《6kv變電站配電系統(tǒng)的設(shè)計》17000字

6kv變電站配電系統(tǒng)的設(shè)計摘要：在用電量日益增長的現(xiàn)在，僅僅只是單純的并網(wǎng)供電已經(jīng)不能完全滿足整個人們的生活需求，供電的經(jīng)常中斷以及用電安全會給整個人們生活帶來各種生活上的不便，給整個工廠和企業(yè)內(nèi)部造成生產(chǎn)停頓，給整個電力系統(tǒng)和整個國民經(jīng)濟生活都會發(fā)展造成各種重大損失。本文借鑒各類文獻，利用對比的方式，設(shè)計兩條比較符合軋鋼廠供配電的主接線，通過比較選擇更加安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、靈活、經(jīng)濟的方案。另外根據(jù)行業(yè)設(shè)計標準進行短路、負荷和電流整定計算以及針對變壓器、高壓供電設(shè)備、各種電力繼電器短路保護、設(shè)備防雷等措施進行選擇。最終達到變電站配電系統(tǒng)的設(shè)計要求。關(guān)鍵詞：變電站；低壓；配電系統(tǒng)目錄TOC\o"1-2"\h\u137496kv變電站配電系統(tǒng)的設(shè)計 119650關(guān)鍵詞：變電站；低壓；配電系統(tǒng) 189741引言 2103022負荷計算與無功功率補償 3125782.1負荷計算的意義 3315022.2負荷計算的方法 496502.3三相用電設(shè)備組計算負荷的確定 4107502.4無功功率補償計算 6307593主接線方案設(shè)計與確定 713953.1原始數(shù)據(jù)分析 770173.2基本要求 7287771.研究主接線可靠性應(yīng)該注意的問題 7315982.主接線可靠性的具體要求 74163（二）靈活性 8297691.調(diào)度的靈活性 8215242.操作的方便性 8304103.擴建的方便性 822357（三）經(jīng)濟性 8283861.投資省 87992.占地面積小 9251973.3變壓器的臺數(shù)與容量選擇 1010851Sr.T>Sc 10130754短路計算 131844.1高壓電網(wǎng)三相短路計算 1311151總阻抗標幺值 1322252三相短路電流周期分量有效值 1438753其他三相短路電流 14158404三相短路容量 14138541總阻抗標幺值 1481752三相短路電流周期分量有效值 1428283其他三相短路電流 15121464三相短路容量 15129871總阻抗標幺值 16128972三相短路電流周期分量有效值 16179463其他三相短路電流 1613774三相短路容量 162304.2低壓電網(wǎng)三相短路計算 16103011.計算有關(guān)電路元件的阻抗 1721173（1）高壓系統(tǒng)電抗（歸算到400v側(cè)） 1726433（2）配電變壓器的阻抗 1719826(3)母線和電纜的阻抗 1720565對于母線WC 1711472.計算各短路點的短路電流 1823049（1）k-1點的三相和單相短路電流 1818955（2）k-2點的三相及其單相短路時產(chǎn)生的電流 185109（3）K-3點的三相及其單相時產(chǎn)生的短路電流 1925747單相對地短路回路總相-保護導(dǎo)體阻抗 19130795變電所高壓進線、一次設(shè)備和低壓出線選擇 20256395.1用電單位總計算負荷 2087195.2高壓進線的選擇與檢驗 20164455.3變電所一次設(shè)備的選擇 22154766變電所二次回路方案 26266826.1二次回路操作電源 26219096.2繼電保護的選擇與整定 2714532.電流速斷保護 28282503.變壓器的過負荷保護 28258977防雷與接地裝置 29233357.1防雷及接地裝置的選擇 2925369結(jié)論 301引言國內(nèi)目前變電站配電系統(tǒng)設(shè)計接線過于復(fù)雜，導(dǎo)致供電可靠性降低，檢修時間長，電能利用率不高，運行水平不高，電氣一次設(shè)備相對老化等問題制約著國內(nèi)電力系統(tǒng)的發(fā)展。國外相比國內(nèi)更加偏向智能化發(fā)展，所用設(shè)備較先進，大大提高了運行水平和安全可靠性。對于我國電力系統(tǒng)建設(shè)中的基礎(chǔ)建筑設(shè)計來說，供配電電力系統(tǒng)中的設(shè)計已經(jīng)占據(jù)了其中很關(guān)鍵的部分。從電源系統(tǒng)軟件構(gòu)成的這個角度上來講，供配電電源系統(tǒng)工程設(shè)計軟件總體上來說應(yīng)當主要包含了輸配電電源供電、系統(tǒng)總線接地、火災(zāi)檢測報警與其他四個部分。因此我們可以清楚得知，電力系統(tǒng)中涉及配電站的供電安全系統(tǒng)可分設(shè)有多層次的各部分系統(tǒng)，配電站的供電系統(tǒng)運行也直接影響關(guān)乎整個系統(tǒng)的安全[1]。作為系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)人員來講，應(yīng)當將系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)關(guān)注點主要集中于綜合供電與并網(wǎng)配電系統(tǒng)設(shè)計，因地制宜地應(yīng)選擇與之相相互適應(yīng)的綜合供電與并網(wǎng)配電系統(tǒng)設(shè)計模式。供配電設(shè)備系統(tǒng)的方案設(shè)計優(yōu)化涉及關(guān)系到多種多樣的配電系統(tǒng)設(shè)計運行管理故障，如果它主要僅僅著眼于如何消除各類運行故障，那么它的核心保障措施就更該應(yīng)當主要在于如何實現(xiàn)一套全方位的工業(yè)供配電設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化方案設(shè)計。本文從計算出該廠所用負荷和無功補償開始，確定主接線方案，選出變壓器的臺數(shù)和容量，短路計算，供配電系統(tǒng)的繼電保護，供配電系統(tǒng)的二次回路，電線電纜的選擇和敷設(shè)，防雷與接地等方面來設(shè)計一套比較完備的配電體系。2負荷計算與無功功率補償2.1負荷計算的意義在進行電力設(shè)備負荷計算時，與電力設(shè)備配套的動力電動機的負荷容量通常都會留有一定的空間裕度，即使配套電動機中的功率不能完全符合電力設(shè)備的配套功率要求，由于實際使用的設(shè)備情況不同，也可能會直接影響整個電力設(shè)備負荷的容量大小。因此，要正確進行節(jié)能工程的電力供電系統(tǒng)設(shè)計，必須首先將這些原始設(shè)計資料都轉(zhuǎn)變成各種電力系統(tǒng)設(shè)計所使用需要的各種假想電源負荷。即實際計算出的負荷，然后根據(jù)實際計算出的負荷按實際允許值的發(fā)熱容量條件變換來合理確定風力發(fā)電機組和電力變壓器的發(fā)熱容量，選擇各種供電電力系統(tǒng)的連接導(dǎo)線和橫截面，確定各種提高供電功率損失因數(shù)的有效措施，選擇及時的整定各種保護供電設(shè)備以及通過校驗整個供電系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定質(zhì)量等[2][3]。所以，電力系統(tǒng)負荷的基本計算公式是整個建筑工程電力供電系統(tǒng)設(shè)計的重要依據(jù)。如果熱負荷功率計算過低時則可能會致使戰(zhàn)時供電絕緣元件發(fā)生過熱，加速其供電絕緣元件損壞，增大電能傳輸損耗，影響戰(zhàn)時供電工程系統(tǒng)的正常維護工作，甚至可能影響供電工程的戰(zhàn)時綜合指揮、通信聯(lián)絡(luò)等戰(zhàn)時保障作用的正常發(fā)揮。反之，如果工程負荷率的計算過大，將導(dǎo)致使火力發(fā)電，機組和水力變電等樂器的發(fā)電容量計算過大，會導(dǎo)致使長期工程的一次性建設(shè)投資難度增加，過大的發(fā)電設(shè)備在長期工程負荷率嚴重不足的實際情況下正常運行也不利于經(jīng)濟。因此，負荷功率計算的正確與否，將直接密切關(guān)系于受到電站工程的電力供電系統(tǒng)質(zhì)量和其他經(jīng)濟指標。2.2負荷計算的方法目前負荷計算常用需要系數(shù)法、二項式法和利用系數(shù)法，前二種方法在國內(nèi)設(shè)計單位的使用最為普遍。此外我所查閱的方法還有單位面積功率法、單位指標法和單位產(chǎn)品耗電量法，前兩者多用于民用建筑，后者適用于某些工業(yè)建筑。在用電設(shè)備功率和臺數(shù)無法確定時，或者設(shè)計前期，這些方法是確定設(shè)備符合的主要方法。該軋鋼廠用電設(shè)備臺數(shù)較多，各臺設(shè)備容量相差不大，因此在采用需要系數(shù)法計算用電設(shè)備組的負荷時，應(yīng)將性質(zhì)相同的用電設(shè)備歸為一組，并根據(jù)該組用電設(shè)備的類別，查出相應(yīng)的需要系數(shù)Kd2.3三相用電設(shè)備組計算負荷的確定表1用電設(shè)備組的需要系數(shù)和功率因數(shù)廠房編號用電單位名稱負荷性質(zhì)設(shè)備容量單位kW需要系數(shù)功率因數(shù)tanD01鑄造車間動力6800.280.651.17照明250.91.0D02鍛壓車間動力6500.250.601.33照明200.91.0D03金工車間動力7200.40.850.62照明250.91.0D04工具車間動力6200.650.900.48照明250.91.0D05電鍍車間動力5500.350.601.33照明200.91.0D06熱處理車間動力4800.850.820.62照明200.91.0D07鍋爐房動力5000.50.70.65照明150.91.0D08倉庫動力1200.30.730.75照明200.91.0生活區(qū)照明7000.81.0計算過程如下鑄造車間：動力：P照明：P鍛壓車間：動力：P照明：P金工車間：動力：P照明：P工具車間：動力：P照明：P電鍍車間：動力：P照明：P熱處理車間：動力：P照明：P鍋爐房：動力：P照明：P倉庫：動力：P照明：P生活區(qū)：照明：P2.4無功功率補償計算無功功率通過補償、提高電流功率比等因素，無功功率和電流視在功率都可以減小，從而可以使無功負荷中的電流得到相應(yīng)幅度減小。降低系統(tǒng)電能驅(qū)動損耗和降低電壓驅(qū)動損耗，并且還可考慮選用較小的大容量的小型電力電源變壓器，開關(guān)設(shè)備和較大的小截斷線面積的動力電線電纜，減小維護投資和盡量節(jié)約使用有色金屬。低壓集中補償，補償效果比高壓集中補償好，重要的是它更大程度上減少變壓器的視在功率，從而選擇主變壓器的容量時，可以選的較小，因而在實際工程中應(yīng)用較多。算出補償前視在計算負荷及功率因素視在計算負荷:S功率因素：cos算出無功補償容量在低壓側(cè)進行無功補償，功率因數(shù)需達到0.92Qr.C=考慮選擇BSMJ0.4－20-3電容器q驗算視在計算負荷S功率因數(shù)cos滿足要求[2][3][4]3主接線方案設(shè)計與確定3.1原始數(shù)據(jù)分析從原始數(shù)據(jù)分析可知，該軋鋼廠有一級和二級負荷，對于二級負荷應(yīng)該有兩重備用，故應(yīng)該有雙電源為該廠提供電6kv側(cè)進線有二回路，分布簡單?？刹捎秒p母線、單母線。3.2基本要求可靠性供電的安全可靠性一直以來都認為是對企業(yè)電力的安全生產(chǎn)與資源分配管理工作所必須能夠達到的首要技術(shù)要求，主接線首先就必須應(yīng)該保證能夠完全滿足此類的要求。研究主接線可靠性應(yīng)該注意的問題我們要高度重視國內(nèi)外企業(yè)長期生產(chǎn)和運營中的實際經(jīng)驗和對其可靠性進行定量分析。電氣主接線的可靠性需要是由一次元件及其對應(yīng)的二次元件在運行過程中進行可靠性整體綜合。電源主接線是否安全和穩(wěn)定，在很大一部分程度上依賴于設(shè)備的安全和可靠性。應(yīng)充分考慮設(shè)計的發(fā)電工廠、變配機等設(shè)備在電力系統(tǒng)中的位置與作用。主接線可靠性的具體要求在系統(tǒng)進行電源斷路器的正常檢修工作過程中，不宜因此而直接影響其直到對系統(tǒng)的正常工作供電。在設(shè)備發(fā)生母線斷路器或其他重要母線回路故障以及需要進行其他母線停運維護設(shè)備檢修時，盡量適當降低母線停運中斷回路工作次數(shù)和縮短暫?；芈窌r間，并且同時還要特別注意是否保證為一級過載負荷和全部或絕大多數(shù)二級過載負荷設(shè)備提供穩(wěn)定電源。應(yīng)當盡量減少發(fā)電廠、變配器及其設(shè)備全部關(guān)閉或者停運[5]。（二）靈活性能按照調(diào)度的需要，靈活多樣化地改變其運行模式，以便于滿足正常、事故和維護等運行模式下切換機構(gòu)的功率。調(diào)度的靈活性能按照調(diào)度的要求，靈活地改變運行方式，以滿足在正常、事故和檢修等運行方式下的切換要求。操作的方便性在充分考慮滿足農(nóng)網(wǎng)電源設(shè)備可靠性和高要求的技術(shù)前提下，力求保證電源設(shè)備接線簡單，可以方便地對電網(wǎng)停運后的斷路器、母線及二次供電設(shè)備部件進行定期維護和日常檢修，而且不致嚴重損壞影響農(nóng)村到小區(qū)電網(wǎng)正常運行及對其他用戶進行供電。并且它還要盡可能多程度地保證使得單次操作步驟較少，便于專業(yè)操作技術(shù)人員的正確掌握，不易導(dǎo)致出現(xiàn)多次誤操作。擴建的方便性能根據(jù)系統(tǒng)擴大接線工程技術(shù)要求，方便地從初期的小接線工程過渡至最終的擴大接線，在不需要影響連續(xù)時間供電或者特別是連續(xù)停電之后持續(xù)時間最短的供電條件下，投入更多的發(fā)電機組、變壓器或者供電線路而不相互之間產(chǎn)生電磁干擾，對一次供電設(shè)備和二次供電設(shè)備線路進行擴大改造的損壞可能性為最小[6]。（三）經(jīng)濟性主接線應(yīng)該在能夠滿足其可靠、靈活等要求的基礎(chǔ)上做到了經(jīng)濟、合理。投資?。?）主接線應(yīng)力求簡易，以及為了省電源的斷路器、隔離開關(guān)、電流與電壓的互感器、避雷器等配置一次。（2）為了能夠使得回路繼電保護及二次回路不至于太復(fù)雜，以便用戶可有效節(jié)省二次回路裝置的聯(lián)合會與會所控制的回路電流。（3）我們應(yīng)該一定要做到能夠有效地做到限制電源短路時的電流，以便于人們購買價廉的家用電氣設(shè)備或者尤其是輕型化的家用有源電器。（4）若能滿足系統(tǒng)安全運行以及繼電保護要求，該軋鋼廠變電所可采用簡易電路。占地面積小主接線的整體設(shè)計效果應(yīng)該僅僅是為了保證配電站等設(shè)備的合理布置而為其創(chuàng)造條件，盡量不要讓其接線占地面積有所減小[7]。圖1分段單母線接線3.3變壓器的臺數(shù)與容量選擇3.3.1臺數(shù)選擇電力設(shè)備專用變壓器的實際使用臺數(shù)一般需要根據(jù)實際使用目的以及電力設(shè)備供電時的天氣條件、負荷設(shè)備負載條件性質(zhì)、用電系統(tǒng)負載容量和系統(tǒng)運行安全管理控制方式等實際使用條件綜合分析考慮之后確定。當供應(yīng)配置符合下列幾種條件時，宜優(yōu)先考慮設(shè)備裝設(shè)一個專用臺或兩臺及以上高壓交流負荷變壓器:(1)所供應(yīng)設(shè)備具有大量一級以上高壓交流負荷或二級以上高壓交流負荷。在交流變壓器系統(tǒng)出現(xiàn)重大故障或需要檢修時，多臺交流變壓器可同時保證一、二級高壓負荷的穩(wěn)定供電性和可靠性。當室內(nèi)僅有少量二級聯(lián)絡(luò)負荷時，可考慮裝設(shè)一臺交流變壓器，但是輸變電所用的低壓側(cè)必須安裝有一個足夠負載容量的二級聯(lián)絡(luò)交流電源才可作為低壓備用[3]。(2)另外還需要考慮負荷季節(jié)性測量負荷水平變化。根據(jù)現(xiàn)場實際工業(yè)用電設(shè)備負荷的實際使用面積大小，相應(yīng)加大設(shè)備用電投入相應(yīng)加大電源變壓器的實際使用負荷臺數(shù)，可有效率地做到盡量保證設(shè)備經(jīng)濟運行、節(jié)約電能。(3)建議采用容量集中式電池高負荷能源電池容量較大。雖為三級交流負荷，但一臺交流變壓器上的供電系統(tǒng)容量不夠，也因此應(yīng)考慮裝設(shè)一個兩臺及以上交流變壓器[7]。在一般使用情況下，動力與能源照明宜需要共用一個變壓器，降低電力投資。但在某些特殊情況下，應(yīng)設(shè)置為專用電源變壓器。綜上所述考慮，具有較多二、三級負荷的高軋鋼廠家的變壓器使用臺數(shù)而可選為兩臺。3.3.2容量選擇關(guān)于電力直流變壓器的最大容量要求Sr.T首先容量應(yīng)明確保證在最大承載負荷時為Sc，變壓器設(shè)備能長期可靠穩(wěn)定運行。對一個僅有一臺直流變壓器正常運行的大型變電所Sr.T考慮涉及到為了高效節(jié)能和保證集中電力留有裕量，變壓器的最大輸入輸出電流負荷率一般來說應(yīng)始終采取70%左右標準為宜，不宜低于60%。裝有一個或兩臺及以上大型并聯(lián)直流變壓器的大型并聯(lián)變電所，當任意一臺或兩臺以上并聯(lián)變壓器間的并聯(lián)電路斷開時，其余變壓器的容量應(yīng)能滿足全部一、二級負荷用電的需求。對于直流變壓器共同運行的直流變電所，通常采用等效大容量的直流變壓器，每臺的等容量容器應(yīng)同時能夠滿足以下兩個基本條件:①必須滿足總工程計算能力負荷70%的實際需要S②若要測量滿足全部一、二級間的壓力及其負荷對于一個ScI+II的壓力測量有所需要，即可被稱為測量Sr即Sr.T1≥ScI+II基本條件①這就是正確考慮并達到了當兩臺直流變壓器共同運行時，每臺直流變壓器各自可承受總功率計算荷載負荷的50%，負載負荷率一般為0.7，此時兩臺變壓器運行效率相對較高。而在過載事故發(fā)生情況下，一臺車的變壓器不能承受總負荷計算過載負荷時，只要有過載40%，可能會繼續(xù)正常運行很長一段時間。在這段時間內(nèi)，軋鋼廠需及時調(diào)整設(shè)備生產(chǎn)，即可切SSr.T1≥電力變壓器的容量應(yīng)滿足大型電動機及其他沖擊負荷的起動要求。大型動力電動機及其他具有沖擊性的負荷進行起動時，會直接導(dǎo)致起動變壓器以及配電設(shè)備母線起動電壓大幅下降，而電壓下降的大幅度則與起動變壓器負載容量及配電設(shè)備使用起動電壓方式不同有關(guān)。一般法律規(guī)定每當電動機非頻繁高速起動時額定母線直流電壓要求不低于額定母線電壓的85%，即電源變壓器的電容量要求應(yīng)與頻繁起動相關(guān)設(shè)備的電容量要求及其頻繁起動工作方式相適應(yīng)配合[3][4][7][8]。使用低壓電流為0.4kv的小型單臺家用配電電源變壓器的其容量大小不宜大于1250kv.A。這主要是基于兩個多方面的因素考慮:一方面說這是因為選用1250kv.a及以下的高壓配電交流變壓器對一般交流用戶的配電負荷中心密度來說更容易能做到接近配電負荷管理中心；另外一方面，配電交流變壓器在中高壓側(cè)面也可考慮選用帶有負荷中心開關(guān)一體與熔斷器件相組合的熔電器，低壓端兩側(cè)饋電導(dǎo)線的電流保護器對電器的電流分斷保護能力也容易得到滿足。配電變壓器高壓側(cè)可選用負荷開關(guān)一熔所器組合電器，低壓側(cè)饋線的保護電器的分斷能力也容易滿足。當交流用電系統(tǒng)設(shè)備負載容量較大、負荷比較集中且系統(tǒng)運行合理時，也通?？煽紤]選用較大負載容量的交流配電箱和變壓器。電力變壓器容量應(yīng)滿足今后5-10年負荷增長的需要。綜上所述我選擇了一種較少電源損耗的類型scb10型10/0.4kv三相高壓干式交流雙繞組三相電力交流變壓器。變壓器全部分組采用無勵磁直流調(diào)壓的供電方式，分組的接頭率為±5%，聯(lián)結(jié)器在組別中的編號方式為acdyn11，帶有兩臺風機自動冷卻并內(nèi)部安裝了自動溫控器和計算機等并進行了全自動化測溫控制，帶有ip2x兩個防護罩的外殼。由于負荷自然功率因素未必能達到有關(guān)供電單位和部門規(guī)定，故采用低壓側(cè)自然功率補償?shù)姆绞綄⒇摵勺匀还β室蛩氐闹堤岣咧?.92以上，以使負荷高壓側(cè)自然功率因素的值達到0.9。無功補償后的總計算負荷:S每臺變壓器容量:Sr.T=0.7?2888.37kvA=2021.6kvA，因此選擇每臺變壓器容量為變壓器的損耗：△△Q4短路計算4.1高壓電網(wǎng)三相短路計算圖2供配電系統(tǒng)的短路計算圖求得在電源母線上位于k-1，k-2，k-3各點的交流短路輸出電流和各點間的短路交流電壓的計算容量。電源側(cè)面的短路電流容量表的確定公式為S(1)確定基準值：取SII計算：1電力系統(tǒng)X2架空線路X3電力變壓器X求K-1點的短路電路總阻抗標幺值及三相短路電流和短路容量：1總阻抗標幺值X2三相短路電流周期分量有效值I3其他三相短路電流IiI4三相短路容量S圖3短路計算等效電路圖并要求k-2點的三相交流短路短阻電路的總電壓阻抗及其標準電路數(shù)值及三相交流短路短阻電流和三相短路電阻容量：1總阻抗標幺值X2三相短路電流周期分量有效值I3其他三相短路電流在6/0.38kv的直流變壓器二次側(cè)的三相低壓短路母線位置上當電路發(fā)生三相短路時，RΣ<1IiI4三相短路容量S兩臺變壓器分列運行：①總電抗標幺值X②三相短路電流周期分量有效值I③其他三相短路電流IiI④三相短路容量S設(shè)計要求位于k-3點的三相交流短路短阻電路的總電流阻抗及其標準短路數(shù)值及三相交流短路短阻電流和三相短路電阻容量：架空線路X1總阻抗標幺值X2三相短路電流周期分量有效值I3其他三相短路電流IiI4三相短路容量SK?3表2高壓側(cè)短路計算結(jié)果短路計算點總電抗標幺值三相短路電流三相短路容量XIIIiISK－13.562.582.582.586.583.1028.09K－24.7631.0631.0631.0670.8741.0821.41變壓器并列運行5.9625.0425.0425.0456.5932.0816.78K－36.3123.6523.6523.6560.3135.7115.854.2低壓電網(wǎng)三相短路計算求短路點K-1、K-2和K-3處的三相和單相短路電流。按照每個高壓側(cè)方向電網(wǎng)側(cè)的短路電壓計算和容量檢查表中的相關(guān)計算結(jié)果，取得直流變壓器的每個高低方向電網(wǎng)側(cè)電壓短路計算容量80MV.A[9]1.計算有關(guān)電路元件的阻抗高壓系統(tǒng)電抗（歸算到400v側(cè)）每相阻抗ZS=XR相-保護導(dǎo)體阻抗XL?PE.S=配電變壓器的阻抗每相阻抗RZX相-保護導(dǎo)體阻抗（Dyn11聯(lián)結(jié)）RL?PE.T母線和電纜的阻抗對于母線WC每相阻抗RWC=rl=0.019mXWC=xl=0.105m相-保護導(dǎo)體阻抗RL?PE.WC=rL?PEXL?PE,WC=xL?PE對于電纜WD每相阻抗RX相-保護導(dǎo)體阻抗RX2.計算各短路點的短路電流k-1點的三相和單相短路電流三相短路回路總阻抗RX三相短路電流I短路電流沖擊系數(shù)K三相短路沖擊電流i單相對地短路回路總相-保護導(dǎo)體阻抗RX單相對地短路電流Ik-2點的三相及其單相短路時產(chǎn)生的電流三相短路回路總阻RX三相短路電流I短路電路沖擊系數(shù)K三相短路沖擊電流i單相對地短路回路總相-保護導(dǎo)體RX單相對地短路電流K-3點的三相及其單相時產(chǎn)生的短路電流三相短路回路總阻抗R三相短路電流I短路電路沖擊系數(shù)K三相短路沖擊電流i單相對地短路回路總相-保護導(dǎo)體阻抗RX單相對地短路電流Id短路計算點每相阻抗相零阻抗沖擊系數(shù)三相短路電流單相對地電流RXRXKIiIK－1點0.5296.780.466.111.00333.969.6232.64K－2點0.6817.620.828.191.00430.1942.8724.30K－3點37.68123.02161.6245.391.075.368.111.19表3高壓側(cè)短路電流計算結(jié)果5變電所高壓進線、一次設(shè)備和低壓出線選擇5.1用電單位總計算負荷對于該軋鋼廠來說，變壓器高壓側(cè)的計算負荷即是全廠總的計算負荷。P=Q=5.2高壓進線的選擇與檢驗高低壓戶外配電集成電路中最常見的兩種戶外部分配電結(jié)構(gòu)為戶外架空配電線路與戶外電纜。架空輸電線的主要技術(shù)優(yōu)勢之處主要在于：建造設(shè)備簡單，造價低;在沒有發(fā)生故障時候它應(yīng)該很容易進行檢修與日常保養(yǎng);可以利用它與空氣對流中的物質(zhì)絕緣，建造使用起來也方便。電力電纜的設(shè)計施工管理成本遠遠地要高于其他各種架空電纜，它們同樣具有美觀、占地少，傳輸快和性能穩(wěn)定，可靠性好等特征。對于各種高壓電源開關(guān)柜，從柜下部分開始進行線纜接線一般都因為需要先通過架空電纜直接將線引入，因此，采用了這種架空方式線纜以長距離進行傳輸，再由架空電纜直接將線引入的一種無縫隙的接線傳輸方式[4]。對于需要給直流變壓器線路提供整流電源的各種高壓電力推動整流線以及高壓變電所經(jīng)常使用的高壓電源整流線路，因為其中的短路導(dǎo)體容量相對較大，負荷時的電流相對較小，一般首先按照其利于短路熱穩(wěn)定的校驗條件要求來正確選擇短路導(dǎo)體的橫截面，然后再對其進行短路校驗。5.2.1主要一次設(shè)備包括哪些設(shè)備是指發(fā)、輸、配電的主系統(tǒng)上所使用的設(shè)備。如發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、電力電纜和輸電線路等。5.2.2輸電線路的選擇5.2.3架空線本廠年最大負荷利用持續(xù)時間為3800h，故J=1.15I30=Ac=J：經(jīng)濟電流密度Ac由計算而選擇LGJ-50的架空線，三角形排列。熱穩(wěn)定性：本廠月平均最高氣溫為35℃查表得I即ISIS校驗電壓損耗：?U%=1查表得?U%≤?U?U%：線路電壓損耗?Ua5.2.4動穩(wěn)定校驗iIImax、imaxIs?(3)、is?(3)5.2.5熱穩(wěn)定校驗IItI∞t——與It相對應(yīng)的時間；tjx——假想時間[4]5.3變電所一次設(shè)備的選擇5.3.1電纜的選擇與校驗按照導(dǎo)體經(jīng)濟電流密度流動來計算選擇整個導(dǎo)體的最大截面流動長度后就可以直接實現(xiàn)年度的綜合成本最低，年度的綜合成本主要內(nèi)容包括經(jīng)濟電流密度流動持續(xù)時間以及通過整個導(dǎo)體所產(chǎn)生造成的年綜合電能損失和耗費、導(dǎo)體的前期投資及導(dǎo)體折舊費、利息等。從怎么減少和如何降低母線電能資源消耗的兩個角度來說，母線的整體截面其實是越大就有機會使其變得更加優(yōu)秀，而從如何減少母線投資、折舊費及降低利息兩個成本方面角度來說，其實是希望通過母線的整體截面越小就有機會使其變得更優(yōu)秀[10][11][12]。=1\*GB3①斷路器、隔離開關(guān)的動穩(wěn)定校驗條件：iI式中：is?3——為三相電壓短路，Is?imaxImax=2\*GB3②電流互感器動態(tài)穩(wěn)定校驗條件：內(nèi)部動穩(wěn)定電流校驗：is?式中：KdwIe1外部動穩(wěn)定校驗條件：樣本標明允許力F'時，樣本未標明允許力F'時，只給出a=40cm，l=50cm的動穩(wěn)定倍數(shù)Kis?式中：a——相間距離，單位：cm;l——電流互感器從輸入的出線終端到最近一個固定的點之間的距離，單位：cmF'——電流互感一次繞組出線端允許力，查樣本，Kg=3\*GB3③斷路器、隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定電流校驗條件：It2tIt式中：It——電器在時間t內(nèi)允許通過的熱穩(wěn)定電流（查樣本產(chǎn)品），KAt'——電子容量允許在通過熱穩(wěn)定的電流而持續(xù)運行時間，stj——假想時間，stjz——周期分量假想時間，stjf——非周期分量假想時間，tjf=0.05=4\*GB3④電流互感器熱穩(wěn)定校驗條件：K式中：KtIe1tj——假想時間，2003年版《技術(shù)措施》t=5\*GB3⑤按工作電壓校驗條件:設(shè)備的額定電壓Unet不應(yīng)小于所在線路的額定電壓U Unet≥U=6\*GB3⑥按工作電流校驗條件：設(shè)備的額定電流Inet不應(yīng)小于所在線路的計算電流I30，Inet≥I5.3.2高壓斷路器的選擇高壓電源斷路器除了在正常的工作情況下能夠進行自動通電切斷設(shè)備電路外，主要工作目的就是在故障設(shè)備電路發(fā)生重大故障時，自動而迅速地將所有故障設(shè)備進行通斷切除，以及有效保證通斷裝置的安全正常運轉(zhuǎn)。(1)額定高壓交流斷路器其中一個主要參數(shù)是額定接線輸出輸入電壓：一般是指高壓交流斷路器正常工作運行時的額定接線輸出電壓；另一個是最佳額定電流：一般是指由于當電路周圍環(huán)境中的氣溫溫度持續(xù)于40°c時，斷路器能否允許長期連續(xù)停止斷開通過的最佳額定工作能力電流;額定是否停止自動斷開能力電流。它們一般就是用來判別高壓斷路器是否啟動和關(guān)閉斷開能力的標準尺寸，與燃氣滅火除弧箱和實驗室的箱體結(jié)構(gòu)及工作介質(zhì)密切相關(guān);額定的自動開斷能力容量：額定的自動開斷供電能力常用的額定開斷能力容量是熱來源的表示；熱源的穩(wěn)定開斷電流：熱源的穩(wěn)定開斷電流，這是一種通常用來用于表示一個斷路器是否可以同時伴隨一個額定短路通過電流并產(chǎn)生熱效應(yīng)的開斷能力；非自動穩(wěn)定開斷電流或是一種極限性的電流通過短路電流：一般代表一種設(shè)備能夠同時自動承受由于一個短路通過電流而開斷引起的額定電動力開斷能力；高壓斷路器的啟動劃分、合開和閘停止時間：一般代表一個高壓斷路器的額定啟動合閘速度[11]。（2）在正確進行選擇時，除按普通的選擇原則順序進行正確選擇外，由于電源斷路器內(nèi)部元件還有許多可能同時會出現(xiàn)切斷產(chǎn)生短路的過熱電流，因而必須對其性能進行正確校驗，包括切斷短路的電流容量，熱電流穩(wěn)定性和短路運行動穩(wěn)定性等。熱穩(wěn)定性及動穩(wěn)定性等各項指標[12]。按工作環(huán)境選擇：如果電網(wǎng)是戶外或戶內(nèi)，若由于實際工作使用環(huán)境供電條件特殊，還是有可能會需要選擇其他特別的輸出型式；按額定工作輸出輸入電壓大小進行的的選擇：其中的數(shù)值中的應(yīng)當是接近大于或遠遠等于其電網(wǎng)所在國或地區(qū)境內(nèi)電網(wǎng)的額定工作輸出輸入電壓，即：Un≥u；按照最高額定電流大小進行的擇選。其中，應(yīng)當是接近等于或遠遠足夠大于電網(wǎng)負載長時最高額定工作輸出電流，即：in≥inar即：IN≥Iar.m；校驗熔融高壓整流斷路器的驅(qū)動導(dǎo)線和熱驅(qū)動穩(wěn)定性；同時驗證熔融高壓整流斷路器正常運行時的導(dǎo)線驅(qū)動和熱穩(wěn)定性；校驗熔融高壓整流斷路器的熔融切斷電流容量(或者也就是電流開斷時的電流)；熔融切斷高壓斷流器的容量按數(shù)值S5.3.3高壓開關(guān)柜的選擇開關(guān)柜電器是一種用于金屬完全封閉式電氣開關(guān)設(shè)備的一種通用技術(shù)俗稱，它主要是按一定的開關(guān)控制電路設(shè)計方案把所有與它有關(guān)的各種電氣設(shè)備都進行組裝安放到一個完全金屬封閉的圓形金屬外殼內(nèi)的一種成套開關(guān)配電器。金屬冰箱封閉式開啟式的廚房設(shè)備一般可以大致分為三種設(shè)計形式：一是鎧裝型，即各一個房間之間對所使用的各種金屬板設(shè)備進行連接隔離并相互接地。從中國高壓斷路器的安裝位置及其內(nèi)部移動操作方式上我們可以看出來看，有中壓落地式、中置式[7]。按一次性的選擇主電源接線文件格式和二次選擇所使用需要的電源設(shè)備接線情況綜合來看，6kv型的高壓電源開關(guān)柜一般應(yīng)該認為是優(yōu)先選擇的8kyn28a-12型號的高壓中置式電源開關(guān)柜。在開關(guān)進線柜內(nèi)進行配置的真空開關(guān)斷路器的開關(guān)額定電流值的控制值應(yīng)為630ka，額定電流啟動器和開關(guān)關(guān)斷器的電流也應(yīng)控制為40ka。在每個計量柜中部各裝設(shè)一個經(jīng)過配置自動隔離的熔斷開關(guān)，并與同時位于計量進線柜出口中的兩個真空電壓斷路器開關(guān)進行自動連鎖，計量時分別使用熔斷電流、電壓熔斷互感器，電壓熔斷互感器同時采用電壓熔斷器進行保護。壓變、避雷器櫥其中的一個配電式高壓互感器是用來自動檢測它的過電壓，并用電源熔斷器供電來進行保護，還有一個壓變避雷器。出線保護柜配專用真空電源斷路器及電源保護接線用具配電流電壓互感器，配電源接地保護開關(guān)。5.3.4低壓電的輸入輸出線類型的選擇

出線類型選擇連接低壓電的輸入電流出線主要類型包括兩種基本類型：一是連接直流變壓器和連接低壓電流母線的連接高壓電流輸入輸出母線橋和連接低壓電流輸入輸出母線，選擇時必須明確保證能夠使其計算輸入輸出載荷的流量不能超過或不得大于所設(shè)計要求的電流計算輸入電流[10][11]。按照母線發(fā)熱負荷情況的使用條件不同來分別選定母線電纜的發(fā)熱橫向和截面，低壓線在母線側(cè)使用進行無電成功電壓調(diào)整后的母線計算發(fā)熱負荷PC=3080.52KWQ根據(jù)計算出的電流，選取橫截面長度為630mm2的0.6/1kv級聚氯乙烯絕緣式銅芯vv型電力電纜，在直埋式敷設(shè)時的負載流量分別為1113a，均值大于1024.33a。根據(jù)所要求的計算出輸入電流，選用tmy-80*6的一個單片式低壓銅絲線，在25°c、30°c、35°c、40°c的條件下，其負荷載流量分別為1480a、1390a、1300a、1200a，6變電所二次回路方案6.1二次回路操作電源操作控制電源根據(jù)它們的工作性質(zhì)功能來進行劃分，有直流自動操作控制電源和變頻交流自動操作控制電源兩種三大類。小型6kv的交流變電站一般都用的是直接采用一個彈簧式的操縱保護機構(gòu)，且電源繼電保護也比較小更為簡易，故此我們建議大家選擇主要的變頻交流電源，從而大大節(jié)約了一些主流型的電源保護設(shè)備，降低了維護投資。交流電源運算穩(wěn)壓電源交流是泛泛指用戶可從所用的交流變壓器或運算電壓互感器中直接獲得220v的運算電壓源，從而到相應(yīng)的運算電流互感器中即可獲得運算電流。6.2繼電保護的選擇與整定過電流保護

過高壓電流限制保護裝置是一種指在電源流過被接入保護電流元件過程中的額定電流不能超越預(yù)先完全設(shè)計整定好的某一個額定電流限制數(shù)值而使電源斷路器不能發(fā)生電流跳閘或者不能給出電路相應(yīng)的電流報警控制信號時所需要采用的保護裝置，這種保護裝置又可以叫做過高壓電流限制保護裝置，有定向的時限電流保護和完全反對定時限電流保護兩種。逆變器時限:由于系統(tǒng)接線簡便、經(jīng)濟，廣泛作為適合于10kv以下的中小型供電企業(yè)以及工廠的直流供電中斷控制保護系統(tǒng)，能夠同時接線進行較大電流-速率中斷的供電保護，但是接線操作需要時間相對麻煩，誤差也比較多(1)對于具有過負載電流技術(shù)保護故障設(shè)備的最低動作負荷電流必須進行二項計算，對于具有過負載電流故障保護的最低過載起動負荷電流必須按二項計算原則對其進行準確整定:一項就是必須在內(nèi)部計算躲過正常設(shè)備運行負載電流的最高過載負荷起動電流值為i，二項則是在外部通過故障設(shè)備切斷后各臺高壓電動機自停止起動的最低負荷電流[13]。過動機電流系數(shù)保護裝置的一次側(cè)高壓起動機的電流系數(shù)可以按照下列如下式式來進行系數(shù)計算I式中KK是可靠系數(shù)，DL型繼電器取1.2；GL型繼電器取1.3；Kf返回系數(shù)，DL取0.8，GL型取0.85；K電流繼電器的動作電流為：I式中Kjx接線系數(shù)，K過電流保護的靈敏系數(shù)要求中性點不接地系統(tǒng)在最小運方下，保護區(qū)未發(fā)生兩相接地短路時，可以優(yōu)先考慮系數(shù)不超過1.25~1.5，即：遠后備靈敏度K近后備靈敏度K綜上采用三段式電流保護。I段保護本線路前半部分，II段保護本線路全長，I段和II段作為本線路主保護，III段作為本線路的后備保護。電流速斷保護電流速斷進行保護的主要技術(shù)優(yōu)點之一之二就是保護動作迅速，能夠有效地大大縮短電路故障被自動切除的持續(xù)時間，其主要技術(shù)缺點之二之一就是由于故障范圍存在于經(jīng)常死機地區(qū)，不能對整個不同線段電路進行及時保護，其所指的需要進行保護的故障范圍一般大小可由本電路設(shè)計中各線段電路中的電流短路率和電流速斷分布長度曲線進行決定。電流速斷自動保護裝置不得.單獨配合使用，必須同時配合過量的電流速斷保護。速斷電源保護線路中的電流動作短路電流大小應(yīng)根據(jù)本應(yīng)用線路電源末端在最高動作速度短路運行時此模式下可能發(fā)生的電流短路動作電流大小進行精確整定[12][13]。I速斷保護繼電器動作電流為：Iop.k=KkK速斷短路保護的靈敏性就是指在供電系統(tǒng)中以最小工作功率連續(xù)運行的各種方式速斷保護系統(tǒng)安裝時所可能發(fā)生的兩相電機短路動作電流和其他兩相動作短路電流的靈敏百分比即K變壓器的過負荷保護變壓器的過負荷保護一般只對并列運行的變壓器或工作中有可能過負荷(如作為其他負荷的備用電源)的變壓器才裝設(shè)。由于沒有過負荷的三相電流在大多數(shù)的應(yīng)用情況下都可以是三相對稱的，所以我們只不過需要直接采用一個三相電流保護繼電器將它安裝于一個三相電流中，保護裝置就這樣可以