高壓開關(guān)柜課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)論文</b></p><p>　　題目： XX機(jī)械廠變電所的電氣設(shè)計(jì) </p><p>　　系 別 機(jī)電工程系 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　姓 名 X X X

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　成 績(jī) </p><p>　　2010 年 12 月 10 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部

3、分，是聯(lián)系電廠和負(fù)荷用戶的中間環(huán)節(jié)，是電網(wǎng)中線路的樞紐。如果工廠電能供應(yīng)突然中斷，就會(huì)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的不良后果。甚至可能發(fā)生重大的設(shè)備損壞或人員傷亡事故。因此，變電所保證工廠正常有序地供電，具有十分重要的意義。</p><p>　　本文以電力系統(tǒng)相關(guān)理論知識(shí)為基礎(chǔ)，以工廠供電為指導(dǎo)，根據(jù)所給某冶金機(jī)械制造廠的原始資料對(duì)其變電站的電氣部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　本文共分為九章，第

4、一章為緒論，主要講述了論文的背景、意義、研究方法和變電站設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容；第二章主要根據(jù)所給原始資料對(duì)本廠負(fù)荷進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，從而總降壓變電所的位置；第三章，根據(jù)負(fù)荷的重要性和負(fù)荷的大小對(duì)變壓器進(jìn)行選擇，在高壓側(cè)對(duì)全廠進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償；第四章為主接線的選擇；第五章為短路電流的計(jì)算；第六章對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行選擇和校驗(yàn)。第七章對(duì)繼電保護(hù)的配置、整定及校驗(yàn)。第八章根據(jù)本廠的自然條件與后期的安裝設(shè)計(jì)，對(duì)全廠的負(fù)荷進(jìn)行防雷及接地保護(hù)。在第九章中，得出了整

5、篇論文的結(jié)論。在論文的最后附上設(shè)計(jì)的圖紙。</p><p>　　關(guān)鍵詞：變電站，負(fù)荷計(jì)算，短路計(jì)算，繼電保護(hù)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒 論1</b></p><p>　　1.1論文的背景及意義1</p><p>　

6、　1.2課題的研究方法1</p><p>　　1.3變電站設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1</p><p><b>　　1.4原始資料2</b></p><p>　　1.4.1工廠生產(chǎn)任務(wù)及車間組成2</p><p>　　1.4.2供用電協(xié)議2</p><p>　　第2章 負(fù)荷計(jì)算4</p>

7、;<p>　　2.1計(jì)算負(fù)荷的概念4</p><p>　　2.2用需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷4</p><p>　　2.2.1需要系數(shù)法基本公式4</p><p>　　2.3各車間或用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算5</p><p>　　2.3.1 NO.1-NO.5變電所380V負(fù)荷計(jì)算5</p><p>　　

8、2.4配電所所址的選擇8</p><p>　　2.4.1變電站位置確定的原則8</p><p>　　2.4.2負(fù)荷中心的確定9</p><p>　　2.4.3負(fù)荷中心的確定10</p><p>　　第3章 變壓器的選擇與無(wú)功補(bǔ)償13</p><p>　　3.1變壓器的選擇13</p><

9、p>　　3.1.1工廠總降壓變電所供配電電壓的選擇13</p><p>　　3.1.2變壓器的損耗計(jì)算13</p><p>　　3.3無(wú)功補(bǔ)償16</p><p>　　3.3.1無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊饬x16</p><p>　　3.3.2無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算17</p><p>　　第4章主接線的選擇19<

10、/p><p>　　4.1主接線設(shè)計(jì)的要求19</p><p>　　4.2主接線的基本形式19</p><p>　　4.3主接線的選擇20</p><p>　　4.3.1總降壓變電所高壓側(cè)主接線的選擇20</p><p>　　4.3.2總降壓變電所低壓側(cè)主接線的選擇21</p><p>　　

11、第5章 短路電流的計(jì)算22</p><p>　　5.1短路電流計(jì)算的目的22</p><p>　　5.2短路電流計(jì)算的方法和步驟22</p><p>　　5.3短路電流計(jì)算24</p><p>　　第6章 電氣設(shè)備的選擇31</p><p>　　6.1電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件31</p>&l

12、t;p>　　6.2各類一次設(shè)備的選擇31</p><p>　　6.2.1斷路器的選擇31</p><p>　　6.2.2電流互感器的選擇34</p><p>　　6.2.3電壓互感器的選擇36</p><p>　　6.2.4熔斷器的選擇37</p><p>　　6.2.5隔離開關(guān)的選擇38</p

13、><p>　　6.3母線及導(dǎo)體的選擇39</p><p>　　6.3.1導(dǎo)體選擇的條件39</p><p>　　6.3.2母線的選擇41</p><p>　　6.3.3導(dǎo)體的選擇43</p><p>　　第7章 繼電保護(hù)的配置與校驗(yàn)49</p><p>　　7.1變壓器保護(hù)的配置49&l

14、t;/p><p>　　7.1.1變壓器保護(hù)的種類49</p><p>　　7.1.2變壓器的保護(hù)50</p><p>　　7.2線路的保護(hù)53</p><p>　　7.2.1線路保護(hù)的主要類型53</p><p>　　第8章 變電站的防雷與接地57</p><p>　　8.1防雷保護(hù)的配置

15、57</p><p>　　8.2接地裝置的設(shè)計(jì)57</p><p><b>　　第9章 結(jié)論58</b></p><p><b>　　致謝69</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)60</b></p><p>　　附錄1 電氣主接線圖

16、61</p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1論文的背景及意義</p><p>　　變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié),是電網(wǎng)中線路的連接點(diǎn)。變電所在確保工廠正常供電中起到關(guān)鍵性作用。如果工廠電能供應(yīng)突然中斷, 就會(huì)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的不良后果, 甚至可能發(fā)生重大的設(shè)備損壞或人

17、員傷亡事故。因此, 變電所保證工廠正常有序地供電, 具有十分重要的意義。作為電能傳輸與控制的樞紐，變電站必須改變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制模式，才能適應(yīng)現(xiàn)代電力系統(tǒng)、現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速崛起，電力系統(tǒng)的供配電設(shè)計(jì)更加完善，生產(chǎn)中用電量的急速增長(zhǎng)，對(duì)供電質(zhì)量、可靠性指標(biāo)日益提高，供配電的設(shè)計(jì)也面臨新的挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)的合理性不僅直接影響建設(shè)方案、運(yùn)行費(fèi)用和原始

18、材料的消耗量，也對(duì)運(yùn)行的可靠性和安全生產(chǎn)起到至關(guān)重要的作用。因此做好工廠供電設(shè)計(jì)工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。</p><p>　　1.2課題的研究方法</p><p>　　在分析給定系統(tǒng)資料的基礎(chǔ)上，要結(jié)合基本理論的系統(tǒng)性與實(shí)用性，圍繞供電技術(shù)的基本理論來(lái)確認(rèn)工程設(shè)計(jì)的方法。對(duì)論文每一步都一定要遵循國(guó)家的線性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)。變電所進(jìn)行電氣部分初步設(shè)計(jì)

19、，包括短路電流的計(jì)算，電氣設(shè)備的選擇，電氣主接線方式的確定，繼電保護(hù)和防雷保護(hù)，并用Auto CAD繪制設(shè)計(jì)圖紙。</p><p>　　1.3變電站設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)電力用戶所處地理環(huán)境、地區(qū)供電條件、工程設(shè)計(jì)所提供的負(fù)荷資料進(jìn)行的。其基本內(nèi)容有以下幾方面：</p><p>　　a.分析并確定本所電氣主接線；</p>

20、<p>　　b.計(jì)算負(fù)荷和無(wú)功補(bǔ)償</p><p>　　c.主變電所的所址和形式的確定；</p><p>　　d.選擇主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量；</p><p><b>　　e.計(jì)算短路電流；</b></p><p>　　f.電氣設(shè)備選擇；選擇變壓器回路、出線回路的導(dǎo)體規(guī)格，選擇主母線、電纜；</p>

21、;<p><b>　　負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　2.1計(jì)算負(fù)荷的概念</p><p>　　在選擇電力系統(tǒng)中各個(gè)電器元件時(shí)，最重要就是滿足負(fù)荷電流的要求。因此必須要對(duì)電力系統(tǒng)各個(gè)負(fù)荷回路進(jìn)行科學(xué)的計(jì)算和統(tǒng)計(jì)。</p><p>　　計(jì)算負(fù)荷是通過(guò)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)求出的。用來(lái)按發(fā)熱條件選擇電力系統(tǒng)中各個(gè)電氣元件的額定電流、額定功率的

22、負(fù)荷值。有功負(fù)荷表示為，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷表示為，計(jì)算電流表示為。這是因?yàn)橛?jì)算負(fù)荷基本上與從實(shí)際負(fù)荷曲線上查得的半小時(shí)（即30min）最大負(fù)荷相當(dāng)相當(dāng)。</p><p>　　正確確定計(jì)算負(fù)荷意義重大。計(jì)算負(fù)荷的大小直接影響設(shè)備和導(dǎo)線選擇得是否經(jīng)濟(jì)合理。若計(jì)算負(fù)荷偏大，將使設(shè)備和線路選的偏大，造成投資和金屬的浪費(fèi)。若計(jì)算負(fù)荷偏小，又可能使設(shè)備和導(dǎo)線在過(guò)負(fù)荷下運(yùn)行，造成損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致絕緣過(guò)早老化甚至毀壞。</p

23、><p>　　2.2用需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　目前普遍采用需要系數(shù)法確定計(jì)算負(fù)荷。需要系數(shù)法是世界各國(guó)均普遍采用的確定負(fù)荷計(jì)算的基本方法，運(yùn)算簡(jiǎn)單方便。</p><p>　　2.2.1需要系數(shù)法基本公式</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p><b&g

24、t;　　(2-2)</b></p><p><b>　　(2-3)</b></p><p><b>　　(2-4)</b></p><p>　　式中：為有功計(jì)算負(fù)荷 ；為無(wú)功計(jì)算負(fù)荷；為視在計(jì)算負(fù)荷；為計(jì)算電流；為需要系數(shù)。</p><p><b>　　2.2.2同時(shí)系數(shù)<

25、;/b></p><p>　　各組用電負(fù)荷不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，在計(jì)算總有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷，在確定具有多條負(fù)荷出線的干線的負(fù)荷，或低壓母線上的負(fù)荷時(shí)，分別乘以一個(gè)小于1的同時(shí)系數(shù)。即：</p><p><b>　　(2-5)</b></p><p><b>　　(2-6)</b></p><p>　　

26、2.3各車間或用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　2.3.1 NO.1-NO.5變電所380V負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　經(jīng)原始資料分析，變電站2的負(fù)荷即簡(jiǎn)潔有具有代表性，因此選取變電站2為例作詳細(xì)的負(fù)荷計(jì)算。</p><p><b>　　鑄鐵車間：</b></p><p><b>　　照明： <

27、;/b></p><p><b>　　∴總計(jì): </b></p><p>　　為使計(jì)算結(jié)果簡(jiǎn)單明了，以下計(jì)算以表格的形式給出，各車間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)情況見表2-1。</p><p>　　表2-1 各車間380V負(fù)荷表</p><p><b>　　二級(jí)負(fù)荷計(jì)算</b></p><p&

28、gt;　　二級(jí)負(fù)荷車間包括鑄造車間、電鍍車間和鍋爐房，我們可以根據(jù)需要系數(shù)法計(jì)算各車間的有功功率、無(wú)功功率、容量與工作電流。</p><p>　　1.鑄造車間計(jì)算負(fù)荷為：</p><p><b>　　=156.2A</b></p><p>　　2.鑄鐵車間6KV側(cè)需配備兩臺(tái)工頻爐，各計(jì)算負(fù)荷為：</p><p><

29、b>　　=134.5A</b></p><p>　　3.鉚焊車間和空壓站6KV側(cè)需配備兩臺(tái)空壓機(jī)，各計(jì)算負(fù)荷為：</p><p><b>　　=106.4A</b></p><p>　　計(jì)算所得工廠各車間負(fù)荷統(tǒng)計(jì)情況見表2-2。</p><p>　　表2-2 各車間6kV負(fù)荷結(jié)果表</p>

30、<p>　　2.3 380V總負(fù)荷的計(jì)算</p><p><b>　　380V側(cè)總負(fù)荷：</b></p><p><b>　　∴總計(jì)：</b></p><p>　　2.4配電所所址的選擇</p><p>　　2.4.1變電站位置確定的原則</p><p>　　變電

31、所所址的選擇按照國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，應(yīng)根據(jù)下列要求，選擇確定：</p><p><b>　　靠近負(fù)荷中心；</b></p><p>　　節(jié)約用地，盡量少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地；</p><p>　　與實(shí)際情況相協(xié)調(diào)，以便線路的引入和引出；</p><p><b>　　交通運(yùn)輸方便；</b><

32、/p><p>　　遠(yuǎn)離有腐蝕性氣體或多塵多水的場(chǎng)所，若無(wú)法避開，應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施；</p><p>　　具不宜設(shè)在易爆、有火災(zāi)危害的環(huán)境附近；</p><p>　　應(yīng)考慮變電所與周圍環(huán)境、附近設(shè)施的相互影響。</p><p>　　工廠或車間的負(fù)荷中心的確定的方法有兩種：一是負(fù)荷指示圖法，二是按負(fù)荷功率矩法確定；本論文綜合全廠負(fù)荷狀況，選擇后一種

33、方法進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　2.4.2負(fù)荷中心的確定</p><p>　　負(fù)荷功率矩法的基本原理是根據(jù)負(fù)荷的位置建立合理的直角坐標(biāo)系，標(biāo)出相應(yīng)的負(fù)荷的直角坐標(biāo)，再仿照求重心的方法求得負(fù)荷中心。</p><p>　　設(shè)有負(fù)荷、和，他們?cè)谌芜x的的直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為（）、（）和（）?，F(xiàn)假設(shè)總負(fù)荷的負(fù)荷中心位于坐標(biāo)（）處，則仿照力學(xué)中的力矩方程可得：</

34、p><p><b>　　即</b></p><p><b>　　(2-7)</b></p><p><b>　　即</b></p><p>　　由此可求得負(fù)荷中心的坐標(biāo)為（，）.</p><p>　　2.4.3負(fù)荷中心的確定</p><p

35、>　　變電所的形式有很多種，優(yōu)點(diǎn)各異。戶外式配電裝置具有運(yùn)行維護(hù)方便，占地面積少、投資少等優(yōu)點(diǎn)，而屋內(nèi)式配電裝置安裝方便、運(yùn)行可靠，故本設(shè)計(jì)總降壓變電所35kV側(cè)采用屋外式配電裝置，變壓器放置于露天。</p><p>　　根據(jù)各車間的地理位置，車間建筑物結(jié)構(gòu)、周圍環(huán)境和車間負(fù)荷等情況，本設(shè)計(jì)詳細(xì)考慮了各個(gè)車間的變電所形式。</p><p>　　根據(jù)原始資料，本廠的主要負(fù)荷主要包括鑄造

36、車間、電鍍車間、鍋爐房等十一回用電負(fù)荷。</p><p>　　下面，根據(jù)原始資料給給出的全廠總平面布置圖中負(fù)荷安裝位置建立合理的坐標(biāo)系，可得出各個(gè)車間及用電設(shè)備的坐標(biāo)分別如下表所示：</p><p>　　表2-3 各負(fù)荷對(duì)應(yīng)坐標(biāo)表</p><p>　　因此可得出變電站的位置大致為（ ）。</p><p>　　根據(jù)所得的負(fù)荷中心，

37、以及綜合考慮全廠的負(fù)荷情況，可以確定主降壓變電所的位置，見圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 工廠高壓配電系統(tǒng)示意圖</p><p>　　第3章 變壓器的選擇與無(wú)功補(bǔ)償</p><p><b>　　3.1變壓器的選擇</b></p><p>　　變壓器的選擇主要包括容量、臺(tái)數(shù)、相數(shù)、繞組數(shù)、冷卻方式、調(diào)壓方式的

38、選擇。一般正常環(huán)境的變電所，可以選用三相油浸式雙繞組變壓器。國(guó)標(biāo)GB1094.1～1094.5-1996～2003<<電力變壓器>>規(guī)定，選擇型號(hào)時(shí)要優(yōu)先選擇R10容量系列。推廣用低損耗變壓器，例如SL7、S7、S9等系列變壓器。在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場(chǎng)所，應(yīng)選用S9-M、S11-M、R等系列全密封式變壓器。多層或高層建筑內(nèi)的變電所，選用SC9等系列環(huán)氧樹脂注干式變壓器或SF6充氣型變壓器。

39、</p><p>　　根據(jù)本論文給出的條件我們可以選用SC系列干式變壓器。</p><p>　　3.1.1工廠總降壓變電所供配電電壓的選擇</p><p>　　而對(duì)于380V的11個(gè)車間，分別根據(jù)容量來(lái)選擇380V的變壓器。</p><p>　　3.1.2變壓器的損耗計(jì)算</p><p>　　變壓器是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，

40、在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中必然產(chǎn)生損耗。變壓器的有功損耗可以分為鐵損耗和銅損耗。變壓器的鐵損耗即鐵芯中的有功功率損耗，就是主磁通在鐵心中引起的磁滯損耗和渦流損耗。變壓器的銅損耗即有負(fù)荷的情況下變壓器一、二次繞組中的有功功率損耗。我們可以同過(guò)查詢變壓器參數(shù)得到空載損耗和短路損耗，也就是鐵損耗和銅損耗。</p><p><b>　　有功功率損耗公式：</b></p><p>　　式

41、中：為空載損耗，為負(fù)載損耗，為有功功率損耗，β—變壓器的負(fù)荷率。</p><p>　　變壓器的無(wú)功損耗也由兩部分組成，一是用來(lái)產(chǎn)生主磁通的一部分無(wú)功功率，用表示。只與繞組電壓有關(guān)，與負(fù)荷無(wú)關(guān)。二是額定負(fù)荷下消耗在變壓器繞組的電抗上的無(wú)功功率，用表示。</p><p><b>　　有功功率損耗公式：</b></p><p>　　式中：為空載電流，

42、為短路阻抗。</p><p>　　S7和S9等型號(hào)的電力變壓器的功率損耗可以按照下列的公式近似計(jì)算。</p><p>　　3.2 380V車間變壓器的選擇</p><p>　　車間變電所變壓器選擇的原則與總降壓變電所基本相同。在保證供電質(zhì)量的同時(shí)盡量減少投資運(yùn)行費(fèi)用，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的要求。</p><p>　　車間變電所臺(tái)數(shù)的選擇，對(duì)于二、三

43、類負(fù)荷，變電所只需要設(shè)置一臺(tái)變壓器。其容量大于最大視在計(jì)算功率。同時(shí)，為保證供電可靠性，可以從其他車間變電所的低壓母線上拉取備用電源，不僅在變壓器故障的情況下可以正常運(yùn)行，在分段母線發(fā)生故障的時(shí)候也可以保證供電的可靠性。對(duì)于一二級(jí)負(fù)荷較大的車間，才用兩回線兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，其容量選擇與主變的選擇相同。</p><p>　　1. NO.1變電所變壓器的選擇</p><p>　　已知S1=1

44、112.4KVA，根據(jù)原始資料可知工廠的部分負(fù)荷為二類負(fù)荷，且為保證供電可靠性，選擇兩臺(tái)變壓器供電，因此必須同時(shí)滿足一下兩個(gè)條件：</p><p>　　每臺(tái)變壓器單獨(dú)工作時(shí)必須能夠承擔(dān)全變電所70%的負(fù)荷，即：</p><p>　　當(dāng)一臺(tái)變壓器故障時(shí)，另一臺(tái)必須能為全部一類及二類負(fù)荷供電，根據(jù)本廠的實(shí)際情況，鑄造車間、鍛壓車間和鍋爐房為二類負(fù)荷。即：</p><p>

45、;　　所以變壓器容量必須同時(shí)滿足如下兩個(gè)條件：</p><p>　　=1.4KW；KW ；；；</p><p>　　計(jì)算每臺(tái)變壓器的損耗：</p><p>　　表3-2 S9系列銅線配電變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)</p><p><b>　　3.3無(wú)功補(bǔ)償</b></p><p>　　3.3.1無(wú)功補(bǔ)償

46、的意義</p><p>　　無(wú)功功率平衡是保證電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量的基礎(chǔ)。有效的電壓控制和合理的無(wú)功補(bǔ)償不僅可以保證供電質(zhì)量，同時(shí)能提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性。</p><p>　　電力系統(tǒng)的無(wú)功電源與無(wú)功負(fù)荷，在各個(gè)正常運(yùn)行以及故障運(yùn)行時(shí)，都應(yīng)實(shí)行分層分區(qū)、就地平衡的原則，并且無(wú)功電源都應(yīng)該具備靈活的調(diào)節(jié)能力，以及一定的檢修備用容量和事故備用容量。</p><

47、;p>　　在工廠中大多數(shù)的設(shè)備為電感性設(shè)備，從原始資料表里便可看出大多數(shù)的功率因數(shù)較低，無(wú)法滿足供電部門對(duì)工廠的要求。因此必須對(duì)負(fù)荷進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)。在10kV配電線路上，并聯(lián)電容器的容量不可以過(guò)大，一般都為變壓器總?cè)萘康?%～10%。無(wú)功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備包括并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器、同步調(diào)相機(jī)以及靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置。由于并聯(lián)電容器具有安裝簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小以及組裝靈活、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)，因此本設(shè)計(jì)選用并聯(lián)電容進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)

48、償。按照原始資料的要求，本廠的功率因數(shù)應(yīng)該達(dá)到0.9以上。</p><p>　　3.3.2無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算</p><p>　　無(wú)功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算公式：</p><p>　　式中：為有功計(jì)算功率，為補(bǔ)償之前的功率因數(shù)對(duì)應(yīng)的正切值，為補(bǔ)償之后的功率因數(shù)對(duì)應(yīng)的正切值</p><p><b>　　∴總計(jì)：</b></p&g

49、t;<p><b>　　則 </b></p><p>　　考慮到安裝方便，決定再10kV側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。由該廠的負(fù)荷計(jì)算表可知,所有負(fù)荷歸算到10kV側(cè)的視在有功負(fù)荷為796.23kW，無(wú)功計(jì)算負(fù)荷為1112.4kvar。則功率因數(shù)為0.71。按規(guī)定，變電所高壓側(cè)的功率因數(shù)應(yīng)高于0.9考慮到變壓器本身的無(wú)功功率損耗ΔQT遠(yuǎn)大于其有功功率損耗ΔPT，因此在進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，補(bǔ)償后的

50、功率因素應(yīng)略高于0.90，這里取。</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　取</b></p><p>　　則補(bǔ)償后的視在功率為：</p><p>　　本文采用并聯(lián)電容器補(bǔ)償，且補(bǔ)償在10kV側(cè)，即在10kV母線上裝設(shè)20個(gè)型號(hào)為BWF6.3-120-1(額定容量為120

51、kVar)的并聯(lián)電容補(bǔ)償器。</p><p>　　3.4 10kV變壓器的選擇</p><p>　　主變壓器臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)負(fù)荷和經(jīng)濟(jì)性的要求進(jìn)行選擇。當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，宜裝設(shè)兩臺(tái)以上主變壓器。</p><p>　　a.有大量一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷</p><p>　　b.工廠有大量沖擊負(fù)荷（高壓電動(dòng)機(jī)或電弧爐）</p><p>

52、;　　c.工廠負(fù)荷不均衡，晝夜負(fù)荷或季節(jié)負(fù)荷變化比較大</p><p>　　d.分期建設(shè)的企業(yè)，為節(jié)省投資，分期投入，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的效果</p><p>　　本機(jī)械廠最大視在功率達(dá)到800kVA，且部分屬于2級(jí)負(fù)荷，應(yīng)裝設(shè)2臺(tái)變壓器。</p><p>　　由于本廠有1回10kV進(jìn)線，即有一個(gè)進(jìn)線電源，如果采用2臺(tái)變壓器，則能滿足供電可靠性、靈活性的要求。若為節(jié)省投資

53、而僅裝設(shè)1臺(tái)變壓器，一旦出現(xiàn)1臺(tái)主變故障，將會(huì)造成全廠失壓從而造成巨大的損失。為避免這種情況的出現(xiàn)，充分利用雙電源的作用，選擇安裝2臺(tái)主變。</p><p>　　根據(jù)負(fù)荷計(jì)算書可知，補(bǔ)償后全廠總負(fù)荷為862.96kVA，所以應(yīng)選擇兩臺(tái)容量為1000kVA的變壓器即S9-6300/35,參數(shù)如下:</p><p>　　表3-3 10kV 1000kVA S9系列雙繞組壓變壓器技術(shù)參數(shù) <

54、;/p><p><b>　　第4章主接線的選擇</b></p><p>　　4.1主接線設(shè)計(jì)的要求</p><p>　　電氣主接線圖即主電路圖，是表示電力系統(tǒng)中電能輸送和分配方式的電路圖。工廠配電對(duì)主接線的基本要求，概括的說(shuō)包括安全性、可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　安全性：主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范

55、的要求，充分保證人身及設(shè)備的安全。</p><p>　　可靠性：可靠性是指在保護(hù)范圍以內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置應(yīng)能可靠的動(dòng)作，以切除故障，在保護(hù)范圍之外的故障不或者系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)不誤動(dòng)。電氣主接線必須保證用戶供電的可靠性。</p><p>　　經(jīng)濟(jì)性：在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要矛盾發(fā)生在經(jīng)濟(jì)性與可靠性之間。通常在保證可靠性的同時(shí)盡量減小投資。經(jīng)濟(jì)性主要包括：最少的投資、最低的年運(yùn)行費(fèi)和最小的電能

56、損耗。</p><p>　　靈活性：電氣主接線能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并可以在各種運(yùn)行方式之間靈活切換。主要要求包括重要操作方便、調(diào)度方便和擴(kuò)建方便。</p><p>　　4.2主接線的基本形式</p><p>　　主接線按照其匯流母線分可分為有匯流母線型和無(wú)匯流母線型。其中，有匯流母線的包括單母線接線、單母線分段、單母線分段帶旁路母線接線、雙母線接線、雙母分段接線、雙

57、母線帶旁路母線接線、3/2斷路器接線、3/4臺(tái)斷路器接線等。無(wú)母線類型，如橋式、角形、單元接線等。</p><p>　　單母線接線：具有接線簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、投資相對(duì)小、運(yùn)行操作方便，易于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，隔離開關(guān)僅在檢修電氣設(shè)備是作隔離作用，不做倒閘操作，從而減少了誤操作事故。但可靠性和靈活性較差，電源只能并列運(yùn)行，母線或隔離開關(guān)檢修時(shí)所有回路都停電，且發(fā)生短路時(shí)，回路中短路電流較大，適用于出線負(fù)荷少、沒(méi)有重要負(fù)荷的

58、場(chǎng)合。</p><p>　　單母線分段接線：具有單母線的所有優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)電源數(shù)目和功率，母線可分為2～3段，段分的越多停電范圍隨之降低，但使用的斷路器及隔離開關(guān)的數(shù)目也隨之增多，加大了投資，其配電裝置和運(yùn)行方式也相對(duì)復(fù)雜，所以段不宜分的過(guò)高。相對(duì)比與單母線接線，此接線方式可靠性和靈活性相對(duì)有所提高。適用于小容量發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)配電裝置，且每段母線的出線不多于5回； 。</p><p>　　單母

59、線帶旁路母線接線：在單母線分段的基礎(chǔ)上又增加了旁路母線、專用斷路器和兩個(gè)旁路回路隔離開關(guān)。各出線回路與旁路母線相連接。從而在檢修任意斷路器時(shí)可以不中斷該回路的供電，可靠性大大的提高，同時(shí)投資也相對(duì)加大，經(jīng)濟(jì)性降低。</p><p>　　雙母線接線：雙母線接線是指工作線、電源線和負(fù)荷出線通過(guò)斷路器隔離開關(guān)連接到兩條母線上，兩組母線都是工作線，互為備用。與單母線相比，雙母線接線供電可靠、檢修方便。當(dāng)一組母線故障時(shí)，只

60、要將故障母線上的回路倒換到另一組母線，即可迅速恢復(fù)供電，減小停電范圍。調(diào)度靈活，便于擴(kuò)建。但使用設(shè)備多，配電裝置復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性差。操作復(fù)雜，容易發(fā)生誤操作，增大故障概率，不便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；</p><p>　　雙母線帶旁路接線：雙母線帶旁路接線就是在雙母線接線的基礎(chǔ)上，增設(shè)旁路母線，當(dāng)母線或斷路器檢修時(shí)，仍能繼續(xù)供電；但旁路的倒閘操作比較復(fù)雜，增加了誤操作機(jī)會(huì)，也使保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)復(fù)雜，投資費(fèi)用較大。</p&g

61、t;<p>　　雙母線分段帶旁路母線接線：雙母線分段帶旁路接線就是在雙母線帶旁路接線的基礎(chǔ)上，在母線上增設(shè)分段斷路器。它具有雙母線帶旁路的優(yōu)點(diǎn)，但投資較大，設(shè)備占地間隔較多。接線原則為：當(dāng)設(shè)備連接的進(jìn)出線總數(shù)為12～16回時(shí)，在一組母線上設(shè)置分段斷路器；當(dāng)設(shè)備進(jìn)出線總數(shù)為17回時(shí)及以上時(shí)，在兩組母線上設(shè)置分段斷路器。</p><p>　　內(nèi)橋接線：內(nèi)橋接線的橋斷路器裝設(shè)在兩回路進(jìn)線斷路器內(nèi)側(cè)，像橋一

62、樣將兩條回路鏈接在一起。該接線方式的特點(diǎn)是需用斷路器和其它設(shè)備少，占地面積和所需投資相對(duì)較少，運(yùn)行靈活性相對(duì)較好，供電可靠性高?？捎糜谝欢?jí)負(fù)荷的工廠，同時(shí)適用于輸電線路較長(zhǎng)，故障機(jī)率較高，而變壓器又不需經(jīng)常切換時(shí)采用。</p><p>　　外橋接線：內(nèi)橋接線的橋斷路器裝設(shè)在兩回路進(jìn)線斷路器外側(cè)。該接線方式的特點(diǎn)是需用斷路器和其它設(shè)備少，占地面積和所需投資相對(duì)較少，經(jīng)濟(jì)性比較好。運(yùn)行的靈活性和供電的可靠性也較好。

63、但內(nèi)橋式的使用范圍不同。適用于較短的輸電線路，故障機(jī)率相對(duì)較低，而變壓器又需經(jīng)常切換的情況。</p><p><b>　　4.3主接線的選擇</b></p><p>　　4.3.1總降壓變電所高壓側(cè)主接線的選擇</p><p>　　從原始資料可知工廠的高壓側(cè)進(jìn)線為35kV等級(jí)2回，其中一回架空線路作為工作電源，另一回線路作為備用電源，兩個(gè)電源不

64、并列運(yùn)行，且線路只有8km。因此將可供選擇的方案有外橋接線和單母線接線，下面以表格的方式進(jìn)行比較，綜合選擇。</p><p>　　表4-1 主總降壓變電所高壓側(cè)主接線的比較</p><p>　　4.3.2總降壓變電所低壓側(cè)主接線的選擇</p><p>　　由于本廠低壓側(cè)的負(fù)荷共 回，負(fù)荷部分為二類負(fù)荷。以及便于日后饋線的擴(kuò)建，決定選擇有匯流母線的接線方式。因此將可

65、供選擇的方案有單母線分段接線和單母線分段帶旁路母線的接線，下面以表格的方式進(jìn)行比較，綜合選擇。具體方案論證如下：</p><p>　　表4-2總降壓變電所低壓側(cè)主接線的比較</p><p>　　通過(guò)以上各步驟的設(shè)計(jì)，可以得出完整的變配電所主接線圖，主接線圖見附錄。</p><p>　　第5章 短路電流的計(jì)算</p><p>　　5.1短路電流

66、計(jì)算的目的</p><p>　　供電系統(tǒng)要求對(duì)負(fù)荷可靠的地不間斷地進(jìn)行供電，以保證工廠生產(chǎn)和生活的正常進(jìn)行。因此，在設(shè)計(jì)中不僅要考慮正常運(yùn)行狀態(tài)，還要考慮可能發(fā)生的故障以及非正常運(yùn)行狀態(tài)。短路是系統(tǒng)中最長(zhǎng)出現(xiàn)的故障，同時(shí)也是危害最大的故障。短路就是指不同電位的導(dǎo)電部分包括導(dǎo)電部分對(duì)地之間的低阻性短接。</p><p>　　短路后，系統(tǒng)中的短路電流比正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷電流大得多。在大電力系統(tǒng)中

67、，短路電流可達(dá)幾萬(wàn)安甚至幾十萬(wàn)安。如此大的電流引起的非正常的熱效應(yīng)和力效應(yīng)會(huì)使線路中的器件受到損害。由于短路時(shí)系統(tǒng)的電壓驟降，嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。</p><p>　　由此可見，短路的危害是很大的，因此必須設(shè)法消除可能引起短路的一切因素。同時(shí)還需要進(jìn)行短路電流計(jì)算，以便正確地選擇電氣設(shè)備，滿足短路電流的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，采取限制短路電流的措施，從而完全消除或減輕短路電流的危害。</p>&

68、lt;p>　　進(jìn)行短路電流計(jì)算事必須考慮系統(tǒng)的最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式。最大運(yùn)行方式下，系統(tǒng)的阻抗值最小，短路電流最大，作為選擇電氣設(shè)備型號(hào)的依據(jù)和繼電保護(hù)裝置整定計(jì)算的依據(jù)。最小運(yùn)行方式下，系統(tǒng)的阻抗最大，短路電流最小，作為繼電保護(hù)中靈敏度校驗(yàn)的依據(jù)。</p><p>　　綜上所述，短路電流的目的是為電氣設(shè)備選擇和繼電保護(hù)的配置提供依據(jù)。</p><p>　　在三相運(yùn)行的系統(tǒng)中，

69、短路的形式有：三相短路、兩相短路、單相短路以及兩相接地短路。三相短路時(shí)，回路短路阻抗相等，因此三條回路的電流也相等，三相短路是對(duì)稱短路。而其他的故障類型中，電壓的幅值和相角都不相同，因此短路是非對(duì)稱的。在所有的短路形式中，三相短路電流最大，因此對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備的危害最大。在計(jì)算中，將以三相短路主要進(jìn)行計(jì)算。</p><p>　　5.2短路電流計(jì)算的方法和步驟</p><p>　　進(jìn)行短路電流計(jì)

70、算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺值法（又稱相對(duì)單位制法）。計(jì)算1kV以上高壓宜采用標(biāo)幺值法，低壓400V宜采用歐姆法。標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流十分方便，無(wú)論計(jì)算哪個(gè)短路點(diǎn)電抗都不需要折算。故本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺值法計(jì)算。</p><p>　　1、繪制計(jì)算電路圖、選擇短路計(jì)算點(diǎn)。計(jì)算電路圖上應(yīng)將短路計(jì)算中需計(jì)入的所有電路元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各個(gè)元件依次編號(hào)。短路計(jì)算點(diǎn)應(yīng)選擇得使需要進(jìn)行短路效驗(yàn)的電

71、器元件有最大可能的短路電流通過(guò)。</p><p>　　2、設(shè)定基準(zhǔn)容量Sd=100MVA和基準(zhǔn)電壓Ud=Uc（短路計(jì)算電壓，即1.05UN），并計(jì)算基準(zhǔn)電流。</p><p>　?。?-1） </p><p>　　3、計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)幺值

72、（一般只計(jì)算電抗標(biāo)幺值）</p><p>　　（1）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值的計(jì)算：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中，為系統(tǒng)出口處斷路器的短路容量，單位為MVA。</p><p>　　（2）電力線路的電抗標(biāo)幺值</p><p><b>　?。?-3）

73、</b></p><p>　　式中，UC—線路所在電網(wǎng)的短路計(jì)算電壓，單位為kV，UC=1.05UN.</p><p>　?。?）變壓器的電抗標(biāo)幺值的計(jì)算：</p><p><b>　　（5-4）</b></p><p>　　式中，Uk%為變壓器的阻抗電壓；SN 為變壓器的容量。</p><

74、;p>　　4、繪制短路回路等效電路，并計(jì)算總阻抗。</p><p>　　分別對(duì)各短路計(jì)算點(diǎn)計(jì)算各短路電流、、、、短路容量等。</p><p>　　在無(wú)窮大容量系統(tǒng)中，存在下列關(guān)系：</p><p>　　== （5-5） </p><p>　　高壓電路中的短路沖擊電流及其有效值，按下

75、列公式近似計(jì)算：</p><p>　　（5-6） </p><p>　?。?-7） </p><p>　　三相短路容量按下式計(jì)算：</p><p>　　（5-8） </p><p><b>　　5.3短路電流計(jì)算</b>

76、;</p><p>　　繪制計(jì)算電路圖、選擇短路計(jì)算點(diǎn)。</p><p>　　圖5-1 系統(tǒng)電路圖</p><p>　　2、計(jì)算各回路中元器件的標(biāo)幺值。</p><p>　　設(shè)定基準(zhǔn)容量Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ud=Uc（短路計(jì)算電壓，即1.05UN），</p><p>　?。?）電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值： </

77、p><p><b>　　線路電抗</b></p><p>　　表5-1電力線路每相的單位長(zhǎng)度電抗平均值</p><p>　　10kV進(jìn)線10km架空線路電抗</p><p>　　第6章 電氣設(shè)備的選擇</p><p>　　6.1電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)的條件</p><p>　　電力

78、系統(tǒng)中的故障概率盡管可以降低到很小，但仍然是不可避免的。而合理的選擇電氣設(shè)備可以減小故障電流對(duì)電氣設(shè)備的損害。電氣設(shè)備要保證可靠地工作，必須按照正常工作條件進(jìn)行選擇，按照故障狀態(tài)進(jìn)行校驗(yàn)。盡管電力系統(tǒng)中各類電氣設(shè)備的功能和工作條件并不一樣，具體的選擇方法也不盡相同，但是，對(duì)他們的基本要求卻是一致的。</p><p>　　1.按照正常工作條件選擇電氣設(shè)備</p><p>　　額定電壓：在電氣

79、設(shè)備的選擇中，一般遵循電氣設(shè)備的額定電壓不小于安裝地點(diǎn)的電網(wǎng)額定電壓即：</p><p><b>　　（6-1)</b></p><p>　　額定電流：電氣設(shè)備的額定電流應(yīng)該不小于該回路在各種合理運(yùn)行的方式下的最大持續(xù)工作電流，即：</p><p><b>　?。?-2)</b></p><p>　

80、　環(huán)境條件對(duì)設(shè)備選擇的影響：在選擇電氣設(shè)備時(shí)必須考慮運(yùn)行的環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔高度、地震烈度、覆冰厚度以及有無(wú)防塵、防爆、防腐、防火等要求，若此類環(huán)境條件超過(guò)一般電氣設(shè)備的正常使用條件時(shí)，應(yīng)采取合理的措施。</p><p>　　2.按照短路狀態(tài)進(jìn)行校驗(yàn)</p><p>　　熱穩(wěn)定性校驗(yàn)：短路電流流過(guò)電氣設(shè)備時(shí)，其各部件溫度應(yīng)不超過(guò)允許值。即應(yīng)該滿足：</p><p

81、><b>　?。?-3）</b></p><p>　　動(dòng)穩(wěn)定性校驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定是電氣設(shè)備所能承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足的條件為：</p><p>　　或 （6-4）</p><p>　　6.2各類一次設(shè)備的選擇</p><p>　　6.2.1斷路器的選擇</p&g

82、t;<p>　　按照滅弧介質(zhì)，斷路器可分以下幾種類型：</p><p>　　油斷路器：采用油作為滅弧介質(zhì)，可分為多油和少油斷路器。多油斷路器由于耗油量大，已經(jīng)被淘汰。少油斷路器油量少、占地少、廉價(jià)，已經(jīng)有長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。適用于35kV及以下的系統(tǒng)中。</p><p>　　真空斷路器：利用真空的高介質(zhì)強(qiáng)度滅弧，優(yōu)點(diǎn)是滅弧時(shí)間快、噪聲小。壽命長(zhǎng)，在35kV及以下系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。&

83、lt;/p><p>　　壓縮空氣斷路器：采用壓縮空氣作為滅弧介質(zhì)，開斷時(shí)間短、能力強(qiáng)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。</p><p>　　斷路器：采用氣體做滅弧介質(zhì)，具有良好的開關(guān)性能?？煽啃愿撸S護(hù)工作量少，適用于各個(gè)電壓等級(jí)。</p><p>　　手車式斷路器相對(duì)于固定式的優(yōu)點(diǎn)，便于維修，使用時(shí)不用安裝隔離開關(guān)通電開關(guān)可以搖出，可提高安全系數(shù)，因此得到廣泛應(yīng)用。本論文采用手車式斷路器

84、。</p><p>　　1. 10kV側(cè)斷路器的選擇</p><p>　　根據(jù)計(jì)算顯示QF1、QF2、QF3的安裝環(huán)境基本相同，故選擇同一型號(hào)斷路器，即選擇手車式少油斷路器SN10-35C。</p><p><b>　　最大負(fù)荷電流：</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定度：</b><

85、/p><p>　　表6-1 35kV側(cè)斷路器選型表</p><p>　　根據(jù)表格顯示所選擇的斷路器符合要求。</p><p>　　3. 380側(cè)斷路器的選擇</p><p>　　低壓保護(hù)包括熔斷器保護(hù)和斷路器保護(hù)。熔斷器保護(hù)適用于高低壓供電系統(tǒng)。由于其裝置簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，所以在工廠供電中廣泛應(yīng)用，但由于其斷流能力較小，選擇性較差，且其熔體熔斷后要更換之

86、后才能恢復(fù)供電，因此，在可靠性要求較高的場(chǎng)所不宜采用。低壓斷路器保護(hù)適用于可靠性要求較高和操作方便靈活的低壓供配電系統(tǒng)。</p><p>　　因此，對(duì)于380V側(cè)的某些重要負(fù)荷可采用斷路器保護(hù)，而供電可靠性要求不高的負(fù)荷可采用熔斷器保護(hù)。</p><p>　　選用斷路器保護(hù)的負(fù)荷：。負(fù)荷的額定電壓都為380V，可以選擇型號(hào)為DW16的手車式斷路器。</p><p>

87、　　表6-4 380V側(cè)斷路器的選擇</p><p>　　6.2.2電流互感器的選擇</p><p>　　為滿足測(cè)量和保護(hù)裝置的需求，在變壓器、出線、分段斷路器、聯(lián)絡(luò)斷路器、旁路斷路器回路中均裝有電流互感器。</p><p>　　1. 35kV側(cè)電流互感器進(jìn)行選擇</p><p>　　互感器TA1、TA2的作用是對(duì)變壓器保護(hù)進(jìn)行電流的采集，因

88、此選用LCZB-35B/160保護(hù)類互感器。</p><p><b>　　額定電流：</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗(yàn)：</b></p><p><b>　　動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)：</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，電流互感器滿足要求。</p><

89、p>　　3. 380V側(cè)互感器的選擇</p><p>　　380V的電壓屬于低壓，因此互感器可以不用進(jìn)行校驗(yàn)，而其他條件與高壓側(cè)相同。因此此處省去詳細(xì)計(jì)算，具體的選擇方式以表格的方式給出。</p><p>　　表6-6 380V側(cè)互感器選型表</p><p>　　6.2.3電壓互感器的選擇</p><p>　　電壓互感器按其絕緣方式分類

90、，可分為油浸式、澆注式、六氟化硫氣體絕緣式為保障互感器的正常工作，減小故障概率，需經(jīng)隔離開關(guān)和熔斷器接入系統(tǒng)。</p><p>　　在主接線中，正常工作的母線及備用母線都裝有一組電壓互感器。作為同期、測(cè)量?jī)x表、以及保護(hù)裝置。除此之外，35千伏及以上輸電線路上，當(dāng)對(duì)端有供電電源時(shí)，應(yīng)裝一臺(tái)單相電壓互感器。</p><p>　　35kV進(jìn)線處的對(duì)端是供電電源，因此為了監(jiān)測(cè)線路有無(wú)電壓、進(jìn)行同期

91、以及重合閘的配置，應(yīng)在線路上配置一臺(tái)單相互感器。選擇JDJJ-35,準(zhǔn)確等級(jí)為0.5。</p><p>　　6kV母線上電壓互感器除供測(cè)量?jī)x表外，還作為電網(wǎng)絕緣監(jiān)視的裝置。選擇三只JDZJ-6澆注絕緣型接成YNynd11,準(zhǔn)確級(jí)數(shù)為0.5。</p><p>　　380V母線上電壓互感器主要作為測(cè)量?jī)x表電壓的采集，選擇三只JDG-0.38三只干式互感器接成YNynd11,準(zhǔn)確級(jí)數(shù)為0.5。&

92、lt;/p><p>　　6.2.4熔斷器的選擇</p><p>　　熔斷器保護(hù)是最早、最簡(jiǎn)單的繼電保護(hù)方式，原理是當(dāng)電流超過(guò)一定值時(shí)，熔體熔斷自身從而達(dá)到保護(hù)的作用。由于其裝置簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，所以在仍在低壓線路和供電設(shè)備中廣泛應(yīng)用。但由于其熔體熔斷后要更換之后才能恢復(fù)供電，且斷流能力較小，選擇性較差，因此不在供電可靠性要求更高的線路中應(yīng)用。</p><p>　　1.380V等

93、級(jí)熔斷器的選擇</p><p>　　熔斷器的選擇主要根據(jù)額定電壓和額定電流來(lái)選擇。合理的熔斷器其額定電壓必須大于或等于安裝處的額定電壓，其熔體的額定電流應(yīng)為該回路的最大運(yùn)行電流的1.1到1.3倍，熔管的額定電流大于熔體的額定電流。為使結(jié)果分析簡(jiǎn)單、一目了然，熔斷器的選擇仍選擇表格的方式。</p><p>　　表6-7 380V側(cè)熔斷器的選擇表</p><p>　　電

94、壓互感器側(cè)熔斷器的選擇</p><p>　　電壓互感器側(cè)熔斷器的選擇原理與線路上的選擇方式相同，以表格的形式給出。</p><p>　　表6-8 電壓互感器側(cè)熔斷器選擇表</p><p>　　6.2.5隔離開關(guān)的選擇</p><p>　　隔離開關(guān)是發(fā)電廠變電站的常用開關(guān)電器，主要作用是保證電氣設(shè)備安全的檢修，即隔離電壓、倒閘操作和分合小電流，

95、但不能用于開斷、投入負(fù)荷電流或開關(guān)電流。</p><p>　　隔離開關(guān)的類型很多，按安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式，按絕緣支柱數(shù)目可分為單柱式、雙柱式和三柱式。</p><p>　　為保障互感器的正常工作，減小故障概率，需經(jīng)隔離開關(guān)和熔斷器接入系統(tǒng)。因此必須對(duì)互感器側(cè)進(jìn)行隔離開關(guān)的選擇。</p><p>　　表6-9 高壓側(cè)隔離開關(guān)的選擇</p><

96、;p>　　表6-10 低壓側(cè)隔離開關(guān)的選擇</p><p>　　6.3母線及導(dǎo)體的選擇</p><p>　　導(dǎo)體通常有銅、鋁、鋁合金制成，純鋁的導(dǎo)體一般制成槽型、管型和矩形。在供電線路中，一般采用鋁線、鋁芯導(dǎo)線和電纜。</p><p>　　矩形導(dǎo)體一般應(yīng)用于35千伏及以下電壓等級(jí)中；槽型導(dǎo)體載流量大、機(jī)械強(qiáng)度好，一般用于4000～8000A線路中；管型導(dǎo)體機(jī)械

97、強(qiáng)度好、集膚效應(yīng)系數(shù)小，用于8000A以上線路和110kV及以上配電裝置中。鋁合金一般都制成管型。其中，鋁錳合金載流量大但機(jī)械強(qiáng)度差，而鋁鎂合金機(jī)械強(qiáng)度好但載流量小，因而使用中都受到限制。銅導(dǎo)體只用于持續(xù)工作電流大、出線位置對(duì)鋁有腐蝕的場(chǎng)所。</p><p>　　6.3.1導(dǎo)體選擇的條件</p><p><b>　　1.截面的選擇</b></p><

98、;p>　　導(dǎo)體截面可以按照長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流或者經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。對(duì)于利用率大（>5000h）、傳輸容量大、長(zhǎng)度較長(zhǎng)（L>20m）的導(dǎo)體，一般按照經(jīng)濟(jì)電流密度選擇。而母線在正常運(yùn)行情況下，傳輸容量不大，可以按照長(zhǎng)期允許電流選擇。</p><p>　　按長(zhǎng)期發(fā)熱允許電流選擇：</p><p><b>　　(6-5)</b></p><

99、p>　　按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇：</p><p><b>　　(6-6)</b></p><p>　　式中：為回路中最大持續(xù)工作電流，K為綜合修正系數(shù)，為θ=25C時(shí)導(dǎo)體允許電流，為經(jīng)濟(jì)截面，J為經(jīng)濟(jì)電流密度。</p><p>　　表6.11 導(dǎo)線和電纜的經(jīng)濟(jì)電流密度</p><p><b>　　2.熱穩(wěn)定校

100、驗(yàn)</b></p><p><b>　　(6-7)</b></p><p>　　式中：C為熱穩(wěn)定系數(shù)，為短路電流熱效應(yīng)，為集膚效應(yīng)系數(shù)。</p><p>　　表6-12不同溫度下裸導(dǎo)體的C值</p><p>　　6.3.2母線的選擇</p><p>　　在35kV及以下、持續(xù)工作電流在

101、4000及以下的屋外配電裝置中，采用矩形母線。</p><p>　　1.6kV母線的選擇</p><p>　　6kV母線最大負(fù)荷電流為552.56A，選擇LMY-505的鋁母線，相間距離，</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗(yàn)，母線最小截面積：</p><p><b>　　共振校驗(yàn)：</b></p><p&

102、gt;<b>　　(6-8)</b></p><p><b>　　(6-9)</b></p><p><b>　　(6-10)</b></p><p><b>　　選取則。</b></p><p><b>　　動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：</b>&l

103、t;/p><p>　　結(jié)論：經(jīng)分析，選用LMY-505（截面積為250mm）的鋁母線是符合要求的。</p><p>　　2.380V母線的選擇</p><p>　　NO.1變電站母線的選擇</p><p>　　選擇LMY-1258的鋁母線，相間距離，</p><p>　　熱穩(wěn)定校驗(yàn)：母線最小截面積[4]：</p>

104、;<p><b>　　共振校驗(yàn)：</b></p><p><b>　　選取則。</b></p><p><b>　　動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：</b></p><p>　　結(jié)論：經(jīng)分析，選用LMY-505（截面積為250mm）的鋁母線是符合要求的。</p><p>　　為了簡(jiǎn)化

105、計(jì)算并使結(jié)果簡(jiǎn)潔明了，余下的母線的選擇仍然以表格的形式給出。</p><p>　　表6-13 車間變電所母線選擇</p><p>　　6.3.3導(dǎo)體的選擇</p><p>　　1. 35kV線路的選擇</p><p>　　可選擇LGJ-70,按照長(zhǎng)期發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)：</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗(yàn)

106、</b></p><p>　　2. 主變壓器出線線路的選擇</p><p>　　選擇LGJ-300，其允許載流量為658A，</p><p>　　按照長(zhǎng)期發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)：</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗(yàn) ：</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)校驗(yàn)，所選導(dǎo)線符合線路運(yùn)行條件。&l

107、t;/p><p><b>　　變電站線路的選擇</b></p><p>　　電力電纜品種有很多，35kV及以下的系統(tǒng)主要用有油浸紙絕緣電纜，塑料絕緣電纜和橡膠絕緣電纜。普通粘性油浸紙絕緣電纜其最高工作溫度較低，不宜用于高落差的場(chǎng)合。橡膠電纜敷設(shè)安裝簡(jiǎn)便，適用于落差較高的場(chǎng)合，其絕緣層柔然性好，適用于彎曲半徑較小的場(chǎng)合。塑料絕緣電纜分為聚氯乙烯電纜、聚乙烯電纜和交聯(lián)聚乙烯電

108、纜。塑料電纜安裝敷設(shè)方便，沒(méi)有落差限制，廣泛用于1～35kV各個(gè)場(chǎng)合。電力電纜除充油電纜外，一般采用三芯鋁芯電纜。</p><p>　　根據(jù)本廠的原始資料顯示，廠區(qū)地址原來(lái)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，無(wú)腐蝕物質(zhì)，安裝方式可選用直埋敷設(shè)。</p><p>　　表6-14 車間變電所線路選擇</p><p>　　4. 380V側(cè)各負(fù)荷電纜的選擇&

109、lt;/p><p>　　以鑄鐵車間為例，對(duì)其負(fù)荷出線進(jìn)行選擇</p><p><b>　　經(jīng)濟(jì)截面：</b></p><p>　　選擇VLV型聚氯乙烯絕緣鋁芯截面為630mm2電纜，其載流量為878A</p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗(yàn)：</b></p><p>　　所以，所

110、選選擇VLV22型聚氯乙烯絕緣鋁芯電纜滿足需求的.</p><p>　　表6-15 負(fù)荷出線電纜的選擇</p><p>　　第7章 繼電保護(hù)的配置與校驗(yàn)</p><p>　　電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，總會(huì)因?yàn)楦鞣N情況出現(xiàn)故障和不正常運(yùn)行狀態(tài)。而這些狀態(tài)會(huì)對(duì)生產(chǎn)生活產(chǎn)生很大的影響。因而在運(yùn)行中，除了采取措施消除或降低故障的可能之外，必須迅速而有選擇性的切除故障元件，即在線路上

111、配置繼電保護(hù)裝置。繼電保護(hù)裝置必須滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性的要求。</p><p>　　7.1變壓器保護(hù)的配置</p><p>　　變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備，在各個(gè)環(huán)節(jié)中起到關(guān)鍵作用，其故障對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行和可靠供電帶來(lái)嚴(yán)重的影響，因此應(yīng)根據(jù)變壓器的故障類型裝設(shè)性能良好、動(dòng)作可靠的保護(hù)裝置。</p><p>　　7.1.1變壓器保護(hù)的種類</

112、p><p>　　瓦斯保護(hù)：反應(yīng)與變壓器油箱內(nèi)部的氣體或油流而動(dòng)作的保護(hù)，具有很高的靈敏度，是變壓器的本體保護(hù)。容量在800kVA的油浸式變壓器和400kVA以的車間變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。</p><p>　　電流速斷保護(hù)：保護(hù)油箱的外部故障，反應(yīng)與電流增大而動(dòng)作的保護(hù)。10kV及以下，容量在10MW以下的變壓器裝設(shè)電流速斷保護(hù)，而當(dāng)電流速斷靈敏度不滿足要求時(shí)，應(yīng)改用縱差保護(hù)。按避越變壓器外部故

113、障的最大短路電流來(lái)整定，其次，電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流還應(yīng)避越空載投入變壓器時(shí)的勵(lì)磁涌流，即三到五倍的額定電流。</p><p><b>　　動(dòng)作電流的整定：</b></p><p>　　式中：為變壓器低壓側(cè)線路出口處三相短路電流；為可靠系數(shù)；為接線系數(shù)；為電流互感器電流比；—變壓器的電壓比。</p><p>　　電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)檢驗(yàn)： &l

114、t;/p><p><b>　　(7.2)</b></p><p>　　式中：為在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下變壓器高壓側(cè)的兩相短路電流；為速斷電流折算到一次側(cè)的值。</p><p>　　過(guò)電流保護(hù)：防止主保護(hù)拒動(dòng)和斷路器失靈的保護(hù)。35kV～66kV及以下中小容量變壓器，應(yīng)裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)。</p><p><b>　　動(dòng)

115、作電流的整定：</b></p><p><b>　　（7-3）</b></p><p>　　式中：—變壓器的最大負(fù)荷電流，可取為（1.5～3）I1N為變壓器的額定一次電流;—可靠系數(shù)，對(duì)反時(shí)限取1.3。為可靠系數(shù)；為接線系數(shù)三相式、兩相式取1；電流互感器電流比；—繼電器返回系數(shù)，一般為0.8。</p><p><b>　　

116、（7-4）</b></p><p>　　保護(hù)裝置的靈敏度校驗(yàn)</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中：在電力系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下，低壓母線兩項(xiàng)短路電流折算到變壓器高壓側(cè)的值?！^電保護(hù)動(dòng)作電流折算到變壓器高壓側(cè)的值。</p><p>　　過(guò)負(fù)荷保護(hù)：對(duì)400kVA以上變壓器，當(dāng)

117、多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行或單獨(dú)運(yùn)行同時(shí)作為其他負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)應(yīng)該裝于一相電流上，并延時(shí)作用于信號(hào)。在無(wú)人值班變電所中，必要時(shí)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)可以動(dòng)作與自動(dòng)減負(fù)荷或跳閘。</p><p>　　7.1.2變壓器的保護(hù)</p><p>　　1. 主變壓器的保護(hù)</p><p><b>　　瓦斯保護(hù)</b></

118、p><p><b>　　過(guò)負(fù)荷保護(hù)</b></p><p><b>　　電流速斷保護(hù)</b></p><p>　　變壓器的電流速斷保護(hù)一般采用兩相式接線。和線路電流速斷保護(hù)一樣，變壓器的電流速斷保護(hù)也不能保護(hù)變壓器的全部，一般只能保護(hù)到變壓器的一次側(cè)。</p><p><b>　　動(dòng)作電流的整

119、定：</b></p><p>　　電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)校驗(yàn)： </p><p>　　靈敏度滿足要求要求。</p><p><b>　　過(guò)電流保護(hù)</b></p><p><b>　　動(dòng)作電流的整定：</b></p><p><b>　　動(dòng)作時(shí)間的整定&l

120、t;/b></p><p>　　保護(hù)裝置的靈敏度校驗(yàn)</p><p>　　車間變壓器的保護(hù)靈敏度滿足要求要求。</p><p><b>　　7.2線路的保護(hù)</b></p><p>　　7.2.1線路保護(hù)的主要類型</p><p>　　線路的短路總是會(huì)引起電流的增大、電壓降低、測(cè)量電阻的減小

121、和電壓電流的相位的變化，因此利用這些基本變化可以監(jiān)控線路的運(yùn)行狀況?；陔娏髯兓鴦?dòng)作的保護(hù)為電流保護(hù)，包括瞬時(shí)電流速斷保護(hù)、限時(shí)電流速斷保護(hù)、自適應(yīng)電流速斷保護(hù)、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)、方向電流保護(hù)等。基于電壓變化而動(dòng)作的保護(hù)為電壓保護(hù)，反應(yīng)與測(cè)量阻抗減小而動(dòng)作的保護(hù)為距離保護(hù)。</p><p>　　通常3～10kV系統(tǒng)采用中性點(diǎn)非有效接地的方式，在電網(wǎng)的輸電線路中，必須根據(jù)其故障類型采取相應(yīng)保護(hù)。</p>