XD鐵合金廠110kV降壓變電所的電氣設(shè)計(jì).doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 內(nèi)容提要 工廠供電系統(tǒng)就是將電力系統(tǒng)的電能降壓再分配電能到各個(gè)廠房或車(chē)間中去，它由工廠總降壓變電所，高壓配電線路，車(chē)間變電所，低壓配電線路及用電設(shè)備組成。工廠總降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車(chē)間的負(fù)荷數(shù)量和性質(zhì)，生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國(guó)家供電情況，解決對(duì)各部門(mén)的安全可靠，經(jīng)濟(jì)技術(shù)的分配電能問(wèn)題。其基本內(nèi)容有以下幾方面：負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償，總降壓變電所位置的選擇, 變壓器的臺(tái)數(shù)、容量和型式的選擇，短路電流的計(jì)算及繼電保護(hù), 電氣設(shè)備的選擇,車(chē)間變電所位置和變壓器數(shù)量、容量的選擇, 防雷接地裝置設(shè)計(jì)等。本設(shè)計(jì)在對(duì)鋁合金廠進(jìn)行供配電調(diào)研、論證的基礎(chǔ)上，完成了鋁合金廠的負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償、110kV降壓變電所主接線設(shè)計(jì)；還進(jìn)行了短路計(jì)算、相關(guān)電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn)以及繼電保護(hù)的選擇與整定。在設(shè)計(jì)的最后對(duì)該廠的供電系統(tǒng)進(jìn)行了防雷保護(hù)。關(guān)鍵詞：無(wú)功補(bǔ)償；短路；電力設(shè)備；繼電器目錄內(nèi)容提要Abstract1 緒論11.1 工廠供電的意義和要求11.2 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則21.3 設(shè)計(jì)原始資料31.4 設(shè)計(jì)思路52 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償72.1 負(fù)荷概述72.2 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的72.3 各車(chē)間電力負(fù)荷計(jì)算82.4 無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算92.5 工廠年耗電量的計(jì)算93 變電所主變壓器的選擇103.1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇103.2 變電所主變壓器容量的選擇103.3 主變壓器型式的選擇104 變電所主接線的設(shè)計(jì)124.1 主接線設(shè)計(jì)原則與要求124.2 電氣主接線確定135 短路電流的計(jì)算175.1 短路計(jì)算的意義175.2 短路電流計(jì)算的目的及方法175.3 采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算176 變電所一次設(shè)備的需選擇與檢驗(yàn)226.1 電氣一次設(shè)備的選擇原則226.2 一次設(shè)備的選擇與檢驗(yàn)287 進(jìn)出線的選擇與校驗(yàn)367.1 進(jìn)出線選擇的方法367.2 進(jìn)出線的校驗(yàn)方法367.3 110kV側(cè)進(jìn)線的選擇377.4 10kV側(cè)出線的選擇378 二次回路方案的選擇398.1 變電所二次回路設(shè)計(jì)398.2 變壓器的繼電保護(hù)的整定469 防雷與接地方案的設(shè)計(jì)489.1 直擊雷保護(hù)489.2 侵入波保護(hù)4810 設(shè)計(jì)體會(huì)50參考文獻(xiàn)51致謝52精品文檔1 緒論1.1 工廠供電的意義和要求 工廠供電，就是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱(chēng)工廠配電。眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，同時(shí)易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配不僅簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，且便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。而今現(xiàn)代社會(huì)的信息技術(shù)和其它高新技術(shù)都是建立在應(yīng)用電能的基礎(chǔ)上。因此電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用廣泛。工廠供配電系統(tǒng)是整個(gè)工廠正常生產(chǎn)的動(dòng)力源的命脈，供配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行直接影響全廠生產(chǎn)生活安全。現(xiàn)代大型工廠供配電系統(tǒng)的主接線及運(yùn)行方式都非常復(fù)雜，各種電器設(shè)備的數(shù)量和種類(lèi)繁多，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，供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來(lái)越全面、系統(tǒng)，工廠用電量迅速增長(zhǎng)，對(duì)電能質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)狀況、供電的可靠性指標(biāo)也日益提高，因此對(duì)供電設(shè)計(jì)也有了更高、更完善的要求。隨著改革開(kāi)放的不斷深化，經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展。各電力部門(mén)對(duì)變電所設(shè)計(jì)的要求將越來(lái)越高。現(xiàn)在所設(shè)計(jì)的常規(guī)變電所最突出的問(wèn)題是設(shè)備落后，結(jié)構(gòu)不合理，占地多，投資大，損耗高，效率低，尤其是在一次開(kāi)關(guān)和二次設(shè)備造型問(wèn)題上，基本停留在5060年代的水平上，從發(fā)展的觀點(diǎn)來(lái)看，將越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)對(duì)電能質(zhì)量提高的發(fā)展要求?，F(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展，對(duì)電力能源需求也不斷增大，致使變電所數(shù)量增加，電壓等級(jí)提高，供電范圍擴(kuò)大及輸配電容量增大，采用傳統(tǒng)的變電站一次及二次設(shè)備越來(lái)越難以滿足變電站安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，少人值班或無(wú)人值班的要求?，F(xiàn)在大多采用了微機(jī)保護(hù)。分級(jí)保護(hù)和常規(guī)保護(hù)相比，增加了人機(jī)對(duì)話功能，自控功能，通信功能和實(shí)時(shí)時(shí)鐘等功能，因此如果通過(guò)電力監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)，可以使變電站內(nèi)值班人員或調(diào)度中心的人員及時(shí)掌握變電站的運(yùn)行情況，直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，及時(shí)了解故障情況，并迅速進(jìn)行處理，達(dá)到供電系統(tǒng)的管理科學(xué)化、規(guī)范化，并且還可以做到與其他自動(dòng)化系統(tǒng)互換數(shù)據(jù)，充分發(fā)揮整體優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行全系統(tǒng)的信息綜合管理。在工廠里，電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很小（除電化工業(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。 因此，做好工廠供電工作對(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。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。 工廠供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)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 （2）可靠，應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。 （3）優(yōu)質(zhì)，應(yīng)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)，供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部和當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。例如計(jì)劃用電問(wèn)題，就不能考慮一個(gè)單位的局部利益，更要有全局觀點(diǎn)。1.2 工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB500521995供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50053199410kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范、GB500541995低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則：（1）遵守規(guī)程、執(zhí)行政策； 必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。（2）安全可靠、先進(jìn)合理； 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。（3）近期為主、考慮發(fā)展； 應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。（4）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)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。1.3 設(shè)計(jì)原始資料工廠總平面圖如圖1.1所示圖1.1 工廠總平面圖1.3.1 工廠生產(chǎn)任務(wù)及車(chē)間組成本廠規(guī)模為大型鋼鐵企業(yè)，車(chē)間有高爐練鋼、高爐練鐵、初軋車(chē)間、大型車(chē)間、中型車(chē)間、中板車(chē)間、管材車(chē)間、機(jī)修車(chē)間。負(fù)荷情況如下表：表1.1 工廠各車(chē)間負(fù)荷情況車(chē)間變電所序號(hào)車(chē)間名稱(chēng)設(shè)備容量（kW）需要系數(shù)Kdcostan1高爐練鋼車(chē)間45000.30.652高爐練鐵車(chē)間46000.70.653初軋車(chē)間45500.60.74大型車(chē)間50000.50.55中型車(chē)間30000.40.56中板車(chē)間34000.450.67管材車(chē)間35000.750.758機(jī)修車(chē)間33000.30.59鍋爐房1510.750.810化驗(yàn)室、辦公室500.60.6表1.2 工廠轉(zhuǎn)供110kV高壓負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù)工廠序號(hào)工廠名稱(chēng)設(shè)備容量（kW）需要系數(shù)Kdcos1石油機(jī)械制造廠35000.450.872橡膠廠40000.50.781.3.2 供電電源情況按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，本廠由220/110kV變電所一條110kV雙回線架空路引入本廠。其中一路該作為工作電源，另一路作為備用電源，兩電源不并聯(lián)運(yùn)行。該變電所距廠東側(cè)8km。電力系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)如表1.3所示：表1.3 電力系統(tǒng)短路數(shù)據(jù)如表電源編號(hào)電源來(lái)源母線電壓短路容量（MVA）距離l（km）繼保整定時(shí)間（s）U（kV）A變電所1106002808181.3.3 供電技術(shù)要求（1） 區(qū)域變電所110kV饋出線定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)整定時(shí)間為了1.8s，要求工廠總配電所過(guò)電流保護(hù)整定時(shí)間為了1.3s。（2） 工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不低于0.9。（3） 在總配電所110kV側(cè)進(jìn)行計(jì)量。（4） 供電貼費(fèi)為750元/（kVA），每月電費(fèi)按兩部電價(jià)制：基本電費(fèi)為18元/（kVA），動(dòng)力電費(fèi)為0.4元/（kWA），照明電費(fèi)為0.5元/（kWA）。（5） 工廠負(fù)荷性質(zhì)。各車(chē)間除此而外380V低壓負(fù)荷外，還有高壓負(fù)荷。本廠大部分為三班制，少數(shù)車(chē)間為一、二班制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為6000h，全年工作時(shí)數(shù)為8760h。全企業(yè)主要車(chē)間為一級(jí)負(fù)荷，80%負(fù)荷有備用電源。1.3.4 氣象資料本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為38，年平均氣溫為23，年最低氣溫為-8，年最熱月平均最高氣溫為33，年最熱月平均氣溫為26，年最熱月地下0.8m處平均溫度為25。當(dāng)?shù)刂鲗?dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)，年雷暴日數(shù)為31天。1.3.5 地質(zhì)水文資料本廠所在地區(qū)平均海拔146m，地層以砂粘土為主，地下水位為3m。1.4 設(shè)計(jì)思路 該鋁合金廠110kV降壓變電所的設(shè)計(jì)，是依據(jù)各個(gè)車(chē)間的負(fù)荷情況、生產(chǎn)工藝對(duì)負(fù)荷的要求以及負(fù)荷的布局情況來(lái)解決對(duì)各個(gè)車(chē)間的安全可靠運(yùn)行的電能分配問(wèn)題?；緝?nèi)容包括以下幾方面：1.4.1 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償 全廠110kV降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車(chē)間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。根據(jù)車(chē)間變電所變壓器的功率損耗，求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷及總功率因數(shù)。列出負(fù)荷計(jì)算表、表達(dá)計(jì)算成果。1.4.2 工廠總降壓變電所主變壓器的臺(tái)數(shù)及容量選擇 參考電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素，結(jié)合全廠計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。1.4.3 工廠總降壓變電所主結(jié)線設(shè)計(jì) 根據(jù)總降壓變電所配電回路數(shù)、負(fù)荷要求的可靠性以及計(jì)算負(fù)荷數(shù)，綜合主變壓器臺(tái)數(shù)，確定變電所高、低接線方式。對(duì)主結(jié)線設(shè)計(jì)的基本要求，即要安全可靠又要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易且維修方便。1.4.4 短路電流計(jì)算 工廠用電通常作為電網(wǎng)的末端負(fù)載，它的容量運(yùn)行小于電網(wǎng)容量，都可以按無(wú)限容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。由系統(tǒng)最大運(yùn)行方式和最小運(yùn)行方式下的短路參數(shù)，求出兩種運(yùn)行方式下各點(diǎn)的三相及兩相短路電流。1.4.5 變電所高、低壓側(cè)設(shè)備選擇 參照短路電流計(jì)算數(shù)據(jù)、各回路計(jì)算負(fù)荷以及對(duì)應(yīng)的額定值，選擇變電所高壓側(cè)和低壓側(cè)電氣設(shè)備，如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、母線、電纜、避雷器、絕緣子、互感器、開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備。根據(jù)需要對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行熱穩(wěn)定和力穩(wěn)定檢驗(yàn)。用總降壓變電所主結(jié)線圖，設(shè)備材料表和投資概算來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)成果。1.4.6 總降壓變電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)的整定 為了有效監(jiān)視、控制和保證安全可靠的運(yùn)行，變壓器、高壓配電線路移相電容器、高壓電動(dòng)機(jī)、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，都需要設(shè)置相應(yīng)的控制、信號(hào)、檢測(cè)和繼電器保護(hù)裝置。并對(duì)保護(hù)裝置做出整定計(jì)算和校驗(yàn)靈敏系數(shù)。設(shè)計(jì)包括繼電器保護(hù)裝置、監(jiān)視及測(cè)量?jī)x表、控制和信號(hào)裝置，操作電源和控制電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開(kāi)圖以及元件材料表達(dá)設(shè)計(jì)成果。1.4.7 變電所防雷裝置設(shè)計(jì)參考本地區(qū)氣象資料，設(shè)計(jì)防雷裝置。（1） 防直擊的避雷針保護(hù)范圍計(jì)算；（2） 避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計(jì)算；（3） 按避雷器的基本參數(shù)選擇防雷電沖擊波的避雷器的規(guī)格型號(hào)，并確定其接線部位；（4） 進(jìn)行避雷滅弧電壓，頻放電電壓和最大允許安裝距離檢驗(yàn)以及沖擊接地電阻計(jì)算。2 負(fù)荷計(jì)算和無(wú)功功率補(bǔ)償2.1 負(fù)荷概述負(fù)荷指的是導(dǎo)線、電纜或電氣設(shè)備(變壓器，斷路器等)中通過(guò)的功率和電流。由于用電設(shè)備并不同時(shí)運(yùn)行，即使同時(shí)運(yùn)行，也并不是都能同時(shí)達(dá)到額定容量，因此負(fù)荷不是恒定值，它是隨時(shí)間而變化的。另外，各用電設(shè)備的工作制也各有不同，有連續(xù)、短時(shí)、斷續(xù)周期之分。工廠的電力負(fù)荷，按GB500521995 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成損失或影響的程度分為三級(jí)：符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷： （1） 中斷供電將造成人身傷亡時(shí)。（2） 中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)。例如：重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢、國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程被打亂需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)等。（3） 在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為特別重要的負(fù)荷。 符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為二級(jí)負(fù)荷： （1） 中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者。例如：主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢、連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程被打亂需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等。（2） 中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。例如：交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要電力負(fù)荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場(chǎng)等較多人員集中的重要的公共場(chǎng)所秩序混亂。 三級(jí)負(fù)荷為一般電力負(fù)荷，所有不屬于上述一、二級(jí)負(fù)荷者均屬第三級(jí)負(fù)荷，該級(jí)負(fù)荷對(duì)供電回路無(wú)特殊要求。2.2 負(fù)荷計(jì)算的內(nèi)容和目的（1） 計(jì)算負(fù)荷又稱(chēng)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)間內(nèi)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） 尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1秒左右的最大負(fù)荷電流。一般取啟動(dòng)電流上午周期分量作為計(jì)算電壓損失、電壓波動(dòng)和電壓下降以及選擇電器和保護(hù)元件等的依據(jù)。在校驗(yàn)瞬動(dòng)元件時(shí)，還應(yīng)考慮啟動(dòng)電流的非周期分量。（3） 平均負(fù)荷為一段時(shí)間內(nèi)用電設(shè)備所消耗的電能與該段時(shí)間之比。常選用最大負(fù)荷班（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）的平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來(lái)計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。2.3 各車(chē)間電力負(fù)荷計(jì)算根據(jù)所給資料中全廠各車(chē)間負(fù)荷情況求出各車(chē)間電力計(jì)算負(fù)荷，按照需要系數(shù)法及以下計(jì)算公式1：有功功率 視在功率 無(wú)功功率 計(jì)算電流計(jì)算出各車(chē)間電力計(jì)算負(fù)荷如表2.1所示：表2.1 工廠車(chē)間負(fù)荷計(jì)算表編號(hào)車(chē)間名稱(chēng)設(shè)備容量（kW）需要系數(shù)Kdcostan計(jì)算負(fù)荷P30/kWQ30/kvarS30/kWAI30/A1高爐練鋼車(chē)間45000.30.651.1713501578.322076.923155.552高爐練鐵車(chē)間46000.70.651.1732203764.64953.857526.63初軋車(chē)間45500.60.71.0227302785.1639005925.444大型車(chē)間50000.50.51.7325004330.1350007596.715中型車(chē)間30000.40.51.7312002078.4624003646.426中板車(chē)間34000.450.61.331530204025503874.327管材車(chē)間35000.750.750.882625231535005317.78機(jī)修車(chē)間33000.30.51.739901714.7319803008.39鍋爐房1510.750.80.75113.2584.93141.5621510化驗(yàn)、辦公500.60.61.3330405075.97合計(jì)取，0.614659.4319694.7624551.63表2.2 工廠轉(zhuǎn)供110kV高壓負(fù)荷計(jì)算工廠序號(hào)工廠名稱(chēng)設(shè)備容量（kW）需要系數(shù)Kdcos計(jì)算負(fù)荷P30/kWQ30/kvarS30/kWA1石油機(jī)械制造廠35000.450.871575 1809.91810.342橡膠廠40000.50.7820002564.11604.56合計(jì)取，3217.54155.35255.362.4 無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算由表2.1可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)只有0.6，而供電部門(mén)要求該廠110kV進(jìn)線側(cè)在最大負(fù)荷時(shí)，其功率因素不低于0.9?？紤]到變壓器的無(wú)功功率損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有功功率損耗，因此，在變壓器的10kV側(cè)進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償時(shí)，其補(bǔ)償后的功率因素應(yīng)稍大于0.9，現(xiàn)設(shè)cos=0.95。要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.6提高到0.95，低壓側(cè)須裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為 取 因此電容器的個(gè)數(shù)由于電容器是單相的，n應(yīng)取為3的倍數(shù)，以便三相均衡分配，取135正好。無(wú)功補(bǔ)償后，變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷1： 變壓器的功率損耗為： 變電所高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷為： 補(bǔ)償后的功率因數(shù)為 補(bǔ)償后的功率因數(shù)符合要求。2.5 工廠年耗電量的計(jì)算工廠的年耗電量較精準(zhǔn)的計(jì)算，可利用利用工廠的有功和無(wú)功計(jì)算負(fù)荷。 取，可得年有功電能消耗量：年無(wú)功電能消耗量：3 變電所主變壓器的選擇3.1 變電所主變壓器臺(tái)數(shù)的選擇據(jù)資料分析以及線路來(lái)看，為保障對(duì)、類(lèi)負(fù)荷的需要，以及擴(kuò)建的可能性，至少需要安裝兩臺(tái)主變以提高對(duì)負(fù)荷供電的可靠性，以便當(dāng)其中一臺(tái)主變故障或者檢修時(shí)，另一臺(tái)能繼續(xù)供電約為1.2倍最大負(fù)荷的容量。故本設(shè)計(jì)選取兩臺(tái)主變。3.2 變電所主變壓器容量的選擇裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所，任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷S30的大約60%至70%的需要，即 同時(shí)每臺(tái)變壓器容量不應(yīng)該小于全部一、二級(jí)負(fù)荷之和S（I+II），即 為了工廠發(fā)展的需要以及通過(guò)查表，確定每臺(tái)主變的裝機(jī)容量為：25MVA總裝機(jī)容量為225MVA=50MVA?？紤]周?chē)h(huán)境溫度的影響,主變的實(shí)際容量為：即每臺(tái)主變?nèi)萘窟x取25MVA滿足要求。3.3 主變壓器型式的選擇電力系統(tǒng)中大多數(shù)為三相變壓器，三相變壓器較之于同容量的單相變壓器組，其金屬材料少20%25%，運(yùn)行電能損耗少12%15%，并且占地面積少，而工廠變電所通常都采用三相電力變壓器，因此考慮優(yōu)先采用。本變電所設(shè)在城郊附近，不受運(yùn)輸條件限制，所以采用三相變壓器。3.3.1 繞組的確定 該變電所的設(shè)計(jì)兩個(gè)電壓等級(jí)（110kV和10kV），且自耦變壓器一般用在220kV以上的變電所中，所以這里選擇雙繞組變壓器。3.3.2 繞組接線方式的選擇 變壓器繞組的連接方式必須和系統(tǒng)電壓的連接方式相位一致，否則不能并聯(lián)運(yùn)行。我國(guó)110kV及以上變壓器繞組都選用Y連接，35kV及以下電壓，繞組都選擇連接方式，所以該變電站的兩臺(tái)主變，高壓側(cè)（110kV）采用Y連接，低壓側(cè)(10kV)采用連接方式。根據(jù)110kV變電所設(shè)計(jì)指導(dǎo)，以上選擇符合系統(tǒng)對(duì)變電所的技術(shù)要求，兩臺(tái)相同的變壓器同時(shí)投入時(shí)，可選擇型號(hào)為SF9-25000/110的主變，技術(shù)參數(shù)如下1： 表2.1 主變壓器的技術(shù)參數(shù)型號(hào)高壓低壓空載電流空載損耗負(fù)載電流阻抗電壓連接組別SF9-25000/11011022.5%1050.225.2110.7105Yn,d114 變電所主接線的設(shè)計(jì)4.1 主接線設(shè)計(jì)原則與要求變配電所的主接線，應(yīng)根據(jù)變配電所在供電系統(tǒng)中的地位、進(jìn)出線回路數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)及負(fù)荷性質(zhì)等條件確定，并應(yīng)滿足安全、可靠、靈活和經(jīng)濟(jì)等要求3。4.1.1 安全性(1) 在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開(kāi)關(guān)。(2) 在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開(kāi)關(guān)。(3) 在裝設(shè)高壓熔斷器負(fù)荷開(kāi)關(guān)的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開(kāi)關(guān)。(4) 35kV及以上的線路末端，應(yīng)裝設(shè)與隔離開(kāi)關(guān)關(guān)聯(lián)鎖的接地刀閘。(5) 變配電所高壓母線上及架空線路末端，必須裝設(shè)避雷器，宜與電壓互感器共用一組隔離開(kāi)關(guān)。接于變壓器引出線上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。4.1.2 可靠性(1) 變電所的主接線方案，必須與其負(fù)荷級(jí)別相適應(yīng)。對(duì)一級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩個(gè)電源供電。對(duì)二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)由兩回路或者一回6kV及以上專(zhuān)用架空線路或電纜供電；其中采用電纜供電時(shí)，應(yīng)采用兩根電纜組成的線路，且每根電纜應(yīng)能承受100%的二級(jí)負(fù)荷。(2) 變電所的非專(zhuān)用電源進(jìn)線側(cè)，應(yīng)裝設(shè)帶短路保護(hù)的斷路器或負(fù)荷開(kāi)關(guān)（串熔斷器）。當(dāng)雙電源供多個(gè)變電所時(shí)，宜采用環(huán)網(wǎng)供電方式。(3) 對(duì)一般生產(chǎn)區(qū)的車(chē)間變電所，宜由工廠總變電所采用放射性高壓配電，以確保供電可靠性，但對(duì)輔助生產(chǎn)區(qū)及生活區(qū)的變電所，可采用樹(shù)干式配電。(4) 變電所低壓側(cè)的總開(kāi)關(guān)，宜采用低壓斷路器。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求時(shí)，低壓側(cè)總開(kāi)關(guān)和低壓母線分段開(kāi)關(guān)，均應(yīng)采用低壓斷路器。4.1.3 靈活性(1) 變配電所的高低壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段接線。(2) 35kV及其以上電源進(jìn)線為雙回路時(shí)，宜采用橋形接線或線路變壓器組接線。(3) 需帶負(fù)荷切換主變壓器的變電所，高壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)高壓斷路器或高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)。(4) 主接線方案應(yīng)與主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求相適應(yīng)。(5) 主接線方案應(yīng)考慮到今后可能的擴(kuò)展。4.1.4 經(jīng)濟(jì)性（1） 主接線方案在滿足運(yùn)行要求的前提下，應(yīng)力求簡(jiǎn)單，變電所高壓側(cè)宜采用且斷路器較少或不用斷路器的接線。（2） 變配電所的電氣設(shè)備應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用的節(jié)能產(chǎn)品，不得選用國(guó)家明令淘汰的產(chǎn)品。（3） 中小型工廠變電所一般采用高壓少油斷路器；在需頻繁操作的場(chǎng)合，則應(yīng)采用真空斷路器或SF6斷路器。（4） 工廠的電源進(jìn)線上應(yīng)裝設(shè)專(zhuān)用的計(jì)量柜，其中的電流、電壓互感器只供計(jì)費(fèi)的電度表用。（5） 應(yīng)考慮無(wú)功功率的人工補(bǔ)償，是最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)達(dá)到規(guī)定的要求。本次設(shè)計(jì)題目為XD鋁合金廠110kV降壓變電所的電氣設(shè)計(jì)。其電壓等級(jí)為110kV/10kV，系統(tǒng)情況為：系統(tǒng)經(jīng)雙回路給變電所供電；取為100MW，系統(tǒng)歸算為110kV母線的等值電抗0.2；系統(tǒng)110kV母線電壓滿足常調(diào)壓要求。負(fù)荷主要為一、二級(jí)負(fù)，所以選用兩臺(tái)雙繞組變壓器并聯(lián)運(yùn)行。4.2 電氣主接線確定 電氣主接線是根據(jù)電力系統(tǒng)和變電站具體條件確定的，它以電源和出線為主體，在進(jìn)出線較多時(shí)（一般超出4回），為便于電能的匯集和分配，常設(shè)置母線作為中間環(huán)節(jié)，使接線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。本次所設(shè)計(jì)的變電所110kV進(jìn)出線有4回，10kV出線有12回?，F(xiàn)在分別對(duì)110kV、10kV側(cè)接線方式進(jìn)行選擇。 一、110kV側(cè) 110kV側(cè)進(jìn)出線4回，選用以下幾種方案：方案一：?jiǎn)文妇€接線3如圖4.1所示為單母線接線，其中供電電源高壓進(jìn)線回路。母線即可保證電源并列工作，又能使任一條出線都可以從任一一個(gè)電源獲得電能。各出線回路輸送功率不一定相等，應(yīng)盡可能使負(fù)荷均衡地分配于母線上，以減少功率在母線上的傳輸。這種接線的特點(diǎn)是電源和供電線路都連接在統(tǒng)一組母線上。為了便于投入或切除任何一條進(jìn)、出線，在每條引線上都裝有可以在各種運(yùn)行況下開(kāi)斷或接通電路的斷路器（如圖中的QF1、QF2等）。當(dāng)需要檢修斷路器而又有保證其它線路正常供電時(shí)，為此，又在每個(gè)斷路器的兩側(cè)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。它的作用只是保證檢修短路器時(shí)和其它帶電部分隔離，而不能用來(lái)切除電路中的電流。從圖可以看出，如不設(shè)置隔離開(kāi)關(guān)QS21和QS22，在檢修短路器QF2時(shí)必須使母線完全停電，這顯然是不合理的。單母線接線的優(yōu)點(diǎn)是：接線簡(jiǎn)單清晰、操作方便、設(shè)備少、經(jīng)濟(jì)性好；隔離開(kāi)關(guān)僅在檢修設(shè)備時(shí)作隔離電壓用，不擔(dān)任其它任何操作，使誤操作的可能性減少；此外，投資少、母線便于向兩端延伸，便于擴(kuò)建。而缺點(diǎn)是：不夠靈活可靠，任意元件的故障或檢修，均需使整個(gè)配電裝置停電，單母線可用隔離開(kāi)關(guān)分段，但當(dāng)一段母線故障時(shí)各部回路仍需短時(shí)停電，再用隔離開(kāi)關(guān)將母線分開(kāi)后才能恢復(fù)到非故障段的供電。 QF1圖 4.1單母線接線 QF2QS22 QS21 方案二：雙母線接線如圖4.2所示為雙母線接線，其中一組為工作母線，一組為備用母線，并通過(guò)母線聯(lián)路斷路器并聯(lián)運(yùn)行，電源與負(fù)荷平均分配在兩組母線上，由于母線繼電保護(hù)的要求，一般某一回路母線連接的方式運(yùn)行。在進(jìn)行倒閘操作時(shí)應(yīng)注意，隔離開(kāi)關(guān)的操作原則是：在等電位下操作應(yīng)先通后斷。如檢修工作母線時(shí)其操作步驟是：先合上母線斷路器QF0兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，再合上QF0，向備用線充電，這時(shí)兩組母線等到電位。為保證不中斷供電，應(yīng)先接通備用母線上的隔離開(kāi)關(guān)，再斷開(kāi)工作母線上隔離開(kāi)關(guān)。完成母線轉(zhuǎn)換后，再斷開(kāi)母聯(lián)斷路器QF0及其兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)，即可對(duì)原工作母線進(jìn)行檢修。優(yōu)點(diǎn)：供電可靠，通過(guò)兩組母線隔離開(kāi)關(guān)的倒換操作，可以輪流檢修一組母線而不致使供電中斷,一組母線故障后，能迅速恢復(fù)供電，檢修任一回路的母線隔離開(kāi)關(guān),只停該回路。調(diào)度靈活，各個(gè)電源和各回路負(fù)荷可以任意分配到某一組母線上能靈活地適應(yīng)系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式調(diào)度和潮流變化的需要；擴(kuò)建方便，向雙母線的左右任何一個(gè)方向擴(kuò)建,均不影響兩組母線單位電源和負(fù)荷均勻分配，不會(huì)引起原有回路的停電。當(dāng)有雙回架空線路時(shí)，可以順序布置，以至接線不同的母線短時(shí)不會(huì)如單母線分段那樣導(dǎo)致出線交叉跨越。便于實(shí)驗(yàn)，當(dāng)個(gè)別回路需要單獨(dú)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可將該回路分開(kāi)，單獨(dú)接至一組母線上。缺點(diǎn)：增加一組母線和使每回路就需要加一組母線隔離開(kāi)關(guān)；當(dāng)母線故障或檢修是隔離開(kāi)關(guān)作為倒換操作電器,容易誤操作。為了避免隔離開(kāi)關(guān)誤操作,需要隔離開(kāi)關(guān)和短路器之間裝設(shè)連鎖裝置。QF2IIWBIWBQS01QS02QF0QS22 QS23QS21圖4.2 雙母線接線 方案三：?jiǎn)文妇€分段接線如圖4.3所示為單母線用分段斷路器接線，可以提高供電可靠性和靈活性。對(duì)重要的用戶可以從不同段引出兩回饋電線路，由兩個(gè)電源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障，分段路由器將故障段隔離，保證正常段母線不間斷供電，不致使重要用戶停電；而兩段母線同時(shí)故障的幾率甚小，可以不予考慮。在可靠性要求不高時(shí)，亦可用隔離開(kāi)關(guān)分段，任一段母線故障時(shí)，將造成兩段母線同時(shí)停電，在判別故障后，拉開(kāi)分段隔離開(kāi)關(guān)，完好段即可恢復(fù)供電。單母線接線的缺點(diǎn)可以通過(guò)分段辦法來(lái)加以克服，如圖所示。當(dāng)在母線的中間裝設(shè)一個(gè)斷路器QF0后，即把母線分為兩段，這樣對(duì)重要用戶可以由分別接在兩段母線上的兩條線路供電，當(dāng)任一段母線故障時(shí)，都不至于使重要用戶全部停電。另外，對(duì)兩段母線可以分別進(jìn)行清掃和檢修可以少對(duì)用戶停電。由于單母線分段接線既保留了單母線接線本身的簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、方便等基本優(yōu)點(diǎn)，又在一定程度上克服了它的缺點(diǎn)，固這種接線一直被廣泛應(yīng)用。特別對(duì)中小型發(fā)電廠以及出線數(shù)目不多的35220kV級(jí)的變電所，這種接線方式采用較多。 I段圖4.3 單母線分段接線 QF1QF0QS01 段QS13 QS11QF2QS02對(duì)比以上三種方案，在本站設(shè)計(jì)中，由于110kV側(cè)進(jìn)出線4回，出現(xiàn)故障的概率很低，能夠保證高壓側(cè)的供電可靠性。而且從操作簡(jiǎn)便性和投資節(jié)約性的角度來(lái)考慮，宜采用單母線分段接線運(yùn)行方式。 二、10kV側(cè)10kV側(cè)出線12回，大部分為類(lèi)負(fù)荷，選用以下幾種接線方案：（1）單母線分段接線，它投資少，在10kV配電裝置中它基本可以滿足可靠性要求。（2）單母線分段帶旁路母線，這種接線方式雖然提高了供電可靠性，但增大了投資。采用單母線分段接線亦可滿足供電可靠性的要求，且節(jié)約了投資。因此，10kV側(cè)采用單母線分段接線。5 短路電流的計(jì)算 5.1 短路計(jì)算的意義在供電系統(tǒng)中，危害最大的故障就是短路。所謂短路就供電系統(tǒng)是一相或多相載流導(dǎo)體接地或相互接觸并產(chǎn)生超出規(guī)定值的大電流。造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞、誤操作、雷擊或過(guò)電壓擊穿等。由于誤操作產(chǎn)生的故障約占全部短路故障的70%在短路回路中短路電流要比額定電流大幾倍甚至大幾十倍，通可達(dá)數(shù)千安，短路電流通過(guò)電氣設(shè)備和導(dǎo)線必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，并且使設(shè)備溫度急劇上升有可能損壞設(shè)備和電纜。在短路點(diǎn)附近電壓顯著下降，造成這些地方供電中斷或影響電機(jī)正常，發(fā)生接地短路時(shí)所出現(xiàn)的不對(duì)稱(chēng)短路電流，將對(duì)通信工程線路產(chǎn)生干擾，并且短路點(diǎn)還可使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行解列。5.2 短路電流計(jì)算的目的及方法短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備，以及進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。 進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來(lái)，并將各元件依次編號(hào)，然后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件有最大可能的短路電流通過(guò)。接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主要元件表示出來(lái)，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡(jiǎn)。對(duì)于工廠供電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無(wú)限大容量電源，而且短路電路也比較簡(jiǎn)單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡(jiǎn)，求出其等效總阻抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱(chēng)有名單位制法）和標(biāo)幺制法（又稱(chēng)相對(duì)單位制法）。5.3 采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算4（1）計(jì)算電路圖如圖5.1和圖5.2所示（2）確定標(biāo)幺值基準(zhǔn)：設(shè)Sd =100MVA，Ud=Uc,式中Uc是線路所在電網(wǎng)的短路計(jì)算電壓，比所在電網(wǎng)額定電壓高5%。即高壓側(cè)Ud1=121kV ，低壓側(cè)Ud2=10.5kV。則短路基準(zhǔn)電流按下式計(jì)算 (5.1) (5.2)圖5.1 最大運(yùn)行方式短路電路圖（3）計(jì)算短路回路中各主要元件的電抗標(biāo)幺值最大運(yùn)行方式短路計(jì)算：系統(tǒng)最大運(yùn)行方式時(shí)區(qū)域變電所短路容量為600兆伏安： (5.3) 總電力系統(tǒng)： 架空線路，查表得LGJ-50/8的由原始資料可得線路長(zhǎng)8km: (5.4)電力變壓器，查表得 (5.5)（4）計(jì)算最大運(yùn)行方式下d1點(diǎn)（110kV）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量：總電抗標(biāo)幺值 三相短路電流周期分量有效值 (5.6) 其他短路電流 (5.7) (5.8) (5.9) 三相短路容量 (5.10) （5）計(jì)算最大運(yùn)行方式下d2點(diǎn)（10kV）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量： 總電抗標(biāo)幺值 (5.11) 三相短路電流周期分量有效值 (5.12) 其他短路電流 (5.13) (5.14) (5.15) 三相短路容量 (5.16) （6）計(jì)算最小運(yùn)行方式下d1點(diǎn)（110kV）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量：系統(tǒng)最小運(yùn)行方式時(shí)區(qū)域變電所短路容量為280兆伏安： (5.17) 總電力系統(tǒng)： 圖5.2 最小運(yùn)行方式短路電路圖 架空線路，查表得LGJ-50/8的由原始資料可得線路長(zhǎng)8km: (5.16) 電力變壓器，查表得 (5.17)（7）計(jì)算最大運(yùn)行方式下d1點(diǎn)（110kV）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量：總電抗標(biāo)幺值 (5.18) 三相短路電流周期分量有效值 (5.19)其他短路電流 (5.20) (5.21) (5.22) 三相短路容量 (5.23) （8）計(jì)算最小運(yùn)行方式下d2點(diǎn)（10kV）的短路電路總阻抗及三相短路電流和短路容量： 總電抗標(biāo)幺值 (5.24) 三相短路電流周期分量有效值 (5.25) 其他短路電流 (5.26) (5.27) (5.28) 三相短路容量 (5.29)表5.1 d1點(diǎn)三相短路計(jì)算結(jié)果運(yùn)行方式（kA）（kA）（kA）（MVA）最大運(yùn)行方式2.532.536.44526.32最小運(yùn)行方式1.261.263.22263.16表5.2 d2點(diǎn)三相短路計(jì)算結(jié)果運(yùn)行方式（kA）（kA）（kA）（MVA）最大運(yùn)行方式5.315.3113.5596.60最小運(yùn)行方式2.662.666.7848.31 6 變電所一次設(shè)備的需選擇與檢驗(yàn)6.1 電氣一次設(shè)備的選擇原則6.1.1 電氣設(shè)備選擇的一般條件 各種電氣設(shè)備的功能盡管不同，但都在供電系統(tǒng)中工作所以在選擇時(shí)必然有相同的基本要求。在正常工作時(shí)必需保證工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便時(shí)，投資經(jīng)濟(jì)合理。在短路情況下，能滿足動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求5。 1、按正常工作條件，選擇時(shí)要根據(jù)以下幾個(gè)方面（1） 環(huán)境，產(chǎn)品制造上分戶內(nèi)型和戶外型，戶外型設(shè)備工作條件較差，選擇時(shí)要注意。此外，還應(yīng)考慮防腐蝕、防爆、防塵、防火等要求； （2）電壓，選擇設(shè)備時(shí)應(yīng)使裝設(shè)地點(diǎn)和電路額定電壓UN小于或等于設(shè)備的額定電壓UN。Et，即：。但設(shè)備可在高于其銘牌標(biāo)明的額定電壓1015%情況下安全運(yùn)行； （3）電流，電氣設(shè)備銘牌上給出的額定電流是指周?chē)諝鉁囟葹闀r(shí)電氣設(shè)備長(zhǎng)期允許通過(guò)的電流.選擇設(shè)備或載流導(dǎo)體時(shí)應(yīng)滿足以下條件： (6.1) 式中 IN。et該設(shè)備銘牌上標(biāo)出的額定電流； Igmax該設(shè)備或載流導(dǎo)體長(zhǎng)期通過(guò)的最大工作電流。 目前我國(guó)規(guī)定電器產(chǎn)品的0=40，如果電氣設(shè)備或載流導(dǎo)體所處的周?chē)h(huán)境溫度是1時(shí)，則設(shè)備或載流導(dǎo)體允許通過(guò)電流IN。et可修正如下： (6.2)式中， N、1分別為設(shè)備或載流導(dǎo)體的在長(zhǎng)期工作時(shí)允許溫度和實(shí)際環(huán)境溫度。 （4）按斷流能力選擇，設(shè)備的額定開(kāi)斷電流Ico或斷流容量SOC不應(yīng)小于設(shè)備分?jǐn)嗨查g的短路電流有效值Ik或短路容量SK，即： 2、按短路情況下進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定的校驗(yàn) （1）按短路情況下的動(dòng)穩(wěn)定，即以制造廠的最大試驗(yàn)電流幅值與短路電流的沖擊電流相比，且 式中， iet為額定動(dòng)穩(wěn)定電流，用來(lái)表征斷路器和承受短路電流電動(dòng)力的能力，用來(lái)選擇斷路器時(shí)的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)。ish(3)為沖擊電流。 （2）短路情況下的熱穩(wěn)定 熱穩(wěn)定應(yīng)滿足 It短路電流瞬時(shí)值（kA）； t短路電流熱效應(yīng)計(jì)算時(shí)間（s）；I時(shí)間為短路電流周期分量； tjx短路電流的假想時(shí)間；tjxtjtdl0.05（s）； tj繼電保護(hù)整定時(shí)間（s）； tdl斷路器動(dòng)作時(shí)間（s）； 0.05考慮短路電流非周期分量熱穩(wěn)定的等效時(shí)間。 或按下式進(jìn)行校驗(yàn)： (6.3)式中， Ift為短路切除時(shí)（時(shí)刻）短路電流的交流分量； Ift/2為tf/2時(shí)刻的短路電流交流分量； T為直流分量等效時(shí)間。表6.1 非周期分量等效時(shí)間(s)短路點(diǎn)TT0.1變電所各級(jí)電壓母線及出線0.05 熱穩(wěn)定電流Ite是斷路器能承受短路電流熱效應(yīng)的能力。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定6，斷路器通過(guò)熱穩(wěn)定電流在4s時(shí)間內(nèi),溫度不超過(guò)允許發(fā)熱溫度,且無(wú)觸頭熔解和妨礙其正常工作的現(xiàn)象,則認(rèn)為斷路器是熱穩(wěn)定的。通常Ite=Ibre。對(duì)于ts內(nèi)的熱穩(wěn)定電流： (6.4) 對(duì)電流互感器則滿足下面的熱穩(wěn)定關(guān)系：或 式中，Kt由產(chǎn)品目錄給定的熱穩(wěn)定倍數(shù)；IN1TA電流互感器一次側(cè)額定電流；t由產(chǎn)品目錄給定的熱穩(wěn)定時(shí)間；tj短路電流的假想時(shí)間； Qd 熱效應(yīng)通常分為短路電流交流分量有關(guān)的熱效應(yīng)Qp，和與直流分量有關(guān)的熱效應(yīng)Qnp兩部分。 3、絕緣水平 在工作電壓和過(guò)電壓的作用下，電器的內(nèi)、外絕緣應(yīng)保證必要的可行性。它應(yīng)按電網(wǎng)中出現(xiàn)的各種過(guò)電壓和保護(hù)設(shè)備相應(yīng)的保護(hù)水平來(lái)確定。本設(shè)計(jì)不重點(diǎn)考慮。6.1.2 選擇原則 （1）高壓斷路器的選型高壓斷路器是最重要的開(kāi)關(guān)電器，對(duì)其基本要求是：具有足夠的開(kāi)斷能力和盡可能短的動(dòng)作時(shí)間，并且要有高度的工作可靠性。斷路器最重要的任務(wù)是熄滅電弧。電弧的產(chǎn)生過(guò)程見(jiàn)電力工程基礎(chǔ)。當(dāng)用斷路器開(kāi)斷有電流通過(guò)的電路時(shí)，在開(kāi)關(guān)觸頭分離的瞬間，觸頭間會(huì)出現(xiàn)電弧，電弧的溫度可達(dá)