電機(jī)修造廠變電所設(shè)計(jì)(供配電設(shè)計(jì))

1、電機(jī)修造廠變電所設(shè)計(jì)1 概 述 電力工業(yè)發(fā)展初期，電能是直接在用戶附近的發(fā)電站(或稱發(fā)電廠)中生產(chǎn)的，各發(fā)電站孤立運(yùn)行。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城市的發(fā)展，電能的需要量迅速增加，而熱能資源(如煤田)和水能資源豐富的地區(qū)又往往遠(yuǎn)離用電比較集中的城市和工礦區(qū)，為了解決這個(gè)矛盾，就需要在動(dòng)力資源豐富的地區(qū)建立大型發(fā)電站，然后將電能遠(yuǎn)距離輸送給電力用戶。同時(shí)，為了提高供電可靠性以及資源利用的綜合經(jīng)濟(jì)性，又把許多分散的各種形式的發(fā)電站，通過(guò)送電線路和變電所聯(lián)系起來(lái)。這種由發(fā)電機(jī)、升壓和降壓變電所，送電線路以及用電設(shè)備有機(jī)連接起來(lái)的整體，即稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都可以收到很大的效益，主要的有：減少系

2、統(tǒng)中的總裝機(jī)容量 ，由電力系統(tǒng)供電的各用戶的最大負(fù)荷并不是同時(shí)出現(xiàn)的，因此，系統(tǒng)中綜合最大負(fù)荷總是小于各用戶最大負(fù)荷的總和。由于系統(tǒng)綜合最大負(fù)荷的降低，也就可以相應(yīng)地減少系統(tǒng)的總裝機(jī)容量。同時(shí)，有些形式的電站，如熱電站，水電站、風(fēng)力電站、原子能電站等，如果不與系統(tǒng)并列，就很難保證持續(xù)正常供電以及發(fā)揮其最佳經(jīng)濟(jì)效益。1.1加題目1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟 35kv變電所設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)車間的負(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)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問(wèn)題。其基本內(nèi)容有以下幾方面。1.2.1負(fù)荷計(jì)算全廠總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在車間負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ)上進(jìn)行的

3、?？紤]車間變電所變壓器的功率損耗，從而求出全廠總降壓變電所高壓側(cè)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。1.2.2 35kv變電所主接線設(shè)計(jì)根據(jù)變電所配電回路數(shù)，負(fù)荷要求的可靠性級(jí)別和計(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)它的基本要求，即要安全可靠有要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。1.2.3短路電流計(jì)算由系統(tǒng)不同運(yùn)行方式下的短路參數(shù)，求出不同運(yùn)行方式下各點(diǎn)的三相及兩相短路電流。1.2.4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)和各回路計(jì)算負(fù)荷以及對(duì)應(yīng)的額定值，選擇變電所高、低壓側(cè)電器設(shè)備，如隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕緣子、避雷器、互感器、開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備。并根

4、據(jù)需要進(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表達(dá)設(shè)計(jì)成果。1.2.5繼電保護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計(jì)為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運(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，皆需要設(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)算和檢驗(yàn)其靈敏系數(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。35kv及以上系統(tǒng)尚需給出二次回路的保護(hù)屏和控制屏屏面布置圖。1.2.6變電所防雷裝置設(shè)計(jì)參考本地區(qū)氣象地質(zhì)材料，設(shè)計(jì)

5、防雷裝置。進(jìn)行防直擊的避雷針保護(hù)范圍計(jì)算，避免產(chǎn)生反擊現(xiàn)象的空間距離計(jì)算，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。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 供配電系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)荷計(jì)算方法包括:利用系數(shù)法、單位產(chǎn)品耗電量法、需要系數(shù)法、二項(xiàng)式系數(shù)法。我國(guó)一般使用需要系數(shù)法和二項(xiàng)式系數(shù)法,前者適用于確定全廠計(jì)算負(fù)荷、車間變電所計(jì)算負(fù)荷及負(fù)荷較穩(wěn)定的干線計(jì)算負(fù)荷;后者用于負(fù)荷波動(dòng)較大的干線或支線。在實(shí)際設(shè)計(jì)和實(shí)踐中,電力負(fù)荷計(jì)算的有關(guān)計(jì)算系數(shù)和特征參數(shù)的選擇都會(huì)影響電負(fù)荷計(jì)算結(jié)果,使其偏大、偏高。2.4負(fù)荷的計(jì)算2.4.1負(fù)荷

6、計(jì)算的內(nèi)容和目的（1）尖峰電流指單臺(tái)或多臺(tái)用電設(shè)備持續(xù)1秒左右最大負(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。 （2）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。負(fù)荷計(jì)算的方法有需要系數(shù)法、利用系數(shù)法及二項(xiàng)式等幾種。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法確定。主要計(jì)算公式有： 有功功率： p30 = pekd無(wú)功功率: q30 = p30 tg視在功率: s3o

7、 = p30/cos計(jì)算電流: i30 = s30/3un 2.4.2各用電車間負(fù)荷計(jì)算列表如下表（1.1） 表（1.1）電機(jī)修造廠各車間符合負(fù)荷情況及各車間變電所容量序號(hào)車間名稱設(shè)備容量計(jì) 算 負(fù) 荷車間變電所代號(hào)變壓器臺(tái)數(shù)及容量kw kva1電機(jī)修造車間2505609500788no.1 車變11000 2機(jī)械加工車間886163258305no.2 車變14003新品試制車間634222336403no.3 車變15004原料車間514310183360no.4 車變14005備件車間562199158254no5 車變13156鍛造車間150365868no.6 車變11007鍋爐房2

8、69197172262no.7 車變13158空壓站322181159241no.8 車變13159汽車庫(kù)53302740no.9 車變18010大線圈車間335187118221no.10 車變125011半成品實(shí)驗(yàn)站365287464no.11 車變150012成品實(shí)驗(yàn)站2290640480800no.12 車變1100013加壓站（10kv轉(zhuǎn)供負(fù)荷）256163139214_125014設(shè)備處倉(cāng)庫(kù)（10kv轉(zhuǎn)供負(fù)荷）338228444_150015成品實(shí)驗(yàn)站內(nèi)大型集中負(fù)荷3600288023003686主要為高壓整流裝置，要求專線供電取 則： 故：由以上計(jì)算可知在為進(jìn)行功率補(bǔ)償之前功率因

9、數(shù)僅為0.75電能的利用效率很低，對(duì)電能時(shí)一種極大的浪費(fèi)因此修要進(jìn)行功率因數(shù)的補(bǔ)償。提高供電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減少功率損耗，穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量。在長(zhǎng)距離輸電線中合適的地點(diǎn)設(shè)置動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置還可以改善輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高輸電能力。在電弧爐煉鋼、電氣化鐵道等三相負(fù)載不平衡的場(chǎng)合，通過(guò)適當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償可以平衡三相的有功及無(wú)功負(fù)載。3 功率的補(bǔ)償3.1電能節(jié)約和無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x在工業(yè)、企業(yè)供電系統(tǒng)中，由于絕大多數(shù)用電設(shè)備均屬于感性負(fù)載，這些用電設(shè)備在運(yùn)行時(shí)除了從供電系統(tǒng)取用有功功率p外，還取用相當(dāng)數(shù)量的無(wú)功功率q。有些生產(chǎn)設(shè)備（如軋機(jī)，電弧爐等）在生產(chǎn)過(guò)程中還經(jīng)

10、常出現(xiàn)無(wú)功沖擊負(fù)荷，這種沖擊負(fù)荷比正常取用的無(wú)功功率可能增大倍。從電路理論知道，無(wú)功功率的增大使供電系統(tǒng)的功率因數(shù)降低。功率因數(shù)的降低將致使：電網(wǎng)回路中功率損耗增大；電網(wǎng)回路中電壓損失增大；供電設(shè)備的供電能力下降，電能成本增高。3.2無(wú)功功率與功率因數(shù)補(bǔ)償許多用電設(shè)備均是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的，如配電變壓器、電動(dòng)機(jī)等，它們都是依靠建立交變磁場(chǎng)才能進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和傳遞。為建立交變磁場(chǎng)和感應(yīng)磁通而需要的電功率稱為無(wú)功功率，因此，所謂的無(wú)功并不是無(wú)用的電功率，只不過(guò)它的功率并不轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、熱能而已；因此在供用電系統(tǒng)中除了需要有功電源外，還需要無(wú)功電源，兩者缺一不可。 在功率三角形中，有功功率p與視

11、在功率s的比值，稱為功率因數(shù)cos，其計(jì)算公式為： cos=p/s=p/（p2+q2）1/2 在電力網(wǎng)的運(yùn)行中，功率因數(shù)反映了電源輸出的視在功率被有效利用的程度，我們希望的是功率因數(shù)越大越好。這樣電路中的無(wú)功功率可以降到最小，視在功率將大部分用來(lái)供給有功功率，從而提高電能輸送的功率。 3.2.3無(wú)功功率的補(bǔ)償計(jì)算由以上計(jì)算可知功率因數(shù)因此需要進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償（并聯(lián)電容進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償）。取補(bǔ)償后功率因數(shù)為0.92取 額定電容：電容個(gè)數(shù)：一、 變壓器選擇：由于該系統(tǒng)屬二級(jí)負(fù)荷需使2臺(tái)變壓器。 一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行 任一臺(tái)單獨(dú)運(yùn)行選2臺(tái)容量均為5700的變壓器無(wú)功補(bǔ)償后變電所低壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷：變壓器功率損

12、耗高壓側(cè)： 無(wú)功補(bǔ)償后： 符合要求由上式可以看出，在變電所低壓側(cè)裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置以后，由于帝業(yè)側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷減小，從而可使變電所住變壓器的容量選得小一些。這不僅降低了變電所的初投資，而且可以減少用戶的開(kāi)支。4 變電所位置的選在新建的送變電工程中，變電所的所址選擇是工程建設(shè)前期工作一個(gè)關(guān)鍵性的環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)工程建設(shè)的投資費(fèi)用和投產(chǎn)后的運(yùn)行安全可靠性及生產(chǎn)的綜合經(jīng)濟(jì)效益，起重要作用。結(jié)合特殊的地理、地形條件，把所址選定、選好，是繪就電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃藍(lán)圖的基礎(chǔ)。只有科學(xué)地選擇所址和線路路徑，才能使未來(lái)的電力網(wǎng)絡(luò)安全、經(jīng)濟(jì)和可靠地服務(wù)于本區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)。同時(shí)，滿足供電生產(chǎn)部門科學(xué)管理電網(wǎng)的需求。因此，如何選

13、擇好變電所的所址是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。針對(duì)變電所所址選擇的過(guò)程及一般要求進(jìn)行分析討論，就如何選擇新建變電所的所址提出一些建議。4.2變電所的所址選擇一般要求 （1）所址靠近供電區(qū)域負(fù)荷中心 （2）使地區(qū)電源分布合理 （3）高低各側(cè)進(jìn)出線方便 （4）交通運(yùn)輸方便 （5）其他要求 應(yīng)貫徹節(jié)約用地的精神，不占或少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地。總體占地面積應(yīng)根據(jù)最終規(guī)模確定。結(jié)合具體工程條件，采用多種布置方案如階梯型、高型布置等。5 主結(jié)線方案與配電設(shè)備的選擇5.1變配電所主接線的選擇原則當(dāng)滿足運(yùn)行要求時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用斷路器，以節(jié)省投資；當(dāng)變電所有兩臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)應(yīng)采用斷路器分段的單母線接

14、線；當(dāng)供電電源只有一回線路，變電所裝設(shè)單臺(tái)變壓器時(shí)，宜采用線路變壓器組結(jié)線；l為了限制配出線短路電流，具有多臺(tái)主變壓器同時(shí)運(yùn)行的變電所，應(yīng)采用變壓器分列運(yùn)行；接在線路上的避雷器，不宜裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)；但接在母線上的避雷器，可與電壓互感器合用一組隔離開(kāi)關(guān)；610kv固定式配電裝置的出線側(cè)，在架空線路或有反饋可能的電纜出線回路中，應(yīng)裝設(shè)線路隔離開(kāi)關(guān)；采用610 kv熔斷器負(fù)荷開(kāi)關(guān)固定式配電裝置時(shí)，應(yīng)在電源側(cè)裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。由地區(qū)電網(wǎng)供電的變配電所電源出線處，宜裝設(shè)供計(jì)費(fèi)用的專用電壓、電流互感器（一般都安裝計(jì)量柜）；變壓器低壓側(cè)為0.4kv的總開(kāi)關(guān)宜采用低壓斷路器或隔離開(kāi)關(guān)。當(dāng)有繼電保護(hù)或自動(dòng)切換電源要求

15、時(shí)，低壓側(cè)總開(kāi)關(guān)和母線分段開(kāi)關(guān)均應(yīng)采用低壓斷路器；當(dāng)?shù)蛪耗妇€為雙電源，變壓器低壓側(cè)總開(kāi)關(guān)和母線分段開(kāi)關(guān)采用低壓斷路器時(shí)，在總開(kāi)關(guān)的出線側(cè)及母線分段開(kāi)關(guān)的兩側(cè)，宜裝設(shè)刀開(kāi)關(guān)或隔離觸頭。5.2主結(jié)線方案的選擇 對(duì)于電源進(jìn)線電壓為35kv及以上的大中型工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為610kv的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓設(shè)備所需的電壓?？偨祲鹤冸娝鹘Y(jié)線圖表示工廠接受和分配電能的路徑，由各種電力設(shè)備（變壓器、避雷器、斷路器、互感器、隔離開(kāi)關(guān)等）及其連接線組成，通常用單線表示。主結(jié)線對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置，運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系，是供電設(shè)計(jì)中的重要環(huán)

16、節(jié)。5.2.1一次側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)線二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路圖如下這種主結(jié)線，其一次側(cè)的qf10跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁，而處在線路斷路器qf11和qf12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷工廠。如果某路電源例如wl1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開(kāi)qf11 ，投入qf10 （其兩側(cè)qs先合），即可由wl2恢復(fù)對(duì)變壓器t1的供電，這種內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長(zhǎng)因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)較多、并且變電所的變壓器不需要經(jīng)常切換的總降壓變電所。5.2.2 一次側(cè)采用外橋式結(jié)線二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變

17、電所主電路圖(下圖)，這種主結(jié)線，其一次側(cè)的高壓斷路器qf10也跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在線路斷路器qf11 和qf12的外側(cè)，靠近電源方向，因此稱為外橋式結(jié)線。這種主結(jié)線的運(yùn)行靈活性也較好，供電可靠性同樣較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。但與內(nèi)橋式結(jié)線適用的場(chǎng)合有所不同。如果某臺(tái)變壓器例如t1停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開(kāi)qf11 ，投入qf10 （其兩側(cè)qs先合），使兩路電源進(jìn)線又恢復(fù)并列運(yùn)行。這種外橋式適用于電源線路較短而變電所負(fù)荷變動(dòng)較大、適用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)常切換的總降壓變電所。當(dāng)一次電源電網(wǎng)采用環(huán)行結(jié)線時(shí)，也宜于采用這種結(jié)線，使環(huán)行電網(wǎng)的穿越功率不通過(guò)進(jìn)線斷路器qf11 、qf12 ，

18、這對(duì)改善線路斷路器的工作及其繼電保護(hù)的整定都極為有利。5.2.3一、二次側(cè)均采用單母線分段 這種主結(jié)線圖兼有上述兩種橋式結(jié)線的運(yùn)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但所用高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備較多，可供一、二級(jí)負(fù)荷，適用于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所。5.2.4一、二次側(cè)均采用雙母線的總降壓變電所主電路圖采用雙母線結(jié)線較之采用單母線結(jié)線，供電可靠性和運(yùn)行靈活性大大提高，但開(kāi)關(guān)設(shè)備也大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線結(jié)線在工廠電力系統(tǒng)在工廠變電所中很少運(yùn)用主要用與電力系統(tǒng)的樞紐變電所。本次設(shè)計(jì)的電機(jī)修造廠是連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較短（2.5km）,主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。采

19、用一、二側(cè)單母線分段的總降壓變電所主結(jié)線（即全橋式結(jié)線）。5.3電氣設(shè)備配置5.3.1 35kv進(jìn)線開(kāi)關(guān)配置為儉省投資，35kv進(jìn)線開(kāi)關(guān)選用gfw35/100a型負(fù)荷開(kāi)關(guān)，與安裝在負(fù)荷開(kāi)關(guān)前面的跌落式熔斷器配合使用，負(fù)荷開(kāi)關(guān)用于正常運(yùn)行時(shí)斷開(kāi)變壓器，熔斷器用于變壓器保護(hù)，熔斷器選用k 型熔絲，因?yàn)樗哂腥秶鷥?nèi)有效和可靠地開(kāi)斷最小過(guò)負(fù)荷電流至最大故障電流，只要熔絲選擇正確，基本可以滿足農(nóng)村小型化戶外簡(jiǎn)易變電所的需要。35kv隔離開(kāi)關(guān)原采用gw4-35gd/630型，這種隔離開(kāi)關(guān)配有接地刀閘，具有明顯斷開(kāi)點(diǎn)，使用比較方便，運(yùn)行可靠性較高。5.3.2 10kv出線開(kāi)關(guān)的配置（1）基本要求因滿足正常

20、運(yùn)行，檢修、短路和過(guò)電壓的各種情況要求，并考慮今后5-10年的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃的條件。因地制宜，力求技術(shù)先進(jìn)。技術(shù)合理，維護(hù)方便。盡量選擇同類設(shè)備，減少品種，便于維護(hù)和減少備品，備件數(shù)量。選用的新產(chǎn)品應(yīng)有可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并經(jīng)鑒定合格。在誰(shuí)被參數(shù)，性能滿足使用的條件前提下，盡可能選擇重量輕，體積小的設(shè)備，減少戰(zhàn)地面積。2.4.2.2、10kv斷路器的選擇 由于斷路器在電氣主接線的位置不同，對(duì)其性能要求也不同。在選擇斷路器時(shí)，應(yīng)結(jié)合裝設(shè)的特點(diǎn)及產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合考慮。為此，按照今后10kv設(shè)備無(wú)油化的總體思路，減少充油設(shè)備，降低設(shè)備維護(hù)工作量，保證供電可靠性的要求，10kv出線開(kāi)關(guān)采用戶外真空斷路

21、器。真空斷路器有以下優(yōu)點(diǎn)：適宜頻繁操作、體積小、壽命長(zhǎng)、重量輕、機(jī)構(gòu)可靠、不維修周期長(zhǎng)、操作時(shí)起火災(zāi)和爆炸的危險(xiǎn)、檢修次數(shù)少。操作機(jī)構(gòu)采用彈簧儲(chǔ)能操作機(jī)構(gòu)或小容量的直流操作機(jī)構(gòu)，可選用電動(dòng)個(gè)手動(dòng)兩種操作方法。選用許昌繼電器廠研制出的測(cè)控保護(hù)一體化的重合閘裝置，10kv戶外重合閘裝置是農(nóng)村小型化變電所的新型產(chǎn)品，具有自動(dòng)化程度高、技術(shù)性能好、適合農(nóng)村電網(wǎng)的特點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)大量的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)用要求，變電所采用重合器作為保護(hù)開(kāi)關(guān)時(shí)，應(yīng)采用低壓合閘線圈機(jī)構(gòu)的分布式重合閘。以哈爾交變電所為例，我們選用的是zcw-10/630型真空重合器，使用性能良好，完全可以滿足農(nóng)村供電的需要?；緟?shù)如下：5.3.3

22、 10kv隔離開(kāi)關(guān)的選擇 為保證設(shè)備檢修，滿足安全要求，10kv真空斷路器兩側(cè)均應(yīng)配置隔離開(kāi)關(guān)，以便在短路器檢修時(shí)隔離電源。主變兩側(cè)任一短路器在檢修時(shí)，主變也將推出運(yùn)行，因此在兩側(cè)短路器母線側(cè)各一組隔離開(kāi)關(guān)即可。10kv電壓互感器和避雷器合用一組隔離開(kāi)關(guān)。隔離開(kāi)關(guān)型式對(duì)配電裝置的布置較大，在滿足一般技術(shù)條件下，合理的選擇隔離開(kāi)關(guān)型式十分重要，應(yīng)根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)、環(huán)境條件、配電裝置型式和布置方式等要求，綜合比較確定。高壓隔離開(kāi)關(guān)沒(méi)有連續(xù)的過(guò)載能力，在選擇額定電流時(shí)，應(yīng)按照多種運(yùn)行方式下考慮可能的最大負(fù)荷電流進(jìn)行選擇。使全戶外簡(jiǎn)易變電所10kv隔離開(kāi)關(guān)選用gw-10/630型隔離開(kāi)關(guān)，可以滿足要求。5

23、.3.4電壓互感器的配置 對(duì)于農(nóng)村小型化全戶外簡(jiǎn)易變電所來(lái)說(shuō)，35kv設(shè)置一套35kv高壓計(jì)量箱，無(wú)須設(shè)置電壓互感器，10kv設(shè)置一只jsjw-10型三相電壓互感器，可以滿足繼電保護(hù)，測(cè)量?jī)x表、電能計(jì)量的要求。5.3.5側(cè)不設(shè)置電流互感器。10kv側(cè)為保證計(jì)量的準(zhǔn)確性，達(dá)到商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的要求。在每條輸出線和10kv主變側(cè)加裝兩臺(tái)電流互感器，按照不完全星型接法配置。以滿足計(jì)量要求，互感器的變比要根據(jù)負(fù)荷大小確定，使用rw11-10/0.5型跌落式熔斷器與10kv母線相連。5.3.4避雷器的配置 10kv、35kv母線上都裝設(shè)避雷器，作為保護(hù)母線。每條10kv出線及10kv電壓互感器都裝設(shè)避雷器一組

24、，作為防護(hù)雷擊用。35kv避雷器選用hy5wz-51型，10kv選用hy5wz-12.7型，這兩種避雷器是現(xiàn)在較為流行的復(fù)合絕緣子氧化鋅避雷器，設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠、體積小巧、重量輕、安裝方便，在電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用，是閥式避雷器的替代品。額定電壓10.5額定電流630a最高電壓12.5kv沖擊電流為iimp10.5ka額定開(kāi)段電流20ka（4s）熱穩(wěn)定電流20ka穩(wěn)態(tài)短路電流3.948ka熱穩(wěn)定電流31.5ka（4s）極限通過(guò)電流52ka5.3.5電壓調(diào)整方式及電容補(bǔ)償方案 變電所的電壓調(diào)整方式主要通過(guò)調(diào)整變壓器的分接頭的方式實(shí)現(xiàn)，農(nóng)村無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)就地平衡的原則，采用集中補(bǔ)償與分散相結(jié)合的方式

25、進(jìn)行配置，電容器補(bǔ)償主要是補(bǔ)償變壓器所消耗的無(wú)功，補(bǔ)償容量一般取變壓器容量的10%-15%，用戶側(cè)所耗無(wú)功采用配網(wǎng)分散補(bǔ)嘗，就地平衡的原則。5.3.6電氣平面布置 新建變電所的總平面布置按小型化方案設(shè)計(jì)，變電所配電裝置為戶外敞開(kāi)方式，35kv及10kv均用半高型布置。進(jìn)所有道路設(shè)在35kv及10kv配電裝置之間，便于設(shè)備的運(yùn)輸，道路寬度為3.5米，變壓器與10kv配電裝置布置在一側(cè)，便于設(shè)備的檢修與維護(hù)，錈縮防雷裝置可采用一根35米避雷針，變電所總占地面積約為1350平方米。6 短路電流的計(jì)算計(jì)算短路電流時(shí)短路計(jì)算點(diǎn)的選擇是使所選擇的電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體通過(guò)可能最大的短路電流。一般按系統(tǒng)最大運(yùn)行

26、方式下三相短路進(jìn)行比較。為選擇各回路的斷路器，應(yīng)考慮在斷路器兩側(cè)發(fā)生短路時(shí)，通過(guò)斷路器的短路電流，然后選擇短路電流最大者為短路點(diǎn)。10kv出線，當(dāng)其在斷路器的短路電流，其短路電流由10kv母線提供，顯然，在出線斷路器處短路時(shí)，斷路器出線端短路電流較大，故選斷路器出線出線端為一個(gè)短路點(diǎn)d1。為選擇母線，在10kv，35kv母線上各選一點(diǎn)（d2，d3）為短路點(diǎn)，計(jì)算其短路電流。為選擇變壓器高低壓側(cè)斷路器，有兩種運(yùn)行情況：1）在10kv母線斷路器斷開(kāi)位置時(shí)；2）在10kv母線斷路器在合閘位置時(shí)，顯然在10kv母線斷路器斷開(kāi)位置時(shí)，流過(guò)變壓器高低壓側(cè)斷路器的短路電流最大，所以選擇在10kv母線斷路器斷

27、開(kāi)位置時(shí)，流過(guò)變壓器高低壓側(cè)斷路器的短路電流最大，所以選擇d4d5為短路點(diǎn)。為選擇10kv母線上的分段斷路器，選擇d6點(diǎn)為短路點(diǎn)，計(jì)算可能通過(guò)該分段斷路器的最大短路電流。35kv側(cè)上的分段斷路器是負(fù)荷開(kāi)關(guān)，短路時(shí)由熔斷器熔斷達(dá)到斷開(kāi)短路點(diǎn)的目的，短路電流不進(jìn)行計(jì)算。6.2本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法進(jìn)行短路計(jì)算6.2.1在最小運(yùn)行方式下：采用標(biāo)么值進(jìn)行短路計(jì)算如下圖6.1即為短路計(jì)算圖。最小運(yùn)行方式： 圖6.1 短路計(jì)算電路圖電力系統(tǒng)標(biāo)么值：（取）架空線路： 電力變壓器： 求k-1點(diǎn)各值: ka 三相短路的容量是 (2) 求k-2點(diǎn)各值: 三相短路的容量是 表6.1 短路計(jì)算電流短路計(jì)算點(diǎn)三 相 短 路

28、 電 流 /ka三相短路容量/mvak-1點(diǎn)1.231.231.233.141.8649.3k-2點(diǎn)1.861.861.863.42.0353.766.2.2在最大運(yùn)行方式下：取: 電力系統(tǒng): ;電力線路: 電力變壓器: (1) 求k-1點(diǎn)各值: 三相短路的容量是 (2) 求k-2點(diǎn)各值:三相短路的容量是 表6.2 短路計(jì)算電流短路計(jì)算點(diǎn)三 相 短 路 電 流 /ka三相短路容量/mvak-1點(diǎn)0.1250.1250.1250.320.250k-2點(diǎn)0.730.730.731.340.847求點(diǎn)各值：取電力線路：求k-4點(diǎn)的值: 表6.3 短路計(jì)算電流短路計(jì)算點(diǎn)三 相 短 路 電 流 /ka三

29、相短路容量/mvak-3點(diǎn)1.61.61.64.12.4100k-4點(diǎn)2.62.62.66.63.935.77 高低壓側(cè)設(shè)備的選擇與校驗(yàn)為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面時(shí)必須滿足下列條件:7.1線路的選擇與校驗(yàn)7.1.1發(fā)熱條件 7.1.2電壓損耗條件 7.1.3經(jīng)濟(jì)電流密度 7.1.4機(jī)械強(qiáng)度 8 變壓器的繼電保護(hù)8.1 電力變壓器的過(guò)流保護(hù) 按gb5006292電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：對(duì)電力變壓器的列故障及異常運(yùn)行方式，應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的保護(hù)裝置：（1）繞組及其引出線的相間短路和在中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路；（2）繞組的匝間短路；（3）外部相

30、間短路引過(guò)的過(guò)電流；（4）中性點(diǎn)直接接地電力網(wǎng)中外部接地短路引起的過(guò)電流及中性點(diǎn)過(guò)電壓；（5）過(guò)負(fù)荷；（6）油面降低；（7）變壓器溫度升高或油箱壓力升高或冷卻系統(tǒng)故障。對(duì)于由外部相間短路引起的過(guò)電流，保護(hù)應(yīng)裝于下列側(cè)：1）、對(duì)于雙線圈變壓器，裝于主電源側(cè)2）、對(duì)三線圈變壓器，一般裝于主電源的保護(hù)應(yīng)帶兩段時(shí)限，以較小的時(shí)限斷開(kāi)未裝保護(hù)的斷路器。當(dāng)以上方式滿足靈敏性要求時(shí)，則允許在各側(cè)裝設(shè)保護(hù)。各側(cè)保護(hù)應(yīng)根據(jù)選擇性的要求裝設(shè)方向元件。3）、對(duì)于供電給分開(kāi)運(yùn)行的母線段的降壓變壓器，除在電源側(cè)裝設(shè)保護(hù)外，還應(yīng)在每個(gè)供電支路上裝設(shè)保護(hù)。4）、除主電源側(cè)外，其他各側(cè)保護(hù)只要求作為相鄰元件的后備保護(hù)，而不要

31、求作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)。5）、保護(hù)裝置對(duì)各側(cè)母線的各類短路應(yīng)具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠(yuǎn)后備時(shí)，一般要求對(duì)線路不對(duì)稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時(shí)，一般動(dòng)作于斷開(kāi)的各側(cè)斷路器。如變壓器高采用遠(yuǎn)后備時(shí)，不作具體規(guī)定。6）、對(duì)某些稀有的故障類型（例如110kv及其以上電力網(wǎng)的三相短路）允許保護(hù)裝置無(wú)選擇性動(dòng)作。差動(dòng)保護(hù)變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作電流應(yīng)滿足以下三個(gè)條件躲過(guò)變壓器差動(dòng)保護(hù)區(qū)外出現(xiàn)的最大短路不平衡電流應(yīng)躲過(guò)變壓器的勵(lì)磁涌流變壓器的過(guò)電流保護(hù)在電流互感器二次回路端線且變壓器處于最大符合時(shí)，差動(dòng)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作1.過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作電流的整定8.2變壓器過(guò)流保護(hù) 動(dòng)作電流整定為6a 保護(hù)動(dòng)作時(shí)間，考慮此為終端變電所的過(guò)流保護(hù)，故其10倍動(dòng)作電流的動(dòng)作時(shí)間整定為最小值0.5s。、電流速斷保護(hù)的速斷電流的整定：速斷電流倍數(shù)整定為： 取9s 過(guò)負(fù)荷動(dòng)作電流整定 動(dòng)作時(shí)間取（10-15）s9 防雷與接地9.1防雷9.1.1防雷設(shè)備 防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器。9.1.2 防雷措施 （1）架設(shè)避雷線 這是防雷的有效措施，但造價(jià)高，因此只在66kv及以上的架空線路上才沿全線裝設(shè)。35kv的架空線路上，一般只在進(jìn)出變配電所的一段線路上裝設(shè)。而10kv及以下的線路上一般不裝設(shè)避雷線。 （2）提高線路本身的絕緣水平 在架空線路上，可采用木橫擔(dān)、瓷橫擔(dān)或高一級(jí)的絕緣子，以提高線路