畢業(yè)論文設(shè)計(jì)——電氣工程及其自動(dòng)化

1、<p><b>　　河南理工大學(xué)</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p>　　題 目 35kV變電所電氣部分設(shè)計(jì) </p><p>　　教學(xué)點(diǎn) </p><p>　　專 業(yè)

2、 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　年 級(jí) </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　

3、完成日期： 2014 年 5月 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要3</b></p><p><b>　　1緒論4</b></p><p><b>　　2設(shè)計(jì)任務(wù)書5</b></p>&

4、lt;p><b>　　2.1設(shè)計(jì)題目5</b></p><p>　　2.2待建變電所基本資料5</p><p>　　2.3 35kV和10kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料5</p><p>　　2.4待建變電所與電力系統(tǒng)的連接情況5</p><p><b>　　2.5設(shè)計(jì)任務(wù)5</b></

5、p><p><b>　　2.6圖紙要求5</b></p><p>　　2.7設(shè)計(jì)中采用的原始資料及數(shù)據(jù)6</p><p>　　3變電所主電路的設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1變電所電氣主接線的設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.2電源進(jìn)線選擇與比較9</p><p>　

6、　3.3變電所主變壓器的選擇12</p><p>　　3.4無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算15</p><p>　　3.5主變壓器容量的計(jì)算15</p><p>　　3.6所用變壓器容量計(jì)算16</p><p>　　4短路電流計(jì)算17</p><p>　　4.1短路電流計(jì)算的目的18</p><p>

7、;　　4.2計(jì)算短路電流一般規(guī)定18</p><p>　　5電氣設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)19</p><p>　　5.1變電所主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定19</p><p>　　5.2電氣主接線的確定20</p><p>　　5.3短路電流水平21</p><p>　　5.4電氣設(shè)備的選擇22</p>&

8、lt;p>　　5.5配電裝置的選型24</p><p>　　5.6互感器的配置25</p><p>　　5.7繼電保護(hù)的配置26</p><p>　　5.8直流系統(tǒng)27</p><p>　　5.9測(cè)量表計(jì)27</p><p>　　5.10電纜設(shè)施及電纜27</p><p>　　

9、5.11防雷接地規(guī)劃27</p><p><b>　　6結(jié)論29</b></p><p><b>　　致謝30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p&

10、gt;　　本設(shè)計(jì)參考類似工程而做，共分三個(gè)部分。第一部分為設(shè)計(jì)任務(wù)書，主要介紹新建變電所的基本資料、35kV和10kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料、主電路的設(shè)計(jì)，待建變電所與電力系統(tǒng)的連接情況、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求。第二部分為變電所計(jì)算部分，包括負(fù)荷計(jì)算、無功補(bǔ)償計(jì)算、主變?nèi)萘窟x擇計(jì)算、所用電容量選擇計(jì)算、短路電流計(jì)算；以及新建變電所主方案的確定、主要設(shè)備選擇過程及結(jié)果等。第三部分包括圖紙和參考文獻(xiàn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：

11、變電所設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)說明書；短路電流計(jì)算；設(shè)備選擇與設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　電力已成為人類歷史發(fā)展的主要?jiǎng)恿Y源，要科學(xué)合理地駕馭電力，必須從電力工程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則和方法上來理解和掌握其精髓，提高電力系統(tǒng)的安全可靠性和運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。</p><p>　　在高速發(fā)展的

12、現(xiàn)代社會(huì)中，電力工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用已為人所共知：它不僅全面地影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)其他部門的發(fā)展，同時(shí)也極大地影響人民的物資與文化生活水平的提高，影響整個(gè)社會(huì)的發(fā)展</p><p><b>　　2設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目為35kV降壓變電所電氣一次部分初

13、步設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.2待建變電所基本資料</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)變電所在城市郊外，主要向城市市區(qū)及變電所附近農(nóng)村和工廠供電。</p><p>　?。?）確定本變電所的電壓等級(jí)為35kV/10kV，35kV是本變電所的電源電壓，10kV是二次電壓。</p><p>　　（3）待設(shè)計(jì)變電所的電源，由單回35kV線路送到本變電

14、所；在低壓側(cè)10kV母線送出四回線路，備用二回線路，在本所35kV母線有二回輸出線路。該變電所的所址在公路旁邊，地勢(shì)平坦，交通方便。</p><p>　　2.3 35kV和10kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料</p><p>　　35kV和10kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料見表2-1和表2-2。</p><p>　　最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)4800h，同時(shí)率取0.9，線路損耗取6%。</

15、p><p>　　表2-1 35kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料</p><p>　　表3-2 10kV用戶負(fù)荷統(tǒng)計(jì)資料</p><p>　　2.4待建變電所與電力系統(tǒng)的連接情況</p><p>　　待建變電所與電力系統(tǒng)的連接情況如圖2-1所示。</p><p><b>　　2.5設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p>

16、;<p>　　（1）設(shè)計(jì)本變電所的電氣主接線，選出數(shù)個(gè)電氣主接線方案進(jìn)行比較，確定一個(gè)較佳方案。</p><p>　?。?）選擇本變電所主變的臺(tái)數(shù)、容量和類型。</p><p>　　（3）進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。</p><p>　?。?）選擇所需要的電氣設(shè)備。</p><p><b>　　2.6圖紙要求</b&

17、gt;</p><p>　　繪制變電所電氣主接線圖及所選“八”的有關(guān)圖紙。</p><p>　　2.7設(shè)計(jì)中采用的原始資料及數(shù)據(jù)</p><p>　?。?）土壤電阻率：600·m；（2）污穢等級(jí)：Ⅱ級(jí)；（3）各級(jí)電壓短路容量：35kV三相短路電流≤20kA、10kV三相短路電流≤16kA；（4）地震基本烈度：7級(jí)；（5）無功補(bǔ)償裝置的配置：2×7

18、50kVar。</p><p>　　圖2-1 待建變電所與電力系統(tǒng)的連接圖</p><p>　　3變電所主電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1變電所電氣主接線的設(shè)計(jì)</p><p>　　電氣主接線是變電所電氣設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，也是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。主接線方案的確定對(duì)電力系統(tǒng)整體及變電所運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對(duì)電氣設(shè)備

19、選擇、配電裝置布置、繼電保護(hù)和控制方式的擬定有較大影響，因此，必須正確處理好各方面的關(guān)系。全面分析有關(guān)影響因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定變電所主接線的最佳方案。</p><p>　　3.1.1主接線設(shè)計(jì)的依據(jù)</p><p>　?。?）變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用：一般變電所的多為終端或分支變電所，電壓一般為35kV。</p><p>　?。?）變電所的分期和最終建

20、設(shè)規(guī)模：變電所建設(shè)規(guī)模根據(jù)電力系統(tǒng)5—10年發(fā)展計(jì)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。</p><p>　?。?）負(fù)荷大小和重要性：對(duì)于一級(jí)負(fù)荷必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證全部一級(jí)負(fù)荷不間斷供電，對(duì)于二級(jí)負(fù)荷一般也要兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個(gè)電源失去后，能保證全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電，對(duì)于三級(jí)負(fù)荷一般只需一個(gè)獨(dú)立電源供電。</p><p>　　（4）系統(tǒng)備用容

21、量的大?。貉b有兩臺(tái)及以上主變電器的變電所，當(dāng)其中一臺(tái)事故斷開時(shí)其余主變壓器的容量應(yīng)保證該變電所70％的全部負(fù)荷，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一、二級(jí)負(fù)荷供電。</p><p>　　3.1.2主接線設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　我國(guó)《變電所設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：“變電所的主接線應(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)等條件的確定，并且滿足運(yùn)行可靠，簡(jiǎn)

22、單靈活、操作方便和節(jié)省投資等要求”。</p><p>　　3.1.3變電所主接線設(shè)計(jì)的基本原則</p><p>　　（1）一般變電所接線</p><p>　　特點(diǎn)：一般變電所多為終端或分支變電所，降壓供電給附近用戶或一個(gè)企業(yè)，</p><p>　　全所停電后，只影響附近用戶或一個(gè)企業(yè)供電。</p><p><b&

23、gt;　　（2）電壓等及接線</b></p><p>　　一般變電所電壓等級(jí)多為35—110kV。35—110kV配電裝置中當(dāng)出線為兩回時(shí)，一般采用橋形接線，在變電所 6—10kV配電裝置中：一般采用分段單母線或單母線接線。</p><p>　?。?）變壓器臺(tái)數(shù)及型式</p><p>　　一般為兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)只有一個(gè)電源時(shí)，也可只裝一臺(tái)主變壓器，主變壓

24、器一般為雙繞組或三繞組變壓器。</p><p><b>　　（4）補(bǔ)償裝置</b></p><p>　　一般不裝設(shè)調(diào)相機(jī)或靜止補(bǔ)償裝置，有些變電所內(nèi)裝有提高功率因數(shù)為目的的并聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置。</p><p>　　3.1.4變電所6—10kV側(cè)短路電流的限制</p><p>　　限制變電所 6—10kV側(cè)短路電流不超過1

25、6—31、5kA，以便選用斷路器，并且使選用的電纜面積不致過大、一般采用下列措施之一：</p><p>　?。?）變壓器分列運(yùn)行</p><p>　　在變電所中，母線分段電抗器的限流作用小，故采用簡(jiǎn)便的兩臺(tái)變壓器分列運(yùn)行的辦法來限制短路電流。</p><p>　?。?）在變壓器回路裝設(shè)電抗器或分裂電抗器</p><p>　　當(dāng)變壓器容量大，分

26、列運(yùn)行還不能滿足限制短路電流的要求時(shí)，可以在變壓器回路裝設(shè)分列電抗器或電抗器。</p><p>　?。?）在出線上裝設(shè)電抗器</p><p>　　當(dāng)6—10kV側(cè)短路電流很大時(shí)，采用其他限流措施不能滿足要求時(shí)，就要采用在出線上裝設(shè)線路電抗器的接線，但這種接線投資大，需要建設(shè)兩層配電裝置樓，故在變電所中一般不采用出線裝設(shè)電抗器的接線。</p><p>　　3.1.5主

27、接線中的設(shè)備配置</p><p>　　（1）隔離開關(guān)的配置</p><p>　　斷路器的兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開關(guān)，以便在斷路器檢修時(shí)隔離電源。橋形接線中的跨條宜用兩組隔離開關(guān)串聯(lián)，以便于進(jìn)行不停電檢修。中性點(diǎn)直接接地的普通變壓器均應(yīng)通過隔離開關(guān)接地。接在母線上的避雷器和電壓互感器宜合用一組隔離開關(guān)。</p><p>　?。?）接地刀閘的配置</p><

28、;p>　　為保證電器和母線的檢修安全，35KV及以上母線每段根據(jù)長(zhǎng)度裝設(shè) 1—2組接地刀閘，母線的接地刀閘宜裝設(shè)在母線電壓互感器的隔離開關(guān)上和母聯(lián)隔離開關(guān)上。</p><p>　　（3）電壓互感器的配置</p><p>　?、匐妷夯ジ衅鞯臄?shù)量和配置與主接線方式有關(guān)，并滿足測(cè)量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求，電壓互感器配置應(yīng)能保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓 ，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取

29、電壓。</p><p>　?、?—35kV電壓等級(jí)的每組主母線的三相上都應(yīng)裝設(shè)電壓互感器。</p><p>　?。?）電流互感器的配置</p><p>　?、俜惭b有斷路器的回路均應(yīng)裝設(shè)電流互感器，其數(shù)量應(yīng)滿足測(cè)量?jī)x表、保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。</p><p>　　②在未裝設(shè)斷路器的回路的下列地點(diǎn)也應(yīng)裝設(shè)電流互感器：變壓器中性點(diǎn)、變壓器的出口、橋

30、形接線的跨條上等。</p><p><b>　?。?）避雷器的配置</b></p><p>　　①配電裝置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器時(shí)除外。</p><p>　　②下列情況的變壓器中性點(diǎn)應(yīng)裝設(shè)避雷器：直接接地系統(tǒng)中，變壓器中性點(diǎn)為分級(jí)絕緣且裝有隔離開關(guān)時(shí)，對(duì)中性點(diǎn)為全絕緣的變壓器，若變電所為單進(jìn)線且單變壓器運(yùn)行時(shí)；在中性點(diǎn)

31、不接地和經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中，多雷區(qū)的單進(jìn)線變壓器中性點(diǎn)上。</p><p>　?、圩冸娝?0kV及以下進(jìn)線段避雷器的配置應(yīng)遵照< <電力設(shè)備過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程>>執(zhí)行。</p><p>　　3.2電源進(jìn)線選擇與比較</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)題目給定的條件和《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定，現(xiàn)進(jìn)行待設(shè)計(jì)的變電部分的初步設(shè)計(jì)如下：<

32、;/p><p>　　3.2.1電路的設(shè)計(jì)及主變壓器的選擇</p><p>　　按照《變電所設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》（SDJ2—79）的第23條規(guī)定“35～60kV配電裝置中，當(dāng)出線為2回時(shí)，一般采用橋型接線時(shí)，當(dāng)出線為2回以上時(shí)，一般采用分段單母線或單母線接線。出線回路數(shù)較多、連接的電源較多、負(fù)荷大或污穢環(huán)境中的35～60kV屋外 配電裝置，可采用雙母線接線”。本變電所可考慮以下幾個(gè)方案，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技

33、術(shù)比較。</p><p>　　（1）方案1：采用單母線分段接線</p><p><b>　　其優(yōu)缺點(diǎn)：</b></p><p>　?、賹?duì)重要用戶，可采用從不同母線分段引出雙回線供電電源。</p><p>　?、诋?dāng)母線發(fā)生故障或檢修時(shí)，僅斷開該段電源和變壓器，非故障段仍可繼續(xù)工作，但需限制一部分用戶的供電。</p&g

34、t;<p>　　③單母線分段任一回路斷路器檢修時(shí)，該回路必須停止工作。</p><p>　　④單母線分段便于過度為雙母線接線。</p><p>　　（2）方案2：四角形接線</p><p><b>　　其優(yōu)缺點(diǎn)如下：</b></p><p>　?、贁嗦菲鲾?shù)等于回路數(shù)，比相同回路數(shù)的單母線分段接線少一臺(tái)斷路器

35、，即經(jīng)濟(jì)靈活而可靠性又高。</p><p>　?、跈z修任一斷路器時(shí)，全部電源和引出線仍可繼續(xù)工作。</p><p>　?、蹤z修任一斷路器和兩側(cè)隔離開關(guān)時(shí)，多角形接線的環(huán)形被斷開，此時(shí)，其他回路發(fā)生短路故障時(shí)，多角形接線就可分裂成兩個(gè)獨(dú)立部分。</p><p>　?、苡捎谠诓煌\(yùn)行方式下，通過每個(gè)回路電流不同，使繼電保護(hù)整定也較復(fù)雜。</p><p

36、>　　（3）方案3：采用內(nèi)橋接線</p><p><b>　　其優(yōu)缺點(diǎn)如下：</b></p><p>　?、賰膳_(tái)斷路器1DL和2DL接在引出線上，線路的切除和投入是比較方便的。</p><p>　?、诋?dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，僅故障線路的斷路器斷開，其它回路仍可繼續(xù)工作。</p><p>　　③當(dāng)變壓器故障時(shí)，列如：變壓器

37、1B故障，與變壓器1B連接的兩臺(tái)斷路器1DL和3DL都將斷開，當(dāng)切除和投入變壓器時(shí)，操作也比較復(fù)雜。</p><p>　　內(nèi)橋接線適用于故障較多的長(zhǎng)線路，且變壓器不需要經(jīng)常切換運(yùn)行方式的變電所。</p><p>　　（4）方案4：采用外橋接線</p><p><b>　　其優(yōu)缺點(diǎn)如下：</b></p><p>　?、佼?dāng)變

38、壓器發(fā)生故障或需要切除時(shí)，只斷開本回路的斷路器即可。</p><p>　?、诋?dāng)線路故障時(shí)，列如引出線1X故障，斷路器1DL和3DL都將斷開，因而變壓器也被斷開。</p><p>　　外橋接線適用于線路較短，變壓器按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需要經(jīng)常切換且有穿越性功率經(jīng)過的變電所。</p><p>　　以上四個(gè)方案，所需35kV斷路器和隔離開關(guān)的數(shù)量的比較說明其經(jīng)濟(jì)性。</p&g

39、t;<p>　　分析比較：方案1所用設(shè)備多，不經(jīng)濟(jì)，當(dāng)任一回路的斷路器檢修時(shí)，該回路全部停電。方案2雖供電可靠，但仍有開環(huán)運(yùn)行的可能，且繼電保護(hù)裝置整定復(fù)雜，所以這兩種方案不符合本設(shè)計(jì)要求。橋式接線且有工作可靠、靈活，使用電器最少，且裝置簡(jiǎn)單清晰和建造費(fèi)用低等特點(diǎn)。因此，為了節(jié)省投資，引出線數(shù)目不多時(shí)，宜采用橋式接線，考慮該變電所為了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，變壓器需要經(jīng)常切換，35kV線路發(fā)生故障的機(jī)會(huì)少。所以選擇方案4為最佳接線。&l

40、t;/p><p>　　變電所10kV母線側(cè)的饋線多，為了提高單母線接線供電的可靠性和靈活性，在母線故障或檢修時(shí)不致對(duì)所有車間全部停電，宜采用單母線分段的接線對(duì)重要的一、二類負(fù)荷，采用雙回路送電，分別接在10kVⅠ段和Ⅱ段，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)和技術(shù)比較，淘汰了設(shè)備多、投資大、運(yùn)行操作不便的雙母線接線和單母線經(jīng)分段帶旁路母線的接線，正常運(yùn)行時(shí)，分段斷路器是接通的。</p><p>　　變電所10kV接線圖&

41、lt;/p><p>　　3.3變電所主變壓器的選擇</p><p>　　3.3.1主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定</p><p>　?。?）主變壓器容量的確定</p><p>　　主變壓器的容量一般按變電所建成后5—10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10—20年的負(fù)荷發(fā)展。</p><p>　　根據(jù)變電所所帶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)

42、結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量，當(dāng)有兩臺(tái)變壓器時(shí)，每臺(tái)變壓器應(yīng)能負(fù)擔(dān)起總負(fù)荷的70%左右，以便在一臺(tái)變壓器停止工作時(shí)，另一臺(tái)變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)能保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷供電的連續(xù)性。</p><p>　?。?）主變壓器臺(tái)數(shù)的確定</p><p>　　為保證供電的可靠性，避免一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)，影響對(duì)用戶的供電，變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。</p>&

43、lt;p><b>　　3.3.2負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　?。?）負(fù)荷計(jì)算的目的</p><p>　　在變電所設(shè)計(jì)中，通過廣泛的負(fù)荷調(diào)查，掌握了該變電所供電范圍內(nèi)的全部用電設(shè)備的額定容量，那么這些設(shè)備容量的總和是否就等于計(jì)算負(fù)荷呢？顯然不是！這是因?yàn)橛秒娫O(shè)備不可能全部運(yùn)行，其中一定有些設(shè)備處于檢修狀態(tài)，有些停止工作，有些處于空載或輕載運(yùn)行等等，況且每臺(tái)

44、設(shè)備也不可能全部滿負(fù)荷，各種用電設(shè)備的功率因數(shù)也不可能完全相同。因而，計(jì)算負(fù)荷的確定是否合理，直接影響到電氣設(shè)備選擇的合理性、經(jīng)濟(jì)性。如果計(jì)算負(fù)荷確定的過大，將使電氣設(shè)備選的過大，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)；而計(jì)算負(fù)荷確定的過小，則電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)電能損耗增加，并產(chǎn)生過熱，使其絕緣老化，甚至燒毀，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此，考慮以上種種因素，可知在工程設(shè)計(jì)中計(jì)算負(fù)荷通常比設(shè)備容量總和要小些，并應(yīng)根據(jù)不同的情況，選擇正確的計(jì)算方法來確定計(jì)算負(fù)荷，之后

45、根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇變壓器的容量及有關(guān)電氣設(shè)備。</p><p>　?。?）負(fù)荷計(jì)算中用到的主要公式：</p><p>　　有功計(jì)算負(fù)荷：P30=Kd·∑Pe；無功計(jì)算負(fù)荷：Q30=P30·tg；視在計(jì)算負(fù)荷：S30=P30/cos；計(jì)算電流：I30=S30/(UN)；總的有功計(jì)算負(fù)荷：P30=K∑P·∑P30；總的無功計(jì)算負(fù)荷：Q30=K∑Q·∑Q30

46、；總的視在計(jì)算負(fù)荷：S30= ；總的計(jì)算電流；I30=S30/(UN)。</p><p>　?。?）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書及博州電力公司提供的有關(guān)數(shù)據(jù)，負(fù)荷計(jì)算如下：</p><p><b>　　10kV側(cè)：</b></p><p><b>　　a.軋花廠一、二線</b></p><p>　　Pe(1)=1

47、000+1900=2900kW Kd=0.7 cos=0.9 tg=0.484</p><p>　　有功計(jì)算負(fù)荷：P30(1)=0.7×2900=2030 kW</p><p>　　無功計(jì)算負(fù)荷：Q30(1)=2030×0.484=982.52kVar</p><p>　　視在計(jì)算負(fù)荷：S30(1)=2030/0.9=2255.56

48、kVA</p><p>　　計(jì)算電流：I30(1)=2255.56/(×10.5)=124.02A</p><p><b>　　b.水泵站線</b></p><p>　　Pe(2)=600kW Kd=0.9 cos=0.9 tg=0.484</p><p>　　有功計(jì)算負(fù)荷：P30(2)=0.9

49、×600=540 kW</p><p>　　無功計(jì)算負(fù)荷：Q30(2)=540×0.484=261.36kVar</p><p>　　視在計(jì)算負(fù)荷：S30(2)=540/0.9=600kVA</p><p>　　計(jì)算電流：I30(2)=600/(×10.5)=32.99A</p><p><b>　　c

50、.皮革廠線</b></p><p>　　Pe(3)=1100kW Kd=0.6 cos=0.9 tg=0.484</p><p>　　有功計(jì)算負(fù)荷：P30(3)=0.6×1100=660 kW</p><p>　　無功計(jì)算負(fù)荷：Q30(3)=660×0.484=319.44kVar</p><p>

51、　　視在計(jì)算負(fù)荷：S30(3)=660/0.9=733.33kVA</p><p>　　計(jì)算電流：I30(3)=733.33/(×10.5)=40.32A</p><p>　　d.其它線（預(yù)測(cè)負(fù)荷）</p><p>　　Pe(4)=3300 kW Kd=0.7 cos=0.8 tg=0.75</p><p>　　有功計(jì)算負(fù)

52、荷：P30(4)=0.7×3300=2310 kW</p><p>　　無功計(jì)算負(fù)荷：Q30(4)=2310×0.75=1732.5kVar</p><p>　　視在計(jì)算負(fù)荷：S30(4)=2310/0.8=2887.5kVA</p><p>　　計(jì)算電流：I30(4)=2887.5/(×10.5)=158.78A</p>

53、<p>　　e.10kV側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　有功、無功同時(shí)系數(shù)可?。?K∑P=0.9 K∑Q=0.9</p><p>　　根據(jù)公式（1-5），總的有功計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　P30(10)=0.9×(2030+540+660+2310)=4986kW</p><p>　　根據(jù)公式（1-6），總的

54、無功計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　Q30(10) =0.9×(982.52+261.36+319.44+1732.5) = 2966.24kVar</p><p>　　根據(jù)公式（1-7），總的視在計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　S30(10)==5801.62 kVA</p><p>　　根據(jù)公式（1-8），總的計(jì)算電流</p&

55、gt;<p>　　I30(10)=5801.62/(×10.5)=319.02A</p><p><b>　　35kV側(cè)：</b></p><p><b>　　a.黑山線</b></p><p>　　Pe(1)=1650 kW Kd=0.3 cos=0.85 tg=0.62&l

56、t;/p><p>　　有功計(jì)算負(fù)荷：P30(1)=0.3×1650=495 kW</p><p>　　無功計(jì)算負(fù)荷：Q30(1)=495×0.62=306.9kVar</p><p>　　視在計(jì)算負(fù)荷：S30(1)=495/0.85=582.4kVA</p><p>　　計(jì)算電流：I30(1)=582.4/(×37)

57、=9.09A</p><p><b>　　b.鹽場(chǎng)線</b></p><p>　　Pe(2)=2900 kW Kd=0.7 cos=0.85 tg=0.62</p><p>　　有功計(jì)算負(fù)荷：P30(2)=0.7×2900=2030 kW</p><p>　　無功計(jì)算負(fù)荷：Q30(2)=2

58、030×0.62=1258.6kVar</p><p>　　視在計(jì)算負(fù)荷：S30(2)=2030/0.85=2388.2kVA</p><p>　　計(jì)算電流：I30(2)=2388.2/(×37)=37.27A</p><p>　　c.35kV側(cè)總的計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　有功、無功同時(shí)系數(shù)可取： K∑P=0.9

59、 K∑Q=0.9</p><p>　　根據(jù)公式（1-5），總的有功計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　P30(35)=0.9×(2030+495)=2272.5kW</p><p>　　根據(jù)公式（1-6），總的無功計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　Q30(35) =0.9×(306.9+1258.6) = 1408.95kVar&l

60、t;/p><p>　　根據(jù)公式（1-7），總的視在計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　S30(35)==2673.84 kVA</p><p>　　根據(jù)公式（1-8），總的計(jì)算電流</p><p>　　I30(35)=2673.84/(×37)=41.72A</p><p>　　3.4無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算</p>

61、<p>　　功率因數(shù)cos值的大小反映了用電設(shè)備在消耗了一定數(shù)量有功功率的同時(shí)向供電系統(tǒng)取用無功功率的多少，功率因數(shù)高（如cos=0.9），則取用的無功功率少，功率因數(shù)低（如cos=0.5），則取用的無功功率大。</p><p>　　功率因數(shù)過低對(duì)供電系統(tǒng)是很不利的，它使供電設(shè)備（如變壓器、輸電線路等）電能損耗增加，供電電網(wǎng)的電壓損失加大，同時(shí)降低了供電設(shè)備的供電能力。因此提高功率因數(shù)對(duì)節(jié)約電能，提

62、高經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義。</p><p><b>　?。?）未補(bǔ)償前</b></p><p><b>　　由第一章計(jì)算可知：</b></p><p>　　10kV側(cè) P30（10）=4986kW S30（10）=5801.62 kVA</p><p>　　cos= P30（10）/

63、S30（10）=4986/5801.62=0.86</p><p>　　考慮到變壓器也要消耗掉一定的無功功率，按電力部門的具體要求，若35kV側(cè)的功率因數(shù)不得低于0.9，則10kV側(cè)功率因數(shù)取cos’=0.92—0.93,才能滿足要求?，F(xiàn)取0.93。根據(jù)公式Qc= P30（tg- tg’）可得10kV側(cè)無功補(bǔ)償容量為：</p><p>　　Qc= P30（10）（tg- tg’）=4986

64、×（tg tg）</p><p>　　=4986×0.20=997.2 kVar</p><p><b>　?。?）補(bǔ)償后</b></p><p>　　10kV側(cè) P30’ （10）=4986kW 不變</p><p>　　Q30’ （10）= Q30（10）-Qc=2966.24

65、-997.2=1969.04 kVar</p><p>　　S30’ （10）= = =5360.72 kVA</p><p>　　變壓器損耗 △PT≈0.015 S30’ （10）=0.015×5360.72 =80.41 kW</p><p>　　△QT≈0.06 S30’ （10）=0.06×5360.72 =321.64 kV

66、ar</p><p>　　35kV側(cè) S30’ （35）= </p><p><b>　　=</b></p><p>　　=5560.19 kVA</p><p>　　補(bǔ)償后的功率因數(shù) cos（1）= P30（35）/ S30’ （35）</p><p>　　=（4986+80.4

67、1）/5560.19=0.91>0.9</p><p><b>　　顯然滿足要求。</b></p><p>　　3.5主變壓器容量的計(jì)算</p><p>　　主變壓器容量的計(jì)算：</p><p>　　由第二章計(jì)算可知，無功補(bǔ)償后變電所35kV側(cè)總的視在計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　S30’

68、 （35）= 5560.19 kVA</p><p>　　因而，(1)裝設(shè)一臺(tái)主變時(shí)主變?nèi)萘靠蛇x為：</p><p>　　（一臺(tái)S9-6300/35）</p><p>　　(2)裝設(shè)兩臺(tái)主變時(shí)主變?nèi)萘靠蛇x為：</p><p>　?。▋膳_(tái)S9-4000/35）</p><p>　　本工程設(shè)計(jì)本期只上一臺(tái)主變，型號(hào)為S9-

69、6300/35。</p><p><b>　　變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　3.6所用變壓器容量計(jì)算</p><p>　　所用變壓器容量計(jì)算詳見下表：</p><p>　　所用變壓器容量計(jì)算表</p><p><b>　　4短路電流計(jì)算</b></p&g

70、t;<p>　　4.1短路電流計(jì)算的目的</p><p>　?。?）在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案，確定某接線方案是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。</p><p>　?。?）在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證各種電氣設(shè)備和導(dǎo)體，在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全，可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約資金，這就需要用短路電流進(jìn)行校驗(yàn)。</p>&

71、lt;p>　　（3）在設(shè)計(jì)屋外高壓配電裝置時(shí)，需按短路條件校驗(yàn)軟導(dǎo)線的相間和相對(duì)地的安全距離。</p><p>　?。?）在選擇繼電保護(hù)方法和整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。</p><p>　　4.2計(jì)算短路電流一般規(guī)定</p><p>　　驗(yàn)算導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流應(yīng)按本工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算。確定短路電流時(shí)，

72、應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式。</p><p>　　選擇導(dǎo)全和電器用的短路電流，應(yīng)考慮電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。</p><p>　　選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路點(diǎn)，應(yīng)選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的點(diǎn)。</p><p>　　導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流，一般按三相短路電流計(jì)算。</p><p>

73、;　　5電氣設(shè)備的選擇設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1變電所主變壓器容量和臺(tái)數(shù)的確定</p><p>　　（1）主變壓器容量確定原則</p><p>　?、僦髯儔浩魅萘恳话惆醋冸娝ǔ珊?—10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10—20年的負(fù)荷發(fā)展。對(duì)于城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。</p><p>　?、诟鶕?jù)變電所所帶負(fù)荷的

74、性質(zhì)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量。對(duì)于重要負(fù)荷的變電所，應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷；對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%—80%。</p><p>　　③同級(jí)電壓的單臺(tái)降壓變壓器容量的級(jí)別不宜太多。應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行系列化、標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　（2）主變壓器臺(tái)數(shù)確定原則

75、</p><p>　　①對(duì)大城市郊區(qū)的一次變電所，在中、低壓側(cè)已構(gòu)成環(huán)網(wǎng)的情況下，變電所以裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器為宜。</p><p>　?、趯?duì)地區(qū)性孤立的一次變電所或大型工業(yè)專用變電所，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮裝設(shè)三臺(tái)主變壓器的可能性。</p><p>　?、蹖?duì)于規(guī)劃只裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，其變壓器基礎(chǔ)宜按大于變壓器容量的1—2級(jí)設(shè)計(jì)，以便負(fù)荷發(fā)展時(shí)，更換變壓器的容量。<

76、;/p><p>　　根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)⑴》（電氣一次部分）的要求，并根據(jù)本變電所的具體情況和可靠性的要求，以及今后5～10年城市負(fù)荷的增長(zhǎng)，由于該變電所為城郊變電所，主變壓器容量應(yīng)于城市規(guī)劃相結(jié)合，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年的負(fù)荷發(fā)展要求，選用同型號(hào)的三相雙繞組變壓器兩臺(tái)。</p><p>　?。?）主變?nèi)萘康倪x擇</p><p>　　經(jīng)計(jì)算知，主變壓器的最大

77、負(fù)荷為S30’ （35）=5560.19kVA。對(duì)具有兩臺(tái)主變的變電所，其中一臺(tái)主變的容量應(yīng)大于等于70%的全部負(fù)荷或全部重要負(fù)荷，兩者中取最大值作為確定主變?nèi)萘康囊罁?jù)。根據(jù)S30’ （35）可求出主變?nèi)萘繎?yīng)為3892.13kVA（計(jì)算過程見第二章第三節(jié)），可選用S9-4000/35節(jié)能型電力變壓器;對(duì)裝設(shè)一臺(tái)主變，其容量應(yīng)為6300kVA，但考慮到今后5—10年內(nèi)的發(fā)展情況并根據(jù)《精河縣“十五”國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》報(bào)告，“十五”期間精河

78、縣計(jì)劃投產(chǎn)有較大耗電項(xiàng)目，并結(jié)合規(guī)劃要求，且由緒論中負(fù)荷預(yù)測(cè)可知需加大主變壓器容量，因而選用兩臺(tái)S9-6300/35型變壓器作為主變，二次電壓為10kV。本期只上一臺(tái)主變，型號(hào)為S9-6300/35。</p><p>　?。?）過負(fù)荷能力校驗(yàn)</p><p>　　關(guān)于過負(fù)載能力校驗(yàn)的計(jì)算略去，因所選主變?nèi)萘?300kVA>>3892.13kVA。</p><

79、p>　　5.2電氣主接線的確定</p><p>　　5.2.1主接線的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　設(shè)計(jì)變電所電氣主接線時(shí)，所遵循的總原則：①符合設(shè)計(jì)任務(wù)的要求；②符合有關(guān)的方針、政策和技術(shù)規(guī)范、規(guī)程；③結(jié)合具體工程的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的主接線。為此，應(yīng)考慮下列情況：</p><p>　?。?）確定變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用</p>&

80、lt;p>　　各類變電所在電力系統(tǒng)中的地位是不同的，所以對(duì)主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性等的要求也不同，因此，就決定了有不同的電氣主接線。</p><p>　?。?）確定變壓器的運(yùn)行方式</p><p>　　有重要負(fù)荷的農(nóng)村變電所，應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)容量相同或不同的變壓器。農(nóng)閑季節(jié)負(fù)荷低時(shí)，可以切除一臺(tái)，以減少空載損耗。</p><p>　?。?）合理地確定電壓等級(jí)&

81、lt;/p><p>　　農(nóng)村變電所高壓側(cè)電壓普遍采用一個(gè)等級(jí)，低壓側(cè)電壓一般為1—2個(gè)等級(jí)，目前多為一個(gè)等級(jí)。</p><p>　　（4）變電所的分期和最終建設(shè)規(guī)模</p><p>　　變電所根據(jù)5—10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)。一般裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器。當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，終端或分支變電所如只有一個(gè)電源時(shí)，也可只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器。</p><p&g

82、t;　　（5）開關(guān)電器的設(shè)置</p><p>　　在滿足供電可靠性要求的條件下，變電所應(yīng)根據(jù)自身的特點(diǎn)，盡量減少斷路器的數(shù)目。特別是農(nóng)村終端變電所，可適當(dāng)采用熔斷器或接地開關(guān)等簡(jiǎn)易開關(guān)電器，以達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)性的目的。</p><p>　　（6）電氣參數(shù)的確定</p><p>　　最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的60%—70%，如果主要負(fù)荷是農(nóng)業(yè)負(fù)荷，其值為20%—30%；按不同用

83、戶，確定最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)；負(fù)荷同時(shí)系數(shù)Kt：35kV以下的負(fù)荷，取0.85—0.9；大型工礦企業(yè)的負(fù)荷，取0.9—1；綜合負(fù)荷功率因數(shù)取0.8，大型冶金企業(yè)功率因數(shù)取0.95；線損率平均值取8%—12%，有實(shí)際值時(shí)按實(shí)際值計(jì)算。</p><p>　　按GB50059—92《35～110kV變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）的有關(guān)規(guī)定，本變電所為簡(jiǎn)易變電所，從投資方面考慮要減少投資，但要保證供電可靠性，因而按照規(guī)程要求

84、：</p><p>　　5.2.2 35kV側(cè)的接線方式</p><p>　　出線為三回，考慮到主變不會(huì)經(jīng)常投切，線路檢修操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置等因素，采用單母線接線方式。單母線接線的特點(diǎn)是整個(gè)配電裝置只有一組母線，每個(gè)電源線和引出線都經(jīng)過開關(guān)電器接到同一組母線上。供電電源是變壓器或高壓進(jìn)線回路。母線既可以保證電源并列工作，又能使任一條出線回路都可以從電源1或電源2獲得電能。

85、每條引出線回路中都裝有斷路器和隔離開關(guān)，靠近母線側(cè)的隔離開關(guān)稱作母線隔離開關(guān)，靠近線路側(cè)的隔離開關(guān)稱作線路隔離開關(guān)。按照規(guī)程要求，單母線接線35—66kV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。斷路器選用六氟化硫斷路器。</p><p>　　5.2.3 10kV側(cè)的接線方式</p><p>　　對(duì)10kV側(cè)的接線方式，按照規(guī)程要求，采用單母線簡(jiǎn)易分段接線方式。單母線分段接線的優(yōu)點(diǎn)：①用斷路器把母線

86、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)一段母線發(fā)生故障，分段斷路器自動(dòng)將故障切除，保證正常母線不間斷供電和不致使大面積停電。按照規(guī)程要求，單母線簡(jiǎn)易分段接線35—66kV配電裝置的出線回路數(shù)為4—8回時(shí)。不對(duì)重要用戶回路，均以雙回線路供電，以保證供電的可靠性?？紤]到減小配電裝置的占地和占用空間，消除火災(zāi)、爆炸的隱患及環(huán)境保護(hù)的要求，斷路器選用性能比少油斷路器更好的戶外高壓真空斷路器。</p>&l

87、t;p><b>　　5.3短路電流水平</b></p><p>　　5.3.1短路的危害</p><p>　　發(fā)生短路時(shí)，由于部分負(fù)荷阻抗被短接掉，供電系統(tǒng)的總阻抗減小，因而短路回路中短路電流比正常工作電流大得多。在大容量電力系統(tǒng)中，短路電流可達(dá)幾萬(wàn)安培甚至幾十萬(wàn)安培。如此大的短路電流會(huì)對(duì)供電系統(tǒng)產(chǎn)生極大的危害。</p><p>　?。?

88、）短路電流通過導(dǎo)體時(shí)，使導(dǎo)體大量發(fā)熱，溫度急劇升高，從而設(shè)備絕緣；同時(shí)，通過短路電流的導(dǎo)體會(huì)受到很大的電動(dòng)力作用，使導(dǎo)體變形甚至損壞。</p><p>　　（2）短路點(diǎn)的電弧可能燒壞電氣設(shè)備的載流部分。</p><p>　　（3）短路電流通過線路，要產(chǎn)生很大的電壓降，使系統(tǒng)的電壓水平速降，引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速突然下降，甚至停轉(zhuǎn)，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。</p><p>

89、;　　（4）短路可造成停電狀態(tài)，而且越靠近電源，停電范圍越大，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失也越大。</p><p>　?。?）嚴(yán)重的短路故障若發(fā)生在靠近電源的地方，且維持時(shí)間較長(zhǎng)，可使并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組失去同步，嚴(yán)重的可能造成系統(tǒng)解列。</p><p>　?。?）不對(duì)稱的接地短路，其不平衡電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路、電子設(shè)備及其他弱電控制系統(tǒng)可能產(chǎn)生干擾信號(hào)，使通訊失真、控制失靈

90、、設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作。</p><p>　　由此可見，短路的后果是十分嚴(yán)重的。所以必須設(shè)法消除可能引起短路的一切因素，使系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。</p><p>　　5.3.2短路電流計(jì)算的目的(重了)</p><p>　?。?）擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體時(shí)，需用短路電流校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能的最大短路電流時(shí)不至于損壞。</p><p>

91、;　?。?）選擇和整定用于短路保護(hù)的繼電保護(hù)裝置時(shí)，需應(yīng)用短路電流參數(shù)。</p><p>　?。?）選擇用于限制短路電流的設(shè)備時(shí)，也需進(jìn)行短路電流計(jì)算。</p><p>　　根據(jù)本變電所電源側(cè)5～10年的發(fā)展規(guī)劃，計(jì)算出系統(tǒng)最大、最小運(yùn)行方式下的短路電流，為母線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和電氣設(shè)備的選擇做好準(zhǔn)備，若短路電流過大，就要考慮采取限流措施。</p><p>　　由以上計(jì)算

92、數(shù)據(jù)可見，各電壓等級(jí)的最大短路電流均在短路器一般選型的開斷能力（20kA）之內(nèi)，所以不必采用價(jià)格昂貴的重型設(shè)備或者采取限制短路電流的措施，采用一般型號(hào)的短路器就可以了。</p><p>　　5.4電氣設(shè)備的選擇</p><p>　　電力系統(tǒng)中的各種電氣設(shè)備，其運(yùn)行條件不完全一樣，選擇方法也不完全相同，但對(duì)他們的基本要求是相同的。電氣設(shè)備要能可靠地工作，必須按正常運(yùn)行條件進(jìn)行選擇，并且按短路

93、條件校驗(yàn)其熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。</p><p>　　根據(jù)電氣設(shè)備選擇的一般原則，按正常運(yùn)行情況選擇設(shè)備，按短路情況校驗(yàn)設(shè)備。同時(shí)兼顧今后的發(fā)展，選用性能價(jià)格比高，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，技術(shù)成熟的設(shè)備，盡量減少選用設(shè)備的類型，以減少備品備件，也有利于運(yùn)行、檢修等工作。</p><p>　　5.4.1斷路器的選擇</p><p>　　高壓斷路器是根據(jù)其主要技術(shù)參數(shù)來選擇的。即根據(jù)：

94、①額定電壓；②額定電流；③裝置種類；④構(gòu)造型式；⑤開斷電流（或斷流容量）；⑥熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定等。下面敘述具體選擇的方法：</p><p>　?。?）按額定電壓選擇</p><p><b>　　Ue≥Uw</b></p><p>　　式中：Ue—斷路器的額定電壓；Uw—斷路器所在電網(wǎng)的額定電壓。</p><p>　?。?）按

95、額定電流選擇</p><p><b>　　Ie≥Ig·d</b></p><p>　　式中：Ie—斷路器的額定電流；Ig·d—最大長(zhǎng)期工作電流。</p><p>　?。?）按裝置種類選擇</p><p>　　裝置種類是指斷路器裝設(shè)的場(chǎng)所。裝在屋內(nèi)的選用屋內(nèi)型，裝在屋外的選用屋外型。當(dāng)屋外配電裝置處于嚴(yán)

96、重污穢地區(qū)或積雪覆冰嚴(yán)重的地區(qū)，應(yīng)采用高一級(jí)電壓的斷路器。</p><p>　?。?）按構(gòu)造型式選擇</p><p>　　高壓斷路器的構(gòu)造型式很多，但各有不同的特點(diǎn)。農(nóng)村變電所過去常采用少油斷路器和多油斷路器。隨著農(nóng)村模式變電所的建立，新型的SF6斷路器、真空斷路器已被農(nóng)村變電所采用。</p><p>　?。?）按額定開斷電流選擇</p><p&

97、gt;　　斷路器除滿足正常工作條件外，還要求它能可靠地切斷最大短路電流。一般用額定開斷電流來表示斷路器開斷短路電流的能力。按額定開斷電流選擇斷路器時(shí)，必須滿足這樣的條件，就是在給定的電網(wǎng)電壓下，高壓斷路器的開斷電流不應(yīng)小于高壓斷路器的滅弧觸頭開始分離電路內(nèi)的短路電流有效值，即</p><p><b>　　Iekd≥Idt</b></p><p>　　式中：Iekd—斷

98、路器的額定開斷電流，kA；Idt—短路器滅弧觸頭開始分開瞬間的短路電流有效值，kA。</p><p>　　（6）校驗(yàn)短路時(shí)的熱穩(wěn)定</p><p>　　式中：t—斷路器的熱穩(wěn)定時(shí)間，s；—斷路器在t s內(nèi)的熱穩(wěn)定電流，kA。</p><p>　　（7）校驗(yàn)短路時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定</p><p><b>　　ij≥ich</b>&

99、lt;/p><p>　　式中：ij—斷路器的極限通過電流的幅值，kA；ich—三相短路沖擊電流，kA。</p><p>　　5.4.2隔離開關(guān)的選擇</p><p>　　隔離開關(guān)應(yīng)根據(jù)下列條件選擇：額定電壓、額定電流、裝置種類、構(gòu)造型式。此外，還需校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。選擇隔離開關(guān)的要求和方法，與斷路器相同，但不需要校驗(yàn)其斷流容量。</p><p>

100、;　　5.4.3母線的選擇</p><p>　　變電所屋內(nèi)和屋外配電裝置的主母線、變壓器等電氣設(shè)備與配電裝置母線之間的連接導(dǎo)線、各種電器之間的連接導(dǎo)線，統(tǒng)稱為母線。</p><p>　　選擇配電裝置中的母線主要考慮：母線的材料；母線截面的形狀；母線截面積的大?。恍ｒ?yàn)?zāi)妇€的熱穩(wěn)定；對(duì)110kV以上的母線還應(yīng)校驗(yàn)是否發(fā)生電暈。</p><p>　?。?）母線材料的選擇&

101、lt;/p><p>　　配電裝置的母線材料有銅、鋁和鋼。銅的電阻率低，機(jī)械強(qiáng)度大，抗腐蝕性強(qiáng)，是很好的母線材料。但它在工業(yè)上有重要的用途，而且儲(chǔ)量不多，價(jià)值較貴，因此銅母線只用在空氣中含腐蝕性氣體（如靠近海岸或化工廠）的屋外配電裝置中。鋁的電阻率為銅的1.7—2倍，重量只有銅的30%，而且儲(chǔ)量多，價(jià)值也低，因此，在屋內(nèi)和屋外配電裝置中廣泛采用鋁母線。但當(dāng)鋁與銅或其它金屬連接時(shí)，由于鋁在常溫下迅速氧化，生成一層氧化鋁薄

102、膜，它的電阻很大（電阻率達(dá)到），而且不容易清除。同時(shí)銅鋁之間有電位差，使鋁受到嚴(yán)重腐蝕，接觸電阻更大，造成運(yùn)行中溫度增高，高溫下腐蝕更會(huì)加快，這樣的惡性循環(huán)致使接觸處溫度更高。解決這個(gè)問題的方法，一般采用特制的銅鋁過渡連接器（由銅板和鋁板焊成的部件），但其效果不太理想。因此，人們又研究出一個(gè)新的方法，即利用超聲波搪錫工藝，將鋁和銅的接觸表面掛上一層薄錫，效果很好，成功地解決銅鋁電化學(xué)腐蝕問題。</p><p>　

103、　鋼電阻率為銅的6—8倍，而且用在交流電路中還會(huì)產(chǎn)生很大的渦流損耗和磁滯損耗，因此，在實(shí)際應(yīng)用中使用的較少。但鋼母線價(jià)格較低、機(jī)械強(qiáng)度高，故在變電所中，可適用于電壓互感器和小容量變壓器的高壓側(cè)。</p><p>　　（2）母線截面形狀的選擇</p><p>　　母線的截面形狀應(yīng)保證集膚效應(yīng)系數(shù)盡可能低，散熱良好，機(jī)械強(qiáng)度高，安裝簡(jiǎn)單，連接方便。變電所配電裝置中的母線截面目前多采用矩形、圓形

104、和絞線圓形。</p><p>　　矩形母線主要用在35kV及以下的屋內(nèi)配電裝置中。</p><p>　　圓形母線主要用在35kV以上的屋外配電裝置中。采用圓形截面的目的是為了防止產(chǎn)生電暈，因?yàn)閳A形截面母線消除了電場(chǎng)集中的現(xiàn)象，而矩形截面母線的四角電場(chǎng)強(qiáng)度集中，易引起電暈。</p><p>　　絞線圓形截面母線多采用鋼芯鋁絞線，其耐張性能比單股母線好，在允許電流相同的

105、條件下，鋼芯鋁絞線的直徑比單股母線直徑大，其表面附近的電場(chǎng)強(qiáng)度小于單股母線，而且絞線的芯線為鋼，機(jī)械強(qiáng)度大，因此，它通常用在35kV及以上的屋外配電裝置中。</p><p>　　因而，本工程設(shè)計(jì)的母線選用鋼芯鋁絞線。</p><p>　　5.5配電裝置的選型</p><p><b>　　5.5.1概述</b></p><p&

106、gt;　　配電裝置是按主接線要求由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、測(cè)量?jī)x表、母線和必要的輔助設(shè)備等組成。它的主要作用：接受電能，并把電能分配給用戶。</p><p><b>　?。?）分類及特點(diǎn)</b></p><p>　　按電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)不同，配電裝置可分為屋內(nèi)式和屋外式。按其組裝方式，有又可分為：如在現(xiàn)場(chǎng)組裝配電裝置的電氣設(shè)備，稱為裝配式配電裝置；若在制造廠把屬于同一回路的

107、開關(guān)電器、互感器等電器設(shè)備裝配在封閉或不封閉的金屬柜中，構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的單元，成套供應(yīng)，則稱為成套配電裝置。高壓開關(guān)柜、低壓配電盤和配電箱等均是成套配電裝置。</p><p>　　屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)：①占地面積?。虎诓皇軞夂蛴绊?；③外界污穢空氣對(duì)電氣設(shè)備影響小；④房屋建筑投資大。</p><p>　　屋外配電裝置的特點(diǎn)：①土建量和費(fèi)用小，建設(shè)周期短；②擴(kuò)建方便；③相鄰設(shè)間距較大，便于帶電作業(yè)

108、；④占地面積大；⑤受外界氣候影響，設(shè)備運(yùn)行條件差；⑥外界氣候變化影響設(shè)備的維修和操作。</p><p><b>　?。?）基本要求</b></p><p>　　配電裝置是變電所的重要組成部分，為了保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，配電裝置應(yīng)滿足以下基本要求：裝置的設(shè)計(jì)必須貫徹執(zhí)行國(guó)家基本建設(shè)方針和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。保證運(yùn)行的可靠性。滿足電氣安全凈距要求，保證工作人員和設(shè)備的安全

109、。便于檢修、巡視和操作。節(jié)約占地，降低造價(jià)，做到經(jīng)濟(jì)上合理。安裝和擴(kuò)建方便。</p><p>　　5.5.2外配電裝置的安全凈距</p><p>　　安全凈距是從保證電氣設(shè)備和工作人員的安全出發(fā)，考慮氣象條件及其它因素的影響所規(guī)定的各電氣設(shè)備之間、電氣設(shè)備各帶電部分之間、帶電部分與接地部分之間應(yīng)該保持的最小空氣間隙。</p><p>　　配電裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸，是綜

110、合考慮設(shè)備外形尺寸、檢修和運(yùn)輸?shù)陌踩嚯x等因素而決定的。對(duì)于敞露在空氣中的配電裝置，在各種間隔距離中，最基本的是帶電部分對(duì)接地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，即A1和A2值。在這一間距下，無論為正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)外過電壓時(shí)，都不致使空氣間隙擊穿。A值可根據(jù)電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)電壓和相應(yīng)電壓與最小放電距離試驗(yàn)曲線確定，其它電氣距離是根據(jù)A值并結(jié)合一些實(shí)際因素確定的。</p><p>　　安全凈距

111、可分為A、B、C、D、E五類。</p><p>　　屋外配電裝置的安全凈距不應(yīng)小于表3-7-1所列數(shù)據(jù)。屋外配電裝置使用軟導(dǎo)線時(shí)，還要考慮軟導(dǎo)線在短路電動(dòng)力、風(fēng)擺、溫度等因素作用下使相間及對(duì)地距離減小。</p><p>　　屋外電氣設(shè)備外絕緣體距地小于2.5m時(shí)，應(yīng)裝設(shè)固定遮攔。</p><p>　　經(jīng)綜合考慮并結(jié)合具體情況，本工程設(shè)計(jì)采用：（1）單母線接線的35k

112、V配電裝置采用屋外中型布置。（2）單母線簡(jiǎn)易分段的10kV配電裝置也采用屋外中型布置。（3）所有的帶電部分對(duì)地及相間距離均按規(guī)程要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　5.6互感器的配置</b></p><p>　　互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測(cè)量?jī)x表、繼電器的電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況，是一種專供測(cè)量?jī)x表、

113、控制及保護(hù)設(shè)備用的特殊變壓器。互感器可分為電壓互感器和電流互感器兩類。</p><p><b>　　互感器的作用：</b></p><p>　　①將一次回路的高電壓或大電流變?yōu)槎位芈窐?biāo)準(zhǔn)的低電壓或小電流，使測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并使其結(jié)構(gòu)輕巧、價(jià)格便宜，并便于屏內(nèi)安裝。</p><p>　?、谑苟卧O(shè)備與高壓部分隔離，且互感器二次

114、側(cè)均接地，從而保證了人身安全。</p><p>　　本工程設(shè)計(jì)按照監(jiān)視、測(cè)量、繼電保護(hù)和自動(dòng)化裝置的要求，配置互感器。</p><p>　?。?）電壓互感器的配置</p><p>　　電壓互感器的配置應(yīng)能保證在主接線的運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不得失壓，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取到電壓。</p><p>　　35kV母線的三相上裝設(shè)電壓互感器一組三只

115、。10kV母線上裝設(shè)三相組合式電壓互感器一組。10kV出線側(cè)的一相上應(yīng)裝設(shè)電容式電壓互感器。利用其他絕緣套管末屏抽取電壓，則可省去單相電壓互感器。</p><p>　?。?）電流互感器的配置</p><p>　　所有斷路器的回路均裝設(shè)電流互感器，以滿足測(cè)量?jī)x表、保護(hù)和自動(dòng)裝置的要求。變壓器原則上中性點(diǎn)要裝設(shè)一臺(tái)互感器，（接地否？）以檢測(cè)零序電流，因35kV電壓等級(jí)低，故本設(shè)計(jì)不需裝設(shè)中性點(diǎn)

116、電流互感器。</p><p>　　電流互感器一般按三相配置。對(duì)10kV系統(tǒng)，母線分段回路和出線回路按兩相式配置，以節(jié)省投資同時(shí)提高供電的可靠性。</p><p>　　5.7繼電保護(hù)的配置</p><p>　　該變電所采用主控制室控制方式，按無人值班有人值守設(shè)計(jì)，采用分層分布式微機(jī)保護(hù)及監(jiān)控綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，設(shè)計(jì)上系統(tǒng)縱向分為兩層：變電層和間隔層。間隔層設(shè)備在橫向按變電

117、所一次設(shè)備分布式布置，并相互獨(dú)立，僅通過站內(nèi)通信相聯(lián)，并同變電層通信。通信網(wǎng)絡(luò)采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制總線--CAN總線。間隔層系統(tǒng)保護(hù)及監(jiān)控裝置基于間隔控制單元模塊化配置，采用微機(jī)保護(hù)與監(jiān)控為一體的裝置，每個(gè)單元一套互不影響。保護(hù)及監(jiān)控裝置為一獨(dú)立系統(tǒng)，組屏安裝， 35kV、10kV保護(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)整體配合。保護(hù)動(dòng)作不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)；各間隔控制單元保留強(qiáng)電手動(dòng)操作跳、合閘控制接線，開關(guān)手動(dòng)操作跳、合閘控制操作不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)；遠(yuǎn)方與就地控制功