畢業(yè)設(shè)計(jì)--某大學(xué)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p><b>　　電子與信息工程系</b></p><p><b>　　年月日</b></p><p><b>　　某大學(xué)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　The Power Syst

2、em Designing for XX University </p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　通過對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)工程背景的分析，確定了各變電所高低壓主接線結(jié)構(gòu)，并根據(jù)電源情況、負(fù)荷水平與功率因數(shù)要求等條件對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。首先，計(jì)算實(shí)際負(fù)荷，選擇10kV供電用變壓器。屆時(shí)已考慮到無(wú)功功率補(bǔ)償因素，由此可以免去部分迭代過程，計(jì)算較為

3、簡(jiǎn)便。在進(jìn)行上述設(shè)計(jì)過程中，確定了無(wú)功功率補(bǔ)償容量，得出計(jì)算負(fù)荷，由此選擇線纜。根據(jù)總計(jì)算負(fù)荷選擇35kV供電用變壓器并進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。其次，通過對(duì)系統(tǒng)的短路計(jì)算分析，選擇高低壓斷路器、高壓隔離開關(guān)、開關(guān)柜和互感器。再次，對(duì)35kV和10kV變電所的平面布置、照明、接地和防雷進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后，根據(jù)系統(tǒng)需求進(jìn)行了計(jì)量、測(cè)量、保護(hù)與控制等二次回路設(shè)計(jì)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：供電系統(tǒng)；負(fù)荷計(jì)算；短路計(jì)算；繼電

4、保護(hù) </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This design determined the high and low voltage main structure for each substation by the actual situation of the project, and finished detail f

5、or the entire system according to the power situation, the load level, the power factor and other conditions. Firstly, the 10kV power transformers were selected by the actual load calculated. The reactive power compensat

6、ion was considered when selected the 10kV power transformers. A part of iterative process was removed, so calculation is relatively simp</p><p>　　Key words: Power system; Load calculation; Short-circuit calc

7、ulation; Relay protection</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第 1 章 設(shè)計(jì)內(nèi)容概況1</p><p>　　1.1設(shè)計(jì)原始依據(jù)1</p><p>　　1.1.1全部用電設(shè)備負(fù)荷情況1</p><p>　　1.1.2電源情況1

8、</p><p>　　1.1.3氣象及其它資料1</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求1</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)方法和步驟3</p><p>　　1.3.1設(shè)計(jì)原則和方法3</p><p>　　1.3.2設(shè)計(jì)步驟3</p><p>　　第 2 章 供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及變電所主接線

9、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1.1 35kV變電所主接線結(jié)構(gòu)方案選擇4</p><p>　　2.1.2 10kV變電所主接線結(jié)構(gòu)方案選擇7</p><p>　　2.2 變配電站的站用電源7</p><p>　　第 3 章 系統(tǒng)的負(fù)荷分析及主設(shè)備選擇8&l

10、t;/p><p>　　3.1 系統(tǒng)負(fù)荷分析概述8</p><p>　　3.1.1系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷8</p><p>　　3.1.2無(wú)功功率補(bǔ)償8</p><p>　　3.1.3供電用變壓器9</p><p>　　3.2 10kV等級(jí)負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償計(jì)算9</p><p>　　3.2.1 1

11、0kV變電所負(fù)荷計(jì)算10</p><p>　　3.2.2 10kV等級(jí)線纜選擇12</p><p>　　3.3 35kV等級(jí)負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償計(jì)算15</p><p>　　3.3.1 35kV變電所負(fù)荷計(jì)算15</p><p>　　3.3.2 35kV等級(jí)線纜選擇15</p><p>　　第 4 章 系統(tǒng)的短

12、路分析17</p><p>　　4.1短路及短路電流17</p><p>　　4.1.1 短路電流計(jì)算的目的17</p><p>　　4.1.2 短路電流計(jì)算的規(guī)定17</p><p>　　4.1.3短路計(jì)算基本假設(shè)18</p><p>　　4.2短路電流計(jì)算18</p><p>　

13、　4.2.1 系統(tǒng)參數(shù)18</p><p>　　4.2.2 35kV進(jìn)線斷路器出口處短路電流19</p><p>　　4.2.3 35/10.5kV變壓器二次側(cè)出口處短路電流19</p><p>　　4.2.4 10kV進(jìn)線斷路器出口處短路電流19</p><p>　　4.2.5 0.4kV斷路器出口處短路電流20</p>

14、;<p>　　第 5 章 開關(guān)設(shè)備及互感器選擇22</p><p>　　5.1設(shè)備選擇依據(jù)22</p><p>　　5.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇22</p><p>　　5.2.1 35kV進(jìn)線斷路器與隔離開關(guān)選擇22</p><p>　　5.2.2 35/10.5kV變壓器二次側(cè)出口處斷路器選擇24</p>

15、<p>　　5.2.3 10kV進(jìn)線斷路器與隔離開關(guān)選擇25</p><p>　　5.3低壓開關(guān)設(shè)備的選擇27</p><p>　　5.3.1低壓路器選擇依據(jù)27</p><p>　　5.3.2 0.4kV斷路器選擇27</p><p>　　5.4互感器的選擇28</p><p>　　5.4.1

16、電流互感器的選擇28</p><p>　　5.4.2電壓互感器的選擇31</p><p>　　第 6 章 變電站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及平面布置33</p><p>　　6.1變電站布置特征33</p><p>　　6.2變電站的照明設(shè)計(jì)33</p><p>　　6.3變電站的防雷設(shè)計(jì)33</p><

17、;p>　　6.4變電站的接地設(shè)計(jì)34</p><p>　　第 7 章 變電站二次回路設(shè)計(jì)36</p><p>　　7.1二次回路的概念36</p><p>　　7.2二次回路的電源36</p><p>　　7.3斷路器控制回路36</p><p>　　7.3.1斷路器控制回路的要求36</p&

18、gt;<p>　　7.3.2電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)的斷路器控制回路37</p><p>　　7.4 備用電源自動(dòng)投切38</p><p>　　7.4.1備用電源自動(dòng)投切的要求38</p><p>　　7.4.2備用電源自動(dòng)投切的裝置回路38</p><p>　　7.5測(cè)量與計(jì)量回路39</p><p>　

19、　7.6中央信號(hào)及其回路39</p><p>　　7.7 10KV系統(tǒng)中配置的繼電保護(hù)40</p><p><b>　　致 謝41</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)41</b></p><p><b>　　附錄</b></p><p

20、>　　第 1 章 設(shè)計(jì)內(nèi)容概況</p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)原始依據(jù)</b></p><p>　　1.1.1全部用電設(shè)備負(fù)荷情況</p><p>　　1.負(fù)荷水平：（見表1-1）</p><p>　　2.負(fù)荷類型：本供電區(qū)域負(fù)荷屬于二級(jí)負(fù)荷，要求不間斷供電。</p><p>　　

21、3.該校最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為5600小時(shí)。</p><p>　　4.0.4kV負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)為0.85，10kV負(fù)荷的同時(shí)系數(shù)為0.9，其中有功同時(shí)系數(shù)為0.75，無(wú)功同時(shí)系數(shù)為0.8。</p><p><b>　　1.1.2電源情況</b></p><p>　　1.由該廠東北方向8kM處一個(gè)35kV電壓等級(jí)線路提供一個(gè)電源A，其出口短路容量S

22、d=150MVA。</p><p>　　2.由該廠西北方向5kM處一個(gè)35kV電壓等級(jí)線路提供一個(gè)電源B，其出口短路容量Sd=75MVA。</p><p>　　3.功率因數(shù)：電源A與電源B均要求功率因數(shù)大于0.95。</p><p>　　4.供電電價(jià)為兩部電價(jià)</p><p>　　基本電價(jià)：按變壓器容量計(jì)算每月基本電價(jià)，15元/ kVA。&l

23、t;/p><p>　　電度電價(jià)：35kV供電電壓時(shí)0.80元/kwh。</p><p>　　1.1.3氣象及其它資料</p><p>　　1.環(huán)境年平均氣溫15℃。</p><p>　　2.35kV變電站為獨(dú)立建筑物，10kV變電站布置在相關(guān)建筑物的地下室或底層內(nèi)。</p><p>　　3.各級(jí)變壓器均為室內(nèi)布置。<

24、/p><p>　　1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求</p><p>　　1.確定全校計(jì)算負(fù)荷。</p><p>　　2.確定全校的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　3.確定35kV變電站、10kV變電站的主接線形式、變壓器臺(tái)數(shù)及容量。</p><p>　　4.計(jì)算35kV及10kV斷路器出口處短路電流。</p>

25、<p>　　5.確定35kv斷路器及隔離開關(guān)，確定35kv電纜及10kv電纜型號(hào)。</p><p>　　6.確定無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。</p><p>　　7.確定各變電所的平、剖面圖。</p><p>　　表1-1 負(fù)荷水平</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)方法和步驟</p><p>　　1.3.1設(shè)計(jì)原則和方

26、法</p><p>　　該校區(qū)由35kV電壓等級(jí)線路提供兩個(gè)電源。由于輸電距離較遠(yuǎn)，負(fù)荷較分散，且供電區(qū)域負(fù)荷屬于二級(jí)負(fù)荷，要求不間斷供電，故全校區(qū)建設(shè)一個(gè)總降壓變電所和四個(gè)分變電所。于35kV變電所內(nèi)設(shè)兩臺(tái)35/10.5kV變壓器，10kV變電所內(nèi)設(shè)兩臺(tái)10/0.4kV變壓器，保證供電的可靠性：當(dāng)系統(tǒng)處于正常運(yùn)行方式時(shí)兩臺(tái)變壓器同時(shí)投入使用，當(dāng)其中一臺(tái)變壓器故障或檢修時(shí)只投入一臺(tái)變壓器也可滿足供電要求。分變電所

27、位置靠近負(fù)荷中心，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量，總降壓變電所偏向電源進(jìn)線方向。</p><p><b>　　1.3.2設(shè)計(jì)步驟</b></p><p><b>　　1.方案論證。</b></p><p>　　根據(jù)給出的供電電源及其經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，提出可能的供電方案，加以比較與選擇，技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)以可靠性、

28、靈活性、安全性為主要內(nèi)容。</p><p><b>　　2.負(fù)荷計(jì)算。</b></p><p>　　根據(jù)給出的負(fù)荷明細(xì)表，確定全校計(jì)算負(fù)荷，做為變壓器和其他設(shè)備的選擇依據(jù)。</p><p><b>　　3.無(wú)功補(bǔ)償。</b></p><p>　　根據(jù)補(bǔ)償位置確定無(wú)功補(bǔ)償方式，根據(jù)功率因數(shù)要求確定補(bǔ)償

29、容量，選擇無(wú)功補(bǔ)償電容器。</p><p><b>　　4.設(shè)備選擇。</b></p><p>　　根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案和計(jì)算負(fù)荷，選擇斷路器、隔離開關(guān)與互感器等電氣設(shè)備和線纜，并按照設(shè)備的相應(yīng)要求進(jìn)行校驗(yàn)。</p><p><b>　　5.短路計(jì)算。</b></p><p>　　根據(jù)初步設(shè)計(jì)的主接線圖

30、，確定短路點(diǎn)，計(jì)算各短路點(diǎn)三相短路電流。</p><p>　　6.照明、接地及防雷。</p><p>　　根據(jù)照度要求布置照明設(shè)備；布置接地極；根據(jù)防雷等級(jí)確定防雷裝置。</p><p>　　第 2 章 供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及變電所主接線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　電氣主接線的設(shè)計(jì)

31、是供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主題之一。無(wú)論是35kV變電所或是10kV變電所，高壓側(cè)主接線的設(shè)計(jì)方案與電源數(shù)量、電壓等級(jí)、負(fù)荷規(guī)模、負(fù)荷等級(jí)以及運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性等密切相關(guān)，對(duì)電氣設(shè)備選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響。因此，主接線設(shè)計(jì)，必須全面分析所有因素，正確處理其間關(guān)系，合理選擇主接線方案，要求做到安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)。在變電所的主接線圖中將電線或電纜、電力變壓器、母線、各種開關(guān)避雷器電容器等電氣設(shè)備有序的連接起來(lái)，只表示相對(duì)電

32、氣連接關(guān)系而不表示實(shí)際位置。</p><p>　　供配電系統(tǒng)變電所主接線具有以下多種接線結(jié)構(gòu)：線路變壓器組、并行線路變壓器組、單母線不分段結(jié)構(gòu)、單母線分段式結(jié)構(gòu)、橋式主接線結(jié)構(gòu)和雙母線結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　1.線路變壓器組</b></p><p>　　當(dāng)只有一路電源供電和一臺(tái)變壓器的時(shí)可采用，有接線簡(jiǎn)單，所用電氣設(shè)備少，配電裝置簡(jiǎn)

33、單，節(jié)約投資等優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)該單元中任一設(shè)備發(fā)生故障或檢修時(shí)，變電所全部停電，可靠性不高，所以線路變壓器組接線方式只適用于小容量三級(jí)負(fù)荷、小型企業(yè)和非生產(chǎn)性用戶。</p><p>　　2.單母線不分段結(jié)構(gòu)</p><p>　　當(dāng)只有一路電源進(jìn)線時(shí)，常用這種接線，每路進(jìn)線和出線裝設(shè)一只隔離開關(guān)和斷路器。當(dāng)電源線路、母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，全部用戶供電中斷。所以這種接線方式適用于對(duì)供電

34、連續(xù)性要求不高的三級(jí)負(fù)荷用戶，或者有備用電源的二級(jí)負(fù)荷用戶。</p><p><b>　　3.單母線分段結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　當(dāng)有雙電源供電時(shí)，常采用單母線分段接線。可采用隔離開關(guān)或斷路器分段，隔離開關(guān)因操作不便，目前以已經(jīng)不采用。單母線分段接線可以單獨(dú)運(yùn)行，也可以并列同時(shí)運(yùn)行。</p><p><b>　　4.橋式主接線

35、結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　橋式主接線結(jié)構(gòu)是指在兩路電源進(jìn)線之間跨接一個(gè)斷路器。斷路器跨接在進(jìn)線斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，稱為內(nèi)橋式結(jié)構(gòu)。若斷路器跨接在進(jìn)線斷路器的外側(cè)，靠近電源側(cè)，稱為外橋式結(jié)構(gòu)。其適用范圍為有兩路電源供電及兩臺(tái)變壓器的情況。</p><p>　　2.1.1 35kV變電所主接線結(jié)構(gòu)方案選擇</p><p>　　1.35kV側(cè)主接

36、線結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　35kV變電所有兩路35kV電源進(jìn)線，同時(shí)供電，互為備用。下面逐一列出適用于雙電源供電的方案，并根據(jù)實(shí)際情況與技術(shù)、經(jīng)濟(jì)要求加以選擇。</p><p>　　1）并行線路變壓器組</p><p>　　并行線路變壓器組雖可滿足二級(jí)負(fù)荷的供電要求，但任何一側(cè)的線路故障，必然導(dǎo)致故障側(cè)變壓器被切除，即變壓器的利用率降低，難以滿足全站總負(fù)荷。&

37、lt;/p><p>　　2）單母線分段式結(jié)構(gòu)</p><p>　　單母線分段式結(jié)構(gòu)適用于變電所需要設(shè)置多臺(tái)變壓器或需要設(shè)置其他高壓出線的情況，本工程中35kV變電所內(nèi)僅設(shè)兩臺(tái)變壓器且并無(wú)其他高壓出線，故此結(jié)構(gòu)不適用。</p><p><b>　　3）雙母線結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　雙母線結(jié)構(gòu)適用于35～60KV出線數(shù)

38、超過8路或連接電源較大、負(fù)荷較大的情況，與本工程情況不符，故不適用。</p><p>　　4）全橋式主接線結(jié)構(gòu)</p><p>　　在全橋式結(jié)構(gòu)中，任何電氣元件故障條件下，通過簡(jiǎn)單的倒閘操作，總可以保證全站總負(fù)荷，但因斷路器與隔離開關(guān)等設(shè)備用量較大，設(shè)備投資較高，故經(jīng)濟(jì)性不足。</p><p>　　5）外橋式主接線結(jié)構(gòu)</p><p>　　外

39、橋式主結(jié)構(gòu)適用于供電線路短，線路故障少；負(fù)荷變化大，變壓器需頻繁切除與投入操作的總降壓變電所。</p><p>　　6）內(nèi)橋式主接線結(jié)構(gòu)</p><p>　　內(nèi)橋式結(jié)構(gòu)適用于電源線路長(zhǎng)，線路故障多；負(fù)荷較為平穩(wěn)，變壓器無(wú)需頻繁切除與投入操作的總降壓變電所。</p><p>　　本供電區(qū)域的教學(xué)區(qū)、宿舍區(qū)和生活區(qū)的負(fù)荷由兩電源均分，故負(fù)荷較為平穩(wěn)，不必頻繁投切變壓器；

40、由于該校區(qū)處于建設(shè)階段，且未來(lái)將長(zhǎng)期持續(xù)增擴(kuò)建，容易因挖掘施工與大型設(shè)備的投入而發(fā)生線路故障，經(jīng)綜合考慮，本工程35kV側(cè)主接線更適宜采用內(nèi)橋式主接線結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2.10kV側(cè)主接線結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　低壓側(cè)主接線有單母線不分段結(jié)構(gòu)、單母線兩分段結(jié)構(gòu)和單母線四分段結(jié)構(gòu)。</p><p>　　1）單母線不分段結(jié)構(gòu)</p><

41、;p>　　單母線不分段結(jié)構(gòu)在母線或母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí)，所有回路都要停止工作，會(huì)造成全站長(zhǎng)期停電，且電源只能并列運(yùn)行，不能分列運(yùn)行，并且線路側(cè)發(fā)生短路時(shí)，有較大的短路電流。</p><p><b>　　2）單母線分段結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　單母線分段結(jié)構(gòu)用分段斷路器進(jìn)行分段，可以提高供電可靠性和靈活性。對(duì)重要負(fù)荷可以從不同段引出兩路饋電線路，由雙電

42、源供電；當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，分段斷路器自動(dòng)將故障線路停電。兩段母線同時(shí)發(fā)生故障的幾率甚小，可以不予考慮。</p><p>　　3）單母線四分段結(jié)構(gòu)</p><p>　　單母線四分段結(jié)構(gòu)的主要特征有：高壓雙電源供電，電源線路較短，高壓為兩條獨(dú)立母線，四臺(tái)配電變壓器，低壓為單母線四分段交叉聯(lián)絡(luò)。</p><p>　　由于高壓側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)構(gòu)，且設(shè)四個(gè)10kV變電所，每

43、個(gè)10kV變電所中設(shè)兩臺(tái)變</p><p>　　壓器，兩變壓器同時(shí)供電互為備用，故采用單母線兩分段結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.35kV變電所主接線結(jié)構(gòu)方案確定</p><p>　　供電系統(tǒng)主接線結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的靈活性，能適應(yīng)各種運(yùn)行方式的變化，且在檢修、事故等特殊狀態(tài)下操作方便、調(diào)度靈活、檢修安全、擴(kuò)建發(fā)展便利。綜合考慮原 始資料，結(jié)合對(duì)電氣主接線的可靠性、

44、靈活性及經(jīng)濟(jì)性等基本要求，在滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)政策的前提下，擬定的方案如下：</p><p>　　35kV變電所高壓側(cè)采用內(nèi)橋式主接線結(jié)構(gòu)(如圖2-1)，低壓側(cè)采用單母線兩分段結(jié) 構(gòu)（如圖2-2）。</p><p>　　圖2-1 內(nèi)橋式結(jié)構(gòu) 圖2-2 單母線分段結(jié)構(gòu)</p><p>　　35kV側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是

45、：</p><p>　　1）接線簡(jiǎn)單 高壓側(cè)無(wú)母線，沒有多余設(shè)備。</p><p>　　2）經(jīng)濟(jì) 不需設(shè)母線，4個(gè)回路使用3臺(tái)斷路器，節(jié)約投資。</p><p>　　3）可靠性高 當(dāng)某回路故障或檢修時(shí)，可通過倒閘操作切除該回路，迅速恢復(fù)供電。</p><p>　　4）安全 每臺(tái)斷路器兩側(cè)均裝有隔離開關(guān)，形成明顯斷開點(diǎn)，保證設(shè)備安全檢修。

46、 </p><p>　　5）靈活 操作靈活，能適應(yīng)多種運(yùn)行方式。</p><p>　　10kV側(cè)采用單母線兩分段結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是：</p><p>　　當(dāng)變電所的兩段母線分列運(yùn)行時(shí)，兩段母線之間沒有電的聯(lián)系，可提高供電可靠性、減小變壓器環(huán)流、降低短路電流。</p><p>　　2.1.2 10kV變電所主接線結(jié)構(gòu)方案選擇</p>

47、<p>　　1.10kV變電所主接線結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　結(jié)合負(fù)荷水平與負(fù)荷類型與其他因素綜合考慮，10kV變電所有以下兩種主接線結(jié)構(gòu)方案較為適宜，可供選擇。</p><p>　　1）方案一：高壓側(cè)采用并行線路變壓器結(jié)構(gòu)，即兩臺(tái)變壓器一次側(cè)沒有電氣連接，均單獨(dú)由上一級(jí)變電站單獨(dú)供電，低壓側(cè)采用單母線分段結(jié)構(gòu)。該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于雙電源線路變壓器組的存在，有一定可靠性，可

48、以滿足二級(jí)負(fù)荷的供電要求。但任何一側(cè)的線路故障，必然導(dǎo)致故障側(cè)變壓器被切除，即變壓器的利用率相應(yīng)降低。</p><p>　　2）方案二：高壓側(cè)采用內(nèi)橋式結(jié)構(gòu)，低壓側(cè)采用單母線分段結(jié)構(gòu)。該方案系統(tǒng)安全性較高，可靠性進(jìn)一步提高，但系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，使經(jīng)濟(jì)投入有了一定增加。</p><p>　　2.10kV變電所主接線結(jié)構(gòu)方案確定</p><p>　　對(duì)上述兩種方案進(jìn)行比較討

49、論。</p><p>　　在安全性方面，兩種方案都能保證系統(tǒng)安全運(yùn)行；</p><p>　　在可靠性方面，由于方案二一次側(cè)具有橋式結(jié)構(gòu)，故可靠性優(yōu)于方案一。</p><p>　　在靈活性方面，方案二的電源轉(zhuǎn)換和故障切除可以在一次側(cè)的橋式結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)，也可以在二次側(cè)的母聯(lián)結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)，較方案一更為靈活。</p><p>　　在經(jīng)濟(jì)性方面，方案一比方

50、案二節(jié)省了斷路器與開關(guān)柜，節(jié)約部分了資金。</p><p>　　雙回路電源進(jìn)線高壓側(cè)采用橋式結(jié)構(gòu)后，供電可靠性較高，操作靈活，可使兩臺(tái)變壓器均有較高利用率，并保證不間斷供電。綜合考慮以上因素，結(jié)合實(shí)際需求，方案二更適用于該校區(qū)。</p><p>　　2.2 變配電站的站用電源</p><p>　　變電站站用電源是變電站的重要設(shè)施，在本設(shè)計(jì)中，10～35kV各高壓配電

51、站中均設(shè)置專用的站用變壓器，供應(yīng)配電站中的照明以及控制、保護(hù)等二次系統(tǒng)用電。</p><p>　　經(jīng)過可靠性與經(jīng)濟(jì)因素的權(quán)衡，本設(shè)計(jì)采用的配置方案為：配置兩臺(tái)10/0.4kV變壓器，分別置于兩段10kV母線做為35kV變電所的站用變壓器；配置兩臺(tái)10/0.4kV變壓器，分別置于兩段10kV橋架做為10kV變電所的站用變壓器。</p><p>　　考慮各變電所的實(shí)際用電狀況，各站用變壓器均采

52、用SC(B)10-50/10雙繞組干式變壓器。</p><p>　　第 3 章 系統(tǒng)的負(fù)荷分析及主設(shè)備選擇 </p><p>　　3.1 系統(tǒng)負(fù)荷分析概述</p><p>　　3.1.1系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是以30min最大負(fù)荷為標(biāo)志的計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷的分析是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，也是正確選擇線纜、開關(guān)電

53、器、主變壓器、補(bǔ)償電容器及互感器等供電設(shè)備的基礎(chǔ)。負(fù)荷計(jì)算的目的是為了掌握用電情況，合理選擇配電系統(tǒng)的設(shè)備和元件。負(fù)荷計(jì)算過小，則依此選用的設(shè)備和載流部分有過熱危險(xiǎn)，輕者使線路和配電設(shè)備壽命降低，重者影響供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。負(fù)荷計(jì)算偏大，則造成設(shè)備的浪費(fèi)和投資的增大。為此，正確進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算是供電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。</p><p>　　根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)的不同，負(fù)荷計(jì)算通常使用需要系數(shù)

54、法、二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法，前兩種方法使用最為普遍。此外還有如單位產(chǎn)品法、負(fù)荷密度法等計(jì)算方法。本設(shè)計(jì)采用需要系數(shù)法。在采用需要系數(shù)法計(jì)算用電設(shè)備負(fù)荷時(shí)，應(yīng)將性質(zhì)相同的用電設(shè)備劃作一組，并根據(jù)該組用電設(shè)備的類別，查出相應(yīng)的需用系數(shù)，然后按照公式求出該組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷。</p><p>　　3.1.2無(wú)功功率補(bǔ)償</p><p>　　供電系統(tǒng)中的用電設(shè)備基本上屬于電阻性或阻感性負(fù)載。供電設(shè)

55、備中的變壓器損耗具有阻感性質(zhì)，線纜損耗則同時(shí)存在電阻、電容與電感性質(zhì)。但是綜合了供用電設(shè)備負(fù)荷的自然供電負(fù)荷一般總呈阻感性質(zhì)，系統(tǒng)的功率因數(shù)普遍低于1.0。</p><p>　　各類具有電感性質(zhì)的供用電設(shè)備都需要從供配電系統(tǒng)中吸收無(wú)功功率，從而降低了系統(tǒng)的功率因數(shù)。功率因數(shù)過低將會(huì)給供配電系統(tǒng)帶來(lái)諸多不利影響：增大設(shè)備容量、增加系統(tǒng)損耗、增大電壓損失、降低設(shè)備利用率。正是由于低功率因數(shù)對(duì)供配電系統(tǒng)的不利影響，電力

56、管理部門要求電力用戶在自然負(fù)荷的功率因數(shù)過低時(shí)，采取措施提高供電負(fù)荷的功率因數(shù)。高壓供電用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.90以上，低壓供電用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.85以上，農(nóng)業(yè)用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.80以上。值得指出的是，功率因數(shù)不應(yīng)達(dá)到1，否則可能會(huì)引發(fā)系統(tǒng)電流諧振。</p><p>　　功率因數(shù)在補(bǔ)償時(shí)首先應(yīng)提高自然功率補(bǔ)償，如仍不能滿足要求則需進(jìn)行無(wú)功功率補(bǔ)償。提高自然功率因數(shù)的措施主要包括：優(yōu)化電機(jī)類型、優(yōu)化電

57、機(jī)規(guī)格、防止電機(jī)空載運(yùn)行、合理選擇變壓器容量。對(duì)于無(wú)功功率補(bǔ)償，目前用戶、工廠企業(yè)內(nèi)廣泛采用并聯(lián)電力電容器的方法來(lái)補(bǔ)償無(wú)功功率。其優(yōu)勢(shì)在于并聯(lián)電力電容器的方法補(bǔ)償過程中有功損耗小，運(yùn)行維護(hù)方便，可按照系統(tǒng)需要增減電容器，而且個(gè)別電容器的損壞不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。</p><p>　　采用電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，宜采用就地平衡原則。電容器在380V低壓母線</p><p>　　進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)均

58、為自動(dòng)補(bǔ)償方式，即實(shí)際補(bǔ)償電容器容量隨自然功率因數(shù)的變化而調(diào)整。低壓電容器的設(shè)計(jì)補(bǔ)償容量應(yīng)使計(jì)算負(fù)荷水平下的高壓負(fù)荷功率因數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)際負(fù)荷低于計(jì)算負(fù)荷時(shí)，電容器應(yīng)逐步自動(dòng)切除。電容器在6～10kV高壓母線進(jìn)行集中補(bǔ)償時(shí)，可以采用固定補(bǔ)償方式，即補(bǔ)償電容器容量不隨負(fù)荷的變化改變投切狀態(tài)。</p><p>　　在并聯(lián)電力電容器補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)中必須注意，雖然電容器改善功率因數(shù)，但如果電容性負(fù)荷過大，可能會(huì)引起過補(bǔ)償

59、現(xiàn)象造成系統(tǒng)電流諧振，還會(huì)引起電壓升高，從而帶來(lái)不良影響，因此應(yīng)該選擇容量的適當(dāng)電容器。集中補(bǔ)償?shù)碾娙萜鞣纸M投切時(shí)的分組容量要適中，既要防止頻繁動(dòng)作又不要使電壓波動(dòng)過大。</p><p>　　3.1.3供電用變壓器</p><p>　　電力變壓器是供電系統(tǒng)及變電站最主要的電氣設(shè)備之一，其主要功能是降低供電電壓，并兼有電壓調(diào)整功能，以保證供電電壓維持在合理的范圍內(nèi)。變壓器臺(tái)數(shù)和容量的選擇直接

60、影響主接線的形式和配電裝置的結(jié)構(gòu)。選擇主變壓器型式時(shí)，應(yīng)依據(jù)傳遞容量基本原始資料，結(jié)合考慮以下問題：相數(shù)、繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)、 繞組接線組別（在電廠和變電站中一般都選用YN，d11常規(guī)接線）、調(diào)壓方式和冷卻方式。此外，輸送功率大小、饋線回路數(shù)、電壓等級(jí)以及接入系統(tǒng)的緊密程度等因素也對(duì)變壓器的選型有一定影響，需進(jìn)行綜合分析做出合理選擇。由于總降壓變電所具有35kV和10kV電壓等級(jí)，所以主變壓器采用雙繞組變壓器。為保證供電質(zhì)量、降低線路的損耗此

61、變壓器采用的是有載調(diào)壓方式。</p><p>　　在選擇變壓器時(shí)，變壓器的容量不應(yīng)低于計(jì)算負(fù)荷水平，但高于計(jì)算負(fù)荷水平越多，變壓器的運(yùn)行成本越高?？紤]到無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的存在，應(yīng)當(dāng)選用容量與計(jì)算負(fù)荷最為接近的變壓器。同時(shí)考慮變壓器的投資與運(yùn)行成本時(shí)，補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷應(yīng)保持在變壓器容量的50%～60%。</p><p>　　根據(jù)變電所的總計(jì)算負(fù)荷選擇變壓器。因?yàn)椴捎秒p電源供電互為備用的單母線

62、分段結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)一臺(tái)變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)變壓器應(yīng)能承擔(dān)全部負(fù)荷。</p><p>　　3.2 10kV等級(jí)負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償計(jì)算</p><p>　　本系統(tǒng)負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷，所有負(fù)荷均為雙電源供電。本設(shè)計(jì)采用四個(gè)10kV變電所為全系統(tǒng)提供電能，10kV功率因數(shù)要求大于0.94。采用需要系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算負(fù)荷計(jì)算，其中：</p><p>　　變壓器低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷：；；

63、</p><p><b>　　變壓器損耗功率：；</b></p><p>　　變壓器高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷：；</p><p>　　高、低壓側(cè)功率因數(shù)：；</p><p><b>　　變壓器總計(jì)算負(fù)荷：</b></p><p>　　低壓自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)計(jì)補(bǔ)償容量：</p>&

64、lt;p>　　高壓集中補(bǔ)償設(shè)計(jì)補(bǔ)償容量：</p><p>　　變壓器實(shí)際工作容量： </p><p>　　3.2.1 10kV變電所負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　本校區(qū)設(shè)有四個(gè)10kV變電所，每個(gè)變電所中的兩臺(tái)變壓器分別由電源A與電源B引入電源。由于計(jì)算篇幅較大，本節(jié)以No.1 10kV變電所為例進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算、變壓器選型及功率補(bǔ)償計(jì)算，說(shuō)明其計(jì)算過程。完整計(jì)算

65、書見附錄。</p><p>　　1. No.1 10kV變電所變壓器選擇及無(wú)功功率補(bǔ)償裝置選擇</p><p><b>　　1）變壓器的選擇</b></p><p>　　1T低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷：</p><p>　　2T低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷：</p><p><b>　　總計(jì)算負(fù)荷: </b

66、></p><p>　　根據(jù)表B-2-3，選擇兩臺(tái)SC（B）10-1250/10雙繞組干式變壓器。</p><p><b>　　2）功率補(bǔ)償</b></p><p><b>　　1T：</b></p><p>　　(1)補(bǔ)償前的功率因數(shù)</p><p><b>

67、;　　低壓側(cè)功率因數(shù)：</b></p><p>　　(2)確定補(bǔ)償容量。</p><p>　　在低壓側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，要求保證高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.94?？紤]到變壓器</p><p>　　損耗的功率因數(shù)低于0.94，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于0.94，可試取0.96。</p><p>　　查附表B-3，選BW0.4-14-1型

68、電容器，需要的數(shù)量為</p><p>　　取為3的整倍數(shù)，即電容器數(shù)量為15，實(shí)際補(bǔ)償容量為。</p><p>　　(3)補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷與功率因數(shù)。</p><p>　　即本補(bǔ)償電容量可滿足10kV母線功率因數(shù)大于0.94的系統(tǒng)要求。</p><p><b>　　2T：</b></p><p>

69、　　(1)補(bǔ)償前的功率因數(shù)</p><p><b>　　低壓側(cè)功率因數(shù)：</b></p><p>　　(2)確定補(bǔ)償容量。在低壓側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)，要求保證高壓側(cè)功率因數(shù)不低于0.94。考慮到變壓器損耗的功率因數(shù)低于0.94，低壓側(cè)補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)高于0.94，可試取0.95。</p><p>　　查附表B-3，選BW0.4-14-1型電容器，

70、需要的數(shù)量為</p><p>　　取為3的整倍數(shù)，即電容器數(shù)量為12，實(shí)際補(bǔ)償容量為。</p><p>　　(3)補(bǔ)償后的計(jì)算負(fù)荷與功率因數(shù)。</p><p>　　即本補(bǔ)償電容量可滿足10kV母線功率因數(shù)大于0.94的系統(tǒng)要求。</p><p>　　3）變壓器的負(fù)荷校驗(yàn)</p><p>　　補(bǔ)償后的總計(jì)算負(fù)荷:<

71、/p><p>　　下表列出各10kV變電所的負(fù)荷情況、變壓器的選型及補(bǔ)償電容器的選型。</p><p>　　表3-1 10kV變電所負(fù)荷情況及設(shè)備選型</p><p>　　3.2.2 10kV等級(jí)線纜選擇</p><p>　　1. 10kV電纜型號(hào)選擇</p><p>　　10kV線路電纜按允許載流量選擇電纜截面。<

72、;/p><p>　　在由35kV變電所引至10kV變電所的兩路進(jìn)線中，當(dāng)其中一路進(jìn)線發(fā)生故障時(shí)，另一路進(jìn)線應(yīng)能保證正常供電，故以每一變電所的總計(jì)算負(fù)荷做為選擇電纜型號(hào)的依據(jù)。年最大負(fù)荷數(shù)為5600小時(shí)，環(huán)境溫度30度。</p><p>　　表3-2 各變電所總計(jì)算電流</p><p>　　設(shè)當(dāng)?shù)刈顭嵩碌叵?.8-1.0m處土壤平均溫度為20℃，則溫度修正系數(shù)</

73、p><p>　　當(dāng)?shù)赝寥垒^干燥，雨量不大，則土壤修正系數(shù)Ke=0.93；設(shè)埋溝內(nèi)間距100mm，并行直埋電纜三棵，則載流量修正系數(shù)Kp=0.85；</p><p>　　根據(jù)表B-13-1進(jìn)行選擇，No.1、No.2和No.4變電所選用10kV交聯(lián)聚乙烯鎧裝35㎜2鋁芯電纜，其允許載流量為105A。 </p><p>　　所以35㎜2電纜可以滿足要求。</p>

74、<p>　　No.3變電所選用10kV交聯(lián)聚乙烯鎧裝70㎜2鋁芯電纜，其允許載流量為152A。 </p><p>　　所以70㎜2電纜可以滿足要求。</p><p>　　各變電所中的橋架電纜可選用與該變電所10kV電纜相同的電纜。</p><p>　　經(jīng)過校核計(jì)算，可得所選電纜均滿足電壓損失校核和經(jīng)濟(jì)電流密度要求。</p><p&g

75、t;　　10kV埋地電纜的機(jī)械強(qiáng)度最小截面35㎜2小于所選導(dǎo)線截面，故滿足機(jī)械強(qiáng)度要</p><p><b>　　求。</b></p><p>　　2. 10kV電纜的功率損耗</p><p>　　因線路具有電阻、電抗與電容參數(shù)，所以線路的功率損耗包括有功和無(wú)功兩部分。設(shè)10kV線纜長(zhǎng)度均為1km，引入1T的線路編號(hào)為1，引入2T的線路編號(hào)為2

76、，以此類推。</p><p>　　表3-3 有功功率損耗</p><p>　　供電線路中的無(wú)功功率分為感性與容性兩類。負(fù)荷電流流過線路電抗時(shí)產(chǎn)生感性無(wú)功功率損耗。線路電壓加在線路分布電容上時(shí)產(chǎn)生無(wú)功功率損耗,其中為線路的單相單位長(zhǎng)度電納，，為電纜線路單相對(duì)地電容電流。線路的總無(wú)功損耗是感性無(wú)功功率損耗與容性無(wú)功功率損耗的差值，即。</p><p>　　相同電壓等級(jí)

77、條件下，電纜線路的對(duì)地電容電流約為架空線的25倍。根據(jù)表B-12-3可知，10kV架空線路單相對(duì)地電容電流為10mA/km，故電纜線路單相對(duì)地電容電流為250mA/km。</p><p><b>　　容性無(wú)功功率損耗</b></p><p>　　表3-4 感性無(wú)功功率損耗</p><p>　　表3-5 總無(wú)功功率損耗</p>

78、<p>　　在計(jì)算負(fù)荷運(yùn)行條件下的容性無(wú)功損耗遠(yuǎn)小于感性無(wú)功損耗，故容性無(wú)功損耗對(duì)總無(wú)功損耗基本沒有影響。</p><p>　　由電源A供電的線路的電纜功率損耗：</p><p>　　由電源B供電的線路的電纜功率損耗：</p><p><b>　　總線路功率損耗：</b></p><p>　　3.3 35kV等

79、級(jí)負(fù)荷計(jì)算及電容補(bǔ)償計(jì)算</p><p>　　3.3.1 35kV變電所負(fù)荷計(jì)算</p><p>　　35/10.5kV變壓器低壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷即為各10/0.4kV變壓器高壓側(cè)計(jì)算負(fù)荷與10kV線路功率損耗之和。</p><p>　　表3-6 35kV變電所負(fù)荷情況及設(shè)備選型</p><p>　　3.3.2 35kV等級(jí)線纜選擇</p&

80、gt;<p>　　當(dāng)其中一個(gè)電源發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)電源的進(jìn)線應(yīng)能保證正常供電，故以補(bǔ)償后</p><p>　　的35kV變電所的高壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷做為選擇電纜型號(hào)的依據(jù)。由于是35kV電壓等級(jí)</p><p>　　線纜，故采用經(jīng)濟(jì)電流密度選擇截面。</p><p>　　表3-7 35kV高壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷</p><p>　　采用

81、聚乙烯鋁芯電纜，根據(jù)表6-7可知</p><p>　　選擇標(biāo)準(zhǔn)截面時(shí)，可略小于經(jīng)濟(jì)截面，故可取為50㎜2聚乙烯鋁芯電纜。</p><p>　　35kV交聯(lián)聚乙烯鎧裝50㎜2鋁芯電纜的允許載流量為128A>88.69A，故所選導(dǎo)線</p><p>　　截面滿足最大載流量要求。同時(shí)也滿足發(fā)熱條件。</p><p>　　35kv埋地的機(jī)械強(qiáng)度

82、最小截面35㎜2<50㎜2，因此，所選的導(dǎo)線截面也滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求。</p><p>　　電源A與電源B間的橋架電纜也可選用35kV交聯(lián)聚乙烯鎧裝50㎜2鋁芯電纜。</p><p><b>　　3.4全校負(fù)荷計(jì)算</b></p><p>　　在計(jì)算全校負(fù)荷時(shí)，要考慮變壓器損耗和線路損耗。在35kV變電所高壓側(cè)總計(jì)算負(fù)荷中已包含了各項(xiàng)負(fù)荷

83、及各項(xiàng)損耗，故全校負(fù)荷為：</p><p>　　由電源A供電的負(fù)荷：</p><p>　　由電源B供電的負(fù)荷：</p><p>　　所以，全?？傆?jì)算負(fù)荷為：</p><p>　　第 4 章 系統(tǒng)的短路分析</p><p>　　4.1短路及短路電流</p><p>　　電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時(shí)

84、通過的電流為短路電流。在供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮正常工作狀態(tài)，還要考慮故障造成的非正常狀態(tài)。破壞供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障中，最嚴(yán)重的是短路故障。所謂短路是指相與相之間的短接，或在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中一相或幾相接地，以及三相四線制系統(tǒng)中相線與中線短接。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，短路回路的阻抗很小，于是在短路回路中將流通很大的短路電流（幾千甚至幾十萬(wàn)安），電源的電壓完全降落在短路回路中。</p><p>　　三相系統(tǒng)中短路

85、的基本類型有：三相短路、兩相短路、單相短路（單相接地短路）和兩相接地短路。除了上述各種短路以外，變壓器或電機(jī)還可能發(fā)生一相繞組匝間或?qū)娱g短路等。在各類短路形式中，發(fā)生單相接地短路的幾率最高，但短路電流較小，對(duì)系統(tǒng)的威脅也??；發(fā)生三相短路的幾率最低，但短路電流最大，對(duì)系統(tǒng)的威脅也最大。因此，三相短路分析就成為系統(tǒng)短路分析的重點(diǎn)。</p><p>　　在系統(tǒng)發(fā)生短路的情部下，保護(hù)系統(tǒng)必須動(dòng)作，并使斷路器跳閘以切除短路

86、故障。所以高壓斷路器應(yīng)按照發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流進(jìn)行選擇。</p><p>　　4.1.1 短路電流計(jì)算的目的</p><p>　　1．在選擇電氣主接線時(shí)，為了比較各種接線方案或確定某一接線是否需要采取限制短路電流的措施等，均需進(jìn)行必要的短路電流計(jì)算。</p><p>　　2．在選擇電氣設(shè)備時(shí)，為了保證設(shè)備在正常運(yùn)行和故障情況下都能安全、可靠地工作，同時(shí)又力求節(jié)約

87、資金，這就需要進(jìn)行全面的短路電流計(jì)算。</p><p>　　3．在選擇繼電保護(hù)方式和進(jìn)行整定計(jì)算時(shí)，需以各種短路時(shí)的短路電流為依據(jù)。</p><p>　　4．按接地裝置的設(shè)計(jì)，也需用短路電流。</p><p>　　4.1.2 短路電流計(jì)算的規(guī)定</p><p>　　1．驗(yàn)算導(dǎo)體和電器動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器開斷電流所用的短路電流，應(yīng)按工程的設(shè)計(jì)

88、規(guī)劃容量計(jì)算，并考慮電力系統(tǒng)的遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃（一般為本期工程建成后5～10年）。確定短路電流計(jì)算時(shí)，應(yīng)按可能發(fā)生最大短路電流的正常接線方式，而不應(yīng)僅按在切換過程中可能并列運(yùn)行的接線方式。</p><p>　　2．選擇導(dǎo)體和電器用的短路電流，在電氣連接的網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)考慮具有反饋?zhàn)饔玫膶?dǎo)步電機(jī)的影響和電容補(bǔ)償裝置放電電流的影響。</p><p>　　3．選擇導(dǎo)體和電器時(shí)，對(duì)不帶電抗器回路的計(jì)算短路

89、點(diǎn)，應(yīng)按選擇在正常接線方式時(shí)短路電流為最大的地點(diǎn)。</p><p>　　4．導(dǎo)體和電器的動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定以及電器的開斷電流一般按三相短路驗(yàn)算。</p><p>　　4.1.3短路計(jì)算基本假設(shè)</p><p>　　1．正常工作時(shí)，三相系統(tǒng)對(duì)稱運(yùn)行；</p><p>　　2．所有電源的電動(dòng)勢(shì)相位角相同；</p><p>　　

90、3．電力系統(tǒng)中各元件的磁路不飽和，即帶鐵芯的電氣設(shè)備電抗值不隨電流大小發(fā)生變化；</p><p>　　4．不考慮短路點(diǎn)的電弧阻抗和變壓器的勵(lì)磁電流；</p><p>　　5．元件的電阻略去，輸電線路的電容略去不計(jì)，及不計(jì)負(fù)荷的影響；</p><p>　　6．系統(tǒng)短路時(shí)是金屬性短路。</p><p><b>　　4.2短路電流計(jì)算&l

91、t;/b></p><p>　　本系統(tǒng)中，短路點(diǎn)設(shè)置在以下幾個(gè)位置：</p><p>　　兩35kV電源進(jìn)線斷路器出口（選擇35kV變電所進(jìn)線斷路器，取其短路電流大值選擇35kV橋架斷路器）</p><p>　　35/10.5kV變壓器二次側(cè)出口（電源A進(jìn)線線路與電源B進(jìn)線線路分別計(jì)算短路電流，可選擇10kV出線斷路器；取其大值選擇10kV母線分段斷路器）&l

92、t;/p><p>　　10kV進(jìn)線斷路器出口（選擇10kV變電所進(jìn)線斷路器，取同一變電所中兩短路電流大值選擇10kV橋架斷路器）</p><p>　　0.4kV進(jìn)線斷路器出口（選擇0.4kV進(jìn)線斷路器，取同一變電所中兩短路電流大值選擇0.4kV母線分段斷路器。）</p><p>　　4.2.1 系統(tǒng)參數(shù)</p><p>　　35kV電源A系統(tǒng)阻抗

93、：</p><p>　　35kV電源B系統(tǒng)阻抗：</p><p>　　35kV電源A進(jìn)線線路阻抗：</p><p>　　35kV電源B進(jìn)線線路阻抗：</p><p>　　35/10.5kV變壓器阻抗： </p><p>　　10/0.4kV變壓器阻抗：</p><p><b>　　1

94、T、2T：</b></p><p><b>　　3T、4T：</b></p><p><b>　　5T、6T：</b></p><p><b>　　7T、8T：</b></p><p>　　10kV出線線路阻抗（設(shè)出線長(zhǎng)度為1km）：</p><

95、p>　　1T、2T、3T、4T、7T、8T：</p><p><b>　　5T、6T：</b></p><p>　　4.2.2 35kV進(jìn)線斷路器出口處短路電流</p><p><b>　　電源A：</b></p><p><b>　　短路阻抗：</b></p>

96、;<p><b>　　短路電流：</b></p><p><b>　　電源B：</b></p><p><b>　　短路阻抗：</b></p><p><b>　　短路電流：</b></p><p>　　4.2.3 35/10.5kV變壓器二

97、次側(cè)出口處短路電流</p><p><b>　　電源A:</b></p><p><b>　　短路阻抗：</b></p><p><b>　　短路電流：</b></p><p><b>　　電源B:</b></p><p><

98、b>　　短路阻抗： </b></p><p><b>　　短路電流：<</b></p><p>　　因此，按照選擇10kV母線分段斷路器。</p><p>　　4.2.4 10kV進(jìn)線斷路器出口處短路電流</p><p>　　1.由電源A供電的線路：</p><p>　　1

99、）1、3、7號(hào)線路</p><p><b>　　短路阻抗：</b></p><p><b>　　短路電流：</b></p><p><b>　　短路容量：</b></p><p><b>　　2）5號(hào)線路</b></p><p>&

100、lt;b>　　短路阻抗：</b></p><p><b>　　短路電流：</b></p><p><b>　　短路容量：</b></p><p>　　2.由電源B供電的線路：</p><p>　　1）2、4、8號(hào)線路</p><p><b>　　短

101、路阻抗：</b></p><p><b>　　短路電流：</b></p><p><b>　　短路容量：</b></p><p><b>　　2）6號(hào)線路</b></p><p><b>　　短路阻抗：</b></p><p

102、><b>　　短路電流：</b></p><p><b>　　短路容量：</b></p><p>　　4.2.5 0.4kV斷路器出口處短路電流</p><p><b>　　1. 1、3號(hào)線路</b></p><p><b>　　短路阻抗：</b>&

103、lt;/p><p><b>　　短路電流：</b></p><p><b>　　2. 2、4號(hào)線路</b></p><p><b>　　短路阻抗：</b></p><p><b>　　短路電流：</b></p><p><b>

104、;　　3. 5號(hào)線路</b></p><p><b>　　短路阻抗：</b></p><p><b>　　短路電流：</b></p><p><b>　　4．6號(hào)線路</b></p><p><b>　　短路阻抗：</b></p>

105、<p><b>　　短路電流：</b></p><p><b>　　5．7號(hào)線路</b></p><p><b>　　短路阻抗：</b></p><p><b>　　短路電流：</b></p><p><b>　　6．8號(hào)線路<

106、/b></p><p><b>　　短路阻抗：</b></p><p><b>　　短路電流：</b></p><p>　　第 5 章 開關(guān)設(shè)備及互感器選擇</p><p><b>　　5.1設(shè)備選擇依據(jù)</b></p><p>　　供電系統(tǒng)中的

107、一次設(shè)備主要包括變壓器、母線、斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、熔斷器、電抗器、電容器、互感器避雷器及其成套設(shè)備。電氣裝置中的載流導(dǎo)體和電氣設(shè)備，在正常運(yùn)行和短路狀態(tài)時(shí)，都必須安全可靠地運(yùn)行。為了保證電氣裝置的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，必須正確地選擇電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體。各種電氣設(shè)備選擇的一般程序是：先按正常工作條件選擇出設(shè)備，然后按短路條件校驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定。</p><p>　　電氣設(shè)備選擇的一般要求包括：按工作環(huán)境及正常工

108、作的條件選擇電氣設(shè)備；按短路條件校驗(yàn)電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性；開關(guān)電器斷流能力校驗(yàn)。</p><p>　　5.2高壓開關(guān)設(shè)備的選擇</p><p>　　5.2.1 35kV進(jìn)線斷路器與隔離開關(guān)選擇</p><p>　　設(shè)繼電動(dòng)作保護(hù)時(shí)間為1.1s，斷路器斷路時(shí)間為0.1s。</p><p>　　1.電源A進(jìn)線斷路器與隔離開關(guān)選擇</

109、p><p>　　可初選斷路器為泰開/LW8-35AG型六氟化硫斷路器。</p><p>　　表5-1 斷路器參數(shù)指標(biāo)校核表</p><p>　　依據(jù)斷路器的選擇條件，選擇GN30-35型戶內(nèi)隔離開關(guān)。</p><p>　　表5-2 隔離開關(guān)參數(shù)指標(biāo)校核表</p><p>　　2.電源B進(jìn)線斷路器與隔離開關(guān)選擇</

110、p><p>　　可初選斷路器為L(zhǎng)N2-35Ⅰ型六氟化硫斷路器。</p><p>　　表5-3 斷路器參數(shù)指標(biāo)校核表</p><p>　　依據(jù)斷路器的選擇條件，選擇GN30-35型戶內(nèi)隔離開關(guān)。</p><p>　　表5-4 隔離開關(guān)參數(shù)指標(biāo)校核表</p><p>　　因此，35kV橋架斷路器選擇泰開/LW8-35AG型

111、六氟化硫斷路器，隔離開關(guān)選擇GN30-35型戶內(nèi)隔離開關(guān)。</p><p>　　5.2.2 35/10.5kV變壓器二次側(cè)出口處斷路器選擇</p><p>　　設(shè)繼電動(dòng)作保護(hù)時(shí)間為1.1s，斷路器斷路時(shí)間為0.1s。斷路器額定電流不應(yīng)小于變壓器二次側(cè)額定電流。</p><p>　　1.電源A進(jìn)線斷路器與隔離開關(guān)選擇</p><p>　　可初選

112、斷路器為ZN3-35型戶內(nèi)真空斷路器。</p><p>　　表5-5 斷路器參數(shù)指標(biāo)校核表</p><p>　　電源B進(jìn)線斷路器選擇：</p><p>　　可初選斷路器為ZN3-35型戶內(nèi)真空斷路器。</p><p>　　表5-6 斷路器參數(shù)指標(biāo)校核表</p><p>　　因此，10kV母線分段斷路器也選用ZN3-

113、35型戶內(nèi)真空斷路器。</p><p>　　5.2.3 10kV進(jìn)線斷路器與隔離開關(guān)選擇</p><p>　　設(shè)繼電動(dòng)作保護(hù)時(shí)間為1.1s，斷路器斷路時(shí)間為0.1s。</p><p>　　1.短路沖擊電流計(jì)算</p><p>　　表5-7 各進(jìn)線短路沖擊電流</p><p><b>　　2.斷路器的選擇&l

114、t;/b></p><p>　　1、3、5、7號(hào)進(jìn)線出口處斷路器選擇SN10-10Ⅲ型戶內(nèi)少油斷路器；2、4、6、8號(hào)進(jìn)線出口處斷路器選擇SN4-10型戶內(nèi)真空斷路器。</p><p>　　在選取相同型號(hào)斷路器的情況下，采用較大數(shù)值進(jìn)行校核。</p><p>　　表5-8 斷路器參數(shù)指標(biāo)校核表</p><p>　　表5-9 斷路器參

115、數(shù)指標(biāo)校核表</p><p><b>　　3.隔離開關(guān)的選擇</b></p><p>　　考慮到裝設(shè)成本與日后的運(yùn)行維護(hù)成本，所有10kV隔離開關(guān)采用同一型號(hào)。依據(jù)斷路器的選擇條件，選擇GN30-10型戶內(nèi)隔離開關(guān)。</p><p>　　表5-10 隔離開關(guān)參數(shù)指標(biāo)校核表</p><p>　　5.3低壓開關(guān)設(shè)備的選擇&

116、lt;/p><p>　　5.3.1低壓路器選擇依據(jù)</p><p>　　低壓斷路器分為主回路和脫扣器兩個(gè)主要部分，設(shè)備選擇和參數(shù)整定也包括兩個(gè)部分。在選擇低壓斷路器時(shí)，應(yīng)遵循以下原則。</p><p>　　1．低壓斷路器的型號(hào)與操作機(jī)構(gòu)形式應(yīng)符合工作環(huán)境及保護(hù)功能等系統(tǒng)要求。</p><p>　　2．低壓斷路器額定電壓應(yīng)不低于裝設(shè)地點(diǎn)的線路的額定

117、電壓。</p><p>　　3．低壓斷路器額定電流分框架額定電流和斷路器額定電流都不低于線路計(jì)算電流。</p><p>　　4．低壓斷路器的短路斷流能力不應(yīng)小于線路中最大短路電流。</p><p>　　5.3.2 0.4kV斷路器選擇</p><p>　　1．各線路短路電流計(jì)算</p><p>　　表5-11 0.4

118、kV短路沖擊電流計(jì)算表</p><p><b>　　2．?dāng)嗦菲鞯倪x擇</b></p><p>　　根據(jù)短路電流，1、2、3、4號(hào)線路可選擇MA40-2000智能型萬(wàn)能斷路器；5、6號(hào)線路可選擇MA40-4000型；7、8號(hào)線路選擇MA40-2500型。</p><p>　　經(jīng)過校核計(jì)算，所選型號(hào)設(shè)備均符合使用條件，滿足使用要求。</p&g

119、t;<p><b>　　5.4互感器的選擇</b></p><p>　　供電系統(tǒng)的高電壓與大電流無(wú)法直接測(cè)量，故而需要降壓減流?；ジ衅鲗?shí)質(zhì)上是特殊的變壓器，基本結(jié)構(gòu)及工作原理與變壓器相同。電壓互感器與電流互感器主要包括以下三大功能：</p><p>　　利用特殊變壓器的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)間的電隔離，從而保證了二次系統(tǒng)中設(shè)備及人身的安全；<

120、/p><p>　　將一次系統(tǒng)的高電壓轉(zhuǎn)換成低電壓（電壓互感器），或?qū)⒁淮蜗到y(tǒng)的大電流轉(zhuǎn)換成小電流（電流互感器），從而為二次系統(tǒng)的計(jì)量、測(cè)量、保護(hù)及控制等功能提供信號(hào)與電源；</p><p>　　電壓互感器的標(biāo)準(zhǔn)二次側(cè)電壓與電流互感器的標(biāo)準(zhǔn)二次側(cè)電流可使二次系統(tǒng)的各類電氣裝置實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。</p><p>　　根據(jù)對(duì)一次系統(tǒng)執(zhí)行計(jì)量、測(cè)量、保護(hù)、控制等需要的基本數(shù)據(jù)的性質(zhì)、

121、形式、精度及位置等不同要求，一次系統(tǒng)中需要在不同系統(tǒng)位置配置不同的互感器。</p><p>　　5.4.1電流互感器的選擇</p><p>　　電流互感器一次側(cè)只有一到幾匝，導(dǎo)線截面積大，串入被測(cè)電路。二次側(cè)匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，與阻抗較小的儀表構(gòu)成閉路。正常工作時(shí)二次側(cè)處于近似短路狀態(tài)，輸出電壓很低。在運(yùn)行中如果二次繞組開路或一次繞組流過異常電流，都會(huì)在二次側(cè)產(chǎn)生數(shù)千伏甚至上萬(wàn)伏的過電壓。這不

122、僅給二次系統(tǒng)絕緣造成危害，還會(huì)使互感器過激而燒損，甚至危及運(yùn)行人員的生命安全。 </p><p>　　測(cè)量用電流互感器的精度等級(jí)0.2/0.5/1/3，1表示變比誤差不超過±1%，另外還有0.2S和0.5S級(jí)。 </p><p>　　保護(hù)用電流互感器的精度等級(jí)5P/10P，10P表示復(fù)合誤差不超過10%。</p><p>　　1．電流互感器的選擇與校驗(yàn)&l