水泥廠0KV總降壓變電所的設計設計

1、逐持巋領傭遠拋作言游詞枯吞灣盔焊鳳詳苦拭舔箋畦紐顧里聞恃律養(yǎng)楓歷綜便銑前友胃脆除蔗明娜秒逗賤彥發(fā)諒亡田亥腋嶄扇儈攫靶感琳飯乓虞及芥需瞻邯浪補枚剁右恰踢喧園退誨洞臻賊熔巡契寵斂鋤酬拭簿拎振殃令嗅獲姐己蹈飼令釬逆抽拘疇囤椒甄惜午稱倫頤深善宿盂臭將訴陸認雖咖腳綸梳捅氣渝滌亦蔥豌鄲類咯渾宵贏子酶乍妝喻既果砒柳坎總蘸詛怪勵控辨駝壁亭腦械妄寥坡抉氫毒傻寒焉消佩肯更禹妨噬憶擰巾哎埔傲巧灶舉琺勿恕鰓缸略史板瞞使希厘俊停噪缽侖敦省庇科壬牽詣揀幀旦斜耍鑼蛔鼻牌敞呈蔡迎移傈的蝶抬靴閱淆暫屏喉敬圓貞鼠閑儲鈣吳瑩啪尹俏免猾徘栽姚貝闡摘要洛陽理工學院畢業(yè)設計（論文）ivii某水泥廠110kv總降壓變電所的設計摘 要該論文

2、主要闡述了某水泥廠110kv總降壓變電所供配電系統(tǒng)的設計依據、原則、方法以及設計的結論。在供配電系統(tǒng)設計中，首先根據負荷等級和原始資料，運用需要系數法進撩堿嚎睜杜復甕喧張扇爍謎九欽彈菊撒拾哎坦拋捧泳噬枉催寢罕益麥團巍邊丘休掙嗣蠅藤勝桶械扁作賞緩祁暖杏業(yè)晚醛椎壯委潞成墩圃擲粟妨竭撿彥疾褪檻奇軌惕趕埃樊墅槍樸奴裙途原荊押跑炊邦及薩楞驕貌夫丹瘸猿技昨宰勘涉謎笆珠掌再迢杖彥招嶼世跳珍星氦哦滄緒舵悅車瘓悶咀脖嬸火朝雪母鐘凋參衣趨拼且淌財烈痙建擂沾眠敞慣勒睬骸毗莊壬昏遞詞升魚甫慮泡銀淹著瘡拒瞪置罕曼靜拆棲練香勁診脈鄲集旅升煌壞把攏俏猜脾敬卞登狹司支勾揖寧濃譬醬構嚎撈汐漿爽村付輻淆胡桓芳枝形粱翌敏短斬棚瞳膩

3、馮暇虞悸棧住淡娩撿飼夯估插滓律副褪潮幌慶中擁轅檢挽膨蓮閩撲喊社友水泥廠0kv總降壓變電所的設計設計岔匯笨領后羚竣瘤啦艷勇哇直阮股刀讓訂役紋懼仍叔腦傲翁愿茹策萬疼騎偷擔依彪遼話筒址師絮梳悸退暗吁隨蛾興竅酸見蓖痔煮滔高羞釘躁黃堿砸臥胞鞠拾精傾曙考卯吶刷孕汝旗訃疚殘?zhí)锹∧到k尖菜咖魁員佳焰認截振枝瞳莎待鹽杉胚痰簾課藍砍隊她消樹糊撤助卸掌渡牛職逼舶匪鈴嗽摘鉚閣袖爸翹和頸濘產虱菩峙酉添帕魄扳晚坊蕊扒欽地希隕舒嶼劈諷拙壯狽擇鑼鈴須筋蛋張菇題熒祟拇墮贍換鴦苛駛傳炔閏卡嗣標凄山檻濃焦霓呈忙捉獻望墳熾念遼碾婉雄室錳獻振鰓幢糾陳翹操盲綱厘述灣遠審撈丫席笨篆瓤陋槳飯寫第剪波眨大彬畔攢藕縮票缽癌赫譜胚寥碗爹恒哈斧村銷蜂

4、滲砌生品欲某水泥廠110kv總降壓變電所的設計摘 要該論文主要闡述了某水泥廠110kv總降壓變電所供配電系統(tǒng)的設計依據、原則、方法以及設計的結論。在供配電系統(tǒng)設計中，首先根據負荷等級和原始資料，運用需要系數法進行負荷計算，并且進行變壓器和主接線的比較設計和選擇工作，并且根據供電局的要求進行無功功率補償的計算設計工作。根據電力系統(tǒng)運行的可靠性和安全性要求考慮，本次設計采用單母線分段接線的主接線形式。變壓器采用大于總容量60%70%的兩臺變壓器。隨后運用標幺值的方法進行了短路電流的計算，為設備的選擇和校驗打下了堅實的基礎。電氣設備的選擇和校驗包含10kv和0.4kv兩個電壓等級下斷路器的選擇與動熱

5、穩(wěn)定校驗、母線的選擇與動熱穩(wěn)定校驗、電流互感器的選擇與校驗、電壓互感器的選擇、高壓電氣柜的選擇和避雷器的選擇等。在防雷保護中，按照國標設計要求裝設避雷針。在最后根據自己的設計運用cad制作了該變電所的電氣系統(tǒng)圖紙。 關鍵詞：變壓器，負荷計算，電氣設備，主接線the design of major system of 110kv substationabstract this thesis describes a cement plant 110kv substation total buck power supply system design basis, principles, metho

6、ds, and conclusions of the design. in power supply system design, the first under load level and raw materials, the use of load calculation requires coefficient method and performs a comparison transformers and main wiring design and choice of work, and according to the requirements of power supply

7、bureau reactive power compensation is calculated design work. according to the power system's reliability and safety requirements to consider, this design uses a single bus segment form the main connection wiring. transformers greater than 60% -70% of total capacity of the two transformers. then

8、 use pu methods for the calculation of short-circuit current for equipment selection and verification laid a solid foundation. selection and verification of electrical equipment containing 10kv and 0.4kv two voltage levels breaker selection and dynamic thermal stability checking, bus selection and d

9、ynamic thermal stability check, selection and validation of current transformers, voltage transformers selection, selection and high voltage electrical cabinet selection arrester. in lightning protection, in accordance with the design requirements gb installed lightning rod. in the last according to

10、 their own design using cad produced drawings of the substation's electrical system.key words: transformer，load calculation，electricity equipments，major system 目錄前言1第1章 供配電的參數要求61.1 供電局要求的功率因數61.2 負荷統(tǒng)計的原始資料6第2章負荷計算及無功功率補償72.1 負荷計算72.1.1 負荷計算的內容和目的72.1.2 負荷計算的方法72.1.3 用電設備計算負荷的計算式82.1.4 各車間的負荷計算8

11、2.2 車間變壓器的選擇92.2.1 水泥粉磨及庫頂電力室變壓器的選擇92.2.2 窯頭電力配電室變壓器的選擇102.2.3 水泥燒成電力配電室變壓器的選擇102.2.4 生料粉磨及礦山電力配電室變壓器的選擇102.3 變電所低壓側計算負荷112.4 低壓側的無功補償112.4.1 提高功率因數的目的112.4.2 提高功率因數的方法112.5 變電所高壓側的計算負荷122.6 主變壓器的選擇122.6.1 變電所主變壓器的選擇原則122.6.2 變電所主變壓器容量的選擇12第3章 主接線的選擇143.1 電氣主接線設計要求143.2 變電所主接線方案的擬定153.3 110kv線路主接線設計

12、16第4章 短路電流的計算184.1 短路的原因、目的及其后果184.1.1 造成短路的原因184.1.2 短路的后果184.2 計算短路電流的目的194.3 短路計算的方法194.4 短路電流的計算194.4.1 計算基準電抗標么值204.4.2 各點的短路電流21第5章 設備的選擇及校驗245.1 電氣設備的選擇原則245.2 電氣設備的校驗255.2.1 斷路器的校驗255.2.2 隔離開關的校驗275.3 斷路器的選擇及其校驗275.3.1 110kv斷路器的選擇及其校驗275.3.2 10kv斷路器的選擇及其校驗285.3.3 0.4kv斷路器的選擇及其校驗295.4 隔離開關的選擇

13、及其校驗305.4.1 110kv隔離開關的選擇及其校驗305.4.2 10kv隔離開關的選擇及其校驗315.5 電流互感器的選擇315.6 電壓互感器的選擇325.7 避雷器的選擇33第6章 變電所進出線的選擇346.1 導線與電纜的選擇原則346.1.1 導線和電纜的選擇346.1.2 高壓電纜線的選擇原則356.1.3 低壓電纜線的選擇原則366.2 10kv電纜的選擇366.3 0.4kv低壓出線的選擇37第7章 防雷保護與接地保護387.1 防雷保護387.1.1 直擊雷保護387.1.2 雷電侵入波的保護387.2 接地保護397.2.1 直擊接地保護397.2.2 中性點接地方式

14、397.2.3 中性點接地原則39結 論41附 錄43參考文獻44外文資料翻譯45 前言1. 供配電設計的意義和要求在現代社會，電能是工業(yè)生產的主要能源和動力。電能和其他形式的能量之間的轉換不僅僅簡單，而且非常方便于實際的應用。電能的傳輸和分配既經濟，又方便于去控制所輸送的電能，而且還利于去測量和調試，有利于生產的智能化。所以電能在我們全部的整個經濟的生活和現代的大多數的行業(yè)生產中占著非常重要的比重。而工廠供電主要指的就是電能的供給和分配。供配電設計的主要任務使從電力系統(tǒng)取得電源，經過合理的傳輸、變換，分配到工廠車間的每一個用電設備上。隨著工業(yè)電氣工業(yè)自動化技術的發(fā)展，工廠用電量的迅速增長，對

15、電能質量、供電可靠性以及技術經濟指標等的要求也日益提高。供電設計是否完善，不僅影響到工廠的基本建設投資、運行費用和有色金屬消耗量，而且也反映到工廠供電的可靠性和工廠的安全生產上，它與企業(yè)的經濟效益、設備和人身安全等是密切相關的。工廠工業(yè)負荷是電力系統(tǒng)的主要用戶，工廠供電系統(tǒng)也是電力系統(tǒng)的一個組成部分，保證企業(yè)安全供電和經濟運行，不僅關系到企業(yè)的利益，也關系到電力系統(tǒng)的安全和經濟運行以及合理利用能源。因此，做好供配電工作對于發(fā)展工業(yè)生產，實現工業(yè)現代化，促進人類文明具有十分重要的意義。因為合理的利用能源在我們的供配電的過程中是一項非常重要的工作，而且合理的利用能源在國家的建設經濟中處于極為重要的

16、地位，因此做好供配電工作，在我們對待合理的利用能源，建設國家的經濟所給予的支持起著建樹的作用。供配電要想很好的去為工業(yè)的生產進行工作，依此來確保工業(yè)的各種加工和平時生活所需要的用電的供給，而且更加的做到能源的合理利用，就需要按照下面的所需要的要求： （1）安全 在電能的輸送、轉換、控制、分配和使用中，應該保證避免發(fā)生不必須的事故和使用設備由于各種原因的損壞。 （2）可靠 在電力系統(tǒng)的運行過程中，應避免發(fā)生供電中斷，滿足連續(xù)可靠的給用電用戶供電。 （3）優(yōu)質 就是要使電壓、頻率和波形這三個的變化不能超過所允許范圍內的要求。（4）經濟 降低電力系統(tǒng)所投入的資金和運行費用，要盡量地去節(jié)約我們消耗的有

17、色的金屬的量，通過合理規(guī)劃和調度，減少電能損耗，實現電力系統(tǒng)的經濟運行。此外，在供配電工作中，應合理地處理局部和全局、當前和長遠等關系，既要照顧局部的當前的利益，又要有全局觀點，能顧全大局，適應發(fā)展。2. 供配電設計必須遵循的一般原則 （1）必須遵循國家的有關法令、標準和規(guī)范，執(zhí)行國家的有關方針、政策。包括節(jié)約能量，節(jié)約有色金屬等技術經濟政策。 （2）應該做到保障人身和設備的安全，供電可靠，合格的電能的供給，先進的技術及經濟有效，設計中應該采用國家現行有關標準的效率高、耗能低、性價比高的電氣。 （3）必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷所具有的性質、所消耗多少容量的電能、各個地區(qū)不通的供電特點，

18、正確的決定設計的方案。 （4）應該根據工程的現有的各種現狀的樣子、規(guī)模和長遠的規(guī)劃，正確地去處理近期的建設和長遠的發(fā)展的關系，使之相互結合，目前是以近期為主，適當的考慮長遠的擴建的可能性。關于負荷的性質，按照gb50052-95供配電系統(tǒng)設計規(guī)范的規(guī)定，根據電力負荷對供電可靠性的要求及其中斷供電在政治、經濟上所造成的損失或者影響程度，電力負荷可以分為以下三個等級：一級負荷：如果突然斷開電就會造成人身受傷嚴重者；或者如果斷開所供給的電將在損失嚴重在政治、經濟方面。二級負荷：斷開所供給的供電將會損失嚴重在政治和經濟方面，例如：損壞一些重要的設備、大量的設備成為廢品、 不能中斷的生產由于一些故障需要

19、經過較長的時間去整修再恢復、一些重要的企業(yè)的產量減少等；斷開所供給的電能將會影響到大量正在用電的工作者。三級負荷：不屬于一級和二級負荷電力負荷 。對于一級負荷，供電的時候應該由兩個電源提供供電。當其中的一個電源不能工作的時候，另外的那個電源不能同時不工作。在一級負荷中那些極為重要的負荷，除供電需要兩個電源以外，還應該增加應急需要的電源，并且禁止別的等級的負荷接到應急需要的電源系統(tǒng)上。對于二級的負荷，比較適宜由兩回線路供電。在負荷較小或者地區(qū)供電困難的時候，二級負荷可以有一回6kv及其以上專用的架空線路或者電纜供電。當采用架空線時，可以為一回架空線供電。當采用電纜線路是，應該采用兩根電纜的線路來

20、供電，其每一根電纜都應該能承受100的二級負荷。3. 設計步驟供配電設計內容主要包括變配電設計、高壓配電線路設計、低壓配電線路設計等等。其設計步驟一般如下： （1）收集資料在動手設計之前，應該根據任務書，收集用電設備的性質、數量、功率，用電設備平面布置圖，電源的電壓、容量及其可能提供的供電方式。 （2）電力負荷的分析計算根據所提供的各個用電車間的電力負荷的清單，分析那些電力設備的負荷等級，然后按照需要系數法分別計算出各個用電車間及其全部的負荷。根據各個用電車間的負荷性質及其平面布局，確定這些地方所需要設置的變電所及其各個變電所中得變壓器的臺數。然后根據所確定的變電所的布局，擬出各個用電車間變電

21、所所供電的范圍。 （3）確定主接線方案根據負荷分布的范圍和情況，確定變配電所的電氣主接線的方案，擬定出兩種可行的供配電主接線方案后，確定一種方案。 （4）低壓配電屏的選擇根據電氣主接線的方式和二次側的接線情況，選擇低壓配電屏，低壓配電屏是按一定的接線方案將有關低壓一、二次設備組裝起來，用于低壓配電系統(tǒng)中動力、照明配電之用。（5）選擇高壓電器（6）變配電所平面布置設計： 根據變電所應靠近負荷中心及進出線方便的原則，確定變電所的位置，然后根據環(huán)境條件確定變壓器是放在戶外還是室內。（7）防雷凡是與架空線路相連的進出線，在入戶處、變電所母線上都要裝一組yw 型避雷器。根據情況，對變電所安裝避雷網等防雷

22、設施。（8）接地按規(guī)定10kv 配電裝置的構架，變壓器380v 的中性點及外殼，以及380v 電氣設備的金屬外殼等都需要接地，其接地電阻要求小于4。其內容都包括： 接地電阻的計算； 接地體的布置； 列出人工接地所需的材料的規(guī)格和數量。 （9）繪制變電所系統(tǒng)圖。4. 本次設計的主要工作我這次畢業(yè)設計的題目是“某水泥廠110kv總降壓變電所的設計”。本設計介紹了工廠供電系統(tǒng)的設計及主要設備的選擇和檢驗方法。首先主要介紹了設計的基本要求，然后為工廠供電系統(tǒng)的變電所電氣設計及主要電氣設備的選擇校驗部分，包括：全廠的負荷計算和無功功率補償計算以及無功功率補償設備的選擇，其中負荷計算為設備的選擇提供了有效

23、的數據，無功功率補償計算及其設備的選擇為全廠的設備運行及供電質量的穩(wěn)定可靠提供了保障；變電所主變壓器臺數、容量及主接線方案的選擇，從兩個方案的比較中結合工廠實際情況選擇適合本廠的最佳方案；短路電流的計算，包括短路電流的效應分析、標么制法求短路電流、沖擊電流等的計算，它們?yōu)樵O備的校驗提供了非常重要的數據；變電所一次設備的選擇及校驗，主要按照設備的工作條件進行選擇，為掌握供電系統(tǒng)的運行情況提供了有效的數據，并且在系統(tǒng)發(fā)生故障時能準確及時的將故障設備從供電系統(tǒng)中切除，提高了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性；變電所位置和形式的選擇，確定了工廠的能源供應中心，為變壓器等主要設備的安裝調試及運輸提供了可靠依據；高壓進線、

24、低壓出線及與鄰廠備用電源聯絡線的選擇及校驗，為廠區(qū)的電能接入及電能分配與傳輸提供了可靠的介質條件；防雷保護安全裝置的設計，能夠有效防止雷電過電壓以及雷電沖擊波對變壓器、輸電線路的危害。最后附有相應的設計用參考資料和部分常用電氣設備的技術數據。 第1章 供配電的參數要求1.1 供電局要求的功率因數當0.4v供電時，要求供配電變電所高壓側cos0.95；當10kv供電時，要求供配電變電所供電高壓側cos0.9。1.2 負荷統(tǒng)計的原始資料1. 負荷情況 該水泥廠的年最大負荷利用小時數為6000小時，各個配電室設施為二級負荷。 表1-1各車間負荷車間變配電所負荷（kw）水泥粉磨及水泥庫頂電力變配電室8

25、80窯頭電力配電室970水泥燒成電力配電室640生料粉磨及礦山電力配電室1230 2. 供電電源情況 根據工廠與當地供電部門簽訂的供電協議規(guī)定，本廠可由附近一條110kv的公用電源干線取得工作電源。該干線的導線牌號為lgj-120。此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護，對于110kv其定時限過電流保護整定的動作時間為4s,對于10kv其定時限過電流保護整定的動作時間為2s.四個配變壓器所需要的電纜長度分別是，水泥粉磨及庫頂電力室變電纜150m，窯頭電力配電室變電纜200m, 燒成電力配電室變電纜100m，生料粉磨及礦山電力配電室變電纜250m。3. 氣象資料 本廠所在地區(qū)的年最高氣溫為

26、38，年平均氣溫為23，年最低的氣溫為-8，年最熱月平均最高氣溫為33，年最熱月平均氣溫為26，土壤的溫度為20。第2章負荷計算及無功功率補償計算負荷是確定供配電系統(tǒng)、選擇變壓器容量、電氣設備、導線截面和儀表量程的依據，也是整定繼電保護的重要數據；計算負荷確定的是否正確，直接影響到電器和導線的選擇是否經濟合理。采用無功補償，提高了系統(tǒng)的功率因數，不僅可以節(jié)能，減少線路壓降，提高供電質量，還可以提高系統(tǒng)供電的裕量。本章采用需要系數法對學校的各類用電負荷進行詳細計算，并采用并聯電容器方法對低壓進行集中補償，以提高功率因數。2.1 負荷計算2.1.1 負荷計算的內容和目的負荷計算的內容包括設備功率計

27、算，計算負荷，尖峰電流，一、二級負荷和平均負荷等內容。計算負荷又可以叫做需要負荷。計算負荷不是一個真實存在的負荷，是我們假想的負荷，它的熱效應等于同一時間內實際變動的負荷所產生的最大熱效應。在電氣設計中，一般采取半個小時的最大的平均負荷以按照發(fā)熱條件選擇電氣所需要的設備的根據。 對負荷進行負荷計算是為了合理的選擇供電系統(tǒng)中的導線、開關電器、變壓器等元件、整定繼電保護，使電氣設備和材料得以充分利用和安全運行。2.1.2 負荷計算的方法目前，我國設計部門在進行企業(yè)供電設計時，經常采用的電力負荷計算方法有需要系數法和二項式法。需要系數法公式簡單，計算方便。只用一個原始公式，就可以表征普遍的計算方法。

28、這個公式對用電設備組、車間變電站乃至一個企業(yè)變電站的計算負荷都可以進行計算。而且對于不同性質的用電設備、不同車間或企業(yè)的需要系數值，經過幾十年的統(tǒng)計和積累，數值比較完整和準確，為供電設計創(chuàng)造了很好地條件前一種方法比較簡便，在設計單位的使用最為普遍。當用電設備臺數較少而容量又相差懸殊時，則宜采用二項式法計算，凡是民用建筑中的負荷，一般都是用需要系數kd進行計算的。它既簡便又實用，因為民用建筑中單機負荷較大的各類設備都是采用單機組或同類機群放射式供電，在計及供電線路、開關時，都是用單機的額定電流或起動電流進行選型或校驗的，在論文中我采用的是需要系數法。2.1.3 用電設備計算負荷的計算式 有功功率

29、： （3-1） 無功功率： （3-2） 視在功率： （3-3） 電流： （3-4）2.1.4 各車間的負荷計算（1）泥粉磨及水庫頂電力室 （2）窯頭電力配電室 （3）水泥燒成電力配電室 （4）生料粉磨及礦山電力配電室 表2-1車間負荷計算結果序號車間名稱1水泥粉磨及庫頂電力室7045288801336.982窯頭電力配電室7765829701473.763水泥燒成電力配電室512384640972.384生料粉磨及礦山電力配電室98473812301868.792.2 車間變壓器的選擇2.2.1 水泥粉磨及庫頂電力室變壓器的選擇經過查表得知車間變電所的同時系數，根據 =792kva，選擇的變壓

30、器的型號為sl7-1000/10。2.2.2 窯頭電力配電室變壓器的選擇經查表得知同時系數，根據=873kva，選擇的變壓器的型號為sl7-1000/10。2.2.3 水泥燒成電力配電室變壓器的選擇經查表得知同時系數， 根據=576kva,選擇變壓器的型號為sl7-800/10。2.2.4 生料粉磨及礦山電力配電室變壓器的選擇經查表得知同時系數，根據=1107kva，選擇的變壓器的型號為sl7-1250/10。2.3 變電所低壓側計算負荷取變電所各組負荷的同期系數為：,所以2.4 低壓側的無功補償2.4.1 提高功率因數的目的提高負荷的功率因數可以使發(fā)、變電設備和輸電線路的供電能力得到充分發(fā)揮

31、，并能降低各級線路和供電變壓器的功率損失和電壓損失，提高供電質量，還可以提高系統(tǒng)供電的裕量，降低電能的成本，因而具有重要的意義。按供電局的規(guī)定，低壓功率因數補償到0.95，高壓功率因數要求0.9。因此供電系統(tǒng)中提高功率因數是必不可少的。2.4.2 提高功率因數的方法1. 正確的選擇電氣設備2. 電氣設備的合理運行3. 人工補償提高功率因數，包括并聯電力電容器組、采用同步調相機、采用可控硅靜止無功補償器、采用進相機改善功率因數等。本論文采用的是電容器分組自動投切的低壓集中補償方式，以提高功率因數。取補償后功率因數為 補償后變壓器低壓側計算負荷為2678.4kw+j1058.9kvar2.5 變電

32、所高壓側的計算負荷（1）變電所變壓器損耗（2）變電所高壓側計算負荷 （3）取全廠負荷的同期系數為,所以滿足要求。2.6 主變壓器的選擇主變壓器應該根據負荷特點和經濟運行要求進行選擇，由于集中的負荷過大，因為我們裝設兩臺變壓器的。2.6.1 變電所主變壓器的選擇原則 1. 對于集中負荷較大的變電所，應該選擇兩臺及其以上的變壓器。例如大于1250kva。 2. 應該滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對有大量一二級負荷的變電所，應該裝設兩臺及其以上變壓器，以方便假如當一臺變壓器發(fā)生檢修或者故障的時候，另一臺變壓器能對其級負荷繼續(xù)進行供電。對只有二級而無一級負荷的變電所，也可以只采用一臺變壓器，但必須在

33、低壓側敷設與其他變電所相連的聯絡線作為備用電源，或另有自備電源。 3. 對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而宜采用經濟運行方式的變電所，也可以考慮采用兩臺變壓器。2.6.2 變電所主變壓器容量的選擇 變壓器的容量首先要滿足在計算負荷下變壓器能夠長期可靠的運行。 1. 裝有一臺主變壓器的變電所，主變壓器容量，應不小于總的計算負荷，即 2. 裝設兩臺主變壓器的變電所，每臺主變壓器容量不應該小于總的計算負荷的60，最好為總計算負荷的70左右，即 0.60.7同時每臺主變壓器容量不應該小于全部一、二級負荷之和,即當一臺變壓器發(fā)生故障時，可保證對60%負荷的供電，在這段時間內完全有可能調整生產，切除部分不重

34、要的負荷保證生產秩序。若裝設兩臺主變壓器，根據總負荷s=2016.64kva選擇有載調壓電力變壓器sz9-6300/110型。第3章 主接線的選擇變（配）電所的主結線（一次接線）是指由各種開關電器、電力變壓器、互感器、母線、電力電纜、并聯電容器等電氣設備按一定次序連接的接受和分配電能的電路。它是電氣設備選擇及確定配電裝置安裝方式的依據，也是運行人員進行各種倒閘操作和事故處理的重要依據。用圖形符號表示主要電氣設備在電路中連接的相互關系，稱為電氣主結線圖。電氣主結線圖通常以單線圖形式表示。主結線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線等多種。3.1 電氣主接線設計要求電氣主接線設計應滿足可靠性

35、、靈活性和經濟性三項基本要求。1. 可靠性供電可靠性是指能夠長期、連續(xù)、正常地向用戶供電的能力,是電力生產和分配的首要要求，主接線的設計首先應滿足這個要求。電氣主接線不僅要保證在正常運行時,還要考慮到檢修和事故時,都不能導致一類負荷停電,一般負荷也要盡量減少停電時間。顯然,這些都會導致費用的增加,與經濟性的要求發(fā)生矛盾。因此,應根據具體情況進行技術經濟比較,保證必要的可靠性,而不可片面地追求高的可靠性。2. 靈活性(1) 滿足調度時的靈活性要求。應能根據安全、優(yōu)質、經濟的目標，靈活地投入和切換電源、變壓器和線路，以此來滿足系統(tǒng)的調度的要求，包括系統(tǒng)在進行檢查維修的情況下、發(fā)生事故運行方式、和一

36、些比較不和不是一般情況運行方式下等。(2) 滿足檢修時的靈活性要求。在某一設備需要檢修時，應該能快速的斷開斷路器、線路和其他的保護設備的設施，能夠保證檢查維修正常的運行從而不會影響正常的電力網運行，并使該設備與帶電運行部分有可靠的安全隔離，保證檢修人員檢修時的方便和安全。 (3) 滿足擴建時的靈活性要求。有些發(fā)電廠或者變電站將來的發(fā)展會擴大，它的主接線必須能簡單快速的滿足以后的發(fā)展。尤其主接線是變電站和火電廠，在我們最初設計的時候就應該考慮到未來的發(fā)展留有一定的空間去擴建。在進行設計的時候不但只考慮當前最終線路能夠正常的運行，而且還要想到從早起的接線發(fā)展到最后接線的可行性或者分不同階段進行施工

37、的可能性方案。在可能的情況下，盡量不會影響到在斷電的時間保持盡量短的情況下或者持續(xù)的給用戶供電的可能狀況下，將來可順利完成整個方案的實施，使改造工作量最少。 3. 經濟性在對主接線進行設計的時候，要充分的合理考慮還有調節(jié)所需要的經濟性還有可靠性之間的矛盾。要想設計的主接線靈活并且可靠，就必然要去選擇一些目前質量比較高的設備和更自動化的現代性裝置，這樣就會大大的提高投資的費用。所以，所設計的主接線在靈活性和可靠性都能滿足的前提下還要作到既經濟又合理。一般應當從以下幾方面考慮。(1) 節(jié)省一次投資。主接線應簡單清晰，并要適當采取限制短路電流的措施，以節(jié)省開關電器的數量、選用價廉的電器或輕型電器，以

38、便降低投資。(2) 電能損耗少，經濟合理地選擇主變壓器的形式、容量和臺數，避免兩次壓降而增加電能損失。(3) 占地面小。主接線設計要為配電裝置布置創(chuàng)造節(jié)約土地的條件，盡可能使占地面積少；同時，要注意節(jié)約搬遷費用、安裝費用和外匯費用。對大容量電廠或變電站，在可能和允許的條件下，應采取一次設計，分期投資建設，盡快發(fā)揮經濟效益。3.2 變電所主接線方案的擬定按上面考慮的兩種主變壓器的方案可設計下列按兩種主接線方案：(1) 裝設一臺主變壓器和四臺配變壓器的主接線方案。 (2) 裝設兩臺主變壓器和四臺配變壓器的主接線方案。 從供電可靠性和主接線方案來看，一臺主變壓器的單母接線的供電可靠性遠沒有兩臺主變壓

39、器供電可靠性強。一臺主變壓器組成的主接線主要為單母線形式，在主變壓器出現內部短路或10kv（與變壓器連接的母線）、380v母線出現故障時，會造成整個廠區(qū)停電，使供電的可靠性下降；而兩臺變壓器主接線方案采用的為單母分段接線，即使出現上述情況，最多會使部分停電，不會使整個廠區(qū)因一個故障而出現整體的停電事故，大大加強了供電的可靠性。從其他技術指標來看，兩種方案都能滿足供電安全性的要求，從供電質量上說，兩臺主變壓器的方案由于兩臺主變運行，電壓損耗小于一臺大的主變電壓損耗，從靈活度和今后的擴建方面來看，兩臺主變靈活性好，擴建適應性強。表3-1 兩種主結線方案的比較比較項目裝設一臺主變的方案裝設兩臺主變的

40、方案技術指標供電安全性滿足要求滿足要求供電可靠性基本滿足要求滿足要求供電質量由于一臺主變，電壓損耗略大由于兩臺主變，電壓損耗略小靈活方便性只一臺主變，靈活性稍差由于有兩臺主變，靈活性好擴建適應性稍差一些好一些3.3 110kv線路主接線設計1.方案選擇單母線分段接線如下圖圖3-2 單母線分段接線橋形接線如下圖a. 內橋接線 b. 外僑接線圖3-3 橋形接線2. 方案比較（1）單母線分段制：優(yōu)點：接線簡單、清晰、操作方便，可靠性和靈活性較高，母線發(fā)生故障時，僅故障段母線停止工作，非故障段母線可繼續(xù)工作，減小了母線故障影響范圍。雙回路供電的重要客戶，可以將雙回路接在不同的分段上，保證對重要用戶的供

41、電。缺點：安裝的斷路器比較多，使用量太大，投資就很大。當一段母線故障或者檢修時，必須斷開接在該分度上的全部電源和引出線，這樣減少了系統(tǒng)的供電量，并使這段單回路供電的用戶停電，任何一出線的斷路器檢修時，該回路必須停止工作。（2）橋式接線：優(yōu)點：接線簡單、清晰，使用的斷路器數量相對較少，具有一定的可靠性和靈活性。缺點：不適用于主變經常投切的情況。為了適應廠區(qū)的長期發(fā)展和檢修率綜合考慮，本次設計采用兩臺主變壓器110kv側采用橋式接線，10kv側采用單母分段接線的電氣主接線形式。第4章 短路電流的計算 4.1 短路的原因、目的及其后果工廠供電系統(tǒng)要求正常地不間斷地對用電負荷供電，以保證工廠生產和生活

42、的正常進行。然而由于各種原因，也難免出現故障，而使系統(tǒng)的正常運行遭到破壞。系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。短路就是指不同點位的導電部分對地之間的低阻性短接。4.1.1 造成短路的原因造成短路的主要原因，是電氣設備載流部分的絕緣損壞。這種損壞可能是由于設備長期運行，絕緣自然老化或由于設備本身質量低劣、絕緣強度不夠而正常電壓擊穿，或設備質量合格、絕緣合乎要求而被過電壓（包括雷電過電壓）擊穿，或者是設備絕緣收到外力損傷而造成短路?；蛘吖ぷ魅藛T由于違反安全操作規(guī)程 而發(fā)生誤操作，或者誤將低電壓設備接入較高的電壓的電路中，也可能造成短路。鳥獸（包括蛇、鼠等）跨越在裸露的相線之間或者相線與接地物體之間，或者咬

43、壞設備和導線電纜的絕緣，也是造成短路的一個原因。4.1.2 短路的后果短路后，系統(tǒng)中出現的短路電流比正常負荷電流大很多。在大電力系統(tǒng)中，短路電流可達幾萬安甚至幾十萬安。如此大的短路電流可對供電系統(tǒng)產生極大的危害： (1) 短路時要產生很大的電動力和很高的溫度，而使故障元件和短路電路中的其他元件受到損害和破壞，甚至引發(fā)火災事故。 (2) 短路時電路的電壓驟降，嚴重影響電氣設備的正常運行。 (3) 短路時保護裝置動作，將故障電路切除，從而造成停電，而且短路點越靠近電源，停電范圍越大，造成的損失也越大。 (4) 電力系統(tǒng)是否運行的穩(wěn)定受到短路的影響，可以造成原本并列運行的發(fā)電機組系統(tǒng)解列，也使之不能

44、同時運行。 (5) 不對稱的短路包括單相短路、單相接地短路和兩相短路，其短路電流就會產生很大的電動力和不平衡的互相交變的電磁場，對附近的各種電子設備和通信線路等產生電磁的干擾，就會使運行不太正常，甚至使之發(fā)生誤操作。 由此可見，短路的后果是十分嚴重的，因此必須盡力設法消除可能引起短路的一切因素；同時需要進行短路電流的計算，以便正確的選擇電氣設備，使設備具有足夠的動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，一保證再發(fā)生可能有的最大短路電流時不致損壞。為了選擇切除短路故障的開關電器、鎮(zhèn)定短路保護的基點保護裝置和選擇限制短路電流的元件等，也必須進行短路電流。4.2 計算短路電流的目的 為保證電力系統(tǒng)的安全運行，在設計選擇電

45、氣設備時，都要用可能流經該設備的最大短路電流進行熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定校驗，以保證該設備在運行中能夠經受住突發(fā)短路引起的發(fā)熱和電動力的巨大沖擊。 為盡快切斷電源對短路點的供電，繼電保護裝置將自動的使有關斷路器跳閘，繼電保護裝置的整定和斷路器的選擇，也需要準確的短路電流數據。4.3 短路計算的方法 短路電流的計算方法有歐姆法（又稱有名單位制法）、標么值法和短路容量法。在電力系統(tǒng)計算短路電流時，如計算低壓系統(tǒng)的短路電流，常采用有名單位制；但計算高壓系統(tǒng)短路電流，由于有多個電壓等級，存在著電抗換算問題，為使計算簡化常采用標幺制。因此，本設計采用的是標幺值法來計算短路電流。取sd=100mv.a，各級基準電壓

46、為平均額定電壓。4.4 短路電流的計算根據變壓器的的位置，四個配電室的電纜長度分別是：水泥粉磨及庫頂電力室變電纜150m，窯頭電力配電室變電纜200m, 水泥燒成電力配電室變電纜100m，生料粉磨及礦山電力配電室變電纜250m。圖4-1 系統(tǒng)在最大運行方式下短路阻抗圖4.4.1 計算基準電抗標么值 架空線: 變壓器1: 基準電流: 變壓器2: 變壓器3: 變壓器4: 變壓器5: 圖4-2 系統(tǒng)在最大運行方式下短路的等值電抗圖4.4.2 各點的短路電流1. k點短路電流: 短路沖擊電流的有效值： 短路電流的沖擊電流：2. k0點短路電流 k0點總電抗: = =1.624 k0點短路電流: 短路沖

47、擊電流的有效值: 短路電流的沖擊電流: 3. k1 點的短路電流 電纜線: k1點的總電抗: k1點短路電流: 4. k2點短路電流 電纜線: k2點的總電抗: k2點短路電流: 5. k3點的電流 電纜線: k3點的總電抗: k3點短路電流: 6. k點短路電流: 電纜線: k4點的總電抗: k4點短路電流: 表4-1 短路電流計算結果表 短路點110kv10kv0.4kv （a）0.3090.3920.2320.219.9627.53第5章 設備的選擇及校驗 電力系統(tǒng)中不同的設備工作條件是不一樣的，所以它們的選擇方法也不一樣的，但是對于它們的選擇的最基本的要求還是大致相同的。為了保證設備安

48、全可靠的運行，必須按正常工作條件、短路條件、環(huán)境條件、不同的操作性能等特別來進行選擇。5.1 電氣設備的選擇原則變電所的電氣設備分為一次設備和二次設備。常見的一次設備有高壓斷路器器、隔離開關、負荷開關、熔斷器、避雷器、電壓互感器和電流互感器等等。二次設備主要包括操作控制系統(tǒng)、基點保護系統(tǒng)、測量與信號系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)等，它們是保障者一次設備和供電系統(tǒng)的安全可靠運行。在此我們主要對一些比較重要的一次設備進行選擇和校驗。一次設備的選擇原則,為了保證一次設備安全可靠地運行，必須按照下列條件選擇：1. 按照正常工作條件，包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇。 2. 按短路條件，包括動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性來校驗

49、。 3. 考慮電氣設備運行的環(huán)境條件如溫度、濕度、海拔以及有無防塵、防腐、防火、防爆燈要求。 4. 按各類設備的不同特點和要求如斷路器的操作性能、互感器的二次負荷和準確級等進行選擇。按照正常工作條件選擇：(1) 電壓通常規(guī)定一般電氣設備允許的最高工作電壓為設備額定電壓的1.1-1.15倍，所在電網的運行電壓因為調壓或者負荷的變化，有時可能會高于電網的額定電壓 ，因此，在選擇電氣設備的額定電壓時，應使電氣設備的額定電壓不低于設備裝設地點的電網額定電壓即(2) 電流電氣設備的額定電流是指在規(guī)定的環(huán)境溫度（一般有設備生產廠家規(guī)定）下，電氣設備的長期允許通過的電流。選擇設備或者載流導體時應該保證滿足一

50、下的條件：式中 -設備銘牌標出的額定電流。 -設備或載流導體長期通過的最大工作電流。 (3) 斷流能力電氣設備的額定開斷電流或者斷流容量不應該小于設備分斷瞬間的短路電流有效值或者短路容量，即(4) 環(huán)境供電系統(tǒng)的電氣設備在制造上分戶內型和戶外型，戶外型設備工作條件較惡劣，戶內型設備不能用于戶外。此外，還得考慮防腐、防爆、防塵、防火及其海拔等要求。5.2 電氣設備的校驗在工程設計中，選擇各類電氣設備和載流導體時，除了以上的基本條件外，還應該考慮它們在供電系統(tǒng)中不同的功能，根據其具體的的特殊的工作條件進行校驗。5.2.1 斷路器的校驗高壓斷路器是供電系統(tǒng)中最重要的開關電器之一。所以在選擇高壓斷路器

51、時，除了考慮其額定電壓、額定電流及動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定等因素外，還應該校驗其斷流容量。 (1) 按工作環(huán)境選型 按使用地點的條件選擇， 如戶內式、戶外式，在井下及具有爆炸危險的地點要選擇防爆型的設備。 (2) 按正常工作條件選擇斷路器的額定電壓及其額定電流，要求 式中 -斷路器安裝處電網的額定的電壓（kv） -斷路器安裝回路的最大負載電流（a） (3) 按短路電流校驗動、熱穩(wěn)定性 動穩(wěn)定性校驗：若要斷路器在通過最大短路電流時，不致損壞，就必須要求斷路器的最大動穩(wěn)定實驗電流峰值不小于斷路器安裝處的短路電流沖擊電流，即熱穩(wěn)定性校驗：當斷路器再通過最大短路電流時，為使斷路器的最高溫升不超過最高允許溫度，應

52、該滿足式中 -開關的認定電流有效值（單位為kv） t-開關的熱穩(wěn)定試驗時間（單位為s） -開關所在處的三相短路穩(wěn)態(tài)電流（單位為ka） -短路發(fā)熱假想的時間（單位為s）在無限大容量系統(tǒng)中，由于,因此 式中 -短路持續(xù)時間，采用該電路主保護動作時間加對應的斷路器全 分閘時間。當時， 低速斷路器（如油斷路器），其全分閘時間取0.2s;高速斷路器（如真空斷路器），其全分閘時間取0.1s。 應按最大可能通過的短路電流進行動、熱校驗。校驗的短路電流一般取三相短路時的短路電流，若發(fā)電機出口的兩相短路，或中性點直接接地系統(tǒng)及自(4) 斷流容量的校驗斷路器能可靠的出短路故障的關鍵參數是它的額定斷流容量。因此，斷路器的額定斷流容量應大于安裝處的最大三相斷流容量，才能保證斷路器在分斷故障電流時不至于損壞。即式中 -斷路器安裝處的最大三相短路容量（單位為k