某10kV變電所一次設(shè)計(jì)

1、10kV變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)：供用電技術(shù)班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師 :1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書（ 2013 年 2 學(xué)期）學(xué)院（部）：電力工程系專業(yè)：供用電技術(shù)指導(dǎo)教師學(xué)生姓名課題名稱10kV 變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)1. 內(nèi)容（1）擬建變電所基本資料為了滿足企業(yè)電力負(fù)荷的需要，近期必須新建一個(gè)10kV 變電站。該變電所下設(shè)有機(jī)械加工、電焊、起重、辦公樓、住宅區(qū)水泵組、住宅區(qū)水泵組、住宅用電、照明等部分。（2）負(fù)荷資料用電設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（ kW）負(fù)荷類別機(jī)床設(shè)備組433.45三級(jí)內(nèi)電焊機(jī)設(shè)備組129.35三級(jí)容起重機(jī)組113.2三級(jí)辦公樓30三級(jí)及住宅區(qū)水泵組176二級(jí)任住宅用電768三級(jí)廠區(qū)照

2、明29三級(jí)務(wù)2、任務(wù)（1）變電所的負(fù)荷計(jì)算；（2）無功功率計(jì)算及補(bǔ)償；（3）選擇本變電所主變的臺(tái)數(shù)、容量和類型；（4）變電所位置和形式選擇；（5）變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方式選擇；（6）短路電流的計(jì)算；（7）變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)；2（8）變電所高、低壓線路的選擇；（9）進(jìn)行防雷保護(hù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)；3、參考文獻(xiàn)1電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)2劉介才主編工廠供電機(jī)械工業(yè)出版社3張華主編電類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)機(jī)械工業(yè)出版社4陳家楣主編供配電系統(tǒng)與電氣設(shè)備中國水利水電出版社5孫麗華主編電力工程基礎(chǔ)機(jī)械工業(yè)出版社6王月志主編電能計(jì)量中國電力出版社7夏國明主編用電營業(yè)管理中國水利水電出版社8陳躍主編電氣電氣工

3、程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南電力系統(tǒng)分冊(cè)中國水利水電出版社9DL/T448 2000 電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程；10電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程；11電能計(jì)量裝置安裝接線規(guī)則；12常美生主編高電壓技術(shù)中國電力出版社13王宇主編工廠供配電技術(shù)中國電力出版社3目錄第一章緒言第二章變電所的負(fù)荷計(jì)算第三章無功功率計(jì)算及補(bǔ)償?shù)谒恼逻x擇本變電所主變的臺(tái)數(shù)、數(shù)量、容量和類型第五章變電所位置和形式選擇第六章變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方式選擇第七章短路電流計(jì)算第八章變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)第九章變電所高、低壓線路的選擇第十章進(jìn)行防雷保護(hù)的規(guī)劃設(shè)第十一章個(gè)人體會(huì)和總結(jié)4第一章 緒言電能是社會(huì)主義建設(shè)和人民生活不

4、可缺少的重要的能源， 電力工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位， 電能是由發(fā)電廠供給， 因?yàn)榭紤]經(jīng)濟(jì)原因， 發(fā)電廠大多建在動(dòng)力資源比較豐富的地方，而這些地方又常遠(yuǎn)離大中性城市和工廠企業(yè)，這樣需要遠(yuǎn)距離輸送， 經(jīng)過升、降壓變電所進(jìn)行轉(zhuǎn)接， 在進(jìn)一步的將電能分配到用戶和生產(chǎn)企業(yè)。由于電力電能的重要特點(diǎn)是不能儲(chǔ)存， 因此電力電能的生產(chǎn)、 輸送、分配和使用是同時(shí)進(jìn)行的， 于是電力電能從生產(chǎn)到使用就構(gòu)成一個(gè)整體， 而由電力電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用的發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路及各種用電設(shè)備聯(lián)系在一起組成的統(tǒng)一整體就稱為電力系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)主要從大致的 10kV 變電所一次系統(tǒng)設(shè)計(jì)出發(fā)，對(duì)于 10k 變電所各組

5、設(shè)備的設(shè)計(jì)和計(jì)算。 首先，對(duì)已知的設(shè)計(jì)原始資料進(jìn)行分析和舍取， 可以大概的了解變電所的設(shè)計(jì)要求； 然后，對(duì)各組設(shè)備的負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算， 統(tǒng)計(jì)總負(fù)荷和功率因數(shù)以及電力系統(tǒng)的損耗。 同時(shí)，根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇總降壓變電所的主要變壓器的臺(tái)數(shù)和容量， 根據(jù)設(shè)計(jì)資料確定電源進(jìn)線和電力來源， 進(jìn)一步可以大致擬定供電系統(tǒng)圖，再對(duì)其進(jìn)行短路短路電流的計(jì)算， 選擇變電所一次設(shè)備與其相應(yīng)的校驗(yàn)，選擇變電所高、低壓線路。本說明在編寫過程中， 參考了許多的教材和專著， 在此對(duì)所有的作者表示誠摯的謝意 ！由于編寫時(shí)間和材料還有能力范圍有限， 設(shè)計(jì)中難免有錯(cuò)漏之處， 敬請(qǐng)老師指正。5第二章變電所的負(fù)荷計(jì)算一、負(fù)荷計(jì)算的概念計(jì)算負(fù)

6、荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷， 計(jì)算負(fù)荷是一個(gè)假象的持續(xù)性負(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)Ь€的依據(jù)。負(fù)荷不是恒定值，是隨時(shí)間而變化的變動(dòng)值。因?yàn)橛秒娫O(shè)備并不同時(shí)運(yùn)行，即使用時(shí)，也并不是都能達(dá)到額定容量。另外，各用電設(shè)備的工作制也不一樣，有長期、短時(shí)、重復(fù)短時(shí)之分。在設(shè)計(jì)時(shí)，如果簡(jiǎn)單地把各用電設(shè)備的容量加起來作為選擇導(dǎo)線、電纜截面和電氣設(shè)備容量的依據(jù)，那么，過大會(huì)使設(shè)備欠載，造成投資和有色金屬的浪費(fèi)； 過小則又會(huì)出現(xiàn)過載運(yùn)行。 其結(jié)果不是不經(jīng)濟(jì)， 就是出現(xiàn)過熱絕緣損壞、線損增加，影響導(dǎo)線、電纜或電氣

7、設(shè)備的安全運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成火災(zāi)事故。因此負(fù)荷計(jì)算也只能力求接近實(shí)際。為避免這種情況的發(fā)生， 設(shè)計(jì)時(shí)，用的總負(fù)荷應(yīng)是一個(gè)假定負(fù)荷，即計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷，是通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算求出的、 用來按發(fā)熱條件選擇供配電系統(tǒng)中各元件的負(fù)荷值。由于導(dǎo)體通過電流達(dá)到穩(wěn)定溫升的時(shí)間大約為 (3 4)t ，t 為發(fā)熱時(shí)間常數(shù)，而截面在 16mm以上的導(dǎo)體的 t 均在 l0min 以上，也就是載流導(dǎo)體大約經(jīng) 30min 后可達(dá)到穩(wěn)定的溫升值， 因此通常取半小時(shí)平均最大負(fù)荷作為 “計(jì)算負(fù)荷”。二、平均負(fù)荷平均負(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)間相比， 長選用最大負(fù)荷（即有代表性的一晝夜內(nèi)電能消耗量最多的一個(gè)班）

8、平均負(fù)荷，有時(shí)也計(jì)算年平均負(fù)荷。平均負(fù)荷用來計(jì)算最多負(fù)荷和能量消耗。三、負(fù)荷計(jì)算的方法6我國目前普遍采用的確定計(jì)算負(fù)荷的方法有需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法。需要系數(shù)法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便， 適用于全廠和車間變電所負(fù)荷的計(jì)算，二項(xiàng)式法適用于機(jī)加工車間，有較大容量設(shè)備影響的干線和分支干線的負(fù)荷計(jì)算。但在確定設(shè)備臺(tái)數(shù)較少而設(shè)備容量差別懸殊的分支干線的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，采用二項(xiàng)式法較之采用需要系數(shù)法合理，且計(jì)算也較簡(jiǎn)便。四、負(fù)荷計(jì)算的公式一個(gè)用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷P c 應(yīng)為：P cKK L PN；avWL其中K用電設(shè)備組總的設(shè)備容量，等于該組所有用電設(shè)備的設(shè)備容量之和，即PNPN ；K L 設(shè)備組的負(fù)荷系數(shù)，即設(shè)備組在最大

9、負(fù)荷時(shí)的輸出功率與運(yùn)行的設(shè)備容量之比；av 設(shè)備組的平均效率，即設(shè)備組在最大負(fù)荷時(shí)的輸出功率與取用功率之比；WL 配電線路的平均效率，即配電線路在最大負(fù)荷時(shí)的末端功率之比。K K LK d ；令avWL（ 1）用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷有功計(jì)算負(fù)荷為：Pc K d PN ；在求出有功計(jì)算負(fù)荷Pc 后，可按下列公式分別求出其余的計(jì)算負(fù)荷無功計(jì)算負(fù)荷QcPc tan ；7視在計(jì)算負(fù)荷計(jì)算電流ScPcPc2Qc2；cosIcSc3U N；（ 2）多組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷多組用電設(shè)備的有功計(jì)算負(fù)荷PcK pPc ；多組用電設(shè)備的無功計(jì)算負(fù)荷QcK qQc ；多組用電設(shè)備的視在計(jì)算負(fù)荷SP 2Q 2；CCC多組

10、用電設(shè)備的計(jì)算電流I CSC；3U N其中K p 有功功率同時(shí)系數(shù)；K q 無功功率同時(shí)系數(shù)。同時(shí)系數(shù) K p 和 K q 的取值，是根據(jù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律和實(shí)際測(cè)量結(jié)果確定的，通常可按K p0.8 0.95， K q0.85 0.97 取值。五、計(jì)算負(fù)荷為了滿足企業(yè)電力負(fù)荷的需要，近期必須新建一個(gè) 10kV 變電站。該變電所下設(shè)有機(jī)械加工、電焊、起重、辦公樓、住宅區(qū)水泵組、住宅區(qū)水泵組、住宅用電、照明等部分。負(fù)荷資料如下：用電設(shè)備負(fù)荷統(tǒng)計(jì)（ kW）負(fù)荷類別機(jī)床設(shè)備組433.45三級(jí)電焊機(jī)設(shè)備組129.35三級(jí)起重機(jī)組113.2三級(jí)辦公樓30三級(jí)住宅區(qū)水泵組176二級(jí)8住宅用電768三級(jí)廠區(qū)照明29三級(jí)

11、解：先求各組的計(jì)算負(fù)荷：（ 1） 機(jī)床設(shè)備組。查表，取 K d0.25， cos0.5 ， tan1.73 ，故PC 1 0.25 * 433.45108 .36（ kW）QC 1108.36* 1.73（k var)187.46（ 2 ）電焊機(jī)設(shè)備組。查表，取K d 0.35 ， cos0.6， tan1.33 ，故PC 2 0.35 * 129.3545.27（ kW）QC 245.27 * 1.33（60.21 k var)（ 3） 起重機(jī)組。查表，取K d0.15 ， cos0.5 ， tan1.73，故PC 30.15 * 113.216.98（ kW）QC 316.98* 1.73

12、（29.38 k var)（ 4）辦公樓。查表，取 K d0.85 ， cos1.0， tan0 ，故PC 40.85 * 3025.（5 kW）QC 425.5* 0（0 k var)（ 5）住宅區(qū)水泵組。查表，取K d0.8 ， cos1.0 ， tan0 ，故PC 50.8 * 176140.（8 kW）QC 5140.8 * 0（0 k var)（ 6）住宅用電。查表，取 K d0.8 ， cos1.0 ， tan0 ，故PC 60.8 * 768614 .（4kW）QC 6614.4 * 0（0 k var)（ ）廠區(qū)照明。查表，取取K d1，cos1.0 ， tan0 ，故79PC

13、 71* 2929（ kW）QC 7（k var)29 * 0 0此變電所計(jì)算負(fù)荷為（取 Kp 0.95， K q0.97 ）Pc0.95 *（108.3645.2716.9825 .5140 .8 614.4 29）931.29（kW）；Qc0.97 *（197.4660.2129.380 00 0）278.44（kvar）；SC931.292278.442（）972.02 kV；972.02（）I C56.12。3 * 1010第三章無功功率計(jì)算及補(bǔ)償一、無功功率補(bǔ)償?shù)母拍钤陔娏ο到y(tǒng)中的變電所或直接在電能用戶變電所裝設(shè)無功功率電源, 以改變電力系統(tǒng)中無功功率的流動(dòng) , 從而提高電力系統(tǒng)的電

14、壓水平，減小網(wǎng)絡(luò)損耗和改善電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能， 這種技術(shù)措施稱為無功功率補(bǔ)償。 無功功率指的是交流電路中，電壓 U與電流 I 存在一相角差時(shí) , 電流流過容性電抗 (XC) 或感性電抗 (XL) 時(shí)所形成的功率分量。二、無功功率補(bǔ)償?shù)哪康倪M(jìn)行無功功率補(bǔ)償?shù)哪康氖菫榱颂岣吖β室驍?shù)。常用電氣設(shè)備的功率因數(shù)除白熾燈、電阻、電熱器等接近于1 外，其他如電動(dòng)機(jī)、變壓器、架空線以及電氣儀表的功率因數(shù)均小于 1。如交流異步電動(dòng)機(jī)，在空載時(shí)的功率因數(shù)只有 0.2 0.3 ；在輕載時(shí)均為 0.5 ；在額定負(fù)載時(shí)均為 0.7 0.89 。不帶電容器的日光燈的功率因數(shù)為 0.45 0.6 。負(fù)載的功率因數(shù)低，會(huì)引起

15、一些不良后果，主要表現(xiàn)有兩個(gè)方面：（ 1）電力系統(tǒng)和用電企業(yè)的設(shè)備不能被充分利用。因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)內(nèi)的發(fā)電機(jī)和變壓器等設(shè)備， 在正常情況下， 不允許長期超過額定電壓和額定電流運(yùn)行。 所以當(dāng)電壓和電流都已達(dá)到額定值時(shí)，功率因數(shù)低便造成設(shè)備有功功率的輸出較少。同樣容量的設(shè)備，功率因數(shù)越低，其輸出的有功功率就越少。（ 2）引起電力系統(tǒng)電能損耗增大和供電質(zhì)量降低。對(duì)輸電和配電線路來說，線路中的損耗與電流大小的平方成正比，當(dāng)輸送同樣大小的有功功率 P IUcos 時(shí)，功率因數(shù) cos越低，輸電線路中的電流 I PUcos 就越大，而線路的電能損耗是與電流的平方成正比增加的。11另外，當(dāng)功率因數(shù)降低，線路電流

16、增大時(shí)，勢(shì)必造成線路中電壓降增大，這將導(dǎo)致線路末端的電壓降低。 若要滿足末端用戶電壓要求， 則線路始端的電壓就要升高，從而會(huì)使整個(gè)線路的供電質(zhì)量降低。從以上兩方面來看， 提高用電功率因數(shù)是非常必要的，它不但可以提高電力系統(tǒng)和用電企業(yè)設(shè)備的利用率，做到在同樣發(fā)電設(shè)備條件下，提高發(fā)電能力。 而且可以減小電能損耗和提高用電質(zhì)量，它是節(jié)約用電的一項(xiàng)很重要的技術(shù)措施。三、無功功率補(bǔ)償計(jì)算P1035.91COS0.96S1047.8功率因數(shù)為 0.96 ，所以不需要進(jìn)行無功補(bǔ)償。四、無功功率補(bǔ)償?shù)姆椒ㄒ话闫髽I(yè)負(fù)載多為電動(dòng)機(jī)，使電網(wǎng)處于感性狀態(tài)，需要容性補(bǔ)償。（ 1）采用同步電動(dòng)機(jī)人工補(bǔ)償無功功率同步電動(dòng)機(jī)

17、與異步電動(dòng)機(jī)相比， 最突出的優(yōu)點(diǎn)是在功率因數(shù)超前的方式下運(yùn)行，能輸出無功功率來補(bǔ)償企業(yè)所需要的無功功率， 因而可以提高企業(yè)的功率因數(shù)。如果同步電動(dòng)機(jī)軸上不帶機(jī)械負(fù)載， 只是空轉(zhuǎn)運(yùn)行，專門用作補(bǔ)償無功功率，則稱為同步調(diào)相機(jī)。 同步調(diào)相機(jī)一般容量較大， 實(shí)質(zhì)上是一種打容量的無功功率發(fā)電機(jī)，主要裝在電力系統(tǒng)大容量的樞紐變電所，作為系統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置。（ 2）采用并聯(lián)電容器人工補(bǔ)償無功功率補(bǔ)償方式可分為單獨(dú)補(bǔ)償、分組補(bǔ)償和集中補(bǔ)償三種。單獨(dú)補(bǔ)償：在大型耗電設(shè)備進(jìn)線端進(jìn)行電容器補(bǔ)償，直接安裝在用電設(shè)備附近就地補(bǔ)償，這樣可減少供配電線路和變壓器中得無功負(fù)荷，降低線路和變壓器的有功電能損耗補(bǔ)償范圍最大，經(jīng)濟(jì)

18、效果最好。分組補(bǔ)償：電容器安裝分別安裝在功率因數(shù)較低的車間配電母線上，分散補(bǔ)償，這種方式的補(bǔ)償范圍和經(jīng)濟(jì)效果介于集中補(bǔ)償和單獨(dú)補(bǔ)償之間，因此在中小型企業(yè)中應(yīng)用較普遍。12集中補(bǔ)償：適用于功率因數(shù)比較穩(wěn)定的電力系統(tǒng)， 電容器組集中安裝在總降壓變電所二次側(cè)（ 610kV側(cè)）母線上，對(duì)整個(gè)企業(yè)進(jìn)行補(bǔ)償。（ 3）有源補(bǔ)償即無功發(fā)電機(jī)， 該電機(jī)通過閉環(huán)控制能發(fā)出無功。屬于無階補(bǔ)償 （電容器補(bǔ)償屬于有階補(bǔ)償），補(bǔ)償效果更好，是無功補(bǔ)償未來的發(fā)展方向。但該方法造價(jià)較高，一般企業(yè)不會(huì)使用。13第四章選擇本變電所主變的臺(tái)數(shù)、容量和類型一、主變臺(tái)數(shù)的選擇選擇主變壓器臺(tái)數(shù)時(shí)應(yīng)考慮下列原則：（1）一般情況下應(yīng)首先考慮

19、選擇一臺(tái)變壓器。（2）下列情況可考慮選擇兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變壓器：a 對(duì)供有大量一、二負(fù)荷的白農(nóng)電所，宜采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(shí)， 另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、 二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電， 以滿足供電可靠的要求。 對(duì)只有二級(jí)而無一級(jí)負(fù)荷的變電所， 也克只采用一臺(tái)變壓器， 但必須在低壓側(cè)敷設(shè)與其他變電所項(xiàng)鏈的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源；b 對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所， 也可考慮采用兩臺(tái)變壓器；c 除了上述情況外的一般用戶變電所， 如果負(fù)荷集中而容量相當(dāng)大時(shí)， 雖為三級(jí)負(fù)荷也可以采用兩臺(tái)或以上變壓器。二、主變?nèi)萘康倪x擇1 、對(duì)于僅裝設(shè)一臺(tái)變壓器的變電所，變壓器容量 ST

20、 應(yīng)滿足全部用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷 SC 的需要，即STSC2、對(duì)于裝設(shè)兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量ST 應(yīng)同時(shí)滿足一下兩個(gè)條件：（ 1）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 SC 的大約 60 % 70 %的需要，即ST(0.6 0.7) SC14(2) 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足一、二級(jí)負(fù)荷 SC (1 2 ) 的需要，即STSC (1 2 )應(yīng)注意， 6 10kV 變電所主要變壓器的單太容量，一般不宜大于1000kVA（或1250kVA）；對(duì)于裝設(shè)在二層以上的店里變壓器，應(yīng)考慮垂直與水平運(yùn)輸對(duì)通道及樓板荷載的影響，如，干式變壓器，其容量不宜大于630kVA；對(duì)居住小區(qū)變電所

21、內(nèi)的油浸式變壓器單臺(tái)容量也不宜大于630kVA。三、主變類型的選擇變壓器選型原則：（ 1）一般優(yōu)先采用 S7、 S9和 S11 等系列低損耗變壓器，其容量系列為 R10；（ 2）如果周圍環(huán)境惡劣，應(yīng)選用具有防塵。防腐蝕性能的BSL1（ 3）對(duì)于高層建筑、 地下建筑、 機(jī)場(chǎng)等消防要求搞的場(chǎng)所， 宜選用 SLL、SG、SGZ等型式的干式電力變壓器；（ 4）對(duì)于電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大而不能滿足用電負(fù)荷要求時(shí)，應(yīng)選用SZ7 、 SZ和 SLZ等型式的有載調(diào)壓電力變壓器。最近幾年， TN 系統(tǒng)已普遍被采用，但在工程設(shè)計(jì)中，仍型密閉式電力變壓器；還有選用Y， yn0 結(jié)線組別的變壓器， D， yn11 結(jié)線的優(yōu)

22、點(diǎn)。據(jù)GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范中第6.0.7 條規(guī)定：“在 TN及 TT 系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中，宜選用 D，yn11 結(jié)線組別的三相變壓器作為配電變壓器”。因?yàn)?D，yn11結(jié)線比 Y， yn0 結(jié)線的變壓器具有以下優(yōu)點(diǎn)：1) 有利于抑制高次諧波電流。2) 有利于單位相接地短路故障的切除。3) 能充分利用變壓器的設(shè)備能力。所以應(yīng)優(yōu)先選用 D， yn11 結(jié)線變壓器。15第五章 變電所位置和形式選擇一、基本要求1 、接近負(fù)荷中心；2 、進(jìn)出線方便；3 、接近電源側(cè)；4 、設(shè)備運(yùn)輸方便；5 、不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所；6 、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，不

23、應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；7 、不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰；8 、不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方，且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方， 當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物毗連時(shí)， 應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定；9 、不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。二、對(duì)有燃油性設(shè)備變電所要求1 、裝有可燃性油浸電力變壓器的車間內(nèi)變電所，不應(yīng)設(shè)在三、四級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)；當(dāng)設(shè)在二級(jí)耐火等級(jí)的建筑物內(nèi)時(shí)，建筑物應(yīng)采取局部防火措施。2 、多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所、變電所應(yīng)設(shè)置在底層靠外墻部位，且不應(yīng)設(shè)在人員

24、密集場(chǎng)所的正上方、 正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁。3 、高層主體建筑內(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的配電所和變電所，當(dāng)受條件限制必須設(shè)置時(shí)， 應(yīng)設(shè)在底層靠外墻部位， 且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁，并應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范有關(guān)規(guī)定，采取相應(yīng)的防火措施。4 、露天或半露天的變電所，不應(yīng)設(shè)置在下列場(chǎng)所：16、有腐蝕性氣體的場(chǎng)所；、挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級(jí)為四級(jí)的建筑物旁；、附近有棉、糧及其他易燃、易爆物品集中的露天堆場(chǎng)；、容易沉積可燃粉塵、 可燃纖維、灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場(chǎng)所。三、變電所的形式（類型）（1）車間附設(shè)變電所（

25、2）車間內(nèi)變電所（3）露天（或半露天）變電所（4）獨(dú)立變電所（5）桿上變電臺(tái)（6）地下變電所（7）樓上變電所（8）成套變電所（9）移動(dòng)式變電所工廠是 10kv 以下，變電所的位置應(yīng)盡量接近工廠的負(fù)荷中心，工廠的負(fù)荷中按負(fù)荷功率矩法來確定。17第六章變電所主變壓器臺(tái)數(shù)和容量及主接線方式一、主變壓器臺(tái)數(shù)選擇主變壓器臺(tái)數(shù)按其符合性質(zhì)要求為：1、工廠負(fù)荷性質(zhì)工廠為三班工作制，年最大有功負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為 3500h，屬于三級(jí)負(fù)荷。2、供電電源條件（1）本廠變電所從附近35/10kV 變電所引入 10kV電源。（2）要求工廠最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)不得低于0.9 。因此只裝設(shè)一臺(tái)主變壓器.二、變壓器的容量主變壓

26、器的容量選擇必須滿足本次設(shè)計(jì)的變電所的負(fù)荷容量要求，也盡可能考慮變電所建成后 5-10 年的規(guī)劃負(fù)荷的要求，也適當(dāng)考慮到遠(yuǎn)期的負(fù)荷發(fā)展，與城市規(guī)劃相結(jié)合根據(jù)變電所所帶用戶負(fù)荷的性質(zhì)和電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來確定主變壓器的容量， 對(duì)于有重要負(fù)荷的變電所， 應(yīng)考慮當(dāng)一臺(tái)主變壓器停運(yùn)時(shí)， 其余變壓器容量在計(jì)及過負(fù)荷能力后的允許時(shí)間內(nèi)， 應(yīng)保證用戶的一級(jí)和二級(jí)重要負(fù)荷。 對(duì)一般性變電所，當(dāng)一臺(tái)變壓器停運(yùn)時(shí)，其余變壓器容量應(yīng)能保證全部負(fù)荷的70%-80%。對(duì)于僅裝設(shè)一臺(tái)變壓器的變電所，變壓器容量ST 應(yīng)滿足全部用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷 SC 的需要，即STSC該工廠全部用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷SC972.02 k VA宜選用 10

27、00kVA 的變壓器。所以在此選擇以選擇其額定容量為1000kVA ，型號(hào)為 S9 系列三項(xiàng)環(huán)氧樹脂18干式變壓器，連接組別為Dyn11，即 S91000100.4 Dyn11.三、主接線方式1、變配電所主接線方案的基本要求（ 1）保證向用戶供電的可靠性、安全性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。（ 2）保證電能質(zhì)量 - 頻率和電壓符合要求。（3）大型電廠的機(jī)組在分期投入過程中，應(yīng)考慮逐年電力，電量平衡。2、高、低壓側(cè)主接線的基本形式（ 1） 10KV側(cè)電氣主接線的基本形式（ 2) 380/220側(cè)電氣主接線的基本形式（ 3) 低壓線路的接線方式放射式接線：MM220/380VM19特點(diǎn)：配電線路互不影響，供電

28、可靠性較高，但配電設(shè)備和導(dǎo)線材料耗用較多，且運(yùn)行不夠靈活；主要用于容量大、負(fù)荷集中或重要的用電設(shè)備，或者需要集中聯(lián)鎖啟動(dòng)。樹干式接線：特點(diǎn)：配電設(shè)備和導(dǎo)線材料耗用較少， 運(yùn)行靈活性好， 特別是采用封閉式母線槽時(shí)； 但干線故障時(shí)影響范圍大，供電可靠性較低；一般用于用電設(shè)備容量不很大、布置較均勻的場(chǎng)合，例如對(duì)機(jī)械加工車間的中小機(jī)床設(shè)備供電以及對(duì)照明燈具供電等，均采用樹干式接線。鏈?zhǔn)浇泳€：220/380V特點(diǎn) ：它實(shí)質(zhì)上是一種樹干式接線，適用范圍與樹干式相似，但鏈?zhǔn)较噙B的用電設(shè)備一般不宜多于 5 臺(tái)，鏈?zhǔn)较噙B的配電箱不宜多于 3 臺(tái)，且總?cè)萘坎灰顺^ 10kW。在這里采用樹干式接線。20第七章短路電

29、流計(jì)算一、短路的形式三相短路的基本形式有三相短路、兩相短路、兩相接地短路和單相短路。三相短路電壓和電流仍是對(duì)稱的，只是電流比正常值增大，電壓比額定值降低。三相短路發(fā)生的概率最小，只有5%左右，但是它的危害是最嚴(yán)重的短路形式。兩相短路發(fā)生的概率約為10%15%兩相接地短路是指中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中兩不同相均發(fā)生單相接地而形成的兩相短路，亦指兩相短路后又接地的情況。兩相接地短路發(fā)生的概率約為10%20%。單相接地的危害雖不如其他短路形式嚴(yán)重但中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中，發(fā)生的概率最高，約占短路故障的65%70%。二、采用標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流1 、標(biāo)么值法 ( 相對(duì)單位制法 )(1) 繪計(jì)算電路圖，選短路計(jì)

30、算點(diǎn)。(2) 設(shè) 定 基 準(zhǔn) 容 量 Sd 和 基 準(zhǔn) 電 壓 Ud， 計(jì) 算 短 路 點(diǎn) 基 準(zhǔn) 電 流 Id 一 般 設(shè)Sd100MVA ,設(shè) U dU c ，（短路計(jì)算電壓）。短路基準(zhǔn)電流按下式計(jì)算：I dS d3 U d2. 計(jì)算短路回路中各主要元件的阻抗標(biāo)么值一般只計(jì)算電抗。(1) 電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)么值X sSdSoc式中 Soc 電力系統(tǒng)出口斷路器的斷流容量單位為MVA)。(2) 電力線路的電抗標(biāo)么值XwlX 0l SdU 2c21式中 Uc線路所在電網(wǎng)的短路計(jì)算電壓( 單位為 kV) 。采用標(biāo)么值計(jì)算時(shí)，無論短路計(jì)算點(diǎn)在哪里，電抗標(biāo)么值均不需換算。(3) 電力變壓器的電抗標(biāo)么值X

31、 TU k % Sd100SN式中 Uk%一一變壓器的短路電壓 ( 阻抗電 壓) 百分值 ;S N一一變壓器的額定容童 (. 單位為 kVA，計(jì)算時(shí)化為與Sd 同單位）(4) 繪短路回路等效電路，并計(jì)算總阻抗采用標(biāo)么值法計(jì)算時(shí) . 無論有幾個(gè)短路計(jì)算點(diǎn)，其短路等效電路只有一個(gè)，圖中對(duì)一次側(cè)的短路回路總電擾標(biāo)么值為X( k 2)X1 X 222圖中對(duì)二次側(cè)的短路回路總電抗標(biāo)么值為X ( k 2)X1X2X3 X 4X 3X 4計(jì)算短路電流分別對(duì)各短路計(jì)算點(diǎn)計(jì)算其各種短路電流如I k(3) , I ( 3 ) , I (3 ) , ish(3 ) , 和 I sh(3)等。三、計(jì)算變電所的計(jì)算負(fù)荷

32、畫出等效電路圖圖 4-1 短路等效電路圖確定基準(zhǔn)值取 Sd100MV .A,U d1U c110.5kV ,U d 2U c20.4kVSd100MV .AI d135.50kA3U d110.5kVSd100MV . AI d 23144kA3U d 20.4kV計(jì)算短路電路中各元件的電抗標(biāo)幺值電力系統(tǒng)的電抗標(biāo)幺值：查表得Soc=500(MVA)X Sd =100/500=0.2Soc23線路的電抗標(biāo)幺值：X wl =0.X lSd2.52)=1.7238*5*(100/10U c電力變壓器的電抗標(biāo)幺值：X TU k %Sd=4.5*100*10 3/100*800=5.62100SN確定基

33、準(zhǔn)值取 Sd100MV .A,U d1U c110.5kV ,U d 2U c20.4kVSd100MV .AI d135.50kA3U d110.5kVSd100MV . AI d 23144kA3U d 20.4kV1、短路點(diǎn)發(fā)生在高壓側(cè)，即計(jì)算k-1 點(diǎn)的短路電流時(shí)(1)總電抗標(biāo)幺值： X* k1X *1X * 20.21.721.92(2) 計(jì)算三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量有效值：I (3) klI dl / X* kl5.50 /1.922.86(kA)其他三項(xiàng)短路電流：I (3 ) I (3)I kl (3 ) =2.86（ ）2.55 * 2.86 7.29i 3

34、shI sh ( 3)1.51* 2.86 4.32三相短路容量為：（3）/ X * k1100 /1.92 52.0(MVA)SklSd242. 短路點(diǎn)發(fā)生在低壓側(cè)，即計(jì)算 k-2 點(diǎn)的短路電流時(shí)(1)總電抗標(biāo)幺值： X*k 2X *1X * 2X* 3 X * 40.21.7231.64.7X * 3X * 411.24(2)計(jì)算三相短路電流和短路容量三相短路電流周期分量有效值為：I (3)k2I d2 / X*k2 144 / 4.730.6其他三相短路電流： I ( 3) I(3 )I k 2(3)30.6ish(3)1.84* 30.656.3I sh ( 3)1.09 * 30.6

35、33.3三相短路容量為：（3）Sd/X*k 2100/ 4.7 221.3()Sk2MVA25kV）。 I et 設(shè)備允許通過第八章變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)一、電器設(shè)備選擇的一般條件1 、按正常運(yùn)行條件選擇電器設(shè)備按正常運(yùn)行條件選擇，就是要考慮電氣裝置的環(huán)境條件和電氣要求。環(huán)境條件是指電器裝置所處的位置特征；電氣要求是指電器裝置對(duì)設(shè)備的電壓、電流、頻率等方面的要求；對(duì)一些斷路電器如開關(guān)、熔斷器等，還應(yīng)考慮其斷流能力。 考慮所選設(shè)備的工作環(huán)境。所選設(shè)備的額定電壓U N , et 應(yīng)不低于安裝地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓U N ，即U N, etU N 電器的額定電流 I N ,et 是指在額定周圍環(huán)境溫

36、度o 下電器的長期允許電流。I N ,et應(yīng)不小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電流I max ，即：I N ,etI max 。2 、按短路條件校驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足穩(wěn)定的條件是I et I sh 。 式中 I sh 設(shè)備安裝地點(diǎn)短路沖擊電流的有效值（的電流的有效值（ kV）。對(duì)于下列情況可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定或熱穩(wěn)定。1 ）用熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故不校驗(yàn)熱穩(wěn)定。2 ）電壓互感器及其所在回路的裸導(dǎo)體和電器可不校驗(yàn)動(dòng)、 熱穩(wěn)定，因?yàn)槎搪冯娏骱苄　? ）電纜可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。 熱穩(wěn)定校驗(yàn)26短路電流通過時(shí)，電器各部件溫度不應(yīng)該超

37、過短時(shí)發(fā)熱最高允許值，即22（18）I t tI tima式中 I 設(shè)備安裝地點(diǎn)穩(wěn)態(tài)三相短路電流（kV）；tima 短路電流假象時(shí)間（ s）；I t t 秒內(nèi)允許通過的短路電流值 （ kV）；t 廠家給出的熱穩(wěn)定計(jì)算時(shí)間（ s）。二、高壓一次設(shè)備的選擇高壓一次設(shè)備的選擇，必須滿足一次電路正常條件下和短路條件下工作的要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。高壓電器的選擇和校驗(yàn)可按表所列各項(xiàng)條件進(jìn)行。選擇條件額定電壓額定電流開斷電流動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定設(shè)備名稱高壓斷路器I brI隔離開關(guān)U NI N ,et I maxi et i shI t2 t I 2 timaU N , et負(fù)荷開

38、關(guān)I brI高壓熔斷器1 、高壓開關(guān)柜的選擇GG-1A和 GG-1A(F)型高壓開關(guān)柜為固定式，一般靠墻安裝，從正面進(jìn)行操作和維修，適于310kV、50Hz 三相交流單母線系統(tǒng)作為接受和分配電能之用；其中GG-1A(F)為防誤型，它在GG-1A 型的基礎(chǔ)上略加改進(jìn)，增加了一些閉鎖機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)“五防”：防止帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)；防止誤分、合斷路器；防止帶電掛接地線；防止帶接地線合隔離開關(guān)；防止人員誤入帶電間隔。 GG-1A(F)型與 GG-A型在應(yīng)用范圍、一次線路方案及有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)方面都是相同的。該設(shè)計(jì)選擇的高壓開關(guān)柜如下表所示：編號(hào)型號(hào)主要設(shè)備接線方式27少油斷路器隔離開關(guān)No101GG-1A

39、(F)-11No106SN10-10INo102SN10-10GN 86 -10TNo105 GG-1A(F)-24SN10-10No1072 、計(jì)量柜的選擇GG-1A-J和 GG-1A(J)型計(jì)量用高壓開關(guān)柜，通稱為高壓計(jì)量柜，專用于中小型發(fā)電廠和變配電所在三相交流50Hz、電壓 10kV 及以下、電流 400A 及以下的單母線系統(tǒng)中作為輸送或接受電能計(jì)量之用。本型產(chǎn)品系室內(nèi)安裝，于 GG-1A(F)型固定式高壓開關(guān)柜配套使用。計(jì)量用高壓開關(guān)柜的一次線路方案和技術(shù)數(shù)據(jù)如表所示。型號(hào)主要設(shè)備接 線 方 式名稱型號(hào)高壓隔離開關(guān)GN8-10GG1A（ J） 0高壓熔斷器RN2-10電流互感器LQJ-10電壓互感器JDJ-10注：本設(shè)計(jì)中的計(jì)量柜（No103和 No104）都采用 GG 1A（J） 04 型。三、高壓電器的選擇與校驗(yàn)1 、高壓斷路器選擇與校驗(yàn)現(xiàn)初選 SN10-10/630-300 進(jìn)行校驗(yàn)，如表所示。高壓斷路器選擇校驗(yàn)表序號(hào)SN10-10/630-300選擇要求裝設(shè)地點(diǎn)電氣條件結(jié)論項(xiàng)目數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)1U N10KVU W .N10KV合格2I N630AI C54.06A合格283I OC .N16KAI k(3)4.52KA合格4I OC .max40KAi sh(3)5.1