畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-35KV變電所供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（含CAD圖紙）

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1、第第 1 1 章章 供電系統(tǒng)圖紙，聯(lián)系供電系統(tǒng)圖紙，聯(lián)系 153893706153893706 1.11.1 礦山供電的基本要求礦山供電的基本要求 1.1.1 供電可靠 供電可靠就是要求不間斷供電。供電中斷時(shí)不僅會(huì)影響礦井 的原煤產(chǎn)量，而且可能損壞設(shè)備，甚至發(fā)生人身事故和造成礦井 的破壞。例如煤礦井下的空氣中含有瓦斯氣體，并且有水不斷涌 出，突然停電，將會(huì)使排水和通風(fēng)設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，可能造成水淹 礦井，工作人員窒息死亡或引起瓦斯、煤塵爆炸，危及礦井和人 身安全。因此，對(duì)煤礦中的重要用電設(shè)備，要求采用兩個(gè)獨(dú)立電 源的雙回路或環(huán)式供電方式，兩路電源線路互為備用，當(dāng)一路電 源線路故障或停電檢修時(shí)，則由

2、另一路電源線路繼續(xù)供電，以保 證供電的可靠性。 1.1.2 供電安全 供電安全具有兩個(gè)方面的意義，即防止人身觸電和防止由于 電氣設(shè)備的損壞和故障引起的電氣火災(zāi)及瓦斯、煤塵爆炸事故。 煤礦井下空間狹小、潮濕陰暗，井下電氣設(shè)備的受潮和機(jī)械損傷 容易發(fā)生人身觸電事故；供電線路和用電設(shè)備的損傷和故障產(chǎn)生 的電氣火花，會(huì)造成火災(zāi)或瓦斯、煤塵爆炸事故。因此，為了避 免事故的發(fā)生，在煤礦供電工作中，應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定，采取防爆、 防觸電、過負(fù)荷及過流保護(hù)等一系列技術(shù)措施和管理制度，消除 各種不安全因素，確保供電的安全。 1.1.3 保證供電質(zhì)量 衡量供電質(zhì)量高低的技術(shù)指標(biāo)是頻率的穩(wěn)定性和電壓的偏移。 交流電的頻

3、率對(duì)交流電動(dòng)機(jī)的性能有著直接的影響，頻率的變動(dòng) 會(huì)影響交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。按照電力工業(yè)技術(shù)管理法規(guī)規(guī)定， 對(duì)于額定頻率為 50Hz 的工業(yè)用交流電，其頻率相對(duì)于額定值的 偏差不允許超過0.2-0.5Hz，即為額定頻率的0.4-1。 電壓偏移是衡量供電質(zhì)量的又一重要指標(biāo)。所謂電壓偏移， 是指用電設(shè)備在運(yùn)行中，實(shí)際的端電壓與其額定電壓的偏差。用 電設(shè)備對(duì)定范圍內(nèi)的電壓偏移具行適應(yīng)能力，但隨著電壓偏移 的增大，用電設(shè)備的性能將會(huì)惡化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成設(shè)備的損壞。 例如，白熾燈在超過額定電壓 5的電壓下工作時(shí)其工作壽命 將縮短一半；因此我國對(duì)用電設(shè)備電壓偏移的允許值做了具體 的規(guī)定，例如電動(dòng)機(jī)的電壓偏移不允

4、許超過其額定電壓的 5，白熾燈的電壓偏移不允許越過其額定值的+3和- 2.5。 1.1.4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理 技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理是指在滿足上述三項(xiàng)要求的前提下，使供電系 統(tǒng)的投資和運(yùn)行達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn) 行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長 遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧 全大局，適應(yīng)發(fā)展。 1.21.2 設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則 按照國家標(biāo)準(zhǔn) GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 、GB 50059-9235110kV 變電所設(shè)計(jì)規(guī)范 、GB50053-94 10kv 及 以下設(shè)計(jì)規(guī)范

5、、GB50054-95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定， 進(jìn)行礦山供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則： 1、遵守規(guī)程、執(zhí)行政策 必須遵守國家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策， 包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。 2、安全可靠、先進(jìn)合理 應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格， 技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn) 品。 3、近期為主、考慮發(fā)展 應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn) 期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。 4、全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧 按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理 確定設(shè)計(jì)方案。礦山供電設(shè)計(jì)是整個(gè)煤礦設(shè)

6、計(jì)中的重要組成部分。 礦山供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到煤礦的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事礦 山供電工作的人員，有必要了解和掌握礦山供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)， 以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。 1.31.3 內(nèi)容及步驟內(nèi)容及步驟 全礦總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根據(jù)各個(gè)部門負(fù)荷數(shù) 量和性質(zhì)及其對(duì)負(fù)荷的要求，以及負(fù)荷布局，結(jié)合國家供電情況。 解決對(duì)各部門的安全可靠，經(jīng)濟(jì)的分配電能問題。其基本內(nèi)容有 以下幾方面。 1、負(fù)荷計(jì)算 全礦總降壓變電所的負(fù)荷計(jì)算，是在各部門負(fù)荷計(jì)算的基礎(chǔ) 上進(jìn)行的?？紤]變電所變壓器的功率損耗，從而求出全礦總降壓 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、顯示計(jì) 算結(jié)果。 2、一次系統(tǒng)圖 跟

7、據(jù)負(fù)荷類別及對(duì)供電可靠性的要求進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，繪制一 次系統(tǒng)圖，確定變電所高、低接線方式。對(duì)它的基本要求，即要 安全可靠又要靈活經(jīng)濟(jì)，安裝容易維修方便。 3、電容補(bǔ)償 按負(fù)荷計(jì)算求出總降壓變電所的功率因數(shù)，通過查表或計(jì)算 求出達(dá)到供電部門要求數(shù)值所需補(bǔ)償?shù)臒o功功率。由手冊(cè)或產(chǎn)品 樣本選用所需無功功率補(bǔ)償柜的規(guī)格和數(shù)量。 4、變壓器選擇及變電所布置 根據(jù)電源進(jìn)線方向，綜合考慮設(shè)置總降壓變電所的有關(guān)因素， 結(jié)合全礦計(jì)算負(fù)荷以及擴(kuò)建和備用的需要，確定變壓器型號(hào)及全 礦供電平面圖。 5、短路電流計(jì)算 礦山用電，通常為國家電網(wǎng)的末端負(fù)荷，其容量運(yùn)行小于電 網(wǎng)容量，皆可按無限大容量系統(tǒng)供電進(jìn)行短路計(jì)算。求出

8、各短路 點(diǎn)的三相短路電流及相應(yīng)有關(guān)參數(shù)。 6、高、低壓設(shè)備選擇及校驗(yàn) 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， 選擇高、低壓配電設(shè)備，如隔離開關(guān)、斷路器、母線、電纜、絕 緣子、避雷器、互感器、開關(guān)柜等設(shè)備。并根據(jù)需要進(jìn)行熱穩(wěn)定 和力穩(wěn)定檢驗(yàn)，并列表表示。 7、導(dǎo)線、電纜的選擇 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)線和電纜截面選擇時(shí)必須滿足發(fā)熱條件： 導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì) 算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫 度。 8、整定及二次保護(hù) 為了監(jiān)視、控制和保證安全可靠運(yùn)行，各用電設(shè)備，皆需設(shè) 置相應(yīng)的控制、信號(hào)、檢測(cè)

9、和繼電器保護(hù)裝置。并對(duì)保護(hù)裝置做 出整定計(jì)算. 第第 2 2 章章: :負(fù)荷分析和主變壓器的選擇負(fù)荷分析和主變壓器的選擇 2.1 負(fù)荷分析 2.1.1 負(fù)荷分類及定義 1. 一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡或重大設(shè)計(jì)損壞，且難以挽回， 帶來極大的政治、經(jīng)濟(jì)損失者屬于一級(jí)負(fù)荷。一級(jí)負(fù)荷要求有兩個(gè)獨(dú)立電 源供電。 2. 二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成設(shè)計(jì)局部破壞或生產(chǎn)流程紊亂，且較長時(shí) 間才能修復(fù)或大量產(chǎn)品報(bào)廢，重要產(chǎn)品大量減產(chǎn)，屬于二級(jí)負(fù)荷。二級(jí)負(fù) 荷應(yīng)由兩回線供電。但當(dāng)兩回線路有困難時(shí)（如邊遠(yuǎn)地區(qū)） ，允許有一回 專用架空線路供電。 3. 三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)的一般電力負(fù)荷。三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無特

10、 殊要求，允許較長時(shí)間停電，可用單回線路供電。 煤礦變電所負(fù)責(zé)向整個(gè)礦區(qū)供電，在煤礦上除了家屬區(qū)及一些輔助設(shè) 備以外,大部分是井下用電，例如：提升機(jī),排水泵等等，若煤礦變電所一 旦停電就可能造成人身死亡，所以應(yīng)屬一級(jí)負(fù)荷。采用兩個(gè)獨(dú)立回路供電. 2.1.2 本系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算 1. 定義 （1）、計(jì)算負(fù)荷又稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷是一 個(gè)假想的持續(xù)性的負(fù)荷，其熱效應(yīng)與同一時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所 產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等。在配電設(shè)計(jì)中，通常采用 30 分鐘的最 大平均負(fù)荷作為按發(fā)熱條件選擇電器或?qū)w的依據(jù)。 （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

11、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)荷用來計(jì)算最大負(fù)荷和電能消耗量。 2. 負(fù)荷計(jì)算的方法 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)將采用需要系數(shù)法予以確定。 所用公式有： (1)、單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 單組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷應(yīng)按下式計(jì)算: 22 tan cadeN cacawm cacaca PKP QP SPQ 式中 Pca、Qca、Sca-該組用電設(shè)備的有功、無功、視在功率計(jì)算值, kw、kvar、kVA -該組用電設(shè)備額定容量之和,kw N P ,-該組用電設(shè)備的需用系數(shù)和加權(quán)平均功率因數(shù) de Kcos wm -與

12、相對(duì)應(yīng)的正切值tan wm cos wm 該組用電設(shè)備的負(fù)荷電流按下式計(jì)算: 3 ca ca N S I U 式中 Ica-該組用電設(shè)備的總負(fù)荷電流,A UN-電網(wǎng)的額定電壓,kv (2)、變電所總計(jì)算負(fù)荷 將變電所各組用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷相加,再乘以組間最大負(fù)荷的 同時(shí)系數(shù),即可求出變電所的總計(jì)算負(fù)荷. 22 SPca Sqca PKP QKQ SPQ 式中 -變電所負(fù)荷的總有功、無功、視在功率計(jì)算值，PQS kw、kvar、kVA -變電所各組用電設(shè)備的有功、無功功率計(jì)算值 caca PQ 之和, kw、kvar -各組用電設(shè)備最大負(fù)荷不可能同時(shí)出現(xiàn)的組間 SPSq KK 最大負(fù)荷同時(shí)系數(shù),

13、組數(shù)越多其值越小,本設(shè)計(jì)取 Ksp=0.9,Ksq=0.95 變電所的功率因數(shù)為 cos P S 3. 負(fù)荷計(jì)算結(jié)果 見表 2-1 2.2 無功功率的補(bǔ)償 根據(jù)全國供用電規(guī)則的規(guī)定:高壓供電的工業(yè)用戶功率因數(shù) 應(yīng)該在 0.90 以上.,所以當(dāng)變電所的功率因數(shù)低于 0.9 時(shí),應(yīng)采取人 工補(bǔ)償措施,補(bǔ)償后的功率因數(shù)應(yīng)不低于 0.95.目前 35kv 變電所一 般是采用在 6kv 母線上裝設(shè)并聯(lián)電容器的進(jìn)行集中補(bǔ)償?shù)姆椒? 來提高變電所的功率因數(shù)。 1、電容器補(bǔ)償容量的計(jì)算 電容器的無功補(bǔ)償容量為： ） ac tantan( PQC 式中 -補(bǔ)償前功率因數(shù)角的正切值tan -補(bǔ)償后應(yīng)達(dá)到的功率因數(shù)

14、角的正切值 ac tan 2、 電容器（柜）臺(tái)數(shù)的確定 無功補(bǔ)償所需電容器總臺(tái)數(shù) N 為 2 )(q NC W NC C U U Q N 式中 -單臺(tái)電容器柜的額定容量，kvar NC q -電容器的實(shí)際工作電壓，kV W U -電容器的額定電壓，kV NC U 確定電容器的總臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)選取不小于計(jì)算值 N 的整數(shù)。 3、 補(bǔ)償后的實(shí)際功率因數(shù) 因?yàn)殡娙萜鞯呐_(tái)數(shù)選擇與計(jì)算值不同，所以應(yīng)計(jì)算補(bǔ)償后的實(shí)際功率因數(shù)。 電容器的實(shí)際補(bǔ)償容量為： 2 . cqNca )( CN W U U NQ 。 式中 Qca-電容器的實(shí)際補(bǔ)償容量，kvar N-所選電容器的實(shí)際臺(tái)數(shù) 補(bǔ)償后變電所負(fù)荷的總無功功率為

15、caca QQQ 。 補(bǔ)償后變電所的負(fù)荷總?cè)萘?2 a.c 2 ca QPS 。 補(bǔ)償后的功率因數(shù) a.c a.c cos S P 式中 、 、-補(bǔ)償后變電所負(fù)荷的總無功功率、總?cè)萘亢?ca。 Q ca。 S a.c cos 功率因數(shù)，kvar、kVA 、-補(bǔ)償前變電所負(fù)荷的用功功率、無功功 P Q 率的計(jì)算值，kW、kvar 2.3主變壓器的選擇 1、主變壓器臺(tái)數(shù)的確定 具有一級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。 根據(jù)煤炭工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，礦井變電所的主變壓器一般選 用兩臺(tái)，當(dāng)其中一臺(tái)停運(yùn)時(shí)，另一臺(tái)應(yīng)能保證安全及原煤生產(chǎn)用 電，并不得少于全礦負(fù)荷的 80%，根據(jù)實(shí)際情況的需要在

16、本設(shè) 計(jì)中選擇了兩臺(tái)主變壓器，采用一臺(tái)工作一臺(tái)帶電備用的運(yùn)行形 式。 2、變電所主變壓器容量的確定 本變電所選擇的兩臺(tái)變壓器，一臺(tái)工作一臺(tái)備用，則變壓器的容 量應(yīng)該按下式計(jì)算： a.c. SS TN 主變壓器型號(hào)的選擇應(yīng)盡量考慮采用低損耗、高效率的變壓器。 根據(jù)實(shí)際情況本設(shè)計(jì)選擇了兩臺(tái)型號(hào)為 SFL7-20000/35 的變壓器。 第 3 章電氣主接線的設(shè)計(jì) 3.1電氣主接線的概述 變電所主接線(一次接線)表示變電所接受、變換和分配電能的路徑。 它由各種電力設(shè)備(隔離開關(guān)、避雷器、斷路器、互感器、變壓器等)及其 連接線組成。通常用單線圖表示。 主接線是否合理,對(duì)變電所設(shè)備選擇和布置,運(yùn)行的靈活

17、性、安全性、 可靠性和經(jīng)濟(jì)性,以及繼電保護(hù)和控制方式都有密切關(guān)系.它是供電設(shè)計(jì)中 的重要環(huán)節(jié). 在圖上所有電器均以新的國家標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)表示，按它們的 正常狀態(tài)畫出。所謂正常狀態(tài)，就是電器所處的電路中既無電壓，也無外 力作用的狀態(tài)。對(duì)于圖中的斷路器和隔離開關(guān)，是畫出它們的斷開位置。 在圖上高壓設(shè)備均以標(biāo)準(zhǔn)圖形符號(hào)代表，一般在主接線路圖上只標(biāo)出設(shè)備 的圖形符號(hào)，在主接線的施工圖上，除畫出代表設(shè)備的圖形符號(hào)外，還應(yīng) 在圖形符號(hào)旁邊寫明設(shè)備的型號(hào)與規(guī)范。從主接線圖上我們可了解變電所 設(shè)備的電壓、電流的流向、設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量、變電所的規(guī)模及設(shè)備間的 連接方式等，因此，主接線圖是變電所的最主要的圖紙之一。

18、 3.2電氣主接線的設(shè)計(jì)原則和要求 3.2.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)原則 (1) 考慮變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用 變電所在電力系統(tǒng)的地位和作用是決定主接線的主要因素。變電所 不管是樞紐變電所、地區(qū)變電所、終端變電所、企業(yè)變電所還是分支變 電所，由于它們?cè)陔娏ο到y(tǒng)中的地位和作用不同，對(duì)主接線的可靠性、 靈活性、經(jīng)濟(jì)性的要求也不同。 (2) 考慮近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)模 變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)五到十年電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。應(yīng)根據(jù) 負(fù)荷的大小及分布負(fù)荷增長速度和潮流分布，并分析各種可能的運(yùn)行方 式，來確定主接線的形式以及所連接電源數(shù)和出線回?cái)?shù)。 (3) 考慮用電負(fù)荷的重要性分級(jí)和出線回?cái)?shù)多少對(duì)主接線的影響

19、 對(duì)一級(jí)用電負(fù)荷，必須有兩個(gè)獨(dú)立電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后， 應(yīng)保證全部一級(jí)用電負(fù)荷不間斷供電；對(duì)二級(jí)用電負(fù)荷，一般要有兩個(gè) 電源供電，且當(dāng)一個(gè)電源失去后，能保證大部分二級(jí)用電負(fù)荷供電，三 級(jí)用電負(fù)荷一般只需一個(gè)電源供電。 (4)考慮主變臺(tái)數(shù)對(duì)主接線的影響 變電所主變的容量和臺(tái)數(shù)，對(duì)變電所主接線的選擇將會(huì)產(chǎn)生直接的 影響。通常對(duì)大型變電所，由于其傳輸容量大，對(duì)供電可靠性要求高， 因此，其對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求也高。而容量小的變電所， 其傳輸容量小，對(duì)主接線的可靠性、靈活性的要求低。 (5)考慮備用容量的有無和大小對(duì)主接線的影響 發(fā)、送、變的備用容量是為了保證可靠的供電，適應(yīng)負(fù)荷突增、

20、設(shè) 備檢修、故障停運(yùn)情況下的應(yīng)急要求。電氣主接線的設(shè)計(jì)要根據(jù)備用容 量的有無而有所不同，例如，當(dāng)斷路器或母線檢修時(shí)，是否允許線路、 變壓器停運(yùn)；當(dāng)線路故障時(shí)否允切除線路、變壓器的數(shù)量等，都直接影 響主接線的形式。 3.2.2 電氣主接線設(shè)計(jì)的基本要求 變電所的電氣主接線應(yīng)根據(jù)該變電所在電力系統(tǒng)中的地位，變電所 的規(guī)劃容量、負(fù)荷性質(zhì)、線路、變壓器連接總數(shù)、設(shè)備特點(diǎn)等條件確定。 并應(yīng)綜合考慮供電可靠、運(yùn)行靈活、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過 渡或擴(kuò)建等要求。 (1)可靠實(shí)用 所為可靠性是指主接線能可靠的工作，以保證對(duì)用戶不間斷的供電。 衡量可靠性的客觀標(biāo)準(zhǔn)是運(yùn)行實(shí)踐。經(jīng)過長期運(yùn)行實(shí)踐的考驗(yàn)，對(duì)以往

21、 所采用的主接線經(jīng)過優(yōu)選，現(xiàn)今采用主接線的類型并不多。主接線的可 靠性是它的各組成元件，包括一、二次部分在運(yùn)行中可靠性的綜合。因 此，不僅要考慮一次設(shè)備對(duì)供電可靠性的影響，還要考慮繼電保護(hù)二次 設(shè)備的故障對(duì)供電可靠性的影響。同時(shí)，可靠性不是絕對(duì)的，而是相對(duì) 的。一種主接線對(duì)某些變電所是可靠的，而對(duì)另一些變電所可能是不可 靠的。 (2)運(yùn)行靈活 主接線運(yùn)行方式靈活，利用最少的切換操作，達(dá)到不同的供電方式。 根據(jù)用電負(fù)荷大小，應(yīng)作到靈活的投入和切除變壓器。檢修時(shí)，可以方 便的停運(yùn)變壓器、斷路器、母線等電氣設(shè)備，不影響工廠重要負(fù)荷的用 電。 (3)簡單經(jīng)濟(jì) 在滿足供電可靠性的前提下，盡量選用簡單的接

22、線。接線簡單，既 節(jié)省斷路器、隔離開關(guān)、電流和電壓互感器、避雷器等一次設(shè)備，使節(jié) 點(diǎn)少、事故和檢修機(jī)率少；又要考慮單位的經(jīng)濟(jì)能力。經(jīng)濟(jì)合理地選用 主變壓器型號(hào)、容量、數(shù)量，減少二次降壓用電，達(dá)到減少電能損失之 目的。 (4) 操作方便 主接線操作簡便與否，視主接線各回路是否按一條回路配置一臺(tái)斷 路器的原則，符合這一原則，不僅操作簡便、二次接線簡單、擴(kuò)建也方 便，而且一條回路發(fā)生故障時(shí)不影響非故障回路供電。 (5)便于發(fā)展 設(shè)計(jì)主接線時(shí)，要為布置配電裝置提供條件，盡量減少占地面積。 但是還應(yīng)考慮工廠企業(yè)的發(fā)展，有的用戶第一期工程往往只上一臺(tái)變壓 器，經(jīng) 35 年后，需建設(shè)第二臺(tái)主變壓器，變電所布

23、局、基建一般都是 根據(jù)主接線的規(guī)模確定的。因此，選擇主接線方案時(shí)，應(yīng)留有發(fā)展余地。 擴(kuò)建時(shí)可以很容易地從初期接線過度到最終接線。 3.3 電氣主接線方案的比較 對(duì)于電源進(jìn)線電壓為 35KV 及以上的大中型工礦企業(yè)，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。 總降壓變電所主結(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)節(jié)。 1. 一次側(cè)采

24、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， 這種主結(jié)線，其一次側(cè)的斷路器跨接在兩路電源線之間，猶如一座橋梁， 而處在線路斷路器的內(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。這種 內(nèi)橋式結(jié)線多用于電源線路較長因而發(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。 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電所， 這種主結(jié)線，其一次側(cè)的高壓斷路器也跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在 線路斷路器的外側(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，

25、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。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 不通過進(jìn)線斷路器，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。 3、一、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所，這種主結(jié)線圖 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 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

26、，但開關(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)的煤礦是連續(xù)運(yùn)行，負(fù)荷變動(dòng)較小，電源進(jìn)線較短 （4.5km）,主變壓器不需要經(jīng)常切換，另外再考慮到今后的長遠(yuǎn)發(fā)展。 本設(shè)計(jì)一次側(cè)采用全橋接線，二次側(cè)采用單母線分段接線。 第 4 章：短路電流的計(jì)算 4.1 短路電流計(jì)算的一般概述 電氣設(shè)備或?qū)w發(fā)生短路故障時(shí)通過的電流為短路電流。 在工礦企業(yè)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，不僅要考慮到正常工作 狀態(tài)，而且還要考慮到發(fā)生故障所造成的不正常狀態(tài)。根據(jù)電 力系統(tǒng)多年的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，破壞供電系統(tǒng)正常運(yùn)行的故障一 般最常見的

27、是各種短路。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)中一相或幾相與大地相接（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 至幾十萬安） ，電源的電壓完全降落在短路回路中。 4.1.1 短路的原因 發(fā)生短路的主要原因是由于電力系統(tǒng)的絕緣被破壞。在大多數(shù) 情況下，絕緣的破壞多數(shù)是由于未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和未及時(shí)消除設(shè)備 中的缺陷，以及設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)所，例如：過電壓、 直接雷擊、絕緣材料的陳舊、絕緣配合不好、機(jī)械損壞等，運(yùn) 行人員的錯(cuò)誤操作，如帶負(fù)荷拉開隔離開關(guān)，或者檢修后未拆 接地線就接通斷路器；在長期過

28、負(fù)荷元件中，由于電流過大， 載流導(dǎo)體的溫度升高到不能容許的程度，使絕緣加速老化或破 壞；在小接地電流系統(tǒng)中未及時(shí)或消除一相接地的不正常工作 狀態(tài)，此時(shí)，其它兩相對(duì)地電壓升高倍，造成絕緣損壞；在3 某些化工廠或沿海地區(qū)空氣污穢，含有損壞絕緣的氣體或固體 物質(zhì)，如不加強(qiáng)絕緣，經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)檢修或者采取其他特殊防 護(hù)措施等，都很容易造成短路。此外，在電力系統(tǒng)中，某些事 故也可能直接導(dǎo)致短路，如桿塔塌導(dǎo)線斷線等。動(dòng)物或飛禽跨 接載流導(dǎo)體也會(huì)造成短路事故。 4.1.2短路的危害 短路電流所產(chǎn)生的電動(dòng)力能形成很大的破壞應(yīng)力，如果導(dǎo)體和它們 的支架不夠堅(jiān)固，則可能遭到嚴(yán)重破壞。短路電流越大，通過的時(shí)間越 長，

29、對(duì)故障元件破壞的程度也越大。由于短路電流很大，即使通過的時(shí) 間很短，也會(huì)使短路電流所經(jīng)過的元件和導(dǎo)體收起不能容許的發(fā)熱，從 而破壞絕緣甚至使載流部分退火、變形或燒毀。既然發(fā)生短路時(shí)流通很 大的短路電流（超過額定電流許多倍） ，這樣大的短路電流一旦流經(jīng)電氣 設(shè)備的載流導(dǎo)體，必然要產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和熱的破壞作用，隨著發(fā)生 短路地點(diǎn)和持續(xù)時(shí)間的長短，其破壞作用可能局限于一小部分，也可能 影響整個(gè)系統(tǒng)。 4.1.3短路的類型 三相系統(tǒng)中短路的基本類型有：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。 根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)

30、計(jì)，最常見的是單相接地短路，約占故障總數(shù) 的 60%，兩相短路約占 15%，兩相接地短路約占 20%，三相短路 約占 5%。三相短路雖少，但不能不考慮，因?yàn)樗吘褂邪l(fā)生的 可能，并且對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有著十分不利的影響。單相短路 雖然機(jī)會(huì)多短路電流也大，但可以人為的減小單相短路電流數(shù) 值，使單相短路電流最大可能值不超過三相短路電流的最大值。 這就使全部電氣設(shè)備可以只根據(jù)三相或兩相短路電流來選擇， 況且三相短路又是不對(duì)稱短路的計(jì)算基礎(chǔ)，尤其是工業(yè)企業(yè)供 電系統(tǒng)中大接地電流系統(tǒng)又很少，因此應(yīng)該掌握交流三相短路 電流的計(jì)算。 4.2 短路電流計(jì)算的目的和方法 短路電流計(jì)算的目的是為了正確選擇和校驗(yàn)電氣

31、設(shè)備，以及進(jìn)行繼電 保護(hù)裝置的整定計(jì)算。 進(jìn)行短路電流計(jì)算，首先要繪制計(jì)算電路圖。在計(jì)算電路圖上，將短 路計(jì)算所考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號(hào)，然 后確定短路計(jì)算點(diǎn)。短路計(jì)算點(diǎn)要選擇得使需要進(jìn)行短路校驗(yàn)的電氣元件 有最大可能的短路電流通過。 接著，按所選擇的短路計(jì)算點(diǎn)繪出等效電路圖，并計(jì)算電路中各主要 元件的阻抗。在等效電路圖上，只需將被計(jì)算的短路電流所流經(jīng)的一些主 要元件表示出來，并標(biāo)明其序號(hào)和阻抗值，然后將等效電路化簡。對(duì)于工 廠供電系統(tǒng)來說，由于將電力系統(tǒng)當(dāng)作無限大容量電源，而且短路電路也 比較簡單，因此一般只需采用阻抗串、并聯(lián)的方法即可將電路化簡，求出 其等效總阻

32、抗。最后計(jì)算短路電流和短路容量。 短路電流計(jì)算的方法，常用的有歐姆法（有稱有名單位制法）和標(biāo)幺制法 （又稱相對(duì)單位制法）。 本設(shè)計(jì)采用標(biāo)幺制法計(jì)算短路電流。其結(jié)果為： 35kv 母線 S1 點(diǎn)短路電流6kv 母線 S2 點(diǎn)短路電流運(yùn) 行方式I” （KA） ich(KA)S”(MVA)I” （KA） ich(KA)S”(MVA) 最大運(yùn)行 方式 7.3618.77471.6614.9751.4163.35 最小運(yùn)行 方式 9.1220.52584.4516.0449.32175.02 第 5 章：電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn) 5.1 高壓電器設(shè)備選擇的一般原則 為了保障高壓電氣設(shè)備的可靠運(yùn)行，高壓電氣設(shè)

33、備選擇與校驗(yàn)的一般 條件有：按正常工作條件包括電壓、電流、頻率、開斷電流等選擇；按短 路條件包括動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定校驗(yàn)；按環(huán)境工作條件如溫度、濕度、海拔等 選擇。 由于各種高壓電氣設(shè)備具有不同的性能特點(diǎn)，選擇與校驗(yàn)條件不盡相 同，高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)項(xiàng)目見表 5-1。 表 5-1 高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗(yàn)項(xiàng)目 短路電流校驗(yàn)設(shè)備名 稱 額定電 壓 額定電 流 開斷能 力動(dòng)穩(wěn)定熱穩(wěn)定 環(huán)境 條件 其它 斷路器 操作性能 負(fù)荷開 關(guān) 操作性能 隔離開 關(guān) 操作性能 熔斷器 上、下級(jí)間 配合 電流互 感器 電壓互 感器 二次負(fù)荷、 準(zhǔn)確等級(jí) 支柱絕 緣字 二次負(fù)荷、 準(zhǔn)確等級(jí) 穿墻套 管 母線 電纜

34、注：表中“”為選擇項(xiàng)目， “”為校驗(yàn)項(xiàng)目。 一、按正常工作條件選擇高壓電氣設(shè)備 （一）額定電壓和最高工作電壓 高壓電氣設(shè)備所在電網(wǎng)的運(yùn)行電壓因調(diào)壓或負(fù)荷的變化，常高于電網(wǎng) 的額定電壓，故所選電氣設(shè)備允許最高工作電壓 UN不得低于所接電網(wǎng)的 最高運(yùn)行電壓。 一般電氣設(shè)備允許的最高工作電壓可達(dá) 1.11.15UN ，而 實(shí)際電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓 UN.W一般不超過 1.1UN，因此在選擇電氣設(shè)備 時(shí)，一般可按照電氣設(shè)備的額定電壓 UN不低于裝置地點(diǎn)電網(wǎng)額定電壓 UN.W的條件選擇，即 UN UN.W （二）額定電流 電氣設(shè)備的額定電流 IN是指在額定環(huán)境溫度下，電氣設(shè)備的長期允 許通過電流。IN應(yīng)不

35、小于該回路在各種合理運(yùn)行方式下的最大持續(xù)工作電 流 Imax，即 IN Imax 計(jì)算時(shí)有以下幾個(gè)應(yīng)注意的問題： （1）由于發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和變壓器在電壓降低 5%時(shí)，出力保持不 變，故其相應(yīng)回路的 Imax為發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)或變壓器的額定電流的 1.5 倍； （2）若變壓器有過負(fù)荷運(yùn)行可能時(shí)， Imax應(yīng)按過負(fù)荷確定（1.32 倍變壓器額定電流） ； （3）母聯(lián)斷路器回路一般可取母線上最大一臺(tái)發(fā)電機(jī)或變壓器的 Imax； （4）出線回路的 Imax除考慮正常負(fù)荷電流（包括線路損耗）外，還 應(yīng)考慮事故時(shí)由其它回路轉(zhuǎn)移過來的負(fù)荷。 （三）按環(huán)境工作條件校驗(yàn) 在選擇電氣設(shè)備時(shí)，還應(yīng)考慮電氣設(shè)備安裝地點(diǎn)

36、的環(huán)境(尤須注意小 環(huán)境)條件，當(dāng)氣溫、風(fēng)速、溫度、污穢等級(jí)、海拔高度、地震烈度和覆 冰厚度等環(huán)境條件超過一般電氣設(shè)備使用條件時(shí)，應(yīng)采取措施。例如:當(dāng) 地區(qū)海拔超過制造部門的規(guī)定值時(shí)，由于大氣壓力、空氣密度和濕度相應(yīng) 減少，使空氣間隙和外絕緣的放電特性下降，一般當(dāng)海拔在 10003500m 范圍內(nèi)，若海拔比廠家規(guī)定值每升高 l00m，則電氣設(shè)備允許最高工作電 壓要下降 1%。當(dāng)最高工作電壓不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采用高原型電氣設(shè)備， 或采用外絕緣提高一級(jí)的產(chǎn)品。對(duì)于 110kV 及以下電氣設(shè)備，由于外絕 緣裕度較大，可在海拔 2000m 以下使用。 當(dāng)污穢等級(jí)超過使用規(guī)定時(shí)，可選用有利于防污的電瓷產(chǎn)

37、品，當(dāng)經(jīng)濟(jì) 上合理時(shí)可采用屋內(nèi)配電裝置。 當(dāng)周圍環(huán)境溫度 0和電氣設(shè)備額定環(huán)境溫度不等時(shí)，其長期允許工 作電流應(yīng)乘以修正系數(shù) K，即 N N N IKII max 0max p.r 我國目前生產(chǎn)的電氣設(shè)備使用的額定環(huán)境溫度 N=40。如周圍環(huán)境 溫度 0高于 40(但低于 60)時(shí)，其允許電流一般可按每增高 1，額 定電流減少 1.8%進(jìn)行修正，當(dāng)環(huán)境溫度低于 40時(shí)，環(huán)境溫度每降低 1，額定電流可增加 0.5%，但其最大電流不得超過額定電流的 20%。 二、按短路條件校驗(yàn) （一）短路熱穩(wěn)定校驗(yàn) 短路電流通過電氣設(shè)備時(shí)，電氣設(shè)備各部件溫度(或發(fā)熱效應(yīng))應(yīng)不超 過允許值。滿足熱穩(wěn)定的條件為 dz

38、t ttI 22 I 式中 It 由生產(chǎn)廠給出的電氣設(shè)備在時(shí)間 t 秒內(nèi)的熱穩(wěn)定電流。 I短路穩(wěn)態(tài)電流值。 t與 It相對(duì)應(yīng)的時(shí)間。 tdz短路電流熱效應(yīng)等值計(jì)算時(shí)間。 （二）電動(dòng)力穩(wěn)定校驗(yàn) 電動(dòng)力穩(wěn)定是電氣設(shè)備承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力，也稱動(dòng)穩(wěn)定。 滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件為 或 ches ii ches II 式中 ich、Ich短路沖擊電流幅值及其有效值； ies 、Ies電氣設(shè)備允許通過的動(dòng)穩(wěn)定電流的幅值及其有效值。 下列幾種情況可不校驗(yàn)熱穩(wěn)定或動(dòng)穩(wěn)定： （1）用熔斷器保護(hù)的電器，其熱穩(wěn)定由熔斷時(shí)間保證，故可不校驗(yàn) 熱穩(wěn)定。 （2）采用限流熔斷器保護(hù)的設(shè)備，可不校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定。 （3）裝設(shè)在電壓

39、互感器回路中的裸導(dǎo)體和電氣設(shè)備可不校驗(yàn)動(dòng)、熱 穩(wěn)定。 5.2 電氣設(shè)備的選擇和校驗(yàn) 1、斷路器 高壓斷路器是變電所主要電氣設(shè)備之一，其選擇的好壞，不但直接影 響變電所的正常狀態(tài)下運(yùn)行，而且也影響在故障條件下是否能可靠地分?jǐn)唷?斷路器的選擇根據(jù)額定電壓、額定電流、裝置種類、構(gòu)造型式、開斷電流 或開斷容量各技術(shù)參數(shù)，并且進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗(yàn)。 按額定電壓選擇 斷路器的額定電壓，應(yīng)不小于所在電網(wǎng)的額定電壓，即 UN UN.W 式中 UN斷路器的額定電壓，KV； UN.W 電網(wǎng)的額定電壓，KV。 按額定電流選擇 斷路器的額定電流 IN應(yīng)不小于回路的持續(xù)工作電流，即 IN Ica 式中 IN斷路器額定

40、電流，A； Ica回路持續(xù)工作電流，A。 按配電裝置種類選擇 裝置的種類指斷路器安裝的場(chǎng)所。裝設(shè)在屋內(nèi)的應(yīng)選屋內(nèi)型，裝設(shè)在 屋外的，應(yīng)選屋外型。 按構(gòu)造型式選擇 在相同技術(shù)參數(shù)的條件下，有各種型式的斷路器，如多油斷路器、少 油斷路器、空氣斷路器、六氟化硫斷路器等。要根據(jù)配電裝置的工作條件 和要求，結(jié)合各斷路器的特點(diǎn)來選用。 少油斷路器的特點(diǎn)是油量少、重量輕，不用采取特殊的防火防爆措施。 且其尺寸小、占地面積小，造價(jià)低。因此，凡是在技術(shù)上能滿足要求的場(chǎng) 合應(yīng)優(yōu)先采用。但少油斷路器由于油量少，在低溫下易于凝凍，故不適宜 嚴(yán)寒地區(qū)低溫下運(yùn)行。也不適于多次重合的場(chǎng)合。 空氣斷路器是無油不會(huì)起火，而且其

41、動(dòng)作速度快，斷路時(shí)間短，斷流 容量大，適用于多次重合的場(chǎng)合。但是，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，附有一套壓縮空氣 裝置，價(jià)值高。因此，只在要求動(dòng)作速度快，多次重合的情況下，才選用 空氣斷路器。 六氟化硫斷路器的特點(diǎn)滅弧性能好，在密封不好的情況下，在斷路器 周圍環(huán)境中易于沉積 SF6 氣體，并需進(jìn)行充氣。 在設(shè)計(jì)時(shí)，具體問題要具體分析，根據(jù)上述條件，選用技術(shù)上合理而 又經(jīng)濟(jì)的斷路器為宜。 2、隔離開關(guān) 隔離開關(guān)應(yīng)按其額定電壓、額定電流及使用的環(huán)境條件選擇出合適的 規(guī)格和型號(hào)，然后按短路電流的動(dòng)、熱穩(wěn)定性進(jìn)行校驗(yàn)。 按環(huán)境條件選擇隔離開關(guān)時(shí)，可根據(jù)安裝地點(diǎn)和環(huán)境選擇戶內(nèi)式、戶 外式、普通型或防污型等類型，防污型用于

42、污染比較嚴(yán)重的地方。隔離開 關(guān)按構(gòu)造可分為三柱式、雙柱式和 V 型結(jié)構(gòu)，工況企業(yè) 35KV 變電所戶 外多選用 V 型結(jié)構(gòu)。此外，隔離開關(guān)還有帶接地刀閘和不帶接地刀閘兩 種，帶接地刀閘的一般用于變電所進(jìn)線。在選擇隔離開關(guān)的同時(shí)還必須選 擇配套的操作機(jī)構(gòu)。 隔離開關(guān)的選擇，除了不校驗(yàn)開斷能力外，其余與斷路器的選擇相同， 因?yàn)楦綦x開關(guān)與斷路器串聯(lián)在回路中，網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)短路故障時(shí)，對(duì)隔離開關(guān) 的影響完全取決于斷路器的開斷時(shí)間，故計(jì)算數(shù)據(jù)與斷路器選擇時(shí)的計(jì)算 數(shù)據(jù)完全相同。 3、電流互感器 根據(jù)使用環(huán)境和安裝條件確定電流互感器的類型，然后按正常工作條 件及短路參數(shù)確定其規(guī)格。選擇步驟如下： （1）額定電壓

43、的選擇 電流互感器的額定電壓應(yīng)大于或等于電網(wǎng)的額定電壓，同斷路器額定 電壓的選擇。 （2）一次額定電流的選擇 電流互感器原邊額定電流 I1N應(yīng)大于等于 1.21.5 倍最大長時(shí)工作電 流 Ica，即 I1N (1.21.5)Ica (3)、確定準(zhǔn)確等級(jí) 電流互感器的準(zhǔn)確度級(jí)別有 0.2，0.5,1.0，3.0，10 等級(jí)。測(cè)量和計(jì)量 儀表使用的電流互感器為 0.2 級(jí)，只為電流、電壓測(cè)量用的電流互感器允 許使用 1.0 級(jí)，對(duì)非重要的測(cè)量允許使用 3.0 級(jí)。 （4）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 電流互感器滿足動(dòng)穩(wěn)定的條件是 im1es i2 N IK 式中 Kes-動(dòng)穩(wěn)定倍數(shù)，由產(chǎn)品目錄查出； iim-三相短

44、路沖擊電流，Ka （5）熱穩(wěn)定校驗(yàn) 電流互感器滿足熱穩(wěn)定的條件是 t tf 1 ts N SS I I K 式中 Kts-對(duì)應(yīng)于 t 的熱穩(wěn)定倍數(shù)，由產(chǎn)品目錄查出； t-給定的熱穩(wěn)定時(shí)間，一般為 1s； Iss-三項(xiàng)穩(wěn)態(tài)短路電流有效值，A； tf-短路電流的家鄉(xiāng)作用時(shí)間，s。 4、母線 （1）母線材料及形狀的選擇 母線材料一般采用鋁導(dǎo)體，對(duì)于 35kv 及以上的戶外母線常采用鋼芯 鋁導(dǎo)線，而 6kv 及以下的母線一般采用矩形母線。 （2）母線截面的選擇 1）按最大長時(shí)工作電流選擇 母線的長時(shí)允許電流應(yīng)大于或等于通過母線的最大長時(shí)工作電流，即 caso IIK P 式中 Ip母線的長時(shí)允許電流，

45、A Ica-通過母線的最大長時(shí)工作電流，A Kso-溫度校正系數(shù)。 2）按短路熱穩(wěn)定條件校驗(yàn) iskmin tK C I A SS 式中 Amin-母線的最小熱穩(wěn)定截面，mm2 ISS-通過母線的最大三相短路電流穩(wěn)定值，A; Ksk-集膚效應(yīng)系數(shù) C-導(dǎo)體的熱穩(wěn)定系數(shù) 3）母線的動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 三相短路時(shí)，位于同一平面的三相平行母線中產(chǎn)生的最大電動(dòng)力為 72)3( im 10* a i73 . 1 L KF S ）（ 式中 F-三相短路時(shí)，作用在母線一個(gè)跨距上的最大電動(dòng)力，N -三相短路電流的沖擊值，A )3( im i L-母線跨距，cm a-兩母線間中心線間的距離，cm Ks-母線的形狀系數(shù)

46、5、支柱絕緣子 主要用來支持導(dǎo)線和桿塔絕緣。目前種類很多，主要有懸式絕緣子， 針式絕緣子，蝴蝶型絕緣子，拉緊絕緣子，支柱絕緣子，鋼化玻璃絕緣子， 陶瓷橫擔(dān)，鋼化玻璃橫擔(dān)，各類電氣設(shè)備進(jìn)出線套管，以及穿墻套管等。 選高壓支柱式絕緣子： 戶外支柱： ZS 實(shí)心棒型支柱 ZSX 懸掛式棒式支柱 ZSW耐污型棒式支柱 戶內(nèi)支柱：ZN戶內(nèi)內(nèi)膠裝支柱瓷絕緣子 ZL戶內(nèi)聯(lián)合膠裝 Z 戶內(nèi)外膠裝 A，B，C，D機(jī)械破壞等級(jí) Y圓柱底座 T橢圓形底座 F方形 戶外選 ZSW35/4 戶內(nèi)選 ZL35/4 Y 6、高壓開關(guān)柜的選擇 （1） 、高壓開關(guān)柜型號(hào)的選擇 高壓開關(guān)柜按安裝地點(diǎn)和使用環(huán)境分，可分為戶內(nèi)型、戶

47、外型、普通 型、封閉型、礦用一般型和礦用防爆型等類型。按電器元件在高壓開關(guān)柜 內(nèi)的安裝方式不同可分為固定式和移開式兩種。按開關(guān)柜的安裝方式和維 護(hù)小球分，又分為靠墻或不靠墻安裝，單面或雙面維護(hù)。 在高壓開關(guān)柜中大都裝設(shè)少油斷路器，對(duì)于頻繁通斷或短路故障較多 的線路，要選中裝有真空斷路器的開關(guān)柜。選擇高壓開關(guān)柜的時(shí)候還應(yīng)考 慮其操作機(jī)構(gòu)，手動(dòng)式用于小型變電所，電磁式用于大、中型變電所。 （2） 、高壓開關(guān)柜一次電路方案的確定 選擇高壓開關(guān)柜的一次電路方案時(shí)，應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素： （1）開關(guān)柜的用途。高壓開關(guān)柜按用途不同，可分為進(jìn)線柜、出現(xiàn) 柜、電壓互感器柜等多種。開關(guān)柜的用途不同，柜內(nèi)的電氣元件

48、和接線方 式也不同，確定開關(guān)柜的一次電路方案時(shí)，應(yīng)首先考慮其用途。 （2）負(fù)荷情況。對(duì)于負(fù)荷容量大、繼電保護(hù)要求較高的用電戶，必 須使用斷路器進(jìn)行保護(hù)和控制；對(duì)于負(fù)荷容量較小，繼電保護(hù)要求不高的 用電戶，可采用裝有負(fù)荷開關(guān)和熔斷器的開關(guān)柜，對(duì)于單回路供電的用戶， 開關(guān)柜只要求斷路器靠近母線的一側(cè)裝設(shè)隔離開關(guān)；對(duì)雙回路供電的用戶， 斷路器兩側(cè)都應(yīng)該裝設(shè)隔離開關(guān)。 （3）開關(guān)柜之間的組合情況。變電所的進(jìn)線柜和聯(lián)絡(luò)柜，由于安裝 需要，往往選用兩種不同方案的開關(guān)柜組合使用。 （4）進(jìn)出線及安裝布置情況。為了保證足夠的安全距離，兩個(gè)架空 出線柜不得相鄰布置，中間至少應(yīng)隔開一個(gè)其他方案的開關(guān)柜。 3、高壓

49、開關(guān)柜電氣參數(shù)的選擇校驗(yàn) 當(dāng)高壓開關(guān)柜的型號(hào)和一次電路方案確定以后，開關(guān)柜中所裝電器元 件的型號(hào)也就基本確定。下一步應(yīng)對(duì)柜內(nèi)電氣元件的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行選擇校 驗(yàn)。主要開關(guān)電器的選擇和校驗(yàn)方法如前所述。有些高壓配電裝置，廠家 已經(jīng)進(jìn)行配套生產(chǎn)，選擇時(shí)，只需要按配電箱所給技術(shù)參數(shù)選擇校驗(yàn)即可。 第 6 章：導(dǎo)線的選擇與敷設(shè) 6.1 導(dǎo)線選擇的條件 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: 1、發(fā)熱條件 導(dǎo)線和電纜(包括母線)在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn) 生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。 2、電壓損耗條件 導(dǎo)線和電纜在通過正常最

50、大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損 耗，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓線路， 可不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。 3、經(jīng)濟(jì)電流密度 35KV 及以上的高壓線路及電壓在 35KV 以下但距離長電流大的線路， 其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費(fèi)用支出最小。 所選截面，稱為“經(jīng)濟(jì)截面”。此種選擇原則，稱為“年費(fèi)用支出最小”原則。 工廠內(nèi)的 10KV 及以下線路，通常不按此原則選擇。 4.機(jī)械強(qiáng)度 導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對(duì)于電 纜，不必校驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，但需校驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定度。母線也應(yīng)校驗(yàn)短路 時(shí)的穩(wěn)定度。對(duì)于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工

51、作電壓的要求。 6.2 電纜型號(hào)的含義 絕緣導(dǎo)體內(nèi)護(hù)層其他特征鎧裝層外被層 Z：紙絕 緣，無 P 或 D 為油 浸紙絕緣 L：鋁 無 L 為銅 Q：鉛包 L：鋁包 CY：充油 F：分相 D：不滴流 C：濾塵用 P：干絕緣 0：無 2：雙鋼帶 3：細(xì)鋼絲 4：粗鋼絲 0：無 1：纖維 層 2：聚氯 乙烯套 本設(shè)計(jì)中根據(jù)實(shí)際情況一般選擇使用鋁作為導(dǎo)體材料的電纜。 6.3 導(dǎo)線截面的選擇 高壓線路的導(dǎo)線截面一般按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，按最大長時(shí)工作電流 和允許電壓損失校驗(yàn)。 1、 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面 ed m.n e I I A 式中 Ae-導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面，mm2 Ied-經(jīng)濟(jì)電流密度，見工礦企

52、業(yè)供電表 6-17，A/mm2 Im.n-正常運(yùn)行時(shí)線路的最大長時(shí)工作電流，A 選取標(biāo)準(zhǔn)截面時(shí)，一般選等于或接近于 Ae的值。 2、 按最大長時(shí)工作電流選擇導(dǎo)線截面 caso IIK P 式中 Ica-線路的最大長時(shí)工作電流，A Ip-導(dǎo)線的長時(shí)允許電流，A Kso-溫度校正系數(shù) 本設(shè)計(jì)中利用按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面這種方法計(jì)算。 6.4 電纜的敷設(shè) 電纜線路的敷設(shè)應(yīng)該選擇一個(gè)最短的路徑，以便節(jié)約經(jīng)濟(jì)，還應(yīng)該符 合下列要求： （1）盡可能使電纜不致受到各種損壞及腐蝕； （2）避開規(guī)劃中建筑工程需要挖掘的地方； （3）便于維護(hù)。 8.1 變電所位置的選擇 選擇變電所位置時(shí)，應(yīng)依照國家十至二十年

53、的長遠(yuǎn)規(guī)劃和五至十 年的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，搞清所選變電所的負(fù)荷分布，近期和遠(yuǎn)期在系統(tǒng) 中的地位和作用，系統(tǒng)連接方式，電源潮流，負(fù)荷對(duì)象，供電要 求等，以滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，從而使所址位置選擇得比較 合理。變電所位置的選擇必須適應(yīng)電力系統(tǒng)發(fā)展規(guī)劃和布局的要 求，盡可能的接近主要用戶，靠近負(fù)荷中心。這樣，必然就會(huì)減 少輸電線路的投資和電能的損耗，既經(jīng)濟(jì)又節(jié)省能源。 因此變電所位置的確定遵循以下原則： (1)接近負(fù)荷中心。接近負(fù)荷中心主要從節(jié)約一次投資和減少運(yùn) 行時(shí)電能損耗的角度出發(fā)。 (2)進(jìn)出線方便。要有足夠的進(jìn)出線走廊，提供給架空進(jìn)線、電 纜溝或電纜隧道。 (3)靠近電源側(cè)。變電所應(yīng)靠近電源進(jìn)線側(cè)

54、布置，以免過大的功 率倒送，產(chǎn)生不必要的電能損耗和電壓損失。 (3)滿足供電半徑的要求。由于電壓等級(jí)決定了線路最大的輸送 功率和輸送距離，供電半徑過大導(dǎo)致線路上電壓損失太大，使末 端用電設(shè)備處的電壓不能滿足要求。因此變電所的位置應(yīng)保證所 有用電負(fù)荷均處于該站的有效供電半徑內(nèi)，否則應(yīng)增加變電所或 采取其他措施。 (4)運(yùn)輸設(shè)備方便。 (5)避免設(shè)在有劇烈震動(dòng)和高溫的場(chǎng)所。 (6)避免設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所。 避免設(shè)在潮濕或易積水場(chǎng)所。 8.2 配電室的建筑要求 目前，在 635KV 各級(jí)電壓屋內(nèi)配電裝置中，成套柜已被廣泛 使用。這些柜在屋內(nèi)的布置，雖有單、雙列之分或所處樓層的不 同，其布置

55、方法基本相同。 室內(nèi)平面布置，主要是協(xié)調(diào)室內(nèi)設(shè)備、通道及地下管溝道的相對(duì) 位置。也是土建專業(yè)進(jìn)行房屋設(shè)計(jì)的主要依據(jù)之一。 室內(nèi)平面布置是依據(jù)上述配置圖和第一節(jié)所講述的對(duì)配電裝置基 本要求第三條內(nèi)容及對(duì)尺寸進(jìn)行布置，布置時(shí)還應(yīng)考慮下列內(nèi)容： 柜體基礎(chǔ)槽鋼的埋設(shè)。 (2) 電纜管溝道的布置。 防爆緩沖間的設(shè)置。 配電室宜采用百葉窗與軸流風(fēng)機(jī)并用進(jìn)行通風(fēng)。風(fēng)機(jī)的選擇應(yīng)按 事故排煙量要求，裝設(shè)足夠數(shù)量的事故通風(fēng)裝置。 8.3 配電設(shè)備的布置原則 配電裝置場(chǎng)地是變電所用地的主要部分，我們這次設(shè)計(jì)的變電所 建于郊區(qū)，故其配電裝置可采取占地較少的高層或半高層的戶外 過半戶外布置。凡設(shè)備安裝在戶外支架或較高的基礎(chǔ)上，周圍不 設(shè)置防護(hù)圍攔，母線在上方的稱為半高層布置；母線為雙母線上 下兩層重疊布置，母線隔離開關(guān)在上層操作的稱為高層布置。若 將電壓較高的配電裝置和主變壓器布置在戶外，電壓較低的配電 裝置布置在內(nèi)，或?qū)⒏叩蛪号潆娧b置布置在戶內(nèi)，主變壓器布置 在戶外，則稱為半人型布置。