企業(yè)降壓變電所電氣初步設(shè)計(jì)獨(dú)家優(yōu)秀】

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第 I 頁(yè) 摘 要 本設(shè)計(jì)以變電站為研究對(duì)象。變電站不僅僅是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分，而且也是電廠和用戶(hù)之間的樞紐。主電路電氣配線(xiàn)的設(shè)計(jì)以及開(kāi)發(fā)，要對(duì)整個(gè)變電站電氣設(shè)備做出正確的選擇，其中包括配電設(shè)備裝置，繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置等設(shè)備。 在初步了解變電站的概念后，根據(jù)任務(wù)書(shū)上的要求，查閱相關(guān)的參考文獻(xiàn)，進(jìn)一步了解所需要做的事情。由線(xiàn)路和負(fù)載的相關(guān)參數(shù)，計(jì)算出相應(yīng)的負(fù)荷，進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。然后根據(jù)變電站的位置及出線(xiàn)方向來(lái)考慮，并對(duì)負(fù)荷進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，考慮安全性，經(jīng)濟(jì)性以及可靠性，確定 10以及電氣主布線(xiàn)，之后通過(guò)負(fù) 載計(jì)算和供給的范圍，確定變壓器的容量和臺(tái)數(shù)以及型號(hào)，進(jìn)行相關(guān)的短路電流計(jì)算。再根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇斷路器，隔離開(kāi)關(guān)，變壓器和保護(hù)裝置的型號(hào)，最后還對(duì)相應(yīng)的繼電保護(hù)和防雷措施進(jìn)行了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。 總而言之，一定要確保供電系統(tǒng)的安全和可靠性，在此基礎(chǔ)上再考慮其經(jīng)濟(jì)性，從而完成變電所的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞 ：主接線(xiàn)；數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)計(jì)算；變壓器；可靠性 第 he of as is an is a s it is to of a of of to of to to to be is by of is to to 0kV of to to of of to a In we of on of so as to of 目錄 目 錄 摘 要 ................................................................................................................ I ............................................................................................................................... 緒論 ............................................................................................................. 1 計(jì)背景 ....................................................................................................................... 1 電所的總體分析 ....................................................................................................... 1 計(jì)思路 ....................................................................................................................... 1 2 負(fù)荷計(jì)算 ..................................................................................................... 3 荷分級(jí)及計(jì)算過(guò)程 ................................................................................................... 3 .................................................................................................................. 3 .......................................................................................................... 3 ............................................................................................... 4 3 無(wú)功功率補(bǔ)償 ............................................................................................. 7 功電源的組成及補(bǔ)償裝置的選擇 ........................................................................... 7 功補(bǔ)償?shù)拇_定 ........................................................................................................... 7 4 變電所位置和主變壓器的選擇 ................................................................. 9 電所位置確定的一般原則 ....................................................................................... 9 壓器實(shí)際容量的計(jì) 算 ............................................................................................... 9 變壓器臺(tái)數(shù)的確定以及型號(hào)的選擇 ....................................................................... 9 變壓器的運(yùn)行方式 ................................................................................................. 10 5 主接線(xiàn)方式的選擇 ................................................................................... 11 氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求 ...................................................................................... 11 接線(xiàn)的設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 11 6 短路電流的計(jì)算 ....................................................................................... 12 定基準(zhǔn)值 ................................................................................................................. 12 算各元件電抗標(biāo)幺值 ............................................................................................. 12 障點(diǎn)的短路電流計(jì)算 ....................................................................................... 13 障點(diǎn)的短路電流計(jì)算 ....................................................................................... 13 7 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) ............................................................... 15 電所高壓一次設(shè)備的介紹 ..................................................................................... 15 次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)的條件和項(xiàng)目 ..................................................................... 15 電所 10一次設(shè)備的選擇 ............................................................................. 17 目錄 電所 380V 低壓一次設(shè)備的選擇 .......................................................................... 19 電所進(jìn)出線(xiàn)的選擇 ................................................................................................. 20 8 繼電保護(hù)及二次回路的選擇 ................................................................... 23 電所二次回路方案的選擇 ..................................................................................... 23 電保護(hù)裝置 ............................................................................................................. 23 ................................................................................................ 23 ........................................................................................................ 24 力線(xiàn)路的繼電保護(hù)設(shè)計(jì) ......................................................................................... 25 9 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì) ....................................................................................... 27 雷針的配置原則 ..................................................................................................... 27 雷設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 27 定最終的防雷方案 ................................................................................................. 28 結(jié)論與展望 ..................................................................................................... 29 致 謝 ............................................................................................................. 30 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................... 31 第 1 頁(yè) 共 31 頁(yè) 1 緒論 計(jì)背景 變電所的設(shè)計(jì)需要經(jīng)過(guò)一系列的準(zhǔn)備工作才能夠順利展開(kāi)，需要設(shè)計(jì)者有著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度、精密的計(jì)算以及合理的規(guī)劃。作為一個(gè)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，在大學(xué)的課程中已經(jīng)系統(tǒng)地學(xué)習(xí)過(guò)《電力系統(tǒng)分析》、《發(fā)電廠電氣部分》以及《繼電保護(hù)》等和該設(shè)計(jì)相關(guān)的課程，這對(duì)于掌握變電所設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)方法是極其有利的。 通過(guò)任務(wù)書(shū)上的內(nèi)容，可以知道設(shè)計(jì)的內(nèi)容是企業(yè)降壓變電所的初步設(shè)計(jì)。變電所在如今社會(huì)占有舉足輕重的地位，居民用電、工廠供電、企業(yè)供電等等都跟變電所息息相關(guān)。一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)狀態(tài)如何，取決于人民的生活質(zhì)量，而變電所的好壞就決定了用電的質(zhì)量，所以說(shuō)變電所的設(shè)計(jì)與建造就必須要嚴(yán)謹(jǐn)。因此變電所的設(shè)計(jì)必須要安全可靠，這樣才能長(zhǎng)久的使用下去。在兼顧安全、可靠地同時(shí)，我們還要力求優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)。 總而言之，設(shè)計(jì)一個(gè)“安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)”的變電所，是我們的最終目的。而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)分析、精確的設(shè)備選擇使是我們達(dá)到最終目的的保障。 電所的總體分析 （ 1）變電所的類(lèi)型： 10業(yè)降壓變電所。 （ 2）變電所的電壓等級(jí)： 10 （ 3）變電所的負(fù)荷情況： 大 500 （ 4）變電所的出線(xiàn)回路： ， 9 回。 （ 5）變電所的地質(zhì)、氣象條件：變電所所處地區(qū)一年中最高的溫度是 +35℃ ，而平均溫度是 +26℃， 該地區(qū)的年雷暴數(shù)為 80。 在經(jīng)過(guò)對(duì)任務(wù)書(shū)上內(nèi)容的理解與概括，可提取出以上 5 點(diǎn)信息?？偟膩?lái)說(shuō)，這次所設(shè)計(jì)的 10壓變電所是 10區(qū)變電所，它的主要任務(wù)是向全工廠安全、可靠地供電。為了保證安全、可靠的供電以及電網(wǎng)發(fā)展的需求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中選取設(shè)備時(shí)，應(yīng)該盡量選擇那些動(dòng)作可靠性高，維護(hù)周期長(zhǎng)的設(shè)備。從總結(jié)的信息來(lái)看，可以得到以下重要信息： 線(xiàn) 9 回；負(fù)荷狀況為 大 500關(guān)系到主變壓器以及主接線(xiàn)方式的選擇，所以必須要嚴(yán)格按照《電力工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》和《發(fā)電廠電氣部分》等參考資料來(lái)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，更要與所選設(shè)備的型號(hào)及特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)綜合考慮，從而確定一個(gè)技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)可靠的最佳方案。 計(jì)思路 這次設(shè)計(jì)的是 10區(qū)變電所，主要的設(shè)計(jì)思路是通過(guò)數(shù)據(jù)分析及計(jì)算來(lái)確定主 第 2 頁(yè) 共 31 頁(yè) 變壓器的型號(hào)以及接線(xiàn)方式，同時(shí)還要對(duì)變電所必需的電氣設(shè)備進(jìn)行有考慮、有依據(jù)地選擇。最后，還要對(duì)所設(shè)計(jì)的整個(gè)變電所進(jìn)行防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)，以保證變電所的設(shè)備安全，從 而達(dá)到一個(gè)變電所應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)。 主變壓器的選擇不僅需要對(duì)廠區(qū)內(nèi)各個(gè)車(chē)間以及生活區(qū)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，還要進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算。同時(shí)還得考慮到廠區(qū)所在地理位置的地質(zhì)情況和氣象條件，綜合考量后才能作出最佳的選擇。 電氣設(shè)備的選擇通常需要進(jìn)行一系列的計(jì)算和校驗(yàn)。比如短路計(jì)算、負(fù)載計(jì)算，以及相關(guān)參數(shù)的校驗(yàn)等，再通過(guò)計(jì)算以及校驗(yàn)的結(jié)果結(jié)合任務(wù)書(shū)上的設(shè)計(jì)要求和內(nèi)容選擇最佳的設(shè)備型號(hào)，從而確保變電所能夠正常地運(yùn)行。 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì)需要確定接地電阻的數(shù)值，通過(guò)相關(guān)計(jì)算結(jié)合變電所的地理位置確定接地鋼管的數(shù)量和大小。還要確保整個(gè)廠區(qū) 變電所都處在防雷保護(hù)區(qū)域，不能出一點(diǎn)差錯(cuò)，否則變電所有可能遭受雷擊，造成設(shè)備損壞，甚至造成人員傷亡，后果不堪設(shè)想。 毫無(wú)疑問(wèn)，在進(jìn)行任何一個(gè)設(shè)計(jì)之前都要有著正確的思路。如果設(shè)計(jì)思路錯(cuò)了，那么就會(huì)一步錯(cuò)步步錯(cuò)，所以在設(shè)計(jì)之前一定要整理好設(shè)計(jì)思路。 第 3 頁(yè) 共 31 頁(yè) 2 負(fù)荷計(jì)算 為了計(jì)算出變電所各個(gè)車(chē)間和生活區(qū)需要負(fù)荷的總和，我們必須要對(duì)變電所內(nèi)的負(fù)荷進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，以計(jì)算的結(jié)果來(lái)選取電氣設(shè)備的型號(hào)。由于負(fù)荷不是一個(gè)恒定值，也就是說(shuō)它會(huì)隨時(shí)間而變化。如果我們?cè)谶x擇設(shè)備的時(shí)候，只是單純地把各個(gè)車(chē)間和生活區(qū)用電設(shè)備的總?cè)萘孔鳛樵O(shè) 備選擇依據(jù)的話(huà)，那么將會(huì)造成過(guò)載或欠載的情況?？上攵?，在變電所的設(shè)計(jì)中，負(fù)荷計(jì)算是非常有必要的。 荷分級(jí)及計(jì)算過(guò)程 （ 1）一級(jí)負(fù)荷 a)如果突然停電，會(huì)造成極其嚴(yán)重的后果的負(fù)荷。 b)在 一些極其重要的地方，不允許出現(xiàn)供電中斷的負(fù)荷。 c)當(dāng)供電系統(tǒng)突然停止供電時(shí)，一定要有處理安全停產(chǎn)所需的各種裝置和系統(tǒng)的負(fù)荷。 d)民用建筑之中大型金屬中心的重要級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和防盜報(bào)警系統(tǒng)，比賽場(chǎng)上的記分系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等。 （ 2）二級(jí)負(fù)荷 a)如果供電停止，會(huì)因?yàn)椴荒苷＿\(yùn)行而造成經(jīng)濟(jì)損失 的負(fù)荷。 b)對(duì)于一些較為重要的地方，如果供電中斷，會(huì)造成不好的后果的負(fù)荷。 c)在某些人員比較密集的地方，如果發(fā)生供電的故障，會(huì)造成混亂和恐慌的負(fù)荷。 （ 3）三級(jí)負(fù)荷 除上述內(nèi)容外的負(fù)荷。比如：對(duì)于一些非連續(xù)運(yùn)行生產(chǎn)的中小企業(yè)，停電僅僅影響產(chǎn)量或者導(dǎo)致少量產(chǎn)品報(bào)廢的，以及一些民用建筑的用電負(fù)荷等均屬于三級(jí)負(fù)荷。 本次所設(shè)計(jì)的對(duì)象是一般的工業(yè)企業(yè)，中斷供電不會(huì)發(fā)生爆炸等危險(xiǎn)情況也不會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，所以屬于三級(jí)負(fù)荷。 本變電站負(fù)荷分析的計(jì)算過(guò)程如下： 計(jì)算所用到的公式： 21 c o st a nc o s????? （ 2 第 4 頁(yè) 共 31 頁(yè) P?（ 2 * ta ? （ 2 根據(jù)任務(wù)書(shū)可得知各個(gè)車(chē)間負(fù)載情況如表 2示。 表 2區(qū)各個(gè)車(chē)間負(fù)載情況 全廠電力負(fù)荷分布 負(fù)荷名稱(chēng) 負(fù)荷大小 x 間 1 500 間 2 400 間 3 500 間 4 300 間 5 400 間 6 300 間 7 200 間 8 200 活區(qū) 200 車(chē)間 1 負(fù)荷計(jì)算： 因?yàn)?∑500（ ,由上表可得 1]-)^2 1(c ? = 所以 e=00=300（ 00×64（ 車(chē)間 2 負(fù)荷計(jì)算： 因?yàn)?∑400（ ,由上表可得 1]2(c ? = 所以 e=00=220（ 20×65（ 車(chē)間 3 負(fù)荷計(jì)算： 因?yàn)?∑500（ ,由上表可得 第 5 頁(yè) 共 31 頁(yè) 1]-)^2 3(c ? = 所以 e=500×40（ 40×42（ 車(chē)間 4 負(fù)荷計(jì)算： 因?yàn)?∑300（ ,由上表可得 1]-)^2 4(c ? = 所以 e=300×65（ 65× 車(chē)間 5 負(fù)荷計(jì)算： 因?yàn)?∑400（ ,由上表可得 1]-)^2 5(c ? = 所以 e=400×80（ 80× 車(chē)間 6 負(fù)荷計(jì)算： 因?yàn)?∑300（ ,由上表可得 1]-)^2 6(c ? = 所以 e=300×65（ 65×32（ 車(chē)間 7 負(fù)荷計(jì)算： 因?yàn)椤?200（ ,由上表可得 1]-)^2 7(c ? = 所以 e=200×30（ 30× 車(chē)間 8 負(fù)荷計(jì)算： 因?yàn)?∑200（ ,由上表可得 1]-)^2 8(c ? = 所以 e=200×20（ 20×6（ 生活區(qū)負(fù)荷計(jì)算 ： 第 6 頁(yè) 共 31 頁(yè) 因?yàn)?∑200（ ,由上表可得 1]-)^2 9(c ? = 所以 e=200×32（ 32× 各個(gè)車(chē)間和生活區(qū)負(fù)荷情況如表 2示。 表 2荷計(jì)算結(jié)果 序號(hào) 用電設(shè)備組 計(jì)算負(fù)荷 車(chē)間 1 300 264 車(chē)間 2 220 165 275 3 車(chē)間 3 440 242 車(chē)間 4 165 車(chē)間 5 280 73 6 車(chē)間 6 165 132 車(chē)間 7 130 車(chē)間 8 120 96 生活區(qū) 132 間 總計(jì) 1952 第 7 頁(yè) 共 31 頁(yè) 3 無(wú)功功率補(bǔ)償 無(wú)功功率補(bǔ)償在很多電氣相關(guān)的地方都是用得到的，它可以改善供電配置的功率因數(shù)，從而減少電能在傳輸過(guò)程中的損失，也就意味著供電效率 較未進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)要高，進(jìn)而改善了供電環(huán)境，提高了供電質(zhì)量。所以說(shuō)補(bǔ)償裝置的選擇也是本次設(shè)計(jì)課題中不可缺少的一環(huán)。 功電源的組成及補(bǔ)償裝置的選擇 一般電氣相關(guān)的供電裝置中的無(wú)功電源可分為三個(gè)部分： （ 1）發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的無(wú)功功率。 （ 2）補(bǔ)償裝置輸出的無(wú)功功率。 （ 3） 110以上電壓線(xiàn)路的充電功 率 。 無(wú)功補(bǔ)償裝置的類(lèi)型： 無(wú)功補(bǔ)償裝置可以分成兩大類(lèi)：串聯(lián)補(bǔ)償裝置以及并聯(lián)補(bǔ)償裝置。 如今常用的補(bǔ)償裝置有：同步調(diào)相機(jī)、電力電容器等等。 常用的補(bǔ)償裝置的比較及選擇： 這兩種無(wú)功補(bǔ)償裝置全都是直接或通過(guò) 變壓器并接于需要補(bǔ)償無(wú)功的變配電所的母線(xiàn)上。 a)同步調(diào)相機(jī)： 它能夠以電動(dòng)機(jī)狀態(tài)不帶原動(dòng)機(jī)空載情況下進(jìn)行工作，還能不斷地向系統(tǒng)供給無(wú)功功率，從而改善供電效率和質(zhì)量。 b)電力電容器： 電力電容器可以按照三角形和星形接法連接在變電所母線(xiàn)上。相較于同步調(diào)相機(jī)，它的靈活性更高，而且損耗較小。 綜合對(duì)比后，選擇并聯(lián)電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置。 功補(bǔ)償?shù)拇_定 低壓側(cè)的功率因素： 7 41 9 5 2c o s ??? 總總 P? 按照規(guī)定要求，再結(jié)合任務(wù)書(shū)上的設(shè)計(jì)內(nèi)容以及相關(guān)的參數(shù)要求，補(bǔ)償后的功率因數(shù)相較于之前要 高。 無(wú)功補(bǔ)償容量為： ?? 21 ta n ?? ?? （ 3 式中 P —— 有功計(jì)算負(fù)荷（單位 第 8 頁(yè) 共 31 頁(yè) 1—— 對(duì)應(yīng)原來(lái)功率因數(shù) 1的正切。 2—— 對(duì)應(yīng)需補(bǔ)償?shù)降墓β室驍?shù) 2的正切。 先計(jì)算各個(gè)變電所的無(wú)功補(bǔ)償。 計(jì)算過(guò)程： ? ? rc c o st a nt a n 1 ??? ? ? rc c a nt a n 2 ??? ?? ? ? ?????? 94 2 7 1t a nt a n 21 ?? 經(jīng)過(guò)考慮后，在變電所的低壓側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償，通過(guò)查詢(xún)相關(guān)的參考資料，最終選擇補(bǔ)償裝置，內(nèi)裝 并聯(lián)電容器，采用方案 1（主屏） 1 臺(tái)與方案 3（輔屏） 6 臺(tái)相組合，總共容量為 84=588 補(bǔ)償后的無(wú)功功率為： ???? 償后的視在功率為： ????? 30230230 本次的 設(shè)計(jì)中，通過(guò)上述計(jì)算結(jié)果及相關(guān)設(shè)計(jì)的要求，決定采用集中補(bǔ)償。如采用 電容器， 8 4 ????以可以裝 51 個(gè)該型電容器，每相 17 個(gè) 。以上所選擇的電容器型號(hào)相關(guān)參數(shù)可由參考文獻(xiàn)或相關(guān)資料自行查得，此處便不再贅述。 第 9 頁(yè) 共 31 頁(yè) 4 變電所位置和主變壓器的選擇 電所位置確定的一般原則 （ 1）確定變電所位置時(shí)要首先考慮負(fù)荷較為密集的區(qū)域。 （ 2）不僅要考慮到進(jìn)出線(xiàn)方便（特別的是要考慮到方便架空進(jìn)出線(xiàn)）。而且還要偏向電源側(cè)。 （ 3）要考慮到工廠的運(yùn)營(yíng)和發(fā)展，甚至 還有擴(kuò)建的可能，所以確定的位置不能阻礙工廠的擴(kuò)建和發(fā)展。 （ 4）電氣設(shè)備的搬遷和運(yùn)輸要力求方便。 （ 5）所選位置的環(huán)境要好，應(yīng)該避免高溫、低洼、積水、有腐蝕性、有爆炸危險(xiǎn)等的地方。 （ 6）在保證變電所自身方便性，安全性的同時(shí)還要考慮到與其他建筑物之間的防火距離，以免發(fā)生火災(zāi)等情況。 變電所位置的確認(rèn)，在該設(shè)計(jì)中極其重要，我們要綜合任務(wù)書(shū)上的設(shè)計(jì)要求以及周邊環(huán)境來(lái)選擇。在基本確認(rèn)負(fù)荷中心的位置之后，可以采用偏向電源一側(cè)的地方作為變電所的最終建造地點(diǎn)。 壓器實(shí)際容量的計(jì)算 從變壓器的選擇相關(guān)規(guī)定可知：假 如該地區(qū)的年均溫度 T ≠+20℃ ，那么根據(jù)參考文獻(xiàn)的內(nèi)容，年均溫度每高 1℃ ，容量應(yīng)減小 1%。所以要計(jì)入一個(gè)溫度修正系數(shù) 室外變壓器的實(shí)際容量為： ? ?? ? 0 0201 ???? （ 4 室內(nèi)變壓器的實(shí)際容量為： ? ?? ? ??? （ 4 結(jié)合任務(wù)書(shū)上的設(shè)計(jì)要求，我們所采用的全是室外變壓器，所以其實(shí)際容量為： ? ?? ? ? ?? ? T ???????? 2 7 410020 變壓器臺(tái)數(shù)的確定以及型號(hào)的選擇 主變壓器臺(tái)數(shù)的確定： （ 1）變電所最主要的任務(wù)是供電，可靠性是選擇主變壓器時(shí)的基本要求和標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2）對(duì)于那些因時(shí)間或者季節(jié)不同會(huì)發(fā)生改變的負(fù)荷，并且運(yùn)行方式比較經(jīng)濟(jì)的變電所，一般可以采用兩臺(tái)變壓器。 第 10 頁(yè) 共 31 頁(yè) （ 3）除了上面兩點(diǎn)的情況，廠區(qū)和居民住房應(yīng)該采用一臺(tái)變壓器，如果負(fù)荷較大的話(huà)，也可以像上面所說(shuō)的那樣采用兩臺(tái)變壓器。 （ 4）理應(yīng)考慮到廠區(qū)有擴(kuò)大的幾率，相應(yīng)的負(fù)荷也會(huì)隨之增加，所以在確定臺(tái)數(shù)時(shí)要適當(dāng)留點(diǎn)擴(kuò)張的空間。 通過(guò)上述確定主變壓器臺(tái)數(shù)的基本原則，再結(jié)合任務(wù)書(shū)上的設(shè)計(jì) 內(nèi)容和要求綜合考量后，選擇雙繞組變壓器。同時(shí)選擇兩臺(tái)主變壓器。 主變壓器型號(hào)的選擇： （ 1） 電力變壓器按照電壓調(diào)節(jié)的方式可以分為：無(wú)載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。這里選擇采用前者。 （ 2） 按繞組導(dǎo)體的材料可分為：分別以銅和鋁為材料的兩種變壓器。為了減少電能的損失，改善供電的效率和質(zhì)量，這里選擇采用銅繞組變壓器。 （ 3） 電力變壓器按照繞組的型式可以分為：雙繞組、三繞組和自耦變壓器。 （ 4） 按繞組絕緣可分為：干式、油浸式和 種。工廠中一般都會(huì)選用油浸式。 （ 5） 電力變壓器按照用途可分為：普通和特種兩種變壓器。工廠 變電所一般選擇普通的就行。 通過(guò)以上的分析以及任務(wù)書(shū)的設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求，最終選擇雙繞組變壓器。變壓器型號(hào)為： 2000/10。其聯(lián)結(jié)方式為 這里所選擇的變壓器器型號(hào)相關(guān)參數(shù)可由參考文獻(xiàn)或相關(guān)資料自行查得，此處便不再贅述。 變壓器的運(yùn)行方式 由于此次設(shè)計(jì)的變電所是廠區(qū)變電所，對(duì)供電要求比較高，需長(zhǎng)期連續(xù)供電，因此在能力范圍內(nèi)應(yīng)該盡量提高供電的可靠性，在確?？煽窟@一要求的同時(shí)還需要提高其靈活性和經(jīng)濟(jì)性。所以，在此次設(shè)計(jì)中選擇采用并列運(yùn)行的方式。這種運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)就在于：當(dāng)某臺(tái)機(jī)器因故障等問(wèn)題 不能正常工作時(shí)，其他機(jī)器卻不受其影響仍能正常工作，繼續(xù)輸送電能。不僅如此，當(dāng)其要進(jìn)行檢查或修理時(shí)，能夠先用備用的機(jī)器代替其運(yùn)行，再對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的操作。這樣的話(huà)，既能夠?qū)λ獧z修的變壓器進(jìn)行全面的檢修，又能保持對(duì)用戶(hù)的持續(xù)供電，不影響到用戶(hù)，可靠性和靈活性也就充分體現(xiàn)出來(lái)了。而且在負(fù)荷較少的時(shí)候，還能斷開(kāi)一些變壓器，減少不必要的損耗，從而提高供電的效率，兼顧了變電所設(shè)計(jì)所要求的經(jīng)濟(jì)性。 第 11 頁(yè) 共 31 頁(yè) 5 主接線(xiàn)方式的選擇 氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)的基本要求 （ 1）可靠性：變電所的作用就是供給電能，中斷電能的輸送會(huì)造成各種損 失，因此其可靠性尤為重要。所以選擇主接線(xiàn)方式時(shí)，必須要確保供電可靠，而且可靠程度越高越好。 （ 2） 靈活性：變電所的運(yùn)行狀態(tài)有很多種，所選擇的主接線(xiàn)方式需要能夠在各種運(yùn)行狀態(tài)下工作，并且能夠靈活地轉(zhuǎn)換。同時(shí)還要保證工作人員操作時(shí)的簡(jiǎn)便，檢修時(shí)的方便。當(dāng)然，考慮到工廠有幾率會(huì)擴(kuò)張，所選擇的接線(xiàn)方式還得留有一定的余地。 （ 3） 經(jīng)濟(jì)性：除了要保證上述兩點(diǎn)之外，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到經(jīng)費(fèi)問(wèn)題，要盡量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)所要求的經(jīng)濟(jì)性。 接線(xiàn)的設(shè)計(jì) 主接線(xiàn)的設(shè)計(jì) 由任務(wù)書(shū)上的內(nèi)容以及設(shè)計(jì)要求可以得知， 的出線(xiàn)為 9 回。 所以 的接線(xiàn)方式有單、雙母兩種。這里采用圖 5示的接線(xiàn)方式。 圖 5母分段接線(xiàn)方式 第 12 頁(yè) 共 31 頁(yè) 6 短路電流的計(jì)算 在供電設(shè)備中，如果線(xiàn)路發(fā)生各類(lèi)短路的話(huà)，其引起的短路電流將會(huì)導(dǎo)致一系列非常嚴(yán)重的后果。巨大的短路電流有可能造 成供電設(shè)備損壞，影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至還會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備的損壞，工業(yè)產(chǎn)品的報(bào)廢等等。所以，需要進(jìn)行精確的短路計(jì)算，然后通過(guò)短路計(jì)算的結(jié)果來(lái)進(jìn)行后續(xù)的工作。這里選擇采用標(biāo)幺制法。 定基準(zhǔn)值 圖 6算短路點(diǎn) 設(shè) ? 100， 0 51 ????，低壓側(cè) ，則基準(zhǔn)電流： 03100311d ???? ??? 算各元件電抗標(biāo)幺值 1. 電源的電抗標(biāo)幺值 由任務(wù)書(shū)上的資料可知斷路器容量為 ? 500，因此： ???? 2. 架空線(xiàn)路的電抗標(biāo)幺值 架空線(xiàn)路的導(dǎo)線(xiàn)選擇 號(hào) 。由于線(xiàn)路間的距離為 1m， 那 么通過(guò)查閱相關(guān)的參考資料可以知道0 0 / k ?，而任務(wù)書(shū)上所給出的路程長(zhǎng)度為 8以其電抗標(biāo)幺值為： ? ? ? ? *2 ?????? 第 13 頁(yè) 共 31 頁(yè) 3. 變壓器的電抗標(biāo)幺值 根據(jù) 任務(wù)書(shū)上的設(shè)計(jì)要求以及前文變壓器的相關(guān)選擇 ， 決定 選 用 2 臺(tái) 0型 變壓器， 通過(guò)查閱相關(guān)參考資料可以得知k %=4U?， 所以： 850 010 010 04*4*3 ?????? 通過(guò)以上的數(shù)據(jù)情況，可以繪制出其 等效電路圖 ，具體數(shù)值 如 圖 6示 。 圖 6路等效電路圖 6.3 障點(diǎn)的短路電流計(jì)算 1. 總電抗標(biāo)幺值 ? ? *1* 1k ??????? 有效值 ? ? ? ? 1 ??? ??? 3. 其他短路電流 ? ? ? ? ? ? k 33 ????? ?? ? ? ? ? 3 ?????? ? ? ? ? 3 ?????? 4. 三相短路容量 ? ? ? ? ???? ??? 1 6.4 障點(diǎn)的短路電流計(jì)算 1. 總電抗標(biāo)幺值 ? ? *3*2*1* 2k ????????? 有效值 ? ? ? ? 2 ??? ??? 3. 其他短路電流 第 14 頁(yè) 共 31 頁(yè) ? ? ? ? ? ? k 33 ????? ?? ? ? ? ? 3 ?????? ? ? ? ? 3 ?????? 4. 三相 短路容量 ? ? ? ? ???? ??? 2 計(jì)算結(jié)果匯總后如表 6示。 表 6短路計(jì)算結(jié)果 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流 （ 三相短路容量 （ )3(）（ 3?I )3(?I )3()3()3(k－ 1 k－ 2 第 15 頁(yè) 共 31 頁(yè) 7 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 電所高壓一次設(shè)備的介紹 開(kāi)關(guān)柜在變電所的供電裝置中起著通斷和防護(hù)作用，是主要一次設(shè)備。在變電所的設(shè)計(jì)中，我們要綜合考慮各種可能發(fā)生的情況，防范于未然。為了保證變電所運(yùn)行的安全可靠性、靈活性以及工作人員的人身安全，需要在開(kāi)關(guān)柜中裝設(shè)相關(guān)的各種設(shè)備。從而便于操作和掌控，以免發(fā)生危險(xiǎn)。 1. 高壓斷路器線(xiàn)路：主要用于線(xiàn)路短路時(shí)，用來(lái)切斷短路電流。 2. 隔離開(kāi)關(guān)：也叫做“刀閘”，其本身沒(méi)有滅弧能力，無(wú)電流時(shí)能夠通 斷電路。 3. 熔斷器：線(xiàn)路或設(shè)備有問(wèn)題時(shí)，用來(lái)斷開(kāi)強(qiáng)大的電流，是一種防護(hù)元件。 4. 避雷器：用來(lái)在雷雨天氣中避免雷擊造成的電諧波和操作過(guò)電壓導(dǎo)致設(shè)備損壞的一種保護(hù)電器。 5. 靜電電容器：主要用于無(wú)功功率補(bǔ)償。 6. 電流互感器：將大的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成小的電流信號(hào)的一個(gè)裝置。 7. 電壓互感器：將高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓的一個(gè)裝置。 次設(shè)備的選擇與校驗(yàn)的條件和項(xiàng)目 1. 按照正常運(yùn)行時(shí)相關(guān)條件選擇。 （ 1）按工作電壓選擇 U ??e（ 7 （ 2）按工作電流 選擇 I ??e（ 7 （ 3）按斷流能力選擇 I ?或S ?（ 7 2. 按照動(dòng)、熱穩(wěn)定的校驗(yàn)。 （ 1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件 （ 7 式中 動(dòng)穩(wěn)定 峰值（單位為 動(dòng)穩(wěn)定 有 效值（單位為 ??3— 三相 瞬時(shí)值（單位為 ??3— 三相 有效值（單位為 （ 2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 第 16 頁(yè) 共 31 頁(yè) ? ? 32 ?? （ 7 式中 熱穩(wěn)定有效值（單位為 t —— 熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間（單位為 s）。 ??3?I —— 三相短路穩(wěn)態(tài)電流（單位為 。 短路發(fā)熱的設(shè)想時(shí)間（單位為 s）。 短路發(fā)熱的設(shè)想時(shí)間7算。 20 . 0 5 ( )im a ????? （ 7 在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，由于 ??，因此 0 im a kt t s??。 式中 短路持續(xù)時(shí)間，當(dāng) 1， 電流互感器校驗(yàn)： （ 1）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件 ?331 102 ? ? （ 7 （ 2）熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件 ( 3 ) t?? 或( 3 )1 im I t?? （ 7 3. 要考慮到所選擇的設(shè)備所處的周?chē)闆r是否有特殊要求。 4. 根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容，每一類(lèi)的設(shè)備有著不同的要求，要結(jié)合設(shè)計(jì)內(nèi)容以及實(shí)際情況進(jìn)行綜合選擇。 選擇一次設(shè)備所要校驗(yàn)的一些項(xiàng)目如表 7示。 表 7選擇一次設(shè)備的校驗(yàn)項(xiàng)目 一次設(shè)備名稱(chēng) 額定電壓 額定電流 開(kāi)斷電流 短路電流校驗(yàn) 環(huán)境條件 其他 動(dòng)穩(wěn)定 熱穩(wěn)定 高低壓熔斷器 √ √ √ × — √ 高壓隔離開(kāi)關(guān) √ √ — √ √ √ 操作性：能 高壓斷路器 √ √ √ √ √ √ 操作性：能 低壓刀開(kāi)關(guān) √ √ √ × × √ 操作性：能 第 17 頁(yè) 共 31 頁(yè) 低壓斷路器 √ √ √ × × √ 操作性：能 電流互感器 √ √ — √ √ √ 操作性：能 電壓互感器 √ — — — — √ 操作性：能 母線(xiàn) √ — √ √ √ 電纜 √ √ — √ √ 備注 表中“√”為必須校驗(yàn)項(xiàng)目?！?— ”為不必校驗(yàn)項(xiàng)目，“×”為一般可不校驗(yàn)項(xiàng)目 電所 10一次設(shè)備的選擇 根據(jù)任務(wù)書(shū)上變電所所在地理位置的地質(zhì)及氣象環(huán)境，在高壓側(cè)選擇采用 )型開(kāi)關(guān)設(shè)備。變電所的高壓一次設(shè)備的選擇需要根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容及實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行。假設(shè)繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間是 路器的斷路時(shí)間是 選設(shè)備： 高壓斷路器： 高壓熔斷器： 0。 高壓隔離開(kāi)關(guān)： 6800。 避雷器： 電流互感器： 電壓互感器： 通過(guò)上述內(nèi)容可知，繼電保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為 路器的斷路時(shí)間為 以此由上述一次設(shè)備驗(yàn)證條件可知： 高壓斷路器 本次設(shè)計(jì)中， 10NU 根據(jù)相關(guān)規(guī)定的驗(yàn)證條件，即： e 1 0 1 0k V U k V? ? ? ?e 6 3 0 3 9 . 7I A I A? ? ? ?1 6 2 . 9o c kI k A I k A? ? ? ( 3 )m a x 4 0 7 . 4k A i k A? ? ? ? ? 322 ????? ? im at 經(jīng)驗(yàn)證，符合條件。 高壓隔離開(kāi)關(guān) 200/1086 ：在本次設(shè)計(jì)中， 10NU 根據(jù)相關(guān)規(guī)定的驗(yàn)證條件，即： e 1 0 1 0k V U k V? ? ? ?e 2 0 0 3 9 . 7I A I A? ? ? ?( 3 )m a x 2 2 . 5 7 . 4k A i k A? ? ? ? ? 322 ????? ? im at 經(jīng)驗(yàn)證，符合條件。 電流互感器 本次設(shè)計(jì)中， 10NU 根據(jù)相關(guān)規(guī)定的驗(yàn) 第 18 頁(yè) 共 31 頁(yè) 證條件，即： e 1 0 1 0k V U k V? ? ? ?e 1 0 0 3 9 . 7I A I A? ? ? ?動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)條件： 3 ( 3 )1 s 1 0 ie s ?? 3 ( 3 ) 2 5 1 0 0 1 0 3 1 . 8 i 7 . 4?? ? ? ? ? ? 熱穩(wěn)定校驗(yàn)條件： ( 3 )1 i m ( 3 ) 1 . 39 0 0 . 1 9 2 . 9 3 . 31i m t?? ? ? ? ? ? 經(jīng)驗(yàn)證，均符合條件。 高壓熔斷器 0：在本次設(shè)計(jì)中， 10NU 根據(jù)相關(guān)規(guī)定的驗(yàn)證條件，即： e 1 0 1 0k V U k V? ? ? ?4 0 3 9 . 7N F E I A? ? ? ? 經(jīng)