某冶金機(jī)械廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)0

1、、課題名稱 某冶金機(jī)械廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二、生產(chǎn)任務(wù)及車間組成 1、本廠產(chǎn)品及生產(chǎn)規(guī)模 本廠主要承當(dāng)全國冶金工業(yè)系統(tǒng)礦山、冶煉和軋鋼設(shè)備的配件生產(chǎn)，即以生產(chǎn)鑄造、鍛造、鉚焊、毛坯件為主體，生產(chǎn)規(guī)模為：鑄鋼件 1 萬件、鑄鐵件3 千噸、鍛件1 千噸、鉚焊件2 千5 百噸。 2、本廠車間組成 1 鑄鋼車間；2鑄鐵車間；3鍛造車間；4鉚焊車間；5木型車間及木型庫；6機(jī)修車間；7砂庫；8制材場(chǎng)；9空壓站；10鍋爐房；11綜合樓；12水塔；13水泵房；14污水提升站等。 三、設(shè)計(jì)依據(jù) 1 全車間各車間負(fù)荷計(jì)算表如下： 2、供用電協(xié)議 工廠與電業(yè)部門所鑒定的供用電協(xié)議主要內(nèi)容如下： 1 工廠擬

2、從電業(yè)部門某220/35 千伏變壓所，用35 千伏雙回架空線引入本廠，其中一個(gè)做為工作電源，一個(gè)做為備用電源，兩個(gè)電源不并列運(yùn)行，該變電所距廠東側(cè)8 公里。 2 供電系統(tǒng)短路技術(shù)數(shù)據(jù) 系統(tǒng)運(yùn)行方式 短路容量 說明 最大運(yùn)行方式 最小運(yùn)行方式 2003maxdS 兆伏安 1753mindS 兆伏安 供電系統(tǒng)如圖 3 電業(yè)部門對(duì)本廠提出的技術(shù)要求 區(qū)域變電所 35 千伏配出線路定時(shí)限過流保護(hù)裝置的整定時(shí)間為 2 秒，工廠“總降不應(yīng)大于1.5 秒； 在總降壓變電所35 千伏側(cè)進(jìn)行計(jì)量； 本廠的功率因數(shù)值應(yīng)字0.9 以上 四、本廠負(fù)荷性質(zhì) 本廠為三班工作制，最大有功負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)為 6000 小時(shí)。

3、屬于二級(jí)負(fù)荷。 五、本廠的自然條件 1、氣象條件 1 最熱月平均最高溫度為30； 2 土壤中0.71 米深處一年中最熱月平均溫度20； 3 年雷暴日為31 天； 4 土壤凍結(jié)深度為1.10 米； 5 夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)。 2、地質(zhì)及水文條件 根據(jù)工程地質(zhì)勘探資料得悉，廠區(qū)地址原為耕地，地勢(shì)平坦，地層以砂質(zhì)粘土為主，地質(zhì)條件較好，地下水位為2.85.3 米。地耐壓力為20 噸/平方米。 六、設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)大綱 1、總降壓變電站設(shè)計(jì) 1 主結(jié)線設(shè)計(jì)。 2 短路電流計(jì)算：根據(jù)電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的需要確定短路計(jì)算點(diǎn)，計(jì)算三相短路電流，計(jì)算結(jié)果列出匯總表。 3 主要電氣設(shè)備選擇：主要電氣設(shè)備的選擇，

4、包括斷路器、隔離開關(guān)、互感器、導(dǎo)線截面和型號(hào)等設(shè)備的選擇和校驗(yàn)。選用設(shè)備型號(hào)、數(shù)量匯成設(shè)備一覽表。 4 主要設(shè)備繼電保護(hù)設(shè)計(jì)：包括主變壓器、線路等元件的保護(hù)方式選擇和整定計(jì)算。 5 配電裝置設(shè)計(jì)。 6 防雷、接地設(shè)計(jì)。 2、車間變電所設(shè)計(jì) 根據(jù)車間負(fù)荷情況，選擇車間變壓器的臺(tái)數(shù)、容量，以及變電所位置的原那么考慮。 3、廠區(qū)10 千伏配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)所給資料，列出配電系統(tǒng)結(jié)線方案，經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算和分析比擬，確定最優(yōu)方案。 七、設(shè)計(jì)成果 1、設(shè)計(jì)說明書 內(nèi)容包括設(shè)計(jì)過程中涉及的計(jì)算、選擇、整定等的具體過程，并附有必要的計(jì)算表格。 2、設(shè)計(jì)圖紙 1 總降壓站電氣主結(jié)線單線圖。 2 主變壓器保護(hù)原理接

5、線圖。 3 進(jìn)線斷路器控制及保護(hù)原理圖。 第一章 負(fù)荷系統(tǒng)計(jì)算 一 負(fù)荷計(jì)算的意義及方法 計(jì)算負(fù)荷是供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根底，負(fù)荷計(jì)算的的目的是確定供電系統(tǒng)的最大負(fù)荷也稱計(jì)算負(fù)荷。它是選擇供電系統(tǒng)變壓器，導(dǎo)線以及開關(guān)等電氣設(shè)備的依據(jù)。 企業(yè)進(jìn)行電力設(shè)計(jì)的根本原始資料是工藝部門提供的用電設(shè)備的安裝容量，這些用電設(shè)備品種多，數(shù)量大，工作情況復(fù)雜。估算的準(zhǔn)確程度，影響工廠的電力設(shè)計(jì)的質(zhì)量，如估算過高，將增加供電設(shè)備的容量，使工廠電網(wǎng)復(fù)雜，浪費(fèi)有色金屬，增加初投資和運(yùn)行管理工作量，特別是由于工廠是國家電力的主要用戶。不合理的工廠電力需用量是作為根底的國家電力系統(tǒng)的建設(shè)，將給國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來很大的危害。如估算

6、過低，又會(huì)使工廠投入生產(chǎn)后，供電系統(tǒng)的線路及電氣設(shè)備由于承當(dāng)不了實(shí)際電流而過熱，如加速絕緣老化的速度，降低使用壽命，增大電能損耗，影響供電系統(tǒng)的正確可靠運(yùn)行。 確定全廠的計(jì)算負(fù)荷的方法很多，需要系數(shù)法是最常用的一種，即先從用電端求逐級(jí)起往電源方向計(jì)算，首先按照需要系數(shù)法求得各車間低壓側(cè)有功及無功計(jì)算負(fù)荷，加上本車間變電所的變壓器有功及無功功率損耗，既得車間變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷。其次是將全廠各車間高壓側(cè)負(fù)荷相加如有高壓用電設(shè)備，也加上高壓用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷，同時(shí)加上廠區(qū)配電線路的功率損耗，再乘以同時(shí)系數(shù)，便得出工廠總降壓變電所低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷，然后考慮無功功率的影響和總降壓變電所主變壓器的功率損

7、耗，其總和就是全廠的計(jì)算負(fù)荷。 式中 P30 i、Qi 30為各用電組一、用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用的半小時(shí)最大符合 P30，用電設(shè)備組的設(shè)備容量 Pe是指用電設(shè)備組所以設(shè)備的額定容量PN只和即Pe=PN 用電設(shè)備組的有功計(jì)算負(fù)荷應(yīng)為 P30=eWL eLPK K 式中Pe為設(shè)備容量，令eWL eLPK K =Kd，Kd就稱為需要系數(shù)。實(shí)際上，需要系數(shù)還與操作人員的技能及生產(chǎn)等多種因素有關(guān)。由上式可知需要系數(shù)的定義為： Kd= P30/ Pe 由此可得較需要系數(shù)發(fā)確實(shí)定三相用電設(shè)備組有功計(jì)算負(fù)荷的根本公式為 P30= Kd Pe 在求出有功計(jì)算負(fù)荷P30后，可按以下各

8、式分別求出其余的計(jì)算符合 無功計(jì)算符合 Q30= P30 tan tan對(duì)應(yīng)于用點(diǎn)設(shè)備組cos的正切值 視在計(jì)算符合 S30= P30/cos 計(jì)算電流 I30=S30/ 3 UN UN額定電壓 對(duì)單臺(tái)電機(jī)，白熾燈，電熱設(shè)備，電爐變壓器等，設(shè)備的額定容量的值就是計(jì)算負(fù)荷，即： Pe= PN 對(duì)單臺(tái)反復(fù)短時(shí)工作制的設(shè)備末期額定容量均作為計(jì)算符合，不過對(duì)于吊車，如Jc25% ，電焊機(jī)Jc100%，那么相應(yīng)的換算為25%或100%的設(shè)備容量。 對(duì)多組用電設(shè)備的符合計(jì)算那么應(yīng)采用以下步驟： 將用電設(shè)備分組，求出各用電設(shè)備的總額定容量。 查出各組用電設(shè)備響應(yīng)的需要系數(shù)及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)那么： P30 1

9、.= Kd 1 . PN 1 Q30 1 .= P30 1 . tan1 P30 2 .= Kd 2 . PN 2 Q30 2 .= P30 2 . tan2 于是 P30= iP. 30 Q30= iQ. 30 S30=230230Q P 的計(jì)算負(fù)荷。 用需要系數(shù)法求車間或全廠計(jì)算符合時(shí)，需要在各級(jí)配電點(diǎn)乘以同時(shí)系數(shù)Ki，Ki取值一般為0.850.95，但是他們的連乘積建議不小于0.8，由于愈趨向電流端，負(fù)荷愈平穩(wěn)，所以對(duì)應(yīng)的Ki也愈大，根據(jù)以上負(fù)荷計(jì)算的原那么，得到負(fù)荷計(jì)算表如表1 由工廠各車間設(shè)備進(jìn)行工廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)得計(jì)算負(fù)荷具體如下表： 工程設(shè)備容量 需用系數(shù) 功率因數(shù) 負(fù)荷車間號(hào)KVAK

10、dCos有功功率Kw 無功功率Kvar 視在功率KVA類型鑄鋼車間 1000 0.40 0.70 400 408 571砂車 110 0.70 0.60 77 102.4 128小計(jì) 1110 477 510.4 699鉚焊 1200 0.30 0.15 360 713 7991#水泵房28 0.75 0.80 21 15 28小計(jì) 1228 381 728 827空壓站 390 0.85 0.75 332 292 442機(jī)修車間 150 0.25 0.65 38 57 69鍛造車間 220 0.30 0.65 66 100 120木型車間 185.85 0.35 0.60 65 87 108

11、制材場(chǎng) 20 0.28 0.60 6 7 9綜合樓 20 0.90 1.00 18 0 18小計(jì) 985.85 525 543 324鍋爐房 300 0.75 0.80 225 169 281倉庫 88.12 0.30 0.65 26 31 40污水提升站 14 0.65 0.80 9 7 112#水泵房28 0.75 0.80 21 16 26小計(jì) 430 281 223 359電弧爐 2*1250 0.90 0.87 2250 1283 2590工頻爐 2*3OO 0.80 0.91 480 23 532空壓機(jī) 2*250 0.85 0.90 425 264 500小計(jì) 3600 3155

12、 1777 3621用電名稱計(jì)算負(fù)荷類800 936 1231 類類類類類NO.1 2000 0.40 0.65 鑄鋼車間千伏高壓負(fù)荷 由以上電力負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表可得：P30.i=5646.2Kw Q30.i=4712.2 Kvar 取 KP=0.92 KQ=0.95 那么有 有功功率 P30=KP P30.i=0.92 × 5646.2 = 5194.4 Kw 無功功率 Q30=KQQ30.i=0.95 × 4712.2 = 4476.6 Kvar 視在功率 S30=230230Q P =6857.4 KVA 第二章 功率因數(shù)補(bǔ)償和變壓器選擇 在工廠系統(tǒng)中，絕大多數(shù)用電設(shè)備都具

13、有電感的特性，這些設(shè)備不僅需要從電力系統(tǒng)中吸收有功功率，還要吸收無功功率，以產(chǎn)生這些設(shè)備正常工作所必要的交變磁場(chǎng)，然而在輸送有功功率一定的情況下，無功功率增大，就會(huì)降低功率因數(shù)，因此功率因數(shù)是衡量工廠供電系統(tǒng)電能利用程度及電氣設(shè)備使用狀況的一個(gè)具有代表性的重要指標(biāo)。 根據(jù)該工廠的實(shí)際設(shè)計(jì)要求，工廠功率因數(shù)補(bǔ)償采用集中補(bǔ)償為主，對(duì)其他電氣設(shè)備采用就地補(bǔ)償。 一 功率因數(shù)的分析 對(duì)于新廠，在最初設(shè)計(jì)時(shí)，補(bǔ)償容量可按下式確定 QC =P30 tantan tan 補(bǔ)償前平均功率因數(shù)角Cos對(duì)應(yīng)的正切值 tan補(bǔ)償后功率因數(shù)角tan對(duì)應(yīng)的正切值 P30 設(shè)計(jì)時(shí)求得的平均負(fù)荷KW 由于Cos= 0.76

14、 達(dá)不到電業(yè)部門對(duì)本工廠用電的要求，故要在變壓器的低壓側(cè)進(jìn)行無功補(bǔ)償，這里我取 Cos= 0.93。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.76 提高到 0.93 低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容的容量為 QC =P30 tantan =5194.4( tanarccos0.76tanarccos0.93 ) =2389.2 Kvar 補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的視在計(jì)負(fù)荷為 30S = 230230 CQ Q P =5598.2 KVA 變壓器的功耗為 ?PT0.015S30(2)=0.015×5641.5=83.973 Kw QT0.06S30(2)=0.06×5641.5=335.9 Kvar 變電所

15、高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為 P30(2)=P30 +PT=5278 Kw Q30(2)=(Q30QC)+ QT=2423.3Kvar S30(2)=2) 2 ( 302) 2 ( 30Q P =5807.7 KVA 補(bǔ)償后工廠的功率因數(shù)為 Cos=P30(2)/S30(2)=0.908 二 變壓器的選擇 2 1 變壓器的分類 變壓器分類方法比擬多，按功能分有升壓變壓器和降壓變壓器；按相數(shù)分有單相和三相兩類；按繞組導(dǎo)體的材質(zhì)分有銅繞組變壓器；按冷卻方式和繞組絕緣分有油浸式、干式兩大類，其油浸式變壓器又有油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、油浸水冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式等，而干式變壓器又有繞注式、開啟式、沖七式SF6

16、等；按用途分又可分為普通變壓器和特種變壓器。 22 變壓器臺(tái)數(shù)確實(shí)定 在選擇變壓器時(shí)，應(yīng)選用低損耗節(jié)能型變壓器，如S9 系列或S10 系列。變壓器需安裝在樓內(nèi)時(shí)，那么應(yīng)選擇干式變壓器。在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器平安的場(chǎng)所，應(yīng)選擇密閉型變壓器或防腐蝕型變壓器。變壓器臺(tái)數(shù)的選擇應(yīng)考慮以下原那么： 1 滿足用電負(fù)荷對(duì)可靠性的要求。在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中，宜選擇兩臺(tái)主變壓器，當(dāng)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上比擬合理時(shí)，主變壓器也可選擇多于兩臺(tái)。三級(jí)負(fù)荷一般選擇一臺(tái)主變壓器，如果負(fù)荷較大時(shí)，也可選擇兩臺(tái)主變壓器。 2 對(duì)負(fù)荷變化較大宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，應(yīng)選擇兩臺(tái)變壓器。 3 在選擇變電所主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)

17、，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的開展，留有擴(kuò)展增容的余地。 23 器容量確定 1、 單臺(tái)變壓器容量確實(shí)定 單臺(tái)變壓器的額定容量Sn 應(yīng)能滿足全部用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷Sc,留有余量，并考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，即： Sn=(1.151.4)Sc 工廠車間變電所中，單臺(tái)變壓器容量不宜超過1000KVA，對(duì)裝設(shè)在二層樓以上的干式變壓器，其容量不宜大于630KVA。 2、 裝有兩臺(tái)變壓器容量確實(shí)定 任意一臺(tái)變壓器容量Sn 應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件： 當(dāng)任意一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的60%70%的要求。 Sn=0.60.7Sc 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷Sc(+)的需要 SnSc(+) 3

18、5KV 主變壓器的選擇 型號(hào) 額定 容量 /KVA 額定電 壓/Kv 損耗/W 阻抗電壓(%) 聯(lián)結(jié) 組別 尺寸/mm 長×寬×高 高壓 低壓 空 載 負(fù) 載 7.5 Yd11 3100×2230×3520 SZ7 6300 35 10.5 8200 41000 10kv 車間變壓器的選擇 1一號(hào)車間變壓器的選擇 NO.1 和NO.2 為二類負(fù)荷且容量都大于或接近1000KVA所以要考慮裝設(shè)兩臺(tái)變壓器選擇方法 每臺(tái)變壓器的容量SN.T 應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件： 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足計(jì)算負(fù)荷S30 的大約60% 70%的需要，即 SN.T=0.60.

19、7S30 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即 SN.T=S30(+) 故有主變的容量 SN.T =0.60.7×1273 =738 861 KVA 即選擇兩臺(tái)型號(hào)為SL7-800/10 2 二號(hào)車間選擇兩臺(tái)型號(hào)為SL7-500/10 3 三號(hào)車間變電所主變壓器的選擇 根據(jù)Sc=824.8KVAR,設(shè)計(jì)要求三號(hào)車間變電所設(shè)置一臺(tái)變壓器，按總?cè)萘康倪x擇即選擇變壓器的型號(hào)為SL7-1000/10 變壓器一臺(tái)。 4四號(hào)車間變電所主變壓器的選擇 根據(jù) Sc=721.07KVAR,設(shè)計(jì)要求四號(hào)車間變電所設(shè)置一臺(tái)變壓器，按總?cè)萘康倪x擇即選擇變壓器的型號(hào)為SL7-800/10

20、變壓器一臺(tái)。 5五號(hào)車間變電所主變壓器的選擇 根據(jù)Sc=393.67KVAR,設(shè)計(jì)要求五號(hào)車間變電所設(shè)置一臺(tái)變壓器，按總?cè)萘康倪x擇即選擇變壓器的型號(hào)為SL7-400/10 變壓器一臺(tái)。 各車間變壓器型號(hào)列表 車間 編號(hào) 型 號(hào) 額定容量/KVA 額定電壓/KV 聯(lián)結(jié) 組別 損耗/W 阻抗電壓(%) 高壓 低壓 空載 負(fù)載 NO.1 S9-800/10 800 6 0.4 Yyn0 1400 7500 4.5 NO.2 S9-500/10 500 1200 6200 4.5 NO.3 S9-1000/10 1000 1700 10300 4.5 NO.4 S9-800/10 800 800 43

21、00 4 NO.5 S9-400/10 400 800 4300 4 第三章變電所位置及變電所主接線的選擇 一、 變配電所類型的選擇 本廠為大型企業(yè)所以要設(shè)總降壓變電所和車間變電所選擇原那么根據(jù) 盡量接近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量 進(jìn)出線方便，特別是便于架空線進(jìn)出 接近電源側(cè)，特別是工廠的總降壓變電所和高壓配電所 設(shè)備運(yùn)輸方便，特別是要考慮電力變壓器和高壓成套配電裝置的運(yùn)輸 不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動(dòng)或高溫的場(chǎng)所，無法避開時(shí)，應(yīng)有防震和隔熱的措施 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，無法遠(yuǎn)離時(shí)，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè) 應(yīng)符合國標(biāo)GB500581992?爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境

22、電力裝置設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?的規(guī)定 二、 接線圖的意義和目的 表示電氣設(shè)備的元件與其相互連接順序的圖稱為接線圖，接線圖分為兩類：即二次接線圖及主接線圖。 主接線圖表示電能與電源的分配的用戶的主要電路，在此圖上應(yīng)表示出所有的電氣設(shè)備，有時(shí)更好的說明電力系統(tǒng)的工作，也列入二次接線的元件。 一般來說，主接線圖只表示電氣裝置的相連線因?yàn)槿虢涣麟娏ρb置中的所有三相連接方法是相同的，所接的電氣設(shè)備也一樣，這種圖稱為單線圖， 三、 高壓線路的接線方式 工廠的高壓線路有放射式、樹干式和環(huán)形式等根本接線方式，由于放射式線路之間互不影響，因此供電可靠性高，而且便于自動(dòng)裝置，但是高壓開關(guān)設(shè)備用得較多，而且每臺(tái)高壓斷路器必須

23、裝設(shè)一個(gè)高壓開關(guān)柜，從而使投資增加，而且這種放射式線路發(fā)生故障或檢修時(shí)，該線路所供電的負(fù)荷都要停電。 其他兩種接線方式都各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)該廠實(shí)際情況需要，這里的高壓局部選擇放射式較為適宜，低壓局部也選用放射式接線方式，這樣總的主接線圖確定為放射式。 2.1 對(duì)工廠變電所主接線的要求 1 平安 主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求,能充分保證人身和設(shè)備的平安。 2 可靠 應(yīng)滿足用電設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求。 3 靈活 能適應(yīng)各種不同的運(yùn)行方式，操作檢修方便。 4 經(jīng)濟(jì) 在滿足以上要求的前提下，主接線設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)行管理費(fèi)用低，一般情況下，應(yīng)考慮節(jié)約電能和有色金屬消耗量。 2.3 工

24、廠變電所常用主接線 工廠變電所常用主接線按其根本形式可分為三種類型 1 線路-變壓器組單元接線； 這種接線的優(yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，所用電氣設(shè)備少，配電裝置簡(jiǎn)單節(jié)約了建設(shè)投資。 缺點(diǎn)： 該單元中任一設(shè)備發(fā)生故障或檢修時(shí)，變電所全不停電，可靠性不高。 使用范圍：適用于小容量三級(jí)負(fù)荷、小型工廠或非生產(chǎn)性用戶。 單母線接線； 它可分為單母線不分段接線和單母線分段接線 單母線不分段接線 當(dāng)只有一路電源進(jìn)線時(shí)，常用這種接線 優(yōu)點(diǎn)： 線路簡(jiǎn)單清晰使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性好。操作人員發(fā)生誤操作可能性少。 缺點(diǎn)： 可靠性靈活性差。 使用范圍：可用于對(duì)供電連續(xù)性要求不高的三級(jí)負(fù)荷用戶，或有備用電源的二級(jí)負(fù)荷用戶。 單母線分段

25、接線 當(dāng)有雙電源供電時(shí)，常采用高壓側(cè)單母線分段進(jìn)線 優(yōu)點(diǎn)： 供電可靠性高，操作靈活，除母線故障檢修外，可對(duì)用戶連續(xù)供電。 缺點(diǎn)： 母線故障或檢修時(shí)，仍用50%左右的用戶停電。 使用范圍：在具有兩路電源進(jìn)線時(shí)，采用單母線分段進(jìn)線，可對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷供電，特別是裝設(shè)了備用電源自動(dòng)投入裝置后，更加提高了單母線用斷路器分段接線的供電可靠性。 2 橋式接線。 所謂橋式接線是指在兩路電源進(jìn)線之間跨接一個(gè)斷路器，猶如一擰饕?有內(nèi)橋式接線和外橋式接線。斷路器跨在進(jìn)線斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，稱為內(nèi)橋式接線，假設(shè)斷路器跨在進(jìn)線斷路器的外側(cè)，靠近電源側(cè)，稱為外橋式接線。 橋式接線的特點(diǎn) 1 接線簡(jiǎn)單 高壓側(cè)無母線，

26、沒有多余設(shè)備 2 經(jīng)濟(jì) 由于不需設(shè)母線，4 個(gè)回路只用了3 只斷路器，省去了12臺(tái)斷路器，節(jié)約了投資。 3 可靠性高 無論那條回路故障或檢修，均可通過倒閘操作迅速切除該回路，不致使二次側(cè)母線長時(shí)間停電。 4 平安 每臺(tái)斷路器兩側(cè)均裝有隔離開關(guān)，可行成明顯的斷開點(diǎn)，以保證設(shè)備平安檢修。 5 靈活 操作靈活，能使用多種運(yùn)行方式。 使用范圍： 對(duì)工廠 35KV 及以上總降壓變電所，有兩路電源供電及兩臺(tái)變壓器時(shí)，一般采用橋式接線。 第四章 短路電流的計(jì)算 一、短路的原因 短路發(fā)生的主要原因是電力系統(tǒng)中電器設(shè)備載流導(dǎo)體的絕緣損壞。造成絕緣損壞的原因主要有設(shè)備絕緣自然老化，操作過電壓，大氣過電壓，絕緣受到

27、機(jī)械損傷等。 運(yùn)行人員不遵守操作規(guī)程發(fā)生的誤操作，如帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)，檢修后忘撤除地線合閘等；或鳥獸跨越在裸露導(dǎo)體上，這些也是引起短路的原因。 二、 短路的危害 發(fā)生短路時(shí)，由于短路回路的阻抗很小，產(chǎn)生的短路電流較正常電路大數(shù)十倍，可能高達(dá)數(shù)萬安培甚至數(shù)十萬安培。同時(shí)，系統(tǒng)電壓降低，離短路點(diǎn)越近電壓降低越大。三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的電壓可降低到零。因此，短路將造成嚴(yán)重危害。 1、 短路產(chǎn)生很大的熱量，導(dǎo)體溫度升高，將絕緣損壞。 2、 短路產(chǎn)生巨大的電動(dòng)力，使電氣設(shè)備受到機(jī)械損傷壞。 3、 短路使系統(tǒng)電壓嚴(yán)重降低，電器設(shè)備正常工作受到破壞。例如異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與外施電壓的平方成正比，當(dāng)電壓降低時(shí)

28、，其轉(zhuǎn)矩降低使轉(zhuǎn)速減慢，造成電動(dòng)機(jī)過熱燒壞。 4、 短路造成停電，給國民經(jīng)濟(jì)帶來損失，給人民生活帶來不便。 5、 嚴(yán)重的短路將影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使并列的同步發(fā)電機(jī)失步，造成系統(tǒng)解列，甚至崩潰。. 6、 單相短路產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)，對(duì)附近的通信線路和弱點(diǎn)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，影響其正常的工作。 由上可見，短路產(chǎn)生的后果極其嚴(yán)重。在供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中應(yīng)采用有效措施，設(shè)法消除可能引起短路的一切原因。同時(shí)為了減輕短路的嚴(yán)重后果和防止故障擴(kuò)大，需要計(jì)算短路電流，以便正常的選擇和校驗(yàn)各種電器設(shè)備，計(jì)算和整定保護(hù)短路的繼電器保護(hù)裝置和選擇限制短路電流設(shè)備如電抗器等 由此可見斷路的后果是非常嚴(yán)重的，

29、因此必須設(shè)法消除可能引起短路的一切因素，同時(shí)需要進(jìn)行斷路電力計(jì)算，以便正確地選擇電氣設(shè)備，使電氣設(shè)備具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，以保證在發(fā)生可能有的最大斷路電流時(shí)不致?lián)p壞，為了選擇切除短路故障的無關(guān)電器，整定短路保護(hù)的繼電器保護(hù)和選擇限制短路電流的元件等也必須計(jì)算短路電流。 三、短路電流計(jì)算 短路電流的計(jì)算方法有歐姆發(fā)、標(biāo)么值法、短路容量法，根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，我們選擇了表么值法。 按表么值法進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，一般是先確定基準(zhǔn)容量Sd 和基準(zhǔn)電壓Ud 基準(zhǔn)容量的選取是任意的，但工程上通常取S=100MVA 基準(zhǔn)電壓，通常去元件所在處的短路計(jì)算電壓，即取Ud=Uc 確定了基準(zhǔn)容量和基準(zhǔn)電壓以

30、后電流可按下試計(jì)算 dI =ddus3 計(jì)算電抗按下式計(jì)算 dddIUX3 下面分別介紹供電系統(tǒng)各主要元件電抗標(biāo)么值的計(jì)算 取 MVA Sd100 ， Uc Ud 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值 ssussuXXXddd ddSS 22 電力變壓器的電抗表么值 nd ktsu ux2100% nd k dss u u 100%1002 電抗器的電抗標(biāo)什么值 23100%ddN LN L LLUSIU XX 短路電流中所有元件的電抗的標(biāo)么值求出來后，就利用其他等效電路進(jìn)行電路化簡(jiǎn)，計(jì)算總的電抗標(biāo)么值X ，由于個(gè)元件電抗的采用相對(duì)值，與短路計(jì)算點(diǎn)無關(guān)，因此無需進(jìn)行換算。 短路點(diǎn)的計(jì)算: Sj=100MV&#

31、183;A 對(duì) 于 K) 3 (1點(diǎn) , 取 U1 j=37KV, 那么I1 j=37 3100=1.56KA 對(duì)于K) 3 (2點(diǎn),取U2 j=10.5KV,那么I2 j=5 . 10 3100=5.5KV 最大運(yùn)行方式及最小運(yùn)行方式下,系統(tǒng)電抗X*M及X*m各為 X *1M=S) 3 (max kjSS=200100=0.5 Xm 1=) 3 (min kSSj=175100=0.571 X*2=x01l1=21 avUSj=0.4 8237100 =0.23 (35KV 供電線路電抗) X*3=ejdSSu100%=1005 . 73 . 6100 =1.19 (總降主變壓器電抗) 求短

32、路電流的周期分量，沖擊電流及短路容量 最大運(yùn)行方式：I)* 3 (1 m z =*11MX=73 . 01=2 I) 3 (1 M z =I) 3 (1 M z I1 j=2 1.56=3.12 KA i) 3 (1 M sh ) 3 (1 M z =2.55 3.12=7.956 KA I) 3 (1 M sh =686 . 1) 3 (1 M shi=686 . 145 . 5=3.23 KA S)* 3 (1 M k = I)* 3 (1 m z Sj=1.37 100=200 MVA 最小運(yùn)行方式：I)* 3 (1 m z =*11mX=801 . 01=1.751 I) 3 (1 m

33、 z = I)* 3 (1 m z I1 j=1.25 1.56=2.731 KA 對(duì)于k) 3 (2處 X*2M=X*1M+X*3=0.73+1.19=1.92 X*2m=X*1m+X*3=0.801+1.19=1.991 I)* 3 (2 M z =*21Mx=92 . 11=0.52 I)* 3 (2 m z =*21mX=991 . 11=0.502 I) 3 (2 M z = I)* 3 (2 M z I2 j=0.52 5.5=2.86 KA I)* 3 (2 m z I2 j=0.502 5.5=2.761 KA i) 3 (2 M sh = I) 3 (2 M z =1.84

34、4.1525=5.2624 KA I) 3 (2 M sh =686 . 1) 3 (2 M shi=686 . 159 . 10=6.28 KA S) 3 (2 M k = I)* 3 (2 M z Sj=0.52 100=52 KVA 第五章 導(dǎo)線截面的選擇 一、電線、電纜截面選擇 35KV 線路 對(duì)于35KV 的架空線路，我們采用經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇導(dǎo)線截面 根據(jù)我們規(guī)定的導(dǎo)線和電纜經(jīng)濟(jì)電流密度表，即jec 表， 如下表所示： 線路類別 導(dǎo)線材料 年最大負(fù)荷利用小時(shí) 3000H 以下 3000H5000H 5000H 以上 架空線 鋁 1.65 1.15 0.90 銅 3.00 2.25

35、1.75 電纜 鋁 1.92 1.73 1.54 銅 2.50 2.25 2.00 二、濟(jì)電流密度選擇原那么從兩方面考慮 1、選擇截面越大，電能損耗就越小，但是線路投資，有色金屬消耗量及維修管理費(fèi)用就越高。 2、選擇小，線路投資，有色金屬消耗量及維修管理費(fèi)用既然底，但電能損耗大。從全面的經(jīng)濟(jì)效益考慮，使線路的年運(yùn)行費(fèi)用接近最小的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面，用符號(hào)Sec 表示。 對(duì)應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度，用符Jec 號(hào)表示。 公式為 ： ecS =eccjI 式中，cI 為線路計(jì)算電流 本設(shè)計(jì)的導(dǎo)線截面的選擇的計(jì)算如下： 1 35KV 架空線選擇經(jīng)濟(jì)截面 cI =NUS3=35 34

36、 . 2687 9 . 56912 2=103.8A 查表可知：Jec=0.9A 2 選擇導(dǎo)線截面95 mm2即型號(hào)為LGJ-95 鋼芯鋁鉸線 Ial=335A> Ic=103.8A 所以滿足發(fā)熱條件 校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度 35KV 架空鋁鉸線的機(jī)械強(qiáng)度最小截面為Smin=35mm2UW。N 例如在 10KV 的線路中，應(yīng)選擇額定電壓為 10KV 的電氣設(shè)備，380V 系統(tǒng)中應(yīng)選擇額定電壓為380V0.4KV或500V 的電氣設(shè)備。 3 按最大負(fù)荷電流選擇電氣設(shè)備的額定電流 電氣設(shè)備的額定電流IN 應(yīng)不小于實(shí)際通過它的最大負(fù)荷電流Imax(或計(jì)算電流Ic),即： INImax 或INIc 4 按

37、短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度 電氣設(shè)備在短路故障條件下必須具有足夠的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度，電氣設(shè)備按短路故障條件下進(jìn)行校驗(yàn)，就是要按最大可能的短路電流校驗(yàn)設(shè)備的動(dòng)、熱穩(wěn)定度，以保證電氣設(shè)備在短路故障時(shí)不至于損壞。校驗(yàn)公式為： 動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn) imaxish(3) 或ImaxIsh(3) 式中，imax 為電氣設(shè)備的極限通過電流峰值；Imax 為電氣設(shè)備的極限通過電流有效值。 熱穩(wěn)定度校驗(yàn) I2tI(3)2tmin 式中，It 為電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定電流；t 為熱穩(wěn)定時(shí)間。 5 開關(guān)電器必須校驗(yàn)斷流能力 開關(guān)電器設(shè)備的斷流容量不小于安裝地點(diǎn)的最大三相短路容量，即： IocIk(3)max 或

38、SocSkmax 高壓開關(guān)柜的選擇為了保證高壓電器的可靠運(yùn)行，高壓電器應(yīng)按以下原那么選擇 1 按正常工作條件，及電壓，電流頻率、開關(guān)電流選擇 2 按短路條件，及動(dòng)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和持續(xù)時(shí)間校驗(yàn) 3 按環(huán)境溫度、濕度、海拔、介質(zhì)狀態(tài)等選擇。 4 按各類高壓電器的不同點(diǎn)，如短路器的操作性能，互感器的二次側(cè)負(fù)載和準(zhǔn)確等級(jí)，熔斷器的上下級(jí)選擇性配合等運(yùn)行選擇 35KV 高壓開關(guān)柜及柜內(nèi)元?dú)饧倪x擇 高壓開關(guān)柜的選擇為了保證高壓電器的可靠運(yùn)行，高壓電器應(yīng)按以下原那么選擇 1按正常工作條件，及電壓，電流頻率、開關(guān)電流選擇 2按短路條件，及動(dòng)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和持續(xù)時(shí)間校驗(yàn) 3按環(huán)境溫度、濕度、海拔、介質(zhì)狀態(tài)等選擇。 4按各類高壓電器的不同點(diǎn)，如短路器的操作性能，互感器的二次側(cè)負(fù)載和準(zhǔn)確等級(jí)，熔斷器的上下級(jí)選擇性配合等運(yùn)行選擇 以下我們以高壓開關(guān)柜為單位進(jìn)行開關(guān)柜及柜內(nèi)電器的選擇，開關(guān)柜均選擇手車式開關(guān)柜GFC-35 型 1、電流互感器的選擇