工廠供電技術(shù)課程設(shè)計--高壓配電系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　工廠供電技術(shù)課程設(shè)計</p><p>　　題 目： 高壓配電系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　學(xué) 院 </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　班 級： </p>

2、;<p>　　學(xué)生姓名: 學(xué) 號: </p><p>　　指導(dǎo)教師: </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 設(shè)計任務(wù)與要求................................................

3、.......1</p><p>　　1.1 用戶供電系統(tǒng)...................................................1</p><p>　　1.2 工廠變配電所的設(shè)計原則.........................................1</p><p>　　1.3 設(shè)計背景.............

4、..........................................2</p><p>　　2 變電所負荷計算和無功補償?shù)挠嬎?......................................3</p><p>　　2.1 變電站的負荷計算...............................................3</p>

5、<p>　　2.1.1 負荷統(tǒng)計全廠的用電設(shè)備統(tǒng)計...............................3</p><p>　　2.1.2 負荷計算.................................................3</p><p>　　2.2 無功補償?shù)哪康暮头桨?..................................

6、........5</p><p>　　2.3 無功補償?shù)挠嬎慵霸O(shè)備選擇.......................................5</p><p>　　3 短路電流計算........................................................8</p><p>　　3.1 短路電流及其計算.....

7、..........................................8</p><p>　　3.2 三相短路電流計算...............................................8</p><p>　　4 系統(tǒng)主接線方案......................................................11<

8、/p><p>　　4.1 主接線的基本要求..............................................11</p><p>　　4.2 主接線的方案與分析............................................11</p><p>　　4.3 電氣主接線的確定.....................

9、.........................13</p><p>　　5 變壓器選擇..........................................................14</p><p>　　5.1 變壓器的選擇原則..............................................14</p><p&

10、gt;　　5.2 變壓器類型的選擇..............................................14</p><p>　　5.3 變壓器臺數(shù)的選擇..............................................14</p><p>　　5.4 變壓器容量的選擇..................................

11、............15</p><p>　　6 高壓設(shè)備選擇........................................................16</p><p>　　6.1 用電單位總計算負荷............................................16</p><p>　　6.2 高壓進線的

12、選擇與校驗..........................................16</p><p>　　6.2.1 架空線的選擇............................................16</p><p>　　6.2.2 電纜進線的選擇..........................................16</p&g

13、t;<p>　　6.3 變電所一次設(shè)備的選擇..........................................17</p><p>　　6.3.1 高壓斷路器的選擇........................................17</p><p>　　6.3.2 高壓隔離開關(guān)的選擇...........................

14、...........18</p><p>　　6.3.3 高壓熔斷器的選擇........................................18</p><p>　　6.3.4 電流互感器的選擇........................................19</p><p>　　7 結(jié)論..................

15、.............................................20</p><p>　　1 設(shè)計任務(wù)與要求</p><p>　　1.1 用戶供電系統(tǒng)</p><p>　　電力用戶供電系統(tǒng)由外部電源進線、用戶變配電所、高低壓配電線路和用電設(shè)備組成。按供電容量的不同，電力用戶可分為大型（10000kV·A以上）、中型（1000-

16、10000kV·A）、小型（1000kV·A及以下）</p><p>　　變電所是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，由電器設(shè)備和線路按一定的接線方式所構(gòu)成，他從電力系統(tǒng)取得電能，通過其變換、分配、輸送與保護等功能，然后將電能安全、可靠、經(jīng)濟的輸送到每一個用電設(shè)備的轉(zhuǎn)設(shè)場所。</p><p>　　1.大型電力用戶供電系統(tǒng)</p><p>　　大型電力用戶

17、的用戶供電系統(tǒng)，采用的外部電源進線供電電壓等級為35kV及以上，一般需要經(jīng)用戶總降壓變電所和車間變電所兩級變壓?？偨祲鹤冸娝鶎⑦M線電壓降為6-10kV的內(nèi)部高壓配電電壓，然后經(jīng)高壓配電線路引至各個車間變電所，車間變電所再將電壓變?yōu)?20/380V的低電壓供用電設(shè)備使用。</p><p>　　某些廠區(qū)環(huán)境和設(shè)備條件許可的大型電力用戶也有采用所謂“高壓深入負荷中心”的供電方式，即35kV的進線電壓直接一次降為220/

18、380V的低壓配電電壓。</p><p>　　2中型電力用戶供電系統(tǒng)</p><p>　　一般采用10kV的外部電源進線供電電壓，經(jīng)高壓配電所和10kV用戶內(nèi)部高壓配電線路饋電給各車間變電所，車間變電所再將電壓變換成220/380V的低電壓供用電設(shè)備使用。高壓配電所通常與某個車間變電所合建。</p><p>　　3.小型電力用戶供電系統(tǒng)</p><

19、;p>　　一般小型電力用戶也用10kV外部電源進線電壓，通常只設(shè)有一個相當于車間變電所的降壓變電所，容量特別小的小型電力用戶可不設(shè)變電所，采用低壓220/380V直接進線。</p><p>　　1.2 工廠變配電所的設(shè)計原則</p><p>　　1.必須遵守國家的有關(guān)規(guī)程和標準，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源、節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟政策。</p><p&g

20、t;　　2.應(yīng)做到保障人身和設(shè)備安全、供電可靠、電能質(zhì)量合格、技術(shù)先進和經(jīng)濟合理，應(yīng)采用效率高、能耗低、性能較先進的電氣產(chǎn)品。</p><p>　　3.應(yīng)根據(jù)工程特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠、近期結(jié)合，以近期為主，適當考慮擴建的可能性。</p><p>　　4.必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計方案。&

21、lt;/p><p><b>　　1.3 設(shè)計背景</b></p><p>　　現(xiàn)要新建一個10/0.4kV的變配電所，向公司生產(chǎn)區(qū)、辦公樓、職工住宅區(qū)及其生活水泵組供電。</p><p>　　原先變電所只能滿足兩個車間、辦公樓和生活區(qū)的用電負荷。隨著近年來，聯(lián)合能源公司的企業(yè)內(nèi)部的調(diào)整，下屬子公司之間的相互合并等原因，安裝公司擴充了規(guī)模，兼并了原

22、來其他單位的一些用電設(shè)備，因此，原先的變電所已經(jīng)不能滿足需要，要在原址旁邊新建一座10/0.4kV變配電所，以滿足單位改革后用電負荷的要求。</p><p>　　鑒于聯(lián)合能源公司用電的特殊性，新建變電所的電源取自3km外聯(lián)合能源公司一專用35kV變電站和3km外市供電公司另一相同容量的35kV變電站。</p><p>　　新變電所建成后，能滿足現(xiàn)有的生產(chǎn)、生活用電，有效地提高負荷轉(zhuǎn)移能力，

23、進一步提高供電可靠性。</p><p>　　2 變電所負荷計算和無功補償?shù)挠嬎?lt;/p><p>　　2.1 變電站的負荷計算</p><p>　　2.1.1負荷統(tǒng)計全廠的用電設(shè)備統(tǒng)計</p><p>　　表2-1 用電負荷統(tǒng)計</p><p>　　2.1.2 負荷計算</p><p>　

24、　按需要系數(shù)法計算各組負荷：</p><p>　　有功功率 P= Kd Σpei （2.1）</p><p>　　無功功率 Q=P （2.2）</p><p>　　視在功率 S=

25、 （2.3）</p><p>　　上述三個公式中：ΣPei：每組設(shè)備容量之和，單位為kW；Kd：需要用系數(shù)；:功率因數(shù)。</p><p>　　1 小批量生產(chǎn)的金屬冷加工機床電動機：</p><p>　　Kd=0.16-0.2（取0.2）=0.5 =1.73</p><p>　　有功負荷 PC1=KdPS1=0.2*43

26、3.45=86.69kW</p><p>　　無功負荷 QC1=PC1=86.69*1.73=149.97kvar</p><p>　　視在功率 SC1==174.74kV·A </p><p>　　2 電焊機組的計算負荷：</p><p>　　Kd=0.35 =0.35 =2.68</p><p

27、>　　有功負荷 PC2=KdPS2=0.35*129.35=45.27kW</p><p>　　無功負荷 QC2=PC2=45.27*2.68=121.33kvar</p><p>　　視在功率 SC2==129.5kV·A </p><p>　　3 起重機的計算負荷：</p><p>　　Kd=0.1

28、-0.15（取0.15） =0.5 =1.73</p><p>　　有功負荷 PC3=KdPS3=0.15*113.2=16.98kW</p><p>　　無功負荷 QC3=PC3=16.98*1.73=29.38kvar</p><p>　　視在功率 SC3==33.93kV·A </p><p><b&g

29、t;　　4 住宅區(qū)水泵組：</b></p><p>　　Kd=0.8 =0.8 =0.75</p><p>　　有功負荷 PC4=KdPS4=0.8*176=140.8kW</p><p>　　無功負荷 QC4=PC4=0.75*140.8=105.6kvar</p><p>　　視在功率 SC4==176kV·

30、;A </p><p><b>　　5 辦公樓：</b></p><p>　　Kd=0.8 =1 =0</p><p>　　有功負荷 PC5=KdPS5=0.8*30=24kW</p><p>　　無功負荷 QC5=PC5=0kvar</p><p>　　視在功率 SC5==2

31、4kV·A </p><p><b>　　6 住宅區(qū)：</b></p><p>　　Kd=0.45 =1 =0</p><p>　　有功負荷 PC6=KdPS6=0.45*768=345.6kW</p><p>　　無功負荷 QC6=PC6=0kvar</p><p>

32、　　視在功率 SC6==345.6kV·A </p><p><b>　　7 廠區(qū)照明：</b></p><p>　　Kd=1 =1 =0</p><p>　　有功負荷 PC7=KdPS7=1*29=29kW</p><p>　　無功負荷 QC7=PC7=0kvar</p><p&

33、gt;　　視在功率 SC7==29kV·A </p><p><b>　　總負荷的計算：</b></p><p>　　有功功率 Pc=K∑ pΣPc.i （2.4）</p><p>　　無功功率

34、Qc= K∑qΣQc.i （2.5）</p><p>　　視在功率 Sc= （2.6）</p><p>　　式中：對于干線，可取K∑ p =0.85-0.95，K∑q =0.90-0.97。對于低壓母線，由用電設(shè)備計算負荷直接相加來計算時，可

35、取K∑ p =0.8-0.9，K∑q =0.85-0.95。由干線負荷直接相加來計算時，可取K∑ p =0.9-0.95，K∑=0.93-0.97。 </p><p>　　表2-2 計算負荷表</p><p>　　2.2 無功補償?shù)哪康暮头桨?lt;/p><p>　　由于用戶的大量負荷如感應(yīng)電動機、電焊機、氣體放電燈等，都是感性負荷，使得功率因數(shù)偏

36、低，因此需要采用無功補償措施來提高功率因數(shù)。電力系統(tǒng)要求用戶的功率因數(shù)不低于0.9，按照實際情況本次設(shè)計要求功率因數(shù)為0.92以上，因此，必須采取措施提高系統(tǒng)功率因數(shù)。目前提高功率因數(shù)的常用的辦法是裝設(shè)無功自動補償并聯(lián)電容器裝置。</p><p>　　根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，擬定采用低壓集中補償方式進行無功補償。</p><p>　　2.3 無功補償?shù)挠嬎慵霸O(shè)備選擇</p>&

37、lt;p>　　我國《供電營業(yè)規(guī)則》規(guī)定：容量在100kV·A及以上高壓供電用戶，最大負荷時的功率因數(shù)不得低于0.9，如達不到上述要求，則必須進行無功功率補償。</p><p>　　一般情況下，由于用戶的大量如：感應(yīng)電動機、電焊機、電弧爐及氣體放電燈等都是感性負荷，使得功率因數(shù)偏低，達不到上述要求，因此需要采用無功補償措施來提高功率因數(shù)。當功率因數(shù)提高時，在有功功率不變的情況下，無功功率和視在功率分

38、別減小，從而使負荷電流相應(yīng)減小。這就可使供電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損失降低，并可選用較小容量的電力變壓器、開關(guān)設(shè)備和較小截面的電線電纜，減少投資和節(jié)約有色金屬。因此，提高功率因數(shù)對整個供電系統(tǒng)大有好處。</p><p>　　要使功率因數(shù)提高，通常需裝設(shè)人工補償裝置。最大負荷時的無功補償容量QN·C應(yīng)為：</p><p>　　QN·C==PC（-） (2.7

39、)</p><p>　　按此公式計算出的無功補償容量為最大負荷時所需的容量，當負荷減小時，補償容量也應(yīng)相應(yīng)減小，以免造成過補償。因此，無功補償裝置通常裝設(shè)無功功率自動補償控制器，針對預(yù)先設(shè)定的功率因數(shù)目標值，根據(jù)負荷的變化相應(yīng)投切電容器組數(shù)，使瞬時功率因數(shù)滿足要求。</p><p>　　提高功率因數(shù)的補償裝置有穩(wěn)態(tài)無功功率補償設(shè)備和動態(tài)無功功率補償設(shè)備。前者主要有同步補償機和并聯(lián)電容器。動

40、態(tài)無功功率補償設(shè)備用于急劇變動的沖擊負荷。</p><p>　　低壓無功自動補償裝置通常與低壓配電屏配套制造安裝，根據(jù)負荷變化相應(yīng)循環(huán)投切的電容器組數(shù)一般有4、6、8、10、12組等。用上式確定了總的補償容量后，就可根據(jù)選定的單相并聯(lián)電容器容量qN·C來確定電容器組數(shù)：</p><p><b>　　(2.8)</b></p><p>

41、　　在用戶供電系統(tǒng)中，無功補償裝置位置一般有三種安裝方式：</p><p>　　(1)高壓集中補償 補償效果不如后兩種補償方式，但初投資較少，便于集中運行維護，而且能對企業(yè)高壓側(cè)的無功功率進行有效補償，以滿足企業(yè)總功率因數(shù)的要求，所以在一些大中型企業(yè)中應(yīng)用。</p><p>　　(2)低壓集中補償 補償效果較高壓集中補償方式好，特別是它能減少變壓器的視在功率，從而可使主變壓器的容量選的

42、較小，因而在實際工程中應(yīng)用相當普遍。</p><p>　　(3)低壓分散補償 補償效果最好，應(yīng)優(yōu)先采用。但這種補償方式總的投資較大，且電容器組在被補償?shù)脑O(shè)備停止運用時，它也將一并被切除，因此其利用率較低。</p><p>　　本次設(shè)計采用低壓集中補償方式。</p><p>　　PC QC SC 取自低壓母線側(cè)的計算負荷，提高至0.92</p>&l

43、t;p><b>　　===0.85</b></p><p>　　QN·C=PC（-）=619.506*[tan(arccos0.85)-tan(arccos0.92)]=120kvar</p><p>　　選擇BSMJ0.4-20-3型自愈式并聯(lián)電容器，qN·C=20kvar</p><p><b>　?。?

44、.9）</b></p><p>　　=120kvar/20kvar=6 取6</p><p>　　補償后的視在計算負荷</p><p>　　SC==674.19kV·A</p><p>　　= =0.923 短路電流計算</p><p>　　3.1 短路電流及其計算</p>

45、<p>　　供電系統(tǒng)應(yīng)該正常的不間斷地可靠供電，以保證生產(chǎn)和生活的正常進行。但是供電系統(tǒng)的正常運行常常因為發(fā)生短路故障而遭到破壞。</p><p>　　所謂短路，就是供電系統(tǒng)中一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。</p><p>　　造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞、誤動作、雷擊或過電壓擊穿等。短路電流數(shù)值通常是正常工作電流值的十幾倍或幾十倍。

46、當它通過電氣設(shè)備時，設(shè)備的載流部分變形或損壞，選用設(shè)備時要考慮它們對短路電流的穩(wěn)定。短路電流在線路上產(chǎn)生很大的壓降，離短路點越近的母線，電壓下降越厲害，從而影響與母線連接的電動機或其它設(shè)備的正常運行。</p><p>　　計算方法采用標幺值法計算。進行計算的物理量，不是用具體單位的值，而是用其相對值表示，這種計算方法叫做標幺值法。標幺值的概念是：</p><p>　　某量的標幺值=

47、 （3.1）</p><p>　　所謂基準值是衡量某個物理量的標準或尺度，用標幺值表示的物理量是沒有單位的。供電系統(tǒng)中的元件包括電源、輸電線路、變壓器、電抗器和用戶電力線路，為了求出電源至短路點電抗標幺值，需要逐一地求出這些元件的電抗標幺值。</p><p>　　3.2 三相短路電流計算</p><p>　　電源取自距本變電所3km外的35kV變電站，用10k

48、V雙回架空線路向本變電所供電，出口處的短路容量為250MV·A。</p><p>　　圖3.1短路電流計算圖</p><p>　　求10kV母線上K-1點短路和380V低壓母線上K-2點短路電流和短路容量。電源側(cè)短路容量定為Sk=250MV·A</p><p><b>　　1 確定基準值：</b></p>&l

49、t;p>　　取 Sd=100MV·A Uc1=10.5kV</p><p>　　Id1= =100MV·A/（*10.5kV）=5.50kA</p><p>　　Zd= =(10.5kV)2/100MV·A=1.10?</p><p><b>　　2 計算：</b><

50、;/p><p><b>　　電力系統(tǒng)</b></p><p>　　X1*= Sd/Sk=100MV·A/250MV·A=0.4</p><p><b>　　架空線路</b></p><p>　　X2*=X0LSd/Uc2=0.35Ω/km*3km*=0.95</p>&

51、lt;p><b>　　電力變壓器</b></p><p>　　X3*=Uk%Sd/100SNT==8</p><p>　　3 求K-1點的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量：</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p>　　X*∑(k-1) =X1*+X2*=0

52、.4+0.95=1.35</p><p>　　三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　Ik-1(3) = Id1/X*∑(k-1) =5.50kA/1.35=4.07kA</p><p><b>　　其他三相短路電流</b></p><p>　　Ik-1”(3) =I∞k-1 (3) = Ik-1(3) =4.0

53、7kA</p><p>　　ish (3) =2.55*4.07kA=10.38kA</p><p>　　Ish(3) =1.51*4.07kA=6.15kA</p><p><b>　　三相短路容量</b></p><p>　　Sk-1(3) = Sd/X*∑(k-1) =100MV·A/1.35=74.1

54、MV·A·</p><p>　　4 求K-2點的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量：</p><p>　　兩臺變壓器并列運行：</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p>　　X*∑(k-2) =X1*+X2*+X3*// X4*=0.4+0.95+=5.35</

55、p><p>　　三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　Ik-2(3) = Id2/X*∑(k-2) =144.34kA/5.35=26.98kA</p><p><b>　　其他三相短路電流</b></p><p>　　在10/0.4KV變壓器二次側(cè)低壓母線發(fā)生三相短路時，R∑<<X∑，可取ksh=1.

56、6，因此：</p><p>　　Ik-2”(3) =I∞k-2 (3) = Ik-2(3) =26.98kA</p><p>　　ish (3) =2.26*26.98kA=60.97kA</p><p>　　Ish(3) =1.31*26.98kA=35.34kA</p><p><b>　　三相短路容量</b><

57、;/p><p>　　Sk-2(3) = Sd/X*∑(k-2) =100MV·A/5.35=18.69 MV·A</p><p>　　兩臺變壓器分列運行：</p><p><b>　　總電抗標幺值</b></p><p>　　X*∑(k-2) =X1*+X2*+X3*=0.4+0.95+8=9.35<

58、;/p><p>　　三相短路電流周期分量有效值</p><p>　　Ik-2(3) = Id2/X*∑(k-2) =144.34kA/9.35=15.44kA</p><p><b>　　其他三相短路電流</b></p><p>　　Ik-2”(3) =I∞k-2 (3) = Ik-2(3) =15.44kA</p&g

59、t;<p>　　ish (3) =2.26*15.44kA=34.89kA</p><p>　　Ish(3) =1.31*15.44kA=20.23kA</p><p><b>　　三相短路容量</b></p><p>　　Sk-2(3) = Sd/X*∑(k-2) =100MV·A/9.35=10.7MV·A

60、</p><p>　　表3.1 三相短路電流計算結(jié)果</p><p>　　4 系統(tǒng)主接線方案</p><p>　　4.1 主接線的基本要求</p><p>　　主接線是指由各種開關(guān)電器、電力變壓器、互感器、母線、電力電纜、并聯(lián)電容器等電氣設(shè)備按一定次序連接的接受和分配電能的電路。它是電氣設(shè)備選擇及確定配電裝置安裝方式的依據(jù)，也是運行人員進

61、行各種倒閘操作和事故處理的重要依據(jù)。概括地說，對一次接線的基本要求包括安全、可靠、靈活和經(jīng)濟四個方面。</p><p>　　安全性：安全包括設(shè)備安全及人身安全。一次接線應(yīng)符合國家標準有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，正確選擇電氣設(shè)備及其監(jiān)視、保護系統(tǒng)，考慮各種安全技術(shù)措施。</p><p>　　可靠性：不僅和一次接線的形式有關(guān)，還和電氣設(shè)備的技術(shù)性能、運行管理的自動化程度因素有關(guān)。</p>

62、<p>　　靈活性：用最少的切換來適應(yīng)各種不同的運行方式，適應(yīng)負荷發(fā)展。</p><p>　　經(jīng)濟性：在滿足上述技術(shù)要求的前提下，主接線方案應(yīng)力求接線簡化、投資省、占地少、運行費用低。采用的設(shè)備少，且應(yīng)選用技術(shù)先進、經(jīng)濟適用的節(jié)能產(chǎn)品。</p><p>　　總之，變電所通過合理的接線、緊湊的布置、簡化所內(nèi)附屬設(shè)備，從而達到減少變電所占地面積，優(yōu)化變電所設(shè)計，節(jié)約材料，減少人力物

63、力的投入，并能可靠安全的運行，避免不必要的定期檢修，達到降低投資的目的。</p><p>　　4.2 主接線的方案與分析</p><p>　　主接線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線等多種。</p><p><b>　　1 單母線接線</b></p><p>　　這種接線的優(yōu)點是接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便

64、、便于擴建和采用成套配電裝置；</p><p>　　缺點：不夠靈活可靠，任一元件（母線及母線隔離開關(guān)等）故障檢修，均需要使整個配電裝置停電，單母線可用隔離開關(guān)分段，但當一段母線故障時，全部回路仍需短時停電，在用隔離開關(guān)將故障的母線段分開后才能恢復(fù)非故障段的供</p><p><b>　　電。</b></p><p>　　適用范圍：適應(yīng)于容量較小

65、、對供電可靠性要求不高的場合，出線回路少的小型變配電所，一般供三級負荷，兩路電源進線的單母線可供二級負荷。</p><p>　　圖4.1 單母線不分段主接線</p><p>　　2 單母線分段主接線</p><p>　　當出線回路數(shù)增多且有兩路電源進線時，可用斷路器將母線分段，成為單母線分段接線。母線分段后，可提高供電的可靠性和靈活性。在正常工作時，分段斷路器可接通

66、也可斷開運行。兩路電源進線一用一備時，分段斷路器接同運行，此時，任一段母線出現(xiàn)故障，分段斷路器與故障段進線斷路器都會在繼電保護裝置作用下自動斷開，將故障段母線切除后，非故障段母線便可繼續(xù)工作，而當兩路電源同時工作互為備用時，分段斷路器則斷開運行，此時若任一電源出現(xiàn)故障，電源進線斷路器自動斷開，分段斷路器可自動投入，保證給全部出線或重要負荷繼續(xù)供電。</p><p>　　圖4.2 單母線分段主接線</p>

67、;<p>　　單母線分段接線保留了單母線接線的優(yōu)點，又在一定程度上克服了它的缺點，如縮小了母線故障的影響范圍、分別從兩段母線上引出兩路出線可保證對一級負荷的供電等。</p><p>　　4.3 電氣主接線的確定</p><p>　　電源進線為兩路，變壓器臺數(shù)為兩臺。二次側(cè)采用單母線分段接線。兩路外供電源容量相同且可供全部負荷，采用一用一備運行方式，故變壓器一次側(cè)采用單母線接

68、線，而二次側(cè)采用單母線分段接線。</p><p>　　該方案中，兩路電源均設(shè)置電能計量柜，且設(shè)置在電源進線主開關(guān)之后。變電所采用直流操作電源，為監(jiān)視工作電源和備用電源的電壓，在母線上和備用進線斷路器之前均安裝有電壓互感器。當工作電源停電且備用電源電壓正常時，先斷開工作電源進線斷路器，然后接通備用電源進線斷路器，由備用電源供所有負荷。備用電源的投入方式采用備用電源自動投入裝置APD。</p><

69、p><b>　　5 變壓器選擇</b></p><p>　　5.1 變壓器的選擇原則</p><p>　　電力變壓器是供電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是升壓或降壓以利于電能的合理輸送、分配和使用，對變電所主接線的形式及其可靠性與經(jīng)濟性有著重要影響。所以，正確合理地選擇變壓器的類型、臺數(shù)和容量，是對接下來主接線設(shè)計的一個主要前題。</p><

70、;p>　　選擇時必須遵照有關(guān)國家規(guī)范標準，因地制宜，結(jié)合實際情況，合理選擇，并應(yīng)優(yōu)先選用技術(shù)先進、高效節(jié)能、免維護的新產(chǎn)品，并優(yōu)先選用技術(shù)先進的產(chǎn)品。</p><p>　　5.2 變壓器類型的選擇</p><p>　　電力變壓器類型的選擇是指確定變壓器的相數(shù)、調(diào)壓方式、繞組形式、絕緣及冷卻方式、聯(lián)結(jié)組別等。，</p><p>　　變壓器按相數(shù)分，有單相和三相

71、兩種。用戶變電所一般采用三相變壓器。</p><p>　　變壓器按調(diào)壓方式分，有無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。10kV配電變壓器一般采用無載調(diào)壓方式。</p><p>　　變壓器按繞組形式分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器等。用戶供電系統(tǒng)大多采用雙繞組變壓器。</p><p>　　變壓器按絕緣及冷卻方式分，有油浸式、干式和充氣式（SF6）等。</p>

72、<p>　　10kV配電變壓器有Yyn0和Dyn11兩種常見聯(lián)結(jié)組。由于Dyn11聯(lián)結(jié)組變壓器具有低壓側(cè)單相接地短路電流大，具有利于故障切除、承受單相不平衡負荷的負載能力強和高壓側(cè)三角形接線有利于抑制零序諧波電流注入電網(wǎng)等優(yōu)點，從而在TN及TT系統(tǒng)接地形式的低壓電網(wǎng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　5.3 變壓器臺數(shù)的選擇</p><p>　　變壓器的臺數(shù)一般根

73、據(jù)負荷等級、用電容量和經(jīng)濟運行等條件綜合考慮確定?！?0kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范GB50053－94》中規(guī)定，當符合以下條件之一時，宜裝設(shè)兩臺及兩臺以上的變壓器：</p><p>　?。?）有大量一級或二級負荷；</p><p>　?。?）季節(jié)性負荷變化較大；</p><p>　?。?）集中負荷容量較大。</p><p>　　變電所中單臺變壓

74、器（低壓為0.4kV）的容量不宜大于1250kV·A。當用電設(shè)備容量較大、負荷集中且運行合理時，可選用較大容量的變壓器。</p><p>　　在一般情況下，動力和照明宜共用變壓器。當屬下列情況之一時，可設(shè)專用變壓器：</p><p>　　（1 當照明負荷較大或動力和照明采用共用變壓器嚴重影響照明質(zhì)量及燈泡壽命時，可設(shè)照明專用變壓器；</p><p>　?。?/p>

75、2）單臺單相負荷較大時，宜設(shè)單相變壓器；</p><p>　?。?）沖擊性負荷較大，嚴重影響電能質(zhì)量時，可設(shè)沖擊負荷專用變壓器。</p><p>　?。?）在電源系統(tǒng)不接地或經(jīng)阻抗接地，電氣裝置外露導(dǎo)電體就地接地系統(tǒng)（IT 系統(tǒng)）的低壓電網(wǎng)中，照明負荷應(yīng)設(shè)專用變壓器。</p><p>　　由于本單位的用電設(shè)備負荷有二級負荷和三級負荷。根據(jù)設(shè)計規(guī)范GB50053－94

76、的要求，宜裝設(shè)兩臺變壓器，選擇臺數(shù)為兩臺。</p><p>　　5.4 變壓器容量的選擇</p><p>　　變壓器的容量SN·T首先應(yīng)保證在計算負荷SC下變壓器能長期可靠運行。</p><p>　　對有兩臺變壓器的變電所，通常采用等容量的變壓器，每臺容量應(yīng)同時滿足以下兩個條件：</p><p>　?、贊M足總計算負荷70%的需要，

77、即SN·T≈0.7 SC； （5.1）</p><p>　　②滿足全部一、二級負荷SN的需要,即SN·T≥SC(I+II) （5.2）</p><p>　　條件①是考慮到兩臺變壓器運行時，每臺變壓器各承受總計算負荷的50%，負載率約為0.7，此時變壓器效率較高。而在事故情況下，一臺變壓器承受總計算負

78、荷時，只過載40%，可繼續(xù)運行一段時間。在此時間內(nèi)，完全有可能調(diào)整生產(chǎn)，可切除三級負荷。條件②是考慮在事故情況下，一臺變壓器仍能保證一、二級負荷的供電。根據(jù)無功補償后的計算負荷，SC=674.19kV·A</p><p>　　即SN·T≥0.7*674.19=471.933kV·A </p><p>　　取變壓器容量為500kV·A&

79、lt;/p><p>　　因此，選擇S9-500/10 Dyn11型電力變壓器。為油浸式、無載調(diào)壓、雙繞組變壓器。 </p><p>　　表5-1 主變壓器的選擇</p><p><b>　　6 高壓設(shè)備選擇</b></p><p>　　6.1 用電單位總計算負荷</p><p>　　對于本單位而

80、言，變電所變壓器高壓側(cè)的計算負荷即是全廠及家屬住宅區(qū)的</p><p>　　總計算負荷，不需要采用需要系數(shù)逐級計算法和全廠需要系數(shù)法進行計算。 </p><p>　　P= Pc +△PT=619.506+10.03=629.91kW</p><p>　　Q= Qc+△Q T =285.966+51.36=317.33kvar</p>

81、;<p>　　S=705.33kV·A</p><p><b>　　I=40.72A</b></p><p>　　6.2 高壓進線的選擇與校驗</p><p>　　高低壓配電電路最普遍的兩種戶外結(jié)構(gòu)是架空線和電纜。架空線的主要優(yōu)點是：設(shè)備簡單，造價低；有故障易于檢修和維護；利用空氣絕緣，建造比較容易。電力電纜的建設(shè)費用

82、高于架空線路，具有美觀、占地少，傳輸性能穩(wěn)定、可靠性高等特點。</p><p>　　對于高壓開關(guān)柜，從柜下進線時一般需通過電纜引入，因此，采用架空線長距離傳輸，再由電纜線引入的接線方式。</p><p>　　對給變壓器供電的高壓進線以及變電所用電電源線路，因短路容量較大而負荷電流較小，一般先按短路熱穩(wěn)定條件選擇導(dǎo)體截面，然后再校驗發(fā)熱條件。</p><p>　　6.

83、2.1 架空線的選擇 </p><p>　　(1) 按熱穩(wěn)定條件選擇導(dǎo)體截面：長度為3km</p><p>　　查表，C=87A··mm2，取1.2（取值為繼電器動作時間）</p><p>　　A≥Amin=I∞*103/C=4.07*103*/87=51.25 mm2</p><p>　　初選70 mm2的LGJ型鋼芯

84、鋁絞線。</p><p>　　(2)按發(fā)熱條件進行校驗：</p><p>　　全廠總計算電流為：Ic=40.72A</p><p>　　查表，70 mm2的LGJ型鋼芯鋁絞線在25℃、30℃時的載流量為275A、259A，大于40.72A，故滿足條件。</p><p>　　6.2.2 電纜進線的選擇</p><p>

85、　　(1) 按熱穩(wěn)定條件選擇導(dǎo)體截面：查表，C=143A··mm2，取1.2</p><p>　　A≥Amin=I∞*103/C=4.07*103*/143=31.18mm2</p><p>　　初選35mm2的YJY型交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電力電纜</p><p>　　(2)按發(fā)熱條件進行校驗：</p><p>　　全廠總計

86、算電流為：Ic=32.45A</p><p>　　查表，35 mm2的YJY型三芯交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電力電纜在25℃的空氣中敷設(shè)時的載流量為172A，在20℃直埋敷設(shè)時的載流量為166A，大于計算電流，故選擇35mm2的YJY型三芯交聯(lián)聚乙烯絕緣銅芯電力電纜。</p><p>　　6.3 變電所一次設(shè)備的選擇</p><p>　　表6-1 主要電氣設(shè)備表</

87、p><p>　　6.3.1 高壓斷路器的選擇</p><p>　　高壓斷路器除在正常情況下通斷電路外，主要是在發(fā)生故障時，自動而快速的將故障切除，以保證設(shè)備的安全運行。常用的高壓斷路器有油斷路器、六氟化硫斷路器和真空斷路器。</p><p>　?。?）高壓斷路器的主要參數(shù)：</p><p>　　額定電壓：是指斷路器正常工作時的線電壓；額定電流：

88、是指環(huán)境溫度在40℃時，斷路器允許長期通過的最大工作電流；額定斷開電流：它是斷路器開斷能力的標志，其大小與滅弧室的結(jié)構(gòu)和介質(zhì)有關(guān)；額定開斷容量：開斷能力常用斷流容量表示，；熱穩(wěn)定電流：熱穩(wěn)定電流是表示斷路器能隨短路電流熱效應(yīng)的能力；</p><p>　　動穩(wěn)定電流或極限通過電流：表示能承受短路電流所產(chǎn)生的電動力的能力；斷路器的分、合閘時間：表示斷路器的動作速度。</p><p>　?。?）

89、選擇時，除按一般原則選擇外，由于斷路器還有切斷短路電流，因而必須校驗短路容量，熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性等各項指標。</p><p>　　按工作環(huán)境選擇：選擇戶外或戶內(nèi)，若工作條件特殊，還需要選擇特殊型式；按額定電壓選擇：應(yīng)該大于或等于所在電網(wǎng)的額定電壓，即： ；按額定電流選擇：應(yīng)該等于或大于負載的長時最大工作電流，即： ；校驗高壓斷路器的熱穩(wěn)定性： It2t≥I∞2tima； 校驗高壓斷路器的動穩(wěn)定性： ；校驗高

90、壓斷路器的斷流容量（或開斷電流）：熔斷斷流容量按校驗；</p><p>　　根據(jù)上述分析并查資料：</p><p>　　10KV高壓斷路器選擇VS1—12/630—16型斷路器；</p><p>　　6.3.2 高壓隔離開關(guān)的選擇</p><p>　?。?）高壓隔離開關(guān)的作用：高壓隔離開關(guān)是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸電設(shè)備，以及對被

91、檢修的高壓母線、斷路器等電器設(shè)備與帶電的高壓線路進行電氣隔離的設(shè)備。</p><p>　?。?）形式結(jié)構(gòu)：高壓隔離開關(guān)一般有底座、支柱絕緣子、導(dǎo)電刀閘、動觸頭、靜觸頭、傳動機構(gòu)等組成。一般配有獨立的電動或手動操動機構(gòu)，單相或三相操動。高壓隔離開關(guān)主刀閘與接地刀閘間一般都設(shè)有機械連鎖裝置，確保兩者之間操作順序正確。各類高壓隔離開關(guān)、接地開關(guān)根據(jù)不同的安裝場所有各種不同的安裝方式</p><p&g

92、t;　?。?）選擇條件：海拔高度不大于1000米為普通型，海拔高度大于1000米為高原型；地震烈度不超過8度；環(huán)境溫度不高于+400C，戶內(nèi)產(chǎn)品環(huán)境溫度不低于-100C，戶外產(chǎn)品環(huán)境溫度不低于-300C；戶內(nèi)產(chǎn)品空氣相對濕度在+250C時其日平均值不大于95%，月平均值不大于90%（有些產(chǎn)品要求空氣相對濕度不大于85%）；戶外產(chǎn)品的覆冰厚度分為5毫米和10毫米；戶內(nèi)產(chǎn)品周圍空氣不受腐蝕性或可燃氣體、水蒸氣的顯著污穢的污染，無經(jīng)常性的劇烈

93、震動。戶外產(chǎn)品的使用環(huán)境為普通型，用于Ⅰ級污穢區(qū)，防污型用于Ⅱ級（中污型）、Ⅲ級（重污型）污穢區(qū)。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計條件，選擇戶內(nèi)型高壓隔離開關(guān)，根據(jù)上述條件和要求并查表有：</p><p>　　10KV的高壓隔離開關(guān)選擇GN19—10C/400型</p><p>　　6.3.3 高壓熔斷器的選擇</p><p>　　高壓熔斷器

94、是一種過流保護元件,由熔件與熔管組成。當過載或短路時，熔件熔斷，達到切斷故障保護設(shè)備的目的。電流越大，熔斷時間越短。在選擇熔件時，除保證在正常工作條件下（包括設(shè)備的起動）熔件不熔斷外，還應(yīng)該符合保護選擇性的要求。</p><p>　　高壓熔斷器的選擇：按環(huán)境、電網(wǎng)電壓、電源選擇型號。</p><p>　　10kV的高壓熔斷器選擇XRNP3—10型熔斷器。</p><p&

95、gt;　　6.3.4 電流互感器的選擇</p><p>　　電流互感器是一次電路與二次電路間的連接元件，用以分別向測量儀表和繼電器的電壓線圈與電流線圈供電。電流互感器的結(jié)構(gòu)特點是：一次繞組匝數(shù)少（有的只有一匝，利用一次導(dǎo)體穿過其鐵心），導(dǎo)體相當粗；而二次繞組匝數(shù)很多，導(dǎo)體較細。它接入電路的方式是：將一次繞組串聯(lián)接入一次電路；而將二次繞組與儀表、繼電器等的電流線圈串聯(lián)，形成一個閉合回路，由于二次儀表、繼電器等的電

96、流線圈阻抗很小，所以電流互感器工作時二次回路接近短路狀態(tài)。二次繞組的額定電流一般為5A。電流互感器在使用中要注意以下幾點：</p><p>　　①電流互感器在工作時其二次側(cè)不得開路，二次側(cè)不允許串接熔斷器和開關(guān)；</p><p>　?、陔娏骰ジ衅鞫蝹?cè)有一端必須接地，防止一次、二次繞組絕緣擊穿時，一次側(cè)的高電壓竄入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備的安全。電流互感器的選擇條件：</p>

97、<p>　　（1）額定電壓大于或等于電網(wǎng)電壓： </p><p>　　（2）原邊額定電壓大于或等于長時最大工作電流: </p><p>　?。?）二次側(cè)總?cè)萘繎?yīng)不小于該精度等級所規(guī)定的額定容量: </p><p>　?。?）校驗：內(nèi)部動穩(wěn)定按：</p><p>　?。簞臃€(wěn)定倍數(shù)外部動穩(wěn)定按: </p><p

98、>　　6.3.5 電壓互感器的選擇</p><p>　　電壓互感器一次側(cè)是并接在主接線高壓側(cè)，二次線圈與儀表和繼電器電壓線圈串聯(lián)，一次側(cè)匝數(shù)很多，阻抗很大，因而，它的接入對被測電路沒有影響，二次線圈匝數(shù)少，阻抗小，而并接的儀表和繼電器的線圈阻抗大，在正常運行時，電壓互感器接近于空載運行。二次繞組的額定電壓一般為100V。</p><p>　　電壓互感器的類型及接線按相數(shù)分單相、三相

99、三芯和三相五芯柱式；按線圈數(shù)來分有雙線圈和三線圈；實際中廣泛應(yīng)用三相三線五柱式（Y－Y）.</p><p>　　電壓互感器能在1.1倍額定電壓下長期運行，并能在8小時內(nèi)無損傷的承受2倍額定電壓，當額定電壓在330kV以上時，互感器絕緣所能承受的耐壓強度為額定操作沖擊耐受電壓值和額定雷電沖擊耐受電壓值；當額定電壓在330kV以下時，互感器絕緣所能承受的耐壓強度為額定短時工頻耐受電壓值和額定雷電沖擊耐受電壓值。<

100、;/p><p>　　選擇計量用為JDZ10—10B 10/0.1 0.2/0.2型電壓互感器，保護用為JDZ10—10B 10/0.1 1.0/90VA型電壓互感器。</p><p><b>　　7 結(jié)論</b></p><p>　　通過此次課程設(shè)計，使我更加扎實的掌握了有關(guān)方面的知識，在設(shè)計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍

101、又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。</p><p>　　在課程設(shè)計過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解。在今后社會的發(fā)展