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文檔簡介
1、<p> 《二次變電所課程設(shè)計(jì)》</p><p> 課題名稱: 中低壓變電所初步工程設(shè)計(jì) </p><p><b> 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p><p> 課程設(shè)計(jì)題目:中低壓變電所初步工程設(shè)計(jì)-02</p><p> 設(shè)計(jì)的原始資
2、料及依據(jù)</p><p> 待設(shè)計(jì)變電所60kv側(cè)有兩回進(jìn)線,10KV側(cè)有7回架空線出線。</p><p> 該地區(qū)為丘陵地帶,交通比較方便,海拔高度為300M,周圍空氣無污染,最高氣溫為34℃,最低氣溫為 –20℃,年平均氣溫為16℃,土壤電阻率為60Ω/m</p><p><b> 3.10KV負(fù)荷表</b></p>&
3、lt;p><b> 4.技術(shù)條件及要求</b></p><p> 要求變電所功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9以上</p><p> 所有用戶10KV線路電壓損耗不超過10%</p><p> 負(fù)荷同時(shí)率:有功Kp=0.85,無功K q=0.9</p><p> 有功負(fù)荷率α=0.8,無功負(fù)荷率β=0.86</p
4、><p> 雙回出線重要負(fù)荷率不超過75%, 單回出線無重要負(fù)荷</p><p><b> 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p> 1.根據(jù)所給資料利用最大經(jīng)濟(jì)密度電流法選取10kV導(dǎo)線</p><p><b> 2.計(jì)算功率</b></p><p><b> (
5、1)各單位的功率</b></p><p> ?。?)10kV導(dǎo)線線損</p><p><b> 3.計(jì)算功率因數(shù)</b></p><p> ?。?)首先計(jì)算功率因數(shù)</p><p><b> ?。?)計(jì)算無功補(bǔ)償</b></p><p> 4.根據(jù)之前所有結(jié)果
6、選取變壓器</p><p> 5.計(jì)算負(fù)荷側(cè)出線端三相對(duì)地短路時(shí)的短路電流</p><p> 6.短路計(jì)算要求繪制等值電抗圖</p><p> 7.附加可選課設(shè)任務(wù),利用CAD軟件繪制變電所主回路原理圖</p><p> 三、設(shè)計(jì)說明書撰寫要求</p><p> 1.設(shè)計(jì)內(nèi)容全面,說明部分條理清晰,計(jì)算過程詳
7、略得當(dāng)。</p><p> 2.課程設(shè)計(jì)裝訂順序?yàn)椋悍饷?、任?wù)書、目錄、正文、參考文獻(xiàn)、成績?cè)u(píng)審意見表。</p><p><b> 四、時(shí)間進(jìn)度安排</b></p><p> 主要參考資料(文獻(xiàn))</p><p> 1.發(fā)電廠及變電所的電氣部分 教材</p><p> 2.發(fā)電廠及電
8、氣設(shè)備的運(yùn)行規(guī)程</p><p> 3.電氣設(shè)備產(chǎn)品手冊(cè)、設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程</p><p> 4.供用電系統(tǒng) 教材</p><p> 5.計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 教材</p><p> 6.電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)</p><p> 7.發(fā)電廠及變電所主接線和布置</p><p> 8.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)
9、</p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 第一章 緒 論9</b></p><p> 第二章負(fù)荷分析及計(jì)算10</p><p> 2.1負(fù)荷分類及定義10</p><p> 2.2煉鐵廠10kV出線分析及計(jì)算10</p>
10、;<p> 2.2.1導(dǎo)線選擇10</p><p> 2.2.2電阻計(jì)算11</p><p> 2.2.3無功功率計(jì)算11</p><p> 2.2.4電抗計(jì)算11</p><p> 2.2.5有功損耗及無功損耗11</p><p> 2.2.6載流量校驗(yàn)12</p>
11、<p> 2.2.7電壓損耗校驗(yàn)12</p><p> 2.3.1導(dǎo)線選擇12</p><p> 2.3.2電阻計(jì)算13</p><p> 2.3.3無功功率計(jì)算13</p><p> 2.3.4電抗計(jì)算13</p><p> 2.3.5有功損耗及無功損耗14</p>
12、<p> 2.3.6載流量校驗(yàn)14</p><p> 2.3.7電壓損耗校驗(yàn)14</p><p> 2.4儀表廠10kV出線分析及計(jì)算15</p><p> 2.4.1導(dǎo)線選擇15</p><p> 2.4.2電阻計(jì)算15</p><p> 2.4.3無功功率計(jì)算16</p>
13、;<p> 2.4.4電抗計(jì)算16</p><p> 2.4.5有功損耗及無功損耗16</p><p> 2.4.6載流量校驗(yàn)16</p><p> 2.4.7電壓損耗校驗(yàn)17</p><p> 2.5煉油廠10kV出線分析及計(jì)算17</p><p> 2.5.1導(dǎo)線選擇17<
14、;/p><p> 2.5.2電阻計(jì)算18</p><p> 2.5.3無功功率計(jì)算18</p><p> 2.5.4電抗計(jì)算18</p><p> 2.5.5有功損耗及無功損耗18</p><p> 2.5.6載流量校驗(yàn)19</p><p> 2.5.7電壓損耗校驗(yàn)19<
15、;/p><p> 2.6負(fù)荷側(cè)有功功率、無功功率及視在功率的計(jì)算19</p><p> 2.7主變壓器的選擇21</p><p> 2.9無功補(bǔ)償校驗(yàn)23</p><p> 第三章 電氣主接線24</p><p> 3.1對(duì)電氣主接線的說明24</p><p> 3.2主接線設(shè)
16、計(jì)原則24</p><p> 3.3主接線設(shè)計(jì)的基本要求24</p><p> 3.3.1可靠性25</p><p> 3.3.2靈活性25</p><p> 3.3.3經(jīng)濟(jì)性25</p><p> 3.4電氣主接線的選擇25</p><p> 3.4.1單母線接線26
17、</p><p> 3.4.2單母線分段26</p><p> 3.4.3內(nèi)橋接線:28</p><p> 3.4.4外僑接線:28</p><p> 3.4.5母線接線方式的選擇29</p><p> 第四章 短路電流計(jì)算30</p><p> 4.1短路電流計(jì)算的目的
18、30</p><p> 4.2短路電流計(jì)算時(shí)的一般規(guī)定30</p><p> 4.3短路過程分析31</p><p> 4.4計(jì)算步驟31</p><p> 4.5短路電流的計(jì)算方法32</p><p> 4.6短路電流計(jì)算33</p><p><b> 第五章
19、總結(jié)39</b></p><p><b> 參考文獻(xiàn)40</b></p><p><b> 附錄41</b></p><p> 1.1 電氣主接線41</p><p><b> 第一章 緒 論</b></p><p> 電能
20、是社會(huì)主義建設(shè)和人民生活不可缺少的重要的能源,電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位,電能是由發(fā)電廠供給,因?yàn)榭紤]經(jīng)濟(jì)原因,發(fā)電廠大多建在動(dòng)力資源比較豐富的地方,而這些地方又常遠(yuǎn)離大中性城市和工廠企業(yè),這樣需要遠(yuǎn)距離輸送,經(jīng)過升、降壓變電所進(jìn)行轉(zhuǎn)接,在進(jìn)一步的將電能分配到用戶和生產(chǎn)企業(yè)。</p><p> 本課程設(shè)計(jì)論文為丘陵地區(qū)二次變電所電氣部分設(shè)計(jì),要求所設(shè)計(jì)的變電所能長期可靠為其負(fù)荷供電。設(shè)計(jì)過程中遵循國
21、家的法律、法規(guī),貫徹執(zhí)行國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的方針、政策和基本建設(shè)程序,運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法從全局出發(fā),正確處理生產(chǎn)與生活、安全與經(jīng)濟(jì)等方面的關(guān)系,實(shí)行資源的綜合利用,節(jié)約能源和用地,對(duì)生產(chǎn)工藝、主要設(shè)備和主體工程要做到可靠、適用、先進(jìn)。</p><p> 在上述原則基礎(chǔ)上,明確設(shè)計(jì)的目的,逐步完成10kV出線的選擇、無功補(bǔ)償、主變的選擇、電氣主接線的擬定、短路電流的計(jì)算、繪制電抗圖等主要工作,形成較為完整的論文。<
22、;/p><p> 設(shè)計(jì)工作是工程建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。做好設(shè)計(jì)工作,對(duì)工程建設(shè)的工期、質(zhì)量、投資費(fèi)用和建成投產(chǎn)后的運(yùn)行安全可靠性和生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益,起著決定性的作用。在設(shè)計(jì)過程中,通過參考一系列相關(guān)書籍,并在指導(dǎo)教師的耐心幫助下圓滿完成設(shè)計(jì)任務(wù),在此表示衷心的感謝。</p><p> 第二章負(fù)荷分析及計(jì)算</p><p> 2.1負(fù)荷分類及定義</p>
23、<p> 一級(jí)負(fù)荷:中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞,且難以挽回,帶來極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。</p><p> 二級(jí)負(fù)荷:中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂,且較長時(shí)間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢,重要產(chǎn)品大量減產(chǎn),屬于二級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)(如邊遠(yuǎn)地區(qū)),允許有一回專用架空線路供電。</p><p
24、> 三級(jí)負(fù)荷:不屬于一級(jí)和二級(jí)的一般電力負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無特殊要求,允許較長時(shí)間停電,可用單回線路供電。</p><p> 2.2煉鐵廠10kV出線分析及計(jì)算</p><p><b> 2.2.1導(dǎo)線選擇</b></p><p> 已知線路的長度為2km,雙回供電,遠(yuǎn)期最大負(fù)荷2800kW,功率因數(shù)COS=0.93,最大負(fù)荷利
25、用小時(shí) =4500</p><p><b> 式(2.1)</b></p><p> 按照經(jīng)濟(jì)電流密度法選擇截面,經(jīng)查《軟導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度》曲線圖,由=4500,得J值為1.09A/mm2。</p><p> 則 式(2.2)</p><p> 所以查《供用電工程》選擇LGJ
26、-95型架空線,其相關(guān)數(shù)據(jù)見表2.1所示</p><p> 表2.1 LGJ-95型架空線參考數(shù)據(jù)</p><p><b> 2.2.2電阻計(jì)算</b></p><p><b> 已知 </b></p><p><b> 線路阻值 </b></p>
27、;<p> 2.2.3無功功率計(jì)算</p><p><b> 2.2.4電抗計(jì)算</b></p><p><b> 由表2-1得知 </b></p><p> 則線路電抗 </p><p> 2.2.5有功損耗及無功損耗</p><p>
28、 2.2.6載流量校驗(yàn)</p><p> 長期允許電流修正系數(shù):</p><p> 考慮可能出現(xiàn)的故障情況,通過導(dǎo)線的最大電流為:</p><p><b> 要求,校驗(yàn)合格。</b></p><p> 2.2.7電壓損耗校驗(yàn)</p><p> 按設(shè)計(jì)要求線路電壓損耗不超過10%,所以校
29、驗(yàn)合格。</p><p> 2.3電機(jī)廠10kV出線分析及計(jì)算</p><p><b> 2.3.1導(dǎo)線選擇</b></p><p> 已知線路的長度為5km,雙回供電,遠(yuǎn)期最大負(fù)荷2700kW,功率因數(shù)COS=0.9,最大負(fù)荷利用小時(shí)=4200。</p><p><b> 式(2.3)</b&
30、gt;</p><p> 按照經(jīng)濟(jì)電流密度法選擇截面,經(jīng)查《軟導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度》曲線圖, =4200,得J值為1.12A/mm2。</p><p> 則 式(2.4)</p><p> 所以查《供用電工程》選擇LGJ-95型架空線,其相關(guān)數(shù)據(jù)見表2.2所示。</p><p> 表2.2
31、 LGJ-95型架空線參考數(shù)據(jù)</p><p><b> 2.3.2電阻計(jì)算</b></p><p><b> 已知 </b></p><p><b> 線路阻值 </b></p><p> 2.3.3無功功率計(jì)算</p><p>&l
32、t;b> 2.3.4電抗計(jì)算</b></p><p><b> 由表2-2得知 </b></p><p><b> 則線路電抗 </b></p><p> 2.3.5有功損耗及無功損耗</p><p> 2.3.6載流量校驗(yàn) </p><p&g
33、t; 考慮可能出現(xiàn)的故障情況,通過導(dǎo)線的最大電流為:</p><p><b> 要求,校驗(yàn)合格。</b></p><p> 2.3.7電壓損耗校驗(yàn)</p><p> 按設(shè)計(jì)要求線路電壓損耗不超過10%,所以校驗(yàn)合格。</p><p> 2.4儀表廠10kV出線分析及計(jì)算</p><p>
34、<b> 2.4.1導(dǎo)線選擇</b></p><p> 已知線路的長度為8km,雙回供電,遠(yuǎn)期最大負(fù)荷1500kW,功率因數(shù)COS=0.85,最大負(fù)荷利用小時(shí) =4000。</p><p><b> 式(2.5)</b></p><p> 按照經(jīng)濟(jì)電流密度法選擇截面,經(jīng)查《軟導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度》曲線圖,由</p
35、><p> =4000,得J值為1.16A/mm2。</p><p> 則 式(2.6)</p><p> 所以查《供用電工程》選擇LGJ-50型架空線,其相關(guān)數(shù)據(jù)見表2.3所示。</p><p> 表2.3 LGJ-50型架空線參考數(shù)據(jù)</p><p><
36、;b> 2.4.2電阻計(jì)算</b></p><p><b> 已知 </b></p><p> 線路阻值 </p><p> 2.4.3無功功率計(jì)算</p><p><b> 2.4.4電抗計(jì)算</b></p><p
37、><b> 由表2-3得知 </b></p><p> 則線路電抗 </p><p> 2.4.5有功損耗及無功損耗</p><p> 2.4.6載流量校驗(yàn)</p><p> 考慮可能出現(xiàn)的故障情況,通過導(dǎo)線的最大電流為:</p><
38、p><b> 要求,校驗(yàn)合格。</b></p><p> 2.4.7電壓損耗校驗(yàn)</p><p> 按設(shè)計(jì)要求線路電壓損耗不超過10%,所以校驗(yàn)合格。</p><p> 2.5煉油廠10kV出線分析及計(jì)算</p><p><b> 2.5.1導(dǎo)線選擇</b></p>&
39、lt;p> 已知線路的長度為2km,單回供電,遠(yuǎn)期最大負(fù)荷1500kW,功率因數(shù)COS=0.88,最大負(fù)荷利用小時(shí)=5000。</p><p><b> 式(2.7)</b></p><p> 按照經(jīng)濟(jì)電流密度法選擇截面,經(jīng)查《軟導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)電流密度》曲線圖,由</p><p> =5000,得J值為1.00A/mm2。</p&
40、gt;<p> 則 式(2.8)</p><p> 所以查《供用電工程》選擇L GJ-95型架空線,其相關(guān)數(shù)據(jù)見表2.4 所示。</p><p> 表2.4 LGJ-95型架空線參考數(shù)據(jù)</p><p><b> 2.5.2電阻計(jì)算</b></p>&
41、lt;p><b> 已知 </b></p><p> 線路阻值 </p><p> 2.5.3無功功率計(jì)算</p><p><b> 2.5.4電抗計(jì)算</b></p><p><b> 由表2-4得知
42、 </b></p><p> 則線路電抗 </p><p> 2.5.5有功損耗及無功損耗</p><p> 2.5.6載流量校驗(yàn) </p><p><b> 要求,校驗(yàn)合格。</b></p><p> 2.5.7電壓損耗校驗(yàn)</p>&l
43、t;p> 按設(shè)計(jì)要求線路電壓損耗不超過10%,所以校驗(yàn)合格。</p><p> 2.6負(fù)荷側(cè)有功功率、無功功率及視在功率的計(jì)算</p><p> 變電所負(fù)荷側(cè)總的有功功率為: </p><p> ∑P=P1+P2+P3+P4
44、 式(2.9)</p><p> =1500+1500+2700+2800=8500 (kW ) </p><p> 變電所負(fù)荷側(cè)總的無功功率為:</p><p> ∑Q=P1tan(arccosφ1)+P2 tan(arccosφ2)+P3 tan(arccosφ3)+P4 tan(arccosφ4)
45、 式(2.10)</p><p> =1106.9+1307.56+929.68+890.69=4234.83(kVar) </p><p> 變電所二次側(cè)線 路總有功損耗為:</
46、p><p> =157.15+169.54+63.35+21.29=411.24 (kW)</p><p> 變電所二次側(cè)線路總無功損耗為:</p><p> =63.35+94.69+157.15+21.29=336.48 (kVar) </p><p>
47、; 變電所10KV出線有功功率為:</p><p> 8911.24(kW)</p><p> 變電所10KV出線有功功率計(jì)算負(fù)荷為:</p><p> 0.85×8911.24=7574.55(kW)</p><p> 變電所10KV出線無功功率功率為:</p><p> 4571.31(kVa
48、r)</p><p> 變電所10KV出線無功功率功率計(jì)算負(fù)荷為:</p><p> 0.9×4571.31=4114.18(kVar) </p><p><b> 變電所計(jì)算負(fù)荷為:</b></p><p> Sca==8619.76(KVA) </p><p
49、> 2.7主變壓器的選擇</p><p> 在各級(jí)電壓等級(jí)的變電所中,變壓器是主要電氣設(shè)備之一,其擔(dān)負(fù)著變換網(wǎng)絡(luò)電壓進(jìn)行電力傳輸?shù)闹匾蝿?wù)。確定合理的變壓器容量是變電所安全可靠供電和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保證。</p><p> 根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定:為了保證供電的可靠性,變電所一般應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)主變,但一般不超過兩臺(tái)主變,當(dāng)只有一個(gè)電源或變電所的一級(jí)負(fù)荷另有備用電源保證供電時(shí),可裝設(shè)一臺(tái)主變
50、。因此,本次設(shè)計(jì)的變電所采用兩臺(tái)主變壓器</p><p> 主變?nèi)萘康拇_定應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)5-10年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。裝設(shè)兩臺(tái)及以上主變壓器的變電所中,當(dāng)一臺(tái)斷開,其余一臺(tái)主變壓器的容量一般應(yīng)保證全部負(fù)荷的70%獲得供電</p><p><b> 主變壓器的容量</b></p><p><b> 補(bǔ)償前功率因數(shù)</b>&l
51、t;/p><p><b> 式(2.11)</b></p><p> <0.9需要無功補(bǔ)償</p><p><b> 臺(tái)</b></p><p> 電力電容器的個(gè)數(shù)應(yīng)為6的倍數(shù),因?yàn)殡娙萜骷醒a(bǔ)償在降壓變電所二次側(cè)且主變壓器一般為兩合,為了使兩合變壓器補(bǔ)償均勻分布,此外電容器臺(tái)數(shù)不易過多。
52、結(jié)合上述數(shù)據(jù)確定電容器臺(tái)數(shù)為12臺(tái). 所以,選取12臺(tái)型號(hào)為BWF-50-1W靜電電容器</p><p><b> 計(jì)算容量</b></p><p><b> 變壓器容量</b></p><p><b> 式(2.12)</b></p><p> 根據(jù)負(fù)荷情況,為確保系
53、統(tǒng)供電的安全可靠性,保證設(shè)備和人身安全,并考慮經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度,選定東陵區(qū)變電所主變壓器為 型;兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行,變壓器主要參數(shù)見表2.5所示。</p><p> 表2.5 主變壓器的參數(shù)</p><p><b> 變壓器功率損耗</b></p><p><b> 校驗(yàn)高壓側(cè)功率因數(shù)</b></p>
54、<p> 經(jīng)校驗(yàn)變壓器60kV側(cè)功率因數(shù)小于0.9,不符合設(shè)計(jì)規(guī)程要求,需另加補(bǔ)靜電電容器。</p><p><b> 臺(tái)</b></p><p> 則應(yīng)加補(bǔ)12臺(tái)BWF-50-1W靜電電容器,即共補(bǔ)償24臺(tái)電容器。繼續(xù)校驗(yàn)高壓側(cè)功率因數(shù)</p><p> 表2.6 10KV并聯(lián)電容器成套裝置主要技術(shù)參數(shù)</p>
55、<p><b> 2.9無功補(bǔ)償校驗(yàn)</b></p><p> 所選變壓器參數(shù)如下:</p><p> 空載損耗:P0 =13.2(kW),空載電流:I0% =0.8;</p><p> 負(fù)載損耗:Pk=50.4(kW),阻抗電壓:Uk% =9;</p><p> 變壓器有功損耗
56、 </p><p> 變壓器無功率損耗 </p><p> 校驗(yàn)高壓側(cè)功率因數(shù)補(bǔ)償后高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷</p><p>
57、; 取無功補(bǔ)償容量QC=1200(kVar)</p><p> PR=Pca+△PT=7574.55+44.18=7618.73 (kW)</p><p> QR=Qca-QC+△QT=4114.18-1200+477.52=3391.7 (kW)</p><p> 補(bǔ)償后高壓側(cè)功率因數(shù)</p><p> ==0.912>0.
58、9</p><p><b> 滿足設(shè)計(jì)要求。</b></p><p><b> 第三章 電氣主接線</b></p><p> 3.1對(duì)電氣主接線的說明</p><p> 變電所的電氣主接線是電力系統(tǒng)接線的重要部分。電氣主接線是主要電氣設(shè)備(如發(fā)電機(jī)、變壓器、開關(guān)、互感器、線路、電容器、電抗器
59、、母線、避雷器等)按一定順序要求,連接而成的,分配和傳送電能的總電路,將電路中各種電氣設(shè)備用統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)繪制成的電氣聯(lián)接圖,稱為電氣主接線圖。其中分配電能部分即為配電系統(tǒng)圖。</p><p> 擬定一個(gè)合理的電氣主接線方案,不僅對(duì)電力系統(tǒng)整體及變電所本身運(yùn)行的可靠性、對(duì)電氣設(shè)備的選擇,配電裝置的布置、靈活性、操作與檢修的安全、繼電保護(hù)配置以及今后的擴(kuò)建,對(duì)電力工程建設(shè)和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性等,都有很大的
60、影響。是電氣工程設(shè)計(jì)最基礎(chǔ)的部分。由于主接線的確定,變電所的形式也就隨之而確定下來。</p><p> 3.2主接線設(shè)計(jì)原則</p><p> 1. 變電所在電力系統(tǒng)中的地位和作用,本變電所屬于電力系統(tǒng)中的一般變電所。</p><p> 2. 變電所的分期后最終建設(shè)規(guī)模,變電所依據(jù)5-10年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>
61、 3. 負(fù)荷大小的重要性:本變電所為二次變,一般由兩個(gè)電源獨(dú)立供電,當(dāng)任何一個(gè)電源消失后,能保證重要負(fù)荷繼續(xù)供電。</p><p> 4. 系統(tǒng)備用容量的大小。</p><p> 5. 系統(tǒng)專業(yè)對(duì)電氣主接線提供的資料。</p><p> 3.3主接線設(shè)計(jì)的基本要求</p><p> 主接線應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三相基本要求。&l
62、t;/p><p> 供電可靠性是電力生產(chǎn)和電能分配的首要任務(wù)。由于電力系統(tǒng)的發(fā)電、送電和用電是同時(shí)完成的,并且在任何時(shí)候都保持平衡關(guān)系,無論哪部分故障,都將影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。</p><p> 電氣主接線的可靠性是它的各組成元件,包括一次部分和二次部分綜合。因此除了盡可能選用工作可靠的一次設(shè)備和二次設(shè)備外,還應(yīng)設(shè)計(jì)這些設(shè)備的合理連接方式。</p><p>
63、<b> 3.3.1可靠性</b></p><p> ?。?)斷路器檢修時(shí),不宜影響對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備供電。</p><p> ?。?)斷路器或母線故障,以及母線檢修時(shí),盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間,并保證對(duì)一般負(fù)荷及全部或部分二級(jí)負(fù)荷的供電。</p><p> 盡量避免變電所全部停運(yùn)的可能性。</p><p><
64、b> 3.3.2靈活性</b></p><p> 電力系統(tǒng)是一個(gè)緊密聯(lián)系的整體。變電所電氣主接線的運(yùn)行方式隨整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求而改變。因此,所設(shè)計(jì)的電氣主接線應(yīng)能靈活地投入和切除某些變壓器、線路等,從而達(dá)到調(diào)配電源和負(fù)荷的目的;并能滿足電力系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式和特殊運(yùn)行方式下的調(diào)度要求。當(dāng)需要檢修某些設(shè)備時(shí),應(yīng)能夠很方便地使斷路器、母線及繼電保護(hù)設(shè)備退出運(yùn)行進(jìn)行檢修,而不影響
65、電力網(wǎng)的運(yùn)行或停止對(duì)用戶的供電。此外,電氣主接線方案還必須能夠容易的從初期接線過度到最終接線,以滿足擴(kuò)建的要求。</p><p><b> 3.3.3經(jīng)濟(jì)性</b></p><p> 主接線在滿足可靠性、靈活性的前提下要做到經(jīng)濟(jì)合理。</p><p> ?。?)主接線應(yīng)力求簡單,以節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。&
66、lt;/p><p> ?。?)要使繼電保護(hù)和二次回路不過于復(fù)雜,以節(jié)省二次控制設(shè)備、電纜。</p><p> ?。?)要限制短路電流,以便于選擇廉價(jià)的電氣設(shè)備和輕性設(shè)備。</p><p> (4)節(jié)省占地面積、合理使用資源。</p><p> ?。?)電能損失減少到最低程度。</p><p> 并且,為簡化主接線,變電
67、所接入系統(tǒng)的電壓等級(jí)一般不超過兩種。</p><p> 3.4電氣主接線的選擇</p><p> 本設(shè)計(jì)為60/10KV電壓等級(jí)的二次變電所,可選擇的接線方式有:</p><p> 1.有匯流母線的接線。單母線、單母線分段、雙母線、雙母線分段、增設(shè)旁路母線或旁路開關(guān)等。</p><p> 2.無匯流母線的接線。變壓器-線路單元接線、橋
68、形接線、角形接線等。</p><p> 6-220KV高壓配電裝置的接線方式,主要決定于電壓等級(jí)及出線回路數(shù)。</p><p> 3.4.1單母線接線 </p><p> 1.主要優(yōu)點(diǎn):接線簡單清晰、設(shè)備少、操作方便、便于擴(kuò)建和采用成套配電裝置。</p><p> 2.主要缺點(diǎn):不夠靈活可靠,任一元件故障和檢修,均需使整個(gè)配電裝置停電
69、。雖然可用隔離開關(guān)分段,但當(dāng)一段母線故障時(shí),全部回路仍需短時(shí)停電。</p><p> 3.適用范圍:一般適用一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一臺(tái)主變的以下三種情況: </p><p> ?。?)6-10KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過5回。</p><p> ?。?)35-60KV配電裝置的出線回路數(shù)不超過3回。</p
70、><p> 圖3.1單母線接線方式</p><p> 3.4.2單母線分段</p><p> 如圖3.1單母線分段接線方式所示。</p><p><b> 1.優(yōu)點(diǎn):</b></p><p> 用斷路器把母線分段后,對(duì)重要用戶可以從不同
71、 </p><p> 段引出兩個(gè)回路,有兩個(gè)電源供電;當(dāng)一段母線 </p><p> 發(fā)生故障,分段斷路器自動(dòng)將故障段切除,保證正常段母線不間斷供電和不致使重要負(fù)荷停電。</p><p><b> 2.缺點(diǎn):</b></p><p> (1)當(dāng)一段母線或母
72、線隔離開關(guān)故障或檢修時(shí),該段母線的回路都要在檢修期間停電。</p><p> (2)當(dāng)出線為雙回路時(shí),常使架空線出現(xiàn)交叉跨越。</p><p> (3)擴(kuò)建時(shí)需向兩個(gè)方向均衡擴(kuò)建。</p><p><b> 3.使用范圍:</b></p><p> ?。?) 6-10KV配電裝置出線回路數(shù)為6回及以上。</p
73、><p> ?。?) 35-60KV配電裝置出線回路數(shù)為4-8回。</p><p> 圖3.2單母線分段接線方式</p><p> 3.4.3內(nèi)橋接線:</p><p> 如圖所示3.3內(nèi)橋接線方式</p><p> 內(nèi)橋接線的特點(diǎn):線路的投資和切除比較方便,變壓器的投入和切除比較復(fù)雜,所以內(nèi)橋接線使用與較長線路和
74、變壓器不需要經(jīng)常切換的場合。</p><p> 3.4.4外僑接線:</p><p> 外僑接線特點(diǎn):它適用于線路較短和變壓器需經(jīng)常切換的場合,此外,當(dāng)兩條線路間有穿越功率時(shí),也應(yīng)采用外僑接線,因?yàn)檫@時(shí)的穿越功率僅通過橋斷路器,而且還要通過二組成線路斷路器,其中任一臺(tái)斷路器檢修或故障時(shí),都將影響穿越功率的傳送。</p><p> 如圖所示3.4外橋接線方式&l
75、t;/p><p> 3.4.5母線接線方式的選擇</p><p> 據(jù)上述各種母線的接線方式的論述,結(jié)合本次變電所的實(shí)際情況和負(fù)荷分配情況,本次設(shè)計(jì)的變電所60KV選擇內(nèi)橋接線方式, 10KV母線選擇單母線分段的接線方式。</p><p> 第四章 短路電流計(jì)算</p><p> 4.1短路電流計(jì)算的目的</p><p
76、> (1) 電氣主接線的比較</p><p> (2) 選擇導(dǎo)體和電器</p><p> (3) 確定中性點(diǎn)接地方式</p><p> (4) 計(jì)算軟導(dǎo)線的短路搖擺</p><p> (5) 確定分裂導(dǎo)線間隔棒的間距</p><p> (6) 驗(yàn)算接地裝置的接觸電壓和跨步電壓</p>&
77、lt;p> (7) 選擇繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行整定計(jì)算</p><p> 4.2短路電流計(jì)算時(shí)的一般規(guī)定</p><p> (1) 驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(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,并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃(一般為本期工程建成后5—10年)。確定短路電流時(shí),應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式,而不應(yīng)按僅在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方
78、式。</p><p> (2) 選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流,在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中,應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫漠惒诫妱?dòng)機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。</p><p> (3) 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)短路電流為最大的地點(diǎn)。對(duì)帶電抗器的6—10KV出線與廠用分支線回路,除母線與母線隔離開關(guān)之間閣板前的引線和套管的計(jì)算短路點(diǎn)應(yīng)選擇在電抗器前外,其
79、余導(dǎo)體和電器的計(jì)算短路點(diǎn)一般選擇在電抗器后。</p><p> (4)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,一按三相短路驗(yàn)算。若發(fā)電機(jī)出口的兩相短路或中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)及自耦變壓器等回路中的單相、兩相接地短路較三相短路嚴(yán)重時(shí),則應(yīng)按嚴(yán)重情況計(jì)算。</p><p><b> 4.3短路過程分析</b></p><p> 所謂“無限大
80、容量系統(tǒng)”僅為一個(gè)相對(duì)概念。當(dāng)電源的容量足夠大時(shí),其等值內(nèi)阻抗就很小,此時(shí)若在電源外部發(fā)生短路,則整個(gè)短路中各個(gè)元件的等值阻抗將比電源的內(nèi)阻大的多,因而電源母線上的電壓變化很小,實(shí)際計(jì)算時(shí)甚至可以認(rèn)為沒有變化,既認(rèn)為是一個(gè)恒壓源,這種電源就稱為無限大容量電源。</p><p> (1) 三相短路電源的變化規(guī)律</p><p> 三相短路后,在短路暫態(tài)過程中,短路電流等于它的周期分量和非
81、周期分量的瞬間值之和,短路電流的非周期分量是隨時(shí)間按指數(shù)規(guī)律衰減的。當(dāng)非周期分量為零時(shí),短路既進(jìn)入穩(wěn)態(tài)過程,此時(shí)穩(wěn)態(tài)短路電流的大小不再變化,這是這種系統(tǒng)短路的顯著特點(diǎn)。</p><p> (2) 三相短路沖擊電流</p><p> 三相短路電流的最大瞬時(shí)值出現(xiàn)在短路發(fā)生后約半個(gè)周波左右,它不僅與周期分量的幅值有關(guān),也與非周期分量的起始值有關(guān),最嚴(yán)重的短路情況下,三相短路電流的最大瞬時(shí)值
82、稱為沖擊電流ish。 </p><p><b> 式(4.1)</b></p><p> 式中: Kch =1+edt 短路電流沖擊系數(shù)。</p><p> I——短路電流周期分量的有效值。</p><p> 一般:高壓電網(wǎng):Kch=1.8 ish=2.55I
83、 </p><p> 低壓電網(wǎng):Kch=1.3 ish=1.84I </p><p><b> 4.4計(jì)算步驟</b></p><p> (1) 畫等值電抗圖。</p><p> (2) 首先去掉系統(tǒng)中的所有負(fù)
84、荷開關(guān),線路電容,各元件電阻。</p><p> (3) 選取基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓。</p><p> (4) 計(jì)算各元件的電抗標(biāo)么值。</p><p> (5) 選擇計(jì)算短路點(diǎn)。</p><p> (6) 繪畫等值電抗圖。</p><p> (7) 求各短路點(diǎn)在系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下的各點(diǎn)短路電流。</p&
85、gt;<p> (8) 各點(diǎn)三相短路時(shí)的最大沖擊電流和短路容量。</p><p> (9) 列出短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)表。</p><p> 4.5短路電流的計(jì)算方法</p><p> 電力系統(tǒng)短路電流的計(jì)算方法通常有三種,即標(biāo)么值法、短路容量法(又稱MVA法)和有名單位制法(又稱歐姆法),高壓系統(tǒng)中,一般采用標(biāo)幺值法。</p><
86、;p> 標(biāo)么值法的基本原理:標(biāo)么值又稱為相對(duì)單位制,它是各個(gè)物理量的實(shí)際值與基準(zhǔn)值的比值(系數(shù)或百分比)采用標(biāo)幺制,首要的問題是確定基準(zhǔn)值:</p><p><b> (1) 基準(zhǔn)值:</b></p><p> 在短路電流的實(shí)際計(jì)算中,為了方便常選取100MVA或10000MVA作為視在功率基準(zhǔn)值,選用某電壓等級(jí)的平均額定電壓作為電壓的基準(zhǔn)值。所謂線路平均
87、額定電壓,指線路始端最大額定電壓與線路末端最小額定電壓的平均值。</p><p> 表4.1線路額定電壓與平均額定電壓</p><p><b> (2) 標(biāo)么值</b></p><p><b> 標(biāo)么值的定義:</b></p><p> 容量標(biāo)么值:
88、 式(4.2)</p><p> 電壓標(biāo)么值: 式(4.3)</p><p> 電流標(biāo)么值: 式(4.4)</p><p> 額定標(biāo)么值:在電氣設(shè)備(如發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器及電動(dòng)機(jī)等)的技術(shù)數(shù)據(jù)中,往往
89、給出以其自身額定參數(shù)為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。</p><p> 容量的額定標(biāo)么值: 式(4.5)</p><p> 電壓的額定標(biāo)么值: 式(4.6) </p>&l
90、t;p> 電抗的額定標(biāo)么值: 式(4.7)</p><p> 電流的額定標(biāo)么值: 式(4.8) </p><p> (3) 取基準(zhǔn)容量SB=100MVA,基準(zhǔn)電壓UB=Uav計(jì)算用公式:<
91、/p><p> 變壓器的電抗: 式(4.9) </p><p> 線路的電抗: 式(4.10) </p><p> 標(biāo)
92、么值轉(zhuǎn)化為有名值: </p><p><b> 4.6短路電流計(jì)算</b></p><p><b> 系統(tǒng)等值電抗圖</b></p><p><b> 各元件等值電抗</b></p><p> 取導(dǎo)線
93、電抗x為0.4/km </p><p> (1)發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)么值</p><p> X1max*=0.375 X2max*=0.4125</p><p> (2)發(fā)電機(jī)出線電抗標(biāo)么值</p><p> ?。?)220KV/60KV變壓器電抗標(biāo)么值</p><p> (4)與其相連線路電抗標(biāo)么值<
94、;/p><p> (5)60/10KV變壓器電抗</p><p> 系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下各點(diǎn)短路電流</p><p> 當(dāng)2臺(tái)發(fā)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行,兩臺(tái)220/60KV的變壓器并列運(yùn)行,橋斷路器處于合閘狀態(tài),系統(tǒng)運(yùn)行于最大運(yùn)行方式下</p><p><b> 等值電抗圖</b></p><p> ?。?/p>
95、1)當(dāng)d1點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí),計(jì)算短路電流</p><p><b> 等值電抗為</b></p><p><b> =0.461</b></p><p> ?。?)短路電流標(biāo)么值 </p><p> ?。?)短路電流有名值</p><p> (4)當(dāng)d2點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)&
96、lt;/p><p><b> 等值電抗為</b></p><p><b> =0.911</b></p><p> ?。?)短路電流標(biāo)么值 </p><p> ?。?)短路電流有名值 </p><p> 系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下各點(diǎn)短路電流</p><p&g
97、t; 當(dāng)只有發(fā)電廠運(yùn)行,220/60KV變壓器單臺(tái)運(yùn)行,橋短路器處于分閘狀態(tài)。60/10KV變壓器單臺(tái)運(yùn)行,10KV母線聯(lián)斷線路處于分閘狀態(tài),系統(tǒng)運(yùn)行于最小運(yùn)行方式</p><p><b> 等值電抗圖</b></p><p> ?。?)當(dāng)d1點(diǎn)發(fā)生三相短路,計(jì)算短路電流</p><p><b> =0.8563</b&g
98、t;</p><p> ?。?)短路電流標(biāo)么值 </p><p> ?。?)短路電流有名值 </p><p> (4)當(dāng)d2點(diǎn)發(fā)生短路</p><p><b> =1.7563</b></p><p> ?。?)短路電流標(biāo)么值 </p><p> ?。?)短路電流有名
99、值</p><p> 發(fā)生三相短路時(shí)的最大沖擊電流和短路容量</p><p> ?。?)沖擊電流的有效值</p><p> (2)沖擊電流的瞬時(shí)值</p><p><b> ?。?)短路容量</b></p><p><b> 第五章 總結(jié)</b></p>
100、<p> 課程設(shè)計(jì)是我們每個(gè)學(xué)生必須經(jīng)歷的一個(gè)環(huán)節(jié),也是在校期間進(jìn)行的一次比較系統(tǒng)完整的設(shè)計(jì),是對(duì)我們所學(xué)專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐的很好結(jié)合,為我們今后的學(xué)習(xí)打好了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p> 按照課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求,通過詳細(xì)的分析和規(guī)劃,對(duì)60KV二次降壓變電所進(jìn)行了初步設(shè)計(jì).在設(shè)計(jì)過程中,借閱了各種電氣類書籍,查閱相關(guān)資料,從負(fù)載損耗、線路損耗、變壓器選型、短路計(jì)算、經(jīng)過了多次演算、修改與完善。在這個(gè)
101、過程中,使我在大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了一個(gè)較系統(tǒng)的綜合,并對(duì)其中的許多問題進(jìn)行了重新學(xué)習(xí)和加深理解,為將來實(shí)際的需要奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p> 設(shè)計(jì)期間,我學(xué)習(xí)了關(guān)于電力工程設(shè)計(jì)、技術(shù)問題研究的程序和方法等,在搜集資料、查閱文獻(xiàn)、方案比較、設(shè)計(jì)制圖等方面,都得到了訓(xùn)練。同時(shí),對(duì)我國電力工業(yè)建設(shè)的政策觀念和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)也有了初步的了解,為今后培養(yǎng)工程技術(shù)綜合分析能力作好準(zhǔn)備。</p><
102、;p> 在設(shè)計(jì)中,使我對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力更加熟練、靈活。無論是從短路電流的計(jì)算來講,還是從主變的容量、電氣主接線的形式、高壓電氣設(shè)備的選擇等來講,都使我對(duì)專業(yè)知識(shí)有了系統(tǒng)的掌握,使這些本來散亂的知識(shí)聯(lián)系到了一起,使我對(duì)變電所的概念有了更深刻的認(rèn)識(shí)。</p><p> 同時(shí)也鍛煉了我自己獨(dú)立完成工作的能力,以前,做什么都由老師帶領(lǐng)完成,而在這次設(shè)計(jì)中,許多事情都得自己獨(dú)立完成。這樣做出來的結(jié)果更讓自己有成就
103、感,感覺自己真正學(xué)到了很多東西。為以后的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?;仡欉@次的課程設(shè)計(jì),讓我感慨頗多,從理論到實(shí)踐,在這過程中我學(xué)到很多很多的東西,而且鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí),學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的,只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,才能真正為社會(huì)服務(wù),從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題,可以說得
104、是困難重重,在設(shè)計(jì)和調(diào)試中出現(xiàn)了許多問題,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處,對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻,掌握得不夠牢固。在以后的學(xué)習(xí)過程中,我會(huì)做到對(duì)所學(xué)的知識(shí)深入理解,加強(qiáng)鞏固,做到理論和實(shí)際緊密結(jié)合。</p><p> 總之,這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我受益匪淺,學(xué)習(xí)到了很多東西。當(dāng)然也有很多不足之處,還需今后努力改正。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b><
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