35KV變電站的選型設(shè)計(jì)

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）（說(shuō) 明 書(shū)）題 目： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： XXXXX職業(yè)技術(shù)學(xué)院2014年5月8日XXXXX職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書(shū)姓名 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 2014 年 2 月 18 日設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始日期 2014 年 2 月 25 日設(shè)計(jì)（論文）完成日期 2014 年 4 月 30 日設(shè)計(jì)（論文）題目： 指 導(dǎo) 教 師 院（部） 主 任 2014 年5 月8日XXXXX職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)記錄 電力工程 學(xué)院 專(zhuān)業(yè)，學(xué)生 于2014年 6 月 10 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。設(shè)計(jì)題目： 專(zhuān)題（論文）題目： 指導(dǎo)老師： 答

2、辯委員會(huì)根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會(huì)討論評(píng)定，給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?yōu)?。答辯委員會(huì) 人，出席 人答辯委員會(huì)主任（簽字）： 答辯委員會(huì)副主任（簽字）： 答辯委員會(huì)委員： ， ， ， ， ， , 。XXXXX職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)第 頁(yè)共 頁(yè)學(xué)生姓名： 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 年級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 評(píng) 閱 人： 指導(dǎo)教師： （簽字） 2014 年6 月12日成 績(jī)： 系（科）主任： （簽字） 2014 年6 月12日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）及答辯評(píng)語(yǔ)： 摘 要電力是當(dāng)今世界使用最為廣泛、地位最為重要的能源。變電站（Substation）是電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)

3、用中的重要組成部分，它直接影響著整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶(hù)的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。變電站是供電系統(tǒng)的樞紐，它通過(guò)變壓器將進(jìn)線(xiàn)電壓變成用戶(hù)需要的各級(jí)電壓，以滿(mǎn)足供電需求，在生產(chǎn)和生活中占據(jù)著重要的作用。本課題來(lái)源于神火集團(tuán)泉店煤礦35KV變電站建設(shè)需要，并結(jié)合工作實(shí)際進(jìn)行35KV變電站的初步一次設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)以實(shí)際負(fù)荷為依據(jù)，以變電站的最佳運(yùn)行為基礎(chǔ)，按照有關(guān)規(guī)定和規(guī)范，完成了滿(mǎn)足該區(qū)供電要求的35KV變電站的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)中先對(duì)負(fù)荷進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與計(jì)算，選出了所需的主變型號(hào)；然后根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)及對(duì)供電可靠性要求擬定主接線(xiàn)設(shè)計(jì)?？紤]到短路對(duì)系統(tǒng)的嚴(yán)重影響，進(jìn)行了短路計(jì)算

4、。設(shè)計(jì)中還對(duì)主要高壓電器設(shè)備進(jìn)行了選擇與計(jì)算，如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電壓互感器、電流互感器等。此外還進(jìn)行了防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)和計(jì)算提高了整個(gè)變電所的安全性。從而完成了35kV電氣一次部分的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：變電站，變壓器，接線(xiàn)，總體設(shè)計(jì)。第一章 引言1.1我國(guó)目前電力工業(yè)的發(fā)展方針變電站是接受電能、變換電壓、分配電能的環(huán)節(jié)，是供配電系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電力系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)，變壓器，輸電線(xiàn)路，用電設(shè)備（負(fù)荷）組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過(guò)電的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。電力系統(tǒng)中的這些互聯(lián)元件可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)是電力元件，它們對(duì)電能進(jìn)行生產(chǎn)（發(fā)電機(jī)），變換（變壓器，整

5、流器，逆變器），輸送和分配（電力傳輸線(xiàn)，配電網(wǎng)），消費(fèi)（負(fù)荷）；另一類(lèi)是控制元件，它們改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)器，調(diào)速器以及繼電器等。電氣主接線(xiàn)是發(fā)電廠變電站的主要環(huán)節(jié)，電氣主接線(xiàn)的擬定直接關(guān)系著全廠（所）電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，是變電站電氣部分投資大小的決定性因素。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展，電能需求迅速增長(zhǎng)，我國(guó)電網(wǎng)的規(guī)模日益擴(kuò)大。做好供配電工作，對(duì)促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)、降低產(chǎn)品成本、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化和工業(yè)現(xiàn)代化都有著十分重要的意義。而供電的中斷將使生產(chǎn)停頓，生活混亂，甚至危及人身和設(shè)備安全，形成十分嚴(yán)重的后果。停電給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電

6、力系統(tǒng)本身的損失。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行首先要滿(mǎn)足可靠，持續(xù)供電的要求。我國(guó)目前電力工業(yè)的發(fā)展方針是：1. 在發(fā)展能源工業(yè)的基本方針指導(dǎo)下發(fā)展電力工業(yè)。 2. 電力工業(yè)發(fā)展速度必須與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度相適應(yīng)。 3. 發(fā)揮水電優(yōu)勢(shì)，加快水電建設(shè)。 4. 建設(shè)大型礦口電廠，搞好煤、電、運(yùn)平衡。 5. 在煤，水能源缺乏地區(qū)，有重點(diǎn)有步驟地建設(shè)核電廠。 6. 政企分開(kāi)，省為實(shí)體，聯(lián)合電網(wǎng)，統(tǒng)一調(diào)度，集資辦電。 7. 因地制宜，多能互補(bǔ)，綜合利用，講求利益。 8. 節(jié)約能源，降低消耗。9. 重視環(huán)境保護(hù)，積極防止對(duì)環(huán)境的污染。1.2 變電站主要構(gòu)成及分類(lèi) 變電站構(gòu)成變電站由一次回路和二次回路構(gòu)成。一次回路：配

7、電系統(tǒng)中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱(chēng)為一次回路，也稱(chēng)為主電路或主接線(xiàn)。一次電路中所有的設(shè)備稱(chēng)為一次設(shè)備，如變壓器、斷路器、互感器等。 1. 變換設(shè)備。按電力系統(tǒng)的要求，改變電壓或電流大小的設(shè)備，如變壓器、斷路器、互感器等。2. 控制設(shè)備。用來(lái)控制一次電路通斷的設(shè)備，如高低壓斷路器、開(kāi)關(guān)等。 3. 保護(hù)設(shè)備。用來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)電流和過(guò)電壓保護(hù)的設(shè)備，如熔斷器。 4. 補(bǔ)償設(shè)備。用來(lái)補(bǔ)償電力系統(tǒng)中無(wú)功功率以提高功率因數(shù)的設(shè)備。如并聯(lián)電容器等。 5. 成套設(shè)備。為了節(jié)省空間，按一次電路接線(xiàn)方案的要求，將有關(guān)的一次設(shè)備及其二次設(shè)備組合成一體的電氣裝置，如高低壓開(kāi)關(guān)柜、低壓配電箱等。 二次回路：凡

8、用到來(lái)控制、指示、監(jiān)測(cè)和保護(hù)一次設(shè)備運(yùn)行的電路，稱(chēng)為二次回路，也叫二次接線(xiàn)。二次回路中所有的電氣設(shè)備稱(chēng)為二次設(shè)備，如儀表、繼電器、操作電源等。變電站的分類(lèi)變電站根據(jù)它在系統(tǒng)中的地位，可分為下列幾類(lèi)：1. 樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點(diǎn)，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個(gè)部分，匯集多個(gè)電源，電壓為330500kV的變電站，稱(chēng)為樞紐變電站。全站停電后，將引起系統(tǒng)解列，甚至出現(xiàn)癱瘓。2. 中間變電站高壓側(cè)以交換潮流為主，起系統(tǒng)交換功率的作用，或使長(zhǎng)距離輸電線(xiàn)路分段，一般匯集23個(gè)電源，電壓為220330kV，同時(shí)又降壓供當(dāng)?shù)赜秒?，這樣的變電站起中間環(huán)節(jié)的作用，所以叫中間變電站。全站停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)解

9、列。3. 地區(qū)變電站高壓側(cè)一般為110220kV，向地區(qū)用戶(hù)供電為主的變電站，這是一個(gè)地區(qū)或城市的主要變電站。全站停電后，僅使該地區(qū)中供電。 4. 終端變電站在輸電線(xiàn)路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)電壓為110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶(hù)供電的變電站，即為終端變電站。全站停電后，只是用戶(hù)受到損失。第二章 負(fù)荷計(jì)算與變壓器的選擇2.1負(fù)荷分級(jí)與負(fù)荷曲線(xiàn) 供電負(fù)荷分級(jí)及其對(duì)供電的要求根據(jù)用電設(shè)備在工藝生產(chǎn)中的作用，以及供電中斷對(duì)人身和設(shè)備安全的影響，電力負(fù)荷通?？煞譃槿齻€(gè)等級(jí)：一級(jí)負(fù)荷：為中斷供電將造成人身傷亡，或重大設(shè)備損壞難以修復(fù)帶來(lái)極大的政治經(jīng)濟(jì)損失者。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電源供電。神火集團(tuán)泉店煤

10、礦屬于國(guó)有能源部門(mén)，其中斷供電將有可能造成人員傷亡及重大經(jīng)濟(jì)損失，屬于一級(jí)負(fù)荷。 二級(jí)負(fù)荷：為中斷供電將造成設(shè)備局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂且需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)造成較大經(jīng)濟(jì)損失者。二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線(xiàn)路供電，但當(dāng)兩回線(xiàn)路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)）允許由一回架空線(xiàn)路供電。 三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的一般電力負(fù)荷，三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求，允許長(zhǎng)時(shí)間停電，可用單回線(xiàn)路供電。神火集團(tuán)泉店煤礦屬于比較重要的工業(yè)部門(mén)，其供配電采用三條進(jìn)線(xiàn)，下設(shè)三個(gè)35KV的電力變壓器，平常用一臺(tái)主變，當(dāng)?shù)叵滤S富的春夏季一般采用兩臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用。 負(fù)荷曲線(xiàn)年最大負(fù)荷：就是指一年中典型日負(fù)荷曲

11、線(xiàn)（全年至少出現(xiàn)3次的最大工作班負(fù)荷曲線(xiàn)）中的最大負(fù)荷，即30min內(nèi)消耗電能最大時(shí)的平均負(fù)荷。如圖2-1所示，分別用符號(hào)、表示年有功、無(wú)功和視在最大負(fù)荷。年最大負(fù)荷小時(shí)是這樣一個(gè)假想時(shí)間，電力負(fù)荷按照年最大負(fù)荷持續(xù)運(yùn)行時(shí)間所消耗的電能恰好等于該電力負(fù)荷全年實(shí)際消耗電能。如圖2-2所示，年最大負(fù)荷延伸到的橫線(xiàn)與兩坐標(biāo)軸所包圍的矩形面積，恰好等于年負(fù)荷曲線(xiàn)與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積，既全年實(shí)際消耗的電能。如圖2-2所示，年最大負(fù)荷延伸到的橫線(xiàn)與兩坐標(biāo)軸所包圍的矩形面積，恰好等于年負(fù)荷曲線(xiàn)與兩坐標(biāo)軸所包圍的面積，既全年實(shí)際消耗的電能。因此年最大負(fù)荷利用小時(shí)： ， h （2-1）式中全年消耗的有功電能，

12、kw.h 。而一般計(jì)算礦用最大負(fù)荷利用小時(shí)可以用公式近似計(jì)算： （2-2）其中W既為礦井年產(chǎn)煤量（萬(wàn)噸/年），神火集團(tuán)泉店煤礦年產(chǎn)量設(shè)計(jì)為120萬(wàn)噸，實(shí)際年產(chǎn)量106萬(wàn)噸。為三班制企業(yè)，按公式2-2計(jì)算其年耗電量為4000小時(shí)左右。2.2 負(fù)荷計(jì)算 變電站的負(fù)荷計(jì)算表2.1 用電負(fù)荷統(tǒng)計(jì)序號(hào)負(fù)荷名稱(chēng)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（KW）負(fù)荷類(lèi)別1主扇風(fēng)機(jī)1000I2副井絞車(chē)1000I3一水平中央900I4二水平中央1000I5低壓變700II6四姬變電所1400I7瓦斯抽放900I8壓風(fēng)機(jī)1000I合計(jì)7900I 負(fù)荷計(jì)算1.有功功率 P =K1P=0.85×7900=6715KW2.無(wú)功功率 Q = K

13、1Q=K1×Ptg=0.85×7900×0.82=5506.Kvar3.視在功率 S 1= =8683KVA4.自然功率因數(shù)： Cos= P /S= 6715/8683 = 0.77式中：K1同時(shí)系數(shù)按0.85取。 電力系統(tǒng)中的無(wú)功功率就是要使系統(tǒng)中無(wú)功電源所發(fā)出的無(wú)功功率與系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷及網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)功損耗相平衡；按系統(tǒng)供電負(fù)荷的功率因數(shù)達(dá)到0.9考慮無(wú)功功率平衡。變電站所供負(fù)荷的總數(shù)：P=7900KW變電站所供I類(lèi)負(fù)荷總數(shù)：PI=7200KWI類(lèi)負(fù)荷占總負(fù)荷的百分比：= PI/ P=72007900×100%=91%變電站所供II類(lèi)負(fù)荷總數(shù)：PII=7

14、00KWII類(lèi)負(fù)荷占總負(fù)荷的百分比：= PII /P=7007900×100%=9%為確保煤礦供電的安全性，以上八類(lèi)負(fù)荷均按雙回路設(shè)計(jì)。 負(fù)荷性質(zhì)表2.2 負(fù)荷性質(zhì)分析結(jié)果表負(fù)荷等級(jí)負(fù)荷值（KW）占總負(fù)荷百分比（%）I720091II70092.3 主變壓器選型為了保證煤礦供電，主變壓器應(yīng)選用一主一備，在一臺(tái)主變壓器故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器必須保證煤礦的安全生產(chǎn)用電的原則。根據(jù)煤礦電工手冊(cè)取事故負(fù)荷保證系數(shù)則每臺(tái)變壓器為：kVA考慮到本礦區(qū)的發(fā)展情況，礦井不斷延伸，負(fù)荷不斷增加，選用SF710000/35型電力變壓器兩臺(tái)，作為主變壓器。SF-10000/35型電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)如

15、下： 表2.3 SF-10000/35型電力變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)容量kVA高壓額定值kV低壓額定值kV阻抗電壓空載電流空載損耗kW負(fù)載損耗kW10000356.37.50.813.653礦井變電所主變壓器兩臺(tái)采樣分列同時(shí)運(yùn)行，所以主變壓器損耗計(jì)算如下： 有功損耗： kW無(wú)功損耗： kvar由以上計(jì)算，則35千伏母線(xiàn)總負(fù)荷為： kW kvar Kva2.4 氣象條件本所在地區(qū)的年最高溫度為, 年平均氣溫為,年最熱月平均最高氣溫為, 年最熱月平均氣溫為, 年最熱月地下0.8m處平均溫度為.當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng), 年雷暴日數(shù)為45。第三章 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)3.1 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)變電站中安裝有各種電氣

16、設(shè)備，并依照相應(yīng)的技術(shù)要求連接起來(lái)。把變壓器、斷路器等按預(yù)期生產(chǎn)流程連成的電路，稱(chēng)為電氣主接線(xiàn)。電氣主接線(xiàn)是各種電器設(shè)備如發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、互感器、母線(xiàn)、電纜、線(xiàn)路等按照一定的要求和順序連接起來(lái)，完成電能的輸送和分配的電路。電氣主接線(xiàn)是傳輸強(qiáng)電流、高電壓的網(wǎng)絡(luò)，故又稱(chēng)為一次接線(xiàn)或電氣主系統(tǒng)。用國(guó)家統(tǒng)一的圖形和文字符號(hào)表示各種電氣設(shè)備，并按工作順序排列，詳細(xì)地表示電氣主接線(xiàn)的全部基本組成和連接關(guān)系的接線(xiàn)圖，稱(chēng)為主接線(xiàn)圖。主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)必須根據(jù)電力系統(tǒng)、發(fā)電廠或變電站的具體情況，全面分析，正確處理好各方面關(guān)系，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，合理地選擇主接線(xiàn)方案。3.2 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)原則 電氣

17、主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本原則為：以下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為依據(jù)，根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行的“安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用、符合國(guó)情”的電力建設(shè)與發(fā)展的方針，嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合工程實(shí)際的具體特點(diǎn)、準(zhǔn)確地掌握原始資料，保證設(shè)計(jì)方案的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。3.3 電氣主接線(xiàn)的設(shè)計(jì)步驟 1. 原始資料的分析,變電站的類(lèi)型：根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用，可分為樞紐變電站、中間變電站、地區(qū)變電站、和終端變電站等類(lèi)型；變電站在電力系統(tǒng)中的地位和作用：分析變電站在系統(tǒng)中處的地位，與系統(tǒng)的聯(lián)系情況，本站停電對(duì)系統(tǒng)供電可靠性的影響等有關(guān)；當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、氣溫、海拔、污染程度、地震烈度等都影響電氣設(shè)備和配電裝置的選擇。變電站今后的發(fā)展方

18、向是向小型化、無(wú)油化、自動(dòng)化方向發(fā)展。2. 對(duì)擬定的各方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，選出最好的方案。各主接線(xiàn)方案都應(yīng)該滿(mǎn)足系統(tǒng)和用戶(hù)對(duì)供電可靠性的要求，在兼顧到今后的擴(kuò)容和發(fā)展前提下，通過(guò)經(jīng)濟(jì)比較，得出最終方案。3. 繪制電氣主接線(xiàn)圖。3.4 電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求1. 可靠性1) 斷路器檢修時(shí)，不宜影響對(duì)系統(tǒng)的供電。 2) 斷路器或母線(xiàn)故障及母線(xiàn)檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)時(shí)間，并要保證對(duì)一級(jí)負(fù)荷及全部或大部分二級(jí)負(fù)荷的供電。 3) 盡量避免發(fā)電廠、變電所全部停運(yùn)的可能性。 4) 大機(jī)組超高壓電氣主接線(xiàn)應(yīng)滿(mǎn)足可靠性的特殊要求。 2. 靈活性 1) 在調(diào)度時(shí)，可以靈活地投入或切除發(fā)電機(jī)、變壓器和線(xiàn)路原件，

19、合理調(diào)配電源和和負(fù)荷。2) 在檢修時(shí)，可以方便地停運(yùn)斷路器、母線(xiàn)及二次設(shè)備，并方便地設(shè)置安全措施，不影響電網(wǎng)的正常運(yùn)行和對(duì)其他用戶(hù)的供電。3. 經(jīng)濟(jì)性 1) 主接線(xiàn)應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以節(jié)約斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備。 2) 要能使繼電保護(hù)和二次賄賂不過(guò)與復(fù)雜，以節(jié)省二次設(shè)備和控制電纜。 3) 要能限制短路電流，以便選擇廉價(jià)的電氣設(shè)備或輕型電器。 4) 占地面積小。 5) 電能損耗小。積經(jīng)濟(jì)合理地選擇變壓器的類(lèi)型、容量、數(shù)量和電壓等級(jí)。4. 發(fā)展性主接線(xiàn)可以容易地從楚漆器接線(xiàn)方式過(guò)渡到最終接線(xiàn)。3.5本站電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)單元接線(xiàn)發(fā)電機(jī)與變壓器直接連接成一個(gè)單元，組成發(fā)電機(jī)變壓器

20、組，稱(chēng)為單元接線(xiàn)。它具有接線(xiàn)簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便，以及因不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓級(jí)母線(xiàn)，使得在發(fā)電機(jī)和變壓器低壓側(cè)短路時(shí)，短路電流相對(duì)于母線(xiàn)，有減小的特點(diǎn)；這種單元接線(xiàn)，避免了由于額定電流或短路電流過(guò)大，使得選擇出口斷路器時(shí)，受到制造條件或價(jià)格甚高等原因造成的困難。 橋形接線(xiàn)當(dāng)只有兩臺(tái)變壓器和兩條輸電線(xiàn)路時(shí)，多采用橋形接線(xiàn)，使用斷路器數(shù)目最少；橋形接線(xiàn)可分為內(nèi)橋式和外橋式；內(nèi)橋式橋連斷路器設(shè)置在變壓器側(cè)，外橋式橋連斷路器則設(shè)置在線(xiàn)路側(cè)。橋連斷路器正常運(yùn)行時(shí)處于閉合狀態(tài)。當(dāng)輸電線(xiàn)路較長(zhǎng)，故障幾率較多，而變壓器又不需經(jīng)常切除時(shí)，用用內(nèi)橋式接線(xiàn)比較合適；外橋式接線(xiàn)則在出線(xiàn)較短，且變壓器隨經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要需

21、經(jīng)常切換，或系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)本廠時(shí)，就更為適宜。外橋接線(xiàn)對(duì)變壓器的切換方便，比內(nèi)橋少兩組隔離開(kāi)關(guān)，繼電保護(hù)簡(jiǎn)單，易于過(guò)渡到全橋或單母分段接線(xiàn)，且投資少，占地面積小，缺點(diǎn)是倒換線(xiàn)路時(shí)操作不方便，變電所一側(cè)無(wú)線(xiàn)路保護(hù)，適用于進(jìn)線(xiàn)短而倒閘次數(shù)少的變電所或變壓器經(jīng)常需要切換的變電站。內(nèi)橋結(jié)線(xiàn)一次側(cè)可設(shè)線(xiàn)路保護(hù)，倒換線(xiàn)路時(shí)操作方便，設(shè)備投資與占地面積無(wú)較全橋少，缺點(diǎn)是操作變壓器和擴(kuò)建成全橋或單母分段不如外橋方便，適用于進(jìn)線(xiàn)距離短，變壓器切換少的終端變電所。橋型接線(xiàn)見(jiàn)圖3.1所示 單母線(xiàn)分段式接線(xiàn)有穿越負(fù)荷的兩回電源進(jìn)線(xiàn)的中間變電站，其受、配電母線(xiàn)以及橋式接線(xiàn)變電站主變二交側(cè)的配電母線(xiàn)，多采用單母分段，

22、多用于具有一二級(jí)負(fù)荷，且進(jìn)出線(xiàn)較多的變電站，不足之處是當(dāng)其中任一段母線(xiàn)需要檢修或發(fā)生故障時(shí)，接于該母線(xiàn)的全部進(jìn)出線(xiàn)均應(yīng)停止運(yùn)行。方案比較：?jiǎn)卧泳€(xiàn)當(dāng)其中一元件發(fā)生故障時(shí)整個(gè)單元都要停電檢修，不能滿(mǎn)足該礦供電的要求。單母線(xiàn)分段接線(xiàn)一般用于進(jìn)出線(xiàn)回路較多的中間變電所。我們?cè)?5千伏側(cè)選用全橋型接線(xiàn)，全橋型接線(xiàn)靈活可靠，也可擴(kuò)展成為單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。而6千伏側(cè)我們則選用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)。綜合比較神火集團(tuán)泉店煤礦的35kv側(cè)采取外橋形式的主接線(xiàn)，而其6kv線(xiàn)路上采取單母分段，共分三段，每段之間用斷路器，隔離開(kāi)關(guān)連接。圖3.2 神火集團(tuán)泉店煤礦供電系統(tǒng)簡(jiǎn)圖第四章 短路電流計(jì)算書(shū)4.1短路電流的計(jì)算短路電流計(jì)

23、算的目的在發(fā)電廠和變電站的電氣設(shè)計(jì)中，短路電流計(jì)算是其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。其計(jì)算的目的主要有以下幾方面：在選擇電氣主接線(xiàn)時(shí)，為了比較各種接線(xiàn)方案，或確定某一接線(xiàn)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。在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(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，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。例如：計(jì)算某一時(shí)刻的短路電流有效值，用以校驗(yàn)開(kāi)關(guān)設(shè)備的開(kāi)斷能力和確定電抗器的電抗值；計(jì)算短路后較長(zhǎng)時(shí)間短路電流有效值，用以校驗(yàn)設(shè)備的熱穩(wěn)定；計(jì)算短路電流沖擊值，用以校驗(yàn)設(shè)備動(dòng)穩(wěn)定。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(xiàn)的相間和相相對(duì)地的安全距離

24、。在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。短路電流計(jì)算的一般規(guī)定1.計(jì)算的基本情況：電力系統(tǒng)中所有電源均在額定負(fù)載下運(yùn)行。所有同步電機(jī)都具有自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置（包括強(qiáng)行勵(lì)磁）。短路發(fā)生在短路電流為最大值時(shí)的瞬間。所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相等。 應(yīng)考慮對(duì)短路電流值有影響的所有元件，但不考慮短路點(diǎn)的電弧電阻。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的作用，僅在確定短路電流沖擊值和最大全電流有效值時(shí)才予以考慮。2.接線(xiàn)方式：計(jì)算短路電流時(shí)所用的接線(xiàn)方式，應(yīng)是可能發(fā)生最大短路電流的正常接線(xiàn)方式（即最大運(yùn)行方式），不能用僅在切換過(guò)程中可能并列運(yùn)行的接線(xiàn)方式。3.計(jì)算容量：應(yīng)按

25、本工程設(shè)計(jì)規(guī)劃容量計(jì)算，考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般考慮工程建成后510年）4.短路種類(lèi)：一般按三相短路計(jì)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單相（或兩相）接地短路較三相短路情況嚴(yán)重時(shí)，則應(yīng)該按嚴(yán)重情況的進(jìn)行校驗(yàn)5.短路計(jì)算點(diǎn)：在正常接線(xiàn)方式中，通過(guò)電器設(shè)備的短路電流為最大的地點(diǎn)，稱(chēng)為短路計(jì)算點(diǎn)。對(duì)于帶電抗器的610KV出線(xiàn)與廠用分支線(xiàn)回路母線(xiàn)至母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)之間的引線(xiàn)、套管時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)該取電抗器前。選擇其導(dǎo)體和電器時(shí)，短路計(jì)算點(diǎn)一般取在電抗器后。短路電流計(jì)算原則在電力系的電氣設(shè)備，在其運(yùn)行中都必須考慮到可能發(fā)生的各種故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)，最常見(jiàn)同時(shí)也是最危

26、險(xiǎn)的故障是發(fā)生各種型式的短路，因?yàn)樗鼈儠?huì)遭到破壞對(duì)用戶(hù)的正常供電和電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。短路是電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障，所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地（對(duì)于中性點(diǎn)接地系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。在三相系統(tǒng)中，可能發(fā)生的短路有：三相短路，兩相短路，兩相接地短路和單相接地短路。其中，三相短路是對(duì)稱(chēng)短路，系統(tǒng)各相與正常運(yùn)行時(shí)一樣仍處于對(duì)稱(chēng)狀態(tài)，其他類(lèi)型的短路都是不對(duì)稱(chēng)短路。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在各種類(lèi)型的短路中，單相短路占大多數(shù)，兩相短路較少，三相短路的機(jī)會(huì)最少。但三相短路雖然很少發(fā)生，其情況較嚴(yán)重，應(yīng)給以足夠的重視。因此，我們都采用三相短路來(lái)計(jì)算短路電流，并檢驗(yàn)電氣設(shè)備的穩(wěn)定性。短路計(jì)算的目的

27、及假設(shè)短路電流計(jì)算是變電所電氣設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。一、短路電流計(jì)算目的1.在選擇電氣主接線(xiàn)時(shí)，為了比較各種接線(xiàn)方案或確定某一接線(xiàn)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。2.在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(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，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。3.在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。4.按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。二、短路計(jì)算基本假設(shè)1.正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)運(yùn)行；2.所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同；3.電力系統(tǒng)中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；4

28、.不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；5.元件的電阻略去，輸電線(xiàn)路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響；6.系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。4.1.5 短路電流的計(jì)算步驟一、設(shè)定基準(zhǔn)值高壓短路電流計(jì)算一般只計(jì)算各元件的電抗，采用標(biāo)幺值進(jìn)行計(jì)算，為了計(jì)算方便選取如下基準(zhǔn)值：基準(zhǔn)容量：Sj = 100MVA基準(zhǔn)電壓：Vg（KV） 35 6.3取 則取=6.3KV 則進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)收集相關(guān)的資料，如電力系統(tǒng)接線(xiàn)圖、運(yùn)行方式和各元件的技術(shù)參數(shù)等。然后繪制計(jì)算電路圖。然后再根據(jù)對(duì)短路點(diǎn)做出等值電路圖，利用網(wǎng)絡(luò)變化規(guī)則，將其逐步簡(jiǎn)化，求出短路回路總電抗。最后根據(jù)總電抗即可求出短路電流值。以下分別討論計(jì)算電路圖、等值電路圖和短路回路總電抗的確定。二、繪制計(jì)算電路7KM圖 4-1 短路電流計(jì)算圖三、短路電流計(jì)算進(jìn)行計(jì)算的物理量，不是用具體單位的值，而是用其相對(duì)值表示，這種計(jì)算方法叫做標(biāo)幺值法。標(biāo)幺值的概念是：某量的標(biāo)幺值=所謂基準(zhǔn)值是衡量某個(gè)物理量的標(biāo)準(zhǔn)或尺度，用標(biāo)幺值表示的物理量是沒(méi)有單位的。供電系統(tǒng)中的元件包括電源、輸電線(xiàn)路、變壓器、電抗器和用戶(hù)電力線(xiàn)路，為了求出電源至短路點(diǎn)電抗標(biāo)幺值，需要逐一地求出這些元件的電抗標(biāo)幺值。最大運(yùn)