。</p><p>　　7）不應(yīng)設(shè)在廁所\浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方,且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰。</p><p>　　8）不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)的正上方或正下方,且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方,當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗鄰時(shí),應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50

44、058-92《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。</p><p>　　9）不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。</p><p>　　10）高壓配電所應(yīng)盡量與臨近車(chē)間變電所或有大量高壓用電設(shè)備的廠房合建在一起。</p><p><b>　　2、負(fù)荷中心的確定</b></p><p>　　變電所位置應(yīng)盡量接近負(fù)荷中心

45、，工廠的負(fù)荷中心用功率矩法確定。</p><p>　　在工廠平面圖的下側(cè)和左側(cè)，任作一直角坐標(biāo)的x軸和y軸，按1/5000的比例測(cè)出各車(chē)間和生活區(qū)的負(fù)荷中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置標(biāo)于圖中，例如：、……。而工廠的負(fù)荷中心設(shè)在，，按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p><b>　　（3-2）<

46、;/b></p><p><b>　　各車(chē)間標(biāo)注如下：</b></p><p>　　鑄鋼車(chē)間—1，鑄鐵車(chē)間—2，砂庫(kù)—3，鉚焊車(chē)間—4，1#水泵房—5， </p><p>　　空壓站—6，機(jī)修車(chē)間—7，鍛造車(chē)間—8，木型車(chē)間—9，制材廠—10，</p><p>　　綜合樓—11，鍋爐房—12，2#水泵房—

47、13，倉(cāng)庫(kù)—14，污水提升站—15</p><p>　　(2.6，7.3) (6.4，7.4) (5.4，5.1) (2.8，9.5) (0.9，10.7) (5.9，9.6) (6.0, 10.1) (8.3，9.9) (9.0，8.5) (10.0，6.9) (10.7，10.0) (0.9，3.4) (0.7，4.0) (3.2，1.6) (7.6，3.9)</p><p>　　由前

48、計(jì)算可知: </p><p>　　計(jì)算所得的負(fù)荷中心為(3.7，7.6)。</p><p>　　按圖紙比例及綜合考慮變電所位置選擇的原則后,確定(3.7,7.6)為總降壓變電所坐標(biāo)中心，如圖3-1中所示。</p><p>　　圖3-1 工廠高壓配電系統(tǒng)示意圖</p><p>　　（二）變電所型式的確定<

49、/p><p>　　變電所是接受電能、變換電壓、分配電能的環(huán)節(jié)，是供配電系統(tǒng)的重要組成部分。變電所按其在供配電系統(tǒng)地位合作用，分為總降壓變電所、獨(dú)立變電所、車(chē)間變電所、桿上變電所、建筑物及高層建筑物變電所。</p><p><b>　　1、總降壓變電所</b></p><p>　　大中型企業(yè)，由于負(fù)荷較大，往往采用35～110kV電源進(jìn)線，降壓至10

50、kV或6kV再向各車(chē)間變電所和高壓用電設(shè)備配電這種降壓變電所稱為總降壓變電所。一般來(lái)講，企業(yè)規(guī)模不太大，車(chē)間或生產(chǎn)廠房布局比較集中，應(yīng)盡量設(shè)一個(gè)總降壓變電所，這樣既節(jié)省投資，又便于運(yùn)行維護(hù)。但如果企業(yè)規(guī)模較大，且有兩個(gè)或兩個(gè)以上的集中大負(fù)荷用電車(chē)間群，而彼此之間相距又較遠(yuǎn)時(shí)，可以考慮設(shè)立兩個(gè)或兩個(gè)以上的總降壓變電所。</p><p><b>　　2、車(chē)間變電所</b></p>

51、<p>　　車(chē)間變電所主要有以下兩種類(lèi)型</p><p><b>　　1）車(chē)間附設(shè)變電所</b></p><p>　　附設(shè)變電所利用車(chē)間的一面或兩面墻壁，而其變壓器室的大門(mén)朝外開(kāi)，車(chē)間附設(shè)變電所又分為內(nèi)附式（如圖3-2中a）和外附式（如圖3-2中b）。內(nèi)附式變電所要占用一定的車(chē)間面積，但其在車(chē)間內(nèi)部，故對(duì)車(chē)間外觀沒(méi)有影響。外附式變電所在車(chē)間的外部，不占用車(chē)間

52、面積，便于車(chē)間設(shè)備的布置，而且安全性也比內(nèi)附式變電所要高一些。</p><p><b>　　2）車(chē)間內(nèi)變電所</b></p><p>　　變壓器室位于車(chē)間內(nèi)的單獨(dú)房間內(nèi)（如圖3-2中c），雖然這種變電所占用了車(chē)間內(nèi)</p><p>　　的面積，但它處于負(fù)荷的中心，因而可以減少線路上的電能損耗和有色金屬消耗量。由</p><p

53、>　　于設(shè)在車(chē)間內(nèi)其安全性要差一些，故適用于負(fù)荷較大的多跨廠房?jī)?nèi)，在大型冶金企業(yè)中</p><p><b>　　比較多見(jiàn)。</b></p><p>　　圖3-2 變電所類(lèi)型圖</p><p>　　3）變配電所有屋內(nèi)式和屋外式兩大型式。屋內(nèi)式運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少。在選擇工廠總變配電型式時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體地理環(huán)境，因地制宜；技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，應(yīng)

54、優(yōu)選用屋內(nèi)式。</p><p><b>　　3、最終方案的確定</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)變電所是將35kV的電源進(jìn)線降至10kV，再向各車(chē)間變電所和高壓用電設(shè)備配電。所以應(yīng)設(shè)立總降壓變電所，且設(shè)為屋內(nèi)式，各個(gè)車(chē)間設(shè)立車(chē)間變電所，車(chē)間變電所也設(shè)為屋內(nèi)式，它雖然占據(jù)了車(chē)間的位置，但是它處于負(fù)荷中心，因而可以減少線路上的電能損耗和有色金屬消耗量。</p>

55、;<p>　　4、廠區(qū)供電電壓的選擇</p><p>　　工廠供電電壓的選擇，主要取決于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的供電電壓登記，同時(shí)也要考慮工廠用電設(shè)備的電壓、容量和供電距離等因素。由于在同一輸送功率和輸送距離條件下，供電電壓越高，則線路電流越小，從而使線路導(dǎo)線或電纜截面越小，可減少線路的初投資和有色金屬消耗量。該冶金機(jī)械廠經(jīng)過(guò)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)協(xié)商，工廠電源從電力系統(tǒng)的某220/35kV變電站以35kV雙回路架空線引

56、入工廠，其中一路作為工作電源，另一路作為備用電源，兩個(gè)電源不并列運(yùn)行。系統(tǒng)變電站距工廠東側(cè)8km。</p><p>　　該廠從鄰近變電所引入35kV電壓電源作為工廠電源，考慮到該工廠車(chē)間密集，道路狹窄，廠區(qū)布局復(fù)雜，為了確保廠區(qū)內(nèi)的人身和生產(chǎn)安全，保障正常的生產(chǎn)生活秩序，故本設(shè)計(jì)不采用35k高壓深入負(fù)荷中心的直配方式，而需要經(jīng)過(guò)工廠內(nèi)的總降壓變電所降壓后在廠內(nèi)配電。工廠有6kV高壓負(fù)荷電弧爐、工頻爐和空壓機(jī)，但6

57、kV高壓用電設(shè)備不多，所以本設(shè)計(jì)仍采用將35kV電源經(jīng)總降壓變電所降壓至10kV作高壓配電電壓，而6kV高壓負(fù)荷則通過(guò)專用的10/6.3kV變壓器單獨(dú)供電。</p><p>　　四 確定變壓器型式、容量和臺(tái)數(shù)</p><p>　　（一）確定總降壓變電所主變壓器型式</p><p>　　變壓器是變電所中關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送、

58、分配和適用。</p><p>　　變壓器按功能分有升壓變壓器和降壓變壓器；按相數(shù)分有單相和三相變壓器；按繞組導(dǎo)體的材質(zhì)分有銅繞組和鋁繞組變壓器；按冷卻方式和繞組絕緣分有油浸式、干式兩大類(lèi)，其中油浸式變壓器又有油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸水冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻式等，而干式變壓器又有澆注式、開(kāi)啟式、充氣式等；按用途分又可分為普通變壓器和特種變壓器；按調(diào)壓方式分有無(wú)載調(diào)壓變壓器和有載調(diào)壓變壓器。</p>

59、<p>　　在選擇變壓器時(shí)，應(yīng)選用低損耗節(jié)能型變壓器，如S9系列或S10系列。高損耗變壓器已被淘汰，不再采用。在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全的場(chǎng)所，應(yīng)選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器；供電系統(tǒng)中沒(méi)有特殊要求和民用建筑獨(dú)立變電所常采用三相油浸自冷電力變壓器（S9、S10-M、S11、S11-M等）；對(duì)于高層建筑、地下建筑、發(fā)電廠、化工等單位對(duì)消防要求較高的場(chǎng)所，宜采用干式電力變壓器（SC、SCZ、SG3、SG10、SC6等

60、）；對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大的，為改善電能質(zhì)量應(yīng)采用有載調(diào)壓電力變壓器（SZ7、SFSZ、SGZ3等）。</p><p>　?。ǘ┳儔浩髋_(tái)數(shù)和容量的確定</p><p>　　1、主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇</p><p>　　（一）主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求進(jìn)行選擇。</p><p>　　1、應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)可靠性的要求。在有一、二級(jí)負(fù)荷的

61、變電所中，選擇兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上比較合理時(shí)，主變壓器選擇也可多于兩臺(tái)。</p><p>　　2、對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變化較大的宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)可選擇兩臺(tái)主變壓器。</p><p>　　3、三級(jí)負(fù)荷一般選擇一臺(tái)主變壓器，負(fù)荷較大時(shí)，也可選擇兩臺(tái)主變壓器。</p><p>　　（二）選擇主變壓器臺(tái)數(shù)按其負(fù)荷性質(zhì)要求為：</p

62、><p>　　車(chē)間為三班工作制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為6000h，屬于二級(jí)負(fù)荷。</p><p>　　由供電部門(mén)對(duì)工廠提出的技術(shù)要求：</p><p>　　1、本車(chē)間變電所從本廠220/35kV變電站以35kV雙回路架空線路引入本廠。一路作為工作電源，另一路作為備用電源，兩個(gè)電源不并列運(yùn)行，變電站距廠東8km。</p><p>　　2、工廠總

63、降壓變電所35kV電源側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量。</p><p>　　3、區(qū)域變電站35 kV饋電線路定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)裝置的整定時(shí)間Top=2s，工廠總降壓變電所保護(hù)的時(shí)間不的大于1.5s。</p><p>　　4、工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9。</p><p>　?。ㄈ└鶕?jù)以上工廠的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，工廠總降壓變電所的主變壓器考慮裝設(shè)一臺(tái)或兩臺(tái)主電力變壓器兩種方

64、案。</p><p>　　2、主變壓器容量的選擇</p><p>　　1）裝設(shè)一臺(tái)時(shí)，應(yīng)滿足：主變壓器容量應(yīng)不小于總計(jì)算負(fù)荷，即</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　2）裝設(shè)兩臺(tái)時(shí)，應(yīng)滿足：每臺(tái)變壓器的容量不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷的60%，最好為總計(jì)算負(fù)荷的70%左右，即</p>

65、<p>　　（4-4） </p><p>　　同時(shí)每臺(tái)主變壓器容量不應(yīng)小于全部一、二級(jí)負(fù)荷之和，即</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　3、總降壓變電所主變壓器臺(tái)數(shù)及容

66、量</p><p>　　根據(jù)工廠提供的數(shù)據(jù)，本工廠負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷，且工廠視在計(jì)算負(fù)荷為4941.9kVA，故本工廠總降壓變電所應(yīng)選擇兩臺(tái)主變壓器。由于本工廠選用兩臺(tái)主變壓器，故每臺(tái)主變壓器的容量SN·T不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷S30的60%~70%。但由于本工廠的負(fù)荷均為二級(jí)負(fù)荷，故該工廠的總降壓變電所選用兩臺(tái)容量為5000kVA型號(hào)為S9-5000/35的變壓器，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表4-1。</p>

67、<p>　　表4-1 S9-5000/35變壓器技術(shù)參數(shù)</p><p>　　4、各車(chē)間變電所所選變壓器的臺(tái)數(shù)及容量</p><p><b>　　NO.1</b></p><p><b>　　(10/0.4)</b></p><p><b>　　(10/6.3)</b

68、></p><p><b>　　NO.2</b></p><p><b>　　(10/0.4)</b></p><p><b>　　(10/6.3)</b></p><p><b>　　NO.3</b></p><p><

69、;b>　　(10/0.4)</b></p><p><b>　　NO.4</b></p><p><b>　?。?0/0.4）</b></p><p><b>　　NO.5</b></p><p><b>　　(10/0.4)</b>&l

70、t;/p><p>　　表4-2 車(chē)間變電所變壓器型號(hào)</p><p>　　表4-3 各型號(hào)變壓器技術(shù)參數(shù)</p><p>　　5、主變壓器繞組數(shù)和接線組別的確定</p><p>　　該變電所有二個(gè)電壓等級(jí)，所以選用雙繞組變壓。查資料所得，Yd11聯(lián)結(jié)適用于35kV總降壓變電所，故采用Yd11聯(lián)結(jié)。</p><p>　　

71、五 變配電所主接線的選擇</p><p>　?。ㄒ唬?變電所主接線</p><p>　　1、對(duì)變電所主接線的要求</p><p>　　變電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等因素綜合分析確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求。</p><p><b>　　1、安全性</b&g

72、t;</p><p>　?。?）在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開(kāi)關(guān)；</p><p>　　（2）在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開(kāi)關(guān)；</p><p>　?。?）在裝設(shè)高壓熔斷器-負(fù)荷開(kāi)關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開(kāi)關(guān)；</p><p>　?。?）35kV及以上的線路末端，應(yīng)裝設(shè)與

73、隔離開(kāi)關(guān)聯(lián)鎖的接地刀閘；</p><p>　?。?）變電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設(shè)避雷器。裝于母線上的避雷器，宜與電壓互感器公用一組隔離開(kāi)關(guān)，接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。</p><p><b>　　2、可靠性</b></p><p>　?。?）變電所的主接線方案，必須與其負(fù)荷級(jí)別相適應(yīng)。對(duì)一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)電源供電

74、。對(duì)二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或一回6kV及以上專用架空線或電纜供電； 其中采用電纜供電時(shí)，應(yīng)采用兩根電纜并聯(lián)供電，且每根電纜應(yīng)能承受100%的二級(jí)負(fù)荷；</p><p>　　（2）變電所的非專用電源進(jìn)線側(cè)，應(yīng)裝設(shè)帶短路保護(hù)的斷路器或負(fù)荷開(kāi)關(guān)-熔斷器。當(dāng)雙電源供多個(gè)變電所時(shí)，宜采用環(huán)網(wǎng)供電方式；</p><p>　?。?）對(duì)一般生產(chǎn)區(qū)的車(chē)間變電所，宜由工廠總變配電所采用放射式高壓配電，以確保供電

75、可靠性，但對(duì)于輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)的變電所，可采用樹(shù)干式配電；</p><p>　　（4）變電所低壓側(cè)的總開(kāi)關(guān)，宜采用低壓斷路器。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)為單母線，且有自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓總開(kāi)關(guān)和低壓母線分段開(kāi)關(guān)，均應(yīng)采用低壓斷路器。</p><p><b>　　3、靈活性</b></p><p>　　（1）變配電所的高低壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段

76、接線方式；</p><p>　　（2）35kV及以上電源進(jìn)線為雙回路時(shí)，宜采用橋形接線和線路-變壓器組接線；</p><p>　?。?）需帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)；</p><p>　　（4）變電所的主接線方案應(yīng)與主變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求相適應(yīng)；</p><p>　?。?）變電所的主接線方案應(yīng)考慮到今后可

77、能的增容擴(kuò)展，特別是出線柜便于添置；</p><p><b>　　4、經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　（1）變電所的主接線方案在滿足運(yùn)行要求的前提下，應(yīng)力求簡(jiǎn)單。變電所高壓側(cè)宜采用斷路器較少或不用斷路器的接線；</p><p>　　（2）變電所的電氣設(shè)備應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用的節(jié)能產(chǎn)品，不得選用國(guó)家明令淘汰的產(chǎn)品；</p>

78、<p>　?。?）工廠的電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)專用的計(jì)量柜，其中的電流、電壓互感器只供計(jì)費(fèi)的電能表使用；</p><p>　?。?）應(yīng)考慮無(wú)功功率的人工補(bǔ)償，使最大負(fù)荷時(shí)功率因素達(dá)到規(guī)定的要求。</p><p>　　2、變電所主接線方案的比較</p><p>　　表5-1 兩種主接線方案的比較</p><p>　　綜合上述方案比較，考慮

79、到本廠屬于二級(jí)負(fù)荷，如出現(xiàn)中斷供電，在經(jīng)濟(jì)上的損失遠(yuǎn)多于所裝設(shè)的費(fèi)用，且有較大的集中負(fù)荷，如鑄鋼車(chē)間，決定采用裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案。</p><p>　　（二） 變電所主接線方式</p><p>　　1、總降壓變電所主接線方式的選擇</p><p>　　總降壓變電所主結(jié)線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開(kāi)關(guān)等）及其

80、連接線組成，通常用單線表示。主結(jié)線對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。</p><p>　　以下有兩種接線方式：</p><p>　　（一） 一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線，二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如圖5-1（a),這種主結(jié)線多用于電源線路較長(zhǎng)因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓

81、變電所。</p><p>　　(a) 內(nèi)橋式主接線 (b) 外橋式主接線</p><p>　　圖5-1 橋式接線</p><p>　　(二) 一次側(cè)采用外橋式結(jié)線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如圖5-1（b)，這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。</p><p>　　2

82、、高壓配電系統(tǒng)主接線方式的選擇</p><p>　　由于工廠的負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷，總降壓變電所出線較多，故本降壓變電所采用單母線分段方式的接線，電氣接線圖見(jiàn)圖5-2。這種接線方式采用的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備較多，初期投資較大。但單母線分段接線方式比其他接線方式的靈活性、可靠性更高，考慮到總降壓變電所的在工廠的特殊地位，故本設(shè)計(jì)采用單母線分段方式的主接線方案。 </p><p>　　圖5-2 總降壓變電

83、所電氣主接線圖</p><p>　　六 短路計(jì)算及設(shè)備的選擇</p><p>　　（一） 短路電流計(jì)算</p><p><b>　　1、短路計(jì)算的方法</b></p><p>　　進(jìn)行短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺值法（又稱相對(duì)單位制法），工程上常用標(biāo)幺制法。故本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法進(jìn)行計(jì)算。&

84、lt;/p><p>　　1、繪制計(jì)算電路圖、選擇短路計(jì)算點(diǎn)。計(jì)算電路圖上應(yīng)將短路計(jì)算中需計(jì)入的所有電路元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各個(gè)元件依次編號(hào)。短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇得使需要進(jìn)行短路效驗(yàn)的電器元件有最大可能的短路電流通過(guò)。</p><p>　　2、設(shè)定基準(zhǔn)容量Sd=100MVA和基準(zhǔn)電壓Ud=Uc（短路計(jì)算電壓，即1.05UN），并計(jì)算基準(zhǔn)電流Id。</p><p>&

85、lt;b>　?。?.1）</b></p><p>　　3、計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)幺值（一般只計(jì)算電抗標(biāo)幺值）</p><p>　?。?）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值</p><p><b>　　（6.2）</b></p><p>　　式中，SOC—電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量，單位為MVA。</

86、p><p>　?。?）電力線路的電抗標(biāo)幺值</p><p><b>　　（6.3）</b></p><p>　　式中，UC—線路所在電網(wǎng)的短路計(jì)算電壓，單位為kV，UC=1.05UN.</p><p>　　采用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)，無(wú)論短路計(jì)算點(diǎn)在哪里，線路的電抗標(biāo)幺值不需換算。</p><p>　?。?）電

87、力變壓器的電抗標(biāo)幺值</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　式中，Uk%—變壓器的短路電壓（阻抗電壓）百分值；</p><p>　　SN —變壓器的額定容量。</p><p>　　4、繪制短路回路等效電路，并計(jì)算總阻抗（總電抗標(biāo)幺值）。</p><p>　　5、計(jì)算短

88、路電流，分別對(duì)各短路計(jì)算點(diǎn)計(jì)算各短路電流、、、等。</p><p><b>　　（6.5）</b></p><p>　　在無(wú)窮大容量系統(tǒng)中，存在下列關(guān)系：</p><p>　　== （6.6）</p><p>　　高壓電路中的短路沖擊電流及其有效值，按下列公式近似計(jì)算：&l

89、t;/p><p><b>　　（6.7）</b></p><p><b>　?。?.8）</b></p><p>　　低壓電路中的短路沖擊電流及其有效值，按下列公式近似計(jì)算：</p><p><b>　?。?.9）</b></p><p><b>

90、　?。?.10）</b></p><p>　　6、計(jì)算短路容量，三相短路容量按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?.11）</b></p><p><b>　　2、短路計(jì)算過(guò)程</b></p><p>　　表6-1 電力線路每相的單位長(zhǎng)度電抗平均值</p><

91、;p>　　該廠電源從位于距該廠東側(cè)8km處的220/35kV變電站以35kV雙回路架空線引入工廠，其中一路做為工作電源，另一路作為備用電源，兩個(gè)電源不并列運(yùn)行。其供電系統(tǒng)電路圖如圖6-1所示。該供電系統(tǒng)中，需計(jì)算圖中的四處短路點(diǎn)的短路電流、短路容量等，以用于確定一次設(shè)備，其短路等效電路圖如圖6-2所示。</p><p>　　圖6-1 工廠供電系統(tǒng)電路圖</p><p>　　6-2 短

92、路等效電路圖</p><p>　　3、短路電流計(jì)算結(jié)果</p><p>　　表6-2 短路計(jì)算結(jié)果表</p><p>　?。ǘ┮淮卧O(shè)備的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　1、一次設(shè)備選擇及校驗(yàn)的條件</p><p>　　為了保證一次設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，必須按下列條件選擇和校驗(yàn)：</p><p>

93、;　?。?）按正常工作條件包括電壓、電流、頻率及開(kāi)斷電流等選擇；</p><p>　?。?）按短路條件包括動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定進(jìn)行校驗(yàn)；</p><p>　?。?）考慮電氣設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔高度以及有無(wú)防塵、防爆、防腐、防火等要求；</p><p>　　選擇一次設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮和效驗(yàn)的項(xiàng)目如表6-3所示。</p><p>　　表6-3

94、 一次設(shè)備選擇校驗(yàn)的項(xiàng)目及滿足的條件</p><p>　　本設(shè)計(jì)查閱相關(guān)資料，經(jīng)過(guò)整理一次設(shè)備效驗(yàn)所需的公式得出一次設(shè)備效驗(yàn)公式表見(jiàn)表6-4。</p><p>　　表6-4 一次設(shè)備效驗(yàn)公式表</p><p>　　2、總降壓變電所35kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)</p><p>　　根據(jù)前面的計(jì)算數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)綜合判斷，本設(shè)計(jì)的總降壓變電所35

95、kV側(cè)選用中型屋外式配電裝置，并對(duì)該裝置所用到的電氣設(shè)備進(jìn)行了效驗(yàn)。其主要電氣設(shè)備的參數(shù)見(jiàn)表6-5，35kV側(cè)一次設(shè)備選擇效驗(yàn)表見(jiàn)表6-6。</p><p>　　表6-5 35kV屋外配電裝置主要電氣設(shè)備參數(shù)</p><p>　　表6-6 35kV側(cè)一次設(shè)備選擇校驗(yàn)表</p><p>　　3、總降壓變電所10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)</p><

96、;p>　　該工廠總降壓變電所10kV側(cè)選用GG-1A（F）型開(kāi)關(guān)柜，其主要電氣設(shè)備參數(shù)及電氣設(shè)備校驗(yàn)表見(jiàn)表6-7和表6-8所示。</p><p>　　表6-7 GG-1A（F）型高壓開(kāi)關(guān)柜主要電氣設(shè)備參數(shù)</p><p>　　表6-8 10kV側(cè)一次設(shè)備選擇校驗(yàn)表</p><p>　　4、各車(chē)間變電所10kV側(cè)一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)</p>&

97、lt;p>　　該工廠共有五個(gè)車(chē)間變電所，經(jīng)過(guò)分析和計(jì)算，本設(shè)計(jì)的各個(gè)車(chē)間變電所10kV側(cè)的電氣設(shè)備均可選用同總降壓變電所相同型號(hào)的電氣設(shè)備和GG-1A（F）型開(kāi)關(guān)柜。經(jīng)過(guò)校驗(yàn)該型高壓開(kāi)關(guān)柜和電氣設(shè)備的參數(shù)均合格，滿足工廠各個(gè)車(chē)間變電所的用電需求。故各車(chē)間變電所10kV側(cè)一次設(shè)備均選用同總降壓變電所相同型號(hào)的電氣設(shè)備和高壓開(kāi)關(guān)柜，其具體參數(shù)見(jiàn)表6-8。</p><p>　　5、各車(chē)間變電所二次側(cè)一次設(shè)備的選擇

98、與效驗(yàn)</p><p>　　低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的選擇與校驗(yàn)，主要指低壓斷路器、低壓刀開(kāi)關(guān)、低壓刀熔開(kāi)關(guān)以及低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)的選擇與校驗(yàn)。本設(shè)計(jì)中個(gè)車(chē)間變電所二次側(cè)均采用低壓短路器作為開(kāi)關(guān)電器，并對(duì)其進(jìn)行選擇、整定與校驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表6-9。</p><p>　　表6-9 各車(chē)間變電所二次側(cè)斷路器選擇與效驗(yàn)表</p><p>　　七 工廠電源進(jìn)線及高壓配電線路的選擇</p

99、><p>　　導(dǎo)電和電纜是電能傳輸?shù)奈ㄒ煌緩?，因此合理的選擇電纜來(lái)保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行時(shí)至關(guān)重要的。導(dǎo)線的界面越大，電能損耗越小，但是線路投資、維修管理費(fèi)用和有色金屬消耗量都要增加。因此從經(jīng)濟(jì)方面考慮，可選擇一個(gè)比較合理的導(dǎo)線截面，既是電能損耗小，又不致過(guò)分增加線路投資、維修管理費(fèi)用和有色金屬消耗量。</p><p>　　1、35kV架空線路的選擇</p>&

100、lt;p>　　35kV供電線路可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，在校驗(yàn)其他條件。按經(jīng)濟(jì)電流密度jec計(jì)算經(jīng)濟(jì)截面Aec的公式為</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中，I30為線路的計(jì)算電流。我國(guó)現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)電流密度jec規(guī)定見(jiàn)表7-1所示。</p><p>　　該工廠為三班工作制，年最大有功利用小時(shí)為600

101、0h，進(jìn)線電纜選用鋁芯電纜，由表7-1查的jec=1.54。由公式6.1計(jì)算得架空線路的經(jīng)濟(jì)截面</p><p>　　因此選用截面為95mm2，型號(hào)為L(zhǎng)GJ-95的鋼芯鋁絞線，LGJ-95的允許載流量Ial=335A﹥I30=71.84A，因此滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　2、35kV母線的選擇</p><p>　　由《發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》查出鋁矩形導(dǎo)體的經(jīng)濟(jì)電

102、流密度jec=0.68，故母線的經(jīng)濟(jì)截面</p><p>　　故35kV母線選用25×5mm2單條豎放矩形導(dǎo)體，其載流量為350A，比I30大，因此滿足要求。</p><p>　　表7-1 導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度</p><p>　　3、總降壓變電所10kV側(cè)電纜的選擇</p><p>　　根據(jù)公式6.1可算出總降壓變電所10k

103、V側(cè)電纜的經(jīng)濟(jì)截面</p><p>　　因此選用截面為150mm2，型號(hào)為YJV－150的交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜。由《工發(fā)電廠電氣主系統(tǒng)》中的數(shù)據(jù)得銅芯YJV－150的允許載流量Ial=411A﹥I30=71.84A,因此滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　4、總降壓變電所10kV側(cè)母線的選擇</p><p>　　根據(jù)10kv母線處的電流電壓等初選母線型號(hào)為L(zhǎng)MY－48

104、0(40×4)， Ial=480A≥I30=285.3A，符合要求。</p><p><b>　　穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　該10kV母線處的=8.60kA 假設(shè)母線水平平放，檔距為900mm，檔數(shù)大于2，相鄰兩相母線的軸線距離為160mm。</p><p>　　三相短路時(shí)的最大電動(dòng)力</p><p&g

105、t;　　F(3)=×10-7N/A2=（8.60×103）2××10-7=72.06N</p><p>　　母線在F(3)作用時(shí)的彎曲力矩為</p><p>　　M= =72.06×0.9/10=6.5N·m</p><p><b>　　母線的截面系數(shù)為</b></p>

106、<p>　　W=b2h/6=0.042×0.004/6=1.1×10-5m3</p><p>　　故母線在三相短路時(shí)所受到的計(jì)算應(yīng)力為</p><p>　　σc=M/W=6.5N·M/1.1×10-5m3=5.9MPa</p><p>　　而硬鋁母線（LMY）的允許應(yīng)力為 </p><p&g

107、t;　　σal=70MPa＞σc=5.9MPa</p><p>　　由此可見(jiàn)該母線滿足短路動(dòng)穩(wěn)定度的要求。</p><p><b>　　⑵熱穩(wěn)定校驗(yàn)</b></p><p>　　由表6-2中的熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式可知</p><p>　　=3.82×103×/87=90.5mm2</p>&l

108、t;p>　　A=40×4=160mm2＞=90.5mm2</p><p>　　由此可知該母線滿足短路熱穩(wěn)定度的要求。</p><p>　　5、總降壓變電所至各車(chē)間變電所電纜選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)的總降壓變電所至各車(chē)間變電所的電纜均選用交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電纜，并對(duì)其進(jìn)行了校驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)表7-2。</p><p>　　表

109、7-2 總降壓變電所至各車(chē)間變電所電纜選擇與效驗(yàn)表</p><p><b>　　八 繼電器保護(hù)</b></p><p>　?。ㄒ唬?繼電保護(hù)裝置的配置原則及情況</p><p><b>　　1、繼電保護(hù)的任務(wù)</b></p><p>　　1）自動(dòng)地、迅速地、有選擇性地將故障設(shè)備從供配電系統(tǒng)中切除，

110、使其他非故障部分迅速恢復(fù)正常供電；</p><p>　　2）正確反映電氣設(shè)備的不正常運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)出預(yù)告信號(hào)，以便操作人員采取措施，恢復(fù)電器設(shè)備的正常運(yùn)行；</p><p>　　3）與供配電系統(tǒng)的自動(dòng)裝置配合，提高共配電系統(tǒng)的供電可靠性。</p><p>　　2、繼電保護(hù)裝置的基本要求</p><p>　　根據(jù)繼電保護(hù)的任務(wù)，繼電保護(hù)應(yīng)滿足選擇

111、性、可靠性、速動(dòng)性和靈敏性的要求。</p><p>　　3、繼電保護(hù)的基本工作原理</p><p>　　供配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)引起電流增大、電壓降低、電壓和電流間相位角的改變等。因此，利用上述物理量故障時(shí)與正常時(shí)的判別可構(gòu)成各種不同工作原理的繼電保護(hù)裝置。如電流保護(hù)、電壓保護(hù)、方向保護(hù)、距離保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)等。</p><p>　　繼電保護(hù)的種類(lèi)很多，但其工作原理基

112、本相同，它主要由測(cè)量、邏輯和執(zhí)行3部分組成。</p><p>　　4、電流保護(hù)的接線方式</p><p>　　工廠高壓線路的繼電保護(hù)裝置中，起動(dòng)繼電器與電流互感器之間的連接方式，主要有三相三繼電器式、兩相兩繼電器式和兩相一繼電器式三種。</p><p>　?。ㄒ唬┤嗳^電器式接線</p><p>　　這種接方式主要用于高壓大接地電流系統(tǒng)，保

113、護(hù)相間短路和單相短路。它能反映各種短路故障，流入繼電器的電流與電流互感器二次繞組的電流相等，其接線系數(shù)在任何短路情況下均等于1。</p><p>　　（二）兩相兩繼電器式接線</p><p>　　這種接線，如果一次電路發(fā)生三相短路或兩相短路時(shí)，都至少有一個(gè)繼電器要?jiǎng)幼鳎瑥亩挂淮坞娐返臄嗦菲魈l。為了表述這種接線方式中繼電器電流與電流互感器二次電流的關(guān)系，特引入一個(gè)接線系數(shù)Kw。兩相兩繼電

114、器式接線在一次電路發(fā)生任意相間短路時(shí)，Kw=1，即其保護(hù)靈敏度都相同。</p><p>　　（三）兩相一繼電器式接線</p><p>　　這種接線又稱兩相電流差接線。正常工作時(shí)，流人繼電器的電流為兩相電流互感器二次電流之差。在一次電路發(fā)生三相短路時(shí)，流入繼電器的電流為電流互感器二次電流的 倍，即。兩相一繼電器式接線能反應(yīng)各種相間短路故障，靈敏度有所不同，有的甚至相差一倍，因此不如兩相兩繼電

115、器式接線。但是它少用一個(gè)繼電器，較為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　（二）變壓器的繼電保護(hù)及整定計(jì)算</p><p>　　1、總降壓變電所35/10kV變壓器的保護(hù)</p><p>　　本設(shè)計(jì)的總降壓變電所采用S9-5000/35型電力變壓器，該變壓器的額定容量為5000KVA，所以本設(shè)計(jì)選擇對(duì)該變壓器裝設(shè)差動(dòng)保護(hù)和瓦斯保護(hù)。本設(shè)計(jì)變壓器保護(hù)均選用GL-15/10型

116、繼電器進(jìn)行保護(hù)，采用兩相兩繼電器式接線，其接線形式見(jiàn)圖8-1所示。下面分別對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算。</p><p>　　圖8-1 兩相兩繼電器式接線圖</p><p><b>　　1、差動(dòng)保護(hù)</b></p><p>　　差動(dòng)保護(hù)能正確區(qū)分被保護(hù)元件保護(hù)區(qū)內(nèi)、外故障，并能瞬時(shí)切除保護(hù)區(qū)內(nèi)的故障。變壓器差動(dòng)保護(hù)用來(lái)反映變壓器繞組，引出線及套管上各

117、種短路故障，是變壓器的主保護(hù)。本設(shè)計(jì)差動(dòng)保護(hù)選用BCH-2型繼電器，變壓器各側(cè)有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表8-1。</p><p>　　從表8-1可以看出，變壓器二次側(cè)電流I2大于一次側(cè)電流I1，所以選較大者10.5kV側(cè)為基本側(cè)。BCH-2型繼電器的平衡繞組WbⅠ接于10.5kV的基本側(cè)，平衡繞組WbⅡ接于35kV側(cè)。</p><p>　　計(jì)算差動(dòng)保護(hù)基本側(cè)動(dòng)作電流，在決定一次動(dòng)作電流時(shí)應(yīng)滿足下列三個(gè)條

118、件：</p><p>　?。?）躲過(guò)變壓器勵(lì)磁涌流的條件</p><p>　　Iop1=KrelITN，d=1.3×274.9A=357.4A</p><p>　?。?）躲過(guò)電流互感器二次短線不應(yīng)誤動(dòng)作的條件</p><p>　　Iop1=KrelIL，max=1.3×450A=585A</p><p&

119、gt;　　（3）躲過(guò)外部穿越性短路最大不平衡電流的條件</p><p>　　式中 Krel，Kst—可靠系數(shù)與電流互感器的同型系數(shù)，Krel取1.3，Kst取1；</p><p>　　ITN，d，IL，max—變壓器于基本側(cè)的額定電流與最大負(fù)荷電流；</p><p>　　，—改變變壓器分接頭調(diào)壓引起的相對(duì)誤差與整定匝數(shù)不同于計(jì)算匝數(shù)引起的相對(duì)誤差。去0.1，去初步

120、0.05進(jìn)行計(jì)算；</p><p>　　—在最大運(yùn)行方式下，變壓器二次母線上短路，歸算于基本側(cè)的三相短路電流次暫態(tài)值。</p><p>　　表8-1 S9-5000/35型變壓器差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)</p><p>　　選取上述條件計(jì)算值中最大的作為基本側(cè)的一次動(dòng)作電流，即Iop1取585A。</p><p>　　差動(dòng)繼電器基本側(cè)的動(dòng)作電流為<

121、;/p><p>　　式中 KTAy，Kcon—基本側(cè)的電流互感器變比與其接線系數(shù)。</p><p>　　該繼電器在保持時(shí)其動(dòng)作安匝數(shù)為</p><p>　　為了平衡得更精確，是不平衡電流影響更小，可將接于基本側(cè)平衡繞組WbⅠ作為基本側(cè)動(dòng)作匝數(shù)的一部分，選取差動(dòng)繞組Wb與平衡繞組WbⅠ的整定匝數(shù)Wd，set=6匝，WbⅠ，set=6匝，即Wop，set=Wd，set +

122、WbⅠ，set=12匝。</p><p><b>　　確定平衡繞組匝數(shù)</b></p><p>　　I1（WbⅡ+Wd，set）=I2（WbⅠ，set+ Wd，set）</p><p>　　選整定匝數(shù)WbⅡ,set=2匝，其相對(duì)誤差為</p><p>　　要求相對(duì)誤差的絕對(duì)值不超過(guò)0.05，故滿足要求，不必重新計(jì)算動(dòng)作電

123、流值。</p><p>　　確定短路繞組匝數(shù)，就是要確定短路繞組的插頭的插孔。它有四組插孔，短路繞組匝數(shù)越多，躲過(guò)勵(lì)磁涌流的性能越好，但當(dāng)內(nèi)部故障電流中有較大非周期分量時(shí)，BCH-2型繼電器動(dòng)作時(shí)間要延長(zhǎng)，因此，對(duì)勵(lì)磁涌流倍數(shù)大的中、小容量變壓器，當(dāng)內(nèi)部故障時(shí)短路電流非周期分量衰減較快，對(duì)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間要求較低，故多選用插孔C2-C1或D2-D1。本設(shè)計(jì)宜選用C1-C2插孔擰入螺釘，接通短路繞組。</p>