學(xué)校供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

學(xué)校供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案系別：計(jì)算機(jī)與信息工程系專業(yè)：班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生：摘要供配電技術(shù)，就是研究電力的供應(yīng)與分配的問(wèn)題。電力，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)、民用住宅、與企事業(yè)單位的主要能源和動(dòng)力，是現(xiàn)代文明的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。沒(méi)有電力，就沒(méi)有國(guó)民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化?，F(xiàn)代社會(huì)的信息化和網(wǎng)絡(luò)化，都是建立在電氣化的基礎(chǔ)之上的。因此，電力供應(yīng)如果突然中斷，則將對(duì)這些用電部門造成嚴(yán)重的和深遠(yuǎn)的影響。故，作好供配電工作，對(duì)于保證正常的工作、學(xué)習(xí)、生活將有十分重要的意義。關(guān)鍵詞:變壓器電氣主接線電氣設(shè)備繼電保護(hù)目錄摘要2目錄31概述42原始資料分析43系統(tǒng)計(jì)算負(fù)荷與無(wú)功功率補(bǔ)償53.1負(fù)荷計(jì)算53.1.1負(fù)荷計(jì)算的容和目的53.1.2計(jì)負(fù)荷的確定63.1.3按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷的公式63.1.4負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果73.2無(wú)功功率補(bǔ)償與其計(jì)算93.2.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?3.2.2無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置93.2.3并聯(lián)電容器的選擇計(jì)算方法103.2.4無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算104變配電所主變壓器與主接線方案的選擇114.1變配電所位置的選擇124.1.1變配電所型式的概述124.2變電所主變壓器的選擇124.2.1變電所主變壓器選型的原則124.2.2變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇124.2.3變電所主變壓器容量的選擇134.3變配電所主接線方案的選擇134.3.1變配電所主接線設(shè)計(jì)要求144.3.2變配電所主接線方案的擬定155短路電流計(jì)算175.1計(jì)算短路電流的目的175.2短路計(jì)算的方法185.3標(biāo)么值法計(jì)算短路電流185.3.3用標(biāo)么值法進(jìn)行短路計(jì)算的方法185.4短路電流的計(jì)算過(guò)程與結(jié)果186變電所電氣設(shè)備的選擇216.1一次側(cè)電氣設(shè)備216.1.110KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)216.1.2380V側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)236.2高低壓母線的選擇241概述課程設(shè)計(jì)的論文題目是：高校供配電工程總體規(guī)劃方案設(shè)計(jì)；作為高校，隨著本科教育工作的推進(jìn)和未來(lái)幾年的繼續(xù)擴(kuò)招，對(duì)學(xué)校的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)特別是電力設(shè)施將提出相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。因此，我們做供配電設(shè)計(jì)工作，要作到未雨綢繆。為未來(lái)發(fā)展提供足夠的空間：這主要表現(xiàn)在電力變壓器與一些相當(dāng)重要的配電線路上，應(yīng)力求在滿足現(xiàn)有需求的基礎(chǔ)上從大選擇，以避免一臺(tái)變壓器或一組變壓器剛服役不到幾年又因?yàn)槿萘繂?wèn)題而臺(tái)而光榮下崗的情況的發(fā)生?？偠灾?，定位現(xiàn)實(shí)，著眼未來(lái)；以發(fā)展的眼光來(lái)設(shè)計(jì)此課題供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹執(zhí)行國(guó)家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，做到保障人身安全，供電可靠，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。在設(shè)計(jì)中，必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)，以與地區(qū)供電特點(diǎn)，合理確定設(shè)計(jì)方案。還應(yīng)注意近遠(yuǎn)期結(jié)合，以近期為主。設(shè)計(jì)中盡量采用符合國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的效率高、能耗低、性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。供配電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和日常生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求：1、安全在電能的供應(yīng)、傳輸、分配和使用中，應(yīng)確保不發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。2、可靠在電力系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)避免發(fā)生供電中斷，滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。3、優(yōu)質(zhì)就是要滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求。4、經(jīng)濟(jì)降低電力系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用，并盡可能地節(jié)約有色金屬的消耗量，通過(guò)合理規(guī)劃和調(diào)度，減少電能損耗，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。此外，在供配電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。2原始資料分析供配電設(shè)計(jì)容主要包括變配電設(shè)計(jì)、高壓配電線路設(shè)計(jì)、低壓配電線路設(shè)計(jì)和電氣照明設(shè)計(jì)等。其設(shè)計(jì)步驟一般如下：1．收集原始資料在動(dòng)手設(shè)計(jì)之前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，收集用電設(shè)備的性質(zhì)、特征、功率、布局、環(huán)境與氣象條件；各用電單位的平面圖與斷面圖；用電設(shè)備平面布置圖；電源的電壓、容量與可能提供的供電方式。2．電力負(fù)荷的分析計(jì)算根據(jù)提供的各用電單位的電力負(fù)荷清單，分析那些電力設(shè)備屬一級(jí)負(fù)荷，那些屬二級(jí)負(fù)荷，那些屬三級(jí)負(fù)荷，然后按需要系數(shù)法分別計(jì)算出各用電單位與全部的計(jì)算負(fù)荷，在中學(xué)平面圖上畫出各用電單位的負(fù)荷圖。根據(jù)各用電單位的負(fù)荷性質(zhì)與平面布局，確定在那些地方設(shè)變電所與各變電所中的變壓器臺(tái)數(shù)。然后根據(jù)確定的變電所布局，擬出各用電單位變電所供電圍，并計(jì)算各變電所的計(jì)算負(fù)荷。3．配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計(jì)所提供的設(shè)備平面布置圖、擬出兩種可行的配電系統(tǒng)方案進(jìn)行比較后，確定一種方案。4．低壓配電屏的選擇5．選擇高壓電器6．變配電所平面布置設(shè)計(jì)：根據(jù)變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心與進(jìn)出線方便的原則，確定變電所的位置，然后根據(jù)環(huán)境條件確定變壓器是放在戶外還是室。3系統(tǒng)計(jì)算負(fù)荷與無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算負(fù)荷是確定供配電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設(shè)備、導(dǎo)線截面和儀表量程的依據(jù)，也是整定繼電保護(hù)的重要數(shù)據(jù)；計(jì)算負(fù)荷確定的是否正確，直接影響到電器和導(dǎo)線的選擇是否經(jīng)濟(jì)合理。采用無(wú)功補(bǔ)償，提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，不僅可以節(jié)能，減少線路壓降，提高供電質(zhì)量，還可以提高系統(tǒng)供電的裕量。本章采用需要系數(shù)法對(duì)學(xué)校的各類用電負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，并采用并聯(lián)電容器方法對(duì)低壓進(jìn)行集中補(bǔ)償，以提高功率因數(shù)。3.1負(fù)荷計(jì)算3.1.1負(fù)荷計(jì)算的容和目的（1）負(fù)荷計(jì)算的容包括設(shè)備功率計(jì)算，計(jì)算負(fù)荷，尖峰電流，一、二級(jí)負(fù)荷和平均負(fù)荷等容。計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。（2）負(fù)荷計(jì)算的目的是為了合理的選擇供電系統(tǒng)中的導(dǎo)線、開關(guān)電器、變壓器等元件、整定繼電保護(hù)，使電氣設(shè)備和材料得以充分利用和安全運(yùn)行。3.1.2計(jì)負(fù)荷的確定計(jì)算負(fù)荷的方法主要有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。前一種方法比較簡(jiǎn)便，在設(shè)計(jì)單位的使用最為普遍。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多、各臺(tái)設(shè)備容量相差不甚懸殊時(shí)，通常都采用需要系數(shù)法計(jì)算。當(dāng)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而容量又相差懸殊時(shí)，則宜采用二項(xiàng)式法計(jì)算，凡是民用建筑中的負(fù)荷，一般都是用需要系數(shù)Kd進(jìn)行計(jì)算的。它既簡(jiǎn)便又實(shí)用，因?yàn)槊裼媒ㄖ袉螜C(jī)負(fù)荷較大的各類設(shè)備都是采用單機(jī)組或同類機(jī)群放射式供電，在計(jì)與供電線路、開關(guān)時(shí)，都是用單機(jī)的額定電流或起動(dòng)電流進(jìn)行選型或校驗(yàn)的，所以普遍采用需要系數(shù)法。本設(shè)計(jì)則采用需要系數(shù)法來(lái)確定計(jì)算負(fù)荷。3.1.3按需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷的公式（1）有功計(jì)算負(fù)荷（單位為kw）式中Pe——用電設(shè)備組總的設(shè)備容量（不含備用設(shè)備容量，單位為kw）。Kd——用電設(shè)備組的需要系數(shù)。（2）無(wú)功計(jì)算負(fù)荷（單位為kvar）（3）視在計(jì)算負(fù)荷（單位為KVA）（4）計(jì)算電流（單位為A）（5）多組用電設(shè)備有功計(jì)算負(fù)荷基本公式：同時(shí)系數(shù):本次設(shè)計(jì)取3.1.4負(fù)荷計(jì)算的結(jié)果根據(jù)實(shí)驗(yàn)中學(xué)計(jì)資料，按照需要系數(shù)法，負(fù)荷計(jì)算結(jié)果如表3-1所示。表3-1負(fù)荷計(jì)算表建筑名稱負(fù)荷性質(zhì)數(shù)量總?cè)萘啃枰禂?shù)cosφtgφ計(jì)

算

負(fù)

荷教學(xué)樓熒光燈288211.5220.80.551.5218.43227.64833.513白熾燈4421.7620.951.003.34403.344投影機(jī)2424.820.60.80.755.764.327.2空調(diào)2424820.70.80.7567.250.484消防電3640.720.50.80.7520.3615.2725.45合計(jì)172.88115.09697.638150.93229.31#-10#宿舍樓熒光燈1004440.60.551.529.614.59217.45白熾燈9841.4740.951.005.58605.586電風(fēng)扇10041040.50.750.882017.626.67消防電18420.3640.50.80.7540.7230.5450.9合計(jì)143.3275.90662.73298.47149.6餐廳熒光燈401.60.60.551.520.961.45921.745電視81.60.50.750.880.80.7041.067電風(fēng)扇2020.50.750.8810.881.173電磁爐40800.851.0068068電冰箱40160.60.71.029.69.79213.714消防栓1020.20.50.80.7510.17.57512.625合計(jì)121.490.4620.410292.734140.9續(xù)表3-1建筑名稱負(fù)荷性質(zhì)數(shù)量總?cè)萘啃枰禂?shù)cosφtgφ計(jì)

算

負(fù)

荷圖書館熒光燈602.40.60.551.521.442.1882.62白熾燈80.320.951.000.30400.304空調(diào)6120.70.80.758.46.310.5電腦61.80.30.80.750.540.4050.675消防栓420.080.50.80.7510.047.5312.55合計(jì)36.620.72416.423826.44340.18體育中心白熾燈401.60.951.001.5201.52音響1010.50.750.880.50.440.667消防栓420.080.50.80.7510.047.5312.55合計(jì)22.8612.067.9714.45621.96保衛(wèi)室熒光燈20.080.50.551.520.040.06080.073空調(diào)120.70.80.751.41.051.75電腦10.30.30.80.750.090.06750.1125消防栓220.040.50.80.7510.027.51512.525合計(jì)22.4211.558.693314.15621.51校園路燈白熾燈15060.951.005.705.7合計(jì)65.705.7操場(chǎng)白熾燈120.720.951.000.68400.684音響1010.50.750.880.50.440.667合計(jì)1.721.1840.441.261.9總合計(jì)995.26596.14413.0509725.254乘以KΣp=0.9，KΣq=0.950.81536.526392.298664.6491009.83.2無(wú)功功率補(bǔ)償與其計(jì)算3.2.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康陌垂╇娋值囊?guī)定，低壓功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95，高壓功率因數(shù)要求0.9。采用無(wú)功補(bǔ)償，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，既可以節(jié)能、減少線路壓降，又能提高供電質(zhì)量，還可以提高系統(tǒng)供電的裕量。因此，供配電系統(tǒng)中的無(wú)功功率補(bǔ)償是必不可少的。3.2.2無(wú)功功率的人工補(bǔ)償裝置工程中普遍采用并聯(lián)電容器來(lái)補(bǔ)償供電系統(tǒng)的無(wú)功功率。并聯(lián)電容器的補(bǔ)償方式，有以下三種：（1）高壓集中補(bǔ)償電容器裝設(shè)在變配電所的高壓電容器室，與高壓母線相聯(lián)（如圖2-1）。（2）低壓集中補(bǔ)償電容器裝設(shè)在變配電所的低壓配電室或單獨(dú)的低壓電容器室，與低壓母線相聯(lián)。它利用指示燈或放電電阻放電。按GB50227—95規(guī)定：低壓電容器組可采用三角形結(jié)線或中性點(diǎn)不接地的星形結(jié)線方式（如圖2-2）。（3）低壓分散補(bǔ)償電容器裝設(shè)在低壓配電箱旁或與用電設(shè)備并聯(lián)。它就利用用電設(shè)備本身的繞組放電。電容器組多采用三角形結(jié)線（如圖2-3）。民用建筑供電有它的特殊性：一是照明負(fù)荷占的比重比較大，屬于分散負(fù)荷；二是電機(jī)大部分是空調(diào)風(fēng)機(jī)、防排煙風(fēng)機(jī)，其容量也是小而分散。由于上訴原因，在民用建筑的供電系統(tǒng)中，一般都是采用低壓配電裝置處集中補(bǔ)償。而且，采用低壓集中補(bǔ)償不需要從電力系統(tǒng)中獲取無(wú)功，可以減少電力系統(tǒng)的無(wú)功功率發(fā)生裝置，也減少了電力系統(tǒng)到用戶的線路上的無(wú)功傳輸，從而減少了這部分線路的電壓損失與電能損耗。因此，本設(shè)計(jì)采用低壓集中補(bǔ)償。3.2.3并聯(lián)電容器的選擇計(jì)算方法（1）無(wú)功功率補(bǔ)償容量（單位為kvar）的計(jì)算（2）并聯(lián)電容器個(gè)數(shù)式中qc——單個(gè)電容器的容量（單位為kvar）3.2.4無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算由負(fù)荷計(jì)算表知，該學(xué)380側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)為0.81。而民用建筑各地供電局規(guī)定低壓功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95,高壓功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9以上。（1）低壓電容器柜（屏）的選擇方法PGJ1型低壓無(wú)功功率自動(dòng)補(bǔ)償屏有1、2、3、4等4種方案。其中1、2屏為主屏，3、4屏為輔屏。1、3屏各有六條支路，電容器為BW0.4-14-3型，每屏共84kvar，采用六步控制，每步投入14kvar。2、4屏各有八條支路，電容器亦為BW0.4-14-3型，每屏共112kvar，采用8步控制，每步投入14kvar。選擇步驟：①根據(jù)控制步數(shù)要求，選擇一臺(tái)1號(hào)或2號(hào)主屏。②根據(jù)所需無(wú)功補(bǔ)償容量再補(bǔ)充一臺(tái)或數(shù)臺(tái)3號(hào)或4號(hào)輔屏（2）低壓電容器柜（屏）的選擇選PGJ1型低壓自動(dòng)補(bǔ)償屏,并聯(lián)電容器為BW0.4-14-3型.其方案1(主屏)1臺(tái)與方案3(輔屏)1臺(tái)相結(jié)合,總共容量84kvar×2=168kvar。無(wú)功補(bǔ)償后，380v側(cè)和10kv側(cè)負(fù)荷計(jì)算如表3-2表3-2無(wú)功補(bǔ)償后賓館的計(jì)算負(fù)荷項(xiàng)目Cos計(jì)算負(fù)荷380V側(cè)補(bǔ)償前負(fù)荷0.81536.526392.298664.6491009.8380V側(cè)無(wú)功補(bǔ)償容量—168380V側(cè)補(bǔ)償后負(fù)荷0.923536.526224.298581.5883.5主變壓器功率損耗0.015=8.720.06=34.8910KV側(cè)負(fù)荷總計(jì)0.903545.246259.188603.734.85經(jīng)過(guò)低壓集中補(bǔ)償后，不但提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)，使高壓側(cè)的功率因數(shù)達(dá)到了0.903達(dá)到了供電局的要求，而且減少了線路壓降，提高了供電質(zhì)量，還提高了系統(tǒng)供電的裕量。4變配電所主變壓器與主接線方案的選擇變配電所是電力網(wǎng)的重要組成部分，承擔(dān)著電網(wǎng)電壓的變換和電能傳輸任務(wù)。他的設(shè)計(jì)（變電所位置的確定和主變壓器與主接線方案的選擇）至關(guān)重要，其中主接線代表了變配電所主體結(jié)構(gòu)，它對(duì)各種電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系，并將長(zhǎng)期影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。本設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循變電所各個(gè)部分設(shè)計(jì)的原則，選擇出適合本實(shí)驗(yàn)中學(xué)供配電方式的方案。4.1變配電所位置的選擇4.1.1變配電所型式的概述變配電所有屋式和屋外式。屋式的特點(diǎn)由于允許安全凈距小，可以分層布置；故占地面積少；維修、操作、巡視在室進(jìn)行，比較方便，不受氣候的影響；外界污穢空氣不會(huì)影響電氣設(shè)備，維護(hù)工作可以減輕；房屋建筑投資較大。屋外式的特點(diǎn)土建工程量和費(fèi)用較少，建設(shè)周期短；擴(kuò)建方便；相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；占地面積大；設(shè)備露天運(yùn)行條件差，需加強(qiáng)絕緣；天氣變化對(duì)維修和操作有較大影響。在選擇工廠總變配電所型式時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的地理環(huán)境，因地制宜；技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用屋式。負(fù)荷較大的車間，宜設(shè)附設(shè)式或半露天式變電所。負(fù)荷較大的多跨廠房宜設(shè)車間變電所或組合式成套變電所。負(fù)荷小而分散的工廠車間或遠(yuǎn)離有易燃易爆危險(xiǎn)與腐蝕性車間時(shí)，宜設(shè)獨(dú)立變電所。4.2變電所主變壓器的選擇主變壓器的選擇包括主變臺(tái)數(shù)和容量的選擇，它的確定應(yīng)結(jié)合變電所主接線方案的選擇，下面將做詳細(xì)介紹。4.2.1變電所主變壓器選型的原則為了調(diào)壓和降低電能損耗，變壓器選擇應(yīng)考慮以下原則：（1）變壓器應(yīng)盡量選節(jié)能型的油浸或干式變壓器；（2）獨(dú)立的變配電所，可選節(jié)能型干式變壓器；（3）非一類建筑物，當(dāng)變壓器附設(shè)在首層靠外墻時(shí)，可安裝油浸變壓器，但容量不得超過(guò)400KVA。4.2.2變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜采用兩臺(tái)與以上變壓器：（1）有大量一級(jí)負(fù)荷或者雖為二級(jí)負(fù)荷，但有一定數(shù)量的消防設(shè)備、保安設(shè)備等用電；（2）集中負(fù)荷較大，所需變壓器容量超過(guò)500kVA時(shí)，可選用兩臺(tái)小容量變壓器，以確保供電安全；（3）季節(jié)性負(fù)荷變化較大時(shí)，可設(shè)兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變壓器，以便在淡季時(shí)可切除整臺(tái)變壓器。其它情況下宜裝設(shè)一臺(tái)變壓器。4.2.3變電所主變壓器容量的選擇根據(jù)實(shí)驗(yàn)中學(xué)的負(fù)荷性質(zhì)和電源情況，中學(xué)變電所的主變壓器可由下列兩種方案：（1）裝有一臺(tái)主變壓器的變電所主變壓器容量不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷，即≥若裝設(shè)一臺(tái)主變壓器型式采用SG10，而容量根據(jù)上式，選=630KVA＞=603.7KVA,即選一臺(tái)SG10-630/10型空氣自冷干式變壓器。（2）裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所每臺(tái)主變壓器容量不應(yīng)小于總的計(jì)算負(fù)荷的60%，最好為總的計(jì)算負(fù)荷的70%左右，即≈（0.6～0.7）同時(shí)每臺(tái)主變壓器容量不應(yīng)小于全部一﹑二級(jí)負(fù)荷之和（Ⅰ+Ⅱ），即≥（Ⅰ+Ⅱ）若裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器型號(hào)亦采用SG10，而每臺(tái)容量按以上兩式選擇，因此選擇兩臺(tái)SG10-400/10型空氣自冷干式變壓器。其聯(lián)結(jié)組別采用Yyn0。4.3變配電所主接線方案的選擇變（配）電所的主結(jié)線（一次接線）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)備選擇與確定配電裝置安裝方式的依據(jù)，也是運(yùn)行人員進(jìn)行各種倒閘操作和事故處理的重要依據(jù)。用圖形符號(hào)表示主要電氣設(shè)備在電路中連接的相互關(guān)系，稱為電氣主結(jié)線圖。電氣主結(jié)線圖通常以單線圖形式表示。主結(jié)線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線等多種。4.3.1變配電所主接線設(shè)計(jì)要求電氣主接線設(shè)計(jì)應(yīng)滿足可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三項(xiàng)基本要求。（1）可靠性供電可靠性是指能夠長(zhǎng)期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力,是電力生產(chǎn)和分配的首要要求，主接線的設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足這個(gè)要求。電氣主接線不僅要保證在正常運(yùn)行時(shí),還要考慮到檢修和事故時(shí),都不能導(dǎo)致一類負(fù)荷停電,一般負(fù)荷也要盡量減少停電時(shí)間。顯然,這些都會(huì)導(dǎo)致費(fèi)用的增加,與經(jīng)濟(jì)性的要求發(fā)生矛盾。因此,應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,保證必要的可靠性,而不可片面地追求高的可靠性。（2）靈活性①滿足調(diào)度時(shí)的靈活性要求。應(yīng)能根據(jù)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，靈活地投入和切換電源、變壓器和線路，滿足系統(tǒng)在事故運(yùn)行方式、檢修運(yùn)行方式以與特殊運(yùn)行方式下的系統(tǒng)調(diào)度要求。②滿足檢修時(shí)的靈活性要求。在某一設(shè)備需要檢修時(shí)，應(yīng)能方便地停運(yùn)斷路器、母線與其繼電保護(hù)設(shè)備，進(jìn)行安全檢修而不致影響電力網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電，并使該設(shè)備與帶電運(yùn)行部分有可靠的安全隔離，保證檢修人員檢修時(shí)的方便和安全。③滿足擴(kuò)建時(shí)的靈活性要求。大的電力工程往往要分期建設(shè)。從初期的主接線到最終方案的確定，每次過(guò)渡都應(yīng)比較方便，對(duì)已運(yùn)行部分影響小，不影響連續(xù)供電或停電時(shí)間最短的情況下，投入新裝變壓器或線路而不互相干擾，并且對(duì)一次和二次部分的改建工作量最少。（3）經(jīng)濟(jì)性在設(shè)計(jì)主接線時(shí)，主要矛盾往往發(fā)生在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。欲使主接線可靠、靈活，必然要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動(dòng)裝置，從而導(dǎo)致投資費(fèi)用的增加。因此，主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)在滿足可靠性和靈活性的前提下作到經(jīng)濟(jì)合理。一般應(yīng)當(dāng)從以下幾方面考慮。①節(jié)省一次投資。主接線應(yīng)簡(jiǎn)單清晰，并要適當(dāng)采取限制短路電流的措施，以節(jié)省開關(guān)電器的數(shù)量、選用價(jià)廉的電器或輕型電器，以便降低投資。②電能損耗少，經(jīng)濟(jì)合理地選擇主變壓器的形式、容量和臺(tái)數(shù)，避免兩次壓降而增加電能損失。③占地面小。主接線設(shè)計(jì)要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積少；同時(shí)，要注意節(jié)約搬遷費(fèi)用、安裝費(fèi)用和外匯費(fèi)用。對(duì)大容量電廠或變電站，在可能和允許的條件下，應(yīng)采取一次設(shè)計(jì)，分期投資建設(shè)，盡快發(fā)揮經(jīng)濟(jì)效益。4.3.2變配電所主接線方案的擬定按上面考慮的兩種主變壓器的方案可設(shè)計(jì)下列按兩種主接線方案：（1）裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的主接線方案如圖（4-1）所示（2）裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的主接線方案如圖（4-2）所示圖4-1裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案（附高壓柜列圖）圖4-2裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線方案（附高壓列柜圖）兩種主接線方案通過(guò)技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)方面的比較，比較結(jié)果見表4-1。表4-1兩種主結(jié)線方案的比較比較項(xiàng)目裝設(shè)一臺(tái)主變的方案裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案技術(shù)指標(biāo)供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質(zhì)量由于一臺(tái)主變，電壓損耗略大由于兩臺(tái)主變并列，電壓損耗略小靈活方便性只一臺(tái)主變，靈活性稍差由于有兩臺(tái)主變，靈活性好擴(kuò)建適應(yīng)性稍差一些好一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電力變壓器的綜合投資額由網(wǎng)上查得SG10-630單價(jià)為20.2萬(wàn)元，查表得其綜合投資約為其單價(jià)的2倍，因此其綜合投資為220.2萬(wàn)元=40.4萬(wàn)元由網(wǎng)上查得SG10-400單價(jià)為12.3萬(wàn)元，變壓器的綜合投資額約為單價(jià)的四倍，因此兩臺(tái)綜合投資為412.3=49.2萬(wàn)元，比一臺(tái)主變方案多投資8.8萬(wàn)元高壓開關(guān)柜（含計(jì)量柜）的綜合投資額查表得GG-1A（F）型柜按每臺(tái)4萬(wàn)元計(jì)，查表得其綜合投資可按設(shè)備價(jià)的1.5倍計(jì)，因此高壓開關(guān)柜的綜合投資約為41.54萬(wàn)元=24萬(wàn)元本方案采用7臺(tái)GG-1A（F）柜，其綜合投資額約為71.54.5=47.25萬(wàn)元，比一臺(tái)主變的方案多投資20.25萬(wàn)元電力變壓器和高壓開關(guān)柜的年運(yùn)行費(fèi)按表4-2規(guī)定計(jì)算，主變的折舊費(fèi)=40.4萬(wàn)元×0.05=20.2萬(wàn)元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=24萬(wàn)元×0.06=1.44萬(wàn)元；變配電設(shè)備的維修管理費(fèi)=（40.4+24）萬(wàn)元×0.06=3.864。因此主變和高壓開關(guān)柜設(shè)備的折舊和維修管理費(fèi)=（2.02+1.44+3.864）萬(wàn)元=7.324萬(wàn)元（其余項(xiàng)目從略）。主變的折舊費(fèi)=49.2萬(wàn)元×0.05=2.46萬(wàn)元；高壓開關(guān)柜的折舊費(fèi)=47.25×0.06=2.835萬(wàn)元；變配電設(shè)備的維修管理費(fèi)=（40.4+47.25）萬(wàn)元×0.06=5.235萬(wàn)元。因此主變和高壓開關(guān)柜設(shè)備的折舊和維修管理費(fèi)=（2.46+2.835+5.235）萬(wàn)元=10.53萬(wàn)元。比一臺(tái)主變方案多耗資3.206萬(wàn)元。交供電部門的一次性供電貼費(fèi)按900元/KVA計(jì)，貼費(fèi)為6300.09元=56.7貼費(fèi)為24000.09=72，比一臺(tái)主變的方案的貼費(fèi)多15.3從上表可以看出，按技術(shù)指標(biāo)，裝設(shè)兩臺(tái)主變的主接線（圖4-2）略優(yōu)于裝設(shè)一臺(tái)主變的主接線方案（圖4-1），但按經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，則裝設(shè)一臺(tái)主變的方案（圖4-1）遠(yuǎn)優(yōu)于裝設(shè)兩臺(tái)主變的方案（圖4-2），因此決定采用裝設(shè)一臺(tái)主變的方案（圖4-1）。5短路電流計(jì)算“短路”是電力系統(tǒng)中常發(fā)生的一種故障。所謂短路是電網(wǎng)中某一相導(dǎo)體未通過(guò)任何負(fù)荷而直接與另一相導(dǎo)體或“地”相碰觸。電網(wǎng)正常運(yùn)行的破壞大多數(shù)是由短路故障引起的。因此，正確計(jì)算短路電流尤為重要。5.1計(jì)算短路電流的目的（1）為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在設(shè)計(jì)選擇電氣設(shè)備時(shí)，都要用可能流經(jīng)該設(shè)備的最大短路電流進(jìn)行熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，以保證該設(shè)備在運(yùn)行中能夠經(jīng)受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動(dòng)力的巨大沖擊。（2）為盡快切斷電源對(duì)短路點(diǎn)的供電，繼電保護(hù)裝置將自動(dòng)的使有關(guān)斷路器跳閘，繼電保護(hù)裝置的整定和斷路器的選擇，也需要準(zhǔn)確的短路電流數(shù)據(jù)。5.2短路計(jì)算的方法短路電流計(jì)算的方法常用的有歐姆法（有位制法）和標(biāo)么值法。在電力系統(tǒng)計(jì)算短路電流時(shí)，如計(jì)算低壓系統(tǒng)的短路電流，常采用有位制；但計(jì)算高壓系統(tǒng)短路電流，由于有多個(gè)電壓等級(jí)，存在著電抗換算問(wèn)題，為使計(jì)算簡(jiǎn)化常采用標(biāo)么制。因此，本設(shè)計(jì)采用的是標(biāo)么值法來(lái)計(jì)算短路電流。5.3標(biāo)么值法計(jì)算短路電流5.3.3用標(biāo)么值法進(jìn)行短路計(jì)算的方法短路電流中各主要元件的電抗標(biāo)么值求出以后，即可利用其等效電路圖進(jìn)行電路化簡(jiǎn)，計(jì)算其總電抗標(biāo)么值XΣ*，由于各元件電抗均采用相對(duì)值，與短路計(jì)算點(diǎn)的電壓無(wú)關(guān)，因此無(wú)需進(jìn)行電壓換算，這也是標(biāo)么值法較之歐姆法優(yōu)越之處。無(wú)限大容量系統(tǒng)三相短路周期分量有效值的標(biāo)么值按下式計(jì)算為（4-10）由此可求得三相短路電流周期分量有效值（4-11）求得Ik(3)后，即可利用前面得公式求出I”(3)、I∞(3)、ish(3)和Ish(3)等。三相短路容量得計(jì)算公式為（4-12）5.4短路電流的計(jì)算過(guò)程與結(jié)果（1）繪制計(jì)算電路圖如圖4-1～～∞系統(tǒng)500MVA(1)(2)LGJ—185，810.5kVk-1SG10-630（3）0.4kVk-2圖5-1短路計(jì)算電路（2）確定基準(zhǔn)值設(shè)=100MVA，=10.5KV，高壓側(cè)，，低壓側(cè)=0.4KV，則（3）計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值①電力系統(tǒng)②架空線路查表8-37，得LGJ-185的=0.35km，而線長(zhǎng)8km。故③電力變壓器=4，故因此繪制等效電路，如圖所示（4）計(jì)算k-1點(diǎn)（10.5KV側(cè)）的短路電路總電抗與三相短路電流和短路容量①總電抗標(biāo)幺值②三相短路電流周期分量有效值③其它短路電流④三相短路容量（5）計(jì)算k-2點(diǎn)（0.4KV側(cè)）的短路電路總電抗與三相短路電流和短路容量①總電抗標(biāo)幺值②三相短路電流周期分量有效值③其它短路電流④三相短路容量以上計(jì)算結(jié)果綜合如表4-1所示：表5-1短路計(jì)算結(jié)果短路計(jì)算點(diǎn)三相短路電流/KA三相短路容量/MVAk-12.012.012.015.133.0436.5k-215.815.815.829.0717.2116變電所電氣設(shè)備的選擇6.1一次側(cè)電氣設(shè)備6.1.110KV側(cè)一次設(shè)備的選擇校驗(yàn)（1）高壓斷路器的選擇校驗(yàn)回路最大持續(xù)工作電流選擇：根據(jù)斷路器選擇原則選擇ZN3-10/630型高壓真空斷路器，其參數(shù)如下：額定電流IN(A)開斷電流(KA)極限電流峰imax(KA)4S熱穩(wěn)定電流It(KA)6308.7228.7校驗(yàn)：額定工作電壓10KV≥線路電壓10KV。動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：imax=31.5KA，ish(3)=5.13KA，則極限電流峰imax≥k-1點(diǎn)最大沖擊電流ish(3)符合要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：因?yàn)?，參考《供配電技術(shù)》當(dāng)時(shí)，可認(rèn)為開斷電流校驗(yàn)：開斷電流=8.7KA三相短路電流=2.01KA經(jīng)上述校驗(yàn)所選斷路器滿足設(shè)計(jì)選擇需求。（2）戶高壓隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)根據(jù)隔離開關(guān)的選擇原則IN≥Igmax，所以選擇GN-10T/200的隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：額定電流IN(A)動(dòng)穩(wěn)定電流峰imax(KA)5S熱穩(wěn)定電流It(KA)20025.510校驗(yàn)：額定工作電壓10KV≥線路計(jì)算電壓10KV動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：imax=25.5KA，ish(3)=5.13KA，則動(dòng)穩(wěn)定電流峰值imax≥k-1點(diǎn)最大沖擊電流ish符合要求。熱穩(wěn)定校驗(yàn)：經(jīng)上述校驗(yàn)所選斷路器滿足設(shè)計(jì)選擇需求。（3）戶外高壓隔離開關(guān)的選擇校驗(yàn)選擇：GW4-10/400型高壓隔離開關(guān)，其參數(shù)如下：額定電流IN(A)動(dòng)穩(wěn)定電流峰imax(KA)5S熱穩(wěn)定電流It(K