畢業(yè)論文35kv降壓變電站設(shè)計(jì)

1、<p>　　存檔編號 </p><p><b>　　華北水利水電大學(xué)</b></p><p>　　North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power</p><p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b><

2、;/p><p>　　題目 </p><p>　　學(xué) 院 </p><p>　　專 業(yè) </p><p>　　姓 名 </p><p>

3、;　　學(xué) 號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　完成時間 </p><p><b>　　教務(wù)處制</b></p><p><b>　　獨(dú)立完成與誠信聲明</b&

4、gt;</p><p>　　本人鄭重聲明：所提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立工作所取得的成果并撰寫完成的，鄭重確認(rèn)沒有剽竊、抄襲等違反學(xué)術(shù)道德、學(xué)術(shù)規(guī)范的侵權(quán)行為。文中除已經(jīng)標(biāo)注引用的內(nèi)容外，不包含其他人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。</p><p>

5、;　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 指導(dǎo)導(dǎo)師簽名： </p><p>　　簽字日期： 簽字日期：</p><p>　　畢業(yè)論文版權(quán)使用授權(quán)書</p><p>　　本人完全了解華北水利水電學(xué)院有關(guān)保管、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。特授權(quán)華北水利水電學(xué)院可以將畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的全部或部分內(nèi)容公開和編入

6、有關(guān)數(shù)據(jù)庫提供檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段復(fù)制、保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原件或復(fù)印件和電子文檔（涉密的成果在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定）。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者簽名： 導(dǎo)師簽名：</p><p>　　簽字日期： 簽字日期：</

7、p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要：- 1 -</b></p><p>　　Abstract：- 2 -</p><p>　　第一章 概述- 3 -</p><p>　　1.1周邊情況- 3 -</p><p>

8、　　1.2地區(qū)氣象條件- 3 -</p><p>　　1.3基本要求- 3 -</p><p>　　1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟- 4 -</p><p>　　第二章 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算- 5 -</p><p>　　2.1 負(fù)荷分析- 5 -</p><p>　　2.2負(fù)荷計(jì)算- 5 -</p>

9、<p>　　2.3 無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)- 8 -</p><p>　　2.3.1 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x- 8 -</p><p>　　2.3.2無功補(bǔ)償方式的選擇- 8 -</p><p>　　2.3.3 無功補(bǔ)償?shù)姆桨? 9 -</p><p>　　第三章 變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)- 11 -</p><p&g

10、t;　　3.1變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)- 11 -</p><p>　　3.1.1主接線設(shè)計(jì)的依據(jù)- 11 -</p><p>　　3.1.2主接線設(shè)計(jì)的基本要求- 11 -</p><p>　　3.1.3變電站主接線設(shè)計(jì)的基本原則- 11 -</p><p>　　3.1.4變電站10kV側(cè)短路電流的限制- 12 -</p>

11、;<p>　　3.1.5主接線中的設(shè)備配置- 12 -</p><p>　　3.2主接線設(shè)計(jì)- 13 -</p><p>　　3.2.1電路的設(shè)計(jì)- 13 -</p><p>　　第四章 變電站主變壓器的選擇- 19 -</p><p>　　4.1 主變壓器臺數(shù)的選擇- 19 -</p><p>

12、;　　4.2主變阻抗及調(diào)壓方式選擇- 19 -</p><p>　　4.2.1主變阻抗的選擇- 19 -</p><p>　　4.2.2.調(diào)壓方式的選擇- 19 -</p><p>　　4.3 主變壓器選擇- 20 -</p><p>　　4.4站用變壓器的選擇- 21 -</p><p>　　4.4.1 站

13、用電的作用及計(jì)算- 21 -</p><p>　　4.4.2 站用變壓器的選擇- 21 -</p><p>　　第五章 短路電流計(jì)算- 23 -</p><p>　　5.1短路電流的基本知識- 23 -</p><p>　　5.1.1 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義- 23 -</p><p>　　5.1.2 短

14、路的種類- 23 -</p><p>　　5.1.3 短路電流計(jì)算的目的- 23 -</p><p>　　5.2短路電流計(jì)算的方法和條件- 24 -</p><p>　　5.2.1短路電流計(jì)算方法- 24 -</p><p>　　5.2.2短路電流計(jì)算條件- 25 -</p><p>　　5.3短路電流的計(jì)算

15、- 25 -</p><p>　　5.3.1計(jì)算三相短路電流的近似公式- 25 -</p><p>　　5.3.2短路電流計(jì)算- 26 -</p><p>　　第六章 電氣設(shè)備的選擇- 30 -</p><p>　　6.1電氣設(shè)備選擇的原則及條件- 30 -</p><p>　　6.1.1電氣設(shè)備選擇的原則

16、- 30 -</p><p>　　6.1.2電氣設(shè)備選擇的條件- 30 -</p><p>　　6.2隔離開關(guān)的選擇- 32 -</p><p>　　6.2.1 35kv側(cè)斷路器選擇- 32 -</p><p>　　6.2.2 10kv側(cè)斷路器選擇- 33 -</p><p>　　6.3 隔離開關(guān)的選擇- 3

17、4 -</p><p>　　6.3.1 35kv側(cè)隔離開關(guān)的選擇- 34 -</p><p>　　6.3.2 10kv側(cè)隔離開關(guān)選擇- 35 -</p><p>　　6.4母線的選擇及校驗(yàn)- 35 -</p><p>　　6.4.1母線導(dǎo)體選擇的一般要求- 35 -</p><p>　　6.4.2 35kV母線

18、的選擇- 36 -</p><p>　　6.4.3 10kV母線的選擇- 38 -</p><p>　　6.4.4母線選擇結(jié)果- 38 -</p><p>　　6.5 互感器的選擇- 39 -</p><p>　　6.5.1電流互感器的選擇- 39 -</p><p>　　6.5.2 電壓互感器的選擇- 3

19、9 -</p><p>　　6.6 熔斷器的選擇- 40 -</p><p>　　6.6.1 熔斷器概述- 40 -</p><p>　　6.6.2 35kV側(cè)熔斷器的選擇- 40 -</p><p>　　6.6.3 10kV側(cè)熔斷器的選擇- 40 -</p><p>　　6.7 配電裝置的選擇- 41 -&

20、lt;/p><p>　　6.7.1 配電裝置概述- 41 -</p><p>　　6.7.2 35kV屋外配電裝置- 41 -</p><p>　　6.7.3 10kV高壓開關(guān)柜- 41 -</p><p>　　第七章 繼電保護(hù)的設(shè)置- 43 -</p><p>　　7.1 電力變壓器保護(hù)- 43 -</p

21、><p>　　7.1.1 電力變壓器保護(hù)概述- 43 -</p><p>　　7.1.2 電力變壓器縱差保護(hù)接線- 43 -</p><p>　　7.1.3 縱差動保護(hù)的整定計(jì)算- 43 -</p><p>　　7.1.4 變壓器的瓦斯保護(hù)- 45 -</p><p>　　7.1.5 過電流保護(hù)- 45 -<

22、;/p><p>　　7.2 母線保護(hù)- 46 -</p><p>　　7.3 變電站的防雷保護(hù)- 46 -</p><p>　　7.3.1變電站防雷概述- 46 -</p><p>　　7.3.2 避雷針的選擇- 47 -</p><p><b>　　致謝- 50 -</b></p&

23、gt;<p>　　參考文獻(xiàn)- 51 -</p><p><b>　　附錄- 52 -</b></p><p>　　英文原文:- 52 -</p><p>　　中文翻譯:- 55 -</p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　隨著電力

24、行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對電力供應(yīng)的要求越來越高，特別是供穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性。然而電網(wǎng)的穩(wěn)固性、可靠性和持續(xù)性往往取決于變電站的合理設(shè)計(jì)和配置。一個典型的變電站要求變電設(shè)備運(yùn)行可靠、操作靈活、經(jīng)濟(jì)合理、擴(kuò)建方便。出于這幾方面的考慮，本論文設(shè)計(jì)了一個35kV降壓變電站,此變電站有兩個電壓等級，一個是35kV，一個是10kV。同時對于變電站內(nèi)的主設(shè)備進(jìn)行合理的選型。本設(shè)計(jì)選擇選擇兩臺主變壓器，其他設(shè)備如斷路器，隔離開關(guān)，電流互感器，電壓互感

25、器，無功補(bǔ)償裝置和繼電保護(hù)裝置等等也按照具體要求進(jìn)行選型、設(shè)計(jì)和配置，力求做到運(yùn)行可靠，操作簡單、方便，經(jīng)濟(jì)合理，具有擴(kuò)建的可能性和改變運(yùn)行方式時的靈活性。使其更加貼合實(shí)際，更具現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 35kV 變電站 設(shè)計(jì)</p><p><b>　　Abstract：</b></p><p>　　Along with th

26、e continuous development of electric industry, people require increasingly demand of power supply, especially the stability, reliability and continuity of it. While the stability, reliability and continuity of power

27、 grid is determined by the rational design and configuration of substation. A typical substation needs the reliable and flexible operation, the economic rationality and free expansion of the equipments. For the considera

28、tion of these aspects, the paper designs a tran</p><p>　　Key words : 35kV substation design</p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p><b>　　1.1周邊情況</b></p><p&

29、gt;　　待設(shè)計(jì)變電站主要向某大型電解鋁生產(chǎn)企業(yè)供電。該企業(yè)位于魯中泰沂山區(qū)與魯北黃泛平原的疊交地帶，東接工業(yè)重地淄博，西鄰山東省會濟(jì)南，南依膠濟(jì)鐵路，北靠黃河，濟(jì)青高速公路橫穿全境26公里，距濟(jì)南國際機(jī)場62公里，地理位置便利、優(yōu)越。該企的當(dāng)前供電電源實(shí)際情況為：某110kV變電站出一回35kV線路作為主供電源,該線路通過架空線相連,長10km,電抗值為0.4Ω/km另一回路與無限大系統(tǒng)相連,長20km,電抗值為0.4；下有電解、動力

30、、鑄造、供料凈化和質(zhì)檢等車間(科室)需本變電站輸送10kV電源。</p><p><b>　　1.2地區(qū)氣象條件</b></p><p>　　該地區(qū)為溫帶大陸性季風(fēng)氣候特征；其特點(diǎn)為四季分明，晝夜溫差大，冬季少雪干旱，春季多風(fēng)，夏季雨量集中，秋季陰雨天較多。多年平均氣溫12.7℃，降水量564.8毫米，平均日照時數(shù)2632.0小時；風(fēng)向冬季以偏北風(fēng)為主，夏季以偏南風(fēng)為

31、主，年平均風(fēng)速2.7米/秒；年平均地面溫度14.7℃，最大凍土深度一般50厘米左右，年平均相對濕度為66%，8月最大為81%；無霜期205天。</p><p><b>　　1.3基本要求</b></p><p>　　該35kV變電站整體初步設(shè)計(jì)，要求滿足：</p><p>　　根據(jù)供電的特點(diǎn)，擬裝設(shè)兩臺主變壓器，變電站要求一次建成，變電站內(nèi)電壓

32、等級共分兩級：35kV、10kV。</p><p>　　（1）設(shè)計(jì)原則：在保證安全、經(jīng)濟(jì)、靈活、方便的條件下力求接線簡單，布置緊湊，具有較高的自動化水平。</p><p>　　（2）所址選擇要求：盡量接近負(fù)荷中心，不占或少占良田，高低壓設(shè)備進(jìn)出線方便（考慮到交通運(yùn)輸方便性）</p><p>　?。?）變電站擬裝設(shè)兩臺主變，其中一臺斷開時另一臺主變承擔(dān)全部負(fù)荷。<

33、;/p><p>　?。?）滿足各車間對供電的特殊要求。</p><p>　?。?）設(shè)計(jì)的供電系統(tǒng)及設(shè)備，需符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程的要求。</p><p>　　1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟</p><p>　　變電站及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個部門負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)及其對負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國家供電情況。解決對各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問題。其基本內(nèi)

34、容有以下幾方面。</p><p>　　1、負(fù)荷計(jì)算及無功補(bǔ)償 </p><p>　　全變電站的負(fù)荷計(jì)算，是在各部門負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的?？紤]變電站變壓器的功率損耗，從而求總降壓變電站高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、顯示計(jì)算結(jié)果。按負(fù)荷計(jì)算求出總降壓變電站的功率因數(shù)，通過查表或計(jì)算求出達(dá)到供電部門要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o功功率。由手冊或產(chǎn)品樣本選用所需無功功率補(bǔ)償柜的規(guī)格和數(shù)量。&

35、lt;/p><p><b>　　2、一次系統(tǒng)圖</b></p><p>　　跟據(jù)負(fù)荷類別及對供電可靠性的要求進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，繪制一次系統(tǒng)圖，確定變電站高、低接線方式。對它的基本要求，即要安全可靠又要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。</p><p><b>　　3、變壓器選擇</b></p><p>　　根據(jù)電

36、源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電站的有關(guān)因素，結(jié)合計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器型號。</p><p>　　4、短路電流計(jì)算 可按無限大容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。求出各短路點(diǎn)的三相短路電流及相應(yīng)有關(guān)參數(shù)。</p><p>　　5、高、低壓設(shè)備選擇及校驗(yàn)</p><p>　　參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對應(yīng)的額定值，選擇高、低壓配電設(shè)備，

37、如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗(yàn)，并列表表示。</p><p>　　6、導(dǎo)線、電纜的選擇 </p><p>　　為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面選擇時必須滿足發(fā)熱條件：</p><p>　　導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時產(chǎn)生的發(fā)熱溫

38、度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時的最高允許溫度。</p><p>　　第二章 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)和無功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算</p><p><b>　　2.1 負(fù)荷分析</b></p><p>　　根據(jù)用電的重要性和突然中斷供電造成的損失程度可以將負(fù)荷分為以下三類：</p><p><b>　　1一類負(fù)荷</b></p&

39、gt;<p>　　一類負(fù)荷，又稱為一級負(fù)荷，是指突然中斷供電將造成人身傷亡或引起對周圍環(huán)境的嚴(yán)重污染，造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失。如重要大型設(shè)備損失、重要產(chǎn)品或重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂且需要長時間才能恢復(fù)、造成社會秩序嚴(yán)重混亂或產(chǎn)生政治上的重大影響、重要的交通和通訊樞紐中斷、國際社交場所沒有照明等。</p><p><b>　　2 二類負(fù)荷</b></p&

40、gt;<p>　　二類負(fù)荷，又稱為二級負(fù)荷，是指突然中斷供電會造成經(jīng)濟(jì)上的較大損失。如生產(chǎn)的主要設(shè)備損壞、產(chǎn)品大量報廢或減產(chǎn)、連續(xù)生產(chǎn)過程需要較長時間才能恢復(fù)、造成社會秩序混亂、在政治上產(chǎn)生較大影響、交通和通訊樞紐以及城市供水中斷、廣播電視、商貿(mào)中心被迫停止運(yùn)營等。</p><p><b>　　3 三類負(fù)荷</b></p><p>　　三類負(fù)荷，又稱為三

41、級負(fù)荷，是指不屬于以上一類和二類負(fù)荷的其他用電負(fù)荷。對于這類負(fù)荷，供電所所造成的損失不大或不會直接造成損失。</p><p>　　用電負(fù)荷的分類，其主要目的是確定供電工程設(shè)計(jì)和建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)，保證建成投入運(yùn)行工程供電的可靠性，能滿足生產(chǎn)或社會安定的需要。對于一級負(fù)荷的用電設(shè)備，應(yīng)有兩個及以上的獨(dú)立電源供電，并輔之一其他必要的非電保安設(shè)施。二級負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電，但當(dāng)兩回線路有困難時（如邊遠(yuǎn)地區(qū)），允許有一回專用架空線

42、路供電。三級負(fù)荷對供電無特殊要求，允許較長時間停電，可用單回線路供電。這次設(shè)計(jì)的變電站所帶的負(fù)荷均為三級負(fù)荷，因此可以用單回線路供電。</p><p><b>　　2.2負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　?。?）負(fù)荷計(jì)算的目的</p><p>　　在變電站設(shè)計(jì)中，通過廣泛的負(fù)荷調(diào)查，掌握了該變電站供電范圍內(nèi)的全部用電設(shè)備的額定容量，那么這些設(shè)

43、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)行時電能損耗增加，并產(chǎn)生過熱，使其絕緣老化，

44、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>　　（2）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·tan；視在計(jì)算負(fù)荷：S30=

45、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；總的視在計(jì)算負(fù)荷：S30= ；總的計(jì)算電流；I30=S30/(UN)。其中：Kd為需要系數(shù)，即用電設(shè)備組的需要系數(shù)，為用電設(shè)備組的半小時最大負(fù)荷與其設(shè)備容量的比值。cosφ為用電設(shè)備組的平均功率因數(shù) ，Un為用電設(shè)備組的額定電壓，Pe為設(shè)備容量。</p><p

46、><b>　　下為負(fù)荷情況:</b></p><p><b>　　表2-1:負(fù)荷統(tǒng)計(jì)</b></p><p>　　另外還有變電站自用電負(fù)荷：動力負(fù)荷S1=23kVA，加熱負(fù)荷S2=3.2kV,</p><p>　　照明負(fù)荷S3=12kVA。</p><p>　?。?）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書及有關(guān)數(shù)據(jù)，

47、負(fù)荷計(jì)算如下：</p><p><b>　　a.電解車間線</b></p><p>　　Pe(1)=1900kW Kd=0.7 cos=0.85 tan=0.62</p><p>　　有功計(jì)算負(fù)荷：P30(1)=0.7×1900=1330 kW</p><p>　　無功計(jì)算負(fù)荷：Q30(1)=1330

48、×0.62=824.6kW</p><p>　　視在計(jì)算負(fù)荷：S30(1)=1330/0.85=1564.71kVA</p><p>　　計(jì)算電流：I30(1)=1564.71/(×10.5)=83.29A</p><p><b>　　b.動力車間線</b></p><p>　　Pe(2)=600kW

49、 Kd=0.7 cos=0.85 tan=0.62</p><p>　　有功計(jì)算負(fù)荷：P30(2)=0.7×1200=840 kW</p><p>　　無功計(jì)算負(fù)荷：Q30(2)=840×0.62=520.8kW</p><p>　　視在計(jì)算負(fù)荷：S30(2)=840/0.85=988.24kVA</p><p

50、>　　計(jì)算電流：I30(2)=988.24/(×10.5)=54.34A</p><p><b>　　c.鑄造車間線</b></p><p>　　Pe(3)=1100kW Kd=0.6 cos=0.9 tan=0.484</p><p>　　有功計(jì)算負(fù)荷：P30(3)=0.6×1100=660 kW<

51、/p><p>　　無功計(jì)算負(fù)荷：Q30(3)=660×0.484=319.44kW</p><p>　　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><b>　　d.供料凈化車間線</b&g

52、t;</p><p>　　Pe(4)=1000kW Kd=0.8 cos=0.8 tan=0.75</p><p>　　有功計(jì)算負(fù)荷：P30(4)=0.8×1000=800 kW</p><p>　　無功計(jì)算負(fù)荷：Q30(4)=800×0.75=600kW</p><p>　　視在計(jì)算負(fù)荷：S30(4)=800

53、/0.8=1000kVA</p><p>　　計(jì)算電流：I30(4)=1000/(×10.5)=54.99A</p><p>　　e.其他線（ 預(yù)計(jì)其他負(fù)荷）</p><p>　　Pe(4)=1300kW Kd=0.7 cos=0.85 tan=0.62</p><p>　　有功計(jì)算負(fù)荷：P30(4)=0.7×

54、1300=910 kW</p><p>　　無功計(jì)算負(fù)荷：Q30(4)=910×0.62=564.2kW</p><p>　　視在計(jì)算負(fù)荷：S30(4)=910/0.85=1070.59kVA</p><p>　　計(jì)算電流：I30(4)=1070.59/(×10.5)=58.87A</p><p><b>　　總

55、的計(jì)算負(fù)荷：</b></p><p>　　有功、無功同時系數(shù)可?。?K∑P=0.9 K∑Q=0.9</p><p>　　根據(jù)公式，總的有功計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　P30=0.9×(1330+840+660+800+910)=4086kW</p><p>　　根據(jù)公式，總的無功計(jì)算負(fù)荷</p>&l

56、t;p>　　Q30 =0.9×(824.6+520.8+319.4+600+564.2) = 2529.9kW</p><p>　　根據(jù)公式，總的視在計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　S30= =4805.8 kVA</p><p>　　2.3 無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3.1 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x</p>&

57、lt;p>　　用戶的負(fù)荷中存在著大量的感性負(fù)載，這會造成電網(wǎng)的功率因數(shù)降低，供電線路上電流增大，電壓降落和線路損耗增加，造成經(jīng)濟(jì)上的損失。無功補(bǔ)償可以保證電壓質(zhì)量、減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率的損耗和電壓損耗，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　2.3.2無功補(bǔ)償方式的選擇</p><p>　　目前常用的補(bǔ)償裝置有：靜止補(bǔ)償器、同步調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電力電容器。其中，并

58、聯(lián)電力電容器由于其設(shè)備簡單、性能穩(wěn)定、價格低，因而大量應(yīng)用于終端變電站。</p><p>　　電力電容器可按三角形和星形接法連接在變電站母線上。它所提供的無功功率值與所節(jié)點(diǎn)的電壓成正比。電力電容器的裝設(shè)容量可大可小。而且既可集中安裝，又可分散裝設(shè)來接地供應(yīng)無功率，運(yùn)行時功率損耗亦較小。此外，由于它沒有旋轉(zhuǎn)部件，維護(hù)也較方便。為了在運(yùn)行中調(diào)節(jié)電容器的功率，也可將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷的變化，分組投入和切除。&

59、lt;/p><p>　　所以，選擇并聯(lián)電力電容器作為本次設(shè)計(jì)的無功補(bǔ)償裝置。</p><p>　　2.3.3 無功補(bǔ)償?shù)姆桨?lt;/p><p>　　考慮在10 kV母線上利用并聯(lián)電容器改善功率因數(shù)。</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　— 負(fù)荷所需補(bǔ)償?shù)淖畲笕菪詿o功量</

60、p><p>　　— 母線上的最大有功負(fù)荷，kW</p><p>　　— 補(bǔ)償前的最大功率因數(shù)角</p><p>　　— 補(bǔ)償后的最小功率因數(shù)角</p><p>　　查10 kV母線允許最低的功率因數(shù)不低于0.95，而現(xiàn)功率因數(shù)不符合要求，在10 kV母線上的最大有功負(fù)荷。因此為提高功率因數(shù)，在10 kV母線并聯(lián)電容器裝置。則當(dāng)提高功率因數(shù)至0.9

61、5時所需的電容器容量為：</p><p>　　計(jì)算得并聯(lián)電容器的最小容量為238。</p><p>　　經(jīng)網(wǎng)上查詢，選擇了型號BFM10.5-337-3W的成套設(shè)備，主要參數(shù)如下：</p><p>　　表2-2: BFM10.5-337-1W高壓并聯(lián)電容器主要參數(shù)</p><p>　　第三章 變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)</p>&l

62、t;p>　　3.1變電站電氣主接線的設(shè)計(jì)</p><p>　　電氣主接線是變電站電氣設(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電力系統(tǒng)整體及變電站運(yùn)行的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)，并且對電氣設(shè)備選擇、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，確定變電站主接線的最佳方案。</p><p

63、>　　3.1.1主接線設(shè)計(jì)的依據(jù)</p><p>　?。?）變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用：一般變電站的多為終端或分支變電站，電壓一般為35kV。</p><p>　?。?）變電站的分期和最終建設(shè)規(guī)模：變電站建設(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)兩臺主變壓器。</p><p>　　（3）負(fù)荷大小和重要性：對于一級負(fù)荷必須有兩個獨(dú)立電源供電，且

64、當(dāng)任何一個電源失去后，能保證全部一級負(fù)荷不間斷供電，對于二級負(fù)荷一般也要兩個獨(dú)立電源供電，且當(dāng)任何一個電源失去后，能保證全部或大部分二級負(fù)荷的供電，對于三級負(fù)荷一般只需一個獨(dú)立電源供電。</p><p>　?。?）系統(tǒng)備用容量的大?。貉b有兩臺及以上主變電器的變電站，當(dāng)其中一臺事故斷開時其余主變壓器的容量應(yīng)保證該變電站70％的全部負(fù)荷，在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，應(yīng)保證用戶的一、二級負(fù)荷供電。</p>

65、;<p>　　3.1.2主接線設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　我國《變電站設(shè)計(jì)的技術(shù)規(guī)程》規(guī)定：“變電站的主接線應(yīng)根據(jù)變電站在電力系統(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，簡單靈活、操作方便和節(jié)省投資等要求”。</p><p>　　3.1.3變電站主接線設(shè)計(jì)的基本原則</p><p>　?。?）一般變電站接線<

66、/p><p>　　特點(diǎn)：一般變電站多為終端或分支變電站，降壓供電給附近用戶或一個企業(yè)，</p><p>　　全所停電后，只影響附近用戶或一個企業(yè)供電。</p><p><b>　?。?）電壓等及接線</b></p><p>　　一般變電站電壓等級多為35—110kV。35—110kV配電裝置中當(dāng)出線為兩回時，一般采用橋形接線

67、，在變電站 6—10kV配電裝置中：一般采用分段單母線或單母線接線。</p><p>　?。?）變壓器臺數(shù)及型式</p><p>　　一般為兩臺主變壓器，當(dāng)只有一個電源時，也可只裝一臺主變壓器，主變壓器一般為雙繞組或三繞組變壓器。</p><p><b>　?。?）補(bǔ)償裝置</b></p><p>　　一般不裝設(shè)調(diào)相機(jī)或

68、靜止補(bǔ)償裝置，有些變電站內(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變電站10kV側(cè)短路電流的限制</p><p>　　限制變電站 6—10kV側(cè)短路電流不超過16—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>　

69、　在變電站中，母線分段電抗器的限流作用小，故采用簡便的兩臺變壓器分列運(yùn)行的辦法來限制短路電流。</p><p>　　（2）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，分列運(yùn)行還不能滿足限制短路電流的要求時，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)

70、6—10kV側(cè)短路電流很大時，采用其他限流措施不能滿足要求時，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，故在變電站中一般不采用出線裝設(shè)電抗器的接線。</p><p>　　3.1.5主接線中的設(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隔離電源。橋形接線中

71、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>　　（2）接地刀閘的配置</p><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><

72、p>　?。?）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)，并滿足測量、保護(hù)、同期和自動裝置的要求，電壓互感器配置應(yīng)能保證在運(yùn)行方式改變時，保護(hù)裝置不得失壓 ，同期點(diǎn)的兩側(cè)都能提取電壓。</p><p>　?、?—35kV電壓等級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&

73、gt;<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)滿足測量儀表、保護(hù)和自動裝置的要求。</p><p>　?、谠谖囱b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、橋形接線的跨條上等。</p><p><b>　?。?）避雷器的配置</b></p><p>　?、倥潆娧b置的每組母線上，應(yīng)裝設(shè)

74、避雷器，但進(jìn)出線都裝設(shè)避雷器時除外。</p><p>　?、谙铝星闆r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)為分級絕緣且裝有隔離開關(guān)時，對中性點(diǎn)為全絕緣的變壓器，若變電站為單進(jìn)線且單變壓器運(yùn)行時；在中性點(diǎn)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>　　③變電站10kV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。&l

75、t;/p><p><b>　　3.2主接線設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)題目給定的條件和《變電站設(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：</p><p>　　3.2.1電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　按照《變電站設(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

76、線為2回時，一般采用橋型接線時，當(dāng)出線為2回以上時，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”。本變電站可考慮以下幾個方案，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和技術(shù)比較。</p><p>　?。?）方案1：采用單母線分段接線</p><p><b>　　圖3-1:方案1</b></p>&

77、lt;p><b>　　其優(yōu)缺點(diǎn)：</b></p><p>　?、賹χ匾脩?，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，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><p>　?、蹎文妇€分段任一回路斷路器檢修時，該回路必須停止工作。</p>&l

78、t;p>　　④單母線分段便于過度為雙母線接線。</p><p>　?。?）方案2：四角形接線</p><p><b>　　圖3-2:方案2</b></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斷路器，即經(jīng)濟(jì)靈活

79、而可靠性又高。</p><p>　　②檢修任一斷路器時，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，多角形接線的環(huán)形被斷開，此時，其他回路發(fā)生短路故障時，多角形接線就可分裂成兩個獨(dú)立部分。</p><p>　?、苡捎谠诓煌\(yùn)行方式下，通過每個回路電流不同，使繼電保護(hù)整定也較復(fù)雜。</p><p>　　

80、（3）方案3：采用內(nèi)橋接線</p><p><b>　　圖3-3:方案3</b></p><p><b>　　其優(yōu)缺點(diǎn)如下：</b></p><p>　?、賰膳_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，僅故障線路的斷路器斷開，其它回路仍

81、可繼續(xù)工作。</p><p>　?、郛?dāng)變壓器故障時，例如：變壓器1B故障，與變壓器1B連接的兩臺斷路器1DL和3DL都將斷開，當(dāng)切除和投入變壓器時，操作也比較復(fù)雜。</p><p>　　內(nèi)橋接線適用于故障較多的長線路，且變壓器不需要經(jīng)常切換運(yùn)行方式的變電站。</p><p>　　（4）方案4：采用外橋接線</p><p><b>　

82、　圖3-4:方案4</b></p><p><b>　　其優(yōu)缺點(diǎn)如下：</b></p><p>　?、佼?dāng)變壓器發(fā)生故障或需要切除時，只斷開本回路的斷路器即可。</p><p>　?、诋?dāng)線路故障時，例如引出線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

83、，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)過的變電站。</p><p>　　以上四個方案，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><p>　　表3-1:方案經(jīng)濟(jì)性比較</p><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，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

84、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，宜采用橋式接線，考慮該變電站為了經(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)會少。所以選擇方案4為最佳接線。</p><p>　　變電站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不致對所有車間全部停電，宜采用單母線分段的接線。進(jìn)過

85、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，分段斷路器是接通的。</p><p>　　圖3-5 電氣主接線簡圖</p><p>　　第四章 變電站主變壓器的選擇</p><p>　　4.1 主變壓器臺數(shù)的選擇</p><p><b>　　1. 初選方案</b>

86、</p><p>　　方案一：選擇一臺主變，方案二：選擇兩臺主變，兩種方案做以下比較：</p><p>　　表4-1:初選方案比較</p><p><b>　　2. 最終方案</b></p><p>　　《35-110KV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》中第3.1.2條規(guī)定：在有一、二級負(fù)荷的變電站中宜裝設(shè)兩臺主變壓器。根據(jù)原始數(shù)據(jù)，本

87、設(shè)計(jì)的負(fù)荷中有72%的一、二級負(fù)荷，比例很大，為了保證供電的安全性和可靠性，決定采用兩臺主變壓器。</p><p>　　4.2主變阻抗及調(diào)壓方式選擇</p><p>　　4.2.1主變阻抗的選擇</p><p>　　根據(jù)《 電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊》（電氣一次部分），變壓器的阻抗實(shí)質(zhì)就是繞組間的漏抗，阻抗的大小主要取決于變壓器的結(jié)構(gòu)和采用的材料。從系統(tǒng)穩(wěn)定和供電電壓質(zhì)量

88、考慮，希望主變壓器的阻抗越小越好；但阻抗偏小又使系統(tǒng)短路電流增加，高、低壓電器設(shè)備選擇遇到困難；另外阻抗的大小要考慮變壓器并聯(lián)運(yùn)行的要求。</p><p>　　主變阻抗選擇原則：①各側(cè)阻抗值的選擇須從電力系統(tǒng)穩(wěn)定、潮流計(jì)算、無功分配、繼電保護(hù)、短路電流、系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)壓手段和并聯(lián)運(yùn)行等方面進(jìn)行綜合考慮；②對普通兩繞組變，目前有“降壓型”一種；</p><p>　　4.2.2.調(diào)壓方式的選擇&l

89、t;/p><p>　　為保證供電所或發(fā)電廠的供電質(zhì)量，電壓必須維持在允許的范圍內(nèi)，調(diào)壓方式有兩種，一種稱為無激磁調(diào)壓，調(diào)整范圍在±2×2.5%以內(nèi)；另一種成為有載調(diào)壓，調(diào)整范圍達(dá)30%，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，在下例情況下選用：接于時而為送端，時而為受端，具有可逆工作特點(diǎn)的聯(lián)絡(luò)變壓器，為保證用電質(zhì)量，要求母線電壓恒定時，且隨著各方面的發(fā)展，為了保證電壓質(zhì)量及提高變壓器分接頭質(zhì)量。所以選用有載調(diào)壓。&

90、lt;/p><p>　　4.3 主變壓器選擇</p><p>　　主變?nèi)萘窟x擇一般按變電站建成以后5～10年的規(guī)劃負(fù)荷選擇，并適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期10～20年發(fā)展。對城郊變電站，主變?nèi)萘繎?yīng)與城市規(guī)劃相結(jié)合。根據(jù)變電站帶負(fù)荷性質(zhì)及電網(wǎng)結(jié)構(gòu)決定主變?nèi)萘?。對有重要?fù)荷變電站考慮一臺主變停運(yùn)時，其余主變?nèi)萘吭谟?jì)及過負(fù)荷能力后的允許時間內(nèi)，保證用戶的一、二級負(fù)荷；對一般性變電站當(dāng)一臺主變停運(yùn)時，其余主變應(yīng)能保

91、證其余負(fù)荷的60%。同級電壓的單臺降壓容量的級別不易太多，應(yīng)從全網(wǎng)出發(fā)，推行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化（主要考慮備品、備件和檢修方便）。</p><p>　　主變壓器容量的計(jì)算：</p><p>　　無功補(bǔ)償后變電站35kV側(cè)總的視在計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　S30＇（35）= 4430.43 kVA</p><p>　　因而，(1)裝設(shè)一臺主變時

92、主變?nèi)萘靠蛇x為：</p><p>　?。ㄒ慌_S9-5000/35）</p><p>　　(2)裝設(shè)兩臺主變時主變?nèi)萘靠蛇x為：</p><p>　?。▋膳_S9-3150/35）</p><p>　　本次設(shè)計(jì)需兩臺變壓器,所以用兩臺S9-3150/35變壓器。</p><p>　　表4-2:變壓器的技術(shù)數(shù)據(jù)</p&g

93、t;<p>　　4.4站用變壓器的選擇</p><p>　　4.4.1 站用電的作用及計(jì)算</p><p>　　站用電是指變電站在變換、分配電能過程中自身所使用的電能。站用電的主要用電設(shè)備包括：主變壓器的冷卻設(shè)備、蓄電池的充電設(shè)備或開關(guān)電源、油處理設(shè)備、照明、檢修器械以及供水水泵等用電負(fù)荷。重要負(fù)荷有主變壓器的冷卻風(fēng)扇或強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻裝置的油泵、水泵、風(fēng)扇以及整流操作電源等。

94、 以及滿足運(yùn)行、檢修和試驗(yàn)等的用電。</p><p>　　變電站的自用電源引接、電氣設(shè)備的選擇和接線，應(yīng)考慮運(yùn)行、檢修和施工的需要，以滿足確保機(jī)組安全、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理的要求。其中，交流不停電電源宜采用成套UPS裝置，或由直流系統(tǒng)和逆變器組成。還應(yīng)設(shè)置直流電源，保證對直流負(fù)荷可靠供電。</p><p>　　4.4.2 站用變壓器的選擇</p><p>　　根據(jù)原始

95、數(shù)據(jù)，站用電的主要負(fù)荷大小為：動力負(fù)荷S1=23kVA，加熱負(fù)荷S2=3.2kVA，照明負(fù)荷S3=12kVA。</p><p>　　站用電計(jì)算容量：Sca=S1+S2+S3=23kVA+3.2kVA+12kVA=38.2kVA</p><p>　　《35-110KV變電站設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.3.1條規(guī)定：在有兩臺及以上主變壓器的變電站中，宜裝設(shè)兩臺容量相同可互為備用的所用變壓器。根據(jù)這條要求和

96、站用電的負(fù)荷計(jì)算，決定選擇兩臺站用變壓器，型號為SC10-50/35和型號為SC10-50/10各一臺，主要參數(shù)如下：</p><p>　　表4-3:變壓器主要參數(shù)</p><p>　　站用變壓器選用D,yn11聯(lián)結(jié)組的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1. 低壓側(cè)為三相四線制，提供380V/220V電壓，便于供給單相負(fù)荷和照明負(fù)荷。</p><p&g

97、t;　　2. 降低諧波電流，改善供電正弦波質(zhì)量。</p><p>　　3. 零序阻抗小，提高單相短路電流，有利于切除單相接地故障。</p><p>　　4. 三相不平衡負(fù)荷情況下能充分利用變壓器容量，同時降低變壓器損耗等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　第五章 短路電流計(jì)算</p><p>　　5.1短路電流的基本知識</p><

98、;p>　　5.1.1 產(chǎn)生短路的原因和短路的定義</p><p>　　產(chǎn)生短路的主要原因是電器設(shè)備載流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因多因設(shè)備過電壓、直接遭受雷擊、絕緣材料陳舊、絕緣缺陷未及時發(fā)現(xiàn)和消除。此外，如輸電線路斷線、線路倒桿也能造成短路事故。所謂短路時指相與相之間通過電弧或其它較小阻抗的一種非正常連接，在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中或三相四線制系統(tǒng)中，還指單相和多相接地。</p><p&

99、gt;　　5.1.2 短路的種類</p><p>　　三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相接地短路、和兩相接地短路。三相短路時對稱短路，此時三相電流和電壓同正常情況一樣，即仍然是對稱的。只是線路中電流增大、電壓降低而已。除了三相短路之外，其它類型的短路皆系不對稱短路，此時三相所處的情況不同，各相電流、電壓數(shù)值不等，其間相角也不同。</p><p>　　運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明：在中性點(diǎn)

100、直接接地的系統(tǒng)中，最常見的短路是單相短路，約占短路故障的65~70%，兩相短路約占10~15%，兩相接地短路約占10~20%，三相短路約占5%</p><p>　　5.1.3 短路電流計(jì)算的目的</p><p>　　短路故障對電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行影響很大，所造成的后果也十分嚴(yán)重，因此在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)備的選擇以及系統(tǒng)運(yùn)行中，都應(yīng)該著眼于防止短路故障的發(fā)生，以及在短路故障發(fā)生后腰盡量限制所影響的

101、范圍。短路的問題一直是電力技術(shù)的基本問題之一，無論從設(shè)計(jì)、制造、安裝、運(yùn)行和維護(hù)檢修等各方面來說，都必須了解短路電流的產(chǎn)生和變化規(guī)律，掌握分析計(jì)算短路電流的方法。</p><p>　　短路電流計(jì)算具體目的是；</p><p>　　選擇電氣設(shè)備。電氣設(shè)備，如開關(guān)電氣、母線、絕緣子、電纜等，必須具有充分的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，而電氣設(shè)備的電動力穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的效驗(yàn)是以短路電流計(jì)算結(jié)果為依據(jù)

102、的。</p><p>　　繼電保護(hù)的配置和整定。系統(tǒng)中影配置哪些繼電保護(hù)以及繼電保護(hù)裝置的參數(shù)整定，都必須對電力系統(tǒng)各種短路故障進(jìn)行計(jì)算和分析，而且不僅要計(jì)算短路點(diǎn)的短路電流，還要計(jì)算短路電流在網(wǎng)絡(luò)各支路中的分布，并要作多種運(yùn)行方式的短路計(jì)算。</p><p>　　電氣主接線方案的比較和選擇。在發(fā)電廠和變電站的主接線設(shè)計(jì)中，往往遇到這樣的情況：有的接線方案由于短路電流太大以致要選用貴重的電

103、氣設(shè)備，使該方案的投資太高而不合理，但如果適當(dāng)改變接線或采取限制短路電流的措施就可能得到即可靠又經(jīng)濟(jì)的方案，因此，在比較和評價方案時，短路電流計(jì)算是必不可少的內(nèi)容。</p><p>　　通信干擾。在設(shè)計(jì)110KV及以上電壓等級的架空輸電線時，要計(jì)算短路電流，以確定電力線對臨近架設(shè)的通信線是否存在危險及干擾影響。</p><p>　　確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距。在500KV配電裝置中，普遍采用

104、分裂導(dǎo)線做軟導(dǎo)線。當(dāng)發(fā)生短路故障時，分裂導(dǎo)線在巨大的短路電流作用下，同相次導(dǎo)線間的電磁力很大，使導(dǎo)線產(chǎn)生很大的張力和偏移，在嚴(yán)重情況下，該張力值可達(dá)故障前初始張力的幾倍甚至幾十倍，對導(dǎo)線、絕緣子、架構(gòu)等的受力影響很大。因此，為了合理的限制架構(gòu)受力，工程上要按最大可能出現(xiàn)的短路電流確定分裂導(dǎo)線間隔的安裝距離。</p><p>　　短路電流計(jì)算還有很多其他目的，如確定中性點(diǎn)的接地方式，驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓

105、，計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺，輸電線路分裂導(dǎo)線間隔棒所承受的向心壓力等。</p><p>　　5.2短路電流計(jì)算的方法和條件</p><p>　　5.2.1短路電流計(jì)算方法</p><p>　　電力系統(tǒng)供電的工業(yè)企業(yè)內(nèi)部發(fā)生短路時，由于工業(yè)企業(yè)內(nèi)所裝置的元件，其容量比較小，而其阻抗較系統(tǒng)阻抗大得多，當(dāng)這些元件遇到短路情況時，系統(tǒng)母線上的電壓變動很小，可以認(rèn)為電壓維持不變，

106、即系統(tǒng)容量為無窮大。所謂無限容量系統(tǒng)是指容量為無限大的電力系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生短路時，母線電業(yè)維持不變，短路電流的周期分量不衰減。在這里進(jìn)行短路電流計(jì)算方法，以無窮大容量電力系統(tǒng)供電作為前提計(jì)算的，其步驟如下：</p><p>　　1對各等值網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行化簡，求出計(jì)算電抗；</p><p>　　2求出短路電流的標(biāo)么值；</p><p>　　3歸算到各電壓等級求出有名

107、值。</p><p>　　5.2.2短路電流計(jì)算條件</p><p>　　考慮到現(xiàn)代電力系統(tǒng)的實(shí)際情況，要進(jìn)行準(zhǔn)確的短路計(jì)算是相當(dāng)復(fù)雜的，同時對解決大部分實(shí)際問題，并不要求十分精確的計(jì)算結(jié)果。例如，選擇效驗(yàn)電氣設(shè)備時，一般只需近似計(jì)算通過該設(shè)備的最大可能的三相短路電流值。為簡化計(jì)算，實(shí)用中多采用近似計(jì)算方法。這種近似計(jì)算法在電力工程中被稱為短路電流實(shí)用計(jì)算。它是建立在一系列的假設(shè)基礎(chǔ)上的，

108、其計(jì)算結(jié)果稍偏大。短路電流實(shí)用計(jì)算的基本假設(shè)如下：</p><p>　　（1）正常工作時，三相系統(tǒng)對稱運(yùn)行；</p><p>　?。?）所有電源的電動勢相位角相同；</p><p>　?。?）系統(tǒng)中的同步和異步電機(jī)均為理想電機(jī)，不考慮電機(jī)磁飽和、磁滯、渦流及導(dǎo)體集膚效應(yīng)等影響，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)完全對稱，定子三相繞組空間位置相差120度電氣角度；</p><

109、;p>　　（4）電力系統(tǒng)中的各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；</p><p>　　（5）電力系統(tǒng)中所有電源都在額定負(fù)荷下運(yùn)行，其中50%負(fù)荷接在高壓母線上，50%負(fù)荷接在系統(tǒng)側(cè)；</p><p>　　（6）同步電機(jī)都具有自動調(diào)整勵磁裝置（包括強(qiáng)行勵磁）；</p><p>　?。?）短路發(fā)生在短路電流為最大值的瞬間；</p

110、><p>　　5.3短路電流的計(jì)算</p><p>　　5.3.1計(jì)算三相短路電流的近似公式</p><p>　　(1) 無限大系統(tǒng)電源電壓保持不變，電壓標(biāo)幺值為1.0，即：</p><p>　　(2) 在無限大容量系統(tǒng)中，短路后任何時刻的短路電流周期分量有效值始終不變，即： </p><p>　　式中，為次暫態(tài)短路電流

111、，它是短路瞬間（t≈0s時）三相短路電流周期分量的有效值；為指短路電流非周期分量衰減完后剩下的周期分量；短路后任一時刻的短路電流周期分量。</p><p>　　5.3.2短路電流計(jì)算</p><p>　　計(jì)算短路電流，為選擇電氣設(shè)備提供依據(jù)，使所選的電氣設(shè)備能在各種情況下正常運(yùn)行。因此短路點(diǎn)的選擇應(yīng)考慮到電器可能通過的最大短路電流。為了保證選擇的合理性和經(jīng)濟(jì)性，不考慮極其稀有的運(yùn)行方式。取

112、最嚴(yán)重的短路情況分別在10kV側(cè)的母線和35kV側(cè)的母線上發(fā)生短路情況（點(diǎn)a和點(diǎn)b發(fā)生短路）。則選擇這兩處做短路計(jì)算。</p><p>　　圖5-1:短路點(diǎn)示意圖</p><p>　　圖中a點(diǎn)短路，由于系統(tǒng)短路容量都很大，可以近似都看作為無窮大系統(tǒng)電源系統(tǒng)。</p><p>　　取Sj=100MW，Uj1=37kV，Uj2=10.5kV。由公式</p>

113、<p>　　I= </p><p><b>　　求得: </b></p><p>　　線路等效圖如下圖所示：</p><p>　　圖5-2:等效電路圖</p><p>　　線路1電抗: X= = =0.29</p><p>　

114、　線路2電抗: X= ==0.58</p><p><b>　　變壓器電抗: </b></p><p>　　10kv側(cè)短路電流計(jì)算:</p><p>　　取E1=E2=1 簡化后等效電路圖如下圖所示：</p><p>　　圖5-3:10kv側(cè)短路等效圖</p><p>　　X=X//X=0.29/

115、/0.58=0.19</p><p>　　=X+0.5X=0.19+0.50.7=0.54</p><p>　　三相短路電流周期分量有效值:</p><p>　　I= =5.50/0.54=10.19kA </p><p>　　三相短路沖擊電流最大值:</p><p>　　ish=2.55I

116、 =2.5510.19=25.98kA </p><p>　　短路沖擊電流有效值:</p><p>　　Ish=1.51I=1.5110.19=15.38kA </p><p><b>　　三相短路容量:</b></p><p>　　S=U I =1.73210.510.19=

117、185.31MVA </p><p>　　35kv側(cè)短路電流計(jì)算:</p><p>　　等效電路圖如下圖所示：</p><p>　　圖5-4:35kv側(cè)短路等效圖</p><p>　　三相短路電流周期分量有效值:</p><p>　　I= =1.56/0.1169=13.34kA</p><

118、p>　　三相短路沖擊電流最大值:</p><p>　　ish=2.55I=2.5513.3447=34.02kA</p><p>　　短路沖擊電流有效值:</p><p>　　Ish=1.51I=1.5113.3447=20.15kA</p><p><b>　　三相短路容量:</b></p><